專利名稱：制冷劑分配器和具有制冷劑分配器的空氣調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如家庭用房間空氣調(diào)節(jié)器等適用的空氣調(diào)節(jié)器用換熱器的 制冷劑分配器，特別涉及使換熱器有效作用的制冷劑分配器。
背景技術(shù)：
圖r是表示一般家庭用空氣調(diào)節(jié)器的制冷循環(huán)的結(jié)構(gòu)的圖。在圖i中，標
號1是壓縮機，2是四通閥，3是電動閥等的節(jié)流裝置，4是室內(nèi)換熱器，5 是室外換熱器。在家庭用空氣調(diào)節(jié)器中，通過轉(zhuǎn)換四通閥2能進行將室內(nèi)換熱 器4作為蒸發(fā)器、將室外換熱器5作為冷凝器使用的冷氣設(shè)備運轉(zhuǎn)(實線箭頭)， 和將室內(nèi)換熱器4作為冷凝器、將室外換熱器5作為蒸發(fā)器使用的暖氣設(shè)備運 轉(zhuǎn)(虛線箭頭)。
例如，在冷氣設(shè)備運轉(zhuǎn)中，用壓縮機l壓縮的高溫高壓的制冷劑通過四通 閥2流入到室外換熱器5，通過和空氣的熱交換放熱，冷凝。然后，通過電動 閥等的節(jié)流裝置3等焓膨脹后，在低溫低壓成為氣體和液體混雜的氣液二相 流，向室內(nèi)換熱器4流入。在室內(nèi)換熱器4中，由于來自空氣的吸熱作用，制 冷劑從入口到出口邊增加干燥度x,邊蒸發(fā)。然后，從室內(nèi)換熱器4出來的制 冷劑向壓縮機l返回，構(gòu)成循環(huán)。順便說明，所謂干燥度x是用制冷劑全質(zhì)量 流量除制冷劑氣體質(zhì)量流量得到的值，即，干燥度x:制冷劑氣體質(zhì)量流量/ 制冷劑全質(zhì)量流量。
這里，在作為蒸發(fā)器作用的室內(nèi)換熱器4內(nèi)部，構(gòu)成換熱器的配管內(nèi)的流 動阻力的損失對作為蒸發(fā)器的性能下降影響狠大。為了抑制該損失， 一般其結(jié) 構(gòu)是在室內(nèi)換熱器4內(nèi)多條通道并列地分支而使制冷劑流動。將氣液二相流的 制冷劑分配到這些多條通道中的制冷劑分配器是必要的。
作為氣液二相流的制冷劑，由于氣體制冷劑和液體制冷劑有數(shù)十倍的密度 比，流速很不大不相同，氣液的界面紊亂造成制冷劑的流動不穩(wěn)定。另外，制 冷劑分配器上游連接管的彎曲(彎曲部)引起的離心力和入口管的傾斜引起的
重力的作用也對該制冷劑的流動不平衡產(chǎn)生影響。或者，在位于制冷劑分配器 上游的連接管彎曲的曲率小的場合和二通閥等流動的方向急劇變化的場合，緊 接著的流動形成液膜紊亂，在氣相流動的管斷面中心部帶有多個液滴那樣的流 動狀態(tài)，和上述同樣對制冷劑的流動不平衡產(chǎn)生影響。
而且，在如壓縮機轉(zhuǎn)速是可變的變換驅(qū)動式室內(nèi)空調(diào)器那樣制冷劑流量從
小流量到大流量在寬廣范圍變化時和制冷劑分配器31的加工精度有誤差時， 可以說流入到制冷劑分配器31的液體制冷劑的管斷面的分布有大的不同，或 制冷劑的流動有大的偏差。
因此，在換熱器中產(chǎn)生供蒸發(fā)的液體制冷劑充分流動的通道和只不充分流 動的液體制冷劑缺乏的通道。液體制冷劑在通道中途缺乏時，在那個部位以后 的換熱器不能進^f于熱交換，不能發(fā)揮充分的性能。即，不能充分發(fā)揮制冷劑的 作用，需要增加制冷劑的流量來解決其不足的部分，即提高壓縮機轉(zhuǎn)速，增加 制冷劑的流量，得到必要的能力。這樣一來，由于增加向壓縮機投入的無用的 功，不能節(jié)省電能。
再有，在液體制冷劑充分流動的通道中被充分冷卻并奪取潛熱的空氣和在 液體制冷劑缺乏的通道中幾乎不冷卻而殘留了潛熱的空氣若在換熱器下游合 流，則在室內(nèi)風扇和風路中產(chǎn)生結(jié)露，在吹出的空氣中混合水滴。這樣的室內(nèi) 單元的結(jié)露成為使用者不高興的原因。
在采用使室內(nèi)機的送氣溫度不下降的再熱除濕方式等的場合，制冷循環(huán)的 構(gòu)成如圖2那樣。即，在室內(nèi)換熱器4的制冷劑通道間設(shè)置節(jié)流裝置33,由 于用該節(jié)流裝置33使制冷劑減壓，將通道21、 22的部分用作冷凝器，將通道 11、 12的部分用作蒸發(fā)器，通過混合各自的出口溫度而實現(xiàn)上述的再熱除濕 方式。這時，在室內(nèi)換熱器4的通道的中途必須設(shè)置制冷劑分配器32。在冷 氣設(shè)備運轉(zhuǎn)時，在該分配器32中由于制冷劑入口干燥度比該分配器32高，因 而必須分配極少量的液體制冷劑。這樣的高干燥度的液體制冷劑的分配與低干 燥度的分配比較，由于容易受入口的管形狀和重力的影響，因而成為困難的課 題。
