JP2014081139A

JP2014081139A - 空気調和機

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Publication number: JP2014081139A
Application number: JP2012229203A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Kono; 佳延絞野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2014-05-08
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: JP5963261B2

Abstract

【課題】パラレルフロー型熱交換器を空気調和機の筐体に固定するに際し、小さな合成樹脂製部材で熱交換器をしっかりと固定できるようにする。
【解決手段】空気調和機１は室外機１０と室内機３０を備える。室外機３０にはサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器５０が搭載される。熱交換器５０は室外機１０の筐体１１の一部をなす金属部材６１に対し、合成樹脂製の取付部材８０を介して固定される。取付部材８０は、熱交換器５０に固定された固定用部材７０の平面部７０ａの一方の面にあてがわれ、平面部１７ａの他方の面より一部を突き出す第１部材８１と、第１部材の突き出し部８１ａに嵌合する第２部材８２からなる。金属部材６１を貫通するネジ６３が第１部材８１を金属部材側に引き寄せることにより、熱交換器１は金属部材６１に固定される。
【選択図】図１３

Description

本発明はパラレルフロー型熱交換器を搭載した空気調和機に関する。

複数のヘッダパイプの間に複数の偏平チューブを配置して偏平チューブ内部の複数の冷媒通路をヘッダパイプの内部に連通させるとともに、偏平チューブ間にコルゲートフィン等のフィンを配置したパラレルフロー型熱交換器は、カーエアコンや建物用空気調和機の室外機などに広く利用されている。

特許文献１には、２本の垂直方向ヘッダパイプと、両ヘッダパイプを連結する複数の水平方向偏平チューブを備えるサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器が記載されている。この熱交換器の偏平チューブの間にはコルゲートフィンが配置されている。

パラレルフロー型熱交換器はアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されることが多い。アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるパラレルフロー型熱交換器を空気調和機に搭載する場合、特に室外機に搭載する場合、筐体の材料が鋼板である場合には、鉄に対して電気的に卑であるアルミニウムまたはアルミニウム合金をどのようにして電食から保護するかが大きな問題となる。

上記問題の解決策が特許文献２に開示されている。特許文献２に記載された空気調和機の室外ユニットでは、底板と熱交換器の間にアルミニウムよりも電気的に卑な金属で構成されたスペーサが配置されている。

特許文献３に記載された冷媒配管ユニットでは、重ね合わせられた上面及び下面部材によって冷媒が流れる通路部材が形成される。上面及び下面部材は樹脂部材によって覆われており、これにより、上面及び下面部材の金属が異種金属に接触して電食が発生することが避けられる。

特開２０１０−２４９３８８号公報特許第４４７９２０７号公報特開２０１０−１３９１５３号公報

特許文献２記載の空気調和機の室外ユニットの場合、底板とスペーサが強固に固定されねばならないことは勿論であるが、スペーサと熱交換器も強固に固定されねばならない。さもないと輸送時や設置時の振動や衝撃に耐えきれず、熱交換器が筐体の中で動くからである。この時、スペーサと熱交換器とを固定する締結要素、例えばネジに熱交換器が接触したりすると、締結要素と熱交換器の間に電食が生じ、固定が不安定化することがあり得る。電食によって熱交換器に穴が明き、冷媒が漏れることにもつながりかねない。

上記の問題は、合成樹脂製の大型の固定用部材を用い、熱交換器とネジの接触を完全に断つこととすれば解決できる。そのようにした構成例を図１８及び図１９に示す。

図１８及び図１９には、空気調和機の室外機の構成要素のいくつかが示されている。図１８において、１０１は室外機の底板であり、１０２は室外機の左側面パネルである。図１９において、１０３は室外機の右側面パネルである。室外機の左側面と右側面は、室外機に正対する使用者の左手側を左側面、使用者の右手側を右側面と定義する。底板１０１、左側面パネル１０２、及び右側面パネル１０３はいずれも鋼板をプレス成型して得た部材である。

１１０は室外機に搭載されるサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器であり、平面形状Ｌ字形に曲げられている。熱交換器１１０は、その左右両端に、左側面パネル１０２の内面に対面する一方のヘッダパイプ１１１と、右側面パネル１０３の内面に対面するもう一方のヘッダパイプ１１２を有する。

ヘッダパイプ１１１の上部には合成樹脂製の固定用部材１１３が取り付けられる。ヘッダパイプ１１１の下部にも図示しない合成樹脂製の固定用部材が取り付けられる。ヘッダパイプ１１２の上部には合成樹脂製の固定用部材１１４が取り付けられる。ヘッダパイプ１１２の下部には合成樹脂製の固定用部材１１５が取り付けられる。これらの固定用部材は、ヘッダパイプに被せられる部品として、あるいはヘッダパイプを挟む二つ割りの部品として成型される。二つ割りの部品として成型された場合、ヘッダパイプを挟んでおいてネジを締め付けることにより取り付けられるが、ネジを用いる場合でも、そのネジが熱交換器１１０に接触することのないように設計されている。

