JP2019049402A - 室外ユニット及びそれを備えた冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】室外熱交換器及び室外ファンが収容されたケーシングの底フレーム上に、室外熱交換器及び室外ファンの下方に冷媒を流すホットガスバイパス管が配置された室外ユニット及びそれを備えた冷凍装置において、室外ファンの下方における氷の成長を十分に抑制する。【解決手段】ホットガスバイパス管（１６）は、室外ファン（１５）の下方を通過するファン下方管部（１６ｂ）と、室外熱交換器（１１）の下方を通過する熱交下方管部（１６ｃ）と、を有する。ファン下方管部（１６ｂ）は、底フレーム（４１）の平面視において、室外ファン（１５）の駆動時に室外ファン（１５）の羽根車（１５ａ）が通過する位置を下方に投影した領域のうち、羽根車（１５ａ）の回転中心から羽根車（１５ａ）の半径の２／３以下の距離内にあるファン下端近傍領域に、回転軸線方向に延びるファン下方軸方向管部（１６ｆ、１６ｇ、１６ｋ、１６ｍ）を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、室外ユニット及びそれを備えた冷凍装置、特に、室外熱交換器及び室外ファンが収容されたケーシングの底フレーム上に、室外熱交換器及び室外ファンの下方に冷媒を流すホットガスバイパス管が配置された室外ユニット、及び、それを備えた冷凍装置に関する。

従来より、空気調和装置等の冷凍装置を構成する室外ユニットとして、特許文献１（特開２０１０−７１５３０号公報）に示すように、室外熱交換器及び室外ファンが収容されたケーシングの底フレーム上に、室外熱交換器及び室外ファンの下方に冷媒を流すホットガスバイパス管が配置されたものがある。ホットガスバイパス管は、底フレームのうち室外熱交換器の下方及び室外ファンの下方において、氷が成長することを抑制するために設けられた冷媒管であり、室外ファンの下方を通過する部分であるファン下方管部と、室外熱交換器の下方を通過する部分である熱交下方管部と、を有している。

特許文献１に示された室外ユニットでは、ホットガスバイパス管のうち室外ファンの下方を通過するファン下方管部が、底フレームの平面視において、室外ファンの羽根車の回転軸線に直交する方向に延びている。そして、ファン下方管部を流れる冷媒で加熱することによって、底フレームのうち室外ファンの下方における氷の成長を抑制し、羽根車の下端が氷に接触して室外ファンの駆動が妨げられることを回避しようとしている。

しかし、ファン下方管部を羽根車の回転軸線に直交する方向に延ばしただけでは、底フレームのうち室外ファンの下方における氷の成長を十分に抑制できないおそれがある。具体的には、室外ファンの羽根車は回転軸線方向に厚みがあり、そして、室外ファンの下方における氷の成長は羽根車の回転軸線方向の厚みに対応する広い領域で発生するため、ファン下方管部を羽根車の回転軸線に直交する方向に延ばしただけでは、底フレームのうち羽根車の下端の回転軸線方向の一部分に対応する領域を加熱することはできるものの、底フレームのうち羽根車の下端の回転軸線方向の他の部分に対応する領域における加熱が不十分になるおそれがある。そうすると、底フレームのうち室外ファンの下方における氷の成長の抑制は、羽根車の下端の回転軸線方向の一部分に対応する領域だけに留まり、羽根車の下端の回転軸線方向の他の部分に対応する領域については不十分になるおそれがある。

本発明の課題は、室外熱交換器及び室外ファンが収容されたケーシングの底フレーム上に、室外熱交換器及び室外ファンの下方に冷媒を流すホットガスバイパス管が配置された室外ユニット及びそれを備えた冷凍装置において、底フレームのうち室外ファンの下方における氷の成長を十分に抑制することにある。

第１の観点にかかる室外ユニットは、室外熱交換器及び室外ファンが収容されたケーシングの底フレーム上に、室外熱交換器及び室外ファンの下方に冷媒を流すホットガスバイパス管が配置された室外ユニットである。ホットガスバイパス管は、室外ファンの下方を通過する部分であるファン下方管部と、室外熱交換器の下方を通過する部分である熱交下方管部と、を有している。そして、ここでは、ファン下方管部が、底フレームの平面視において、室外ファンの駆動時に室外ファンの羽根車が通過する位置を下方に投影した領域のうち、羽根車の回転中心から羽根車の半径の２／３以下の距離内にあるファン下端近傍領域に、回転軸線方向に延びるファン下方軸方向管部を有している。ここで、「回転軸線方向に延びる」とは、回転軸線方向に平行に延びる場合だけでなく、例えば、回転軸線方向に傾斜して延びる場合や階段状に延びる場合も含まれる。

室外ファンの羽根車は回転軸線方向に厚みがあり、そして、室外ファンの下方における氷の成長は羽根車の回転軸線方向の厚みに対応する広い領域で発生するため、羽根車の下端と氷との接触に対しては、羽根車の回転軸線方向の厚みを考慮して、ファン下方管部の配置や形状を工夫することが好ましい。そして、羽根車の回転軸線方向の厚みを考慮するには、ファン下方管部を羽根車の回転軸線方向に延ばして、ファン下方管部による加熱が、底フレームのうち羽根車の下端の回転軸線方向の厚みに対応する広い領域まで行き渡るようにすることが好ましい。

そこで、ここでは、上記のように、底フレームの平面視において、室外ファンの駆動時に室外ファンの羽根車が通過する位置を下方に投影した領域のうち、羽根車の回転中心から羽根車の半径の２／３以下の距離内にある領域をファン下端近傍領域とし、ファン下方管部が、ファン下端近傍領域に、回転軸線方向に延びるファン下方軸方向管部を有するものにしている。

