JP5280236B2 - 空気調和機の室外機 - Google Patents

Description

この発明は、空気調和機の室外機内に備えた電装品箱の構造に関する。

従来の室外機では、特許文献１記載のように、室外機内部に電装品箱が内蔵されている。電装品箱は、下部カバーによって保持されている。下部カバーは、圧縮機の周囲を仕切る仕切板の上部に取り付けられている。そして室外機の外部で火災が発生した時にインバータ駆動用の発熱部品の放熱を行うアルミニューム製の放熱器が熱により脱落して落下する事を防止するために水平方向にフランジを延出して設け、熱交換室から機械室に火が入ることを防止している。（例えば、特許文献１参照）

特開２００７−８５６４９号公報

万一電装品箱の内部に備えた電解コンデンサ等のプラスチック材料を使用した電子部品等の不具合で火災が発生した場合には、電子部品が燃えたり溶けたりして落下し、結線口から機械室内にこぼれて火災が広がり機械室下部に設けられている高価な圧縮機やその他の部品までも焼損してしまう問題があった。

この発明はこの点に着目し上記欠点を解決する為、特にその構成を、内部が仕切り板を介して、圧縮機および電装品箱を含む機械室と、熱交換器および送風ファンを含む熱交換室とに区画されている室外機本体を備え、上記電装品箱内に駆動用電子部品が実装された制御回路基板が収納されている空気調和機の室外機に於いて、前記制御回路基板の底面に電解コンデンサ等の電子部品や端子接続部を備えると共に、制御回路基板の端部に配置した発熱部品と接触し、この発熱部品の放熱を行う放熱器を設け、前記電装品箱の外枠は板金製の下部カバーと上部カバーで包囲され、前記下部カバーは放熱器が下方向に突出する放熱器穴と前記端子接続部に対向する結線穴を設け、この結線穴周囲には火災発生時に焼損した前記電子部品が結線穴から電装箱外への落下を防止するフランジを設けると共に、このフランジの端面を結線穴の外側に湾曲させて形成し、前記電装品箱の背面で、前記上部カバーと下部カバーの係止部分に備えた通気口を設け、この通気口と結線穴で送風路を形成したものである。

この発明によれば、電子部品の不具合により電装品箱内部から火災が発生したときに、焼損した電子部品が結線穴から電装品箱外へ落下して、火災が広がり機械室下部に設けられている高価な圧縮機やその他の部品までも焼損する事を防止するものである。
また結線穴の周囲に備えたフランジの端面を結線穴の外側に湾曲させることで、結線組立時にフランジで手を切る等のケガの心配がなくなり組立作業が容易になる。
また通常運転時に結線穴と通風口の間の通風により電装品箱内の電子部品が過熱することを防止するものである。

この発明一実施例の斜視図。 同概略の説明図。 同冷凍回路室の分解斜視図。 同温水回路室の分解斜視図。 同電装品箱の底面図。 同図５のＡ−Ａ断面図。 同図５のＢ−Ｂ断面図。

次に、この発明に係る空気調和機の室外機を図面に示された一実施例で説明する。
１は空気調和機の室外機で、水平仕切板２にて上下２室に分けられ、下部には冷凍回路室３を、上部には温水回路室４を備え、温水連絡配管５によって、ファンコンベクタ等の室内機６と接続されている。
前記冷凍回路室３の背面と左側面には空気吸込口７が、前面には吹出口８を備え、内部には圧縮機９、蒸発器１０、膨張弁１１、送風ファン１２と冷凍回路制御部１３等を設けている。
前記温水回路室４は上面に給水用蓋１４が、背面に配管取出口１５を備え、内部には冷媒接続バルブ１６、水−冷媒熱交換器１７、補助ヒータ１８、温水タンク１９、循環ポンプ２０、温水ヘッダー２１と温水回路制御部２２等を設けている。
前記圧縮機９は温水回路制御部２２に備えたインバータ駆動回路（図示せず）にて多段階に回転数を変化できるものである。

