(57)【要約】【課題】冷媒入口部分での曲げの影響を解消して気液の比率を均一化しつつ設計通りに分流できる分流器とそれを用いた冷凍システムの提供。【解決手段】複数の分流路１６の上流側に冷媒衝突部２０を有する分流体１１と、前記分流体の冷媒衝突部に曲がり部を介して冷媒を導く冷媒通路形成部材１２とを備え、前記冷媒通路形成部材の冷媒通路の曲がり部には冷媒流入口１４からの冷媒の流れの向きを複数回変えた後に前記分流体の冷媒衝突部へと案内する冷媒反転通路部１５を設けた構成としてある。これにより、冷媒流入口からシェル内に流入した気液二相の冷媒は冷媒反転通路部で衝突と向きを変更し、流れが曲がることで受ける慣性力の影響を解消することができる。よって、冷媒の気液比率を均一化しつつ従来と同様分流体の衝突部に衝突させて気液を拡散混合し各分流路へと設計通りに分流させることができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分流路の上流側に冷媒衝突部を設けた分流体と、前記分流体の冷媒衝突部に曲がり部を介して冷媒を導く冷媒通路形成部材とを備え、前記冷媒通路形成部材の冷媒通路の曲がり部には冷媒流入口からの冷媒の流れの向きを複数回変えた後に前記分流体の冷媒衝突部へと案内する冷媒反転通路部を設けた冷媒分流器。
【請求項２】
複数の分流路の上流側に冷媒衝突部を設けた分流体と、前記分流体の冷媒衝突部に冷媒を導く筒状体と、前記筒状体に冷媒を導く有底筒状のシェルとを備え、前記有底筒状のシェルにはシェルの軸線と交差する方向に冷媒流入口を設けるとともに、前記冷媒流入口に対向する部分に前記筒状体もしくは変流体を位置させて当該筒状体もしくは変流体と前記シェルとで前記冷媒流入口からの冷媒の流れの向きを複数回変えた後に前記分流体の冷媒衝突部へと案内する冷媒反転通路部を形成した冷媒分流器。
【請求項３】
複数の分流路の上流側に冷媒衝突部を設けた分流体と、前記分流体に装着した有底筒状のシェルとを備え、前記有底筒状のシェルにはシェルの軸線と交差する方向に冷媒流入口を設けるとともに、前記シェル内には前記分流体の冷媒衝突部から前記冷媒流入口と対向する部分まで位置して端部を開口し前記冷媒流入口からの冷媒を分流体の冷媒衝突部へと案内する筒状体を設けた冷媒分流器。
【請求項４】
筒状体は冷媒流入口から分流体の衝突部に至る経路中で最も流路断面積が小さくなるように設定した請求項２または３記載の冷媒分流器。
【請求項５】
有底筒状のシェル内に設けた筒状体はその筒状外周面が冷媒流入口と対向していてその筒状端面が開口し、この開口端から前記シェルの底までの間隙ｄを前記筒状体の内径Ｄの１／４以上（ｄ＞Ｄ／４）とした請求項２〜４のいずれか１項記載の冷媒分流器。
【請求項６】
有底筒状のシェル内に設けた筒状体は冷媒流入口と対向する側の筒状端面が開口し、この開口端から前記シェルに設けた冷媒流入口の入口上端との間隙ｄ１を３ｍｍ以上（ｄ１＞３ｍｍ）とした請求項２〜５のいずれか１項記載の冷媒分流器。
【請求項７】
有底筒状のシェル内に設けた筒状体はその筒状外周面が冷気流入口と対向していてその筒状端面が開口し、この開口端とシェルに設けた冷媒流入口の入口下端との寸法をｄ２とすると、ｄ２＞０とした請求項２〜６のいずれか１項記載の冷媒分流器。
【請求項８】
冷凍サイクルを構成する熱交換器に請求項１〜７のいずれか１項に記載の冷媒分流器を組み込んだ冷凍システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷媒を分流する冷媒分流器およびそれを用いた空調機器や冷凍機等の冷凍システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に空調機器や冷凍機等の冷凍システムは、熱交換器の熱交換効率によってシステムとしての性能や省エネ性が大きく左右される。
【０００３】
この冷凍システムに用いる熱交換器は、熱交換効率の向上および小型化のため、伝熱管の細径化が進み、それに伴い冷媒経路数も増加しており、その熱交換効率は増加した冷媒経路にいかに設計通り、例えば均一に冷媒を分流させて供給できるかにかかっている。