對于有關(guān)這樣的液體制冷劑分配的課題，考慮了各式各樣的對策。 例如，在冷氣設(shè)備運轉(zhuǎn)時作為蒸發(fā)器作用的室內(nèi)換熱器4的入口處設(shè)置制
冷劑分配器的場合，在一般家庭用空氣調(diào)節(jié)器中制冷劑入口干燥度比較小，為
0.2左右。這樣的情況如專利文獻1一日本特開2000-105026號公報公開的那樣， 以前提出了如下方案，即通過給制冷劑流提供旋轉(zhuǎn)成分，提供比重力更大的 離心力，從而可減小重力的影響，實現(xiàn)制冷劑分配的改善。
可是，為了給制冷劑流提供旋轉(zhuǎn)成分，必須大的運動量，在制冷劑流量少 的場合不能確保必要的運動量。在采用再熱除濕方式的場合等，在換熱器的配 管中途設(shè)置制冷劑分配器的場合，由于制冷劑的干燥度高，賦予旋轉(zhuǎn)成分用的 液體制冷劑量極少，所以不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流。因此，如專利文獻2—日本特開 2003-014337號公報公開的那樣，以前提出了如下方案，即通過使細微的槽 引起的表面張力作用而減小重力的影響，實現(xiàn)制冷劑分配的改善。
如專利文獻l所示，通過給制冷劑流提供旋轉(zhuǎn)成分，雖能某種程度降低入 口管傾斜產(chǎn)生的重力作用，但在制冷劑流量少的場合和入口管制冷劑干燥度高 的場合等，仍不能降低液體制冷劑的管斷面方向的偏差。
另一方面，如上述專利文獻2所示，通過使細微的槽引起的表面張力作用， 在制冷劑流量少的場合和入口管制冷劑干燥度高的場合等也能降低重力和離 心力的影響引起的液體制冷劑的偏差。
可是，在位于制冷劑分配器上游的連接管的彎曲的曲率半徑小的場合和二 通閥等流動方向急劇變化的場合，緊接著的流動形成液膜紊亂，在氣相流動的 管斷面中心部帶有多個液滴那樣的流動狀態(tài)，不能充分得到細微槽的效果。即， 上述的情況，在分配的部分沒有形成穩(wěn)定的環(huán)流，不能保持分配比。而且，由 于液體制冷劑的偏差隨流量的大小而不同，所以產(chǎn)生在動作范圍從小流量到大 流量這樣寬廣的流量范圍內(nèi)不能保持分配比這個課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種制冷劑分配器，其通過在管內(nèi)面有多個槽的入 口管的入口附近設(shè)置制冷劑流的整流裝置和在出口管的入口附近設(shè)置內(nèi)側(cè)管， 即使流入到入口管的氣液二相流是紊亂的制冷劑流流動，也能可靠地實現(xiàn)氣液 分離并在多個出口管穩(wěn)定地進行氣液二相流的制冷劑分配。
為了解決上述課題，本發(fā)明采用以下的結(jié)構(gòu)。
在具有送入氣液二相制冷劑流的入口管和多個在上述入口管的下游側(cè)分
配上述制冷劑流的出口管的制冷劑分配器中，其結(jié)構(gòu)為，上述入口管在管內(nèi)面 有多個供液體制冷劑流動的槽，在上述入口管的入口附近的內(nèi)部設(shè)有筒狀的制 冷劑流整流裝置，上述整流裝置的內(nèi)側(cè)空間和上述整流裝置的外周部及上述入 口管的內(nèi)面之間的空間形成制冷劑流的流道。
另外，在上述制冷劑分配器中，其結(jié)構(gòu)為，上述筒狀的制冷劑流整流裝置 在上游側(cè)端部形成圓錐形狀，通過使上述制冷劑流沖撞上述圓錐形狀，從而使 上述制冷劑流的流動向上述入口管的管內(nèi)面。
在具有送入氣液二相制冷劑流的入口管和多個在上述入口管的下游側(cè)分 配上述制冷劑流的出口管的制冷劑分配器中，其結(jié)構(gòu)為，上述入口管在管內(nèi)面 有多個供液體制冷劑流動的槽，在上述入口管的入口附近設(shè)置格子狀的制冷劑 流整流裝置，上述格子狀的制冷劑流整流裝置，在中央部格子疏密形成密的構(gòu) 造，在外周部格子疏密形成疏的構(gòu)造。
