JP3985831B2 - 室外ユニット用熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、室外ユニット用熱交換器、特に、相互に独立した複数の冷媒流路が上下方向に多段に配置され、これら複数の冷媒流路の一端側を、それぞれ、キャピラリチューブを介して冷媒分流器に接続した構造を有する室外ユニット用熱交換器に関する。

従来より、室内ユニットと室外ユニットとが連絡配管を介して接続された空気調和装置がある。このような空気調和装置の室外ユニットとして、例えば、鉛直方向に延びる仕切板によって略直方体箱状のケーシングの内部空間が送風機室と機械室とに分割された構造（いわゆる、トランク型構造）を有するものがある。この送風機室には、主として、室外ユニット用熱交換器と、室外ファンとが設置されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２３６２８４号公報

そして、室外ユニットの送風機室内に設置される室外ユニット用熱交換器として、相互に独立した複数の冷媒流路が上下方向に多段に配置され、これら複数の冷媒流路の一端側をそれぞれキャピラリチューブを介して冷媒分流器に接続し、他端側をそれぞれヘッダー連絡管を介してヘッダーに接続した構造を有するものがある。

このような室外ユニット用熱交換器を冷媒の凝縮器として機能させる場合には、最下段の冷媒流路に多量の液冷媒が溜まってしまい、過度に過冷却度が大きくなってしまうという問題がある。

一方、このような室外ユニット用熱交換器における各冷媒流路への冷媒の分配に関しては、冷媒の蒸発器として機能させる場合においては、冷媒分流器から各冷媒流路までの液ヘッドにより上段の冷媒流路に冷媒が流れにくいため、下段の冷媒流路のキャピラリチューブの長さを長くする等の調整により、上段の冷媒流路と下段の冷媒流路との間の冷媒の偏流を抑える必要がある。

しかし、このようなキャピラリチューブの調整を行うと、室外ユニット用熱交換器を冷媒の凝縮器として機能させる場合において、最下段の冷媒流路にさらに液冷媒が溜まりやすくなり、過度に過冷却度が大きくなるという問題をさらに大きくしてしまう。

本発明の課題は、上述の構造を有する室外ユニット用熱交換器において、冷媒の凝縮器として機能させる際に、最下段の冷媒流路に液冷媒が溜まり過度に過冷却度が大きくなってしまうのを防ぐことにある。

第１の発明にかかる室外ユニット用熱交換器は、相互に独立するとともに上下方向に多段に配置された複数の冷媒流路と、複数の冷媒流路の一端側にそれぞれ接続されたキャピラリチューブと、複数のキャピラリチューブが合流する冷媒分流器とを備えており、複数の冷媒流路の他端側から流入するガス冷媒を凝縮させた後に複数の冷媒流路の一端側からキャピラリチューブ及び冷媒分流器を介して液冷媒を流出させる冷媒の凝縮器として、又は、冷媒分流器及びキャピラリチューブを介して複数の冷媒流路の一端側から流入する液冷媒を蒸発させた後に複数の冷媒流路の他端側から流出させる冷媒の蒸発器として機能するものである。そして、冷媒分流器の上端の高さ位置は、複数の冷媒流路のうち最上段の冷媒流路の上端から複数の冷媒流路のうち最下段の冷媒流路の下端までの高さの１／４倍以下であり、複数の冷媒流路のうち最下段の冷媒流路の下端から最下段キャピラリチューブの上端までの高さは、複数の冷媒流路のうち最下段の冷媒流路の下端から最上段の冷媒流路の上端までの高さの１／２倍以下であり、最下段キャピラリチューブの長さは、最下段キャピラリチューブを除いた他のキャピラリチューブのうちで最長のキャピラリチューブの長さの２／５倍以上である。

この室外ユニット用熱交換器では、複数の冷媒流路のうち最下段の冷媒流路の下端から冷媒分流器の上端までの高さが、複数の冷媒流路のうち最下段の冷媒流路の下端から複数の冷媒流路のうち最上段の冷媒流路の上端までの高さの１／４倍以下であるため、最下段の冷媒流路の下端から冷媒分流器の上端までの高さ距離を小さくすることができる。これにより、冷媒の凝縮器として機能させる際において、最下段の冷媒流路内の冷媒が流れやすくなるため、最下段の冷媒流路に液冷媒が溜まり過度に過冷却度が大きくなってしまうのを防ぐことができる。

また、この室外ユニット用熱交換器では、最下段の冷媒流路の下端から最下段キャピラリチューブの上端までの高さを、複数の冷媒流路のうち最下段の冷媒流路の下端から最上段の冷媒流路の上端までの高さの１／２倍以下にしているため、冷媒の凝縮器として機能させる際において、最下段の冷媒流路内の冷媒をさらに流れやすくできる。

