JPWO2019030812A1 - 熱交換ユニット及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

熱交換ユニットは、複数の伝熱管を有する熱交換器と、複数の冷媒分配器とを備える。複数の冷媒分配器は、冷媒が流入する流入管と、冷媒が流出する複数の分流管を備える。複数の分流管は、それぞれ複数の伝熱管に接続されている。複数の分流管と複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に低い冷媒分配器の流入管の内径は、複数の分流管と複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に高い冷媒分配器の流入管の内径より小さいなっている。複数の冷媒分配器のそれぞれにおいて、複数の分流管のうち伝熱管との接続位置の高さが相対的に低い分流管の内径は、複数の分流管のうち伝熱管との接続位置の高さが相対的に高い分流管の内径よりも小さくなっている。

Description

本発明は、空調、冷凍、及び冷蔵等の用途に利用する冷凍サイクル装置、及び冷凍サイクル装置に設けられる熱交換ユニットに関するものである。

従来、冷凍サイクル装置に設けられる熱交換ユニットの熱交換器の熱交換率を向上させるため、冷媒分配器が設けられている。冷媒分配器は、冷媒が流入する側の開口端に接続された流入管と、冷媒が流出する複数の開口端にそれぞれ接続された複数の分流管とを備えている。このような冷媒分配器には、熱交換器での熱交換率を向上させるため、流体の流出量を均一にして、分流後のパスバランスを適正にすることが要求される。例えば、特許文献１には、分流後のパスバランスを適正にするため、冷媒分配器である分岐管の内部に円筒状の絞り部材を配置する構成が記載されている。絞り部材は、その内周部の形状が分岐管に求められる機能に応じて定められている。特許文献１では、このような絞り部材を分岐管の流入側の開口端若しくは流出側の開口端の内部に装着する構成が提案されている。

特開２０００−２７４８８５号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、分岐管とは別体の絞り部材を製造しなければならない。また、絞り部材を分岐管の開口端に装着する構成であるため、分岐管の開口端の内径及び絞り部材の外径に精度が要求される。さらに、分岐管の開口端に絞り部材を埋め込む製造工程が必要である。すなわち、特許文献１の分岐管は構成が複雑であり、製造が困難であるという問題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で製造が容易な冷媒分配器を備えた熱交換ユニット及び冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

本発明に係る熱交換ユニットは、複数の伝熱管を有する熱交換器と、少なくとも１つの冷媒分配器とを備える熱交換ユニットであって、前記冷媒分配器は、冷媒が流入する流入管と、前記冷媒が流出する複数の分流管であって、それぞれ前記複数の伝熱管に接続されている複数の分流管とを備え、前記複数の分流管のうち前記伝熱管との接続位置の高さが相対的に低い分流管の内径が、前記複数の分流管のうち前記伝熱管との接続位置の高さが相対的に高い分流管の内径より小さいものである。

また、本発明に係る熱交換ユニットは、複数の伝熱管を有する熱交換器と、複数の冷媒分配器とを備える熱交換ユニットであって、前記複数の冷媒分配器は、冷媒が流入する流入管と、前記冷媒が流出する複数の分流管であって、それぞれ前記複数の伝熱管に接続されている複数の分流管とを備え、前記複数の分流管と前記複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に低い前記冷媒分配器の前記流入管の内径が、前記複数の分流管と前記複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に高い前記冷媒分配器の前記流入管の内径より小さいものである。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、減圧弁及び蒸発器を冷媒配管によって順次接続した冷媒回路と、少なくとも１つの冷媒分配器とを備える冷凍サイクル装置であって、前記冷媒分配器は、前記冷媒回路内の冷媒が流入する流入管と、前記冷媒が流出する複数の分流管であって、それぞれ前記蒸発器の複数の伝熱管に接続されている分流管とを有し、前記複数の分流管のうち前記伝熱管との接続位置の高さが相対的に低い分流管の内径が、前記複数の分流管のうち前記伝熱管との接続位置の高さが相対的に高い分流管の内径より小さいものである。

また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、減圧弁及び蒸発器を冷媒配管によって順次接続した冷媒回路と、複数の冷媒分配器とを備えた冷凍サイクル装置であって、前記複数の冷媒分配器は、前記冷媒回路内の冷媒が流入する流入管と、前記冷媒が流出する複数の分流管であって、それぞれ前記蒸発器の複数の伝熱管に接続されている分流管とを有し、前記複数の分流管と前記複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に低い前記冷媒分配器の前記流入管の内径が、前記複数の分流管と前記複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に高い前記冷媒分配器の前記流入管の内径より小さいものである。

