(57)【要約】【課題】熱交換器全体の面積を活用することで効率向上を図った空気調和機を提供することを目的とする。【解決手段】圧縮機と、室外熱交換器と、室外減圧手段と、を備えた室外機と、室内熱交換器と、室内減圧手段と、を備えた室内機と、を備えた空気調和機において、前記室外熱交換器又は前記室内熱交換器は、内部に冷媒を流す第１のパイプと、該第１のパイプより下側に配置され、内部に冷媒を流す第２のパイプと、並列に配置され、前記第１のパイプと前記第２のパイプとを接続し、内部に冷媒を流す複数の扁平管と、前記複数の扁平管の間に配置されたフィンと、を備え、熱交換器の複数の扁平管のうち、前記熱交換器が配置される機内において圧力損失が小さい空気流路を通る空気が通過する扁平管同士の間隔に対し、圧力損失が大きい空気流路を通る空気が通過する扁平管同士の間隔が広くなるように、複数の扁平管を配置する。【選択図】  図１
2014029221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、室外熱交換器と、室外減圧手段と、を備えた室外機と、
室内熱交換器と、室内減圧手段と、を備えた室内機と、を備えた空気調和機において、
前記室外熱交換器又は前記室内熱交換器は、
内部に冷媒を流す第１のパイプと、
該第１のパイプより下側に配置され、内部に冷媒を流す第２のパイプと、
並列に配置され、前記第１のパイプと前記第２のパイプとを接続し、内部に冷媒を流す複数の扁平管と、
前記複数の扁平管の間に配置されたフィンと、を備え、
前記熱交換器の前記複数の扁平管のうち、
前記熱交換器が配置される機内において圧力損失が小さい空気流路を通る空気が通過する扁平管同士の間隔に対し、圧力損失が大きい空気流路を通る空気が通過する扁平管同士の間隔が広くなるように、前記複数の扁平管を配置することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
圧縮機と、室外熱交換器と、室外減圧手段と、を備えた室外機と、
室内熱交換器と、室内減圧手段と、を備えた室内機と、を備えた空気調和機において、
前記室外熱交換器又は前記室内熱交換器は、
内部に冷媒を流す第１のパイプと、
該第１のパイプより下側に配置され、内部に冷媒を流す第２のパイプと、
並列に配置され、前記第１のパイプと前記第２のパイプとを接続し、内部に冷媒を流す複数の扁平管と、
前記複数の扁平管の間に配置された複数のフィンと、を備え、
前記熱交換器の前記複数のフィンのうち、
前記熱交換器が配置される機内において圧力損失が小さい空気流路を通る空気が通過するフィン同士の間隔に対し、圧力損失が大きい空気流路を通る空気が通過するフィン同士の間隔が広くなるように、前記複数のフィンを配置することを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の空気調和機において、
前記した圧力損失が大きい空気流路は、前記圧縮機、電気箱、あるいはタンク類が空気流路に設置されていることにより圧力損失が大きくなっていることを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の空気調和機において、
前記した圧力損失が小さい空気流路は、前記室外熱交換器又は前記室内熱交換器と、これらの熱交換器が設置される前記室外機又は前記室内機の吸込口、あるいは吹出口が近いことにより空気流路の圧力損失が小さくなっていることを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器を備えた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２０１１−１２７７９４号公報（特許文献１）がある。この公報には、「通風抵抗を小さく抑えつつ、結露水の排水を促すことが可能な空気調和装置の熱交換器を提供する。第１フィン７１は、第１扁平伝熱管５１と第２扁平伝熱管５２との間であって第１扁平伝熱管５１および第２扁平伝熱管５２の空気流れ方向における上流側端部と下流側端部との間に位置している。この第１フィン７１は、厚み方向が空気流れ方向に直交するように配置された板状部分を有している。また、第１フィン７１は、第１扁平伝熱管５１と第２扁平伝熱管５２に接している。第２扁平伝熱管５２は、上面側の扁平面において、第１扁平伝熱管５１と第２扁平伝熱管５２と第１フィン７１において生じた結露水を第２扁平伝熱管５２における空気流れの上流側端部もしくは下流側端部に導くためのガイド部Ｓを有している。」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２７７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マイクロチャンネル型の空気熱交換器において、機内の要素の配置により熱交換器の前面風速が場所により大きく異なる場合がある。場所により風量が異なるため、熱交換器全体を活用して熱交換する場合に比べて熱交換効率が落ちる問題がある。風量大の部分では、風速大による熱伝達率大により、面積あたりの効率はよくなるが、多い風量に対応するだけの熱交換をさせなくてはならない。また、風量小の部分では、風速が小さいことで熱伝達率も小さくなり熱交換効率がより落ちてしまう。
