JP2009079800A - 空気調和装置の室外ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の段差部を熱交換に寄与させることにより、熱交換器の熱交換効率の向上を図った空気調和装置の室外ユニットを提供する。
【解決手段】フィンチューブ型の熱交換部５１〜５３を厚み方向に複数積層し、一方の端部側に段差部５５を生じるように屈曲形成された熱交換器２１をユニットケース内に備え、段差部５５に外気を導くガイド板５６を備え、このガイド板５６の固定部５６Ｃを内側に配置される熱交換部５１に取り付けるとともに、当該ガイド板５６の側面部５６Ｂを、この側面部５６Ｂと外側に配置される熱交換部５３の端部５３Ｃとの間に外気が流通する隙間６０を設けてユニットケースの底板１２に取り付けた。
【選択図】図５

Description

本発明は、フィンチューブ型の熱交換部を複数積層して形成された熱交換器を備える空気調和装置の室外ユニットに関する。

一般に、フィンチューブ型の熱交換部を厚み方向に複数積層し、一方の端部側に段差部を生じるように屈曲形成された熱交換器を筐体内に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）。
特開２００２−２５０５４４号公報

しかしながら、従来の構成では、熱交換器が筐体の側面の一部を形成し、外側に配置された熱交換部に管板を設け、この管板に筐体の前面パネルを取り付けていた。このため、熱交換器の段差部には外気が十分に流通せず、この段差部が熱交換に寄与しないため、当該熱交換器の熱交換効率が低下するといった問題があった。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、熱交換器の段差部を熱交換に寄与させることにより、熱交換器の熱交換効率の向上を図った空気調和装置の室外ユニットを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、フィンチューブ型の熱交換部を厚み方向に複数積層し、一方の端部側に段差部を生じるように屈曲形成された熱交換器を筐体内に備える空気調和装置の室外ユニットにおいて、前記段差部に外気を導くガイド板を備え、このガイド板の一端を内側に配置される熱交換部に取り付けるとともに、当該ガイド板の他端を、この他端と外側に配置される熱交換部の端部との間に前記外気が流通する隙間を設けて前記筐体の底板に取り付けたことを特徴とする。
この構成によれば、ガイド板の他端と外側に配置された熱交換部の端部との隙間を通じて吸い込まれた外気は、ガイド板に案内されて熱交換器の段差部を通過する。このため、この段差部が熱交換に寄与することにより、熱交換器の熱交換効率の向上を図ることができる。また、ガイド板の一端が内側に配置された熱交換部に取り付けられ、他端が筐体の底板に取り付けられているため、このガイド板を介して、熱交換器と筐体の底板とを簡単に連結することができる。

この構成において、前記ガイド板に前記筐体の前面パネルを取り付けた構成としても良い。また、前記ガイド板には、内側に配置される熱交換部と該熱交換部に隣接する熱交換部とを連結する連結具を通すための開口部が形成されている構成としても良い。また、熱交換器は、略同一形状の前記熱交換部を３段に積層させて形成した構成としても良い。

本発明によれば、ガイド板の他端と外側に配置された熱交換部の端部との隙間を通じて吸い込まれた外気は、ガイド板に案内されて熱交換器の段差部を通過する。このため、この段差部が熱交換に寄与することにより、熱交換器の熱交換効率の向上を図ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
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（不図示）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を前面から見た図であり、図２は室外ユニット１０を上方から見た図である。この室外ユニット１０は、略直方体箱形状のユニットケース（筐体）１１を備え、ユニットケース１１は、底板１２、天板１３、前面パネル１４および外板１５を有し、ユニットケース１１内部が底板１２に立設された仕切り板１６によって縦に仕切られ、熱交換室Ｒ１と機械室Ｒ２とに分割されている。なお、図１の例では、前面パネル１４を取り外した状態を示しているが、前面パネル１４は、仕切り板１６を境に左右に二分割された第１前面パネル１４Ａと第２前面パネル１４Ｂとから構成され、各前面パネル１４Ａ、１４Ｂを取り外すことによって、作業者が前面側から熱交換室Ｒ１および機械室Ｒ２内の部品のメンテナンス作業が可能に構成されている。