【０００４】
この熱交換器の伝熱管に冷媒を分流するものが冷媒分流器であるが、この冷媒分流器の分流性能、すなわち偏流させることなく設計通り（例えば均等）に分流、換言すると気液二相冷媒の気液比率をどれだけ均一化しつつ設計通り（例えば均等）に分流させることができるかが冷凍システムの性能や省エネ性に大きな影響を与えることになる。
【０００５】
そのため、最近では冷媒分流器内に冷媒衝突部を設け、冷媒分流器内で気液二相の冷媒を衝突拡散させて気液比率を均一化しつつ各冷媒経路に均等に冷媒を分流させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図１１（ａ）（ｂ）は上記特許文献１記載の冷媒分流器を示し、この冷媒分流器は分流器本体１０１内に内部部材１０２を設け、この内部部材１０２の冷媒流入口１０３と対向する部分に冷媒衝突部１０４を設けるとともに、分流器本体１０１の内周面との間に冷媒通路１０５を形成している。そして、冷媒流入パイプ１０３から流入した冷媒を前記冷媒衝突部１０４に衝突させて気液を混合拡散し、内部部材１０２外周面の冷媒通路１０５を通して各流出路１０６へと分流するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１９２４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来の冷媒分流器は、冷媒を冷媒衝突部１０４に衝突させるので、冷媒中の気液が混合拡散しその比率を均一化させて各流路へと設計通り、例えば均等に分流できる。しかも狭い冷媒通路１０５を通して冷媒を分流するので、流速が遅くなって重力の影響を受けやすい小流量時でもその影響を受けることなく分流できる、という利点がある。
【０００９】
しかしながら、上記構成の冷媒分流器は、冷媒流入口１０３に接続するパイプを冷媒分流器の入口部分で曲げて設置すると設計通りに分流させることができず偏流が残る、という課題があった。
【００１０】
すなわち、冷媒流入口１０３に接続するパイプを入口部分で曲げると、この屈曲部分で冷媒に慣性力が働き、この慣性力が気液二相冷媒の液体側に強く作用するので、液体と気体とが偏った形で冷媒衝突部１０４に衝突し、衝突によって多少気液が混合するものの、偏りが残ったまま各分流出路１０６へと分流して、偏流となるのであった。そのため、冷
媒分流器を熱交換器へ設置する際、冷媒流入口１０３に接続するパイプは直線状とするなどの規制を受け、設置自由度が低く、パイプを屈曲させてコンパクトに設置することができない等の結果を招来していた。
【００１１】
このパイプ屈曲による偏流現象は冷媒の流れが低速時、すなわち、小流量時に生じやすいのであるが、冷媒流入口１０３に接続するパイプを曲げなければ生じないので、前記した重力の影響を排除するほどには問題となっておらず、冷媒入口部分での冷媒流れの曲りによる慣性力で生じる偏流を防止することは問題視されていなかった。
【００１２】
しかしながら、最近の冷凍システム、特に空調機器は、高密度設計による小型化及び環境対策面から省エネ性が強く要望されており、冷媒分流器の設置自由度を上げて機器のコンパクト化を可能とするとともに、冷媒流れが低速時、すなわち、小流量時における熱効率も高めて省エネ性を一段と高いレベルまで向上させることが強く要望されており、この冷媒流れの曲りによる慣性力で生じる偏流を防止することは新たな課題となりつつある。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、冷媒入口部分での曲げの影響を解消して気液の比率を均一化しつつ設計通りに分流できる冷媒分流器とそれを用いた冷凍システムの提供を目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記目的を達成するため、複数の分流路の上流側に冷媒衝突部を設けた分流体と、前記分流体の冷媒衝突部に曲がり部を介して冷媒を導く冷媒通路形成部材とを備え、前記冷媒通路形成部材の冷媒通路の曲がり部には冷媒流入口からの冷媒の流れの向きを複数回変えた後に前記分流体の冷媒衝突部へと案内する冷媒反転通路部を設けた構成としてある。
