(57)【要約】【課題】本発明は冷媒が熱交換器内で特定熱交換ラインに偏って流動せず、全ての熱交換ラインで均一に流動することができる空気調和装置の熱交換器を提供する。【解決手段】空気流入口５１ａ、５１ｂ、５１ｃ及び排気口５１ｄを有するハウジング５１と、ハウジングの内部にそれぞれ設けられ、それぞれの内部に沿って冷媒が流動方向を変えながら流動するように蛇行形状よりなる複数の熱交換ライン５２、５３を含み、複数の熱交換ラインは空気流入口を通して流入される空気の流入方向の前後に互いに交差するように配される。各熱交換ラインは直径及び長さが全て等しく、空気流入口を通してハウジングの内部に流入された空気のうちそれぞれの熱交換ラインに最初に接する空気量は全て等しくて、各熱交換ラインを通過する冷媒の熱交換量は実質的に相等しい。【選択図】図３
2006207998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気調和装置の熱交換器が、
少なくとも一つの空気流入口及び少なくとも一つの排気口を有するハウジングと、
該ハウジングの内部にそれぞれ設けられ且つ一つの冷媒管から分岐された複数の熱交換ラインであって、少なくともその内の一つに冷媒が流入してそれぞれの内部に沿って流動方向を変えながら流動する、複数の熱交換ラインと、を具備しており、
前記複数の熱交換ラインは、前記空気流入口を通して流入する空気の流入方向の前後に互いに交差するように配される、空気調和装置の熱交換器。
【請求項２】
前記各熱交換ラインは、直径及び長さが実質的に等しく、前記空気流入口を通して前記ハウジングの内部に流入した空気のうち、前記それぞれの熱交換ラインに最初に接する空気量は実質的に等しく、前記各熱交換ラインを通過する冷媒の熱交換量は実質的に等しいことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置の熱交換器。
【請求項３】
前記各熱交換ラインの冷媒流入部は、前記ハウジングの内部の一方の側に集まるように互いに隣接しており、前記各熱交換ラインの冷媒流出部は、前記ハウジングの内部のもう一方の側に集まるように互いに隣接していることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置の熱交換器。
【請求項４】
前記各熱交換ラインの熱交換面積を増加させるために、前記各熱交換ラインに結合された伝熱部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置の熱交換器。
【請求項５】
前記ハウジング内で熱交換された空気を、前記排気口を通して前記ハウジングの外部に強制送風させるように、前記ハウジング内に設けられたファン装置を含むことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置の熱交換器。
【請求項６】
空気調和装置の熱交換器が、
少なくとも一つの空気流入口及び少なくとも一つの排気口を有するハウジングと、
前記ハウジングの内部に設けられ且つ一つの冷媒管から分岐された第１の熱交換ラインであって、冷媒がその内部に沿って流動方向を変えながら流動する第１熱交換ラインと、
前記ハウジングの内部に設けられ且つ前記一つの冷媒管から分岐された第２の熱交換ラインであって、冷媒がその内部に沿って流動方向を変えながら流動する第２熱交換ラインと、を具備しており、
前記第１及び第２熱交換ラインは、前記空気流入口を通して流入する空気の流入方向の前後に互いに交差するように配される空気調和装置の熱交換器。
【請求項７】
前記第１及び第２熱交換ラインは、直径及び長さが実質的に等しく、前記空気流入口を通して前記ハウジングの内部に流入した空気のうち、前記第１熱交換ラインに最初に接する空気量と前記第２熱交換ラインに最初に接する空気量とは実質的に等しくて、前記第１及び第２熱交換ラインを通過する冷媒の熱交換量は実質的に相等しいことを特徴とする請求項６に記載の空気調和装置の熱交換器。
【請求項８】
前記第１及び第２熱交換ラインの各冷媒流入部は、前記ハウジング内部の一方の側に集まるように互いに隣接しており、前記第１及び第２熱交換ラインの各冷媒流出部は、前記ハウジングの内部のもう一方の側に集まるように互いに隣接していることを特徴とする請求項６に記載の空気調和装置の熱交換器。
