JP3847121B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和装置に関するものであり、詳しくは、熱交換器の冷媒流通路の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和装置ａは、図４に示すように、縦長の直方体形に形成した装置本体１内に、送風機２と熱交換器３とを配置したものである。
装置本体１のフロントパネル４には、これの下部に本体吸込み口４ａが、また、上部に本体吹出し口４ｂが形成されている。
【０００３】
送風機２は、例えばシロッコファン２ａを取り付けられかつリアパネル６に固着されたモータ２ｂをケーシング２ｃに内蔵したものであり、フロントパネル４の本体吸込み口４ａに対向するように、装置本体１の底壁５上であってリアパネル６に当接させて配置している。
上記ケーシング２ｃの本体吸込み口４ａに対向する側面には、ケーシング吸込み口２ｃ′が、また、上面にはケーシング吹出し口２ｃ″が形成されている。
【０００４】
熱交換器３は、下部を装置本体１のフロントパネル４に、また、上部をリアパネル６に近接させた傾斜姿勢にして、上記送風機２の上側に配置されている。すなわち、本体吸込み口４ａから、本体吹出し口４ｂに向かう通風経路の上流側から下流側に向けて、送風機２，熱交換器３の順に配列されている。
【０００５】
この熱交換器３は、図５に示すように、円管等を所定の長さ毎に曲折することにより多段に構成した上側の冷媒流通路３ａと、同様にして多段に構成した下側の冷媒流通路３ｂとからなるとともに、それら上，下側の冷媒流通路３ａ，３ｂの各流入口３ａ′，３ｂ′に、冷媒を上，下側冷媒流通路３ａ，３ｂに分流させるための分岐管７を連結してなるものである。
【０００６】
上記の空気調和装置ａの動作は、次の通りである。
モータ２ｂによりシロッコファン２ａが駆動されると、室内空気が本体吸込み口４ａを介してケーシング吸込み口２ｃ′に吸い込まれた後、ケーシング吹出し口２ｃ″から送出される。
ケーシング吹出し口２ｃ″から送出された空気は、熱交換器３を通過することにより冷媒との熱交換が行なわれた後、本体吹出し口４ｂから室内へ吹き出される。
【０００７】
ところで、熱交換器３の下部と上部との間を（イ），（ロ），（ハ），（ニ）で示す４区間に均分した場合、その熱交換器３を通過する空気の風速は、各区間（イ），（ロ），（ハ），（ニ）によって異なっている。
すなわち、図６に示すように、フロントパネル４側の区間（イ）からリアパネル６側の区間（ニ）に向けて次第に風速が速くなっており、当該熱交換器３を通過する空気の流速は全区間で均一ではない。
【０００８】
そこで、上記熱交換器３は、図５に示すように、比較的風速が速い上半部側（リアパネル６側）に配置されている冷媒流通路３ａの流通路長を短く（段数を少なく）し、逆に、比較的風速が遅い下半部側に配置されている冷媒流通路３ｂの流通路長を長く（段数を多く）することにより、両流通路における熱交換量が互いに等しくなるようにしている。
【０００９】
冷媒流通路３ａと冷媒流通路３ｂとの流通路長を異ならせた上記の熱交換器３とは別に、図７に示すように、上半部，下半部側の冷媒流通路８ａ，８ｂを互いに同じ流通路長（段数）にした熱交換器８が提案されている。
【００１０】
上半部側，下半部側の冷媒流通路８ａ，８ｂには、各別に冷媒供給路９ａ，９ｂが連結されており、それら冷媒供給路９ａ，９ｂには、互いに長さ（又は内径）の異なる毛細管９ａ′，９ｂ′がそれぞれ設置されている。
【００１１】
すなわち、リアパネル６に近い上部側の風速が速いので、冷媒通路８ａを流れる冷媒の流量を多くし、また、フロントパネル４に近い下部側の風速が遅いので、冷媒流通路８ｂを流れる冷媒の流量を少なくするために、互いに長さ（又は内径）の異なる上記毛細管９ａ′，９ｂ′を各冷媒供給路９ａ，９ｂに設置して、両流通路の熱交換量が互いに等しくなるようにしている。
【００１２】
次に、従来の空気調和装置の他例を図８に、また、その空気調和装置に用いられる熱交換器を図９に示す。なお、図８において、前記図４，７において説明したものと同等のものについては同一の符号を付して説明を省略する。
【００１３】
図８に示す空気調和装置ａ′のリアパネル６には、このリアパネル６の内壁面に沿って流れる空気を熱交換器８側に偏向させるための偏向手段１０が配設されており、その偏向手段１０により風速分布を均一にして、下記の熱交換器１１の上，下半部側の冷媒流通路１１ａ，１１ｂにおける互いの熱交換量が等しくなるようにしたものである。
【００１４】
熱交換器１１は、上半部，下半部側の冷媒流通路１１ａ，１１ｂを互いに同じ流通路長（段数）にしたものであり、各冷媒流通路１１ａ，１１ｂの流入口１１ａ′，１１ｂ′には、分岐管７を介して単一の冷媒送給管(図示しない)が接続されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各従来の熱交換器では次のような欠点がある。
図５に示す熱交換器３では、下部側に形成した冷媒流通路３ｂの流通路長が、上部側に形成した冷媒流通路３ａのものに比較して極端に長くなり、冷房サイクルにおいて、冷媒が冷媒流通管内を流れる時に生じる圧力損失と、暖房サイクルにおいて、冷媒が冷媒流通管内を流れる時に生じる圧力損失とが異なることになるために、熱交換のバランスが悪い。
【００１６】
また、上部に形成した冷媒流通路３ａに流れる冷媒の通過量が多く、下部に形成した冷媒流通路３ｂに流れる冷媒の通過量が少なくなるために効率が低下するという欠点もある。
【００１７】
図７に示す熱交換器８では、上下の冷媒流通路８ａ，８ｂを流れる冷媒の流通量を毛細管９ａ′，９ｂ′の長さ（又は内径）により調整しているため、上記の熱交換器３の場合と同じく、それぞれ冷媒流通路８ａ，８ｂを流れる冷媒の流通が異なり、このために効率が低下する。
【００１８】
また、上下の冷媒流通路８ａ，８ｂに分流するための毛細管の長さ（内径）が異なるため、それぞれの毛細管９ａ′，９ｂ′についての管理が必要になる。具体的には、両毛細管９ａ′，９ｂ′の長さが同じで内径が異なる場合等、外観上の判別が容易ではなく、部品の管理や取付け時の間違いを生じさせやすい。
【００１９】
図８に示す空気調和装置では、リアパネル６の内壁面に偏向させる偏向手段１０を設けることにより風速分布を改善させているが、風を偏向させているために風路圧力損失が大きくなるばかりでなく、騒音も大きくなるという欠点がある。
【００２０】
そこで本発明は、通風経路上の風速が均一でないときにも、冷媒流通路毎の熱交換量を互いに等しくすることができるとともに、冷房サイクルと暖房サイクルでの熱交換バランスの向上を図ることができる空気調和装置の提供を目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は次の構成を有する。すなわち、本発明は、装置本体に形成した本体吸込み口から本体吹出し口に向かう通風経路上に、熱交換器を配置した空気調和装置において、上記熱交換器は、これを通過する風速の遅い低速区間、風速の速い高速区間及びそれら両風速の中間の中速区間に互いに独立して形成されてなる冷媒流通路と、上記低速区間の冷媒流通路の流出口と高速区間の冷媒流通路の流入口との間に、その低速区間の冷媒流通路から流出した冷媒を高速区間の冷媒流通路に流入させるために配設されたバイパス流通路と、上記低速区間の冷媒流通路と上記中速区間の冷媒流通路の各流入口に、それぞれ別の冷媒送給路を連結させ、それら各冷媒送給路に流れる冷媒の流量を制限するために設けられた毛細管とを備え、上記低速区間の冷媒流通路と上記高速区間の冷媒流通路とを合わせた総流通路長と、上記中速区間の冷媒流通路の流通路長とを等しくすることを特徴としている。
