JP7507994B1 - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 室内機と室外機のそれぞれの熱交換器の目標仕様に応じた最適設計を実現できる空気調和装置を提供すること。
【解決手段】 空気調和装置は、アルミニウムまたはアルミニウム合金（アルミニウム等）で形成される室内伝熱管を含み、室内伝熱管が、アルミニウム等で形成される室内接続配管と接続される室内機と、アルミニウム等で形成される室外伝熱管を含み、室外伝熱管が、アルミニウム等で形成される室外接続配管と接続される室外機を含む。室内伝熱管は、複数の室内伝熱板が設けられる室内熱交換部と、室内熱交換部の内径より大きく、室内接続配管が挿入される室内接合部を有し、室外伝熱管は、複数の室外伝熱板が設けられる室外熱交換部と、室外熱交換部の内径より大きく、室外接続配管が挿入される室外接合部を有し、室内熱交換部の内径に対する室内接合部の内径の比率が、室外熱交換部の内径に対する室外接合部の内径の比率より大きい。
【選択図】 図３

Description

本発明は、空気調和装置に関する。

空気調和装置の室内機と室外機が備える熱交換器は、伝熱管として、一般に銅管が使用されるが、コスト削減のため、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されたアルミ管の利用が進められている。伝熱管の外周に設けられる複数の伝熱板（フィン）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された板が使用されているため、伝熱管にアルミ管を使用した熱交換器は、オールアルミニウム熱交換器と呼ばれる。

熱交換器の伝熱管は、冷媒が流れる配管と接続される。伝熱管と配管との接続構造は、伝熱管に配管を挿入し、ロウ付けで固定する構造とされる。オールアルミニウム熱交換器は、伝熱管がアルミ管であるため、強度が低く、その連結部分を補強する必要がある。

伝熱管と配管との重なり部分を長くすることで、その連結部分の強度を確保することができる。しかしながら、重なり部分を長くすると、ロウ付け部分が長くなり、ロウ材がより多く必要になって、ロウ付け加工にかかる時間も長くなる。そこで、ロウ付け部分を長くすることなく連結部分の強度を確保できる構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０２２－１７０１４２号公報

品質と生産性を両立できる熱交換器の構造寸法の確立（最適化）が設計上の重要課題であるが、オールアルミニウム熱交換器では品質と生産性を両立させる難易度が高い。

ところで、室内機と室外機では、熱交換器に求められる品質が必ずしも同一ではなく、室内機では、運転中の冷媒流動音の静音化を優先し、室外機では、生産性（加工性）を優先することに着眼した。

そこで、本発明は、必要な品質と生産性を両立する空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題に鑑み、アルミニウムまたはアルミニウム合金により形成される室内伝熱管を含み、室内伝熱管の少なくとも一部がアルミニウムまたはアルミニウム合金により形成される室内接続配管と接続される室内機と、
アルミニウムまたはアルミニウム合金により形成される室外伝熱管を含み、室外伝熱管の少なくとも一部がアルミニウムまたはアルミニウム合金により形成される室外接続配管と接続される室外機と
を含み、
室内伝熱管は、外周に複数の室内伝熱板が設けられる室内熱交換部と、室内熱交換部の内径より大きく、室内接続配管が挿入される室内接合部とを有し、
室外伝熱管は、外周に複数の室外伝熱板が設けられる室外熱交換部と、室外熱交換部の内径より大きく、室外接続配管が挿入される室外接合部とを有し、
室内熱交換部の内径に対する室内接合部の内径の比率が、室外熱交換部の内径に対する室外接合部の内径の比率より大きい、空気調和装置が提供される。

本発明によれば、必要な品質と生産性を両立する空気調和装置を提供することが可能となる。

空気調和装置の構成例を示した図。 室内機が備える室内熱交換器の外観およびその一部を拡大して示した図。 室内伝熱管と室内接続配管を接続した第１の例を示した図。 室外機が備える室外熱交換器の外観およびその一部を拡大して示した図。 室外伝熱管と室外接続配管を接続した例を示した図。 室内伝熱管と室内接続配管を接続した第２の例を示した図。

図１は、空気調和装置の構成例を示した図である。空気調和装置１０は、空気調和を行う空間内（室内）に設置される室内機１１と、室外に設置される室外機２０とを含む。空気調和装置１０は、室内機１１と室外機２０との間で冷媒を循環させ、室内の空気と熱交換させることにより、室内の空気の温度や湿度等を調整する。

室内機１１および室外機２０は、それぞれ２台以上で構成されていてもよく、室内機１１は、１台の室外機２０に対し、２台以上接続されていてもよい。冷媒としては、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）やハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）を使用することができる。ＨＦＣの種類としては、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２等を挙げることができる。ＨＦＯの種類としては、Ｒ１２３４ｙｆ等を挙げることができる。

室内機１１は、リモコンとの間で通信を行い、運転指令、停止指令、設定温度の変更指令、運転モードの変更指令等の種々の信号を受信する。室内機１１は、室外機２０と通信線を介して接続され、室外機２０と協働して室内の空気調和を行う。

