JP3698152B2 - 空気調和装置の室外ユニット - Google Patents
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Description
これに対して、従来の空気調和装置の室外ユニットでは、以下の特許文献1において示されるように、仕切り板に開口を設けて送風機室内の空間と接するようにしてリアクタを配設して、リアクタの冷却を行っている。すなわち、室外ユニットの送風ファンが回転すると、室外ユニットの外部から熱交換器を通じて室外ユニットの送風機室内へ空気が流れ込み、発熱部品であるリアクタ近傍において空気の流れを生じさせる。この空気の流れは、リアクタ近傍において滞留している熱を拡散させることができるため、リアクタを冷却することが可能となっている。
しかし、第1発明の空気調和装置の室外ユニットでは、発熱部品を収納するための筐体には、送風機の配設されている送風機室内に配設され、開口が設けられている。このため、送風機が駆動することによって、開口から筐体内部にかけて空気の流れが生じて、筐体内部に収納される発熱部品から生じる熱を拡散させることによっての熱の滞留を抑えることができるようになる。また、筐体は室外ユニットの送風機室内に配設されているために、空気流れの勢いによって屋外の雨水等が筐体にまで達することもありうる。しかし、ここでは、筐体の開口が設けられている位置と発熱部品が収納されている位置との間において第1遮水板を配設している。そして、この第1遮水板には、筐体の開口から発熱部品に向かう空気流れに対する通風抵抗として機能し、空気よりも水のほうが通過しにくい流路が形成されている。このため、空気流れの勢いによって筐体の開口から空気に混じって水分が混入するような場合であっても、空気流れの勢いを弱めることができ、第1遮水板自体を通過して発熱部品の配設場所にまで到達する水分の量を効果的に減少させることができるようになる。
さらに、ここでは、筐体の開口近傍部分が筐体の外部から発熱部品に向かう空気流れに対する通風抵抗として機能し、空気よりも水のほうが通過しにくい構造が二重に設けられている二重遮水構造が採用されている。このため、仮に、空気流れが強く水分が一重目を通り越すことがあっても、二重目が存在するために、発熱部品に対して水分が直接到達することを抑えることが可能になる。また、仮に、勢いが弱められた空気流れに乗って水分が一重目を通り越すことがあっても、二重目の存在によって空気流れの勢いがさらに弱められるため、発熱部品に対する遮水効果を向上させることができるようになる。
このため、ここでは、空気流れの勢いによって発熱部品に水が触れることを効果的に抑えつつ、空気を選択的に通過させることで発熱部品の冷却効果を向上させることが可能となる。
ここでは、第1遮水板に、空気よりも水のほうが通過しにくい流路が複数形成されている。このため、1つの流路を細く形成する等によって通過する空気の勢いを弱めて遮水効果を向上させようとする場合であっても、複数の流路を通過する空気を合計して得られる空気流れによって、発熱部品の冷却効果を維持することが可能になる。
第3発明の空気調和装置の室外ユニットは、第1発明または第2発明の空気調和装置の室外ユニットであって、筐体は、送風機室の上方に配設される。
室外ユニットが屋外の地面や床等の場所に直接設置されるような場合において、屋外の雨等によって室外ユニットが浸水してしまうような状態になると、発熱部品が収納されている筐体も水没してしまう恐れがある。
第4発明の空気調和装置の室外ユニットは、第1発明から第3発明のいずれかの空気調和装置の室外ユニットであって、電装部品ユニットをさらに備えている。電装部品ユニットは、機械室内において、発熱部品以外の他の電装部品を配設する。
なお、発熱部品だけでなく他の電装部品も発熱性を有する場合についても、発熱部品と、発熱性を有する他の電装部品とをそれぞれ別の部屋に配設させることができるため、上記と同様に、それぞれの発熱によって生じうる悪影響を低減させることができるようになる。
ここでは、筐体は、機械室側とは反対側に配設される。このため、発熱部品と機械室内部に設けられる他の電装部品との間の距離を長く設けることができるようになる。これによって、発熱部品から生ずる熱が他の電装部品にまで漏れ出すことを抑えて、発熱部品が他の電装部品に対して及ぼしうる悪影響をより効果的に抑えることができるようになる。
筐体は、内部に収納する発熱部品の冷却を行うために、室外機の送風機室に配設される。このように、送風機室に筐体を配設する場合には、通常、筐体を配設するための支柱等を送風機室内において新たに設けなければならない。