另外，在上述制冷劑分配器中，其結(jié)構(gòu)為，在與上述制冷劑流整流裝置隔 離的下游側(cè)，在上述入口管和上述出口管之間設(shè)置內(nèi)側(cè)管,上述內(nèi)側(cè)管有比上 述入口管的內(nèi)徑更小的外徑，并與上述多個出口管的入口抵接地設(shè)置。
若使用本發(fā)明，即使在流入到管內(nèi)面有槽的入口管的氣液二相流中包含有 液滴且是紊流，也能可靠地實現(xiàn)氣液分離并在多個出口管穩(wěn)定地進行氣液二相 流的制冷劑流的分配。


圖1是表示一般的家庭用空氣調(diào)節(jié)器的制冷循環(huán)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示一般的家庭用空氣調(diào)節(jié)器的與再熱除濕對應(yīng)的制冷循環(huán)的結(jié) 構(gòu)的圖。
圖3是表示本發(fā)明的第一實施例的制冷劑分配器的總體結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是表示流入到第一實施例的入口管上游側(cè)的連接管的氣液二相狀態(tài) 的制冷劑流流動狀態(tài)的圖。
圖5是表示配置在第一實施例的連接管上游側(cè)的通氣孔(彎曲管)和二通 閥的制冷劑流流動狀態(tài)的圖。
圖6是示意地表示由于在第一實施例的入口管附近設(shè)置整流裝置引起的 制冷劑流動狀態(tài)的圖。
圖7是表示家庭用空氣調(diào)節(jié)器的室內(nèi)換熱器的制冷劑回路中采用第一實 施例的制冷劑分配器的制冷劑配管的圖。
圖8是表示本發(fā)明的第二實施例的制冷劑分配器的整流裝置的其它結(jié)構(gòu) 的圖。
圖9是表示本發(fā)明的第三實施例的制冷劑分配器的整流裝置的其它結(jié)構(gòu) 的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的第一、第二、第三實施例的制冷劑分配器。
第一實施例
以下，參照圖3~圖7詳細說明本發(fā)明的第一實施例的制冷劑分配器。圖3 是表示本發(fā)明的第一實施例的制冷劑分配器的總體結(jié)構(gòu)圖。在圖3中，標號 40是制冷劑流，41是連接管，42是入口管，43是出口管，44是槽，45是內(nèi) 側(cè)管，46'是法蘭盤，46a是已分離的液體的分配流道，46b是已分離的液體的 分配流道，47是法蘭盤的斷面圖，60是整流裝置61的設(shè)置位置的斷面圖，61 是第 一實施例的整流裝置，62是整流裝置的固定機構(gòu)。
在圖3中，本發(fā)明的第一實施例的制冷劑分配器具有氣液二相狀態(tài)的制冷 劑流40流入的連接管41、入口管42和多個出口管43,在連接管41和入口管 42之間設(shè)置環(huán)狀的整流裝置61，在入口管42的內(nèi)面設(shè)有著多個細微的螺旋槽 44。
標號60是沿整流裝置61的設(shè)置位置即A-A斷面剖切的圖。整流裝置61 用整流裝置61固定機構(gòu)固定在入口管42的管斷面中心。這時，整流裝置61 的外徑比入口管42的最小內(nèi)徑更小，以使液膜在連接管41的內(nèi)周和整流裝置 61的外周之間流動。在本實施例中，例如，如圖3所示，在整流裝置61的外 周的一部分上設(shè)置多個突起部62，并固定在螺旋槽的頂部和整流裝置61的外 周之間。
通過在入口管42的出口部分設(shè)置外徑比入口管42的最小內(nèi)徑更小的內(nèi)側(cè) 管45，構(gòu)成雙層管部X(由入口管42的出口部分和內(nèi)側(cè)管45構(gòu)成)。標號46 是固定內(nèi)側(cè)管45用的法蘭盤，47是用B-B斷面切斷法蘭盤的圖。
圖4是表示流入到本實施例的入口管上游側(cè)的連接管的氣液二相狀態(tài)的 制冷劑流流動狀態(tài)的圖。圖5是表示配置在本實施例的連接管上游側(cè)的通氣孔 (彎曲管)和二通閥的制冷劑流動狀態(tài)的圖。
本實施例的制冷劑分配器，使用于例如空氣調(diào)節(jié)器時，若連接管41上游 側(cè)是足夠長的直管部分，流入到連接管41的氣液二相狀態(tài)的制冷劑流40的流 動狀態(tài)則如圖4(a)那樣。即，是液相在管內(nèi)壁呈膜狀流動，氣相在管斷面 中心部流動的環(huán)狀流(環(huán)狀流動)?？墒?，實際上如圖5所示，在連接管41 的上游，設(shè)置通氣孔(彎曲管)和二通閥的情況居多，這種情況成為如圖4(b) 所示的連接管41的制冷劑流的流動狀態(tài)。
