(57)【要約】区画化されたヘッダで終端する直線管からなる複数のセクションを有する冷媒凝縮器であって、各後続セクションは、初期断面積よりも小さい全体断面積を有し、初期断面積の全体断面積は、蒸気速度を実質的に減少させて冷媒圧力降下を減少させるのに充分に大きく、合計断面積は、入口蒸気速度が外部熱伝達率より大きい内部フィルム熱伝達率を確立するのに充分であるとともに、意図した熱放出のための内部圧力降下を制限するように寸法設定される。
2020507732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１合計断面積を有する第１組の直線状冷媒通路を含む第１凝縮器セクションと、
第２合計断面積を有する第２組の直線状冷媒通路を含む第２凝縮器セクションと、
入口ヘッダと、
第１中間ヘッダとを備え、
前記第１組の直線状冷媒通路は、それぞれ第１端において前記入口ヘッダに接続され、第２端において前記中間ヘッダに接続され、
前記第２組の直線状冷媒通路は、それぞれ第１端において前記中間ヘッダに接続され、
前記第２合計断面積は、前記第１合計断面積よりも小さい、冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項２】
出口ヘッダをさらに備え、
前記第２組の直線状冷媒通路は、それぞれ第２端において前記出口ヘッダに接続される、請求項１に記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項３】
第３合計断面積を有する第３組の直線状冷媒通路を含む第３凝縮器セクションと、
第２中間ヘッダとをさらに備え、
前記第２組の直線状冷媒通路は、それぞれ第２端において前記第２中間ヘッダに接続され、
前記第３組の直線状冷媒通路は、それぞれ第１端において前記第２中間ヘッダに接続され、
前記第３合計断面積は、前記第２合計断面積よりも小さい、請求項１に記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項４】
出口ヘッダをさらに備え、
前記第３組の直線状冷媒通路は、それぞれ第２端において前記出口ヘッダに接続される、請求項３に記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項５】
第４合計断面積を有する第４組の直線状冷媒通路を含む第４凝縮器セクションと、
第３中間ヘッダとをさらに備え、
前記第３組の直線状冷媒通路は、それぞれ第２端において前記第３中間ヘッダに接続され、
前記第４組の直線状冷媒通路は、それぞれ第１端において前記第３中間ヘッダに接続され、
前記第４合計断面積は、前記第２合計断面積よりも小さい、請求項３に記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項６】
出口ヘッダをさらに備え、
前記第４組の直線状冷媒通路は、それぞれ第２端において前記出口ヘッダに接続される、請求項５に記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項７】
前記第１凝縮器セクションおよび前記第２凝縮器セクションは、同じ数の冷媒通路を有し、
前記第２凝縮器セクションでの各冷媒通路の断面積が、前記第１凝縮器セクションでの各冷媒通路の断面積より小さい、請求項１〜６のいずれかに記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項８】
前記第２凝縮器セクションでの各冷媒通路の断面積が、前記第１凝縮器セクションでの各冷媒通路の断面積より小さく、
前記第１凝縮器セクションおよび前記第２凝縮器セクションでの冷媒通路の数が同じである、請求項１〜６のいずれかに記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項９】
前記第２凝縮器セクションでの各冷媒通路の断面積が、前記第１凝縮器セクションでの各冷媒通路の断面積より小さく、
前記第２凝縮器セクションは、前記第１凝縮器セクションより少ない数の冷媒通路を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項１０】
