JP2008170042A

JP2008170042A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2008170042A
Application number: JP2007002311A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ashida; 健治芦田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2027-01-10
Also published as: JP5160792B2

Abstract

【課題】部品を追加することなく、据付工事作業において入口側補助パイプを曲げるなどしても安定した分流特性を得ることができる空気調和機の熱交換器を提供する。
【解決手段】冷媒管９が蛇行状に配列されると共に該冷媒管９により複数の流路が形成され、かつ冷媒管９に直交して多数のフィン１１が設けられ、入口側の冷媒管９に冷媒を流路を分岐する分流器１０が設けられ、該分流器１０に、冷媒を供給する入口側補助パイプ１３が直接接続され、かつその分流器近傍が出口側補助パイプに固定されることにより、据付工事において入口側補助パイプを曲げるなどしても、分流器が動くことなく、安定した分流特性を得ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷凍サイクルを備えた空気調和機の熱交換器に関するものである。

空気調和機の室内ユニットの室内熱交換器においては、冷媒流路の圧力損失を防止するため、蒸発器となる室内熱交換器の手前側で冷媒流路を分岐する。このとき、冷媒が気液二相域となるため、重力や遠心力等の影響を受け、冷媒が均一に流れないことがあるので、熱交換性能や信頼性に問題があった。

これを解決するため、蒸発器となる室内熱交換器の入口側に、冷媒流路を分岐する分流器が設置されているが、据付工事作業時に配管の変形により発生する冷媒分岐特性が低下するおそれがあった。さらに詳述すると、分流器は、設計毎に冷媒の分岐特性を決める突起の位置を決定し、冷媒の偏流を制御していたが、この方法だけでは、冷媒分流器の上流に位置する補助パイプを室内ユニットの設置の際に曲げると、その下流側にある分流器の傾きが変化してしまい、実際の使用状態では設計通りの制御とはなっていなかった。

特許文献１では、冷媒分岐特性の低下を防止するため、冷媒分岐用のＵベンドの分流部と室内配管との接続部の近傍にあるバネの上から配管固定具を設置し、この配管固定具を蒸発器の端板に固定させていた。

また、別の方法として、図３に示すように、蒸発器１００の冷媒入口側において、補助パイプ１０１に直接分流器を設置するのではなく、入口側補助パイプ１０１から熱交換器の冷媒管１０２を往復させた後、分流器１０３であるトライポッドに接続する方法が考えられる。図中、矢印は冷媒の流れを示す。

この方法によれば、据付工事作業において補助パイプ１０１と熱交換器１００の冷媒管１０２との接続作業時に、補助パイプ１０１を曲げても分流器１０３に直接影響を与えるものではないので、分流器１０３の分流特性が安定する効果がある。
特開平０６−１７４２５６号公報

上述のように、冷媒分岐特性を改善する手法が種々提案されているが、特許文献１の配管固定具は、配管の変形を防止するために配管固定具という新たな部材が必要となり、その設置スペースが必要となるばかりか、生産コストも高くなるといった欠点があった。

一方、図３に示す分流器の設置方法によると、冷媒が分流器に入る前に往復の冷媒管内を通すことになり、その分、冷媒の圧力損失が大きくなり、熱交換性能が劣るおそれがある。

本発明は、上記に鑑み、部品を追加することなく、据付工事作業において入口側の補助パイプを曲げるなどしても安定した分流特性を得ることができる空気調和機の熱交換器の提供を目的としている。

上記目的を達成するため、本発明では、冷媒管が蛇行状に配列されると共に該冷媒管により複数の流路が形成され、かつ前記冷媒管に直交して多数のフィンが設けられ、入口側の冷媒管に冷媒の流路を分岐する分流器が設けられ、該分流器に冷媒を供給する入口側補助パイプが直接接続されてなる空気調和機の熱交換器であって、前記入口側補助パイプが出口側補助パイプに固定されたことを特徴とする。

