(57)【要約】【課題】放熱後の冷媒と、圧縮機の吸入側へ送られる冷媒とを効率良く熱交換させるようにする。【解決手段】冷媒回路（10）には、第１配管部（31）と、該第１配管部（31）の周囲に巻き付けられる第２配管部（32）とを有するへび熱交換器（30）が設けられる。第１配管部（31）は、気液分離器（16）で分離された低圧ガス冷媒が流れるガスインジェクション配管（19）に接続される。一方、第２配管部（32）は、放熱器（12）で放熱した後の高圧冷媒が流れる高圧流路に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（11）、放熱器（12,13）、膨張機構（20,20a,20b）、及び蒸発器（13,12）が設けられると共に、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えた冷凍装置であって、
上記圧縮機（11）の吸入側へ送られる低圧冷媒が流れる第１配管部（31,41）と、該第１配管部（31,41）の周囲に巻き付けられると共に上記放熱器（12,13）で放熱した後の高圧又は中間圧冷媒が流れる第２配管部（32,42）とを有する熱交換器（30,40）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記熱交換器（30,40）では、上記第１配管部（31,41）の内径が上記第２配管部（32,42）の内径よりも大きくなっていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記第２配管部（32）は、上記放熱器（12,13）と上記膨張機構（20）との間の高圧流路に接続されていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、
上記冷媒回路（10）には、上記放熱器（12,13）と上記蒸発器（13,12）との間に２つの膨張機構（20a,20b）が直列に設けられており、
上記第２配管部（42）は、上記２つの膨張機構（20a,20b）の間の中間圧流路に接続されていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
上記冷媒回路（10）には、上記放熱器（12,13）で放熱した冷媒中からガス冷媒を分離する気液分離器（16）が設けられ、
上記第１配管部（31）は、上記気液分離器（16）で分離されたガス冷媒を上記圧縮機（11）の吸入側へ送るためのガスインジェクション流路（19）に接続されていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
上記冷媒回路（10）には、上記放熱器（12,13）で放熱した冷媒を圧縮機（11）の吸入側へ送ると共に、冷媒を減圧する膨張手段（50a）を有するインジェクション流路（50）が設けられており、
上記第１配管部（31,41）は、上記インジェクション流路（50）におけるインジェクション側膨張機構（50a）の下流側に接続されていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
上記第１配管部（31）は、上記蒸発器（13,12）と上記圧縮機（11）の吸入側とを繋ぐ低圧流路（11b）に接続されていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１つにおいて、
上記冷媒回路（10）では、二酸化炭素から成る冷媒を臨界圧力以上まで圧縮する冷凍サイクルが行われることを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱後の冷媒と、圧縮機の吸入側へ送られる低圧冷媒とを熱交換させる冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷凍装置は、室内の冷房や暖房を行う空気調和装置等に広く適用されている。特許文献１には、この種の冷凍装置として、気液分離器を備えてガスインジェクション動作を行うものが開示されている。
【０００３】
この冷凍装置は、冷媒が充填されて冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えている。冷媒回路には、圧縮機と凝縮器と気液分離器と膨張弁と蒸発器とが接続されている。この冷凍装置の運転時には、圧縮機から吐出された高圧冷媒が凝縮器で放熱した後、膨張弁で減圧される。減圧された後の低圧冷媒は、気液分離器に流入し、この気液分離器内でガス冷媒と液冷媒とに分離される。液冷媒は蒸発器を流れる際に、空気から吸熱して蒸発する。その結果、この冷媒によって空気の冷却が行われる。蒸発器で蒸発した冷媒は、圧縮機の吸入側に送られる。
【０００４】
また、この冷凍装置では、蒸発器の冷却能力の向上を図るために、凝縮器で放熱した後の高圧冷媒を過冷却するようにしている。具体的には、上記気液分離器には、分離後のガス冷媒を圧縮機の吸入側に戻すためのガスインジェクション配管が接続されている。そして、このガスインジェクション配管は、凝縮器と膨張弁の間の高圧液配管に巻き付けられている。つまり、この冷凍装置の冷媒回路には、放熱後の冷媒が流れる高圧液配管としての第１配管部と、第１配管部の周囲に巻き付けられて圧縮機の吸入側と繋がるガスインジェクション配管としての第２配管部とによって、熱交換器（いわゆるへび熱交換器）が構成されている。そして、この熱交換器では、第１配管部を流れる高圧冷媒と、第２配管部を流れる低圧ガス冷媒とが熱交換し、高圧冷媒が過冷却される。その結果、蒸発器で蒸発する冷媒のエンタルピ差が拡大し、蒸発器の冷却能力が向上する。
【特許文献１】特開平５−４５００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示されているような熱交換器では、第１配管部の周囲に巻き付けられる第２配管部において、冷媒に作用する抵抗が大きくなる。従って、このように冷媒の抵抗（圧力損失）が増大し易い第２配管部に低圧の冷媒を送るようにすると、第２配管部の冷媒量が不足気味となってしまうことがある。特に、第１配管部と第２配管部との間の伝熱効率を稼ぐために、第２配管部の巻数を多くすると、その分だけ第２配管部の抵抗が増大するので、第２配管部の冷媒量が少なくなってしまう。その結果、この熱交換器において、第１配管部を流れる冷媒を充分に過冷却することが困難となってしまう。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、放熱後の冷媒と、圧縮機の吸入側へ送られる冷媒とを効率良く熱交換させるようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、圧縮機（11）、放熱器（12,13）、膨張機構（20,20a,20b）、及び蒸発器（13,12）が設けられると共に、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えた冷凍装置を前提としている。そして、この冷凍装置は、上記圧縮機（11）の吸入側へ送られる低圧冷媒が流れる第１配管部（31）と、該第１配管部（31）の周囲に巻き付けられると共に上記放熱器（12,13）で放熱した後の高圧又は中間圧冷媒が流れる第２配管部（32）とを有する熱交換器（30）を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
