JPH0564673U - 空気調和機の熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 除湿運転可能な空気調和機の熱交換器におい
て、第１熱交換器と第２熱交換器との間の開閉弁の取付
けスペースを熱交換器の内部に確保し、熱交換器の外部
での他の機能部品の取付けスペースの確保を容易にす
る。 【構成】 開閉動作が感温制御される開閉弁Ｖを、伝熱
管のストレート管１の内部に組み込む。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は除湿運転可能な空気調和機において、室内熱交換器として用いられ る熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

実開平３−２７５７１号公報に記載された従来の除湿運転可能な空気調和機は 、第１及び第２の２つの室内熱交換器と、第１室内熱交換器の伝熱管と第２室内 熱交換器の伝熱管とをつなぐ冷媒通路に介在された感温制御される開閉弁と、こ の開閉弁に対してバイパス通路を形成するキャピラリチューブとを備えている。 そして除湿運転時には、開閉弁が冷媒温度（高温）に応じて閉側に動作され、前 段側の第１室内熱交換器を出た液冷媒がキャピラリチューブを通って減圧された 後、第２室内熱交換器で蒸発するようになっている。したがってこの除湿運転に より、後段側の第２室内熱交換器で冷却・除湿された室内の空気が前段側の第１ 室内熱交換器で加熱されて湿度の低い空気になって室内へと返流される。

【０００３】 このような空気調和機の第１室内熱交換器及び第２室内熱交換器として用いら れていた従来の熱交換器２００を図８に示してある。この熱交換器２００は、多 数のフィン３と、図示していないまっすぐな銅管で成るストレート管の端部同士 をＵ形連結管２で連通させて成る伝熱管とを備えた第１室内熱交換器及び第２室 内熱交換器を備え、第１室内熱交換器の伝熱管の端部と第２室内熱交換器の伝熱 管の端部とにそれぞれ熱交換器２００の外部に導設された導出管４、５を接続し 、それらの導出管４、５の間に感温制御される開閉弁Ｖを介在させたものである 。またキャピラリチューブに相当するバイパス通路は、開閉弁Ｖに組み込まれて いる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし従来の熱交換器２００では、熱交換器２００の外部に開閉弁Ｖを取付け るためのスペースを確保しなければならず、そのために他の機能部品の取付けス ペースを確保することが難しいという問題があった。

【０００５】 この考案は以上の問題に鑑みてなされたもので、開閉弁の取付けスペースを熱 交換器の内部で確保できるようにすることによって、熱交換器の外部での他の機 能部品の取付けスペースを容易に確保できるようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

請求項１の空気調和機の熱交換器は、開閉動作が感温制御される絞り機能付開 閉弁Ｖを、伝熱管のストレート管１の内部に組み込んだことを特徴としている。

【０００７】 請求項２の空気調和機の熱交換器は、請求項１記載の構成に加え、伝熱管がス トレート管１と、ストレート管１の端部同士を連通させるＵ形連結管２とを有し 、ストレート管１の端部に拡開部１６を形成すると共に、その拡開部１６に開閉 弁Ｖを組み込んだことを特徴としている。

【０００８】 請求項３の空気調和機の熱交換器は、請求項１記載の構成に加え、伝熱管がス トレート管１と、ストレート管１の端部同士を連通させるＵ形連結管２とを有し 、開閉弁Ｖを組み込んだストレート管１を、フィン３に形成した開口１８に非接 触状態で遊嵌したことを特徴としている。

【０００９】

【作用】

請求項１の空気調和機の熱交換器によると、開閉弁Ｖが熱交換器１００の内部 に組み込まれ、熱交換器１００の外部に開閉弁Ｖの取付けスペースを確保する必 要がない。

【００１０】 請求項２の空気調和機の熱交換器によると、流路断面積の小さなストレート管 １に開閉弁Ｖを組み込むにもかかわらず、冷房運転時の圧力損失が小さく抑えら れて冷房能力に悪影響を及ぼしにくくなる。

【００１１】 請求項３の空気調和機の熱交換器によると、感温制御される開閉弁Ｖとフィン ３との間の伝熱経路が、フィン３の開口１８の縁部とストレート管１との隙間に より遮断される。

【００１２】

【実施例】

図１はこの考案の実施例による熱交換器１００を示している。この熱交換器１ ００は、銅管で成るストレート管１の端部同士をＵ形連結管２で連通させて成る 伝熱管と、多数のフィン３とをそれぞれ備えた第１室内熱交換器及び第２室内熱 交換器を備えている。そして所定のストレート管１に開閉弁Ｖを介在させ、この 開閉弁Ｖよりも前段側を第１室内熱交換器とし、開閉弁Ｖよりも後段側を第２室 内熱交換器としてある。

【００１３】 このように開閉弁Ｖをストレート管１に組み込むと、開閉弁Ｖを熱交換器１０ ０の外部に取付ける必要がないのでそれだけ熱交換器１００の外部スペースが広 くなり、その外部スペースを他の機能部品の取付けスペースとして利用できるよ うになる。

