(57)【要約】【課題】大型の空気調和機を構成する場合においても、装置構成の大型化、コストアップを招くこと無く、さらに、広範囲な流量域で、二相状態の冷媒の安定した分配を行う。【解決手段】冷媒管１１の上端部１１ａから本体１３内に流れ込む気液２相状態の冷媒のうち、冷媒管１１の内周面に沿って流れてきた冷媒の液相を、気液分離リング３０の内周リング３２に衝突させ、液膜流を下方に向けて跳ね返す。冷媒管１１内において中央部を主に流れていた冷媒の気相は、内周リング３２の内周側の中心開口部３４を通って気液分離リング３０の上方に至らせる。そして、スリーブ２０の下端部の内周側に開口した開口部２３から、冷媒の主に液相を吸い上げ、スリーブ２０の上部に開口した貫通孔２４から冷媒の気相を各伝熱管１２に吸い込ませることで、各伝熱管１２に、液相と気相の混合比が均一化された冷媒を送り込む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器に備えられ、前記熱交換器を構成する複数の伝熱管のそれぞれに冷媒を分配して送り込む冷媒分配器であって、
液相と気相とが混在した前記冷媒が冷媒管から下端部に送り込まれる中空の本体と、
前記本体の上端部に設けられ、当該本体の外周部に沿って周方向に間隔を隔てて配置された複数本の前記伝熱管が接続されるキャップと、
前記冷媒管から前記本体内に送り込まれた前記冷媒の少なくとも一部を当該本体内の下方に向けて跳ね返すリターン部材と、を備えることを特徴とする冷媒分配器。
【請求項２】
前記リターン部材は、前記キャップの下面により形成されることを特徴とする請求項１に記載の冷媒分配器。
【請求項３】
前記リターン部材は、前記冷媒管の管壁の上方に対向して設けられた環状のリングからなることを特徴とする請求項１に記載の冷媒分配器。
【請求項４】
前記リングは、前記冷媒管の管壁よりも内周側において、下方に向けて延びるガイド部を有していることを特徴とする請求項３に記載の冷媒分配器。
【請求項５】
前記冷媒管内において、前記冷媒の液相が当該冷媒管の内壁面に沿って流れ、前記冷媒の気相が当該冷媒管の中央部を流れる分布となっていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の冷媒分配器。
【請求項６】
前記本体内の下部に開口して前記冷媒を吸い上げて前記伝熱管に送り込む第一の吸込口をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の冷媒分配器。
【請求項７】
前記本体内の上部に開口して前記冷媒を吸い込んで前記伝熱管に送り込む第二の吸込口をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の冷媒分配器。
【請求項８】
前記本体内の上部から前記冷媒を吸い込んで前記熱交換器の出口側にバイパスさせるバイパス管をさらに備えることを特徴とする請求項６または７に記載の冷媒分配器。
【請求項９】
前記冷媒管の上端部と、前記本体との間に、前記冷媒の流れる流路面積が段階的に拡大する拡径部が設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の冷媒分配器。
【請求項１０】
熱交換器に備えられ、前記熱交換器を構成する複数の伝熱管のそれぞれに冷媒を分配して送り込む冷媒分配器であって、
液相と気相とが混在した前記冷媒が冷媒管から下端部に送り込まれる中空の本体と、
前記本体の上端部に設けられ、当該本体の外周部に沿って周方向に間隔を隔てて配置された複数本の前記伝熱管が接続されるキャップと、
前記冷媒管の上端部と前記本体との間に設けられ、前記冷媒の流れる流路面積が段階的に拡大する拡径部と、
を備えることを特徴とする冷媒分配器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の伝熱管を有する熱交換器において、各伝熱管に冷媒を分配する冷媒分配器に関する。
【背景技術】
【０００２】
