JP6840262B2 - Laminated headers, heat exchangers, and refrigeration cycle equipment - Google Patents
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Description
本発明は、冷媒を分配して供給する積層型ヘッダー、この積層型ヘッダーを備えた熱交換器、及び、この熱交換器を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。 The present invention relates to a laminated header that distributes and supplies a refrigerant, a heat exchanger provided with the laminated header, and a refrigeration cycle device provided with the heat exchanger.
一般的に、熱交換器は、伝熱管内を流れる冷媒の圧力損失を軽減するため、伝熱管を並列に複数本配置した流路を有している。そして、各伝熱管の冷媒入口部には、冷媒を各伝熱管に分配して供給するヘッダーが配置される。従来、ヘッダーとしては、積層型ヘッダーが知られている。この積層型ヘッダーは、1つの入口流路に対して、複数の出口流路に分岐する分配流路を形成する板状体を複数枚積層することによって、熱交換器の各伝熱管に冷媒を分配して供給するものである(例えば、特許文献1参照)。 Generally, a heat exchanger has a flow path in which a plurality of heat transfer tubes are arranged in parallel in order to reduce the pressure loss of the refrigerant flowing in the heat transfer tubes. A header for distributing and supplying the refrigerant to each heat transfer tube is arranged at the refrigerant inlet portion of each heat transfer tube. Conventionally, a laminated header is known as a header. In this laminated header, a refrigerant is supplied to each heat transfer tube of the heat exchanger by laminating a plurality of plate-like bodies forming a distribution flow path that branches into a plurality of outlet flow paths with respect to one inlet flow path. It is distributed and supplied (see, for example, Patent Document 1).
積層型ヘッダーでは、熱交換器の各伝熱管に均一に冷媒を供給するために、冷媒の分配率を均一に保つことが望ましい。特に、熱交換器を蒸発器として機能させる場合、複数の出口流路のそれぞれから流出する液冷媒の流量の比率、つまり冷媒の分配率を均一に保つことが、蒸発器として機能する熱交換器の性能を確保する上で重要である。
特許文献1の積層型ヘッダーでは、分岐流路で冷媒が繰り返して分岐するうちに分配流路内で液冷媒が偏った状態となり、複数の冷媒出口で液冷媒が不均一に流出してしまう可能性がある。そうすると、熱交換器の各伝熱管に冷媒が不均一に供給され、熱交換性能が低下してしまうことになる。In the laminated header, it is desirable to keep the distribution ratio of the refrigerant uniform in order to uniformly supply the refrigerant to each heat transfer tube of the heat exchanger. In particular, when the heat exchanger functions as an evaporator, it is the heat exchanger that functions as an evaporator to keep the ratio of the flow rate of the liquid refrigerant flowing out from each of the plurality of outlet flow paths, that is, the distribution rate of the refrigerant uniform. It is important to ensure the performance of.
In the laminated header of
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、熱交換器の各伝熱管に対して冷媒を均一に分配できるようにした積層型ヘッダー、熱交換器、及び、冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made against the background of the above problems, and is a laminated header, a heat exchanger, and a refrigeration cycle device capable of uniformly distributing the refrigerant to each heat transfer tube of the heat exchanger. The purpose is to provide.
本発明に係る積層型ヘッダーは、1つの第1開口と、複数の第2開口と、前記第1開口と前記複数の第2開口とを連通する分配流路と、を有し、複数の板状体を積層して形成された積層型ヘッダーであって、前記分配流路は、前記第1開口に連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の第1流路と、前記第1流路に連通し、前記第1流路を複数の流路に分岐する第1分岐流路と、前記第1分岐流路に連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第2流路と、前記複数の第2流路のそれぞれに連通し、同じ板状体の長手方向に延びる第1折り返し流路と、前記第1折り返し流路と連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第3流路と、前記複数の第3流路のそれぞれに連通し、前記複数の第3流路のそれぞれを複数の流路に分岐する第2分岐流路と、前記第2分岐流路に連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第4流路と、前記複数の第4流路のそれぞれに連通し、同じ板状体の長手方向に延びる第2折り返し流路と、前記第2折り返し流路と連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第5流路と、前記複数の第5流路のそれぞれに連通し、前記複数の第5流路のそれぞれを複数の流路に分岐する第3分岐流路と、前記第3分岐流路のそれぞれに連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第6流路と、を含み、前記複数の第2流路及び前記複数の第4流路は、前記第1流路、前記複数の第3流路、前記複数の第5流路、及び、前記第6流路を流れる冷媒の流れとは反対向きに冷媒が流れるように構成され、前記第6流路を形成する貫通穴は、同じ前記第3分岐流路に連通する2つの貫通穴を1つの群として配置され、前記第1分岐流路を形成する貫通穴及び前記第2分岐流路を形成する貫通穴の少なくとも一方を、群と群との間に形成しているものである。
また、本発明に係る積層型ヘッダーは、1つの第1開口と、複数の第2開口と、前記第1開口と前記複数の第2開口とを連通する分配流路と、を有し、複数の板状体を積層して形成された積層型ヘッダーであって、前記分配流路は、前記第1開口に連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の第1流路と、前記第1流路に連通し、前記第1流路を複数の流路に分岐する第1分岐流路と、前記第1分岐流路に連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第2流路と、前記複数の第2流路のそれぞれに連通し、同じ板状体の長手方向に延びる第1折り返し流路と、前記第1折り返し流路と連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第3流路と、前記複数の第3流路のそれぞれに連通し、前記複数の第3流路のそれぞれを複数の流路に分岐する第2分岐流路と、前記第2分岐流路に連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第4流路と、前記複数の第4流路のそれぞれに連通し、同じ板状体の長手方向に延びる第2折り返し流路と、前記第2折り返し流路と連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第5流路と、前記複数の第5流路のそれぞれに連通し、前記複数の第5流路のそれぞれを複数の流路に分岐する第3分岐流路と、前記第3分岐流路のそれぞれに連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第6流路と、を含み、前記複数の第2流路及び前記複数の第4流路は、前記第1流路、前記複数の第3流路、前記複数の第5流路、及び、前記第6流路を流れる冷媒の流れとは反対向きに冷媒が流れるように構成され、前記第2分岐流路は、前記第3分岐流路の位置よりも前記複数の第2開口側に形成されているものである。
The laminated header according to the present invention has one first opening, a plurality of second openings, and a distribution flow path communicating the first opening and the plurality of second openings, and has a plurality of plates. A laminated header formed by laminating shaped bodies, wherein the distribution flow path communicates with the first opening and extends in a direction in which the plurality of plate-shaped bodies are laminated. , The first branch flow path that communicates with the first flow path and branches the first flow path into a plurality of flow paths, and the direction in which the plurality of plate-like bodies are laminated by communicating with the first branch flow path. The first folded flow path extending in the longitudinal direction of the same plate-like body and communicating with each of the plurality of linear second flow paths extending in the longitudinal direction and the first folded flow path. Then, the plurality of linear third flow paths extending in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies and the plurality of third flow paths are communicated with each other, and each of the plurality of third flow paths is connected to each other. A second branch flow path that branches into the flow path, a plurality of linear fourth flow paths that communicate with the second branch flow path and extend in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies, and the plurality of fourth flow paths. A second folded flow path that communicates with each of the flow paths and extends in the longitudinal direction of the same plate-shaped body, and a plurality of linear shapes that communicate with the second folded flow path and extend in the stacking direction of the plurality of plate-shaped bodies. A third branch flow path that communicates with each of the fifth flow path and the plurality of fifth flow paths and branches each of the plurality of fifth flow paths into a plurality of flow paths, and the third branch flow path. Each of the plurality of linearly shaped sixth flow paths extending in the direction in which the plurality of plate-like bodies are laminated is included, and the plurality of second flow paths and the plurality of fourth flow paths are described. the first flow path, the plurality of third flow path, the plurality of fifth flow path, and wherein the flow of the refrigerant flowing through the sixth flow path is configured such that the refrigerant flows in the opposite direction, said sixth stream The through holes forming the path are arranged as a group of two through holes communicating with the same third branch flow path, and form the through hole forming the first branch flow path and the second branch flow path. At least one of the through holes to be formed is formed between the groups .
