JP2019045038A

JP2019045038A - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2019045038A
Application number: JP2017166768A
Authority: JP
Inventors: 耕志柳田; Koji Yanagida
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2019-03-22

Abstract

【課題】冷媒管の接続部に設けられたバルブの支持部材の腐食を抑制した空気調和装置を提供する。【解決手段】空気調和装置１は、室外機１０及び室内機２０ａ，２０ｂと、室外機１０に設けられ、凝縮水を受ける受水器６０と、室外機１０と室内機２０ａ，２０ｂとの間を循環する冷媒の流路を構成する冷媒管３０と、冷媒管３０のうちの室外機１０側の部分と室内機２０ａ，２０ｂ側の部分との接続部に設けられたボールバルブ４１，４２，４３と、室外機１０の側面部であって、受水器６０から離隔した部位に固定され、ボールバルブ４１，４２，４３を支持するボールバルブステー５０と、を備える【選択図】図３

Description

本発明は、空気調和装置に関する。とくに、空気調和装置のバルブの支持部材に関する。

下記特許文献１には、室外機及び室内機を備えた空気調和装置が記載されている。この空気調和装置は、室外機と室内機との間を循環する冷媒の流路としての冷媒管（液管及びガス管）を備える。この冷媒管のうちの室外機側の部分と室内機側の部分との接続部にバルブ（特許文献１の図１参照）が設けられている。

特開２０１１−２１８８３号公報

上記のバルブは、例えば、図１０に示すように、板状の支持部材によって支持されている。図１０に示す従来例においては、この支持部材の下端部が、凝縮水を受ける受水器の底面部に固定されている。したがって、支持部材の下端部が凝縮水に浸る虞がある。この場合、稀に支持部材が腐食することがある。

そこで、本発明は、冷媒管の接続部に設けられたバルブの支持部材の腐食を抑制した空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明の特徴は、室外機（１０）及び室内機（２０ａ，２０ｂ）を備えた空気調和装置（１）であって、前記室外機に設けられ、凝縮水を受ける受水器（６０）と、前記室外機と前記室内機との間を循環する冷媒の流路を構成する冷媒管（３０）と、前記冷媒管のうちの前記室外機側の部分と前記室内機側の部分との接続部に設けられたバルブ（４１，４２，４３）と、前記室外機の側面部であって、前記受水器から離隔した部位に固定され、前記バルブを支持する支持部材（５０，５０Ａ）と、を備えた空気調和装置としたことにある。なお、凝縮水とは、低温の冷媒が流動している部分又は一時的に貯留されている部分の周囲の空気が冷やされて空気中の水蒸気が液化したものである。

この場合、前記室外機は、前記冷媒を貯留するレシーバー（１６）を備え、前記支持部材は、前記レシーバーに固定されているとよい。

また、この場合、前記室外機は、その外郭を構成するフレーム（ＦＭ）を備え、前記支持部材は、前記フレームに固定されていてもよい。

また、この場合、前記冷媒管は、液状の冷媒の流路としての液管（３１）と、高圧ガス状の冷媒の流路としての高圧ガス管（３２）と、低圧ガス状の冷媒の流路としての低圧ガス管（３３）とを含み、前記バルブが前記液管、前記高圧ガス管及び前記低圧ガス管にそれぞれ設けられ、前記支持部材は、前記液管、前記高圧ガス管及び前記低圧ガス管の前記バルブを支持するベース部（５１，５２，５３）を備え、それらのベース部が一体的に形成されているとよい。

本発明に係る空気調和装置では、バルブを支持する支持部材が、受水器から離隔した部位に固定されている。したがって、支持部材が凝縮水に浸って腐食することを抑制できる。

本実施形態に係る式空気調和装置の構成を示すブロック図である。空気調和装置の室外機の内部構造を示す斜視図である。空気調和装置の室外機の内部構造を示す正面図である。ボールバルブステーの斜視図である。ボールバルブステーの正面図である。一方の室内機を冷房装置として動作させ、他方の室内機を暖房装置として動作させた場合の冷媒の循環経路を示すブロック図である。２つの室内機をいずれも暖房装置として動作させた場合の冷媒の循環経路を示すブロック図である。２つの室内機をいずれも冷房装置として動作させた場合の冷媒の循環経路を示すブロック図である。本発明の変形例に係るボールバルブステーの斜視図である。従来の空気調和装置の室外機の内部構造を示す正面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る空気調和装置１について説明する。空気調和装置１は、図１に示すように、室外機１０と室内機２０ａ，２０ｂとを備える。また、空気調和装置１は、室外機１０、室内機２０ａ及び室内機２０ｂの間を循環する冷媒の流路としての冷媒管３０を備える。つまり、室外機１０、室内機２０ａ及び室内機２０ｂの各構成部品が、冷媒管３０を構成する複数の管で接続されている。空気調和装置１は、一方の室内機（例えば室内機２０ａ）を冷房装置として動作させると同時に、他方の室内機（例えば、室内機２０ｂ）を暖房装置として動作させることができるように構成されている。室外機１０及び室内機２０ａ，２０ｂの構成は周知の空気調和装置と同様である。以下、室外機１０及び室内機２０ａ，２０ｂの構成について簡単に説明しておく。なお、本実施形態は、２台の室内機を備えた例について説明するが、空気調和装置１が、本実施形態より多くの室内機を備えていても良い。

