特許 7514591 冷凍システム用のコンパクト熱交換器アセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-03

(45)【発行日】2024-07-11

(54)【発明の名称】冷凍システム用のコンパクト熱交換器アセンブリ

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/10 20060101AFI20240704BHJP

   F25B 6/04 20060101ALI20240704BHJP

   F25B 43/00 20060101ALI20240704BHJP

   F28F 9/26 20060101ALI20240704BHJP

   F28F 9/02 20060101ALI20240704BHJP

【ＦＩ】

F25B1/10 A

F25B6/04 Z

F25B43/00 L

F28F9/26

F28F9/02 301E

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020569738

(86)(22)【出願日】2019-11-04

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-12

(86)【国際出願番号】 US2019059639

(87)【国際公開番号】W WO2020101934

(87)【国際公開日】2020-05-22

【審査請求日】2022-10-24

(31)【優先権主張番号】62/758,820

(32)【優先日】2018-11-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】591003493

【氏名又は名称】キャリア コーポレイション

【氏名又は名称原語表記】ＣＡＲＲＩＥＲ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】チョウ，ジェンホワ

(72)【発明者】

【氏名】スカーセラ，ジェイソン ディー．

(72)【発明者】

【氏名】シーネル，トビアス エイチ．

(72)【発明者】

【氏名】ポプラウスキー，ブルース ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】リー，キオン ウー

【審査官】安島 智也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２５４５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２７９０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０５７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８７２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００３１９３４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ １／１０

Ｆ２５Ｂ ６／０４

Ｆ２５Ｂ ４３／００

Ｆ２８Ｆ ９／２６

Ｆ２８Ｆ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷凍システムであって、
第１の圧縮段の入口、第１の圧縮段の出口、第２の圧縮段の入口、及び第２の圧縮段の出口を有する圧縮機アセンブリと、
熱遮断用熱交換器アセンブリであって、
前記圧縮機アセンブリの第２の圧縮段の前記出口に流体接続される入口、及び熱吸収用熱交換器アセンブリの入口に流体接続される出口を有する一次熱交換器であって、
第１のマニホルドと第１の中間マニホルドとの間に延びる第１のチューブバンクであって、曲線形状またはＵ字形状を有するように、前記第１のマニホルドと前記第１の中間マニホルドとの間に少なくとも１つのベンドが画定された、第１のチューブバンクと、
第２のマニホルドと第２の中間マニホルドとの間に延びる第２のチューブバンクであって、曲線形状またはＵ字形状を有するように、前記第２のマニホルドと前記第２の中間マニホルドとの間に少なくとも１つのベンドが画定された、第２のチューブバンクと、
前記第１の中間マニホルドと前記第２の中間マニホルドとの間に延びる接続管またはブロック部と
を備える、前記一次熱交換器と、
前記圧縮機アセンブリの第１の圧縮段の前記出口に流体接続される入口を画定する第３のマニホルド、及び前記圧縮機アセンブリの第２の圧縮段の前記入口に流体接続される出口を画定する第４のマニホルドを有する二次熱交換器と、
を備える、前記熱遮断用熱交換器アセンブリと、
前記熱遮断用熱交換器アセンブリ及び前記圧縮機アセンブリに流体接続された熱吸収用熱交換器アセンブリと、
を備える、前記冷凍システム。

【請求項2】

前記二次熱交換器が単列熱交換器として構成される、請求項１に記載の冷凍システム。

【請求項3】

前記少なくとも１つのベンドがフィン付きベンドである、請求項１に記載の冷凍システム。

【請求項4】

前記一次熱交換器が２列熱交換器として構成される、請求項１に記載の冷凍システム。

【請求項5】

前記熱吸収用熱交換器アセンブリが、前記圧縮機アセンブリの第１の圧縮段の前記入口に流体接続される出口、及び膨張装置及びエコノマイザを通して前記熱遮断用熱交換器アセンブリの前記一次熱交換器の前記出口に流体接続される入口を有する、請求項１に記載の冷凍システム。

