JPH0926280A

JPH0926280A - 内面溝付冷媒配管

Info

Publication number: JPH0926280A
Application number: JP20046095A
Authority: JP
Inventors: Atsuyumi Ishikawa; 敦弓石川; Masahiro Kobayashi; 雅博小林; Masanori Akutsu; 正徳阿久津; Takashi Kawanabe; 隆川鍋
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-07-12
Filing date: 1995-07-12
Publication date: 1997-01-28
Also published as: BR9603005A

Abstract

(57)【要約】【目的】二種以上の混合冷媒を用いる場合に、混合冷
媒の混合比の変動を抑制することができる冷媒配管を提
供する。【構成】冷媒配管２６は、内面に多数の螺旋状溝３
１、３２が形成されており、各溝３１、３２の幅を異な
る複数の幅のいずれかの幅に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内面に多数の螺旋状溝
が形成された内面溝付冷媒配管に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より空気調和機、冷凍機、冷蔵庫、
或いは、低温ショーケースなどの冷凍空調用電気機器に
用いられる熱交換器は、蛇行状の冷媒配管と複数枚のフ
ィンなどから構成されている。また、冷媒配管（伝熱
管）の内面には例えば特公平４−２１１１７号公報（Ｆ
２８Ｆ１／４０）に示される如く、多数の螺旋状溝を形
成し、毛細管現象によりこの溝を伝って冷媒が管内上部
にも流れるようにして、配管内面の広い範囲（理想的に
は全域）で冷媒と冷媒配管とを熱交換させ、伝熱特性を
向上させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、冷媒配管内を
流れる冷媒として二種以上の混合冷媒を用いる場合、各
冷媒はそれぞれ物性、特に粘性が異なってくる。しかし
ながら、従来では各溝の幅が同一であったため、粘性の
低い冷媒に合わせて溝幅を狭く設定すると、粘性の大き
い冷媒に対しては幅が狭小となり、流通抵抗が増大して
圧力損失が大きくなってしまう。そして、結果的に粘性
の大きい冷媒の流れが停滞してしまう。

【０００４】逆に、粘性の高い冷媒に合わせて溝幅を広
く設定すると、今度は粘性の低い冷媒に対しては幅が広
大となり、毛細管現象が機能しなくなる問題が生じる。

【０００５】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、特に二種以上の混合冷媒
を用いる場合に、冷媒と冷媒配管との伝熱特性を改善す
ると共に、混合冷媒の混合比が変化する不具合を抑制す
ることができる冷媒配管を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、請求項１の発明の
内面溝付冷媒配管は、冷媒の流れる方向に向かって内面
に多数の溝が形成されたものであって、各溝の幅を異な
る複数の幅のいずれかの幅に形成したものである。

【０００７】請求項２の発明の内面溝付冷媒配管は、冷
媒の流れる方向に向かって内面に多数の溝が形成され、
内部を少なくとも二種以上混合された冷媒が流れるもの
であって、各溝を、いずれかの冷媒の物性に適合した幅
でそれぞれ形成すると共に、それぞれの冷媒の物性に適
合する溝を少なくとも一つ内面に形成したものである。

【０００８】請求項３の発明の内面溝付冷媒配管は、上
記各発明において冷媒配管の内面に形成される溝は、冷
媒の流れる方向に向かって螺旋状に形成されているもの
である。

【０００９】

【作用】請求項１の発明の内面溝付冷媒配管によれば、
内面に形成した溝の幅を異なる複数の幅のいずれかの幅
に形成したものであるから、内部を二種以上の混合冷媒
が流れる場合にも、各冷媒の特性に溝幅を合致させるこ
とが可能となる。従って、流通抵抗による圧力損失の増
加を防止しつつ、毛細管現象により配管内面の広い範囲
で冷媒と冷媒配管とを熱交換させ、伝熱特性を向上させ
ることが可能となる。また、溝幅による毛細管現象で冷
媒毎の流通抵抗による圧力損失の違いを抑制し、混合冷
媒が冷媒配管を流れる際の混合冷媒の混合比の変動を抑
制することができるようになるものである。

