JP4305311B2 - Micro shunt - Google Patents
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Description
本発明は、複数の微小径の冷媒管のそれぞれに分配する冷媒の流量を調整可能なマイクロ分流器に関するものである。 The present invention relates to a micro shunt capable of adjusting the flow rate of a refrigerant distributed to each of a plurality of refrigerant pipes having a small diameter.
従来より、空気調和器用の蒸発器、凝縮器などの熱交換器に備えられ、熱交換器の複数の冷媒管のそれぞれに冷媒を分配する冷媒分流器は知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a refrigerant shunt that is provided in a heat exchanger such as an air conditioner evaporator or condenser and distributes the refrigerant to each of a plurality of refrigerant tubes of the heat exchanger is known.
上記熱交換器は、冷凍サイクルを行う冷媒回路に配置され、その冷媒管に冷媒が通ることで、該冷媒と冷却対象（例えば空気など）との間で熱交換が行われる。この冷媒管の総経路が長いほど熱交換効率がよくなることから、通常、熱交換器内には複数の微小径の冷媒管が設けられている。上記冷媒分流器は、これらの冷媒管に冷媒を分配する役割を果たしている。 The heat exchanger is arranged in a refrigerant circuit that performs a refrigeration cycle, and heat exchange is performed between the refrigerant and an object to be cooled (for example, air) when the refrigerant passes through the refrigerant pipe. Since the heat exchange efficiency is improved as the total path of the refrigerant pipe is longer, usually, a plurality of minute diameter refrigerant pipes are provided in the heat exchanger. The refrigerant flow divider plays a role of distributing the refrigerant to these refrigerant tubes.
しかし、従来の冷媒分流器は、一般に、単に流入してきた冷媒を各冷媒管に機械的に分配する構造を備えるだけのため、必ずしも冷媒が均等に各冷媒管に分配されず、冷媒の偏流が発生し、結果として熱交換器の熱交換率が低下するという問題がある。 However, the conventional refrigerant flow divider generally has a structure that mechanically distributes the refrigerant that flows in to each refrigerant pipe, so that the refrigerant is not necessarily evenly distributed to each refrigerant pipe, and there is a drift of the refrigerant. As a result, there is a problem that the heat exchange rate of the heat exchanger decreases.
そこで、例えば、特許文献１のように、各冷媒管内に流路の断面積を変化させる板状のバネ部材を設けるものが知られている。このバネ部材は、冷媒の流量が増加するにつれて、より強く冷媒に押されて起立することにより、各冷媒管内の流路の断面積を小さくして流量の増加を防ぐようにしている。
しかしながら、上記従来の冷媒分流器では、一部の冷媒管に冷媒が多量に流れ込むのを防ぐことができるものの、あくまで機械的な構造で流量を制限しているため、冷媒回路の運転状況に合わせて最適な流量の冷媒を分配することができないという問題がある。 However, although the above-described conventional refrigerant flow divider can prevent a large amount of refrigerant from flowing into some refrigerant pipes, the flow rate is limited by the mechanical structure to the last, so that it matches the operating conditions of the refrigerant circuit. Therefore, there is a problem that it is not possible to distribute the optimal flow rate of refrigerant.
また、上記冷媒分流器では、機械的な構造により冷媒管ごとの冷媒流量が均一になるように設計されているが、実際には、冷媒回路の圧縮機における一部の運転周波数領域のみで最適化されているため、周波数変化による冷媒状態の変化により、冷媒の偏流が生じるのを防ぐことができない。このため、圧縮機の全周波数領域で熱交換効率の最適化を図ることができない。 The refrigerant flow divider is designed so that the refrigerant flow rate is uniform for each refrigerant pipe due to the mechanical structure. However, in reality, it is optimal only in a part of the operating frequency region in the compressor of the refrigerant circuit. Therefore, it is impossible to prevent the refrigerant from drifting due to the change in the refrigerant state due to the change in frequency. For this reason, the heat exchange efficiency cannot be optimized in the entire frequency region of the compressor.
また、従来のような機械的な構造では、熱交換器を通過する空気の偏流や温度分布の偏りにより、熱交換器内で冷媒の偏流が生じ、熱交換効率が低下するという問題がある。 Further, in the conventional mechanical structure, there is a problem that the refrigerant flows in the heat exchanger due to the drift of the air passing through the heat exchanger and the temperature distribution, and the heat exchange efficiency is lowered.
