JP2013164233A - 冷凍装置の室外ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】ヘッダ集合管と当該ヘッダ集合管に隣り合うフィンとの間の隙間によって熱交換器の熱交換効率が低下することを防止する。
【解決手段】シール部材51,52,53,54は、それぞれ送風機室側前板25、防風板60、機械室側側板24及び仕切板28に貼り付けられている。これらシール部材51,52,53,54は、送風機室側前板25、防風板60、機械室側側板24及び仕切板28によって、送風機室側前板25、防風板60、機械室側側板24及び仕切板28に対面する隙間IS1,IS2の周囲のヘッダ集合管34,35と伝熱フィン32とに押し付けられて変形し、隙間IS1,IS2を塞ぐ。
【選択図】図3
【解決手段】シール部材51,52,53,54は、それぞれ送風機室側前板25、防風板60、機械室側側板24及び仕切板28に貼り付けられている。これらシール部材51,52,53,54は、送風機室側前板25、防風板60、機械室側側板24及び仕切板28によって、送風機室側前板25、防風板60、機械室側側板24及び仕切板28に対面する隙間IS1,IS2の周囲のヘッダ集合管34,35と伝熱フィン32とに押し付けられて変形し、隙間IS1,IS2を塞ぐ。
【選択図】図3
Description
本発明は、冷凍装置の室外ユニットに関する。
冷凍装置には、例えば特許文献1(特開2011−117628号公報)に記載されているように、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる多数のフィンと、それら多数のフィンに挿通されるアルミニウム又はアルミニウム合金からなる複数の伝熱管と、それら複数の伝熱管が接続される一対の分配管(ヘッダ集合管)とを有するアルミニウム製の熱交換器を備えるものがある。
この特許文献1に記載されている熱交換器を見ると、積層されている多数のフィン体のフィンピッチに比べて、分配管と分配管に隣り合うフィンとの隙間が広く描かれているが、このようにフィンピッチよりも分配管とフィンとの隙間が広くなることがある。特に、特許文献1に記載されているようなアルミニウム製の熱交換器では、その製造方法に起因して、この分配管と隣り合うフィンとの隙間が広くなる傾向がある。
このように分配管とフィンとの隙間が広いと、この隙間が空気流のバイパスとなって、この隙間の近くでは空気がフィンとフィンとの間を通らずに隙間を通り抜ける現象が生じる。このような空気流のバイパスが発生すると、熱交換器の熱交換効率が低下する。
また、伝熱管が特許文献1に記載されているように扁平な形状をしていると,水分が伝熱管の上に溜まって蒸発し、伝熱管や分配管がアルミニウムやアルミニウム合金からなる場合には、塩害などによって伝熱管や分配管が腐蝕しやすくなる。
本発明の課題は、ヘッダ集合管と当該ヘッダ集合管に隣り合うフィンとの間の隙間によって熱交換器の熱交換効率が低下することを防止することにある。
本発明の第1観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、複数のヘッダ集合管、複数のヘッダ集合管の間に所定のフィンピッチで配置されている複数のフィン及び複数のフィンに挿通されて複数のヘッダ集合管に接続されている複数の伝熱管を有し、互いに隣り合うヘッダ集合管とフィンとの間にフィンピッチよりも大きな隙間が形成されている熱交換器と、複数のヘッダ集合管のうちの少なくとも一つに対面して配置され、熱交換器の一部を囲うためのケーシング構成部材と、ケーシング構成部材に取り付けられ、ケーシング構成部材に対面する隙間の周囲のヘッダ集合管とフィンとに押し付けられて変形し、隙間を塞ぐシール部材とを備える。
第1観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、シール部材が隙間の周囲のヘッダ集合管とフィンとに押しつけられ、シール部材が変形して隙間を塞ぐので、シール部材とヘッダ集合管やフィンとの間を空気流が通り抜けない程度に隙間を十分に塞ぐことができる。
本発明の第2観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第1観点に係る冷凍装置の室外ユニットにおいて、ケーシング構成部材は、熱交換器の風上側に配置されている第1ケーシング構成部材を含み、シール部材は、第1ケーシング構成部材に取り付けられ、隙間の風上側に配置されている第1シール部材を含むものである。
第2観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、室外ユニットの外から侵入した空気が隙間周辺のヘッダ集合管や伝熱管やフィンに当たるのを、風上側に配置される第1シール部材によって低減することができる。
本発明の第3観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第2観点の冷凍装置の室外ユニットにおいて、ケーシング構成部材は、熱交換器の風下側に配置されている第2ケーシング構成部材を含み、シール部材は、第2ケーシング構成部材に取り付けられ、隙間の風下側に配置されている第2シール部材を含むものである。
第3観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、複数のフィンの間を通過した空気流が回り込んで風下側から隙間周辺のヘッダ集合管や伝熱管やフィンに当たるのを、風下側に配置される第2シール部材によって低減することができる。
