JP2008304184A - 空気調和装置 - Google Patents

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幹夫 伊東
Koji Kuchimura
康二 口村
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Abstract

【課題】凝縮水の排出経路が、冷却による凝縮を回避したい部分をまたぐ構造になっている場合であっても、当該部分の冷却を回避することが可能な空気調和装置を提供する。
【解決手段】後方熱交換器10bと、後方ドレンパン70と、ガイドリブ76a〜76cとを備えている。後方ドレンパン70は、鉛直面部75、上方ドレンパン72および下方ドレンパン77を有している。この鉛直面部75は、略鉛直に広がっている部材である。上方ドレンパン72は、鉛直面部75から見て一方向側に向けて上端から延びている。下方ドレンパン77は、鉛直面部75の一方向側とは略反対側の他方向側に向けて低い位置から延びている。この後方ドレンパン70は、後方熱交換器10bで生じた凝縮水を上方ドレンパン72で受けて鉛直面部75をまたいで下方ドレンパン77を介して排出口80まで導かれるように傾斜して配設されている。ガイドリブ76a〜76cは、鉛直面部75の上端近傍から他方向側に向けて延びるように設けられている。
【選択図】図11

Description

本発明は、熱交換器で生じた凝縮水を排出する空気調和装置に関する。
従来、空気調和装置では、冷房運転時や除湿運転時に室内空気が熱交換器で熱交換され、空気中の水分が熱交換器の表面において凝縮されて凝縮水が生じた場合に、排水機構を介して排水している。
この場合、熱交換器の表面において凝縮された凝縮水は、空気中の水分が冷やされて生じた水であるため、温度が低い。このため、このような冷たい凝縮水を排水口まで導く途中において、流れている部分が冷たい凝縮水により冷やされて、冷やされた部分に2次的な凝縮が生じてしまうことがある。
これに対して、例えば、以下に示す特許文献1に記載の空気調和装置では、排水機構として、冷却による凝縮を生じさせたくない部分と凝縮水が流れている部分との間に空間を設けることで、2次的な凝縮を回避しつつ排水する空気調和装置が考案されている。
特開平9−96423号公報
しかし、上述した特許文献1に記載の空気調和装置では、例えば、冷却による凝縮を生じさせたくない部分が長く大きい場合には、それに対応するだけの空間を設ける必要があり、このような空間を設けるための構造が大がかりなものになってしまったり、部品点数が増大し、製造コストが向上してしまうことがある。
そして、上記特許文献1に記載の空気調和装置では、2次的な凝縮を防ぐために設けられる空間は、凝縮水が導かれる流れに沿うように設けられる構造、すなわち、凝縮を生じさせたくない部分に沿うように設けられる構造となっている。このため、冷たい凝縮水を、凝縮を生じさせたくない部分をまたぐように流す構造の場合には、同様の技術を適用することができず、当該部分の冷却を抑えることが困難である。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、凝縮水の排出経路が、冷却による凝縮を回避したい部分をまたぐ構造になっている場合であっても、当該部分の冷却を回避することが可能な空気調和装置を提供することにある。
第1発明に係る空気調和装置は、熱交換によって生じた凝縮水を排出口まで導いて排出する空気調和装置であって、熱交換器と、フレームとを備えている。フレームは、所定鉛直部材、高ガイド部、低ガイド部およびリブを有している。所定鉛直部材は、略鉛直に広がっており熱交換器で生じた凝縮水の付着を回避したい部材である。高ガイド部は、所定鉛直部材から見て一方向側に配置されており凝縮水を受ける。低ガイド部は、所定鉛直部材の一方向側とは略反対側の他方向側であって高ガイド部よりも低い位置に配置されており凝縮水を排出口まで導く。リブは、凝縮水を受けて低ガイド部に導く。リブと高ガイド部とは、高ガイド部が受けた凝縮水がリブに導かれるように繋がっている。
