JP2011158109A - 冷凍機の室外ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】配管の連結作業性の向上を図ったコンパクトで省エネ性能の高い冷凍機の室外ユニットを提供する。
【解決手段】細長い矩形状の筐体１の内部を仕切り板２６によって上下に仕切り、下段に機械室３を形成し、上段に熱交換室２を形成すると共に、この熱交換室２にはＬ字状に形成した４枚の熱交換器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを組み合わせて配列し、４枚の熱交換器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの冷媒管の各接続口Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆを熱交換室２の中央側に集約し、この中央側に位置させたヘッダー５１，５２にまとめて接続したことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数台の凝縮器用熱交換器を備える冷凍機の室外ユニットに関する。

従来、省エネ性能の向上とコンパクト化の両立を図るために、２枚のＬ字形熱交換器を組み合わせて熱交換室の四方四面に熱交換面を形成し、伝熱面積の拡大を図った冷凍機の室外ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の熱交換器は、筐体の両側面側に配管の接続口が配置されている。

特開２００３−２４０２７６号公報

ところで、この種の冷凍機の室外ユニットにおいては、近年、ひとつの筐体に複数台の送風機を設けて省エネ性能と冷凍能力の大容量化の両立を図っている。このように大容量化を図った場合、筐体の幅方向の長さが長くなり、従来のように筐体の両側面側に備えられた熱交換器の冷媒管接続口を連結するために、配管が長くなり、配管の連結作業は二人で行う必要があり、連結作業性が悪いという問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、配管の連結作業性の向上を図ったコンパクトで省エネ性能の高い冷凍機の室外ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、細長い矩形状の筐体の内部を仕切り板によって上下に仕切り、下段に機械室を形成し、上段に熱交換室を形成すると共に、この熱交換室にはＬ字状に形成した４枚の熱交換器を組み合わせて配列し、４枚の熱交換器の冷媒管の各接続口を熱交換室の中央側に集約し、この中央側に位置させたヘッダーにまとめて接続したことを特徴とする。

この構成においては、前記ヘッダーは、前記熱交換室の中央側で前記下段の機械室に連通する連結配管に接続されている構成としても良い。また、前記ヘッダーが冷媒の入口用ヘッダーおよび出口用ヘッダーを有し、これら入口用および出口用ヘッダーが前記筐体の長手方向に間隔をあけて配置されている構成としても良い。また、前記熱交換室は、前記筐体の前面中央側に閉止板を備えている構成としても良い。また、前記熱交換室にレシーバタンクを配置し、このレシーバタンクを前記仕切り板に接近させて、該仕切り板に固定した構成としても良い。また、前記レシーバタンクを熱交換室の奥側に固定した構成としても良い。

本発明によれば、細長い矩形状の筐体の内部を仕切り板によって上下に仕切り、下段に機械室を形成し、上段に熱交換室を形成すると共に、この熱交換室にはＬ字状に形成した４枚の熱交換器を組み合わせて配列し、４枚の熱交換器の冷媒管の各接続口を熱交換室の中央側に集約し、この中央側に位置させたヘッダーにまとめて接続したため、冷凍機の室外ユニットをコンパクトにしても熱交換器の伝熱面積を広くすることができ、省エネ効果が向上する。さらに、筐体の奥行き方向の長さが短く、冷媒管の各接続口間の距離も短いため、これらの接続口を筐体中央で集約して、筐体の前面側から背面側の接続口に容易に手を伸ばして作業者が一人で配管の接続作業を行うことができ、配管の連結作業性が向上するという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る冷凍機の室外ユニットの回路図である。 室外ユニットの外観正面図である。 前面及び側面パネルを外した状態での機械室の斜視図である。 熱交換器を外した状態での熱交換室の分解斜視図である。 熱交換室の内部構造を示す上面視図である。 熱交換器の冷媒管の接続状態を示す背面斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る冷凍機は、室外ユニット１０とショーケース等の室内ユニット（図示せず）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凍運転を行っている。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媒を凝縮させ外気に熱を放出している。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。

