分配器以及制冷循环装置的制作方法

本发明涉及对制冷剂进行分配的分配器以及具备该分配器的制冷循环装置。

背景技术：

蒸汽压缩机式制冷循环装置包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器。在具有代表性的制冷循环装置中，使用室内或者室外的空气作为成为冷凝器以及蒸发器的热交换器的热源。热交换器为了降低制冷剂的流动损失而具有多个通道。

以往，作为将分配器连接于热交换器的多个通道的结构，已知经由毛细管(capillarytube)而进行连接的结构(专利文献1)。

专利文献1：日本特开2010-169315号公报(第[0037]～[0041]段)

技术实现要素：

在热交换器作为蒸发器发挥功能的情况下，被膨胀阀减压了的二相制冷剂流入热交换器，所以需要使液相成分和气相成分向热交换器的各通道均等地分配，抑制热交换器性能的下降。在热交换器作为蒸发器发挥功能的情况下，如果使用专利文献1所公开的分配器以及毛细管，则由于在毛细管的入口处制冷剂的流路急剧地缩小而产生漩涡，在毛细管的入口附近产生死水区域。在制冷循环中产生的油泥容易滞留在所产生的死水区域，在长时间运转制冷循环装置的情况下，成为使毛细管堵塞的原因。特别是作为全球变暖系数小的制冷剂的hfo1123以及含有hfo1123的混合制冷剂的化学稳定性差，在制冷循环内容易分解，所以有时与其它物质结合而产生油泥。当毛细管堵塞时，分配器变得无法对蒸发器均等地分配二相制冷剂，所以制冷循环装置的可靠性下降。

本发明是为了解决如上所述的课题而做出的，其目的在于提供一种能够抑制漩涡的产生并避免毛细管堵塞的分配器以及制冷系统装置。

本发明的分配器具有本体，在所述本体形成有：制冷剂流入路；多个制冷剂流出路；分配流路，与所述制冷剂流入路以及所述多个制冷剂流出路连通；以及多个锥形状流路，被分别插入于所述制冷剂流出路的每一个与所述分配流路之间，所述锥形状流路具有流入口和流出口，所述流入口比所述流出口大。

本发明的制冷循环装置具备压缩机、冷凝器、膨胀阀、上述分配器以及蒸发器。

根据本发明，在各个制冷剂流出路与分配流路之间设有锥形状流路，所以在制冷剂流出路，制冷剂的流路不会急剧地缩小。因此，根据本发明，能够抑制在分配器的制冷剂流出路产生漩涡。另外，能够缩小死水区域，所以能够抑制油泥滞留在制冷剂流出路中的情况。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的空气调节机1的结构的概略图。

图2是概略性地示出本发明的实施方式1的空气调节机1中的、分配器5的连接关系的放大图。

图3a是从上游侧观察本发明的实施方式1的分配器5时的概略性的平面图。

图3b是从下游侧观察本发明的实施方式1的分配器5时的概略性的平面图。

图3c是本发明的实施方式1的分配器5的概略性的剖面图。

图4a是概略性地示出以往的分配器中的制冷剂流出路的制冷剂的流动的示意图。

图4b是概略性地示出本发明的实施方式1的分配器5中的制冷剂流出路104a的制冷剂的流动的示意图。

图5a是从下游侧观察本发明的实施方式2的分配器5时的概略性的平面图。

图5b是本发明的实施方式2的分配器5的概略性的剖面图。

图6a是从下游侧观察本发明的实施方式3的分配器5时的概略性的平面图。

图6b是本发明的实施方式3的分配器5的概略性的剖面图。

图7a是从下游侧观察本发明的实施方式4的分配器5时的概略性的平面图。

图7b是本发明的实施方式4的分配器5的概略性的剖面图。

图8是本发明的实施方式5的分配器5的概略性的剖面图。

图9是本发明的实施方式6的分配器5的概略性的剖面图。

图10是示出本发明的实施方式6的分配器5中的、压缩损失以及分配偏差的曲线图。

图11是本发明的实施方式7的分配器5的概略性的剖面图。

具体实施方式

实施方式1.

