(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流出側部材（Ｂ）と、流入側部材（Ａ）との少なくとも二つの部材を接合した冷媒分流器において、流出側部材（Ｂ）は、一端が平坦な衝突面(41)をなすと共に他端が開口した筒状部(4) と、この筒状部(4) の周面に開口すると共にこの筒状部(4) の軸方向と交わる方向に軸方向を有する複数の中空筒状の流出管(2) (3) とを備え、流入側部材（Ａ）の一端には、筒状部(4) 内に嵌入される嵌入部(12)が形成され、この嵌入部(12)の周壁に複数の流出開口(21)(31)が形成され、嵌入部(12)の先端を衝突面(41)の周囲(41a) に当接させると共に、筒状部(4)に設けられた流出管部への各開口(21a) (31a) と、流入側部材の各流出開口(21)(31)とを合致させた状態に、嵌入部(12)が筒状部(4) に嵌入され固定され、嵌入部(12)の先端と、上記の複数の流出開口(21)(31)の内の少なくとも何れか一つとの間に、関となる周壁部分(42)(43)を残したことを特徴とする冷媒分流器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、空調機器や冷凍機器等の冷凍サイクルにおける冷媒の回路を、複数に分岐するための冷媒分流器、特に、冷媒の均等な分流を実現することのできる冷媒分流器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、空調機器や冷凍機器においては、熱交換器の効率促進のために、冷媒管の細径化が進められてきた結果、冷媒分流器が多く使用されると共に、これに関する提案も多数なされている。この冷媒分流器の改良に関する課題の一つとして、冷媒の分流を、均等或いは所定の比率にて行うようにすることがある。
【０００３】
図面を引用しつつより具体的に説明すると、まず、図４に示すものは、最も基本的な分流器で、この分流器は、中空筒状の１本の流入管１０１と、この流入口１０１から上下に分岐する２本の同径の流出管１０２，１０３と、流入管１０１からの冷媒ａを各流出管１０２，１０３に分流させる分岐部分１０４とから構成されている。この分流器では、流入管１０１から、冷媒ａが気相ａ１と液相ａ２との２相流となって流入し、分岐部分１０４で若干気液混合された後、流出管１０２，１０３へ夫々流出していく。
【０００４】
ところが、図４に示す分流器では、分流器を水平に配位して２本の流出管１０２，１０３を横並びとなるようにした場合には、均等に冷媒が分流されるものの、図４のように、分流器を水平に配位して２本の流出管１０２，１０３が上下に並ぶようにした場合には、重力の影響を受け、気相ａ１より重い液相ａ２が下側の流出管１０３へ多く流れ、上側の流出管１０２へは少なく流れると言った偏流が生じる結果、冷媒ａの均等の分流が困難となると言った課題がある。
【０００５】
このような冷媒ａの偏流を防止し、均等な分流を実現するものとして、例えば、図５に示すものが提案されている（特開平１−１２１６６７号）。この図５に示す分流器では、流入管２０１の中心軸を、２本の流出管２０２，２０３の中間位置から偏心させている。従って、分流器を水平に配位して２本の流出管２０２，２０３が上下に並ぶようにした場合に、重力の影響によって下側に多く流れようとする冷媒ａ（特に液相ａ２）を、流入管２０１の偏心量を調整することによって、均等に分流させることができる。
【０００６】
ところが、この偏心量を調整するとしても、この調整は設計段階から行う必要があり、完成された各製品自体に調整手段を有するものではない。従って、空調機器の機種毎に、或いは、同一機種でも、分流器を使用する箇所毎に、この偏心量を調整した設計を行い、それに応じた偏心量を有する分流器を製造する必要がある。その際、流入管２０１及び流出管２０２，２０３については、機種が異なっても、共用することができるが、偏心量を決定する分岐部分２０４については、夫々、別個のものを製造する必要がある。
【０００７】
これに対して、図６に示すものでは、流入管３０１と複数の流出管３０２，３０３とを有する分流器本体３００において、分岐部分３０４の形状は、上下対称とするものの、流出管３０２，３０３の端部に径の異なるオリフィス３０５，３０６を設けることにより、各流出管３０２，３０３への冷媒ａの流量を調整するようになされている（特開平３−１０５２７６号）。この分流器では、オリフィスを交換することによって、分流の量を調整することができ、生産段階においても、オリフィスを複数種類用意するだけで、分流器本体３００については共用することができる。