【００１４】 開閉弁Ｖは、絞り機能を有すると共に、その開閉動作が感温制御されるように なっている。このような開閉弁Ｖの具体的構成の一例を図６に示してある。同図 の開閉弁Ｖは、内部通路に弁座７を有する弁本体６と、内部通路に移動自在に収 容された弁体８と、弁体８の一側に配設されたバイアスばね９と、弁体８の他側 に配設され冷媒の温度変化に応じて軸長が変化する形状記憶ばね１０とを備えて おり、弁体８に、閉弁時に冷媒に絞り抵抗を与えながら冷媒を流すバイパス通路 １１を形成してある。バイパス通路１１は従来例で説明したキャピラリチューブ の細孔に相当している。１２は内部通路に摺動自在にされると共に、上記弁体８ を摺動自在に支持するばね受け部材、１３はピン、１４は第１ポート、１５は第 ２ポートである。

【００１５】 上記形状記憶ばね１０は形状記憶合金や形状記憶樹脂を螺旋状に成形して作ら れたものであり、その形状変態点が例えば７０℃に設定されている。そしてこの 形状記憶ばね１０は形状変態点より高い温度で軸長が伸長し、形状変態点より低 い温度で軸長が短縮する特性を持っている。また図６のように形状記憶ばね１０ が短縮した状態では、形状記憶ばね１０のばね力がバイアスばね９のばね力より も弱く、高温時の伸長状態では形状記憶ばね１０のばね力がバイアスばね９のば ね力を上回るようになっている。

【００１６】 この構成の開閉弁において、矢符Ａ方向に低温の冷媒が流れるときは、形状記 憶ばね１０が短縮しているので、ばね受け部材１２はバイアスばね９の力で第２ ポート１５側に動いており、弁体８の弁座７への着座が規制され、開弁している 。冷媒の温度が上記変態点を越えて上昇した場合には、高温の冷媒で形状記憶ば ね１０は伸長してバイアスばね９よりも大きな力を発揮しばね受け部材１２を第 １ポート１４側に押す。したがって弁体８が冷媒の流れ荷重を受けて弁体８が弁 座７に着座し閉弁する。なお矢符Ｂ方向に冷媒が流れる場合、冷媒の温度が変化 しても冷媒の流れ荷重で弁体８が弁座７から離れて開弁する。このように開閉弁 Ｖは矢符Ａ方向に流れる冷媒に対しては冷媒温度が設定温度より低いときに開弁 し設定温度より高いときに閉弁するという機能を発揮し、矢符Ｂ方向に流れる冷 媒に対しては冷媒の温度にかかわらず常に開弁する。

【００１７】 図６で説明した開閉弁Ｖを小形化して熱交換器１００における伝熱管のストレ ート管１に組み込む場合、ストレート管１は流路断面積が小さいため、冷房運転 時の圧力損失が大きくなって冷房能力に悪影響を及ぼすおそれがある。このよう な不都合は請求項２記載の考案によって解消される。

【００１８】 図２は請求項２の実施例による熱交換器における開閉弁Ｖの組込み箇所を説明 的に示してある。すなわち、同図に示したストレート管１は、Ｕ形連結管２との 接続口部を一定長に亘って拡開してあり、その拡開部１６に開閉弁Ｖを組み込ん である。φ１は拡開されていない部分の直径、φ２は拡開部１６の直径を示して いる。

【００１９】 このようにしておくと、ストレート管１に開閉弁Ｖを組み込んでも、冷房運転 時の圧力損失が大きくならず、開閉弁Ｖを組み込んだことが冷房能力に悪影響を 及ぼすといった事態を生じにくい。またφ２／φ１の値を大きくとのことが困難 なこともあるが、その場合には、図３のように太い管系のストレート管１を用い るとよい。なお拡開部１６に組み込まれた開閉弁Ｖは、拡開部１６の端部の段付 部１７とＵ形連結管２とで挾まれて固定される。

【００２０】 ところでストレート管がフィンと接触した状態であると、感温制御される開閉 弁Ｖとフィンとの間に伝熱経路が形成され、除湿運転時においてはフィンとの熱 交換によって開閉弁Ｖの温度が上がらず、正常な運転が困難になる。この不都合 は請求項３記載の考案によって解消される。

【００２１】 図５は請求項３の実施例による熱交換器における要部を説明的に示してある。 すなわち同図に示した開閉弁の組み込まれたストレート管１は、フィン３に開設 された径大な開口１８に非接触状態で遊嵌されている。そして開閉弁の組み込ま れていないストレート管１ａは、フィン３に形成された径小の開口１８ａに接触 状態で嵌入されている。なお図４にはフィン３の要部を正面図で示してある。

【００２２】 この構成であれば、フィン３の開口１８の縁部とストレート管１との隙間によ り伝熱経路が遮断されるため、除湿運転時においても正常な運転がなされる。

【００２３】 図７はこの考案の熱交換器１００を用いた、冷房、除湿、暖房の各運転が可能 な空気調和機の冷媒回路を示しており、同図を参照してこの冷媒回路の構成及び 作用を説明する。

【００２４】 圧縮機２０は冷媒配管２１を通じて四路切換弁２２、室外熱交換器２３、第１ 室内熱交換器２４、第２室内熱交換器２５などが順次に接続されている。２６、 ２７は送風ファンを示す。

