JP5284633B2

JP5284633B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP5284633B2
Application number: JP2007322828A
Authority: JP
Inventors: 充邦佐野; 源治山口; 文雄鵜川; 優太立石; 一小野
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2027-12-14
Also published as: JP2009144982A

Description

本発明は空気調和機に係り、特に熱交換器の構造を改良した空気調和機に関する。

一般に空気調和機の室内機本体に設けられる室内熱交換器において、複数に分割された分割熱交換器を略逆Ｖ字形状に組み合わせた熱交換器が用いられるものがある。

このような室内熱交換器は分割熱交換器を所定位置に保持するために多くの取付部品を必要とし、また、隣接する分割熱交換器が接続される折曲部に間隙が生じ、この隙間から放熱フィン間を通らない空気が、通気路中に流入し、送風機、通気路あるいはその周辺で結露を生じさせる。また、放熱フィン間を通過する空気と隙間から流入する空気では、流速が異なるため、異常音の発生原因になる。

さらに、シール部材を取り付けても、部品精度や組立精度のバラツキにより、隙間を塞ぎきれない場合があり、シール部材の確実な固定が必要であり、固定用に多くの取付部品を要し、高価になる。

なお、略逆Ｖ字形状に前後に隣接する熱交換器間に形成される間隙に遮風板を設け、この遮風板を支持部材で固定し、さらに、この支持部材を熱交換器の両端に設けた側板に固定する空気調和機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のものは、前後に配置される熱交換器を左右の端板を含めて別個に製造し、それらを支持板と遮風板を前後から挟み込むように一体的に結合して固定しているため、固定用に多くの取付部品を要する。
特開２００３−２４０３３２号公報

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、簡単な構造で側面視折り曲げ形状の熱交換器を製造することが出来ると共に、熱交換器を所定形状に確実に保持でき、隣接する分割熱交換ユニット間に形成される隙間を確実に塞ぐことができるとともにシール部材の固定が確実で、その固定に多くの取付部品を要さず、安価な空気調和機を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係る空気調和機は、室内機本体の吸込口と吹出口間の通気路中に後側熱交換器、前側上部熱交換器、前側下部熱交換器を形成する側面視折り曲げ形状をした熱交換器と送風機を設けた空気調和機において、前記熱交換器は、互いに間隙を存して幅方向に並設される複数の放熱フィンとこれら放熱フィンを貫通する複数のＵ字状の伝熱管で構成する平板状の分割形成された熱交換ユニットを側面視折り曲げ形状となるように複数個組み合わせ、その一方の端部を、多数のパイプ孔が設けられこのパイプ孔に前記熱交換ユニットに挿入された前記Ｕ字状の伝熱管の端部が挿入、支持され、この伝熱管の端部にＵ字状連結管が夫々溶着されることで、冷媒の流通する回路を構成させる側面視折り曲げ形状とした金属製端板で構成し、他方の端部を、前記熱交換器の前記側面視折り曲げ形状に成形した前記Ｕ字状の伝熱管のＵ字状端部に対向して、このＵ字状端部が挿入され、支持され、固定される挿入部としての端部挿入孔が設けられる樹脂製端板で構成すると共に、側面視折り曲げ部分に、前記熱交換器の幅方向に延出し、一端側を前記金属製端板に固定し、他端側を前記熱交換器と側面視形状が略同様の前記樹脂製端板の前記端部挿入孔に、前記各熱交換ユニットの前記Ｕ字状端部が、前記端部挿入孔に挿入され、支持されることで、前記樹脂製端板に固定し、その間に前記側面視折り曲げ部に生じる間隙を塞ぐシール部を備えた板状部材で構成し、その一端を前記金属製端板に設けた取付部に取り付け、その他端を前記樹脂製端板に取り付けることで前記金属製端板と前記樹脂製端板を結合する熱交換器固定具を備えたことを特徴とする。

本発明に係る空気調和機によれば、簡単な構造で複数の放熱フィンとこれら放熱フィンを貫通する複数の伝熱管で構成する平板状の熱交換ユニットを複数組合せて側面視折り曲げ形状の熱交換器が製造でき、隣接する分割熱交換器間に形成される隙間を確実に塞ぐことができるとともにシール部材の固定が確実で、その固定に多くの取付部品を要さず、安価な空気調和機を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機について図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る空気調和装置の概念図、図２はその室内機の断面図である。

図１及び図２に示すように、本発明に係る空気調和装置１は、室内機２と室外機３が配管４により接続されてなり、室内を空気調和し、室内温度の変更はリモコン５によって行われる。

室内機２は室内機本体６を備え、この室内機本体６は前面パネル６ａの上側に上面吸込口６ｂ、前面パネル６ａの吸込側前部開口部に前面吸込口６ｃおよび室内機本体６の前面下部６ｈ下方に吹出口６ｄが設けられる。

