JP2010281548A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体の内部や送風ファンに結露が発生することを防止する空気調和機を提供することを目的とする。
【解決手段】空気調和機は、複数の第１の伝熱管５Ａ、５Ａを有する主熱交換器５と、第２の伝熱管６Ａを有する補助熱交換器６と、を備え、複数の第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢの位置は、主熱交換器５と補助熱交換器６とが互いに略対向する領域７の内部に配置される。これにより、主熱交換器５および補助熱交換器６の冷媒能力を、全体として均一にすることができ、筐体の内部や送風ファンに結露が発生することを防止することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、空気調和機に関する。

特許文献１に開示される空気調和機は、筐体の内部に、組み合わされて逆Ｖ字形状に配置される室内熱交換器と、室内熱交換器の風上側に配置される補助熱交換器と、室内熱交換器の風下側に配置される送風ファンとを備えている。室内熱交換器と補助熱交換器とは、内部に冷媒を流通する伝熱管を有している（特許文献１、図３参照）。

この空気調和機の動作について説明する。この空気調和機に対して冷房運転を開始すると、室内熱交換器の複数の伝熱管のそれぞれの一端から冷媒が流入する。室内熱交換器の複数の伝熱管のそれぞれの一端から流入した冷媒は、室内熱交換器の複数の伝熱管のそれぞれの他端から流出する。室内熱交換器の複数の伝熱管のそれぞれの他端から流出した冷媒は、補助熱交換器の複数の一端からそれぞれ流入する。

補助熱交換器の複数の一端からそれぞれ流入した冷媒は、合流して補助熱交換器の他端から流出し、外部の圧縮機などに流入する。このときの冷媒循環量は、室内熱交換器では冷媒の蒸発が完了せずに、室内熱交換器では冷媒が飽和域となるようにする。且つ、このときの冷媒循環量は、補助熱交換器で冷媒の蒸発が完了するようにする。これにより、補助熱交換器の他端から流出した冷媒は、冷媒ガスとして外部の圧縮機などに流入する。

上述の構成および動作により、室内熱交換器で過熱域となることを防止できるため、室内熱交換器を通過する空気は室内熱交換器の全面で冷却かつ減湿される。一部の空気の冷却や減湿が不十分なとき、筐体の内部や送風ファンでの結露が発生するが、上述の空気調和機によれば、空気が室内熱交換器の全面で冷却かつ減湿されるため、結露の発生を防ぐことができる。

さらに、上述の構成および動作により、補助熱交換器で冷媒の蒸発が完了する。補助熱交換器の他端から流出した冷媒が外部の圧縮機などに流入するとき、冷媒が完全に蒸発していないと、圧縮機で液圧縮を行なうことになる。圧縮機で液圧縮を行なうと、圧縮機は破損する。上述の空気調和機にかかる冷媒循環量は、補助熱交換器で冷媒の蒸発が完了する冷媒循環量としているため、圧縮機に蒸発していない冷媒が流入することはなく、圧縮機の破損を防止することができる。

特許文献２に開示される空気調和機の構造は、風上側蒸発機と風下側蒸発機とを備えている。風上側蒸発機と風下側蒸発機とは、内部に冷媒を流通する伝熱管を有している。この空気調和機の冷媒経路は、単一の冷媒経路である（特許文献２、第３図および第６図参照）。

特開２００７−１２７３３３号公報 実開昭６０−１２３５１８号公報

特許文献１に開示される空気調和機の構成によれば、たとえば冷房運転をするとき、空気調和機の内部へ冷媒が流入する位置と、空気調和機の内部から冷媒が流出する位置とが離間して設けられている。より具体的には、冷媒経路全体としての上流である、冷媒が流入する室内熱交換器の複数の伝熱管のそれぞれの一端の位置と、冷媒経路全体としての下流である、冷媒が流出する補助熱交換器の他端の位置とが離間して設けられている。

さらに、この特許文献１に開示される空気調和機によれば、室内熱交換器における冷媒経路の下流と、補助熱交換器における冷媒経路の下流とが重なっている。外気温度や周囲温度などの要因によって、この冷媒経路の下流同士が重なっている部分を通過する空気は十分に冷却かつ減湿されず、筐体の内部や送風ファンに結露が発生する場合がある。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、冷房時に筐体の内部や送風ファンに結露が発生することを防止する空気調和機を提供することを目的とする。

この発明の空気調和機のある局面に従えば、空気吸込口および空気吐出口を有するケーシングと、上記空気吸込口から上記空気吐出口に向かって気流を発生させる送風ファンと、上記気流の流れる方向に対して交差する方向に配置される複数の第１の伝熱管を有し、複数の上記第１の伝熱管により、上記ケーシングの内部の領域を、上記空気吸込口を含む風上側領域、および上記空気吐出口を含む風下側領域に仕切る主熱交換器と、を備えている。

上記風上側領域の内部において上記主熱交換器と隣接して設けられ、上記気流の流れる方向に対して交差する方向に配置される第２の伝熱管を有する補助熱交換器と、上記第２の伝熱管の一端から冷媒を流出入する第１の接続管と、上記第２の伝熱管の他端と複数の上記第１の伝熱管のそれぞれの一端とを接続する第２の接続管と、複数の上記第１の伝熱管のそれぞれの他端から冷媒を流出入する第３の接続管と、を備えている。