【請求項９】
前記第１及び第２熱交換ラインの熱交換面積を増加させるために、前記各熱交換ラインに結合された伝熱部材を含むことを特徴とする請求項６に記載の空気調和装置の熱交換器。
【請求項１０】
前記ハウジング内で熱交換された空気を、前記排気口を通して前記ハウジングの外部に強制送風させるように前記ハウジング内に設けられたファン装置を含むことを特徴とする請求項６に記載の空気調和装置の熱交換器。
【請求項１１】
空気調和装置が、
冷媒を圧縮するための圧縮機と、
冷媒がそこで移動自在に、該圧縮機に連結され且つ冷媒と外気を熱交換させるための、室外熱交換器と、
冷媒がそこで移動自在に、該室外熱交換器に連結された膨張器具と、
冷媒がそこで移動自在に、該膨張器具及び前記圧縮機それぞれに冷媒管により連結され且つ冷媒と室内空気を熱交換させるための、室内熱交換器と、を具備しており、
該室内熱交換器は、
室内空気を流入及び排出させるための少なくとも一つの空気流入口及び少なくとも一つの排気口を具備したハウジングと、
該ハウジングの内部にそれぞれ設けられ且つ前記冷媒管から分岐され且つ冷媒が流入しそれぞれの内部に沿って流動方向を変えながら流動する、複数の熱交換ラインと、を含み、
前記複数の熱交換ラインは、前記空気流入口を通して流入する空気の流入方向の前後に互いに交差するように配される空気調和装置。
【請求項１２】
前記各熱交換ラインは、直径及び長さが実質的に同一であり、前記空気流入口を通して前記ハウジングの内部に流入した空気のうち、前記それぞれの熱交換ラインに最初に接する空気量は実質的に等しく、前記各熱交換ラインを通過する冷媒の熱交換量は実質的に等しいことを特徴とする請求項１１に記載の空気調和装置。
【請求項１３】
前記各熱交換ラインの冷媒流入部は、前記ハウジング内部の一方の側に集まるように互いに隣接しており、前記各熱交換ラインの冷媒流出部は、前記ハウジング内部のもう一方の側に集まるように互いに隣接していることを特徴とする請求項１１に記載の空気調和装置。
【請求項１４】
前記各熱交換ラインの熱交換面積を増加させるために、前記各熱交換ラインに結合された伝熱部材を含むことを特徴とする請求項１１に記載の空気調和装置。
【請求項１５】
前記ハウジング内で熱交換された空気を、前記排気口を通して前記ハウジングの外部に強制送風させるように、前記ハウジング内に設けられた室内ファン装置を含むことを特徴とする請求項１１に記載の空気調和装置の熱交換器。
【請求項１６】
空気調和装置が、
冷媒を圧縮するための圧縮機と、
冷媒がそこで移動自在に、該圧縮器機に連結され且つ冷媒と外気を熱交換させるための、室外熱交換器と、
冷媒がそこで移動自在に、該室外熱交換器に連結された膨張器具と、
冷媒がそこで移動自在に、該膨張器具及び前記圧縮機それぞれに冷媒管により連結され且つ冷媒と室内空気を熱交換させるための、室内熱交換器と、を具備しており、
該室内熱交換器は、
少なくとも一つの空気流入口及び少なくとも一つの排気口を有するハウジングと、
該ハウジングの内部に設けられ且つ前記冷媒管から分岐され且つ冷媒がその内部に沿って流動方向を変えながら流動する、第１熱交換ラインと、
前記ハウジングの内部に設けられ且つ前記一つの冷媒管から分岐され且つ冷媒がその内部に沿って流動方向を変えながら流動する、第２熱交換ラインと、を含み、
前記第１及び第２熱交換ラインは、前記空気流入口を通して流入する空気の流入方向の前後に互いに交差するように配される空気調和装置。
【請求項１７】
前記第１及び第２熱交換ラインは、直径及び長さが実質的に等しく、前記空気流入口を通して前記ハウジングの内部に流入した空気のうち、前記第１熱交換ラインに最初に接する空気量と前記第２熱交換ラインに最初に接する空気量とは実質的に等しくて、前記第１及び第２熱交換ラインを通過する冷媒の熱交換量は実質的に相等しいことを特徴とする請求項１６に記載の空気調和装置。
【請求項１８】
前記第１及び第２熱交換ラインの各冷媒流入部は、前記ハウジングの内部の一方の側に集まるように互いに隣接しており、前記第１及び第２熱交換ラインの各冷媒流出部は、前記ハウジングの内部のもう一方の側に集まるように互いに隣接していることを特徴とする請求項１６に記載の空気調和装置。
