JP2006266563A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の分流器を用いた多室同時運転型空気調和機では分流を均一にするための実使用上の制約条件が多く、分流器の設置状態や、複数台の異なった配管長・高低差のある設置場所といったあらゆる設置条件に対応できないという課題を有していた。
【解決手段】分流管の配管形状を所定の条件によって適切に選択することにより、安価で簡単な部品を用いることで、設置条件の自由度を拡大させて設置業者が取り付けやすくするとともに、冷媒流量を適正に分流して快適性の確保、省エネルギーを図ることを目的とするものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、１台の室外機に少なくとも２台以上の室内機を接続して同時運転を行う多室同時運転型空気調和機において、設置条件に応じて内外接続配管の分岐部に設置業者が任意に選択的に取付けることのできる空気調和機に関するものである。

従来の多室同時運転型空気調和機においては図８に示すように、１台の室外機から複数の室内機に冷媒を分流させるために膨張弁を搭載した分岐ユニットがあった（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２３２０４２号公報

しかしながら、前記従来の構成の多室同時運転型空気調和機では、分流比を均等にするための実使用上の制約条件が多く、膨張弁の開度を制御して分流比を均等にするには膨張弁開度制御の限界を超える場合があった。

例えば、室内機が互いに異なった配管長差・高低差のある場所への設置に対しては、管内の圧損や流動様相の差によって分流比が膨張弁開度では制御しきれず、不均等になり、様々な設置条件に対応できないという課題を有していた。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、安価で簡単な分流器を用いながらも、高価な膨張弁を搭載した分岐ユニットを必要とせず、室内機や配管の設置条件に応じて現場で簡単に適切な分流器を選択して接続でき、最適な分流を確実に行うことを目的とするものである。

また、分流器の前後に継ぎ手部を設けて設置業者が分流器を交換しやすくし、空気調和機の能力を確保しつつ設置条件の自由度を拡大させることを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、１台の室外機と、前記室外機と配管により接続される複数台の室内機を持ち、前記室外機と前記室内機を結ぶ配管の途中に分流器を設けた空気調和機であって、前記分流器の上流側と下流側には前記配管と前記分流器を接続する継ぎ手部を設け、且つ前記分流器は分流比が異なる複数の分流器の中から選択的に任意の分流器を前記配管の途中に設けたもので、この構成をなすことにより、安価な分流器を用いて最適な分流比にすることができる。

本発明の分流器は、分流器の設置状態、室内機間の高低差、配管長、負荷の異なる部屋といった様々な設置条件の場合においても、分流管に選択肢を持たせ、且つ設置現場で最適のものを選択して簡単に取付けることができるようにしたことで、設置の自由度が拡大する上、冷媒流量を適正に分流することができ、空気調和機の能力を確保することができる。

第１の発明は、１台の室外機と、前記室外機と配管により接続される複数台の室内機を持ち、前記室外機と前記室内機を結ぶ配管の途中に分流器を設けた空気調和機であって、
前記分流器の上流側と下流側には前記配管と前記分流器を接続する継ぎ手部を設け、且つ前記分流器は分流比が異なる複数の分流器の中から選択的に任意の分流器を前記配管の途中に設けたもので、この構成をなすことにより、設置業者が適切な分流器を簡単に取付けることができ、冷媒流量を所定の割合で分流させることができる。

第２の発明は、分流器から複数の室内機までの接続配管長が互いに異なる場合、前記配管長の差に応じて分流器を選択的に取付けるもので、この構成をなすことにより、分流器の下流側の状態（圧損）が互いに異なる場合であっても冷媒流量を所定の割合で分流させることができる。

第３の発明は、複数の室内機の設置高さが互いに異なる場合、前記高さの差に応じて分流器を選択的に取付けるもので、この構成をなすことにより、分流器の下流側の状態（ヘッド差）が互いに異なる場合であっても冷媒流量を所定の割合で分流させることができる。

第４の発明は、複数の室内機が設置されている部屋の空調負荷が互いに異なる場合、前記空調負荷の差に応じて分流器を選択的に取付けるもので、この構成をなすことにより、分流器の下流側の状態（管内冷媒の流動様相の差）が互いに異なる場合であっても冷媒流量を所定の割合で分流させることができる。

第５の発明は、分流器は、その形状が前記分流器に流入する冷媒が前記分流器に流入してから流出するまでに、前記分流器内部において流入冷媒の流れを遮るように設けた壁面に衝突した後、互いに径が同じか異なる２つの出口を通過するもので、この構成をなすことにより、加工が簡単で廉価でありながら様々な分流特性をもった分流器の選択が容易にできる。

