JP2000065434A - 二重管式熱交換器 - Google Patents

二重管式熱交換器

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトで安価なガスインジェクション回
路や過冷却回路を構成できる二重管式熱交換器を提供す
る。 【解決手段】 この二重管式熱交換器１は、外管３に導
入された冷媒が、膨張しながら内管２内へ導入される絞
り穴６を内管２に形成した。したがって、外管３に導入
された冷媒の一部を、内管２に形成された絞り穴６から
内管２内に膨張させながら導入させることができる。つ
まり、内管２に形成した絞り穴６がバイパス流の膨張機
構の役割を果たす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍機の過冷却
回路やガスインジェクション回路などに用いられ、冷媒
の主流とバイパス流との間で熱交換させる二重管式熱交
換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、二重管式熱交換器としては、図２
に示すように、円筒形状の内管１０１と、この内管１０
１の外周面を包むように囲んでいる外管１０２とを備え
たものがある。この二重管式熱交換器１０３の外管１０
２の一方の端のポート１０５は、整流回路１０７の流出
端１０７Ａに接続され、外管１０２の他方の端のポート
１０６は主電動膨張弁１０８を経由して整流回路１０７
の流入端１０７Ｂに接続される。また、上記流出端１０
７Ａは、バイパス電動膨張弁１１２を経由して、内管１
０１の上流側の口１１１に接続されている。そして、こ
の内管１０１の下流側の口１１３は、バイパス配管１１
５に接続される。なお、整流回路１０７は、流入端１０
７Ｂから流出端１０７Ａの方向へ順方向接続された４つ
の逆止弁１２１,１２２,１２３,１２４からなる。この
逆止弁１２１と１２３の接続管１０７Ｃ,逆止弁１２２
と１２４の接続管１０７Ｄが主流回路への接続管とな
る。また、バイパス配管１１４に取りつけられたサーミ
スタ１１９は、バイパス流冷媒の温度を検出する。この
検出した温度情報は、バイパス電動膨張弁１１２の開度
制御に役立てられる。
【０００３】ここで、図３に示すように、上記バイパス
配管１１５を、圧縮機１１６の中間圧の箇所に接続し、
接続管１０７Ｃ,１０７Ｄを室外熱交換器２０１,２０２
に接続すれば、ガスインジェクション回路を構成でき
る。このガスインジェクション回路によれば、冷房時に
おいて、凝縮器となる室外熱交換器２０１からの冷媒
を、バイパス電動膨張弁１１２で膨張させて内管１０１
に導き、外管１０２内の主流冷媒で暖めてから、バイパ
ス配管１１５を経由して圧縮機１１６の中間圧の箇所に
注入できる。また、暖房時においても、凝縮器となる室
内熱交換器２０２からの冷媒を、バイパス電動膨張弁１
１２,内管１０１を経由して、外管１０２内の冷媒で暖
めてから、バイパス配管１１５を経由して、圧縮機１１
６の中間圧の箇所に注入できる。
【０００４】一方、図４に示すように、上記バイパス配
管１１５を、圧縮機１１６の吸入側に接続し、接続管１
０７Ｃ,１０７Ｄを室外熱交換器２０１,２０２に接続す
れば、過冷却回路を構成できる。この過冷却回路によれ
ば、冷房時において、室外熱交換器２０１からの冷媒を
バイパス膨張弁１１２で膨張させて内管１０１に導き、
外管１０２内の主流冷媒を過冷却してから、バイパス配
管１１５を経由して圧縮機１１６の吸入側に戻すことが
できる。また、暖房時においても、室内熱交換器２０２
からの冷媒を、バイパス電動膨張弁１１２で膨張させて
内管１０１に導き、外管１０２内の主流冷媒を過冷却し
てから、バイパス配管１１５を経由して圧縮機１１６の
吸入側に戻すことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
二重管式熱交換器１０３によれば、上述のように、ガス
インジェクション回路や過冷却回路を構成するために、
新たな減圧機構つまりバイパス電動膨張弁１１２が必要
