JP2013185775A - 分配器 - Google Patents

Abstract

【課題】異物の混入を防止しつつコストの低減化を図ることができる分配器を提供すること。
【解決手段】冷媒入口４１２と複数の冷媒出口４２１２とを有した分配器本体４０ａを備え、冷媒入口４１２に連通する態様で設けられた冷媒配管２５から内部に流入した冷媒を、各冷媒出口４２１２に連通する態様で設けられた冷媒配管２５のそれぞれに分配して流出させる分配器４０において、分配器本体４０ａは、冷媒入口４１２と冷媒出口４２１２との間に自身の内径が冷媒入口４１２の内径よりも縮小した縮径部４３が形成されて成るものである。この分配器本体４０ａは、冷媒入口４１２から縮径部４３に向けて内径が漸次小さくなるよう形成されて成ることが好ましい。
【選択図】図６

Description

本発明は、分配器に関するものである。

従来、冷媒を圧縮する圧縮機と、この圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、この凝縮器で凝縮した冷媒を断熱膨張させる膨張機構と、この膨張機構で断熱膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器とを冷媒配管で順次接続して構成され、かつ内部に冷媒が封入された冷媒回路においては、冷媒を分配するための分配器が適宜用いられている。

このような分配器は、冷媒入口と複数の冷媒出口とを有した分配器本体を備えており、冷媒入口に連通する態様で設けられた冷媒配管から内部に流入した冷媒を、各冷媒出口に連通する態様で設けられた冷媒配管のそれぞれに分配して流出させるものである。

そして、分配器本体の内部において、冷媒入口と各冷媒出口との間に冷媒入口の内径よりも小さい孔部が形成された板状部材が設けられた分配器が知られており、かかる分配器では、冷媒入口より内部に流入した冷媒が孔部を通過することにより冷媒の流速を上昇させて噴霧状の均質流にして、均等に冷媒出口に連通する冷媒配管に分配するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３５１７０６号公報

ところで、上述した特許文献１に提案されている分配器では、分配器本体に別部品である板状部材が設けられていたために、部品点数の増大及び板状部材を分配器本体の内部に設けるための加工工数の増大によるコストの増大化を招来していた。しかも板状部材を設ける際に異物が混入してしまう虞れがあり、かかる異物の混入は適用される冷媒回路に悪影響を与えることになり好ましいものではない。

本発明は、上記実情に鑑みて、異物の混入を防止しつつコストの低減化を図ることができる分配器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る分配器は、冷媒入口と複数の冷媒出口とを有した分配器本体を備え、冷媒入口に連通する態様で設けられた冷媒配管から内部に流入した冷媒を、各冷媒出口に連通する態様で設けられた冷媒配管のそれぞれに分配して流出させる分配器において、前記分配器本体は、前記冷媒入口と前記冷媒出口との間に自身の内径が前記冷媒入口の内径よりも縮小した縮径部が形成されて成ることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る分配器は、上述した請求項１において、前記分配器本体は、前記冷媒入口から前記縮径部に向けて内径が漸次小さくなるよう形成されて成ることを特徴とする。

本発明によれば、分配器本体は、冷媒入口と冷媒出口との間に自身の内径が冷媒入口の内径よりも縮小した縮径部が形成されて成るので、従来のように別部品である板状部材等を必要とせず、これにより部品点数を削減することができるとともに、加工工数を低減させることができる。しかも板状部材等の別部品を分配器本体に設ける必要がないので、加工時に異物が混入する虞れがない。従って、異物の混入を防止しつつコストの低減化を図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態である分配器を有する冷媒サイクル装置が適用された自動販売機の内部構造を正面から見た場合を示す説明図である。 図２は、図１に示した自動販売機の内部構造を示すものであり、右側の商品収容庫の断面側面図である。 図３は、図１及び図２に示した自動販売機に適用された冷媒サイクル装置を概念的に示す概念図である。 図４は、図３に示した本実施の形態である分配器の斜視図である。 図５は、図４に示した分配器の底面図であり、冷媒配管の一部を断面で示している。 図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る分配器の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態である分配器を有する冷媒サイクル装置が適用された自動販売機の内部構造を正面から見た場合を示す説明図である。ここで例示する自動販売機は、本体キャビネット１を備えている。

