JP2000274971A - 自然循環式空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷媒の自然循環効率を向上させると共に、現
地冷媒配管接続性の向上を図ること。 【解決手段】 室内ユニットと、この室内ユニットより
上方に配置された室外ユニットとを有し、自然循環式の
空気調和機本体と、室内ユニットに設けられ、液冷媒が
蒸発してガス冷媒に気化する際の気化熱により被冷却体
を冷却する蒸発器と、冷媒ガスを蒸発器から室外ユニッ
トへ上昇させるガス冷媒配管と、室外ユニットに設けら
れ、ガス配管より導かれたガス冷媒を液化して液冷媒と
する凝縮器と、この凝縮器で液化された液冷媒を下降さ
せて、蒸発器へ導く液冷媒配管とを備え、ガス冷媒は下
方から上方へのみ流れる構成としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自然循環式空気
調和機に係り、その室内ユニットの冷媒配管接続に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図４，５は従来の自然式空気調和機を示
す図で、図４は自然式空気調和機の設置状態を示す斜視
図、図５は自然循環式空気調和機の室内ユニット内部の
配管経路及び冷媒配管接続口を示す図である。図におい
て、１は自然循環式空気調和機の室外ユニット、２は室
外ユニット１内部に設けられた凝縮器、３は室外ユニッ
ト冷媒配管接続口、４は凝縮器２で凝縮して液化した液
冷媒が流れる液冷媒配管、５は室外ユニット１に接続さ
れる自然循環式空気調和機の室内ユニット、６は室内ユ
ニット冷媒配管接続口、７は室内ユニット５内部に設け
られた蒸発器、８はこの蒸発器７の入口部に設けられた
分配器であり、分配器８に接続された複数の分配管９は
蒸発器７の複数の伝熱チューブ１０に接続される。１１
は蒸発器７で蒸発したガス冷媒が通るガス冷媒配管であ
り、ガス冷媒配管１１の枝管１２は伝熱チューブ１１に
接続される。

【０００３】次に動作について説明する。自然循環式空
気調和機の室外ユニット１の凝縮器２により、室外の冷
たい空気により凝縮された比重の重い液冷媒は、室外ユ
ニット１と室内ユニット５の設置高低差による重力によ
り液冷媒配管４内を降下していく。室内ユニット５の室
内ユニット冷媒配管接続口６は、通常の圧縮機循環式空
気調和機と同一であり、室内ユットは圧縮機循環式空気
調和機のものを共用しているので、位置が決められ、変
更ができない構造になっている。そのため、室内ユニッ
ト５の冷媒配管接続口６から蒸発器７までの液冷媒配管
４、また蒸発器７から冷媒配管接続口６までのガス冷媒
配管１１の配管経路上にラップが存在する。

【０００４】液冷媒配管４内を降下していく液冷媒は、
分配器８により分配管９に分配され蒸発器７の伝熱チュ
ーブ１０に流れ込み、室内の高温雰囲気により蒸発し、
ガス化する。ガス化したガス冷媒はガス冷媒配管の枝管
１２よりガス冷媒配管１１に集合され、室内ユニット冷
媒配管接続口６を通り、ガス冷媒配管内を上昇してい
く。そしてまた、室外ユニット１の凝縮器２で再び液冷
媒化され、そのサイクルを繰り返す、すなわち冷媒を自
然循環することで空気調和を行う。自然循環運転は自然
の力を利用するため、冷媒回路上での抵抗（圧力損失）
は性能に与える影響が甚大であり、室内配管経路上のト
ラップ等は、配管自然循環能力の低下につながる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の自然循環式空気
調和機は以上のように構成されているので、室内配管経
路上に冷媒の自然循環効率を低下させるトラップ等の抵
抗部があり、自然循環効率を考慮していない等の問題点
があった。

