(57)【要約】      （修正有）【課題】扁平管を多本数採用した熱交換器において、冷媒の流速によらず各扁平管に略均一に気液二相の冷媒を分配することができ、冷凍サイクルの性能低下を抑制した、高効率で地球温暖化防止に配慮した冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】略並列に配置され、内部に冷媒が流れる複数の扁平管２２１と、前記複数の扁平管に空気が流れるように配置される送風装置と、前記複数の扁平管の一端に接続され、ガス冷媒を分配するガス冷媒分配器２２３と、前記複数の扁平管の前記一端と反対側の他端に流路部２２２を介して接続され、気液ニ相冷媒又は液冷媒を分配する冷媒分配器２２４と、前記流路部は、前記複数の扁平管に対応する数の冷媒流路２２７が形成されることで、前記冷媒流路と前記複数の扁平管とが１対１に対応して接続され、さらに前記冷媒流路と前記冷媒分配器の複数の分配流路とが接続されるように構成される。【選択図】図２
2015068560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略並列に配置され、内部に冷媒が流れる複数の扁平管と、
前記複数の扁平管に空気が流れるように配置される送風装置と、
前記複数の扁平管の一端に接続され、ガス冷媒を分配するガス冷媒分配器と、
前記複数の扁平管の前記一端と反対側の他端に流路部を介して接続され、気液ニ相冷媒又は液冷媒を分配する冷媒分配器と、
前記流路部は、前記複数の扁平管に対応する数の冷媒流路が形成されることで、前記冷媒流路と前記複数の扁平管とが１対１に対応して接続され、さらに前記冷媒流路と前記冷媒分配器の複数の分配流路とが接続されるように構成されることを特徴とする冷凍サイクル装置の利用側ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置の利用側ユニットにおいて、
前記流路部は、前記冷媒流路により前記複数の扁平管と前記冷媒分配器の複数の分配流路とが１対１に対応して接続されるように構成されることを特徴とする冷凍サイクル装置の利用側ユニット。
【請求項３】
請求項１に記載の冷凍サイクル装置の利用側ユニットにおいて、
前記流路部は、前記冷媒分配器の複数の分配流路から複数に分岐された後の流路が前記冷媒流路として前記複数の扁平管と１対１に対応して接続されるように構成されることを特徴とする冷凍サイクル装置の利用側ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の冷凍サイクル装置の利用側ユニットにおいて、
前記複数の扁平管の前記他端に前記複数の扁平管の位置に対応する平板が配置され、前記冷媒流路は、前記平板内部に形成されることを特徴とする冷凍サイクル装置の利用側ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載の冷凍サイクル装置の利用側ユニットにおいて、
前記平板は複数、略並列に配置され、
前記複数の扁平管をそれぞれ分けた扁平管群ごとに対応して前記平板が複数、略並列に配置され、
前記扁平管群に対応する前記平板には、該扁平管群の扁平管の数に対応して、前記冷媒流路が形成されることを特徴とする冷凍サイクル装置の利用側ユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の冷凍サイクル装置の利用側ユニットにおいて、
前記複数の平板のうち、前記複数の扁平管の他端側に近くに配置される平板ほど、該平板に対応する前記扁平管群の扁平管の長さが短く構成されることを特徴とする冷凍サイクル装置の利用側ユニット。
【請求項７】
請求項１〜３の何れかに記載の冷凍サイクル装置の利用側ユニットにおいて、
前記流路部と前記扁平管と前記ガス冷媒分配管とが同種の金属にて形成され、
前記冷媒流路と前記扁平管と、及び前記ガス冷媒分配管と前記扁平管とをロウ付けにより接続したことを特徴とする冷凍サイクル装置の利用側ユニット。
【請求項８】
請求項１〜３の何れかに記載の冷凍サイクル装置の利用側ユニットにおいて、
前記冷凍サイクルに使用する主冷媒として、Ｒ１２３４ｙｆ、あるいはＲ１２３４ｚｅ（Ｅ）を採用したことを特徴とする冷凍サイクル装置の利用側ユニット。
