JP2016011758A - 空気調和機の室外機および空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、熱交換器の腐食を抑制した空気調和機の室外機および空気調和機を得ることにある。
【解決手段】冷媒と空気とを熱交換させる熱交換器と、前記熱交換器を収納する筐体と、前記筐体内に収納され冷凍サイクルを構成する部品と、前記熱交換器と前記部品とを接続する配管と、を備える空気調和機の室外機において、前記熱交換器は、材料にアルミニウムまたはアルミニウム合金が使用されるとともに、前記筐体に直接接触することなく固定され、前記熱交換器から前記部品または前記配管を介した前記筐体までの経路の途中に絶縁物を介在させることで、前記熱交換器と前記筐体とが電気的に絶縁される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、空気調和機の室外機および空気調和機に関する。

熱交換器の軽量化を目的に、フィンだけでなく伝熱管やヘッダ集合管にアルミニウムまたはアルミニウム合金が使用されることがあるが、アルミニウムまたはアルミニウム合金は、他の金属との接触により腐食が促進する、いわゆる異種金属接触腐食が起きやすいことで知られている。一般的に、熱交換器を収納する室外機の筐体には鋼板が使用されるため、アルミニウム製またはアルミニウム合金製の熱交換器を使用する場合には、筐体との間に樹脂などの絶縁物を介在させることで両者が直接接触しないようにし、異種金属接触腐食を防止しようとしている。（例えば、特許文献１）

特開2013-139927

空気調和機の室外機の筐体は、概ね天板、前板、側板、底板からなる外部筐体と、圧縮機などを設置する機械室と熱交換器などを設置する熱交換室を分離する仕切板から構成されている。

また、室外機には、図１に示すような冷凍サイクルが搭載されている。冷凍サイクルを構成する部品のうち、アキュムレータ２および液冷媒側阻止弁６、ガス冷媒側阻止弁７などが、底板や仕切板などの筐体の一部と直接接触してねじなどで固定されている。これらの部品は冷媒配管８を介して圧縮機３、四方弁４、膨張弁５と接続されており、さらに熱交換器１まで接続されている。

一般的に冷凍サイクルを構成する部品および冷媒配管は、強度を確保する必要性から金属製であるため、室外機全体が図２に示す等価電気回路のように、筐体を構成する部品１１と冷凍サイクルを構成する部品１２が電気的に接続された状態になり、その結果、熱交換器と筐体の間に電流経路が形成されることになる。

異種金属接触腐食は２種類の金属間で電子が容易に移動することができる場合、すなわち２種類の金属間に低抵抗で電流が流れる経路が存在する場合に起こる可能性がある。このため、上述したような従来の室外機のように、熱交換器と筐体が直接接触しない構造であっても、両者の間に電流が流れ、その結果、異種金属接触腐食が起こる恐れがある。

本発明の目的は、熱交換器の腐食を抑制した空気調和機の室外機および空気調和機を得ることであり、例えば、熱交換器と筐体を電気的に絶縁させ、両者の間に電流を流さないようにすることのできる空気調和機の室外機および空気調和機を得ることにある。

上記目的を達成するために、本発明は、冷媒と空気とを熱交換させる熱交換器と、前記熱交換器を収納する筐体と、前記筐体内に収納され冷凍サイクルを構成する部品と、前記熱交換器と前記部品とを接続する配管と、を備える空気調和機の室外機において、前記熱交換器は、材料にアルミニウムまたはアルミニウム合金が使用されるとともに、前記筐体に直接接触することなく固定され、前記熱交換器から前記部品または前記配管を介した前記筐体までの経路の途中に絶縁物を介在させることで、前記熱交換器と前記筐体とが電気的に絶縁されることを特徴とする。

本発明によれば、熱交換器の腐食を抑制した空気調和機の室外機および空気調和機を得ることができる。

空気調和機の室外機における冷凍サイクル図 従来の空気調和機の室外機における等価電気回路図 本発明の実施例１を示す空気調和機の室外機における等価電気回路図 本発明の実施例１における冷凍サイクル構成部品の固定部分の断面図 本発明の実施例２を示す空気調和機の室外機における等価電気回路図 本発明の実施例３および実施例４を示す空気調和機の室外機における等価電気回路図 本発明の実施例３における冷媒配管接続部の断面図 本発明の実施例４における冷媒配管接続部の断面図

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

本発明の第１の実施例を図３および図４に示す。空気調和機の室外機の筐体は、上面および底面に設けられる天板および底板と、熱交換器１が配置される熱交換室と制御基板等が配置される機械室とを筐体内部で仕切る仕切板と、熱交換室を囲う熱交換室前板および熱交換室側板と、機械室を囲う機械室前板および機械室側板と、で構成される。

