JP2000161713A - 室外ユニット及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化が可能であり、また、壁面に密着する
ことが可能な室外ユニットおよび該室外ユニットを備え
た空気調和機を提供すること。 【解決手段】 室外ユニット１０において、ターボファ
ン（遠心ファン）２０ｋと、該ターボファン２０ｋの吸
込口に対向して配置された室外熱交換器２０ｂと、制御
部２０ｇとを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、暖房又は冷房によ
り快適な室内環境を提供する空気調和機に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機は、室内ユニット及び室外ユ
ニットの二つの大きな構成要素からなっている。これら
それぞれには、冷媒と室内気との間及び冷媒と室外気と
の間における熱交換を行う室内熱交換器及び室外熱交換
器が備えられている。

【０００３】これら室内熱交換器及び室外熱交換器は、
他に圧縮機、膨張弁等の要素を加えて冷媒回路を構成す
る要素になっている。冷媒はこの回路を物理的に循環す
ることで、熱的にも高温高圧気体、低温低圧気体、高温
高圧液体、低温低圧液体という状態変化の循環プロセス
を辿り、室内の冷暖房を実現することになる。なお、こ
の室内の冷暖房は、直接的には前記室内熱交換器内の冷
媒と室内気との熱交換により実現されることになる。

【０００４】ちなみに、暖房は、圧縮機で高温高圧の気
体とされた気体冷媒を室内熱交換器に送出して、当該冷
媒と室内気との間で熱交換を行うことにより実現され
る。また冷房は、高温高圧の気体冷媒を室外熱交換器に
送出して室外気と熱交換させて高温高圧の液冷媒とし、
これをさらに膨張弁に通すことで低温低圧化させて室内
熱交換器に送出し、この冷媒と室内気との間で熱交換を
行うことにより実現される。

【０００５】以下、従来の室外ユニットの構成について
詳細に説明する。図３において、２０は室外ユニットで
ある。室外ユニット２０には、筐体２０ａ内に室外熱交
換器２０ｂ、プロペラファン２０ｃ、圧縮機２０ｆ、制
御部２０ｇ等が備えられている。室外熱交換器２０ｂ
は、周囲に多数のフィンを備えた冷媒配管により構成さ
れており、冷媒と室外気との熱交換を実現するためのも
のである。熱交換器２０ｂは、Ｌ字状に曲げ加工されて
おり、筐体２０ａ内部の背面及び一側面側に配置されて
いる。プロペラファン２０ｃは、筐体２０ａ内に新たな
空気を常に取り込むことにより、熱交換効率の向上を図
るために設けられている。筐体２０ａの背面及び側面か
ら筐体２０ａ内に取り込まれた室外の空気は、途中、熱
交換器２０ｂのフィン間を通過して、熱交換器２０ｂ内
の冷媒と熱交換され、その後、プロペラファン２０ｃに
よって筐体前面へと排出されるようになっている。

【０００６】圧縮機２０ｆは、低温低圧の気体冷媒を、
高温高圧の気体冷媒に変換して吐出するものであり、冷
媒回路を構成する部品の中では最も中心的な働きを担う
ものである。ちなみに冷媒回路とは、この圧縮機２０ｆ
に加えて、上記した室内熱交換器、室外熱交換器２０
ｂ、冷媒配管３０、膨張弁、及び冷媒の流れ方向を規定
する四方弁（膨張弁及び四方弁は共に不図示）等から概
略構成され、冷媒を室内ユニット１０と室外ユニット２
０との間で循環させる回路である。

【０００７】制御部２０ｇは、前記プロペラファン２０
ｃ、圧縮機２０ｆ、その他室外ユニット２０に備えられ
た各種機器に関する動作制御等を行うもので、各種電気
回路素子から構成されているものである。この電気回路
素子のうちで中心的な役割を担うものの一つとして、パ
ワートランジスタを備えている。このパワートランジス
タは、運転時に多量の熱を発生するため、過熱による動
作不良、周囲の電気回路素子への悪影響を防ぐため、制
御部２０ｇには図４に示すように放熱フィンが備えられ
たヒートシンク２０ｊが取り付けられている。放熱フィ
ンはパワートランジスタから発せられた熱を吸収すると
ともに、室外気に熱を放出する。放熱は、プロペラファ
ン２０ｃによって筐体２０ａ内に取り込まれた空気の一
部が放熱フィンの間を通過することによって行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
室外ユニット２０に用いられているプロペラファン２０
ｃは発生できる静圧が低く、熱交換器２０ｂの放熱フィ
ン密度を上げると風量が減少し、十分な熱交換を行うた
めには、熱交換器２０ｂを大きくせざるを得ない。この
ため、従来においては、背面と側面に熱交換器２０ｂを
設ける必要があり、熱交換器２０ｂをＬ字状に曲げ加工
している。したがって、熱交換器２０ｂの製造工数が多
いとともに、室外ユニットを小型化することができない
という問題がある。