ここでは、熱交換器における熱交換によって冷却されて生じる凝縮水は、高ガイド部側で受け止められて、高ガイド部が受けた凝縮水が所定鉛直部材の上方部分を超えてリブに導かれた後、低ガイド部上を流れる。このため、熱交換器で生じた凝縮水は、排水口まで導かれる。
したがって、熱交換器で生じた凝縮水は、所定鉛直部材を伝うことがなく、所定鉛直部材に直接触れることなく排水させることができ、所定鉛直部材が冷えることを防ぐことができる。
これにより、凝縮水の排出経路が、冷却による凝縮を回避したい所定鉛直部材をまたぐ構造になっている場合であっても、当該所定鉛直部材の冷却を回避することが可能になり、所定鉛直部材が冷却されることによって生じる2次的な凝縮を抑えることが可能になる。
第2発明に係る空気調和装置は、第1発明に係る空気調和装置であって、他方向側下方に傾斜した部分を、他方向側に有している。
ここでは、リブの他方向側が他方向側下方に傾斜しているため、リブの上面を流れた後に裏面を伝って所定鉛直部材にまで戻るような凝縮水の流れを阻止することができる。
これにより、より確実に所定鉛直部材の冷却を避けることが可能になる。
第3発明に係る空気調和装置は、第1発明または第2発明に係る空気調和装置であって、リブは、互いに離れて設けられる、第1リブと第2リブとを有している。第2リブは、第1リブから見て下方であって他方向側に配置されている。そして、第1リブと第2リブとは、上面視において少なくとも一部が重なるように位置している。
ここでは、第1リブと第2リブとが互いに離れて配置されているため、第1リブ上を凝縮水が伝うことによって第1リブが冷やされたとしても、凝縮水は、他方側に離れた位置にある第2リブへと伝っていく。これにより、凝縮水によって冷やされる部分をできるだけ所定鉛直部材から離すことができる。さらに、第1リブが冷やされることで第1リブの裏面側において2次的な凝縮が生じたとしても、この2次的な凝縮によって生じた凝縮水は、所定鉛直部材に触れることなく、第1リブの裏面を沿うようにして第1リブの他方向側から第2リブに導かれ、所定鉛直部材の冷却をより確実に回避することが可能になる。
第1発明の空気調和装置では、凝縮水の排出経路が、冷却による凝縮を回避したい所定鉛直部材をまたぐ構造になっている場合であっても、当該所定鉛直部材の冷却を回避することが可能になり、所定鉛直部材が冷却されることによって生じる2次的な凝縮を抑えることが可能になる。
第2発明の空気調和装置では、リブの上面を流れた後に裏面を伝って所定鉛直部材にまで戻るような凝縮水の流れを阻止することができ、より確実に所定鉛直部材の冷却を避けることが可能になる。
第3発明の空気調和装置では、凝縮水によって冷やされる部分をできるだけ所定鉛直部材から離すことができる。さらに、第1リブの裏面側において2次的な凝縮が生じたとしても、所定鉛直部材に触れることなく、第1リブの裏面を沿うようにして第1リブの他方向側から第2リブに導かれ、所定鉛直部材の冷却をより確実に回避することが可能になる。
以下、図面に基づいて、本発明に係る空気調和装置の実施形態について説明する。
<空気調和装置の概略構成>
本発明の一実施形態が採用された空気調和装置100は、室内の壁面に設置される室内機1と、室外に設置される室外機2とを備えている。
室内機1内および室外機2内にはそれぞれ熱交換器が収納されており、各熱交換器が冷媒配管5により接続されることにより冷媒回路を構成している。
<空気調和装置100の冷媒回路の構成概略>
空気調和装置100の冷媒回路の構成を図1に示す。
この冷媒回路は、主として室内熱交換器10、アキュムレータ21、圧縮機22、四路切換弁23、室外熱交換器20および膨張弁24で構成される。