また、空気調和機の室外機内に設けられる冷凍サイクルを構成する部品１１には、冷媒を圧縮する圧縮機３と、冷媒と圧縮機３内の潤滑のため封入される潤滑油とを分離するアキュムレータ２と、冷媒と外気とを熱交換させる熱交換器１と、冷媒流路を切り替える四方弁４と、冷媒の室外機への出入口となるガス冷媒側阻止弁７および液冷媒側阻止弁６と、これらを筐体へ固定する固定金具９とがある。

熱交換器１の材料には、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いて軽量化を図っている。さらに熱交換器１は筐体との固定部に絶縁物を介在させることで、筐体と直接接触させないようにし絶縁して固定している。これにより、アルミ製の熱交換器１であっても筐体との接触部での異種金属接触腐食の発生を抑制することができる。さらに本発明では、筐体と熱交換器１とを直接接触させていなくても、筐体と熱交換器１とが冷凍サイクルを構成する部品１１やそれらを接続する配管により電気的に接続されることで異種金属接触腐食が生じる虞がある点についても着目している。

図３は空気調和機の室外機における等価電気回路図である。底板に固定されるアキュムレータ２と底板の間に絶縁物を介在させると同時にガス冷媒側阻止弁７および液冷媒側阻止弁６が固定された固定金具９と、仕切板および側板との間に絶縁物を介在させている。これにより、筐体を構成する部品１１と冷凍サイクルを構成する部品１２とが電気的に絶縁された状態となり、熱交換器１と筐体との間の電流経路を遮断した構造になっている。

このような構造とすることで、熱交換器１と筐体とが直接的に接触されず、冷凍サイクルを構成する部品１２および配管を介しても絶縁されているため、異種金属接触腐食の発生を抑制することができる。

図４は、冷凍サイクルを構成する部品１２を筐体に固定する部分の断面図である。筐体を構成する部品の一部２２（例えば底板の一部）と冷凍サイクルを構成する部品２１（例えばアキュムレータ２の一部）の間に、真中にねじ穴を有する凸型の絶縁物２３を介在させ、さらに冷凍サイクルを構成する部品２１の上に、真中にねじ穴を有するリング状の絶縁物２４をのせ、その上からねじ２５を締結する。

本構造により、ねじ２５と筐体を構成する部品の一部２２は直接接触するが、冷凍サイクルを構成する部品の一部２１はねじ２５および筐体を構成する部品の一部２２とは直接接触しないため、筐体を構成する部品の一部２２と冷凍サイクルを構成する部品の一部２１とを絶縁させることができる。なお、絶縁物２３、２４としては、耐候性、耐熱性、耐油性、耐薬品性に優れるクロロプレンゴムを使用することが好ましいが、その他種々の材料を用いてももちろん良い。

ここで、通常、底板に固定される圧縮機３は、底板との間に絶縁物である防振用のゴムが介在しているため、既に両者の間の電流経路は遮断されているが、接地電位を確保するために、圧縮機３と筐体の一部が電気的に接続されている場合がある。その場合には、圧縮機３用の接地端子を別途確保する。

以上のとおり本実施例では、熱交換器１は、材料にアルミニウムまたはアルミニウム合金が使用されるとともに、筐体に直接接触することなく固定され、熱交換器１から冷凍サイクルを構成する部品または配管を介した筐体までの経路の途中に絶縁物を介在させることで、熱交換器１と筐体とを電気的に絶縁することができる。これにより、アルミニウム製の熱交換器１を採用しても腐食を抑制することができ、熱交換器１の腐食寿命を延ばすことができる。

また、筐体と部品との全ての間に絶縁物を介在させて熱交換器１と筐体とを電気的に絶縁させても良く、そのような構成とすることにより効果的に熱交換器１と筐体の間に電流を流さないようにすることができる。

本発明の第２の実施例を図５に示す。本実施例では、第１の実施例において、ガス冷媒側阻止弁７および液冷媒側阻止弁６と固定金具９の間に絶縁物を介在させることにより、熱交換器１と筐体の間の電流経路を遮断している。このような構造により、固定金具９と仕切板および側板などの筐体を直接固定することができるため、室外機の保守が容易となる。

本発明の第３の実施例を図６および図７に示す。図６は空気調和機の室外機における等価電気回路図で、熱交換器１と四方弁４および膨張弁５との間の冷媒配管８の途中に、各々絶縁物を介在させることにより、熱交換器１がそれ以外の冷凍サイクルを構成する部品と電気的に絶縁され、熱交換器１と筐体の間の電流経路を遮断した構造になっている。冷媒配管８は、一般的に銅製の配管が使用される。

