JP2021018007A - 空気調和機の室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】四方弁とアキュムレータとを接続している配管を短くした室外機を提供すること。【解決手段】空気調和装置の室外機１ａは、アキュムレータ１７と、オイルセパレータ１２と、アキュムレータ入口配管３５を介してアキュムレータ１７の第一の冷媒入口に接続されるとともに吐出配管３１を介してオイルセパレータ１２の冷媒出口１２ｂに接続されている四方弁１３と、を有しており、アキュムレータ１７は第一の冷媒入口が設けられている側の一端が上側に位置する向きで配置されており、オイルセパレータ１２は冷媒出口１２ｂが設けられている側の一端が上側に位置する向きで配置されており、四方弁１３は、アキュムレータ１７およびオイルセパレータ１２よりも上側で、かつ、上面視においてアキュムレータ１７とオイルセパレータ１２との間に配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機の室外機に関する。

特許文献1には、室外機と室内機を備える空気調和装置が開示されている。この空気調和装置の室外機は、冷媒とオイルとを分離するように構成されているオイルセパレータと、気液二相の冷媒を液相の冷媒と気相の冷媒とに分離するように構成されているアキュムレータと、冷媒が流れる経路を切り替えられるように構成されている四方弁とを有している。四方弁が有する4つのポートのそれぞれは、オイルセパレータと、アキュムレータと、室外機に設けられている室外熱交換器と、室内機に設けられている室内熱交換器とのそれぞれに、配管を介して接続されている。

特許文献1に記載されている空気調和装置では、四方弁とアキュムレータとの間にオイルセパレータが配置されている。そして、四方弁とアキュムレータとを接続している配管は、オイルセパレータの上側を跨ぐように配置されている。

特開2019-45038号公報

（発明が解決しようとする課題）
ところで、冷媒が流れる配管が長くなると圧力損失が大きくなり、空気調和装置の熱効率が低下する。特に、低圧の冷媒が流れる配管の長さは、熱効率に与える影響が大きい。四方弁とアキュムレータとを接続している配管は、室内機から戻ってきた低圧の冷媒が流れる配管であるため、熱効率の観点からは、この配管を短くすることが好ましい。しかしながら、特許文献1に開示されている室外機では、上記のとおり四方弁とアキュムレータとの間にオイルセパレータが配置されており、四方弁とアキュムレータとの距離が大きい。このため、この配管が長くなる。

上記実情に鑑み、本発明は、四方弁とアキュムレータとを接続している配管が短くなるように構成された空気調和装置の室外機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）
本発明は、流入した冷媒を液相の冷媒と気相の冷媒に分離するように構成されているアキュムレータ（１７）と、流入した冷媒からオイルを分離するように構成されているオイルセパレータ（１２）と、四か所のポート（１３ａ〜１３ｄ）を有し前記四か所のポート（１３ａ〜１３ｄ）のうちの一か所のポート（１３ｄ）が第一の配管（３５）を介して前記アキュムレータ（１７）の冷媒入口（１７ａ）に接続されており、他の一か所のポート（１３ａ）が第二の配管（３１）を介して前記オイルセパレータ（１２）の冷媒出口（１２ｂ）に接続されている四方弁（１３）と、を有しており、前記アキュムレータ（１７）は、前記冷媒入口（１７ａ）が設けられている側の一端が上側に位置する向きで配置されており、前記オイルセパレータ（１２）は、冷媒出口（１２ｂ）が設けられている側の一端が上側に位置する向きで配置されており、前記四方弁（１３）は、前記アキュムレータ（１７）および前記オイルセパレータ（１２）よりも上側で、かつ、上面視において前記アキュムレータ（１７）と前記オイルセパレータ（１２）との間に配置されている空気調和装置（１００）の室外機（１ａ）を提供する。

本発明の室外機（１ａ）では、オイルセパレータ（１２）の冷媒出口（１２ｂ）およびアキュムレータ（１７）の冷媒入口（１７ａ）と四方弁（１３）とが接近している。このため、四方弁（１３）とアキュムレータ（１７）とを接続している第一の配管（３５）と、四方弁（１３）とオイルセパレータ（１２）とを接続している第二の配管（３１）を短くできる。したがって、第一の配管（３５）と第二の配管（３１）における圧力損失を低減できる。また、第一の配管（３５）と第二の配管（３１）を短くすることにより、これらを形成している配管部品を少なくできるから、製造コストの削減を図ることができる。

四方弁（１３）の四か所のポート（１３ａ〜１３ｄ）のそれぞれの中心線（Ｍ１〜Ｍ４）は水平であることが好ましい。四方弁（１３）の四か所のポート（１３ａ〜１３ｄ）の中心線（Ｍ１〜Ｍ４）が水平であると、これらのポート（１３ａ〜１３ｄ）に接続される冷媒配管を、四方弁（１３）の上側に引き出さなくてもよい。したがって、四方弁（１３）の上側に冷媒配管を配置するためのスペースが不要であるから、室外機（１ａ）を低くできる（または高さの増加を抑制できる）。なお、ポートの中心線とは、ポートの開口の中心を通り且つ開口面と垂直な線により表される。