Further, the laminated header according to the present invention has one first opening, a plurality of second openings, and a plurality of distribution flow paths that communicate the first opening and the plurality of second openings. It is a laminated type header formed by laminating the plate-shaped bodies of the above, and the distribution flow path communicates with the first opening and extends in the laminating direction of the plurality of plate-shaped bodies. A stack of the plurality of plate-like bodies communicating with the road, the first branch flow path that communicates with the first flow path and branches the first flow path into a plurality of flow paths, and the first branch flow path. A plurality of linearly shaped second flow paths extending in the direction of the line, a first folding flow path communicating with each of the plurality of second flow paths and extending in the longitudinal direction of the same plate-like body, and the first folding flow path. And each of the plurality of linear third flow paths extending in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies and the plurality of third flow paths, and each of the plurality of third flow paths. A second branch flow path that branches into a plurality of flow paths, a plurality of linear fourth flow paths that communicate with the second branch flow path and extend in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies, and the plurality of linear flow paths. A linear shape that communicates with each of the fourth flow paths and extends in the longitudinal direction of the same plate-like body and communicates with the second folded flow path and extends in the direction in which the plurality of plate-like bodies are laminated. A third branch flow path that communicates with each of the plurality of fifth flow paths and the plurality of fifth flow paths and branches each of the plurality of fifth flow paths into a plurality of flow paths, and the third branch. The plurality of second flow paths and the plurality of fourth flow paths include a plurality of linear sixth flow paths that communicate with each of the flow paths and extend in the direction in which the plurality of plate-like bodies are laminated. The first flow path, the plurality of third flow paths, the plurality of fifth flow paths, and the sixth flow path are configured so that the refrigerant flows in the direction opposite to the flow of the refrigerant. The two-branch flow path is formed on the plurality of second opening sides of the position of the third branch flow path.
本発明に係る積層型ヘッダーによれば、直線部となる第1流路、第2流路、第3流路、第4流路、第5流路、及び、第6流路を一定の長さで形成しているので、冷媒の偏りが抑制され、分配率を均一化することが可能になる。 According to the laminated header according to the present invention, the first flow path, the second flow path, the third flow path, the fourth flow path, the fifth flow path, and the sixth flow path, which are straight portions, have a constant length. Since it is formed by the header, the bias of the refrigerant is suppressed, and the distribution rate can be made uniform.
以下、本発明に係る積層型ヘッダー、熱交換器、及び、冷凍サイクル装置について、図面を用いて説明する。
なお、以下で説明する構成及び動作等は、一例に過ぎず、本発明に係る積層型ヘッダー、熱交換器、及び、冷凍サイクル装置は、そのような構成及び動作等である場合に限定されない。また、各図において、同一又は類似するものには、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。Hereinafter, the laminated header, the heat exchanger, and the refrigeration cycle apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The configurations and operations described below are merely examples, and the laminated header, heat exchanger, and refrigeration cycle apparatus according to the present invention are not limited to such configurations and operations. Further, in each figure, the same or similar objects are designated by the same reference numerals or the reference numerals are omitted. Further, for the detailed structure, the illustration is simplified or omitted as appropriate. In addition, duplicate or similar explanations are simplified or omitted as appropriate.
また、以下では、本発明に係る積層型ヘッダーが、熱交換器に流入する冷媒を分配するものである場合を説明しているが、そのようなものに限定されず、他の機器に流入する冷媒を分配するものであってもよい。また、本発明に係る熱交換器が、冷凍サイクル装置の一例である空気調和装置に適用される場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、例えば、冷媒循環回路を有する他の冷凍サイクル装置に適用されてもよい。また、冷凍サイクル装置が、暖房運転(加熱運転)と冷房運転(冷却運転)とを切り替えるものである場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、暖房運転又は冷房運転のみを行うものであってもよい。 Further, the case where the laminated header according to the present invention distributes the refrigerant flowing into the heat exchanger is described below, but the present invention is not limited to such a case and flows into other equipment. It may distribute the refrigerant. Further, the case where the heat exchanger according to the present invention is applied to an air conditioner which is an example of a refrigeration cycle device is described, but the present invention is not limited to such a case, and for example, the heat exchanger has a refrigerant circulation circuit. It may be applied to the refrigeration cycle apparatus of. Further, the case where the refrigeration cycle device switches between the heating operation (heating operation) and the cooling operation (cooling operation) is described, but the case is not limited to such a case, and only the heating operation or the cooling operation is performed. It may be what you do.
実施の形態1.
本発明の実施の形態1に係る積層型ヘッダー2及び熱交換器1について説明する。
<熱交換器1の構成>
以下に、実施の形態1に係る熱交換器1の概略構成について説明する。
図1は、実施の形態1に係る熱交換器1の構成を概略的に示す正面図である。なお、図1では、冷媒の流れ方向を矢印で示している。
The laminated
<Structure of
The schematic configuration of the
FIG. 1 is a front view schematically showing the configuration of the
図1に示されるように、熱交換器1は、積層型ヘッダー2と、円筒型ヘッダー3と、複数本の伝熱管4と、保持部材5と、複数枚のフィン6と、を有する。
なお、円筒型ヘッダー3ではなく、積層型ヘッダー2と同じタイプのヘッダーを用いてもよい。As shown in FIG. 1, the
Instead of the
積層型ヘッダー2は、1つの冷媒流入部2Aと、複数の冷媒流出部2Bと、を有する。また、積層型ヘッダー2の内部には、1つの冷媒流入部2Aと複数の冷媒流出部2Bとを連通する少なくとも1つの分配流路が形成される。冷媒流入部2Aには冷凍サイクル装置の冷媒配管20Aが接続される。冷媒流出部2Bのそれぞれには伝熱管4の一端部4Aが接続される。
なお、冷媒流入部2Aが、本発明の「第1開口」に相当する。また、冷媒流出部2Bが、本発明の「第2開口」に相当する。The laminated
The
円筒型ヘッダー3は、複数の冷媒流入部3Aと、1つの冷媒流出部3Bとを有する。また、円筒型ヘッダー3の内部には、複数の冷媒流入部3Aと1つの冷媒流出部3Bとを連通する合流流路が形成される。冷媒流入部3Aのそれぞれには伝熱管4の他端部4Bが接続される。冷媒流出部3Bには冷凍サイクル装置の冷媒配管20Bが接続される。 The
伝熱管4は、一端部4Aが積層型ヘッダー2の冷媒流出部2Bに接続され、他端部4Bが円筒型ヘッダー3の冷媒流入部3Aに接続される。つまり、複数本の伝熱管4は、積層型ヘッダー2と円筒型ヘッダー3との間に設けられ、積層型ヘッダー2と円筒型ヘッダー3とを接続している。伝熱管4の積層型ヘッダー2側の端部である一端部4Aは、保持部材5によって保持された状態で、積層型ヘッダー2の冷媒流出部2Bに接続される。伝熱管4は、円管又は内部に複数の流路が形成された扁平管である。伝熱管4は、例えば、銅製又はアルミニウム製である。伝熱管4の外周には、複数枚のフィン6が接合される。
なお、図1では、伝熱管4が8本である場合を示しているが、伝熱管4の本数を図示した本数に限定するものではなく、伝熱管4が2本以上あればよい。In the
Although FIG. 1 shows a case where the number of
保持部材5は、板状部材で構成され、伝熱管4の一端部4Aが挿通する穴部を有している。つまり、伝熱管4は、保持部材5の穴部に挿通されることで、周囲の一部が保持部材5に保持されることになる。保持部材5は、例えば、アルミニウム製である。 The holding
フィン6は、例えばアルミニウム製である。伝熱管4とフィン6とは、例えばロウ付けで接合される。
なお、フィン6の枚数を限定するものではない。The fin 6 is made of, for example, aluminum. The
The number of fins 6 is not limited.
