WO2020255187A1 - 空気調和機 - Google Patents

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WO2020255187A1
WO2020255187A1 PCT/JP2019/023838 JP2019023838W WO2020255187A1 WO 2020255187 A1 WO2020255187 A1 WO 2020255187A1 JP 2019023838 W JP2019023838 W JP 2019023838W WO 2020255187 A1 WO2020255187 A1 WO 2020255187A1
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pipe
heat transfer
heat exchanger
outdoor heat
transfer tube
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篤史 岐部
洋次 尾中
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三菱電機株式会社
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    • F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles

Definitions

  • the present invention relates to at least an air conditioner capable of heating operation.
  • the split pipe is connected to the inflow side end portion of the refrigerant of the plurality of heat transfer pipes, and distributes the refrigerant flowing inside to the plurality of heat transfer pipes connected to the split pipe.
  • the merging pipe is connected to the outflow side ends of the refrigerants of the plurality of heat transfer pipes, and the refrigerants spilled from the plurality of heat transfer pipes connected to the merging pipes merge internally.
  • the plurality of heat transfer tubes extend in the horizontal direction and are arranged at intervals in the vertical direction. Therefore, the branch pipe and the merging pipe are configured to extend in the vertical direction.
  • the air conditioner performs the heating operation, in other words, when the outdoor heat exchanger functions as an evaporator, the refrigerant flowing out from the confluence pipe is guided to the compressor and compressed in the compressor.
  • the merging pipe extending in the vertical direction is connected to an outflow pipe for guiding the refrigerant flowing out from the merging pipe to the compressor in the middle of the vertical direction. The refrigerant flowing out of the merging pipe flows into the outflow pipe and is guided to the compressor through the outflow pipe.
  • Refrigerating machine oil is stored in the compressor of the air conditioner for the purpose of lubricating the sliding parts inside the compressor, sealing the gaps in the compression mechanism, and so on.
  • a part of the refrigerating machine oil in the compressor also flows out from the compressor together with the compressed refrigerant.
  • the refrigerating machine oil that has flowed out of the compressor goes around in the refrigerating cycle circuit and returns to the compressor.
  • the outdoor heat exchanger functions as an evaporator during heating operation from the compressor.
  • the spilled refrigerating machine oil flows into the merging pipes from a plurality of heat transfer pipes, merges, and returns to the compressor through the spill pipes.
  • the merging pipes are configured to extend in the vertical direction. Therefore, the refrigerating machine oil in the merging pipe tends to accumulate at the lower end of the merging pipe due to the influence of gravity. Therefore, in an air conditioner in which a conventional outdoor heat exchanger equipped with a plurality of heat transfer pipes, branch pipes and merging pipes is adopted, the lower end of the merging pipe is used during heating operation in which the outdoor heat exchanger functions as an evaporator. There is a problem that the refrigerating machine oil accumulates in the part, the refrigerating machine oil in the compressor becomes insufficient, and the reliability of the air conditioner is lowered.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and to obtain an air conditioner capable of suppressing a shortage of refrigerating machine oil in a compressor due to accumulation of refrigerating machine oil in a confluence pipe. With the goal.
  • the air conditioner according to the present invention includes a compressor and at least an outdoor heat exchanger that functions as an evaporator, and the outdoor heat exchangers extend in the vertical direction and are arranged at intervals in the horizontal direction.
  • the outdoor heat exchanger functions as the evaporator, a plurality of first heat transfer tubes through which the refrigerant flowing inside flows out from the outflow side end at the lower end, and a plurality of the first heat transfer tubes extending in the lateral direction.
  • the outdoor heat exchanger is provided with an outflow pipe that guides the refrigerant flowing out of the merging pipe to the compressor when the outdoor heat exchanger functions as the evaporator, and the outflow pipe is centered in the vertical direction of the merging pipe. It is connected to the confluence pipe at a location below the position.
  • the confluence pipe of the outdoor heat exchanger is configured to extend in the lateral direction.
  • the outflow pipe is connected to the merging pipe at a position below the center position in the vertical direction of the merging pipe. Therefore, in the air conditioner according to the present invention, it is possible to prevent the refrigerating machine oil from accumulating in the confluence pipe in a place where it is difficult to flow out from the outflow pipe, and it is possible to prevent the refrigerating machine oil in the compressor from running short.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line DD of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. It is a figure which showed the vicinity of the confluence pipe of the 2nd heat exchange part in another example of the outdoor heat exchanger which concerns on embodiment.
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of the air conditioner according to the embodiment.
  • the air conditioner 1 includes a compressor 2, an indoor heat exchanger 3 that functions as a condenser, an expansion valve 4, and an outdoor heat exchanger 40 that functions as an evaporator.
  • the compressor 2, the indoor heat exchanger 3, the expansion valve 4, and the outdoor heat exchanger 40 are connected by a refrigerant pipe to form a refrigeration cycle circuit.
  • the type of refrigerant circulating in the refrigeration cycle circuit is not limited.
  • Various refrigerants such as R410A, R32 and CO 2 can be used as the refrigerant circulating in the refrigeration cycle circuit according to the present embodiment.
  • the compressor 2 compresses the refrigerant.
  • the refrigerant compressed by the compressor 2 is discharged and sent to the indoor heat exchanger 3.
  • the compressor 2 can be composed of, for example, a rotary compressor, a scroll compressor, a screw compressor, a reciprocating compressor, or the like.
  • the indoor heat exchanger 3 functions as a condenser during the heating operation.
  • the indoor heat exchanger 3 includes, for example, a fin-and-tube heat exchanger, a microchannel heat exchanger, a shell-and-tube heat exchanger, a heat pipe heat exchanger, a double-tube heat exchanger, or a plate heat exchanger. It can be composed of vessels and the like.
  • the expansion valve 4 expands the refrigerant flowing out of the condenser to reduce the pressure.
  • the expansion valve 4 may be composed of, for example, an electric expansion valve whose flow rate of the refrigerant can be adjusted.
  • the outdoor heat exchanger 40 functions as an evaporator during the heating operation.
  • the outdoor heat exchanger 40 is composed of two heat exchangers.
  • the outdoor heat exchanger 40 is composed of an outdoor heat exchanger 41 and an outdoor heat exchanger 42.
  • the outdoor heat exchanger 41 is connected in parallel between the expansion valve 4 and the suction side of the compressor 2.
  • the expansion valve 5 for adjusting the flow rate of the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 41 and the flow rate of the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 42 are adjusted.
  • An expansion valve 6 is also provided.
  • the detailed configuration of the outdoor heat exchanger 40 will be described later.
  • the outdoor heat exchanger 40 may be configured as one of the outdoor heat exchanger 41 and the outdoor heat exchanger 42.
  • the air conditioner 1 is provided with a four-way valve 7 and a four-way valve 8 provided on the discharge side of the compressor 2 in order to enable cooling operation in addition to heating operation.
  • the four-way valve 7 and the four-way valve 8 switch the connection destination of the discharge port of the compressor 2 to the indoor heat exchanger 3 or the outdoor heat exchanger 40. That is, the four-way valve 7 and the four-way valve 8 switch the flow of the refrigerant between the cooling operation and the heating operation.
  • the four-way valve 7 and the four-way valve 8 connect the discharge port of the compressor 2 and the outdoor heat exchanger 40 during the cooling operation, and connect the suction port of the compressor 2 and the indoor heat exchanger 3. Can be switched to.
  • the four-way valve 7 and the four-way valve 8 connect the discharge port of the compressor 2 and the indoor heat exchanger 3 during the heating operation, and connect the suction port of the compressor 2 and the outdoor heat exchanger 40. Can be switched. That is, during the cooling operation, the outdoor heat exchanger 40 functions as a condenser, and the indoor heat exchanger 3 functions as an evaporator.
  • the air conditioner 1 includes an accumulator 10 for storing excess refrigerant in the refrigeration cycle circuit.
  • the accumulator 10 is provided on the suction side of the compressor 2.
  • the air conditioner 1 includes an oil separator 9 that separates the refrigerating machine oil from the refrigerant discharged from the compressor 2.
