WO2019234836A1 - 分配器および冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a distributor and a refrigeration cycle apparatus.
- Patent Document 1 Japanese Patent No. 3842999 (Patent Document 1) describes a bifurcated distributor including a U-bend bent in a U-shape and an inflow pipe serving as an inlet of the U-bend.
- the inflow pipe is connected to the joint portion between the curved pipe section and the straight pipe section while avoiding the curved pipe section of the U bend.
- the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a distributor that makes it easy to evenly distribute the refrigerant and a refrigeration cycle apparatus including the distributor.
- the distributor of the present invention includes an upstream channel and a downstream channel.
- the upstream flow path extends in the first direction.
- the downstream flow path is disposed on the downstream side of the refrigerant flow with respect to the upstream flow path.
- the downstream flow path has a branch portion and a bent portion.
- the branch portion has a first connection portion connected to the upstream flow path, and branches the refrigerant flow from the first connection portion in a second direction intersecting the first direction.
- the bent portion has a second connection portion connected to the branch portion, and is disposed on the downstream side of the refrigerant flow with respect to the branch portion.
- the second connection part of the bent part is located on the downstream side of the refrigerant flow with respect to the first connection part of the branch part.
- the branch portion of the bent portion is refrigerant from the first connection portion to the second connection portion. Flows. For this reason, it is suppressed that the refrigerant
- Embodiment 1 of this invention It is a schematic diagram of the refrigeration cycle apparatus in Embodiment 1 of this invention. It is a schematic diagram of the heat exchanger in Embodiment 1 of this invention. It is a schematic diagram of the divider
- FIG. 1 shows the configuration of the refrigeration cycle apparatus 100 in the present embodiment and the refrigerant flow when the heating operation and the cooling operation are performed.
- a refrigeration cycle apparatus 100 equipped with one outdoor heat exchanger and one indoor heat exchanger such as a home room air conditioner and a store / office package air conditioner will be described as an example.
- the refrigeration cycle apparatus 100 according to the present embodiment can be applied to, for example, a heat pump apparatus, a hot water supply apparatus, a refrigeration apparatus, and the like.
- the refrigeration cycle apparatus 100 in the present embodiment includes a compressor 1, a four-way valve 2, an indoor heat exchanger 3, an expansion valve 4, an outdoor heat exchanger 5, an outdoor fan 6, and an indoor fan 7. I have.
- the compressor 1, the four-way valve 2, the indoor heat exchanger 3, the expansion valve 4, and the outdoor heat exchanger 5 are connected to each other by piping.
- the compressor 1 is configured to compress and discharge the sucked refrigerant.
- the four-way valve 2 is configured to switch the refrigerant flow to the indoor heat exchanger 3 and the outdoor heat exchanger 5 depending on the heating operation and the cooling operation.
- the indoor heat exchanger 3 is for exchanging heat between the refrigerant and the room air.
- the expansion valve 4 is a throttle device that depressurizes the refrigerant.
- the expansion valve 4 is, for example, a capillary tube or an electronic expansion valve.
- the outdoor heat exchanger 5 is for exchanging heat between the refrigerant and the outdoor air.
- the indoor heat exchanger 3 functions as a condenser
- the outdoor heat exchanger 5 functions as an evaporator
- the indoor heat exchanger 3 functions as an evaporator
- the outdoor heat exchanger 5 functions as a condenser.
- Each of the indoor heat exchanger 3 and the outdoor heat exchanger 5 includes, for example, a heat transfer pipe PI in which the refrigerant flows inside, and a fin FI attached to the outside of the heat transfer pipe PI (see FIG. 2).
- the outdoor fan 6 is configured to supply air to the outdoor heat exchanger 5.
- the indoor fan 7 is configured to supply air to the indoor heat exchanger 3.
- the refrigerant flow during heating operation is indicated by a solid line
- the refrigerant flow during cooling operation is indicated by a broken line.
- the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 1 passes through the four-way valve 2 and then passes through the point A and flows into the indoor heat exchanger 3.
- the gas refrigerant is condensed when passing through the indoor heat exchanger 3 and is liquefied by being cooled by the air flowing by the indoor fan 7.
- the liquefied liquid refrigerant passes through the point B and flows into the expansion valve 4.
- the liquid refrigerant passes through the expansion valve 4 and becomes a two-phase refrigerant state in which low-temperature and low-pressure gas refrigerant and liquid refrigerant are mixed.
- the refrigerant in the two-phase refrigerant state passes through the point C and flows into the outdoor heat exchanger 5.
- the two-phase refrigerant evaporates when passing through the outdoor heat exchanger 5 and is gasified by being heated by the air flowing by the outdoor fan 6.
- the gasified gas refrigerant passes through the point D and flows into the four-way valve 2.
- the gas refrigerant passes through the four-way valve 2 and returns to the compressor 1. With this cycle, a heating operation for heating indoor air is performed.
- the four-way valve 2 is switched so that the refrigerant flows contrary to the heating operation. That is, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 1 passes through the point D after passing through the four-way valve 2 and flows into the outdoor heat exchanger 5.
- the gas refrigerant is condensed when passing through the outdoor heat exchanger 5 and is liquefied by being cooled by the air flowing by the outdoor fan 6.
- the liquefied liquid refrigerant passes through the point C and flows into the expansion valve 4.
- the liquid refrigerant passes through the expansion valve and becomes a two-phase refrigerant state in which low-temperature and low-pressure gas refrigerant and liquid refrigerant are mixed.
- the refrigerant in the two-phase refrigerant state passes through the point B and flows into the indoor heat exchanger 3.
- the two-phase refrigerant evaporates when passing through the indoor heat exchanger 3 and is gasified by being heated by the air flowing through the indoor fan 7.
- the gas refrigerant gasified passes through the point A and flows into the four-way valve 2.
- the gas refrigerant passes through the four-way valve 2 and returns to the compressor 1. With this cycle, a cooling operation for cooling the room air is performed.
- the heat exchanger in the present embodiment will be described with reference to FIG.
- a configuration when a heat exchanger is applied as the outdoor heat exchanger 5 when heating operation is performed in the refrigeration cycle apparatus 100 will be described.
- the heat exchanger of the present embodiment can also be applied to the indoor heat exchanger 3.
- FIG. 2 is a schematic diagram of the outdoor heat exchanger 5 in the present embodiment.
- FIG. 2A is a left side view of the outdoor heat exchanger 5.
- FIG. 2B is a front view of the outdoor heat exchanger 5.
- FIG. 2C is a right side view of the outdoor heat exchanger 5.
- the heat transfer pipe PI is not shown, and only a part of the fin FI is shown.
- the outdoor heat exchanger 5 includes a heat transfer pipe PI, a plurality of fins FI, and a distributor 10.
- the heat transfer pipe PI passes through the plurality of fins FI.