複数の上記第１の伝熱管のそれぞれの他端の位置は、上記主熱交換器が上記補助熱交換器と互いに略対向する領域に配置されている。

上記発明の他の形態においては、上記主熱交換器は、組み合わされて逆Ｖ字形状に配置される第１の主熱交換器部および第２の主熱交換器部を含み、上記補助熱交換器は、上記第１の主熱交換器部に重なり合うように配置されている。

上記発明の他の形態においては、上記第２の伝熱管の一端は、複数の上記第１の伝熱管のうち、最も長い冷媒経路を構成する上記第１の伝熱管の他端との距離が、他の上記第１の伝熱管の他端との距離よりも近くなるように配置されるとともに、上記第２の伝熱管の一端は、最も長い冷媒経路を構成する上記第１の伝熱管が配設される側に配置されている。

上記発明の他の形態においては、上記主熱交換器は、２つの上記第１の伝熱管を有し、上記第２の伝熱管は、上記気流の流れる方向に対して交差する方向に配置される６列以下の伝熱管列を構成している。

この発明の空気調和機の別の局面に従えば、空気吸込口および空気吐出口を有するケーシングと、上記空気吸込口から上記空気吐出口に向かって気流を発生させる送風ファンと、上記気流の流れる方向に対して交差する方向に配置される２つの第１の伝熱管を有し、２つの上記第１の伝熱管により、上記ケーシングの内部の領域を、上記空気吸込口を含む風上側領域、および上記空気吐出口を含む風下側領域に仕切る主熱交換器と、を備えている。

上記風上側領域の内部において上記主熱交換器と隣接して設けられ、上記気流の流れる方向に対して交差する方向に配置される第２の伝熱管を有する補助熱交換器と、上記主熱交換器および上記補助熱交換器を蒸発器として使用する冷房運転時には、上記第２の伝熱管の一端から冷媒を流入する第１の接続管と、上記第２の伝熱管の他端と２つの上記第１の伝熱管のそれぞれの一端とを接続する第２の接続管と、上記冷房運転時には、２つの上記第１の伝熱管のそれぞれの他端から冷媒を流出する第３の接続管と、を備えている。

上記主熱交換器は、組み合わされて逆Ｖ字形状に配置される第１の主熱交換器部および第２の主熱交換器部を含み、上記補助熱交換器は、上記第１の主熱交換器部に隣接して配置され、第３の接続管が２つの上記第１の伝熱管のそれぞれの他端から冷媒を流出する位置は、上記第１の接続管が上記第２の伝熱管の一端から冷媒を流入する位置に隣接している。

この発明の空気調和機のさらに別の局面に従えば、空気吸込口および空気吐出口を有するケーシングと、上記空気吸込口から上記空気吐出口に向かって気流を発生させる送風ファンと、上記気流の流れる方向に対して交差する方向に配置される複数の第１の伝熱管を有し、複数の上記第１の伝熱管により、上記ケーシングの内部の領域を、上記空気吸込口を含む風上側領域、および上記空気吐出口を含む風下側領域に仕切る主熱交換器と、を備えている。

上記風上側領域の内部において上記主熱交換器と隣接して設けられ、上記気流の流れる方向に対して交差する方向に配置される第２の伝熱管を有する補助熱交換器と、上記第２の伝熱管の一端から冷媒を流出入する第１の接続管と、上記第２の伝熱管の他端と複数の上記第１の伝熱管のそれぞれの一端とを接続する第２の接続管と、複数の上記第１の伝熱管のそれぞれの他端から冷媒を流出入する第３の接続管と、を備えている。

複数の上記第１の伝熱管のそれぞれの他端は、上記第２の伝熱管を通過した上記気流が上記第１の伝熱管のそれぞれの他端を通過する領域の内部に配置されている。

この発明に基づいた空気調和機によれば、筐体の内部や送風ファンに結露が発生することを防止することができる。

実施の形態１における空気調和機の全体構成を示す縦断面図である。 実施の形態１における空気調和機の主熱交換器および補助熱交換器を示す斜視図である。 実施の形態１における空気調和機の冷媒経路の長さを模式的に示している図である。 実施の形態１の他の形態における空気調和機の冷媒経路の長さを模式的に示す図である。 実施の形態２における空気調和機の全体構成を示す縦断面図である。

本発明に基づいた各実施の形態における空気調和機について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

（実施の形態１）
図１から図３を参照して、実施の形態１にかかる空気調和機の構成について説明する。実施の形態１にかかる空気調和機は、室内機と図示しない室外機とが分離されて設けられている。なお、以下の説明では、空気調和機の室内機を単に空気調和機と称する。

本実施の形態にかかる空気調和機１００は、ケーシング１を備えている。ケーシング１の上部には、空気吸込口２が設けられている。ケーシング１の下部には、空気吐出口８が設けられている。ケーシング１の略中央には、送風ファン９が設けられている。送風ファン９は、空気吸込口２から空気吐出口８に向かって気流１３、１３（図１）を発生させる。空気吐出口８には、２枚のルーバ１４Ａ、１４Ｂが設けられている。ルーバ１４Ａ、１４Ｂを回動させることで、水平方向への吹出しや下方向への吹出しを行なうことができる。

本実施の形態にかかる空気調和機１００は、ケーシング１の内部の領域を、空気吸込口２を含む風上側領域１１、および空気吐出口８を含む風下側領域１２に仕切る主熱交換器５と、風上側領域１１の内部において主熱交換器５と重なり合うように設けられる補助熱交換器６と、を備えている。

