WO2019234836A1

WO2019234836A1 - 分配器および冷凍サイクル装置

Info

Publication number: WO2019234836A1
Application number: PCT/JP2018/021609
Authority: WO
Inventors: 良太赤岩; 真哉東井上
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2018-06-05
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2019-12-12
Also published as: CN112204321A; EP3805670A1; EP3805670A4; US20210140692A1; JP7023355B2; US11656013B2; JPWO2019234836A1

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

分配器および冷凍サイクル装置

　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。

特許第３８４２９９９号公報

　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。

本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置の概要図である。本発明の実施の形態１における熱交換器の概要図である。本発明の実施の形態１における分配器の概要図である。本発明の実施の形態１における変形例１の分配器の概要図である。本発明の実施の形態１における変形例２の分配器の概要図である。本発明の実施の形態１における第１接続部から第２接続部までの距離と曲がり部へ流れる分配比との関係を示すグラフである。本発明の実施の形態２における分配器の概要図である。本発明の実施の形態２の変形例１における分配器の分解図である。本発明の実施の形態２の変形例２における分配器の概要図である。本発明の実施の形態３における分配器の概要図である。本発明の実施の形態４における分配器の概要図である。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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

　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。