  • the oil separator 9 is provided on the discharge side of the compressor 2. The refrigerating machine oil separated from the refrigerant by the oil separator 9 is returned to the refrigerant pipe connecting the compressor 2 and the accumulator 10.
  • Each of the above-mentioned configurations constituting the air conditioner 1 is housed in the outdoor unit 20 or the indoor unit 30.
  • the compressor 2, the expansion valve 5, the expansion valve 6, the four-way valve 7, the four-way valve 8, the oil separator 9, and the accumulator 10 are housed in the outdoor unit 20.
  • the indoor heat exchanger 3 and the expansion valve 4 are housed in the indoor unit 30.
  • two indoor units 30 are provided in parallel, but the number of indoor units 30 is arbitrary.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the outdoor unit of the air conditioner according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the outdoor unit of the air conditioner according to the embodiment. Note that FIG. 3 is a cross-sectional view of the blower chamber 23 of the outdoor unit 20.
  • the outdoor unit 20 includes a substantially rectangular parallelepiped housing 21.
  • the lower part of the housing 21 is a machine room 22 in which the compressor 2 and the like are housed.
  • the upper part of the housing 21 is a blower room 23 in which the outdoor heat exchanger 40 and the like are housed.
  • a suction port is formed on the side surface of the blower chamber 23.
  • a suction port 24a is formed on the side surface 24.
  • a suction port 25a is formed on the side surface 25 adjacent to the side surface 24.
  • a suction port 26a is formed on the side surface 26 adjacent to the side surface 25.
  • a suction port 27a is formed on the side surface 24 and the side surface 27 adjacent to the side surface 26.
  • the outdoor heat exchanger 41 is formed in a substantially L-shape in a plan view, and is housed in the blower chamber 23 so as to face the suction port 24a and the suction port 25a.
  • the outdoor heat exchanger 42 is formed in a substantially L-shape in a plan view, and is housed in the blower chamber 23 so as to face the suction port 26a and the suction port 27a.
  • An outlet 28a is formed on the upper surface 28 of the blower chamber 23.
  • a blower 29 which is a propeller fan is arranged at the outlet 28a. Therefore, as the blower 29 rotates, the outdoor air sucked into the blower chamber 23 from the suction port 24a and the suction port 25a exchanges heat with the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 41. Further, the outdoor air sucked into the blower chamber 23 from the suction port 26a and the suction port 27a exchanges heat with the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 42. Then, the outdoor air after heat exchange with the outdoor heat exchanger 41 and the outdoor heat exchanger 42 is blown out from the outlet 28a to the outside of the outdoor unit 20.
  • the position of the suction port formed in the blower chamber 23 is an example.
  • the blower chamber 23 may have a side surface on which a suction port is not formed.
  • the plan-view shapes of the outdoor heat exchanger 41 and the outdoor heat exchanger 42 are merely examples.
  • the outdoor heat exchanger 41 and the outdoor heat exchanger 42 may have a substantially linear shape in a plan view.
  • the outdoor heat exchanger 41 and the outdoor heat exchanger 42 have basically the same configuration. Therefore, the detailed configuration of the outdoor heat exchanger 41 will be described below.
  • FIG. 4 is a side view of the outdoor heat exchanger according to the embodiment.
  • FIG. 4 shows the outdoor heat exchanger 41 before being formed into a substantially L-shape in a plan view. That is, by bending the outdoor heat exchanger 41 shown in FIG. 4 at the bending portion 49, the outdoor heat exchanger 41 having a substantially L-shaped plan view as shown in FIG. 3 is obtained.
  • FIG. 5 is a view taken along the arrow A of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG. 7 is a view taken along the line C of FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG.
  • the white arrows shown in FIGS. 4 to 8 indicate the flow direction of the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 41 during the heating operation in which the outdoor heat exchanger 41 functions as an evaporator.
  • the outdoor heat exchanger 41 is a confluence of a plurality of heat transfer pipes 43 in which a refrigerant flow path 43a is formed, a distribution pipe 44 for distributing the refrigerant to the plurality of heat transfer pipes 43, and a refrigerant flowing out from the plurality of heat transfer pipes 43. It is provided with a pipe 46.
  • a flat tube is used as the heat transfer tube 43.
  • the heat transfer tube 43 has a flat cross-sectional shape such as an oval shape that is perpendicular to the extending direction of the refrigerant flow path 43a.
  • a plurality of refrigerant flow paths 43a are formed in the heat transfer tube 43.
  • a heat transfer tube such as a circular tube may be used.
  • Each of the heat transfer tubes 43 extends in the vertical direction.
  • the vertical direction in the present embodiment is not limited to the vertical direction. It may be tilted with respect to the vertical direction.
  • the plurality of heat transfer tubes 43 are arranged at intervals in the lateral direction so as to be along the suction port when the outdoor heat exchanger 41 is formed in a substantially L-shape in a plan view and arranged in the blower chamber 23. ing.
  • the plurality of heat transfer tubes 43 arranged in this way are the heat transfer tubes 43 arranged in the left-right direction on the front side of the paper surface.
  • the sets of the heat transfer tubes 43 arranged in this way are arranged in two rows along the direction of the air flow passing through the suction port.
  • the sets of heat transfer tubes 43 arranged in this way are arranged in two rows in the direction orthogonal to the paper surface of FIG. Further, in the present embodiment, the outdoor heat exchanger 41 is divided into a first heat exchange unit 50 and a second heat exchange unit 60.
  • the plurality of heat transfer pipes 43, the distribution pipes 44, and the confluence pipes 46 are classified as follows according to the arrangement position.
  • the branch pipe 44 of the first heat exchange unit 50 is designated as the split pipe 53.
  • the branch pipe 53 extends in the lateral direction.
  • the horizontal direction referred to in the present embodiment is not limited to the horizontal direction. It may be tilted with respect to the horizontal direction.
  • An inflow pipe 45 is connected to the distribution pipe 53.
  • the refrigerant flows from the inflow pipe 45 to the branch pipe 53.
  • a plurality of heat transfer tubes 43 which are heat transfer tubes 43 of the first heat exchange unit 50 and are connected to the distribution pipe 53, are referred to as heat transfer tubes 51. The lower end of these heat transfer tubes 51 is connected to the distribution pipe 53.
  • the refrigerant when the refrigerant is distributed from the distribution pipe 53 to each heat transfer pipe 51, the refrigerant is discharged from the lower end of the heat transfer pipe 51 into the inside of the heat transfer pipe 51.
  • the refrigerant flows in and the refrigerant flows out from the upper end of the heat transfer tube 51. That is, during the heating operation in which the outdoor heat exchanger 41 functions as an evaporator, the lower end of the heat transfer tube 51 becomes the inflow side end 51a, and the upper end becomes the outflow side end 51b.
  • the merging pipe 46 of the first heat exchange section 50 is designated as the merging pipe 54.
  • the merging pipe 54 extends laterally.
  • a plurality of heat transfer tubes 43 connected to the confluence tube 54, which are heat transfer tubes 43 of the first heat exchange unit 50, are referred to as heat transfer tubes 52.
  • the lower end of these heat transfer tubes 52 is connected to the confluence tube 54.
  • the first heat exchange section 50 includes a connecting component 55 that connects the upper end portion of the heat transfer tube 51 and the upper end portion of the heat transfer tube 52. Therefore, during the heating operation in which the outdoor heat exchanger 41 functions as an evaporator, the refrigerant flowing out from the upper end portion of the heat transfer tube 51 is guided to the upper end portion of the heat transfer tube 52 by the connecting component 55.
  • the refrigerant flows into the inside of the heat transfer tube 52 from the upper end of the heat transfer tube 52, and the refrigerant flows out from the lower end of the heat transfer tube 52. That is, during the heating operation in which the outdoor heat exchanger 41 functions as an evaporator, the upper end of the heat transfer tube 52 is the inflow side end 52a, and the lower end is the outflow side end 52b. During the heating operation in which the outdoor heat exchanger 41 functions as an evaporator, the refrigerant flowing out from the outflow side end 52b of each heat transfer pipe 52 merges inside the merging pipe 54.
  • the branch pipe 44 of the second heat exchange unit 60 is designated as the split pipe 63.