本体キャビネット１は、前面が開口した直方状の形態を成すものである。この本体キャビネット１には、その内部に例えば２つの断熱仕切板２によって仕切られた３つの独立した商品収容庫３が左右に並んだ態様で設けられている。この商品収容庫３は、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を所望の温度に維持した状態で収容するためのもので、断熱構造を有している。

図２は、図１に示した自動販売機の内部構造を示すものであり、右側の商品収容庫３の断面側面図である。尚、ここでは右側の商品収容庫（以下、適宜右庫とも称する）３ａの内部構造について示すが、中央の商品収容庫（以下、適宜中庫とも称する）３ｂ及び左側の商品収容庫（以下、適宜左庫とも称する）３ｃの内部構造も右庫３ａと略同じような構成である。尚、本明細書における右側とは、自動販売機を正面から見た場合の右方を示し、左側とは、自動販売機を正面から見た場合の左方を示す。

かかる図２に示すように、本体キャビネット１の前面には、外扉４及び内扉５が設けられている。外扉４は、本体キャビネット１の前面開口を開閉するためのものであり、内扉５は、商品収容庫３の前面を開閉するためのものである。この内扉５は、上下に分割してあり、上側の扉５ａは商品を補充する際に開閉するものである。

上記商品収容庫３には、商品収納ラック６、払出機構７及び搬出シュータ８が設けられている。商品収納ラック６は、商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納するためのものである。払出機構７は、商品収納ラック６の下部に設けられており、この商品収納ラック６に収納された商品群の最下位にある商品を１つずつ搬出するためのものである。搬出シュータ８は、払出機構７から払い出された商品を外扉４に設けられた商品取出口４ａに導くためのものである。

図３は、図１及び図２に示した自動販売機に適用された冷媒サイクル装置を概念的に示す概念図である。この図３に示す冷媒サイクル装置は、内部に冷媒（例えば二酸化炭素等）を封入した冷媒回路１０を有しており、この冷媒回路１０は、主経路２０、高圧冷媒導入配管３０及び戻配管３２を備えて構成されている。

主経路２０は、圧縮機２１、庫外熱交換器２２、補助庫外熱交換器２３及び庫内熱交換器２４を冷媒配管２５にて順次接続して構成されている。

圧縮機２１は、図２にも示すように機械室９に配設されている。機械室９は、本体キャビネット１の内部であって商品収容庫３と区画され、かつ商品収容庫３の下方側の室である。この圧縮機２１は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態（高圧冷媒）にして吐出口より吐出するものである。

本実施の形態である圧縮機２１は、２回に分けて圧縮動作を行う二段式圧縮機である。より詳細に説明すると、圧縮機２１は、１回目の圧縮動作を行う第１圧縮要素２１１と、２回目の圧縮動作を行う第２圧縮要素２１２とを有しており、これらの間に図示せぬ中間熱交換器が設けられている。中間熱交換器は、第１圧縮要素２１１による１回目の圧縮動作により圧縮された冷媒を放熱させて第２圧縮要素２１２に送出するものである。

庫外熱交換器２２は、圧縮機２１と同様に機械室９に配設されている。この庫外熱交換器２２は、圧縮機２１で圧縮された冷媒が自身の流路を通過する場合に、該冷媒を周囲空気と熱交換させて放熱させるものである。この庫外熱交換器２２と圧縮機２１とを接続する冷媒配管２５には、三方弁２６が設けられている。かかる三方弁２６については後述する。

補助庫外熱交換器２３は、自身の流路に熱的に接続されるフィン部材が庫外熱交換器２２と共通化された状態で該庫外熱交換器２２と一体的に構成されている。この補助庫外熱交換器２３は、流路を通過する冷媒、すなわち庫外熱交換器２２で放熱した冷媒を周囲空気と熱交換させて放熱させるものである。