【００１５】
これにより、冷媒流入口から流入した気液二相の冷媒は分流体側へと曲がる部分の冷媒反転通路部で通路壁面への衝突と混合拡散を繰り返しながら分流体側へと向きを変えるので、流れが曲がることで受ける慣性力の影響を解消し気液比率を均一化することができる。よって、冷媒の気液比率を均一化して偏流を防止しつつ従来と同様分流体の冷媒衝突部に衝突させて気液を拡散混合し各分流路へと設計通りに分流させることができ、しかも熱交換器等へも制約を受けることなくコンパクトに設置することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上記した構成により、冷媒入口部分で流れを曲げることで生じる慣性力の影響を解消して冷媒の気液比率の均一性を保持しつつ複数の分流路へと設計通りに分流することができ、熱交換器の熱交換効率を上げて冷凍システムの省エネ化を推進できるとともに、熱交換器等へも制約を受けることなくコンパクトに設置することできて冷凍システムのコンパクト化も同時に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１における空調機器の冷凍サイクル図
【図２】同空調機器の熱交換器への冷媒分流器の接続状態を示す説明図
【図３】同冷媒分流器の斜視図
【図４】同冷媒分流器のシェル及び筒状体を切断して示す断面図
【図５】同冷媒分流器の分解斜視図
【図６】同冷媒分流器の平面図
【図７】同冷媒分流器を示す図６のＡ−Ａ断面図
【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）同冷媒分流器の作用を説明するための説明図
【図９】（ａ）（ｂ）同冷媒分流器の作用を説明するための説明図
【図１０】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の実施の形態２における冷媒分流器を示す断面図
【図１１】（ａ）従来の冷媒分流器の平面図、（ｂ）同（ａ）のＢ−Ｂ断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１の発明の冷媒分流器は、複数の分流路の上流側に冷媒衝突部を設けた分流体と、前記分流体の冷媒衝突部に曲がり部を介して冷媒を導く冷媒通路形成部材とを備え、前記冷媒通路形成部材の冷媒通路の曲がり部には冷媒流入口からの冷媒の流れの向きを複数回変えた後に前記分流体の冷媒衝突部へと案内する冷媒反転通路部を設けた構成としてある。
【００１９】
これにより、冷媒流入口から流入した気液二相の冷媒は分流体側へと曲がる部分の冷媒反転通路部で通路壁面への衝突と混合拡散を繰り返しながら分流体側へと向きを変えるので、流れが曲がることで受ける慣性力の影響を解消し気液比率を均一化することができる。よって、冷媒の気液比率を均一化して偏流を防止しつつ従来と同様分流体の冷媒衝突部に衝突させて気液を更に拡散混合し各分流路へと設計通りに分流させることができるとともに、熱交換器等へも制約を受けることなくコンパクトに設置することが可能となる。これにより、冷凍システムの省エネ化とコンパクト化を同時に達成することができる。
【００２０】
第２の発明の冷媒分流器は、複数の分流路の上流側に冷媒衝突部を設けた分流体と、前記分流体の冷媒衝突部に冷媒を導く筒状体と、前記筒状体に冷媒を導く有底筒状のシェルとを備え、前記有底筒状のシェルにはシェルの軸線と交差する方向に冷媒流入口を設けるとともに、前記冷媒流入口に対向するシェル内部に前記筒状体もしくは変流体を位置させて当該筒状体もしくは変流体と前記シェルとで前記冷媒流入口からの冷媒の流れの向きを複数回変えた後に前記分流体の冷媒衝突部へと案内する冷媒反転通路部を形成した構成としてある。
【００２１】