圖5 (a)為通氣管內(nèi)部的的狀態(tài)，圖5 (b)為二通閥內(nèi)部的狀態(tài)。在圖 5 (b)中省略了閥體。圖5表示從水平方向的流動到垂直向下的流動。如圖5 所示，通過了通氣孔和二通閥等之后的制冷劑，由于流動的方向急劇改變，處 于液膜亂、在氣相流動的管斷面中心部帶有許多液滴那樣的流動狀態(tài)。若在這 樣的流動狀態(tài)下流入到入口管，僅在螺旋槽部44氣液分離不能完全進行，致 使分離效率降低，分配比波動。
圖6是示意地表示由于在第一實施例的入口管附近設(shè)置整流裝置引起的 制冷劑流動狀態(tài)的圖。圖6中，在氣液二相狀態(tài)的制冷劑流40通過整流裝置 61向入口管42流入時，如圖6所示，帶有氣相并流過管斷面中心的液滴的一 部分沖撞整流裝置61的上端部。由于該沖撞，朝向管外周方向的液滴直接附 著到流過入口管42的內(nèi)壁的液膜上。另外，向著管斷面中心方向的液滴與管 斷面中心部的流動合流。而且，由于管斷面成為從連接管41在整流裝置61 縮小(整流裝置的內(nèi)徑比連接管41的內(nèi)徑更小)，接著在入口管42擴大的流 道，因而管斷面中心部的流動成為在整流裝置61內(nèi)部縮流之后在向入口管42 流入時擴大的流動(參照圖6所示的箭頭)。隨著該流動的液滴向流過入口管 42的內(nèi)壁的液膜附著。因而，向入口管42流入的制冷劑成為穩(wěn)定的環(huán)狀流。
本實施例的整流裝置61，管壁越厚，液滴向液膜的附著量就越多，但由 于成為流動的阻力而使流動損失增加。因此，必須根據(jù)采用本實施例的入口干 燥度、到連接管41的管形狀來決定整流裝置61的最佳尺寸。例如，由于管斷 面存在的液相少，所以入口干燥度越高，液膜的厚度越薄，液滴量少。即，采
用本實施例的入口干燥度越高，可以使管壁越薄而不會大幅度地增加因整流裝
置引起的流動損失，附著液滴，并流入到入口管42的制冷劑成為穩(wěn)定的環(huán)狀 (環(huán)狀流動)。
另外，需要對整流裝置61和雙層管部X的距離根據(jù)流量范圍進行最佳配 置，從而使整流裝置61的下游側(cè)的液滴附著充分進行。即，整流裝置61和雙 層管部X的距離需要達到通過整流裝置后的液滴向液膜附著的范圍以上。流 量越多，管斷面中心部氣相的流速越快，由于與其相應(yīng)的液滴的流速也變快， 通過整流裝置后的向液膜的附著范圍變寬，所以必須加長整流裝置61到雙層 管部X的距離。
如上所述，通過了整流裝置61的制冷劑流40，在入口管42內(nèi)流動時， 由于設(shè)置在內(nèi)面的細微螺旋槽44部分的表面張力作用，液體制冷劑被引入到 槽內(nèi)。這里，液體制冷劑由于槽相互間的間隙的間隔越細越容易受到表面張力 的作用，所以最好是細微的槽。另外，在圖3中以用A-A斷面剖切的圖的斜 線表示的槽部分的周方向的全部橫斷面積必須比每單位時間、每單位橫斷面積 的液體制冷劑的體積流量大。槽部的橫斷面積比液體制冷劑的體積流量小時， 液體制冷劑便從槽部溢出，槽的效果變小。
制冷劑流40由于液體制冷劑被引入到外周部(入口管42的內(nèi)壁)的槽內(nèi)， 氣體制冷劑在入口管42的管斷面中心部分流動，成為液體制冷劑流過槽內(nèi)44 的環(huán)狀流。
到達了入口管42的出口部分的制冷劑流40在有內(nèi)側(cè)管45的雙層管部X 內(nèi)流動。這時制冷劑流40的中心部分的氣體制冷劑向內(nèi)側(cè)管45的內(nèi)側(cè)XI流 動，外周部的液體制冷劑向夾在槽部44和內(nèi)側(cè)管45外周的空間X2流動，氣 體和液體大致分離(參照圖3)。這是因為，由于在槽部44的表面張力的作用， 液體制冷劑被保持在槽部44內(nèi)。因而，可以利用該表面張力降低入口管42 的重力方向的傾斜引起的影響(不垂直配置入口管42時)。
作用在內(nèi)側(cè)管45外周部X2的液體制冷劑上的壓力損失比作用在內(nèi)側(cè)管 45內(nèi)部X1的氣體制冷劑上的壓力損失大時，制冷劑則積存在空間X2部分中， 有時制冷劑液體從內(nèi)側(cè)管45外周部的間隙X2溢出。若這樣做，溢出的液體 制冷劑進入到內(nèi)側(cè)管45內(nèi)部XI,液體制冷劑和氣體制冷劑的分離不能很好進