【０００６】この発明は、かかる問題点を解消するため
のもので、冷媒の自然循環効率を向上させると共に、現
地冷媒配管接続性の向上を図ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る自然循環
式空気調和機は、室内ユニットと、この室内ユニットよ
り上方に配置された室外ユニットとを有し、自然循環式
の空気調和機本体と、室内ユニットに設けられ、液冷媒
が蒸発してガス冷媒に気化する際の気化熱により被冷却
体を冷却する蒸発器と、冷媒ガスを蒸発器から室外ユニ
ットへ上昇させるガス冷媒配管と、室外ユニットに設け
られ、ガス配管より導かれたガス冷媒を液化して液冷媒
とする凝縮器と、この凝縮器で液化された液冷媒を下降
させて、蒸発器へ導く液冷媒配管とを備え、ガス冷媒は
下方から上方へのみ流れる構成としたものである。

【０００８】また、室内ユニットと、この室内ユニット
より上方に配置された室外ユニットとを有し、自然循環
式の空気調和機本体と、室内ユニットに設けられ、液冷
媒が蒸発してガス冷媒に気化する際の気化熱により被冷
却体を冷却する蒸発器と、冷媒ガスを蒸発器から室外ユ
ニットへ上昇させるガス冷媒配管と、室外ユニットに設
けられ、ガス配管より導かれたガス冷媒を液化して液冷
媒とする凝縮器と、この凝縮器で液化された液冷媒を下
降させて、蒸発器へ導く液冷媒配管とを備え、液冷媒は
上方から下方へ流れ、下方から上方への流れを必要最小
限にした構成としたものである。

【０００９】また、蒸発器は複数の伝熱管を有し、これ
らの伝熱管の出口部が接続される主ガス管のガス冷媒配
管との接続口を、全ての伝熱管よりも上方に配置したこ
とを特徴とするものである。

【００１０】また、蒸発器は複数の伝熱管を有し、蒸発
器の上流側に液冷媒を複数の伝熱管に分配する分配器を
設け、少なくともこの分配器と液冷媒配管との蒸発器側
液冷媒配管接続口との間は液冷媒が上方から下方へのみ
流れる構成としたものである。

【００１１】また、室内ユニットにおいて、ガス冷媒配
管の接続口の近傍に、液冷媒配管の接続口を三次元的に
重ならないように配置したものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。 実施の形態１．図１，２はの実施の形態１を示す図で、
自然循環式空気調和機の設置状態を示す斜視図、図２は
自然循環式空気調和機の室内ユニット内部の配管経路及
び冷媒配管接続口を示す図、図３は自然循環式空気調和
機の室内ユニットの配管接続位置の投影図である。

【００１３】図において、１は自然循環式空気調和機の
室外ユニット、２はこの室外ユニット１内部に設けられ
た凝縮器、３は室外ユニット配管接続口、２２は凝縮器
２で凝縮して液化した液冷媒が流れる液冷媒配管、１４
は室外ユニット１に接続され、室外ユニット１よりも下
方に位置する自然循環式空気調和機の室内ユニット、１
５は室内ユニット冷媒配管接続口、１６は室内ユニット
１４内部に設けられた蒸発器、１７は蒸発器１６の入口
部に設けられた分配器であり、分配器１７に接続された
複数の分配管１８は、蒸発器１６の複数の伝熱チューブ
１９に接続される。

【００１４】２０は蒸発器１６で蒸発したガス冷媒が通
るガス冷媒配管である。ガス冷媒配管２０は主ガス管２
３にガス冷媒配管接続口２０ａで接続される。主ガス管
２３には各伝熱チューブ１９の出口が枝管２１を介して
接続される。２２ａは液冷媒配管接続口である。そして
各配管位置関係は、図３の室内ユニットの配管接続位置
の投影図に示す。

