JP2014098509A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機からの振動が容器を支える支持部材に伝達するのを抑制すること。
【解決手段】
「所定の容器」の一例であるアキュムレータ２は、配管４から流入した冷媒のうち蒸発していない液冷媒を貯蔵する。ガス冷媒は、配管５を介してアキュムレータから圧縮機に流れ込む。アキュムレータの缶体部２０は、支持部材２１の上側に防振部材２２を介して載置されている。支持部材２１は、基礎部に取付ボルトなどを介して固定される。防振部材２２の頂部２２１は、缶体部２０の底部を下から支える。圧縮機から缶体部２０に伝わった振動は、防振部材２２により抑制され減衰するため、支持部材２１の振動を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機に関する。

空気調和機は、例えば圧縮機、凝縮器、蒸発器、膨張弁、気液分離器（アキュムレータ）、油分離器（オイルセパレータ）などを配管で接続することで、冷凍サイクルを構成している。圧縮機の動作による振動や騒音を抑制するために、圧縮機およびオイルセパレータを防音筐体で覆い、オイルセパレータを防音筐体の内壁面に防振材を介して固定するようにした技術は知られている（特許文献１）。

特開２０１１−１１２３２４号公報

従来技術では、オイルセパレータを防振材を介して防音筐体の内壁面に固定するが、空気調和機の容量が大きい場合は、オイルセパレータも大型化するため、防音筐体内に収容するのは難しい。特にアキュムレータは、運転状態の変化による余剰冷媒を貯蔵するという機能を実現するために、ある程度の容量を必要とする。このため、アキュムレータを小型化するのは難しい。

そこで、アキュムレータ、および／またはオイルセパレータは、空気調和機の基礎上に支持部材を介して固定されることがある。アキュムレータおよびオイルセパレータは、配管を介して振動源である圧縮機に接続されるため、支持部材と基礎との間に防振ゴムを設けるだけでは、支持部材に伝達する振動や騒音を抑制するのは難しい。圧縮機からの振動が配管を介して容器に伝達し、容器から支持部材に伝わるためである。

従って、本発明の目的は、圧縮機と配管を介して接続される所定の容器を支持するための支持部材に圧縮機からの振動が伝わるのを抑制することができるようにした空気調和機を提供することにある。

上記課題を解決すべく、本発明に係る空気調和機は、圧縮機と、該圧縮機と配管を介して接続され、内部を冷媒が流れる所定の容器を備える空気調和機において、所定の容器を下側から支持するための支持部材と、支持部材の上部と所定の容器の底部との間に設けられ、振動を抑制するための振動抑制部材とを備え、所定の容器を振動抑制部材の上端側に固定せずに載置する。

本発明によれば、圧縮機からの振動を所定の容器の底部と支持部材の上部の間に設ける振動抑制部材により抑制することができる。

圧縮機とアキュムレータおよびオイルセパレータの関係を示す模式図。 （ａ）はアキュムレータと支持部材の間に防振ゴムを設ける場合の、（ｂ）はアキュムレータと支持部材の間に防振ゴムを設けない場合の、斜視図を示す。 第２実施例に係り、支持部材の上部を拡大して示す斜視図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。空気調和機では、冷凍サイクル内に封入する冷媒として、冷媒Ｒ４１０Ａを主に採用している。しかし、地球温暖化防止の観点から、GWP（Global Warming Potential 地球温暖化係数）のより低い冷媒を用いることが必要である。そこで、冷媒Ｒ４１０ＡよりもGWPの低い冷媒として、冷媒Ｒ３２が候補として考えられている。

冷媒Ｒ３２を冷凍サイクルに採用した場合、冷媒Ｒ４１０Ａと比較して体積能力が大きいため、配管径を細くすることができる。従って、冷媒Ｒ３２を用いる場合は、配管材料を低減することができ、省資源化を図ることができる。一方、配管径が細くなると、冷凍サイクルを構成する圧縮機の振動が冷凍サイクル全体に伝達し易くなってしまい、空気調和機全体の振動騒音特性を悪化させる可能性がある。この場合、空気調和機の基礎部上に直接配置されることの多い、アキュムレータやオイルセパレータ等の密閉容器を防振支持することが重要である。

