JP2020180770A - 空気調和機の室内ユニット - Google Patents

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宏昭 安藤
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和広 日向野
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Abstract

【課題】 冷媒漏洩センサの配置に関する室内ユニットの製造工程の簡略化や製造コストの低減を図ること。【解決手段】 一実施形態に係る空気調和機の室内ユニットは、筐体と、熱交換器と、ドレンパンと、送風装置と、電気部品箱とを備える。前記筐体は、設置面に対向する底板を有する。前記熱交換器は、前記筐体に収容される。前記ドレンパンは、前記熱交換器に生じる結露水を受ける。前記送風装置は、前記熱交換器を通過する空気の流れを生じさせる。前記電気部品箱は、前記送風装置を制御する制御器と、前記熱交換器を含む流路を通る冷媒の漏洩を検知するセンサとを収容し、前記ドレンパンよりも前記底板側に配置される。【選択図】 図2

Description

本発明の実施形態は、空気調和機の室内ユニットに関する。
従来、空気調和機の冷媒としては、オゾン層破壊係数(ODP)が小さいR410Aが広く用いられていた。しかしながら、R410Aは地球温暖化係数(GWP)が高いことから、近年ではGWPが小さい冷媒へのシフトが進んでいる。
GWPが小さい冷媒としては、例えばR32(CH:ジフルオロメタン)が挙げられる。不燃性のR410Aと異なり、R32は可燃性を有している。このような可燃性の冷媒を用いる場合、室内ユニットの管路から当該冷媒が漏れると、何らかの着火源が近くに存在すれば引火する恐れがある。そこで、漏れた冷媒を検知するための冷媒漏洩センサを室内ユニットに配置する必要がある。
例えば床置型の室内ユニットにおいては、漏れた冷媒が下方に滞留することから、冷媒漏洩センサが筐体の底板から所定の高さまでの範囲に配置される。一般的に、室内ユニットの制御器を収容した電気部品箱は当該範囲よりも上方に配置されることから、冷媒漏洩センサを電気部品箱とは別の収容箱に入れて水滴や粉塵から保護する必要がある。さらに、冷媒漏洩センサと制御器とを接続するための配線を筐体内で引き回すとともに、当該配線を固定するための部品や配線の保護が必要となる。この場合、室内ユニットの製造工程が多くなるとともに、製造コストも増大する。このように、筐体内における電気部品箱と冷媒漏洩センサの配置態様には、種々の改善の余地があった。
国際公開第2015/194596号
本発明が解決しようとする課題は、室内ユニットの筐体内における電気部品箱および冷媒漏洩センサの配置態様を改善することである。
一実施形態に係る空気調和機の室内ユニットは、筐体と、熱交換器と、ドレンパンと、送風装置と、電気部品箱とを備える。前記筐体は、設置面に対向する底板を有する。前記熱交換器は、前記筐体に収容される。前記ドレンパンは、前記熱交換器に生じる結露水を受ける。前記送風装置は、前記熱交換器を通過する空気の流れを生じさせる。前記電気部品箱は、前記送風装置を制御する制御器と、前記熱交換器を含む流路を通る冷媒の漏洩を検知するセンサとを収容し、前記ドレンパンよりも前記底板側に配置される。
図1は、第1実施形態に係る室内ユニットの概略的な斜視図である。 図2は、上記室内ユニットの概略的な断面図である。 図3は、上記室内ユニットの概略的な正面図である。 図4は、上記室内ユニットが備える電気部品箱の概略的な分解斜視図である。 図5は、上記電気部品箱の内部構造の一例を示す概略的な斜視図である。 図6は、冷媒漏洩の検知に関する動作の一例を示すフローチャートである。 図7は、比較例に係る室内ユニットの概略的な正面図である。 図8は、第2実施形態に係る室内ユニットの概略的な断面図である。
いくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る室内ユニット1の概略的な斜視図である。図2は、図1に示した室内ユニット1の概略的な断面図である。図3は、図1に示した室内ユニット1の概略的な正面図である。