主熱交換器５は、組み合わされて逆Ｖ字形状に配置される、第１の主熱交換器部である前側主熱交換器部３、および第２の主熱交換器部である後側主熱交換器部４を有している。

前側主熱交換器部３および後側主熱交換器部４は、２つの第１の伝熱管５Ａ、５Ａを有している。２つの第１の伝熱管５Ａ、５Ａは、複数のフィン１０により支持されている。なお、図２では説明の便宜上、両端のフィン１０のみを記載しているが、２つの第１の伝熱管５Ａ、５Ａは、これらの両端のフィン１０と並行に配置されている図示しない複数のフィン１０により支持されている。

２つの第１の伝熱管５Ａ、５Ａは、気流１３の流れる方向に対して交差する方向に配置されており、ケーシング１の幅方向（図１紙面垂直方向）に伸びて設けられている。２つの第１の伝熱管５Ａ、５Ａは、フィン１０の長さ方向に複数の伝熱管列を構成し、フィン１０の幅方向に１列の伝熱管列を構成するように設けられている。第１の伝熱管５Ａの両端部は、略Ｕ字状の管部材により連結されている。

第１の伝熱管５Ａ、５Ａのうち、上方に位置する第１の伝熱管５Ａは、第１の伝熱管５Ａの一端５ＡＡ１から第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ１まで、内部に１つの上部冷媒経路を形成している。上方に位置する第１の伝熱管５Ａは、前側主熱交換器部３と後側主熱交換器部４とが接している部分５ＡＭにおいて、連続している。

第１の伝熱管５Ａ、５Ａのうち、下方に位置する第１の伝熱管５Ａは、第１の伝熱管５Ａの一端５ＡＡ２から第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ２まで、内部に他の１つの下部冷媒経路を形成している。下方に位置する第１の伝熱管５Ａは、前側主熱交換器部３と後側主熱交換器部４とが最も離れている部分５ＡＮにおいて、連続している。

これらの２つの第１の伝熱管５Ａ、５Ａは、ケーシング１の内部の領域を、空気吸込口２を含む風上側領域１１、および空気吐出口８を含む風下側領域１２に仕切っている。

補助熱交換器６は、風上側領域１１の内部において、主熱交換器５の前側主熱交換器部３と重なり合うように設けられている。補助熱交換器６は、第２の伝熱管６Ａを有している。第２の伝熱管６Ａは、複数のフィン１０により支持されている。なお、第１の伝熱管５Ａと同様に、図２では説明の便宜上、両端のフィン１０のみを記載しているが、第２の伝熱管６Ａは、これらの両端のフィン１０と並行に配置されている図示しない複数のフィン１０により支持されている。

第２の伝熱管６Ａは、気流１３の流れる方向に対して交差する方向に配置されており、ケーシング１の幅方向（図１紙面垂直方向）に伸びて設けられている。第２の伝熱管６Ａは、フィン１０の長さ方向に複数の伝熱管列を構成し、フィン１０の幅方向に１列の伝熱管列を構成するように設けられている。第２の伝熱管６Ａの両端部は、略Ｕ字状の管部材により連結されている。

補助熱交換器６が主熱交換器５の前側主熱交換器部３に重なり合うように設けられていることにより、この重なり合う部分において、主熱交換器５の第１の伝熱管５Ａと、補助熱交換器６の第２の伝熱管６Ａとは、気流１３が通過する方向に２列の伝熱管列を構成している。

本実施の形態にかかる空気調和機１００は、第１の接続管２１、第２の接続管２２、および第３の接続管２３を備えている。第１の接続管２１の一端は、図示しない室外機などと接続されている。第１の接続管２１の他端は、第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡと接続されている。つまり、第１の接続管２１は、図示しない室外機などと第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡとを接続している。第１の接続管２１は、第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡから冷媒を流出入する。

第２の接続管２２の一端は、第２の伝熱管６Ａの他端６ＡＢと接続されている。第２の接続管２２の他端は、第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの一端５ＡＡ１、５ＡＡ２（以下、これらを５ＡＡと総称する場合がある）と接続されている。つまり、第２の接続管２２は、第２の伝熱管６Ａの他端６ＡＢと、第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの一端５ＡＡ１、５ＡＡ２とを接続している。

第３の接続管２３の一端は、図示しない圧縮機などと接続されている。第３の接続管２３の他端は、第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢ１、５ＡＢ２（以下、これらを５ＡＢと総称する場合がある）と接続されている。つまり、第３の接続管２３は、図示しない圧縮機などと、第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢ１、５ＡＢ２とを接続している。第３の接続管２３は、第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢ１、５ＡＢ２から冷媒を流出入する。

上部冷媒経路は、図示しない室外機などと接続されている第１の接続管２１から、第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡを経由して、第２の伝熱管６Ａに連通している。上部冷媒経路は、第２の伝熱管６Ａに連通したあと、第２の伝熱管６Ａの他端６ＡＢを経由して、第２の接続管２２に連通している。上部冷媒経路は、第２の接続管２２に連通したあと、上方に位置する第１の伝熱管５Ａの一端５ＡＡ１を経由して、上方に位置する第１の伝熱管５Ａに連通している。

上部冷媒経路は、上方に位置する第１の伝熱管５Ａに連通したあと、上方に位置する第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ１を経由して、図示しない圧縮機などと接続されている第３の接続管２３に連通している。

