(57)【要約】【課題】液冷媒によって圧縮機の吐出温度の上昇を抑える空気調和機を提供する。【解決手段】気液分離器と、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、が環状に順次接続され、冷媒が流れる冷媒回路を備え、冷媒はＲ３２単一冷媒、または、Ｒ３２を５０重量％以上含む混合冷媒であり、気液分離器は、容器本体と、一端が容器本体の内部に位置するとともに、他端が圧縮機に接続される吸入管と、容器本体の内部に位置する吸入管に設けられた液戻し孔と、圧縮機の外殻に接触するとともに、一端及び他端が容器本体の内部に位置する熱交換配管と、を有し、熱交換配管の一端は、吸入管の一端より下方に位置し、且つ、液戻し孔より上方に位置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気液分離器と、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、が環状に順次接続され、冷媒が流れる冷媒回路を備え、
前記冷媒はＲ３２単一冷媒、または、Ｒ３２を５０重量％以上含む混合冷媒であり、
前記気液分離器は、
容器本体と、
一端が前記容器本体の内部に位置するとともに、他端が前記圧縮機に接続される吸入管と、
前記容器本体の内部に位置する前記吸入管に設けられた液戻し孔と、
前記圧縮機の外殻に接触するとともに、一端及び他端が前記容器本体の内部に位置する熱交換配管と、を有し、
前記熱交換配管の一端は、前記吸入管の一端より下方に位置し、且つ、前記液戻し孔より上方に位置する空気調和機。
【請求項２】
前記圧縮機はモータを有し、
前記熱交換配管は、前記モータの径方向外側に位置する前記圧縮機の外殻を周回することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
暖房運転時に室外空気の温度が第１の設定温度以下である場合、前記気液分離器の前記液戻し孔より高い位置まで液体状態の前記冷媒を溜め、
暖房運転時に室外空気の温度が第２の設定温度以下である場合、前記気液分離器の前記熱交換配管の一端より高い位置まで液体状態の前記冷媒を溜め、
前記第２の所定温度は前記第１の所定温度よりも低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記熱交換配管の他端は、前記吸入管の一端より上方に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記気液分離器は、前記容器本体の内部であって前記吸入管の径方向外側に円筒状仕切り部を有し、
前記円筒状仕切り部は、前記吸入管の前記一端より下方に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気液分離器を備える空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、空気調和機には冷媒としてＲ４１０Ａが広く用いられている。しかしながら、Ｒ４１０Ａの地球温暖化係数は２０８８であり、より環境負荷が小さい冷媒を用いることが求められている。その候補として、地球温暖化係数が６７５（つまり、Ｒ４１０の約３分の１）であるＲ３２を冷媒として用いることが検討されている。
【０００３】
しかしながら、Ｒ３２の断熱指数はＲ４１０Ａより大きいため、圧縮機の吐出温度がＲ４１０Ａより高くなりやすい。したがって、冷媒としてＲ３２を用いる場合、圧縮機の吐出温度を適切に下げる必要がある。
【０００４】
特許文献１には、圧縮機の側壁とアキュムレータ（気液分離器）の液冷媒を熱交換させるための熱交換パイプと、を備え、熱交換パイプの流入口をアキュムレータ（気液分離器）の冷媒取入口よりも低く、熱交換パイプの吹出口を熱交換パイプの流入口よりも高くしたアキュムレータが記載されている。
【０００５】