室内機1に設けられている室内熱交換器10は、接触する空気との間で熱交換を行う。ここでは、室内熱交換器10は、図5に示すように、室内機1の前方に配置される前方熱交換器10fと、後方に配置される後方熱交換器10bによって構成されている。この前方熱交換器10fの前方下端部の下方には、前方熱交換器10fにおいて生じた空気中の水分の凝縮水を捕らえる前方ドレンパン60が設けられている。そして、後方熱交換器10bの後方下端部の下方には、後方熱交換器10bにおいて生じた空気中の水分の凝縮水を捕らえる後方ドレンパン70が設けられている。また、室内機1には、室内空気を吸い込んで室内熱交換器10に通し熱交換が行われ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11が設けられている。クロスフローファン11は、室内機1内に設けられる1つの室内ファンモータ12によって回転駆動される。室内機1の側面図である図2、図4および図5に示すように、クロスフローファン11が室内機ケーシング4内に配置されており、室内機ケーシング4には、吸込口42が前方、上方に設けられ、吹出口49が下方に設けられている。この室内機ケーシング4には、図3、図5に示すように、前面側においてフロントパネル41が、背面側において据付板43が、それぞれ設けられている。フロントパネル41の内側に配置された前方熱交換器10fの下方には、図3、4に示すように、前方ドレンパン60が設けられている。この前方ドレンパン60は、室内機1の長手方向に延びた水受け部61と、長手方向の略中央付近において前後方向に部分的に貫通している溝部62と、を有している。そして、この据付板43の内側には、図5、図6に示すように、後方熱交換器10bやクロスフローファン11の回転軸部等を支持する背面フレーム50が配置されている。背面フレーム50の背面側下方には、図10に示すように、断熱材90が部分的に密着されている。室内熱交換器10の前方熱交換器10fと後方熱交換器10bとは、室内機ケーシング4内において、吸込口との間に位置し、クロスフローファン11を取り囲むように、互いに多段曲げされて配置されている。室内機1は、クロスフローファン11が回転駆動すると、室内空気が室内熱交換器10を介して取り込まれ、熱交換された調和空気を再び室内に戻すことにより、対象となる空間を空調する。
室外機2には、圧縮機22と、圧縮機22の吐出側に接続される四路切換弁23と、圧縮機22の吸入側に接続されるアキュムレータ21と、四路切換弁23に接続された室外熱交換器20と、室外熱交換器20に接続された膨張弁24とが設けられている。膨張弁24は、液閉鎖弁26を介して配管に接続されており、この配管を介して室内熱交換器10の一端と接続される。また、四路切換弁23は、ガス閉鎖弁27を介して配管に接続されており、この配管を介して室内熱交換器10の他端と接続されている。また、室外機2には、室外熱交換器20での熱交換後の空気を外部に排出するためのプロペラファン28が設けられている。このプロペラファン28は、室外ファンモータ29によって回転駆動される。
以下、後方熱交換器10bが空気中の水分を凝縮させて生じる凝縮水の排水機構について説明する。
<背面フレーム50>
背面フレーム50は、図5に示すように、室内機1の据付板43と後方熱交換器10bとの間に配置され、クロスフローファン11を軸部分において支持するファン支持部53や(図3参照)、吹出口49からの吹出空気の流れ方向を調節するフラップ59を回動可能に支持するフラップ支持部57およびフラップ軸受け部58や、後方熱交換器10bにおいて生じた凝縮水を排水する後方ドレンパン70を有している(図6〜図10参照)。
ここで、背面フレーム50の右側面断面図を図6に示す。そして、上面(図6中、矢印Aで示す方向)から見た上面図を図7に、前面(図6中、矢印Bで示す方向)から見た前面図を図8に、背面(図6中、矢印Cで示す方向)から見た背面図を図9に、それぞれ示す。なお、図10は、背面フレーム50の背面図において、断熱材90を取り付けた状態を示す。
この背面フレーム50の後方ドレンパン70には、図11に示すように、前面側において後方熱交換器10bから滴り落ちてくる凝縮水を背面側に送るための背面開口71と、背面側において背面側に突出するように設けられた上方ドレンパン72、下方ドレンパン77、鉛直面部75およびガイドリブ76と、排水口80と、が一体成型されて設けられている。鉛直面部75は、上方ドレンパン72の一端と下方ドレンパン77との一端とを繋ぐように設けられている。なお、背面フレーム50の背面図である図9において、一転鎖線で囲ったP部の部分拡大斜視図を、図11に示す。
