JP2016080258A - 冷媒分流器 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の一実施形態にかかる冷媒分流器70を採用した室外熱交換器23を有する空気調和装置1の概略構成図である。
室内ユニット4は、室内に設置されており、冷媒回路10の一部を構成している。室内ユニット4は、主として、室内熱交換器41を有している。
室外ユニット2は、室外に設置されており、冷媒回路10の一部を構成している。室外ユニット2は、主として、圧縮機21と、四路切換弁22と、室外熱交換器23と、膨張弁24と、液側閉鎖弁25と、ガス側閉鎖弁26とを有している。
冷媒連絡管5、6は、空気調和装置1を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニット2と室内ユニット4との組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。
次に、図1を用いて、空気調和装置1の基本動作について説明する。空気調和装置1は、基本動作として、冷房運転及び暖房運転を行うことが可能である。
冷房運転時には、四路切換弁22が冷房サイクル状態(図1の実線で示される状態)に切り換えられる。
暖房運転時には、四路切換弁22が暖房サイクル状態(図1の破線で示される状態)に切り換えられる。
次に、図1〜図4を用いて、室外ユニット2の基本構成について説明する。ここで、図2は、室外ユニット2の外観を示す斜視図である。図3は、室外ユニット2の天板57を取り外した状態を示す平面図である。図4は、室外熱交換器23の概略斜視図である。尚、以下の説明においては、「上」、「下」、「左」、「右」、「鉛直」や「前面」、「側面」、「背面」、「天面」、「底面」等の文言は、特にことわりのない限り、ファン吹出グリル55b側の面を前面とした場合における方向や面を意味する。
次に、図1〜図7を用いて、室外熱交換器23の構成について説明する。ここで、図5は、図4の熱交換部60の部分拡大図である。図6は、伝熱フィン64として波形フィンを採用した場合の図5に対応する図である。図7は、室外熱交換器23の概略構成図である。尚、以下の説明においては、方向や面を表す文言は、特にことわりのない限り、室外熱交換器23が室外ユニット2に載置された状態を基準とした方向や面を意味する。
次に、図1〜図7を用いて、中間ヘッダ90の構成について説明する。尚、以下の説明においては、方向や面を表す文言は、特にことわりのない限り、中間ヘッダ90を含む室外熱交換器23が室外ユニット2に載置された状態を基準とした方向や面を意味する。
次に、図1〜図18を用いて、出入口ヘッダ80及び冷媒分流器70の構成について説明する。ここで、図8は、図4の出入口ヘッダ80及び冷媒分流器70の拡大図である。図9は、図7の出入口ヘッダ80及び冷媒分流器70の拡大断面図である。図10は、図9の出入口ヘッダ80及び冷媒分流器70の下部の拡大断面図である。図11は、棒部材74の斜視図である。図12は、棒部材74の平面図である。図13は、冷媒分流器70の分解図である。図14は、棒貫通バッフル77を分流器ケース71に差し込む様子を示す斜視図である。図15は、ノズル部材79及び上下端側分流バッフル73を分流器ケース71に差し込む様子を示す斜視図である。図16は、ノズル部材79を分流器ケース71に差し込む様子を示す断面図である。図17は、ノズル部材79を分流器ケース71に嵌合させる様子を示す断面図である。図18は、ノズル部材79を分流器ケース71に嵌合させた後の隙間を棒貫通バッフル77で埋める様子を示す断面図である。尚、以下の説明においては、方向や面を表す文言は、特にことわりのない限り、冷媒分流器70及び出入口ヘッダ80を含む室外熱交換器23が室外ユニット2に載置された状態を基準とした方向や面を意味する。また、冷媒分流器70、出入口ヘッダ80及び中間ヘッダ90を含む室外熱交換器23における冷媒の流れについては、特にことわりのない限り、室外熱交換器23が冷媒蒸発器として機能する場合を基準にした冷媒の流れを意味する。
