JP3526454B2 - 熱交換器及びその熱交換器を備えた空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室外機と室内機とが冷
媒配管で接続される分離型空気調和装置に係り、特に室
内機内に設けた複数の熱交換器に対し、室外機からの冷
媒を均等に分流供給できるよう配管構造とした熱交換器
と、その熱交換器を備えた空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は室内機１の外観を示し、その外
装ケース２は合成樹脂で形成された前後２分割のグリル
ケース２Ａと後ケース２Ｂとから成っている。そして、
前記グリルケース２Ｂの上面部から前面部にかけては、
図１に示すように吸込口３ａ、３ｂが形成され、下面部
には吹出口４が形成されている。

【０００３】５は、これら上面部から前面部にかけての
吸込口３ａ、３ｂを覆うように取付けられた吸込パネル
で、これが開けられた場合には、吸込口３ａ、３ｂに着
脱自在としたエアーフィルタ６やグリルケース２Ａの側
部に配した運転表示部７などが現われ、フィルタ６の交
換や制御調整などサービスを行えるようになっている。

【０００４】さて、室内機１の内部構造は、第１発明に
係る構造図の図１を援用して説明すると、本体内部に風
路１１が形成されている。そして、この風路１１にクロ
ススローファン１２が配設され、またクロススローファ
ン１２の上流側、すなわち吸込口３ａ、３ｂ側に熱交換
装置が配設されている。

【０００５】また風路１１並びに吹出口４は、内部に形
設した弧状の壁部１５と、熱交換装置１３に結露し滴下
するドレン水を受けるドレンパン１６の後部立壁のＲ状
面部およびその下底壁部とで形成されると共に、吹出口
４内には、吹出空気の上下方向の吹出方向を変える風向
板１７ａと、左右方向の吹出方向を変える風向板１７ｂ
とが設けられている。

【０００６】ここで、クロススローファン１２が回転す
ると、室内空気が吸込口３ａ、３ｂから吸い込まれ、熱
交換装置１３で熱交換された後、風路１１下流の吹出口
４から吹き出し、室内の冷房あるいは暖房が行われるの
であるが、その冷房、暖房能力の高い室内機とするに
は、吸い込まれる空気と熱交換装置１３との接触率を良
くして、熱交換率を上げることが重要となる。

【０００７】そこで、熱交換装置１３を複数台の熱交換
器で構成し、図１に示すように、例えば第１、第２、第
３の３台の熱交換器１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを前面の空
気吸込口３ａと上面の吸込口３ｂの背後近くで、上下、
前後に位置させ、かつ傾斜設置するという工夫した配置
形態でクロススローファン１２を取り囲むように設置し
ている。

【０００８】これによって、前面の空気吸込口３ａから
吸い込まれる空気も上面の吸込口３ｂから吸い込まれる
空気も、どれかの熱交換器１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃと接
触し無駄なく熱交換され、熱交換効率が高まるようにし
ている。なお、前記第３の熱交換器１３Ｃの近傍には、
能力の小さい補助熱交換器１３Ｄを設けている。

【０００９】こうして吸込空気は室内機１内の熱交換器
と十分に接触し無駄なく熱交換され、熱交換効率が高ま
るようにしている。そして、前記熱交換器１３Ａ、１３
Ｂ、１３Ｃおよび補助熱交換器１３Ｄは、図５に示す室
外機側の圧縮機３０、熱交換器３２および減圧装置（キ
ャピラリーチューブ）３５ａ、３５ｂなどと冷媒配管で
接続され冷凍サイクルを形成し、それぞれの熱交換器１
３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄに低圧低温の冷媒が供給
され循環する。

【００１０】その場合に、圧縮機３０より吐出し、キャ
ピラリーチューブ３５ａ、３５ｂを出た冷媒は、ある所
定の１台の熱交換器１３Ａに流入して循環した後で、残
り２台の熱交換器１３Ｂ、１３Ｃに冷媒を分流させて供
給循環するようにしている。これは冷媒を熱交換器内で
効率良く循環させて、熱交換効率を高めるためである。