行。相反，在作用在內(nèi)側(cè)管45外周部X2的液體制冷劑上的壓力損失比作用 在內(nèi)側(cè)管45內(nèi)部XI的氣體制冷劑上的壓力損失小時，氣體制冷劑進入到空 間X2部分中，液體制冷劑和氣體制冷劑的分離不能很好進行。
因而，為了將流過螺旋槽44內(nèi)的液體制冷劑可靠地向外周部的間隙X2 引導，將內(nèi)側(cè)管45的外徑作為以從入口管的中心到槽頂點為半徑的直徑。并 且，內(nèi)側(cè)管45的長度則為直到流過其內(nèi)部XI的氣體制冷劑和流過外周部的 間隙X2的液體制冷劑的合流部的壓力損失之差為0的長度。這樣，內(nèi)側(cè)管45 被設(shè)置在出口管43的入口側(cè)，具有用整流裝置61將分離了液體制冷劑和氣體 制冷劑的制冷劑流以保持在那個狀態(tài)下的原狀送給各自的出口管的功能。換句 話說，若不存在內(nèi)側(cè)管，液體制冷劑和氣體制冷劑則能在出口管的入口側(cè)碰撞 并再次成為混合狀態(tài)，則能產(chǎn)生不以規(guī)定的氣液比例分配給各自的出口管的情 況。
圖3所示的本實施例的構(gòu)造，特別是采用法蘭盤46的流道孔的構(gòu)造，由 于分離并分配液體和氣體，所以能適當分配。分配比可以只4艮據(jù)液體制冷劑的 分配來控制，氣體制冷劑由氣液合流后的流道的壓力損失自動地分配。不改變 分配比時，可以改變分配的流道的各自的總面積。
圖3中，孔46a、 46b做成相互相同的孔。通過了具有內(nèi)側(cè)管45的雙層管 部X的制冷劑流40從貫通法蘭盤46的孔46a、 46b均勻地分配給出口管43。 此外，將氣體制冷劑從圖3所示的法蘭盤46斷面圖47所表示的中央部大的孔 分配給各自的出口管。在本實施例中，雖用貫通法蘭盤的孔分配液體制冷劑， 但也可以用改變管路的直徑和長度來確定流動阻力的不同管路構(gòu)成液體制冷 劑的流道。
圖7是表示家庭用空氣調(diào)節(jié)器的室內(nèi)換熱器的制冷劑回路所采用的第一 實施例的制冷劑分配器的制冷劑配管圖。接著，參照圖7，說明釆用了本實施 例的制冷劑分配器的家庭用空氣調(diào)節(jié)器的室內(nèi)換熱器的結(jié)構(gòu)和動作。圖7中， 在制冷劑配管的中途設(shè)置著本實施例的制冷劑分配器31、 32。
室內(nèi)換熱器為了使空氣和制冷劑進行熱交換，在殼體114內(nèi)配置有彎曲地 配設(shè)的換熱器200、 201、 202。換熱器201、 202中分別設(shè)有制冷劑分配管31 、 32。標號112是進行再熱除濕用的除濕閥，113是供給熱交換用的風量的直流
風扇。換熱器200、 201、 202分別將多個翅片重疊在紙面的垂直方向上，多根 傳熱管穿過該翅片。而且，多根傳熱管例如用U字狀的連接管連接而構(gòu)成制 冷劑通道。
制冷劑分配器31是將一個通道向兩個通道分配的分配器，制冷劑通道310 由制冷劑分配器31分配為制冷劑通道311、 312的兩個通道。制冷劑通道311、 312通過換熱器200、 201后再合流成為一個通道，與設(shè)有除濕閥112的制冷 劑通道320連接，構(gòu)成連續(xù)的制冷劑回路。
另外，制冷劑分配器32也與制冷劑分配器31同樣，是將一個通道向兩個 通道分配的分配器，將制冷劑通道320分配為制冷劑通道321、 322的兩個通 道。制冷劑通道321、 322通過換熱器202后合流而成為一個通道，連接制冷 劑通道323，構(gòu)成連續(xù)的制冷劑回路。然后，制冷劑通道323向未圖示的室外 機引導，經(jīng)過壓縮機、室外換熱器、減壓裝置，作為制冷劑通道310返回圖7。
接著，說明室內(nèi)換熱器的動作。冷氣設(shè)備運轉(zhuǎn)時，制冷劑從未圖示的室外 機向制冷劑通道310流入。(實線箭頭的方向)。流入的制冷劑由制冷劑分配器 31分配給制冷劑通道311、 312的兩個通道，由換熱器200、 201與空氣進行 熱交換。然后在制冷劑通道320合流成一個通道，通過除濕閥112后向制冷劑 分配器32流入。然后，再分配為制冷劑通道321、 322的兩個通道，在換熱器 202與空氣進行熱交換。