<熱交換器1における冷媒の流れ>
以下に、熱交換器1における冷媒の流れについて説明する。熱交換器1が蒸発器として機能する場合の冷媒の流れについて説明する。<Flow of refrigerant in
The flow of the refrigerant in the
冷凍サイクル装置の冷媒配管20Aを流れる冷媒は、冷媒流入部2Aを介して積層型ヘッダー2に流入する。積層型ヘッダー2に流入した冷媒は、積層型ヘッダー2の内部に形成されている分配流路で分配され、複数の冷媒流出部2Bを介して複数本の伝熱管4に流入する。冷媒は、複数本の伝熱管4において、例えば送風機によって供給される空気等と熱交換する。複数本の伝熱管4を流れる冷媒は、複数の冷媒流入部3Aを介して円筒型ヘッダー3に流入する。円筒型ヘッダー3に流入した冷媒は、円筒型ヘッダー3の内部に形成されている合流流路で合流し、冷媒流出部3Bを介して冷媒配管20Bに流出する。 The refrigerant flowing through the
なお、熱交換器1において、冷媒は、逆流可能、つまり円筒型ヘッダー3から積層型ヘッダー2に向かって流れることが可能である。すなわち、熱交換器1が凝縮器として機能する場合には、冷媒は、円筒型ヘッダー3から積層型ヘッダー2に向かって流れることになる。 In the
<積層型ヘッダー2の構成>
以下に、積層型ヘッダー2の構成について説明する。図2は、積層型ヘッダー2を構成する第1板状体を説明するための説明図である。図3は、積層型ヘッダー2を構成する第2板状体を説明するための説明図である。図4は、積層型ヘッダー2を分解した状態を概略的に示す分解斜視図である。なお、図2では、冷媒の流れ方向から各第1板状体を見た状態を概略的に示している。同様に、図3では、冷媒の流れ方向から各第2板状体を見た状態を概略的に示している。図4では、冷媒の流れを破線矢印で示している。冷媒の流れ方向から見た状態とは、積層型ヘッダー2の冷媒流入部2A側から見た状態を意味している。<Structure of
The configuration of the
図2及び図4に示されるように、積層型ヘッダー2は、第1板状体111、第1板状体112、第1板状体113、第1板状体114、及び、第1板状体115を有している。第1板状体111、第1板状体112、第1板状体113、第1板状体114、及び、第1板状体115は、例えば、厚さ1〜10mm程度の矩形形状の板状部材で構成されている。また、第1板状体111、第1板状体112、第1板状体113、第1板状体114、及び、第1板状体115は、例えばアルミニウム製である。
なお、以下の説明において、特に分けて説明する必要がない場合には、第1板状体111、第1板状体112、第1板状体113、第1板状体114、及び、第1板状体115を、まとめて第1板状体と称する。As shown in FIGS. 2 and 4, the
In the following description, unless it is necessary to explain separately, the first plate-shaped
また、図3及び図4に示されるように、積層型ヘッダー2は、第2板状体121、第2板状体122、第2板状体123、及び、第2板状体124を有している。第2板状体121、第2板状体122、第2板状体123、及び、第2板状体124は、例えば、厚さ1〜10mm程度の矩形形状の板状部材で構成されている。第2板状体121、第2板状体122、第2板状体123、及び、第2板状体124は、例えばアルミニウム製である。
なお、以下の説明において、特に分けて説明する必要がない場合には、第2板状体121、第2板状体122、第2板状体123、及び、第2板状体124を、まとめて第2板状体と称する。Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the
In the following description, if it is not necessary to explain separately, the second plate-shaped
(第1板状体111)
第1板状体111には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴10a−1が1つ形成されている。貫通穴10a−1が冷媒流入部2Aとして機能する。貫通穴10a−1は、第1板状体111の中央部に形成されている。(First plate-shaped body 111)
The first plate-shaped
(第1板状体112)
第1板状体112には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴10a−3が1つ形成されている。貫通穴10a−3は、第1板状体112の中央部に形成されている。
また、第1板状体112には、冷媒の流れ方向から見た状態において直線形状の貫通穴12bが4つ形成されている。4つの貫通穴12bは、紙面上下方向に直線状に並ぶように形成されている。(First plate-shaped body 112)
The first plate-shaped
Further, the first plate-shaped
さらに、第1板状体112には、冷媒の流れ方向から見た状態において湾曲形状の貫通穴11bが2つ形成されている。紙面上側の貫通穴11bは、紙面上から2つ目の貫通穴12bを迂回するように形成されている。紙面下側の貫通穴11bは、紙面下から2つ目の貫通穴12bを迂回するように形成されている。2つの貫通穴11bは、貫通穴10a−3を中心として点対称となるように形成されている。なお、貫通穴11bの形状を図示している形状に限定するものではなく、貫通穴12bを迂回できるような形状であればどのような形状でもよい。 Further, the first plate-shaped
(第1板状体113)
第1板状体113には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴10a−5が1つ形成されている。
また、第1板状体113には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴11a−2が2つ形成されている。貫通穴11a−2は、貫通穴10a−5を中心として対称位置となるように貫通穴10a−5に隣接して形成されている。
さらに、第1板状体113には、冷媒の流れ方向から見た状態において略S字形状の貫通穴12dが4つ形成されている。4つの貫通穴12dは、紙面上下方向に並ぶように形成されている。(First plate-like body 113)
The first plate-shaped
Further, the first plate-shaped
Further, the first plate-shaped
またさらに、第1板状体113には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴11c−2が2つ形成されている。紙面上側の貫通穴11c−2は、紙面上側の2つの貫通穴12dの間の中央部分に形成されている。紙面下側の貫通穴11c−2は、紙面下側の2つの貫通穴12dの間の中央部分に形成されている。
加えて、第1板状体113には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴12a−2が4つ形成されている。紙面上側の2つの貫通穴12a−2は、紙面上側の貫通穴11c−2に隣接して紙面上下方向に並ぶように形成されている。紙面下側の2つの貫通穴12a−2は、紙面下側の貫通穴11c−2に隣接して紙面上下方向に並ぶように形成されている。Further, the first plate-shaped
In addition, the first plate-shaped
(第1板状体114)
第1板状体114には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴13a−2が8つ形成されている。8つの貫通穴13a−2は、紙面上下方向に並ぶように形成されている。また、8つの貫通穴13a−2は、上下に並ぶ2つの貫通穴13a−2を1つの群として、配置されている。つまり、8つの貫通穴13a−2は、1つの同じ第3分岐流路12Dに連通する2つの貫通穴13a−2を1つの群として、上下方向に並ぶように配置されている。(First plate-shaped body 114)
Eight circular through
紙面上から1番目の貫通穴13a−2と紙面上から2番目の貫通穴13a−2とを一群としている。紙面上から3番目の貫通穴13a−2と紙面上から4番目の貫通穴13a−2とを一群としている。紙面上から5番目の貫通穴13a−2と紙面上から6番目の貫通穴13a−2とを一群としている。紙面上から7番目の貫通穴13a−2と紙面上から8番目の貫通穴13a−2とを一群としている。 The first through
さらに、第1板状体114には、冷媒の流れ方向から見た状態において略S字形状の貫通穴11dが2つと、略S字形状の貫通穴10bが1つ形成されている。1つの貫通穴10b及び2つの貫通穴11dは、紙面上下方向に並ぶように形成されている。紙面上側の貫通穴11dは、紙面上側から2番目と3番目の貫通穴13a−2の間に形成されている。貫通穴11dの間の貫通穴11bは、紙面上側から4番目と5番目の貫通穴13a−2の間に形成されている。紙面下側の貫通穴11dは、紙面上側から6番目と7番目の貫通穴13a−2の間に形成されている。 Further, the first plate-shaped
(第1板状体115)
第1板状体115には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴13a−4が8つ形成されている。8つの貫通穴13a−4は、紙面上下方向に並ぶように形成されている。8つの貫通穴13a−4は、上下に並ぶ2つの貫通穴13a−4を1つの群として、配置されている。つまり、8つの貫通穴13a−4は、1つの同じ第3分岐流路12Dに連通する2つの貫通穴13a−4を1つの群として、上下方向に並ぶように配置されている。貫通穴13a−4が冷媒流出部2Bとして機能する。(First plate-shaped body 115)
The first plate-shaped
(第2板状体121)
第2板状体121には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴10a−2が1つ形成されている。貫通穴10a−2は、第2板状体121の中央部に形成されている。(2nd plate-like body 121)
The second plate-shaped
(第2板状体122)
第2板状体122には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴10a−4が1つ形成されている。貫通穴10a−4は、第2板状体122の中央部に形成されている。