室内ユニット1は、例えば屋内に配置され、屋外に配置された室外ユニットと冷媒配管を介して接続される。室内ユニット1、室外ユニットおよび冷媒配管により、冷凍サイクルを備えた空気調和機が構成される。本実施形態においては、冷凍サイクルの冷媒が可燃性である場合を想定する。可燃性の冷媒としては、例えばR32を用い得るが、この例に限られない。
室内ユニット1は、筐体2と、吸込口3と、吹出口4と、操作パネル5とを備えている。図1に示すように、筐体2は、前板21と、上板22と、左側板23と、下部カバー24とを含む。また、筐体2は、図2に示す底板25および後板26と、図3に示す右側板27とを含む。本実施形態に係る室内ユニット1は、図2に示すように底板25が設置面の一例である床Fに対向し、後板26が壁Wに対向するように配置される床置型である。
吸込口3は、筐体2の前面下方に設けられている。吸込口3には、複数の水平羽31が配置されている。吹出口4は、筐体2の前面上方に設けられている。吹出口4には、垂直方向の風向きを調整するための複数の水平羽41と、水平方向の風向きを調整するための複数の垂直羽42とが配置されている。なお、図3においては吸込口3の水平羽31を取り外した状態を示している。
前板21は、吸込口3と吹出口4の間に配置されている。操作パネル5は、前板21の右上方に配置されている。操作パネル5は、冷房または暖房の設定温度を含む各種情報を表示するためのディスプレイ51と、ユーザが操作するための複数のボタン52とを含む。
図2に示すように、室内ユニット1は、熱交換器6と、送風装置7と、ドレンパン8と、電気部品箱9と、冷媒漏洩センサ10とを筐体2の内部に備えている。熱交換器6は、複数の伝熱管60と、伝熱管60に連結された複数のフィン61とを備えている。複数の伝熱管60は左側板23から右側板27に向かう水平方向に延び、複数のフィン61は当該水平方向に並んでいる。
図3に示すように、右側板27には冷媒配管62,63が設けられている。例えば、冷媒配管62には各伝熱管60で構成される流路の入口が接続され、冷媒配管63には当該流路の出口が接続される。これら冷媒配管62,63は、室内ユニット1の外部に配置される冷媒配管を介して室外ユニットに接続されている。
図2の例においては、熱交換器6の大部分が吸込口3と対向している。さらに、熱交換器6は、上端が前板21寄りに位置し、下端が後板26寄りに位置するように傾斜している。各フィン61の間を空気が通過することにより、当該空気と各伝熱管60を流れる冷媒とが熱交換する。熱交換器6は、冷房運転時には蒸発器として機能し、暖房運転時には凝縮器として機能する。
送風装置7は、モータ70と、シロッコファン71と、ファンケース72とを備えている。図2の例において、モータ70の回転軸は、室内ユニット1の奥行方向(前板21から後板26に向かう方向)と平行である。シロッコファン71は、この回転軸を中心とした円周方向に並ぶ複数の羽を有している。ファンケース72は、モータ70の周囲の吸気口72aと、上板22に対向する排気口72bとを有し、シロッコファン71を収容している。モータ70がシロッコファン71を回転させると、吸込口3、熱交換器6、ファンケース72、吹出口4を通る流路Kに沿って空気が流れる。
図2に示すように、ドレンパン8は、熱交換器6の下端と底板25の間に配置されている。また、図3に示すように、ドレンパン8は、左側板23と右側板27の間に架け渡されている。熱交換器6で生じた結露水は、ドレンパン8によって受けられる。この結露水は、図示せぬ配管を通じて筐体2の外部に排出される。
電気部品箱9は、ドレンパン8よりも底板25側に配置されている。図2の例においては、電気部品箱9の大部分がドレンパン8と底板25の間に位置している。また、図3の例においては、電気部品箱9が左側板23寄りに配置され、電気部品箱9と右側板27の間にはスペースが存在する。他の観点からいうと、電気部品箱9は、冷媒配管62,63の直下には位置していない。
電気部品箱9には、操作パネル5および送風装置7等の室内ユニット1の各部を制御する制御器11が収容されている。電気部品箱9の一部は、吸込口3に対向している。これにより、吸込口3から取り込まれた空気によって電気部品箱9の内外が冷やされ、制御器11の放熱が促進される。