【０００９】また、熱交換器２０ｂ内の冷媒と室外気と
を熱交換させるために、上記のように、筐体２０ａの背
面及び側面から室外気を取り込むこととしている。この
ため、室外ユニットを設置する際には、通風路を確保す
るため、壁面から一定距離を離して設置しなければなら
ず、設置面積を広くとらなければならないという問題が
ある。さらに、背面及び側面から取り込まれて熱交換さ
れた空気は、室外ユニット２０正面から吹き出されるた
め、室外ユニット２０正面に樹木がある場合には排気を
吹き付け、樹木を枯らしてしまうといった問題がある。
したがって、室外ユニットの設置箇所にはこの点からの
制約があった。

【００１０】また、熱交換性能を向上するため、熱交換
器が大きく取られている場合、通風面積の増加より室外
機内の空気の流速は遅くなり、これに伴い制御部２０ｇ
の放熱フィン間を通過する空気は流速も遅い。このた
め、十分な放熱を行うためには、ヒートシンクを大型化
して放熱面積を大きくとらなければならないという問題
がある。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、小型化が可能であり、ま
た、壁面に密着することが可能な室外ユニットおよび該
室外ユニットを備えた空気調和機を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために以下の手段をとった。すなわち、請求項
１記載の室外ユニットは、遠心ファンと、該遠心ファン
の吸込口に対向して配置された室外熱交換器と、制御部
とを備えたことを特徴とする。

【００１３】この室外ユニットにおいては、遠心ファン
が、遠心ファンの吸込口に対向して設けられた室外熱交
換器側から外気を吸い込み、径方向に吹き出す。遠心フ
ァンは発生する静圧が高く、高密度化された室外熱交換
器において、プロペラファンに比べて風量を多くできる
ので熱交換器の高密度化により筐体背面と側面の両面に
熱交換器を備える必要がない。また、室外ユニット正面
に排気を吹き出さないので、室外ユニット正面に樹木が
あるような場合でも、枯らすことがない。つまり、従来
のような設置箇所の制約がない。

【００１４】請求項２記載の室外ユニットは、請求項１
記載の室外ユニットにおいて、前記遠心ファンの吹出口
に対向して、前記制御部が配設されていることを特徴と
する。

【００１５】この室外ユニットにおいては、遠心ファン
が吹き出す空気の一部が、前記制御部に直接吹き付けら
れるため、放熱効率がよく、制御部のヒートシンクを小
型化あるいは省略することができる。

【００１６】請求項３記載の空気調和機は、遠心ファン
と、該遠心ファンの吸込口に対向して配置された室外熱
交換器と、制御部とを備えた室外ユニットと、吸込口か
ら室内気を吸い込みかつ吹出口から吹き出すためのファ
ンと室内気と前記室外ユニットから供給された冷媒との
間で熱交換を行う室内熱交換器とを備えた室内ユニット
とを備えたことを特徴とする。

【００１７】この空気調和機においては、室外ユニット
に設けられた遠心ファンが、遠心ファンの吸込口に対向
して設けられた室外熱交換器側から外気を吸い込み、径
方向に吹き出す。遠心ファンはプロペラファンに対して
発生する静圧が高く、効率がよいので、室外熱交換器の
高密度化が可能である。また、室外ユニット正面に排気
を吹き出さないので、室外ユニット正面の樹木等を枯ら
すことがない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態に
ついて、図を参照して説明する。従来と同一の構成につ
いては同一の符号を付して説明する。図１は空気調和機
の全体構成を示す説明図である。空気調和機は、室内ユ
ニット１０及び室外ユニット２０から構成されている。
これら室内ユニット１０及び室外ユニット２０は、冷媒
が導通する冷媒配管３０や図示しない電気配線等により
接続されている。冷媒配管３０は２本備えられており、
冷媒は、その一方において室内ユニット１０から室外ユ
ニット２０へ、また他方において室外ユニット２０から
室内ユニット１０へと流れることになる。

