JP2017141999A - ヘッダー分配器、ヘッダー分配器を搭載した室外機、及び空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気液二相状態となった冷媒を複数の管に分配する簡易な構造のヘッダー分配器を提供する。【解決手段】本発明に係るヘッダー分配器は、気液二相状態の冷媒を流す冷媒流路を内部に有する液ヘッダー１と、液ヘッダー１の内部を流れた冷媒を液ヘッダー１に戻す入口部差し込み扁平管２とを備える。入口部差し込み扁平管２は、液ヘッダー１の内部に挿入される。挿入された入口部差し込み扁平管２によって、液ヘッダー１内部の冷媒流路の圧力が部分的に減少し、循環流の発生を容易にする。【選択図】 図１

Description

本発明は、蒸発熱交換器に冷媒を分配するヘッダー分配器、蒸発熱交換器とヘッダー分配器とを搭載した室外機及び空気調和装置に関する。

冷凍サイクルにおいて、凝縮器で凝縮された冷媒液が膨張弁によって減圧された場合、冷媒蒸気と冷媒液とが混在する気液二相状態の冷媒となって蒸発熱交換器に流入する。冷媒が気液二相状態で蒸発熱交換器に流入した場合、熱交換器への分配特性悪化等に起因して空気調和機のエネルギー効率が低下する虞がある。

分配特性を改善させるため、ヘッダー分配器を蒸発熱交換器に配置されることがある。ヘッダー分配器は、複数の分岐した枝管を備え、枝管を通して冷媒を分配する装置である。

しかしながら、ヘッダー内の気液二相冷媒の分配は冷媒の質量速度の影響を大きく受けるため、分配される量が大きく異なる虞がある。例えば、高出力の運転をする場合に多くの冷媒がヘッダー上部へと分配され、低出力の運転をする場合に多くの冷媒がヘッダー下部へと分配されてしまうという問題がある。

こうした問題を解決する方法として、ヘッダーの上部と下部とをバイパスする経路を作り、循環流を引き起こす方法がある（例えば、特許文献１）。

国際公開第２００７／０９４４２２号

特許文献１では、ヘッダー上部と下部とをつなげて循環流を引き起こすために、下部の合流部にオリフィス、エジェクター機構等を設けている。しかしながらこれらを設ける場合、ヘッダー構造が複雑になり、製造労力が増大する虞がある。また、コストの大幅な増加を引き起こす虞もある。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、オリフィス及びエジェクター等の特殊な部品を設けることなく、簡素なヘッダー構造によって循環流を引き起こして冷媒を略均等に分配できるヘッダー分配器及びそのヘッダー分配器を搭載した空気調和装置を提供することを目的としている。

本発明に係るヘッダー分配器は、液ヘッダーと、複数の熱交換器連結管と、バイパス配管と、扁平管とを備える。液ヘッダーは、冷媒流路を内部に有し、一端から他端へ向けて冷媒が流される。複数の熱交換器連結管は、一端と他端との間で液ヘッダーと接続され、液ヘッダーから冷媒が分配される。バイパス配管は、複数の熱交換器連結管が接続された位置よりも他端側で液ヘッダーと接続される。入口部差し込み扁平管は、一方が液ヘッダーの外部でバイパス配管と接続され、他方が複数の熱交換器連結管が接続された位置よりも一端側である入口部で液ヘッダーの内部に挿入されて、冷媒を前記バイパス配管から液ヘッダーへと流す。液ヘッダーでは、入口部差し込み扁平管が差し込まれた部分の冷媒流路の断面積が、この部分の一端側および他端側の冷媒流路の断面積よりも小さい。

本発明によれば、入口部差し込み扁平管が差し込まれた部分の冷媒流路の断面積が、バイパス配管が接続された部分の冷媒流路の断面積よりも小さくなるため、扁平管の挿入によって循環流が発生しやすくなる。そのため、オリフィス及びエジェクター等の特殊な部品を使用することなくとも、簡素なヘッダー構造によって冷媒を略均等に分配できる。