冷媒漏洩センサ10は、筐体2の内部で漏れた冷媒を検知する。漏れた冷媒は、空気より重いために筐体2の下方に滞留する。そこで、冷媒漏洩センサ10は、筐体2の下方、例えば床Fから30cm以下に配置する必要がある。本実施形態においては、電気部品箱9が床Fから30cm以下に配置されており、かつ冷媒漏洩センサ10が電気部品箱9に収容されている。冷媒漏洩センサ10としては、例えば半導体式のガスセンサを利用できるが、この例に限られない。
図4は、電気部品箱9の概略的な分解斜視図である。電気部品箱9は、各種の電気部品を取り付けるための箱体90を備えている。箱体90は、吸込口3に対向する第1壁部91と、後板26に対向する第2壁部92と、左側板23に対向する第3壁部93と、右側板27に対向する第4壁部94と、底板25に対向する底部95とを有している。各壁部91〜94は、電気部品箱9の側部の一例である。
例えば、底部95は長方形状であり、第1壁部91および第2壁部92は底部95の長辺から起立し、第3壁部93および第4壁部94は底部95の短辺から起立している。第1壁部91および第3壁部93は、電気部品箱9に収容される各種の電気部品から電気部品箱9の外に延出する配線を通すための第1凹部91aおよび第2凹部93aをそれぞれ有している。また、第4壁部94は、同様の配線を通すための挿通孔94aを有している。
電気部品箱9は、ブラケット96と、第1カバー97と、第2カバー98とをさらに備えている。ブラケット96は、例えば底部95の外面に取り付けられ、L字型に屈曲した先端が筐体2の下部カバー24の上に掛けられている。
第1カバー97は、底部95と対向し、各壁部91〜94の上方を塞ぐ。第1カバー97は、図中の前縁(第1壁部91側の縁)から下方に突出する第1凸部97aおよび第2凸部97bを有している。第1カバー97を箱体90に取り付けた状態においては、第1凸部97aの先端と第1凹部91aの底の間に各種配線を通すための隙間が形成される。
第1凸部97aおよび第2凸部97bには、それぞれ孔97hが設けられている。また、第1壁部91には、これら孔97hに対応する位置にそれぞれ雌ねじ91sが設けられている。一対の雄ねじS1がそれぞれ孔97hを通して雌ねじ91sにねじ込まれることにより、第1カバー97が箱体90に対して固定される。
第2カバー98は、第1カバー97に被せられる。第2カバー98は、図中の前縁(第1壁部91側の縁)から下方に突出する第1庇部98aと、図中の右縁(第4壁部94側の縁)から下方に突出する第2庇部98bとを有している。図4には表れていないが、第2カバー98は、図中の後縁(第2壁部92側の縁)および図中の左縁(第3壁部93側の縁)から下方に突出する庇部をさらに有している。第1庇部98a、第2庇部98bおよび他の庇部は、箱体90と第1カバー97の繋ぎ目を覆っている。
第1庇部98aには、一対の孔98hが設けられている。また、ブラケット96には、これら孔98hに対応する位置にそれぞれ孔96hが設けられている。ブラケット96が掛けられた下部カバー24の上面には、これら孔96hに対応する位置にそれぞれ雌ねじが設けられている。一対の雄ねじS2がそれぞれ孔98h,96hを通して下部カバー24の雌ねじにねじ込まれることにより、箱体90および第2カバー98が下部カバー24に対して固定される。
このように、箱体90の上方を第1カバー97と第2カバー98で二重に塞ぐ構造であれば、熱交換器6およびドレンパン8から落ちる水や粉塵が電気部品箱9の内部に入り込みにくい。特に、第2カバー98の上に水が落ちた場合、この水は各庇部をつたって流れるので、箱体90と第1カバー97の繋ぎ目に到達しにくい。
図2および図4に示すように、電気部品箱9は、第1壁部91よりも第2壁部92が底板25に近くなるように傾斜している。そのため、第2カバー98の上に落ちた水の多くは、配線を通すための凹部や孔が設けられていない第2壁部92側に流れる。このような傾斜構造であれば、配線をつたって電気部品箱9の内部に水が浸入することを抑制できる。
