JP4920650B2 - 空気調和機の室外機および空気調和機、並びにその室外機の凍結防止装置 - Google Patents

Description

この発明は、空気調和機の室外機および空気調和機、並びにその室外機の凍結防止装置に関する。

一般に、ヒートポンプ式空気調和機は室内ユニット（室内機に同じ）と、室外ユニット（室外機に同じ）とから構成され、室外ユニットに設置された熱交換器で室外空気から熱を吸収するため、空気中の水分が熱交換器の表面において凝縮（結露）することがある。かかる凝縮した水（凝縮水）は熱交換器から流れ落ち、熱交換器が設置されている底板上にドレン水となって溜まる。そして、このドレン水は底板に形成されたドレン排水口を経由して機外へ排水されるようになっている。
また、空気調和機の運転中に室外温度が下がると、熱交換器の表面温度も下がり凍結し始める。そうすると、熱交換器は氷で覆われて室外空気との熱交換ができなくなり、吸熱効果が減少し、暖房能力も減少する。このため、かかる暖房能力の減少を防止するため、霜取り運転に入り、熱交換器表面の氷を融かすようにしている。そして、氷を融かした水（融解水）は底板上へ流れ落ちてドレン排水口から排水されるようになっている。

しかしながら、外気温度が非常に低い場合、底板上に流れ落ちたドレン水や融解水はドレン排水口から排水される前に底板上において再凍結してしまう。そして、一度凍結すると凍結は進行し、熱交換器は氷で覆われてしまい暖房能力が低下したり、氷の成長によって熱交換器を構成する配管がつぶれたり、熱交換器に対峙して配置されたプロペラファンが氷との接触によって破壊したりする。
このため、底板上に凍結防止ヒーターを設置してドレン水や融解水の再凍結を防ぐようにしている（例えば、特許文献１、２参照）。

実開昭６３−６９９２６号公報（第５−６頁、第２図） 特開２００４−６９２２０号公報（第４−５頁、第２図）

しかしながら、特許文献１に開示された凍結防止ヒーターは、室外機の底板フランジ部に形成されたレール状（凹溝を具備する）の突出部の凹部に配設され、突出部に載置された伝熱材を介して、熱交換器によって底板（突出部に同じ）に押し付けられ、底板と熱交換器とによって挟み込まれるように固定されていた。
また、特許文献２に開示されたヒーターは、二条の凹部を具備する断面弓字状の隔絶板の凹部に配置され、底板にネジ固定された隔絶板によって、底板に押し付けられて固定されていた。
このため、以下に示す問題点があった。
（１）凍結防止ヒーターは熱交換器下部に配置され、底板と挟み込まれている、または隔絶板にてネジ止めされている為、サービスおよびメンテナンス時には熱交換器を取り外さなければならず手間がかかる。
（２）凍結防止ヒーターは隔絶版にて底板にネジ固定されている為、製造時（ライン組立て時）に手間がかかる。
（３）隔絶板を底板に固定しているネジの先端は、底板の下面から突出（空気調和機の室外機の機外に突出するに同じ）して露出する為、ネジカバーによって覆わなければならず、部品点数が増え、製造コストが上昇する。

（４）また、凍結防止対策のなされていない既設の空気調和機の室外機において、ドレン水が凍結してしまい、凍結防止ヒーターを取り付ける処置（サービス）が要求された場合、凍結防止ヒーターの取り付けは熱交換器を取り外し、底板上に凍結防止ヒーターを設置後隔絶板をネジ止めしなければならず、手間のかかるサービスとなっていた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、安価で組立て性およびサービス性の向上した、室外機の凍結防止装置およびかかる凍結防止装置が設置された室外機、並びにかかる室外機を有する空気調和機を得るものである。

この発明に係る空気調和機の室外機は、底部を形成する底板と、
該底板の上に設置される熱交換器と、
前記底板と該熱交換器との間に配置されて、前記底板の一部を加熱する凍結防止ヒーターと、
前記凍結防止ヒーターを挟み込む上固定具および下固定具と、を有し、
前記上固定具および下固定具が前記凍結防止ヒーターを挟み込んだ状態で、前記上固定具が前記熱交換器によって下方に押し付けられ、少なくとも前記下固定具の一端が、前記底板に形成されたドレン排水口に嵌入されることを特徴とする。