【請求項6】

前記エコノマイザが、フラッシュタンク型エコノマイザまたは熱交換器型エコノマイザのうちの少なくとも１つである、請求項５に記載の冷凍システム。

【請求項7】

前記第３のマニホルドが前記第２の中間マニホルドに隣接して配置され、前記第４のマニホルドが、前記一次熱交換器及び前記二次熱交換器が閉じた空間を画定するように前記第１の中間マニホルドに隣接して配置される、請求項１に記載の冷凍システム。

【請求項8】

前記一次熱交換器及び前記二次熱交換器によって画定された前記閉じた空間内に配置された熱遮断ファンをさらに備える、請求項７に記載の冷凍システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本出願は、参照することによりその全体が本明細書に援用される、２０１８年１１月１２日に出願された米国特許出願第６２／７５８，８２０号の利益を主張する。

【0002】

例示的な実施形態は、冷凍システムの技術に関する。

【背景技術】

【0003】

冷凍システムは、建物、貨物システム、貯蔵システムなど向けの空調システムの一部として広く使用されている。冷凍システムは、通常、閉回路で冷凍ラインによって接続されるさまざまな構成要素を用いる。一般的に、冷凍システムは、冷凍システムが冷媒の臨界点より下で動作する亜臨界冷凍サイクルで動作する。現在、冷凍システムが冷媒の臨界点より上で動作する遷臨界（ｔｒａｎｓｃｒｉｔｉｃａｌ）冷凍サイクルで冷凍システムが動作することが推進されている。

【0004】

多段階圧縮システムの圧縮装置の動作包絡線（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｅｎｖｅｌｏｐｅ）は、２つの圧縮段の間に追加の熱交換器を組み込むことによって拡張される場合がある。蒸気圧縮冷凍システムの中に追加の熱交換器を組み込むと、空間の利用可能性の制限、重量、及び設備費の検討事項に起因する課題を呈する場合がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

開示しているのは、圧縮機アセンブリ、熱遮断用熱交換器アセンブリ、及び熱吸収用熱交換器アセンブリを含む冷凍システムである。圧縮機アセンブリは、第１の圧縮段の入口、第１の圧縮段の出口、第２の圧縮段の入口、及び第２の圧縮段の出口を有する。熱遮断用熱交換器アセンブリは、一次熱交換器及び二次熱交換器を含む。一次熱交換器は、圧縮機アセンブリの第２の圧縮段の出口に流体接続される入口、及び熱吸収用熱交換器アセンブリの入口に流体接続される出口を有する。一次熱交換器は、第１のマニホルドと第１の中間マニホルドとの間に延びる第１のチューブバンク、第２のマニホルドと第２の中間マニホルドとの間に延びる第２のチューブバンク、第１のチューブバンクと第２のチューブバンクとの間に延びる少なくとも１つのベンド、及び第１の中間マニホルドと第２の中間マニホルドとの間に延びる接続管を含む。二次熱交換器は、圧縮機アセンブリの第１の圧縮段の出口に流体接続される入口を画定する第３のマニホルド、及び圧縮機アセンブリの第２の圧縮段の入口に流体接続される出口を画定する第４のマニホルドを有する。熱吸収用熱交換器アセンブリは、熱遮断用熱交換器アセンブリ及び圧縮機アセンブリに流体接続される。

【0006】

また、開示しているのは、一次熱交換器及び二次熱交換器を含む熱遮断用熱交換器アセンブリを含むコンパクト熱交換器アセンブリである。一次熱交換器は、第１のマニホルドから延びる第１のチューブバンク、第２のマニホルドから延びる第２のチューブバンク、第１のチューブバンク及び第２のチューブバンクを接続するように構成された少なくとも１つのベンド、ならびに第１のチューブバンクの少なくとも一部分が第２のチューブバンクと平行に配置されるように第１のチューブバンク及び第２のチューブバンクを備えたベンドを有する。二次熱交換器は、第２のマニホルドと少なくとも１つのベンドとの間に配置される。

【0007】

さらに開示しているのは、熱遮断用熱交換器アセンブリを含むコンパクト熱交換器アセンブリである。熱遮断用熱交換器アセンブリは、一次熱交換器及び二次熱交換器を含む。一次熱交換器は、第１のマニホルドと第２のマニホルドとの間に延びるチューブバンクを有する。チューブバンクは、一次熱交換器が概して曲線形状を有するように少なくとも１つのベンドを備える。二次熱交換器は、第１のマニホルドと第２のマニホルドとの間に配置される。

