JPH08200982A - 水冷却器 - Google Patents
水冷却器Info
- Publication number
- JPH08200982A JPH08200982A JP695195A JP695195A JPH08200982A JP H08200982 A JPH08200982 A JP H08200982A JP 695195 A JP695195 A JP 695195A JP 695195 A JP695195 A JP 695195A JP H08200982 A JPH08200982 A JP H08200982A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- refrigerant
- tube
- transfer tube
- water cooler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】Ｕ字形伝熱管は冷媒入口側に近い伝熱管直管部
２とＵ字部３は外径が小さく、冷媒出口側に近い伝熱管
直管部３で構成され、しかも冷媒入口側に近い伝熱管直
管部２はシェル中心線５に対して冷媒出口側に近い伝熱
管３より離れた所に配置する。 【効果】冷媒入口側に近い伝熱管直管部は管径が小さい
ので、ここを通過する冷媒流速が速くなり、冷媒側熱伝
達率を向上させることが可能となる。
２とＵ字部３は外径が小さく、冷媒出口側に近い伝熱管
直管部３で構成され、しかも冷媒入口側に近い伝熱管直
管部２はシェル中心線５に対して冷媒出口側に近い伝熱
管３より離れた所に配置する。 【効果】冷媒入口側に近い伝熱管直管部は管径が小さい
ので、ここを通過する冷媒流速が速くなり、冷媒側熱伝
達率を向上させることが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特願昭63−19647 号明細書に記載の水冷
却器において、冷媒入口側と冷媒出口側に配列された伝
熱管はシェル中心線に対して線対象であり、両者の冷媒
側伝熱管断面積の総和は同じであり、冷媒入口側に近い
部分の伝熱管内を流れる冷媒は乾き度が小さく、液冷媒
の混合比が多くて比体積が小さくなり、この部分では冷
媒流速が遅くなり、冷媒側熱伝達率が低下する。
却器において、冷媒入口側と冷媒出口側に配列された伝
熱管はシェル中心線に対して線対象であり、両者の冷媒
側伝熱管断面積の総和は同じであり、冷媒入口側に近い
部分の伝熱管内を流れる冷媒は乾き度が小さく、液冷媒
の混合比が多くて比体積が小さくなり、この部分では冷
媒流速が遅くなり、冷媒側熱伝達率が低下する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の片管板固定方式
のＵ字形伝熱管では冷媒入口側に近い部分の直管部と冷
媒出口側に近い部分の直管部の冷媒側伝熱管内総面積が
同じになり、冷媒入口側に近い部分の直管部内では冷媒
は乾き度が小さく、液冷媒の混合比も多く、冷媒側熱伝
達率が最も良い領域であるにもかかわらず、通路断面積
が冷媒出口側と直じであるため、出口側と比較すると冷
媒流速が必要以上に低下して、冷媒側熱伝達率の向上が
図れない問題点があった。本発明は冷媒入口側に近い部
分の直管部での冷媒側断面積の総和を減少させて、冷媒
流速を速くして、冷媒側熱伝達率の向上を図る。また冷
媒側断面積の減少は水側断面積の増大につながるので、
水側断面積の増大も防止する必要が出てくる。このため
伝熱管群の配列の中心線をシェルの中心線から遍心させ
て水側断面積の増大を防止し、水側熱伝達率を維持する
ことで水冷却器の熱通過率を向上させることが可能とな
る。
のＵ字形伝熱管では冷媒入口側に近い部分の直管部と冷
媒出口側に近い部分の直管部の冷媒側伝熱管内総面積が
同じになり、冷媒入口側に近い部分の直管部内では冷媒
は乾き度が小さく、液冷媒の混合比も多く、冷媒側熱伝
達率が最も良い領域であるにもかかわらず、通路断面積
が冷媒出口側と直じであるため、出口側と比較すると冷
媒流速が必要以上に低下して、冷媒側熱伝達率の向上が
図れない問題点があった。本発明は冷媒入口側に近い部
分の直管部での冷媒側断面積の総和を減少させて、冷媒
流速を速くして、冷媒側熱伝達率の向上を図る。また冷
媒側断面積の減少は水側断面積の増大につながるので、
水側断面積の増大も防止する必要が出てくる。このため
伝熱管群の配列の中心線をシェルの中心線から遍心させ
て水側断面積の増大を防止し、水側熱伝達率を維持する
ことで水冷却器の熱通過率を向上させることが可能とな
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】片管板固定方式のＵ字形
伝熱管において、冷媒入口側に近い部分の伝熱管の管断
面積を減少させるために、冷媒出口側に近い部分の伝熱
管の断面積と比較して小さくなるように、伝熱管直管部
及びＵ字部のみの伝熱管の管直径を縮小させてる。また
伝熱管外径を減少させると水側断面積が増大し、冷水流