在圖2所示的制冷劑分配器32使用本實施例的制冷劑分配器時，通過制 冷劑通道320的高干燥度(x=0.7左右)的氣液二相制冷劑在連接管41、整 流裝置61和入口管42的槽部44形成環(huán)狀流，而且在由內(nèi)側(cè)管45構(gòu)成的雙層 管部X(X1、 X2)進行氣液分離。然后，均勻地分配給321、 322的兩個通道， 在換熱器202與空氣進行熱交換。
這時，連接除濕閥112和制冷劑分配器32的連接管41短，液膜紊亂，即 使在液滴流過斷面中心的狀態(tài)下，也由于利用整流裝置61使液滴附著在液膜 上，因而由制冷劑流動的紊流引起的影響降低，穩(wěn)定的環(huán)狀流向入口管42流 入。接著，向入口管42流入的制冷劑流，由于在槽部44側(cè)的空間X2和內(nèi)側(cè) 管45的內(nèi)側(cè)XI,主要由于表面張力的作用而使液體制冷劑和氣體制冷劑分離， 所以能降低入口管42的重力方向的傾斜和連接管的彎曲(彎曲部)的離心力
引起的影響。
因而，即使有細微的槽的入口管的上游的制冷劑流即使是液滴在環(huán)狀流的 氣相側(cè)飛散那樣的混亂的流動狀態(tài)下，也能在幅度寬廣的流量范圍內(nèi)以最佳的 分配比進行制冷劑的分配。進而，沒有必要使壓縮機運轉(zhuǎn)在必要以上，降低電 能輸入。再有，可消除由于分配比的惡化引起的向室內(nèi)單元的結(jié)露等不良狀況。
在以上的說明中，作為本實施例，雖就將一個通道分為兩個通道的分配器 說明了其動作，但即使出口管為三通道、四通道和多通道的情況也能得到同樣 的效果。另夕卜，在本實施例中說明了在室內(nèi)換熱器的制冷劑配管的中途使用制 冷劑分配器的情況，但例如，對于不進行再熱除濕的情況也能適用。這時，由 于不需要除濕閥，如從室內(nèi)換熱器的入口到出口的全部是兩個通道的情況那 樣，即使在入口的制冷劑的干燥度低的場合(濕度高的場合)，也可以根據(jù)入
口制冷劑狀態(tài)通過使整流裝置61的外徑、壁厚、長度和入口管42的槽部44 的形狀及內(nèi)徑以及內(nèi)側(cè)管45的外徑、壁厚最佳化而得到同樣的效果。 第二實施例
以下，參照圖8說明本發(fā)明的第二實施例的制冷劑分配器的整流裝置。 圖8是表示本發(fā)明的第二實施例的制冷劑分配器的其它整流裝置結(jié)構(gòu)的圖。
圖8所示的整流裝置71設(shè)置在氣液二相狀態(tài)的制冷劑流40流入的連接管 41和入口管42之間的管斷面中心(和圖3所示的配置相同)。連接管41和入 口管42及入口管42下游側(cè)的形態(tài)與第一實施例相同。另外，其氣液分離的效 果和裝入到換熱器中時的效果也與第 一實施例相同。
圖8所示的整流裝置71的流動的上游側(cè)端部，向著流動的上游側(cè)并從管 外周向管斷面中心方向成為圓錐狀。當氣液二相狀態(tài)的制冷劑流40從連接管 41到達整流裝置71時，沖撞整流裝置71的上游側(cè)端部，并向著管外周方向 附著在流過入口管41內(nèi)壁的液膜上。
另外，由于管斷面做成從連接管41在整流裝置71縮小，而在入口管42 擴大的流道，因而，管斷面中心部的流動成為在整流裝置71內(nèi)部縮流之后向 入口管41流入時擴大的流動。隨著該流動的液滴附著在流過入口管41內(nèi)壁的 液滴上(在入口管42的內(nèi)面與第一實施例同樣形成有槽)。因而，向入口管
42流入的制冷劑成為穩(wěn)定的環(huán)狀流。
本實施例的整流裝置71,管壁越厚液滴的附著量越多，但由于成為流動 的阻力而會增加整流裝置導致的流動損失。因此，需要根據(jù)使用的入口干燥度、 到連接管41的管形狀來決定整流裝置71的最佳尺寸。例如，與第一實施例同 樣入口干燥度越高，由于管斷面存在的液相越少，所以液膜的厚度越薄，液滴
量則少。即，釆用本實施例時的入口干燥度越高，則可減薄管壁厚度而不會大 幅度地增加整流裝置引起的損失，液滴附著，向入口管42流入的制冷劑成為 穩(wěn)定的環(huán)狀流。
另外，根據(jù)流量范圍，需要對整流裝置71和雙層管部X的距離進行最佳 配置，從而使整流裝置71的下游的液滴的附著充分地進行。即，整流裝置71 和雙層管部X的距離必須是通過整流裝置之后的液滴向液膜附著的范圍以上。 流量越多，管斷面中心部的氣相的流速越快，由于與其相應(yīng)的液滴的速度也變 快，通過整流裝置之后向液膜附著的范圍變寬，因而必須使整流裝置71和到 雙層管部X的距離加長。
