(57)【要約】【課題】３列に熱交換モジュールを配置した熱交換器であっても、圧力損失が抑制され、さらには各列の出口側の冷媒の状態が均一にされる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器２３は、冷媒が外部から流入する第１列の熱交換モジュール５０ａと、冷媒が外部へ流出する第２列の熱交換モジュール５０ｂと、冷媒が外部へ流出する第３列の熱交換モジュール５０ｃと、第１列の熱交換モジュール５０ａから第２列の熱交換モジュール５０ｂ及び第３列の熱交換モジュール５０ｃへ冷媒を分流する分流モジュール４０と、を備え、第１列の熱交換モジュール５０ａが冷媒の往路５０ａｄを、第２列の熱交換モジュール５０ｂ及び第３列の熱交換モジュール５０ｃの双方が冷媒の復路５０ｂＵ，５０ｃＵをそれぞれ構成し、これにより、冷媒の流路が一往復となる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が外部から流入する第１列の熱交換モジュールと、冷媒が外部へ流出する第２列の熱交換モジュールと、冷媒が外部へ流出する第３列の熱交換モジュールと、が通風方向に積層して配置され、
前記第１列の熱交換モジュールから流入した冷媒を前記第２列の熱交換モジュール及び前記第３列の熱交換モジュールへ分流する分流モジュールと、を備えた熱交換器であって、
前記第１列の熱交換モジュールが冷媒の往路を、前記第２列の熱交換モジュール及び前記第３列の熱交換モジュールの双方が冷媒の復路をそれぞれ構成し、これにより、冷媒の流路が前記熱交換器の冷媒が流入する入口と冷媒が流出する出口との間で一往復となる、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記分流モジュールは、前記通風方向の風上側となる前記第２列の熱交換モジュールに流入する冷媒の量が前記通風方向の風下側となる前記第３列の熱交換モジュールに流入する冷媒の量よりも大きくなるように冷媒を分流する、ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記分流モジュールは、前記第１列の熱交換モジュール、前記第２列の熱交換モジュール及び前記第３列の熱交換モジュールのそれぞれに連通する第１分流室、第２分流室及び第３分流室を備え、前記第１分流室と前記第２分流室を繋ぐ第１流入口の径が、前記第１分流室と前記第３分流室を繋ぐ第２流入口の径よりも大きい、ことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記分流モジュールは、前記第１列の熱交換モジュールと前記第２列の熱交換モジュールを連通する第４分流室、及び前記第１列の熱交換モジュールと前記第３列の熱交換モジュールを連通する第５分流室を備え、前記第１列の熱交換モジュールと前記第３分流室を繋ぐ第３流入口の径が、前記第１列の熱交換モジュールと前記第５分流室を繋ぐ第４流入口の径よりも大きい、ことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、扁平管を有する熱交換モジュールを３列に接続させた空気調和機の室外機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８に示すように、特許文献１では、吹出空気温度の均一化を実現することを目的として、第１列の熱交換モジュールが冷媒の第１往路を構成し、第２列の熱交換モジュールが分流された冷媒に対応して第１復路及び第２往路を構成し、第３列の熱交換モジュールが合流された冷媒の第２復路を構成している。なお、第１列の熱交換モジュールに接続される冷媒の入口管と第３列の熱交換モジュールに接続される冷媒の出口管は、省スペースを考慮して、入口管又は出口管に接続される配管の長さを短くするために同じ側のヘッダから引き出されている。
【０００４】
しかしながら、従来技術の制御では、３列配置の熱交換モジュールに対し、冷媒の流路が２往復となり、流路長が長くなることで圧力損失が大きくなるという課題があった。また、第２列の熱交換モジュールにおいては、第１復路と第２往路が含まれる。第１復路と第２往路のそれぞれに流れる冷媒の状態や温度に差が生じることで空気との熱交換量に偏りが生じ、その結果、熱交換器の熱交換性能が低下してしまうという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１２５６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、３列に熱交換モジュールを配置した熱交換器であっても、圧力損失が抑制され、さらには各列の出口側の冷媒の状態を均一にできる熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、以下のように把握される。