庫内熱交換器２４は、複数（図示の例では３つ）設けられており、それぞれが各商品収容庫３の内部低域であって背面ダクトＤの前方側に配設されている。これら庫内熱交換器２４と補助庫外熱交換器２３とを接続する冷媒配管２５は、その途中に配設された分配器４０により３つに分岐され、右庫３ａに配設された庫内熱交換器（以下、右庫内熱交換器とも称する）２４ａ、中庫３ｂに配設された庫内熱交換器（以下、中庫内熱交換器とも称する）２４ｂ、並びに左庫３ｃに配設された庫内熱交換器（以下、左庫内熱交換器とも称する）２４ｃの入口側にそれぞれ接続されている。尚、分配器４０の詳細については後述する。

また、この冷媒配管２５においては、分配器４０から各庫内熱交換器２４に至る途中に膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ（以下、総称して膨張弁２７とも称する）が設けられている。膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、図示せぬコントローラから与えられる指令に応じて開度を調整することができる流量可変のものであり、全閉状態となることも可能である。かかる膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。

上記庫内熱交換器２４のそれぞれの出口側に接続された冷媒配管２５は、途中の第１合流点Ｐ１で合流して圧縮機２１の吸引口に連通する態様で該圧縮機２１に接続されている。

尚、このような主経路２０において、図３中の符号２８及び符号２９は、それぞれヒータ及び内部熱交換器である。ヒータ２８は、中庫３ｂに配設されており、駆動して通電状態となることにより中庫３ｂの内部空気を加熱する加熱手段である。内部熱交換器２９は、補助庫外熱交換器２３を通過した高圧冷媒と、庫内熱交換器２４を通過した冷媒（低圧冷媒）とを熱交換させるものである。

高圧冷媒導入配管３０は、一端が三方弁２６に連結されており、他端が左庫３ｃに配設された加熱用熱交換器３１の入口側に接続されている。この高圧冷媒導入配管３０は、圧縮機２１で圧縮された高圧冷媒を加熱用熱交換器３１に導入させるためのものである。

ここで三方弁２６は、圧縮機２１で圧縮された高圧冷媒を庫外熱交換器２２へ送出する第１送出状態と、加熱用熱交換器３１へ送出する第２送出状態との間で択一的に切り換え可能なバルブ手段である。かかる三方弁２６の切換動作は、コントローラから与えられる指令に応じて行われる。

戻配管３２は、一端が加熱用熱交換器３１の出口側に接続されており、他端が主経路２０を構成する冷媒配管２５、すなわち庫外熱交換器２２と補助庫外熱交換器２３との間の冷媒配管２５の第２合流点Ｐ２に接続されている。この戻配管３２は、加熱用熱交換器３１を通過した冷媒を主経路２０に戻すためのものである。

このような冷媒サイクル装置においては、圧縮機２１の回転数や膨張弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃの開度、あるいは三方弁２６の送出状態を、コントローラを通じて制御することで各商品収容庫３の内部温度を所望の温度状態に調整することができ、次のようにして商品収容庫３に収容された商品を冷却、あるいは加熱することができる。ここでは、ＣＣＣ運転（すべての商品収容庫３の内部空気を冷却する運転）を行う場合とＨＣＣ運転（左庫３ｃの内部空気を加熱し、右庫３ａ及び中庫３ｂの内部空気を冷却する運転）を行う場合とを代表例として説明する。

まずＣＣＣ運転を行う場合について説明する。この場合、コントローラは、三方弁２６を第１送出状態にさせるとともに、膨張弁２７の開度を調整する。

これにより圧縮機２１で圧縮された冷媒は、第１送出状態にある三方弁２６を通過して庫外熱交換器２２に至る。庫外熱交換器２２に至った冷媒は、該庫外熱交換器２２を通過中に、周囲空気（外気）と熱交換を行って放熱する。庫外熱交換器２２で放熱した冷媒は、補助庫外熱交換器２３に至り、かかる補助庫外熱交換器２３を通過中に、周囲空気と熱交換してさらに放熱する。補助庫外熱交換器２３で放熱した冷媒は、内部熱交換器２９を通じて膨張弁２７に至り、かかる膨張弁２７で断熱膨張し、右庫内熱交換器２４ａ、中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃに送出される。

