JP2012042092A - 冷媒分流器 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷媒を均等に分流することができ、かつ構造を簡単にして省スペース化及び製造コストの低廉化を図れるようにした冷媒分流器を提供すること。
【解決手段】少なくとも1本の流入管2と、流入管が接続され流入管から冷媒Rが流入する集合室10と、集合室に接続され集合室に流入した冷媒を流出させる複数の分流管5と、を備えた冷媒分流器1Aにおいて、集合室は、流入管及び分流管より大径の筒状体であって、両端部に対向する第1及び第2の壁部12,15が形成され、流入管は、第1の壁部を貫通して集合室内に流入口3を位置し、分流管は、第1の壁部もしくは第2の壁部を貫通して集合室内に流出口6を位置し、流入口と流出口を、少なくとも集合室の軸方向と直交する面において同一面上に位置させ、流入口から吐出する冷媒を吐出方向と逆方向に流して流出口から分流する。
【選択図】 図2
【解決手段】少なくとも1本の流入管2と、流入管が接続され流入管から冷媒Rが流入する集合室10と、集合室に接続され集合室に流入した冷媒を流出させる複数の分流管5と、を備えた冷媒分流器1Aにおいて、集合室は、流入管及び分流管より大径の筒状体であって、両端部に対向する第1及び第2の壁部12,15が形成され、流入管は、第1の壁部を貫通して集合室内に流入口3を位置し、分流管は、第1の壁部もしくは第2の壁部を貫通して集合室内に流出口6を位置し、流入口と流出口を、少なくとも集合室の軸方向と直交する面において同一面上に位置させ、流入口から吐出する冷媒を吐出方向と逆方向に流して流出口から分流する。
【選択図】 図2
Description
この発明は、例えば凝縮機や蒸発機等の空調用熱交換装置に接続されて、流路を流れる冷媒を複数に分流する冷媒分流器に関するものである。
一般に、空調用熱交換装置は熱交換効率の向上や、機能の多様化等に対応すべく、一台の空調用熱交換装置の冷媒流路を二流路以上の並列流路に区分し、それぞれの冷媒流路に冷媒を循環させるものが知られている。このように並列流路が形成された空調用熱交換装置においては、それぞれの並列流路に均等に冷媒を分流することが求められている。
従来、冷媒を複数の並列流路に分流させるものとして、冷媒分流器が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の冷媒分流器は、入口パイプを接続固定する入口パイプ接続孔が開口され、その入口パイプ接続孔の先端に冷媒絞り部を介してチャンバー室が連通し、そのチャンバー室には複数の出口パイプを接続固定する出口パイプ接続孔が開口されるものである。このように構成された冷媒分流器は、冷媒を入口パイプ接続孔に接続された入口パイプから供給して、冷媒絞り部により流路を絞ることによりチャンバー室内に勢いよく噴出させ、出口パイプ接続孔に接続固定された複数の出口パイプから冷媒を均等に分流させるものである。
しかしながら、特許文献1に記載の構造においては、相変化を伴うため、冷媒を均等に分流させるためには、冷媒の流速、圧力損失を考慮し、構成部材の寸法、角度、取付位置及び管摩擦等について精密な設計及び加工が要求されるためコストがかかる。
また、大型熱交換機を使用する場合等で、運転時の冷媒循環量の変動が大きい場合は、アキュムレータ、レシーバタンクの設置が必要である。そのため、特許文献1に記載の冷媒分流器を上記大型熱交換機に接続する場合は、別途アキュムレータまたはレシーバタンクの設置をしなければならず、設置スペースの必要性から装置の大型化及びコストの上昇を招く。
更に、チャンバー室内に供給された冷媒は、慣性で出口パイプに流れ込むため、入口パイプと出口パイプの位置関係、各出口パイプの寸法、管摩擦等の違いにより、冷媒は精度よく均等に分流されない虞がある。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、冷媒を均等に分流することができ、かつ構造を簡単にして省スペース化及び製造コストの低廉化を図れるようにした冷媒分流器を提供することを目的とする。