（１）本発明の第１の観点は、熱交換器であって、冷媒が外部から流入する第１列の熱交換モジュールと、冷媒が外部へ流出する第２列の熱交換モジュールと、冷媒が外部へ流出する第３列の熱交換モジュールと、が通風方向に積層して配置され、前記第１列の熱交換モジュールから流入した冷媒を前記第２列の熱交換モジュール及び前記第３列の熱交換モジュールへ分流する分流モジュールと、を備えた熱交換器であって、前記第１列の熱交換モジュールが冷媒の往路を、前記第２列の熱交換モジュール及び前記第３列の熱交換モジュールの双方が冷媒の復路をそれぞれ構成し、これにより、冷媒の流路が前記熱交換器の冷媒が流入する入口と冷媒が流出する出口との間で一往復となる、ことを特徴とする。
【０００８】
（２）上記（１）において、前記分流モジュールは、前記通風方向の風上側となる前記第２列の熱交換モジュールに流入する冷媒の量が前記通風方向の風下側となる前記第３列の熱交換モジュールに流入する冷媒の量よりも大きくなるように冷媒を分流する。
【０００９】
（３）上記（２）において、前記分流モジュールは、前記第１列の熱交換モジュールに連通する第１分流室、前記第２列の熱交換モジュールに連通する第２分流室、及び、前記第３列の熱交換モジュールに連通する第３分流室を備え、前記第１分流室と前記第２分流室を繋ぐ流入口である第１流入口の径が、前記第１分流室と前記第３分流室を繋ぐ流入口である第２流入口の径よりも大きい。
【００１０】
（４）上記（２）において、前記分流モジュールは、前記第１列の熱交換モジュールと前記第２列の熱交換モジュールを連通する第４分流室、及び前記第１列の熱交換モジュールと前記第３列の熱交換モジュールを連通する第５分流室を備え、前記第１列の熱交換モジュールと前記第３分流室を繋ぐ流入口である第３流入口の径が、前記第１列の熱交換モジュールと前記第５分流室を繋ぐ流入口である第４流入口の径よりも大きい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、３列に熱交換モジュールを配置した熱交換器であっても、圧力損失が抑制され、さらには各列の出口側の冷媒の状態が均一にされる熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の空気調和機を説明する図であって、（Ａ）は冷媒回路図、（Ｂ）は室外機制御手段のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の熱交換器を示す斜視図である。
【図３】３列の熱交換器において、二往復の冷媒の流路を模式的に示す斜視図である。
【図４】３列の熱交換器において、一往復の冷媒の流路を模式的に示す斜視図である。
【図５】分流モジュールの一態様を示す図である。
【図６】分流モジュールの別の態様を示す図である。
【図７】分流モジュールの別の態様を示す図である。
【図８】従来技術に係る３列の熱交換器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態）
以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【００１４】
＜冷媒回路の構成＞
まず、図１（Ａ）を参照して、室外機２を含む空気調和機１の冷媒回路について説明する。図１（Ａ）に示すように、本実施形態における空気調和機１は、屋外に設置される室外機２と、室内に設置され、室外機２に液管４及びガス管５で接続された室内機３を備えている。詳細には、室外機２の液側閉鎖弁２５と室内機３の液管接続部３３が液管４で接続されている。また、室外機２のガス側閉鎖弁２６と室内機３のガス管接続部３４がガス管５で接続されている。以上により、空気調和機１の冷媒回路１０が形成される。
【００１５】
＜＜室外機の冷媒回路＞＞
まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、膨張弁２４と、液管４が接続された液側閉鎖弁２５と、ガス管５が接続されたガス側閉鎖弁２６と、室外ファン２７を備えている。そして、室外ファン２７を除くこれら各装置が後述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室外機冷媒回路１０ａを形成している。なお、圧縮機２１の冷媒吸入側には、アキュムレータ（不図示）が設けられてもよい。