【請求項１９】
前記第１及び第２熱交換ラインの熱交換面積を増加させるために、前記各熱交換ラインに結合された伝熱部材を含むことを特徴とする請求項１６に記載の空気調和装置。
【請求項２０】
前記ハウジング内で熱交換された空気を、前記排気口を通して前記ハウジングの外部に強制送風させるように前記ハウジング内に設けられた室内ファン装置を含むことを特徴とする請求項１６に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和装置に掛り、さらに詳しくは冷媒が特定熱交換ラインに過多に集中する現象を防止することができる空気調和装置用熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一版に、空気調和装置は室内の空気を冷却させる冷房器と室内の空気を加熱する暖房器の通称であって、近年は一つのシステムで冷房及び暖房が両方可能な冷暖房兼用空気調和装置が実用化されている。
【０００３】
図１は従来の冷暖房兼用空気調和装置を概略的に示した図である。
同図に示したように、従来の空気調和装置は室外に設けられる室外機１０と室内に設けられる室内熱交換器２０とに大別される。室外機１０は冷媒を高温高圧で圧縮させる圧縮機１１と、冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器１２と、室外熱交換器１２の周囲の空気を強制に送風させ室外熱交換器１２の熱交換を促進させる室外ファン装置１３と、冷媒を断熱膨張させる膨張器具（デバイス）１４とを含んでなる。
【０００４】
そして、室内熱交換器２０は冷媒がその内部に沿って流動する第１及び第２熱交換ライン２１、２２と、室内熱交換器２０の周囲の空気を強制に送風させる室内ファン装置２３を備える。圧縮器１１、室外熱交換器１２、膨張器具１４及び室内熱交換器２０は第１及び第２冷媒管３１、３２に連なって一連の冷媒サイクルをなす。
【０００５】
このような構成よりなる従来の空気調和装置は冷房運転時室外熱交換器１２が凝縮装置の機能を果たし、室内熱交換器２０は蒸発装置として働き、冷媒は実線の矢印方向に循環しつつ冷房サイクルを形成する。
【０００６】
冷房サイクル内で冷媒は圧縮器１１で高温高圧で圧縮された後室外熱交換器１２に搬送され、室外熱交換器１２で冷媒は外気に熱を放出して中温高圧に凝縮される。このように凝縮された液体冷媒は膨張器具１４を通過しつつ低温低圧の液体冷媒に変換された後、第１冷媒管３１を通して室内熱交換器２０側に搬送される。
【０００７】
第１冷媒管３１に搬送された冷媒は、第１及び第２分岐管３３、３４から分岐され第１及び第２熱交換ライン２１、２２に流動しつつ室内空気から熱を奪って室内を冷房させる。このように冷房作用を果たしながら第１熱交換ライン２１を通過した冷媒は第３分岐管３５を通して排出され、第２熱交換ライン２２を通過した冷媒は第４分岐管３６を通して排出され第２冷媒管３２で合流した後圧縮機１１に流動する。
【０００８】
一方、空気調和装置は暖房運転時、室外熱交換器１２が蒸発装置の機能を果たし、室内熱交換器２０は凝縮装置の機能を果たし、冷媒は図１に示した点線の矢印方向に循環しつつ暖房サイクルを形成する。
【０００９】
暖房サイクル内において冷媒は圧縮器１１により圧縮された後第２冷媒管３２を通して室内熱交換器２０に流動する。室内熱交換器２０側に流動された冷媒は第３及び第４分岐管３５、３６を通して第１及び第２熱交換ライン２１、２２に分岐され流動しつつ室内空気に熱を放出して室内を冷房させる。
【００１０】
暖房作用を終えた冷媒は第１冷媒管３１で合流して膨張器具１４に流動する。膨張器具１４において冷媒は低温低圧の液体冷媒に変換され、低温低圧の液体冷媒は室外熱交換器１２を経ながら低温低圧の気体冷媒に蒸発した後圧縮機１１に回収される。
【００１１】
このような空気調和装置の冷暖房運転中に室内熱交換器２０で冷媒が室内空気と熱交換する過程が図２に示されている。
【００１２】
図２に示されているように、室内熱交換器２０の前方には空気が吸い込まれる空気流入口２０ａ、２０ｂ、２０ｃが適所に具備され、室内熱交換器２０の下部の適所には室内ファン装置２３により強制に送風される空気が排出される排気口２０ｄが具備され、空気は空気流入口２０ａ、２０ｂ、２０ｃを通してi１、i２、i３方向に流入された後ｏ方向に排出される。
