(57)【要約】【課題】複数設けられた冷媒流路での熱交換をバランスよく行える空気調和装置を提供する。【解決手段】配管角度θ１が１８０°の場合は、分岐部１０１において第３接続部１０１ｃ側に偏って流れている液冷媒の大部分が第２冷媒流路２３ｂへと流れる。すなわち、配管角度θ１が１８０°である場合は、第２冷媒流路２３ｂへと流れる液冷媒の量が、第１冷媒流路２３ａへと流れる液冷媒の量より多くなり、その差が最大となる。これに対し、配管角度θ１が９０°の場合は、分岐部１０１において第３接続部１０１ｃ側に偏って流れている液冷媒の大部分が、分岐部１００１内部の第１接続部１０１ａと第２接続部１０１ｂとを連通する空間の壁に衝突して第１冷媒流路２３ａへと流れる。すなわち、配管角度θ１が９０°である場合は、第１冷媒流路２３ａへと流れる液冷媒の量が、第２冷媒流路２３ｂへと流れる液冷媒の量より多くなり、その差が最大となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の伝熱管が接続された第１冷媒流路と第２冷媒流路を有する室外熱交換器と、同室外熱交換器が蒸発器として機能するときに前記室外熱交換器に流入する冷媒を前記第１冷媒流路と前記第２冷媒流路とに分配する冷媒分配器と、前記室外熱交換器が蒸発器として機能するときに前記冷媒分配器に流入する冷媒を減圧する膨張弁とを室外機に備え、
前記冷媒分配器と前記膨張弁とが室外機液管で接続され、
前記冷媒分配器は、分岐部と、折曲管と、第１枝管と、第１分流器と、第２枝管と、第２分流器とを有し、
前記分岐部は、第１接続部と、第２接続部と、第３接続部とを有し、水平面からみて前記折曲管の上方に配置され、
前記第１分流器には前記第１冷媒流路が接続され、
前記第２分流器には前記第２冷媒流路が接続され、
前記分岐部の前記第１接続部と前記室外機液管とが前記折曲管で接続され、
前記分岐部の前記第２接続部と前記第１分流器とが前記第１枝管で接続され、
前記分岐部の前記第３接続部と前記第２分流器とが前記第２枝管で接続されるとともに、前記分岐部の前記第３接続部には前記第２枝管が接続され、
前記第１冷媒流路に流れる冷媒量と前記第２冷媒流路に流れる冷媒量とが同じとなるように、前記室外機液管を前記水平面に投影した仮想線と前記第２枝管を前記水平面に投影した仮想線とがなす角度である配管角度を決定し、同配管角度となるように前記室外機液管と前記第２枝管とを配置する、
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記室外機液管は、前記室外機の設置面に平行に配置される直管部を有し、
前記第２枝管は、前記室外機の設置面に平行に配置される直管部を有し、
前記室外機液管の直管部を前記水平面に投影した仮想線と前記第２枝管の直管部を前記水平面に投影した仮想線とがなす角度を前記配管角度とする、
ことを特徴とする請求項１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、空気調和装置に関わり、特に熱交換器が複数の冷媒流路を有する場合の各冷媒流路への冷媒分流に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置に備えられるフィンアンドチューブ型の熱交換器は、冷媒が流れる複数本の伝熱管と、伝熱管の長手方向に沿って所定の間隔で配置される複数枚の板状のフィンとを有する。具体的には、複数本の伝熱管は、ヘアピン状に形成された銅管であり、複数本の伝熱管が上下方向に１列に並べて配置される、あるいは、複数本の伝熱管を上下方向に１列に並べたものが空気の流れ方向に沿って複数列配置される。そして、各伝熱管が接続されることで、冷媒が流れる冷媒流路が形成される。
【０００３】
上記のような熱交換器において大きな熱交換量を必要とする場合は、伝熱管の本数を多くしこれに伴ってフィンも大きくされる。このような熱交換器では、例えば熱交換器の上下方向の中間部を境にして冷媒流路が上部と下部とに分けて設けられるとともに、熱交換器の冷媒流入側に熱交換器に向けて流れてくる冷媒を上下２つの冷媒流路に分流する分流器が設けられる（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２２１５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、冷媒流路を２つ有する熱交換器では、各冷媒流路に流れる冷媒の状態が異なる場合がある。例えば、上記熱交換器が室外機に備えられる室外熱交換器であって、室外熱交換器が蒸発器として機能するときは、凝縮器として機能する室内機の室内熱交換器で凝縮し膨張弁で減圧されて気液二相状態となった冷媒が、室外熱交換器に流入する。
【０００６】
室外熱交換器に流入する気液二相状態の冷媒は、分流器により上下２つの冷媒流路に分流される。このとき、分流器が室外熱交換器の上下方向の中間部より下方に配置されている場合は、上方の冷媒流路へと流れる冷媒は、下方の冷媒流路に流れる場合と比べて重力に逆らって上方へ流れる必要がある。この場合、ガス冷媒と比べて密度が大きい液冷媒の方が重力に逆らって上方へ流れにくくなるので、上方の冷媒流路に流入する冷媒における液冷媒の量が、下方の冷媒流路に流入する冷媒における液冷媒の量より少なくなる。
【０００７】
通常、室外熱交換器では、室外熱交換器の上下において流通する外気の量が変わらない。従って、流入する液冷媒の量が少ない上方の冷媒流路では、流入する外気に対して液冷媒が少ないために液冷媒が外気と熱交換を行って全て蒸発してガス冷媒となり、その後は外気との熱交換によりガス冷媒の温度が上がる。一方、流入する液冷媒の量が多い下方の冷媒流路では、流入する外気に対して液冷媒が多いために、外気と熱交換を行っても全ての液冷媒が蒸発しきらない恐れがある。つまり、上方の冷媒流路と下方の冷媒流路とで液冷媒の量が異なる場合は、上方の冷媒流路と下方の冷媒流路とで液冷媒と外気との熱交換の状態がアンバランスとなって、室外熱交換器での熱交換効率が低下する恐れがあった。
