(57)【要約】  空気調和機は、圧縮機と、蒸発器として機能する室外熱交換器とを備え、前記室外熱交換器の第１熱交換部は、上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、下端部から内部を流れる冷媒が流出する複数の第１伝熱管と、横方向に延び、複数の前記第１伝熱管の下端部が接続され、複数の前記第１伝熱管から流出した冷媒が内部で合流する第１合流管と、前記第１合流管の上下方向の中央位置以下の箇所で前記第１合流管に接続され、前記第１合流管から流出した冷媒を前記圧縮機に導く流出配管と、上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、下端部から内部へ冷媒が流入する複数の第２伝熱管と、横方向に延び、複数の前記第２伝熱管の下端部が接続され、内部を流れる冷媒を複数の前記第２伝熱管へ分配する第１分配管と、前記第１伝熱管の上端部と前記第２伝熱管の上端部とを接続する第１接続部品と、を備えている。
2020255484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、少なくとも蒸発器として機能する室外熱交換器とを備え、
前記室外熱交換器は、第１熱交換部を備え、
前記第１熱交換部は、
上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流出側端部から内部を流れる冷媒が流出する複数の第１伝熱管と、
横方向に延び、複数の前記第１伝熱管の前記流出側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、複数の前記第１伝熱管から流出した冷媒が内部で合流する第１合流管と、
前記第１合流管の上下方向の中央位置以下の箇所で前記第１合流管に接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、前記第１合流管から流出した冷媒を前記圧縮機に導く流出配管と、
上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流入側端部から内部へ冷媒が流入する複数の第２伝熱管と、
横方向に延び、複数の前記第２伝熱管の前記流入側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、内部を流れる冷媒を複数の前記第２伝熱管へ分配する第１分配管と、
前記第１伝熱管の上端部と前記第２伝熱管の上端部とを接続し、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、前記第２伝熱管から流出した冷媒を前記第１伝熱管に導く第１接続部品と、
を備えている空気調和機。
【請求項２】
前記第１分配管は、
該第１分配管に供給された冷媒が内部を流れる配管であり、外周面を貫通する複数のオリフィスが形成された内側配管と、
前記内側配管の外周側に配置され、前記オリフィスを通って前記内側配管から流出した冷媒が内部を流れる外側配管と、
を備え、
複数の前記第２伝熱管の前記流入側端部は、前記外側配管と接続されている請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記内側配管は、
前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際の該内側配管内の冷媒の流れ方向において下流側となる端部から規定長さの範囲の内径が、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際の該内側配管内の冷媒の流れ方向において前記範囲よりも上流側となる箇所の内径よりも小さくなっている請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
複数の前記オリフィスのうちの任意の１つを第１オリフィスとし、
複数の前記オリフィスのうち、前記第１オリフィス以外の前記オリフィスを第２オリフィスとした場合、
前記第２オリフィスのうちの少なくとも１つの内径は、前記第１オリフィスの内径と異なっている請求項２又は請求項３に記載の空気調和機。
【請求項５】
複数の前記オリフィスのうちの任意の１つを第３オリフィスとし、
複数の前記オリフィスのうち、前記第３オリフィス以外の前記オリフィスを第４オリフィスとした場合、
上下方向において、前記第４オリフィスのうちの少なくとも１つの形成位置は、前記第３オリフィスの形成位置と異なっている請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記室外熱交換器は、凝縮器としても機能可能な構成となっており、
前記室外熱交換器は、第２熱交換部を備え、
前記第２熱交換部は、
上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流出側端部から内部を流れる冷媒が流出する複数の第３伝熱管と、
横方向に延び、複数の前記第３伝熱管の前記流出側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、複数の前記第３伝熱管から流出した冷媒が内部で合流する第２合流管と、
上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流入側端部から内部へ冷媒が流入する複数の第４伝熱管と、
横方向に延び、複数の前記第４伝熱管の前記流入側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、内部を流れる冷媒を複数の前記第４伝熱管へ分配する第２分配管と、
前記第３伝熱管の上端部と前記第４伝熱管の上端部とを接続し、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、前記第４伝熱管から流出した冷媒を前記第３伝熱管に導く第２接続部品と、
を備え、
前記第２合流管は、前記第１分配管に接続されており、
前記第２熱交換部の大きさは、前記室外熱交換器の大きさの１５％以上であり、前記室外熱交換器の大きさの３５％以下となっている
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項７】
複数の前記室外熱交換器と、
平面視四角形状の筐体と、
前記筐体に収納された送風機と、
を備え、
前記筐体には、全ての側面に吸込口が形成されており、
平面視において、複数の前記室外熱交換器は、Ｌ字状又は直線状に形成されており、
平面視において、前記送風機の四方が複数の前記室外熱交換器で囲われている
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項８】
直列に接続された流路切替装置、前記室外熱交換器及び膨張弁の組を複数備え、
これらの前記組は、並列に接続されており、
複数の前記室外熱交換器の一部が蒸発器として機能している状態において、蒸発器として機能していない前記室外熱交換器を第１休止室外熱交換器とした場合、
前記第１休止室外熱交換器に接続された前記流路切替装置は、前記圧縮機の吐出口と前記第１休止室外熱交換器とを連通させる状態になる構成であり、
前記第１休止室外熱交換器と接続された前記膨張弁は、前記第１休止室外熱交換器を流れる冷媒の流量を調節する構成となっている請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項９】
前記室外熱交換器のそれぞれは、凝縮器としても機能可能な構成となっており、
複数の前記室外熱交換器の一部が凝縮器として機能している状態において、凝縮器として機能していない前記室外熱交換器を第２休止室外熱交換器とした場合、
前記第２休止室外熱交換器に接続された前記流路切替装置は、前記圧縮機の吸入口と前記第１休止室外熱交換器とを連通させる状態になる構成であり、
前記第２休止室外熱交換器と接続された前記膨張弁は、前記第２休止室外熱交換器を流れる冷媒の流量を調節する構成となっている請求項８に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、少なくとも暖房運転可能な空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機の室外熱交換器として、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。分配管とは、複数の伝熱管の冷媒の流入側端部に接続され、内部を流れる冷媒を該分配管に接続された複数の伝熱管に分配するものである。合流管とは、複数の伝熱管の冷媒の流出側端部に接続され、該合流管に接続された複数の伝熱管から流出した冷媒が内部で合流するものである。複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、複数の伝熱管は、横方向に延び、上下方向に間隔を空けて並べられている。このため、分配管及び合流管は、上下方向に延びる構成となる。また、空気調和機が暖房運転を行う場合、換言すると室外熱交換器が蒸発器として機能する場合、合流管から流出した冷媒は、圧縮機に導かれ、圧縮機において圧縮される。詳しくは、上下方向に延びる合流管には、上下方向の途中部に、合流管から流出した冷媒を圧縮機に導く流出配管が接続されている。合流管から流出した冷媒は、流出配管に流入し、該流出配管を通って圧縮機に導かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１７４８３０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空気調和機の圧縮機には、圧縮機内部の摺動部分の潤滑、圧縮機構部の隙間のシール等を目的として、冷凍機油が貯留されている。圧縮機が冷媒を圧縮して吐出する際、圧縮機内の冷凍機油の一部も、圧縮された冷媒と共に圧縮機から流出する。圧縮機から流出した冷凍機油は、冷凍サイクル回路内を回り、圧縮機へ戻ってくる。このため、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器が採用されている空気調和機においては、室外熱交換器が蒸発器として機能する暖房運転時、圧縮機から流出した冷凍機油は、複数の伝熱管から合流管に流入して合流し、流出配管を通って圧縮機に戻ることとなる。【０００５】
ここで、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、合流管は、上下方向に延びる構成となっている。このため、合流管内の冷凍機油は、重力の影響によって、合流管の下端部に溜まりやすい。したがって、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器が採用されている空気調和機においては、室外熱交換器が蒸発器として機能する暖房運転時、合流管の下端部に冷凍機油が溜まって、圧縮機内の冷凍機油が不足し、空気調和機の信頼性が低下してしまうという課題があった。【０００６】