業務用空気調和機等の大型の空気調和機においては、熱交換器も家庭用や車両用の空気調和機に比較して大型のものとなる。このような大型の熱交換器においては、細径管を伝熱管に用いる場合、熱交換器内の冷媒圧損を低減して熱交換性能を向上させるため、伝熱管を複数本使用して複数組の熱交換回路を備えた多サーキットの構成とされるのが一般的である。
【０００３】
ところで、熱交換器が蒸発器である場合、蒸発器入口において膨張した後の冷媒は、気相と液相とが混在した気液二相状態となっている。気液二相状態の冷媒は、配管内において、液相が配管内の外周側に、気相が配管の中央部に偏って分布した環状流となり、配管の断面方向において気液比率の分布が不均一となる。このような冷媒を熱交換器の複数の伝熱管に分配すると、伝熱管によって、液相と気相の気液比率が異なってしまう。すると、液相が多く含まれる伝熱管と、気相が多く含まれる伝熱管とで、冷媒との伝熱効率が異なり、熱交換器全体としての性能が低下するという問題点がある。
【０００４】
そこで、複数の伝熱管間において二相状態の冷媒の気液比率の分布が均一となるように工夫した分流器が種々提案されている。
例えば、図９に示すように、上流側の冷媒配管１と、熱交換器２との間に、冷媒配管１で搬送してきた二相状態の冷媒を、熱交換器２の各伝熱管３に分配する冷媒分配器４が設けられている。図１０に示すように、冷媒分配器４は、冷媒配管１に対し、内径が漸次テーパ状に拡大する拡径部５と、拡径部５の大径側に連続する筒状部６と、筒状部６を閉塞する閉塞板７とから形成されている。そして、閉塞板７の外周部に、冷媒分配器４が接続される接続孔８が、閉塞板７の中心に対して同心円状の位置に、周方向に間隔を隔てて設けられている。これにより、冷媒分配器４内において、同心円状の位置から冷媒を各伝熱管３に送り込み、複数の伝熱管３間における二相状態の冷媒の気液比率の分布を均一化しようとしている。
【０００５】
しかし、熱交換器に至る流入経路の状況（冷媒配管１の折曲部の曲率等による遠心力の影響）や、運転状態変化（乾き度，流動状態変化）の影響等により、冷媒分配器４内における同心円状の位置であっても、二相状態の冷媒の気液比率が異なってしなうことがある。このように、常に均一な二相状態で冷媒を伝熱管に流入させるのは難しい。特に、冷媒流量が少ない状態から多い状態に至るまで、広範囲な流量域で、二相状態の冷媒の安定した分配を行うのは困難である。
このような問題は、伝熱管が細く、またその本数が多いほど顕著なものとなる。
【０００６】
そこで、冷媒を各伝熱管に分配するに先立ち、冷媒の気液分離をさせてしまう構成も提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
例えば、特許文献１においては、遠心力を利用し、冷媒の気液分離を図り、液冷媒のみを熱交換器の各伝熱管に供給している。
また、特許文献２においては、管体の内周面に溝を形成し、冷媒に旋回流を生じさせて、その遠心力により冷媒の気液分離を図る構成が開示されている。
【０００７】
しかしながら、遠心分離により冷媒を気液分離し、液冷媒とガス冷媒とに分離させてから液冷媒のみを複数の伝熱管に分配させる構成とすると、全体の装置構成が大型化し、コストアップを招くという問題がある。
また、遠心力を発生するために管体の内周面に溝を形成する構成においては、特に、冷媒流量の多い大型の熱交換器の場合、内周面に溝を形成した管体が大径化する。すると、装置構成の大型化、およびそれによるコストアップを招くだけではなく、大径の管体内においては、溝により冷媒の旋回流を効率よく生じさせることができないという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３４１６９６３号公報
【特許文献２】特開２００８−２６７６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、大型の空気調和機を構成する場合においても、装置構成の大型化、コストアップを招くこと無く、さらに、広範囲な流量域で、二相状態の冷媒の安定した分配を行うことのできる冷媒分配器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的のもとになされた本発明の冷媒分配器は、熱交換器に備えられ、熱交換器を構成する複数の伝熱管のそれぞれに冷媒を分配して送り込む冷媒分配器であって、液相と気相とが混在した冷媒が冷媒管から下端部に送り込まれる中空の本体と、本体の上端部に設けられ、当該本体の外周部に沿って周方向に間隔を隔てて配置された複数本の伝熱管が接続されるキャップと、冷媒管から本体内に送り込まれた冷媒の少なくとも一部を当該本体内の下方に向けて跳ね返すリターン部材と、を備えることを特徴とする。