プレナムセクションの上方に配置された間接熱交換セクションを画定するハウジングと、
前記ハウジングの上部に配置されたファンであって、周囲空気を前記プレナムセクションに引き込み、前記ハウジングの底部にある開口を経由し、前記コイルセクションを経由し、前記ハウジングの上部を経由し、前記ファンを経由して外に出すように構成されたファンと、
前記ハウジング内で前記コイルセクションの上方に設置され、前記コイルセクションの上に水を選択的に分配するための水分配アセンブリと、
前記ハウジングの底部に設置され、前記水分配アセンブリによって分配された水を回収するための水回収セクションと、
前記水回収セクションからの水を前記水分配アセンブリに送給するための水ポンプと、
前記間接熱交換セクション内に設置された熱交換アセンブリであって、請求項１〜９のいずれかに記載の熱交換バンドルを含む熱交換アセンブリと、を備える蒸発冷媒凝縮器。
【請求項１１】
蒸発冷媒凝縮器用の熱交換効率を改善する方法であって、
蒸発冷媒凝縮器は、
プレナムセクションの上方に配置された間接熱交換セクションを画定するハウジングと、
前記ハウジングの上部に配置されたファンであって、周囲空気を前記プレナムセクションに引き込み、前記ハウジングの底部にある開口を経由し、前記コイルセクションを経由し、前記ハウジングの上部を経由し、前記ファンを経由して外に出すように構成されたファンと、
前記ハウジング内で前記コイルセクションの上方に設置され、前記コイルセクションの上に水を選択的に分配するための水分配アセンブリと、
前記ハウジングの底部に設置され、前記水分配アセンブリによって分配された水を回収するための水回収セクションと、
前記水回収セクションからの水を前記水分配アセンブリに送給するための水ポンプと、
前記間接熱交換セクション内に設置された第１コイルアセンブリであって、互いに近接して密集した複数の単一蛇行状熱交換管を含む第１コイルアセンブリとを備え、
各蛇行状熱交換管は、第１端において一方の入口ヘッダに接続され、第２端において出口ヘッダに接続され、
前記方法は、前記第１コイルアセンブリを、請求項１〜９のいずれかに記載の熱交換バンドルと置換することを含む、方法。
【請求項１２】
蒸発冷媒凝縮器用の熱交換効率を改善する方法であって、
外部熱伝達率よりも大きい内部フィルム熱伝達率を確立するのに充分であるように、第２凝縮器セクションの断面積を第１凝縮器セクションと比べて減少させることを含む、方法。
【請求項１３】
外部熱伝達率よりも大きい内部フィルム熱伝達率を維持するのに充分であるように、連続的な凝縮器セクションの合計断面積を減少させることを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記直線状冷媒通路は、長円管、円形管、楕円管およびマイクロチャネルプレートからなるグループから選択される、請求項１〜９のいずれかに記載の熱交換バンドル。
【請求項１５】
第１合計断面積を有する第１組および第２組の直線状冷媒通路を含む第１凝縮器セクションであって、該直線状冷媒通路は、一端において第１凝縮器セクションセットのＵ字湾曲部のセットによって接続された、第１凝縮器セクションと、
第２合計断面積を有する第３組および第４組の直線状冷媒通路を含む第２凝縮器セクションであって、該直線状冷媒通路は、一端において第２凝縮器セクションセットのＵ字湾曲部のセットによって接続された、第２凝縮器セクションと、
入口ヘッダと、
第１中間ヘッダとを備え、
前記第１組および第２組の直線状冷媒通路は、それぞれ第１端において前記入口ヘッダに接続され、第２端において前記中間ヘッダに接続され、
前記第３組および第４組の直線状冷媒通路は、それぞれ第１端において前記中間ヘッダに接続され、第２端において出口ヘッダに接続され、
前記第２合計断面積は、前記第１合計断面積よりも小さい、冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項１６】
第１合計断面積を有する第１組の冷媒通路を含む第１凝縮器セクションと、
第２合計断面積を有する第２組の冷媒通路を含む第２凝縮器セクションと、
入口ヘッダと、
第１中間ヘッダとを備え、
