(57)【要約】【課題】スペース効率を向上させつつ、熱交換の効率を向上させることのできる多重巻型二重管熱交換器を提供すること。【解決手段】１本の二重管４１を直線部４５と屈曲部４８とで形成し、直線部４５同士及び屈曲部４８同士が重なるように巻く。これにより、二重管４１同士が重ねられている部分は、矩形状の形状となって形成される。この二重管４１の外管と内管との間にレシーバからの冷媒を通し、内管には電子膨張弁を通って温度が低くなっている冷媒を通す。これにより、内管の内側と外側の冷媒が、内管を介して熱交換される。その際、二重管４１には直線部４５が設けられているため、熱交換の効率が向上する。また、二重管４１は矩形状に形成されているため、当該多重巻型二重管熱交換器４０を収容する筐体に効率よく設けることができる。これらの結果、スペース効率を向上させつつ、熱交換の効率を向上させることができる。【選択図】        図４
2005345074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管の内側に内管が挿入された二重管が曲げられることにより１本の前記二重管が重ねられて形成される多重巻型二重管熱交換器において、
前記二重管は直線部を複数有しており、
前記複数の直線部は、前記直線部と前記直線部との間に形成された屈曲部によって接続されていることを特徴とする多重巻型二重管熱交換器。
【請求項２】
前記二重管は、少なくとも１巻きはほぼ水平方向に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多重巻型二重管熱交換器。
【請求項３】
前記二重管は、重ねられる際に前記直線部同士が重ねられ、且つ、前記屈曲部同士が重ねられていることを特徴とする請求項１または２に記載の多重巻型二重管熱交換器。
【請求項４】
前記複数の直線部は、長直線部と短直線部とが形成されており、
前記二重管が重ねられる際に前記長直線部同士及び前記短直線部同士が重ねられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の多重巻型二重管熱交換器。
【請求項５】
前記二重管は、前記二重管が重ねられている部分を重ねられている方向に見た場合に、矩形状の形状で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の多重巻型二重管熱交換器。
【請求項６】
過冷却用の熱交換器として請求項１〜５のいずれか１項に記載の多重巻型二重管熱交換器を備えることを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多重巻型二重管熱交換器及び空気調和装置に関するものである。特に、この発明は、省スペースと熱交換の効率とを両立させることのできる多重巻型二重管熱交換器及び空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の多重巻型二重管熱交換器では、熱交換をする部分の容積を大きくするために、二重管の長さを長くし、また、その場合のスペース効率を向上させるために、螺旋状の形状で二重管を積み重ねて形成している。例えば、特許文献１では、二重管を螺旋状に形成して二重管のうちの内側の管に冷媒を通し、内側の管と外側の管と間に水を通している。これにより、水を十分に冷却しつつ、冷却部分を小型化している。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の多重巻型二重管熱交換器では、上記のように二重管を螺旋状の形状で形成され一定の曲率が維持された流路となっているため、二重管の中を流れる流体が、当該二重管内を流れる際に、遠心力により常に二重管内の外側方向に位置しながら流れていた。これにより流過時の冷媒分布、ひいては温度分布に偏りが生じ、二重管内で熱交換をする際に均等な熱交換をすることができず、熱交換の効率が低下する虞があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、スペース効率を向上させつつ、熱交換の効率を向上させることのできる多重巻型二重管熱交換器及び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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る多重巻型二重管熱交換器は、外管の内側に内管が挿入された二重管が曲げられることにより１本の前記二重管が重ねられて形成される多重巻型二重管熱交換器において、前記二重管は直線部を複数有しており、前記複数の直線部は、前記直線部と前記直線部との間に形成された屈曲部によって接続されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明では、二重管を直線部と屈曲部との組み合わせによって形成されており、直線部と直線部との間に屈曲部を設けることにより構成されている。