【００１９】室内ユニット１０は、ベース１１と前面パ
ネル１２とが一体的に構成されたものとなっている。ベ
ース１１にはフィンチューブ型の室内熱交換器、略円筒
形状のクロスフローファン（ファン）等の各種機器が備
えられている。なお、これらはともに図示されていな
い。ベース１１には、この他室内ユニット１０に関する
動作制御等を行う、各種電気回路素子から構成されたコ
ントロール部１１ａが備えられている。コントロール部
１１ａには運転状況やエラーモードを表示するための適
当なインジケータ１１ｂが備えられている。このインジ
ケータ１１ｂは、前面パネル１２に設けられた透視部１
２ａにより、外部から確認可能となっている。なお、ベ
ース１１の後方には、据え付け板１３が備えられ、これ
により室内ユニット１０を室内の壁等に設置することが
可能となっている。

【００２０】前面パネル１２には、吸込グリル（吸込
口）１２ｂが前面及び上面のそれぞれに形成されてい
る。室内の空気は、これら吸込グリル１２ｂにより多方
向から室内ユニット１０内に吸い込まれるようになって
いる。ちなみに、吸込グリル１２ｂの背後にはエアフィ
ルタ１２ｃが備えられており、吸い込まれた空気等の粉
塵を除く働きをしている。また、前面パネル１２には、
その下方に吹出口１２ｄが形成されており、ここから暖
められた空気あるいは冷やされた空気が吹き出されるよ
うになっている。なお、この空気吸込及び空気吹出は、
前記クロスフローファンが回転することによって行われ
る。

【００２１】室外ユニット２０には、筐体２０ａ内に室
外熱交換器２０ｂ、ターボファン（遠心ファン）２０
ｋ、圧縮機２０ｆ、制御部２０ｇ等が備えられている。
室外熱交換器２０ｂは、周囲に多数のフィンを備えた冷
媒配管により構成されており、冷媒と室外気との熱交換
を実現するためのものである。熱交換器２０ｂは、曲げ
加工のされていない平板状であり、筐体２０ａ内部の正
面側にのみ配置されている。ターボファン２０ｋは、筐
体２０ａ内に新たな空気を常に取り込むことにより、熱
交換効率の向上を図るために設けられている。筐体２０
ａの正面から筐体２０ａ内に取り込まれた室外の空気
は、熱交換器２０ｂのフィン間を通過して熱交換器２０
ｂ内の冷媒と熱交換され、その後、ターボファン２０ｋ
によって筐体２０ａ側面から排出されるようになってい
る。

【００２２】なお、前記室外熱交換器２０ｂが外部と向
き合う筐体２０ａ面には、フィンガード２０ｄが設けら
れている。フィンガード２０ｄは、前記フィンが外部か
らの不意の衝撃により破損することなどがないように設
けられているものである。

【００２３】圧縮機２０ｆは、低温低圧の気体冷媒を、
高温高圧の気体冷媒に変換して吐出するものであり、冷
媒回路を構成する部品の中では最も中心的な働きを担う
ものである。ちなみに冷媒回路とは、この圧縮機２０ｆ
に加えて、上記した室内熱交換器、室外熱交換器２０
ｂ、冷媒配管３０、膨張弁、及び冷媒の流れ方向を規定
する四方弁（膨張弁及び四方弁は共に不図示）等から概
略構成され、冷媒を室内ユニット１０と室外ユニット２
０との間で循環させる回路である。

【００２４】制御部２０ｇは、前記ターボファン２０
ｋ、圧縮機２０ｆ、その他室外ユニット２０に備えられ
た各種機器に関する動作制御等を行うもので、パワート
ランジスタ等の各種電気回路素子から構成されているも
のである。制御部２０ｇは、放熱用のフィンを備えたヒ
ートシンク２０ｊを有し、筐体２０ａ内の上部におい
て、フィンがターボファン２０ｋの吹出方向と対向する
ように配設されている。