各庫内熱交換器２４に送出された冷媒（低圧冷媒）は、図示せぬ冷媒流路を通過して周囲空気（内部空気）と熱交換して該周囲空気を冷却する。冷却された空気は、各庫内熱交換器２４に近接配置された庫内送風ファンＦ１の駆動により内部を循環し、これにより各商品収容庫３に収容された商品は、循環する空気により冷却される。各庫内熱交換器２４を通過した冷媒は、第１合流点Ｐ１で合流した後に内部熱交換器２９を通じて圧縮機２１に吸引され、圧縮機２１に圧縮されて上述した循環を繰り返す。

次に、ＨＣＣ運転を行う場合について説明する。この場合、コントローラは、三方弁２６を第２送出状態にさせ、膨張弁２７ｃを全閉状態にさせるとともに膨張弁２７ａ，２７ｂの開度を調整する。

これにより圧縮機２１で圧縮された冷媒は、第２送出状態である三方弁２６を通過し、高圧冷媒導入配管３０を通じて加熱用熱交換器３１に送出される。

加熱用熱交換器３１に送出された冷媒（高圧冷媒）は、図示せぬ冷媒流路を通過して周囲空気（内部空気）と熱交換して該周囲空気を加熱する。加熱された空気は、庫内送風ファンＦ１の駆動により内部を循環し、これにより各商品収容庫３に収容された商品は、循環する空気により加熱される。

加熱用熱交換器３１を通過した冷媒は、戻配管３２を通過した後に第２合流点Ｐ２に至り、かかる第２合流点Ｐ２で主経路２０に進入する。主経路２０に進入した冷媒は、補助庫外熱交換器２３及び内部熱交換器２９を通過した後に膨張弁２７ａ，２７ｂに至り、かかる膨張弁２７ａ，２７ｂで断熱膨張し、右庫内熱交換器２４ａ及び中庫内熱交換器２４ｂに送出される。

右庫内熱交換器２４ａ及び中庫内熱交換器２４ｂに送出された冷媒は、冷媒流路を通過して周囲空気（内部空気）と熱交換して該周囲空気を冷却する。冷却された空気は、庫内送風ファンＦ１の駆動により内部を循環し、これにより右庫３ａ及び中庫３ｂに収容された商品は、循環する空気により冷却される。右庫内熱交換器２４ａ及び中庫内熱交換器２４ｂを通過した冷媒は、第１合流点Ｐ１で合流した後に内部熱交換器２９を通じて圧縮機２１に吸引され、圧縮機２１に圧縮されて上述した循環を繰り返す。

上記分配器４０の構造について、図４〜図６を参照しながら説明する。図４は、図３に示した本実施の形態である分配器４０の斜視図であり、図５は、図４に示した分配器４０の底面図であり、冷媒配管２５の一部を断面で示している。また図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。これら図４〜図６に示すように、分配器４０は、分配器本体４０ａを備えている。

分配器本体４０ａは、略均一な厚みを有する筒状体であり、上流側取付部４１と、下流側取付部４２と、縮径部４３とを備えて構成されている。上流側取付部４１は、円筒状の形態を成した部位である。この上流側取付部４１には、上端が上流側挿入口４１１を構成し、かつ下端が冷媒入口４１２を構成する上流側中空部４１ａが形成されている。かかる上流側中空部４１ａの内径は、内部熱交換器２９に接続された冷媒配管２５の端部の外径よりも僅かに大きく、上流側中空部４１ａは、該冷媒配管２５の端部の進入を許容するものである。

つまり、上流側取付部４１は、冷媒入口４１２に連通する態様で、内部熱交換器２９に接続された冷媒配管２５の端部が上流側挿入口４１１より上流側中空部４１ａに進入することを許容しており、ロウ付け等が施されることにより該冷媒配管２５を保持する取付部位である。

下流側取付部４２は、上流側取付部４１よりも外径が大きい略円筒状の形態を成した部位であり、３つの配管保持部４２１を有している。これら３つの配管保持部４２１は、分配器本体４０ａの中心軸回りにそれぞれが等間隔に設けられており、下端が下流側挿入口４２１１を構成し、かつ上端が冷媒出口４２１２を構成する下流側中空部４２１ａがそれぞれ形成されている。そして、これら３つの配管保持部４２１では、それぞれの下流側中空部４２１ａが連続して１つの中空部分を形成している。かかる配管保持部４２１のそれぞれの内径は、膨張弁２７に接続された冷媒配管２５の端部の外径よりも僅かに大きく、それぞれの下流側中空部４２１ａは、該冷媒配管２５の端部の進入を許容するものである。

