(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込み口を有する第１の壁面と吹出し口を有する第２の壁面とで形成された筐体で構成され可燃性冷媒を循環させる冷媒回路が設けられた室外機と、前記冷媒回路を構成し前記可燃性冷媒を循環させる伝熱管を有する複数列の熱交換器列から構成された室外熱交換器と、前記室外機内に設けられ前記吸込み口を介し前記室外熱交換器の列方向に外気を流し前記吹出し口から前記室外機外へ排出する送風機と、前記第１の壁面あるいは前記第２の壁面の近傍であって、前記複数列の熱交換器列のうち、前記送風機に対して最も遠くに配置された第１の熱交換器列と、前記第１の熱交換器列に対して前記送風機側に配置された第２の熱交換器列と、を備え、前記第１の熱交換器列の伝熱管の肉厚と外径との比が前記第２の熱交換器列の伝熱管の肉厚と外径の比より大きい伝熱管で構成されたことを特徴とする冷凍空調装置。
【請求項２】
前記第１の熱交換器列の伝熱管は前記第２の熱交換器列の伝熱管より肉厚が厚い伝熱管で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍空調装置。
【請求項３】
前記第１の熱交換器列の伝熱管は前記第２の熱交換器列の伝熱管より外径が小さい伝熱管で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍空調装置。
【請求項４】
前記室外熱交換器は液分流管とガス分流管とを備え、前記液分流管と前記ガス分流管とは前記第２の熱交換器列に接続されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の冷凍空調装置。
【請求項５】
前記可燃性冷媒はプロパン、ブタン、イソブタンなどのＨＣ冷媒であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の冷凍空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃性冷媒を使用する空気調和装置あるいは冷凍装置の室外熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置および冷凍装置の室外機は、圧縮機、熱交換器、冷媒流路切替弁とそれらを接続、連通し、冷媒を流す配管と、プロペラファンなどのファン、ファンを駆動するファンモータ、および圧縮機やファンモータに通電し制御する制御基板を収納した電気品箱を備えている。また、室外機は、圧縮機、冷媒流路切替弁、配管、電気品箱を収納する機械室と、熱交換器、ファン、ファンモータを収納する送風室とから構成され、機械室と送風室とはセパレータ板と呼ばれるしきり板でしきられている。
【０００３】
また、室外機の送風室に収納される熱交換器は、複数の所定の間隔で平行に配置した薄い板状のフィンに冷媒が流れる多数の伝熱管が直角に挿通され平行に配置したフィンとフィンとの間に空気を流動させ熱交換を行うプレートフィンチューブ形で、略Ｌ字形状に成形され室外機の側面部と背面部の空気の吸い込み口に沿って設けられている。ファンモータはファンモータ支え台に取り付けられてファンモータ支え台とともに熱交換器の前面側に取り付けられている。ファンモータにはプロペラファンが取り付けられ、室外機の送風室内のプロペラファン周囲には整流用のベルマウスが設置され、室外機の前面の空気の吹出し口には吹出し口から異物が挿入されプロペラファンに接触する事故を防止する事故防止用のグリルを備えている。室外機の送風室内では、ファンが回転することで、熱交換器が設置されている吸込み口である背面口あるいは側面口から室外機内へ外気を吸入し、熱交換器に導き通過させ、吹出し口であるグリルのある前面口から排出される。
【０００４】
また、送風室に収納される熱交換器は、複数の板状のフィンが所定の間隔で平行に配置したものに伝熱管が直角に挿通されたものを一列とし、フィン間を空気が通過する方向に複数列設けることで構成されている。製造上の作りやすさやコストを考慮して、各列の伝熱管の仕様は同一であることが多いが、熱交換器の空気側圧損を考慮して、風上側の熱交換器の伝熱管の管径を小さくする場合もある。例えば、特許文献１は、室外機の筐体内に設けられた第１の熱交換器と第１の熱交換器より背面すなわち吸い込み口側に第１の熱交換器と平行に第２の熱交換器が設けられた構成において、第１の熱交換器を構成する伝熱管の管径を、第２の熱交換器を構成する伝熱管の管径よりも大きな管径に設定し、熱交換器の通風抵抗を低減して騒音低減をするというものである。ただし、伝熱管の管径を小さくすると伝熱管とフィンとの接触面積が小さくなり、熱交換性能が下がるため、フィンピッチすなわちフィンとフィンとの間を狭くしてフィンの数を増やし、フィンと通過する空気との接触量を増やすという工夫が必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２７０９８５号公報（第４頁、第２−３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、地球環境への関心が高まるにつれてオゾン層の破壊や地球の温暖化に大きな影響を与えない、地球温暖化係数（Ｇｌｏｂａｌ  Ｗａｒｍｉｎｇ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ、以下ＧＷＰという）の低い冷媒の使用が検討されている。家庭用、業務用の装置も、地球の温暖化防止のため、ＧＷＰの低い冷媒を使用することが求められ、プロパン、ブタン、イソブタンなどのＨＣ（炭化水素）冷媒の使用が検討されている。しかしながら、ＨＣ冷媒のプロパン、ブタン、イソブタンは可燃性冷媒であり、ＨＣ冷媒を使用する際には引火しないように安全性を確保する必要があるという課題がある。
【０００７】
一方、空気調和装置および冷凍装置の室外機では、熱交換器を構成する複数の伝熱管をＵ字管などでつなぎ、冷媒が流れる流路すなわちパスを形成させている。このとき、伝熱管とＵ字管をろう付けにて接続している。加えて複数パスを備える熱交換器では冷媒を分流するためのヘッダー、ディストリビュータなどの分岐管を備える必要があり、熱交換器の伝熱管と分岐管とをろう付けにて接続している。しかしながら、空気調和装置および冷凍装置の室外機は、設置される環境の影響により疲労破壊などで熱交換器の伝熱管や伝熱管のろう付け部分に亀裂が生じて冷媒漏れが発生するという課題がある。
特に、可燃性冷媒を使用した空気調和装置あるいは冷凍装置の場合は、冷媒漏れが発生すると、冷媒に引火する可能性があり、対策が必要であるという課題がある。