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、合流管に冷凍機油が溜まることによって圧縮機内の冷凍機油が不足することを抑制することができる空気調和機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る空気調和機は、圧縮機と、少なくとも蒸発器として機能する室外熱交換器とを備え、前記室外熱交換器は、第１熱交換部を備え、前記第１熱交換部は、上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流出側端部から内部を流れる冷媒が流出する複数の第１伝熱管と、横方向に延び、複数の前記第１伝熱管の前記流出側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、複数の前記第１伝熱管から流出した冷媒が内部で合流する第１合流管と、前記第１合流管の上下方向の中央位置以下の箇所で前記第１合流管に接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、前記第１合流管から流出した冷媒を前記圧縮機に導く流出配管と、上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流入側端部から内部へ冷媒が流入する複数の第２伝熱管と、横方向に延び、複数の前記第２伝熱管の前記流入側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、内部を流れる冷媒を複数の前記第２伝熱管へ分配する第１分配管と、前記第１伝熱管の上端部と前記第２伝熱管の上端部とを接続し、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、前記第２伝熱管から流出した冷媒を前記第１伝熱管に導く第１接続部品と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る空気調和機においては、室外熱交換器の第１合流管は、横方向に延びる構成となっている。また、本開示に係る空気調和機においては、流出配管は、第１合流管の上下方向の中央位置以下の箇所で、第１合流管と接続されている。このため、本開示に係る空気調和機においては、第１合流管内で冷凍機油が流出配管から流出しにくい場所に溜まることを抑制でき、圧縮機内の冷凍機油が不足することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る空気調和機の冷媒回路図である。
【図２】実施の形態に係る空気調和機の室外機の縦断面図である。
【図３】実施の形態に係る空気調和機の室外機の横断面図である。
【図４】実施の形態に係る空気調和機の室外機の変形例を示す横断面図である。
【図５】実施の形態に係る室外熱交換器の側面図である。
【図６】図５のＡ矢視図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】図５のＣ矢視図である。
【図９】図７のＤ−Ｄ断面図である。
【図１０】図７のＥ−Ｅ断面図である。
【図１１】実施の形態に係る室外熱交換器の別の一例における第２熱交換部の合流管近傍を示した図である。
【図１２】実施の形態に係る空気調和機における暖房運転時の動作を説明するための図である。
【図１３】実施の形態に係る空気調和機における低暖房負荷状態での暖房運転時の動作を説明するための図である。
【図１４】実施の形態に係る空気調和機における冷房運転時の動作を説明するための図である。
【図１５】実施の形態に係る空気調和機における低冷房負荷状態での冷房運転時の動作を説明するための図である。
【図１６】実施の形態に係る空気調和機における室外熱交換器の分配管の変形例を示す図である。
【図１７】実施の形態に係る空気調和機における室外熱交換器の分配管の変形例を示す図である。
【図１８】実施の形態に係る空気調和機における室外熱交換器の分配管の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態．
図１は、実施の形態に係る空気調和機の冷媒回路図である。
空気調和機１は、圧縮機２、凝縮器として機能する室内熱交換器３、膨張弁４、及び、蒸発器として機能する室外熱交換器を備えている。圧縮機２、室内熱交換器３、膨張弁４、及び室外熱交換器が冷媒配管によって接続され、冷凍サイクル回路が形成されている。なお、冷凍サイクル回路を循環する冷媒の種類は、限定されない。Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２及びＣＯ２等、本実施の形態に係る冷凍サイクル回路を循環する冷媒として種々の冷媒を用いることができる。
【００１１】
圧縮機２は、冷媒を圧縮するものである。圧縮機２で圧縮された冷媒は、吐出されて室内熱交換器３へ送られる。圧縮機２は、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機、又は往復圧縮機等で構成することができる。
【００１２】
室内熱交換器３は、暖房運転時、凝縮器として機能するものである。室内熱交換器３は、例えば、フィンアンドチューブ型熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器、又はプレート熱交換器等で構成することができる。
【００１３】
膨張弁４は、凝縮器から流出した冷媒を膨張させて減圧するものである。膨張弁４は、例えば冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁等で構成するとよい。
【００１４】
室外熱交換器は、暖房運転時、蒸発器として機能するものである。本実施の形態では、２つの室外熱交換器を備えている。具体的には、本実施の形態では、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２を備えている。そして、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２は、膨張弁４と圧縮機２の吸入側との間に、並列に接続されている。また、本実施の形態では、空気調和機１の冷凍サイクル回路には、室外熱交換器４１を流れる冷媒の流量を調節する膨張弁５、及び、室外熱交換器４２を流れる冷媒の流量を調節する膨張弁６も設けられている。室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２の詳細構成については、後述する。なお、空気調和機１が備える室外熱交換器の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【００１５】
また、空気調和機１は、暖房運転に加えて冷房運転も可能とするため、圧縮機２の吐出側に設けられた流路切替装置７及び流路切替装置８を備えている。流路切替装置７及び流路切替装置８は、冷房運転と暖房運転とにおいて冷媒の流れを切り替えるものである。本実施の形態では、流路切替装置７及び流路切替装置８として、四方弁を用いている。また、図１に示すように、本実施の形態に係る空気調和機１においては、直列に接続された流路切替装置、室外熱交換器及び膨張弁の組を複数備え、これらの組が並列に接続された構成となっている。なお、二方弁又は三方弁等を用いて、流路切替装置７及び流路切替装置８を構成してもよい。
【００１６】
流路切替装置７は、室外熱交換器４１の接続先を、圧縮機２の吐出口又は圧縮機の吸入口に切り替えるものである。詳しくは、冷房運転時、流路切替装置７は、圧縮機２の吐出口と室外熱交換器４１とを接続するように切り替えられる。この際、流路切替装置７は、圧縮機２の吸入口と室内熱交換器３とを接続する状態となる。また、暖房運転時、流路切替装置７は、圧縮機２の吸入口と室外熱交換器４１とを接続するように切り替えられる。この際、流路切替装置７は、圧縮機２の吐出口と室内熱交換器３とを接続する状態となる。また、流路切替装置８は、室外熱交換器４２の接続先を、圧縮機２の吐出口又は圧縮機の吸入口に切り替えるものである。詳しくは、冷房運転時、流路切替装置８は、圧縮機２の吐出口と室外熱交換器４２とを接続するように切り替えられる。また、暖房運転時、流路切替装置８は、圧縮機２の吸入口と室外熱交換器４２とを接続するように切り替えられる。すなわち、冷房運転時、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２が凝縮器として機能し、室内熱交換器３が蒸発器として機能する。
【００１７】
また、空気調和機１は、冷凍サイクル回路内の余剰冷媒を貯留するアキュームレータ１０を備えている。アキュームレータ１０は、圧縮機２の吸入側に設けられている。また、空気調和機１は、圧縮機２から吐出された冷媒中から冷凍機油を分離する油分離器９を備えている。油分離器９は、圧縮機２の吐出側に設けられている。油分離器９によって冷媒から分離された冷凍機油は、圧縮機２とアキュームレータ１０とを接続している冷媒配管に戻される。
【００１８】
また、空気調和機１は、制御装置８０を備えている。制御装置８０は、専用のハードウェア、又はメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）で構成されている。なお、ＣＰＵは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はプロセッサともいう。
【００１９】
制御装置８０が専用のハードウェアである場合、制御装置８０は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。制御装置８０が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウェアで実現してもよい。
【００２０】
制御装置８０がＣＰＵの場合、制御装置８０が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置８０の各機能を実現する。ここで、メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、又はＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。
【００２１】
なお、制御装置８０の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。
【００２２】
制御装置８０は、空気調和機１の各アクチュエータを制御するものである。換言すると、制御装置８０は、空気調和機１の各アクチュエータを制御する機能部として、制御部を備えている。例えば、制御装置８０は、圧縮機２の起動、圧縮機２の停止、圧縮機２の駆動周波数、膨張弁４の開度、膨張弁５の開度、及び膨張弁６の開度を制御する。また例えば、制御装置８０は、流路切替装置７及び流路切替装置８を制御し、流路切替装置７の流路及び流路切替装置８の流路を切り替える。
【００２３】
空気調和機１を構成する上述の各構成は、室外機２０又は室内機３０に収納されている。本実施の形態では、圧縮機２、膨張弁５、膨張弁６、流路切替装置７、流路切替装置８、油分離器９、アキュームレータ１０、室外熱交換器４１、室外熱交換器４２及び制御装置８０が、室外機２０に収納されている。また、室内熱交換器３及び膨張弁４が、室内機３０に収納されている。なお、本実施の形態では２つの室内機３０が並列に設けられているが、室内機３０の数は任意である。
【００２４】
