JP4315835B2

JP4315835B2 - 空気調和機の室外ユニット

Info

Publication number: JP4315835B2
Application number: JP2004045329A
Authority: JP
Inventors: 一仁若月; 純一坂本
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2024-02-20
Also published as: JP2005233552A

Description

本発明は空気調和機の室外ユニットに係わり、特に酸素濃度の高い空気を得るための酸素富化膜ユニットを具備する空気調和機の室外ユニットに関する。

一般に空調は密閉構造の室内で行われるので、室内空気中の酸素が消費され、室内の酸素濃度が低下するので、これを解消するため、酸素を多く含む空気を室内に供給する酸素富化膜装置を搭載した空気調和装置の室外ユニットが多く提案されている。

特許文献１には、酸素富化膜ユニットを室外ユニット用キャビネットとは別個のキャビネットに収納し、これを室外ユニット用キャビネットに取付けて一体化した酸素富化膜ユニットを備えた空気調和装置の室外ユニットが記載されている。しかし、特許文献１に記載の構造では、組立が複雑になり、また、点検にも手間を要し、さらに、電気部品箱を室外ユニット用キャビネットに収納するため、電気部品の点検にも手間を要し、さらに、小型化に対する考慮もなされていない。
特開平５−９９４５７号公報（段落［０００８］、［０００９］、図２、図３）

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、室外ユニットの高さを抑えて小型化を図り、ポンプの温度上昇を抑制し、かつ組立作業及びサービス作業の容易化を図った空気調和機の室外ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、周囲をキャビネットで覆い、底板上に載置され背面側に熱交換器とその前側に送風機を収納しキャビネット前面側の吹出口の周囲に送風機のベルマウスを設置した熱交換室と、圧縮機を収納した機械室とを仕切板を介して左右に区画して配置し、電気部品箱をこの熱交換室と機械室の上部に跨って配置した空気調和機の室外ユニットにおいて、このユニット上部を上下に仕切る仕切板で区画し上部に収納部を形成し、この収納部に室外空気を導入し、透過膜により酸素を分離して酸素濃度の高い空気を得るための酸素富化膜ユニットと、この酸素富化膜ユニットから得られた酸素を室内側に供給するためのポンプと、前記酸素富化膜ユニットに空気を供給し窒素濃度が高くなった空気を室外側に排気するためのブローファンとを前記仕切板上に配置し、この仕切板上には、前記キャビネットの吹出口に設けられたベルマウスの近傍に前記ポンプを設置すると共に、このポンプの周囲に熱交換室と連通する通気口を設けたことを特徴とする空気調和機の室外ユニットが提供される。

本発明に係る空気調和機の室外ユニットによれば、室外ユニットの高さを抑えて小型化を図り、ポンプの温度上昇を抑制し、かつ組立作業及びサービス作業の容易化を図った空気調和機の室外ユニットを提供することができる。

以下、本発明に係る空気調和装置の室外ユニットの一実施形態について添付図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る空気調和機の室外ユニットの斜視図、図２乃至図４はその内部を示す斜視図である。

図１乃至図４に示すように、本発明に係る空気調和機の室外ユニット１はキャビネット２を有し、このキャビネット２内を縦仕切板３により区画して、熱交換室４と機械室５をその左右に形成し、熱交換室４には底板６上に載置して背面側に熱交換器７とその前側に送風機８を収納し、機械室５には防振手段（図示せず）を介して底板６上に載置した圧縮機９を収納し、さらに、熱交換室４と機械室５の上部に跨って電気部品箱１０を配置している。

また、キャビネット２内の上部を上下に仕切る横仕切板１１で区画し上部に収納部１２を形成し、この収納部１２には酸素富化膜ユニット１３を収納している。

さらに、キャビネット２は、前面の吹出口２ａ_１の周囲に送風機のベルマウス２ａ_２が設けられた前キャビネット板２ａと、この前キャビネット板２ａの左側面側に取付けられる左側の側板（図示せず）と室内ユニット側と接続させる配管、配線を取り出す側の右側の側板２ｄ（単に側板という）、開口した天井部を塞ぐように配設され、後述し図１０乃至図１２に示す天板組立２ｃで構成され、これら各々を螺着し、さらに、前キャビネット板２ａと左右の側板を底板６に螺着して、上記熱交換室４、機械室５及び収納部１２を形成している。

