JP5012070B2

JP5012070B2 - 分流器

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Publication number: JP5012070B2
Application number: JP2007031684A
Authority: JP
Inventors: 俊吉岡
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2027-02-13
Also published as: JP2008196761A

Description

本発明は、熱交換器に形成された複数の冷媒流通路に対して冷媒を分配するための分流器に関するものである。

従来より、熱交換器に形成された複数の冷媒流通路に対して冷媒を分配するための分流器が知られている。分流器は、冷媒が充填された冷媒回路において、熱交換器の液側やガス側にその熱交換器に付属して設けられる。熱交換器の液側に配置される分流器は、蒸発器として機能する熱交換器の複数の冷媒流通路に対して冷媒を分配する。熱交換器のガス側に配置される分流器は、放熱器として機能する熱交換器の複数の冷媒流通路に対して冷媒を分配する。

特許文献１には、この種の分流器の一例としてのディストリビュータが開示されている。このディストリビュータは、容器状の本体を備えている。ディストリビュータは、冷凍サイクルを行う冷凍機に設けられ、減圧装置と室内熱交換器との間に配置されている。ディストリビュータ本体には、減圧装置との間をつなぐ配管の逆側に、室内熱交換器の冷媒流通路に接続される配管が複数本挿入されている。これらの配管は、本体の軸心に対して平行になるように設けられている。この冷凍機では、減圧装置で減圧された冷媒がディストリビュータで分岐して、分岐した冷媒が蒸発器として機能する熱交換器の各冷媒流通路に供給される。
実開昭６０−２７７５号公報

ところで、分流器が設けられる冷凍装置では、ほとんどものに圧縮機における潤滑のために冷凍機油が用いられている。このような冷凍装置では、圧縮機から吐出されて冷媒回路を循環する冷媒に冷凍機油が含まれているので、熱交換器の冷媒流通路に冷媒と共に冷凍機油が流入し、冷凍機油が冷媒流通路に付着してしまう。

そして、冷媒流通路に付着した冷凍機油は、冷媒流通路において熱交換を阻害するので、冷媒流通路内の冷凍機油の量が多くなるほど、熱交換器における熱交換効率が低下してしまう。また、冷媒流通路に付着した冷凍機油は、冷媒流通路において冷媒の流通を阻害するので、冷媒流通路における冷媒の圧力損失が増大する。また、冷媒流通路に付着する冷凍機油の量によって冷媒流通路間で流路抵抗に差が生じるので、冷媒流通路によって冷媒流量が偏る偏流が生じやすくなる。

特に、冷媒に対して溶けにくい性質の弱相溶性の冷凍機油を用いる冷凍装置の場合は、一旦冷媒流通路の周囲に冷凍機油が付着すると、付着した冷凍機油が液冷媒に溶け込まないので、冷凍機油が冷媒流通路から出てゆきにくい。このため、冷媒流通路に溜まる冷凍機油の量が比較的多くなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするこころは、熱交換器の冷媒流通路内の冷凍機油の量を減少させることができる分流器を提供することにある。

第１の発明は、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）に熱交換器（41）と共に設けられて、熱交換器（41）に向かう冷媒を該熱交換器（41）に形成された複数の冷媒流通路（25）に対して分配するための分流器（43）を対象とする。そして、この分流器（43）は、流入した冷媒に含まれる冷凍機油が分離される本体部材（44）と、上記本体部材（44）へ冷媒を導入するための導入通路（46）と、上記本体部材（44）の冷媒を分配して各冷媒流通路（25）に供給するための分配通路（47）と、上記本体部材（44）内の冷凍機油を抜くための油抜き通路（49）とを備えている。

第１の発明では、分流器（43）の本体部材（44）に対して油抜き通路（49）が設けられている。ここで、分流器（43）が熱交換器（41）のガス側に配置された場合には、放熱器となる熱交換器（41）へ向かう冷媒が本体部材（44）に流入し、流入した冷媒に含まれる冷凍機油が分離される。また、分流器（42）が熱交換器（41）の液側に配置された場合には、蒸発器となる熱交換器（41）へ向かう冷媒が本体部材（24）に流入し、流入した冷媒に含まれる冷凍機油が分離される。そして、何れの場合も、本体部材（44）内の冷凍機油が油抜き通路（49）に流入する。油抜き通路（49）に流入した冷凍機油は、冷媒流通路（25）には流入しない。従って、熱交換器（41）の冷媒流通路（25）に流入する冷凍機油の量が低減される。

また、第１の発明では、上記の構成に加えて、上記本体部材（44）が、軸が上下方向に延びる円筒容器状に形成されており、上記導入通路（46）は、上記本体部材（44）の側面において接線方向に沿うように接続されている。

第１の発明では、円筒容器状の本体部材（44）の側面において接線方向に沿うように、導入通路（46）が接続されている。このため、導入通路（46）から本体部材（44）に流入した冷媒は、本体部材（44）の内周面に沿うように流れて旋回する。そして、旋回する冷媒は、冷媒と冷凍機油とに働く遠心力が異なるため、冷凍機油が冷媒から分離しやすくなる。