加えて、熱交換器は、伝熱管は同一仕様のもので構成されているため、伝熱管の耐久性は一様であり、熱交換器の疲労破壊はどこから始まるかわからず、室外機の外周側の熱交換器の伝熱管あるいは伝熱管のろう付け部から疲労破壊が始まり冷媒が漏れ出すと、室外機の外部に可燃性冷媒が滞留し、滞留した可燃性冷媒に引火する可能性が高くなるという課題があった。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、可燃性冷媒を封入し循環させる冷媒回路を有する室外機において、冷媒回路を構成する室外熱交換器の伝熱管に疲労破壊が発生し冷媒漏れが生じても、可燃性冷媒が室外機の外部に流出、滞留し、引火することが抑制された信頼性と安全性に優れた空気調和装置および冷凍装置を得ることを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、室外機内に設けられ複数列の熱交換器列から構成され可燃性冷媒を循環させる冷媒回路を構成する室外熱交換器において、吸込み口あるいは吹出し口を有する室外機の壁面の近傍であって、室外熱交換器の複数列の熱交換器列のうち、送風機に対して最も遠くに配置された第１の熱交換器列と、第１の熱交換器列に対して送風機側に配置された第２の熱交換器列と、を備え、第１の熱交換器列の伝熱管の肉厚と外径の比が第２の熱交換器列の伝熱管の肉厚と外径の比より大きい伝熱管で構成されたされたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は、複数列の熱交換器列を有する室外熱交換器において、吸込み口あるいは吹出し口を有する壁面の近傍であって、室外熱交換器の複数列の熱交換器列のうち、送風機に対して最も遠くに配置された第１の熱交換器列と、第１の熱交換器列に対して送風機側に配置された第２の熱交換器列と、を備え、第１の熱交換器列の伝熱管の肉厚と外径の比が第２の熱交換器列の伝熱管の肉厚と外径の比より大きい伝熱管で構成し、第２の熱交換器列の熱交換器列の伝熱管側から疲労破壊が発生するようにしたので、伝熱管に疲労破壊が発生しても、室外機の外部に流出、滞留し、引火することが抑制された信頼性と安全性に優れた空気調和装置および冷凍装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る空気調和装置あるいは冷凍装置の室外機の上面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る空気調和装置あるいは冷凍装置の室外機の正面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る室外機および室内機の冷媒回路図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る室外熱交換器の概略上面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る室外熱交換器の概略側面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る熱交換器の伝熱管の耐圧強度の説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る熱交換器の伝熱管の別の耐圧強度の説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る室外熱交換器の伝熱管配置図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る室外熱交換器の伝熱管配置図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る室外熱交換器のパスパターンの第１の説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係る室外熱交換器のパスパターンの第２の説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係る室外熱交換器のパスパターンの補足説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に係る室外熱交換器のパスパターンの別の補足説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は空気調和装置及び冷凍装置の室外機の内部を上面から見た上面図であり、図２は図１の室外機の前面図である。
室外機１は、図１および図２のように前面側から見て左側に室外熱交換器４、室外ファン５、ファンモータ６、ファンモータ支え台７等を収納した送風室２と、右側に圧縮機８、膨張弁９、ガス分流管１０、液分流管１１などの冷媒回路部品を収納した機械室３を備え、送風室２と機械室３は板金などの不燃性の材料で構成されたセパレータ板１２にて仕切られている。
また、室外機１は、背面側および左側面側に空気の吸込み口となる背面口１３と側面口１４を有し、前面側に空気の吹出し口となる前面口１５を有している。残りの背面部１６、右側面側部１７、前面部１８、左側面部１９は、板金などの不燃性の材料で構成されおり、天板２０、底板２１も同じく、板金などの不燃性の材料で構成された筐体である。なお、左側面部の側面口１４は筐体の左側面部１９に設けられ左側面部１９の一部が開口された開口部であり、前面口１５も筐体の前面部１８に設けられ前面部１８の一部が開口された開口部である。背面口１３も筐体の背面部１６に設けられているが背面部１６のほぼ全面が開口され、背面口１３の全面に渡って室外熱交換器４が設けられている。
なお、図では側面口を左側面側に設定されているが、これは、右側面側に有しても構わず、また、両側面に有しても構わない。また、どちらの側面にも側面口を有さなくても構わない。熱交換器の大きさに合わせた空気の吸込み量とするため、吸込み口の面積も調整が行われる。
【００１３】
次に、送風室２について、図１および図２にて説明する。送風室２には、図１のように室外機１の背面側から側面側に沿うように略Ｌ字形状に成形された室外熱交換器４が背面口１３および側面口１４に設けられており、室外熱交換器４の前面側にはファンモータ６がファンモータ支え台７に取り付けられて備えられている。ファンモータ６には室外ファンなどの室外ファン５が取り付けられており、室外ファン５はプロペラファンなどが一般的で、室外ファン５の前方には、室外機１の前面口１５が設けられている。室外ファン５はファンモータ６によって回転させられる。室外ファン５の周囲には室外ファン５の回転によって引き起こされる気流を整流するベルマウス２２が設けられており、室外ファン５によって吸入された空気を室外ファン５前方の前面口１５から室外機１の外にスムーズに排出する働きを行っている。また、室外機１の前面口１５には前面口１５から異物が挿入され回転する室外ファン５に接触する事故を防止する事故防止用のグリル２３を備えている。なお、ベルマウス２２もグリル２３同様、前面口１５に設けられている。