【０００５】
各パスへの冷媒分配の調整によりある程度対応は可能ではあるが、面積当たりの風量分布は変わらない。そこで、本発明は、熱交換器全体の面積を活用することで効率向上を図った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】
【０００６】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。  
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、「圧縮機と、室外熱交換器と、室外減圧手段と、を備えた室外機と、室内熱交換器と、室内減圧手段と、を備えた室内機と、を備えた空気調和機において、前記室外熱交換器又は前記室内熱交換器は、内部に冷媒を流す第１のパイプと、該第１のパイプより下側に配置され、内部に冷媒を流す第２のパイプと、並列に配置され、前記第１のパイプと前記第２のパイプとを接続し、内部に冷媒を流す複数の扁平管と、前記複数の扁平管の間に配置されたフィンと、を備え、前記熱交換器の前記複数の扁平管のうち、前記熱交換器が配置される機内において圧力損失が小さい空気流路を通る空気が通過する扁平管同士の間隔に対し、圧力損失が大きい空気流路を通る空気が通過する扁平管同士の間隔が広くなるように、前記複数の扁平管を配置すること」を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、熱交換器全体の面積を活用することで効率向上を図った空気調和機を提供することが可能となる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の熱交換器の構成図の例である。
【図２】実施例１を適用した空気調和器熱源機の例である。
【図３】図２の適用例を上から見た図である。
【図４】図２の適用例での熱交換器の図である。
【図５】本実施例による熱交換器の構成図の例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１０】
本実施例では、空気調和機の熱源機（室外機）の例を説明する。  
図１は、本発明による熱交換器１の例を模式的に示したものである。  
図２は、本実施例を適用する空気調和装置の熱源機の構成図の例である。  
図３は、図２の熱源機を上から見た図である。天井埋め込み型の熱源機であり、外気と接する正面の一面のみにて空気の吸い込みおよび吹き出しを行う。
図３の矢印にて空気の流れを示す。正面右側の吸込口１０から空気を吸い込み、正面左側の吹出口１１から空気を吹き出す構成である。吸込口１０から流入した空気は圧縮機１３やアキュムレータ１２の間を抜けて室外熱交換器１を通過し、ファン９により吹出口１１に向かう。空気は室外熱交換器１を通過するときに熱交換器内を流れる冷媒と熱交換することになる。ここでは、圧縮機１３と、室外熱交換器１と、図示していない室外減圧手段と、を備えた空気調和機の室外機を例として説明したが、本実施例の熱交換器は、室内熱交換器と、室内減圧手段と、を備えた室内機に採用してもよい。
【００１１】
図４は、図２および図３の室外熱交換器１であり、本発明を適用した例である。空気は奥側から手前に通過する。冷媒は、例えば冷媒上部出入口６から流入して上部パイプ２を経由して複数の伝熱管４に分流し、空気と熱交換の後に下部パイプ３にて合流し、冷媒下部出入口７から流出する。伝熱管４は、内部に複数の冷媒通路を持ち扁平な断面を持っている。伝熱管４の空気側熱伝達面積を増加させるために、伝熱管４同士の間にフィン５a、５bが設置されている。
【００１２】
つまり、本実施例の熱交換器は、内部に冷媒を流す第１のパイプ（上部パイプ２）と、該第１のパイプ（上部パイプ２）より下側に配置され、内部に冷媒を流す第２のパイプ（下部パイプ３）と、並列に配置され、第１のパイプ（上部パイプ２）と第２のパイプ（下部パイプ３）とを接続し、内部に冷媒を流す複数の扁平管（伝熱管４）と、複数の扁平管（伝熱管４）の間に配置されたフィン５ａ、５ｂと、を備えている。
【００１３】
図２および図３に示すように、熱交換器を通過する空気は吸込口１０近傍を通過する場合には抵抗となるものが少ないため圧力損失が比較的少ない。一方、吸込口１０から離れた部分を通過する場合には圧縮機１３やアキュムレータ１２などが抵抗になること、また、吸込口１０からファン９までの経路としては長くなることから、圧力損失が比較的大きくなる。このため、一様に構成された熱交換器を使用すると、熱交換器１の、吸込口に近い部分の風量が大となり、吸込口から離れた部分の風量が小となり、場所による風量の違いが大きくなる。
【００１４】