上記課題を達成するために、請求項1記載の発明は、少なくとも1本の流入管と、上記流入管が接続され上記流入管から冷媒が流入する集合室と、上記集合室に接続され上記集合室に流入した冷媒を流出させる複数の分流管と、を備えた冷媒分流器であって、 上記集合室は、上記流入管及び上記分流管より大径の筒状体であって、両端部に対向する第1及び第2の壁部が形成され、 上記流入管は、上記第1の壁部を貫通して上記集合室内に流入口を位置し、 上記分流管は、上記第1の壁部もしくは上記第2の壁部を貫通して上記集合室内に流出口を位置し、 上記流入口と上記流出口が、少なくとも上記集合室の軸方向と直交する面において同一面上に位置し、かつ、上記流入口から吐出する冷媒が吐出方向と逆方向に流れて上記流出口から分流される、ことを特徴とする。
この発明において、上記集合室内に位置する上記流入管の流入口と上記分流管の流出口は、少なくとも集合室の軸方向と直交する面において同一面上に位置しても差し支えないが、上記集合室内には、上記流入口から吐出する冷媒が吐出方向と逆方向に流れる中間流路を形成する方がよい(請求項2)。
このように構成することにより、集合室内において、流入管の流入口から集合室内に吐出された冷媒は、流入口から吐出される方向とは反対の方向に向きを変えて逆流し、少なくとも集合室の軸方向と直交する面において流入口と同一面上に位置する流出口から集合室外に流出する。すなわち、集合室内において冷媒の流れる向きを反対にすることで、冷媒が慣性で各分流管に流れ込むのを防止することができる。また、運転条件の変化に伴う冷媒循環量の変動を、アキュムレータまたはレシーバタンクの機能を有する集合室にて吸収することができる。
また、この発明において、上記流入管は1本であって、複数の上記分流管は上記流入管を中心とする同心円上に等間隔に配置されていてもよい(請求項3)。また、上記流入管は複数であって、複数の上記分流管はいずれかの上記流入管を中心とする同心円上に配置されると共に、それぞれの上記流入管には同数の上記分流管が配置されていてもよい(請求項4)。
このように構成することにより、流入管の流入口から各分流管の流出口までの距離を一定にすることができ、流入管の流入口から吐出される冷媒は複数の分流管に均等に分流される。
また、この発明において、上記集合室と上記流入管及び上記分流管をろう付けにて一体接合する方が好ましい(請求項5)。集合室と流入管及び分流管をろう付けにて一体接合することにより、冷媒分流器を容易に製作することができる。
また、この発明において、上記集合室と上記流入管及び上記分流管がアルミニウム合金である方が好ましい(請求項6)。集合室と流入管及び分流管がアルミニウム合金であるので、冷媒分流器の軽量化を図ることができる。
この発明に係る冷媒分流器は、上記のように構成されているので、集合室内において冷媒の流れる向きを反対にすることで、冷媒が慣性で各分流管に流れ込むのを防止することができるので、冷媒を均等に各分流管に分流させることができる。また、運転条件の変化に伴う冷媒循環量の変動を、アキュムレータまたはレシーバタンクの機能を有する集合室にて吸収することができる。したがって、特に大型熱交換機において、構造を簡単にして省スペース化及び製造コストの低廉化を図ることができる。
以下に、この発明に係る冷媒分流器の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
第1実施形態における冷媒分流器1Aは、図1,図2に示すように、1本の流入管2と、流入管2が接続され流入管2から冷媒Rが流入する筒状の集合室10と、集合室10に接続され集合室10に流入した冷媒Rを流出させる2本の分流管5と、を備える。この場合、集合室10と流入管2及び分流管5は、集合室10の軸方向に互いに平行に配設されている。なお、図1〜図5における矢印の方向は冷媒Rの流れる方向を示している。
第1実施形態における冷媒分流器1Aは、図1,図2に示すように、1本の流入管2と、流入管2が接続され流入管2から冷媒Rが流入する筒状の集合室10と、集合室10に接続され集合室10に流入した冷媒Rを流出させる2本の分流管5と、を備える。この場合、集合室10と流入管2及び分流管5は、集合室10の軸方向に互いに平行に配設されている。なお、図1〜図5における矢印の方向は冷媒Rの流れる方向を示している。