さらに、従来のような機械的な構造では、最適な熱交換効率を得るために、圧縮機の全周波数領域のうち、最も効率的な周波数を選んで、その周波数に合わせた冷媒分流器の設計をしなければならず、設計工数が多くなる。また、熱交換器の仕様に合わせて冷媒分流器の最適な設計をしなければならず、その仕様の変化に対して柔軟に対応することができないという問題がある。 Furthermore, in the conventional mechanical structure, in order to obtain the optimum heat exchange efficiency, the most efficient frequency is selected from the entire frequency range of the compressor, and the refrigerant flow divider is designed according to that frequency. This increases the design man-hours. In addition, there is a problem that the refrigerant flow distributor must be optimally designed in accordance with the specifications of the heat exchanger, and the change in the specifications cannot be flexibly handled.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷媒分流器のうち、特に複数の微小径の冷媒管のそれぞれに冷媒を分配するマイクロ分流器において、冷媒の流量調整構造に工夫を加えることで、いかなる運転状況においても最適な熱交換効率を得ようとすることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a refrigerant flow divider, particularly a micro flow divider that distributes the refrigerant to each of a plurality of small-diameter refrigerant tubes. By adding a contrivance to the flow rate adjustment structure, it is intended to obtain an optimum heat exchange efficiency in any operating condition.
上記の目的を達成するために、この発明では、各冷媒管（４）のそれぞれに開閉自在なマイクロバルブ（１０）を設けた。 In order to achieve the above object, in the present invention, each of the refrigerant pipes (4) is provided with a microvalve (10) that can be freely opened and closed.
具体的には、第１の発明では、複数の微小径の冷媒管（４）のそれぞれに冷媒を分配するマイクロ分流器を対象とする。 Specifically, the first invention is directed to a micro shunt that distributes refrigerant to each of a plurality of refrigerant pipes (4) having a small diameter.
そして、各冷媒管（４）を開閉するマイクロバルブ（１０）と、該マイクロバルブ（１０）を駆動制御する制御回路（１１）とが基板（９）上に形成されて冷媒管（４）の冷媒流量を調整する流量調整部（８）を備えている。 A microvalve (10) for opening and closing each refrigerant pipe (4) and a control circuit (11) for driving and controlling the microvalve (10) are formed on the substrate (9) to form the refrigerant pipe (4). A flow rate adjustment unit (8) for adjusting the refrigerant flow rate is provided.
上記の構成によると、流量調整部（８）の制御回路（１１）がマイクロ分流器の接続される冷媒回路の圧縮機の運転状況などに合わせて適宜マイクロバルブ（１０）を駆動制御して開閉し、各冷媒管（４）に流れる冷媒の量を調整する。したがって、マイクロ分流器における製造上のばらつきや、冷媒回路の運転状況の変化などがあっても、最適な流量の冷媒が各冷媒管（４）に分配される。 According to the above configuration, the control circuit (11) of the flow rate adjusting unit (8) opens and closes by appropriately controlling the microvalve (10) in accordance with the operating state of the compressor of the refrigerant circuit connected to the micro shunt. And the quantity of the refrigerant | coolant which flows into each refrigerant | coolant pipe | tube (4) is adjusted. Therefore, even if there is a manufacturing variation in the micro shunt or a change in the operating state of the refrigerant circuit, the refrigerant having the optimum flow rate is distributed to each refrigerant pipe (4).
第２の発明では、上記複数の冷媒管（４）は、熱交換器（２）を構成する一方、上記流量調整部（８）は、上記熱交換器（２）の流入側に配置されている。 In the second invention, the plurality of refrigerant pipes (4) constitute a heat exchanger (2), while the flow rate adjusting section (8) is arranged on the inflow side of the heat exchanger (2). Yes.
上記の構成によると、熱交換器（２）の流入側に流量調整部（８）を配置することで、熱交換器（２）を構成する複数の冷媒管（４）に最適な流量の冷媒が分配される。そして、冷媒管（４）内の冷媒と冷却対象との間で効率的に熱交換が行われる。 According to said structure, the refrigerant | coolant of the optimal flow volume for the some refrigerant | coolant pipe | tube (4) which comprises a heat exchanger (2) by arrange | positioning the flow volume adjustment part (8) in the inflow side of a heat exchanger (2). Is distributed. And heat exchange is efficiently performed between the refrigerant | coolant in a refrigerant pipe (4), and cooling object.
第３の発明では、上記マイクロバルブ（１０）は、複数の板部材（１５）により構成され、上記流量調整部（８）は、開閉する上記板部材（１５）の数を制御して各冷媒管（４）における開口面積を変化させて流量を調整するように構成されている。 In the third invention, the microvalve (10) is constituted by a plurality of plate members (15), and the flow rate adjusting section (8) controls the number of the plate members (15) to be opened and closed to each refrigerant. The flow rate is adjusted by changing the opening area of the pipe (4).
