JP2009079851A - 熱交換器ユニットおよび同熱交換器ユニットを備えた空気調和機の室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｌ字状やコ字状など一部が折り曲げられた熱交換器を安定して上下に積み重ねることができる熱交換器ユニットおよびその熱交換器ユニットを備えた空気調和機の室外機を提供する。
【解決手段】ともにコ字状に形成された上部熱交換器２１０および下部熱交換器２２０との間に保持部材３００を介在させ、上部熱交換器２１０の側面を第１支持板３２０で支持し、下部熱交換器２２０の側面を第２支持板３３０で支持するとともに、各熱交換器２１０，２２０の屈曲部２４０を第３支持板２４０，２５０で支持する。
【選択図】図７

Description

本発明は、少なくとも２つの熱交換器を上下に積み重ねて連結してなる熱交換器ユニットに関し、さらに詳しく言えば、運搬時などの衝撃によって熱交換器の相対的な位置がずれないようにした熱交換器ユニットに関する。

ビルや商業施設などに設置される大型の空気調和機の室外機には、冷凍サイクル効率を高めるため、少なくとも２台の熱交換器を上下に積み重ねて連結した大型の熱交換器ユニットが用いられている。

しかしながら、熱交換器同士を上下に積み重ねるには次のような問題があった。すなわち、熱交換器は、冷媒が移動する冷媒管に沿って放熱用のフィンが多数ロウ付けされているが、熱交換器を上下に積み重ねると、フィンの間に他方の熱交換器のフィンが入り込むため、位置がずれたり、傾いてしまう。

そこで、熱交換器を上下に連結する方法の１つとして、例えば特許文献１に記載されているように、上下に積み重ねられた熱交換器の間に断面Ｈ字状のガイドレールを設けて、ガイドレールを介して熱交換器を支持する方法がある。

これによれば、ガイドレールの溝内に沿って熱交換器を係合させることにより、熱交換器同士を簡単に積み重ねることができる。

しかしながら、特許文献１に記載されたガイドレールは強固で頑丈ではあるが、それ故に大型となり、重量が嵩んでしまう。また、Ｈ字状に形成するため、組立工程に溶接なども必要であり、生産コストが高くなる。

そこで、特許文献２に記載されているような小型の保持具も他方で提供されている。この保持具は、１枚の金属板をプレス加工したものからなり、上部熱交換器と下部熱交換器をそれぞれ支持する支持板が交互に形成されているとともに、熱交換器のズレを防止するため、フィンの間に差し込まれる係止片を備えている。

これによれば、熱交換器の縦方向および横方向のズレを防止できる。しかしながら、大型熱交換器の多くは、限られた設置スペースを考慮して、室外機筐体の内周に沿って全体がＬ字状やコ字状に折り曲げられているが、この屈曲部に対してのズレの防止手段はなかった。

実開昭６０−５０７６４号公報（図４参照） 特許第３２１３３３７号公報（図１参照）

そこで、本発明は上述した課題を解決するため、Ｌ字状やコ字状など一部が折り曲げられた熱交換器を安定して上下に積み重ねることができる熱交換器ユニットおよびその熱交換器ユニットを備えた空気調和機の室外機を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明は以下に示すいくつかの特徴を備えている。請求項１に記載の発明は、少なくとも１カ所が屈曲された熱交換器を有し、少なくとも２台の上記熱交換器を上下方向に積み重ねて所定の保持部材を介して保持してなる熱交換器ユニットにおいて、上記保持部材は、上記各熱交換器の間に配置されるベース板と、いずれか一方の上記熱交換器の側面を支持する第１支持板と、いずれか他方の上記熱交換器の側面を支持する第２支持板と、上記熱交換器の屈曲部の側面を支持する第３支持板とを備えていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、上記保持部材は、上記熱交換器の冷媒管を固定する端板に沿って取り付けられる固定板をさらに備えていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２において、上記第１支持板および上記第２支持板は、上記ベース板の対向する側辺に沿って互いに交互に設けられていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、上記請求項１，２または３において、上記熱交換器はＬ字状またはコ字状に屈曲形成されており、上記ベース板も上記熱交換器の形状に合わせてＬ字状またはコ字状に形成されていることを特徴としている。

本発明には、これら熱交換器ユニットを備えた空気調和機も含まれる。すなわち、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された熱交換器ユニットを備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、各熱交換器の側面を支持する第１および第２支持板に加えて、熱交換器の屈曲部を支持する第３支持板をさらに備えたことにより、Ｌ字状などに折り曲げられた熱交換器をさらに安定して積み重ねることができる。