リターン部材により、冷媒管から本体内に送り込まれた冷媒の少なくとも一部である液相を当該本体内の下方に向けて跳ね返すことで、本体内において下方に液相が分布し、上方に気相を分布させることができる。
【００１１】
このようなリターン部材は、キャップの下面により形成することができる。
また、リターン部材は、冷媒管の管壁の上方に対向して設けられた環状のリングからなるものとすることができる。この場合、リングは、冷媒管の管壁よりも内周側において、下方に向けて延びるガイド部を有しているのが好ましい。
このようなリターン部材は、冷媒管内において、冷媒の液相が当該冷媒管の内壁面に沿って流れ、冷媒の気相が当該冷媒管の中央部を流れる分布となっているときに有効である。リターン部材により、冷媒管の外周部を流れる液相部分を下方にリターンさせ、冷媒管の中央部を流れる気相部分は上方に通過させて本体内の上方に集めることで、本体内で冷媒を液相・気相の２相に上下に分離させることができる。
【００１２】
本体内の下部に開口して冷媒を吸い上げて伝熱管に送り込む第一の吸込口をさらに形成するのが好ましい。これにより、本体の下部から冷媒の液相を吸い上げて伝熱管に送り込むことができる。
また、本体内の上部に開口して冷媒を吸い込んで伝熱管に送り込む第二の吸込口をさらに形成することもできる。これにより、本体内の上部から冷媒の気相を吸い込んで伝熱管に送り込むことができる。すると、伝熱管内において、冷媒は第一の吸込口から吸い込まれた液相と第二の吸込口から吸い込まれた気相とが混在した２相状態となるが、本体内において液相と気相とが上下に分離しているため、複数の伝熱管間において、冷媒の液相と気相の混合比を均一化することができる。
さらに、本体内の上部から冷媒を吸い込んで熱交換器の出口側にバイパスさせるバイパス管を備えることもできる。第二の吸込み口とバイパス管は併用しても良いし、いずれか一方のみを設けても良い。第二の吸込み口を設けず、バイパス管のみを設けた場合、伝熱管には液相が多い状態で均一化された気液二相が送りこまれ、同様の効果が得られる。
【００１３】
また、冷媒管の上端部と、本体との間に、冷媒の流れる流路面積が段階的に拡大する拡径部が設けられていることを特徴とすることもできる。拡径部において、冷媒の流れが噴流となることで、冷媒が液滴化される。
【００１４】
本発明は、熱交換器に備えられ、熱交換器を構成する複数の伝熱管のそれぞれに冷媒を分配して送り込む冷媒分配器であって、液相と気相とが混在した冷媒が冷媒管から下端部に送り込まれる中空の本体と、本体の上端部に設けられ、当該本体の外周部に沿って周方向に間隔を隔てて配置された複数本の伝熱管が接続されるキャップと、冷媒管の上端部と本体との間に設けられ、冷媒の流れる流路面積が段階的に拡大する拡径部と、を備えることを特徴とする冷媒分配器とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、各伝熱管に、液相と気相の混合比が均一化された冷媒を送り込むことができる。その結果、複数本の伝熱管に対し、二相状態の冷媒を安定して分配することができ、広範囲な流量域においても、安定して冷媒による熱交換を行うことができる。熱交換性能の安定化を図ることにより、熱交換器を小型化することも可能となり、これにより空気調和機全体におけるコストダウンも図ることができる。しかも、冷媒分配器は、非常に簡易な構成であるので、空気調和機の大型化やコストアップを招くこともなく、低コストで上記効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一の実施形態における冷媒分配器を示す断面図である。
