JP6670197B2 - 圧縮式冷凍機用凝縮器 - Google Patents
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Description
バッフル板が伝熱管をすくなくとも一本を覆うことにより、不凝縮ガスが滞留する場所への冷媒蒸気の流入が抑えられ、不凝縮ガスが滞留しやすくなる。また、反対にバッフル板の最大幅については、伝熱管の間隔が広い時、あるいは伝熱管が多い大型機の場合等、製品の仕様に応じて、冷媒の凝縮を阻害しない程度の伝熱管本数を覆う幅を定めればよい。
本発明の好ましい態様によれば、前記抽気管を凝縮器の冷媒蒸気流入口から遠い缶胴の箇所に設けることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記伝熱管群が上下方向に複数段配置され、前記バッフルおよび前記抽気管は最下段の伝熱管群側に設けたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記抽気管は、間隔をおいて形成された複数の抽気孔を有したヘッダ管からなることを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記伝熱管群の伝熱管は千鳥状に配列され、千鳥配置の伝熱管の少なくとも1列を抜いて空隙とし、該空隙を冷媒ガスの流路としたことを特徴とする。
(1)不凝縮ガスを抽気しやすい場所へ集め、効果的に抽気できる。
(2)不凝縮ガスを常時排出できるため、凝縮器の凝縮性能を維持できる。
図1は、本発明に係る凝縮器を備えたターボ冷凍機を示す模式図である。図1に示すように、ターボ冷凍機は、冷媒を圧縮するターボ圧縮機1と、圧縮された冷媒ガスを冷却水(冷却流体)で冷却して凝縮させる凝縮器2と、冷水(被冷却流体)から熱を奪って冷媒が蒸発し冷凍効果を発揮する蒸発器3と、凝縮器2と蒸発器3との間に配置される中間冷却器であるエコノマイザ4とを備え、これら各機器を冷媒が循環する冷媒配管5によって連結して構成されている。冷媒にはR123等の低圧冷媒を用いている。
左右一対のバッフル板17,17の下方には、不凝縮ガスを抽気するための抽気管18,18が設置されている。バッフル板17と抽気管18は左右一対でもよいが、1パス目側の片方でも効果が発揮できる。
図5(a),(b)は、図3および図4に示す抽気管18の断面図である。抽気管18は単純な両端が開口する管でもよいが、好ましい態様によれば、図5(a)に示すように、抽気管18は、円筒状の管からなり、その先端部が閉塞され、後端部に開口18aを有し、先端部側の下部に抽気孔18hを有している。図5(b)に示すように、抽気管18は管の先端を斜面にカットした短管でもよい。カット面は下側向きにする。このような構成により、冷媒液が抽気管に流入し難く、抽気しやすい。抽気管18は、その先端部側が缶胴11内に挿入されることにより、抽気孔18hを介して缶胴11内の不凝縮ガスを抽気し、抽気した不凝縮ガスを後端部の開口18aよりパージタンク(図示せず)に排出するようになっている。