【００２２】
上記装置本体の本体吸込み口から本体吹出し口に向かう通風経路上に配置した熱交換器を通過する空気の風速は一定ではない。そこで、上記の構成により、低、高速区間の冷媒流通路における熱交換量と中速区間の冷媒流通路における熱交換量とがほぼ等しくなるようにしている。これにより、各冷媒流通路における熱交換量のバランスをとることができるとともに、熱交換器全体の熱交換量を向上させることができる。また、各冷媒流通路の圧力損失は冷房サイクル及び暖房サイクルで大きな差が生じないため、バランスの低下を招くことがなく、熱交換機全体の熱交換量を減少させることがなくなる。さらに、各冷媒送給路に、これらを流れる冷媒の流量を制限するための互いに同じ毛細管を設けているところ、部品の管理や取付け時の間違いを防止することができる。
【００２３】
また、本発明は、装置本体のフロントパネルの下部に形成した本体吸込み口から、そのフロントパネルの上部に形成した本体吹出し口に向かう通風経路の上流側から下流側に向けて、リアパネル側に偏らせて配置された送風機と、下部をフロントパネルに近接させかつ上部をリアパネルに近接させた傾斜姿勢の熱交換器とを順に配列した空気調和装置において、上記熱交換機は、フロントパネル側からリアパネル側に向けて順に配設形成してなる下部冷媒流通路、中間部冷媒流通路及び上部冷媒流通路と、上記下部冷媒流通路と上記中間部冷媒流通路の各流入口に、冷媒を分流するために連結され、単一の冷媒送給管を接続する分岐管と、上記下部冷媒流通路の流出口と、上記上部冷媒流通路の流入口との間に、該下部冷媒流通路から流出した冷媒を該上部冷媒流通路に流入させるために配設されたバイパス流通路とを備え、上記下部冷媒流通路と上記上部冷媒流通路とを合わせた総流通路長と、上記中間部冷媒流通路の流通路長とをほぼ等しくする構成にすることができる。
【００２４】
装置本体のフロントパネル側に本体吸込み口を形成するとともに、その装置本体のリアパネル側に送風機を偏らせて配置したことにより、熱交換器を通過する空気の風速は、その熱交換器のフロントパネル側（下部側）からリアパネル側（上部側）に向けて次第に増加したものとなる。そこで、上記の構成により、上部、下部冷媒流通路における熱交換量と中間部冷媒流通路における熱交換量とがほぼ等しくなる。これにより、上部、下部冷媒流通路と、これらの間に配設されている中間部冷媒流通路における熱交換量のバランスをとることができるとともに、熱交換器全体の熱交換量を向上させることができる。また、各冷媒流通路の圧力損失は冷房サイクル及び暖房サイクルで大きな差が生じないため、バランスの低下を招くことがなく、熱交換機全体の熱交換量を減少させることがなくなる。
【００２５】
さらに、本発明は、装置本体のフロントパネルの下部に形成した本体吸込み口から、そのフロントパネルの上部に形成した本体吹出し口に向かう通風経路の上流側から下流側に向けて、リアパネル側に偏らせて配置された送風機と、下部をフロントパネルに近接させかつ上部をリアパネルに近接させた傾斜姿勢の熱交換機とを順に配列した空気調和装置において、上記熱交換機は、フロントパネル側からリアパネル側に向けて順に配設形成してなる下部冷媒流通路、中間部冷媒流通路及び上部冷媒流通路と、上記下部冷媒流通路の流出口と、上記上部冷媒流通路の流入口との間に、該下部冷媒流通路から流出した冷媒を該上部冷媒流通路に流入させるために配設されたバイパス流通路と、上記下部冷媒流通路と上記中間部冷媒流通路の各流入口に、それぞれ別の冷媒送給路を連結させ、それら各冷媒送給路に流れる冷媒の流量を制限するために設けられた毛細管とを備え、上記下部冷媒流通路と上記上部冷媒流通路とを合わせた総流通路長と、上記中間部冷媒流通路の流通路長とを等しくすることを特徴としている。
【００２６】
上記の構成により、上部、下部冷媒流通路における熱交換量と中間部冷媒流通路における熱交換量とがほぼ等しくなる。これにより、上部、下部冷媒流通路と、これらの間に配設されている中間部冷媒流通路における熱交換量のバランスをとることができるとともに、熱交換器全体の熱交換量を向上させることができる。また、各冷媒流通路の圧力損失は冷房サイクル及び暖房サイクルで大きな差が生じないため、バランスの低下を招くことがなく、熱交換機全体の熱交換量を減少させることがなくなる。さらに、各冷媒送給路に、これらを流れる冷媒の流量を制限するための互いに同じ毛細管を設けているところ、部品の管理や取付け時の間違いを防止することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置の断面図、図２は、その空気調和装置に組み込んだ一例に係る熱交換器の拡大図である。
【００２９】
一実施形態に係る空気調和装置ａ′は、熱交換器Ａの構成を除き、前記図４において説明した空気調和装置ａとほぼ同様の構成からなるものである。従って、図４において説明したものと同等のものについては、同一の符号を付して説明を省略し、以下には熱交換器Ａを主として説明する。
【００３０】
一例に係る熱交換器Ａは、前述した装置本体１のフロントパネル４の下部に形成した本体吸込み口４ａから、当該装置本体１のフロントパネル４の上部に形成した本体吹出し口４ｂに向かう送風経路上に、上部をリアパネル６に近接させかつ下部をフロントパネル４に近接させた傾斜姿勢にして配設されており、その詳細な構成は次の通りである。
【００３１】
１２…は縦長の複数枚の平板フィンであり、それらは、互いの間を気流が通過しかつ伝熱がなされるように所定の間隔をおいて平行に垂設されている。
この平板フィン１２…間には、冷媒を流通させ、かつ、その冷媒の持つ熱量が平板フィン１２…に伝導されるようにして、互いに独立して形成された円管等からなる下部冷媒流通路１３，中間部冷媒流通路１４及び上部冷媒流通路１５がそれぞれ多段にして配管されている。
【００３２】
下部冷媒流通路１３，中間部冷媒流通路１４及び上部冷媒流通路１５は、上記平板フィン１２…の下部から上部に向けて順に配置されている。
具体的には、比較的風速が遅い区間（イ）（以下、低速区間ともいう）に下部冷媒流通路１３、比較的風速が速い区間（ニ）（以下、高速区間ともいう）に上部冷媒流通路１５、また、それらの間の中速な区間（ロ），（ハ）（以下、中速区間ともいう）内に中間部冷媒流通路１４が互いに独立して配置されている。
【００３３】
下部冷媒流通路１３は、前後２列にし、かつ前列の通路部分１３′と後列の通路部分１３″とが互い違いにしてほぼ１１段にして配列されており、これの最上段の後列のものに冷媒の流入口１３ａが、また、同じく後列の上から３段目の通路部分１３″に流出口１３ｂが形成されている。
【００３４】
中間部冷媒流通路１４は、下部冷媒流通路１３と同様にして、前後２列にし、かつ前列の通路部分１４′と後列の通路部分１４″とが互い違いにしてほぼ２４段にして配列されており、これの後列の最下段の通路部分１４″に冷媒の流入口１４ａが、また、同じく後列の下から３段目の通路部分１４″に流出口１４ｂが形成されている。
【００３５】
下部冷媒流通路１３と中間部冷媒流通路１４の上記各流入口１３ａ，１４ａには分岐管１６が連結されており、また、その分岐管１６には、単一の冷媒送給路１７が接続されている。すなわち、冷媒送給路１７を通じて送給された冷媒は、分岐管１７を介し、下部冷媒流通路１３と中間部冷媒流通路１４とに分流されて供給されるようになっている。
【００３６】
