JP6102889B2 - 分流器およびそれを備えた空気調和機 - Google Patents

Description

この発明は、例えば冷媒等の流体を分流させるために用いられる分流器に関すると共に、その分流器を備えた空気調和機に関する。

従来、分流器としては、特開平１０−２１３２８４号公報(特許文献１)に記載されているように、分流器本体および蓋部材を備え、冷媒を分流するものがある。

上記分流器本体は金属板に絞り加工を施して形成される。この分流器本体は、冷媒が流入する１つの筒形状の入口を上流側に有する一方、円柱形状の凹部を下流側に有する。

上記蓋部材は、円板形状に形成され、上記凹部に嵌合する。また、上記蓋部材は４つの筒形状の出口を下流側に有し、この各出口が上記入口に連通する。

特開平１０−２１３２８４号公報

ところで、上記従来の分流器では、上記分流器本体に蓋部材の外周縁部をろう付けで接合すると共に、蓋部材の各出口に出口配管をろう付けで接合する。このとき、上記蓋部材の外周縁部のろう付けは、出口配管のろう付けと同時に行われる。

しかしながら、上記蓋部材の外周縁部のろう付けと出口配管のろう付けとを同時に行う場合、蓋部材に関しては、外周縁部および４つの出口を加熱することになる。すなわち、上記蓋部材において５箇所もの加熱が必要になる。したがって、上記蓋部材のろう付け箇所の温度ムラが大きくなるので、ろう付け不良が起こり易いという問題がある。

そこで、この発明の課題は、簡単な構造でろう付け不良を低減できる分流器およびそれを備えた空気調和機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の分流器は、
底部と、この底部の周縁部に立設された筒部とを有する分流器本体と、
上記筒部内に挿入される蓋部材と
を備え、
上記蓋部材の軸方向の外側端面には、１つの入口配管が接続される１つの入口が設けられ、
上記分流器本体の上記底部の軸方向の外側端面には、複数の出口配管が接続されてそれぞれが入口と連通する複数の出口が設けられ、
上記底部の軸方向の内側端面に対する上記蓋部材の軸方向の外側端面の高さは、上記底部の軸方向の内側端面に対する上記筒部の先端面の高さ以下であることを特徴としている。

上記構成によれば、上記蓋部材は分流器本体の筒部内に挿入される。この蓋部材の軸方向の外側端面には、１つの入口配管が接続される１つの入口が設けられている。したがって、上記分流器本体の筒部に蓋部材の外周縁部をろう付けで接合すると共に、蓋部材の１つの入口に入口配管をろう付けで接合する場合、蓋部材の加熱箇所は２箇所で済む。したがって、上記蓋部材のろう付け箇所の温度ムラが小さくなるので、ろう付け不良が起こり難くなる。したがって、上記分流器は簡単な構造でろう付け不良を低減できる。

また、上記底部の軸方向の内側端面に対する蓋部材の軸方向の外側端面の高さは、底部の軸方向の内側端面に対する筒部の先端面の高さ以下である。これにより、上記蓋部材の外周縁部のろう付けと入口配管のろう付けとを同時に行うことができる。したがって、上記分流器は、製造工程数を減らせるので、低コストで製造することができる。

一実施形態の分流器では、
上記蓋部材の軸方向の外側端面と、上記分流器本体の上記筒部の先端面とは、同一平面内に位置する。

上記実施形態によれば、上記蓋部材の軸方向の外側端面と、分流器本体の上記筒部の先端面とが、同一平面内に位置すると、蓋部材の外側端面と、分流器本体の筒部の内周面とで、凹部が形成されなくなる。したがって、上記分流器本体の筒部に蓋部材の外周縁部をろう付けで接合すると共に、蓋部材の１つの入口に入口配管をろう付けで接合する場合、上記凹部にろう材が溜まるのを防ぐことができる。その結果、上記分流器はろう材の使用量の増加を抑制できる。