本発明に係る空気調和機の室外機は、上固定具および下固定具が凍結防止ヒーターを挟み込むと共に、下固定具の一端が底板に開口させたドレン穴に嵌入されるものであるため、構造が簡素で、組立て性およびサービス性が向上するという効果を有する。

[実施の形態１：空気調和機の室外機]
図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機を説明するものであって、室外機の一部を分解して示す斜視図である。
図１において、図示しない空気調和機は、室外機１００と図示しない室内機と、両者を連結して冷媒や制御情報等を流通（交換）させる図示しない連結手段とを有している。
室外機１００には、冷凍サイクルを構成する圧縮機と、熱交換器２と、図示しない膨張手段（電子膨張弁やキャビラリチューブ等）と、これらを連結する図示しない配管と、を有し、これらが、底板６に設置されている。
このとき、平面視略Ｌ字状の所定幅である熱交換器２の一部の直下に、熱交換器２の外郭の一部に略一致する一部が不連続なループ状に形成された凍結防止ヒーター１が配置されている。凍結防止ヒーター１は上固定具３と下固定具４とによって把持され、底板６（正確には、底板６に形成されたドレン排水口５）に設置されている（これについては、別途詳細に説明する）。

[実施の形態２：室外機の凍結防止装置]
図２〜図６は本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室外機の凍結防止装置を説明するものであって、図２は室外機の一部を分解して示す斜視図、図３は一部を透視した平面図、図４は凍結防止装置を拡大して示す斜視図、図５は凍結防止装置を抜き出して示す斜視図、図６は凍結防止装置を拡大して示す側面視の断面図である。
図２〜図６において、凍結防止ヒーター１は上固定具３および下固定具４によって把持され（図２参照）、熱交換器２の下部に配置された底板６には、開口したドレン排水口５が形成され、凍結防止ヒーター１はドレン排水口５の周囲および熱交換器２の下部に設置されている（図３参照）。

そして、凍結防止ヒーター１を把持した上固定具３および下固定具４のうち、下固定具４の一部はドレン排水口５に脱着可能に嵌入され、上固定具３は熱交換器２に押し付けられている。このとき、上固定具３は下固定具４を底板６に押し付けるから、凍結防止ヒーター１は上固定具３および下固定具４によって把持された状態で、底板６に固定されている（図４参照）。

図５の（ａ）および（ｂ）において、上固定具３は、断面略四角の上筒状部３ａと、上筒状部３ａの上端から所定距離だけ立ち上がった位置で放射状に外側に向かって折り曲げられた対向する一対のヒータ把持上フランジ３ｂと、上筒状部３ａの上端でヒータ把持上フランジ３ｂよりも高い位置で放射状に外側に向かって折り曲げられた対向する一対の熱交換器当接上フランジ３ｃとを有している。一対のヒータ把持上フランジ３ｂと一対の熱交換器当接上フランジ３ｃとは、平面視で略十字状を呈している。そして、一対のヒータ把持上フランジ３ｂのそれぞれには、凍結防止ヒーター１が侵入自在な凹溝３ｄが形成され、上筒状部３ａの底にはドレン穴７が形成されている。

また、下固定具４は、断面略四角の下筒状部４ａと、下筒状部４ａの上端から所定距離だけ立ち上がった位置で放射状に外側に向かって折り曲げられた対向する一対のヒータ把持下フランジ４ｂと、下筒状部４ａの上端でヒータ把持下フランジ４ｂよりも高い位置で放射状に外側に向かって折り曲げられた対向する一対の固定具当接下フランジ４ｃとを有している。一対のヒータ把持下フランジ４ｂと一対の上固定具当接下フランジ４ｃとは、平面視で略十字状を呈している。そして、下筒状部４ａの底にはドレン穴７が形成されている。
なお、下固定具４の下筒状部４ａはドレン排水口５に侵入自在であり、下固定具４の下筒状部４ａの内部に上固定具３の上筒状部３ａが侵入自在になっている。
なお、本発明は、上固定具３および下固定具４の形態を図示するものに限定するものではなく、例えば、上固定具３に替えて下固定具４に凍結防止ヒーター１が侵入自在な凹溝を形成してもよい。上筒状部３ａおよび下筒状部４ａは略矩形状に替えて略円形や略楕円形であってもよい。