また、第１の発明では、上記の構成に加えて、少なくとも放熱器として機能する熱交換器（41）のガス側に接続されるガス側分流器（43）として構成される一方、上記本体部材（44）では、上記分配通路（47）の開口が上記導入通路（46）の開口及び上記油抜き通路（49）の開口より上方に位置しており、上記本体部材（44）内を、全ての上記分配通路（47）が開口する上側空間と、上記導入通路（46）及び上記油抜き通路（49）だけが開口する下側空間とに区画する区画部材（31）を備え、上記区画部材（31）の中央部には、上記上側区間と上記下側空間を連通させるための開口が形成されている。更に、第１の発明において、上記区画部材（31）は、筒状に形成されて上記本体部材（44）の内周面と接する外筒部（35）と、下方へ向かって窄まるテーパー状に形成されて上記外筒部（35）の下端に連続するテーパー部（37）と、上記上側区間と上記下側空間を連通させるための開口を構成する筒状に形成されて上記テーパー部（37）の下端に連続する内筒部（38）とを備えている。

第１の発明では、分流器（43）が、少なくとも放熱器として機能する熱交換器（41）のガス側に接続される。熱交換器（41）が放熱器として機能する状態では、熱交換器（41）に向かうガス冷媒が、まず分流器（43）において本体部材（44）の下側空間に流入する。下側空間では、ガス冷媒中の冷凍機油が冷媒から分離される。下側空間で分離された冷凍機油は、下側空間から油抜き通路（49）に流入する。また、下側空間に流入した冷媒は、区画部材（31）の開口を通って上側空間に流入する。

この第１の発明では、上側空間と下側空間との間に区画部材（31）が設けられている。このため、下側空間で分離された冷凍機油が上側空間へ流入することが、区画部材（31）によって邪魔される。つまり、下側空間で一旦分離された冷凍機油が上側空間、及び分配通路（47）を通じて冷媒流通路（25）へ流入することが、区画部材（31）によって邪魔される。また、下側空間では分離されなかったガス冷媒中の冷凍機油が、開口を通過する際に区画部材（31）に付着して冷媒から分離される。

上記第１の発明では、本体部材（44）に対して油抜き通路（49）を設けることで、分流器（43）を接続する熱交換器（41）の冷媒流通路（25）に流入する冷凍機油の量が低減されるようにしている。従って、冷媒流通路（25）に付着する冷凍機油の量を減少させることができるので、冷媒流通路（25）内の冷凍機油の量を減少させることができる。そして、分流器（43）が接続される熱交換器（41）において、冷凍機油による熱交換効率の低下、圧力損失の増大、及び冷媒の偏流の程度の増大を抑制することができる。

また、上記第１の発明では、円筒容器状の本体部材（44）の側面において接線方向に沿うように導入通路（46）を接続することで、導入通路（46）から本体部材（44）に流入した冷媒に含まれる冷凍機油が冷媒から分離しやすくなるようにしている。このため、本体部材（44）内において冷媒から分離されずに分配通路（47）に流入する冷凍機油の量が低減される。従って、冷媒流通路（25）に流入する冷凍機油の量をさらに減少させることができるので、冷媒流通路（25）内の冷凍機油の量をさらに減少させることができる。

また、上記第１の発明では、開口が形成された区画部材（31）を設けることで、本体部材（44）の下側空間で分離された冷凍機油が冷媒流通路（25）へ流入することが区画部材（31）によって邪魔される。また、下側空間では分離されなかったガス冷媒中の冷凍機油が、開口を通過する際に区画部材（31）に付着する。このため、本体部材（44）内で分離されて油抜き通路（49）に流入する冷凍機油の量が多くなる。従って、冷媒流通路（25）に流入する冷凍機油の量をさらに減少させることができるので、冷媒流通路（25）内の冷凍機油の量をさらに減少させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《発明の実施形態》
本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、本発明に係る分流器であるガス側分流器（43）を備える熱交換器ユニット（34）が設けられた冷凍装置（10）である。以下では、まず冷凍装置（10）の構成について説明し、次に熱交換器ユニット（34）の構成について説明する。

〈冷凍装置の構成〉
本実施形態の冷凍装置（10）は、冷房運転と暖房運転とを選択可能な空気調和装置（10）として構成されている。この空気調和装置（10）は、図１に示すように、室外機（11）と室内機（13）とが設けられた冷媒回路（20）を備えている。冷媒回路（20）には、冷媒として二酸化炭素が充填されている。冷媒回路（20）では、室外機（11）と室内機（13）とが液側連絡配管（17）、ガス側連絡配管（18）、及び油用連絡配管（19）によって接続されている。