前記蒸発器１０は縦長で多数のアルミニューム薄板に銅管を貫通させたフィンチューブ式の熱交換器で風上側と風下側に密接して、それぞれ１列ずつ設けられている。銅管は上下に２４段設けられ、内部に前記膨張弁１１で減圧された液冷媒が流入し、空気中の熱を奪い蒸発器１０の出口では気体となり圧縮機９に戻っていく。
２３は前記水−冷媒熱交換器１７と膨張弁１１との間に設けられた放熱器で、前記蒸発器１０の風下側で下端より上下に２本の銅管を、前記水−冷媒熱交換器１７と膨張弁１１を接続するものであり、蒸発器１０の風下側のアルミニューム薄板を共用して、蒸発器１０と一体に形成されることで、内部熱交換器を使用せずに吐出圧力の上昇を抑えことができるので、製造コストを低く抑えることになる。また、除霜運転での溶け残りを防止することができ、除霜の効率を向上させることができる。また、吐出圧力の上昇を抑えるので圧縮機９の消費電力増加を抑えることができ、高ＣＯＰを実現できる。
前記膨張弁１１は電子式の膨張弁で圧縮機９の回転数や冷凍回路の各部温度等によって冷凍回路制御部１３にて開度が制御されるものである。
前記送風ファン１２は樹脂製のプロペラファンで、回転数可変の送風モータ２４によって回転し、前記空気吸込口７、蒸発器１０、送風ファン１２、吹出口８で室外送風経路２５を形成し、蒸発器１０にて外気から熱を奪うものである。

２６は板金製のベースで上面に圧縮機９や蒸発器１０等の機能部品が固定され、前記蒸発器１０の底面に対向して排水溝２６ａが設けられ、排水溝２６ａの略中央にベース排水口２６ｂを備え、除霜水や給水のメンテナンス時に温水タンク１９から溢れた水を器具外に排水するものである。２７は板金製の前パネルで、中央やや左側に円形で格子状の前記吹出口８を樹脂製の吹出口カバー２８で被っている。２９は板金製の右側板で、右側面から背面にかけてＬ字型に折り曲げられ、上部には連絡電線や電源コード等（図示せず）の電線を接続するサービス口３０が開口され、取手を兼用する蓋３１によって閉じられている。

３２は板金製の左側板で、左側面から背面にかけてＬ字型に折り曲げられ、多数の角穴３３を前記吸込口７として使用し、前記角穴３３の上端部分に樹脂製の取手３４を取り付けている。また前記左側板３２の角部３２ａには角穴３３が設けられていないことで、吸込まれた空気の影響を受けにくいものである。

３５は平面の断面がコの字型に形成した支持金具で、前記右側板２９の内側に設けられ、下端を前記ベース２６に上端を前記水平仕切板２にネジ止めすることで上方の前記温水回路室４を支えるものである。３６は左右仕切板で、左側の前記室外送風経路２５を形成する熱交換室３７と、圧縮機９等を備える機械室３８を隔てるものであり、中央上部の機械室３８側の壁面にはリアクタ３９がネジ止めされている。４０は前記送風モータ２４を固定するモータ取付台で、下端を前記ベース２６に上端の前方を前パネル２７に固定されるものである。４１は蒸発器１０の左上端を固定する蒸発器左留具。４２は蒸発器１０の上端略中央を固定する蒸発器中央留具。

４３は放熱器入口管で下端を放熱器２３に上端を冷媒接続バルブ１６に接続される。４４は蒸発器入口管セットで、膨張弁配管セット４５と蒸発器１０の入口側を接続する。４６は蒸発器出口管セットで、蒸発器１０の出口側と四方弁配管セット４７を接続する。この四方弁配管セット４７は図２には示していないが、四方弁４８は器具の移設等で冷媒回収等のサービス作業に使用するものである。４９は漏電ブレーカで冷凍回路制御部１３の電源側に取付られるものである。

前記室内機６はファンコンベクタ等から成り、前面下部には温風吹出口５０を、前面上部には操作部５１を、背面には空気吸込口（図示せず）等を備え、内部には熱を放出するための室内熱交換器５２と室内送風ファン５３と室内制御部５４等を設けている。
また、５５は室内温水接続部で温水コンセント等の室内機６と前記温水連絡配管５を接続するものである。