これにより、ここでは、ファン下方軸方向管部によって、底フレームのうち羽根車の下端の回転軸線方向の厚みを考慮した広い領域（すなわち、ファン下端近傍領域）を加熱することができ、底フレームのうち室外ファンの下方における氷の成長を十分に抑制することができる。そして、ここでは、羽根車の下端が氷に接触して室外ファンの駆動が妨げられることを回避することができる。

第２の観点にかかる室外ユニットは、第１の観点にかかる室外ユニットにおいて、底フレーム上に、室外ファンを支持するファン台が配置されており、ファン下方軸方向管部が、ファン台の近傍を通過している。ここで、「ファン台の近傍」とは、底フレームの平面視において、ファン台から５０ｍｍの距離内の位置を意味する。

ここでは、上記のように、ファン下方軸方向管部が、ファン台の近傍を通過するようにしているため、ファン台の近傍における氷の成長も抑制して、底フレームのうち室外ファンの下方における氷の成長の抑制に寄与することができる。

第３の観点にかかる室外ユニットは、第１又は第２の観点にかかる室外ユニットにおいて、ファン下方管部が、回転軸線に直交する方向に延びるファン下端軸直交方向管部をさらに有しており、ファン下端軸直交方向管部が、ファン下方軸方向管部に直列に接続されている。

ここでは、上記のように、ファン下方管部がファン下端軸直交方向管部とファン下方軸方向管部とが直列に接続された構造を有しているため、ファン下方管部の曲げ加工等によってファン下方軸方向管部を容易に形成することができる。

第４の観点にかかる室外ユニットは、第１又は第２の観点にかかる室外ユニットにおいて、ファン下方管部が、回転軸線に直交する方向に延びるファン下端軸直交方向管部をさらに有しており、ファン下方軸方向管部が、ファン下端軸直交方向管部から分岐されており、熱交下方管部に合流している。

ここでは、上記のように、ファン下方軸方向管部がファン下端軸直交方向管部から分岐され、かつ、熱交下方管部に合流した構造を有しているため、従来のホットガスバイパス管（ファン下端軸直交方向管部及び熱交下方管部を有する冷媒管）にファン下方軸方向管部を接続することによって容易に形成することができる。

第５の観点にかかる室外ユニットは、第４の観点にかかる室外ユニットにおいて、ファン下方軸方向管部が、ファン下端軸直交方向管部及び熱交下方管部よりも管径が小さい。

ここでは、上記のように、ファン下方軸方向管部を、ファン下端軸直交方向管部及び熱交下方管部よりも管径を小さくすることによって、ファン下方軸方向管部に冷媒が流れすぎないようにし、ファン下端軸直交方向管部及び熱交下方管部への冷媒の流れを確保することができる。

第６の観点にかかる室外ユニットは、第１〜第５の観点のいずれかにかかる室外ユニットにおいて、底フレームには、室外熱交換器の下方近傍に排水孔が形成されており、熱交下方管部が、底フレームの平面視において、排水孔の上方を通過している。

ここでは、上記のように、熱交下方管部が、排水孔の上方を通過するようにしているため、排水孔における氷の成長を抑制して、排水孔の閉塞を回避することができる。

第７の観点にかかる室外ユニットは、第６の観点にかかる室外ユニットにおいて、熱交下方管部が、底フレームの平面視において、排水孔の中央を通過している。

ここでは、上記のように、熱交下方管部が、排水孔の中央を通過するようにしているため、排水孔における氷の成長を抑制する効果を高めることができる。

第８の観点にかかる室外ユニットは、第６又は第７の観点にかかる室外ユニットにおいて、熱交下方管部が、底フレームの平面視において、排水孔の近傍に曲げ形状を有しており、曲げ形状の部分が排水孔の上方を通過している。

ここでは、上記のように、熱交下方管部が、排水孔の近傍に曲げ形状を形成して、排水孔の上方を通過するようにしているため、底フレームの平面視において、室外熱交換器の位置と排水孔の位置とがずれて配置されるような場合であっても、熱交下方管部を室外熱交換器の下方に配置しつつ、その曲げ形状の部分を排水孔の上方に配置することができ、排水孔における氷の成長を抑制する効果を高めることができる。

第９の観点にかかる冷凍装置は、第１〜第８の観点のいずれかにかかる室外ユニットと、室内ユニットと、を有している。

ここでは、上記のように、底フレームのうち室外ファンの下方における氷の成長を十分に抑制して室外ファンの駆動が妨げられることを回避することが可能なホットガスバイパス管を採用しているため、信頼性の高い冷凍装置を提供することができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、ファン下方管部が、ファン下端近傍領域に、回転軸線方向に延びるファン下方軸方向管部を有するものにすることによって、底フレームのうち室外ファンの下方における氷の成長を十分に抑制することができ、羽根車の下端が氷に接触して室外ファンの駆動が妨げられることを回避し、信頼性の高い冷凍装置を提供できる。

本発明の一実施形態にかかる室外ユニットを備えた冷凍装置としての空気調和装置の概略構成図である。 室外ユニットの外観を示す斜視図である。 室外ユニットの平面図（天板と、圧縮機及び室外熱交換器以外の冷媒回路構成部品と、を取り除いて図示）である。 室外ユニットの前面図（左右前板と、圧縮機及び室外熱交換器以外の冷媒回路構成部品と、を取り除いて図示）である。 室外ユニットの平面図（底フレーム及びホットガスバイパス管を図示）である。 変形例Ａにかかる室外ユニットの平面図（底フレーム及びホットガスバイパス管を図示）である。 変形例Ｂにかかる室外ユニットの平面図（底フレーム及びホットガスバイパス管を図示）である。 変形例Ｄにかかる室外ユニットの平面図（底フレーム及びホットガスバイパス管を図示）である。 変形例Ｅにかかる室外ユニットの平面図（底フレーム及びホットガスバイパス管を図示）である。 変形例Ｇにかかる室外ユニットの平面図（底フレーム及びホットガスバイパス管を図示）である。 図１０の排水孔近傍を拡大した図である。