特許文献１によれば、アキュムレータ（気液分離器）に過剰に溜った液冷媒を熱交換パイプにより圧縮機と熱交換させてガス冷媒とし、圧縮機への過剰液冷媒の流入を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公昭６２−３０７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のアキュムレータは、液冷媒が過剰に溜まり、アキュムレータ１から液冷媒が圧縮機に流れるのを防ぐことはできる。しかし、特許文献１に記載のアキュムレータでは、積極的にアキュムレータに液冷媒を溜めて、圧縮機を液冷媒によって冷却するには限界がある。
【０００８】
本発明は、液冷媒によって圧縮機の吐出温度の上昇を抑える空気調和機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】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明に係る空気調和機は、気液分離器と、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、が環状に順次接続され、冷媒が流れる冷媒回路を備え、冷媒はＲ３２単一冷媒、または、Ｒ３２を５０重量％以上含む混合冷媒であり、気液分離器は、容器本体と、一端が容器本体の内部に位置するとともに、他端が圧縮機に接続される吸入管と、容器本体の内部に位置する吸入管に設けられた液戻し孔と、圧縮機の外殻に接触するとともに、一端及び他端が容器本体の内部に位置する熱交換配管と、を有し、熱交換配管の一端は、吸入管の一端より下方に位置し、且つ、液戻し孔より上方に位置する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、液冷媒によって圧縮機の吐出温度の上昇を抑える空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る空気調和機の系統図である。
【図２】気液分離器の流入乾き度と流出乾き度との関係を示す図である。
【図３】気液分離器の流入乾き度と液面高さとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は、第１実施形態に係る空気調和機の系統図である。なお、図１では、気液分離器１０と、圧縮機２０を拡大図示し、気液分離器１０は断面図としている。
【００１４】
空気調和機Ｓ１は、熱源側で室外（非空調空間）に設置される室外ユニットＵｏと、利用側で室内（空調空間）に設置される室内ユニットＵｉと、を備えている。第１実施形態の空気調和機Ｓ１は、冷媒としてＲ３２を用いている。空気調和機Ｓ１の冷媒回路は、気液分離器１０と、圧縮機２０と、四方弁３０と、室外熱交換器４０と、膨張弁５０と、室内熱交換器６０と、が環状に配管ａで接続されている。ちなみに、圧縮機２０、四方弁３０、室外熱交換器４０及び膨張弁５０は室外ユニットＵｏに設置され、室内熱交換器６０は室内ユニットＵｉに設置されている。
【００１５】
圧縮機２０は、気液分離器１０の吸入管１２を介して流れた冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒を吐出する。圧縮機２０は、外殻２１（密閉容器）に収められた圧縮機構部とモータ部（図示せず）と、を備えている。また、圧縮機２０の吸入側は、吸入管１２を介して容器本体１１に接続され、圧縮機２０の吐出側は、吐出管ａ２を介して四方弁３０に接続されている。
【００１６】
なお、圧縮機２０として、例えば、スクロール式、ロータリ式、スイング式、レシプロ式の圧縮機を用いることができる。
【００１７】
四方弁３０は、冷房運転と暖房運転で室内熱交換器６０を通流する冷媒の向きを切り替える。つまり、暖房運転時には、圧縮機２０から吐出される高温高圧の冷媒が室内熱交換器６０に流れるように切替手段（図示せず）が切り替わる（図１の実線参照）。一方、冷房運転時には、膨張弁５０から流れる低温低圧の冷媒が室内熱交換器６０に流れるように切替手段（図示せず）が切り替わる（図１の破線参照）。
【００１８】
