JPH10220898A

JPH10220898A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH10220898A
Application number: JP2641997A
Authority: JP
Inventors: Takeo Ueno; 武夫植野; Hideki Tsujii; 英樹辻井; Masaki Yamamoto; 政樹山本
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1997-02-10
Filing date: 1997-02-10
Publication date: 1998-08-21
Anticipated expiration: 2017-02-10
Also published as: JP3334538B2

Abstract

(57)【要約】【課題】冷媒流れ方向を切り換えても、変わり無く過
冷却効果を得ることができる空気調和機を提供する。【解決手段】この空気調和機は、四路切換弁５を実線
の冷房位置にしたときには、凝縮器として働く室外熱交
換器１からの冷媒のサブ流を三重管８の中管１７で冷や
し、この冷えた冷媒で外管１６と内管１８を流れるメイ
ン流の冷媒を冷やした上で、蒸発器として働く室内熱交
換器２に導入する。したがって、蒸発器としての室内熱
交換器２の能力と効率の向上を図れる。また、四路切換
弁５を暖房位置にしたときには、凝縮器として働く室内
熱交換器２からの冷媒のサブ流を三重管８の中管１７で
冷やし、この冷えた冷媒でメイン流の冷媒を冷やした上
で、蒸発器として働く室外熱交換器１に導入する。した
がって、蒸発器としての室外熱交換器１の能力と効率の
向上を図れる。

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、過冷却方式を採
用した空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の空気調和機としては、図
６に示すものがある(特開平６−３３１２２３号公報)。
この空気調和機は、主回路と過冷却回路からなる。上記
主回路は、圧縮機１０１と凝縮器１０２と熱交換器内蔵
高圧レシーバ１０３とメイン膨張弁１０５と蒸発器１０
６とアキュムレータ１０７とが順に接続された回路で構
成されている。また、上記過冷却回路は、上記高圧レシ
ーバ１０３の出口から過冷却用膨張弁１０８を経由して
レシーバ１０３が内蔵する過冷却用コイル１１０に接続
され、このコイル１１０から上記アキュムレータ１０７
の入口に接続された回路で構成されている。

【０００３】この空気調和機は、上記凝縮器１０２から
の高温冷媒を、高圧レシーバ１０３を経て過冷却用膨張
弁１０８を通過させて低温にし、この低温にした冷媒を
過冷却用コイル１１０に通して、凝縮器１０２から高圧
レシーバ１０３に入った高温冷媒を冷やす。これによ
り、蒸発器１０６における冷凍効果を増大させることが
できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の空
気調和機では、冷媒流の方向は、圧縮機１０１から凝縮
器１０２、凝縮器１０２から蒸発器１０６の方向に限ら
れる。もし、仮に、四路切換弁を設けて、冷媒流の方向
を逆にして、この蒸発器１０６を凝縮器、この凝縮器１
０２を蒸発器として用いようとしても、過冷却回路を正
常に働かせることができない。

【０００５】そこで、この発明の目的は、冷媒流れ方向
を切り換えても、変わりなく過冷却の効果を得ることが
できる空気調和機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の空気調和機は、圧縮機と、四路切
換弁と、一端が上記四路切換弁に接続された室外熱交換
器と、メイン膨張機構と、一端が上記四路切換弁に接続
された室内熱交換器とを備えた空気調和機において、過
冷却用熱交換手段と、冷房運転時には、上記室外熱交換
器からの冷媒を、順次、上記過冷却用熱交換手段、メイ
ン膨張機構、室内熱交換器に流す一方、暖房運転時に
は、上記室内熱交換器からの冷媒を、順次、過冷却用熱
交換手段、メイン膨張機構、室外熱交換器に流す整流手
段を備えていることを特徴としている。

【０００７】したがって、この発明によれば、冷房運転
時であっても、暖房運転時であっても、凝縮器として働
く室外熱交換器あるいは室内熱交換器からの冷媒を過冷
却用熱交換手段で過冷却してから、メイン膨張機構を経
て、蒸発器として働く室内熱交換器あるいは室外熱交換
器に導入することができる。したがって、冷媒流れ方向
を切り換えても、変わりなく過冷却の効果を得ることが
できる。

【０００８】また、請求項２の発明の空気調和機は、圧
縮機と、四路切換弁と、一端が上記四路切換弁に接続さ
れた室外熱交換器と、メイン膨張機構と、一端が上記四
路切換弁に接続された室内熱交換器とを備えた空気調和
機において、第１端から第２端に向かって順方向の第１
逆止弁と第２端から第３端に向かって逆方向の第２逆止
弁と第３端から第４端に向かって逆方向の第３逆止弁と
第４端から第１端に向かって順方向の第４逆止弁とで構
成され、上記第１端が上記室外熱交換器の他端に接続さ
れ、上記第３端が上記室内熱交換器の他端に接続され、
上記第２端と第４端との間に上記メイン膨張機構が接続
されたブリッジ整流回路と、上記ブリッジ整流回路の第
２端と上記圧縮機の吸込口との間に接続され、上記第２
端から上記メイン膨張機構への冷媒を冷やすように配置
された過冷却用熱交換器と、上記第２端と上記過冷却用
熱交換器との間に接続された過冷却用膨張機構とを備え
たことを特徴としている。

【０００９】この請求項２の発明によれば、上記四路切
換弁を冷房位置にすれば、冷媒は、順に、室内熱交換
器、圧縮機、室外熱交換器、ブリッジ整流回路と流れ、
室外熱交換器は凝縮器として働き、室内熱交換器は蒸発
器として働く。