集合室10は、図1に示すように、例えばアルミニウム合金製であって流入管2及び分流管5より大径の円筒管から形成される集合管11と、集合管11の一方の端部を塞ぐ例えばアルミニウム合金製の円形板から形成される第1の壁部12と、他方の端部を塞ぐ例えばアルミニウム合金製の円形板から形成される第2の壁部15と、を備える。集合管11と第1の壁部12と第2の壁部15と、により形成された集合室10内は冷媒流路を形成する。
図1,図2に示すように、第1の壁部12の中心には、流入管2の外周に対応する円形の取付孔13が1箇所形成されている。また、第2の壁部15には、図2(b),(c)に示すように、第2の壁部15の中心から同心円上に等間隔に分流管5の外周に対応する取付孔16が形成されている。第1実施形態においては、2本の分流管5が接続されるため、2箇所の取付孔16が180度の位置に形成されている。上記のように形成された第1の壁部12の取付孔13に流入管2を挿入し、第2の壁部15の取付孔16に分流管5を挿入することにより、図2(b)に示すように、2本の分流管5を流入管2を中心とする同心円上に等間隔に配置することができる。
流入管2は、例えばアルミニウム合金製パイプであって、円形の中空部は冷媒流路を形成する。図1,図2(a)に示すように、流入管2の端部には、冷媒Rの流入口3が形成されており、冷媒Rは流入口3から吐出され集合室10内に流入する。流入管2の他方の端部は、流入側流路(図示せず)と接続されている。
分流管5は、例えばアルミニウム合金製パイプであって、円形の中空部は冷媒流路を形成する。図1,図2(a)に示すように、それぞれの分流管5の端部には、流出口6が形成されており、冷媒Rは流出口6から集合室10外に流出する。それぞれの分流管5の他方の端部は、流出側流路(図示せず)と接続されている。第1実施形態においては、2本の分流管5が、集合室10に接続されており、2つの並列流路を形成することができる。
図2(a)に示すように、冷媒分流器1Aは、流入管2と分流管5は集合室10内において、中間流路T1を形成するように配置されている。中間流路T1とは、流入管2の流入口3から吐出する冷媒Rが吐出方向と逆方向に流れる冷媒流路である。中間流路T1は、第1の壁部12から挿入された流入管2の流入口3までの集合室10の内部領域と、第2の壁部15から挿入された分流管5の流出口6までの領域のうち、ラップする領域で形成される。
中間流路T1を形成するためには、図2(a)に示すように、集合室10の長さをL、流入管2の長さのうち、集合室10内に挿入されている長さをL1、分流管5の長さのうち、集合室10内に挿入されている長さをL2とした場合、L1+L2>Lを満たすように流入管2及び分流管5を挿入してラップさせ、中間流路T1(L1+L2−L)を形成する。なお、第1実施形態に係る冷媒分流器1Aは2本の分流管5を備えるが、2本の分流管5は上記L2を同じ長さにして、それぞれの流出口6を軸方向と直交する面において同一面上に位置させてある。
上述したように流入管2,分流管5,集合管11,第1の壁部12及び第2の壁部15アルミニウム合金製であって、冷媒分流器1Aは、これらの部材をろう付けにより一体接合して製作される。集合管11,第1の壁部12及び第2の壁部15から構成される集合室10と流入管2及び分流管5をろう付けにて一体接合することにより、冷媒分流器1Aを容易に製作することができる。また、集合管11,第1の壁部12及び第2の壁部15から構成される集合室10と流入管2及び分流管5はアルミニウム合金であるため、冷媒分流器1Aの軽量化を図ることができる。
上記のように構成される冷媒分流器1Aによれば、集合室10内において、流入管2の流入口3から集合室10内に吐出した冷媒Rは、流入口3から吐出される方向とは反対の方向に向きを変えて逆流し、中間流路T1を通過して分流管5の流出口6から集合室10外に流出する。すなわち、流入管2から吐出された冷媒Rが、分流管5に流入する間の中間流路T1において、流入流速に対する負の流速成分を与えることで、冷媒Rが慣性で2本の分流管5に流れ込むのを防止することができるので、冷媒Rを均等に2本の分流管5に分流させることができる。
また、運転条件の変化に伴う冷媒循環量の変動を、アキュムレータまたはレシーバタンクの機能を有する集合室10にて吸収することができる。
更に、2本の分流管5を1本の流入管2を中心とする同心円上に等間隔に配置し、流入管2の流入口3から各分流管5の流出口6までの距離を一定にすることにより、更に冷媒Rを均等に各分流管5に分流させることができる。