しかも、この室外ユニット用熱交換器では、最下段キャピラリチューブの長さを最長のキャピラリチューブの長さの２／５倍以上にしているため、冷媒の蒸発器として機能させる際において、冷媒分流器から最下段キャピラリチューブを介して最下段の冷媒流路に流入する冷媒の圧力損失を極力確保して、最下段の冷媒流路と他の冷媒流路との間の冷媒の偏流を抑えることができる。

第２の発明にかかる室外ユニット用熱交換器は、第１の発明にかかる室外ユニット用熱交換器において、複数の冷媒流路のうち最下段の冷媒流路に接続されたキャピラリチューブである最下段キャピラリチューブは、横方向に延びた後に反転した形状の横Ｕ字部と、上下方向に延びた後に反転した形状の縦Ｕ字部とを有している。

この室外ユニット用熱交換器では、最下段キャピラリチューブが横Ｕ字部と縦Ｕ字部とを有しているため、最下段の冷媒流路の下端から冷媒分流器の上端までの高さ距離を小さくすることができる。これにより、冷媒の凝縮器として機能させる際において、最下段の冷媒流路内の冷媒が流れやすくなるため、最下段の冷媒流路に液冷媒が溜まり過度に過冷却度が大きくなってしまうのを防ぐことができる。

第３の発明にかかる室外ユニット用熱交換器は、第１の発明にかかる室外ユニット用熱交換器において、複数の冷媒流路のうち最下段の冷媒流路に接続されたキャピラリチューブである最下段キャピラリチューブは、コイル状に巻かれた形状のコイル部を有している。

この室外ユニット用熱交換器では、最下段キャピラリチューブがコイル部を有しているため、最下段の冷媒流路の下端から冷媒分流器の上端までの高さ距離を小さくすることができる。これにより、冷媒の凝縮器として機能させる際において、最下段の冷媒流路内の冷媒が流れやすくなるため、最下段の冷媒流路に液冷媒が溜まり過度に過冷却度が大きくなってしまうのを防ぐことができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１〜第３の発明では、冷媒の凝縮器として機能させる際において、最下段の冷媒流路内の冷媒が流れやすくなるため、最下段の冷媒流路に液冷媒が溜まり過度に過冷却度が大きくなってしまうのを防ぐことができる。しかも、室外ユニット用熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させる際の冷媒の偏流を抑えることができる。

以下、本発明にかかる室外ユニット用熱交換器について、図面に基づいて説明する。

（１）空気調和装置の冷媒回路の構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる室外ユニット用熱交換器が採用された室外ユニット２を含む空気調和装置１の概略の冷媒回路図である。空気調和装置１は、いわゆるセパレートタイプの空気調和装置であり、主として、室外ユニット２と、室内ユニット４と、室外ユニット２と室内ユニット４とを接続する液冷媒連絡配管５及びガス冷媒連絡配管６とを備えており、蒸気圧縮式の冷媒回路１０を構成している。

＜室内ユニットの冷媒回路の構成＞
室内ユニット４は、室内に設置されており、冷媒回路１０の一部を構成する室内側冷媒回路１０ａを備えている。この室内側冷媒回路１０ａは、主として、室内熱交換器４１を有している。

室内熱交換器４１は、例えば、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなり、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。室内熱交換器４１の液側は液冷媒連絡配管５に接続されており、室内熱交換器４１のガス側はガス冷媒連絡配管６に接続されている。

＜室外ユニットの冷媒回路の構成＞
室外ユニット２は、室外に設置されており、冷媒回路１０の一部を構成する室外側冷媒回路１０ｂを備えている。この室外側冷媒回路１０ｂは、主として、圧縮機２２と、四路切換弁２４と、室外熱交換器２６と、膨張弁２８と、液側閉鎖弁２９と、ガス側閉鎖弁３１とを有している。圧縮機２２の吸入口と四路切換弁２４とは、吸入管２１によって接続されている。圧縮機２２の吐出口と四路切換弁２４とは、吐出管２３によって接続されている。四路切換弁２４と室外熱交換器２６のガス側とは、第１ガス冷媒管２５によって接続されている。室外熱交換器２６と液側閉鎖弁２９とは、液冷媒管２７によって接続されている。そして、膨張弁２８は、液冷媒管２７に設けられている。そして、液側閉鎖弁２９は、液冷媒連絡配管５に接続されている。四路切換弁２４とガス側閉鎖弁３１とは、第２ガス冷媒管３０によって接続されている。そして、ガス側閉鎖弁３１は、ガス冷媒連絡配管６に接続されている。

圧縮機２２は、吸入管２１から低圧のガス冷媒を吸入し、圧縮して高圧のガス冷媒とした後に、吐出管２３に吐出する機能を有する容積式圧縮機である。

四路切換弁２４は、冷房運転と暖房運転との切換時に、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には吐出管２３と第１ガス冷媒管２５とを接続するとともに吸入管２１と第２ガス冷媒管３０とを接続し、暖房運転時には吐出管２３と第２ガス冷媒管３０とを接続するとともに吸入管２１と第１ガス冷媒管２５とを接続することが可能である。

