JP2004156890A - 空気調和機の熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の熱交換部に分割されている空気調和機の熱交換器において、組み合わされた後の熱交換部８１，８２同士の相対角度にズレが生じることを抑える。
【解決手段】室内熱交換器は、第１熱交換部８１および第２熱交換部８２に分割されており、第１熱交換部８１の固定側板８１ｃと、第２熱交換部８２の固定側板８２ｃと、ビス９０とを備えている。固定側板８１ｃには孔８１ｄおよび凹部８１ｅが、固定側板８２ｃには孔８２ｄおよび凸部８２ｅが、それぞれ設けられている。孔８１ｄは孔８１ｅに対向し、凸部８２ｅは凹部８１ｅに対向している。凹部８１ｅおよび凸部８２ｅは、孔８１ｄ，８２ｄの近傍に形成されている。ビス９０は、孔８１ｄ，８２ｄに挿入され、両固定側板８１ｃ，８２ｃを締結する。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機の熱交換器、特に、少なくとも第１熱交換部および第２熱交換部に分割されている空気調和機の熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の熱交換器は、室内ユニットあるいは室外ユニットにおけるスペース的な制約や省スペース化の要請から、湾曲部が形成されていたり、複数の熱交換部に分割されていたりすることがある。例えば、特許文献１や特許文献２には、室内ユニットの正面側および背面側に分割され逆Ｖ字型に組み合わされたクロスフィン型の室内熱交換器が示されている。このように分割されている熱交換器は、分割された両熱交換部がネジ（ビス）によって締結されていることが多い。
【０００３】
そして、両方の熱交換部の相対角度を決めて固定するために、例えば、一方の熱交換部に切り起こしを設け、その切り起こしをストッパーとして他方の熱交換部に当てることなどが行われている。このようにして角度を固定した上でネジによる締結を行えば、所定の相対角度が確保された状態で両熱交換部が組み合わされ１つの熱交換器が形成される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１４８７０６号公報
【０００５】
【特許文献２】
特許第３１４３３８２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来においてはストッパーなどを用いて相対角度を確保しながらネジによる締結で両熱交換部を固定している。
しかし、熱交換器の搬送時に予期せぬ力が熱交換器に作用したり、熱交換器の製造工程において熱交換器の乾燥のための遠心脱水処理を行う際に比較的大きな力が熱交換器に作用したりすると、ネジで固定されている両熱交換器の相対角度にズレが生じる恐れがある。
【０００７】
本発明の課題は、複数の熱交換部に分割されている空気調和機の熱交換器であって、組み合わされた後の熱交換部同士の相対角度にズレが生じることが抑えられる熱交換器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る空気調和機の熱交換器は、少なくとも第１熱交換部および第２熱交換部に分割されており、第１部材と、第２部材と、締結部材とを備えている。第１部材は、第１熱交換部側に設けられており、第１孔が形成されている。第２部材は、第２熱交換部側に設けられており、第２孔が形成されている。第２孔は、第１孔に対向する。締結部材は、第１孔および第２孔に挿入され、第１部材と第２部材とを締結する。また、第１部材には、第１孔の近傍に凹部が形成されている。第２部材には、第２孔の近傍に、凸部が形成されている。凸部は、凹部に対向する。
【０００９】