第１の発明では、冷媒回路（10）で冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。具体的に、この冷凍サイクルでは、圧縮機（11）で圧縮された冷媒が、放熱器（12,13）で放熱した後、膨張機構（20,20a,20b）で減圧される。減圧された冷媒は、蒸発器（13,12）で蒸発した後、圧縮機（11）に吸入されて再び圧縮される。
【０００９】
本発明の冷媒回路（10）には、第１配管部（31）と、該第１配管部（31）の周囲に巻き付けられる第２配管部（32）とを有する熱交換器（30）が設けられる。本発明では、圧縮機（11）の吸入側へ送られる冷媒、即ち低圧の冷媒が第１配管部（31）を流れる。つまり、本発明では、上記特許文献１と異なり、低圧側の冷媒が、螺旋状となっていない第１配管部（31）を流通する。この第１配管部（31）では、冷媒に作用する抵抗が小さいため、低圧側の冷媒であっても、速やかに圧縮機（11）に吸入側へ送られることになる。一方、放熱器（12,13）で放熱した後の高圧、あるいは中間圧の冷媒は、螺旋状の第２配管部（32）を流れる。ここで、第２配管部（32）では、冷媒に作用する抵抗が大きくなり易いが、第２配管部（32）には比較的高圧の冷媒が流れるため、この冷媒は第２配管部（32）を速やかに流れることになる。
【００１０】
以上のように、本発明では、第１配管部（31）と第２配管部（32）との双方において、冷媒の流量が確保されることになるので、熱交換器（30）において、両配管部（31,32）で効率良く熱交換が行われる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明の冷凍装置において、上記熱交換器（30）では、上記第１配管部（31）の内径が上記第２配管部（32）の内径よりも大きくなっていることを特徴とするものである。
【００１２】
第２の発明では、第１配管部（31）の内径を第２配管部（32）の内径よりも大きくすることで、低圧側の冷媒が流れる第１配管部（31）で冷媒に作用する抵抗が更に小さくなる。このため、第１配管部（31）では、低圧の冷媒が更に速やかに圧縮機（11）の吸入側へ送られる。その結果、熱交換器（30）では、更に効率良く熱交換が行われる。
【００１３】
第３の発明は、第１又は第２の発明の冷凍装置において、上記第２配管部（32）は、上記放熱器（12,13）と上記膨張機構（20）との間の高圧流路に接続されていることを特徴とするものである。
【００１４】
第３の発明の熱交換器（30）では、放熱器（12,13）で放熱した後の高圧冷媒が、第２配管部（32）を流れる。その結果、第２配管部（32）を流れる高圧冷媒が、第１配管部（31）を流れる低圧冷媒へ熱を付与して冷却される。第２配管部（32）を流出した冷媒は、膨張機構（20）で減圧された後、蒸発器（13,12）へ流れる。ここで、蒸発器（13,12）を流れる冷媒は、熱交換器（30）で過冷却されているため、蒸発器（13,12）の冷却能力が向上する。
【００１５】
第４の発明は、第１又は第２の発明の冷凍装置において、上記冷媒回路（10）には、上記放熱器（12,13）と上記蒸発器（13,12）との間に２つの膨張機構（20a,20b）が直列に設けられており、上記第２配管部（32）は、上記２つの膨張機構（20a,20b）の間の中間圧流路に接続されていることを特徴とするものである。
【００１６】
第４の発明の熱交換器（30）では、放熱器（12,13）で放熱してから第１の膨張機構（20a）で減圧された中間圧冷媒が、第２配管部（32）を流れる。その結果、第２配管部（32）を流れる中間圧冷媒が、第１配管部（31）を流れる低圧冷媒へ熱を付与して冷却される。第２配管部（31）を流出した冷媒は、第２の膨張機構（20b）で減圧された後、蒸発器（13,12）へ流れる。ここで、蒸発器（13,12）を流れる冷媒は、熱交換器（30）で過冷却されているため、蒸発器（13,12）の冷却能力が向上する。
【００１７】
第５の発明は、第１乃至第４のいずれか１つの発明の冷凍装置において、上記冷媒回路（10）には、上記放熱器（12,13）で放熱した冷媒中からガス冷媒を分離する気液分離器（16）が設けられ、上記第１配管部（31）は、上記気液分離器（16）で分離されたガス冷媒を上記圧縮機（11）の吸入側へ送るためのガスインジェクション流路（19）に接続されていることを特徴とするものである。
【００１８】
第５の発明では、放熱器（12,13）で放熱した冷媒が、気液分離器（16）によってガス冷媒と液冷媒とに分離される。気液分離器（16）で分離されたガス冷媒は、ガスインジェクション流路（19）を通じて圧縮機（11）の吸入側へ送られる。ここで、本発明では、螺旋状とならない第１配管部（31）をガスインジェクション流路（19）に接続している。このため、気液分離器（16）で分離した後の低圧冷媒は、速やかに第１配管部（31）を流通するので、熱交換器（30）で効率良く熱交換が行われる。
【００１９】
第６の発明は、第１乃至第４のいずれか１つの発明の冷凍装置において、上記冷媒回路（10）には、上記放熱器（12,13）で放熱した冷媒を圧縮機（11）の吸入側へ送ると共に、冷媒を減圧するインジェクション側膨張機構（50a）を有するインジェクション流路（50）が設けられており、上記第１配管部（31）は、上記インジェクション流路（50）におけるインジェクション側膨張機構（50a）の下流側に接続されていることを特徴とするものである。
【００２０】
第６の発明では、放熱器（12,13）で放熱した冷媒が、インジェクション流路（50）へ分流する。この冷媒は、インジェクション側膨張機構（50a）で減圧された後、圧縮機（11）の吸入側へ送られる。ここで、本発明では、螺旋状とならない第１配管部（31）をインジェクション流路（50）におけるインジェクション側膨張機構（50a）の下流側に接続している。このため、インジェクション側膨張機構（50a）で減圧された低圧冷媒は、速やかに第１配管部（31）を流通するので、熱交換器（30）で効率良く熱交換が行われる。
【００２１】
第７の発明は、第１乃至第４のいずれか１つの発明の冷凍装置において、上記第１配管部（31）は、上記蒸発器（13,12）と上記圧縮機（11）の吸入側とを繋ぐ低圧流路（11b）に接続されていることを特徴とするものである。
【００２２】
第７の発明では、螺旋状とならない第１配管部（31）を蒸発器（13,12）と圧縮機（11）の間の低圧流路（11b）に接続している。このため、蒸発器（13,12）で蒸発した後の低圧冷媒は、速やかに第１配管部（31）を流れるので、熱交換器（30）で効率良く熱交換が行われる。
【００２３】
第８の発明は、第１乃至第７のいずれか１つの発明の冷凍装置において、上記冷媒回路（10）では、二酸化炭素から成る冷媒を臨界圧力以上まで圧縮する冷凍サイクルが行われることを特徴とするものである。
【００２４】