室外ユニット１０は、図１に示すように、複数台の圧縮機１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、アキュムレータ１２と、オイルセパレータ１３と、室外熱交換装置１４と、レシーバタンク１５とから概略構成されている。熱交換装置１４には、複数台の送風機１６ａ，１６ｂ，１６ｃが併設されて備えられている。
圧縮機１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの吸込口１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄには吸込管２１の一端が接続され、この吸込管２１の他端はアキュムレータ１２に接続されている。また、各圧縮機１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの吐出口１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄには、吐出管２２の一端が接続され、この吐出管２２の他端はオイルセパレータ１３に接続されている。また、オイルセパレータ１３は、連結配管２３を介して熱交換装置１４の第一冷媒入口Ａに連通している。

熱交換装置１４は、冷媒管の各接続口である第一冷媒入口Ａ、第一冷媒出口Ｂ、第二冷媒入口Ｅおよび第二冷媒出口Ｆを備えている。第一冷媒出口Ｂは、レシーバタンク１５に備えられた入口Ｃに連通し、レシーバタンク１５に備えられた出口Ｄは、第二冷媒入口Ｅに連通している。第二冷媒出口Ｆは、冷媒配管２４に接続され、冷媒配管２４は、不図示の室内ユニットに接続されている。
これによって、冷媒は、連結配管２３を介して第一冷媒入口Ａから熱交換装置１４に入り、熱交換装置１４の中を通って凝縮され、第一冷媒出口Ｂから流れ出て、レシーバタンク１５に入口Ｃから入る。レシーバタンク１５に入った冷媒は、出口Ｄから流れ出て、第二冷媒入口Ｅから再び熱交換装置１４に入り、熱交換装置１４を通って過冷却され、第二冷媒出口Ｆから流れ出て、冷媒配管２４を通り、室内ユニットに流れる構成となっている。

室外ユニット１０のユニットケース１は、図２に示されるように、仕切り板２６によって上下に仕切られ、ユニットケース１の上側に配置された熱交換室２と、ユニットケース１の下側に配置された機械室３とに区分けされている。

熱交換室２には、その四方全面に沿って熱交換装置１４が配置され、熱交換装置１４の上部には、送風機１６ａ，１６ｂ，１６ｃ（図４参照）と、この送風機１６ａ，１６ｂ，１６ｃの周囲にベルマウス２７，２７，２７とが配置され、ベルマウス２７のそれぞれの吹出開口２７ａには、送風機１６ａ，１６ｂ，１６ｃへの接触を防止するファンガード２９，２９，２９が配置されている。また、熱交換室２の前面中央には閉止板２８が備えられている。

機械室３は、底板２５を備え、底板２５は、脚部材４に固定されている。脚部材４には、搬出入時にフォークリフトのつめが挿入される孔５ａ，５ｂが形成されている。機械室３の四方全面は、パネル７で覆われ、パネル７は複数枚に分割されて、機械室の支柱３１に着脱自在に固定されて備えられている。パネル７には、複数の点検窓６が備えられ、点検窓６から、機械室３の内部に配置された圧縮機１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのオイルレベルを点検することができる。

機械室３は、上部に吹出開口２７ａを備えた熱交換室２と仕切り板２６によって仕切られているため、吹出開口２７ａから機械室３に直接雨滴が入ることがなく、そのため、機械室３に備えられた圧縮機１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに直接雨滴がかかることがない。

機械室３には、図３に示されるように、底板２５に立設して備えられた複数の圧縮機１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、オイルセパレータ１３と、アキュムレータ１２と、が配置されている。機械室３に設けられた、隣接する支柱３１，３１間は、連結部材３２によって連結され、仕切り板２６は連結部材３２の上面に固定されて備えられている。
オイルセパレータ１３に接続された連結配管２３は、機械室３の中央側で、機械室３の上部に設けられた熱交換室２に連通するように備えられている。また、熱交換室２から引き回され、熱交換装置１４によって凝縮された冷媒液が流れる冷媒配管２４は、機械室３の中央側で熱交換室２に連通するように備えられている。底板２５には、不図示のガス配管用孔と液配管用孔とが設けられ、これらのガス管用孔、及び、液管用孔を介して、室内ユニットとの間で冷媒を循環させる配管類が接続されている。