以下、本発明にかかる室外ユニット及びそれを備えた冷凍装置としての空気調和装置の実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる室外ユニット及びそれを備えた冷凍装置としての空気調和装置の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（１）冷凍装置の構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる室外ユニット２及びそれを備えた冷凍装置としての空気調和装置１の概略構成図である。

冷凍装置としての空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房及び暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置１は、主として、室外ユニット２と、室内ユニット３と、室外ユニット２と室内ユニット３とを接続する液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５と、を有している。そして、空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路６は、室外ユニット２と、室内ユニット３とが冷媒連絡管４、５を介して接続されることによって構成されている。

室外ユニット２は、室外（建物の屋上や建物の外壁面近傍等）に設置されており、冷媒回路６の一部を構成している。室外ユニット２は、主として、アキュムレータ７、圧縮機８と、四路切換弁１０と、冷媒の放熱器又は蒸発器として機能する室外熱交換器１１と、冷媒の膨張機構として機能する膨張弁１２と、液側閉鎖弁１３と、ガス側閉鎖弁１４と、室外ファン１５と、ホットガスバイパス管１６と、を有している。各機器及び弁間は、冷媒管１９〜２５によって接続されている。ここで、ホットガスバイパス管１６は、圧縮機８の吐出管２１から分岐され、室外熱交換器１１の液側端と膨張弁１２とを接続する液冷媒管２３に合流する冷媒管である。ホットガスバイパス管１６には、開閉弁１７と、キャピラリチューブ１８と、が設けられている。

室内ユニット３は、室内（居室や天井裏空間等）に設置されており、冷媒回路６の一部を構成している。室内ユニット３は、主として、冷媒の蒸発器又は放熱器として機能する室内熱交換器３１と、室内ファン３２と、を有している。

冷媒連絡管４、５は、空気調和装置１を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。液冷媒連絡管４の一端は、室内ユニット２の液側閉鎖弁１３に接続され、液冷媒連絡管４の他端は、室内ユニット３の室内熱交換器３１の液側端に接続されている。ガス冷媒連絡管５の一端は、室内ユニット２のガス側閉鎖弁１４に接続され、ガス冷媒連絡管５の他端は、室内ユニット３の室内熱交換器３１のガス側端に接続されている。

（２）室外ユニットの構成
＜全体＞
図２は、室外ユニット２の外観を示す斜視図である。図３は、室外ユニット２の平面図（天板４２と、圧縮機８及び室外熱交換器１１以外の冷媒回路構成部品と、を取り除いて図示）である。図４は、室外ユニット２の前面図（左右前板４３、４４と、圧縮機８及び室外熱交換器１１以外の冷媒回路構成部品と、を取り除いて図示）である。

室外ユニット２は、略直方体箱状のケーシング４０の内部が鉛直に延びる仕切板４８により送風機室Ｓ１と機械室Ｓ２とに分割されたトランク型の構造と呼ばれるものである。室外ユニット２は、主として、略直方体箱状のケーシング４０と、室外ファン１５と、圧縮機８や室外熱交換器１１等の機器、液側閉鎖弁１３やガス側閉鎖弁１４等の弁及び冷媒管等を含み冷媒回路６の一部を構成する冷媒回路構成部品と、を有している。尚、以下の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「前面」、「背面」は、特にことわりのない限り、図２に示される室外ユニット２を前方から見た場合の方向を意味している。

ケーシング４０は、主として、底フレーム４１と、天板４２と、左前板４３と、右前板４４と、右側板４５と、を有している。

底フレーム４１は、ケーシング４０の底面部分を構成する横長の略長方形状の板状部材である。底フレーム４１の下面には、現地設置面に固定される２つの固定脚４６が設けられている。

天板４２は、ケーシング４０の天面部分を構成する横長の略長方形状の板状部材である。

左前板４３は、主として、ケーシング４０の左前面部分及び左側面部分を構成する板状部材であり、その下部が底フレーム４１にネジ等により固定されている。左前板４３には、室外ファン１５によってケーシング４０内に吸入される空気の吸入口４３ａが形成されている。また、左前板４３には、室外ファン１５によってケーシング４０の背面側及び左側面側から内部に取り込まれた空気を外部に吹き出すための吹出口４３ｂが設けられている。吹出口４３ｂは、ここでは、上下２つ形成されており、それぞれにファングリル４７が設けられている。

右前板４４は、主として、ケーシング４０の右前面部分及び右側面の前部を構成する板状部材であり、その下部が底フレーム４１にネジ等により固定されている。また、右前板４４は、その左端部が左前板４３の右端部にネジ等により固定されている。

右側板４５は、主として、ケーシング４０の右側面の後部及び右背面部分を構成する板状部材であり、その下部が底フレーム４１にネジ等により固定されている。そして、左前板４３の後端部と右側板４５の背面側端部と左右方向間には、室外ファン１５によってケーシング４０内に吸入される空気の吸入口４３ｃが形成されている。

また、ケーシング４０内には、仕切板４８が設けられている。仕切板４８は、底フレーム４１上に配置される鉛直に延びる板状部材であり、ケーシング４０の内部を左右２つの空間に仕切るように配置されている。仕切板４８は、ケーシング４０の平面視において、左前板４３の右端部から背面側に向かって延びており、ケーシング４０の左側面から背面に沿うように配置された略Ｌ字形状の室外熱交換器１１の右端面まで達している。左前板４３の右端部は、仕切板４８の前端部にネジ等により固定されている。

圧縮機８は、機械室Ｓ２内において、底フレーム４１上に設けられている。

室外熱交換器１１は、送風機室Ｓ１内に配置されており、室外ファン１５によってケーシング４０内に取り込まれた空気との間で熱交換を行う。室外熱交換器１１は、ケーシング４０の平面視において、略Ｌ字形状を有し、ケーシング４０の左側面から背面に沿うように配置されている。