【００１４】
このような構成によって、室外機１の送風室２では、室外ファン５が回転すると吸込み口である背面口１３や側面口１４から室外機１外の外気を送風室２内に吸込み、室外熱交換器４に外気を導き通過させ、室外ファン５を介して吹出し口である前面口１５から室外機１外へ排出される。なお、吸入した外気は室外熱交換器４で内部を流れる冷媒と熱交換が行われる。
【００１５】
続いて、機械室３について説明する。図１の機械室３には、圧縮機８や膨張弁９などの冷媒回路部品が収納されるとともに、圧縮機８、室外熱交換器４、膨張弁９等は配管で接続され冷媒が封入される室外機側の冷媒回路部を形成している。また、図２のように圧縮機８の上部に電気品箱２４が備えられている。
また、室外熱交換器４は上下方向に複数の伝熱管２５が並び配列された伝熱管の列を１列とし、室外ファン５によって導かれる外気が通過する方向に複数列設けられ構成されている。この複数段、複数列の伝熱管２５を使って複数の冷媒の流路すなわちパスを有するように、伝熱管２５が接続されているが、この複数のパスに冷媒が効率良く流れ熱交換されるように、流れる冷媒を分流するガス分流管１０、液分流管１１が設けられている。このガス分流管１０を介して室外熱交換器４と圧縮機８とが接続され、液分流管１１を介して室外熱交換器４と膨張弁９が接続されている。
これらのガス分流管１０、液分流管１１と伝熱管２５とに接続されている室外熱交換器４の端部側２６は、機械室３の中に設けられており、機械室３の左側の壁面は、セパレータ１２と室外熱交換４とによって形成されている。
【００１６】
また、電気品箱２４は板金などの不燃性の材料で構成された長方体状の筐体であり、セパレータ板１２と室外機１の右側面部１７、前面部１８と接続され、圧縮機８の上方に取り付けられている。但し、電気品箱２４と機械室側背面部１６ａとは密着されず、その空間には、圧縮機８や室内熱交換器４などと接続される配管が収納されている。
【００１７】
機械室３内の冷媒部品の接続構成を、図３を用いて、説明する。図３は室外機１および室内機２７にて構成される冷媒回路の概略図である。
室外機１の機械室３に設置された圧縮機８はガス分流管１０を介して室外熱交換器４の２つある一方の接続口と配管にて接続されている。同様に配管にて、室外熱交換器４の他方は液分流管１１を介して膨張弁９に接続され、膨張弁９はさらに室外機１の接続口２８ａに配管にて接続されている。室外機１のもう一方の接続口２８ｂは圧縮機８と配管にて接続されている。なお、冷媒の流路を切り替えて、冷房運転と暖房運転を切り替えるため、図３のように圧縮機８とガス分流管１０および接続口２８ｂが接続される配管上に切替弁２９を設けているが、冷媒の流路を切り替えについては後述する。
【００１８】
室内機２７には、室内熱交換器３０が配置され、室内熱交換器３０の２つある一方の接続口は室内機２７の接続口２８ｃと他方の接続口には接続口２８ｄが接続されている。
【００１９】
このように構成された室外機１と室内機２７において、室外機１の接続口２８ａ、２８ｂと室内機の接続口２８ｃ、２８ｄとを延長配管３１ａ、３１ｂにて接続することにより、室外機１と室内機２７の間で、冷凍サイクルを行うことができる冷媒回路が構成され、この冷媒回路内に冷媒が封入される。すなわち、圧縮機８、室外熱交換器４、膨張弁９、室内熱交換器３０が環状に接続されて冷媒回路が構成され、この冷媒回路内に冷媒は封入され、封入された冷媒は圧縮、凝縮、膨張、蒸発を繰り返し循環する冷凍サイクルを行う。これによって、室外機１と室内機２７とは冷房あるいは暖房を行うことができる。
【００２０】
例えば、図３における冷房運転は、破線の矢印の経路のように、圧縮機８で圧縮された冷媒は室外熱交換器４に送られ、室外熱交換器４にて室外ファン５によって室外熱交換器４に送風された外気と熱交換し凝縮され、膨張弁９に送られる。膨張弁９に送られた冷媒は膨張弁９にて膨張すなわち減圧され、延長配管３１ａを経て、室内熱交換器３０に送られる。室内熱交換器３０に送られた冷媒は、室内ファン３２にて室内熱交換器３０に送風された部屋の空気と熱交換し蒸発され、延長配管３１ｂを経て、再び圧縮機８に戻る。このような経路にて冷媒が循環され冷房が行われる。なお、冷房運転では切替弁２９は、圧縮機８の冷媒を吸入する側と接続口２８ａとを接続し、圧縮機８の冷媒を吐出する側と室外熱交換４とを接続するように流路を切り替えている。
【００２１】
また、暖房運転では、実線の矢印の経路のように、圧縮機８で圧縮された冷媒は、延長配管３１ｂを経て、室内熱交換器３０に送られる。室内熱交換器３０に送られた冷媒は室内ファン３２によって室内熱交換器３０に送風された部屋の空気と熱交換し凝縮され、延長配管３１ａを経て、膨張弁９に送られる。膨張弁９に送られた冷媒は膨張弁９にて減圧され、室外熱交換器４に送られる。室外熱交換器４に送られた冷媒は、室外ファン５にて室外熱交換器４に送風された外気と熱交換し蒸発され、再び圧縮機８に戻る。このような経路にて冷媒が循環され暖房が行われる。なお、暖房運転では切替弁２９は、圧縮機８の冷媒を吸入する側と室外熱交換４とを接続し、圧縮機８の冷媒を吐出する側と接続口２８ａを接続するように流路を切り替えている。
【００２２】
なお、図３では室外機１と室内機２７を擁する空気調和装置を例に説明したが、ショーケースなどの冷凍装置であっても、冷媒回路の構成と冷凍サイクルの流れは同じである。室内機２７の変わりに接続される負荷装置には負荷装置側熱交換器を備え、室外機と負荷装置とを延長配管にて接続し、圧縮機８、室外熱交換器４、膨張弁９、負荷側熱交換器にて形成される冷媒回路を構成し、この冷媒回路内で冷媒が循環し冷凍サイクルを繰り返すことによって負荷装置の庫内の冷却を行う。
【００２３】
また、電気品箱２４には、圧縮機８やファンモータ６を駆動するとともに膨張弁９を制御する制御基板が収納されている。制御基板は冷媒の循環量を制御することによって、空気調和装置では、室内機２７の室内熱交換器３０と室外機１の室外熱交換器４との熱交換量を制御して、室内機２７が置かれている部屋の空調を行っている。また、冷凍装置でも、同様で、制御基板が、負荷装置の負荷側熱交換器と室外機１の室外熱交換器４との熱交換量を制御して、負荷装置の庫内の冷却を行っている。
【００２４】
また、冷媒回路内に封入し循環させる冷媒は、近年では、地球環境のためＧＷＰの低いＨＣ（炭化水素）冷媒の使用が求められつつある。ＨＣ冷媒とはプロパン、ブタン、イソブタンなどの可燃性の冷媒であり、冷媒回路中に封入された状態では問題ないが、冷媒回路が破損し外部に漏れた場合には、引火して火災を発生しないような対策が必要という課題がある。
【００２５】