【００１６】
圧縮機２１は、図示しないインバータにより回転数が制御されることで、運転容量を変えることができる容量可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、四方弁２２のポートａと吐出管６１で接続されている。また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、四方弁２２のポートｃと吸入管６６で接続されている。
【００１７】
四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り替えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側と吐出管６１で接続されている。ポートｂは、室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口と冷媒配管６２で接続されている。ポートｃは、上述したように圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管６６で接続されている。そして、ポートｄは、ガス側閉鎖弁２６と冷媒配管６４で接続されている。
【００１８】
室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気を熱交換させるものである。室外熱交換器２３の一方の冷媒出入口は、上述したように四方弁２２のポートｂと冷媒配管６２で接続され、他方の冷媒出入口は液側閉鎖弁２５と冷媒配管６３で接続されている。室外熱交換器２３は、後述する四方弁２２の切り替えによって、冷房運転時は凝縮器として機能し、暖房運転時は蒸発器として機能する。
【００１９】
膨張弁２４は、図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁である。具体的には、パルスモータに加えられるパルス数によりその開度が調整される。膨張弁２４は、暖房運転時は圧縮機２１から吐出される冷媒の温度である吐出温度が所定の目標温度となるように、その開度が調整される。
【００２０】
室外ファン２７は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２７は、その中心部が図示しないファンモータの回転軸に接続されている。ファンモータが回転することで室外ファン２７が回転する。室外ファン２７の回転によって、室外機２の図示しない吸込口から室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を、室外機２の図示しない吹出口から室外機２外部へ放出する。
【００２１】
以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１（Ａ）に示すように、吐出管６１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力を検出する吐出圧力センサ７１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度（上述した吐出温度）を検出する吐出温度センサ７３が設けられている。吸入管６６には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ７２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ７４が設けられている。
【００２２】
室外熱交換器２３の図示しない冷媒パスの略中間部には、室外熱交換器２３の温度である室外熱交温度を検出する熱交温度センサ７５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度センサ７６が備えられている。
【００２３】
また、室外機２には、室外機制御手段２００が備えられている。室外機制御手段２００は、室外機２の図示しない電装品箱に格納されている制御基板に搭載されている。図１（Ｂ）に示すように、室外機制御手段２００は、ＣＰＵ２１０と、記憶部２２０と、通信部２３０と、センサ入力部２４０を備えている（なお、本明細書では、室外機制御手段２００を単に制御手段ということがある）。
【００２４】
記憶部２２０は、フラッシュメモリで構成されており、室外機２の制御プログラムや各種センサからの検出信号に対応した検出値、圧縮機２１や室外ファン２７等の制御状態等を記憶している。また、図示は省略するが、記憶部２２０には室内機３から受信する要求能力に応じて圧縮機２１の回転数を定めた回転数テーブルがあらかじめ記憶されている。