本発明の第4観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第3観点の冷凍装置の室外ユニットにおいて、第1ケーシング構成部材及び第2ケーシング構成部材は、第1シール部材及び第2シール部材が押し付けられているヘッダ集合管の周囲の空間を取り囲むために互いにつなぎ合わされている。
第4観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、第1シール部材及び第2シール部材が押し付けられているヘッダ集合管の周りの空間を、第1ケーシング構成部材及び第2ケーシング構成部材によって無風状態に近づけることができる。
本発明の第5観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第4観点の冷凍装置の室外ユニットにおいて、前記第1ケーシング構成部材は、側板であり、前記第2ケーシング構成部材は、熱交換器を通過した後の空気がヘッダ集合管に当たるのを防止する防風板であり、側板と防風板とを互いにつなぎ合わせる第3シール部材をさらに備える。
第5観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、第3シール部材を介して筺体と防風板とをつなぎ合わせて、ヘッダ集合管の周囲の空間を無風状態にできるので、筺体と防風板とを直接つなぎ合わせる場合に比べて、組み立てが簡単になり、騒音の発生も少なくなる。
本発明の第6観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第1観点から第5観点のいずれかに係る冷凍装置の室外ユニットにおいて、シール部材は、複数の伝熱管にも押し付けられて変形している。
第6観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、シール部材と伝熱管との間も十分に塞がるので、伝熱管に対して交差する方向から、伝熱管とシール部材との間を通って侵入する空気流も遮断できる。
本発明の第7観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第1観点から第6観点のいずれかの冷凍装置の室外ユニットにおいて、複数のヘッダ集合管は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の第1ヘッダ集合管と第2ヘッダ集合管を含み、複数の伝熱管は、第1ヘッダ集合管と第2ヘッダ集合管との間に接続されて側面が対向するように配列されたアルミニウム製またはアルミニウム合金製の複数の扁平多穴管を含み、複数のフィンは、アルミニウム製またはアルミニウム合金製である。
第7観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の熱交換器によって軽量化などを図りながら、隙間周辺のアルミニウム製またはアルミニウム合金製のヘッダ集合管、扁平多穴管及びフィンを塩害から防止しやすくなる。
本発明の第8観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第1観点から第7観点のいずれかの冷凍装置の室外ユニットにおいて、シール部材は、独立発泡の高分子成形体からなる。
第8観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、発泡した高分子成形体は柔らかく変形しやすいため、フィンが大きく変形するのを防ぎつつ、熱交換器の隙間を塞ぎ易い。しかも、独立発泡であることから連続発泡と異なり高分子成形体の内部に水分が溜まらないことから腐蝕も抑制される。
第1観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、ヘッダ集合管と当該ヘッダ集合管と隣り合うフィンとの間にフィンピッチよりも広い隙間があることによって熱交換器の熱交換効率が低下するのを防止することができる。
第2観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、隙間周辺のヘッダ集合管や伝熱管やフィンに外気が当たり難くなり、塩害を防止し易くなる。
第3観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、隙間周辺のヘッダ集合管や伝熱管やフィンに外気がさらに当たり難くなり、塩害をさらに防止し易くなる。
第4観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、第1シール部材及び第2シール部材が押し付けられているヘッダ集合管に室外ユニットの外から侵入した風が当たり難くなるから、隙間の周辺だけでなく、ヘッダ集合管の全体に対する塩害の防止ができる。
第5観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、ヘッダ集合管の全体に対する塩害の防止を行っても、組み立てが容易でかつ騒音の発生を抑えることができる。
第6観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、ヘッダ集合管とそれに隣り合うフィンとの間の隙間に外気が侵入し難くなり、塩害を防止し易くなる。
第7観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、軽量でかつ耐久性の高い熱交換器を提供することができる。