図２は、実施の形態に係る空気調和機の室外機の縦断面図である。図３は、実施の形態に係る空気調和機の室外機の横断面図である。なお、図３は、室外機２０の送風機室２３の横断面図となっている。また、図３には、平面視における送風機２９の位置を、想像線である二点鎖線で示している。
【００２５】
室外機２０は、略直方体形状の筐体２１を備えている。すなわち、筐体２１は、平面視四角形状となっている。この筐体２１の下部は、圧縮機２等が収納された機械室２２となっている。また、筐体２１の上部は、送風機２９、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２等が収納された送風機室２３となっている。
【００２６】
送風機室２３の全ての側面には、吸込口が形成されている。具体的には、側面２４には、吸込口２４ａが形成されている。側面２４に隣接する側面２５には、吸込口２５ａが形成されている。側面２５に隣接する側面２６には、吸込口２６ａが形成されている。側面２４及び側面２６に隣接する側面２７には、吸込口２７ａが形成されている。また、室外熱交換器４１は、平面視Ｌ字状に形成されており、吸込口２４ａ及び吸込口２５ａと対向するように、送風機室２３に収納されている。また、室外熱交換器４２は、平面視Ｌ字状に形成されており、吸込口２６ａ及び吸込口２７ａと対向するように、送風機室２３に収納されている。
【００２７】
送風機室２３の上面２８には、吹出口２８ａが形成されている。また、吹出口２８ａには、例えばプロペラファンである送風機２９が配置されている。このため、送風機２９が回転することにより、吸込口２４ａ及び吸込口２５ａから送風機室２３内に吸い込まれる室外空気は、室外熱交換器４１を流れる冷媒と熱交換することとなる。また、吸込口２６ａ及び吸込口２７ａから送風機室２３内に吸い込まれる室外空気は、室外熱交換器４２を流れる冷媒と熱交換することとなる。そして、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２と熱交換後の室外空気は、吹出口２８ａから室外機２０の外部へ吹き出される。ここで、図３に示すように、筐体２１の送風機室２３の全ての側面に吸込口が形成されている。そして、平面視において、送風機２９の四方が室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２で囲われている。このように構成することにより、各吸込口から均一に、筐体２１の送風機室２３内へ空気を吸い込むことができる。この結果、送風機２９の騒音を抑制でき、送風機２９の消費電力を低減することもできる。
【００２８】
なお、送風機室２３に形成されている吸込口の位置は、一例である。例えば、送風機室２３は、吸込口が形成されていない側面を有していてもよい。また、空気調和機１が備える室外熱交換器の上述した平面形状も、あくまでも一例である。例えば、空気調和機１が備える室外熱交換器の上述した平面形状は、平面視で直線状となっていてもよい。
【００２９】
図４は、実施の形態に係る空気調和機の室外機の変形例を示す横断面図である。
室外機２０が大きい場合、上述のように平面視Ｌ字状の２つの室外熱交換器で送風機２９の四方を囲んだ場合、一つ一つの室外熱交換器の大きさが大きくなる。この結果、室外熱交換器を筐体２１に組み付ける際の作業性が悪くなる。このため、室外機２０が大きい場合、３つ以上の室外熱交換器で、送風機２９の四方を囲むことが好ましい。例えば、図４に示す空気調和機１の室外機２０では、平面視において、送風機２９の四方は、３つの室外熱交換器で囲まれている。具体的には、図４に示す空気調和機１は、室外熱交換器４０、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２を備えている。室外熱交換器４０は、平面視直線状に形成されており、側面２４の吸込口２４ａと対向するように、室外機２０の送風機室２３に収納されている。室外熱交換器４１は、平面視Ｌ字状に形成されており、側面２５の吸込口２５ａ及び側面２６の吸込口２６ａと対向するように、室外機２０の送風機室２３に収納されている。室外熱交換器４２は、平面視Ｌ字状に形成されており、側面２６の吸込口２６ａ及び側面２７の吸込口２７ａと対向するように、室外機２０の送風機室２３に収納されている。
【００３０】
室外機２０が大きい場合、このように３つ以上の室外熱交換器で送風機２９の四方を囲むことで、一つ一つの室外熱交換器が大きくなることを抑制でき、室外熱交換器を筐体２１に組み付ける際の作業性を向上できる。なお、室外熱交換器の数が多くなるほど、室外熱交換器に直列に接続された流路切替装置及び膨張弁の数も多くなる。このため、室外熱交換器の数が多くなるほど、空気調和機１のコストが上昇する。したがって、室外熱交換器を筐体２１に組み付ける際の作業性と空気調和機１のコストを比較しながら、空気調和機１が備える室外熱交換器の数を決定するのが好ましい。
【００３１】
続いて、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２の詳細構成について説明する。なお、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２は基本的に同様の構成となっている。このため、以下では、室外熱交換器４１の詳細構成について説明する。
【００３２】
図５は、実施の形態に係る室外熱交換器の側面図である。この図５は、平面視Ｌ字状に形成する前の室外熱交換器４１を示している。すなわち、図５に示す室外熱交換器４１を折り曲げ箇所４９で折り曲げることにより、図３で示した平面視Ｌ字状の室外熱交換器４１となる。図６は、図５のＡ矢視図である。図７は、図５のＢ−Ｂ断面図である。図８は、図５のＣ矢視図である。図９は、図７のＤ−Ｄ断面図である。図１０は、図７のＥ−Ｅ断面図である。なお、図５〜図９に示す白抜きの矢印は、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時に、室外熱交換器４１を流れる冷媒の流れ方向を示している。
【００３３】
室外熱交換器４１は、第１熱交換部６０を備えている。室外熱交換器４１は第１熱交換部６０のみで構成されていてもよいが、本実施の形態に係る室外熱交換器４１は、第１熱交換部６０に加え、第２熱交換部５０も備えている。第１熱交換部６０と第２熱交換部５０は、直列に接続されている。また、第２熱交換部５０は、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する際の冷媒の流れ方向において、第１熱交換部６０の上流側となる。以下では、まず、第１熱交換部６０について説明する。その後、第２熱交換部５０について説明する。
【００３４】
第１熱交換部６０は、第１伝熱管に相当する複数の伝熱管６２と、第１合流管に相当する合流管６４と、流出配管４７と、第２伝熱管に相当する複数の伝熱管６１と、第１分配管に相当する分配管６３と、第１接続部品に相当する接続部品６５とを備えている。
【００３５】
伝熱管６２のそれぞれには、冷媒流路４３ａが形成されている。本実施の形態では、図１０に示すように、伝熱管６２として扁平管を用いている。具体的には、伝熱管６２は、冷媒流路４３ａの延びる方向と垂直な断面形状が例えば長丸形状等の扁平形状となっている。また、伝熱管６２には、複数の冷媒流路４３ａが形成されている。また、複数の伝熱管６１のそれぞれも、伝熱管６２と同様の扁平管となっている。また、第２熱交換部５０の後述する伝熱管５１及び伝熱管５２のそれぞれも、伝熱管６２と同様の扁平管となっている。なお、伝熱管５１、伝熱管５２、伝熱管６１及び伝熱管６２として、円管等の伝熱管を使用してもよい。
【００３６】
分配管６３は、横方向に延びている。この分配管６３には、第２熱交換部５０の後述する合流管５４が接続されている。室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、第２熱交換部５０の合流管５４から分配管６３へ冷媒が流入することとなる。分配管６３は、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時に、内部を流れる冷媒を複数の伝熱管６１に分配するものである。なお、本実施の形態でいう横方向とは、水平方向に限定されるものではない。水平方向に対して傾いていてもよい。
【００３７】
伝熱管６１のそれぞれは、上下方向に延びている。また、複数の伝熱管６１は、室外熱交換器４１が平面視Ｌ字状に形成されて送風機室２３に配置された際に吸込口に沿うように、横方向に間隔を空けて並べられている。これらの伝熱管６１は、下端部が分配管６３に接続されている。このため、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、分配管６３から各伝熱管６１へ冷媒が分配された際、伝熱管６１の下端部から該伝熱管６１の内部に冷媒が流入し、伝熱管６１の上端部から冷媒が流出することとなる。すなわち、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、伝熱管６１は、下端部が流入側端部６１ａとなり、上端部が流出側端部６１ｂとなる。なお、本実施の形態でいう上下方向とは、鉛直方向に限定されるものではない。鉛直方向に対して傾いていてもよい。
【００３８】
なお、本実施の形態では、分配管６３は、図９に示すように、複数の配管で構成されている。詳しくは、分配管６３は、内側配管７１及び外側配管７５を備えている。内側配管７１は、分配管６３に供給された冷媒が内部を流れる配管である。すなわち、第２熱交換部５０の後述する合流管５４は内側配管７１と連通しており、第２熱交換部５０の合流管５４から内側配管７１へ冷媒が流入する。この内側配管７１には、外周面を貫通する複数のオリフィス７２が形成されている。複数のオリフィス７２は、例えば、同じ内径となっており、内側配管７１の下部に形成されている。外側配管７５は、内側配管７１の外周側に配置されている。このため、オリフィス７２を通って内側配管７１から流出した冷媒は、外側配管７５の内部を流れることとなる。伝熱管６１の下端部は、外側配管７５と接続されている。すなわち、外側配管７５の内部を流れる冷媒が、各伝熱管６１へ分配される。
【００３９】
伝熱管６２のそれぞれは、上下方向に延びている。また、複数の伝熱管６２は、室外熱交換器４１が平面視Ｌ字状に形成されて送風機室２３に配置された際に吸込口に沿うように、横方向に間隔を空けて並べられている。また、複数の伝熱管６２と複数の伝熱管６１とは、筐体２１の側面に形成された吸込口を通る気流方向に沿って、並んでいる。本実施の形態では、複数の伝熱管６２が、筐体２１の側面に形成された吸込口を通る気流方向において、複数の伝熱管６１の上流側に配置されている。
【００４０】
接続部品６５は、伝熱管６１の上端部と伝熱管６２の上端部とを接続している。このため、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、伝熱管６１の上端部から流出した冷媒は、接続部品６５によって、伝熱管６２の上端部へ導かれる。したがって、伝熱管６２の上端部から該伝熱管６２の内部に冷媒が流入し、伝熱管６２の下端部から冷媒が流出することとなる。すなわち、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、伝熱管６２は、上端部が流入側端部６２ａとなり、下端部が流出側端部６２ｂとなる。
