JP5496697B2 - 空気調和装置の室外ユニット - Google Patents

Description

本発明は、筺体の上部に送風機を備える上吹出し型の空気調和装置の室外ユニットに関する。

一般に、筺体の底板上に配置される圧縮機と、筺体の背面側及び両側面側の３面に沿って、底板上に配置される断面略コ字型の熱交換器と、この熱交換器の上部に配置される送風機とを備える空気調和装置の室外ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の室外ユニットでは、電動要素を備える圧縮機に直接雨滴がかかるのを防止するために、筺体内に防水性を有する機械室を設けて、この機械室に圧縮機を収容している。

特開２００６−１８９１９６号公報

しかしながら、この機械室を設けるために、室外ユニットの熱交換器の伝熱面積、及び送風空間が制限されるため、室外ユニットのエネルギー効率に影響を及ぼす、或いは、十分な伝熱面積及び送風空間を確保するために室外ユニットが大型化するという問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、エネルギー効率の良い小型の空気調和装置の室外ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、筺体の底板上に配置される圧縮機と、前記筺体の背面側及び両側面側の３面に沿って前記底板上に配置される断面略コ字型の熱交換器と、この熱交換器の上部に配置される送風機とを備える空気調和装置の室外ユニットにおいて、前記熱交換器は、前記筺体の両側面側に位置する奥行き方向の長さが、前記筺体の背面側に位置する幅方向の長さよりも長く形成され、前記筺体内を前記熱交換器を有する熱交換室と前記圧縮機を有する機械室とに前後に区分けする仕切り板を設け、この仕切り板の両端を前記熱交換器の管板にそれぞれ固定し、前記仕切り板は、前記熱交換器の内側に延在する左右両側板を備え、少なくとも一方の側板が、前記管板から前記熱交換器の内側に向かうに連れて当該熱交換器の内面から離れるように傾斜して形成されていることを特徴とする。

この構成において、前記送風機は、前記筺体の背面側及び両側面側からそれぞれ略等しい距離となる位置に配置されている構成としても良い。また、前記仕切り板は、上下に２分割された、上仕切り板と下仕切り板とを有し、前記管板に着脱自在に固定されて備えられている構成としてもよい。また、前記上仕切り板は、その上部が傾斜面となるように屈曲されて備えられている構成としても良い。また、前記下仕切り板は、開口部を備え、前記開口部を、前記熱交換室と前記機械室の各室に配置された機器を接続する配管が通る構成としても良い。

本発明によれば、熱交換器を、筺体の両側面側に位置する奥行き方向の長さが、筺体の背面側に位置する幅方向の長さよりも長く形成し、筺体内を、熱交換器を有する熱交換室と圧縮機を有する機械室とに前後に区分けする仕切り板を設け、この仕切り板の両端を熱交換器の管板にそれぞれ固定したため、機械室を筐体内に簡単に形成することができるとともに、筐体を小型化しても、十分な熱交換器の伝熱面積を確保することができる。また、熱交換器を筐体の背面側及び両側面側の３面の全体に沿って設けることができ、熱交換器の伝熱面積を広くすることができるため、室外ユニットのエネルギー効率を向上することができるという効果を奏する。

本発明の一実施の形態を示す空気調和装置の室外ユニットの外観斜視図である。 前面パネルを外した状態での室外ユニットの正面図である。 室外ユニットの側断面図である。 室外ユニットの内部構成を示す上面図である。 仕切り板の設置状態を示す室外ユニットの部分斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る空気調和装置は、室外ユニット１０と室内ユニット（図示せず）とから構成されており、冷媒配管により接続された冷媒回路に冷媒を流して、冷房運転および暖房運転を行う。室外ユニット１０は、室外に設置され、室外空気と熱交換して冷房運転時には冷媒を凝縮させて外気に熱を放出し、暖房運転時には冷媒を蒸発させて外気から熱を取り込むものである。なお、以下に述べる上下および左右といった方向は、室外ユニット１０を設置した状態でその前面側から見た場合の方向を示している。