上部冷媒流通路１５は、上記下部，中間部冷媒流通路１３，１４と同様にして、前後２列にし、かつ前列の通路部分１５′と後列の通路部分１５″とが互い違いにしてほぼ１２段にして配列されており、これの前列の最下段の通路部分１５′に冷媒の流入口１５ａが、また、後列の通路部分１５″の最下段のものに流出口１５ｂが形成されている。
【００３７】
下部冷媒流通路１３の流出口１３ｂと、上部冷媒流通路１５の流入口１５ａとの間には、その下部冷媒流通路１３から流出する冷媒を上部冷媒流通路１５に導くバイパス流通路１８が配設されている。
【００３８】
本実施形態においては、上記下部冷媒流通路１３と上部冷媒流通路１５とを合わせた合計の総通路長（段数）と、中間部冷媒流通路１４の通路長（段数）とを、ほぼ一致させている。
なお、上記下部冷媒流通路１３と上部冷媒流通路１５とを合わせた合計の総通路長（段数）と、中間部冷媒流通路１４の通路長（段数）とを、完全に一致させた構成にしてもよい。
【００３９】
次に、上記熱交換器Ａを用いた空気調和装置ａ′の動作について説明する。
モータ２ｂによりシロッコファン２ａが駆動されると、室内空気が本体吸込み口４ａを介してケーシング吸込口２ｃ′に吸い込まれる。
吸い込まれた空気はシロッコファン２ａによりケーシング吹出し口２ｃ″から送出された後、熱交換器Ａを通過することにより冷媒と熱交換された後、本体吹出し口４ｂから室内へ吹き出される。
【００４０】
この場合、前述したように、熱交換器Ａを通過する風速は、前記図６に示すように区間（イ），（ロ），（ハ），（ニ）によって異なり、リアパネル６側、すなわち熱交換器４の上部側が速く、熱交換器Ａのフロントパネル側（下部側）では遅くなっている。
【００４１】
この風速のバラツキが各部の熱交換量分布に比例するものと仮定すると、熱交換器Ａの上部側と下部側とでは、熱交換量が区間（ニ）＋（ハ）＞（ロ）＋（イ）となり、明らかにバランスが悪い。
そこで、本実施形態では、熱交換器Ａに流入した冷媒を分岐管１６により上下二方向に分流させた後、上方向へ流れる冷媒は該熱交換器Ａの中間において中間部冷媒流通路１４を流通させる。
また、下方向へ流れる冷媒は該熱交換器Ａの下部において下部冷媒流通路１３を流通させた後、バイパス流通路１８を通じて上部冷媒流通路１５に流通させるようにしている。
【００４２】
このようにして、分岐管１６により下方向へ流れる冷媒は、下部冷媒流通路１３において、すなわち風速の遅い低速区間（イ）において熱交換し、その後、バイパス流通路１８を通じて上部冷媒流通路１５において、すなわち風速の速い高速区間（ニ）において熱交換する。
また、分岐管１６により上方向へ流れる冷媒は、中間部冷媒流通路１４において、すなわち、該熱交換器Ａの上部と下部の風速の中程度の風速部分である中速区間（ロ）と（ハ）において熱交換するようになっている。
【００４３】
上記各冷媒流通路における熱交換量を、図６の風速分布を勘案して等式化すると、
（中速区間（ロ）における熱交換量）＋（中速区間（ハ）における熱交換量）
≒（低速区間（イ）における熱交換量）＋（高速区間（ニ）における熱交換量）
となる。
すなわち、中間冷媒流通路１４における熱交換量と、下部冷媒流通路１３と上部冷媒流通路１５における合計の熱交換量はほぼ等しくなる。これにより、熱交換量のバランスをとることができ、熱交換器Ａ全体の熱交換量を向上させることができる。
また、中間冷媒流通路１４と、下部冷媒流通路１３と上部冷媒流通路１５における合計の流通路長（段数）がほぼ等しいので、それぞれの冷媒流通路の圧力損失は冷房サイクル又は暖房サイクルの違いによって大きな差が生じない。このためバランスが悪くなることはなく、冷房運転のみならず暖房運転においても熱交換器Ａ全体の熱交換量を減少させることがない。
【００４４】
次に、他例に係る熱交換器Ａ′について、図３を参照して説明する。なお、図２において説明したものと同等のものについては、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
熱交換器Ａ′は、前述した装置本体１のフロントパネル４の下部に形成した本体吸込み口４ａから、当該装置本体１のフロントパネル４の上部に形成した本体吹出し口４ｂに向かう送風経路上に、上部をリアパネル６に近接させかつ下部をフロントパネル４に近接させた傾斜姿勢にして配設されており、その詳細な構成は次の通りである。
【００４６】
１９…は縦長の複数枚の平板フィンであり、それらは、互いの間を気流が通過しかつ伝熱がなされるように所定の間隔をおいて平行に垂設されている。
この平板フィン１９…間には、冷媒を流通させ、かつ、その冷媒の持つ熱量が平板フィン１９…に伝導されるようにして、互いに独立して形成された円管等からなる下部冷媒流通路２０，中間部冷媒流通路２１及び上部冷媒流通路２２がそれぞれ多段にして配管されている。
【００４７】
下部冷媒流通路２０，中間部冷媒流通路２１及び上部冷媒流通路２２は、上記平板フィン１９…の下部から上部に向けて順に配置されている。具体的には、低速区間（イ）内に下部冷媒流通路２０、中速区間（ロ），（ハ）内に中間部冷媒流通路２１、また、高速区間（ニ）に上部冷媒流通路２２がそれぞれ対応して配置されている。
【００４８】
下部冷媒流通路２０は、前後２列にし、かつ前列の通路部分２０′と後列の通路部分２０″とが互い違いにして１２段にして配列されており、これの前列の最上段のものに冷媒の流入口２０ａが、また、後列の最上段のものに流出口２０ｂが形成されている。
【００４９】
下部冷媒流通路２０の上記流入口２０ａには冷媒送給路２３が接続されており、その冷媒送給路２３を通じて送給された冷媒は、下部冷媒流通路２０のみに供給されるようになっている。
下部冷媒流通路２０には毛細管２６が接続されており、その下部冷媒流通路２０を流れる冷媒の流量をコントロールできるようにしている。
【００５０】
中間部冷媒流通路２１は、下部冷媒流通路２０と同様にして、前後２列にし、かつ前列の通路部分２１′と後列の通路部分２１″とが互い違いにして２４段にして配列されており、これの前列の最下段のものに冷媒の流入口２１ａが、また、同じく後列の最下段のものに流出口２１ｂが形成されている。
【００５１】
中間部冷媒流通路２１の上記各流入口２１ａには冷媒送給路２４が接続されており、その冷媒送給路２４を通じて送給された冷媒は、中間部冷媒流通路２１のみに供給されるようになっている。
冷媒送給路２４には、上記のものと同じ毛細管２６が接続されており、その冷媒送給路２４を流れる冷媒の流量をコントロールできるようにしている。すなわち、冷媒送給路２３，２４には、長さ及び内径が同じ毛細管２６が接続されている。
【００５２】
上部冷媒流通路２２は、上記下部，中間部冷媒流通路２０，２１と同様にして、前後２列にし、かつ前列の通路部分２２′と後列の通路部分２２″とが互い違いにして１２段にして配列されており、これの前列の最下段のものに冷媒の流入口２２ａが、また、後列の最下段のものに流出口２２ｂが形成されている。
【００５３】
下部冷媒流通路２０の流出口２０ｂと、上部冷媒流通路２２の流入口２２ａとの間には、その下部冷媒流通路２０から流出する冷媒を上部冷媒流通路２２に導くバイパス流通路２５が配設されている。
【００５４】
この熱交換器Ａ′においては、上記下部冷媒流通路２０と上部冷媒流通路２２とを合わせた合計の総通路長（段数）と、中間部冷媒流通路２１の通路長（段数）とを完全に一致させている。
従って、各冷媒流通路における熱交換量は前述したように等しくなるので、各冷媒送給路に、長さと内径とが同じ毛細管を配設することできることになり、部品の管理や取付け時の間違いを防止できる。
【００５５】