これにより、第１の接続管２１、第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡ、第２の伝熱管６Ａ、第２の伝熱管６Ａの他端６ＡＢ、第２の接続管２２、上方に位置する第１の伝熱管５Ａの一端５ＡＡ１、上方に位置する第１の伝熱管５Ａ、上方に位置する第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ１、および第３の接続管２３は、上部冷媒経路を構成している。

下部冷媒経路は、図示しない室外機などと接続されている第１の接続管２１から、第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡを経由して、第２の伝熱管６Ａに連通している。下部冷媒経路は、第２の伝熱管６Ａに連通したあと、第２の伝熱管６Ａの他端６ＡＢを経由して、第２の接続管２２に連通している。下部冷媒経路は、第２の接続管２２に連通したあと、下方に位置する第１の伝熱管５Ａの一端５ＡＡ２を経由して、下方に位置する第１の伝熱管５Ａに連通している。

下部冷媒経路は、下方に位置する第１の伝熱管５Ａに連通したあと、下方に位置する第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ２を経由して、第３の接続管２３に連通している。

これにより、第１の接続管２１、第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡ、第２の伝熱管６Ａ、第２の伝熱管６Ａの他端６ＡＢ、第２の接続管２２、下方に位置する第１の伝熱管５Ａの一端５ＡＡ２、下方に位置する第１の伝熱管５Ａ、下方に位置する第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ２、および第３の接続管２３は、下部冷媒経路を構成している。

上部冷媒経路および下部冷媒経路は、室外機などと接続されている第１の接続管２１から、第２の接続管２２の分岐部までの間は共通しており、この間は単一の冷媒経路を構成している。この単一の冷媒経路が分岐部にて分流して、上部冷媒経路として、上方に位置する第１の伝熱管５Ａの一端５ＡＡ１から上方に位置する第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ１までの冷媒経路を構成している。

また、この単一の冷媒経路が分流して、下部冷媒経路として、下方に位置する第１の伝熱管５Ａの一端５ＡＡ２から下方に位置する第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ２までの冷媒経路を構成している。上部冷媒経路および下部冷媒経路は、第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ１、５ＡＢ２のあと、合流して再び単一の冷媒経路を構成している。

前側主熱交換器部３の第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢ１、５ＡＢ２が設けられる位置は、補助熱交換器６が前側主熱交換器部３と重なり合う領域７の内部に配置されている。具体的には、図１に参照されるように、中の矢印で示す補助熱交換器６の第２の伝熱管６Ａが配列される方向での長さ（フィン１０の長さ）により規定される領域７の内部に、他端５ＡＢ１、５ＡＢ２が設けられる。補助熱交換器６が前側主熱交換器部３と重なり合う領域７は、主熱交換器５の第１の伝熱管５Ａと、補助熱交換器６の第２の伝熱管６Ａとが、気流１３の通過する方向に２列の伝熱管列を構成している領域である。

（作用・効果）
本実施の形態にかかる空気調和機１００を冷房機として運転する場合について説明する。この場合、主熱交換器５および補助熱交換器６は蒸発器となる。まず第１の接続管２１から、第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡを経由して、第２の伝熱管６Ａに冷媒が流入する。第２の伝熱管６Ａに流入した冷媒は、他端６ＡＢから第２の接続管２２を通って上述の上方に位置する冷媒経路および下方に位置する冷媒経路を流れる。上述の上方に位置する冷媒経路および下方に位置する冷媒経路を流れた冷媒は、第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ１、５ＡＢ２を経由して、第３の接続管２３から流出する。

送風ファン９により発生した気流１３のうち、主熱交換器５と補助熱交換器６とが重なり合わない領域を通過する気流１３は、主熱交換器５のみを通過している。主熱交換器５と補助熱交換器６とが重なり合わない領域を通過する気流１３は、この領域の第１の伝熱管５Ａにより冷却かつ減湿される。

送風ファン９により発生した気流１３のうち、主熱交換器５と補助熱交換器６とが重なり合う領域７を通過する気流１３Ａ、１３Ｂは、主熱交換器５および補助熱交換器６の双方を通過している。主熱交換器５と補助熱交換器６とが重なり合う領域７を通過する気流１３Ａ、１３Ｂは、第１の伝熱管５Ａおよび第２の伝熱管６Ａにより冷却かつ減湿される。

主熱交換器５と補助熱交換器６とが重なり合わない領域を通過した気流１３、および主熱交換器５と補助熱交換器６とが重なり合う領域７を通過した気流１３Ａ、１３Ｂは、冷却かつ減湿され、空気吐出口８から吹き出される。

本実施の形態にかかる空気調和機１００の、第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢ１、５ＡＢ２の位置は、主熱交換器５が補助熱交換器６と互いに略対向する領域７の内部に配置されている。これにより、冷媒経路としての上流を構成する伝熱管列、および冷媒経路としての下流を構成する伝熱管列は、気流１３Ａ、１３Ｂが通過する方向に２列の伝熱管列を構成している。

冷媒経路の上流を構成する伝熱管列の冷媒能力は高く、冷媒経路の下流（過熱された冷媒が流れる部分）を構成する伝熱管列の冷媒能力は低い。冷媒能力の低い部分のみを通った気流は、ファンにより冷却され、ファンに結露する事となるが、冷媒能力の高い伝熱管列および冷媒能力の低い伝熱管列を、気流１３Ａ、１３Ｂが通過する方向に２列の伝熱管列とすることで、ファンに結露する事はない。