<第2実施形態>
第1実施形態は、2本の分流管5を集合室10に接続する場合について説明したが、分流管5の本数を更に増やしてもよい。例えば、図3に示すように、4本の分流管5を集合室10Bに接続してもよい。
第1実施形態は、2本の分流管5を集合室10に接続する場合について説明したが、分流管5の本数を更に増やしてもよい。例えば、図3に示すように、4本の分流管5を集合室10Bに接続してもよい。
第2実施形態において、4本の分流管5が、集合室10Bに接続されている。第2の壁部15Bには、図3(b),(c)に示すように、第2の壁部15Bの中心から同心円上に等間隔に分流管5の外周に対応する取付孔16Bが形成されている。第2実施形態においては、4本の分流管5が接続されるため、4箇所の取付孔16Bが90℃の位置に形成されている。このように構成することにより、図3(b)に示すように、4本の分流管5を流入管2を中心とする同心円上に等間隔に配置することができる。
図3(a)に示すように、冷媒分流器1Bは、流入管2と分流管5は集合室10B内において、中間流路T2(流入管2の流入口3と分流管5の流出口6がラップする領域)を形成するように配置されている。
なお、第2実施形態において、その他の部分は第1実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
上記のように構成される冷媒分流器1Bによれば、集合室10B内において冷媒Rの流れる向きを反対にすることにより、冷媒Rが慣性で4本の分流管5に流れ込むのを防止することができるので、冷媒Rを均等に4本の分流管5に分流させることができる。また、運転条件の変化に伴う冷媒循環量の変動を、アキュムレータまたはレシーバタンクの機能を有する集合室10Bにて吸収することができる。更に、4本の分流管5を1本の流入管2を中心とする同心円上に等間隔に配置し、流入管2の流入口3から4本の分流管5の流出口6までの距離を一定にすることにより、更に冷媒Rを均等に4本の分流管5に分流させることができる。
<第3実施形態>
第1実施形態は、1本の流入管2及び2本の分流管5を集合室10に接続する場合について説明したが、流入管2及び分流管5の本数を更に増やしてもよい。例えば、図4に示すように、2本の流入管2と6本の分流管5を集合室10Cに接続してもよい。
第1実施形態は、1本の流入管2及び2本の分流管5を集合室10に接続する場合について説明したが、流入管2及び分流管5の本数を更に増やしてもよい。例えば、図4に示すように、2本の流入管2と6本の分流管5を集合室10Cに接続してもよい。
第3実施形態において、集合室10Cは、図4に示すように、例えばアルミニウム合金製の略楕円形筒管から形成される集合管11Cと、集合管11Cの一方の端部を塞ぐ例えばアルミニウム合金製の略楕円形板から形成される第1の壁部12Cと、他方の端部を塞ぐ例えばアルミニウム合金製の略楕円形板から形成される第2の壁部15Cと、を備える。第1の壁部12Cの中央付近には、流入管2の外周に対応する円形の取付孔13Cが対称となる位置に2箇所形成される。一方、第2の壁部15Cには、図4(b),(c)に示すように、取付孔13Cに対応する位置を中心として同心円上にそれぞれ3箇所ずつ計6箇所の取付孔16Cが形成されている。上記のように形成された第1の壁部12Cの取付孔13Cに2本の流入管2を挿入し、第2の壁部15Cの取付孔16Cに6本の分流管5を挿入することにより、図4(b)に示すように、それぞれの流入管2を中心とする同心円上に3本ずつ計6本の分流管5が配置することができる。
図4(a)に示すように、冷媒分流器1Cは、流入管2と分流管5は集合室10B内において、中間流路T3(流入管2の流入口3と分流管5の流出口6がラップする領域)を形成するように配置されている。
なお、第3実施形態において、その他の部分は第1実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
