JP4134465B2 - Branch pipe and heat exchanger - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒分流などに使用される分岐管および熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、冷凍空調機の熱交換器の多パス化に伴い、分岐管が数多く用いられており、分岐性能の向上が重要視されている。以下に、図面を参照しながら従来の分岐管について説明する。
【0003】
図19は、従来の分岐管の熱交換器への取り付け状態を示す斜視図、図20は従来の分岐管の形状を示す斜視図、図21は熱交換器を冷凍サイクルに接続して運転した際の従来の分岐管内部における冷媒の流動状態を示す断面図である。図において、1は分岐管、2はU字管、3は熱交換器の本体、4は熱交換器を構成し内部を冷媒が流れる伝熱管、特に4aは分岐管1への入口配管、4bおよび4cは分岐管1からの出口配管、6は分岐管1を通過する冷媒の流れ方向を示し、10は重力方向を示す。ここで、U字管2と伝熱管4および分岐管1と伝熱管4a、4b、4cはロウ付けによって溶接される。また、1aは分岐管入口部、1b、1cは分岐管出口部、8a、8b、8cは冷媒の液相部、7a、7b、7cは冷媒の気相部、9a、9b、9cは冷媒の液相部と気相部を合わせた冷媒全体を示す。
【0004】
以上のように構成された分岐管1について、図21を用いてその動作を説明する。冷媒9aは、冷媒の気相部7aが伝熱管の中央部、冷媒の液相部8aが伝熱管の内壁面周囲に膜状に流れる環状流に近い状態で気液分離して、分岐管入口部1aから流入し、分岐管出口部1bと1cに分流されて流出する。
【0005】
また、異なる従来の分岐管として特開平1−254239号公報に開示されたものがある。図22は、従来の別の分岐管を示す外観図であり、図23は、熱交換器を冷凍サイクルに接して運転した際の分岐管内部における冷媒の流動状態を示す断面図である。図において、1は分岐管、1aは分岐管入口部、1b、1cは分岐管出口部、16はらせん板を示す。らせん板16は分岐管入口部1aの内側に挿入されている。
【0006】
以上のように構成された分岐管1について、以下図23を用いてその動作を説明する。冷媒の液相部8aと冷媒の気相部7aが分岐管入口部1aから流入する。このとき、冷媒の液相部8aと冷媒の気相部7aは、環状流に近い状態で気液分離しているが、分岐管入口部1aを流れる時にらせん板16によって気液が乱流混合し、その後、分岐管出口部1bと1cに分流されて流出する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図20、21で説明した従来の分岐管では、分岐時に冷媒の気相部7aよりも重い冷媒の液相部8aが、重力10の影響をうけるとともに、分岐部の壁面へ付着するため、分岐管出口部1cへ多く流れ過ぎてしまい、冷媒9aを分岐管出口部1bと1cへ均一に分流できず、熱交換器の冷却性能が低下するという問題があった。また、所望の分流比に分割することが不可能であった。
【0008】
また、特開平1−254239号公報に記載された分岐管では、らせん板16により冷媒8aと 冷媒の気相部7aを気液混合するが、冷媒の気相部7aよりも重い冷媒の液相部8aが重力10の影響をうけるとともに、混合された冷媒全体9aが分岐部で壁面に衝突して付着するため、冷媒9aが分岐管出口部1cへ多く流れ、均一に分流できなかった。
【0009】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、重力の影響をうけず、冷媒の均一分配、さらには所望の冷媒の分配比を実現できる分岐管を得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するため手段】
この発明に係る分岐管は、分岐管本体に流体が流入する入口部と、この入口部から流入した流体を複数の流路へ分岐させる分岐部と、この分岐部を介して流れる流体を流出させる複数の出口部と、入口部から分岐部に至る管内に設けられた隔壁とを備えた分岐管において、隔壁は、入口部側の端部が分岐管本体の取り付け状態における重力方向に沿うと共に、入口部側の端部での分岐管の中心軸方向に垂直な断面全体が、管断面の中心を通って管断面を二分する直線に重なるように形成され、入口部側の端部において分流された冷媒が分岐管内で実質的に合流することなく複数の出口部から流出する構造である。また、隔壁は、入口部側の端部が分岐管本体の取り付け状態における重力方向に沿うと共に管中心で切り分けられ、入口部側の端部での分岐管の中心軸方向に垂直な断面全体が、管断面の中心を通って管断面を二分する直線に平行な2本の直線に重なるように形成され、入口部側の端部において分流された冷媒が分岐管内で実質的に合流することなく複数の出口部から流出する構造であり、入口部側の端部の開き角と入口部に接続される伝熱管の内壁に形成されたらせん溝の傾き角とを等しくするものである。
