JP5246325B2 - 冷凍装置の室外ユニット - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍装置の室外ユニット、特に熱交換器を備える冷凍装置の室外ユニットに関する。
冷凍装置で用いられる熱交換器には、例えば特許文献1(特開2011−69543号公報)に記載されているように、熱交換器の両側の側部にそれぞれヘッダタンク(ヘッダ集合管)が設けられる。そして、熱交換を行うために、2つのヘッダタンクの間に接続されている扁平チューブ(扁平多穴管)の中を冷媒が流通する。そして、特許文献1に記載されているように、一方のヘッダタンクから冷媒が流入し、熱交換を行いながら扁平チューブを通って他方のヘッダタンクまで到達した後、他方のタンクでUターンして扁平チューブを通って一方のヘッダタンクに戻るような構成を持つタイプの熱交換器がある。
冷媒が2つのヘッダタンクの間をUターンして流通する特許文献1に記載のタイプの熱交換器を冷凍装置の室外ユニットに配置する場合には、冷媒配管を短くしてコンパクト化するために冷媒が流入出するヘッダタンクが冷凍装置で用いられる圧縮機に近い側に配置される。また、冷凍装置を制御するための制御装置も圧縮機が配置される機械室に配置されるのが一般的である。
ところで、冷凍装置を適切に制御するために、熱交換器の中を流通する冷媒の温度をサーミスタなどの温度センサにより検出することが行われている。特許文献1のような構成を持つ熱交換器においては、熱交換器で熱交換される冷媒の温度を精度よく検知するために、冷媒がUターンするところの他方のヘッダタンクに温度センサを取り付けることが好ましい。ところが、このように他方のヘッダタンクに温度センサを取り付けると、一方のヘッダタンクの近くに配置される制御装置から温度センサまでの距離が遠くなり、温度センサの配線の引き回しに手間が掛かり、冷凍装置のコスト上昇の要因の一つとなっている。
本発明の課題は、熱交換器への温度センサの取り付けにともなうコストの上昇を抑制することである。
本発明の第1観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、送風機室と機械室とを仕切る仕切板を有する筺体と、送風機室に配置され、第1ヘッダ集合管と第1ヘッダ集合管に比べて機械室から遠くに配置されている第2ヘッダ集合管とを有する熱交換器と、第2ヘッダ集合管に取り付けられている感温素子と、感温素子から機械室に延びる電線とを有する温度センサと、送風機室に配置されているモータ及び羽根を有する室外ファンと、室外ファンのモータを固定するため送風機室に配置され、温度センサの電線を支持する支持部を持つモータ台とを備える。
第1観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、モータ台の支持部で温度センサの電線を中継できるので、温度センサの電線の引き回しに掛かる手間を省くことができる。
本発明の第2観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第1観点の冷凍装置の室外ユニットにおいて、熱交換器は、第1ヘッダ集合管と第2ヘッダ集合間との間に接続されて側面が対向するように配列された複数の扁平管と、複数の扁平管に接合された複数のフィンとをさらに有し、複数の扁平管の内部を流れる流体が複数の扁平管の外部を流れる空気と熱交換するよう構成され、第1ヘッダ集合管及び第2ヘッダ集合管は、熱交換器が凝縮器として機能するときに、複数の扁平管のうちガス冷媒あるいは気液二層状態の冷媒を流すためのガス冷媒用扁平管が接続される上部内部空間と複数の扁平管のうち気液二層状態の冷媒あるいは液冷媒を流すための液冷媒用扁平管が接続される下部内部空間とをそれぞれ有し、第1ヘッダ集合管の上部内部空間から第1ヘッダ集合管の下部内部空間に流れる冷媒を第2ヘッダ集合管で1度だけ折り返して冷媒を一往復させるように構成されている。
第2観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、冷媒1往復構造の熱交換器の第2ヘッダ集合管の上部内部空間には1度だけ折り返される冷媒の折り返し時の気液二層の冷媒が流れるため、冷媒の飽和温度の検知を精度良く行える。
本発明の第3観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第1観点又は第2観点の冷凍装置の室外ユニットにおいて、モータ台は、支持部がモータ台に開けられた穴で構成されている。
第3観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、モータ台の加工時に同時に穴を加工することは容易であり、支持部を設けるための手間を省くことができる。
本発明の第4観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第1観点から第3観点のいずれかの冷凍装置の室外ユニットにおいて、温度センサは、電線が結束バンドにより支持部に支持されている。
第4観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、結束バンドにより電線を支持部に支持するので、電線のモータ台への取り付け作業が行いやすくなる。
本発明の第5観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第1観点から第4観点のいずれかの冷凍装置の室外ユニットにおいて、モータ台は、熱交換器の頂部を固定する固定部材を有し、支持部が固定部材に形成され、温度センサは、電線が室外ファンの羽根よりも上方の空間で引き回されている。
第5観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、室外ファンの取り付け後に温度センサの取り付けと電線の引き回しができるので、温度センサの取替えや点検のために室外ファンなどを取り外さなくてもよくなり、温度センサの取替えや点検の作業の手間を省ける。
本発明の第6観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第5観点の冷凍装置の室外ユニットにおいて、温度センサは、感温素子が第2ヘッダ集合管の上端部近傍の冷媒の温度を検出する位置に取り付けられている。
第6観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、第2ヘッダ集合管の上端部近傍は、ガス状になっている冷媒を安定的に測定できるため、精度良く冷媒温度の測定ができる。また、上端部近傍にあることで、電線を羽根よりも上方の空間で引き回しやすくなる。