【０００８】
ところが、この分流器では、冷媒ａの分配を流出管３０２，３０３の端部の径の調整のみに頼るため、冷媒の気相はともかく、液相について充分な調整が困難となる場合もあり得る。
【０００９】
このような問題を解決するために、特開平５−５２４４８号及び特開平５−９３５５６号に係るタイプのものと、特開平８−２５４３７４号に係るタイプのものとの２つのタイプのものが提案がなされている。
【００１０】
前者のタイプである特開平５−５２４４８号は、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、対面する側面に２つの穴４０２，４０３を有するＵ字状の流出管４０１と、この流出管４０１の一方の穴４０２に設けた流入管４０４と、流出管４０１の他方の穴４０３に設けたドーム状の衝突壁４０５とから構成された冷媒分流器に係るものである。そして、特開平５−９３５５６号は、図７（Ｃ）に示すように、先端が封止された衝突壁４０５とその側面の周壁に対面する２個の噴出孔４０６，４０６とを有する流入管４０４と、対面する貫通穴４０７，４０７を管側面に有する流出管４０１とから構成されている。そして、この流出管４０１の貫通穴４０７，４０７に、流入管４０４を挿入嵌合したものであり、その際、流入管４０４の噴出孔４０６，４０６を、流出管４０１の貫通穴４０７，４０７と流通自在に位置合わせしておくものである。
この分流器においては、冷媒の気相と液相とが衝突壁４０５に衝突し、気液の２相状態の冷媒が攪拌混合され、均質化され、速やかに噴出孔４０６，４０６から流出管４０１に流出する。このとき、流入管４０４及び流出管４０１より構成される冷媒分流器の内容積が小さく、分流を不安定にさせる液溜まり、気溜まりを形成することなく分流するので、分流器が傾斜しても均等な冷媒分流が実現するとされている。
【００１１】
後者のタイプである特開平８−２５４３７４号の冷媒分流器は、図９に示すように、中空筒状の流入管５０１と、この流入管５０１から分岐部分５０４を経て分岐する複数の中空筒状の流出管５０２，５０３とを備えたものであり、流入管５０１からの流入方向に対向する分岐部分５０４の内壁面に、分岐用突起５０５が設けられており、この分岐用突起５０５が、流入管５０１の中心軸に対して偏位していることを特徴とするものである。
【００１２】
ところが、上記の２タイプの提案では、液相と気相との２相の冷媒を壁面に衝突させて均一な（若しくは所定の比率による）分散を図るものであるが、冷媒に衝突する内面が、前者のタイプでは略球形をなすドーム状、後者のタイプでは円周面をなす筒状をしているため、衝突と跳ね返りが均一に生じない場合があり、良好な気液の混合状態を作り出し難い場合がある。
特に、前者のタイプの場合、分流器が傾斜の角度によっては、均等な分流が実現しない場合があり、また、分流を均等ではなく、所定の比率に分配させたい場合があり、このような場合には、充分に対応し得ないのが現状である。さらに、図７（Ｃ）に示した流出管４０１の貫通穴４０７，４０７に流入管４０４を挿入嵌合したものの場合には、非常に高い加工精度が要求されるという問題がある。即ち、冷媒を均等若しくは所定の比率で分流させるには、冷媒が、各噴出孔４０６，４０６から分流して流出管４０１に流出した後に、再度混合することを防ぐ必要がある。そのためには、図７（Ａ）のＢ−Ｂ線断面である図８（Ａ）に示すように、流出管４０１の内周面に流入管４０４の外周面が、少なくとも接触して隙間が空かないようにしておく必要がある。ところが、この加工は、流出管４０１が円筒であり、しかもその肉厚が約１mmと非常に薄いことから、極めて高い加工精度が必要となり、少しでも貫通穴４０７，４０７を明ける位置が狂うと、図８（Ｂ）に示すように隙間ｓが出来てしまう状態となり分流が狂い、さらに、所定の位置より、流出管４０１の肉厚分の約１mmでも狂ってしまうと、流出管４０１に穴が空いて冷媒が漏れると言った事態が生じてしまう。尚、図８では、流出管４０１の肉厚を厚く描いたが、流入管４０４と同程度の肉厚の場合が多く、その場合には、より一層上記の問題が顕著となる。