尚、図３及び図４では図示を省略するが、圧縮機８及び室外熱交換器１１以外の冷媒回路構成部品もケーシング４０内に収容されている。

室外ファン１５は、ハブの外周縁から外周側に複数の羽根が突出したプロペラ型の羽根車１５ａと、羽根車１５ａを回転駆動するファンモータ１５ｂと、を有している。ここでは、室外ファン１５は、送風機室Ｓ１内に上下２つ配置されている。ここで、各室外ファン１５の回転中心をＯとし、その回転軸線をＯ−Ｏとすると、各室外ファン１５は、送風機室Ｓ１内において、ケーシング４０の前面に対向するように、すなわち、回転軸線Ｏ−Ｏがケーシング４０の前後方向を向くように設けられている。具体的には、各室外ファン１５の羽根車１５ａは、室外熱交換器１１の前面側の位置において、吹出口４３ｂに対向するように設けられている。室外ファン１５のファンモータ１５ｂは、羽根車１５ａと室外熱交換器１１との前後方向間、すなわち、回転軸線Ｏ−Ｏ方向間に設けられている。室外ファン１５は、底フレーム４１上に配置されたファン台１５ｃによって支持されている。具体的には、ファン台１５ｃは、天板４２と底フレーム４１との間を鉛直方向に延びる支持体であり、ファンモータ１５ｂと室外熱交換器１１との前後方向間、すなわち、回転軸線Ｏ−Ｏ方向間に配置されている。ファン台１５ｃは、天板４２寄りの位置において、上側の羽根車１５ａが軸支されたファンモータ１５ｂを支持し、底フレーム４１寄りの位置において、下側の羽根車１５ａが軸支されたファンモータ１５ｂを支持している。

＜底フレームの詳細及びホットガスバイパス管＞
図５は、室外ユニット２の平面図（底フレーム４１及びホットガスバイパス管１６を図示）である。

まず、底フレーム４１の詳細について説明する。底フレーム４１には、上方から落下してくるドレン水等を受けるために周囲部分よりも下方に凹んだ溝部４１ａ、４１ｂが形成されている。

ファン下方溝部４１ａは、室外ファン１５の下方に位置している。具体的には、ファン下方溝部４１ａは、底フレーム４１の平面視において、ケーシング４０の前面寄りの位置に左右方向（ここでは、回転軸線Ｏ−Ｏに直交する方向）に延びるように形成されている。

熱交下方溝部４１ｂは、室外熱交換器１１の下方に位置している。具体的には、熱交下方溝部４１ｂは、底フレーム４１の平面視において、ケーシング４０の左側面寄りの位置に前後方向に延びるとともに、ケーシング４０の背面寄りの位置に左右方向に延びるように形成されている。熱交下方溝部４１ｂの左前端部は、ファン下方溝部４１ａの左端部と繋がっている。熱交下方溝部４１ｂには、底フレーム４１からドレン水等を排水するための排水孔４１ｃが形成されている。すなわち、排水孔４１ｃは、室外熱交換器１１の下方近傍に形成されている。ここでは、排水孔４１ｃは、底フレーム４１の平面視において、ケーシング４０の左側面に沿って前後方向に延びる部分に１つ形成され、ケーシング４０の背面に沿って左右方向に延びる部分に３つ形成され、両部分が繋がる左後側のコーナー部に１つ形成されている。

次に、ホットガスバイパス管１６について説明する。ホットガスバイパス管１６は、底フレーム４１上に、室外熱交換器１１及び室外ファン１５の下方を通過するように配置されている。具体的には、ホットガスバイパス管１６は、主として、分岐管部１６ａと、ファン下方管部１６ｂと、熱交下方管部１６ｃと、合流管部１６ｄと、を有している。分岐管部１６ａは、吐出管２１（図１参照）から分岐されており、ファン下方溝部４１ａの右端部の位置まで延びる冷媒管である。図５には図示しないが、分岐管部１６ａには、開閉弁１７（図１参照）が設けられている。ファン下方管部１６ｂは、分岐管部１６ａから室外ファン１５の下方を通過してファン下方溝部４１ａの左端部（すなわち、熱交下方溝部４１ｂの左前端部）の位置まで延びる冷媒管である。熱交下方管部１６ｃは、ファン下方管部１６ｂから室外熱交換器１１の下方を通過して熱交下方溝部４１ｂの右端部の位置まで略Ｌ字形状をなすように延びる冷媒管である。合流管部１６ｄは、熱交下方管部１６ｃから延びており、液冷媒管２３（図１参照）と合流する冷媒管である。図５には図示しないが、合流管部１６ｄには、キャピラリチューブ１８（図１参照）が設けられている。

このように、室外ユニット２は、室外熱交換器１１及び室外ファン１５が収容されたケーシング４０の底フレーム２上に、室外熱交換器１１及び室外ファン１５の下方に冷媒を流すホットガスバイパス管１６が配置されている。そして、ホットガスバイパス管１６は、室外ファン１５の下方を通過する部分であるファン下方管部１６ｂと、室外熱交換器１１の下方を通過する部分である熱交下方管部１６ｃと、を有している。

そして、ここでは、ファン下方管部１６ｂが、底フレーム４１の平面視において、室外ファン１５の駆動時に室外ファン１５の羽根車１５ａが通過する位置を下方に投影した領域Ａのうち、羽根車１５ａの回転中心Ｏから羽根車１５ａの半径Ｒの２／３以下の距離内にあるファン下端近傍領域Ｂに、回転軸線Ｏ−Ｏ方向に延びるファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇを有している（図３〜図５参照）。