- the heat transfer pipe PI has a plurality of linear portions extending in a direction penetrating the plurality of fins FI.
- the plurality of linear portions are connected to each other in series.
- the distributor 10 is connected to two straight portions.
- the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed from the inflow portion IN in FIG. 2C passes through a part of the outdoor heat exchanger 5 and flows through the outdoor fan 6 (see FIG. 1). Heat exchange takes place.
- the two-phase distributor 10 distributes the gas-liquid two-phase refrigerant into the flow path R1 and the flow path R2.
- the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the distributor 10 can have a dryness X in the range of 0.10 to 0.60 (0.10 to 0.60). This degree of dryness is determined by the proportion of the entire outdoor heat exchanger 5 that passes before the gas-liquid two-phase refrigerant reaches the distributor 10.
- Each gas-liquid two-phase refrigerant that has passed through the flow path R1 and the flow path R2 passes through the other part of the outdoor heat exchanger 5, and after heat exchange with the air is performed, it merges and reaches the outflow part OUT. .
- FIG. 3 is a schematic diagram of the distributor 10 in the present embodiment.
- the distributor 10 in the present embodiment includes an upstream flow path 11 and a downstream flow path 12.
- Each of the upstream flow path 11 and the downstream flow path 12 may be configured by a pipe.
- the upstream flow path 11 extends in the first direction YD.
- the upstream flow path 11 is connected to the downstream flow path 12.
- the part connected to the downstream flow path 12 of the upstream flow path 11 may be comprised linearly.
- the upstream flow path 11 is connected to the heat transfer pipe PI. That is, one end of the upstream flow path 11 is connected to the downstream flow path 12, and the other end of the upstream flow path 11 is connected to the heat transfer pipe PI.
- the downstream flow path 12 is arranged on the downstream side of the refrigerant flow with respect to the upstream flow path 11.
- the downstream flow path 12 has a branch part 12a and a bent part 12b.
- the branch part 12a has a first connection part CP1 connected to the upstream flow path 11.
- the branch part 12a is configured to branch the refrigerant flow from the first connection part CP1 in a second direction XD that intersects the first direction YD.
- the branch part 12a is configured to branch the refrigerant flow from the first connection part CP1 to the flow path R1 and the flow path R2.
- the branch part 12a extends in the second direction XD.
- the first direction YD and the second direction XD may be orthogonal to each other.
- the branch part 12a may be configured in a straight line.
- the bending portion 12b is configured to bend with respect to the branching portion 12a.
- the bent portion 12b extends toward the side opposite to the upstream flow path 11.
- the bending part 12b is comprised so that the downstream flow path 12 may be return
- the bent part 12b has a second connection part CP2 connected to the branch part 12a.
- the bent portion 12b is disposed on the downstream side of the refrigerant flow with respect to the branch portion 12a.
- the second connection portion CP2 of the bent portion 12b is located on the downstream side of the refrigerant flow with respect to the first connection portion CP1 of the branch portion 12a. Therefore, the length L between the first connection portion CP1 and the second connection portion CP2 in the second direction XD is greater than 0 (zero).
- the distributor 10 of the modification 1 in this Embodiment is demonstrated.
- the length L between the first connection portion CP1 and the second connection portion CP2 in the second direction XD is the upstream flow.
- the width W of the path 11 is equal to or less. In this case, the width W of the upstream flow path 11 is the upper limit of the length L.
- the length L between the first connection portion CP1 and the second connection portion CP2 in the second direction XD is the first It is more than the dimension which multiplied tan15 degrees to the width h of the branch part 12a of the direction YD.
- the spread angle ⁇ is an angle at which the refrigerant spreads from the first connection portion CP1 in the second direction XD with respect to the first direction YD.
- the horizontal wall 21 faces the outlet of the upstream flow path 11.
- the branch part 12a has a length L1 of the flow path R1 and a length L2 of the flow path R2 in the second direction XD.
- One of the gas-liquid two-phase refrigerants that collided with the horizontal wall 21 flows through the flow path R1 in the positive direction of the second direction XD, advances the distance of the length L1 by the width h, and advances to the bent portion 12b.
- the other of the collided gas-liquid two-phase refrigerant flows through the flow path R2 in the negative direction of the second direction XD, and advances the distance of the length L2 by the width h.
- the length L1 and the length L2 have the relationship of the following formulas (1) and (2).
- FIG. 6 shows the length L1 of the flow path R1 of the branch portion 12a and the distribution ratio of the mass flow rate flowing to the bent portion 12b of the mass flow rate flowing through the upstream flow path 11 as 100%. It is the characteristic figure shown. Referring to FIG. 6, the length L1 is evenly distributed when the relationship of the above formula (1) is satisfied. However, when the length L1 does not satisfy the above formula (1), the mass flow rate is increased toward the bent portion 12b. You can see how it flows.
- the branch portion 12a is connected to the first connection portion CP1.
- the refrigerant flows from the part CP1 to the second connection part CP2.
- the refrigerant coolant which flows in from the 1st connection part CP1 and spreads into the branch part 12a flows into a bending part, without touching the branch part 12a. Therefore, it becomes easy to branch the refrigerant flow equally at the branching portion 12a. Thereby, it becomes easy to distribute the refrigerant evenly. Therefore, the heat exchange efficiency in the heat exchanger can be improved.
- the length L between the first connection portion CP1 and the second connection portion CP2 in the second direction XD is the width of the upstream flow path 11. W or less. For this reason, the distributor 10 can be reduced in size.
- the length L between the first connection portion CP1 and the second connection portion CP2 in the second direction XD is a branch in the first direction YD. It is not less than the dimension obtained by multiplying the width h of the portion 12a by tan 15 °. For this reason, a refrigerant
- coolant can be distributed equally.
- the distributor 10 in the present embodiment can suppress the non-uniform distribution of the gas-liquid two-phase refrigerant, which is a conventional problem, to the uniform minimum while improving the non-uniform distribution. And since it becomes possible to restrain to the minimum necessary size, it can contribute to restraining material cost and mounting space.
- the distributor 10 since the distributor 10 is provided, it is possible to provide a refrigeration cycle apparatus that exhibits the above-described effects.
- FIG. 7 to 9 in the second embodiment of the present invention, both ends of the downstream flow path 12 proceed in the second direction XD, and then change the traveling direction in a curved shape or at a right angle to change the first direction YD or the first direction. A mode of proceeding in the synthesis direction of the direction YD and the second direction XD will be described.
- FIG. 7 is a schematic diagram of the distributor 10 in the present embodiment.
- the downstream flow path 12 is configured in an S shape.
- the downstream flow path 12 has a first downstream flow path part 121 and a second downstream flow path part 122.
- the first downstream flow path portion 121 is configured to advance in the negative direction of the second direction XD by a length L1 from the central axis of the upstream flow path 11 and then change the traveling direction at a right angle to advance in the positive direction of the first direction YD. Has been.
