(57)【要約】【課題】熱交換効率を向上することができ、かつ専有面積の増大を抑制することができる凝縮器およびこれを備えた空気装置を提供する。【解決手段】凝縮器１は、第１凝縮器２と、第１凝縮器２に対して並列に配置された第２凝縮器３と、冷媒が流入するための入口側開口４ａを含む入口側管路４とを備えている。第１凝縮器２の管路は平面ｐ２内に配置され、かつ第２凝縮器３の管路は平面ｐ２に対して平行な平面ｐ３内に配置されている。入口側管路４は、主管４ｂから分岐管４ｃおよび４ｄへ分岐し、分岐管４ｃおよび４ｄの各々は第１凝縮器２および第２凝縮器３の各々に接続されている。入口側管路４における分岐部分４ｅから第１凝縮器２との接続部分までの距離ｄ２は、分岐部分４ｅから第２凝縮器３との接続部分までの距離ｄ３と等しい。【選択図】図３
2010261642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１凝縮器と、
前記第１凝縮器に対して並列に配置された第２凝縮器と、
冷媒が流入するための入口側開口を含む入口側管路とを備え、
前記第１凝縮器の管路は一の平面内に配置され、かつ前記第２凝縮器の管路は前記一の平面に対して平行な他の平面内に配置され、
前記入口側管路は、一本の管から二本の管へ分岐し、前記二本の管の各々は前記第１凝縮器および前記第２凝縮器の各々に接続され、
前記入口側管路における分岐部分から前記第１凝縮器との接続部分までの距離は、前記分岐部分から前記第２凝縮器との接続部分までの距離と等しい、凝縮器。
【請求項２】
前記冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における前記第１凝縮器の管路の総断面積は、前記冷媒の流通方向に沿って減少する、請求項１に記載の凝縮器。
【請求項３】
前記第１凝縮器は、互いに並列に配置された複数の管を有する第１の管群と、互いに並列に配置された複数の管を有し、かつ前記第１の管群よりも下流側に配置された第２の管群とを含み、前記第１の管群を構成する前記複数の管の本数よりも前記第２の管群を構成する前記複数の管の本数は少ない、請求項２に記載の凝縮器。
【請求項４】
前記第１凝縮器は、第１の管と、記第１の管よりも下流側に配置された第２の管とを含み、前記冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における前記第１の管における冷媒流通路の断面積は、前記冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における前記第２の管における冷媒流通路の断面積よりも小さい、請求項１〜３のいずれかに記載の凝縮器。
【請求項５】
出口側開口を含み、かつ前記第１凝縮器および前記第２凝縮器の各々に接続される出口側管路をさらに備え、
前記出口側管路は、前記冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における断面積が前記冷媒の流通方向に沿って減少する減少部分を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の凝縮器。
【請求項６】
前記冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における前記減少部分の断面の直径または幅は、一定の割合で減少する、請求項５に記載の凝縮器。
【請求項７】
冷媒を、蒸発→圧縮→凝縮→減圧→蒸発と状態変化させて循環させ、冷凍作用を行なわせる空調装置であって、
冷媒の凝縮作用を行なう既設の第１段凝縮器と、
前記第１段凝縮器に追加的に設置され、かつ冷媒のさらなる凝縮作用を行なう請求項１〜６のいずれかに記載の凝縮器とを備えた、空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝縮器およびこれを備えた空調装置に関し、より特定的には、冷媒の凝縮作用を行う既設の凝縮器に追加的に設置される追設用の凝縮器およびこれを備えた空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調装置は、主として室内に置かれる室内熱交換器と、室外に置かれる室外熱交換器と、冷媒を圧縮するためのコンプレッサとを備えている。冷房運転時には、室内熱交換器が蒸発器として機能し、室外熱交換器が凝縮器として機能する。冷媒は、低温低圧の液体の状態で室内熱交換器を流れる際に室内から熱を吸収し、蒸発して低温低圧の気体の冷媒となる。このとき冷媒が熱を吸収することにより室内が冷却される。一方、暖房運転時には、室内熱交換器が凝縮器として機能し、室内熱交換器が蒸発器として機能する。冷媒は、高温高圧の状態で室内熱交換器を流れる際に室内に熱を放出し、凝縮して液体の冷媒となる。このとき冷媒が放出する熱により室内が暖められる。
【０００３】
ここで、室外熱交換器は、室内熱交換器に比べて過酷な環境に設置されることが多い。たとえばビルとビルとの間のような場所に室外熱交換器が設置された場合、室外熱交換器に汚れが付着し、熱交換能力が著しく低下するおそれがある。また、夏季において気温が異常上昇した場合や、冬季において室外熱交換器に霜が付着した場合にも、熱交換能力が著しく低下するおそれがある。