第一の配管（３５）が接続されている前記一か所のポート（１３ｄ）と前記第二の配管（３１）が接続されている前記他の一か所のポート（１３ａ）は同軸であり、前記第一の配管（３５）の中心線（Ｌ１）と前記第二の配管（３１）の中心線（Ｌ２）は、上面視において、前記アキュムレータ（１７）の前記冷媒入口（１７ａ）と前記オイルセパレータ（１２）の前記冷媒出口（１２ｂ）を通過する直線（Ｌ３）と一致していることが好ましい。このような構成であれば、第一の配管（３５）と第二の配管（３１）を短くできる。したがって、第一の配管（３５）と第二の配管（３１）における圧力損失を低減できる。

前記第一の配管（３５）と前記第二の配管（３１）は、それぞれ単一の配管部品により生成されていることが好ましい。すなわち、第一の配管（３５）と第二の配管（３１）は、複数の配管部品を接合したものではないことが好ましい。このような構成であれば、第一の配管（３５）と第二の配管（３１）には、それぞれ配管部品どうしを接合するためのスペースを設けなくてもよい。このため、第一の配管（３５）と第二の配管（３１）を短くして第一の配管（３５）と第二の配管（３１）における圧力損失を低減できる。また、第一の配管（３５）と第二の配管（３１）の製造工数の削減を図ることができるため、製造コストを削減できる。

図１は、本発明の実施形態に係る空気調和機の概略構成を示す回路図である。 図２は、本発明の実施形態に係る空気調和機の室外機の概略構成を示す斜視図である。 図３は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室外機の概略構成を示す上面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室外機の概略構成を示す側面図であり、図２中の矢印ＩＶ方向視の図である。 図５は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室外機の概略構成を示す側面図であり、図２中の矢印Ｖ方向視の図である。 図６は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室外機の概略構成を示す側面図であり、図２中の矢印ＶＩ方向視の図である。 図７は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室外機の概略構成を示す側面図であり、図２中の矢印ＶＩＩ方向視の図である。 図８は、従来の空気調和装置の室外機の構成例を示す斜視図である。 図９は、過冷却熱交換器を有する空気調和装置の構成例を示す回路図である。

以下に、本発明の実施形態に係るエンジン駆動式空気調和装置の室外機について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、「本発明の実施形態に係るエンジン駆動式空気調和装置の室外機」を単に「室外機」と略して記すことがある。

図１は、室外機１ａを含めた空気調和装置１００の構成例を示す回路図である。図１に示すように、空気調和装置１００は、室外に設置される室外機１ａと、室内に設置される複数の室内機１ｂとを備えている。

室外機１ａは、圧縮機１１と、オイルセパレータ１２と、四方弁１３と、室外熱交換器１４と、廃熱回収用熱交換器１５と、アキュムレータ１７とを備えている。また、室外機１ａは、冷媒が流通可能な配管（以下、冷媒配管と記すことがある）として、第一の配管としてのアキュムレータ入口配管３５と、第二の配管としての吐出配管３１と、アキュムレータ出口配管３６とを備えている。吐出配管３１は、オイルセパレータ１２と四方弁１３とを接続している。アキュムレータ入口配管３５は、四方弁１３とアキュムレータ１７とを接続している。アキュムレータ出口配管３６は、アキュムレータ１７と圧縮機１１とを接続している。複数の室内機１ｂは、それぞれ、室内側電子膨張弁２１と、室内熱交換器２２とを備えている。そして、室外機1ａの四方弁１３の第二ポート１３ｂは、室内機側配管３２を介してそれぞれの室内機１ｂの室内熱交換器２２の一端に接続されており、室外熱交換器１４は中間配管３４を介してそれぞれの室内機１ｂの室内熱交換機２２の他端に接続されている。

エンジン１０には、例えばガス等の気体燃料を燃焼させることにより駆動力を発生させるガスエンジンが適用される。ただし、エンジン１０はガスエンジンに限定されるものではなく、ガソリン等の液体燃料、或いは固体燃料を用いるエンジンを適用することもできる。エンジン１０の内部には冷却水通路１０ａが形成されており、この冷却水通路１０ａは冷却水回路５０に接続されている。冷却水通路１０ａと冷却水回路５０の内部には、エンジン１０を冷却するための冷却水が充填されている。冷却水回路５０には、冷却水ポンプ５１と廃熱回収用熱交換器１５とが配置されている。そして、冷却水ポンプ５１が作動すると、冷却水が冷却水回路５０と冷却水通路１０ａの内部を循環するように流れ、それによりエンジン１０が冷却される。

圧縮機１１は、エンジン１０が出力する駆動力によって作動するように構成されている。圧縮機１１は、冷媒吸入口１１ａおよび冷媒吐出口１１ｂを備えており、冷媒吸入口１１ａから吸入した冷媒を圧縮して冷媒吐出口１１ｂから吐出するように構成されている。なお、この実施形態では、室外機１ａが２台の圧縮機１１を備えている構成を示す。ただし、圧縮機１１の数は限定されるものではない。また、圧縮機１１の構成も特に限定されるものではなく、従来公知の構成が適用できる。

四方弁１３は、第一ポート１３ａ、第二ポート１３ｂ、第三ポート１３ｃ、第四ポート１３ｄの４つのポートを備えている。そして、四方弁１３は、第一の状態（暖房）と第二の状態（冷房）とを選択的に実現可能に構成されている。第一の状態は、第一ポート１３ａと第二ポート１３ｂが連通するとともに、第三ポート１３ｃと第四ポート１３ｄが連通する状態である。第二の状態は、第一ポート１３ａと第三ポート１３ｃが連通するとともに、第二ポート１３ｂと第四ポート１３ｄが連通する状態である。四方弁１３は、空気調和装置１００の暖房モードでは第一の状態にされ、冷房モードでは第二の状態にされる。