これにより、第１の発明と同様、分流体側へと曲がる部分の冷媒反転通路部で通路壁面への衝突と混合拡散を繰り返しながらＵターンする等して筒状体内を分流体側へと向きを変えて流れるので、流れが曲がることで受ける慣性力の影響を解消し気液比率を均一化することができる。よって、冷媒の気液比率を均一化して偏流を防止しつつ従来と同様分流体の冷媒衝突部に衝突させて気液を拡散混合し各分流路へと設計通りに分流させることができるとともに、熱交換器等へも制約を受けることなくコンパクトに設置することが可能となる。これにより、冷凍システムの省エネ化とコンパクト化を大きく推進することができる。
【００２２】
第３の発明は、複数の分流路の上流側に冷媒衝突部を設けた分流体と、前記分流体に装着した有底筒状のシェルとを備え、前記有底筒状のシェルにはシェルの軸線と交差する方向に冷媒流入口を設けるとともに、前記シェル内には前記分流体の冷媒衝突部から前記冷媒流入口と対向する部分まで位置して端部を開口し前記冷媒流入口からの冷媒を分流体の冷媒衝突部へと案内する筒状体を設けた構成としてある。
【００２３】
これにより、冷媒流入口からシェル内に流入した気液二相の冷媒は冷媒流入口からシェル内に入ると同時に分流体側へと曲がって流れるのであるが、この部分には筒状体が位置していて前記気液二相の冷媒は筒状体の外周面に衝突し筒状体の開口部分で流れの向きを変えて筒状体を通ることで冷媒の流れが直線的になり、真っ直ぐに分流体へと流れるので、従来の冷媒流れが曲がることで受ける慣性力の影響を解消し、気液の混合拡散を促進して気液比率を均一化することができる。つまり、冷媒の気液比率を均一化して偏流を防止しつつ従来と同様分流体の衝突部に衝突させて気液を拡散混合し各分流路へと設計通りに分流させることができる。そして更に、熱交換器等へも制約を受けることなくコンパクトに設置することが可能となる。さらに加えて、上記慣性力の影響を解消する構成は筒状体
とシェルを組み合わせるという極めて簡単な構成で形成することができ、しかも、その筒状体及びシェルは穿孔や絞り加工等の特別な加工を施すことなく単純な筒形状のもので良く、安価に提供することができる。これにより、冷凍システムの省エネ化とコンパクト化を達成できるのはもちろん、コストアップを抑制しつつ前記した省エネ化とコンパクト化を実現した冷凍システムを提供することができる。
【００２４】
第４の発明の冷媒分流器は、第２または第３の発明の冷媒分流器において、前記筒状体は冷媒流入口から分流体の衝突部に至る経路中で最も流路断面積が小さくなるように設定してある。
【００２５】
これにより冷媒流入口から流入した冷媒は分流体の衝突部に衝突する時点での流速を最も早いものとすることができるので、衝突部への衝突による気液拡散混合効果を高めることができ、冷媒の気液比率の均一化をより一層向上させて各分流路へと設計通りに分流させることができる。
【００２６】
第５の発明の冷媒分流器は、第２〜第４の発明の冷媒分流器において、前記有底筒状のシェル内に設けた筒状体はその筒状外周面が冷媒流入口と対向していてその筒状端面が開口し、この開口端から前記シェルの底までの間隙ｄを前記筒状体の内径Ｄの１／４以上（ｄ＞Ｄ／４）とした構成としてある。
【００２７】
これにより、冷媒流入口から流入した冷媒はシェル内から筒状体内に入る開口端部分で圧損を増加することなく流れを曲げて筒状体内へと流れることができ、従来の流れが曲がることで受ける慣性力の影響を圧損増加させることなく解消し、冷媒の気液比率を均一化して各分流路へと設計通りに分流させることができる。
【００２８】
第６の発明の冷媒分流器は、第２〜第５の発明の冷媒分流器において、前記有底筒状のシェル内に設けた筒状体は冷媒流入口と対向する側の筒状端面が開口し、この開口端から前記シェルに設けた冷媒流入口の入口上端との間隙ｄを３ｍｍ以上（ｄ＞３ｍｍ）とした構成としてある。
【００２９】
これにより、シェル内の筒状体が製造バラツキ等で傾いてシェル底面と開口端との間の間隙が左右方向で異なって筒状体の開口端から筒状体内にＵターンして流れる冷媒の流速が異なるような事態が生じてもその流速差は微々たるものに抑制することができ、流速差による偏流を抑制しつつ気液比率を均一化して各分流路へと設計通りに分流させることができる。
【００３０】
