(57)【要約】【課題】  冷媒の流動条件に拘らず、冷媒を複数の蒸発器へと均一に分配することができ、熱交換効率の向上を図ることができる冷媒分配装置を提供することを目的とする。【解決手段】  複数の蒸発器を接続させる分岐管１１と、分岐管１１に略直交に接続される主管１２とを有し、主管１２から導入された冷媒を、分岐管１１によって各蒸発器に分配供給する冷媒分配装置１０において、上記冷媒の流れ方向の上方側となる位置に、上記冷媒のうちの気相冷媒Ｇを流出する気相冷媒用孔１２ｂを設け、上記冷媒の流れ方向の下方側となる位置に、上記冷媒のうちの液相冷媒Ｒを流出する液相冷媒用孔１２ｃを設けるようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蒸発器（Ａ，Ｂ）を連結させる分岐管（１１）と、上記分岐管（１１）に略直交に接続される主管（１２）とを有し、上記主管（１２）から導入された冷媒を、上記分岐管（１１）によって各上記蒸発器（Ａ，Ｂ）に分配供給する冷媒分配装置において、
上記冷媒の流れ方向の上方側となる位置に、上記冷媒のうちの気相冷媒（Ｇ）を流出する気相冷媒用孔（１２ｂ）を設け、
上記冷媒の流れ方向の下方側となる位置に、上記冷媒のうちの液相冷媒（Ｒ）を流出する液相冷媒用孔（１２ｃ）を設けた
ことを特徴とする冷媒分配装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷媒分配装置（１）であって、
上記分岐管（２１）に対して上記主管（２２）が貫通接続される場合、
上記主管（２２）の径は上記分岐管（２１）の径よりも小さく、
上記気相冷媒用孔（２２ｂ）および液相冷媒用孔（２２ｃ）が、上記主管（２２）側に設けられる
ことを特徴とする冷媒分配装置。
【請求項３】
請求項１に記載の冷媒分配装置（１）であって、
上記主管（３２）に対して上記分岐管（３１）が貫通接続される場合、
上記分岐管（３１）の径は上記主管（３２）の径よりも小さく、
上記気相冷媒用孔（３１ｂ）および液相冷媒用孔（３１ｃ）が、上記分岐管（３１）側に設けられる
ことを特徴とする冷媒分配装置。
【請求項４】
請求項３に記載の冷媒分配装置（１）であって、
上記分岐管（３１）が仕切部（３１ａ）を有し、当該仕切部（３１ａ）によって各上記蒸発器（Ａ，Ｂ）毎に対応して分岐される
ことを特徴とする冷媒分配装置。
【請求項５】
少なくとも請求項１から請求項４の何れか一つに記載の冷媒分配装置（１）であって、
上記気相冷媒用孔（１２ｂ，２２ｂ，３１ｂ）が０．１〔mm〕以上１〔mm〕以下からなる
ことを特徴とする冷媒分配装置。
【請求項６】
少なくとも請求項１から請求項５の何れか一つに記載の冷媒分配装置（１）であって、
上記液相冷媒用孔（１２ｃ，２２ｃ，３１ｃ）が１〔mm〕以上３〔mm〕以下からなる
ことを特徴とする冷媒分配装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒分配装置に関し、詳しくは、複数の蒸発器に冷媒を分配供給する冷媒分配装置の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の蒸発器としては、図５および図６に示すようなものがある。この冷媒分配装置１は、図示を省略する複数の蒸発器に接続される分岐管２と、この分岐管２に略直交に接続される主管３とを有している。また、主管３の分岐管２側端部には、めくら栓３ａが設けられるとともに、この主管３のめくら栓３ａ側端部近傍には、その周方向における分岐管２の軸方向位置に冷媒用孔３ｂ、３ｃが穿設されている。
【０００３】
そして、この冷媒分配装置１では、主管３から導入される冷媒（例えば、気液２相でなる冷媒）を分岐管２によって分岐した後、各蒸発器へと分配供給するようになされている。
【０００４】
このとき、前記冷媒は、主管３のめくら栓３ａに衝突し、このめくら栓３ａ側端部近傍の冷媒用孔３ｂ、３ｃから、ぞれぞれ気相冷媒Ｇ（以下、これをガス冷媒Ｇと称する）と液相冷媒Ｒとが混合した状態で分岐管２内へと流出する。
【０００５】
また、この他にも、例えば特許文献１に記載されるように、導入した冷媒を内壁に衝突させて分岐管（分配管）に供給する技術や、特許文献２に記載されるように、主管（分配部）に対して分岐管（分配通路）を、主管の等ボイド率線（すなわち、気液２相冷媒中の気相が占める容積割合をボイド率と定義するとき、同じボイド率の位置を結んだラインのことを意味する）に沿って配置する技術が多々考案されている。
【特許文献１】特開平６−３３７１８３号公報（第２頁および第３頁、第１図）