上記の構成によると、制御回路（１１）が運転状況などに合わせ、各マイクロバルブ（１０）を構成する複数の板部材（１５）のうち、開閉する板部材（１５）の数を制御することで、冷媒管（４）の開口面積が調整される。したがって、運転状況などに合わせた最適な流量の調整が行われる。 According to said structure, according to an operating condition etc., a control circuit (11) controls the number of the board members (15) which open and close among several board members (15) which comprise each microvalve (10). Thus, the opening area of the refrigerant pipe (4) is adjusted. Therefore, the optimum flow rate is adjusted in accordance with the operating conditions.
第４の発明では、上記各マイクロバルブ（１０）の開閉する時間を制御して冷媒の流量を調整するように構成されている。 In the fourth invention, the flow rate of the refrigerant is adjusted by controlling the opening and closing time of each microvalve (10).
上記の構成によると、例えば、制御回路（１１）が、パルス幅が時間とともに変化する矩形波よりなる制御信号により、各冷媒管（４）のマイクロバルブ（１０）の開閉時間を調整する。このことで、各冷媒管（４）に分配する冷媒の量が適切に調整される。 According to said structure, a control circuit (11) adjusts the opening / closing time of the micro valve (10) of each refrigerant pipe (4) with the control signal which consists of a rectangular wave from which pulse width changes with time, for example. Thereby, the quantity of the refrigerant | coolant distributed to each refrigerant pipe (4) is adjusted appropriately.
第５の発明では、上記熱交換器（２）の流出側には、各冷媒管（４）を通過した冷媒の流量を検出する流量検出部（２１）が配置されている。 In 5th invention, the flow volume detection part (21) which detects the flow volume of the refrigerant | coolant which passed each refrigerant pipe (4) is arrange | positioned at the outflow side of the said heat exchanger (2).
上記の構成によると、熱交換器（２）の流出側に設けた流量検出部（２１）により、各冷媒管（４）を通過した冷媒の流量が検出されるので、その検出信号を制御回路（１１）にフィードバックして各マイクロバルブ（１０）を駆動制御することができる。このことにより、マイクロ分流器によって、アクティブな冷媒流量の制御が行われる。 According to said structure, since the flow volume of the refrigerant | coolant which passed each refrigerant | coolant pipe | tube (4) is detected by the flow volume detection part (21) provided in the outflow side of the heat exchanger (2), the detection signal is used as a control circuit. Each microvalve (10) can be driven and controlled by feeding back to (11). Thus, the active refrigerant flow rate is controlled by the micro shunt.
以上説明したように、上記第１の発明によると、流量調整部（８）の制御回路（１１）が、冷媒回路の運転状況などに合わせてマイクロバルブ（１０）を駆動制御することにより、該マイクロバルブ（１０）を開閉して各冷媒管（４）に分配する冷媒流量を調整している。このため、マイクロ分流器における製造上のばらつきや、冷媒回路の運転状況の変化に合わせて最適な流量の冷媒を各冷媒管（４）に分配することができる。 As described above, according to the first aspect of the invention, the control circuit (11) of the flow rate adjustment unit (8) drives and controls the microvalve (10) in accordance with the operation state of the refrigerant circuit, etc. The flow rate of refrigerant distributed to each refrigerant pipe (4) is adjusted by opening and closing the microvalve (10). For this reason, the refrigerant | coolant of an optimal flow volume can be distributed to each refrigerant | coolant pipe | tube (4) according to the manufacture dispersion | variation in a micro shunt, and the change of the operating condition of a refrigerant circuit.
上記第２の発明によると、流量調整部（８）を熱交換器（２）の流入側に配置し、熱交換器（２）を構成する複数の冷媒管（４）に冷媒を分配している。このため、冷媒回路のいかなる運転状況においても最適な量の冷媒を熱交換器（２）の各冷媒管（４）に分配することができるので、熱交換器（２）の熱交換効率を最適化することができる。 According to the second invention, the flow rate adjusting part (8) is arranged on the inflow side of the heat exchanger (2), and the refrigerant is distributed to the plurality of refrigerant pipes (4) constituting the heat exchanger (2). Yes. For this reason, the optimum amount of refrigerant can be distributed to each refrigerant pipe (4) of the heat exchanger (2) in any operating condition of the refrigerant circuit, so that the heat exchange efficiency of the heat exchanger (2) is optimized. Can be
上記第３の発明によると、流量調整部（８）の制御回路（１１）がマイクロバルブ（１０）を構成する複数の板部材（１５）のうち、開閉する板部材（１５）の数を制御し、各冷媒管（４）における開口面積を変化させてマイクロバルブ（１０）を通過する冷媒の流量を調整している。このため、運転状況などに合わせた細かな制御が可能となり、さらに最適な流量の調整を行うことができる。 According to the third aspect, the control circuit (11) of the flow rate adjustment unit (8) controls the number of plate members (15) to be opened and closed among the plurality of plate members (15) constituting the microvalve (10). The flow rate of the refrigerant passing through the microvalve (10) is adjusted by changing the opening area of each refrigerant pipe (4). For this reason, it is possible to perform fine control in accordance with the operation state and the like, and furthermore, the optimum flow rate can be adjusted.