ここでは、第１熱交換部側の第１部材および第２熱交換部側の第２部材の両方に、締結部材を挿入するための第１孔および第２孔に加えて、それらの近傍において凹部および凸部を形成している。そして、第１孔と第２孔とが対向し、凹部と凸部とが対向しているため、第１孔と第２孔とを合わせて締結部材で第１部材と第２部材とを締結すると、凹部に凸部がはまることになる。このため、熱交換器を乾燥させるための遠心脱水が行われたときなどに大きな力が熱交換器に作用しても、第１孔および第２孔を中心とした両熱交換部の相対回転が発生して両者の角度にズレが生じてしまうことが抑えられる。
【００１０】
請求項２に係る空気調和機の熱交換器は、請求項１に記載の熱交換器であって、凹部および凸部は、第１孔および第２孔を中心とした放射方向に長く形成されている。
ここでは、第１孔および第２孔を中心として凹部および凸部が放射方向に長く形成されているため、第１孔および第２孔に挿入される締結部材を回転中心とした第１熱交換部と第２熱交換部との相対回転に抗する力が大きくなる。このため、両熱交換部が相対回転して両者の角度にズレが生じることが、より確実に抑えられるようになる。
【００１１】
請求項３に係る空気調和機の熱交換器は、請求項１又は２に記載の熱交換器であって、凹部および凸部は、複数個が形成されている。
ここでは、第１孔および第２孔の近傍に複数の凹部および凸部が形成されているため、第１孔および第２孔に挿入される締結部材を回転中心とした第１熱交換部と第２熱交換部との相対回転に抗する力が大きくなる。このため、両熱交換部が相対回転して両者の角度にズレが生じることが、より確実に抑えられるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
＜構成＞
〔空気調和機の外観〕
本発明の一実施形態が採用された空気調和機１の外観を、図１に示す。この空気調和機１は、室内の壁面などに取り付けられる室内機２と、室外に設置される室外機３とを備えている。
【００１３】
図２に示すように、室内機２内には室内熱交換器２０が、室外機３内には室外熱交換器３０が収納されており、各熱交換器２０，３０が集合連絡配管群４の冷媒連絡配管４１，４２により接続されることにより冷媒回路が構成されている。
〔空気調和機の冷媒回路の構成〕
図２に示す空気調和機１の冷媒回路は、室内熱交換器２０、アキュムレータ３１、圧縮機３２、四路切換弁３３、室外熱交換器３０、電動膨張弁３４などから構成されている。
【００１４】
室内機２に設けられている室内熱交換器２０は、接触する空気との間で熱交換を行う。また、室内機２には、室内空気を吸い込んで室内熱交換器２０との間で熱交換を行った後の空気を室内に排出するためのクロスフローファン２１が設けられている。クロスフローファン２１は、円筒形状に構成され、周面には回転軸方向に羽根が設けられているものであり、回転軸と交わる方向に空気流を生成する。このクロスフローファン２１は、室内機２内に設けられるファンモータ２２によって回転駆動される。室内機２の詳細な構成については後に説明する。
【００１５】
室外機３には、圧縮機３２と、圧縮機３２の吐出側に接続される四路切換弁３３と、圧縮機３２の吸入側に接続されるアキュムレータ３１と、四路切換弁３３に接続された室外熱交換器３０と、室外熱交換器３０に接続された電動膨張弁３４とが設けられている。電動膨張弁３４は、フィルタ３５および液閉鎖弁３６を介して液側冷媒連絡配管４１に接続されており、この液側冷媒連絡配管４１を介して室内熱交換器２０の一端と接続される。また、四路切換弁３３は、ガス閉鎖弁３７を介してガス側冷媒連絡配管４２に接続されており、このガス側冷媒連絡配管４２を介して室内熱交換器２０の他端と接続されている。また、室外機３には、室外熱交換器３０と室外空気との間で熱交換させるための送風機であるプロペラファン３８が設けられている。このプロペラファン３８は、ファンモータ３９によって回転駆動される。
【００１６】
〔室内機の構成〕
（室内機の全体構成）