【図２】第二の実施形態における冷媒分配器を示す断面図である。
【図３】気液分離リングを示す平面図および断面図である。
【図４】第二の実施形態における冷媒分配器の変形例を示す断面図である。
【図５】第三の実施形態における冷媒分配器を示す断面図である。
【図６】第三の実施形態における冷媒分配器の変形例を示す断面図である。
【図７】第三の実施形態における冷媒分配器のさらに他の変形例を示す断面図である。
【図８】第三の実施形態における冷媒分配器に第二の実施形態で示した構成を組み合わせた場合の断面図である。
【図９】従来の冷媒分配器の斜視図である。
【図１０】従来の冷媒分配器の平面図および正断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における冷媒分配器１０Ａの構成を説明するための図である。冷媒分配器１０Ａは、空気調和機の熱交換器（蒸発器）に備えられるものである。
図１に示すように、冷媒分配器１０Ａは、下端が上流側の冷媒管１１に接続され、上端に熱交換器を構成する複数本の伝熱管１２が接続される本体１３を有する。
【００１８】
本体１３は、中空で、下端部に冷媒管１１が接続される円筒状の冷媒管接続部１４と、冷媒管接続部１４の上端から連続し、上方に向けてその内径が漸次拡大するすり鉢状の拡径部１５と、拡径部１５の上端から連続し、上方に向けて延びる円筒状の筒状部１６とを有している。
【００１９】
冷媒管接続部１４に接続された冷媒管１１は、その上端部１１ａが、冷媒管接続部１４よりも上方に突き抜け、筒状部１６の内方に位置している。
【００２０】
筒状部１６の上端の開口部には、この開口部を塞ぐ円板状のキャップ１７が嵌め込まれている。キャップ１７の外周部には、その中心から同心円状の位置に、周方向に間隔を隔てて定められた本数の伝熱管１２が挿入されてキャップ１７の下側まで貫通している。
【００２１】
筒状部１６の内部には、円筒状のスリーブ２０が収容されている。スリーブ２０は、外筒２１と、外筒２１よりも小径の内筒２２とからなる二重構造で、外筒２１と内筒２２との間に、環状の空隙Ｓが形成されている。これら外筒２１と内筒２２は、図示しない連結部により、周方向複数箇所において一体に連結されている。空隙Ｓの上部には、キャップ１７を貫通した伝熱管１２の下端部１２ａが開口している。
また、外筒２１の下端部２１ａに対し、内筒２２の下端部２２ａが上方に位置して形成されている。これにより、スリーブ２０の下端部には、スリーブ２０の内周側に向けて開口した開口部２３が周方向に形成されている。
スリーブ２０の上部には、内筒２２の両面を貫通する貫通孔２４が、周方向に複数箇所に形成されている。この貫通孔２４は、各伝熱管１２に対応した位置に形成するのが好ましい。
【００２２】
このような冷媒分配器１０Ａにおいては、下方の冷媒管１１から気液２相状態の冷媒が流れてくると、この冷媒は、筒状部１６の内方に位置する冷媒管１１の上端部１１ａから本体１３内に流れ込む。筒状部１６内において、流れ込んだ冷媒は、冷媒管１１内において外周側を主に流れていた冷媒の液相が、キャップ１７の下面に衝突して下方に向けて跳ね返り、液膜流となる。すると、液膜流は、本体１３の底部（冷媒管１１の上端部１１ａよりも下方の、筒状部１６の下端部から拡径部１５の内周面）に至る一方、冷媒管１１内において中央部を主に流れていた冷媒の気相は、本体１３内の上部に残留する。これにより、本体１３内においては、冷媒が、その比重の違いにより気相と液相に容易に上下に分離される。これにより、本体１３内において、冷媒管１１の上端部１１ａの下方には冷媒の液相が多く溜まり、冷媒管１１の上端部１１ａよりも上方には、気相が多く溜まる。
【００２３】
そして、スリーブ２０の下端部の内周側に開口した開口部２３からは、冷媒の主に液相が吸い上げられ、空隙Ｓを通して各伝熱管１２に吸い込まれる。このとき、開口部２３から吸い込まれる冷媒には、気相が一部含まれることを許容する。
また、スリーブ２０の上部において開口した貫通孔２４からは、冷媒の主に気相が吸い込まれ、各伝熱管１２に吸い込まれる。これにより、伝熱管１２内には、開口部２３から流れ込んだ冷媒の液相と、貫通孔２４から流れ込んだ気相とが混在し、気液二相の冷媒が流れる。
