JPH02293570A - 冷媒凝縮器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業」−の利用分野］ 本発明は、冷媒を液化凝縮する冷媒凝縮器に関する． ［従来の技術］ 冷媒凝縮器の一例として、特開昭６１−２３５６９８号
公報、特開昭６２−１７５５８８号公報に開示された熱
交換器が知られている．この熱交換器は、一対のヘッダ
と、そのヘッダの間を連絡して熱交換流体を流す複数の
チューブとにより構成されている．［発明が解決しよう
とする課題］ 冷媒凝縮器には、冷媒圧縮機から少量のオイル（冷媒圧
縮機潤滑用》が混入した気相冷媒が供給される．このた
め、上述の熱交換器を冷凍サイクルの冷媒ａｍ器に用い
た場合、冷媒に混入したオイルが、ヘッダやチューブの
内面に付着し、冷媒とチューブとの熱伝達の妨げとなっ
ていた．つまり、チューブの内面に付着したオイルによ
って、冷媒凝縮器の凝縮能力が低下してしまう問題点を
備えていた． 本発明の目的は、冷媒凝縮能力の高い冷媒凝縮器の提供
にある． ［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明の冷媒凝縮器は、
次の技術的手段を採用する． 冷媒凝縮器は、少量のオイルが混入した気相冷媒が流入
する流入室内に、通過する気相冷媒中のオイルを分かす
るオイル分離手段を備えるとともに、このオイル分離手
段によって分離されたオイルが導かれる高温オイル室を
備えた第１ヘッダと、水平方向へ延び、上下方向に列設
され、・一端が前記第１ヘッダに接続される、前記高温
オイル室に連通するオイル冷却チューブを備えた多数の
チューブと、この多数のチューブの他端に接続され、前
記オイル冷却チューブと連通ずる低温オイル室を、冷媒
の通路となる他の室と区画する第２ヘッダとを具備する
． ［作用］ 冷媒圧縮機の吐出した、少量のオイルが混入する気相冷
媒は、第１ヘッダの流入室内へ流入する．流入室内へ流
入した冷媒は、オイル分離手段を通過する際に、オイル
と気相冷媒とに分離される．オイル分離手段を通過した
気相冷媒は、多数のチューブを通過する際に、チューブ
間を流れる流体（気休や液体》と熱交換を行い、液化、
凝縮される． 一方、オイル分離手段によって分離されたオイルは、第
１ヘッダ内の高温オイル室へ導かれる．高温オイル室へ
導かれたオイルは、高温オイル室からオイル冷却チュー
ブ内に流入する．オイル冷却チューブを流れるオイルは
、オイル冷却チューブを通過する際に冷却され、低い温
度のオイルとなって低温オイル室へ導かれる．そして、
低温オイル室へ導かれたオイルは、冷媒圧縮機の吸入側
に導かれる． なお、オイルを冷却する理由は、熱いオイルが冷媒圧縮
機に吸引されると、熱いオイルがさらに加熱されてオイ
ルが劣化するので、このオイルの劣化を防ぐためである
。また、高温のオイルが冷媒圧縮機に吸引されると、圧
縮効率が低下するので、この圧縮効率の低下を防ぐため
である．［発明の効果］ 本発明は、以上の作用で説明したように、流入室でオイ
ルを分離し、気相冷媒のみをチューブに導くため、各チ
ューブの内面には、オイルが付着するのが防がれる．こ
の結果、チューブ内を流れる冷媒とチューブとの熱の伝
達が良好に行われる．つまり、冷媒凝縮能力が、従来に
比較して向」−する． ［実施例］ 次に、本発明の冷媒凝縮器を、図に示す一実施例に基づ
き説明する． （構成） 第１図は冷媒凝縮器の断面図、第２図は冷凍サイクルの
冷媒回路図を示す． 冷媒凝縮器１は、冷凍サイクル２の構成部品で、冷媒圧
縮Ｒ３より送られてきた高温、高圧の気相冷媒を、空気