【００１０】上記凝縮器としての室外熱交換器からの冷
媒は、上記ブリッジ整流回路の第１端に入り、第１逆止
弁を通過し第２端から出た冷媒のメイン流はメイン膨張
弁を通過して、上記ブリッジ整流回路の第４端に入り、
第３逆止弁を通って蒸発器として働く室内熱交換器に達
する。

【００１１】一方、上記第１逆止弁を通過し第２端から
出た冷媒の残りの部分は、過冷却用膨張機構を通過する
ことで冷やされてから、過冷却用熱交換器に達し、この
過冷却用熱交換器に達した冷えた冷媒は、上記ブリッジ
回路の第２端からメイン膨張弁に向かう冷媒を冷やして
から、圧縮機の吸込口に達する。

【００１２】また、上記四路切換弁を暖房位置にすれ
ば、冷媒は、順に、圧縮機、室内熱交換器、ブリッジ整
流回路、室外熱交換器と流れ、室内熱交換器は凝縮器と
して働き、室外熱交換器は蒸発器として働く。

【００１３】上記凝縮器としての室内熱交換器からの冷
媒は、上記ブリッジ整流回路の第３端に入り、第２逆止
弁を通過し第２端から出た冷媒のメイン流はメイン膨張
弁を通過して、上記ブリッジ整流回路の第４端に入り、
第４逆止弁を通って蒸発器として働く室外熱交換器に達
する。

【００１４】一方、上記第２逆止弁を通過し第２端から
出た冷媒の残りの部分は、過冷却用膨張機構を通過する
ことで冷やされてから、過冷却用熱交換器に達し、この
過冷却用熱交換器に達した冷えた冷媒は、上記ブリッジ
回路の第２端からメイン膨張弁に向かう冷媒を冷やして
から、圧縮機の吸込口に達する。

【００１５】このように、この発明によれば、四路切換
弁を冷房位置にしたときには、凝縮器として働く室外熱
交換器からの冷媒のサブ流を過冷却用膨張機構と過冷却
用熱交換器とで冷やし、この冷えた冷媒でメイン流の冷
媒を冷やした上で、蒸発器として働く室内熱交換器に導
入する。したがって、蒸発器としての室内熱交換器の能
力と効率の向上を図れる。したがって、冷房能力の向上
を図れ、かつ、冷房効率の向上を図れる。

【００１６】また、四路切換弁を暖房位置にしたときに
は、凝縮器として働く室内熱交換器からの冷媒のサブ流
を過冷却用膨張機構と過冷却用熱交換器とで冷やし、こ
の冷えた冷媒でメイン流の冷媒を冷やした上で、蒸発器
として働く室外熱交換器に導入する。したがって、蒸発
器としての室外熱交換器の能力と効率の向上を図れる。
したがって、暖房能力の向上を図れ、かつ、暖房効率の
向上を図れる。

【００１７】したがって、この発明によれば、冷媒流れ
方向を切り換えても、変わりなく過冷却の効果を得るこ
とができる。

【００１８】また、請求項３の発明は、請求項２に記載
の空気調和機において、冷媒として非共沸混合冷媒を用
いたことを特徴としている。

【００１９】この請求項３の発明によれば、非共沸混合
冷媒を使用したことにより、液体から気体への遷移時に
温度差が生じることになって、蒸発開始時の温度が一層
低くなって、蒸発器の内外の温度差が大きくなって、能
力,効率を一層増大させることができる。

【００２０】また、請求項４の発明は、請求項２に記載
の空気調和機において、一端が上記メイン膨張機構に接
続され、他端が開放された内管と、上記内管の一端と他
端との間の部分を包み、一端側が上記圧縮機の吸入口に
接続され、他端側端部にオリフィスが形成された中管
と、上記内管および中管を包み、一端側が上記ブリッジ
整流回路の第２端に接続された外管とで構成された三重
管式熱交換器が、上記過冷却用熱交換器と過冷却用膨張
機構とを構成していることを特徴としている。

【００２１】この請求項４の発明によれば、ブリッジ整
流回路の第２端から外管の一端側に流入した冷媒は、外
管の他端側に至り、サブ流が中管の他端側端部のオリフ
ィスから中管内に膨張しながら流入する。この膨張によ
りサブ流入冷媒が冷え、この冷えたサブ流入冷媒は、上
記外管の他端側から内管の開放他端に流入してメイン膨
張機構に向かうメイン流入冷媒を冷やし、同時に、外管
の一端側から他端側に向かう冷媒(メイン流＋サブ流)を
冷やす。このように、この三重管式熱交換器は、冷えた
サブ流入冷媒が流れる中管の内側と外側とに、冷媒のメ
イン流が流れる外管と内管とを配しているから、冷えた
サブ流入冷媒とメイン流との熱交換効率が良い。したが
って、過冷却の増大を図れ、能力,効率を一層増大させ
ることができる。また、この三重管式熱交換器によっ
て、過冷却用熱交換器と過冷却用膨張機構とが一体化さ
れるから、配管が簡単になり、全体がコンパクトにな
る。

【００２２】また、請求項５の発明は、請求項２に記載
の空気調和機において、一端が上記ブリッジ整流回路の
第２端に接続され、他端が開放された内管と、上記内管
の一端と他端との間の部分を包み、一端側が上記圧縮機
の吸入口に接続され、他端側端部にオリフィスが形成さ
れた中管と、上記内管および中管を包み、一端側が上記
メイン膨張機構に接続された外管とで構成された三重管
式熱交換器が、上記過冷却用熱交換器と過冷却用膨張機
構とを構成していることを特徴としている。