本発明の実施の形態１に係るヘッダー分配器を示す模式図。 ヘッダー分配器に用いられる入口部差しこみ扁平管の概略図。 入口部差し込み扁平管により構成される流路閉塞部の断面図。 本発明の変形例に係る入口部差し込み扁平管により構成される流路閉塞部の断面図。 実施の形態１に係るヘッダー分配器に用いられる円管−扁平管変換ジョイントの概略図。 実施の形態１に係るヘッダー分配器に用いられる円管−扁平管変換ジョイントの断面図及び平面図。 本発明の変形例に係る円管−扁平管変換ジョイントの断面図及び平面図。 本発明に用いられるバイパス配管の概略図。 本発明に用いられるバイパスヘッダーの概略図。 本発明の実施の形態２に係るヘッダー分配器。 本発明の実施の形態３に係るヘッダー分配器。 本発明の実施の形態４に係るヘッダー分配器。 本発明の実施の形態５に係る室外機。 本発明の変形例に係る室外機。 本発明の実施の形態６に係る空気調和装置。 本発明の実施の形態７に係る空気調和装置。

以下、添付図面を参照して、本願が開示するヘッダー分配器の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るヘッダー分配器を示す。ヘッダー分配器は、液ヘッダー１、入口部差しこみ扁平管２、熱交換器連結管３、バイパス配管４ａ、円管−扁平管変換ジョイント５ａを含む。

凝縮器で凝縮され膨張弁で減圧されて冷媒蒸気と冷媒液とが混在する気液二相状態となった冷媒が、液ヘッダー１の一端から液ヘッダー１の内部へと流入される。図１に示す一例では、上方から下方へ向かう重力方向において、下方に位置する液ヘッダー１の下部（入口部）から液ヘッダー１の内部へと流入される。液ヘッダー１は円管状となっており、液ヘッダー１の内部は冷媒を流す冷媒流路となっている。

液ヘッダー１の下部から流入した冷媒は、液ヘッダー１の他端へ向けて流される。図１に示す一例では、上方に位置する液ヘッダー１の上部へ向けて冷媒が流される。つまり、重力方向と反対方向に向けて冷媒が流される。

液ヘッダー１の一端と他端との間には、熱交換器に連結される複数の熱交換器連結管３が並んで配置してある。液ヘッダー１の下部から流入した冷媒は、複数の熱交換器連結管３を通して熱交換器へと分配される。

液ヘッダー１の上部近傍にはバイパス配管４ａが接続してある。バイパス配管４ａでは、液ヘッダー１の上部へ向けて流された冷媒が流される。

バイパス配管４ａの一方は液ヘッダー１の上部近傍に接続されているが、他方は後述する円管−扁平管変換ジョイント５ａを介して入口部差し込み扁平管２に接続されている。入口部差し込み扁平管２は、一方が円管−扁平管変換ジョイント５ａを介してバイパス配管４ａに接続されているが、他方が液ヘッダー１の内部に挿入されている。入口部差し込み扁平管２では、バイパス配管４ａを流れる冷媒が液ヘッダー１へと流される。

液ヘッダー１には、円管でなく扁平管である図２に示すような入口部差しこみ扁平管２が、図３に示すように液ヘッダー１の内壁に突き当たるほど挿入されている。液ヘッダー１の内壁と入口部差しこみ扁平管２の表面との間に形成された空間が冷媒流路となる。そのため液ヘッダー１内では、水平方向距離が入口部差し込み扁平管２の流出口端部付近で小さくなり、断面積が縮小された面積縮小部Ａが形成される。液ヘッダー１は管状であり、冷媒が流入する下部側が扁平管２で絞られ、面積縮小部Ａが形成されている。面積縮小部Ａの上方には、細い管が多数接続された空間が形成されている。その空間内部における冷媒の圧力は、液ヘッダー１の他端近傍における冷媒の圧力と同程度であるが、面積縮小部Ａにおける冷媒の圧力よりも高くなっている。このような構成によって、入口部差し込み扁平管２の流出口端部付近でベンチュリー効果が生じ、下部から流入した冷媒が液ヘッダー１の他端へと流れるようになる。また、バイパス配管４ａの水平方向断面積が液ヘッダー１の水平方向断面積よりも小さくしてあり、ベンチュリー効果による冷媒の流れを促している。

