| 【発明の名称】 |
フィンチューブ型の凝縮器 |
| 【発明者】 |
【氏名】西岡 輝
【氏名】倉知 伸治
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| 【要約】 |
【課題】凝縮能力を向上させることができるフィンチューブ型の凝縮器を得る。
【解決手段】傾斜フィン型凝縮器１０の凝縮器本体１６の内部には、複数枚のフィンプレート２０及びこれを貫通して配策される伝熱管２２からなる熱交換部１８が配設されている。これらのフィンプレート２０は、伝熱管２２の軸線回りに所定角度傾斜した状態で配置されている。従って、フィンプレート２０の表面に凝縮された凝縮冷媒２８は、隣り合う伝熱管２２の間を鉛直流下した後、底辺２０Ｂに沿って下端側へ流下してから滴下される。よって、上方側のフィンプレート２０から滴下された凝縮冷媒２８が下方側のフィンプレート２０へ付着することによる凝縮面の再生遅れを防止でき、又鉛直流下経路が短くなるので短時間で凝縮面を再生することができる。その結果、凝縮能力が向上される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 高温の気化冷媒が流入される気化冷媒入口と凝縮冷媒が排出される凝縮冷媒出口とを備えた凝縮器本体と、この凝縮器本体内に配置され、所定の間隔で配置された複数枚のフィンプレートと、これらのフィンプレートを貫通した状態で配策されかつ冷却冷媒入口及び冷却冷媒出口を備えた伝熱管とを有する熱交換部と、を含んで構成されたフィンチューブ型の凝縮器であって、前記フィンプレートは伝熱管の軸線回りに傾斜した状態で配置されている、ことを特徴とするフィンチューブ型の凝縮器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィンチューブ型の凝縮器に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】以下、図４を用いて、従来型の凝縮器の構成並びにその問題点について説明する。
【０００３】図４（Ａ）に示されるのは、複数のチューブ１００を上下左右に配列したチューブ型の凝縮器１０２である。この凝縮器１０２の場合、凝縮器１０２内へ送り込まれた気化冷媒は、チューブ１００を流れる冷却水と熱交換してチューブ１００の表面に凝縮される。チューブ１００の表面に付着した凝縮冷媒１０４は、その自重によって鉛直下方へ滴下する。このため、上方側に配置されたチューブ１００から滴下した凝縮冷媒１０４が下方側に配置されたチューブ１００の表面に付着し、下方側のチューブ１００の凝縮面（表面）の再生が上方側のチューブ１００の凝縮面（表面）の再生に比べて遅れる。従って、凝縮器１０２全体の再生効率が低下し、ひいては凝縮能力の低下に繋がるという問題がある。
【０００４】図４（Ｂ）に示されるのは、左右に配列されたチューブ１１０同士が横置きのフィンプレート１１２によって相互に連結されたフィンチューブ横型の凝縮器１１４である。この凝縮器１１４の場合、冷却水によって冷却された気化冷媒は凝縮してチューブ１１０及びフィンプレート１１２の表面に付着する。このうち、フィンプレート１１２の表面に付着した凝縮冷媒１１６は、隣り合うチューブ１１０の間を自重により鉛直流下した後に滴下する。このため、上方側に配置されたフィンプレート１１２から滴下した凝縮冷媒１１６が下方側に配置されたフィンプレート１１２の表面に付着し、下方側のフィンプレート１１２の凝縮面（表面）の再生が上方側のフィンプレート１１２の凝縮面（表面）の再生に比べて遅れる。従って、凝縮器１１４全体の再生効率が低下し、ひいては凝縮能力の低下に繋がるという問題がある。
【０００５】図４（Ｃ）に示されるのは、上下に配列されたチューブ１２０同士が縦置きのフィンプレート１２２によって相互に連結されたフィンチューブ縦型の凝縮器１２４である。この凝縮器１２４の場合、冷却水によって冷却された気化冷媒は凝縮してチューブ１２０及びフィンプレート１２２の表面に付着する。このうち、フィンプレート１２２の表面に付着した凝縮冷媒１２６は、その自重により当該フィンプレート１２２の幅方向の両側を鉛直流下し、最終的には下端部から滴下していくが、この凝縮器１２４の場合には、各フィンプレート１２２の下方側に別のフィンプレート１２２が配置されている訳ではないので、滴下した凝縮冷媒１２６が付着することによる凝縮面（表面）の再生の遅れといった問題は生じない。しかしながら、この凝縮器１２４による場合、フィンプレート１２２の表面に付着した凝縮冷媒１２６が当該フィンプレート１２２の幅方向の両側を伝って鉛直流下していく際の流下経路Ｌが長くなるため、フィンプレート１２２の凝縮面（表面）の再生時間がかかる。従って、前二者の凝縮器１０２、１１４の場合とは理由が異なるものの、結果的には凝縮器１２４全体の再生効率が低下し、ひいては凝縮能力の低下に繋がるという同一の問題がある。
