WO2015063989A1

WO2015063989A1 - 空気調和装置の室外ユニット

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Publication number: WO2015063989A1
Application number: PCT/JP2014/004384
Authority: WO
Inventors: 匡史齋藤; 瀬戸口　隆之; 達也牧野; 山田　剛
Original assignee: ダイキン工業株式会社
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2015-05-07
Also published as: JP2015087074A

Abstract

　室外側熱交換器内の最下段の冷媒パスにおける冷媒偏流の発生を防止する。Ｒ３２冷媒が循環する冷媒回路（20）内の室外側熱交換器（23）には、互いに並列接続され上下方向に並んで配置された冷媒パス（P1,P2,P3,P4）が、少なくとも３段形成されている。室外側熱交換器（23）に供給される空気の風速は、伝熱フィン（51）の上下方向にて実質的に均一である。最下段の第４冷媒パス（P4）のパス長は、第１及び第４冷媒パス（P1,P4）以外の第２及び第３冷媒パス（P2,P3）のパス長よりも長い。

Description

空気調和装置の室外ユニット

　本発明は、空気調和装置の室外ユニット、特に、室外側熱交換器内の最下段の冷媒パスにおける冷媒偏流の発生防止策に関するものである。

　空気調和装置の室外ユニットは、圧縮機、室外側熱交換器及び送風機構等を備えている。圧縮機及び室外側熱交換器は冷媒回路を構成しており、送風機構は室外側熱交換器に空気を供給する。

　特許文献１に示すように、室外側熱交換器には、複数の冷媒パスが形成されているものがある。特許文献１では、複数の冷媒パスが上下方向に並んでおり、且つ互いに並列に接続されている。特に、特許文献１では、室外側熱交換器に供給される空気の風速が当該熱交換器の上下方向において不均一であることから、空気の風速分布に応じて各冷媒パスのパス長を異ならせている。

特開平８－２１９４９３公報

　近年、冷媒回路を循環する冷媒として、地球温暖化係数が比較的小さいＲ３２冷媒が利用されつつある。同じ飽和温度で比較すると、Ｒ３２冷媒は、Ｒ４１０Ａ冷媒に比して蒸発潜熱が大きく、少ない循環量にてＲ４１０Ａ冷媒と同一の性能を実現できる。従って、Ｒ３２冷媒では、室外側熱交換器における圧力損失が小さい。

　Ｒ３２冷媒は、Ｒ４１０Ａ冷媒と同様に重力の影響を受けるが、一方で室外側熱交換器の圧力損失と冷媒の重力の割合とを比較すると、Ｒ３２冷媒はＲ４１０Ａ冷媒に比して重力の影響を受け易い。そのため、たとえ室外側熱交換器の上下方向において風速が均一であっても、例えば室外側熱交換器が蒸発器として機能している際、当該熱交換器内の最下段の冷媒パスには液冷媒が流入し溜まりやすくなる所謂冷媒偏流が生じる。

　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、室外側熱交換器内の最下段の冷媒パスにおける冷媒偏流の発生を防止することである。

　本開示の第１の態様は、上下方向に延設された板状の伝熱フィン（51）と、上記伝熱フィン（51）を該フィンの板厚方向に貫通する多数の伝熱管（52）とを有し、Ｒ３２冷媒が循環する冷媒回路（20）に含まれる室外側熱交換器（23）と、上記室外側熱交換器（23）に空気を供給する送風機構（15）と、を備える空気調和装置の室外ユニットを対象とする。上記室外側熱交換器（23）には、互いに接続された隣り合う複数の上記伝熱管（52）からなる冷媒パス（P1,P2,P3,P4）が少なくとも３段形成されると共に、上記冷媒パス（P1,P2,P3,P4）が上下方向に並んで配置され且つ互いに並列に接続されており、上記室外側熱交換器（23）に供給される空気の風速は、上記伝熱フィン（51）の上下方向において実質的に均一であって、最下段の上記冷媒パス（P4）のパス長は、最下段の上記冷媒パス（P4）及び最上段の上記冷媒パス（P1）を除く残りの上記冷媒パス（P2,P3）のパス長よりも長いことを特徴とする。

　第１の態様では、室外側熱交換器（23）に供給された空気の風速は、伝熱フィン（51）の上下方向において実質的に均一である。その状態下において、最下段の冷媒パス（P4）のパス長が、該冷媒パス（P4）及び最上段の冷媒パス（P1）を除く残りの冷媒パス（P2,P3）に比して長くなっている。これにより、最下段の冷媒パス（P4）は残りの冷媒パス（P2,P3）に比して圧力損失が大きく、故に最下段の冷媒パス（P4）には残りの冷媒パス（P2,P3）に比して液冷媒が流れにくい。つまり、従来は液冷媒が流れ込みやすかった最下段の冷媒パス（P4）の圧力損失を大きくすることで、冷媒パス（P4）に流れ込む液冷媒の流量が抑えられている。従って、室外側熱交換器（23）内の最下段の冷媒パス（P4）に液冷媒が流入して溜まる冷媒偏流の発生を、防止することができる。