速が低下するので、水側熱伝達率の低下をまねく。そこ
で冷水流速低下防止のために、冷媒入口側に近い部分の
伝熱管の直管部群がなす配列の中心線と冷媒出口側に近
い部分の伝熱管の直管部群がなす配列の中心線とではシ
ェルがなす中心線に対して、冷媒入口側に近い部分の伝
熱管の直管部群がなす配列の中心線をより離した位置に
配列する。これにより水側断面積を減少させて、冷水流
速を維持し、水側熱伝達率を維持する。これで冷媒側熱
伝達率の向上分が水冷却器の熱通過率の向上につなが
る。
伝熱管において、冷媒入口側に近い部分の伝熱管の管断
面積を減少させるために、冷媒出口側に近い部分の伝熱
管の断面積と比較して小さくなるように、伝熱管直管部
及びＵ字部のみの伝熱管の管直径を縮小させてる。また
伝熱管外径を減少させると水側断面積が増大し、冷水流
速が低下するので、水側熱伝達率の低下をまねく。そこ
で冷水流速低下防止のために、冷媒入口側に近い部分の
伝熱管の直管部群がなす配列の中心線と冷媒出口側に近
い部分の伝熱管の直管部群がなす配列の中心線とではシ
ェルがなす中心線に対して、冷媒入口側に近い部分の伝
熱管の直管部群がなす配列の中心線をより離した位置に
配列する。これにより水側断面積を減少させて、冷水流
速を維持し、水側熱伝達率を維持する。これで冷媒側熱
伝達率の向上分が水冷却器の熱通過率の向上につなが
る。
【０００５】
【作用】Ｕ字形伝熱管において、冷媒入口側に近い部分
の伝熱管の直管部及びＵ字部が、冷媒出口側に近い部分
の直管部より伝熱管外径が小さくなった分だけ、冷媒側
断面積が減少し冷媒流速が速くなり、乾き度が小さく、
液冷媒の混合比が大きく、最も冷媒側熱伝達率が良い領
域において、冷媒流速を速くすることで、冷媒側熱伝達
率の向上が図れる。単に冷媒側断面積を減小させると逆
に水側断面積の増大となり、効果が打消されることにな
る。そこで、Ｕ字形伝熱管群がなす中心線をシェルがな
す中心線に対して、冷媒入口側に近い部分の伝熱管の直
管部群がなす中心線をより離れた位置に配置してシェル
の内側と伝熱管外径群とのすき間を伝熱管外径が全域に
わたって同じ、かつ、シェル中心線に対して線対象に伝
熱管を配置した場合と同一すき間として冷水流速の低下
を防止して、水側熱伝達率の低下も防止出来る。これに
より冷媒側熱伝達率の上昇分だけが、水冷却器の熱通過
率の向上となる。
の伝熱管の直管部及びＵ字部が、冷媒出口側に近い部分
の直管部より伝熱管外径が小さくなった分だけ、冷媒側
断面積が減少し冷媒流速が速くなり、乾き度が小さく、
液冷媒の混合比が大きく、最も冷媒側熱伝達率が良い領
域において、冷媒流速を速くすることで、冷媒側熱伝達
率の向上が図れる。単に冷媒側断面積を減小させると逆
に水側断面積の増大となり、効果が打消されることにな
る。そこで、Ｕ字形伝熱管群がなす中心線をシェルがな
す中心線に対して、冷媒入口側に近い部分の伝熱管の直
管部群がなす中心線をより離れた位置に配置してシェル
の内側と伝熱管外径群とのすき間を伝熱管外径が全域に
わたって同じ、かつ、シェル中心線に対して線対象に伝
熱管を配置した場合と同一すき間として冷水流速の低下
を防止して、水側熱伝達率の低下も防止出来る。これに
より冷媒側熱伝達率の上昇分だけが、水冷却器の熱通過
率の向上となる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。
【０００７】図１は、本発明を実施する水冷却器の説明
図である。
図である。
【０００８】図２は、本発明のＵ字形伝熱管の側面図で
ある。
ある。
【０００９】図３は、本発明を実施する水冷却器の断面
図である。
図である。
【００１０】冷媒入口部１に流込した低温・低圧の蒸発
液冷媒はＵ字形伝熱管の入口側の伝熱管外径が小さくな
った伝熱管２の内部を通過する。この部分は伝熱管群全
てが小外径となっているので、乾き度が小さく、液冷媒
の混合比が多く、冷媒の比体積が小さくても冷媒流速が
上昇しているので、伝熱管領域で最も冷媒熱伝達率の良
い部分での熱交換量が増加している。この部分での熱交
換した冷媒は乾き度を増し比体積が大きくなり、Ｕ字部
３を通過後、出口側の伝熱管の外径が大きくなった伝熱
管４の内部を通過する。このとき冷水側は、Ｕ字形伝熱
管が図３に示すように、シェル中心線５から冷媒入口側
の伝熱管外径が小さくなった伝熱管２の管群がなす中心
線６の距離ａはシェル中心線５から冷媒出口側の伝熱管
４の管群がなす中心線７の距離ｂより大きく、管群がな
す中心線のシェル寸法Ｃとその管群外径の総和寸法を除
いたすき間断面積ｄとシェル中心から距離ｂに配置され
た管群がなす中心線のシェル寸法ｅとその管群外径の総
和寸法を除いたすき間断面積ｆを同じになるように配置
しているので、冷水流速は上記すき間断面積ｄとｆ部で
同一流速となり水側熱伝熱率の低下はない。これにより
冷媒側熱伝達ｇを向上させ、水側熱伝達率ｈを低下させ
ることなく、これらの逆数の和を逆分数化した熱通過率
ｉ（１／ｉ＝１／ｇ＋１／ｈ）を向上させることが可能