上記第４の発明によると、各マイクロバルブ（１０）の開閉する時間を制御してマイクロバルブ（１０）を通過する冷媒の流量を調整している。このようなデジタル制御においても、各冷媒管（４）に分配する冷媒の量を適切に調整することができる。 According to the fourth aspect of the invention, the flow rate of the refrigerant passing through the microvalve (10) is adjusted by controlling the opening and closing time of each microvalve (10). Even in such digital control, the amount of refrigerant distributed to each refrigerant pipe (4) can be appropriately adjusted.
上記第５の発明によると、熱交換器（２）の流出側に設けた流量検出部（２１）により、各冷媒管（４）を通過した冷媒の流量を検出している。このため、アクティブな冷媒流量の制御が可能となるので、熱交換器（２）内の冷媒の偏流を防ぐことができ、運転状況に合わせた最適な冷媒の分配が極めて容易となる。 According to the fifth aspect, the flow rate of the refrigerant that has passed through each refrigerant pipe (4) is detected by the flow rate detector (21) provided on the outflow side of the heat exchanger (2). For this reason, since it is possible to control the flow rate of the active refrigerant, it is possible to prevent the drift of the refrigerant in the heat exchanger (2), and it is very easy to optimally distribute the refrigerant according to the operating conditions.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the following embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or a use.
図１に本発明の実施形態にかかるマイクロ分流器（１）を備えた熱交換器（２）を示す。この熱交換器（２）は、上記マイクロ分流器（１）と、流出側ヘッド部（３）と、これらマイクロ分流器（１）と流出側ヘッド部（３）との間をつなぐ複数の微小径の冷媒管（４）と、この冷媒管（４）の周囲に設けられた複数のフィン（５）とを備えている。この冷媒管（４）内の冷媒と冷却対象（例えば、空気）との間で熱交換が行われる。 FIG. 1 shows a heat exchanger (2) including a micro shunt (1) according to an embodiment of the present invention. The heat exchanger (2) includes a plurality of micro shunts (1), an outflow side head portion (3), and a plurality of micro-distributors connecting the micro shunt (1) and the outflow side head portion (3). A small-diameter refrigerant pipe (4) and a plurality of fins (5) provided around the refrigerant pipe (4) are provided. Heat exchange is performed between the refrigerant in the refrigerant pipe (4) and a cooling target (for example, air).
上記マイクロ分流器（１）は、上記熱交換器（２）の流入側に設けられている。このマイクロ分流器（１）は、１つの冷媒入口（６）に流入した冷媒を上記複数の冷媒管（４）のそれぞれに分配するように構成されている。 The micro shunt (1) is provided on the inflow side of the heat exchanger (2). The micro shunt (1) is configured to distribute the refrigerant flowing into one refrigerant inlet (6) to each of the plurality of refrigerant tubes (4).
図２に示すように、上記マイクロ分流器（１）は、内部が空洞の分流器本体（１６）と、上記冷媒入口（６）と、上記複数の冷媒管（４）につながる複数の冷媒管側出口（７）とを備えている。また、マイクロ分流器（１）は、冷媒管（４）の冷媒流量を調整する流量調整部（８）を備えている。この流量調整部（８）は、基板（９）と、この基板（９）上に形成されたマイクロバルブ（１０）と、このマイクロバルブ（１０）を駆動制御する制御回路（１１）とを備えている。 As shown in FIG. 2, the micro-divider (1) includes a plurality of refrigerant pipes connected to a hollow divider body (16), the refrigerant inlet (6), and the plurality of refrigerant pipes (4). And a side outlet (7). The micro-divider (1) includes a flow rate adjusting unit (8) that adjusts the refrigerant flow rate of the refrigerant pipe (4). The flow rate adjusting unit (8) includes a substrate (9), a microvalve (10) formed on the substrate (9), and a control circuit (11) for driving and controlling the microvalve (10). ing.
上記流量調整部（８）は、近年急激に発達している、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System ）加工技術により、極めて精巧に製造される。 The flow rate adjusting unit (8) is manufactured extremely finely by a so-called MEMS (Micro Electro Mechanical System) processing technique which has been rapidly developed in recent years.