室外熱交換器２６は、冷房運転時には室外空気を熱源とする冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には室外空気を熱源とする冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。

膨張弁２８は、冷房運転時には室外熱交換器２６において凝縮された高圧の液冷媒を室内熱交換器４１に送る前に減圧し、暖房運転時には室内熱交換器４１において凝縮された高圧の液冷媒を室外熱交換器２６に送る前に減圧することが可能な電動膨張弁である。

液側閉鎖弁２９及びガス側閉鎖弁３０は、冷媒回路１０の外部と連通可能なサービスポートを備えた３方閉鎖弁である。

（２）室外ユニットの構造
次に、図２及び図３を用いて、上述の室外側冷媒回路１０ｂを備えた室外ユニット２の構造について説明する。ここで、図２は、室外ユニット２の平面図（天板５３及び冷媒回路構成部品を取り除いて図示）である。図３は、室外ユニット２の正面図（左右前板５４、５６及び冷媒回路構成部品を取り除いて図示）である。

室外ユニット２は、略直方体箱状のユニットケーシング５１の内部が鉛直に延びる仕切板５８により送風機室Ｓ１と機械室Ｓ２とに分割された構造（いわゆる、トランク型構造）を有するものであり、主として、略矩形箱状のユニットケーシング５１と、室外熱交換器２６と、室外ファン３２と、圧縮機２２と、室外熱交換器２６及び圧縮機２２とともに室外側冷媒回路１０ｂを構成する冷媒回路構成部品（図１参照、図２及び図３には図示せず）と、室外ユニット２の運転制御を行う電装品アセンブリ（図示せず）とを備えている。

＜ユニットケーシング＞
ユニットケーシング５１は、主として、底板５２と、天板５３と、左前板５４と、右前板５６と、右側板５７と、仕切板５８とを備えている。

底板５２は、ユニットケーシング５１の底面部分を構成する横長の略長方形状の金属製の板状部材である。底板５２の周縁部は、上向きに折り曲げられている。底板５２の外面には、現地据付面に固定される２つの固定脚５９が設けられている。固定脚５９は、ユニットケーシング５１の正面視において略Ｕ字形状を有し、ユニットケーシング５１の前側から後側に向かって延びる金属製の板状部材である。天板５３は、室外ユニット２の天面部分を構成する横長の略長方形状の金属製の板状部材である。左前板５４は、主として、ユニットケーシング５１の左前面部分及び左側面部分を構成する金属製の板状部材であり、その下部が底板５２にネジ等により固定されている。左前板５４には、室外ファン３２によってユニットケーシング５１内に吸入される空気の吸入口５５ａが形成されている。また、左前板５４には、室外ファン３２によってユニットケーシング５１の背面側及び左側面側から内部に取り込まれた空気を外部に吹き出すための吹出口５４ａが設けられている。この吹出口５４ａには、ファングリル６０が設けられている。

右前板５６は、主として、ユニットケーシング５１の右前面部分及び右側面の前部を構成する金属製の板状部材であり、その下部が底板５２にネジ等により固定されている。また、右前板５６は、その左端部が左前板５４の右端部にネジ等により固定されている。

右側板５７は、主として、ユニットケーシング５１の右側面の後部及び右背面部分を構成する金属製の板状部材であり、その下部が底板５２にネジ等により固定されている。そして、左前板５４の後端部と右側板５７の背面側端部と左右方向間には、室外ファン３２によってユニットケーシング５１内に吸入される空気の吸入口５５ｂが形成されている。

仕切板５８は、底板５２上に配置される鉛直に延びる金属製の板状部材であり、ユニットケーシング５１の内部空間を左右２つの空間（すなわち、空間Ｓ１、Ｓ２）に仕切るように配置されている。仕切板５８は、その下部が底板５２にネジ等により固定されている。また、左前板５４の右端部は、仕切板５８の前端部にネジ等により固定されている。さらに、右側板５７の背面側端部は、室外熱交換器２６の管板６３にネジ等により固定されている。

このように、ユニットケーシング５１は、その内部空間が仕切板５８により送風機室Ｓ１と機械室Ｓ２とに分割されている。より具体的には、送風機室Ｓ１は、底板５２と、天板５３と、左前板５４と、仕切板５８とによって囲まれた空間であり、室外ファン３２や室外熱交換器２６が配置されている。機械室Ｓ２は、底板５２と、天板５３と、右前板５６と、右側板５７と、仕切板５８とによって囲まれた空間であり、圧縮機２２や冷媒回路構成部品と、電装品アセンブリとが配置されている。このユニットケーシング５１では、右前板５６を取り外すことによって、機械室Ｓ２の内部が見えるようになっている。