オイルセパレータ１２は、冷媒入口１２ａと冷媒出口１２ｂとオイル排出口１２ｃとを有している。そして、オイルセパレータ１２は、冷媒入口１２ａから流入した冷媒と圧縮機オイルが分離され、冷媒が冷媒出口１２ｂから流出するとともに圧縮機オイルがオイル排出口１２ｃから排出されるように構成されている。オイルセパレータ１２は、吐出配管３１上に配置されている。そして、冷媒入口１２ａが吐出配管３１を介して圧縮機１１の冷媒吐出口１１ｂと接続されており、冷媒出口１２ｂが吐出配管３１を介して四方弁１３の第一ポート１３ａに接続されている。また、オイルセパレータ１２のオイル排出口１２ｃは、オイル排出配管４０とアキュムレータ出口配管３６とを介して圧縮機１１の冷媒吸入口１１ａに接続されている。なお、説明の便宜上、吐出配管３１のうち、オイルセパレータ１２の冷媒入口１２ａと圧縮機１１の冷媒吐出口１１ｂとの間の部分を「吐出配管３１の第一の部分３１ａ」と記し、オイルセパレータ１２の冷媒出口１２ｂと四方弁１３の第一ポート１３ａとの間の部分を「吐出配管３１の第二の部分３１ｂ」と記すことがある。

アキュムレータ１７は、第一の冷媒入口１７ａと、第二の冷媒入口１７ｂと、冷媒出口１７ｃとを有している。アキュムレータ１７は、第一の冷媒入口１７ａと第二の冷媒入口１７ｂのそれぞれから流入した冷媒（気液二相の冷媒）が気相の冷媒と液相の冷媒に分離され、気相の冷媒が冷媒出口１７ｃから流出するように構成されている。アキュムレータ１７の第一の冷媒入口１７ａには、アキュムレータ入口配管３５を介して四方弁１３の第四ポート１３ｄに接続されている。また、第二の冷媒入口１７ｂには、バイパス配管３７の一方の端部が接続されている。アキュムレータ１７の冷媒出口１７ｃは、アキュムレータ出口配管３６を介して圧縮機１１の冷媒吸入口１１ａに接続されている。

室外熱交換器１４は、内部の経路を流通する冷媒と室外の空気とを熱交換させるように構成されている。なお、室外熱交換器１４の構成は特に限定されるものではなく、従来公知の構成が適用できる。室外熱交換器１４の内部の経路の一方の端部は、室外機側配管３３を介して四方弁１３の第三ポート１３ｃに接続されており、他方の端部は中間配管３４を介して複数の室内機１ｂのそれぞれの室内熱交換器２２に接続されている。

廃熱回収用熱交換器１５は、バイパス配管３７上に配置されている。廃熱回収用熱交換器１５は、冷却水回路５０を流れるエンジン１０の冷却水と、バイパス配管３７を流れる冷媒との間で熱交換する（冷却水の熱を冷媒に移す）ように構成されている。バイパス配管３７は、一方の端部がアキュムレータ１７の第二の冷媒入口１７ｂに接続されており、他方の端部が中間配管３４に接続されている。

次に、空気調和装置１００の空調動作について説明する。空気調和装置１００は、空調モードとして暖房モードと冷房モードを有する。四方弁１３は、暖房モードでは第一の状態にされ、冷房モードでは第二の状態にされる。なお、図１において、暖房運転時（暖房モードによる運転時）における冷媒の流れを実線の矢印で示し、冷房運転時（冷房モードによる運転時）における冷媒の流れを破線で示す。

まず、暖房運転について説明する。圧縮機１１は、エンジン１０の駆動力により作動すると、アキュムレータ出口配管３６内の低温低圧の気相の冷媒を冷媒吸入口１１ａから吸入して圧縮し、高温高圧の気相の冷媒を冷媒吐出口１１ｂから吐出する。冷媒吐出口１１ｂから吐出された冷媒は、吐出配管３１の第一の部分３１ａと第二の部分３１ｂとを通過して四方弁１３の第一ポート１３ａに流入する。吐出配管３１上にはオイルセパレータ１２が配置されており、圧縮機１１から吐出された冷媒（圧縮機オイルが混ざっている冷媒）は、オイルセパレータ１２を通過する間に、冷媒と圧縮機オイルとに分離される。冷媒から分離された圧縮機オイルは、オイル排出口１２ｃからオイルセパレータ１２の外部に排出され、オイル排出配管４０とアキュムレータ出口配管３６とを通じて圧縮機１１の冷媒吸入口１１ａに流入する。

四方弁１３は、空調モードが暖房モードであるときには第一の状態（第一ポート１３ａが第二ポート１３ｂに連通している状態）にされている。このため、吐出配管３１から四方弁１３の第一ポート１３ａに流入した冷媒（高温高圧の冷媒）は、第二ポート１３ｂを通じて四方弁１３から流出し、第二ポート１３ｂに接続されている室内機側配管３２を通過して、それぞれの室内機１ｂの室内熱交換器２２に流入する。室内熱交換器２２に流入した冷媒は、室内熱交換器２２において室内に熱を放出して（室内の空気と熱交換して）一部が凝縮する。