また、第2板状体122には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴11a−3が2つ形成されている。貫通穴11a−3は、貫通穴10a−4を中心として対称位置となるように貫通穴10a−4に隣接して形成されている。
さらに、第2板状体122には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴12cが4つ形成されている。4つの貫通穴12cは、紙面上下方向に並ぶように形成されている。(Second plate-shaped body 122)
The second plate-shaped
Further, the second plate-shaped
Further, the second plate-shaped
またさらに、第2板状体122には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴11c−1が2つ形成されている。紙面上側の貫通穴11c−1は、紙面上側から1番目と2番目の貫通穴12cの間の中央部分に形成されている。紙面下側の貫通穴11c−1は、紙面下側から1番目と2番目の貫通穴12cの間の中央部分に形成されている。
加えて、第2板状体122には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴12a−3が4つ形成されている。紙面上側から1番目と2番目の貫通穴12a−3は、紙面上側の貫通穴11c−1を中心として対称位置となるように貫通穴11c−1に隣接して形成されている。紙面下側から1番目と2番目の貫通穴12a−3は、紙面下側の貫通穴11c−1を中心として対称位置となるように貫通穴11c−1に隣接して形成されている。Further, the second plate-shaped
In addition, the second plate-shaped
(第2板状体123)
第2板状体123には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴10a−6が1つ形成されている。貫通穴10a−6は、第2板状体123の中央部に形成されている。
また、第2板状体123には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴11a−1が2つ形成されている。貫通穴11a−1は、貫通穴10a−6を中心として対称位置となるように貫通穴10a−5に隣接して形成されている。(2nd plate-like body 123)
The second plate-shaped
Further, the second plate-shaped
さらに、第2板状体123には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴13a−1が8つ形成されている。8つの貫通穴13a−1は、紙面上下方向に並ぶように形成されている。8つの貫通穴13a−1は、上下に並ぶ2つの貫通穴13a−1を1つの群として、配置されている。つまり、8つの貫通穴13a−1は、1つの同じ第3分岐流路12Dに連通する2つの貫通穴13a−1を1つの群として、上下方向に並ぶように配置されている。 Further, the second plate-shaped
またさらに、第2板状体123には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴11c−3が2つ形成されている。紙面上側の貫通穴11c−3は、紙面上側から2番目と3番目の貫通穴13a−1の間の中央部分に形成されている。紙面下側の貫通穴11c−3は、紙面下側から2番目と3番目の貫通穴13a−1の間の中央部分に形成されている。
加えて、第2板状体123には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴12a−1が4つ形成されている。紙面上側から1番目と2番目の貫通穴12a−1は、紙面上側の貫通穴11c−3を中心として対称位置となるように貫通穴11c−3に隣接して形成されている。紙面下側から1番目と2番目の貫通穴12a−1は、紙面下側の貫通穴11c−3を中心として対称位置となるように貫通穴11c−3に隣接して形成されている。Further, the second plate-shaped
In addition, the second plate-shaped
(第2板状体124)
第2板状体124には、冷媒の流れ方向から見た状態において円形状の貫通穴13a−3が8つ形成されている。8つの貫通穴13a−3は、紙面上下方向に並ぶように形成されている。8つの貫通穴13a−3は、上下に並ぶ2つの貫通穴13a−3を1つの群として、配置されている。つまり、8つの貫通穴13a−3は、1つの同じ第3分岐流路12Dに連通する2つの貫通穴13a−3を1つの群として、上下方向に並ぶように配置されている。(Second plate-shaped body 124)
The second plate-shaped
(積層型ヘッダー2)
以上のように構成された第1板状体と第2板状体とを交互に積層することで積層型ヘッダー2が構成される。つまり、積層型ヘッダー2は、第2板状体を第1板状体の間に挟み込んで構成される。
第2板状体の両面又は片面には、ロウ材が塗布される。
第1板状体は、第2板状体を介して積層され、ロウ付けにより一体に接合される。(Laminated header 2)
The
A brazing material is applied to both sides or one side of the second plate-like body.
The first plate-like body is laminated via the second plate-like body, and is integrally joined by brazing.
具体的には、第2板状体121が第1板状体111と第1板状体112との間に挟み込まれている。また、第2板状体122が第1板状体112と第1板状体113との間に挟み込まれている。また、第2板状体123が第1板状体113と第1板状体114との間に挟み込まれている。また、第2板状体124が第1板状体114と第1板状体115との間に挟み込まれている。 Specifically, the second plate-shaped
第1板状体と第2板状体を積層することで、冷媒流入部2Aと複数の冷媒流出部2Bとを連通する分配流路が形成される。分配流路は、第1流路10A、第1分岐流路10B、第2流路11A、第1折り返し流路11B、第3流路11C、第2分岐流路11D、第4流路12A、第2折り返し流路12B、第5流路12C、第3分岐流路12D、及び、第6流路13Aで構成される。ここでは冷媒が8分岐される場合を例に示している。そのため、図4に示すように、第1流路10A及び第1分岐流路10Bが1つずつ形成されている。第2流路11A、第1折り返し流路11B、第3流路11C、及び、第2分岐流路11Dが2つずつ形成されている。第4流路12A、第2折り返し流路12B、第5流路12C、及び、第3分岐流路12Dが4つずつ形成されている。そして、第6流路13Aが8つ形成されている。 By stacking the first plate-shaped body and the second plate-shaped body, a distribution flow path for communicating the
第1流路10Aは、貫通穴10a−1、貫通穴10a−2、貫通穴10a−3、貫通穴10a−4、貫通穴10a−5、及び、貫通穴10a−6が連通することで、第1板状体及び第2板状体の積層する方向に延びる直線形状に形成される。つまり、貫通穴10a−1、貫通穴10a−2、貫通穴10a−3、貫通穴10a−4、貫通穴10a−5、及び、貫通穴10a−6は、第1板状体と第2板状体とを積層した状態において対向する位置にそれぞれ形成され、互いに連通するようになっている。 The
なお、貫通穴10a−6の貫通穴10a−5とは反対側の対向位置には、第1分岐流路10Bとなる貫通穴10bが形成されている。そして、第1流路10Aは、第1分岐流路10Bの中央に連通される。 A through
第1分岐流路10Bは、貫通穴10bにより形成される。つまり、第1分岐流路10Bは、第1流路10Aに連通し、第1流路10Aを複数の流路に分岐する。そのため、第1流路10Aを流れてきた冷媒は、第1分岐流路10Bで紙面上下方向に2分岐されることになる。第1分岐流路10Bにより、冷媒の流れが折り返される。第1分岐流路10Bの両端部には、第2流路11Aが連通される。 The first
第2流路11Aは、貫通穴11a−1、貫通穴11a−2、及び、貫通穴11a−3が連通することで、第1板状体及び第2板状体の積層する方向に延びる直線形状に形成される。つまり、貫通穴11a−1、貫通穴11a−2、及び、貫通穴11a−3は、第1板状体と第2板状体とを積層した状態において対向する位置にそれぞれ形成され、互いに連通するようになっている。第2流路11Aでは、第1流路10Aを流れる冷媒とは反対向きに冷媒が流れる。 The
なお、貫通穴11a−3の貫通穴11a−2とは反対側の対向位置には、第1折り返し流路11Bとなる貫通穴11bが形成されている。そして、第2流路11Aは、第1折り返し流路11Bの一端部に連通される。 A through
第1折り返し流路11Bは、第1板状体112の長手方向の延びる貫通穴11bにより形成される。第2流路11Aを流れてきた冷媒は、第1折り返し流路11Bの一端部から流入し、第1板状体112の長手方向に流れて、第1折り返し流路11Bの他端部から流出する。第1折り返し流路11Bは、一端部に第2流路11Aが連通され、他端部に第3流路11Cが連通され、冷媒の流れを折り返す。なお、第1板状体112の長手方向とは、第1板状体112の紙面上下方向のことである。 The first folded
第3流路11Cは、貫通穴11c−1、貫通穴11c−2、及び、貫通穴11c−3が連通することで、第1板状体及び第2板状体の積層する方向に延びる直線形状に形成される。つまり、貫通穴11c−1、貫通穴11c−2、及び、貫通穴11c−3は、第1板状体と第2板状体とを積層した状態において対向する位置にそれぞれ形成され、互いに連通するようになっている。第3流路11Cでは、第2流路11Aを流れる冷媒とは反対向きに冷媒が流れる。 The
なお、貫通穴11c−3の貫通穴11c−2とは反対側の対向位置には、第2分岐流路11Dとなる貫通穴11dが形成されている。そして、第3流路11Cは、第2分岐流路11Dの中央に連通される。 A through