このため、十分に冷却、除湿されない気流というのは存在しなくなり、これにより、筐体の内部や送風ファンに結露が発生することを防止することができる。

このときの冷媒循環量は、第２の伝熱管６Ａで、冷媒の蒸発が完了しないようにする。且つこのときの冷媒循環量は、第１の伝熱管５Ａの冷媒経路の上流では冷媒の蒸発が完了せずに、第１の伝熱管５Ａの冷媒経路の上流では冷媒が飽和域となるようにする。さらに、このときの冷媒循環量は、第１の伝熱管５Ａの冷媒経路としての下流で冷媒の蒸発が完了し、第１の伝熱管５Ａの冷媒経路としての下流で冷媒が過熱域となるようにする。

第１の伝熱管５Ａの冷媒経路の下流で、冷媒の蒸発が完了するため、圧縮機に蒸発していない冷媒が流入することはなく、圧縮機の破損を防止することができる。

本実施の形態にかかる空気調和機１００の第１の伝熱管５Ａ、５Ａ、第２の伝熱管６Ａ、第１の接続管２１、第２の接続管２２、および第３の接続管２３は、２本の冷媒経路によって互いに連通されている。このため、本実施の形態にかかる空気調和機１００は、冷媒が流出する出口として、第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢ１、５ＡＢ２の２つを有している。

冷媒は、冷媒経路の上流から下流に向かって徐々に蒸発して、体積が大きくなる。実施の形態１にかかる空気調和機は、冷媒が流出する出口を２つ有しているため、圧力損失を低減する事ができる。圧力損失が生じると、冷媒の比体積が大きくなり、圧縮機に吸入される冷媒が減少する。その結果、冷却能力が減少する。実施の形態１にかかる空気調和機は、圧力損失を低減する事ができるため、安定した冷房運転をすることができる。

また、上述した引用文献１の構成では、冷媒の流れが逆になる暖房運転の時に冷媒の入口が背面側の風上側となる。暖房運転の時には冷媒の出口付近が過冷却部となり、熱交換をほとんどしなくなる。その結果、暖房運転の時に熱交換をしない風が出来てしまう。暖房運転の時には熱交換しない風があってもファンの結露等の問題は発生しないが、熱交換器としての効率が大きく悪化してしまう可能性がある。

しかし、本実施の形態によれば、冷媒の流れが逆になる暖房運転の時であっても冷媒の入口が前面側の風上側となるため、暖房運転の時にも省エネルギー性に優れている。

（実施の形態１に関する他の構成）
実施の形態１では、主熱交換器５は前側主熱交換器部３および後側主熱交換器部４とを有しているとしたが、これに限られない。主熱交換器５は、ケーシング１の内部の領域を、空気吸込口２を含む風上側領域１１、および空気吐出口８を含む風下側領域１２に仕切るものであれば、たとえば断面が曲線により構成される逆Ｕ字形状の主熱交換器であってもよい。このとき、補助熱交換器６は、主熱交換器５の形状に対して隣接するように配置することで、上述と同様の効果を得ることができる。

実施の形態１では、補助熱交換器６は、風上側領域１１の内部において、前側主熱交換器部３に重なり合うように設けたが、これに限られない。補助熱交換器６は、風上側領域１１の内部に、後側主熱交換器部４に重なり合うように設けてもよい。このとき、上述の通り、第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢ１、５ＡＢ２の位置は、主熱交換器５が補助熱交換器６と互いに略対向する領域７の内部に配置することで、上述と同様の効果を得ることができる。

図１および図３を参照して、第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡは、複数の第１の伝熱管５Ａ、５Ａのうち、最も長い冷媒経路を構成する第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢとの距離Ｌ１が、他の第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢとの距離Ｌ２よりも近くなるように配置されるとともに、第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡは、最も長い冷媒経路を構成する第１の伝熱管５Ａが配設される側に位置するように配置されている。

より具体的には、本実施の形態では、上方に位置する第１の伝熱管５Ａにより上部冷媒経路が形成され、下方に位置する第１の伝熱管５Ａにより下部冷媒経路が形成されている。上部冷媒経路の長さと下部冷媒経路の長さを比較すると、上部冷媒経路の方が、下部冷媒経路よりも長く形成されている。したがって、本実施の形態では、上部冷媒経路が最も長い冷媒経路を構成する。

本実施の形態では、第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡは、上部冷媒経路を構成する第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ１と第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡとの間の距離Ｌ１が、下部冷媒経路を構成する第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ２との距離Ｌ２よりも近くなるように配置されている。さらに、第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡは、上部冷媒経路を構成する第１の伝熱管５Ａが配設される側に位置するように配設されている。

この構成により、たとえば冷房運転をするとき、冷却能力が高い第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡを含む補助熱交換器６の第２の伝熱管６Ａの上流側の領域を、前側主熱交換器部３を構成する第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ１を含み、冷却能力が低下した上部冷媒経路を構成する第１の伝熱管５Ａの下流側領域に重ねることができる。

これにより、冷却能力が最も高い補助熱交換器６の第２の伝熱管６Ａの上流側領域を通過した気流１３は、次に最も冷却能力が低下した前側主熱交換器部３の上部冷媒経路を構成する第１の伝熱管５Ａの下流側領域を通過する。その結果、最も冷却能力が低下した冷媒経路を通過する気流１３に対しても、確実に気流１３を冷却かつ減湿させることができる。

なお、熱交換の効率をより良くするために、次のような構成にしてもよい。たとえば、第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡと、最も長い冷媒経路を構成する第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ（図１において５ＡＢ１）と間の距離Ｌ１は、第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＢと、最も長い冷媒経路を構成する第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ（図１において５ＡＢ１）と間の距離Ｌ４よりわずかに長くなるように構成にしてもよい。