本発明の第7観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第6観点の冷凍装置の室外ユニットにおいて、温度センサは、電線が仕切板の上端部近傍に掛止され、電線が支持部から外れても室外ファンの羽根に届かない長さに設定されている。
第7観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、電線が支持部から外れても室外ファンの羽根に届かず当たらないので、電線が室外ファンの羽根によって傷ついたりすることを防止することができる。
本発明の第8観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第1観点から第7観点のいずれかの冷凍装置の室外ユニットにおいて、筺体は、送風機室及び機械室の上を覆うための天板をさらに有し、温度センサは、電線が天板にも引き回されている。
第8観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、電線が天板にも引き回されているので、室外ファンや熱交換器に電線が接触し難くなり、電線が傷つき難くなる。
本発明の第9観点に係る冷凍装置の室外ユニットは、第1観点から第4観点のいずれかの冷凍装置の室外ユニットにおいて、モータ台は、室外ファンの羽根よりも下方に支持部が形成され、温度センサは、電線が室外ファンの羽根よりも下方の空間で引き回されている。
第9観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、電線が羽根よりも下方の空間で引き回されていることから、電線が室外ファンの羽根に当たらないように引き回すことができるので、電線が羽根によって傷ついたりすることがなく、室外ファンによって温度センサに不具合が発生するのを防止することができる。
第1観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、温度センサの電線の引き回しに掛かる手間を省き、温度センサの取り付けに伴う作業コストの上昇を抑制することができる。
第2観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、温度センサの取り付けが容易になると同時に、冷凍装置の性能の向上を実現することができる。
第3観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、支持部を設けるためのコストの上昇を抑えることができる。
第4観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、電線のモータ台への取り付け作業が行いやすくなり、製造時やメンテナンス時の作業の手間を省ける。
第5観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、温度センサの取替えや点検の作業の手間を省け、メンテナンスが行いやすくなる。
第6観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、冷凍装置の性能の向上を図ると同時に、温度センサの取り扱い易さを向上させることができる。
第7観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、室外ファンによって温度センサの電線に不具合が発生するのが防がれる。
第8観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、室外ファンや熱交換器によって温度センサの電線に不具合が発生し難くなる。
第9観点に係る冷凍装置の室外ユニットでは、室外ファンによって温度センサの電線に不具合が発生し難くなる。
(1)空気調和装置の全体構成
本発明の一実施形態に係る冷凍装置として、空気調和装置に用いられている冷凍装置について説明する。図1は、空気調和装置の概要を示す回路図である。空気調和装置1は、室外ユニット2と室内ユニット3とで構成される。この空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって建物内の各室の冷暖房に使用される装置である。空気調和装置1は、熱源ユニットとしての室外ユニット2と、利用ユニットとしての室内ユニット3と、室外ユニット2と室内ユニット3とを接続する冷媒連絡管6,7とを備えている。
本発明の一実施形態に係る冷凍装置として、空気調和装置に用いられている冷凍装置について説明する。図1は、空気調和装置の概要を示す回路図である。空気調和装置1は、室外ユニット2と室内ユニット3とで構成される。この空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって建物内の各室の冷暖房に使用される装置である。空気調和装置1は、熱源ユニットとしての室外ユニット2と、利用ユニットとしての室内ユニット3と、室外ユニット2と室内ユニット3とを接続する冷媒連絡管6,7とを備えている。
室外ユニット2と室内ユニット3と冷媒連絡管6,7とを接続して構成される空気調和装置1において、冷凍装置は、圧縮機11、四路切換弁12、室外熱交換器13、膨張弁14、室内熱交換器4及びアキュムレータ15などが冷媒配管で接続された構成を有している。この冷凍装置内には冷媒が封入されており、冷媒が圧縮され、冷却され、減圧され、加熱・蒸発された後に、再び圧縮されるという冷凍サイクル運転が行われるようになっている。運転時には、冷媒連絡管6,7に接続されている室外ユニット2の液冷媒側閉鎖弁17及びガス冷媒側閉鎖弁18は、開状態にされる。
冷房運転時は、四路切換弁12が図1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機11の吐出側が室外熱交換器13のガス側に接続され、かつ、圧縮機11の吸入側がアキュムレータ15、ガス冷媒側閉鎖弁18及び冷媒連絡管7を介して室内熱交換器4のガス側に接続された状態となっている。冷房運転では、空気調和装置1は、室外熱交換器13を圧縮機11において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器4を室外熱交換器13において凝縮された冷媒の蒸発器として機能させる。