第６の発明は、室内機が３台以上ある場合に、分流器を複数組合わせて接続するもので、この構成をなすことにより、３台以上の室内機を用いた冷凍サイクルであっても、高度な加工精度が要求される高価な分流器を準備する必要がなく、適正な割合で分流させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における多室同時運転型空気調和機を示す冷凍サイクル図である。

同図において、圧縮機１０１、四方弁１０２、室外熱交換器１０３、室外ファン１０４、電子膨張弁１０５、第１の室内ファン１０７、第２の室内ファン１０９により冷凍サイクルが形成されている。

この構成において冷房運転の場合、冷媒は圧縮機１０１から吐出され、四方弁１０２、室外熱交換器１０３、電子膨張弁１０５、第１の室内熱交換器１０６および第２の室内熱交換器１０８、四方弁１０２の順で流れ、再び圧縮機１０１に吸入されるといったサイクルを形成する。

図２は本発明の実施の形態１における多室同時運転型空気調和機の構成図である。

室外機２０１に、主配管Ｌ１を用いて分流器２０２と接続し、分流器２０２から接続配
管Ｌ２、Ｌ３を用いて第１の室内機２０３と第２の室内機２０４を接続している。

上記接続配管Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は１本の線で示しているが、実際は往路と復路の２配管から形成されており、復路側の合流器は省略している。

図３は、分流器２０２とそれに接続する継ぎ手配管ａ〜ｃの詳細な構成図である。

設置業者はこの継ぎ手配管ａ〜ｃの端部ａ１〜ｃ１を接続配管Ｌ１〜Ｌ３にロウ付け等で接続することができるので、接続配管の途中の任意の箇所で簡単に取付けが可能となる。

ここで取付ける分流器は、空気調和機の設置条件によって最適な分流比を持つものを選択する。

図４は本発明の実施の形態1における分流管の詳細断面図である。冷媒は主配管１から紙面下方から上方の向きに流れ込み、扁平部（壁面）２に衝突する。

室外機の内部に膨張弁を設けて気液二相流状態にした冷媒を分流させる本願のような場合、所定の分流比で分流させるためには、分流器内部の形状が重要となるため、図７に示すような中央に仕切り板５０２が設けられ、この仕切り板５０２で流入する冷媒を分割するごとくにして所定の分流比を得る分流器５０１では、高い加工精度が求められ、また分流器が斜めに設置されていたり、入り口管が曲折するなどして配管内の冷媒が偏流した場合には、仕切り板５０２により分割される冷媒の主流部分の位置が変動するため分流比がずれてしまう。

これに対し、図４に示すように、流入した冷媒を一旦扁平部２に衝突させた後に径ｄｂ部とｄｃ部を通過させるような分流器であると、冷媒が扁平部２に衝突することによって冷媒が攪拌されるので、冷媒の偏流に左右されることなく所定の分流比を得ることができる。このときｄａはＤに略等しければよく、高精度は必要としない。

従って、図４や後述の図５に示すような扁平部を持つ分流器を用いることが望ましい。

図５は本発明の実施の形態１における別の分流管の詳細断面図である。

同図に示す分流管の出口の配管流路径ｄｂ、ｄｃの比率を変えることにより、所定の分流比を得ることができる。

分流管の流路径は中央の扁平部（壁面）２と分流器の外形で決定されるが、実際には図４に示した分流管と同一外形状を持つ部材で扁平部２の形状を変化させ圧着させたのちに溶接したものとなっており、様々な形状の分流器を安価に製造することができる。

そして、取付け時に施工者は、様々な分流比を持つ分流器２０２を予め準備しておき、設定条件に応じて（図２では室内機の高低差△ＨおよびＬ２とＬ３の長さの差△Ｌ）、均等な分流比になるような分流器２０２を選択し、図２の２０２の部分に取付ければ最適な冷凍サイクルが得られる。

以上のように、実施の形態１の構成を用いることにより、高価な膨張弁を搭載した分岐ユニットを必要とせず、室内機や配管の設置条件に応じて現場で簡単に適切な分流器２０２を選択して接続でき、最適な分流を確実に行うことができる。