液ヘッダー１は管状であり、扁平管２は液ヘッダー１である管がのびる方向に対して交差する方向に挿入されている。具体的には、扁平管２は、液ヘッダー１の管の中心を超えて挿入側から反対側の内壁面に近接するまで挿入されている。このような構成によって、液ヘッダー１の断面積が縮小された面積縮小部Ａが扁平管２の挿入部近傍に形成される。冷媒は面積縮小部Ａよりも下部から供給されて、液ヘッダー１の管内径の断面積を有する流路を上昇して、面積縮小部Ａで絞られた狭い流路を通過した後、再び管内径の拡大した断面積の流路を上昇して、熱交換器連結管３に分配される。図１〜４の一例では、扁平管２の平らで広い２平面がそれぞれ液ヘッダー１の一端側および他端側となるように配置してあるが、扁平管２の２側面がそれぞれ液ヘッダー１の一端側および他端側となるように配置してもよい。

液ヘッダー１の他端の近傍で冷媒が流入するバイパス配管４ａの流入口端部とこの流入口端部に対向する液ヘッダー１の流入口端部対向部位との距離は、液ヘッダー１の内部で冷媒を流出する入口部差し込み扁平管２の流出口端部とこの流出口端部に対向する液ヘッダー１の流出口端部対向部位との距離よりも大きい。言い換えると、バイパス配管４ａの流入口端部近傍にある液ヘッダー１内の水平方向距離は、入口部差し込み扁平管２の流出口端部近傍にある液ヘッダー１内の水平方向距離よりも大きい。この構成によって、入口部差しこみ扁平管２を挿入していない場合と比較し、挿入された入口部差しこみ扁平管２の先端近傍の面積縮小部Ａにおける冷媒流路の断面積（図３の斜線部）が小さくなる。つまり、冷媒流路面積８が小さくなる。そのため液ヘッダー１内において、挿入された入口部差しこみ扁平管２の先端近傍の面積縮小部Ａとバイパス配管４ａが接続された液ヘッダー１の上部近傍のバイパス吸引部Ｂとの静圧差が大きくなる。良好な静圧差を得るためには、たとえば、面積縮小部Ａにおける流路の断面積を、入口部差し込み扁平管２の一端側、他端側における流路の断面積に対して３０％以下などと小さくすることが望ましい。

ヘッダー分配器では、冷媒が気液二相冷媒の状態で液ヘッダー１に流入し、入口部差しこみ扁平管２によって形成された流路面積縮小部Ａを通過する。この時、流路面積縮小部Ａを通過する冷媒速度ｖ１は増加し、その分、流路面積縮小部Ａの静圧ｐ１は小さくなる。流路面積縮小部Ａを通過した冷媒は、前記流路面積縮小部Ａで気液が良く混ざった状態で熱交換器連結管３に流入し、略均等に分配される。

バイパス吸引部Ｂでは、面積縮小部Ａと比較して水平方向の断面積が十分に大きい。そのため、バイパス吸引部Ｂの静圧ｐ２は、ｐ１よりも大きくなる。この時の静圧差が循環流を引き起こす駆動力となる。静圧差によって、ヘッダー上部近傍に到達した冷媒はバイパス配管４ａを通り、入口部差しこみ扁平管２を通過して入口面積縮小部Ａで主流と合流する。実施の形態１に係るヘッダー分配器では、面積縮小部Ａによって加速された冷媒全てが熱交換器連結管３に分配されてしまうことはなく、加速された冷媒の一部はヘッダー上部のバイパス吸引部Ｂまで到達するように構成されている。そのため、循環流が発生しやすくなり、均等な分配を更に促進することができる。