熱交換室Ｒ１には、図２に示すように、その背面側に熱交換器２１が収容され、その前面側に上下方向に並べて配置された送風機２２Ａ、２２Ｂが収容される。熱交換器２１は、上面視略Ｌ字形状に屈曲されて形成され、熱交換室Ｒ１の左側面（外側面）から背面に沿わせて配置されている。このように、熱交換器２１は熱交換室Ｒ１（すなわちユニットケース１１）の左側面及び背面を形成し、この左側面から背面にかけての露出面全体が通風路（吸込口）として機能する。また、本構成では、熱交換器２１の表面は、この熱交換器２１への人体などの接触を防止するため、樹脂性のネットなどからなるフィンガード（不図示）で覆われている。

送風機２２Ａ、２２Ｂは、熱交換室Ｒ１内の配置された左右一対の支柱２４Ｌ、２４Ｒに取り付けられている。これら支柱２４Ｌ、２４Ｒは、当該支柱２４Ｌ、２４Ｒの上端部をそれぞれ熱交換器２１の上縁部に引っ掛けるとともに、当該支柱２４Ｌ、２４Ｒの下端部は底板１２にねじ止めにより固定されている。
送風機２２Ａは、支柱２４Ｌ、２４Ｒの上部に台座２５Ａを介して固定されたファンモータ２６Ａと、このファンモータ２６Ａの軸に取り付けられたプロペラファン（軸流ファン）２７Ａとから構成され、このプロペラファン２７Ａが熱交換室Ｒ１の前面側に近接配置される。また、このプロペラファン２７Ａの前部が、熱交換室Ｒ１の第１前面パネル１４Ａの上部に設けられた丸形フランジ形状のファン覆い部２８Ａ内に入り、このファン覆い部２８Ａの開口部が通風路（吹出口）として機能し、この開口部がプロペラファン２７への人体などの接触を防止するファンガード２９Ａで覆われる。また、送風機２２Ｂは、上記支柱２４Ｌ、２４Ｒの下部に配置されるものであり、上記送風機２２Ａと略同一の構成を有するものであるため、この送風機２２Ａを構成する機器と同種の符号を付してその説明を省略する。
ファンモータ２６Ａ、２６Ｂによりプロペラファン２７Ａ、２７Ｂ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、熱交換器２１の背面側および左側面側から外気が熱交換室Ｒ１内に吸い込まれ、熱交換器２１の略前面を通過した後に、熱交換室Ｒ１前面のファン覆い部２８Ａ、２８Ｂを通って外に排出される。つまり、この室外ユニット１０は、前面から熱交換後の空気を吹き出す前面吹き出しタイプに構成されている。

また、図１に示すように、機械室Ｒ２には、冷媒回路の一部を構成する圧縮機３１、アキュムレータ３２および四方弁３３や膨張弁（不図示）といった弁体などの冷媒回路構成部品が配管接続され、当該機械室Ｒ２の略下方空間内に収容される。
本構成では、圧縮機３１とアキュムレータ３２とは、同程度の容量を有する圧縮容器を備え、上記機械室Ｒ２内に上下方向に並べて配置されている。具体的には、圧縮機３１は底板１２上に設置され、この圧縮機３１の上方でアキュムレータ３２は仕切り板１６に取り付けられている。
機械室Ｒ２内の配管の一端側は、熱交換器２１を介して室内ユニットと配管接続され、配管の他端側は室内ユニットに配管接続され、これにより、冷媒を循環する冷媒回路が構成される。また、機械室Ｒ２の上方空間には、空気調和装置を制御する制御基板などの各種電装品を配設した電装ボックス４０が配置されている。