第８の発明では、冷媒回路（10）に冷媒としての二酸化酸素が充填される。そして、冷媒回路（10）では、二酸化炭素が臨界圧力以上まで圧縮される。このような、冷凍サイクル（いわゆる超臨界サイクル）では、例えばＨＦＣ系の冷媒を用いた冷凍サイクルと比較して、高圧側の圧力が高くなる。従って、放熱器（12,13）で放熱した冷媒の圧力も相対的に高くなる。従って、熱交換器（30）では、放熱後の冷媒が螺旋状の第２配管部（32）を速やかに流れるので、熱交換器（30）で効率良く熱交換が行われる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、第１配管部（31）の周囲に第２配管部（32）を巻き付けて熱交換器（30）を構成すると共に、低圧側の冷媒を第１配管部（31）に流通させ、放熱後の高圧あるいは中間圧の冷媒を螺旋状の第２配管部（32）に流通させるようにしている。従って、例えば特許文献１のように、低圧側の冷媒を第２配管部（32）に流通させた場合、抵抗によって第２配管部（32）を流れる冷媒の流量を充分確保できない虞があるのに対し、本発明では、低圧側の冷媒が螺旋状となっていない第１配管部（31）を流れるので、低圧側の冷媒の流量を充分確保できる。また、本発明では、螺旋状としている第２配管部（32）を比較的圧力が高い冷媒が流れるので、第２配管部（32）を流れる冷媒の流量も充分確保することができる。従って、本発明の熱交換器（30）では、第１配管部（31）及び第２配管部（32）の双方について冷媒の流量が確保されるので、この熱交換器（30）で効率良く熱交換を行うことができる。その結果、放熱後の冷媒を充分過冷却することができ、蒸発器（13,12）の冷却能力を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明では、第２配管部（32）を流れる冷媒は、第１配管部（32）を流れる低圧冷媒と比較して比体積が小さく流速も遅く成りやすい。従って、第２配管部（32）を螺旋状としても、冷媒の圧力損失が著しく上昇してしまうことがない。
【００２７】
更に、本発明の熱交換器（30）では、低圧側の冷媒が流れる第１配管部（31）の周囲に、高圧側（中間圧側）の冷媒が流れる第２配管部（32）を巻き付けており、低温側の冷媒の周囲を高温側の冷媒が流れる関係となっている。ここで、特許文献１のように、高温側の冷媒の周囲を低温側の冷媒が流れる熱交換器では、低温の冷媒（第２配管部）の周囲の外気の熱が、低温側の冷媒へ伝達されるので、その分だけ高温の冷媒から低温の冷媒へ付与される熱量が少なくなってしまう。つまり、特許文献１の熱交換器では、外気の熱と高温側の冷媒の熱との双方が、その間の低温側の冷媒へ付与されるので、高温側の冷媒の冷却効果が低下してしまう。これに対し、本発明の熱交換器（30）では、低温側の冷媒の周囲を高温側の冷媒が流れるので、低温側の冷媒へは高温側の冷媒の熱のみが付与される。更に、高温側の冷媒の熱は、その周囲の外気へも放出される。つまり、第２配管部（32）の高温側の冷媒は、その内部の第１配管部（31）を流れる冷媒と、その周囲の外気の双方によって冷却されるので、高温側の冷媒を効率良く冷却することができる。その結果、放熱後の冷媒を充分過冷却することができ、蒸発器（13,12）の冷却能力を向上させることができる。
【００２８】
また、第２の発明では、第１配管部（31）の内径を第２配管部（32）の内径よりも大きくするようにしたので、第１配管部（31）における冷媒の抵抗が小さくなる。このため、本発明によれば、低圧側の冷媒が、第１配管部（31）を更に流通し易くなるので、第１配管部（31）の冷媒の流量を一層確実に確保することができる。
【００２９】
また、第２配管部（32）の内径を第１配管部（31）の内径よりも小径として、第２配管部（32）の配管径を小さくすると、この第２配管部（32）の耐圧強度を増加させることができる。このため、第２配管部（32）では、高圧又は中間圧の冷媒に対して充分な耐圧を確保することができる。また、第２配管部（32）の肉厚を小さくでき、第２配管部（32）の小型化、ひいては熱交換器（30）の小型化を図ることができる。
【００３０】
更に、第２配管部（32）の内径を第１配管部（31）の内径よりも小さくすると、第２配管部（32）を螺旋状とするための加工が容易となる。また、このように第２配管部（32）の内径を小さくすると、第１配管部（31）と第２配管部（32）との接触面積を稼ぐことができる。従って、この熱交換器（30）における両配管部（31,32）の間の伝熱を促進させることができる。
【００３１】
第３の発明によれば、放熱器（12,13）で放熱した後の高圧冷媒が、第２配管部（32）を流れるようにしたので、第２配管部（32）の抵抗に抗して高圧冷媒を確実に蒸発器（13,12）側に送ると共に、この冷媒を過冷却することができる。また、第４の発明によれば、放熱器（12,13）で放熱して第１の膨張弁（20a）で減圧させた後の中間圧冷媒が、第２配管部（32）を流れるようにしたので、第２配管部（32）の抵抗に抗して中間圧冷媒を確実に蒸発器（13,12）側へ送ると共に、この冷媒を過冷却することができる。
【００３２】
また、第５の発明によれば、気液分離器（16）で分離した後の低圧ガス冷媒が、第１配管部（31）を流れるようにしたので、ガスインジェクション流路（19）を流れる低圧ガス冷媒の流量を充分確保することができる。また、第６の発明によれば、インジェクション流路（50）のインジェクション側膨張機構（50a）で減圧した冷媒が、第１配管部（31）を流れるようにしたので、インジェクション流路（20）を流れる冷媒の流量を充分確保することができる。更に、第７の発明によれば、蒸発器（13,12）で蒸発した後の低圧冷媒が、第１配管部（31）を流れるようにしたので、低圧流路（11b）を流れる低圧冷媒の流量を充分確保することができる。
【００３３】
以上のように、第５乃至第７の発明では、圧縮機（11）の吸入側へ乾き気味のガス冷媒を充分供給することができるので、圧縮機（11）が湿り気味の冷媒を吸引してしまう、いわゆる液バック現象を確実に回避することができ、この冷凍装置の信頼性を確保できる。また、蒸発器（13,12）の出口側の冷媒の過熱度を小さくできるので、この蒸発器（13,12）の冷却能力を更に向上させることができる。
【００３４】
第８の発明によれば、冷媒回路（10）の冷媒として二酸化炭素を用い、二酸化炭素を臨界圧力以上とする冷凍サイクルを行うようにしているので、第２配管部（32）を流れる冷媒の圧力を比較的大きくすることができ、第２配管部（32）を流れる冷媒量を確実に確保することができる。
【００３５】
一方、このようにして第２配管部（32）に高圧の二酸化炭素を流す場合、第２配管部（32）の耐圧を充分確保する必要がある。ここで、例えば二重管構造の熱交換器の外管（外側の配管）に高圧の二酸化炭素を流す場合、外管の耐圧を充分確保するためにその肉厚を比較的大きくする必要がある。これに対し、本発明では、高圧の冷媒が流れる第２配管部（32）を第１配管部（31）に巻き付けているため、上記外管と比較すると第２配管部（32）の内径が小さくなる。このため、第２配管部（32）では、高圧の二酸化炭素に対する耐圧を確保することができ、その肉厚も薄肉化できる。特に、第２の発明のようにして、第２配管部（32）の内径を第１配管部（31）の内径よりも小さくすることで、第２配管部（32）の薄肉化、ひいては第２配管部（32）の小型化を図りながら、二酸化炭素に対する充分な耐圧を確保することができる。