熱交換室２は、図４に示されるように、仕切り板２６に立設して備えられた複数の支持部材３８，３８・・・と、熱交換室２の側面側で連結部材３２に固定されて備えられた支持フレーム３９，３９とを備えている。支持部材３８，３８・・・及び支持フレーム３９，３９の上部には、連結フレーム３３が固定されて備えられている。熱交換室２の前面及び背面中央には、閉止板２８，２８が備えられ、閉止板２８，２８は、連結フレーム３３と連結部材３２とに着脱自在に固定されて備えられている。

送風機１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、後述の熱交換装置１４の上方に配置されるファンモーター３６と、このファンモーター３６の軸に取り付けられたプロペラファン（羽根車）３５とを備えて構成される。ファンモーター３６は、連結フレーム３３に架け渡された一対のフレーム３７，３７に固定されて備えられている。ファンモーター３６によりプロペラファン３５が回転駆動されると、熱交換室２の四方前面から外気が熱交換室２内に吸い込まれ、熱交換室２の上面部に設けられた吹出開口２７ａを通じて外に排出される。

熱交換室２の内部には、レシーバタンク１５が備えられ、レシーバタンク１５は、仕切り板２６に接近させて固定されている。これによって、レシーバタンク１５が熱交換室２内の風の流れを妨げるのを防止している。ところで、レシーバタンク１５は、通常機械室３の内部に収容されることが多いが、本実施形態においては、レシーバタンク１５を熱交換室２内に配置して、熱交換室２内のスペースを有効に活用し、ユニットケース１の小型化を図っている。

また、レシーバタンク１５は、図５に示されるように、熱交換室２の奥側（背面側）に固定されて備えられている。レシーバタンク１５は、メンテナンス頻度が低く、このレシーバタンク１５を熱交換室２の奥側に固定して、前面側に配管類のメンテナンスを行うためのスペースをとることで、熱交換室２のメンテナンス作業性を向上させている。

ユニットケース１は、幅方向に細長い矩形状に形成されている。ユニットケース１の上段に設けられた熱交換室２の四方四面に沿って配置された熱交換装置１４は、四枚のＬ字状に形成した熱交換器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを組み合わせて配列し形成されている。熱交換器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、前述の支持部材３８及び支持フレーム３９にそれぞれ固定されて備えられ、それぞれの冷媒管の各接続口Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆは、熱交換室２の前面及び背面の中央側に集約されて備えられている。

オイルセパレータ１３と熱交換装置１４を連結する連結配管２３は、ユニットケース１の下段に設けられた前述の機械室３から仕切り板２６を貫通し、熱交換室２の中央側に、熱交換室２の背面側から延出している。連結配管２３は、熱交換室２の中央側に設けられた第一ヘッダー（入口用ヘッダー）５１に連通し、第一ヘッダー５１を介して４本に分岐されて、それぞれ熱交換器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの第一冷媒入口Ａに接続されている。熱交換器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの第一冷媒出口Ｂは、それぞれ熱交換室２の中央側に設けられた第二ヘッダー（出口用ヘッダー）５２に連通している。第二ヘッダー５２で集約された冷媒配管は、レシーバタンク１５に設けられた、入口Ｃに接続されている。また、熱交換器１４ｄには、第二冷媒入口Ｅ及、第二冷媒出口Ｆが備えられ、第二冷媒入口Ｅは、レシーバタンク１５に設けられた出口Ｄに連通している。

第一ヘッダー５１は、第二ヘッダー５２の右側に配置され、第一ヘッダー５１と第二ヘッダー５２は、ユニットケース１の長手方向に間隔をあけて配置されている。これによって、ヘッダー５１，５２の間にメンテナンスのためのスペースを設けることができるため、ヘッダー５１，５２のメンテナンスの作業性が向上する。

閉止板２８，２８は、ユニットケース１の前面及び背面の中央側に配置された熱交換器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの各接続口Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆが設けられた位置に対応するように配置されている。これによって、熱交換室２の前面及び背面中央側に集約された冷媒管および、冷媒管の各接続口Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆを覆って、外観の見栄えを良くしている。また、閉止板２８，２８は着脱自在に備えられているため、閉止板２８，２８を取り外して、熱交換室２内の点検ができ、メンテナンスの作業性が向上する。