- the second downstream flow path portion 122 is configured to change the traveling direction at a right angle after proceeding the length L2 from the central axis of the upstream flow path 11 in the positive direction of the second direction XD and to proceed in the negative direction of the first direction YD. Has been. Therefore, in the second downstream flow path portion 122, the positive direction component of the refrigerant vector in the first direction YD is 0 (zero).
- the bent part 12b of the downstream flow path 12 has a first downstream part 12b1 and a second downstream part 12b2.
- the second downstream portion 12b2 is disposed on the opposite side to the first downstream portion 12b1 with respect to the branch portion 12a.
- the first downstream portion 12b1 extends in the positive direction of the first direction YD.
- the 1st downstream part 12b1 may be arrange
- the second downstream portion 12b2 extends in the negative direction opposite to the positive direction of the first direction YD.
- the 2nd downstream part 12b2 may be arrange
- the gas-liquid two-phase refrigerant flowing from the upstream flow path 11 must change the traveling direction and advance in the negative direction of the first direction YD. Therefore, even if the length L2 does not satisfy the above expression (1), the gas-liquid two-phase refrigerant that flows in from the outlet of the upstream flow path 11 while expanding at the expansion angle ⁇ necessarily collides with the horizontal wall 21. .
- the length L1 when the length L1 does not satisfy the above expression (1), the gas-liquid two-phase refrigerant flowing from the upstream flow path 11 has a spread angle ⁇ , and therefore is horizontal. It proceeds without colliding with the wall 21. Therefore, the length L1 needs to satisfy the above formula (1).
- the length L2 is not limited to the above formula (1).
- distributor 10 in the present embodiment may be configured by overlapping plate-like bodies.
- FIG. 8 is an exploded perspective view of the distributor 10 according to the first modification of the present embodiment.
- the distributor 10 includes a first plate 101, a second plate 102, and a third plate 103.
- the first plate 101, the second plate 102, and the third plate 103 are overlapped with each other. That is, the first plate 101, the second plate 102, and the third plate 103 are stacked on each other.
- the first plate 101, the second plate 102, and the third plate 103 may have the same thickness.
- the first plate 101 has a first surface S1 and a second surface S2 located on the opposite side of the first surface S1.
- the first plate 101 is provided with a groove 101a that penetrates the first surface S1 and the second surface S2.
- the second plate 102 is attached to the first surface S1 of the first plate 101.
- the second plate 102 is provided with an inflow port 102a communicating with the groove 101a.
- the third plate 103 is attached to the second surface S2 of the first plate 101.
- the third plate 103 is provided with an outlet 103a communicating with the groove 101a.
- the groove 101 a of the first plate 101 constitutes an upstream flow path 11 and a downstream flow path 12.
- the inlet 102 a of the second plate 102 is connected to the upstream flow path 11.
- the outflow port 103 a of the third plate 103 is connected to the downstream flow path 12.
- the distributor 10 When the distributor 10 is configured by a circular pipe that is generally used, it is difficult to form a right-angle portion of the first downstream flow path portion 121 and the second downstream flow path portion 122. Therefore, it is also possible to configure the flow path by punching a plate-like body as shown in FIG. 8 by press working. Thereby, manufacturability can be improved and processing costs can be reduced.
- FIG. 8 shows the distributor 10 composed of three plate bodies of the first plate 101, the second plate 102, and the third plate 103
- the number of plate bodies is not limited to this.
- each of the first plate 101, the second plate 102, and the third plate 103 may be configured by a plurality of plate-like bodies.
- the shape of the plate-like body is not limited to a rectangle.
- distributor 10 by a plate-shaped body as shown in FIG. 8 may be applied not only to the second embodiment but also to the first embodiment and the following third and fourth embodiments.
- FIG. 9 is a schematic diagram of a distributor 10 according to Modification 2 of the present embodiment.
- the first downstream flow path portion 121 is configured to be folded back in the positive direction of the second direction XD.
- the first downstream portion 12b1 is configured to incline in the positive direction of the second direction XD toward the central axis of the upstream flow path 11.
- the second downstream flow path portion 122 is configured to be folded back in the negative direction of the second direction XD.
- the second downstream portion 12b2 is configured to incline in the negative direction of the second direction XD toward the central axis of the upstream flow path 11.
- the first downstream portion 12b1 extends in the positive direction of the first direction YD
- the second downstream portion 12b2 extends in the negative direction opposite to the positive direction of the first direction YD.
- the positive direction component of the refrigerant vector in the first direction YD becomes 0 (zero). Therefore, the length L2 of the branching portion 12a up to the second downstream portion 12b2 can be reduced. Thereby, the divider
- the distributor 10 minimizes the length L1 in the first downstream flow path portion 121 within the range satisfying the above formula (1), and the length in the second downstream flow path portion 122.
- L2 can be reduced without being limited to the above formula (1). Therefore, it is possible to suppress the non-uniform distribution of the gas-liquid two-phase refrigerant, which is a conventional problem, to the uniform minimum while improving the uniform distribution. And since it becomes possible to restrain to the minimum necessary size, it can contribute to restraining material cost and mounting space.
- the downstream flow path is obtained by punching the first plate 101 by press working.
- 12 can be configured in an arbitrary shape (for example, a right angle). Thereby, manufacturability can be improved and processing costs can be reduced.
- FIG. 10 is a schematic diagram of distributor 10 in the present embodiment.
- the upstream flow path 11 has a first width W1 and a second width W2.
- the first width W1 is a width of a portion disposed on the upstream side of the refrigerant flow with respect to the first connection portion CP1.
- the second width W2 is the width of the portion connected to the first connection portion CP1.
- the second width W2 is smaller than the first width W1.
- the upstream flow path 11 is configured to be reduced from the first width W1 to the second width W2.
- the upstream flow path 11 has a tapered shape that continuously decreases from the first width W1 to the second width W2.
- the flow path width of the upstream flow path 11 is reduced from the first width W1 to the second width W2, so that the refrigerant from the outlet of the upstream flow path 11 to the horizontal wall 21 is reduced. It becomes possible to suppress the spread.
- the above formula (1) has the relationship of the following formula (3) and formula (2).
- the upstream flow path 11 is configured to be reduced from the first width W1 to the second width W2. For this reason, the length L1 and the length L2 from the outflow port of the upstream flow path 11 to the bending part 12b can be made small. Therefore, the distributor 10 can be reduced in size.
- the distributor 10 in the present embodiment can keep the length L1 in the first downstream flow path portion 121 smaller than that in the second embodiment. Therefore, it is possible to suppress the non-uniform distribution of the gas-liquid two-phase refrigerant, which is a conventional problem, to the uniform minimum while improving the uniform distribution. And since it becomes possible to restrain to the minimum necessary size, it can contribute to restraining material cost and mounting space.