【００１１】この冷媒を分流するために、その冷媒分流
地点には、図１０に示すような三つ股形状をした分流管
５０（三つ股ベンド管）を使用し、これを熱交換器１３
Ａを構成する多数枚の熱交換用フィンのうちの端にある
エンドフィン２１Ｅ（端板部）の箇所で、熱交換器１３
Ａの方の前記熱交換用フィンと直交して貫通する３本の
冷媒管と分流管５０の方の３本の管５０ａ、５０ｂ、５
０ｃとをそれぞれ配管接続して設けられるようになって
おり、これによって冷媒の分流を行っている。

【００１２】そして図１において、この三つ股の分流管
５０に至るまで、キャピラリーチューブを出た冷媒は、
破線で示す細管２３ｍを矢印のように通り補助熱交換器
１３Ｄに流入し、その冷媒管路を流れて管部２３ａに出
た後、第１の熱交換器１３Ａに流入し、管２３ｂを経て
手前側に戻るという冷媒経路をたどり、そして三つ股の
分流管５０で矢印Ａに示す下方側と矢印Ｂに示す上方側
の二手に分流する。

【００１３】そして、矢印Ａの下方に分流した分岐冷媒
は、管２３ｃを経て、第２の熱交換器１３Ｂへと廻りそ
の冷媒管路を通流した後、第１の熱交換器１３Ａの下部
区域を管部２３ｄをもって再通過し、合流管２４の一方
管２４ａに戻る。

【００１４】一方、矢印Ｂの上方に分流した分岐冷媒
は、第３の熱交換器１３Ｃに管２３ｅをもって廻り、そ
の冷媒管路を上方から底部ヘ向いそして底部から再び上
昇するという具合に流れた後、また第１の熱交換器１３
Ａの上部区域を管２３ｆをもって再通過し、合流管２４
の他方管２４ｂに戻る。合流管２４で合流した合流冷媒
は、太管の戻り管路２３ｎを介して、室外機の圧縮機に
戻るという行程で、冷凍サイクルを循環するのである。

【００１５】ここで、上述した冷媒を分流させる手段で
ある３つ股形状の分流管５０は、従来、中央部の管５０
ａと両端の分配管５０ｂ、５０ｃとが同じ長さｌのもの
であった。なお、この分流管５０は、中央の管５０ａを
分岐管路部５０ｄの中央部に溶接Ｍより接合して形成し
たものとなっている。

【００１６】そして、この分流管５０の中央部の管５０
ａを、第１熱交換器１３Ａの熱交換用フィンを貫通して
いる冷媒管２２ａ（図１１等参照）に嵌合し、また両端
の２本の管５０ｂ、５０ｃを、前記冷媒管の隣に貫挿し
ている分流対象の冷媒管２２ｂ、２２ｃ（図１１等参
照）に差し込むような配管結合作業を行って、熱交換器
の側面部に装着した構造としている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな冷媒を分流するために用いる三つ股形状をした分流
管５０は、従来、冷媒が流入する中央管（接続管）５０
ａと、分流した冷媒が流れる左右の管５０ｂ、５０ｃと
も、管の長さｌが同じものである。

【００１８】そして、この３つの管とも同じ長さの分流
管を接続相手の熱交換器に接続するのであるが、この場
合に、分流管の内径の大きさにバラツキがあっても、熱
交換器の冷媒管に挿入できるように、冷媒管の内径は分
流管の内径より大きくなっており、分流管を冷媒管に挿
入したとき分流管と冷媒管の間に若干の余裕がある。

【００１９】そして分流管を熱交換器に装着するとき
は、分流管を熱交換器の冷媒管に挿入し、その分流管と
冷媒管をろう付けしている。

【００２０】しかし、３つの管長さｌが同じであると、
例えば分流管５０の中央の管５０ａを管径の大きい熱交
換器の冷媒管に挿入するとき、作業者が熟練していなか
ったすると、斜めに入ってしまう場合がある。すると、
分流管５０の左右の管５０ｂ、５０ｃも斜めに入った状
態になり、結局、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、
全体として上側にあるいは下側に傾いた取付け状況に、
分流管５０が装着されてしまうことがあった。

【００２１】よって、本来、分流管５０は、熱交換器１
３Ａの取付け面（エンドフィンの面）２１Ｅに対して、
平行な状態で取付けられべきであるが、そのようになら
ないで、傾いた三つ股の分流管５０が取付け方となるた
め、冷媒が設計した所定の分配比で分流できなくなる。