一方、上段左伝熱管群14ULおよび上段右伝熱管群14URの最上段の伝熱管列の上方には、左右一対のバッフル板17,17が設置されているため、缶胴11の内壁と上段左伝熱管群14ULとの間の隙間および缶胴11の内壁と上段右伝熱管群14URとの間の隙間が塞がれ、冷媒ガスがこの隙間から下方へ流れ難く、バッフル板下方付近の伝熱管はまだ充分な凝縮能力がある。ここの伝熱管への冷媒ガス供給は、上段伝熱管群14U内から缶胴11の内壁と上段左伝熱管群14ULとの間の隙間および缶胴11の内壁と上段右伝熱管群14URとの間の隙間に向かって流れる冷媒ガス、および上段左伝熱管群14ULと下段左伝熱管群14LLとの間の隙間および上段右伝熱管群14URと下段右伝熱管群14LRとの間の隙間を通過し、更に缶胴11の内壁と上段左伝熱管群14ULとの間の隙間および缶胴11の内壁と上段右伝熱管群14URとの間の隙間から流れてきた冷媒ガスにより供給される。このように上方から流れる冷媒ガスGの流れは、左右一対のバッフル板17,17により堰き止められ、バッフル板下方付近の伝熱管に向かって伝熱管群内部および伝熱管群下方からの冷媒ガスの流れが形成される。バッフル板下方付近に流れてきた冷媒ガス(冷媒蒸気)は伝熱管表面で凝縮され、冷媒ガス中に混入している不凝縮ガスが滞留しやすい。そのため、各バッフル板17の下方には、不凝縮ガスが滞留するため、この滞留した不凝縮ガスを抽気管18によって抽気し、抽気した不凝縮ガスをパージタンク(図示せず)に排出する。
図8は、図6および図7に示す抽気管18の斜視図である。図8に示すように、抽気管18は、長尺の円筒状の管からなり、その両端部が閉塞され、下部に間隔をおいて形成された多数の抽気孔18hを有している。抽気管18は、その中央部に短管からなる排気管18eを備えている。抽気管18は、長尺の円筒状の管が缶胴11内に挿入されることにより、多数の抽気孔18hを介して缶胴11内の不凝縮ガスを抽気し、抽気した不凝縮ガスを排気管18eによりパージタンク(図示せず)に排出するようになっている。
一方、上段左伝熱管群14ULおよび上段右伝熱管群14URの最上段の伝熱管列の上方には、左右一対のバッフル板17,17が設置されているため、缶胴11の内壁と上段左伝熱管群14ULとの間の隙間および缶胴11の内壁と上段右伝熱管群14URとの間の隙間が塞がれ、冷媒ガスがこの隙間から下方へ流れ難く、バッフル板下方付近の伝熱管はまだ充分な凝縮能力がある。ここの伝熱管への冷媒ガス供給は、上段伝熱管群14U内から缶胴11の内壁と上段左伝熱管群14ULとの間の隙間および缶胴11の内壁と上段右伝熱管群14URとの間の隙間に向かって流れる冷媒ガス、および上段左伝熱管群14ULと下段左伝熱管群14LLとの間の隙間および上段右伝熱管群14URと下段右伝熱管群14LRとの間の隙間を通過し、更に缶胴11の内壁と上段左伝熱管群14ULとの間の隙間および缶胴11の内壁と上段右伝熱管群14URとの間の隙間から流れてきた冷媒ガスにより供給される。このように上方から流れる冷媒ガスGの流れは、左右一対のバッフル板17,17により堰き止められ、バッフル板下方付近の伝熱管に向かって伝熱管群内部および伝熱管群下方からの冷媒ガスの流れが形成される。バッフル板下方付近に流れてきた冷媒ガス(冷媒蒸気)は伝熱管表面で凝縮され、冷媒ガス中に混入している不凝縮ガスが滞留しやすい。そのため、各バッフル板17の下方には、不凝縮ガスが滞留するため、この不凝縮ガスを抽気管18によって抽気し、抽気した不凝縮ガスをパージタンクに排出する。
一方、下段左伝熱管群14LLおよび下段右伝熱管群14LRの最上段の伝熱管列の上方には、左右一対のバッフル板17,17が設置されているため、缶胴11の内壁と下段左伝熱管群14LLとの間の隙間および缶胴11の内壁と下段右伝熱管群14LRとの間の隙間が塞がれ、冷媒ガスがこの隙間から下方へ流れ難く、バッフル板下方付近の伝熱管はまだ充分な凝縮能力がある。