しかし、ここでは、筐体の開口を通過した空気が第1遮水板の遮水孔を通過することで、発熱部品の近傍に空気の流れを形成することができる。さらに、この空気の流路において遮水孔部分では、上方に向かう部分を有する構造となっている。これにより、空気よりも比重が大きい水を空気よりも上方に向かいにくくさせることができるために、より多くの水分を遮ることができ、発熱部品を水分からより十分に保護することができるようになる。
ここでは、取入口だけでなく放出口も設けることによって、送風機室内の送風機が回転駆動した場合に、筐体内部における取込口から放出口への空気の流れを十分に作り出すことができるようになる。これによって、発熱部品の近傍における空気の流れも十分に確保することができるようになり、発熱部品の冷却を十分に行うことが可能となる。
ここでは、筐体の開口部分を通過して水が筐体内部に入り込んだ場合であっても、発熱部品は筐体の底面から所定の高さの位置に収納されている。このため、発熱部品は、筐体の底面に対して浮いた状態で配設されることになる。よって、外部から筐体内部に水分が入り込んだとしても、その入り込んだ水分を筐体の底面において這わせることができる。したがって、外部から筐体内部に水分が入り込んだとしても、発熱部品に対して水分が直接接触する危険性を低減させることが可能となる。
ここでは、発熱部品がインバータ回路において用いられるリアクタであっても、リアクタに水が触れることを抑えつつ、筐体内部における空気の流れによってリアクタを十分に冷却することができるようになる。
第2発明の空気調和装置の室外ユニットでは、1つの流路を通過する空気の勢いを弱めて遮水効果を向上させようとする場合であっても、複数の流路を通じて合計して得られる空気流れによって、発熱部品の冷却効果を維持することが可能になる。
第3発明の空気調和装置の室外ユニットでは、室外ユニットが浸水してしまうような状態であっても、発熱部品までもが水没してしまうという危険性を低減させることができるようになる。
第5発明の空気調和装置の室外ユニットでは、発熱部品から生ずる熱が他の電装部品にまで漏れ出すことを抑えて、発熱部品が他の電装部品に対して及ぼしうる悪影響をより効果的に抑えることができるようになる。
第7発明の空気調和装置の室外ユニットでは、空気よりも比重が大きい水を空気よりも上方に向かいにくくさせることができるために、より多くの水分を遮ることができ、発熱部品を水分からより十分に保護することができるようになる。
第9発明の空気調和装置の室外ユニットでは、外部から筐体内部に水分が入り込んだとしても、発熱部品に対して水分が直接接触する危険性を低減させることが可能となる。
本発明の一実施形態に係る空気調和装置の室外機2は、図1に示すようなマルチ型の空気調和装置100において用いられる室外機2である。このマルチ型の空気調和装置100の室内機1は、1つの室外機2に対して接続されて、室内の天井等に複数取り付けられる室内機1a〜1dのような形態のものである。室外機2と室内機1a〜1dとは、冷媒配管や伝送線から成る接続部3(接続部3a〜3d)によって接続されている。4台の室内機1a〜1dは、例えば、家庭内やビル内、店舗内において、それぞれ別の部屋に配置される。
このマルチ型の空気調和装置100の冷媒回路の構成を、図2に示す。冷媒回路は、1台の室外機2と、室外機2に並列に接続された4台の室内機1a〜1dと、冷媒配管とにより構成されている。
室外機2は、圧縮機20、四路切換弁21、室外熱交換器22、アキュムレータ23などを備えている。圧縮機20の吐出側には、圧縮機20の吐出側の吐出管温度を検知するための吐出管サーミスタ24が取り付けられている。また、室外機2には、外気温度を検知するための外気サーミスタ25と、室外熱交換器22の温度を検知するための室外熱交サーミスタ26とが設けられている。また、室外熱交換器22に空気を送り込むためにプロペラファン27が設けられている。このプロペラファン27は、ファンモータ28によって回転駆動される。
室内機1aは、互いに直列に接続された室内熱交換器30aおよび電動弁(膨張弁)33aを備えている。また、室内機1aは、室内温度を検知するための室温サーミスタ31aと、室内熱交換器30aの温度を検知するための室内熱交サーミスタ32aとをそれぞれ備えている。室内熱交換器30aと電動弁33aとの間の配管には、室内熱交換器30aと電動弁33aとの間の液管温度を検知するための液管サーミスタ34aが設けられている。室内熱交換器30aのガス管側には、内部を通過する冷媒温度を検知するガス管サーミスタ35aが設けられている。
<室外機の詳細構成>
本発明の一実施形態が採用された室外機2の詳細構成を、室外機2の断面斜視図である図3および室外機2の概略構成図である図4において示す。なお、図3において矢印D1で示す方向を上下方向D1とし、矢印D2で示す方向を左右方向D2とし、矢印D3で示す方向を前後方向D3として、以下説明する。
