(57)【要約】【課題】曲がり配管を有する空気調和機に挿入形電磁流量計を組み込む場合、冷水および温水の流量計測に際し、配管距離を短縮できる空気調和機を提供することを目的としている。【課題手段】冷水または温水を熱交換器３に供給するための入口側配管５と出口側配管１３を内蔵した前記入口側配管路の曲がり部６０のある空気調和機１において、挿入形電磁流量計１１を空気調和機１の内部に組み込んだ場合、曲がり部６０に拡張部６５を設けて曲がり後の流速の不均衡を緩和する構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器と前記熱交換器に冷水または温水を供給し排出する配管とを有する空気調和機において、前記配管路に曲がり部を設け、前記曲がり部の下流側に挿入形電磁流量計を配設し、前記曲がり部に拡張部を設けたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記曲がり部をチーズとしたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
前記挿入形電磁流量計を、前記チーズの下流側で配管径の６倍以上の距離に配設することができることを特徴とする請求項１または請求項２記載の空気調和機。
【請求項４】
前記配管路内の流速を２ｍ／ｓ以下としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の熱交換器の冷水または温水の流量測定に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷水または温水の流量を測定する電磁流量計は、熱源の流量を計測する場合に用いられるのが一般的であるが（例えば、特許文献１参照）、空気調和機単体の流量を測定する場合にも、空気調和機の外部の配管で測定されていた（例えば、特許文献２）。この種の空気調和機については図９に示すように、空気調和機１の流量を測定する場合には、空気調和機１の外部に位置する外部配管１０１にフランジ形電磁流量計１０２を取り付けて測定していた。
【特許文献１】特開平１０−１４８３７４号公報
【特許文献２】特開昭５８−２５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、空調設備工事の省施工および品質の観点から空気調和機にセンサ、バルブ、制御機器類が組み込まれる傾向にあり、空調の最適運転および省エネ運転に対応する場合、各空気調和機の流量計測も必要とされるため、フランジ形電磁流量計を空気調和機内に配設しなければ空調設備工事の省施工を図ることが難しくなってきた。また、空気調和機にフランジ形電磁流量計を内蔵するには、空気調和機の内部配管にフランジ接続が必要であり、双方に合フランジおよびその間に配設するため内部配管の寸法が大きくなる。また、取付け取外し時の配管の芯だし、接続等での煩雑な作業を要していた。
【０００４】
一方、小型の挿入形電磁流量計を用いた場合は、配管に設けた穴に挿入する簡易な取り付けのため空調機に容易に内蔵できるが、空気調和機内は配管の曲がりが多いので、曲がり部がある場合には不均衡な流速分布を生じる。配管内の流速分布が均一であるほど配管内の流量を精度よく測定できるが、その不均衡を前記挿入形電磁流量計で精度よく測定できるレベルまで直管部で流速分布の不均衡を補正するには、挿入形電磁流量計の上流側の直管部が長くなるという課題があった。
【０００５】
そこで本発明は、このような課題を解決するものであり、曲がり部の不均衡な流速分布を緩和して、曲がり部から挿入形電磁流量計の配設までの配管距離を短くできる空気調和機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の本発明は、熱交換器と前記熱交換器に冷水または温水を供給し排出する配管とを有する空気調和機において、前記配管路に曲がり部を設け、前記曲がり部の下流側に挿入形電磁流量計を配設し、前記曲がり部に拡張部を設ける構成とした。挿入形電磁流量計の上流側に曲がり部を有し、前記曲がり部の内部流動に偏流状態を緩和する形状の拡張部を設けることにより、淀み流にて曲がり部で生じる流速分布の不均衡を緩和することができ、配管長を短縮することができる。さらに、空気調和機に内蔵することが可能となる。
【０００７】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の空気調和機において、曲がり部をチーズの構成とした。
【０００８】
請求項３記載の本発明は、請求項１から請求項２記載の空気調和機において、挿入形電磁流量計は、前記チーズの下流側に、配管径の６倍以上の距離を設けた位置に配設する構成とした。
【０００９】
請求項４記載の本発明は、請求項１または請求項２記載の空気調和機において、配管路内の流速を２ｍ／ｓ以下で運転をおこなう。
【発明の効果】