【００１３】
冷房運転時実線の矢印で示されているように、第１分岐管３３を通して分岐された低温低圧の冷媒は第１熱交換ライン２１を流動し、第２分岐管３４を通して分岐された冷媒は第２熱交換ライン２２を流動する。
【００１４】
ここで、第１熱交換ライン２１は室内熱交換器２０の上部に配された第１ないし第１４管２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１ｉ、２１ｊ、２１ｋ、２１ｌ、２１ｍ、２１ｎよりなり、第２熱交換ライン２２は室内熱交換器２０の下部に配された第１ないし第１４管２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉ、２２ｊ、２２ｋ、２２ｌ、２２ｍ、２２ｎよりなる。
【００１５】
ところが、このような第１及び第２熱交換ライン２１、２２を通過する冷媒の流動において、室内熱交換器２０の内部に流入される空気の量が図２に示されているように、流入方向によって著しく差が出ると第１及び第２熱交換ライン２１、２２を通過する冷媒の熱交換量が違ってくる。そして、冷媒の熱交換量が熱交換ラインによって差が出ると冷媒の相変化差によって特定熱交換ラインに冷媒の流量が集中する現象が発生する。
【００１６】
すなわち、冷房運転時室内熱交換器２０の上部の第２熱交換ライン２２において冷媒は熱交換と気化が活発に行われるので、低流量に流動するようになる。一方、室内熱交換器２０の下部の第１熱交換ライン２１において冷媒は熱交換及び気化が円滑に行えないため、高流量で流動するようになる。特に、第１熱交換ライン２１の下部(Ａ)に配された第５管２１ｅ〜第８管２１ｈは空気との接触が足りないため、この部分では冷媒が低乾度の異常流動を示す。
【００１７】
一方、暖房運転時、高温高圧の冷媒は図２に示された点線の矢印に沿って第３及び第４分岐管３５、３６を通して第１及び第２熱交換ライン２１、２２に分岐され流動する。第１熱交換ライン２２において冷媒は熱交換及び凝縮が円滑に行われて高流量に流動する。一方、第１熱交換ライン２１において高温高圧の気体冷媒は熱交換が活発でなくて円滑に凝縮できないことから低流量に流動する。特に、空気との接触が足りない第１熱交換ライン２１の第５管２１ｅ〜第８管２１ｈでは高乾度の異常流動が発生する。
【００１８】
このように室内熱交換器２０の内部に流入される空気の流量が流入方向によって差が出る場合、従来の空気調和装置は冷房運転時やら暖房運転時やら特定熱交換ラインに冷媒の流量が集中する現象が発生する。このような冷媒の流量の集中は熱交換器の熱交換効率を低下させ、空気調和装置の全体性能を低下させる直接の原因になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は前述したような問題点を考慮して案出されたもので、その目的は冷媒が複数の熱交換ラインに分岐され熱交換する熱交換器において、冷媒が特定熱交換ラインに集中して流動されず、全ての熱交換ラインで冷媒が均一な流動量を示すことができるように改善された空気調和装置の熱交換器を提供するところにある。
【００２０】
本発明の他の目的は全ての熱交換ラインにおいて冷媒の流動量を均一にするように熱交換器の構造を改善することによって冷暖房効率をアップさせられる空気調和装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前述した目的を達成するための本発明に係る空気調和装置の熱交換器は、少なくとも一つの空気流入口及び少なくとも一つの排気口を有するハウジングと、一つの冷媒管から分岐され且つ冷媒管を介して分岐する冷媒が流入してそれぞれの内部に沿って流動方向を変えながら流動する複数の熱交換ラインとを含み、前記複数の熱交換ラインは、前記空気流入口を通して流入する空気の流入方向の前後に互いに交差するように配される。
【００２２】