　本開示の第２の態様は、第１の態様において、最下段の上記冷媒パス（P4）を形成する複数の上記伝熱管（52）における水平部分（58）の段数が、上記残りの冷媒パス（P2,P3）を形成する複数の上記伝熱管（52）における水平部分（58）の段数よりも多いことにより、上記最下段の上記冷媒パス（P4）のパス長が、上記残りの冷媒パス（P2,P3）のパス長よりも長くなっていることを特徴とする。

　このように、簡単な方法にて、最下段の冷媒パス（P4）のパス長を、残りの冷媒パス（P2,P3）よりも長くすることができる。

　本開示の第３の態様は、第１の態様または第２の態様において、各上記冷媒パスにＲ３２冷媒を分流させることが可能な分流器（54）、を更に備える空気調和装置の室外ユニットを対象とする。上記分流器（54）は、最下段の上記冷媒パス（P4）の高さ範囲内に位置していることを特徴とする。

　分流器（54）が最下段の冷媒パス（P4）よりも上方に位置すると、かえってヘッド差が大きくなってしまう。すると、最下段の冷媒パス（P4）のパス長の調整によって当該冷媒パス（P4）の圧力損失を大きくしたにも関わらず、室外側熱交換器（23）が例えば蒸発器として機能する場合、分流器（54）の位置の影響によりＲ３２冷媒が最下段の冷媒パス（P4）に流れ易くなってしまう。この場合、最下段の冷媒パス（P4）のパス長を残りの冷媒パス（P2,P3）よりも長くした効果が薄れてしまう。一方、第３の態様では、分流器（54）の位置を、最下段の冷媒パス（P4）の高さ範囲内に配置している。このため、分流器（54）の位置によってヘッド差が増すことはなく、従って分流器（54）の位置に起因してＲ３２冷媒が最下段の冷媒パス（P4）へと流れてしまうことを抑制できる。

　本開示の第１の態様によれば、室外側熱交換器（23）内の最下段の冷媒パス（P4）に液冷媒が流入して溜まる冷媒偏流の発生を、防止することができる。

　また、本開示の第２の態様によれば、簡単な方法にて、最下段の冷媒パス（P4）のパス長を、残りの冷媒パス（P2,P3）よりも長くすることができる。

　また、本開示の第３の態様によれば、分流器（54）の位置に起因してＲ３２冷媒が最下段の冷媒パス（P4）へと流れてしまうことを抑制できる。

図１は、本実施形態に係る空気調和装置の冷媒回路を示す配管系統図である。図２は、室外ユニットの外観斜視図である。図３は、天板が外された室外ユニットの内部を、上方から見た場合の図である。図４は、室外側熱交換器及びその近傍の構造を模式的に示す図である。図５は、室外側熱交換器に形成された複数の冷媒パスそれぞれの接続状態を表す図である。図６は、室外側熱交換器に供給される空気の風速を説明するための図である。図７は、略Ｌ字形状に折り曲げられる前及び折り曲げられた後の室外側熱交換器の上面視である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

　≪実施形態≫
　＜空気調和装置の構成＞
　図１は、空気調和装置（10）の冷媒回路（20）を示す配管系統図である。図１に示すように、空気調和装置（10）は、室外ユニット（11）と室内ユニット（12）とを備えており、冷房運転及び暖房運転を行うことができる。室外ユニット（11）と室内ユニット（12）とは、液側連絡配管（13）及びガス側連絡配管（14）を介して接続されている。室外ユニット（11）と室内ユニット（12）と液側連絡配管（13）とガス側連絡配管（14）とによって、冷媒回路（20）が形成されている。

　冷媒回路（20）は、主として、圧縮機（21）、四方切換弁（22）、室外側熱交換器（23）、膨張弁（24）、室内側熱交換器（25）及びアキュムレータ（26）を含む。圧縮機（21）、四方切換弁（22）、室外側熱交換器（23）、膨張弁（24）及びアキュムレータ（26）は、室外ユニット（11）内に設けられている。室外ユニット（11）には、室外側熱交換器（23）に室外空気を供給する室外ファン（15）（送風機構に相当）が設けられている。一方、室内側熱交換器（25）は、室内ユニット（12）内に設けられている。更に、室内ユニット（12）には、室内側熱交換器（25）へ室内空気を供給する室内ファン（16）が設けられている。

　圧縮機（21）の吐出側は、吐出配管（27）を介して四方切換弁（22）の第１ポートに接続されている。圧縮機（21）の吸入側は、吸入配管（28）を介して四方切換弁（22）の第２ポートに接続されている。また、冷媒回路（20）において、四方切換弁（22）の第３ポートから第４ポートへ向かって順に、室外側熱交換器（23）、膨張弁（24）及び室内側熱交換器（25）が、配管によって接続されている。

　圧縮機（21）は、スクロール型又はロータリ型の全密閉型圧縮機である。四方切換弁（22）は、第１ポートが第３ポートと連通し且つ第２ポートが第４ポートと連通する第１状態（図１の実線で示す状態）と、第１ポートが第４ポートと連通し且つ第２ポートが第３ポートと連通する第２状態（図１の破線で示す状態）とに切り換わる。膨張弁（24）は、いわゆる電子膨張弁であって、冷媒を減圧する手段である。

　室外側熱交換器（23）には、所謂クロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器が採用されている。室外側熱交換器（23）は、冷房運転時には冷媒の放熱器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する。室外側熱交換器（23）の構成については、“＜室外側熱交換器の構成＞”にて詳述する。