本発明に係る熱交換ユニットによれば、熱交換器における冷媒の良好なパスバランス、及び熱交換率の低下の防止を簡易な構成で実現することができる。また、本発明に係る冷凍サイクル装置によれば、蒸発器における冷媒の良好なパスバランス、及び熱交換率の低下の防止を簡易な構成で実現することができる。

本発明の実施の形態１に係る熱交換ユニットの分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る熱交換器の要部を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の要部を示す図である。 本発明の実施の形態１の変形例に係る熱交換器の要部を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。 本発明の実施の形態３に係る熱交換器の要部を示す図である。 本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。 本発明の実施の形態４に係る熱交換器の要部を示す図である。 本発明の実施の形態３の変形例に係る熱交換器の要部を示す図である。 本発明の実施の形態５に係る熱交換器の要部を示す図である。 本発明の実施の形態６に係る熱交換器の要部を示す図である。 本発明の実施の形態６の変形例に係る熱交換器の要部を示す図である。

以下に、本発明における熱交換ユニット及び冷凍サイクル装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面においては各構成部材の大きさは実際の装置とは異なる場合がある。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る熱交換ユニットの分解斜視図である。図１に示すように、本実施の形態１において、熱交換ユニットは室外機１０である。室外機１０の外郭は、前面パネル１１、側面パネル１２及び天面パネル１３によって構成されている。室外機１０の内部には、送風機室１４と機械室１５とが形成されている。送風機室１４と機械室１５とは仕切板１６によって仕切られている。

送風機室１４には、熱交換器２０と、熱交換器２０に室外空気を供給する送風機１７が設けられている。機械室１５の下部には、後述する冷凍サイクル装置の一部を構成する圧縮機３０及び冷媒配管４０が設けられている。機械室１５の上部には電気品１８が設けられている。

図２は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。図２は暖房運転に係る冷媒回路を示す図であり、冷媒の流れは矢印で示されている。冷凍サイクル装置１００は、圧縮機３０、熱交換器５０、減圧弁６０、冷媒分配器７０、及び熱交換器２０が、冷媒配管４０で順次接続されている。冷媒分配器７０は、分配器本体７１と、冷媒配管４０に封入されている冷媒が流入する流入管７２と、冷媒が流出する４つの分流管７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃ、及び７３Ｄとを有している。流入管７２は、冷媒配管４０に接続されている。すなわち、冷媒分配器７０は冷凍サイクル装置１００において、減圧弁６０と熱交換器２０との間に接続されている。圧縮機３０、減圧弁６０、冷媒分配器７０、及び熱交換器２０は、上述の室外機１０に備えられている。熱交換器５０は室内機１０１に備えられている。本実施の形態１において熱交換器２０は蒸発器として動作し、熱交換器５０は凝縮器として動作する。室外機１０は本発明の熱交換ユニットである。

図３は、本発明の実施の形態１に係る熱交換器の要部を示す図である。本実施の形態１において、４つの分流管７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃ、及び７３Ｄは、それぞれ熱交換器２０の伝熱管２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、及び２１Ｄに接続されている。以降の説明において、分流管７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃ、及び７３Ｄを総称して分流管７３と呼び、伝熱管２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、及び２１Ｄを総称して伝熱管２１と呼ぶ場合がある。分流管７３Ａの伝熱管２１Ａとの接続位置の高さはＨ１１で示されている。分流管７３Ｂの伝熱管２１Ｂとの接続位置の高さはＨ１２で示されている。分流管７３Ｃの伝熱管２１Ｃとの接続位置の高さはＨ１３で示されている。分流管７３Ｄの伝熱管２１Ｄとの接続位置の高さはＨ１４で示されている。本明細書において、分流管７３の伝熱管２１との接続位置の高さとは、熱交換器２０の最下端から分流管７３の軸芯までの、熱交換器２０の上下方向に沿った長さである。

