JP2017036879A - 空気調和機の室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】低温多湿の外気環境で暖房運転を行う場合に、プロペラファンに付着する霜やプロペラファンへの結氷を抑制することで、プロペラファン回転時の振動や騒音の発生を低減し、プロペラファンの羽根が折れることを防止する空気調和機の室外機を提供する。【解決手段】従来は底板の上面に配置されるベースヒータを、フレームに沿ってファン取付台の左右と上部に引き回し、熱交換器とプロペラファンとの間に配置することにより、吹出口から外気を吸い込む風の逆流を抑制するとともに、プロペラファンを暖められるようにする。【選択図】図２

Description

本発明は、ファンに対する霜の付着や結氷を防止する空気調和機の室外機に関する。

ヒートポンプ式の空気調和機では、寒冷地などの低温多湿の外気環境で暖房運転を行うと、低温多湿の外気が蒸発器として機能する室外機の熱交換器を通過する際に冷やされることで、外気中の水分が霜となって室外機の熱交換器に付着することがある。

一方、外気を吸込むとともに、室外機の熱交換器を通過して吹出口から排出される風を起こすためのファンとして用いられるプロペラファンは、ファンの外周側と比較して流速の遅いファンの中心部付近で送風能力が弱くなるという特性があるため、熱交換器に霜が付着した状態で外気が熱交換器を通過できなくなってくると、ファンの外周側は吹出口側方向に送風するが、ファンの中心部付近では吹出口側から外気を吸い込む風の逆流が生じる。

そして、室内を暖房することにより室外機の熱交換器が冷やされ、室外機の熱交換器の近傍に配置されたプロペラファンも冷やされていることから、風の逆流によりプロペラファンの中心部付近に吸い込まれた低温多湿の外気の水分が霜となってファンに付着する。この霜が次第に成長するとプロペラファンが結氷し、ファンの重量バランスが崩れて回転時の振動や騒音が大きくなったり、ファンの羽根が折れる場合がある。

従って、このようなファンへの霜の付着や結氷を防止するには、熱交換器を通過できる外気の量が減少したとしても、ファンの中心部付近で吹出口側からの外気を吸込ませないようにすることが考えられる。

ファンの中心部付近で吹出口側からの外気を吸込ませない作用が期待できるファンの一例として、一般的なファンよりもハブ部が大きくなっているプロペラファンが知られている。（例えば、特許文献１参照）。ファンに吸込まれる熱交換器側からの風の量が減少した際、一般的なプロペラファンの場合は、ファンの中心部に位置するハブ部が小さいため、上述のように、ファンの羽根の根本付近で吹出口側から外気を吸込む。一方、ハブ部が大きいプロペラファンの場合には、ハブ部が妨げとなってファンの中心部を風が通過できないため、ファンの羽根の外周側よりさらに外側の空間で吹出口側から外気を吸込む事になり、その結果としてファンの中心部付近で吹出口側からの外気を吸込むことがない。

特開平３−８８９９９号公報（第２〜３頁、図１）

しかし、特許文献１のプロペラファンはハブ部が大きいため、プロペラファン自体の質量が大きくなり、プロペラファンを駆動するモータへの負荷が増大して消費電力が増加する。また、ハブ部は送風に利用できないためプロペラファンによる送風効率が低くなるという問題があった。

また、室外機の前面パネルの吹出口の中心部に外気の吸込みを防止するためのプレートを設けて風の逆流を防止する方法があるが、この場合もプロペラファンの回転中心部が送風に利用できないためプロペラファンによる送風効率が低下するという問題があった。

本発明は以上述べた問題点を解決し、低温多湿の外気環境で暖房運転を行う場合に、プロペラファンへの霜の付着や、プロペラファンの結氷を防止する空気調和機の室外機を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、箱状の筐体の底面を構成する底板と、通電することで発熱するベースヒータと、前記筐体内に設置される熱交換器と、前記熱交換器の風下側に配置され前記熱交換器を通過する風を起こすプロペラファンと、前記プロペラファンを回転させるファンモータとを有する空気調和機の室外機において、前記ベースヒータは前記底板の上面から前記熱交換器と前記プロペラファンの間へと引き回して配置されることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の発明は、前記プロペラファンと前記ファンモータとを前記熱交換器の風下側に配置するために前記底板の上面に垂直に設置されるフレームを有し、前記ベースヒータを前記フレームに沿って前記熱交換器と前記プロペラファンの間へと引き回すことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の発明は、前記フレームの前記底板から所定の高さに前記ファンモータを固定するファン取付台を有し、前記ファン取付台または前記フレームには、前記ベースヒータを前記フレームに固定するための固定部を有することを特徴とする。