【００１０】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、挿入形電磁流量計を空気調和機の内部に組み込む場合、曲がり部に拡張部を設けた内部配管にすることにより、挿入形電磁流量計を容易に組み込むことが可能となり、空調設備工事の省施工化および品質の安定化が図れる空気調和機を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の第１の実施の形態は、熱交換器と前記熱交換器に冷水または温水を供給し排出する配管とを有する空気調和機において、前記配管経路に曲がり部を設け、前記曲がり部の下流側に挿入形電磁流量計を配設し、前記曲がり部に拡張部を設けて構成されたものである。これにより、空気調和機の内部に配管の曲がりがある場合に、曲がり部に拡張部を設けることにより、流量が無指向的に乱されて曲がり部で生じる不均衡な流速分布を緩和することにより、配管距離の短縮が可能となる。
【００１２】
本発明の第２の実施の形態は、請求項１記載の空気調和機において、曲がり部をチーズとして構成されたものである。これにより、規格品を使用することができるので安価で、取り付け簡易となる。
【００１３】
本発明の第３の実施の形態は、請求項１または２記載の空気調和機において、挿入形電磁流量計は、前記拡張部を有する継手の下流側に、配管径の６倍の距離を設けた位置に配設して構成されたものである。これにより、流速分布の不均衡が緩和されることから直管部の長さが短くできる。
【００１４】
本発明の第４の実施の形態は、請求項１または請求項２記載の空気調和機において、配管路内の流速を２ｍ／ｓ以下としたものである。
【００１５】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施例１）
図１は本発明の一実施例による空気調和機の全体概略の正面図、図２は同空気調和機の全体概略の平面図、図３は同空気調和機のチーズを有する内部配管図、図４は同空気調和機のチーズと比較するエルボを有する内部配管図である。
【００１８】
図１に示すように、空気調和機１には、風上側からフィルタ２、熱交換器３、ファン４を有し、前記熱交換器３に至る配管経路は、熱源から供給された配管が空気調和機１の上部から垂直方向に入口配管５を経由し、前記空気調和機１の内部配管の曲がり部６０に、拡張部６５を有したＴ字形状のチーズ６１を用いる。前記Ｔ字形状のチーズ６１は、３つの開口部の直交する２つの開口部にそれぞれ配管を接続し、残りの開口部はＴ字の分岐点から一定寸法離して閉塞した構成としている。そして、水媒体の流入側を入力部６２、流出側を出力部６３とし、前記チーズ６１の出力部６３には水平配管９を接続し、前記熱交換器３に設けたヘッダー１０に接続され、前記水平配管９には挿入形電磁流量計１１が取り付けられている。そして、前記熱交換器３から電動式二方弁１２に接続され、出口配管１３を経て外部に配管されている。前記挿入形電磁流量計１１は、電動式二方弁１２が熱交換器の出口側に設けられることが多いため、流量制御による配管内の流速の乱れによる影響の少ない熱交換器３の入口側に配設されている。
【００１９】
上記構成における運転状態を説明すると、空気調和機１に送られた運転指令によりファン４が運転すると、空気調和機１の吸込口２１から吸い込んだ還気または外気２２はフィルタ２、熱交換器３、ファン４を介して吐出口２３に形成された通風路から吹き出している。
【００２０】
また、電動式二方弁１２により流量制御された冷水又は温水（以下「水媒体」と呼ぶ）は、前記入口配管５から流入し、空気調和機１の内部配管の曲がり部６０であるＴ字形状をしたチーズ６１により方向を変え、水平配管９からヘッダー１０を介して熱交換器３に供給され、前記熱交換器３で熱交換され、電動式二方弁１２を介して出口配管１３から外部に流出している。その際、挿入形電磁流量計１１は、前記水平配管９に配設されて、配管内の水媒体の流速を計測する。
【００２１】
ここで、挿入形電磁流量計１１を空気調和機１に内蔵することを前提にしたときの内部配管の曲がり部分において、曲がり部６０に配管継手として一般的に使用されるエルボ７１（Ｒ形状をした配管）を用いた場合と、拡張部６５を有したチーズ６１（Ｔ字形状をした配管）を用いた場合を対比して説明する。
【００２２】
まず、前記エルボ７１を使用した場合には、その曲がり形状が滑らかであるが故に、その下流側には曲がりの外側に当たる部分の流速が速く、内側に当たる部分の流速が遅いという流速分布の不均衡が安定的に生じる。そのために、挿入型電磁流量計１１でその流量を精度よく計測しようとすれば、この流速分布の不均衡が解消されるに十分な長さの直管部分をエルボ７１と挿入式電磁流量計１１との間に設ける必要が生じる。
【００２３】
一方、前記チーズ６１を用いた場合には、水媒体の流れが一旦その拡張部６５に当たることで、ある程度無指向的に乱されることになるため、前記エルボ７１を使用した場合よりも下流側での流速分布の不均衡度が小さく、また仮にそれが生じた場合でも、安定的に不均衡状態が保たれることが少ないため、時間平均的には正しい流量を計測することができることになる。
【００２４】