【００２３】この請求項５の発明によれば、ブリッジ整
流回路の第２端から内管の一端側に流入した冷媒は、外
管の他端側に至り、サブ流が中管の他端側端部のオリフ
ィスから中管内に膨張しながら流入する。この膨張によ
りサブ流入冷媒が冷え、この冷えたサブ流入冷媒は、上
記内管の開放他端から外管の他端側に流入してメイン膨
張機構に向かうメイン流入冷媒を冷やし、同時に、内管
の一端側から他端側に向かう冷媒（メイン流＋サブ流)
を冷やす。このように、この三重管式熱交換器は、冷え
たサブ流入冷媒が流れる中管の内側と外側とに、冷媒の
メイン流が流れる外管と内管とを配しているから、冷え
たサブ流入冷媒とメイン流との熱交換効率が良い。した
がって、過冷却の増大を図れ、能力,効率を一層増大さ
せることができる。また、この三重管式熱交換器によっ
て、過冷却用熱交換器と過冷却用膨張機構とが一体化さ
れるから、配管が簡単になり、全体がコンパクトにな
る。

【００２４】また、請求項６の発明は、請求項４または
５に記載の空気調和機において、上記三重管式熱交換器
の中管は外周面もしくは内周面にフィンを有しているこ
とを特徴としている。

【００２５】この請求項６の発明によれば、上記フィン
により、中管内のサブ流入冷媒と上記外管内の冷媒との
熱交換効率を向上させることができるから、過冷却の増
大を図れ、能力,効率の一層の増大を図れる。

【００２６】また、請求項７の発明は、請求項２に記載
の空気調和機において、上記ブリッジ整流回路の第２端
と上記過冷却用膨張機構との間に接続された受液器を有
していることを特徴としている。

【００２７】この請求項７の発明によれば、ブリッジ整
流回路の第２端から出た冷媒が液体と気体の混合状態で
あっても、この冷媒を上記受液器で液体と気体とに分離
して、下方の液体のみを過冷却用膨張機構に導くことが
できるから、冷媒を過冷却用膨張機構で効率よく冷却で
きる。したがって、過冷却の増大を図れ、能力,効率の
一層の増大を図れる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。

【００２９】〔第１の実施の形態〕図１(Ａ)に、この発
明の空気調和機の第１の実施の形態を示す。この第１実
施形態は、室外熱交換器１と、室内熱交換器２と、圧縮
機３と、四路切換弁５と、ブリッジ整流回路６と、メイ
ン膨張弁７と、三重管式熱交換器８と、受液器１０とを
備えている。

【００３０】上記圧縮機３の吐出口３ａは四路切換弁５
の吸入口５ａに接続され、圧縮機３の吸込口３ｂは四路
切換弁５の吐出口５ｂに接続されている。そして、上記
四路切換弁５の第１中継口５ｃは上記室外熱交換器１の
一端１ａに接続されており、四路切換弁５の第２中継口
５ｄは室内熱交換器２の一端２ａに接続されている。そ
して、上記室外熱交換器１の他端１ｂは、ブリッジ整流
回路６の第１端６ａに接続されている。このブリッジ整
流回路６は、第１端６ａと第２端６ｂとの間に接続され
た第１逆止弁１１と、第２端６ｂと第３端６ｃとの間に
接続された第２逆止弁１２と、第３端６ｃと第４端６ｄ
との間に接続された第３逆止弁１３と、第４端６ｄと第
１端６ａとの間に接続された第４逆止弁１４とからな
る。

【００３１】上記ブリッジ整流回路６の第２端６ｂは受
液器１０の入口に接続されており、この受液器１０の出
口は上記三重管式熱交換器８の外管１６の一端１６ａに
接続されている。図４にも示すように、この三重管式熱
交換器８は、上記外管１６と中管１７と内管１８とで構
成されている。この内管１８の一端１８ａがメイン膨張
弁７に接続され、他端１８ｂが開放されている。また、
上記中管１７は、上記内管１８の一端１８ａと他端１８
ｂとの間の部分を包むように上記内管１８に固定されて
いる。この中管１７の一端側１７ａが電磁弁２０を介し
て上記圧縮機３の吸入口３ｂに接続され、他端側端部１
７ｂにオリフィス２１が形成されている。このオリフィ
ス２１が過冷却用膨張機構を構成している。また、上記
外管１６は、上記内管１８および中管１７を包むように
中管１７に固定されている。

【００３２】上記中管１７の外周面にはこの外周面を周
方向に取り巻いている複数のフィン２２が形成されてい
る。また、上記内管１８の開放他端１８ｂは、上記外管
１６の一端１６ａから他端に向かって流れて来た冷媒に
対する開口面積が大きくなるように、斜めに開口してい
る。そして、上記オリフィス２１は、上記開放他端１８
ｂの背後下流側に配されている。したがって、冷媒のメ
イン流は上記内管１８の開放他端１８ｂから流入し、冷
媒の過冷却用サブ流は上記中管１７のオリフィス２１か
ら流入することになる。

【００３３】そして、上記メイン膨張弁７は上記ブリッ
ジ整流回路６の第４端６ｄに接続されており、第３端６
ｃは室内熱交換器２の他端２ｂに接続されている。ま
た、この室内熱交換器２の一端２ａは上記四路切換弁５
の第２中継口５ｄに接続されている。