- Embodiment 4 FIG. Referring to FIG. 11, in the fourth embodiment of the present invention, the central axis of the upstream flow path 11 shown in the third embodiment has an inclination angle ⁇ 1 with respect to the central axis of the branch portion 12 a of the downstream flow path 12. A form having an inclination will be described.
- FIG. 11 is a schematic diagram of the distributor 10 in the present embodiment.
- the first direction YD is inclined with respect to the direction orthogonal to the second direction XD.
- the upstream flow path 11 may be configured to be inclined with respect to the direction of gravity.
- the upstream flow path 11 is inclined toward the second downstream portion 12b2 extending in the negative direction of the first direction YD. That is, the upstream flow path 11 is inclined to the opposite side to the first downstream portion 12b1 extending in the positive direction of the first direction YD.
- the upstream flow path 11 has an inclination of an inclination angle ⁇ 1 from the central axis of the branch part 12a. For this reason, it becomes possible to suppress the expansion of the refrigerant from the outlet of the upstream flow path 11 to the horizontal wall 21.
- the inclination angle ⁇ 1 is expressed by the following equations (4) and (5).
- the distributor 10 in the present embodiment the first direction YD is inclined with respect to the direction orthogonal to the second direction XD. For this reason, when the upstream flow path 11 inclines in the opposite direction to the bending part 12b extended toward the positive direction of the 1st direction YD, it can make it difficult for a refrigerant
- the distributor 10 in the present embodiment can keep the length L1 of the first downstream flow path portion 121 smaller than that in the third embodiment. Therefore, it is possible to suppress the non-uniform distribution of the gas-liquid two-phase refrigerant, which is a conventional problem, to the uniform minimum while improving the uniform distribution. And since it becomes possible to restrain to the minimum necessary size, it can contribute to restraining material cost and mounting space.
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Abstract
分配器(10)は、上流流路(11)と、下流流路(12)とを備えている。下流流路(12)は、分岐部(12a)と、曲がり部(12b)とを有している。分岐部(12a)は、上流流路(11)に接続された第1接続部(CP1)を有しかつ第1方向(YD)に交差する第2方向(XD)に第1接続部(CP1)から冷媒流れを分岐させる。曲がり部(12b)は、分岐部(12a)に接続された第2接続部(CP2)を有しかつ分岐部(12a)よりも冷媒流れの下流側に配置されている。曲がり部(12b)の第2接続部(CP2)は、分岐部(12a)の第1接続部(CP1)よりも冷媒流れの下流側に位置する。
Description
本発明は分配器および冷凍サイクル装置に関するものである。
従来、冷凍サイクル装置において、熱交換器の複数の冷媒パスへ均等に冷媒を流すための分配器が用いられている。例えば特許第3842999号公報(特許文献1)には、U字状に曲げられたUベンドと、Uベンドの流入口となる流入管とを含む二分岐の分配器が記載されている。この公報に記載された分配器では、Uベンドの曲管部を避けて曲管部と直管部との接合部に流入管が接続されている。
上記公報に記載された分配器では、気液二相冷媒は流入管から拡がりながらUベンドの曲管部に流入するため、気液二相冷媒の一部が直管部に触れることなく曲管部に流入する。したがって、曲管部に多くの気液二相冷媒が流れるため、冷媒を曲管部および直管部へ均等に分配することが困難である。このため、冷媒の不均等な分配によって熱交換器での熱交換効率の非効率化を招くという問題がある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒を均等に分配させることが容易となる分配器およびそれを備えて冷凍サイクル装置を提供することである。
本発明の分配器は、上流流路と、下流流路とを備えている。上流流路は第1方向に延在する。下流流路は上流流路よりも冷媒流れの下流側に配置されている。下流流路は、分岐部と、曲がり部とを有している。分岐部は、上流流路に接続された第1接続部を有しかつ第1方向に交差する第2方向に第1接続部から冷媒流れを分岐させる。曲がり部は、分岐部に接続された第2接続部を有しかつ分岐部よりも冷媒流れの下流側に配置されている。曲がり部の第2接続部は、分岐部の第1接続部よりも冷媒流れの下流側に位置する。
