JP2767963B2 - 気液二相流体の分配器 - Google Patents
気液二相流体の分配器Info
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- JP2767963B2 JP2767963B2 JP2055085A JP5508590A JP2767963B2 JP 2767963 B2 JP2767963 B2 JP 2767963B2 JP 2055085 A JP2055085 A JP 2055085A JP 5508590 A JP5508590 A JP 5508590A JP 2767963 B2 JP2767963 B2 JP 2767963B2
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- distribution pipe
- gas
- phase fluid
- inner diameter
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
- F28F9/0263—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by varying the geometry or cross-section of header box
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/40—Fluid line arrangements
- F25B41/42—Arrangements for diverging or converging flows, e.g. branch lines or junctions
- F25B41/45—Arrangements for diverging or converging flows, e.g. branch lines or junctions for flow control on the upstream side of the diverging point, e.g. with spiral structure for generating turbulence
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25B39/00—Evaporators; Condensers
- F25B39/02—Evaporators
- F25B39/028—Evaporators having distributing means
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は例えば冷凍サイクルを構成する蒸発器に、
液冷媒を均等に分配する気液二相流体の分配器に関する
ものである。
液冷媒を均等に分配する気液二相流体の分配器に関する
ものである。
［従来の技術］ 第３図は特開昭63−220054号公報に示されたこの種の
分配器の垂直断面図であり、図において（１）は内部に
気液二相流体を通す分配管、（２）はこの分配管に植立
させた複数の同一内径を有する分流用細管、（３）は上
記分配管（１）の入口側に設けられた流通液二相流体
（４）をその流れによって撹拌する回転翼である。
分配器の垂直断面図であり、図において（１）は内部に
気液二相流体を通す分配管、（２）はこの分配管に植立
させた複数の同一内径を有する分流用細管、（３）は上
記分配管（１）の入口側に設けられた流通液二相流体
（４）をその流れによって撹拌する回転翼である。
すなわち分配管（１）内に供給された気液二相流体
（４）は上記回転翼（３）により撹拌され気液混合状態
となって、各分流用細管（２）に均等に流れるようにな
っている。
（４）は上記回転翼（３）により撹拌され気液混合状態
となって、各分流用細管（２）に均等に流れるようにな
っている。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の気液二相流体の分配器は以上のように構成され
ているので、分配管内に回転翼を設ける必要があり、こ
れがコスト上昇の原因となっていた。
ているので、分配管内に回転翼を設ける必要があり、こ
れがコスト上昇の原因となっていた。
この発明は上記の問題点を解消するためになされたも
ので、上記のような回転翼を使用せず各細管からの流出
液流量を均等にすることを目的とする。
ので、上記のような回転翼を使用せず各細管からの流出
液流量を均等にすることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る、内部に気液二相流体を通す分配管に
複数の分流用細管を植立させた分配器では、分配管内部
の分流用細管との接続位置における冷媒の液膜の液流量
をGin、分流用細管の内径をｄとし、式 に示す各分流用細管入口部を通過する液流量Ｇが均等と
なるように、分配管の内径Ｄを上記流体の流れ方向に段
階的に縮径させている。
複数の分流用細管を植立させた分配器では、分配管内部
の分流用細管との接続位置における冷媒の液膜の液流量
をGin、分流用細管の内径をｄとし、式 に示す各分流用細管入口部を通過する液流量Ｇが均等と