また、前述したような目的は、冷媒を圧縮するための圧縮機と、冷媒がそこで移動可能なように該圧縮機に連結され且つ冷媒と外気を熱交換させるための室外熱交換器と、冷媒がそこで移動自在に、該室外熱交換器に連結された膨張器具と、冷媒管により冷媒がそこで移動自在に、該膨張器具及び前記圧縮器それぞれに連結され、冷媒と室内空気を熱交換させるための室内熱交換器とを含み、前記室内熱交換器は、室内空気を流入及び排出させるための少なくとも一つの空気流入口及び少なくとも一つの排気口を備えたハウジングと、該ハウジングの内部にそれぞれ設けられ且つ前記冷媒管から分岐された冷媒が流入しそれぞれの内部に沿って流動方向を変えながら流動する、複数の熱交換ラインと、を含み、前記複数の熱交換ラインは、前記空気流入口を通して流入する空気の流入方向の前後に互いに交差するように配された空気調和装置によって達成できる。
【００２３】
このような構成よりなる本発明において、前記各熱交換ラインは、直径及び長さが全て実質的に等しく、前記空気流入口を通してハウジングの内部に流入した空気のうち、前記それぞれの熱交換ラインに最初に接する空気量は全て実質的に等しくて、前記各熱交換ラインを通過する冷媒の熱交換量は実質的に相等しい。
【００２４】
そして、前記各熱交換ラインの冷媒流入部は、前記ハウジングの内部の一方の側に集まるように互いに隣接しており、前記各熱交換ラインの冷媒流出部は、前記ハウジングの内部のもう一方の側に集まるように互いに隣接するようにするのが好ましい。
【００２５】
また、本発明に係る熱交換器は、前記各熱交換ラインの熱交換面積を増加させるために、前記各熱交換ラインに結合された伝熱部材と、前記ハウジング内で熱交換された空気を前記排気口を通して前記ハウジングの外部に強制送風させるように前記ハウジング内に設けられたファン装置と、を含むことができる。
【００２６】
以上述べた本発明によれば、熱交換器の内部に分岐され形成された熱交換ラインが空気流入方向の前後に交差するように配されるので、各熱交換ラインで冷媒が空気と熱交換される熱交換量が等しく、冷媒が特定熱交換ラインに偏らず、全ての熱交換ラインで均一な流動を示すようになる。従って、熱交換器の熱交換効率が向上される。
また、熱交換器の熱交換効率が向上されるにつれて、これを備えた空気調和装置の冷暖房効率が向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付した図面に基づき本発明の望ましい実施例による空気調和装置用熱交換器について説明する。
【００２８】
図３は本発明の一実施例による空気調和装置の熱交換器を概略的に示した構成図であり、図４は図３に示した本発明の一実施例による熱交換器が具備された空気調和装置の構成を概略的に示した図であり、図５ａ及び図５ｂは本発明の一実施例による熱交換器の作用効果をそれぞれ示したグラフである。
【００２９】
図３に示したように、本発明の一実施例による熱交換器は、室内熱交換器と室外熱交換器が別に具備される空気調和装置において室内熱交換器として使用されるもので、前記熱交換器は、空気流入口５１ａ、５１ｂ、５１ｃ及び排気口５１ｄを有するハウジング５１と、冷媒が流動しつつ周囲空気と熱交換する第１及び第２熱交換ライン５２、５３と、ハウジング５１の内部の空気を排気口５１dを通してハウジング５１の外部に強制送風させる室内ファン装置５４と、を含む。
【００３０】
第１熱交換ライン５２は空気流入口５１ａ、５１ｂ、５１ｃを通して流入する空気に対して概略垂直をなす第１ないし第１４管５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ、５２ｆ、５２ｇ、５２ｈ、５２ｉ、５２ｊ、５２ｋ、５２ｌ、５２ｍ、５２ｎが全体として蛇行形状になるように連結されなされる。互いに隣接して連結された管の間では冷媒の流動方向が互いに反対になる。第１熱交換ライン５２の流入部である第１管５２ａは、第１分岐管６３と連結され、第１熱交換ライン５２の流出部である第１４管５２ｎは第３分岐管６５と連結される。
【００３１】
第２熱交換ライン５３は、第１熱交換ライン５２に対応する構成要素であって、直径及び長さが第１熱交換ライン５２と等しい。第２熱交換ライン５３も、流入空気に対して概略垂直をなす第１ないし第１４管５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ、５３ｆ、５３ｇ、５３ｈ、５３ｉ、５３ｊ、５３ｋ、５３ｌ、５３ｍ、５３ｎが全体として蛇行形状になるように連結される。第２熱交換ライン５３は冷媒の流入部である第１管５３ａが第２分岐管６４と連結され、冷媒の流出部である第１４管５３ｎが第４分岐管６６と連結される。