このため、二重管の内管内に流体を流し、外管と内管との間に前記の流体と温度の異なる流体を流してこれらの流体間で熱交換を行う際に、このように直線部を設けることにより、当該直線部で効率よく熱交換を行う事ができる。即ち、二重管を螺旋状の形状で形成した場合には、二重管内を流れる流体が外側方向に偏り片寄りながら流れるため、内管の内側と外側とで別々に流れる流体の熱交換が行われ難くなる。そこで、二重管に直線部を設けることにより、流体の片寄りが無くなり、流体が二重管内を均一に流れるので、流体間の熱交換が行われ易くなる。また、この直線部と直線部とを屈曲部で接続することにより、１本の二重管を重ねて設けることができるので、二重管全体として小型化できる。これらの結果、スペース効率を向上させつつ、熱交換の効率を向上させることができる。
【０００８】
また、この発明に係る多重巻型二重管熱交換器は、前記二重管は、少なくとも１巻きはほぼ水平方向に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、二重管の少なくとも１巻きがほぼ水平方向に形成されているので、二重管内に流れる流体が片寄り難くなる。これにより、流体が二重管内の一部に溜まることを抑制でき、流体全体をスムーズに流動させることができるので、流体間の熱交換を均一に行うことができる。この結果、熱交換の効率を、さらに向上させることができる。
【００１０】
また、この発明に係る多重巻型二重管熱交換器は、前記二重管は、重ねられる際に前記直線部同士が重ねられ、且つ、前記屈曲部同士が重ねられていることを特徴とする。
【００１１】
この発明では、直線部同士及び屈曲部同士が重ねられているので、熱分布に乱れが生じない。つまり、直線部と屈曲部とでは、二重管内に流れる流体の流速が異なっており、また、二重管内での流体の状態も異なっているため、内管の内側に流れる流体と内管の外側に流れる流体との間で行われる熱交換の効率が異なっている。これにより、直線部と屈曲部とでは温度の変化の仕方が異なっている。このため、直線部と屈曲部とを重ねた場合には、双方が重なっている部分に熱分布の乱れが生じる虞がある。この熱分布の乱れは、二重管内を流れる流体の流れを乱す原因となる虞があり、流体のスムーズな流れを乱れる虞がある。そこで、二重管を重ねる際に、直線部同士及び屈曲部同士を重ねることにより、熱分布を直線部と屈曲部とで均一化を図っている。この結果、二重管内の流体の流れが乱れることを抑制できる。
【００１２】
また、この発明に係る多重巻型二重管熱交換器は、前記複数の直線部は、長直線部と短直線部とが形成されており、前記二重管が重ねられる際に前記長直線部同士及び前記短直線部同士が重ねられることを特徴とする。
【００１３】
この発明では、直線部を長直線部と短直線部とによって形成している。二重管は、熱交換の効率を向上させるには、なるべく直線部は長くとった方が良い。そこで、直線部を長直線部と短直線部とから形成することにより、熱交換の効率を向上させている。また、長直線部と短直線部とでは、熱交換の効率が異なっているため、これらを重ねると二重管内を流れる流体に、熱分布の乱れに起因する流れの乱れが生じる虞がある。そこで、二重管を重ねる際に、長直線部同士及び短直線部同士を重ねることにより、流体の熱の分布の乱れを抑制している。また、長直線部同士及び短直線部同士の長さを揃えることにより、多重巻型二重管熱交換器全体の小型化を図ることができる。これらの結果、二重管内の流体の流れが乱れることを抑制でき、さらに、スペース効率を向上させることができる。
【００１４】
