JP2010139085A - 冷媒分流器 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した分流性能を有し、さらに機器への収納性に優れた冷媒分流器を提供する。
【解決手段】冷媒分流器本体１と、前記冷媒分流器本体１に接続された流入管２と、前記冷媒分流器本体１に接続された複数の流出管３ａ〜３ｆを備え、前記冷媒分流器本体１の軸方向において、流出管３ａ〜３ｃの接続部は、前記流入管２の接続部を隔てて、他の流出管３ｄから３ｆの接続部の逆側にあるもので、冷媒分流器本体１の軸方向において、複数の流出管３ａ〜３ｆの接続部を、流入管２を隔てて２方向に分配することで、冷媒の乾き度および流量が変化した際に影響を受ける、冷媒分流器本体１内を流れる冷媒流速および冷媒分流器本体１内の気相・液相分布の安定化が可能となり、圧力損失が低く、安定した分流性能を可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調機器や冷凍機器等の冷凍サイクルにおける冷媒の回路を、複数に分岐するための冷媒分流器に関するものである。

近年、空調機器や冷凍機器に用いられる熱交換器においては、熱交換効率の促進および小型化のため、伝熱管の細径化が進む動きがあり、それに伴い冷媒経路数も増加する傾向がある。

一般に、冷凍サイクルに用いるフロン系冷媒は、熱交換器内を密度が数十倍異なる冷媒蒸気と冷媒液が混在した気液二相となって流れる。そのため、熱交換器を設計する上で複数本の伝熱管への冷媒分配は難しい問題となっており、それを解決するため、種々の分流器の開発が行われてきた（例えば、特許文献１及び２参照）。図４及び５を用いて従来の冷媒分流器について説明する。

図４は、上記特許文献１に記載された冷媒分流器の断面図で、従来の冷媒分流器の分流器本体２００は、内部に気液分離空間を有すると共に、１本の流入管２０１と複数の流出管２０２ａ〜２０２ｄを備え、複数の流出管２０２ａ〜２０２ｄのそれぞれは、先端開口部のガス流出口に加え、側壁に開口する液流出口２０３ａ〜２０３ｄを備え、液流出口２０３ａ〜２０３ｄの開口面積を変化させることで、目的とする冷媒分配を実現しようとするものである。

図５は、上記特許文献２に記載された従来の他の冷媒分流器の断面図で、分配管３００に並列に接続される複数の被分配管３０１、３０２、３０３の管径を、冷媒分配量の少なくなる順に太くすることにより、目的とする冷媒分配を実現しようとするものである。
特開２００５−１３４００９号公報 特開平７−２０８８３１号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に記載された従来の冷媒分流器の構成では、冷媒分流器に流入する冷媒の流量が変化した場合、および乾き度が変化した場合、目的とする冷媒分配を実現できず、安定した分流性能が得られないという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、流入口に流入する冷媒の流量が変化した場合、および乾き度が変化した場合においても安定した分流性能を有し、さらに空調機器や冷凍機器への収納性が高く、コンパクトかつ安価な冷媒分流器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の冷媒分流器は、冷媒分流器本体と、前記冷媒分流器本体に接続された流入管と、前記冷媒分流器本体に接続された複数の流出管を備え、前記冷媒分流器本体の軸方向において、前記流出管の少なくとも１つの接続部は、前記流入管の接続部を隔てて、他の流出管の接続部の逆側にあるもので、冷媒分流器本体の軸方向において、複数の流出管の接続部を、流入管を隔てて２方向に分配することで、冷媒の乾き度および流量が変化した際に影響を受ける、冷媒分流器本体内を流れる冷媒流速および冷媒分流器本体内の気相・液相分布の安定化が可能となり、圧力損失が低く、安定
した分流性能を可能になる。

本発明の冷媒分流器は、流入口に流入する冷媒の流量が変化した場合、および乾き度が変化した場合においても安定した分流性能が得られ、さらに空調機器や冷凍機器への収納性が高く、コンパクトかつ安価に構成できる。

第１の発明は、冷媒分流器本体と、前記冷媒分流器本体に接続された流入管と、前記冷媒分流器本体に接続された複数の流出管を備え、前記冷媒分流器本体の軸方向において、前記流出管の少なくとも１つの接続部は、前記流入管の接続部を隔てて、他の流出管の接続部の逆側にあるもので、冷媒分流器本体の軸方向において、複数の流出管の接続部を、流入管を隔てて２方向に分配することで、冷媒の乾き度および流量が変化した際に影響を受ける、冷媒分流器本体内を流れる冷媒流速および冷媒分流器本体内の気相・液相分布の安定化が可能となり、圧力損失が低く、安定した分流性能を可能になる。

第２の発明は、特に、第１の発明の流入管を、冷媒分流器本体の軸方向に対して、略垂直に挿入して接続したもので、冷媒循環量が変化しても各流出管にほぼ均等に分流させることが可能となる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の冷媒分流器本体に挿入された流入管の先端を斜めに切断したもので、冷媒分流器本体の軸方向において、流入管を隔てて両側の流出管への冷媒量を調整することができ、冷媒分流器を取り付ける熱交換器などの風速分布や伝熱特性に応じて、分流調整が可能となる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の複数の流出管のうち、少なくとも一つの流出管の冷媒分流器本体内への挿入長さが、他の流出管のそれと異なるもので、冷媒分流器が取り付けられる熱交換器などの風速分布や伝熱特性に応じて、各流出管への冷媒分流調整が可能になる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明の冷媒分流器本体の軸方向が略水平になるように熱交換器に搭載されるもので、各流出管への冷媒分流時に重力の影響を均等とすることで、それを無視することができるため、各流出管の冷媒量を所望の分流比に冷媒循環量や流速によらず分流することができ、より容易にかつより安定した分流性能を可能となる。