【００３２】
図３に示したように、第１熱交換ライン５２及び第２熱交換ライン５３は、空気流入口５１ａ、５１ｂ、５１ｃの前後方向に互いに交差するように配される。すなわち、第１熱交換ライン５２は、第３、４、７、８、１０、１１、１２管５２ｃ、５２ｄ、５２ｇ、５２ｈ、５２ｊ、５２ｋ、５２ｌが第２熱交換ライン５３の前方であるハウジング５１の前方に配され、残り第１、２、５、６、９、１３、１４管５２ａ、５２ｂ、５２ｅ、５２ｆ、５２i、５２ｍ、５２ｎは第２熱交換ライン５３の後ろ側であるハウジング５１の後方に配される。
【００３３】
そして、第２熱交換ライン５３は、第１、２、５、６、９、１０、１３、１４管５３ａ、５３ｂ、５３ｅ、５３ｆ、５３ｉ、５３ｊ、５３ｍ、５３ｎが第１熱交換ライン５２の手前であるハウジング５１の前方に配され、残り第３、４、７、８、１１、１２管５３ｃ、５３ｄ、５３ｇ、５３ｈ、５３ｋ、５３ｌは、第１熱交換ライン５２の後ろ側であるハウジング５１の後方に配される。
【００３４】
冷媒が流出入される第１及び第２熱交換ライン５２、５３の各第１管５２ａ、５３ａは、ハウジング５１の前下方の一方の側に互いに隣接するように配され、第１及び第２熱交換ライン５２、５３のもう一つの冷媒流出入部である第１４管５２ｎ、５３ｎは、ハウジング５１の後上方の一方の側に互いに隣接するように配される。そして、第１及び第２熱交換ライン５２、５３の冷媒が流動する各管には、冷媒の熱交換が活発に行えるように空気接触面積を増加させるための伝熱部材５５が結合される。
【００３５】
以下、前述したような構成よりなる本発明に係る熱交換器が空気調和装置に設けられ作動される時の、作用及びその効果について説明する。
【００３６】
図４に示されたように、本発明の一実施例による熱交換器を備えた熱交換装置は、冷媒を圧縮させるための圧縮機４１と、冷媒が移動可能に該圧縮機４１と連結され冷媒と外気を熱交換させるための室外熱交換器４２と、冷媒が移動自在に該室外熱交換器４２と連結された膨張器具（デバイス）４３と、該膨張器具４３及び前記圧縮機４１それぞれと第１及び第２冷媒管６１、６２により冷媒移動自在に連結され冷媒と室内空気を熱交換させるための室内熱交換器５０とを含む。
【００３７】
前述したような構成を有する空気調和装置が冷房運転される時、冷媒は実線の矢印方向に流動する。冷房サイクル内の冷媒は、まず圧縮機４１で高温高圧で圧縮され室外熱交換器４２に流動する。室外熱交換器４２で冷媒は室外空気と熱交換して中温高圧の液体冷媒に凝縮される。このように凝縮された冷媒は膨張器具４３を経ながら低温低圧の液体冷媒に変換された後第１冷媒管６１を通して室内熱交換器５０側に流動する。第１冷媒管６１に沿って流動する冷媒は第１冷媒管６１に連結された第１及び第２分岐管６３、６４を通じて第１及び第２熱交換ライン５２、５３に分岐され流動する。
【００３８】
第１冷媒管６１を通して搬送される冷媒は、図３に示したように、第１熱交換ライン５２の第１管５２ａから第１４管５２ｎまでに沿ってジグザグで流動しつつ、室内ファン装置５４の駆動によって空気流入口５１ａ、５１ｂ、５１ｃを通してハウジング５１の内部に流入された室内空気と熱交換する。
【００３９】
この際、空気流入口５１ａ、５１ｂ、５１ｃに近く配され、流入された空気が最初に接する、第３、４、７、８、１０、１１、１２管５２ｃ、５２ｄ、５２ｇ、５２ｈ、５２ｊ、５２ｋ、５２ｌに沿って冷媒が流動する時は熱交換が活発に行われ、冷媒が第２熱交換ライン５３の後方の第１、２、５、６、９、１３、１４管５２ａ、５２ｂ、５２ｅ、５２ｆ、５２ｉ、５２ｍ、５２ｎを通過する時は、熱交換が多少弱く行われる。第１熱交換ライン５２の最後の第１４管５２ｎを通過した冷媒は第３分岐管６５に流動する。
【００４０】