以上のような理由から、曲がり部６０で生じる流速分布の不均衡について、長い直管部を流すことで自然的に解消されるのを待つことになるエルボ７１と比較して、拡張部を有するチーズ６１では、流速分布の無指向的な乱れを生じさせることで、逆に積極的に不均衡を解消する効果が得られることにより、挿入形電磁流量計１１で測定可能となる整流状態になるまでの配管距離は、配管径の６倍以上の長さでよく、挿入形電磁流量計１１が適正に計測できるまでの配管距離が配管径の６倍の長さ分短くできることから、空気調和機１の内部に挿入形電磁流量計１１を容易に組み込むことが可能となった。
【００２５】
流速３ｍ／ｓ以上の場合には、挿入形電磁流量計１１は前記チーズ６１からの配管距離が配管径の６倍の位置に取り付けられる。
【００２６】
また、流速２ｍ／ｓ以下の流速で使用する場合には、配管径の４倍の位置にも取り付けられる。
【００２７】
ここで、チーズ６１とエルボ７１との配管曲がり後の挿入形電磁流量計１１の取り付け位置についての測定データを説明する。
【００２８】
この状態を示す一例として、図５は同空気調和機の挿入形電磁流量計の計測点を示す図、図６は同空気調和機のチーズの６倍の配管距離の場合の測定データ図、図７は同空気調和機のエルボの１２倍の配管距離の場合の測定データ図を示す。図５に示すようにこの挿入形電磁流量計１１の計測点は、曲がり後の挿入点として典型的な３方向からの測定点で測定している。そして流量の測定精度は、３方向の測定点のすべてで、空調機の最適運転や省エネ運転のための測定精度としては十分な誤差範囲±２．５％ＦＳ（フルスケール）を満足している。
【００２９】
ここで、チーズにより配管が短縮化された事例を説明すると、図７に示すように、エルボ７１の場合には、曲がり配管後の配管径の1２倍の配管長を離した位置に配設すれば、所定の±２．５％精度（図中の精度枠内）を確保できることを示している。
【００３０】
また、図６のチーズ６１の場合には、配管径の６倍の配管距離を満足すれば所定の±２．５％精度（図中精度枠内）を確保することから、拡張部６５を有する形状のチーズ６１は配管径の６倍の配管距離の短縮化が図れていることが分かる。
【００３１】
ちなみに、５０Ａの管径の場合には、その６倍である５０＊６＝３００ｍｍの機体の外形寸法を小さくすることが可能となる。
【００３２】
（実施例２）
図８は同空気調和機のボックス継手を有する内部配管図、図８に示すように、内部配管の曲がり部にボックス継手８１を設け、前記ボックス継手８１の直交する位置に入力配管８２と出力配管８３を接続し、前記入力配管８２および出力配管８３は前記ボックス継手８１の断面積の両サイドに余地寸法を設けて接続されているため、ボックス継手８１への配管取り付け面に対して、配管径の小さい配管が中央部に接続された断面積比率と容積の拡大した継ぎ手形状となっている。そのため前記ボックス継手８１の内部は、網掛けのボックス拡張部８４を有する構成になっている。
【００３３】
ここで、入力配管８２からボックス継手８１に流入した水媒体は、ボックス継手８１内の網掛けのボックス拡張部８４で無指向的に乱されるため、下流側の流速分布の不均衡が緩和されることとなる。そのため、測定可能となるまでの配管距離を短くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
空気調和機に内蔵することを目的としているが、空気調和機の外部に配設した配管にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例による空気調和機の全体概略の正面図
【図２】同空気調和機の全体概略の平面図
【図３】同空気調和機のチーズを有する内部配管図
【図４】同空気調和機のチーズと比較するエルボを有する内部配管図
【図５】同空気調和機の挿入形電磁流量計の計測点を示す図
【図６】同空気調和機のチーズの６倍の配管距離の場合の測定データ図
【図７】同空気調和機のエルボの１２倍の配管距離の場合の測定データ図
【図８】同空気調和機のボックス継手を有する内部配管図
【図９】従来の空気調和機の全体概略図
【符号の説明】
【００３６】
１      空気調和機
２      フィルタ
３      熱交換器
４      ファン
５      入口配管
９      水平配管
１０    ヘッダー
１１    挿入形電磁流量計
１２    電動式二方弁
１３    出口配管
２１    吸込口
２２    還気または外気
２３    吐出口
６０    曲がり部
６１    チーズ
６２    入力部
６３    出力部
６４    閉部
６５    拡張部
６６    チーズ内角側
６７    チーズ外角側
７１    エルボ
７２    エルボ内角側
７３    エルボ外角側
８１    ボックス継手
８２    入力配管
８３    出力配管
８４    ボックス拡張部
８５    ボックス内角側
８６    ボックス外角側
１０１  外部配管
１０２  フランジ形電磁流量計
【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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