【特許文献２】特開平９−２５７３８６号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、かかる従来の冷媒分配装置１では、冷媒がガス冷媒Ｇと液相冷媒Ｒとが、それぞれ混合した状態で同じ冷媒用孔３ｂ、３ｃから流出するので、液相冷媒Ｒの液面が振動を起こし、振動した流出状態となる、すなわち、液相冷媒Ｒが波打ちながら流出する場合がある。この結果、この振動によって冷媒用孔３ｂ、３ｃから流出する冷媒の流出量に差が生じて、各蒸発器へ分配する冷媒の分配量が不均一になってしまうおそれがあった。
【０００７】
また、上述した特許文献１や特許文献２においても、低流領域の場合や、ボイド率が低い場合、重力の影響が大きく衝突等による分配が困難となる問題や、冷媒の流量変動に応じて、常に均一に冷媒を分配しなければならない問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、冷媒の流動条件に拘らず、冷媒を複数の蒸発器へと均一に分配することができ、熱交換効率の向上を図ることができる冷媒分配装置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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、複数の蒸発器を接続させる分岐管と、上記分岐管に略直交に接続される主管とを有し、上記主管から導入された冷媒を、上記分岐管によって各上記蒸発器に分配供給する冷媒分配装置において、上記冷媒の流れ方向の上方側となる位置に、上記冷媒のうちの気相冷媒を流出する気相冷媒用孔を設け、上記冷媒の流れ方向の下方側となる位置に、上記冷媒のうちの液相冷媒を流出する液相冷媒用孔を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の冷媒分配装置であって、上記分岐管に対して上記主管が貫通接続される場合、上記主管の径は上記分岐管の径よりも小さく、上記気相冷媒用孔および液相冷媒用孔が、上記主管側に設けられることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の冷媒分配装置であって、上記主管に対して上記分岐管が貫通接続される場合、上記分岐管の径は上記主管の径よりも小さく、上記気相冷媒用孔および液相冷媒用孔が、上記分岐管側に設けられることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の冷媒分配装置であって、上記分岐管が仕切部を有し、当該仕切部によって各上記蒸発器毎に対応して分岐されることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、少なくとも請求項１から請求項４の何れか一つに記載の冷媒分配装置であって、上記気相冷媒用孔が０．１〔mm〕以上１〔mm〕以下からなることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、少なくとも請求項１から請求項５の何れか一つに記載の冷媒分配装置であって、上記液相冷媒用孔が１〔mm〕以上３〔mm〕以下からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、主管内に流入した冷媒のうち、液相冷媒が主管内の下方の全域に貯留され、気相冷媒が主管内の上方の全域に貯留される。そして、液相冷媒が下方の液相冷媒用孔より分岐管内へ流出するので、気相冷媒の動圧に対して基本的に影響されることがない。一方、主管内に貯留された気相冷媒は、気相冷媒の圧力によって上方の気相冷媒用孔より流出する。従って、冷媒の流動条件に拘わらず各蒸発器に冷媒の液相と気相とをほぼ均一に分配することができ、熱交換効率の向上を図ることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、分岐管に対して主管が貫通接続される場合、気相冷媒用孔および液相冷媒用孔が、主管側に設けられるようにしたことにより、主管に設計の自由度を持たせることができる。しかも、この場合、この主管が分岐管を各蒸発器に対応させて仕切るため、分岐管に仕切板を設ける必要が無くなり、部品点数削減に貢献することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、主管に対して分岐管が貫通接続される場合、気相冷媒用孔および液相冷媒用孔が、分岐管側に設けられるようにしたことにより、分岐管に設計の自由度を持たせることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、分岐管が仕切部を有し、当該仕切部によって各蒸発器毎に対応して分岐されることにより、分配した冷媒が他の蒸発器側に混流するのを防止して、冷媒を均一かつ確実に分配することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、気相冷媒用孔が０．