【請求項９】
請求項１〜３の何れかに記載の冷凍サイクル装置の利用側ユニットにおいて、
冷媒を膨張する膨張装置を備え、該膨張装置は、前記冷媒分配器の近傍に配置されることを特徴とする冷凍サイクル装置の利用側ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルを利用した空気調和機、冷凍機などの冷凍サイクル装置について、扁平管を採用した熱交換器を蒸発器として使用する冷凍サイクルに関する、特に、Ｒ１２３４ｙｆやＲ１２３４ｚｅ（Ｅ）などの低圧冷媒を使用した冷凍サイクル装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器のコンパクト化や軽量化を目的として、アルミ製の多穴扁平管（以下、扁平管）を伝熱管として用いた熱交換器が採用されている。この熱交換器を蒸発器として使用する際は、熱交換器に付着した凝縮水を効率良く取り除く必要があり、扁平管を採用した熱交換器であれば、扁平管での凝縮水の排水が重要であり、扁平管の表面に付着した凝縮水を効率よく重力を利用して、扁平管から取り除くためには、扁平管の長手方向を鉛直方向に配置した方が望ましい。
【０００３】
しかし、扁平管を鉛直方向に配置することは、熱交換器の空気側の伝熱面積を大きく取るためには伝熱管である扁平管の本数が多くなる可能性がある。そのため、扁平管の本数が多い熱交換器では、各扁平管への冷媒の分配を簡素化するために、ヘッダパイプに複数本の扁平管を接続したヘッダ分配方式を採用している。
【０００４】
ヘッダ分配方式にて各扁平管に冷媒を分配する際は、熱交換器を凝縮器として利用する場合には、ガス単相の冷媒を分配するため、概ね流量分配を均一に設定することが可能である。扁平管を多本数採用した熱交換器を蒸発器として利用する場合は、気液二相流を各扁平管に分配する必要がある。ヘッダ分配方式では、気液二相の冷媒はヘッダ内部にて気相と液相とが分離した波状流の状態となり、慣性力により液相の冷媒が末端近傍に設置された扁平管の多く流れる傾向となり、気相と液相とを各扁平管に略均一に分配することは困難である。
【０００５】
そのため、気液二相の冷媒をヘッダ分配方式にて各扁平管に略均一に分配する方法として、ヘッダ内部を工夫して、ヘッダ内部の気液二相の冷媒の流動状態を調整する冷凍システムが知られ、例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の従来の技術では、ヘッダ内部に絞りを設けることで生じる圧力損失によって、気液二相の冷媒の偏流を抑制できるとしている。しかし、ヘッダ内部に設けた絞りは固定開度の絞りであり、冷媒の流速によって圧力損失が異なる。空気調和機や冷凍機などの運転比率の高い、負荷の小さい運転、つまり冷媒の流速が小さい運転状態にて最適な分配となるようにヘッダ内部の絞りにて圧力損失が発生するほどの絞りを設定した場合、最大能力が必要な運転、つまり冷媒の流速が大きい運転状態では、ヘッダ部での圧力損失が大きくなりすぎ、蒸発器入口の膨張装置として大容量の膨張装置を採用する必要がある、あるいは膨張装置をバイパスする回路を追加する必要がある。
【０００８】
特に、蒸発器を利用側熱交換器に採用する際は、例えば天井埋め込み型の室内機では、天井開口部の大きさや天井の懐高さによって、室内機の大きさは制限され、大容量の膨張装置やバイパス回路を室内機内に設置することは困難な可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、扁平管を多本数採用した熱交換器において、冷媒の流速によらず各扁平管に略均一に気液二相の冷媒を分配することができ、冷凍サイクルの性能低下を抑制した、高効率で地球温暖化防止に配慮した冷凍サイクル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、「略並列に配置され、内部に冷媒が流れる複数の扁平管と、
前記複数の扁平管に空気が流れるように配置される送風装置と、
前記複数の扁平管の一端に接続され、ガス冷媒を分配するガス冷媒分配器と、
前記複数の扁平管の前記一端と反対側の他端に流路部を介して接続され、気液ニ相冷媒又は液冷媒を分配する冷媒分配器と、