【００３６】
また、二酸化炭素は、例えばＨＦＣ系の冷媒と比較して、冷媒配管を流れる際の圧力損失が小さくなる物性を有している。従って、螺旋状の第２配管部（32）に二酸化炭素を流すようにしても、第２配管部（32）における圧力損失が著しく上昇してしまうことを回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３８】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１に係る冷凍装置は、室内の空調を行う空気調和装置（1）を構成するものである。この空気調和装置（1）は、室内の冷房と暖房とを切り換えて行うように構成されている。
【００３９】
図１に示すように、空気調和装置（1）は、冷媒が充填される冷媒回路（10）を備えている。冷媒回路（10）には、冷媒として二酸化炭素が充填される。冷媒回路（10）では、冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。また、本実施形態の冷媒回路（10）では、冷媒を臨界圧力以上まで圧縮する冷凍サイクル（超臨界サイクル）が行われる。冷媒回路（10）には、圧縮機（11）と室外熱交換器（12）と室内熱交換器（13）とが設けられている。
【００４０】
上記圧縮機（11）は、例えばスクロール型の圧縮機で構成されている。圧縮機（11）には、吐出管（11a）と吸入管（11b）とが接続されている。上記室外熱交換器（12）は、室外空間に配置されている。室外熱交換器（12）は、例えばフィンアンドチューブ式の熱交換器で構成されている。室外熱交換器（12）では、その内部を流れる冷媒と室外空気とが熱交換する。上記室内熱交換器（13）は、室内空間に配置されている。室内熱交換器（13）は、例えばフィンアンドチューブ式の熱交換器で構成されている。室内熱交換器（13）では、その内部を流れる冷媒と室内空気とが熱交換する。
【００４１】
また、冷媒回路（10）には、四路切換弁（14）が設けられている。四路切換弁（14）は、第１から第４までの４つのポートを備えている。四路切換弁（14）では、第１ポートが室外熱交換器（12）と繋がり、第２ポートが圧縮機（11）の吸入管（11b）と繋がり、第３ポートが圧縮機（11）の吐出管（11a）と繋がり、第４ポートが室内熱交換器（13）と繋がっている。四路切換弁（14）は、第１ポートと第３ポートとを連通させると同時に第２ポートと第４ポートとを連通させる第１状態（図１の実線の状態）と、第１ポートと第２ポートとを連通させると同時に第３ポートと第４ポートとを連通させる第２状態（図１の破線の状態）とに切換可能となっている。
【００４２】
更に、冷媒回路（10）には、ブリッジ回路（15）と気液分離器（16）とが設けられている。
【００４３】
上記ブリッジ回路（15）は、上記室外熱交換器（12）と室内熱交換器（13）の間に設けられている。ブリッジ回路（15）は、第１から第４までの分岐管（15a,15b,15c,15d）がブリッジ状に接続されて構成されている。各分岐管（15a,15b,15c,15d）には、第１から第４までの逆止弁（CV-1,CV-2,CV-3,CV-4）が設けられている。各逆止弁（CV-1,CV-2,CV-3,CV-4）は、図１の矢印で示す方向の冷媒の流れを許容し、この流れとは逆方向の冷媒の流れを禁止するように構成されている。第１分岐管（15a）の流出端と第２分岐管（15b）の流入端とは、室外熱交換器（12）と繋がっている。第２分岐管（15b）の流出端と第３分岐管（15c）の流出端とは、高圧流路を構成する高圧冷媒配管（21）と繋がっている。第３分岐管（15c）の流入端と第４分岐管（15d）の流出端とは、室内熱交換器（13）と繋がっている。第１分岐管（15a）の流入端と第４分岐管（15d）の流入端とは、上記気液分離器（16）の液流出管（17）と繋がっている。
【００４４】
上記気液分離器（16）は、冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離するものである。気液分離器（16）は、密閉容器内に冷媒を分離するための空間が形成され、その下部側に液冷媒が溜まる液貯留部（16a）が、その上部側にガス冷媒が溜まるガス貯留部（16b）がそれぞれ形成されている。
【００４５】
気液分離器（16）には、上記液流出管（17）と冷媒流入管（18）とガスインジェクション配管（19）とが接続されている。液流出管（17）は、気液分離器（16）の液貯留部（16a）に接続されている。
【００４６】
上記液流出管（17）は、気液分離器（16）で分離した液冷媒を流出させるものである。冷媒流入管（18）は、その一端が気液分離器（16）のガス貯留部（16b）と接続し、その他端が上記高圧冷媒配管（21）と接続している。上記冷媒流入管（18）は、気液二相状態の冷媒を気液分離器（16）へ流入させるものである。また、冷媒流入管（18）と高圧冷媒配管（21）の間には、膨張弁（20）が設けられている。膨張弁（20）は、気液分離器（16）に流入する冷媒を減圧するための減圧機構を構成している。上記ガスインジェクション配管（19）は、その一端が気液分離器（16）のガス貯留部（16b）と接続し、その他端が圧縮機（11）の吸入管（11b）と接続している。ガスインジェクション配管（19）は、気液分離器（16）で分離したガス冷媒を圧縮機（11）の吸入側へ送るためのガスインジェクション流路を構成している。
【００４７】
冷媒回路（10）には、へび熱交換器（30）が設けられている。へび熱交換器（30）は、第１配管部（31）と、第１配管部（32）の周囲に巻き付けられる第２配管部（32）とを有している。本実施形態において、第１配管部（31）は、直線状に延びるストレート配管によって構成されている。第２配管部（32）は、第１配管部（31）の外周に沿って軸方向に旋回する螺旋状の配管で構成されている。この第２配管部（32）は、第１配管部（31）の外周面に接触した状態で、第１配管部（31）にろう付けによって固定されている。
【００４８】
第１配管部（31）は、上記ガスインジェクション管（19）の途中に接続されている。つまり、第１配管部（31）は、気液分離器（19）で分離したガス冷媒が流通可能となっている。第２配管部（32）は、高圧冷媒配管（21）の途中に接続されている。つまり、第２配管部（32）は、放熱器（12,13）で放熱した冷媒が流通可能となっている。へび熱交換器（30）では、第１配管部（31）を流れる低圧ガス冷媒と、第２配管部（32）を流れる高圧冷媒との間で熱交換が行われる。
【００４９】
なお、実施形態１において、第２配管部（32）の外径は４．０ｍｍであり、その肉厚は０．５ｍｍであるのに対し、第１配管部（31）の外径は１５．９ｍｍであり、その肉厚は０．８ｍｍである。つまり、第２配管部（32）の外径は、第１配管部（31）の外径よりも小径であり、第２配管部（32）の内径も、第１配管部（31）の内径よりも小径となっている。また、第１配管部（31）の軸方向における全長Ｌは、４４０ｍｍとなっているのに対し、第２配管部（32）の一巻き毎の間隔（列ピッチ）は、８ｍｍとなっている。