【0011】
また、隔壁をフィンにより形成するものである。さらに、隔壁を入口部から分岐部へ近づくにつれて捻り、分岐部においては、複数の流路の分岐方向に対して垂直となるように配置するものである。
【0012】
また、隔壁は、入口部から分岐部に至る直線部分に設けられているものである。
【0013】
また、隔壁の入口部側の端部を、くさび形状とするものである。
【0014】
また、上記分岐管を具備する熱交換器である。
【0015】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態1における分岐管を示す斜視図である。図において、1aは直管からなる分岐管入口部、1b、1cは曲がり管からなる分岐管出口部、1dは分岐管入口部1aに垂直な直管の分岐管接続部で分岐管の分岐部を構成している。5は隔壁、11は分岐管入口部1aの中心軸を示す。分岐管1はT字管として分岐管入口部1aと分岐管接続部1dを形成し、分岐管入口部1aと分岐管接続部1dからなるT字管の略中央ではない残りの端部に分岐管出口部1b、1cをロウ付けにより溶接した形状である。ここで分岐管入口部1a、分岐管出口部1b、1cはそれぞれ、上記従来例で示した図19における入口配管4a、出口配管4b、4cと接続する。また、隔壁5は分岐管入口部1aおよび分岐管接続部1dの配管内壁にロウ付けにより溶接される。なお、この分岐管は、上記従来例における図19に示したような熱交換器に用いられる。
【0016】
ここで、分岐管1の取り付け姿勢について説明をわかりやすくするため図2を用いて座標軸を決定する。図2において、12はX軸、13はY軸、14はZ軸、15は原点を示す。原点15は分岐出口部1b、1c端部の管断面の中心を結ぶ線分の中点とする。X軸は分岐管入口部1aの中心軸11に平行かつ原点15を通る直線、Y軸13は原点15と分岐管入口部1a端部の管断面の中心を結ぶ直線、Z軸14は分岐管出口部1b、1c端部の管断面の中心を結ぶ直線とする。また、X軸方向を分岐管入口部1aの冷媒流入方向にとり、Y軸方向、Z軸方向を右手系となるように決定する。上記図1はZ軸を鉛直とした場合の分岐管1の取り付け姿勢を一例として示したものである。
【0017】
次に、図3を用いて隔壁5の取り付けの様子を説明する。図3は、上記図1の分岐管1を−Y軸方向からみた断面図である。図において、隔壁5は、分岐管入口部1a付近においては、分岐管1の取り付け状態における重力方向10に沿って管中心を通るように配置され、分岐部へ近づくにつれて90度捻られ、分岐部付近においては、分岐接続部1dの分岐方向に対して垂直となるようににロウづけされている。
【0018】
以上のように構成された分岐管1について、以下にその動作を説明する。まず分岐管1に流入する冷媒の様子について、図4、図5を用いて説明する。図4、図5は、上記従来例における図19に示した入口配管4aを−X軸方向からみた断面図である。図4において、7aは冷媒の気相部、8aは冷媒の液相部、9aは冷媒の気相部7aと冷媒の液相部8aを合わせた冷媒全体、20は管中心を通る鉛直軸を示す。
【0019】
入口配管4aにおける冷媒9aの配管断面分布の多くは、図4に示すように、冷媒の気相部7aが入口配管4aの中央部を流れ、冷媒の液相部8aが入口配管4aの内面にそって環状となるような分布、もしくは図5に示すように、比重の大きな冷媒の液相部8aが重力の影響を受けて入口配管4aの下側に多く流れ、比重の小さな冷媒の気相部7aが入口配管4aの上側に多く流れるような分布となる。図4、図5の分布からも明らかなように、入口配管4aの断面内における冷媒の気相部7aおよび冷媒の液相部8aの分布は、鉛直軸20に対してほぼ軸対称となる。
【0020】
次に、分岐管入口部1aに流入した直後の冷媒9aの様子を、図6、図7を用いて説明する。図6、図7は分岐管入口部1aの端部を−X軸方向からみた断面図である。図6、図7において、7b、7cは冷媒の気相部、8b、8cは冷媒の液相部、9b、9cは冷媒の気相部7b、7cと冷媒の液相部8b、8cのそれぞれを合わせた冷媒全体を示す。分岐管入口部1aに流入した冷媒9aは隔壁5により、冷媒9bと冷媒9cに分流される。ここで、分岐管入口部1a付近において隔壁5は、分岐管1の取り付け状態における重力方向10と同等である鉛直軸20と重なるように配置されているため、隔壁5により分流された後の冷媒の気相部7bと8b、冷媒の液相部7cと8cの流量はおおむね等しくなり、冷媒の気相部7b、7cと冷媒の液相部8b、8cのそれぞれの和である冷媒全体9bと9cの流量もおおむね等しくなる。
【0021】
さらに、分岐管入口部1aを通過して分岐管出口1b、1cへ進む冷媒の流れを図8を用いて説明する。図8は、分岐管1を−Y軸方向からみた断面図である。図8において、斜線の領域は配管内を流れる冷媒9cを示し、点部は配管内を流れる冷媒9bを示す。ここで、隔壁5が分岐管入口部1aおよび分岐管接続部1dの配管内壁にロウづけされているため、分岐管入口部1aの入口で隔壁5により分流された冷媒9b、9cは、隔壁5の捻れに沿って合流することなくそれぞれ分岐管出口部1bおよび1cより流出する。
【0022】
以上のように、本実施の形態によれば、伝熱管4の直管部において鉛直軸20に対してほぼ軸対称な分布となる冷媒9aを効果的に均一に分流することが可能となる。また、分岐管1は伝熱管4の直管部終端に取り付けられるとともに、直管部である分岐管入口部1aにおいて冷媒を分岐するため、曲がり管を通過した後に冷媒を分流する従来の分岐管よりも安定した状態で冷媒を分流することができ、より均一分流性能を向上できるという効果を奏する。さらに、分岐管入口部1aの直管部で隔壁5をねじるような構造をとるため、曲がり管内で隔壁5を溶接するよりも、隔壁5の加工および溶接が容易となり、製造コストを低減することができる。
【0023】
なお、上記実施の形態1では、分岐管1のZ軸14は鉛直方向上向きに正であり、分岐管1は直管の分岐管入口部1aと直管の分岐管接続部1dをT字管により形成し、曲がり管の分岐管出口部1bと1cを、分岐管入口部1aと分岐管接続部1dからなるT字管の略中央でない残りの端部に溶接し、隔壁5は分岐管1の入口で鉛直軸20と重なるように取り付けた構造を例に挙げた。しかしながら、分岐管1の取り付け姿勢や、分岐管1の構造および加工方法、隔壁の構造および加工方法、取り付け方法、取り付け姿勢は任意であり、少なくとも隔壁5が、入口配管4aと接続する分岐管入口部1aにあり、分岐管1の取り付け状態における重力方向10に沿って設けられ、分流された冷媒9bと9cが分岐管1内で合流することなく分岐管出口部1bと1cから流出するような構造であればよい。
【0024】
以下に図を用いて変形例を列挙する。まず、分岐管1の姿勢と構造についての変形例を示す。図9(a)は、Y軸を鉛直下向き方向とした場合の分岐管の斜視図である。この場合、隔壁5のねじれはなくてもよい。図9(b)は、分岐管接続部1d、分岐管出口部1b、1cを配管の曲げ加工により形成し、それに分岐管入口部1aを溶接した場合の分岐管の斜視図である。図9(c)は分岐管入口部1aに分岐管出口部1b、1cを溶接した場合の分岐管の斜視図である。
【0025】
次に、隔壁5の構造についての変形例を示す。図10(a)は、隔壁5が分岐管入口部1a端部よりも長い場合である。図10(b)は、隔壁5が分岐管入口部1a端部よりも短い場合である。図11(a)は隔壁5の端部をYZ平面に対して傾けた場合、図11(b)は隔壁5端部をくさび形状とした場合、図11(c)は隔壁5をくの字に曲げて取り付けた場合である。ここで、図11(b)のように隔壁5の先端をくさび形状とした場合、分流時の隔壁の厚みをより薄くすることができるとともに、隔壁5の圧損がより小さくなるため、より冷媒を均一に分流することができる。図11(c)では所望の分配比を得ることも可能である。
【0026】
さらに、図12(a)は隔壁5の端部を上側と下側で切り分けた場合であり、図12(b)は−X軸方向から見た隔壁5の様子、図12(c)はZ軸から見た隔壁5の様子を示す図である。図12(d)は内壁にらせん溝を持つ伝熱管4aを示す図である。図12(e)は内壁にらせん溝を持つ伝熱管4aに図12(a)に示す分岐管1を取り付け、中心軸11から伝熱管4aおよび分岐管入口部1aの壁内側を見た図である。
【0027】
図において、16はらせん溝、17はらせん溝16間を通過する冷媒液相部の流れ方向、18は隔壁5の中心軸11に対する開き角、19はらせん溝の中心軸11に対する傾き角であり、ここで、らせん溝16の傾き角19と隔壁5の開き角18の大きさは等しい。図12(e)を用いて冷媒の流れを説明する。伝熱管4aの内側にらせん溝16がある場合、らせん溝16の間を流れる冷媒の液相部の流れ方向17は、らせん溝の傾き角19と等しくなる。また、隔壁5の開き角18は、らせん溝の傾き角19と等しいため、らせん溝内を流れる冷媒の液相部の流れ方向17と隔壁5は平行となる。よって、冷媒が隔壁5から受ける抵抗は小さくなり、冷媒側の圧力損失の上昇を高めることなく分流できるという効果を奏する。
【0028】
また図13は、従来例として説明した上記図19の分岐管に、本発明における隔壁5を取り付けた場合である。図13の分岐管1では、曲がり部に隔壁5を取り付けるため、隔壁の製造および取り付け加工が困難となるが、その反面、従来の分岐管1を流用できるため、分岐管1を製造するための金型代を節約できるとともに従来の製造技術を活用でき、製造コストを低減できるという効果を奏する。
【0029】
実施の形態2.
以下、本発明の実施の形態2について図面を参照しながら説明する。図14(a)は、本発明の実施の形態2における分岐管1を示す斜視図である。分岐管1の説明は実施の形態1と共通するために省略する。また、図14(b)は分岐管入口部1aの端部を−X軸方向からみた断面図である。ここで、隔壁5は一枚の板を溶接して構成するのではなく、フィンを分岐管入口部1aの内部に加工することで構成する。図14(b)において、上下の隔壁5は、分岐管入口部1aの端部において、分岐管本体の取り付け状態における重力方向に沿って配置され、図14(a)のように、分岐管入口部1a内で冷媒の流れ方向6に進みながら90度ねじれ、分岐管接続部1d内側で、分岐管接続部1dの分岐方向に対して垂直な状態となる。
【0030】
以上のように構成された分岐管1について、以下にその動作を説明する。伝熱管4内を流れる冷媒は、上記実施の形態1の図4で示したように冷媒の気相部7aが伝熱管4aの中央部を流れ、冷媒の液相部8aが伝熱管4aの内壁面周囲にそって環状となるような分布か、もしくは図5に示すように、比重の大きな冷媒の液相部8aが重力の影響を受けて伝熱管4aの下側に多く流れ、比重の小さな冷媒の気相部7aが伝熱管4aの上側に多く流れるような分布となる。
【0031】
次に、分岐管入口部1aを通過した直後の冷媒の様子を図15および図16を用いて説明する。図15および図16に示すように、分岐管入口部1aに流入した冷媒の液相部8aは隔壁5により、冷媒8bと冷媒8cに分流される。一方、冷媒の気相部7aは隔壁5により完全に分岐されない。その後、冷媒の液相部8bおよび8cは分岐管入口部1aを進むが、図15および図16のように冷媒の気相部7aが配管中央を通過する分布となるため、冷媒の液相部8bと8cはわずかに合流するのみで分岐管接続部1dに到達し、その後、各々が分岐管出口1bおよび1cより流出する。これにより冷媒の液相部9bと9cの流量がほぼ等しくなる。一方、冷媒の気相部7aは重力の影響を強く受けないとともに、冷媒の液相部9bと9cがほぼ均一に分流されて、冷媒の気相部が流れる分岐管出口1b、1cの流路断面積がほぼ等しくなるため、冷媒の気相部もほぼ均一に分流される。
【0032】
以上のように、本実施の形態2によれば、上記実施の形態1と同様に、伝熱管4の直管部において鉛直軸20に対してほぼ軸対称な分布となる冷媒9aを効果的に均一に分流することが可能となる。また、分岐管1は伝熱管4の直管部終端に取り付けられるとともに、直管部である分岐管入口部1aにおいて冷媒を分岐するため、曲がり管を通過した後に冷媒を分流する従来の分岐管よりも安定した状態で冷媒を分配、より等分配を実現できるという効果を奏する。さらに、分岐管入口部1aの直管部で隔壁5をねじるような構造をとるため、曲がり管内で隔壁5を溶接するよりも、明らかに隔壁5の加工および溶接が容易となる。さらに、隔壁5をフィンとして加工することにより、隔壁5の製造方法の自由度が増すとともに、製造コストの低減も期待できるという効果を奏する。
【0033】
なお、本実施の形態では、分岐管1のZ軸14は鉛直方向上向きに正であり、分岐管1は直管の分岐管入口部1aと直管の分岐管接続部1dをT字管により形成し、曲がり管の分岐管出口部1bと1cを略中央でない残りの端部に溶接し、分岐管入口部1aの壁面にフィンを加工することで隔壁5を構成する構造を例に挙げたが、分岐管1の取り付け姿勢や、分岐管1の構造および加工方法、隔壁の構造および加工方法、取り付け方法、取り付け姿勢は任意である。
【0034】
以下に図を用いて隔壁5の変形例を列挙する。図17、図18(a)、図18(b)は−X軸方向から隔壁5を見た断面図である。図17は、ほぼ直管内径に等しい高さのフィンを隔壁5とした場合、図18(a)は鈍い先端形状の隔壁5とした場合、図18(b)は背の低いフィンを隔壁5とした場合である。図17の分岐管1では、冷媒の液相部8b、8cが分岐管入口部1a内の底部に多く分布するような場合、図18(a)、(b)の分岐管1では、冷媒の液相部8b、8cが分岐管入口部1aの内壁面周囲に沿って薄い膜状に分布するような場合に、上記各実施の形態で示した内容と同様の効果を奏することは言及するまでもない。ここで、図17の分岐管1では、隔壁5がひとつで済むため、部品点数を削減できるという効果を奏する。一方、図18(a)の分岐管1では、管外からプレス加工を施すことにより分岐管入口部1a内に隔壁5を製造することができる。さらに、図18(b)の分岐管1では、銅板に隔壁5をプレス加工した後に管状とする電縫管方式を用いて、分岐管入口部1a内に隔壁5を製造することができるため、隔壁5の加工が容易となり、より製造コストを低減できるという効果を奏する。
【0035】
【発明の効果】
以上のように、請求項1記載の発明によれば、入口部側の端部が分岐管本体の取り付け状態における重力方向に沿うと共に、入口部側の端部での分岐管の中心軸方向に垂直な断面全体が、管断面の中心を通って管断面を二分する直線に重なるように形成され、入口部側の端部において分流された冷媒が分岐管内で実質的に合流することなく複数の出口部から流出する構造の隔壁を入口部から分岐部に至る管内に備えたので、冷媒を均一に分流できる効果が得られる。また、請求項2記載の発明によれば、隔壁の入口部側の端部を管中心で切り分け、端部の開き角と入口部に接続される伝熱管の内壁に形成されたらせん溝の傾き角とを等しくしたので、冷媒側の圧力損失上昇を高めることなく分流できる効果が得られる。
【0036】
また、請求項3記載の発明によれば、隔壁をフィンにより形成するので、製造コストを低減できる効果が得られる。さらに、請求項4記載の発明によれば、隔壁を入口部から分岐部へ近づくにつれて捻り、分岐部においては、複数の流路の分岐方向に対して垂直となるように配置するので、冷媒を均一に分流できる効果が得られる。
【0037】
また、請求項5記載の発明によれば、隔壁は、入口部から分岐部に至る直線部分にのみ設けられているので、製造コストを低減できる効果が得られる。
【0038】
また、請求項6記載の発明によれば、隔壁の入口部側の先端部を、くさび形状とするので、冷媒側の圧力損失上昇を高めることなく冷媒を均一に分流できる効果が得られる。
【0039】
また、請求項7記載の発明によれば、上記各効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による分岐管を示す斜視図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による分岐管の座標軸を示す図である。
【図3】 この発明の実施の形態1による分岐管を示す断面図である。
【図4】 この発明の実施の形態1による分岐管を接続する伝熱管内を流れる冷媒の配管断面分布を示す図である。
【図5】 この発明の実施の形態1による分岐管を接続する伝熱管内を流れる冷媒の別の配管断面分布を示す図である。
【図6】 この発明の実施の形態1による分岐管の分岐管入口部における冷媒の配管断面分布を示す図である。
【図7】 この発明の実施の形態1によるおける分岐管の分岐管入口部における冷媒の別の配管断面分布を示す図である。
【図8】 この発明の実施の形態1による分岐管内の冷媒分布を示す図である。
【図9】 この発明の実施の形態1による別の分岐管を示す斜視図である。
【図10】 この発明の実施の形態1による別の分岐管を示す斜視図である。
【図11】 この発明の実施の形態1による別の分岐管を示す斜視図である。
【図12】 この発明の実施の形態1による別の分岐管を示す斜視図及び断面図である。
【図13】 この発明の実施の形態1による別の分岐管を示す斜視図である。
【図14】 この発明の実施の形態2による分岐管を示す斜視図及び断面図である。
【図15】 この発明の実施の形態2による分岐管の分岐管入口部における冷媒の別の配管断面分布を示す図である。
【図16】 この発明の実施の形態2による分岐管の分岐管入口部における冷媒の別の配管断面分布を示す図である。
【図17】 この発明の実施の形態2による別の分岐管を示す断面図である。
【図18】 この発明の実施の形態2による別の分岐管を示す断面図である。
【図19】 従来の分岐管が接続されている熱交換器を示す斜視図である。
【図20】 従来の分岐管を示す斜視図である。
【図21】 従来の分岐管の管内を流れる冷媒の様子を示す図である。
【図22】 従来の別の分岐管を示す斜視図である。
【図23】 従来の別の分岐管の管内を流れる冷媒の様子を示す図である。
【符号の説明】
1 分岐管、1a 分岐管入口部、1b、1c 分岐管出口部、1d 分岐管接続部、2 U字管、3 熱交換器、4 伝熱管、4a 入口配管、4b、4c 出口配管、5 隔壁、6 冷媒の流れ方向、7a、7b、7c 冷媒の気相部、8a、8b、8c 冷媒の液相部、9a、9b、9c 冷媒、10 重力方向、11 分岐管入口部中心軸、12 X軸、13 Y軸、14 Z軸、15 原点、16 らせん板、20 管中心を通る鉛直軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a branch pipe and a heat exchanger used for refrigerant branching in a vapor compression refrigeration cycle.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the increase in the number of passes in the heat exchanger of the refrigeration air conditioner, many branch pipes are used, and improvement of branching performance is regarded as important. A conventional branch pipe will be described below with reference to the drawings.
[0003]
FIG. 19 is a perspective view showing the state of attachment of a conventional branch pipe to a heat exchanger, FIG. 20 is a perspective view showing the shape of the conventional branch pipe, and FIG. 21 is operated by connecting the heat exchanger to a refrigeration cycle. It is sectional drawing which shows the flow state of the refrigerant | coolant inside the conventional branch pipe at the time. In the figure, 1 is a branch pipe, 2 is a U-shaped pipe, 3 is a main body of the heat exchanger, 4 is a heat transfer pipe constituting the heat exchanger and through which the refrigerant flows, particularly 4a is an inlet pipe to the
[0004]
About the
[0005]
Another conventional branch pipe is disclosed in JP-A-1-254239. FIG. 22 is an external view showing another conventional branch pipe, and FIG. 23 is a cross-sectional view showing the flow state of the refrigerant in the branch pipe when the heat exchanger is operated in contact with the refrigeration cycle. In the figure, 1 is a branch pipe, 1a is a branch pipe inlet, 1b and 1c are branch pipe outlets, and 16 is a spiral plate. The
[0006]
The operation of the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional branch pipe described with reference to FIGS. 20 and 21, the
[0008]
Further, in the branch pipe described in JP-A-1-254239, the
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a branch pipe that is not affected by gravity and that can achieve uniform distribution of a refrigerant and further a desired distribution ratio of the refrigerant. .
[0010]
[Means for solving the problems]
The branch pipe according to the present invention includes an inlet portion into which a fluid flows into the branch pipe body, a branch portion that branches the fluid that flows in from the inlet portion into a plurality of flow paths, and a fluid that flows through the branch portion. a plurality of outlets, the branch pipes and a partition wall provided in the tube leading to the branching portion from the inlet portion, the partition wall, along Utotomoni end of the inlet portion side in the gravity direction in the mounting state of the branch pipe body The entire cross section perpendicular to the central axis direction of the branch pipe at the end on the inlet side is formed so as to overlap a straight line that bisects the cross section of the pipe through the center of the pipe cross section . It is a structure in which the made refrigerant flows out from the plurality of outlet portions without substantially joining in the branch pipe . In addition, the partition wall has an end on the inlet side along the direction of gravity in the attached state of the branch pipe body and is cut at the center of the pipe, and the entire cross section perpendicular to the central axis direction of the branch pipe at the end on the inlet side is The refrigerant is formed so as to overlap two straight lines parallel to a straight line that bisects the cross section of the pipe through the center of the cross section of the pipe, and the refrigerant divided at the end on the inlet side is not substantially merged in the branch pipe. It is a structure that flows out from a plurality of outlets, and makes the opening angle of the end on the inlet side equal to the inclination angle of the spiral groove formed on the inner wall of the heat transfer tube connected to the inlet.
[0011]
Moreover, a partition is formed with a fin. Moreover, twisting as the septal wall approaching from the inlet part to the branching unit, in the bifurcation, in which arranged to be perpendicular to the branch direction of the plurality of flow paths.
[0012]
Further, the partition wall is provided in a straight line portion from the inlet portion to the branch portion.
[0013]
Moreover, the edge part by the side of the entrance part of a partition is made into a wedge shape.
[0014]
Moreover, it is a heat exchanger provided with the said branch pipe .
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a branch pipe according to
[0016]
Here, in order to make the explanation of the mounting posture of the
[0017]
Next, how the
[0018]
The operation of the
[0019]
As shown in FIG. 4, most of the cross-sectional distribution of the refrigerant 9a in the inlet pipe 4a is such that the refrigerant
[0020]
Next, the state of the refrigerant 9a immediately after flowing into the
[0021]
Further, the flow of the refrigerant passing through the
[0022]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to effectively and evenly divide the refrigerant 9a having a substantially axisymmetric distribution with respect to the
[0023]
In the first embodiment, the Z-
[0024]
The modification examples are listed below with reference to the drawings. First, the modification about the attitude | position and structure of the
[0025]
Next, the modification about the structure of the
[0026]
Further, FIG. 12 (a) is a case where cut end portion of the
[0027]
In the figure, 16 is a spiral groove, 17 is a flow direction of the liquid phase portion of the refrigerant passing between the
[0028]
FIG. 13 shows a case where the
[0029]
Embodiment 2. FIG.
Embodiment 2 of the present invention will be described below with reference to the drawings. Fig.14 (a) is a perspective view which shows the
[0030]
The operation of the
[0031]
Next, the state of the refrigerant immediately after passing through the
[0032]
As described above, according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, the refrigerant 9a having a substantially axisymmetric distribution with respect to the
[0033]
In the present embodiment, the Z-
[0034]
Below, the modification of the
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to according to the invention of
[0036]
Further, according to the invention described in
[0037]
In addition, according to the invention described in
[0038]
According to the invention of
[0039]
Further, according to the invention of claim 7 , the above-mentioned effects can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a branch pipe according to
FIG. 2 is a diagram showing coordinate axes of a branch pipe according to
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a branch pipe according to
FIG. 4 is a diagram showing a pipe cross-sectional distribution of refrigerant flowing in a heat transfer pipe connecting branch pipes according to
FIG. 5 is a diagram showing another pipe cross-sectional distribution of the refrigerant flowing in the heat transfer pipes connecting the branch pipes according to
FIG. 6 is a diagram showing a refrigerant pipe cross-sectional distribution at a branch pipe inlet of a branch pipe according to
FIG. 7 is a diagram showing another pipe cross-sectional distribution of the refrigerant at the branch pipe inlet of the branch pipe according to
FIG. 8 is a diagram showing a refrigerant distribution in a branch pipe according to
FIG. 9 is a perspective view showing another branch pipe according to
FIG. 10 is a perspective view showing another branch pipe according to
FIG. 11 is a perspective view showing another branch pipe according to
FIGS. 12A and 12B are a perspective view and a sectional view showing another branch pipe according to
FIG. 13 is a perspective view showing another branch pipe according to
FIG. 14 is a perspective view and a sectional view showing a branch pipe according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing another pipe cross-sectional distribution of the refrigerant at the branch pipe inlet of the branch pipe according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 16 is a diagram showing another pipe cross-sectional distribution of the refrigerant at the branch pipe inlet of the branch pipe according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing another branch pipe according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 18 is a sectional view showing another branch pipe according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 19 is a perspective view showing a heat exchanger to which a conventional branch pipe is connected.
FIG. 20 is a perspective view showing a conventional branch pipe.
FIG. 21 is a view showing a state of a refrigerant flowing in a pipe of a conventional branch pipe.
FIG. 22 is a perspective view showing another conventional branch pipe.
FIG. 23 is a diagram illustrating a state of a refrigerant flowing in a pipe of another conventional branch pipe.
[Explanation of symbols]
1 branch pipe, 1a branch pipe inlet part, 1b, 1c branch pipe outlet part, 1d branch pipe connection part, 2 U-shaped pipe, 3 heat exchanger, 4 heat transfer pipe, 4a inlet pipe, 4b, 4c outlet pipe, 5 partition , 6 Flow direction of refrigerant, 7a, 7b, 7c Gas phase part of refrigerant, 8a, 8b, 8c Liquid phase part of refrigerant, 9a, 9b, 9c Refrigerant, 10 Gravity direction, 11 Branch pipe inlet central axis, 12 X Axis, 13 Y-axis, 14 Z-axis, 15 origin, 16 spiral plate, 20 Vertical axis passing through tube center
Claims (7)
上記隔壁は、
入口部側の端部が上記分岐管本体の取り付け状態における重力方向に沿うと共に、
上記入口部側の端部での上記分岐管の中心軸方向に垂直な断面全体が、管断面の中心を通って上記管断面を二分する直線に重なるように形成され、
上記入口部側の端部において分流された冷媒が上記分岐管内で実質的に合流することなく上記複数の出口部から流出する構造であることを特徴とする分岐管。An inlet part through which a fluid flows into the branch pipe body, a branch part for branching the fluid flowing in from the inlet part into a plurality of flow paths, a plurality of outlet parts for letting out the fluid flowing through the branch part, and the inlet In a branch pipe provided with a partition wall provided in the pipe from the section to the branch section ,
The partition is
Along the ends of the inlet side in the gravity direction in the mounting state of the branch pipe body Utotomoni,
The entire cross section perpendicular to the central axis direction of the branch pipe at the end on the inlet side is formed to overlap a straight line that bisects the pipe cross section through the center of the pipe cross section,
Branch pipe, characterized in that the refrigerant diverted at the end of the inlet portion has a structure which flows out from the plurality of outlets without substantially meet at the branch pipe.
上記隔壁は、
入口部側の端部が上記分岐管本体の取り付け状態における重力方向に沿うと共に管中心で切り分けられ、
上記入口部側の端部での上記分岐管の中心軸方向に垂直な断面全体が、管断面の中心を通って上記管断面を二分する直線に平行な2本の直線に重なるように形成され、
上記入口部側の端部において分流された冷媒が上記分岐管内で実質的に合流することなく上記複数の出口部から流出する構造であり、
上記入口部側の端部の開き角と上記入口部に接続される伝熱管の内壁に形成されたらせん溝の傾き角とが等しいことを特徴とする分岐管。 An inlet part through which a fluid flows into the branch pipe body, a branch part for branching the fluid flowing in from the inlet part into a plurality of flow paths, a plurality of outlet parts for letting out the fluid flowing through the branch part, and the inlet In a branch pipe provided with a partition wall provided in the pipe from the section to the branch section,
The partition is
The end on the inlet side is cut along the center of the pipe along the direction of gravity in the attached state of the branch pipe body,
The entire cross section perpendicular to the central axis direction of the branch pipe at the end on the inlet side is formed to overlap two straight lines that pass through the center of the pipe cross section and are parallel to a straight line that bisects the pipe cross section. ,
The refrigerant diverted at the end on the inlet side flows out from the plurality of outlets without substantially joining in the branch pipe,
A branch pipe characterized in that an opening angle of an end portion on the inlet portion side is equal to an inclination angle of a spiral groove formed on an inner wall of a heat transfer tube connected to the inlet portion .
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