【００２２】そのことは、例えば図１１のａ図に示す傾
き状況であると、分流管の中央管が上向き方向のため、
分岐する冷媒の流力（流れる勢い）は、上方に強く作用
し（長い矢印で示す）、このため上方の分配管２２ｃに
分岐して流れる冷媒の方が設計した当初の流量よりも多
く流れ、下方の分配管２２ｂに流れる冷媒の流量が少な
くなるという冷媒の分流不良が起きる。

【００２３】このため、第１の熱交換器１３Ａの上方区
域および第３の熱交換器１３Ｃでの熱交換率が高まり、
それに比較して、第１の熱交換器１３Ａの下方区域およ
び第２の熱交換器での熱交換率が低下するというアンバ
ランスな熱交換となる。

【００２４】また、三つ股の分流管５０が図１１のｂ図
に示す傾き状況であると、上述の場合と逆に分岐する冷
媒の流力（流れる勢い）は、下方に強く作用し（長い矢
印で示す）、このため、熱交換器の下方の冷媒管２２ｂ
に分岐して流れる冷媒の方が設計した当初の流量よりも
多く流れ、上方の冷媒管２２ｃに流れる冷媒の流量が少
なくなるという冷媒の分流不良が起きる。これにより同
様に熱交換装置による熱交換はアンバランスとなる。

【００２５】よって、複数ある熱交換器を有効利用でき
ず、熱交換装置全体としての熱交換効率が悪くなり、冷
暖房能力が低下したりする問題が起こる。

【００２６】また、分流管を熱交換器に取付けたとき、
その冷媒を２手に分流しているその分岐管路部５０ｄが
鉛直方向に近い状態にあるため、冷媒は重力の影響を受
けて、冷媒が下側へ多く流れる傾向にあり、これにより
ある程度のアンバランスな分流が生じるという問題もあ
った。

【００２７】また、冷媒循環量の比較的多い圧縮機の高
周波数運転領域ではあまり問題ないが、循環量の少ない
中、低周波数運転領域では下側に冷媒が多く流れてしま
い、上側に位置する熱交換器あるいは上に向かう冷媒が
通流する熱交換器の上側が乾いて能力低下となってしま
う問題や、冷媒流量が少なくて乾いてしまう熱交換器と
冷媒が多く流れる熱交換器が同一ユニット内に存在する
ため、高温多湿の露の付きやすい条件下では、熱交換さ
れた冷えた湿度の低い空気と熱交換されない湿度の高い
空気とが送風される過程で混ざり合うため、ユニットへ
の結露が問題になることがある。

【００２８】そこで、本発明では先ず、三つ股形状の分
流管の３本の管長さが同じとなっていると、嵌合しろが
浅く斜めに挿入されやすく、それによって取付け不良と
なって冷媒分流不良となる問題に対しては、分流管を、
接続相手側の熱交換器の冷媒管に深く挿し込み正常な接
続をできるように、中央部の管を長くするというような
形状的改良を図って、左右の管へ設計した所定通りの分
配比で冷媒分流を行い、所定の熱交換能力を発揮できる
ような熱交換器とそれを搭載した空気調和機を提供する
ことを目的とするものである。

【００２９】また、重力作用に起因する冷媒の分流不良
問題に関しては、重力の影響を避けられるような管路形
状に分流管を改良することで、例えば、三つ股の分流管
の冷媒が分流する分流管路部（連絡共通管路部）をより
水平的とするというような形状的工夫を行う等して、流
れる冷媒に作用する重力影響を少なくし、アンバランス
な分流を抑制できるようにし、所期の熱交換能力を発揮
できるような熱交換器とそれを使用した空気調和機を提
供することを目的とするものである。