上記酸素富化膜ユニット１３は、収納部１２に室外空気を導入し酸素濃度の高い空気を得るためのものであり、さらに、この収納部１２に酸素富化膜ユニット１３から得られた酸素富化空気を吸引し室内側に供給するためのポンプ１４と、酸素富化膜ユニット１３に空気を供給し窒素濃度が高くなった空気を室外側に排気するため酸素富化ユニット１３に取付けたブローファン１５とを横仕切板１１上に配置した状態で収納している。

上記酸素富化膜ユニット１３は、外筒体１３ａの内部には、後述し図５に示す酸素富化膜モジュール１３ｍを内装し、ブローファン１５により図２及び図３中右側（図４中左側）に設けた吸気口１３ｂから空気を吸込み、酸素富化膜モジュール１３ｍを通過させて、酸素濃度を高めて酸素富化膜空気とし、外筒体１３ａの中心部に酸素富化膜空気を集め、ポンプ１４により給気管１７へ吸引し、さらに、ポンプ１４により加圧して、ポンプ１４に接続された酸素富化供給管１８により、後述し図６に示す側板２ｄ内面側を介して室内に給気するようになっている。一方、窒素濃度が高くなった空気をブローファン１５により左側に設けた排気口１３ｃから排気する。上部キャビネット２ｃ_１に設けられた右と左の取手透孔２ｃ_５、２ｃ_６により、収納部１２内の空気と外の空気とが順次入れ替えられるため、窒素を多く含む空気は収納部１２外に排出される。なお、ブローファン１５は、上記排気口１３ｃの内側に取り付けられている。

図５に示すように、酸素富化膜モジュール１３ｍは、中心に円筒管１３ｍ_１を配置し、この円筒管１３ｍ_１の長手方向の側面に連続して多数の富化酸素吸込み透孔を穿設し、袋状に形成された２枚の透過膜１３ｍ_２の内側に酸素が通るスペースを設けるための膜間透過側スペーサ１３ｍ_３を介在させて帯状に形成し、さらに、帯状の長手方向の一端部を開口し内部が筒状管１３ｍ_１の透孔に連通するよう接合し、円筒管１３ｍ_１の周囲に透過膜１３ｍ_２の外表面側に長手方向に空気の流通路が形成されるように空気側スペーサ１３ｍ_４を介在させて渦巻状に巻回させて円筒状に形成して構成されている。この酸素富化膜ユニット１３の長手方向一側面側に空気流通路の隙間に強制的に空気を流すためのファンを連結し、吸引運転することで、反対方向から空気が導入されて、透過膜１３ｍ_２の外表面間を通過する。この際、袋状の透過膜１３ｍ_２の外表面から酸素が内側に透過され、膜間透過側スペーサ１３ｍ_３の溝を介して、中心側に送られ、袋状透過膜１３ｍ_２の端部に連結した部分に形成する円筒管１３ｍ_１の透孔から、円筒管１３ｍ_１に入り、円筒管１３ｍ_１の一端に連結する真空ポンプと連結した吸引パイプにより、吸引されて、ポンプにより、室内側に送られる。また、透過膜１３ｍ_２外表面の酸素が透過し、透過されない窒素濃度が高くなった空気は、上述し図３に示すように、排気口１３ｃ内側に取り付けられたブローファン１５に吸引されて、吸気口１３ｂと反対側の排気口１３ｃから排気し、キャビネット２に形成された把手透孔２ｃ_６を介して収納部１２外に排気される。

図６に示す側板２ｄは、側面と構成する主部２ｄ_１とこの主部２ｄ_１から背面側に折り曲げられ背面の一部側面を構成する背面部２ｄ_２で形成されて断面Ｌ字状をなし、主部２ｄ_１にはパックドバルブ用開口部２ｄ_３と配線接続用開口部２ｄ_４が形成されており、その内面側にはポンプ１４に連通するマフラー１８ａ及び富化酸素供給管１８が取付けられている。これにより、この側板２ｄへのマフラー１８ａ及び富化酸素供給管１８の取付けはラインサイドでの作業が可能になるため、酸素富化ユニットを具備しない機種室外ユニットと同一製造ラインで酸素富化ユニットを具備する室外ユニットも製造可能となり、また、サービス時においても、富化酸素供給管１８の固定部は外すだけで、酸素富化膜ユニットを分解することなく取外せ、サービス作業が容易になる。