第8観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、独立発泡の高分子成形体を用いることで、熱交換効率の改善にともなうコストを抑制することができる。
(1)空気調和装置の全体構成
本発明の一実施形態に係る冷凍装置として、空気調和装置に用いられている冷凍装置について説明する。図1は、空気調和装置の概要を示す回路図である。空気調和装置1は、室外ユニット2と室内ユニット3とで構成される。この空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって建物内の各室の冷暖房に使用される装置である。空気調和装置1は、熱源ユニットとしての室外ユニット2と、利用ユニットとしての室内ユニット3と、室外ユニット2と室内ユニット3とを接続する冷媒連絡管6,7とを備えている。
本発明の一実施形態に係る冷凍装置として、空気調和装置に用いられている冷凍装置について説明する。図1は、空気調和装置の概要を示す回路図である。空気調和装置1は、室外ユニット2と室内ユニット3とで構成される。この空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって建物内の各室の冷暖房に使用される装置である。空気調和装置1は、熱源ユニットとしての室外ユニット2と、利用ユニットとしての室内ユニット3と、室外ユニット2と室内ユニット3とを接続する冷媒連絡管6,7とを備えている。
室外ユニット2と室内ユニット3と冷媒連絡管6,7とを接続して構成される冷凍装置は、圧縮機11、四路切換弁12、室外熱交換器13、膨張弁14、室内熱交換器4及びアキュムレータ15などが冷媒配管で接続された構成を有している。この冷凍装置内には冷媒が封入されており、冷媒が圧縮され、冷却され、減圧され、加熱・蒸発された後に、再び圧縮されるという冷凍サイクル運転が行われるようになっている。運転時には、冷媒連絡管6,7に接続されている室外ユニット2の液冷媒側閉鎖弁17及びガス冷媒側閉鎖弁18は、開状態にされる。
冷房運転時は、四路切換弁12が図1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機11の吐出側が室外熱交換器13のガス側に接続され、かつ、圧縮機11の吸入側がアキュムレータ15、ガス冷媒側閉鎖弁18及び冷媒連絡管7を介して室内熱交換器4のガス側に接続された状態となっている。冷房運転では、空気調和装置1は、室外熱交換器13を圧縮機11において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器4を室外熱交換器13において凝縮された冷媒の蒸発器として機能させる。
暖房運転時は、四路切換弁12が図1の破線で示される状態、すなわち、圧縮機11の吐出側がガス冷媒側閉鎖弁18及び冷媒連絡管7を介して室内熱交換器4のガス側に接続され、かつ、圧縮機11の吸入側が室外熱交換器13のガス側に接続された状態となっている。暖房運転では、空気調和装置1は、室内熱交換器4を圧縮機11において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室外熱交換器13を室内熱交換器4において凝縮された冷媒の蒸発器として機能させる。
(2)室外ユニット
家屋やビル等の室外に設置される室外ユニット2は、図2及び図3に示されているように、略直方体状のユニットケーシング20を備えている。図3に示されているように、室外ユニット2は、ユニットケーシング20の内部空間を鉛直方向に延びる仕切板28で二つに分割することによって送風機室S1と機械室S2とを形成した構造(いわゆる、トランク型構造)を有するものである。送風機室S1には室外熱交換器13や室外ファン16が配置され、機械室S2には圧縮機11やアキュムレータ15などが配置される。
家屋やビル等の室外に設置される室外ユニット2は、図2及び図3に示されているように、略直方体状のユニットケーシング20を備えている。図3に示されているように、室外ユニット2は、ユニットケーシング20の内部空間を鉛直方向に延びる仕切板28で二つに分割することによって送風機室S1と機械室S2とを形成した構造(いわゆる、トランク型構造)を有するものである。送風機室S1には室外熱交換器13や室外ファン16が配置され、機械室S2には圧縮機11やアキュムレータ15などが配置される。
ユニットケーシング20は、鋼板製の板状部材である天板21と、底板22と、機械室側側板24と、送風機室側側板兼送風機室側前板25(以下送風機室側前板25という)と、機械室側前板26とを備えて構成されている。ここでは、送風機室側側板と送風機室側前板とを一枚の鋼板で構成しているが、送風機室側側板と送風機室側前板とを別々の部材で構成してもよい。機械室側側板24は、ユニットケーシング20の機械室S2寄りの側面部分の一部と、ユニットケーシング20の機械室S2寄りの背面部分とを構成する。
室外ユニット2は、ユニットケーシング20の背面及び側面の一部からユニットケーシング20内の送風機室S1に室外空気を吸い込んで、吸い込んだ室外空気をユニットケーシング20の前面から吹き出すように構成されている。そのため、ユニットケーシング20内の送風機室S1に吸い込まれる室外空気の吸入口20aが、送風機室側前板25の背面側の端部と機械室側側板24の送風機室S1側の端部との間に形成され、室外空気の吸入口20bが送風機室側前板25に形成されている。また、送風機室S1に吸い込まれた室外空気を外部に吹き出すための吹出口20cが、送風機室側前板25に設けられている。吹出口20cの前側は、ファングリル25aによって覆われている。