１〔mm〕以上１〔mm〕以下からなることにより、気相冷媒用孔を流通する気相冷媒の流通抵抗が高くなることに起因する異音が生じるのを回避できるとともに、液相冷媒が流れ込むのを防止することができる。かくして、気相冷媒の流出状態を最適に維持することができ、この気相冷媒を各蒸発器へと均等に分配することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、液相冷媒用孔が１〔mm〕以上３〔mm〕以下からなることにより、液相冷媒が気相冷媒用孔からも流出するのを未然に回避することができるとともに、液相冷媒用孔を流通する液相冷媒が脈動を起こすのを防止することができる。かくして、液相冷媒の流出状態を最適に維持することができ、この液相冷媒を各蒸発器へと均等に分配することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態は、本発明の冷媒分配装置を、自動車用空気調和装置の蒸発器に適用した例である。
【００２２】
「冷媒分配装置の構成」
図１は本発明の一実施の形態における冷媒分配装置を有する蒸発器の概略構成図、図２は図１における冷媒分配装置を拡大して示す断面図である。
【００２３】
本実施の形態の冷媒分配装置１０は、図１に示すように、複数の蒸発器Ａ、Ｂを連結させる分岐管１１と、この分岐管１１に略直交に接続される主管１２とを有している。この実施の形態の場合、これら主管１２と分岐管１１とは、冷媒の流れ方向に対して水平に接続されている。また、この冷媒分配装置１０は、蒸発器Ａ、Ｂ間の下方に設けられている。
【００２４】
また、これら蒸発器Ａ、Ｂ間上方には、それぞれ流通した冷媒（この場合、気液２相でなる冷媒）を合流して流出するための冷媒排出管１３が設けられている。この冷媒排出管１３は、各蒸発器Ａ、Ｂから流出される冷媒を合流させる合流管１４と、この合流管１４で合流した冷媒を排出させる排出管１５とを有している。
【００２５】
この冷媒分配装置１０においては、主管１２の分岐管１１側端部に、めくら栓１２ａが設けられている。この主管１２のめくら栓１２ａ側端部近傍には、その周方向における冷媒の流れ方向の上方側となる位置に、冷媒のうちの気相冷媒であるガス冷媒Ｇを流出する気相冷媒用孔としてのガス冷媒用孔１２ｂと、前記周方向における冷媒の流れ方向の下方側となる位置に、前記冷媒のうちの液相冷媒Ｒを流出する液相冷媒用孔１２ｃとが穿設されている。
【００２６】
そして、この冷媒分配装置１０では、主管１２から導入される冷媒を分岐管１１によって分岐した後、各蒸発器Ａ、Ｂへと分配供給するようになされている。
【００２７】
ここで、冷媒分配装置１０によって冷媒が分配される過程を説明する。ガス冷媒Ｇおよび液相冷媒Ｒは、それぞれ主管１２のめくら栓１２ａに衝突する。このとき、重量の軽いガス冷媒Ｇは、主管１２上方へと滞留するため、この主管１２の上方に設けられた前記ガス冷媒用孔１２ｂから分岐管１１内へと流出する。一方、重量の重い液相冷媒Ｒは、主管１２の下方へと滞留するため、この主管１２の下方に設けられた前記液相冷媒用孔１２ｃから分岐管１１内へと流出する。
【００２８】
なお、本実施の形態では実験結果から、前記ガス冷媒用孔１２ｂは０．１〔mm〕以上１〔mm〕以下に設定するのが好ましく、液相冷媒用孔１２ｃは１〔mm〕以上３〔mm〕以下に設定するのが好ましいことがわかった。
【００２９】
これは、以下のような理由によるものである。すなわち、ガス冷媒用孔１２ｂを０．１〔mm〕未満で設定した場合、このガス冷媒用孔１２ｂを流通するガス冷媒Ｇの流通抵抗が高くなり過ぎて異音を生じてしまい、また、ガス冷媒用孔１２ｂを１〔mm〕を超えた値で設定した場合、このガス冷媒用孔１２ｂに液相冷媒Ｒが流れ込んでしまうためである。
【００３０】
また、液相冷媒用孔１２ｃを１〔mm〕未満で設定した場合、液相冷媒Ｒがガス冷媒用孔１２ｂからも抜け易くなってしまい、さらに、液相冷媒用孔１２ｃを３〔mm〕を超えた値で設定した場合、この液相冷媒用孔１２ｃから流出する液相冷媒Ｒに脈動が生じてしまうためである。
【００３１】
以上説明したように、本実施の形態による冷媒分配装置１０によれば、主管１２内に流入した冷媒のうち、液相冷媒Ｒが主管１２内の下方の全域に貯留され、ガス冷媒Ｇが主管１２内の上方の全域に貯留される。そして、液相冷媒Ｒが下方の液相冷媒用孔１２ｃより分岐管１１内へ流出するので、ガス冷媒Ｇの動圧に対して基本的に影響されることがない。一方、主管１２内に貯留されたガス冷媒Ｇは、ガス冷媒Ｇの圧力によって上方のガス冷媒用孔１２ｂより流出する。従って、冷媒の流動条件に拘わらず各蒸発器Ａ、Ｂに液相冷媒Ｒとガス冷媒Ｇとをほぼ均一に分配することができる。かくして、各蒸発器Ａ、Ｂにおける熱交換効率の向上を図ることができる。