＜圧縮機＞
圧縮機２２は、圧縮機用電動機２２ａ（図１参照）をハウジング内に内蔵する密閉型圧縮機であり、機械室Ｓ２内に配置されている。圧縮機用電動機２２ａとしては、周波数制御が可能な、いわゆるインバータ制御タイプの電動機が用いられる。圧縮機２２は、ユニットケーシング５１の全高の１／３から１／２程度の高さの縦型円筒形状を有し、その下部が底板５２に固定されている。また、圧縮機２２は、ユニットケーシング５１の平面視において、ユニットケーシング５１の前後方向中央付近に配置されている。

＜室外ファン＞
室外ファン３２は、複数の翼を有するプロペラファンであり、送風機室Ｓ１内の室外熱交換器２６の前側に配置されている。ここで、室外ファン３２は、送風機Ｓ１内において、上下に２つ配置されている。各室外ファン３２は、室外ファン用電動機３２ａによって回転駆動されるように構成されている。室外ファン３２を駆動すると、ユニットケーシング５１の背面及び左側面の吸入口５５ａ、５５ｂを通じて、内部に空気が取り込まれて、室外熱交換器２６を通過した後、ユニットケーシング５１の前面の吹出口５４ａからユニットケーシング５１の外部へ空気が吹き出されるようになっている。

＜冷媒回路構成部品＞
冷媒回路構成部品は、主として、吸入管２１と、吐出管２３と、四路切換弁２４と、第１ガス冷媒管２５と、液冷媒管２７と、膨張弁２８と、液側閉鎖弁２９と、第２ガス冷媒管３０と、ガス側閉鎖弁３１とを含む室外側冷媒回路１０ｂ（但し、圧縮機２２及び室外熱交換器２６を除く）を構成する部品である。冷媒回路構成部品は、主として、機械室Ｓ２内の圧縮機２２の前側、上側、右横側及び後側に配置されている。

＜電装品アセンブリ＞
電装品アセンブリは、運転制御を行うためのマイコン等を含む制御Ｐ板やインバータ基板等の各種電装品を備えており、機械室Ｓ２内において、圧縮機２２の上側で、かつ、仕切板５８の近くに配置されている。

＜室外熱交換器＞
室外熱交換器２６は、その大部分が送風機室Ｓ１内に配置されており、室外ファン３２によってユニットケーシング５１内に取り込まれた空気との間で熱交換を行う。室外熱交換器２６は、ユニットケーシング５１の平面視において略Ｌ字形状を有し、ユニットケーシング５１の左側面から背面に沿うように配置されている。また、室外熱交換器２６の上端は天板５３付近まで延びており、下端は底板５２まで延びている。また、室外熱交換器２６の右端部には、管板６３が設けられている。

次に、室外熱交換器２６の詳細構造について、図４及び図５を用いて説明する。ここで、図４は、室外熱交換器２６を室外ユニット２の正面側から見た図である。図５は、室外熱交換器２６の構造を模式的に示した図である。

室外熱交換器２６は、本実施形態において、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなり、主として、ユニットケーシング５１の左側面から背面に沿うように所定間隔を空けて配置された多数のフィン６１と、これらのフィン６１を板厚方向に貫通させた状態で取り付けられた多数の伝熱管６２と、仕切板５８の背面側端部に固定された管板６３とを有している。この室外熱交換器２６においては、伝熱管６２を上下方向に６系統に分けて、これらを相互に独立した第１冷媒流路２６ａ〜第６冷媒流路２６ｆとしている。そして、各冷媒流路２６ａ〜２６ｆの一端側（ここでは、室外熱交換器２６が冷媒の凝縮器として機能する場合における冷媒の流出側となる端部）を、それぞれ第１キャピラリチューブ６４ａ〜第６キャピラリチューブ６４ｆを介して冷媒分流器６５に接続する一方、各冷媒流路２６ａ〜２６ｆの他端側（ここでは、室外熱交換器２６が冷媒の凝縮器として機能する場合における冷媒の流入側となる端部）を、それぞれ第１ヘッダー連絡管６６ａ〜第６ヘッダー連絡管６６ｆを介してヘッダー６７に接続している。すなわち、第１冷媒流路２６ａ〜第６冷媒流路２６ｆは、冷媒分流器６５及びヘッダー６７を介して互いに並列に接続されており、室外熱交換器２６が冷媒の凝縮器として機能する際にはすべての冷媒流路が冷媒の凝縮器として機能し、室外熱交換器２６が冷媒の蒸発器として機能する際にはすべての冷媒流路が冷媒の蒸発器として機能する。尚、これらの管部材６４ａ〜６４ｆ、６５、６６ａ〜６６ｆ、６７は、管板６３の右側板５７側の空間、すなわち、機械室Ｓ２内の管板６３と右側板５７とに囲まれた空間に配置されている。