【００３０】また、この場合に、前述した三つ股の分流
管のベンド管の分岐管路部の角度が異なった別の分流管
を使えば、重力影響を加減できるので、分流量を意図的
に変えるといった分流調整も可能になり、これによっ
て、通過風量の多い少ないなど、設置条件の違う複数の
熱交換器に対しても、その熱交換能力を最大限に発揮さ
せて、能力の高い空気調和機を提供するという目的も達
成できる。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、積層された多数のフィンに複数の冷媒
管を貫通し、各冷媒管を冷媒が循環するように連結した
熱交換器において、前記冷媒管に接続され冷媒を２手方
向に分流し同方向に３つの開口を有する３つ股形状の分
流管を備え、前記分流管は、中央の管と、この中央の管
に直交する分岐管路部と、前記中央の管に平行になるよ
うに分岐管路部の両端にそれぞれ設けられた側方の管と
を有し、前記分岐管路部は中央の管と側方の管との間で
折り曲げられ、中央の管は両端の側方の管よりも長く形
成されると共に、その先端部を外径が小さくなるように
縮小させたことを特徴とする熱交換器。

【００３２】そしてまた、本発明は、本体ケースに吸込
口が形成され、この吸込口に対応して背後に熱交換器が
配置され、前記熱交換器を設けた風路の下流側に配置し
た送風機によって吸込れた空気が熱交換器と熱交換され
て本体ケースの吹出口より吹出される空気調和機におい
て、前記熱交換器は、積層された多数のフィンに複数の
冷媒管を貫通し、各冷媒管を冷媒が循環するように連結
してなり、前記冷媒管に接続され冷媒を２手方向に分流
し同方向に３つの開口を有する３つ股形状の分流管を備
え、前記分流管は、中央の管と、この中央の管に直交す
る分岐管路部と、前記中央の管に平行になるように分岐
管路部の両端にそれぞれ設けられた側方の管とを有し、
前記分岐管路部は中央の管と側方の管との間で折り曲げ
られると共に、中央の管から左右へと分流する前記分岐
管路部の傾きを中央の管と側方の管とを直線的に結んだ
ときの傾きよりも水平方向に近づけた形状とし、中央の
管は両端の側方の管よりも長く形成されると共に、その
先端部を外径が小さくなるように縮小させたことを特徴
とする空気調和機としたものである。

【００３３】

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を、図面
に基づき説明する。

【００３５】まず、冷凍サイクルを示す図５（分流器は
本発明に係るものとなっている）において、３０は圧縮
機、３１は圧縮機から吐出した冷媒を冷房時には実線矢
印方向に流し、暖房時には破線矢印方向に流すように冷
媒流通方向を切換える四方弁である。

【００３６】３２は室外機側の熱交換装置にして、２台
の熱交換器３２ａ、３２ｂが設けられ、それぞれの熱交
換器３２ａ、３２ｂに圧縮機３０からの吐出冷媒が流入
すると、該冷媒は多数枚の並設した熱交換用フィン３３
に直交して配した冷媒管３４を通流した後、減圧装置で
ある２つのキャピラリーチューブ３５ａ、３５ｂに至
る。

【００３７】キャピラリーチューブ３５ａ、３５ｂを出
た合流冷媒は、電動膨張弁３６、モジュレーター３７を
経て、室内機側の熱交換装置にサービスバルブＳ．Ｂを
介して流入する。

【００３８】ここで室内機１側の熱交換装置１３は、前
述した図１の熱交換装置と同等のものであり、よって、
該熱交換装置は、第１熱交換器１３Ａ、第２熱交換器１
３Ｂ、第３熱交換器１３Ｃおよび補助熱交換器１３Ｄと
から構成されている。

【００３９】故に、モジュレーター３７を出た冷媒は、
入り口管路から補助熱交換器に入り、更に第１熱交換器
１３Ａに入り、その途中で３つ股の分流管（ただし、こ
の図に示す３つ股の分流管２０Ｚは本発明となってい
る）により、下方と上方の２手に分流し、それぞれ第２
熱交換器１３Ｂと第３熱交換器１３Ｃを通過して、各出
口管を経た後、もう一つのサービスバルブＳ．Ｂを介し
て、四方弁３１およびアキュームレター３８を経て圧縮
機３０に戻り、冷凍サイクルを形成する。なお、暖房時
には、冷媒は四方弁３１によりこの冷凍サイクルを、圧
縮機、室内機、キャピラリチューブ、室外機、圧縮機と
逆向きに流れる。