第７の発明の冷媒分流器は、第２〜第６の発明の冷媒分流器において、前記有底筒状のシェル内に設けた筒状体はその筒状外周面が冷媒流入口と対向していてその筒状端面が開口し、この開口端とシェルに設けた冷媒流入口の入口下端との寸法をｄ２とすると、ｄ２＞０とした構成としてある。
【００３１】
これにより、冷媒流入口よりシェル内に流入した冷媒は、そのすべてが筒状体に衝突し、かつ、Ｕターンして筒状体の開口端側へと向きを変えてから筒状体内へと流れるので、冷媒の流れが曲がる部分に位置する筒状体による気液二相冷媒の混合拡散効果は冷媒入口から流れ込む冷媒のすべてに働くことになり、従来の流れが曲がることで受ける慣性力の影響をより一層効果的に解消して冷媒の気液比率を均一化しつつ各分流路へと設計通りに分流させることができる。
【００３２】
第８の発明は冷凍システムであり、この冷凍システムは冷凍サイクルを構成する熱交換器に前記第１〜第７のいずれかに記載の冷媒分流器を組み込んだものである。
【００３３】
これにより、この冷凍システムは、冷媒分流器によって冷媒の気液比率を均一化しつつ熱交換器の各伝熱管へと設計通りに冷媒を分流させてその熱交換効率を向上させ、かつ、コンパクトな形で熱交換器に組み込むことができ、冷凍システムの省エネ性向上とコンパクト化を同時に達成することができる。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について空調機器とそれに組み込んだ冷媒分流器を例にしてその図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は冷凍システムの一例として示す空調機器の冷凍サイクル図、図２はその熱交換器への冷媒分流器の接続状態を示す説明図である。
【００３６】
図１、図２において、本実施の形態に係る空調機器は、冷媒回路で互いに連結した室内機１と室外機２を備えている。室内機１には、室内熱交換器３と、室内ファン４が設けてあり、室外機２には、圧縮機５と、減圧器６と、室外熱交換器７と、室外ファン８が設けてある。
【００３７】
また、圧縮機５と、室内熱交換器３と、減圧器６と、室外熱交換器７を冷媒回路で順次連結してヒートポンプ式冷凍サイクルを構成している。なお、減圧器６としては、電磁式膨張弁あるいはキャピラリーチューブが使用され、前者を使用する場合は、減圧器６を膨張弁と称する場合がある。
【００３８】
冷媒は図１の矢印で示すように、圧縮機５により圧縮され高圧高温の蒸気状態で吐出される。この圧縮機５から吐出された冷媒は、室外熱交換器７に流入し、その中で熱を放出し高圧中温の液体に変化する。その後、冷媒液は減圧器６を通過し低圧低温の気液二相状態となった後、冷媒分流器１０により分流され室内熱交換器３に送られる。分流された気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器３内で周囲から熱を奪い低圧低温の蒸気状態となって、室内熱交換器３の出口で合流し、再び圧縮機５に吸入されサイクルを繰り返す。
【００３９】
上記冷媒分流器１０は、図２に示すように、室内熱交換器３の細分化された各伝熱管９に冷媒を供給するように接続してあり、この例では６本に分流する構成としてある。
【００４０】
次に、上記冷媒分流器１０の構成について図３〜図９を用いて説明する。図３は冷媒分流器の斜視図、図４は同冷媒分流器のシェル及び筒状体を切断して示す断面図、図５は同冷媒分流器の分解斜視図、図６は同冷媒分流器の平面図、図７は同冷媒分流器を示す図６のＡ−Ａ断面図、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）は同冷媒分流器の作用を説明するための説明図、図９（ａ）（ｂ）は同冷媒分流器の作用を説明するための説明図である。
【００４１】
図３〜図９において、冷媒分流器１０は、冷媒を分流する分流体１１と、この分流体１１に曲がり部を介して冷気を導く冷媒通路形成部材１２とからなり、前記冷媒通路形成部材１２の冷媒通路の曲がり部には冷媒流入口１４からの冷媒が衝突して前記分流体１１とは反対向きに流れを変えた後Ｕターンして前記分流体１１へと更に向きを変えて流れる冷媒反転通路部１５を形成した構成としてある。
【００４２】