【００１０】請求項２の発明の内面溝付冷媒配管によれ
ば、内部を少なくとも二種以上混合された冷媒が流れる
ものにおいて、内面に形成した溝を、いずれかの冷媒の
物性に適合した幅でそれぞれ形成すると共に、それぞれ
の冷媒の物性に適合する溝を少なくとも一つ内面に形成
したものであるから、流通抵抗による圧力損失の増加を
防止しつつ、毛細管現象により配管内面の広い範囲で冷
媒と冷媒配管とを熱交換させ、伝熱特性を向上させるこ
とが可能となる。また、溝幅による毛細管現象で冷媒毎
の流通抵抗による圧力損失の違いを抑制し、混合冷媒が
冷媒配管を流れる際の混合冷媒の混合比の変動を抑制す
ることができるようになる。

【００１１】請求項３の発明の内面溝付冷媒配管によれ
ば、上記各発明に加えて溝を冷媒の流れる方向に向かっ
て螺旋状に形成したものであるから、冷媒と冷媒配管と
の伝熱特性を向上させることができるようになるもので
ある。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。図１は本発明を適用した実施例としての空気調和
機ＡＣの冷媒回路図を示している。図１において、空気
調和機ＡＣは、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、
減圧装置としてのキャピラリーチューブ４、スクリーン
入モジュレータ５、室内側熱交換器６、アキュムレータ
７を冷媒配管にて接続することにより、冷凍サイクルが
構成されており、ＨＦＣ系冷媒を含む混合冷媒と、この
冷媒と相溶性のあるオイルとを封入して構成されてい
る。また、前記室外側熱交換器３及び室内側熱交換器６
には送風機４１、４２によってそれぞれ送風される。

【００１３】ここで、冷媒回路に封入される冷媒、オイ
ルは、蒸発温度の違い、即ち、用途によって異なる。例
えは、この実施例の空気調和機ＡＣなどの高温機器は、
冷媒としてＲ１３４ａを含むＨＦＣ系の混合冷媒、例え
ばＲ１３４ａとＲ３２とＲ１２５との３種混合冷媒（冷
媒組成は、例えばＲ１３４ａが５２重量％、Ｒ３２が２
３重量％、Ｒ１２５が２５重量％）を使用し、オイルは
ポリオールエステル系油、又は、アルキルベンゼン系油
を使用することになる。

【００１４】また、前記各冷媒の特性は下記の如くであ
る。即ち、Ｒ１３４ａの沸点は−２６℃、粘度は０．２
０４ｍＰａ・Ｓ、Ｒ３２の沸点は−５３℃、粘度は０．
１４０ｍＰａ・Ｓ、Ｒ１２５の沸点は−４８．３℃、粘
度は０．１４５ｍＰａ・Ｓである。

【００１５】前記室外側熱交換器３は、図２に示す如く
所定の間隔を存して配置された複数枚のフィン２３・・
と、これらフィン２３を貫通して設けられた蛇行状の冷
媒配管２６とから構成されている。

【００１６】前記フィン２３は、厚さ１００ミクロン〜
１２０ミクロンのアルミニウム（アルミニウム合金を含
む）薄板から成り、その表面には酸系溶液（クロム酸、
クロム酸塩、重クロム酸塩、クロム酸・リン酸、リン酸
など）にアルミニウム薄板を浸漬することにより、厚さ
２ミクロン程の防錆層が形成されている。また、この防
錆層の外側には、５ミクロン乃至１０ミクロンの黒色親
水性皮膜が塗装形成される。この親水性皮膜は、フィン
２３表面に通風抵抗となる水滴が出来難くするために形
成されるものであるが、黒色とされることにより、光の
反射率が低減され、熱放射特性が改善されている。

【００１７】このようなフィン２３には予め配管挿通用
の孔を形成しており、冷媒配管２６を構成する複数本の
直管２６Ａに順次フィン２３を所定間隔で挿入して行
く。そして、直管２６Ａを内側から圧力をかけて拡管し
た後、ベンド配管２６Ｂを溶接し、各直管２６Ａを連通
する。これによって、蛇行状の冷媒配管２６を構成し、
熱交換器３を完成する。

【００１８】ここで、前記冷媒配管２６を構成する直管
２６Ａ（ベンド配管２６Ｂも同様）の断面図を図３に示
し、その一部拡大断面図を図４に示す。直管２６Ａの内
面には例えば合計６０条の溝３１・・、３２・・が形成
されている。ここで、溝３１の底幅Ｂは、例えば０．３
３ｍｍ、溝３２の底幅ｅはそれより広い、例えば０．４
８ｍｍとされており、両溝３１、３２が交互に形成され
たかたちとされている。