また、後者のタイプにあっては、分岐用突起５０５の取付位置や形状を変更するだけで、分配の調整が可能であり、製造段階で多くの部品の共用化を促進することができるが、分岐用突起５０５の取付位置はともかく、分岐用突起５０５の形状を変更する場合には、種々の試作が必要となり、特に、分岐用突起５０５という立体的な形状を有するものの変更であるため、試作条件の変更に困難が生ずると共に、そのコストも高いてしまう。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の事情に鑑み、本願発明は、冷媒の気相及び液相の双方について良好な調整を行うことができるようにすると共に、このような良好な冷媒の分流の調整を一部の部品の変更や加工の変更によって行うことができるようにし、異なる機種或いは配置位置の異なる分流器間の、部品の共用率を高めることを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、流出側部材Ｂと、流入側部材Ａとの少なくとも二つの部材を接合した冷媒分流器において、次の構成を有するものを提供する。
【００１５】
本願発明に係る冷媒分流器にあっては、流出側部材Ｂは、一端が平坦な衝突面４１をなすと共に他端が開口した筒状部４と、この筒状部４の周面に開口すると共にこの筒状部４の軸方向と交わる方向に軸方向を有する複数の中空筒状の流出管２，３とを備えを備える。流入側部材Ａの一端には、筒状部４内に嵌入される嵌入部１２が形成され、この嵌入部１２の周壁に複数の流出開口２１，３１が形成されている。嵌入部１２の先端は、衝突面４１の周囲４１ａに当接させられると共に、筒状部４に設けられた流出管部への各開口２１ａ，３１ａと、流入側部材の各流出開口２１，３１とを合致させた状態に、嵌入部１２が筒状部４に嵌入され固定される。そして、嵌入部１２の先端と、上記の複数の流出開口２１，３１の内の少なくとも何れか一つとの間に、関となる周壁部分４２，４３を残したことを特徴とするものである。
【００１６】
本願発明にあっては、流入側部材Ａから冷媒（気相及び液相）が筒状部４に流入して、そのまま平坦な衝突面４１に衝突する。このように、平坦な面に対して冷媒（気相及び液相）が衝突するため、全ての冷媒が略均等に跳ね返り、これによって、良好な気液２相の混合状態となり、隣接して開口する各流出開口２１，３１から流出管へと流出する。このとき、衝突面４１と、複数の流出開口２１，３１の少なくとも何れか一つとの間に関となる周壁部分４２，４３を残したことによって、流出開口２１，３１から流出する冷媒（気液２相の混合状態）の流出量を制限する。その結果、例えば、分流器を水平に配位して流出管２，３が上下に並ぶようにした場合、重力の影響によって下側に多く流れようとする冷媒ａ（気相ａ１及び液相ａ２）を、関となる周壁部分４２，４３の位置や大きさを適当な値に設定することによって、均等（或いは所定の比率）に分流させることができる。このように、関となる周壁部分４２，４３によって、良好な混合状態の冷媒の分配比率を設定することができるため、分流器の傾斜角度に応じて設計を行えば、確実に均等（或いは所定の比率）に分流させることができる。
【００１７】
しかも、本願発明にあっては、流入側部材Ａの嵌入部１２に形成する流出開口２１，３１の位置や大きさを変更するだけでよく（即ち具体的には管に空ける穴の位置や大きさを変更するだけでよく）、容易にその設定を変更することができるものである。また、組付けに際しては、嵌入部１２の先端が衝突面４１の周囲４１ａに当接するまで、嵌入部１２を筒状部４内に差し込むことによって、流出側部材Ｂと流入側部材Ａとの位置関係（即ち、衝突面４１と各流出開口２１，３１との位置関係）が不動のものとなり、製造上においても誤差が生じにくく、品質の安定を図ることができる。
【００１８】
【実施例】
以下図面に基づき本願発明の一実施例を説明する。
図１は一つの実施の形態に係る冷媒分流器の斜視図であり、図２の（Ａ）は図１のII−II線断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のｚ部分の拡大図であり、（Ｃ）は（Ａ）のｚ部分の他の例を示す拡大図であり、（Ｄ）は（Ａ）のｚ部分のさらに他の例を示す拡大図であり、図３は同分解斜視図である。
【００１９】
この実施の形態の冷媒分流器は、中空筒状の流入管１と、この流入管１から分岐部分４を経て分岐する２本の中空筒状の流出管２，３とを備える。第１と第２の流出管２，３は共に略水平に配設され、且つ上下に並べられている。
この分岐部分４は、図２（Ａ）に示すように、流入管１につながるように開口する流入開口１１と、各流出管２，３につながるように開口する各流出開口２１，３１とを備えている。そして、流入管１からの流体の流入方向に対向する分岐部分４の内壁面を平坦な衝突面４１とし、この衝突面４１に隣接して（図では、上下に隣接して）上記の各流出開口２１，３１が設けられている。前述のように、従来の衝突面はドーム状や筒状をなしていたが、本願発明においては、衝突面４１は、流入管１につながるように開口する流入開口１１と略同一の形状並びに面積を有する平坦な面となっている。従って、流入開口１１から流入した冷媒（液相及び気相）は、均等に衝突面に衝突して分散し、液相及び気相が混合するものである。