【0008】

以下の説明は、決して制限的と見なされるべきではない。添付図面を参照すると、同様の要素には同様に番号付けしている。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】冷凍システムの概略図である。

【図2】別の冷凍システムの概略図である。

【図3】冷凍システムを備えた熱交換器アセンブリの第１の実施形態の概略図である。

【図4】冷凍システムを備えた熱交換器アセンブリの第２の実施形態の概略図である。

【図5】冷凍システムを備えた熱交換器アセンブリの第３の実施形態の概略図である。

【図6】冷凍システムを備えた熱交換器アセンブリの第４の実施形態の概略図である。

【図7】冷凍システムを備えた熱交換器アセンブリの第５の実施形態の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

開示する装置及び方法の１つ以上の実施形態の詳細な説明が、図を参照して、限定ではなく例示として本明細書に提示される。

【0011】

図１及び図２を参照すると、２段圧縮を備えた冷凍システム１０が概略で示されている。冷凍システム１０は、一次流体及び二次流体を用いる。一次流体は、二酸化炭素（ＣＯ２）などの冷媒であってよい冷凍システム用の作動流体であり、二次流体は、空気、水、グリコール、または他の二次流体であってよい。冷凍システム１０は、圧縮機アセンブリ２０、熱遮断のための熱遮断用熱交換器アセンブリ２２、及び熱吸収のための熱吸収用熱交換器アセンブリ２４を含む。

【0012】

圧縮機アセンブリ２０は、第１の圧縮段の入口３２及び第１の圧縮段の出口３４を有する第１の圧縮機段３０、ならびに第２の圧縮段の入口４２及び第２の圧縮段の出口４４を有する第２の圧縮機段４０を備えた２段圧縮機アセンブリである。第１の圧縮機段３０は、第２の圧縮機段４０と一体に形成される場合もあれば、第１の圧縮機段３０が第１の圧縮機として設けられ、第２の圧縮機段４０が第１の圧縮機とは別個である第２の圧縮機として設けられる場合もある。

【0013】

第１の圧縮段の入口３２は、ポート（熱吸収用熱交換器アセンブリ出口１１２）を介して熱吸収用熱交換器アセンブリ２４から冷媒を受け取るように構成される。冷媒は、第１の圧縮機段３０によって圧縮され、第１の圧縮段の出口３４は、熱遮断用熱交換器アセンブリ２２の一部分に圧縮された冷媒を放出するように構成される。

【0014】

第２の圧縮段４２の入口は、以下に説明するように、熱遮断用熱交換器２２から冷媒を、及びフラッシュタンクエコノマイザ１６２または熱交換器型エコノマイザ１８２から冷媒を受け取るように構成される。冷媒は、第２の圧縮機段４０によって圧縮され、第２の圧縮段の出口４４は、熱遮断用熱交換器アセンブリ２２の別の部分に圧縮された冷媒を放出するように構成される。

【0015】

熱遮断用熱交換器アセンブリ２２は、一次熱交換器５０、二次熱交換器５２、及び熱遮断ファン５４を含む。一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２は、亜臨界冷凍システム用の凝縮器として、または遷臨界冷凍システム用のガス冷却器及び中間冷却器として構成されてよい。一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２は、図３～図６に示すように、それらが、熱遮断ファン５４が中に配置される場合がある「Ｕ」字形、「Ｖ」字形、「Ｏ」字形、または他の形状を有する閉じた形状、閉じたダクト、または閉じた空間を形成するように構成される。一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２は、２つの熱交換器が共通の熱遮断ファン５４を共用する熱遮断用熱交換器アセンブリ２２を形成する。

【0016】

図３を参照すると、一次熱交換器５０は、第１のチューブバンク６０及び第２のチューブバンク６２を含む。第１のチューブバンク６０は、一次熱交換器５０が、２列熱交換器として構成されるように第２のチューブバンク６２と平行に配置される。各チューブバンクでは、熱伝達を高めるために、フィンがチューブの間に配置されてよい。第１のチューブバンク６０は、第１のマニホルド７０と第１の中間マニホルド７２との間に延びる。第１のチューブバンク６０は、第１のチューブバンク６０が概して曲線形状またはＵ字形を有するように、第１のマニホルド７０と第１の中間マニホルド７２との間に少なくとも１つのフィン付きベンドを画定してよい。第１のマニホルド７０は、図１及び図２に示すように、圧縮機アセンブリ２０の第２の圧縮機段４０の第２の圧縮段の出口４４に流体接続される一次熱交換器入口８０を含むまたは画定する。