熱源ユニットである室外機（11）には、冷凍装置（10）の構成機器として、圧縮機（30）、四路切換弁（33）、第１熱交換器ユニット（34a）、室外膨張弁（36）、及び室外ファン（12）が設けられている。利用ユニットである室内機（13）には、冷凍装置（10）の構成機器として、第２熱交換器ユニット（34b）及び室内ファン（14）が設けられている。これらの冷凍装置（10）の構成機器は、冷媒回路（20）に接続されている。

圧縮機（30）は、高圧ドーム型の圧縮機として構成されている。圧縮機（30）のドーム内には、冷媒に溶けにくい性質（弱相溶性）の冷凍機油が貯留されている。二酸化炭素冷媒に対する相溶性が低い冷凍機油としては、例えばＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）が挙げられる。圧縮機（30）の吐出側は、四路切換弁（33）の第１ポート（P1）に接続されている。圧縮機（30）の吸入側は、四路切換弁（33）の第３ポート（P3）に接続されている。

第１熱交換器ユニット（34a）及び第２熱交換器ユニット（34b）は、熱交換器（41）と液側分流器（42）とガス側分流器（43）とを備えている。液側分流器（42）は熱交換器（41）の液側に設けられ、ガス側分流器（43）は熱交換器（41）のガス側に設けられている。なお、第１熱交換器ユニット（34a）及び第２熱交換器ユニット（34b）の詳細は後述する。

第１熱交換器ユニット（34a）のガス側端は、四路切換弁（33）の第２ポート（P2）に接続されている。第１熱交換器ユニット（34a）の液側端は、室外膨張弁（36）に接続されている。また、第１熱交換器ユニット（34a）の後述する油抜き管（49a）は、圧縮機（30）の吸入側と四路切換弁（33）の第３ポート（P3）との間に接続されている。

また、第２熱交換器ユニット（34b）のガス側端は、四路切換弁（33）の第４ポート（P4）に接続されている。第２熱交換器ユニット（34b）の液側端は、室外膨張弁（36）に接続されている。また、第２熱交換器ユニット（34b）の後述する油抜き管（49b）は、油用連絡配管（19）を介して圧縮機（30）の吸入側と四路切換弁（33）の第３ポート（P3）との間に接続されている。

第１熱交換器ユニット（34a）の近傍には、熱交換器（41a）に空気を送る室外ファン（12）が配置されている。第２熱交換器ユニット（34b）の近傍には、熱交換器（41b）に空気を送る室内ファン（14）が配置されている。

四路切換弁（33）は、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が互いに連通して第３ポート（P3）と第４ポート（P4）が互いに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が互いに連通して第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とが切り換え自在になっている。

〈熱交換器ユニットの構成〉
第１熱交換器ユニット（34a）及び第２熱交換器ユニット（34b）は、同じ構成であり、上述したように、熱交換器（41）と液側分流器（42）とガス側分流器（43）とを備えている。

熱交換器（41）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器として構成されている。各熱交換器（41）は、伝熱管の内側が冷媒流通路（25）になっている。各熱交換器（41）には、６つの冷媒流通路（25）が形成されている。

液側分流器（42）は、熱交換器（41）が蒸発器となる状態で熱交換器（41）に冷媒を分配するためのものである。熱交換器（41）が放熱器（ガスクーラ）となる状態では、液側分流器（42）において、熱交換器（41）の各冷媒流通路（25）を通過した冷媒が合流する。液側分流器（42）には、導入通路となる導入管（26）が１本接続され、分配通路となる分配管（27）が６本接続されている。導入管（26）は、液側分流器（42）と室外膨張弁（36）とを接続している。各分配管（27）は、液側分流器（42）と各冷媒流通路（25）とを接続している。

ガス側分流器（43）は、熱交換器（41）が放熱器となる状態で熱交換器（41）に冷媒を分配するためのものである。熱交換器（41）が蒸発器となる状態では、ガス側分流器（43）において、熱交換器（41）の各冷媒流通路（25）を通過した冷媒が合流する。ガス側分流器（43）は、図２及び図３に示すように、密閉容器状に形成された本体部材（44）を備えている。本体部材（44）は、両端が閉塞された細長い円筒状に形成されている。本体部材（44）は、軸が上下方向に延びるように設置されている。本体部材（44）には、導入通路となる導入管（46）と、分配通路となる分配管（47）と、油抜き通路となる油抜き管（49）が接続されている。導入管（46）及び油抜き管（49）は１本ずつ接続され、分配管（47）は６本接続されている。

導入管（46）は、本体部材（44）の側面の下寄りの位置に接続されている。導入管（46）は、水平方向に延びており、本体部材（44）の接線方向に沿うように接続されている。この状態では、本体部材（44）を上側から見て、導入管（46）の軸心が、導入管（46）の軸心に対して平行で且つ本体部材（44）の中心を通る線に対して所定距離だけ離れている。導入管（46）の本体部材（44）の逆端は、第１熱交換器ユニット（34a）では四路切換弁（33）の第２ポート（P2）に接続され、第２熱交換器ユニット（34b）ではガス側連絡配管（18）を介して四路切換弁（33）の第４ポート（P4）に接続されている。