室内機１１は、リモコンからの運転指令を受信して起動し、室外機２０に対し、起動を指示する。室内機１１とリモコンは、通信線により接続されていてもよいし、無線通信を行うように構成されていてもよい。室外機２０は、起動後、室内の温度等が設定温度等になるように、圧縮機の回転数や膨張弁の開度等を調整し、冷媒の循環量等を制御する。

室内機１１は、室内熱交換器１２と、室内ファン１３と、室内ファンモータ１４とを備える。室内ファン１３は、室内ファンモータ１４により駆動し、室内の空気を取り込み、室内熱交換器１２へ送り込む。室内熱交換器１２は、内部に冷媒が流動する室内伝熱管を有し、送り込まれた空気が室内伝熱管の表面に接触して熱交換を行うように構成されている。室内熱交換器１２により熱交換された空気は、室内へ排出される。

室内機１１は、そのほか、室内温度等を検知するための各種センサや室内膨張弁等を備えることができる。

室外機２０は、圧縮機２１と、アキュームレータ２２と、四方弁２３と、室外膨張弁２４と、室外熱交換器２５と、送風手段として室外ファン２６と、室外ファンモータ２７とを備える。圧縮機２１は、例えばロータリ圧縮機やスクロール圧縮機等であり、圧縮機モータにより駆動し、低圧のガス冷媒を圧縮し、高圧のガス冷媒として吐出する。アキュームレータ２２は、過渡時の液戻りを貯留するための容器で、冷媒を適度な乾き度に調整する。乾き度は、蒸気と微小液滴との混合状態を示す湿り蒸気中における蒸気の占める割合である。

四方弁２３は、空気調和装置１０の運転状態（運転モード）に応じて、冷媒の流路を切り替える弁である。運転モードは、冷房モード、暖房モード、送風モード等である。室外膨張弁２４は、高圧の冷媒を減圧し、膨張させる弁である。室外ファン２６は、室外ファンモータ２７により駆動し、室外の空気を取り込み、室外熱交換器２５へ送り込む。室外熱交換器２５は、内部に冷媒が流動する室外伝熱管を有し、送り込まれた空気が室外伝熱管の表面に接触して熱交換を行うように構成されている。室外熱交換器２５により熱交換された空気は、室外へ排出される。

室外機２０は、さらに、制御装置２８を備えている。制御装置２８は、圧縮機２１、四方弁２３、室外膨張弁２４、室内ファンモータ１４、室外ファンモータ２７と接続され、これらの制御を行う。具体的には、圧縮機モータの回転数、室外膨張弁２４の開度、室内ファンモータ１４および室外ファンモータ２７の回転数等の制御である。これらを制御するため、室外機２０にも、外気温度を検知するセンサ等の各種センサが取り付けられる。制御装置２８は、各種センサにより検出された情報に基づき、これらの制御を行う。

なお、制御装置２８は、室外機２０にのみ実装されるのではなく、室内機１１に実装されていてもよいし、室内機１１と室外機２０の両方に、その機能を２つに分けて実装されていてもよい。

例えば、暖房運転時は、室内熱交換器１２を凝縮器とし、室外熱交換器２５を蒸発器として利用する。このため、制御装置２８は、矢印に示すように、圧縮機２１、四方弁２３、室内熱交換器１２、室外膨張弁２４、室外熱交換器２５、四方弁２３、アキュームレータ２２、圧縮機２１の順で系内に封入された冷媒を循環させる。

圧縮機２１は、低温低圧のガス状態の冷媒（冷媒ガス）を圧縮し、高温高圧の冷媒ガスとして吐出する。室内熱交換器１２は、室内の空気と熱交換を行い、冷媒ガスを冷却し、凝縮させる。室外膨張弁２４は、液状態の冷媒を減圧する。室外膨張弁２４は、適度な液体の量になるように制御装置２８により開度が調整される。室外熱交換器２５は、室外の空気と熱交換を行い、冷媒を蒸発させる。その後、冷媒は、四方弁２３を通してアキュームレータ２２へ送られ、圧縮機２１へ戻される。

図２は、室内機１１が備える室内熱交換器１２の外観およびその一部を拡大して示した図である。図２（ａ）が、室内熱交換器１２の外観を示した図で、図２（ｂ）が、図２（ａ）において丸で囲まれた部分（Ａ部）を拡大して示した図で、図２（ｃ）が、図２（ａ）において丸で囲まれた部分（Ｂ部）を拡大して示した図ある。図２（ａ）に示すように、室内熱交換器１２は、複数の室内伝熱管３０と、室内伝熱管３０同士を接続するＵ字形の室内Ｕ字接続配管３１と、直線状に延びる室内伝熱管３０の外周に設けられる複数の伝熱板（フィン）を含み、略コの字形の熱交換器で、室内ファン１３を取り囲むように配置される。