【０００４】
そこで、室外熱交換器（既設の凝縮器）に別の凝縮器を追設することにより、室外熱交換器の熱交換効率を向上する技術が提案されている。たとえば特開平１０−３３９５１１号公報（特許文献１）には、コンプレッサ、凝縮器、および蒸発器よりなるヒートポンプ式冷暖房機において、コンデンサと蒸発器との間に追設コンデンサ（追設用の凝縮器）を設置し、既設コンデンサ内のガスパイプ回路の管の内径に対する追設コンデンサ内のガスパイプ回路の管の内径の比を一定値以下とすることが開示されている。また、特開２０００−９７５１９号公報（特許文献２）には、追設用の凝縮器の入口部分に、冷媒通路の内壁面からほぼ垂直に延びる壁を有する凝縮促進部を形成することが開示されている。
【特許文献１】特開平１０−３３９５１１号公報
【特許文献２】特開２０００−９７５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の追設用の凝縮器として、２つの凝縮器（第１凝縮器および第２凝縮器）を互いに並列に配置した構成のものを使用した場合、第１凝縮器と第２凝縮器とに冷媒を均等に分配することができなかった。すなわち、第１凝縮器には所望の量を超える冷媒が流れ込む一方で、第２凝縮器には所望の量を下回る冷媒しか流れ込まなかった。その結果、追設用の凝縮器が所望の性能を発揮せず、熱交換効率を十分に向上することができなかった。
【０００６】
加えて、第１凝縮器のための平面スペースと、第２凝縮器のための平面スペースとが必要になり、専有面積が増大するという問題があった。
【０００７】
上述の問題は、追設用の凝縮器においてのみ生じるものではなく、追設用の凝縮器に対応する凝縮器が当初から設置された構成、言い換えれば第１段凝縮器（既設の凝縮器に対応）に対して第２段凝縮器（追設の凝縮器に対応）が直列に配置された構成において生じ得る問題である。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、熱交換効率を向上することができ、かつ専有面積の増大を抑制することができる凝縮器およびこれを備えた空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一の局面に従う凝縮器は、第１凝縮器と、第１凝縮器に対して並列に配置された第２凝縮器と、冷媒が流入するための入口側開口を含む入口側管路とを備えている。第１凝縮器の管路は一の平面内に配置され、かつ第２凝縮器の管路は一の平面に対して平行な他の平面内に配置されている。入口側管路は、一本の管から二本の管へ分岐し、これらの二本の管の各々は第１凝縮器および第２凝縮器の各々に接続されている。入口側管路における分岐部分から第１凝縮器との接続部分までの距離は、分岐部分から第２凝縮器との接続部分までの距離と等しい。
【００１０】
本発明の一の局面に従う凝縮器によれば、入口側管路の分岐部分から第１凝縮器との接続部分までの距離と、入口側管路の分岐部分から第２凝縮器との接続部分までの距離とが等しいので、第１凝縮器と第２凝縮器とに冷媒が不均一に分配されることが抑制される。その結果、第１凝縮器および第２凝縮器の各々に適切な量の冷媒が流れるようになり、熱交換効率を向上することができる。加えて、第１凝縮器と第２凝縮器とが厚み方向、言い換えれば第１凝縮器および第２凝縮器の各々の管路が配置される平面の法線方向に積み重ねられるので、凝縮器の専有面積を低減することができる。
【００１１】
上記凝縮器において好ましくは、冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における第１凝縮器の管路の総断面積は、冷媒の流通方向に沿って減少している。これにより、気体から液体へ状態変化に伴う冷媒の体積減少とともに管路の総断面積も減少するので、熱交換効率を向上することができる。
【００１２】
上記凝縮器において好ましくは、第１凝縮器は、互いに並列に配置された複数の管を有する第１の管群と、互いに並列に配置された複数の管を有し、かつ第１の管群よりも下流側に配置された第２の管群とを含んでいる。第１の管群を構成する複数の管の本数よりも第２の管群を構成する複数の管の本数は少ない。これにより、管の本数を減少させることによって第１凝縮器の管路の総断面積を冷媒の流通方向に沿って減少させることができる。
【００１３】
上記凝縮器において好ましくは、第１凝縮器は、第１の管と、第１の管よりも下流側に配置された第２の管とを含み、冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における第１の管における冷媒流通路の断面積は、冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における第２の管における冷媒流通路の断面積よりも小さい。第１の管は第２の管よりも上流側に位置しているので、第１の管には第２の管に比べて気体の割合の多い冷媒が流通する。このため、第１の管における冷媒流通路において気体の冷媒の熱交換を促進することができる。
【００１４】