と熱交換させることによって冷却する．冷媒は、冷却さ
れることによって液化、凝縮し、冷媒凝縮器１で液化さ
れた冷媒は、レシーバ４、減圧装置５を介して、冷媒蒸
発器６へ送られる． 冷媒凝縮器１は、大別して多数のチューブ７、コルゲー
トフィン８、第１ヘッダ９、第２へッダ１０から構成さ
れる。

次に、チューブ７、コルゲートフィン８、第１ヘッダ９
、第２へツダ１０を、第３図の組み立て図を参照して説
明する． ａ）チューブ７の説明． チューブ７は、冷媒凝縮器１が例えば自動車などに搭載
された状態で、水平方向へ延び、多数《本実施例では８
本》上下方向へ列設されたものである．各チッーブ７は
、耐腐食性に優れ、熱伝達率の高い金属材料《例えばア
ルミニウム）よりなる偏平な管で、内部に多数の冷媒通
路が形成されている。

本実施例の多数のチューブ７は、上方より（搭載された
状態で）、３本の第１凝縮チューブ１１、２本の第２凝
縮チューブ１２、２本′の第３凝縮チューブ１３、１本
のオイル冷却チューブ１４から相成されている． なお、多数のチューブ７は、各チューブ７間にコルゲー
トフィン８を挟んで積層し、ろう付け前、治具１５（第
３図参照）によって保持される。

ｂ》コルゲートフィン８の説明． コルゲートフィン８は、各チューブ７の各間に挟まれて
、チューブ７間を流れる空気と、チューブ７内を流れる
冷媒との熱交換効率を向上させるもので、チューブ７と
同一の金属材料よりなる極薄の板材を、波状に曲折して
設けたものである．コルゲートフィン８には、熱交換効
率の向士．を図るため、多数のルーバ８ａ（第３図参照
》が形成されている． なお、両端のコルゲートフィンは、補助プレー｝８ｂに
挟まれて保持される． Ｃ）第１ヘツダ９の説明． 第１へッダ９は、多数のチューブ７の一端に接続される
もので、タンク１６、セバレータ１７、バイパス管１８
、金網１９、キャップ２０、冷媒流入管２１を組み合わ
せてなる． タンク１６は、チューブ７と同一の金属材料よりなる筒
状の容器で、側壁にチューブ７の端部を挿入する８つの
チューブ挿入穴１６ａが形成されるとともに、冷媒流入
管２１の端部を挿入する挿入穴が形成されている． セパレータ１７は、タンク１６の内部を、上方より《搭
載された状態で》、流入室２２、第２折返室２３、高温
オイル室２４とに区画する隔壁で、チューブ７と同一の
金属材料よりなる．なお、流入室２２は、３本の第１・
凝縮チューブ１１と連通ずる空間である．第２折返室２
３は、２本の第２凝縮チューブ１２および２本の第３凝
縮チューブ１３と連通ずる空間である．高温オイル室２
４は、１本のオイル冷却チューブ１４と連通ずる空間で
ある． 第１ヘッダ９に用いられるセバレータ１１には、バイパ
ス管１８を挿通する穴１７ａが形成されている．セパレ
ータ１１は、ろう付け前、タンク１６内にカシメによっ
て保持される． バイパス管１８は、第２折返室２３をバイパスして、流
入室２２の下部と高温オイル室２４とを連通ずる手段で
、チューブ７と同一の金属材料よりなる．金網１９は、
金属繊維を織った木目の細かいメッシュで、第４図およ
び第５図に示すように、冷媒流入管２１より流入室２２
を介して第１ａ！縮チューブ１１へ流入する気相冷・媒
がすべて、金網１９を通過するように、適宜曲折されて
、流入室２２内に挿入される．この金網１９は、本発明
のオイル分離手段で、気相冷媒が金網１９を通過する際
、気相冷媒中に含まれる少量のオイルが金網１９に捕捉
され、捕捉されたオイルが自重で流入室２２の下部に滴
下する．キャップ２０は、タンク１６の両端に取り付け
られる蓋で、チューブ７と同一の金属材料よりなる．冷
媒流入管２１は、冷媒圧縮機３の吐出口に連通ずる冷媒