前記流路部は、前記複数の扁平管に対応する数の冷媒流路が形成されることで、前記冷媒流路と前記複数の扁平管とが１対１に対応して接続され、さらに前記冷媒流路と前記冷媒分配器の複数の分配流路とが接続されるように構成されること」を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、扁平管を多本数採用した熱交換器において、冷媒の流速によらず各扁平管に略均一に気液二相の冷媒を分配することができ、冷凍サイクルの性能低下を抑制した、高効率で地球温暖化防止に配慮した冷凍サイクル装置を提供することが可能である。
本発明の上記した構成、作用、効果は以下の実施例において詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１の冷凍サイクル系統図。
【図２】実施例１の利用側熱交換器の外観図。
【図３】実施例１における冷媒分配器と流路と扁平管接続部を構成した流路板の外観図。
【図４】実施例１における扁平管と流路板との接続図。
【図５】実施例１における扁平管と流路板と接続状態での断面図。
【図６】実施例１における冷媒流路と扁平管接続部の構成図の一態様。
【図７】実施例１における冷媒流路と扁平管接続部の構成図の一態様。
【図８】実施例１における複数の流路板を積層した状態での断面図。
【図９】実施例１における複数の流路板に設置した冷媒分配器と膨張装置との接続状態を表した図。
【図１０】実施例２における複数の流路板に設置した冷媒分配器と膨張装置との接続状態での断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本実施例の冷凍サイクル装置（空気調和機など）のサイクル系統図を示す。  
冷房運転の場合、圧縮機（密閉式圧縮機）１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は冷凍機油と共に圧縮機１から吐出され、ガス冷媒が四方弁２を経て、熱源側熱交換器３へと流入し、ここで熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は全開とされた第１の膨張装置４を通り、阻止弁６を通り、液側接続配管７を経て、室内機２０へ送られる。送られた液冷媒は、第２の膨張装置２１へ流入し、ここで低圧まで減圧されて低圧二相状態となり、利用側熱交換器２２で空気等の利用側媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。その後、ガス冷媒はガス側接続配管８を通り、阻止弁９、四方弁２を経て圧縮機１へ戻る。余剰冷媒はアキュムレータ１０に貯留され、冷凍サイクルの運転圧力、温度が正常な状態に保たれる。
【００１５】
暖房運転の場合、圧縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は冷凍機油と共に圧縮機１から吐出され、四方弁２、阻止弁９、ガス側接続配管８を経て利用側熱交換器２２へ流入し、ここで空気等の利用側媒体と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は、液側接続配管７、阻止弁６を経て、第１の膨張装置４で減圧され熱源側熱交換器３で空気・水等の熱源媒体と熱交換して蒸発・ガス化する。蒸発・ガス化した冷媒は四方弁２を経て圧縮機１へ戻る。
【００１６】
図２に本実施例の利用側熱交換器２２の外観図を示す。本実施例では、冷凍サイクル装置を構成する利用側熱交換器２２として、略並列に配置され、内部に冷媒が流れる複数の扁平管２２１を採用している。また室内ユニットなどの利用側ユニットは、複数の扁平管２２１に空気が流れるように配置される図示しない送風装置と、複数の扁平管２２１の一端に接続され、ガス冷媒を分配するガス冷媒分配器（ガスヘッダパイプ２２３）と、複数の扁平管２２１の一端と反対側の他端に流路部２２２を介して接続され、気液ニ相冷媒又は液冷媒を分配する冷媒分配器２２４と、を備える。なお、ここでは天井カセット形四方向室内機に搭載した熱交換器を例として取り上げたが、その他の形式の室内機やショーケースなどの利用側ユニットであっても良い。
【００１７】