図４は室外熱交換器４を上面から見た概略図であり、図５は室外熱交換器４を側面から見た概略図である。なお、図５（ａ）は風が手前側に流れる方向であり、図５（ｂ）はその断面図すなわち風の流れる方向と直角方向から見た図である。室外熱交換器４はフィン部３３と伝熱管２５から構成されるプレートフィンチューブ形で、図４あるいは図１に示すように室外機１の背面と側面に沿う形状となるように略Ｌ字形状に成形されている。
図５（ａ）のように、フィン部３３は複数の薄い板状フィン３４を所定の間隔で平行に配置したもので、図５（ｂ）のようにフィン３４の上下方向には伝熱管２５を挿通する複数の貫通穴３５が設けられている。また、平行に配置したフィン間には、空気が流動する。
伝熱管２５は、一本の管をヘアピン状に折り曲げ形成した２本の管部３６ａ、３６ｂがフィン部３３の一方の側からそれぞれフィン部３３に直交するように隣接する貫通穴３５に挿通され、挿通された管の管端部が他方の側から突出した複数のヘアピン管３６と、隣接するヘアピン管３６の管端部どうしを接続するＵ字管３７とから構成されている。ヘアピン管３６とＵ字管３７とはろう付けにて接続され、熱交換器４を冷媒が巡る流路を形成することができる。なお、フィン３４はアルミ材、ヘアピン管３６やＵ字管３７などの伝熱管２５は銅管から構成されることが多い。
【００２６】
このように構成される熱交換器において、フィン部３３の上下方向に複数の伝熱管２５が並び設けられた熱交換器列を１列とし、これを送風により空気が通過する方向すなわちフィン部３３の幅方向に複数列設けて、室外熱交換器４としている。空気は、室外熱交換器４に対して列方向、すなわち、フィン部３３に対して略直交方向に流れ、フィン３４間を通過していく。例えば、図４では、室外機１の背面口１３あるいは側面口１４に近い側すなわち風上側から熱交換器４ａ、４ｂ、４ｃと併設し、室外熱交換器４としている。なお、室外熱交換器４は、３列とは限らず、１列、２列あるいは４列以上の場合もある。
また、室外熱交換器４には、複数の冷媒の流路を有するように、伝熱管２５とＵ字管３７が接続されパスが生成されているため、複数ある室外熱交換器４の冷媒の出入り口には、冷媒を分流あるいは合流するガス分流管１０や液分流管１１が接続されている。これらの分流管も室外熱交換器４の冷媒の出入り口となっている伝熱管２５にろう付けにて接続されている。
【００２７】
なお、ヘアピン管３６とＵ字管３７とのろう付け部３８やガス分流管１０や液分流管１１のろう付け部３９、４０は、室外熱交換器４の一方の端部にまとめて設けられている。これらろう付け部は劣化しやすいため、ろう付け部のある室外熱交換器４の端部２６は、風雨などの外部の環境の影響を受けにくい室外機１の機械室３の中に配置されている。
このような構成により、室外熱交換器４ではフィン３４間を空気が流動し伝熱管２５を通過する冷媒とフィン３４間を流動する空気とで熱交換が行われる。
【００２８】
しかしながら、室外熱交換器４、特に、伝熱管２５は、送風室２の背面口１３および側面口１４に設置されているため、外部の環境変化の影響を受けやすく、風雨にも直接当たることも多いため、耐久性の低下により亀裂が入り破壊に至るケース多い。これは伝熱管２５の外部あるいは内部からの１回の大きな衝撃による破壊ではなく、外気の温湿度、風雨などの影響や内部を流れる冷媒の圧力や温度変化により、伝熱管２５が膨張と収縮を繰り返し、時間とともに金属疲労が生じた結果であることが多い。また、ヘアピン管３６とＵ字管３７とのろう付け部３８やガス分流管１０や液分流管１１のろう付け部３８，４０も、例え、機械室３に収納して、外部の環境の影響を抑制しても、ろう付け部の耐久性の低下により亀裂が入り破壊に至るケースも多い。
なお、室外熱交換器４の伝熱管２５や伝熱管２５のろう付け部の疲労破壊は、圧縮機８などの大容量の容器の破裂と異なり、室外機１の外郭を変形するほどの力はない
【００２９】
空気調和機あるいは冷凍装置が運転中に送風室２内の熱交換器４の伝熱管２５に亀裂が発生した場合、亀裂部から漏洩した冷媒は室外ファン５の回転によって生じる気流によって前面口１５から強制的に排出・拡散される。また機械室３内のＵ字管３７、ガス分流管１０や液分流管１１のろう付け部の亀裂部から漏洩した冷媒は、熱交換器４と機械室側背面部１６ａの隙間から漏れた後、室外ファン５の回転によって生じる気流によって送風室２の背面口１３から吸い込まれ、前面口１５から強制的に拡散される。いずれにせよ強制的に拡散されて濃度が薄まるので冷媒漏洩による燃焼発生の可能性は小さい。
例えば、プロパンは空気中で２．１％〜９．５％程度の濃度にならないと燃焼しないため、外気によって漏洩した冷媒が拡散されれば、引火の可能性は低くなり安全性が保てる。
【００３０】
一方、停止中でも室外熱交換器４の伝熱管２５は外気の温度変化や風雨の影響を受けるので疲労破壊は進行する。
【００３１】
空気調和装置は、運転中、冷媒回路を循環する冷媒が熱交換器を介して周囲の空気と熱交換させるために、ファンにて熱交換器に送風している。すなわち、冷房運転では、室内ファン３２にて室内熱交換器３０に部屋の空気を送風し冷媒に吸熱させ、室外ファン５にて室外熱交換器４に外気を送風し室内熱交換器３０にて冷媒が吸熱した熱を室外熱交換器４から外気に放熱する。逆に、暖房運転では、室外ファン５にて室外熱交換器４に外気を送風し冷媒に吸熱させ、室内ファン３２にて室内熱交換器３０に部屋の空気を送風し冷媒に吸熱させ熱によって部屋の空気を加熱する。しかし、停止中すなわち空調を行わないときは、冷媒が熱交換器を介して部屋の空気や外気などの周囲の空気と熱交換を停止させるため、ファンを停止させ熱交換器に送風は行わない。冷凍装置も、同様に、負荷装置側の庫内の温度が一定になれば、負荷装置は庫内の空気と、室外機は外気と、熱交換は行わないため、ファンを停止させる。
空気調和装置の年間の稼動時間と停止時間であるが、社団法人日本冷凍空調工業会の業務用エアコン委員会が監修している「業務用エアコンを長く安心してお使いいただくために−定期的な保守・点検のおすすめ」という冊子には運転時間２５００時間／年と仮定している。１年は８７６０時間／年なので６２６０時間／年は空調を停止していることになる。
【００３２】
空気調和装置あるいは冷凍装置の停止中、すなわち、室外機１の室外ファン５停止中に、室外熱交換器４に疲労破壊による亀裂が生じ、室外機１の周囲に気流がない場合、送風室２内の室外熱交換器４の亀裂部から漏洩した冷媒は、室外機１の筐体内あるいは室外機１の周囲に滞留し、濃度が増大する。特に室外機１が壁際に設置される場合、壁によって拡散が遮られ壁際周辺に冷媒が滞留し、引火の危険性が高くなる。この状態に、例えば、上階から火がついたままのたばこが投げ落とされた場合、滞留冷媒に引火し室外機１の周囲に延焼する可能性がある。
特に、外気と直接触れ、送風室２および機械室３の最も筐体の内壁側に位置し、外気を送風室２に吸入する吸込み口である背面口および側面口側に配置されている熱交換器側から冷媒が漏洩すると、室外機１の周囲に流出することになる。
【００３３】