ここの伝熱管への冷媒ガス供給は、下段伝熱管群14L内から缶胴11の内壁と下段左伝熱管群14LLとの間の隙間および缶胴11の内壁と下段右伝熱管群14LRとの間の隙間に向かって流れる冷媒ガス、および下段左伝熱管群14LLと下段右伝熱管群14LRの下方を通過し、更に缶胴11の内壁と下段左伝熱管群14LLとの間の隙間および缶胴11の内壁と下段右伝熱管群14LRとの間の隙間から流れてきた冷媒ガスにより供給される。このように上方から流れる冷媒ガスGの流れは、左右一対のバッフル板17,17により堰き止められ、バッフル板下方付近の伝熱管に向かって伝熱管群内部および伝熱管群下方からの冷媒ガスの流れが形成される。バッフル板下方付近に流れてきた冷媒ガス(冷媒蒸気)は伝熱管表面で凝縮され、冷媒ガス中に混入している不凝縮ガスが滞留しやすい。そのため、各バッフル板17の下方には、不凝縮ガスが滞留するため、この滞留した不凝縮ガスを抽気管18によって抽気し、抽気した不凝縮ガスを冷媒ガスとともにパージタンクに排出する。
一方、下段左伝熱管群14LLおよび下段右伝熱管群14LRの最上段の伝熱管列の上方には、左右一対のバッフル板17,17が設置されているため、缶胴11の内壁と下段左伝熱管群14LLとの間の隙間および缶胴11の内壁と下段右伝熱管群14LRとの間の隙間が塞がれ、冷媒ガスがこの隙間から下方へ流れ難く、バッフル板下方付近の伝熱管はまだ充分な凝縮能力がある。ここの伝熱管への冷媒ガス供給は、下段伝熱管群14L内から缶胴11の内壁と下段左伝熱管群14LLとの間の隙間および缶胴11の内壁と下段右伝熱管群14LRとの間の隙間に向かって流れる冷媒ガス、および下段左伝熱管群14LLと下段右伝熱管群14LRの下方を通過し、更に缶胴11の内壁と下段左伝熱管群14LLとの間の隙間および缶胴11の内壁と下段右伝熱管群14LRとの間の隙間から流れてきた冷媒ガスにより供給される。このように上方から流れる冷媒ガスGの流れは、左右一対のバッフル板17,17により堰き止められ、バッフル板下方付近の伝熱管に向かって伝熱管群内部および伝熱管群下方からの冷媒ガスの流れが形成される。バッフル板下方付近に流れてきた冷媒ガス(冷媒蒸気)は伝熱管表面で凝縮され、冷媒ガス中に混入している不凝縮ガスが滞留しやすい。そのため、各バッフル板17の下方には、不凝縮ガスが滞留するため、この滞留した不凝縮ガスを抽気管18によって抽気し、抽気した不凝縮ガスをパージタンクに排出する。
第7の実施形態においては、缶胴11の内壁と下段伝熱管群14Lとの間の隙間は、一方(図15において右側)が広く、他方(図15において左側)が狭くなっている。また、缶胴11の内壁と下段伝熱管群14Lとの間の隙間が狭い方(図15において左側)の缶胴11の内壁には、下段伝熱管群14Lのやや上方の位置においてバッフル板17が固定されている。バッフル板17は、細長い薄板状部材からなり、管板12,12間で缶胴11の長手方向に延びている。抽気管が短管の場合、全長ではなく、バッフル板17は抽気管18近傍の一部でもよい。バッフル板17は、缶胴11の内壁から内側に向かって水平に延び、下段伝熱管群14Lにおける最上段の伝熱管列の端部側にある所定の本数の伝熱管13を覆うように配置されている。バッフル板17の下方には、不凝縮ガスを抽気するための抽気管18が設置されている。抽気管18は、図4と同様に缶胴11の両端部に設置されている(図示せず)。抽気管18は、図5に示す抽気管18と同様の構成である。