上記凝縮器において好ましくは、出口側開口を含み、かつ第１凝縮器および第２凝縮器の各々に接続される出口側管路をさらに備えている。出口側管路は、冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における断面積が冷媒の流通方向に沿って減少する減少部分を含んでいる。これにより、凝縮器において液化した冷媒の流速を出口側管路において速めることができ、熱交換効率を向上することができる。
【００１５】
上記凝縮器において好ましくは、冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における上記減少部分の断面の直径または幅は、一定の割合で減少している。これにより、減少部分において冷媒の流れが妨げられることを抑制することができる。
【００１６】
本発明の空調装置は、冷媒を、蒸発→圧縮→凝縮→減圧→蒸発と状態変化させて循環させ、冷凍作用を行なわせる空調装置であって、冷媒の凝縮作用を行なう既設の第１段凝縮器と、第１段凝縮器に追加的に設置され、かつ冷媒のさらなる凝縮作用を行なう上述のいずれかの凝縮器とを備えている。これにより、空調装置の性能を向上することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の凝縮器およびこれを備えた空調装置によれば、凝縮器の熱交換効率を向上することができ、かつ専有面積の増大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における空調装置の冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１における凝縮器の構成を模式的に示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における凝縮器の構成を模式的に示す上面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における凝縮器の構成を模式的に示す下面図である。
【図５】本発明の実施の形態２における凝縮器内の冷媒の流通経路を模式的に示す図である。
【図６】チューブ７ａ〜７ｈの断面図であって、たとえば図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】チューブ７ｉ〜７ｎの断面図であって、たとえば図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】チューブ７ｏ〜７ｒの断面図であって、たとえば図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】チューブ７ｓおよび７ｔの断面図であって、たとえば図２のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４における出口側管路の断面図であって、図４のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
【００２１】
始めに、本実施の形態における凝縮器が追設される空調装置の構成について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態１における空調装置の冷媒回路図である。図１を参照して、本実施の形態における空調装置１００は、冷媒を、蒸発→圧縮→凝縮→減圧→蒸発と状態変化させて循環させ、冷凍作用を行なわせる空調装置であって、圧縮機１１１と、四方弁１１２と、室外熱交換器としての既設の凝縮器１１３（第１段熱交換器）と、室外熱交換器としての追設の凝縮器１（第２段熱交換器）と、電動膨張弁１１４と、室内熱交換器としての蒸発器１１５とを備えている。圧縮機１１１の両端は四方弁１１２に接続されており、凝縮器１１３は四方弁１１２と凝縮器１との間に接続されている。凝縮器１の一端は、接続部分１１６によって凝縮器１１３に接続されており、他端は接続部分１１７によって電動膨張弁１１４の一端に接続されている。蒸発器１１５の一端は電動膨張弁１１４の他端に接続されており、他端は四方弁１１２に接続されている。
【００２３】
圧縮機１１１は冷媒を圧縮する部分であり、四方弁１１２は冷媒の流れる方向を制御する部分である。凝縮器１および１１３は冷媒と外気との熱交換を行なう部分であり、冷房運転時には凝縮器として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能する。電動膨張弁１１４は冷媒を減圧することにより冷媒の流量を調整する部分である。蒸発器１１５は室内空気と冷媒との熱交換を行なう部分であり、冷房運転時には蒸発器として機能し、暖房運転時には凝縮器として機能する。
【００２４】
空調装置１００の冷房運転時には、電動膨張弁１１４は所定量開かれ、絞り機構として機能する。また、四方弁１１２は、図１中実線矢印で示す方向に冷媒が流れるように切り換えられる。圧縮機１１１で圧縮されて高温高圧の気体となった冷媒は、凝縮器１１３内を流れ、次に凝縮器１内を流れる。凝縮器１１３を流れる際に冷媒は外気と熱交換して凝縮し、凝縮器１を流れる際に冷媒は外気と熱交換してさらに凝縮する。その結果、冷媒は中温高圧の液体になる。そして、凝縮した冷媒は、電動膨張弁１１４で減圧されて低温低圧の液体となって蒸発器１１５内に流れ込む。蒸発器１１５を流れる際に、冷媒は室内空気と熱交換して蒸発し低温低圧の気体になる。その後、低温低圧の気体の冷媒は四方弁１１２を通って圧縮機１１１に戻り、再び圧縮される。その結果、蒸発器１１５を通過した室内空気は冷やされて冷気となり、図示しない送風ファンにより室内に送風される。