その対策として、本発明は外気と直接触れる、送風室２および機械室３の最も筐体の内壁側に位置し、外気を送風室２に吸入する吸込み口である背面口および側面口側に配置されている室外熱交換器４の伝熱管にて疲労破壊の発生を抑制し、万が一、疲労破壊が発生したとしても、筐体の中央部に配置された伝熱管側から疲労破壊が進み、冷媒漏洩が発生するので、室外機１の停止中には室外機１内に冷媒を滞留させ、室外機１の運転時には室外ファン５の回転によって生じる気流により、室外機１の外部へ強制的に排出・拡散させるようにしたものである。
【００３４】
まず、送風室２の吸込み口側すなわち風上側に配置されている熱交換器にて疲労破壊を抑制するためには、使用される伝熱管の疲労破壊を抑制する必要がある。
【００３５】
伝熱管の疲労破壊への耐久性について説明する。具体的には、伝熱管２５を構成するヘアピン管３６、Ｕ字管３７、ヘアピン管３６とＵ字管３７とのろう付け部３８の耐圧強度を大きくすることで、耐久性を向上させることができる。
一般に配管の耐圧強度に関しては以下の式が設定されている（例えば社団法人日本冷凍空調学会  初級標準テキスト冷凍空調技術の１２５頁に記載）。
ｔ＝Ｐ×Ｄ／（２×σ×η＋０．８×Ｐ）＋α
ｔ：必要肉厚［ｍｍ］、Ｐ：設計圧力［ＭＰａ］、Ｄ：外径［ｍｍ］、σ：材料の許容引張り応力［Ｎ／ｍｍ2］、η：溶接継手の効率、α：腐れしろ［ｍｍ］である。
例えば、図６の表１はＲ４１０Ａ冷媒における外径９．５２ｍｍと６．３５ｍｍの銅管の耐圧強度を計算したもので、銅管の最大圧力すなわち設計圧力を４．１５ＭＰａ、銅管の許容引張り応力を６１Ｎ／ｍｍ2、溶接継手の効率を０．７、腐れしろを０ｍｍとした場合、外径９．５２ｍｍで肉厚０．４５ｍｍ以上、外径６．３５ｍｍで肉厚０．３０ｍｍ以上必要であるという計算結果である。外径９．５２ｍｍと６．３５ｍｍの伝熱管は一般に最もよく熱交換器に使われる管の外径であるだけで、伝熱管の外径は自由に設定できる。
この計算式と表１の計算結果より、伝熱管の外径や肉厚によらず、伝熱管に必要な設計圧力Ｐを得るためには、肉厚と外径の比（肉厚ｔ／外径Ｄ）を確保すればよいということがわかる。また、計算式より、同一材料であって、引張り応力、溶接継手の効率、腐れしろが同じであれば、肉厚と外径の比（肉厚ｔ／外径Ｄ）を大きくすれば、設計圧力Ｐすなわち耐圧強度を向上させた設計ができる。例えば、銅管の肉厚と外径の比が０．０４７にて、耐圧強度は４．１５ＭＰａであるが、銅管の肉厚と外径の比を０．０８４とすることにて、耐圧強度は約１・８５倍の７．６９ＭＰａまでの耐圧強度が得られ、耐圧強度を上げることができる。
よって、風上側の熱交換器の伝熱管に風下側の熱交換器の伝熱管より肉厚と外径の比が大きな伝熱管を使用すれば、風上側の熱交換器に疲労破壊に対する高い耐久性を持たせることができる。
なお、Ｒ４１０Ａ冷媒にて設計方法を説明しているが、ＨＣ冷媒であっても設計方法は変わらない上に、動作圧力は小さくなるので、表１の計算値でも配管の耐圧強度としては問題ない。
また、表１は、Ｒ４１０Ａ冷媒における最低必要な耐圧強度であり、一般的にはこの計算結果の２倍程度の肉厚を持った銅管が使用されているので、例えば空気調和装置において、空気調和装置の室外機１が置かれている一般的な環境下で空気調和装置の製品寿命前に室外熱交換器４の伝熱管２５が疲労破壊するということはほぼ無い。なお、使用される環境の違いを考慮して、表１の２倍程度の動作圧力の許容値を見込み、伝熱管の肉厚は０．８ｍｍ程度を使用しているのが一般的である。
【００３６】
具体的に、肉厚と外径の比を大きくし耐圧強度を向上させる方法について説明する。同一材料かつ同一外径の伝熱管の場合、伝熱管の肉厚を厚くすることによって耐圧強度を上げることができる。例えば、図７の表２の伝熱管Ａ、Ｂは同一材料、同一外径で、肉厚がそれぞれ０．８ｍｍ、１．２ｍｍと異なるものであり、表２はこれらの伝熱管の耐圧強度を計算し比較したものである。表１によれば、伝熱管Ｂは、肉厚の違いによって、伝熱管Ａの約１．５倍の肉厚と外径の比となる一方、伝熱管Ｂの耐圧強度は、伝熱管Ａの耐圧強度・約７．６９ＭＰａに対して約１２．０ＭＰａと、約１．５６倍の耐圧強度を実現させている。
このように伝熱管の肉厚を厚くして肉厚と外径の比を大きくし耐圧強度を向上させることが可能であり、耐圧強度を変えた伝熱管を風下側、風上側に配置することにより、風上側の熱交換器の伝熱管の疲労破壊を抑制することができる。
【００３７】
次に、これらの伝熱管を用い熱交換器の疲労破壊に対する耐久性を上げた熱交換器の構成を説明する。
図８は、伝熱管Ａ、Ｂのように同一材料かつ同一外径であって肉厚を変えた伝熱管を配置した状態の室外熱交換器４である。吸込み口側である風上側に熱交換器４ａ、室外ファン５配置側である風下側に熱交換器４ｂ、４ｃを配置している。図８（ａ）はフィンと直角方向、図８（ｂ）は図８（ａ）を上面側すなわち伝熱管に直角の方向から見た図である。また、熱交換器４ｂの風下側に配置される熱交換器４ｃは熱交換器４ｂと同一のフィンおよび伝熱管で構成されている。
図８の熱交換器４ｂは、外径Ｄａ、肉厚ｔａの伝熱管４１ａにて構成され、熱交換器４ａには、外径Ｄｂ、肉厚ｔｂの伝熱管４１ｂにて構成されている。伝熱管４１ａと伝熱管４１ｂとは外径が同一（Ｄａ＝Ｄｂ）であるが、肉厚は４１ａより４１ｂの肉厚を厚くしている（ｔｂ＞ｔａ）。これによって、風下側の伝熱管より風上側の伝熱管の肉厚と外径の比を大きくし耐圧強度を向上させ、疲労破壊の耐久性を上げた熱交換器が構成されている。
【００３８】
なお、図８の室外熱交換器４において伝熱管４１ａと４１ｂは肉厚が異なる以外は、形状・寸法・性能はほぼ同一なので、フィン３４に設ける貫通穴３５の形状・寸法は同じであり、フィンピッチａ１も熱交換器４ａ、４ｂの間では同じピッチで構成できる。これによって、大きな設計変更無く、熱交換器が構成できる。
【００３９】
また、図８では、熱交換器４ａに熱交換器４ｂの伝熱管より肉厚が厚い伝熱管を配置し、熱交換器４ｂと４ｃには同じ肉厚の伝熱管を配置したが、熱交換器４ａと４ｂとの両方に熱交換器４ｃの伝熱管より肉厚が厚い伝熱管を配置しても構わない。これによって、熱交換器の疲労破壊に対する耐久力は向上する。
また、熱交換器４ａ、４ｂ、４ｃの順に肉厚を厚くした伝熱管を配置しても構わない。同様に、熱交換器の疲労破壊に対する耐久力は向上する。
【００４０】
以上のように、風上側、風下側の熱交換器に同一材料、同一外径の伝熱管を使用した熱交換器において、室外機１の吸込み口側である風上側すなわち室外機１の筐体の内壁側に配置される熱交換器４ａの伝熱管の肉厚と外径の比を大きくする、すなわち肉厚を厚くして耐圧強度を上げた室外熱交換器４が構成できるので、吸込み口側である風上側の熱交換器４ａの疲労破壊に対する耐久性を向上させ、冷媒漏洩に対する信頼性と安全性が確保できる。さらに、フィン３４の貫通穴３５やフィン３４のピッチ、ヘアピン管３６を接続するＵ字管３７などは、そのまま使用でき、室外熱交換器４の再設計を行う必要はなく、室外機１の従来と同等の熱交換性能を確保できる。
