JP2880560B2 - 冷媒分流器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は空調機器や冷凍機器等の冷凍サイクルにおい
て、冷媒を均等に分流するための冷媒分流器に関するも
のである。

従来の技術 近年、冷凍システムのマルチ化、及び熱交換器のコン
パクト化による伝熱管細径化に伴う複数回路化等に対応
するために冷媒分流器が多様化されてきており、その重
要度が増している。

前記冷媒分流器の中でも、熱交換器側面へ取り付けた
後もコンパクトで、また低コストであるということから
実開昭59−92383号公報のごとく円筒状の冷媒分流器が
多用されている。

以下、図面を参照しながら上述した従来の円筒状の冷
媒分流器について説明を行う。

第４図と第５図は従来の冷媒分流器に伝熱管を装着し
た状態を示し、第６図は従来の冷媒分流器を具備する熱
交換器を示す。図において、11は冷媒分流器で、長手方
向を垂直にした円筒状の中空体12と、中空体12の下端12
Lに垂直下方向からロウ付接続した冷媒Ｒの流入管13と
から構成され、前記中空体12の外周流出入口12Sに垂直
方向に等間隔で連続して複数段の偏平状の伝熱管14がロ
ウ付接続されている。また、前記伝熱管14の先端は中空
体12の内部に一部突出してロウ付接続されている。15は
冷媒分流器11を具備した熱交換器で、水平方向に平行に
並べられた複数の伝熱管14と、伝熱管14の相互間に設け
られたフィン17とから構成されている。

以上のように構成された冷媒分流器11について、以下
第７図を用いて熱交換器が蒸発器として使用される場合
の動作を説明する。熱交換用の冷媒Ｒは、冷媒分流器11
の流入管13から中空体12へ流入した後、中空体12内で垂
直上向き方向に流れながら流出入口12Sに接続された伝
熱管14へ徐々に流入する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記構成において、冷媒Ｒは流入管13で
気相と液相との混合状態すなわち二相状態になってい
る。よって、冷媒Ｒは冷媒分流器11の中空体12内で垂直
上向きに流れるため重力Ｇの影響を大きく受け気液が完
全に分離し、冷媒Ｒが流出入口12Sから流出する際に、
下部の伝熱管14Lへ比重の大きい液相が多く流れ、上部
の伝熱管14Hへは比重の小さい気相しか流れずに不均等
な分流を起こしている。そのため、上部の伝熱管14Hで
は熱交換が行われず熱交換器15の熱交換量が低下すると
いう課題を有していた。

また、第８図のように流入管13を、中空体11の上部に
配設すると冷媒Ｒの流相が分離して下部の伝熱管14Lに
到達する以前に、上部の伝熱管14Hにも流れ、各伝熱管1
4に均等な冷媒が供給される。ところがこのような構成
では、第９図に示すようにこの分流器を具備した熱交換
器が凝縮器として使用される場合に問題が発生する。第
９図と第８図とが異なる点は、冷媒Ｒの流れの方向のみ
であり、第９図において18は凝縮時流入管である。以下
第９図を参照しながら説明する。凝縮器として使用され
る場合、冷媒Ｒは凝縮時冷媒流入管13からガス状で流入
する。この後、伝熱管14で熱交換しながら凝縮し、液と
なって中空体11,流入管13へと進む。この時、液となっ
た冷媒は、その自重によって、第９図の斜線部に示すよ
うに下方伝熱管や、中空体に滞溜したまま流動しないと
いう現象が発生する。従って、斜線部では熱交換が行わ
れず、熱交換器15の熱交換量が低下するという課題を有
していた。