複数の室内伝熱管３０は、１以上の室内Ｕ字接続配管３１により互いに連結され、冷媒が流れる流路を形成する。１以上の室内Ｕ字接続配管３１により接続された複数の室内伝熱管３０の一端と他端とに、室内接続配管３２が接続される。

したがって、１以上の室内Ｕ字接続配管３１により接続された複数の室内伝熱管３０の一端に接続された室内接続配管３２から冷媒を供給し、他端へ向けて冷媒を流動させ、その間において空気との間で熱交換を行い、他端から該他端に接続された室内接続配管３２へ冷媒を排出することができる。

なお、上記の室内熱交換器１２内の冷媒の流路は、１つに限らず、２以上の流路を形成してもよい。この場合、冷媒の入口側に２以上の室内接続配管３２が接続され、出口側に２以上の室内接続配管３２が接続されることになるが、入口側および出口側のそれぞれの２以上の室内接続配管３２に集合管を用いることができる。また、室内機１１と室外機２０との間を接続する２本の冷媒配管のそれぞれに分岐管を設け、分岐管に上記の２以上の室内接続配管３２を接続した構成としてもよい。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、室内伝熱管３０は、外周にフィンが設けられる室内熱交換部３３と、室内接続配管３２の端部が挿入される室内接合部３４とを有する。したがって、室内接合部３４の、室内接続配管３２の端部が挿入される部分の内径は、室内熱交換部３３の内径より大きい。

また、図２（ｃ）に示すように、例えば、隣り合う２つの室内伝熱管３０の室内接合部３４に、室内Ｕ字接続配管３１の２つの端部が挿入され、当該２つの室内伝熱管３０が室内Ｕ字接続配管３１により接続される。なお、１つの室内Ｕ字接続配管３１により接続される２つの室内伝熱管３０は、隣り合う２つの室内伝熱管３０に限定されるものではない。室内Ｕ字接続配管３１の２つの端部も、室内接続配管３２の端部と同様の形状である。したがって、２つの室内伝熱管３０のそれぞれの室内接合部３４の、室内Ｕ字接続配管３１の２つの端部がそれぞれ挿入される部分の内径は、当該２つの室内伝熱管３０のそれぞれの室内熱交換部３３の内径より大きい。

図３は、室内伝熱管３０と室内接続配管３２の接続構造の第１の例を示した図である。図３（ａ）は、室内伝熱管３０に室内接続配管３２が挿入されたところを示したＡ部の断面図で、図３（ｂ）は、室内伝熱管３０のＡ部の断面図である。なお、室内伝熱管３０に室内Ｕ字接続配管３１が挿入されたところを示したＢ部の断面図、室内伝熱管３０のＢ部の断面図も、図３（ａ）、（ｂ）に示した断面図と同様である。

室内熱交換部３３は、外周に複数のフィンが設けられた部分である。複数のフィンは、室内伝熱管３０が延びる方向に対して垂直方向に延び、一定の間隔で略平行に配設される。室内伝熱管３０は、一定の内径を有する内面が平滑な管であってもよいし、内面に螺旋状の溝を有する管であってもよい。内面に溝を設けることで、内面が平滑な管に比べて内表面積が増加し、溝により管内に均一な液膜が形成され、管内側の伝熱性能を向上させることができる。なお、内面に溝を有する管の場合、管の径方向の中心に向けて最も突出する部分により形成される略円形の開口部分の径が、その管の内径とされる。

室内接合部３４は、室内伝熱管３０の端部を拡管加工することにより形成される。拡管加工は、例えば金型が回転し、叩きながら丸棒やパイプ材の外径を絞っていく冷間鍛造加工であるスウェージング加工を一例として挙げることができる。

室内接合部３４は、内部が中空で、室内熱交換部３３に連続し、一端から他端へ向けて径が拡大する第１の室内拡径部３５と、内部が中空で、第１の室内拡径部３５に連続し、室内熱交換部３３の内径より大きく、一端から他端へ向けて径が変化しない第２の室内拡径部３６と、内部が中空で、第２の室内拡径部３６に連続し、一端から他端へ向けて径が拡大する第３の室内拡径部３７とを有する。

室内接続配管３２は、第３の室内拡径部３７を介して第２の室内拡径部３６へ挿入される。第２の室内拡径部３６へ室内接続配管３２を挿入した後、第３の室内拡径部３７と室内接続配管３２との間の開いた開口３８からロウ材をバーナー等の加熱手段により溶解して第２の室内拡径部３６と室内接続配管３２との間に流し込み、自然冷却により固着して室内伝熱管３０と室内接続配管３２を接合（ロウ付け）する。ロウ材としては、アルミニウムロウ等を用いることができる。図３（ａ）に示す室内接続配管３２は、室内伝熱管３０側の端部に位置する先端とその他の部分の径が変化しない室内接続配管である。

ここで、図３（ｂ）に示すように、室内伝熱管３０の室内熱交換部３３の内径をＤ１とし、室内接合部３４の第２の室内拡径部３６の内径をＤ２とし、図３（ａ）に示すように、室内接続配管３２の内径をＤ３とし、室内接続配管３２の外径をＤ４とする。