上記のように合成樹脂製固定部材を固定した熱交換器１１０を底板１０１の上に載置する。その上で左側面パネル１０２と右側面パネル１０３を底板１０１に組み合わせ、ネジで固定する。この時、左側面パネル１０２と右側面パネル１０３の内面に接触状態あるいは接近状態となるように、固定用部材１１３とその下方の図示しない固定用部材、及び固定用部材１１４、１１５は設計されている。これらの固定用部材に対し、左側面パネル１０２の外面から、あるいは右側面パネル１０３の外面から、ネジをねじ込むことにより、熱交換器１１０は固定される。図１９には、ネジの例として、固定用部材１１４にねじ込まれるネジ１１６が１個だけ描かれている。なお熱交換器１１０は底板１０１に対しても固定されるが、その際ネジが用いられることがあっても、そのネジを熱交換器１１０に接触させない配慮が施される。

パラレルフロー型熱交換器はアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、かなりの重量があるので、図１８及び図１９に示す熱交換器固定手法を採用すると、どうしても固定用部材のサイズが大きくなる。合成樹脂成型品である固定用部材のサイズが大きくなれば金型費用がかさむ上、材料を多く使用することから、部品コストが高くつく。また固定用部材と熱交換器の固定が甘いと、運転時に熱交換器が大きく振動したり、ガタつきによって異音が発生したりする。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、パラレルフロー型熱交換器を空気調和機の筐体に固定するに際し、筐体の構成部品あるいは筐体に熱交換器を固定するネジと熱交換器の間に合成樹脂製部材を介在させて熱交換器の電食を防ぐ点はこれまでの手法と変わらないが、その合成樹脂製部材の構成に工夫を加えることにより、小さな部材で熱交換器をしっかりと固定できるようにすることを目的とする。

本発明に係る空気調和機は、間隔を置いて平行に配置された２本のヘッダパイプと、前記２本のヘッダパイプの間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路を前記ヘッダパイプの内部に連通させた偏平チューブと、前記複数の偏平チューブの偏平面に取り付けられる複数のフィンを備えたパラレルフロー型熱交換器を搭載する空気調和機において、前記熱交換器は前記空気調和機の筐体の一部をなす金属部材に対し、合成樹脂製の取付部材を介して固定されるものであり、前記合成樹脂製の取付部材は、前記熱交換器またはそれに固定された固定用部材の平面部の一方の面にあてがわれ、前記平面部の他方の面より一部を突き出す第１部材と、前記第１部材の突き出し部に嵌合する第２部材とからなり、前記金属部材を貫通するネジが前記第１部材を前記金属部材側に引き寄せることにより、前記熱交換器が前記金属部材に固定され、前記第２部材は前記第１部材の突き出し部に弾力的に嵌合し、前記第１部材の突き出し部の側面には当該突き出し部の軸線方向に直交する方向に延びる溝が形成され、前記溝に前記第２部材が係合することにより、前記第２部材は前記突き出し部の軸線方向への相対移動を阻止されることを特徴としている。

上記構成によると、熱交換器またはそれに固定された固定用部材の平面部と、この熱交換器を搭載する筐体の金属部材との間に合成樹脂製の取付部材が介在するから、熱交換器が金属部材に接触して電食が生じるのを防ぐことができる。合成樹脂製の取付部材は熱交換器またはそれに固定された固定用部材と、それらを筐体の金属部材に固定するネジとの間にも介在するから、ネジが熱交換器に接触することによる電食も防がれる。取付部材の
第１部材と第２部材はいずれも小型の部品として成型することができるから材料コストが安く、構造も単純構造で良いので金型費用がかからず、トータルとしての部品コストを低減できる。また、ネジが第１部材を金属部材側に引き寄せることで、熱交換器またはそれに固定された固定用部材の平面部に対する第１部材及び第２部材の固定と、金属部材に対する熱交換器の固定が同時に遂行されるから、部材同士がガタつきなく堅固に固定され、熱交換器の振動や異音の発生を防ぐことができる。

さらに上記構成によると、第１部材と第２部材を容易に組み合わせることができる上、第１部材の突き出し部の軸線方向に第２部材がずれないので、ネジによる締め付けに先だって、熱交換器またはそれに固定された固定用部材に第１部材と第２部材を仮固定しておくことができ、組み立て作業を容易且つ迅速に行うことができる。

上記構成の空気調和機において、前記金属部材を貫通するネジが前記第１部材を前記金属部材側に引き寄せることにより前記第２部材の端面が前記金属部材に接触しても、前記第２部材の端面と前記第１部材の端面の間の段差により前記第１部材の端面は前記金属部材に接触しないことが好ましい。