また、分流器２０２の前後に継ぎ手配管ａ〜ｃを設けて設置業者が分流器を交換しやすくし、空気調和機の能力を確保しつつ設置条件の自由度を拡大することができる。

（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における多室同時運転型空気調和機の構成図である。

室外機３０１に、主配管Ｌ１を用いて分流器３０２と接続し、分流器３０２から接続配管Ｌ２およびＬ３に分流し、接続配管Ｌ２は第１の室内機２０３に接続している。

さらに、分流器３０５をＬ３の先に追加し、分流器３０５でＬ４とＬ５へ分流する。

接続配管Ｌ４は第２の室内機３０４と、接続配管Ｌ５は第３の室内機３０５を接続している。

上記連絡配管Ｌ１〜Ｌ５は１本の線で示しているが、実際は往路と復路の２配管から形成され復路側の合流器については省略している。

取付け時に施工者は、室内機３０３〜３０６および配管Ｌ３〜Ｌ５の設置条件（例えば、室内機の高低差や配管長差）に応じて、所定の分流比を持つ分流器３０２、３０５の組み合わせを選択する。

このように室内機が３台あり、１つの分流器で分流する場合であれば３つの流れに分ける高度な加工精度の分流器を必要とするところであるが、本発明によれば、簡単な構成の分流器を２個組合わせることで、この分流が成立する。

しかも、図３のａ１〜ｃ１の様な継ぎ手と配管をロウ付け等により接続するので設置は簡単である。

以上のように、実施の形態１の構成を用いることにより、高価な膨張弁を搭載した分岐ユニットを必要とせず、室内機や配管の設置条件に応じて現場で簡単に適切な分流器３０２、３０５を選択して接続でき、最適な分流を確実に行うことができる。

また、分流器３０２、３０５の前後に継ぎ手配管ａ〜ｃを設けて設置業者が分流器を交換しやすくし、空気調和機の能力を確保しつつ設置条件の自由度を拡大することができる。

なお、接続はロウ付けだけでなく、カシメや、ナットによる締結その他の接続方法であっても同様の効果を奏する。

本発明は上記説明から明らかなように、分流管の分流性能の向上とともに分流管に選択肢を持たせたことで、分流器の設置状態、室内機同士の高低差、配管長、負荷の異なる部屋への設置といった特殊な設置条件の場合においても設置の自由度が拡大するので、多室同時運転型空気調和機のみならず、プラント等の配管の分流器に広く応用できる。

本発明の実施の形態の冷凍サイクル構成図 本発明の実施の形態１の多室同時運転型空気調和機の構成図 本発明の実施の形態１の分流器および継ぎ手配管の構成図 本発明の実施の形態１における分流器の詳細断面図 本発明の実施の形態１における分流器の詳細断面図 本発明の実施の形態２の多室同時運転型空気調和機の構成図 従来の分流管の断面図 従来の冷凍サイクル構成図

符号の説明

１ 主配管
２ 扁平部
１０１ 圧縮機
１０２ 四方弁
１０３ 室外熱交換器
１０４ 室外ファン
１０５ 電子膨張弁
１０６ 第１の室内熱交換器
１０７ 第１の室内ファン
１０８ 第２の室内熱交換器
１０９ 第２の室内ファン
２０１ 室外機
２０２ 分流器
２０３ 第１の室内機
２０４ 第２の室内機
３０１ 室外機
３０２ 分流器
３０３ 第１の室内機
３０４ 第２の室内機
３０５ 第２の分流器
３０６ 第３の室内機

Claims (6)

1. １台の室外機と、前記室外機と配管により接続される複数台の室内機を持ち、前記室外機と前記室内機を結ぶ配管の途中に分流器を設けた空気調和機であって、前記分流器の上流側と下流側には前記配管と前記分流器を接続する継ぎ手部を設け、且つ前記分流器は分流比が異なる複数の分流器の中から選択的に任意の分流器を前記配管の途中に設けたことを特徴とする空気調和機。
2. 分流器から複数の室内機までの接続配管長が互いに異なる場合、前記配管長の差に応じて分流器を選択的に取付けることができることを特徴とする、請求項１記載の空気調和機。
3. 複数の室内機の設置高さが互いに異なる場合、前記高さの差に応じて分流器を選択的に取付けることができることを特徴とする、請求項１記載の空気調和機。
4. 複数の室内機が設置されている部屋の空調負荷が互いに異なる場合、前記空調負荷の差に応じて分流器を選択的に取付けることができることを特徴とする、請求項１記載の空気調和機。
5. 分流器は、その形状が前記分流器に流入する冷媒が前記分流器に流入してから流出するまでに、前記分流器内部において流入冷媒の流れを遮るように設けた壁面に衝突した後、互いに径が同じか異なる２つの出口を通過するものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機。
6. 室内機が３台以上ある場合に、分流器を複数組合わせて接続することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の空気調和機。

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