気液二相冷媒の状態となっている冷媒は、上述したような循環流を引き起こすことによって、安定して略均等に複数の熱交換器連結管３に供給されることになる。そのため、熱交換器の性能を無駄なく引き出すことができる。

図３の一例では、扁平管２が液ヘッダー１の内壁に突き当たるほど挿入されているが、本発明はこの一例に限定されない。例えば、入口部での冷媒流速が大きい場合には、入口部差しこみ扁平管２の挿入長さを冷媒流速に応じてより短くしても良い。入口部差しこみ扁平管２の挿入長さに関する筆者らの実験では、冷媒流路面積８を少なくとも１／２以上閉塞させるように挿入長さを決めた場合、循環流が発生することが分かっている。また例えば、液ヘッダー１を流れる冷媒流量が少ない場合には、循環流が発生しにくいため、図４に示すように、液ヘッダー１の厚みの一部を削り、液ヘッダー１の当初内壁の内部まで到達するように入口部差しこみ扁平管２を挿入してもよい。たとえば、このような構成では、面積縮小部Ａにおける流路の断面積を、入口部差し込み扁平管２の一端側、他端側における流路の断面積に対して２０％以下などと小さくすることも可能となる。この構成によって、冷媒流路面積８が更に小さくなり、面積縮小部Ａとバイパス吸引部Ｂとの静圧差が更に大きくなり、循環流が発生しやすくなる。また、入口部差しこみ扁平管２の先端の角部を丸くしたり、液ヘッダー１の内壁に合わせて円弧を描くような先端の形状にしたりすることでも面積縮小部Ａを狭くすることができ、類似の効果が得られる。また、液ヘッダー１と扁平管２との間の冷媒流路面積を小さくすべく、液ヘッダー１が扁平管２に向かって突出するように変形する構成であってもよい。

図１では、複数の熱交換器連結管３に対し、気液二相冷媒の状態となっている冷媒が重力方向と垂直な垂直方向へ分配されるように液ヘッダー１が配置されているが、本発明はこの一例に限定されない。例えば、図１の紙面方向に重力がかかるような変形例としても良い。この変形例の場合、液ヘッダー１内を流れる液冷媒にヘッド差がつかないため、その分、循環流が発生し易くなる。ここでヘッド差とは、ある地点での水の持つエネルギーを水柱の高さに置き換えた第１数値と別のある地点での水の持つエネルギーを水柱の高さに置き換えた第２数値との差を言う。

バイパス配管４ａと入口部差しこみ扁平管２とは、円管−扁平管変換ジョイント５ａを介して接続されている。円管−扁平管変換ジョイント５ａは、図５及び図６に示すような中継部品である。図５に示すように外形の異なる円管状のバイパス配管４ａと扁平管状の入口部差しこみ扁平管２とを接続するために、円管−扁平管変換ジョイント５ａは、図６に示すように円管挿入穴６ａと扁平管挿入穴７とを備える。

図６に示す一例では、円管挿入穴６ａと扁平管挿入穴７とが接触する構成となっているが、本発明はこの一例に限定されない。例えば、図７に示すように、円管−扁平管ジョイント５ａが径の小さい円管挿入穴６ｂを更に備える構成としても良い。円管挿入穴６ｂを更に備えることによって、ロウ付け時の作業性が向上する。また、円管挿入穴６ｂを更に備えることによって、円管−扁平管ジョイント５ａ内での流路が狭まり、冷媒がバイパス配管４ａへと逆流する事態を防止することができる。そのため、冷媒流量が少ない場合においても、循環流が発生しやすくなる。