【００３２】
しかも、この冷媒分配装置１０によれば、ガス冷媒用孔１２ｂが０．１〔mm〕以上１〔mm〕以下からなるようにしたことにより、ガス冷媒用孔１２ｂを流通するガス冷媒Ｇの流通抵抗が高くなることに起因する異音が生じるのを回避できるとともに、液相冷媒Ｒが流れ込むのを防止することができる。従って、ガス冷媒Ｇの流出状態を最適に維持することができ、このガス冷媒Ｇを各蒸発器Ａ、Ｂへと均等に分配することができる。
【００３３】
さらに、この冷媒分配装置１０によれば、液相冷媒用孔１２ｃが１〔mm〕以上３〔mm〕以下からなるようにしたことにより、液相冷媒Ｒがガス冷媒用孔１２ｂからも流出するのを未然に回避することができるとともに、液相冷媒用孔１２ｃを流通する液相冷媒Ｒが脈動を起こすのを防止することができる。従って、液相冷媒Ｒの流出状態を最適に維持することができ、この液相冷媒Ｒを各蒸発器Ａ、Ｂへと均等に分配することができる。
【００３４】
「その他の実施の形態」
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。
【００３５】
例えば、上述した実施の形態では、主管１２と分岐管１１とが、冷媒の流れ方向に対して水平に接続された場合について述べたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば図３に示すように、分岐管２１における冷媒流れ方向に対して略垂直に、主管２２が分岐管２１に貫通接続されてなる冷媒分配装置２０においても適用することができる。
【００３６】
この場合、主管２２には、その周方向における分岐管２１の冷媒流れ方向の上方側位置に、この分岐管２１の軸方向に向けたガス冷媒用孔２２ｂが穿設されている。一方、この主管２２の周方向における分岐管２１の冷媒流れ方向の下方側位置に、この分岐管２１の軸方向に向けた液相冷媒用孔２２ｃが穿設されている。これにより、上述した実施の形態における冷媒分配装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００３７】
また、この他に、例えば図３との対応部分に同一符号を付した図４に示す冷媒分配装置３０においても、同様に適用することができる。この場合、分岐管３１は、主管３２に対して当該主管３２における冷媒流れ方向に略垂直に貫通して接続されており、この分岐管３１は、前記主管３２内のほぼ中央となる位置に仕切部３１ａを有している。そして、この仕切部３１ａによって、分岐管３１内の冷媒が、それぞれ混流することなく、対応する蒸発器へと分配されるようになっている。
【００３８】
また、分岐管３１の主管３２内となっている領域において、冷媒流れ方向における上方位置には、ガス冷媒用孔３１ｂが穿設され、同じく冷媒流れ方向における下方位置には、液相冷媒用孔３１ｃが穿設されている。勿論、主管３２の分岐管３１側端部には、めくら栓３２ａが設けられている。これらのことから、この冷媒分配装置３０においても、上述した冷媒分配装置１０と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施の形態における冷媒分配装置を有する蒸発器の概略構成図である。
【図２】図１における冷媒分配装置を拡大して示す断面図である。
【図３】他の実施の形態における冷媒分配装置を示す断面図である。
【図４】他の実施の形態における冷媒分配装置を示す断面図である。
【図５】従来の冷媒分配装置の概略構成を示す斜視図である。
【図６】図５の冷媒分配装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０、２０、３０…冷媒分配装置
１１、２１、３１…分岐管
１２、２２、３２…主管
１２ａ、２２ａ、３１ａ…めくら栓
１２ｂ、２２ｂ、３１ｂ…気相冷媒用孔
１２ｃ、２２ｃ、３１ｃ…液相冷媒用孔
Ａ、Ｂ…蒸発器
Ｒ…液相冷媒
Ｇ…ガス相冷媒
【図１】
2005207616.tif 000003
【図２】
2005207616.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005207616.tif 000006
【図５】
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【図６】
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