室外熱交換器４０は、室外ファン４０ｆから送られてくる空気（室外空気）と冷媒との熱交換を行う。膨張弁５０は、冷媒を減圧する減圧装置として機能する。室内熱交換器６０は、室内ファン６０ｆから送られてくる空気（室内空気）と冷媒との熱交換を行う。
【００１９】
なお、圧縮機２０、四方弁３０、室外ファン４０ｆ、室内ファン６０ｆ、及び膨張弁５０の各動作は、センサ類（図示せず）やリモコン（図示せず）から入力される信号に基づいて、制御装置（図示せず）により制御される。
【００２０】
気液分離器１０は、流入管ａ１から流れる気液二相冷媒を気液に分離するとともに、冷媒回路内の余剰冷媒を一時的に貯留する機能を有している。気液分離器１０は、容器本体１１と、吸入管１２と、遮蔽板１３と、円筒状仕切り部１６と、ドーナツ状遮蔽部１５と、熱交換配管１４と、を備えている。
【００２１】
容器本体１１は、冷媒を一時的に貯留するための容器である。容器本体１１は、例えば鉄製であり、中空の円筒状部材の両端に半球状部材を溶接することにより形成される。また、容器本体１１の上部には略同軸に流入管ａ１が貫通し、流入管ａ１の開口部ｐ１が容器本体１１の内部に臨んでいる。
【００２２】
吸入管１２は、圧縮機２０に向けてガス冷媒を供給するための配管であり、容器本体１１と圧縮機２０を接続している。吸入管１２の一端側は、容器本体１１と略同軸に、この容器本体１１の下部を貫通している。そして、吸入管１２の一端側の開口部１２ｐは、容器本体１１内の上部域に配置され、容器本体１１内に蓄えられたガス冷媒が流れる流入口となっている。一方、吸入管１２の他端側１２ｑは圧縮機２０に接続されている。
【００２３】
図１に示すように、吸入管１２をＳ字状に形成することで、圧縮機２０と気液分離器１０を近接させ、室外ユニットＵｏ内での設置スペースを小さくすることができる。
【００２４】
また、吸入管１２のうち、容器本体１１の底面よりわずかに上方の所定位置に、液戻し孔１２ｋが開口している。これにより、容器本体１１内に貯溜した液冷媒が液戻し孔１２ｋを介して流れ、吸入管１２を通して圧縮機２０に供給されるようになっている。
【００２５】
液冷媒を圧縮機２０の吸入ガス冷媒に供給することにより、圧縮機２０の吸入冷媒の比エンタルピを下げることができ、これにより、圧縮後の吐出温度を下げることができる。
【００２６】
また、液戻し孔１２ｋから、容器本体１１底部に溜まっている油（潤滑油）も同様に、圧縮機２０に戻されるため、圧縮機の油不足を防止することができる。
【００２７】
遮蔽板１３は、流入管ａ１の開口部ｐ１と、吸入管１２の開口部１２ｐとの間に介在している。図１に示すように、流入管ａ１の開口部ｐ１と、吸入管１２の開口部１２ｐとの間に介在するように遮蔽板１３を設置することによって、流入管ａ１から容器本体１１内に流れる冷媒が、吸入管１２に直接入らないようにしている。つまり、流入管ａ１から気液二相冷媒が容器本体１１に流れた場合でも容器本体１１内でいったん気液分離し、ガス冷媒のみが開口部１２ｐから吸入管１２に流れるようになっている。これによって、圧縮機２０への大量の液戻りを防止することができる。
【００２８】
なお、図１では省略しているが、遮蔽板１３は、その位置を固定するための支持部を複数有し、それぞれの支持部が容器本体１１の内壁面に溶接されている。
【００２９】
円筒状仕切り部１６は、吸入管１２より大径であるとともに、開口部１２ｐよりも下方に配置され、吸入管１２の一部と略同軸で重なり合って二重管構造を形成している。
【００３０】
円筒状仕切り部１６の他端（下端）につば部１６ｃを形成し、それが容器本体１１の下部内周面に溶接され、容器本体１１の内部底部に臨んでいる。したがって、円筒状仕切り部１６は、容器本体１１の内部空間を上端１６ｐの高さまで、円筒状仕切り部１６の内側と外側に分けている。
【００３１】