バイパス配管４ａは、流路面積縮小部Ａからバイパス吸引部Ｂを通過して液ヘッダー１の外部に流れた冷媒を再び流路面積縮小部Ａへ導く部品である。バイパス配管４ａは、図８に示すように、変形させた一本の配管を用いて構成されている。一本の配管としては、変形の容易なキャピラリーチューブ等の細管が好ましい。ここで細管とは、ヘッダー分配器の技術分野で使用される一般的な配管と比較して断面積が比較的小さな細い管を意味している。

図８では、一本の配管を使用したバイパス配管４ａが例示してあるが、本発明は図８に示す一例に限定されない。例えば、図９に示すように、２本のバイパス配管４ａ、４ｂとその２本のバイパス配管４ａ、４ｂを繋ぐバイパスヘッダー１０とを用いて構成されたヘッダー分配器であってもよい。

液ヘッダー１に挿入される熱交換器連結管３及びバイパス配管４ａは、例えば、円管又は扁平管を用いることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、一変形例として、２本のバイパス配管４ａ、４ｂとその２本のバイパス配管４ａ、４ｂを繋ぐバイパスヘッダー１０とを用いて構成されたヘッダー分配器を示していた。一方実施の形態２では、バイパスヘッダー１０に代わって細管を使用したヘッダー分配器を示す。

図１０は、細管としてキャピラリーチューブ１１を使用した一例を示す。図１０に示すように、バイパス配管４ａは水平方向に伸びる部分と垂直方向に伸びる部分とを含み、バイパス配管４ｂは水平方向に伸びる部分を含む。

バイパスヘッダー１０を備える場合と比較し、細管状のキャピラリーチューブ１１を備えることによって、入口差し込み扁平管２からバイパス配管４ｂへ向かう冷媒の逆流現象を抑制する効果が大きくなる。そのため、バイパスヘッダー１０を備える場合と比較し、冷媒流量がより少ない場合であっても循環流を発生できる可能性が高くなり、ヘッダー分配器で使用できる冷媒流量の範囲が大きくなる。

バイパス配管４ａとバイパス配管４ｂとを繋ぐキャピラリーチューブ１１で流動抵抗が生じるように構成した場合、バイパス配管４ａの垂直方向に伸びる部分に液溜まりを作ることができる。具体的には、図１１に示すＣ領域に液溜まりを作ることができる。これによって、２本のバイパス配管４ａ、４ｂを通過する循環流の流量が安定する。そのため、複数の熱交換連結管３に流入する冷媒の脈動現象を低減することができ、より安定して複数の熱交換連結管３に冷媒を供給することができる。バイパス配管４と入口差し込み扁平管２とを接続する配管の少なくとも１部をキャピラリーチューブで構成するようにしてもよい。

実施の形態３．
実施の形態１および２では、冷媒が液ヘッダー１へと戻る経路として入口差し込み扁平管２を使用する構成であった。一方実施の形態３では、図１１に示すように、入口差し込み扁平管２の根元付近Ｄにバイパス枝管１２を更に備える。実施の形態３では、入口差し込み扁平管２だけでなくバイパス枝管１２も液ヘッダー１に接続してあり、入口差し込み扁平管２からだけでなくバイパス枝管１２からも冷媒の循環流が液ヘッダー１へと戻ることが可能な構成になっている。

入口差し込み扁平管２の根元付近Ｄは、重力方向において流路面積縮小部Ａに近いが水平方向において流路面積縮小部Ａから遠い。つまり、バイパス枝管１２から液ヘッダー１の内部へ冷媒が流れでる部分（根元付近Ｄ）と入口部差し込み扁平管２から液ヘッダー１の内部へ冷媒が流れでる部分（流路面積縮小部Ａ）との距離は、水平方向よりも重力方向において近い。言い換えると、バイパス枝管１２が液ヘッダー１の内部に差し込まれた部分の長さである枝管長は、入口部差し込み扁平管２が液ヘッダー１の内部に差し込まれた部分の長さである扁平管長も短く、バイパス枝管１２と入口部差し込み扁平管２との間の距離は、枝管長と扁平管長との差よりも小さく、バイパス枝管１２から液ヘッダー１の内部へ冷媒が流れでる部分は、入口部差し込み扁平管２の液ヘッダー１内部に差し込まれた部分よりも、液ヘッダー１の他端側に位置する。また、根元付近Ｄと流路面積縮小部Ａとを結ぶ位置関係は、冷媒が流れる流路方向に対して平行でない。そのため根元付近Ｄは、流路面積縮小部Ａ及び流路面積縮小部Ａから重力方向（流路方向）に連なる領域と比較して圧力の低い領域となる。このような低圧力の根元付近Ｄに循環流の戻り経路となるバイパス枝管１２を配置することによって、循環流をより発生させやすくなる。