【００４０】ここで、冷媒を分流するための分流管は、
従来の分流管５０はその３つの管５０ａ、５０ｂ、５０
ｃが同じ長さｌのものであったが、本発明では、図２に
示すように、中央部の管２０ａの長さＬが、両端の管２
０ｂ、２０ｃの長さｌより長くなるようにした３つ股形
状の分流管２０Ｙとした。

【００４１】このように、中央の管２０ａが長いと、熱
交換器の冷媒管２２ａに差し込んだときに、図３に示す
ように、従来より冷媒管２２ａに中央の管２０ａが深く
入るため、管２０ａが冷媒管２２ａに対して傾いて入っ
てしまうことが補正され、真っ直に挿入されるようにな
る。よって、分流管２０Ｙの左右の側管２０ｂ、２０ｃ
も、熱交換器の冷媒管２２ｂ、２２ｃに真っ直に挿入さ
れる。

【００４２】この場合、中央の管２０ａの長さＬを左右
の管２０ｂ、２０ｃの長さｌより長くし、かつその中央
の管２０ａの先端部分２０Ｓを、外径が小さくなるよう
に縮管することによって、相手側の熱交換器の冷媒管２
２ａによりスムーズに挿入できるようになる。すなわ
ち、その先端部分２０Ｓは十分な挿入しろＬ１を持つ差
し込み口管となる。

【００４３】このように、３つ股の分流管２０Ｙの中央
部の管２０ａの先に、外径を小さくし、かつ十分な長さ
のある差し込み口管２０Ｓがあると、該差し込み口管２
０Ｓをもって、熱交換器の冷媒管２２ａと真っ直ぐに嵌
合することが容易に行えるようになる。

【００４４】これによって、両端の管２０ｂ、２０ｃも
真っ直ぐに接続相手側の冷媒管２２ｂ、２２ｃと嵌合す
るので、分流管２０Ｙは、従来の分流管５０のように、
熱交換器１３Ａの側面に上側が深く嵌まり込んだり、下
側が深く嵌まり込んだりする結果起きてしまう傾いた取
付けとはならないで、熱交換器側面２１Ｅと等距離の間
隔を保った平行な真っ直ぐな姿勢で装着することができ
る。また、簡単に装着することができる。

【００４５】こうして、分流管２０Ｙが図３に示す如
く、真っ直ぐな姿勢で熱交換器１３Ａに装着されれば、
中央の管２０ａを分岐させる分岐管路部２０Ｄの傾きも
ないので、中央管から出た冷媒が二手に分流するときそ
の流勢（流力）に変化が無く、分岐管路部２０Ｄを、冷
媒は設計した配分比通りの流量で上方と下方に分流す
る。

【００４６】よって、これによって、各熱交換器は所要
流量で冷媒が流れるので、能力通りの熱交換を行い、熱
交換率の良い熱交換器とすることができ、またこれを搭
載した空気調和機は、所定の冷房、暖房能力を発揮で
き、性能の良いものとすることができる。

【００４７】また、冷媒が熱交換器に設定した分配比で
分流するために、従来のような冷媒の分配比が崩れアン
バランスな流れとなり、そのため冷媒分量が多い熱交換
器と少ない熱交換器とによって、熱交換が良く、冷えた
湿度の低い空気と熱交換されない、湿度の高い空気とが
混じって送風されることによる、ユニットの結露を抑え
ることができるようになる。

【００４８】さて、次に３つ股形状の分流管で冷媒を分
流する際に、重力も分流の不均衡に影響するので、それ
を軽減すべく冷媒が分流する時、より水平を流させるこ
とができるようなすることを目的とした構造の分流管に
ついて説明する。

【００４９】図４は、その実施態様の構造を持つ室内機
を示す。また図６および図７はその改良した分配管を示
す。

【００５０】すなわち、図２に示す第１実施例の分流管
２０Ｙでは、その中央の管２０ａと、冷媒が分流して流
れて行く分配管（側方の管）２０ｂ、２０ｃとを結ぶ連
絡管ともいうべき分岐管路部２０Ｄは、それらの間を直
線的に結んでいる。

【００５１】これに対して、改良した分流管２０Ｚで
は、図６に示すように、冷媒が分流し両端の分配管２０
ｂ、２０ｃに流れて行くその連絡管ともなる分岐管路部
２０Ｇは、折り曲げた形状にしている。