出入口ヘッダ80は、上記のように、熱交換部60の一端側に設けられており、伝熱管63の一端が接続されている。出入口ヘッダ90は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された鉛直方向に延びる部材であり、主として、縦長中空の出入口ヘッダケース81を有している。出入口ヘッダケース81は、主として、上端及び下端が開口した円筒形状の出入口ヘッダ筒状体82を有しており、2つの上下端側出入口バッフル83によって上端及び下端の開口が閉じられている。出入口ヘッダケース81は、その内部空間が、境界側出入口バッフル84によって、上部の出入口空間85と下部の供給空間86A〜86Lとに鉛直方向に沿って仕切られている。出入口空間85は、メイン熱交換部61A〜61Lの一端に連通する空間であり、冷媒パス65A〜65Lを通過した冷媒を出口で合流させる空間として機能している。このように、出入口空間85を有する出入口ヘッダ80の上部が、冷媒パス65A〜65Lを通過した冷媒を出口で合流させる冷媒出口部として機能している。出入口ヘッダ80には、第1ガス冷媒管33が接続されており、出入口空間85に連通している。供給空間86A〜86Lは、複数(ここでは、11個)の供給側出入口バッフル87によって仕切られたサブ熱交換部62A〜62Lの一端に連通する複数(ここでは、12個)の空間であり、冷媒パス65A〜65Lに冷媒を流出させる空間として機能している。尚、出入口ヘッダケース81は、円筒形状に限定されず、例えば、四角筒形状等の多角筒形状であってもよい。
冷媒分流器70は、上記のように、液冷媒管35を通じて流入する冷媒を分流して下流側(ここでは、複数の伝熱管63)に流出させる冷媒通過部品であり、熱交換部60の一端側に設けられており、出入口ヘッダ80の冷媒供給部86を介して伝熱管63の一端が接続されている。冷媒分流器70は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された鉛直方向に延びる部材であり、主として、縦長中空の分流器ケース71を有している。分流器ケース71は、主として、上端及び下端が開口した円筒形状の分流器ヘッダ筒状体72を有しており、2つの上下端側分流バッフル73によって上端及び下端の開口が閉じられている。ここで、上下端側分流バッフル73は、半円弧状の縁部73aが形成された円形状の板部材であり、分流器ヘッダ筒状体72の上端及び下端に形成された差込スリット72aに分流器ケース71の側面から差し込まれた状態で、ロウ付け接合されている。尚、分流器ケース71は、円筒形状に限定されず、例えば、四角筒形状等の多角筒形状であってもよい。
本実施形態の冷媒分流器70及び室外熱交換器23には、以下のような特徴がある。
本実施形態の冷媒分流器70では、上記のように、分流器ケース71内に、鉛直方向に延びる棒状の棒部材74が配置されており、複数の分流路74A〜74Lが、棒部材74の長手方向に延びており棒部材74に一体成形された複数の孔によって構成されている。
本実施形態の冷媒分流器70では、上記のように、分流器ケース71に、棒部材74の長手方向の一端に対向する分流器ケース71内の空間を、流入する冷媒を導入する導入空間78と複数の分流路74A〜74Lに冷媒を導く分流空間75とに仕切るように、ノズル孔79bが形成されたノズル部材79が設けられている。そして、ノズル部材79には、棒部材74の長手方向の一端側の端面である棒部材側端面79cにノズル孔79bよりも大径の凹み部分であるノズル凹部79dが形成されており、分流空間75が、棒部材74の長手方向の一端を棒部材側端面79cに当接させることで棒部材74の長手方向の一端とノズル凹部79dとで囲まれる空間によって構成されている。
本実施形態の冷媒分流器70は、上記のように、分流器ケース71(縦長中空のケース)に対して、ノズル孔79b(冷媒が通過する孔)が形成されたノズル部材79(板状の孔付き板部材)を分流器ケース71の側面から分流器ケース71に差し込むことによって構成される冷媒通過部品である。ここで、ノズル部材79は、分流器ケース71内の空間を、流入する冷媒を導入する導入空間78と複数の分流路74A〜74Lに冷媒を導く分流空間75とに仕切るように設けられている。そして、ノズル部材79は、分流器ケース71の側面に形成された差込スリット72cを介して分流器ケース71に差し込まれた状態で分流器ケース71の縦方向に移動させられることによって、分流器ケース71に対して側方に移動不能な状態で分流器ケース71に嵌合される。