リアクトルボックス50は、図3において示すように、室外機2の送風室S1の上方空間において、室外熱交換器22とファンモータ台28aとに架設するようにして設けられている。また、リアクトルボックス50は、図4に示すように、送風室S1の内部のうち、電装部品ユニット40に設けられている放熱フィン43とは反対側である左側に配設されている。このリアクトルボックス50は、内部に発熱性のリアクタ52を収納する。
これらのケーシングは、図5の組み立て図面において示すように、螺子61、63、64、65によって互いに螺合されることによりリアクトルボックス50を形成する。そして、このリアクトルボックス50は、リアクトルボックスの右側面を示す図8や図5、図3において示すように、螺子68によって、後述するファンモータ台28aの対応部分に穿設された螺子孔28bに対して螺合される。
(遮水ケーシング)
遮水ケーシング90は、図5に示すように、遮水左スリット91と、遮水後方スリット91’と、前面93と、当接板95と、右側面97と,上面99とから構成されている。
本体ケーシング60は、下部ケーシング70と、上部ケーシング80とが上下方向D1に組み合わされて構成されている。
(下部ケーシング)
下部ケーシング70は、図5に示すように、下部左スリット71と、右側面73と、前方固定部74と、後方固定部75と、排水孔76と、L字形状板77と、斜面78と、底面79とから構成されている。
上部ケーシング80は、図5に示すように、上部後方スリット81と、前面83と、前方被固定部84と、後方被固定部85と、導風板87と、リアクトルボックス設置板88と、上面89とから構成されている。
上部後方スリット81は、図8および図7において示すように、遮水後方スリット91’と同様な形状であり、上部後方スリット81の後ろ側の面81を構成しており、3つの膨出部81aと、それぞれの膨出部81aに形成された遮水孔81bとを有している。膨出部81aは、図8および図7に示すように、遮水ケーシング90の後ろ側の面からさらに後ろ側に膨出しており、下に向かうにつれて膨出度合いが増すようにして形成される。遮水孔81bは、図8に示すように、膨出部81aの下端部分に設けられた開口であり、右側面視においてわずかに左下方向に傾くようにして形成されている。遮水孔81bは、図8に示すように、遮水後方スリット91’に対して後ろ側の空間を構成する後方遮水空間S8と、上部後方スリット81に対して後ろ側に面したリアクトルボックス50の外部の送風室S1とを、右側面視において上下方向D1からわずかに左に傾いた方向に連通させる。
リアクトルボックス50は、本体ケーシング60と遮水ケーシング90とが組み合わされて構成され、内部にリアクタ52が収納されて、室外機2の送風室S1の内部に固定される。
(リアクトルボックスおよびリアクタの固定動作)
図5において示すように、水ケーシング90と、下部ケーシング70と上部ケーシング80とから構成される本体ケーシング60とによって構成されるリアクトルボックス50に対しては、内部にリアクタ52が固定される。具体的には、図5および図6に示すように、以下のような手順で固定される。
(室外機へのリアクトルボックスの固定動作)
上述のようにして内部にリアクタ52を収納したリアクトルボックス50は、図3に示すように、室外機2の送風室S1に固定される。
また、リアクトルボックス50の上部ケーシング80の上面89の左側に設けられた挟持部86は、図3および図6において示すように、室外熱交換器22の左側面部分を挟持する。具体的には、室外熱交換器22の左側面部分を、挟持部86のうちの外側挟持部86aが左側から、内側挟持部86bが右側から挟み込むようにして挟持する。
空気調和装置100の室外機2の送風室S1には、図3に示すように、プロペラファン27が設けられており、このプロペラファン27がファンモータ28によって回転駆動されることによって送風室S1に図4において一点鎖線で示すような空気流れFが形成される。この空気流れFについて以下、具体的に説明する。
室外機2は、通常、屋外に設置されて雨水を受ける恐れがあるが、室外機2の内部に設けられたプロペラファン27が回転することによって、送風室S1の内部に、空気だけでなく水分が混ざって混入することがある。ここでは、リアクタ52は、図7に示すように、リアクトルボックス50によって、外気の取込側である左側と後ろ側とがそれぞれ二重に覆われている二重構造が採用されている。このため、リアクタ52を水分から十分に保護することが可能となる。
<特徴>
(1)