【００２０】
次に、この衝突面４１と各流出開口２１，３１との間には関４２，４３が形成されている。この関４２，４３は、分散した冷媒が各流出管２，３に流入する量を調整するもので、衝突面４１からの関４２，４３の高さ並びに流出開口２１，３１の開口面積によって、各流出管２，３への冷媒の流出量が調整される。この実施の形態では、両流出管２，３への流出量が均等となるように調整されるものであるが、図に示すように、衝突面４１の上方に配位される流出開口２１の関４２を、下方に配位される流出開口３１の関４３よりも若干低く設定していると共に、開口面積自体も上方の流出開口２１の開口面積を下方に配位される流出開口３１の開口面積よりも、若干大きく設定している。即ち、冷媒（液相及び気相）自体は、均等に分散するものであっても、重量の影響を受けることは否めず、関及び開口面積を同一とすると、下方の流出開口３１への流量が僅かながら大きくなってしまうため、上記のように、非均等の関及び開口面積とすることによって、上下に均等に冷媒が流出するようにしたものである。
【００２１】
この冷媒分流器は、全体を一体に成形することもできるが、この実施の形態では、図２、図３に示すように、流入側部材Ａと、流出側部材Ｂとの二つの部材から形成している。
まず、流出側部材Ｂは、衝突面４１をなすと共に他端が開口した筒状部から形成された分岐部分４と、この分岐部分４の周面４４に開口すると共に、この分岐部分４の軸方向（ｘ方向）と直交する方向（ｙ方向）に軸方向を有する複数の中空筒状の流出管２，３とが一体成形されている。この衝突面４１は、筒状の分岐部分４の軸方向と略直交する方向に広がる平坦な面となっている。このように、分岐部分４は、従来のような、単に流出管２，３に開口を形成したでけではなく、平坦な衝突面４１を形成するものであるが、その冷媒が、より均等な状態で衝突面４１に衝突するように、筒状の分岐部分４の内径は、一定にしておくことが望ましい。
【００２２】
他方、流入側部材Ａは中空筒状をなしており、その一端には、筒状の分岐部分４内に嵌入される嵌入部１２が形成されている。この嵌入部１２は、流入側部材Ａの他の部分と同じ径又は小さい径であってもよいが、この実施の形態では、嵌入部１２は他の部分よりも内径、外径共に、若干大きく設定されている。この嵌入部１２の周壁には、複数の流出開口２１，３１が形成されている。そして、この嵌入部１２の先端を衝突面４１の周囲４１ａに当接させると共に、流出開口２１，３１と、筒状の分岐部分４に設けられた流出管部４１への各開口２１ａ，３１ａとを合致させたものである。この衝突面４１の周囲４１ａは、衝突面４１と同一平面としてもよいが、この実施の形態では、図２（Ｂ）に示すように、衝突面４１よりも一段凹ませることによって、衝突面４１の周囲４１ａと嵌入部１２の先端との間から、冷媒が漏れないようにしている。尚、この当接部分において、両者をロー付け等で接合固定してもよいが、この実施の形態では、筒状の分岐部分４の開口端（図２（Ａ）の左端）寄りの内周面と、嵌入部１２の外周面との間を、ロー付け等で接合固定しているものである。
【００２３】
尚、上記のように、嵌入部１２の先端を衝突面４１の周囲４１ａに当接させて固定するため、組立作業においては、流入側部材Ａを、流出側部材Ｂの筒状の分岐部分４内に、突き当たるまで挿入するだけで、上記の関４２，４３の高さ（衝突面４１から流出開口２１，３１までの距離）が、設定通り、決まるものであり、製造上の歩留り向上においても有利である。しかも、嵌入部１２の先端と、衝突面４１の周囲４１ａとは、面接触となり、冷媒の漏れを防止して、適正の分流が実現する。さらに、望ましくは、衝突面４１の周囲４１ａを溝状に凹ませることにより、内周面４１ｂと外周面４１ｃとを有する環状溝として、嵌入部１２の先端の外周面及び内周面を、夫々面接触させ、接触面積を高めて冷媒の漏れをより確実に防止する。尚、図２（Ｃ）に示すように、衝突面４１の周囲４１ａを一段凹ませることにより、内周面４１ｂのみを形成するようにしてもよく、また、図２（Ｄ）に示すように、衝突面４１の周囲４１ａを高くすることにより、外周面４１ｃのみを形成するようにしてもよく、何れにしても、嵌入部１２の先端の内周面又は外周面と面接触する部分を形成することによって、冷媒の漏れをより確実に防止するようにしておくことが望ましい。