背面開口71は、図11、図7〜図10に示すように、背面フレーム50の前方側に配置されている後方熱交換器10bにおいて生じた冷えた凝縮水を、背面フレーム50の後方側に導くための開口であって、略鉛直方向に開口している。
排水口80は、図9等に示すように、背面開口71を介して背面側に導かれた凝縮水が、上方ドレンパン72を伝って、ガイドリブ76a〜76cにガイドされることにより鉛直面部75をまたぎ、下方ドレンパン77を伝うという順序で流れて、最終的に凝縮水が導かれて排水される開口である。この排水口80は、図示しないドレンホースが接続されることで、室内から室外に凝縮水を送り出すようになっている。なお、以下、図11等において、図面上略左側(凝縮水が流れてくる方向)を「上流側」と称し、図面上略右側(凝縮水が流れていく方向)を「下流側」と称して、説明する。
上方ドレンパン72は、背面開口71を介して落下してくる凝縮水を受け止め、ガイドリブ76aにまで導く上方リブ73と、上方底面部74と、を有している。上方リブ73は、上方底面部74よりもわずかに上方に、長手方向において互いに並行に延びるように設けられている。この上方ドレンパン72の上方リブ73および上方底面部74は、下方ドレンパン77側に向けて凝縮水を流すことができるように、上流側から下流側にかけてわずかに傾斜(水平方向からおおよそ1度程度の傾斜)している。
ガイドリブ76a〜76cは、図11に示すように、第1ガイドリブ76aと、第2ガイドリブ76bと、第3ガイドリブ76cとを有している。第1〜第3ガイドリブ76a〜76cは、いずれも、上流側において略水平方向(水平方向からおおよそ1度程度の傾斜)に延びた水平部分と、下流側において下流側下方に向けて略45度に傾斜した傾斜部分と、が繋がった形状を有している。第1ガイドリブ76aの略水平部分の上流側端部は、上方ドレンパン72の上方底面部74の下流側端部と同一傾斜角度でなだらかに繋がっている。第2ガイドリブ76bは、第1ガイドリブ76aから見て下流側下方に配置され、側面視においては互いに重ならないが、上面視においては第1ガイドリブ76aの傾斜部分の一部と第2ガイドリブ76bの水平部分の一部とが互いに重なるように位置している。第3ガイドリブ76cも同様に、第2ガイドリブ76bから見て下流側下方に配置され、側面視においては互いに重ならないが、上面視においては第2ガイドリブ76bの傾斜部分の一部と第3ガイドリブ76cの水平部分の一部とが互いに重なるように位置している。
下方ドレンパン77は、ガイドリブ76a〜76cの下方に位置している。上述した鉛直面部75は、この下方ドレンパン77の上流側端部と、上方ドレンパン72(上方底面部74)の下流側端部と、を鉛直方向に広がる面によって繋いでいる。この下方ドレンパン77も、排水口80に凝縮水を導くために、上流側から下流側にかけてわずかに傾斜(水平方向からおおよそ1度程度の傾斜)している。
<断熱材90>
背面フレーム50の下方ドレンパン77の下方には、図10に示すように、断熱材90が密着されている。これにより、冷たい凝縮水を、下方ドレンパン77上に沿って流して排水口にまで導く際に、下方ドレンパン77が冷やされることがあっても、凝縮水が流れる部分の裏面(下面)に、空気中の水分が凝縮して2次的な凝縮水の付着が生じることを抑えることができる。
<凝縮水の排水経路>
後方熱交換器10bにおいて凝縮されて生じる冷えた凝縮水は、上述した背面フレーム50の背面開口71を介して背面フレーム50の背面側に導かれる。
この背面側に導かれた冷えた凝縮水は、上方ドレンパン72(主として、上方リブ73)が受け止めて、第1ガイドリブ76aの水平部分まで導く。