【００４１】
また、万が一、室外熱交換器４に疲労破壊が生じたとしても、耐圧強度の弱い風下側すなわち室外機１の筐体の中央側に配置される送風室２の室外ファン５に隣接される熱交換器４ｃ側から疲労破壊が進むので、熱交換器４ｃの伝熱管に亀裂が生じ、冷媒が漏洩し始めても、室外機１の内部にて滞留する。
このとき、室外ファン５が動作していれば、冷媒が滞留して濃度が上昇する前に前面口から大気中に排出、拡散されるので、冷媒が燃焼するだけの濃度に達することなく、冷媒に引火する可能性はない。
また、室外ファン５が停止中であったとしても、冷媒は室外機１の内部に留まるとともに、室外機１の内部には発火するものはないので、冷媒に引火する可能性はない。さらに、室外機１の外部から火種をもらい、冷媒に引火したとしても、室外機１の送風室２、機械室３ともに板金などの難燃性材料にて構成されているので、内部に滞留した冷媒が短時間に燃焼するだけで、室外機１の構成部品に引火したり、室外機１の周囲に延焼したりすることは防止される。
また、ヘアピン管３６とＵ字管３７とのろう付け部３８やガス分流管１０や液分流管１１のろう付け部３８，４０を有する室外熱交換器４の端部２６は、板金などの難燃性材料にて構成された機械室３内に収納されており、ろう付け部から疲労破壊が始まり冷媒漏洩が発生したとしても、機械室３の内部には引火させるものおよび引火するものはなく、また、機械室３には外気を吸入したり、排出したりする大きな開口部は無いため、機械室３の外部にも延焼しない。
【００４２】
したがって、複数列の複数パスにて構成された熱交換器を有し可燃性の冷媒を使用する室外機において、熱交換器の伝熱管の肉厚と外径の比を変える簡単な構成の変更で伝熱管の疲労破壊に対する耐久性を向上させるとともに、万が一、伝熱管に疲労破壊が生じ、冷媒が漏洩したとしても、室外ファン動作中は室外機ファンによる大気中への拡散をし、室外ファン停止中は室外機内に滞留させることによって、冷媒に引火し室外機外に延焼することが抑制された信頼性と安全性に優れた空気調和装置あるいは冷凍装置を得ることができる。
【００４３】
実施の形態２．
実施の形態１では、肉厚と外径の比を大きくし耐圧強度を向上させる方法として、同一材料、同一外径の伝熱管において肉厚を変更して耐圧強度を変えた例を説明したが、別の肉厚と外径の比を大きくし耐圧強度を向上させる方法として、同一材料、同一肉厚の伝熱管において外径を変える方法でも構わない。すなわち、同一材料と同一肉厚伝熱管の場合、伝熱管の外径を小さくすることによって耐圧強度を上げることができる。
【００４４】
例えば、図７の表２の伝熱管Ａ、Ｃは同一材料、同一肉厚で、外径がそれぞれ９．５２ｍｍ、６．３５ｍｍと異なるものであり、表２はこれらの伝熱管の耐圧強度を計算し比較したものである。表２によれば、伝熱管Ｃは、肉厚の違いによって、伝熱管Ａの約１．５倍の肉厚と外径の比となる一方、伝熱管Ｃの耐圧強度は、伝熱管Ａの耐圧強度・約７．６９ＭＰａに対して約１２．０ＭＰａと、約１．５６倍の耐圧強度を実現させている。
このように伝熱管の外径を小さくして肉厚と外径の比を大きくし耐圧強度を向上させることが可能であり、耐圧強度を変えた伝熱管を風下側、風上側に配置することにより、風上側の熱交換器の伝熱管の疲労破壊を抑制することができる。
【００４５】
次に、これらの伝熱管を用い熱交換器の疲労破壊に対する耐久性を上げた熱交換器の構成を説明する。
図９は、伝熱管Ａ、Ｃのように同一材料かつ同一肉厚であって外径を変えた伝熱管を配置した状態の室外熱交換器４である。吸込み口側である風上側に熱交換器４ａ、室外ファン５配置側である風下側に熱交換器４ｂ、４ｃを配置している。図８同様、図９（ａ）はフィンと直角方向、図９（ｂ）は図９（ａ）を上面側すなわち伝熱管に直角の方向から見た図である。また、熱交換器４ｂの風下側に配置される熱交換器４ｃは熱交換器４ｂと同一のフィンおよび伝熱管で構成されている。
図９の熱交換器４ｂは、外径Ｄａ、肉厚ｔａの伝熱管４１ａにて構成され、熱交換器４ａには、外径Ｄｃ、肉厚ｔｃの伝熱管４１ｃにて構成されている。伝熱管４１ａと伝熱管４１ｃとは肉厚が同一（ｔａ＝ｔｂ）であるが、外径は４１ａより４１ｃの外径を小さくしている（Ｄｃ＜Ｄａ）。これによって、風下側の伝熱管より風上側の伝熱管の耐圧強度を向上させ、疲労破壊の耐久性を上げた熱交換器が構成されている。
【００４６】
また、図９の室外熱交換器４おいて風上側の伝熱管４１ｃの外径を小さくすると、ヘアピン管とＵ字管とのろう付け部の面積も小さくなるため、ろう付けムラやピンホールが発生しにくくなり、亀裂が生じにくくなるという効果も得られる。
【００４７】
なお、図９の室外熱交換器４おいて伝熱管４１ａと４１ｃとは外径が異なり、外径が小さな伝熱管４１ｃを使用した風上側の熱交換器４ａは、フィンと伝熱管の接触面積が小さくなるので熱交換性能が低下する。熱交換性能の低下分は、熱交換器４ａのフィンピッチをａ１からａ２のように狭めフィンの枚数を増やすことで、同等の熱交換性能が確保できる。
【００４８】
また、外径が小さな銅管になると、外径に合わせて肉厚を薄く作るといった製造には手間がかかるため、一般的には、外径に関わらず同じ肉厚の銅管が製造され、使用されることが多い。よって、特別、肉厚が違うもの作成するより、外径の異なる銅管を適用するだけの簡単な設計変更で実現可能である。
【００４９】
また、図９では、熱交換器４ａに熱交換器４ｂの伝熱管より外径が小さい伝熱管を配置し、熱交換器４ｂと４ｃには同じ外径の伝熱管を配置したが、熱交換器４ａと４ｂとの両方に熱交換器４ｃの伝熱管より外径が小さな伝熱管を配置しても構わない。これによって、熱交換器の疲労破壊に対する耐久力は向上する。また、熱交換器４ｂは外径が異なる伝熱管が混在していても構わない。
また、熱交換器４ａ、４ｂ、４ｃの順に外径を小さくした伝熱管を配置しても構わない。同様に、熱交換器の疲労破壊に対する耐久力は向上する。
【００５０】
以上のように、風上側、風下側の熱交換器に同一材料、同一肉厚の伝熱管を使用した熱交換器において、室外機１の吸込み口側である風上側すなわち室外機１の筐体の内壁側に配置される熱交換器４ａの伝熱管の肉厚と外径の比を大きくする、すなわち外径を小さくして耐圧強度を上げた室外熱交換器４が構成できるので、吸込み口側である風上側の熱交換器４ａの疲労破壊に対する耐久性を向上させ、冷媒漏洩に対する信頼性と安全性が確保できる。さらに、ヘアピン管とＵ字管とのろう付け部面積も小さくなり、ろう付けムラやピンホールが発生しにくく、ろう付け部の疲労破壊に対する信頼性も確保できる。
【００５１】