【０００８】
本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、複数設けられた冷媒流路での冷媒と空気との熱交換をバランスよく行える空気調和装置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】
上記の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、複数の伝熱管が接続された第１冷媒流路と第２冷媒流路を有する室外熱交換器と、室外熱交換器が蒸発器として機能するときにこの室外熱交換器に流入する冷媒を第１冷媒流路と第２冷媒流路とに分配する冷媒分配器と、室外熱交換器が蒸発器として機能するときに冷媒分配器に流入する冷媒を減圧する膨張弁とを室外機に備え、冷媒分配器と膨張弁とが室外機液管で接続されている。冷媒分配器は、分岐部と折曲管と第１枝管と第１分流器と第２枝管と第２分流器とを有する。分岐部は、第１接続部と第２接続部と第３接続部とを有し、水平面からみて折曲管の上方に配置される。第１分流器には第１冷媒流路が接続され、第２分流器には第２冷媒流路が接続され、分岐部の前記第１接続部と室外機液管とが折曲管で接続され、分岐部の第２接続部と第１分流器とが第１枝管で接続され、分岐部の第３接続部と第２分流器とが第２枝管で接続されるとともに、分岐部の第３接続部には第２枝管が接続される。そして、第１冷媒流路に流れる冷媒量と第２冷媒流路に流れる冷媒量とが同じとなるように、室外機液管を水平面に投影した仮想線と第２枝管を水平面に投影した仮想線とがなす角度である配管角度を決定し、この配管角度となるように室外機液管と第２枝管とを配置する。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように構成した本発明の空気調和装置は、第１冷媒流路に流れる液冷媒の量と第２冷媒流路に流れる液冷媒の量とが同じとなる、室外機液管と第２枝管との配管角度とする。これにより、複数設けられた冷媒流路での熱交換をバランスよく行える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態における空気調和装置の冷媒回路図ある。
【図２】室外熱交換器および冷媒分配器の説明図であり、（Ａ）は室外熱交換器の概略図、（Ｂ）は（Ａ）における矢印Ｘ方向から見た冷媒分配器の図面、（Ｃ）は（Ｂ）における矢印Ｙ方向から見た冷媒分配器の図面である。
【図３】冷媒分配器を上方から見た図であり、（Ａ）は配管角度θ１が９０°の場合、（Ｂ）は配管角度θ１が１８０°の場合である。
【図４】本発明の他の実施形態における冷媒分配器の説明図であり、（Ａ）は冷媒分配器の図面、（Ｂ）〜（Ｆ）は（Ａ）を矢印Ｚ方向から見たときの、配管角度θ２が９０°〜３６０°までの場合の各図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、１台の室外機に３台の室内機が並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【実施例１】
【００１３】
図１に示すように、本実施形態における空気調和装置１は、１台の室外機２と、室外機２に液管８およびガス管９で並列に接続された３台の室内機を備えている。より詳細には、室外機２の閉鎖弁２５と室内機５ａ〜５ｃの各液管接続部５３ａ〜５３ｃとが液管８で接続されている。また、室外機２の閉鎖弁２６と室内機５ａ〜５ｃの各ガス管接続部５４ａ〜５４ｃとがガス管９で接続されている。このように、室外機２と室内機が５ａ〜５ｃとが液管８およびガス管９で接続されて、空気調和装置１の冷媒回路１０が形成されている。
【００１４】
＜室外機の構成＞
まずは、室外機２について説明する。室外機２は、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、液管８が接続された閉鎖弁２５と、ガス管９が接続された閉鎖弁２６と、アキュムレータ２７と、室外ファン２８と、後に図２（Ｂ）を用いて詳述する冷媒分配器１００とを備えている。そして、室外ファン２８を除くこれら各装置が、以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて冷媒回路１０の一部をなす室外機冷媒回路２０を形成している。
【００１５】
圧縮機２１は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機２１の冷媒吐出側は、後述する四方弁２２のポートａと吐出管４１で接続されており、また、圧縮機２１の冷媒吸入側は、アキュムレータ２７の冷媒流出側と吸入管４２で接続されている。
【００１６】
四方弁２２は、冷媒の流れる方向を切り換えるための弁であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄの４つのポートを備えている。ポートａは、上述したように圧縮機２１の冷媒吐出側と吐出管４１で接続されている。ポートｂは、後述する室外熱交換器２３のヘッダ２３ｄと冷媒配管４３で接続されている。ポートｃは、アキュムレータ２７の冷媒流入側と冷媒配管４６で接続されている。そして、ポートｄは、閉鎖弁２６と室外機ガス管４５で接続されている。
【００１７】