暖房運転時は、四路切換弁12が図1の破線で示される状態、すなわち、圧縮機11の吐出側がガス冷媒側閉鎖弁18及び冷媒連絡管7を介して室内熱交換器4のガス側に接続され、かつ、圧縮機11の吸入側が室外熱交換器13のガス側に接続された状態となっている。暖房運転では、空気調和装置1は、室内熱交換器4を圧縮機11において圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室外熱交換器13を室内熱交換器4において凝縮された冷媒の蒸発器として機能させる。
上述の冷房運転や暖房運転では、冷凍装置の各所の冷媒の温度や圧力を検出して冷凍装置の制御が制御部100によって行われる。図1に示すように、室外熱交換器13には、室外熱交換器13の内部を流れる冷媒の温度を検出するための温度センサ50が設けられている。この温度センサ50は、電線53によって制御部100に接続されている。制御部100には、温度センサ50以外にも圧縮機11、四路切換弁12、膨張弁14及び室外ファン16などが接続されている。
(2)空気調和装置の詳細構成
(2−1)室内ユニット
室内ユニット3は、室内の壁面に壁掛け等により、又は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により設置される。室内ユニット3は、室内熱交換器4と、室内ファン5とを有している。室内熱交換器4は、例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。
(2−1)室内ユニット
室内ユニット3は、室内の壁面に壁掛け等により、又は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げ等により設置される。室内ユニット3は、室内熱交換器4と、室内ファン5とを有している。室内熱交換器4は、例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。
(2−2)室外ユニット
室外ユニット2は、ビル等の室外に設置されており、冷媒連絡管6,7を介して室内に設置される室内ユニット3に接続される。室外ユニット2は、図2及び図3に示されているように、略直方体状のユニットケーシング20を備えている。図3に示されているように、室外ユニット2は、ユニットケーシング20の内部空間を鉛直方向に延びる仕切板28で二つに分割することによって送風機室S1と機械室S2とを形成した構造(いわゆる、トランク型構造)を有するものである。送風機室S1には、図3に示されているように、室外熱交換器13及び室外ファン16などが配置される。また、機械室S2には、図3に示されている圧縮機11やアキュムレータ15や電装品箱19及び、図3では図示を省略されている四路切換弁12や膨張弁14や液冷媒側閉鎖弁17やガス冷媒側閉鎖弁18などが配置される。
室外ユニット2は、ビル等の室外に設置されており、冷媒連絡管6,7を介して室内に設置される室内ユニット3に接続される。室外ユニット2は、図2及び図3に示されているように、略直方体状のユニットケーシング20を備えている。図3に示されているように、室外ユニット2は、ユニットケーシング20の内部空間を鉛直方向に延びる仕切板28で二つに分割することによって送風機室S1と機械室S2とを形成した構造(いわゆる、トランク型構造)を有するものである。送風機室S1には、図3に示されているように、室外熱交換器13及び室外ファン16などが配置される。また、機械室S2には、図3に示されている圧縮機11やアキュムレータ15や電装品箱19及び、図3では図示を省略されている四路切換弁12や膨張弁14や液冷媒側閉鎖弁17やガス冷媒側閉鎖弁18などが配置される。
ユニットケーシング20は、天板21と、底板22と、送風機室側側板23と、機械室側側板24と、送風機室側前板25と、機械室側前板26とを備えて構成されている。天板21は、ユニットケーシング20の天面部分を構成する鋼板製の板状部材である。底板22は、ユニットケーシング20の底面部分を構成する鋼板製の板状部材である。送風機室側側板23は、ユニットケーシング20の送風機室S1寄りの側面部分を構成する鋼板製の板状部材である。機械室側側板24は、ユニットケーシング20の機械室S2寄りの側面部分の一部と、ユニットケーシング20の機械室S2寄りの背面部分とを構成する鋼板製の板状部材である。送風機室側前板25は、ユニットケーシング20の送風機室S1の前面部分と、ユニットケーシング20の機械室S2の前面部分の一部とを構成する鋼板製の板状部材である。機械室側前板26は、ユニットケーシング20の機械室S2の前面部分の一部と側面部分の一部とを構成する鋼板製の板状部材である。これら送風機室側前板25と送風機室側側板23とは、一枚の鋼板をプレス成型して形成し、一体に形成されたものであってもよい。
室外ユニット2は、ユニットケーシング20の背面及び側面の一部からユニットケーシング20内の送風機室S1に室外空気を吸い込んで、吸い込んだ室外空気をユニットケーシング20の前面から吹き出すように構成されている。そのため、ユニットケーシング20内の送風機室S1に吸い込まれる室外空気の吸入口20aが、送風機室側側板23の背面側の端部と機械室側側板24の送風機室S1側の端部との間に形成され、室外空気の吸入口20bが送風機室側側板23に形成されている。また、送風機室S1に吸い込まれた室外空気を外部に吹き出すための吹出口20cが、送風機室側前板25に設けられている。吹出口20cの前側は、ファングリル25aによって覆われている。また、吹出口20cには、効率よく空気を吹出させるためにベルマウス25bが形成されている。
室外熱交換器13は、送風機室側側板23と送風機室側前板25と仕切板28と機械室側側板24の一部分とで覆われた空間である送風機室S1に上下方向(鉛直方向)に立てて配置されている。この室外熱交換器13は、平面視においてL字型の形状を有しており、吸入口20a,20bに対向している。室外熱交換器13は、アルミニウム製の熱交換器である。アルミニウム製の室外熱交換器13は、腐蝕を防止するために、後述するアルミニウム製のブラケットなどによって、鋼板製の天板21、底板22、送風機室側側板23、機械室側側板24及び仕切板28などに直接接触しないようにユニットケーシング20に取り付けられている。
室外ファン16は、羽根16aをファンモータ16bで回転させて送風する。羽根16aはファンモータ16bに直接取り付けられている。室外ファン16のファンモータ16bがファンモータ台60によってユニットケーシング20の上下方向の略中央部で支持されている。このファンモータ台60は、ファンモータ16bを固定すると同時に、その上部取付金具61によって室外熱交換器13の上端部を固定するよう構成されている。そして、ファンモータ台60の上部取付金具61は、天板21にネジで固定される。