ヘッダー６７は、室外熱交換器２６の第１冷媒流路２６ａから第６冷媒流路２６ｆまで延びる管部材であり、その端部は第１ガス冷媒管２５に接続されている。各ヘッダー連絡管６６ａ〜６６ｆは、各冷媒流路２６ａ〜２６ｆの他端側からヘッダー６７に向かって延びる管部材である。

冷媒分流器６５は、各冷媒流路２６ａ〜２６ｆの一端側に接続された第１〜第６キャピラリチューブ６４ａ〜６４ｆを合流させる管部材であり、主として、分流器本体６５ａと、ノズル部６５ｂとを有している。分流器本体６５ａは、略筒状の部分であり、その上端に第１〜第６キャピラリチューブ６４ａ〜６４ｆが接続されており、その下端にノズル部６５ｂが形成されている。ノズル部６５ｂは、分流器本体６５ａにおいて合流した後の冷媒が流れるＵ字形状の管部材であり、その端部は液冷媒管２７に接続されている。

第１キャピラリチューブ６４ａは、第１冷媒流路２６ａの一端側から下方向に延びた後に反転して上方向に延び、さらに、再び反転して下方向に延びて分流器本体６５ａの上端に接続されている。第２キャピラリチューブ６４ｂは、第２冷媒流路２６ｂの一端側から上方向に延びた後に反転して下方向に延びて分流器本体６５ａの上端に接続されている。第３キャピラリチューブ６４ｃは、第３冷媒流路２６ｃの一端側から上方向に延びた後に反転して下方向に延びて分流器本体６５ａの上端に接続されている。第４キャピラリチューブ６４ｄは、第４冷媒流路２６ｄの一端側から上方向に延びた後に反転して下方向に延びて分流器本体６５ａの上端に接続されている。第５キャピラリチューブ６４ｅは、第５冷媒流路２６ｅの一端側から上方向に延びた後に反転して下方向に延びて分流器本体６５ａの上端に接続されている。最下段キャピラリチューブとしての第６キャピラリチューブ６４ｆには、第６冷媒流路２６ｆの一端側から上方向に延びた後に、横方向に延びた後に反転した形状の横Ｕ字部６８が形成され、さらに、横Ｕ字部６８に続いて上下方向に延びた後に反転した形状の縦Ｕ字部６９が形成されている。ここで、横Ｕ字部６８は、ユニットケーシング５１の右側面方向に向かって延びている。このように、第６キャピラリチューブ６４ｆには、横Ｕ字部６８と縦Ｕ字部６９とが形成されているため、最下段の冷媒流路としての第６冷媒流路２６ｆの下端から冷媒分流器６５の上端までの高さ距離を小さくすることができるようになっている。ここでは、最下段の冷媒流路としての第６冷媒流路２６ｆの下端から冷媒分流器６５の上端までの高さｈ１が、第６冷媒流路２６ｆの下端から最上段の冷媒流路としての第１冷媒流路２６ａの上端までの高さＨの１／４倍以下となっている。また、第６冷媒流路２６ｆの下端から第６キャピラリチューブ６４ｆの上端までの高さｈ２が、高さＨの１／２倍以下となっている。また、第６キャピラリチューブ６４ｆの長さＬ６は、第６キャピラリチューブ６４ｆを除いた他のキャピラリチューブ６４ａ〜６４ｅのうちで最長のキャピラリチューブの長さＬｘの２／５倍以上となっている。

（３）室外ユニットの動作
次に、室外熱交換器２６を含む室外ユニット２の動作について説明する。

まず、冷房運転及び暖房運転における室外ユニット２の動作について説明する。

冷房運転時における冷媒回路１０は、四路切換弁２４が図１の実線で示される状態、すなわち、吐出管２３が第１ガス冷媒管２５に接続され、かつ、吸入管２１が第２ガス冷媒管３０に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁２９、ガス側閉鎖弁３１は開にされ、膨張弁２８は冷媒を減圧するように開度調節されている。

この冷媒回路１０の状態で、室外ファン３２及び圧縮機２２の運転を行う。すると、室外ファン３２の運転によって、ユニットケーシング５１の左側面及び背面の吸入口５５ａ、５５ｂからユニットケーシング５１内に取り込まれ、室外熱交換器２６を通過することで熱源として利用された後、ユニットケーシング５１の前面の吹出口５４ａから吹き出されるという室外空気の流れが形成される。また、圧縮機２２の運転によって、吸入管２１を通じて低圧のガス冷媒が圧縮機２２に吸入され、圧縮されることによって高圧のガス冷媒にされた後、吐出管２３に吐出される。