第1ガイドリブ76aの水平部分まで導かれた冷えた凝縮水は、第1ガイドリブ76aの傾斜部分を伝って、第1ガイドリブ76aの下流側端部から第2ガイドリブ76bの水平部分に向けて滴り落ちる。第2ガイドリブ76bの水平部分に滴り落ちた凝縮水は、第2ガイドリブ76cの傾斜部分を伝って、第2ガイドリブ76bの下流側端部から第3ガイドリブ76cの水平部分に向けて滴り落ちる。第3ガイドリブ76cの水平部分に滴り落ちた凝縮水は、第3ガイドリブ76cの傾斜部分を伝って、第3ガイドリブ76cの下流側端部から、下方ドレンパン77に向けて滴り落ちる。
下方ドレンパン77に滴り落ちた凝縮水は、下方ドレンパン77のわずかな傾斜に従って、排水口80まで導かれる。
このように、冷たい凝縮水は、鉛直面部75を伝うことがないため、鉛直面部75が冷やされることがない。これにより、鉛直面部75の凝縮水が流れるガイドリブ76a〜76cが設けられている側とは反対側の面において、空気中の水分が凝縮して付着することが生じない。
また、冷たい凝縮水は、上方ドレンパン72の上方リブ73を沿うように流れ、上方底面部74をあまり流れないため、上方底面部74は冷やされにくい。これにより、上方底面部74の下面側の面において、空気中の水分が凝縮して付着することが生じにくい。
<本実施形態の空気調和装置100の特徴>
(1)
本実施形態の空気調和装置100では、上述したように、断熱材90は、上方ドレンパン72に対して凝縮水が流れる側とは反対側の部分で、鉛直面部75に対して凝縮水が流れる側とは反対側においては、特に設けられていない。これは、上方ドレンパン72においては、冷えた凝縮水は、上方底面部74ではなく、主として、上方リブ73を沿うようにして流れている。このため、上方底面部74は、冷えた凝縮水が伝いにくくなっており、冷やされにくいため、上方ドレンパン72(上方底面部74)の下面側には、空気中の水分が凝縮して2次的な凝縮水の付着が生じることがないからである。また、鉛直面部75においては、冷えた凝縮水は、鉛直面部75を沿うようにして流れ落ちるのではなく、主として、ガイドリブ76a〜76cを沿うようにして流れ落ちている。このため、鉛直面部75は、冷えた凝縮水が伝いにくくなっており、冷やされにくいため、鉛直面部75の裏面側(凝縮水が流れる側とは反対側)には、空気中の水分が凝縮して2次的な凝縮水の付着が生じることがないからである。
したがって、上述した断熱材90は、鉛直面部75や上方ドレンパン72の上方底面部74にまで圧接されるように設ける必要がない。このため、必要な断熱材90の量を少なく抑えることができ、安価に空気調和機100を製造することが可能になる。
なお、凝縮水の表面張力によって上方ドレンパン72からから鉛直面部75に向けて凝縮水が伝おうとしても、凝縮水の流れの下流側に向けてガイドリブ76a〜76cが延びて導くため、凝縮水が、鉛直面部75側に伝うことを阻止することができる。これにより、冷たい凝縮水と鉛直面部75との接触をより確実に回避することができる。
(2)
本実施形態の空気調和装置100では、ガイドリブ76a〜76cの下方に傾斜している部分を有しているため、ガイドリブ76a〜76cの上面を流れた後に裏面を伝って鉛直面部75にまで戻るような凝縮水の流れを阻止することができる。これにより、より確実に鉛直面部75の冷却を避けることができる。
(3)
本実施形態の空気調和装置100では、ガイドリブ76a〜76c同士が互いに離れて配置されているため、例えば、第1ガイドリブ76a上を凝縮水が伝うことによって第1ガイドリブ76aが冷やされたとしても、凝縮水は、下流側に離れた位置にある第2ガイドリブ76bへと伝っていく。これにより、凝縮水によって冷やされる部分をできるだけ鉛直面部75から離すことができる。さらに、第1ガイドリブ76aが冷やされることで第1ガイドリブ76aの裏面側において2次的な凝縮が生じたとしても、この2次的な凝縮によって生じた凝縮水は、鉛直面部75に触れることなく、第1ガイドリブ76aの裏面を沿うようにして第1ガイドリブ76aの下流側から第2ガイドリブ76bに導かれ、鉛直面部75の冷却をより確実に回避することができる。
<変形例>