図１１には、バイパスヘッダー１０及びバイパス枝管１２を設けた液ヘッダー１が一例として示してある。しかしながら、本発明はこの一例に限定さない。バイパスヘッダー１０及びバイパス枝管１２に代えてキャピラリーチューブ等の細管を配置し、その細管を枝分かれさせ、枝分かれした細管の一方をバイパス枝管１２として液ヘッダー１に接続させても良い。

実施の形態４．
実施の形態３では、循環流をより発生させやすくするために、入口差し込み扁平管２の根元付近Ｄにバイパス枝管１２を配置していた。一方実施の形態４では、バイパス枝管１２に代えて、入口差し込み扁平管２の根元付近Ｄに入口差し込み管孔１３を設けてある。

図１２は、実施の形態４に係るヘッダー分配器を示す。液ヘッダー１の根元付近Ｄには、循環流が戻るための入口差し込み管孔１３が設けてある。管孔１３は液ヘッダー１の他端側に設けられている。入口差し込み管孔１３は、入口部差し込み扁平管２から液ヘッダー１の内部へと冷媒が流れでる部分から水平方向に離れた位置に設けてある。

入口差し込み扁平管２によって冷媒流路が部分的に急激に減少するため、入口差し込み扁平管２の後に流路面積縮小部Ａを通過した冷媒は急激に膨張を始める。しかしながら、入口差し込み扁平管２の直後の流路面積縮小部Ａにおける圧力よりも根元部分Ｄにおける圧力は低くなる。そのため、根元部分Ｄにつながる入口差し込み扁平管２の部分に管孔１３を設けることによって、循環流が流れ易くなり、安定して略均等に冷媒を複数の熱交換連結管３へ供給することができる。

実施の形態４では、管孔１３と扁平管２の先端である流路面積縮小部Ａに冷媒が流れでるようにした。しかしながら、管孔１３のみから流れ出る構成としてもよい。管孔１３は流路面積縮小部Ａの近傍に配置してもよい。また、扁平管２により流路の断面積が狭くなった部分があればよいので、流路面積縮小部Ａを液ヘッダー１の内壁に達するようにして、入口部差し込み扁平管２の差し込み部の途中に一端側から他端側に貫通する小さな径の穴をあけてもよい。その場合、貫通穴が流路の断面積を狭める流路面積縮小部Ａとなり、貫通穴によってあけられた扁平管２の内部から冷媒が流出するので管孔１３にもなる。貫通穴の形状は、丸形に限らずスリット状としてもよい。

実施の形態５．
図１３は、実施の形態１〜４に係るヘッダー分配器を搭載した室外機１００の冷媒回路を示す。室外機１００では、実施の形態１〜４に係るヘッダー分配器の下流に、室外熱交換器１４、複数のガス側熱交換連結管１５、及びガスヘッダー１６が順に接続される。室外熱交換器１４は、液媒体を用いてガス体との熱交換を行う装置であり、例えばフィンチューブ型の熱交換器等を使用することができる。実施の形態１〜４に係るヘッダー分配器によって、気液二相状態の冷媒が複数の熱交連結管３へ略均等に供給される。