分流体１１は冷媒流れ方向の最も下流側に位置する部品で、複数の分流路１６を設けた本体部１７の上流側に分流空間１８を介して筒部１９が設けてあり、分流空間１８の前記筒部１９と対向する面は冷媒を前記各分流路１６に分流させる冷媒衝突部２０としてある。この冷媒衝突部２０は、この例では断面円錐形状として各分流路１６に均等に冷媒を分
流するように構成してあるが、その分流割合は必要に応じて異ならせることもでき、設計した通りの割合で冷媒を分流させる機能を持つ部分である。
【００４３】
なお、各分流路の分流比を変えるには、分流路のそれぞれの穴径を異ならせることで容易に実施することができる。
【００４４】
冷媒通路形成部材１２は、前記分流体１１の本体部１７外周に装着した有底筒状のシェル２１と、前記分流体１１の筒部１９に接続して前記シェル２１内に位置させた筒状体２２とで構成してあり、このシェル２１と筒状体２２との組み合わせによって冷媒流入口１４から分流体１１に至るまでの冷媒通路の曲がり部分に冷媒反転通路部１５を形成している。
【００４５】
詳述すると、シェル２１は前記分流体１１の上流側に設けてある部品で、有底筒状に形成してその開口部分を前記分流体１１の本体部１７に嵌合させて装着してある。そして、このシェル２１にはシェル２１の軸線と交差する方向に冷媒流入口１４が形成してあり、冷媒入口管２３が設けてある。
【００４６】
また、筒状体２２は前記分流体１１の筒部１９に接続した状態でシェル２１内のシェル底面に向け配置してあり、分流体１１とは反対側（以下説明の簡略化のため下方と称する）の端部は前記冷媒流入口１４より下方まで突出する形としてその筒状外周面を冷媒流入口１４と対向させ、当該冷媒流入口１４よりも下方で開口２４させてある。
【００４７】
これにより、筒状体２２の下部と前記シェル２１との間に冷媒をＵターンさせて前記分流体１１へと導く冷媒反転通路部１５が形成され、冷媒流入口１４からの冷気が筒状体２２の開口２４を介して分流体１１に向って流れが曲がり、分流体の冷媒衝突部２０に向って流れることになる。
【００４８】
上記のように構成した冷媒分流管について、以下その作用効果について説明する。
【００４９】
冷媒流入口１４からシェル２１内に流入した気液二相の冷媒は図７の矢印ａで示すように筒状体２２下部の筒状外周面に衝突し、筒状体外周面とシェル内周面との間に分散するとともに、矢印ｂで示すようにシェル底面側に向きを変えて流れる。そして、シェル２１の底面に衝突し、更に矢印ｃで示すようにＵターンして分流体１１側へと向きを変え、筒状体２２のシェル底面側開口２４から筒状体２２内へと流れる。筒状体２２内に流れた冷媒は矢印ｅで示すように分流体１１側に向って流れその冷媒衝突部２０に衝突し、分散拡散されて各分流路１６へと分流し、室内熱交換器３の各伝熱管９へと流れていく。
【００５０】
以上のように、この冷媒分流器１０は、冷媒流入口１４から分流体１１側へと流れが曲がる部分に筒状体２２が位置していて冷媒反転通路部１５を形成しているので、この冷媒反転通路部１５で冷媒流入口１４からシェル２１内に流入した気液二相の冷媒が筒状体２２の外周面に衝突し、更にシェル底面へ衝突しながらＵターンする。このように冷媒が衝突しながらＵターンして向きを変えるので、冷媒流入口１４から分流体１１側へと流れが曲がることで生じる慣性力の影響を解消することができる。しかも、上記冷媒が筒状体２２の外周面に衝突し、更にシェル底面へ衝突しながらＵターンすることによって気液の混合拡散を促進し、その気液比率を均一化し偏流を防止することができる。
【００５１】
特にこの実施の形態で示すように構成すれば、前記筒状体２２の外周面に衝突して向きを変える冷媒は筒状体２２外周のシェル２１内に拡散して膨張減速しつつ筒状体２２の開口２４の円周方向全域から筒状体２２内へとＵターンするので、効果的に気液の拡散混合を促進して気液比率を均一化し偏流を防止することができる。
【００５２】
また、上記のようにして冷媒流入口１４から分流体１１側への曲がり部分での慣性力の影響を解消して気液比率を均一化した冷媒は、筒状体２２内を分流体１１に向って流れる際に筒状体２２内で整流作用が働き更に気液比率の均一化を促進することができる。