なお、本発明は前述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
上記においては、熱交換器を、下部冷媒流通路，中間部冷媒流通路及び上部冷媒流通路を、フロントパネル側からリアパネル側に向けて順に配設形成してなるとともに、下部冷媒流通路の流出口と、上部冷媒流通路の流入口との間に、下部冷媒流通路から流出した冷媒を上部冷媒流通路に流入させるためのバイパス流通路を配設した構成のものを例示した。
しかし、本発明は、上記例示したものに限られず、要するに、熱交換器としては、これを通過する風速の速い高速区間、風速の遅い低速区間及びそれら両風速の中間の中速区間にそれぞれ冷媒流通路が互いに独立して形成されてなるとともに、上記低速区間の冷媒流通路の流出口と高速区間の冷媒流通路の流入口との間に、その低速区間の冷媒流通路から流出した冷媒を高速区間の冷媒流通路に流入させるためのバイパス流通路を配設した構成になっていればよい。
【００５６】
【発明の効果】
請求項１〜３記載の発明によれば、熱交換器は、これを通過する風速分布に従い、風速の速い高速区間、風速の遅い低速区間及びそれら両風速の間の中速区間に対応した冷媒流通路が互いに独立して形成されてなるとともに、低速区間に対応した冷媒流通路から流出した冷媒を高速区間に対応した冷媒流通路に流入させるためのバイパス流通路を配設しているので、低、高速区間の冷媒流通路における熱交換量と中速区間の冷媒流通路における熱交換量とがほぼ等しくなる。これにより、各冷媒流通路における熱交換量のバランスをとることができるとともに、熱交換器全体の熱交換量を向上させることができる。
【００５７】
請求項１〜３記載の発明で得られる共通の効果に加え、各請求項記載の発明によれば次の効果を得ることができる。請求項１の発明によれば、下部冷媒流通路と上部冷媒流通路とを合わせた総流通路長と、中間部冷媒流通路の流通路長とを等しくしているので、上部、下部冷媒流通路と、これらの間に配設されている中間部冷媒流通路における熱交換量のバランスをより正確にとることができる。また、各冷媒流通路の圧力損失は冷房サイクル及び暖房サイクルで大きな差が生じないため、バランスの低下を招くことがなく、熱交換機全体の熱交換量を減少させることがなくなる。さらに、下部冷媒流通路と中間部冷媒流通路の各流入口に、それぞれ別の冷媒送給路が連結されており、それら各冷媒送給路に、これらを流れる冷媒の流量を制限するための互いに同じ毛細管を設けているので、部品の管理や取付け時の間違いを防止することが可能になる。
【００５８】
請求項２の発明によれば、風速が比較的遅い下部側に下部冷媒流通路を、風速が比較的早い上部側に上部冷媒流通路を形成するとともに、それら両冷媒流通路間に中間冷媒流通路を形成し、また、下部冷媒流通路と上部冷媒流通路とをバイパス路で連結することにより、それら各冷媒流通路における熱交換量と中間部冷媒流通路における熱交換量とがほぼ等しくなる。これにより、上部、下部冷媒流通路と、これらの間に配設されている中間部冷媒流通路における熱交換量のバランスをとることができるとともに、熱交換器全体の熱交換量を向上させることが可能になる。また、下部冷媒流通路と上部冷媒流通路とを合わせた総流通路長と、中間部冷媒流通路の流通路長とをほぼ等しくしているので、上部、下部冷媒流通路と、これらの間に配設されている中間部冷媒流通路における熱交換量のバランスをより正確にとることが可能になる。さらに、各冷媒流通路の圧力損失は冷房サイクル及び暖房サイクルで大きな差が生じないため、バランスの低下を招くことがなく、熱交換機全体の熱交換量を減少させることがなくなる。
【００５９】
請求項３の発明によれば、風速が比較的遅い下部側に下部冷媒流通路を、風速が比較的早い上部側に上部冷媒流通路を形成するとともに、それら両冷媒流通路間に中間冷媒流通路を形成し、また、下部冷媒流通路と上部冷媒流通路とをバイパス路で連結することにより、それら各冷媒流通路における熱交換量と中間部冷媒流通路における熱交換量とがほぼ等しくなる。これにより、上部、下部冷媒流通路と、これらの間に配設されている中間部冷媒流通路における熱交換量のバランスをとることができるとともに、熱交換器全体の熱交換量を向上させることが可能になる。また、下部冷媒流通路と上部冷媒流通路とを合わせた総流通路長と、中間部冷媒流通路の流通路長とを等しくしているので、上部、下部冷媒流通路と、これらの間に配設されている中間部冷媒流通路における熱交換量のバランスをより正確にとることが可能になる。さらに、各冷媒流通路の圧力損失は冷房サイクル及び暖房サイクルで大きな差が生じないため、バランスの低下を招くことがなく、熱交換機全体の熱交換量を減少させることがなくなる。加えて、下部冷媒流通路と中間部冷媒流通路の各流入口に、それぞれ別の冷媒送給路が連結されており、それら各冷媒送給路に、これらを流れる冷媒の流量を制限するための互いに同じ毛細管を設けているので、部品の管理や取付け時の間違いを防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和装置の断面図である。
【図２】同上の空気調和装置に組み込んだ一例に係る熱交換器の拡大図である。
【図３】他例に係る熱交換器の拡大図である。
【図４】従来の熱交換器の一例を用いた空気調和装置の全体断面図である。
【図５】同上の熱交換器の拡大図である。
【図６】送風機から送出される風速の分布状態を示す図である。
【図７】従来の熱交換器の他例を示す拡大図である。
【図８】従来の熱交換器のさらに他例を用いた空気調和装置の全体断面図である。
【図９】同上の熱交換器の拡大図である。
【符号の説明】
１ 空気調和装置本体（装置本体）
４ フロントパネル
４ａ 本体吸込み口
４ｂ 本体吹出し口
１３，２０ 下部冷媒流通路（冷媒流通路）
１４，２１ 中間部冷媒流通路（冷媒流通路）
１５，２２ 上部冷媒流通路（冷媒流通路）
１６ 分岐管
１７，２３，２４ 冷媒送給路
１８，２５ バイパス流通路
２６ 毛細管
Ａ，Ａ′ 熱交換器
ａ，ａ′ 空気調和装置
（イ） 低速区間
（ロ），（ハ） 中速区間
（ニ） 高速区間
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和装置に関するものであり、詳しくは、熱交換器の冷媒流通路の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和装置ａは、図４に示すように、縦長の直方体形に形成した装置本体１内に、送風機２と熱交換器３とを配置したものである。
装置本体１のフロントパネル４には、これの下部に本体吸込み口４ａが、また、上部に本体吹出し口４ｂが形成されている。
【０００３】
送風機２は、例えばシロッコファン２ａを取り付けられかつリアパネル６に固着されたモータ２ｂをケーシング２ｃに内蔵したものであり、フロントパネル４の本体吸込み口４ａに対向するように、装置本体１の底壁５上であってリアパネル６に当接させて配置している。
上記ケーシング２ｃの本体吸込み口４ａに対向する側面には、ケーシング吸込み口２ｃ′が、また、上面にはケーシング吹出し口２ｃ″が形成されている。
【０００４】
熱交換器３は、下部を装置本体１のフロントパネル４に、また、上部をリアパネル６に近接させた傾斜姿勢にして、上記送風機２の上側に配置されている。すなわち、本体吸込み口４ａから、本体吹出し口４ｂに向かう通風経路の上流側から下流側に向けて、送風機２，熱交換器３の順に配列されている。
【０００５】