ところで、特開平１０−２１３２８４号公報の分流器では、入口に流体を流した場合、入口の肉厚が薄いため、流体による大きな異音が入口を介して聞こえてしまう。

そこで、一実施形態の分流器では、
上記蓋部材は、軸方向において太さが略一定である、または、軸方向外側に近づくにしたがって太くなる柱形状を有する。

上記実施形態によれば、上記蓋部材の入口周囲の部分の肉厚が厚くなるので、流体が入口を通過する場合、その流体による異音が外部へ放出されるのを蓋部材の入口周囲の部分で防ぐことができる。すなわち、上記蓋部材の入口周囲の部分で遮音効果が得られる。

仮に、上記分流器本体および蓋部材を絞り加工で形成するなら、絞り加工のための専用設備が必要になるため、製造コストが増大してしまう。また、上記専用設備によって分流器本体および蓋部材の形状が固定されるので、分流器本体および蓋部材の設計変更が容易ではない。また、上記絞り加工だと、分流器本体および蓋部材の材料が制限されるため、材料置換によるコストダウンが難しい。さらに、上記絞り加工は、加工精度が低いため、所望の性能が得られない可能が高くなる。

これに対して、一実施形態の分流器では、
上記分流器本体および上記蓋部材の各形成には切削加工が用いられている。

上記実施形態によれば、上記分流器本体および蓋部材の各形成に切削加工を用いることにより、製造コストの増大の抑制、設計変更の容易化、コストダウン、および、所望の性能の獲得の可能性のアップといった効果が得られる。

一実施形態の分流器では、
上記分流器本体および上記蓋部材は、それぞれ、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。

上記実施形態によれば、上記アルミニウムまたはアルミニウム合金は、例えば真鍮に比べて価格が安い。したがって、上記分流器は、分流器本体および上記蓋部材のそれぞれをアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成することにより、製造コストの低減効果が得られる。

この発明の空気調和機は、
この発明または一実施形態の分流器を備えたことを特徴としている。

上記構成によれば、上記分流器を備えるので、信頼性を高めることができると共に、製造コストを低く抑えることができる。

この発明の分流器は、底部と、この底部の周縁部に立設された筒部とを有する分流器本体と、上記筒部内に挿入される蓋部材とを備える。この蓋部材の軸方向の外側端面には、１つの入口配管が接続される１つの入口が設けられている。したがって、上記分流器本体の筒部に蓋部材の外周縁部をろう付けで接合すると共に、蓋部材の１つの入口に入口配管をろう付けで接合する場合、ろう付け不良が起こり難くなるので、簡単な構造でろう付け不良の低減効果が得られる。

また、上記底部の軸方向の内側端面に対する蓋部材の軸方向の外側端面の高さは、底部の軸方向の内側端面に対する筒部の先端面の高さ以下である。したがって、上記蓋部材の外周縁部のろう付けと入口配管のろう付けとを同時に行うことができるので、製造工程数を減らせ、その結果、低コストで製造することができる。

この発明の空気調和機は、この発明または一実施形態の分流器を備えるので、信頼性を高めることができると共に、製造コストを低く抑えることができる。

この発明の第１実施形態の空気調和機の冷媒回路図である。 上記第１実施形態の分流器の断面図である。 上記第１実施形態の蓋部材の断面図である。 上記第１実施形態の分流器本体の断面図である。 上記第１実施形態の分流器の斜視図である。 上記第１実施形態の分流器の分解斜視図である。 上記第１実施形態の分流器の変形例の断面図である。 この発明の第２実施形態の分流器の断面図である。 この発明の第３実施形態の分流器の断面図である。

以下、この発明の分流器を図示の実施の形態により詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、この発明の第１実施形態の分流器１００を用いた空気調和機の冷媒回路を示す。

上記空気調和機は、圧縮機１と、この圧縮機１の吐出側に一端が接続された四路切換弁２と、この四路切換弁２の他端に一端が接続された室外熱交換器３と、この室外熱交換器３の他端に一端が接続された電動膨張弁４と、この電動膨張弁４の他端に入口側が接続された分流器１００と、この分流器１００の出口側に複数のパスの一端が接続された室内熱交換器５と、この室内熱交換器５の複数のパスの他端に入口側が接続された合流器１５０と、この合流器１５０の出口側に四路切換弁２を介して一端が接続され、他端が圧縮機１の吸入側に接続されたアキュムレータ６とを備えている。この圧縮機１,四路切換弁２,室外熱交換器３,電動膨張弁４,室内熱交換器５およびアキュムレータ６が冷媒回路を構成している。また、この空気調和機は、室外熱交換器３近傍に配置され、室外空気を室外熱交換器３に供給する室外ファン７と、室内熱交換器５近傍に配置され、室内空気を室内熱交換器５に供給する室内ファン８を備えている。