となる。なお距離ａ≒距離ｂ＋２５mmがおおむね最適寸
法となる。
液冷媒はＵ字形伝熱管の入口側の伝熱管外径が小さくな
った伝熱管２の内部を通過する。この部分は伝熱管群全
てが小外径となっているので、乾き度が小さく、液冷媒
の混合比が多く、冷媒の比体積が小さくても冷媒流速が
上昇しているので、伝熱管領域で最も冷媒熱伝達率の良
い部分での熱交換量が増加している。この部分での熱交
換した冷媒は乾き度を増し比体積が大きくなり、Ｕ字部
３を通過後、出口側の伝熱管の外径が大きくなった伝熱
管４の内部を通過する。このとき冷水側は、Ｕ字形伝熱
管が図３に示すように、シェル中心線５から冷媒入口側
の伝熱管外径が小さくなった伝熱管２の管群がなす中心
線６の距離ａはシェル中心線５から冷媒出口側の伝熱管
４の管群がなす中心線７の距離ｂより大きく、管群がな
す中心線のシェル寸法Ｃとその管群外径の総和寸法を除
いたすき間断面積ｄとシェル中心から距離ｂに配置され
た管群がなす中心線のシェル寸法ｅとその管群外径の総
和寸法を除いたすき間断面積ｆを同じになるように配置
しているので、冷水流速は上記すき間断面積ｄとｆ部で
同一流速となり水側熱伝熱率の低下はない。これにより
冷媒側熱伝達ｇを向上させ、水側熱伝達率ｈを低下させ
ることなく、これらの逆数の和を逆分数化した熱通過率
ｉ（１／ｉ＝１／ｇ＋１／ｈ）を向上させることが可能
となる。なお距離ａ≒距離ｂ＋２５mmがおおむね最適寸
法となる。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、水冷却器の冷媒入口側
に近くの伝熱管の直管部は全領域中最も熱交換の良い所
であり、この部分で水側熱伝達率を低下させることな
く、冷媒側熱伝達率を向上させて、水冷却器の熱通過率
を向上させる。
に近くの伝熱管の直管部は全領域中最も熱交換の良い所
であり、この部分で水側熱伝達率を低下させることな
く、冷媒側熱伝達率を向上させて、水冷却器の熱通過率
を向上させる。
【図１】本発明を実施する水冷却器の断面図。
【図２】本発明のＵ字形伝熱管の側面図。
【図３】本発明を実施する水冷却器の断面図。
１…冷媒入口部、２，４…伝熱管部、３…Ｕ字部、５…
シェル中心線、６，７…中心線、８…冷却出口部。
シェル中心線、６，７…中心線、８…冷却出口部。
Claims (1)
- 【請求項１】圧縮機，凝縮器，膨張弁，水冷却器を含む
冷凍装置の水冷却器において、片管板固定方式のＵ字形
伝熱管は、冷媒入口側から流入する乾き度の小さい液冷
媒の混合比が多くて、比体積が小さいために、冷媒流速
が小さくなる冷媒流路の部分の伝熱管直管部及びＵ字部
のみを液冷媒が冷水と熱交換してガス化することで比体
積が大きく冷媒流速が速くなる冷媒出口側に近い冷媒流
路となる伝熱管直管部と断面積比較で小さくした形状と
したことを特徴とする水冷却器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP695195A JPH08200982A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 水冷却器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP695195A JPH08200982A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 水冷却器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08200982A true JPH08200982A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11652544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP695195A Pending JPH08200982A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 水冷却器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08200982A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102735077A (zh) * | 2012-07-24 | 2012-10-17 | 天津商业大学 | 换热管内径变化的高效壳管式换热器 |
-
1995
- 1995-01-20 JP JP695195A patent/JPH08200982A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102735077A (zh) * | 2012-07-24 | 2012-10-17 | 天津商业大学 | 换热管内径变化的高效壳管式换热器 |
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