(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を備える冷凍装置において、前記凝縮器は複数パスに区分される熱交換部と、各熱交換部の出口管に接続される合流管と、この合流管に接続される過冷却コイルとを一体に備え、前記合流管の管径は前記出口管および前記過冷却コイルの管径よりも大きく形成され、且つ前記過冷却コイルの接続位置とこの過冷却コイルに最も近い前記出口管の接続位置との間の距離は前記合流管の管径の３倍以上に設定されていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記合流管の内部に網状部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、凝縮器で発生する気泡（以下、フラッシュガスという。）を凝縮器内で消滅させる構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和装置等の冷凍装置においてはフィン・チューブ形の凝縮器が一般的に用いられている。この種の凝縮器は、複数パスに区分される熱交換部と各熱交換部の出口管に接続される合流管とこの合流管に接続される過冷却コイルとを一体に備えている。各熱交換部にはガス冷媒が供給され、このガス冷媒は各熱交換部で凝縮されて液冷媒となり、この液冷媒は合流管を介して過冷却コイルに流入し、この過冷却コイルで十分に過冷却された後、下流に位置するキャピラリーチューブ等の減圧装置に供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した凝縮器では、ガス冷媒の供給量が少ない場合、ガス冷媒が凝縮器内で凝縮しきれず、その一部が液冷媒中にフラッシュガスとして残るという問題がある。また過冷却コイルを用いて過冷却を行う場合でも、液冷媒の流れが速いときにはフラッシュガスがそのまま残るという問題がある。そしてフラッシュガスが液冷媒に混入したままキャピラリーチューブや蒸発器に流入すると、冷媒音（冷媒の流れによる異常音）が発生するという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、フラッシュガスを効果的に消滅させることができる冷凍装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を備える冷凍装置において、前記凝縮器は複数パスに区分される熱交換部と、各熱交換部の出口管に接続される合流管と、この合流管に接続される過冷却コイルとを一体に備え、前記合流管の管径は前記出口管および前記過冷却コイルの管径よりも大きく形成され、且つ前記過冷却コイルの接続位置とこの過冷却コイルに最も近い前記出口管の接続位置との間の距離は前記合流管の管径の３倍以上に設定されていることを特徴とするものである。
【０００６】
この発明によれば、フラッシュガスが合流管内に留まる時間が長くなり、液冷媒に冷却されることにより、フラッシュガスの凝縮が促進され、したがって、フラッシュガスが減圧装置や蒸発器に流入することがなくなり、冷媒音の発生が抑えられる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、合流管の内部に網状部材を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
この発明によれば、所定の大きさ以上のフラッシュガスが網状部材により細分化されるため、フラッシュガスが消滅しやすくなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る冷媒回路図である。図１に示すように、この空気調和装置は室外ユニット１と室内ユニット２とで構成される。室外ユニット１には、ガス冷媒から液冷媒を除去するアキュムレータ１１と、冷媒ガスを所定の凝縮圧力まで圧縮する圧縮機１２と、高温高圧のガス冷媒を冷却して液化させる凝縮器（室外熱交換器）１３と、凝縮器１３に送風を行う室外ファン１４と、液冷媒を再冷却する過冷却コイル１３Ｆとが収容されている。
【００１９】
室内ユニット２には、液冷媒を減圧するキャピラリーチューブ（減圧装置）１６と、液冷媒を分流する分流器１７と、減圧された液冷媒を蒸発させる蒸発器（室内熱交換器）１８とが収容されている。
【００２０】
図１において、圧縮機１２を駆動すると、冷媒は実線矢印で示すように、凝縮器１３、過冷却コイル１３Ｆ、キャピラリーチューブ（減圧装置）１６、分流器１７、室内熱交換器（蒸発器）１８およびアキュムレータ１１の順に流れる。このときには室外熱交換器１３で放熱が行われ、室内熱交換器１８で吸熱が行われることにより冷房運転が行われる。
【００２１】
図２は、図１の室外ユニット１の平面図である。この室外ユニット１の内部には、圧縮機１２と凝縮器１３と室外ファン１４とが配置される。この凝縮器１３はいわゆるフィン・チューブ形の熱交換器であり図３Ａまたは図３Ｃに示すようにそれぞれが蛇行状に曲げられた５つのチューブ（熱交換部）１３Ａ〜１３Ｅと、過冷却コイル１３Ｆとを備え、各熱交換部１３Ａ〜１３Ｅと過冷却コイル１３Ｆとの間に多数のフィンを一体に設けて構成される。
【００２２】
各熱交換部１３Ａ〜１３Ｅの５本の入口管ｂ1 〜ｂ5 は入口側合流管２１に接続され、この合流管２１はガス管１００に接続される。また、図３Ｂに示すように、各熱交換部１３Ａ〜１３Ｅの５本の出口管ｃ1 〜ｃ5 は出口側合流管２２に接続され、この合流管２２は過冷却コイル１３Ｆの入口に接続され、この過冷却コイル１３Ｆの出口は液管２００に接続される。各熱交換部１３Ａ〜１３Ｅの５本の出口管ｃ1 〜ｃ5 の管径は、各熱交換部１３Ａ〜１３Ｅのチューブの管径よりも小さく、この出口管ｃ1 〜ｃ5 では流路が一旦狭められ、合流管２２に入ると流路は急拡大するように構成される。