図７に示すように、上記横仕切板１１には、長方形状の金属板をプレス加工することによって、その一側に電気部品箱１０の平面視形状と同様の形状の切欠部１１ａが形成され、他側にポンプ１４の下部位が収納される長方形状の孔部１１ｂが形成される。さらに、この孔部１１ｂには、両長辺側に沿って下方に突出し、多数の通気孔１１ｂ_１が穿設され、下端に内方に折り曲げて延出する突条１１ｂ_２が設けられた長方形状の仕切壁部１１ｂ_３が形成されている。また、切欠部１１ａと孔部１１ｂ間には、上方に突出する配線端子取付部１１ｃが立設され、孔部１１ｂの２つの短辺側近傍には弾性を付与するように半周にスリットが設けられたポンプユニット取付部１１ｄが対向してそれぞれ形成されている。さらに、図４及び図７に示すように、横仕切板１１は熱交換室４及び機械室５の上部に跨るように配設された状態では、仕切壁部１１ｂ_３の通気孔１１ｂ_１は、吹出口２ａ_１の周囲に形成するベルマウス２ａ_２の斜上方近傍に位置するようになっている。

従って、電気部品箱１０の横仕切板１１への取付けは、電気部品箱１０を切欠部１１ａに収容して行うので、酸素富化膜ユニット１３のキャビネット２内への組込み時、電気部品箱１０が邪魔になることなく容易に行うことができ、また、電気部品箱１０の天井部が横仕切板１１の上面とほぼ同一面となっているので、収納部１２内の空気の流れを妨げることがなく、空気の入れ替えを効果的に行える。

また、ポンプ１４は、図８に示すように、ポンプ取付部材１４ｂに取付けられたポンプユニット１４Ｕを構成する。上記ポンプ取付部材１４ｂは、長方形状の金属板をプレスで折り曲げて構成し、中央部にポンプ１４およびその付属電気部品１４ａを設置する中央設置面１４ｂ_１、その長手方向両端に上方に折り曲げ、さら外側に折り曲げた断面Ｌ形状の支持片部１４ｂ_２をそれぞれ形成させている。これにより、ポンプ１４を設置する中央設置面１４ｂ_１が下方に窪んだ構成となっている。

このポンプ１４の横仕切板１１への取付けは、図９に示すように、上記ポンプユニット１４Ｕを横仕切板１１の孔部１１ｂに収納して中央設置面１４ｂ_１を横仕切板１１の下方に延設させ、ポンプ１４の下部位が横仕切板１１の上面より下方に位置するよう設置させると共に、ポンプ取付部材１４ｂ左右の支持片部１４ｂ_２を圧縮機９を防振支持する防振手段と同様の構造を有する防振ゴム１４ｃ_１とこの防振ゴム１４ｃ_１を嵌挿支持する支持ボルト１４ｃ_２からなる防振手段１４ｃを用いて、横仕切板１１の孔部１１ｂ左右外縁に形成したポンプユニット取付部１１ｄに弾性的に固定支持している。従って、ポンプ１４自身が酸素富化膜ユニット１３に比べて背丈が高くとも、横仕切板１１に設置した状態でポンプ１４を酸素富化膜ユニット１３と同等の高さにでき、室外ユニットの高さを抑えて小型化できる。また、図２乃至図４に示すように、ベルマウス２ａ_２の斜上方近傍に仕切壁部１１ｂ_３の通気孔１１ｂ_１を位置させているので、送風機８の回転に伴い、一部の空気流は通気孔１１ｂ_１を通過して収納部１２に吐出されて、効果的にポンプ１４を冷却するとともに、仕切壁部１１ｂ_３の下方への突出は、ベルマウス２ａ_２近傍に限定されているため、空気調和機本来の性能に関わる室外送風機の風量を低下させることはない。

横仕切板１１上面の収納部１２を覆う天板組立２ｃは、図２、図３及び図１０乃至図１２に示すように、取手透孔２ｃ_５、２ｃ_６が設けられた側面を形成する上部キャビネット２ｃ_１と、この上部キャビネット２ｃ_１の開口部を塞ぐ天板２ｃ_２と、上部キャビネット２ｃ_１の上部の長辺部に２個の補強部材２ｃ_３が平行に橋設されている。天板組立２ｃの組立は、最初に点対称のＬ字形状の２個の上部キャビネット構成部材２ｃ_４に各々設けられた係合突起を係合孔に係合させることにより仮固定してロ字形状の上部キャビネット２ｃ_１を形成し、しかる後、上部キャビネット２ｃ_１の上部の長辺部に設けられた取付孔に補強部材２ｃ_３両端に形成された取付端を挿入し、さらに、その上から天板２ｃ_２を被せ螺着する。これにより、この各部品は強固に固定され、外れることがない天板組立となり、さらに、ラインサイドで天板組立を予め作製でき、製造ラインの工数アップ゜を防止でき、また、サービス時、上部キャビネット２ｃ_１の下部のネジを外すだけで天板組立が外れ搭載物のチェックが容易になる。

