JP5060446B2 - 空気調和機の室外機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機の室外機に係り、特に室外機に設置されるドレンパンにヒータが設けられる構造に関する。

寒冷地や降雪地で使用されるヒートポンプ式空気調和機においては、冬季の暖房運転時に室外空気の湿度が高い場合、熱源となる室外機の熱交換器（以下、適宜、室外熱交換器と略す。）に着霜が生じやすくなる。このように室外熱交換器に着霜が生じると、室外空気の通風路が狭くなるため、室外熱交換器の熱交換量が減少する。これに伴い、室外熱交換器を流れる冷媒の蒸発温度が下がるため、室外熱交換器の表面温度が低下して着霜がさらに進み、室外熱交換器で室外空気から汲み上げる熱量が減少する。その結果、室内機の熱交換器から放熱する熱量が減少し、暖房能力が低下して室内の快適性が損なわれるおそれがある。

これを防ぐため、室外熱交換器への着霜量が所定量を超えたときには、除霜運転を開始することにより、着霜を融解してドレンパン上に落下させ、ドレン穴を通じて機外に排出することが行われている。

しかしながら、例えば、外気温が氷点下まで低下すると、除霜運転により融解した融解水はドレン穴から排出される前にドレン穴付近で再氷結し、ドレン穴を塞ぐことがある。このようにドレン穴が閉塞すると、融解水の再氷結はドレンパン上で広範囲に進行し、熱交換器が氷で覆われることにより、暖房能力が低下して室内の快適性が損なわれるおそれがある。

このようなドレンパン上での再氷結を防止するため、ドレン穴を包囲するように管状のヒータをドレンパンの底面上に沿って設置し、ドレン穴の周囲を加熱することにより、再氷結によるドレン穴の閉塞を防止するようにした室外機のドレンパン構造が開示されている（特許文献１参照。）。

ところで、氷雪地等においては、室外機を氷雪などから保護するため、架台や吊り架台等を利用して、室外機が所定の高さ位置に据え付けられている。しかし、このような据付構造によれば、例えば、ドレンパンの下からドレン穴に指が入れられた場合、ドレン穴の近傍に配置されるヒータに指先が触れ、火傷を負う危険性がある。

このため、特許文献１では、ドレン穴の近傍に配置されるヒータを隔絶板で包囲するとともに隔絶板をドレンパンの底面に直接固定し、指がヒータに触れないようにした保護構造を開示している。また、隔絶板とヒータが接触する面積を少なくして熱伝導による隔絶板の温度上昇を抑制するため、隔絶板に凸部を形成し、この凸部を介してヒータを底面に押し付けるようにした構造が開示されている。

特開２００４−６９２２０号公報

しかしながら、特許文献１の隔絶板は、ドレン穴の近傍に略平行に配置される２本のヒータを、それぞれ矩形の板材の両端に形成される凹部で上から包み込み、これらの凹部をつなぐ２箇所の連結部の間にドレン穴を配置し、連結部をドレンパンの底面に固定する構造になっている。すなわち、隔絶板は、連結部と凹部でドレン穴を取り囲むように形成されるため、ドレンパンの水は、連結部を乗り越える程度まで水量が溜まらなければ、ドレン穴から排水されない。

さらに、ドレン穴を取り囲む隔絶板の周囲には、ヒータが隔絶板を取り囲むように配置されているため、特にヒータの外側の排水性が悪くなり、ドレンパンの一部で再凍結が生じるおそれがある。

また、特許文献１では、隔絶板に凸部を形成し隔絶板の温度上昇を抑制するようにしているが、隔絶板はヒータと直接接する構造のため、時間が経過するにつれて隔絶板の温度は上昇し、安全性の点で改良の余地がある。

本発明は、簡単な構造で、ドレンパンの安全性を向上させ、かつ、ドレンパンに溜まった融解水の排水性を向上させることにより、融解水の再氷結を抑制し、空気調和機の信頼性を向上させることを課題とする。

本発明では、上記課題を解決するため、室外熱交換器の下方に設置され、融解水を排水するドレン穴が設けられたドレンパンと、このドレンパンの底面上に沿って設けられるヒータと、このヒータの一部を底面に押し付けて固定する固定具と、ドレン穴の周縁とヒータとの間を仕切る壁を形成する保護板とを備え、ドレン穴は、ヒータに包囲されない位置に配置され、保護板は、固定具又は底面のいずれかに支持されてなるものとする。