具体的に説明すると、上記基板（９）は、シリコン層（９ａ）、シリコン酸化膜層（９ｂ）、形状記憶合金層（９ｃ）及び制御回路層（９ｄ）よりなる。上記マイクロバルブ（１０）は、例えば、直径が１ｍｍ程度の各冷媒管（４）につながる上記冷媒管側出口（７）を開閉するものである。このマイクロバルブ（１０）は、上記基板（９）を加工することにより、製造される。すなわち、基板（９）の制御回路層（９ｄ）に各冷媒管側出口（７）に対応するように矩形状の貫通口（１２）を切り欠き、さらに、この貫通口（１２）に対応する基板（９）のシリコン酸化膜層（９ｂ）及び形状記憶合金層（９ｃ）を一辺を残して切り欠く。このことで、一辺に片持ち支持された一枚の板部材（１５）よりなるカンチレバー型のマイクロバルブ（１０）が形成される。上記基板（９）のシリコン層（９ａ）には、上記冷媒管側出口（７）に対応する円形の開口が設けられ、この開口に冷媒管側出口（７）が接続される。この構成により、常温状態では、板部材（１５）はシリコン酸化膜（９ｂ）および形状記憶合金（９ｃ）の熱応力の違いから反った形状を有していて、上記冷媒管側出口（７）は開いているが、電流を流すことで、形状記憶合金（９ｃ）が発熱して形状記憶効果により延び、反っていた板部材（１５）がまっすぐとなる。このことで、マイクロバルブ（１０）が上記冷媒管側出口（７）を閉じるように構成されている。 More specifically, the substrate (9) includes a silicon layer (9a), a silicon oxide film layer (9b), a shape memory alloy layer (9c), and a control circuit layer (9d). The microvalve (10) opens and closes the refrigerant pipe side outlet (7) connected to each refrigerant pipe (4) having a diameter of about 1 mm, for example. The microvalve (10) is manufactured by processing the substrate (9). That is, a rectangular through-hole (12) is cut out in the control circuit layer (9d) of the substrate (9) so as to correspond to each refrigerant pipe-side outlet (7), and further corresponds to this through-hole (12). The silicon oxide film layer (9b) and the shape memory alloy layer (9c) of the substrate (9) are cut away leaving one side. As a result, a cantilever-type microvalve (10) composed of a single plate member (15) cantilevered on one side is formed. The silicon layer (9a) of the substrate (9) is provided with a circular opening corresponding to the refrigerant pipe side outlet (7), and the refrigerant pipe side outlet (7) is connected to the opening. With this configuration, in the normal temperature state, the plate member (15) has a shape warped from the difference in thermal stress between the silicon oxide film (9b) and the shape memory alloy (9c), and the refrigerant pipe side outlet (7). Is open, but by passing an electric current, the shape memory alloy (9c) generates heat and extends due to the shape memory effect, and the warped plate member (15) becomes straight. Thus, the micro valve (10) is configured to close the refrigerant pipe side outlet (7).
上記流量調整部（８）の制御回路（１１）には、上記各マイクロバルブ（１０）を駆動制御するバルブ駆動ドライバ（１３）と、各バルブ駆動ドライバ（１３）を制御するコントローラ（１４）とが集積化されている。このコントローラ（１４）により、各バルブ駆動ドライバ（１３）に制御信号を送り、バルブ駆動ドライバ（１３）がマイクロバルブ（１０）に電流を加えることで反っていたマイクロバルブ（１０）が延びて冷媒管側出口（７）を閉じるようになっている。このコントローラ（１４）から各バルブ駆動ドライバ（１３）に送り出される制御信号により、上記各マイクロバルブ（１０）の開閉する時間が制御されて流量が調整される。この制御信号は、例えば、パルス幅が時間とともに変化する矩形波よりなるものとすることができる。 The control circuit (11) of the flow rate adjusting unit (8) includes a valve drive driver (13) for driving and controlling the microvalves (10), and a controller (14) for controlling the valve drive drivers (13). Are integrated. The controller (14) sends a control signal to each valve drive driver (13), and the micro-valve (10) warped by the valve drive driver (13) applying current to the micro-valve (10) extends and the refrigerant. The tube side outlet (7) is closed. By the control signal sent from the controller (14) to each valve drive driver (13), the opening / closing time of each microvalve (10) is controlled to adjust the flow rate. This control signal can be made of, for example, a rectangular wave whose pulse width changes with time.