一方、下段伝熱管群14Lの最上段の伝熱管列の上方には、バッフル板17が設置されているため、缶胴11の内壁と下段伝熱管群14Lとの間の隙間が塞がれ、冷媒ガスがこの隙間から下方へ流れ難く、バッフル板下方付近の伝熱管はまだ充分な凝縮能力がある。ここの伝熱管への冷媒ガス供給は、下段伝熱管群14L内から缶胴11の内壁と下段伝熱管群14Lとの間の狭い方の隙間に向かって流れる冷媒ガス、および下段伝熱管群14Lの下方を通過し、更に缶胴11の内壁と下段伝熱管群14Lとの間の狭い方の隙間から流れてきた冷媒ガスにより供給される。このように上方から流れる冷媒ガスGの流れは、バッフル板17により堰き止められ、バッフル板下方付近の伝熱管に向かって伝熱管群内部および伝熱管群下方からの冷媒ガスの流れが形成される。バッフル板下方付近に流れてきた冷媒ガス(冷媒蒸気)は伝熱管表面で凝縮され、冷媒ガス中に混入している不凝縮ガスが滞留しやすい。そのため、バッフル板17の下方には、不凝縮ガスが滞留するため、この滞留した不凝縮ガスを抽気管18によって抽気し、抽気した不凝縮ガスをパージタンクに排出する。
第8の実施形態においては、缶胴11の内壁と下段伝熱管群14Lとの間の隙間は、一方(図16においては右側)が広く、他方(図16においては左側)が狭くなっている。また、缶胴11の内壁と下段伝熱管群14Lとの間の隙間が狭い方(図16においては左側)の缶胴11の内壁には、下段伝熱管群14Lのやや上方の位置においてバッフル板17が固定されている。バッフル板17は、細長い薄板状部材からなり、管板12,12間で缶胴11の長手方向に延びている。バッフル板17は、缶胴11の内壁から内側に向かって水平に延び、下段伝熱管群14Lにおける最上段の伝熱管列の端部側にある所定の本数の伝熱管13を覆うように配置されている。バッフル板17の下方には、不凝縮ガスを抽気するための抽気管18が設置されている。抽気管18は、図7と同様に缶胴11の長手方向に延びる円筒状の管から構成されている(図示せず)。抽気管18は、図8に示す抽気管18と同様の構成である。
一方、下段伝熱管群14Lの最上段の伝熱管列の上方には、バッフル板17が設置されているため、缶胴11の内壁と下段伝熱管群14Lとの間の隙間が塞がれ、冷媒ガスがこの隙間から下方へ流れ難く、バッフル板下方付近の伝熱管はまだ充分な凝縮能力がある。ここの伝熱管への冷媒ガス供給は、下段伝熱管群14L内から缶胴11の内壁と下段伝熱管群14Lとの間の狭い方の隙間に向かって流れる冷媒ガス、および下段伝熱管群14Lの下方を通過し、更に缶胴11の内壁と下段伝熱管群14Lとの間の狭い方の隙間から流れてきた冷媒ガスにより供給される。このように上方から流れる冷媒ガスGの流れは、バッフル板17により堰き止められ、バッフル板下方付近の伝熱管に向かって伝熱管群内部および伝熱管群下方からの冷媒ガスの流れが形成される。バッフル板下方付近に流れてきた冷媒ガス(冷媒蒸気)は伝熱管表面で凝縮され、冷媒ガス中に混入している不凝縮ガスが滞留しやすい。そのため、バッフル板17の下方には、不凝縮ガスが滞留するため、この滞留した不凝縮ガスを抽気管18によって抽気し、抽気した不凝縮ガスをパージタンクに排出する。
1)伝熱管群と缶胴の内壁の間にバッフル板17を設置し、その下に抽気管18を配置する。
2)伝熱管の配置を調整し、冷媒蒸気の流路を作り、蒸気流れが抽気管18の付近に向かって流れるようにする。
3)短管を用いた抽気管は缶胴の両端部に設置されている。また、長手方向に延びる円筒状の管から構成された抽気管は缶胴の長手方向に設置されている。
図17(a)〜(d)に示す実施形態においては、伝熱管群14は上段伝熱管群14Uと下段伝熱管群14Lとからなり、冷媒入口11INは缶胴11の側面(側部)に設けている。冷媒入口11INから遠い位置で且つ缶胴11の内部の上下端付近に上下一対のバッフル板17,17を設け、上下一対のバッフル板17,17の近傍に抽気管18,18を設けている。すなわち、各抽気管18は、冷媒ガス(冷媒蒸気)の流れ方向において、バッフル板17の下流側に設置されている。バッフル板17と抽気管18は上下一対でもよいが、1パス目側の片方でも効果が発揮できる。