(2−2−1)室外熱交換器
次に、図4、図5及び図6を用いて室外熱交換器13の構成について詳細に説明する。アルミニウム製の熱交換器は、アルミニウム製の伝熱フィン32とアルミニウム製の扁平多穴管33とアルミニウム製のヘッダ集合管34,35により構成されている。室外熱交換器13は、室外空気と冷媒との熱交換を行わせる熱交換部31を備えており、この熱交換部31がアルミニウム製の多数の伝熱フィン32とアルミニウム製の多数の扁平多穴管33とで構成されている。熱交換部31は、凝縮器として機能するときに、多数の扁平多穴管33のうちガス冷媒あるいは気液二層状態の冷媒を流すためのガス冷媒用扁平多穴管33aが配置されている上部熱交換部31aと、多数の扁平多穴管33のうち気液二層状態の冷媒あるいは液冷媒を流すための液冷媒用扁平多穴管33bが接続される下部熱交換部31bとを有している。
次に、図4、図5及び図6を用いて室外熱交換器13の構成について詳細に説明する。アルミニウム製の熱交換器は、アルミニウム製の伝熱フィン32とアルミニウム製の扁平多穴管33とアルミニウム製のヘッダ集合管34,35により構成されている。室外熱交換器13は、室外空気と冷媒との熱交換を行わせる熱交換部31を備えており、この熱交換部31がアルミニウム製の多数の伝熱フィン32とアルミニウム製の多数の扁平多穴管33とで構成されている。熱交換部31は、凝縮器として機能するときに、多数の扁平多穴管33のうちガス冷媒あるいは気液二層状態の冷媒を流すためのガス冷媒用扁平多穴管33aが配置されている上部熱交換部31aと、多数の扁平多穴管33のうち気液二層状態の冷媒あるいは液冷媒を流すための液冷媒用扁平多穴管33bが接続される下部熱交換部31bとを有している。
扁平多穴管33は、伝熱管として機能し、伝熱フィン32と室外空気との間で移動する熱を、内部を流れる冷媒と伝熱フィン32との間で遣り取りさせる。
室外熱交換器13は、熱交換部31の両端に各1本設けられたアルミニウム製のヘッダ集合管34,35を備えている。ヘッダ集合管34は、アルミニウム製の円筒パイプ構造を有しており、アルミニウム製のバッフル34cによって互いに仕切られた内部空間34a,34bを有している。上部の内部空間34aには、アルミニウム製の熱交換器側ガス管38が接続され、下部の内部空間34bには、アルミニウム製の熱交換器側液管39が接続されている。
ヘッダ集合管35は、アルミニウム製の円筒パイプ構造を有しており、アルミニウム製のバッフル35f,35g,35h,35iによって仕切られ、内部空間35a,35b,35c,35d,35eが形成されている。ヘッダ集合管34の上部の内部空間34aに接続される多数のガス冷媒用扁平多穴管33aは、ヘッダ集合管35の3つの内部空間35a,35b,35cに接続されている。また、ヘッダ集合管34の下部の内部空間34bに接続される多数の液冷媒用扁平多穴管33bは、ヘッダ集合管35の3つの内部空間35c,35d,35eに接続されている。
また、ヘッダ集合管35の内部空間35aと内部空間35eがアルミニウム製の連絡配管36により接続され、内部空間35bと内部空間35dがアルミニウム製の連絡配管37により接続されている。内部空間35cは、熱交換部31の上部内部空間(内部空間34aに接続されている部分)の一部と下部内部空間(内部空間34bに接続されている部分)の一部を接続する機能も果たしている。これらの構成により、例えば冷房運転時(凝縮器として機能するとき)には、アルミニウム製の熱交換器側ガス管38によってヘッダ集合管35上部の内部空間35aに供給されるガス冷媒は、熱交換部31の上部で熱交換を行って一部が液化して気液二層状態になり、ヘッダ集合管35で折り返して、熱交換部31の下部を通って残りのガス冷媒が液化してアルミニウム製の熱交換器側液管39から出て行く。
温度センサ50は、室外熱交換器13の中を流れる冷媒の飽和温度を測定するため、冷媒の流れが折り返されるヘッダ集合管35の上部内部空間である内部空間35aの周囲に取り付けられている。取り付ける位置は、上部内部空間と下部内部空間とが連結されて一体となっている内部空間35cよりも内部空間35a,35bが好ましい。また、温度センサ50の取り付け位置は、ガス冷媒が上に溜まって液冷媒が下に溜まることから、内部空間35a,35bの周囲の中でも上端部近傍が好ましい。
図6は、室外熱交換器13の熱交換部31の扁平多穴管33の長手方向に対して垂直な平面で切断したときの断面構造を示す部分拡大図である。伝熱フィン32は薄いアルミニウム製の平板であり、各伝熱フィン32には水平方向に延びる切り欠き32aが上下方向に並べて複数形成されている。扁平多穴管33は、伝熱面となる上下の平面部と、冷媒が流れる複数の内部流路331を有している。切り欠き32aの上下の幅よりもわずかに厚い扁平多穴管33は、平面部を上下に向けた状態(扁平多穴管33の側面が対向するように配列された状態)で、間隔をあけて複数段配列され、切り欠き32aに嵌め込まれた状態で仮固定される。このように、伝熱フィン32の切り欠き32aに扁平多穴管33が嵌め込まれた状態で伝熱フィン32と扁平多穴管33とがロウ付けされる。また、各扁平多穴管33の両端は、それぞれヘッダ集合管34,35に嵌め込まれてロウ付けされる。
ヘッダ集合管34の内部空間34a,34bやヘッダ集合管35の内部空間35a,35b,35c,35d,35eと扁平多穴管33の内部流路331とは繋がっている。なお、ヘッダ集合管34の内部空間34a,34bやヘッダ集合管35の内部空間35a,35b,35c,35d,35eには、冷媒の流れを整えるための整流板などが配されるが、このような細部については説明を省略している。
(2−2−2)温度センサ
図7には温度センサ50が示されており、図7(a)は温度センサの外観を示す斜視図であり、図7(b)は温度センサの構成の概要を示す模式的な断面図である。温度センサ50は、主に、サーミスタなどの感温素子51と、リード線52と、ハーネスなどの電線53と、アルミニウム製のケース54と、モールド樹脂55とで構成されている。感温素子51にはリード線52が接続されており、温度によって変換する信号がリード線52に伝達される。リード線52が電線53に接続されており、電線53を通じて温度に応じた信号が室外ユニット2の制御部100に伝送される。感温素子51やリード線52や電線53は、エポキシなどのモールド樹脂55によって円筒状のアルミニウム製のケース54に封入されている。