【００５３】
そして、上記筒状体２２内の冷媒は分流体１１の冷媒衝突部２０に衝突して更に気液の拡散混合が促進され、各分流路１６へと分流する。
【００５４】
その結果、この冷媒分流器１０を具備する室内熱交換器３を搭載した冷凍システムは、冷媒分流器１０によって冷媒の気液比率を均一化して偏流を防止しつつ室内熱交換器３の各伝熱管９へと設計通りに分流させてその熱交換効率を向上させ、かつ、コンパクトな室内熱交換器３とすることができ、空調機器の省エネ性向上とコンパクト化を同時に達成することができる。
【００５５】
ここで、上記シェル２１内に設けた筒状体２２は、図９の（ａ）で示すようにその下部外周面が少なくとも冷媒流入口１４の一部と対向（ｄ１＞０）、好ましくは冷媒流入口１４の５０％以上と対向しておればよいが、同図（ｂ）に示すように冷媒流入口１４のすべてと対向（ｄ２＞０）するようにしておくのが好ましい。
【００５６】
このようにすることによって、冷媒流入口１４よりシェル２１内に流入した冷媒は、そのすべてが筒状体２２の外周面に衝突し、かつ、筒状体２２の開口２４端側へと向きを変えＵターンして筒状体２２内へと流れる。したがって、冷媒の流れが曲がる部分に位置する筒状体２２による気液二相冷媒の混合拡散効果は、冷媒流入口１４から流れ込む冷媒のすべてに働くことになり、流れが曲がることで受ける慣性力の影響をより一層効果的に解消して冷媒の気液比率を均一化しつつ各分流路へと設計通りに分流させることができる。
【００５７】
また、上記冷媒分流器１０の筒状体２２は、冷媒流入口１４から分流体１１の冷媒衝突部２０に至る経路中で最も流路断面積が小さくなるように設定しておくのが好ましい。
【００５８】
このようにすることによって、分流体１１の冷媒衝突部２０に衝突する時点での冷媒流速を経路中で最も早いものとすることができて、冷媒衝突部２０への衝突による気液拡散混合効果を高めることができる。したがって、冷媒の気液比率の均一化をより一層向上させて各分流路１６へと分流させることができる。
【００５９】
また、上記有底筒状のシェル２１内に設けた筒状体２２は、図８に示すように、その内径をＤ、筒状体２２の開口２４端から前記シェル２１の底面までの間隙をｄとすると、間隙ｄを前記筒状体２２の内径Ｄの１／４以上（ｄ＞Ｄ／４）とすれば、冷媒反転通路部１５で圧損を増大させることなく冷媒流が曲がることで受ける慣性力の影響を解消し、冷媒の気液比率を均一化して各分流路１６へと分流させることができ、好適である。
【００６０】
すなわち、上記のように構成すると、シェル２１内から筒状体２２内に入る間隙ｄ部分の流路面積Ｓ２（Ｄｄπ）は筒状体２２の断面積Ｓ１（（Ｄ／２）2π）よりも大きなものとすることができ、冷媒反転通路部１５を形成する筒状体２２の開口２４端部分でその圧損を増加させることなく流れを曲げて筒状体２２内へと流れることができる。したがって、この冷媒分流器１０は圧損増加を抑制しつつ冷媒流が曲がることで受ける慣性力の影響を解消し、冷媒の気液比率を均一化して各分流路１６へと分流させることができる。
【００６１】
なお、上記冷媒分流器１０は、有底筒状のシェル２１内に設けた筒状体２２がシェル２１に対し傾斜すると筒状体２２の開口２４とシェル底面との間で形成する流路断面積が円周方向で分布が生じることになって筒状体２２内で偏流が生じる可能性がある。
【００６２】
従って、上記有底筒状のシェル２１内に設けた筒状体２２の開口２４端から前記シェル２１の底面までの間隙ｄを３ｍｍ以上（ｄ＞３ｍｍ）としておくことが好ましい。
【００６３】
これによって、図８（ｃ）に示すように製造バラツキ等で筒状体２２がシェル２１内で傾いてシェル底面と開口端との間の間隙ｄがｄｈ、ｄｌのようになって筒状体２２内に流れる冷媒の流速が異なるような事態が生じてもその相対差を少なくすることができて流速差を微々たるものに抑制できる。よって、筒状体２２の傾きで生じる流速差による偏流をも防止しつつ気液比率を均一化して各分流路へと分流させることができる。
【００６４】