になる。したがって、構造の複雑化,コストアップを招
くという問題がある。
【０００６】そこで、この発明の目的は、コンパクトで
安価なガスインジェクション回路や過冷却回路を構成で
きる二重管式熱交換器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の二重管式熱交換器は、外側流路に
流す冷媒と、内側流路に流す冷媒との間で熱交換させる
二重管式熱交換器であって、内側流路と外側流路とを連
通させる絞り流路を備え、この絞り流路によって、外側
流路に導入された冷媒を膨張させながら内側流路に導入
するようにしたことを特徴としている。
【０００８】この発明の二重管式熱交換器では、外側流
路に導入された冷媒の一部が、絞り流路から内側流路内
に膨張しながら導入される。そして、この内側流路内に
導入された膨張したバイパス冷媒と、外側流路内に流す
主流冷媒とを熱交換させる。したがって、この発明の二
重管式熱交換器でガスインジェクション回路を構成した
場合には、主流冷媒でバイパス冷媒をガス化でき、過冷
却回路を構成した場合には、バイパス冷媒で主流冷媒を
過冷却できる。
【０００９】このように、この発明の二重管式熱交換器
によれば、内側流路と外側流路とを連通させる絞り流路
がバイパス流の膨張機構の役割を果たすから、コンパク
トで安価なガスインジェクション回路や過冷却回路を構
成できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。
【００１１】図１に、この発明の二重管式熱交換器の実
施の形態を示す。この二重管式熱交換器１は、内管２と
外管３を備えている。内管２は、略円筒形状であり、一
端２Ａが閉鎖されており、他端２Ｂが開放されていてポ
ート５を構成している。内管２の一端２Ａ近傍の周面に
は、絞り流路としての小径の絞り穴６が形成されてい
る。一方、外管３は、内管２の両端２Ａと２Ｂの間の部
分２Ｃを包むように、内管２の外周面に固定されてい
る。この外管３は、外周面３Ａの両端付近に入口７と出
口８を有している。
【００１２】二重管式熱交換器１の外管３の入口７は、
４つの逆止弁１１,１２,１３,１４で構成された整流回
路１５の流出端１５Ａに接続されており、外管３の出口
８は、主電動膨張弁１６を経由して、整流回路１５の流
入端１５Ｂに接続されている。また、二重管式熱交換器
１の内管２のポート５は電磁弁１８を備えたバイパス配
管２０に接続されている。
【００１３】上記整流回路１５を構成する逆止弁１１,
１２,１３,１４は、流入端１５Ｂから流出端１５Ａに向
かって順方向に接続されており、逆止弁１１と１３が直
列に接続されており、逆止弁１２と１４が直列に接続さ
れている。また、逆止弁１１と１３の接続点１５Ｃと、
逆止弁１２と１４の接続点１５Ｄとが、冷凍機の主流冷
媒回路に接続される。すなわち、図１に示した二重管式
熱交換器１と整流回路１５とが構成する回路２５は、図
３,図４に示す従来の二重管式熱交換器１０３を含む破
線で囲んだ回路１３０と取り替えて使用することで、ガ
スインジェクション回路もしくは過冷却回路を構成する
ことになる。
【００１４】まず、上記構成の二重管式熱交換器１を有
する回路２５を、例えば、図３に示す従来回路１３０に
替えて接続して、ガスインジェクション回路とした場合
の動作を説明する。この場合、４路切替弁２０３が実線
経路を連通させる冷房時には、凝縮器として働く室外熱
交換器２０１からの冷媒が、整流回路１５の逆止弁１１
を通って、二重管式熱交換器１の外管３の入口７に導入
される。この外管３の入口７に導入された冷媒の内の主
流となる冷媒は、外管３内を通って出口８から出て、主
電動膨張弁１６で膨張し、整流回路１５の逆止弁１４を
通って、蒸発器として働く室内熱交換器２０２に導入さ
れる。一方、上記外管３の入口７に導入された冷媒の
内、小径絞り穴６から膨張しながら内管２内に入った冷
媒は、主流冷媒と熱交換してガス化して、他端２Ｂのポ
ート５からバイパス配管２０の電磁弁１８を通って、圧
縮機１１６の中間圧の箇所に注入される。また、４路切