【００１５】次に動作について説明する。自然循環式空
気調和機の室外ユニット１の凝縮器２により、室外の冷
たい空気により凝縮された比重の重い液冷媒は、室外ユ
ニット１と室内ユニット１４の設置高低差による重力に
より液冷媒配管２２内を降下していく。室内ユニット１
４の室内ユニット冷媒配管接続口１５は、室内ユニット
１４内部の蒸発器１６の最上段伝熱チューブ１９ａ、又
は全ての伝熱チューブ１９より上方に位置する。そのた
め室内ユニット冷媒配管接続口１５のガス冷媒配管接続
口２０ａから主ガス管２３及び枝管２１を経て蒸発器１
６に至るまでの配管経路上には、冷媒の流れの抵抗とな
るトラップは存在しない。

【００１６】また、ガス冷媒配管接続口２０ａの近傍に
液冷媒配管接続口２２ａを配置することで、液冷媒配管
接続口２２ａから蒸発器１６までの配管経路上において
は、少なくとも液冷媒配管接続口２２ａから分配器１７
までの間にはトラップは存在しない。また、分配器１７
から分配管１８を経て蒸発器１６までの配管経路上にお
いては、トラップも必要最小限に減らしている。

【００１７】また、ガス冷媒配管接続口２０ａと液冷媒
配管接続口２２ａの配置を室内ユニット１４前方、上方
及び側面から見て重ならない位置、すなわち図３に示す
投影図の配置とすることで、配管接続作業性も向上させ
ている。なおガス冷媒配管接続口２０ａ、液冷媒配管接
続口２２ａのどちらが前後、上下、左右に配置しても同
様な効果がある。また、図３は室内ユニット１４の側面
に各冷媒配管接続口を配置したものを示したが、室内ユ
ニット１４上面に各冷媒配管接続口を三次元的に重なら
ないように配置してもよい。

【００１８】液冷媒配管２２内を降下してきた液冷媒
は、分配器１７により複数の分配管１８に分配され、蒸
発器１６の伝熱チューブ１９に流れ込み、室内の高温雰
囲気により蒸発しガス化する。ガス化したガス冷媒は、
ガス冷媒配管の枝管２１より、主ガス管２３に集合され
室内ユニット冷媒配管接続口１５を通り、ガス冷媒配管
内２０を上昇していく。上昇し再び室外ユニット１の凝
縮器２で液冷媒化され、そのサイクルを繰り返す、すな
わち冷媒を自然循環することで空気調和を行う。

【００１９】

【発明の効果】この発明に係る自然循環式空気調和機
は、ガス冷媒は下方から上方へのみ流れる構成としたの
で、ガス冷媒の流れの抵抗となるガス冷媒配管のトラッ
プは存在しないので、自然循環運転効率を向上させるこ
とができる。

【００２０】また、液冷媒は上方から下方へ流れ、下方
から上方への流れを必要最小限にした構成としたので、
液冷媒の流れの抵抗となる液冷媒配管のトラップは必要
最小限に減り、自然循環運転効率を向上させることがで
きる。

【００２１】また、蒸発器は複数の伝熱管を有し、これ
らの伝熱管の出口部が接続される主ガス管のガス冷媒配
管との接続口を、全ての伝熱管よりも上方に配置したの
で、ガス冷媒の流れの抵抗となるガス冷媒配管のトラッ
プは存在しないので、自然循環運転効率を向上させるこ
とができる。

【００２２】また、蒸発器は複数の伝熱管を有し、蒸発
器の上流側に液冷媒を複数の伝熱管に分配する分配器を
設け、少なくともこの分配器と液冷媒配管との蒸発器側
液冷媒配管接続口との間は液冷媒が上方から下方へのみ
流れる構成としたので、液冷媒の流れの抵抗となる液冷
媒配管のトラップは必要最小限に減り、自然循環運転効
率を向上させることができる。

【００２３】また、室内ユニットにおいて、ガス冷媒配
管の接続口の近傍に、液冷媒配管の接続口を三次元的に
重ならないように配置したので、各冷媒配管の現地接続
性及び断熱作業性を容易にし、据え付け易い室内ユニッ
トにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１を示す図で、自然循環式空気調
和機の設置状態を示す斜視図である。