また、この天板組立により、上部キャビネット構成部材２ｃ_４同士及び天板２ｃ_２との合せ目（隙間）による水浸入防止のクッション材を設けるのが好ましい。これにより、雨水などの浸入防止と板金同士の挟み込みによるビビリ音等を防止することができ、また、補強部材２ｃ_３が設けられているので、倉庫作業時等、室外機ユニット１の上に作業者が乗っても、天板２ｃ_２が変形することがない。

次に本発明に係る空気調和機の室外ユニットの働きについて説明する。

図３に示すように、例えば暖房運転時、圧縮機９で圧縮された高温の冷媒ガスは、室内機の熱交換器で室内空気と熱交換してこれを加熱し、冷媒自身は冷却されて、液冷媒になり室外機ユニット１の熱交換器７に戻る。一方、ブローファン１５の作用により、吸気口１３ｂを介して、酸素富化膜ユニット１３に吸込まれた空気は、ポンプ１４の吸引作用により、酸素富化膜モジュール１３ｍを通過し、酸素富化膜空気となって、中心部の円筒管１３ｍ_１に集まり、さらに、ポンプ１４により加圧して、富化酸素供給管１８を介して室内に給気するようになっている。一方、窒素濃度が高くなった空気を左側に設けた排気口１３ｃから排気する。収納部１２内の空気は、上部キャビネット２ｃ_１に設けられた右と左の取手透孔２ｃ_５、２ｃ_６から収納部１２外の空気と入れ替えられるようになっている。

上記のような酸素富化過程において、連続的に運転されるポンプ１４は、その温度が上昇するが、ベルマウス２ａ_２の上方近傍にはポンプ周辺に設けられた仕切壁部１１ｂ_３の通気孔１１ｂ_１が位置するので、送風機８の回転に伴い、吹出口２ａ_１の周囲にベルマウス２ａ_２の作用により一部の高速の空気流は通気孔１１ｂ_１を通過して収納部１２に吐出されるため、効果的にポンプ１４は冷却され、その温度上昇が防止される。

しかも本実施形態によれば、横仕切板はベルマウスの近傍にポンプ取付け用の孔部が設けられ、ポンプは、中央部にポンプを設置する中央設置面、その両端に支持片部を備え中央設置面が下方に窪んだ構成のポンプ取付部材に取付けられたポンプユニットを構成し、前記ポンプ取付部材は、中央設置面が前記仕切板の取付け用の孔部に挿入されて、前記ポンプの下部位が前記孔部を貫通して前記仕切板の載置面より下方に位置するよう設置されるので、ポンプ自身が酸素富化膜ユニットに比べて背丈が高くとも、ポンプを酸素富化膜ユニットと同等の高さにでき、室外ユニットの高さを抑えて小型化できる。

また、収納部はロ字形状の上キャビネットと、この上キャビネットに形成される開口の一側を塞ぐ天板からなる天板組立で形成されているので、サービス時、上キャビネットの下部のネジを外すだけで天板組立が外れ搭載物のチェックが容易になる。さらに、キャビネットの一側面に取付けられる側板には、酸素取出口を有する富化酸素供給管が取付けられているので、富化酸素供給管の側板への組立はラインサイドでの作業が可能になり、酸素富化ユニットを持たない機種と同じラインで酸素富化ユニットを具備した室外機も製造可能となり、また、サービス時においても、富化酸素供給管の固定部は外すだけで、酸素富化膜ユニットを分解することなく容易に酸素富化膜ユニットを取出せる。

