JP2000161718A - 室外ユニット及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御部の放熱効率がよく、また、筐体の薄型
化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】 筐体２０ａと、筐体２０ａ内に設けられ
た制御部２０ｇと、筐体２０ａ内の背面に設けられた背
面熱交換器（第１の熱交換器）２０ｋと、背面熱交換器
２０ｋに対して９０度未満の角度をなして設けられてい
る上面熱交換器（第２の熱交換器）２０ｌ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４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は曲げ加工されており、筐体
２０ａ内部の背面及び一側面側にＬ字状に配置されてい
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５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為のものである。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間の流路を通過するこ
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においては、ヒートシンク２０ｊのフ
ィン間を通過するのは、室外熱交換器２０ｂで熱交換が
行われたあとの空気である。すなわち、室外気より高い
温度の空気によってヒートシンクの放熱を行っているた
め、放熱効率があまりよくなく、また、このためにヒー
トシンクを大きくしなければならないという問題があ
る。また、空気調和機の室外ユニットをより薄くし、必
要設置面積のより小さい室外ユニットを開発すること
は、消費者に望まれているところである。

【０００９】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、制御部の放熱効率がよ
く、また、筐体の薄型化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。

【００１０】

【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、筐体と、該筐体内に設けられ
た制御部と、前記筐体内の背面に設けられた第１の熱交
換器と、該第１の熱交換器に対して９０度未満の角度を
なして設けられている第２の熱交換器とを備えたことを
特徴とする。

【００１１】この室外ユニットにおいては、第１の熱交
換器に連接する第２の熱交換器が、該第１の熱交換器に
対して９０度未満の角度をなして設けられている。従っ
て、同面積の熱交換器を９０度の角度をなして設けるよ
りも、より奥行きの小さな筐体に熱交換器を収めること
ができ、室外ユニットを薄くすることが可能である。ま
た、第２の熱交換器は、筐体の上面や側面等の一周面に
対向して室外気と熱交換されるが、第１の熱交換器と９
０度未満の角度をなしていることから筐体の前面側にも
対向する。したがって、該一周面と前面の両面から取り
入れられた室外気と熱交換することが可能である。

【００１２】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、前記制御部は、前記第２
の熱交換器と該第２の熱交換器が対向する前記筐体の一
周面との間に設けられていることを特徴とする。

【００１３】この室外ユニットにおいては、制御部は熱
交換される前の室外気に放熱する。すなわち、熱交換後
の空気より温度が低いので、放熱効率がよく、制御部が
有するヒートシンクの小型化が可能となる。

【００１４】請求項３記載の室外ユニットは、請求項１
または２記載の室外ユニットにおいて、前記第２の熱交
換器は、前記筐体内の上面側に設けられていることを特
徴とする。

【００１５】この室外ユニットにおいては、室外気を筐
体上面および背面から吸い込み、側面からは吸い込まな
い。従って、筐体側方の通風路の確保は不要である。

【００１６】請求項４記載の室外ユニットは、筐体と、
該筐体内に設けられた熱交換器と、該熱交換器が対向す
る前記筐体の一周面と該熱交換器との間に設けられた制
御部とを有していることを特徴とする。

【００１７】この室外ユニットにおいては、制御部は熱
交換される前の室外気に放熱する。すなわち、熱交換後
の空気より温度が低いので、放熱効率がよく、制御部が
有するヒートシンクの小型化が可能となる。

【００１８】請求項５記載の空気調和機は、筐体と、該
筐体内に設けられた制御部と、前記筐体内の背面に設け
られた第１の熱交換器と、該第１の熱交換器に対して９
０度未満の角度をなして設けられている第２の熱交換器
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。

【００１９】この空気調和機の室外ユニットにおいて
は、第１の熱交換器に連接する第２の熱交換器が、該第
１の熱交換器に対して９０度未満の角度をなして設けら
れている。従って、同面積の熱交換器を９０度の角度を
なして設けるよりも、より奥行きの小さな筐体に熱交換
器を収めることができ、室外ユニットを薄くすることが
可能である。また、第２の熱交換器は、筐体の上面や側
面等の一周面に対向して室外気と熱交換されるが、第１
の熱交換器と９０度未満の角度をなしていることから筐
体の前面側にも対向する。したがって、該一周面と前面
の両面から取り入れられた室外気と熱交換することが可
能である。

【００２０】

【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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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２０
ｆ、制御部２０ｇ等が備えられている。室外熱交換器２
０ｂ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。室外熱交換器２０ｂは、筐体２０ａ内部
の背面側に配置された背面熱交換器（第１の熱交換器）
２０ｋと、上面側に配置された上面熱交換器（第２の熱
交換器）２０ｌとにより構成されている。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の背面および上面から筐体２０ａ内に
取り込まれた室外の空気は、室外熱交換器２０ｂのフィ
ン間を通過して室外熱交換器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２０ａ
前面から排出されるようになっている。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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、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内の上部の室外熱
交換器２０ｂ上方に配設されている。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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、プロペラファン
２０ｃ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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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内部の背面側および上
面側には、室外熱交換器２０ｂが配置されている。詳細
には、図２に示すように、上面側に配設された室外熱交
換器２０ｂの上面熱交換器２０ｌは、前方に傾斜してお
り、背面側に配設された室外熱交換器２０ｂの背面熱交
換器２０ｋとの間で９０度未満の角度をなしている。筐
体２０ａのベース上には、後方や側面から吸い込んだ空
気を前面に吹き出すプロペラファン２０ｃが取り付けら
れている。