次に、熱交換器２１について説明する。
熱交換器２１は、図３に示すように、複数（本実施形態では３つ）のフィンチューブ型の熱交換部５１、５２、５３を厚み方向に積層して形成されている。内側に配置される熱交換部５１は、冷媒が流れる冷媒管５１Ａと、この冷媒管５１Ａの周り配置される複数の放熱用のフィン５１Ｂとを備えて構成される。また、中間及び外側に配置される熱交換部５２、５３は、上記熱交換部５１と略同一の大きさに形成されるとともに、当該熱交換部５１と略同一の構成を有するため、同種の符号を付して説明を省略する。
熱交換部５１〜５３は、図２に示すように、図中右側の端部の位置を揃えて配置され、この端部には当該熱交換部５１〜５３同士を連結する第１管板３５が設けられている。この第１管板３５は、第１管板３５のユニットケース１１内側の縁部を略Ｌ字形状に折り曲げたリブ３５Ａを備え、このリブ３５Ａに上記仕切り板１６がねじ止めされている。
このように、熱交換部５１〜５３は、略同一の大きさに形成され、図中右側の端部の位置を揃えて配置されるとともに、それぞれ上面視で略Ｌ字形状に屈曲されている。このため、熱交換部５１〜５３の図中左側（一方）の端部はそれぞれ不揃いとなり、この端部側に段差部５５が形成される。具体的には、内側に配置された熱交換部５１の端部５１Ｃよりも、中間に配置された熱交換部５２の端部５２Ｃは後方に位置し、この端部５２Ｃよりも、外側に配置された熱交換部５３の端部５３Ｃは後方に位置する。このため、各端部５１Ｃ〜５３Ｃの位置が不揃いとなる結果、熱交換器２１の一方の端部側に段差部５５が形成される。

段差部５５には、図４に示すように、上記送風機２２Ａ、２２Ｂの運転により、この段差部５５に外気を導くガイド板５６が設けられている。このガイド板５６は、熱交換器２１と略同じ高さを有する板部材であり、段差部５５における各熱交換部５１〜５３のフィン５１Ｂ〜５３Ｂと略平行に配置される前面部５６Ａと、この前面部５６Ａの一端を段差部５５側に屈曲して形成された側面部５６Ｂと、上記前面部５６Ａの他端、すなわち当該側面部５６Ｂとは反対側の端部を前面パネル１４側に屈曲して形成された固定部５６Ｃとを備える。この固定部５６Ｃ（一端）は、内側に配置された熱交換部５１に取り付けられる。
具体的には、この熱交換部５１の端部５１Ｃには、当該熱交換部５１にガイド板５６を取り付けるための第２管板５７が設けられている。この第２管板５７は、熱交換部５１のフィン５１Ｂと略平行に配置されたエンドプレート５７Ａと、このエンドプレート５７Ａの左側の端部、すなわち外側の熱交換部５３側の端部を前面パネル１４側に屈曲して形成されたリブ５７Ｂとを備える。このリブ５７Ｂは、ガイド板５６の固定部５６Ｃと略同じ幅であり、このリブ５７Ｂと固定部５６Ｃとを付き合せてねじ止めすることにより、ガイド板５６が熱交換部５１に取り付けられる。本構成では、ガイド板５６は、一枚の板材を折り曲げることにより、簡単に形成することができる。

一方、ガイド板５６の側面部（他端）５６Ｂは、底板１２に取り付けられている。具体的には、底板１２は、その周囲に立ち上げ部１２Ａを備え、この立ち上げ部１２Ａには、ガイド板５６の側面部５６Ｂに対向する位置に凹部１２Ｂが形成されている。この凹部１２Ｂは、上記側面部５６Ｂに当接する位置まで凹んでおり、凹部１２Ｂと側面部５６Ｂとをねじ５８で固定することにより、ガイド板５６の側面部（他端）５６Ｂが底板１２に取り付けられる。
このように、ガイド板５６の固定部５６Ｃは、内側に配置される熱交換部５１の第２管板５７に取り付けられ、ガイド板５６の側面部５６Ｂは底板１２の立ち上がり部１２Ａに形成された凹部１２Ｂに取り付けられるため、このガイド板５６を介して熱交換器２１と底板１２とが連結される。このため、熱交換器２１を底板１２に連結するための専用の部材が不要となり、部品点数が減少するとともに、組立作業の軽減を図ることができる。

