(57)【要約】【課題】再熱ドライ用熱交換器を備えた冷凍装置用熱交換器の分流器制御装置（偏流防止回路）で、冷媒流量調整弁の小型、低コスト化を図り、装置のサイズアップ／コストアップを抑制する。【解決手段】複数のパスを有する冷凍装置用熱交換器の各パスに対して、同じく複数のパスを備えた冷媒分流器を介して冷媒を供給するようにしてなる冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置であって、上記冷媒分流器の複数のパスの各々に電磁開閉弁を設け、それら電磁開閉弁の単位時間当たりの開閉回数の差によって、上記各パスの冷媒流量を相対的に調整するようにした。【選択図】        図１
2007240058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパスを有する冷凍装置用熱交換器の各パスに対して、同じく複数のパスを備えた冷媒分流器を介して冷媒を供給するようにしてなる冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置であって、上記冷媒分流器の複数のパスの各々に電磁開閉弁を設け、それら電磁開閉弁の単位時間当たりの開閉回数の差によって、上記各パスの冷媒流量を相対的に調整するようにしたことを特徴とする冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置。
【請求項２】
上記電磁開閉弁を所定のデューティー比で開閉させることによって、上記各パスの冷媒流量を相対的に調整するようにしたことを特徴とする請求項１記載の冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置。
【請求項３】
上記電磁開閉弁を所定の周期で自励振動させることによって、上記各パスの冷媒流量を相対的に調整するようにしたことを特徴とする請求項１記載の冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置。
【請求項４】
上記電磁開閉弁が、直動型のものであることを特徴とする請求項１，２又は３記載の冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置。
【請求項５】
上記電磁開閉弁が、ロータリー型のものであることを特徴とする請求項１又は２記載の冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置。
【請求項６】
上記電磁開閉弁が、スライド型のものであることを特徴とる請求項１又は２記載の冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、空気調和機等の冷凍装置に関し、特に同空気調和機等冷凍装置用の熱交換器の複数のパスに適切に冷媒を分流させる冷媒分流器制御装置の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に空気調和機等冷凍装置の室内熱交換器などの複数のパスを有する熱交換器では、当該熱交換器本体に流入する冷媒を当該熱交換器本体の各パスに分配するために、複数の分流パスを有する冷媒分流器を設けており、同冷媒分流器では、定格運転時に合わせて各分流パスの冷媒の分配比を決めている。
【０００３】
したがって、定格運転時には同熱交換器の出口側各パスの出口側冷媒温度はほぼ等しくなる。しかし、一方冷媒量が少なくなる低負荷（部分負荷）時になると、例えば熱交換器の送風通路位置に応じて異なる風速分布の影響により、風速が速いパスの冷媒は熱交換容量に余裕があるために出口側温度が高くなる一方、逆に風速の遅いパスの冷媒は、熱交換容量に余裕がなくなるために、同冷媒の出口側温度はそれよりも低くなる問題が生じる。
【０００４】
そこで、このような問題を解決する方法の一つとして、従来例では、例えば上述のような複数のパスの各パスに各々冷媒流量調整弁を設け、各パスの出口側に設けた各温度検出器の検出温度に応じて各パスの冷媒流量を調節することにより、各パスの出口側温度（乾き度）を合わせる方法を採用していた（例えば特許文献１を参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１１８６８２号公報（明細書第１〜第３頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような従来の冷媒分流装置の構成の場合、次のような問題が生じる。
【０００７】
すなわち、複数のパスの各々に弁開度調節機能を備えた電動膨張弁よりなる高価かつ大型の冷媒流量調節弁を設ける必要があるため、必然的に装置のサイズアップ／コストアップにつながる。