本発明の分配器によれば、曲がり部の第2接続部が分岐部の第1接続部よりも冷媒流れの下流側に位置するため、分岐部を第1接続部から第2接続部まで冷媒が流れる。このため、第1接続部から分岐部に拡がりながら流入する冷媒が分岐部に触れることなく曲がり部に流入することが抑制される。したがって、冷媒流れを分岐部で均等に分岐させることが容易となる。これにより、冷媒を均等に分配させることが容易となる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下において同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、本発明の実施の形態は明細書に記載された形態に限定されるものではない。
実施の形態1.
図1を参照して、本発明の実施の形態1における冷凍サイクル装置100について説明する。図1は、本実施の形態における冷凍サイクル装置100の構成を示すとともに暖房運転および冷房運転が行われた場合の冷媒流れを示している。以下においては、例として家庭用ルームエアコン、店舗・オフィス用パッケージエアコンのような一つの室外熱交換器と一つの室内熱交換器を搭載した冷凍サイクル装置100について説明する。なお、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置100は、例えば、ヒートポンプ装置、給湯装置、冷凍装置等に適用することができる。
図1を参照して、本発明の実施の形態1における冷凍サイクル装置100について説明する。図1は、本実施の形態における冷凍サイクル装置100の構成を示すとともに暖房運転および冷房運転が行われた場合の冷媒流れを示している。以下においては、例として家庭用ルームエアコン、店舗・オフィス用パッケージエアコンのような一つの室外熱交換器と一つの室内熱交換器を搭載した冷凍サイクル装置100について説明する。なお、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置100は、例えば、ヒートポンプ装置、給湯装置、冷凍装置等に適用することができる。
本実施の形態における冷凍サイクル装置100は、圧縮機1と、四方弁2と、室内熱交換器3と、膨張弁4と、室外熱交換器5と、室外ファン6と、室内ファン7とを備えている。圧縮機1と、四方弁2と、室内熱交換器3と、膨張弁4と、室外熱交換器5とは互いに配管で接続されている。
圧縮機1は、吸入した冷媒を圧縮して吐出するように構成されている。四方弁2は、暖房運転時と冷房運転時とによって、室内熱交換器3および室外熱交換器5への冷媒流れを切り替えるように構成されている。室内熱交換器3は、冷媒と室内空気との熱交換を行うためのものである。膨張弁4は、冷媒を減圧する絞り装置である。膨張弁4は、例えば、キャピラリーチューブ、電子膨張弁等である。室外熱交換器5は、冷媒と室外空気との熱交換を行うためのものである。
暖房運転時には、室内熱交換器3は凝縮器として機能し、室外熱交換器5は蒸発器として機能する。冷房運転時には、室内熱交換器3は蒸発器として機能し、室外熱交換器5は凝縮器として機能する。室内熱交換器3および室外熱交換器5の各々は、例えば、冷媒が内側を流れる伝熱管PIと、伝熱管PIの外側に取り付けられたフィンFIとを備えている(図2参照)。室外ファン6は室外熱交換器5に空気を供給するように構成されている。室内ファン7は室内熱交換器3に空気を供給するように構成されている。
図1では暖房運転時の冷媒流れが実線で示されており、冷房運転時の冷媒流れが破線で示されている。暖房運転時には、圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四方弁2を通過した後に点Aを通過して室内熱交換器3に流入する。ガス冷媒は、室内熱交換器3を通過する際に凝縮し、室内ファン7によって流れる空気により冷却されることにより液化した状態となる。液化した液冷媒は、点Bを通過して膨張弁4に流入する。液冷媒は、膨張弁4を通過することで低温低圧のガス冷媒と液冷媒が混在した二相冷媒状態となる。
二相冷媒状態の冷媒は、点Cを通過して室外熱交換器5に流入する。二相冷媒は、室外熱交換器5を通過する際に蒸発し、室外ファン6によって流れる空気により加熱されることによりガス化した状態となる。ガス化したガス冷媒は、点Dを通過して四方弁2に流入する。ガス冷媒は、四方弁2を通過して圧縮機1に戻る。このサイクルにより、室内空気を加熱する暖房運転が行われる。
冷房運転時には、暖房運転とは逆に冷媒が流れるように、四方弁2が切り替えられる。つまり、圧縮機1で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、四方弁2を通過した後に点Dを通過して室外熱交換器5に流入する。ガス冷媒は室外熱交換器5を通過する際に凝縮し、室外ファン6によって流れる空気により冷却されることにより液化した状態となる。液化した液冷媒は、点Cを通過して膨張弁4に流入する。液冷媒は、膨張弁を通過することで低温低圧のガス冷媒と液冷媒が混在した二相冷媒状態となる。
二相冷媒状態の冷媒は、点Bを通過して室内熱交換器3に流入する。二相冷媒は、室内熱交換器3を通過する際に蒸発し、室内ファン7によって流れる空気により加熱されることによりガス化した状態となる。ガス化したガス冷媒は、点Aを通過して四方弁2に流入する。ガス冷媒は、四方弁2を通過して圧縮機1に戻る。このサイクルにより、室内空気を冷却する冷房運転が行われる。
次に、図2を参照して、本実施の形態における熱交換器について説明する。本実施の形態では、例として、冷凍サイクル装置100において暖房運転が行われる際に室外熱交換器5として熱交換器が適用された場合の構成を説明する。なお、本実施の形態の熱交換器は、室内熱交換器3に対しても適用することが可能である。
図2は、本実施の形態における室外熱交換器5の概略図である。図2(a)は、室外熱交換器5の左側面図である。図2(b)は、室外熱交換器5の正面図である。図2(c)は室外熱交換器5の右側面図である。なお、図2(b)では説明の便宜のため、伝熱管PIは図示されておらず、フィンFIは一部のみ図示されている。
室外熱交換器5は、伝熱管PIと、複数のフィンFIと、分配器10とを備えている。伝熱管PIは複数のフィンFIを貫通している。伝熱管PIは、複数のフィンFIを貫通する方向に延びる複数の直線部を有している。複数の直線部は互いに直列に接続されている。分配器10は、2つの直線部に接続されている。
室外熱交換器5では、図2(c)中の流入部INより流入した気液二相冷媒が室外熱交換器5の一部を通過し、室外ファン6(図1参照)によって流れる空気と熱交換が行われる。この際、気液二相冷媒の全質量速度に占める気体の質量速度比を示す表現の乾き度Xを用いた場合、乾き度Xは0.05以上0.25以下(X=0.05~0.25)の範囲程度である。冷媒と空気との熱交換が行われることで気液二相冷媒のうちの液冷媒が蒸発することにより、全質量速度のうち気体の質量速度が占める割合が変化しながら室外熱交換器5の一部を気液二相冷媒が通過し終える。
その後に、二分岐の分配器10によって、気液二相冷媒は流路R1と流路R2とに分配される。この際、分配器10へ流入する気液二相冷媒は、乾き度Xが0.10以上0.60以下(0.10~0.60)の範囲程度となり得る。この乾き度は、分配器10へと気液二相冷媒が到る前に通過する室外熱交換器5の全体に占める割合によって決まる。流路R1と流路R2とを通過したそれぞれの気液二相冷媒は、室外熱交換器5の他部を通過し、空気と熱交換が行われた後に合流して流出部OUTに到る。