  • the branch pipe 63 extends in the lateral direction.
  • a merging pipe 54 of the first heat exchange unit 50 is connected to the distribution pipe 63.
  • the refrigerant flows from the confluence pipe 54 of the first heat exchange unit 50 to the distribution pipe 63.
  • a plurality of heat transfer tubes 43 which are heat transfer tubes 43 of the second heat exchange unit 60 and are connected to the distribution pipe 63, are referred to as heat transfer tubes 61. These heat transfer tubes 61 correspond to the second heat transfer tube. Further, the lower end of these heat transfer tubes 61 is connected to the distribution pipe 63.
  • the refrigerant when the refrigerant is distributed from the distribution pipe 63 to each heat transfer pipe 61, the refrigerant is discharged from the lower end of the heat transfer pipe 61 into the inside of the heat transfer pipe 61.
  • the refrigerant flows in and the refrigerant flows out from the upper end of the heat transfer tube 61. That is, during the heating operation in which the outdoor heat exchanger 41 functions as an evaporator, the lower end of the heat transfer tube 61 becomes the inflow side end 61a, and the upper end becomes the outflow side end 61b.
  • the branch pipe 63 is composed of a plurality of pipes as shown in FIG. Specifically, the branch pipe 63 includes an inner pipe 71 and an outer pipe 75.
  • the inner pipe 71 is a pipe through which the refrigerant supplied to the branch pipe 63 flows. That is, the merging pipe 54 of the first heat exchange section 50 communicates with the inner pipe 71, and the refrigerant flows from the merging pipe 54 of the first heat exchange section 50 into the inner pipe 71.
  • a plurality of orifices 72 penetrating the outer peripheral surface are formed in the inner pipe 71.
  • the outer pipe 75 is arranged on the outer peripheral side of the inner pipe 71.
  • the refrigerant flowing out from the inner pipe 71 through the orifice 72 flows inside the outer pipe 75.
  • the lower end of the heat transfer tube 61 is connected to the outer pipe 75. That is, the refrigerant flowing inside the outer pipe 75 is distributed to each heat transfer pipe 61.
  • the merging pipe 46 of the second heat exchange unit 60 is designated as the merging pipe 64.
  • the merging pipe 64 extends laterally.
  • These heat transfer tubes 62 correspond to the first heat transfer tubes.
  • the lower end of these heat transfer tubes 62 is connected to the confluence pipe 64.
  • the second heat exchange unit 60 includes a connecting component 65 that connects the upper end portion of the heat transfer tube 61 and the upper end portion of the heat transfer tube 62.
  • the refrigerant flowing out from the upper end portion of the heat transfer tube 61 is guided to the upper end portion of the heat transfer tube 62 by the connecting component 65. Therefore, the refrigerant flows into the inside of the heat transfer tube 62 from the upper end of the heat transfer tube 62, and the refrigerant flows out from the lower end of the heat transfer tube 62. That is, during the heating operation in which the outdoor heat exchanger 41 functions as an evaporator, the upper end of the heat transfer tube 62 is the inflow side end 62a, and the lower end is the outflow side end 62b. During the heating operation in which the outdoor heat exchanger 41 functions as an evaporator, the refrigerant flowing out from the outflow side end 62b of each heat transfer pipe 62 merges inside the merging pipe 64.
  • the outflow pipe 47 is connected to the merging pipe 64.
  • the outflow pipe 47 is connected to the merging pipe 64 at the lower part of the merging pipe 64.
  • the intersection of the central shaft 47a of the outflow pipe 47 and the outer peripheral surface of the merging pipe 64 is the connection point between the outflow pipe 47 and the merging pipe 64.
  • the outflow pipe 47 is a pipe that guides the refrigerant flowing out from the confluence pipe 64 to the suction side of the compressor 2 during the heating operation in which the outdoor heat exchanger 41 functions as an evaporator.
  • the outflow pipe 47 is connected to the suction side of the compressor 2 via the four-way valve 7 and the accumulator 10 during the heating operation in which the outdoor heat exchanger 41 functions as an evaporator. That is, during the heating operation in which the outdoor heat exchanger 41 functions as an evaporator, the refrigerant flowing into the outflow pipe 47 is sucked into the compressor 2 through the four-way valve 7 and the accumulator 10.
  • FIG. 10 is a diagram showing the vicinity of the merging pipe of the second heat exchange section in another example of the outdoor heat exchanger according to the embodiment.
  • the observation direction of FIG. 10 is the same as the observation direction of FIG.
  • the outflow pipe 47 may be connected to the merging pipe 64 at a position below the center position in the vertical direction of the merging pipe 64.
  • the outdoor heat exchanger 41 may be composed of only the second heat exchanger 60.
  • the inflow pipe 45 is connected to the branch pipe 63. Further, when the distribution pipe 63 includes the inner pipe 71 and the outer pipe 75 as described above, the inflow pipe 45 communicates with the inner pipe 71.
  • the first heat transfer tube and the second heat transfer tube are configured by different heat transfer tubes, but the first heat transfer tube and the second heat transfer tube may be the same heat transfer tube. That is, the heat transfer tube 62, which is the second heat transfer tube, may also be configured to be the first heat transfer tube.
  • the distribution pipe 63 is connected to the inflow side end portion 62a of the heat transfer tube 62.
  • the refrigerant flows as follows during the heating operation in which the outdoor heat exchanger 41 functions as an evaporator.
  • the liquid refrigerant condensed by the indoor heat exchanger 3 expands by the expansion valve 4 to become a gas-liquid two-phase refrigerant, and flows into the inflow pipe 45.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the inflow pipe 45 flows into the distribution pipe 53. Then, the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the distribution pipe 53 is distributed to each heat transfer tube 51 of the first heat exchange section 50.
  • the split pipes extend in the vertical direction.
  • the plurality of heat transfer tubes connected to the branch pipes are arranged at intervals in the vertical direction. That is, in the conventional outdoor heat exchanger provided with a plurality of heat transfer pipes, split pipes, and merging pipes, the gas-liquid two-phase refrigerant flowing in the vertical direction in the split pipes is distributed to each heat transfer pipe.
  • the liquid refrigerant which has a higher specific gravity than the gaseous refrigerant, does not easily rise in the branch pipe due to the influence of gravity.
  • the distribution pipe 53 according to the present embodiment extends laterally and distributes the gas-liquid two-phase refrigerant flowing in the lateral direction to each heat transfer tube 51. Therefore, the split pipe 53 can make the gas-liquid two-phase refrigerant distributed to each heat transfer pipe 51 uniform as compared with the conventional split pipe. Therefore, the outdoor heat exchanger 41 according to the present embodiment can suppress a decrease in heat exchange capacity as compared with a conventional outdoor heat exchanger provided with a plurality of heat transfer pipes, branch pipes, and merging pipes.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the heat transfer tube 51 flows through the heat transfer tube 51 while exchanging heat with the outdoor air, passes through the connecting component 55, and flows into the heat transfer tube 52.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the heat transfer tube 52 flows through the heat transfer tube 52 while exchanging heat with the outdoor air, and flows out of the heat transfer tube 52. Then, the gas-liquid two-phase refrigerant flowing out from each heat transfer tube 52 merges inside the merging pipe 54.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant merged in the merging pipe 54 flows into the branch pipe 63 of the second heat exchange section 60. Then, the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the distribution pipe 63 is distributed to each heat transfer pipe 61. Similar to the dividing pipe 53, the dividing pipe 63 extends laterally and distributes the gas-liquid two-phase refrigerant flowing in the lateral direction to each heat transfer tube 61. Therefore, the split pipe 63 can make the gas-liquid two-phase refrigerant distributed to each heat transfer pipe 61 uniform as compared with the conventional split pipe. Therefore, the outdoor heat exchanger 41 according to the present embodiment can suppress a decrease in heat exchange capacity as compared with a conventional outdoor heat exchanger provided with a plurality of heat transfer pipes, split pipes, and merging pipes.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flowing in the lateral direction in the dividing pipe 63 moves from the heat transfer tube 61 located on the upstream side to the heat transfer tube 61 located on the downstream side. It will flow in one after another. At this time, it is conceivable that the gas-liquid two-phase refrigerant distributed to each heat transfer tube 61 becomes non-uniform due to the pressure loss when the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the heat transfer tube 61.