对本发明的实施方式1的空气调节机1进行说明。图1是示出本发明的实施方式1的空气调节机1的结构的概略图。此外，在包括图1的以下的附图中，有时各结构部件的尺寸的关系及形状不同。

本实施方式1的空气调节机1具备室外机2以及室内机3。在室外机2中收容有膨胀阀21、室外侧热交换器22以及压缩机23。在室内机3中收容有室内侧热交换器31。膨胀阀21、室外侧热交换器22、压缩机23以及室内侧热交换器31构成用于使制冷剂循环的制冷循环4。

在本实施方式1中，作为在制冷循环4中循环的制冷剂，例如能够使用hfo1123等全球变暖系数低的制冷剂。这些制冷剂既可以作为单一制冷剂使用，也可以作为将两种以上的制冷剂混合而成的混合溶剂使用。

膨胀阀21是对高压制冷剂进行减压而使其成为低压制冷剂的装置。作为膨胀阀21，例如使用可调节开度的电子膨胀阀等。室外侧热交换器22是在制热运转时作为蒸发器发挥功能并在制冷运转时作为冷凝器发挥功能的热交换器。压缩机23是将吸入的低压制冷剂压缩成高压制冷剂并排出的流体机械。室内侧热交换器31是在制热运转时作为冷凝器发挥功能并在制冷运转时作为蒸发器发挥功能的热交换器。在本实施方式1中，为了降低制冷剂的流动损失，室外侧热交换器22以及室内侧热交换器31具备多个通道。此外，制冷运转是指对室内侧热交换器31供给低温低压的制冷剂的运转，制热运转是指对室内侧热交换器31供给高温高压的制冷剂的运转。

在室外机2具备室外机用送风机24的情况下，在室外侧热交换器22中，在在内部流通的制冷剂与由室外机用送风机24供给(吹送)的空气(外部空气)之间进行热交换。室外机用送风机24与室外侧热交换器22对置地设置，对室外侧热交换器22供给外部空气。作为室外机用送风机24，例如使用螺旋桨式风扇，通过螺旋桨式风扇的旋转而生成通过室外侧热交换器22的空气流。

在空气调节机1是进行制热运转和制冷运转的空气调节机的情况下，室外机2具备用于切换制冷循环4内的制冷剂的流动方向的制冷剂流路切换装置25。作为制冷剂流路切换装置25，例如使用四通阀。

在室内机3具备室内机用送风机32的情况下，在室内侧热交换器31中，在在内部流通的制冷剂与由室内机用送风机32供给(吹送)的空气(室内空气)之间进行热交换。作为室内机用送风机32，使用离心风扇(例如，多叶片风扇、涡轮风扇等)、横流风扇、斜流风扇、轴流风扇(例如，螺旋桨式风扇)等风扇。通过使这些风扇旋转，从而生成通过室内侧热交换器31的空气流。

在本实施方式1中，室外机2在膨胀阀21与室外侧热交换器22之间具备分配器5。关于本实施方式1中的分配器5的结构，之后进行说明。

接下来，对空气调节机1的制冷循环4中的制热运转时的动作进行说明。在图1中，实线箭头表示制热运转时的制冷剂的流动方向。在制热运转中，利用制冷剂流路切换装置25而如实线所示那样切换制冷剂流路，以在室外侧热交换器22中流过低温低压的二相制冷剂的方式构成制冷循环4。

从压缩机23排出的高温高压的气相制冷剂经由制冷剂流路切换装置25而流入到室内侧热交换器31。在制热运转中，室内侧热交换器31作为冷凝器发挥功能。在室内侧热交换器31中，在在室内侧热交换器31的内部流通的制冷剂与由室内机用送风机32吹送的空气(室内空气)之间进行热交换，制冷剂的冷凝热被散热到吹送的空气中。由此，流入到室内侧热交换器31的高温高压的气相制冷剂经由二相制冷剂而成为高压的液相制冷剂。高压的液相制冷剂流入膨胀阀21，被减压而成为低压的二相制冷剂，经由分配器5而流入到室外侧热交换器22。在制热运转中，室外侧热交换器22作为蒸发器发挥功能。在室外侧热交换器22中，在在室外侧热交换器22的内部流通的制冷剂与由室外机用送风机24吹送的空气(外部空气)之间进行热交换，制冷剂的蒸发热从吹送的空气吸热。由此，流入到室外侧热交换器22的低压的二相制冷剂成为低压的气相制冷剂或者干燥度高的低压的二相制冷剂。低压的气相制冷剂或者干燥度高的低压的二相制冷剂经由制冷剂流路切换装置25而被吸入到压缩机23。吸入到压缩机23中的低压的气相制冷剂被压缩而成为高温高压的气相制冷剂。在制热运转时的制冷循环4中，反复进行以上的循环。