図１に示すように、上記流出側ヘッド部（３）は、熱交換器（２）の流出側に設けられている。この流出側ヘッド部（３）は、上記各冷媒管（４）の出口にそれぞれ接続される複数の冷媒管側入口（２０）と、１つの冷媒出口（２３）と、冷媒管側入口（２０）から流入した冷媒を冷媒出口（２３）に合流させる空洞の合流部（２４）とを備えている。 As shown in FIG. 1, the said outflow side head part (3) is provided in the outflow side of the heat exchanger (2). The outflow side head portion (3) includes a plurality of refrigerant pipe side inlets (20) connected to the outlets of the refrigerant pipes (4), one refrigerant outlet (23), and a refrigerant pipe side inlet (20 And a hollow confluence portion (24) for converging the refrigerant flowing in from the refrigerant outlet (23).
上記流出側ヘッド部（３）には、各冷媒管（４）を通過した冷媒の流量を検出する流量検出部（２１）が配置されている。この流量検出部（２１）は、各冷媒管側入口（２０）にそれぞれ設けた流量検出センサ（２２）と、各流量検出センサ（２２）からの信号を集めてシリアル化し、送信するセレクタ（図示せず）とを備えている。流量検出センサ（２２）は、冷媒の圧力、温度などを検出する。流量検出部（２１）のセレクタは、流量調整部（８）の制御回路（１１）のコネクタ（１７）に図示しないハーネスによって接続されている。流量検出部（２１）で得られた冷媒流量の情報は、上記コントローラ（１４）に随時送り出されるようになっている。 The outflow side head section (3) is provided with a flow rate detection section (21) for detecting the flow rate of the refrigerant that has passed through each refrigerant pipe (4). The flow rate detection unit (21) collects, serializes, and transmits a flow rate detection sensor (22) provided at each refrigerant pipe side inlet (20) and signals from each flow rate detection sensor (22) (FIG. Not shown). The flow rate detection sensor (22) detects the pressure, temperature, etc. of the refrigerant. The selector of the flow rate detector (21) is connected to the connector (17) of the control circuit (11) of the flow rate adjuster (8) by a harness (not shown). Information on the refrigerant flow rate obtained by the flow rate detector (21) is sent to the controller (14) as needed.
−運転動作−
次に、図３を用いて、本実施形態にかかるマイクロ分流器（１）の運転動作について説明する。
-Driving action-
Next, operation | movement operation | movement of the micro shunt (1) concerning this embodiment is demonstrated using FIG.
まず、冷媒回路の圧縮機（図示せず）が駆動されて冷凍サイクルを行うことにより、熱交換器（２）に冷媒が流入する。このとき、上位コントローラである室内又は室外のマイクロコンピュータ（２５）からマイクロ分流器（１）の流量調整部（８）のコントローラ（１４）に制御信号が送られる。さらに、このコントローラ（１４）から各バルブ駆動ドライバ（１３）に制御信号が送られ、冷媒回路の圧縮機の周波数に合わせ、各マイクロバルブ（１０）が開閉される。このことで、冷媒入口（６）から流入した冷媒が、分流器本体（１６）内を流れ、電流が流れずに開いたままのマイクロバルブ（１０）を通って各冷媒管（４）に分配される。 First, the refrigerant flows into the heat exchanger (2) by driving a compressor (not shown) of the refrigerant circuit to perform a refrigeration cycle. At this time, a control signal is sent from the indoor or outdoor microcomputer (25), which is the host controller, to the controller (14) of the flow rate adjusting unit (8) of the micro-divider (1). Further, a control signal is sent from the controller (14) to each valve drive driver (13), and each microvalve (10) is opened and closed in accordance with the frequency of the compressor of the refrigerant circuit. As a result, the refrigerant flowing in from the refrigerant inlet (6) flows in the flow divider main body (16) and is distributed to each refrigerant pipe (4) through the microvalve (10) which remains open without flowing current. Is done.
次いで、各冷媒管（４）を通過した冷媒の流量が流量検出部（２１）の各流量検出センサ（２２）によって検出され、その検出結果がセレクタに集合されてシリアル化された後、流量調整部（８）のコントローラ（１４）に送り出される。この検出結果をもとに、制御回路（１１）で熱交換器（２）の状況に応じた最も熱交換率の高い冷媒の分配パターンが計算される。この計算結果により、コントローラ（１４）が各バルブ駆動ドライバ（１３）に矩形状の制御信号を送り出してマイクロバルブ（１０）の開閉時間を制御する。このことで、アクティブにマイクロバルブ（１０）の開閉制御が行われる。 Next, the flow rate of the refrigerant that has passed through each refrigerant pipe (4) is detected by each flow rate detection sensor (22) of the flow rate detection unit (21), and the detection result is collected in the selector and serialized, and then the flow rate adjustment is performed. It is sent to the controller (14) of the section (8). Based on this detection result, the distribution pattern of the refrigerant having the highest heat exchange rate corresponding to the state of the heat exchanger (2) is calculated by the control circuit (11). Based on the calculation result, the controller (14) sends a rectangular control signal to each valve drive driver (13) to control the opening / closing time of the microvalve (10). Thus, the opening / closing control of the microvalve (10) is actively performed.