【0017】

第２のチューブバンク６２は、第１の中間マニホルド７２に隣接して配置される第２の中間マニホルド７４と、第１のマニホルド７０に隣接して配置される第２のマニホルド７６との間に延びる。第１の中間マニホルド７２は、単一の（または必要に応じて複数の）接続管７８によって第２の中間マニホルド７４に流体接続される。第２のチューブバンク６２は、第２のチューブバンク６２が概して曲線形状またはＵ字形を有するように、第２の中間マニホルド７４と第２のマニホルド７６との間に少なくとも１つのフィン付きベンドを画定してよい。第２のマニホルド７６は、図１及び図２に示すように、膨張装置及びエコノマイザ（例えば、フラッシュタンク型エコノマイザまたは熱交換器型エコノマイザ）を通して熱吸収用熱交換器アセンブリ２４の入口１１０に流体接続される一次熱交換器出口８２を含むまたは画定する。

【0018】

図３を引き続き参照すると、二次熱交換器５２は、一次熱交換器５０内に部分的に配置されている。二次熱交換器５２は、第３のマニホルド９２と第４のマニホルド９４との間に延びるチューブバンクセクション９０を含む。第３のマニホルド９２は、第２の中間マニホルド７４に隣接して配置される。第２の中間マニホルド７４と第３のマニホルド９２との間の間隔は、空気の迂回を回避するためになんらかのシーリング材料またはシーリング部材９６（例えば、発泡体、ゴム）で遮断される。第３のマニホルド９２は、図１及び図２に示すように、圧縮機アセンブリ２０の第１の圧縮機段３０の第１の圧縮段の出口３４に流体接続される二次熱交換器入口９８を含むまたは画定する。第４のマニホルド９４は、第２のマニホルド７６に隣接して配置される。第４のマニホルド９４と第２のマニホルド７６との間の間隔は、空気の迂回を回避するためになんらかのシーリング材料又はシーリング部材９６で遮断される。第４のマニホルド９４は、図１及び図２に示すように、フラッシュタンクエコノマイザ１６２または熱交換器方エコノマイザ１８２からの冷媒と結合された冷媒が、圧縮機アセンブリ２０の第２の圧縮機段４０の第２の圧縮段の入口４２にそこから入る二次熱交換器出口１０２を含むまたは画定する。

【0019】

熱遮断ファン５４は、二次熱交換器５２のチューブバンクセクション９０、ならびに一次熱交換器５０の第１の及び第２のチューブバンク６０及び６２によって画定された閉じた空間内に配置される。熱遮断ファン５４は、一次熱交換器５０及び／または二次熱交換器５２を通って流れる冷媒を冷却するために一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２を通る二次流体の流れを促進するように構成される。シーリング部材９６、１００は、一次熱交換器５０と二次熱交換器５２との間の間隔を通る二次流体の漏れを抑制する。

【0020】

図４を参照すると、一次熱交換器５０は、チューブが第１のチューブバンクセクション１２０、第２のチューブバンクセクション１２２、及び少なくとも１つのフィンなしベンド１２４を画定するようにそれ自体の上に折り重ねられる連続チューブバンクであってよい。一次熱交換器５０が２列熱交換器として構成されるように、少なくとも１つのフィンなしベンド１２４は、第１のチューブバンクセクション１２０を第２のチューブバンクセクション１２２と平行に配置できるようにする。第１のチューブバンクセクション１２０は、第１のマニホルド１３０とフィンなしベンド１２４との間に延びる。第１のマニホルド１３０は、図１及び図２に示すように、圧縮機アセンブリ２０の第２の圧縮機段４０の第２の圧縮段の出口４４に流体接続される一次熱交換器入口８０を含むまたは画定する。第２のチューブバンクセクション１２２は、フィンなしベンド１２４と第２のマニホルド１３２との間に延びる。第２のマニホルド１３２は、図１及び図２に示すように、膨張装置及びエコノマイザを通して熱吸収用熱交換器アセンブリ２４の入口１１０に流体接続される一次熱交換器出口８２を含むまたは画定する。