接下来，对空气调节机1的制冷循环4中的制冷运转时的动作进行说明。在图1中，虚线箭头表示制冷运转时的制冷剂的流动方向。在制冷运转中，利用制冷剂流路切换装置25如虚线所示那样切换制冷剂流路，以在室内侧热交换器31中流过低温低压的二相制冷剂的方式构成制冷循环4。在制冷运转时，制冷剂向与制热运转时相反的方向流动，室内侧热交换器31作为蒸发器发挥功能。在制冷运转中，在室内侧热交换器31中，在在室内侧热交换器31的内部流通的制冷剂与由室内机用送风机32吹送的空气(室内空气)之间进行热交换，制冷剂的蒸发热从吹送的空气吸热。

接下来，对本实施方式1中的分配器5的结构进行说明。以后的说明以空气调节机1的制冷循环4中的制热运转时的动作为前提。在此，上游、下游表示此时的制冷剂的流动。

图2是概略性地示出本发明的实施方式1的空气调节机1中的、分配器5的连接关系的放大图。图2对应于在图1中用符号p1表示的用虚线包围的部分。

在本实施方式1中，分配器5的本体54具备第1部件52和第2部件53。导入管51经由制冷剂配管而与膨胀阀21连接。在本实施方式1中，将导入管51连接于第1部件52。将多个毛细管6连接于第2部件53。

图3a是从上游侧观察本发明的实施方式1的分配器5时的概略性的平面图。图3b是从下游侧观察本发明的实施方式1的分配器5时的概略性的平面图。图3c是本发明的实施方式1的分配器5的概略性的剖面图。图3c对应于图3b的平面图中的a-a’剖面。

第1部件52是具备制冷剂流入路101的中空圆柱形状的部件。第2部件53具有可连结第1部件52的外周的圆筒形状的内表面。在本实施方式1中，第2部件53具有圆筒形状的外表面。第1部件52以及第2部件53通过钎焊等被连结，在第1部件52的一方的中空圆板面与第2部件53的内表面之间形成与制冷剂流入路101连通的分配流路102。在本实施方式1中，导入管51通过钎焊等而与制冷剂流入路101连接。在本实施方式1中，分配流路102为圆筒形流路。

在第2部件53中形成有多个制冷剂流出路104a。在本实施方式1中，设有4个制冷剂流出路104a。在本实施方式1中，制冷剂流出路104a作为毛细管连接部而与毛细管6连接。毛细管6通过钎焊等而连接于各个制冷剂流出路104a。

在第2部件53中形成多个锥形状流路103a，该多个锥形状流路103a使制冷剂流出路104a的每一个与分配流路102之间分别连通。多个锥形状流路103a具有流入口和流出口，流入口比流出口大。在本实施方式1中，锥形状流路103a在与制冷剂流入路101相反的位置与分配流路102连通。在本实施方式1中，设有圆锥台形状的4个锥形状流路103a。

接下来，对本实施方式1的分配器5的动作进行说明。

从膨胀阀21流出的低压的二相制冷剂经由导入管51而流入到分配流路102。流入的二相制冷剂在分配流路102被分散，分流到多个(在本实施方式1中是4个)锥形状流路103a。被分流了的二相制冷剂通过连接于制冷剂流出路104a的毛细管6而流入到室外侧热交换器22(蒸发器)。