室外機１０は、コンプレッサー１１、オイルセパレーター１２、四方切替弁１３、室外熱交換器１４、膨張弁１５、レシーバー１６、アキュムレーター１７及び逆止弁１８を備える。コンプレッサー１１は、ガスエンジンの回転駆動力によって駆動される。コンプレッサー１１は吸入口及び吐出口を有する。コンプレッサー１１は、吸入口から低圧ガス状の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して吐出口から吐出する。オイルセパレーター１２は、コンプレッサー１１の潤滑油と冷媒とを分離する。

四方切替弁１３は４個のポートＰ１〜Ｐ４を有する。四方切替弁１３は、ポートＰ１とポートＰ４とが連通し、且つポートＰ２とポートＰ３とが連通した第１の状態（図６参照）と、ポートＰ１とポートＰ２とが連通し、且つポートＰ３とポートＰ４とが連通した第２の状態（図７参照）とを切り替え可能である。

室外熱交換器１４は、冷媒管３０内の冷媒を導入するとともに、導入した冷媒と周囲空気とを熱交換する。膨張弁１５は、冷媒を減圧させる。レシーバー１６は、液化した冷媒を一時的に貯留する。

アキュムレーター１７は、液状の冷媒とガス状の冷媒とを分離する。逆止弁１８は、冷媒の所定の方向への流れを許容し、反対方向への流れを禁止する。なお、オイルセパレーター１２、レシーバー１６及びアキュムレーター１７は、それぞれ上下方向（鉛直方向）に延びる略円筒状に形成されている。

室内機２０ａ，２０ｂの構成は同一である。室内機２０ａ，２０ｂは、室内熱交換器２１、膨張弁２２及び分流装置２３をそれぞれ備える。室内熱交換器２１は、冷媒を導入するとともに、導入した冷媒と周囲空気とを熱交換する。膨張弁２２は、冷媒を減圧させる。分流装置２３は、２つの開閉弁２３ａ，２３ｂを備える。

つぎに、空気調和装置１の各構成部品の接続関係について説明する。コンプレッサー１１の吐出口と四方切替弁１３のポートＰ１とがオイルセパレーター１２を介して接続されている。四方切替弁１３のポートＰ４と室外熱交換器１４の一端とが接続されている。四方切替弁１３のポートＰ３と逆止弁１８の吸入口とが接続されている。逆止弁１８の吐出口とコンプレッサー１１の吸入口とが、アキュムレーター１７を介して接続されている。なお、四方切替弁１３のポートＰ２は閉鎖されている。

また、室外熱交換器１４の他端（四方切替弁１３とは反対側）と膨張弁１５とが接続されている。膨張弁１５と膨張弁２２とが、レシーバー１６を介して接続されている。

また、室内熱交換器２１の一端が、開閉弁２３ａを介して、四方切替弁１３とオイルセパレーター１２との中間点（分岐点３０ａ）に接続されている。また、室内熱交換器２１の一端が開閉弁２３ｂを介して、逆止弁１８とアキュムレーター１７との中間点（分岐点３０ｂ）に接続されている。また、室内熱交換器２１の他端が、膨張弁２２に接続されている。

ここで、冷媒管３０のうち、液状の冷媒が流通する部分を液管３１と呼ぶ。また、冷媒管３０のうち、高圧ガス状の冷媒が流通する部分を高圧ガス管３２と呼び、低圧ガス状の冷媒が流通する部分を低圧ガス管３３と呼ぶ。

図２及び図３に示すように、液管３１、高圧ガス管３２及び低圧ガス管３３の中間部が、レシーバー１６の外周面であって、室外機１０の外側を向く部分に沿って上下方向に延殺されている。すなわち、液管３１、高圧ガス管３２及び低圧ガス管３３の中間部は、室外機１０の側面部に沿って互いに平行に配列されている。以下、液管３１、高圧ガス管３２及び低圧ガス管３３の並び方向を左右方向と呼ぶ。また、上下方向に垂直且つ左右方向に垂直な方向を前後方向と呼ぶ。なお、室外機１０の外側を前側と定義し、室外機１０の内側を後側と定義する。