また、この発明に係る多重巻型二重管熱交換器は、前記二重管は、前記二重管が重ねられている部分を重ねられている方向に見た場合に、矩形状の形状で形成されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明では、二重管が重ねられている部分の形状を矩形状の形状で形成している。多重巻型二重管熱交換器が設けられている筐体は、直方体の形状で形成されていることが多く、このため、筐体の内側には９０°の角部が形成されている。また、この発明の多重巻型二重管熱交換器は、二重管が重ねられている部分が矩形状の形状で形成されているため、前記屈曲部は９０°の角度で形成されている。このため、この屈曲部を前記筐体の内側の角部に位置させることにより、効率よく多重巻型二重管熱交換器を筐体内に収めることができる。この結果、スペース効率をさらに向上させることができる。
【００１６】
また、この発明に係る空気調和装置は、過冷却用の熱交換器として上記の多重巻型二重管熱交換器を備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明では、過冷却用の熱交換器として上記の多重巻型二重管熱交換器を備えるので、冷媒の過冷却を効率よく行うことができる。これにより、空気調和装置による冷却性能を向上させることができる。また、過冷却用の熱交換機は通常室外ユニットに設けられているが、この過冷却用の熱交換機として上記の多重巻型二重管熱交換器を備えることにより、室外ユニットの小型化を図ることができる。または、過冷却用の熱交換機のスペース効率が向上するので、室外ユニットの組立てが容易になる。これらの結果、冷却性能が向上し、室外ユニットの小型化、或いは組立ての容易化を図ることのできる、高品質な空気調和装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる多重巻型二重管熱交換器は、スペース効率を向上させつつ、熱交換の効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる多重巻型二重管熱交換器の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。なお、以下の説明では、多重巻型二重管熱交換器の使用時における状態の上方及び下方を、多重巻型二重管熱交換器の上方及び下方として説明する。また、本明細書中の「多重巻」とは、二重管が重ねられて巻かれている状態を示す。
【実施例】
【００２０】
図１は、本発明の実施例に係る多重巻型二重管熱交換器を適用した空気調和装置の冷媒配管系統を示す概略図である。同図に示す空気調和装置１は、冷媒が封入された冷媒経路１０が構成されている。また、当該空気調和装置１は室内機側２０と室外機側３０とに分かれており、これらは前記冷媒経路１０によって一体の経路として構成されている。前記室内機側２０には、冷房時には蒸発器として、暖房時には凝縮器として機能する室内熱交換器２１と、冷媒を減圧する電子膨張弁２２が設けられている。また、この室内熱交換器２１及び電子膨張弁２２は複数設けられている。当該空気調和装置１の室内機側２０の各機器は複数の部屋の各室内にそれぞれ設けられており、これにより、室内熱交換器２１は別々の各室内に設けられている。
【００２１】
室外機側３０には、冷媒を圧縮する圧縮機３１と、冷房時または暖房時で流路を切り替える四方弁３３と、冷房時には凝縮器として、暖房時には蒸発器として機能する室外熱交換器３２と、液冷媒を貯留するレシーバ３４と、室外機側３０から室内機側２０に向かう冷媒を冷却する過冷却コイルが設けられており、この過冷却コイルは多重巻型二重管熱交換器４０によって形成されている。また、圧縮機３１の吸入路側には、吸入冷媒中の液冷媒を除去するアキュムレータ３６が設けられている。また、室内機側２０の冷媒経路１０と室外機側３０の冷媒経路１０とを接続する部分には操作弁が設けられており、冷房運転時に室外機側３０から室内機側２０に向かう冷媒経路１０には冷房操作弁３７が設けられており、暖房運転時に室外機側３０から室内機側２０に向かう冷媒経路１０には暖房操作弁３８が設けられている。
【００２２】
前記多重巻型二重管熱交換器４０は外管４２の内側に内管４３が挿入された二重管４１によって形成されている。前記レシーバ３４から室内機側２０に向かう経路は、途中で前記多重巻型二重管熱交換器４０の外管４２に接続されており、経路の途中に当該外管４２が介在している。また、前記レシーバ３４と前記外管４２との間の経路は途中で分岐しており、前記多重巻型二重管熱交換器４０の内管４３に接続されている。この分岐した部分から内管４３に向かう経路には、途中に電子膨張弁６０が設けられている。また、内管４３は、前記アキュムレータ３６の入口側の経路に接続されている。