　室内側熱交換器（25）には、上記室外側熱交換器（23）と同様、クロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器が採用されている。室内側熱交換器（25）は、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能し、暖房運転時には冷媒の放熱器として機能する。

　アキュムレータ（26）は、吸入配管（28）を介して圧縮機（21）の吸入側に接続されている。アキュムレータ（26）は、冷媒を気液分離し、ガス冷媒のみを圧縮機（21）に吸入させる。

　本実施形態に係る冷媒回路（20）内には、Ｒ３２冷媒（ＨＦＣ－３２）が充填され循環している。

　＜室外ユニットの構成＞
　次に、室外ユニット（11）内部の構成を、図１～図３を参照しながら説明する。図２は、室外ユニット（11）の外観斜視図である。図３は、天板（43）が外された室外ユニット（11）の内部を、上方から見た場合の図である。

　なお、以下の説明では、「正面」「背面」「上」「下」「左」「右」「水平」「鉛直」の表現を適宜用いているが、これらは特にことわらない限り図２に示す方向を意味する。

　室外ユニット（11）は、上述した図１に示す圧縮機（21）、四方切換弁（22）、室外側熱交換器（23）、膨張弁（24）、アキュムレータ（26）及び室外ファン（15）の他、ケーシング（40）を備えている。

　ケーシング（40）は、縦長で略直方体状に形成された鋼板製の箱体である。ケーシング（40）は、底板（41）と、底板（41）上に立設された側板（42）と、側板（42）の上端に取り付けられた天板（43）とを有する。側板（42）は、室外ユニット（11）の正面を形成する正面板（42a）、図３において正面板（42a）の左側に位置する左側板（42b）、正面板（42a）と対向する背面板（42c）、図３において正面板（42a）の右側に位置する右側板（42d）により構成されている。正面板（42a）には、吹き出し口（46）が形成されており、左側板（42b）及び背面板（42c）には、吸い込み口（45b,45c）がそれぞれ形成されている。なお、吹き出し口（46）には、ファングリル（47）が嵌め込まれている。

　ケーシング（40）の内部には、正面板（42a）から背面板（42c）へと湾曲して延びる仕切板（44）が立設されている。仕切板（44）は、図３に示すように、ケーシング（40）の内部空間を、左側の送風機室（S1）と右側の機械室（S2）とに仕切っている。

　送風機室（S1）には、室外側熱交換器（23）及び室外ファン（15）が収容されている。室外側熱交換器（23）は、平面視において略Ｌ字形状であって、より具体的には吸い込み口（45b,45c）が形成された左側板（42b）及び背面板（42c）に対応するようにして配置されている。特に、背面板（42c）に対応する室外側熱交換器（23）の部分には、左側板（42b）に対応する室外側熱交換器（23）の部分よりも厚みが増している箇所がある。室外ファン（15）は、吹き出し口（46）が形成された正面板（42a）と室外側熱交換器（23）との間に設けられている。

　機械室（S2）には、圧縮機（21）及びアキュムレータ（26）の他、図示してはいないが四方切換弁（22）及び膨張弁（24）が収容されている。圧縮機（21）及びアキュムレータ（26）は、ケーシング（40）の底板（41）上に設置されている。四方切換弁（22）は、圧縮機（21）の上方に配置され、膨張弁（24）は、圧縮機（21）及び正面板（42a）付近に配置されている。

　＜室外側熱交換器の構成＞
　本実施形態に係る室外側熱交換器（23）の構成について、図３～７を用いて説明する。図４は、室外側熱交換器（23）及びその近傍の構造を模式的に示す図である。図５は、室外側熱交換器（23）に形成された複数の冷媒パス（P1,P2,P3,P4）それぞれの接続状態を表す図である。図６は、室外側熱交換器（23）に供給される空気の風速を説明するための図である。図７は、略Ｌ字形状に折り曲げられる前及び折り曲げられた後の室外側熱交換器（23）の上面視である。

　図３及び図４に示すように、室外側熱交換器（23）は、多数の伝熱フィン（51）と、多数の伝熱管（52）とを有する。

　各伝熱フィン（51）は、細長い長方形の板状の形状を有しており、その長辺が上下方向となるように配置されている。つまり、図４に示すように、多数の伝熱フィン（51）は、それぞれ上下方向（即ち、鉛直方向）に延設されている。そして、多数の伝熱フィン（51）は、互いに板厚方向に所定間隔を空けて並んでいる。

　図４に示すように、各伝熱管（52）は、水平方向に延びる１本の管を途中で折り返して成るヘアピン状の形状をなしており、互いに平行且つ水平方向に延びる２本の水平部分（58）と、Ｕ字状の折り返し部分（59a）とを有している。即ち、各伝熱管（52）は、２本の水平部分（58）とこれらを繋ぐ１つの折り返し部分（59a）とを有し、これらは一体形成されている。多数の伝熱管（52）は、その水平部分（58）が多数の伝熱フィン（51）を板厚方向に貫通した状態で伝熱フィン（51）に取り付けられており、多数の伝熱管（52）同士の間隔は空けられている。具体的に、図５に示すように、多数の伝熱管（52）は、左右方向に３列、上下方向に多数配置されている。各伝熱管（52）の径は、概ね同一である。