図7には温度センサ50が示されており、図7(a)は温度センサの外観を示す斜視図であり、図7(b)は温度センサの構成の概要を示す模式的な断面図である。温度センサ50は、主に、サーミスタなどの感温素子51と、リード線52と、ハーネスなどの電線53と、アルミニウム製のケース54と、モールド樹脂55とで構成されている。感温素子51にはリード線52が接続されており、温度によって変換する信号がリード線52に伝達される。リード線52が電線53に接続されており、電線53を通じて温度に応じた信号が室外ユニット2の制御部100に伝送される。感温素子51やリード線52や電線53は、エポキシなどのモールド樹脂55によって円筒状のアルミニウム製のケース54に封入されている。
(2−2−3)送風機室側側板
図8は、送風機室側側板23の拡大側面図である。鋼板製の送風機室側側板23の吸入口20bの前側にネジ穴23aが形成されている。これらネジ穴23aにねじ込まれる鉄製の雄ネジ49など(図11参照)によってアルミニウム製のブラケット40が固定される。また、説明を省略しているが、ネジ穴23bにもアルミニウム製のブラケットが固定される。これらアルミニウム製のブラケット40などにロウ付けされているアルミニウム製のヘッダ集合管35は、ブラケット40などが送風機室側側板23にネジ止めされることによって送風機室側側板23に固定される。
図8は、送風機室側側板23の拡大側面図である。鋼板製の送風機室側側板23の吸入口20bの前側にネジ穴23aが形成されている。これらネジ穴23aにねじ込まれる鉄製の雄ネジ49など(図11参照)によってアルミニウム製のブラケット40が固定される。また、説明を省略しているが、ネジ穴23bにもアルミニウム製のブラケットが固定される。これらアルミニウム製のブラケット40などにロウ付けされているアルミニウム製のヘッダ集合管35は、ブラケット40などが送風機室側側板23にネジ止めされることによって送風機室側側板23に固定される。
(2−2−4)アルミニウム製のブラケット
図9には、室外熱交換器13を送風機室側側板23に取り付けるためのアルミニウム製のブラケット40が示されている。図9(a)はアルミニウム製のブラケット40の斜視図であり、図9(b)はブラケット40の平面図であり、図9(c)はブラケット40の正面図であり、図9(d)はブラケット40の側面図である。
図9には、室外熱交換器13を送風機室側側板23に取り付けるためのアルミニウム製のブラケット40が示されている。図9(a)はアルミニウム製のブラケット40の斜視図であり、図9(b)はブラケット40の平面図であり、図9(c)はブラケット40の正面図であり、図9(d)はブラケット40の側面図である。
ブラケット40は、例えば、一枚のアルミニウム板をプレス加工して形成される。ブラケット40の本体部41からは、室外熱交換器13のヘッダ集合管35に取り付けられる挟j基片42が2本延びている。挟j基片42は、円筒状のヘッダ集合管35の外周に沿うように円弧状に成形されている。ブラケット40において挟j基片42とは反対の側に2枚の取付片43が延びている。取付片43には、送風機室側側板23などへの取り付けの際にネジを通すための貫通穴43aが設けられている。貫通穴43aは、m1×n1の長円穴である。ブラケット40と樹脂カバー60との位置決めを行うために、取付片43に、上辺端部の一部が切り欠かれて形成されている被嵌合部43bが設けられている。本体部41には、凹状に成形されたセンサ保持部44が設けられている。このセンサ保持部44の形状は、筒状の穴44aとスリット44bを形成していると見ることができる。ヘッダ集合管35に対向する側に形成されているスリット44bは、センサ保持部44に保持される温度センサ50をヘッダ集合管35に接触させるためのものである。
アルミニウム製のブラケット40がヘッダ集合管35にロウ付けされた状態が図10に示されている。ヘッダ集合管35へのブラケット40のロウ付けは、例えば、予めヘッダ集合管35の表面にロウ材を形成しておき、ブラケット40を仮止めした状態で、アルミニウム製の伝熱フィン32やアルミニウム製の扁平多穴管33が図5や図6に示されているように組み上げられた状態で炉の中に入れて行われる。
ブラケット40が取り付けられているのは、図5に示した内部空間35aの周囲である。ブラケット40のセンサ保持部44とヘッダ集合管35で形成される円筒状の穴の内寸が温度センサ50のケース54の外寸よりも少し小さく形成されている。そのような場合には、温度センサ50をケース54に強く押し込むことによってケース54がわずかに変形して温度センサ50がセンサ保持部44で形成される円筒状の穴の中に固定される。
(2−2−5)ブラケットの送風機室側側板への取付
ブラケット40がアルミニウム製であるため、鋼板でできた送風機室側側板23にブラケット40を直接接触させると、イオン化傾向の異なる金属である鉄とアルミニウムの接触に起因してブラケット40の腐蝕が促進される。そこで、図11に示されているように、ブラケット40には、樹脂カバー47が取り付けられ、送風機室側側板23とブラケット40の間に樹脂カバー47を介在させている。そして、樹脂カバー47の内側には、ブラケット40から樹脂カバー47によって隔てられた状態で鉄製の取付板48が配置される。取付板48には、ブラケット40の貫通穴43aと樹脂カバー47の開口部47aを貫通する鉄製の雄ネジ49が嵌るネジ穴48aが形成されている。
ブラケット40がアルミニウム製であるため、鋼板でできた送風機室側側板23にブラケット40を直接接触させると、イオン化傾向の異なる金属である鉄とアルミニウムの接触に起因してブラケット40の腐蝕が促進される。そこで、図11に示されているように、ブラケット40には、樹脂カバー47が取り付けられ、送風機室側側板23とブラケット40の間に樹脂カバー47を介在させている。そして、樹脂カバー47の内側には、ブラケット40から樹脂カバー47によって隔てられた状態で鉄製の取付板48が配置される。取付板48には、ブラケット40の貫通穴43aと樹脂カバー47の開口部47aを貫通する鉄製の雄ネジ49が嵌るネジ穴48aが形成されている。
図12に示されているように、ブラケット40のよりも送風機室S1の内側には、樹脂製の防風板70が取り付けられている。この防風板70によってブラケット40のセンサ保持部44にも風が当たらないため、温度センサ50による温度検知の精度が向上する。なお、ここでは、防風板70を樹脂で形成する例について説明しているが、防風板70は例えば板金で形成することもでき、防風板70を構成する材質は問わない。
(2−2−6)温度センサの電線の引き回し