空気は、図２のロ字形状の中央の空間の下から、ロ字形状の中央の空間内に設置されたファンとモータにより構成された送風装置により導入され、略一定間隔にて配列された扁平管２２１との隙間から外側に向かって流れる。ここで、図２の利用側熱交換器２２はガス冷媒分配器（ガスヘッダパイプ２２３）と室内機筐体の天井面とが密着しており、ロ字形状の中央の空間の上方には空気が流出することは無い。
【００１８】
そして、本実施例では、上記した流路部２２２として、複数の扁平管２２１に対応する数の冷媒流路２２７が形成されることで、冷媒流路２２７と複数の扁平管２２１とが１対１に対応して接続され、さらに冷媒流路２２７と冷媒分配器２２４の複数の分配流路とが接続されるように構成されるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
この場合、冷媒の流れは、冷房運転では膨張装置２１に減圧された気液二相の冷媒が冷媒分配器２２４により冷媒流路２２７に分配され、各冷媒流路２２７と１対１にて接続された扁平管２２１の内部に冷媒を導入し、扁平管２２１内に流れる冷媒は、扁平管２２１間に流れる空気と扁平管２２１の表面を伝熱面として熱交換しガス単相の冷媒となり、ガスヘッダパイプ２２３に導入され、ガス側接続部２２５からガス側接続配管８に導出される。
【００２０】
一方、暖房運転では、高圧高温のガス単相の冷媒がガス側接続部２２５からガスヘッダパイプ２２３に導入され、各扁平管２２１に導入される。この際ガスヘッダパイプ２２３にて分配される冷媒はガス単相の冷媒なので、各扁平管２２１には略均等に冷媒が分配される。その後、扁平管２２１間に流れる空気と扁平管２２１の表面を伝熱面として熱交換し、気液二相あるいは液単相の冷媒となり、流路２２７を介して冷媒分配器２２４に導入され、膨張装置２１を介して液接続配管７に導出される。
【００２１】
ここで、扁平管２２１は鉛直方向に配置し、さらに空気側の伝熱面積である扁平管２２１の表面積を大きく設定するために、扁平管２２１間の距離を１〜２ｍｍ程度の略一定の間隔にて略並列に配置する。そのため、扁平管２２１が著しく多くなる。冷房運転においては気液二相の冷媒を各扁平管２２１へ略均等に分配を実施する必要があり、冷媒分配器２２４から各扁平管２２１に冷媒を供給する際に、膨張装置２１にて減圧され気液二相の冷媒となった後、冷媒分配器２２４の底面に気液二相の冷媒を衝突し、気相と液相の冷媒を均質化し、均質化された気液二相の冷媒を冷媒分配器２２４に接続された、各扁平管２２１と１対１にて接続された冷媒流路２２７を介して冷媒を分配することが可能である。
【００２２】
上記を実現するための構成を図３と図８と図９を用いて説明する。図３に記載の流路板２２２ｄは、後で詳細な説明をするが、流路部２２２のうち、積層化した際に最下層となる流路板を代表して記載している。そして流路板２２２ｄに冷媒分配器２２４ｄ、冷媒流路２２７ａ、２２７ｂ、扁平管接続部２２８ａ、２２８ｂが加工されている。冷媒分配器２２４ｄは貫通穴、冷媒流路２２７ａ、２２７ｂは流路板２２２ｄの厚さよりも浅く形成されている。扁平管接続部２２８ａ、２２８ｂも流路２２７ａ、２２７ｂと同様な深さで形成されている。なお、図３では複数の扁平管２２１のうち、図の下側の扁平管と接続される扁平管接続部２２８ａ、２２８ｂのみを示しているが、実際には扁平管２２１は全周に亘って存在しており、扁平管接続部２２８もこれに対応して必要となる。
【００２３】
そして図３の下側に配置される扁平管２２１と扁平管接続部（２２８ａ、２２８ｂ）を介して接続される流路板が２２２ｄであり、その他の図示されていない扁平管２２１、たとえば図の左側や上側や右側に略並列に配置される扁平管２２１は、図示していない扁平管接続部２２８と接続される。またこれらの図示していない扁平管２２１に対しては、これに対応して流路部２２２に冷媒流路２２７が設けられており、冷房運転時においては冷媒分配器２２４からの気液二相冷媒はこの冷媒流路２２７を流れた後に各扁平管２２１に流れる。
【００２４】