【００２５】
空調装置１００の暖房運転時には、電動膨張弁１１４は所定量開かれ、絞り機構として機能する。また、四方弁１１２は、図１中点線矢印で示す方向に冷媒が流れるように切り換えられる。圧縮機１１１で圧縮されて高温高圧の気体となった冷媒は、蒸発器１１５内を流れる。蒸発器１１５を流れる際に、冷媒は室内空気と熱交換して凝縮しながら電動膨張弁１１４で減圧されて低温低圧の液体となる。そして、低温低圧の液体となった冷媒は、凝縮器１内を流れ、次に凝縮器１１３内を流れる。凝縮器１および１１３を流れる際に、冷媒は外気と熱交換して蒸発し低温低圧の気体になる。その後、低温低圧の気体の冷媒は圧縮機１１１に戻り、再び圧縮される。その結果、蒸発器１１５を通過した空気は暖められて暖気となり、図示しない送風ファンにより室内に送風される。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、暖房機能及び冷房機能の両方を持つ空調装置に凝縮器１が追設される場合について説明したが、本発明の凝縮器はこのような使用形態に限られるものではなく、暖房機能を持たない空調装置、言い換えれば冷凍装置に追設されてもよい。本発明の「空調装置」とは、冷凍装置を含むものを意味している。また、本発明の凝縮器は上述のように追設用のものとして用いられる場合の他、空調装置の使用当初から空調装置に設置されるものであってもよい。
【００２７】
次に、本実施の形態における凝縮器１の構成について説明する。
【００２８】
図２〜図４は、本発明の実施の形態１における凝縮器の構成を模式的に示す図である。図２は正面図であり、図３は上側面図であり、図４は下側面図である。図１〜図４を参照して、本実施の形態における凝縮器１は、第１凝縮器２と、第２凝縮器３と、入口側管路４と、出口側管路５とを備えている。入口側管路４の下流側には第１凝縮器２および第２凝縮器３が接続されている。第１凝縮器２と第２凝縮器３とは互いに並列に配置されている。第１凝縮器２および第２凝縮器３の下流側には出口側管路５が接続されている。
【００２９】
入口側管路４はＹ字状の形状を有しており、入口側開口４ａと、主管４ｂと、分岐管４ｃと、分岐管４ｄとを含んでいる。入口側開口４ａは主管４ｂの端部の開口であり、冷媒が流入する部分である。入口側開口４ａは、図１の接続部分１１６において凝縮器１１３からの伝熱管に接続される。主管４ｂは分岐部分４ｅにおいて分岐管４ｃと分岐管４ｄとに分岐している。分岐管４ｃは第１凝縮器２に接続されており、分岐管４ｄは第２凝縮器３に接続されている。分岐部分４ｅから第１凝縮器２との接続部分までの距離ｄ２（分岐管４ｃの長さ）は、分岐部分４ｅから第２凝縮器３との接続部分までの距離ｄ３（分岐管４ｄの長さ）と等しい。
【００３０】
第１凝縮器２と第２凝縮器３とはたとえば同一の構成を有している。具体的には、第１凝縮器２と第２凝縮器３との各々は、ヘッダパイプ６と、チューブ７ａ〜７ｔと、ヘッダパイプ８とを含んでいる。チューブ７ａ〜７ｔの各々は、ヘッダパイプ６とヘッダパイプ８との間に接続されている。また、チューブ７ａ〜７ｔの各々は、この順序で図２中上側から下側へ向かって等間隔で配置されており、図２中横方向に延在している。ヘッダパイプ６、チューブ７ａ〜７ｔ、およびヘッダパイプ８の各々で構成される第１凝縮器２の管路は、平面ｐ２内に配置されている。また、ヘッダパイプ６、チューブ７ａ〜７ｔ、およびヘッダパイプ８の各々で構成される第２凝縮器３の管路は、平面ｐ３内に配置されている。平面ｐ３は平面ｐ２に対して平行である。
【００３１】
ヘッダパイプ６は、その内部が壁９ａによって上側部分と下側部分とに分割されている。ヘッダパイプ６の上側部分は図２中上側において入口側管路４と接続されており、ヘッダパイプ６の下側部分は図２中下側において出口側管路５と接続されている。
【００３２】
出口側管路５はＹ字状の形状を有しており、出口側開口５ａと、主管５ｂと、分岐管５ｃと、分岐管５ｄとを含んでいる。出口側開口５ａは主管５ｂの端部の開口であり、冷媒が流出する部分である。出口側開口５ａは、図１の接続部分１１７において電動膨張弁１１４からの伝熱管に接続される。主管５ｂは分岐部分５ｅにおいて分岐管５ｃと分岐管５ｄとに分岐している。分岐管５ｃは第１凝縮器２に接続されており、分岐管５ｄは第２凝縮器３に接続されている。
【００３３】
なお、本発明においては、少なくとも第１凝縮器の管路が配置される一の平面と、第２凝縮器の管路が配置される他の平面とが互いに平行であればよく、第１凝縮器および第２凝縮器の構成は任意である。また、第１凝縮器と第２凝縮器とが互いに異なる構成を有していてもよい。さらに、チューブおよびヘッダパイプの形状は任意である。
【００３４】
次に、本実施の形態の凝縮器１における冷媒の流れについて説明する。
【００３５】