このように熱交換器１と他の冷凍サイクルを構成する部品とを電気的に絶縁することで、他の冷凍サイクルを構成する部品と筐体とを絶縁しなくても熱交換器１と筐体とが電気的に絶縁されることになる。すなわち、熱交換器１のみを電気的に絶縁すれば良いため絶縁箇所を最小限とすることができ、工数増加を極力抑えた方法でかつ効果的に熱交換器１と筐体の間に電流を流さないようにすることができる。

図７は、冷媒配管８途中に絶縁物を介在させた場合の配管接続部の断面図である。熱交換器側の銅製の冷媒配管３１の外側に絶縁物３２が円筒状に配置され、さらに絶縁物３２の外側に、四方弁４または膨張弁側の銅製の冷媒配管３３が配置されている。本構造により、熱交換器１と熱交換器１以外の冷凍サイクル構成部品との間において電流が流れる経路を遮断させることができる。絶縁物３２としては、気密性、接合強度に優れるエポキシ樹脂系接着剤を使用することが好ましいが、その他種々の材料を用いてももちろん良い。さらに、金属−樹脂接合技術を利用した接合も可能である。

本実施例では、熱交換器１から出ているアルミニウムあるいはアルミニウム合金製の冷媒入出口は銅製の冷媒配管３１，３３と直接接続されることになり、アルミニウム管と銅管の異種金属接触腐食が発生する恐れがある。この場合には、従来の技術のように、接続部分の外側に樹脂製の管で覆う必要が生じる。

また、本実施例によれば、圧縮機３の接地電位は従来通り筐体と接続することで確保することができる。

本発明の第４の実施例を図８に示す。本実施例では、等価電気回路は前述した第３の実施例と同じように熱交換器１のみを筐体と絶縁させる構造であるが、第３の実施例において、アルミニウムあるいはアルミニウム合金製の熱交換器１の液冷媒入出口およびガス冷媒入出口と、銅製の膨張弁５側（液冷媒側）配管および四方弁４側（ガス冷媒側）配管との各々接続部に絶縁物を介在させた構造になっている。

図８は、アルミニウム製の液側あるいはガス側の冷媒入出口と、銅製の膨張弁５側あるいは四方弁４側の配管との接続部における断面図である。アルミニウム製の冷媒入出口３４の外側に絶縁物３２が円筒状に配置され、さらに絶縁物３２の外側に、銅製の冷媒配管３３が配置されている。本構造により、第３の実施例と同様に熱交換器１のみがそれ以外の冷凍サイクルを構成する部品と電気的に絶縁されていることにより、熱交換器１と筐体の間の電流経路を遮断することができる。

さらに、本実施例によれば、アルミニウム管と銅管を直接接触させないようにすることができるため、両者の接続部における異種金属接触腐食も同時に防止することが可能となる。

１ 熱交換器
２ アキュムレータ
３ 圧縮機
４ 四方弁
５ 膨張弁
６ 液冷媒側阻止弁
７ ガス冷媒側阻止弁
８ 冷媒配管
９ 固定金具
１１ 筐体を構成する部品
１２ 冷凍サイクルを構成する部品
２１ 冷凍サイクルを構成する部品の一部
２２ 筐体を構成する部品の一部
２３、２４、３２ 絶縁物
３１、３３ 銅製の冷媒配管
３４ アルミニウムまたはアルミニウム合金製の冷媒入出口

Claims (5)

1. 冷媒と空気とを熱交換させる熱交換器と、前記熱交換器を収納する筐体と、前記筐体内に収納され冷凍サイクルを構成する部品と、前記熱交換器と前記部品とを接続する配管と、を備える空気調和機の室外機において、
   前記熱交換器は、材料にアルミニウムまたはアルミニウム合金が使用されるとともに、前記筐体に直接接触することなく固定され、
   前記熱交換器から前記部品または前記配管を介した前記筐体までの経路の途中に絶縁物を介在させることで、前記熱交換器と前記筐体とが電気的に絶縁されることを特徴とする空気調和機の室外機。
2. 前記熱交換器には液冷媒側配管およびガス冷媒側配管が接続され、
   前記液冷媒側配管および前記ガス冷媒側配管の途中に絶縁物を介在させることで、前記熱交換器と前記部品とが電気的に絶縁されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。
3. 前記筐体と前記部品との全ての間に絶縁物を介在させることで、前記熱交換器と前記筐体とが電気的に絶縁されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和機の室外機。
4. 前記熱交換器は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の液冷媒入出口およびガス冷媒入出口を備え、
   前記熱交換器に接続される前記配管は、銅製の液冷媒側配管およびガス冷媒側配管であるとともに前記液冷媒入出口および前記ガス冷媒入出口に接続され、接続部には各々絶縁物を介在させることで、前記液冷媒入出口および前記ガス冷媒入出口と前記液冷媒側配管および前記ガス冷媒側配管とを電気的に絶縁することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和機の室外機。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の空気調和機の室外機を備えることを特徴とする空気調和機。