６本の分配管（47）は、全て本体部材（44）の側面において導入管（46）よりも上側に開口している。これらの分配管（47）は、上下方向に沿って等間隔で接続されている。各分配管（47）の本体部材（44）の逆端は、それぞれ冷媒流通路（25）に接続されている。

油抜き管（49）は、本体部材（44）内の底面に接続されている。油抜き管（49）の本体部材（44）の逆端は、圧縮機（30）の吸入側に接続されている。第２熱交換器ユニット（34b）の油抜き管（49）は、油用連絡配管（19）を介して圧縮機（30）の吸入側に接続されている。熱交換器（41）が放熱器となる状態では、本体部材（44）内が高圧になるので、油抜き管（49）を介して接続される本体部材（44）と圧縮機（30）の吸入側との圧力差が大きくなる。このため、本体部材（44）に流入したガス冷媒が油抜き管（49）を通って圧縮機（30）の吸入側に戻らないように、油抜き管（49）の太さは比較的細くなっている。

各油抜き管（49）には、流量調節弁（15）と逆止弁（16）とが設けられている。流量調節弁（15）は、開度可変に構成されている。逆止弁（16）は、本体部材（44）から圧縮機（30）へ向かう流れのみを許容する。

本体部材（44）には、本体部材（44）内を上側空間と下側空間とに区画する区画部材（31）が設けられている。区画部材（31）は、最も下側の分配管（47）の開口と、導入管（46）の開口との間に設けられている。上側空間には、６本の分配管（47）が開口している。下側空間には、導入管（46）及び油抜き管（49）が開口している。

区画部材（31）は、外筒部（35）と内筒部（38）とテーパー部（37）とを備えている。外筒部（35）と内筒部（38）とテーパー部（37）とは一体に形成されている。外筒部（35）は、筒状に形成され、外周面が本体部材（44）の内周面に当接している。テーパー部（37）は、下方へ向かうに従って窄まるテーパー状に形成されている。テーパー部（37）は、上端が外筒部（35）の下端に接続され、下端が内筒部（38）の上端に接続されている。内筒部（38）は、筒状に形成され、上側空間と下側空間とを連通させる連通部を構成している。内筒部（38）は、テーパー部（37）の下端から下方へ延びている。内筒部（38）の下端は、導入管（46）の開口よりも上方に位置している。

この実施形態のガス側分流器（43）では、ガス側分流器（43）が接続される熱交換器（41）が放熱器となる際に、本体部材（44）で冷媒から冷凍機油が分離される。分離された冷凍機油は、油抜き管（49）に流入し、熱交換器（41）の各冷媒流通路（25）を流通することなく、圧縮機（30）へ戻される。従って、熱交換器（41）の冷媒流通路（25）に流入する冷凍機油の量が低減される。

また、この実施形態のガス側分流器（43）では、導入管（46）が本体部材（44）の接線方向に沿うように接続されているので、本体部材（44）に流入した冷媒は、本体部材（44）の内周面に沿うように流れて旋回する。このため、冷媒と冷凍機油とに働く遠心力が異なるため、冷凍機油が冷媒から分離しやすくなる。

また、この実施形態のガス側分流器（43）では、本体部材（44）内に区画部材（31）が設けられている。区画部材（31）は、本体部材（44）内を分配管（47）が開口する上側空間と、導入管（46）及び油抜き管（49）が開口する下側空間とに区画しいる。従って、ガス側分流器（43）が接続される熱交換器（41）が放熱器となる際に、下側空間で一旦分離された冷凍機油が上側空間へ流入することが、区画部材（31）によって邪魔される。また、下側空間では分離されなかったガス冷媒中の冷凍機油が、区画部材（31）の内筒部（38）を通過する際に区画部材（31）に付着して冷媒から分離される。従って、本体部材（44）内で分離されて油抜き管（49）に流入する冷凍機油の量が多くなる。

また、この実施形態のガス側分流器（43）では、内筒部（38）の下端が、本体部材（44）の下側空間の中心部における導入管（26）の開口より上方に位置している。このため、導入管（46）から流入したばかりの冷凍機油が十分に分離されていない冷媒が、そのまま上側空間に流入しにくくなっている。また、下側空間では、流入した冷媒が旋回するので、本体部材（44）の中心部ほど冷凍機油が少なくなる。従って、内筒部（38）を通じて冷凍機油が上側空間へ流入しにくくなっている。また、区画部材（31）のテーパー部（37）は下側に向かうに従って窄る形状をしているので、上側空間に流入して本体部材（44）の内面に付着した冷凍機油が下側空間へ戻される。