室外熱交換器２３は、冷媒と、後述する室外ファン２８の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気を熱交換させるものである。図２（Ａ）に示すように、室外熱交換器２３は、２０本の伝熱管２３ｃと、ヘッダ２３ｄと、図示しないアルミニウム材あるいはアルミニウム合金材からなる複数枚のフィンを有する。
【００１８】
２０本の伝熱管２３ｃは、上下方向に並列に並べて配置されており、各伝熱管２３ｃの一端と冷媒配管４３とがヘッダ２３ｄを介して接続され、各伝熱管２３ｃの他端と室外機液管４４とが後述する冷媒分配器１００で接続されている。２０本の伝熱管２３ｃのうち、上側に配置された１０本の伝熱管２３ｃがヘッダ２３ｄや冷媒分配器１００に接続されて形成される冷媒流路が第１冷媒流路２３ａであり、下側に配置された１０本の伝熱管２３ｃがヘッダ２３ｄや冷媒分配器１００に接続されて形成される冷媒流路が第２冷媒流路２３ｂである。
【００１９】
２０本の伝熱管２３ｃには、上述した複数枚のフィンが所定の間隔（例えば、０．５ｍｍ）で組み付けられている。また、室外機液管４４における冷媒分配器１００に接続される側の端部と反対側の端部は、閉鎖弁２５と接続されている。室外熱交換器２３は、空気調和装置１が冷房運転を行う場合は凝縮器として機能し、空気調和装置１が暖房運転を行う場合は蒸発器として機能する。
尚、冷媒分配器１００については、後に詳細に説明する。
【００２０】
室外膨張弁２４は、室外機液管４４に設けられている。室外膨張弁２４は図示しないパルスモータにより駆動される電子膨張弁であり、パルスモータに与えられるパルス数によって開度が調整されることで、室外熱交換器２３に流入する冷媒量、あるいは、室外熱交換器２３から流出する冷媒量が調整される。室外膨張弁２４の開度は、空気調和装置１が暖房運転を行っている場合は、後述する吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じてその開度が調整され、冷房運転を行っている場合はその開度が全開とされる。
【００２１】
アキュムレータ２７は、前述したように、冷媒流入側が四方弁２２のポートｃと冷媒配管４６で接続されるとともに、冷媒流出側が圧縮機２１の冷媒吸入側と吸入管４２で接続されている。アキュムレータ２７は、冷媒配管４６からアキュムレータ２８の内部に流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒に分離してガス冷媒のみを圧縮機２１に吸入させる。
【００２２】
室外ファン２８は樹脂材で形成されており、室外熱交換器２３の近傍に配置されている。室外ファン２８は、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室外機２の内部へ外気を取り込み、室外熱交換器２３において冷媒と熱交換した外気を図示しない吹出口から室外機２の外部へ放出する。
【００２３】
以上説明した構成の他に、室外機２には各種のセンサが設けられている。図１に示すように、吐出管４１には、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する吐出圧力センサ３１と、圧縮機２１から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ３３が設けられている。冷媒配管４６におけるアキュムレータ２８の冷媒流入口近傍には、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力を検出する吸入圧力センサ３２と、圧縮機２１に吸入される冷媒の温度を検出する吸込温度センサ３４とが設けられている。
【００２４】
室外機液管４４における冷媒分配器１００と室外膨張弁２４との間には、室外熱交換器２３に流入する冷媒の温度、あるいは、室外熱交換器２３から流出する冷媒の温度を検出するための熱交温度センサ３５が設けられている。そして、室外機２の図示しない吸込口付近には、室外機２の内部に流入する外気の温度、すなわち外気温度を検出する外気温度検出手段である外気温度センサ３６が備えられている。
【００２５】
＜各室内機の構成＞
次に、室内機５ａ〜５ｃについて説明する。室内機５ａ〜５ｃは、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃと、室内膨張弁５２ａ〜５２ｃと、液管接続部５３ａ〜５２ｃと、ガス管接続部５４ａ〜５４ｃと、室内ファン５５ａ〜５５ｃを備えている。そして、室内ファン５５ａ〜５５ｃを除くこれら各構成装置が以下で詳述する各冷媒配管で相互に接続されて、冷媒回路１０の一部をなす室内機冷媒回路５０ａ〜５０ｃを構成している。
【００２６】
室内機５ａ〜５ｃは全て同じ構成を有するため、以下の説明では室内機５ａについてのみ各構成の説明を行い、室内機５ｂ、５ｃの各構成については説明を省略する。尚、図１では、室内機５ａの各構成装置に付与した各番号の末尾をａからｂあるいはｃにそれぞれ変更したものが、室内機５ａの各構成装置と対応する室内機５ｂ、５ｃの各構成装置となる。
【００２７】
室内熱交換器５１ａは、冷媒と、後述する室内ファン５５ａの回転により図示しない吸込口から室内機５ａの内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものである。室内熱交換器５１ａの一方の冷媒出入口と液管接続部５３ａとが室内機液管７１ａで接続され、他方の冷媒出入口とガス管接続部５４ａとが室内機ガス管７２ａで接続されている。室内熱交換器５１ａは、空気調和装置１が冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、空気調和装置１が暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。尚、液管接続部５３ａやガス管接続部５４ａは、各冷媒配管が溶接やフレアナット等により接続されている。