この構成によると、ネジを締め付けたとき、熱交換器またはそれに固定された固定用部材の平面部と金属部材の間に第２部材がしっかりと挟み込まれ、第１部材も金属部材の方に引っ張られて熱交換器またはそれに固定された固定用部材に押し付けられるので、取付部材と他の部材の間のガタつきをなくすことができる。

上記構成の空気調和機において、前記第１部材には、前記熱交換器またはそれに固定された固定用部材に係合して自身の回転を止める回り止め部が形成されていることが好ましい。

この構成によると、第１部材を所定角度に保つことが容易になる。

本発明によると、パラレルフロー型熱交換器は合成樹脂製の取付部材を介して空気調和機の筐体に固定されるから、パラレルフロー型熱交換器が電食で侵食されて冷媒の漏洩が生じることを懸念する必要がない。合成樹脂製の取付部材は熱交換器またはそれに固定された固定用部材と、それらを筐体の金属部材に固定するネジとの接触による電食も防ぐ。そして取付部材の第１部材と第２部材はいずれも小型の部品として成型することができるから材料コストが安く、構造も単純構造で良いので金型費用がかからず、トータルとしての部品コストを低減できる。また、ネジが第１部材を金属部材側に引き寄せることで、熱交換器またはそれに固定された固定用部材の平面部に対する第１部材及び第２部材の固定と、金属部材に対する熱交換器の固定が同時に遂行されるから、部材同士がガタつきなく堅固に固定され、熱交換器の振動や異音の発生を防ぐことができる。さらに、第１部材と第２部材を容易に組み合わせることができる上、第１部材の突き出し部の軸線方向に第２部材がずれないので、ネジによる締め付けに先だって、熱交換器またはそれに固定された固定用部材に第１部材と第２部材を仮固定しておくことができ、組み立て作業を容易且つ迅速に行うことができる。

本発明の実施形態に係る空気調和機の概略構成図で、冷房運転時の状態を示すものである。本発明の実施形態に係る空気調和機の概略構成図で、暖房運転時の状態を示すものである。本発明の実施形態に係る空気調和機の室外機の概略構成を示す水平断面図である。本発明の実施形態に係る空気調和機の制御ブロック図である。パラレルフロー型熱交換器の概略構成図である。図５のVI−VI線に沿った断面図である。パラレルフロー型熱交換器を室外機の筐体に固定する作業について説明する第１の斜視図である。パラレルフロー型熱交換器を室外機の筐体に固定する作業について説明する第２の斜視図である。パラレルフロー型熱交換器に固定される固定用部材と、その固定用部材に組み合わせられる合成樹脂製の取付部材の斜視図である。取付部材の拡大斜視図である。固定用部材に取付部材を組み合わせる手順を説明する第１の斜視図である。固定用部材に取付部材を組み合わせる手順を説明する第２の斜視図である。固定用部材に組み合わせた取付部材に、金属部材の側よりネジをねじ込んだ状態を示す拡大断面図である。固定用部材に組み合わせる取付部材の裏側にナットを配置し、このナットにネジをねじ込む構成について説明する斜視図である。図１４のナットにネジをねじ込んだ状態を示す正面図である。固定用部材に組み合わせる取付部材の裏側に金属部材を配置し、この金属部材にネジをねじ込む構成について説明する斜視図である。図１６の板金部材にネジをねじ込んだ状態を示す拡大断面図である。パラレルフロー型熱交換器を従来の手法で室外機の筐体に固定する作業について説明する第１の斜視図である。パラレルフロー型熱交換器を従来の手法で室外機の筐体に固定する作業について説明する第２の斜視図である。

図１から図６に基づき本発明の実施形態に係る空気調和機１についての説明を行う。空気調和機１では、室外機用熱交換器としてサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器が用いられる。

サイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器の基本構造を図５に示す。図５では紙面上側が熱交換器の上側、紙面下側が熱交換器の下側となる。パラレルフロー型熱交換器５０は、２本の垂直方向ヘッダパイプ５１、５２と、その間に配置される複数の水平方向偏平チューブ５３を備える。ヘッダパイプ５１、５２は水平方向に間隔を置いて平行に配置され、偏平チューブ５３は垂直方向に所定ピッチで配置されている。実際に機器に搭載する段階では、熱交換器５０は設計の要請に従って様々な角度に据え付けられるから、本明細書における「垂直方向」「水平方向」は厳格に解釈されるべきものではない。単なる方向の目安として理解されるべきである。

偏平チューブ５３は金属を押出成型した細長い成型品であり、図６に示す通り、内部には冷媒を流通させる冷媒通路５４が形成されている。偏平チューブ５３は長手方向である押出成型方向を水平にする形で配置されるので、冷媒通路５４の冷媒流通方向も水平になる。冷媒通路５４は断面形状及び断面面積の等しいものが図６の左右方向に複数個並び、そのため偏平チューブ５３の垂直断面はハーモニカ状を呈している。各冷媒通路５４はヘッダパイプ５１、５２の内部に連通する。