図１〜図４を参照して、冷房時における冷媒は、凝縮器１１３を通過した後で凝縮器１の入口側管路４へ流入する。次に、冷媒は入口側管路４において分岐管４ｃと分岐管４ｄとに分流し、分岐管４ｃを流れる冷媒は第１凝縮器２へ流入し、分岐管４ｄを流れる冷媒は第２凝縮器３へ流入する。第１凝縮器２および第２凝縮器３の各々に流入した冷媒は、ヘッダパイプ６の上側部分を通じてたとえばチューブ７ａ〜７ｊの各々に分岐する。そして冷媒は、チューブ７ａ〜７ｊの各々を互いに並列に流れ、ヘッダパイプ８に達する。次に、ヘッダパイプ８に達した冷媒は、図２中下方に流れ、チューブ７ｋ〜７ｔの各々に分岐する。そして冷媒は、チューブ７ｋ〜７ｔの各々を互いに並列に流れ、ヘッダパイプ６の下側部分に達する。その後、冷媒は分岐管５ｃおよび５ｄの各々を通じて主管５ｂで合流し、凝縮器１の出口側開口５ａから流出する。凝縮器１から流出した冷媒は、次に電動膨張弁１１４へ流入する。
【００３６】
本実施の形態における凝縮器１は、第１凝縮器２と、第１凝縮器２に対して並列に配置された第２凝縮器３と、冷媒が流入するための入口側開口４ａを含む入口側管路４とを備えている。第１凝縮器２の管路は平面ｐ２内に配置され、かつ第２凝縮器３の管路は平面ｐ２に対して平行な平面ｐ３内に配置されている。入口側管路４は、一本の主管４ｂから二本の分岐管４ｃおよび分岐管４ｄへ分岐し、分岐管４ｃおよび分岐管４ｄの各々は第１凝縮器２および第２凝縮器３の各々に接続されている。入口側管路４における分岐部分４ｅから第１凝縮器２との接続部分までの距離ｄ２は、分岐部分４ｅから第２凝縮器３との接続部分までの距離ｄ３と等しい。
【００３７】
本実施の形態における凝縮器１およびこれを備えた空調装置によれば、距離ｄ２と距離ｄ３とが等しいので、第１凝縮器２と第２凝縮器３とに冷媒が不均一に分配されることが抑制される。その結果、第１凝縮器２および第２凝縮器３の各々に適切な量の冷媒が流れるようになり、熱交換効率を向上することができる。加えて、第１凝縮器２と第２凝縮器３とが平面ｐ２およびｐ３の法線方向（図３中縦方向）に積み重ねられるので、専有面積を低減することができる。
【００３８】
なお、入口側管路４と第１凝縮器２および第２凝縮器３との間にＹ字状の管をさらに接続することにより、冷媒流路を入口側においてさらに分岐させ、第１凝縮器２と同様の構成を有する凝縮器を互いに並列に４個、８個、１６個、・・・２N個（Ｎは自然数）だけ配置してもよい。また、本実施の形態における冷媒の流れは一例であり、凝縮器内の冷媒流路は任意である。
【００３９】
（実施の形態２）
【００４０】
図５は、本発明の実施の形態２における第１凝縮器２および第２凝縮器３内の冷媒の流通経路を模式的に示す図である。図５を参照して、本実施の形態の凝縮器において、第１凝縮器２および第２凝縮器３の各々のヘッダパイプ６は、その内部が壁９ｂおよび壁９ｃの各々によって上側部分６ａ、中央部分６ｂ、および下側部分６ｃの各々に分割されている。ヘッダパイプ６の上側部分６ａは図５中上側において入口側管路４と接続されており、ヘッダパイプ６の下側部分６ｃは図５中下側において出口側管路５と接続されている。同様に、ヘッダパイプ８は、その内部が壁９ｄによって上側部分８ａおよび下側部分８ｂの各々に分割されている。
【００４１】
また、第１凝縮器２および第２凝縮器３の各々は、チューブ７ａ〜７ｈを有する第１の管群と、第１の管群よりも下流側に配置され、かつチューブ７ｉ〜７ｎを有する第２の管群と、第２の管群よりも下流側に配置され、かつチューブ７ｏ〜７ｒを有する第３の管群と、第３の管群よりも下流側に配置され、かつチューブ７ｓおよび７ｔを有する第４の管群とを含んでいる。第１の管群〜第４の管群の各々のチューブの本数は、冷媒の流通方向に沿って減少している。具体的には、第１の管群を構成するチューブの本数（８本）よりも第２の管群を構成するチューブの本数（６本）は少なく、第２の管群を構成するチューブの本数（６本）よりも第３の管群を構成するチューブの本数（４本）は少なく、第３の管群を構成するチューブの本数（４本）よりも第４の管群を構成するチューブの本数（２本）は少ない。
【００４２】
そして、冷媒の流通方向に沿ってチューブの本数が減少する結果、第１凝縮器２および第２凝縮器３の各々の管路の総断面積が冷媒の流通方向に沿って減少している。具体的には、冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合において、第１の管群の総断面積よりも第２の管群の総断面積は少なく、第２の管群の総断面積よりも第３の管群の総断面積は少なく、第３の管群の総断面積よりも第４の管群の総断面積は少ない。
【００４３】
なお、これ以外の凝縮器の構成は、実施の形態１における凝縮器の構成とほぼ同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００４４】
次に、本実施の形態の凝縮器１における冷媒の流れについて説明する。
【００４５】