図5は、電気部品箱9の内部構造の一例を示す概略的な斜視図である。上述の通り、電気部品箱9は、冷媒漏洩センサ10および制御器11を収容している。冷媒漏洩センサ10は、第2壁部92と第3壁部93で構成される角部Cの近傍において、第2壁部92の内面に取り付けられている。上述の第2凹部93aも角部Cの近傍に設けられている。冷媒漏洩センサ10は、信号を入出力するための第1コネクタ10aを有している。
制御器11は、第1壁部91に取り付けられた基板11aを有している。基板11aの上面には、第2コネクタ11bが設けられている。第1コネクタ10aと第2コネクタ11bは、配線11cを介して接続されている。制御器11は、基板11aに実装されるプロセッサやメモリなどの各種の電気部品も有するが、図5においては図示を省略している。
第1壁部91、第2壁部92、第3壁部93および底部95には、複数の開口Aが設けられている。図5の例においては各開口Aが円形や多角形状の孔であるが、開口Aはスリット状など他の形状であってもよい。第4壁部94は、上述の挿通孔94aを除き、電気部品箱9の内部に通じる開口を有していない。また、図4に示した第1カバー97および第2カバー98も、電気部品箱9の内部に通じる開口を有していない。
ブラケット96は、箱体90の下方において、底部95の外面に連結されている。ブラケット96は、底部95の外面を全体的に覆う大きさを有してもよい。この場合において、底部95の開口が塞がれないように、底部95とブラケット96の間に隙間が設けられてもよい。また、ブラケット96の底部95と対向する部分に開口が設けられてもよい。
一般的に、冷媒は、空気よりも比重が重い。そのため、例えば図3に示した冷媒配管62,63と熱交換器6の接続部分や、熱交換器6に含まれる各伝熱管60の接続部分などから冷媒が漏れた場合、この冷媒は筐体2の下方すなわち電気部品箱9の周囲に滞留する。この滞留した冷媒の一部は、第1凹部91aと第1凸部97aの隙間、第2凹部93a、挿通孔94a、および各開口Aを通じて電気部品箱9の内部に入り、冷媒漏洩センサ10によって検知される。
図6は、冷媒漏洩の検知に関する動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す動作は、制御器11によって実行される。
制御器11は、配線11cを介して出力される冷媒漏洩センサ10からの信号に基づき、冷媒漏洩を監視する(ステップST1)。冷媒漏洩が検知された場合(ステップST1のYes)、制御器11は、空気調和機が運転中であるか否かを判定する(ステップST2)。
運転中である場合(ステップST2のYes)、制御器11は、冷媒漏洩の点検コードをディスプレイ51に点滅表示させる(ステップST3)。さらに、制御器11は、室外ユニットが備えるコンプレッサを停止させる(ステップST4)。これにより冷媒の循環が停止し、さらなる冷媒の漏洩が抑制される。
その後、制御器11は、モータ70を駆動してシロッコファン71を回転させる(ステップST5)。シロッコファン71の回転は、予め定められた時間継続される。これにより、筐体2の内部に滞留した冷媒が外部に排出され、引火の恐れがない程度に拡散される。
一方、空気調和機が運転中でない場合(ステップST2のNo)、制御器11は、例えば「点検」の文字をディスプレイ51に点滅表示させる(ステップST6)。その後、制御器11は、シロッコファン71を予め定められた時間継続して回転させる(ステップST5)。
ステップST5を以って、一連の動作が完了する。なお、その後もディスプレイ51における点検コードまたは「点検」の文字の点滅表示は継続させる。
以上の動作において、例えば運転中の動作であるステップST3,ST4を経てステップST5が実行されているときに操作パネル5が操作され、空気調和機が運転停止の状態となった場合、ディスプレイ51の表示を点検コードから「点検」の文字に切り替えてもよい。反対に、運転停止中の動作であるステップST6を経てステップST5が実行されているときに操作パネル5が操作され、空気調和機が運転中の状態となった場合、ディスプレイ51の表示を「点検」の文字から点検コードに切り替えてもよい。
また、ステップST1において検知された冷媒が低濃度(例えば10000ppm未満)であった場合、操作パネル5の操作により電源リセットが入力されると、冷媒漏洩センサ10による冷媒検知がリセットされてもよい。反対に、検知された冷媒が高濃度(例えば10000ppm以上)であった場合、電源リセットが入力されても冷媒漏洩センサ10による冷媒検知がリセットされなくてもよい。
