JPH01212878A - 分流器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、フィン付熱交換器等に用いられる分流器に関
するものである。

従来の技術 近年、分流器は空調装置の熱交換器、つまり凝縮器及び
蒸発器の複数回路化にともない、多く用いられている。

以下、図面を参照しながら従来の分流器について説明す
る。

分流器が空調装置の熱交換器として用いられる際、内部
を冷媒が流れる。第４図は分流器を蒸発器に用いた際の
冷媒の流れを示すものであり、分流器１及び分流器１に
接続する鋼管２，３．４の断面図を示す。分流器１は丸
管をバルジ成形とて１つの流入側管部１ａと２つの流出
側管部１ｂ。

１Ｃを形成し、この分流器内に気流二相流の冷媒が流れ
る。なお、第４図において、矢印Ａ　、　Ｂ、Ｃは冷媒
の流れを示し、６ａは冷媒の気相部、６ｂは液相部を示
す。

上記分流器１を蒸発器に用いた際、膨張弁（図示せず）
で断熱膨張された冷媒Ａは、気相部６ａと液相部６ｂに
分離しながら分流器１に入り、分流器１によってＢ、Ｃ
に分流される。

発明が解決しようとする課題 一般に気液二相流の分流は、その均等分配化が非常に困
難である。特に第４図のように流出側管部１ｂ、１Ｃの
管が上下に位置する場合、重力の影響によって上方側の
流出側管部１ｂに比重の小さい気相部６ａ、下方側の流
出側管部１Ｃに比重の大きい液相部６ｂが主に流れ、不
均等な分配が生じる。又、流出側管部１ｂ、１Ｃを水平
に設置し、重力の影響がないようにしても、コアンダ効
果により、液相部５ｂはどちらか一方に偏流しがちであ
る。

このように従来の分流器を用いた蒸発器では、分流が均
等ではなく、二方向の冷媒循環量が異なるため、一方で
は冷媒が早くから蒸発してしまい、冷媒温度が上昇する
。そうすると、蒸発器と周囲空気との対数平均温度差が
小さくなり、熱交換能力が低下する。また、他方では、
冷媒が蒸発器出口でも蒸発しきらず、最悪の場合冷媒が
その状態のまま圧縮器に入り、液圧縮等のトラブルの原
因となっていた。

一方、上記分流器を凝縮器に用いた場合も、蒸発器同様
、分流が均等でないため、一方では冷媒が早くから凝縮
し、他方では凝縮器出口に達しても凝縮しきらない状態
となり、熱交換能力の低下及びトラブルの原因となるた
め、冷凍サイクル上好ましくない。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、分流を均
等にし、蒸発器・凝縮器等の各熱交換器に有効利用され
る分流器を提供することを目的とする。

課題を解決するだめの手段 この目的を達成するために本発明の分流器は、分流器の
流入側管部に管内流路断面積がｘ以下となる絞り部を設
けたものである。

作　　用 この構成によって、気相・液相に分離された冷媒が、絞
り部を通る際に、噴霧状に再混合され、２方向に均等分
配することができる。

実施例 以下本発明の一実施例の分流器について、図面を参照し
ながら説明する。

第１図は本発明の実施例における分流器の断面と冷媒の
流れを示すものである。第１図において１は一方向から
流入する冷媒を二方向に分岐流出させる分流器であり、
丸管をバルジ成形して１つの流入側管部１ａと２つの流
出側管部１ｂ、１ｃを形成し、かつ流入側管部１ａの一
部には管内流路断面積が他の管内流路断面積に比べ２以
下の絞り部１ｄを設けている。２，３．４は分流器１の
流入側管部１ａ及び流出側管部１ｂ、１ｃにそれぞれ接
続される鋼管である。なお、矢印Ａは冷媒の流れを示し
、気相部６ａと液相部６ｂに分離しながら、分流器１に
よってＢ、Ｃに分流される。

以上のように構成された分流器について、以下その動作
を説明する。

第１図において、冷媒Ａは気相部５ａ、液相部６ｂに分
離しながら分流器１に入り分流されるが、流入側管部１
ａの絞υ部１ｄを通る際、急激な圧力損失のため、一部
の液相の蒸発を伴うとともに、気液が再混合され噴霧状
に噴出する。