そしてこれらの図示していない冷媒流路については流路板２２２ｄと同様に流路板（２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ）を作成し、図８のように積層化することで全ての扁平管２２１と接続できるように冷媒流路２２７を形成することができる。たとえば、流路板２２２ｃに図３の左側に配置される扁平管群と接続される冷媒流路２２７が形成されるとすると、流路板２２２ｃに形成される冷媒流路２２７の数は図３の左側に配置される扁平管群の扁平管の数と対応したものとなる。このように流路部２２２は、冷媒流路２２７により複数の扁平管２２１と冷媒分配器２２４ｄの複数の分配流路とが１対１に対応して接続されるように構成される。
【００２５】
つまり本実施例の複数の扁平管２２１の他端に複数の扁平管２２１の位置に対応するように平板（流路板２２２ａ、２２２ｃ、２２２ｃ、２２２ｄ）が配置され、冷媒流路２２７は、平板（流路板２２２ａ、２２２ｃ、２２２ｃ、２２２ｄ）の内部に形成される。そして、平板（流路板２２２ａ、２２２ｃ、２２２ｃ、２２２ｄ）は複数、略並列に配置され、複数の扁平管２２１をそれぞれ分けた扁平管群ごとに対応して平板（流路板２２２ａ、２２２ｃ、２２２ｃ、２２２ｄ）が複数、略並列に配置される。ここでいう扁平管群とはたとえば、図３の下側に配置される扁平管群などをいう。そして扁平管群に対応する平板（流路板２２２ａ、２２２ｃ、２２２ｃ、２２２ｄ）には、該扁平管群の扁平管２２１の数に対応して、冷媒流路２２７が形成される。つまり、図３においては、下側に配置される扁平管群の数に対応して、平板（流路板２２２ｄ）に冷媒流路２２７ａ、２２７ｂが形成される。
【００２６】
次に図９を用いて冷媒分配器２２４の構成について説明する。各流路板２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄ、２２２ｅに開けられた貫通穴を積層し、貫通穴の上下を冷媒分配器カバー２２４１ａ、２２４１ｂによって封止する。貫通穴の上方に設置する冷媒分配器カバー２２４１ａには膨張装置２１が取り付けられており、冷房運転では、膨張装置２１を通過した冷媒を冷媒分配器２２４に導入することができる。あるいは、暖房運転では、冷媒分配器２２４の冷媒を膨張装置２１に導出することができる。
【００２７】
ここで図４と図５を用いて、扁平管接続部２２８ａの構造と、扁平管接続部２２８ａに扁平管２２１ａを接続する方法について説明する。図４は扁平管２２１ａと冷媒流路２２７ａとの接続図を示しており、図５は扁平管２２１ａと扁平管接続部２２８ａとの接続状態での断面図を示している。図４に示すように、扁平管接続部２２８ａは冷媒流路２２７ａとは繋がっており、扁平管２２１ａは扁平管接続部２２８ａにロウ付けにて接続される。図５に示す通り、扁平管接続部２２８ａは段差２２８２ａが設けられ、段差２２８２ａに扁平管２２１ａを嵌め込まれる。これにより扁平管２２１ａが扁平管接続部２２８ａの溝底部まで侵入することなく、冷媒が流れる流路２２８１ａを確保することが可能である。なお、この流路２２８１ａは冷媒流路２２７ａと連通する流路である。
【００２８】
また、扁平管２２１ａの材質と、扁平管接続部２２８ａの材質は、扁平管２２１ａと扁平管接続部２２８ａとが、材料同士が接触することから、異種金属を接触して生じる電位差による腐食を回避するために、同一の材料であることが望ましい。また、扁平管２２１ａと扁平管接続部２２８ａとの材質をアルミニウムとして場合、扁平管２２１ａと扁平管接続部２２８ａとのロウ付け方法としては、ノコロック式ロウ付け法や真空ロウ付け法でロウ付けすることで耐食性の高いロウ付け部を提供することが可能である。つまり流路部２２２と扁平管２２１とガス冷媒分配管２２３とが同種の金属にて形成され、冷媒流路２２７と扁平管２２１と、及びガス冷媒分配管２２３と扁平管２２１とをロウ付けにより接続したものである。
【００２９】
ここで上記した通り、図３に記載の流路板２２２ｄは、積層化した際に最下層となる流路板を代表して記載している。その他の流路板２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃの構成について説明する。流路板２２２ｃは流路板２２２ｄの上に配置される。流路板２２２ｃに設ける冷媒分配器２２４ｃは、流路板２２２ｄの冷媒分配器２２４ｄと同じ位置に貫通穴を開ける。
【００３０】