通過如上所述地構(gòu)成整流裝置71,除第一實施例的優(yōu)點以外，即使管壁 厚，由于通過設(shè)置圓錐部也不會使管斷面中心部的氣相的流動太混亂，能將液 滴的一部分引導到外周一側(cè)，因而整流裝置引起的損失降低，即使入口管上游 的制冷劑流是液滴在環(huán)狀流的氣相側(cè)飛散那樣的混亂的流動狀態(tài)，也能在寬廣 的范圍內(nèi)以最佳的分配比進行制冷劑分配。 第三實施例
下面，參照圖9說明本發(fā)明的第三實施例的制冷劑分配器的整流裝置。圖 9是表示本發(fā)明的第三實施例的制冷劑分配器的整流裝置的其它結(jié)構(gòu)圖。
圖9所示的整流裝置81設(shè)置在氣液二相狀態(tài)的制冷劑流40流入的連接管
41和入口管42之間的管斷面上。連接管41和入口管42及入口管42下游側(cè)
的形態(tài)與第一實施例相同。并且，其氣液分離的效果和裝入到換熱器時的效果 也與第一實施例相同。
第三實施例的整流裝置與圖3所示的圓筒體構(gòu)造不同，由在管內(nèi)面設(shè)有螺 旋狀槽的入口管42的入口附近遍及整個斷面的格子狀構(gòu)造體構(gòu)成，再有，該 格子形成有疏密，使管中央部的開口率比管外周部的開口率更小。即，做成中
央部密而到外周部疏，變疏。釆用這樣的整流裝置的構(gòu)造，在格子狀構(gòu)造體的 中央部，由于其密的^"子形狀，包含液滴的氣體制冷劑流，其流速比外周部的 流速慢，沖撞中央部格子的液滴被拉到流速快的外周部，接著便附著在流過入
口管內(nèi)面螺旋槽的液滴上。因而，向入口管42流入的制冷劑成為穩(wěn)定的環(huán)狀 流。
整流裝置81的格子間隔越小，格子的粗度越粗，大流量時的液滴附著量 就越多，但整流裝置引起的損失增加。因此，需要根據(jù)使用的入口干燥度、流 量范圍決定格子的疏密程度和粗度。另外，需要根據(jù)使用的流量范圍選擇整流 裝置81和雙層管部X的距離，以便充分進行整流裝置81下游的液滴附著。
例如，與第一實施例同樣，入口干燥度越高，管斷面存在的液相越少，所 以液膜的厚度薄，液滴量少。即，釆用本實施例時的入口干燥度越高，可以將 格子的密度做得越疏而不會大幅度地增加整流裝置引起的損失，液滴附著，向 入口管42流入的制冷劑成為穩(wěn)定的環(huán)狀流。
另外，需要根據(jù)流量范圍對整流裝置81和雙層管部X的距離進行最佳配 置，以便充分進行整流裝置81下游的液滴附著。即，整流裝置81和雙層管部 X的距離必須設(shè)成通過整流裝置后的液滴向液膜附著的范圍以上。流量越多管 斷面中心部的氣相的流速越快，與此相應(yīng)的液滴的流速也變快，由于通過整流 裝置后向液膜附著的范圍變寬，因而需要加長整流裝置81和到雙層管部X的 距離。
通過如圖9所示地構(gòu)成整流裝置81,除第一實施例的優(yōu)點以外，具有更 簡單的構(gòu)造，即使入口管上游的制冷劑流是液滴在環(huán)狀流的氣相側(cè)飛散那樣的 混的流動狀態(tài)，也能在寬廣的流量范圍內(nèi)以最佳的分配比進行制冷劑分配。
如圖9所示，通過在入口管的入口附近設(shè)置疏密形狀的格子狀整流裝置， 即使在輸送包含液滴的氣液二相流的混亂的制冷劑流的情況下，與第 一及第二 實施例同樣，即使有細微槽的入口管上游的制冷劑流是液滴在環(huán)狀流的氣相側(cè) 飛散那樣混亂的流動狀態(tài)，也能在寬廣的流量范圍內(nèi)以最佳的分配比進行制冷 劑分配。
如以上的說明，本發(fā)明的實施例的制冷劑分配器，其特征是，具有如下的 結(jié)構(gòu)，并發(fā)揮相應(yīng)的功能和效果。即，在具有入口管和從該入口管分支的多個
出口管，并在入口管的內(nèi)面設(shè)有多個細微的槽的制冷劑分配器中，其特征是， 在入口管和出口管之間，按照在入口管的出口側(cè)連接多個出口管入口的方式設(shè)
置有外徑比入口管的最小內(nèi)徑更小的內(nèi)側(cè)管的雙層管部分地區(qū)，并且設(shè)置有在
入口管的入口附近構(gòu)成的入口管內(nèi)壁附近和中心附近是流道的筒狀(環(huán)狀)的
整流裝置，或在流動的上游側(cè)端部從管外周向管斷面中心方向是圓錐狀的筒狀
(環(huán)狀)的整流裝置，或者疏密地形成的格子狀的整流裝置。
本實施例的制冷劑分配器由于具有如上所述的特征，即使氣液二相流是混