このように冷媒が噴霧状となることにより、設置時の重
力の影響や、コアンダ効果による偏流をすることなく、
均等分配される。

次に冷媒が噴霧状になりやすい条件について、第２図、
第３図を参照して説明する。第２図は管路内の流れに対
して、管内流路断面積が小さくなるように絞υ部１ｄを
設けた場合の模式図であり、それと対応して流れに沿っ
て圧力の変化、流速の変化を記している。左方向から流
れてきた流速ω１゜圧力Ｐ１の冷媒は絞り部１ｄにより
、急激に変化し、流速ω２．圧力Ｐ２になる。その後、
流れに沿って次第に回復し、ω４．Ｐ１に近づくが完全
に回復はしない。このような状況下で、ω１を一定とし
た場合、気液・を噴霧状にするには噴出速度ω２を大き
くすることに効果がある。

噴出速度ω２は α：流量係数　　　　　　ε：圧縮性の補正係数ｑ二重
力加速度　　　　へ〇：管内流路断面積Ａ８：絞り部流
路断面積　ρ１：管路中の流体密度ω１：管路流速　　
　　　ω２：噴出流速で表わされる。

上式より、ω２は管内流路断面積の収縮比Ａ、／Ａ０の
影響が大きく、絞υ部流路断面積Ａ。

が小さいほどω２は大きくなることがわかる。

また、第２図において縮流による一時的圧力損失ΔＰ　
ｍ　ｏが大きいと絞り部１ｄからの液の蒸発を促進し、
噴霧状になりやすいことを見い出した。

この−時的圧力損失ΔＰｍｏは、管路流速ω１と管内流
路断面積の収縮比Ａｓ／Ａ０の影響が大きいと考えられ
、実験にて第３図に示す関係が確認された。

第３図は片対数グラフで示し、横軸にω１Ｐ１、縦軸に
ΔＰ　ｍ　ｏ、パラメータとしてＡ８／Ａ０とし、ｇ、
ｄは条件固定して求めたものである。

これによると、一般に冷凍空調で使用される流速域ω１
Ｐ１＝１００〜５００Ｋｙｙ讐Ｓにおいて、管内流路断
面積の収縮比ＡＢ／Ａ０を１／４以下にすると、ΔＰｍ
ｏは急激に増大することがわかる。

このように噴霧状に気液を再混合するだめにはω２とΔ
Ｐｍｏに因るところが大きく、そのだめの条件としてＡ
、／Ａ０をハ以下にすることが極めて重要である。

以上のように本実施例によると、一方向から流入し二方
向に分岐流出する丸管で構成された分流器１において、
流入側管部１ａに管内流路断面積がｚ以下となる絞り部
１ｄを設けることによって、容易に均等分流でき、まだ
、一般的な管加工で安価に分流器を提供することができ
る。また、本分流器は熱交換器内の配管の一部として適
切配設できることも大きな特徴である。

発明の効果 以上のように本発明は、一方向から流入し二方向に分岐
流出する丸管で構成された分流器において、流入側管部
に管内流路断面積が×となる絞り部を設けることにより
、容易に均等分流ができる優れた分流器を実現できるも
のである。また、熱交換器内の配管の一部として使用す
ることによって、複雑な複数回路の配管も容易にでき、
且つ、安価で小型の熱交換器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における分流器の断面図、第
２図は管路内の流れの圧力と流速の変化との関係を説明
するだめの図、第３図はＡＩ！ｌ／Ａ０をパラメータと
したΔＰ　ｍ　ｏ〜ω、Ｐｌ　　の特性図、第４図は従
来の分流器の断面図である。 １・・・・・・分流器、１ａ・・・・・・流入側管部、
１ｂ、１ｃ・・・・・・流出側管部、１ｄ・・・・・・
絞り部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１−
Ｇ流器 ｊｄ・−絞り都 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一方向から流入し、二方向に分岐流出する丸管で構成さ
   れて、流入側管部に管内流路断面積が１／４以下となる
   絞り部を設けたことを特徴とする分流器。