冷房時において、入口側管路４を通って第１凝縮器２および第２凝縮器３の各々に流入した冷媒は、ヘッダパイプ６の上側部分６ａを通じてチューブ７ａ〜７ｈの各々に分岐する。そして冷媒は、チューブ７ａ〜７ｈの各々を互いに並列に流れ、ヘッダパイプ８の上側部分８ａに達する。次に、ヘッダパイプ８の上側部分８ａに達した冷媒は、図５中下方に流れ、６本のチューブ７ｉ〜７ｎの各々に分岐する。そして冷媒は、チューブ７ｉ〜７ｎの各々を互いに並列に流れ、ヘッダパイプ６の中央部分６ｂに達する。次に、ヘッダパイプ６の中央部分６ｂに達した冷媒は、図５中下方に流れ、４本のチューブ７ｏ〜７ｒの各々に分岐する。そして冷媒は、チューブ７ｏ〜７ｒの各々を互いに並列に流れ、ヘッダパイプ８の下側部分８ｂに達する。次に、ヘッダパイプ８の下側部分８ｂに達した冷媒は、図５中下方に流れ、２本のチューブ７ｓおよび７ｔの各々に分岐する。そして冷媒は、チューブ７ｓおよび７ｔの各々を互いに並列に流れ、ヘッダパイプ６の下側部分６ｃに達する。その後第１凝縮器２および第２凝縮器３の各々を流れ出た冷媒は、出口側管路５において合流し、凝縮器１から流出する。
【００４６】
本実施の形態における凝縮器１によれば、以下の理由により熱交換効率を向上することができる。冷媒は、凝縮器１を流通する際に気体から液体へ状態変化し、それに伴いその体積が減少する。凝縮器１では、この冷媒の体積減少とともに管路の総断面積も減少しているので、熱交換効率を向上することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、チューブが４つの管群に区分されている場合について示したが、本発明においては、第１凝縮器２および第２凝縮器３が互いに並列に配置された複数の管を有する第１の管群と、互いに並列に配置された複数の管を有し、かつ第１の管群よりも下流側に配置された第２の管群とを含んでおり、第１の管群を構成する複数の管の本数よりも第２の管群を構成する複数の管の本数が少なければよい。
【００４８】
また、冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における第１凝縮器２または第２凝縮器３の管路の総断面積（管路が複数の冷媒流通路を有している場合、複数の冷媒流通路の各々の断面積の和）が、冷媒の流通方向に沿って減少していればよい。
【００４９】
（実施の形態３）
【００５０】
図６〜図９は、本発明の実施の形態３における冷媒流通路の形状を模式的に示す断面図である。図６はたとえば図２のＶＩ−ＶＩ線に沿うチューブ７ａ〜７ｈの各々の断面図であり、図７はたとえば図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿うチューブ７ｉ〜７ｎの各々の断面図である。また、図８はたとえば図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿うチューブ７ｏ〜７ｒの各々の断面図であり、図９はたとえば図２のＩＸ−ＩＸ線に沿うチューブ７ｓおよび７ｔの各々の断面図である。なお、図２におけるＶＩ−ＶＩ線、ＶＩＩ−ＶＩＩ線、ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線、およびＩＸ−ＩＸ線は、冷媒の流通方向に対して垂直な断面線である。
【００５１】
本実施の形態における凝縮器は、冷媒流通路の断面形状において実施の形態２とは異なっている。図５および図６を参照して、第１凝縮器２および第２凝縮器３の各々において第１の管群を構成するチューブ７ａ〜７ｈの各々は、たとえば１つの冷媒流通路１１ａを有している。冷媒流通路１１ａは、断面積Ｓを有している。
【００５２】
また、図５および図７を参照して、第２の管群を構成するチューブ７ｉ〜７ｎの各々は、たとえば２つの冷媒流通路１１ｂおよび１１ｃを有している。冷媒流通路１１ｂおよび１１ｃの各々は、冷媒の流通方向に延在する壁によって互いに隔てられている。壁の断面積を無視した場合、冷媒流通路１１ａおよび１１ｂの各々は断面積Ｓ／２を有している。
【００５３】
また、図５および図８を参照して、第３の管群を構成するチューブ７ｏ〜７ｒの各々は、たとえば４つの冷媒流通路１１ｄ〜１１ｇを有している。冷媒流通路１１ｄ〜１１ｇの各々は、冷媒の流通方向に延在する壁によって互いに隔てられている。壁の断面積を無視した場合、冷媒流通路１１ｄ〜１１ｇの各々は面積Ｓ／４を有している。
【００５４】
さらに、図５および図９を参照して、第４の管群を構成するチューブ７ｓおよび７ｔの各々は、たとえば６つの冷媒流通路１１ｈ〜１１ｍを有している。冷媒流通路１１ｈ〜１１ｍの各々は、冷媒の流通方向に延在する壁によって互いに隔てられている。壁の断面積を無視した場合、冷媒流通路１１ｈ〜１１ｍの各々は面積Ｓ／６を有している。
【００５５】
このように、本実施の形態においては、冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における冷媒流通路の断面積が、下流側に配置されたチューブである程小さくなっている。
【００５６】
なお、これ以外の凝縮器の構成は、実施の形態２における凝縮器の構成とほぼ同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００５７】