図３に図示していないが流路板２２２ｃに設ける扁平管接続部２２８は、図３において流路板２２２ｄに設置した扁平管接続部２２８とは異なる位置に流路板２２２ｄに設置した扁平管接続部２２８同等の扁平管間の距離となるように複数箇所に設置する。たとえば位置としては図３の左辺側に設置する。そして冷媒流路２２７は冷媒分配器２２４ｃと複数個所に設置した扁平管接続部２２８との結ぶように設置する。さらに、流路板２２２ｃには、流路板２２２ｄに接続した扁平管２２１を通過可能な貫通穴（扁平管貫通穴）が開いている。
【００３１】
同様に流路板２２２ａ、２２２ｂに対しても、冷媒分配器２２４、流路２２７、扁平管接続部２２８、扁平管貫通穴を設ける。ここで、流路板２２２ａに設けた扁平管接続部２２８は図３の右辺側、流路板２２２ｂに設けた扁平管接続部２２８は図３の上辺側であるとする。
【００３２】
ガスヘッダパイプ２２３に接続する側の扁平管２２１の上端面の高さは、扁平管２２１とガスヘッダパイプ２２３との接続のために、全ての扁平管２２１の高さを揃える必要がある。扁平管２２１の長さが底辺側、左辺側、上辺側、右辺側で異なり、底辺側が最も長く、右辺側が最も短い扁平管２２１を設定することになる。
【００３３】
つまり、複数の平板（流路板２２２ａ、２２２ｃ、２２２ｃ、２２２ｄ）のうち、複数の扁平管２２１の他端側に近くに配置される平板（流路板２２２ａ、２２２ｃ、２２２ｃ、２２２ｄ）ほど、該平板（流路板２２２ａ、２２２ｃ、２２２ｃ、２２２ｄ）に対応する扁平管群の扁平管２２１の長さが短く構成される。つまり、図８においては流路板２２２ａに対応する扁平管群の扁平管２２１の長さが最も短く、流路板２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄの順に長くなるように構成される。
【００３４】
上記説明では図６に示すとおり、流路２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃと流路接続部２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃとが１対１となるように構成されている場合についてであったが、図７に示すとおり、流路２２７ｄを流路分岐部２２６ａで数流路に分岐し、分岐後流路２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃを介して扁平管接続部２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃに接続してもよい。つまり流路部２２２は、冷媒分配器２２４の複数の分配流路から複数に分岐された後の流路が冷媒流路２２７として複数の扁平管２２１と１対１に対応して接続されるように構成されてもよい。この構成でも同等の効果が得られると共に、冷媒流路２２７ｄの流路数を少なく設定することが可能であり、流路部２２２の小型化が可能となり、利用側熱交換器の軽量化が可能である。
【００３５】
以上より、冷媒分配器２２４にて気液二相の冷媒を均質化した後に、各扁平管２２１に冷媒を導入することで、気相と液相の冷媒を各扁平管２２１に均等に分配することができる。
【実施例２】
【００３６】
本実施例では、実施例１に記載の利用側熱交換器として、複数本の扁平管から構成され、扁平管の一端をガス冷媒を分配する分配管を接続し、他端に複数の平板に形成された冷媒分配器と流路とを積層し、冷媒分配器から分岐した複数の前記流路に対して、１対１にて前記複数本の扁平管を接続した構成とした冷凍サイクル装置にて、冷媒分配器に気液二相の冷媒を分配する際に、冷媒分配器での冷媒の状態を、気相と液相とを均質に混合した状態に設定した冷凍サイクル装置の例を説明する。
【００３７】
図１０に冷媒分配器２２４での冷媒の状態を、気相と液相とを均質に混合した状態を設定可能な膨張装置２１と冷媒分配器２２４の構成図を示す。利用側熱交換器２２を蒸発器として使用する際、すなわち冷房運転時に、冷媒分配器２２４に導入する冷媒は気液二相の状態となる。冷房運転時には高圧の液単相、あるいはかわき度の小さい状態の冷媒が、膨張装置２１の導入出管２１２から膨張装置２１に導入され、ニードル弁２１１とオリフィス２１４にて形成される隙間によって、減圧され、低圧の気液二相の冷媒となり、導入出管２１３に導出され、冷媒分配器２２４に導入される。