亂的流動，由于液滴通過在入口管的入口附近構(gòu)成的制冷劑流的整流裝置而附
著在液膜上而成為穩(wěn)定的環(huán)狀流。再有，用帶槽管的內(nèi)面槽維持形成環(huán)狀流化
的氣液二相流，以便用雙層管部使槽部內(nèi)的液體制冷劑在外周側(cè)流動，使流過
中心的氣體制冷劑在內(nèi)周側(cè)流動。
這樣，即使入口管的上游的制冷劑流是液滴在環(huán)狀流的氣相側(cè)飛散那樣的
混亂的流動狀態(tài)，不僅在由帶槽管形成的旋轉(zhuǎn)成分支配的高流量、低干燥度的
區(qū)域，而且在不產(chǎn)生由帶槽管形成的旋轉(zhuǎn)成分的低流量、高干燥度的區(qū)域，也
能降低入口管上游的連接管的彎曲(彎曲部)的離心力引起的液體制冷劑的偏
移和重力的影響，能在幅度寬廣的流量范圍以最佳的分配比進行制冷劑分配。
進而，沒有必要使壓縮機在必要以上運轉(zhuǎn)，能降低電能的輸入。再有，能消除
因分配比惡化引起的向室內(nèi)單元的結(jié)露等不良狀況。另外，利用分離氣液的作
用，通過在空氣調(diào)節(jié)器中采用本實施例的制冷劑分配器，若用制冷劑分配器主
要只回收液體制冷劑并導入到室內(nèi)換熱器，使氣體制冷劑不通過室內(nèi)換熱器而
返回到壓縮機，則能既確?？煽啃?由于在壓縮機中不混入多余的液體)，又
能以高效率運轉(zhuǎn)空氣調(diào)節(jié)器。
權(quán)利要求
1.一種制冷劑分配器，具有送入氣液二相制冷劑流的入口管和多個在上述入口管的下游側(cè)分配上述制冷劑流的出口管，其特征是，上述入口管在管內(nèi)面有多個供液體制冷劑流動的槽，在上述入口管的入口附近設(shè)有筒狀的制冷劑流整流裝置，上述整流裝置的內(nèi)側(cè)空間同上述整流裝置的外周部和上述入口管的內(nèi)面之間的空間形成為制冷劑流的流道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l記載的制冷劑分配器，其特征是， 上述筒狀的制冷劑流整流裝置在上游側(cè)端部形成圓錐形狀， 通過使上述制冷劑流沖撞上述圓錐形狀，從而使上述制冷劑流的流動向上述入口管的管內(nèi)面。
3. —種制冷劑分配器，具有送入氣液二相制冷劑流的入口管和多個在上 述入口管的下游側(cè)分配上述制冷劑流的出口管，其特征是，上述入口管在管內(nèi)面有多個供液體制冷劑流動的槽， 在上述入口管的入口附近設(shè)置格子狀的制冷劑流整流裝置， 上述格子狀的制冷劑流整流裝置，在中央部格子疏密形成密的構(gòu)造，在外 周部格子疏密形成疏的構(gòu)造。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3記載的制冷劑分配器，其特征是，在與上述制冷劑流整流裝置隔離的下游側(cè)，在上述入口管和上述出口管之 間設(shè)置內(nèi)側(cè)管，上述內(nèi)側(cè)管有比上述入口管的內(nèi)徑更小的外徑，并與上述多個出口管的入 口抵接地設(shè)置。
5. —種空氣調(diào)節(jié)器，其特征是，室內(nèi)換熱器的制冷劑路徑中采用了權(quán)利要求1、 2、 3或4記載的制冷劑分 配器。
全文摘要
本發(fā)明涉及換熱器的制冷劑分配器。即使流入到入口管的氣液二相流是混亂的制冷劑流，也能可靠實現(xiàn)氣液分離，并在多個出口管進行穩(wěn)定的氣液二相流的制冷劑分配。在有送入氣液二相制冷劑流(40)的入口管(42)和多個在入口管下游側(cè)分配制冷劑流的出口管(43)的制冷劑分配器中，入口管有多個使液體制冷劑在管內(nèi)面流動的槽(44)，在入口管的入口附近內(nèi)設(shè)有筒狀的制冷劑流整流裝置(61)，整流裝置的內(nèi)側(cè)空間與整流裝置的外周部和入口管的內(nèi)面之間的空間形成制冷劑流的流道。作為筒狀的制冷劑流整流裝置的其它具體例子，在上游側(cè)端部形成圓錐形狀。作為制冷劑流整流裝置的其它具體例子，做成中央部為密的構(gòu)造，外周部為疏的構(gòu)造的格子狀。
文檔編號F25B41/00GK101182965SQ20071016965
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月14日
發(fā)明者高藤亮一 申請人:日立空調(diào)·家用電器株式會社