  • the number of refrigerant flow paths 43a increases and the refrigerant flow path 43a becomes thin, so that the gas-liquid two-phase distributed to each heat transfer tube 61 Refrigerant tends to be non-uniform.
  • the distribution pipe 63 constitutes the inner pipe 71 and the outer pipe 75.
  • the liquid refrigerant and the gaseous refrigerant are agitated in the outer pipe 75 of the gas-liquid two-phase refrigerant flowing out from the inner pipe 71 through the orifice 72.
  • the agitated gas-liquid two-phase refrigerant is distributed to each heat transfer tube 61. Therefore, by configuring the distribution pipe 63 as in the present embodiment, the gas-liquid two-phase is distributed to the heat transfer tube 61 due to the pressure loss when the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the heat transfer tube 61. It is also possible to suppress the non-uniformity of the refrigerant. Therefore, the outdoor heat exchanger 41 according to the present embodiment can further suppress a decrease in heat exchange capacity.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the heat transfer tube 61 flows through the heat transfer tube 61 while exchanging heat with the outdoor air, passes through the connecting component 65, and flows into the heat transfer tube 62.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the heat transfer tube 62 flows through the heat transfer tube 62 while exchanging heat with the outdoor air, becomes a gaseous refrigerant, and flows out from the heat transfer tube 62.
  • the refrigerant flowing out of the heat transfer tube 62 may be in a gas-liquid two-phase state.
  • the refrigerant flowing out from each heat transfer pipe 62 merges inside the merging pipe 64. Then, the medium merged in the merging pipe 64 flows into the outflow pipe 47 and is guided to the suction side of the compressor 2.
  • refrigerating machine oil is stored for the purpose of lubricating the sliding portion inside the compressor 2, sealing the gap of the compression mechanism portion, and the like.
  • the compressor 2 compresses and discharges the refrigerant
  • a part of the refrigerating machine oil in the compressor 2 also flows out from the compressor 2 together with the compressed refrigerant.
  • the refrigerating machine oil flowing out of the compressor 2 goes around in the refrigerating cycle circuit and returns to the compressor 2. Therefore, during the heating operation in which the outdoor heat exchanger 41 functions as an evaporator, the refrigerating machine oil flowing out from the compressor 2 flows into the merging pipe 64 from each heat transfer pipe 62, merges, and is compressed through the outflow pipe 47. It will return to machine 2.
  • the merging pipes are configured to extend in the vertical direction. Therefore, the refrigerating machine oil in the merging pipe tends to accumulate at the lower end of the merging pipe due to the influence of gravity. Therefore, in an air conditioner in which a conventional outdoor heat exchanger equipped with a plurality of heat transfer pipes, branch pipes and merging pipes is adopted, the lower end of the merging pipe is used during heating operation in which the outdoor heat exchanger functions as an evaporator. In some cases, the refrigerating machine oil was accumulated in the part, the refrigerating machine oil in the compressor was insufficient, and the reliability of the air conditioner was lowered.
  • the merging pipe 64 has a configuration extending in the lateral direction. Further, the outflow pipe 47 is connected to the merging pipe 64 at a position below the center position in the vertical direction of the merging pipe 64. Therefore, in the air conditioner 1 according to the present embodiment, even if the refrigerating machine oil accumulates below the merging pipe 64 due to the influence of gravity, the refrigerating machine oil tends to flow into the outflow pipe 47. In other words, in the air conditioner 1 according to the present embodiment, it is possible to prevent the refrigerating machine oil from accumulating in the confluence pipe 64 in a place where it is difficult to flow out from the outflow pipe 47.
  • the air conditioner 1 can suppress the shortage of refrigerating machine oil in the compressor 2 and prevent the reliability of the air conditioner 1 from being lowered.
  • the outflow pipe 47 is connected to the merging pipe 64 at the lower part of the merging pipe 64. This connection position is the position where the refrigerating machine oil is most likely to flow to the outflow pipe 47 when the refrigerating machine oil collects below the confluence pipe 64. Therefore, by connecting the outflow pipe 47 and the merging pipe 64 at the lower part of the merging pipe 64, it is possible to further suppress the shortage of refrigerating machine oil in the compressor 2, and the reliability of the air conditioner 1 is lowered. It is possible to further suppress the storage.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant distributed to each heat transfer pipe tends to be non-uniform. That is, in a conventional outdoor heat exchanger provided with a plurality of heat transfer pipes, split pipes, and merging pipes, the speed variation of the gas-liquid two-phase refrigerant flowing through each heat transfer pipe tends to be large. For this reason, when a conventional outdoor heat exchanger equipped with a plurality of heat transfer pipes, branch pipes and merging pipes cannot obtain a sufficient gas-liquid two-phase refrigerant speed to carry refrigerating machine oil in some heat transfer pipes. There is.
  • the speed of the gas-liquid two-phase refrigerant sufficient to carry the refrigerating machine oil may not be obtained in some heat transfer tubes.
  • the heat transfer tubes extend in the lateral direction.
  • some heat transfer tubes cannot obtain a sufficient gas-liquid two-phase refrigerant speed to carry refrigerating machine oil. In some cases, the refrigerating machine oil accumulated and the refrigerating machine oil in the compressor became insufficient.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant distributed to each heat transfer tube 43 can be made uniform as compared with the conventional case. That is, in the air conditioner 1 according to the present embodiment, it is possible to suppress the variation in the speed of the gas-liquid two-phase refrigerant flowing through each heat transfer tube 43. Therefore, in the air conditioner 1 according to the present embodiment, it is possible to suppress the generation of the heat transfer tube 43 in which the speed of the gas-liquid two-phase refrigerant sufficient to carry the refrigerating machine oil cannot be obtained. Further, in the air conditioner 1 according to the present embodiment, each heat transfer tube 43 extends in the vertical direction. Therefore, in the air conditioner 1 according to the present embodiment, it is possible to suppress the accumulation of refrigerating machine oil in a part of the heat transfer tubes 43, so that it is possible to further suppress the shortage of refrigerating machine oil in the compressor 2. ..
  • the air conditioner 1 includes a compressor 2 and at least an outdoor heat exchanger 40 that functions as an evaporator.
  • the outdoor heat exchanger 40 includes a plurality of heat transfer pipes 62, a confluence pipe 64, and an outflow pipe 47.
  • the plurality of heat transfer tubes 62 extend in the vertical direction and are arranged at intervals in the horizontal direction. Further, in the plurality of heat transfer tubes 62, when the outdoor heat exchanger 40 functions as an evaporator, the refrigerant flowing inside flows out from the outflow side end portion 62b which is the lower end portion.
  • the merging pipe 64 extends laterally, and the outflow side end portions 62b of the plurality of heat transfer pipes 62 are connected to each other.
  • the outflow pipe 47 is connected to the merging pipe 64. Further, the outflow pipe 47 guides the refrigerant flowing out from the confluence pipe 64 to the compressor 2 when the outdoor heat exchanger 40 functions as an evaporator.
  • the outflow pipe 47 is connected to the merging pipe 64 at a position below the center position in the vertical direction of the merging pipe 64.
  • the merging pipe 64 has a configuration extending in the lateral direction. Further, the outflow pipe 47 is connected to the merging pipe 64 at a position below the center position in the vertical direction of the merging pipe 64. Therefore, in the air conditioner 1 according to the present embodiment, as described above, it is possible to prevent the refrigerating machine oil from accumulating in the confluence pipe 64 in a place where it is difficult to flow out from the outflow pipe 47, and the freezing in the compressor 2 is performed. It is possible to prevent a shortage of machine oil.