請求項２に記載の発明によれば、熱交換器の冷媒管を固定する端板に沿って取り付けられる固定板をさらに備えたことにより、熱交換器のズレをより確実に防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、第１支持板と第２支持板がベース板の側面に沿って交互に設けられていることにより、各熱交換器を均等に受け止めることができる。

請求項４に記載の発明によれば、熱交換器がＬ字状またはコ字状に形成され、これに併せて、ベース板もＬ字状またはコ字状に形成されていることにより、熱交換器のズレを確実に防止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、この保持部材を用いた熱交換器ユニットを空気調和機の室外機に用いることにより、運搬時や地震などによって室外機に強い衝撃が加わっても、上下の熱交換器の位置がずれることなく、確実に保持しておくことができる。

次に、図１〜図１１を参照して、本発明の一実施形態に係る熱交換器ユニットおよび空気調和機の室外機について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の熱交換器ユニットを備えた空気調和機の室外機の部分断面斜視図であり、図２（ａ）〜（ｃ）は、室外機の正面図，右側面図および左側面であり、図３はＡ−Ａ線断面図であり、図４は、筐体の骨格を抜き出して示した斜視図である。

図５ａおよび図５ｂは、サイドパネルの取付状態を説明する部分拡大斜視図である。図６は、上記室外機の熱交換器ユニットの斜視図であり、図７は、熱交換器ユニットの分解斜視図である。図８は、上記熱交換機ユニットの保持部材の斜視図であり、保持部材をプレス成形する前の展開図である。図１０は、熱交換器ユニットの保持部材の別の態様を示す斜視図であり、保持部材をプレス成形する前の展開図である。

図１および図４に示すように、この空気調和機の室外機１は、ビルなどの大型施設に設置される空気調和機用で、大型で縦長な筐体１００を備えている。筐体１００は、屋上などの被設置面に設置される矩形状のベースパネル１１０と、ベースパネル１１０の外周縁からほぼ垂直に立設される４本の支柱１２０ａ〜１２０ｄと、各支柱１２０ａ〜１２０ｄの上端を連結する４本の連結パネル１３０ａ〜１３０ｄを備えている。これらは、鋼板材をプレス成形したものからなる。

図３を併せて参照して、ベースパネル１１０は、コンプレッサＣ（図１参照）などが載置される矩形状の底板１１１を有し、４つの角部のうち、１つの角部（切欠部）１１２が斜めに切り欠かれたように形成されている。

底板１１１の外周縁には、ほぼ垂直に折り曲げられる起立部１１３が設けられている。ベースパネル１１０の底面には、被設置面に置かれる脚部１１４が設けられているが、起立部１１３や脚部１１４は仕様に応じて任意に選択されてよい。

第１支柱１２０ａは、筐体１００内に空気を取り込むためのグリルが一体形成された長方形の鋼材からなり、その下端がベースパネル１１０の角部１１２にネジ止めされている。

第２支柱１２０ｂは、ベースパネル１１０の角部（図３では右上角）に沿って取り付けられる断面Ｌ字状鋼材からなり、ベースパネル１１０の起立部１１３にネジ止めされている。第３支柱１２０ｃも第２支柱１２０ｂとほぼ同形状であり、ベースパネル１１０の角部（図３では左上角）に沿って取り付けられている。

第４支柱１２０ｄは矩形状プレートからなり、筐体１００に設けられた電装品箱１６０を取り外すための空間を確保するため、ベースパネル１１０の残りの角部（図３では左下角）から所定位置ずれたベースパネル１１０の側辺に取り付けられている。

第１連結パネル１３０ａは矩形状の金属製パネルからなり、第１支柱１２０ａと第２支柱１２０ｂとの間を架け渡すように、各支柱１２０ａ，１２０ｂの上端にネジ止めされている。第２連結パネル１３０ｂは、矩形状の金属製パネルからなり、第２支柱１２０ｂと第３支柱１２０ｃとの間を架け渡すように、各支柱１２０ｂ，１２０ｃの上端にネジ止めされている。

第３連結パネル１３０ｃも同様に矩形状の金属製パネルからなり、第３支柱１２０ｃと第４支柱１２０ｄとの間を架け渡すように、各支柱１２０ｃ，１２０ｄの上端にネジ止めされている。第４連結パネル１３０ｄは、第１支柱１２０ａと第４支柱１２０ｄとを連結するため２枚のパネルをＬ字状に連結したＬ字パネルからなり、各支柱１２０ａ，１２０ｄの上端にネジ止めされている。