分流管７３Ｂの伝熱管２１Ｂとの接続位置の高さＨ１２は、分流管７３Ａの伝熱管２１Ａとの接続位置の高さＨ１１より低く、分流管７３Ｂの内径Ｄ１２は分流管７３Ａの内径Ｄ１１よりも小さい。分流管７３Ｃの伝熱管２１Ｃとの接続位置の高さＨ１３は、分流管７３Ｂの伝熱管２１Ｂとの接続位置の高さＨ１２より低く、分流管７３Ｃの内径Ｄ１３は分流管７３Ｂの内径Ｄ１２よりも小さい。分流管７３Ｄの伝熱管２１Ｄとの接続位置の高さＨ１４は、分流管７３Ｃの伝熱管２１Ｃとの接続位置の高さＨ１３より低く、分流管７３Ｄの内径Ｄ１４は分流管７３Ｃの内径Ｄ１３よりも小さい。すなわち、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に低い分流管７３の内径は、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に高い分流管７３の内径より小さい。

重力の影響により、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に低い分流管７３における冷媒流量は、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に高い分流管７３における冷媒流量よりも大きくなる。しかしながら、本実施の形態１によれば、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に低い分流管７３の内径は、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に高い分流管７３の内径より小さい。従って、複数の分流管７３の冷媒分量に偏りが生じることはなく、蒸発器として動作する熱交換器２０のパスバランスの悪化、及び熱交換率の低下を防止することができる。

さらに、実施の形態１によれば、分配器本体７１に接続されている分流管７３の内径を適宜設定するのみで、熱交換器２０のパスバランスの悪化を防止している。すなわち、室外機１０及び冷凍サイクル装置１００の熱交換率の向上を、簡易な構成を備え製造が容易な冷媒分配器７０を熱交換器２０に設けることで実現できる。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。図５は、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の要部を示す図である。図２と同様、図４は暖房運転に係る冷媒回路図であり、冷媒の流れは矢印で示されている。図４及び図５において、上述の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。本実施の形態２の冷凍サイクル装置２００において、冷媒分配器７０の流入管７２は、熱交換器２０の伝熱管２１Ｅに接続されている。すなわち、冷媒分配器７０は蒸発器である熱交換器２０の内部に設けられている。その他の構成は、実施の形態１と同様であり、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に低い分流管７３の内径は、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に高い分流管７３の内径より小さい。

本実施の形態２によれば、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に低い分流管７３の内径は、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に高い分流管７３の内径より小さい。従って、実施の形態１と同様、複数の分流管７３の冷媒分量に偏りが生じることはなく、蒸発器として動作する熱交換器２０のパスバランスの悪化、及び熱交換率の低下を防止することができる。

さらに、本実施の形態２によれば、分配器本体７１に接続されている分流管７３の内径を適宜設定するのみで、熱交換器２０のパスバランスの悪化を防止している。すなわち、実施の形態１と同様、室外機１０及び冷凍サイクル装置１００の熱交換率の向上を、簡易な構成を備え製造が容易な冷媒分配器７０を熱交換器２０に設けることで実現できる。

図６は、本発明の実施の形態１の変形例に係る熱交換器の要部を示す図である。実施の形態１及び実施の形態２において、冷媒分配器７０は４つの分流管７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃ、及び７３Ｄを備えているがこれに限るものではない。図６に示す変形例の冷媒分配器７０は、２つの分流管７３Ａ及び７３Ｂを有している。分流管７３Ｂの伝熱管２１Ｂとの接続位置の高さは、分流管７３Ａの伝熱管２１Ａとの接続位置の高さより低く、分流管７３Ｂの内径は分流管７３Ａの内径よりも小さい。従って、上述の実施の形態１及び実施の形態２の効果と同様の効果が得られる。

実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。図８は、本発明の実施の形態３に係る熱交換器の要部を示す図である。図２及び図４と同様、図７は暖房運転に係る冷媒回路図であり、冷媒の流れは矢印で示されている。図７及び図８において、上述の実施の形態１及び実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。本実施の形態３において、冷媒分配器３７０及び冷媒分配器３８０が冷凍サイクル装置３００に設けられている。冷媒分配器３７０は、分配器本体３７１と、冷媒配管４０に封入されている冷媒が流入する流入管３７２と、冷媒が流出する２つの分流管３７３Ａ及び分流管３７３Ｂとを有している。流入管３７２は、冷媒配管４０に接続されている。冷媒分配器３８０は、分配器本体３８１と、冷媒配管４０に封入されている冷媒が流入する流入管３８２と、冷媒が流出する２つの分流管３８３Ａ及び分流管３８３Ｂとを有している。流入管３８２は、冷媒配管４０に接続されている。すなわち、冷媒分配器３７０及び冷媒分配器３８０は、冷凍サイクル装置３００において減圧弁６０と熱交換器２０との間に接続されている。