そして、第２冷媒管６４を通して搬送される冷媒は第２熱交換ライン５３の第１管５３ａから第１４管５３ｎまでに沿ってジグザグで流動しつつハウジング５１の内部に流入された室内空気と熱交換する。冷媒が第２熱交換ライン５３に沿って流動する際、空気流入口５１ａ、５１ｂ、５１ｃに近い第１、２、５、６、９、１０、１３、１４管５３ａ、５３ｂ、５３ｅ、５３ｆ、５３ｉ、５３ｊ、５３ｍ、５３ｎでは熱交換が活発に行われ、冷媒が第１熱交換ライン５２後方の第３、４、７、８、１１、１２管５３ｃ、５３ｄ、５３ｇ、５３ｈ、５３ｋ、５３ｌを通過する時は、熱交換が多少弱く行われる。第２熱交換ライン５３の最後の第１４管５３ｎを通過した冷媒は第４分岐管６６を通して流出する。
【００４１】
このように第１及び第２熱交換ライン５２、５３の各管が空気流入方向の前後に前に置いたり後ろに置いたり互いに交差するように配されているので、空気流入口５１ａ、５１ｂ、５１ｃを通してＩ１、Ｉ２、Ｉ３方向で流入した空気中で、第１熱交換ライン５２に最初に接する空気量と第２熱交換ライン５３に最初に接する空気量はほぼ等しい。
【００４２】
第１熱交換ライン５２は、七つの管で流入空気が最初に接するようになり、第２熱交換ライン５３は八つの管で流入空気が最初に接するようになるとしても、第１熱交換ライン５２は第１０、１１、１２管５２ｊ、５２ｋ、５２ｌが空気流入量が最多のハウジング５１の上部の空気流入口５１ａに近く配されるため、第１熱交換ライン５２と第２熱交換ライン５３における熱交換量は実質的に等しい。
【００４３】
従って、第１及び第２熱交換ライン５２、５３をそれぞれ通過する冷媒の気化程度や乾度は互いに等しく、第１熱交換ライン５２の第１４管５２nから第３分岐管６５に排出される冷媒量と、第２熱交換ライン５３の第１４管５３ｎから第４分岐管６６に排出される冷媒量とは等しい。
【００４４】
第３及び第４分岐管６５、６６に排出された冷媒は、図４に示したように、第２冷媒管６２で合流して圧縮機４１に回収され、熱交換された空気は室内ファン装置５４の作動によって排気口５１ｄを通してＯ方向に排出される。
【００４５】
一方、本発明に係る熱交換器が設けられた空気調和装置が暖房運転する際、冷媒は図４に示したように、点線の矢印方向に流動する。
【００４６】
圧縮機４１から吐き出された高温高圧の冷媒は、第２冷媒管６２に沿って室内熱交換器５０側に流動する。第２冷媒管６２に沿って流動する冷媒は図３に示したように、第３及び第４分岐管６５、６６から分岐され第１及び第２熱交換ライン５２、５３に流動する。
【００４７】
第３分岐管６５に流動する冷媒は第１４管５２ｎに流入され、各管に沿ってジグザグで流動しつつハウジング５１の内部に流入された室内空気と熱交換し、第４分岐管６６に流動する冷媒は第１４管５３ｎに流入され各管を通過して第１管５３ａまで流動しつつハウジング５１の内部に流入された空気に熱を放出する。
【００４８】
前記冷房運転時と同じく、空気流入口５１ａ、５１ｂ、５１ｃを通してハウジング５１の内部に流入された空気中で第１熱交換ライン５２に最初に接する空気量と第２熱交換ライン５３に最初に接する空気量は等しく、これによって各熱交換ライン５２、５３で冷媒の熱交換量は等しい。
【００４９】
従って、冷媒がある熱交換ラインでは熱を多量放出して過冷され、ある熱交換ラインでは熱交換が円滑でなくて高乾度の異常流動を示さず、冷媒は第１及び第２熱交換ライン５２、５３で同一な状態に等しい量が流動するようになる。
【００５０】
冷媒の熱交換により加熱された空気は室内ファン装置５４の駆動によって排気口５１ｄを通してハウジング５１の外部に排出される。そして、室内空気を暖めた後第１熱交換ライン５２の第１管５２ａを抜けた冷媒と第２熱交換ライン５３の第１管５３ａを抜けた冷媒は図４に示したように、第１冷媒管６１で流して室外機４０側に流動する。膨張器具４３で冷媒は低温低圧の液体冷媒に変換され室外熱交換器４２に流動し、室外熱交換器４２で冷媒は低温低圧の気体に気化された後圧縮機４１に回収される。
【００５１】
このように本発明において各熱交換ラインを通過する冷媒の相変化程度は同じなので、冷媒が特定熱交換ラインに偏らず、各熱交換ラインに沿って均一な流量で流動するようになる。従って、熱交換性能が良好になって空気調和装置の全体効率が向上される。このような作用効果に対する実験的データが図５ａ及び図５ｂに示されている。
【００５２】