ヘッダー分配器によって分配された気液二相状態の冷媒は、複数の熱交連結管３を通り、室外熱交換器１４で空気または水などの周囲の媒体と熱交換する。熱交換した冷媒は、ガスとなり、複数のガス側熱交連結管１５を通過する。複数のガス側熱交連結管１５を通過したガスは、ガスヘッダー１６で合流し、室外機１００から流出する。

図１３に示す一例では、ガスヘッダー１６の下部からガスが流出している。しかしながら、ガスが流出する室外機１００の流出部をガスヘッダー１６の下部に設置した場合、下方に位置する熱交連結管３では上方に位置する熱交連結管３と比較し、気液二相状態の冷媒の入口からガスとなった冷媒の出口までの経路長が短くなる。そのため、冷媒が液ヘッダー１の上部まで流れにくくなり、循環流が起こりにくくなる虞がある。したがって、図１４に示すように、ガスヘッダー１６の上部からガスが流出するように構成しても良い。ガスヘッダー１６の上部に室外機流出部を設置した場合、下方に位置する熱交連結管３を通る経路長さと上方に位置する熱交連結管３を通る経路長さとの相違が小さくなり、液ヘッダー１の上部まで冷媒が流れ易くなる。また、循環流が発生しやすくなり、安定的に及び略均等に冷媒を熱交連結管３へ分配することができる。

実施の形態６．
図１５は、実施の形態５に係る室外機１００を搭載した空気調和装置の冷媒回路を示す。空気調和装置は、圧縮機１７、室内機２００、圧縮機１７と室内機２００とを接続する吐出配管２０、膨張弁１８、膨張弁１８と室内機２００とを接続する室内機出口配管２１、室外機１００、膨張弁１８と室外機１００とを接続する室外機入口配管２２、室外機１００と圧縮機１７とを接続する吸入配管１９を含む。なお、図１５では暖房運転を想定した冷媒回路となっており、その時の冷媒の流れを説明する。

冷媒は、圧縮機１７によって圧縮されて高温高圧の状態になる。高温高圧の状態になった冷媒は、吐出配管２０を通り、室内機２００に流入する。室内機２００において冷媒は、周囲の空気または水などの媒体に放熱し、室内機出口配管２１を通って膨張弁１８へと流入する。膨張弁１８において冷媒は、低温及び低圧状態の気液二相状態の冷媒となり、室外機入口配管２２を通り、室外機１００に流入する。室外機１００において冷媒は、周囲の空気または水などの媒体から吸熱し、気液二相状態からガス単相状態へと状態を変化させる。ガス単相状態となった冷媒は、吸入配管１９を通り、圧縮機１７へと戻る。冷媒は、上述したような一般的なヒートポンプサイクルで循環する。

実施の形態１〜５に係るヘッダー分配器を用いる場合、差し込み扁平管２による流路面積縮小部Ａで圧力損失が大きくなる。しかしながら、膨張弁１８の開度を大きくすることによって、その圧力損失に対処することできる。

実施の形態７．
図１６は、実施の形態７に係る空気調和装置の冷媒回路を示す。実施の形態７では、実施の形態６に係る冷媒回路において、室外機１００と膨張弁１８との間に気液分離器２４を備えたものである。更に、気液分離器２４のバイパス回路を備えたものである。

気液分離器のバイパス回路には、ガス冷媒が多く含まれる状態の冷媒が流れる。一方、液冷媒が多く含まれ主流となる冷媒は、室外機入口配管２２ｂを通り、室外機１００へと流入する。

気液分離器のバイパス回路上には、ガスバイパスＬＥＶ（バイパス絞り装置）２３が設けてある。ガスバイパスＬＥＶ２３を設けることよって、ヘッダー分配器に流入する冷媒の乾き度を調整することができ、冷媒流量の異なる幅広い運転条件においても安定的な分配を行うことができる。そのため、熱交換器の性能が向上する。気液分離器の乾き度の調整は、例えば、事前の実験によって圧縮機周波数とガスバイパスＬＥＶ２３との開度の関係を調べておき、周波数に応じたガスバイパスＬＥＶ２３開度を空調機運転時に設定するといった制御を用いて実現することができる。