上記のように構成される冷媒分流器1Cによれば、集合室10C内において冷媒Rの流れる向きを反対にすることにより、冷媒Rが慣性で6本の分流管5に流れ込むのを防止することができるので、冷媒Rを均等に6本の分流管5に分流させることができる。また、運転条件の変化に伴う冷媒循環量の変動を、アキュムレータまたはレシーバタンクの機能を有する集合室10Cにて吸収することができる。更に、2本の流入管2の各流入管2を中心とする同心円上に3本ずつ計6本の分流管5が配置し、2本の流入管2の各流入管2の流入口3から3本の分流管5の流出口6までの距離を一定にすることにより、更に冷媒Rを均等に6本の分流管5に分流させることができる。
<第4実施形態>
第1実施形態は、流入管2は第1の壁部12を貫通して集合室10と接続し、分流管5は第2の壁部15を貫通して集合室10と接続する場合について説明したが、分流管5は第1の壁部12を貫通して集合室10と接続してもよい。例えば、図5に示すように、流入管2と分流管5の両方が第1の壁部12Dを貫通して集合室10Dと接続してもよい。
第1実施形態は、流入管2は第1の壁部12を貫通して集合室10と接続し、分流管5は第2の壁部15を貫通して集合室10と接続する場合について説明したが、分流管5は第1の壁部12を貫通して集合室10と接続してもよい。例えば、図5に示すように、流入管2と分流管5の両方が第1の壁部12Dを貫通して集合室10Dと接続してもよい。
第4実施形態において、集合室10Dは、図5に示すように、集合管11と、集合管11の一方の端部を塞ぐ例えばアルミニウム合金製の円形板から形成される第1の壁部12Dと、他方の端部を塞ぐ例えばアルミニウム合金製の円形板から形成される第2の壁部15Dと、を備える。
図5(b),(c)に示すように、第1の壁部12Dの中心には、流入管2の外周に対応する円形の取付孔13Dが1箇所形成されると共に、第1の壁部12Dの中心から同心円上に等間隔に、分流管5の外周に対応する取付孔16Dが形成されている。第4実施形態においては、2本の分流管5が接続されるため、2箇所の取付孔16Dが180度の位置に形成されている。上記のように形成された第1の壁部12Dの取付孔13Dに流入管2を挿入し、第1の壁部15Dの取付孔16Dに分流管5を挿入することにより、図5(b)に示すように、2本の分流管5を流入管2を中心とする同心円上に等間隔に配置することができる。
中間流路T4は、図5に示すように、流入管2の流入口3から吐出する冷媒が吐出方向と逆方向に流れる冷媒流路である。中間流路T4は、第1の壁部12Dから流入管2の流入口3までの集合室10Dの内部領域と、第1の壁部12Dから分流管5の流出口6までの領域のうち、ラップしない領域で形成される。
中間流路T4を形成するためには、図5(a)に示すように、流入管2の長さのうち、集合室10D内に挿入されている長さをL3、分流管5の長さのうち、集合室10D内に挿入されている長さをL4とした場合、L3>L4を満たすように挿入して中間流路T4(L3−L4)を形成する。
なお、第4実施形態において、その他の部分は第1実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
上記のように、流入管2と分流管5の両方が第1の壁部12Dを貫通して集合室10Dと接続する冷媒分流器1Dであっても、集合室10D内において冷媒Rの流れる向きを反対にすることで、冷媒Rが慣性で2本の分流管5に流れ込むのを防止することができるので、冷媒Rを均等に2本の分流管5に分流させることができる。また、運転条件の変化に伴う冷媒循環量の変動を、アキュムレータまたはレシーバタンクの機能を有する集合室10Dにて吸収することができる。更に、2本の分流管5を1本の流入管2を中心とする同心円上に等間隔に配置し、流入管2の流入口3から各分流管5の流出口6までの距離を一定にすることにより、更に冷媒Rを均等に2本の分流管5に分流させることができる。
<第5実施形態>
第1実施形態は、流入口2から吐出する冷媒Rが吐出方向と逆方向に流れて中間流路T1を形成する場合について説明したが、流入口2から吐出する冷媒Rが吐出方向と逆方向に流れて流出口6から分流されればよい。例えば、流入口2と流出口6が、集合室10の軸方向と直交する面において同一面上に位置してもよい。
第1実施形態は、流入口2から吐出する冷媒Rが吐出方向と逆方向に流れて中間流路T1を形成する場合について説明したが、流入口2から吐出する冷媒Rが吐出方向と逆方向に流れて流出口6から分流されればよい。例えば、流入口2と流出口6が、集合室10の軸方向と直交する面において同一面上に位置してもよい。