なるように、分配管の内径Ｄを上記流体の流れ方向に段
階的に縮径させている。
また、液冷媒がほぼ一様な液膜厚さの環状流として内
周面を上昇する分配管に、複数の同一内径の分流用細管
を縦一列に植立させた分配器でも、上式に示す各分流用
細管入口部を通過する液流量Ｇが均等となるように、分
配管の内径Ｄを上記流体の流れ方向に段階的に縮径させ
ている。
周面を上昇する分配管に、複数の同一内径の分流用細管
を縦一列に植立させた分配器でも、上式に示す各分流用
細管入口部を通過する液流量Ｇが均等となるように、分
配管の内径Ｄを上記流体の流れ方向に段階的に縮径させ
ている。
［作 用］ この発明における気液二相流体の分配器では、分配管
の内径がその中を通る流体の流れ方向に縮径され、分流
用細管の内径とそれの接続位置における分配管の内径と
の関係等のこれら両管の接続寸法が所定の関係となって
いるので、液流量は均等量で各細管に分配される。
の内径がその中を通る流体の流れ方向に縮径され、分流
用細管の内径とそれの接続位置における分配管の内径と
の関係等のこれら両管の接続寸法が所定の関係となって
いるので、液流量は均等量で各細管に分配される。
［実施例］ 以下この発明の一実施例について説明する。すなわち
第１図において（１）は気液二相流体が流入する分配
管、（２）はこの分配管から縦一列に分岐され同一内径
を持った複数の分流用細管、（1a）は分配管（１）の内
側室、（４）は上記分配管（１）内を通る気液二相流
体、（4a）は気相、（4b）は液相を示し、実線矢印は気
相流体の流れを表わしている。
第１図において（１）は気液二相流体が流入する分配
管、（２）はこの分配管から縦一列に分岐され同一内径
を持った複数の分流用細管、（1a）は分配管（１）の内
側室、（４）は上記分配管（１）内を通る気液二相流
体、（4a）は気相、（4b）は液相を示し、実線矢印は気
相流体の流れを表わしている。
ところで上記分配管（１）の内径は、内部を通る上記
流体の流れ方向に段階的に縮径され、下流側ほど小径に
なっている点に特徴を有する。
流体の流れ方向に段階的に縮径され、下流側ほど小径に
なっている点に特徴を有する。
また第２図は第１図のII−II拡大断面図であり、Ｄは
分配管（１）の内径、ｄは細管（２）の内径、θは分配
管（１）の中心と細管（２）の付け根の内径との成す角
度である。
分配管（１）の内径、ｄは細管（２）の内径、θは分配
管（１）の中心と細管（２）の付け根の内径との成す角
度である。
すなわち分配管（１）内に流入した気液二相流体
（４）、〔気相（4a）＋液相（4b）〕はその内周面をほ
ぼ一様な液膜厚さの環状流として上昇する。その上昇環
状流の流入液量Ginの液膜の内、各細管（２）の入口上
を通過する、式 で示される流量Ｇの液膜が、それぞれの細管（２）へ流
出することになる。
（４）、〔気相（4a）＋液相（4b）〕はその内周面をほ
ぼ一様な液膜厚さの環状流として上昇する。その上昇環
状流の流入液量Ginの液膜の内、各細管（２）の入口上
を通過する、式 で示される流量Ｇの液膜が、それぞれの細管（２）へ流
出することになる。
この時、分配管（１）の内径Ｄ、細管（２）の内径ｄ
及び角度θには以下の関係式が成立する。
及び角度θには以下の関係式が成立する。
従って、角度θは次式で示される。
以上のように分配管の内径Ｄが一様で、かつ複数の分
流用細管の内径ｄがすべて同じ分配器では下流側の細管
ほど流入液流量が小さくなるため、流出液流量も低下す
ることになる。
流用細管の内径ｄがすべて同じ分配器では下流側の細管
ほど流入液流量が小さくなるため、流出液流量も低下す
ることになる。
そこで第１図の実施例で示すように上記分配管（１）
の内径Ｄを、内部を通る上記流体の流れ方向に段階的に
小さくして、下流側ほど小径にすることによって４本の
細管からの流出液流量を均等にするようにしているもの
である。
の内径Ｄを、内部を通る上記流体の流れ方向に段階的に
小さくして、下流側ほど小径にすることによって４本の
細管からの流出液流量を均等にするようにしているもの
である。
以下、第１図に示す同一内径ｄの４本の分流用細管
（２）を持った具体例に基づいて、分配管の内径Ｄの値
を求める。最下段の細管（２）には流入液量Gin1の1/4
の流量Ｇが流出されればよく、G/Gin1＝θ1/360゜＝1/4
で、θ１＝90゜となる。従って、その位置の分配管
（１）の内径をD1とすれば、 ４本の細管（２）はすべて同じ径ｄで、同じ流量Ｇを
流出させるとしたら、下から２段目の細管（２）の入口
への分配管（１）の流入液量Gin2＝Gin1−Ｇ＝3G、上か
ら２段目の細管（２）の入口への分配管（１）の流入液
量Gin3＝Gin2−Ｇ＝2G、最上段の細管（２）の入口への
分配管（１）の流入液量Gin4＝Gin3−Ｇ＝Ｇとなる。
（２）を持った具体例に基づいて、分配管の内径Ｄの値
を求める。最下段の細管（２）には流入液量Gin1の1/4
の流量Ｇが流出されればよく、G/Gin1＝θ1/360゜＝1/4
で、θ１＝90゜となる。従って、その位置の分配管
（１）の内径をD1とすれば、 ４本の細管（２）はすべて同じ径ｄで、同じ流量Ｇを