具体的には、ここでは、ファン下方管部１６ｂが、回転軸線Ｏ−Ｏに直交する方向に延びるファン下端軸直交方向管部１６ｅと、回転軸線Ｏ−Ｏ方向に延びるファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇと、を有している。ファン下端軸直交方向管部１６ｅは、ファン下方溝部４１ａの右端部の位置からファン下方溝部４１ａの左端部の位置まで延びる部分である。ファン下端軸直交方向管部１６ｅは、ファン下端近傍領域Ｂの前面寄りの位置を回転軸線Ｏ−Ｏに直交する方向に通過している。ファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇは、ファン下端軸直交方向管部１６ｅから分岐されており、熱交下方管部１６ｃに合流している。ファン下方軸方向管部１６ｆは、ファン下端近傍領域Ｂの回転軸線Ｏ−Ｏよりも右側の位置においてファン下端軸直交方向管部１６ｅから分岐され、回転軸線Ｏ−Ｏ方向に平行に後側に向かって延び、熱交下方管部１６ｃのうちケーシング４０の背面に沿って左右方向に延びる部分に合流している。また、ファン下方軸方向管部１６ｆは、ファン台１５ｃの近傍を通過している。ここでは、ファン下方軸方向管部１６ｆは、底フレーム４１の平面視において、ファン台１５ｃの右側５０ｍｍの距離内の位置を前後方向（ここでは、回転軸線Ｏ−Ｏ方向）に通過している。ファン下方軸方向管部１６ｇは、ファン下端近傍領域Ｂの回転軸線Ｏ−Ｏよりも左側の位置においてファン下端軸直交方向管部１６ｅから分岐され、回転軸線Ｏ−Ｏ方向に平行に後側に向かって延び、熱交下方管部１６ｃのうちケーシング４０の背面に沿って左右方向に延びる部分に合流している。また、ファン下方軸方向管部１６ｇは、ファン台１５ｃの近傍を通過している。ここでは、ファン下方軸方向管部１６ｇは、底フレーム４１の平面視において、ファン台１５ｃの右側５０ｍｍの距離内の位置を前後方向（ここでは、回転軸線Ｏ−Ｏ方向）に通過している。

（３）冷凍装置の動作
次に、図１及び図５を用いて、冷凍装置としての空気調和装置１の動作について説明する。空気調和装置１では、主として、室内の冷房を行う冷房運転と、室内の暖房を行う暖房運転と、が行われる。また、空気調和装置１では、冬期のような外気温度が低い条件における運転時に、底フレーム４１のうち室外熱交換器１１の下方及び室外ファン１５の下方で氷が成長することを抑制するために、ホットガスバイパス管１６に冷媒を流す運転が行われる。

冷房運転時には、四路切換弁１０が室外放熱状態（図１の実線で示される状態）に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機８に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機８から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁１０を通じて、室外熱交換器１１に送られる。室外熱交換器１１に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器として機能する室外熱交換器１１において、室外ファン１５によって冷却源として供給される室外空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。室外熱交換器１１において放熱した高圧の液冷媒は、膨張弁１２に送られる。膨張弁１２に送られた冷媒は、膨張弁１２によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。膨張弁１２で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、液側閉鎖弁１３及び液冷媒連絡管４を通じて、室内熱交換器３１に送られる。室内熱交換器３１に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器３１において、室内ファン３２によって加熱源として供給される室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内空気は冷却され、その後に、室内に供給されることで室内の冷房が行われる。室内熱交換器３１において蒸発した低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管５、ガス側閉鎖弁１４、四路切換弁１０及びアキュムレータ７を通じて、再び、圧縮機８に吸入される。

暖房運転時には、四路切換弁１０が室外蒸発状態（図１の破線で示される状態）に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機８に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機８から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁１０、ガス側閉鎖弁１４及びガス冷媒連絡管５を通じて、室内熱交換器３１に送られる。室内熱交換器３１に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器３１において、室内ファン３２によって冷却源として供給される室内空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気は加熱され、その後に、室内に供給されることで室内の暖房が行われる。室内熱交換器３１で放熱した高圧の液冷媒は、液冷媒連絡管４及び液側閉鎖弁１３を通じて、膨張弁１２に送られる。膨張弁１２に送られた冷媒は、膨張弁１２によって冷凍サイクルの低圧まで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。膨張弁１２で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器１１に送られる。室外熱交換器１１に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器１１において、室外ファン１５によって加熱源として供給される室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。室外熱交換器１１で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁１０及びアキュムレータ７を通じて、再び、圧縮機８に吸入される。

ホットガスバイパス管１６に冷媒を流す運転は、上記の暖房運転時に、開閉弁１７を開状態にすることによって行われる。開閉弁１７を開状態にすると、圧縮機８から吐出された高圧のガス冷媒の一部は、ホットガスバイパス管１６に流入する。ホットガスバイパス管１６に流入した高圧の冷媒は、分岐管部１６ａを通じてファン下方管部１６ｂに送られる。ファン下方管部１６ｂに送られた高圧の冷媒は、ファン下方管部１６ｂにおいて、底フレーム４１のうち室外ファン１５の下方を加熱して冷却される。このとき、ファン下方管部１６ｂに送られた高圧の冷媒は、底フレーム４１のファン下端近傍領域Ｂにおいて、その一部がファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇを通過し、残りがファン下端軸直交方向管部１６ｅを通過する。そして、ファン下端軸直交方向管部１６ｅを通過した高圧の冷媒は、熱交下方管部１６ｃに送られ、ファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇを通過した高圧の冷媒は、熱交下方管部１６ｃに合流する。これにより、底フレーム４１のうち室外ファン１５の下方、特に、底フレーム４１のファン下端近傍領域Ｂにおける氷の成長が抑制される。ファン下方管部１６ｂから熱交下方管部１６ｃに送られた高圧の冷媒は、熱交下方管部１６ｃにおいて、底フレーム４１の室外熱交換器１１の下方を加熱してさらに冷却される。これにより、底フレーム４１のうち室外熱交換器１１の下方における氷の成長が抑制される。熱交下方管部１６ｃを通過した高圧の冷媒は、合流管部１６ｄに送られ、キャピラリチューブ１８（図１参照）において減圧された後に、ホットガスバイパス管１６から流出し、液冷媒管２３を流れる冷媒に合流する。