室内熱交換部３３は、品質（顧客満足度）の向上を目的に、冷媒流動音を抑制できる設計が求められる。

冷媒流動音は、流路の抵抗の変化が大きい場所で発生しやすい。例えば、配管の細径部などの局所的に狭間流路となる場所である。このため、室内伝熱管３０や室内接続配管３２に内径が細くなるような構造を可能な限り避ける必要がある。また、室内伝熱管３０と室内接続配管３２を接続する室内接合部３４において、室内伝熱管３０の室内熱交換部３３の内径Ｄ１と、室内接続配管３２の内径Ｄ３の変化を可能な限り小さくする設計が望ましい。すなわち、Ｄ１≒Ｄ３である。

それに加えて、室内伝熱管３０の室内接合部３４の第２の室内拡径部３６の内径Ｄ２を、室内接続配管３２の外径Ｄ４より大きくする必要がある。しかしながら、第２の室内拡径部３６の内径Ｄ２を大きくすればするほど、拡管加工時に割れが発生しやすくなる傾向にある。そこで、冷媒流動音を抑制するための内径Ｄ２は、冷媒流動音の低減と拡管の加工性を両立できる寸法にすることが重要である。

流路の抵抗の変化は、室内伝熱管３０と室内Ｕ字接続配管３１の間でも生じ得る。したがって、室内Ｕ字接続配管３１の２つの端部の内径を、室内接続配管３２の内径と同じくＤ３とすると、上記のＤ１≒Ｄ３が成立するような設計が望ましい。また、室内Ｕ字接続配管３１の外径を、室内接続配管３２の外径と同じくＤ４とすると、Ｄ２をＤ４より大きくする必要があるが、Ｄ２は、冷媒流動音の低減と拡管の加工性を両立できる寸法にすることが重要である。

このように、冷媒流動音を低減するには、室内伝熱管３０と室内接続配管３２の間と、室内伝熱管３０と室内Ｕ字接続配管３１の間の両方の流路の抵抗の変化が小さくなるような設計が望ましい。しかしながら、冷媒流動音は、室内伝熱管３０と室内接続配管３２の間で発生する音のほうが大きいことから、室内伝熱管３０と室内接続配管３２の間のみを流路の抵抗の変化が小さくなるように設計してもよい。さらには、室内伝熱管３０と室内接続配管３２とは、冷媒の入口と出口の２箇所で接続されることになるが、出口側の方が、冷媒流動音が大きいことから、出口側のみを流路の抵抗の変化が小さくなるように設計してもよい。

図４は、室外機２０が備える室外熱交換器２５の外観およびその一部を拡大して示した図である。図４（ａ）が、室外熱交換器２５の外観を示し、図４（ｂ）が、図４（ａ）において丸で囲まれた部分（Ｃ部）を拡大して示した図である。図４（ａ）に示すように、室外熱交換器２５は、複数の室外伝熱管４０と、２本の室外伝熱管４０を接続するＵ字形の室外Ｕ字接続配管４１と、直線状に延びる室外伝熱管４０の外周に設けられる複数の伝熱板（フィン）を含み、内部を取り囲むように配設される。

複数の室外伝熱管４０は、室外Ｕ字接続配管４１により互いに連結され、冷媒が流れる流路を形成する。室外Ｕ字接続配管４１により接続された複数の室外伝熱管４０の一端と他端とに、室外接続配管４２が接続される。

したがって、室外Ｕ字接続配管４１により接続された複数の室外伝熱管４０の一端に接続された室外接続配管４２から冷媒を供給し、他端へ向けて冷媒を流動させ、その間において空気との間で熱交換を行い、他端から該他端に接続された室外接続配管４２へ冷媒を排出することができる。

図４（ｂ）に示すように、室外伝熱管４０は、外周にフィンが設けられる室外熱交換部４３と、室外接続配管４２の端部または室外Ｕ字接続配管４１の端部が挿入される室外接合部４４とを有する。したがって、室外接合部４４の、室外接続配管４２の端部または室外Ｕ字接続配管４１の端部が挿入される部分の内径は、室外熱交換部４３の内径より大きい。

図５は、室外伝熱管４０と室外接続配管４２の接続構造の例を示した図である。図５（ａ）は、室外伝熱管４０に室外接続配管４２が挿入されたところを示したＣ部の断面図で、図５（ｂ）は、室外伝熱管４０のＣ部の断面図である。

室外熱交換部４３は、外周に複数のフィンが設けられた部分である。複数のフィンは、室外伝熱管４０が延びる方向に対して垂直方向に延び、一定の間隔で略平行に配設される。室外伝熱管４０は、一定の内径を有する内面が平滑な管であってもよいし、内面に螺旋状の溝を有する管であってもよい。室内伝熱管３０と同様、内面に溝を設けることで、内面が平滑な管に比べて内表面積が増加し、溝により管内に均一な液膜が形成され、管内側の伝熱性能を向上させることができる。なお、内面に溝を有する管の場合、管の径方向の中心に向けて最も突出する部分により形成される略円形の開口部分の径が、その管の内径とされる。