(2−1)室外熱交換器
次に、図4及び図5を用いて室外熱交換器13の構成について詳細に説明する。アルミニウム製の熱交換器は、アルミニウム製の伝熱フィン32とアルミニウム製の扁平多穴管33とアルミニウム製の2つのヘッダ集合管34,35により構成されている。室外熱交換器13は、室外空気と冷媒との熱交換を行わせる熱交換部31を備えており、この熱交換部31がアルミニウム製の多数の伝熱フィン32とアルミニウム製の多数の扁平多穴管33とで構成されている。扁平多穴管33は、多数の伝熱フィン32に挿通されていて伝熱管として機能し、伝熱フィン32と室外空気との間で移動する熱を、内部を流れる冷媒と伝熱フィン32との間で遣り取りさせる。
次に、図4及び図5を用いて室外熱交換器13の構成について詳細に説明する。アルミニウム製の熱交換器は、アルミニウム製の伝熱フィン32とアルミニウム製の扁平多穴管33とアルミニウム製の2つのヘッダ集合管34,35により構成されている。室外熱交換器13は、室外空気と冷媒との熱交換を行わせる熱交換部31を備えており、この熱交換部31がアルミニウム製の多数の伝熱フィン32とアルミニウム製の多数の扁平多穴管33とで構成されている。扁平多穴管33は、多数の伝熱フィン32に挿通されていて伝熱管として機能し、伝熱フィン32と室外空気との間で移動する熱を、内部を流れる冷媒と伝熱フィン32との間で遣り取りさせる。
図5は、室外熱交換器13の熱交換部31の扁平多穴管33の長手方向に対して垂直な平面で切断したときの断面構造を示す部分拡大図である。伝熱フィン32は薄いアルミニウム製の平板であり、各伝熱フィン32には水平方向に延びる切り欠き32aが上下方向に並べて複数形成されている。扁平多穴管33は、伝熱面となる上下の平面部と、冷媒が流れる複数の内部流路331を有している。切り欠き32aの上下の幅よりもわずかに厚い扁平多穴管33は、平面部を上下に向けた状態(扁平多穴管33の側面が対向するように配列された状態)で、間隔をあけて複数段配列され、切り欠き32aに嵌め込まれた状態で仮固定される。このように、伝熱フィン32の切り欠き32aに扁平多穴管33が嵌め込まれた状態で伝熱フィン32と扁平多穴管33とがロウ付けされる。また、各扁平多穴管33の両端は、それぞれヘッダ集合管34,35に嵌め込まれてロウ付けされる。
多数の伝熱フィン32は、互いに一定の間隔をあけて配置されており、互いに隣接する伝熱フィン32の間隔がフィンピッチFPである。
熱交換部31は、凝縮器として機能するときに、多数の扁平多穴管33のうちガス冷媒あるいは気液二層状態の冷媒を流すためのガス冷媒用扁平多穴管33aが配置されている上部熱交換部31aと、多数の扁平多穴管33のうち気液二層状態の冷媒あるいは液冷媒を流すための液冷媒用扁平多穴管33bが接続される下部熱交換部31bとを有している。
室外熱交換器13は、熱交換部31の両端に各1本設けられたアルミニウム製のヘッダ集合管34,35を備えている。ヘッダ集合管34は、アルミニウム製の円筒パイプ構造を有しており、アルミニウム製のバッフル34cによって互いに仕切られた内部空間34a,34bを有している。上部の内部空間34aには、アルミニウム製の熱交換器側ガス管38が接続され、下部の内部空間34bには、アルミニウム製の熱交換器側液管39が接続されている。
ヘッダ集合管35は、アルミニウム製の円筒パイプ構造を有しており、アルミニウム製のバッフル35f,35g,35h,35iによって仕切られ、内部空間35a,35b,35c,35d,35eが形成されている。ヘッダ集合管34の上部の内部空間34aに接続される多数のガス冷媒用扁平多穴管33aは、ヘッダ集合管35の3つの内部空間35a,35b,35cに接続されている。また、ヘッダ集合管34の下部の内部空間34bに接続される多数の液冷媒用扁平多穴管33bは、ヘッダ集合管35の3つの内部空間35c,35d,35eに接続されている。
ヘッダ集合管34とそれに隣り合う伝熱フィン32pとの間に隙間IS1が形成されており、ヘッダ集合管35とそれに隣り合う伝熱フィン32qとの間に隙間IS2が形成されている。フィンピッチFPは、例えば1.5mm程度であり、隙間IS1,IS2は、例えば10mm程度である。このようにフィンピッチFPと隙間IS1,IS2に5倍以上の差があると、このまま空気を流したのでは、隙間IS1,IS2に近いところでは空気が隙間IS1,IS2でバイパスされて伝熱フィン32の間を流れ難くなる。
ヘッダ集合管35の内部空間35aと内部空間35eがアルミニウム製の連絡配管36により接続され、内部空間35bと内部空間35dがアルミニウム製の連絡配管37により接続されている。内部空間35cは、熱交換部31の上部内部空間(内部空間34aに接続されている部分)の一部と下部内部空間(内部空間34bに接続されている部分)の一部を接続する機能も果たしている。これらの構成により、例えば冷房運転時(凝縮器として機能するとき)には、アルミニウム製の熱交換器側ガス管38によってヘッダ集合管35上部の内部空間35aに供給されるガス冷媒は、熱交換部31の上部で熱交換を行って一部が液化して気液二層状態になり、ヘッダ集合管35で折り返して、熱交換部31の下部を通って残りのガス冷媒が液化してアルミニウム製の熱交換器側液管39から出て行く。