【0021】

第１のチューブバンクセクション１２０及び第２のチューブバンクセクション１２２は、第１のチューブバンクセクション１２０及び第２のチューブバンクセクション１２２の組み合わせが概して曲線形状またはＵ字形を有するように、フィンなしベンド１２４に加えてフィン付きベンドを備えてよい。

【0022】

図４を参照すると、二次熱交換器５２は、図３に示す二次熱交換器５２と実質的に類似した構成を有する。二次熱交換器５２は、第３のマニホルド９２と第４のマニホルド９４との間に延びるチューブバンクセクション９０を含む。

【0023】

第３のマニホルド９２は、図４に示すように、フィンなしベンド１２４に隣接して配置される。シーリング部材９６は、第３のマニホルド９２とフィンなしベンド１２４との間の間隔を通る空気の漏れを防ぐために使用される。第３のマニホルド９２は、図１及び図２に示すように、圧縮機アセンブリ２０の第１の圧縮機段３０の第１の圧縮段の出口３４に流体接続される二次熱交換器入口９８を含むまたは画定する。

【0024】

図４を参照すると、第４のマニホルド９４は、第２のマニホルド１３２に隣接して配置される。第４のマニホルド９４と第２のマニホルド１３２との間の間隔は、シーリング部材１００で遮断される。第４のマニホルド９４は、エコノマイザからの冷媒と結合され、図１及び図２に示すように、圧縮機アセンブリ２０の第２の圧縮機段４０の第２の圧縮段の入口に流体接続される二次熱交換器出口１０２を含むまたは画定する。

【0025】

図５を参照すると、一次熱交換器５０は、図４に示すのと実質的に類似した構成を有してよい。しかしながら、本実施形態では、二次熱交換器５２は、チューブが第３のチューブバンクセクション１４０、第４のチューブバンクセクション１４２、及び少なくとも１つのフィンなしベンド１４４を画定するようにそれ自体の上に折り重ねられる連続チューブバンクを含む。二次熱交換器５２が２列熱交換器として構成されるように、少なくとも１つのフィンなしベンド１４４は、第３のチューブバンクセクション１４０を第４のチューブバンクセクション１４２と平行して配置できるようにする。

【0026】

第３のチューブバンクセクション１４０は、第３のマニホルド１４６とフィンなしベンド１４４との間に延びる。第３のマニホルド１４６は、図１及び図２に示すように、圧縮機アセンブリ２０の第１の圧縮機段３０の第１の圧縮段の出口３４に流体接続される二次熱交換器入口９８を含むまたは画定する。第４のチューブバンクセクション１４２は、フィンなしベンド１４４と第４のマニホルド１４８との間に延びる。第４のマニホルド１４８は、エコノマイザからの冷媒と結合された後、図１及び図２に示すように、圧縮機アセンブリ２０の第２の圧縮機段４０の第２の圧縮段の入口４２に流体接続される二次熱交換器出口１０２を含むまたは画定する。一次熱交換器５０と二次熱交換器５２との間の間隔は、シーリング材料１５０及び１５２で遮断される。

【0027】

熱遮断ファン５４は、一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２によって画定された閉じた「Ｏ」字形空間内に配置される。熱遮断ファン５４は、冷媒を冷却するために一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２を通る二次流体の流れを促進するように構成される。シーリング材料１５０、１５２は、一次熱交換器５０と二次熱交換器５２との間の間隔を通る二次流体の漏れを抑制するシーリング部材であってよい。

【0028】

図６を参照すると、一次熱交換器５０は、フィンなしベンドがない単列熱交換器である。（単列チューブバンクとして構成された）第１のチューブバンクセクション１２０は、第１のマニホルド１３０と第２のマニホルド１３２との間に延びる。第１のマニホルド１３０は、図１及び図２に示すように、圧縮機アセンブリ２０の第２の圧縮機段４０の第２の圧縮段の出口４４に流体接続される一次熱交換器入口８０を含むまたは画定する。第２のマニホルド１３２は、図１及び図２に示すように、膨張装置及びエコノマイザを通して熱吸収用熱交換器アセンブリ２４の入口１１０に流体接続される一次熱交換器出口８２を含むまたは画定する。単列チューブバンク１２０は、一次熱交換器が概して曲線形状またはＵ字形を有するように、フィン付きベンドを備えてよい。