本発明の空気調和機の室外機によれば、低温多湿の外気環境で暖房運転を行う場合に、ベースヒータで暖められた風でプロペラファンを暖めるので、プロペラファンへの霜の付着や結氷を防止することができる。

本発明による空気調和機の室外機の構成を示す分解斜視図である。 本発明によるベースヒータの取り付け状態を示す斜視図である。 図２のＸ−Ｘ断面図である。 図２の右側フレームの一部を白抜矢印Ｙの方向からみた矢視図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１は本発明による空気調和機の室外機１００の構成を示す分解斜視図である。室外機１００は、前面パネル５００、左側面パネル３００、右側面パネル４００、天井パネル６００、底板２００、リアガード７００によって形成された箱状の筐体１１０を備えている。

室外機１００の内部は、底板２００に固定された仕切板６により、仕切板６を挟んで左側の熱交換室８００と、右側の機械室９００に区画されている。

熱交換室８００側には、左側面パネル３００とリアガード７００の内側に沿ってＬ字形状に形成された熱交換器２と、リアガード７００及び左側面パネル３００側から外気を吸込み、熱交換器２を通過して前面パネル５００の吹出口５０１から排出されるまでの気流８５０を起こすプロペラファン３と、プロペラファン３を回転させるファンモータ４と、プロペラファン３とファンモータ４を熱交換器２の風下側に配置するために底板２００の上面に垂直に設置されるフレーム４５と、底板２００の上面に配置されるベースヒータ７を備えている。

また、プロペラファン３には複数の羽根３１が形成され、フレーム４５にはプロペラファン３とファンモータ４を底板２００から天井パネル６００の間の所定の高さに配置するためのファン取付台４１が設置されている。

なお、ベースヒータ７は底板２００の上面に配置されるとともに底板２００の上面からフレーム４５に沿って上方に引き回されており、ベースヒータ７の底板２００から離れた部分は、熱交換室８００内の気流８５０が通過する熱交換器２とプロペラファン３の間に配置されている。

一方、機械室９００側には、圧縮機１、および四方弁、膨張弁等の配管部品（いずれも図示を省略）と、室外機１００を制御する基板を格納した電装品箱５を備えている。

図１のように配置されたベースヒータ７を、暖房運転時に通電して発熱させることにより、熱交換器２を通過した低温多湿の外気が熱交換器２とプロペラファン３の間に配置されたベースヒータ７で暖められ、ベースヒータ７の風下側となるプロペラファン３へと送り出され、プロペラファン３が暖められるため、熱交換器２に霜が付着して熱交換器２を通過できる気流８５０が減少し、プロペラファン３の中心部付近で気流８５０の逆流が発生したとしても、プロペラファン３への霜の付着や結氷を防止できる。

また、熱交換器２の近傍に配置されたベースヒータ７が発熱することにより、プロペラファン３に対向する位置の熱交換器２の側面がベースヒータ７で暖められ、熱交換器２に霜が付きにくくなるため、リアガード７００側から吸い込んで熱交換器２を通過する気流８５０が確保されるようになり、プロペラファン３の中心部付近で吹出口５０１から外気を吸い込む風の逆流を抑制して、プロペラファン３への霜の付着や結氷を防止できる。

図２は、本発明によるベースヒータ７の取り付け状態を示す斜視図である。ベースヒータ７は底板２００の上面に配置されるベースヒータ７Ａと、底板２００の上面からフレーム４５に沿って上方に引き回され底板２００から離れた気流８５０が通過する位置に配置されるベースヒータ７Ｂを有している。

ベースヒータ７Ａは熱交換室８００の底板２００の上面に折り曲げて配置されており、固定具２５０で底板２００に固定されている。

ベースヒータ７Ｂは、左側フレーム４６と右側フレーム４７で構成されるフレーム４５に対し、底板２００の上面から左側フレーム４６に沿うように底板２００から垂直方向に折り曲げられて上方に引き回され、ファン取付台４１の上部で水平方向に折り曲げられて左側フレーム４６から右側フレーム４７に引き回され、ファン取付台４１の上部から右側フレーム４７に沿うように底板２００へと垂直方向に折り曲げられて下方に引き回され、底板２００の上面に戻って底板２００に沿って水平方向に折り曲げられ、気流８５０が通過するファン取付台４１の左右と上部に配置する形状に予め形成されている。