替弁２０３が破線経路を連通させる暖房時には、凝縮器
として働く室内熱交換器２０２からの冷媒が、整流回路
１５の逆止弁１２を通って、二重管式熱交換器１の外管
３の入口７に導入される。この外管３の入口７に導入さ
れた冷媒の内の主流となる冷媒は、外管３内を通って出
口８から出て、主電動膨張弁１６で膨張し、整流回路１
５の逆止弁１３を通って、蒸発器として働く室外熱交換
器２０１に導入される。一方、上記外管３の入口７に導
入された冷媒の内、小径絞り穴６から膨張しながら内管
２内に入った冷媒は、主流冷媒と熱交換してガス化し
て、他端２Ｂのポート５からバイパス配管２０の電磁弁
１８を通って、圧縮機１１６の中間圧の箇所に注入され
る。なお、電磁弁１８を開閉することで、ガスインジェ
クションをオンオフできる。
【００１５】このように、この実施形態の二重管式熱交
換器１によれば、内管２の外周面３Ａに形成された小径
の絞り穴６が、従来の図３,図４におけるバイパス電動
膨張弁１１２の役割を果たす。したがって、この二重管
式熱交換器１によれば、新たな減圧機構を追加すること
なく、ガスインジェクション回路を構成でき、構造の複
雑化やコストアップを抑制でき、コンパクトで安価なガ
スインジェクション回路を構成できる。
【００１６】また、図１の回路２５を、図４に示す従来
回路１３０に替えて接続して、過冷却回路とすることも
できる。この場合にも、前述のガスインジェクション回
路と同様に、二重管式熱交換器１の内管２に形成された
絞り穴６がバイパス流のための膨張機構の役割を果たす
から、新たな膨張機構を追加することなく、過冷却回路
を構成でき、コンパクトで安価な過冷却回路を構成でき
る。
【００１７】尚、上記実施形態では、内管２に形成した
小径の絞り穴６を絞り流路としたが、外管３の入口７付
近の外周面３Ａと内管２の端２Ａとを接続する小径の絞
り管を絞り流路としてもよい。この絞り管によって、外
管３に導入された冷媒を膨張させながら内管２内に導入
する。また、上記実施形態の説明では、二重管式熱交換
器１を整流回路１５と組み合わせて回路２５を構成し
て、冷暖両用としたが、適用する冷凍機を冷房専用に使
用するならば、整流回路１５を省略してもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の発
明の二重管式熱交換器は、外側流路に導入された冷媒
が、絞り流路を通って膨張しながら内側流路内へ導入さ
れる。
【００１９】したがって、この発明の二重管式熱交換器
によれば、内側流路と外側流路とを連通させる絞り流路
がバイパス流の膨張機構の役割を果たすから、コンパク
トで安価なガスインジェクション回路や過冷却回路を構
成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の二重管式熱交換器の実施の形態と
整流回路とを含む回路の模式図である。
【図２】 従来の二重管式熱交換器を備える回路の模式
図である。
【図３】 ガスインジェクション回路を備えた冷凍機の
回路図である。
【図４】 過冷却回路を備えた冷凍機の回路図である。
【符号の説明】 １…二重管式熱交換器、２…内管、３…外管、３Ａ…外
周面、５…ポート、６…絞り穴、７…入口、８…出口、
１１,１２,１３,１４…逆止弁、１５…整流回路、１５
Ａ…流出端、１５Ｂ…流入端、１５Ｃ,１５Ｄ…接続
点、１６…主電動膨張弁、１８…電磁弁、２０…バイパ
ス配管、２５…回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外側流路(３)に流す冷媒と、内側流路
    (２)に流す冷媒との間で熱交換させる二重管式熱交換器
    であって、 内側流路(２)と外側流路(３)とを連通させる絞り流路
    (６)を備え、この絞り流路(６)によって、外側流路(３)
    に導入された冷媒を膨張させながら内側流路(２)に導入
    するようにしたことを特徴とする二重管式熱交換器。
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