偏平チューブ５３の偏平面にはコルゲートフィン５５が取り付けられる。上下に並ぶコルゲートフィン５５のうち、最上段のものと最下段のものの外側にはサイドプレート５６が配置される。なお、コルゲートフィンに代えてそれ以外の種類のフィン、例えばプレートフィンなどを用いてもよい。

ヘッダパイプ５１、５２、偏平チューブ５３、コルゲートフィン５５、及びサイドプレート５６はいずれもアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、偏平チューブ５３はヘッダパイプ５１、５２に対し、コルゲートフィン５５は偏平チューブ５３に対し、サイドプレート５６はコルゲートフィン５５に対し、それぞれロウ付けまたは溶着で固定される。

ヘッダパイプ５１の内部は、１個の仕切部Ｐ１により２個の区画Ｓ１、Ｓ２に仕切られている。仕切部Ｐ１は複数の偏平チューブ５３を複数の偏平チューブグループに区分する。区画Ｓ１には合計２４本の偏平チューブ５３のうち１２本からなる偏平チューブグループが接続され、区画Ｓ２にも１２本の偏平チューブ５３からなる偏平チューブグループが接続される。

ヘッダパイプ５２の内部は、２個の仕切部Ｐ２、Ｐ３により３個の区画Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５に仕切られている。仕切部Ｐ２、Ｐ３は複数の偏平チューブ５３を複数の偏平チューブグループに区分する。区画Ｓ３には合計２４本の偏平チューブ５３のうち４本からなる偏平チューブグループが接続され、区画Ｓ４には１５本の偏平チューブ５３からなる偏平チューブグループが接続され、区画Ｓ５には５本の偏平チューブ５３からなる偏平チューブグループが接続される。

上記した偏平チューブ５３の総数、各ヘッダパイプ内部の仕切部の数とそれによって仕切られる区画の数、及び仕切部によって区分される偏平チューブグループ毎の偏平チューブ５３の数は、いずれも単なる例示であり、発明を限定するものではない。

区画Ｓ３には冷媒出入パイプ５７が接続される。区画Ｓ５には冷媒出入パイプ５８が接続される。

熱交換器５０の機能は次の通りである。熱交換器５０が凝縮器として用いられるとき、冷媒は冷媒出入パイプ５７を通じて区画Ｓ３に供給される。区画Ｓ３に入った冷媒は区画Ｓ３と区画Ｓ１を連結する４本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ１に向かう。この４本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＡを構成する。冷媒パスＡはブロック矢印で象徴されている。それ以外の冷媒パスもブロック矢印で象徴させる。

区画Ｓ１に入った冷媒はそこで折り返し、区画Ｓ１と区画Ｓ４を連結する８本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ４に向かう。この８本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＢを構成する。

区画Ｓ４に入った冷媒はそこで折り返し、区画Ｓ４と区画Ｓ２を連結する７本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ２に向かう。この７本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＣを構成する。

区画Ｓ２に入った冷媒はそこで折り返し、区画Ｓ２と区画Ｓ５を連結する５本の偏平チューブ５３を通って区画Ｓ３に向かう。この５本の偏平チューブ５３で編成される偏平チューブグループが冷媒パスＤを構成する。区画Ｓ５に入った冷媒は冷媒出入パイプ５８より流出する。

熱交換器５０が蒸発器として用いられるときは、冷媒は冷媒出入パイプ５８を通じて区画Ｓ５に供給される。それ以後の冷媒の流れは、熱交換器５０が凝縮器として用いられるときの冷媒パスを逆に辿る。すなわち冷媒パスＤ→冷媒パスＣ→冷媒パスＢ→冷媒パスＡのルートで冷媒は区画Ｓ１に入り、冷媒出入パイプ５７より流出する。

上記熱交換器５０をヒートポンプサイクルの構成要素として用いたセパレート型空気調和機１の概略構成を図１に示す。空気調和機１は室外機１０と室内機３０により構成される。

室外機１０は、鋼板製部品と合成樹脂製部品により構成される筐体１１の内部に、圧縮機１２、切替弁１３、室外側熱交換器１４、膨張弁１５、室外側送風機１６などを収納している。切替弁１３は四方弁である。室外側熱交換器１４として熱交換器５０が用いられる。膨張弁１５には開度制御の可能なものが用いられる。室外側送風機１６はプロペラファンとモータの組み合わせからなる。

室外機１０は２本の冷媒配管１７、１８で室内機３０に接続される。冷媒配管１７は冷房運転時には液体冷媒が流れ、冷媒配管１８に比較して細い管が用いられている。そのため冷媒配管１７は「液管」「細管」などと称されることがある。冷媒配管１８には冷房運転時、気体冷媒が流れ、冷媒配管１７に比較して太い管が用いられている。そのため冷媒配管１８は「ガス管」「太管」などと称されることがある。冷媒には例えばＨＦＣ系のＲ４１０ＡやＲ３２等が用いられる。