図3を見ると分かるように、温度センサ50は、制御部100が格納されている電装品箱19と室外ファン16の羽根16aを挟んで隔てられている。そのため、温度センサ50と電装品箱19とを結ぶ直線に沿って温度センサ50の電線53を引き回すと、室外ファン16の羽根16aに電線53が接触する可能性が高くなる。
図3を見ると分かるように、温度センサ50は、制御部100が格納されている電装品箱19と室外ファン16の羽根16aを挟んで隔てられている。そのため、温度センサ50と電装品箱19とを結ぶ直線に沿って温度センサ50の電線53を引き回すと、室外ファン16の羽根16aに電線53が接触する可能性が高くなる。
そこで、温度センサ50の電線53は、ファンモータ台60を経由して電装品箱19まで引き回されている。図13に示されているように、電線53は、ブラケット40から防風板70の開口部71を経由して送風機室S1内に引き込まれる。送風機室S1内に引き込まれた電線53は、タイラップ(登録商標)やインシュロック(登録商標)などの結束バンド80により上部取付金具61に取り付けられる。ここでは、マウント部材81に結束バンド80によって電線53を縛り付けて、マウント部材81をタッピングネジ82によって上部取付金具61に固定している。しかし、結束バンド80による電線53の上部取付金具61への取付は、このような方法に限られるものではない。例えば、結束バンド80によって電線53を上部取付金具61に直接縛り付けてもよい。この場合には、マウント部材81は必要なく、上部取付金具に結束バンドを縛り付けるための開口部を形成すればよい。また、マウント部材に縛り付ける場合でも、直接上部取付金具61に嵌合するマウント部材に縛り付けることによってタッピングネジ82を省くこともできる。この場合には、例えば、マウント部材が嵌合する開口部が上部取付金具に形成される。
図14及び図15には、アルミニウム製の上部取付金具61が示されている。図14(a)は上部取付金具61の平面図であり、図14(b)は上部取付金具61の側面図であり、図15(a)は上部取付金具61の正面図であり、図15(b)は上部取付金具61の背面図である。上部取付金具61は、上面61a、前側側面61b、背面側側面61c、取付面61d1,61d2及び支持面61e1,61e2からなる。
前側側面61bに、マウント部材81を取り付けるためのネジ穴62aが形成されている。背面側側面61cに、天板21に固定するための3つのネジ穴62bが形成されており、これらのネジ穴62bにはバーリング加工が施されている。また、取付面61d1,61d2には、ファンモータ台60の脚部65に上部取付金具61を固定するためのネジ穴62c1,62c2が形成されている。支持面61e2は、室外熱交換器13の上部背面側に直接接触して室外熱交換器13の背面側を支える。
ファンモータ台60で中継された電線53は、仕切板28の上部の開口部28aから機械室S2に引き込まれて電装品箱19の内部の制御部100に接続される。仕切板28の開口部28aには、電線53を傷つけないように、例えばゴム製のブッシュ85が嵌め込まれている。あるいは、開口部28aの端部近傍を折り曲げて、電線53には滑らかな面が接し、電線53が開口部28aの端部には接触しないように構成してもよい。
電線53は、室外ファン16の羽根16aに接触すると傷つく恐れがある。そのため、マウント部材81が上部取付金具61から外れて電線53が垂れ下がっても、電線53が羽根16aに当たらないように取り付けられている。図16は、電線53の長さと羽根16aまでの距離との関係を説明するための図である。図16(a)は室外ユニット2の正面図であり、図16(b)は室外ユニット2の平面図である。防風板70の開口部71から上部取付金具61までの電線53の長さがr1であり、上部取付金具61から仕切板28まで電線53の長さがr2である。一方、防風板70の開口部71から羽根16aの軌跡の頂部までの距離がr3であり、羽根16aの軌跡の頂部から仕切板28までの距離がr4である。この室外ユニット2では、r1+r2<r3+r4の関係がある。つまり、防風板70の開口部71から上部取付金具61を経由して仕切板28までの電線53の長さの方が、防風板70の開口部71から羽根16aの軌跡の頂部を経由して仕切板28までの距離よりも短いため、もし電線53が垂れ下がっても電線53が羽根16aに届くことはない。
(3)室外ユニットの特徴
(3−1)
上述の室外ユニット2では、送風機室S1に配置されている室外熱交換器13は、機械室S2に近い側に配置されているヘッダ集合管34(第1ヘッダ集合管)と、ヘッダ集合管34に比べて機械室S2から遠くに配置されているヘッダ集合管35(第2ヘッダ集合管)とを有する。温度センサ50の感温素子51は、ケース54やモールド樹脂55を介して熱的に接触するようにヘッダ集合管35に取り付けられている。そして、感温素子51からは、温度センサ50の電線53が機械室S2に延びている。この温度センサ50の電線53は、ファンモータ台60(モータ台)の上部取付金具61のネジ穴62(支持部)に結束バンド80とマウント部材81とタッピングネジ82により取り付けられて支持されている。
(3−1)
上述の室外ユニット2では、送風機室S1に配置されている室外熱交換器13は、機械室S2に近い側に配置されているヘッダ集合管34(第1ヘッダ集合管)と、ヘッダ集合管34に比べて機械室S2から遠くに配置されているヘッダ集合管35(第2ヘッダ集合管)とを有する。温度センサ50の感温素子51は、ケース54やモールド樹脂55を介して熱的に接触するようにヘッダ集合管35に取り付けられている。そして、感温素子51からは、温度センサ50の電線53が機械室S2に延びている。この温度センサ50の電線53は、ファンモータ台60(モータ台)の上部取付金具61のネジ穴62(支持部)に結束バンド80とマウント部材81とタッピングネジ82により取り付けられて支持されている。
このようにファンモータ台60のネジ穴62を用いて温度センサ50の電線53を中継できるので、温度センサ50の電線53の引き回しに掛かる手間を省くことができ、温度センサ50の取り付けに伴う作業コストの上昇を抑制することができる。また、結束バンド80を用いて電線53をネジ穴62に支持するので、電線53のファンモータ台60への取り付け作業が行いやすくなり、製造時やメンテナンス時の作業の手間を省ける。また、温度センサ50の電線53を支持するための上部取付金具61のネジ穴62(モータ台に開けられた穴)は、ファンモータ台60の上部取付金具61のプレス加工と同時に加工することは容易であり、電線53を支持する支持部を設けるためのコストの上昇を抑えることができる。