【００２４】
上述したようにして、外周側に冷媒の液相が分布し、中心部に気相が分布した冷媒管１１から二相状態の冷媒を、冷媒分配器１０Ａの本体１３の上部に設けたキャップ１７に対して衝突させることで、本体１３内において上部と下部とで、冷媒を気相と液相とに分離させることができる。そして、スリーブ２０の下端部に開口した開口部２３から冷媒の液相を吸い上げ、スリーブ２０の上部に開口した貫通孔２４から冷媒の気相を吸い込むことで、各伝熱管１２には、液相と気相の混合比が均一化された冷媒を送り込むことができる。
その結果、冷媒分配器１０Ａにおいて、複数本の伝熱管１２に対し、二相状態の冷媒を安定して分配することができ、広範囲な流量域においても、安定して冷媒による熱交換を行うことができる。熱交換性能の安定化を図ることにより、熱交換器を小型化することも可能となり、これにより空気調和機全体におけるコストダウンも図ることができる。しかも、冷媒分配器１０Ａは、非常に簡易な構成であるので、空気調和機の大型化やコストアップを招くこともなく、低コストで上記効果を得ることができる。
【００２５】
［第二の実施形態］
次に、本発明の第二の実施形態を示す。以下に示す説明においては、上記第一の実施形態と異なる構成を中心に説明し、上記第一の実施形態と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
図２に示すように、本実施形態における冷媒分配器１０Ｂは、上記第一の実施形態で示した冷媒分配器１０Ａに対し、気液分離リング（リターン部材、リング）３０が備えられている点が異なる。
気液分離リング３０は、キャップ１７に対し、定められた間隙を隔てて下方に位置するよう設けられている。気液分離リング３０は、その外周部が、スリーブ２０において貫通孔２４の下方に形成された段部２７に下方から突き当たっている。そして、スリーブ２０の内筒２２の内周側に下方から筒状の固定部材２８が挿入されている。気液分離リング３０は、固定部材２８と段部２７との間に挟み込まれることで固定されている。
【００２６】
図２、図３に示すように、気液分離リング３０は、所定厚さを有したディスク状で、上記のように固定部材２８と段部２７との間に挟み込まれた外周リング３１と、外周リング３１の内方に同心状に配置された内周リング３２と、これら外周リング３１と内周リング３２を接続する複数本のスポーク３３とから形成されている。
内周リング３２は、本体１３内に突出した冷媒管１１の管壁１１ｂの鉛直上方に位置するよう設けられている。より詳しくは、内周リング３２は、冷媒管１１の内径よりも小さな内径を有するとともに、冷媒管１１の外径よりも大きな外径を有した環状のプレート部３２ａと、プレート部３２ａの内周側から下方に向けて延びた内周側筒状部（ガイド部）３２ｂと、プレート部３２ａの外周側から下方に向けて延びた外周側筒状部３２ｃとから形成されている。これにより、内周リング３２は、下方に向けて開口した逆Ｕ字状の断面形状を有している。そして、内周リング３２は、冷媒管１１の上方において、内周側筒状部３２ｂが冷媒管１１の管壁１１ｂよりも内周側に位置し、外周側筒状部３２ｃが冷媒管１１の管壁１１ｂよりも外周側に位置している。
また、内周リング３２の中心に形成された中心開口部３４は、冷媒管１１の中央部の鉛直上方に位置している。
【００２７】
このような構成の冷媒分配器１０Ｂにおいては、下方の冷媒管１１から気液２相状態の冷媒が流れてくると、この冷媒は、筒状部１６の内方に位置する冷媒管１１の上端部１１ａから本体１３内に流れ込む。筒状部１６内において、流れ込んだ冷媒のうち、冷媒管１１の内周面に沿って流れてきた冷媒の液相は、管壁１１ｂの上方に位置する気液分離リング３０の内周リング３２に衝突して液膜流となり、下方に向けて跳ね返る。すると、液膜流は、本体１３の底部に至る一方、冷媒管１１内において中央部を主に流れていた冷媒の気相は、内周リング３２の内周側の中心開口部３４を通って気液分離リング３０の上方に至る。