第2分岐流路11Dは、貫通穴11dにより形成される。つまり、第2分岐流路11Dは、第3流路11Cに連通し、第3流路11Cを複数の流路に分岐する。そのため、第3流路11Cを流れてきた冷媒は、第2分岐流路11Dで紙面上下方向に2分岐されることになる。第2分岐流路11Dにより、冷媒の流れが折り返される。第2分岐流路11Dの両端部には、第4流路12Aが連通される。 The second
第4流路12Aは、貫通穴12a−1、貫通穴12a−2、及び、貫通穴12a−3が連通することで、第1板状体及び第2板状体の積層する方向に延びる直線形状に形成される。つまり、貫通穴12a−1、貫通穴12a−2、及び、貫通穴12a−3は、第1板状体と第2板状体とを積層した状態において対向する位置にそれぞれ形成され、互いに連通するようになっている。第4流路12Aでは、第3流路11Cを流れる冷媒とは反対向きに冷媒が流れる。 The
なお、貫通穴12a−3の貫通穴12a−2とは反対側の対向位置には、第2折り返し流路12Bとなる貫通穴12bが形成されている。そして、第4流路12Aは、第2折り返し流路12Bの一端部に連通される。 A through
第2折り返し流路12Bは、第1板状体112の長手方向の延びる貫通穴12bにより形成される。第4流路12Aを流れてきた冷媒は、第2折り返し流路12Bの一端部から流入し、第1板状体112の流れ方向に流れて、第2折り返し流路12Bの他端部から流出する。第2折り返し流路12Bは、一端部に第4流路12Aが連通され、他端部に第5流路12Cが連通され、冷媒の流れを折り返す。なお、第1板状体112の長手方向とは、第1板状体112の紙面上下方向のことである。 The second folded
第5流路12Cは、貫通穴12cにより、第1板状体及び第2板状体の積層する方向に延びる直線形状に形成される。つまり、貫通穴12cは、第1板状体と第2板状体とを積層した状態において、第2折り返し流路12Bの他端部、及び、第3分岐流路12Dの中央と対向する位置に形成され、互いに連通するようになっている。第5流路12Cでは、第4流路12Aを流れる冷媒とは反対向きに冷媒が流れる。 The fifth flow path 12C is formed by the through hole 12c in a linear shape extending in the stacking direction of the first plate-shaped body and the second plate-shaped body. That is, the through hole 12c is a position facing the other end of the second folded
第3分岐流路12Dは、貫通穴12dにより形成される。つまり、第3分岐流路12Dは、第5流路12Cに連通し、第5流路12Cを複数の流路に分岐する。そのため、第5流路12Cを流れてきた冷媒は、第3分岐流路12Dで紙面上下方向に2分岐されることになる。第3分岐流路12Dの両端部には、第6流路13Aが連通される。
なお、第3分岐流路12Dでは、冷媒の流れは折り返されない。The third
In the third
第6流路13Aは、貫通穴13a−1、貫通穴13a−2、貫通穴13a−3、及び、貫通穴13a−4が連通することで、第1板状体及び第2板状体の積層する方向に延びる直線形状に形成される。つまり、貫通穴13a−1、貫通穴13a−2、貫通穴13a−3、及び、貫通穴13a−4は、第1板状体と第2板状体とを積層した状態において対向する位置にそれぞれ形成され、互いに連通するようになっている。第6流路13Aでは、第5流路12Cを流れる冷媒と同じ方向に冷媒が流れる。
なお、貫通穴13a−1は、貫通穴12dの両端部の対向位置に形成されている。The
The through
第1板状体及び第2板状体は、プレス加工又は切削加工によって加工される。プレス加工によって第1板状体及び第2板状体を加工する場合は、プレス加工が可能な、厚みが5mm以下の板材を使用するとよい。また、切削加工によって第1板状体及び第2板状体を加工する場合は、厚みが5mm以上の板材を使用してもよい。 The first plate-shaped body and the second plate-shaped body are processed by pressing or cutting. When the first plate-shaped body and the second plate-shaped body are processed by press working, it is preferable to use a plate material having a thickness of 5 mm or less that can be pressed. Further, when the first plate-like body and the second plate-like body are processed by cutting, a plate material having a thickness of 5 mm or more may be used.
冷媒配管20Aは、冷媒流入部2Aを介して積層型ヘッダー2の第1流路10Aに接続される。第1流路10Aを構成する貫通穴10a−1が、図1における冷媒流入部2Aに相当する。
伝熱管4は、冷媒流出部2Bを介して積層型ヘッダー2の第6流路13Aに接続される。第6流路13Aを構成する貫通穴13a−4が、図1における冷媒流出部2Bに相当する。The
The
ここで、第1板状体及び第2板状体が積層され、分配流路が形成された際、第1板状体114に形成された第1分岐流路10Bの中央に、第1流路10Aが連通されることになる。
また、第1板状体及び第2板状体が積層され、分配流路が形成された際、第1分岐流路10Bの両端部に、第2流路11Aが連通される。Here, when the first plate-shaped body and the second plate-shaped body are laminated to form the distribution flow path, the first flow is placed in the center of the first
Further, when the first plate-shaped body and the second plate-shaped body are laminated to form a distribution flow path, the
このように、積層型ヘッダー2では、第1板状体と第2板状体とを積層し、ロウ付けすることで、各貫通穴が連通し、分配流路が形成される。 In this way, in the
<積層型ヘッダー2における冷媒の流れ>
次に、積層型ヘッダー2の分配流路及び冷媒の流れについて説明する。
図5は、積層型ヘッダー2における冷媒の流れを説明するための縦断面図である。図5では、冷媒の流れを実線矢印a〜mで示している。また、図5では、積層型ヘッダー2の紙面上側半分を拡大して概略的に図示している。<Flow of refrigerant in
Next, the distribution flow path of the
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view for explaining the flow of the refrigerant in the
熱交換器1が蒸発器として機能する場合、冷媒配管20Aを流れる気液二相状態の冷媒が、冷媒流入部2Aとして機能する第1板状体111の貫通穴10a−1から積層型ヘッダー2の内部に流入する(矢印a)。積層型ヘッダー2の内部に流入した冷媒は、第1流路10Aを直進し(矢印b)、第1板状体114の第1分岐流路10Bで第2板状体124の表面に衝突し、重力方向における上下に分流する(矢印c)。第1分岐流路10Bで分流した冷媒は、第1分岐流路10Bの両端部まで進み、一対の第2流路11Aに流入する。 When the
第2流路11Aに流入した冷媒は、第1流路10Aを進む冷媒と対向する向きに第2流路11Aを直進する(矢印d)。この冷媒は、第1板状体112の第1折り返し流路11Bにより、冷媒の流れが折り返される。つまり、第1折り返し流路11Bで第2板状体121の表面に衝突し、流れの方向を変える(矢印e)。第1折り返し流路11Bに流入した冷媒は、第1折り返し流路11Bの端部まで進み、第3流路11Cに流入する。 The refrigerant flowing into the
第3流路11Cに流入した冷媒は、第1流路10A内を進む冷媒と同じ方向に第3流路11Cを直進する(矢印f)。この冷媒は、第1板状体114の第2分岐流路11Dで第2板状体124の表面に衝突し、重力方向における上下に分流する(矢印g)。第2分岐流路11Dで分流した冷媒は、第2分岐流路11Dの両端部まで進み、1つの第2分岐流路11Dに対して形成されている一対の第4流路12Aに流入する。 The refrigerant flowing into the
第4流路12Aに流入した冷媒は、第2流路11Aを進む冷媒と同じ向きに第4流路12Aを直進する(矢印h)。この冷媒は、第1板状体112の第2折り返し流路12Bで第2板状体121の表面に衝突し、流れの方向を変える(矢印i)。第2折り返し流路12Bに流入した冷媒は、第2折り返し流路12Bの端部まで進み、第5流路12Cに流入する。第5流路12Cに流入した冷媒は、第1流路10A内を進む冷媒と同じ方向に第5流路12Cを直進する(矢印j)。この冷媒は、第1板状体113の第3分岐流路12Dで第2板状体123の表面に衝突し、重力方向における上下に分流する(矢印k)。第3分岐流路12Dで分流した冷媒は、第3分岐流路12Dの両端部まで進み、1つの第3分岐流路12Dに対して形成されている一対の第6流路13Aに流入する。 The refrigerant flowing into the
第6流路13Aに流入した冷媒は、第4流路12A内を進む冷媒と対向する向きに第6流路13Aを直進する(矢印l)。そして、第6流路13Aを流れる冷媒は、第6流路13Aから流出し(矢印m)、保持部材5の流路を介して複数の伝熱管4に均一に分配される。
なお、実施の形態1では、冷媒が3回分岐流路を通り、8分岐される場合を例に説明したが、冷媒の分岐回数を特段限定するものではない。The refrigerant flowing into the
In the first embodiment, the case where the refrigerant passes through the branch flow path three times and is branched into eight branches has been described as an example, but the number of branches of the refrigerant is not particularly limited.