また、分岐部分４の内周と嵌入部１２の外周とは、共に同寸法で同じ断面形状（この実施の形態では、同径の断面円形）であるため、両者は面接触状態で嵌合するものとなり、この部分からも流体の漏れが生じない。しかも、筒と筒との嵌合であり、必要以上に高い加工精度が要求されない。さらに前述のように、筒状の分岐部分４の開口端（図２（Ａ）の左端）寄りの内周面と、嵌入部１２の外周面との間を、ロー付け等で接合固定することによって、冷媒の漏れを完全に防止できる。
尚、この実施の形態では、嵌入部１２の先端と流出開口２１，３１の少なくとも何れか一つとの間に関４２，４３となる周壁部分４２，４３を残している。この実施の形態では、関４２，４３を上下両方の流出管に設けて、双方の関４２，４３の高さを異なるようにしているが、一方のみに関を設けて、他方には関を設けないようにしてもよい。
【００２４】
本願発明は、上記の実施の形態に限らず、本願発明の要旨を逸脱しない限り、種々変更して実施し得るものである。例えば、分岐部分４は、流出管２，３と別体に構成し得るが、１本のパイプを略コ字状に屈曲して、流出管２，３と分岐部分４とを、１本のパイプから形成するようにしてもよい。また、１本のパイプを略Ｕ字状に屈曲して、このＵ字状の湾曲部分を筒状に膨出させて分岐部分４としてもよい。流入管１は、略水平に配設され、この実施例では、平面視において流出管２，３と約９０度の角度を有する方向に延設されているが、当該角度は、１８０度や０度等、他の角度としてもよい。また、流入管１及び流出管２，３は湾曲したものを示したが、略直線状に伸びるものでもよく、流出管１に絞り（径の細い部分）を設けてもよい。また、実施の形態とは逆に、流入管１と分岐部分４とを一体に形成して、これに流出管２，３を接続するようにしてもよい。上記の実施の形態では、流出管の数は、２本としたが、この数は３本以上とすることもできる。また、上下に且つ均等に冷媒を分配するようにしたが、上下に限らず流出管の位置関係は適宜変更できる。さらに、均等な分配に限らず、分配の比率も適宜変更できるものである。
【００２５】
【発明の効果】
以上、本願発明に係る冷媒分流器においては、冷媒の気相及び液相の双方について良好な調整を行うことができるようにすると共に、このような良好な冷媒の分流の調整を一部の部品の変更や加工の変更によって行うことができるようにし、異なる機種或いは配置位置の異なる分流器間の、部品の共用率を高めることができる。さらに、上記の効果に加えて、製造時における誤差の発生を防止し、製品の歩留りを向上させることができるようになったものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る冷媒分流器の斜視図である。
【図２】（Ａ）は図１のII−II線断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のｚ部分の拡大図であり、（Ｃ）は（Ａ）のｚ部分の他の例を示す拡大図であり、（Ｄ）は（Ａ）のｚ部分のさらに他の例を示す拡大図である。
【図３】同分解斜視図である。
【図４】従来の冷媒分流器の断面図である。
【図５】他の従来の冷媒分流器の断面図である。
【図６】さらに他の従来の冷媒分流器の断面図である。
【図７】（Ａ）は、さらに他の従来の冷媒分流器の斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面構造の一例を示す断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面構造の他の例を示す断面図である。
【図８】図７（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面構造の一例を示すものであり、（Ａ）は望ましい加工状態の断面図であり、（Ｂ）は問題の有る状態を示す断面図である。
【図９】さらに他の従来の冷媒分流器の断面図である。
【符号の説明】
１          流入管
２，３      流出管
４          分岐部分
１１        流入開口
１２        嵌入部
２１，３１  流出開口
４１        衝突面
４１ａ      衝突面の周囲
４２，４３  関
Ａ          流入側部材
Ｂ          流出側部材
【図１】
0003911063.tif 000002
【図２】
0003911063.tif 000003
【図３】
0003911063.tif 000004
【図４】
0003911063.tif 000005
【図５】
0003911063.tif 000006
【図６】
0003911063.tif 000007
【図７】
0003911063.tif 000008
【図８】
0003911063.tif 000009
【図９】
0003911063.tif 000010