冷房時に冷媒は、チューブ７ａ〜７ｈ→チューブ７ｉ〜７ｎ→チューブ７ｏ〜７ｒ→チューブ７ｓ，７ｔの順序で流通する。冷媒は凝縮器１を流通する際に徐々に液化するため、気体状態の冷媒の割合は、チューブ７ａ〜７ｈを流通する冷媒＞チューブ７ｉ〜７ｎを流通する冷媒＞チューブ７ｏ〜７ｒを流通する冷媒＞チューブ７ｓ，７ｔを流通する冷媒、の順序で小さくなっている。本実施の形態における凝縮器１によれば、気体状態の冷媒の割合が減少するに従ってチューブにおける冷媒流通路の断面積も減少するので、上流側のチューブ（チューブ７ａ〜７ｈ）において気体の冷媒の熱交換を促進することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態においては、チューブ７ａ〜７ｈの各々の冷媒流通路の断面積＞チューブ７ｉ〜７ｎの各々の冷媒流通路の断面積＞チューブ７ｏ〜７ｒの各々の冷媒流通路の断面積＞チューブ７ｓおよび７ｔの各々の冷媒流通路の断面積、という関係が成り立つ場合について示したが、本発明においては、第１凝縮器が第１の管と、第１の管よりも下流側に配置された第２の管とを含み、第１の管における冷媒流通路の断面積が第２の管における冷媒流通路の断面積よりも小さければよい。
【００５９】
（実施の形態４）
【００６０】
図１０は、本発明の実施の形態４における出口側管路の断面図であって、図４のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。なお、図４におけるＸ−Ｘ線は、主管５ｂにおける冷媒の流通方向に沿った垂直な断面線である。図４および図１０を参照して、本実施の形態の凝縮器において、出口側管路５における主管５ｂは減少部分１３を含んでいる。冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における減少部分１３の断面の幅（断面が円形状である場合には直径）ｗ２は、冷媒の流通方向（図１０左方向）に沿って幅ｗ１から幅ｗ３へと減少している。これにより、冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における出口側管路５の断面積は、減少部分１３において冷媒の流通方向に沿って減少している。また、減少部分１３の幅ｗ２は、冷媒の流通方向に沿ってたとえば一定の割合で減少している。
【００６１】
なお、これ以外の凝縮器の構成は、実施の形態１における凝縮器の構成とほぼ同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００６２】
本実施の形態における凝縮器によれば、減少部分１３において出口側管路５の断面積が冷媒の流通方向に沿って減少しているので、液化した冷媒の流速を出口側管路５において速めることができ、熱交換効率を向上することができる。
【００６３】
また、減少部分１３の断面の直径または幅ｗ２が一定の割合で減少していることにより、減少部分１３において冷媒の流れが妨げられることを抑制することができる。
【００６４】
なお、上述の実施の形態１〜４の各々に記載の構成は、適宜組み合わせることができる。また、実施の形態１〜４において、第１凝縮器と第２凝縮器とは互いに異なる構成を有していてもよい。
【００６５】
さらに、実施の形態２〜４においては、入口側管路４は図３に示す構成のものである必要はなく、少なくとも入口側開口から第１凝縮器と第２凝縮器とに分岐するような構成のものであればよい。
【００６６】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６７】
１  凝縮器、２  第１凝縮器、３  第２凝縮器、４  入口側管路、４ａ  入口側開口、４ｂ，５ｂ  主管、４ｃ，４ｄ，５ｃ，５ｄ  分岐管、４ｅ，５ｅ  分岐部分、５  出口側管路、５ａ  出口側開口、６，７  ヘッダパイプ、６ａ，８ａ  上側部分、６ｂ  中央部分、６ｃ，８ｂ  下側部分、７ａ〜７ｔ  チューブ、９ａ〜９ｄ  壁、１１ａ〜１１ｍ  冷媒流通路、１３  減少部分、１００  空調装置、１１１  圧縮機、１１２  四方弁、１１３  凝縮器、１１４  電動膨張弁、１１５  蒸発器、１１６，１１７  接続部分。
【図１】
2010261642.tif 000003
【図２】
2010261642.tif 000004
【図３】
2010261642.tif 000005
【図４】
2010261642.tif 000006
【図５】
2010261642.tif 000007
【図６】
2010261642.tif 000008
【図７】
2010261642.tif 000009
【図８】
2010261642.tif 000010
【図９】
2010261642.tif 000011
【図１０】
2010261642.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月4日(2010.2.4)
【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】
第１凝縮器と、
前記第１凝縮器に対して並列に配置された第２凝縮器と、
冷媒が流入するための入口側開口を含む入口側管路とを備え、
前記第１凝縮器の管路は一の平面内に配置され、かつ前記第２凝縮器の管路は前記一の平面に対して平行な他の平面内に配置され、