室内機本体６内には室内熱交換器７が配置され、この室内熱交換器７は、例えば３個の分割された熱交換ユニットからなり、上面吸込口６ｂの内側に傾斜して配される熱交換ユニットを構成する後側熱交換器７１、前面吸込口６ｃの内側に傾斜して配される熱交換ユニットを構成する前側上部熱交換器７２及び前面吸込口６ｃの内側に垂直に配される熱交換ユニットを構成する前側下部熱交換器７３とからなる。

室内熱交換器７と上面吸込口６ｂ及び前面吸込口６ｃの間には、フィルタ８が配置されており、室内熱交換器７の後方には室内ファン９が配置されており、吹出口６ｄに空調空気の吹出し方向を調整させるルーバー６ｅが設けられている。

また、前側下部熱交換器７３の下部は、室内機本体６に一体形成された前側ドレンパン６ｆが配置され、後側熱交換器７１の下部には後側ドレンパン６ｇが配置される。

図３（ａ）に示すように、室内熱交換器７は、いずれも幅方向に所定の間隔を存して並設される複数のアルミ製の放熱フィン７ａに複数の伝熱管７ｂを水平方向に貫通させてなるフィンチューブタイプの平板状の熱交換ユニットを構成する後側熱交換器７１、前側上部熱交換器７２及び前側下部熱交換器７３を、図３（ｂ）に示すように、側面視、略手かぎ形状（正確には逆Ｖ字の一方の下端部を下に延長した形状）に配置し、連結管により接続してなる。

これらの後側熱交換器７１、前側上部熱交換器７２及び前側下部熱交換器７３はいずれも同様の構造であり、互いに間隙を存して幅方向に並設される複数の放熱フィンとこれら放熱フィンを貫通する複数の伝熱管で構成する平板状の熱交換ユニットにより構成する。

図４に示すように、後側熱交換器７１、前側上部熱交換器７２及び前側下部熱交換器７３の一側には、金属製端板７１ａ、７２ａ，７３ａが設けられ、これらの金属製端板７１ａ、７２ａ，７３ａには多数のパイプ孔が設けられ、このパイプ孔に熱交換ユニットに挿入されたＵ字状の伝熱管７ｂの端部が挿入、支持され、この伝熱管７ｂの端部にＵ字状連結管７ｅが夫々溶着されることで、冷媒の流通する回路が構成する。

これらの金属製端板７１ａ、７２ａ，７３ａは、一枚の連結された板により構成し、分割形成された放熱フィン７ａを貫通する複数のＵ字状の伝熱管７ｂで構成する各熱交換ユニットの端部を結合させた後に金属製端板７１ａ、７２ａ，７３ａを側面視折り曲げ形状となるように折り曲げ成形する。

なお、これらの金属製端板７１ａ、７２ａ，７３ａを各熱交換ユニットごとに別体で形成し、金属製端板７１ａ、７２ａ，７３ａの対向するそれぞれの端部を側面視折り曲げ形状となるように角度を付けて接合させるようにしたものでも良い。

なお、この金属製端板７１ａ、７２ａ，７３ａが接合される熱交換器端部側で各Ｕ字状の伝熱管７ｂ端部にＵ字状連結管７ｅを溶着する作業を行うため、溶接の際に発生する熱の影響を受けることなく組立が出来、製造性を高めることが出来る。

一方、図５に示すように、前側上部熱交換器７２の他側には、合成樹脂からなる樹脂製端板１０が設けられる。

この樹脂製端板１０は、室内熱交換器７の側面視形状と略同様の側面視形状すなわち略手かぎ形状に成形されており、金属製端板７１ａ、７２ａ，７３ａが接合される後側熱交換器７１、前側上部熱交換器７２及び前側下部熱交換器７３でなる各熱交換ユニットの反対側端部に突出する放熱フィン７ａに挿入された各Ｕ字状の伝熱管７ｂのＵ字状端部７ｃに対向して、このＵ字状端部７ｃが挿入され、支持され、固定される挿入部としての端部挿入孔１０ａが設けられる。なお、収容部は挿入孔に限らず挿入凹部であってもよい。

室内熱交換器７と側面視形状が略同様の樹脂製端板１０の端部挿入孔１０ａに、各熱交換ユニットのＵ字状端部７ｃが、端部挿入孔１０ａに挿入され、支持されることで、各熱交換器７１、７２、７３の両端部は金属製端板７１ａ、７２ａ，７３ａと樹脂製端板１０により側面視略手かぎ形状に保持される。

上記構成により両端部を保持された、室内熱交換器７は、さらに、図６に示すように、略ハ字状に折曲された折曲部Ｂ_１である後側熱交換器７１と前側上部熱交換器７２の対向する両上端部７１ｃ、７２ｃ間に生じる第１の間隙Ｇ_１部分で、金属製端板７１ａ、７２ａと樹脂製端板１０間を、板状部材で構成する第１の熱交換器固定具１１で固定する。

