(57)【要約】【課題】従来の熱交換器においては、分流器の良し悪しで熱交換効率にもばらつきがでるという課題があった。【解決手段】本発明の熱交換器１００は、気相側熱交換部１０１と、液相側熱交換部１０２と、ヘッダー１０３と、冷媒分流器１０４とから構成されている。気相側熱交換部１０１には、パス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの４パスが、液相側熱交換部１０２には、パス１０２ａ、１０２ｂの２パスが備えられている。気相側熱交換部１０１と冷媒分流器１０４は、細管１０１ａｉ、１０１ｂｉ、１０１ｃｉ、１０１ｄｉが接続されている。分流器の手前をヘッダーとし複数の接続管で支えることで傾きなどのばらつき要因の発生を抑え、動圧の影響を抑えることができ安定した分流を行うことで、熱交換性能の安定した熱交換器とそれを備えた空気調和機を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパスを有して気相の冷媒が多く流れる気相側熱交換部と、前記気相側熱交換部のパス数よりも少ない複数のパスを有して液相の冷媒が多く流れる液相側熱交換部と、前記気相側熱交換部と前記液相側熱交換部とを中継する冷媒分流器とを備え、前記冷媒分流器が、前記気相側熱交換部の前記パスへはそれぞれ所定仕様の細管で、前記液相側熱交換部の前記パスへはヘッダーで接続され、前記ヘッダーの主管は略垂直に配置されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
曲がり部を経て気液二相の冷媒を上昇させる主管と、前記曲がり部を経ることによって、液冷媒が多く流れる前記主管の管壁に相対する管壁側に設けられた複数の細管とを備えた構成とした冷媒分流器とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
細管の内径、長さ、主管に置ける配置を調整して、各前記細管を流れる冷媒を所望の分配とするように構成した冷媒分流器を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の熱交換器を用いたことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に空気調和機や冷凍機などに利用され、冷媒によって空気を冷却あるいは加熱するための熱交換器に関するもので、各パスへの冷媒分配量を調整することのできる冷媒分流器を備え、空気を冷却する際に熱交換器が十分な能力を発揮する技術を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍機およびヒートポンプサイクルを用いて冷暖房を行う空気調和機においては、熱交換器は複数のパスを持つのが一般的で、蒸発器として空気を冷却する場合には、十分な性能を引き出すため各パスを流れる冷媒の量を調整する。従来、冷媒流量の調整には、分流器と細管がよく使用される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図２は従来の空気調和機の断面模式図、図３は図２の要部拡大図である。図２、図３において、空気調和機本体１は、吹出口２、吸込口３、仕切板４、蒸発器５、送風機６、分流器７、毛細管８、圧縮機１０などで構成され、プレナム室９が上部に形成されている。
【０００４】
従来の発明は、分流器７と蒸発器５の各パス５ａとを連通する毛細管８を蒸発器に導かれる熱交換空気の風速分布に応じた冷媒量を分流案内するように構成することにより、蒸発器５の各パス５ａが常に均一の熱交換効率を得ることを目的としている。そして、蒸発器５と分流器７とを連通する毛細管８は、蒸発器５の傾斜上端部のパス５ａに連通する毛細管８，８のみ２本であり、他は全て１本である。吸込口３から吸込まれた熱交換空気の風速が最も速い部分パス５ａに毛細管８ａから多くの冷媒が流通案内される。従って、このパス５ａは他のパス５ａ…と同じ状態の熱交換作用が行なわれることとなり、熱交換が不均一な時に生じる吹出口２からの霧吹き現象の発生はなく、熱交換効率が良くなるというものである。
【特許文献１】特開昭６０−２５１３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の分流器と細管を用いて蒸発器の熱交換効率を向上させる技術においては、分流器手前の配管の形状そのものや、配管の傾きなど配置上のばらつきなどによって冷媒量の分配が変化してしまい、熱交換効率にもばらつきがでるという課題があった。
【０００６】
本発明は、分流器手前の配管の形状そのものや、配管の傾きなど配置上のばらつきなどによって冷媒量の分配が変化するのを抑え、熱交換性能の安定した熱交換器およびこれを用いた空気調和機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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換器は、複数のパスを有して気相の冷媒が多く流れる気相側熱交換部と、前記気相側熱交換部のパス数よりも少ない複数のパスを有して液相の冷媒が多く流れる液相側熱交換部と、前記気相側熱交換部と前記液相側熱交換器とを中継する冷媒分流器とを備え、前記冷媒分流器が、前記気相側熱交換部の前記パスへはそれぞれ所定仕様の細管で、前記液相側熱交換部の前記パスへはヘッダーで接続され、前記ヘッダーの主管は略垂直に配置し、主管を複数の接続管で支えるものである。これにより、傾きなどのばらつき要因の発生を抑え、冷媒量の分配が変化するのを防ぐことができる。
【０００８】
また本発明の熱交換器は、曲がり部を経て気液二相の冷媒を上昇させる主管と、前記曲がり部を経ることによって、液冷媒が多く流れる前記主管の管壁に相対する管壁側に設けられた複数の細管とからなることを特徴とする冷媒分流器を備えるものである。これにより、分流器手前の配管の形状によって生じた液冷媒の流れの影響を抑え、分流器手前の配管の形状による冷媒分配量のばらつきを防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の熱交換器は、分流器の手前の配管形状をヘッダーとし複数の接続管で支えることで傾きなどのばらつき要因の発生を抑え、熱交換性能の安定した熱交換器を提供することができる。