室内機２は、図１に示すように、正面視に置いて横方向に長い室内機ケーシング２３を備えており、前述した室内熱交換器２０やクロスフローファン２１は、室内機２の室内機ケーシング２３内に収容されている。室内機ケーシング２３は、前面パネル２３ａと底フレーム２３ｂとにより構成されている。室内機ケーシング２３の前面および上面には、室内の空気を室内機ケーシング２３内に取り入れるための吸込口２３ｃが設けられている（図３参照）。室内機ケーシング２３の下部には、室内へと冷暖房などの空気調和が為された空気を送り出すための吹出口２３ｄが設けられている。吸込口２３ｃから室内機ケーシング２３内に取り込まれ室内熱交換器２０と熱交換した後の空気は、クロスフローファン２１によって、吹出口２３ｄから室内へと吹き出される。
【００１７】
また、室内熱交換器２０は後に説明するように前後に分割されており、室内機２は、分割されている室内熱交換器２０の頂上部分を空気が通過することを防ぐためのシールド部材２４を備えている（図３及び図４参照）。
（室内熱交換器の構成）
室内熱交換器２０は、クロスフローファン２１の前方、上方および後部上方を取り囲むように取り付けられる。室内熱交換器２０は、クロスフローファン２１の駆動により吸込口２３ｃから取り込まれた室内空気をクロスフローファン２１側に通過させ、その室内空気と冷媒との間で熱交換を行わせる。室内熱交換器２０は、その上部が、側面視において概ね逆Ｖ字型の断面形状を有している（図３参照）。
【００１８】
また、室内熱交換器２０は、第１熱交換部８１、第２熱交換部８２、第３熱交換部８３、第４熱交換部８４の４つの部分に分割されている。分割されている各熱交換部８１〜８４は、それぞれ、左右方向に長く伸びる複数の伝熱管８１ａ〜８４ａと、微少隙間を空けて左右方向に多数が積層配置され伝熱管８１ａ〜８４ａを挿通させるフィン８１ｂ〜８４ｂと、伝熱管８１ａ〜８４ａの両端付近に設けられる固定側板８１ｃ〜８４ｃとから構成されている。室内熱交換器２０の伝熱管８１ａ〜８４ａは、固定側板８１ｃ〜８４ｃの外側において複数のＵ字配管によって１本になるように結ばれており、その１本となった伝熱管の両端が液側冷媒連絡配管４１およびガス側冷媒連絡配管４２に接続される。
【００１９】
第１熱交換部８１は、上端が室内機２の前方へ向けて傾斜して配置されており、クロスフローファン２１の上方から後部上方を覆うように配置されている。第２熱交換部８２は、第１熱交換部８１の前方に配置され、上端が室内機２の後方へ向けて傾斜しており、クロスフローファン２１の上方から前部上方を覆っている。第２熱交換部８２の上端は、第１熱交換部８１の上端に近接している。このように第１熱交換部８１の上端と第２熱交換部８２の上端とが近接して、室内熱交換器２０の逆Ｖ字型の頂上部分が形成されている。第３熱交換部８３は、第２熱交換部８２の下方に配置されており、その上端は第２熱交換部８２の下端に近接している。第３熱交換部８３は、クロスフローファン２１の前方を覆うように配置されている。第４熱交換部８４は、第３熱交換部８３の下方に配置されており、下端が室内機２の後方へ傾斜している。第４熱交換部８４の上端は、第３熱交換部８３の下端に近接している。
【００２０】
第１熱交換部８１、第２熱交換部８２、第３熱交換部８３、および第４熱交換部８４は、それぞれの両側端（正面視における左右方向の端）に設けられた固定側板８１ｃ〜８４ｃにより相互に固定され、一体となって室内熱交換器２０を形成する。
上記のように室内熱交換器２０は各熱交換部８１〜８４が一体にされたものであるが、特に第１熱交換部８１と第２熱交換部８２との間には、空気が通り抜けやすい低抵抗部分が存在する。具体的には、第１熱交換部８１と第２熱交換部８２との断面視における頂上の折れ曲がり部分が、通風抵抗の小さい低抵抗部分となっている。この頂上部分を多くの空気が通り抜けてしまうと室内熱交換器２０による熱交換率が低下してしまうため、これを避けるために、図３および図４に示すシールド部材２４が取り付けられている。シールド部材２４は、樹脂製の部材であり、固定側板８１ｃ，８２ｃの近傍において伝熱管８１ａ，８２ａに係止することで室内熱交換器２０に取り付く。