前記第１組の冷媒通路は、それぞれ第１端において前記入口ヘッダに接続され、第２端において前記中間ヘッダに接続され、
前記第２組の直線状通路は、それぞれ第１端において前記中間ヘッダに接続され、
前記第２合計断面積は、前記第１合計断面積よりも小さい、冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項１７】
出口ヘッダをさらに備え、
前記第２組の冷媒通路は、それぞれ第２端において前記出口ヘッダに接続される、請求項１６に記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項１８】
第３合計断面積を有する第３組の冷媒通路を含む第３凝縮器セクションと、
第２中間ヘッダとをさらに備え、
前記第２組の冷媒通路は、それぞれ第２端において前記第２中間ヘッダに接続され、
前記第３組の冷媒通路は、それぞれ第１端において前記第２中間ヘッダに接続され、
前記第３合計断面積は、前記第２合計断面積よりも小さい、請求項１６に記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項１９】
出口ヘッダをさらに備え、
前記第３組の冷媒通路は、それぞれ第２端において前記出口ヘッダに接続される、請求項１８に記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項２０】
第４合計断面積を有する第４組の冷媒通路を含む第４凝縮器セクションと、
第３中間ヘッダとをさらに備え、
前記第３組の冷媒通路は、それぞれ第２端において前記第３中間ヘッダに接続され、
前記第４組の冷媒通路は、それぞれ第１端において前記第３中間ヘッダに接続され、
前記第４合計断面積は、前記第３合計断面積よりも小さい、請求項１８に記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項２１】
出口ヘッダをさらに備え、
前記第４組の冷媒通路は、それぞれ第２端において前記出口ヘッダに接続される、請求項２０に記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項２２】
前記第１凝縮器セクションおよび前記第２凝縮器セクションは、同じ数の冷媒通路を有し、
前記第２凝縮器セクションでの各冷媒通路の断面積が、前記第１凝縮器セクションでの各冷媒通路の断面積より小さい、請求項１６〜２１のいずれかに記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項２３】
前記第２凝縮器セクションでの各冷媒通路の断面積が、前記第１凝縮器セクションでの各冷媒通路の断面積より小さく、
前記第１凝縮器セクションおよび前記第２凝縮器セクションでの冷媒通路の数が同じである、請求項１６〜２１のいずれかに記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【請求項２４】
前記第２凝縮器セクションでの各冷媒通路の断面積が、前記第１凝縮器セクションでの各冷媒通路の断面積より小さく、
前記第２凝縮器セクションは、前記第１凝縮器セクションより少ない数の冷媒通路を有する、請求項１６〜２１のいずれかに記載の冷媒凝縮器用の熱交換バンドル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却システムの空冷凝縮器に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な冷却システム凝縮器は、複数の蛇行状の熱伝達流体経路（または回路）からなり、各回路（経路）に入る過熱された熱伝達蒸気は、熱交換装置を出る前に完全に凝縮されるようになる。図３は、従来技術の凝縮器チューブバンドルの一例を示す。凝縮器は、約５０本の蛇行管からなり、１つの入口ヘッダおよび１つの出口ヘッダを備える。蒸気は、上部ヘッダ（入口）に入り、全て同じ直径を有する５０本の管全部の中に分散される。流体流路全体では、管の数は一定のままであり、各管の断面積は一定のままである。チューブバンドルの底部において、凝縮された冷媒は出口ヘッダで回収される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