【００３４】そして、この第１の実施の形態では、非共
沸混合冷媒を採用した。

【００３５】なお、上記図１(Ａ)に符号〜で示した
各部分での冷媒の状態を、図３のモリエル線図に符号
〜で示した。

【００３６】上記構成の空気調和機では、まず、上記四
路切換弁５を図１(Ａ)に実線で示したような冷房位置に
すれば、冷媒は、順に、室内熱交換器２、圧縮機３(図
３の→)、室外熱交換器１、ブリッジ整流回路６と
流れ、室外熱交換器１は凝縮器として働き、室内熱交換
器２は蒸発器として働く。

【００３７】上記凝縮器としての室外熱交換器１からの
冷媒は、上記ブリッジ整流回路６の第１端６ａに入り、
第１逆止弁１１を通過し第２端６ｂから出た冷媒は、受
液器１０を経て(図３の)、三重管式熱交換器８の外管
１６の一端１６ａから流入する(図３の)。ここで、上
記流入冷媒の内、内管１８の開放他端１８ｂに流入し、
この内管１８を経て(図３の)、メイン膨張弁７に至る
流れがメイン流である。そして、上記メイン流は、さら
に、メイン膨張弁７を通過して、上記ブリッジ整流回路
６の第４端６ｄに入り、第３逆止弁１３を通って(図３
の)、蒸発器として働く室内熱交換器２に達する。

【００３８】一方、上記第１逆止弁１１を通過し第２端
６ｂから出て、外管１６の一端１６ａに流入した冷媒の
内、上記中管１７のオリフィス２１に流入する流れ(図
３の→)が過冷却のためのサブ流である。このサブ
流は全体の約１０％である。このサブ流は、過冷却用膨
張機構としての上記オリフィス２１を通過することで冷
やされてから、中管１７の一端側１７ａに向かって流れ
る。この中管１７中を流れる冷えた冷媒は、外管１６お
よび内管１８を流れるメイン流を図３の→のように
冷やしてから、飽和ガス状態(図３の)になって、電磁
弁２０を通って圧縮機３の吸入口３ｂに達する。

【００３９】また、上記四路切換弁５を図１(Ａ)に破線
で示したような暖房位置にすれば、冷媒は、順に、圧縮
機３(図３の→)、室内熱交換器２、ブリッジ整流回
路６、室外熱交換器１と流れ、室内熱交換器２は凝縮器
として働き、室外熱交換器１は蒸発器として働く。

【００４０】上記凝縮器としての室内熱交換器２からの
冷媒は、上記ブリッジ整流回路６の第３端６ｃに入り、
第２逆止弁１２を通過し第２端６ｂから出た冷媒は、受
液器１０を経て(図３の)、メイン流が、外管１６(図
３の)、内管１８を通過して(図３の)、メイン膨張
弁７を通過して(図３の)、上記ブリッジ整流回路６の
第４端６ｄに入り、第４逆止弁１４を通って蒸発器とし
て働く室外熱交換器１に達する。

【００４１】一方、上記第２逆止弁１２を通過し第２端
６ｂから出て、受液器１０を通過した冷媒は、サブ流が
外管１６から中管１７のオリフィス２１を通過すること
(図３の→)で冷やされてから、中管１７中を流れる
ことによって、外管１６および内管１８を流れるメイン
流を、図３の→のように、冷やしてから、圧縮機３
の吸入口３ｂに達する(図３の)。

【００４２】このように、この第１実施形態によれば、
四路切換弁５を冷房位置(実線)にしたときには、凝縮器
として働く室外熱交換器１からの冷媒のサブ流を三重管
式熱交換器８内で冷やし、この冷えたサブ流の冷媒でメ
イン流の冷媒を冷やした上で、メイン流を蒸発器として
働く室内熱交換器２に導入する。したがって、蒸発器と
しての室内熱交換器２の能力と効率の向上を図れる。し
たがって、冷房能力の向上を図れ、かつ、冷房効率の向
上を図れる。

【００４３】また、四路切換弁５を暖房位置にしたとき
には、凝縮器として働く室内熱交換器２からの冷媒のサ
ブ流を三重管式熱交換器８で冷やし、この冷えた冷媒で
メイン流の冷媒を冷やした上で、メイン流を蒸発器とし
て働く室外熱交換器１に導入する。したがって、蒸発器
としての室外熱交換器１の能力と効率の向上を図れる。
したがって、暖房能力の向上を図れ、かつ、暖房効率の
向上を図れる。

【００４４】したがって、この第１実施形態によれば、
冷媒流れ方向を切り換えても、変わりなく過冷却の効果
を得ることができる。

【００４５】ここで、上記過冷却によって能力が向上す
る理由を説明する。蒸発器(冷房時の室内熱交換器２,暖
房時の室外熱交換器１)の能力Ｑは、Ｑ＝Ｋ・Ａ・Δtm ……………(１) で表される。この式(１)において、Ｋは熱通過率であ
り、Ａは熱交換面積であり、Δtmは周囲の空気温度と内
部の冷媒温度との温度差である。上記空気温度を一定と
すると、冷媒温度が低い程、能力Ｑが増大する。