接下来，对本实施方式1的效果进行说明。

图4a是概略性地示出以往的分配器中的制冷剂流出路的制冷剂的流动的示意图。在图4a中，仅以与本实施方式1的分配器5的效果进行比较为目的，对与本实施方式1对应的结构要素附加有相同的符号。另外，在图4a中，为了清楚地示出制冷剂的流动而未图示出毛细管。

在以往的分配器中，在制冷剂流出路，制冷剂的流路急剧地缩小，所以在制冷剂流入时，在制冷剂流出路的入口处产生漩涡。当产生漩涡时，在制冷剂流出路内产生流速极端地缓慢的区域，该区域成为死水区域。在长时间运转空气调节机1的情况下，有时，在制冷循环内产生的油泥滞留在制冷剂流出路的死水区域，使毛细管堵塞。当毛细管堵塞时，分配器变得无法对蒸发器均等地分配二相制冷剂，所以空气调节机的可靠性下降。

相对于此，在本实施方式1中，通过在制冷剂流出路104a与分配流路102之间设置锥形状流路103a，从而能够抑制在制冷剂流出路104a的入口处产生漩涡。以下使用图4b进行说明。

图4b是概略性地示出本发明的实施方式1的分配器5中的制冷剂流出路104a的制冷剂的流动的示意图。图4b对应于图3c的用符号p2表示的用虚线包围的部分。另外，在图4b中，为了清楚地示出制冷剂的流动，未图示出毛细管6。

在本实施方式1的分配器5中，在制冷剂流出路104a与分配流路102之间设有锥形状流路103a，所以在制冷剂流出路104a中，制冷剂的流路不会急剧地缩小。由此，在本实施方式1的分配器5中，能够抑制在制冷剂流出路104a中产生漩涡。在本实施方式1的分配器5中，漩涡的产生被抑制，从而能够缩小死水区域，所以能够抑制油泥滞留于制冷剂流出路104a，能够避免毛细管6堵塞。因此，在本实施方式1的分配器5中，即使在长时间运转空气调节机1的情况下，分配器5也能够对室外侧热交换器22(蒸发器)的各通道均等地分配二相制冷剂。作为结果，在本实施方式1中分配器5能够长期使用，空气调节机1的可靠性以及耐久性提高。

实施方式2.

图5a是从下游侧观察本发明的实施方式2的分配器5时的概略性的平面图。图5b是本发明的实施方式2的分配器5的概略性的剖面图。图5b对应于图5a的平面图中的a-a’剖面。

在本实施方式2中，圆锥台形状的锥形状流路103b的母线的角度θ相对于流路方向成为30度以上且60度以下。关于其它结构要素，由于与实施方式1的结构要素相同，所以省略说明

在角度θ小于30度的情况下，在锥形状流路103b中，制冷剂的流路急剧地缩小，所以变得无法抑制在锥形状流路103b的流入口一侧产生漩涡。另一方面，在角度θ超过60度的情况下，虽然能够抑制在锥形状流路103b的流入口侧产生漩涡，但由于在制冷剂流出路104a中制冷剂的流路急剧地缩小，所以变得无法抑制在制冷剂流出路104a的入口处产生漩涡。

在本实施方式2中，通过将角度θ设为30度以上且60度以下，从而能够抑制在锥形状流路103b的流入口以及制冷剂流出路104a的入口处产生漩涡。因此，在本实施方式2的分配器5中，即使在长时间运转空气调节机1的情况下，分配器5也能够对室外侧热交换器22(蒸发器)的各通道均等地分配二相制冷剂。作为结果，在本实施方式2中，分配器5能够长期使用，空气调节机1的可靠性以及耐久性提高。

实施方式3.

图6a是从下游侧观察本发明的实施方式3的分配器5时的概略性的平面图。图6b是本发明的实施方式3的分配器5的概略性的剖面图。图6b对应于图6a的平面图中的a-a’剖面。

在本实施方式3中，锥形状流路103c的侧面的流路方向的剖面形状构成为四分之一圆的形状。关于其它结构要素，由于与实施方式1的结构要素相同，所以省略说明

在本实施方式3中，通过使锥形状流路103c的侧面的流路方向的剖面形状成为四分之一圆的形状，从而能够抑制锥形状流路103c的流入口以及制冷剂流出路104a的入口处的二相制冷剂的流动的急剧变化，所以能够抑制产生漩涡。因此，在本实施方式3的分配器5中，即使在长时间运转空气调节机1的情况下，分配器5也能够对室外侧热交换器22(蒸发器)的各通道均等地分配二相制冷剂。作为结果，在本实施方式3中，分配器5能够长期使用，空气调节机1的可靠性以及耐久性提高。

实施方式4.