室外接合部４４は、室外伝熱管４０の端部を、スウェージング加工等の拡管加工することにより形成される。

室外接合部４４は、内部が中空で、室外熱交換部４３に連続し、一端から他端へ向けて径が拡大する第１の室外拡径部４５と、内部が中空で、第１の室外拡径部４５に連続し、室外熱交換部４３の内径より大きく、一端から他端へ向けて径が変化しない第２の室外拡径部４６と、内部が中空で、第２の室外拡径部４６に連続し、一端から他端へ向けて径が拡大する第３の室外拡径部４７とを有する。

室外接続配管４２は、第３の室外拡径部４７を介して第２の室外拡径部４６へ挿入される。第２の室外拡径部４６へ室外接続配管４２を挿入した後、第３の室外拡径部４７と室外接続配管４２との間の大きく開いた開口４８からロウ材をバーナー等の加熱手段により溶解して第２の室外拡径部４６と室外接続配管４２との間に流し込み、自然冷却により固着して室外伝熱管４０と室外接続配管４２をロウ付けする。図５（ａ）に示す室外接続配管４２は、室外伝熱管４０側の端部に位置する先端とその他の部分の径が変化しない室外接続配管である。

ここで、図５（ｂ）に示すように、室外熱交換部４３の内径をＤ５とし、室外接合部４４の第２の室外拡径部４６の内径をＤ６とし、図５（ａ）に示すように、室外接続配管４２の内径をＤ７とし、室外接続配管４２の外径をＤ８とする。

室外機２０は、室外に設置され、同じ筐体内に、室外熱交換器２５の冷媒流動音を超える圧縮機２１のモータ音等の音を発生する装置を備える。このため、顧客にとっては、冷媒流動音は圧縮機２１のモータ音等に比較して小さく、モータ音自体も室外で発生する音であるため、気になるような音ではなく、許容できる傾向にある。

一方で、室外伝熱管４０の端部を拡げて拡管し、室外接合部４４を形成する際、拡管する度合いを大きくする、すなわち第２の室外拡径部４６の内径Ｄ６を大きくすると、割れが発生するおそれがある。割れの発生は、製品不良となり、不良率の増加につながる。

割れに発生を抑制するには、拡管する度合いを小さくする必要がある。なお、拡管する度合いを小さくすると、室内熱交換器１２のように、室内伝熱管３０の室内熱交換部３３の内径Ｄ１と、室内接続配管３２の内径Ｄ３の変化を可能な限り小さくすることはできなくなる。すなわち、冷媒流動音が発生する設計となる。

室外熱交換器２５は、冷媒流動音が許容できる傾向にあるため、室内熱交換器１２と同様に、室外熱交換部４３の内径Ｄ５と室外接続配管４２の内径Ｄ７をほぼ等しくする必要はない。このため、室外熱交換器２５は、室外伝熱管４０の端部の拡管する度合いを小さくすることができる。これにより、安定した加工が実現され、割れの発生が少なくなり、不良率が低下し、生産性（加工性）が改善する。また、室外伝熱管４０の端部の拡管する度合いが小さくなれば、そこに挿入する室外接続配管４２の外径を小さくすることができるため、製造コストを低減することができる。

したがって、室内熱交換器１２に対しては、屋内での使用を想定し、冷媒流動音の静音化を強化した品質（低騒音）重視の設計とし、室外熱交換器２５に対しては、屋外での使用を想定し、室内機１１に比べて冷媒流動音が許容できることから、生産性やコストを重視した設計とすることができ、各熱交換器の要求仕様に対して、品質、生産性、コストを両立した最適設計を実現することができる。

このとき、室内熱交換部３３の内径Ｄ１に対する室内接合部３４の内径Ｄ２の比率Ｄ２／Ｄ１が、室外熱交換部４３の内径Ｄ５に対する室外接合部４４の内径Ｄ６の比率Ｄ６／Ｄ５より大きい、すなわちＤ２／Ｄ１＞Ｄ６／Ｄ５という相関が成立する。比率Ｄ２／Ｄ１は、室内内径比率であり、比率Ｄ６／Ｄ５は、室外内径比率である。

室内熱交換部３３の内径Ｄ１と室外熱交換部４３の内径Ｄ５は、ほぼ同じ径（Ｄ１≒Ｄ５）とすることができる。冷媒流動音が室内熱交換部３３よりも許容できる傾向にある室外熱交換部４３においては、室外伝熱管４０の拡管時の割れの発生率を低減することを優先し、室外接合部４４の内径Ｄ６（室外接合部４４の第２の室外拡径部４６の内径）を、室内接合部３４の内径Ｄ２（室内接合部３４の第２の室内拡径部３６の内径）より小さくすることができる。すなわち、Ｄ２＞Ｄ６である。これらのことから、上記のＤ２／Ｄ１＞Ｄ６／Ｄ５が成立する。