全体の熱伝達率は、主に外部熱伝達率によって制御され、他の時点では、内部フィルム熱伝達率によって制御される。各回路入口（または通路）において、全体の体積は、ガス（または蒸気）の状態で存在する。各回路入口における初期蒸気速度は重要であり、これにより、増加した流体回路長当りの内部圧力降下が高くなり、これにより大きな内部フィルム熱伝達率を提供する。外部熱伝達率は、各回路のこの部分における熱除去を支配する。熱伝達が各回路長に沿って冷媒と空気との間で継続し、熱伝達流体（未だ蒸気状態）が飽和に達すると、蒸気は凝縮を開始する。その結果、各回路長に沿って連続して、蒸気体積および速度は減少する。各回路要素での蒸気出口速度は実質的にゼロであり、液体形態の熱伝達流体は凝縮器から出る。各固定の断面積回路長に沿った蒸気速度の連続的な減少は、内部フィルム熱伝達率を減少させる。さらに、各回路の出口領域に接近する前の内部フィルム熱伝達率は、凝縮器の可能性(potential)または全体的な熱伝達能力を制限する。
【０００４】
出願人は、従来技術においてある特定の欠陥を観察しており、蒸気の体積および速度が最初のパス(pass)の入口で最大であるとともに、最後のパスでは蒸気速度がほとんどゼロまたはゼロであることを含む。大きな入口蒸気体積は、高い蒸気速度に起因して、最初のパスで高い冷媒圧力低下を生じさせる。これは、管（または回路／経路）当りの冷媒質量流量を制限する。逆に、最後のパスにおける極めて低い蒸気速度は、内部フィルム熱伝達率に悪影響を与え、従って、凝縮器の全体熱伝達能力を低下させる。
【０００５】
本発明は、戻り湾曲部(bend)の代わりに、区画化されたヘッダと連結した凝縮用マルチ断面流体経路（回路）を提供することによって、従来技術の熱伝達欠陥、そして最初のパスにおける高い初期冷媒圧力低下を改善する。こうして、蒸気体積が大きい場合、各回路の入口では、各回路についてより大きな断面積が提供される。より大きな合計初期断面積は、内部圧力降下および蒸気速度を減少させ、一方、内部フィルム熱伝達率を外部熱伝達率より大きく維持する。凝縮の結果、蒸気量が各回路長に沿って減少するため、合計断面積を減少させて、外部熱伝達率以上である閾値内部フィルム熱伝達率を維持する。この合計断面積の減少は、後のパスと比較して、初期流体経路についてより大きな合計断面積と連結したマルチパス回路選択を組み込むことによって達成できる。この配置は、最初のパスにおける最小の熱伝達犠牲とともに、増加した回路長当りの初期熱伝達流体圧力降下を低下させる。さらに、従来技術のシングル断面積回路装置と比較して、後のパスにおける内部フィルム熱伝達率を増加させることにより、凝縮器の熱伝達欠陥を大幅に改善する。全体として、本発明のマルチ断面凝縮器は、より低い熱伝達流体圧力低下においてより大きな熱放出を提供する。本発明のマルチ断面流体経路凝縮器は、最初のパスでより大きい管を使用し、後続のパスでより小さい管を使用することによって、あるいは最初のパスでより多くの管を使用し、後続のパスでより少ない管を使用することによって、あるいは両方の組合せ、即ち、管の数および管の断面積の両方を各後続のパスにおいて減少させることによって実装できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】蒸発冷媒凝縮器の切欠き斜視図である。
【０００７】
【図２】蒸発冷媒凝縮器の動作の原理を示す。
【０００８】
【図３】従来技術の蒸発冷媒凝縮器のチューブバンドルを示す。
【０００９】
【図４ａ】本発明の一実施形態に係るマルチ断面積チューブバンドル（ここでは「熱交換バンドル」とも呼ばれる）の模型(mockup)の平面図写真である。
【００１０】
【図４ｂ】図４ａの写真に対応する正式図面である。
【００１１】
【図５ａ】図５ａに示す模型の斜視図写真である。
【００１２】
【図５ｂ】図５ａの写真に対応する正式図面である。
【００１３】
【図６ａ】図２ａの平面図写真であり、矢印は冷媒流路を示す。
【００１４】
【図６ｂ】図６ａの写真に対応する正式図面である。
【００１５】
【図７ａ】図５ａの写真のラベル付きバージョンである。
【００１６】