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、本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１における冷媒分流器の断面図、図２は、同冷媒分流器を用いた空気調和機の室内機の断面図である。

図１〜３において、本実施の形態における冷媒分流器の冷媒分流器本体１には、流入管２と、流出管３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆがそれぞれ挿入され、ロウ付けによって接続されている。

本実施の形態では、冷媒分流器本体１の軸方向において、流入管２の接続部を隔てて、流出管３ａ〜３ｃのロウ付けによる接続部を一側に、その他の流出管３ｄ〜３ｆのロウ付けによる接続部を他側に配置している。

冷房運転時、空気調和機の室内機５に内設された熱交換器６に入った後、空気と熱交換を行い、気相成分が増加することで、流速を増した冷媒が、気液２相の状態で、流入管２より冷媒分流器本体１へ流入する。その後、冷媒分流器本体１内を軸方向に２分して流れた冷媒は、流出管３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆよりそれぞれ流出する。

このような構成とすることで、冷媒分流器本体１を流れる冷媒流速および気相・液相分布が均一化され、衝突などによる攪拌作用無しに安定した冷媒分配が可能となる。

また、流入管２は、冷媒分流器本体１の軸方向に対して、略垂直に挿入され、冷媒分流器本体１とロウ付けにより接続されることにより、冷媒循環量・冷媒流速の影響を受け難く、流出管３ａ、３ｂ、３ｃと流出管３ｄ、３ｅ、３ｆへ流出する冷媒量を安定してほぼ均等にすることが可能となる。

また、本実施の形態では、図１に示すように、流出管３ａ、３ｂ、３ｆ の冷媒分流器本体１への挿入長さが他に比べ長くなっており、その他の流出管３ｃ、３ｄ、３ｅより液成分の冷媒が多く流出し、流出管３ａ、３ｂ、３ｆからの冷媒量流出量を増加させることとなる。つまり搭載する熱交換器６の風速分布、伝熱特性に応じて、冷媒流量を調整でき、これらの流出管３ａ〜３ｆの冷媒分流器本体１への挿入長さを調整することで種々の分流比率を具現化することができる。

さらに、室内熱交換器６に対して、流入管２、流出管３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆが図２に示す、２’、３ａ’、３ｂ’、３ｃ’、３ｄ’、３ｅ’、３ｆ’に対応するようにそれぞれロウ付けにより接続される。このとき、冷媒分流器本体１の軸方向が略水平になるように搭載する。これにより、流出管３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆへの冷媒分流時に、重力の影響を均等とすることで、それを無視することができるため、各流出管３ａ〜３ｆの冷媒量を所望の分流比に冷媒循環量や流速によらず容易に分流することができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における冷媒分流器の断面図である。なお、上記実施の形態１と同一部分には同一符号を用いて、その説明を省略する。

本実施の形態と上記実施の形態１と異なる部分は、図３に示すように、流入管２１を、冷媒分流器本体１への挿入部直前に曲折していることと、冷媒分流器本体１に挿入された先端を斜めに切断していることである。

冷媒分流器本体１の収納スペース上の問題などにより流入管２１が、図３のように曲折している場合、冷媒の液成分は、遠心力により流出管３ａ、３ｂ、３ｃ側に編流しながら冷媒分流器本体１に流入する。そこで流入管２１の冷媒分流器本体１の流出管３ａ、３ｂ、３ｃ側の挿入長さＤ１と流出管３ｄ、３ｅ、３ｆ側の挿入長さＤ２を調整するよう先端を斜めに切断することにより、流出管３ａ、３ｂ、３ｃと流出管３ｄ、３ｅ、３ｆへ流出する冷媒量をほぼ均等にすることが可能となる。

以上、本発明は上記の実施の形態に限らず、種々変更して実施し得るものである。

以上のように本発明の冷媒分流器は、流入口に流入する冷媒の流量が変化した場合、および乾き度が変化した場合においても安定した分流性能が得られ、コンパクトな構成が可能となるので、小型化が要求される冷蔵庫やヒートポンプ式乾燥方式を採用した洗濯乾燥
機の熱交換器等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における冷媒分流器の断面図 同冷媒分流器を用いた空気調和機の室内機の断面図 本発明の実施の形態２における冷媒分流器の断面図 従来の冷媒分流器の断面図 従来の他の冷媒分流器の断面図

符号の説明

１ 冷媒分流器本体
２、２１ 流入管
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ 流出管

Claims (5)

1. 冷媒分流器本体と、前記冷媒分流器本体に接続された流入管と、前記冷媒分流器本体に接続された複数の流出管を備え、前記冷媒分流器本体の軸方向において、前記流出管の少なくとも１つの接続部は、前記流入管の接続部を隔てて、他の流出管の接続部の逆側にあることを特徴とする冷媒分流器。
2. 流入管を、冷媒分流器本体の軸方向に対して、略垂直に挿入して接続したことを特徴とする請求項１に記載の冷媒分流器。
3. 冷媒分流器本体に挿入された流入管の先端を斜めに切断したことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷媒分流器。
4. 複数の流出管のうち、少なくとも一つの流出管の冷媒分流器本体内への挿入長さが、他の流出管のそれと異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷媒分流器。
5. 冷媒分流器本体の軸方向が略水平になるように熱交換器に搭載されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷媒分流器。