【００４１】
合流管６４は、横方向に延びている。この合流管６４には伝熱管６２のそれぞれの下端部が接続されている。室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、複数の伝熱管６２から流出した冷媒は、合流管６４の内部で合流する。
【００４２】
合流管６４には、流出配管４７が接続されている。流出配管４７は、合流管６４の下部で、合流管６４と接続されている。なお、本実施の形態では、流出配管４７の中心軸４７ａと合流管６４の外周面との交点を、流出配管４７と合流管６４との接続箇所とする。室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、合流管６４から流出した冷媒は、流出配管４７に流入することとなる。流出配管４７は、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、合流管６４から流出した冷媒を圧縮機２の吸入側へ導く配管である。詳しくは、流出配管４７は、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、流路切替装置７及びアキュームレータ１０を介して、圧縮機２の吸入側へ接続される。すなわち、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、流出配管４７に流入した冷媒は、流路切替装置７及びアキュームレータ１０を通って、圧縮機２に吸入される。
【００４３】
なお、流出配管４７の合流管６４への接続箇所は、合流管６４の下部に限定されない。
図１１は、実施の形態に係る室外熱交換器の別の一例における第２熱交換部の合流管近傍を示した図である。この図１１の観察方向は、図７の観察方向と同じである。流出配管４７は、合流管６４の上下方向の中央位置以下の箇所で、合流管６４と接続されていればよい。
【００４４】
第２熱交換部５０は、第３伝熱管に相当する複数の伝熱管５２と、第２合流管に相当する合流管５４と、第４伝熱管に相当する複数の伝熱管５１と、第２分配管に相当する分配管５３と、第２接続部品に相当する接続部品５５とを備えている。
【００４５】
分配管５３は、横方向に延びている。この分配管６３には、流入配管４５が接続されている。室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、流入配管４５から分配管５３へ冷媒が流入することとなる。分配管５３は、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時に、内部を流れる冷媒を複数の伝熱管５１に分配するものである。
【００４６】
伝熱管５１のそれぞれは、上下方向に延びている。また、複数の伝熱管５１は、室外熱交換器４１が平面視Ｌ字状に形成されて送風機室２３に配置された際に吸込口に沿うように、横方向に間隔を空けて並べられている。これらの伝熱管５１は、下端部が分配管５３に接続されている。このため、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、分配管５３から各伝熱管５１へ冷媒が分配された際、伝熱管５１の下端部から該伝熱管５１の内部に冷媒が流入し、伝熱管５１の上端部から冷媒が流出することとなる。すなわち、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、伝熱管５１は、下端部が流入側端部５１ａとなり、上端部が流出側端部５１ｂとなる。
【００４７】
伝熱管５２のそれぞれは、上下方向に延びている。また、複数の伝熱管５２は、室外熱交換器４１が平面視Ｌ字状に形成されて送風機室２３に配置された際に吸込口に沿うように、横方向に間隔を空けて並べられている。また、複数の伝熱管５２と複数の伝熱管５１とは、筐体２１の側面に形成された吸込口を通る気流方向に沿って、並んでいる。本実施の形態では、複数の伝熱管５１が、筐体２１の側面に形成された吸込口を通る気流方向において、複数の伝熱管５２の上流側に配置されている。
【００４８】
接続部品５５は、伝熱管５１の上端部と伝熱管５２の上端部とを接続している。このため、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、伝熱管５１の上端部から流出した冷媒は、接続部品５５によって、伝熱管５２の上端部へ導かれる。したがって、伝熱管５２の上端部から該伝熱管５２の内部に冷媒が流入し、伝熱管５２の下端部から冷媒が流出することとなる。すなわち、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、伝熱管５２は、上端部が流入側端部５２ａとなり、下端部が流出側端部５２ｂとなる。
【００４９】
合流管５４は、横方向に延びている。この合流管５４には伝熱管５２のそれぞれの下端部が接続されている。室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、複数の伝熱管５２から流出した冷媒は、合流管５４の内部で合流する。上述のように、合流管５４は、第１熱交換部６０の分配管６３と接続されている。このため、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、第２熱交換部５０を流れた冷媒が、第１熱交換部６０に流入することとなる。
【００５０】
なお、室外熱交換器４１は、第１熱交換部６０だけで構成されていてもよい。この場合、流入配管４５は、分配管６３に接続されることとなる。また、分配管６３が上述のように内側配管７１及び外側配管７５を備える場合、流入配管４５は、内側配管７１と連通する。
【００５１】
続いて、本実施の形態に係る空気調和機１の動作について説明する。
まず、空気調和機１が暖房運転を行う際の動作について説明する。
【００５２】
図１２は、実施の形態に係る空気調和機における暖房運転時の動作を説明するための図である。なお、図１２に示す白抜きの矢印は、冷媒の流れ方向を示している。
空気調和機１が暖房運転を行う場合、制御装置８０は、流路切替装置７の流路及び流路切替装置８の流路を、図１２に実線で示す流路に切り替える。これにより、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２が蒸発器として機能することとなる。そして、制御装置８０は、圧縮機２を起動した後、圧縮機２の駆動周波数、膨張弁４の開度、膨張弁５の開度、及び膨張弁６の開度を制御する。これにより、空気調和機１の暖房運転が開始される。
【００５３】
空気調和機１の暖房運転時、圧縮機２の吐出口から吐出された高温高圧のガス状冷媒は、流路切替装置７を通って、室内熱交換器３に流入する。室内熱交換器３に流入した高温高圧のガス状冷媒は、室内空気を暖める際に冷却され、高圧の液状冷媒となって室内熱交換器３から流出する。室内熱交換器３から流出した高圧の液状冷媒の一部は、膨張弁４及び膨張弁５を通り、室外熱交換器４１に流入する。この際、膨張弁４及び膨張弁５を通る冷媒は、膨張弁４及び膨張弁５のうちの少なくとも一方で減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。このため、室外熱交換器４１には、低温低圧の気液二相冷媒が流入する。また、室内熱交換器３から流出した高圧の液状冷媒の残りの一部は、膨張弁４及び膨張弁６を通り、室外熱交換器４２に流入する。この際、膨張弁４及び膨張弁６を通る冷媒は、膨張弁４及び膨張弁６のうちの少なくとも一方で減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。このため、室外熱交換器４２には、低温低圧の気液二相冷媒が流入する。
【００５４】
室外熱交換器４１に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、室外空気に加熱されて蒸発し、低圧のガス状冷媒となって室外熱交換器４１から流出する。室外熱交換器４１から流出した低圧のガス状冷媒は、流路切替装置７を通過する。また、室外熱交換器４２に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、室外空気に加熱されて蒸発し、低圧のガス状冷媒となって室外熱交換器４２から流出する。室外熱交換器４２から流出した低圧のガス状冷媒は、流路切替装置８を通過する。流路切替装置７を通過した低圧のガス状冷媒と、流路切替装置８を通過した低圧のガス状冷媒とは、合流した後にアキュームレータ１０を通り、圧縮機２の吸入口から該圧縮機２に吸入される。圧縮機２に吸入された低圧のガス状冷媒は、圧縮機２で圧縮され、高温高圧のガス状冷媒となって圧縮機２の吐出口から吐出される。
【００５５】
制御装置８０は、空気調和機１が担う暖房負荷に応じて圧縮機２の駆動周波数を制御し、空気調和機１の暖房能力を調整する。このため、一部の室内機３０の運転が停止した場合等、空気調和機１が担う暖房負荷が小さくなった場合には、制御装置８０は、圧縮機２の駆動周波数を下げる。この際、従来の空気調和機においては、圧縮機の駆動周波数を最低周波数に下げても、空気調和機が担う暖房負荷に対して空気調和機の暖房能力が大きくなる場合、制御装置は、圧縮機を一旦停止させる。そして、制御装置は、圧縮機の起動及び停止を繰り返しながら、空気調和機の暖房能力を、暖房負荷に対応する暖房能力に調整する。しかしながら、このような制御方法では、室内の温度ムラが大きくなり、室内の人間が不快に感じてしまう。このため、本実施の形態に係る空気調和機１においては、従来の空気調和機では圧縮機の起動及び停止を繰り返す低暖房負荷状態となった場合、次のように動作する。
【００５６】
上述のように、本実施の形態に係る空気調和機１は、直列に接続された流路切替装置、室外熱交換器及び膨張弁の組を複数備え、これらの組が並列に接続された構成となっている。このため、空気調和機１は、一部の室外熱交換器を蒸発器として機能させず、蒸発器として機能しない少なくとも１つの室外熱交換器に冷媒を流すことにより、低暖房負荷状態において圧縮機２の起動及び停止の繰り返しを抑制することができる。以下、低暖房負荷状態における空気調和機１の動作について具体的に説明する。なお、以下では、複数の室外熱交換器の一部が蒸発器として機能している状態において、蒸発器として機能していない室外熱交換器を第１休止室外熱交換器とする。また、以下では、室外熱交換器４１が蒸発器として機能し、室外熱交換器４２が第１休止室外熱交換器となる例を用いて、低暖房負荷状態における空気調和機１の動作について説明する。
【００５７】
図１３は、実施の形態に係る空気調和機における低暖房負荷状態での暖房運転時の動作を説明するための図である。なお、図１３に示す白抜きの矢印は、冷媒の流れ方向を示している。
低暖房負荷状態となった場合、制御装置８０は、第１休止室外熱交換器である室外熱交換器４２に接続された流路切替装置８の流路を、図１３に実線で示す流路に切り替える。具体的には、制御装置８０は、流路切替装置８の流路を、圧縮機２の吐出口と室外熱交換器４２とを連通させる流路に切り替える。また、低暖房負荷状態となった場合、制御装置８０は、第１休止室外熱交換器である室外熱交換器４２に接続された膨張弁６の開度を制御し、室外熱交換器４２に流れる冷媒の流量を調節する。すなわち、低暖房負荷状態となった場合、空気調和機１においては、流路切替装置８が圧縮機２の吐出口と室外熱交換器４２とを連通させる状態になる構成であり、膨張弁６が室外熱交換器４２に流れる冷媒の流量を調節する構成となる。