【００２３】
図２は、本発明の実施例に係る多重巻型二重管熱交換器の平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ矢視図である。図４は、図２の斜視図である。前記多重巻型二重管熱交換器４０は、二重管４１が屈曲部４８で９０°に曲げられ、この屈曲部４８を複数設けることにより、上方から見た場合、即ち、二重管４１を当該二重管４１が重ねられている方向から見た場合の形状が矩形状になるように、二重管４１が密着して重ねられて形成されている。詳細には、前記二重管４１の直線部４５が水平方向に形成されており、この直線部４５が途中で屈曲部４８によって９０°に曲げられている。つまり、屈曲部４８は、直線部４５と直線部４５との間に形成され、この屈曲部４８は複数形成されている。また、直線部４５は長直線部４６と短直線部４７とから形成されており、長直線部４６と短直線部４７とは、屈曲部４８を挟んで交互に形成されている。
【００２４】
また、二重管４１は上下方向に密着して重ねられつつ、連続して多重に巻かれて形成されている。この二重管４１が重ねられる部分は、長直線部４６は長直線部４６同士で上下方向に重ねられ、短直線部４７は短直線部４７同士で上下方向に重ねられ、屈曲部４８は屈曲部４８同士で上下方向に重ねられている。これらにより、当該多重巻型二重管熱交換器４０は、上方から見た形状、つまり、二重管４１が重ねられている方向から見た形状が長方形の形状で形成されている。また、このように二重管４１は重ねられながら巻かれているので、当該多重巻型二重管熱交換器４０を側方から見た場合、当該二重管４１は若干水平方向から傾斜をつけて形成されている。つまり、二重管４１は、ほぼ水平方向に巻かれて形成されている。
【００２５】
多重巻型二重管熱交換器４０を形成する二重管４１の両端部にはそれぞれ接続部が設けられている。二重管４１の両端部のうちの一方の端部である、上下方向に重ねられつつ巻かれながら形成される二重管４１の上側に位置する端部には、室外熱交換器側接続部５１とアキュムレータ側接続部５４が設けられている。また、二重管４１の両端部のうちの他方の端部である、上下方向に重ねられつつ巻かれながら形成される二重管４１の下側に位置する端部には、室内熱交換器側接続部５２と電子膨張弁側接続部５５が設けられている。これらの接続部のうち、室外熱交換器側接続部５１と室内熱交換器側接続部５２は、冷媒のメインの経路に接続される接続部であるメイン経路接続部５０として設けられており、アキュムレータ側接続部５４と電子膨張弁側接続部５５は、冷媒の過冷却用の経路に接続される接続部である冷却経路接続部５３として形成されている。
【００２６】
冷却経路接続部５３であるアキュムレータ側接続部５４と電子膨張弁側接続部５５は、前記二重管４１の内管４３の内部に連通するように設けられており、メイン経路接続部５０である室外熱交換器側接続部５１と室内熱交換器側接続部５２は、前記外管４２と内管４３との間の部分に連通するように設けられている。このように、メイン経路接続部５０は外管４２と内管４３との間に連通させるために、二重管４１の形成方向に対して交差する方向に設けられており、冷却経路接続部５３は内管４３と連通させるために、メイン経路接続部５０よりも端部方向に設けられている。これらにより、室外熱交換器側接続部５１は、二重管４１とアキュムレータ側接続部５４との間に設けられ、二重管４１の形成方向に対して交差して形成されており、室内熱交換器側接続部５２は、二重管４１と電子膨張弁側接続部５５との間に設けられ、二重管４１の形成方向に対して交差して形成されている。また、アキュムレータ側接続部５４と電子膨張弁側接続部５５は、下方に折り曲げられている。
【００２７】
図５は、図３のＢ−Ｂ断面図である。図６は、図５のＣ−Ｃ断面図である。図７は、図５のＤ−Ｄ断面図である。前記二重管４１は、外管４２の内径よりも内管４３の外径の方が小さく形成されているため、内管４３は外管４２の内側に挿入され、外管４２と内管４３との間に空間を有して設けられている。外管４２の内側に挿入された内管４３の位置は、直線部４５では、外管４２の断面における中央部付近に内管４３は設けられている。また、屈曲部４８は、所定の半径で曲げられて形成されているが、その曲げ半径は、外管４２よりも内管４３の方が大きく形成されているため、屈曲部４８では、内管４３は外管４２の曲げ半径の内側方向に片寄った位置に設けられている。