本発明は上記課題に鑑み、冷媒の均等な分流を行うと
供に、熱交換器が凝縮器として使用される場合にも熱交
換性能を低下させることのない分流器を提供するもので
ある。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の冷媒分流器は、長
手方向に複数の流出入口を設けた上下方向に長い中空体
と、一端が複数の前記流出入口より上部で前記中空体に
連通するように前記中空体に取り付けられ他端が流出入
管に接続され途中に細径部を有する第一接続管と、前記
細径部より太く一端が複数の前記流出入口より下部で前
記中空体に連通するように前記中空体に取り付けられ他
端が流路開閉弁を介して前記中空体の下方の位置で前記
第一接続管における前記細径部と前記流出入管との間に
結合された第二接続管とからなり、前記流出入管から流
入する冷媒を複数の前記流出入口に分流させる場合は、
前記流路開閉弁を閉じて前記第一接続管を経由して前記
中空体の上部から冷媒を流入させて前記中空体内におい
て複数の前記流出入口に分流させ、複数の前記流出入口
から前記中空体に流入する冷媒を前記流出入管から流出
させる場合は、前記流路開閉弁を開けて前記第二接続管
を経由して前記流出入管から流出させるよう構成したの
である。

作用 この構成によって、熱交換器が蒸発器として使用され
る場合には、流路開閉弁を閉じた状態で流出入管から流
入した冷媒は中空体上方の第一接続管から中空体へ流入
させ、熱交換器が凝縮器として使用される場合には、流
路開閉弁を開いた状態で冷媒は中空体下方の第二接続管
から流出入管へ流出させることで、蒸発時及び凝縮時共
に、冷媒の均等な分流を実現することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例の冷媒分流器について図面と
ともに説明する。

第１図は、本発明の冷媒分流器を具備した熱交換器を
示す。１は冷媒分流器で、長手方向を垂直にした円筒状
の中空体２の上端には、第一接続管３が取り付けられ、
中空体２の下端には第二接続管４が取り付けられ、第二
接続管４は中空体２の下方の位置に設けた電磁弁等の流
路開閉弁５を介して第一接続管３と結合されている。ま
た、第一接続管３は、第二接続管４より細い細径部3nを
有し、細径部3nと流路開閉弁５との間で流出入管3iを取
り付けている。さらに、中空体２の長手方向の複数の流
出入口2sには、伝熱管６が順次取付けられている。15B
は冷媒分流器１を具備する熱交換器で、フィン７を伝熱
管６の相互間に設けて構成され、詳細は従来例と同様で
ある。

以上のように構成された冷媒分流器について、以下そ
の作用を第２図，第３図を用いて説明する。

まず、第２図のように、熱交換器15Bを蒸発器として
使用する場合には、流路開閉弁５を閉じた状態で、流出
入管3iより流入した冷媒Ｒは、第一接続管３の細径部3n
を介して、中空体２へ流入させ、伝熱管６へ冷媒を分流
する。このとき、細径部3nは、冷凍サイクルにおける冷
媒Ｒの減圧装置（キャピラリーチューブ）の役割をす
る。この状態において、上部から冷媒Ｒを流入させるこ
とが、均等な分流を実現するのに非常に効果的であるこ
とは、既に従来例で述べた通りである。

次に、第３図のように熱交換器15Bを凝縮器として使
用する場合には、冷媒は蒸発時と逆方向に流れ、流路開
閉弁５は、開いた状態である。この時、第一接続管３
は、第二接続管４より細い細径部3nを有している為、こ
の細径部3nでの冷媒Ｒの圧力損失が大きく、冷媒Ｒは中
空体２より流出する際、圧力損失の小さい第二接続管４
を通じて流出入管3iへ流出する。本実施例では第二接続
管４を中空体２の下端に設けてあり、従来例のように、
熱交換器15Bで、凝縮した冷媒Ｒが伝熱管６や中空体２
に滞溜することなく、スムーズに流出される。