【００２５】
通信部２３０は、室内機３との通信を行うインターフェイスである。センサ入力部２４０は、室外機２の各種センサでの検出結果を取り込んでＣＰＵ２１０に出力する。
【００２６】
ＣＰＵ２１０は、前述した室外機２の各センサでの検出結果を、センサ入力部２４０を介して取り込む。さらには、ＣＰＵ２１０は、室内機３から送信される制御信号を、通信部２３０を介して取り込む。ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号等に基づいて、圧縮機２１や室外ファン２７の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、四方弁２２の切り替え制御を行う。さらには、ＣＰＵ２１０は、取り込んだ検出結果や制御信号に基づいて、膨張弁２４の開度調整を行う。
【００２７】
＜＜室内機の冷媒回路＞＞
次に、図１（Ａ）を用いて、室内機３について説明する。室内機３は、室内熱交換器３１と、室内ファン３２と、液管４の他端が接続された液管接続部３３と、ガス管５の他端が接続されたガス管接続部３４を備えている。そして、室内ファン３２を除くこれら各装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室内機冷媒回路１０ｂを形成している。
【００２８】
室内熱交換器３１は、冷媒と後述する室内ファン３２の回転により室内機３の図示しない吸込口から室内機３の内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものである。室内熱交換器３１の一方の冷媒出入口は、液管接続部３３と室内機液管６７で接続されている。室内熱交換器３１の他方の冷媒出入口は、ガス管接続部３４と室内機ガス管６８で接続されている。室内熱交換器３１は、室内機３が冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、室内機３が暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
【００２９】
室内ファン３２は樹脂材で形成されており、室内熱交換器３１の近傍に配置されている。室内ファン３２は、図示しないファンモータによって回転することで、室内機３の図示しない吸込口から室内機３の内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器３１において冷媒と熱交換した室内空気を室内機３の図示しない吹出口から室内へ吹き出す。
【００３０】
以上説明した構成の他に、室内機３には各種のセンサが設けられている。室内機液管６７には、室内熱交換器３１に流入あるいは室内熱交換器３１から流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ７７が設けられている。室内機ガス管６８には、室内熱交換器３１から流出あるいは室内熱交換器３１に流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ７８が設けられている。そして、室内機３の図示しない吸込口付近には、室内機３の内部に流入する室内空気の温度、すなわち室温を検出する室温センサ７９が備えられている。
【００３１】
＜冷媒回路の動作＞
次に、本実施形態における空気調和機１の空調運転時の冷媒回路１０における冷媒の流れや各部の動作について、図１（Ａ）を用いて説明する。以下では、図中、実線で示した冷媒の流れに基づいて、室内機３が暖房運転を行う場合について説明する。なお、破線で示した冷媒の流れが冷房運転を示している。
【００３２】
室内機３が暖房運転を行う場合、ＣＰＵ２１０は、図１（Ａ）に示すように四方弁２２を実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄが連通するよう、また、ポートｂとポートｃが連通するよう、切り替える。これにより、冷媒回路１０において実線矢印で示す方向に冷媒が循環し、室外熱交換器２３が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器３１が凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。
【００３３】
圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出管６１を流れて四方弁２２に流入する。四方弁２２のポートａに流入した冷媒は、四方弁２２のポートｄから冷媒配管６４を流れて、ガス側閉鎖弁２６を介してガス管５に流入する。ガス管５を流れる冷媒は、ガス管接続部３４を介して室内機３に流入する。
【００３４】
室内機３に流入した冷媒は、室内機ガス管６８を流れて室内熱交換器３１に流入し、室内ファン３２の回転により室内機３の内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器３１が凝縮器として機能し、室内熱交換器３１で冷媒と熱交換を行った室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機３が設置された室内の暖房が行われる。
【００３５】
室内熱交換器３１から流出した冷媒は、室内機液管６７を流れ、液管接続部３３を介して液管４に流入する。液管４を流れ、液側閉鎖弁２５を介して室外機２に流入した冷媒は、冷媒配管６３を流れて膨張弁２４を通過する際に減圧される。上述したように、暖房運転時の膨張弁２４の開度は、圧縮機２１の吐出温度が所定の目標温度となるように調整される。
【００３６】
膨張弁２４を通過して室外熱交換器２３に流入した冷媒は、室外ファン２７の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。室外熱交換器２３から冷媒配管６２に流出した冷媒は、四方弁２２のポートｂ及びポートｃ、吸入管６６を流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
【００３７】
＜熱交換器と冷媒の流路＞
本実施形態に係る室外熱交換器２３（以下、熱交換器２３という）は、扁平管（伝熱管）を備えた熱交換モジュール５０を３列に設けている。
以下、熱交換器２３とその内部での冷媒の流路について、従来の熱交換器と比較しながら図２から図８を用いて説明する。
まず、従来の熱交換器２３について、図８を用いて説明する。熱交換器２３は、図８に示すように、３列の熱交換モジュール５０（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ）を備えている。各列の両端には、上ヘッダ８１（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ）と、下ヘッダ８２（８２ａ，８２ｂ，８２ｃ）とが設けられている。第１上ヘッダ８１ｃには、冷媒が外部から流入する冷媒配管６３（以下、入口管６３と呼称する）が接続されており、第３上ヘッダ８１ａには、冷媒が外部へ流出する冷媒配管６２（以下、出口管６２と呼称する）が設けられている。通風方向の風上側は、第３列の熱交換モジュール５０ａ側に設定されている。第３列の熱交換モジュール５０ａの風下側には、第２列の熱交換モジュール５０ｂと第１の熱交換モジュール５０ｃが順に並んでいる。なお、添え字「ａ，ｂ，ｃ」は、通風方向の風上側からみて順に付与している。
【００３８】
図７は、図８の従来の熱交換器２３における冷媒の流路を模式的に示している（図８における両端のヘッダ８１，８２は省略している）。すなわち、入口管６３から第１列の熱交換モジュール５０ｃに流入した冷媒は、第１上ヘッダ８１ｃから第１下ヘッダ８２ｃに向かって第１往路５０ｃＤを流れる。第１下ヘッダ８２ｃに流入した冷媒は、第２下ヘッダ８２ｂへ流入した後、第２上ヘッダ８１ｂに向かって、第２列の熱交換モジュール５０ｂの中央部に配置された第１復路５０ｂＵを流れる。第２上ヘッダ８１ｂにおいて分流した冷媒は、第２下ヘッダ８２ｂに向かって、第２列の熱交換モジュール５０ｂの第１復路５０ｂＵの両側に配置された第２往路５０ｂＤを流れる。そして、第３下ヘッダ８２ａで合流した冷媒は、第３上ヘッダ８１ａに向かって、第３列の熱交換モジュール５０ａの中の第２復路５０ａＵを流れ、第３上ヘッダ８１ａから出口管６２を経由して外部へ流出する。
【００３９】
このように、熱交換器２３における従来の冷媒の流路は、第２列の熱交換モジュール５０ｂの内部で、すなわち一つの熱交換モジュール５０の中で冷媒を分流させることにより、３列の熱交換モジュール５０ｃ，５０ｂ，５０ａの全体を通じて二往復となっている。したがって、冷媒の折り返し回数が多くなることにより、圧力損失を低減することができない。
【００４０】