【００１９】また、各溝３１、３２を仕切る山３５の高
さＨは例えば０．３ｍｍ、頂角θは３０度、先端曲率ｒ
は０．０５ｍｍとされ、溝３１、３２の螺旋配置時のね
じれ角は例えば１８度とされている。尚、直管２６Ａの
外径ＯＤは例えば１０ｍｍ、底肉厚ＴＦは０．２７ｍｍ
である。

【００２０】また、前記室内側熱交換器６も図２に示す
室外側熱交換器３と同様の構造であるので説明を省略す
る。

【００２１】以上の構成で空気調和機ＡＣの冷房運転時
は、図１中実線矢印に示すように、圧縮機１、四方弁
２、室外側熱交換器３、キャピラリーチューブ４、スク
リーン入モジュレータ５、室内側熱交換器６、アキュム
レータ７の順で混合冷媒が流れる。この場合、圧縮機１
からは高温高圧のガス冷媒（混合冷媒）が吐出され、室
外側熱交換器３に流入して放熱し、凝縮される。そし
て、キャピラリーチューブ４にて減圧された後、室内側
熱交換器６に流入して蒸発する。従って、室外側熱交換
器３は凝縮器となり、室内側熱交換器６は冷却器とな
る。

【００２２】前記室外側熱交換器３には送風機４１によ
って１ｍ／ｓの風速で外気が通風されており、室外側熱
交換器３と熱交換して温められた暖気は庫外に放散され
る。また、前記室内側熱交換器６と熱交換して冷却され
た冷気は送風機４２によって室内に供給される。

【００２３】ここで、室外側熱交換器３及び室内側熱交
換器６に流入した混合冷媒は、冷媒配管２６内の内壁側
でそれぞれの冷媒の物性に適合した溝３１、３２内を毛
細管現象によって伝って螺旋状に流れ、特定の冷媒の流
れが停滞することがなくなる。前述の如くＲ３２及びＲ
１２５の粘度は低く、Ｒ１３４ａの粘度は高いため、そ
の流れ易さから、粘度の高いＲ１３４ａは主に広い方の
溝３２内を流れ、Ｒ３２及びＲ１２５は主に狭い方の溝
３１内を流れるようになる。

【００２４】従って、毛細管現象によりＲ１３４ａの流
通抵抗が実質的に低くなって圧力損失が低減され、冷媒
配管２６（直管２６Ａ及びベンド配管２６Ｂ）内の上部
にも混合冷媒が円滑に流れる。また、Ｒ３２とＲ１２５
も毛細管現象により支障無く溝３１内を伝って冷媒配管
２６内の上部も流れるようになる。

【００２５】即ち、各冷媒はその特性（特に粘度）に適
合した幅の溝３１、３２内を伝って円滑に流れるように
なるので、冷媒配管２６内面の広い範囲で冷媒と冷媒配
管２６とが熱交換し、伝熱特性が向上する。従って、こ
の場合室外側熱交換器３においては更に放熱特性（凝縮
性能）を向上させることができると共に、室内側熱交換
器６においても吸熱特性（冷却特性）を向上させ、空気
調和機ＡＣの冷却能力を改善することが可能となる。

【００２６】また、このように異なる溝幅を形成した冷
媒配管を冷凍サイクル中の各機器をつなぐ冷媒配管にも
用いると、冷凍サイクル中を循環する混合冷媒のそれぞ
れの冷媒の圧力損失を略同じに構成することができる。
従って、それぞれの冷媒の圧力損失の違いによって、特
定の冷媒が冷凍サイクル中の一部に溜まり、冷凍サイク
ル中を循環する混合冷媒の混合比が変化する不具合を抑
制できる。

【００２７】一方、暖房運転時は、図１中破線矢印に示
すように、圧縮機１、四方弁２、室内熱交換器６、スク
リーン入モジュレータ５、キャピラリーチューブ４、室
外側熱交換器３、アキュムレータ７の順で混合冷媒が流
れる。この場合、圧縮機１から吐出された高温高圧のガ
ス冷媒（混合冷媒）は室内側熱交換器６に流入して放熱
し、凝縮される。そして、キャピラリーチューブ４にて
減圧された後、室外側熱交換器３に流入して蒸発する。
従って、室外側熱交換器３は冷却器となり、室内側熱交
換器６は凝縮器となる。