また、万が一、室外熱交換器４に疲労破壊が生じたとしても、耐圧強度の弱い風下側すなわち室外機１の筐体の中央側に配置される送風室２の室外ファン５に隣接された熱交換器４ｃ側から疲労破壊が進むので、熱交換器４ｃの伝熱管に亀裂が生じ、冷媒が漏洩し始めても、室外機１の内部にて滞留する。
このとき、室外ファン５が動作していれば、冷媒が滞留して濃度が上昇する前に前面口から大気中に排出、拡散されるので、冷媒が燃焼するだけの濃度に達することなく、冷媒に引火する可能性はない。
また、室外ファン５が停止中であったとしても、冷媒は室外機１の内部に留まるとともに、室外機１の内部には発火するものはないので、冷媒に引火する可能性はない。さらに、室外機１の外部から火種をもらい、冷媒に引火したとしても、室外機１の送風室２、機械室３ともに板金などの難燃性材料にて構成されているので、内部に滞留した冷媒だけが短時間で燃焼するだけで、室外機１に引火したり、室外機１の周囲に延焼したりすることは防止される。
また、ヘアピン管３６とＵ字管３７とのろう付け部３８やガス分流管１０や液分流管１１のろう付け部３８，４０を有する室外熱交換器４の端部２６は、板金などの難燃性材料にて構成された機械室３内に収納されているため、ろう付け部から疲労破壊が始まり冷媒漏洩が発生したとしても、機械室３の内部には引火させるものおよび引火するものはなく、また、機械室３には外気を吸入したり、排出したりする大きな開口部は無いため、機械室３の外部にも延焼しない。
【００５２】
したがって、複数列の複数パスにて構成された熱交換器を有し可燃性の冷媒を使用する室外機において、熱交換器の伝熱管の肉厚と外径の比を変える簡単な構成の変更で伝熱管の疲労破壊に対する耐久性を向上させるとともに、万が一、伝熱管に疲労破壊が生じ、冷媒が漏洩したとしても、室外ファン動作中は室外機ファンによる大気中への拡散し、室外ファン停止中は室外機内に滞留させることによって、冷媒に引火し室外機外に延焼することが抑制された信頼性と安全性に優れた空気調和装置あるいは冷凍装置を得ることができる。
【００５３】
実施の形態３．
実施の形態１、２では、風上側の熱交換器の伝熱管の肉厚と外径の比を大きくし耐圧強度を向上させ、風上側の熱交換器の伝熱管の疲労破壊を抑制する方法について説明してきた。しかし、風上側の熱交換器の伝熱管の疲労破壊の耐久性を向上させても、伝熱管のろう付け部のうち疲労破壊に対して弱い部分、例えば、分流手段のろう付け部などが分散配置されているので、風上側にこの脆弱部分が配置され、この脆弱部分から疲労破壊が始まり、室外機外に冷媒が漏洩する可能性がある。
そこで、分流手段などのろう付け部を熱交換器の風上側から風下側へ配置させ、風上側に疲労破壊の耐久性を向上させたものを集中配置する。すなわち、熱交換器の風上側には疲労破壊の耐久性が低い分流手段などは配置しない。このような構成を行うことによって、室外熱交換器全体の疲労破壊の耐久性を向上させることができる。その構成について説明する。
【００５４】
図１０は、一般的な熱交換器のパスパターンすなわち熱交換器内の冷媒の流路と伝熱管および分流管の配置を示す図である。伝熱管２５内の矢印は冷房運転時の冷媒の流れる方向を示し、熱交換器４ａから４ｃの方向に空気が室外ファン５によって強制的に流されている。一般的に空気調和装置及び冷凍装置の熱交換器のパスは冷媒と空気が対抗流になるように設置され、図１０でも、冷媒は熱交換器４ｃから４ａの方向に流れるように配置されている。この状態では、風上側すなわち室外機１の吸込み口側の熱交換器４ａの伝熱管と液分流管１１が接続される構成となっており、分流管のろう付け部が室外機１の吸込み口側に配置されることになる。
【００５５】
一般的に分流管は冷凍回路内に複数形成した冷媒の流路を一つに合流させる、あるいは分流するためのもので、複数の配管がろう付けで接続される。したがって、ろう付け範囲も大きくなり、他のろう付け部より疲労破壊も発生しやすく、分流管のろう付け部が室外機１の吸込み口側に配置されると、分流管のろう付け部が疲労破壊したとき、室外機１外へ冷媒が漏洩する可能性が大きくなる。また、室外機１の吸込み口側は外部の環境変化の影響を受けやすい配置である。そこで、分流管が風上側すなわち吸込み口側の熱交換器４ａの伝熱管と接続され、吸込み口側に配置されないようにする。
【００５６】
図１１は、熱交換器のパスパターンを変更し、分流管を風下側すなわち室外機１の筐体中央部の熱交換器に配置したものである。図１０同様、伝熱管内の矢印は冷房運転時の冷媒の流れる方向を示し、熱交換器４ａから４ｃの方向に空気が室外ファンによって強制的に流されている。図１１の場合も図１０同様、熱交換器のパスは冷媒と空気が対抗流になるように冷媒は熱交換器４ｃから４ａの方向に流れるように熱交換器４ｃ、４ｂ、４ａの順に配置されているが、パスは熱交換器４ａに到達した後、熱交換器４ｂに流れるように配置され、熱交換器４ｂの伝熱管から液分流管１１が接続される構成としている。
【００５７】
これによって、液分流管１１は風下側、室外機１の筐体中央部に配置されるので、ろう付け部が疲労破壊し冷媒が漏洩しても、室外機１の内部、室外熱交換４の端部２６が配置されている機械室３の内部に滞留させることができ、冷媒は室外機１外へ漏洩することを抑制することができる。
【００５８】
なお、ガス分流管１０は、図１０でも図１１でも、冷媒の流れ上、熱交換器４ｃの伝熱管と接続され、室外熱交換器４の風上側へ配置されることはない。よって、ろう付け部が疲労破壊し冷媒が漏洩しても、機械室３の内部に滞留する。
【００５９】
これによって、万が一、室外ファン５が停止中に室外熱交換器４に疲労破壊が生じたとしても、冷媒は室外機１の内部に留まるとともに、室外機１の内部には発火するものはないので、冷媒に引火することはない。さらに、室外機１の外部から火種をもらい、冷媒に引火したとしても、室外機１の送風室２、機械室３ともに板金などの難燃性材料にて構成されているので、内部に滞留した冷媒だけが短時間で燃焼するだけで、室外機１に引火したり、室外機１外で引火し周囲を延焼したりすることは防止される。
また、室外ファン５が動作していれば、冷媒が滞留して濃度が上昇する前に前面口から大気中に排出、拡散されるので、冷媒が燃焼するだけの濃度に達することなく、冷媒に引火することはない。
【００６０】
なお、熱交換器のパスパターンを変更した場合、熱交換性能が低下することが考えられるが、パスの最終段の１段が風上側に戻るだけなので、著しい熱交換性能の低下は発生することはない。例え、熱交換性能が低下したとしても、フィンピッチを狭めフィン枚数を増加させたり、段数を変更したりする小さな変更により、回復可能な程度の低下である。
【００６１】
また、風下側の熱交換器４ｂ、４ｃの伝熱管にガス分流管１０、液分流管１１が接続されるように配置し、実施の形態１、２のように風下側の熱交換器の伝熱管より風上側の熱交換器の伝熱管の肉厚と外径の比を大きくし耐圧強度を向上させた配置とすることにより、室外熱交換器全体の疲労破壊の耐久性を向上させ、疲労破壊が発生したときの安全性も確保できる。