上記構成によると、入口側補助パイプを分流器に直接接続しているので、図３に示す配管構成に比べて熱交換効率も良好となる。しかも、入口側補助パイプの分流器近傍部分を出口側補助パイプに固定しているので、入口側補助パイプを曲げる必要があっても、分流特性への影響を抑えることができる。

固定手段としては、特に限定するものではないが、入口側補助パイプを出口側補助パイプにろう付けする構成が例示できる。

このような据付工事作業は、室内ユニットと室外ユニットとが分離したセパレート型の空気調和機において、室内ユニットと室外ユニットとの冷媒配管を接続する場合に起こり得る。詳しくは、室内ユニットの左側、右側、後方、下方の四方向に補助パイプを曲げる可能性がある。また、生産時に蒸発器を組み付けたときや、修理時に蒸発器を移動させる必要が生じた場合、作業者によっては補助パイプを曲げることがある。このような場合、分流器の上流側で入口側補助パイプを出口側補助パイプに固定することで、分流器の特性を維持することができる。

なお、出口側補助パイプは、分岐した冷媒管が合流されて入口側補助パイプよりも大径に形成されるが、この合流直後の出口側補助パイプに入口側補助パイプを固定する。これにより、入口側補助パイプが大径の出口側補助パイプに固定するので、安定した固定状態が得られ、分流特性を維持することができる。

図１は本実施形態の空気調和機の冷凍サイクル図、図２は室内ユニットの断面図である。

図に示すように、本発明の空気調和機では、圧縮機１、室外熱交換器２、膨張弁３、室内熱交換器５を順次接続され、冷媒が循環する冷凍サイクルが構成される。

本実施形態では、冷房運転時の冷凍サイクルのみを図示しているが、さらに、圧縮機１と室外熱交換器２及び室内熱交換器５を接続する部分に四方弁を設け、この四方弁の切替えにより、冷媒の流れを冷房時と逆方向にし、暖房運転を行うことができるようにしてもよい。

室内熱交換器５は、冷媒の圧力損失を防止するため、その蒸発器として使用される熱交換器の入口側で分流器４により２つの流路に分岐され、分岐後に第１の熱交換部５ａと第２の熱交換部５ｂとをそれぞれ通り、出口側で合流して圧縮機１の吸入側に至る。

冷凍サイクル１の構成要素は、セパレート型の空気調和機においては、室内ユニットと室外ユニットに分離される。室外ユニットには、圧縮機１、室外熱交換器２および膨張弁３が内装される。また、室外熱交換器２に対面して室外ファン（図示略）が配設される。

一方、室内ユニットには、後ろ側のキャビネット７と前側の前面パネル８とにより形成されたケーシングの内部に室内熱交換器５が内装され、この室内熱交換器５の近傍にクロスフローファン等の室内ファン６（図２参照）が配置される。

室内熱交換器５は、冷媒管９が蛇行状に配列されると共に該冷媒管９により複数の流路（本実施形態では２つの流路）が形成され、前記冷媒管９に直交して多数のフィン１１が設けられる。そして、入口側の冷媒管９に冷媒流路を分岐する分流器１０が設けられる。

分流器１０は、逆Ｕ字形のベント管から構成される。ベント管の中心付近にはＴ字形に接続する接続管部１２が形成される。この接続管部１２に冷媒を供給する入口側補助パイプ１３が直接接続される。また、熱交換器５の冷媒管８の出口側は、入口側と同じ方向に形成される。２つの流路を構成する冷媒管８の出口は、熱交換器の端面で合流器１４により合流される。合流器１４には入口側補助パイプ１３よりも大径の出口側補助パイプ１５が接続される。

入口側補助パイプ１３と出口側補助パイプ１５とは、熱交換器５に沿って配列されると共にその上方位置で後側キャビネット７の背面側に沿わせるために湾曲される。そして、入口側補助パイプ１３は、前記湾曲部１６よりも冷媒流路の下流側で出口側補助パイプ１５にろう付け固定される。