第5実施形態においては、図6に示すように、流入管2の流入口3と分流管5の流出口6が集合室10の軸方向と直交する面において同一面上に位置するように、流入管2を第1の壁部12から、分流管5を第2の壁部15から、集合室10Eに挿入する。集合室の長さをL、流入管2長さのうち、集合室10内に挿入されている長さをL5、分流管5の長さのうち、集合室10E内に挿入されている長さをL6とした場合、L5+L6=Lを満たすように挿入する。
なお、第5実施形態において、その他の部分は第1実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
このように構成することにより、流入口3と流出口6は同一面上に位置するように流入管2と分流管5を配置することにより、集合室10E内において、流入管2の流入口3から集合室10E内に吐出した冷媒Rは、流入口3から吐出される方向とは反対の方向に向きを変えて逆流し、集合室10Eの軸方向と直交する面において流入口3と同一面上に位置する流出口6から集合室10E外に流出する。すなわち、冷媒Rの流入流速に対する負の流速成分は0(ゼロ)であるが、冷媒Rの慣性成分が負の成分となるので、冷媒Rが慣性で2本の分流管5に流れ込むのを防止することができるので、冷媒Rを均等に2本の分流管5に分流させることができる。
また、運転条件の変化に伴う冷媒循環量の変動を、アキュムレータまたはレシーバタンクの機能を有する集合室10Eにて吸収することができる。
更に、2本の分流管5を1本の流入管2を中心とする同心円上に等間隔に配置し、流入管2の流入口3から各分流管5の流出口6までの距離を一定にすることにより、更に冷媒Rを均等に2本の分流管5に分流させることができる。
<その他の実施形態>
上述した第5実施形態においては、流入管2は第1の壁部12を貫通して集合室10Eと接続し、分流管5は第2の壁部15を貫通して集合室10Eと接続するものであったが、流入管2と分流管5の両方が同面の第1の壁部12を貫通して集合室と接続してもよい。この場合、集合室内に挿入されている流入管2の長さと、集合室内に挿入されている分流管5の長さを同じにして、流入口3と流出口6が、集合室の軸方向と直交する面において同一面上に位置するように配置する。
上述した第5実施形態においては、流入管2は第1の壁部12を貫通して集合室10Eと接続し、分流管5は第2の壁部15を貫通して集合室10Eと接続するものであったが、流入管2と分流管5の両方が同面の第1の壁部12を貫通して集合室と接続してもよい。この場合、集合室内に挿入されている流入管2の長さと、集合室内に挿入されている分流管5の長さを同じにして、流入口3と流出口6が、集合室の軸方向と直交する面において同一面上に位置するように配置する。
このように構成される冷媒分流器であっても、第5実施形態と同等の効果を得ることができる。
次に、この発明に係る冷媒分流器について、中間流路の有無の関係、流入管と分流管の本数の関係、配管位置の関係、を調べるために実験を行った結果について説明する。
◎実験条件
・冷媒:HFC系冷媒/R407c(実施例1〜6,比較例)
・凝縮圧力:1.6MPa(実施例1,2,5,比較例)、1.7MPa(実施例3,4,6)
・過熱度:25℃(実施例1〜6,比較例)
・過冷却温度:−5℃(実施例1〜6),比較例)
・流入管数:1本(実施例1,2,4〜6,比較例)、2本(実施例3)
・分流管数:2本(実施例1,4〜6)、4本(実施例2)、6本(実施例3)
・中間流路長さ:5mm(実施例1)、32mm(実施例2)、24mm(実施例3)、30mm(実施例4)、0mm(実施例5,6)、−32mm(比較例)
・配管位置:対面(実施例1〜3,5,比較例)、同面(実施例4,6)
・冷媒流量:500kg/hr(実施例1)、100kg/hr(実施例2,5,比較例)、200kg/hr(実施例3)、150kg/hr(実施例4,6)
・流入管内径:5mm(実施例1)、16mm(実施例2,3,6,比較例)、12mm(実施例4)、8mm(実施例5)
・分流管内径:5mm(実施例1,6)、10mm(実施例2,比較例)、8mm(実施例3,4)、7mm(実施例5)