吐出管２３に吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁２４及び第１ガス冷媒管２５を通じて室外熱交換器２６に送られて室外空気との熱交換によって冷却・凝縮されて高圧の液冷媒となり、液冷媒管２７に送られる。より具体的には、第１ガス冷媒管２５からヘッダー６７に流入した高圧のガス冷媒は、ヘッダー連絡管６６ａ〜６６ｆを介して室外熱交換器２６の各冷媒流路２６ａ〜２６ｆに分配される。そして、この高圧のガス冷媒は、各冷媒流路２６ａ〜２６ｆ内において室外空気との熱交換により冷却・凝縮されて高圧の液冷媒となった後に、キャピラリチューブ６４ａ〜６４ｆを介して冷媒分流器６５において合流し、液冷媒管２７に送られる。

ここで、上述のように、第６キャピラリチューブ６４ｆには、横Ｕ字部６８と縦Ｕ字部６９とが形成されることにより最下段の冷媒流路としての第６冷媒流路２６ｆの下端から冷媒分流器６５の上端までの高さｈ１が小さくなっているため（具体的には、高さＨの１／４倍以下）、最下段の冷媒流路内の冷媒が流れやすくなっている。このため、第６冷媒流路２６ｆに液冷媒が溜まり過度に過冷却度が大きくなるのを防ぐことができるようになっている。また、第６冷媒流路２６ｆの下端から第６キャピラリチューブ６４ｆの上端までの高さｈ２が高さＨの１／２倍以下となっているため、最下段の冷媒流路内の冷媒がさらに流れやすくなっている。

そして、液冷媒管２７に送られた高圧の液冷媒は、膨張弁２８において減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、液冷媒管２７、液側閉鎖弁２９及び液冷媒連絡配管５を通じて室内熱交換器４１に送られる。室内熱交換器４１に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内空気との熱交換によって加熱・蒸発されて低圧のガス冷媒となり、ガス冷媒連絡配管６、ガス側閉鎖弁３１、第２ガス冷媒管３０及び四路切換弁２４を通じて吸入管２１に戻されて、再び、圧縮機２２に吸入される。

次に、暖房運転時における冷媒回路１０は、四路切換弁２４が図１の破線で示される状態、すなわち、吐出管２３が第２ガス冷媒管３０に接続され、かつ、吸入管２１が第１ガス冷媒管２５に接続された状態となっている。また、液側閉鎖弁２９、ガス側閉鎖弁３１は開にされ、膨張弁２８は冷媒を減圧するように開度調節されている。

この冷媒回路１０の状態で、室外ファン３２及び圧縮機２２の運転を行う。すると、室外ファン３２の運転によって、ユニットケーシング５１の左側面及び背面の吸入口５５ａ、５５ｂからユニットケーシング５１内に取り込まれ、室外熱交換器２６を通過することで熱源として利用された後、ユニットケーシング５１の前面の吹出口５４ａから吹き出されるという室外空気の流れが形成される。また、圧縮機２２の運転によって、吸入管２１を通じて低圧のガス冷媒が圧縮機２２に吸入され、圧縮されることによって高圧のガス冷媒にされた後、吐出管２３に吐出される。吐出管２３に吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁２４、第２ガス冷媒管３０、ガス側閉鎖弁３１及びガス冷媒連絡配管６を通じて室内熱交換器４１に送られて室内空気との熱交換によって冷却・凝縮されて高圧の液冷媒となり、液冷媒連絡配管５、液側閉鎖弁２９及び液冷媒管２７を通じて膨張弁２８に送られる。膨張弁２８に送られた高圧の液冷媒は、膨張弁２８において減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となり、液冷媒管２７を通じて室外熱交換器２６に送られる。室外熱交換器２６に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室外空気との熱交換によって加熱・蒸発されて低圧のガス冷媒となり、第１ガス冷媒管２５に送られる。より具体的には、液冷媒管２７から冷媒分流器６５に流入した低圧の気液二相状態の冷媒は、キャピラリチューブ６４ａ〜６４ｆを介して室外熱交換器２６の各冷媒流路２６ａ〜２６ｆに分配される。そして、この低圧の気液二相状態の冷媒は、各冷媒流路２６ａ〜２６ｆ内において室外空気との熱交換により加熱・蒸発されて低圧のガス冷媒となった後に、ヘッダー連絡管６６ａ〜６６ｆを介してヘッダー６７において合流し、第１ガス冷媒管２５に送られる。

ここで、上述のように、第６キャピラリチューブ６４ｆの長さＬ６は、他のキャピラリチューブ６４ａ〜６４ｅのうちで最長のキャピラリチューブの長さＬｘの２／５倍以上になっているため、冷媒分流器６５から第６キャピラリチューブ６４ｆを介して第６冷媒流路２６ｆに流入する冷媒の圧力損失を極力確保して、第６冷媒流路２６ｆと他の冷媒流路２６ａ〜２６ｅとの間の冷媒の偏流を抑えることができるようになっている。すなわち、室外熱交換器２６を冷媒の蒸発器として機能させる場合を考慮して第６キャピラリチューブ６４ｆの長さを確保しながら、室外熱交換器２６を冷媒の凝縮器として機能させる場合を考慮して冷媒分流器６５の高さｈ１を小さくした構造が実現されている。