筐体１００の正面（図２（ａ）の紙面手前側）から左側面（図２（ｂ）の紙面手前側）の一部にかけては、化粧パネル１４０によって覆い隠されている。化粧パネル１４０は、上下２段に分割されており、それらが独立して取り外し可能とされている。

上段側の化粧パネル１４０の背面側には、室外機１を制御するための電装品箱１６０が設けられている。図１において、電装品箱１６０は一部が省略されているが、実際には、筐体１００の側面まで形成されている。電装品箱１６０は、筐体１００の側面（図３では左側面）側からスライド式で取り出し可能に取り付けられている。

下段側の化粧パネル１４０の背面側には、室外機１のコンプレッサＣなどが設けられており、化粧パネル１４０を取り外すことにより、これらコンプレッサＣなどをメンテナンスできるようになっている。

筐体１００の右側面（図２（ｃ）の紙面手前側），背面（図２（ａ）の背面側）および左側面は、筐体１００内に空気を取り込むため開口されており、開口部には、内側の熱交換器ユニット２００を保護するためのグリル１５０が取り付けられている。

筐体１００の上部には、筐体１００の上面を覆う天井パネル１６０が設けられている。天井パネル１６０は、各連結パネル１３０ａ〜１３０ｄに取り付けられる矩形状パネルからなり、中央に熱交換器２００を通って筐体１００内に吸い込まれた空気を排気するための排気孔１６１が開口されている。

排気孔１６１は、天井パネル１６０から円筒状に突設されており、排気孔１６１の内部には、強制排気用のファン１７０が排気孔１６１に対して同軸的に設けられている。この例において、排気孔１６１およびファン１７０は、天井パネル１６０に対して１つであるが、複数個設けられていてもよい。

図５ａに示すように、各支柱１２０ａ〜１２０ｄの間には、熱交換器ユニット２００の上部熱交換器２１０と下部熱交換器２２０との間の継ぎ目を見えないようにするためのサイドパネル１８０ａ〜１８０ｃが設けられている。

各サイドパネル１８０ａ〜１８０ｃは、長さのみが異なる同一形状であるため、以下においてはサイドパネル１８０ｃを例にとって説明する。サイドパネル１８０ｃは、矩形状の金属板をプレス加工したものからなり、両端に取付用の段差面１８１，１８１が設けられている。

段差面１８１，１８１には、ネジ止め用のネジ差込孔１８２，１８２が設けられており、このネジ差込孔１８２，１８２を介して支柱１２０ｃ，１２０ｄの側辺にネジ止めすることにより、サイドパネル１８０ｃが継ぎ目を塞ぐように配置されるようになっている。サイドパネル１８０ａ〜１８０ｃは、樹脂製であってもよい。

各サイドパネル１８０ａ〜１８０ｃは、その一部が熱交換器ユニット２００の側面の一部に当接するようになっており、各サイドパネル１８０ａ〜１８０ｃを介して熱交換器ユニット２００が狭持されている。

この例において、サイドパネル１８０ａ〜１８０ｃは、左右の段差面１８１，１８１に設けられたネジ差込孔１８２，１８２により支柱１２０ｃ，１２０ｄに架け渡されて固定されているが、図５ｂに示すように、後述する保持部材３００の支持板３２０，３３０に対してネジ止めするためのネジ挿通孔１８３を設けて、さらにネジで強固に固定するようにしてもよい。

この筐体１００の内周面に沿って熱交換器ユニット２００が設けられている。図６および図７に示すように、この熱交換器ユニット２００は、上部熱交換器２１０と下部熱交換器２２０とを上下２段に積み重ねて連結した２段式の熱交換器ユニットである。

この実施形態において、上部熱交換器２１０および下部熱交換器２２０はともに同一構成であるため、以下においては、上部熱交換器２１０を例にとって説明する。上部熱交換器２１０は、千鳥格子状に多段配置された冷媒管２１１を有し、各冷媒管２１１に沿って放熱フィン２１２が互いに平行として多数設けられている。

この例において、上部熱交換器２１０は、１本のパイプをほぼ直角に折り曲げられた第１折曲部２３０および第２折曲部２４０と、鈍角状に緩く折り曲げられた第３折曲部２５０とを有し、全体がほぼコ字状に形成されている。