【００２８】
室内膨張弁５２ａは、室内機液管７１ａに設けられている。室内膨張弁５２ａは電子膨張弁であり、室内熱交換器５１ａが蒸発器として機能する場合すなわち室内機５ａが冷房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１ａの冷媒出口（ガス管接続部５４ａ側）での冷媒過熱度が目標冷媒過熱度となるように調整される。また、室内膨張弁５２ａは、室内熱交換器５１ａが凝縮器として機能する場合すなわち室内機５ａが暖房運転を行う場合は、その開度は、室内熱交換器５１ａの冷媒出口（液管接続部５３ａ側）での冷媒過冷却度が目標冷媒過冷却度となるように調整される。ここで、目標冷媒過熱度や目標冷媒過冷却度とは、室内機５ａで十分な冷房能力あるいは暖房能力を発揮するのに必要な冷媒過熱度および冷媒過冷却度である
【００２９】
室内ファン５５ａは樹脂材で形成されており、室内熱交換器５１ａの近傍に配置されている。室内ファン５５ａは、図示しないファンモータによって回転することで、図示しない吸込口から室内機５ａの内部に室内空気を取り込み、室内熱交換器５１ａにおいて冷媒と熱交換した室内空気を図示しない吹出口から室内へ放出する。
【００３０】
以上説明した構成の他に、室内機５ａには各種のセンサが設けられている。室内機液管７１ａにおける室内熱交換器５１ａと室内膨張弁５２ａとの間には、室内熱交換器５１ａに流入あるいは室内熱交換器５１ａから流出する冷媒の温度を検出する液側温度センサ６１ａが設けられている。室内機ガス管７２ａには、室内熱交換器５１ａから流出あるいは室内熱交換器５１ａに流入する冷媒の温度を検出するガス側温度センサ６２ａが設けられている。室内機５ａの図示しない吸込口付近には、室内機５ａの内部に流入する室内空気の温度、すなわち吸込温度を検出する吸込温度センサ６３ａが備えられている。
【００３１】
＜冷媒回路の動作＞
次に、本実施形態における空気調和装置１の空調運転時の冷媒回路１００における冷媒の流れや各部の動作について、図１（Ａ）を用いて説明する。尚、以下の説明では、空気調和装置１が暖房運転を行う場合について説明し、冷房運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図１における矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示している。
【００３２】
図１に示すように、空気調和装置１が暖房運転を行う場合は、四方弁２２が実線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｂが連通するよう、また、ポートｃとポートｄが連通するよう、切り換えられる。これにより、冷媒回路１０は、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能するとともに、室外熱交換器２３が蒸発器として機能する暖房サイクルとなる。
【００３３】
圧縮機２１から吐出された冷媒は、吐出管４１を流れて四方弁２２に流入し、四方弁２２から室外機ガス管４５へと流れる。室外機ガス管４５を流れる冷媒は、閉鎖弁２６を介して室外機２からガス管９へと流出する。室外熱交換器２３に流入する。
【００３４】
ガス管９を流れる冷媒は、ガス管接続部５４ａ〜５４ｃを介して室内機５ａ〜５ｃに分流する。室内機５ａ〜５ｃに流入した冷媒は、室内機ガス管７２ａ〜７２ｃを流れて室内熱交換器５１ａ〜５１ｃに流入し、室内ファン５５ａ〜５５ｃの回転により室内機５ａ〜５ｃの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。このように、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが凝縮器として機能し、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃで冷媒と熱交換を行って暖められた室内空気が図示しない吹出口から室内に吹き出されることによって、室内機５ａ〜５ｃが設置された室内の暖房が行われる。
【００３５】
室内熱交換器５１ａ〜５１ｃから室内機液管７１ａ〜７１ｃに流出した冷媒は、室内機５ａ〜５ｃでそれぞれ要求される暖房能力に応じた開度とされている室内膨張弁５２ａ〜５２ｃを通過する際に減圧される。液管接続部５３ａ〜５３ｃを介して室内機５ａ〜５ｃから液管８に流出して合流した冷媒は、閉鎖弁２５を介して室外機２に流入する。
【００３６】
室外機２に流入した冷媒は室外機液管４４を流れ、吐出温度センサ３３で検出した圧縮機２１の吐出温度に応じた開度とされた室外膨張弁２４を通過する際にさらに減圧されて気液二相状態となる。室外膨張弁２４で減圧された冷媒は、冷媒分配器１００によって室外熱交換器２３の第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂとに分配され、室外ファン２８の回転により室外機２の内部に取り込まれた外気と熱交換を行って蒸発する。
【００３７】
室外熱交換器２３の第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂとからヘッダ２３ｄに流入して合流した冷媒はヘッダ２３ｄから冷媒配管４３へと流出し、四方弁２２、冷媒配管４６、アキュムレータ２７、吸入管４２の順に流れ、圧縮機２１に吸入されて再び圧縮される。
【００３８】