ドーナツ状遮蔽部１５は、流入管ａ１から流れた気液二相冷媒が円筒状仕切り部１６の外側に直接流れるのを防止するために、円筒状仕切り部１６の上方に配置されている。具体的には、ドーナツ状遮蔽部１５は、吸入管１２の一端１２ｐより下方に、円筒仕切り部１６の上端１６ｐよりも上方に配置されている。ドーナツ状遮蔽部１５の内周部１５ｃの径は吸入管１２より大径であり、円筒状仕切り部１６の一端１６ｐよりも小径である。ドーナツ状遮蔽部１５の外周部１５ｄは容器本体１１の内周面に溶接される。
【００３２】
円筒状仕切り部１６とドーナツ状遮蔽部１５を設けることにより、流入管ａ１から流れた気液二相冷媒は、ドーナツ状遮蔽部１５の円筒形状内周部１５ｃと吸入管１２との間を流れる。特に、気液二相冷媒のうち液冷媒は、円筒形状内周部１５ｃと吸入管１２との間に沿って、重力により、円筒状仕切り部１６の内周側に流れる。したがって、気液分離器１０の容器本体１１内の液面ｗは、円筒状仕切り部１６の内側に形成される。円筒状仕切り部１６を設けることにより、液面ｗが上昇しやすくなり、熱交換配管１４に液冷媒が流れやすくなる。そして、円筒状仕切り部１６の内側の液面ｗが、円筒状仕切り部１６の上端１６ｐを超えると、円筒状仕切り部１６の外側にも液が貯溜するようになる。
【００３３】
熱交換配管１４は、一端１４ｐが容器本体１１を貫通して、容器本体１１の内部底部に位置するとともに、他端１４ｑが容器本体１１を貫通して、一端１４ｐよりも上方に容器本体１１の内部に位置する。熱交換配管１４は、圧縮機２０の外殻２１の周りを、一端１４ｐから他端１４ｑの向きに上向きに等間隔に周回しており、熱交換配管１４と圧縮機２０は接触し、溶接にて固定されている。
【００３４】
また、熱交換配管１４は、高温対策が必要である樹脂材料や希土類磁石を使用しているモータ（図示せず）の径方向外側に位置する外殻２１を周回させ、接触させることが好ましい。
【００３５】
また、熱交換配管１４の一端１４ｐは、吸入管１２の一端１２ｐより下方に位置し、且つ、液戻し孔１２ｋよりも上方に位置する。このような位置関係により、容器本体１１底部に溜まっている油（潤滑油）が、液戻し孔１２ｋを介して圧縮機２０に戻されるため、圧縮機の油不足を防止することができる。
【００３６】
また、熱交換器１４の他端１４ｑの開口部は吸入管１２の開口部１２ｐより上方に配置される。また、流入管ａ１からの冷媒が熱交換配管１４に直接入らないように、開口部１４ｑは斜め下方に向けて開口している。
【００３７】
気液分離器１０の容器本体１１内の円筒仕切り部１６の内側に液冷媒が貯溜され、液面ｗが形成されると、その位置と同じ高さまで、熱交換配管１４に開口部１４ｐから液冷媒が供給され、液冷媒の蒸発潜熱により、圧縮機２０の外殻２１を冷却する。圧縮機２０との熱交換により蒸発した冷媒は、開口部１４ｑから再び、容器本体１１内に戻り、流入管ａ１から流れたガス冷媒とともに、吸入管１２の開口部１２ｐに流れる。したがって、液冷媒の蒸発潜熱で、圧縮機２０の外殻２１の温度を下げることができる。
【００３８】
次に、空気調和機Ｓ１の暖房運転時での動作について説明する。図１に示す実線矢印は、暖房運転時において冷媒が通流する向きを示している。
【００３９】
圧縮機２０で圧縮されて高温高圧となったガス冷媒は、四方弁３０を介して、凝縮器として機能する室内熱交換器６０に流れる。室内熱交換器６０を通流する高温高圧のガス冷媒は、室内ファン６０ｆにより送られてくる室内空気と熱交換し、凝縮する。
【００４０】
室内熱交換器６０から流出した中温高圧の液冷媒は、膨張弁５０で減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器として機能する室外熱交換器４０に流れる。室外熱交換器４０を通流する気液二相冷媒は、室外ファン４０ｆにより送られてくる室外空気と熱交換して蒸発し、低温低圧のガス冷媒となるか、一部が蒸発しきらない気液二相冷媒となる。
【００４１】
暖房運転時において、圧縮機２０への液戻し及び圧縮機２０の外殻２１の冷却の両方を行わない場合、圧縮機２０への液戻しのみ行う場合、圧縮機２０への液戻しと圧縮機２０の外殻２１の冷却の両方を行う場合に分けて説明する。ちなみに、圧縮機２０への液戻しが必要なのは、室外空気が低温であるために圧縮機２０の圧縮比が高くなる場合であり、圧縮機２０への液戻しと圧縮機２０の外殻２１の冷却を両方必要な場合は、室外空気がさらに低温となる場合である。