−運転動作−
空気調和装置（10）の運転動作について説明する。この空気調和装置（10）は、四路切換弁（33）によって冷房運転と暖房運転との切り換えが行われる。

《冷房運転》
冷房運転時には、四路切換弁（33）が図１に実線で示す第１状態に設定される。この状態で圧縮機（30）を駆動すると、冷媒回路（20）で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。その際、第１熱交換器ユニット（34a）の熱交換器（41a）が放熱器として機能し、第２熱交換器ユニット（34b）の熱交換器（41a）が蒸発器として機能する。

具体的に、圧縮機（30）から吐出された二酸化炭素の臨界圧力よりも高圧の冷媒は、第１熱交換器ユニット（34a）に流入する。第１熱交換器ユニット（34a）では、ガス側分流器（43a）に流入した冷媒に含まれる冷凍機油が本体部材（44a）で分離される。本体部材（44a）で冷凍機油が分離された冷媒は、熱交換器（41a）の各冷媒流通路（25a）に流入する。各冷媒流通路（25a）では、冷媒が室外空気に放熱して冷却される。各冷媒流通路（25a）で冷却された冷媒は、液側分流器（42a）で合流し、室外膨張弁（36）で減圧されてから室内機（13）に流入する。

また、本体部材（44a）で冷媒から分離された冷凍機油は、油抜き管（49a）を通じて圧縮機（30）の吸入側へ送られる。この実施形態では、ガス側分流器（43a）で冷媒から分離された冷凍機油が冷媒流通路（25a）に流入せずに圧縮機（30）の吸入側へ送られるので、冷媒流通路（25a）に流入する冷凍機油の量を減少させることができる。

室内機（13）では、冷媒が第２熱交換器ユニット（34b）に流入する。第２熱交換器ユニット（34b）では、液側分流器（42b）で分岐した冷媒が、熱交換器（41b）の各冷媒流通路（25b）に流入する。各冷媒流通路（25b）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。冷却された室内空気は室内へ供給される。

各冷媒流通路（25b）で蒸発した冷媒は、ガス側分流器（43b）の本体部材（44b）に流入する。本体部材（44b）では、流入した冷媒に含まれる冷凍機油が分離される。本体部材（44b）で冷凍機油が分離された冷媒は、室外機（11）に流入した後に、圧縮機（30）へ吸入され、再び圧縮されて吐出される。また、本体部材（44b）で冷媒から分離された冷凍機油は、油抜き管（49b）及び油用連絡配管（19）を通じて圧縮機（30）の吸入側へ送られる。

《暖房運転》
暖房運転時には、四路切換弁（33）が図１に破線で示す第２状態に設定される。この状態で圧縮機（30）を駆動すると、冷媒回路（20）で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。その際、第１熱交換器ユニット（34a）の熱交換器（41a）が蒸発器として機能し、第２熱交換器ユニット（34b）の熱交換器（41a）が放熱器として機能する。

具体的に、圧縮機（30）から吐出された二酸化炭素の臨界圧力よりも高圧の冷媒は、室内機（13）の第２熱交換器ユニット（34b）に流入する。第２熱交換器ユニット（34b）では、ガス側分流器（43b）に流入した冷媒に含まれる冷凍機油が本体部材（44b）で分離される。本体部材（44b）で冷凍機油が分離された冷媒は、熱交換器（41b）の各冷媒流通路（25b）に流入する。各冷媒流通路（25b）では、冷媒が室内空気に放熱して冷却される。加熱された室内空気は室内へ供給される。各冷媒流通路（25b）で冷却された冷媒は、液側分流器（42b）で合流してから室外機（11）に流入する。

また、本体部材（44b）で冷媒から分離された冷凍機油は、油抜き管（49b）及び油用連絡配管（19）を通じて圧縮機（30）の吸入側へ送られる。この実施形態では、ガス側分流器（43b）で冷媒から分離された冷凍機油が冷媒流通路（25b）に流入せずに圧縮機（30）の吸入側へ送られるので、冷媒流通路（25b）に流入する冷凍機油の量を減少させることができる。

室外機（11）では、冷媒が室外膨張弁（36）で減圧されてから第１熱交換器ユニット（34a）に流入する。第１熱交換器ユニット（34a）では、液側分流器（42a）で分岐した冷媒が熱交換器（41a）の各冷媒流通路（25a）に流入する。各冷媒流通路（25a）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。各冷媒流通路（25a）で蒸発した冷媒は、ガス側分流器（43a）に流入する。ガス側分流器（43a）では、本体部材（44a）に流入した冷媒に含まれる冷凍機油が分離される。本体部材（44a）で冷凍機油が分離された冷媒は、圧縮機（30）へ吸入され、再び圧縮されて吐出される。また、本体部材（44a）で冷媒から分離された冷凍機油は、油抜き管（49a）を通じて圧縮機（30）の吸入側へ送られる。