【００５０】
−運転動作−
次に、本発明に係る実施形態の空気調和装置（1）の運転動作について説明する。空気調和装置（1）の冷媒回路（10）では、上記四路切換弁（14）の設定に応じて、冷媒の循環方向が切り換わる。その結果、この空気調和装置（1）では、室内熱交換器（13）が蒸発器となり、室外熱交換器（12）が放熱器となる冷房運転と、室内熱交換器（13）が放熱器となり、室外熱交換器（12）が蒸発器となる暖房運転とが切換可能となっている。また、この空気調和装置（1）では、冷房運転と暖房運転との双方において、気液分離器（16）で分離したガス冷媒を圧縮機（11）の吸入側に送る、いわゆるガスインジェクション動作が行われる。
【００５１】
〈冷房運転〉
冷房運転では、四路切換弁（14）が図２に示す状態に設定され、膨張弁（20）の開度が適宜調節される。
【００５２】
圧縮機（11）で圧縮された冷媒は、吐出管（11a）より吐出され、室外熱交換器（12）を流れる。室外熱交換器（12）では、高圧のガス冷媒が室外空気へ放熱する。室外熱交換器（12）で放熱した後の高圧冷媒は、ブリッジ回路（15）を通過した後、高圧冷媒配管（21）を流れる。
【００５３】
高圧冷媒配管（21）を流れる高圧冷媒は、へび熱交換器（30）の第２配管部（32）を流れる。一方、へび熱交換器（30）の第１配管部（31）には、後述する気液分離器（16）で分離された低圧ガス冷媒が流れている。へび熱交換器（30）では、第２配管部（32）を流れる高圧冷媒と、第１配管部（31）を流れる低圧ガス冷媒との間で熱交換が行われる。具体的に、高圧冷媒の熱は、第２配管部（32）の管壁、及び第１配管部（31）の管壁を伝わり、第１配管部（31）内の低圧ガス冷媒に付与される。これにより、第２配管部（32）を流れる高圧冷媒が過冷却される。第２配管部（32）で過冷却された高圧冷媒は、膨張弁（20）を通過する際に低圧まで減圧されてから、冷媒流入管（18）より気液分離器（16）内に流入する。
【００５４】
気液分離器（16）では、低圧の気液二相状態の冷媒が、ガス冷媒と液冷媒とに分離する。気液分離器（16）の液貯留部（16a）に溜まった液冷媒は、液流出管（17）より気液分離器（16）の外部へ流出する。この冷媒は、ブリッジ回路（15）を通過した後、室内熱交換器（13）を流れる。室内熱交換器（13）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、室内の冷房が行われる。室内熱交換器（13）で蒸発した冷媒は、圧縮機（11）の吸入側に送り込まれる。
【００５５】
一方、上記気液分離器（16）のガス貯留部（16b）に溜まった低圧ガス冷媒は、ガスインジェクション配管（19）へ流入し、上述した第１配管部（31）を流れる。ここで、第１配管部（31）は、第２配管部（32）のように螺旋形状をしておらず、ストレート状となっている。このため、低圧ガス冷媒は、第１配管部（31）を速やかに流れる。第１配管部（31）を流れる低圧ガス冷媒は、第２配管部（32）を流れる高圧冷媒から吸熱する。ここで、第１配管部（31）を流れるガス冷媒中に上記気液分離器（16）で充分分離できなかった液冷媒が含まれている場合には、この液冷媒が第２配管部（32）の高圧冷媒から吸熱して蒸発する。
【００５６】
第１配管部（31）を流出したガス冷媒は、室内熱交換器（13）を流出した冷媒と混合してから圧縮機（11）に吸入される。ここで、室内熱交換器（13）を流出したガス冷媒中に蒸発しきれなかった液冷媒が残存している場合には、この液冷媒がガスインジェクション配管（19）側から送り込まれたガス冷媒によって加熱されて蒸発する。従って、この冷媒回路（10）では、圧縮機（11）に液冷媒が吸入されてしまう、いわゆる液バック現象が回避される。
【００５７】
〈暖房運転〉
暖房運転では、四路切換弁（14）が図３に示す状態に設定され、膨張弁（20）の開度が適宜調節される。
【００５８】
圧縮機（11）で圧縮された冷媒は、吐出管（11a）より吐出され、室内熱交換器（13）を流れる。室内熱交換器（13）では、高圧のガス冷媒が室内空気へ放熱する。その結果、室内の暖房が行われる。室内熱交換器（13）で放熱した後の高圧冷媒は、ブリッジ回路（15）を通過した後、高圧冷媒配管（21）を流れる。
【００５９】
高圧冷媒配管（21）へ流入した高圧冷媒は、上述した冷房運転と同様に、へび熱交換器（30）の第２配管部（32）を流れる。また、第１配管部（31）には、上述した冷房運転と同様に、気液分離器（16）で分離された低圧ガス冷媒が流れている。従って、へび熱交換器（30）では、第２配管部（32）を流れる高圧冷媒が、第１配管部（31）を流れる低圧ガス冷媒によって過冷却される。第２配管部（32）で過冷却された高圧冷媒は、膨張弁（20）を通過する際に低圧まで減圧されてから、冷媒流入管（18）より気液分離器（16）内に流入する。
【００６０】
気液分離器（16）では、低圧の気液二相状態の冷媒が、ガス冷媒と液冷媒とに分離する。気液分離器（16）の液貯留部（16a）に溜まった液冷媒は、液流出管（17）より気液分離器（16）の外部へ流出する。この冷媒は、ブリッジ回路（15）を通過した後、室外熱交換器（12）を流れる。室外熱交換器（12）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（12）で蒸発した冷媒は、圧縮機（11）の吸入側に送り込まれる。
【００６１】
一方、上記気液分離器（16）のガス貯留部（16b）に溜まった低圧ガス冷媒は、上述した冷房運転と同様に、第１配管部（31）を速やかに流れる。第１配管部（31）では、低圧ガス冷媒が、第２配管部（32）を流れる高圧冷媒から吸熱する。その結果、低圧ガス冷媒中に含まれる液冷媒が蒸発する。第１配管部（31）を流出したガス冷媒は、室外熱交換器（12）を流出した冷媒と混合して乾き状態となり、圧縮機（11）に吸入される。
【００６２】
−実施形態１の効果−
上記実施形態１では、第１配管部（31）の周囲に第２配管部（32）を巻き付けて熱交換器（30）を構成すると共に、気液分離器（16）で分離した低圧ガス冷媒を第１配管部（31）に流通させ、放熱器（12,13）で放熱後の高圧冷媒を螺旋状の第２配管部（32）に流通させるようにしている。このため、例えば特許文献１のように、低圧側のガス冷媒を第２配管部（32）に流通させた場合、抵抗によって第２配管部（32）を流れる冷媒の流量を充分確保できない虞があるのに対し、上記実施形態１によれば、低圧側のガス冷媒がストレート状の第１配管部（31）を流れるので、この低圧ガス冷媒の流量を充分確保することができる。また、上記実施形態１では、螺旋状としている第２配管部（32）を高圧冷媒が流れるので、第２配管部（32）を流れる冷媒の流量も充分確保することができる。以上のように、実施形態１のへび熱交換器（30）では、第１配管部（31）及び第２配管部（32）の双方について冷媒の流量が確保されるので、この熱交換器（30）で効率良く熱交換を行うことができる。その結果、第２配管部（32）を流れる高圧冷媒を充分に過冷却することができるので、例えば冷房運転時における室内熱交換器（13）の冷房能力を向上できる。