ヘッダ集合管34の内部空間34a,34bやヘッダ集合管35の内部空間35a,35b,35c,35d,35eと扁平多穴管33の内部流路331とは繋がっている。なお、ヘッダ集合管34の内部空間34a,34bやヘッダ集合管35の内部空間35a,35b,35c,35d,35eには、冷媒の流れを整えるための整流板などが配されるが、このような細部については説明を省略している。
室外熱交換器13のヘッダ集合管35の送風機室S1の側には、室外熱交換器13を通過した後の空気がヘッダ集合管35に当たるのを防止する防風板60が取り付けられている。この防風板60は、強度を確保するために鋼板をプレス加工することによって形成されている。
(2−2)室外熱交換器のシール構造
室外ユニット2は、上述の室外熱交換器13の隙間IS1,IS2を塞ぐためのシール構造を有している。図3に示されているシール部材51,52,53,54が隙間IS1,IS2を塞いでいる。シール部材51,52,53,54は、発泡されたエチレンプロピレン(以下EPDMという)ゴムで形成されている。この発泡の形態は独立発泡であって、発泡した穴が互いに繋がらない構造を有している。そのため、独立発泡のEPDMゴムは柔らかく、簡単に変形する。なお、ここでは、独立発泡の高分子成形体として、独立発泡した直方体状のEPDMゴムを用いている場合について説明しているが、シール部材51を構成する高分子材料は、EPDMゴムには限られない。ただし、既に説明したように、室外熱交換器13が高温になったり、低温になったりするとともに、結露水にも曝されるので、シール部材51を形成する高分子材料は、EPDMゴムと同じかそれ以上の耐熱性、耐寒性及び耐水性を有することが好ましい。
室外ユニット2は、上述の室外熱交換器13の隙間IS1,IS2を塞ぐためのシール構造を有している。図3に示されているシール部材51,52,53,54が隙間IS1,IS2を塞いでいる。シール部材51,52,53,54は、発泡されたエチレンプロピレン(以下EPDMという)ゴムで形成されている。この発泡の形態は独立発泡であって、発泡した穴が互いに繋がらない構造を有している。そのため、独立発泡のEPDMゴムは柔らかく、簡単に変形する。なお、ここでは、独立発泡の高分子成形体として、独立発泡した直方体状のEPDMゴムを用いている場合について説明しているが、シール部材51を構成する高分子材料は、EPDMゴムには限られない。ただし、既に説明したように、室外熱交換器13が高温になったり、低温になったりするとともに、結露水にも曝されるので、シール部材51を形成する高分子材料は、EPDMゴムと同じかそれ以上の耐熱性、耐寒性及び耐水性を有することが好ましい。
上述のように、室外熱交換器13は、蒸発器や凝縮器として機能するため、低温になったり、高温になったりする。また、室外熱交換器13の表面に結露水が付くことがあり、水分がシール部材51,52,53,54のところにも浸透してくる。このような環境下でEPDMゴムからなるシール部材51,52,53,54を接着材で長期間室外熱交換器13に接着させておくことは難しい。さりとて、接着する代わりに室外熱交換器13の形状を加工してシール部材を取り付ける取付構造を設けようとすると、信頼性の確保も同時に図らなければならないことからコストの上昇を招く。
そこで、シール部材51が送風機室側前板25に取り付けられ、シール部材52が防風板60に取り付けられ、シール部材53が機械室側側板24に取り付けられ,シール部材54が仕切板28に取り付けられる。送風機室側前板25、防風板60、機械室側側板24及び仕切板28に対するシール部材51,52,53,54の取り付けは、例えば接着材などによって行われる。
(2−3)室外ユニットの組み立て
室外熱交換器13には、2つのヘッダ集合管34,35があり、上述のように、5つのシール部材51〜55があるが、2つのヘッダ集合管34,35の隙間IS1,IS2に対するシール部材51,52,53,54の取り付け方は同様である。そこで、シール部材53,54に係る室外ユニット2の組み立てについては説明を省き、ヘッダ集合管35の周囲にあるシール部材51,52,55に係る部分を中心に室外ユニット2の組み立てについて説明する。
室外熱交換器13には、2つのヘッダ集合管34,35があり、上述のように、5つのシール部材51〜55があるが、2つのヘッダ集合管34,35の隙間IS1,IS2に対するシール部材51,52,53,54の取り付け方は同様である。そこで、シール部材53,54に係る室外ユニット2の組み立てについては説明を省き、ヘッダ集合管35の周囲にあるシール部材51,52,55に係る部分を中心に室外ユニット2の組み立てについて説明する。
図6には、シール部材51が貼り付けられた状態の送風機室側前板25の内面が示されている。図7には、図6のI−I線で切断した部分断面が示されている。シール部材51は、図6及び図7に示されているように、天板21から底板22に至る長さにほぼ等しい長さを持つ直方体状のEPDMゴムの成形体である。
図8には、シール部材52,56が貼り付けられた状態の防風板60の正面の状態が示されている。図9には、図8を上方から見た平面状態が示されている。図9から分かるように、防風板60は、長手方向に延びる平面がいくつも形成されるように折り曲げられている。特に、端部61,62は防風板60の幅方向に対して直角に折り曲げられている。防風板60の正面60aには、端部61に沿ってシール部材51が貼り付けられている。また、端部62の送風機室側前板25に対向する側にシール部材55が貼り付けられている。防風板60の底面側の端部63は、底板22の形状に合う形状になっている。即ち端部63の端辺の全体が底板22に接触するように取り付けられる。