−実施形態の効果−
本実施形態では、ガス側分流器（43）の本体部材（44）に対して油抜き管（49）を設けることで、冷房運転時には第１熱交換器ユニット（34a）の熱交換器（41a）の冷媒流通路（25a）に流入する冷凍機油の量が低減され、暖房運転時には第２熱交換器ユニット（34b）の熱交換器（41b）の冷媒流通路（25b）に流入する冷凍機油の量が低減される。冷房運転時も暖房運転時も放熱器となる方の熱交換器（41）の冷媒流通路（25）に流入する冷凍機油の量が低減される。従って、放熱器となる熱交換器（41）の冷媒流通路（25）に付着する冷凍機油の量を減少させることができるので、冷媒流通路（25）内の冷凍機油の量を減少させることができる。

そして、放熱器となる熱交換器（41）において、冷凍機油による熱交換効率の低下、圧力損失の増大、及び冷媒の偏流の程度の増大を抑制することができる。さらに、圧縮機（30）に戻る冷凍機油の量が増加するので、圧縮機（30）おいて冷凍機油が不足する状態にはなりにくい。従って、潤滑不良によって圧縮機（30）が損傷しにくくなり、圧縮機（30）の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態では、ガス側分流器（43）に関して、円筒容器状の本体部材（44）の側面に接線方向に沿うように導入管（46）を接続することで、導入管（46）から本体部材（44）に流入した冷媒に含まれる冷凍機油が冷媒から分離しやすくなるようにしている。このため、本体部材（44）内において冷媒から分離されずに分配管（47）に流入する冷凍機油の量が低減される。従って、冷媒流通路（25）に流入する冷凍機油の量をさらに減少させることができるので、冷媒流通路（25）内の冷凍機油の量をさらに減少させることができる。

また、本実施形態では、ガス側分流器（43）に関して、本体部材（44）内に上側空間と下側空間とを連通する内筒部（38）が形成された区画部材（31）を設けることで、下側空間で分離された冷凍機油が冷媒流通路（25）へ流入することが区画部材（31）によって邪魔される。また、下側空間では分離されなかったガス冷媒中の冷凍機油が、内筒部（38）を通過する際に区画部材（31）に付着する。このため、本体部材（44）内で分離されて油抜き管（49）に流入する冷凍機油の量が多くなる。従って、冷媒流通路（25）に流入する冷凍機油の量をさらに減少させることができるので、冷媒流通路（25）内の冷凍機油の量をさらに減少させることができる。

また、本実施形態では、ガス側分流器（43）の本体部材（44）の冷凍機油が、油抜き管（49）を通じて圧縮機（30）の吸入側に供給される。油抜き管（49）に流入した冷凍機油は、全て圧縮機（30）に戻される。従って、圧縮機（30）において冷凍機油が不足することを回避しやすくなり、圧縮機（30）の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態では、冷凍機油が溜まりやすい弱相溶性の冷凍機油を用いる空気調和装置（10）、つまり従来のガス側分流器であれば比較的多くの量の冷凍機油が冷媒流通路（25）内に溜まっていた空気調和装置（10）に対して、冷媒流通路（25）に流入する冷凍機油の量を減少させることができるガス側分流器（43）を適用している。従って、冷媒流通路（25）内の冷凍機油の量を大幅に減少させることができる。

−実施形態の変形例−
実施形態の変形例について説明する。この変形例では、図４に示すように、室内機（13）の第２熱交換器ユニット（34b）のガス側分流器（43b）のガス抜き管（29b）が、第２熱交換器ユニット（34b）の液側分流器（42b）と液側連絡配管（17）との間に接続されている。

この変形例では、暖房運転時において、第２熱交換器ユニット（34b）のガス側分流器（43b）で冷媒から分離された冷凍機油が、ガス抜き管（29b）を通じて第２熱交換器ユニット（34b）の下流側に送られる。ガス抜き管（29b）を通過した冷凍機油は、第２熱交換器ユニット（34b）を通過した冷媒と合流し、冷媒と共に室外機（11）へ流入して圧縮機（30）へ戻る。この変形例では、室内機（13）の第２熱交換器ユニット（34b）のガス側分流器（43b）で冷媒から分離した冷凍機油を圧縮機（30）を戻すために、上記実施形態のように油用連絡配管（19）を設ける必要がない。従って、空気調和装置（10）の構成を簡素化させることができる。

《参考技術》
参考技術について説明する。本参考技術は、本発明に係る分流器である液側分流器（42）を備える熱交換器ユニット（34）が設けられた冷凍装置（10）である。本参考技術の冷凍装置（10）では、図５に示すように、液側分流器（42）に油抜き管（29）が設けられている。ガス側分流器（43）には油抜き管（49）が設けられていない。但し、液側分流器（42）のだけでなく、ガス側分流器（43）にも上記実施形態のように油抜き管（49）を設けることも可能である。

具体的に、液側分流器（42）は、図６及び図７に示すように、密閉容器状に形成された本体部材（24）を備えている。本体部材（24）は、両端が閉塞された円筒状に形成されている。本体部材（24）は、軸が上下方向に延びるように設置される。本体部材（24）には、導入通路となる導入管（26）と、分配通路となる分配管（27）と、ガス抜き通路となるガス抜き管（28）とが設けられている。導入管（26）及びガス抜き管（28）は１本ずつ設けられ、分配管（27）は６本設けられている。