この熱交換器３は、図５に示すように、円管等を所定の長さ毎に曲折することにより多段に構成した上側の冷媒流通路３ａと、同様にして多段に構成した下側の冷媒流通路３ｂとからなるとともに、それら上，下側の冷媒流通路３ａ，３ｂの各流入口３ａ′，３ｂ′に、冷媒を上，下側冷媒流通路３ａ，３ｂに分流させるための分岐管７を連結してなるものである。
【０００６】
上記の空気調和装置ａの動作は、次の通りである。
モータ２ｂによりシロッコファン２ａが駆動されると、室内空気が本体吸込み口４ａを介してケーシング吸込み口２ｃ′に吸い込まれた後、ケーシング吹出し口２ｃ″から送出される。
ケーシング吹出し口２ｃ″から送出された空気は、熱交換器３を通過することにより冷媒との熱交換が行なわれた後、本体吹出し口４ｂから室内へ吹き出される。
【０００７】
ところで、熱交換器３の下部と上部との間を（イ），（ロ），（ハ），（ニ）で示す４区間に均分した場合、その熱交換器３を通過する空気の風速は、各区間（イ），（ロ），（ハ），（ニ）によって異なっている。
すなわち、図６に示すように、フロントパネル４側の区間（イ）からリアパネル６側の区間（ニ）に向けて次第に風速が速くなっており、当該熱交換器３を通過する空気の流速は全区間で均一ではない。
【０００８】
そこで、上記熱交換器３は、図５に示すように、比較的風速が速い上半部側（リアパネル６側）に配置されている冷媒流通路３ａの流通路長を短く（段数を少なく）し、逆に、比較的風速が遅い下半部側に配置されている冷媒流通路３ｂの流通路長を長く（段数を多く）することにより、両流通路における熱交換量が互いに等しくなるようにしている。
【０００９】
冷媒流通路３ａと冷媒流通路３ｂとの流通路長を異ならせた上記の熱交換器３とは別に、図７に示すように、上半部，下半部側の冷媒流通路８ａ，８ｂを互いに同じ流通路長（段数）にした熱交換器８が提案されている。
【００１０】
上半部側，下半部側の冷媒流通路８ａ，８ｂには、各別に冷媒供給路９ａ，９ｂが連結されており、それら冷媒供給路９ａ，９ｂには、互いに長さ（又は内径）の異なる毛細管９ａ′，９ｂ′がそれぞれ設置されている。
【００１１】
すなわち、リアパネル６に近い上部側の風速が速いので、冷媒通路８ａを流れる冷媒の流量を多くし、また、フロントパネル４に近い下部側の風速が遅いので、冷媒流通路８ｂを流れる冷媒の流量を少なくするために、互いに長さ（又は内径）の異なる上記毛細管９ａ′，９ｂ′を各冷媒供給路９ａ，９ｂに設置して、両流通路の熱交換量が互いに等しくなるようにしている。
【００１２】
次に、従来の空気調和装置の他例を図８に、また、その空気調和装置に用いられる熱交換器を図９に示す。なお、図８において、前記図４，７において説明したものと同等のものについては同一の符号を付して説明を省略する。
【００１３】
図８に示す空気調和装置ａ′のリアパネル６には、このリアパネル６の内壁面に沿って流れる空気を熱交換器８側に偏向させるための偏向手段１０が配設されており、その偏向手段１０により風速分布を均一にして、下記の熱交換器１１の上，下半部側の冷媒流通路１１ａ，１１ｂにおける互いの熱交換量が等しくなるようにしたものである。
【００１４】
熱交換器１１は、上半部，下半部側の冷媒流通路１１ａ，１１ｂを互いに同じ流通路長（段数）にしたものであり、各冷媒流通路１１ａ，１１ｂの流入口１１ａ′，１１ｂ′には、分岐管７を介して単一の冷媒送給管(図示しない)が接続されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各従来の熱交換器では次のような欠点がある。
図５に示す熱交換器３では、下部側に形成した冷媒流通路３ｂの流通路長が、上部側に形成した冷媒流通路３ａのものに比較して極端に長くなり、冷房サイクルにおいて、冷媒が冷媒流通管内を流れる時に生じる圧力損失と、暖房サイクルにおいて、冷媒が冷媒流通管内を流れる時に生じる圧力損失とが異なることになるために、熱交換のバランスが悪い。
【００１６】
また、上部に形成した冷媒流通路３ａに流れる冷媒の通過量が多く、下部に形成した冷媒流通路３ｂに流れる冷媒の通過量が少なくなるために効率が低下するという欠点もある。
【００１７】
図７に示す熱交換器８では、上下の冷媒流通路８ａ，８ｂを流れる冷媒の流通量を毛細管９ａ′，９ｂ′の長さ（又は内径）により調整しているため、上記の熱交換器３の場合と同じく、それぞれ冷媒流通路８ａ，８ｂを流れる冷媒の流通が異なり、このために効率が低下する。
【００１８】
また、上下の冷媒流通路８ａ，８ｂに分流するための毛細管の長さ（内径）が異なるため、それぞれの毛細管９ａ′，９ｂ′についての管理が必要になる。具体的には、両毛細管９ａ′，９ｂ′の長さが同じで内径が異なる場合等、外観上の判別が容易ではなく、部品の管理や取付け時の間違いを生じさせやすい。
【００１９】
図８に示す空気調和装置では、リアパネル６の内壁面に偏向させる偏向手段１０を設けることにより風速分布を改善させているが、風を偏向させているために風路圧力損失が大きくなるばかりでなく、騒音も大きくなるという欠点がある。
【００２０】
そこで本発明は、通風経路上の風速が均一でないときにも、冷媒流通路毎の熱交換量を互いに等しくすることができるとともに、冷房サイクルと暖房サイクルでの熱交換バランスの向上を図ることができる空気調和装置の提供を目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は次の構成を有する。すなわち、本発明は、装置本体に形成した本体吸込み口から本体吹出し口に向かう通風経路上に、熱交換器を配置した空気調和装置において、上記熱交換器は、これを通過する風速の遅い低速区間、風速の速い高速区間及びそれら両風速の中間の中速区間に互いに独立して形成されてなる冷媒流通路と、上記低速区間の冷媒流通路の流出口と高速区間の冷媒流通路の流入口との間に、その低速区間の冷媒流通路から流出した冷媒を高速区間の冷媒流通路に流入させるために配設されたバイパス流通路と、上記低速区間の冷媒流通路と上記中速区間の冷媒流通路の各流入口に、それぞれ別の冷媒送給路を連結させ、それら各冷媒送給路に流れる冷媒の流量を制限するために設けられた毛細管とを備え、上記低速区間の冷媒流通路と上記高速区間の冷媒流通路とを合わせた総流通路長と、上記中速区間の冷媒流通路の流通路長とを等しくすることを特徴としている。
【００２２】
上記装置本体の本体吸込み口から本体吹出し口に向かう通風経路上に配置した熱交換器を通過する空気の風速は一定ではない。そこで、上記の構成により、低、高速区間の冷媒流通路における熱交換量と中速区間の冷媒流通路における熱交換量とがほぼ等しくなるようにしている。これにより、各冷媒流通路における熱交換量のバランスをとることができるとともに、熱交換器全体の熱交換量を向上させることができる。また、各冷媒流通路の圧力損失は冷房サイクル及び暖房サイクルで大きな差が生じないため、バランスの低下を招くことがなく、熱交換機全体の熱交換量を減少させることがなくなる。さらに、各冷媒送給路に、これらを流れる冷媒の流量を制限するための互いに同じ毛細管を設けているところ、部品の管理や取付け時の間違いを防止することができる。
【００２３】
また、本発明は、装置本体のフロントパネルの下部に形成した本体吸込み口から、そのフロントパネルの上部に形成した本体吹出し口に向かう通風経路の上流側から下流側に向けて、リアパネル側に偏らせて配置された送風機と、下部をフロントパネルに近接させかつ上部をリアパネルに近接させた傾斜姿勢の熱交換器とを順に配列した空気調和装置において、上記熱交換機は、フロントパネル側からリアパネル側に向けて順に配設形成してなる下部冷媒流通路、中間部冷媒流通路及び上部冷媒流通路と、上記下部冷媒流通路と上記中間部冷媒流通路の各流入口に、冷媒を分流するために連結され、単一の冷媒送給管を接続する分岐管と、上記下部冷媒流通路の流出口と、上記上部冷媒流通路の流入口との間に、該下部冷媒流通路から流出した冷媒を該上部冷媒流通路に流入させるために配設されたバイパス流通路とを備え、上記下部冷媒流通路と上記上部冷媒流通路とを合わせた総流通路長と、上記中間部冷媒流通路の流通路長とをほぼ等しくする構成にすることができる。