室外接合部４４は、室内接合部３４より拡管する度合いを小さくすることができるため、室外接合部４４に挿入する室外接続配管４２の外径Ｄ８は、室内接合部３４に挿入する室内接続配管３２の外径Ｄ４より小さくすることができる。すなわち、Ｄ４＞Ｄ８が成立する。

具体的に説明する。室内伝熱管３０および室外伝熱管４０の加工寸法をＤ１＝６ｍｍ、Ｄ２＝７．２ｍｍ、Ｄ５＝６ｍｍ、Ｄ６＝６．５ｍｍとした場合、Ｄ２／Ｄ１＝１．２０となり、Ｄ６／Ｄ５＝１．０８となり、Ｄ２／Ｄ１＞Ｄ６／Ｄ５の相関が成立する。また、室内接続配管３２および室外接続配管４２の外径寸法をＤ４＝７ｍｍ、Ｄ８＝６．３５ｍｍとした場合、Ｄ４＞Ｄ８の相関が成立する。このため、このような拡管構造寸法とすることで、室内熱交換器１２については品質（低騒音）を重視し、室外熱交換器２５については生産性およびコストを重視した最適設計を実現することができる。

室内接合部３４は、図３（ａ）に示すように、先端とその他の部分の径が変化しない室内接続配管３２を挿入し、接合することができる。同様に、室外接合部４４も、図５（ａ）に示すように、先端とその他の部分の径が変化しない室外接続配管４２を挿入し、接合することができる。

なお、室内接続配管３２および室外接続配管４２は、室内伝熱管３０側および室外伝熱管４０側の端部に位置する先端がその他の部分よりも細径である配管であってもよい。図６は、先端がその他の部分よりも細径である室内接続配管３２の一例を示した図である。室内伝熱管３０は、室内熱交換部３３と、室内接合部３４とを有し、室内接合部３４は、第１の室内拡径部３５と、第２の室内拡径部３６と、第３の室内拡径部３７とを有する。

室内接続配管３２は、室内本管部５０と、室内伝熱管３０側の端部に位置し、室内本管部５０よりも細径である室内細径部５１とを有する。図６では、室内本管部５０と、室内細径部５１との間に、室内本管部５０側から室内細径部５１側へ径が縮小する室外縮径部を有している。室内細径部５１は、室内接続配管３２の先端に形成され、ほぼ一定の径を有する。このような構造の室内接続配管３２を室内接合部３４に挿入して接合する場合、室内接合部３４の第２の室内拡径部３６の内面に、室内本管部５０における室内細径部５１に近隣した部分の外面が隣接し、室内細径部５１は、第２の室内拡径部３６を超えて第１の室内拡径部３５へ挿入され、さらには、室内熱交換部３３内へ挿入され得る。

第３の室内拡径部３７と室内接続配管３２の室内本管部５０との間の開口３８に、ロウ材を溶解して流し込み、第２の室内拡径部３６と室内本管部５０における室内細径部５１に近隣した部分とをロウ付けすることにより、室内伝熱管３０と室内接続配管３２とを接合することができる。なお、室内細径部５１が室内熱交換部３３へ挿入されることにより、室内伝熱管３０と室内接続配管３２との重なり部分の長さを長くし、接合強度を向上させることができる。なお、室内細径部５１のような細径部は、室内Ｕ字接続配管３１、室外Ｕ字接続配管４１、室外接続配管４２の先端にも設けてもよい。

室内接合部３４の内径は、第２の室内拡径部３６の内径とすることができるが、これに限られるものではなく、室内接続配管３２のうち室内本管部５０（細径部なし管を含む）の先端に対応する位置における室内接合部３４の内径であってもよいし、室内接合部３４の内径の平均値であってもよい。

また、室外接合部４４の内径は、第２の室外拡径部４６の内径とすることができるが、これに限られるものではなく、室外接続配管４２のうち室外本管部（細径部なし管を含む）の先端に対応する位置における室外接合部４４の内径であってもよいし、室外接合部４４の内径の平均値であってもよい。

したがって、室内熱交換部３３の内径Ｄ１に対する室内本管部５０の先端に対応する位置の室内接合部３４の内径の比率が、室外熱交換部４３の内径Ｄ５に対する室外本管部の先端に対応する位置の室外接合部４４の内径の比率より大きいという相関が成立し得る。また、室内熱交換部３３の内径Ｄ１に対する室内接合部３４の内径の平均値の比率が、室外熱交換部４３の内径Ｄ５に対する室外接合部４４の内径の平均値の比率より大きいという相関が成立し得る。また、室内熱交換部３３の内径Ｄ１と室内本管部５０の内径、すなわち室内接続配管３２の内径Ｄ３との差は、室外熱交換部４３の内径Ｄ５と室外本管部の内径、すなわち室外接続配管４２の内径Ｄ７との差より小さいという相関が成立し得る。すなわち、｜Ｄ１－Ｄ３｜＜｜Ｄ５－Ｄ７｜が成立する。