【００２８】
図８は、室外ユニットの概略図である。図９は、図８のＥ−Ｅ断面図である。前記多重巻型二重管熱交換器４０は、前記冷媒経路１０の室外機側３０に該当する室外ユニット７０内に収められている。この室外ユニット７０は、上半部に室外熱交換器３２が設けられており、下半部に室外ユニット７０に設けられる各機器を制御する制御ユニット７１や、前記圧縮機３１など前記室外機側３０に含まれる各機器が設けられている。多重巻型二重管熱交換器４０は、二重管４１の上部がほぼ水平方向になるように設けられ、メイン経路接続部５０及び冷却経路接続部５３は、この状態の多重巻型二重管熱交換器４０から上記のように各機器に接続されている。また、この室外ユニット７０の筐体７３は略直方体の形状で形成されている。このため、筐体７３は各側面７４同士が９０°で接続されており、筐体７３内には９０°で形成された角部７５が形成されている。多重巻型二重管熱交換器４０は、直線部４５が筐体７３の側面７４に沿って設けられ、９０°に曲げられた屈曲部４８が９０°で形成された筐体７３の角部７５付近に位置するように設けられている。
【００２９】
この実施例にかかる空気調和装置１は以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。なお、図１中の矢印のうち、実線の矢印は冷房運転中における冷媒の流れの方向を示し、破線の矢印は暖房運転中における冷媒の流れの方向を示す。まず、前記空気調和装置１を冷房として使用する場合には、前記四方弁３３を、圧縮機３１と室外熱交換器３２とを連通し、暖房操作弁３８とアキュムレータ３６とが連通する方向に切り替える。冷媒は圧縮機３１内では通常はガスの状態で存在するが、この状態で圧縮機３１を運転させると、冷媒は圧縮機３１で圧縮されて高温高圧のガスの状態になる。この高温のガス冷媒は室外熱交換器３２に向かい、室外熱交換器３２を通過する際に外気との間で熱交換がされ、温度が下げられて液冷媒になる。液冷媒は、レシーバ３４に貯留され、レシーバ３４からは貯留されている液冷媒が前記多重巻型二重管熱交換器４０の方向に向かう。
【００３０】
レシーバ３４から多重巻型二重管熱交換器４０までの経路は途中で分岐しており、レシーバ３４からの冷媒は、多重巻型二重管熱交換器４０の外管４２内に入るものと、前記電子膨張弁６０を通って多重巻型二重管熱交換器４０の内管４３内に入るものとに分かれる。レシーバ３４から外管４２内に向かう冷媒は、外管４２内を通過して室内機側２０の方向へ向かう。また、レシーバ３４から多重巻型二重管熱交換器４０までの経路の途中の分岐する方向に向かう冷媒は、電子膨張弁６０で膨張して減圧され、低温のガスの状態になる。冷媒はこの状態で多重巻型二重管熱交換器４０の内管４３内に入る。内管４３内の冷媒は、外管４２と内管４３との間にある上記の冷媒よりも温度が低いので、内管４３を介して双方の冷媒の間で熱交換が行われる。このため、レシーバ３４から外管４２内に向かう冷媒は、外管４２内を通過する際に温度が下げられて多重巻型二重管熱交換器４０を通過する。これにより、外管４２を通過する前の冷媒は、液冷媒とともにガス冷媒も含まれている場合があるが、外管４２を通過後の冷媒は、冷媒の温度が下げられることにより、ほぼ全てが液冷媒となって通過する。
【００３１】
一方、内管４３を通過する冷媒は、前記電子膨張弁６０によって温度が下げられた状態で内管４３内に入った冷媒の温度が、内管４３内を通過する際に上げられて多重巻型二重管熱交換器４０を通過する。内管４３を通過した冷媒は、前記アキュムレータ３６の入口側の経路に向かい、四方弁３３の方向からの冷媒と合流して一緒にアキュムレータ３６内に入る。なお、これらの各部の冷媒の温度は、多重巻型二重管熱交換器４０の外管４２を通過する前の冷媒の温度は４０〜４５℃程度で、通過後は２０〜３０℃となっている。また、多重巻型二重管熱交換器４０の内管４３を通過した後の冷媒の温度は、約１０℃となっている。
【００３２】