室外機１０の内部の冷媒配管で、冷媒配管１７に接続される冷媒配管には二方弁１９が設けられ、冷媒配管１８に接続される冷媒配管には三方弁２０が設けられる。二方弁１９と三方弁２０は、室外機１０から冷媒配管１７、１８が取り外されるときに閉じられ、室外機１０から外部に冷媒が漏れることを防ぐ。室外機１０から、あるいは室内機３０を含めた冷凍サイクル全体から、冷媒を回収する必要があるときは、三方弁２０を通じて回収が行われる。

室外機１０の構造をより実体的に示すのが図３である。室外機１０の筐体１１は鋼板製であり、平面形状を示す図３では略矩形に描かれている。筐体１１は長辺側を正面１１Ｆ及び背面１１Ｂとし、短辺側を左側面１１Ｌ及び右側面１１Ｒとしている。正面１１Ｆには排気口１１Ｅが形成され、背面１１Ｂには背面吸気口１１ＢＳが形成され、左側面１１Ｌには側面吸気口１１ＬＳが形成される。排気口１１Ｅは複数の水平なスリット状開口の集合からなり、背面吸気口１１ＢＳと側面吸気口１１ＬＳは格子状の開口からなる。正面１１Ｆ、背面１１Ｂ、左側面１１Ｌ、右側面１１Ｒの４面の板金部材に、図３には示されていない天板と底板が加わって、六面体形状の筐体１１が形成される。

筐体１１の六面の各々を１個ずつの部品が構成するという限定はない。１個の部品で構成される面もあれば、複数の部品で構成される面もあり得る。

筐体１１の内部には、背面吸気口１１ＢＳ及び側面吸気口１１ＬＳのすぐ内側に平面形状Ｌ字形の室外側熱交換器１４が配置される。室外側熱交換器１４と室外空気との間で強制的に熱交換を行わせるため、室外側熱交換器１４と排気口１１Ｅの間に室外側送風機１６が配置される。室外側送風機１６はプロペラファン１６ａとモータ１６ｂの組み合わせからなる。送風効率向上のため、筐体１１の正面１１Ｆの内面にはプロペラファン１６ａを囲むベルマウス１１ＢＭが取り付けられる。筐体１１の右側面１１Ｒの内側の空間は、背面吸気口１１ＢＳから排気口１１Ｅへと流れる空気流から隔壁１１Ｐで隔離されており、この空間に圧縮機１２が収容されている。

室内機３０は、合成樹脂製部品により構成される筐体３１の内部に、室内側熱交換器３２、室内側送風機３３などを収納している。室内側熱交換器３２は、３個の熱交換器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを、室内側送風機３３を覆う屋根のように組み合わせたものである。熱交換器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃのいずれかまたは全部を熱交換器５０で構成することも可能である。室内側送風機３３はクロスフローファンとモータの組み合わせからなる。

空気調和機１の運転制御を行う上で、各所の温度を知ることが不可欠である。この目的のため、室外機１０と室内機３０に温度検出器が配置される。室外機１０においては、室外側熱交換器１４に温度検出器２１が配置され、圧縮機１２の吐出部となる吐出管１２ａに温度検出器２２が配置され、圧縮機１２の吸入部となる吸入管１２ｂに温度検出器２３が配置され、膨張弁１５と二方弁１９の間の冷媒配管に温度検出器２４が配置され、筐体１１の内部の所定箇所に外気温測定用の温度検出器２５が配置される。室内機３０においては、室内側熱交換器３２に温度検出器３４が配置される。温度検出器２１、２２、２３、２４、２５、３４はいずれもサーミスタにより構成される。

空気調和機１の全体制御を司るのは図４に示す制御部４０である。制御部４０は室内温度が使用者によって設定された目標値に達するように制御を行う。

制御部４０は圧縮機１２、切替弁１３、膨張弁１５、室外側送風機１６、及び室内側送風機３３に対し動作指令を発する。また制御部４０は温度検出器２１〜２５、及び温度検出器３４からそれぞれの検出温度の出力信号を受け取る。制御部４０は温度検出器２１〜２５及び温度検出器３４からの出力信号を参照しつつ、圧縮機１２、室外側送風機１６、及び室内側送風機３３に対し運転指令を発し、切替弁１３と膨張弁１５に対しては状態切り替えの指令を発する。

図１は空気調和機１が冷房運転あるいは除霜運転を行っている状態を示す。この時圧縮機１２は冷房時循環、すなわち圧縮機１２から吐出された冷媒が先に室外側熱交換器１４に入る循環様式で冷媒を循環させる。

圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒は室外側熱交換器１４に入り、そこで室外空気との熱交換が行われる。冷媒は室外空気に対し放熱を行い、凝縮する。凝縮して液状となった冷媒は室外側熱交換器１４から膨張弁１５に入り、そこで減圧される。減圧後の冷媒は室内側熱交換器３２に送られ、膨張して低温低圧となり、室内側熱交換器３２の表面温度を下げる。表面温度の下がった室内側熱交換器３２は室内空気から吸熱し、これにより室内空気は冷やされる。吸熱後、低温の気体状の冷媒は圧縮機１２に戻る。室外側送風機１６によって生成された気流が室外側熱交換器１４からの放熱を促進し、室内側送風機３３によって生成された気流が室内側熱交換器３２の吸熱を促進する。

図２は空気調和機１が暖房運転を行っている状態を示す。この時は切替弁１３が切り替えられて冷房運転時と冷媒の流れが逆になる。圧縮機１２は暖房時循環、すなわち圧縮機１２から吐出された冷媒が先に室内側熱交換器３２に入る循環様式で冷媒を循環させる。

圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒は室内側熱交換器３２に入り、そこで室内空気との熱交換が行われる。冷媒は室内空気に対し放熱を行い、室内空気は暖められる。放熱し、凝縮して液状となった冷媒は室内側熱交換器３２から膨張弁１５に入り、そこで減圧される。減圧後の冷媒は室外側熱交換器１４に送られ、膨張して低温低圧となり、室外側熱交換器１４の表面温度を下げる。表面温度の下がった室外側熱交換器１４は室外空気から吸熱する。吸熱後、低温の気体状の冷媒は圧縮機１２に戻る。室内側送風機３３によって生成された気流が室内側熱交換器３２からの放熱を促進し、室外側送風機１６によって生成された気流が室外側熱交換器１４による吸熱を促進する。

続いて、室外側熱交換器１４を構成するパラレルフロー型熱交換器５０を室外機１０の筐体１１に固定する仕組みを、図７から図１７までの図に基づき説明する。図７から図１３までに示すのが第１実施形態であり、図１４、１５に示すのが第２実施形態であり、図１６、１７に示すのが第３実施形態である。

＜第１実施形態＞
図７には、筐体１１の底板となる鋼板製の金属部材６０と、図３では筐体１１の右側面１１Ｒとして示されている鋼板製の金属部材６１と、同じく図３では隔壁１１Ｐとして示されている鋼板製の金属部材６２が描かれている。金属部材６１は平面形状Ｌ字形であり、図３における筐体１１の右側面１１Ｒのみならず、背面１１Ｂも一部カバーしている。

熱交換器５０は、図１８、１９の熱交換器１１０と同様、平面形状Ｌ字形に曲げられており、また熱交換器１１０と同様、金属部材６０に図示しない固定手段で固定される。その固定手段にネジが含まれる場合、そのネジが熱交換器５０に接触しないように配慮されることは言うまでもない。

熱交換器５０のヘッダパイプ５２が金属部材６１に固定される仕組みは次の通りである。まず、ヘッダパイプ５２の上端と下端に固定用部材７０、７１が固定される。固定用部材７０、７１はヘッダパイプ５２と同じ種類の金属からなる樋状の部材で、ヘッダパイプ５２の側面に樋の長手方向を垂直にする形であてがわれ、その状態でヘッダパイプ５２に対しロウ付けまたは溶着で固定される。ヘッダパイプ５２だけでなく、偏平チューブ５３に対してもロウ付けまたは溶着で固定しておけば、固定用部材７０、７１の固定は一層強固なものとなる。

固定用部材７０、７１を、合成樹脂製取付部材８０を介して金属部材６１に固定する。前述の通り、樋状の固定用部材７０、７１は樋の長手方向を垂直にする形でヘッダパイプ５２に固定されており、樋の一方の側壁をなす平面部７０ａ、７１ａが、平面形状Ｌ字形の金属部材６１の中で、筐体１１の背面側に回り込んだ部分の内面に向き合う。この平面部７０ａ、７１ａに取付部材８０が組み合わせられ、その取付部材８０が金属部材６１にネジで固定される仕組みを、平面部７０ａを例にとり、図９から図１３までの図を参照しつつ説明する。

取付部材８０は第１部材８１と第２部材８２により構成される。図１０に示す通り、第１部材８１は、正面形状円形のベース部８１ａと、ベース部８１ａと同心をなす円筒形の突き出し部８１ｂを備える。突き出し部８１ｂの中心には同心状に有底孔８１ｃが形成されている。またベース部８１ａには、突き出し部８１ｂと平行する形で、突き出し部８１ｂより直径が小さく、突き出し量も小さい、円筒形の回り止め部８１ｄが形成されている。固定用部材７０の平面部７０ａには、突き出し部８１ｂを貫通させる円形の貫通孔７０ｂと、回り止め部８１ｄを係合させる円形の貫通孔７０ｃが形成されている。