従来の空気調和装置の室外機では、発熱部品であるリアクタ52が機械室2の内部に配設されている等の配設場所、配設構造等が採用されている。このためリアクタ52の近傍において部分的にしか空気の流れが形成されない等のためにリアクタ52から生ずる熱を逃がしにくく、リアクタ52の冷却を十分に行うことが困難な場合がある。このように、電装部品42やリアクタ52等の温度上昇を招いてしまうと、電装部品42やリアクタ52の使用条件に制約をかけたりする原因となる等、その機能を十分に発揮することができなくなる恐れがある。さらには、これに伴い、別途新たに耐熱性の優れたリアクタ52を開発・製造することが必要となる等、コストが掛かってしまう。
近年は、室外機の設置スペースの狭小化等に伴って、室外機全体のコンパクト化が振興しつつある。しかし、このように室外機全体が狭小化されると、発熱部品であるリアクタ52と、電装部品ユニット40に収納された比較的熱に弱い電装部品42との設置距離が近づいてしまい、リアクタ52から生じた熱によって電装部品42に悪影響を与えてしまうことになりかねない。また、耐熱性の優れた電気部品を開発・製造する必要が生じてしまい、コストが高くなってしまう。なお、電装部品ユニット40とリアクトルボックス50とを機械室S2の内部に配置した例があるが、この場合には放熱性確保のために電装部品ユニット40に設けられている放熱フィン43がリアクタ52の近傍に配設されることになるため、放熱フィン43による電装部品ユニット40の冷却効果が減少してしまう。
(3)
なお、リアクタ52を送風室S1に配設して十分な冷却を行う場合であっても、室外機2の送風室S1に屋外の雨水等が進入してリアクタ52に水分を与えてしまい短絡を招くという恐れがある。このため、別途耐水性に優れたリアクタの開発・製造が必要となり、コストが掛かってしまう。また、電装部品ユニット40からリアクタ52を離れた位置に設ける態様として、機械室S2の上方空間の電装部品ユニット40から少し離れた位置である室外機2の底フレーム近傍にリアクタ52を配設することも可能である。しかし、この場合には、寒冷地等においては、雨水等の水分が室外機2の底面近傍において早い速度で成長して氷になってしまい、リアクタ52自身が水没してしまうことにより短絡を招くという恐れもある。
また、上記実施形態におけるリアクトルボックス50は、室外機2の送風室S1の上下方向D1の上方であって左右方向D2の左側に配置されている。このため、リアクトルボックス50は、プロペラファン27が設けられており送風強度の強い送風室S1の中央部分からできるだけ離れて配置されている。このため、リアクトルボックス50を送風室S1に配置したとしても、プロペラファン27によって送風抵抗が増すことを抑えることが可能になる。このため、リアクトルボックス50を送風室S1に配置した場合であっても、プロペラファン27の送風性能をできるだけ高く保持することができるようになる。
上記実施形態における空気調和装置100の室外機2には、下部左スリット71の遮水孔71bを通り越してリアクトルボックス50の内部に進入した水を外部に排出することのできる排水孔76が設けられている。また、逆に、この排水孔76からリアクトルボックス50の内部に水が入ってこないようにリアクトルボックス50の下部ケーシング70の底面79に当接するようにして遮水ケーシング90の当接板95が設けられている。
<他の実施形態>
以上、本発明の一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ものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
上記実施形態における空気調和装置100の室外機2では、リアクタ52に対して水分が触れることを抑えつつリアクタ52の冷却効果を向上させるためにリアクトルボックス50を二重構造化させて送風室S1に配設されている室外機2を例に挙げて説明した。すなわち、空気の流路において上方に向かう部分を有する構造のリアクトルボックス50を採用して、水と空気との比重に基づいて、空気よりも比重が大きい水が上方に上がりにくいという性質により、空気と水とを分離してリアクタ52の冷却効果を確保しつつリアクトルボックス50の遮水性を担保している。
(B)
上記実施形態における空気調和装置100の室外機2では、電装部品ユニット40に設けられたパワートランジスタ45等の発熱性の電装部品は、電装部品ユニット40において送風室S1に通じるように設けられた放熱フィン43を介して、熱を逃がすことができる構造が採用されている。
(C)
なお、上記実機形態における空気調和装置100の室外機2においては、リアクトルボックス50は、送風室S1の上方空間に配設されている。しかし、リアクトルボックス50に収納されるリアクタ52の水没の恐れが無いような場合には、リアクトルボックス50を室外機2の底面に配置させることも可能である。この場合であっても、上述した空気調和装置100の室外機2と同様に、プロペラファン27による送風の抵抗を抑えてリアクタの効率的な冷却が可能になる。
