JP2001336861A

JP2001336861A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2001336861A
Application number: JP2000163135A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Endo; 智史遠藤; Ichiro Fujibayashi; 一朗藤林; Nobuo Inagaki; 信夫稲垣; Eisuke Matsubara; 栄介松原; Kenichi Yahagi; 健一矢萩
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2001-12-07

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、空気調和機の冷凍サイクルに
おいて気体、液体の混合された不安定な冷媒状態におい
ても安定した分流を行うと共に、分流器本体の破壊圧力
を大幅に向上することを目的とした冷媒分流器を提供す
ることが課題である。【解決手段】上記の目的のためには、分流器本体をクロ
ーバー型として、分流管内部に円錐状の冷媒分配機構を
設けた分流プレートを有する冷媒分流器の発明により上
記課題を解決できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数に分割された
室内熱交換器へ冷媒を分配する冷媒分流器を備えた空気
調和機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、空気調和機は、冷房・暖房の能力
を向上させるために、室内熱交換器を大型化する傾向に
ある。室内熱交換器を大型化すると、熱交換量が増し、
冷房・暖房の能力向上に繋がる。

【０００３】ところが、単に室内熱交換器を大型化した
だけでは、熱交換器内に配列された冷媒管が長くなって
しまい、冷媒管内の圧力損失が大きくなってしまう。

【０００４】圧力損失が大きくなると、熱交換する室内
空気との温度差が小さくなり、熱交換量が小さくなり、
その分冷房・暖房効果が低下してしまう可能性がある。

【０００５】従って、室内熱交換器を大型化した場合
は、室内熱交換器を複数に分割し、分割された室内熱交
換器で室内ファンを取り囲むように配置し、室内熱交換
器を収納する室内ユニットができるだけ大きくならない
ように設計している。

【０００６】このように、室内熱交換器を、例えば３分
割にした場合は、分割されたそれぞれの熱交換器に、圧
縮機からの冷媒を分配しなくてはならないので、圧縮機
からの１本の配管から分流器を介して３方向に分流させ
る必要がある。

【０００７】この分流器の従来例として、例えば、特開
平６−３３７１８３号公報や特開平１０−２０５９２２
号公報が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、環境汚染、特に
オゾン層破壊、地球温暖化の問題から、世界的に塩素系
フロンの使用が規制されるようになり、空気調和機など
の冷凍装置の冷媒として用いられていたフロン２２も規
制の対象となった。この冷媒の代替冷媒として、塩素を
含まずオゾン層破壊の心配がないフロン４１０ａ冷媒が
使用されるようになってきた。

【０００９】ところが、このフロン４１０ａ冷媒を使用
した場合、冷凍サイクル内の圧力は、平均すると、約５
kgf/Cm²（メガパスカル）となり、フロン２２の約1.6倍
の圧力となる。

【００１０】従って、フロン２２の冷凍サイクルで使用
していた分流器では、フロン４１０ａの圧力に耐えられ
ない可能性がある。特に、暖房運転の場合、圧縮機から
の高圧が分流器に直接かかってしまうため、平均圧力
以上の耐圧が必要である。

【００１１】ところで、暖房運転において、圧縮機から
吐出される高温・高圧の冷媒は、ガスとは言え、実際
は、液冷媒も含まれた気液混合冷媒となっているた
め、分割された室内熱交換器に気液混合冷媒を均等に
分流する必要がある。

【００１２】これに対して、上記従来技術のうち、特開
平６−３３７１８３号公報は、噴出する気液混合冷媒を
壁に衝突させて攪拌せせて分流させているので、冷媒と
壁との衝突音が発生する恐れがある。

【００１３】本発明の目的は、冷媒が分流器に衝突した
ときに発生する音を低減した低騒音の空気調和機を提供
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、圧縮機から
の冷媒管に接続された分流器と、この分流器から複数に
分岐した接続管と、この接続管に熱交換器の配管が接続
された空気調和機において、前記分流器に接続された複
数に束ねられた前記接続管と、この複数に束ねられた前
記接続管の中心部に形成された隙間に挿入されたスペー
サと、このスペーサの先端に設けられた円錐部とを備
え、この円錐部の頂点が前記分流器内の冷媒上流側に位
置することにより達成される。

【００１５】また、圧縮機からの冷媒管に接続された分
流器と、この分流器から複数に分岐した接続管と、この
接続管に熱交換器の配管が接続された空気調和機におい
て、前記分流器に接続された複数に束ねられた前記接続
管と、前記接続管と連通する孔を設けた冷媒分流板を前
記分流器内に備え、この冷媒分流板の中央部に円錐部を
設け、この円錐部の頂点が前記分流器内に冷媒上流側に
位置することにより達成される。

【００１６】また、分流器に形成された前記接続管の接
続部は、前記束ねられた前記接続管の側面形状に合わせ
て成形されることにより達成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１に一般的な冷凍サイクルを示
す。