冷媒分配器３７０の２つの分流管３７３Ａ及び３７３Ｂは、それぞれ熱交換器２０の伝熱管２１Ａ及び２１Ｂに接続されている。冷媒分配器３８０の２つの分流管３８３Ａ及び３８３Ｂは、それぞれ熱交換器２０の伝熱管２１Ｃ及び２１Ｃに接続されている。以降の説明において、分流管３７３Ａ及び３７３Ｂを総称して分流管３７３と呼び、分流管３８３Ａ及び３８３Ｂを総称して分流管３８３と呼ぶ場合がある。

図８を参照すると、分流管３７３Ａの伝熱管２１Ａとの接続位置の高さはＨ２１で示されている。分流管３７３Ｂの伝熱管２１Ｂとの接続位置の高さはＨ２２で示されている。分流管３８３Ａの伝熱管２１Ｃとの接続位置の高さはＨ２３で示されている。分流管３８３Ｂの伝熱管２１Ｄとの接続位置の高さはＨ２４で示されている。Ｈ２１とＨ２２の平均と、Ｈ２３とＨ２４の平均とを比較すると、後者の方が低い。詳述すると、冷媒分配器３８０における複数の分流管３８３Ａ及び３８３Ｂと伝熱管２１Ｃ及び２１Ｄとの接続位置の高さの平均値は、冷媒分配器３７０における複数の分流管３７３Ａ及び３７３Ｂと伝熱管２１Ａ及び２１Ｂとの接続位置の高さの平均値より低い。そして、冷媒分配器３８０の流入管３８２の内径Ｄ３２は、冷媒分配器３７０の流入管３７２の内径Ｄ３１より小さい。すなわち、分流管３８３と伝熱管２１との接続位置の高さの平均値が相対的に低い冷媒分配器３８０の流入管３８２の内径Ｄ３２は、分流管３７３と伝熱管２１との接続位置の高さの平均値が相対的に高い冷媒分配器３７０の流入管３７２の内径Ｄ３１より小さい。

さらに、冷媒分配器３７０において、伝熱管２１との接続位置が相対的に低い分流管３７３の内径は、伝熱管２１との接続位置が相対的に高い分流管３７３の内径よりも小さい。すなわち、分流管３７３Ｂの伝熱管２１Ｂとの接続位置の高さＨ２２は、分流管３７３Ａの伝熱管２１Ａとの接続位置の高さＨ２１より低く、分流管３７３Ｂの内径Ｄ２２は分流管３７３Ａの内径Ｄ２１よりも小さい。同様に、冷媒分配器３８０において、伝熱管２１との接続位置が相対的に低い分流管３８３の内径は、伝熱管２１との接続位置が相対的に高い分流管３８３の内径よりも小さい。すなわち、分流管３８３Ｂの伝熱管２１Ｄとの接続位置の高さＨ２４は、分流管３８３Ａの伝熱管２１Ｃとの接続位置の高さＨ２３より低く、分流管３８３Ｂの内径Ｄ２４は分流管３８３Ａの内径Ｄ２３よりも小さい。

重力の影響により、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に低い分流管３８３における冷媒流量は、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に高い分流管３７３における冷媒流量よりも大きくなる。上述のように、伝熱管２１との接続位置の高さの平均値が相対的に低い分流管３８３を有する冷媒分配器３８０の流入管３８２の内径Ｄ３２は、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に高い分流管３７３を有する冷媒分配器３７０の流入管３７２の内径Ｄ３１より小さい。従って、本実施の形態３によれば、複数の分流管３７３及び分流管３８３の冷媒分量に偏りが生じることはなく、蒸発器として動作する熱交換器２０における冷媒のパスバランスの悪化、及び熱交換率の低下を防止することができる。

また、冷媒分配器３７０及び冷媒分配器３８０のそれぞれの分流管３７３及び分流管３８３について、伝熱管２１との接続位置が相対的に低いほうの内径は、伝熱管２１との接続位置が相対的に高いほうの内径よりも小さい。従って、熱交換器２０における冷媒のパスバランスをより適切な状態にすることができ、高い熱交換率を維持することができる。

さらに、本実施の形態３によれば、分流管７３及び分流管８３の内径、並びに流入管３７２及び流入管３８２の内径を適宜設定するのみで、熱交換器２０のパスバランスの悪化を防止している。すなわち、室外機１０及び冷凍サイクル装置２００の熱交換率の向上を、簡易な構成を備え、製造が容易な冷媒分配器３７０及び冷媒分配器３８０を熱交換器２０に設けることで実現できる。

