JP2018151145A - 空気調和機の室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】排水孔の孔径を大きくすることなく、結氷による氷の成長により排水孔が塞がれないようにする。【解決手段】底板２に排水孔２１が設けられている空気調和機の室外機において、排水孔２１は、好ましくはバーリング加工により、その周縁部に筐体の外側に向けて突出されたフランジ２２を有し、フランジ２２の先端部２２ａが排水孔の孔径φ１よりも大径φ２となるように拡径された構成とする。【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機の室外機に関し、さらに詳しく言えば、暖房運転時に蒸発器として作用する室外熱交換器から滴下する水を排水する技術に関するものである。

空気調和機は、基本的な構成として、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁および室内熱交換器を冷媒配管で接続した冷凍サイクルを有し、このうち、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁が室外機筐体内に収納され、室内熱交換器が室内機筐体内に収納されている。なお、室外熱交換器、室内熱交換器には、それぞれ送風ファンが付設される。

冷房運転時には、圧縮機にて生成された高温高圧のガス冷媒は、四方弁より室外熱交換器側に向けて流され、室外熱交換器で凝縮し、膨張弁にて減圧され、室内熱交換器にて蒸発し、低圧のガス冷媒となって四方弁を通って圧縮機に戻され、室外熱交換器は凝縮器として作用し、室内熱交換器は蒸発器として作用する。

暖房運転時には、圧縮機にて生成された高温高圧のガス冷媒は、四方弁より室内熱交換器側に向けて流され、室内熱交換器で凝縮し、膨張弁にて減圧され、室外熱交換器にて蒸発し、低圧のガス冷媒となって四方弁を通って圧縮機に戻され、室外熱交換器は蒸発器として作用し、室内熱交換器は凝縮器として作用する。

このように、暖房運転時の室外熱交換器は、液冷媒が気化する蒸発器として作用し、その表面が冷却されているため、外気との熱交換により結露水が発生し滴下する。また、低外気温下での暖房運転時には、室外熱交換器に霜が付着するため、所定時間ごとに除霜運転（例えば、室内送風ファンを停止しての冷房運転）を行い、室外熱交換器を一時的に凝縮器として作用させて霜を溶かすようにしている。このときにも、室外熱交換器から除霜水が発生し滴下する。

そのため、図５に示すように、室外機筐体の底板１００に排水孔１１０を設けて、図示しない室外熱交換器から滴下する結露水や除霜水（以下、これらの水を含めてドレン水と言うことがある。）を排水孔１１０から排水するようにしている。

排水孔１１０の孔径は、通常、３０ｍｍ程度であり、ドレン水のほとんどは排水孔１１０より排水されるが、図５に模式的に示すように、排水孔１１０の縁には表面張力により水が付着したままとなり、低外気温時には結氷する。これが繰り返されると、結氷した氷が成長し排水孔１１０を塞ぎ排水機能が損なわれるおそれがある。

そこで、特許文献１に記載された発明では、排水孔を下向きにバーリング加工を施して、孔の縁を下方に延ばしてフランジを形成することにより、ドレン水を筐体外に案内できるようにしている。

また、特許文献２に記載された発明では、室外機筐体の底板にドレン排水穴を形成するにあたって、プレス加工により底板の内側から外側に向けて打ち抜くことにより、貫通部外側周縁にカエリ（バリ）が生ずるようにして、表面張力によりドレン水が留まることがないようにしている。

しかしながら、いずれの場合にも、形成された排水孔の下端（特許文献１ではバーリング孔の下端、特許文献２ではカエリの下端）にドレン水が付着して残り、低外気による氷の繰り返しにより結氷が成長し、排水孔が塞がれてしまうおそれが依然として残されている。

なお、結氷により排水孔が塞がるまでの時間を延ばす有効な方法として、排水孔の孔径を大きくする方法があるが、排水孔の孔径を大きくすると、室外熱交換器を通過せずに室外機筐体内に引き込まれる外気の量が増加し、室外熱交換器での熱交換量の低下や熱交換フィン表面の氷が問題となる。

特開平１１−２８１０９６号公報 特開２００９−１８０４１５号公報

したがって、本発明の課題は、排水孔の孔径を大きくすることなく、結氷による氷の成長により排水孔が塞がれないようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、底板、側板および天板を含む筐体内に、暖房運転時に蒸発器として作用する室外熱交換器が収納されており、上記底板に排水孔が設けられている空気調和機の室外機において、
上記排水孔は、その周縁部に上記筐体の外側に向けて突出されたフランジを有し、上記フランジの先端部が上記排水孔の孔径よりも大径となるように拡径されていることを特徴としている。

本発明において、好ましくは上記フランジの先端部に切欠部が形成されてもよい。

本発明によれば、排水孔の周縁部に筐体の外側に向けて突出されたフランジを形成するとともに、上記フランジの先端部を上記排水孔の孔径よりも大径となるように拡径したことにより、排水孔の孔径を大きくすることなく、結氷により塞がれることのない排水孔を備えた空気調和機の室外機を提供することができる。

本発明の実施形態に係る空気調和機の室外機を示す分解斜視図。 上記室外機の底板に設けられる本発明による排水孔を示す拡大断面図。 本発明による排水孔の形成手順を示す説明図。 本発明による排水孔の他の例を示す拡大断面斜視図。 室外機の底板に設けられる従来の一般的な排水孔を示す拡大断面図。

次に、図１ないし図４を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

まず、図１の分解斜視図に示すように、この実施形態に係る空気調和機の室外機１は、底板２、前面パネル３、側面パネル（側板）４および天板５を有する筐体を備えている。この実施形態では、これら各部材は金属板よりなり、前面パネル３には空気吹出グリル３ａが設けられている。