室内熱交換器２２を通過した冷媒は、中間配管３４に流入し、中間配管３４上に配置されている室内側電子膨張弁２１を通過する際に中圧化される。中圧化された冷媒は室外熱交換器１４に流入するとともに、一部がバイパス配管３７に流入する。そして、室外熱交換器１４に流入した冷媒は、室外の空気と熱交換して（室外の空気から熱を奪って）一部が気化する。一部が気化した冷媒は、室外機側配管３３を通過して四方弁１３の第三ポート１３ｃに流入する。また、廃熱回収用熱交換器１５に流入した冷媒は、冷却水回路５０を流れるエンジン１０の冷却水と熱交換する（エンジン１０の冷却水から熱を奪う）。

空調モードが暖房モードであるときには、四方弁１３の第三ポート１３ｃが第四ポート１３ｄに連通している。このため、室外機側配管３３から四方弁１３の第三ポート１３ｃに流入した冷媒は、第四ポート１３ｄとアキュムレータ入口配管３５とを通過し、アキュムレータ１７の第一の冷媒入口１７ａに流入する。このように、アキュムレータ入口配管３５には、室内機１ｂから戻ってきた低温低圧の冷媒が流れる。また、中間配管３４からバイパス配管３７に流入した冷媒は、バイパス配管３７上に配置されている廃熱回収用熱交換器１５においてエンジン１０の冷却水と熱交換され、その後、アキュムレータ１７の第二の冷媒入口１７ｂに流入する。

アキュムレータ１７に流入した冷媒は、気相の冷媒と液相の冷媒に分離され、低温低圧の気相の冷媒が、アキュムレータ出口配管３６を通過して圧縮機１１の冷媒吸入口１１ａに流入する。このような冷媒の循環サイクルが繰り返されることにより、室内暖房が継続される。

次に、冷房運転について説明する。暖房運転時と同様に、圧縮機１１の冷媒吐出口１１ｂから高温高圧の気相の冷媒が吐出され、吐出された冷媒は、オイルセパレータ１２において圧縮機オイルと分離され、四方弁１３の第一ポート１３ａに流入する。空気調和装置１００の空調モードが冷房モードであるときには、四方弁１３は第二の状態（四方弁１３の第一ポート１３ａと第三ポート１３ｃが連通している状態）にされる。このため吐出配管３１の第二の部分３１ｂから四方弁１３の第一ポート１３ａに流入した冷媒は、第三ポート１３ｃと室外機側配管３３とを通過して室外熱交換器１４に流入する。そして、室外熱交換器１４に流入した冷媒（高温高圧の気相の冷媒）は、その内部を通過する間に外気に熱を吐き出して（外気と熱交換して）一部が凝縮する。

室外熱交換器１４を通過した冷媒は、中間配管３４を通じてそれぞれの室内機１ｂの室内熱交換器２２に流入する。なお、冷房運転時には、冷媒が廃熱回収用熱交換器１５を流れないように、バイパス配管３７上に配置されている流量調整弁１８Ａは原則として閉弁されている。また、中間配管３４の室内機１ｂ側には、通過する冷媒を膨張させるように（低圧化するように）構成されている室内側電子膨張弁２１が配置されている。このため、室内熱交換器２２には蒸発しやすいように膨張した（低圧化された）冷媒が流入する。室内熱交換器２２に流入した冷媒は、そこを通過する間に室内の空気の熱を奪って蒸発する（室内の空気と熱交換する）。これにより室内の空気が冷やされて、室内が冷房される。室内熱交換器２２を通過した冷媒は、室内機側配管３２を通じて四方弁１３の第二ポート１３ｂに流入する。

空調モードが冷房モードであるときには、四方弁１３は第二の状態（第二ポート１３ｂが第四ポート１３ｄに連通している状態）にされている。このため、四方弁１３の第二ポート１３ｂに流入した冷媒は、アキュムレータ入口配管３５を通じてアキュムレータ１７の第一の冷媒入口１７ａに流入する。このように、アキュムレータ入口配管３５には、冷房運転時と同様に、室内機１ｂから戻ってきた低温低圧の冷媒が流れる。そして、暖房運転時と同様に、アキュムレータ１７において冷媒が気液分離され、低温低圧の気相の冷媒がアキュムレータ出口配管３６を介して圧縮機１１の冷媒吸入口１１ａに流入する。このような冷媒の循環サイクルが繰り返されることにより、室内冷房が継続される。

次に、室外機１ａの各機器の配置について説明する。図２〜図７は、室外機１ａの各機器の配置の例を示す模式図である。また、図２は斜視図、図3は上面視図、図４は図２の矢印ＩＶ方向視の側面図、図５は図２の矢印Ｖ方向視の側面図、図６は図２の矢印ＶＩ方向視の側面図、図７は図２の矢印ＶＩＩ方向視の側面図である。なお、図２〜図７においては、エンジン１０、圧縮機１１および室外熱交換器１４など、本発明に関連のない一部の機器や部材を省略してある。また、室外熱交換器１４は図２〜図７に示す機器の上側に配置されており、圧縮機１１およびエンジン１０は側方に配置されている。