【0029】

また、二次熱交換器５２は、第３のマニホルド９２と第４のマニホルド９４との間に延びる単列熱交換器でもある。第３のマニホルド９２は、圧縮機アセンブリ２０の第１の圧縮機段３０の第１の圧縮段の出口３４に流体接続される二次熱交換器入口９８を含むまたは画定する。第４のマニホルド９４は、エコノマイザからの冷媒と結合された後、図１及び図２に示すように、圧縮機アセンブリ２０の第２の圧縮機段４０の第２の圧縮段の入口４２に流体接続される二次熱交換器出口１０２を含むまたは画定する。

【0030】

一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２は、閉じた形状の構成を形成する。一次熱交換器５０と二次熱交換器５２との間の間隔は、流れが一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２を迂回するのを妨げるためにシーリング部材９６及び１００で遮断される。

【0031】

熱遮断ファン５４は、一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２によって画定された閉じた空間内に配置される。熱遮断ファン５４は、冷媒を冷却するために一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２を通る二次流体の流れを促進するように構成される。

【0032】

図７を参照すると、一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２は、図３に示す一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２と実質的に類似した構成を有する。唯一の違いは、第１の中間マニホルド７２が、流れ連通穴１９９を有するブロック１９７及びネジ穴２０１を有する取り付けタブ１９８から構成される単一の（または必要に応じて複数の）ブロック部７８Ａによって第２の中間マニホルド７４に流体接続される点である。連通穴１９９は、第１の中間マニホルド７２を第２の中間マニホルド７４に流体接続できるように冷媒流路として機能する。取り付けタブ１９８はネジ穴２０１を有し、それを通して一次熱交換器５０をシステムアーキテクチャに便利に取り付けることができる。一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２は、図３と同様の方法でシステムの残りの部分と相互作用する。

【0033】

システムアーキテクチャでの熱交換器アセンブリの取付けを容易にするために、熱遮断用熱交換器アセンブリ２２の一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２を他の構成で構成することが有利な場合がある。例えば、図３～図７に示す一次熱交換器５０は、熱交換器の入口及び出口、ならびにフィンなしベンドが底部に位置するように逆さまに配置されてよい。そのような実施形態では、二次熱交換器５２も閉じた形状の底部側に移動される。

【0034】

熱遮断用熱交換器アセンブリ２２及び熱吸収用熱交換器アセンブリ２４の一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２は、一次流体と二次流体との間の熱交換を容易にするために、ミニチャネル平管ルーバーフィン付き熱交換器、円管プレートフィン熱交換器、または任意の他のタイプの熱交換器であってよい。

【0035】

図１及び図２を参照すると、熱吸収用熱交換器アセンブリ２４は、熱吸収用熱交換器アセンブリ入口１１０及び熱吸収用熱交換器アセンブリ出口１１２を含む。

【0036】

熱吸収用熱交換器アセンブリ入口１１０は、図１に示すように、第１の膨張装置１６０、フラッシュタンクエコノマイザ１６２、及び第２の膨張装置１６４を通して一次熱交換器５０の一次熱交換器出口８２に流体接続される。フラッシュタンクエコノマイザ１６２は、第１の圧縮段の入口１７０、第１の圧縮段の出口１７２、及び第２の圧縮段の出口１７４を備えてよい。第１の圧縮段の入口１７０は、第１の膨張装置１６０を通して一次熱交換器出口８２から冷媒を受け取るように構成される。フラッシュタンクエコノマイザ１６２の第１の圧縮段の出口１７２は、圧縮機アセンブリ２０の第２の圧縮機段４０の第２の圧縮段の入口４２に、蒸気の形で冷媒を提供するように構成される。第２の圧縮段の出口１７４は、第２の膨張装置１６４に、液体の形で冷媒を提供するように構成され、第２の膨張装置１６４は、最終的に熱吸収用熱交換器アセンブリ入口１１０に冷媒を提供する。