実施の形態４．
図９は、本発明の実施の形態４に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路図である。図１０は、本発明の実施の形態４に係る熱交換器の要部を示す図である。図２、図４、及び図７と同様、図９は暖房運転に係る冷媒回路図であり、冷媒の流れは矢印で示されている。図９及び図１０において、上述の実施の形態１〜３に係る冷凍サイクル装置の構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。本実施の形態４の冷凍サイクル装置２００において、冷媒分配器３７０の流入管３７２は、熱交換器２０の伝熱管２１Ｅに接続され、冷媒分配器３８０の流入管３８２は、熱交換器２０の伝熱管２１Ｆに接続されている。すなわち、冷媒分配器３７０及び冷媒分配器３８０は蒸発器である熱交換器２０の内部に設けられている。その他の構成は、実施の形態３と同様である。

本実施の形態４では、伝熱管２１との接続位置の高さの平均値が相対的に低い分流管３８３を有する冷媒分配器３８０の流入管３８２の内径Ｄ３２は、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に高い分流管３７３を有する冷媒分配器３７０の流入管３７２の内径Ｄ３１より小さい。従って、実施の形態３と同様、複数の分流管３７３及び分流管３８３の冷媒分量に偏りが生じることはなく、蒸発器として動作する熱交換器２０における冷媒のパスバランスの悪化、及び熱交換率の低下を防止することができる。

また、冷媒分配器３７０及び冷媒分配器３８０のそれぞれの分流管３７３及び分流管３８３について、伝熱管２１との接続位置が相対的に低いほうの内径は、伝熱管２１との接続位置が相対的に高いほうの内径よりも小さい。従って、実施の形態３と同様、熱交換器２０における冷媒のパスバランスをより適切な状態にすることができ、高い熱交換率を維持することができる。

さらに、本実施の形態４によれば、分流管７３及び分流管８３の内径、並びに流入管３７２及び流入管３８２の内径を適宜設定するのみで、熱交換器２０のパスバランスの悪化を防止している。すなわち、実施の形態３と同様、室外機１０及び冷凍サイクル装置２００の熱交換率の向上を、簡易な構成を備え、製造が容易な冷媒分配器３７０及び冷媒分配器３８０を熱交換器２０に設けることで実現できる。

尚、実施の形態３及び実施の形態４において、分流管３７３及び分流管３８３について、伝熱管２１との接続位置が相対的に低いほうの内径は、伝熱管２１との接続位置が相対的に高いほうの内径よりも小さくなっているが、これに限るものではない。図１１は、本発明の実施の形態３の変形例に係る熱交換器の要部を示す図である。図１１に示すように、分流管３７３Ａの内径Ｄ２１、分流管３７３Ｂの内径Ｄ２２、分流管３８３Ａの内径Ｄ２３、及び分流管３８３Ｂの内径Ｄ２４は、同一であってもよい。この場合でも、冷媒分配器３８０の流入管３８２の内径Ｄ３２は、冷媒分配器３７０の流入管３７２の内径Ｄ３１より小さい。従って、上述の実施の形態３及び実施の形態４と同様の効果が得られる。尚、図１１に示す冷媒分配器３７０及び冷媒分配器３８０は、実施の形態３と同様、減圧弁６０と熱交換器２０との間に接続される構成を有しているがこれに限るものではなく、実施の形態４と同様、熱交換器２０の内部に設けてもよい。

実施の形態５．
図１２は、本発明の実施の形態５に係る熱交換器の要部を示す図である。冷媒分配器４７０は、分配器本体４７１と、冷媒が流入する流入管４７２と、冷媒が流出する分流管４７３Ａ及び４７３Ｂとを有している。分流管４７３Ａは熱交換器２０の伝熱管２１Ａに接続され、分流管４７３Ｂは熱交換器２０の伝熱管２１Ｃに接続されている。冷媒分配器４８０は、分配器本体４８１と、冷媒が流入する流入管４８２と、冷媒が流出する分流管４８３Ａ及び４８３Ｂとを有している。分流管４８３Ａは熱交換器２０の伝熱管２１Ｂに接続され、分流管４８３Ｂは熱交換器２０の伝熱管２１Ｄに接続されている。流入管４７２及び流入管４８２は、上述の冷媒回路の冷媒配管４０と同様の冷媒配管に接続されている。以降の説明において、分流管４７３Ａ及び４７３Ｂを総称して分流管４７３と呼び、分流管４８３Ａ及び４８３Ｂを総称して分流管４８３と呼ぶ場合がある。