以上、本発明について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態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。
(A)
上述の第1実施形態における空気調和装置100では、鉛直面部75として、略鉛直方向に広がる面部材を例に挙げた。
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、鉛直面部75は、上端から下端に向けてわずかに下流側に傾斜した構成であってもよいし、わずかに上流側に傾斜した構成であってもよい。
(B)
上述の第1実施形態における空気調和装置100では、鉛直面部75の裏側(凝縮水が流れない側)および上方ドレンパン72の裏面(凝縮水が流れない側)には断熱材90が設けられていない場合について例に挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、この位置、すなわち、鉛直面部75の裏側(凝縮水が流れない側)および上方ドレンパン72の裏面(凝縮水が流れない側)にも断熱材90が延びるようにして設けられている構成であってもよい。
この場合には、2次的な結露の発生をより万全にふせぐことができる。
本発明を利用すれば、凝縮水の排出経路が、冷却による凝縮を回避したい部分をまたぐ構造になっている場合であっても、当該部分の冷却を回避することが可能になるため、特に、熱交換によって生じた凝縮水を排出口まで導いて排出する空気調和装置に適用することができる。
本発明の第1実施の形態が採用される空気調和装置の外観図。 冷媒回路の構成図。 室内機の概略斜視図。 室内機の内部構成を示す斜視図。 室内機の右側面断面図。 背面フレームの右側面断面図。 背面フレームの上面図。 背面フレームの正面図。 背面フレームの背面図。 背面フレームに断熱材が取り付けられた状態を示す背面図。 背面フレームのガイドリブ近傍の詳細構造を示す図。
符号の説明
1 室内機
2 室外機
10b 後方熱交換器(熱交換器)
72 上方ドレンパン(高ガイド部)
73 上方リブ
74 上方底面部
75 鉛直面部(所定鉛直部材)
76a〜76c 第1ガイドリブ〜第3ガイドリブ(第1リブ〜第3リブ)
77 下方ドレンパン(低ガイド部)
80 排水口
100 空気調和装置

Claims (3)

  1. 熱交換によって生じた凝縮水を排出口(80)まで導いて排出する空気調和装置(100)であって、
    熱交換器(10b)と、
    略鉛直に広がっており前記熱交換器(10b)で生じた凝縮水の付着を回避したい部材である所定鉛直部材(75)と、前記所定鉛直部材(75)から見て一方向側に配置されており前記凝縮水を受ける高ガイド部(72、73、74)と、前記所定鉛直部材(75)の前記一方向側とは略反対側の他方向側であって前記高ガイド部(72、73、74)よりも低い位置に配置されており前記凝縮水を前記排出口(80)まで導く低ガイド部(77)と、前記凝縮水を受けて前記低ガイド部(77)に導くリブ(76a、76b、76c)と、を有するフレーム(50)と、
    を備え、
    前記リブ(76a、76b、76c)と前記高ガイド部(72、73、74)とは、前記高ガイド部が受けた前記凝縮水が前記リブ(76a、76b、76c)に導かれるように繋がっている、
    空気調和装置(100)。
  2. 前記リブ(76a、76b、76c)は、前記他方向側下方に傾斜した部分を、前記他方向側に有している、
    請求項1に記載の空気調和装置(100)。
  3. 前記リブ(76a、76b、76c)は、互いに離れて設けられる、第1リブ(76a、76b)と、前記第1リブ(76a、76b)から見て下方であって前記他方向側に配置された第2リブと(76b、76c)、を有しており、
    前記第1リブ(76a、76b)と前記第2リブ(76b、76c)とは、上面視において少なくとも一部が重なるように位置している、
    請求項1または2に記載の空気調和装置(100)。
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