図６は、熱交換室２の内部をユニットケース１の背面側から見た部分斜視図である。図６に示されるように、熱交換室２の中央側には、熱交換器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの冷媒管がそれぞれ接続される接続管１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄが備えられ、接続管１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄには、冷媒管の各接続口Ａ，Ｂが形成されている。接続管１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、それぞれ２本の管を前後に組み合わせて形成され、第一ヘッダー５１に連通する第一冷媒入口Ａは、接続管１９ａ，１９ｂ，１９ｃの内側の管上部に形成されている。また、第二ヘッダー５２に連通する第一冷媒出口Ｂは、接続管１９ａ，１９ｂ，１９ｃの外側の管下部に形成されている。

接続管１９ｄは、前後および上下に配置された４本の管から形成され、上内側に配置された管には第一冷媒入口Ａが、上外側に配置された管には第一冷媒出口Ｂが、下内側に配置された管には第二冷媒入口Ｅが、下外側に配置された管には第二冷媒出口Ｆがそれぞれ形成されて備えられている。第二冷媒入口Ｅは、レシーバタンク１５の出口Ｄに連通し、第二冷媒出口Ｆは、冷媒配管２４に連結されている。
これによって、熱交換器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを通った冷媒が更にレシーバタンク１５を介して熱交換器１４ｄを通って流れ、ここで過冷却される。熱交換器１４ｄに第一冷媒入口Ａから入った冷媒と、第二冷媒入口Ｅから入った冷媒とは、熱交換器１４ｄ内で混ざり合うことがなく、熱交換器１４ｄで冷媒の過冷却を効率良く行うことができる。

また、ヘッダー５１から接続管１９ｄの第一冷媒入口Ａに連通する冷媒管および接続管１９ｄの第一冷媒出口Ｂからヘッダー５２に連通する冷媒管は、接続管１９ａ，１９ｂ，１９ｃの第一冷媒入口Ａおよび第一冷媒出口Ｂに連通する冷媒管よりも細く形成されて備えられ、これによって、熱交換器１４ｄを通って流れる冷媒の量が調整されている。
冷媒配管２４は、熱交換室２に背面中央側から、機械室３に仕切り板２６を貫通して延出している。また、図５及び図６に示すように、熱交換室２の四方四面を形成する熱交換器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの冷媒管及び冷媒管の各接続口は、熱交換室２の中央側で、ヘッダー５１，５２の間に集約されて備えられている。

このように、本実施形態によれば、細長い矩形状のユニットケース１の内部を仕切り板２６によって上下に仕切り、下段に圧縮機１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが配置される機械室３を設け、上段に熱交換装置１４が配置される熱交換室２を設けたため、熱交換室２は、圧縮機１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから出る熱の影響を受けず、そのため、熱交換室２における熱交換効率が向上し、省エネ効果の向上を図ることができる。また、熱交換装置１４は、Ｌ字状に形成した４枚の熱交換器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを組み合わせて熱交換室の四方四面に沿って配列したため、熱交換装置１４の伝熱面積を広くすることができ、熱交換効率が向上する。また、細長い矩形状のユニットケース１の内部で、これら４枚の熱交換器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの冷媒管の各接続口Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆを熱交換室２の中央側に集約させて、中央側に配置したヘッダー５１，５２にまとめて接続したため、冷媒配管の長さを短くすることができ、材料費を削減することができるとともに、各接続口Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆ間の距離を短くして、ユニットケース１の前面側から背面側に容易に手を伸ばして作業者が一人で配管の接続作業をすることができ、配管の連結作業性を向上することができる。

また、本実施形態によれば、ヘッダー５１は、熱交換室２の中央側でユニットケース１の下段に設けられた機械室３に連通する連結配管２３に接続されているため、連結配管２３をヘッダー５１で分岐させ、各熱交換器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに接続するにあたって、熱交換室２内部での配管の引き回し作業を熱交換室２の中央側で集約して行うことができるため、配管の連結作業性が向上する。