分流管４８３Ａと伝熱管２１Ｂの接続位置の高さＨ４３と分流管４８３Ｂと伝熱管２１Ｄの接続位置の高さＨ４４との平均値は、分流管４７３Ａと伝熱管２１Ａの接続位置の高さＨ４１と分流管４７３Ｂと伝熱管２１Ｃの接続位置の高さＨ４２との平均値よりも低い。冷媒分配器４８０において伝熱管２１との接続位置が最も高い分流管４８３Ａの該接続位置は、冷媒分配器４７０において伝熱管２１との接続位置が最も低い分流管４７３Ｂの該接続位置より高い。すなわち、冷媒分配器４８０の分流管４８３Ｂと伝熱管２１Ａとの接続位置は、冷媒分配器４７０の分流管４７３Ｂと伝熱管２１Ｃとの接続位置よりも高い。そして、冷媒分配器４８０の流入管４８２の内径Ｄ４２は、冷媒分配器４７０の流入管４７２の内径Ｄ４１より小さい。

本実施の形態５では、冷媒分配器４７０の一部の分流管４７３と伝熱管２１との接続位置と、冷媒分配器４７０とは別体の冷媒分配器４８０の一部の分流管４８３と伝熱管２１との接続位置が、上下している。この構成において、分流管４８３と伝熱管２１との接続位置の高さの平均値が低い冷媒分配器４８０の流入管４８２の内径Ｄ４２は、分流管４７３と伝熱管２１との接続位置の高さの平均値が高い冷媒分配器４７０の流入管４７２の内径Ｄ４１より小さい。従って、異なる冷媒分配器のそれぞれの分流管の接続位置が上下している場合であっても、上述の実施の形態１〜４と同様の効果が得られる。

実施の形態６．
図１３は、本発明の実施の形態６に係る熱交換器の要部を示す図である。冷媒分配器５７０は、分配器本体５７１と、冷媒が流入する流入管５７２と、冷媒が流出する分流管５７３Ａ、５７３Ｂ、５７３Ｃ、及び５７３Ｄとを有している。分流管５７３Ａは熱交換器２０の伝熱管２１Ａに接続され、分流管５７３Ｂは熱交換器２０の伝熱管２１Ｂに接続され、分流管５７３Ｃは熱交換器２０の伝熱管２１Ｃに接続され、分流管５７３Ｄは熱交換器２０の伝熱管２１Ｄに接続されている。以降の説明において、分流管５７３Ａ、５７３Ｂ、５７３Ｃ、及び５７３Ｄを総称して分流管５７３と呼ぶ場合がある。

分流管５７３Ｂの伝熱管２１Ｂとの接続位置の高さＨ５２は、分流管５７３Ａの伝熱管２１Ａとの接続位置の高さＨ５１より低い。分流管５７３Ｃの伝熱管２１Ｃとの接続位置の高さＨ５３は、分流管５７３Ｂの伝熱管２１Ｂとの接続位置の高さＨ５２より低い。分流管５７３Ｄの伝熱管２１Ｄとの接続位置の高さＨ５４は、分流管５７３Ｃの伝熱管２１Ｃとの接続位置の高さＨ５３より低い。

そして、分流管５７３Ａの内径Ｄ５１、分流管５７３Ｂの内径Ｄ５２、及び分流管５７３Ｃの内径Ｄ５３は同一であり、分流管５７３Ｄの内径Ｄ５４は、分流管５７３Ａ、５７３Ｂ、及び５７３Ｃの内径Ｄ５１、Ｄ５２、及びＤ５３より小さい。すなわち、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に高い３本の分流管５７３Ａ、分流管５７３Ｂ、及び分流管５７３Ｃの内径は同一であり、かつ、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に低い分流管５７３Ｄの内径よりも大きい。

本実施の形態６によれば、熱交換器２０における冷媒のパスバランスの悪化を防止し、熱交換率の低下を防止できることに加え、４本の分流管５７３について、内径が異なる２つのタイプのものが用いられている。従って、熱交換器の製造がより容易である。