上記構成の空気調和機において、冷房運転時、四路切換弁２内の流路を実線で示すようにして、圧縮機１を起動すると、圧縮機１の吐出側から吐出された高圧冷媒が四路切換弁２を通って室外熱交換器３に入る。そして、室外熱交換器３で凝縮した冷媒は、電動膨張弁４で減圧された後、分流器１００を介して室内熱交換器５に入る。この室内熱交換器５で蒸発した冷媒が、合流器１５０,四路切換弁２およびアキュムレータ６を介して圧縮機１の吸入側に戻る。こうして、圧縮機１,室外熱交換器３,電動膨張弁４,分流器１００,室内熱交換器５,合流器１５０およびアキュムレータ６で構成された冷媒回路を冷媒が循環することにより、室内ファン８により室内熱交換器５を介して室内空気を循環させて室内を冷房する。

図２は、上記分流器１００を軸方向に平行な面で切った断面を示す。

上記分流器１００は分流器本体１０１および蓋部材１０２を備える。冷房運転時、電動膨張弁４からの冷媒は、１本の入口配管１５１で分流器１００に案内されて、４本の出口配管１５２,１５２,…(図２では２本だけ図示する)に分流される。なお、入口配管１５１の材料としては、例えば銅が用いられる。

図３は、上記蓋部材１０２を軸方向に平行な面で切った断面を示す。

上記蓋部材１０２は、図２,図３に示すように、軸方向において太さが略一定である柱形状を呈する。すなわち、蓋部材１０２は略円柱形状に形成されている。また、蓋部材１０２は筒部１１２内に挿入される。また、蓋部材１０２も、分流器本体１０１と同様に、真鍮に切削加工だけ行って形成される。なお、蓋部材１０２の形状は、略円柱形状に限られず、分流器本体１０１の形状に合わせて適宜設定すればよい。

また、上記蓋部材１０２の軸方向の外側端面には、１つの入口配管１５１が接続される１つの入口１２０が設けられる。

上記入口１２０は、底部１１１に近づくにしたがって径が縮小するテーパ部１２１と、一端がテーパ部１２１の小径側の端に連なる入口本体部１２２とから成っている。この入口本体部１２２内には入口配管１５１の一端部が嵌合する。また、入口本体部１２２の他端は、底部１１１に近づくにしたがって径が縮小するテーパ面１２３を介して、第１流路１２４の一端に接続されている。

上記第１流路１２４は、テーパ面１２３側の端部の径と軸方向の中間部の径とが入口本体部１２２の径よりも小さくなるように形成されている。また、第１流路１２４のテーパ面１２３側とは反対側の端部、つまり、第１流路１２４の底部１１１側の端部は、底部１１１側に近づくにしたがって径が拡大するように形成されている。

また、上記第１流路１２４を流れた冷媒は、第２流路１２５内に入って、後で詳しく説明する４つの出口１１０,１１０,…(図２では２つだけ図示する)に分配される。この第２流路１２５は入口本体部１２２よりも大径の略円板形状の流路である。

図４は、上記分流器本体１０１を軸方向に平行な面で切った断面を示す。

上記分流器本体１０１は、図２,図４に示すように、円板形状の底部１１１と、この底部１１１の周縁部に立設された円筒形状の筒部１１２とを有し、真鍮に切削加工だけ行って形成される。なお、底部１１１の形状は、円板形状に限られず、例えば四板形状であってもよい。また、筒部１１２の形状は、円筒形状に限られず、底部１１１の形状に合わせて変えてもよい。

また、上記底部１１１の軸方向の外側端面には、４つの出口１１０,１１０,…が周方向に等間隔に設けられる。各出口１１０には出口配管１５２が接続される。また、各出口１１０は、入口１２０と連通し、入口１２０に流入した冷媒の一部が通過する。なお、出口１１０の数は、４つに限定されず、２つ、３つまたは５つ以上であってもよい。また、出口配管１５２の本数は、出口１１０の数に対応させればよい。なお、出口配管１５２の材料としては、例えば銅が用いられる。