この場合、上述の距離Ｌ１と距離Ｌ４との比は、最も長い冷媒経路を構成する第１の伝熱管５Ａの冷媒経路（上部冷媒経路）の長さと、他の第１の伝熱管５Ａの冷媒経路（下部冷媒経路）の長さとの比と、略同等であってもよい。また、上述の距離Ｌ１と距離Ｌ４とが同じであってよい。

これらの構成によれば、上述のように、冷却能力が高い第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡを含む補助熱交換器６の第２の伝熱管６Ａの上流側の領域を、前側主熱交換器部３を構成する第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＢ１を含み、冷却能力が低下した上部冷媒経路を構成する第１の伝熱管５Ａの下流側領域に重ねるとき、熱交換の効率をより良くすることができる。なぜなら、これらの構成によれば、複数の第１の伝熱管５Ａのそれぞれの下流側領域に対して、冷却能力が高い第２の伝熱管６Ａをほぼ一様にわたって重ねることができ、複数の第１の伝熱管５Ａと第２の伝熱管６Ａとを合わせた時の冷却能力に偏りが生じないためである。

図３では、２つの第１の伝熱管５Ａの場合について説明したが、２以上の第１の伝熱管５Ａを有する場合についても同様である。図４を参照して、第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡは、複数の第１の伝熱管５Ａ、５Ａ、５Ａのうち、最も長い冷媒経路を構成する第１の伝熱管５Ａの他端５ＡＣとの距離Ｌ１が、他の第１の伝熱管５Ａ、５Ａの他端５ＡＢ、５ＡＢとの距離Ｌ２、Ｌ３よりも近くなるように配置している。さらに、第２の伝熱管６Ａの一端６ＡＡは、最も長い冷媒経路を構成する第１の伝熱管５Ａが配設される側に位置するように配設されている。

再び図２を参照して、主熱交換器は、２つの第１の伝熱管５Ａ、５Ａを有しているとよい。２つの第１の伝熱管５Ａ、５Ａは、５ＡＡ１および５ＡＡ２を一端とし、５ＡＢ１および５ＡＢ２を他端としている。また、補助熱交換器６の第２の伝熱管６Ａは、気流１３の流れる方向に対して交差する方向に配置される６列または６列以下の伝熱管列（図２の６Ａ〜６Ａ参照）を構成しているとよい。このとき、上述のように、第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢ１、５ＡＢ２の位置は、主熱交換器５が補助熱交換器６と互いに略対向する領域７の内部に配置することで、上述と同様の効果を得ることができる。

実施の形態１では、前側主熱交換器部３および後側主熱交換器部４は、２つの第１の伝熱管５Ａ、５Ａを有しているとしたが、これに限られない。図４に参照されるように、３以上の第１の伝熱管５Ａを有し、室外機などと接続されている第１の接続管２１から第２の接続管２２までの間を構成する単一の冷媒経路が、３以上の冷媒経路に分流するよう構成してもよい。このとき、３以上の第１の伝熱管５Ａの他端の位置は、主熱交換器５が補助熱交換器６と互いに略対向する領域７の内部に配置することで、上述と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態２）
図５を参照して、実施の形態２にかかる空気調和機の構成について説明する。本実施の形態にかかる空気調和機１００は、実施の形態１と同様に、ケーシング１、送風ファン９、主熱交換器５、補助熱交換器６、第１の接続管２１、第２の接続管２２、および第３の接続管２３を備えている。

ケーシング１、送風ファン９、主熱交換器５、補助熱交換器６、第１の接続管２１、第２の接続管２２、および第３の接続管２３の構成は、実施の形態１と主として同様であり、次の点において相違している。

本実施の形態にかかる空気調和機１００の補助熱交換器６は、風上側領域１１の内部に設けられていれば、主熱交換器５と重なり合わずに設けられていてもよい。

主熱交換器５の第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢ１、５ＡＢ２が設けられる位置は、第２の伝熱管６Ａを通過した気流１３ＡＡ、１３ＢＢ、１３ＣＣのみが第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢ１、５ＡＢ２を通過するように配置されている。具体的には、図５中の矢印に参照されるように、第２の伝熱管６Ａを通過した気流１３ＡＡ、１３ＢＢ、１３ＣＣのうち、第１の伝熱管５Ａが配列される方向において、最も風上側の気流１３ＡＡと、最も風下側の気流１３ＣＣとの間に規定される領域７Ａの内部に、他端５ＡＢ１、５ＡＢ２が設けられる。

第１の伝熱管５Ａが配列される方向において、最も風上側の気流１３ＡＡと、最も風下側の気流１３ＣＣとの間に規定される領域７Ａは、主熱交換器５の第１の伝熱管５Ａと、補助熱交換器６の第２の伝熱管６Ａとが、気流１３の通過する順路に従って２列の伝熱管列を構成している領域である。

この構成によれば、複数の第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢ、５ＡＢの位置は、領域７Ａの内部であれば、主熱交換器５が補助熱交換器６と互いに略対向する実施の形態１における領域７の内部に限られず、実施の形態１における領域７の外部に配置されてもよい。