以上のように本実施例によれば、長手方向に複数の流
出入口2sを設けた上下方向に長い中空体２と、一端が複
数の流出入口2sより上部で中空体２に連通するように中
空体２に取り付けられ他端が流出入管3iに接続され途中
に細径部3nを有する第一接続管３と、細径部3nより太く
一端が複数の流出入口2sより下部で中空体２に連通する
ように中空体２に取り付けられ他端が流路開閉弁５を介
して中空体２の下方の位置で第一接続管３における細径
部3nと流出入管3iとの間に結合された第二接続管４とか
らなり、流出入管3iから流入する冷媒を複数の流出入口
2sに分流させる場合は、流路開閉弁５を閉じて第一接続
管３を経由して中空体２の上部から冷媒を流入させて中
空体２内において複数の流出入口2sに分流させ、複数の
流出入口2sから中空体２に流入する冷媒を流出入管3iか
ら流出させる場合は、流路開閉弁５を開けて第二接続管
４を経由して流出入管3iから流出させるよう構成したの
で、熱交換器を蒸発器として使用する場合には中空体２
上方から、冷媒を流入させて伝熱管６への分流を均等に
し、熱交換器を凝縮器として使用する場合には中空体２
下方から、冷媒をスムーズに流出させることができ、熱
交換器の熱交換性能を最大限に引き出すことができる。

発明の効果 本発明の冷媒分流器は、長手方向に複数の流出入口を
設けた上下方向に長い中空体と、一端が複数の前記流出
入口より上部で前記中空体に連通するように前記中空体
に取り付けられ他端が流出入管に接続され途中に細径部
を有する第一接続管と、前記細径部より太く一端が複数
の前記流出入口より下部で前記中空体に連通するように
前記中空体に取り付けられ他端が流路開閉弁を介して前
記中空体の下方の位置で前記第一接続管における前記細
径部と前記流出入管との間に結合された第二接続管とか
らなり、前記流出入管から流入する冷媒を複数の前記流
出入口に分流させる場合は、前記流路開閉弁を閉じて前
記第一接続管を経由して前記中空体の上部から冷媒を流
入させて前記中空体内において複数の前記流出入口に分
流させ、複数の前記流出入口から前記中空体に流入する
冷媒を前記流出入管から流出させる場合は、前記流路開
閉弁を開けて前記第二接続管を経由して前記流出入管か
ら流出させるよう構成したことにより、熱交換器を蒸発
器として使用する場合には中空体上方から、冷媒を流入
させて伝熱管への分流を均等にし、熱交換器を凝縮器と
して使用する場合には中空体下方から、冷媒をスムーズ
に流出させることができ、熱交換器の熱交換性能を最大
限に引きだすという効果を得ることができる優れた冷媒
分流器を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における冷媒分流器と冷媒分
流器を具備した熱交換器の正面図、第２図は同冷媒分流
器の蒸発時を示す冷媒回路図、第３図は第１図の凝縮時
の動作を示す冷媒回路図、第４図は従来の冷媒分流器に
伝熱管を装着した状態の外観斜視図、第５図は同冷媒分
流器の断面図、第６図は従来の冷媒分流器と冷媒分流器
を具備する熱交換器を示す正面図、第７図は同蒸発時の
冷媒の動作を示す熱交換器の断面図、第８図は第２の従
来例を示す熱交換器の正面図、第９図は同熱交換器の凝
縮時の冷媒の動作を示す正面図である。 １……冷媒分流器、２……中空体、３……第一接続管、
3n……細径部、４……第二接続管、５……流路開閉弁、
６……伝熱管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 剛 大阪府東大阪市高井田本通３丁目22番地 松下冷機株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−140569（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−2570（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F25B 39/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長手方向に複数の流出入口を設けた上下方
   向に長い中空体と、 一端が複数の前記流出入口より上部で前記中空体に連通
   するように前記中空体に取り付けられ他端が流出入管に
   接続され途中に細径部を有する第一接続管と、 前記細径部より太く一端が複数の前記流出入口より下部
   で前記中空体に連通するように前記中空体に取り付けら
   れ他端が流路開閉弁を介して前記中空体の下方の位置で
   前記第一接続管における前記細径部と前記流出入管との
   間に結合された第二接続管とからなり、 前記流出入管から流入する冷媒を複数の前記流出入口に
   分流させる場合は、前記流路開閉弁を閉じて前記第一接
   続管を経由して前記中空体の上部から冷媒を流入させて
   前記中空体内において複数の前記流出入口に分流させ、
   複数の前記流出入口から前記中空体に流入する冷媒を前
   記流出入管から流出させる場合は、前記流路開閉弁を開
   けて前記第二接続管を経由して前記流出入管から流出さ
   せるよう構成した冷媒分流器。