オイルセパレータは分離性能の向上に伴って小型化も可能であり、小型化されたオイルセパレータは、基礎部上に支持部材を立てずとも、配管の剛性だけで支持可能である。一方で、アキュムレータは運転状態の変化による余剰冷媒の貯蔵という機能を実現すべく、ある程度の容量が必要となる。従って、アキュムレータは、オイルセパレータのような小型化が難しく、防音筐体内に収容するのも難しい。

特に容量の大きい空気調和機においては、空気調和機の基礎部上にアキュムレータを、アキュムレータと一体の支持部材を介して直接固定することが多い。さらに、空気調和機の省スペース化および軽量化の要請から、支持部材に、配管や電気配線などを通すための切欠部を形成することがある。しかし、支持部材に切欠部を形成すると、支持部材の剛性が低下し、支持部材が振動しやすくなる。したがって、仮に支持部材と空気調和機の間で防振支持を施したとしても、圧縮機からの振動は、配管を介してアキュムレータに伝わり、アキュムレータから該アキュムレータと一体化された支持部材に伝達する。このため、剛性の低い支持部材が振動源や騒音源となる可能性がある。

そこで、本実施形態では、所定の容器としてのアキュムレータの底部と支持部材の間に振動抑制部材を設け、圧縮機からの振動が配管およびアキュムレータを介して、支持部材に伝達するのを抑制する。

図１〜図３を用いて実施例を説明する。図１は、圧縮機１とアキュムレータ２およびオイルセパレータ３の配置などを模式的に示す説明図である。圧縮機１の吸込み口は、吸入配管５を介してアキュムレータ２に接続されている。圧縮機１の吐出口は、吐出配管６を介してオイルセパレータ３の流入口に接続されている。

アキュムレータ２は、空気調和機の冷凍サイクルを構成するため、各種配管を介して圧縮機１、油分離器３、熱源側熱交換器、各種膨張弁及び利用側熱交換器（いずれも不図示）と接続されている。

アキュムレータ２の吸込み口は、他の吸入配管４を介して図示せぬ四方弁に接続されており、四方弁を介して熱源側熱交換器または利用側熱交換器のいずれかに接続される。オイルセパレータ３の流出口は、流出配管７を介して四方弁に接続されており、四方弁を介して室内熱交換器または室外熱交換器のいずれかに接続される。

アキュムレータ２は、一方の熱交換器から戻ってきた気液混合状態の冷媒（例えばＲ３２）を収容し、蒸発しきれていない液冷媒が圧縮機１に送られるのを抑制する。圧縮機１は、アキュムレータ２から低圧ガス冷媒を吸い込んで圧縮し、高圧ガス冷媒を吐出配管６に吐出する。

オイルセパレータ３は、圧縮機１からの高圧ガス冷媒に含まれている潤滑油を冷媒から分離し、図示せぬキャピラリチューブなどを介してアキュムレータ２に戻す。

次に防振構造について説明する。圧縮機１のケーシングは、例えば、防振ゴムなどの制振材料を含んで形成される防振支持装置１１を介して、空調機の基礎部ＦＬ上に固定されている。アキュムレータ２の缶体部２０は、「振動抑制部材」としての防振部材２２を介して、支持部材２１の上部に載置されており、支持部材２１によって支持されている。支持部材２１などの構成については図２で後述する。

オイルセパレータ３は、アキュムレータ２と同様に、防振ゴム３２を介して支持部材３１により支持することができる。オイルセパレータ３の缶体部３０の底部は、防振ゴム３２の上側に載置されている。なお、小型のオイルセパレータ３である場合、支持部材３１および防振ゴム３２を使用せずに、配管６および配管７によってオイルセパレータ３を空中に支持することができる。アキュムレータ２の支持構造に関する記述は、オイルセパレータ３を基礎部ＦＬ上に固定する支持構造にも通用する。

図２を参照する。図２（ａ）は、本実施例によるアキュムレータ２の支持構造の斜視図を示す。図２（ｂ）は、本実施例を適用しない場合の比較例としてのアキュムレータ２Ａの支持構造を示す。

アキュムレータ２の缶体部２０の上部には、熱交換器からの冷媒を缶体部２０内に流入させるための配管４と、缶体部２０内の冷媒を圧縮機１に送るための配管５とが接続されている。