本実施形態の冷媒蒸発器としての室外熱交換器23は、上記のように、鉛直方向に沿って配置される扁平管からなる複数の伝熱管63と、流入する冷媒を下流側の複数の伝熱管63に流出させる冷媒分流供給部89と、を有している。ここで、冷媒分流供給部89は、冷媒供給部86としての出入口ヘッダ81の下部と、冷媒導入分流部としての冷媒分流器70と、複数の連絡路88A〜88Lとを含んでいる。冷媒供給部86は、複数の伝熱管63を鉛直方向に沿って所定数の伝熱管63を含んだ複数の冷媒パス65A〜65Lに区分して冷媒を流出させる複数の供給空間86A〜86Lが形成された鉛直方向に延びる部分である。冷媒導入分流部70は、下端側面から流入する冷媒を導入する導入空間78が形成された冷媒導入部70aと、冷媒を分流する分流空間75が形成された冷媒分流部70bと、を有する鉛直方向に延びる部分である。複数の連絡路88A〜88Lは、冷媒分流部70bから冷媒供給部86の複数の供給空間86A〜86Lに冷媒を導く部分である。そして、複数の供給空間86A〜86Lのうち最も下側に位置する供給空間86Aを最下段供給空間とし、複数の連絡路88A〜88Lのうち最下段供給空間86Aに冷媒を導く連絡路88Aを最下段連絡路とし、最下段供給空間86Aに連通する伝熱管63のうち最も下側に位置する伝熱管63A1を第1扁平管としての第1伝熱管とすると、第1伝熱管63A1が導入空間78の高さ範囲H1に含まれる高さ位置H2に配置され、かつ、最下段連絡路88Aが導入空間78よりも高い位置H3に配置されている。
<A>
上記の実施形態にかかる冷媒分流器70では、複数の分流路74A〜74Lと複数の排出空間76A〜76Lとを連通させる棒貫通孔74aが各1個であったが、これに限定されるものではない。例えば、図19に示すように、複数の分流路74A〜74Lと複数の排出空間76A〜76Lとを連通させる棒貫通孔74aが複数個(ここでは、各2個)であってもよい。
上記の実施形態にかかる冷媒分流器70では、複数の分流路74A〜74Lと複数の排出空間76A〜76Lとが、互いに1対1で対応しているが、これに限定されるものではない。例えば、図20に示すように、ある1つの排出空間に対して複数(ここでは、2つ)の分流路に連通する棒側面孔74aを形成したり、ある1つの分流路に対して複数(ここでは、2つ)の排出空間に連通する棒側面孔74aを形成するようにする等のように、複数の分流路74A〜74Lと複数の排出空間76A〜76Lとが互いに1対1で対応していない構成であってもよい。
上記の実施形態にかかる冷媒分流器70では、複数の分流路74A〜74Lの開口サイズをすべて同じにし、また、複数の棒側面孔74aの径もすべて同じにしているが、これに限定されるものではない。例えば、図21に示すように、分流路74A〜74Lのいくつかの開口サイズを他の分流路と異なるものとしてもよい(ここでは、分流路74B、74D、74Fの開口サイズを他の分流路74A、74C、74E、74G〜74Lよりも小さくしている)。
上記の実施形態にかかる冷媒分流器70では、棒部材74が円周方向に沿って配置される複数の分流路74A〜74Lが一体成形された鉛直方向に延びる棒状の部材であるが、これに限定されるものではない。例えば、図22や図23に示すように、複数の分流路74A〜74Lを形成する複数(ここでは、12本)の細管部材741A〜741Lを円周方向に沿って束ねることによって棒部材74を構成してもよい。複数の細管部材741A〜741Lの側面には、ここでは図示しないが、上記の実施形態の棒部材74と同様に、複数の棒側面孔74aが形成されており、複数の棒側面孔74aによって複数の排出空間76A〜76Lと複数の分流路74A〜74Lとが連通している。尚、複数の細管部材741A〜741Lに囲まれる部分には、図22に示すように、中心棒742を設けるようにして、この中心棒742の下端を被入口部74bにしてもよい。また、中心棒体742ではなく、図23に示すように、複数の細管部材741A〜741Lの下端に複数の細管部材741A〜741Lが貫通可能な仕切体743を設けるようにして、この仕切体743の中央部分を被入口部74bにしてもよい。
上記の実施形態にかかる冷媒分流器70では、棒部材74が円周方向に沿って配置される複数の分流路74A〜74Lが一体成形された鉛直方向に延びる棒状の部材であるが、これに限定されるものではない。例えば、図24や図25に示すように、筒状の外棒部材744と外棒部材744の内周側に配置される内棒部材745とによって棒部材74を構成してもよい。ここでは、外棒部材744の内周面又は内棒部材745の外周面の少なくとも一方に、棒部材74の長手方向に延びる複数(ここでは、12個)の溝744a、745aを形成して、複数の溝744a、745aと外棒部材744の内周面又は内棒部材745の外周面とで囲まれる空間によって複数の分流路74A〜74Lを形成するようにしている。外棒部材744の側面には、ここでは図示しないが、上記の実施形態の棒部材74と同様に、複数の棒側面孔74aが形成されており、複数の棒側面孔74aによって複数の排出空間76A〜76Lと複数の分流路74A〜74Lとが連通している。尚、ここでは、内棒部材745の下端の中央部分が被入口部74bになる。