図１４は、本発明の実施の形態６の変形例に係る熱交換器の要部を示す図である。この変形例において、分流管５７３Ｂの内径Ｄ５２、分流管５７３Ｃの内径Ｄ５３、及び分流管５７３Ｄの内径Ｄ５４は同一であり、分流管５７３Ａの内径Ｄ５１は、分流管５７３Ｂ、５７３Ｃ、及び５７３Ｄの内径Ｄ５２、Ｄ５３、及びＤ５４より大きい。すなわち、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に低い３本の分流管５７３Ｂ、分流管５７３Ｃ、及び分流管５７３Ｄの内径は同一であり、かつ、伝熱管２１との接続位置の高さが相対的に高い分流管５７３Ａの内径よりも小さい。従って、この変形例においても、上述の実施の形態６と同様の効果が得られる。

実施の形態６及びその変形例においては、４本の分流管５７３のうち、３本の分流管５７３の内径を同一とし、残りの１本の分流管５７３の内径を、伝熱管２１との接続位置の相対的な高低に応じて異ならせているが、これに限るものではない。例えば、４本の分流管５７３の伝熱管２１との接続位置の差分が均一の場合に、以下のように分流管５７３の内径を設定してもよい。すなわち、伝熱管２１との接続位置が相対的に低い２本の分流管５７３の内径を伝熱管２１との接続位置が相対的に高い２本の分流管５７３の内径より小さくする。さらに、伝熱管２１との接続位置が相対的に低い２本の分流管５７３同士の内径は同一とし、伝熱管２１との接続位置が相対的に高い２本の分流管５７３同士の内径は同一とする。このように、伝熱管２１に接続される分流管５７３の本数に対し、伝熱管２１との接続の状況に応じて、分流管５７３のタイプの数を減ずることにより、熱交換器の製造をより容易とすることができる。

また、実施の形態６及びその変形例において、冷媒分配器は１つであるがこれに限るものではない。冷媒分配器が複数設けられている場合においても、それぞれの冷媒分配器において、伝熱管２１との接続位置の高さの差分に基づいて、分流管の内径を設定してよい。

実施の形態１〜６において、暖房運転に係る冷媒回路を例にとって説明したが、これに限るものではない。実施の形態１〜６に係る冷媒分配器を冷房運転の冷媒回路を構成する熱交換器に適用することもできる。冷房運転の場合、例えば、図２に示す実施の形態１の冷凍サイクル装置１００を例にとって説明すると、室外機は圧縮機３０、熱交換器５０、及び減圧弁６０で構成され、室内機は熱交換器２０と冷媒分配器７０とで構成される。冷媒分配器７０の複数の分流管７３の内径を上述のように構成し、蒸発器として動作する熱交換器２０のパスバランスの悪化、及び熱交換率の低下を防止することができる。

１０ 室外機、１１ 前面パネル、１２ 側面パネル、１３ 天面パネル、１４ 送風機室、１５ 機械室、１６ 仕切板、１７ 送風機、１８ 電気品、２０ 熱交換器、２１ 伝熱管、２１Ａ 伝熱管、２１Ｂ 伝熱管、２１Ｃ 伝熱管、２１Ｄ 伝熱管、２１Ｅ 伝熱管、２１Ｆ 伝熱管、３０ 圧縮機、４０ 冷媒配管、５０ 熱交換器、６０ 減圧弁、７０ 冷媒分配器、７１ 分配器本体、７２ 流入管、７３ 分流管、７３Ａ 分流管、７３Ｂ 分流管、７３Ｃ 分流管、７３Ｄ 分流管、８３ 分流管、１００ 冷凍サイクル装置、１０１ 室内機、２００ 冷凍サイクル装置、３００ 冷凍サイクル装置、３７０ 冷媒分配器、３７１ 分配器本体、３７２ 流入管、３７３ 分流管、３７３Ａ 分流管、３７３Ｂ 分流管、３８０ 冷媒分配器、３８１ 分配器本体、３８２ 流入管、３８３ 分流管、３８３Ａ 分流管、３８３Ｂ 分流管、４７０ 冷媒分配器、４７１ 分配器本体、４７２ 流入管、４７３ 分流管、４７３Ａ 分流管、４７３Ｂ 分流管、４８０ 冷媒分配器、４８１ 分配器本体、４８２ 流入管、４８３ 分流管、４８３Ａ 分流管、４８３Ｂ 分流管、５７０ 冷媒分配器、５７１ 分配器本体、５７２ 流入管、５７３ 分流管、５７３Ａ 分流管、５７３Ｂ 分流管、５７３Ｃ 分流管、５７３Ｄ 分流管。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、複数の伝熱管を有する熱交換器と、複数の冷媒分配器とを備える熱交換ユニットであって、前記複数の冷媒分配器のそれぞれは、冷媒が流入する流入管と、前記冷媒が流出する複数の分流管であって、それぞれが前記複数の伝熱管に接続されている複数の分流管とを備え、前記複数の分流管と前記複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に低い前記冷媒分配器の前記流入管の内径が、前記複数の分流管と前記複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に高い前記冷媒分配器の前記流入管の内径より小さいものである。