ここで、内周リング３２は、内周側筒状部３２ｂが冷媒管１１の管壁１１ｂよりも内周側に位置した逆Ｕ字状であるため、冷媒管１１の管壁１１ｂの内周面に沿って流れてきた冷媒の液相、すなわち液膜流を、内周側筒状部３２ｂよりも内周側の流れから、あたかも引き剥がすようにして分流させて、下方に流れの向きを変える。これにより、液相を、より効率よく本体１３の下方に押し込むことができる。
また、内周リング３２の中心開口部３４を通った冷媒の気相は、キャップ１７の下面に衝突して跳ね返っても、内周リング３２のプレート部３２ａの上面において再び跳ね返り、これによって気相を、本体１３内の上部に、より効率よく留めることができる。
このように、気液分離リング３０を設けることで、冷媒の液相と気相とを、より効率よく分離させることができる。
【００２８】
そして、スリーブ２０の下端部の内周側に開口した開口部２３から、冷媒の主に液相を吸い上げ、スリーブ２０の上部に開口した貫通孔２４から冷媒の気相を各伝熱管１２に吸い込ませることで、各伝熱管１２には、液相と気相の混合比が均一化された冷媒を送り込むことができる。
その結果、上記第一の実施形態と同様、二相状態の冷媒を安定して分配して、広範囲な流量域においても、安定して冷媒による熱交換を行い、熱交換器の小型化、およびそれによるコストダウンを図ることができる。さらに、冷媒分配器１０Ｂが非常に簡易な構成であることも上記第一の実施形態と同様であり、空気調和機の大型化やコストアップを招くこともなく、低コストで上記効果を得ることができる。
【００２９】
なお、上記第一、第二の実施の形態においては、以下に示すような変形例とすることも可能である。すなわち、図４に示すように、冷媒分配器１０Ｃは、キャップ１７に、本体１３内の上部に溜まった冷媒の気相を吸いだし、熱交換器の出口側にバイパスさせるバイパス管３５を設けても良い。このような構成とすれば、冷媒の気相を出口側にバイパスさせることにより、伝熱管１２から熱交換器に送り込む冷媒を、液相化（単相化）することが可能となる。
これにより、熱交換器における熱交換効率をさらに高めることが可能となる。したがって、熱交換器における負荷が小さく、伝熱管１２を流れる冷媒の流量が少ない場合であっても、熱交換を確実に行うことができる。このような構成は、特に、熱交換器を小型化する場合に有効であり、このような構成を採用することで、空気調和機の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００３０】
［第三の実施形態］
次に、本発明の第三の実施形態を示す。以下に示す説明においては、上記第一の実施形態と異なる構成を中心に説明し、上記第一の実施形態と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
図５に示すように、本実施形態における冷媒分配器１０Ｄは、下端部に拡散管４０を介して上流側の冷媒管１１に接続され、上端に熱交換器を構成する複数本の伝熱管１２が接続される本体４１を有する。
【００３１】
本体４１は、中空で、円筒状の冷媒管接続部１４と、冷媒管接続部１４の上端から連続し、上方に向けてその内径が漸次拡大するすり鉢状の拡径部１５と、拡径部１５の上端から連続し、上方に向けて延びる円筒状の筒状部１６とを有している。
【００３２】
筒状部１６の上端の開口部には、この開口部を塞ぐ円板状のキャップ１７が嵌め込まれている。キャップ１７の外周部には、その中心から同心円状の位置に、周方向に間隔を隔てて定められた本数の伝熱管１２が挿入されてキャップ１７の下側まで貫通している。
【００３３】
拡散管４０は、冷媒管１１の上端部１１ａが挿入された管保持部４２と、管保持部４２の上端から連続し、上方に向けてその内径が漸次拡大するすり鉢状の拡径部４３と、拡径部４３の上端から連続して上方に向けて延びる円筒状の直管部４４とを有した拡散管部材４５からなる。図５の例では、冷媒管１１と本体４１との間に、拡散管部材４５を２段階に接続して設けている。拡散管部材４５の段数は２段階に限るものではなく、１段のみでも良いし、３段以上としても良い。２段目以降の拡散管部材４５は、管保持部４２に、下段側の拡散管部材４５の直管部４４を挿入することで連結されている。