【００２１】
（第１熱交換部と第２熱交換部との固定連結部分の構成）
第１熱交換部８１と第２熱交換部８２とは、それぞれの固定側板８１ｃ，８２ｃをビス９０で締結することによって、互いに固定連結される。
第１熱交換部８１の固定側板８１ｃは、その上部に、固定用の孔８１ｄと、ズレ防止のための長円状の凹部８１ｅとが形成されている（図４（ｂ）および図５参照）。孔８１ｄおよび凹部８１ｅが形成されている部分は、第１熱交換部８１と第２熱交換部８２とが組み付けられた後に固定側板８１ｃが固定側板８２ｃと重なり合う部分である（図４参照）。凹部８１ｅは、孔８１ｄの近傍に設けられている。凹部８１ｅと孔８１ｄとの距離は、図４（ｂ）に示すように、両熱交換部８１，８２がビス９０で締結されたときにビス９０の頭部の周縁から凹部８１ｅまでの距離がビス９０の頭部の直径以内となる距離である。また、凹部８１ｅは、高さが約１ｍｍである。
【００２２】
第２熱交換部８２の固定側板８２ｃは、その上部に、固定用の孔８２ｄと、ズレ防止のための長円状の凸部８２ｅとが形成されている（図４（ｂ）および図５参照）。孔８２ｄおよび凸部８２ｅが形成されている部分は、第１熱交換部８１と第２熱交換部８２とが組み付けられた後に固定側板８２ｃが固定側板８１ｃと重なり合う部分である（図４参照）。凸部８２ｅは、孔８２ｄの近傍に設けられており、孔８２ｄが孔８１ｄに合わされたときに凹部８１ｅと対向する位置に形成されている。凸部８２ｅと孔８２ｄとの距離は、図４（ｂ）に示すように、両熱交換部８１，８２がビス９０で締結されたときにビス９０の頭部の周縁から凸部８２ｅまでの距離がビス９０の頭部の直径以内となる距離である。また、凸部８２ｅは、深さが約１ｍｍであり、その形状は凹部８１ｅに対応する形状となっている。すなわち、凸部８２ｅに凹部８１ｅがはめられると、両者が平面的にずれない状態となる。
【００２３】
また、図４（ｂ）に示すように、固定側板８２ｃが固定側板８１ｃと重なったときには、凹部８１ｅおよび凸部８２ｅの突出部分は、ビス９０の頭部とは反対側に位置することになる。このため、凹部８１ｅおよび凸部８２ｅをビス９０を通すための孔８１ｄ，８２ｄに近接させることができている。
また、凹部８１ｅおよび凸部８２ｅは、孔８１ｄ，８２ｄを中心として放射方向に長く形成されている。
【００２４】
さらに、互いの固定連結作業を容易にするため、第１熱交換部８１の固定側板８１ｃには突出片８１ｆが、第２熱交換部８２の固定側板８２ｃにはＶ字切欠８２ｆが形成されている。両熱交換部８１，８２が組み合わされたときには、突出片８１ｆがＶ字切欠８２ｆの第１熱交換部８１側（背面側）の切欠面に当たる状態となる。
【００２５】
＜第１熱交換部と第２熱交換部との組み付け方法＞
図５に示す第１熱交換部８１の固定側板８１ｃと第２熱交換部８２の固定側板８２ｃとが離れた状態から、図４（ａ）に示す両熱交換部８１，８２を所定の角度を持った状態に組み上げていく際には、まず、第１熱交換部８１の固定側板８１ｃの突出片８１ｆを第２熱交換部８２の固定側板８２ｃのＶ字切欠８２ｆに引っかけるようにして両熱交換部８１，８２を合わせる。この作業は、熱交換部８１，８２の左右両側において、それぞれの固定側板８１ｃ，８２ｃで行う。
【００２６】
次に、第１熱交換部８１の固定側板８１ｃの孔８１ｄと第２熱交換部８２の固定側板８２ｃの孔８２ｄとを合わせ、それらの孔８１ｄ，８２ｄに対してビス９０をねじ込む。孔８１ｄ，８２ｄにビス９０をねじ込んでいくと、次第に、第２熱交換部８２の固定側板８２ｃの凸部８２ｅが第１熱交換部８１の固定側板８１ｃの凹部８１ｅに密着していく。そして、図４（ｂ）に示すように凸部８２ｅが凹部８１ｅに完全に密着するまでビス９０がねじ込まれると、所定角度で両熱交換部８１，８２が固定連結される。この状態において、凸部８２ｅが凹部８１ｅに密着しており、何らかの力が作用したとしても、両固定側板８１ｃ，８２ｃが上下あるいは前後にずれることは殆どない。