（動作）
次に動作について説明する。
図６において、空気調和機の暖房運転によって空気中の水分が凝縮すると、空気調和機の室外機１００の熱交換器２の表面に凝縮水８が発生し、ドレン水９となって底板６上に流れ落ちる。
凍結防止ヒーター１は外気温度が非常に低い場合に通電され、発熱して高温となる為、底板６上に流れ落ちたドレン水９の再凍結を防止している。ドレン水９は底板６上に流れ落ちた後、上固定具３に形成されたドレン穴７および下固定具４に形成されたドレン穴７を経由して外部へ排水される。
このとき、上固定具３および下固定具４によって固定された凍結防止ヒーター１は底板６のドレン排水口５に嵌入され、上方が熱交換器２に接触して押し付けられているだけであるため、熱交換器２を持ち上げることにより脱着可能となる。

以上のように、上固定具３および下固定具４によって挟まれた凍結防止ヒーター１は、空気調和機の室外機１００の底板６上に開設されたドレン穴７に嵌入され固定されているため、構成が簡素であって、組み立ておよび脱着が容易となる。したがって、安価で組み立て性およびサービス性の向上した凍結防止ヒーター１を備えた空気調和機の室外機の凍結防止装置を得ることができる。

[実施の形態３：室外機の凍結防止装置]
図７は本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室外機の凍結防止装置を説明する一部を透視した平面図である。
図７において、空気調和機の室外機２００は、底板６に矩形状のドレン排水口５が開設されている点が、円形のドレン排水口５が開設されている実施の形態２と相違し、これを除く構成は実施の形態２と同じであるから同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
したがって、矩形状のドレン排水口５に挿入（嵌合）された下固定具４は回転不能になるため、上固定具３および下固定具４に把持された凍結防止ヒーター１が、ドレン排水口５を回転中心として回転することが防止される。すなわち、室外機２００は凍結防止ヒーター１の回転を防止する回転防止機能を備えている。
なお、本発明はドレン排水口の形状を矩形状に限定するものではなく、略楕円形や略多角形であってもよい。

[実施の形態４：室外機の凍結防止装置]
図８は本発明の実施の形態４に係る空気調和機の室外機の凍結防止装置を説明する側面視の断面図である。なお、実施の形態２と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図８において、空気調和機の室外機３００は、底板６に小径のドレン排水口５が開設されている点を特徴としている。なお、実施の形態２と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
凍結防止ヒーター１は低温時に通電することにより発熱し、かかる温熱は下固定具４を経由して底板６に伝わり、底板６を加熱する。したがって、ドレン水の再凍結は防止され、ドレン排水口５およびドレン穴も温められているため、ドレン穴７を比較的小径にしても、ドレン水９の凍結により塞がれることが無い。

例えば、ドレン穴７を指先１０等よりも小さく開口させることが可能となる。そうすると、室外機３００の清掃時等に不意に指先１０が下固定具４内に差し込まれることが防止されるから、凍結防止ヒーター１への接触を防ぐことが可能となり、火傷などのケガを防止することができる。すなわち、室外機３０のは、指先１０等の凍結防止ヒーター１への接触防止機能を備えたものである。
なお、以上は、１個のドレン穴７を示しているが、本発明はこれに限定するものではなく、複数個の小径ドレン穴を形成してもよい。

[実施の形態５：空気調和機]
本発明の実施の形態５に係る空気調和機は、前記空気調和機の室外機１００〜３００の何れかと、公知の室内機と、両者を連結して冷媒や制御情報等を流通（交換）させる公知の連結手段とを有している。したがって、 構成が簡素であって、組み立ておよび脱着が容易となる。したがって、安価で組み立て性およびサービス性の向上している。