【００５２】詳しくは、改良した分流管２０Ｚでは、冷
媒が分流し両端の分配管２０ｂ、２０ｃに流れて行くそ
の連絡管ともなる分岐管路部２０Ｇの傾きを、中央の管
２０ａと分配管２０ｂ、２０ｃとを直線的に結んだとき
の改良前の分岐管路部２０Ｄの傾きよりも水平方向に近
づけた形状としている。

【００５３】すなわち、図２にみるように、先の実施例
の分流管２０Ｙにおける分岐管路部２０Ｄと比較して判
るように、分岐管路部２０Ｄが直線的で、図１中に示し
た分岐管路部２０Ｄが地面と作る角度Ｑよりも、改良後
の分流管５０Ｚの分岐管路部２０Ｇは、より地面と並行
に近づけた（より水平に倒したような）ような小さい角
度Ｒ（図４中に表わす）で延在するように曲げた管形状
になっており、そしてその先端に分配管２０ｂ、２０ｃ
が屈曲して延びているという、全体的には図６、図７に
示すようなＳ字型に曲がった形状の分流管２０Ｚとなっ
ている。また、この改良分流管２０Ｚも、その中央の管
２０ａは両端の管２０ｂ、２０ｃよりも長く形成されい
る。かつ中央の管の先端部２０Ｓを外径が小さくなるよ
うに縮小した構造の管にしている。

【００５４】よって、こうした分岐管路部２０Ｇをより
水平的になるような工夫をすることで、重力の影響を受
けないように分流できるような構造の３つ股状をした分
流管２０Ｚを使用すれば、重力の影響も消され、更に設
計通りの分配比で冷媒の分流することが容易にかつ確実
にできるようになり、圧縮機の低速回転から高速回転ま
で、設計通りの流量での分流が可能となり、熱交換性能
が良好となり、能力をアップできる。

【００５５】また分岐管路部２０Ｇ（連絡管）の角度Ｒ
が違うタイプの分流管を使用すれば、その水平度で重力
の影響を調整できるので、分流する冷媒流量の割合を変
えるという分流調整も可能になる。従って、上下の熱交
換器１２Ａ、１２Ｂの容量に合わせて、最も熱交換効率
を良くするような適切な流量になるような上下の分流調
整を行える構造とすることができる。

【００５６】具体的に説明すると、例えば、図４に示す
実施構造の場合は、下側の熱交換器（第２熱交換器）１
３Ｂの通過風量が上側の熱交換器（第１熱交換器）１３
Ａに比べて多いために、分岐管路部（連絡管）２０Ｇが
少し下側に向く角度となった分流管２０Ｚを取り付け
て、下側への冷媒分流量（下側の熱交換器１３Ｂに供給
される冷媒）が多くなるように調整するという具合であ
る。

【００５７】なお、角度Ｒの違う３つ股状の分流管は、
中央の管２０ａを、分配管２０ｂ、２０ｃを持つ分岐管
路部２０Ｇの中央部に取付けるその取付け角度を変更さ
せて、その接合部を溶接するといた製造方法で、容易に
得ることができる。

【００５８】そして、この形状の分流管２０Ｚも、真中
の管２０ａは両端の分配管２０ｂ、２０ｃより長くした
構造となっている。

【００５９】ところで、前述した図５に示す冷凍サイク
ルは、室内機の冷媒分流に角度Ｒの分流管２０Ｚ（以
降、分流器曲管と記載する）を採用したものであるが、
この場合に、図１に示す角度Ｑの分流管２０Ｙ（以降、
分流器直管と記載する）を用いた冷凍サイクルよりは、
分流がアンバランスにならないように改善される効果が
顕著であることが、実験で確認できた。

【００６０】それについて説明すると、分流器曲管２０
Ｚを使用した図５に示す冷凍サイクルにおいてその冷房
運転時に、図中に示す複数の測定地点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３…）で温度の測定を行い、同様な方法で、分流器直管
２０Ｙを使用した冷凍サイクル（図時せず）で同箇所で
の温度測定を行う。