　このような室外側熱交換器（23）は、図７に示すように略Ｌ字形状に折り曲げられ、図３に示すようにケーシング（40）内に配置されている。

　そして、室外側熱交換器（23）では、図４及び図５に示すように、多数の伝熱管（52）を上下方向に４つの系統に分け、同じ系統に属する複数の伝熱管（52）の端部同士を一部分の伝熱管（52）の一端を除き接続管（59b）によって互いに接続することで、系統毎に独立した冷媒パス（P1,P2,P3,P4）が少なくとも３段（ここでは４段）形成されている。冷媒パス（P1,P2,P3,P4）は、主として互いに隣り合う伝熱管（52）が接続されることで形成されている。上記一部分の伝熱管（52）の一端に相当する各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）の一端及び他端は、キャピラリチューブ（53a,53b,53c,53d）を介して分流器（54）に、ヘッダ連絡管（55a,55b,55c,55d）を介してヘッダ（56）に、それぞれ接続されている。分流器（54）は、各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）に対し冷媒を平均的に分配する管部材であって、各キャピラリチューブ（53a,53b,53c,53d）を合流させつつこれらを凍結防止用パス（P5）を介して膨張弁（24）に接続している。ヘッダ（56）は、各ヘッダ連絡管（55a,55b,55c,55d）を合流させる管部材であって、これらを四方切換弁（22）の第３ポートに接続している。つまり、冷媒パス（P1,P2,P3,P4）は、互いに上下方向に並んで配置されており、且つ互いに並列に接続されている。

　なお、図５の室外側熱交換器（23）内において、太線の実線で表されているものは、図５の紙面の手前側における接続管（59b）であり、太線の破線で表されているものは、図５の紙面の奥側における折り返し部分（59a）（即ち、伝熱管（52）の一部分）である。

　以下では、説明の便宜上、上下方向に並ぶ複数（ここでは４段）の冷媒パス（P1,P2,P3,P4）のうち、最上段に位置する冷媒パスを「第１冷媒パス（P1）」、上から２段目に位置する冷媒パスを「第２冷媒パス（P2）」、上から３段目に位置する冷媒パスを「第３冷媒パス（P3）」、最下段に位置する冷媒パスを「第４冷媒パス（P4）」と呼称する。

　このような室外側熱交換器（23）には、水平方向に並んだ伝熱フィン（51）の間を、各フィン（51）の短辺方向に沿って空気が流れるようになっている。そして、図５の矢印（W1,W2,W3,W4,W5）で示されるように、本実施形態に係る室外側熱交換器（23）の上下方向において、室外側熱交換器（23）に供給される空気の風速は、実質的に均一な状態にある。なお、図５の矢印（W1,W2,W3,W4,W5）の向きは、空気の流れる方向を表し、矢印（W1,W2,W3,W4,W5）の大きさは、風速を表している。“風速が実質的に均一”とは、室外側熱交換器（23）における任意の位置での風速が、その位置を含む室外側熱交換器（23）の所定範囲内の上端から下端まで（即ち、室外側熱交換器（23）の長辺の実効長（H））の各位置での風速の平均値を基準として、約－５％以上且つ＋５％以下の風速範囲内に収まっている状態を言う。

　具体的には、図６に示すように、正面視における室外側熱交換器（23）を水平方向に複数の領域に分け、任意の１つの領域（23a）において鉛直方向（即ち、上下方向）に一定間隔ｄずつ離れた各位置での風速（V11,V12,V13,V14）を測定したとする。図６では、鉛直方向に並ぶ４つの位置にて、風速（V11,V12,V13,V14）を測定した場合を表している。この場合、各位置での風速（V11,V12,V13,V14）の平均値（Vm1）は、“（V11+V12+V13+V14）／4”によって求められ、各位置での風速（V11,V12,V13,V14）は、いずれも“０．９５Vm1以上且つ１．０５Vm1以下”の風速範囲内となっている。同様に、他の領域（23b）についても４つの位置での風速（V21,V22,V23,V24）を測定する。この場合、各位置での風速（V21,V22,V23,V24）の平均値（Vm2）は、“（V21+V22+V23+V24）／4”によって求められ、各位置での風速（V21,V22,V23,V24）は、いずれも“０．９５Vm2以上且つ１．０５Vm2以下”の風速範囲内となっている。

　但し、領域（23a）における各風速（V11,V12,V13,V14）が、必ずしも領域（23b）での風速範囲“０．９５Vm2以上且つ１．０５Vm2以下”を満たすとは限らないし、逆に、領域（23b）における各風速（V21,V22,V23,V24）が、必ずしも領域（23a）での風速範囲“０．９５Vm1以上且つ１．０５Vm1以下”を満たすとも限らない。

　まとめると、図５の矢印（W1,W2,W3,W4,W5）で示される空気の風速のいずれもが、当該風速の平均値を基準とした約－５％以上且つ＋５％以内の風速範囲内に収まっている。従って、本実施形態では、室外側熱交換器（23）に供給される空気の風速は、任意の領域内の上下方向に対しては、高さに関係なく概ね均一と言える。