なお、補助熱交換器６が主熱交換器５とが距離を置いて重なりあった状態で設けられている場合、補助熱交換器６と主熱交換器５との間には、気流１３が領域７Ａに直接流入することができる空間が生じる。気流１３が熱交換されずにこの空間から領域７Ａに直接流入することを防止するために、図５に参照されるように、補助熱交換器６の最も上方の部分６Ｔ（図５における補助熱交換器６の最も上端の部分）は、主熱交換器５と接しているとよい。気流１３が熱交換されずにこの空間から領域７Ａに直接流入すると、筐体の内部や送風ファンにより冷却されることとなり、筐体の内部や送風ファンに結露が発生するからである。

気流１３が熱交換されずに領域７Ａに直接流入することを防止する他の構成として、補助熱交換器６の最も上方の部分に、この部分に流れる気流１３と対向する遮蔽板のようなものを設けてもよい。より具体的には、補助熱交換器６の最も上方の部分から、補助熱交換器６の最も上方の部分から主熱交換器５に対して略垂線を下ろすような遮蔽板のようなものを設けるとよい。

（作用・効果）
実施の形態１と同様に、本実施の形態にかかる空気調和機１００を冷房機として運転する場合について説明する。この場合、主熱交換器５および補助熱交換器６は蒸発器となる。第２の伝熱管６Ａは、冷媒経路として上流になり、複数の第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢ、５ＡＢは、冷媒経路として下流になる。

補助熱交換器６が主熱交換器５と重なり合って設けられている場合、実施の形態１と同様の作用および効果になる。送風ファン９により発生した気流１３のうち、主熱交換器５と補助熱交換器６とが重なり合わない領域を通過する気流１３は、主熱交換器５のみを通過している。主熱交換器５と補助熱交換器６とが重なり合わない領域を通過する気流１３は、この領域の第１の伝熱管５Ａ、すなわち、主熱交換器５により冷却かつ減湿される。

送風ファン９により発生した気流１３のうち、主熱交換器５と補助熱交換器６とが重なり合う領域７を通過する気流１３Ａ、１３Ｂは、主熱交換器５および補助熱交換器６の双方を通過している。主熱交換器５と補助熱交換器６とが重なり合う領域７を通過する気流１３Ａ、１３Ｂは、第１の伝熱管５Ａおよび第２の伝熱管６Ａ、すなわち、主熱交換器５と補助熱交換器６により冷却かつ減湿される。

主熱交換器５と補助熱交換器６とが重なり合わない領域を通過した気流１３、および主熱交換器５と補助熱交換器６とが重なり合う領域７を通過した気流１３Ａ、１３Ｂは、冷却かつ減湿され、空気吐出口８から吹き出される。

この構成により、過熱域となる冷媒出口付近の熱交換器部分の前に、十分に熱交換する補助熱交換器を配置する事となり、熱交換されない空気が無くなり、実施の形態１と同様に、筐体の内部や送風ファンに結露が発生することを防止することができる。

一方、補助熱交換器６が主熱交換器５と重なり合わずに設けられている場合、本実施の形態の構成によれば、複数の第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢ、５ＡＢの位置は、第２の伝熱管６Ａを通過した気流１３が第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢ、５ＡＢを通過する位置に配置されているため、気流１３は、冷媒経路の下流を通過する前に、冷媒経路の上流を通過する。

補助熱交換器６が主熱交換器５と重なり合わずに設けられていても、冷媒経路としての上流を構成する伝熱管列、および冷媒経路としての下流を構成する伝熱管列は、気流１３Ａ、１３Ｂが通過する順路に従って、２列の伝熱管列を構成している。

実施の形態１と同様に、冷媒経路の下流である部分は過熱域となるため構成する伝熱管列の冷媒能力は低い。これらの前に冷媒経路の上流部分を配置する事により熱交換されない空気を無くす事が可能となる。

このため、温度や湿度について、冷媒経路全体としての上流および下流を構成する伝熱管列を通過して冷却かつ減湿される空気と、冷媒経路全体としての中流（主熱交換器の冷媒経路の上流）を通過して冷却かつ減湿される空気となり、十分に冷却、除湿されない空気が存在しなくなる。このため、筐体の内部や送風ファンに結露が発生することを防止することができる。

このときの冷媒循環量は、第２の伝熱管６Ａで、冷媒の蒸発が完了しないようにする。且つこのときの冷媒循環量は、第１の伝熱管５Ａの冷媒経路の上流では冷媒の蒸発が完了せずに、第１の伝熱管５Ａの冷媒経路の上流では冷媒が飽和域となるようにする。さらに、このときの冷媒循環量は、第１の伝熱管５Ａの冷媒経路としての下流で冷媒の蒸発が完了し、第１の伝熱管５Ａの冷媒経路としての下流で冷媒が過熱域となるようにする。

よって、実施の形態１と同様に、第１の伝熱管５Ａの冷媒経路の下流で、冷媒の蒸発が完了するため、圧縮機に蒸発していない冷媒が流入することはなく、圧縮機の破損を防止することができる。

実施の形態１と同様に、本実施の形態にかかる空気調和機は、冷媒が流出する出口として、第１の伝熱管５Ａ、５Ａのそれぞれの他端５ＡＢ１、５ＡＢ２の２つを有している。よって、実施の形態１と同様に、本実施の形態にかかる空気調和機は、圧力損失を低減する事ができるため、安定した冷房運転をすることができる。