(3−2)
室外熱交換器13の頂部を固定する上部取付金具61(固定部材)を使って、温度センサ50は、電線53が室外ファン16の羽根16aよりも上方の空間で引き回されている。このような電線53の引き回し方をすると、室外ファン16の取り付け後に温度センサ50の取り付けと電線53の引き回しができる。それにより、温度センサ50の取替えや点検のために室外ファン16などを取り外さなくてもよくなり、温度センサ50の取替えや点検の作業の手間を省け、メンテナンスが行いやすくなる。
室外熱交換器13の頂部を固定する上部取付金具61(固定部材)を使って、温度センサ50は、電線53が室外ファン16の羽根16aよりも上方の空間で引き回されている。このような電線53の引き回し方をすると、室外ファン16の取り付け後に温度センサ50の取り付けと電線53の引き回しができる。それにより、温度センサ50の取替えや点検のために室外ファン16などを取り外さなくてもよくなり、温度センサ50の取替えや点検の作業の手間を省け、メンテナンスが行いやすくなる。
温度センサ50は、電線53が仕切板28の上端部近傍にある開口部28aにブッシュ85などによって掛止される。図16を用いて説明したように、電線53を留めている結束バンド80が外れ、電線53がネジ穴62から外れても室外ファン16の羽根16aに届かない長さに電線53が設定されている。このように、ネジ穴62から外れた電線53が室外ファン16の羽根16aに届かず当たらないので、電線53が羽根16aによって傷ついたりすることを防止することができ、室外ファン16によって温度センサ50の電線53に不具合が発生するのが防がれる。
(3−3)
室外熱交換器13は、ヘッダ集合管34,35の間に接続されて側面が対向するように配列された複数の扁平多穴管33(扁平管)と、複数の扁平多穴管33に接合された複数の伝熱フィン32とを有している。そして、室外熱交換器13は、複数の扁平多穴管33の内部を流れる冷媒(流体)が複数の扁平多穴管33の外部を流れる空気と熱交換するよう構成されている。
室外熱交換器13は、ヘッダ集合管34,35の間に接続されて側面が対向するように配列された複数の扁平多穴管33(扁平管)と、複数の扁平多穴管33に接合された複数の伝熱フィン32とを有している。そして、室外熱交換器13は、複数の扁平多穴管33の内部を流れる冷媒(流体)が複数の扁平多穴管33の外部を流れる空気と熱交換するよう構成されている。
ヘッダ集合管34,35は、室外熱交換器13が凝縮器として機能するときに、ガス冷媒あるいは気液二層状態の冷媒を流すためのガス冷媒用扁平多穴管33a(ガス冷媒用扁平管)が接続される内部空間34a,35a,35b(上部内部空間)と、気液二層状態の冷媒あるいは液冷媒を流すための液冷媒用扁平多穴管33b(液冷媒用扁平管)が接続される内部空間34b,35d,35e(下部内部空間)とをそれぞれ有している。そして、ヘッダ集合管34,35は、ヘッダ集合管34の内部空間34aからヘッダ集合管34の内部空間34bに流れる冷媒をヘッダ集合管35で1度だけ折り返して冷媒を一往復させるように構成されている。
冷媒1往復構造の室外熱交換器13のヘッダ集合管35の内部空間35a,35bには1度だけ折り返される冷媒の折り返し時の気液二層の冷媒が流れるため、冷媒の飽和温度の検知を精度良く行える。そのため、温度センサ50の取り付けが容易になると同時に、冷凍装置の性能の向上を実現することができる。
特に、温度センサ50は、感温素子51がヘッダ集合管35の上端部近傍の冷媒の温度を検出する位置に取り付けられている。そのため、ガス状になっている冷媒を安定的に測定できることになり、精度良く冷媒温度の測定ができる。また、上端部近傍にあることで、電線53を羽根16aよりも上方の空間で引き回しやすくなる。このような構成によって、冷凍装置の性能の向上を図ると同時に、温度センサの取り扱い易さを向上させることができる。
(4)変形例
(4−1)変形例A
上記実施形態では、結束バンド80を用い、ファンモータ台60で電線53を支持する場合について説明したが、電線53を支持する支持部は結束バンド80には限られない。例えば、上部取付金具61の前側側面61bの一部に切込みを入れて、図17に示されているように、支持片63を引き起こしてもよい。支持片63には電線53が通る開口部64が形成されている。この開口部64を電線53が通ることにより支持片63によって電線53が支持される。この支持片63の開口部64は、端部64aの近傍が折り返され、電線53が滑らかな面に接し、開口部64の端部64aには電線53が接しないように構成されている。
(4−1)変形例A
上記実施形態では、結束バンド80を用い、ファンモータ台60で電線53を支持する場合について説明したが、電線53を支持する支持部は結束バンド80には限られない。例えば、上部取付金具61の前側側面61bの一部に切込みを入れて、図17に示されているように、支持片63を引き起こしてもよい。支持片63には電線53が通る開口部64が形成されている。この開口部64を電線53が通ることにより支持片63によって電線53が支持される。この支持片63の開口部64は、端部64aの近傍が折り返され、電線53が滑らかな面に接し、開口部64の端部64aには電線53が接しないように構成されている。
(4−2)変形例B
上記実施形態では、電線53は、結束バンド80や支持片63と防風板70と仕切板28とで支持され、それ以外は空中を通るように懸架されている。しかし、この電線53は、空中以外の例えば天板21を通るように引き回されてもよい。例えば、天板21にフックやバネを設けるなどして、天板21のフックやバネに引っ掛けて天板21を用いて電線53の引き回しを行ってもよい。
上記実施形態では、電線53は、結束バンド80や支持片63と防風板70と仕切板28とで支持され、それ以外は空中を通るように懸架されている。しかし、この電線53は、空中以外の例えば天板21を通るように引き回されてもよい。例えば、天板21にフックやバネを設けるなどして、天板21のフックやバネに引っ掛けて天板21を用いて電線53の引き回しを行ってもよい。
温度センサ50の電線53がこのように天板21にも引き回されると、室外ファン16や室外熱交換器13に電線53が接触し難くなり、電線53が傷つき難くなる。それにより、室外ファン16や室外熱交換器13によって温度センサ50の電線53に不具合が発生し難くなる。
(4−3)変形例C