尚、空気調和装置１が冷房運転を行う場合、四方弁２２が破線で示す状態、すなわち、四方弁２２のポートａとポートｄが連通するよう、また、ポートｂとポートｃが連通するように切り換えられる。これにより、冷媒回路１０は、室外熱交換器２３が凝縮器として機能するとともに、室内熱交換器５１ａ〜５１ｃが蒸発器として機能する冷房サイクルとなる。
【００３９】
＜冷媒分配器による室外熱交換器での冷媒分配＞
次に、空気調和装置１が暖房運転を行っているときに、室外熱交換器２３の第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂとに冷媒を分配する冷媒分配器１００の詳細な構成とその動作について、主に図２および図３を用いて説明する。
【００４０】
＜冷媒分配器の構成＞
図２（Ｂ）に示すように、冷媒分配器１００は、分岐器１０１と、折曲管１０２と、第１枝管１０３と、第２枝管１０４と、第１分流器１０５と、第２分流器１０６とを有する。尚、以下の説明では、室外熱交換器２３の第１冷媒流路２３ａが配置される側を上方、第２冷媒流路２３ｂが配置される側を下方として説明する。
【００４１】
分岐部１０１は、銅材を用いて略Ｔ字状に形成されており、第１接続部１０１ａ、第２接続部１０１ｂ、および第３接続部１０１ｃの３つの接続部を有する。第１接続部１０１ａは下方に向かって、第２接続部１０１ｂは上方に向かって各々開口し、また、第３接続部１０１ｃは第１接続部１０１ａあるいは第２接続部１０１ｂに対して角度が略９０°となる方向に開口している。分岐部１０１の内部は、第１接続部１０１ａと第２接続部１０１ｂと第３接続部１０１ｃとが相互に連通する空間とされている。
【００４２】
折曲管１０２は銅管を略Ｌ字形状に折り曲げて形成されている。折曲管１０２の一方の開口部は、室外機液管４４の一部が水平になるように形成された直管部４４ａに図２（Ｂ）に示す破線が描かれた箇所で接続されている。一方、折曲管１０２の他方の開口部は、分岐部１０１の第１接続部１０１ａに接続されている。
【００４３】
第１枝管１０３と第２枝管１０４とは、各々が銅管である。第１枝管１０３は、一方の開口部が分岐部１０１の第２接続部１０１ｂに接続され、他方の開口部が第１分流器１０５に接続されている。第２枝管１０４は、その一部が水平になるように形成された直管部１０４ａとされており、直管部１０４ａ側の開口部が分岐部１０１の第３接続部１０１ｃに接続され、他方の開口部が第２分流器１０６に接続されている。尚、図２（Ｂ）では、描画を簡単にするために第１枝管１０３を直管、第２枝管１０４を直管部１０４ａを有する略Ｌ字状に折り曲げた形状としているが、実際は、室外機２での設置スペースに合わせて、第１枝管１０３や第２枝管１０４の直管部１０４ａ以外の箇所は適宜折り曲げられて配置される。
【００４４】
第１分流器１０５は銅材あるいは真鍮材を用いて略円錐台形状に形成されている。第１分流器１０５は、面積が大きい方の面（以降、底面と記載する）に室外熱交換器２３の第１冷媒流路２３ａを構成する１０本の伝熱管２３ｃが接続され、面積が小さい方の面（以降、上面と記載する）に第１枝管１０３の他方の開口部が接続される。また、第１分流器１０５の内部は、底面と上面とが連通する空間とされている。
【００４５】
第２分流器１０６は銅材あるいは真鍮材を用いて略円錐台形状に形成されており、第１分流器１０５と同じ形状とされている。第２分流器１０６は、底面に室外熱交換器２３の第２冷媒流路２３ｂを構成する１０本の伝熱管２３ｃが接続され、上面に第２枝管１０４の他方の開口部が接続される。また、第２分流器１０６の内部は、底面と上面とが連通する空間とされている。
【００４６】
以上説明した冷媒分配器１００において、図２（Ｂ）に示すように、分岐部１０１は、室外熱交換器２３の上下方向の中間部より下方で、かつ、第１冷媒流路２３ａを構成する伝熱管２３ｃのうちの最上部に配置される伝熱管２３ｃと分岐部１０１との上下方向の距離がＨ（以降、分岐部高さ寸法Ｈと記載する）となる位置に配置される。また、図２（Ｃ）に示すように、折曲管１０２に接続される室外機液管４４の直管部４４ａを図２（Ｂ）における水平面Ｓに矢印Ｐ１の方向に投影した仮想線Ｌ１と、分岐部１０１の第３接続部１０１ｃと第２分流器１０６とを接続する第２枝管１０４の直管部１０４ａを図２（Ｂ）における水平面Ｓに矢印Ｐ２の方向に投影した仮想線Ｌ２との角度（以降、配管角度と記載する）がθ１となるように、分岐部１０１が形成されている。
【００４７】
＜冷媒分配器による冷媒の分配について＞
次に、室外熱交換器２３の第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂとに冷媒を分配する際の、冷媒分配器１００の各部の働きや冷媒の流れについて説明する。前述したように、空気調和装置１が冷房運転を行っているときは、室内機５ａ〜５ｃの室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの各々で凝縮した冷媒が室外機２に流入し、室外膨張弁２４を通過する際に減圧されて気液二相状態となる。
【００４８】
室外膨張弁２４から流出した気液二相状態の冷媒は、室外機液管４４の直管部４４ａを流れて冷媒分配器１００の折曲管１０２に流入する。前述したように、折曲管１０２はＬ字状の形状であり、また、直管部４４ａが水平であるため、直管部４４ａを流れて折曲管１０２に流入した気液二相状態の冷媒は、折曲管１０２を流れる際にガス冷媒より密度が大きい液冷媒が遠心力によって折曲管１０２の外側、つまりは図２（Ｂ）における第３接続部１０１ｃ側に偏って流れる。そして、折曲管１０２を流れる冷媒は、折曲管１０２の外側に液冷媒が偏った状態のまま第１接続部１０１ａを介して分岐部１０１に流入する。