【００４２】
まず、圧縮機２０への液戻し及び圧縮機２０の外殻２１の冷却の両方を行わない場合について説明する。室外空気の温度がさほど低くないとき、圧縮機２０の圧縮比は低く、膨張弁５０を絞りぎみにすることにより、蒸発器とし機能する室外熱交換器４０に流入する気液二相冷媒を全て蒸発させて、ガス冷媒として流出させる。このガス冷媒が圧縮機２０で圧縮されても、圧縮機２０の吐出温度はさほど上昇しない。すなわち、材料や軸受等により決まる圧縮機の許容最高温度以下の場合である。この時、蒸発器から全てガス冷媒として流出しているため、気液分離器には液冷媒が存在しない。かかる場合、圧縮機２０への液戻し及び圧縮機２０の外殻２１の冷却は行われない。
【００４３】
室外熱交換器４０から流出した低温低圧のガス冷媒は、四方弁３０及び流入管ａ１を介して気液分離器１０に流れる。気液分離器１０に流れたガス冷媒は、開口部１２ｐから吸入管１２に流れ、圧縮機２０に還流する。
【００４４】
次に、圧縮機２０への液戻しのみ行う場合について説明する。室外空気の温度が第１の設定温度（例えば、室外空気の温度が０℃）より低いとき、圧縮機２０の圧縮比が高くなり、圧縮機２０の吐出温度が上昇し、圧縮機２０の樹脂材料や希土類磁石を使用しているモータ（図示せず）の高温対策が必要となる。すなわち、ガス冷媒を圧縮した時、圧縮機の許容最高温度を超えてしまう場合である。本実施形態では、膨張弁５０を開きぎみにすることにより、室外熱交換器４０で気液二相冷媒の全てを蒸発させず、室外熱交換器４０から気液二相冷媒を流出させている。
【００４５】
室外熱交換器４０から流出した気液二相冷媒は、四方弁３０及び流入管ａ１を介して気液分離器１０の容器本体１１に流れる。容器本体１１に流れた気液二相冷媒は、ガス冷媒と液冷媒との重力差によって気液分離される。この時、液冷媒は、気液分離器１０の円筒仕切り部１６の内側に貯溜され、その液面ｗは、吸入管１２の液戻し孔１２ｋの高さ以上、熱交換配管１４の開口部１４ｐより下方に位置する。
【００４６】
ガス冷媒は開口部１２ｐから吸入管１２に流れる。一方、液冷媒は、液面ｗが液戻し孔１２ｋ全部を覆わない高さの場合、ガス冷媒とともに液戻し孔１２ｋから吸入管１２に流れ、液面ｗが液戻し孔１２ｋ全部を覆う高さの場合、液冷媒のみが液戻し孔１２ｋから流れる。吸入管１２内の液戻し孔１２ｋ部で混合された気液二相冷媒は、圧縮機２０に流れる。
【００４７】
この時、液冷媒を圧縮機２０の吸入ガス冷媒に供給することにより、圧縮機２０の吸入冷媒の比エンタルピを下げることができ、液冷媒の蒸発潜熱により圧縮機２０を冷却することができる。
【００４８】
なお、冷媒液面ｗの高さは、気液分離器１０に溜まっている液冷媒の量が大きいほど、冷媒液面ｗの高さは高くなる。具体的には、冷媒液面ｗと液戻し孔１２ｋの開口部との位置ヘッド差と、ガス冷媒側の開口部１２ｐでの入口損失と、吸入管１２の液戻し孔１２ｋまでの摩擦損失と、液冷媒側（ガス冷媒を含む場合あり）の液戻し孔１２ｋの開口部での入口損失と、液戻し孔１２ｋでの摩擦損失の圧力バランス式から決まる。たとえば、液冷媒側の液戻し孔１２ｋの開口部での入口損失と、液戻し孔１２ｋでの摩擦損失との和が、ガス冷媒側の開口部１２ｐでの入口損失と、吸入管１２での摩擦損失との和より、大きい場合、冷媒液面ｗの高さは高くなる。
【００４９】
最後に、圧縮機２０への液戻しと圧縮機２０の外殻２１の冷却を両方必要な場合について説明する。室外空気の温度が第２の設定温度（例えば、室外空気の温度が−１５℃）より低いとき、圧縮機２０の圧縮比がさらに高くなり、圧縮機２０の吐出温度がさらに上昇する。上述した通り、圧縮機２０に液冷媒を戻すことで、液冷媒の蒸発潜熱により圧縮機２０を冷却できるが、液圧縮を発生させないために、液冷媒を圧縮機２０に戻すことが可能な量は限られている。
【００５０】