図2〜図７に示すように、室外機１ａは皿状の受水器６０を有している。受水器６０は、アキュムレータ１７の外表面に付着した凝縮水などを受けて室外機１ａの外部に排出する（または蒸発させる）ように構成されている。そして、アキュムレータ１７とオイルセパレータ１２は、受水器６０の上側に配置されている。なお、受水器６０の構成は特に限定されるものではなく、公知の構成が適用できる。

アキュムレータ１７は円筒状の形状を有している。アキュムレータ１７の第一の冷媒入口１７ａ、第二の冷媒入口１７ｂおよび冷媒出口１７ｃは、いずれも長手方向（円筒の軸線方向）の同じ側の端部に設けられている。そして、アキュムレータ１７は、長手方向が上下方向に平行で（受水器６０の上面に直角で）、かつ、第一の冷媒入口１７ａ、第二の冷媒入口１７ｂおよび冷媒出口１７ｃが上側に位置する向きで、受水器６０の上側に取り付けられている。

オイルセパレータ１２は円筒状の形状を有している。冷媒入口１２ａおよび冷媒出口１２ｂは長手方向（円筒の軸線方向）の一方の端部に設けられており、オイル排出口１２ｃは前記一方の端部とは反対側の端部に設けられている。そして、オイルセパレータ１２は、長手方向が上下方向に平行で（受水器６０の上面に直角で）、冷媒入口１２ａおよび冷媒出口１２ｂが設けられている側の端部が上側に位置し、オイル排出口１２ｃが設けられている側の端部が下側に位置する向きで、受水器６０の上側に取り付けられている。

四方弁１３は、筒状の本体部１３ｅを有し、４つのポート（第一ポート１３ａ〜第四ポート１３ｄ）は本体部１３ｅの側面に設けられている。また、第二ポート１３ｂ〜第四ポート１３ｄの３つのポートは、本体部１３ｅの長手方向（筒状の形状の軸線方向）に直列に並ぶように設けられている。そして、第一ポート１３ａと、第二ポート１３ｂ〜第四ポート１３ｄの３つのポートとは、互いに本体部１３ｅの反対側に位置している。

四方弁１３は、側面視（アキュムレータ１７とオイルセパレータ１２の長手方向に直角な方向視）において、アキュムレータ１７およびオイルセパレータ１２よりも上側に配置されている。また、四方弁１３の本体部１３ｅは、上面視（アキュムレータ１７とオイルセパレータ１２の長手方向に平行な方向視）において、アキュムレータ１７とオイルセパレータ１２の間に配置されている。

四方弁１３が、オイルセパレータ１２とアキュムレータ１７の上側で、かつ、上面視でそれらの間に配置される構成であれば、四方弁１３とアキュムレータ１７の第一の冷媒入口１７ａとが接近する。また、四方弁１３とアキュムレータ１７の第一の冷媒入口１７ａとの間には、他の機器や部材が配置されていない。このため、四方弁１３とアキュムレータ１７の第一の冷媒入口１７ａとを接続しているアキュムレータ入口配管３５を、従来構成に比較して短くできる。図８は、四方弁１３とアキュムレータ１７との間にオイルセパレータ１２が配置されている従来構成の例を示す斜視図である。なお、図８においては、従来の室外機９を構成する機器のうち、本実施形態の室外機１ａに対応する機器等については、本実施形態と同じ符号を付して示している。ただし、対応する機器等が必ずしも同じ構成を有しているわけではない。図８に示す従来構成では、アキュムレータ入口配管３５は、オイルセパレータ１２を跨ぐように配置される。このため、アキュムレータ入口配管３５を長くしなければならない。これに対して、本実施形態では、四方弁１３とアキュムレータ１７の第一の冷媒入口１７ａとが接近しているから、従来構成よりもアキュムレータ入口配管３５を短くできる。

冷媒経路が長くなると圧力損失が大きくなり、空気調和装置１００の熱効率が低下する。特に、空気調和装置１００の熱効率は、低圧の冷媒が流れる冷媒経路の長さの影響を大きく受ける。上記のとおり、アキュムレータ入口配管３５には、暖房運転時と冷房運転時のいずれにおいても低圧の冷媒が流れる。本実施形態では、アキュムレータ入口配管３５が短くなるから、空気調和装置１００の熱効率を高めることができる。また、アキュムレータ入口配管３５が短くなるから、部品コストの削減を図ることができる。

また、本実施形態では、図８に示す従来構成と比較すると、四方弁１３の第一ポート１３ａとオイルセパレータ１２の冷媒出口１２ｂも接近している。このため、吐出配管３１の第二の部分３１ｂを短くできる。例えば、従来構成では、四方弁１３がオイルセパレータ１２の冷媒出口１２ｂよりも下側に位置しており、さらに吐出配管３１の第二の部分３１ｂがオイルセパレータ１２の上側および四方弁１３の下側に回り込んでいるため、吐出配管３１の第二の部分３１ｂが長くなる。これに対して、本実施形態では、オイルセパレータ１２は冷媒出口１２ｂが上側に位置する向きで配置されており、四方弁１３はオイルセパレータ１２よりも上側に位置している。このため、吐出配管３１の第二の部分３１ｂを、オイルセパレータ１２の冷媒出口１２ｂの下側や四方弁１３の上側に回り込ませなくてよい。したがって、吐出配管３１の第二の部分３１ｂを短くでき、空気調和装置１００の熱効率を高められる。さらに、吐出配管３１の第二の部分３１ｂが短くなるから、部品コストを削減できる。