(1)伝熱管群内部まで冷媒蒸気を供給でき、各伝熱管の性能が十分発揮できる。
(2)不凝縮ガスが意図的に設けた抽気場所付近に流れ、抽気しやすくなる。
このように、凝縮器の中で、バッフル板17の設置や冷媒蒸気流路21の形成により、不凝縮ガスの滞留場所を、抽気しやすい缶胴11の側面(側部)に形成することで、抽気管18により不凝縮ガスを容易に抽気することができる。
2 凝縮器
3 蒸発器
4 エコノマイザ
5 冷媒配管
8 流路
11 缶胴
11IN 冷媒入口
12 管板
13 伝熱管
14 伝熱管群
14L 下段伝熱管群
14U 上段伝熱管群
15L ヘッダ部
15R ヘッダ部
16 仕切板
17,20 バッフル板
18,18−1,18−2,18−3 抽気管
18h 抽気孔
21 冷媒蒸気流路
G 冷媒ガス
Claims (9)
- 缶胴と、該缶胴の両端を閉塞する管板と、前記缶胴内に配置された伝熱管群とを備え、前記缶胴内に導入された冷媒ガスと前記伝熱管群を流通する冷却水との間で熱交換を行って冷媒ガスを凝縮させる圧縮式冷凍機用凝縮器において、
前記缶胴の内壁と前記伝熱管群との間にバッフル板を設け、該バッフル板によって不凝縮ガスが滞留する場所を形成し、
前記不凝縮ガスが滞留する場所に、前記不凝縮ガスを抽気する抽気管を設け、
前記抽気管は前記バッフル板の下方に位置していることを特徴とする圧縮式冷凍機用凝縮器。 - 前記バッフル板は前記伝熱管群の外側から所定の本数の伝熱管を覆うように配設されたことを特徴とする請求項1記載の圧縮式冷凍機用凝縮器。
- 前記抽気管を冷却水の第一パス伝熱管群入口近傍または第一パス伝熱管群出口近傍に設けることを特徴とする請求項1または2記載の圧縮式冷凍機用凝縮器。
- 前記抽気管を凝縮器の冷媒蒸気流入口から遠い缶胴の箇所に設けることを特徴とする請求項1または2記載の圧縮式冷凍機用凝縮器。
- 前記伝熱管群が上下方向に複数段配置され、前記バッフルおよび前記抽気管は最下段の伝熱管群側に設けたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の圧縮式冷凍機用凝縮器。
- 前記抽気管は、少なくとも1つの抽気孔を有した短管からなることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の圧縮式冷凍機用凝縮器。
- 前記抽気管は、間隔をおいて形成された複数の抽気孔を有したヘッダ管からなることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の圧縮式冷凍機用凝縮器。
- 前記缶胴の内壁と前記伝熱管群との間の隙間の一部分を、他の隙間部分より広くすることにより冷媒ガスが流れやすい流路を形成したことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の圧縮式冷凍機用凝縮器。
- 前記伝熱管群の伝熱管は千鳥状に配列され、千鳥配置の伝熱管の少なくとも1列を抜いて空隙とし、該空隙を冷媒ガスの流路としたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の圧縮式冷凍機用凝縮器。
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