【００３４】
このような拡散管部材４５においては、冷媒管１１または拡散管部材４５の直管部４４が、上段側の拡散管部材４５の管保持部４２または冷媒管接続部１４から上方に突出するよう接続されている。
【００３５】
このような拡散管４０を備えることで、冷媒管１１の上端部または拡散管部材４５の上端部４５ａにおいて、その流路内径が急激に広がるため、外周部に液相が分布し、中央部に気相が分布していた環状流となっている冷媒の流れに噴流が生じ、液相の冷媒が液滴化する。これによって拡散管４０の内周面に沿った液膜流Ｌの厚さが、冷媒管１１における液膜流Ｌの厚さよりも薄くなる。
【００３６】
従来、運転状態（負荷変化に伴う乾き度，流動状態の変化）によって本体内部で気相と液相が分離してしまい同心円状に均一化できないことがあった。これに対し、このようにして、液滴化された冷媒の液相を、本体４１上部に接続された伝熱管１２で吸い込むことで、環状流の液膜を均一化し、均一な液滴流を飛ばすことができる。これにより、本体４１に接続された複数本の伝熱管１２には、液相と気相の混合比が均一化された冷媒を送り込むことができる。
その結果、冷媒分配器１０Ｄにおいて、複数本の伝熱管１２に対し、二相状態の冷媒を安定して分配することができ、広範囲な流量域においても、安定して冷媒による熱交換を行うことができる。熱交換性能の安定化を図ることにより、熱交換器を小型化することも可能となり、これにより空気調和機全体におけるコストダウンも図ることができる。しかも、冷媒分配器１０Ｄは、非常に簡易な構成であるので、空気調和機の大型化やコストアップを招くこともなく、低コストで上記効果を得ることができる。
【００３７】
なお、上記第三の実施形態において、以下に示すような変形例を採用することができる。
まず、図６に示すように、本体４１に接続される伝熱管１２の下端部１２ａを、下方に向けてテーパ状に拡径することができる。これにより、本体４１内に臨む伝熱管１２の開口面積を拡大することができ、より広い範囲から冷媒の液滴を捕集することが可能となり、上記効果は一層顕著なものとなる。
【００３８】
また、図７に示すように、キャップ１７の下面に、下方に向けて突出し、キャップ１７の外周部に配置された伝熱管１２に液滴の流れを導くことのできるガイド部４７を形成することができる。このようなガイド部４７は、例えば、下方に向けてその断面積が漸次縮小する円錐状とすることができる。
このようなガイド部４７を設けることで、液滴を外周側の伝熱管１２に導くことができ、より一層効率的に液滴を伝熱管１２で捕集することができ、上記効果は一層顕著なものとなる。
【００３９】
また、図８に示すように、本体４１内に、図２に示した構成と同様、拡散管４０の上方に気液分離リング３０を設けても良い。この場合、拡散管４０によって液膜流の厚さが薄くなるので、リング３０により第二の実施形態と同様、管壁の液膜は下方に分流させて液相を本体４１の下方より吸込ませ、気相部は均一な液滴流をより確実に供給することができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態では、熱交換器自体の構成や、空気調和装置全体の構成については何ら限定するものではない。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ…冷媒分配器、１１…冷媒管、１１ａ…上端部、１１ｂ…管壁、１２…伝熱管、１２ａ…下端部、１３…本体、１４…冷媒管接続部、１５…拡径部、１６…筒状部、１７…キャップ、２０…スリーブ、２４…貫通孔、２８…固定部材、３０…気液分離リング（リターン部材、リング）、３１…外周リング、３２…内周リング、３２ａ…プレート部、３２ｂ…内周側筒状部（ガイド部）、３２ｃ…外周側筒状部、３３…スポーク、３５…バイパス管、４０…拡散管、４１…本体、４３…拡径部、４４…直管部、４５…拡散管部材、４７…ガイド部
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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