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Abstract

本発明に係る空気調和機は、圧縮機と、少なくとも蒸発器として機能する室外熱交換器とを備え、前記室外熱交換器は、上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流出側端部から内部を流れる冷媒が流出する複数の第１伝熱管と、横方向に延び、複数の前記第１伝熱管の前記流出側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、複数の前記第１伝熱管から流出した冷媒が内部で合流する合流管と、前記合流管に接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、前記合流管から流出した冷媒を前記圧縮機に導く流出配管と、を備え、前記流出配管は、前記合流管の上下方向の中央位置以下の箇所で、前記合流管と接続されている。

Description

空気調和機
　本発明は、少なくとも暖房運転可能な空気調和機に関する。
　従来の空気調和機の室外熱交換器として、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。分配管とは、複数の伝熱管の冷媒の流入側端部に接続され、内部を流れる冷媒を該分配管に接続された複数の伝熱管に分配するものである。合流管とは、複数の伝熱管の冷媒の流出側端部に接続され、該合流管に接続された複数の伝熱管から流出した冷媒が内部で合流するものである。複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、複数の伝熱管は、横方向に延び、上下方向に間隔を空けて並べられている。このため、分配管及び合流管は、上下方向に延びる構成となる。また、空気調和機が暖房運転を行う場合、換言すると室外熱交換器が蒸発器として機能する場合、合流管から流出した冷媒は、圧縮機に導かれ、圧縮機において圧縮される。詳しくは、上下方向に延びる合流管には、上下方向の途中部に、合流管から流出した冷媒を圧縮機に導く流出配管が接続されている。合流管から流出した冷媒は、流出配管に流入し、該流出配管を通って圧縮機に導かれる。
国際公開第２０１６／１７４８３０号
　空気調和機の圧縮機には、圧縮機内部の摺動部分の潤滑、圧縮機構部の隙間のシール等を目的として、冷凍機油が貯留されている。圧縮機が冷媒を圧縮して吐出する際、圧縮機内の冷凍機油の一部も、圧縮された冷媒と共に圧縮機から流出する。圧縮機から流出した冷凍機油は、冷凍サイクル回路内を回り、圧縮機へ戻ってくる。このため、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器が採用されている空気調和機においては、室外熱交換器が蒸発器として機能する暖房運転時、圧縮機から流出した冷凍機油は、複数の伝熱管から合流管に流入して合流し、流出配管を通って圧縮機に戻ることとなる。
　ここで、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、合流管は、上下方向に延びる構成となっている。このため、合流管内の冷凍機油は、重力の影響によって、合流管の下端部に溜まりやすい。したがって、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器が採用されている空気調和機においては、室外熱交換器が蒸発器として機能する暖房運転時、合流管の下端部に冷凍機油が溜まって、圧縮機内の冷凍機油が不足し、空気調和機の信頼性が低下してしまうという課題があった。
　本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、合流管に冷凍機油が溜まることによって圧縮機内の冷凍機油が不足することを抑制することができる空気調和機を得ることを目的とする。
　本発明に係る空気調和機は、圧縮機と、少なくとも蒸発器として機能する室外熱交換器とを備え、前記室外熱交換器は、上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流出側端部から内部を流れる冷媒が流出する複数の第１伝熱管と、横方向に延び、複数の前記第１伝熱管の前記流出側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、複数の前記第１伝熱管から流出した冷媒が内部で合流する合流管と、前記合流管に接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、前記合流管から流出した冷媒を前記圧縮機に導く流出配管と、を備え、前記流出配管は、前記合流管の上下方向の中央位置以下の箇所で、前記合流管と接続されている。
　本発明に係る空気調和機においては、室外熱交換器の合流管は、横方向に延びる構成となっている。また、本発明に係る空気調和機においては、流出配管は、合流管の上下方向の中央位置以下の箇所で、合流管と接続されている。このため、本発明に係る空気調和機においては、合流管内で冷凍機油が流出配管から流出しにくい場所に溜まることを抑制でき、圧縮機内の冷凍機油が不足することを抑制できる。
実施の形態に係る空気調和機の冷媒回路図である。 実施の形態に係る空気調和機の室外機の縦断面図である。 実施の形態に係る空気調和機の室外機の横断面図である。 実施の形態に係る室外熱交換器の側面図である。 図４のＡ矢視図である。 図４のＢ－Ｂ断面図である。 図４のＣ矢視図である。 図６のＤ－Ｄ断面図である。 図６のＥ－Ｅ断面図である。 実施の形態に係る室外熱交換器の別の一例における第２熱交換部の合流管近傍を示した図である。
実施の形態．
　図１は、実施の形態に係る空気調和機の冷媒回路図である。
　空気調和機１は、圧縮機２、凝縮器として機能する室内熱交換器３、膨張弁４、及び、蒸発器として機能する室外熱交換器４０を備えている。圧縮機２、室内熱交換器３、膨張弁４、及び室外熱交換器４０が冷媒配管によって接続され、冷凍サイクル回路が形成されている。なお、冷凍サイクル回路を循環する冷媒の種類は、限定されない。Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２及びＣＯ２等、本実施の形態に係る冷凍サイクル回路を循環する冷媒として種々の冷媒を用いることができる。
　圧縮機２は、冷媒を圧縮するものである。圧縮機２で圧縮された冷媒は、吐出されて室内熱交換器３へ送られる。圧縮機２は、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機、又は往復圧縮機等で構成することができる。
　室内熱交換器３は、暖房運転時、凝縮器として機能するものである。室内熱交換器３は、例えば、フィンアンドチューブ型熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器、又はプレート熱交換器等で構成することができる。
　膨張弁４は、凝縮器から流出した冷媒を膨張させて減圧するものである。膨張弁４は、例えば冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁等で構成するとよい。
　室外熱交換器４０は、暖房運転時、蒸発器として機能するものである。本実施の形態では、室外熱交換器４０は、２つの熱交換器で構成されている。具体的には、室外熱交換器４０は、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２で構成されている。そして、室外熱交換器４１は、膨張弁４と圧縮機２の吸入側との間に、並列に接続されている。また、本実施の形態では、空気調和機１の冷凍サイクル回路には、室外熱交換器４１を流れる冷媒の流量を調節する膨張弁５、及び、室外熱交換器４２を流れる冷媒の流量を調節する膨張弁６も設けられている。室外熱交換器４０の詳細構成については、後述する。なお、室外熱交換器４０は、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２のうちの一方で構成されていてもよい。
　また、空気調和機１は、暖房運転に加えて冷房運転も可能とするため、圧縮機２の吐出側に設けられた四方弁７及び四方弁８を備えている。四方弁７及び四方弁８は、圧縮機２の吐出口の接続先を、室内熱交換器３又は室外熱交換器４０に切り替えるものである。つまり、四方弁７及び四方弁８は、冷房運転と暖房運転とにおいて冷媒の流れを切り替えるものである。詳しくは、四方弁７及び四方弁８は、冷房運転時、圧縮機２の吐出口と室外熱交換器４０とを接続し、圧縮機２の吸入口と室内熱交換器３とを接続するように切り替えられる。また、四方弁７及び四方弁８は、暖房運転時、圧縮機２の吐出口と室内熱交換器３とを接続し、圧縮機２の吸入口と室外熱交換器４０とを接続するように切り替えられる。すなわち、冷房運転時、室外熱交換器４０が凝縮器として機能し、室内熱交換器３が蒸発器として機能する。
　また、空気調和機１は、冷凍サイクル回路内の余剰冷媒を貯留するアキュームレータ１０を備えている。アキュームレータ１０は、圧縮機２の吸入側に設けられている。また、空気調和機１は、圧縮機２から吐出された冷媒中から冷凍機油を分離する油分離器９を備えている。油分離器９は、圧縮機２の吐出側に設けられている。油分離器９によって冷媒から分離された冷凍機油は、圧縮機２とアキュームレータ１０とを接続している冷媒配管に戻される。