<積層型ヘッダー内の分配流路における液膜の状態について>
ここで、積層型ヘッダー2における液膜の状態について説明する。
積層型ヘッダー2の分配流路は、直角に曲折するとともに、複数の分岐を繰り返すことで複数の冷媒流出部2Bに至る。冷媒が分配流路を流れる際には、冷媒の液膜が、流路の曲折部分及び分岐部分で遠心力により流路の外側方向に偏って多量に存在する。この状態で次の分岐流路に冷媒が流入すると、分岐流路の一方に偏って多くの液冷媒が流入し、複数の伝熱管4に均一に気液二相冷媒を分配することができないことになる。<Regarding the state of the liquid film in the distribution flow path in the laminated header>
Here, the state of the liquid film in the
The distribution flow path of the
そこで、積層型ヘッダー2では、流路の曲折部分及び分岐部分から次の分岐流路に流入するまでの間に一定の長さが確保された直線部を形成している。具体的には、第1流路10A、第2流路11A、第3流路11C、第4流路12A、及び、第5流路12Cを、1枚の板状体の厚みよりも長くした構成となっている。このようにすることで、冷媒の直進部分を確保でき、この間に液膜の偏りが均一化される。したがって、次の分岐流路において冷媒が一方に偏ってしまうことを抑制でき、全部の分岐流路において均一に気液二相冷媒が分配されることになる。加えて、積層型ヘッダー2は、第1折り返し流路11B及び第2折り返し流路12Bを備えているので、小型化を実現しつつ、気液二相冷媒の均等分配が可能になる。 Therefore, in the
また、積層型ヘッダー2は、第1分岐流路10Bから第2分岐流路11Dに至る第2流路11A、第1折り返し流路11B、及び、第3流路11Cにおいて、他の分岐流路を形成していない。つまり、積層型ヘッダー2では、第1分岐流路10Bで分岐された冷媒を、第1折り返し流路11Bにより逆方向に折り返して第2分岐流路11Dに至るようにしている。 Further, the
同様に、積層型ヘッダー2は、第2分岐流路11Dから第3分岐流路12Dに至る第4流路12A、第2折り返し流路12B、及び、第5流路12Cにおいて、分岐流路を形成していない。つまり、積層型ヘッダー2では、第2分岐流路11Dで分岐された冷媒を、第2折り返し流路12Bにより逆方向に折り返して第3分岐流路12Dに至るようにしている。 Similarly, the
このような構成とすることによって、積層型ヘッダー2では、分岐点から分岐点までの助走距離を長く確保することができ、分岐後の冷媒量を均等化することができる。つまり、積層型ヘッダー2では、最初の分岐点となる第1分岐流路10Bから、次の分岐点となる第2分岐流路11Dまでの流路を4枚の板状体の厚みの2倍よりも長くでき、冷媒の直進部分を確保でき、この間に液膜の偏りを均一化できることになる。 With such a configuration, in the
積層型ヘッダー2は、第1分岐流路10B及び第2分岐流路11Dが、8つの貫通穴13a−2が形成されている第1板状体114に形成されている。
このような構成とすることによって、積層型ヘッダー2では、最初の分岐点となる第1分岐流路10Bから、次の分岐点となる第2分岐流路11Dまでの流路を往復分の距離にすることができる。つまり、積層型ヘッダー2では、分岐点から分岐点までの流路の距離を長く確保することができ、分岐後の冷媒量を均等化することができる。In the
With such a configuration, in the
積層型ヘッダー2では、第1板状体114に形成する8つの貫通穴13a−2の形成位置を、等間隔ではなく、2箇所ずつの群配置としている。積層型ヘッダー2では、群と群との間隔を、1つの群を構成している2つの貫通穴13a−2の間隔よりも広くしている。そして、積層型ヘッダー2では、貫通穴13a−2のピッチが広い空間、つまり群と群との間に、第1分岐流路10Bとなる貫通穴10b及び第2分岐流路11Dとなる貫通穴11dの少なくとも一方を形成している。 In the
このような構成とすることによって、積層型ヘッダー2では、第6流路13Aの間に第1分岐流路10B及び第2分岐流路11Dを配置でき、最初の分岐点となる第1分岐流路10Bから、次の分岐点となる第2分岐流路11Dまでの流路の直線距離を長くできる。つまり、積層型ヘッダー2では、分岐点から分岐点までの助走距離を長く確保することができ、液膜の整流効果をより向上させることができる。
なお、実施の形態1では、貫通穴10b及び貫通穴11dの双方を第1板状体114に形成した場合を例に示しているが、いずれかを他の板状体に形成してもよい。With such a configuration, in the
In the first embodiment, the case where both the through
積層型ヘッダー2では、第2分岐流路11Dが、第3分岐流路12Dの位置よりも貫通穴13a−2側に形成されている。
このような構成とすることによって、積層型ヘッダー2では、第2分岐流路11Dから第3分岐流路12Dまでの助走距離を長く確保することができる、液膜の整流効果をより向上させることができる。In the
With such a configuration, in the
実施の形態2.
以下に、実施の形態1に係る熱交換器1の使用態様の一例を、本発明の実施の形態2として説明する。実施の形態2では、実施の形態1に係る熱交換器1を備えた空気調和装置100を冷凍サイクル装置の一例として説明する。ただし、熱交換器1を空気調和装置100に備える場合に限定されず、例えば冷媒循環回路を有する他の冷凍サイクル装置に熱交換器1を備えるようにしてもよい。また、空気調和装置100が、冷房運転と暖房運転とを切り替えることが可能ある場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、冷房運転又は暖房運転のみを行うものであってもよい。この場合、四方弁22を備える必要はない。
Hereinafter, an example of the usage mode of the
<空気調和装置100の構成>
図6は、本発明の実施の形態2に係る冷凍サイクル装置の一例である空気調和装置100の冷媒回路構成の一例を概略的に示す回路構成図である。なお、本実施の形態2では実施の形態1との相違点を中心に説明し、実施の形態1と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。また、図6では、冷房運転時の冷媒の流れを破線矢印で示し、暖房運転時の冷媒の流れを実線矢印で示している。<Structure of
FIG. 6 is a circuit configuration diagram schematically showing an example of a refrigerant circuit configuration of the
図6に示されるように、空気調和装置100は、圧縮機21と、四方弁22と、室外熱交換器23と、絞り装置24と、室内熱交換器25と、室外ファン26と、室内ファン27と、制御装置28と、を有する。
圧縮機21、四方弁22、室外熱交換器23、絞り装置24、室外ファン26、及び、制御装置28は、熱源側ユニットに搭載される。室内熱交換器25及び室内ファン27は、負荷側ユニットに搭載される。
なお、絞り装置24を負荷側ユニットに搭載してもよい。また、制御装置を負荷側ユニットに搭載してもよい。さらに、熱源側ユニット及び負荷側ユニットの双方に制御装置を備え、通信可能に構成してもよい。As shown in FIG. 6, the
The
The
圧縮機21、室外熱交換器23、絞り装置24、及び、室内熱交換器25が、冷媒配管20で接続されて、冷媒循環回路が形成される。冷媒配管20には、実施の形態1で説明した冷媒配管20A及び冷媒配管20Bが含まれる。 The
圧縮機21は、冷媒を圧縮するものである。圧縮機21で圧縮された冷媒は、吐出されて室外熱交換器23又は室内熱交換器25へ送られる。圧縮機21は、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機、又は、往復圧縮機等で構成することができる。 The
四方弁22は、暖房運転と冷房運転とにおいて冷媒の流れを切り替えるものである。つまり、四方弁22は、暖房運転時には圧縮機21と室内熱交換器25とを接続するように切り替えられ、冷房運転時には圧縮機21と室外熱交換器23とを接続するように切り替えられる。なお、四方弁22の代わりとして、二方弁又は三方弁の組み合わせを採用してもよい。 The four-
室外熱交換器23は、熱源側熱交換器として利用され、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能するものである。つまり、蒸発器として機能する場合、室外熱交換器23は、絞り装置24から流出された低温低圧の冷媒と室外ファン26により供給される空気とが熱交換し、低温低圧の液冷媒又は二相冷媒が蒸発する。一方、凝縮器として機能する場合、室外熱交換器23は、圧縮機21から吐出された高温高圧の冷媒と室外ファン26により供給される空気とが熱交換し、高温高圧のガス冷媒が凝縮する。
室外ファン26は、熱源側ファンとして利用され、室外熱交換器23に空気を供給するようになっている。The
The
絞り装置24は、室外熱交換器23又は室内熱交換器25から流出した冷媒を膨張させて減圧するものである。絞り装置24は、例えば冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁等で構成するとよい。なお、絞り装置24としては、電動膨張弁だけでなく、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、又は、キャピラリーチューブ等を適用することも可能である。 The
室内熱交換器25は、負荷側熱交換器として利用され、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能するものである。つまり、凝縮器として機能する場合、室内熱交換器25は、圧縮機21から吐出された高温高圧の冷媒と室内ファン27により供給される空気とが熱交換し、高温高圧のガス冷媒が凝縮する。一方、蒸発器として機能する場合、室内熱交換器25は、絞り装置24から流出された低温低圧の冷媒と室内ファン27により供給される空気とが熱交換し、低温低圧の液冷媒または二相冷媒が蒸発する。
室内ファン27は、負荷側ファンとして利用され、室内熱交換器25に空気を供給するようになっている。The
The
制御装置28は、空気調和装置100の全体の動作を統括制御するものである。具体的には、制御装置28は、ユーザ操作の内容に応じて、空気調和装置100の各部、つまりアクチュエーターである圧縮機21、四方弁22、絞り装置24、室外ファン26、及び、室内ファン27の動作を制御する。具体的には、制御装置28には、アクチュエーター、及び、図示省略の各種センサ等が接続され、ユーザ操作の内容に応じた運転を、温度情報及び圧力情報を取得しながら、アクチュエーターの動作を制御して実行する。例えば、制御装置28によって、四方弁22の流路が切り替えられることで、冷房運転と暖房運転とが切り替えられる。 The
制御装置28は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、マイコンのような演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとにより構成することもできる。 The
<空気調和装置100の動作>
次に、空気調和装置100の動作について、冷媒の流れとともに説明する。