本発明によれば、ヒータの取り付け位置によらず、保護板を所定の位置まで延在させることにより、ドレン穴の近傍に配置されるヒータとドレン穴との間に壁を設けることができる。この壁はドレン穴の周縁とヒータとの間を仕切るものであればよく、簡単な構造とすることができる。ここで、保護板は、底面で支持するようにしてもよいし、固定具で支持するようにしてもよい。このようにすれば、いずれの場合もヒータの熱が直接壁に伝えられることがないため、壁の温度上昇を抑制することができ、安全性を高めることができる。なお、保護板を固定具で支持する場合には、例えば、固定具と壁との距離を長くすることにより、壁の温度上昇をさらに抑制することができ、安全性をより高めることができる。

また、本発明によれば、ドレン穴の周縁を包囲するものがないため、排水性を高めることができる。これにより、融解水の再氷結を抑制することができ、空気調和機の信頼性を向上させることができる。

この場合において、保護板は、固定具を折り曲げて底面から浮かせてなる折り曲げ部の上面に一端が取り付けられ、底面から浮いた状態で延在させた先を底面に向かって折り曲げることにより壁を形成することを特徴とする。

これによれば、ヒータで加熱された固定具を折り曲げ部で放熱させることができるため、折り曲げ部に保護板を取り付けることにより、保護板に伝わる熱量を少なくすることができる。また、保護板を浮かせた状態で延在させることができるため、保護板から熱が放出され、壁に伝わる熱量を少なくすることができるため、安全性を高めることができる。

さらに、固定具は、ヒータを上から囲って支持する第１の凹部と、この第１の凹部と隣り合って形成され、ヒータの温度ヒューズを下から囲って支持する第２の凹部とを有し、保護板は、温度ヒューズを第２の凹部に押し付けるようにして固定具に取り付けられているものとする。

これによれば、固定具にヒータの温度ヒューズを取り付ける際には、第１の凹部と第２の凹部が隣り合って形成されるため、ヒータの温度を温度ヒューズに正確に反映させることができ、高い精度でヒータの過熱を検知することができる。これにより、ヒータの取り扱い上の安全性を高めることができる。

また、保護板は、壁に向かって延在する途中に、その延在方向と直交する方向の断面積を小さくするくびれ部と、くびれ部に続いて断面積を拡張する拡張部とを有してなるものとする。

これによれば、固定具を通じて保護板の一端側が加熱されても、くびれ部において熱伝導を妨げることができ、さらに拡張部で熱を分散させるとともに放熱を促進させることができるため、壁に伝わる熱量を少なくし、安全性をより高めることができる。

ここで、保護板と折り曲げ部の上面との間には、断熱材を挟持するようにしてもよい。このようにすれば、保護板に伝わる熱量を大幅に低減できるため、壁の温度上昇を抑制し、安全性をさらに高めることができる。

また、壁のドレン穴に向いた側面には、断熱材を設けるようにしてもよい。このようにすれば、より簡易的な方法で安全性をさらに高めることができる。

本発明によれば、簡単な構造で、ドレンパンの安全性を向上させることができ、しかも、ドレンパンに溜まった融解水の排水性を向上させることができるため、融解水の再氷結を抑制し、空気調和機の信頼性を向上させることができる。

以下、本発明を適用してなる空気調和機の室外機の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明を適用してなる空気調和機の室外機のドレンパンとこれに取り付けられる構成部品の分解斜視図、図２は、ドレンパンにヒータを取り付けた状態を示す斜視図、図３は、図２に保護板を取り付けた状態を示す斜視図、図４は、固定具の構造を示す斜視図、図５は、保護板の構造を示す斜視図、図６は、固定具に保護板を取り付けた状態を示す部分断面図、図７は、ドレン穴に指を入れた状態を示す部分断面図である。

本実施形態の室外機は、図示しない室外熱交換器の下方にドレンパンが設けられ、ドレンパンにはヒータが取り付けられて構成される。以下の説明では、ドレンパンとヒータに関連する構成部品（以下、これらをドレンパン構造と総称する。）を中心に説明し、他の構成については説明を省略する。