【００２３】
この実施形態では、合流管２２の管径Ｄを設定する場合、図４に示すように合流管２１内を流れる冷媒流速ｖが当該合流管２２内の気泡の上昇速度Ｖよりも遅くなるように（Ｖ＞ｖ）合流管２２の管径Ｄが設定される。具体的には出口管ｃ1 〜ｃ5 の管径ｄ１がｄ１＝７．９２ｍｍの場合、合流管２２の管径ＤはＤ＝１９．０５ｍｍに設定される。また合流管２２の管径Ｄは出口管ｃ1 〜ｃ5 の管径ｄ１よりも大きく形成されるばかりでなく過冷却コイル１３Ｆの管径ｄ２よりも大きく形成される。具体的にはｄ２＝９．５２ｍｍに設定される。さらに過冷却コイル１３Ｆの接続位置とこの過冷却コイル１３Ｆに最も近い出口管ｃ5 の接続位置との間の距離Ｌは、合流管２２の管径Ｄの３倍以上に設定される。この実施形態ではＬ＝５８．９５ｍｍ以上に設定される。
【００２４】
つぎに、この実施形態の作用を説明する。
【００２５】
圧縮機１２から吐出された高温高圧のガス冷媒は図３Ａに示すようにガス管１００を介して合流管２１に流入し、そこから５本のチューブ１３Ａ〜１３Ｅに分流される。分流されたガス冷媒は、フィンに接触するチューブの中で熱の放散を行いながら蛇行を繰り返す間に、徐々に液化凝縮して液冷媒となる。その後、液化凝縮がほぼ完了した液冷媒は図３Ｂに示すように各熱交換部１３Ａ〜１３Ｅの出口管ｃ1 〜ｃ5 を通じて出口側の合流管２２に流入する。
【００２６】
この実施形態では、冷媒量や温度等の諸条件により凝縮器１３で冷媒の凝縮が完全に行われない場合、液冷媒中にフラッシュガスが残存する。このフラッシュガスは合流管２２に液冷媒とともに流入するが、この合流管２２は従来の合流管よりも管径が太くＤ＝１９．６５ｍｍに設定されるので、図４に示すように合流管２１内を流れる冷媒流速ｖが当該合流管２２内の気泡の上昇速度Ｖよりも遅くなるので、フラッシュガスは合流管２２内を上昇する。
【００２７】
したがって、合流管２２に合流する液冷媒はこの合流管２２内でフラッシュガスが取り除かれた後、過冷却コイル１３Ｆに流入し、ここで十分に過冷却された後、過冷却コイル１３Ｆの出口から液管２００に入り、この液管２００を介してキャピラリーチューブ１６、蒸発器１８に供給される。
【００２８】
この実施形態によれば、合流管２２内でフラッシュガスが取り除かれ、キャピラリーチューブ１６、蒸発器１８に供給される液冷媒中にはフラッシュガスがほとんど残存しなくなるので、このフラッシュガスに起因する冷媒音等の発生をほぼ完全に抑制することができる。
【００２９】
種々の試験を繰り返し行った結果、合流管２２内で効率よくフラッシュガスを取り除くためには前記のように（１）合流管２２の管径Ｄを出口管ｃ1 〜ｃ5 の管径ｄ１よりも大きく、好ましくは流路面積で４倍以上にし、且つ過冷却コイル１３Ｆの管径ｄ２よりも大きく形成すること（２）過冷却コイル１３Ｆの接続位置とこの過冷却コイル１３Ｆに最も近い（最下部の）出口管ｃ5 の接続位置との間の距離Ｌを、合流管２２の管径Ｄの３倍以上に設定することが望ましいことが解った。この場合、合流管２２内のフラッシュガスはほとんど上昇し、このフラッシュガスは合流管２２内に長時間滞留し、その間に液冷媒に接触して凝縮し、液化して合流管２２内でほとんど消滅することが解った。
【００３０】
別の実施形態として、図４に示すように合流管２２の内部に網状部材２３を設けてもよいことが解った。これによれば網状部材２３の網目より大きいフラッシュガスは分割され、小さくなったフラッシュガスは、表面積／体積が大きいために、比較的液冷媒になりやすい状態になる。したがって、フラッシュガスは早く液冷媒になって消滅することが解った。
【００３１】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものでないことは明らかである。例えば、本実施形態ではフィン・チューブ形の凝縮器について説明したが、これに限定されるものではなく、ほかの形式の凝縮器に本発明を適用することは可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フラッシュガスは合流管内に長時間滞留し、この間に液冷媒に接触し、これによってフラッシュガスは液化して消滅する。その結果、フラッシュガスは液管に流出せず、フラッシュガスによる減圧装置や蒸発器における冷媒音の発生を防止することができる。
【００３３】
また、網状部材を合流管内に設けることにより、フラッシュガスを細分化することができ、その分液冷媒に変わりやすくなるため、効果的にフラッシュガスを消滅させることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す冷媒回路図である。
【図２】室外ユニットを示す平面図である。
【図３】Ａは本実施形態に係る５パス凝縮器の側面図、Ｂは合流管を示す図、Ｃは本実施形態に係る５パス凝縮器の平面図である。
【図４】合流管内をフラッシュガスが上昇する状態を示す図である。
【符号の説明】
１  室外ユニット
２  室内ユニット
１１  アキュムレータ
１２  圧縮機
１３  凝縮器（室外熱交換器）
１４  室外ファン
１５  過冷却コイル
１６  キャピラリーチューブ（減圧装置）
１７  分流器
１８  蒸発器（室内熱交換器）
２１  入口側合流管
２２  出口側合流管
２３  網状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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