また、本実施形態では、四方弁１３は、第一ポート１３ａ〜第四ポート１３ｄの中心線Ｍ１〜Ｍ４が水平（アキュムレータ１７とオイルセパレータ１２の長手方向に直角）となる向きで配置されている。さらに四方弁１３は、上面視において、第一ポート１３ａが位置する側がオイルセパレータ１２の側に位置し、第二ポート１３ｂ〜第四ポート１３ｄが位置する側がアキュムレータ１７の側に位置する向き（図３参照）で配置されている。

そして、アキュムレータ入口配管３５の中心線Ｌ１は、図３に示すように上面視において直線であり、図６に示すように側面視（四方弁１３の本体部１３ｅの長手方向視）において中心角が９０°の円弧状の曲線である。このような構成であれば、アキュムレータ入口配管３５を短くできるとともに、アキュムレータ入口配管３５を圧力損失の小さい形状にできる。したがって、圧力損失を低減する効果を高めることができる。なお、アキュムレータ入口配管３５の中心線Ｌ１は、側面視において全体が曲線でなくてもよく、一部に直線を含んでいてもよい。例えば、アキュムレータ入口配管３５の端部近傍（第四ポート１３ｄの近傍とアキュムレータ１７の第一の冷媒入口１７ａの近傍の一方または両方）には、側面視において直線の部分が存在していてもよい。

また、吐出配管３１の第二の部分３１ｂの中心線Ｌ２も、アキュムレータ入口配管３５と同様に、上面視において直線であり（図３参照）、側面視（四方弁１３の本体部１３ｅの長手方向視）において中心角が９０°の円弧状の曲線である（図６参照）。このような構成であれば、吐出配管３１の第二の部分３１ｂを短くできるとともに、圧力損失の小さい形状にできる。したがって、圧力損失を低減する効果を高めることができる。ただし、吐出配管３１の第二の部分３１ｂの中心線Ｌ２は、側面視において全体が曲線でなくてもよく、一部に直線を含んでいてもよい。例えば、吐出配管３１の第二の部分３１ｂの端部（第一ポート１３ａの近傍とオイルセパレータ１２の冷媒出口１２ｂの近傍の一方または両方）に、側面視において直線の部分が存在していてもよい。

また、本実施形態では、四方弁１３の第一ポート１３ａと第四ポート１３ｄが同軸である構成を示す。このような構成である場合には、アキュムレータ入口配管３５の中心線Ｌ１および吐出配管３１の第二の部分３１ｂの中心線Ｌ２は、上面視において、アキュムレータ１７の第一の冷媒入口１７ａの中心とオイルセパレータ１２の冷媒出口１２ｂの中心を通過する直線Ｌ３と一致またはほぼ一致していることが好ましい。このような構成であれば、アキュムレータ入口配管３５と吐出配管３１の第二の部分３１ｂの両方を短くできる。

なお、アキュムレータ入口配管３５と吐出配管３１の第二の部分３１ｂは同じ長さであってもよく、異なる長さであってもよい。低圧の冷媒が流れる冷媒経路の長さの方が、空気調和装置１００の熱効率に与える影響が大きいため、異なる長さにする場合には、アキュムレータ入口配管３５を吐出配管３１の第二の部分３１ｂよりも短い構成であることが好ましい。

また、四方弁１３の本体部１３ｅの長手方向が水平であり、かつ、第一ポート１３ａ〜第四ポート１３ｄの中心線が平行であると、室外機１ａの高さを低くできる（または高さの増加を抑制できる）。例えば、第一ポート１３ａ〜第四ポート１３ｄの中心線が上下方向に平行である場合には、第一ポート１３ａまたは第二ポート１３ｂ〜第四ポート１３ｄに接続されている冷媒配管は、四方弁１３の本体部１３ｅの上側に引き出される。このため、四方弁１３の本体部１３ｅよりも上側に、冷媒配管を配置するためのスペースが必要になる。これに対して、本実施形態では、四方弁１３の第一ポート１３ａ〜第四ポート１３ｄのそれぞれに接続されている冷媒配管を、本体部１３ｅよりも上側に配置しなくてもよい。したがって、室外機１ａの高さを低くできる。

また、アキュムレータ入口配管３５は、複数の配管部品から形成されるのではなく、単一の配管部品により形成されている。すなわち、アキュムレータ入口配管３５の中間には、配管部品どうしの接合個所が存在しない。なお、配管部品とは、冷媒が流通可能な経路（冷媒配管）を形成する部品であり、例えば管材（金属パイプ）をいうものとする。配管部品どうしの接合には、例えばロウ付けが適用される。この場合には、互いに接続する配管部品のうちの一方の端部を拡径し、他方の配管部品を拡径した一方の配管部品に差し込み、差し込んだ個所をロウ付けするという構成が用いられる。このため、配管部品どうしの接合個所には、配管部品の軸線方向にある程度の長さ（端部どうしが重なっている部分、およびロウが盛られた部分の長さ）が必要になり、結果として配管部品により形成される冷媒配管を長くしなければならない。これに対して、本実施形態では、アキュムレータ入口配管３５が単一の配管部品で構成されるから、配管部品どうしの接合のためのスペースが不要であり、さらなる短縮化を図ることができる。また、接合工程が必要ないから、組み立て工数を削減して製造コストの削減を図ることができる。