　空気調和機１を構成する上述の各構成は、室外機２０又は室内機３０に収納されている。本実施の形態では、圧縮機２、膨張弁５、膨張弁６、四方弁７、四方弁８、油分離器９、及びアキュームレータ１０が、室外機２０に収納されている。また、室内熱交換器３及び膨張弁４が、室内機３０に収納されている。なお、本実施の形態では２つの室内機３０が並列に設けられているが、室内機３０の数は任意である。
　図２は、実施の形態に係る空気調和機の室外機の縦断面図である。図３は、実施の形態に係る空気調和機の室外機の横断面図である。なお、図３は、室外機２０の送風機室２３の横断面図となっている。
　室外機２０は、略直方体形状の筐体２１を備えている。この筐体２１の下部は、圧縮機２等が収納された機械室２２となっている。また、筐体２１の上部は、室外熱交換器４０等が収納された送風機室２３となっている。
　送風機室２３の側面には、吸込口が形成されている。具体的には、側面２４には、吸込口２４ａが形成されている。側面２４に隣接する側面２５には、吸込口２５ａが形成されている。側面２５に隣接する側面２６には、吸込口２６ａが形成されている。側面２４及び側面２６に隣接する側面２７には、吸込口２７ａが形成されている。また、室外熱交換器４１は、平面視略Ｌ字状に形成されており、吸込口２４ａ及び吸込口２５ａと対向するように、送風機室２３に収納されている。また、室外熱交換器４２は、平面視略Ｌ字状に形成されており、吸込口２６ａ及び吸込口２７ａと対向するように、送風機室２３に収納されている。
　送風機室２３の上面２８には、吹出口２８ａが形成されている。また、吹出口２８ａには、例えばプロペラファンである送風機２９が配置されている。このため、送風機２９が回転することにより、吸込口２４ａ及び吸込口２５ａから送風機室２３内に吸い込まれる室外空気は、室外熱交換器４１を流れる冷媒と熱交換することとなる。また、吸込口２６ａ及び吸込口２７ａから送風機室２３内に吸い込まれる室外空気は、室外熱交換器４２を流れる冷媒と熱交換することとなる。そして、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２と熱交換後の室外空気は、吹出口２８ａから室外機２０の外部へ吹き出される。
　なお、送風機室２３に形成されている吸込口の位置は、一例である。例えば、送風機室２３は、吸込口が形成されていない側面を有していてもよい。また、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２の平面視形状も、あくまでも一例である。例えば、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２は、平面視で略直線形状となっていてもよい。
　続いて、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２の詳細構成について説明する。なお、室外熱交換器４１及び室外熱交換器４２は基本的に同様の構成となっている。このため、以下では、室外熱交換器４１の詳細構成について説明する。
　図４は、実施の形態に係る室外熱交換器の側面図である。この図４は、平面視略Ｌ字状に形成する前の室外熱交換器４１を示している。すなわち、図４に示す室外熱交換器４１を折り曲げ箇所４９で折り曲げることにより、図３で示した平面視略Ｌ字状の室外熱交換器４１となる。図５は、図４のＡ矢視図である。図６は、図４のＢ－Ｂ断面図である。図７は、図４のＣ矢視図である。図８は、図６のＤ－Ｄ断面図である。図９は、図６のＥ－Ｅ断面図である。なお、図４～図８に示す白抜きの矢印は、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時に、室外熱交換器４１を流れる冷媒の流れ方向を示している。
　室外熱交換器４１は、冷媒流路４３ａが形成された複数の伝熱管４３と、複数の伝熱管４３に冷媒を分配する分配管４４と、複数の伝熱管４３から流出した冷媒を合流させる合流管４６と、を備えている。本実施の形態では、図９に示すように、伝熱管４３として扁平管を用いている。具体的には、伝熱管４３は、冷媒流路４３ａの延びる方向と垂直な断面形状が例えば長丸形状等の扁平形状となっている。また、伝熱管４３には、複数の冷媒流路４３ａが形成されている。なお、伝熱管４３として、円管等の伝熱管を使用してもよい。
　伝熱管４３のそれぞれは、上下方向に延びている。なお、本実施の形態でいう上下方向とは、鉛直方向に限定されるものではない。鉛直方向に対して傾いていてもよい。また、複数の伝熱管４３は、室外熱交換器４１が平面視略Ｌ字状に形成されて送風機室２３に配置された際に吸込口に沿うように、横方向に間隔を空けて並べられている。このように並べられた複数の伝熱管４３は、図４の場合、紙面前側において左右方向に並べられた伝熱管４３である。また、本実施の形態では、このように並べられた伝熱管４３の組が、吸込口を通る気流方向に沿って２列並んでいる。換言すると、このように並べられた伝熱管４３の組が、図４の紙面直交方向に２列並んでいる。また、本実施の形態では、室外熱交換器４１は、第１熱交換部５０と第２熱交換部６０とに分かれている。
　そこで、便宜上、複数の伝熱管４３、分配管４４及び合流管４６を、配置位置に応じて以下のように言い分けることとする。
　第１熱交換部５０の分配管４４を、分配管５３とする。分配管５３は、横方向に延びている。なお、本実施の形態でいう横方向とは、水平方向に限定されるものではない。水平方向に対して傾いていてもよい。この分配管５３には、流入配管４５が接続されている。室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、流入配管４５から分配管５３へ冷媒が流入することとなる。第１熱交換部５０の伝熱管４３であって分配管５３に接続されている複数の伝熱管４３を、伝熱管５１とする。これらの伝熱管５１は、下端部が分配管５３に接続されている。このため、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、分配管５３から各伝熱管５１へ冷媒が分配された際、伝熱管５１の下端部から該伝熱管５１の内部に冷媒が流入し、伝熱管５１の上端部から冷媒が流出することとなる。すなわち、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、伝熱管５１は、下端部が流入側端部５１ａとなり、上端部が流出側端部５１ｂとなる。
　第１熱交換部５０の合流管４６を、合流管５４とする。合流管５４は、横方向に延びている。第１熱交換部５０の伝熱管４３であって合流管５４に接続されている複数の伝熱管４３を、伝熱管５２とする。これらの伝熱管５２は、下端部が合流管５４に接続されている。また、第１熱交換部５０は、伝熱管５１の上端部と伝熱管５２の上端部とを接続する接続部品５５を備えている。このため、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、伝熱管５１の上端部から流出した冷媒は、接続部品５５によって、伝熱管５２の上端部へ導かれる。したがって、伝熱管５２の上端部から該伝熱管５２の内部に冷媒が流入し、伝熱管５２の下端部から冷媒が流出することとなる。すなわち、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、伝熱管５２は、上端部が流入側端部５２ａとなり、下端部が流出側端部５２ｂとなる。室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、各伝熱管５２の流出側端部５２ｂから流出した冷媒は、合流管５４の内部で合流する。
　第２熱交換部６０の分配管４４を、分配管６３とする。分配管６３は、横方向に延びている。この分配管６３には、第１熱交換部５０の合流管５４が接続されている。室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、第１熱交換部５０の合流管５４から分配管６３へ冷媒が流入することとなる。第２熱交換部６０の伝熱管４３であって分配管６３に接続されている複数の伝熱管４３を、伝熱管６１とする。これらの伝熱管６１は、第２伝熱管に相当する。また、これらの伝熱管６１は、下端部が分配管６３に接続されている。このため、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、分配管６３から各伝熱管６１へ冷媒が分配された際、伝熱管６１の下端部から該伝熱管６１の内部に冷媒が流入し、伝熱管６１の上端部から冷媒が流出することとなる。すなわち、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、伝熱管６１は、下端部が流入側端部６１ａとなり、上端部が流出側端部６１ｂとなる。
　なお、本実施の形態では、分配管６３は、図８に示すように、複数の配管で構成されている。詳しくは、分配管６３は、内側配管７１及び外側配管７５を備えている。内側配管７１は、分配管６３に供給された冷媒が内部を流れる配管である。すなわち、第１熱交換部５０の合流管５４は内側配管７１と連通しており、第１熱交換部５０の合流管５４から内側配管７１へ冷媒が流入する。この内側配管７１には、外周面を貫通する複数のオリフィス７２が形成されている。外側配管７５は、内側配管７１の外周側に配置されている。このため、オリフィス７２を通って内側配管７１から流出した冷媒は、外側配管７５の内部を流れることとなる。伝熱管６１の下端部は、外側配管７５と接続されている。すなわち、外側配管７５の内部を流れる冷媒が、各伝熱管６１へ分配される。