導入管（26）は、本体部材（24）の側面の上寄りの位置に接続されている。導入管（26）は、水平方向に延びており、本体部材（24）の接線方向に沿うように接続されている。この状態では、本体部材（24）を上側から見て、導入管（26）の軸心が、導入管（26）の軸心に対して平行で且つ本体部材（24）の中心を通る線に対して所定距離だけ離れている。導入管（26）の本体部材（24）の逆端は、室外膨張弁（36）に接続される。

６本の分配管（27）は、全て本体部材（24）の底面に接続されている。各分配管（27）は、本体部材（24）内において底面から突出しており、本体部材（24）の底部において底面より上方の位置に開口している。各分配管（27）の本体部材（24）の逆端は、それぞれ冷媒流通路（25）に接続されている。

油抜き管（29）は、本体部材（24）内の底面に接続されている。油抜き管（29）は、分配管（27）より下方に開口している。油抜き管（29）は、ガス側分流器（43）に接続されている。なお、油抜き管（29）は、液側分流器（42）が設けられる熱交換器（41）が蒸発器となる状態で、熱交換器（41）の下流に接続されていればよい。例えば、油抜き管（29）は、圧縮機（30）の吸入側と四路切換弁（33）の第３ポート（P3）との間に接続することも可能である。

油抜き管（29）には、流量調節弁（21）と逆止弁（22）とが設けられている。流量調節弁（21）は、開度可変に構成されている。逆止弁（22）は、液側分流器（42）からガス側分流器（43）へ向かう流れのみを許容する。

ガス抜き管（28）は、本体部材（24）の上面の真ん中に接続されている。ガス抜き管（28）は、本体部材（24）内において上面から下方へ真っ直ぐ延びている。ガス抜き管（28）は、本体部材（24）の中心部における導入管（26）より下方で且つ分配管（27）より上方に開口している。ガス抜き管（28）の本体部材（24）の逆端は、油抜き管（29）に接続されている。なお、液側分流器（42）は、図８に示すように、ガス抜き管（28）を設けない構成も可能である。

この参考技術の液側分流器（42）の本体部材（24）では、蒸発器となる熱交換器（41）へ向かう気液二相状態の冷媒から冷凍機油が分離される。本体部材（24）では、気液二相状態の冷媒も液冷媒とガス冷媒とに気液分離され、液冷媒の下に冷凍機油が溜まる。本体部材（24）の底部の冷凍機油は、油抜き管（29）に流入し、熱交換器（41）の各冷媒流通路（25）を流通することなく、圧縮機（30）へ戻される。従って、蒸発器となる熱交換器（41）の冷媒流通路（25）に流入する冷凍機油の量が低減される。

また、この参考技術の液側分流器（42）では、導入管（16）が本体部材（24）の接線方向に沿うように接続されているので、本体部材（24）に流入した冷媒は、本体部材（24）の内周面に沿うように流れて旋回する。このため、冷媒と冷凍機油とに働く遠心力が異なるため、冷凍機油が冷媒から分離しやすくなる。

−参考技術の効果−
本参考技術では、液側分流器（42）の本体部材（24）に対して油抜き管（29）を設けることで、冷房運転時には第２熱交換器ユニット（34b）の熱交換器（41b）の冷媒流通路（25b）に流入する冷凍機油の量が低減され、暖房運転時には第１熱交換器ユニット（34a）の熱交換器（41a）の冷媒流通路（25a）に流入する冷凍機油の量が低減される。冷房運転時も暖房運転時も蒸発器となる方の熱交換器（41）の冷媒流通路（25）に流入する冷凍機油の量が低減される。従って、蒸発器となる熱交換器（41）の冷媒流通路（25）に付着する冷凍機油の量を減少させることができるので、冷媒流通路（25）内の冷凍機油の量を減少させることができる。

特に熱交換器（41）が蒸発器となる場合には、冷凍機油の粘性が大きくなり、冷凍機油が冷媒流通路（25）に溜まりやすいため、従来の分流器では、比較的多くの冷凍機油が冷媒流通路（25）に溜まっていた。本参考技術では、冷凍機油が溜まりやすい蒸発器となる熱交換器（41）の冷媒流通路（25）内の冷凍機油の量を大幅に減少させることができる。従って、蒸発器となる熱交換器（41）において、冷凍機油による熱交換効率の低下、圧力損失の増大、及び冷媒の偏流の程度の増大を抑制することができる。さらに、圧縮機（30）に戻る冷凍機油の量が増加するので、圧縮機（30）おいて冷凍機油が不足する状態にはなりにくい。従って、潤滑不良によって圧縮機（30）が損傷しにくくなり、圧縮機（30）の信頼性を向上させることができる。