第１部材８１は平面部７０ａの内面、すなわち固定用部材７０の内側に位置する面にあてがわれ、突き出し部８１ｂが貫通孔７０ｂを通じて平面部７０ａの外面に突き出す形とされる（図１１参照）。この時回り止め部８１ｄが貫通孔７０ｃに係合することにより、第１部材８１は固定用部材７０に対し所定角度を保つ。

突き出し部８１ｂの中で、平面部７０ａの外面に突き出した箇所に、馬蹄形の第２部材８２が嵌合する（図１２参照）。馬蹄形の開いた箇所を突き出し部８１ｂの側面にあてがい、力を入れて押し付ければ、第２部材８２は一旦開いて突き出し部８１ｂを通した後に閉じ、自身の弾性により突き出し部８１ｂに弾力的に嵌合し、そのまま突き出し部８１ｂを抱え込み続ける。このため、指で保持していなくても第１部材８１と第２部材８２を仮結合しておける。

図１０に示す通り、突き出し部８１ｂの両側面には、突き出し部８１ｂの軸線方向に対し直交する方向に延びる溝８１ｅが形成されている。他方第２部材８２の内面には溝８１ｅに係合する直線部８２ａが形成されている。直線部８２ａが第２部材８２の外面に届こうとする箇所には直線部８２ａと同じ幅の抜け止め突起８２ｂが形成されている。抜け止め突起８２ｂは三角プリズム形状であり、頂点の両側の斜面部を上方と下方に向ける形で配置されている。

前述のように第２部材８２を突き出し部８１ｂの側面にあてがって押し付けるとき、抜け止め突起８２ｂを溝８１ｅに入れることで、直線部８２ａを誤り無く溝８１ｅに係合させることができる。直線部８２ａが溝８１ｅに係合すれば、第２部材８２は突き出し部８１ｂの軸線方向への相対移動を阻止される。これにより、後述のネジによる締め付けに先だって、第１部材８１と第２部材８２を固定用部材７０に仮固定しておくことができ、室外機１０の組み立て作業を容易且つ迅速に行うことができる。

直線部８２ａが完全に溝８１ｅに係合すると、抜け止め突起８２ｂは溝８１ｅの外に出て突き出し部８１ｂを抱きかかえる形になる。これにより、第２部材８２は容易には突き出し部８１ｂから抜けなくなる。

直線部８２ａが溝８１ｅに係合した状態では、図１３に示す通り、突き出し部８１ｂの端面は第２部材８２の内側に入り込んだ位置にあり、突き出し部８１ｂの端面と第２部材８２の端面の間には段差Ｇが生じている。従って、第２部材８２の端面が金属部材６１に接触しても、第１部材８１の端面、正確には突き出し部８１ｂの端面は、金属部材６１に接触しない。

上記のようにして固定用部材７０に取り付けられた取付部材８０に対し、金属部材６１に形成された貫通孔６１ａを通してネジ６３がねじ込まれる。ネジ６３はセルフタッピングネジであり、第１部材８１の有底孔８１ｃの内部にネジ溝を形成しながら進んで行く。回り止め部８１ｄが貫通孔７０ｃに係合することで第１部材８１の回転が止められているため、ネジ６３によるタッピングが可能になっている。

ネジ６３の頭部が金属部材６１の外面に接した後は、ネジ６３を締め付け方向に回すことで第１部材８１が金属部材６１の方に引き寄せられる。第２部材８２は金属部材６１と固定用部材７０に挟まれて締め付けられ、第２部材８２、金属部材６１、及び固定用部材７０の三者はガタつきなく堅固に固定される。

金属部材６１と固定用部材７０は第２部材８２の厚み以上に接近することはない。しかしながら、突き出し部８１ｂの端面と第２部材８２の端面の間には段差Ｇがあるので、ネジ６３を締め付け方向に回せば、第１部材８１に対し、なおも金属部材６１の方向に引き寄せる力（図１３に矢印で示す方向の力）をかけることが可能である。従って、ネジ６３を締め上げることにより、第１部材８１、第２部材８２、金属部材６１、及び固定用部材７０の四者をガタつきなく堅固に固定することができる。

固定用部材７１の箇所においても、取付部材８０を用いることにより、第１部材８１、第２部材８２、金属部材６１、及び固定用部材７１の四者をガタつきなく堅固に固定することができる。

ヘッダパイプ５１の固定にも取付部材８０を用いることができる。熱交換器５０を金属部材６０に固定する際にも取付部材８０を用いることができる。このように固定部材８０を用いることで、部材同士がガタつきなく堅固に固定され、熱交換器５０の振動や異音の発生を防ぐことができる。