【０００６】本発明は上記事実を考慮し、凝縮能力を向上させることができるフィンチューブ型の凝縮器を得ることが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明は、高温の気化冷媒が流入される気化冷媒入口と凝縮冷媒が排出される凝縮冷媒出口とを備えた凝縮器本体と、この凝縮器本体内に配置され、所定の間隔で配置された複数枚のフィンプレートと、これらのフィンプレートを貫通した状態で配策されかつ冷却冷媒入口及び冷却冷媒出口を備えた伝熱管とを有する熱交換部と、を含んで構成されたフィンチューブ型の凝縮器であって、前記フィンプレートは伝熱管の軸線回りに傾斜した状態で配置されている、ことを特徴としている。
【０００８】請求項１記載の本発明によれば、凝縮器本体内に配置された熱交換部は、所定の間隔で配置された複数枚のフィンプレートと、これらのフィンプレートを貫通した状態で配策された伝熱管とを含んで構成されており、伝熱管の冷却冷媒入口からは冷却冷媒が流入される。流入した冷却冷媒は、伝熱管並びに伝熱管を介して複数枚のフィンプレートを冷却する。
【０００９】一方、凝縮器本体が備えている気化冷媒入口からは、高温の気化冷媒が流入される。流入した高温の気化冷媒は熱交換部と熱交換して、伝熱管及びフィンプレートの表面に凝縮される。凝縮された凝縮冷媒は、その自重によりフィンプレートの表面を鉛直流下していく。なお、高温の気化冷媒と熱交換することで温度が上昇した冷却冷媒は、伝熱管の冷却冷媒出口から流出される。
【００１０】ここで、本発明では、伝熱管と接続されたフィンプレートが当該伝熱管の軸線回りに傾斜した状態で配置されているため、凝縮冷媒はフィンプレートの表面において隣り合う伝熱管の間を上辺側から底辺側へ向けて鉛直流下していく。フィンプレートの底辺側に達した凝縮冷媒は、当該フィンプレートの傾斜した底辺に沿って更に流下していく。その後、フィンプレートの底辺の下端に達した凝縮冷媒は、凝縮器本体の底部側へ滴下して、凝縮器本体の凝縮冷媒出口から排出される。
【００１１】このように本発明では、複数枚のフィンプレートを伝熱管の軸線回りに傾斜させた状態で配置することにより、フィンプレートの底辺側へ鉛直流下してきた凝縮冷媒を傾斜した底辺に沿って更に流下させることができ、これにより上方側のフィンプレートから下方側のフィンプレートへの凝縮冷媒の滴下を防止することができる。従って、従来型の凝縮器のように、下方側のフィンプレートの再生が阻害されるといったこともない。加えて、本発明による場合、フィンプレートが傾斜した状態で配置されているため、凝縮冷媒が鉛直流下する際の流下経路が短くなる。従って、フィンプレートは短時間で再生される。言い換えれば、フィンプレートの有効凝縮面積を短時間で拡大することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を用いて、本発明の一実施形態に係る傾斜フィン型凝縮器１０について説明する。
【００１３】図１には本実施形態に係る傾斜フィン型凝縮器１０の正面図が示されており、又図２には本実施形態に係る傾斜フィン型凝縮器１０の側面図が示されている。これらの図に示されるように、傾斜フィン型凝縮器１０は、上部側に気化冷媒入口１２が形成されると共に底部側に凝縮冷媒出口１４が形成された凝縮器本体１６を備えている。
【００１４】この凝縮器本体１６の内部には、熱交換部１８が配設されている。熱交換部１８は、所定の間隔で配置された複数枚のフィンプレート２０と、これらのフィンプレート２０を面直角方向に貫通して繰り返し折り返されて配策された伝熱管２２とによって構成されている。伝熱管２２の一方の端部及び他方の端部はいずれも凝縮器本体１６の側壁を貫通して外部に引き出されており、当該一方の端部が「冷却冷媒入口」としての冷却水入口２４とされ、当該他方の端部が「冷却冷媒出口」としての冷却水出口２６とされている。なお、図２では、これらの冷却水入口２４及び冷却水出口２６をいずれも矢印で示している。
【００１５】図１に示されるように、上述した複数枚のフィンプレート２０は、伝熱管２２の軸線回りに所定角度傾斜した状態で配置されており、この点に本実施形態の特徴がある。
【００１６】次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００１７】本実施形態に係る傾斜フィン型凝縮器１０の凝縮器本体１６内に配置された熱交換部１８は、所定の間隔で配置された複数枚のフィンプレート２０と、これらのフィンプレート２０を貫通した状態で配策された伝熱管２２とを含んで構成されており、伝熱管２２の冷却水入口２４からは冷却水が流入される。流入した冷却水は、伝熱管２２並びに伝熱管２２を介して複数枚のフィンプレート２０を冷却する。
【００１８】一方、凝縮器本体１６が備えている気化冷媒入口１２からは、高温の気化冷媒が流入される。流入した高温の気化冷媒は熱交換部１８と熱交換して、伝熱管２２及びフィンプレート２０の表面に凝縮される。凝縮された凝縮冷媒２８は、その自重によりフィンプレート２０の表面を鉛直流下していく。なお、高温の気化冷媒と熱交換することで温度が上昇した冷却水は、伝熱管２２の冷却水出口２６から流出される。
【００１９】ここで、本実施形態では、伝熱管２２と接続されたフィンプレート２０が当該伝熱管２２の軸線回りに所定角度傾斜した状態で配置されているため、図３に示される如く、凝縮冷媒２８はフィンプレート２０の表面において隣り合う伝熱管２２の間を上辺２０Ａ側から底辺２０Ｂ側へ向けて鉛直流下していく（図３に二点鎖線矢印アでこの流れを示す）。フィンプレート２０の底辺２０Ｂ側に達した凝縮冷媒２８は、当該フィンプレート２０の傾斜した底辺２０Ｂに沿って更に流下していく（図３に二点鎖線矢印イでこの流れを示す）。その後、フィンプレート２０の底辺２０Ｂの下端に達した凝縮冷媒２８は凝縮器本体１６の底部側へ滴下して（図３に二点鎖線矢印ウでこの流れを示す）、凝縮器本体１６の凝縮冷媒出口１４から排出される。
【００２０】このように本実施形態では、複数枚のフィンプレート２０を伝熱管２２の軸線回りに所定角度傾斜させた状態で配置することにより、フィンプレート２０の底辺２０Ｂ側へ鉛直流下してきた凝縮冷媒２８を傾斜した底辺２０Ｂに沿って更に流下させることができ、これにより上方側のフィンプレート２０から下方側のフィンプレート２０への凝縮冷媒２８の滴下を防止することができる。従って、従来型の凝縮器のように、下方側のフィンプレート２０の再生が阻害されるといったこともない。加えて、本実施形態に係る傾斜フィン型凝縮器１０による場合、フィンプレート２０が傾斜した状態で配置されているため、凝縮冷媒２８が鉛直流下する際の流下経路（図３の二点鎖線矢印アの長さ）が短くなる。従って、フィンプレート２０は短時間で再生される。言い換えれば、フィンプレート２０の有効凝縮面積を短時間で拡大することができる。これらの結果、本実施形態に係る傾斜フィン型凝縮器１０によれば、凝縮能力を著しく向上させることができる。
【００２１】さらに、本実施形態に係る傾斜フィン型凝縮器１０によれば、前記の如く、凝縮能力を著しく向上させることができることから、装置全体の小型軽量化を図ることができる。
【００２２】なお、本実施形態では、冷却冷媒として水を使用したが、これに限らず、種々の熱媒体が適用可能である。
【００２３】また、本実施形態におけるフィンプレート２０の材質は種々のものが適用可能であるが、熱伝導性、表面積等の観点からすれば、銅製のフィンプレートが好ましいであろう。
【００２４】さらに、本実施形態では、フィンプレート２０を伝熱管２２の軸線回りに所定角度傾斜させたが、ここでいう「所定角度」とは、広義には、隣り合うフィンプレート２０の底辺２０Ｂと上辺２０Ａとが干渉することがない傾斜角度をいう。さらに言及すると、前記の条件に加えて、凝縮冷媒２８の鉛直流下する際の経路長（図３の二点鎖線矢印アの長さ）が最短になり、かつ凝縮冷媒２８が底辺２０Ｂに沿って流下する傾斜角度とするのがより好ましいといえる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の本発明に係るフィンチューブ型の凝縮器は、フィンプレートを伝熱管の軸線回りに傾斜した状態で配置したので、下方側のフィンプレートの再生が阻害されるのを防止することができると共にフィンプレートを短時間で再生することができる。その結果、本発明に係るフィンチューブ型の凝縮器によれば、凝縮能力を向上させることができるという優れた効果を有する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年５月２８日（１９９９．５．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９０４９
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３３７７３４（Ｐ２０００−３３７７３４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１２月８日（２０００．１２．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１４９８６３ |
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