上記各出口１１０は、蓋部材１０２に近づくにしたがって径が縮小するテーパ部１１３と、一端がテーパ部１１３の小径側の端に連なる出口本体部１１４とから成っている。この出口本体部１１４内には出口配管１５２の一端部が嵌合する。また、各出口１１０は第３流路１１５を介して、第２流路１２５と連通している。この第３流路１１５の径は出口本体部１１４の径よりも小さくなるように設定されている。なお、出口本体部１１４は入口本体部１２２よりも小径となるように形成してもよい。

また、図２に示すように、上記底部１１１の軸方向の内側端面に対する蓋部材１０２の軸方向の外側端面の高さＨ１は、底部１１１の軸方向の内側端面に対する筒部１１２の先端面の高さＨ２よりも低い。また、蓋部材１０２の軸方向の外側端面は、筒部１１２の先端面と略平行になっている。

図５は、上記分流器１００の入口１２０側を軸方向に対して傾斜する方向から見た状態を示す。また、図６は、上記分流器１００を分解したとき軸方向に対して傾斜する方向から見た状態を示す。

上記蓋部材１０２は、図５,図６に示すように、分流器本体１０１の筒部１１２内に開口１１６側から挿入される。

上記構成の分流器１００では、分流器本体１０１の筒部１１２に蓋部材１０２の外周縁部をろう付けで接合すると共に、蓋部材１０２の１つの入口１２０に入口配管１５１をろう付けで接合する。この場合、蓋部材１０２の加熱箇所は２箇所で済むことにより、蓋部材１０２のろう付け箇所の温度ムラが小さくなるので、ろう付け不良が起こり難くなる。したがって、分流器１００は簡単な構造でろう付け不良を低減できる。

また、上記蓋部材１０２の熱容量と入口配管１５１の熱容量とに違いがあっても、蓋部材１０２と入口配管１５１のろう付け箇所が１箇所であるので、蓋部材１０２および入口配管１５１の両方をろう付けに適した温度まで加熱するのに要する時間を低減できる。したがって、蓋部材１０２の熱容量と入口配管１５１の熱容量とに違いがあっても、蓋部材１０２のろう付け箇所の温度ムラが小さくできる。

また、上記底部１１１の軸方向の内側端面に対する蓋部材１０２の軸方向の外側端面の高さＨ１は、底部１１１の軸方向の内側端面に対する筒部１１２の先端面の高さＨ２よりも低くなっている。これにより、入口１２０近傍で溶融させたろう材を蓋部材１０２の外周縁部側に送ったり、蓋部材１０２の外周縁部近傍で溶融させたろう材を入口１２０側に送ったりすることができるので、上述の２つのろう付けを同時に行える。したがって、分流器１００は、製造工程数を減らせるので、低コストで製造することができる。

また、上記筒部１１２と入口１２０の間には蓋部材１０２の一部が存在するので、この蓋部材１０２の一部が遮音壁の役割を果たすことができる。したがって、分流器１００は冷媒による異音を低減できる。

また、上記分流器本体１０１および蓋部材１０２は切削加工だけで形成されるので、特殊な設備は不要である。したがって、分流器１００の製造コストの上昇を抑制することができる。

また、上記分流器本体１０１および蓋部材１０２を切削加工だけで形成するのであれば、分流器本体１０１および蓋部材１０２の設計変更も容易に行うことができる。

また、上記切削加工は分流器本体１０１および蓋部材１０２の材料の制限が少ないので、材料置換でコストダウンできる。

さらに、上記切削加工は寸法精度を高くすることができるので、所望の性能を得られる可能性が高くなる。

また、上記空気調和機は、分流器１００を備えることにより、信頼性を高めることができると共に、製造コストを低く抑えることができる。

上記第１実施形態では、分流器本体１０１および蓋部材１０２は、それぞれ、真鍮から成っていたが、他の材料から成るようにしてもよい。例えば、分流器本体１０１および蓋部材１０２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から成るようにしてもよい。あるいは、分流器本体１０１と蓋部材１０２の一方がアルミニウムから成るようにすると共に、分流器本体１０１と蓋部材１０２の他方がアルミニウム合金から成るようにしてもよい。