上記の説明では、熱交換器５０に固定された固定用部材の平面部に取付部材８０を取り付けるものとしたが、熱交換器５０自体に平面部を一体形成し、そこに取付部材８０を取り付けることとしてもよい。

＜第２実施形態＞
図１４及び図１５に示す第２実施形態は、第１実施形態と次の点が異なる。第１に、第１部材８１の突き出し部８１ｂには有底孔でなく貫通孔８１ｆが形成されている。またネジ６３としてはセルフタッピングネジでなくボルトが用いられる。ネジ６３がねじ込まれるのは第１部材８１の裏側（突き出し部８１ｂが存在するのと反対の側）に配置されたナット６４である。

金属部材６１を貫通するネジ６３を突き出し部８１ｂの貫通孔８１ｆに通し、ナット６４にねじ込んで締め付けることにより、第１部材８１、第２部材８２、金属部材６１、及び固定用部材７０の四者をガタつきなく堅固に固定することができる。この構成によれば、第１部材８１のネジ溝形状が変形してネジ６３の締め付けがきかなくなるといった事態を懸念することなく、ネジ６３を強固に締め付けることができる。

＜第３実施形態＞
図１６及び図１７に示す第３実施形態では、固定用部材７０が樋状でなく断面Ｌ字形のアングル材形状となっている。第１部材８１の突き出し部８１ｂには第２実施形態と同様に貫通孔８１ｆが形成されている。ネジ６３としては第１実施形態と同様にセルフタッピングネジが用いられる。ネジ６３がねじ込まれるのは第１部材８１の裏側（突き出し部８１ｂが存在するのと反対の側）に配置された板金からなる金属部材６５の貫通孔６５ａである。

金属部材６１を貫通するネジ６３を突き出し部８１ｂの貫通孔８１ｆに通し、金属部材６５の貫通孔６５ａにねじ込むと、ネジ６３のセルフタッピングにより貫通孔６５ａの内面にネジ溝が形成される。ネジ６３を締め付ければ第１部材８１、第２部材８２、金属部材６１、固定用部材７０、及び金属部材６５の五者をガタつきなく堅固に固定することができる。この構成によれば、第１部材８１のネジ溝形状が変形してネジ６３の締め付けがきかなくなるといった事態を懸念することなく、ネジ６３を強固に締め付けることができる。

突き出し部８１ｂの貫通孔８１ｆは、ネジ６３によりタッピングされる直径（図１７はそのように描かれている）としておいてもよく、ネジ６３によりタッピングされない、大きめの直径としておいてもよい。

上記した第１実施形態から第３実施形態までの固定構造は、ヘッダパイプ５１に対しても適用可能である。また熱交換器５０と金属部材６０の固定にも適用可能である。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明はパラレルフロー型熱交換器を搭載した空気調和機に広く利用可能である。

１空気調和機
１０室外機
１１筐体
３０室内機
３１筐体
５０熱交換器
５１、５２ヘッダパイプ
５３偏平チューブ
５５コルゲートフィン
６０、６１、６２、６５金属部材
６３ネジ
６４ナット
７０、７１固定用部材
８０取付部材
８１第１部材
８１ｂ突き出し部
８１ｄ回り止め部
８１ｅ溝
８２第２部材
８２ａ直線部
８２ｂ抜け止め突起

Claims

間隔を置いて平行に配置された２本のヘッダパイプと、前記２本のヘッダパイプの間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路を前記ヘッダパイプの内部に連通させた偏平チューブと、前記複数の偏平チューブの偏平面に取り付けられる複数のフィンを備えたパラレルフロー型の熱交換器を搭載する空気調和機において、
前記熱交換器は前記空気調和機の筐体の一部をなす金属部材に対し、合成樹脂製の取付部材を介して固定されるものであり、
前記合成樹脂製の取付部材は、
前記熱交換器またはそれに固定された固定用部材の平面部の一方の面にあてがわれ、前記平面部の他方の面より一部を突き出す第１部材と、
前記第１部材の突き出し部に嵌合する第２部材とからなり、
前記金属部材を貫通するネジが前記第１部材を前記金属部材側に引き寄せることにより、前記熱交換器が前記金属部材に固定され、
前記第２部材は前記第１部材の突き出し部に弾力的に嵌合し、
前記第１部材の突き出し部の側面には当該突き出し部の軸線方向に直交する方向に延びる溝が形成され、
前記溝に前記第２部材が係合することにより、前記第２部材は前記突き出し部の軸線方向への相対移動を阻止されることを特徴とする空気調和機。
前記金属部材を貫通するネジが前記第１部材を前記金属部材側に引き寄せることにより
前記第２部材の端面が前記金属部材に接触しても、前記第２部材の端面と前記第１部材の端面の間の段差により前記第１部材の端面は前記金属部材に接触しないことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記第１部材には、前記熱交換器またはそれに固定された固定用部材に係合して自身の回転を止める回り止め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に記載の空気調和機。