なお、吐出配管３１の第二の部分３１ｂも、アキュムレータ入口配管３５と同様に、複数の配管部品から形成されるのではなく、単一の配管部品により形成されている。このような構成であれば、上記同様の効果を奏することができる。

また、アキュムレータ１７の冷媒出口１７ｃには、アキュムレータ出口配管３６の一方の端部が接続されている。アキュムレータ出口配管３６は、アキュムレータ１７の冷媒出口１７ｃから上方に向かって延伸し、アキュムレータ１７の上側において略逆Ｕ字状に湾曲し、上面視においてアキュムレータ１７と四方弁１３の本体部１３ｅとの間（アキュムレータ１７とオイルセパレータ１２との間）を下側に向かって延伸している。そして、アキュムレータ１７と四方弁１３の本体部１３ｅとの間から、上面視においてアキュムレータ１７とオイルセパレータ１２の配列方向に対して直角に近い方向で、かつ、斜め上方に向かって延伸しており、その先で二股に分岐している。そして、２つの先端部のそれぞれは、２台の圧縮機１１のそれぞれの冷媒吸入口１１ａに接続されている。

吐出配管３１の第一の部分３１ａの一方の端部は、オイルセパレータ１２の冷媒入口１２ａに接続されている。そして、吐出配管３１の第一の部分３１ａは、オイルセパレータ１２の冷媒入口１２ａから上方に向かって延伸し、オイルセパレータ１２の上側において略逆Ｕ字状に湾曲し、上面視においてオイルセパレータ１２と四方弁１３の本体部１３ｅとの間（アキュムレータ１７とオイルセパレータ１２との間）を下側に向かって延伸している。そして、アキュムレータ１７と四方弁１３の本体部１３ｅとの間から、上面視においてアキュムレータ１７とオイルセパレータ１２の配列方向に対して直角に近い方向で、かつ、斜め上方に向かって延伸しており、その先で二股に分岐している。そして、２つの先端部のそれぞれが、２台の圧縮機１１のそれぞれの冷媒吐出口１１ｂに接続されている。

複数の圧縮機１１を有する従来の室外機９には、２つの集合管９１ａ，９１ｂを用いられている。この場合、一方の集合管９１ａを介してアキュムレータ１７と複数の圧縮機１１のそれぞれの冷媒吸入口１１ａが接続されるとともに、他方の集合管９１ｂを介してオイルセパレータ１２の冷媒入口１２ａと複数の圧縮機１１の冷媒吐出口１１ｂとが接続される。このような構成では、一方の集合管９１ａとアキュムレータ１７を接続する配管部品、および当該一方の集合管９１ａと２台の圧縮機１１のそれぞれとを接続する配管部品が必要である。同様に、他方の集合管９１ｂとオイルセパレータ１２の冷媒出口１２ｂとを接続する配管部品、および当該他方の集合管９１ｂと２台の圧縮機１１のそれぞれを接続する配管部品が必要である。

このため、集合管９１ａ，９１ｂを用いる構成では、吐出配管３１の第一の部分３１ａとアキュムレータ出口配管３６が長くなり、これらにおける圧力損失が大きくなる。また、吐出配管３１の第一の部分３１ａとアキュムレータ出口配管３６を形成する配管部品が多いから、部品コストが嵩むとともに、組み立て工数が多く製造コストが嵩む。また、集合管９１ａ，９１ｂを配置するためのスペースが必要であるから、室外機９の大型化を招く。

これに対して、本実施形態では、吐出配管３１の第一の部分３１ａと圧縮機１１の冷媒吐出口１１ｂとの接続、およびアキュムレータ出口配管３６と圧縮機１１の冷媒吸入口１１ａとの接続に、集合管を使用していない。このため、集合管を使用する構成と比較して、吐出配管３１とアキュムレータ出口配管３６を短くして圧職損失を低減できる。また、吐出配管３１とアキュムレータ出口配管３６が短くなるため、これらを形成する配管部品を削減できるとともに、組み立て工数の削減を図ることができる。このため、製造コストの削減を図ることができる。

さらに、本実施形態では、従来構成に比較してアキュムレータ入口配管３５が短く圧力損失が少ないため、過冷却熱交換器を設けなくても、空気調和装置の熱効率の低下を防止または抑制を図ることができる。図９は、過冷却熱交換器１６を有する従来の室外機９の回路図である。なお、図９においては、従来の室外機９を構成する機器のうち、本実施形態の室外機１ａに対応する機器等については、本実施形態と同じ符号を付して示している。ただし、対応する機器等が必ずしも同じ構成を有しているわけではない。図９に示すように、過冷却熱交換器１６を有している室外機９は、バイパス配管３７とアキュムレータ入口配管３５とを接続している過冷却配管３９を備えている。過冷却熱交換器１６は、中間配管３４を流れる冷媒と過冷却配管３９を流れる冷媒との間で熱交換するように構成されている。そして、冷房運転時においては、室外熱交換器１４から室内熱交換器２２に向けて流れる冷媒を過冷却する。