ここで、ガイド板５６は、このガイド板５６の側面部５６Ｂと外側に配置される熱交換部５３の端部５３Ｃとの間に幅Ｗの隙間６０が形成されるように、底板１２に取り付けられている。この隙間６０の幅Ｗは、この隙間６０を通じて外気が段差部５５に流入できる程度の大きさとなっている。
これによれば、送風機２２Ａ、２２Ｂの運転により、上記隙間６０を通じて吸い込まれた外気は、図５中に矢印Ｘで示すように、ガイド板５６に案内されて熱交換器２１の段差部５５を通過する。このため、段差部５５に十分な外気が流通することにより、この段差部５５が熱交換に寄与するため、熱交換器２１の熱交換効率の向上を図ることができる。
特に、本実施形態のように、３つ以上に熱交換部５１〜５３を積層させて熱交換器２１を形成する場合には、図５中に斜線で示すように、ガイド板５６によって熱交換に寄与する面積がより拡大するため、得られる効果もより一層大きなものとなる。

また、ガイド板５６の前面部５６Ａ及び固定部５６Ｃには、図４に示すように、所定ピッチで複数（本実施形態では４つ、図１参照）の切り欠き（開口部）６１が形成されている。この切り欠き６１は、内側に配置される熱交換部５１と中間に配置される（該熱交換部に隣接する）熱交換部５２とを連結する際に利用されるものである。本構成では、この切り欠き６１を通じて、内側に配置される熱交換部５１の冷媒管５１Ａと、中間に配置される熱交換部５２の冷媒管５２Ａとを結束バンド（連結具）６２で縛ることにより、これら熱交換部５１、５２を簡単に連結することができる。
この切り欠き６１を大きく形成すると、冷媒管５１Ａ、５２Ａを結束バンド６２で縛る作業が容易となる。しかしながら、この切り欠き６１を通じて外気が熱交換器２１の内側の空間に抜けやすくなるため、当該切り欠き６１の大きさは結束バンドで縛る作業を阻害しない程度に小さく形成することが望ましい。
なお、本構成では、図示は省略したが、中間に配置される熱交換部５２の冷媒管５２Ａと、外側に配置される熱交換部５３の冷媒管５３Ａとは、ガイド板５６の内側で上記結束バンドで縛られることにより、熱交換部５２、５３が連結される。

また、ガイド板５６の側面部５６Ｂには、図３に示すように、第１前面パネル１４Ａが固定されている。この第１前面パネル１４Ａは、熱交換器２１の段差部５５側の端部を背面側に屈曲して形成された側部１４Ａ１を有し、この側部１４Ａ１がガイド板５６の側面部５６Ｂの外側に延在して、この側面部５６Ｂにねじ止めされる。
この側部１４Ａ１は、図示を省略したが、側面部５６Ｂに当接する位置まで凹んだ凹部が形成されており、この凹部と側面部５６Ｂとをねじ止めすることにより、第１前面パネル１４Ａが取り付けられる。この構成によれば、外側の熱交換部５３の端部５３Ｃに、第１前面パネル１４Ａを取り付けるための管板が不要となり、部品点数が減少するとともに、組立作業の軽減を図ることができる。
本構成では、第１前面パネル１４Ａの側部１４Ａ１は、図５に示すように、ガイド板５６の側面部５６Ｂと略重なるように取り付けられる。この構成によれば、上記隙間６０は第１前面パネル１４Ａの側部１４Ａ１により狭められることが防止されるとともに、ガイド板５６の側面部５６Ｂは、当該側部１４Ａ１によって外部に露出することが防止されるため、空気調和装置の室外ユニット１０の美観の向上を図ることができる。

本実施形態によれば、フィンチューブ型の熱交換部５１〜５３を厚み方向に複数積層し、一方の端部側に段差部５５を生じるように屈曲形成された熱交換器２１をユニットケース１１内に備え、段差部５５に外気を導くガイド板５６を備え、このガイド板５６の固定部５６Ｃを内側に配置される熱交換部５１に取り付けるとともに、当該ガイド板５６の側面部５６Ｂを、この側面部５６Ｂと外側に配置される熱交換部５３の端部５３Ｃとの間に外気が流通する隙間６０を設けてユニットケース１１の底板１２に取り付けたため、この隙間６０を通じて吸い込まれた外気は、ガイド板５６に案内されて熱交換器２１の段差部５５を通過する。このため、段差部５５に十分な外気が流通することにより、この段差部５５が熱交換に寄与するため、熱交換器２１の熱交換効率の向上を図ることができる。
また、ガイド板５６を介して熱交換器２１と底板１２とが連結されるため、熱交換器２１を底板１２に連結するための専用の部材が不要となり、部品点数が減少するとともに、組立作業の軽減を図ることができる。