【図７ｂ】図７ａの写真に対応する正式図面である。
【００１７】
【図８】４つの凝縮器セクションを有する本発明の実施形態の略図である。
【００１８】
【図９】入口ヘッダ、出口ヘッダおよび中間ヘッダが全て装置の同じ側にあるように配置された３つの凝縮器セクションを有する本発明の実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、特に、冷媒凝縮器、特に（専らではないが）過熱された冷媒と周囲空気との間で間接的に熱を伝達するように構成され、周囲の大気条件、例えば、温度、湿度、圧力などに応じて、後述するように湿式モードまたは乾燥モードで動作可能である、図１および図２に示すタイプの蒸発冷媒凝縮器１０で使用される凝縮器コイルバンドルに関する。
【００２０】
装置１０は、装置を通過して空気を流すためのファン１００を含み、図１に概略的に示されているように、ハウジング１５の上部に位置する。冷却液体、典型的には水の凍結が懸念されない通常の周囲大気状態で、空気は、ユニットの下部にある空気通路を介して、開放吸気ダンパを経由して装置のプレナム(plenum)１８内に引き込まれ、蒸発熱伝達セクション１２に入り、そこではポンプ９６によって駆動される水分配アセンブリ９０からの水の分配を伴う熱伝達が行われる。周囲温度および冷却液体の温度が冷却液体を凍結させる懸念を示すように低下した場合、冷却液体の分配器アセンブリはオフになる。
【００２１】
従来技術の冷媒コイルアセンブリ２０は、フレーム２１に保持された６面の略直方体の全体形状を有し、長軸／縦軸２３を有し、各面は矩形状である。コイルアセンブリ２０は、複数の水平に接近して離間した平行な蛇行管で製作され、その端部で接続されて冷媒が流れる多数の回路を形成する。コイルアセンブリ内の各個々の回路は、単一で連続した長さのコイル管であり、これは曲げ加工操作が施され、管を略垂直で互いに等間隔の関係である幾つかのＵ字状の列に形成し、各回路が結果として蛇行形状を有するようになる。
【００２２】
コイルアセンブリ２０は、コイルアセンブリの蛇行管の入口端部に流体接続している入口マニホールドまたはヘッダ２４に接続された入口２２と、これは、コイルアセンブリの蛇行管の出口端部に流体接続している出口マニホールドまたはヘッダ２８に接続された出口２６とを有する。組み立てたコイルアセンブリ２０は、一体構造として移動し輸送でき、そのコンポーネントが鋼鉄で製作される場合、必要に応じて、亜鉛浴中でコイルアセンブリ全体を亜鉛メッキするために浸漬できる。
【００２３】
冷媒ガスは、コンプレッサから装置の入口接続部に放出される。冷媒からの熱は、コイル管を通って管の上を下向きに落ちる水へ放散する。同時に、空気は、凝縮器の下部において空気入口ルーバを通って引き込まれ、水流に対向してコイルの上を上向きに進行する。少量の水が蒸発し、システムから熱を除去する。暖かく湿った空気は、ファンによって蒸発凝縮器の上部に引き込まれ、大気に放出される。残りの水は、凝縮器の底部にある水溜め(sump)に落下し、水分配システムを通って再循環し、コイルの上を再び降下する。
【００２４】
本発明は、コイルを通る冷媒流路全体に渡って単一の断面積を有するチューブバンドルの代わりに、先行技術に対する変更および改良を構成するものであり、間接熱交換セクションは、複数のセクションを有し、各々が異なる断面積を有し、冷媒が熱交換セクションを通過する際に減少する。
【００２５】
図４ａ、図５ａ、図６ａ、図７ａは、本発明の実施形態に係るマルチ断面積冷媒凝縮器の模型(mockup)の写真である。図４ｂ、図５ｂ、図６ｂ、図７ｂはそれぞれ図４ａ、図５ａ、図６ａ、図７ａに対応する正式図面である。第１凝縮器セクション１０３は、第１合計断面積を有する複数の直線管１０５を含む。丸管を模型に示しているが、本発明に従って任意の形状、サイズおよび構造の管が使用できる。実際には、冷媒の流れおよび熱交換を許容できる任意の通路が、図面に示した管の代わりに、本発明に関連した使用のために適合でき、マイクロチャネルプレートおよび他の導管構造を含む。図４ａ、図５ａ、図６ａ、図７ａに示した模型を参照して本発明の説明のために、用語「管」を使用しているが、冷媒を搬送でき、内側の冷媒と外側の空気との間での熱交換を許容できるのであれば、どんな構造でも、用語「通路(passage)」または「導管(conduit)」がここでの説明において用語「管」と置換してもよいことは理解すべきである。