また、ベースヒータ７Ｂはベースヒータ７の長手方向における一端と他端の間に設けられている。

図２のように引き回されたベースヒータ７Ｂを、暖房運転時に通電して発熱させることにより、熱交換器２が冷やされた状態であっても、気流８５０が通過する位置に配置された熱交換器２とプロペラファン３の間に位置するファンモータ４周辺の外気が暖められ、風下側となるプロペラファン３の中心部付近が暖められる。これによりプロペラファン３を回転させた際に吹出口５０１から外気を吸い込む風の逆流が生じたとしても、外気中の水分が霜となってプロペラファン３に付着することを防止することができる。

また、ファン取付台４１の右側面にはベースヒータ７Ｂを右側フレーム４７に固定するための固定部４３、ファン取付台４１の左側面にはベースヒータ７Ｂを左側フレーム４６に固定するための固定部４２が形成され、固定部４２，４３でベースヒータ７Ｂをフレーム４５に固定することにより、ベースヒータ７Ｂに室外機１００の運転や運搬による振動等が加えられたとしても、ベースヒータ７Ｂが変形したり所定の位置から逸脱しないように固定できるようになっている。なお、ベースヒータ７Ｂを固定するために固定部４２，４３をフレーム４５に形成してもよい。

図３は、図２のＸ−Ｘ断面図である。左側フレーム４６と右側フレーム４７には、ベースヒータ７Ｂを固定し、かつ上下方向に沿わせるため、それぞれ外側に向かって開口する溝部４８を形成してもよい。

図４は、図２の右側フレームの一部を白抜矢印Ｙの方向からみた矢視図である。図２で説明したファン取付台４１の上部でベースヒータ７Ｂを左側フレーム４６から右側フレーム４７に引き回すために、左側フレーム４６と右側フレーム４７のファン取付台４１の上部の高さの位置には、それぞれリアガード７００に向かって開口する凹部４９を形成してもよい。もしくは、それぞれ前面パネル５００に向かって開口する凹部（図示を省略）を形成してもよい。この凹部４９にベースヒータ７Ｂを挿入することにより、ファン取付台４１の上部で水平方向に配置されるベースヒータ７Ｂを水平部分の両端で固定することができる。

図１と図２で説明したように、ベースヒータ７Ｂによってファンモータ４周辺の外気が暖められ、風下側となるプロペラファン３が暖められるようになっている。これによりプロペラファン３への霜の付着や結氷を防止することができる。また、振動や騒音の発生を低減し、更にはプロペラファン３の羽根３１が折れることを防止することができる。

また、熱交換器２とプロペラファン３の間に配置されたベースヒータ７Ｂで、プロペラファン３に対向する位置の熱交換器２の側面が暖められ熱交換器２に霜が付きにくくなることで、熱交換器２を通過できる外気の量を確保して、プロペラファン３の中心部付近で吹出口５０１から外気を吸い込む風の逆流を抑制することができる。

また、プロペラファン３をファンモータ４で回転させた時のプロペラファンによる送風効率を低下させることが無い。

また、従来は底板２００の上面に配置されていたベースヒータ７を、ファン取付台４１の周囲へと引き回しているため、プロペラファン３を暖めるために新たなヒータを設ける必要が無い。

１ 圧縮機
２ 熱交換器
３ プロペラファン
３１ 羽根
４ ファンモータ
４１ ファン取付台
４２，４３ 固定部
４５ フレーム
４６ 左側フレーム
４７ 右側フレーム
４８ 溝部
４９ 凹部
５ 電装品箱
６ 仕切板
７ ベースヒータ
１００ 室外機
１１０ 筐体
２００ 底板
２５０ 固定具
３００ 左側面パネル
４００ 右側面パネル
５００ 前面パネル
５０１ 吹出口
６００ 天井パネル
７００ リアガード
８００ 熱交換室
８５０ 気流
９００ 機械室

Claims (3)

1. 箱状の筐体の底面を構成する底板と、通電することで発熱するベースヒータと、前記筐体内に設置される熱交換器と、前記熱交換器の風下側に配置され前記熱交換器を通過する風を起こすプロペラファンと、前記プロペラファンを回転させるファンモータとを有する空気調和機の室外機において、前記ベースヒータは前記底板の上面から前記熱交換器と前記プロペラファンの間へと引き回して配置されることを特徴とする空気調和機の室外機。
2. 前記プロペラファンと前記ファンモータとを前記熱交換器の風下側に配置するために前記底板の上面に垂直に設置されるフレームを有し、前記ベースヒータを前記フレームに沿って前記熱交換器と前記プロペラファンの間へと引き回す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. 前記フレームの前記底板から所定の高さに前記ファンモータを固定するファン取付台を有し、前記ファン取付台または前記フレームには、前記ベースヒータを前記フレームに固定するための固定部を有することを特徴とする請求項２に記載の空気調和機の室外機。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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