【００５８】
空気調和機１がこのような状態になると、圧縮機２の吐出口から吐出された高温高圧のガス状冷媒の一部は、流路切替装置８、室外熱交換器４２及び膨張弁６を通って、膨張弁４と膨張弁５との間に流れ込むこととなる。すなわち、圧縮機２の吐出口から吐出された高温高圧のガス状冷媒の一部は、室内熱交換器３をバイパスして流れることができる。また、膨張弁６の開度を制御して、室外熱交換器４２に流れる冷媒の流量を調節することにより、室内熱交換器３を流れる冷媒の量を調節することもできる。このため、空気調和機１は、低暖房負荷状態においても、圧縮機２を停止させることなく、暖房負荷に対応する暖房能力となることができる。したがって、空気調和機１は、低暖房負荷状態において圧縮機２の起動及び停止の繰り返しを抑制することができる。
【００５９】
次に、空気調和機１が冷房運転を行う際の動作について説明する。
【００６０】
図１４は、実施の形態に係る空気調和機における冷房運転時の動作を説明するための図である。なお、図１４に示す白抜きの矢印は、冷媒の流れ方向を示している。
空気調和機１が冷房運転を行う場合、制御装置８０は、流路切替装置７の流路及び流路切替装置８の流路を、図１４に実線で示す流路に切り替える。これにより、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２が凝縮器として機能することとなる。そして、制御装置８０は、圧縮機２を起動した後、圧縮機２の駆動周波数、膨張弁４の開度、膨張弁５の開度、及び膨張弁６の開度を制御する。これにより、空気調和機１の冷房運転が開始される。
【００６１】
空気調和機１の冷房運転時、圧縮機２の吐出口から吐出された高温高圧のガス状冷媒の一部は、流路切替装置７を通って、室外熱交換器４１に流入する。また、圧縮機２の吐出口から吐出された高温高圧のガス状冷媒の残りの一部は、流路切替装置８を通って、室外熱交換器４２に流入する。室外熱交換器４１に流入した高温高圧のガス状冷媒は、室外空気に冷却されて凝縮し、高圧の液状冷媒となって室外熱交換器４１から流出する。室外熱交換器４１から流出した冷媒は、膨張弁５を通過する。室外熱交換器４２に流入した高温高圧のガス状冷媒もまた、室外空気に冷却されて凝縮し、高圧の液状冷媒となって室外熱交換器４２から流出する。室外熱交換器４２から流出した冷媒は、膨張弁６を通過する。膨張弁５を通過した高圧の液状冷媒と膨張弁６を通過した高圧の液状冷媒とは、膨張弁４を通って、室内熱交換器３に流入する。この際、室外熱交換器４１から流出した高圧の液状冷媒は、膨張弁５及び膨張弁４のうちの少なくとも一方で減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。また、室外熱交換器４２から流出した高圧の液状冷媒は、膨張弁６及び膨張弁４のうちの少なくとも一方で減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。このため、室内熱交換器３には、低温低圧の気液二相冷媒が流入する。
【００６２】
室内熱交換器３に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、室内空気を冷却する際に加熱され、低圧のガス状冷媒となって室内熱交換器３から流出する。室内熱交換器３から流出した低圧のガス状冷媒は、流路切替装置７及びアキュームレータ１０を通り、圧縮機２の吸入口から該圧縮機２に吸入される。圧縮機２に吸入された低圧のガス状冷媒は、圧縮機２で圧縮され、高温高圧のガス状冷媒となって圧縮機２の吐出口から吐出される。
【００６３】
制御装置８０は、空気調和機１が担う冷房負荷に応じて圧縮機２の駆動周波数を制御し、空気調和機１の冷房能力を調整する。このため、一部の室内機３０の運転が停止した場合等、空気調和機１が担う冷房負荷が小さくなった場合には、制御装置８０は、圧縮機２の駆動周波数を下げる。この際、従来の空気調和機においては、圧縮機の駆動周波数を最低周波数に下げても、空気調和機が担う冷房負荷に対して空気調和機の冷房能力が大きくなる場合、制御装置は、圧縮機を一旦停止させる。そして、制御装置は、圧縮機の起動及び停止を繰り返しながら、空気調和機の冷房能力を、冷房負荷に対応する冷房能力に調整する。しかしながら、このような制御方法では、室内の温度ムラが大きくなり、室内の人間が不快に感じてしまう。このため、本実施の形態に係る空気調和機１においては、従来の空気調和機では圧縮機の起動及び停止を繰り返す低冷房負荷状態となった場合、次のように動作する。
【００６４】
上述のように、本実施の形態に係る空気調和機１は、直列に接続された流路切替装置、室外熱交換器及び膨張弁の組を複数備え、これらの組が並列に接続された構成となっている。このため、空気調和機１は、一部の室外熱交換器を凝縮器として機能させず、凝縮器として機能しない少なくとも１つの室外熱交換器に冷媒を流すことにより、低冷房負荷状態において圧縮機２の起動及び停止の繰り返しを抑制することができる。以下、低冷房負荷状態における空気調和機１の動作について具体的に説明する。なお、以下では、複数の室外熱交換器の一部が凝縮器として機能している状態において、凝縮器として機能していない室外熱交換器を第２休止室外熱交換器とする。また、以下では、室外熱交換器４１が凝縮器として機能し、室外熱交換器４２が第２休止室外熱交換器となる例を用いて、低冷房負荷状態における空気調和機１の動作について説明する。
【００６５】
図１５は、実施の形態に係る空気調和機における低冷房負荷状態での冷房運転時の動作を説明するための図である。なお、図１５に示す白抜きの矢印は、冷媒の流れ方向を示している。
低冷房負荷状態となった場合、制御装置８０は、第２休止室外熱交換器である室外熱交換器４２に接続された流路切替装置８の流路を、図１５に実線で示す流路に切り替える。具体的には、制御装置８０は、流路切替装置８の流路を、圧縮機２の吸入口と室外熱交換器４２とを連通させる流路に切り替える。また、低冷房負荷状態となった場合、制御装置８０は、第２休止室外熱交換器である室外熱交換器４２に接続された膨張弁６の開度を制御し、室外熱交換器４２に流れる冷媒の流量を調節する。すなわち、低冷房負荷状態となった場合、空気調和機１においては、流路切替装置８が圧縮機２の吸入口と室外熱交換器４２とを連通させる状態になる構成であり、膨張弁６が室外熱交換器４２に流れる冷媒の流量を調節する構成となる。
【００６６】
空気調和機１がこのような状態になると、圧縮機２の吐出口から吐出された高温高圧のガス状冷媒は、流路切替装置７を通って、室外熱交換器４１に流入する。室外熱交換器４１に流入した高温高圧のガス状冷媒は、室外空気に冷却されて凝縮し、高圧の液状冷媒となって室外熱交換器４１から流出する。室外熱交換器４１から流出した高圧の液状冷媒の一部は、図１４で説明した冷房運転時の動作と同様に、室内熱交換器３へ向かって流れる。一方、室外熱交換器４１から流出した高圧の液状冷媒の残り一部は、膨張弁６、室外熱交換器４２及び流路切替装置８を通って、室内熱交換器３と圧縮機２の吸入口との間に流れ込むこととなる。すなわち、室外熱交換器４１から流出した高圧の液状冷媒の一部は、室内熱交換器３をバイパスして流れることができる。また、膨張弁６の開度を制御して、室外熱交換器４２に流れる冷媒の流量を調節することにより、室内熱交換器３を流れる冷媒の量を調節することもできる。このため、空気調和機１は、低冷房負荷状態においても、圧縮機２を停止させることなく、冷房負荷に対応する冷房能力となることができる。したがって、空気調和機１は、低冷房負荷状態において圧縮機２の起動及び停止の繰り返しを抑制することができる。
【００６７】
続いて、空気調和機１の室外熱交換器での冷媒の流れについて説明する。なお、以下では、図５〜図９を参照しながら、空気調和機１の室外熱交換器の１つである室外熱交換器４１を例に、空気調和機１の室外熱交換器での冷媒の流れについて説明する。
【００６８】
室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、次のように冷媒が流れることとなる。
【００６９】
室内熱交換器３で凝縮した液冷媒は、膨張弁４及び膨張弁５のうちの少なくとも一方で膨張して気液二相冷媒となり、流入配管４５へ流入する。流入配管４５へ流入した気液二相冷媒は、分配管５３へ流入する。そして、分配管５３へ流入した気液二相冷媒は、第２熱交換部５０の各伝熱管５１へ分配される。
【００７０】
ここで、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、分配管は、上下方向に延びている。そして、分配管に接続された複数の伝熱管は、上下方向に間隔を空けて配置されている。すなわち、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、分配管内を上下方向に流れる気液二相冷媒が、各伝熱管に分配されることとなる。ガス状冷媒に比べて比重が大きい液状冷媒は、重力の影響により、分配管内を上昇しにくい。このため、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、上方に配置された伝熱管ほど液冷媒が分配されにくい等、各伝熱管に分配される気液二相冷媒を均一化することが難しい。これにより、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器は、熱交換能力が低下していた。
【００７１】
一方、本実施の形態に係る分配管５３は、横方向に延び、横方向に流れる気液二相冷媒を各伝熱管５１へ分配する。このため、分配管５３は、従来の分配管と比べ、各伝熱管５１に分配される気液二相冷媒を均一化することができる。したがって、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器と比べ、本実施の形態に係る室外熱交換器４１は、熱交換能力の低下を抑制することができる。
【００７２】
伝熱管５１に流入した気液二相冷媒は、室外空気と熱交換しながら該伝熱管５１を流れ、接続部品５５を通って、伝熱管５２へ流入する。伝熱管５２に流入した気液二相冷媒は、室外空気と熱交換しながら該伝熱管５２を流れ、該伝熱管５２から流出する。そして、各伝熱管５２から流出した冷媒は、合流管５４の内部で合流する。なお、本実施の形態では、伝熱管５２から流出する冷媒が気液二相冷媒となり、第１熱交換部６０の伝熱管６２から流出する冷媒がガス状冷媒となるように、制御装置８０は、膨張弁５等の開度を制御している。
【００７３】
合流管５４で合流した気液二相冷媒は、第１熱交換部６０の分配管６３へ流入する。そして、分配管６３へ流入した気液二相冷媒は、各伝熱管６１へ分配される。分配管６３は、分配管５３と同様に、横方向に延び、横方向に流れる気液二相冷媒を各伝熱管６１へ分配する。このため、分配管６３は、従来の分配管と比べ、各伝熱管６１に分配される気液二相冷媒を均一化することができる。したがって、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器と比べ、本実施の形態に係る室外熱交換器４１は、熱交換能力の低下を抑制することができる。