図10は、室外ユニット2の分解組立図である。図10に示されている室外熱交換器13は、底板22に置かれて、機械室側側板24、仕切板28及びファンモータ台29などに固定されている。そして、この室外熱交換器13のヘッダ集合管35の正面視右側に防風板60が取り付けられている。
図11には、ヘッダ集合管35に取り付けられている防風板60の一部が拡大して示されている。図11に示されているように、ヘッダ集合管35と送風機室側前板25とを固定する固定部材70がヘッダ集合管35に接合されている。固定部材70のネジ穴71と防風板60のネジ穴65(図6参照)とにネジを通し、このネジによってヘッダ集合管35と送風機室側前板25とが固定される。なお、固定部材70のうちヘッダ集合管35に接合されている部分はヘッダ集合管35と同じアルミニウム製の金属で形成され、送風機室側前板25や防風板60に接触する部分には樹脂カバー75がある。それにより、アルミニウムと送風機室側前板25や防風板60の鋼板が接触することによる腐蝕の促進を防いでいる。このネジを締めこむことによって、防風板60に押されてシール部材52が室外熱交換器13に押し付けられて変形する。シール部材52が室外熱交換器13に押し付けられて変形することにより、室外熱交換器13の隙間IS2の風下側がシール部材52によって塞がれる。
また、図10に示されているように、底板22に固定されている室外熱交換器13に対して送風機室側前板25がネジ25cによって固定される。図10には、送風機室側前板25の前面側を留めるネジ25cしか示されていないが、側面側からもネジによって送風機室側前板25が底板22や室外熱交換器13に固定される。室外熱交換器13に固定するネジは、図11に示されている固定部材70のネジ穴72に通されて固定される。このようなネジ留めによって、シール部材51が送風機室側前板25によって押されて室外熱交換器13に押し付けられて変形する。図12(a)には、シール部材51,52がヘッダ集合管35や伝熱フィン32qに押し付けられて変形している状態が模式的に示されている。シール部材51が室外熱交換器13に押し付けられて変形することにより、室外熱交換器13の隙間IS2の風上側がシール部材51によって塞がれる。また、図12(a)には、シール部材55が防風板60によって送風機室側前板25に押し付けられて変形している状態が模式的に示されている。このように送風機室側前板25と防風板60がシール部材55を介してつなぎ合わされることにより、ヘッダ集合管35の周囲を送風機室側前板25と防風板60で囲み、ヘッダ集合管35の周囲の空間S3を無風状態にすることができる。
なお、図11に示されている送風機室側前板25がネジ止めされた後に、天板21がさらに上方から嵌め込まれてネジ止めされる。
上述の説明では省略したが、機械室側側板24に接着材で貼り付けられているシール部材53は、機械室側側板24に押されてIS1の周囲のヘッダ集合管34と伝熱フィン32pに押し付けられて変形している。それにより、室外熱交換器13の隙間IS1の風上側がシール部材53によって塞がれる。同様に、機械室側側板24に接着材で貼り付けられているシール部材53は、機械室側側板24に押されてIS1の周囲のヘッダ集合管34と伝熱フィン32pに押し付けられて変形している。それにより、室外熱交換器13の隙間IS1の風下側がシール部材54によって塞がれる。そして、機械室側側板24と仕切板28が機械室側前板26を介してつなぎ合わされており、機械室S2が無風状態となっている。つまり、機械室側側板24と仕切板28が機械室側前板26を介してつなぎ合わされることにより、ヘッダ集合管34の周囲を機械室側側板24と仕切板28で囲み、ヘッダ集合管34の周囲の空間(機械室S2)を無風状態にすることができる。
(3)室外ユニットの特徴
(3−1)
上述の室外ユニット2では、送風機室側前板25や防風板60や機械室側側板24や仕切板28(ケーシング構成部材)に貼り付けられているシール部材51,52,53,54が隙間IS1,IS2の周囲のヘッダ集合管34,35と伝熱フィン32(フィン)とに押しつけられる。例えば図12(a)に示されているように、シール部材51,52,53,54がヘッダ集合管34,35と伝熱フィン32に押し付けられて変形し、変形したシール部材51,52,53,54によって隙間IS1,IS2が塞がれる。そのため、水平方向においては、シール部材51,52,53,54とヘッダ集合管34.35や伝熱フィン32との間を空気流が通り抜けない程度に隙間IS1,IS2を十分に塞ぐことができる。
(3−1)
上述の室外ユニット2では、送風機室側前板25や防風板60や機械室側側板24や仕切板28(ケーシング構成部材)に貼り付けられているシール部材51,52,53,54が隙間IS1,IS2の周囲のヘッダ集合管34,35と伝熱フィン32(フィン)とに押しつけられる。例えば図12(a)に示されているように、シール部材51,52,53,54がヘッダ集合管34,35と伝熱フィン32に押し付けられて変形し、変形したシール部材51,52,53,54によって隙間IS1,IS2が塞がれる。そのため、水平方向においては、シール部材51,52,53,54とヘッダ集合管34.35や伝熱フィン32との間を空気流が通り抜けない程度に隙間IS1,IS2を十分に塞ぐことができる。