そして、第１ガス冷媒管２５に送られた低圧のガス冷媒は、四路切換弁２４を通じて吸入管２１に戻されて、再び、圧縮機２２に吸入される。

（４）室外熱交換器の特徴
本実施形態の室外熱交換器２６には、以下のような特徴がある。

（Ａ）
本実施形態の室外熱交換器２６では、最下段キャピラリチューブとしての第６キャピラリチューブ６４ｆが横Ｕ字部６８と縦Ｕ字部６９とを有しているため、最下段の冷媒流路としての第６冷媒流路２６ｆの下端から冷媒分流器６５の上端までの高さ距離を小さくすることができる。これにより、冷媒の凝縮器として機能させる際において、第６冷媒流路２６ｆ内の冷媒が流れやすくなるため、第６冷媒流路２６ｆに液冷媒が溜まり過度に過冷却度が大きくなってしまうのを防ぐことができる。

（Ｂ）
また、第６冷媒流路２６ｆの下端から第６キャピラリチューブ６４ｆの上端までの高さｈ２を、第６冷媒流路２６ｆの下端から第１冷媒流路２６ａの上端までの高さＨの１／２倍以下にしているため、冷媒の凝縮器として機能させる際において、第６冷媒流路２６ｆ内の冷媒をさらに流れやすくできる。

（Ｃ）
さらに、第６キャピラリチューブ６４ｆの長さＬ６を最長のキャピラリチューブの長さＬｘの２／５倍以上にしているため、冷媒の蒸発器として機能させる際において、冷媒分流器６５から第６キャピラリチューブ６４ｆを介して第６冷媒流路２６ｆに流入する冷媒の圧力損失を極力確保して、第６冷媒流路２６ｆと他の冷媒流路２６ａ〜２６ｅとの間の冷媒の偏流を抑えることができる。

（５）変形例１
上述の実施形態（図４及び図５参照）においては、第６キャピラリチューブ６４ｆに横Ｕ字部６８及び縦Ｕ字部６９を形成することによって、最下段の冷媒流路としての第６冷媒流路２６ｆの下端から冷媒分流器６５の上端までの高さ距離を小さくするようにしたが、図６に示されるように、横Ｕ字部６８及び縦Ｕ字部６９に代えて、第６キャピラリチューブ６４ｆの一部をコイル状に巻いた形状のコイル部７０を形成することにより、第６冷媒流路２６ｆの下端から冷媒分流器６５の上端までの高さｈ１を、第６冷媒流路２６ｆの下端から最上段の冷媒流路としての第１冷媒流路２６ａの上端までの高さＨの１／４倍以下としてもよい。

この場合においても、基本的には上述の実施形態と同様な効果が得られる。しかも、本変形例においては、コイル部７０の巻数を調整することによって第６キャピラリチューブ６４ｆの長さＬ６を可変できるため、長さＬ６を最長のキャピラリチューブの長さＬｘの２／５倍以上にすることが容易であり、例えば、長さＬ６を最長のキャピラリチューブの長さＬｘと同じ長さにすることも可能である。これにより、冷媒の蒸発器として機能させる際において、冷媒分流器６５から第６キャピラリチューブ６４ｆを介して第６冷媒流路２６ｆに流入する冷媒の圧力損失を極力確保して、第６冷媒流路２６ｆと他の冷媒流路２６ａ〜２６ｅとの間の冷媒の偏流を抑えるという効果をさらに向上させることもできる。

（６）変形例２
上述の実施形態及び変形例１（図４〜図６参照）においては、第６キャピラリチューブ６４ｆに横Ｕ字部６８及び縦Ｕ字部６９を形成することによって、又は、コイル部７０を形成することによって、最下段の冷媒流路としての第６冷媒流路２６ｆの下端から冷媒分流器６５の上端までの高さ距離を小さくするようにしたが、図７に示されるように、横Ｕ字部６８を設けることなく、第６冷媒流路２６ｆの下端から冷媒分流器６５の上端までの高さｈ１を、第６冷媒流路２６ｆの下端から最上段の冷媒流路としての第１冷媒流路２６ａの上端までの高さＨの１／４倍以下としてもよい。