【００４６】ここで、仮に、上記三重管式熱交換器８が
無い場合には、蒸発器内の冷媒温度は、図３のモリエル
線図では、に示す受液器１０での冷媒温度Ｔ₀と、
で示す圧縮機３の入口での冷媒温度Ｔ₁との平均温度に
なる。上記実施形態では、上記Ｔ₀＝約３.５℃であり、
Ｔ₁＝約７.５℃であるので、平均温度は、約５.５℃に
なる。

【００４７】これに対し、上記三重管式熱交換器８が有
る場合には、蒸発器内の冷媒温度は、図３のモリエル線
図で、に示す箇所での冷媒温度Ｔ₆＝約２.５℃と、Ｔ
₁＝約７.５℃との平均温度＝約５.０℃になる。

【００４８】したがって、今、上記周囲空気の温度の平
均が１３℃(ＷＢ(湿球温度))であるとすると、三重管式
熱交換器８が無い場合の能力Ｑ₀に対して、三重管式熱
交換器８が有る場合の能力Ｑ₁の割合は、（Ｑ₁／Ｑ₀）×１００％＝｛(１３−５)／(１３−５.５)｝×１００％ ≒１０７％となる。したがって、上記三重管式熱交換器８を設ける
ことによって、同じ動力で約７％の能力およびＣＯＰの
向上が図れる。

【００４９】また、一般に、過負荷運転では、メイン膨
張弁７の前で(の箇所で)、冷媒が液とガスの混在状態
になって、蒸発器への冷媒供給不足をきたすことがある
が、上記実施形態によれば、メイン膨張弁７の前(の
箇所)での過冷却温度が約１０℃あるので、広い範囲の
負荷に対して、上記のような蒸発器への冷媒供給不足を
発生させることなく正常に運転できる。

【００５０】また、この空気調和機は、冷媒として非共
沸混合冷媒を用いたから、液体から気体への遷移時に温
度差が生じることになって、蒸発開始時の温度が一層低
くなって、蒸発器の内外の温度差が大きくなって、能
力,効率を一層増大させることができる。

【００５１】また、この空気調和機は、三重管式熱交換
器８が過冷却用熱交換器と過冷却用膨張機構とを構成し
ている。この三重管式熱交換器８によれば、ブリッジ整
流回路６の第２端６ｂから外管１６の一端側に流入した
冷媒は、外管１６の他端側に至り、サブ流が中管１７の
他端側端部１７ｂのオリフィス２１から中管１７内に膨
張しながら流入する。この膨張によりサブ流入冷媒が冷
え、この冷えたサブ流入冷媒は、外管１６の他端側から
内管１８の開放他端１８ｂに流入してメイン膨張弁７に
向かうメイン流入冷媒を冷やし、同時に、外管１６の他
端側から一端側に向かう冷媒(メイン流＋サブ流)を冷や
す。このように、この三重管式熱交換器８は、冷えたサ
ブ流入冷媒が流れる中管１７の内側と外側とに、冷媒の
メイン流が流れる外管１６と内管１８とを配しているか
ら、冷えたサブ流入冷媒とメイン流との熱交換効率が良
い。したがって、過冷却の増大を図れ、能力,効率を一
層増大させることができる。

【００５２】また、この三重管式熱交換器８によって、
過冷却用熱交換器と過冷却用膨張機構とが一体化される
から、配管が簡単になり、全体がコンパクトになる。

【００５３】また、図１に示すように、上記三重管式熱
交換器８は、外管１６,中管１７,内管１８の上部の一端
１６ａ,１７ａ,１８ａを受液器１０への配管,圧縮機３
への配管,メイン膨張弁７への配管に接続している。し
たがって、配管接続はすべて上部で行う構造であるから
製作作業が容易である。

【００５４】また、この第１実施形態では、上記三重管
式熱交換器８の中管１７の外周面に複数のフィン２２を
有しているから、上記中管１７内のサブ流入冷媒と上記
外管１６内の冷媒との熱交換効率を向上させることがで
きる。したがって、過冷却の増大を図れ、能力,効率の
一層の増大を図れる。外管１６内では冷媒液の流速が遅
い(約０.９ｍ／秒)から、上記中管１７外周のフィン２
２で熱交換面積を大きくして熱伝達を良くしているので
ある。図５に示すように、流速が高いほど熱通過率も大
きくなる。そして、中管１７内では冷媒は２相流であり
流速も速く(約１２ｍ／秒)、また、内管１８内でも冷媒
の流速が速い(約５ｍ／秒)から、中管１７の外周に比べ
てフィンの必要性は小さい。

【００５５】また、この空気調和機は、上記ブリッジ整
流回路６の第２端６ｂと三重管式熱交換器８の外管１６
との間に接続された受液器１０を有しているから、ブリ
ッジ整流回路６の第２端６ｂから出た冷媒が液体と気体
との混合状態であっても、この冷媒を上記受液器１０で
液体と気体とに分離してから、下方の液体のみを三重管
式熱交換器８に導くことができる。したがって、冷媒を
三重管式熱交換器８で効率よく冷却できる。したがっ
て、過冷却の増大を図れ、能力,効率の一層の増大を図
れる。