また、本実施形態によれば、冷媒の入口用ヘッダー５１と出口用ヘッダー５２をユニットケース１の長手方向に間隔をあけて配置したため、冷媒の入口用ヘッダー５１と出口用ヘッダー５２の間にメンテナンスのための作業スペースを形成することができ、ヘッダー５１，５２及び各冷媒管のメンテナンスの作業性が向上する。

また、本実施形態によれば、熱交換室２の前面及び背面で熱交換器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの冷媒管の接続口Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆが集約する中央側に閉止板２８を着脱自在に備える構成としたため、冷媒管の接続口Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆ及び熱交換室２内部の配管が閉止板２８で覆われるため、外観の見栄え良くなり、また、閉止板２８を取り外して熱交換室２内部の点検をユニットケース１の前面側から行うことができるため、メンテナンスの作業性が向上する。

また、本実施形態によれば、レシーバタンク１５を熱交換室２内に配置したため、機械室３内にレシーバタンク１５を配置するためのスペースを設ける必要がなく、そのため、ユニットケース１を小型化することができる。また、レシーバタンク１５は、熱交換室２で、仕切り板２６に接近させて、この仕切り板２６に固定し、熱交換室２内を流れる風の流れに影響を与えることなく設置することができる。

また、本実施形態によれば、レシーバタンク１５を熱交換室２の奥側に固定したため、熱交換室２の前面側に配管類及びヘッダー５１，５２等のメンテナンスを行うための作業スペースを形成することができ、熱交換室２のメンテナンス作業性が向上する。

以上、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。本実施形態では、熱交換器１４ｄに接続口Ｅ，Ｆを設けて、熱交換器１４ｄで冷媒の過冷却を行う構成としたが、これに限らず、他の熱交換器１４ａ，１４ｂ，１４ｃのいずれかに接続口Ｅ，Ｆを設けて冷媒の過冷却を行う構成としても良い。
その他の配管構成や他の細部構成等についても任意に変更可能であることは勿論である。

１ ユニットケース（筐体）
２ 熱交換室
３ 機械室
１０ 室外ユニット
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 圧縮機
１２ アキュムレータ
１３ オイルセパレータ
１４ 熱交換装置（室外熱交換装置）
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 熱交換器
１５ レシーバタンク
２３ 連結配管
２４ 冷媒配管
２５ 底板
２６ 仕切り板
５１ 第一ヘッダー（入口用ヘッダー）
５２ 第二ヘッダー（出口用ヘッダー）
Ａ 第一冷媒入口（接続口）
Ｂ 第一冷媒出口（接続口）
Ｃ 入口
Ｄ 出口
Ｅ 第二冷媒入口（接続口）
Ｆ 第二冷媒出口（接続口）

Claims (6)

1. 細長い矩形状の筐体の内部を仕切り板によって上下に仕切り、下段に機械室を形成し、上段に熱交換室を形成すると共に、この熱交換室にはＬ字状に形成した４枚の熱交換器を組み合わせて配列し、４枚の熱交換器の冷媒管の各接続口を熱交換室の中央側に集約し、この中央側に位置させたヘッダーにまとめて接続したことを特徴とする冷凍機の室外ユニット。
2. 前記ヘッダーは、前記熱交換室の中央側で前記下段の機械室に連通する連結配管に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍機の室外ユニット。
3. 前記ヘッダーが冷媒の入口用ヘッダーおよび出口用ヘッダーを有し、これら入口用および出口用ヘッダーが前記筐体の長手方向に間隔をあけて配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍機の室外ユニット。
4. 前記熱交換室は、前記筐体の前面中央側に閉止板を備えていることを特徴とする請求項１乃至３に記載の冷凍機の室外ユニット。
5. 前記熱交換室にレシーバタンクを配置し、このレシーバタンクを前記仕切り板に接近させて、該仕切り板に固定したことを特徴とする請求項１乃至４に記載の冷凍機の室外ユニット。
6. 前記レシーバタンクを前記熱交換室の奥側に固定したことを特徴とする請求項５に記載の冷凍機の室外ユニット。

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