図１６に示す一例では、気液分離器２４のバイパス回路上にガスバイパスＬＥＶ２３を備えている。しかしながら、例えばキャピラリーチューブ等の細径管をガスバイパスＬＥＶ２３の代用として使用しても良い。

本発明は、以上のように説明し且つ記述した特定の詳細内容及び代表的な実施の形態に限定されるものではない。当業者によって容易に導き出すことができる更なる変形例及び効果も本発明に含まれる。したがって、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 液ヘッダー、２ 入口部差しこみ扁平管、３ 熱交換器連結管、４ａ バイパス配管、４ｂ バイパス配管、５ａ 円管−扁平管変換ジョイント、６ａ 円管挿入穴、７ 扁平管挿入穴、８ 冷媒流路面積、１０ バイパスヘッダー、１１ キャピラリーチューブ、１２ バイパス枝管、１３ 入口差し込み管孔、１４ 室外熱交換器、１５ ガス側熱交換連結管、１６ ガスヘッダー、１７ 圧縮機、１８ 膨張弁、１９ 吸入配管、２０ 吐出配管、２１ 室内機出口配管、１００ 室外機、２００ 室内機。

Claims (7)

1. 冷媒流路を内部に有し、一端から他端へ向けて冷媒が流される液ヘッダーと、
   前記一端と前記他端との間で前記液ヘッダーと接続され、前記液ヘッダーから前記冷媒が分配される複数の熱交換器連結管と、
   前記複数の熱交換器連結管が接続された位置よりも前記他端側で前記液ヘッダーと接続されたバイパス配管と、
   一方が前記液ヘッダーの外部で前記バイパス配管と接続され、他方が前記複数の熱交換器連結管が接続された位置よりも前記一端側である入口部で前記液ヘッダーの内部に挿入されて、前記冷媒を前記バイパス配管から前記液ヘッダーへと流す入口部差し込み扁平管とを備え、
   前記液ヘッダーでは、前記入口部差し込み扁平管が差し込まれた部分の前記冷媒流路の断面積が、該部分の前記一端側および前記他端側の前記冷媒流路の断面積よりも小さい
   ことを特徴とするヘッダー分配器。
2. 前記バイパス配管と前記入口部差し込み扁平管とを接続するキャピラリーチューブを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のヘッダー分配器。
3. 一方が前記バイパス配管に接続され、前記入口部において前記入口部差し込み扁平管が前記液ヘッダーへ挿入された根元部よりも前記他端側に他方が接続され、前記バイパス配管に流れる前記冷媒が前記液ヘッダーへと流されるバイパス枝管を更に備え、
   前記バイパス枝管が前記内部に差し込まれた部分の長さである枝管長は、前記入口部差し込み扁平管が前記内部に差し込まれた部分の長さである扁平管長も短く、
   前記バイパス枝管と前記入口部差し込み扁平管との間の距離は、前記枝管長と前記扁平管長との差よりも小さく、
   前記バイパス枝管から前記内部へ前記冷媒が流れでる部分は、前記入口部差し込み扁平管の前記内部に差し込まれた部分よりも前記他端側に位置する
   ことを特徴とする請求項１に記載のヘッダー分配器。
4. 前記液ヘッダーは、扁平管であり、
   前記扁平管は、前記液ヘッダーを流れる前記冷媒を通す入口差し込み管孔を備え、
   前記入口差し込み管孔は、前記入口部差し込み扁平管から前記内部へと前記冷媒が流れでる部分から離れている
   ことを特徴とする請求項１に記載のヘッダー分配器。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のヘッダー分配器を備える
   ことを特徴とする室外機。
6. 請求項５に記載の室外機を備える
   ことを特徴とする空気調和装置。
7. 膨張弁と、
   前記膨張弁と前記室外機との間に配置した気液分離器と、
   気液分離器バイパス配管と、
   バイパス絞り装置と
   を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の空気調和装置。

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