缶体部２０の底部と基礎部ＦＬとの間には、アキュムレータ２を下側から支持するための支持部材２１が設けられている。

支持部材２１は、例えば、左右一対の脚部２１０と、各脚部２１０の後面側を連結する平板状の連結部２１１とから構成されている。脚部２１０は、例えば平板の中央部を大きく切り欠くようにして略Ｃ字状となるように形成されており、基礎部ＦＬに接する下端には、水平方向に外側に突出する取付部２１３が一体的に設けられている。取付部２１３に形成された取付穴に取付ボルト（図示せず）を挿通することで、支持部材２１は基礎部ＦＬ上に固定される。

各脚部２１０に形成された「挿通部」の一例としての切欠部２１２には、「他の部材」としての配管８、および／または、ケーブル９が挿通されている（この点については図２（ｂ）参照）。近年の小型化軽量化の市場要求により、空気調和機に使用される各部品は高密度に実装される。支持部材２１の各脚部２１０に切欠部２１２を形成することで、配管８、ケーブル９などを通すことができ、配置の自由度を高めることができる。

図２（ａ）に示すように、各脚部２１０の上端側には、「振動抑制部材」としての防振部材２２を装着するための湾曲状取付部２１４が形成されている。横断面が略Ｕ字状に形成される防振部材２２の開口部２２０は、支持部材２１の（脚部２１０の）湾曲状取付部２１４を両側から挟み込むようにして取り付けられる。図２（ｂ）に示すように、比較例の構成では、防振部材２２を支持部材２１に装着しないため、防振ゴムを取り付けるための湾曲状取付部２１４は形成されていない。

防振部材２２は、各脚部２１０の湾曲状取付部２１４に装着される。防振部材２２は、天然ゴムまたは合成ゴムまたは合成樹脂材料などの振動抑制材料から、横断面が略下向きＵ字状となるように形成されている。

アキュムレータ２は、圧縮機１に吸入される冷媒が気相のみとなるように、缶体部２０で気液を分離する。また空調負荷の変動により、最適な冷媒量は変化するため、アキュムレータ２は、余剰冷媒を貯蔵できるだけの容量が必要である。そのため、アキュムレータ２の缶体部２０は比較的大容量に設計される。大容量の缶体部２０を配管４，５だけで空中に支持するのは難しい。

そこで、基礎部ＦＬ上に支持部材２１を固定し、支持部材２１の上端側で防振部材２２を介して缶体部２０の底部を下側から支持する。防振部材２２の凸湾曲上の頂部２２１と缶体部２０の底部とは固定されていない。缶体部２０の底部は、防振部材２２の頂部２２１に対して相対的に移動することができる。

これに対し、図２（ｂ）の比較例では、支持部材２１Ａの上端側と缶体部２０の底部とは、溶接などの固着手段によって固定されている。支持部材２１Ａと缶体部２０とは直接的に固定されており、防振部材２２が介在しないため、支持部材２１Ａの上端側に湾曲状取付部２１４は設けられていない。

ところで、上述の通り、高密度実装の要求に応えるために、支持部材２１の各脚部２１０には大きな切欠部２１２を形成しており、かつ、アキュムレータ２と圧縮機１を接続する配管５の長さは短い。

圧縮機１に吸入される冷媒を気液分離するという目的のため、アキュムレータ２は、圧縮機１の近傍に配置され、圧縮機１とアキュムレータ２を接続する配管５はできる限り短くしたいという、設計上の要求があるためである。

配管５の長さが短く設定されるため、圧縮機１の作動による振動は、アキュムレータ２に伝達し易い。アキュムレータ２に伝わった振動は、缶体部２０から支持部材２１に伝わるため、脚部２１０が振動する。特に脚部２１０は切欠部２１２を有するため、剛性が小さくなっており、振動しやすい。支持部材２１が振動すると、室外機から騒音が発生し、静粛性が低下する。

図２（ｂ）に示す比較例の場合、防振部材２２を使用せずに、缶体部２０と支持部材２１Ａとを溶接等の手段にて直接的に接続されている。従って、圧縮機１の振動は配管５を介してアキュムレータ２Ａの缶体部２０に伝達される。缶体部２０と支持部材２１Ａとは直接接続されていることから、圧縮機１からの振動は支持部材２１Ａにも伝達し、支持部材２１Ａを介して空気調和機の基礎部ＦＬに伝わってしまう。