流出させるとしたら、下から２段目の細管（２）の入口
への分配管（１）の流入液量Gin2＝Gin1−Ｇ＝3G、上か
ら２段目の細管（２）の入口への分配管（１）の流入液
量Gin3＝Gin2−Ｇ＝2G、最上段の細管（２）の入口への
分配管（１）の流入液量Gin4＝Gin3−Ｇ＝Ｇとなる。
従って、下から２段目の細管（２）の入口では、G/Gi
n2＝θ2/360゜＝1/3で、θ２＝120゜となり、その位置
の分配管（１）の内径は、 ｄ＝7mmであれば、D2≒8mmとなる。同様にして、上から
２段目の細管（２）の入口では、G/Gin3＝θ3/360゜＝1
/2で、θ３＝180゜となり、その位置の分配管（１）の
内径は、D3＝d/｛Sin（θ3/2）｝＝ｄで、ｄ＝7mmであ
ればD3＝7mmとなる。なお、最上段の細管（２）へは流
入した全ての液が流出するから、その位置での分配管
（１）の内径D4は任意に選べる。
n2＝θ2/360゜＝1/3で、θ２＝120゜となり、その位置
の分配管（１）の内径は、 ｄ＝7mmであれば、D2≒8mmとなる。同様にして、上から
２段目の細管（２）の入口では、G/Gin3＝θ3/360゜＝1
/2で、θ３＝180゜となり、その位置の分配管（１）の
内径は、D3＝d/｛Sin（θ3/2）｝＝ｄで、ｄ＝7mmであ
ればD3＝7mmとなる。なお、最上段の細管（２）へは流
入した全ての液が流出するから、その位置での分配管
（１）の内径D4は任意に選べる。
なお上記実施例では、気液二相流体を４分配する分配
器について説明したがこれに限るものではない。さらに
上記実施例では各細管の取付け間隔についてはふれてい
ないが、この各細管の取付け間隔は細管の内径ｄの２倍
以上で、できるだけ大きくすればいっそう流出液流量を
均等にすることができる。
器について説明したがこれに限るものではない。さらに
上記実施例では各細管の取付け間隔についてはふれてい
ないが、この各細管の取付け間隔は細管の内径ｄの２倍
以上で、できるだけ大きくすればいっそう流出液流量を
均等にすることができる。
また、複数の分流用細管の内径ｄが全て等しくなくて
も、これら分流用細管の接続位置の分配管の内径Ｄを上
式に示す関係にすれば、細管からの流出液流量を均等に
することができる。
も、これら分流用細管の接続位置の分配管の内径Ｄを上
式に示す関係にすれば、細管からの流出液流量を均等に
することができる。
［発明の効果］ この発明の気液二相流体の分配器は以上のように構成
しているので、各細管から流出する液相流体の流量が均
等な気液二相流体の分配器が従来のような回転翼なしで
得られるという効果がある。
しているので、各細管から流出する液相流体の流量が均
等な気液二相流体の分配器が従来のような回転翼なしで
得られるという効果がある。
第１図はこの発明の気液二相流体の分配器の垂直断面
図、第２図は第１図のII−II断面図、第３図は従来の気
液二相流体の分配器の垂直断面図である。 なお図中（１）は分配器、（２）は細管、（４）は気液
二相流体である。
図、第２図は第１図のII−II断面図、第３図は従来の気
液二相流体の分配器の垂直断面図である。 なお図中（１）は分配器、（２）は細管、（４）は気液
二相流体である。
フロントページの続き (72)発明者 竹下 倫正 静岡県静岡市小鹿３丁目18番１号 三菱 電機株式会社静岡製作所内 (56)参考文献 特開 平３−31665（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−127948（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】内部に気液二相流体を通す分配管に複数の
分流用細管を植立させた分配器において、上記分配管内
部の上記分流用細管との接続位置における冷媒の液膜の
液流量をGin、上記分流用細管の内径をｄとした時、次
式に示す上記分配管内部の上記各分流用細管入口部を通
過する気液二相流体の液膜の液流量Ｇが均等となるよう
に、上記分配管の内径Ｄを上記流体の流れ方向に段階的
に縮径させたことを特徴とする気液二相流体の分配器。 - 【請求項２】内部に気液二相流体を通し、液冷媒がほぼ
一様な液膜厚さの環状流として内周面を上昇する分配管
に、複数の同一内径の分流用細管を縦一列に植立させた
分配器において、上記分配管内部の上記分流用細管との
接続位置における冷媒の液膜の液流量をGin、上記分流
用細管の内径をｄとした時、次式に示す上記各分流細管
入口部を通過する液流量Ｇが均等となるように、上記分
配管の内径Ｄを上記流体の流れ方向に段階的に縮径させ
たことを特徴とする気液二相流体の分配器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2055085A JP2767963B2 (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 気液二相流体の分配器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2055085A JP2767963B2 (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 気液二相流体の分配器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03260567A JPH03260567A (ja) | 1991-11-20 |
