(57)【要約】【課題】  コストをかけることなく、簡単な構造で潤滑油の溜まり込みを抑制し得るようにする。【解決手段】  冷媒が流通する胴体１内に被冷却流体Ｗが流通する多数の伝熱管２，２・・を配設してなる満液型多管式熱交換器において、前記胴体１内における液面Ｌの上方に、前記胴体１に設けられる冷媒出口３に向かって冷媒が所定速度で流れる冷媒通路４を形成して、冷媒通路４を所定速度で流れる冷媒とともに液冷媒Ｘ中に含まれる潤滑油が冷媒出口３に流出するようにしている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が流通する胴体（１）内に被冷却流体（Ｗ）が流通する多数の伝熱管（２），（２）・・を配設してなる満液型多管式熱交換器であって、前記胴体（１）内における液面（Ｌ）の上方には、前記胴体（１）に設けられる冷媒出口（３）に向かって冷媒が所定速度で流れる冷媒通路（４）を形成したことを特徴とする満液型多管式熱交換器。
【請求項２】
前記冷媒通路（４）を、前記冷媒出口（３）の入口側を覆うカバー部材（５）と前記胴体（１）内面との間に形成したことを特徴とする請求項１記載の満液型多管式熱交換器。
【請求項３】
前記カバー部材（５）を、前記胴体（１）の内面と略同形状の板状部材により構成したことを特徴とする請求項２記載の満液型多管式熱交換器。
【請求項４】
前記冷媒通路（４）の大きさを、該冷媒通路（４）を流れる冷媒の流速が約０．５ｍ／ｓとなるように設定したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項記載の満液型多管式熱交換器。
【請求項５】
前記カバー部材（５）を、前記胴体（１）の全長に亘って設けたことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項記載の満液型多管式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、満液型クーラとして使用されるシェルアンドチューブタイプの満液型多管式熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、シェルアンドチューブタイプの満液型多管式熱交換器は、図２に示すように、液冷媒Ｘが流通する胴体１内に被冷却流体（例えば、水）が流通する多数の伝熱管２，２・・を配設して構成されており、胴体１内においては、被冷却流体が流通する伝熱管２，２・・は、液冷媒Ｘに浸漬されている。符号３は冷媒出口（換言すれば、圧縮機吸入管）である。
【０００３】
この種の満液型多管式熱交換器は、特許文献１にも開示されているように、従来からよく知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２５４３７３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成の満液型多管式熱交換器を満液型クーラとして使用する場合、図３に示すように、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張機構１３および満液型多管式熱交換器１４からなる冷凍サイクルに組み込んで使用される。符号１１ａは圧縮機１１の吸入部、１１ｂは圧縮機１１の吐出部である。
【０００６】
上記冷凍サイクルの場合、圧縮機１１で圧縮されたガス冷媒が凝縮器１２において凝縮液化されて液冷媒となり、該液冷媒が膨張機構１３にて減圧された後、蒸発器として機能する満液型多管式熱交換器１４に導かれ、該満液型多管式熱交換器１４において蒸発気化する過程で胴体１内を流通する被冷却流体（例えば、水Ｗ）を冷却することとなっている。ところで、満液型多管式熱交換器１４における胴体中央部では潤滑油を含んだ液冷媒の流速がなくなり、冷媒出口（換言すれば、圧縮機吸入管）にまで潤滑油が到達せず、結果的に胴体内部に潤滑油が溜まり込むという問題があった。この問題に対処するために、従来方式では、図２に示すように、満液型多管式熱交換器の胴体１と圧縮機１１の吸入部１１ａとの間にエゼクタやポンプ等の冷媒圧送手段１５を介設した油戻し管１６を別途設けて、胴体１内に溜まり込む潤滑油を液冷媒Ｘとともに圧縮機１１の吸入部１１ａへ戻すことが行われていた。
【０００７】
しかしながら、上記従来方式では、油戻し管１６を別途設ける必要があるとともに、冷媒圧送手段１６として、エゼクタやポンプが必要となり、コストアップにつながるという新たな問題が発生する。
【０００８】
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、コストをかけることなく、簡単な構造で潤滑油の溜まり込みを抑制し得るようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、冷媒が流通する胴体１内に被冷却流体Ｗが流通する多数の伝熱管２，２・・を配設してなる満液型多管式熱交換器において、前記胴体１内における液面Ｌの上方に、前記胴体１に設けられる冷媒出口３に向かって冷媒が所定速度で流れる冷媒通路４を形成している。
【００１０】
上記のように構成したことにより、冷媒通路４を所定速度で流れる冷媒とともに液冷媒Ｘ中に含まれる潤滑油が冷媒出口３に流出することとなり、胴体１内に冷媒通路４を設けるという簡単な構造で、胴体１内への潤滑油の溜まり込みが抑制されることとなる。従って、冷凍サイクルに組み込んだ場合に、圧縮機の吸入部への油戻しが行えることとなり、圧縮機の潤滑油不足が解消する。
【００１１】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第２の手段として、上記第１の手段を備えた満液型多管式熱交換器において、前記冷媒通路４を、前記冷媒出口３の入口側を覆うカバー部材５と前記胴体１内面との間に形成することもでき、そのように構成した場合、胴体１内にカバー部材５を配設するという簡単な構造の追加により、胴体１内への潤滑油の溜まり込みが抑制されることとなる。
【００１２】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第３の手段として、上記第２の手段を備えた満液型多管式熱交換器において、前記カバー部材５を、前記胴体１の内面と略同形状の板状部材により構成することもでき、そのように構成した場合、胴体１内に該胴体１の内面と同形状の板状部材を追加するという簡単な構造の追加により、胴体１内への潤滑油の溜まり込みが抑制されることとなる。
【００１３】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第４の手段として、上記第１、第２又は第３の手段を備えた満液型多管式熱交換器において、前記冷媒通路４の大きさを、該冷媒通路４を流れる冷媒の流速が約０．５ｍ／ｓとなるように設定することもでき、そのように構成した場合、冷媒通路４を流れる冷媒への潤滑油の混合割合が最適となり、胴体１内への潤滑油の溜まり込みが効果的に抑制されることとなる。
【００１４】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第５の手段として、上記第２、第３又は第４の手段を備えた満液型多管式熱交換器において、前記カバー部材５を、前記胴体１の全長に亘って設けることもでき、そのように構成した場合、複数の冷媒出口を有する胴体１を備えた満液型多管式熱交換器の場合においても、一つのカバー部材で複数の冷媒出口を覆うことが可能となり、構造の簡略化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明の第１の手段によれば、冷媒が流通する胴体１内に被冷却流体Ｗが流通する多数の伝熱管２，２・・を配設してなる満液型多管式熱交換器において、前記胴体１内における液面Ｌの上方に、前記胴体１に設けられる冷媒出口３に向かって冷媒が所定速度で流れる冷媒通路４を形成して、冷媒通路４を所定速度で流れる冷媒とともに液冷媒Ｘ中に含まれる潤滑油が冷媒出口３に流出するようにしたので、胴体１内に冷媒通路４を設けるという簡単な構造で、胴体１内への潤滑油の溜まり込みを抑制することができるという効果がある。従って、冷凍サイクルに組み込んだ場合に、圧縮機の吸入部への油戻しが行えることとなり、圧縮機の潤滑油不足が解消するという効果もある。
【００１６】
本願発明の第２の手段におけるように、上記第１の手段を備えた満液型多管式熱交換器において、前記冷媒通路４を、前記冷媒出口３の入口側を覆うカバー部材５と前記胴体１内面との間に形成することもでき、そのように構成した場合、胴体１内にカバー部材５を配設するという簡単な構造の追加により、胴体１内への潤滑油の溜まり込みが抑制されることとなる。
【００１７】
本願発明の第３の手段におけるように、上記第２の手段を備えた満液型多管式熱交換器において、前記カバー部材５を、前記胴体１の内面と略同形状の板状部材により構成することもでき、そのように構成した場合、胴体１内に該胴体１の内面と同形状の板状部材を追加するという簡単な構造の追加により、胴体１内への潤滑油の溜まり込みが抑制されることとなる。
【００１８】
本願発明の第４の手段におけるように、上記第１、第２又は第３の手段を備えた満液型多管式熱交換器において、前記冷媒通路４の大きさを、該冷媒通路４を流れる冷媒の流速が約０．５ｍ／ｓとなるように設定することもでき、そのように構成した場合、冷媒通路４を流れる冷媒への潤滑油の混合割合が最適となり、胴体１内への潤滑油の溜まり込みが効果的に抑制されることとなる。
【００１９】
本願発明の第５の手段におけるように、上記第２、第３又は第４の手段を備えた満液型多管式熱交換器において、前記カバー部材５を、前記胴体１の全長に亘って設けることもでき、そのように構成した場合、複数の冷媒出口を有する胴体１を備えた満液型多管式熱交換器の場合においても、一つのカバー部材５で複数の冷媒出口を覆うことが可能となり、構造の簡略化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付の図面を参照して、本願発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２１】
この満液型多管式熱交換器は、図１に示すように、冷媒が流通する胴体１内に被冷却流体Ｗが流通する多数の伝熱管２，２・・を配設して構成されている。符号３は冷媒出口（換言すれば、圧縮機吸入管）である。
【００２２】
上記構成の満液型多管式熱交換器を満液型クーラとして使用する場合、図３に示すように、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張機構１３および満液型多管式熱交換器１４からなる冷凍サイクルに組み込んで使用される。
【００２３】
本実施の形態においては、前記胴体１内における液面Ｌの上方には、前記胴体１に設けられる冷媒出口管３に向かって冷媒が所定速度以上で流れる冷媒通路４が形成されている。該冷媒通路４は、前記冷媒出口管３の入口側を覆うカバー部材５と前記胴体１内面との間に形成されている。このカバー部材５を、前記胴体１の内面と略同形状の板状部材により構成されており、胴体１の全長に亘って設けられている。そして、前記冷媒通路４の大きさは、該冷媒通路４を流れる冷媒の流速が約０．５ｍ／ｓとなるように設定されている。
【００２４】
上記冷凍サイクルの場合、圧縮機１１で圧縮されたガス冷媒が凝縮器１２において凝縮液化されて液冷媒となり、該液冷媒が膨張機構１３にて減圧された後、蒸発器として機能する満液型多管式熱交換器１４に導かれ、該満液型多管式熱交換器１４において蒸発気化する過程で伝熱管２，２・・内を流通する被冷却流体（例えば、水Ｗ）を冷却することとなっている。このとき、満液型多管式熱交換器１４における胴体１中央部では潤滑油を含んだ液冷媒の流速がなくなり、冷媒出口３（換言すれば、圧縮機吸入管）にまで潤滑油が到達せず、結果的に胴体１内部に潤滑油が溜まり込むおそれがある。
【００２５】
しかしながら、本実施の形態においては、胴体１内の液冷媒Ｘの液面Ｌが、蒸発作用によって波立っているところから、冷媒通路４を所定速度（例えば、約０．５ｍ／ｓ）で流れる冷媒とともに液冷媒Ｘ中に含まれる潤滑油が冷媒出口管３に流出することとなり、胴体１内に板状部材からなるカバー部材５を配設して冷媒通路４を設けるという簡単な構造で、胴体１内への潤滑油の溜まり込みが抑制されることとなる。従って、冷凍サイクルに組み込んだ場合に、圧縮機１１の吸入部１１ａへの油戻しが行えることとなり、圧縮機１１の潤滑油不足が解消することとなる。しかも、冷媒通路４の大きさを、該冷媒通路４を流れる冷媒の流速が約０．５ｍ／ｓとなるように設定したことにより、冷媒通路４を流れる冷媒への潤滑油の混合割合が最適となり、胴体１内への潤滑油の溜まり込みが効果的に抑制されることとなる。また、カバー部材５を、前記胴体１の全長に亘って設け、たことにより、複数の冷媒出口を有する胴体１を備えた満液型多管式熱交換器の場合においても、一つのカバー部材５で複数の冷媒出口を覆うことが可能となり、構造の簡略化を図ることができる。
【００２６】
ところで、複数の冷媒出口を有する胴体１を備えた満液型多管式熱交換器の場合、カバー部材５を冷媒出口に対応させて等分に配設することもできる。
【００２７】
なお、冷媒通路としては、カバー部材と胴体の内面との間に形成されるもの以外に、冷媒出口に連通する偏平管を胴体内に配設し、該偏平管内を冷媒通路とする場合もある。
【００２８】
本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本願発明の実施の形態にかかる満液型多管式熱交換器の拡大断面図である。
【図２】従来の満液型多管式熱交換器の拡大断面図である。
【図３】満液型多管式熱交換器を用いた冷凍サイクルである。
【符号の説明】
【００３０】
１は胴体
２は伝熱管
３は冷媒出口（圧縮機吸入管）
４は冷媒通路
５はカバー部材（板状部材）
Ｌは液面
Ｗは被冷却流体（水）
Ｘは液冷媒
【図１】
2009250567.tif 000003
【図２】
2009250567.tif 000004
【図３】
2009250567.tif 000005