【００４９】
このとき、図３（Ｂ）に示すように、配管角度θ１が１８０°、つまり、室外機液管４４から第２枝管１０４までが冷媒分配器１００の上面視（図２（Ｂ）の矢印Ｙから見た場合）で一直線上に配置されている場合は、分岐部１０１において第３接続部１０１ｃ側に偏って流れている液冷媒の大部分が、第３接続部１０１ｃから第２枝管１０４→第２分流器１０６→第２冷媒流路２３ｂへと流れる。すなわち、配管角度θ１が１８０°である場合は、分岐部１０１の第３接続部１０１ｃから第２冷媒流路２３ｂへと流出する液冷媒の量が、分岐部１０１の第２接続部１０１ｂから第１冷媒流路２３ａへと流出する液冷媒の量より多くなり、その差が最大となる。
【００５０】
これに対し、図３（Ａ）に示すように、配管角度θ１が９０°、つまり、室外機液管４４から第２枝管１０４までが冷媒分配器１００の上面視で分岐部１０１を起点として直角に折り曲げて配置されている場合は、分岐部１０１において第３接続部１０１ｃ側に偏って流れている液冷媒の大部分が、分岐部１０１内部の第１接続部１０１ａと第２接続部１０１ｂとを連通する空間の壁に衝突して、第２接続部１０１ｂから第１枝管１０３→第１分流器１０５→第１冷媒流路２３ａへと流れる。すなわち、配管角度θ１が９０°である場合は、分岐部１０１の第２接続部１０１ｂから第１冷媒流路２３ａへと流出する液冷媒の量が、分岐部１０１の第３接続部１０１ｃから第２冷媒流路２３ｂへと流出する液冷媒の量より多くなり、その差が最大となる。
【００５１】
以上説明したように、配管角度θ１が９０°のときに、第１冷媒流路２３ａへと流出する液冷媒の量が第２冷媒流路２３ｂへと流出する液冷媒の量より多くかつその差が最大となり、配管角度θ１が１８０°のときに、第２冷媒流路２３ｂへと流出する液冷媒の量が第１冷媒流路２３ａへと流出する液冷媒の量より多くかつその差が最大となる。そして、このことから、配管角度θ１を９０°から１８０°の間のいずれかの角度とすることで、第１冷媒流路２３ａへと流出する液冷媒の量と第２冷媒流路２３ｂへと流出する液冷媒の量との比率を変化させることができることがわかる。
【００５２】
従って、本実施形態の空気調和装置１に設けられた冷媒分配器１００は、上述した配管角度θ１と各冷媒流路での液冷媒の流量との関係を利用して、各冷媒流路と冷媒分配器１００との位置関係や、第１冷媒流路２３ａの伝熱管２３ｃの本数と第２冷媒流路２３ｂの伝熱管２３ｃの本数の違いに起因して、第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂのうちのいずれかで液冷媒が流れにくい冷媒流路が発生した場合に、当該液冷媒が流れにくい冷媒流路に液冷媒が多く流すことによって、第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂとに均等に液冷媒を流せるように配管角度θ１を決定する。
【００５３】
例えば、図２（Ｂ）に示すように、分岐部１０１が分岐部高さ寸法Ｈの位置に配置されていれば、分岐部１０１から見て第１冷媒流路２３ａのほうが第２冷媒流路２３ｂより高い位置に配置されていることによって、第１冷媒流路２３ａに流れる液冷媒の量が、第２冷媒流路２３ｂに流れる液冷媒の量と比べて少なくなる。
【００５４】
通常、室外機２において、室外ファン２８の回転によって室外熱交換器２３に流入する外気の量は、第１冷媒流路２３ａが配置される箇所と第２冷媒流路２３ｂが配置される箇所とで変わらない。従って、流入する液冷媒の量が少なくなる第１冷媒流路２３ａでは、流入する外気に対して液冷媒が少なくて液冷媒が全て蒸発してガス冷媒となった後はこのガス冷媒と外気とが熱交換を行って、室外熱交換器２３における第１冷媒流路２３ａが配置された箇所を通過する外気の温度が上昇する。
【００５５】
一方、流入する液冷媒の量が多い第２冷媒流路２３ｂでは、流入する外気に対して液冷媒が多いことにより、液冷媒と外気とが熱交換を行っても全ての液冷媒が蒸発しきらずに第２冷媒流路２３ｂから液冷媒がヘッダ２３ｄを介して冷媒配管４３に流出する恐れがある。つまり、第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂとで液冷媒の量が異なる場合は、第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂとで液冷媒と外気との熱交換の状態がアンバランスとなって、室外熱交換器２３での熱交換効率が低下する恐れがある。
【００５６】
以上説明した問題点に対し、本実施形態の空気調和装置１では、第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂとで液冷媒と外気との熱交換がアンバランスとならないようにするために、配管角度θ１を第１冷媒流路２３ａでの液冷媒の流量と第２冷媒流路２３ｂでの液冷媒の流量とが同じとなる角度とする。具体的には、予め試験などを行って第１冷媒流路２３ａでの液冷媒の流量と第２冷媒流路２３ｂでの液冷媒の流量とが同じとなる配管角度θ１を求め、求めた配管角度θ１となるように分岐部１０１の形状を決定する。
【００５７】