【００７４】
ここで、分配管６３を１本の配管で構成した場合、分配管６３内を横方向に流れる気液二相冷媒は、上流側に位置する伝熱管６１から下流側に位置する伝熱管６１へ順々に流入していくこととなる。この際、伝熱管６１へ気液二相冷媒が流入する際の圧力損失に起因して、各伝熱管６１に分配される気液二相冷媒が不均一になることが考えられる。特に、本実施の形態のように伝熱管６１として扁平管を用いる場合、冷媒流路４３ａの数が多くなると共に冷媒流路４３ａが細くなるため、各伝熱管６１に分配される気液二相冷媒が不均一になりやすい。
【００７５】
しかしながら、本実施の形態では、上述のように、分配管６３を内側配管７１及び外側配管７５で構成している。このように分配管６３を構成した場合、オリフィス７２を通って内側配管７１から流出した気液二相冷媒は、外側配管７５内において液状冷媒とガス状冷媒とが撹拌される。そして、この撹拌された気液二相冷媒が、各伝熱管６１に分配される。このため、本実施の形態のように分配管６３を構成することにより、伝熱管６１へ気液二相冷媒が流入する際の圧力損失に起因して伝熱管６１に分配される気液二相冷媒が不均一になることも抑制できる。したがって、本実施の形態に係る室外熱交換器４１は、熱交換能力の低下をさらに抑制することができる。なお、内側配管７１及び外側配管７５で構成される分配管６３の構成は、図９で示した構成に限定されない。以下、内側配管７１及び外側配管７５で構成される分配管６３の変形例について、幾つか紹介する。
【００７６】
図１６は、実施の形態に係る空気調和機における室外熱交換器の分配管の変形例を示す図である。この図１６は、内側配管７１及び外側配管７５で構成される分配管６３の変形例の縦断面図である。なお、図１６に示す白抜き矢印は、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する際の分配管６３内の冷媒の流れ方向を示している。
【００７７】
図１６に示すように、内側配管７１において、端部７３、第１範囲７４ａ及び第２範囲７４ｂを次のように定義する。室外熱交換器４１が蒸発器として機能する際の内側配管７１内の冷媒の流れ方向において下流側となる端部を、端部７３とする。また、端部７３から規定長さＬ１の範囲を、第１範囲７４ａとする。また、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する際の内側配管７１内の冷媒の流れ方向において第１範囲７４ａよりも上流側となる箇所を、第２範囲７４ｂとする。このように端部７３、第１範囲７４ａ及び第２範囲７４ｂを定義した場合、図１６に示す内側配管７１においては、第１範囲７４ａの内径が第２範囲７４ｂの内径よりも小さくなっている。
【００７８】
室外熱交換器４１が蒸発器として機能する際、内側配管７１に流入した気液二相冷媒は、一部がオリフィス７２から流出しながら、端部７３に向かって流れる。このため、内側配管７１内を流れる気液二相冷媒は、端部７３に近づくにつれて、速度が低下する。ここで、内側配管７１から外側配管７５へ冷媒を均一に分配するには、内側配管７１内の気液二相冷媒の流動様式が環状流となっていることが好ましい。しかしながら、内側配管７１内を流れる気液二相冷媒の速度が下がってくると、内側配管７１内の気液二相冷媒の流動様式が、環状流から分離流に変化する場合がある。分離流では、液状冷媒が重力によって下がり、内側配管７１内の下部に多くの液状冷媒が流れることとなる。このため、内側配管７１内の気液二相冷媒の流動様式が分離流となっている範囲では、一部のオリフィス７２から想定以上の液冷媒が流出する場合がある。例えば、内側配管７１内の気液二相冷媒の流動様式が分離流となっている範囲において、冷媒の流れ方向の最上流部に位置するオリフィス７２から、想定以上の液冷媒が流出する場合がある。このような状態になると、各伝熱管６１への冷媒分配が不均一になる場合がある。
【００７９】
しかしながら、図１６に示す内側配管７１では、気液二相冷媒の流速が下がりやすい第１範囲７４ａの内径が、第２範囲７４ｂの内径よりも小さくなっている。すなわち、図１６に示す内側配管７１では、内径が各位置で同じとなっている内側配管７１と比較し、気液二相冷媒の流速が下がりやすい第１範囲７４ａにおいて、内径が小さくなっている分だけ気液二相冷媒の流速を上げることができる。すなわち、図１６に示すように内側配管７１を構成することにより、内側配管７１内の気液二相冷媒の流動様式が分離流となることを抑制でき、一部のオリフィス７２から想定以上の液冷媒が流出することを抑制できる。したがって、図１６に示すように内側配管７１を構成することにより、各伝熱管６１への冷媒分配が不均一になることをより抑制できる。
【００８０】
図１７は、実施の形態に係る空気調和機における室外熱交換器の分配管の変形例を示す図である。この図１７は、内側配管７１及び外側配管７５で構成される分配管６３の変形例の縦断面図である。なお、図１７に示す白抜き矢印は、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する際の分配管６３内の冷媒の流れ方向を示している。
【００８１】
上述のように、内側配管７１内の気液二相冷媒の流動様式が分離流となっている範囲では、一部のオリフィス７２から想定以上の液冷媒が流出する場合がある。そこで、図１７に示す内側配管７１では、各オリフィス７２の内径を同じにした場合に各オリフィス７２から流出する液冷媒の量を求め、流出する液冷媒の量に応じて各オリフィス７２の内径を決定している。換言すると、各オリフィス７２の内径を同じにした場合に多くの液冷媒が流出することとなる位置のオリフィス７２の直径を、他のオリフィス７２の直径よりも小さくしている。すなわち、図１７に示す内側配管７１においては、オリフィス７２の直径が複数存在する。換言すると、複数のオリフィス７２のうちの任意の１つを第１オリフィスとする。また、複数のオリフィス７２のうち、第１オリフィス以外のオリフィス７２を第２オリフィスとする。この場合、図１７に示す内側配管７１においては、第２オリフィスのうちの少なくとも１つの内径は、第１オリフィスの内径と異なっている。
【００８２】
図１７に示すように内側配管７１を構成することにより、内側配管７１内の気液二相冷媒の流動様式が分離流となった場合でも、各オリフィス７２から流出する液状冷媒の量が不均一になることを抑制できる。したがって、図１７に示すように内側配管７１を構成することにより、内側配管７１内の気液二相冷媒の流動様式が分離流となった場合でも、各伝熱管６１への冷媒分配が不均一になることをより抑制できる。なお、図１６で示したように内径が異なる内側配管７１において、図１７に示したように各オリフィス７２の内径を異ならせてもよい。空気調和機１の運転条件によっては、図１６で示したように内径が異なる内側配管７１とした場合でも、内側配管７１内の気液二相冷媒の流動様式が分離流となる可能性があるからである。
【００８３】
図１８は、実施の形態に係る空気調和機における室外熱交換器の分配管の変形例を示す図である。この図１８は、内側配管７１及び外側配管７５で構成される分配管６３の変形例の縦断面図である。なお、図１８に示す白抜き矢印は、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する際の分配管６３内の冷媒の流れ方向を示している。
【００８４】
上述のように、内側配管７１内の気液二相冷媒の流動様式が分離流となっている範囲では、内側配管７１内の下部に多くの液状冷媒が流れることとなる。このため、オリフィス７２の形成位置の高さによっても、オリフィス７２から流出する液状冷媒の量を調整することができる。そこで、図１８に示す内側配管７１では、各オリフィス７２の形成位置の高さを同じにした場合に各オリフィス７２から流出する液冷媒の量を求め、流出する液冷媒の量に応じて各オリフィス７２の形成位置の高さを決定している。換言すると、各オリフィス７２の形成位置の高さを同じにした場合に多くの液冷媒が流出することとなる箇所のオリフィス７２の形成位置の高さを、他のオリフィス７２の形成位置よりも高くしている。すなわち、図１８に示す内側配管７１においては、オリフィス７２形成位置の高さが複数存在する。換言すると、複数のオリフィス７２のうちの任意の１つを第３オリフィスとする。また、複数のオリフィス７２のうち、第３オリフィス以外のオリフィス７２を第４オリフィスとする。この場合、図１８に示す内側配管７１では、上下方向において、第４オリフィスのうちの少なくとも１つの形成位置は、第３オリフィスの形成位置と異なっている。
【００８５】
図１８に示すように内側配管７１を構成することにより、内側配管７１内の気液二相冷媒の流動様式が分離流となった場合でも、各オリフィス７２から流出する液状冷媒の量が不均一になることを抑制できる。したがって、図１８に示すように内側配管７１を構成することにより、内側配管７１内の気液二相冷媒の流動様式が分離流となった場合でも、各伝熱管６１への冷媒分配が不均一になることをより抑制できる。なお、図１６で示したように内径が異なる内側配管７１において、図１８に示したように各オリフィス７２の形成位置の高さを異ならせてもよい。空気調和機１の運転条件によっては、図１６で示したように内径が異なる内側配管７１とした場合でも、内側配管７１内の気液二相冷媒の流動様式が分離流となる可能性があるからである。また、図１８に示すように各オリフィス７２の形成位置の高さを異ならせ、さらに、図１７に示したように各オリフィス７２の内径を異ならせても勿論よい。
【００８６】
室外熱交換器４１が蒸発器として機能する際の冷媒流れの説明に戻ると、伝熱管６１に流入した気液二相冷媒は、室外空気と熱交換しながら該伝熱管６１を流れ、接続部品６５を通って、伝熱管６２へ流入する。伝熱管６２に流入した気液二相冷媒は、室外空気と熱交換しながら該伝熱管６２を流れ、ガス状冷媒となって該伝熱管６２から流出する。各伝熱管６２から流出した冷媒は、合流管６４の内部で合流する。そして、合流管６４で合流した媒は、流出配管４７に流入し、圧縮機２の吸入側へ導かれる。
【００８７】
ところで、圧縮機２には、圧縮機２内部の摺動部分の潤滑、圧縮機構部の隙間のシール等を目的として、冷凍機油が貯留されている。圧縮機２が冷媒を圧縮して吐出する際、圧縮機２内の冷凍機油の一部も、圧縮された冷媒と共に圧縮機２から流出する。圧縮機２から流出した冷凍機油は、冷凍サイクル回路内を回り、圧縮機２へ戻ってくる。このため、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、圧縮機２から流出した冷凍機油は、各伝熱管６２から合流管６４に流入して合流し、流出配管４７を通って圧縮機２に戻ることとなる。
【００８８】
ここで、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、合流管は、上下方向に延びる構成となっている。このため、合流管内の冷凍機油は、重力の影響によって、合流管の下端部に溜まりやすい。したがって、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器が採用されている空気調和機においては、室外熱交換器が蒸発器として機能する暖房運転時、合流管の下端部に冷凍機油が溜まって、圧縮機内の冷凍機油が不足し、空気調和機の信頼性が低下してしまう場合があった。