図3を参照して、本実施の形態における分配器10について詳しく説明する。図3は、本実施の形態における分配器10の概要図である。図3に示されるように、本実施の形態における分配器10は、上流流路11と、下流流路12とを備えている。上流流路11および下流流路12の各々は管(パイプ)により構成されていてもよい。
上流流路11は、第1方向YDに延在する。上流流路11は下流流路12に接続されている。上流流路11の下流流路12に接続される部分は直線状に構成されていてもよい。また、上流流路11は、伝熱管PIに接続されている。つまり、上流流路11の一方端は下流流路12に接続されており、上流流路11の他方端は伝熱管PIに接続されている。
下流流路12は、上流流路11よりも冷媒流れの下流側に配置されている。下流流路12は、分岐部12aと、曲がり部12bとを有している。分岐部12aは、上流流路11に接続された第1接続部CP1を有している。分岐部12aは、第1方向YDに交差する第2方向XDに第1接続部CP1から冷媒流れを分岐させるように構成されている。分岐部12aは、第1接続部CP1から流路R1と流路R2とに冷媒流れを分岐させるように構成されている。分岐部12aは第2方向XDに延在する。第1方向YDと第2方向XDとは互いに直交していてもよい。分岐部12aは直線状に構成されていてもよい。
曲がり部12bは分岐部12aに対して曲がるように構成されている。本実施の形態では、曲がり部12bは上流流路11と反対側に向けて延在している。また、曲がり部12bは、下流流路12を第2方向XDの正方向から負方向に折り返すように構成されている。曲がり部12bは、分岐部12aに接続された第2接続部CP2を有している。曲がり部12bは、分岐部12aよりも冷媒流れの下流側に配置されている。曲がり部12bの第2接続部CP2は、分岐部12aの第1接続部CP1よりも冷媒流れの下流側に位置する。したがって、第2方向XDにおいて第1接続部CP1と第2接続部CP2との間の長さLは、0(ゼロ)よりも大きくなる。
図4を参照して、本実施の形態における変形例1の分配器10について説明する。図4に示されるように、本実施の形態における変形例1の分配器10では、第2方向XDにおいて、第1接続部CP1と第2接続部CP2との間の長さLは、上流流路11の幅W以下である。この場合には、上流流路11の幅Wが長さLの上限となる。
図5を参照して、本実施の形態における変形例2の分配器10について説明する。図5に示されるように、本実施の形態における変形例2の分配器10では、第2方向XDにおいて、第1接続部CP1と第2接続部CP2との間の長さLは、第1方向YDの分岐部12aの幅hにtan15°を乗じた寸法以上である。
上流流路11から下流流路12に流入した気液二相冷媒は、第1方向YDの正方向に流入する際、第1接続部CP1から拡がり角θの範囲で拡散しながら分岐部12aの水平壁21に衝突する。拡がり角θは、第1方向YDに対して第2方向XDに第1接続部CP1から冷媒が拡がる角度である。
水平壁21は上流流路11の流出口に対向する。分岐部12aは第2方向XDにおける流路R1の長さL1および流路R2の長さL2を有している。水平壁21に衝突した気液二相冷媒の一方は、第2方向XDの正方向に流路R1を流れ、長さL1の距離を幅hで進み、曲がり部12bへと進む。衝突した気液二相冷媒の他方は、第2方向XDの負方向に流路R2を流れ、長さL2の距離を幅hで進む。ここで、長さL1と長さL2とは、次に示す式(1)、(2)の関係になる。
L2≧L1≧htanθ+0.5W (1)
θ=15° (2)
同じ質量速度であっても乾き度Xが大きいほど流れる気液二相冷媒の単位時間あたりの速度が速くなるため、水平壁21との衝突で生じる圧力損失が大きい。そのため、衝突で生じる圧力損失を避けるように気液二相冷媒の拡がり角θは大きくなりやすい。そこで、室外熱交換器5で使用する乾き度Xが0.10以上0.60以下(X=0.10~0.60)の範囲であれば、上記式(2)の拡がり角θは15度(θ=15°)以上に広がりにくいことについて発明者は実験的研究により知見を得た。このため、上記式(1)、(2)の関係になる二分岐の分配器10では、最小限の長さL1で熱交換器に搭載することが可能となる。
θ=15° (2)
同じ質量速度であっても乾き度Xが大きいほど流れる気液二相冷媒の単位時間あたりの速度が速くなるため、水平壁21との衝突で生じる圧力損失が大きい。そのため、衝突で生じる圧力損失を避けるように気液二相冷媒の拡がり角θは大きくなりやすい。そこで、室外熱交換器5で使用する乾き度Xが0.10以上0.60以下(X=0.10~0.60)の範囲であれば、上記式(2)の拡がり角θは15度(θ=15°)以上に広がりにくいことについて発明者は実験的研究により知見を得た。このため、上記式(1)、(2)の関係になる二分岐の分配器10では、最小限の長さL1で熱交換器に搭載することが可能となる。
図6は、本実施の形態における分岐部12aの流路R1の長さL1と、上流流路11を流れる質量流量を100%としたうちの曲がり部12b側に流れる質量流量の分配比とを示した特性図である。図6を参照して、長さL1は上記式(1)の関係を満たすと均等に分配されるが、上記式(1)を満たさない長さL1になると曲がり部12b側に多くの質量流量が流れる様子がわかる。
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態における分配器10によれば、曲がり部12bの第2接続部CP2が分岐部12aの第1接続部CP1よりも冷媒流れの下流側に位置するため、分岐部12aを第1接続部CP1から第2接続部CP2まで冷媒が流れる。このため、第1接続部CP1から分岐部12aに拡がりながら流入する冷媒が分岐部12aに触れることなく曲がり部に流入することが抑制される。したがって、冷媒流れを分岐部12aで均等に分岐させることが容易となる。これにより、冷媒を均等に分配することが容易となる。よって、熱交換器での熱交換効率を効率化することができる。
本実施の形態における分配器10によれば、曲がり部12bの第2接続部CP2が分岐部12aの第1接続部CP1よりも冷媒流れの下流側に位置するため、分岐部12aを第1接続部CP1から第2接続部CP2まで冷媒が流れる。このため、第1接続部CP1から分岐部12aに拡がりながら流入する冷媒が分岐部12aに触れることなく曲がり部に流入することが抑制される。したがって、冷媒流れを分岐部12aで均等に分岐させることが容易となる。これにより、冷媒を均等に分配することが容易となる。よって、熱交換器での熱交換効率を効率化することができる。
また、本実施の形態における変形例1の分配器10によれば、第2方向XDにおいて、第1接続部CP1と第2接続部CP2との間の長さLは、上流流路11の幅W以下である。このため、分配器10を小型化することができる。
また、本実施の形態における変形例2の分配器10によれば、第2方向XDにおいて、第1接続部CP1と第2接続部CP2との間の長さLは、第1方向YDの分岐部12aの幅hにtan15°を乗じた寸法以上である。このため、冷媒を均等に分配することができる。
以上より、本実施の形態における分配器10は、従来の課題である気液二相冷媒の不均等分配を均等分配へと改善しつつ、必要最小限の大きさに抑えることが可能となる。そして、必要最小限の大きさに抑えることが可能となるため、材料費、実装スペースを抑えることに貢献することができる。
本実施の形態における冷凍サイクル装置によれば、上記の分配器10を備えているため、上記の作用効果を奏する冷凍サイクル装置を提供することができる。
実施の形態2.