本発明によれば、安価で組立て性およびサービス性が向上するから、各種空気調和機の室外機の凍結防止装置、およびかかる凍結防止装置が設置された各種室外機、並びにかかる室外機を有する各種空気調和機として広く利用することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機を説明する室外機の一部を分解して示す斜視図。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室外機の凍結防止装置を説明する室外機の一部を分解して示す斜視図。 図２に示す室外機の凍結防止装置の一部を透視した平面図。 図２に示す室外機の凍結防止装置を拡大して示す斜視図。 図２に示す室外機の凍結防止装置を抜き出して示す斜視図。 図２に示す室外機の凍結防止装置を拡大して示す側面視の断面図。 本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室外機の凍結防止装置を説明する一部を透視した平面図。 本発明の実施の形態４に係る空気調和機の室外機の凍結防止装置を説明する側面視の断面図。

符号の説明

１：凍結防止ヒーター、２：熱交換器、３：上固定具、３ａ：筒状部、３ｂ：ヒータ把持フランジ、３ｃ：熱交換器当接フランジ、３ｄ：凹溝、４：下固定具、４ａ：筒状部、４ｂ：ヒータ把持フランジ、４ｃ：上固定具当接フランジ、５：ドレン排水口、６：底板、７：ドレン穴、８：凝縮水、９：ドレン水、１０：指先、１００：室外機（実施の形態１、２）、２００：室外機（実施の形態３）、３００：室外機（実施の形態４）。

Claims (6)

1. 底部を形成する底板と、
   該底板の上に設置される熱交換器と、
   前記底板と該熱交換器との間に配置されて、前記底板の一部を加熱する凍結防止ヒーターと、
   前記凍結防止ヒーターを挟み込む上固定具および下固定具と、を有し、
   前記上固定具および下固定具が前記凍結防止ヒーターを挟み込んだ状態で、前記上固定具が前記熱交換器によって下方に押し付けられ、少なくとも前記下固定具の一端が、前記底板に形成されたドレン排水口に嵌入されることを特徴とする空気調和機の室外機。
2. 前記上固定具は、ドレン穴が形成された上筒状部と、上筒状部の上部に形成された対向する一対のヒータ把持上フランジおよび対向する一対の熱交換器当接上フランジとを具備し、該ヒータ把持上フランジには前記凍結防止ヒーターが侵入自在な凹溝が形成され、
   前記下固定具は、ドレン穴が形成された下筒状部と、下筒状部の上部に形成された対向する一対のヒータ把持下フランジおよび対向する一対の熱交換器当接下フランジとを具備し、
   前記上筒状部の一端が前記下筒状部の内に侵入した状態で、前記ヒータ把持上フランジおよび前記ヒータ把持下フランジが前記凍結防止ヒーターを把持することを特徴とする請求項１記載の空気調和機の室外機。
3. 前記ドレン排水口が、多角形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機の室外機。
4. 底部を形成する底板と、該底板の上に設置される熱交換器との間に配置されて、前記底板の一部を加熱する凍結防止ヒーターと、
   該凍結防止ヒーターを挟み込む上固定具および下固定具と、を有し、
   前記上固定具および下固定具が前記凍結防止ヒーターを挟み込んだ状態で、前記上固定具が前記熱交換器によって下方に押し付けられ、少なくとも前記下固定具の一端が、前記底板に形成されたドレン排水口に嵌入されることを特徴とする空気調和機の室外機の凍結防止装置。
5. 前記上固定具は、ドレン穴が形成された上筒状部と、上筒状部の上部に形成された対向する一対のヒータ把持上フランジおよび対向する一対の熱交換器当接上フランジとを具備し、該ヒータ把持上フランジには前記凍結防止ヒーターが侵入自在な凹溝が形成され、
   前記下固定具は、ドレン穴が形成された下筒状部と、下筒状部の上部に形成された対向する一対のヒータ把持下フランジおよび対向する一対の熱交換器当接下フランジとを具備し、
   前記上筒状部の一端が前記下筒状部の内に侵入した状態で、前記ヒータ把持上フランジおよび前記ヒータ把持下フランジが前記凍結防止ヒーターを把持することを特徴とする請求項４記載の空気調和機の室外機の凍結防止装置。
6. 室内機と、
   請求項１乃至３の何れかに記載の空気調和機の室外機と
   を有することを特徴とする空気調和機。

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