液管３１、高圧ガス管３２及び低圧ガス管３３の中間部のうちの室外機１０側の部分と、室内機２０ａ，２０ｂ側の部分とが、ボールバルブ４１，４２，４３を介して接続されている。具体的には、ボールバルブ４１は、レシーバー１６と膨張弁２２との間に設けられている。また、ボールバルブ４２は、分岐点３０ａと開閉弁２３ａとの間に設けられている。また、ボールバルブ４３は、分岐点３０ｂと開閉弁２３ｂとの間に設けられている。ボールバルブ４１，４２，４３は、ボールバルブステー５０に支持されている。なお、ボールバルブステー５０が、本発明の支持部材に相当する。

ボールバルブステー５０は、図４及び図５に示すように、金属板を曲げ加工して一体的に形成されている。ボールバルブステー５０は、ボールバルブ４１，４２，４３がそれぞれ固定される平板状のベース部５１，５２，５３を備える。中央のベース部５２から見て、ベース部５１は右斜め下方且つ後方に位置している。また、ベース部５２から見て、ベース部５３は左斜め上方且つ後方に位置している。つまり、ベース部５１とベース部５２の間、及びベース部５３とベース部５２との間には段差が形成されている。また、ベース部５２には、その下縁部から上方へ入り込む切り欠きＣが形成されている。ベース部５３の左端部及びベース部５１の右端部から後方へ延びるフランジ部ＦＬ，ＦＲが形成されている。フランジ部ＦＬは、ベース部５３の左端部から後方へ延びる側壁部ＦＬ１と、側壁部ＦＬ１の後端から右方へ延びる後壁部ＦＬ２とを有する。フランジ部ＦＲは、ベース部５１の右端部から後方へ延びる側壁部ＦＲ１と、側壁部ＦＲ１の後端から左方へ延びる後壁部ＦＲ２とを有する。後壁部ＦＬ２の右端部と後壁部ＦＲ２の左端部とが、レシーバー１６の側周面に溶接される。ボールバルブステー５０には、複数の貫通孔ＴＨが設けられており、貫通孔ＴＨにボルトが挿入され、その先端部がボールバルブ４１，４２，４３に締結される。

また、空気調和装置１は、受水器６０を備える。受水器６０は、レシーバー１６の下方に設けられている。受水器６０は、皿状に形成されている。レシーバー１６内に低温の液冷媒が貯留されることにより、レシーバー１６の外表面の温度が周囲の空気の温度よりも低くなる。これにより、レシーバー１６の外表面に凝縮水が付着する。受水器６０は、レシーバー１６の外表面から滴下した凝縮水を集めて室外機１０の外部へ排水する。なお、排水機構が設けられなくてもよい。この場合、受水器６０に集めた凝縮水を蒸発させるように構成してもよい。また、アキュムレーター１７の外表面にも凝縮水が付着する場合がある。この場合には、アキュムレーター１７の下方に受水器を設ければよい。

上記のように構成した空気調和装置１の動作について簡単に説明する。なお、図６乃至図８における開閉弁２３ａ，２３ｂのうち、黒く塗りつぶした開閉弁が閉じられている。図６は、室内機２０ａを暖房装置として動作させ、室内機２０ｂを冷房装置として動作させる例を示している。この場合、四方切替弁１３が第１の状態に設定される。また、室内機２０ａの開閉弁２３ａが開放され、且つ開閉弁２３ｂが閉鎖される。一方、室内機２０ｂの開閉弁２３ａが閉鎖され、且つ開閉弁２３ｂが開放される。この状態でコンプレッサー１１から吐出された高圧ガス状の冷媒は、オイルセパレーター１２に導入される。オイルセパレーター１２から吐出された冷媒の一部が、高圧ガス管３２を通り、室内熱交換器２１に導入される。室内熱交換器２１に導入された高圧ガス状の冷媒は室内熱交換器２１内を流通する間に室内空気に熱を放出して凝縮する。このとき冷媒から放出された熱によって室内空気が暖められる。室内空気に熱を放出して凝縮した冷媒は室内熱交換器２１から排出され、室内機２０ｂの室内熱交換器２１に導入される。

一方、オイルセパレーター１２から吐出された冷媒の残りの部分が、四方切替弁１３を経由して、室外熱交換器１４に導入される。室外熱交換器１４に導入された高圧ガス状の冷媒は室外熱交換器１４内を流通する間に外気に熱を放出して凝縮する。

外気に熱を放出して凝縮した冷媒は一部液化して室外熱交換器１４から排出される。そして、膨張弁１５で膨張することにより低圧化され、液管３１を経由して、室内機２０ｂの室内熱交換器２１に導入される。なお、上述した室内機２０ａから排出された冷媒も、室内機２０ｂの室内熱交換器２１に導入される。室内熱交換器２１に導入された冷媒は室内熱交換器２１内を流通する間に室内空気の熱を奪って一部蒸発する。このとき冷媒が室内空気の熱を奪うことによって室内空気が冷やされる。