つまり、下流側取付部４２は、それぞれの配管保持部４２１において、冷媒入口４１２に連通する態様で、膨張弁２７に接続された各冷媒配管２５の端部が下流側挿入口４２１１より下流側中空部４２１ａに進入することを許容しており、ロウ付け等が施されることにより該冷媒配管２５を保持する取付部位である。図６中の符号４４は、ロウ付けにより構成された封止部材である。

縮径部４３は、上流側取付部４１と下流側取付部４２との間に設けられており、内径が冷媒入口４１２の内径よりも縮小した部位である。上述したように分配器本体４０ａは、略均一な厚みを有する筒状体であるから、縮径部４３は、内径だけでなく、外径も上流側取付部４１の外径より縮小している。つまり、分配器本体４０ａは、冷媒入口４１２と冷媒出口４２１２との間に自身の内径が冷媒入口４１２の内径よりも縮小した縮径部４３が形成されて成るものであり、より詳細には、冷媒入口４１２から縮径部４３に向けて内径が漸次小さくなるよう形成されて成るものである。

以上のように構成された分配器４０においては、内部熱交換器２９から冷媒配管２５を通過して冷媒入口４１２から内部に流入した冷媒を、縮径部４３を通過させることで該冷媒の流速を上昇させて均質流にする。そして、均質流にした冷媒を各冷媒出口４２１２より各配管保持部４２１に保持される冷媒配管２５のそれぞれに分配して流出させている。

以上説明したように本実施の形態である分配器４０によれば、分配器本体４０ａは、冷媒入口４１２と冷媒出口４２１２との間に自身の内径が冷媒入口４１２の内径よりも縮小した縮径部４３が形成されて成るので、従来のように別部品である板状部材等を必要とせず、これにより部品点数を削減することができるとともに、加工工数を低減させることができる。しかも板状部材等の別部品を分配器本体に設ける必要がないので、加工時に異物が混入する虞れがない。従って、異物の混入を防止しつつコストの低減化を図ることができる。

また、上記分配器４０によれば、下流側取付部４２は、各配管保持部４２１の互いの下流側中空部４２１ａが連続して１つの中空部分を形成した異形状に構成されていることで、従来のように下流側の冷媒配管の保持に際して孔加工する必要がなく、これによっても加工工数を低減させることができ、コストの低減化を図ることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態では、分配器本体４０ａは、冷媒入口４１２から縮径部４３に向けて内径が漸次小さくなるよう形成されていたが、本発明においては、冷媒入口から縮径部に至る部分については、内径が漸次小さくなるように形成されていなくてもよい。

以上のように、本発明に係る分配器は、自動販売機等の冷媒サイクル装置に有用である。

１０ 冷媒回路
２５ 冷媒配管
４０ 分配器
４０ａ 分配器本体
４１ 上流側取付部
４１ａ 上流側中空部
４１１ 上流側挿入口
４１２ 冷媒入口
４２ 下流側取付部
４２１ 配管保持部
４２１ａ 下流側中空部
４２１１ 下流側挿入口
４２１２ 冷媒出口
４３ 縮径部
４４ 封止部材

Claims (2)

1. 冷媒入口と複数の冷媒出口とを有した分配器本体を備え、
   冷媒入口に連通する態様で設けられた冷媒配管から内部に流入した冷媒を、各冷媒出口に連通する態様で設けられた冷媒配管のそれぞれに分配して流出させる分配器において、
   前記分配器本体は、前記冷媒入口と前記冷媒出口との間に自身の内径が前記冷媒入口の内径よりも縮小した縮径部が形成されて成ることを特徴とする分配器。
2. 前記分配器本体は、前記冷媒入口から前記縮径部に向けて内径が漸次小さくなるよう形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載の分配器。

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