図１〜図３に示すように、本実施形態のドレンパン構造は、ドレンパン１と、ヒータ２と、固定具４と、保護板５と、温度ヒューズ６を備えて構成される。ドレンパン１は底面７が平らな矩形の浅い容器であり、四隅の一角には長円のドレン穴３が底面７を貫通して形成されている。ドレン穴３は、ドレンパン１に溜まった水の集中排水を目的とするものであるため、形状は長円に限られるものではない。また、ドレン穴３が形成される場所は、ドレンパン１の四隅の一角に限られるものではないが、後述するように、周囲がヒータ２で囲われていない位置に配置されている必要がある。

ヒータ２は、例えばシーズヒータのような管状のヒータであり、１本のヒータを平面状で折り曲げて形成される。具体的には、略矩形の環状に折り曲げた環状部分８と、一端側と他端側を直線状で並列させた並列部分９により構成される。環状部分８は、その一角を斜めに折り曲げて角部をなくし、その斜めのヒータ部分がドレン穴３の近傍に配置されている。つまり、環状部分８の外側にドレン穴３が配置されている。

ヒータ２を平面状に折り曲げて形成するのは、ドレンパンの底面７との密着性を高めるためであり、所定の形状に折り曲げるのは、ヒータ２を底面７と広い範囲で接触させて底面全体を均一に加熱するためである。したがって、ヒータ２の折り曲げ形状は、本実施形態の形状に限定されるものではなく、例えば底面７の長手方向を往復させて蛇行するような形状であってもよい。ただし、この場合においても、ドレン穴３の近傍にヒータ２の一部を配置させる必要がある。これは、融解水の再氷結によるドレン穴３の閉塞を防止するためである。

固定具４は、ヒータ２の環状部分８の一部を底面７に固定するとともに、保護板５の一端を支持する支持台としての役割をなしている。固定具４がヒータ２を固定する位置は特に限定されるものではなく、本実施形態のように、環状部分８であってもよいし、並列部分９であってもよい。

固定具４は、矩形の板材を適宜折り曲げて形成され、ヒータ２の環状部８を固定する際には、図２に示すように、固定具４の長手方向の一端側に形成される下向きの凹部をヒータ２の上から被せるとともに、他端側に向かって延在する平面部分を環状部分８の内側に配置させ、その平面部分の螺子穴と底面７の螺子穴を介して螺子１５で締結するようになっている。

保護板５は、底面７に直接取り付けることも可能であるが、本実施形態では、一端が固定具４に支持された肩持ちの構造となっている。つまり、保護板５は、固定具４に支持された一端側からドレン穴３の方向に底面７から浮いた状態で延在し、他端側を下方、つまり底面７に向かって略直角に折り曲げることにより、ドレン穴３とヒータ２の間を仕切る壁部１０を形成するようになっている。

次に、固定具４の構成について図４を参照して詳細に説明する。

固定具４は、その一端側に平面部１２を有し、この平面部１２の長手方向Ｘの端部を上向きに直角に折り曲げ、続いて長手方向Ｘに直角に折り曲げ、さらに折り曲げた長手方向Ｘの端部を下向きに直角に折り曲げることにより、凸状の折り曲げ部１３を形成する。そして、折り曲げ部１３を長手方向Ｘに直角に折り曲げた先を下向きに開口する断面Ｒ状となるように折り曲げることにより、凹部１４を形成する。なお、このような固定具４は、通常プレス加工により形成されるが、曲げ加工の手順は上記の例に限定されるものではない。

平面部１２には、螺子穴１２ａが形成されており、平面部１２の螺子穴１２ａを底面７に形成される図示しない螺子穴と合わせた状態で、平面部１２の上方から螺子１５で締め付けることにより、固定具４が底面７に固定されるようになっている。折り曲げ部１３には、保護板５を固定するための螺子穴１３ａ，１３ｂが形成されている。

凹部１４の下向きの内周面１４ａは、ヒータ２の外周面を囲うものであり、例えばヒータ２の外周面に倣ってヒータ２と密着するように形成されている。凹部１４の上向きの外周面１４ｂと折り曲げ部１３の長手方向Ｘの側面１３ｃとの間には、上方に開口する凹部１７が形成され、この凹部１７が温度ヒューズ６を下から囲って支持するようになっている。

次に、保護板５の構成について図５を参照して詳細に説明する。

保護板５は、固定具４の折り曲げ部１３の上面と当接する平面状の取り付け面１８と、取り付け面１８の側縁から長手方向Ｙと直交する方向に延在するカバー面１９と、取り付け面１８の長手方向Ｙに連なって形成されるくびれ部２０と、くびれ部２０の長手方向Ｙに連なって形成される拡張部２１と、拡張部２１の長手方向Ｙの端面を折り曲げて形成される壁部１０と、壁部１０の側縁に連なって形成される保護部２２とを備えて形成される。