　このような状態下において、本実施形態では、最下段に位置する第４冷媒パス（P4）のパス長が、第１冷媒パス（P1）を除き第４冷媒パス（P4）よりも上段に位置する第２冷媒パス（P2）及び第３冷媒パス（P3）の各パス長よりも長くなっている。ここで、各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）のパス長とは、各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）を形成する複数の伝熱管（52）それぞれの水平部分（58）の長さの合計値を意味しており、伝熱管（52）の折り返し部分（59a）及び伝熱管（52）同士を接続する接続管（59b）の長さは含まれない。

　図５において、第１冷媒パス（P1）では、伝熱管（52）の水平部分（58）を１２段、第２及び第３冷媒パス（P2,P3）それぞれでは伝熱管（52）の水平部分（58）を１０段、第４冷媒パス（P4）では伝熱管（52）の水平部分（58）を１２段、で構成されている。より具体的には、第１冷媒パス（P1）は、１段目から１２段目までに位置する３列の伝熱管（52）の水平部分（58）が接続されることで形成され、第２冷媒パス（P2）は、１３段目から２２段目までに位置する３列の伝熱管（52）の水平部分（58）が接続されることで形成されている。第３冷媒パス（P3）は、２３段目から３２段目までに位置する３列の伝熱管（52）の水平部分（58）が接続されることで形成され、第４冷媒パス（P4）では、３３段目から４４段目までに位置する３列の伝熱管（52）の水平部分（58）が接続されることで形成されている。なお、各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）を形成する伝熱管（52）には、暖房運転時には流入口となり冷房運転時には流出口となる伝熱管（52a,52d,52g,52j）が１つずつ、及び、暖房運転時には流出口となり冷房運転時には流入口となる伝熱管（52b,52c,52e,52f,52h,52i,52k,52l）が２つずつ含まれている。

　このように、第４冷媒パス（P4）は、第２及び第３冷媒パス（P2,P3）よりも多くの伝熱管（52）によって構成されている（より具体的には、伝熱管（52）の水平部分（58）の段数が多い）ことから、第４冷媒パス（P4）のパス長は第２及び第３冷媒パス（P2,P3）よりも長くなっている。即ち、本実施形態では、第４冷媒パス（P4）のパス長は、第１冷媒パス（P1）と概ね同一ではあるが、第２及び第３冷媒パス（P2,P3）のパス長の約１．２倍となっている。

　以下、本実施形態において、上述した各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）のパス長の大小関係を成立させている理由について説明する。

　本実施形態では、既に述べたように、冷媒回路（20）内の冷媒としてＲ３２冷媒が用いられている。Ｒ３２冷媒は、その性質上、Ｒ４１０Ａ冷媒と同じ飽和温度の場合で比較すると、Ｒ４１０Ａ冷媒に比して蒸発潜熱が大きく、Ｒ４１０Ａ冷媒に比して少ない循環量でもＲ４１０Ａ冷媒と同程度の性能を実現できる。そのため、Ｒ３２冷媒を用いた冷媒回路（20）では、Ｒ４１０Ａ冷媒を用いた場合に比して圧縮機（21）の回転数を抑えることができ、室外側熱交換器（23）の伝熱管（52）の抵抗も小さく、室外側熱交換器（23）における圧力損失も小さくなる。

　一方で、Ｒ３２冷媒は、Ｒ４１０Ａ冷媒に比して、ヘッド差による重力の影響を受けやすい。特に、蒸発器として機能する室外側熱交換器（23）の伝熱管（52）にＲ３２冷媒が流入する際、このＲ３２冷媒は、ガス冷媒と液冷媒とが混合された気液二相状態となっている。液冷媒は、ガス冷媒に比して重力方向の影響を受け易い。そのため、液冷媒は、最下段に位置する第４冷媒パス（P4）に流入して溜り易い。このような所謂冷媒偏流は、室外側熱交換器（23）の熱交換能力を低下させる要因ともなり得る。

　また、各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）間の冷媒偏流を抑制する手段としては、キャピラリチューブ（53a,53b,53c,53d）それぞれの長さを、接続先の冷媒パス（P1,P2,P3,P4）の高さ関係に応じて変化させる手段が挙げられる。しかしながら、Ｒ３２冷媒は、上述のように、Ｒ４１０Ａ冷媒に比して圧力損失が小さく且つヘッド差による重力の影響を受けやすい性質を有する。そのため、キャピラリチューブ（53a,53b,53c,53d）の長さを調整する手段をＲ３２冷媒にて採用した場合、Ｒ４１０Ａの場合と比べて、キャピラリチューブ（53a,53b,53c,53d）の長さを全体的に長くする必要がある。すると、必然的に、最下段に位置する第４冷媒パス（P4）に接続されるキャピラリチューブ（53d）の長さは、Ｒ４１０Ａの場合を比べて長くなる。この場合、室外側熱交換器（23）が凝縮器として機能した際、第４冷媒パス（P4）内の液冷媒の分流器（54）側への流出が抑制されるため、第４冷媒パス（P4）においては液溜まりが発生する虞がある。従って、Ｒ３２冷媒を採用した場合に、キャピラリチューブ（53a,53b,53c,53d）の長さのチューニングによって冷媒偏流を抑制することは、Ｒ４１０Ａ冷媒の場合と比較してセンシティブであると考えられる。