【００２４】
装置本体のフロントパネル側に本体吸込み口を形成するとともに、その装置本体のリアパネル側に送風機を偏らせて配置したことにより、熱交換器を通過する空気の風速は、その熱交換器のフロントパネル側（下部側）からリアパネル側（上部側）に向けて次第に増加したものとなる。そこで、上記の構成により、上部、下部冷媒流通路における熱交換量と中間部冷媒流通路における熱交換量とがほぼ等しくなる。これにより、上部、下部冷媒流通路と、これらの間に配設されている中間部冷媒流通路における熱交換量のバランスをとることができるとともに、熱交換器全体の熱交換量を向上させることができる。また、各冷媒流通路の圧力損失は冷房サイクル及び暖房サイクルで大きな差が生じないため、バランスの低下を招くことがなく、熱交換機全体の熱交換量を減少させることがなくなる。
【００２５】
さらに、本発明は、装置本体のフロントパネルの下部に形成した本体吸込み口から、そのフロントパネルの上部に形成した本体吹出し口に向かう通風経路の上流側から下流側に向けて、リアパネル側に偏らせて配置された送風機と、下部をフロントパネルに近接させかつ上部をリアパネルに近接させた傾斜姿勢の熱交換機とを順に配列した空気調和装置において、上記熱交換機は、フロントパネル側からリアパネル側に向けて順に配設形成してなる下部冷媒流通路、中間部冷媒流通路及び上部冷媒流通路と、上記下部冷媒流通路の流出口と、上記上部冷媒流通路の流入口との間に、該下部冷媒流通路から流出した冷媒を該上部冷媒流通路に流入させるために配設されたバイパス流通路と、上記下部冷媒流通路と上記中間部冷媒流通路の各流入口に、それぞれ別の冷媒送給路を連結させ、それら各冷媒送給路に流れる冷媒の流量を制限するために設けられた毛細管とを備え、上記下部冷媒流通路と上記上部冷媒流通路とを合わせた総流通路長と、上記中間部冷媒流通路の流通路長とを等しくすることを特徴としている。
【００２６】
上記の構成により、上部、下部冷媒流通路における熱交換量と中間部冷媒流通路における熱交換量とがほぼ等しくなる。これにより、上部、下部冷媒流通路と、これらの間に配設されている中間部冷媒流通路における熱交換量のバランスをとることができるとともに、熱交換器全体の熱交換量を向上させることができる。また、各冷媒流通路の圧力損失は冷房サイクル及び暖房サイクルで大きな差が生じないため、バランスの低下を招くことがなく、熱交換機全体の熱交換量を減少させることがなくなる。さらに、各冷媒送給路に、これらを流れる冷媒の流量を制限するための互いに同じ毛細管を設けているところ、部品の管理や取付け時の間違いを防止することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置の断面図、図２は、その空気調和装置に組み込んだ一例に係る熱交換器の拡大図である。
【００２９】
一実施形態に係る空気調和装置ａ′は、熱交換器Ａの構成を除き、前記図４において説明した空気調和装置ａとほぼ同様の構成からなるものである。従って、図４において説明したものと同等のものについては、同一の符号を付して説明を省略し、以下には熱交換器Ａを主として説明する。
【００３０】
一例に係る熱交換器Ａは、前述した装置本体１のフロントパネル４の下部に形成した本体吸込み口４ａから、当該装置本体１のフロントパネル４の上部に形成した本体吹出し口４ｂに向かう送風経路上に、上部をリアパネル６に近接させかつ下部をフロントパネル４に近接させた傾斜姿勢にして配設されており、その詳細な構成は次の通りである。
【００３１】
１２…は縦長の複数枚の平板フィンであり、それらは、互いの間を気流が通過しかつ伝熱がなされるように所定の間隔をおいて平行に垂設されている。
この平板フィン１２…間には、冷媒を流通させ、かつ、その冷媒の持つ熱量が平板フィン１２…に伝導されるようにして、互いに独立して形成された円管等からなる下部冷媒流通路１３，中間部冷媒流通路１４及び上部冷媒流通路１５がそれぞれ多段にして配管されている。
【００３２】
下部冷媒流通路１３，中間部冷媒流通路１４及び上部冷媒流通路１５は、上記平板フィン１２…の下部から上部に向けて順に配置されている。
具体的には、比較的風速が遅い区間（イ）（以下、低速区間ともいう）に下部冷媒流通路１３、比較的風速が速い区間（ニ）（以下、高速区間ともいう）に上部冷媒流通路１５、また、それらの間の中速な区間（ロ），（ハ）（以下、中速区間ともいう）内に中間部冷媒流通路１４が互いに独立して配置されている。
【００３３】
下部冷媒流通路１３は、前後２列にし、かつ前列の通路部分１３′と後列の通路部分１３″とが互い違いにしてほぼ１１段にして配列されており、これの最上段の後列のものに冷媒の流入口１３ａが、また、同じく後列の上から３段目の通路部分１３″に流出口１３ｂが形成されている。
【００３４】
中間部冷媒流通路１４は、下部冷媒流通路１３と同様にして、前後２列にし、かつ前列の通路部分１４′と後列の通路部分１４″とが互い違いにしてほぼ２４段にして配列されており、これの後列の最下段の通路部分１４″に冷媒の流入口１４ａが、また、同じく後列の下から３段目の通路部分１４″に流出口１４ｂが形成されている。
【００３５】
下部冷媒流通路１３と中間部冷媒流通路１４の上記各流入口１３ａ，１４ａには分岐管１６が連結されており、また、その分岐管１６には、単一の冷媒送給路１７が接続されている。すなわち、冷媒送給路１７を通じて送給された冷媒は、分岐管１７を介し、下部冷媒流通路１３と中間部冷媒流通路１４とに分流されて供給されるようになっている。
【００３６】
上部冷媒流通路１５は、上記下部，中間部冷媒流通路１３，１４と同様にして、前後２列にし、かつ前列の通路部分１５′と後列の通路部分１５″とが互い違いにしてほぼ１２段にして配列されており、これの前列の最下段の通路部分１５′に冷媒の流入口１５ａが、また、後列の通路部分１５″の最下段のものに流出口１５ｂが形成されている。
【００３７】
下部冷媒流通路１３の流出口１３ｂと、上部冷媒流通路１５の流入口１５ａとの間には、その下部冷媒流通路１３から流出する冷媒を上部冷媒流通路１５に導くバイパス流通路１８が配設されている。
【００３８】
本実施形態においては、上記下部冷媒流通路１３と上部冷媒流通路１５とを合わせた合計の総通路長（段数）と、中間部冷媒流通路１４の通路長（段数）とを、ほぼ一致させている。
なお、上記下部冷媒流通路１３と上部冷媒流通路１５とを合わせた合計の総通路長（段数）と、中間部冷媒流通路１４の通路長（段数）とを、完全に一致させた構成にしてもよい。
【００３９】
次に、上記熱交換器Ａを用いた空気調和装置ａ′の動作について説明する。
モータ２ｂによりシロッコファン２ａが駆動されると、室内空気が本体吸込み口４ａを介してケーシング吸込口２ｃ′に吸い込まれる。
吸い込まれた空気はシロッコファン２ａによりケーシング吹出し口２ｃ″から送出された後、熱交換器Ａを通過することにより冷媒と熱交換された後、本体吹出し口４ｂから室内へ吹き出される。
【００４０】
この場合、前述したように、熱交換器Ａを通過する風速は、前記図６に示すように区間（イ），（ロ），（ハ），（ニ）によって異なり、リアパネル６側、すなわち熱交換器４の上部側が速く、熱交換器Ａのフロントパネル側（下部側）では遅くなっている。