【００６１】図８がその温度測定結果の表である。表
で、分流器曲管の場合、地点Ｐ１０から流入した冷媒
が、二手に分流した後の地点Ｐ１１（上側の熱交換器１
３Ｃ）と地点Ｐ１２（下側熱交換器１３Ｂ）とでの冷媒
温度は、１３．４℃と１３．７℃と温度差が少なく、同
程度の温度の冷媒であるため、ほぼ等量の冷媒が流れて
いることが判るのに対し、分流器直管では、地点Ｐ１１
の上側熱交換器１２Ｃで、１４．５℃と測定されるのに
対し、地点Ｐ１２の下側熱交換器１２Ｂでは１２．８℃
と上側熱交換器１２Ｃより相当に低い冷媒温度となって
いる。

【００６２】このような下側熱交換器１２Ｂを流れる冷
媒が温度が低いということは、冷媒流量の多いことを意
味し、従って、分流器直管では、下側熱交換器１３ｂＢ
の方に、上側熱交換器１２Ａより冷媒が多く分流してい
るという重力の影響を大きく受けた偏った分流になって
いることが判る。

【００６３】これに対し、分流器曲管では、上下二分し
た冷媒の温度がほぼ変わらないので、冷媒を上下にほぼ
半分ずつの量で分流できるようになっているということ
が判る。

【００６４】また、分流器直管の場合、上側熱交換器１
３Ｃに廻る冷媒が少なくなっていることは、地点Ｐ１１
で冷媒温度１４．５℃であったのが、熱交換器を出た地
点Ｐ１３で１５．５℃と大きく上昇しており、このこと
は、上側熱交換器に分流される冷媒の量が少ないため、
上側熱交換器を吐出した時点では、冷媒が蒸発し、殆ど
乾燥していることを示唆し、下側熱交換器の方に、より
多くの冷媒が流れるというアンバランスな分流になって
しまうことを意味する。

【００６５】これに対し、分流器曲管では、上側熱交換
器１３Ｃの通過地点（Ｐ１１）と出た時点（Ｐ１３）で
の冷媒温度が、１３．４℃→１３．１℃と少し温度低下
しているだけで、大幅な温度上昇は認められない。この
ことは、適正量の冷媒が上下に分流していることを意味
するものである。

【００６６】なお、分流器曲管使用による冷凍サイクル
の方が、分流器直管使用による冷凍サイクルより、冷房
性能が良好となることを相対比較して得た試験データ
を、図８に示す。

【００６７】同試験データによれば、能力、消費電力、
成績係数とも、分流器曲管の方が、数値が高く、分流器
直管より優れていることが判る。

【００６８】

【発明の効果】以上のように、分流管の冷媒が中央の管
から側方の管に分岐するその分岐管路部が、普通、熱交
換器に装着したとき、鉛直方向に近い状態になるため、
冷媒が上下に分流する際に重力の影響を受けて、設計し
た当初の配分比での分流がしにくく、多分に下側へ多く
分流してしまうという分流不良や、上側に行く冷媒が少
ないために上側にある熱交換器あるいは熱交換器の上側
域が乾いて、能力低下や高温多湿の露の付き易い条件下
では、冷凍ユニットへの結露が問題となっていたのを、
本発明では中央の管から左右へ分流する分岐管路部を中
央の管と側方の管との間を単純に直線的に結んだ傾きよ
りも水平方向に近づけるという形状的改良を施すことに
よって、分岐管路部をより水平方向にすることができ、
これによって重力の影響が軽減され、冷媒を所定の分流
比により近付けた状態で分流することが可能となる。よ
って、ほぼ設計通りの冷媒流量が上下二手に分流し、上
下に位置する熱交換器を循環できるようになるので、熱
交換効率の高い状況で、それぞれの熱交換器が熱交換
し、全体の熱交換効率も向上し、最大限に能力が発揮さ
れることとなって、空気調和機の性能を高めることがで
きる。

【００６９】また、分岐管路部の傾き角度を変化させる
ことにより、分流調整も可能なので、各熱交換器を通過
する風量の多い少いに応じて、冷媒分流量を加減して、
最も効率的に各熱交換器を働かし、熱交換効率の高い空
気調和機を経済的に得ることができるようになる。