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ケーシング、２ 空気吸込口、３ 前側主熱交換器部、４ 後側主熱交換器部、５ 主熱交換器、５Ａ 第１の伝熱管、５ＡＡ，５ＡＡ１，５ＡＡ２ 第１の伝熱管の一端、５ＡＢ，５ＡＢ１，５ＡＢ２ 第１の伝熱管の他端、５ＡＭ，５ＡＮ，６Ｔ 部分、６ 補助熱交換器、６Ａ 第２の伝熱管、６ＡＡ 第２の伝熱管の一端、６ＡＢ 第２の伝熱管の他端、７，７Ａ 領域、８ 空気吐出口、９ 送風ファン、１０ フィン、１１ 風上側領域、１２ 風下側領域、１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３ＡＡ，１３ＢＢ，１３ＣＣ 気流、１４Ａ，１４Ｂ ルーバ、２１ 第１の接続管、２２ 第２の接続管、２３ 第３の接続管、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ 距離。

Claims (6)

1. 空気吸込口および空気吐出口を有するケーシングと、
   前記空気吸込口から前記空気吐出口に向かって気流を発生させる送風ファンと、
   前記気流の流れる方向に対して交差する方向に配置される複数の第１の伝熱管を有し、複数の前記第１の伝熱管により、前記ケーシングの内部の領域を、前記空気吸込口を含む風上側領域、および前記空気吐出口を含む風下側領域に仕切る主熱交換器と、
   前記風上側領域の内部において前記主熱交換器と隣接して設けられ、前記気流の流れる方向に対して交差する方向に配置される第２の伝熱管を有する補助熱交換器と、
   前記第２の伝熱管の一端から冷媒を流出入する第１の接続管と、
   前記第２の伝熱管の他端と複数の前記第１の伝熱管のそれぞれの一端とを接続する第２の接続管と、
   複数の前記第１の伝熱管のそれぞれの他端から冷媒を流出入する第３の接続管と、
   を備え、
   複数の前記第１の伝熱管のそれぞれの他端の位置は、前記主熱交換器が前記補助熱交換器と互いに略対向する領域に配置される、
   空気調和機。
2. 前記主熱交換器は、組み合わされて逆Ｖ字形状に配置される第１の主熱交換器部および第２の主熱交換器部を含み、
   前記補助熱交換器は、前記第１の主熱交換器部と重なり合うように配置される、
   請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記第２の伝熱管の一端は、複数の前記第１の伝熱管のうち、最も長い冷媒経路を構成する前記第１の伝熱管の他端との距離が、他の前記第１の伝熱管の他端との距離よりも近くなるように配置されるとともに、前記第２の伝熱管の一端は、最も長い冷媒経路を構成する前記第１の伝熱管が配設される側に配置される、
   請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 前記主熱交換器は、２つの前記第１の伝熱管を有し、
   前記第２の伝熱管は、前記気流の流れる方向に対して交差する方向に配置される６列以下の伝熱管列を構成する、
   請求項１から３のいずれかに記載の空気調和機。
5. 空気吸込口および空気吐出口を有するケーシングと、
   前記空気吸込口から前記空気吐出口に向かって気流を発生させる送風ファンと、
   前記気流の流れる方向に対して交差する方向に配置される２つの第１の伝熱管を有し、２つの前記第１の伝熱管により、前記ケーシングの内部の領域を、前記空気吸込口を含む風上側領域、および前記空気吐出口を含む風下側領域に仕切る主熱交換器と、
   前記風上側領域の内部において前記主熱交換器と隣接して設けられ、前記気流の流れる方向に対して交差する方向に配置される第２の伝熱管を有する補助熱交換器と、
   前記主熱交換器および前記補助熱交換器を蒸発器として使用する冷房運転時には、前記第２の伝熱管の一端から冷媒を流入する第１の接続管と、
   前記第２の伝熱管の他端と２つの前記第１の伝熱管のそれぞれの一端とを接続する第２の接続管と、
   前記冷房運転時には、２つの前記第１の伝熱管のそれぞれの他端から冷媒を流出する第３の接続管と、
   を備え、
   前記主熱交換器は、組み合わされて逆Ｖ字形状に配置される第１の主熱交換器部および第２の主熱交換器部を含み、
   前記補助熱交換器は、前記第１の主熱交換器部に隣接して配置され、
   第３の接続管が２つの前記第１の伝熱管のそれぞれの他端から冷媒を流出する位置は、前記第１の接続管が前記第２の伝熱管の一端から冷媒を流入する位置に隣接している、
   空気調和機。
6. 空気吸込口および空気吐出口を有するケーシングと、
   前記空気吸込口から前記空気吐出口に向かって気流を発生させる送風ファンと、
   前記気流の流れる方向に対して交差する方向に配置される複数の第１の伝熱管を有し、複数の前記第１の伝熱管により、前記ケーシングの内部の領域を、前記空気吸込口を含む風上側領域、および前記空気吐出口を含む風下側領域に仕切る主熱交換器と、
   前記風上側領域の内部において前記主熱交換器と隣接して設けられ、前記気流の流れる方向に対して交差する方向に配置される第２の伝熱管を有する補助熱交換器と、
   前記第２の伝熱管の一端から冷媒を流出入する第１の接続管と、
   前記第２の伝熱管の他端と複数の前記第１の伝熱管のそれぞれの一端とを接続する第２の接続管と、
   複数の前記第１の伝熱管のそれぞれの他端から冷媒を流出入する第３の接続管と、
   を備え、
   複数の前記第１の伝熱管のそれぞれの他端の位置は、前記第２の伝熱管を通過した前記気流のみが前記第１の伝熱管のそれぞれの他端を通過するような位置に配置される、
   空気調和機。

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