図１は、室外ユニット１０の外観斜視図であり、図２は、前面パネルを外した状態での室外ユニット１０の正面図である。室外ユニット１０は、略直方体箱形状のユニットケース（筐体）１１を備え、このユニットケース１１は、前後方向に延びる一対の脚部材１３、１３上に架け渡されて固定される底板１２と、この底板１２の４隅から鉛直方向に延びる支柱１４と、前面パネル１５とを有して構成される。
底板１２上には、後述する熱交換器２１が配置され、この熱交換器２１によってユニットケース１１の背面及び左右両側面が形成されている。また、熱交換器２１の上部には、送風機２２と、この送風機２２の周囲にベルマウス２５とが配置され、このベルマウス２５の吹出開口２５Ａには、送風機２２への接触を防止するファンガード２６が配置されている。また、ベルマウス２５の周囲には、発泡スチロール等の断熱材を備えた化粧パネル２７が設けられている。

前面パネル１５は、上下に二分割された上パネル１５Ａと下パネル１５Ｂとを備え、これら上パネル１５Ａ及び下パネル１５Ｂは、前面側の支柱１４、１４間に架け渡されて固定されている。ユニットケース１１の前面側には、図２に示すように、圧縮機３０Ａ，３０Ｂや、四方弁３１及び膨張弁といった弁体等の冷媒回路構成部品３２が配管接続されて収容されるとともに、これら圧縮機３０Ａ，３０Ｂ等の上方に室外ユニット１０の各種機器を制御するための電装箱３４が配置されている。このため、前面パネル１５を取り外すことによって、作業者が前面側から圧縮機３０Ａ，３０Ｂや電装箱３４内の電装品等のメンテナンス作業を容易に行うことができる。

次に、ユニットケース１１内の各機器の配置構成について説明する。
図３は、室外ユニット１０の側断面図であり、図４は、室外ユニット１０の内部構成を示す上面図である。

送風機２２は、図３に示すように、熱交換器２１の上方に配置されるファンモーター２３と、このファンモーター２３の軸に取り付けられたプロペラファン（羽根車）２４とを備えて構成される。隣接する支柱１４，１４間には、熱交換器２１の上端に相当する位置で当該支柱１４，１４を連結する不図示の連結部材が設けられ、ファンモーター２３は、これら連結部材間に架け渡された支持フレーム１６に固定される。
ファンモーター２３によりプロペラファン２４が回転駆動されると、室外ユニット１０の周囲、より具体的には図３、４中矢印Ｘで示すように、ユニットケース１１の前面を除いた左側面側、背面側及び右側面側から外気がユニットケース１１内に吸い込まれ、このユニットケース１１の上面部に設けられたベルマウス２５の吹出開口２５Ａを通じて外に排出される。つまり、この室外ユニット１０は、上面から熱交換後の空気を吹き出す上面吹き出しタイプに構成されている。

ユニットケース１１は、図４に示すように、奥行き方向の長さＬ１が幅方向の長さＬ２よりも長い略矩形に形成されている。また、送風機２２は、ユニットケース１１の背面側及び両側面側からそれぞれ略等しい距離となる位置にプロペラファン２４の回転軸Ｏが位置するように配置されている。そのため、本構成では、送風機２２は、プロペラファン２４の回転軸Ｏが背面側に移動した位置に配置されることにより、その分、送風機２２の前面側にスペースが形成される。この送風機２２の前方に形成されたスペースには、電装箱３４が配置され、電装箱３４は、送風機２２及びベルマウス２５と高さ方向でオーバーラップする位置に配置され、支柱１４，１４に螺合されて備えられている。これにより、電装箱３４が熱交換器２１を通過して送風機２２から吹き出される空気の流れを阻害することがなく、ユニットケース１１内での通風抵抗を低減することができるため、ユニットケース１１を大型化することなく、送風騒音の低減化を図ることができる。

ユニットケース１１の底板１２上には、断面略コ字形状に屈曲されて形成された熱交換器２１が配置され、この熱交換器２１は、ユニットケース１１の左側面から背面及び右側面に沿わせて配置され、奥行き方向の長さＬ３が幅方向の長さＬ４よりも長く形成されている。断面略コ字形状に屈曲されて形成された熱交換器２１の両端面には、この熱交換器２１内に連続蛇行曲げして配管された冷媒管を固定するための管板２１Ａが備えられている。また、本実施形態では、熱交換器２１は、断面略コ字形状に屈曲することにより一体に形成されるものであったが、例えば、断面略Ｌ字形状に形成された２つの熱交換器を、断面略コ字形状に対向配置しても良い。