| JP2767963B2 true JP2767963B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=12988883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2055085A Expired - Lifetime JP2767963B2 (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 気液二相流体の分配器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2767963B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09257386A (ja) * | 1996-03-22 | 1997-10-03 | Sanden Corp | 分配装置及びそれを備えた熱交換器 |
| JP3705859B2 (ja) * | 1996-03-29 | 2005-10-12 | サンデン株式会社 | 分配装置を備えた熱交換器 |
| JPH10185463A (ja) * | 1996-12-19 | 1998-07-14 | Sanden Corp | 熱交換器 |
| US6814136B2 (en) | 2002-08-06 | 2004-11-09 | Visteon Global Technologies, Inc. | Perforated tube flow distributor |
| US7806171B2 (en) * | 2004-11-12 | 2010-10-05 | Carrier Corporation | Parallel flow evaporator with spiral inlet manifold |
| DE102005059920B4 (de) * | 2005-12-13 | 2019-07-04 | Mahle International Gmbh | Wärmetauscher, insbesondere Verdampfer |
| JP2011017505A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Mitsubishi Electric Corp | 冷媒分配器及びヒートポンプ装置 |
| JP2013002688A (ja) * | 2011-06-14 | 2013-01-07 | Sharp Corp | パラレルフロー型熱交換器及びそれを搭載した空気調和機 |
| JP5389227B2 (ja) * | 2012-06-28 | 2014-01-15 | 三菱電機株式会社 | 冷媒分配器及びヒートポンプ装置 |
| CN104764256A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-07-08 | 广东美的暖通设备有限公司 | 热换器及具有其的多联机系统 |
| JP2018059664A (ja) * | 2016-10-05 | 2018-04-12 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 蒸発器及び冷媒回路 |
| JP6373456B2 (ja) * | 2017-06-05 | 2018-08-15 | 三菱電機株式会社 | ヘッダーおよび空気調和装置 |
| CN107270454A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-10-20 | 吴喜平 | 蓄水槽均流低阻力散流器 |
| WO2019224978A1 (ja) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | 三菱電機株式会社 | シェルアンドチューブ式熱交換器 |
| CN114413529B (zh) * | 2022-04-02 | 2022-06-28 | 山东中科万隆电声科技有限公司 | 一种制冷剂分配器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50127948U (ja) * | 1974-04-05 | 1975-10-21 | ||
| JPH0737865B2 (ja) * | 1989-06-28 | 1995-04-26 | 松下電器産業株式会社 | 分流器 |
-
1990
- 1990-03-08 JP JP2055085A patent/JP2767963B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03260567A (ja) | 1991-11-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |