JP7670962B2 - Heat exchanger - Google Patents
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Description
分流部を備える熱交換器に関する。 This relates to a heat exchanger equipped with a flow dividing section.
従来から、熱交換器に設けられている複数の冷媒流路に分流器により分流する構成が採用されている。このような熱交換器が凝縮器として機能しているときに、熱交換器の出口では、冷媒が液状になっているため、冷媒密度が高く、流速が遅くなる。このように、熱交換器が凝縮器として機能しているときには、冷媒流路と分流器との間における流路の高低差によって生じるヘッド差により、液状の冷媒が滞留し易くなる。 Conventionally, a configuration has been adopted in which a flow divider is used to divide the refrigerant into multiple refrigerant flow paths provided in a heat exchanger. When such a heat exchanger functions as a condenser, the refrigerant is in liquid form at the outlet of the heat exchanger, so the refrigerant density is high and the flow rate is slow. In this way, when the heat exchanger functions as a condenser, the liquid refrigerant tends to stagnate due to the head difference caused by the difference in height between the refrigerant flow path and the flow divider.
分流器によるヘッド差を低減するための熱交換器として、例えば特許文献1(国際公開2019/150851号)に記載されている熱交換器がある。特許文献1の熱交換器が凝縮器として機能するとき、液状の冷媒が分流器の重力方向上方から流出する。また、分流器の重力方向下方に接続された複数の細管から冷媒が流入する。前述の特許文献1の分流器の構成は、分流器の設置高さが原因で生じるヘッド差を低減することができる。しかしながら、特許文献1の熱交換器は、配管の曲げ加工が多くなり、分流器に接続されている配管の構成が複雑になる。
As an example of a heat exchanger for reducing the head difference caused by a flow divider, there is a heat exchanger described in Patent Document 1 (WO 2019/150851). When the heat exchanger of
分流部を備える熱交換器には、簡単な構成で分流部によって生じるヘッド差を低減するという課題がある。 Heat exchangers with a diversion section have the challenge of reducing the head difference caused by the diversion section with a simple configuration.
第1観点の熱交換器は、第1の伝熱管と、第2の伝熱管から第Nの伝熱管と、本体側分流部と、第1管と、第2管から第N管とを備える。第2の伝熱管から第Nの伝熱管は、第1の伝熱管の重力方向の上方に配置されている。第1管は、本体側分流部と第1の伝熱管とを接続する。第2管から第N管は、本体側分流部と第2の伝熱管から第Nの伝熱管とを接続する。第1管は本体側分流部の一方側に接続され、第2管から第N管は本体側分流部の他方側に接続されている。第1管は、本体側分流部の直前において、水平方向に対する傾きが±45°の範囲の第1方向に沿って延びる。 The heat exchanger of the first aspect includes a first heat transfer tube, a second heat transfer tube to an Nth heat transfer tube, a main body side branch section, a first tube, and a second tube to an Nth tube. The second heat transfer tube to the Nth heat transfer tube are arranged above the first heat transfer tube in the direction of gravity. The first tube connects the main body side branch section and the first heat transfer tube. The second tube to the Nth tube connect the main body side branch section and the second heat transfer tube to the Nth heat transfer tube. The first tube is connected to one side of the main body side branch section, and the second tube to the Nth tube are connected to the other side of the main body side branch section. The first tube extends along a first direction with an inclination of ±45° with respect to the horizontal direction immediately before the main body side branch section.
第1観点の熱交換器では、第2の伝熱管から第Nの伝熱管の下方に配置された第1の伝熱管には、液状の冷媒が流れる。この第1の伝熱管が本体側分流部に接続される直前の部分が第1方向に向かって延びている。係る構成の熱交換器は、本体側分流部に接続される直前の部分の第1の伝熱管が重力方向に向かって延びるように配置される従来の構成の熱交換器に比べて、ヘッド差を低減することができる。 In the heat exchanger of the first aspect, liquid refrigerant flows through the first heat transfer tube, which is disposed below the second heat transfer tube to the Nth heat transfer tube. The portion of this first heat transfer tube immediately before it is connected to the main body side branch section extends in the first direction. A heat exchanger of this configuration can reduce the head difference compared to a conventional heat exchanger in which the portion of the first heat transfer tube immediately before it is connected to the main body side branch section is disposed so as to extend in the direction of gravity.
第2観点の熱交換器は、第1観点熱交換器であって、第2管から第N管は、本体側分流部の他方側において水平方向に沿って並んでいる。 The heat exchanger of the second aspect is the heat exchanger of the first aspect, in which the second tube to the Nth tube are arranged horizontally on the other side of the main body side branch section.
第2観点の熱交換器では、本体側分流部の他方側において第2管から第N管が水平方向に沿って並んでいることで、蒸発器として機能するときに、第2管から第N管まで本体側分流部で冷媒を均等に分流し易くなる。 In the heat exchanger of the second aspect, the second tube to the Nth tube are arranged horizontally on the other side of the main body side branch section, which makes it easier to evenly distribute the refrigerant from the second tube to the Nth tube in the main body side branch section when it functions as an evaporator.
第3観点の熱交換器は、第1観点または第2観点の熱交換器であって、第1の伝熱管は、重力方向の最下段の流路に配置されている。 The heat exchanger of the third aspect is the heat exchanger of the first or second aspect, in which the first heat transfer tube is arranged in the lowest flow path in the direction of gravity.
第4観点の熱交換器は、第1観点から第3観点のいずれかの熱交換器であって、(N-1)は、2の倍数である。 The heat exchanger of the fourth aspect is any of the heat exchangers of the first aspect to the third aspect, where (N-1) is a multiple of 2.
第5観点の熱交換器は、第1観点から第4観点のいずれかの熱交換器であって、第1管が1本であって(N-1)が2、4または8であるか、第1管が2本であって(N-2)が4または8であるか、あるいは、第1管が4本であって(N-4)が8である。 The heat exchanger of the fifth aspect is any of the heat exchangers of the first to fourth aspects, in which there is one first tube and (N-1) is 2, 4, or 8, there are two first tubes and (N-2) is 4 or 8, or there are four first tubes and (N-4) is 8.
第6観点の熱交換器は、第1観点から第5観点のいずれかの熱交換器であって、第1の伝熱管から第Nの伝熱管を固定するための管板を備える。管板から本体側分流部までの距離が30mm以下である。 The heat exchanger of the sixth aspect is a heat exchanger of any one of the first aspect to the fifth aspect, and includes a tube plate for fixing the first to Nth heat transfer tubes. The distance from the tube plate to the main body side flow division section is 30 mm or less.
第7観点の熱交換器は、第1観点から第6観点のいずれかの熱交換器であって、凝縮器として機能する場合の出口側に第1の伝熱管が配置され、入口側に第2から第Nの伝熱管が配置されている。 The heat exchanger of the seventh aspect is any one of the heat exchangers of the first aspect to the sixth aspect, in which the first heat transfer tube is arranged on the outlet side when functioning as a condenser, and the second to Nth heat transfer tubes are arranged on the inlet side.
第8観点の熱交換器は、第1観点から第7観点のいずれかの熱交換器であって、第2の伝熱管は、第3から第Nの伝熱管よりも重力方向の下方に位置する。本体側分流部は、第2の伝熱管よりも重力方向の下方に位置する。 The heat exchanger of the eighth aspect is a heat exchanger of any one of the first aspect to the seventh aspect, in which the second heat transfer tube is located lower in the direction of gravity than the third to Nth heat transfer tubes. The main body side branch section is located lower in the direction of gravity than the second heat transfer tube.
第8観点の熱交換器では、本体側分流部が第2の伝熱管よりも重力方向の上方に位置する場合に比べて、ヘッド差を小さくし易くなる。 In the heat exchanger of the eighth aspect, it is easier to reduce the head difference compared to when the main body side branch section is located higher in the direction of gravity than the second heat transfer tube.
第9観点の熱交換器は、第1観点から第8観点のいずれかの熱交換器であって、本体側分流部は、第1管が側面に接続され、第2から第Nの伝熱管が上面に接続されている。 The heat exchanger of the ninth aspect is any one of the heat exchangers of the first aspect to the eighth aspect, in which the main body side branch section has the first tube connected to the side and the second to Nth heat transfer tubes connected to the top.
第9観点の熱交換器では、第1管と第2管から第N管との間の管の折り曲げを少なくでき、第1管と第2管から第N管の配管が容易になる。 In the heat exchanger of the ninth aspect, the number of bends in the tubes between the first tube and the second tube to the Nth tube can be reduced, making it easier to piping the first tube and the second tube to the Nth tube.
(1)全体構成
図1には、熱交換器が適用されている冷凍サイクル装置の一例としての空気調和機1が示されている。本開示では、冷凍サイクル装置が空気調和機1である場合について説明するが、冷凍サイクル装置は、空気調和機1に限定されるものではない。冷凍サイクル装置は、冷凍サイクルを行う装置である。冷凍サイクル装置には、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、給湯器、床暖房装置、ヒートポンプ装置がある。
(1) Overall Configuration Fig. 1 shows an
図1の空気調和機1は、圧縮機2、四方弁3、室外熱交換器4、膨張弁5、室内熱交換器6、室外ファン7及び室内ファン8を備えている。以下で説明する本開示の対象となる熱交換器は、室外熱交換器4と室内熱交換器6のうちの前者である。
The
圧縮機2、四方弁3、室外熱交換器4、膨張弁5及び室内熱交換器6は、連絡管11によって接続されて、冷媒回路10を形成している。冷媒回路10では、冷媒が循環して、蒸気圧縮冷凍サイクルが繰り返される。言い換えると、冷媒は、減圧膨張と放熱凝縮とを交互に行いながら冷媒回路10の中を循環する。蒸気圧縮冷凍サイクルが実施される冷媒回路10で使用される冷媒としては、例えば、ハイドロフルオロカーボン(HFC)系冷媒、ハイドロフルオロオレフィン(HFO)、不飽和HFC系冷媒または自然冷媒がある。HFC系冷媒としては、例えば、R32、R410A、R407CまたはR134aがある。HFOとしては、例えば、R1234zeまたはR1234yfがある。自然冷媒には、例えばR717がある。
The
冷媒回路10の中を流れる冷媒の流路は、四方弁3によって切り換えられる。空気調和機1は、四方弁3により流路を切り換えて、冷房運転と暖房運転の切り換えを行うことができる。冷房運転のときには、圧縮機2、四方弁3、室外熱交換器4、膨張弁5、室内熱交換器6、四方弁3、そして圧縮機2の順に冷媒が流れる。暖房運転のときには、圧縮機2、四方弁3、室内熱交換器6、膨張弁5、室外熱交換器4、四方弁3、そして圧縮機2の順に冷媒が流れる。
The flow path of the refrigerant flowing through the
室外熱交換器4及び室内熱交換器6は、フィンアンドチューブ式熱交換器である。冷房運転時には、室外熱交換器4が凝縮器として機能し、室内熱交換器6が蒸発器として機能する。暖房運転時には、室外熱交換器4が蒸発器として機能し、室内熱交換器6が凝縮器として機能する。
The
(2)詳細構成
(2-1)室外熱交換器
図2には、室外熱交換器4の伝熱管21とU字管22と伝熱フィン24の一部が示されている。図2及び図3に示されているように、室外熱交換器4は、複数の伝熱管21と複数のU字管22と複数の接続管23と複数の伝熱フィン24とヘッダ集合管25と出入口側分流部26と第1本体側分流部27と第2本体側分流部28と第1出入口31と第2出入口32と管板35を備えている。図3には、室外熱交換器4の側面から見た伝熱管21とU字管22と接続管23と出入口側分流部26と第1本体側分流部27と第2本体側分流部28とヘッダ集合管25の接続関係が模式的に示されている。ここで、本体側分流部とは、第1出入口31と伝熱管21との間に配置されるヘッダ集合管25(ヘッダ型分流器)または第2出入口32と伝熱管21との間に配置される出入口側分流部26以外の熱交換器に設けられた分流部である。
(2) Detailed Configuration (2-1) Outdoor Heat Exchanger Fig. 2 shows a part of the
凝縮器として機能する室外熱交換器4では、圧縮機2から吐出された冷媒が第1出入口31を通って室外熱交換器4に入る。蒸発器として機能する室外熱交換器4では、室内熱交換器6の中で熱交換された冷媒が第1出入口31を通って室外熱交換器4から出る。凝縮器として機能するときも蒸発器として機能するときも、第1出入口31を通過する冷媒は、主にガス化した冷媒である。
When the
ヘッダ集合管25は、第1出入口31と複数の接続管23とに接続されている。凝縮器として機能する室外熱交換器4では、第1出入口31から入った冷媒が、ヘッダ集合管25で分配されて、複数の接続管23に流れ込む。蒸発器として機能する室外熱交換器4では、複数の接続管23を流れる冷媒が、ヘッダ集合管25で合わさって、第1出入口31に流れる。
The
接続管23は、伝熱管21に接続されている。図3に円で示されている室外熱交換器4の44本の伝熱管21は、2列22行に配置されている。なお、図2及び図3に矢印で示されている、重力方向GDの並びが行であり、水平方向HDの並びが列である。ここでは、ヘッダ集合管25に接続されている伝熱管21が配置されている列を第2列といい、第1本体側分流部27に接続されている伝熱管21が配置されている列を第1列という。言い換えると、図3に向かって、右側に在る伝熱管21の列が第1列、左側に在る伝熱管21の列が第2列である。本開示の技術が適用される室外熱交換器4の伝熱管21の本数及び配列は、図3に示されている配列に限られない。
The
図3には、伝熱管21の円形の断面が示されている。言い換えると、伝熱管21は、図3の紙面に対して垂直な方向に延びている。接続管23が接続されていない伝熱管21の端部にはU字管22が接続されている。U字管22は、2本の伝熱管21を接続している。U字管22は、一方の伝熱管21の中を流れてきた冷媒を、室外熱交換器4の端部で折り返して、他方の伝熱管21に流すための管である。図3において、実線で示されたU字管22が手前に配置され、破線で示されたU字管22が奥に配置されている。伝熱管21は、全て、複数の伝熱フィン24を垂直に貫通している。複数の伝熱フィン24は、互いに主面が平行になるように配置されている。これら複数の伝熱管21及び複数のU字管22は、管板35に固定されている。
Figure 3 shows a circular cross section of the
2本の伝熱管21と第2本体側分流部28とが、2本の接続管23によって接続されている。また、2本の伝熱管21と第1本体側分流部27とが、2本の接続管23によって接続されている。図3の室外熱交換器4では、凝縮器として機能する場合、2本の伝熱管21から2本の接続管23を通って第2本体側分流部28に冷媒が流れる。2本の接続管23から第2本体側分流部28に流入して、第2本体側分流部28で合わさった冷媒が1本の接続管23から流出する。同様に、2本の伝熱管21から2本の接続管23を通って第1本体側分流部27に冷媒が流れる。2本の接続管23から第1本体側分流部27に流入して、第1本体側分流部27で合わさった冷媒が1本の接続管23から流出する。
The two
室外熱交換器4の最下段には、サブクール熱交換部SCが設けられている。サブクール熱交換部SCは、室外熱交換器4が凝縮器として機能するときに、液化した冷媒の温度を熱交換によってさらに下げる機能を有している。サブクール熱交換部SCは、室外熱交換器4の下部に配置されている4本の伝熱管21と2本のU字管22で構成されている。第1本体側分流部27は、サブクール熱交換部SCの第1列の伝熱管21に接続されている。第2本体側分流部28は、サブクール熱交換部SCの第2列の伝熱管21に接続されている。換言すると、サブクール熱交換部SCの第1列の伝熱管21は、室外熱交換器4の最下段の流路に含まれているということである。同様に、サブクール熱交換部SCの第2列の伝熱管21は、室外熱交換器4の最下段の他の流路に含まれているということになる。サブクール熱交換部SCの第1列の伝熱管21と第2列の伝熱管を通過した冷媒は、出入口側分流部26に流れ込む。サブクール熱交換部SCから出入口側分流部26に流入した冷媒は、出入口側分流部26で合わさって第2出入口32から流出する。
The subcool heat exchange section SC is provided at the bottom of the
蒸発器として機能する室外熱交換器4では、第2出入口32から出入口側分流部26に流入した冷媒が、出入口側分流部26で2本の接続管23に分配される。出入口側分流部26で2本の接続管23に分配された冷媒は、それぞれ伝熱管21とU字管22と接続管23とを経由して第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28に流入する。第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28に流入した冷媒は、第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28で、それぞれ2本ずつの接続管23に分配される。第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28でそれぞれ2つずつに分流された冷媒は、それぞれ接続管23と伝熱管21とU字管22とを経由してヘッダ集合管25に流れる。ヘッダ集合管25に4本の接続管23から流入した冷媒は、ヘッダ集合管25で合わさって、第1出入口31から流出する。凝縮器として機能するときも蒸発器として機能するときも、第2出入口32を通過する冷媒は、主に液化した冷媒である。
In the
(2-1-1)本体側分流部に接続されている伝熱管
第1本体側分流部27に関して、室外熱交換器4の第1列において重力方向に並ぶ22行の伝熱管21には、3本の伝熱管HR1,HR3,HR4が含まれている(図3参照)。第2本体側分流部28に関して、室外熱交換器4の第2列において重力方向に並ぶ22行の伝熱管21には、伝熱管HR2が含まれ、第1列には伝熱管HR5,HR6が含まれている(図3参照)。これら伝熱管HR1~HR6は管板35に固定されている。
(2-1-1) Heat transfer tubes connected to the main body-side distribution section With respect to the first main body-
伝熱管HR1~HR6は、他の伝熱管21、U字管22を介してヘッダ集合管15に接続されてもよく、ヘッダ集合管15に直接接続されてもよい。また、第1本体側分流部27に接続されている3本の接続管23及び第2本体側分流部28に接続されている3本の接続管23には、それぞれ第1管P1~第3管P3のように符号を付し、それぞれの接続管を区別して説明する。例えば、第2本体側分流部28に関する伝熱管HR6は、第2本体側分流部28の第3管P3に接続されている。例えば、伝熱管HR1は、サブクール熱交換部SCに含まれている。言い換えると、伝熱管HR1は、重力方向の最下段の流路に配置されている。
The heat transfer tubes HR1 to HR6 may be connected to the header collector tube 15 via other
室外熱交換器4は、凝縮器として機能する場合の出口側に第1の伝熱管である伝熱管HR1が配置され、入口側に第2の伝熱管から第Nの伝熱管である伝熱管HR3,HR4が配置されている。ただし、この場合はN=3である。
When the
(2-1-2)本体側分流部
室外熱交換器4は、図4及び図5に示されているように、第1本体側分流部27に対して、第1管P1、第2管P2及び第3管P3を備えている。第1管P1は、第1本体側分流部27と、第1の伝熱管である伝熱管HR1とを接続している。第2管P2から第3管P3は、第1本体側分流部27と、伝熱管HR3から伝熱管HR4とを接続している。伝熱管HR3は第2の伝熱管であり、伝熱管HR4は第3の伝熱管である。伝熱管HR3から伝熱管HR4は、伝熱管HR1に比べて重力方向の上方に配置されている。
(2-1-2) Main-side Dividing Section As shown in Fig. 4 and Fig. 5, the
同様に、室外熱交換器4は、第2本体側分流部28に対して、第1管P1、第2管P2及び第3管P3を備えている。第1管P1は、第2本体側分流部28と第1の伝熱管である伝熱管HR2とを接続している。第2管P2から第3管P3は、第2本体側分流部28と伝熱管HR5から伝熱管HR6とを接続する。伝熱管HR5は第2の伝熱管であり、伝熱管HR6は第3の伝熱管である。伝熱管HR5から伝熱管HR6は、伝熱管HR2に比べて重力方向の上方に配置されている。
Similarly, the
図5に示されているように、第1管P1が第1本体側分流部27の一方側S1に接続され、第2管P2から第3管P3が第1本体側分流部27の他方側S2に接続されている。同様に、第1管P1が第2本体側分流部28の一方側S1に接続され、第2管P2から第3管P3が第2本体側分流部28の他方側S2に接続されている。
As shown in FIG. 5, the first pipe P1 is connected to one side S1 of the first body
第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28は、それぞれ、挿入部40を有する。挿入部40は円筒状の空間であって、円筒状空間SP1は第1方向D1に向かって延びる。また、第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28の直前部41も第1方向D1に沿って延びている。直前部41は、第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28の挿入部40に隣接する部分であり、第1管P1のうちの第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28に接続される直前の部分である。
The first body
図6Aには、水平方向HDに対して、挿入部40及び直前部41がα度傾いている状態が示されている。図6Bには、水平方向HDに対して、挿入部40及び直前部41がβ度傾いている状態が示されている。第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28は、直前部41が水平方向HDに対して±45°の範囲で傾いている第1方向D1に沿って延びるように、室外熱交換器4に取り付けられている。言い換えると、直前部41の傾きが0≦α≦45または0≧β≧-45の条件を満たすように、第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28が室外熱交換器4に取り付けられている。室外熱交換器4が凝縮器として機能しているときに、ヘッド差を生じさせないためには、0<α≦+45の条件を満たすことが好ましい。言い換えると、第1管P1が伝熱管21の方に向かって低くなるように傾いている方が好ましい。
6A shows a state in which the
第1管P1は、第1本体側分流部27に対して、伝熱管HR1まで第1方向D1に沿って延びている。同様に、第2本体側分流部28に対して、第1管P1は、伝熱管HR2から第2本体側分流部28まで第1方向D1に沿って延びている。管板35から、第1本体側分流部27、第2本体側分流部28までの距離di1は、30mm以下である。
The first tube P1 extends in the first direction D1 to the heat transfer tube HR1 for the first body
第2管P2と第3管P3は、水平方向HDに沿って並べて、第1本体側分流部27の他方側S2に取り付けられている。そのため、第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28に冷媒が流入するときの位置関係については、第2管P2と第3管P3の間に上下関係が生じない。その結果、第2管P2と第3管P3の取り付け位置に起因する偏流の発生が抑制される。
The second tube P2 and the third tube P3 are aligned along the horizontal direction HD and attached to the other side S2 of the first body
第2の伝熱管である伝熱管HR3は、第3の伝熱管である伝熱管HR4よりも重力方向の下方に位置する(図3参照)。第1本体側分流部27は、伝熱管HR3よりも重力方向の下方に位置する(図3参照)。同様に、第2の伝熱管である伝熱管HR5は、第3の伝熱管である伝熱管HR6よりも重力方向の下方に位置する(図3参照)。第2本体側分流部28は、伝熱管HR5よりも重力方向の下方に位置する(図3参照)。
The second heat transfer tube HR3 is located lower in the direction of gravity than the third heat transfer tube HR4 (see FIG. 3). The first body-
(3)特徴
(3-1)
室外熱交換器4では、第1本体側分流部27について、凝縮器として機能するとき、伝熱管HR3,HR4から伝熱管HR1に向かって液状の冷媒が流れる。これら伝熱管HR3,HR4が、第2の伝熱管から第Nの伝熱管に相当し、伝熱管HR1が第1の伝熱管に相当する。この第1管P1の直前部41が、水平方向HDに対して±45°の範囲で傾いている第1方向D1に沿って延びている。このように構成された室外熱交換器4では、図9に示されている挿入部140及び直前部141が重力方向GDに沿って延びている従来の本体側分流部127のヘッド差ΔHに比べて、ヘッド差を低減することができている。
(3) Features (3-1)
In the
従来は、例えば、室外ユニットの狭いユニット内に室外熱交換器を収容しなければならないため、図9に示されているように、従来の本体側分流部127は、重力方向GDに挿入部140及び直前部141の延びる向きを一致させるように室外機に取り付けられていた。ヘッド差ΔHは、図9に示されているように接続管P102を逆U字形に曲げるか、または接続管P103を逆U字形に曲げることで生じていた。本開示の第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28は、±45度の範囲で傾いている第1方向D1に沿って延びるように取り付けられているので、このような逆U字形の湾曲部を生じさせなくても済み、大きなヘッド差ΔHを生じさせなくても済む。なお、従来の本体側分流部127の接続管P101が第1本体側分流部27に接続されている第1管P1に対応し、接続管P102が第2管P2に対応し、接続管P103が第3管P3に対応する。
Conventionally, for example, because an outdoor heat exchanger must be housed in a narrow outdoor unit, the conventional main
また、室外熱交換器4では、第2本体側分流部28についても、凝縮器として機能するとき、第2の伝熱管から第Nの伝熱管に相当する伝熱管HR5,HR6から第1の伝熱管に相当する伝熱管HR2に向かって液状の冷媒が流れる。この第2本体側分流部28についても、直前部41が、水平方向HDに対して±45°の範囲で傾いている第1方向D1に沿って延びている。従って、第2本体側分流部28についても、第1本体側分流部27と同様の効果を奏する。
In addition, in the
(3-2)
第1本体側分流部27の第1管P1は、伝熱管HR1から第1本体側分流部27まで第1方向D1に延びている。また、第1本体側分流部27の第1管P1は、伝熱管HR2から第2本体側分流部28まで第1方向D1に延びている。このように第1管P1が、水平方向HDに対して±45°の範囲で傾いている第1方向D1に沿って延びているので、重力方向GDに延びる場合に比べて、重力方向GDにおける第1管P1の占有範囲が小さくて済む。係る構成により、ヘッド差を低減できるように第1本体側分流部27を配置し易くなっている。同様に、第2本体側分流部28の第1管P1が、伝熱管HR1から第2本体側分流部28まで第1方向D1に延びているので、ヘッド差を低減できるように第2本体側分流部28を配置し易くなっている。
(3-2)
The first tube P1 of the first body
(3-3)
第1本体側分流部27において、第2管から第N管に相当する第2管P2から第3管P3までが、第1本体側分流部27の他方側S2において水平方向HDに沿って並んでいる。係る構成により、室外熱交換器4が蒸発器として機能するときに、第2管P2から第3管P3まで第1本体側分流部27で冷媒を均等に分流し易くなる。同様に、第2本体側分流部28についても、第2管P2から第3管P3までが、第2本体側分流部28の他方側S2において水平方向HDに沿って並んでいる。そのため、第2本体側分流部28は、蒸発器として機能するときに、第2管P2から第3管P3まで第2本体側分流部28で冷媒を均等に分流し易くなる。
(3-3)
In the first main body
(4)変形例
(4-1)変形例A
上記実施形態では、図4に示されているように、例えば、第1本体側分流部27のみに着目すると、N本の第1の伝熱管から第Nの伝熱管を備える熱交換器のうち、N=3の場合の室外熱交換器4が記載されていることになる。言い換えると、図4には、室外熱交換器4の一部について重力方向GDに並ぶ複数行の伝熱管21を3グループに区分して形成した伝熱管HR1,HR3,HR4が示されている。
(4) Modifications (4-1) Modification A
In the above embodiment, for example, as shown in Fig. 4, when only the first main body-
しかし、図4に示されているように、Nの数は3に限られるものではない。例えば、図7には、室外熱交換器4の全部において重力方向GDに並ぶ複数行の伝熱管21を5グループに区分して形成した5本の第1の伝熱管から第Nの伝熱管である伝熱管HR11~HR15を備える室外熱交換器4が示されている。図7の本体側分流部50は、1つの冷媒の流れを4つに分流し、分流した4つの冷媒の流れを4本の伝熱管HR12~HR15に分配している。このように、Nの数は、4以上の整数であってもよい。
However, as shown in FIG. 4, the number N is not limited to 3. For example, FIG. 7 shows an
(4-2)変形例B
上記実施形態では、第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28で、それぞれ1つの冷媒の流れを2つの冷媒の流れに分流する場合について説明したが、変形例Aのように、1つの冷媒の流れを4つの冷媒の流れに分流するように構成してもよい。変形例Aのような分流をする場合、図8に示されている本体側分流部50のように、内部で、1つの冷媒の流れを2つに分流し、さらにその2つの冷媒の流れを4つに分流してもよい。
(4-2) Modification B
In the above embodiment, a case has been described in which one refrigerant flow is divided into two refrigerant flows at the first body-
図8に示されている本体側分流部50は、冷媒の流れを分流器内の面に衝突させて分流する衝突式分流器である。図8の本体側分流部50は、第1管P1から流入する1つの冷媒の流れFL1を、4つの冷媒の流れFL21~FL24に分流する。本体側分流部50では、第1管P1から入口プレート51の開口部51aに流入した冷媒の流れFL1は、中間プレート52の面53に衝突して2分される。さらに、中間プレート52で2分されて2つの開口部52a,52bを通過した冷媒の流れFL11,12は、本体部54の面55,56に衝突してそれぞれ2分される。本体部54の面55で冷媒の流れFL11が2分されてできた2つの冷媒の流れFL21,FL22は、2つずつの開口部54a,54bと開口部54c,54dにそれぞれ2分される。4つの開口部54a,54b,54c,54dを通過した冷媒の流れFL21,FL22,FL23,FL24は、第2管P2から第5管P5に分配される。入口プレート51には、開口部51aに第1管P1が挿入される挿入部40が設けられている。第1管P1のうち、本体側分流部50の挿入部40に隣接する部分が直前部41である。
The main
(4-3)変形例C
上記実施形態では、第1本体側分流部27のみに着目してみると、室外熱交換器4の重力方向GDに並ぶ複数の伝熱管21に含まれる3本の伝熱管HR1,HR3,HR4が示されている。流路についてみると、1本の伝熱管HR1(サブクール熱交換部SC)を、1つの第1本体側分流部27で、2本の伝熱管HR3,HR4に分流している。
(4-3) Modification C
In the above embodiment, focusing only on the first main body
上記実施形態では、第1本体側分流部27と第2本体側分流部28についてみると、室外熱交換器4の重力方向GDに並ぶ複数の伝熱管21に含まれる6本の伝熱管HR1,HR2,HR3,HR4,HR5,HR6が示されている。流路についてみると、2本の伝熱管HR1,HR2(サブクール熱交換部SC)を、2つの第1本体側分流部27と第2本体側分流部28で、4本の伝熱管HR3,HR4,HR5,HR6に分流している。
In the above embodiment, looking at the first body-
上記変形例Aでは、室外熱交換器4の重力方向GDに並ぶ複数の伝熱管21に含まれる5本の伝熱管HR11~HR15が示されている。流路についてみると、1本の伝熱管HR11(サブクール熱交換部SC)を、1つの本体側分流部50で、4本の伝熱管HR12,HR13,HR14,HR15に分流している。
In the above modification A, five heat transfer tubes HR11 to HR15 are shown, which are included in the multiple
上記の構成以外に、例えば、熱交換器の全部について重力方向GDに並ぶ第1の伝熱管から第9の伝熱管について、1本の第1の伝熱管(サブクール熱交換部)を、1つの本体側分流部で、8本の第2の伝熱管から第9の伝熱管に分流する構成を用いることもできる。 In addition to the above configuration, for example, for the first to ninth heat transfer tubes arranged in the gravity direction GD for the entire heat exchanger, a configuration can be used in which one first heat transfer tube (subcool heat exchange section) is diverted to eight second to ninth heat transfer tubes at one main body side diverting section.
あるいは、熱交換器の全部について重力方向GDに並ぶ第1の伝熱管から第10の伝熱管について、第1の伝熱管及び第2の伝熱管(サブクール熱交換部)を、2つの本体側分流部で、8本の第3の伝熱管から第10の伝熱管に分流する構成を用いることもできる。 Alternatively, for the first to tenth heat transfer tubes aligned in the gravity direction GD for the entire heat exchanger, the first and second heat transfer tubes (subcool heat exchange section) can be diverted to eight third to tenth heat transfer tubes at two main body side diverting sections.
あるいは、熱交換器の重力方向GDに並ぶ複数の伝熱管21に含まれる12本の第1の伝熱管から第12の伝熱管について、第1の伝熱管から第4の伝熱管(サブクール熱交換部)を、4つの本体側分流部で、2本ずつ8本の第5の伝熱管から第12の伝熱管に分流する構成を用いることもできる。
Alternatively, for the 12 first to 12th heat transfer tubes included in the multiple
(4-4)変形例D
上記実施形態では、第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28の両方について、挿入部40が、水平方向HDに対して±45°の範囲で傾いている第1方向D1に沿って延びている構成としている。しかし、第1本体側分流部27の挿入部40が、水平方向HDに対して±45°の範囲で傾いている第1方向D1に沿って延びるように構成してもよい。このように構成した場合の第2本体側分流部28は、例えば、挿入部が重力方向GDに沿って延びるように配置される。ただし、このように構成した第2本体側分流部28であっても、従来のように逆U字形の湾曲部分が第1管、第2管及び第3管に形成されないように構成にする。
(4-4) Modification D
In the above embodiment, the
(4-5)変形例E
上記実施形態では、第1管P1から第3管P3の各管及び第1管P1から第5管P5の各管が接続部の無い一本の管である場合について説明した。しかし、第1管P1から第3管P3の各管及び第1管P1から第5管P5の各管は、複数の管を例えばロウ付けしたものであってもよい。
(4-5) Modification E
In the above embodiment, the first tube P1 to the third tube P3 and the first tube P1 to the fifth tube P5 are each a single tube without a joint. However, the first tube P1 to the third tube P3 and the first tube P1 to the fifth tube P5 may be formed by brazing a plurality of tubes.
(4-6)変形例F
上記実施形態の第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28並びに変形例Bの本体側分流部50には、第1管P1を挿入するための挿入部40がある。しかし、本開示の技術に適用される本体側分流部は、挿入部が無いものであってもよい。例えば、図10A及び図10Bに示されている分岐管型の本体側分流部60のように、挿入部が無いものでも、本開示の技術に適用することができる。分岐管型の本体側分流部60に接続されている第1管P1は、本体側分流部60の直前部41おいても、水平方向HDに対して±45°の範囲の第1方向D1に沿って延びている。
(4-6) Modification F
The first body-
(4-7)変形例G
上記実施形態の第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28、変形例Bの本体側分流部50並びに変形例Fの本体側分流部60は、分流部内での冷媒の流れの方向の変更がなく、分流部内において第1方向D1に沿って冷媒が流れている。しかし、本開示の技術に適用される本体側分流部は、分流部内で冷媒が流れる方向が変更されてもよい。例えば、本開示の技術に適用される本体側分流部は、挿入部が無いものであってもよい。例えば、図11A及び図11Bに示されている本体側分流部70のように、本体側分流部70に接続されている第1管P1は、本体側分流部70の直前部41おいて、水平方向HDに対して±45°の範囲の第1方向D1に沿って延びている。さらに、直前部41の第1管P1に隣接している内部流路71も、第1方向D1に沿って延びている。ところが、本体側分流部70の内部流路71は、重力方向GDに沿って流出するように、内部において曲がっている。そのため、第1管P1は、本体側分流部70の側面SSに接続され、第2管P2及び第3管P3は、本体側分流部70の上面USに接続されている。
(4-7) Modification G
In the first body-
係る構成を持つ本体側分流部70は、第1管P1と第2管P2から第3管P3との間の管の折り曲げを少なくでき、第1管P1と第2管P2から第3管P3の配管が容易になる。図11Aから分かるように、本体側分流部70の内部で流路が90度向きを変えている。そのため、この90度分だけ、第1管P1及び第2管P2から第3管P3における流路変更の角度を小さくすることができ、流路の曲げを、第1本体側分流部27及び第2本体側分流部28、本体側分流部50並びに本体側分流部60を用いる場合と比べて少なくすることができる。
The body-
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, it will be understood that various changes in form and details are possible without departing from the spirit and scope of the present disclosure as set forth in the claims.
4 室外熱交換器
21 伝熱管
27 第1本体側分流部
28 第2本体側分流部
35 管板
50,60,70 本体側分流部
HR1~HR6,HR11~HR15 伝熱管
P1 第1管
P2 第2管
P3 第3管
P4 第4管
P5 第5管
S1 一方側
S2 他方側
4
Claims (9)
前記第1の伝熱管の重力方向の上方に配置されている第2から第Nの伝熱管(HR4,HR6,HR15)と、
本体側分流部(27,28,50,60,70)と、
前記本体側分流部と前記第1の伝熱管とを接続する第1管(P1)と、
前記本体側分流部と前記第2から第Nの伝熱管とを接続する第2管(P2)から第N管(P3,P5)と、
を備え、
前記第1管が前記本体側分流部の一方側(S1)に接続され、前記第2管から前記第N管が前記本体側分流部の他方側(S2)に接続され、
前記第1管は、前記本体側分流部の直前において、水平方向に対する傾きが±45°の範囲の第1方向に沿って延びる、熱交換器(4)。 A first heat transfer tube (HR1, HR11);
second to Nth heat transfer tubes (HR4, HR6, HR15) disposed above the first heat transfer tube in a gravitational direction;
A main body side branch portion (27, 28, 50, 60, 70);
A first tube (P1) that connects the main body side branch portion and the first heat transfer tube;
a second tube (P2) to an Nth tube (P3, P5) connecting the main body side branch portion and the second to Nth heat transfer tubes;
Equipped with
The first pipe is connected to one side (S1) of the main body side branch portion, and the second pipe to the N pipe are connected to the other side (S2) of the main body side branch portion,
The first tube extends along a first direction having an inclination of ±45° with respect to a horizontal direction immediately before the main body side branch portion.
請求項1に記載の熱交換器(4)。 The second pipe to the Nth pipe are arranged along a horizontal direction on the other side of the main body side branch portion.
A heat exchanger (4) according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載の熱交換器(4)。 The first heat transfer tube is disposed in a lowermost flow path in a gravity direction.
A heat exchanger (4) according to claim 1 or claim 2.
請求項1から3のいずれか一項に記載の熱交換器(4)。 (N-1) is a multiple of 2,
A heat exchanger (4) according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれか一項に記載の熱交換器(4)。 The number of the first tubes is one and the (N-1) is 2, 4, or 8, or the number of the first tubes is two and the (N-2) is 4 or 8, or the number of the first tubes is four and the (N-4) is 8;
A heat exchanger (4) according to any one of the preceding claims.
前記管板から前記本体側分流部までの距離が30mm以下である、
請求項1から5のいずれか一項に記載の熱交換器(4)。 a tube plate (35) for fixing the first to Nth heat transfer tubes;
The distance from the tube sheet to the main body side branch portion is 30 mm or less.
A heat exchanger (4) according to any one of the preceding claims.
請求項1から6のいずれか一項に記載の熱交換器(4)。 When functioning as a condenser, the first heat transfer tube is arranged on an outlet side, and the second to Nth heat transfer tubes are arranged on an inlet side.
A heat exchanger (4) according to any one of the preceding claims.
前記本体側分流部は、前記第2の伝熱管よりも重力方向の下方に位置する、
請求項1から7のいずれか一項に記載の熱交換器(4)。 the second heat transfer tube is located lower in a gravitational direction than the third to Nth heat transfer tubes,
The main body side branch portion is located lower than the second heat transfer tube in a gravitational direction.
A heat exchanger (4) according to any one of the preceding claims.
請求項1から8のいずれか一項に記載の熱交換器(4)。 The main body side branch portion has the first tube connected to a side surface and the second to Nth heat transfer tubes connected to an upper surface.
A heat exchanger (4) according to any one of the preceding claims.
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