本発明に係る空気調和機の室外ユニットの斜視図。本発明に係る空気調和機の室外ユニットの内部を示す斜視図。本発明に係る空気調和機の室外ユニットの内部を示す斜視図。本発明に係る空気調和機の室外ユニットの内部を示す斜視図。本発明に係る空気調和機の室外ユニットに用いられる酸素富化膜ユニットの酸素富化膜モジュールの概念図。本発明に係る空気調和機の室外ユニットに用いられる側板を示す斜視図。本発明に係る空気調和機の室外ユニットに用いられる横仕切板の斜視図。本発明に係る空気調和機の室外ユニットに用いられるポンプユニットの斜視図。本発明に係る空気調和機の室外ユニットに用いられる横仕切板に載置されたポンプユニット及び酸素富化膜ユニットの斜視図。本発明に係る空気調和機の室外ユニットに用いられる天板組立の斜視図。本発明に係る空気調和機の室外ユニットに用いられる上キャビネットの斜視図。本発明に係る空気調和機の室外ユニットに用いられる天板組立の斜視図。

符号の説明

１…空気調和機の室外ユニット、２…キャビネット、２ａ…前キャビネット板、２ａ_１…吹出口、２ａ_２…ベルマウス、２ｃ…天板組立、２ｃ_１…上部キャビネット、２ｃ_２…天板、２ｃ_３…補強部材、２ｃ_４…上部キャビネット構成部材、２ｃ_５…右側の取手透孔、２ｃ_６…左側の取手透孔、２ｄ…側板、２ｄ_１…主部、２ｄ_２…背面部、２ｄ_３…パックドバルブ用開口部、２ｄ_４…配線接続用開口部、３…縦仕切板、４…熱交換室、５…機械室、６…底板、７…熱交換器、８…送風機、９…圧縮機、１０…電気部品箱、１１…横仕切板、１１ａ…切欠部、１１ｂ…孔部、１１ｂ_１…通気孔、１１ｂ_２…突条、１１ｂ_３…仕切壁部、１１ｃ…配線端子取付部、１１ｄ…ポンプユニット取付部、１２…収納部、１３…酸素富化膜ユニット、１３ａ…外筒体、１３ｍ…酸素富化膜モジュール、１３ｍ_１…円筒管、１３ｍ_２…透過膜、１３ｍ_３…膜間透過側スペーサ、１３ｍ_４…空気側スペーサ、１３ｂ…吸気口、１３ｃ…排気口、１４Ｕ…ポンプユニット、１４…ポンプ、１４ａ…付属電気部品、１４ｂ…ポンプ取付部材、１４ｂ_１…中央設置面、１４ｂ_２…支持片部、１４ｃ…防振手段、１４ｃ_１…防振ゴム、１４ｃ_２…支持ボルト、１５…ブローファン、１７…給気管、１８…富化酸素供給管、１８ａ…マフラー。

Claims

周囲をキャビネットで覆い、底板上に載置され背面側に熱交換器とその前側に送風機を収納しキャビネット前面側の吹出口の周囲に送風機のベルマウスを設置した熱交換室と、圧縮機を収納した機械室とを仕切板を介して左右に区画して配置し、電気部品箱をこの熱交換室と機械室の上部に跨って配置した空気調和機の室外ユニットにおいて、
このユニット上部を上下に仕切る仕切板で区画し上部に収納部を形成し、この収納部に室外空気を導入し、透過膜により酸素を分離して酸素濃度の高い空気を得るための酸素富化膜ユニットと、この酸素富化膜ユニットから得られた酸素を室内側に供給するためのポンプと、前記酸素富化膜ユニットに空気を供給し窒素濃度が高くなった空気を室外側に排気するためのブローファンとを前記仕切板上に配置し、
この仕切板上には、前記キャビネットの吹出口に設けられたベルマウスの近傍に前記ポンプを設置すると共に、このポンプの周囲に熱交換室と連通する通気口を設けたことを特徴とする空気調和機の室外ユニット。
請求項１に記載の空気調和機の室外ユニットにおいて、
前記仕切板のポンプ設置部は、取付け用の孔部が設けられ、
前記ポンプは、中央部にポンプを設置する中央設置面、その両端に支持片部を備え中央設置面が下方に窪んだ構成のポンプ取付部材に取付けられたポンプユニットを構成し、前記ポンプ取付部材は、中央設置面が前記仕切板の取付け用の孔部に挿入されて、前記ポンプの下部位が前記孔部を貫通して前記仕切板の載置面より下方に位置するよう設置されることを特徴とする空気調和機の室外ユニット。
請求項１に記載の空気調和機の室外ユニットにおいて、前記キャビネットの一側面にはパックドバルブ用開口部が形成された側板が取付けられ、この側板の内側面にはポンプと室内を連通し酸素取出口を有する富化酸素供給管が取付けられていることを特徴とする空気調和機の室外ユニット。