【００５６】なお、上記電磁弁２０を閉じれば、上記三
重管式熱交換器８の中管１７に冷媒が流入しなくなり、
中管１７内のサブ流によるメイン流の過冷却はなくな
る。したがって、運転を停止するとき、能力制御を止め
るとき、入力オーバーのとき、圧縮機３の吐出圧力が上
昇し冷媒供給量を減らしたいときには、電磁弁２０を閉
じればよい。一方、通常運転中は、電磁弁２０を開い
て、能力,ＣＯＰを向上させる。また、デフロスト中に
は、電磁弁２０を開いて、デフロスト時間を短縮させ
る。また、冷凍機をオフにする前の一定時間には、電磁
弁２０を開いて、中管１７内の液を抜いて、液封を防止
する。また、起動前に、電磁弁２０を開いて、高圧,低
圧をバランスさせ、起動を容易にする。また、吐出管温
度が上昇したときに、電磁弁２０を開いて、圧縮機３に
幾分湿りのガスを吸入させて、吐出ガス温度上昇による
油の劣化を防ぐ。

【００５７】尚、上記第１実施形態では、中管１７の外
周面にフィン２２を形成したが、中管１７の内周面にフ
ィン２２を形成してもよい。

【００５８】また、上記第１実施形態では、三重管式熱
交換器８の外管１６の一端１６ａを上流の受液器１０に
接続する一方、内管１８の一端１８ａを下流のメイン膨
張弁７に接続したが、外管１６の一端１６ａをメイン膨
張弁７に接続し、内管１８の一端１８ａを受液器１０に
接続してもよい。

【００５９】また、上記第１実施形態では、整流手段と
して、ブリッジ整流回路６を用いたが、図１(Ｂ)に示す
ように、４つの電磁弁Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄで構成されたブリッ
ジ整流回路６０を用いてもよい。この場合、冷房時には
電磁弁Ｂ,Ｃを開いて、電磁弁Ａ,Ｄを閉じる一方、暖房
時には電磁弁Ａ,Ｄを開き、電磁弁Ｂ,Ｃを閉じるように
すれば、上記ブリッジ整流回路６と同様の整流動作を行
える。また、ブリッジ整流回路６に替えて、図１(Ｃ)に
示す四路切換弁６００を用いてもよい。この場合、冷房
時には経路Ｘ₁,Ｘ₂(実線)を導通させて経路Ｙ₁,Ｙ₂(破
線)を閉塞させる一方、暖房時には経路Ｘ₁,Ｘ₂を閉塞さ
せて経路Ｙ₁,Ｙ₂を導通させれば、上記ブリッジ整流回
路６と同様の整流動作を行える。

【００６０】〔第２の実施の形態〕次に、この発明の第
２の実施の形態を図２に示す。この第２の実施の形態
は、上記三重管式熱交換器８に替えて、過冷却用膨張機
構としてのキャピラリ５１と、過冷却用熱交換器として
の２重管５２とを備えた点と受液器１０を備えていない
点とだけが、上述の第１実施形態と異なる。したがっ
て、この過冷却機構に関して重点的に説明する。

【００６１】この第２実施形態は、ブリッジ整流回路６
の第２端６ｂと第４端６ｄの間の回路だけが、第１実施
形態と異なる。すなわち、ブリッジ整流回路６の第２端
６ｂにキャピラリ５１が接続され、このキャピラリ５１
に２重管５２の過冷却用コイル５７が接続されている。
この２重管５２の過冷却用コイル５７は電磁弁２０を介
して圧縮機３の吸入口３ｂに接続されている。そして、
上記第２端６ｂからの配管５５は上記２重管５２を経由
してメイン膨張弁７に接続されている。このメイン膨張
弁７はブリッジ整流回路６の第４端６ｄに接続されてい
る。

【００６２】この空気調和機は、ブリッジ整流回路６の
第２端６ｂから２重管５２を経由してメイン膨張弁７に
至る冷媒がメイン流であり、上記ブリッジ整流回路６の
第２端６ｂからキャピラリ５１に流入した冷媒が過冷却
用コイル５７に流入するサブ流となる。このサブ流が２
重管５２でメイン流を冷やすことで過冷却がなされる。

【００６３】尚、上記第１,第２の実施の形態では、冷
媒として非共沸混合冷媒を用いたが、冷媒として共沸混
合冷媒を用いてもよい。さらには、冷媒として単一成分
の冷媒を用いてもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の空気調和機は、冷房運転時には、室外熱交換器から
の冷媒を、順次、過冷却用熱交換手段、メイン膨張機
構、室内熱交換器に流す一方、暖房運転時には、室内熱
交換器からの冷媒を、順次、過冷却用熱交換手段、メイ
ン膨張機構、室外熱交換器に流す整流手段を備えてい
る。

【００６５】したがって、この発明によれば、冷房運転
時であっても、暖房運転時であっても、凝縮器として働
く室外熱交換器あるいは室内熱交換器からの冷媒を過冷
却用熱交換手段で過冷却してから、メイン膨張機構を経
て、蒸発器として働く室内熱交換器あるいは室外熱交換
器に導入することができる。したがって、冷媒流れ方向
を切り換えても、変わりなく過冷却の効果を得ることが
できる。

【００６６】また、請求項２の発明の空気調和機は、圧
縮機と、四路切換弁と、一端が上記四路切換弁に接続さ
れた室外熱交換器と、メイン膨張機構と、一端が上記四
路切換弁に接続された室内熱交換器とを備えた空気調和
機において、第１端から第２端に向かって順方向の第１
逆止弁と第２端から第３端に向かって逆方向の第２逆止
弁と第３端から第４端に向かって逆方向の第３逆止弁と
第４端から第１端に向かって順方向の第４逆止弁とで構
成され、上記第１端が上記室外熱交換器の他端に接続さ
れ、上記第３端が上記室内熱交換器の他端に接続され、
上記第２端と第４端との間に上記メイン膨張機構が接続
されたブリッジ整流回路と、上記ブリッジ整流回路の第
２端と上記圧縮機の吸込口との間に接続され、上記第２
端から上記メイン膨張機構への冷媒を冷やすように配置
された過冷却用熱交換器と、上記第２端と上記過冷却用
熱交換器との間に接続された過冷却用膨張機構とを備え
た。