【００２５】室外ユニット２０には、上記の他、筐体２
０ａを支持するとともに外部振動等の影響を回避するた
め、台座２０ｈが備えられている。また、前記圧縮機２
０ｆに近い筐体２０ａの壁は、前記圧縮機２０ｆのメン
テナンス等を実施するため取り外し可能なパネル２０ｉ
を備えたものとなっている。

【００２６】以下では、これらの構成となる空気調和機
の作用について、暖房運転時及び冷房運転時のそれぞれ
の場合に分けて説明する。まず、暖房運転時には、圧縮
機２０ｆで高温高圧の気体とされた冷媒は、冷媒配管３
０を通り室内ユニット１０における図示しない室内熱交
換器に送られる。室内ユニット１０内では、クロスフロ
ーファンにより吸込グリル１２ｂから取り込まれた室内
気に対して、室内熱交換器を通過する高温高圧の気体冷
媒から熱が与えられる。このことにより、前面パネル１
２下方の吹出口１２ｄから温風が吹き出されることにな
る。また同時に、高温高圧の気体冷媒は、前記室内熱交
換器において凝縮液化し、高温高圧の液冷媒となる。

【００２７】この高温高圧の液冷媒は、再び冷媒配管３
０を通って室外ユニット２０における室外熱交換器２０
ｂに送られる。室外ユニット２０では、ターボファン２
０ｋにより筐体２０ａ内に取り込まれた新しい室外気か
ら、室外熱交換器２０ｂ内を通過する高温高圧の液冷媒
が熱を奪うことになる。高温高圧の液冷媒は、このこと
により蒸発気化して低温低圧の気体冷媒となる。これが
再び圧縮機２０ｆに送出され、上記過程を繰り返すこと
になる。

【００２８】冷房運転時には、冷媒は上記とは逆方向に
冷媒回路中を流れる。すなわち、圧縮機２０ｆで高温高
圧の気体とされた冷媒が、冷媒配管３０を通過して室外
熱交換器２０ｂに送られ、室外気に熱を与えて凝縮液化
し高温高圧の液冷媒となる。この高温高圧の液冷媒は、
図示しない膨張弁を通過して低温低圧の液冷媒となり、
再び冷媒配管３０を通り図示しない室内熱交換器に送ら
れる。低温低圧の液冷媒は、ここで室内気から熱を奪っ
て当該室内気を冷却するとともに、冷媒自身は蒸発気化
して低温低圧の気体冷媒となる。これが再び圧縮機２０
ｆに送出され、上記過程を繰り返すことになる。

【００２９】これらの運転は、室内ユニット１０内に収
められたコントロール部１１ａ及び室外ユニット２０内
に収められた制御部２０ｇが協調することによって制御
される。

【００３０】以下では、本発明の特徴的部分について説
明する。先述の通り、筐体２０ａ内部の正面側には、室
外熱交換器２０ｂが配置されている。熱交換器２０ｂ後
方には、ターボファン２０ｋが取り付けられている。タ
ーボファン２０ｋは、回転軸方向に吸い込んだ空気を、
遠心力によって径方向に吹き出すようになっており、そ
の静圧はプロペラファンよりも高い。図２に示すよう
に、熱交換器２０ｂとターボファン２０ｋの間には、筐
体２０ａ正面から取り込んだ空気がターボファン２０ｋ
に吸い込まれるように、空気の流路を形成するベルマウ
ス２０ｌが設けられている。

【００３１】筐体２０ａ内部の上面には、制御部２０ｇ
が取り付けられており、制御部２０ｇ底部には、内部に
設けられたパワートランジスタの放熱のために、複数の
フィンを備えたヒートシンクが設けられている。ヒート
シンクのフィンはターボファン２０ｋの吹出口に対向す
るように設けられており、ターボファン２０ｋから吹き
出した空気が、ヒートシンクに衝突するようになってい
る。

【００３２】上述した室外ユニット２０においては、筐
体２０ａの正面から筐体２０ａ内に取り込まれた室外の
空気は、途中、熱交換器２０ｂのフィン間を通過すると
ともに熱交換器２０ｂ内の冷媒と熱交換され、その後、
ターボファン２０ｋによって筐体側方へと吹き出され
る。その際、吹き出された空気の一部は、ヒートシンク
のフィンに衝突してヒートシンクの熱を奪い、パワート
ランジスタの放熱がなされる。