【０００８】
特に上記空気調和機等冷凍装置用の熱交換器１として、例えば図９に示すように、冷房運転時における快適性を高めるために、冷房運転サイクルにおいて圧縮機の能力又はファン風量を絞ることにより室内空気の湿度を低下させる除湿運転を行うことができるようにするとともに、同除湿運転における運転方式として、室内空気を冷却して除湿し、そのまま室内へ吹き出す通常の「ドライ運転」と、室内空気を冷却して除湿した後、さらに吸込温度近くまで再熱して室内へ吹き出す「再熱ドライ運転」の２種のドライ運転が可能な構造を採用した場合、蒸発器用熱交換器１１は、前面側（空気流上流側）に除湿用熱交換器１２を、後方側（空気流下流側）上部に再熱ドライ用熱交換器１３を備えた構成となり、それら蒸発器用熱交換器１１、除湿用熱交換器１２、再熱ドライ用熱交換器１３に対して、図示のような関係で冷媒分流器３の複数（第１〜第４）のパスＰ1〜Ｐ4が接続され、冷媒供給配管４からの冷媒が供給される。
【０００９】
同構成の熱交換器１の場合、上記蒸発器用熱交換器１１および除湿用熱交換器１２は、前述したように、その上部１１ａ，１２ａ、中央部１１ｂ，１２ｂ、下部１１ｃ，１２ｃの各部分で、それぞれ空気流の流速が異なり、それによる熱交換容量の相違によって各パスＰ1〜Ｐ4の冷媒の出口側温度が異なる問題が生じる。
【００１０】
このようにした場合、複数のパスＰ1〜Ｐ4各々の冷媒流量調整弁Ｖ1〜Ｖ4に加えて、さらに再熱ドライ用熱交換器１３のための再熱ドライ弁Ｖ5，Ｖ6が必要となり、全部で６ケの冷媒流量調整弁（電動膨張弁）が必要となる。したがって、相当な装置のサイズアップ／コストアップにつながる。
【００１１】
同構成の熱交換器１を、仮に「再熱ドライ運転」機能を有しないものとした場合にも、例えば図１０に示すように、少なくとも４つの冷媒流量調整弁（電動膨張弁）Ｖ1〜Ｖ4が必要である。
【００１２】
本願発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、小型で低コストなＯＮ／ＯＦＦ型の電磁開閉弁を採用し、それらの単位時間当たりの開閉回数の差によって、各パスの流量を相対的に調整することによって、同問題を解決した空気調和機用熱交換器の分流器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願発明は、上記の目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
【００１４】
（１）  第１の課題解決手段
この発明の第１の課題解決手段は、複数のパスを有する冷凍装置用熱交換器の各パスに対して、同じく複数のパスを備えた冷媒分流器を介して冷媒を供給するようにしてなる冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置であって、上記冷媒分流器の複数のパスの各々に電磁開閉弁を設け、それら電磁開閉弁の単位時間当たりの開閉回数の差によって、上記各パスの冷媒流量を相対的に調整するようにしたことを特徴としている。
【００１５】
このような構成によると、従来のようなバルブ開度の可変により流量を高精度に調整する電動膨張弁よりなる冷媒流量調整弁が不要となり、電動膨張弁に比べてバルブ部のサイズアップ／コストアップが抑制される。
【００１６】
また、同電動膨張弁を再熱ドライ弁の機能と兼用させることができ、再熱ドライ運転を可能としたような場合に、再熱ドライ弁をも同様に構成することができる。
【００１７】
（２）  第２の課題解決手段
この発明の第２の課題解決手段は、上記第１の課題解決手段の構成において、上記電磁開閉弁を所定のデューティー比で開閉させることによって上記各パスの冷媒流量を相対的に調整するようにしたことを特徴としている。
【００１８】
このような構成によると、従来のようなバルブ開度の可変により流量を高精度に調整する電動膨張弁よりなる冷媒流量調整弁が不要となり、バルブ部のサイズアップ／コストアップが抑制される。
【００１９】
また、同電磁開閉弁は再熱ドライ弁の機能とも兼用させることができ、再熱ドライ弁をも同様に構成することができる。
【００２０】
（３）  第３の課題解決手段
この発明の第３の課題解決手段は、上記第１の課題解決手段の構成において、上記電磁開閉弁を所定の周期で自励振動させることによって上記各パスの冷媒流量を相対的に調整するようにしたことを特徴としている。
【００２１】
このような構成によると、従来のようなバルブ開度の可変により流量を高精度に調整する電動膨張弁よりなる冷媒流量調整弁が不要となり、バルブ部のサイズアップ／コストアップが抑制される。
【００２２】
