(57)【要約】【課題】複数の室内熱交換器が単一の室外熱交換器から冷媒の供給を受ける冷凍サイクル装置において、各室内熱交換器にバランスよく冷媒を分配できる冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】冷凍サイクル装置は、合流器と、分流器と、連結管と、を具備している。合流器は、複数の冷媒流路を合流する。分流器は、複数の冷媒流路に分流する。合流器と分流器との間を接続する連結管は、直管状に形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の冷媒流路を合流する合流器と、
複数の冷媒流路に分流する分流器と、
前記合流器と前記分流器との間を接続する直管状の連結管と、
を具備した冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記合流器は、冷媒が流入する２つの入口を有し、
前記分流器は、冷媒が流出する２つの出口を有し、
前記合流器の入口の並び方向と、前記分流器の出口の並び方向とが、前記連結管の周方向にずれて配置されている請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
複数の室内熱交換器と、
複数の冷媒流路から冷媒が流出する室外熱交換器と、
前記複数の冷媒流路を合流する合流器と、
前記複数の室内熱交換器に冷媒を分配する分流器と、
前記合流器と分流器との間を接続する直管状の連結管と、
を具備した冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記連結管は垂直方向に延びる請求項１乃至３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の室内ユニットと単一の室外ユニットとを備えた冷凍サイクル装置（空気調和装置）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８５６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
各室内ユニットに収容された室内熱交換器に冷媒を分配する分流器の上流で配管が湾曲していると、湾曲の外側と内側とで流速差が生じて冷媒を均等に分配することが困難となる。
【０００５】
本発明の目的は、複数の冷媒流路に冷媒を分流する際に、各冷媒流路にバランスよく冷媒を分流できる冷凍サイクル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、冷凍サイクル装置は、合流器と、分流器と、連結管と、を具備している。合流器は、複数の冷媒流路を合流する。分流器は、複数の冷媒流路に分流する。合流器と分流器との間を接続する連結管は、直管状に形成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態の空気調和装置の冷凍サイクルを示す回路図である。
【図２】一実施形態の室外ユニットの外観を示す斜視図である。
【図３】図２に示された室外ユニットの内部を示す斜視図である。
【図４】図３に示された分流器の配置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、一実施形態の冷凍サイクル装置について、図１から図４を参照して説明する。なお、本実施形態では、冷凍サイクル装置について、空気調和装置を例に説明する。  
図１は、空気調和装置１の冷凍サイクルを示す回路図である。空気調和装置１は、単一の室外ユニット２と、複数の室内ユニット３Ａ，３Ｂと、を備えている。
【０００９】
室外ユニット２は、能力可変型の圧縮機４と、四方弁５と、室外熱交換器６と、複数の室内ユニット３Ａ，３Ｂに対応する複数の絞り弁（膨張弁）７Ａ，７Ｂと、を主要な要素として備えている。室内ユニット３Ａ，３Ｂは、室内熱交換器８Ａ，８Ｂと、室内熱交換器８Ａ，８Ｂに空気を導く室内ファン９Ａ，９Ｂと、をそれぞれ備えている。