仮に圧縮機２０に乾き度が所定値（例えば、乾き度０．９１）以下の冷媒を戻した場合、吸入過程及び圧縮過程において、液がガスに状態変化しきらず、液圧縮が発生し、信頼性が低下する。そこで、本実施形態では、圧縮機２０への液戻しに加えて、圧縮機２０の外殻２１の冷却を行う。
【００５１】
膨張弁５０を圧縮機２０への液戻しのみ行う場合よりさらに開きぎみにすることにより、蒸発器として機能する室外熱交換器４０から気液二相冷媒を流出させる。室外熱交換器４０から流出した気液二相冷媒は、四方弁３０及び流入管ａ１を介して気液分離器１０の容器本体１１に流れる。容器本体１１に流れた気液二相冷媒は、ガス冷媒と液冷媒との重力差によって気液分離される。
【００５２】
この時、液冷媒は、気液分離器１０の円筒仕切り部１６の内側に貯溜され、その液面ｗは、熱交換配管１４の開口部１４ｐより上方に位置する。
【００５３】
ガス冷媒は開口部１２ｐから吸入管１２に流れる。一方、液冷媒は、液戻し孔１２ｋから流れる。吸入管１２内の液戻し孔１２ｋ部で混合された気液二相冷媒は、圧縮機２０に流れる。このとき、液冷媒を圧縮機２０の吸入ガス冷媒に供給することにより、圧縮機２０の吸入冷媒の比エンタルピを下げることができ、これにより、圧縮後の吐出温度を下げることができる。
【００５４】
さらに、開口部１４ｐから熱交換配管１４に液冷媒が供給され、熱交換配管１４のうち、冷媒液面ｗと同じ高さに位置する配管まで液冷媒が溜まる。そして、液冷媒は圧縮機２０の外殻２１と熱交換し、液冷媒の蒸発潜熱により、圧縮機２０の外殻２１が冷却される。
【００５５】
圧縮機２０との熱交換により蒸発した冷媒は、開口部１４ｑから容器本体１１内に戻り、流入管ａ１から流れたガス冷媒とともに、吸入管１２の開口部１２ｐに流れる。
【００５６】
熱交換配管１４を一端１４ｐから他端１４ｑの向きに上向きに等間隔に周回させているため、液面ｗの高さに比例して、熱交換配管１４内の液冷媒量は増加するため、液面ｗの高さに比例して、圧縮機２０の外殻２１との熱交換量が増加する。
【００５７】
本実施形態によれば、気液分離器１０に流れる冷媒の乾き度を所定値（例えば、乾き度０．９１）以下にした場合であっても、気液分離器１０から液冷媒が熱交換配管１４に流れて圧縮機外殻２１の熱によって蒸発するため、吸入管１２を介して圧縮機２０に流れる乾き度を所定値（例えば、乾き度０．９１）以上にすることができる。
【００５８】
以上、本実施形態は、暖房運転時に室外空気の温度が第１の設定温度以下である場合、気液分離器１０の液戻し孔１２ｋより高い位置まで液体状態の冷媒を溜め、暖房運転時に室外空気の温度が第２の設定温度以下である場合、気液分離器１０の熱交換配管１４の一端１４ｐより高い位置まで液体状態の冷媒を溜め、第２の設定温度は第１の設定温度よりも低い。本実施形態によれば、液圧縮を回避して信頼性を確保しつつ、圧縮機２０の吐出温度の上昇を抑えることができる。
【００５９】
次に、冷房運転時の動作について説明する。図１に示す破線矢印は、冷房運転時において冷媒が通流する向きを示している。
【００６０】
冷房運転時は、暖房運転時と比較して室内空気と室外空気との温度差が小さい。つまり、圧縮機２０の圧縮比も小さく、圧縮機２０の吐出温度が暖房運転時ほど上昇しない。したがって、冷房運転時には、吐出温度上昇を抑制する必要はなく、圧縮機２０への液戻しも必要がない。膨張弁５０を絞りぎみにすることにより、蒸発器とし機能する室内熱交換器６０に流入する気液二相冷媒を全て蒸発させて、ガス冷媒として流出させる。したがって、冷房運転時、気液分離器１０の容器本体１１には液冷媒が貯留されない。
【００６１】
圧縮機２０で圧縮されて高温高圧となったガス冷媒は、四方弁３０を介して凝縮器として機能する室外熱交換器４０に流れる。室外熱交換器４０を流れるガス冷媒は、室外ファン４０ｆにより送られてくる室外空気と熱交換し、凝縮する。
【００６２】