【００６７】この発明によれば、四路切換弁を冷房位置
にしたときには、凝縮器として働く室外熱交換器からの
冷媒のサブ流を吸入管(過冷却膨張機構)に導くことで膨
張させ、その時の蒸発潜熱により、メイン流の冷媒を冷
やした上で、蒸発器として働く室内熱交換器に導入す
る。したがって、蒸発器としての室内熱交換器の能力と
効率の向上を図れる。したがって、冷房能力の向上を図
れ、かつ、冷房効率の向上を図れる。また、四路切換弁
を暖房位置にしたときには、凝縮器として働く室内熱交
換器からの冷媒のサブ流を吸入管に導くことで膨張さ
せ、その時の蒸発潜熱により、メイン流の冷媒を冷やし
た上で、蒸発器として働く室外熱交換器に導入する。し
たがって、蒸発器としての室外熱交換器の能力と効率の
向上を図れる。したがって、暖房能力の向上を図れ、か
つ、暖房効率の向上を図れる。

【００６８】したがって、この発明によれば、冷媒流れ
方向を切り換えても、変わりなく過冷却の効果を得るこ
とができる。

【００６９】また、請求項３の発明は、請求項２に記載
の空気調和機において、冷媒として非共沸混合冷媒を用
いた。

【００７０】この請求項３の発明によれば、非共沸混合
冷媒を使用したことにより、液体から気体への遷移時に
温度差が生じることになって、蒸発開始時の温度が一層
低くなって、蒸発器の内外の温度差が大きくなって、能
力,効率を一層増大させることができる。

【００７１】また、請求項４の発明は、請求項２に記載
の空気調和機において、一端が上記メイン膨張機構に接
続され、他端が開放された内管と、上記内管の一端と他
端との間の部分を包み、一端側が上記圧縮機の吸入口に
接続され、上記他端側端部にオリフィスが形成された中
管と、上記内管および中管を包み、一端側が上記ブリッ
ジ整流回路の第２端に接続された外管とで構成された三
重管式熱交換器が、上記過冷却用熱交換器と過冷却用膨
張機構とを構成している。

【００７２】この請求項４の発明によれば、冷えたサブ
流入冷媒が流れる中管の内側と外側とに、冷媒のメイン
流が流れる外管と内管とを配しているから、冷えたサブ
流入冷媒とメイン流との熱交換効率が良い。したがっ
て、過冷却の増大を図れ、能力,効率を一層増大させる
ことができる。また、この三重管式熱交換器によって、
過冷却用熱交換器と過冷却用膨張機構とが一体化される
から、配管が簡単になり、全体がコンパクトになる。

【００７３】また、請求項５の発明は、請求項２に記載
の空気調和機において、一端が上記ブリッジ整流回路の
第２端に接続され、他端が開放された内管と、上記内管
の一端と他端との間の部分を包み、一端側が上記圧縮機
の吸入口に接続され、他端側端部にオリフィスが形成さ
れた中管と、上記内管および中管を包み、一端側が上記
メイン膨張機構に接続された外管とで構成された三重管
式熱交換器が、上記過冷却用熱交換器と過冷却用膨張機
構とを構成している。

【００７４】この請求項５によれば、ブリッジ整流回路
の第２端から内管の一端側に流入した冷媒は、外管の他
端側に至り、サブ流が中管の他端側端部のオリフィスか
ら中管内に膨張しながら流入する。この三重管式熱交換
器は、冷えたサブ流入冷媒が流れる中管の内側と外側と
に、冷媒のメイン流が流れる外管と内管とを配している
から、冷えたサブ流入冷媒とメイン流との熱交換効率が
良い。したがって、過冷却の増大を図れ、能力,効率を
一層増大させることができる。また、この三重管式熱交
換器によって、過冷却用熱交換器と過冷却用膨張機構と
が一体化されるから、配管が簡単になり、全体がコンパ
クトになる。

【００７５】また、請求項６の発明は、請求項４または
５に記載の空気調和機において、上記三重管式熱交換器
の中管は外周面もしくは内周面にフィンを有している。

【００７６】この請求項６の発明によれば、上記フィン
により、中管内のサブ流入冷媒と上記外管内の冷媒との
熱交換効率を向上させることができるから、過冷却の増
大を図れ、能力,効率の一層の増大を図れる。

【００７７】また、請求項７の発明は、請求項２に記載
の空気調和機において、上記ブリッジ整流回路の第２端
と上記過冷却用膨張機構との間に接続された受液器を有
している。

【００７８】この請求項７の発明によれば、ブリッジ整
流回路の第２端から出た冷媒が液体と気体との混合状態
であっても、この冷媒を上記受液器で確実に液体と気体
とに分離して、下方の液体のみを過冷却用膨張機構に導
くことができるから、冷媒を過冷却用膨張機構で効率よ
く冷却できる。したがって、過冷却の増大を図れ、能
力,効率の一層の増大を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(Ａ)はこの発明の空気調和機の第１の実
施の形態を示す回路図であり、図１(Ｂ)と図１(Ｃ)は整
流手段の変形例を示す図である。