【００７０】また、分流管の中央の管は、両端の側方の
管よりも長く形成されると共に、その先端部を外径が小
さくなるように縮小させたので、熱交換器の冷媒管と真
っ直ぐに嵌合することができる。分流管が真っ直ぐな姿
勢で装着できるので、冷媒は分岐管路部を設計した配分
比通りの流量で分流される。冷媒のアンバランスな分流
がなくなるので、従来のように冷媒が多く流れる熱交換
器に生じていた結露も少なくなる等、多くの優れた効果
を奏する空気調和機となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の参考例の分流器を用いた室内機の内部
構造を示す側面構造図である。

【図２】参考例の分流器の形態を示す図で、（ａ）図は
正面図、（ｂ）図は側面図である。

【図３】参考例の分流器を使用することで、冷媒が所定
の配分比で分流するようになることを説明する熱交換器
の要部構造図である。

【図４】本発明の分流器を用いた室内機の内部構造を示
す側面構造図である。

【図５】室外機からの冷媒が本発明の分流器により、室
内機内の複数の熱交換器に供給循環される様相を説明す
る冷凍サイクル図である。

【図６】本発明に係る分流器の形態を示す図で、（ａ）
図は正面図、（ｂ）図は側面図である。

【図７】本発明に係る分流器の外観図である。

【図８】本発明に係る分流器によって、従来構造の分流
器に比較して冷媒の分流が改善されることを示す測定デ
ータ表で、冷凍サイクルを流れる多数の地点で間接的に
測定される冷媒温度表である。

【図９】上述と同様に本発明に係る分流器によって、従
来構造の分流器に比較して冷房能力等、諸性能が向上す
ることを示すデータ表である。

【図１０】従来の分流器の形態を示す図で、（ａ）図は
正面図、（ｂ）図は側面図である。

【図１１】従来の分流器の場合に、熱交換器に傾いて取
付けらることにより冷媒分流が不良になる問題を説明す
る図である。

【図１２】室内機の外観斜視図である。

【符号の説明】

１ 室内機 ３ａ、３ｂ 吸込口 ４ 吹出口 １２ クロスフローファン １３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ 熱交換器 ２０Ｙ、２０Ｚ 分流管 ２０Ｄ、２０Ｇ 分岐管路部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 晋一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−75316（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−71063（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−69262（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−11528（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−162269（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 1/00 F25B 41/00 F28F 27/02 F25B 39/00 F25B 39/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層された多数のフィンに複数の冷媒管
   を貫通し、各冷媒管を冷媒が循環するように連結した熱
   交換器において、 前記冷媒管に接続され冷媒を２手方向に分流し同方向に
   ３つの開口を有する３つ股形状の分流管を備え、前記分
   流管は、中央の管と、この中央の管に直交する分岐管路
   部と、前記中央の管に平行になるように分岐管路部の両
   端にそれぞれ設けられた側方の管とを有し、前記分岐管
   路部は中央の管と側方の管との間で折り曲げられ、中央
   の管は両端の側方の管よりも長く形成されると共に、そ
   の先端部を外径が小さくなるように縮小させたことを特
   徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 本体ケースに吸込口が形成され、この吸
   込口に対応して背後に熱交換器が配置され、前記熱交換
   器を設けた風路の下流側に配置した送風機によって吸込
   れた空気が熱交換器と熱交換されて本体ケースの吹出口
   より吹出される空気調和機において、 前記熱交換器は、積層された多数のフィンに複数の冷媒
   管を貫通し、各冷媒管を冷媒が循環するように連結して
   なり、前記冷媒管に接続され冷媒を２手方向に分流し同
   方向に３つの開口を有する３つ股形状の分流管を備え、
   前記分流管は、中央の管と、この中央の管に直交する分
   岐管路部と、前記中央の管に平行になるように分岐管路
   部の両端にそれぞれ設けられた側方の管とを有し、前記
   分岐管路部は中央の管と側方の管との間で折り曲げられ
   ると共に、中央の管から左右へと分流する前記分岐管路
   部の傾きを中央の管と側方の管とを直線的に結んだとき
   の傾きよりも水平方向に近づけた形状とし、中央の管は
   両端の側方の管よりも長く形成されると共に、その先端
   部を外径が小さくなるように縮小させたことを特徴とす
   る空気調和機。