室内Ｕ字接続配管３１も、室内接続配管３２と同様、室内伝熱管３０側の端部に位置する先端がその他の部分よりも細径である配管の場合、室内本管部と室内細径部とを有し、先端とその他の部分の径が変化しない配管の場合、室内本管部を有し、室外Ｕ字接続配管４１も、室外接続配管４２と同様、室外伝熱管４０側の端部に位置する先端がその他の部分よりも細径である配管の場合、室外本管部と室外細径部とを有し、先端とその他の部分の径が変化しない配管の場合、室外本管部を有する。

このため、室内熱交換部３３の内径Ｄ１に対する室内本管部の先端に対応する位置の室内接合部３４の内径の比率が、室外熱交換部４３の内径Ｄ５に対する室外本管部の先端に対応する位置の室外接合部４４の内径の比率より大きいという相関が成立し得る。また、室内熱交換部３３の内径Ｄ１に対する室内接合部３４の内径の平均値の比率が、室外熱交換部４３の内径Ｄ５に対する室外接合部４４の内径の平均値の比率より大きいという相関が成立し得る。また、室内熱交換部３３の内径Ｄ１と室内本管部の内径、すなわち室内Ｕ字接続配管３１の内径との差は、室外熱交換部４３の内径Ｄ５と室外本管部の内径、すなわち室外Ｕ字接続配管４１の内径との差より小さいという相関が成立し得る。

また、室内接続配管３２の室内本管部５０の外径は、室外接続配管４２の室外本管部の外径より大きいという相関が成立し得る。室内Ｕ字接続配管３１の室内本管部の外径は、室外Ｕ字接続配管４１の室外本管部の外径より大きいという相関が成立し得る。

以上に説明してきたように、本発明の空気調和装置を提供することで、各熱交換器の要求仕様に対して品質、生産性、コストを両立した最適設計を実現することができる。

これまで本発明の空気調和装置について上述した実施形態をもって詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態や、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

したがって、室内伝熱管３０と室内接続配管３２、室内伝熱管３０と室内Ｕ字接続配管３１のいずれか一方またはその両方を、上記の冷媒流動音を抑制するための流路の抵抗の変化を小さくような設計としてもよい。

１０…空気調和装置
１１…室内機
１２…室内熱交換器
１３…室内ファン
１４…室内ファンモータ
２０…室外機
２１…圧縮機
２２…アキュームレータ
２３…四方弁
２４…膨張弁
２５…室外熱交換器
２６…室外ファン
２７…室外ファンモータ
２８…制御装置
３０…室内伝熱管
３１…室内Ｕ字接続配管
３２…室内接続配管
３３…室内熱交換部
３４…室内接合部
３５…第１の室内拡径部
３６…第２の室内拡径部
３７…第３の室内拡径部
３８…開口
４０…室外伝熱管
４１…室外Ｕ字接続配管
４２…室外接続配管
４３…室外熱交換部
４４…室外接合部
４５…第１の室外拡径部
４６…第２の室外拡径部
４７…第３の室外拡径部
４８…開口
５０…室内本管部
５１…室内細径部

Claims (13)