前記水−冷媒熱交換器１７は、外管の内部に内管を挿入した二重管で構成されている。内管の外表面は、多数のフィンを立設し、内管の内外における熱交換効率を高めるように構成されている。この二重管の内管内部を水が通過する温水経路５６とし、内管と外管との間を冷媒が通過する冷媒経路５７とすることにより、冷媒と水との間で熱交換して通過する水を加熱することが可能となる。

また、この冷媒経路５７と冷媒接続バルブ１６、放熱器２３、膨張弁１１、蒸発器１０、圧縮機９、冷媒接続バルブ１６を冷媒配管で順次連通して冷媒循環回路５８を形成する。
また、前記温水経路５６と補助ヒータ１８、温水タンク１９、循環ポンプ２０、温水ヘッダー２１、温水連絡配管５、室内温水接続部５５、室内熱交換器５２、室内温水接続部５５、温水連絡配管５、を温水配管で順次連通して温水循環経路５９を形成している。

前記冷凍回路室３の上面には水平仕切板２が被せられ、この上に前記温水回路室３が形成される。温水回路室３の前面側の外枠は板金製の前パネル上６０で、右側面は右側板上６１で、左側面から背面は左側板上６２で、上面は天板６３で形成され、この天板６３には前記給水口蓋１４で閉じられる穴６４が設けられ、背面右側には前記配管取出口１５を備える配管カバー６５が取付られる。

前記水平仕切板２の右端手前側には前記冷媒接続バルブ１６を取り付けるためのバルブ取付台６６がネジ止めされ、その背面側には前記温水ヘッダー２１が取り付けられ、温水連絡管５が接続される空間を形成するヘッダー金具６７がネジ止めされている。

前記水平仕切板２の中央から左隅にかけては、発泡スチロール製の断熱材下６８と断熱材上６９によって上下に被われる水−冷媒熱交換器１７が配置され、前記断熱材上６９は左側上面の空間には前記温水タンク１９が設けられ、温水タンク１９上面の給水口７０にはキャップ７１が取り付けられている。前記給水口７０の周りには、設置工事や修理サービスでの給水時に溢れた水を受けるための水受溝７０ａが設けられている。
前記断熱材上６９の左側端部から上方へ側壁６９ａを、この側壁６９ａに連なって、前面の前壁６９ｂ、背面の背壁６９ｃを形成し、これらの壁の内側に温水タンク１９を位置させる。前記給水口７０から溢れた水は水受溝７０ａから温水タンク１９の左側面と断熱材上６９の側壁６９ａの間（縦排水路７０ｂ）を通り、側壁６９ａの下方に横長に備えた断熱材案内路６９ｄに流れ、この断熱材案内路６９ｄの稍後方に設けた断熱材排水口６９ｅに導かれ下方へ排水されるものである。
また、前記断熱材排水口６９ｅの下方の水平仕切板２左後ろ側角には水平仕切板排水口２ａが設けられ、この水平仕切板排水口２ａの下方には蒸発器１０の折曲部１０ａが位置している。

前記温水タンク１９の右隣には前記補助ヒータ１８が水平仕切板２にネジ止めされ、補助ヒータ１８とヘッダー金具６７の間には前記循環ポンプ２０がネジ止めされている。そして、補助ヒータ１８の上方には前記温水回路制御部２２が前後を前記断熱材上６９の上部前後に備えた縁７２に嵌め込まれている。温水回路制御部２２は電装ボックス７３内に回路基板７４が収納され電装蓋７５によって上面を閉じている。

７６は樹脂製の水熱交出口ホースで、水−冷媒熱交換器１７の出口と銅管製のヒータ入口管７７を接続する。このヒータ入口管７７は補助ヒータ１８の左側面に備えた接続口（図示せず）に取り付けられている。７８は補助ヒータ１８の右上面に接続されるヒータ出口管で、タンク入口ホース７９と接続される。このタンク入口ホース７９は温水タンク１９の右側面下方に備えたタンク入口８０と接続する。８２はタンク出口ホースで、温水タンク１８のタンク出口８１と前記循環ポンプ２０の入口（図示せず）と接続する。８３はポンプ出口ホースで、循環ポンプ出口８４とヘッダジョイント上８５と接続され温水ヘッダー２１の上側から室内機６へ温水が送られる。