熱交換器２１で囲まれた内側には、上記した圧縮機３０Ａ，３０Ｂや冷媒回路構成部品３２とともに冷媒回路の一部を構成するアキュムレータ３５、オイルセパレーター３６及びレシーバータンク３７が底板１２上に配置されている。また、アキュムレータ３５の上部中央には、フレーム１７が固定され、フレーム１７は、アキュムレータ３５の上端部から延びて、支柱１４，１４を連結する連結部材に固定され、アキュムレータ３５の揺動を防止している。

これらアキュムレータ３５、オイルセパレーター３６及びレシーバータンク３７は、冷媒または冷凍機油を一時的に貯留する圧力容器であり、メンテナンス頻度が低いものである。一方、上記した圧縮機３０Ａ，３０Ｂや冷媒回路構成部品３２は、モーターやコイル等の電動要素を備えるため、メンテナンス頻度が高い。このため、本構成では、底板１２上から電装箱３４の下端部まで上方に延びる仕切り板３８を設け、この仕切り板３８によって、ユニットケース１１内が、図３に示すように、熱交換室３９と機械室４０とに区分けされている。そして、機械室４０には、メンテナンス頻度の高い圧縮機３０Ａ，３０Ｂや冷媒回路構成部品３２が収容され、熱交換室３９には、メンテナンス頻度の低い熱交換器２１、アキュムレータ３５、オイルセパレーター３６及びレシーバータンク３７が収容されている。この仕切り板３８により、機械室４０に収容された各機器に直接雨滴がかかることが防止される。

仕切り板３８は、図５に示されるように、ユニットケース１１内で、断面略コ字型に形成された熱交換器２１の内側に配置され、上仕切り板３８Ａと、下仕切り板３８Ｂとに二分割されて備えられている。これによって、熱交換室３９に収容された各機器のメンテナンスが必要になった場合には、上仕切り板３８Ａだけを取り外して作業を行うことができるため、仕切り板３８の取り外しの作業性が向上される。
さらに、上仕切り板３８Ａは、主板５１Ａ、上板５１Ｂ、側板５１Ｃ，５１Ｄの４枚の板を有し、それぞれの板が互いにねじ止め、或いは、溶接によって固定されて形成されている。これによって、複雑な形状の上仕切り板３８Ａは、プレス成型などによって形成するのに比べて低コストで製造することができる。

上仕切り板３８Ａの主板５１Ａと、下仕切り板３８Ｂは断面略同形状に形成され、これによって、仕切り板３８は、背面６１と、背面６１をユニットケース１１の前方に向かって略直角に折り曲げて形成した左右両側面６２，６３と、側面６２，６３をユニットケース１１の外側に向かって略直角に折り曲げ、背面６１と略平行に形成した取付け部６４，６５とを有し、取付け部６４，６５は、熱交換器２１の管板２１Ａに固定されて備えられている。

側面６２，６３は、管板２１Ａから、ユニットケース１１の奥行き方向である両側面側に沿って配置された熱交換器２１の内面から、熱交換器２１の内側に向かうに連れて、徐々に離れるように斜めに傾斜して形成されている。これによって、仕切り板３８と、熱交換器２１との間に隙間を設けて、仕切り板３８によって熱交換器２１の一部が覆われることがないようにして、熱交換器２１の伝熱面積を有効的に利用している。さらに、仕切り板３８の側面６２，６３を熱交換器２１の側面に対して斜めに設けているために、熱交換器２１を介してユニットケース１１内に吸い込まれる空気の流れの流れ方向は、仕切り板３８によって急激に変化させられることがなく、熱交換器２１の熱交換効率を損なうことがない。

また、取付け部６４，６５には、複数のねじ孔が形成され、この複数のねじ孔を介して断面略コ字型に形成された熱交換器２１の管板２１Ａに仕切り板３８は螺合されて着脱自在に備えられている。これによって、機械室４０を構成する仕切り板３８を熱交換器２１に螺合して固定する構成としたため、機械室４０をユニットケース１１内に簡単に形成することができる。また、ユニットケース１１の左右側面及び背面の３面の全体に沿って熱交換器２１を配置することができ、熱交換器２１の伝熱面積を広く設けることができる。