この場合には、第６冷媒流路２６ｆの下端から第６キャピラリチューブ６４ｆの上端までの高さｈ２が、上述の実施形態及び変形例１における高さｈ２よりも大きくなるため、第６冷媒流路２６ｆ内の冷媒を流れやすくする効果が若干小さくなるが、基本的には上述の実施形態及び変形例１と同様な効果が得られる。また、本変形例における高さｈ２が上述の実施形態における高さｈ２よりも多少大きくなることを許容できれば、第６キャピラリチューブ６４ｆの長さＬ６を最長のキャピラリチューブの長さＬｘの２／５倍以上にすることも可能であり、これにより、上述の実施形態及び変形例１と同様、冷媒の蒸発器として機能させる際において、冷媒分流器６５から第６キャピラリチューブ６４ｆを介して第６冷媒流路２６ｆに流入する冷媒の圧力損失を極力確保して、第６冷媒流路２６ｆと他の冷媒流路２６ａ〜２６ｅとの間の冷媒の偏流を抑えるという効果を得ることもできる。

（７）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、上述の第６キャピラリチューブ６４ｆに横Ｕ字部６８及び縦Ｕ字部６９を形成した実施形態においては、横Ｕ字部６８及び縦Ｕ字部６９をそれぞれ１つずつ形成したが、これに限定されず、横Ｕ字部６８及び縦Ｕ字部６９を複数形成してもよい。

また、上述の実施形態と変形例１を併用した構成、すなわち、横Ｕ字部６８及び縦Ｕ字部６９とコイル部７０とを第６キャピラリチューブ６４ｆに設けるようにしてもよい。

本発明を利用すれば、相互に独立した複数の冷媒流路が上下方向に多段に配置され、これら複数の冷媒流路の一端側を、それぞれ、キャピラリチューブを介して冷媒分流器に接続した構造を有する室外ユニット用熱交換器において、冷媒の凝縮器として機能させる際に、最下段の冷媒流路に液冷媒が溜まり過度に過冷却度が大きくなってしまうのを防ぐことができる。

本発明の一実施形態にかかる室外ユニット用熱交換器が採用された室外ユニットを含む空気調和装置の概略の冷媒回路図である。 室外ユニットの平面図（天板及び冷媒回路構成部品を取り除いて図示）である。 室外ユニットの正面図（左右前板及び冷媒回路構成部品を取り除いて図示）である。 室外熱交換器を室外ユニットの正面側から見た図である。 室外熱交換器の構造を模式的に示した図である。 変形例１にかかる室外熱交換器を室外ユニットの正面側から見た図である。 変形例２にかかる室外熱交換器を室外ユニットの正面側から見た図である。

符号の説明

２６ 室外熱交換器（室外ユニット用熱交換器）
２６ａ〜２６ｆ 冷媒流路
６４ａ〜６４ｆ キャピラリチューブ
６５ 冷媒分流器

Claims (3)

1. 相互に独立するとともに上下方向に多段に配置された複数の冷媒流路（２６ａ〜２６ｆ）と、
   前記複数の冷媒流路の一端側にそれぞれ接続されたキャピラリチューブ（６４ａ〜６４ｆ）と、
   前記複数のキャピラリチューブが合流する冷媒分流器（６５）とを備え、
   前記複数の冷媒流路の他端側から流入するガス冷媒を凝縮させた後に前記複数の冷媒流路の一端側から前記キャピラリチューブ及び前記冷媒分流器を介して液冷媒を流出させる冷媒の凝縮器として、又は、前記冷媒分流器及び前記キャピラリチューブを介して前記複数の冷媒流路の一端側から流入する液冷媒を蒸発させた後に前記複数の冷媒流路の他端側から流出させる冷媒の蒸発器として機能するものであり、
   前記複数の冷媒流路のうち最下段の冷媒流路の下端から前記冷媒分流器の上端までの高さ（ｈ１）は、前記複数の冷媒流路のうち最下段の冷媒流路の下端から前記複数の冷媒流路のうち最上段の冷媒流路の上端までの高さ（Ｈ）の１／４倍以下であり、
   前記複数の冷媒流路のうち最下段の冷媒流路の下端から前記最下段キャピラリチューブの上端までの高さ（ｈ２）は、前記複数の冷媒流路のうち最下段の冷媒流路の下端から最上段の冷媒流路の上端までの高さの１／２倍以下であり、
   前記最下段キャピラリチューブの長さ（Ｌ６）は、前記最下段キャピラリチューブを除いた他のキャピラリチューブのうちで最長のキャピラリチューブの長さ（Ｌｘ）の２／５倍以上である、
   室外ユニット用熱交換器（２６）。
2. 前記複数の冷媒流路のうち最下段の冷媒流路に接続されたキャピラリチューブである最下段キャピラリチューブは、横方向に延びた後に反転した形状の横Ｕ字部と、上下方向に延びた後に反転した形状の縦Ｕ字部とを有している、請求項１に記載の室外ユニット用熱交換器（２６）。
3. 前記複数の冷媒流路のうち最下段の冷媒流路に接続されたキャピラリチューブである最下段キャピラリチューブは、コイル状に巻かれた形状のコイル部を有している、請求項１に記載の室外ユニット用熱交換器（２６）。

Images