上記試験で配管角度θ１を求める際には、圧縮機２１の回転数を変化させて、例えば、暖房運転時に定格能力を発揮する際の回転数や定格能力の５０％の能力を発揮する際の回転数に変化させて、冷媒回路１０における冷媒循環量を変えたときに第１冷媒流路２３ａでの液冷媒の流量と第２冷媒流路２３ｂでの液冷媒の流量とが同じとなる配管角度θ１を求めればよい。尚、配管角度θ１の一例としては、本実施形態のように、室外熱交換器２３の第１冷媒流路２３ａの伝熱管２３ｃの本数と第２冷媒流路２３ｂの伝熱管２３ｃの本数とが同じであり、分岐部高さ寸法Ｈが１４００ｍｍであるとき、配管角度θ１が１３５°である。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態の空気調和装置１では、冷媒分配器１００の配管角度θ１を、第１冷媒流路２３ａでの液冷媒の流量と第２冷媒流路２３ｂでの液冷媒の流量とが同じとなるように決定する。これにより、第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂとで液冷媒と外気との熱交換の状態がアンバランスとなって、室外熱交換器２３での熱交換効率が低下することを抑制できる。
【００５９】
尚、以上説明した実施形態では、室外熱交換器２３の第１冷媒流路２３ａの伝熱管２３ｃの本数と第２冷媒流路２３ｂの伝熱管２３ｃの本数とが同じで、分岐部高さ寸法Ｈに起因して各冷媒流路における液冷媒の流量に偏りが発生する場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限られるものではなく、第１冷媒流路２３ａの伝熱管２３ｃの本数と第２冷媒流路２３ｂの伝熱管２３ｃの本数とが異なり、伝熱管２３ｃの本数が少ない方の冷媒流路と比べて伝熱管２３ｃの本数が多い方の冷媒流路により多くの液冷媒を流す場合にも適用できる。
【００６０】
例えば、第１冷媒流路２３ａの伝熱管２３ｃの本数より第２冷媒流路２３ｂの伝熱管２３ｃの本数が多い場合であれば、第２冷媒流路２３ｂより多くの液冷媒を第１冷媒流路２３ａに流す必要がある。このような場合に、配管角度θ１を調整して第２冷媒流路２３ｂより多くの液冷媒を第１冷媒流路２３ａに流すようにすればよい。
【実施例２】
【００６１】
次に、図４を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、第１の実施形態の冷媒分配器１００と比べて分岐部が異なるものである。尚、分岐部以外については、冷媒回路１０の構成や室外熱交換器２３の構成等、第１の実施形態と同じであるため詳細な説明を省略する。
【００６２】
＜冷媒分配器の構成＞
図４（Ａ）に示すように、本実施形態の冷媒分配器１１０は、分岐器１１１と、折曲管１１２と、第１枝管１１３と、第２枝管１１４と、第１分流器１１５と、第２分流器１１６とを有する。尚、これら冷媒分配器１１０の各構成のうち、折曲管１１２と第１分流器１１５と第２分流器１１６とは、それぞれ第１の実施形態における折曲管１０２と第１分流器１０５と第２分流器１０６と同じであるため、詳細な説明を省略する。
【００６３】
分岐部１１１は、銅材を用いて略Ｔ字状に形成されており、第１接続部１１１ａ、第２接続部１１１ｂ、および第３接続部１１１ｃの３つの接続部を有する。第１接続部１１１ａは下方に向かって開口し、第２接続部１１１ｂと第３接続部１１１ｃとは第１接続部１１１ａに対して角度が略９０°となる方向かつ第２接続部１１１ｂと第３接続部１１１ｃとが反対方向に開口している。分岐部１１１の内部は、第１接続部１１１ａと第２接続部１１１ｂと第３接続部１１１ｃとが相互に連通する空間とされている。
【００６４】
第１枝管１１３と第２枝管１１４とは、各々が銅管である。第１枝管１１３は、その一部が水平になるように形成された直管部１１３ａとされており、直管部１１３ａ側の開口部が分岐部１１１の第２接続部１１１ｂに接続され、他方の開口部が第１分流器１１５に接続されている。第２枝管１１４は、その一部が水平になるように形成された直管部１１４ａとされており、直管部１１４ａ側の開口部が分岐部１１１の第３接続部１１１ｃに接続され、他方の開口部が第２分流器１１６に接続されている。尚、図４（Ａ）では、描画を簡単にするために第１枝管１１３を直管部１１３ａを有する略Ｌ字状に折り曲げた形状とし、また、第２枝管１１４を直管部１１４ａを有する略Ｌ字状に折り曲げた形状としている。しかし実際は、室外機２での設置スペースに合わせて、第１枝管１１３の直管部１１３ａや第２枝管１１４の直管部１１４ａ以外の箇所は適宜折り曲げられて配置される。
【００６５】
尚、分岐部１１１の第１接続部１１１ａには、一方の開口部が室外機液管４４の直管部４４ａに図４（Ａ）に示す破線が描かれた箇所で接続された折曲管１１２の他方の開口部が接続されている。
【００６６】
＜冷媒分配器による冷媒の分配について＞
次に、室外熱交換器２３の第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂとに冷媒を分配する際の、冷媒分配器１１０の各部の働きや冷媒の流れについて説明する。前述したように、空気調和装置１が冷房運転を行っているときは、室内機５ａ〜５ｃの室内熱交換器５１ａ〜５１ｃの各々で凝縮した冷媒が室外機２に流入し、室外膨張弁２４を通過する際に減圧されて気液二相状態となる。
【００６７】
室外膨張弁２４から流出した気液二相状態の冷媒は、室外機液管４４の直管部４４ａを流れて冷媒分配器１１０の折曲管１１２に流入する。折曲管１１２はＬ字状の形状であり、また、直管部４４ａが水平であるため、直管部４４ａを流れて折曲管１１２に流入した気液二相状態の冷媒は、折曲管１１２を流れる際にガス冷媒より密度が大きい液冷媒が遠心力によって折曲管１１２の外側、つまりは図４（Ａ）における第３接続部１１１ｃ側に偏って流れる。そして、折曲管１１２を流れる冷媒は、折曲管１１２の外側に液冷媒が偏った状態のまま第１接続部１１１ａを介して分岐部１１１に流入する。
【００６８】