上部熱交換器２１０の両端には、各冷媒管２１１を固定するための固定端板２１３，２１４が設けられている。固定端板２１３，２１４は、断面コ字状に形成された金属板からなり、各冷媒管２１１を引き出すための図示しない引出孔が多数設けられている。

各冷媒管２１１同士は、ヘアピン状の連結管２１５を介して連結されており、これにより、冷媒通路が形成されるようになっている。なお、冷媒管２１１の連結形態については、１パス方式や複数パス方式などであってよく、本発明においては任意的事項である。

この例において、各冷媒管２１１は、１本のパイプを折り曲げ加工してコ字状に一体形成されているが、複数の直管を継ぎ手を介して溶接などによって連結したものであってもよく、冷媒管２１１の構成は仕様に応じて任意に変更可能である。

これら上部熱交換器２１０および下部熱交換器２２０の間には、各熱交換器２１０，２２０同士を上下に積み重ねた状態で相対的な位置がずれないように位置決めする保持部材３００が設けられている。

図８に示すように、保持部材３００は、１枚の金属板をプレス成形したものからなり、上部熱交換器２１０の底面と下部熱交換器２２０の上面を受け止めるベース板３１０と、上部熱交換器２１０の側面を支持する第１支持板３２０と、下部熱交換器２２０の側面を支持する第２支持板３３０と、熱交換器の第１屈曲部２３０を支持する第３支持板３４０と、第２屈曲部２４０を支持する第４支持板３５０とを備えている。

ベース板３１０は、上部および下部熱交換器２１０，２２０の突き合わせ面の形状に合致するようにほぼコ字状に形成されており、上部熱交換器２１０で発生したドレン水や筐体１００内に入り込んだ雨水などの逃がすための逃がし孔３１１が所定間隔をもって多数設けられている。

ベース板３１０の各端辺Ａ（熱交換器２１０，２２０の固定端板２１３，２１４に沿った端面）には、保持部材３００を熱交換器ユニット２００に固定するための第１および第２固定板３１２，３１３が設けられている。

第１固定板３１２は、端辺Ａから一体的に引き出されており、上部熱交換器２１０側（上側）の固定端板２１３，２１４に沿って平行となるように、上向きにほぼ直角に折り曲げられている。第１固定板３１２には、ネジ止め用のネジ挿通孔が設けられており、このネジ挿通孔を介して各固定端板２１３,２１４にネジ止めされるようになっている。

第２固定板３１３は、端辺Ａから一体的に引き出されており、下部熱交換器２２０の固定端板２１３，２１４に沿って平行となるように、下向きにほぼ直角に折り曲げられている。第２固定板３１３にもネジ止め用のネジ挿通孔が設けられており、このネジ挿通孔を介して各固定端板２１３，２１４にネジ止めされるようになっている。

ベース板３１０の各側辺Ｂ（熱交換器２１０，２２０の側面に沿った端面）には、第１支持板３２０と第２支持板３３０とが交互に形成されている。第１支持板３２０は、ベース板３１０の側辺Ｂから一体的に引き出された舌片からなり、側辺Ｂに沿って上向きにほぼ直角に折り曲げられている。

第２支持板３３０は、ベース板３１０の側辺Ｂから一体的に引き出された舌片からなり、側辺Ｂに沿って下向きにほぼ直角に折り曲げられている。第２支持板３３０は、第１支持板３３０に隣接して設けられており、互い違いに交互に形成されている。

第３支持板３４０は、ベース板３１０の外周側の側辺Ｂの角部から一体的に引き出された扇状の舌片からなり、側辺Ｂに沿って上向きにほぼ直角に折り曲げられている。第４支持板３５０は、ベース板３１０の外周側の側辺Ｂの角部から一体的に引き出された扇状の舌片からなり、側辺Ｂに沿って上向きにほぼ直角に折り曲げられている。

この例において、第３支持板３４０および第４支持板３５０は、上部熱交換器２１０の屈曲部２３０，２４０を受け止めるように上向きにほぼ直角に折り曲げられているが、下部熱交換器２２０の屈曲部２３０，２４０を受けるために、下向きに折り曲げてもよいし、上下別々に折り曲げるようにしてもよい。

この例において、保持部材３００は、各熱交換器２１０，２２０の形状に合わせてコ字状に形成されているが、熱交換器２１０，２２０同士が相対的にずれない形状であれば、これ以外の形状であってもよい。

すなわち、図１０に示すように、この保持部材３００は、２個の第１および第２保持部材メンバー３００ａ，３００ｂを備えた構造であってもよい。なお、上述した実施形態と同一および同一と見なされる箇所には、同じ参照符号を付し、その説明は省略する。