【００２８】前記室内側熱交換器６には前述の如く送風
機４２によって通風されており、室内側熱交換器６と熱
交換した後の暖気は室内に循環されるが、この場合にも
前述同様に各熱交換器３、６の伝熱特性が向上してお
り、室内側熱交換器６においては更に放熱特性（暖房性
能）を向上させることができると共に、室外側熱交換器
３においても吸熱特性を向上させ、空気調和機ＡＣの暖
房能力を改善することが可能となる。

【００２９】尚、除霜運転時には図１中点付実線矢印に
示すように、圧縮機１、四方弁２、室内側熱交換器６、
スクリーン入モジュレータ５、キャピラリーチューブ
４、室外側熱交換器３、四方弁２、アキュムレータ７の
順で混合冷媒が流れると共に、圧縮機１、電磁弁３３、
室外側熱交換器３と混合冷媒が流れ、室外側熱交換器３
の除霜が行われる。

【００３０】また、実施例では三種混合冷媒を用い、２
種類の幅の溝を冷媒配管内面に形成したが、二種類、或
いは、更に他種類の他の冷媒を組み合わせても良い。但
し、その場合にも各冷媒の特性（特に粘度）に合致した
幅の溝をそれぞれ形成するものとする。更に、実施例で
は空気調和機を例に採り説明したが、それに限らず、冷
蔵庫や低温ショーケースなどにも本発明は有効である。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述した如く請求項１の発明によれ
ば、内面に形成した溝の幅を異なる複数の幅のいずれか
の幅に形成したものであるから、内部を二種以上の混合
冷媒が流れる場合にも、各冷媒の特性に溝幅を合致させ
ることが可能となる。従って、流通抵抗による圧力損失
の増加を防止しつつ、毛細管現象により配管内面の広い
範囲で冷媒と冷媒配管とを熱交換させ、伝熱特性を向上
させることが可能となる。また、溝幅による毛細管現象
で冷媒毎の流通抵抗による圧力損失の違いを抑制し、混
合冷媒が冷媒配管を流れる際の混合冷媒の混合比の変動
を抑制することができるようになるものである。

【００３２】請求項２の発明によれば、内部を少なくと
も二種以上混合された冷媒が流れるものにおいて、内面
に形成した溝を、いずれかの冷媒の物性に適合した幅で
それぞれ形成すると共に、それぞれの冷媒の物性に適合
する溝を少なくとも一つ内面に形成したものであるか
ら、流通抵抗による圧力損失の増加を防止しつつ、毛細
管現象により配管内面の広い範囲で冷媒と冷媒配管とを
熱交換させ、伝熱特性を向上させることが可能となる。
また、溝幅による毛細管現象で冷媒毎の流通抵抗による
圧力損失の違いを抑制し、混合冷媒が冷媒配管を流れる
際の混合冷媒の混合比の変動を抑制することができるよ
うになる。

【００３３】請求項３の発明によれば、上記各発明に加
えて溝を冷媒の流れる方向に向かって螺旋状に形成した
ものであるから、冷媒と冷媒配管との伝熱特性を向上さ
せることができるようになるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例としての空気調和機の冷媒回路
図である。

【図２】本発明の実施例としての室外側熱交換器の正面
図である。

【図３】冷媒配管（直管またはベンド配管）の断面図で
ある。

【図４】冷媒配管（直管またはベンド配管）の一部拡大
断面図である。

【符号の説明】

ＡＣ空気調和機１圧縮機３室外側熱交換器６室内側熱交換器（熱交換器）２３フィン２６冷媒配管２６Ａ直管２６Ｂベンド配管３１、３２溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川鍋隆大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒の流れる方向に向かって内面に多数
の溝が形成された冷媒配管において、前記各溝の幅を異なる複数の幅のいずれかの幅に形成し
たことを特徴とする内面溝付冷媒配管。
【請求項２】冷媒の流れる方向に向かって内面に多数
の溝が形成され、内部を少なくとも二種以上混合された
冷媒が流れる内面溝付冷媒配管において、前記各溝を、いずれかの冷媒の物性に適合した幅でそれ
ぞれ形成すると共に、それぞれの冷媒の物性に適合する
溝を少なくとも一つ内面に形成したことを特徴とする内
面溝付冷媒配管。
【請求項３】冷媒配管の内面に形成される溝は、冷媒
の流れる方向に向かって螺旋状に形成されていることを
特徴とする請求項１または請求項２の内面溝付冷媒配
管。