このように、上記分流器本体１０１および蓋部材１０２のうちの少なくとも一方の材料として、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることにより、製造コストの低減効果が得られる。

上記第１実施形態では、分流器本体１０１および蓋部材１０２は、それぞれ、切削加工だけで形成されていたが、鍛造加工または鋳造加工と切削加工で形成されてもよい。

上記第１実施形態において、分流器本体１０１および蓋部材１０２の表面に銅メッキを施してもよい。このようにした場合、銅メッキの色は温度に応じて変化するので、ろう付けのための加熱の温度管理がやり易くなる。

上記第１実施形態において、室内熱交換器５の換わりに、一端側が電動膨張弁４に接続された第１熱交換器と、一端側が第１熱交換器の他端側に接続された第２熱交換器とを用いてもよい。この第１,第２熱交換器を用いる場合、第１,第２熱交換器の全体を蒸発域とする冷房運転と、第１熱交換器の一部だけを蒸発域とする除湿運転とを行うことができる。

また、上記第１,第２熱交換器を用いる場合、分流器１００は、電動膨張弁４と第１熱交換器との間に配置してもよいし、第１熱交換器と第２熱交換器との間に配置してもよい。

上記第１実施形態において、合流器１５０の構造を分流器１００の構造と同一にしてもよい。

上記第１実施形態では、蓋部材１０２の軸方向の外側端面と、筒部１１２の先端面と略平行になっていたが、筒部１１２の先端面と非平行にしてもよい。このようにする場合、例えば図７に示すように、分流器１１００は、蓋部材１０２に換えて蓋部材１１０２を備えてもよい。

上記蓋部材１１０２の軸方向の外側端面は、内周側より外周側が底部１１１に近くなるように傾斜している。これにより、入口１２０近傍でろう材を溶融させると、溶融したろう材が蓋部材１１０２の外周縁部側に流れ落ちる。したがって、蓋部材１１０２の外周縁部と入口配管１５１の同時ろう付けを容易かつ確実に行うことができる。

なお、図７では、図１の構成部と同一構成部には、図１の構成部の参照番号と同一参照番号を付している。

〔第２実施形態〕
図８は、この発明の第２実施形態の分流器２００を軸方向に平行な面で切った断面を示す。なお、図８では、図１の構成部と同一構成部には、図１の構成部の参照番号と同一参照番号を付している。

上記分流器２００は、図１の蓋部材１０２とは異なる形状の蓋部材２０２を備えている。この蓋部材２０２の軸方向の外側端面と、分流器本体１０１の筒部１１２の先端面とは、同一平面内に含まれる。別の言い方をすれば、底部１１１の軸方向の内側端面に対する蓋部材１０２の軸方向の外側端面の高さは、底部１１１の軸方向の内側端面に対する筒部１１２の先端面の高さと同じＨ２である。

また、上記蓋部材２０２の軸方向の外側端面には、１つの入口配管１５１が接続される１つの入口２２０が設けられる。この入口２２０は、底部１１１に近づくにしたがって径が縮小するテーパ部１２１と、一端がテーパ部１２１の小径側の端に連なる入口本体部２２２とで形成されている。

上記入口本体部２２２は、軸方向の長さが図１の入口本体部１２２の軸方向の長さよりも長い点だけが、第１実施形態の入口本体部１２２とは異なる。

上記構成の分流器２００では、蓋部材２０２の軸方向の外側端面と、分流器本体１０１の筒部１１２の先端面とは、同一平面内に含まれるので、蓋部材２０２の軸方向の外側端面上に大量のろう材が溜まり難くなる。したがって、分流器２００はろう材の使用量の増加を抑制できる。

〔第３実施形態〕
図９は、この発明の第３実施形態の分流器３００を軸方向に平行な面で切った断面を示す。なお、図９では、図１の構成部と同一構成部には、図１の構成部の参照番号と同一参照番号を付している。