室外熱交換器４０から流出した中温高圧の冷媒は、膨張弁５０で減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器として機能する室内熱交換器６０に流れる。室内熱交換器６０を通流する気液二相冷媒は、室内ファン６０ｆにより送られてくる室内空気と熱交換して蒸発し、低温低圧のガス冷媒となる。
【００６３】
室内熱交換器６０から流出した低温低圧のガス冷媒は、四方弁３０及び流入管ａ１を介して気液分離器１０に流れる。気液分離器１０に流れたガス冷媒は、開口部１２ｐから吸入管１２に流れる。
【００６４】
図２は、気液分離器１０の流入乾き度と流出乾き度との関係を示す図である。図３は、気液分離器の流入乾き度と液面高さとの関係を示す図である。これは、前述の圧力バランスと、熱交換配管１４での熱量バランスから求められる。
【００６５】
気液分離器１０の流入乾き度が０．９１以上であり、圧縮機への液戻しのみが必要である場合、液戻し孔１２ｋからの液面高さは、ほぼゼロで、流出乾き度と流入乾き度は同じである。
【００６６】
一方、気液分離器１０の流入乾き度が０．９１未満であり、圧縮機への液戻し及び圧縮機の外殻の冷却が必要な場合、液戻し孔１２ｋからの液面高さは、乾き度のほぼ一次関数で表され、乾き度が小さいほど、液面高さは高くなる。流出乾き度は、熱交換配管１４で、液面高さにほぼ比例して液冷媒が蒸発することにより、ほぼ０．９となる。
【００６７】
液冷媒を気液分離器１０の吸入管１２の液戻し孔１２ｋを介して、圧縮機２０の吸入ガス冷媒に供給することにより、圧縮機２０の吸入冷媒の比エンタルピを下げることができる。これにより、圧縮後の吐出温度を下げることができる。さらに、熱交換配管１４に供給された液冷媒の蒸発潜熱で、圧縮機２０の外殻２１の温度を下げることができる。
【００６８】
その結果、断熱指数が大きく、吐出温度が上昇しやすいＲ３２を冷媒として用いた場合でも、圧縮機２０の吐出温度を適切に下げることができる。つまり、圧縮機２０に使用する樹脂材料や軸受などを、耐熱性に優れた特別な仕様とすることなく、地球温暖化係数が比較的低いＲ３２を冷媒として用いることができる。また、圧縮機２０のモータ部に希土類磁石（例えば、ネオジム磁石）を用いた場合でも、圧縮機２０の吐出温度を適切に抑制することで、高温減磁を抑制することができる。
【００６９】
また、熱交換配管１４の開口部１４ｐを吸入管１２の液も戻し孔１２ｋの上方に設け、圧縮機２０の液戻し及び圧縮機２０の外殻２１の冷却を同時に行うことにより、圧縮機２０に流れる乾き度を液圧縮が発生しない範囲に保つことができ、圧縮機２０の信頼性を確保することができる。
【００７０】
また、液冷媒が、気液分離器１０の空間容積の小さい円筒仕切り部１７の内側に貯溜され、少ない冷媒量で液面を形成し、熱交換配管１４に液冷媒を供給できる。
【００７１】
以上より、本実施形態によれば、簡単な構成で、環境にやさしく、かつ、信頼性の高い空気調和機Ｓ１を提供することができる。
【００７２】
以上、本発明に係る空気調和機について第１の実施形態により説明したが、本発明の実施態様はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更などを行うことができる。
【００７３】
また、冷媒としてＲ３２を用いる場合について説明したが、これに限らない。例えば、冷媒として、Ｒ３２を５０重量％以上含む混合冷媒や、吐出温度対策が必要となる他の冷媒を用いてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
Ｓ１  空気調和機
１０  気液分離器
１１  容器本体
１２  吸入管
１２ｋ  液戻し孔
１３  遮蔽板
１４  熱交換配管
１５  ドーナツ状遮蔽板
１６  円筒状仕切り板
２０  圧縮機
２１  外殻
３０  四方弁
４０  室外熱交換器
５０  膨張弁
６０  室内熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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