【００４１】
この風速のバラツキが各部の熱交換量分布に比例するものと仮定すると、熱交換器Ａの上部側と下部側とでは、熱交換量が区間（ニ）＋（ハ）＞（ロ）＋（イ）となり、明らかにバランスが悪い。
そこで、本実施形態では、熱交換器Ａに流入した冷媒を分岐管１６により上下二方向に分流させた後、上方向へ流れる冷媒は該熱交換器Ａの中間において中間部冷媒流通路１４を流通させる。
また、下方向へ流れる冷媒は該熱交換器Ａの下部において下部冷媒流通路１３を流通させた後、バイパス流通路１８を通じて上部冷媒流通路１５に流通させるようにしている。
【００４２】
このようにして、分岐管１６により下方向へ流れる冷媒は、下部冷媒流通路１３において、すなわち風速の遅い低速区間（イ）において熱交換し、その後、バイパス流通路１８を通じて上部冷媒流通路１５において、すなわち風速の速い高速区間（ニ）において熱交換する。
また、分岐管１６により上方向へ流れる冷媒は、中間部冷媒流通路１４において、すなわち、該熱交換器Ａの上部と下部の風速の中程度の風速部分である中速区間（ロ）と（ハ）において熱交換するようになっている。
【００４３】
上記各冷媒流通路における熱交換量を、図６の風速分布を勘案して等式化すると、
（中速区間（ロ）における熱交換量）＋（中速区間（ハ）における熱交換量）
≒（低速区間（イ）における熱交換量）＋（高速区間（ニ）における熱交換量）
となる。
すなわち、中間冷媒流通路１４における熱交換量と、下部冷媒流通路１３と上部冷媒流通路１５における合計の熱交換量はほぼ等しくなる。これにより、熱交換量のバランスをとることができ、熱交換器Ａ全体の熱交換量を向上させることができる。
また、中間冷媒流通路１４と、下部冷媒流通路１３と上部冷媒流通路１５における合計の流通路長（段数）がほぼ等しいので、それぞれの冷媒流通路の圧力損失は冷房サイクル又は暖房サイクルの違いによって大きな差が生じない。このためバランスが悪くなることはなく、冷房運転のみならず暖房運転においても熱交換器Ａ全体の熱交換量を減少させることがない。
【００４４】
次に、他例に係る熱交換器Ａ′について、図３を参照して説明する。なお、図２において説明したものと同等のものについては、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
熱交換器Ａ′は、前述した装置本体１のフロントパネル４の下部に形成した本体吸込み口４ａから、当該装置本体１のフロントパネル４の上部に形成した本体吹出し口４ｂに向かう送風経路上に、上部をリアパネル６に近接させかつ下部をフロントパネル４に近接させた傾斜姿勢にして配設されており、その詳細な構成は次の通りである。
【００４６】
１９…は縦長の複数枚の平板フィンであり、それらは、互いの間を気流が通過しかつ伝熱がなされるように所定の間隔をおいて平行に垂設されている。
この平板フィン１９…間には、冷媒を流通させ、かつ、その冷媒の持つ熱量が平板フィン１９…に伝導されるようにして、互いに独立して形成された円管等からなる下部冷媒流通路２０，中間部冷媒流通路２１及び上部冷媒流通路２２がそれぞれ多段にして配管されている。
【００４７】
下部冷媒流通路２０，中間部冷媒流通路２１及び上部冷媒流通路２２は、上記平板フィン１９…の下部から上部に向けて順に配置されている。具体的には、低速区間（イ）内に下部冷媒流通路２０、中速区間（ロ），（ハ）内に中間部冷媒流通路２１、また、高速区間（ニ）に上部冷媒流通路２２がそれぞれ対応して配置されている。
【００４８】
下部冷媒流通路２０は、前後２列にし、かつ前列の通路部分２０′と後列の通路部分２０″とが互い違いにして１２段にして配列されており、これの前列の最上段のものに冷媒の流入口２０ａが、また、後列の最上段のものに流出口２０ｂが形成されている。
【００４９】
下部冷媒流通路２０の上記流入口２０ａには冷媒送給路２３が接続されており、その冷媒送給路２３を通じて送給された冷媒は、下部冷媒流通路２０のみに供給されるようになっている。
下部冷媒流通路２０には毛細管２６が接続されており、その下部冷媒流通路２０を流れる冷媒の流量をコントロールできるようにしている。
【００５０】
中間部冷媒流通路２１は、下部冷媒流通路２０と同様にして、前後２列にし、かつ前列の通路部分２１′と後列の通路部分２１″とが互い違いにして２４段にして配列されており、これの前列の最下段のものに冷媒の流入口２１ａが、また、同じく後列の最下段のものに流出口２１ｂが形成されている。
【００５１】
中間部冷媒流通路２１の上記各流入口２１ａには冷媒送給路２４が接続されており、その冷媒送給路２４を通じて送給された冷媒は、中間部冷媒流通路２１のみに供給されるようになっている。
冷媒送給路２４には、上記のものと同じ毛細管２６が接続されており、その冷媒送給路２４を流れる冷媒の流量をコントロールできるようにしている。すなわち、冷媒送給路２３，２４には、長さ及び内径が同じ毛細管２６が接続されている。
【００５２】
上部冷媒流通路２２は、上記下部，中間部冷媒流通路２０，２１と同様にして、前後２列にし、かつ前列の通路部分２２′と後列の通路部分２２″とが互い違いにして１２段にして配列されており、これの前列の最下段のものに冷媒の流入口２２ａが、また、後列の最下段のものに流出口２２ｂが形成されている。
【００５３】
下部冷媒流通路２０の流出口２０ｂと、上部冷媒流通路２２の流入口２２ａとの間には、その下部冷媒流通路２０から流出する冷媒を上部冷媒流通路２２に導くバイパス流通路２５が配設されている。
【００５４】
この熱交換器Ａ′においては、上記下部冷媒流通路２０と上部冷媒流通路２２とを合わせた合計の総通路長（段数）と、中間部冷媒流通路２１の通路長（段数）とを完全に一致させている。
従って、各冷媒流通路における熱交換量は前述したように等しくなるので、各冷媒送給路に、長さと内径とが同じ毛細管を配設することできることになり、部品の管理や取付け時の間違いを防止できる。
【００５５】
なお、本発明は前述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
上記においては、熱交換器を、下部冷媒流通路，中間部冷媒流通路及び上部冷媒流通路を、フロントパネル側からリアパネル側に向けて順に配設形成してなるとともに、下部冷媒流通路の流出口と、上部冷媒流通路の流入口との間に、下部冷媒流通路から流出した冷媒を上部冷媒流通路に流入させるためのバイパス流通路を配設した構成のものを例示した。
しかし、本発明は、上記例示したものに限られず、要するに、熱交換器としては、これを通過する風速の速い高速区間、風速の遅い低速区間及びそれら両風速の中間の中速区間にそれぞれ冷媒流通路が互いに独立して形成されてなるとともに、上記低速区間の冷媒流通路の流出口と高速区間の冷媒流通路の流入口との間に、その低速区間の冷媒流通路から流出した冷媒を高速区間の冷媒流通路に流入させるためのバイパス流通路を配設した構成になっていればよい。
【００５６】
【発明の効果】
請求項１〜３記載の発明によれば、熱交換器は、これを通過する風速分布に従い、風速の速い高速区間、風速の遅い低速区間及びそれら両風速の間の中速区間に対応した冷媒流通路が互いに独立して形成されてなるとともに、低速区間に対応した冷媒流通路から流出した冷媒を高速区間に対応した冷媒流通路に流入させるためのバイパス流通路を配設しているので、低、高速区間の冷媒流通路における熱交換量と中速区間の冷媒流通路における熱交換量とがほぼ等しくなる。これにより、各冷媒流通路における熱交換量のバランスをとることができるとともに、熱交換器全体の熱交換量を向上させることができる。