その結果、ヘッダ集合管34,35と当該ヘッダ集合管34,35と隣り合う伝熱フィン32p,32qとの間にフィンピッチよりも広い隙間IS1,IS2があることによって室外熱交換器13の熱交換効率が低下するのを防止することができる。
さらに詳しく見ると、室外ユニット2の外から侵入した空気が隙間IS1,IS2の周辺のヘッダ集合管34,35や伝熱フィン32や扁平多穴管33に当たるのを、風上側に配置されるシール部材51,53(第1シール部材)によって低減している。これらシール部材51,53は、室外熱交換器13の風上側に配置されている送風機室側前板25や機械室側側板24(第1ケーシング構成部材)に取り付けられている。それにより、隙間IS1,IS2周辺のヘッダ集合管34,35や伝熱管33や伝熱フィン32に外気が当たり難くなり、塩害を防止し易くなる。
また、複数の伝熱フィン32の間を通過した空気流が回り込んで風下側から隙間IS1,IS2周辺のヘッダ集合管34,45や伝熱管33や伝熱フィン32に当たるのを、風下側に配置されるシール部材52,54(第2シール部材)によって低減している。これらシール部材52,54は、室外熱交換器13の風下側に配置されている防風板60や仕切板28(第2ケーシング構成部材)に取り付けられている。それにより、隙間IS1,IS2周辺のヘッダ集合管34,35や伝熱管33や伝熱フィン32に外気がさらに当たり難くなり、塩害をさらに防止し易くなる。
(3−2)
図3に示されているように、送風機室側前板25(第1ケーシング構成部材)及び防風板60(第2ケーシング構成部材)や機械室側側板24(第1ケーシング構成部材)及び仕切板28(第2ケーシング構成部材)は、それぞれヘッダ集合管34,35の周囲の空間S3,S2を取り囲むために互いにシール部材55(第3シール部材)や機械室側前板26を介してつなぎ合わされている。それにより、空間S2,S3を無風状態に近づけることができ、ヘッダ集合管34,35に室外ユニット2の外から吸い込んだ風を当てずに済むことから、隙間IS1,IS2の周辺だけでなく、ヘッダ集合管34,35の全体に対する塩害の防止ができる。
図3に示されているように、送風機室側前板25(第1ケーシング構成部材)及び防風板60(第2ケーシング構成部材)や機械室側側板24(第1ケーシング構成部材)及び仕切板28(第2ケーシング構成部材)は、それぞれヘッダ集合管34,35の周囲の空間S3,S2を取り囲むために互いにシール部材55(第3シール部材)や機械室側前板26を介してつなぎ合わされている。それにより、空間S2,S3を無風状態に近づけることができ、ヘッダ集合管34,35に室外ユニット2の外から吸い込んだ風を当てずに済むことから、隙間IS1,IS2の周辺だけでなく、ヘッダ集合管34,35の全体に対する塩害の防止ができる。
(3−3)
特に、室外熱交換器13を構成しているヘッダ集合管34(第1ヘッダ集合管)とヘッダ集合管35(第2ヘッダ集合管)がアルミニウム製であり、全ての扁平多穴管33がアルミニウム製であり、全ての伝熱フィン32がアルミニウム製である。そのため、室外熱交換器13は、銅や鉄を材質に含む熱交換器に比べて軽くすることができる。しかし、アルミニウムは銅や鉄に比べて腐蝕しやすく、例えば塩害などによって耐用年数が短くなる傾向がある。そのため、防食処理などが施されるが、隙間IS1,IS2の周辺の防食処理は難しく、塩害等にさらされて腐蝕しやすい。ところが、上述のように、シール部材51,52,53,54によって隙間IS1,IS2が塞がれているので、隙間IS1,IS2周辺のアルミニウム製ヘッダ集合管34,35、扁平多穴管33及び伝熱フィン32が塩害から防止されやすく、アルミニウム製の室外熱交換器13は、軽量であるにもかかわらず耐久性が高い。
特に、室外熱交換器13を構成しているヘッダ集合管34(第1ヘッダ集合管)とヘッダ集合管35(第2ヘッダ集合管)がアルミニウム製であり、全ての扁平多穴管33がアルミニウム製であり、全ての伝熱フィン32がアルミニウム製である。そのため、室外熱交換器13は、銅や鉄を材質に含む熱交換器に比べて軽くすることができる。しかし、アルミニウムは銅や鉄に比べて腐蝕しやすく、例えば塩害などによって耐用年数が短くなる傾向がある。そのため、防食処理などが施されるが、隙間IS1,IS2の周辺の防食処理は難しく、塩害等にさらされて腐蝕しやすい。ところが、上述のように、シール部材51,52,53,54によって隙間IS1,IS2が塞がれているので、隙間IS1,IS2周辺のアルミニウム製ヘッダ集合管34,35、扁平多穴管33及び伝熱フィン32が塩害から防止されやすく、アルミニウム製の室外熱交換器13は、軽量であるにもかかわらず耐久性が高い。
なお、上記実施形態では、ヘッダ集合管、扁平多穴管及び伝熱フィンがアルミニウム製である場合について説明したが、これらはアルミニウム合金製であってもよく、上記実施形態と同様の効果を奏する。
(3−4)
シール部材51,52,53,54,55は、独立発泡のEPDMゴムの直方体(高分子成形体)からなる。発泡したEPDMゴムは柔らかく変形しやすいため、室外熱交換器13に隙間IS1,IS2を塞ぎ易い。しかも、独立発泡であることから連続発泡と異なりEPDMゴムの直方体内部に水分が溜まらないことから室外熱交換器13の腐蝕も抑制される。このように、独立発泡のEPDMゴムの直方体を用いることで、室外熱交換器13の熱交換効率の改善にともなうコストを抑制することができる。