【００６３】
また、へび熱交換器（30）では、低圧ガス冷媒が流れる第１配管部（31）の周囲に、高圧冷媒が流れる第２配管部（32）を巻き付けており、低温側の冷媒の周囲を高温側の冷媒が流れる関係となっている。ここで、特許文献１のように、高温側の冷媒の周囲を低温側の冷媒が流れる熱交換器では、低温の冷媒（第２配管部）の周囲の外気の熱が、低温側の冷媒へ伝達されるので、その分だけ高温の冷媒から低温の冷媒へ付与される熱量が少なくなってしまう。つまり、特許文献１の熱交換器では、外気の熱と高温側の冷媒の熱との双方が、その間の低温側の冷媒へ付与されるので、高温側の冷媒の冷却効果が低下してしまう。
【００６４】
これに対し、上記実施形態１のへび熱交換器（30）では、低温側の冷媒の周囲を高温側の冷媒が流れるので、低温側の冷媒へは高温側の冷媒の熱のみが付与される。更に、高温側の冷媒の熱は、その周囲の外気へも放出される。つまり、第２配管部（32）を流れる高圧冷媒は、その内部の第１配管部（31）を流れる低圧ガス冷媒と、その周囲の外気の双方によって冷却されるので、高圧冷媒を効率良く冷却することができる。その結果、第２配管部（32）を流れる高圧冷媒を効果的に過冷却することができ、室内熱交換器（13）の冷房能力を更に向上させることができる。
【００６５】
また、上記実施形態１では、第１配管部（31）の内径を第２配管部（32）の内径よりも大きくするようにしたので、第１配管部（31）における冷媒の抵抗が更に小さくなる。このため、低圧ガス冷媒が、第１配管部（31）を更に流通し易くなるので、第１配管部（31）の冷媒の流量を一層確実に確保することができる。
【００６６】
また、第２配管部（32）の内径を第１配管部（31）の内径よりも小径として、第２配管部（32）の配管径を小さくすると、この第２配管部（32）の耐圧強度を増加させることができる。このため、二酸化炭素を臨界圧力以上まで圧縮して冷凍サイクルであっても、第２配管部（32）では、高圧冷媒に対する耐圧を充分確保することができる。従って、第２配管部（32）の薄肉化及び小型化を図り、ひいてはへび熱交換器（30）をコンパクトに構成することができる。
【００６７】
更に、第２配管部（32）の内径を第１配管部（31）の内径よりも小さくすると、第２配管部（32）を螺旋状とするための加工が容易となる。また、このように第２配管部（32）の内径を小さくすると、第１配管部（31）と第２配管部（32）との接触面積を稼ぐことができる。従って、へび熱交換器（30）における両配管部（31,32）の間の伝熱を促進させることができる。
【００６８】
また、冷媒として用いられる二酸化炭素は、例えばＨＦＣ系の冷媒と比較すると、冷媒配管を流れる際の圧力損失が小さくなり易い。このため、螺旋状の第２配管部（32）に二酸化炭素を流すようにしても、第２配管部（32）における圧力損失が著しく上昇してしまうことを回避できる。
【００６９】
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２に係る冷凍装置は、上記実施形態１と異なる冷媒回路（10）を有する空気調和装置（1）に適用されるものである。冷媒回路（10）には、冷媒として二酸化炭素が充填されている。そして、冷媒回路（10）では、二酸化炭素を臨界圧力以上まで圧縮する冷凍サイクル（超臨界サイクル）が行われる。
【００７０】
図４に示すように、実施形態２の冷媒回路（10）には、上記実施形態１と同様にして、圧縮機（11）、室外熱交換器（12）、室内熱交換器（13）、四路切換弁（14）、及び気液分離器（16）が設けられている。また、冷媒回路（10）には、２つの膨張弁（20a,20b）が直列に設けられている。具体的に、第１膨張弁（20a）は、室外熱交換器（12）と気液分離器（16）との間に設けられている。また、第２膨張弁（20b）は、気液分離器（16）と室内熱交換器（13）との間に設けられている。第１膨張弁（20a）及び第２膨張弁（20b）は、それぞれ冷媒を減圧する減圧機構を構成しており、例えば開度が調節自在な電子膨張弁で構成されている。
【００７１】
実施形態２のガスインジェクション配管（19）は、一端が気液分離器（16）の頂部に接続し、他端が圧縮機（11）の吸入管（11b）と接続している。ガスインジェクション配管（19）には、流量制御弁としてのガスインジェクション弁（19a）が設けられている。また、実施形態２の冷媒回路（10）には、液インジェクション管（50）が設けられている。液インジェクション管（50）は、一端が気液分離器（16）と第２膨張弁（20b）との間に接続され、他端が圧縮機（11）の吸入管（11b）に接続している。液インジェクション管（50）は、放熱器（12）で放熱した冷媒を圧縮機（11）の吸入側へ送るためのインジェクション流路を構成している。液インジェクション管（50）には、インジェクション側膨張機構としての液インジェクション弁（50a）が設けられている。
【００７２】
実施形態２の冷媒回路（10）には、第１と第２のへび熱交換器（30,40）が設けられている。各へび熱交換器（30,40）は、第１配管部（31,41）と、該第１配管部（31,41）の周囲に巻き付けられる第２配管部（32,42）とをそれぞれ有している。第１へび熱交換器（30）の第２配管部（32）は、室外熱交換器（12）と第１膨張弁（20a）との間の高圧流路に接続されている。また、第１へび熱交換器（30）の第１配管部（31）は、液インジェクション配管（50）における液インジェクション弁（50a）の下流側に接続されている。第２へび熱交換器（40）の第２配管部（42）は、気液分離器（16）と第２膨張弁（20b）の間の中間圧流路に接続されている。第２へび熱交換器（40）の第１配管部（41）は、液インジェクション配管（50）における液インジェクション弁（50a）の下流側であって、且つ第１へび熱交換器（30）の第１配管部（31）よりも上流側に接続されている。
【００７３】
図５に示すように、実施形態２の各へび熱交換器（30,40）は、各第１配管部（31,41）にそれぞれ曲げ加工が施されている。具体的に、各第１配管部（31,41）は、直線状に延びるストレート部（31a,41a）と、該ストレート部（31a,41a）から約９０度屈曲した曲げ部（31b,41b）とをそれぞれ有している。各第１配管部（31,41）は、その外形が長方形状となるようしながら、内側に向かって適宜曲げ加工が施されることで、角張った略渦巻き状に形成されている。また、各第１配管部（31,41）において、最も内側寄りに形成されるストレート部（31a,41a）は、第１配管部（31,41）の外側まで直線状にそのまま延びている。
【００７４】