上記実施形態では、室外ファン16の羽根16aの上方で電線53を引き回す場合について説明した。しかし、電線53の引き回しは羽根16aの下方で行ってもよい。図13に示されている脚部65は、底板22にまで延びて底板22に取り付けられている。図18には、電線53を支持するための配線クランプ材90が示されている。図18(a)は室外ユニット2の正面図であり、図18(b)は脚部65を左側面から見た側面図である。配線クランプ材90にはスリット91が形成されており、このスリット91に電線53が通される。配線クランプ材90は、例えば樹脂で形成されており、タッピングネジ92で脚部65に固定される。
上記実施形態では、室外ファン16の羽根16aの上方で電線53を引き回す場合について説明した。しかし、電線53の引き回しは羽根16aの下方で行ってもよい。図13に示されている脚部65は、底板22にまで延びて底板22に取り付けられている。図18には、電線53を支持するための配線クランプ材90が示されている。図18(a)は室外ユニット2の正面図であり、図18(b)は脚部65を左側面から見た側面図である。配線クランプ材90にはスリット91が形成されており、このスリット91に電線53が通される。配線クランプ材90は、例えば樹脂で形成されており、タッピングネジ92で脚部65に固定される。
電線53は、例えば、配線クランプ材90と同程度の高さに形成されている防風板70の開口部から配線クランプ材90を経由して、配線クランプ材90と同程度の高さに形成されている仕切板28の開口部へと引き回される。
ファンモータ台60の配線クランプ材90は、室外ファン16の羽根16aよりも下方に形成されている。このように、温度センサ50は、この配線クランプ材90を用いて電線53が室外ファン16の羽根16aよりも下方の空間で引き回されていることから、電線53が羽根16aに当たらないように引き回すことができるので、電線53が羽根16aによって傷ついたりすることがなく、室外ファン16によって温度センサ50に不具合が発生するのを防止することができる。
(4−4)変形例D
上記実施形態では、室外熱交換器13が平面視で略L型の形状をしているものについて説明したが、例えば室外熱交換器が平面視でI型の形状をしているものであってもよく、室外熱交換器の形状は上記実施形態で示した形状には限られない。
上記実施形態では、室外熱交換器13が平面視で略L型の形状をしているものについて説明したが、例えば室外熱交換器が平面視でI型の形状をしているものであってもよく、室外熱交換器の形状は上記実施形態で示した形状には限られない。
1 空気調和装置
2 室外ユニット
3 室内ユニット
13 室外熱交換器
20 ユニットケーシング
32 伝熱フィン
33 扁平多穴管
34,35 ヘッダ集合管
40 ブラケット
50 温度センサ
53 電線
60 ファンモータ台
80 結束バンド
90 配線クランプ材
2 室外ユニット
3 室内ユニット
13 室外熱交換器
20 ユニットケーシング
32 伝熱フィン
33 扁平多穴管
34,35 ヘッダ集合管
40 ブラケット
50 温度センサ
53 電線
60 ファンモータ台
80 結束バンド
90 配線クランプ材
Claims (9)
- 送風機室(S1)と機械室(S2)とを仕切る仕切板(28)を有する筺体(20)と、
前記送風機室に配置され、第1ヘッダ集合管(34)と前記第1ヘッダ集合管に比べて前記機械室から遠くに配置されている第2ヘッダ集合管(35)とを有する熱交換器(13)と、
前記第2ヘッダ集合管に取り付けられている感温素子(51)と、前記感温素子から前記機械室に延びる電線(53)とを有する温度センサ(50)と、
前記送風機室に配置されているモータ(16b)及び羽根(16a)を有する室外ファン(16)と、
前記室外ファンの前記モータを固定するため前記送風機室に配置され、前記温度センサの前記電線を支持する支持部(62,64、90)を持つモータ台(60)と
を備える、冷凍装置の室外ユニット。 - 前記熱交換器は、前記第1ヘッダ集合管と前記第2ヘッダ集合間との間に接続されて側面が対向するように配列された複数の扁平管(33)と、複数の前記扁平管に接合された複数のフィン(32)とをさらに有し、複数の前記扁平管の内部を流れる流体が複数の前記扁平管の外部を流れる空気と熱交換するよう構成され、
前記第1ヘッダ集合管及び前記第2ヘッダ集合管は、前記熱交換器が凝縮器として機能するときに、複数の前記扁平管のうちガス冷媒あるいは気液二層状態の冷媒を流すためのガス冷媒用扁平管(33a)が接続される上部内部空間(34a,35a,35b)と複数の前記扁平管のうち気液二層状態の冷媒あるいは液冷媒を流すための液冷媒用扁平管(33b)が接続される下部内部空間(34b,35d,35e)とをそれぞれ有し、前記第1ヘッダ集合管の前記上部内部空間から前記第1ヘッダ集合管の前記下部内部空間に流れる冷媒を前記第2ヘッダ集合管で1度だけ折り返して冷媒を一往復させるように構成されている、
請求項1に記載の冷凍装置の室外ユニット。 - 前記モータ台は、前記支持部が前記モータ台に開けられた穴(62、64)で構成されている、
請求項1又は請求項2に記載の冷凍装置の室外ユニット。 - 前記温度センサは、前記電線が結束バンド(80)により前記支持部に支持されている、
請求項1から3のいずれか一項に記載の冷凍装置の室外ユニット。 - 前記モータ台は、前記熱交換器の頂部を固定する固定部材(61)を有し、前記支持部が前記固定部材に形成され、
前記温度センサは、前記電線が前記室外ファンの前記羽根よりも上方の空間で引き回されている、
請求項1から4のいずれか一項に記載の冷凍装置の室外ユニット。 - 前記温度センサは、前記感温素子が前記第2ヘッダ集合管の上端部近傍の冷媒の温度を検出する位置に取り付けられている、
請求項5に記載の冷凍装置の室外ユニット。 - 前記温度センサは、前記電線が前記仕切板の上端部近傍に掛止され、前記電線が前記支持部から外れても前記室外ファンの前記羽根に届かない長さに設定されている、
請求項6に記載の冷凍装置の室外ユニット。 - 前記筺体は、前記送風機室及び前記機械室の上を覆うための天板(21)をさらに有し、
前記温度センサは、前記電線が前記天板にも引き回されている、
請求項1から7のいずれか一項に記載の冷凍装置の室外ユニット。 - 前記モータ台は、前記室外ファンの前記羽根よりも下方に前記支持部(90)が形成され、
前記温度センサは、前記電線が前記室外ファンの前記羽根よりも下方の空間で引き回されている、
請求項1から4のいずれか一項に記載の冷凍装置の室外ユニット。
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