詳述すると、入口側補助パイプ１３は、その先端がＵ字形のベント管１０の管方向に直交する接続管部１２にＴ字状に接続される。入口側補助パイプ１３の他端部は熱交換器５の室内ファン６側まで引き出され、その後、熱交換器５の室内ファンの側面の近くで曲げられる（第１の曲げ部１６）。その後、入口側補助パイプ１３は、出口側補助パイプ１５と共にフィン１１に沿って配列され、上端部で逆Ｕ字状に折り曲げられた後（第２の曲げ部１７）、後ろ側キャビネット７に沿って下方に引き出される。

そして、入口側補助パイプ１３は、第１の曲げ部１６よりも冷媒流路の上流側で、かつ第２の曲げ部１７よりも下流側に位置する分流器近傍部分で出口側補助パイプ１５にろう付け２０により固定される。

ろう付け部分２０は、第１の曲げ部１６付近であってもよいが、入口側および出口側の両補助パイプ１３，１５が共に平行に配列される位置にろう付けされ、ろう付け作業性を良好にしている。つまり、ろう付け固定は、入口側補助パイプの分流器近傍の第１の曲げ部１６と第２の曲げ部１７との間とされる。

上記構成において、入口側補助パイプ１３に直接分流器１０が接続された熱交換器５では、入口側補助パイプ１３と出口側補助パイプ１５とを補助パイプ１３の曲げ手前でろう付け等で固定する。そうすると、分流器１０およびその周辺部が動かなくなり、熱交換器の生産時、設置時、修理時などで、補助パイプ１３が動かされても、分流器１０が動かないので、冷媒の分流が変わることがなく、安定した冷房／暖房能力を発揮することができる。

前記ろう付け固定は、前記入口側補助パイプ１３の前記分流器４の近傍の熱交換器の室内ファン側の近くで曲げられる第１の曲げ部１６と、出口側補助パイプ１５と共にフィン１１に沿って配列され、上端部で逆Ｕ字状に折り曲げられた第２の曲げ部１７とを設けることで、配管の冷媒流路の上流側の接続側で曲げの応力が加わったときに、分流器４近傍への応力が伝わりにくくなる利点がある。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、上記実施形態では、室内熱交換器における補助パイプにろう付けを施したが、室外熱交換器において本発明を適用してもよい。

本実施形態の空気調和機の冷凍サイクル図室内ユニットの断面図従来の熱交換器の斜視図

符号の説明

１圧縮機
２室外熱交換器
３膨張弁
４分流器
５室内熱交換器
５ａ第１の熱交換器
５ｂ第２の熱交換器
６室内ファン
７キャビネット
８前面パネル
９冷媒管
１０熱交換器
１１フィン
１２接続管部
１３入口側補助パイプ
１４合流器
１５出口側補助パイプ
１６第１の曲げ部
１７第２の曲げ部

Claims

冷媒管が蛇行状に配列されると共に該冷媒管により複数の流路が形成され、かつ前記冷媒管に直交して多数のフィンが設けられ、入口側の冷媒管に冷媒の流路を分岐する分流器が設けられ、該分流器に冷媒を供給する入口側補助パイプが直接接続されてなる空気調和機の熱交換器であって、前記入口側補助パイプが出口側補助パイプに固定されたことを特徴とする空気調和機の熱交換器。
前記入口側補助パイプが、前記分流器近傍で出口側補助パイプに固定されたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の熱交換器。
前記入口側補助パイプが前記出口側補助パイプにろう付け固定されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機の熱交換器。
前記出口側補助パイプは、分岐した冷媒管が合流されて前記入口側補助パイプよりも大径に形成され、合流直後の出口側補助パイプに前記入口側補助パイプが固定されたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の熱交換器。
前記ろう付け固定は、前記入口側補助パイプの前記分流器の近くで曲げられる第１の曲げ部と、上端部で逆Ｕ字状に折り曲げられた第２の曲げ部との間であることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機の熱交換器。
室内ユニットと室外ユニットとが分離したセパレート型の空気調和機において、前記室内ユニット又は室外ユニットに前記熱交換器が設置されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気調和機。