図５ａに示されているように、従来の熱交換器を使った空気調和装置は、冷房運転時冷暖房性能の係数(ＣＯＰ)が３．０３の場合、同条件下で本発明に係る熱交換器を使用すれば空気調和装置の冷暖房性能の係数(ＣＯＰ、Coefficient Of Performance)は３．０６に高まり、一方圧縮機の消費電力は１、２１０Ｗから１、２０９Ｗに下がったことが分かる。
【００５３】
また、暖房運転時、従来の熱交換器を使用した空気調和装置は冷暖房性能の係数(ＣＯＰ)が３．３７であり、圧縮機の消費電力が１、０３０Ｗと示されたが、同条件下で本発明に係る熱交換器を使用する場合冷暖房性能係数(ＣＯＰ)は３．４２に増加し、圧縮機の消費電力は１、０２６Ｗに下がって空気調和装置の全体としての性能が向上されることが分かる。
【００５４】
図６は本発明の他の実施例による熱交換器が適用された空気調和装置の構成を概略的に示した図である。
【００５５】
図６に示された本発明の他の実施例による熱交換器も前記望ましい実施例のように室内熱交換器として使用されたもので、第１熱交換ライン５２'及び第２熱交換ライン５３'が空気の流入方向の前後に互いに交差するように配された同じ特徴を持っている。
【００５６】
但し、膨張装置４３'に連結された第１冷媒管６１'から分岐された第１分岐管６３'が第１熱交換ライン５２'の第１４管５２ｎ'に連結され、第１冷媒管６１'から分岐された第２分岐管６４'が第２熱交換ライン５３'の端部である第１４管５３ｎ'に連結され、第１冷媒管６１'から分岐された第２冷媒管６２'から分岐された第３分岐管６５'に連結され、第２熱交換ライン５３'の第１管５３ａ'が第４分岐管６６'に連結される点において相違点がある。その他の構成、作用及び効果は前記望ましい実施例による熱交換器と同じなので、詳細な説明は省略する。
【００５７】
一方、今までは本発明に係る熱交換器は、二つの熱交換ラインが言わば２分岐型室内熱交換器に適用されたことと示しかつ説明したが、本発明はこのようなものに限らず、室内熱交換器やら室外熱交換器やら複数の熱交換ラインを使用する多様な熱交換器に適用できる。
【００５８】
以上では本発明を特定実施例を例として説明した。しかし、本発明はそのように示しかつ説明されたままの構成及び作用に限られず、特許請求の範囲の範疇内で多様な変更及び修正が可能である。従って、そのような全ての適切な変更及び修正と均等物も本発明の範囲に属すると見なされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、従来の冷暖房兼用空気調和装置を概略的に示した説明図である。
【図２】図２は、図１に示された空気調和装置の室内熱交換器を抜粋して示した説明図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例による空気調和装置の熱交換器を概略的に示した構成図である。
【図４】図４は、図３に示された本発明の望ましい実施例による熱交換器が具備された空気調和装置の構成を概略的に示した説明図である。
【図５ａ】図５ａは、本発明の一実施例による熱交換器の冷房運転時の作用効果を示したグラフである。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明の一実施例による熱交換器の暖房運転時の作用効果を示したグラフである。
【図６】図６は、本発明の他の実施例による熱交換器が設けられた空気調和装置の構成を概略的に示した説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
４０    室外機
４１    圧縮機
４２    室外熱交換器
４３    膨張器具
５０    室内熱交換器
５１    ハウジング
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ    空気流入口
５１ｄ    排気口
５２    第１熱交換ライン
５３    第２熱交換ライン
５４    室内ファン装置
５５    伝熱部材
６１    第１冷媒管
６２    第２冷媒管
６３    第１分岐管
６４    第２分岐管
６５    第３分岐管
６６    第４分岐管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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