前記入口側管路は、一本の管から二本の管へ分岐し、前記二本の管の各々は前記第１凝縮器および前記第２凝縮器の各々に接続され、
前記入口側管路における分岐部分から前記第１凝縮器との接続部分までの距離は、前記分岐部分から前記第２凝縮器との接続部分までの距離と等しく、
前記第１凝縮器は、第１の管と、前記第１の管よりも下流側に配置された第２の管とを含み、前記冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における前記第１の管における冷媒流通路の断面積は、前記冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における前記第２の管における冷媒流通路の断面積よりも小さく、
出口側開口を含み、かつ前記第１凝縮器および前記第２凝縮器の各々に接続される出口側管路をさらに備え、
前記出口側管路は、前記冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における断面積が前記冷媒の流通方向に沿って減少する減少部分を含む、凝縮器。
【請求項２】
前記冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における前記第１凝縮器の管路の総断面積は、前記冷媒の流通方向に沿って減少する、請求項１に記載の凝縮器。
【請求項３】
前記第１凝縮器は、互いに並列に配置された複数の管を有する第１の管群と、互いに並列に配置された複数の管を有し、かつ前記第１の管群よりも下流側に配置された第２の管群とを含み、前記第１の管群を構成する前記複数の管の本数よりも前記第２の管群を構成する前記複数の管の本数は少ない、請求項２に記載の凝縮器。
【請求項４】
前記冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における前記減少部分の断面の直径または幅は、一定の割合で減少する、請求項１〜３のいずれかに記載の凝縮器。
【請求項５】
冷媒を、蒸発→圧縮→凝縮→減圧→蒸発と状態変化させて循環させ、冷凍作用を行なわせる空調装置であって、
冷媒の凝縮作用を行なう既設の第１段凝縮器と、
前記第１段凝縮器に追加的に設置され、かつ冷媒のさらなる凝縮作用を行なう請求項１〜４のいずれかに記載の凝縮器とを備えた、空調装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一の局面に従う凝縮器は、第１凝縮器と、第１凝縮器に対して並列に配置された第２凝縮器と、冷媒が流入するための入口側開口を含む入口側管路とを備えている。第１凝縮器の管路は一の平面内に配置され、かつ第２凝縮器の管路は一の平面に対して平行な他の平面内に配置されている。入口側管路は、一本の管から二本の管へ分岐し、これらの二本の管の各々は第１凝縮器および第２凝縮器の各々に接続されている。入口側管路における分岐部分から第１凝縮器との接続部分までの距離は、分岐部分から第２凝縮器との接続部分までの距離と等しい。第１凝縮器は、第１の管と、第１の管よりも下流側に配置された第２の管とを含み、冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における第１の管における冷媒流通路の断面積は、冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における第２の管における冷媒流通路の断面積よりも小さい。凝縮器は、出口側開口を含み、かつ第１凝縮器および第２凝縮器の各々に接続される出口側管路をさらに備えている。出口側管路は、冷媒の流通方向に対して垂直な平面で切った場合における断面積が冷媒の流通方向に沿って減少する減少部分を含んでいる。
【手続補正３】
【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】
本発明の一の局面に従う凝縮器によれば、入口側管路の分岐部分から第１凝縮器との接
続部分までの距離と、入口側管路の分岐部分から第２凝縮器との接続部分までの距離とが
等しいので、第１凝縮器と第２凝縮器とに冷媒が不均一に分配されることが抑制される。
その結果、第１凝縮器および第２凝縮器の各々に適切な量の冷媒が流れるようになり、熱
交換効率を向上することができる。加えて、第１凝縮器と第２凝縮器とが厚み方向、言い
換えれば第１凝縮器および第２凝縮器の各々の管路が配置される平面の法線方向に積み重
ねられるので、凝縮器の専有面積を低減することができる。また、第１の管は第２の管よりも上流側に位置しているので、第１の管には第２の管に比べて気体の割合の多い冷媒が流通する。このため、第１の管における冷媒流通路において気体の冷媒の熱交換を促進することができる。さらに、凝縮器において液化した冷媒の流速を出口側管路において速めることができ、熱交換効率を向上することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【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】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】