【００２５】 室外熱交換器２３と第２室内熱交換器２５との間を接続する冷媒配管２１の室 外熱交換器２３近傍部分に、減圧機構であるキャピラリチューブ３０があり、こ のキャピラリチューブ３０のバイパスラインに電磁弁３１が介装されている。

【００２６】 第１室内熱交換器２４と第１室内熱交換器２４との間に介在された開閉弁Ｖは 熱交換器１００の伝熱管のストレート管１に組み込まれたものであり、そのバイ パス通路１１は開閉弁Ｖの弁体８に設けられたものである。上述したように開閉 弁Ｖは矢符Ａ方向には冷媒の温度に応じて設定温度より低い温度で開弁し、設定 温度より高い温度で閉弁する。また矢符Ｂ方向には冷媒の温度にかかわらず常に 開弁する特性を有する。

【００２７】 この冷媒回路において、冷房運転時には実線の矢印で示すように圧縮機２０か ら出た高圧のガス冷媒が室外熱交換器２３で凝縮し、キャピラリチューブ３０で 減圧された後、第１室内熱交換器２４へ向かって流れる。なお冷房時に電磁弁３ １は閉じている。第１室内熱交換器２４を通過した冷媒の温度は開閉弁Ｖの閉弁 温度よりも低いので開閉弁Ｖは開弁しており、冷媒は開閉弁Ｖの弁本体１の内部 通路２（図１参照）を通って第２室内熱交換器２５に流入し、その後、圧縮機２ ０の吸入側に戻る。

【００２８】 除湿運転時には、冷媒は冷房時と同様に冷媒配管２１を右回りに循環し、その 一方で電磁弁３１は開弁している（送風ファン２６は停止）。この除湿時には高 温の冷媒が電磁弁３１を通って第１室内熱交換器２４に流れて凝縮する。第１室 内熱交換器２４を通過した冷媒は、開閉弁Ｖが冷媒の温度に感応して閉弁してい るために減圧され、第２室内熱交換器２５に流入して蒸発する。したがって室内 の空気は第２室内熱交換器２５で冷却・除湿された後に再び第１室内熱交換器２ ４で加熱され、湿度の低い空気となって室内に返流される。

【００２９】 暖房運転時には、四路切換弁２２が切換わり、冷媒は冷媒配管２１を破線の矢 印に沿って左回りに循環する。このとき電磁弁３１は閉弁している。この暖房時 には高温の冷媒が第２室内熱交換器２５に流入し、さらに矢符Ｂ方向には常に開 弁している開閉弁Ｖを通過して第１室内熱交換器２４を通過し、キャピラリチュ ーブ３０により減圧されて室外熱交換器２３を経由して圧縮機２０の吸入側に戻 る。

【００３０】

【考案の効果】

請求項１の空気調和機の熱交換器によれば、開閉弁を熱交換器の内部に組み込 んだ分だけ熱交換器の外部のスペースが広くなり、そのスペースに開閉弁以外の 機能部品を取付けられるようになる。

【００３１】 請求項２の空気調和機の熱交換器によれば、流路断面積の小さなストレート管 に開閉弁を組み込んでも、冷房運転時の圧力損失を小さく抑えることができるの で、冷房能力に悪影響が及びにくい。

【００３２】 請求項３の空気調和機の熱交換器によれば、フィンからの熱の逸散の影響が感 温制御される開閉弁の動作に影響を与えにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の考案の実施例による空気調和機の熱
交換器の要部を示す概略斜視図である。

【図２】請求項２の考案の実施例による空気調和機の熱
交換器の要部の説明図である。

【図３】図２の変形例の説明図である。

【図４】フィンの要部を示す正面図である。

【図５】請求項３の考案の実施例による空気調和機の熱
交換器要部の説明図である。

【図６】開閉弁の一例を示す断面図である。

【図７】除湿運転可能な空気調和機の一例の冷媒回路図
である。

【図８】従来例の概略斜視図である。

【符号の説明】

Ｖ 開閉弁 １ ストレート管 ２ Ｕ形連結管 ３ フィン １６ 拡開部 １８ 開口 １００ 熱交換器

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉動作が感温制御される絞り機能付開
   閉弁（Ｖ）を、伝熱管のストレート管（１）の内部に組
   み込んだことを特徴とする空気調和機の熱交換器。
2. 【請求項２】 伝熱管がストレート管（１）と、ストレ
   ート管（１）の端部同士を連通させるＵ形連結管（２）
   とを有し、ストレート管（１）の一部に拡開部（１６）
   を形成すると共に、その拡開部（１６）に開閉弁（Ｖ）
   を組み込んだことを特徴とする請求項１の空気調和機の
   熱交換器。
3. 【請求項３】 伝熱管がストレート管（１）と、ストレ
   ート管（１）の端部同士を連通させるＵ形連結管（２）
   とを有し、開閉弁（Ｖ）を組み込んだストレート管
   （１）を、フィン（３）に形成した開口（１８）に非接
   触状態で遊嵌したことを特徴とする請求項１の空気調和
   機の熱交換器。