取り付け面１８には、螺子穴１８ａ，１８ｂが形成されており、取り付け面１８を固定具４の折り曲げ部１３の上面に重ねた状態で、螺子穴１３ａ，１３ｂと螺子穴１８ａ，１８ｂを介して上方から螺子１６ａ，１６ｂをそれぞれ締め付けることにより、保護板５が固定具４の上に支持されるようになっている。

カバー面１９は、図６に示すように、下向きに開口する凹部１９ａが、固定具４の凹部１７上に支持された温度ヒューズ６を上方から押し付けて挟持するようになっている。取り付け面１８と、くびれ部２０と、拡張部２１は、同一平面状に形成されている。壁部１０は、拡張部２１の端面を下方に略直角に折り曲げて形成されている。

くびれ部２０は、幅方向、つまり長手方向Ｙと直交する方向の幅寸法が、取り付け面１８の幅方向の寸法よりも小さく形成されており、例えば、強度上の問題が生じない限り、幅寸法は小さい方が望ましい。これに対し、拡張部２１は、長手方向Ｙと直交する方向の幅寸法が、取り付け面１８の側端からカバー面１９の側端までの幅寸法よりも大きく形成されている。ここで、拡張部２１の幅寸法は大きい方が望ましいが、その上限は、例えばドレン穴３の大きさや壁部１０の幅寸法２３に基づいて設定される。拡張部２１の幅寸法は、概ね長手方向Ｙに向かって拡大するように形成されている。

また、壁部１０の側縁には保護部２２が設けられているが、これは、安全上、ドレン穴３の周縁とドレン穴３の近傍に配置されるヒータ２との隙間を完全に仕切るためのものであるため、その形状は図５の例に限定されるものではない。

次に、このようにして構成されるドレンパン構造の作用について説明する。

まず、本実施形態では、ドレン穴３をヒータ２の環状部分８の外側に配置している。すなわち、環状部分８の外側の底面７は、外気温の影響を受けて内側よりも温度が低くなる傾向にある。本実施形態では、ドレン穴３を１周で取り囲むものがないため、ドレンパン１に溜まった融解水は、その流れが邪魔されることなくドレン穴３まで流れる。これにより、融解水の排水性を高めることができるため、融解水の再氷結を抑制し、空気調和機の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態では、保護板５の一端を固定具４の上で支持するとともに、保護板５の他端側を底面７から浮かせた状態で延在させた先を、ドレン穴３とドレン穴３の近傍のヒータ２との間で折り曲げ、壁部１０を形成するようにしている。これによれば、ヒータ２の配置や固定具４の取り付け位置に関係なく、所望の位置に壁部１０を設けることができるため、構成部品のレイアウトの設計自由度を高めることができる。

また、保護板５は、固定具４を折り曲げて底面から浮かせた折り曲げ部１３の上面に一端を取り付けるようにしているため、ヒータ２で加熱された固定具４は、折り曲げ部１３において放熱され、保護板５に伝わる熱量を少なくすることができる。そして、折り曲げ部１３に保護板５を取り付けることにより、保護板５を浮かせた片持ちの状態で延在させることができるため、壁部１０に至るまでの途中で、固定具４から保護板５に伝わった熱量を放熱させることができる。

また、保護板５では、くびれ部２０において長手方向Ｙと直交する方向の断面積が減少するため、熱伝導を妨げることができ、続く拡張部２１では、断面積が拡張されるため、熱が分散されるとともに放熱を促進させることができる。これらの構成により、壁部１０に伝わる熱量を大きく減少することができるため、壁部１０の温度を低温に保持することができる。

ここで、図７を用いて、ドレンパン１の下方からドレン穴３に指２４が入れられた場合について説明する。本実施形態によれば、ドレン穴３の周縁とヒータ２との間に、壁部１０が設けられている。この壁部１０は、ドレン穴３とヒータ２との間を確実に遮蔽するように形成されているため、指先がヒータ２と接触することはなく、しかも、壁部１０の温度は低温に保持されているため、指先が壁部１０に触れても火傷の危険がなく、高い安全性を確保することができる。