【００１０】
室外ユニット２を構成する圧縮機４、四方弁５、室外熱交換器６及び絞り弁７Ａ，７Ｂと、室内ユニット３Ａ，３Ｂを構成する室内熱交換器８Ａ，８Ｂとは、冷媒が循環する循環回路１０を構成する。
【００１１】
具体的に述べると、図１に示すように、圧縮機４の吐出側は、四方弁５の第１のポート５Ａに接続されている。四方弁５の第２のポート５Ｂは、室外熱交換器６に接続されている。室外熱交換器６は、絞り弁７Ａ，７Ｂを介して室内熱交換器８Ａ，８Ｂに接続されている。室内熱交換器８Ａ，８Ｂは、四方弁５の第３のポート５Ｃに接続されている。四方弁５の第４のポート５Ｄは、気液分離器４Ａを介して圧縮機４の吸入側に接続されている。気液分離器４Ａは、圧縮機４に付設されている。
【００１２】
空気調和装置１が冷房モードで運転を行う場合、四方弁５は、第１のポート５Ａが第２のポート５Ｂに連通し、第３のポート５Ｃが第４のポート５Ｄに連通するように切り替わる。
【００１３】
冷房モードで空気調和装置１の運転が開始されると、低温・低圧の気相冷媒が圧縮機４で圧縮され、高温・高圧の気相冷媒となって循環回路１０に吐出される。冷房モードにおける冷媒の流れを実線の矢印で示す。高温・高圧の気相冷媒は、四方弁５を経由して凝縮器として機能する室外熱交換器６に導かれる。
【００１４】
室外熱交換器６に導かれた気相冷媒は、空気との熱交換により凝縮し、高圧の液相冷媒に変化する。高圧の液相冷媒は、絞り弁７Ａ，７Ｂを通過する過程で減圧されて低圧の気液二相冷媒に変化する。気液二相冷媒は、蒸発器として機能する室内熱交換器８Ａ，８Ｂに導かれるとともに、室内熱交換器８Ａ，８Ｂを通過する過程で空気と熱交換する。
【００１５】
この結果、気液二相冷媒は、空気から熱を奪って蒸発し、低温・低圧の気相冷媒に変化する。室内ファン９Ａ，９Ｂに導かれ室内熱交換器８Ａ，８Ｂを通過する空気は、液相冷媒の蒸発潜熱により冷やされ、冷風となって空調すべき場所に送られる。
【００１６】
室内熱交換器８Ａ，８Ｂを通過した低温・低圧の気相冷媒は、四方弁５を経由して気液分離器４Ａに導かれる。冷媒中に蒸発しきれなかった液相冷媒が混入している場合、気液分離器４Ａで液相冷媒と気相冷媒とに分離される。液相冷媒が分離された低温・低圧の気相冷媒は、気液分離器４Ａから圧縮機４に吸い込まれる。圧縮機４に吸い込まれた気相冷媒は、再び高温・高圧の気相冷媒に圧縮されて循環回路１０に吐出される。
【００１７】
一方、空気調和装置１が暖房モードで運転を行う場合、四方弁５は、第１のポート５Ａが第３のポート５Ｃに連通し、第２のポート５Ｂが第４のポート５Ｄに連通するように切り替わる。暖房モードにおける冷媒の流れを破線の矢印で示す。
【００１８】
暖房モードで空気調和装置１の運転が開始されると、圧縮機４から吐出された高温・高圧の気相冷媒は、四方弁５を経由して室内熱交換器８Ａ，８Ｂに導かれ、当該室内熱交換器８Ａ，８Ｂを通過する空気と熱交換される。すなわち、室内熱交換器８Ａ，８Ｂが凝縮器として機能する。
【００１９】
室内熱交換器８Ａ，８Ｂを通過した高圧の液相冷媒は、絞り弁７Ａ，７Ｂに導かれ、低圧の気液二相冷媒に変化する。気液二相冷媒は、蒸発器として機能する室外熱交換器６に導かれるとともに、ここで空気と熱交換することにより蒸発し、低温・低圧の気相冷媒に変化する。室外熱交換器６を通過した低温・低圧の気相冷媒は、四方弁５を経由して気液分離器４Ａに導かれる。
【００２０】
図２は、室外ユニット２の外観を示す斜視図である。図２に示すように、室外ユニット２は、室外熱交換器６に空気を導入する室外ファン１１をさらに備えている。圧縮機４、四方弁５、室外熱交換器６、絞り弁７Ａ，７Ｂ及び室外ファン１１は、筐体１２に収納されている。筐体１２には、配管接続部１５，１６，１７，１８が設けられている。