下記表１は２分５厘の直管（外径５／１６インチ）を筒状体２２として用いた場合の筒状体２２の開口２４とシェル底面との間の間隙ｄと定格冷房能力比（熱交換器の設計能力を１００％とした場合の比）との関係を示す。定格冷房能力比が９５％以上であれば可と見做せるのでこれを可否判断の閾値としている。
【００６５】
【表１】
2018013259.tif 000003
【００６６】
この表１から明らかなように、ｄを３ｍｍ以上としておけば定格冷房能力比９５％以上とすることができ、筒状体２２の傾きで生じる流速差による偏流影響をも抑制しつつ気液比率を均一化して各分流路１６へと分流させることが可能となる。
【００６７】
以上のように、この実施の形態１で示す冷媒分流器１０は、冷媒曲がり部で生じる慣性力の影響を解消して冷媒の気液比率の均一性を保持しつつ複数の分流路へと分流することができるが、その効果は有底筒状のシェル２１と直管からなる筒状体２２を組み合わせるだけで得ることができ、しかも上記シェル２１や筒状体２２は後述する他の例のように穿孔や絞り加工等の特別な加工を施す必要がなくて単純な筒形状のもので良く、生産性が高く安価に提供することができる。したがって、冷凍システムの省エネ化とコンパクト化をほとんどコストアップさせることなく実現することができ、冷凍システムに搭載したときの経済的産業的効果は大なるものがある。
【００６８】
（実施の形態２）
図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）は冷媒通路形成部材１２の冷媒通路の曲がり部に設ける冷媒反転通路部１５の他の構成例を示す。
【００６９】
（ａ）は実施の形態１で示した筒状体２２を有底筒状の直管とし、冷媒流入口１４よりも下方部分に多数の透孔２５を設けて冷媒流入口１４から分流体１１に至る冷媒の曲がり部分に冷媒反転通路部１５を形成したものである。
【００７０】
また、（ｂ）はシェル２１を分流体１１ではなく筒状体２２に接続固定したもので、シェル２１の上部を絞り加工或いは板体溶接等によって塞ぎ、この上面２６を貫通するように筒状体２２を設けて構成してあり、冷媒反転通路部１５は実施の形態１のものと同様の形で構成してある。
【００７１】
さらに、（ｃ）はシェル２１を筒状体２２に接続固定するとともに、冷媒流入口１４と対向する部分に下方を開放した変流体２７を設けて冷媒反転通路部１５を形成したものである。
【００７２】
上記いずれのものも前記実施の形態１と同様に冷媒曲がり部の慣性力による偏流を防止し気液比率を均一化して冷媒を分流することができる。
【００７３】
以上、本発明に係る冷媒分流器及びそれを用いた冷凍システムについて、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上説明したように本発明は、冷媒入口部分で冷媒流れが曲がることで生じる慣性力の影響を解消して冷媒の気液比率の均一性を保持しつつ複数の分流路へと設計通りに分流することができ、かつ、熱交換器等へも制約を受けることなくコンパクトに設置することでき、冷凍システムの省エネ化とコンパクト化を同時に達成できる。よって、家庭用、業務用等いずれの冷凍システムであっても広く適用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１  室内機
２  室外機
３  室内熱交換器
４  室内ファン
５  圧縮機
６  減圧器
７  室外熱交換器
８  室外ファン
９  伝熱管
１０  冷媒分流器
１１  分流体
１２  冷媒通路形成部材
１４  冷媒流入口
１５  冷媒反転通路部
１６  分流路
１７  本体部
１８  分流空間
１９  筒部
２０  冷媒衝突部
２１  シェル
２２  筒状体
２３  冷媒入口管
２４  開口
２５  透孔
２６  上面
２７  変流体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018013259.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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