【００２７】
＜特徴＞
（１）
この空気調和機１では、室内熱交換器２０が分割されて逆Ｖ字型に形成されている。このため、室内熱交換器２０がクロスフローファン２１を覆うような配置が実現されており、室内熱交換器２０の面積が十分に確保できている。また、室内機ケーシング２３の内部の空間を有効に利用することができ、室内機２が小型化されている。
【００２８】
（２）
従来の室内熱交換器においては、例えば図７に示すように、両方の熱交換部の相対角度を決めて固定するために、一方の熱交換部の固定側板１８１に切り起こし１８１ｈを設け、その切り起こし１８１ｈをストッパーとして他方の熱交換部の固定側板１８２の受け用開口１８２ｈの端部に当てることが行われている。このようにして角度を固定した上でネジによる締結を行えば、所定の相対角度が確保された状態で両熱交換部が組み合わされ１つの熱交換器が形成される。
【００２９】
しかし、熱交換器の搬送時に予期せぬ力が熱交換器に作用したり、熱交換器の製造工程において熱交換器の乾燥のための遠心脱水処理を行う際に比較的大きな力が熱交換器に作用したりすると、ネジで固定されている両熱交換器の相対角度にズレが生じる恐れがある。
これに対し、本実施形態に係る空気調和機１では、室内熱交換器２０において、第１熱交換部８１の固定側板８１ｃおよび第２熱交換部８２の固定側板８２ｃの両方に、ビス９０を挿入するための孔８１ｄ，８２ｄに加えて、それらの近傍に凹部８１ｅおよび凸部８２ｅを形成している。そして、孔８１ｄと孔８２ｄとが対向し、凹部８１ｅと凸部８２ｅとが対向しているため、孔８１ｄと孔８２ｄとを合わせてビス９０で両固定側板８１ｃ，８２ｃを締結すると、凹部８１ｅに凸部８２ｅがはまる。これにより、室内熱交換器２０を乾燥させるための遠心脱水が行われたときなど比較的大きな力が室内熱交換器２０に作用したときでも、孔８１ｄ，８２ｄを中心とした両熱交換部８１，８２の相対回転が発生して両者の角度にズレが生じてしまう不具合は、殆どなくなる。
【００３０】
（３）
また、室内熱交換器２０では、孔８１ｄ，８２ｄを中心として凹部８１ｅおよび凸部８２ｅが放射方向に長く形成されているため、孔８１ｄ，８２ｄに挿入されるビス９０を回転中心とした第１熱交換部８１と第２熱交換部８２との相対回転に抗する力が大きくなっている。このため、両熱交換部８１，８２が相対回転して両者の角度にズレが生じることが、より確実に抑えられるようになっている。
【００３１】
（４）
さらに、室内熱交換器２０では、固定側板８２ｃが固定側板８１ｃと重なったときに、凹部８１ｅおよび凸部８２ｅの突出部分が、ビス９０の頭部とは反対側に位置する（図４（ｂ）参照）。このため、凹部８１ｅおよび凸部８２ｅを孔８１ｄ，８２ｄに十分に近づけることができており、すなわち、凹部８１ｅおよび凸部８２ｅをできるだけビス９０に近い位置に設けることができており、凹部８１ｅと凸部８２ｅとの密着度合いが強くなっている。これにより、両熱交換部８１，８２が相対回転して両者の角度にズレが生じることが、さらに確実に抑えられるようになっている。
【００３２】
＜変形例＞
上記実施形態では、固定側板８１ｃ，８２ｃに凹部８１ｅおよび凸部８２ｅを形成することによって両熱交換部８１，８２が強固に固定連結されるようにしているが、これに加えて、図６に示す凹部８１ｇおよび凸部８２ｇを形成して更なる固定度合いの強化を図ることも可能である。
【００３３】