【００８９】
一方、本実施の形態に係る空気調和機１においては、合流管６４は、横方向に延びる構成となっている。また、流出配管４７は、合流管６４の上下方向の中央位置以下の箇所で、合流管６４と接続されている。このため、本実施の形態に係る空気調和機１においては、重力の影響によって合流管６４の下方に冷凍機油が溜まった場合でも、冷凍機油が流出配管４７に流入しやすい。換言すると、本実施の形態に係る空気調和機１においては、合流管６４内で冷凍機油が流出配管４７から流出しにくい場所に溜まることを抑制できる。したがって、本実施の形態に係る空気調和機１は、圧縮機２内の冷凍機油が不足することを抑制でき、空気調和機１の信頼性が低下してしまうことを抑制できる。なお、本実施の形態では、流出配管４７は、合流管６４の下部で、合流管６４と接続されている。この接続位置は、合流管６４の下方に冷凍機油が溜まった場合、流出配管４７へ冷凍機油が最も流れやすい位置である。このため、合流管６４の下部で流出配管４７と合流管６４とを接続することにより、圧縮機２内の冷凍機油が不足することをより抑制でき、空気調和機１の信頼性が低下してしまうことをより抑制できる。
【００９０】
ここで、上述のように、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、各伝熱管に分配される気液二相冷媒が不均一となりやすい。すなわち、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、各伝熱管を流れる気液二相冷媒の速度のバラツキが大きくなりやすい。このため、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器では、一部の伝熱管において冷凍機油を運ぶのに十分な気液二相冷媒の速度が得られない場合がある。特に、熱交換負荷に応じて流れる冷媒量が調整される室外熱交換器の場合、一部の伝熱管において、冷凍機油を運ぶのに十分な気液二相冷媒の速度が得られないことが多くなる。また、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、伝熱管は、横方向に延びている。このため、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、冷凍機油を運ぶのに十分な気液二相冷媒の速度が得られない一部の伝熱管に冷凍機油が溜まってしまい、圧縮機内の冷凍機油が不足する場合があった。
【００９１】
一方、本実施の形態に係る空気調和機１においては、上述のように、従来と比べ、各伝熱管に分配される気液二相冷媒を均一化することができる。すなわち、本実施の形態に係る空気調和機１においては、各伝熱管を流れる気液二相冷媒の速度のバラツキを抑制できる。このため、本実施の形態に係る空気調和機１では、冷凍機油を運ぶのに十分な気液二相冷媒の速度が得られない伝熱管の発生を抑制できる。また、本実施の形態に係る空気調和機１においては、各伝熱管は、上下方向に延びている。このため、本実施の形態に係る空気調和機１においては、一部の伝熱管に冷凍機油が溜まってしまうことも抑制できるので、圧縮機２内の冷凍機油が不足することをさらに抑制できる。
【００９２】
室外熱交換器４１が凝縮器として機能する冷房運転時には、室外熱交換器４１が蒸発器として機能しているときとは逆向きに、冷媒が流れることとなる。すなわち、圧縮機２から吐出された高温高圧のガス状冷媒は、流出配管４７から第１熱交換部６０に流入する。そして、第１熱交換部６０に流入した冷媒は、第１熱交換部６０内を流れた後に、第２熱交換部５０に流入する。そして、第２熱交換部５０に流入した冷媒は、第２熱交換部５０内を流れた後に、流入配管４５から室外熱交換器４１の外部へ流出する。
【００９３】
なお、この際、第１熱交換部６０から流出する冷媒が高圧の液状冷媒となるように、制御装置８０は、膨張弁５等の開度を制御している。これにより、第２熱交換部５０を流れる高圧の液状冷媒が室外空気によって過冷却されることとなり、室外熱交換器４１から流出する高圧の液状冷媒の過冷却度を大きくすることができる。すなわち、第２熱交換部５０がサブクール熱交換器として機能することとなる。室外熱交換器４１から流出する高圧の液状冷媒の過冷却度を大きくすることにより、空気調和機１の冷房能力が増加するという効果、及び空気調和機１の消費電力を低減できるという効果等を得ることができる。
【００９４】
ここで、本実施の形態では、冷房運転及び暖房運転の双方において空気調和機１の省エネルギー運転の実現を図るため、第２熱交換部５０の大きさが、室外熱交換器４１の大きさの１５％以上となっており、室外熱交換器４１の大きさの３５％以下となっている。なお、本実施の形態では、第２熱交換部５０の大きさ及び室外熱交換器４１の大きさは、次のように定義される。伝熱管５１及び伝熱管５２が配置されている領域の体積を、第２熱交換部５０の大きさとする。伝熱管６１及び伝熱管６２が配置されている領域の体積を、第１熱交換部６０の大きさとする。第２熱交換部５０の大きさと第１熱交換部６０の大きさとの合計を、室外熱交換器４１の大きさとする。
【００９５】
以下、第２熱交換部５０の大きさを上述の大きさとした理由について説明する。
【００９６】
室外熱交換器４１の大きさに対して第２熱交換部５０の大きさが小さすぎると、次のような課題が発生する。室外熱交換器４１が凝縮器として機能する冷房運転時においては、所望の大きさの冷却度を確保できない。また、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時においては、低温低圧の気液二相冷媒は、第２熱交換部５０を流れた後、第１熱交換部６０に流入する。この際、第２熱交換部５０の大きさが小さいと、伝熱管５１及び伝熱管５２の本数が少なくなり、第２熱交換部５０における冷媒の流路断面積が小さくなる。この結果、室外熱交換器４１の大きさに対して第２熱交換部５０の大きさが小さすぎると、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時においては、低温低圧の気液二相冷媒が第２熱交換部５０を流れる際の圧力損失が大きくなり、空気調和機１の暖房能力が低下してしまう。このため、発明者らが検討した結果、冷房運転及び暖房運転の双方において空気調和機１の省エネルギー運転の実現を図るには、第２熱交換部５０の大きさは室外熱交換器４１の大きさの１５％以上であることが好ましいという結論にいたった。
【００９７】
一方、室外熱交換器４１の大きさに対して第２熱交換部５０の大きさが大きすぎると、次のような課題が発生する。室外熱交換器４１の大きさに対して第２熱交換部５０の大きさが大きくなるにしたがって、第１熱交換部６０の大きさが小さくなる。第１熱交換部６０の大きさが小さいと、伝熱管６１及び伝熱管６２の本数が少なくなり、第２熱交換部５０における冷媒の流路断面積が小さくなる。室外熱交換器４１が凝縮器として機能する冷房運転時においては、高温高圧のガス状冷媒が第１熱交換部６０に流入し、第１熱交換部６０から流出した冷媒が第２熱交換部５０を流れることとなる。この際、第１熱交換部６０の大きさが小さすぎると、室外熱交換器４１が凝縮器として機能する冷房運転時においては、高温高圧のガス状冷媒が第１熱交換部６０を流れる際の圧力損失が大きくなる。この結果、所望の大きさの冷却度を確保できない、冷媒の高圧側の圧力が上昇しすぎる、及び圧縮機２の消費電力が増加する等の課題が発生する。したがって、冷房運転時に、空気調和機１の省エネルギー運転を実現できなくなってしまう。このため、発明者らが検討した結果、冷房運転及び暖房運転の双方において空気調和機１の省エネルギー運転の実現を図るには、第２熱交換部５０の大きさは室外熱交換器４１の大きさの３５％以下であることが好ましいという結論にいたった。
【００９８】
以上、本実施の形態に係る空気調和機１は、圧縮機２と、少なくとも蒸発器として機能する室外熱交換器とを備えている。室外熱交換器は、第１熱交換部６０を備えている。第１熱交換部６０は、複数の伝熱管６２と、合流管６４と、流出配管４７と、複数の伝熱管６１と、分配管６３と、接続部品５５とを備えている。複数の伝熱管６２は、上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられている。また、複数の伝熱管６２は、室外熱交換器が蒸発器として機能する際に、下端部である流出側端部６２ｂから内部を流れる冷媒が流出する。合流管６４は、横方向に延び、複数の伝熱管６２の流出側端部６２ｂが接続されている。また、合流管６４は、室外熱交換器が蒸発器として機能する際に、複数の伝熱管６２から流出した冷媒が内部で合流する。流出配管４７は、合流管６４の上下方向の中央位置以下の箇所で合流管６４に接続されている。また、流出配管４７は、室外熱交換器が蒸発器として機能する際に、合流管６４から流出した冷媒を圧縮機２に導く。複数の伝熱管６１は、上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられている。また、複数の伝熱管６１は、室外熱交換器が蒸発器として機能する際に、下端部である流入側端部６１ａから内部へ冷媒が流入する。分配管６３は、横方向に延び、複数の伝熱管６１の流入側端部６１ａが接続されている。また、分配管６３は、室外熱交換器が蒸発器として機能する際に、内部を流れる冷媒を複数の伝熱管６１へ分配する。接続部品５５は、伝熱管６２の上端部と伝熱管６１の上端部とを接続する。また、接続部品５５は、室外熱交換器が蒸発器として機能する際に、伝熱管６１から流出した冷媒を伝熱管６２に導く。
【００９９】
本実施の形態に係る空気調和機１においては、合流管６４は、横方向に延びる構成となっている。また、流出配管４７は、合流管６４の上下方向の中央位置以下の箇所で、合流管６４と接続されている。このため、本実施の形態に係る空気調和機１においては、上述のように、合流管６４内で冷凍機油が流出配管４７から流出しにくい場所に溜まることを抑制でき、圧縮機２内の冷凍機油が不足することを抑制できる。
【符号の説明】
【０１００】
１  空気調和機、２  圧縮機、３  室内熱交換器、４  膨張弁、５  膨張弁、６  膨張弁、７  流路切替装置、８  流路切替装置、９  油分離器、１０  アキュームレータ、２０  室外機、２１  筐体、２２  機械室、２３  送風機室、２４  側面、２４ａ  吸込口、２５  側面、２５ａ  吸込口、２６  側面、２６ａ  吸込口、２７  側面、２７ａ  吸込口、２８  上面、２８ａ  吹出口、２９  送風機、３０  室内機、４０  室外熱交換器、４１  室外熱交換器、４２  室外熱交換器、４３ａ  冷媒流路、４５  流入配管、４７  流出配管、４７ａ  中心軸、４９  折り曲げ箇所、５０  第２熱交換部、５１  伝熱管、５１ａ  流入側端部、５１ｂ  流出側端部、５２  伝熱管、５２ａ  流入側端部、５２ｂ  流出側端部、５３  分配管、５４  合流管、５５  接続部品、６０  第１熱交換部、６１  伝熱管、６１ａ  流入側端部、６１ｂ  流出側端部、６２  伝熱管、６２ａ  流入側端部、６２ｂ  流出側端部、６３  分配管、６４  合流管、６５  接続部品、７１  内側配管、７２  オリフィス、７３  端部、７４ａ  第１範囲、７４ｂ  第２範囲、７５  外側配管、８０  制御装置。