【００１８】図１において、１は、空気調和機の冷凍サ
イクルである。２は、圧縮機であり、一般的には、ロー
タリ圧縮機やスクロール圧縮機が用いられている。３
は、四方弁であり、冷房運転、暖房運転のいずれかを選
択するときに、冷媒の流れを切換えるものである。４
は、室外熱交換器である。５は、屋外空気を室外熱交換
器４にあてて熱交換させるための室外ファンである。こ
の室外ファン５は、外気を吸引して室外熱交換器４を冷
却するものである。この室外熱交換器４と室外ファン
は、図示していないが室外ユニットの筐体内に収納され
ている。６は、絞り装置である。７は、室内熱交換器で
あり、第１の室内熱交換器７ａと、第２の熱交換器７ｂ
とに分割されている。８は、絞り弁であり、第１と第２
の熱交換器７ａ，７ｂとの間にに介在されている。９
は、室内ファンであり、室内の空気を吸引し、室内熱交
換器７を通過した空調空気を室内に吐出するものであ
る。これらの室内熱交換器７、室内ファン９は、図示し
ていないが、室内ユニット内に収納されている。図１に
は図示しなかったが、室内熱交換器７には、後述する分
流器が取付けられ、圧縮機２からの冷媒を複数に分割さ
れた室内熱交換器に冷媒を分流している。

【００１９】この冷凍サイクルにおける冷媒の循環を説
明する。たとえば、図中点線矢印で示すように、暖房運
転の場合、圧縮機２から吐出した高温・高圧の冷媒ガス
は、四方弁３によって室内熱交換器４に流れる。室内熱
交換器４では、高温高圧の冷媒ガスがファン９によって
放熱され、凝縮して常温・高圧の液冷媒となると同時
に、高温の空気が室内に吐出され、室内の暖房を行うこ
とができる。

【００２０】常温・高圧の液冷媒は、絞り装置６を通過
することによって、蒸発しやすい状態まで圧力が下げら
れる。圧力が下がった液冷媒は、室外熱交換器４で蒸発
すると同時に屋外の空気と熱交換する。その後、四方弁
３を介して圧縮機２に戻る。

【００２１】一方、冷房運転では、四方弁３が切換えら
れて圧縮機２からの高温・高圧のガス冷媒は、室外熱交
換器７側に流れて暖房運転と同じ動作を繰り返す。

【００２２】ところで、第１の室内熱交換器７ａと第２
の室内熱交換器７ｂとの間に設けられた絞り弁は、除湿
運転を行うときに使用するものである。

【００２３】除湿運転では、圧縮機２からの高温高圧の
冷媒は、室外熱交換器４に流入するが、絞り装置６が開
放されているので、高温高圧冷媒が第１の室内熱交換器
７ａに流入して高温を発する。室内熱交換器７ａを流出
した冷媒は、絞り弁８によって低圧となって第２の熱交
換器７ｂで蒸発するので低温となる。このように、高温
の第１の熱交換器７ａと、低温の第２の室内熱交換器７
ｂから発する熱は、ファン９によって混合されて室内に
吐出されるので、室内の温度を下げないで除湿を行うこ
とができる。

【００２４】図６、図７に従来の分流器を示す。図６
は、分流器の断面図である。図７は、分流器本体の斜視
図である。

【００２５】図６において、１０は、冷媒入口管であ
る。この入口管１０は、圧縮機２からの冷媒を供給する
ものである。１１は、分流器本体である。１２ａ〜１２
ｃは、分流器本体１１に接続された冷媒出口配管であ
り、並列に３本接続されている。１３は、分岐用段押し
成形部である。１４は、冷媒の流れを示す。

【００２６】図７において、分流器本体１２は、太径の
銅管を絞り加工して成形している。出口管１２ａ〜１２
ｃが挿入される部分は、並列に並べられた出口管１２ａ
〜１２ｃの側壁形状にあわせて段押し成形による挿入孔
１３ａ〜１３ｃが成形されている。１４は、冷媒の進行
方向を示す。

【００２７】このように、出口配管１２ａ〜１２ｃが並
列に並べられると、冷媒の進行方向４に示すように、冷
媒は、幅方向に拡散しないと出口管１２ａ〜１２ｃに流
れないので、均等に分配出来ない可能性がある。また、
冷媒が段押し部に衝突した際、衝突音が発生する可能性
がある。

【００２８】本発明の分離器を図２（ａ）（ｂ）に示
す。図２（ａ）は、出口管を３本挿入できるようにした
分離器本体の斜視図である。図２（ｂ）は、出口管を４
本挿入できるようにした分離器本体の斜視図である。

【００２９】図２（ａ）、（ｂ）において、１５は、分
離器本体である。この分離器本体１５は、略円形の銅管
を拡管加工して形成している。１６は、分流器本体１５
の配管接続部を出口管の形状に合わせて成形するための
段押し部である。

【００３０】図３（ａ）（ｂ）に図２、図３で示した分
流器本体に出口管を挿入した状態の断面を示す。

【００３１】図３（ａ）において、分流器本体１５に略
円形の出口管１７ａ〜１７ｃが３本束ねられて挿入され
ている。分流器１５の出口管１７ａ〜１７ｃの接続部
は、出口管１７ａ〜１７ｃを束ねたときの側壁形状に合
わせた形状に成形している。１８は、スペーサである。
このスペーサ１８は、３本の出口管１７ａ〜１７ｃの中
心部に生じる隙間を埋め、出口管１７ａ〜１７ｃを分流
器本体に半田付けする際に半田が隙間を通って、分流器
本体１５内に流入するのを防止するためのものである。
１８ａは、スペーサ１８の先端に設けられた円錐部であ
る。この円錐部１８ａの頂点は、冷媒の進行方向１９と
対向する方向に向いている。