（４）室外ユニット及びそれを備えた冷凍装置の特徴
本実施形態の室外ユニット２及びそれを備えた冷凍装置としての空気調和装置１には、以下のような特徴がある。

＜Ａ＞
室外ユニット２において、室外ファン１５の下方における氷の成長は、羽根車１５ａの回転軸線Ｏ−Ｏ方向の厚みに対応する広い領域で発生する。なぜなら、羽根車１５ａは、回転軸線Ｏ−Ｏ方向に傾斜した羽根を有しており、回転軸線Ｏ−Ｏ方向に厚みがあるからである。このため、羽根車１５ａの下端と氷との接触に対しては、羽根車１５ａの回転軸線Ｏ−Ｏ方向の厚みを考慮して、ホットガスバイパス管１６のうち室外ファン１５の下方を通過する部分であるファン下方管部１６ｂの配置や形状を工夫することが好ましい。そして、羽根車１５ａの回転軸線Ｏ−Ｏ方向の厚みを考慮するには、ファン下方管部１６ｂを羽根車１５の回転軸線Ｏ−Ｏ方向に延ばして、ファン下方管部１６ｂによる加熱が、底フレーム４１のうち羽根車１５ａの下端の回転軸線Ｏ−Ｏ方向の厚みに対応する広い領域まで行き渡るようにすることが好ましい。

そこで、本実施形態の室外ユニット２では、上記のように、底フレーム４１の平面視において、室外ファン１５の駆動時に室外ファン１５の羽根車１５ａが通過する位置を下方に投影した領域Ａのうち、羽根車１５ａの回転中心Ｏから羽根車１５ａの半径Ｒの２／３以下の距離内にある領域をファン下端近傍領域Ｂとし、ファン下方管部１６ｂが、ファン下端近傍領域Ｂに、回転軸線Ｏ−Ｏ方向に延びるファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇを有するものにしている。

これにより、ここでは、ファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇによって、底フレーム４１のうち羽根車１５ａの下端の回転軸線Ｏ−Ｏ方向の厚みを考慮した広い領域（すなわち、ファン下端近傍領域Ｂ）を加熱することができ、底フレーム４１のうち室外ファン１５の下方における氷の成長を十分に抑制することができる。そして、室外ファン１５の下方における氷の成長が抑制されることによって、羽根車１５ａの下端が氷に接触して室外ファン１５の駆動が妨げられることを回避することができ、信頼性の高い空気調和装置１を提供することができる。これに対して、従来の室外ユニットでは、ホットガスバイパス管のうち室外ファンの下方を通過するファン下方管部が、底フレームの平面視において、室外ファンの羽根車の回転軸線に直交する方向に延びているだけである。このため、底フレームのうち羽根車の下端の軸方向の一部分に対応する領域を加熱することはできるものの、底フレームのうち羽根車の下端の軸方向の他の部分に対応する領域における加熱が不十分になるおそれがあり、底フレームのうち室外ファンの下方における氷の成長を十分に抑制することができないおそれがある。

＜Ｂ＞
本実施形態の室外ユニット２では、上記のように、ファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇが、ファン台１５ｃの近傍を通過するようにしているため、ファン台１５ｃの近傍における氷の成長も抑制して、底フレーム４１のうち室外ファン１５の下方における氷の成長の抑制に寄与することができる。

＜Ｃ＞
本実施形態の室外ユニット２では、上記のように、ファン下方管部１６ｂが、回転軸線Ｏ−Ｏに直交する方向に延びるファン下端軸直交方向管部１６ｅをさらに有しており、ファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇが、ファン下端軸直交方向管部１６ｅから分岐されており、熱交下方管部１６ｃに合流している。すなわち、ここでは、ファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇがファン下端軸直交方向管部１６ｅから分岐され、かつ、熱交下方管部１６ｃに合流した構造を有している。このため、ここでは、従来のホットガスバイパス管（ファン下端軸直交方向管部及び熱交下方管部を有する冷媒管）にファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇを接続することによって容易に形成することができる。

（５）変形例
＜Ａ＞
上記実施形態の室外ユニット２では、ファン下方管部１６ｂを構成するファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇが回転軸線Ｏ−Ｏに平行に延びているが、これに限定されるものではなく、ファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇが、回転軸線Ｏ−Ｏ方向に傾斜して延びていてもよいし、階段状に延びていてもよい。図６には、ファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇが階段状に延びている例を示しているが、このようなファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇも、回転軸線Ｏ−Ｏ方向に延びるものに含まれる。

＜Ｂ＞
上記実施形態及び変形例Ａの室外ユニット２では、ファン下方管部１６ｂが、２本のファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇを有しているため、ファン下端軸直交方向管部１６ｅに冷媒が流れにくくなるおそれがある。

そこで、ここでは、図７に示すように、ファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇを、ファン下端軸直交方向管部１６ｅ及び熱交下方管部１６ｃよりも管径を小さくしている。

これにより、ここでは、ファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇに冷媒が流れすぎないようにし、ファン下端軸直交方向管部１６ｅ及び熱交下方管部１６ｃへの冷媒の流れを確保することができる。

＜Ｃ＞
上記実施形態及び変形例Ａ、Ｂの室外ユニット２では、ファン下方管部１６ｂが、２本のファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇを有しているが、これに限定されるものではなく、ここでは図示しないが、ファン下方軸方向管部が１本であってもよいし、３本以上であってもよい。