【0037】

代替設計として、熱吸収用熱交換器アセンブリ入口１１０は、図２に示すように、第１の熱交換器型エコノマイザ１８２及び第２の膨張装置１８４を通して一次熱交換器５０の一次熱交換器出口８２に流体接続される。熱交換器型エコノマイザ１８２は、第１の入口１９０、第２の入口１９２、第１の出口１９６、及び第２の出口１９４を備えてよい。一次熱交換器５０の一次熱交換器出口８２からもたらされる冷媒は、２つの流れに分けられる。１つの流れは第１の入口１９０に入り、もう１つの流れは第１の膨張装置１８０を通って入口１９２に入る。２つの流れは、熱交換器型エコノマイザ１８２の中で熱を交換する。第１の入口１９０に入る冷媒流は冷却され、次いで第２の膨張装置１８４を通して熱吸収用熱交換器アセンブリ２４の二次熱交換器アセンブリ入口１１０に接続される。第２の圧縮段の入口１９２に入る冷媒の流れは加熱され、次いで圧縮機アセンブリ２０の第２の圧縮機段４０の第２の圧縮段の入口４２に接続された、熱遮断用熱交換器アセンブリ２２の二次熱交換器５２の二次熱交換器出口１０２からもたらされる冷媒と結合される。

【0038】

熱吸収用熱交換器アセンブリ出口１１２は、圧縮機アセンブリ２０の第１の圧縮機段３０の第１の圧縮段の入口３２に流体接続される。

【0039】

熱吸収ファン２００は、熱吸収用熱交換器アセンブリ２４を備える。熱吸収ファン２００は、熱吸収用熱交換器アセンブリ２４を通過する冷媒を加熱するために、熱吸収用熱交換器アセンブリ２４を通して第２の流体を引き出すように構成される。

【0040】

二次熱交換器５２を用いる熱遮断用熱交換器アセンブリ２２は、多様な冷凍システムとの統合を容易にするための適応可能なアーキテクチャだけではなく、高い伝熱効率を有するコンパクトで軽量かつより低コストの熱交換器を提供する閉じた形状を形成するために一次熱交換器５０内に少なくとも部分的に配置されている。熱遮断用熱交換器アセンブリ２２のコンパクトさは、異なる半径を有する共通の熱遮断ファンを共用する閉じた形状で一次及び二次熱交換器を構成することによって達成される。つまり、異なる熱交換器サイズを任意の角度で配向することができ、これは、通常、はるかに大きい空間を占める従来のフラット熱交換器よりも有利である。

【0041】

本開示の熱交換器は、従来の銅熱交換器と比較して、より優れた延性及び成形性を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いる場合がある。さらに、全体がアルミニウムの熱交換器は、一般的に銅管熱交換器よりも軽量かつ安価である。

【0042】

熱遮断用熱交換器アセンブリ２２の一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２は、二次流体の流れに対してクロスカウンターフローで構成されてよい。クロスカウンターフロー構成は、非常に優れた伝熱効率を提供する。

【0043】

例示的な実施形態は、単列熱交換器または２列熱交換器だけを含んでいるが、多列熱交換器、または一次熱交換器５０及び二次熱交換器５２の異なる列とのもしくは異なるベンドの状況との任意の組み合わせも本開示の範囲内に入り得る。

【0044】

用語「約」は、出願時に利用可能な装置に基づく特定の量の測定に関連する誤差の程度を含むことを意図している。

【0045】

本明細書で使用する専門用語は、特定の実施形態を説明するためだけであり、本開示を限定することを意図していない。本明細書で使用するように、単数形の「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈が別段に明確に示さない限り、複数形も含むことを意図している。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び／または「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、本明細書で使用されるとき、記載される特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／または構成要素の存在を指定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／またはそのグループの存在または追加を除外しないことがさらに理解されよう。

【0046】

本開示は例示的な１つまたは複数の実施形態に関して説明されているが、本開示の範囲から逸脱することなく、多様な変更が加えられ得、均等物がその要素の代わりとなり得ることが当業者によって理解されるであろう。さらに、本開示の必須の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本開示の教示に適合させるために多くの修正が加えられ得る。したがって、本開示は、本開示を実施するために企図された最良の態様として開示された特定の実施形態に限定されるのではなく、本開示は、特許請求の範囲に入るすべての実施形態を含むことが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】