そこで、本実施形態に係る熱交換器２３は、後述する分流モジュール４０によって、３列の熱交換モジュール５０ｃ，５０ｂ，５０ａの全体を通じ、熱交換器２３の冷媒が流入する入口と冷媒が流出する出口との間で一往復とすることで圧力損失を低減させている。まず、本実施形態に係る熱交換器２３について、図２を用いて説明する。なお、図８の従来の熱交換器２３と共通している構成は同じ番号を付す。熱交換器２３は、図２に示すように、３列の熱交換モジュール５０（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ）が通風方向に積層して配置されている。各列の両端には、奥側ヘッダ８３（８３ａ，８３ｂ，８３ｃ）と、手前側ヘッダ８４（後述する分流モジュール４０）とが設けられている。第１奥側ヘッダ８３ａには、冷媒が外部から流入する入口管６３が接続されており、第２奥側ヘッダ８３ｂと第３奥側ヘッダ８３ｃには、冷媒が外部へ流出する出口管６２が設けられている。通風方向の風上側は、第１列の熱交換モジュール５０ａ側に設定されている。なお、添え字「ａ，ｂ，ｃ」は、通風方向の風上側からみて順に付与している。
【００４１】
本実施形態の熱交換器２３において、冷媒の流路は、図３に示すように（両端のヘッダ８３，８４は省略しているので、図２を参照）、３列の熱交換モジュール５０ａ，５０ｂ，５０ｃの内部を一往復で流れる。すなわち、入口管６３から第１列の熱交換モジュール５０ａに流入した冷媒は、第１奥側ヘッダ８３ａから手前側に向かって往路５０ａＤを流れる。手前側ヘッダ８４において、後述する分流モジュール４０により分流された冷媒は、第２奥側ヘッダ８３ｂに向かって第２列の熱交換モジュール５０ｂに対応する第１復路５０ｂＵを流れるとともに、第３奥側ヘッダ８３ｃに向かって第３列の熱交換モジュール５０ｃに対応する第２復路５０ｃＵへ流れる。そして、前者は、第２奥側ヘッダ８３ｂから出口管６２を、後者は、第３奥側ヘッダ８３ｃから別の出口管６２を、それぞれ経由して外部へ流出する。
【００４２】
このように、熱交換器２３における本実施形態の冷媒の流路は、第１列の熱交換モジュール５０ａと第２列の熱交換モジュール５０ｂ及び第３列の熱交換モジュール５０ｃとの間において冷媒を分流させることにより、３列の熱交換モジュール５０ａ，５０ｂ，５０ｃの全体を通じて一往復となっている。したがって、冷媒の折り返し回数が少なくなり、流路長が短くなることから、圧力損失を抑制することができる。
【００４３】
なお、従来の二往復と比較して一往復で冷媒を流す場合、流路の長さが短くなるが、熱交換量は減少しない。というのは、復路として２列の熱交換モジュール５０に並列に冷媒を流すことにより、１列の熱交換モジュール５０で分流する従来の場合と比較して冷媒の流速が遅くなるため、空気と触れるすなわち扁平管（伝熱管）を流れる時間は従来と変わらず、熱交換量に影響しない。
【００４４】
＜＜分流モジュール＞＞
次に、復路である２列の熱交換モジュール５０ｂ、５０ｃに対し、手前側ヘッダ８４において冷媒を分流して折り返す手段について、説明する。熱交換量を多くするために熱交換モジュール５０の列数を３列にした場合、並列となる第２列の熱交換モジュール５０ｂと第３列の熱交換モジュール５０ｃとでは、通過する空気の温度が異なる。具体的には、通風方向の風下側に位置する第３列の熱交換モジュール５０ｃには、第２列の熱交換モジュール５０ｂを通過した空気が通過する。そのため、第３列の熱交換モジュール５０ｃでは空気と冷媒との温度差が比較的小さくなり、熱交換量に差が生じる。
【００４５】
熱交換量の異なる第２列の熱交換モジュール５０ｂと第３熱交換モジュール５０ｃとに同量の冷媒を流した場合、両熱交換モジュールの出口側における冷媒の状態に偏りが生じる。以下、本熱交換器２３を凝縮器として使用した場合を例示する。風上側に位置する第２列の熱交換モジュール５０ｂを流れる冷媒は、空気との温度差が大きいため熱交換量が大きくなり、出口側における冷媒の過冷却度が大きくなる。一方で、風下側に位置する第３列の熱交換モジュール５０ｃを流れる冷媒は、第２列の熱交換モジュール５０ｂを通過した空気と熱交換する。すなわち、空気との温度差が小さいため熱交換量が小さくなり、出口側における冷媒の過冷却度が小さいか、若しくは、過冷却されずに気液二相状態となる。その結果、第２列の熱交換モジュール５０ｂにおいて、冷媒と空気との熱交換への寄与度が小さい液単相領域が広くなり、熱交換器２３の熱交換性能が低下してしまう。そこで、第２列の熱交換モジュール５０ｂと第３列の熱交換モジュール５０ｃとの間で出口側の冷媒の状態が均一になるように、本実施形態では、分流モジュール４０を手前側ヘッダ８４に設け、分配されて流れる冷媒の量が風下側よりも風上側で大きくなるように調整する。
【００４６】