1. アルミニウムまたはアルミニウム合金により形成される室内伝熱管を含み、前記室内伝熱管の少なくとも一部がアルミニウムまたはアルミニウム合金により形成される室内接続配管と接続される室内機と、
   アルミニウムまたはアルミニウム合金により形成される室外伝熱管を含み、前記室外伝熱管の少なくとも一部がアルミニウムまたはアルミニウム合金により形成される室外接続配管と接続される室外機と
   を含み、
   前記室内伝熱管は、外周に複数の室内伝熱板が設けられる室内熱交換部と、前記室内熱交換部の内径より大きく、前記室内接続配管が挿入される室内接合部とを有し、
   前記室外伝熱管は、外周に複数の室外伝熱板が設けられる室外熱交換部と、前記室外熱交換部の内径より大きく、前記室外接続配管が挿入される室外接合部とを有し、
   前記室内熱交換部の内径に対する前記室内接合部の内径の比率が、前記室外熱交換部の内径に対する前記室外接合部の内径の比率より大きい、空気調和装置。
2. アルミニウムまたはアルミニウム合金により形成される室内伝熱管を含み、前記室内伝熱管の少なくとも一部がアルミニウムまたはアルミニウム合金により形成される室内Ｕ字接続配管と接続される室内機と、
   アルミニウムまたはアルミニウム合金により形成される室外伝熱管を含み、前記室外伝熱管の少なくとも一部がアルミニウムまたはアルミニウム合金により形成される室外Ｕ字接続配管と接続される室外機と
   を含み、
   前記室内伝熱管は、外周に複数の室内伝熱板が設けられる室内熱交換部と、前記室内熱交換部の内径より大きく、前記室内Ｕ字接続配管が挿入される室内接合部とを有し、
   前記室外伝熱管は、外周に複数の室外伝熱板が設けられる室外熱交換部と、前記室外熱交換部の内径より大きく、前記室外Ｕ字接続配管が挿入される室外接合部とを有し、
   前記室内熱交換部の内径に対する前記室内接合部の内径の比率が、前記室外熱交換部の内径に対する前記室外接合部の内径の比率より大きい、空気調和装置。
3. 前記室内接合部は、一端から他端へ向けて径が拡大する第１の室内拡径部と、前記第１の室内拡径部に連続し、前記室内熱交換部の内径より大きく、一端から他端へ向けて径が変化しない第２の室内拡径部とを有し、
   前記室外接合部は、一端から他端へ向けて径が拡大する第１の室外拡径部と、前記第１の室外拡径部に連続し、前記室外熱交換部の内径より大きく、一端から他端へ向けて径が変化しない第２の室外拡径部とを有し、
   前記室内熱交換部の内径に対する前記第２の室内拡径部の内径の比率が、前記室外熱交換部の内径に対する前記第２の室外拡径部の内径の比率より大きい、請求項１または２に記載の空気調和装置。
4. 前記室内接続配管は、室内本管部と、前記室内伝熱管側の端部に位置し、前記室内本管部よりも細径である室内細径部とを有するか、または、前記室内本管部を有し、
   前記室外接続配管は、室外本管部と、前記室外伝熱管側の端部に位置し、前記室外本管部よりも細径である室外細径部とを有するか、または、前記室外本管部を有し、
   前記室内熱交換部の内径に対する前記室内本管部の先端に対応する位置の前記室内接合部の内径の比率が、前記室外熱交換部の内径に対する前記室外本管部の先端に対応する位置の前記室外接合部の内径の比率より大きい、請求項１に記載の空気調和装置。
5. 前記室内Ｕ字接続配管は、室内本管部と、前記室内伝熱管側の端部に位置し、前記室内本管部よりも細径である室内細径部とを有するか、または、前記室内本管部を有し、
   前記室外Ｕ字接続配管は、室外本管部と、前記室外伝熱管側の端部に位置し、前記室外本管部よりも細径である室外細径部を有するか、または、前記室外本管部を有し、
   前記室内熱交換部の内径に対する前記室内本管部の先端に対応する位置の前記室内接合部の内径の比率が、前記室外熱交換部の内径に対する前記室外本管部の先端に対応する位置の前記室外接合部の内径の比率より大きい、請求項２に記載の空気調和装置。
6. 前記室内熱交換部の内径に対する前記室内接合部の内径の平均値の比率が、前記室外熱交換部の内径に対する前記室外接合部の内径の平均値の比率より大きい、請求項１または２に記載の空気調和装置。
7. 前記室内接続配管は、室内本管部と、前記室内伝熱管側の端部に位置し、前記室内本管部よりも細径である室内細径部とを有するか、または、前記室内本管部を有し、
   前記室外接続配管は、室外本管部と、前記室外伝熱管側の端部に位置し、前記室外本管部よりも細径である室外細径部とを有するか、または、前記室外本管部を有し、
   前記室内熱交換部の内径と前記室内本管部の内径との差は、前記室外熱交換部の内径と前記室外本管部の内径との差より小さい、請求項１に記載の空気調和装置。
8. 前記室内Ｕ字接続配管は、室内本管部と、前記室内伝熱管側の端部に位置し、前記室内本管部よりも細径である室内細径部とを有するか、または、前記室内本管部を有し、
   前記室外Ｕ字接続配管は、室外本管部と、前記室外伝熱管側の端部に位置し、前記室外本管部よりも細径である室外細径部とを有するか、または、前記室外本管部を有し、
   前記室内熱交換部の内径と前記室内本管部の内径との差は、前記室外熱交換部の内径と前記室外本管部の内径との差より小さい、請求項２に記載の空気調和装置。
9. 前記室内接合部の内径が、前記室外接合部の内径より大きい、請求項１または２に記載の空気調和装置。
10. 前記室内接続配管の外径は、前記室外接続配管の外径より大きい、請求項１に記載の空気調和装置。
11. 前記室内接続配管は、室内本管部と、前記室内伝熱管側の端部に位置し、前記室内本管部よりも細径である室内細径部とを有するか、または、前記室内本管部を有し、
    前記室外接続配管は、室外本管部と、前記室外伝熱管側の端部に位置し、前記室外本管部よりも細径である室外細径部とを有し、
    前記室内本管部の外径は、前記室外本管部の外径より大きい、請求項１に記載の空気調和装置。
12. 前記室内Ｕ字接続配管の外径は、前記室外Ｕ字接続配管の外径より大きい、請求項２に記載の空気調和装置。
13. 前記室内Ｕ字接続配管は、室内本管部と、前記室内伝熱管側の端部に位置し、前記室内本管部よりも細径である室内細径部とを有するか、または、前記室内本管部を有し、
    前記室外Ｕ字接続配管は、室外本管部と、前記室外伝熱管側の端部に位置し、前記室外本管部よりも細径である室外細径部とを有し、
    前記室内本管部の外径は、前記室外本管部の外径より大きい、請求項２に記載の空気調和装置。