　そこで、本実施形態では、風速とは関係なく液冷媒の重力方向への影響を考慮して、最下段に位置する第４冷媒パス（P4）のパス長を、それより上段に位置する第２及び第３冷媒パス（P2,P3）の各パス長よりも長くしており、これにより第４冷媒パス（P4）における圧力損失を第２及び第３冷媒パス（P2,P3）よりも大きくしている。つまり、第４冷媒パス（P4）のパス長の調整により、従来は液冷媒が流入しやすくなっていた最下段の第４冷媒パス（P4）への液冷媒の流入及び貯留を、抑制している。これにより、室外側熱交換器（23）の熱交換能力の低下を防止することができる。更に、キャピラリチューブ（53a,53b,53c,53d）それぞれの長さを、Ｒ４１０A冷媒を用いた場合と同様の長さに保ったままとすることができる。そのため、キャピラリチューブ（53a,53b,53c,53d）の長さを可変させることで冷媒偏流の発生を防止する手段と比べても、本実施形態では、室外ユニット（11）を製造し易く、且つ室外ユニット（11）の小型化も図れる。

　なお、各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）のパス長は、第４冷媒パス（P4）のパス長が第２及び第３冷媒パス（P2,P3）の各パス長よりも長いという条件を満たした上で、各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）内を通過する冷媒におけるガス冷媒及び液冷媒の比率が概ね均一となるように、ヘッド差や液冷媒の流量等に応じて設定される。

　また、図４及び図５に示すように、室外側熱交換器（23）には、更に凍結防止用パス（P5）が形成されている。凍結防止用パス（P5）は、室外側熱交換器（23）において、第４冷媒パス（P4）付近に位置しており、第４冷媒パス（P4）に含まれる伝熱管（52j）付近に位置する水平部分（58）２段分の伝熱管（52m,52n）によって構成されている。凍結防止用パス（P5）には、分流器（54）によって各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）に分流される前（あるいは合流後）の冷媒が流れる。例えば暖房運転時、室外側熱交換器（23）の下方は凍結し易くなっているが、凍結防止用パス（P5）を流れるＲ３２冷媒によって当該下方は温められるため、凍結しにくくなっている。

　上述した凍結防止用パス（P5）も考慮した上で、本実施形態に係る各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）のパス長について更に具体的に言及すると、以下のように言うことができる。ここで、図７では、略Ｌ字形状に折り曲げられた後の室外側熱交換器（23）の上面視を実線で表し、略Ｌ字形状に折り曲げられる前の室外側熱交換器（23）の上面視を二点鎖線で表している。図７において、室外側熱交換器（23）のうち、Ｌ字形状に折り曲げられた際に一番外側となる熱交換部を第１熱交換部（61）、一番内側となる熱交換部を第３熱交換部（63）、第１熱交換部（61）と第３熱交換部（63）との間に位置する熱交換部を第２熱交換部（62）と呼称する。

　折り曲げられる前の室外側熱交換器（23）における第１熱交換部（61）の有効長（L1）は、第２熱交換部（62）の有効長（L2）と概ね等しいが（L1≒L2）、第３熱交換部（63）の有効長（L3）は、第１及び第２熱交換部（61,62）の有効長（L1,L2）よりも短い。各熱交換部（61,62,63）の有効長（L1,L2,L3）とは、伝熱フィン（51）が設けられている部分の伝熱管（52）の長さ、即ち伝熱管（52）の水平部分（58）１本分の長さである。

　この場合、第１冷媒パス（P1）のパス長は“（12×L1）+（12×L2）+（12×L3）”、第２冷媒パス（P2）及び第３冷媒パス（P3）のパス長はそれぞれ“（10×L1）+（10×L2）+（10×L3）”と表すことができる。第４冷媒パス（P4）のパス長は、凍結防止用パス（P5）の伝熱管（52m,52n）の分を除き、“（10×L1）+（12×L2）+（12×L3）”と表すことができる。このことからも、第４冷媒パス（P4）のパス長が第２及び第３冷媒パス（P2,P3）のパス長よりも長いことは、明らかである。

　更に、本実施形態に係る分流器（54）は、図４及び図５に示すように、最下段に位置する第４冷媒パス（P4）付近であって、且つ、第４冷媒パス（P4）の高さ範囲内に位置している。具体的に、分流器（54）は、第４冷媒パス（P4）を形成する伝熱管（52）の水平部分（58）が位置する３３段目から４４段目までの間であって、これらの伝熱管（52）を繋いでいる接続管（59b）付近に位置している。従って、分流器（54）は、第１、第２及び第３冷媒パス（P1,P2,P3）よりも下方に位置しているとも言える。

　仮に、分流器（54）が、第４冷媒パス（P4）よりも上方（例えば、第１、第２及び第３冷媒パス（P1,P2,P3）の高さ範囲内）に位置する場合を考える。この場合、かえってヘッド差が大きくなってしまう。すると、上述してきたように第４冷媒パス（P4）のパス長の調整によって第４冷媒パス（P4）の圧力損失を大きくしたにもかかわらず、室外側熱交換器（23）が蒸発器として機能する場合には、分流器（54）の位置の影響によりＲ３２冷媒が第４冷媒パス（P4）に流入し易くなってしまう。すると、最下段の冷媒パス（P4）のパス長を残りの冷媒パス（P2,P3）よりも長くした効果が薄れることとなる。また、室外側熱交換器（23）が逆に凝縮器として機能する場合には、分流器（54）の位置の影響によりＲ３２冷媒は第４冷媒パス（P4）内に溜まってしまう。