シール部材51,52,53,54,55は、独立発泡のEPDMゴムの直方体(高分子成形体)からなる。発泡したEPDMゴムは柔らかく変形しやすいため、室外熱交換器13に隙間IS1,IS2を塞ぎ易い。しかも、独立発泡であることから連続発泡と異なりEPDMゴムの直方体内部に水分が溜まらないことから室外熱交換器13の腐蝕も抑制される。このように、独立発泡のEPDMゴムの直方体を用いることで、室外熱交換器13の熱交換効率の改善にともなうコストを抑制することができる。
(4)変形例
(4−1)変形例A
上記実施形態では、シール部材51,52,53,54が、ヘッダ集合管34,35や伝熱フィン32に押し付けられて変形している場合について説明したが、図12(b)に示されているように、シール部材51,52,53,54は、複数の伝熱管33にも押し付けられて変形していてもよい。図12(b)のように構成すると、シール部材51,52,53,54と伝熱管33との間も十分に塞がるので、伝熱管33に対して交差する方向から、伝熱管33とシール部材51,52,53,54との間から侵入する空気流も遮断できる。それにより、ヘッダ集合管34,35とそれに隣り合う伝熱フィン32p、32qとの間の隙間IS1,IS2に外気が侵入し難くなり、塩害を防止し易くなる。
(4−1)変形例A
上記実施形態では、シール部材51,52,53,54が、ヘッダ集合管34,35や伝熱フィン32に押し付けられて変形している場合について説明したが、図12(b)に示されているように、シール部材51,52,53,54は、複数の伝熱管33にも押し付けられて変形していてもよい。図12(b)のように構成すると、シール部材51,52,53,54と伝熱管33との間も十分に塞がるので、伝熱管33に対して交差する方向から、伝熱管33とシール部材51,52,53,54との間から侵入する空気流も遮断できる。それにより、ヘッダ集合管34,35とそれに隣り合う伝熱フィン32p、32qとの間の隙間IS1,IS2に外気が侵入し難くなり、塩害を防止し易くなる。
1 空気調和装置
2 室外ユニット
3 室内ユニット
13 室外熱交換器
20 ユニットケーシング
51,52,53,54,55 シール部材
60 防風板
2 室外ユニット
3 室内ユニット
13 室外熱交換器
20 ユニットケーシング
51,52,53,54,55 シール部材
60 防風板
Claims (8)
- 複数のヘッダ集合管(34,35)、複数の前記ヘッダ集合管の間に所定のフィンピッチで配置されている複数のフィン(32)及び複数の前記フィンに挿通されて複数の前記ヘッダ集合管に接続されている複数の伝熱管(33)を有し、互いに隣り合う前記ヘッダ集合管と前記フィン(32p,32q)との間に前記フィンピッチよりも大きな隙間(IS1,IS2)が形成されている熱交換器(13)と、
複数の前記ヘッダ集合管のうちの少なくとも一つに対面して配置され、前記熱交換器の一部を囲うためのケーシング構成部材と、
前記ケーシング構成部材に取り付けられ、前記ケーシング構成部材に対面する前記隙間の周囲の前記ヘッダ集合管と前記フィンとに押し付けられて変形し、前記隙間を塞ぐシール部材(51,52,53,54)と、
を備える、冷凍装置の室外ユニット。 - 前記ケーシング構成部材は、前記熱交換器の風上側に配置されている第1ケーシング構成部材(25,24)を含み、
前記シール部材は、前記第1ケーシング構成部材に取り付けられ、前記隙間の風上側に配置されている第1シール部材(51,53)を含む、
請求項1に記載の冷凍装置の室外ユニット。 - 前記ケーシング構成部材は、前記熱交換器の風下側に配置されている第2ケーシング構成部材(60,28)を含み、
前記シール部材は、前記第2ケーシング構成部材に取り付けられ、前記隙間の風下側に配置されている第2シール部材(52,54)を含む、
請求項2に記載の冷凍装置の室外ユニット。 - 前記第1ケーシング構成部材及び前記第2ケーシング構成部材は、前記第1シール部材及び前記第2シール部材が押し付けられている前記ヘッダ集合管の周囲の空間を取り囲むために互いにつなぎ合わされている、
請求項3に記載の冷凍装置の室外ユニット。 - 前記第1ケーシング構成部材は、側板(25)であり、
前記第2ケーシング構成部材は、前記熱交換器を通過した後の空気が前記ヘッダ集合管に当たるのを防止する防風板(60)であり、
前記側板と防風板とを互いにつなぎ合わせる第3シール部材(55)をさらに備える、
請求項4に記載の冷凍装置の室外ユニット。 - 前記シール部材は、複数の前記伝熱管にも押し付けられて変形している、
請求項1から5のいずれか一項に記載の冷凍装置の室外ユニット。 - 複数の前記ヘッダ集合管は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の第1ヘッダ集合管(34)と第2ヘッダ集合管(35)を含み、
複数の前記伝熱管は、前記第1ヘッダ集合管と前記第2ヘッダ集合管との間に接続されて側面が対向するように配列されたアルミニウム製またはアルミニウム合金製の複数の扁平多穴管(33)を含み、
複数の前記フィンは、アルミニウム製またはアルミニウム合金製である、
請求項1から6のいずれか一項に記載の冷凍装置の室外ユニット。 - 前記シール部材は、独立発泡の高分子成形体からなる、
請求項1から7のいずれか一項に記載の冷凍装置の室外ユニット。
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