＜Ｄ＞
上記実施形態及び変形例Ａ〜Ｃの室外ユニット２では、ファン下方管部１６ｂについて、回転軸線Ｏ−Ｏ方向に延びるファン下方軸方向管部１６ｆ、１６ｇが、回転軸線Ｏ−Ｏに直交する方向に延びるファン下端軸直交方向管部１６ｅから分岐され、かつ、熱交下方管部１６ｃに合流した構造を採用している。

しかし、ファン下方管部１６ｂの構造はこれに限定されるものではなく、図８に示すように、ファン下方管部１６ｂについて、回転軸線Ｏ−Ｏに直交する方向に延びるファン下端軸直交方向管部１６ｈ、１６ｉ、１６ｊが、回転軸線Ｏ−Ｏ方向に延びるファン下方軸方向管部１６ｋ、１６ｍに直列に接続された構造を採用してもよい。

具体的には、ここでは、ファン下方管部１６ｂが、ファン下端軸直交方向管部１６ｈ、ファン下方軸方向管部１６ｋ、ファン下端軸直交方向管部１６ｉ、ファン下方軸方向管部１６ｍ、ファン下端軸直交方向管部１６ｊの順に直列に接続されている。ファン下端軸直交方向管部１６ｈは、ファン下方溝部４１ａの右端部の位置からファン下端近傍領域Ｂの回転軸線Ｏ−Ｏよりも右側の位置まで回転軸線Ｏ−Ｏに直交する方向に延びる部分である。ファン下方軸方向管部１６ｋは、ファン下端軸直交方向管部１６ｈから回転軸線Ｏ−Ｏ方向に平行に後側に向かって延びる部分である。ファン下方軸方向管部１６ｋは、ファン台１５ｃの近傍を通過している。ここでは、ファン下方軸方向管部１６ｋは、底フレーム４１の平面視において、ファン台１５ｃの右側５０ｍｍの距離内の位置を前後方向（ここでは、回転軸線Ｏ−Ｏ方向）に通過して、ファン台１５ｃの右後側の位置まで延びている。ファン下端軸直交方向管部１６ｉは、ファン下方軸方向管部１６ｋからファン台１５ｃの左後側の位置まで回転軸線Ｏ−Ｏに直交する方向に延びる部分である。ファン下端軸直交方向管部１６ｉは、ファン台１５ｃの近傍（ファン台１５ｃの後側５０ｍｍの距離内の位置）を通過している。ファン下方軸方向管部１６ｍは、ファン下端軸直交方向管部１６ｉから回転軸線Ｏ−Ｏ方向に平行に前側に向かって延びる部分である。ファン下方軸方向管部１６ｍは、ファン台１５ｃの近傍を通過している。ここでは、ファン下方軸方向管部１６ｋは、底フレーム４１の平面視において、ファン台１５ｃの左側５０ｍｍの距離内の位置を前後方向（ここでは、回転軸線Ｏ−Ｏ方向）に通過して、ファン下端近傍領域Ｂの回転軸線Ｏ−Ｏよりも左側の位置まで延びる部分である。ファン下端軸直交方向管部１６ｊは、ファン下端近傍領域Ｂの回転軸線Ｏ−Ｏよりも左側の位置からファン下方溝部４１ａの左端部の位置まで回転軸線Ｏ−Ｏに直交する方向に延びる部分である。

この構造のホットガスバイパス管１６を有する室外ユニット２では、ホットガスバイパス管１６に冷媒を流す運転において、高圧のガス冷媒は、ファン下方管部１６ｂを、ファン下端軸直交方向管部１６ｈ、ファン下方軸方向管部１６ｋ、ファン下端軸直交方向管部１６ｉ、ファン下方軸方向管部１６ｍ、ファン下端軸直交方向管部１６ｊの順に流れることになる。

本変形例においても、上記実施形態及び変形例Ａ〜Ｃと同様に、ファン下方管部１６ｂが、ファン下端近傍領域Ｂに、回転軸線Ｏ−Ｏ方向に延びるファン下方軸方向管部１６ｋ、１６ｍを有しているため、底フレーム４１のうち室外ファン１５の下方における氷の成長を十分に抑制することができ、羽根車１５ａの下端が氷に接触して室外ファン１５の駆動が妨げられることを回避することができ、信頼性の高い空気調和装置１を提供することができる。

また、本変形例では、上記のように、ファン下方管部１６ｂがファン下端軸直交方向管部１６ｈ、１６ｉ、１６ｊとファン下方軸方向管部１６ｋ、１６ｍとが直列に接続された構造を有しているため、ファン下方管部１６ｂの曲げ加工等によってファン下方軸方向管部１６ｋ、１６ｍを容易に形成することができる。

＜Ｅ＞
上記変形例Ｄの室外ユニット２では、ファン下方管部１６ｂを構成するファン下方軸方向管部１６ｋ、１６ｍが回転軸線Ｏ−Ｏに平行に延びているが、これに限定されるものではなく、ファン下方軸方向管部１６ｋ、１６ｍが、回転軸線Ｏ−Ｏ方向に傾斜して延びていてもよいし、階段状に延びていてもよい。図９には、ファン下方軸方向管部１６ｋ、１６ｍが階段状に延びている例を示しているが、このようなファン下方軸方向管部１６ｋ、１６ｍも、回転軸線Ｏ−Ｏ方向に延びるものに含まれる。

＜Ｆ＞
上記変形例Ｄ、Ｅの室外ユニット２では、ファン下方管部１６ｂが、２つのファン下方軸方向管部１６ｋ、１６ｍを有しているが、これに限定されるものではなく、ここでは図示しないが、ファン下方軸方向管部が１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