配管が接続される接続管で、チューブ７と同一の金属材
料よりなる．冷媒流入管２１は、流入室２２に連通ずる
． ｄ）第２へッダ１０の説明． 第２ヘッダ１０は、多数のチューブ７の他端に接続され
るもので、タンク２５、セパレータ２６、キャップ２７
、冷媒流出管２８、オイル流出管２９を組み合わせてな
る． タンク２５は、第１ヘッダ９のタンク１６と同じもので
、側壁にチューブ７の端部を挿入する８つのチューブ挿
入穴２５ａが形成されるとともに、冷媒流出管２８の端
部を挿入する挿入穴が形成されている． セパレータ２６は、タンク２５の内部を、上方より（搭
載された状態で）、第１折返室３０、流出室３１、およ
び低温オイル室３２に区画する隔壁で、チューブ７と同
一の金属材料よりなる．なお、第１折返室３０は、３本
の第１凝縮チューブ１１と２本の第２、凝縮チューブ１
２とを連通ずる空間である．流出室３１は、２本の第３
凝縮チューブ１３と連通ずる空間である．低温オイル室
３２は、１本のオイル冷却チューブ１４と連通する空間
である．なお、セバレータ２６は、ろう付け前、タンク
２５内にカシメによって保持される． キャップ２７は、タンク２５の両端に取り付けられる菩
で、チューブ７と同一の金属材料よりなる。

タンク２５の下方に取り付けられるキャップ２７には、
オイル流出管２９を挿通する挿通穴が形成されている． 冷媒流出管２８は、レシーバ４と連通ずる冷媒配管が接
続される接続管で、チューブ７と同一の金属材料よりな
る。冷媒流出管２８は、流出室３１に連通する． オイル流出管２９は、冷媒圧縮機３の吸入側と連通する
オイルリターン配管３３（第２図参照）が接続される接
続管で、チューブ７と同一の金属材料よりなる．オイル
流出管２９は、低温オイル室３２の下部に開口し、冷温
オイル室３２に導かれたオイルを、オイルリターン配管
３３に導くものである．なお、オイルリターン配管３３
には、絞り等の減圧手段３３ａが設けられている． そして、上記の多数のチューブ７、コルゲートフィン８
、第１ヘッダ９、第２へッダ１０は、組み付け後に一体
ろう付けされる． 《実施例の作動》 次に、上記よりなる冷媒凝縮器１の作動を簡単に説明す
る．なお、冷媒凝縮器１は、各チューブ７が水平方向へ
延び、かつ上下方向へ列設されるように搭載されたもの
とする． 冷媒圧縮ｔｌｌ３より吐出された高温、高圧の気相冷媒
中には、冷媒圧縮機潤滑用のオイルが少量混入している
．このオイルが混入した気相冷媒は、冷媒流入管２１を
介して流入室２２内へ流入する．流入室２２より第１凝
縮チューブ１１に流入した気相冷媒は、オイル分離手段
である金網１９を通過する際、気相冷媒中に含まれるオ
イルが金１７１１９に付着し、気相冷媒とオイルとに分
離される．オイルが取り除かれた気相冷媒は、第１凝縮
チューブ１１、第１折返室３０、第２凝縮チューブ１２
、第２折返室２３、第３″ａ縮チューブ１３を順次流れ
て、流出室３１へ流入する．第１凝縮チューブ１１、第
２凝縮チューブ１２、第３凝縮チューブ１３を通過する
冷媒は、コルゲートフィン８を通過する空気と熱交換さ
れて冷却され、液化，凝縮する．そして、流出室３１内
に流入した液化冷媒は、冷媒流出管２８を介して冷媒ａ
ｉｓ器１の外部へ流出し、レシーバ４へ送られる． 一方、金ＩＲ１９に付着したオイルは、オイルの自重に
よって流入室２２内の下部に導かれる．流入室２２の下
部に導かれたオイルは、バイパス管１８を通って下方の
高温オイル室２４内へ導かれる．高温オイル室２４に導
かれたオイルは、オイル冷却チューブ１４に流入し、オ
イル冷却チューブ１４を通過する際、コルゲートフィン