前記多重巻型二重管熱交換器４０の外管４２を通過した冷媒は、室内機側２０に向かう。室内機側２０には、電子膨張弁２２が設けられており、室外機側３０から室内機側２０に向かった冷媒は、電子膨張弁２２を通過する。電子膨張弁２２では液冷媒を膨張させ、減圧して低温の湿ったガスの状態にする。冷媒はこの状態で室内熱交換器２１の方向に向かい、室内熱交換器２１を通過する。低温で湿ったガスの状態の冷媒は、室内熱交換器２１を通過する際に、当該室内熱交換器２１の周囲の空気との間で熱交換を行い、室内熱交換器２１内の冷媒の温度は上昇して乾いたガスの状態になる。一方、室内熱交換器２１の周囲の空気は、この熱交換によって温度が下げられる。熱交換を行って乾いたガスの状態の冷媒は再び室外機側３０に戻り、四方弁３３を通ってアキュムレータ３６内に入る。その際に、前記多重巻型二重管熱交換器４０の内管４３を通過した冷媒も合わせてアキュムレータ３６内に入る。アキュムレータ３６では、冷媒中の液冷媒を除去し、ガスの状態の冷媒を前記圧縮機３１に送る。これらを繰り返すことにより、室内熱交換器２１が設けられている室内の温度を低下させることができる。
【００３３】
一方、当該空気調和装置１を暖房として使用する場合には、前記四方弁３３を、圧縮機３１と暖房操作弁３８とが連通し、室外熱交換器３２とアキュムレータ３６とが連通する方向に切り替える。この状態で圧縮機３１を回転させると、冷媒は高温高圧のガスの状態になり、この冷媒は室内機側２０に向かって室内熱交換器２１を通過する。高温高圧のガスの状態となっている冷媒は、室内熱交換器２１を通過する際に当該室内熱交換器２１の周囲の空気との間で熱交換を行い、室内熱交換器２１内の冷媒の温度が低下して液体の状態になる。一方、室内熱交換器２１の周囲の空気は、この熱交換によって温度が上昇する。冷媒はこのように液体の状態で再び室外機側３０に戻る。室外機側３０に入った液冷媒は、前記多重巻型二重管熱交換器４０の外管４２を通過し、レシーバ３４に貯留される。レシーバ３４からは貯留されている液冷媒が前記室外熱交換器３２の方向に向かう。
【００３４】
室外熱交換器３２では、液冷媒が室外熱交換器３２内を通過する際に当該室外熱交換器３２の周囲の空気と熱交換がされる。この熱交換により、液体の状態の冷媒はガスの状態になり、室外熱交換器３２を通過した冷媒はガスの状態で前記四方弁３３を介してアキュムレータ３６に向かう。アキュムレータ３６では、上記のように液冷媒を除去し、ガスの状態の冷媒を前記圧縮機３１に送る。これらを繰り返すことにより、室内熱交換器２１が設けられている室内の温度を上昇させることができる。
【００３５】
冷房時の前記多重巻型二重管熱交換器４０の詳細な作用は、前記レシーバ３４からの液冷媒は、室外熱交換器側接続部５１から当該多重巻型二重管熱交換器４０の外管４２と内管４３との間に入る。この部分から入った冷媒は、外管４２と内管４３との間を通り、室内熱交換器側接続部５２から出て、室内機側２０の方向に向かう。一方、レシーバ３４と当該多重巻型二重管熱交換器４０との間の分岐された方向に向かい、電子膨張弁６０を通過した冷媒は、電子膨張弁側接続部５５から内管４３の中に入る。この部分から入った冷媒は、内管４３の中を通り、アキュムレータ側接続部５４から出てアキュムレータ３６の方向に向かう。
【００３６】
これらの冷媒のうち、電子膨張弁側接続部５５から内管４３の中に入る冷媒は、電子膨張弁６０で減圧され、低温のガス冷媒となっている。この冷媒は内管４３内を流れるが、内管４３の外側には、前記レシーバ３４からの液冷媒が流れている。このため、内管４３の内側を流れる低温の冷媒と、内管４３の外側を流れる冷媒との間で、内管４３を介して熱交換が行われる。これにより、室外熱交換器側接続部５１から外管４２と内管４３との間に入った冷媒は、当該多重巻型二重管熱交換器４０を通過する際に、温度が下げられる。また、この部分を通過する冷媒は液冷媒であるが、僅かにガス冷媒も含まれている場合がある。液冷媒の含まれるガス冷媒も、このように冷媒の温度が下げられることにより、液冷媒となり、室内熱交換器側接続部５２から出て室内機側２０の方向に向かう。
【００３７】