　第２熱交換部６０の合流管４６を、合流管６４とする。合流管６４は、横方向に延びている。第２熱交換部６０の伝熱管４３であって合流管６４に接続されている複数の伝熱管４３を、伝熱管６２とする。これらの伝熱管６２は、第１伝熱管に相当する。これらの伝熱管６２は、下端部が合流管６４に接続されている。また、第２熱交換部６０は、伝熱管６１の上端部と伝熱管６２の上端部とを接続する接続部品６５を備えている。このため、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、伝熱管６１の上端部から流出した冷媒は、接続部品６５によって、伝熱管６２の上端部へ導かれる。したがって、伝熱管６２の上端部から該伝熱管６２の内部に冷媒が流入し、伝熱管６２の下端部から冷媒が流出することとなる。すなわち、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、伝熱管６２は、上端部が流入側端部６２ａとなり、下端部が流出側端部６２ｂとなる。室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、各伝熱管６２の流出側端部６２ｂから流出した冷媒は、合流管６４の内部で合流する。
　合流管６４には、流出配管４７が接続されている。流出配管４７は、合流管６４の下部で、合流管６４と接続されている。なお、本実施の形態では、流出配管４７の中心軸４７ａと合流管６４の外周面との交点を、流出配管４７と合流管６４との接続箇所とする。室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、合流管６４から流出した冷媒は、流出配管４７に流入することとなる。流出配管４７は、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、合流管６４から流出した冷媒を圧縮機２の吸入側へ導く配管である。詳しくは、流出配管４７は、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、四方弁７及びアキュームレータ１０を介して、圧縮機２の吸入側へ接続される。すなわち、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、流出配管４７に流入した冷媒は、四方弁７及びアキュームレータ１０を通って、圧縮機２に吸入される。
　なお、流出配管４７の合流管６４への接続箇所は、合流管６４の下部に限定されない。
　図１０は、実施の形態に係る室外熱交換器の別の一例における第２熱交換部の合流管近傍を示した図である。この図１０の観察方向は、図６の観察方向と同じである。流出配管４７は、合流管６４の上下方向の中央位置以下の箇所で、合流管６４と接続されていればよい。
　また、室外熱交換器４１は、第２熱交換部６０だけで構成されていてもよい。この場合、流入配管４５は、分配管６３に接続されることとなる。また、分配管６３が上述のように内側配管７１及び外側配管７５を備える場合、流入配管４５は、内側配管７１と連通する。
　また、本実施の形態では、第１伝熱管と第２伝熱管とを別の伝熱管で構成したが、第１伝熱管と第２伝熱管とを同じ伝熱管としてもよい。すなわち、第２伝熱管である伝熱管６２が、第１伝熱管でもある構成としてもよい。この場合、伝熱管６２の流入側端部６２ａに、分配管６３が接続されることとなる。
　このように構成された室外熱交換器４１においては、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、次のように冷媒が流れることとなる。
　室内熱交換器３で凝縮した液冷媒は、膨張弁４で膨張して気液二相冷媒となり、流入配管４５へ流入する。流入配管４５へ流入した気液二相冷媒は、分配管５３へ流入する。そして、分配管５３へ流入した気液二相冷媒は、第１熱交換部５０の各伝熱管５１へ分配される。
　ここで、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、分配管は、上下方向に延びている。そして、分配管に接続された複数の伝熱管は、上下方向に間隔を空けて配置されている。すなわち、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、分配管内を上下方向に流れる気液二相冷媒が、各伝熱管に分配されることとなる。ガス状冷媒に比べて比重が大きい液状冷媒は、重力の影響により、分配管内を上昇しにくい。このため、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、上方に配置された伝熱管ほど液冷媒が分配されにくい等、各伝熱管に分配される気液二相冷媒を均一化することが難しい。これにより、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器は、熱交換能力が低下していた。
　一方、本実施の形態に係る分配管５３は、横方向に延び、横方向に流れる気液二相冷媒を各伝熱管５１へ分配する。このため、分配管５３は、従来の分配管と比べ、各伝熱管５１に分配される気液二相冷媒を均一化することができる。したがって、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器と比べ、本実施の形態に係る室外熱交換器４１は、熱交換能力の低下を抑制することができる。
　伝熱管５１に流入した気液二相冷媒は、室外空気と熱交換しながら該伝熱管５１を流れ、接続部品５５を通って、伝熱管５２へ流入する。伝熱管５２に流入した気液二相冷媒は、室外空気と熱交換しながら該伝熱管５２を流れ、該伝熱管５２から流出する。そして、各伝熱管５２から流出した気液二相冷媒は、合流管５４の内部で合流する。
　合流管５４で合流した気液二相冷媒は、第２熱交換部６０の分配管６３へ流入する。そして、分配管６３へ流入した気液二相冷媒は、各伝熱管６１へ分配される。分配管６３は、分配管５３と同様に、横方向に延び、横方向に流れる気液二相冷媒を各伝熱管６１へ分配する。このため、分配管６３は、従来の分配管と比べ、各伝熱管６１に分配される気液二相冷媒を均一化することができる。したがって、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器と比べ、本実施の形態に係る室外熱交換器４１は、熱交換能力の低下を抑制することができる。
　ここで、分配管６３を１本の配管で構成した場合、分配管６３内を横方向に流れる気液二相冷媒は、上流側に位置する伝熱管６１から下流側に位置する伝熱管６１へ順々に流入していくこととなる。この際、伝熱管６１へ気液二相冷媒が流入する際の圧力損失に起因して、各伝熱管６１に分配される気液二相冷媒が不均一になることが考えられる。特に、本実施の形態のように伝熱管６１として扁平管を用いる場合、冷媒流路４３ａの数が多くなると共に冷媒流路４３ａが細くなるため、各伝熱管６１に分配される気液二相冷媒が不均一になりやすい。
　しかしながら、本実施の形態では、上述のように、分配管６３を内側配管７１及び外側配管７５を構成している。このように分配管６３を構成した場合、オリフィス７２を通って内側配管７１から流出した気液二相冷媒は、外側配管７５内において液状冷媒とガス状冷媒とが撹拌される。そして、この撹拌された気液二相冷媒が、各伝熱管６１に分配される。このため、本実施の形態のように分配管６３を構成することにより、伝熱管６１へ気液二相冷媒が流入する際の圧力損失に起因して伝熱管６１に分配される気液二相冷媒が不均一になることも抑制できる。したがって、本実施の形態に係る室外熱交換器４１は、熱交換能力の低下をさらに抑制することができる。
　伝熱管６１に流入した気液二相冷媒は、室外空気と熱交換しながら該伝熱管６１を流れ、接続部品６５を通って、伝熱管６２へ流入する。伝熱管６２に流入した気液二相冷媒は、室外空気と熱交換しながら該伝熱管６２を流れ、ガス状冷媒となって該伝熱管６２から流出する。なお、伝熱管６２から流出する冷媒は、気液二相状態の場合もある。各伝熱管６２から流出した冷媒は、合流管６４の内部で合流する。そして、合流管６４で合流した媒は、流出配管４７に流入し、圧縮機２の吸入側へ導かれる。
　ところで、圧縮機２には、圧縮機２内部の摺動部分の潤滑、圧縮機構部の隙間のシール等を目的として、冷凍機油が貯留されている。圧縮機２が冷媒を圧縮して吐出する際、圧縮機２内の冷凍機油の一部も、圧縮された冷媒と共に圧縮機２から流出する。圧縮機２から流出した冷凍機油は、冷凍サイクル回路内を回り、圧縮機２へ戻ってくる。このため、室外熱交換器４１が蒸発器として機能する暖房運転時、圧縮機２から流出した冷凍機油は、各伝熱管６２から合流管６４に流入して合流し、流出配管４７を通って圧縮機２に戻ることとなる。