同図に示すように、実施形態２の各へび熱交換器（30,40）では、各第２配管部（32）が２手に分岐している。具体的に、各第２配管部（32,42）の流入端及び流出端には、それぞれ分流器（32a,42a）が設けられている。そして、各第２配管部（32,42）では、これらの分流器（32a,42a）の間に２本の分岐管（32b,42b）が接続されている。そして、各へび熱交換器（30,40）では、これらの２本の分岐管（32,42b）が第１配管部（31,41）のストレート部（31a,41a）や曲げ部（31b,32b）の周囲にそれぞれ巻き付けられている。
【００７５】
また、各へび熱交換器（30,40）では、第１配管部（31,41）を流れる冷媒（図５の黒塗りで示す矢印）の方向と、第２配管部（32,42）を流れる冷媒（図５の白塗りで示す矢印）の方向とが、実質的に対向流となっている。つまり、各へび熱交換器（30,40）では、第１配管部（31,41）の流出側を流れる冷媒と、第２配管部（32,42）の流入側を流れる冷媒とが熱交換し、逆に第１配管部（31,41）の流入側を流れる冷媒と、第２配管部（32,42）の流出側を流れる冷媒とが熱交換する。
【００７６】
実施形態２の各へび熱交換器（30,40）では、第１配管部（31,41）の内径が、９．５ｍｍ以上１５．９ｍｍ以下となっているのに対し、第２配管部（32,42）の各分岐管（32b,42b）の内径が、３．０ｍｍ以上６．４ｍｍ以下となっている。つまり、実施形態２においても、第１配管部（31,41）の内径が第２配管部（32,42）の内径よりも大きくなっている。
【００７７】
−運転動作−
次に、本発明に係る実施形態２の空気調和装置（1）の運転動作について説明する。空気調和装置（1）の冷媒回路（10）では、上記四路切換弁（14）の設定に応じて、冷媒の循環方向が切り換わる。その結果、この空気調和装置（1）では、室内熱交換器（13）が蒸発器となり、室外熱交換器（12）が放熱器となる冷房運転と、室内熱交換器（13）が放熱器となり、室外熱交換器（12）が蒸発器となる暖房運転とが切換可能となっている。また、この空気調和装置（1）では、冷房運転と暖房運転との双方において、気液分離器（16）で分離したガス冷媒を圧縮機（11）の吸入側に送る、いわゆるガスインジェクション動作が行われる。更に、実施形態２の空気調和装置（1）では、冷房運転や暖房運転において、放熱後の液冷媒を液インジェクション管（50）を通じて圧縮機（11）の吸入側へ送る、いわゆる液インジェクション動作も行われる。以下には、空気調和装置（1）の冷房運転を代表として説明する。
【００７８】
〈冷房運転〉
冷房運転では、四路切換弁（14）が図６に示す状態に設定され、膨張弁（20）の開度が適宜調節される。なお、説明を省略する暖房運転では、四路切換弁（14）が図４の破線で示す状態に設定される。
【００７９】
圧縮機（11）で圧縮された冷媒は、吐出管（11a）より吐出され、室外熱交換器（12）を流れる。室外熱交換器（12）では、高圧のガス冷媒が室外空気へ放熱する。室外熱交換器（12）で放熱した後の高圧冷媒は、第１へび熱交換器（30）の第２配管部（32）を流れる。ここで、第１へび熱交換器（30）の第１配管部（31）には、液インジェクション管（50）へ流入した低圧冷媒が流通している。従って、第１へび熱交換器（30）では、第２配管部（32）を流れる冷媒が、第１配管部（31）を流れる低圧冷媒によって冷却される。
【００８０】
第１へび熱交換器（30）の第２配管部（32）を流出した高圧冷媒は、第１膨張弁（20a）を通過する際に減圧されて中間圧冷媒となり、気液分離器（16）へ流入する。気液分離器（16）では、冷媒がガス冷媒と液冷媒とに分離される。分離後のガス冷媒は、ガスインジェクション弁（19a）が適宜開放されることで、圧縮機（11）の吸入側へ送られる。
【００８１】
一方、分離後の液冷媒は、第２へび熱交換器（40）の第２配管部（42）を流れる。ここで、第２へび熱交換器（40）の第１配管部（41）には、液インジェクション管（50）へ流入した低圧冷媒が流通している。従って、第２へび熱交換器（40）では、第２配管部（42）を流れる冷媒が、第１配管部（41）を流れる低圧冷媒によって更に冷却される。
【００８２】
以上のようにして第２へび熱交換器（40）の第２配管部（42）で過冷却された冷媒は、一部が第２膨張弁（20b）側へ送られる一方、残りは分流して液インジェクション管（50）へ送られる。
【００８３】
第２膨張弁（20b）を通過した冷媒は、減圧されて低圧冷媒となり、室内熱交換器（13）を流れる。室内熱交換器（13）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。この際、冷媒は、充分に過冷却されているため、室内熱交換器（13）の冷房能力が効果的に向上する。室内熱交換器（13）で蒸発した冷媒は、圧縮機（11）の吸入側へ送り込まれる。
【００８４】
一方、液インジェクション管（50）へ送られた中間圧冷媒は、インジェクション弁（50a）を通過する際に低圧まで減圧されて、第２へび熱交換器（40）の第１配管部（41）を流れる。第２へび熱交換器（40）の第１配管部（41）では、低圧冷媒が第２配管部（42）を流れる中間圧冷媒から吸熱して蒸発する。この冷媒は、次いで第１へび熱交換器（30）の第１配管部（31）を流れる。第１へび熱交換器（30）の第１配管部（31）では、低圧冷媒が第２配管部（32）を流れる高圧冷媒から吸熱して更に蒸発する。
【００８５】
以上のようにして、各へび熱交換器（30,40）の第１配管部（31,41）を速やかに流通した冷媒は、圧縮機（11）の吸入側へ送り込まれる。この冷媒は、室内熱交換器（13）で蒸発した冷媒と混合して乾き状態となり、圧縮機（11）に吸入される。
【００８６】
−実施形態２の効果−
上記実施形態２では、第１へび熱交換器（30）において、液インジェクション管（50）を流れる低圧冷媒を第１配管部（31）に流通させ、放熱後の高圧冷媒を螺旋状の第２配管部（42）に流通させるようにしている。また、第２へび熱交換器（40）において、液インジェクション管（50）を流れる低圧冷媒を第１配管部（31）に流通させ、第１膨張弁（20a）で減圧後の中間圧冷媒を螺旋状の第２配管部（32）に流通させるようにしている。このため、実施形態２の各へび熱交換器（30,40）においても、低圧冷媒が各第１配管部（31,41）を速やかに流れることになり、各第１配管部（31）の低圧冷媒の流量を充分確保することができる。従って、実施形態２においても、各へび熱交換器（30,40）で高圧冷媒を充分冷却することができ、例えば冷房運転時における室内熱交換器（13）の冷房能力を向上できる。
【００８７】
また、上記実施形態２では、複数のへび熱交換器（30,40）の第２配管部（32,42）を直列に接続し、各第２配管部（32,42）でそれぞれ冷媒を順に冷却するようにしたので、冷媒の過冷却度を更に増大でき、室内熱交換器（13）の冷房能力を効果的に向上させることができる。
【００８８】
また、上記実施形態２の各へび熱交換器（30,40）においても、低温となる低圧冷媒の周囲に高温となる高圧（又は中間圧）冷媒を流すようにしているので、両者の冷媒の伝熱が促進され、高圧（又は中間圧）の冷媒を効率良く冷却することができる。また、各へび熱交換器（30,40）では、低圧冷媒と高圧（又は中間圧）冷媒とを対向流としているので、両者の冷媒の熱交換率を更に向上させることができる。