まず、空気調和装置100が実行する冷房運転について説明する。なお、冷房運転時の冷媒の流れは、図6の破線矢印で示している。<Operation of
Next, the operation of the
First, the cooling operation executed by the
圧縮機21を駆動させることによって、圧縮機21から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出する。以下、破線矢印にしたがって冷媒が流れる。圧縮機21から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁22を介して凝縮器として機能する室外熱交換器23に流入する。室外熱交換器23では、流入した高温高圧のガス冷媒と、室外ファン26によって供給される空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。 By driving the
室外熱交換器23から流出した高圧の液冷媒は、絞り装置24によって、低圧の気液二相冷媒になる。低圧の気液二相冷媒は、蒸発器として機能する室内熱交換器25に流入する。室内熱交換器25では、流入した気液二相冷媒と、室内ファン27によって供給される空気との間で熱交換が行われて、二相状態の冷媒のうち液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒になる。このとき、熱交換された空気が室内ファン27によって空調対象空間に供給されることで、空調対象空間が冷却される。 The high-pressure liquid refrigerant flowing out of the
室内熱交換器25から流出した低圧のガス冷媒は、四方弁22を介して圧縮機21に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機21から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。 The low-pressure gas refrigerant flowing out of the
次に、空気調和装置100が実行する暖房運転について説明する。なお、暖房運転時の冷媒の流れは、図6の実線矢印で示している。 Next, the heating operation executed by the
圧縮機21を駆動させることによって、圧縮機21から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出する。以下、実線矢印にしたがって冷媒が流れる。圧縮機21から吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方弁22を介して凝縮器として機能する室内熱交換器25に流入する。室内熱交換器25では、流入した高温高圧のガス冷媒と、室内ファン27によって供給される空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒になる。このとき、熱交換された空気が室内ファン27によって空調対象空間に供給されることで、空調対象空間が加温される。 By driving the
室内熱交換器25から送り出された高圧の液冷媒は、絞り装置24によって、低圧の気液二相冷媒になる。低圧の気液二相冷媒は、蒸発器として機能する室外熱交換器23に流入する。室外熱交換器23では、流入した気液二相冷媒と、室外ファン26によって供給される空気との間で熱交換が行われて、二相状態の冷媒のうち液冷媒が蒸発して低圧のガス冷媒になる。 The high-pressure liquid refrigerant sent out from the
室外熱交換器23から流出した低圧のガス冷媒は、四方弁22を介して圧縮機21に流れ込み、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となって、再び圧縮機21から吐出する。以下、このサイクルが繰り返される。 The low-pressure gas refrigerant flowing out of the
空気調和装置100では、室外熱交換器23及び室内熱交換器25の少なくとも一方に実施の形態1に係る熱交換器1が用いられればよいが、図6に示すように室外熱交換器23及び室内熱交換器25の双方に実施の形態1に係る熱交換器1を用いてもよい。 In the
実施の形態1に係る熱交換器1は、蒸発器として作用する際に、積層型ヘッダー2から冷媒が流入し、円筒型ヘッダー3に冷媒を流出するように接続される。つまり、熱交換器1が蒸発器として作用する際は、冷媒配管20から積層型ヘッダー2に気液二相状態の冷媒が流入し、分岐して熱交換器1の各伝熱管4に流入する。また、熱交換器1が凝縮器として作用する際は、各伝熱管4から積層型ヘッダー2に液冷媒が流入し合流して冷媒配管20に流出する。 When the
そのため、空気調和装置100によれば、室外熱交換器23及び室内熱交換器25の少なくとも一方に、実施の形態1に係る熱交換器1が用いられているので、積層型ヘッダー2により均一に気液二相冷媒が分配され、熱交換効率が向上したものとなる。 Therefore, according to the
なお、空気調和装置100に使用する冷媒を特に限定するものではなく、R410A、R32、又は、HFO1234yf等の冷媒を使用しても効果を発揮することができる。
また、作動流体としては空気及び冷媒の例を示したが、これに限定するものではなく、他の気体、液体、気液混合流体を用いても、同様の効果を発揮する。つまり、作動流体は変化するものであり、どの場合であっても効果を奏することになる。
さらに、冷凍サイクル装置のその他の例としては、給湯器、冷凍機、又は、空調給湯複合機などがあり、いずれの場合であっても熱交換効率が向上したものとなる。The refrigerant used in the
Further, the example of the working fluid is air and a refrigerant, but the present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained by using another gas, liquid, or gas-liquid mixed fluid. In other words, the working fluid changes, and in any case, it is effective.
Further, other examples of the refrigeration cycle device include a water heater, a refrigerator, an air-conditioning hot water supply compound machine, and the like, and in any case, the heat exchange efficiency is improved.
1 熱交換器、2 積層型ヘッダー、2A 冷媒流入部、2B 冷媒流出部、3 円筒型ヘッダー、3A 冷媒流入部、3B 冷媒流出部、4 伝熱管、4A 一端部、4B 他端部、5 保持部材、6 フィン、10A 第1流路、10a−1 貫通穴、10a−2 貫通穴、10a−3 貫通穴、10a−4 貫通穴、10a−5 貫通穴、10a−6 貫通穴、10B 第1分岐流路、10b 貫通穴、11A 第2流路、11a−1 貫通穴、11a−2 貫通穴、11a−3 貫通穴、11B 第1折り返し流路、11b
貫通穴、11C 第3流路、11c−1 貫通穴、11c−2 貫通穴、11c−3 貫通穴、11D 第2分岐流路、11d 貫通穴、12A 第4流路、12a−1 貫通穴、12a−2 貫通穴、12a−3 貫通穴、12B 第2折り返し流路、12b 貫通穴、12C 第5流路、12c 貫通穴、12D 第3分岐流路、12d 貫通穴、13A 第6流路、13a−1 貫通穴、13a−2 貫通穴、13a−3 貫通穴、13a−4 貫通穴、20 冷媒配管、20A 冷媒配管、20B 冷媒配管、21 圧縮機、22 四方弁、23 室外熱交換器、24 絞り装置、25 室内熱交換器、26 室外ファン、27 室内ファン、28 制御装置、100 空気調和装置、111 第1板状体、112 第1板状体、113 第1板状体、114 第1板状体、115 第1板状体、121 第2板状体、122 第2板状体、123 第2板状体、124 第2板状体。1 heat exchanger, 2 laminated header, 2A refrigerant inflow part, 2B refrigerant outflow part, 3 cylindrical header, 3A refrigerant inflow part, 3B refrigerant outflow part, 4 heat transfer tube, 4A one end, 4B other end, 5 holding Member, 6 fins, 10A 1st flow path, 10a-1 through hole, 10a-2 through hole, 10a-3 through hole, 10a-4 through hole, 10a-5 through hole, 10a-6 through hole, 10B 1st Branch flow path, 10b through hole, 11A second flow path, 11a-1 through hole, 11a-2 through hole, 11a-3 through hole, 11B first turn-back flow path, 11b
Through hole, 11C 3rd flow path, 11c-1 through hole, 11c-2 through hole, 11c-3 through hole, 11D 2nd branch flow path, 11d through hole, 12A 4th flow path, 12a-1 through hole, 12a-2 through hole, 12a-3 through hole, 12B second folded flow path, 12b through hole, 12C fifth flow path, 12c through hole, 12D third branch flow path, 12d through hole, 13A sixth flow path, 13a-1 through hole, 13a-2 through hole, 13a-3 through hole, 13a-4 through hole, 20 refrigerant pipe, 20A refrigerant pipe, 20B refrigerant pipe, 21 compressor, 22 four-way valve, 23 outdoor heat exchanger, 24 Squeezing device, 25 Indoor heat exchanger, 26 Outdoor fan, 27 Indoor fan, 28 Control device, 100 Air conditioner, 111 1st plate, 112 1st plate, 113 1st plate, 114th 1 plate-shaped body, 115 1st plate-shaped body, 121 2nd plate-shaped body, 122 2nd plate-shaped body, 123 2nd plate-shaped body, 124 2nd plate-shaped body.