・集合室内径:46mm(実施例1)、40mm(実施例2,6,比較例)、40×50mm(実施例3)、30mm(実施例4)、25mm(実施例5)
・集合室容積:500cm3(実施例1,2,6,比較例)、700cm3(実施例3)、400cm3(実施例4)、100cm3(実施例5)
なお、複数の流入管2が集合室に接続されている場合、それぞれの流入管2から供給される冷媒Rは均等である。配管位置の「対面」とは、第1の壁部12を貫通する流入管2に対して、分流管5が第2の壁部15を貫通して集合室と接続される場合を示し、「同面」とは、流入管2と分流管5が第1の壁部12を貫通して集合室と接続される場合を示す。集合室内径(mm)の「40×50」の表示は、略楕円形筒管の集合室の内径を表す。
・冷媒:HFC系冷媒/R407c(実施例1〜6,比較例)
・凝縮圧力:1.6MPa(実施例1,2,5,比較例)、1.7MPa(実施例3,4,6)
・過熱度:25℃(実施例1〜6,比較例)
・過冷却温度:−5℃(実施例1〜6),比較例)
・流入管数:1本(実施例1,2,4〜6,比較例)、2本(実施例3)
・分流管数:2本(実施例1,4〜6)、4本(実施例2)、6本(実施例3)
・中間流路長さ:5mm(実施例1)、32mm(実施例2)、24mm(実施例3)、30mm(実施例4)、0mm(実施例5,6)、−32mm(比較例)
・配管位置:対面(実施例1〜3,5,比較例)、同面(実施例4,6)
・冷媒流量:500kg/hr(実施例1)、100kg/hr(実施例2,5,比較例)、200kg/hr(実施例3)、150kg/hr(実施例4,6)
・流入管内径:5mm(実施例1)、16mm(実施例2,3,6,比較例)、12mm(実施例4)、8mm(実施例5)
・分流管内径:5mm(実施例1,6)、10mm(実施例2,比較例)、8mm(実施例3,4)、7mm(実施例5)
・集合室内径:46mm(実施例1)、40mm(実施例2,6,比較例)、40×50mm(実施例3)、30mm(実施例4)、25mm(実施例5)
・集合室容積:500cm3(実施例1,2,6,比較例)、700cm3(実施例3)、400cm3(実施例4)、100cm3(実施例5)
なお、複数の流入管2が集合室に接続されている場合、それぞれの流入管2から供給される冷媒Rは均等である。配管位置の「対面」とは、第1の壁部12を貫通する流入管2に対して、分流管5が第2の壁部15を貫通して集合室と接続される場合を示し、「同面」とは、流入管2と分流管5が第1の壁部12を貫通して集合室と接続される場合を示す。集合室内径(mm)の「40×50」の表示は、略楕円形筒管の集合室の内径を表す。
上記実験条件の下で、流入管2から集合室に流入した冷媒Rの全流量(100%)のうち各分流管5に分流した流量の割合であって、得られた数値のうち最大流量(%)及び最小流量(%)を調べる実験を行ったところ、表1に示すような結果が得られた。
[表1]
上記実験の結果、実施例1,2,3,4{中間流路長さ:5mm,32mm,24mm,30mm}では、最大流量(%)と最小流量(%)が同じ値が得られた。また、実施例5,6{中間流路長さ:0mm}では、最大流量(%)と最小流量(%)がほぼ同じ値が得られた。これにより、実施例1〜6では、冷媒Rを均等に各分流管5に分流させていることが判った。一方、比較例{中間流路長さ:−32mm}では、最大流量(%)と最小流量(%)の差に開きがあり、冷媒Rを均等に各分流管5に分流させていないことが判った。
上記実験の結果、実施例1,2,3,4{中間流路長さ:5mm,32mm,24mm,30mm}では、最大流量(%)と最小流量(%)が同じ値が得られた。また、実施例5,6{中間流路長さ:0mm}では、最大流量(%)と最小流量(%)がほぼ同じ値が得られた。これにより、実施例1〜6では、冷媒Rを均等に各分流管5に分流させていることが判った。一方、比較例{中間流路長さ:−32mm}では、最大流量(%)と最小流量(%)の差に開きがあり、冷媒Rを均等に各分流管5に分流させていないことが判った。
また、実施例1〜6の実験結果{分流管数:2〜6本}により、分流管5の本数を増加させても、冷媒Rを均等に各分流管5に分流させることができ、また、実施例1〜6の実験結果{流入管数:1,2本}により、流入管2の本数を増加させても、冷媒Rを均等に各分流管5に分流させることができることが判った。