【００８９】
更に、上記実施形態２では、上記実施形態１と同様、第１配管部（31,41）の内径を第２配管部（32,42）の内径よりも大きくしたので、第１配管部（31,41）における冷媒の抵抗を低減でき、第１配管部（31,41）の冷媒の流量を充分確保できる。また、第２配管部（32,42）を小径とすることで、第２配管部（32,42）の耐圧強度の向上、薄肉化ないしコンパクト化、加工性の向上、伝熱促進を図ることができる。また、上記実施形態２では、第２配管部（32,42）を複数に分岐させるようにしたので、第２配管部（32,42）（分岐管（32b,42b））が更に小径となり上述した効果が顕著となると共に、第２配管部（32,42）における冷媒の流量を充分確保することができる。
【００９０】
なお、上記実施形態２で述べた図５に示すへび熱交換器（30,40）を上記実施形態１の空気調和装置（1）のへび熱交換器として用いて良いのは勿論のことである。
【００９１】
《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３に係る冷凍装置は、上記実施形態１や２と異なる冷媒回路（10）を有するヒートポンプ給湯器（60）に適用されるものである。ヒートポンプ給湯器（60）は、浴槽等に利用される温水を沸かすものである。冷媒回路（10）には、冷媒として二酸化炭素が充填されている。そして、冷媒回路（10）では、二酸化炭素を臨界圧力以上まで圧縮する冷凍サイクル（超臨界サイクル）が行われる。
【００９２】
図７に示すように、冷媒回路（10）には、圧縮機（11）と放熱器（12）と膨張弁（20）と蒸発器（13）とが順に接続されている。放熱器（12）は、図示しない温水供給用の回路と接続されている。圧縮機（11）で圧縮された冷媒が、放熱器（12）から放熱すると、この熱が温水供給用の回路を循環する水へ付与される。以上のようにして加熱された水は、図示しない給湯タンク内の水を沸かすための熱源として利用される。
【００９３】
実施形態３の冷媒回路（10）には、上記実施形態１や２と同様のへび熱交換器（30）が設けられている。へび熱交換器（30）の第１配管部（31）は、蒸発器（13）と圧縮機（11）の間の低圧流路に接続されている。一方、へび熱交換器（30）の第２配管部（32）は、放熱器（12）と膨張弁（20）の間の高圧流路に接続されている。
【００９４】
実施形態３のヒートポンプ給湯器（60）の運転時においても、放熱器（12）で放熱した冷媒が、へび熱交換器（30）の第２配管部（32）を流れる。ここで、へび熱交換器（30）の第１配管部（31）には、蒸発器（13）で蒸発した後の低圧冷媒が流れている。このため、へび熱交換器（30）では、第２配管部（32）を流れる高圧冷媒が、第１配管部（31）を流れる冷媒によって冷却される。その結果、蒸発器（13）へ送られる冷媒の過冷却度が増大する。このようにして、蒸発器（13）へ流入する冷媒の乾き度が小さくなると、蒸発器（13）を流通する冷媒の圧力損失が低減され、蒸発器（13）における冷媒の流量を充分確保することができる。
【００９５】
一方、蒸発器（13）を流出した冷媒は、第２配管部（32）を流れる際に第１配管部（31）を流れる冷媒から吸熱するため、圧縮機（11）の吸入側の冷媒の過熱度を充分確保することができる。従って、圧縮機（11）に湿り状態の冷媒が吸入されてしまう、いわゆる液バック現象を回避することができる。
【００９６】
以上のように、実施形態３のへび熱交換器（30）では、蒸発器（13）で蒸発した後の低圧冷媒を第１配管部（31）に流通させ、放熱器（12）で放熱した後の高圧冷媒を螺旋状の第２配管部（42）に流通させるようにしている。このため、実施形態３のへび熱交換器（30）においても、低圧冷媒が第１配管部（31）を速やかに流れることになり、第１配管部（31）の低圧冷媒の流量を充分確保することができる。従って、へび熱交換器（30）で高圧冷媒と低圧冷媒とを効率良く熱交換させることができる。
【００９７】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００９８】
上記各実施形態で述べたへび熱交換器（30）における第１配管部（31）及び第２配管部（32）の接続位置を互いに組み合わせるようにしても良い。具体的には、例えば第２配管部（32）を中間圧流路に接続する一方、第１配管部（31）をガスインジェクション管（19）や、低圧流路に接続するようにしても良い。
【００９９】
上記実施形態では、低圧とした冷媒を気液分離器で分離し、分離後の低圧ガス冷媒を圧縮機の吸入側に送るようにしている。しかしながら、例えば中間圧とした冷媒を気液分離器で分離し、分離後の中間圧冷媒を圧縮機の圧縮途中（中間ポート等）へ送るようにしても良い。
【０１００】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
以上説明したように、本発明は、放熱後の冷媒と、圧縮機の吸入側へ送られる低圧冷媒とを熱交換させる冷凍装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】図１は、実施形態１に係る空気調和装置の概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る空気調和装置について、冷房運転時の冷媒の流れを付した概略構成図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る空気調和装置について、暖房運転時の冷媒の流れを付した概略構成図である。
【図４】図４は、実施形態２に係る空気調和装置の概略構成図である。
【図５】図５は、実施形態２のへび熱交換器の概略構成図である。
【図６】図６は、実施形態２に係る空気調和装置について、冷房運転時の冷媒の流れを付した概略構成図である。
【図７】図７は、実施形態３に係るヒートポンプ給湯器の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１０３】
1     空気調和装置（冷凍装置）
10    冷媒回路
11    圧縮機
12    室外熱交換器（放熱器，蒸発器）
13    室内熱交換器（蒸発器，放熱器）
16    気液分離器
19    ガスインジェクション配管（ガスインジェクション流路）
20    膨張弁（膨張機構）
20a   第１膨張弁（膨張機構）
20b   第２膨張弁（膨張機構）
30,40 へび熱交換器
31,41 第１配管部
32,42 第２配管部
50    液インジェクション配管（インジェクション流路）
50a   液インジェクション弁（インジェクション側膨張機構）
【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５】
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【図６】
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【図７】
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