第１保持部材メンバー３００ａは、熱交換器ユニット２００の第１折曲部２３０を中心に左右に展開する２辺を保持するようにＬ字状に形成されており、その各辺に上述した第１〜第３支持板３２０〜３３０が同じように形成されている。

第２保持部材メンバー３００ｂは、熱交換器ユニット２００の第２折曲部２４０を中心に左右に展開する２辺を保持するほぼＬ字状に形成されており、その各辺に上述した第１および第２支持板３２０，３３０および第４支持板３５０が形成されている。

これによれば、保持部材３００が２つの保持部材メンバー３００ａ，３００ｂに分割されていることにより、上部熱交換器２１０と下部熱交換器２２０同士の相対的なズレを確実に抑えつつ、生産コストを安く抑えることができ、さらに軽量化もすることができる。

図９および図１１に示すように、これら保持部材３００は、１枚の鋼板を打抜加工して、プレス成形することで容易に成型できる。すなわち、まず、１枚の鋼板を打抜加工して、ベース板３１０と各支持板３２０〜３４０を一体的に打ち抜く。

次に、第１支持板３２０と第２支持板３３０との境界を切り離したのち、プレス加工機によって第１支持板３２０を上向き（図９，１０では谷折り）に折り曲げ、第２支持板３３０を下向きに（図９，図１０では山折り）折り曲げる。

合わせて、第３支持板３３０を上向き（図９，１０では谷折り）に折り曲げたのち、両端の各固定板３１３，３１４も上下にそれぞれ折り曲げることで、簡単に保持部材を形成することができる。

この実施形態において、熱交換器ユニット２００は、上部熱交換器２１０と下部熱交換器２２０とを上下二段組したものからなるが、これ以外に３段に組み上げたものに本発明の保持部材３００を適用してもよい。また、本発明の保持部材３００は縦組だけでなく、横組にも用いることができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の室外機の部分断面斜視図。 上記室外機の（ａ）正面図，（ｂ）左側面図および（ｃ）右側面図。 上記室外機のＡ−Ａ線断面図。 上記室外機のフレーム構造を説明する斜視図。 サイドパネルの取付状態を説明する部分拡大斜視図。 サイドパネルの取付状態を説明する部分拡大斜視図。 上記室外機の熱交換器ユニットの斜視図。 熱交換器ユニットの分解斜視図。 上記熱交換機ユニットの保持部材の斜視図。 保持部材をプレス成形する前の展開図。 上記熱交換器ユニットの保持部材の別の態様を示す斜視図。 保持部材をプレス成形する前の展開図。

符号の説明

１ 室外機
１００ 筐体
１１０ ベースパネル
１２０ａ〜１２０ｄ 支柱
１３０ａ〜１３０ｄ 連結パネル
１４０ 化粧パネル
１５０ グリル
１６０ 天井パネル
１７０ ファン
１８０ サイドパネル
２００ 熱交換器ユニット
２１０ 上部熱交換器ユニット
２２０ 下部熱交換器ユニット
２３０，２４０ 屈曲部
３００ 保持部材
３００ａ，３００ｂ 保持部材メンバー
３１０ ベース板
３２０ 第１支持板
３３０ 第２支持板
３４０、３５０ 第３支持板

Claims (5)

1. 少なくとも１カ所が屈曲された熱交換器を有し、少なくとも２台の上記熱交換器を上下方向に積み重ねて所定の保持部材を介して保持してなる熱交換器ユニットにおいて、
   上記保持部材は、上記各熱交換器の間に配置されるベース板と、いずれか一方の上記熱交換器の側面を支持する第１支持板と、いずれか他方の上記熱交換器の側面を支持する第２支持板と、上記熱交換器の屈曲部の側面を支持する第３支持板とを備えていることを特徴とする熱交換器ユニット。
2. 上記保持部材は、上記熱交換器の冷媒管を固定する端板に沿って取り付けられる固定板をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器ユニット。
3. 上記第１支持板および上記第２支持板は、上記ベース板の対向する側辺に沿って互いに交互に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器ユニット。
4. 上記熱交換器はＬ字状またはコ字状に屈曲形成されており、上記ベース板も上記熱交換器の形状に合わせてＬ字状またはコ字状に形成されていることを特徴とする請求項１，２または３に記載の熱交換器ユニット。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載された熱交換器ユニットを備えた空気調和機の室外機。

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