８６は前記圧縮機９吐出側の冷媒配管に取り付けられた吐出温センサで、圧縮機９の吐出温度を測定し、前記冷凍回路制御部１３へ信号を送る。８７は冷凍回路室３内の室外送風経路２５の上流側に設けられた外気温センサで、外気温を測定する。８８は前記蒸発器１０に取り付けられ蒸発器１０の温度を測定して、除霜運転を制御するための熱交センサである。８９は水−冷媒熱交換器１７の中程に取り付けられ、冷媒の温度を測定する冷媒中間センサである。

９０は前記水−冷媒熱交換器１７と補助ヒータ１８の間の温水配管に取り付けられ配管温度を測定する往き温水センサ。９１は前記補助ヒータ１８と温水タンク１９の間の温水配管に取り付けられ配管温度を測定するヒータ温水センサ。９２は室内機６と水−冷媒熱交換器１７の間の温水配管に取り付けられ配管温度を測定する戻り温水センサである。

９３は補助ヒータ１８の過熱を検知する安全サーモで、補助ヒータ１８の上面に２つ取り付けられている。９４は前記温水タンク１９に取り付けられた２本の電極で温水タンク１９の水位を検知する水位センサ。９５は前記循環ポンプ２０と温水ヘッダー２１の間と、もう一方の温水ヘッダー２１と戻り温水センサ９２の間を接続するバイパス管で、室内機６への温水循環量を調節するものである。

前記冷凍回路制御部１３は板金製で上部カバー９６と下部カバー９７から成る電装品箱９８と、この電装品箱９８内部の制御回路基板９９で形成され、その大部分を機械室３８と左右仕切板３６の上部に位置し、一部が熱交換室３６上部に突出して設けられている。前記制御回路基板９９は長方形薄板状のパターン基板に圧縮機９駆動用で発熱の大きな大型トランジスタ１００が取り付けられ、この大型トランジスタ１００を冷却するための放熱器１０１が大型トランジスタ１００と接触して取付けられている。

前記制御回路基板９９は上部カバー９６の裏面に約１０ｍｍの間隔を保って半田面を上側に取付られるもので、前記放熱器１０１はフィン状のアルミニューム製で下部カバー９７に備えた放熱器穴１０２を貫通して下方の熱交換室２３に突出し、この熱交換室２３の送風によって熱交換室２３に排熱する。１０３は前記制御回路基板９９の底面に半田付け等で取付られた電子部品で、制御回路基板９９の約中央に３個設けられている電解コンデンサ１０４、スイッチングトランス１０５、カレントトランス１０６、ラインフィルタ１０７等で構成されている。

１０８は前記下部カバー９７の前面から底面にかけて設けられた結線穴で、各センサや圧縮機９、送風モータ２４等から取り出したリード線の端子を制御回路基板９９に備えた端子接続部１０９に接続するための穴で、この結線穴１０８の周囲には高さ約１０ｍｍ程のフランジ１１０が設けられ、前記電装品箱９８内で火災が発生して電子部品１０３焼損して制御回路基板９９から脱落した場合でも結線穴１０８から飛び出さずに電装品箱９８内に留まって、電装品箱９８下方に位置する圧縮機９等まで火災が広がることを防止するものである。このために、火災によって脱落する可能性のある電子部品１０３は結線穴１０８に対向する部分を除いて配置されており、結線穴１０８に対向する部分には端子接続部１０９が配置されている。

また前記フランジ１１０は結線作業時に作業者がケガをしないように結線穴１０８の外側に端部を丸めたり、折り返したりして加工すれば、より作業がしやすくする事ができる。

１１１は前記電装品箱９８の背面に備えた通気口で、前記上部カバー９６と下部カバー９７の係止部分に意識的設けられた横長の穴であり左右方向に２箇所設けられており、通常運転時には図５の波線矢印で示すように通気口１１１から導入された空気が結線穴１０８に向かって流れる送風路１１２を形成することで電装品箱９８内の電子部品１０３の過熱を防止するものである。