上仕切り板３８Ａの上板５１Ｂは、上仕切り板３８Ａの背面６１から、電装箱３４の下端部まで延びる傾斜面となるように備えられている（図３参照）。これによって、熱交換器２１から吸い込まれ、熱交換器２１の上方に配置された送風機２２から吹き出される空気の流れが、仕切り板３８によって阻害されることがなく、熱交換室３９内の風の流れが良くなる。
上板５１Ｂの前面側端部は、上板５１Ｂを屈曲させて底板１２と略平行になるように備えられた縁部５２を有し、この縁部５２は、電装箱３４の底面と接するように備えられ、電装箱３４を支柱１４，１４に螺合する際に、縁部５２が、電装箱３４を高さ方向に保持するように備えられている。

また、上板５１Ｂの傾斜面には、点検用開口５３と、リード線引き出し孔５４が形成されている。点検用開口５３は、通常はパネル５３Ａで覆われており、パネル５３Ａは、上板５１Ｂに着脱自在に備えられている。点検用開口５３は、機械室４０側から熱交換室３９内を点検するための開口であり、これによって、ユニットケース１１の正面側からは、仕切り板３８及び電装箱３４で閉ざされる熱交換室３９内の点検を行う際に、点検用開口５３を覆うパネル５３Ａを取り外して、熱交換室３９内の点検を容易に行うことができる。
リード線引き出し孔５４には、ゴムキャップ５４Ａが嵌合されて備えられ、ゴムキャップ５４Ａは割れ目を有し、機械室４０から延出してファンモーター２３に連結されるリード線がこの割れ目から引き出されている。これによって、リード線引き出し孔５４から機械室４０に雨滴が侵入するのを防ぐことができるとともに、リード線がリード線引き出し孔５４の板金と接触するのを防止することができる。

下仕切り板３８Ｂの背面下部には、仕切り板３８によって区分けされた機械室４０と熱交換室３９の各室に配置された機器を接続する配管が通る開口部３８Ｃが形成され、各種接続配管は機械室４０と熱交換室３９間をこの開口部３８Ｃを介してそれぞれの機器に接続されている。これによって、上仕切り板３８Ａをメンテナンス作業の為にとりはずす際に、これらの接続配管が妨げになることがなく、メンテナンス作業性が向上する。

以上説明したように、本実施形態によれば、奥行き方向の長さＬ１が幅方向の長さＬ２よりも長い略矩形に形成されたユニットケース１１の背面側及び両側面側の３面に沿って、奥行き方向の長さＬ３が幅方向の長さＬ４よりも長い略コ字型の熱交換器２１を設けたため、ユニットケース１１を小型にしても、十分な熱交換器２１の伝熱面積を確保することができる。また、ユニットケース１１内を熱交換器２１を有する熱交換室３９と、圧縮機３０Ａ，３０Ｂを有する熱交換室４０とに前後に区分けする仕切り板３８を設けて、この仕切り板３８の両端である取付け部６４，６５を熱交換器２１の管板２１Ａにそれぞれ固定する構成としたため、機械室４０をユニットケース１１内に簡単に形成することができる。また、熱交換器２１をユニットケース１１の背面側及び両側面側の３面の全体に沿って設けることができ、熱交換器２１の伝熱面積を広くすることができる。また、モーターやコイル等の電動要素を備える圧縮機３０Ａ，３０Ｂに直接雨滴がかかるのを防止することができる。

また、本実施形態によれば、ファンモーター２３と、このファンモーター２３の軸に取り付けられたプロペラファン２４からなる送風機２２を、奥行き方向の長さＬ１が幅方向の長さＬ２よりも長い略矩形に形成されたユニットケース１１の背面側及び両側面側からそれぞれ略等しい距離となる位置に配置しているため、送風機２２の軸にそってユニットケース１１内で発生する風の流れ（旋回流）に対する、仕切り板３８の影響を低減することができる。