【図１】
2020255484.tif 000003
【図２】
2020255484.tif 000004
【図３】
2020255484.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020255484.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2020255484.tif 000012
【図１１】
2020255484.tif 000013
【図１２】
2020255484.tif 000014
【図１３】
2020255484.tif 000015
【図１４】
2020255484.tif 000016
【図１５】
2020255484.tif 000017
【図１６】
2020255484.tif 000018
【図１７】
2020255484.tif 000019
【図１８】
2020255484.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月30日(2021.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本開示に係る空気調和機は、圧縮機と、蒸発器および凝縮器として機能する室外熱交換器とを備え、前記室外熱交換器は、第１熱交換部および第２熱交換部を備え、前記第１熱交換部は、上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流出側端部から内部を流れる冷媒が流出する複数の第１伝熱管と、横方向に延び、複数の前記第１伝熱管の前記流出側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、複数の前記第１伝熱管から流出した冷媒が内部で合流する第１合流管と、前記第１合流管の上下方向の中央位置以下の箇所で前記第１合流管に接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、前記第１合流管から流出した冷媒を前記圧縮機に導く流出配管と、上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流入側端部から内部へ冷媒が流入する複数の第２伝熱管と、横方向に延び、複数の前記第２伝熱管の前記流入側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、内部を流れる冷媒を複数の前記第２伝熱管へ分配する第１分配管と、前記第１伝熱管の上端部と前記第２伝熱管の上端部とを接続し、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、前記第２伝熱管から流出した冷媒を前記第１伝熱管に導く第１接続部品と、を備え、前記第２熱交換部は、上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流出側端部から内部を流れる冷媒が流出する複数の第３伝熱管と、横方向に延び、複数の前記第３伝熱管の前記流出側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、複数の前記第３伝熱管から流出した冷媒が内部で合流する第２合流管と、上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流入側端部から内部へ冷媒が流入する複数の第４伝熱管と、横方向に延び、複数の前記第４伝熱管の前記流入側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、内部を流れる冷媒を複数の前記第４伝熱管へ分配する第２分配管と、前記第３伝熱管の上端部と前記第４伝熱管の上端部とを接続し、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、前記第４伝熱管から流出した冷媒を前記第３伝熱管に導く第２接続部品と、を備え、前記第２合流管は、前記第１分配管に接続されており、前記第２熱交換部の大きさは、前記室外熱交換器の大きさの１５％以上であり、前記室外熱交換器の大きさの３５％以下となっている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、蒸発器および凝縮器として機能する室外熱交換器とを備え、
前記室外熱交換器は、第１熱交換部および第２熱交換部を備え、
前記第１熱交換部は、
上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流出側端部から内部を流れる冷媒が流出する複数の第１伝熱管と、
横方向に延び、複数の前記第１伝熱管の前記流出側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、複数の前記第１伝熱管から流出した冷媒が内部で合流する第１合流管と、
前記第１合流管の上下方向の中央位置以下の箇所で前記第１合流管に接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、前記第１合流管から流出した冷媒を前記圧縮機に導く流出配管と、
上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流入側端部から内部へ冷媒が流入する複数の第２伝熱管と、
横方向に延び、複数の前記第２伝熱管の前記流入側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、内部を流れる冷媒を複数の前記第２伝熱管へ分配する第１分配管と、
前記第１伝熱管の上端部と前記第２伝熱管の上端部とを接続し、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、前記第２伝熱管から流出した冷媒を前記第１伝熱管に導く第１接続部品と、
を備え、
前記第２熱交換部は、
上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流出側端部から内部を流れる冷媒が流出する複数の第３伝熱管と、
横方向に延び、複数の前記第３伝熱管の前記流出側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、複数の前記第３伝熱管から流出した冷媒が内部で合流する第２合流管と、
上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流入側端部から内部へ冷媒が流入する複数の第４伝熱管と、
横方向に延び、複数の前記第４伝熱管の前記流入側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、内部を流れる冷媒を複数の前記第４伝熱管へ分配する第２分配管と、
前記第３伝熱管の上端部と前記第４伝熱管の上端部とを接続し、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、前記第４伝熱管から流出した冷媒を前記第３伝熱管に導く第２接続部品と、
を備え、
前記第２合流管は、前記第１分配管に接続されており、
前記第２熱交換部の大きさは、前記室外熱交換器の大きさの１５％以上であり、前記室外熱交換器の大きさの３５％以下となっている空気調和機。
【請求項２】
前記第１分配管は、
該第１分配管に供給された冷媒が内部を流れる配管であり、外周面を貫通する複数のオリフィスが形成された内側配管と、
前記内側配管の外周側に配置され、前記オリフィスを通って前記内側配管から流出した冷媒が内部を流れる外側配管と、
を備え、
複数の前記第２伝熱管の前記流入側端部は、前記外側配管と接続されている請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記内側配管は、
前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際の該内側配管内の冷媒の流れ方向において下流側となる端部から規定長さの範囲の内径が、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際の該内側配管内の冷媒の流れ方向において前記範囲よりも上流側となる箇所の内径よりも小さくなっている請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
複数の前記オリフィスのうちの任意の１つを第１オリフィスとし、
複数の前記オリフィスのうち、前記第１オリフィス以外の前記オリフィスを第２オリフィスとした場合、
前記第２オリフィスのうちの少なくとも１つの内径は、前記第１オリフィスの内径と異なっている請求項２又は請求項３に記載の空気調和機。
【請求項５】
複数の前記オリフィスのうちの任意の１つを第３オリフィスとし、
複数の前記オリフィスのうち、前記第３オリフィス以外の前記オリフィスを第４オリフィスとした場合、
上下方向において、前記第４オリフィスのうちの少なくとも１つの形成位置は、前記第３オリフィスの形成位置と異なっている請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項６】
複数の前記室外熱交換器と、
平面視四角形状の筐体と、
前記筐体に収納された送風機と、
を備え、
前記筐体には、全ての側面に吸込口が形成されており、
平面視において、複数の前記室外熱交換器は、Ｌ字状又は直線状に形成されており、
平面視において、前記送風機の四方が複数の前記室外熱交換器で囲われている
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項７】
直列に接続された流路切替装置、前記室外熱交換器及び膨張弁の組を複数備え、
これらの前記組は、並列に接続されており、
複数の前記室外熱交換器の一部が前記蒸発器として機能している状態において、前記蒸発器として機能していない前記室外熱交換器を第１休止室外熱交換器とした場合、
前記第１休止室外熱交換器に接続された前記流路切替装置は、前記圧縮機の吐出口と前記第１休止室外熱交換器とを連通させる状態になる構成であり、
前記第１休止室外熱交換器と接続された前記膨張弁は、前記第１休止室外熱交換器を流れる冷媒の流量を調節する構成となっている請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記室外熱交換器のそれぞれは、凝縮器としても機能可能な構成となっており、
複数の前記室外熱交換器の一部が凝縮器として機能している状態において、凝縮器として機能していない前記室外熱交換器を第２休止室外熱交換器とした場合、
前記第２休止室外熱交換器に接続された前記流路切替装置は、前記圧縮機の吸入口と前記第１休止室外熱交換器とを連通させる状態になる構成であり、
前記第２休止室外熱交換器と接続された前記膨張弁は、前記第２休止室外熱交換器を流れる冷媒の流量を調節する構成となっている請求項７に記載の空気調和機。
【国際調査報告】
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