【００２１】
図１に示す循環回路１０は、配管１５Ａ，１６Ａ，１７Ａ，１８Ａと、冷媒管２１，２２，２３，２４と、第１の分流器３１と、第２の分流器３２と、連結管３３と、を備えている。ここで、第１の分流器３１が特許請求の範囲の「合流器」に相当し、第２の分流器３２が特許請求の範囲の「分流器」に相当する。
【００２２】
配管１５Ａ，１６Ａ，１７Ａ，１８Ａは、室内熱交換器８Ａ，８Ｂと、配管接続部１５，１６，１７，１８とをそれぞれ接続している。
【００２３】
冷媒管２１，２２は、室外熱交換器６と第１の分流器３１とを接続している。連結管３３は、第１の分流器３１と第２の分流器３２とを接続している。冷媒管２３，２４は、第２の分流器３２と絞り弁７Ａ，７Ｂとを接続している。
【００２４】
図３は、室外ユニット２の内部を示す斜視図である。図３に示すように、配管接続部１５，１６，１７，１８は、筐体１２の側壁１２Ａの一部を構成する配管接続部固定板１２Ｂの外側に固定され、等間隔をあけて上下に並んで配置されている。
【００２５】
配管接続部固定板１２Ｂの内側には、絞り弁７Ａ，７Ｂと、第１及び第２の分流器３１，３２が配置されている。第１の分流器３１と第２の分流器３２とは、垂直方向に延びた直管状の連結管３３で接続されている。
【００２６】
本実施形態では、絞り弁７Ａ，７Ｂは、配管接続部１５，１６，１７，１８よりも上方に配置されている。第１及び第２の分流器３１，３２は、絞り弁７Ａ，７Ｂの下方において上下に並んで配置されている。
【００２７】
詳しく述べると、第１の分流器３１は、室内熱交換器８Ａの液相側に接続された配管接続部１６とほぼ同じ高さに配置されている。連結管３３は、室内熱交換器８Ｂの気相側に接続された配管接続部１７とほぼ同じ高さに配置されている。第２の分流器３２は、配管接続部１７よりも上方、且つ室内熱交換器８Ｂの液相側に接続された配管接続部１８よりも下方に配置されている。
【００２８】
直管状に形成された連結管３３は、室内熱交換器８Ａに接続された配管接続部１７と、室内熱交換器８Ｂに接続された配管接続部１６との間隔Ｌ２にほぼ等しい長さＬ１を有している。
【００２９】
図４は、第１及び第２の分流器３１，３２の配置を示す斜視図である。図４に示すように、本実施形態の室外熱交換器６には、冷房モードにおいて冷媒が流出する２つの冷媒出入口６Ａ，６Ｂが設けられている。冷媒出入口６Ａ，６Ｂには、第１の分流器３１から延びた冷媒管２１，２２がそれぞれ接続され、冷媒出入口６Ａ，６Ｂと第１の分流器３１との間に複数の冷媒流路（ここでは２つの冷媒流路）が形成されている。室外熱交換器６の冷媒出入口６Ａ，６Ｂから流出した冷媒は、第１の分流器３１で合流する。つまり、第１の冷媒分流器３１は、合流器として機能する。
【００３０】
冷媒管２１，２２は、第１の分流器３１寄りの少なくとも一部が直管状に形成されている。詳しく述べると、冷媒管２１，２２は、第１の分流器３１の入口３１Ａ，３１Ｂから下方に向かって直管状に延びる第１の部分２１Ａ，２２Ａと、第１の部分２１Ａ，２２Ａの下端部から室外熱交換器６の冷媒出入口６Ａ，６Ｂまで筐体１２の底壁１２Ｃに沿うように延びる第２の部分２１Ｂ，２２Ｂと、をそれぞれ有している。
【００３１】
第２の分流器３２に接続された冷媒管２３，２４は、絞り弁７Ａ，７Ｂに向かってそれぞれ延び、絞り弁７Ａ，７Ｂと第２の分流器３２との間に複数の冷媒流路（ここでは２つの冷媒流路）が形成されている。
【００３２】
冷媒管２３，２４は、第２の分流器３２寄りの少なくとも一部が直管状に形成されている。詳しく述べると、冷媒管２３，２４は、第２の分流器３２の出口３２Ａ，３２Ｂから上方に向かって直管状に延びる第１の部分２３Ａ，２４Ａと、第１の部分２３Ａ，２４Ａの上端部から絞り弁７Ａ，７Ｂまで筐体１２の配管接続部固定板１２Ｂに沿うように延びる第２の部分２３Ｂ，２４Ｂと、をそれぞれ有している。