上記実施形態においては、リアクトルボックス50は、3つのケーシングによって構成されている。しかし、リアクトルボックス50は、上記実施形態と構造は同様のままに、3つのケーシングが一体に形成されているものであってもよい。
(E)
上記実施形態におけるリアクトルボックス50では、リアクタ52は、遮水ケーシング90の上面99においてリアクタ取付凹部98が設けられている。しかし、リアクタ52は、水分が溜まる恐れのあるリアクトルボックス50の底面79に接しないように配設されていれば良いため、リアクタ52を設置するための取付部分は各ケーシングの側面において設けられているような構成であってもよい。
27 送風機(プロペラファン)
28a 送風機台(ファンモータ台)
40 電装部品ユニット
42 他の電装部品(電装部品)
52 発熱部品(リアクタ)
60 筐体(本体ケーシング)
71b 開口(遮水孔)
79 底面
91 遮水板(遮水左スリット)
91a 膨出部
91b 遮水孔
O4 放出口
S1 送風機室(送風室)
S2 機械室
Claims (10)
- 送風機(27)の配設されている送風機室(S1)と前記送風機室以外の機械室(S2)とに仕切られ、発熱部品(52)が設けられる空気調和装置の室外ユニット(2)であって、
前記送風機室(S1)内に配設され、開口(71b)が設けられ、内部に前記発熱部品(52)を収納する筐体(60)と、
前記筐体(60)において前記開口(71b)が設けられた位置と前記発熱部品(52)が収納されている位置との間に配設され、前記筐体(60)の開口(71b)から前記発熱部品(52)に向かう空気流れに対する通風抵抗として機能し、空気よりも水のほうが通過しにくい流路が形成されている第1遮水板(91)と、
を備え、
前記第1遮水板(91)が設けられた位置と前記発熱部品(52)が収納されている位置との間に配設され、前記筐体(60)の開口(71b)から前記発熱部品(52)に向かう空気流れに対する通風抵抗として機能し、空気よりも水のほうが通過しにくい流路が形成されている第2遮水板をさらに備えるか、
もしくは、
前記筐体(60)の開口(71b)近傍部分が前記筐体(60)の外部から前記発熱部品(52)に向かう空気流れに対する通風抵抗として機能し、前記開口(71b)は空気よりも水のほうが通過しにくくなっているか、
の少なくともいずれか一方によって二重遮水構造が採用されている、
空気調和装置の室外ユニット(2)。 - 前記流路は、複数設けられている、
請求項1に記載の空気調和装置の室外ユニット(2)。 - 前記筐体(60)は、前記送風機室(S1)の上方に配設される、
請求項1または2に記載の空気調和装置の室外ユニット(2)。 - 前記機械室(S2)内に、前記発熱部品(52)以外の他の電装部品(42)を配設するための電装部品ユニット(40)をさらに備えた、
請求項1から3のいずれか1項に記載の空気調和装置の室外ユニット(2)。 - 前記筐体(60)は、前記送風機室(S1)の内部のうち、前記機械室(S2)側とは反対側に配設される、
請求項4に記載の空気調和装置の室外ユニット(2)。 - 前記送風機(27)を前記送風機室(S1)に配設するための送風機台(28a)をさらに備え、
前記筐体(60)は、前記送風機台(28a)に対して取付けられる、
請求項1から5のいずれか1項に記載の空気調和装置の室外ユニット(2)。 - 前記第1遮水板(91)は、前記発熱部品(52)を収納する部分から前記筐体の開口(71b)に向かう方向に膨出した膨出部(91a)を有し、
前記膨出部(91a)は、下端部分において、前記発熱部品(52)の近傍の空間と前記筐体の開口(71b)の近傍の空間とを上下方向に連通させる遮水孔(91b)を有する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の空気調和装置の室外ユニット(2)。 - 前記筐体(60)の開口(71b)は、前記筐体(60)の外部の空気を前記筐体(60)の内部に取り入れる取入口であり、
前記筐体(60)は、前記第1遮水板(91)の遮水孔(91b)を通過した空気を外部に放出する放出口(O4)をさらに有する、
請求項7に記載の空気調和装置の室外ユニット(2)。 - 前記発熱部品(52)は、前記筐体(60)の底面(79)から所定の高さの位置に配設される、
請求項1から8のいずれか1項に記載の空気調和装置の室外ユニット(2)。 - 前記発熱部品(52)は、空調制御を行うためのインバータ回路において用いられるリアクタである、
請求項1から9のいずれか1項に記載の空気調和装置の室外ユニット(2)。
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