【００３８】
なお、膨張装置２１での減圧量は、オリフィス２１４の内径ｄの大きさによって、更にはニードル弁２２１とオリフィス２１４の隙間はニードル弁２１１を膨張装置２１に内蔵したモータの回転運動をギア、あるいはネジによってニードル弁２１１を直線運動に変換することで上下に駆動可能である。ニードル弁２１１とオリフィス２１４の隙間を調整することで、膨張装置２１での減圧量を調整可能である。
【００３９】
ニードル弁２２１とオリフィス２１４との隙間により減圧された気液二相の冷媒は、減圧直後は、気相と液相とが均質に混合した状態で導入出管２１３に導出される。しかし、導出間２１３の長さが長いと、均質に混合した気相と液相とが気相同士、液相同士が結合し、スラグ流なので気相と液相とが分離した状態に遷移する。導入出管２１３内を流れる冷媒の質量流速［ｋｇ／（ｍ2・ｓ）］が同一であれば、気相と液相とが均質に混合した状態から気相と液相とが分離した状態への遷移は、導入出管２１３の長さが長いほど、導入出管２１３の内径ｄｐが小さいほど、生じやすい。
【００４０】
そのため、膨張装置２１のニードル弁２１１とオリフィス２１４との隙間から冷媒分配器２２４との間隔を可能な限り近づける、つまり冷媒を膨張する膨張装置２１は、冷媒分配器２２４の近傍に配置されことで、冷媒分配器２２４に導入する冷媒の状態を気相と液相とが均質に混合した状態で導入することが可能である。
【００４１】
また上記実施例において冷凍サイクルに使用する主冷媒として、Ｒ１２３４ｙｆ、あるいはＲ１２３４ｚｅ（Ｅ）を採用したことが望ましい。このＲ１２３４ｙｆやＲ１２３４ｚｅ（Ｅ）は圧力が低く、低圧における冷媒の密度の小さい冷媒では、圧力が高く低圧における冷媒の密度が大きい冷媒に比べて、低圧、つまり蒸発器での冷媒の流速が大きくなり蒸発器での圧力損失が大きくなる傾向にある。しかし、蒸発器として冷媒分配器から分岐した複数の流路に対して、１対１にて複数本の扁平管を接続した熱交換器を採用することで、扁平管１本当たりの冷媒流量を抑えることができ、扁平管を流れる冷媒の流速を抑えることができるので、Ｒ１２３４ｙｆやＲ１２３４ｚｅ（Ｅ）などの圧力が低く低圧における冷媒の密度の小さい冷媒には好適である。
【符号の説明】
【００４２】
１…圧縮機、２…四方弁、３…熱源機側熱交換器、４…第１の膨張装置、２１…第２の膨張装置、６、９…阻止弁、７…液側接続配管、８…ガス側接続配管、１０…アキュムレータ、２０…室内機、２２…利用側熱交換器、４０…室外機、２１１…ニードル弁、２１２、２１３…導入出配管、２１４…オリフィス、２２１、２２１ａ、２２１ｂ、２２１ｃ…扁平管、２２２…流路部、２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄ…平板（流路板）、２２２ｅ…流路板カバー、２２３…ガスヘッダ、２２４、２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃ、２２４ｄ、２２４ｅ…冷媒分配器、２２５…ガス側接続部、２２６ａ…流路分岐部、２２７、２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃ、２２７ｄ…流路、２２８、２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄ…扁平管接続部、２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃ…分岐後流路、２２４１ａ、２２４１ｂ…冷媒分配器カバー、２２８１ａ…扁平管接続部内流路、
２２８２ａ…扁平管接続部内段差
【図１】
2015068560.tif 000003
【図２】
2015068560.tif 000004
【図３】
2015068560.tif 000005
【図４】
2015068560.tif 000006
【図５】
2015068560.tif 000007
【図６】
2015068560.tif 000008
【図７】
2015068560.tif 000009
【図８】
2015068560.tif 000010
【図９】
2015068560.tif 000011
【図１０】
2015068560.tif 000012