【００２６】
ここで使用するように、用語「合計断面積」は、凝縮器セクションにおいて個々の管の断面積の合計を参照する。ここで使用する用語「合計断面積」は、凝縮器セクション内の管の間のエリアを含むように計算されない。第１凝縮器セクション１０３での各直線管１０５の断面積は、互いに同じでも異なっていてもよいが、第１凝縮器セクション１０３での全ての直線管１０５の断面積の合計は、第１合計断面積に等しい。第１凝縮器セクション１０３内の管は、好ましくはフィン付きである。第１凝縮器セクション１０３での各直線管１０５は、入口ヘッダまたはマニホールド１０７において一端で終端し、中間ヘッダまたはマニホールド１０９において第２端で終端している。
【００２７】
第２凝縮器セクション１１１は、第２合計断面積を有する第２の複数の直線管１１３を含む。第２凝縮器セクション１１１における各直線管１１３の断面積は、互いに同じでも異なっていてもよいが、第２凝縮器セクション１１１での全ての直線管１１３の断面積の合計は、第２合計断面積に等しい。第２合計断面積は、第１合計断面積より小さい。第２凝縮器セクション１１１における各直線管１１３の断面積は、第１凝縮器セクションでの各直線管１０５の断面積と同じでも異なっていてもよいが、第２凝縮器セクション１１１における各直線管１１３の断面積は、好ましくは第１凝縮器セクションでの各直線管１０５の断面積より小さい。第２凝縮器セクションでの管の数は、第１凝縮器区画セクションでの管の数と同じでも異なっていてもよいが、好ましくは後者より少ない。第２凝縮器セクション内の管の長さは、任意には、第１凝縮器セクションでの管の長さよりも短くてもよい（例えば、図４ａと図４ｂに示すように）。第２凝縮器セクション１１１の管は、好ましくはフィン付きである。
【００２８】
第２凝縮器セクションは、中間ヘッダまたはマニホールド１０９を介して第１凝縮器セクションから冷媒を受け入れる。例えば、図４ａと図４ｂに示すように、第２凝縮器セクションでの各直線管１１３は、中間ヘッダまたはマニホールドにおいて一端で終端し、出口ヘッダまたはマニホールド（不図示）において第２端で終端する。
【００２９】
代替として、第３、第４および第５またはそれ以上の凝縮器セクションが存在してもよい。図８は、４つの凝縮器セクションを有する本発明の実施形態の図である。これらの実施形態によれば、第２中間ヘッダまたはマニホールド１１５は、冷媒を第３凝縮器セクション１１７に仕向けて、前記第３凝縮器セクション１１７、第４凝縮器セクション１１９、および第５またはそれ以上の凝縮器セクションの各々は複数の直線管でそれぞれ構成され、前記第３、第４および第５またはそれ以上の凝縮器セクションの各々は、直ぐ上流の凝縮器セクションの断面積よりも小さい合計断面積を有する。
【００３０】
前記第３、第４および第５またはそれ以上の凝縮器セクションでの直線管の各々は、中間ヘッダまたはマニホールドによって直ぐ上流の凝縮器セクションに一端で接続され、第２端では、他の中間ヘッダまたはマニホールド１２１（もし次の凝縮器セクションが存在する場合）、または出口ヘッダまたはマニホールド１２３に接続される。
【００３１】
図９は、本発明の代替の実施形態を示し、入口ヘッダ、出口ヘッダおよび中間ヘッダがが全て装置の同じ側に配置され、各凝縮器セクションは、ヘッダ端部とは反対の端部においてＵ字湾曲部(bend)で接続された２組の管の直線全長を含む。従って、入口ヘッダ２０１は、過熱された冷媒蒸気を受け入れ、それを第１凝縮器セクション２０５での第１組の直線管２０３に分配する。第１組の直線管２０３は、反対端において前記第１凝縮器セクションでの第２組の直線管２０７にＵ字湾曲部２０９によって接続される。第１凝縮器セクションでの第１組および第２組の管は、同じ数の管を有し、その管は同じ直径を有する。Ｕ字湾曲部２０９は、前記第１凝縮器セクションでの第１組および第２組の管とほぼ同じ断面寸法／直径を有する。第１凝縮器セクションでの第２組の管の側は、Ｕ字湾曲部端とは反対にある端において第１中間ヘッダ２１１に接続される。