また、本参考技術では、液側分流器（42）に関して、円筒容器状の本体部材（24）の側面に接線方向に沿うように導入通路（26）を接続することで、導入通路（26）から本体部材（44）に流入した冷媒に含まれる冷凍機油が冷媒から分離しやすくなるようにしている。このため、本体部材（24）内において冷媒から分離されずに分配管（27）に流入する冷凍機油の量が低減される。従って、冷媒流通路（25）に流入する冷凍機油の量をさらに減少させることができるので、冷媒流通路（25）内の冷凍機油の量をさらに減少させることができる。

また、本参考技術では、液側分流器（42）の本体部材（24）の冷凍機油が、油抜き管（29）を通じて圧縮機（30）の吸入側に供給される。油抜き管（29）に流入した冷凍機油は、全て圧縮機（30）に戻される。従って、圧縮機（30）において冷凍機油が不足することを回避しやすくなり、圧縮機（30）の信頼性を向上させることができる。

また、本参考技術では、冷凍機油が溜まりやすい弱相溶性の冷凍機油を用いる空気調和装置（10）、つまり従来の液側分流器であれば比較的多くの量の冷凍機油が冷媒流通路（25）内に溜まっていた空気調和装置（10）に対して、冷媒流通路（25）に流入する冷凍機油の量を減少させることができる液側分流器（42）を適用している。従って、冷媒流通路（25）内の冷凍機油の量を大幅に減少させることができる。

−参考技術の変形例−
参考技術の変形例について説明する。この変形例では、図９に示すように、液側分流器（42）の本体部材（24）の形状が、上記実施形態のガス側分流器（43）の本体部材（44）と同様に、細長い円筒状に形成されている。液側分流器（42）は熱交換器（41）の下側に設置される。本体部材（44）は、分配管（47）側が上面となり油抜き管（29）側が底面となるように、軸が水平方向を向くように横向きに設置される。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態について、液側分流器（42）又はガス側分流器（43）を、空気調和装置以外のタイプの冷凍装置（例えば冷蔵庫、冷凍庫）に適用してもよい。

また、上記実施形態について、液側分流器（42）又はガス側分流器（43）を、二酸化炭素以外の冷媒（例えばフロン冷媒）を用いる冷凍装置（10）に適用してもよい。

また、上記実施形態について、分配管（27,47）が、１本から複数に分岐する管によって構成されていてもよい。複数に分岐する方が各冷媒流通路（25）に接続され、１本の方が本体部材（24,44）に接続される。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、熱交換器に形成された複数の冷媒流通路に対して冷媒を分配するための分流器について有用である。

実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。実施形態に係る空気調和装置のガス側分流器の縦断面図である。実施形態に係る空気調和装置のガス側分流器の底面図である。実施形態の変形例に係る空気調和装置の概略構成図である。参考技術に係る空気調和装置の概略構成図である。参考技術に係る空気調和装置の液側分流器の縦断面図である。参考技術に係る空気調和装置の液側分流器の底面図である。参考技術の係る空気調和装置の液側分流器の別の形態の縦断面図である。参考技術の変形例に係る空気調和装置の液側分流器の縦断面図である。

31 区画部材
41 熱交換器
43 ガス側分流器（分流器）
44 本体部材
46 導入管（導入通路）
47 分配管（分配通路）
49 油抜き管（油抜き通路）

Claims

蒸気圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）に熱交換器（41）と共に設けられて、熱交換器（41）に向かう冷媒を該熱交換器（41）に形成された複数の冷媒流通路（25）に対して分配するための分流器であって、
流入した冷媒に含まれる冷凍機油が分離される本体部材（44）と、
上記本体部材（44）へ冷媒を導入するための導入通路（46）と、
上記本体部材（44）の冷媒を各冷媒流通路（25）に分配するための複数の分配通路（47）と、
上記本体部材（44）内の冷凍機油を抜くための油抜き通路（49）とを備え、
上記本体部材（44）は、軸が上下方向に延びる円筒容器状に形成され、
上記導入通路（46）は、上記本体部材（44）の側面において接線方向に沿うように接続され、
少なくとも放熱器として機能する熱交換器（41）のガス側に接続されるガス側分流器（43）として構成される一方、
上記本体部材（44）では、上記分配通路（47）の開口が上記導入通路（46）の開口及び上記油抜き通路（49）の開口より上方に位置しており、
上記本体部材（44）内を、全ての上記分配通路（47）が開口する上側空間と、上記導入通路（46）及び上記油抜き通路（49）だけが開口する下側空間とに区画する区画部材（31）を備え、
上記区画部材（31）の中央部には、上記上側区間と上記下側空間を連通させるための開口が形成され、
上記区画部材（31）は、筒状に形成されて上記本体部材（44）の内周面と接する外筒部（35）と、下方へ向かって窄まるテーパー状に形成されて上記外筒部（35）の下端に連続するテーパー部（37）と、上記上側区間と上記下側空間を連通させるための開口を構成する筒状に形成されて上記テーパー部（37）の下端に連続する内筒部（38）とを備えていることを特徴とする分流器。