冷凍回路について説明すれば、機械室３８に位置する圧縮機９から吐出された高温の冷媒は冷媒循環バルブ１６を通過して、温水回路室４内に設けた、二重管構造で構成される水−冷媒熱交換器１７にて冷媒経路５７と接する温水経路５６の間で熱交換が行われ、温水経路５６の水が高温の冷媒によって加熱される。冷媒経路５７では熱を放出して冷媒は液化した後、もう一方の冷媒循環バルブ１６を通過して冷媒回路室３の放熱器２３にて放熱することで内部の圧力を減少させた後、膨張弁１１に戻って減圧され蒸発器１０によって送風空気から熱を奪って、冷媒が気化した後、圧縮機９に戻って冷凍サイクルの循環が継続される。

温水回路について説明すれば、水−冷媒熱交換器１７で加熱された温水は補助ヒータ１８にて、除霜運転時や冷凍回路での能力不足の時に更に加熱し、温水タンク１９で必要な温度の温水が蓄えられる。温水タンク１９の温水は循環ポンプ２０によって温水ヘッダー２１、温水連絡配管５を通過して室内機６の室内熱交換器５２に送られ、室内送風ファン５３によって温風として室内に熱が放出され暖房が行われ、もう１方の温水連絡配管５と温水ヘッダー２１を通過して、水−冷媒熱交換器１７で加熱される温水の循環が行われる。また室内機６への温水循環量を調節するために、一部の温水はバイパス管９５側を循環する。

また電子部品１０３の不具合により電装品箱９８内部から火災が発生したときに、焼損した部品が結線穴１０８から電装品箱９８外へ落下して、火災が広がり機械室３８下部に設けられている高価な圧縮機９やその他の部品までも焼損する事を防止するものである。
結線穴１０８の周囲に備えたフランジ１１０の端面を結線穴の外側に湾曲させることで、結線組立時にフランジ１１０で手を切る等のケガの心配がなくなり組立作業が容易になる。
通常運転時に結線穴１０８と通風口１１１の間の通風により電装品箱９８内の電子部品１０３が過熱することを防止するものである。
また制御回路基板９９の半田付け面である上面側は、制御回路基板９９と上部カバー９６によってほぼ密閉されることで、故障や火災の原因になるムカデ等の害虫が侵入する事を防止ししている。

１ 室外機
９ 圧縮機
１３ 冷凍回路制御部
３６ 左右仕切板
３７ 熱交換室
３８ 機械室
９６ 上部カバー
９７ 下部かばー
９８ 電装品箱
９９ 制御回路基板
１０１ 放熱器
１０３ 電子部品
１０８ 結線穴
１０９ 端子接続部
１１０ フランジ
１１１ 通気口
１１２ 送風路

Claims (1)

1. 内部が仕切り板を介して、圧縮機および電装品箱を含む機械室と、熱交換器および送風ファンを含む熱交換室とに区画されている室外機本体を備え、上記電装品箱内に駆動用電子部品が実装された制御回路基板が収納されている空気調和機の室外機に於いて、前記制御回路基板の底面に電解コンデンサ等の電子部品や端子接続部を備えると共に、制御回路基板の端部に配置した発熱部品と接触し、この発熱部品の放熱を行う放熱器を設け、前記電装品箱の外枠は板金製の下部カバーと上部カバーで包囲され、前記下部カバーは放熱器が下方向に突出する放熱器穴と前記端子接続部に対向する結線穴を設け、この結線穴周囲には火災発生時に焼損した前記電子部品が結線穴から電装箱外への落下を防止するフランジを設けると共に、このフランジの端面を結線穴の外側に湾曲させて形成し、前記電装品箱の背面で、前記上部カバーと下部カバーの係止部分に備えた通気口を設け、この通気口と結線穴で送風路を形成したことを特徴とする空気調和機の室外機。

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