室内空気の熱を奪って一部蒸発した冷媒は室内熱交換器２１から排出され、低圧ガス管３３を経由して、アキュムレーター１７に供給される。そして、低圧ガス状の冷媒がコンプレッサー１１の吸入口に帰還する。

また、図７は、室内機２０ａ及び室内機２０ｂをいずれも暖房装置として動作させる例を示している。この場合、同図に矢印で示した経路に沿って冷媒が循環する。また、例えば、図８は、室内機２０ａ及び室内機２０ｂをいずれも冷房装置として動作させる例を示している。この場合、同図に矢印で示した経路に沿って冷媒が循環する。

上記のように構成した空気調和装置１では、ボールバルブステー５０が、レシーバー１６の側周面に固定されており、受水器６０から離隔している。したがって、ボールバルブステー５０が凝縮水に浸って腐食することを抑制できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるべきものではない。

例えば、上記実施形態では、ボールバルブステ−５０はレシーバー１６に固定されているが、これに代えて、図９に示すように、室外機１０の外郭を構成するフレームＦＭに固定されるボールバルブステー５０Ａを用いてもよい。ボールバルブステー５０Ａは、ボールバルブステー５０と同様のベース部５１，５２，５３を有する。また、ボールバルブステー５０Ａは、ベース部５３の左端部及びベース部５１の右端部から前方へ延びるフランジ部ＦＬＡ，ＦＲＡが形成されている。フランジ部ＦＬＡは、ベース部５３の左端部から前方へ延びる側壁部ＦＬＡ１と、側壁部ＦＬＡ１の前端から左方へ延びる後壁部ＦＬＡ２とを有する。フランジ部ＦＲＡは、ベース部５１の右端部から前方へ延びる側壁部ＦＲＡ１と、側壁部ＦＲＡ１の前端から左方へ延びる後壁部ＦＲＡ２とを有する。後壁部ＦＬＡ２と後壁部ＦＲ２とに設けられた貫通孔ＴＨにボルトがそれぞれ挿入され、それらの先端部がフレームＦＭに固定される。これによっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

また、例えば、ボールバルブステー５０が、オイルセパレーター１２、アキュムレーター１７などに固定されていてもよい。ただし、ボールバルブ４１，４２，４３の操作性の観点から、室外機１０の側面部に近い位置にボールバルブステー５０，５０Ａが固定されていることが好ましい。

１・・・空気調和装置、１０・・・室外機、１１・・・コンプレッサー、１２・・・オイルセパレーター、１３・・・四方切替弁、１４・・・室外熱交換器、１５・・・膨張弁、１６・・・レシーバー、１７・・・アキュムレーター、１８・・・逆止弁、２０ａ，２０ｂ・・・室内機、２１・・・室内熱交換器、２２・・・膨張弁、２３・・・分流装置、２３ａ，２３ｂ・・・開閉弁、３０・・・冷媒管、３１・・・液管、３２・・・高圧ガス管、３３・・・低圧ガス管、４１，４２，４３・・・ボールバルブ、５０，５０Ａ・・・ボールバルブステー、５１，５２，５３・・・ベース部、６０・・・受水器、ＦＭ・・・フレーム

Claims

室外機及び室内機を備えた空気調和装置であって、
前記室外機に設けられ、凝縮水を受ける受水器と、
前記室外機と前記室内機との間を循環する冷媒の流路を構成する冷媒管と、
前記冷媒管のうちの前記室外機側の部分と前記室内機側の部分との接続部に設けられたバルブと、
前記室外機の側面部であって、前記受水器から離隔した部位に固定され、前記バルブを支持する支持部材と、を備えた空気調和装置。
請求項１に記載の空気調和装置において、
前記室外機は、前記冷媒を貯留するレシーバーを備え、
前記支持部材は、前記レシーバーに固定されている、空気調和装置。
請求項１に記載の空気調和装置において、
前記室外機は、その外郭を構成するフレームを備え、
前記支持部材は、前記フレームに固定されている、空気調和装置。
請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の空気調和装置において、
前記冷媒管は、液状の冷媒の流路としての液管と、高圧ガス状の冷媒の流路としての高圧ガス管と、低圧ガス状の冷媒の流路としての低圧ガス管とを含み、
前記バルブが前記液管、前記高圧ガス管及び前記低圧ガス管にそれぞれ設けられ、
前記支持部材は、前記液管、前記高圧ガス管及び前記低圧ガス管の前記バルブを支持するベース部を備え、それらのベース部が一体的に形成されている、空気調和装置。