そして第１中間ヘッダは、他の組のＵ字湾曲部２１９によって前記中間ヘッダとは反対端で接続された第２凝縮器の第１組の管２１５および第２凝縮器の第２組の管２１７を有する第２凝縮器セクション２１３に冷媒を配給する。前記第２凝縮器セクションでの第１組および第２組の管は、同じ断面寸法を有し、数が等しい。第２凝縮器セクションでの第１組および第２組の管を接続するＵ字湾曲部２１９は、同様に、これらが接続する第１組および第２組の管とほぼ同じ断面寸法を有する。第２凝縮器セクションの第２組の管２１７は、第２中間ヘッダ２２１で終端する。第２中間ヘッダ２２１は、第２凝縮器セクション組の管２１７から冷媒を受け入れ、それを第３凝縮器セクション２２３に仕向ける。第３凝縮器セクションの第１組の管２２５は、第１端において第２中間ヘッダに接続され、反対端においてさらに他の組のＵ字湾曲部（不図示）に接続され、続いて第３凝縮器セクションの第２組の管２２７の第１端に接続される。第３凝縮器セクションの第２組の管２２７は、ヘッダ端部において出口ヘッダ２２９に接続される。各凝縮器セクションの管は、次第により小さくなるが（図９に示す実施形態によれば）、各凝縮器セクションでの管の数は等しい。しかしながら、上述した実施形態と同様に、管のサイズを同じにして、管の数を減らすことができ、そのため各凝縮器セクションの合計断面積は第１セクションより小さく、各上流セクションよりも小さいことが好ましい。
【００３２】
第１凝縮器セクションでの回路（管）の数を増加させ、第１凝縮器セクションでの各管の断面積を増加させることによって、本発明は、入口蒸気速度を５０％超に低減でき、よって、冷媒圧力降下を元の値の２５％未満に低減できる。さらに、回路当りの入口蒸気速度は、外部熱伝達率よりも大きい内部フィルム熱伝達率を確立するのに充分であるとともに、意図した熱放出のための内部圧力降下を制限する。後続の合計断面積の減少は、動作条件に応じて、第１経路の後、または後に熱伝達流体経路内でより後に生じるであろう。第２凝縮器セクションでの管の数は、蒸気速度を追加的に低下させるように調整でき、これにより冷媒圧力降下を減少させる。第２グループはまた、減少した合計断面積を示し、そして、この図において第１グループが、断面積の最後の減少に入る前に蒸気速度を維持する。第３凝縮器セクションが、凝縮器を出る前に蒸気速度を再確立するために、さらに減少した断面積を有してもよい。各凝縮器セクションは、初期回路と比較してより小さいか、同じ断面積の経路を組み込むことが最も好ましい。こうして流体（蒸気）速度は、関連する内部フィルム熱伝達率が、初期回路の量に連結した初期合計断面積よりも大きいように再設定される。マルチ断面インタフェースが、好ましくは凝縮器全体に渡って、必要に応じて、区画化されたヘッダ（例えば、図４ａ、図４ｂ、図９を参照）を介して利用され、そのため熱伝達流体（蒸気）速度は、最終パスに導くように（平均的に）維持できる。性能を最適化するために本発明で使用できるセクション当りの経路の数に連結した経路断面積に関して多くの置換が存在する。動作条件、冷媒および熱放出の要件に応じて、反復計算が実行可能である。本発明には、減少した冷媒圧力降下に起因して、より低い冷媒在庫、より良好な凝縮器効率を含む他の利点がある。
【図１】
2020507732.tif 000003
【図２】
2020507732.tif 000004
【図３】
2020507732.tif 000005
【図４ａ】
2020507732.tif 000006
【図４Ｂ】
2020507732.tif 000007
【図５ａ】
2020507732.tif 000008
【図５Ｂ】
2020507732.tif 000009
【図６ａ】
2020507732.tif 000010
【図６ｂ】
2020507732.tif 000011
【図７ａ】
2020507732.tif 000012
【図７ｂ】
2020507732.tif 000013
【図８】
2020507732.tif 000014
【図９】
2020507732.tif 000015
【国際調査報告】
2020507732.tif 000016
2020507732.tif 000017