また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、減圧弁及び蒸発器を冷媒配管によって順次接続した冷媒回路と、複数の冷媒分配器とを備えた冷凍サイクル装置であって、前記複数の冷媒分配器のそれぞれは、前記冷媒回路内の冷媒が流入する流入管と、前記冷媒が流出する複数の分流管であって、それぞれが前記蒸発器の複数の伝熱管に接続されている分流管とを有し、前記複数の分流管と前記複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に低い前記冷媒分配器の前記流入管の内径が、前記複数の分流管と前記複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に高い前記冷媒分配器の前記流入管の内径より小さいものである。

Claims (8)

1. 複数の伝熱管を有する熱交換器と、
   少なくとも１つの冷媒分配器とを備える熱交換ユニットであって、
   前記冷媒分配器は、
   冷媒が流入する流入管と、
   前記冷媒が流出する複数の分流管であって、それぞれ前記複数の伝熱管に接続されている複数の分流管とを備え、
   前記複数の分流管のうち前記伝熱管との接続位置の高さが相対的に低い分流管の内径が、前記複数の分流管のうち前記伝熱管との接続位置の高さが相対的に高い分流管の内径より小さい熱交換ユニット。
2. 複数の伝熱管を有する熱交換器と、
   複数の冷媒分配器とを備える熱交換ユニットであって、
   前記複数の冷媒分配器は、
   冷媒が流入する流入管と、
   前記冷媒が流出する複数の分流管であって、それぞれ前記複数の伝熱管に接続されている複数の分流管とを備え、
   前記複数の分流管と前記複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に低い前記冷媒分配器の前記流入管の内径が、前記複数の分流管と前記複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に高い前記冷媒分配器の前記流入管の内径より小さい熱交換ユニット。
3. 前記複数の冷媒分配器のそれぞれにおいて、前記複数の分流管のうち前記伝熱管との接続位置の高さが相対的に低い前記分流管の内径が、前記複数の分流管のうち前記伝熱管との接続位置の高さが相対的に高い前記分流管の内径よりも小さい請求項２に記載の熱交換ユニット。
4. 前記複数の分流管と前記複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に低い前記冷媒分配器の前記複数の分流管のうち、前記伝熱管との接続位置の高さが最も高い前記分流管の該接続位置は、前記複数の分流管と前記複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に高い前記冷媒分配器の前記複数の分流管のうち、前記伝熱管との接続位置の高さが最も低い前記分流管の該接続位置より高い請求項２又は３に記載の熱交換ユニット。
5. 圧縮機、凝縮器、減圧弁及び蒸発器を冷媒配管によって順次接続した冷媒回路と、少なくとも１つの冷媒分配器とを備える冷凍サイクル装置であって、
   前記冷媒分配器は、
   前記冷媒回路内の冷媒が流入する流入管と、
   前記冷媒が流出する複数の分流管であって、それぞれ前記蒸発器の複数の伝熱管に接続されている分流管とを有し、
   前記複数の分流管のうち前記伝熱管との接続位置の高さが相対的に低い分流管の内径が、前記複数の分流管のうち前記伝熱管との接続位置の高さが相対的に高い分流管の内径より小さい冷凍サイクル装置。
6. 圧縮機、凝縮器、減圧弁及び蒸発器を冷媒配管によって順次接続した冷媒回路と、複数の冷媒分配器とを備えた冷凍サイクル装置であって、
   前記複数の冷媒分配器は、
   前記冷媒回路内の冷媒が流入する流入管と、
   前記冷媒が流出する複数の分流管であって、それぞれ前記蒸発器の複数の伝熱管に接続されている分流管とを有し、
   前記複数の分流管と前記複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に低い前記冷媒分配器の前記流入管の内径が、前記複数の分流管と前記複数の伝熱管との接続位置の高さの平均値が相対的に高い前記冷媒分配器の前記流入管の内径より小さい冷凍サイクル装置。
7. 前記冷媒分配器は、前記減圧弁と前記蒸発器との間に接続されている請求項５又は６に記載の冷凍サイクル装置。
8. 前記冷媒分配器は前記蒸発器の内部に設けられている請求項５又は６に記載の冷凍サイクル装置。

Images