【００３３】筐体２０ａ内部前面であって、上面熱交換
器２０ｌ上方には、制御部２０ｇが取り付けられてお
り、制御部２０ｇの側面には、制御部２０ｇ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２０ｊが設けられている。ヒー
トシンク２０ｊは、筐体２０ａ上面から吸い込まれた室
外気がフィン間を通過するようになっている。

【００３４】上述した室外ユニット２０においては、筐
体２０ａの背面および上面から筐体２０ａ内に取り込ま
れた室外の空気は、途中、室外熱交換器２０ｂのフィン
間を通過するとともに室外熱交換器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
前方へと吹き出される。また、室外気が室外熱交換器２
０ｂを通過する前において、筐体２０ａ内に吸い込まれ
た空気の一部は、制御部２０ｇのヒートシンク２０ｊの
フィン間を通過してヒートシンク２０ｊの熱を奪い、パ
ワートランジスタの放熱がなされる。

【００３５】以上の上記本実施形態においては、熱交換
器の上面熱交換器２０ｌが傾斜しているため、上面熱交
換器２０ｌを水平とした場合と比較して、より奥行きの
小さい筐体２０ａに室外熱交換器２０ｂを収めることが
できる。したがって、室外ユニット２０を薄くすること
が可能である。

【００３６】また、室外熱交換器２０ｂによって熱交換
される前の空気によってヒートシンク２０ｊの放熱が行
われるので、熱交換後の空気によって放熱させていた従
来のヒートシンクと比較して放熱効率がよく、ヒートシ
ンク２０ｊを小型化することが可能であり、製作コスト
の低下、室外ユニット２０の小型化が可能である。

【００３７】さらに、筐体側面から室外気を取り込まな
いので、室外ユニット２０を横に複数密着させて並列配
置することが可能である。

【００３８】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、以下の実施形態をも含むものである。 （１）室外気は、筐体２０ａの背面および前面から吸い
込むこととしてよい。この場合、図３に示すように、筐
体２０ａ前面の吹出口上方に室外気吸込口を設け、吸込
口から吸い込まれた室外気が、ヒートシンク２０ｊの放
熱フィン間を通過するように制御部２０ｇの配置を変え
る。この場合、上面から室外気を取り込まないので、室
外ユニット２０をベランダに吊り下げる場合において、
室外ユニット２０上方に通風路を設ける必要がなく、天
井に密着させて取り付けることが可能である。

【００３９】（２）第２の熱交換器２０ｌを筐体２０ａ
の上面側に設けることとしたが、これに限定されるもの
ではなく、任意の一周面側に設けることも可能である。
例えば、第２の熱交換器２０ｌを第１の熱交換器２０ｋ
の右又は左側に連接し、筐体２０ａの側面に対向させて
もよい。この場合、制御部２０ｇも第２の熱交換器２０
ｌと該側面との間に配設する。この実施形態において
も、上記（１）と同様に、制御部２０ｇの配置によっ
て、側面または前面から室外気を取り込むことができ、
前面から取り込む場合には、室外ユニット２０を並列配
置することができる。また、第２の熱交換器２０ｌを底
面側に設けることも可能であり、この場合、プロペラフ
ァン２０ｃ、圧縮機２０ｆ等を筐体上部に配置し、底部
のスペースに第２の熱交換器２０ｌ及び制御部２０ｇを
配置する。 （３）本実施形態では、背面熱交換器（第１の熱交換
器）２０ｋと上面熱交換器（第２の熱交換器）２０ｌと
が分離している形態の室外熱交換器２０ｂを示したが、
平板状の熱交換器を曲げ加工することにより製作され、
第１の熱交換器と第２の熱交換器とが一体となっている
室外熱交換器であってもよい。

【００４０】

【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、室外熱交換器によって熱交換される
前の空気によって制御部の放熱が行われるので、熱交換
後の空気によって放熱させていた従来と比較して放熱効
率がよく、制御部を小型化することが可能であり、製作
コストの低下、室外ユニットの小型化が可能である。ま
た、第２の熱交換器と第１の熱交換器とが９０度未満の
角度をなしているため、室外ユニットの奥行きを薄くす
ることが可能である。

【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を示す断側面図
である。

【図３】 本発明の他の実施形態として示した空気調和
機の室外ユニットを示す断側面図である。

【図４】 従来の空気調和機の全体構成を示す説明図で
ある。

【図５】 空気調和機の室外ユニットに設けられた制御
部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 ２０ａ 筐体 ２０ｇ 制御部 ２０ｋ 背面熱交換器（第１の熱交換器） ２０ｌ 上面熱交換器（第２の熱交換器）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体と、該筐体内に設けられた制御部
   と、前記筐体内の背面に設けられた第１の熱交換器と、
   該第１の熱交換器に対して９０度未満の角度をなして設
   けられている第２の熱交換器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、 前記制御部は、前記第２の熱交換器と該第２の熱交換器
   が対向する前記筐体の一周面との間に設けられているこ
   とを特徴とする室外ユニット。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の室外ユニットに
   おいて、 前記第２の熱交換器は、前記筐体内の上面側に設けられ
   ていることを特徴とする室外ユニット。
4. 【請求項４】 筐体と、該筐体内に設けられた室外熱交
   換器と、該室外熱交換器が対向する前記筐体の一周面と
   該室外熱交換器との間に設けられた制御部とを有してい
   ることを特徴とする室外ユニット。
5. 【請求項５】 筐体と、該筐体内に設けられた制御部
   と、前記筐体内の背面に設けられた第１の熱交換器と、
   該第１の熱交換器に対して９０度未満の角度をなして設
   けられている第２の熱交換器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。