图7a是从下游侧观察本发明的实施方式4的分配器5时的概略性的平面图。图7b是本发明的实施方式4的分配器5的概略性的剖面图。图7b对应于图7a的平面图中的a-a’剖面。

本实施方式4的分配器5构成为连接于制冷剂流出路104b的毛细管6的内径与锥形状流路103a的流出口的直径相同。在本实施方式4中，制冷剂流出路104b具有台阶状部分，构成为上部台阶部分的直径与毛细管6的外径相同，下部台阶部分的直径与毛细管6的内径以及锥形状流路103a的流出口的直径相同。关于其它结构要素，由于与实施方式1的结构要素相同，所以省略说明

在本实施方式4中，通过使毛细管6的内径与锥形状流路103a的流出口的直径相同，从而能够降低毛细管6的入口处的二相制冷剂的流动的变化，所以能够抑制产生漩涡。因此，在本实施方式4的分配器5中，即使在长时间运转空气调节机1的情况下，分配器5也能够对室外侧热交换器22(蒸发器)的各通道均等地分配二相制冷剂。作为结果，在本实施方式4中，分配器5能够长期使用，空气调节机1的可靠性以及耐久性提高。

实施方式5.

图8是本发明的实施方式5的分配器5的概略性的剖面图。在图8中，导入管51连接于第1部件52的制冷剂流入路101，毛细管6连接于第2部件53的制冷剂流出路104a。另外，在图8中，显示有尺寸线。除此之外，图8是与图3c相同的结构。

关于本实施方式5的结构要素，由于与实施方式1的结构要素相同，所以省略说明。在本实施方式5中，多个锥形状流路103a以如下方式配置，即，在从导入管51流出的二相制冷剂碰撞到对置的分配流路102的壁部之后，碰撞后的二相制冷剂流入多个锥形状流路103a。即，制冷剂流入路101被配置成制冷剂通过分配流路102而均等地流入多个锥形状流路103a。在本实施方式5中，内径d1的导入管51的出口位于与全部的锥形状流路103a的流入口外接的直径d2的圆的内侧。

在本实施方式5中，从导入管51流入的二相制冷剂碰撞到对置面而分散，分散了的制冷剂被均等地分流到多个锥形状流路103a。即，在本实施方式5中，能够避免制冷剂直接从导入管51流向锥形状流路103a。在本实施方式5中，二相制冷剂不是直接流入锥形状流路103a，所以即使在流过导入管51的二相制冷剂以不均匀的状态(例如，液相成分不平衡状态)流入的情况下，也能够避免分流变得不均匀。因此，在本实施方式5中，能够将二相制冷剂均等地分配到室外侧热交换器22(蒸发器)的各通道，所以即使是流过导入管51的二相制冷剂为不均匀的状态，也能够维持室外侧热交换器22(蒸发器)的性能。

实施方式6.

图9是本发明的实施方式6的分配器5的概略性的剖面图。在图9中，导入管51连接于第1部件52的制冷剂流入路101，毛细管6连接于第2部件53的制冷剂流出路104a。另外，在图9中显示有尺寸线。除此之外，图9是与图3c相同的结构。

关于本实施方式6的结构要素，由于与实施方式1的结构要素相同，所以省略说明。本实施方式6的分配器5构成为分配流路102的流路方向的宽度h相对于毛细管6的内径d3的比例比0.5大且比1.5小。

图10是示出本发明的实施方式6的分配器5中的、压缩损失以及分配偏差的曲线图。横轴表示分配流路102的流路方向的宽度h相对于毛细管6的内径d3的比例(h/d3)。曲线图的纵轴表示压缩损失以及分配偏差的大小。本实施方式6中的压力损失是指导入管51的出口与锥形状流路103a的流入口之间的压力损失、即分配流路102中的压力损失。本实施方式6中的分配偏差是指流过各个毛细管6的制冷剂流量的最大值与最小值之差。