また、図６に示すように、本実施形態によれば、固定具４と保護板５との間に温度ヒューズ６が挟持され、ヒータ２と温度ヒューズ６はそれぞれ固定具４と密着した状態で支持されている。このように固定具４がヒータ２及び温度ヒューズ６と緊密に噛み合い接触することにより、ヒータ２の温度を、固定具４を挟んで反対側に設けられる温度ヒューズ６に正確に反映することができ、高い精度でヒータ２の過熱を検知することができる。このため、本実施形態によれば、ヒータ２の取り扱い上の安全性を高めることができる。

また、上述した構成において、保護板５と固定具４の折り曲げ部１３の上面との間には、断熱材を挟持するようにしてもよい。このようにすれば、保護板５に伝わる熱量を大幅に低減できるため、壁部１０の温度上昇を抑制し、安全性をさらに高めることができる。また、壁部１０のドレン穴３に向いた側面には、断熱材を設けるようにしてもよい。このようにすれば、簡易的な方法で安全性をさらに高めることができる。

以上述べたように、本実施形態によれば、ドレン穴３の周囲を取り囲むものがないため、融解水の排水性を向上させることができ、融解水の再氷結を防止することができる。これにより、空気調和機の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、固定具４と保護板５を用いることにより、ヒータ２を所望の位置に固定することができ、かつ、ドレン穴３の近傍に設けた壁部１０の温度を低く保つことができるため、ドレン穴３から指が入れられたとしても、指がヒータ２に触れることがなく、壁部１０に触れて火傷を負う危険性もないため、ドレンパンの安全性を向上させることができる。

なお、上述した実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記の実施形態の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。また、本発明による空気調和機の室外機におけるドレンパン構造は、ルームエアコンから大型エアコンに至るまで広く適用することが可能である。

本発明を適用してなる空気調和機の室外機のドレンパンとこれに取り付けられる構成部品の分解斜視図である。 本発明を適用してなる空気調和機の室外機のドレンパンにヒータを取り付けた状態を示す斜視図である。 図２に保護板を取り付けた状態を示す斜視図である。 本発明を適用してなる空気調和機の室外機のドレンパンに取り付けられた固定具の構造を示す斜視図である。 本発明を適用してなる空気調和機の室外機のドレンパンに取り付けられた保護板の構造を示す斜視図である。 本発明を適用してなる空気調和機の室外機のドレンパンに取り付けられた固定具に保護板を取り付けた状態を示す部分断面図である。 本発明を適用してなる空気調和機の室外機のドレンパンにおいてドレン穴に指を入れた状態を示す部分断面図である。

符号の説明

１ ドレンパン
２ ヒータ
３ ドレン穴
４ 固定具
５ 保護板
６ 温度ヒューズ
７ 底面
１０ 壁部
１３ 折り曲げ部
１４，１７ 凹部
１８ 取り付け面
２０ くびれ部
２１ 拡張部
２４ 指

Claims (5)

1. 室外熱交換器の下方に設置され、融解水を排水するドレン穴が設けられたドレンパンと、前記ドレンパンの底面上に沿って設けられるヒータと、該ヒータの一部を前記底面に押し付けて固定する固定具と、前記ドレン穴の周縁と前記ヒータとの間を仕切る壁を形成する保護板とを備え、
   前記ドレン穴は、前記ヒータに包囲されない位置に配置され、
   前記保護板は、前記固定具又は前記底面のいずれかに支持され、前記固定具を折り曲げて前記底面から浮かせてなる折り曲げ部の上面に一端が取り付けられ、前記底面から浮いた状態で延在させた先を前記底面に向かって折り曲げることにより前記壁を形成してなる空気調和機の室外機。
2. 前記固定具は、前記ヒータを上から囲って支持する第１の凹部と、該第１の凹部と隣り合って形成され、前記ヒータの温度ヒューズを下から囲って支持する第２の凹部とを有し、
   前記保護板は、前記温度ヒューズを前記第２の凹部に押し付けるようにして前記固定具に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。
3. 前記保護板は、前記壁に向かって延在する途中に、該延在方向と直交する方向の断面積を小さくするくびれ部と、該くびれ部に続いて前記断面積を拡張する拡張部とを有してなる請求項１又は２に記載の空気調和機の室外機。
4. 前記保護板と前記折り曲げ部の上面との間に断熱材が挟持されてなる請求項１乃至３のいずれかに記載の空気調和機の室外機。
5. 前記壁の前記ドレン穴に向いた側面には、断熱材が設けられてなる請求項１乃至４のいずれかに記載の空気調和機の室外機。

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