図４は、分流モジュール４０の一例を示している。分流モジュール４０は、第１列の熱交換モジュール５０ａ、第２列の熱交換モジュール５０ｂ及び第３列の熱交換モジュール５０ｃのそれぞれに連通する第１分流室４０ａ、第２分流室４０ｂ及び第３分流室４０ｃを備えている。そして、第１分流室４０ａと第２分流室４０ｂを繋ぐ第１流入口４１の径Ｗ１は、第１分流室４０ａと第３分流室４０ｃを繋ぐ第２流入口４２の径Ｗ２よりも大きく設定される。これにより、往路５０ａＤを流れてきた冷媒は、第１復路５０ｂＵへ流れる量が第２復路５０ｃＵへ流れる量よりも多くなるように分流される。
【００４７】
図５は、分流モジュール４０の他の例を示している。分流モジュール４０は、第１列の熱交換モジュール５０ａと第２列の熱交換モジュール５０ｂを連通する第４分流室４０ｂ２、及び第１列の熱交換モジュール５０ａと第３列の熱交換モジュール５０ｃを連通する第５分流室４０ｃ２を備えている。そして、第１列の熱交換モジュール５０ａと第４分流室４０ｂ２を繋ぐ第３流入口４３の径Ｗ３は、第１列の熱交換モジュール５０ａと第５分流室４０ｃ２を繋ぐ第４流入口４４の径Ｗ４よりも大きく設定される。これにより、往路５０ａＤを流れてきた冷媒は、第１復路５０ｂＵへ流れる量が第２復路５０ｃＵへ流れる量よりも多くなるように分流される。
【００４８】
図４及び図５では、分流モジュール４０を一つの筐体として示したが、その態様はこれらに限定されることはない。例えば、図６に模式的に示すように、第１列の熱交換モジュール５０ａ、第２列の熱交換モジュール５０ｂ及び第３列の熱交換モジュール５０ｃに対応する第１手前側ヘッダ８２ａ、第２手前側ヘッダ８２ｂ及び第３手前側ヘッダ８２ｃの内部に第１分流室４０ａ、第２分流室４０ｂ及び第３分流室４０ｃをそれぞれ設け、第１分流室４０ａから第２分流室４０ｂを接続する配管の径を、第１分流室４０ａから第３分流室４０ｃを接続する配管の径よりも大きく設定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  空気調和機
２  室外機
３  室内機
４  液管
５  ガス管
１０  冷媒回路
１０ａ  室外機冷媒回路
１０ｂ  室内機冷媒回路
２１  圧縮機
２２  四方弁
２３  室外熱交換器
２４  膨張弁
２５  液側閉鎖弁
２６  ガス側閉鎖弁
２７  室外ファン
３１  室内熱交換器
３２  室内ファン
３３  液管接続部
３４  ガス管接続部
４０  分流モジュール
５０  熱交換モジュール
６１  吐出管
６２  冷媒配管（出口管）
６３  冷媒配管（入口管）
６４  冷媒配管
６６  吸入管
６７  室内機液管
６８  室内機ガス管
７１  吐出圧力センサ
７２  吸入圧力センサ
７３  吐出温度センサ
７４  吸入温度センサ
７５  熱交温度センサ
７６  外気温度センサ
７７  液側温度センサ
７８  ガス側温度センサ
７９  室温センサ
８１  上ヘッダ
８２  下ヘッダ
２００  室外機制御手段
２１０  ＣＰＵ
２２０  記憶部
２３０  通信部
２４０  センサ入力部
【図１】
2020153599.tif 000003
【図２】
2020153599.tif 000004
【図３】
2020153599.tif 000005
【図４】
2020153599.tif 000006
【図５】
2020153599.tif 000007
【図６】
2020153599.tif 000008
【図７】
2020153599.tif 000009
【図８】
2020153599.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月1日(2020.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が外部から流入する第１列の熱交換モジュールと、冷媒が外部へ流出する第２列の熱交換モジュールと、冷媒が外部へ流出する第３列の熱交換モジュールと、が通風方向に積層して配置され、
前記第１列の熱交換モジュールから流入した冷媒を前記第２列の熱交換モジュール及び前記第３列の熱交換モジュールへ分流する分流モジュールと、を備えた熱交換器であって、
前記第１列の熱交換モジュールが冷媒の往路を、前記第２列の熱交換モジュール及び前記第３列の熱交換モジュールの双方が冷媒の復路をそれぞれ構成し、これにより、冷媒の流路が前記熱交換器の冷媒が流入する入口と冷媒が流出する出口との間で一往復となり、