【００１０】
また、本発明の熱交換器を用いて、熱交換性能が安定して霧吹き現象の発生を抑制した空気調和機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、複数のパスを有して気相の冷媒が多く流れる気相側熱交換部と、前記気相側熱交換部のパス数よりも少ない複数のパスを有して液相の冷媒が多く流れる液相側熱交換部と、前記気相側熱交換部と前記液相側熱交換器とを中継する冷媒分流器とを備え、前記冷媒分流器が、前記気相側熱交換部の前記パスへはそれぞれ所定仕様の細管で、前記液相側熱交換部の前記パスへはヘッダーで接続され、前記ヘッダーの主管は垂直に配置するもので、分流器の手前の配管形状をヘッダーとし複数の接続管で支えることで傾きなどのばらつき要因の発生を抑え、熱交換性能の安定した熱交換器を提供することができる。
【００１２】
第２の発明は、曲がり部を経て気液二相の冷媒を上昇させる主管と、前記曲がり部を経ることによって、液冷媒が多く流れる前記主管の管壁に相対する管壁側に複数の細管を配置し、分流器手前の配管の形状によって生じる液冷媒の流れのばらつきによる性能変動を抑え、冷媒分流性能の安定した冷媒分流器を備えた熱交換器を提供することができる。
【００１３】
第３の発明は、第２の発明において細管の内径、長さ、主管に置ける配置を調整することで、分流器手前の配管の形状によって生じる液冷媒の流れのばらつきによる性能変動を抑えることに加えて、調整パラメータを増すことで分流調整性能を向上させ、冷媒分流性能の優れた冷媒分流器を備えた熱交換器を提供することができる。
【００１４】
第４の発明は、第１の発明に、第２、第３の発明である熱交換器を用いることで、管などの部品を共用することが容易にでき、熱交換性能が優れかつ安定しているとともに霧吹き現象の発生を抑制し、経済性にも優れた空気調和機を提供することができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、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。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明における第１の実施の形態である熱交換器の構成図を示すものである。この熱交換器が搭載される空気調和機は従来と変わるものではなく、適宜図２を用いて説明する。
【００１７】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態において、気相側熱交換部１０１と液相側熱交換部１０２とを、ヘッダー１０３と冷媒分流器１０４とにより接続して構成している。気相側熱交換部１０１には、パス１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの４パスが、液相側熱交換部１０２には、パス１０２ａ、１０２ｂの２パスが備えられている。気
相側熱交換部１０１と冷媒分流器１０４とは、複数のパスそれぞれに細管１０１ａｉ、１０１ｂｉ、１０１ｃｉ、１０１ｄｉが接続されている。
【００１８】
そして、熱交換器１００が蒸発器として機能する場合には、冷媒は液相側熱交換部１０２、ヘッダー１０３、冷媒分流器１０４、気相側熱交換部１０１の順に流れる。
【００１９】
液相側熱交換部１０２とヘッダー１０３は、配管１０２ａｏ、１０２ｂｏの２本の配管で接続、支持されており、ヘッダー１０３は１本の配管で固定されるよりもはるかに安定な状態におかれる。このため、冷媒分流器１０４へ流れる冷媒の流れが安定し、ひいては分流が安定し、熱交換器１００としても安定した熱交換性能を得ることができる。
【００２０】
配管１０２ａｏ、１０２ｂｏからヘッダー１０３に流入した液冷媒の多くは、相対する壁面に衝突して上方に曲げられ、そのまま液冷媒の多くが略垂直に配置されたヘッダー１０３の内壁面を伝って冷媒分流器１０４へ流れていく。
【００２１】
冷媒分流器１０４では、液冷媒の多くが流れる壁面と相対する側に細管１０１ａｉ、１０１ｂｉ、１０１ｃｉ、１０１ｄｉが接続されている。細管１０１ａｉ、１０１ｂｉ、１０１ｃｉ、１０１ｄｉは、従来の技術と同様それぞれ内径や長さが異なっており、熱交換性能を引き出すようそれぞれ所定の仕様に設定されている。もし、液冷媒の多くが流れる壁面に配置されているとすると、冷媒の動圧が冷媒の流量分配に影響がでるが、液冷媒の多くが流れる壁面と相対する側に配置されているので、動圧の影響を抑えることができ安定した分流を行うことができる。
【００２２】
さらに、細管１０１ａｉ、１０１ｂｉ、１０１ｃｉ、１０１ｄｉを取り付ける配置も分流のためのパラメータとして利用することができ、冷媒分流の精度さらに向上させることができ、熱交換器１００が安定した熱交換性能を発揮することができる。
【００２３】
また、ヘッダー１０３と冷媒分流器１０４は図１からも明らかな様に、同一の母材によって形成することができるので、安価に製造することができる。
【００２４】
この熱交換器１００を空気調和機に搭載することにより、熱交換性能が優れかつ安定しているとともに吹出口２からの霧吹き現象の発生を抑制し、経済性にも優れた空気調和機を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の熱交換器は、蒸発器の熱交換性能を向上、安定化するもので、空気調和機などの熱交換器として特に有効なものであるが、冷凍機やヒートポンプ給湯機あるいは除湿機などの装置にも適用できる。また、冷媒の種類を問わず効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態１における熱交換器の構成図
【図２】従来の空気調和機の断面模式図
【図３】図２の要部拡大図
【符号の説明】
【００２７】
１００  熱交換器
１０１  気相側熱交換部
１０１ａｉ，１０１ｂｉ，１０１ｃｉ，１０１ｄｉ  細管
１０２  液相側熱交換部
１０３  ヘッダー
１０４  冷媒分流器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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