このように熱交換を行う多重巻型二重管熱交換器４０は、前記直線部４５では、外管４２及び内管４３は共に直線状に形成され、且つ、内管４３が外管４２の内側の中央部付近に位置している。これにより、外管４２と内管４３との間に流れる冷媒と内管４３内を流れる冷媒は共にスムーズに流れるため、この冷媒間の熱交換は、直線部４５では均一に行われる。一方、屈曲部４８では、外管４２及び内管４３は共に９０°で曲げられており、さらに、内管４３は外管４２の曲げ半径の内側方向に片寄った位置に設けられているため、冷媒は屈曲部４８を通過する際に流れが乱れる。この乱れにより、内管４３内の冷媒、及び外管４２と内管４３との間の冷媒は、それぞれの部分で攪拌され、攪拌されつつ熱交換が行われる。また、二重管４１はほぼ水平方向に巻かれているため、直線部４５及び屈曲部４８を形成する二重管４１は、水平方向に形成され、或いは、水平方向から若干傾けられて形成されている。これにより、二重管４１内を流れる冷媒は、いずれかの部分に偏ることなく流れるため、冷媒間の熱交換は均一に行われる。このようにして多重巻型二重管熱交換器４０で熱交換が行われる冷媒は、いずれかの部分に偏ることなく、直線部４５と屈曲部４８とを交互に通過することにより、均一に熱交換が行われる。
【００３８】
以上の多重巻型二重管熱交換器４０は、冷媒の熱交換を行う部分である二重管４１に直線部４５を設けており、この直線部４５では、冷媒は二重管４１内の一部分に偏って流れるようなことがない。このため、内管４３の外周面全体で、内管４３内の冷媒及び外管４２と内管４３との間の冷媒の熱交換が行うことができる。これにより、効率よく熱交換を行うことができる。また、直線部４５では、冷媒はスムーズに流れるため、冷媒は流れに沿って順次熱交換が行われる。これにより、均一に熱交換を行うことができる。また、二重管４１に屈曲部４８を設け、直線部４５と直線部４５とを屈曲部４８で接続することにより、１本の長い二重管４１を巻くように形成して重ねて設けることができるので、二重管４１全体を小型化できる。或いは、多重巻型二重管熱交換器４０全体を小型化しつつ、二重管４１を最大限長くすることができるので、長い距離で熱交換をすることができ、過冷却を確実に行うことができる。加えて、屈曲部４８において冷媒流が攪拌状態になるので直線部４５に流入する前に偏りの是正を行なう効果も生じる。これらの結果、スペース効率を向上させつつ、熱交換の効率を向上させることができ、過冷却を確実に行うことができる。
【００３９】
また、二重管４１は、ほぼ水平方向に巻かれて形成されているため、二重管４１は水平方向、或いは水平方向に近い角度で形成されているので、二重管４１内を流れる冷媒が二重管４１内の低い部分に溜まるなど、冷媒の片寄りが抑制される。これにより、二重管４１内の冷媒全体がスムーズに流れるので、冷媒間の熱交換を均一に行うことができる。この結果、熱交換の効率を、さらに向上させることができる。
【００４０】
また、上記のように二重管４１同士を重ねる際に、直線部４５同士及び屈曲部４８同士を重ねているので、熱分布に乱れが生じない。つまり、直線部４５と屈曲部４８とでは、内側を流れる流速が異なっており、また、熱交換の効率も異なっているので、温度の変化の仕方が異なっている。このため、直線部４５と屈曲部４８とを重ねた場合には、重なっている部分に熱分布の乱れが生じる虞がある。例えば、直線部４５と屈曲部４８とを重ねた場合、流れに沿って順次熱交換が行われている直線部４５の冷媒が、屈曲部４８と重なっている部分を通過するときに、直線部４５の屈曲部４８と重なっている部分の外管４２が同一直線部４５の他の部分の外管４２と温度が異なっているため、その部分で冷媒の温度変化に乱れが生じる虞がある。これにより、二重管４１内の冷媒の熱分布に乱れが生じ、この熱分布の乱れに起因して冷媒の流れが乱れる虞ある。そこで、本発明では、直線部４５同士及び屈曲部４８同士を重ねることにより、二重管４１の外部からの要因による温度変化を抑制し、熱分布（温度勾配等）の均一化を図っている。この結果、二重管４１内で熱交換が行われる冷媒の流れや熱交換効率の乱れを抑制できる。
【００４１】
また、前記直線部４５は、効率よく、均一に冷媒の熱交換を行う事ができるので、この直線部４５はなるべく長く形成した方がよいが、直線部４５を長直線部４６と短直線部４７とから形成することにより、直線部４５を長くとることができる。この結果、熱交換の効率を向上させることができる。また、この長直線部４６と短直線部４７とでは熱交換による熱の分布の仕方が異なっているため、これらを重ねると上記の直線部４５と屈曲部４８とを重ねた場合と同様に、熱分布の乱れに起因して冷媒の流れが乱れる虞がある。このため、二重管４１を重ねる際には、長直線部４６同士及び短直線部４７同士を重ねることにより、冷媒の流れの乱れを抑制し、熱分布の均一化を図っている。また、長直線部４６同士及び短直線部４７同士を重ねることにより、二重管４１を効率良く重ねて巻いた形状で形成することができるので、多重巻型二重管熱交換器４０の小型化を図ることができる。これらの結果、二重管４１内の冷媒の流れの乱れに起因する熱分布の乱れを抑制でき、さらに、スペース効率の向上を図ることができる。