また、本実施形態によれば、仕切り板３８は、管板２１Ａに固定され、断面略コ字型の熱交換器２１の内側に延在する左右両側板６２，６３を備え、側板６２，６３の少なくとも一方が、管板２１Ａから２１熱交換器の内側に向かうに連れて熱交換器２１の内面から離れるように傾斜して形成されているため、仕切り板３８を断面略コ字形状に形成された熱交換器２１の内側に配置しても、仕切り板３８と、熱交換器２１との間に隙間が設けられ、仕切り板３８によって熱交換器２１の一部が覆われることがない。また、熱交換器２１を介してユニットケース１１内に吸い込まれる空気の流れの流れ方向が、仕切り板３８によって急激に変化させられることがない。そのため、熱交換器２１の伝熱面積を有効的に利用することができるとともに、熱交換器２１の熱交換効率を損なうことがない。

また、本実施形態によれば、仕切り板３８は、上仕切り板３８Ａと、下仕切り板３８Ｂとに２分割されて備えられ、熱交換器２１の看板２１Ａに着脱自在に螺合されて備えられている構成としたため、熱交換室３９に収容された各機器のメンテナンスが必要になった場合には、上仕切り板３８Ａだけを簡易に取り外して作業を行うことができ、仕切り板３８の取り外しの作業性が向上され、メンテナンス労力を低減することができる。

また、本実施形態によれば、上仕切り板３８Ａの上部は、その背面から電装箱３４の下端部まで延びる傾斜面となるように屈曲されて備えられているため、熱交換器２１から吸い込まれ、熱交換器２１の上方に配置された送風機２２から吹き出される、ユニットケース１１内の空気の流れ（旋回流）方向の断面積が急激に変化することがないため、熱交換器２１の熱交換効率を損ねることがない。

また、本実施形態によれば、下仕切り板３８Ｂの背面下部には、仕切り板３８によって区分けされた機械室４０と熱交換室３９の各室に配置された機器を接続する配管が通る開口部３８Ｃが形成され、各種接続配管この開口部３８Ｃを介してそれぞれの機器に接続されているため、上仕切り板３８Ａをメンテナンス作業の為にとりはずす際に、これらの接続配管が作業の妨げになることがなく、メンテナンス作業性を向上することができる。

Ｌ１ 奥行き方向
Ｌ２ 幅方向
１０ 室外ユニット
１１ ユニットケース（筐体）
１２ 底板
１５ 前面パネル
１５Ａ 上パネル
１５Ｂ 下パネル
２１ 熱交換器
２１Ａ 管板
２２ 送風機
２５Ａ 吹出開口
３０Ａ、３０Ｂ 圧縮機
３２ 冷媒回路構成部品
３４ 電装箱
３５ アキュムレータ
３６ オイルセパレーター
３７ レシーバータンク
３８ 仕切り板
３８Ａ 上仕切り板
３８Ｂ 下仕切り板
３８Ｃ 開口部
３９ 熱交換室
４０ 機械室
Ｏ 回転軸

Claims (5)

1. 筺体の底板上に配置される圧縮機と、前記筺体の背面側及び両側面側の３面に沿って前記底板上に配置される断面略コ字型の熱交換器と、この熱交換器の上部に配置される送風機とを備える空気調和装置の室外ユニットにおいて、
   前記熱交換器は、前記筺体の両側面側に位置する奥行き方向の長さが、前記筺体の背面側に位置する幅方向の長さよりも長く形成され、
   前記筺体内を、前記熱交換器を有する熱交換室と前記圧縮機を有する機械室とに前後に区分けする仕切り板を設け、この仕切り板の両端を前記熱交換器の管板にそれぞれ固定し、
   前記仕切り板は、前記熱交換器の内側に延在する左右両側板を備え、少なくとも一方の側板が、前記管板から前記熱交換器の内側に向かうに連れて当該熱交換器の内面から離れるように傾斜して形成されていることを特徴とする空気調和装置の室外ユニット。
2. 前記送風機は、前記筺体の背面側及び両側面側からそれぞれ略等しい距離となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置の室外ユニット。
3. 前記仕切り板は、上下に２分割された、上仕切り板と下仕切り板とを有し、前記管板に着脱自在に固定されて備えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置の室外ユニット。
4. 前記上仕切り板は、その上部が傾斜面となるように屈曲されて備えられていることを特徴とする請求項３に記載の空気調和装置の室外ユニット。
5. 前記下仕切り板は、開口部を備え、前記開口部を、前記熱交換室と前記機械室の各室に配置された機器を接続する配管が通ることを特徴とする請求項３に記載の空気調和装置の室外ユニット。

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