過冷却熱交換器１６を有する室外機９は、過冷却熱交換器１６を配置するスペースが必要になる。このため、室外機９の小型化が阻害されるほか、機器や冷媒配管の配置レイアウトの制限の要因となる。また、過冷却熱交換器１６は、冷媒が通過可能な管路（中間配管３４）と、この管路（中間配管３４）を覆うジャケットを有しており、管状の形状を有している。このため、中間配管３４が長くなって圧力損失が発生することがある。また、中間配管３４が長くなると、中間配管３４を形成する配管部品が多くなるほか、配管部品どうしの接合個所も増加するため工数が増加する。

これに対して、本実施形態では、アキュムレータ入口配管３５を短くしているとともに、過冷却熱交換器１６を省略して中間配管３４を短くしている。これにより、アキュムレータ入口配管３５と中間配管３４における圧力損失が低減されるから、中間配管３４に過冷却熱交換器１６が配置されている構成と比較して、空気調和装置１００の熱効率の低下を防止または抑制できる。また、過冷却熱交換器１６の省略により中間配管３４を短くできるから、中間配管３４の形成に必要となる配管部品を少なくでき、部品コストの削減を図ることができる。さらに、中間配管３４短くすることで、中間配管３４を形成する配管部品どうしの接合個所を少なくできるから、製造工数が少なくなり、製造コストの削減を図ることができる。また、過冷却熱交換器１６の省略により、過冷却配管３９が不要になる。このため、過冷却配管３９を形成する配管部品や、過冷却配管３９に配置されている流量調整弁が不要になる。このため、部品点数と組み立て工数の削減を図ることができる。

また、図９に示すように、過冷却配管３９の一方の端部はバイパス配管３７に接続され、もう一方の端部はアキュムレータ入口配管３５に接続される。このため、バイパス配管３７とアキュムレータ入口配管３５には、過冷却配管３９を接続するためのスペースが必要となり、そのスペースを確保するために長くしなければならない。これに対して、本実施形態では、アキュムレータ入口配管３５にこのようなスペースを設けなくてもよいから、アキュムレータ入口配管３５を短くして圧力損失の低減を図ることができる。

また、本実施形態では、廃熱回収用熱交換器１５は、アキュムレータ入口配管３５を介さずにアキュムレータ１７の第二の冷媒入口１７ｂに接続されている。このように、アキュムレータ入口配管３５にはバイパス配管３７が接続されていないから、アキュムレータ入口配管３５にはバイパス配管３７を接続するためのスペースを設けなくてもよい。このため、アキュムレータ入口配管３５を短くして圧力損失の低減を図ることができる。

１００…空気調和装置、１ａ…室外機、１１…圧縮機、１１ａ…冷媒吸入口、１１ｂ…冷媒吐出口、１２…オイルセパレータ、１２ａ…オイルセパレータの冷媒吸入口、１２ｂ…オイルセパレータの冷媒出口、１３…四方弁、１３ａ…四方弁の第一ポート、１３ｂ…四方弁の第二ポート、１３ｃ…四方弁の第三ポート、１３ｄ…四方弁の第四ポート、１３ｅ…四方弁の本体部、１４…室外熱交換器、１５…排熱回収用熱交換器、１７…アキュムレータ、１７ａ…アキュムレータの第一の冷媒入口、１７ｂ…アキュムレータの第二の冷媒入口、１７ｃ…アキュムレータの冷媒出口、３１…吐出配管、３３…室外機側配管、３４…中間配管、３５…アキュムレータ入口配管、３６…アキュムレータ出口配管、３７…バイパス配管

Claims (5)

1. 流入した冷媒を液相の冷媒と気相の冷媒に分離するように構成されているアキュムレータと、
   流入した冷媒からオイルを分離するように構成されているオイルセパレータと、
   四か所のポートを有し、前記四か所のポートのうちの一か所のポートが第一の配管を介して前記アキュムレータの冷媒入口に接続されており、他の一か所のポートが第二の配管を介して前記オイルセパレータの冷媒出口に接続されている四方弁と、
   を有しており、
   前記アキュムレータは、前記冷媒入口が設けられている側の一端が上側に位置する向きで配置されており、
   前記オイルセパレータは、前記冷媒出口が設けられている側の一端が上側に位置する向きで配置されており、
   前記四方弁は、前記アキュムレータおよび前記オイルセパレータよりも上側で、かつ、上面視において前記アキュムレータと前記オイルセパレータとの間に配置されている、
   空気調和装置の室外機。
2. 請求項1に記載の空気調和装置の室外機において、
   前記四方弁の前記四か所のポートの中心線は水平である
   空気調和装置の室外機。
3. 請求項1又は2に記載の空気調和装置の室外機において、
   前記第一の配管の中心線は、上面視において直線である
   空気調和装置の室外機。
4. 請求項3に記載の空気調和装置の室外機において、
   前記第一の配管が接続されている前記一か所のポートと前記第二の配管が接続されている前記他の一か所のポートは同軸であり、
   前記第一の配管の中心線と前記第二の配管の中心線は、上面視において、前記アキュムレータの前記冷媒入口と前記オイルセパレータの前記冷媒出口を通過する直線と一致している、
   空気調和装置の室外機。
5. 請求項１から4のいずれか1項に記載の空気調和装置の室外機において、
   前記第一の配管と前記第二の配管は、それぞれ単一の配管部品により生成されている
   空気調和装置の室外機。