【００３３】
第１の分流器３１と第２の分流器３２とを連結する連結管３３は、冷媒管２１，２２，２３，２４よりも太径の直管状に形成されている。連結管３３の長さＬ１の一例は、連結管３３の直径の約５倍である。
【００３４】
図４中に矢印Ｘ１で示す第１の分流器３１の入口３１Ａ，３１Ｂの並び方向と、矢印Ｘ２で示す第２の分流器３２の出口３２Ａ，３２Ｂの並び方向とは、連結管３３の周方向に例えば９０°ずれて配置されている。
【００３５】
以上のように構成された空気調和装置１は、複数の絞り弁７Ａ，７Ｂに冷媒を分配する第２の分流器３２において、冷媒の入口管となる連結管３３が直管状に形成されている。連結管３３が湾曲していると、湾曲の外側と内側とで流速差が生じて冷媒を均等に分配することが困難であるが、本実施形態の第２の分流器３２は、連結管３３が直管状であるため分流特性に優れ、絞り弁７Ａ，７Ｂへ冷媒を均等に分流させることができる。
【００３６】
その結果、複数の室内熱交換器８Ａ，８Ｂが単一の室外熱交換器６から冷媒の供給を受ける空気調和装置１において、室内熱交換器８Ａ，８Ｂにバランスよく冷媒を分配することができる。
【００３７】
本実施形態では、第１の分流器３１の入口３１Ａ，３１Ｂの並び方向Ｘ１と、第２の分流器３２の出口３２Ａ，３２Ｂの並び方向Ｘ２とが、連結管３３の周方向に９０°ずれて配置されている。そのため、連結管３３の軸方向において、第１の分流器３１の入口３１Ａ，３１Ｂと、第２の分流器３２の出口３２Ａ，３２Ｂとは、互いに重ならないか、重なりが最小になるように位置する。
【００３８】
連結管３３の内部において、第１の分流器３１の入口３１Ａ，３１Ｂから流入する冷媒が均一に混ざり合うため、第２の分流器３２の出口３２Ａ，３２Ｂから流出する冷媒を均等に分流させることができる。第２の分流器３２の分流特性がより向上し、室内熱交換器８Ａ，８Ｂにバランスよく冷媒を分配することができる。
【００３９】
本実施形態では、冷媒管２１，２２が、直管状に形成された第１の部分２１Ａ，２２Ａを有している。冷媒管２１，２２の第２の部分２１Ｂ，２２Ｂにおいて、冷媒の流速に偏りがあっても、第１の部分２１Ａ，２２Ａを流れるうちに、冷媒の流速が均一に近づく。助走部分として機能する第１の部分２１Ａ，２２Ａにより、第２の分流器３２の分流特性がより向上し、室内熱交換器８Ａ，８Ｂにバランスよく冷媒を分配することができる。
【００４０】
また、冷媒管２３，２４が、直管状に形成された第１の部分２３Ａ，２４Ａを有している。第２の分流器３２の出口３２Ａ，３２Ｂに接続された冷媒管２３，２４の圧力損失が均衡するため、第２の分流器３２の分流特性がより向上し、室内熱交換器８Ａ，８Ｂにバランスよく冷媒を分配することができる。
【００４１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００４２】
例えば、上記した実施形態では、室外熱交換器から冷媒が流出する冷媒出入口を２つ設けてあるが、３つ以上設けてもよい。２つの室内ユニットに対応して絞り弁を２つ備えているが、室内ユニット及び絞り弁を３つ以上備えてもよい。要するに、複数の絞り弁へ冷媒を分配する第２の分流器において、入口管を直管状に形成すればよい。
【符号の説明】
【００４３】
１…空気調和装置、８Ａ，８Ｂ…室内熱交換器、６…室外熱交換器、６Ａ，６Ｂ…吐出口、３１…第１の分流器、３２…第２の分流器、３３…連結管、３１Ａ，３１Ｂ…第１の分流器の入口、３２Ａ，３２Ｂ…第２の分流器の出口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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