【図２】この発明の空気調和機の第２の実施の形態を
示す回路図である。

【図３】上記第１実施形態の動作を説明するモリエル
線図である。

【図４】上記第１実施形態が有する三重管式熱交換器
の構造を示す断面図である。

【図５】冷媒の流速ｖと熱通過率Ｋとの関係を示す特
性図である。

【図６】従来の空気調和機を示す回路図である。

【符号の説明】

１…室外熱交換器、２…室内熱交換器、３…圧縮機、３
ａ…吐出口、３ｂ…吸込口、５…四路切換弁、６…ブリ
ッジ整流回路、７…メイン膨張弁、８…三重管熱交換
器、１０…受液器、１１…第１逆止弁、１２…第２逆止
弁、１３…第３逆止弁、１４…第４逆止弁、１６…外
管、１７…中管、１８…内管、２１…オリフィス、２２
…フィン、５１…キャピラリ、５２…２重管。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機(３)と、四路切換弁(５)と、一端
が上記四路切換弁(５)に接続された室外熱交換器(１)
と、メイン膨張機構(７)と、一端が上記四路切換弁(５)
に接続された室内熱交換器(２)とを備えた空気調和機に
おいて、過冷却用熱交換手段(８,５１,５２)と、冷房運転時には、上記室外熱交換器(１)からの冷媒を、
順次、上記過冷却用熱交換手段(８,５１,５２)、メイン
膨張機構(７)、室内熱交換器(２)に流す一方、暖房運転
時には、上記室内熱交換器(２)からの冷媒を、順次、過
冷却用熱交換手段(８,５１,５２)、メイン膨張機構
(７)、室外熱交換器(１)に流す整流手段(６,６０,６０
０)を備えていることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】圧縮機(３)と、四路切換弁(５)と、一端
が上記四路切換弁(５)に接続された室外熱交換器(１)
と、メイン膨張機構(７)と、一端が上記四路切換弁(５)
に接続された室内熱交換器(２)とを備えた空気調和機に
おいて、第１端(６ａ)から第２端(６ｂ)に向かって順方
向の第１逆止弁(１１)と第２端(６ｂ)から第３端(６ｃ)
に向かって逆方向の第２逆止弁(１２)と第３端(６ｃ)か
ら第４端(６ｄ)に向かって逆方向の第３逆止弁(１３)と
第４端(６ｄ)から第１端(６ａ)に向かって順方向の第４
逆止弁(１４)とで構成され、上記第１端(６ａ)が上記室
外熱交換器(１)の他端(１ｂ)に接続され、上記第３端
(６ｃ)が上記室内熱交換器(２)の他端(２ｂ)に接続さ
れ、上記第２端(６ｂ)と第４端(６ｄ)との間に上記メイ
ン膨張機構(７)が接続されたブリッジ整流回路(６)と、上記ブリッジ整流回路(６)の第２端(６ｂ)と上記圧縮機
(３)の吸込口(３ｂ)との間に接続され、上記第２端(６
ｂ)から上記メイン膨張機構(７)への冷媒を冷やすよう
に配置された過冷却用熱交換器(８,５２)と、上記第２端(６ｂ)と上記過冷却用熱交換器(８,５２)と
の間に接続された過冷却用膨張機構(８,５１)とを備え
たことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】請求項２に記載の空気調和機において、冷媒として非共沸混合冷媒を用いたことを特徴とする空
気調和機。
【請求項４】請求項２に記載の空気調和機において、一端(１８ａ)が上記メイン膨張機構(７)に接続され、他
端(１８ｂ)が開放された内管(１８)と、上記内管(１８)
の一端(１８ａ)と他端(１８ｂ)との間の部分を包み、一
端側(１７ａ)が上記圧縮機(３)の吸入口(３ｂ)に接続さ
れ、他端側端部(１７ｂ)にオリフィス(２１)が形成され
た中管(１７)と、上記内管(１８)および中管(１７)を包
み、一端側(１６ａ)が上記ブリッジ整流回路(６)の第２
端(６ｂ)に接続された外管(１６)とで構成された三重管
式熱交換器(８)が、上記過冷却用熱交換器と過冷却用膨
張機構とを構成していることを特徴とする空気調和機。
【請求項５】請求項２に記載の空気調和機において、一端(１８ａ)が上記ブリッジ整流回路(６)の第２端(６
ｂ)に接続され、他端(１８ｂ)が開放された内管(１８)
と、上記内管(１８)の一端(１８ａ)と他端(１８ｂ)との
間の部分を包み、一端側(１７ａ)が上記圧縮機(３)の吸
入口(３ｂ)に接続され、他端側端部(１７ｂ)にオリフィ
ス(２１)が形成された中管(１７)と、上記内管(１８)お
よび中管(１７)を包み、一端側(１６ａ)が上記メイン膨
張機構(７)に接続された外管(１６)とで構成された三重
管式熱交換器(８)が、上記過冷却用熱交換器と過冷却用
膨張機構とを構成していることを特徴とする空気調和
機。
【請求項６】請求項４または５に記載の空気調和機に
おいて、上記三重管式熱交換器(８)の中管(１７)は外周面もしく
は内周面にフィン(２２)を有していることを特徴とする
空気調和機。
【請求項７】請求項２に記載の空気調和機において、上記ブリッジ整流回路(６)の第２端(６ｂ)と上記過冷却
用膨張機構（８,５１)との間に接続された受液器(１０)
を有していることを特徴とする空気調和機。