８を通過する空気と熱交換されて冷却される．オイル冷
却千４−ブ１４を通過して冷却されたオイルは、低温オ
イル室３２内に流入し、オイル流出管２９、オイルリタ
ーン配管３３を介して冷媒圧縮機３の吸入側に導かれる
．（実施例の効果） イ）このように、冷媒ａｍ器１に流入したオイルは、流
入室２２で取り除かれるため、冷媒を凝縮する各チュー
ブ７内にオイルが侵入することが防がれる．このため、
従来のように、冷媒を凝縮するチューブの内面にオイル
が付着するのが防がれる． この結果、チューブ７内を流れる冷媒とチューブとの熱
の伝達が良好に行われ、冷媒凝縮能力が、従来に比較し
て向上する． 口》また、従来では、チューブ内にオイルが侵入するた
め、侵入したオイルがチューブの内面に付着して、冷媒
の流動抵抗が大きくなり，冷媒凝縮能力を劣化させてい
た．しかるに、本実施例の冷媒Ｉｌｍ器１は、冷媒を凝
縮するチューブ７内にオイルが侵入しないため、冷媒を
凝縮するチューブ７の内面にオイルが付着するのが防が
れる．この結果、冷媒を凝縮するチューブ７における冷
媒の流動抵抗が小さくなり、冷媒凝縮能力が従来に比較
して向上する． ハ》さらに、従来の冷媒凝縮器（一対のヘッダと複数の
チューブとにより構成されたもの）は、ヘッダの下部な
ど冷媒やオイルの澱む領域が存在するとともに、内部の
容積が大きい．このため、オイルが、冷媒凝縮器内に滞
留して、冷媒圧縮機が潤滑不足となり、冷媒圧縮機の寿
命の低下の要因となっていた．しかるに、本実施例に示
すように、冷媒の凝縮を行う部分に、オイルが滞留しな
いため、冷媒圧縮機３の潤滑不足を解消し、冷媒圧縮機
３の寿命を延ばすことができる．（変形例） 上記実施例では、オイル冷却チューブ１４を多数のチュ
ーブ７の下端に設けたが、例えば第６図に示すように、
多数のチューブ７の中間位置にオイル冷却チューブ１４
を設けても良い．なお、第６図の冷媒凝縮器１に示すよ
うに、流入室２２と高温オイル室２４とが隣接する場合
は、流入室２２と高温オイル室２４とを区画するセバレ
ータ１７は、無くても良い． オイル分離手段として、金網１９を例示したが、金属繊
維の束や、樹脂繊維、セラミック繊維によるメッシュま
たは束、あるいは樹脂、金属、セラミックによる多孔質
材料など、他の手段を用いても良い． 本発明の冷媒凝縮器１は、家庭用、］ｒ業用の冷房装置
、自動車用の冷房装置、船舶等の冷房装置など、あらゆ
る用途の冷媒凝縮器に使用することができる．

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の実施例を示すもので、第
１図は冷媒凝縮器の断面図、第２図は冷凍サイクルの冷
媒回路図、第３図は冷媒凝縮器の組立図、第４図および
第５図は金網の組み付けを説明するための説明図である
． 第６図は変形例を説明するための冷媒凝縮器の断面図で
ある．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）少量のオイルが混入した気相冷媒が流入す
   る流入室内に、通過する気相冷媒中のオイルを分離する
   オイル分離手段を備えるとともに、このオイル分離手段
   によって分離されれたオイルが導かれる高温オイル室を
   備えた第１ヘッダと、（ｂ）水平方向へ延び、上下方向
   に列設され、一端が前記第１ヘッダに接続される、前記
   高温オイル室に連通するオイル冷却チューブを備えた多
   数のチューブと、 （ｃ）この多数のチューブの他端に接続され、前記オイ
   ル冷却チューブと連通する低温オイル室を、冷媒の通路
   となる他の室と区画した第２ヘッダと を具備してなる冷媒凝縮器。