在分配流路102的流路方向的宽度h小的情况下，分配流路102的容积变小，所以制冷剂的流动损失变大。当流动损失变大时，膨胀阀21的开度不足，所以在空气调节机1的运转中产生障碍。因此，分配流路102的流路方向的宽度h大比较好。另一方面，当增大分配流路102的流路方向的宽度h时，从导入管51流入并碰撞到对置面的二相制冷剂在分配流路102内扩散，飞散的液相成分由于表面张力而再次结合。由于液相成分的再次结合，在分配流路102内液相制冷剂变得不均匀，所以分配偏差变大。

在本实施方式6中，分配流路102的流路方向的宽度h相对于毛细管6的内径d3的比例比0.5大且比1.5小，从而能够避免压力损失增大，并能够将二相制冷剂均等地分配到毛细管6中。因此，在本实施方式6中，能够将二相制冷剂均等地分配到室外侧热交换器22(蒸发器)的各通道，所以能够维持室外侧热交换器22(蒸发器)的性能。

实施方式7.

图11是本发明的实施方式7的分配器5的概略性的剖面图。在图11中，导入管51连接于第1部件52的制冷剂流入路101，毛细管6连接于第2部件53的制冷剂流出路104a。另外，在图11中显示有尺寸线。除此之外，图11是与图3c相同的结构。

关于本实施方式7的结构要素，由于与实施方式1的结构要素相同，所以省略说明。在本实施方式7中，锥形状流路103a的流路方向的宽度l为锥形状流路103a的流出口的直径d4的2倍以下，从而能够抑制分配器5的大型化。

其它实施方式.

本发明不限于上述实施方式而能够进行各种变更。例如，在上述实施方式中，以空气调节机1的制热运转时的动作为前提进行了说明，但在空气调节机1的制冷运转时，也能够使用上述实施方式的分配器5而得到同样的效果。在制冷运转的情况下，室内侧热交换器31作为蒸发器发挥功能，所以分配器5配置在室内机3内，连接于膨胀阀21与室内侧热交换器31之间。

另外，上述实施方式的分配器5不限于空气调节机1而能够在具有制冷循环4的任意的制冷循环装置中使用。

另外，在上述实施方式中，第2部件53的外表面的形状为圆筒形状，但不限于此。第2部件53的外表面的形状能够以适于分配器5的实际的配置场所的方式任意地进行变更。例如，第2部件53的外表面的形状也可以设为立方体形状。

另外，上述实施方式的本体54是将两个部件组合而构成的，但本体54也可以由单一的部件构成，也可以将3个以上的部件组合而构成。

另外，在上述实施方式中，将分配流路102形成为圆筒形状流路，但不限于此。例如，分配流路102也可以形成为长方体形状的流路等剖面为多边形形状的流路。

另外，在上述实施方式中，设于第2部件53的锥形状流路103a、103b、103c以及制冷剂流出路104a、104b的数量设为4个，但不限于此。它们的数量也可以根据作为蒸发器发挥功能的室外侧热交换器22(或者，室内侧热交换器31)的通道的数量进行增减。

另外，在本实施方式4中，制冷剂流出路104b具有台阶状部分，构成为上部台阶部分的直径与毛细管6的外径相同，但不限于此。例如，也可以将制冷剂流出路104b的形状形成为没有台阶状部分的圆筒形状，使毛细管6的外径与制冷剂流出路104b的直径相同。

符号说明

1：空气调节机；2：室外机；3：室内机；4：制冷循环；5：分配器；6：毛细管；21：膨胀阀；22：室外侧热交换器；23：压缩机；24：室外机用送风机；25：制冷剂流路切换装置；31：室内侧热交换器；32：室内机用送风机；51：导入管；52：第1部件；53：第2部件；54：本体；101：制冷剂流入路；102：分配流路；103a、103b、103c：锥形状流路；104a、104b：制冷剂流出路。