また、同電磁開閉弁は再熱ドライ弁の機能とも兼用させることができ、再熱ドライ弁をも同様に構成することができる。
【００２３】
（４）  第４の課題解決手段
この発明の第４の課題解決手段は、上記第１，第２又は第３の課題解決手段の構成において、上記電磁開閉弁が直動型のものであることを特徴としている。
【００２４】
このような構成によると、従来のようなバルブ開度の可変により流量を高精度に調整する電動膨張弁よりなる冷媒流量調整弁が不要となり、バルブ部のサイズアップ／コストアップが抑制される。
【００２５】
また、同電磁開閉弁は再熱ドライ弁の機能とも兼用させることができ、再熱ドライ弁をも同様に構成することができる。
【００２６】
（５）  第５の課題解決手段
この発明の第５の課題解決手段は、上記第１又は第２の課題解決手段の構成において、上記電磁開閉弁がロータリー型のものであることを特徴としている。
【００２７】
このような構成によると、従来のようなバルブ開度の可変により流量を高精度に調整する電動膨張弁よりなる冷媒流量調整弁が不要となり、バルブ部のサイズアップ／コストアップが抑制される。
【００２８】
また、同電磁開閉弁は再熱ドライ弁の機能とも兼用させることができ、再熱ドライ弁をも同様に構成することができる。
【００２９】
（６）  第６の課題解決手段
この発明の第６の課題解決手段は、上記第１又は第２の課題解決手段の構成において、上記電磁開閉弁がスライド型のものであることを特徴としている。
【００３０】
このような構成によると、従来のようなバルブ開度の可変により流量を高精度に調整する電動膨張弁よりなる冷媒流量調整弁が不要となり、バルブ部のサイズアップ／コストアップが抑制される。
【００３１】
また、同電磁開閉弁は再熱ドライ弁の機能とも兼用させることができ、再熱ドライ弁をも同様に構成することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上の結果、本願発明によると、高価、かつ高精度な弁開度可変構造を備えた電動膨張弁等従来型の電磁流量調整弁に代えて、低価格、かつ簡易な構造の直動型電磁弁等を冷媒流量調整弁として使用することができるようになり、冷媒分流器の制御装置の小型化、低コスト化に寄与させることができる。
【００３３】
このため、前述のような再熱ドライ運転用熱交換器を備えた空気調和機等の冷凍装置用熱交換器の複数のパスに適切に冷媒を分流させる冷媒分流器制御装置として最適なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（最良の実施の形態１）
先ず図１（ａ），（ｂ）は、本願発明の最良の実施の形態１に係る空気調和機等冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置部分の構成を、また図２は、同制御装置の制御信号を示している。
【００３５】
図１（ａ），（ｂ）は、前述の図９、図１０のような複数のパスＰ1〜Ｐ4を備えた空気調和機用熱交換器１の冷媒分流器３の各パスＰ1〜Ｐ4の冷媒流量を制御するのに使用される本実施の形態の冷媒流量調整弁Ｖ1〜Ｖ4の構成を示している。
【００３６】
該本実施の形態の冷媒流量調整弁Ｖ1〜Ｖ4は、例えばプランジャヘッド（弁体）６ａおよびプランジャロッド６ｂよりなる電磁プランジャ６と、該電磁プランジャ６の上記プランジャロッド６ｂを上昇作動させるソレノイドコイル７と、上記電磁プランジャ６のプランジャロッド６ｂを下降付勢する閉弁スプリング１０とを備え、上記電磁プランジャ６のプランジャヘッド６ａを各パスＰ1〜Ｐ4のスリーブ状のパイロット口部８内の弁座壁９に対応させたＯＮ，ＯＦＦ作動型の直動式の電磁弁によって構成されている。
【００３７】
そして、同直動式電磁弁のＯＮ状態（通電状態：図１の（ａ）参照）とＯＦＦ状態（非通電状態：図１の（ｂ）参照）を、例えば図２の（ａ）〜（ｄ）に示すような異なるデューティー比の開閉制御信号で開閉制御することによって、その単位時間当たりの冷媒流量を各パスＰ1〜Ｐ4の負荷状態（偏流状態）に応じて適切に調整するようにしたことを特徴とするものである。
【００３８】
このような構成によると、高価、かつ高精度な弁開度可変構造を備えた電動膨張弁等従来型の電磁流量調整弁に代えて、低価格、かつ簡易な構造の直動型電磁弁を冷媒流量調整弁として使用することができるようになり、冷媒分流装置の小型化、低コスト化に寄与させることができる。
【００３９】
このため、前述のような再熱ドライ運転用熱交換器を備えた空気調和機等の冷凍装置用熱交換器の複数のパスに適切に冷媒を分流させる冷媒分流装置として最適なものとなる。
【００４０】
（最良の実施の形態２）