【００４２】
また、二重管４１が重ねられている部分は、長方形の形状で形成されており、当該多重巻型二重管熱交換器４０を設ける室外ユニット７０の筐体７３は、略直方体の形状で形成されているため、筐体７３の内側は角部７５を有している。このため、多重巻型二重管熱交換器４０の直線部４５を前記筐体７３の側面７４に沿わせ、屈曲部４８を筐体７３の内側の角部７５付近に位置させることにより、効率よく多重巻型二重管熱交換器４０を室外ユニット７０内に収めることができる。この結果、スペース効率をさらに向上させることができる。また、これにより、室外ユニット７０の小型化を図ることができる、或いは、室外ユニット７０の組立ての容易化を図ることができる。
【００４３】
なお、上記の実施例では、二重管４１が重ねて巻かれている部分の形状は長方形で形成されているが、二重管４１は他の形状で重ねて巻くように形成してもよい。例えば、正方形やその他の多角形など、二重管４１が直線部４５と屈曲部４８とを有して形成されていれば、全体の形状はどのような形状でも構わない。多重巻型二重管熱交換器４０を収める室外ユニット７０の内部の形状に合わせた形状に、直線部４５と屈曲部４８とで二重管４１の形状を形成することにより、スペース効率を向上させつつ、熱交換の効率を向上させることができる。
【００４４】
また、二重管４１が巻かれている巻き数は何巻きでもよく、二重管４１が１巻き以上巻かれていればその巻き数は問わない。二重管４１が少なくとも１巻き以上巻かれていることにより、１本の長い二重管４１を使用した場合でも、多重巻型二重管熱交換器４０を小型化することができる。この結果、スペース効率を向上させつつ、熱交換の効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる多重巻型二重管熱交換器及び空気調和装置は、二重管を長くすることにより熱交換の効率を向上させる場合に有用であり、特に、スペース効率を向上させる場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例に係る多重巻型二重管熱交換器を適用した空気調和装置の冷媒配管系統を示す概略図である。
【図２】本発明の実施例に係る多重巻型二重管熱交換器の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図２の斜視図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】図５のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】室外ユニットの概略図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  空気調和装置
１０  冷媒経路
２０  室内機側
２１  室内熱交換器
２２  電子膨張弁
３０  室外機側
３１  圧縮機
３２  室外熱交換器
３３  四方弁
３４  レシーバ
３６  アキュムレータ
３７  冷房操作弁
３８  暖房操作弁
４０  多重巻型二重管熱交換器
４１  二重管
４２  外管
４３  内管
４５  直線部
４６  長直線部
４７  短直線部
４８  屈曲部
５０  メイン経路接続部
５１  室外熱交換器側接続部
５２  室内熱交換器側接続部
５３  冷却経路接続部
５４  アキュムレータ側接続部
５５  電子膨張弁側接続部
６０  電子膨張弁
７０  室外ユニット
７１  制御ユニット
７２  ファン
７３  筐体
７４  側面
７５  角部
【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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【図８】
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【図９】
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