【図２】 実施の形態１を示す図で、自然循環式空気調
和機の室内ユニット内部の配管経路及び冷媒配管続口を
示す正面図である。

【図３】 実施の形態１を示す図で、自然循環式空気調
和機の室内ユニットの配管接続位置を示す投影図であ
る。

【図４】 従来の自然循環式空気調和機の設置状態を示
す斜視図である。

【図５】 従来の自然循環式空気調和機の室内ユニット
内部の配管経路及び冷媒配管接続口を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 室外ユニット、２ 凝縮器、３ 室外ユニット冷媒
配管接続口、１４ 室内ユニット、１５ 室内ユニット
冷媒配管接続口、１６ 蒸発器、１７ 分配器、１８
分配管、１９ 伝熱チューブ、１９ａ 最上段伝熱チュ
ーブ、２０ ガス冷媒配管、２０ａ ガス冷媒配管接続
口、２１ 枝管、２２ 液冷媒配管、２２ａ 液冷媒配
管接続口、２３ 主ガス管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 逸太郎 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 桑原 良明 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内ユニットと、この室内ユニットより
   上方に配置された室外ユニットとを有し、自然循環式の
   空気調和機本体と、 前記室内ユニットに設けられ、液冷媒が蒸発してガス冷
   媒に気化する際の気化熱により被冷却体を冷却する蒸発
   器と、 前記冷媒ガスを前記蒸発器から前記室外ユニットへ上昇
   させるガス冷媒配管と、 前記室外ユニットに設けられ、前記ガス配管より導かれ
   た前記ガス冷媒を液化して前記液冷媒とする凝縮器と、 この凝縮器で液化された前記液冷媒を下降させて、前記
   蒸発器へ導く液冷媒配管と、を備え、前記ガス冷媒は下
   方から上方へのみ流れる構成としたことを特徴とする自
   然循環式空気調和機。
2. 【請求項２】 室内ユニットと、この室内ユニットより
   上方に配置された室外ユニットとを有し、自然循環式の
   空気調和機本体と、 前記室内ユニットに設けられ、液冷媒が蒸発してガス冷
   媒に気化する際の気化熱により被冷却体を冷却する蒸発
   器と、 前記冷媒ガスを前記蒸発器から前記室外ユニットへ上昇
   させるガス冷媒配管と、 前記室外ユニットに設けられ、前記ガス配管より導かれ
   た前記ガス冷媒を液化して前記液冷媒とする凝縮器と、 この凝縮器で液化された前記液冷媒を下降させて、前記
   蒸発器へ導く液冷媒配管と、を備え、前記液冷媒は上方
   から下方へ流れ、下方から上方への流れを必要最小限に
   した構成としたことを特徴とする自然循環式空気調和
   機。
3. 【請求項３】 前記蒸発器は複数の伝熱管を有し、これ
   らの伝熱管の出口部が接続される主ガス管の前記ガス冷
   媒配管との接続口を、全ての前記伝熱管よりも上方に配
   置したことを特徴とする請求項１記載の自然循環式空気
   調和機。
4. 【請求項４】 前記蒸発器は複数の伝熱管を有し、前記
   蒸発器の上流側に液冷媒を前記複数の伝熱管に分配する
   分配器を設け、少なくともこの分配器と前記液冷媒配管
   との蒸発器側液冷媒配管接続口との間は前記液冷媒が上
   方から下方へのみ流れる構成としたことを特徴とする請
   求項２記載の自然循環式空気調和機。
5. 【請求項５】 前記室内ユニットにおいて、前記ガス冷
   媒配管の接続口の近傍に、前記液冷媒配管の接続口を三
   次元的に重ならないように配置したことを特徴とする請
   求項１又は請求項２記載の自然循環式空気調和機。