空気調和機の基礎部部は薄肉な板材として構成されることが多いため、圧縮機１からの振動が伝わるとそれに応じて振動したり、騒音が発生したりする可能性が高い。また、支持部材２１Ａも、薄肉な板材から形成されており、さらに大きな切欠部２１２が設けられているため、その剛性が低い。すなわち、支持部材２１Ａそのものも、圧縮機１からの振動によって振動し、騒音を発生する可能性が高い。

そこで、図２（ａ）に示す本実施例のアキュムレータ２では、支持部材２１の上端側に防振部材２２を取付け、防振部材２２の頂部２２１に缶体部２０を載せることで、アキュムレータ２を防振部材２２により下側から支持する。これにより、圧縮機１から配管５を介してアキュムレータ２に伝わった振動は、防振部材２２により吸収されて減衰するため、支持部材２１および基礎部ＦＬが振動するのを抑制できる。

なお、支持部材２１は、樹脂材料または制振鋼板等の所定の制振材料（例えば高減衰材料）を用いて形成してもよい。支持部材２１を所定の制振材料で形成すれば、防振部材２２で吸収しきれなかった振動が支持部材２１に伝わってしまったとしても、支持部材２１で減衰させることができる。この結果、空気調和機の基礎部ＦＬに伝わる振動を小さくすることができる。

図３を用いて第２実施例を説明する。本実施例は第１実施例の変形例に該当するため、第１実施例との相違を中心に述べる。

図３は、支持部材２１と防振部材２２との接続箇所を拡大して示す斜視図である。本実施例では、湾曲状取付部２１４に係合部２１５を一体的に形成している。具体的には、例えば、湾曲状取付部２１４の上端の一部を折り返すことで、係合部２１５を支持部材２１の上端側に一体的に形成している。

係合部２１５の形成された湾曲状取付部２１４を、防振部材２２の開口部２２０から防振部材２２の内部に押し込むことで、防振部材２２は湾曲状取付部２１４を両側から挟持する。このとき、係合部２１５が防振部材２２の湾曲した内周面の一部に若干食い込むことで、支持部材２１と防振部材２２とが係合する。なお、例えば、開口部２２０を若干押し広げるようにして防振部材２２を上側に引き抜けば、支持部材２１と防振部材２２との係合を解除して防振部材２２を取り外すことができる。

このように構成される本実施例も第１実施例と同様の作用効果を奏する。さらに、本実施例では、支持部材２１に係合部２１５を設け、係合部２１５により防振部材２２と支持部材２１とを係合させる。従って、本実施例では、空気調和機の組立て時ならびに輸送時において、防振部材２２が支持部材２１から脱落するのを防止することができる。これにより、空気調和機の信頼性をより向上することができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。例えば、前記各実施例では、アキュムレータの支持構造を例に挙げたが、オイルセパレータの支持構造に適用してもよい。また、第２実施例では、支持部材２１側に係合部２１５を設ける場合を説明したが、これに代えて、防振部材２２に支持部材２１と係合するための突起などを形成してもよい。

１：圧縮機、２：アキュムレータ、３：オイルセパレータ、４，５，６，７，８：配管、９：ケーブル、１０：圧縮機本体、１１：防振支持装置、２０：缶体部、２１：支持部材、２２：防振部材、３０：缶体部、３１：支持部材、３２：防振部材、２１０：脚部、２１１：連結部、２１２：切欠部、２１３：取付部、２１４：湾曲状取付部、２１５：係合部、２２０：開口部、２２１：頂部

Claims (5)

1. 圧縮機と、該圧縮機と配管を介して接続され、内部を冷媒が流れる所定の容器を備える空気調和機において、
   前記所定の容器を下側から支持するための支持部材と、
   前記支持部材の上部と前記所定の容器の底部との間に設けられ、振動を抑制するための振動抑制部材と、
   を備え、
   前記所定の容器を前記振動抑制部材の上端側に固定せずに載置する、
   ことを特徴とする空気調和機。
2. 前記支持部材の上部には、前記振動抑制部材と係合するための係合部を設ける、
   請求項１に記載の空気調和機。
3. 少なくとも前記支持部材の上下方向中間部には、他の部材を挿通するための挿通部が形成されている、
   請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記支持部材を所定の制振材料から形成する、
   請求項３に記載の空気調和機。
5. 前記所定の容器には気液分離器または油分離器の少なくともいずれか一方または両方が含まれている、
   請求項４に記載の空気調和機。

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