上記の実施形態にかかる冷媒蒸発器としての室外熱交換器23では、冷媒供給部86が、鉛直方向に延びる出入口ヘッダケース81に形成されており、冷媒導入分流部(ここでは、冷媒分流器70)が、鉛直方向に延びる分流器ケース71に形成されており、そして、出入口ヘッダケース81と分流器ケース71とが、複数の連絡路88A〜88Lを形成する複数の連絡管88を介して接続されているが、これに限定されるものではない。
上記の実施形態にかかる冷媒分流器70では、分流器ケース71内において、その上部に棒部材74を配置し、かつ、その下部にノズル部材79を配置するとともに、冷媒を分流器ケース71の下端から導入するように構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、分流器ケース71内において、その下部に棒部材74を配置し、かつ、その上部にノズル部材79を配置するとともに、冷媒を分流器ケース71の上端から導入するように構成されていてもよい。このとき、図27に示すように、棒部材74にその中心を鉛直方向に貫通する中心貫通孔74mを形成し、中心貫通孔74mを介して分流器ケース71の上部から下部まで冷媒を流すようにしてもよい。この場合には、分流器ケース71の下部に冷媒が衝突することで分流機能を果たすことができるため、ノズル部材79が不要になる。
上記の実施形態にかかる室外熱交換器23では、扁平管からなる伝熱管63が平面視1列だけ鉛直方向に沿って複数段配置された構成を例に挙げて説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、図28に示すように、平面視2列の伝熱管63が鉛直方向に沿って複数段配置された構成であってもよい。この場合には、伝熱管63の長手方向の他端(左端)が長手方向の一端(右端)に向かって折り返すことになるため、冷媒分流器70及び出入口ヘッダ80だけでなく、中間ヘッダ90も伝熱管63の他端(右端)側に設けられることになる。
71 分流器ケース
74 棒部材
74A〜74L 分流路
74a 棒側面孔
75 分流空間
76A〜76L 排出空間
77 棒貫通バッフル
77b 棒貫通孔
Claims (5)
- 流入する冷媒を分流して下流側に流出させる冷媒分流器であって、
鉛直方向に延びる分流器ケース(71)内には、円周方向に沿って配置される複数の分流路(74A〜74L)と、前記複数の分流路に前記冷媒を導く分流空間(75)と、前記複数の分流路によって前記分流空間と連通しており鉛直方向に沿って配置される複数の排出空間(76A〜76L)と、が形成されており、
前記分流器ケース内には、鉛直方向に延びる棒状の棒部材(74)が配置されており、
前記複数の分流路は、前記棒部材の長手方向に延びており前記棒部材に一体成形された複数の孔によって構成されている、
冷媒分流器(70)。 - 前記棒部材(74)の側面には、複数の棒側面孔(74a)が形成されており、前記複数の棒側面孔によって前記複数の排出空間(76A〜76L)と前記複数の分流路(74A〜74L)とが連通している、
請求項1に記載の冷媒分流器(70)。 - 前記複数の棒側面孔(74a)は、前記棒部材(74)の長手方向に沿って螺旋状に配置されている、
請求項2に記載の冷媒分流器(70)。 - 前記分流器ケース(71)には、前記棒部材(74)が貫通する棒貫通孔(77b)が形成された複数の棒貫通バッフル(77)が、前記分流器ケースの側面から差し込まれており、前記複数の棒貫通バッフルによって前記複数の排出空間(76A〜76L)が形成されている、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷媒分流器(70)。 - 前記複数の分流路(74A〜74L)と前記複数の排出空間(76A〜76L)とは、互いに1対1で対応している、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷媒分流器(70)。
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