また、本実施形態によれば、ガイド板５６に第１前面パネル１４Ａを取り付けたため、外側の熱交換部５３の端部５３Ｃに、第１前面パネル１４Ａを取り付けるための管板が不要となり、部品点数が減少するとともに、組立作業の軽減を図ることができる。
また、本実施形態によれば、ガイド板５６には、内側に配置される熱交換部５１と中間に配置される熱交換部５２とを連結する結束バンド６２を通すための切り欠き６１が形成されているため、この切り欠き６１を通じて、内側に配置される熱交換部５１の冷媒管５１Ａと、中間に配置される熱交換部５２の冷媒管５２Ａとを結束バンド６２で縛ることにより、これら熱交換部５１、５２を簡単に連結することができる。

また、本実施形態によれば、熱交換器２１は、略同一形状の熱交換部５１〜５３を３段に積層させて形成したため、ガイド板５６によって熱交換に寄与する面積が、２つの熱交換部を積層したものに比べて、より拡大するため、熱交換効率をより一層向上させることができる。

以上、一実施形態に基づいて、本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、熱交換器２１は、３つの熱交換部５１、５２、５３を積層させたものについて説明したが、熱交換器は、熱交換部を２層、４層、５層に形成したものであっても良い。本構成では、上述のように、積層される熱交換部の数が増えるほど、熱交換効率の向上を図ることができるため、より大きな効果を得ることができる。
また、本実施形態では、上下に配置された２台の送風機２２Ａ，２２Ｂを備える構成について説明したが、１台の送風機を備える構成であっても良いことは勿論である。
また、本実施形態では、連結具として結束バンド６２を用いているが、これに限るものではなく、針金、紐、ベルトで熱交換部を連結する構成としても良い。

本発明の一実施形態に係る室外ユニットの内部構成の正面図である。 室外ユニットの内部構成の上面図である。 段差部を示す斜視図である。 段差部に配置されるガイド板の構成を示す斜視図である。 段差部に流通する外気の流れを説明するための上面図である。

符号の説明

１０ 室外ユニット
１１ ユニットケース
１２ 底板
１２Ｂ 凹部
１３ 天板
１４ 前面パネル
１４Ａ 第１前面パネル
１４Ａ１ 側部
１４Ｂ 第２前面パネル
１６ 仕切り板
２１ 熱交換器
２２Ａ、２２Ｂ 送風機
３１ 圧縮機
３２ アキュムレータ
３３ 四方弁
３５ 第１管板
４０ 電装ボックス
５１ 熱交換部
５１Ａ 冷媒管
５１Ｃ 端部
５２ 熱交換部
５２Ａ 冷媒管
５２Ｃ 端部
５３ 熱交換部
５３Ａ 冷媒管
５３Ｃ 端部
５５ 段差部
５６ ガイド板
５６Ａ 前面部
５６Ｂ 側面部
５６Ｃ 固定部
５７ 第２管板
５７Ａ エンドプレート
５７Ｂ リブ
６０ 隙間
６２ 結束バンド（連結具）
Ｗ 幅
Ｘ 矢印

Claims (4)

1. フィンチューブ型の熱交換部を厚み方向に複数積層し、一方の端部側に段差部を生じるように屈曲形成された熱交換器を筐体内に備える空気調和装置の室外ユニットにおいて、
   前記段差部に外気を導くガイド板を備え、このガイド板の一端を内側に配置される熱交換部に取り付けるとともに、当該ガイド板の他端を、この他端と外側に配置される熱交換部の端部との間に前記外気が流通する隙間を設けて前記筐体の底板に取り付けたことを特徴とする空気調和装置の室外ユニット。
2. 前記ガイド板に前記筐体の前面パネルを取り付けた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. 前記ガイド板には、内側に配置される熱交換部と該熱交換部に隣接する熱交換部とを連結する連結具を通すための開口部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置の室外ユニット。
4. 熱交換器は、略同一形状の前記熱交換部を３段に積層させて形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置の室外ユニット。

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