このとき、室外機液管４４の直管部４４ａを図４（Ａ）における水平面Ｓに矢印Ｐ３の方向に投影した仮想線Ｌ３と、第２枝管１１４の直管部１１４ａを図４（Ａ）における水平面Ｓに矢印Ｐ４の方向に投影した仮想線Ｌ４との角度（以降、配管角度θ２と記載する）が、図４（Ｂ）〜（Ｆ）示す各配管角度θ２となるように分岐部１１１を形成することで、第１冷媒流路２３ａに流れる液冷媒量と第２冷媒流路に流れる液冷媒量との比率を変化させることができる。
【００６９】
まず、図４（Ｂ）示す配管角度θ２が９０°である場合は、第１冷媒流路２３ａに向かって第２接続部１１１ｂから流出する液冷媒量と第２冷媒流路２３ｂに向かって第３接続部１１１ｃから流出する流れる液冷媒量とが同じとなる。前述したように、第２接続部１１１ｂと第３接続部１１１ｃとは第１接続部１１１ａに対して角度が略９０°となる方向かつ第２接続部１１１ｂと第３接続部１１１ｃとが反対方向に開口している。このため、折曲部１１２を介して室外機液管４４から分岐部１１１に流入した液冷媒は、第２接続部１１１ｂと第３接続部１１１ｃとを連通する空間の壁に衝突した後に、第２接続部１１１ｂ側と第３接続部１１１ｃ側とに均等に分流する。
【００７０】
上記図４（Ａ）に示す配管角度θ２が９０°である状態から図４（Ｃ）に示すように配管角度θ２を大きくしていくと、配管角度θ２が大きくなるほど第２冷媒流路２３ｂに向かって流出する液冷媒量が第１冷媒流路２３ａに向かって流出する液冷媒量より多くなる。これは、折曲部１１２から分岐部１１１に流入した液冷媒が衝突する第２接続部１１１ｂと第３接続部１１１ｃとを連通する空間の壁が配管角度θ２と同じ角度となっているためであり、配管角度θ２が大きくなるほど、第２冷媒流路２３ｂへと液冷媒が流れやすくなる反面、第１冷媒流路２３ａへと液冷媒が流れにくくなるためである。
【００７１】
そして、図４（Ｄ）に示すように、配管角度θ２が１８０°、つまり、室外機液管４４と第２枝管１１４が一直線上に配置されかつ室外機液管４４から見て第１分岐部１１５より第２分岐部１１６が遠方に配置されるときが、第２冷媒流路２３ｂへと流出する液冷媒の量が第１冷媒流路２３ａへと流出する液冷媒の量より多くかつその差が最大となる。
【００７２】
一方、図４（Ａ）に示す配管角度θ２が９０°である状態から図４（Ｅ）に示すように配管角度θ２を小さくしていくと、配管角度θ２が小さくなるほど第１冷媒流路２３ａに流出する液冷媒量が第２冷媒流路２３ｂに流出する液冷媒量より多くなる。この場合も、折曲部１１２から分岐部１１１に流入した液冷媒が衝突する第２接続部１１１ｂと第３接続部１１１ｃとを連通する空間の壁が配管角度θ２と同じ角度となっているためであり、配管角度θ２が小さくなるほど、第１冷媒流路２３ａへと液冷媒が流れやすくなる反面、第２冷媒流路２３ｂへと液冷媒が流れにくくなるためである。
【００７３】
そして、図４（Ｆ）に示すように、配管角度θ２が０°、つまり、室外機液管４４と第２枝管１１４が一直線上に配置されかつ室外機液管４４から見て第２分岐部１１６より第１分岐部１１５が遠方に配置されるときが、第１冷媒流路２３ａへと流出する液冷媒の量が第２冷媒流路２３ｂへと流出する液冷媒の量より多くかつその差が最大となる。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態の冷媒分配器１１０では、上述した配管角度θ２を異ならせることで、第１冷媒流路２３ａでの液冷媒の流量と第２冷媒流路での液冷媒の流量との比率を変化させることができる。これにより、各冷媒流路と冷媒分配器１００との位置関係や、第１冷媒流路２３ａの伝熱管２３ｃの本数と第２冷媒流路２３ｂの伝熱管２３ｃの本数の違いに起因して、第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂのうちのいずれかで液冷媒が流れにくい冷媒流路が発生した場合であっても、第１冷媒流路２３ａと第２冷媒流路２３ｂとに均等に液冷媒を流すことができる。
【００７５】
尚、以上説明した各実施形態においては、室外機液管４４に直管部４４ａを備え、また、第２枝管１０４や第２枝管１１４にもそれぞれ直管部１０４ａ、直管部１１４ａを備える場合を説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、上記各直管部がなくてもよい。例えば、室外機液管４４に直管部４４ａがなく、室外機液管４４と折曲部１０２あるいは折曲部１１２とが接続された形状がＵ字形状となっていてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１  空気調和装置
２  室外機
５ａ〜５ｃ  室内機
１０  冷媒回路
２２  四方弁
２３  室外熱交換器
２３ａ  第１冷媒流路
２３ｂ  第２冷媒流路
２３ｃ  伝熱管
２３ｄ  ヘッダ
２４  室外膨張弁
４４  室外機液管
４４ａ  直管部
１００  冷媒分配器
１０１  分岐部
１０１ａ  第１接続部
１０１ｂ  第２接続部
１０１ｃ  第３接続部
１０２  折曲管
１０３  第１枝管
１０４  第２枝管
１０４ａ  直管部
１０５  第１分流器
１０６  第２分流器
１１０  冷媒分配器
１１１ａ  第１接続部
１１１ｂ  第２接続部
１１１ｃ  第３接続部
１１２  折曲管
１１３  第１枝管
１１３ａ  直管部
１１４  第２枝管
１１４ａ  直管部
１１５  第１分流器
１１６  第２分流器
θ１、θ２  配管角度
Ｓ  水平面
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４  仮想線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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