次に図３（ａ），（ｂ）は、本願発明の最良の実施の形態２に係る空気調和機等の冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器の制御装置部分の構成を、また図４は、同制御装置の制御信号を示している。
【００４１】
先ず図３（ａ），（ｂ）は、前述の図９、図１０のような複数のパスＰ1〜Ｐ4を備えた空気調和機用熱交換器１の冷媒分流器３の各パスＰ1〜Ｐ4の冷媒流量を制御するのに使用される本実施の形態の冷媒流量調整弁Ｖ1〜Ｖ4の構成を示している。
【００４２】
該本実施の形態の冷媒流量調整弁Ｖ1〜Ｖ4は、例えばプランジャヘッド（弁体）６ａおよびプランジャロッド６ｂよりなる電磁プランジャ６と、該電磁プランジャ６の上記プランジャロッド６ｂを上昇作動させるソレノイドコイル７と、上記電磁プランジャ６のプランジャロッド６ｂを下降付勢する閉弁スプリング１０とを備え、上記電磁プランジャ６のプランジャヘッド６ａを各パスＰ1〜Ｐ4のスリーブ状のパイロット口部８内の弁座壁９に対応させたＯＮ，ＯＦＦ作動型の直動式の電磁弁によって構成されている。
【００４３】
そして、この実施の形態の場合、同直動式電磁弁のＯＮ状態（通電状態：図１の（ａ）参照）とＯＦＦ状態（非通電状態：図１の（ｂ）参照）を、例えば図４の（ａ）〜（ｄ）に示すような弁体部を完全に閉弁させない異なるデューティー比の自励振動制御信号で昇降振動状態に開閉制御することによって、その単位時間当たりの冷媒流量を各パスＰ1〜Ｐ4の負荷状態（偏流状態）に応じて適切に調整するようにしたことを特徴とするものである。
【００４４】
このような構成によっても、上記最良の実施の形態１のものと同様に、高価、かつ高精度な弁開度可変構造を備えた電動膨張弁等従来型の電磁流量調整弁に代えて、低価格、かつ簡易な構造の直動型電磁弁を冷媒流量調整弁として使用することができるようになり、冷媒分流装置の小型化、低コスト化に寄与させることができる。
【００４５】
このため、前述のような再熱ドライ運転用熱交換器を備えた空気調和機等の冷凍装置用熱交換器の複数のパスに適切に冷媒を分流させる冷媒分流装置として最適なものとなる。
【００４６】
（最良の実施の形態３）
次に図５〜図６は、本願発明の最良の実施の形態３に係る空気調和機等冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置部分の構成を、また図７は、同制御装置の制御信号を示している。
【００４７】
本実施の形態の場合、前述の図９、図１０のような複数のパスＰ1〜Ｐ4を備えた空気調和機用熱交換器１の冷媒分流器３の各パスＰ1〜Ｐ4の冷媒流量を制御するのに使用される冷媒流量調整弁Ｖ1〜Ｖ4を、例えば図５〜図６に示すロータリー式の電磁弁により構成し、図７（ａ）〜（ｄ）に示すようなロータリー弁回転制御信号により回転制御するようにしたことを特徴とするものである。
【００４８】
このロータリー式の電磁弁は、例えば図５に示すように、上記各パスＰ1〜Ｐ4に対応した分流器本体部を若干大径にし、その内側に第１〜第４の各パスＰ1〜Ｐ4に対応した通路孔を有する固定部材１９と第１および第２の通路孔１８ａ，１８ｂを有する回転部材１８を相互に接面する状態で設ける一方、上記回転部材１８に対応する位置の外側に上記回転部材１８を電磁力で回転駆動するソレノイドコイル１６を設けて構成されている。
【００４９】
そして、上記回転部材１８は、例えば上記ソレノイドコイル１６に対して印加される図７の（ａ）〜（ｄ）に示すような周期およびＯＮ電圧レベルの異なる回転制御信号によって、例えば図６の（ａ）又は（ｂ）のように固定部材１９側第１〜第４のパスＰ1〜Ｐ4に対応した通路孔と回転部材１８側第１および第２の通路孔１８ａ，１８ｂとの対応関係（重なり関係と重なり量）を可変コントロールすることにより、当該各パスＰ1〜Ｐ4を流れる冷媒の流量を所望の量に調節制御（例えば図６（ａ）の状態では多く、図６（ｂ）の状態では少なく）し、それによって偏流を防止する。
【００５０】
このような構成によっても、上記最良の実施の形態１，２のものと同様に、高価、かつ高精度な弁開度可変構造を備えた電動膨張弁等従来型の電磁流量調整弁に代えて、低価格、かつ簡易な構造の１個のロータリー式電磁弁を各パスの冷媒流量調整弁として兼用することができるようになり、冷媒分流装置の小型化、低コスト化に大いに寄与させることができる。
【００５１】
このため、前述のような再熱ドライ運転用熱交換器を備えた空気調和機等の冷凍装置用熱交換器の複数のパスに適切に冷媒を分流させる冷媒分流装置として最適なものとなる。
【００５２】
（最良の実施の形態４）
さらに図８は、本願発明の最良の実施の形態４に係る空気調和機等冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置部分の構成を示している。