【００５７】
請求項１〜３記載の発明で得られる共通の効果に加え、各請求項記載の発明によれば次の効果を得ることができる。請求項１の発明によれば、下部冷媒流通路と上部冷媒流通路とを合わせた総流通路長と、中間部冷媒流通路の流通路長とを等しくしているので、上部、下部冷媒流通路と、これらの間に配設されている中間部冷媒流通路における熱交換量のバランスをより正確にとることができる。また、各冷媒流通路の圧力損失は冷房サイクル及び暖房サイクルで大きな差が生じないため、バランスの低下を招くことがなく、熱交換機全体の熱交換量を減少させることがなくなる。さらに、下部冷媒流通路と中間部冷媒流通路の各流入口に、それぞれ別の冷媒送給路が連結されており、それら各冷媒送給路に、これらを流れる冷媒の流量を制限するための互いに同じ毛細管を設けているので、部品の管理や取付け時の間違いを防止することが可能になる。
【００５８】
請求項２の発明によれば、風速が比較的遅い下部側に下部冷媒流通路を、風速が比較的早い上部側に上部冷媒流通路を形成するとともに、それら両冷媒流通路間に中間冷媒流通路を形成し、また、下部冷媒流通路と上部冷媒流通路とをバイパス路で連結することにより、それら各冷媒流通路における熱交換量と中間部冷媒流通路における熱交換量とがほぼ等しくなる。これにより、上部、下部冷媒流通路と、これらの間に配設されている中間部冷媒流通路における熱交換量のバランスをとることができるとともに、熱交換器全体の熱交換量を向上させることが可能になる。また、下部冷媒流通路と上部冷媒流通路とを合わせた総流通路長と、中間部冷媒流通路の流通路長とをほぼ等しくしているので、上部、下部冷媒流通路と、これらの間に配設されている中間部冷媒流通路における熱交換量のバランスをより正確にとることが可能になる。さらに、各冷媒流通路の圧力損失は冷房サイクル及び暖房サイクルで大きな差が生じないため、バランスの低下を招くことがなく、熱交換機全体の熱交換量を減少させることがなくなる。
【００５９】
請求項３の発明によれば、風速が比較的遅い下部側に下部冷媒流通路を、風速が比較的早い上部側に上部冷媒流通路を形成するとともに、それら両冷媒流通路間に中間冷媒流通路を形成し、また、下部冷媒流通路と上部冷媒流通路とをバイパス路で連結することにより、それら各冷媒流通路における熱交換量と中間部冷媒流通路における熱交換量とがほぼ等しくなる。これにより、上部、下部冷媒流通路と、これらの間に配設されている中間部冷媒流通路における熱交換量のバランスをとることができるとともに、熱交換器全体の熱交換量を向上させることが可能になる。また、下部冷媒流通路と上部冷媒流通路とを合わせた総流通路長と、中間部冷媒流通路の流通路長とを等しくしているので、上部、下部冷媒流通路と、これらの間に配設されている中間部冷媒流通路における熱交換量のバランスをより正確にとることが可能になる。さらに、各冷媒流通路の圧力損失は冷房サイクル及び暖房サイクルで大きな差が生じないため、バランスの低下を招くことがなく、熱交換機全体の熱交換量を減少させることがなくなる。加えて、下部冷媒流通路と中間部冷媒流通路の各流入口に、それぞれ別の冷媒送給路が連結されており、それら各冷媒送給路に、これらを流れる冷媒の流量を制限するための互いに同じ毛細管を設けているので、部品の管理や取付け時の間違いを防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和装置の断面図である。
【図２】同上の空気調和装置に組み込んだ一例に係る熱交換器の拡大図である。
【図３】他例に係る熱交換器の拡大図である。
【図４】従来の熱交換器の一例を用いた空気調和装置の全体断面図である。
【図５】同上の熱交換器の拡大図である。
【図６】送風機から送出される風速の分布状態を示す図である。
【図７】従来の熱交換器の他例を示す拡大図である。
【図８】従来の熱交換器のさらに他例を用いた空気調和装置の全体断面図である。
【図９】同上の熱交換器の拡大図である。
【符号の説明】
１ 空気調和装置本体（装置本体）
４ フロントパネル
４ａ 本体吸込み口
４ｂ 本体吹出し口
１３，２０ 下部冷媒流通路（冷媒流通路）
１４，２１ 中間部冷媒流通路（冷媒流通路）
１５，２２ 上部冷媒流通路（冷媒流通路）
１６ 分岐管
１７，２３，２４ 冷媒送給路
１８，２５ バイパス流通路
２６ 毛細管
Ａ，Ａ′ 熱交換器
ａ，ａ′ 空気調和装置
（イ） 低速区間
（ロ），（ハ） 中速区間
（ニ） 高速区間
Claims (3)
- 装置本体に形成した本体吸込み口から本体吹出し口に向かう通風経路上に、熱交換器を配置した空気調和装置において、
上記熱交換器は、これを通過する風速の遅い低速区間、風速の速い高速区間及びそれら両風速の中間の中速区間に互いに独立して形成されてなる冷媒流通路と、
上記低速区間の冷媒流通路の流出口と高速区間の冷媒流通路の流入口との間に、その低速区間の冷媒流通路から流出した冷媒を高速区間の冷媒流通路に流入させるために配設されたバイパス流通路と、
上記低速区間の冷媒流通路と上記中速区間の冷媒流通路の各流入口に、それぞれ別の冷媒送給路を連結させ、それら各冷媒送給路に流れる冷媒の流量を制限するために設けられた毛細管とを備え、
上記低速区間の冷媒流通路と上記高速区間の冷媒流通路とを合わせた総流通路長と、上記中速区間の冷媒流通路の流通路長とを等しくすることを特徴とする空気調和装置。 - 装置本体のフロントパネルの下部に形成した本体吸込み口から、そのフロントパネルの上部に形成した本体吹出し口に向かう通風経路の上流側から下流側に向けて、リアパネル側に偏らせて配置された送風機と、下部をフロントパネルに近接させかつ上部をリアパネルに近接させた傾斜姿勢の熱交換器とを順に配列した空気調和装置において、
上記熱交換機は、フロントパネル側からリアパネル側に向けて順に配設形成してなる下部冷媒流通路、中間部冷媒流通路及び上部冷媒流通路と、
上記下部冷媒流通路と上記中間部冷媒流通路の各流入口に、冷媒を分流するために連結され、単一の冷媒送給管を接続する分岐管と、
上記下部冷媒流通路の流出口と、上記上部冷媒流通路の流入口との間に、該下部冷媒流通路から流出した冷媒を該上部冷媒流通路に流入させるために配設されたバイパス流通路とを備え、
上記下部冷媒流通路と上記上部冷媒流通路とを合わせた総流通路長と、上記中間部冷媒流通路の流通路長とをほぼ等しくすることを特徴とする空気調和装置。 - 装置本体のフロントパネルの下部に形成した本体吸込み口から、そのフロントパネルの上部に形成した本体吹出し口に向かう通風経路の上流側から下流側に向けて、リアパネル側に偏らせて配置された送風機と、下部をフロントパネルに近接させかつ上部をリアパネルに近接させた傾斜姿勢の熱交換機とを順に配列した空気調和装置において、
上記熱交換機は、フロントパネル側からリアパネル側に向けて順に配設形成してなる下部冷媒流通路、中間部冷媒流通路及び上部冷媒流通路と、
上記下部冷媒流通路の流出口と、上記上部冷媒流通路の流入口との間に、該下部冷媒流通路から流出した冷媒を該上部冷媒流通路に流入させるために配設されたバイパス流通路と、
上記下部冷媒流通路と上記中間部冷媒流通路の各流入口に、それぞれ別の冷媒送給路を連結させ、それら各冷媒送給路に流れる冷媒の流量を制限するために設けられた毛細管とを備え、
上記下部冷媒流通路と上記上部冷媒流通路とを合わせた総流通路長と、上記中間部冷媒流通路の流通路長とを等しくすることを特徴とする空気調和装置。
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