続いて、本実施形態に係る室内ユニット1が奏する効果について説明する。
図7は、本実施形態との比較例に係る室内ユニット1Cの概略的な正面図である。この室内ユニット1Cにおいては、電気部品箱9がドレンパン8や冷媒配管62,63よりも上方に配置されている。
一方、冷媒漏洩センサ10は、漏れた冷媒が滞留し得る領域に配置する必要があることから、ドレンパン8の下方に配置されている。冷媒漏洩センサ10は、熱交換器6で生じる結露水から保護するためのセンサ箱100に収容されている。電気部品箱9と冷媒漏洩センサ10は、配線11cによって接続されている。
このような室内ユニット1Cにおいては、センサ箱100や当該センサ箱100を筐体2の内部に固定するための部品が必要となる。さらに、電気部品箱9と冷媒漏洩センサ10が離れているため長尺な配線11cが必要となるし、配線11cを筐体2の内部に固定するための部品や水分から保護するための構造も必要となる。これらにより、室内ユニット1の部品数および組立工程数が増え、結果として室内ユニット1の製造コストが増加する。
これに対し、本実施形態に係る室内ユニット1においては、電気部品箱9がドレンパン8よりも下方に配置され、かつ冷媒漏洩センサ10が電気部品箱9に収容されている。したがって、センサ箱100が不要となるし、冷媒漏洩センサ10と制御器11とを接続する配線11cも短くできる。さらに、センサ箱100や配線11cを固定するための部品等も不要である。したがって、室内ユニット1の組み立てが容易となり、製造コストも低減できる。
また、図5に示したように、電気部品箱9の側部(各壁部91〜94)および底部95には、電気部品箱9の内部に通じる開口Aや配線を通す通路が設けられている。これらにより、漏れた冷媒が電気部品箱9の内部に入り易くなるため、冷媒漏洩センサ10の検知精度を高めることができる。
一方、第1カバー97および第2カバー98には電気部品箱9の内部に通じる開口が設けられていない。そのため、熱交換器6およびドレンパン8から落ちる水や粉塵が電気部品箱9の内部へ入り込むことを抑制できる。結果として、電気部品箱9に収容される制御器11や冷媒漏洩センサ10等の電気部品を水分から保護できる。また、冷媒漏洩センサ10が粉塵の影響により冷媒を誤検知することや、検知精度が低下することを抑制できる。
図2および図4に示したように、電気部品箱9は第1壁部91よりも第2壁部92が底板25に近くなるように傾斜しており、かつ第2壁部92に冷媒漏洩センサ10が取り付けられている。漏れた冷媒は下方に滞留することから、底板25に近い第2壁部92に冷媒漏洩センサ10を取り付けることで、冷媒漏洩をより早期かつ正確に検知できる。
また、冷媒漏洩センサ10は第2壁部92と第3壁部93で構成される角部Cの近傍に配置され、この角部Cの近傍には配線を通すための第2凹部93aも配置されている。漏れた冷媒が第2凹部93aから電気部品箱9の内部に入れば、冷媒漏洩センサ10により冷媒漏洩を早期かつ正確に検知できる。
例えば室内ユニット1の設置作業時等において、冷媒配管62,63から冷媒が僅かに漏れた場合、この冷媒は右側板27の下方に滞留しやすい。このような作業時には、冷媒漏洩検査を実施するため、冷媒漏洩センサ10で検知される必要が無い。また、冷媒漏洩センサ10が例えば半導体式であれば、冷媒漏洩が一度検知されるとセンサ自体を交換しなければならない場合もある。本実施形態においては、図3および図4に示したように、冷媒漏洩センサ10は、冷媒配管62,63が設けられた右側板27(第1側板)よりも、右側板27に対向する左側板23(第2側板)に近い位置に配置されている。この場合、上記作業時に僅かに漏れた冷媒が冷媒漏洩センサ10によって敏感に検知されないので、作業の円滑化に寄与し得る。
以上例示した他にも、本実施形態のように筐体2の内部における電気部品箱9および冷媒漏洩センサ10の配置態様を改善し、かつ電気部品箱9の構造を工夫することにより、種々の好適な効果を得ることができる。
[第2実施形態]