図7~図9を参照して、本発明の実施形態2では、下流流路12の両端が第2方向XDに進んでから曲線状もしくは直角に進行方向を変えて第1方向YDまたは第1方向YDと第2方向XDとの合成方向に進む形態について説明する。
図7~図9を参照して、本発明の実施形態2では、下流流路12の両端が第2方向XDに進んでから曲線状もしくは直角に進行方向を変えて第1方向YDまたは第1方向YDと第2方向XDとの合成方向に進む形態について説明する。
図7に示されるように、本実施の形態における分配器10について詳しく説明する。図7は、本実施の形態における分配器10の概要図である。図7に示されるように、下流流路12はS字状に構成されている。下流流路12は、第1下流流路部121と、第2下流流路部122とを有している。第1下流流路部121は、第2方向XDの負方向に上流流路11の中心軸より長さL1進んだ後に直角に進行方向を変えて第1方向YDの正方向に進むように構成されている。第2下流流路部122は、第2方向XDの正方向に上流流路11の中心軸より長さL2進んだ後に直角に進行方向を変えて第1方向YDの負方向に進むように構成されている。したがって、第2下流流路部122では、冷媒のベクトルの第1方向YDの正方向成分が0(ゼロ)となる。
下流流路12の曲がり部12bは、第1下流部12b1と、第2下流部12b2とを有している。第2下流部12b2は、分岐部12aに対して第1下流部12b1と反対側に配置されている。第1下流部12b1は、第1方向YDの正方向に延在している。第1下流部12b1は分岐部12aに対して直角に配置されていてもよい。第2下流部12b2は、第1方向YDの正方向と反対の負方向に延在している。第2下流部12b2は分岐部12aに対して直角に配置されていてもよい。
第2下流流路部122では、上流流路11から流入する気液二相冷媒は、進行方向を変えて第1方向YDの負方向に進まなければいけない。したがって、仮に、長さL2が上記(1)式を満たさない場合でも、上流流路11の流出口から拡がり角θで拡がりながら流入する気液二相冷媒は水平壁21に必然的に衝突する。
一方、第1下流流路部121では、長さL1が上記(1)式を満たさない場合、上流流路11から流入する気液二相冷媒は、拡がり角θを有しているため、水平壁21と衝突せずに進行する。したがって、長さL1は上記式(1)を満たす必要がある。他方、長さL2は、上記式(1)に制限されることはない。
図8を参照して、本実施の形態における分配器10は板状体を重ねて構成されていてもよい。図8は、本実施の形態における変形例1の分配器10の分解斜視図である。
図8に示されるように、本実施の形態における変形例1の分配器10は、第1板101と、第2板102と、第3板103とを備えている。第1板101と、第2板102と、第3板103とは互いに重ねられている。つまり、第1板101と、第2板102と、第3板103とは互いに積層されている。第1板101と、第2板102と、第3板103とは互いに等しい板厚を有していてもよい。
第1板101は、第1面S1と、第1面S1の反対側に位置する第2面S2とを有している。第1板101には第1面S1と第2面S2とを貫通する溝101aが設けられている。第2板102は、第1板101の第1面S1に取り付けられている。第2板102には溝101aに連通する流入口102aが設けられている、第3板103は、第1板101の第2面S2に取り付けられている。第3板103には溝101aに連通する流出口103aが設けられている。
第1板101の溝101aは上流流路11および下流流路12を構成している。第2板102の流入口102aは上流流路11に接続されている。第3板103の流出口103aは下流流路12に接続されている。
一般的に用いられるような円形のパイプ管によって分配器10が構成される場合、第1下流流路部121および第2下流流路部122の直角部を形成することが困難である。そのため、図8に示すような板状体をプレス加工にて打ち抜くことにより流路を構成することも可能である。これにより、製造性が向上し、加工費を削減することができる。
なお、図8には第1板101、第2板102、第3板103の3枚の板状体で構成された分配器10を示しているが、板状体の枚数はこれに限らず、例えば第1板101、第2板102、第3板103のそれぞれが複数の板状体で構成されていてもよい。また、板状体の形状は矩形に限らない。
なお、図8に示すような板状体による分配器10の構成は、本実施の形態2だけでなく、実施形態1ならびに下記の実施形態3および実施の形態4に適用されてもよい。
また、図9を参照して、本実施の形態における分配器10は、第1下流流路部121、第2下流流路部122の進行方向を曲線状にした流路とする形態に用いてもよい。図9は、本実施の形態における変形例2の分配器10の概要図である。図9に示されるように、第1下流流路部121は、第2方向XDの正方向に折り返すように構成されている。具体的には、第1下流部12b1は、上流流路11の中心軸に向けて第2方向XDの正方向に傾斜するように構成されている。第2下流流路部122は、第2方向XDの負方向に折り返すように構成されている。具体的には、第2下流部12b2は、上流流路11の中心軸に向けて第2方向XDの負方向に傾斜するように構成されている。
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態における分配器10では、第1下流部12b1は第1方向YDの正方向に延在しており、第2下流部12b2は第1方向YDの正方向と反対の負方向に延在している。このため、第2下流部12b2では冷媒のベクトルの第1方向YDの正方向成分が0(ゼロ)になる。したがって、第2下流部12b2までの分岐部12aの長さL2を小さくすることができる。これにより、分配器10を小型化することができる。
本実施の形態における分配器10では、第1下流部12b1は第1方向YDの正方向に延在しており、第2下流部12b2は第1方向YDの正方向と反対の負方向に延在している。このため、第2下流部12b2では冷媒のベクトルの第1方向YDの正方向成分が0(ゼロ)になる。したがって、第2下流部12b2までの分岐部12aの長さL2を小さくすることができる。これにより、分配器10を小型化することができる。
以上より、本実施の形態における分配器10は、第1下流流路部121における長さL1を上記式(1)を満たす範囲内で最小限に抑え、第2下流流路部122における長さL2を上記式(1)に制限されることなく小さくすることができる。そのため、従来の課題である気液二相冷媒の不均等分配を均等分配へと改善しつつ、必要最小限の大きさに抑えることが可能となる。そして、必要最小限の大きさに抑えること可能となるため、材料費、実装スペースを抑えることに貢献することができる。
また、本実施の形態における変形例1の分配器10では、第1板101の溝101aが下流流路12を構成しているため、第1板101をプレス加工にて打ち抜くことにより下流流路12を任意の形状(例えば直角)に構成することが可能となる。これにより、製造性が向上し、加工費を削減することができる。
実施の形態3.
図10を参照して、本発明の実施の形態3では実施形態2で示された上流流路11の流路幅が上流から下流にむけて縮小する形態について説明する。図10は、本実施の形態における分配器10の概要図である。図10に示されるように、本実施の形態における分配器10では、上流流路11は、第1幅W1と、第2幅W2とを有している。第1幅W1は、第1接続部CP1よりも冷媒流れの上流側に配置された部分の幅である。第2幅W2は、第1接続部CP1に接続された部分の幅である。第2幅W2は第1幅W1よりも小さい。上流流路11は、第1幅W1から第2幅W2に縮小するように構成されている。上流流路11は、第1幅W1から第2幅W2に連続的に縮小するテーパ形状を有している。
図10を参照して、本発明の実施の形態3では実施形態2で示された上流流路11の流路幅が上流から下流にむけて縮小する形態について説明する。図10は、本実施の形態における分配器10の概要図である。図10に示されるように、本実施の形態における分配器10では、上流流路11は、第1幅W1と、第2幅W2とを有している。第1幅W1は、第1接続部CP1よりも冷媒流れの上流側に配置された部分の幅である。第2幅W2は、第1接続部CP1に接続された部分の幅である。第2幅W2は第1幅W1よりも小さい。上流流路11は、第1幅W1から第2幅W2に縮小するように構成されている。上流流路11は、第1幅W1から第2幅W2に連続的に縮小するテーパ形状を有している。
本実施の形態における分配器10では、上流流路11の流路幅が第1幅W1から第2幅W2へと縮小することにより、上流流路11の流出口から水平壁21までの冷媒の拡がりを抑えることが可能となる。その場合、上記式(1)は下記に示す式(3)と式(2)の関係になる。
L1≧htanθ+0.5W2 (3)
次に、本実施の形態における作用効果について説明する。
次に、本実施の形態における作用効果について説明する。
本実施の形態における分配器10では、上流流路11は、第1幅W1から第2幅W2に縮小するように構成されている。このため、上流流路11の流出口から曲がり部12bまでの長さL1および長さL2を小さくすることができる。したがって、分配器10を小型化することができる。
以上より、本実施の形態における分配器10は、第1下流流路部121における長さL1を実施形態2よりも小さく抑えることができる。そのため、従来の課題である気液二相冷媒の不均等分配を均等分配へと改善しつつ、必要最小限の大きさに抑えることが可能となる。そして、必要最小限の大きさに抑えることが可能となるため、材料費、実装スペースを抑えることに貢献することができる。
実施の形態4.