　そこで、本実施形態では、分流器（54）の位置を、第４冷媒パス（P4）の高さ範囲内に配置している。このため、分流器（54）の位置によってヘッド差が増すことはない。従って、室外側熱交換器（23）が蒸発器として機能する場合、分流器（54）の位置に起因してＲ３２冷媒が最下段に位置する第４冷媒パス（P4）へと流れてしまうことを抑制できる。また、室外側熱交換器（23）が凝縮器として機能する場合、液冷媒となったＲ３２冷媒は、第４冷媒パス（P4）から分流器（54）へと流出し易くなるため、第４冷媒パス（P4）内に溜まることも抑制される。

　以上の理由から、分流器（54）は、最下段に位置する第４冷媒パス（P4）の高さ範囲内においても、第４冷媒パス（54）を形成する複数の伝熱管（52）のうち、より下段に位置する伝熱管（52）付近に位置することが好ましいと言える。

　＜空気調和装置の動作＞
　　－冷房運転－
　この場合、室外側熱交換器（23）が放熱器として機能し且つ室内側熱交換器（25）が蒸発器として機能する状態となるように、四方切換弁（22）が図１の実線で示される状態に切り換えられる。すると、図１及び図４、図５の実線の矢印に示すように、圧縮機（21）から吐出された高圧のガス冷媒は、四方切換弁（22）及びヘッダ（56）を介して室外側熱交換器（23）の各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）の流入口である伝熱管（52b,52c,52e,52f,52h,52i,52k,52l）に送られる。当該ガス冷媒は、各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）にて、室外ファン（15）により供給された室外空気との間で熱交換を行い放熱する。放熱した冷媒は、各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）の流出口である伝熱管（52a,52d,52g,52j）から流出すると分流器（54）で合流し、凍結防止用パス（P5）を経て膨張弁（24）に送られる。

　膨張弁（24）に送られた冷媒は、膨張弁（24）にて減圧された後、室内側熱交換器（25）に送られる。減圧された冷媒は、室内ファン（16）により供給された室内空気との間で熱交換を行い蒸発する。蒸発した低圧の冷媒は、四方切換弁（22）及びアキュムレータ（26）を介して圧縮機（21）に吸入される。

　　－暖房運転－
　この場合、室外側熱交換器（23）が蒸発器として機能し且つ室内側熱交換器（25）が放熱器として機能する状態となるように、四方切換弁（22）が図１の点線で示される状態に切換えられる。すると、図１及び図４、図５の点線の矢印に示すように、圧縮機（21）から吐出された高圧のガス冷媒は、四方切換弁（22）を介して室内側熱交換器（25）に送られる。室内側熱交換器（25）に送られた高圧の冷媒は、室内ファン（16）により供給された室内空気との間で熱交換を行い放熱する。放熱した冷媒は、膨張弁（24）に送られて減圧される。

　減圧された冷媒は、室外側熱交換器（23）の凍結防止用パス（P5）を通過した後分流器（54）に流入され、分流器（54）を介して各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）の流入口である伝熱管（52a,52d,52g,52j）に流入される。この際、当該冷媒は気液二相状態であるが、第４冷媒パス（P4）は他の冷媒パス（P1,P2,P3）に比べて圧力損失が大きいため、当該冷媒に含まれる液冷媒は第４冷媒パス（P4）へは流入しにくくなっている。そして、各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）には、ガス冷媒及び液冷媒の比率が概ね均一な冷媒が流れる。その結果、各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）における冷媒の質量流量が均一化される。

　各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）に送られた冷媒は、室外ファン（15）により供給された室外空気との間で熱交換を行い蒸発する。蒸発した冷媒は、各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）の流出口である伝熱管（52b,52c,52e,52f,52h,52i,52k,52l）から流出するとヘッダ（56）で合流し、四方切換弁（22）及びアキュムレータ（26）を介して圧縮機（21）に吸入される。

　＜実施形態の効果＞
　本実施形態に係る室外ユニット（11）によれば、室外側熱交換器（23）に供給された空気の風速は、伝熱フィン（51）の上下方向において実質的に均一である。その状態下において、最下段に位置する第４冷媒パス（P4）のパス長が、該冷媒パス（P4）及び最上段に位置する第１冷媒パス（P1）を除く残りの第２及び第３冷媒パス（P2,P3）に比して長くなっている。これにより、第４冷媒パス（P4）は、第２及び第３冷媒パス（P2,P3）に比して圧力損失が大きく、故に第４冷媒パス（P4）には第２及び第３冷媒パス（P2,P3）に比して液冷媒が流れにくい。つまり、従来は液冷媒が流れ込みやすかった最下段の第４冷媒パス（P4）の圧力損失を大きくすることで、第４冷媒パス（P4）に流れ込む液冷媒の流量が抑えられている。従って、第４冷媒パス（P4）に液冷媒が流入して溜まる冷媒偏流の発生を、防止することができる。