【００３２】図３（ｂ）は、出口管１７ａ〜１７ｄに示
すように、略円形の出口管を４本挿入したものである。
その他の構造は、図２と全く同じであるため、その説明
は、省略する。

【００３３】本発明によれば、冷媒の進行方向１９に示
すように、冷媒は、スペーサ１８の円錐部１８ａに衝突
して３本又は４本の出口管１７に分配されるので、均等
に冷媒を分配することができる。しかも、冷媒は、円錐
部の頂点と点接触によって分流され、円錐の周方向に拡
散されるので、衝突音が発生しないという効果がある。
尚、本実施例では、略円形の出口管を束ねた時、管の
中心に発生する隙間を閉塞するスペ−サを設けたが、出
口管が四角形、或いは三角形の場合は、隙間が発生しな
い。ただし、隙間が発生する可能性がある形状の出口管
には、本実施例のスペ−サが有効である。

【００３４】本発明の他の実施例を図４（ａ）（ｂ）に
示す。図４（ａ）は、３本の出口管の挿入位置決め用プ
レートを示す図である。図４（ｂ）は、４本の出口管の
挿入位置決め用プレートを示す図である。

【００３５】図４（ａ）において、２０は、プレートで
ある。このプレート２０には、３本の出口管１７ａ〜１
７ｃの挿入位置を決定するための孔２０ａ〜２０ｃが設
けられている。２１は、このプレート２０の中央部に設
けられた円錐部である。この円錐部２１は、図３で説明
した円錐部１８ａとまった同じ機能を果たす。また、こ
のプレート２０は、３本の出口管１７ａ〜１７ｃの中央
部に発生する隙間からの半田流入を阻止する役目も備え
ている。

【００３６】図４（ｂ）において、プレートには、４個
の孔２０ａ〜２０ｄが設けられている。その他の構成
は、図４（ａ）と同じであるため、その説明は、省略す
る。

【００３７】図５は、プレートを備えた分流器の断面図
である。

【００３８】図５において、圧縮機２からの冷媒は、冷
媒進行方向１４に示すように、入口管１０から分流器本
体１５内に導入され、プレート２０の円錐部２１の頂点
に衝突して分流する。分流した冷媒は、プレート２０に
設けられた孔２０ａ、２０ｂを通って、出口管１７ａ〜
１７ｃに流れる。

【００３９】以上の如く、本実施例によれば、冷媒は、
円錐部の頂点と衝突することにによって分流されるの
で、衝突音がない。また、冷媒の均等な分流を行うこと
ができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、冷媒が分流器に衝突し
たときに発生する音を低減した低騒音の空気調和機を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な冷凍サイクルの構成図。

【図２】本発明を備えた分流器本体の斜視図。

【図３】本発明を備えた分流器の断面図。

【図４】本発明の他の実施例を説明するプレートの正面
図及び側面図。

【図５】本発明の他の実施例で説明したプレートを備え
た分流器の断面図。

【図６】従来の分流器本体を説明する断面図。

【図７】従来の分流器本体を説明する斜視図。

【符号の説明】

１…冷凍サイクル、２…圧縮機、３…四方弁、４…室外
熱交換器、５…室外ファン、６…絞り装置、７…室内熱
交換器、１５…分流器本体、１６…段押し部、１７…出
口管、１８…スペーサ、１９…冷媒の進行方向、２０…
プレート、２１…円錐部。

フロントページの続き (72)発明者稲垣信夫栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者松原栄介栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者矢萩健一栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内Ｆターム(参考） 3H019 BA43 BC01 3H025 CA01 CB11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機からの冷媒管に接続された分流器
と、この分流器から複数に分岐した接続管と、この接続
管に熱交換器の配管が接続された空気調和機において、
前記分流器に接続された複数に束ねられた前記接続管
と、この複数に束ねられた前記接続管の中心部に形成さ
れた隙間に挿入されたスペーサと、このスペーサの先端
に設けられた円錐部とを備え、この円錐部の頂点が前記
分流器内の冷媒上流側に位置する空気調和機。
【請求項２】圧縮機からの冷媒管に接続された分流器
と、この分流器から複数に分岐した接続管と、この接続
管に熱交換器の配管が接続された空気調和機において、
前記分流器に接続された複数に束ねられた前記接続管
と、前記接続管と連通する孔を設けた冷媒分流板を前記
分流器内に備え、この冷媒分流板の中央部に円錐部を設
け、この円錐部の頂点が前記分流器内に冷媒上流側に位
置する空気調和機。
【請求項３】前記分流器に形成された前記接続管の接続
部は、前記束ねられた前記接続管の側面形状に合わせて
成形されている請求項１乃至２記載の空気調和機。