−実施形態の効果−
上記実施形態にかかるマイクロ分流器によると、流量調整部（８）の制御回路（１１）が、冷媒回路の運転状況などに合わせてマイクロバルブ（１０）を駆動制御することにより、該マイクロバルブ（１０）を開閉して各冷媒管（４）に分配する冷媒流量を調整している。このため、マイクロ分流器（１）における製造上のばらつきや、冷媒回路の運転状況の変化に合わせて最適な流量の冷媒を各冷媒管（４）に分配することができる。
-Effect of the embodiment-
According to the micro shunt according to the above-described embodiment, the control circuit (11) of the flow rate adjustment unit (8) drives and controls the micro valve (10) in accordance with the operation state of the refrigerant circuit, so that the micro valve ( The refrigerant flow rate distributed to the refrigerant pipes (4) is adjusted by opening and closing 10). For this reason, the refrigerant | coolant of an optimal flow volume can be distributed to each refrigerant | coolant pipe | tube (4) according to the manufacture dispersion | variation in a micro shunt (1), and the change of the operating condition of a refrigerant circuit.
また、流量調整部（８）を熱交換器（２）の流入側に配置し、熱交換器（２）を構成する複数の冷媒管（４）に冷媒を分配している。このため、冷媒回路のいかなる運転状況においても最適な量の冷媒を熱交換器（２）の各冷媒管（４）に分配することができるので、熱交換器（２）の熱交換効率を最適化することができる。 Further, the flow rate adjusting unit (8) is arranged on the inflow side of the heat exchanger (2), and the refrigerant is distributed to the plurality of refrigerant tubes (4) constituting the heat exchanger (2). For this reason, the optimum amount of refrigerant can be distributed to each refrigerant pipe (4) of the heat exchanger (2) in any operating condition of the refrigerant circuit, so that the heat exchange efficiency of the heat exchanger (2) is optimized. Can be
また、各マイクロバルブ（１０）の開閉する時間を制御してマイクロバルブ（１０）を通過する冷媒の流量を調整している。このようなデジタル制御においても、各冷媒管（４）に分配する冷媒の量を適切に調整することができる。 Further, the flow rate of the refrigerant passing through the microvalve (10) is adjusted by controlling the opening and closing time of each microvalve (10). Even in such digital control, the amount of refrigerant distributed to each refrigerant pipe (4) can be appropriately adjusted.
さらに、熱交換器（２）の流出側に設けた流量検出部（２１）により、各冷媒管（４）を通過した冷媒の流量を検出している。このため、アクティブな冷媒流量の制御が可能となるので、熱交換器（２）内の冷媒の偏流を防ぐことができ、運転状況に合わせた最適な冷媒の分配が極めて容易となる。 Furthermore, the flow rate of the refrigerant that has passed through each refrigerant pipe (4) is detected by a flow rate detection unit (21) provided on the outflow side of the heat exchanger (2). For this reason, since it is possible to control the flow rate of the active refrigerant, it is possible to prevent the drift of the refrigerant in the heat exchanger (2), and it is very easy to optimally distribute the refrigerant according to the operating conditions.
−実施形態の変形例−
図４は上記実施形態の変形例を示し、マイクロバルブ（１０）の構成が異なる点で上記実施形態と異なる。なお、図１〜図３と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
-Modification of the embodiment-
FIG. 4 shows a modification of the above embodiment, which differs from the above embodiment in that the configuration of the microvalve (10) is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same part as FIGS. 1-3, and the detailed description is abbreviate | omitted.
すなわち、本変形例におけるマイクロバルブ（１０）は、上記実施形態のマイクロバルブ（１０）の板部材（１５）が、その片持ち支持された一辺に垂直な方向の分割線で分割されたものである。各バルブ駆動ドライバ（１３）は、分割された各板部材（１５）に電流を加えることができるように構成されている。なお、マイクロバルブ（１０）の板部材（１５）は、均等な幅に分割しても、不均等な幅に分割してもよく、その分割数にも限定されない。 That is, the microvalve (10) in the present modification is obtained by dividing the plate member (15) of the microvalve (10) of the above-described embodiment by a dividing line in a direction perpendicular to one side where the cantilever is supported. is there. Each valve drive driver (13) is configured to be able to apply a current to each divided plate member (15). The plate member (15) of the microvalve (10) may be divided into equal widths or non-uniform widths, and the number of divisions is not limited.