＜Ｇ＞
上記実施形態及び変形例Ａ〜Ｆの室外ユニット２において、熱交下方管部１６ｃが、底フレーム４１の平面視において、排水孔４１ｃの上方を通過するようにしてもよい。例えば、図１０及び図１１に示すように、熱交下方管部１６ｃの排水孔４１ｃ近傍の部分に曲げ形状を追加して、曲げ形状の部分を排水孔４１ｃの中央Ｐを通過させてもよい。

ここでは、熱交下方管部１６ｃが、底フレーム４１の平面視において、排水孔４１ｃの上方を通過するようにしているため、排水孔における氷の成長を抑制して、排水孔の閉塞を回避することができる。

特に、ここでは、熱交下方管部１６ｃが、排水孔４１ｃの中央Ｐを通過するようにしているため、排水孔４１ｃにおける氷の成長を抑制する効果を高めることができる。

また、ここでは、熱交下方管部１６ｃが、排水孔４１ｃの近傍に曲げ形状を形成して、排水孔４１ｃの上方を通過するようにしているため、底フレーム４１の平面視において、室外熱交換器１１の位置と排水孔４１ｃの位置とがずれて配置されるような場合であっても、熱交下方管部１６ｃを室外熱交換器１１の下方に配置しつつ、その曲げ形状の部分を排水孔４１ｃの上方に配置することができ、排水孔４１ｃにおける氷の成長を抑制する効果を高めることができる。また、排水孔４１ｃの中央Ｐを通過するように熱交下方管部１６ｃを配置することも容易になる。

＜Ｈ＞
上記実施形態及び変形例Ａ〜Ｇのホットガスバイパス管１６では、開閉弁１７が分岐管部１６ａに設けられているが、これに限定されるものではなく、開閉弁１７が合流管部１６ｄに設けられていてもよい。

また、上記実施形態及び変形例Ａ〜Ｇでは、室外ファン１５が上下２つ設けられた室外ユニット２を例に挙げて説明しているが、室外ファンが１つ設けられた室外ユニットであってもよい。

上記実施形態及び変形例Ａ〜Ｇのホットガスバイパス管１６は、空気調和装置１を構成する室外ユニット２に採用されているが、これに限定されるものではなく、ヒートポンプ式の給湯機等の他の冷凍装置の室外ユニットにも採用可能である。

本発明は、室外熱交換器及び室外ファンが収容されたケーシングの底フレーム上に、室外熱交換器及び室外ファンの下方に冷媒を流すホットガスバイパス管が配置された室外ユニット、及び、それを備えた冷凍装置に対して、広く適用可能である。

１ 空気調和装置（冷凍装置）
２ 室外ユニット
３ 室内ユニット
１１ 室外熱交換器
１５ 室外ファン
１５ａ 羽根車
１５ｃ ファン台
１６ ホットガスバイパス管
１６ｂ ファン下方管部
１６ｃ 熱交下方管部
１６ｅ、１６ｈ、１６ｉ、１６ｊ ファン下端軸直交方向管部
１６ｆ、１６ｇ、１６ｋ、１６ｍ ファン下方軸方向管部
４０ ケーシング
４１ 底フレーム
４１ｃ 排水孔

特開２０１０−７１５３０号公報

Claims (9)

1. 室外熱交換器（１１）及び室外ファン（１５）が収容されたケーシング（４０）の底フレーム（４１）上に、前記室外熱交換器及び前記室外ファンの下方に冷媒を流すホットガスバイパス管（１６）が配置された室外ユニットにおいて、
   前記ホットガスバイパス管は、前記室外ファンの下方を通過する部分であるファン下方管部（１６ｂ）と、前記室外熱交換器の下方を通過する部分である熱交下方管部（１６ｃ）と、を有しており、
   前記ファン下方管部は、前記底フレームの平面視において、前記室外ファンの駆動時に前記室外ファンの羽根車（１５ａ）が通過する位置を下方に投影した領域のうち、前記羽根車の回転中心から前記羽根車の半径の２／３以下の距離内にあるファン下端近傍領域に、前記回転軸線方向に延びるファン下方軸方向管部（１６ｆ、１６ｇ、１６ｋ、１６ｍ）を有している、
   室外ユニット（２）。
2. 前記底フレーム上には、前記室外ファンを支持するファン台（１５ｃ）が配置されており、
   前記ファン下方軸方向管部は、前記ファン台の近傍を通過している、
   請求項１に記載の室外ユニット。
3. 前記ファン下方管部は、前記回転軸線に直交する方向に延びるファン下端軸直交方向管部（１６ｈ、１６ｉ、１６ｊ）をさらに有しており、
   前記ファン下端軸直交方向管部は、前記ファン下方軸方向管部に直列に接続されている、
   請求項１又は２に記載の室外ユニット。
4. 前記ファン下方管部は、前記回転軸線に直交する方向に延びるファン下端軸直交方向管部（１６ｅ）をさらに有しており、
   前記ファン下方軸方向管部（１６ｆ、１６ｇ）は、前記ファン下端軸直交方向管部から分岐されており、前記熱交下方管部に合流している、
   請求項１又は２に記載の室外ユニット。
5. 前記ファン下方軸方向管部は、前記ファン下端軸直交方向管部及び前記熱交下方管部よりも管径が小さい、
   請求項４に記載の室外ユニット。
6. 前記底フレームには、前記室外熱交換器の下方近傍に排水孔（４１ｃ）が形成されており、
   前記熱交下方管部は、前記底フレームの平面視において、前記排水孔の上方を通過している、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の室外ユニット。
7. 前記熱交下方管部は、前記底フレームの平面視において、前記排水孔の中央を通過している、
   請求項６に記載の室外ユニット。
8. 前記熱交下方管部は、前記底フレームの平面視において、前記排水孔の近傍に曲げ形状を有しており、前記曲げ形状の部分が前記排水孔の上方を通過している、
   請求項６又は７に記載の室外ユニット。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の室外ユニットと、
   室内ユニット（３）と、
   を備えた、
   冷凍装置（１）。

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