【００５３】
本実施の形態では、前述の図９、図１０のような複数のパスＰ1〜Ｐ4を備えた空気調和機用熱交換器１の冷媒分流器３の各パスＰ1〜Ｐ4の冷媒流量を制御するのに使用される冷媒流量調整弁Ｖ1〜Ｖ4を、例えば図８に示すようなスライド型の可動弁２２とし、同スライド型の可動弁２２をパルス制御可能なステッピングモータ２０によって所望にスライド作動させることによって、各パスＰ1〜Ｐ4への冷媒流量を任意に調節し、冷媒の偏流を防止するようにしたことを特徴とするものである。
【００５４】
この場合、上記可動弁２２は、その上端側に設けた軸部２３のラックギヤ２３ａ部分に上記ステッピングモータ２０のピニオンギヤ２０ａ部分が係合されており、ステッピングモータ２０のピニオンギヤ２０ａの回転方向と回転数に応じて上記可動弁２２が所望のストロークで昇降作動するようになっている。
【００５５】
一方、冷媒分流器３の方は、その分流器本体の冷媒入口側が大径の１本の通路に、出口側が複数のパスＰ1〜Ｐ4に形成されており、それらの間に位置して上記可動弁２２が昇降可能に嵌装されている。そして、可動弁２２の途中には、大径の第１の通路孔２２ａと小径の第２の通路孔２２ｂとが所定の位置関係で設けられており、上記可動弁２２の昇降ストローク量に応じて、それら第１，第２の通路孔２２ａ，２２ｂと各パスＰ1〜Ｐ4の通路孔との対応関係（重なり関係と重なり量）を変えるようになっている。
【００５６】
このような構成によっても、上記最良の実施の形態１，２，３のものと同様に、高価、かつ高精度な弁開度可変構造を備えた電動膨張弁等従来型の電磁流量調整弁に代えて、低価格、かつ簡易な構造の１個のスライド型電磁弁を各パスの冷媒流量調整弁として兼用することができるようになり、冷媒分流装置の小型化、低コスト化に大いに寄与させることができる。
【００５７】
このため、前述のような再熱ドライ運転用熱交換器を備えた空気調和機等の冷凍装置用熱交換器の複数のパスに適切に冷媒を分流させる冷媒分流装置として最適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本願発明の最良の実施の形態１に係る空気調和機等冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置の構成を示す図である。
【図２】同制御装置の制御信号を示すタイムチャートである。
【図３】本願発明の最良の実施の形態２に係る空気調和機等冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置の構成を示す図である。
【図４】同制御装置の制御信号を示すタイムチャートである。
【図５】本願発明の最良の実施の形態３に係る空気調和機等冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置の構成を示す図である。
【図６】同制御装置の要部の構成を示す図である。
【図７】同制御装置の制御信号を示すタイムチャートである。
【図８】本願発明の最良の実施の形態４に係る空気調和機等冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置の構成を示す図である。
【図９】再熱ドライ運転機能を設けた空気調和機等冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置の構成を示す図である。
【図１０】再熱ドライ運転機能を設けない空気調和機等冷凍装置用熱交換器の冷媒分流器制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１は熱交換器、３は冷媒分流器、４は冷媒供給配管、６は電磁プランジャ、６ａはプランジャヘッド、６ｂはプランジャロッド、７はソレノイドコイル、１０は閉弁スプリング、１１は蒸発器用熱交換器、１２は除湿熱交換器、１３は再熱ドライ用熱交換器、Ｐ1〜Ｐ4は第１〜第４の分流パス、Ｖ1〜Ｖ4は冷媒流量調整弁、Ｖ5，Ｖ6は再熱ドライ弁である。
【図１】
2007240058.tif 000003
【図２】
2007240058.tif 000004
【図３】
2007240058.tif 000005
【図４】
2007240058.tif 000006
【図５】
2007240058.tif 000007
【図６】
2007240058.tif 000008
【図７】
2007240058.tif 000009
【図８】
2007240058.tif 000010
【図９】
2007240058.tif 000011
【図１０】
2007240058.tif 000012