　ここで、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、合流管は、上下方向に延びる構成となっている。このため、合流管内の冷凍機油は、重力の影響によって、合流管の下端部に溜まりやすい。したがって、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器が採用されている空気調和機においては、室外熱交換器が蒸発器として機能する暖房運転時、合流管の下端部に冷凍機油が溜まって、圧縮機内の冷凍機油が不足し、空気調和機の信頼性が低下してしまう場合があった。
　一方、本実施の形態に係る空気調和機１においては、合流管６４は、横方向に延びる構成となっている。また、流出配管４７は、合流管６４の上下方向の中央位置以下の箇所で、合流管６４と接続されている。このため、本実施の形態に係る空気調和機１においては、重力の影響によって合流管６４の下方に冷凍機油が溜まった場合でも、冷凍機油が流出配管４７に流入しやすい。換言すると、本実施の形態に係る空気調和機１においては、合流管６４内で冷凍機油が流出配管４７から流出しにくい場所に溜まることを抑制できる。したがって、本実施の形態に係る空気調和機１は、圧縮機２内の冷凍機油が不足することを抑制でき、空気調和機１の信頼性が低下してしまうことを抑制できる。なお、本実施の形態では、流出配管４７は、合流管６４の下部で、合流管６４と接続されている。この接続位置は、合流管６４の下方に冷凍機油が溜まった場合、流出配管４７へ冷凍機油が最も流れやすい位置である。このため、合流管６４の下部で流出配管４７と合流管６４とを接続することにより、圧縮機２内の冷凍機油が不足することをより抑制でき、空気調和機１の信頼性が低下してしまうことをより抑制できる。
　ここで、上述のように、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、各伝熱管に分配される気液二相冷媒が不均一となりやすい。すなわち、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、各伝熱管を流れる気液二相冷媒の速度のバラツキが大きくなりやすい。このため、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器では、一部の伝熱管において冷凍機油を運ぶのに十分な気液二相冷媒の速度が得られない場合がある。特に、熱交換負荷に応じて流れる冷媒量が調整される室外熱交換器の場合、一部の伝熱管において、冷凍機油を運ぶのに十分な気液二相冷媒の速度が得られないことが多くなる。また、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、伝熱管は、横方向に延びている。このため、複数の伝熱管、分配管及び合流管を備えた従来の室外熱交換器においては、冷凍機油を運ぶのに十分な気液二相冷媒の速度が得られない一部の伝熱管に冷凍機油が溜まってしまい、圧縮機内の冷凍機油が不足する場合があった。
　一方、本実施の形態に係る空気調和機１においては、上述のように、従来と比べ、各伝熱管４３に分配される気液二相冷媒を均一化することができる。すなわち、本実施の形態に係る空気調和機１においては、各伝熱管４３を流れる気液二相冷媒の速度のバラツキを抑制できる。このため、本実施の形態に係る空気調和機１では、冷凍機油を運ぶのに十分な気液二相冷媒の速度が得られない伝熱管４３の発生を抑制できる。また、本実施の形態に係る空気調和機１においては、各伝熱管４３は、上下方向に延びている。このため、本実施の形態に係る空気調和機１においては、一部の伝熱管４３に冷凍機油が溜まってしまうことも抑制できるので、圧縮機２内の冷凍機油が不足することをさらに抑制できる。
　以上、本実施の形態に係る空気調和機１は、圧縮機２と、少なくとも蒸発器として機能する室外熱交換器４０とを備えている。室外熱交換器４０は、複数の伝熱管６２と、合流管６４と、流出配管４７とを備えている。複数の伝熱管６２は、上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられている。また、複数の伝熱管６２は、室外熱交換器４０が蒸発器として機能する際に、下端部である流出側端部６２ｂから内部を流れる冷媒が流出する。合流管６４は、横方向に延び、複数の伝熱管６２の流出側端部６２ｂが接続されている。また、合流管６４は、室外熱交換器４０が蒸発器として機能する際に、複数の伝熱管６２から流出した冷媒が内部で合流する。流出配管４７は、合流管６４に接続されている。また、流出配管４７は、室外熱交換器４０が蒸発器として機能する際に、合流管６４から流出した冷媒を圧縮機２に導く。そして、流出配管４７は、合流管６４の上下方向の中央位置以下の箇所で、合流管６４と接続されている。
　本実施の形態に係る空気調和機１においては、合流管６４は、横方向に延びる構成となっている。また、流出配管４７は、合流管６４の上下方向の中央位置以下の箇所で、合流管６４と接続されている。このため、本実施の形態に係る空気調和機１においては、上述のように、合流管６４内で冷凍機油が流出配管４７から流出しにくい場所に溜まることを抑制でき、圧縮機２内の冷凍機油が不足することを抑制できる。
　１　空気調和機、２　圧縮機、３　室内熱交換器、４　膨張弁、５　膨張弁、６　膨張弁、７　四方弁、８　四方弁、９　油分離器、１０　アキュームレータ、２０　室外機、２１　筐体、２２　機械室、２３　送風機室、２４　側面、２４ａ　吸込口、２５　側面、２５ａ　吸込口、２６　側面、２６ａ　吸込口、２７　側面、２７ａ　吸込口、２８　上面、２８ａ　吹出口、２９　送風機、３０　室内機、４０　室外熱交換器、４１　室外熱交換器、４２　室外熱交換器、４３　伝熱管、４３ａ　冷媒流路、４４　分配管、４５　流入配管、４６　合流管、４７　流出配管、４７ａ　中心軸、４９　折り曲げ箇所、５０　第１熱交換部、５１　伝熱管、５１ａ　流入側端部、５１ｂ　流出側端部、５２　伝熱管、５２ａ　流入側端部、５２ｂ　流出側端部、５３　分配管、５４　合流管、５５　接続部品、６０　第２熱交換部、６１　伝熱管、６１ａ　流入側端部、６１ｂ　流出側端部、６２　伝熱管、６２ａ　流入側端部、６２ｂ　流出側端部、６３　分配管、６４　合流管、６５　接続部品、７１　内側配管、７２　オリフィス、７５　外側配管。

Claims (8)

  1. 　圧縮機と、少なくとも蒸発器として機能する室外熱交換器とを備え、
    　前記室外熱交換器は、
    　上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、下端部である流出側端部から内部を流れる冷媒が流出する複数の第１伝熱管と、
    　横方向に延び、複数の前記第１伝熱管の前記流出側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、複数の前記第１伝熱管から流出した冷媒が内部で合流する合流管と、
    　前記合流管に接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、前記合流管から流出した冷媒を前記圧縮機に導く流出配管と、
    　を備え、
    　前記流出配管は、前記合流管の上下方向の中央位置以下の箇所で、前記合流管と接続されている空気調和機。
  2. 　前記流出配管は、前記合流管の下部で、前記合流管と接続されている請求項１に記載の空気調和機。
  3. 　前記第１伝熱管は、断面形状が扁平形状であり、内部に複数の冷媒流路が形成された扁平管である請求項１又は請求項２に記載の空気調和機。
  4. 　前記室外熱交換器は、
    　上下方向に延び、横方向に間隔を空けて並べられ、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、流入側端部から内部へ冷媒が流入する複数の第２伝熱管と、
    　横方向に延び、複数の前記第２伝熱管の前記流入側端部が接続され、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、内部を流れる冷媒を複数の前記第２伝熱管へ分配する分配管と、
    　を備えている請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の空気調和機。
  5. 　前記第２伝熱管は、断面形状が扁平形状であり、内部に複数の冷媒流路が形成された扁平管である請求項４に記載の空気調和機。
  6. 　前記第２伝熱管の前記流入側端部は、前記第２伝熱管の下端部であり、
    　前記室外熱交換器は、
    　前記第１伝熱管の上端部と前記第２伝熱管の上端部とを接続し、前記室外熱交換器が前記蒸発器として機能する際に、前記第２伝熱管から流出した冷媒を前記第１伝熱管に導く接続部品を備えている請求項４又は請求項５に記載の空気調和機。
  7. 　前記第１伝熱管が前記第２伝熱管である請求項４又は請求項５に記載の空気調和機。
  8. 　前記分配管は、
    　該分配管に供給された冷媒が内部を流れる配管であり、外周面を貫通する複数のオリフィスが形成された内側配管と、
    　前記内側配管の外周側に配置され、前記オリフィスを通って前記内側配管から流出した冷媒が内部を流れる外側配管と、
    　を備え、
    　複数の前記第２伝熱管の前記流入側端部は、前記外側配管と接続されている請求項４～請求項７のいずれか一項に記載の空気調和機。
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