【００３３】上記本実施形態においては、ターボファン
２０ｋの静圧は、プロペラファンよりも高く、高密度化
された熱交換器においてより多量の空気を熱交換器２０
ｂのフィン間に通過させることができる。したがって、
放熱効率がよいので、熱交換器２０ｂを小型化すること
が可能であり、従来行っていた熱交換器２０ｂの曲げ加
工が必要なくなって工数を少なくすることができるとと
もに、室外ユニット２０を小型化することが可能であ
る。

【００３４】また、ターボファン２０ｋは空気を筐体２
０ａ正面から吸い込み、側面に吹き出す。したがって、
室外ユニット２０の背面を建物の壁面に密着することが
でき、室外ユニットの設置面積を小さくすることができ
る。また、正面に風を吹き出さないことから、室外ユニ
ット正面の樹木等を枯らすことがなく、より柔軟に設置
場所を選択することができる。さらに、ターボファン２
０ｋから吹き出した流速の速い空気が、ヒートシンクに
直接吹き付けられることから、従来に対して放熱効率が
よく、小型のフィンであっても、十分な放熱性能を有す
る。このため、ヒートシンクを小型化することができ
る。

【００３５】なお、本実施形態においては、ヒートシン
クを小型化することとしたが、十分な放熱が行われるの
であれば、ヒートシンクを省略することもできる。この
場合、制御部２０ｇの過熱が予想される部材にターボフ
ァン２０ｋの風を直接吹き付けることにより、放熱を行
う。また、ターボファン２０ｋから吹き出される空気
は、筐体２０ａの側面から吹き出されることとしたが、
これに限定されるものではなく、筐体２０ａ周面のう
ち、任意の面から吹き出されることとしてよい。

【００３６】

【発明の効果】以上本発明に係る室外ユニット及び空気
調和機においては、遠心ファンの静圧は、プロペラファ
ンよりも高く、高密度化された熱交換器においてより多
量の空気を熱交換器において熱交換することができる。
したがって、熱交換器を高密度化、小型化することが可
能であり、従来行っていた熱交換器の曲げ加工が必要な
いため工数を少なくすることができるとともに、室外ユ
ニットを小型化することが可能である。

【００３７】また、遠心ファンは室外ユニット正面から
空気を吸い込み、径方向に空気を吹き出す。したがっ
て、背面を建物の壁面に密着することができ、室外ユニ
ットの設置面積を小さくすることができる。また、正面
に風を吹き出さないことから、室外ユニット正面の樹木
等を枯らすことがなく、より柔軟に設置箇所を選択する
ことができる。さらに、遠心ファンから吹き出した流速
の速い空気が制御部に直接吹き付けられることから、制
御部の放熱効率がよく、制御部を小型化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態として示した空気調和機
の全体構成を示す説明図である。

【図２】 同空気調和機の室外ユニットの断面図であ
る。

【図３】 従来の空気調和機の全体構成を示す説明図で
ある。

【図４】 制御部と、制御部に設けられたヒートシンク
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 室内ユニット １２ｂ 吸込グリル（吸込口） １２ｄ 吹出口 ２０ 室外ユニット ２０ｂ 室外熱交換器 ２０ｇ 制御部 ２０ｋ ターボファン（遠心ファン）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遠心ファンと、該遠心ファンの吸込口に
   対向して配置された室外熱交換器と、制御部とを備えた
   ことを特徴とする室外ユニット。
2. 【請求項２】 請求項１記載の室外ユニットにおいて、 前記遠心ファンの吹出口に対向して、前記制御部が配設
   されていることを特徴とする室外ユニット。
3. 【請求項３】 遠心ファンと、該遠心ファンの吸込口に
   対向して配置された室外熱交換器と、制御部とを備えた
   室外ユニットと、 吸込口から室内気を吸い込みかつ吹出口から吹き出すた
   めのファンと、室内気と前記室外ユニットから供給され
   た冷媒との間で熱交換を行う室内熱交換器とを備えた室
   内ユニットとを備えたことを特徴とする空気調和機。