よって、コントローラ（１４）によって指示された上記各バルブ駆動ドライバ（１３）が、各板部材（１５）のうち指示された板部材（１５）に電流を流すことで、その板部材（１５）がまっすぐに延びる。このことで、各冷媒管（４）における冷媒管側出口（７）が閉じられることで、その開口面積が変化する。 Therefore, each said valve drive driver (13) instruct | indicated by the controller (14) sends an electric current through the instruct | indicated board member (15) among each board member (15), The board member (15) Extend straight. By this, the refrigerant pipe side outlet (7) in each refrigerant pipe (4) is closed, and the opening area thereof changes.
このように、流量調整部（８）の制御回路（１１）がマイクロバルブ（１０）を構成する複数の板部材（１５）のうち、開閉する板部材（１５）の数を制御し、各冷媒管（４）における開口面積を変化させてマイクロバルブ（１０）を通過する冷媒の流量を調整している。このため、運転状況などに合わせた細かな制御が可能となり、さらに最適な流量の調整を行うことができる。 In this way, the control circuit (11) of the flow rate adjustment unit (8) controls the number of plate members (15) to be opened and closed among the plurality of plate members (15) constituting the microvalve (10), and each refrigerant The flow rate of the refrigerant passing through the microvalve (10) is adjusted by changing the opening area of the pipe (4). For this reason, it is possible to perform fine control in accordance with the operation state and the like, and furthermore, the optimum flow rate can be adjusted.
以上説明したように、本発明は、例えば、空気調和器用の蒸発器、凝縮器などの熱交換器を構成する複数の微小径の冷媒管のそれぞれに冷媒を分配するマイクロ分流器について有用である。 As described above, the present invention is useful for, for example, a micro shunt that distributes refrigerant to each of a plurality of small-diameter refrigerant tubes that constitute a heat exchanger such as an air conditioner evaporator or condenser. .
１ マイクロ分流器
２ 熱交換器
４ 冷媒管
８ 流量調整部
９ 基板
１０ マイクロバルブ
１１ 制御回路
１５ 板部材
２１ 流量検出部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記各冷媒管（４）を開閉するマイクロバルブ（１０）と、該マイクロバルブ（１０）を駆動制御する制御回路（１１）とが基板（９）上に形成されて冷媒管（４）の冷媒流量を調整する流量調整部（８）を備えている
ことを特徴とするマイクロ分流器。 A micro shunt for distributing refrigerant to each of a plurality of refrigerant pipes (4) having a small diameter,
A microvalve (10) for opening and closing each refrigerant pipe (4) and a control circuit (11) for driving and controlling the microvalve (10) are formed on the substrate (9), and the refrigerant in the refrigerant pipe (4). A micro-divider comprising a flow rate adjusting unit (8) for adjusting a flow rate.
上記複数の冷媒管（４）は、熱交換器（２）を構成する一方、
上記流量調整部（８）は、上記熱交換器（２）の流入側に配置されている
ことを特徴とするマイクロ分流器。 The micro shunt according to claim 1, wherein
The plurality of refrigerant tubes (4) constitutes a heat exchanger (2),
The flow divider (8) is arranged on the inflow side of the heat exchanger (2).
上記マイクロバルブ（１０）は、複数の板部材（１５）により構成され、
上記流量調整部（８）は、開閉する上記板部材（１５）の数を制御して各冷媒管（４）における開口面積を変化させて流量を調整するように構成されている
ことを特徴とするマイクロ分流器。 The micro shunt according to claim 2,
The microvalve (10) is composed of a plurality of plate members (15),
The flow rate adjusting section (8) is configured to control the number of the plate members (15) to be opened and closed to adjust the flow rate by changing the opening area in each refrigerant pipe (4). Micro shunt to do.
上記各マイクロバルブ（１０）の開閉する時間を制御して流量を調整するように構成されている
ことを特徴とするマイクロ分流器。 The micro shunt according to claim 2,
A micro shunt configured to adjust the flow rate by controlling the opening and closing time of each microvalve (10).
上記熱交換器（２）の流出側には、各冷媒管（４）を通過した冷媒の流量を検出する流量検出部（２１）が配置されている
ことを特徴とするマイクロ分流器。 The micro shunt according to claim 3 or 4,
A micro shunt, wherein a flow rate detector (21) for detecting the flow rate of the refrigerant that has passed through each refrigerant pipe (4) is disposed on the outflow side of the heat exchanger (2).
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