第2実施形態について説明する。第1実施形態と同一または類似の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図8は、本実施形態に係る室内ユニット1の概略的な断面図である。本実施形態においては、室内ユニット1の奥行(前板21と後板26の間の距離)が図2に示した例よりも大きい。さらに、シロッコファン71の回転軸が室内ユニット1の左右方向(左側板23から右側板27に向かう方向)と平行である。このようなシロッコファン71は、左右方向に複数並べて配置されてもよい。
電気部品箱9は、図2の例と同じく、ドレンパン8よりも底板25側に配置されている。ただし、図8の例においては、電気部品箱9がドレンパン8と底板25の間には位置していない。奥行方向において、電気部品箱9とドレンパン8の間には、距離Dが設けられている。
このような構成であれば、熱交換器6の下部やドレンパン8からの水滴が電気部品箱9の上に落ちにくい。したがって、電気部品箱9の防水性をより高めることができる。その他、本実施形態は第1実施形態と同様の効果を奏する。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
筐体2の内部における電気部品箱9の配置態様や、電気部品箱9の内部における冷媒漏洩センサ10の配置態様は、各実施形態にて開示したものに限られない。例えば、電気部品箱9は、傾斜させずに配置されてもよい。また、冷媒漏洩センサ10は、電気部品箱9の第1壁部91、第3壁部93、第4壁部94または底部95に取り付けられてもよい。
開口Aは、第1壁部91、第2壁部92、第3壁部93および第4壁部94のいずれかに設けられ、底部95に設けられなくてもよい。また、開口Aは、底部95に設けられ、第1壁部91、第2壁部92、第3壁部93および第4壁部94に設けられなくてもよい。
1…室内ユニット、2…筐体、3…吸込口、4…吹出口、5…操作パネル、6…熱交換器、7…送風装置、8…ドレンパン、9…電気部品箱、10…冷媒漏洩センサ、11…制御器、21…前板、22…上板、23…左側板、24…下部カバー、25…底板、26…後板、90…箱体、91〜94…第1〜第4壁部、95…底部、96…ブラケット、97…第1カバー、98…第2カバー。

Claims (6)

  1. 設置面に対向する底板を有する筐体と、
    前記筐体に収容される熱交換器と、
    前記熱交換器に生じる結露水を受けるドレンパンと、
    前記熱交換器を通過する空気の流れを生じさせる送風装置と、
    前記送風装置を制御する制御器と、前記熱交換器を含む流路を通る冷媒の漏洩を検知するセンサとを収容し、前記ドレンパンよりも前記底板側に配置される電気部品箱と、
    を備える空気調和機の室内ユニット。
  2. 前記電気部品箱は、前記底板に対向する底部と、前記底部の周縁から起立する側部とを有し、
    前記底部および前記側部の少なくとも一方は、前記電気部品箱の内部に通じる開口を有する、
    請求項1に記載の室内ユニット。
  3. 前記電気部品箱は、前記底部に対向するカバーをさらに有し、
    前記カバーは、前記電気部品箱の内部に通じる開口を有していない、
    請求項2に記載の室内ユニット。
  4. 前記筐体に設けられ、前記電気部品箱に対向する吸込口を有し、
    前記側部は、前記吸込口側の第1壁部と、前記第1壁部の反対側の第2壁部と、を含み、
    前記電気部品箱は、前記第1壁部よりも前記第2壁部が前記底板に近くなるように傾斜している、
    請求項2または3に記載の室内ユニット。
  5. 前記センサは、前記第2壁部の内面に取り付けられている、
    請求項4に記載の室内ユニット。
  6. 前記筐体は、前記熱交換器に接続される冷媒配管が設けられた第1側板と、前記第1側板に対向する第2側板と、を有し、
    前記センサは、前記電気部品箱の内部において、前記第1側板よりも前記第2側板に近い位置に配置されている、
    請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載の室内ユニット。
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