熱交換器の場所による違いが大きい場合、冷媒の各伝熱管への分流を工夫して、風量大の部分への冷媒流量を増やすなどにて熱交換効率を上げることは可能ではあるが、冷媒側の対応だけでは限界がある。  
そこで本実施例を適用した図４の熱交換器１では、流路の圧力損失が小である空気が流れる部分１７と、流路の圧力損失が比較的大である空気が流れる部分１６で、伝熱管４の設置間隔を変化させる。すなわち、空気流路１７部分の伝熱管４は密に設置し、空気流路１６部分の伝熱管４は疎に設置する。流路１７部分の伝熱管４の間に設置されるフィン５aは、伝熱管４の間を接続するように設置されるため、比較的幅が狭くなり、流路１６部分の伝熱管４の間に設置されるフィン５bは、伝熱管４間の間隔が広いため比較的幅が広くなる。
【００１５】
つまり、熱交換器１の複数の扁平管（伝熱管４）のうち、熱交換器１が配置される機内において圧力損失が小さい空気流路を通る空気が通過する扁平管同士の間隔に対し、圧力損失が大きい空気流路を通る空気が通過する扁平管同士の間隔が広くなるように、前記複数の扁平管を配置するものである。
【００１６】
空気流路１６部分においては、伝熱管４が密に設置されることにより、空気流速大のために熱伝達率大であるメリットを十分活かすだけの冷媒流量を確保することができる。一方、空気流路１６部分においてはフィン５bの面積が大きくなるため、空気側伝熱面積が増加し、空気風量が少ないために風速小で空気側熱伝達率が小さいことを補って熱交換量を確保することができる。また、空気流路１６部分の熱交換器通過時の圧力損失が増加することにより、空気流路１６部分の風量が減少し、その分空気流路１７部分の風量が増加し、熱交換器全体の空気風量のバランスが一様に近づくというメリットもある。
【００１７】
以上の結果、熱交換器１の、熱交換器全体の熱交換効率を向上させることができる。
【実施例２】
【００１８】
本発明の第２の実施例について図を用いて説明する。  
図５は、本実施例における熱交換器を示す構成図の例である。冷媒は例えば上部冷媒出入口６から流入して上部パイプ２にて複数の伝熱管４に分流し、伝熱管４にて熱交換した後に下部パイプ３にて合流して下部冷媒出入口７から流出する。伝熱管４は、断面形状は扁平であり、内部に複数の冷媒流路を持っている。伝熱管４同士の間には空気側伝熱面積を増加させるためのフィン５c、５dが配置されている。
【００１９】
本実施例は、フィン５c、５dの配置を、場所により疎(５c)にしたり、密(５d)したりしたものである。吸込口が近いなどの原因で、一様な熱交換器構成であれば風量大となってしまう部分について、単位長さ当たりのフィンの枚数を増加させることで空気流れの圧力損失を増加させ、相対的に、一様な熱交換器構成であれば風量小となってしまう部分の風量を増加させるものである。風量増加および風量増加によるフィンまわりの風速増での熱伝達率向上により、一様な熱交換器構成であれば風量小となってしまう部分の熱交換効率を向上させることができる。
【００２０】
つまり、熱交換器１の複数のフィン５ｃ、５ｄのうち、熱交換器１が配置される機内（室外機又は室内機）において圧力損失が小さい空気流路を通る空気が通過するフィン５ｃ同士の間隔に対し、圧力損失が大きい空気流路を通る空気が通過するフィン５ｄ同士の間隔が広くなるように、複数のフィン５ｃ、５ｄを配置するものである。なお、実施例１と同様に、前記した圧力損失が大きい空気流路は、圧縮機１３、電気箱、あるいはタンク類が空気流路に設置されていることにより圧力損失が大きくなっているものである。一方で前記した圧力損失が小さい空気流路は、室外熱交換器又は室内熱交換器と、これらの熱交換器が設置される室外機又は室内機の吸込口、あるいは吹出口が近いことにより空気流路の圧力損失が小さくなっているものである。このように、効率が低い部分の効率を向上させることで、熱交換器１全体としての熱交換効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２１】
１    熱交換器
２    上部パイプ
３    下部パイプ
４    熱交換器伝熱管（断面扁平形状）
５ａ  熱交フィン（伝熱管間隔が広い場合）
５ｂ  熱交フィン（伝熱管間隔が狭い場合）
５ｃ  熱交フィン（フィン間隔が広い場合）
５ｄ  熱交フィン（フィン間隔が狭い場合）
６    冷媒上部出入口
７    冷媒下部出入口
８    熱源器
９    ファン
１０    熱源器空気吸込口
１１    熱源器空気吹出口
１２    アキュムレータ
１３    圧縮機
１６    一様な熱交換器構成であれば風量が少なくなる部分
１７    一様な熱交換器構成であれば風量が多くなる部分
【図１】
2014029221.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014029221.tif 000005
【図４】
2014029221.tif 000006
【図５】
2014029221.tif 000007