実施例1〜6の実験結果{配管位置:対面もしくは同面}により、分流管5は、流入管2と同面の第1の壁部12を貫通して集合室と接続しても、冷媒Rを均等に各分流管5に分流させることができることが判った。
結論として、流入管2の流入口3と分流管5の流出口6が、少なくとも集合室の軸方向と直交する面において同一面上に位置し、かつ、流入口3から吐出する冷媒Rが吐出方向と逆方向に流れて流出口6から分流されれば、流入管2と分流管5の本数及び配管位置に関係なく、冷媒Rを均等に各分流管5に分流させることができることが判った。
R 冷媒
T1,T2,T3,T4 中間流路
1A,1B,1C,1D,1E 冷媒分流器
2 流入管
3 流入口
4 外周壁
5 分流管
6 流出口
10,10B,10C,10D 集合室
12,12C,12D 第1の壁部
14,14C 内周壁
15,15B,15C,15D 第2の壁部
T1,T2,T3,T4 中間流路
1A,1B,1C,1D,1E 冷媒分流器
2 流入管
3 流入口
4 外周壁
5 分流管
6 流出口
10,10B,10C,10D 集合室
12,12C,12D 第1の壁部
14,14C 内周壁
15,15B,15C,15D 第2の壁部
Claims (6)
- 少なくとも1本の流入管と、上記流入管が接続され上記流入管から冷媒が流入する集合室と、上記集合室に接続され上記集合室に流入した冷媒を流出させる複数の分流管と、を備えた冷媒分流器であって、
上記集合室は、上記流入管及び上記分流管より大径の筒状体であって、両端部に対向する第1及び第2の壁部が形成され、
上記流入管は、上記第1の壁部を貫通して上記集合室内に流入口を位置し、
上記分流管は、上記第1の壁部もしくは上記第2の壁部を貫通して上記集合室内に流出口を位置し、
上記流入口と上記流出口が、少なくとも上記集合室の軸方向と直交する面において同一面上に位置し、かつ、上記流入口から吐出する冷媒が吐出方向と逆方向に流れて上記流出口から分流される、ことを特徴とする冷媒分流器。 - 請求項1記載の冷媒分流器において、
上記集合室内には、上記流入口から吐出する冷媒が吐出方向と逆方向に流れる中間流路が形成される、ことを特徴とする冷媒分流器。 - 請求項1又は2記載の冷媒分流器において、
上記流入管は1本であって、複数の上記分流管は上記流入管を中心とする同心円上に等間隔に配置されている、ことを特徴とする冷媒分流器。 - 請求項1又は2記載の冷媒分流器において、
上記流入管は複数であって、複数の上記分流管はいずれかの上記流入管を中心とする同心円上に配置されると共に、それぞれの上記流入管には同数の上記分流管が配置されている、ことを特徴とする冷媒分流器。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の冷媒分流器において、
上記集合室と上記流入管及び上記分流管をろう付けにて一体接合してなる、ことを特徴とする冷媒分流器。 - 請求項5記載の冷媒分流器において、
上記集合室と上記流入管及び上記分流管がアルミニウム合金である、ことを特徴とする冷媒分流器。
Priority Applications (1)
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JP2010182742A JP2012042092A (ja) | 2010-08-18 | 2010-08-18 | 冷媒分流器 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106123409A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-11-16 | 杭州三花微通道换热器有限公司 | 制冷剂分配装置和平行流换热器 |
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-
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- 2010-08-18 JP JP2010182742A patent/JP2012042092A/ja active Pending
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