前記分流モジュールは、前記第１列の熱交換モジュール、前記第２列の熱交換モジュール及び前記第３列の熱交換モジュールのそれぞれに連通する第１分流室、第２分流室及び第３分流室を備え、前記第１分流室と前記第２分流室を繋ぐ第１流入口の径が、前記第１分流室と前記第３分流室を繋ぐ第２流入口の径よりも大きく、前記通風方向の風上側となる前記第２列の熱交換モジュールに流入する冷媒の量が前記通風方向の風下側となる前記第３列の熱交換モジュールに流入する冷媒の量よりも大きくなるように冷媒を分流する、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
冷媒が外部から流入する第１列の熱交換モジュールと、冷媒が外部へ流出する第２列の熱交換モジュールと、冷媒が外部へ流出する第３列の熱交換モジュールと、が通風方向に積層して配置され、
前記第１列の熱交換モジュールから流入した冷媒を前記第２列の熱交換モジュール及び前記第３列の熱交換モジュールへ分流する分流モジュールと、を備えた熱交換器であって、
前記第１列の熱交換モジュールが冷媒の往路を、前記第２列の熱交換モジュール及び前記第３列の熱交換モジュールの双方が冷媒の復路をそれぞれ構成し、これにより、冷媒の流路が前記熱交換器の冷媒が流入する入口と冷媒が流出する出口との間で一往復となり、
前記分流モジュールは、前記第１列の熱交換モジュールと前記第２列の熱交換モジュールを連通する第４分流室、及び前記第１列の熱交換モジュールと前記第３列の熱交換モジュールを連通する第５分流室を備え、前記第１列の熱交換モジュールと前記第４分流室を繋ぐ第３流入口の径が、前記第１列の熱交換モジュールと前記第５分流室を繋ぐ第４流入口の径よりも大きく、前記通風方向の風上側となる前記第２列の熱交換モジュールに流入する冷媒の量が前記通風方向の風下側となる前記第３列の熱交換モジュールに流入する冷媒の量よりも大きくなるように冷媒を分流する、
ことを特徴とする熱交換器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、以下のように把握される。
（１）本発明の第１の観点は、熱交換器であって、冷媒が外部から流入する第１列の熱交換モジュールと、冷媒が外部へ流出する第２列の熱交換モジュールと、冷媒が外部へ流出する第３列の熱交換モジュールと、が通風方向に積層して配置され、前記第１列の熱交換モジュールから流入した冷媒を前記第２列の熱交換モジュール及び前記第３列の熱交換モジュールへ分流する分流モジュールと、を備えた熱交換器であって、前記第１列の熱交換モジュールが冷媒の往路を、前記第２列の熱交換モジュール及び前記第３列の熱交換モジュールの双方が冷媒の復路をそれぞれ構成し、これにより、冷媒の流路が前記熱交換器の冷媒が流入する入口と冷媒が流出する出口との間で一往復となり、前記分流モジュールは、前記第１列の熱交換モジュール、前記第２列の熱交換モジュール及び前記第３列の熱交換モジュールのそれぞれに連通する第１分流室、第２分流室及び第３分流室を備え、前記第１分流室と前記第２分流室を繋ぐ第１流入口の径が、前記第１分流室と前記第３分流室を繋ぐ第２流入口の径よりも大きく、前記通風方向の風上側となる前記第２列の熱交換モジュールに流入する冷媒の量が前記通風方向の風下側となる前記第３列の熱交換モジュールに流入する冷媒の量よりも大きくなるように冷媒を分流する、ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
（２）本発明は、熱交換器であって、冷媒が外部から流入する第１列の熱交換モジュールと、冷媒が外部へ流出する第２列の熱交換モジュールと、冷媒が外部へ流出する第３列の熱交換モジュールと、が通風方向に積層して配置され、前記第１列の熱交換モジュールから流入した冷媒を前記第２列の熱交換モジュール及び前記第３列の熱交換モジュールへ分流する分流モジュールと、を備えた熱交換器であって、前記第１列の熱交換モジュールが冷媒の往路を、前記第２列の熱交換モジュール及び前記第３列の熱交換モジュールの双方が冷媒の復路をそれぞれ構成し、これにより、冷媒の流路が前記熱交換器の冷媒が流入する入口と冷媒が流出する出口との間で一往復となり、前記分流モジュールは、前記第１列の熱交換モジュールと前記第２列の熱交換モジュールを連通する第４分流室、及び前記第１列の熱交換モジュールと前記第３列の熱交換モジュールを連通する第５分流室を備え、前記第１列の熱交換モジュールと前記第４分流室を繋ぐ流入口である第３流入口の径が、前記第１列の熱交換モジュールと前記第５分流室を繋ぐ流入口である第４流入口の径よりも大きく、前記通風方向の風上側となる前記第２列の熱交換モジュールに流入する冷媒の量が前記通風方向の風下側となる前記第３列の熱交換モジュールに流入する冷媒の量よりも大きくなるように冷媒を分流する、ことを特徴とする。