　また、本実施形態では、第４冷媒パス（P4）を形成する複数の伝熱管（52）における水平部分（58）の段数が、第２冷媒パス（P2）における複数の伝熱管（52）の水平部分（58）の段数及び第３冷媒パス（P2）における複数の伝熱管（52）の水平部分（58）の段数それぞれよりも多いことによって、第４冷媒パス（P4）のパス長が第２及び第３冷媒パス（P2,P3）のパス長よりも長くなっている。即ち、本実施形態では、簡単な方法にて、最下段に位置する第４冷媒パス（P4）のパス長を、それよりも上に位置する第２及び第３冷媒パス（P2,P3）より長くすることができている。

　また、本実施形態では、分流器（54）が、最下段に位置する第４冷媒パス（P4）の高さ範囲内に位置している。これにより、分流器（54）の位置が要因となってヘッド差が増すことはない。従って、たとえＲ３２冷媒がヘッド差による重力の影響を受けやすい性質を有していても、分流器（54）の位置に起因してＲ３２冷媒が第４冷媒パス（P4）へと流れてしまうことを抑制できる。

　≪その他の実施形態≫
　上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

　冷媒パス（P1,P2,P3,P4）は、伝熱フィン（51）の上下方向において３段以上形成されていれば良い。従って、冷媒パス（P1,P2,P3,P4）の数は４段に限定されず、３段や６段であっても良い。いずれの場合でも、最下段の冷媒パスのパス長は、最下段の冷媒パス及び最上段の冷媒パスを除く残りの冷媒パスよりも長くなっている。

　第１冷媒パス（P1）のパス長は、第４冷媒パス（P4）以下であってもよいし、以上であってもよい。従って、第４冷媒パス（P4）が１２段分の水平部分（58）を含む複数の伝熱管（52）で構成される場合、第１冷媒パス（P1）は、１０段分の水平部分（58）を含む複数の伝熱管（52）で構成されていてもよいし、１３段分の水平部分（58）を含む複数の伝熱管（52）で構成されていても良い。

　また、最下段の冷媒パスのパス長が、最下段の冷媒パス及び最上段の冷媒パスを除く残りの冷媒パスよりも長い条件を満たしていれば良いため、各冷媒パス（P1,P2,P3,P4）の伝熱管（52）の列及び段数は、上記実施形態に限定されない。

　また、室外側熱交換器（23）には、凍結防止用パス（P5）は形成されていなくてもよい。

　また、分流器（54）の位置は、必ずしも最下段に位置する第４冷媒パス（P4）の高さ範囲内でなくても良い。例えば、分流器（54）が第４冷媒パス（P4）の高さ範囲外にあったとしても、第４冷媒パス（P4）のパス長が第２及び第３冷媒パス（P2,P3）よりも長いことによって液冷媒が第４冷媒パス（P4）に流入しにくい場合には、分流器（54）の位置は、図４及び図５に限定されない。

　以上説明したように、本発明は、Ｒ３２冷媒が利用されており、且つクロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器内には上下方向に３段以上の冷媒パスが形成されている空気調和装置の室外ユニットについて有用である。

10　空気調和装置
11　室外ユニット
15　室外ファン（送風機構）
20　冷媒回路
23　室外側熱交換器
51　伝熱フィン
52　伝熱管
54　分流器
P1　第１冷媒パス（最上段の冷媒パス）
P2　第２冷媒パス
P3　第３冷媒パス
P4　第４冷媒パス（最下段の冷媒パス）

Claims

　上下方向に延設された板状の伝熱フィン（51）と、上記伝熱フィン（51）を該フィンの板厚方向に貫通する多数の伝熱管（52）とを有し、Ｒ３２冷媒が循環する冷媒回路（20）に含まれる室外側熱交換器（23）と、
　上記室外側熱交換器（23）に空気を供給する送風機構（15）と、
を備え、
　上記室外側熱交換器（23）には、互いに接続された隣り合う複数の上記伝熱管（52）からなる冷媒パス（P1,P2,P3,P4）が少なくともの３段形成されると共に、上記冷媒パス（P1,P2,P3,P4）が上下方向に並んで配置され且つ互いに並列に接続されており、
　上記室外側熱交換器（23）に供給される空気の風速は、上記伝熱フィン（51）の上下方向において実質的に均一であって、
　最下段の上記冷媒パス（P4）のパス長は、最下段の上記冷媒パス（P4）及び最上段の上記冷媒パス（P1）を除く残りの上記冷媒パス（P2,P3）のパス長よりも長い
ことを特徴とする空気調和装置の室外ユニット。
　請求項１において、
　最下段の上記冷媒パス（P4）を形成する複数の上記伝熱管（52）における水平部分（58）の段数が、上記残りの冷媒パス（P2,P3）を形成する複数の上記伝熱管（52）における水平部分（58）の段数よりも多いことにより、上記最下段の上記冷媒パス（P4）のパス長が、上記残りの冷媒パス（P2,P3）のパス長よりも長くなっている
ことを特徴とする空気調和装置の室外ユニット。
　請求項１または請求項２において、
　各上記冷媒パス（P1,P2,P3,P4）にＲ３２冷媒を分流させることが可能な分流器（54）、
を更に備え、
　上記分流器（54）は、最下段の上記冷媒パス（P4）の高さ範囲内に位置している
ことを特徴とする空気調和装置の室外ユニット。