【００６２】
例えば、図１２は風上側すなわち吸込み口側の熱交換器の伝熱管に外径が小さなものを使用した場合の構成の模式図であるが、室外ファン５配置側である風下側の熱交換器４ｃの伝熱管には外径の大きな伝熱管４１ａが配置され、吸込み口側である風上側の熱交換器４ａの伝熱管には外径の小さな伝熱管４１ｃが配置されている。また、パスとしては、図１１同様、破線の矢印のように冷媒が流れるように、パスが組まれている。よって、冷媒は、熱交換器４ｃ、４ｂの外径の大きな伝熱管４１ａを順に通過し、熱交換器４ａの外径の小さな伝熱管４１ｃに入る。熱交換器４ａの外径の小さな伝熱管４１ｃを通過した後、再び、熱交換器４ｂに入るが、このときは、熱交換器４ｂの外径の小さな伝熱管４１ｃを通過して、液分流管１１へ流れる経路となる。なお、熱交換器４ｂは伝熱管４１ａと４１ｃが混在する構成にて、熱交換器４ｂは伝熱管４１ｃで統一されていても構わない。すなわち、熱交換器４ｃから熱交換器４ｂに入るとき、外径の大きな伝熱管４１ａとしたが、外径の小さな伝熱管４１ｃで構成されても構わない。外径の小さな伝熱管４１ｃで構成されると熱交換性能の低下が予想されるが、熱交換器４ｂ、４ａのフィンピッチを狭めフィン枚数を増加させる調整を行うことで、熱交換性能の低下は抑制できる。
【００６３】
これによって、分流管を風下側すなわち筐体中央部に配置できるとともに、風上側すなわち吸込み口側の熱交換器の耐圧強度を上げ、室外熱交換器全体の疲労破壊の耐久性を向上させ、万が一、疲労破壊が発生したとしても、室外機１内部に漏洩した冷媒を留めることができ、安全性を確保できる。
【００６４】
また、図１３は風上側すなわち吸込み口側の熱交換器の伝熱管に肉厚が厚いものを使用した場合の構成の模式図であるが、室外ファン５配置側である風下側の熱交換器４ｃの伝熱管には肉厚が薄い伝熱管４１ａが配置され、吸込み口側である風上側の熱交換器４ａの伝熱管には肉厚が厚い伝熱管４１ｂが配置されている。また、パスとしては、図１１同様、破線の矢印のように冷媒が流れるように、パスが組まれている。よって、冷媒は、熱交換器４ｃ、４ｂの肉厚が薄い伝熱管４１ａを順に通過し、熱交換器４ａの肉厚が厚い伝熱管４１ｂに入る。熱交換器４ａの肉厚が厚い伝熱管４１ｂを通過した後、再び、熱交換器４ｂに入るが、このときは、熱交換器４ｂの肉厚が薄い伝熱管４１ａを通過して、液分流管１１へ流れる経路となる。図１３は図１２と異なり、伝熱管の外径が同じであり、伝熱管の伝熱性能はほぼ同じであるか、熱交換器４ｂ上に種類の異なる伝熱管を配置する必要はない。また、熱交換性能の低下はほぼ起きないので、熱交換器４ｂ、４ａのフィンピッチの調整も必要ない。
【００６５】
さらに従来の部品と寸法にて構成することができ、パスの変更にともなう構成部品の再設計をする必要もない。
【００６６】
これによって、分流管を風下側すなわち筐体中央部に配置できるとともに、風上側すなわち吸込み口側の熱交換器の耐圧強度を上げ、室外熱交換器全体の疲労破壊の耐久性を向上させ、万が一、疲労破壊が発生したとしても、疲労破壊に対する耐久性が劣る筐体中央部に配置した熱交換器側から疲労破壊が進み、室外機１内部に漏洩した冷媒を留めることができ、安全性を確保できる。
【００６７】
以上のように、室外熱交換器４のパスを変更することにより分流管を室外機１の風下側すなわち筐体中央部に配置する構成としたので、疲労破壊に対する耐久性が向上するとともに、ろう付け部が疲労破壊し冷媒が漏洩しても、疲労破壊に対する耐久性が劣る筐体中央部に配置したろう付け部側から疲労破壊が発生し、室外機１の内部に滞留させることができ、冷媒は室外機１外へ漏洩することを抑制することができる。
さらに、室外機１の風上側すなわち吸込み口側に配置される熱交換器４ａの伝熱管の肉厚と外径の比を大きくし耐圧強度を上げた構成とすることで、室外熱交換器全体の疲労破壊の耐久性を向上させ、疲労破壊が発生したときの安全性も確保できる。
【００６８】
したがって、複数列の複数パスにて構成された熱交換器を有し可燃性の冷媒を使用する室外機において、室外熱交換器のパスを変更し分流管の位置を変更するとともに室外熱交換器の伝熱管の肉厚と外径の比を変える簡単な構成の変更で伝熱管の疲労破壊に対する耐久性と分流管のろう付け部の耐久性を向上させるとともに、万が一、伝熱管や分流管のろう付け部に疲労破壊が生じ、冷媒が漏洩したとしても、室外ファン動作中は室外機ファンによる大気中への拡散をし、室外ファン停止中は室外機内に滞留させることによって、冷媒に引火し室外機外に延焼することが抑制された信頼性と安全性に優れた空気調和装置あるいは冷凍装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１  室外機
２  送風室
３  機械室
４  室外熱交換器
４ａ  第１の熱交換器
４ｂ  第２の熱交換器
４ｃ  第３の熱交換器
５  室外ファン（プロペラファン）
６  ファンモータ
７  ファンモータ支え板
８  圧縮機
９  膨張弁
１０  ガス分流管
１１  液分流管
１２  セパレータ板
１３  背面口
１４  側面口
１５  前面口
１６  背面部
１７  右側面部
１８  前面部
１９  左側面部
２０  天板
２１  底板
２２  ベルマウス
２３  グリル
２４  電気品箱
２５  伝熱管
２５ａ  第１の熱交換器の伝熱管
２５ｂ  第２の熱交換器の伝熱管
２５ｃ  第３の熱交換器の伝熱管
２６  室外熱交換器端部
２７  室内機
２８ａ，２８ｂ  室外機側接続口
２８ｃ，２８ｄ  室内機側接続口
２９  切替弁
３０  室内熱交換器
３１ａ，３１ｂ  延長配管
３２  室内ファン
３３  フィン部
３４  フィン
３５  貫通穴
３６  ヘアピン管
３７  Ｕ字管
３８  Ｕ字管ろう付け部
３９  ガス分流管ろう付け部
４０  液分流管ろう付け部
４１ａ  伝熱管１
４１ｂ  伝熱管２
４１ｃ  伝熱管３
【図１】
0005477315.tif 000002
【図２】
0005477315.tif 000003
【図３】
0005477315.tif 000004
【図４】
0005477315.tif 000005
【図５】
0005477315.tif 000006
【図６】
0005477315.tif 000007
【図７】
0005477315.tif 000008
【図８】
0005477315.tif 000009
【図９】
0005477315.tif 000010
【図１０】
0005477315.tif 000011
【図１１】
0005477315.tif 000012
【図１２】
0005477315.tif 000013
【図１３】
0005477315.tif 000014