Claims (9)
複数の第2開口と、
前記第1開口と前記複数の第2開口とを連通する分配流路と、を有し、
複数の板状体を積層して形成された積層型ヘッダーであって、
前記分配流路は、
前記第1開口に連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の第1流路と、
前記第1流路に連通し、前記第1流路を複数の流路に分岐する第1分岐流路と、
前記第1分岐流路に連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第2流路と、
前記複数の第2流路のそれぞれに連通し、同じ板状体の長手方向に延びる第1折り返し流路と、
前記第1折り返し流路と連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第3流路と、
前記複数の第3流路のそれぞれに連通し、前記複数の第3流路のそれぞれを複数の流路に分岐する第2分岐流路と、
前記第2分岐流路に連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第4流路と、
前記複数の第4流路のそれぞれに連通し、同じ板状体の長手方向に延びる第2折り返し流路と、
前記第2折り返し流路と連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第5流路と、
前記複数の第5流路のそれぞれに連通し、前記複数の第5流路のそれぞれを複数の流路に分岐する第3分岐流路と、
前記第3分岐流路のそれぞれに連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第6流路と、を含み、
前記複数の第2流路及び前記複数の第4流路は、
前記第1流路、前記複数の第3流路、前記複数の第5流路、及び、前記第6流路を流れる冷媒の流れとは反対向きに冷媒が流れるように構成され、
前記第6流路を形成する貫通穴は、同じ前記第3分岐流路に連通する2つの貫通穴を1つの群として配置され、
前記第1分岐流路を形成する貫通穴及び前記第2分岐流路を形成する貫通穴の少なくとも一方を、群と群との間に形成している
積層型ヘッダー。 One first opening and
With multiple second openings,
It has a distribution flow path that communicates the first opening and the plurality of second openings.
A laminated header formed by laminating a plurality of plate-like bodies.
The distribution channel is
A linear first flow path that communicates with the first opening and extends in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies.
A first branch flow path that communicates with the first flow path and branches the first flow path into a plurality of flow paths.
A plurality of linearly shaped second flow paths that communicate with the first branch flow path and extend in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies.
A first folded flow path that communicates with each of the plurality of second flow paths and extends in the longitudinal direction of the same plate-like body,
A plurality of linear third flow paths that communicate with the first folded flow path and extend in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies.
A second branch flow path that communicates with each of the plurality of third flow paths and branches each of the plurality of third flow paths into a plurality of flow paths.
A plurality of linear fourth flow paths that communicate with the second branch flow path and extend in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies.
A second folded flow path that communicates with each of the plurality of fourth flow paths and extends in the longitudinal direction of the same plate-like body,
A plurality of linear fifth flow paths that communicate with the second folded flow path and extend in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies.
A third branch flow path that communicates with each of the plurality of fifth flow paths and branches each of the plurality of fifth flow paths into a plurality of flow paths.
Includes a plurality of linear sixth flow paths that communicate with each of the third branch flow paths and extend in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies.
The plurality of second flow paths and the plurality of fourth flow paths are
The refrigerant flows in the direction opposite to the flow of the refrigerant flowing through the first flow path, the plurality of third flow paths, the plurality of fifth flow paths, and the sixth flow path.
The through holes forming the sixth flow path are arranged as a group of two through holes communicating with the same third branch flow path.
A laminated header in which at least one of a through hole forming the first branch flow path and a through hole forming the second branch flow path is formed between groups.
複数の第2開口と、
前記第1開口と前記複数の第2開口とを連通する分配流路と、を有し、
複数の板状体を積層して形成された積層型ヘッダーであって、
前記分配流路は、
前記第1開口に連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の第1流路と、
前記第1流路に連通し、前記第1流路を複数の流路に分岐する第1分岐流路と、
前記第1分岐流路に連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第2流路と、
前記複数の第2流路のそれぞれに連通し、同じ板状体の長手方向に延びる第1折り返し流路と、
前記第1折り返し流路と連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第3流路と、
前記複数の第3流路のそれぞれに連通し、前記複数の第3流路のそれぞれを複数の流路に分岐する第2分岐流路と、
前記第2分岐流路に連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第4流路と、
前記複数の第4流路のそれぞれに連通し、同じ板状体の長手方向に延びる第2折り返し流路と、
前記第2折り返し流路と連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第5流路と、
前記複数の第5流路のそれぞれに連通し、前記複数の第5流路のそれぞれを複数の流路に分岐する第3分岐流路と、
前記第3分岐流路のそれぞれに連通し、前記複数の板状体の積層する方向に延びる直線形状の複数の第6流路と、を含み、
前記複数の第2流路及び前記複数の第4流路は、
前記第1流路、前記複数の第3流路、前記複数の第5流路、及び、前記第6流路を流れる冷媒の流れとは反対向きに冷媒が流れるように構成され、
前記第2分岐流路は、
前記第3分岐流路の位置よりも前記複数の第2開口側に形成されている
積層型ヘッダー。 One first opening and
With multiple second openings,
It has a distribution flow path that communicates the first opening and the plurality of second openings.
A laminated header formed by laminating a plurality of plate-like bodies.
The distribution channel is
A linear first flow path that communicates with the first opening and extends in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies.
A first branch flow path that communicates with the first flow path and branches the first flow path into a plurality of flow paths.
A plurality of linearly shaped second flow paths that communicate with the first branch flow path and extend in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies.
A first folded flow path that communicates with each of the plurality of second flow paths and extends in the longitudinal direction of the same plate-like body,
A plurality of linear third flow paths that communicate with the first folded flow path and extend in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies.
A second branch flow path that communicates with each of the plurality of third flow paths and branches each of the plurality of third flow paths into a plurality of flow paths.
A plurality of linear fourth flow paths that communicate with the second branch flow path and extend in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies.
A second folded flow path that communicates with each of the plurality of fourth flow paths and extends in the longitudinal direction of the same plate-like body,
A plurality of linear fifth flow paths that communicate with the second folded flow path and extend in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies.
A third branch flow path that communicates with each of the plurality of fifth flow paths and branches each of the plurality of fifth flow paths into a plurality of flow paths.
Includes a plurality of linear sixth flow paths that communicate with each of the third branch flow paths and extend in the stacking direction of the plurality of plate-like bodies.
The plurality of second flow paths and the plurality of fourth flow paths are
The refrigerant flows in the direction opposite to the flow of the refrigerant flowing through the first flow path, the plurality of third flow paths, the plurality of fifth flow paths, and the sixth flow path.
The second branch flow path is
A laminated header formed on the plurality of second opening sides of the position of the third branch flow path.
前記複数の板状体のうち1枚の板状体の厚みよりも長くした構成とされている
請求項1又は2に記載の積層型ヘッダー。 The first flow path, the second flow path, the third flow path, the fourth flow path, and the fifth flow path are
The laminated header according to claim 1 or 2, which is configured to be longer than the thickness of one of the plurality of plate-like bodies.
前記第1分岐流路で分岐された冷媒が、前記第2流路、前記第1折り返し流路、及び、前記第3流路で分岐されることなく前記第2分岐流路に至るように構成されている
請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層型ヘッダー。 The distribution channel is
The refrigerant branched in the first branch flow path is configured to reach the second branch flow path without being branched in the second flow path, the first turn-back flow path, and the third flow path. The laminated header according to any one of claims 1 to 3.
前記第2分岐流路で分岐された冷媒が、前記第4流路、前記第2折り返し流路、及び、前記第5流路で分岐されることなく前記第3分岐流路に至るように構成されている
請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層型ヘッダー。 The distribution channel is
The refrigerant branched in the second branch flow path is configured to reach the third branch flow path without being branched in the fourth flow path, the second folded flow path, and the fifth flow path. The laminated header according to any one of claims 1 to 4.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の積層型ヘッダー。 The through hole forming the first branch flow path and the through hole forming the second branch flow path have the same plate shape as the plate-like body in which a part of the through hole forming the sixth branch flow path is formed. The laminated header according to any one of claims 1 to 5, which is formed on the body.
請求項1に記載の積層型ヘッダー。 The laminated header according to claim 1, wherein the distance between the groups is wider than the distance between the two through holes constituting one group.
前記複数の第2開口のそれぞれに接続された複数の伝熱管と、
を備えた
熱交換器。 The laminated header according to any one of claims 1 to 7,
A plurality of heat transfer tubes connected to each of the plurality of second openings,
A heat exchanger equipped with.
冷凍サイクル装置。 A refrigeration cycle apparatus comprising the heat exchanger according to claim 8 as at least one of an evaporator and a condenser.
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