図11を参照して、本発明の実施の形態4では、実施の形態3で示された上流流路11の中心軸が下流流路12の分岐部12aの中心軸に対して傾斜角度θ1の傾きを有する形態について説明する。
図11を参照して、本発明の実施の形態4では、実施の形態3で示された上流流路11の中心軸が下流流路12の分岐部12aの中心軸に対して傾斜角度θ1の傾きを有する形態について説明する。
図11は、本実施の形態における分配器10の概要図である。図11に示されるように、本実施の形態における分配器10では、第1方向YDは、第2方向XDに直交する方向に対して傾斜している。上流流路11は、重力方向に対して傾斜するように構成されていてもよい。上流流路11は、第1方向YDの負方向に向けて延びる第2下流部12b2側に傾斜している。つまり、上流流路11は、第1方向YDの正方向に向けて延びる第1下流部12b1と反対側に傾斜している。
上流流路11は、分岐部12aの中心軸から傾斜角度θ1の傾きを有する。このため、上流流路11の流出口から水平壁21までの冷媒の拡がりを抑えることが可能となる。傾斜角度θ1は下記に示す式(4)、(5)になる。
82°≦θ1<90° (4)
90°<θ1≦98° (5)
ここで、θ1が式(4)、(5)で示す範囲外になる場合、上流流路11から流出する冷媒は第2方向XDに進む運動エネルギーを多く有するため、水平壁21に衝突していても均等な二分岐分配が行われずに進行方向の下流流路12へと多く流れる。発明者は実験的研究により上記式(4)、(5)の範囲内であれば第2方向XDに進む運動エネルギー成分が無視できるほど小さいとの知見を得た。
90°<θ1≦98° (5)
ここで、θ1が式(4)、(5)で示す範囲外になる場合、上流流路11から流出する冷媒は第2方向XDに進む運動エネルギーを多く有するため、水平壁21に衝突していても均等な二分岐分配が行われずに進行方向の下流流路12へと多く流れる。発明者は実験的研究により上記式(4)、(5)の範囲内であれば第2方向XDに進む運動エネルギー成分が無視できるほど小さいとの知見を得た。
次に、本実施の形態における作用効果について説明する。
本実施の形態における分配器10では、第1方向YDは、第2方向XDに直交する方向に対して傾斜している。このため、上流流路11が第1方向YDの正方向に向けて延びる曲がり部12bと反対側に傾斜することにより、曲がり部12bに冷媒が流入しにくくすることができる。したがって、分配器10を小型化することができる。
本実施の形態における分配器10では、第1方向YDは、第2方向XDに直交する方向に対して傾斜している。このため、上流流路11が第1方向YDの正方向に向けて延びる曲がり部12bと反対側に傾斜することにより、曲がり部12bに冷媒が流入しにくくすることができる。したがって、分配器10を小型化することができる。
以上より、本実施の形態における分配器10は、第1下流流路部121の長さL1を実施の形態3よりも小さく抑えることができる。そのため、従来の課題である気液二相冷媒の不均等分配を均等分配へと改善しつつ、必要最小限の大きさに抑えることが可能となる。そして、必要最小限の大きさに抑えることが可能となるため、材料費、実装スペースを抑えることに貢献することができる。
上述の各実施の形態は適宜組み合わせることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 圧縮機、2 四方弁、3 室内熱交換器、4 膨張弁、5 室外熱交換器、6 室外ファン、7 室内ファン、10 分配器、11 上流流路、12 下流流路、12a 分岐部、12b 曲がり部、12b1 第1下流部、12b2 第2下流部、100 冷凍サイクル装置、101 第1板、101a 溝、102 第2板、102a 流入口、103 第3板、103a 流出口、121 第1下流流路部、122 第2下流流路部、CP1 第1接続部、CP2 第2接続部、S1 第1面、S2 第2面、W1 第1幅、W2 第2幅、XD 第2方向、YD 第1方向。
Claims (8)
- 第1方向に延在する上流流路と、
前記上流流路よりも冷媒流れの下流側に配置された下流流路とを備え、
前記下流流路は、前記上流流路に接続された第1接続部を有しかつ前記第1方向に交差する第2方向に前記第1接続部から前記冷媒流れを分岐させる分岐部と、前記分岐部に接続された第2接続部を有しかつ前記分岐部よりも前記冷媒流れの前記下流側に配置された曲がり部とを有し、
前記曲がり部の前記第2接続部は、前記分岐部の前記第1接続部よりも前記冷媒流れの前記下流側に位置する、分配器。 - 前記第2方向において、前記第1接続部と前記第2接続部との間の長さは、前記上流流路の幅以下である、請求項1に記載の分配器。
- 前記第2方向において、前記第1接続部と前記第2接続部との間の長さは、前記第1方向の前記分岐部の幅にtan15°を乗じた寸法以上である、請求項1または2に記載の分配器。
- 前記曲がり部は、第1下流部と、前記分岐部に対して前記第1下流部と反対側に配置された第2下流部とを有し、
前記第1下流部は、前記第1方向の正方向に延在しており、
前記第2下流部は、前記第1方向の前記正方向と反対の負方向に延在している、請求項1~3のいずれか1項に記載の分配器。 - 第1面と、前記第1面の反対側に位置する第2面とを有し、前記第1面と前記第2面とを貫通する溝が設けられた第1板と、
前記第1板の前記第1面に取り付けられかつ前記溝に連通する流入口が設けられた第2板と、
前記第1板の前記第2面に取り付けられかつ前記溝に連通する流出口が設けられた第3板とを備え、
前記第1板の前記溝は前記上流流路および前記下流流路を構成しており、
前記第2板の前記流入口は前記上流流路に接続されており、
前記第3板の前記流出口は前記下流流路に接続されている、請求項1~4のいずれか1項に記載の分配器。 - 前記上流流路は、前記第1接続部よりも前記冷媒流れの上流側に配置された部分の第1幅と、前記第1接続部に接続された部分の第2幅とを有し、
前記上流流路は、前記第1幅から前記第2幅に縮小するように構成されている、請求項1~5のいずれか1項に記載の分配器。 - 前記第1方向は、前記第2方向に直交する方向に対して傾斜している、請求項1~6のいずれか1項に記載の分配器。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の分配器を備えた、冷凍サイクル装置。
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