図６に示すように、凹部８１ｇは第１熱交換部８１の固定側板８１ｃに、凸部８２ｇは第２熱交換部８２の固定側板８２ｃに形成されている。凹部８１ｇおよび凸部８２ｇは、孔８１ｄ，８２ｄを挟んで概ね凹部８１ｅおよび凸部８２ｅの反対側に形成されている。このように、凹部８１ｅおよび凸部８２ｅに加えて凹部８１ｇおよび凸部８２ｇによってビス９０の近傍における両固定側板８１ｃ，８２ｃの固着度合いを強化することで、両熱交換部８１，８２が相対回転して両者の角度にズレが生じることが、より確実に抑えられるようになる。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１に係る空気調和機の熱交換器では、第１熱交換部側の第１部材および第２熱交換部側の第２部材の両方に、締結部材を挿入するための第１孔および第２孔に加えて、それらの近傍において凹部および凸部を形成している。そして、第１孔と第２孔とが対向し、凹部と凸部とが対向しているため、第１孔と第２孔とを合わせて締結部材で第１部材と第２部材とを締結すると、凹部に凸部がはまることになる。このため、熱交換器を乾燥させるための遠心脱水が行われたときなどに大きな力が熱交換器に作用しても、第１孔および第２孔を中心とした両熱交換部の相対回転が発生して両者の角度にズレが生じてしまうことが抑えられる。
【００３５】
請求項２に係る空気調和機の熱交換器では、第１孔および第２孔を中心として凹部および凸部が放射方向に長く形成されているため、第１孔および第２孔に挿入される締結部材を回転中心とした第１熱交換部と第２熱交換部との相対回転に抗する力が大きくなる。このため、両熱交換部が相対回転して両者の角度にズレが生じることが、より確実に抑えられるようになる。
【００３６】
請求項３に係る空気調和機の熱交換器では、第１孔および第２孔の近傍に複数の凹部および凸部が形成されているため、第１孔および第２孔に挿入される締結部材を回転中心とした第１熱交換部と第２熱交換部との相対回転に抗する力が大きくなる。このため、両熱交換部が相対回転して両者の角度にズレが生じることが、より確実に抑えられるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱交換器を使う空気調和機の外観図。
【図２】空気調和機の冷媒回路の構成図。
【図３】空気調和機の室内機の縦断面図。
【図４】第１熱交換部と第２熱交換部との固定連結部分の拡大図。
【図５】第１熱交換部と第２熱交換部との固定連結部分の固定連結前の拡大図。
【図６】変形例における図５に相当する図。
【図７】従来の空気調和機における図４に相当する図。
【符号の説明】
１ 空気調和機
２０ 室内熱交換器
８１ 第１熱交換部
８１ｃ 固定側板（第１部材）
８１ｄ 孔（第１孔）
８１ｅ 凹部
８１ｇ 凹部
８２ 第２熱交換部
８２ｃ 固定側板（第２部材）
８２ｄ 孔（第２孔）
８２ｅ 凸部
８２ｇ 凸部

Claims (3)

1. 少なくとも第１熱交換部（８１）および第２熱交換部（８２）に分割されている空気調和機（１）の熱交換器（２０）であって、
   第１熱交換部側に設けられ、第１孔（８１ｄ）が形成されている第１部材（８１ｃ）と、
   第２熱交換部側に設けられ、前記第１孔に対向する第２孔（８２ｄ）が形成されている第２部材（８２ｃ）と、
   前記第１孔および前記第２孔に挿入され、前記第１部材と前記第２部材とを締結する締結部材（９０）と、
   を備え、
   前記第１部材には、前記第１孔の近傍に、凹部（８１ｅ，８１ｇ）が形成されており、
   前記第２部材には、前記第２孔の近傍に、前記凹部に対向する凸部（８２ｅ，８２ｇ）が形成されている、
   空気調和機の熱交換器（２０）。
2. 前記凹部および前記凸部は、前記第１孔および前記第２孔を中心とした放射方向に長く形成されている、
   請求項１に記載の空気調和機の熱交換器。
3. 前記凹部および前記凸部は、複数個が形成されている、
   請求項１又は２に記載の空気調和機の熱交換器。

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