上記分流器３００は、図１の分流器本体１０１とは異なる形状の分流器本体３０１と、図１の蓋部材１０２とは異なる形状の蓋部材３０２とを備えている。

上記分流器本体３０１は、底部１１１に近づくにしたがって肉厚が厚くなる筒部３１２を有する点だけが、図１の分流器本体１０１とは異なる。筒部３１２の内周面は軸方向に傾斜している。すなわち、筒部３１２の内周面は、円錐面に含まれるような面である。

上記蓋部材３０２は、柱形状であり、筒部３１２の内周面と平行な周面を有する。これにより、蓋部材３０２の軸方向の外側端面の外周縁は、蓋部材３０２の軸方向の内側端面の外周縁よりも大きくなっている。すなわち、蓋部材３０２は、底部１１１から離れるにしたがって径が拡大する。別の言い方をすれば、蓋部材３０２は、軸方向外側に近づくにしたがって太くなる。

また、上記蓋部材３０２は第２流路３２５を底部１１１側に有する。この第２流路３２５は、図１の第２流路１２５よりも径が少しだけ小さい略円板形状の流路である。

また、上記底部１１１の軸方向の内側端面に対する蓋部材３０２の軸方向の外側端面の高さＨ１は、底部１１１の軸方向の内側端面に対する筒部３１２の先端面の高さＨ２よりも低い。また、蓋部材３０２の軸方向の外側端面は、筒部３１２の先端面と略平行になっている。

上記構成の分流器３００において、筒部３１２と入口１２０の間には蓋部材３０２の一部が存在するので、この蓋部材３０２の一部が遮音壁の役割を果たすことができる。したがって、分流器３００は冷媒による異音を低減できる。

この発明の具体的な実施形態について説明したが、この発明は上記第１〜第３実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１〜第３実施形態に記載した内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。

１００,２００,３００,１１００ 分流器
１０１,３０１ 分流器本体
１０２,２０２,３０２,１１０２ 蓋部材
１１０ 出口
１１１ 底部
１１２,３１２ 筒部
１２０,２２０ 入口
１５１ 入口配管

Claims (5)

1. 底部(１１１)と、この底部(１１１)の周縁部に立設された筒部(１１２,３１２)とを有する分流器本体(１０１,３０１)と、
   上記筒部(１１２,３１２)内に挿入される蓋部材(１０２,２０２,３０２,１１０２)と
   を備え、
   上記蓋部材(１０２,２０２,３０２,１１０２)の軸方向の外側端面には、１つの入口配管(１５１)が接続される１つの入口(１２０,２２０)が設けられ、
   上記分流器本体(１０１,３０１)の上記底部(１１１)の軸方向の外側端面には、複数の出口配管(１５２,１５２,…)が接続されてそれぞれが入口(１２０,２２０)と連通する複数の出口(１１０)が設けられ、
   上記底部(１１１)の軸方向の内側端面に対する上記蓋部材(１０２,２０２,３０２,１１０２)の軸方向の外側端面の高さ(Ｈ１)は、上記底部(１１１)の軸方向の内側端面に対する上記筒部(１１２,３１２)の先端面の高さ(Ｈ２)以下であり、
   上記蓋部材の軸方向の外側端面は、内周側より外周側が上記底部に近くなるように傾斜していることを特徴とする分流器(１００,２００,３００,１１００)。
2. 請求項１に記載の分流器(１００,２００,３００,１１００)において、
   上記蓋部材(１０２,２０２,３０２,１１０２)は、軸方向において太さが略一定である、または、軸方向外側に近づくにしたがって太くなる柱形状を有することを特徴とする分流器(１００,２００,３００,１１００)。
3. 請求項１または２に記載の分流器(１００,２００,３００,１１００)において、
   上記分流器本体(１０１,３０１)および上記蓋部材(１０２,２０２,３０２,１１０２)の各形成には切削加工が用いられていることを特徴とする分流器(１００,２００,３００,１１００)。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の分流器(１００,２００,３００,１１００)において、
   上記分流器本体(１０１,３０１)および上記蓋部材(１０２,２０２,３０２,１１０２)は、それぞれ、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなることを特徴とする分流器(１００,２００,３００,１１００)。
5. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の分流器(１００,２００,３００,１１００)を備えたことを特徴とする空気調和機。

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