筐体内は仕切り板６によって機械室１Ａと熱交換室１Ｂとに区画されている。機械室１Ａ内には、主要部品として圧縮機１１が配置され、機械室１Ａの上部には電装品箱１２が配置されている。電装品箱１２には圧縮機１１を駆動するための電気部品が収納されている。

この実施形態において、側面パネル４は、筐体の機械室１Ａ側の一方の側面（図１において右側面）をカバーするように配置されている。

熱交換室１Ｂには、室外熱交換器１３と室外送風ファン１４とが配置される。室外熱交換器１３は、側面パネル４以外の側面、すなわち筐体の背面および他方の側面（図１において左側面）にかけて配置されるようＬ字状に形成されている。

室外送風ファン１４には軸流ファンが用いられ、前面パネル３の空気吹出グリル３ａの背面側に配置される。室外送風ファン１４の運転により、外気が室外熱交換器１３を通って熱交換室１Ｂ内に吸い込まれ、空気吹出グリル３ａより排出される。

室外熱交換器１３は、圧縮機１１、四方弁、膨張弁および室内熱交換器（ともに図示は省略）とともに冷媒回路を形成し、暖房運転時には、液冷媒を蒸発させる蒸発器として作用する。このとき、室外熱交換器１３を通過する外気が冷却され、結露水が発生し底板２に滴下する。

また、低外気温時の暖房運転時では、室外熱交換器１３に霜が付着するため、所定時間ごとに除霜運転（例えば、室内送風ファンを停止しての冷房運転）を行い、室外熱交換器１３を一時的に凝縮器として作用させて霜を溶かす。このときにも、室外熱交換器１３から除霜水が発生し底板２に滴下する。

このような室外熱交換器１３から発生する結露水や除霜水（ドレン水）を底板２から筐体外に排水するため、図２に示すように、底板２に排水孔２１が設けられるが、本発明では、次のようにして排水孔２１が結氷による氷の成長により塞がれないようにしている。

すなわち、排水孔２１は、その周縁部（孔の縁）に筐体の外側に向けて突出された案内部としての筒状のフランジ２２を有し、フランジ２２の先端部２２ａが排水孔２１の孔径（直径）φ１よりも大径のφ２となるように拡径されている。

これによれば、ドレン水がフランジ２２を伝わってその先端部２２ａで結氷しても、結氷による氷は先端部２２ａから重力方向へ成長する。従来（図５）と比較して、先端部２２ａは排水孔２１の中心軸線から離れる方向に傾けられているため、結氷による氷は排水孔２１の中心軸線から離れた位置で成長する。

すなわち、本実施例の排水孔２１の先端部２２ａで成長した氷の内径φ３は、従来（図５）の排水孔１１０で成長した氷の内径φ４より大きくなる。したがって、排水孔２１が塞がれるおそれはない。

また、排水孔２１の孔径φ１を大きくする必要がなく、室外熱交換器１３を通過しないで筐体内に引き込まれる外気の量を最小限に抑えることができることから、室外熱交換器１３での熱交換量の低下や熱交換フィン表面の結氷等の問題も生じない。

排水孔２１は、好ましくはバーリング加工（孔フランジ加工とも呼ばれる）により形成される。まず、図３（ａ）に示すように、底板２の排水孔２１を開ける位置の中心部に排水孔２１の孔径よりも小径の下孔２０ａを穿設する。

次に、図３（ｂ）に示すように、図示しないプレス金型を用いたプレス加工により、底板２にバーリング加工を施して、排水孔２１を形成するとともに、その縁（周縁部）に筒状のフランジ２２を形成する。このとき、フランジ２２の内径は、排水孔２１の孔径φ１と同径である。

そして、専用の拡径工具３０を用いてフランジ２２の先端部２２ａを拡径する。拡径工具３０は、頂部３１が排水孔２１の孔径φ１よりも小径、裾部３２が排水孔２１の孔径φ１よりも大径で、頂部３１から裾部３２にかけて截頭円錐面３３を有するヘッド３０ａを備え、このヘッド３０ａをフランジ２２の先端部２２ａからフランジ２２内に向けて押し込むことにより、截頭円錐の側面３３に沿ってフランジ２２の先端部２２ａを拡径することができる。

なお、図４に示すように、フランジ２２の先端部２２ａを切り欠いて切欠部２２ｂが形成された場合も本発明に含まれる。この場合、切欠部２２ｂによって分割された先端部２２ａに水滴が分散されるため、結氷による氷の成長を遅らせることができる。

なお、切欠部２２ｂは複数形成されてもよい。その場合、水滴の分散がより効果的に行われ、結氷による氷の成長をさらに遅らせることができる。また、排水孔２１は丸孔（真円）である必要はなく、四角孔や楕円孔等であってもバーリング加工することができる。

１ 空気調和機の室外機
１Ａ 機械室
１Ｂ 熱交換室
２ 底板
３ 前面パネル
４ 側面パネル（側板）
５ 天板
６ 仕切り板
１１ 圧縮機
１２ 電装品箱
１３ 室外熱交換器
１４ 室外送風ファン
２１ 排水孔
２２ フランジ
２２ａ フランジの先端部
２２ｂ 切欠部
３０ 拡径工具

Claims (2)

1. 底板、側板および天板を含む筐体内に、暖房運転時に蒸発器として作用する室外熱交換器が収納されており、上記底板に排水孔が設けられている空気調和機の室外機において、
   上記排水孔は、その周縁部に上記筐体の外側に向けて突出されたフランジを有し、上記フランジの先端部が上記排水孔の孔径よりも大径となるように拡径されていることを特徴とする空気調和機の室外機。
2. 上記フランジの先端部に切欠部が形成されてい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。