この第１の熱交換器固定具１１は金属製あるいはモールド品の板状で硬質部材からなる長尺板状の基材１１ａと、この基材１１ａの熱交換器の放熱フィン側に当接する裏面に両上端部７１ｃ、７２ｃの外側の形状に倣った断面形状をなし発泡断熱材などからなる軟質部材１１ｂが貼付された２層構造をなす。

上記基材１１ａは、金属製端板７１ａ、７２ａと樹脂製端板１０の両者を結合して強固に固定する機能を備え、裏面に貼付された軟質部材１１ｂは、後側熱交換器７１と前側上部熱交換器７２の対向する両上端部７１ｃ、７２ｃ間に生じる第１の間隙Ｇ１部分に接合して、この空間を遮蔽する機能を有する。

またさらに、室内熱交換器７は、図７に示すように、略逆Ｖ字状に折曲された折曲部Ｂ_２である前側上部熱交換器７２と前側下部熱交換器７３の対向する下端部７２ｄ、上端部７３ｃ間に生じる第２の間隙Ｇ_２部分で、金属製端板７２ａ，７３ａと樹脂製端板１０間を、板状部材で構成する第２の熱交換器固定具１２で固定する。

この第２の熱交換器固定具１２は、第１の熱交換器固定具１１と同様に、金属製あるいはモールド品の板状で硬質部材からなる長尺板状の基材１２ａと、この基材１２ａの熱交換器の放熱フィン側に当接する裏面に両下端部７２ｄ、上端部７３ｃの外側の形状に倣った断面形状をなし発泡断熱材などからなる軟質部材１２ｂが貼付された２層構造をなす。

上記基材１２ａは、金属製端板７１ａ、７２ａ，７３ａと樹脂製端板１０の両者を結合して強固に固定する機能を備え、裏面に貼付された軟質部材１１は、前側上部熱交換器７２と前側下部熱交換器７３の対向する両端部７２ｄ、７３ｃ間に生じる第２の間隙Ｇ_２部分に接合して、この空間を遮蔽する機能を有する。

後側熱交換器７１と前側上部熱交換器７２の第１の間隙Ｇ_１部分を連結する第１の熱交換器固定具１１の取り付けは、図４に示すように、その一端１１ｃを後側熱交換器７１の金属製端板７１ａに設けた取付部７１ｄに引っ掛けて取り付け、その他端１１ｄを樹脂製端板１０に設けたねじ孔１０ｂにねじ１３を用いて螺着することで行われる。

このように、金属製端板７１ａへの引っ掛けと、樹脂製端板１０を用いた螺着により行うので、両シール部材１１、１２の固定が確実で、固定用に多くの取付部品を要さない。

前側上部熱交換器７２と後側熱交換器７１の第２の間隙Ｇ_２１部分を連結する第２の熱交換器固定具１２の取り付けも、第１の熱交換器固定具１１の取り付けと同様、その一端を前側上部熱交換器７２の金属製端板７２ａに設けた取付部(図示せず)に引っ掛けて取り付け、その他端１２ｄはねじ１４を用いて樹脂製端板１０に螺着することで行われる。

本実施形態の空気調和機は、室内熱交換器７を後側熱交換器７１、前側上部熱交換器７２及び前側下部熱交換器７３の熱交換器ユニットに分割し、略手かぎ形状に折曲することで、一体平板状の熱交換器を折り曲げる必要がなく、放熱フィンの潰れがなく、室内熱交換器７を製造することができる。

また、室内熱交換器７と同様の側面視形状に成形された樹脂製端板１０を用い、樹脂製端板１０に熱交換器のＵ字状端部７ｃを挿入、嵌合するのみで、側面視略手かぎ形状の室内熱交換器７を容易に組み立てることができる。

さらに、隙間Ｇ_１、Ｇ_２部分により第１、第２の熱交換器固定具１１、１２を各金属製端板７１ａ、７２ａ、７３ａと樹脂製端板１０とを連結するように固定することで、隙間Ｇ_１、Ｇ_２から熱交換せずに流入する空気を遮断し、送風機、通気路あるいはその周辺に結露するのを防止できる機能も得られる。

また、吸込口６ｂ、６ｃから室内機本体１１内に吸い込まれた空気は、隙間Ｇ_１、Ｇ_２を通過しないため、熱交換器を通過しない流速の速い空気と、室内熱交換器７を通過し、流速が遅い空気との混合がなくなり、異常音を低減できる。

さらに、両熱交換器固定具１１、１２により２箇所を固定することにより、各金属製端板７１ａ、７２ａ、７３ａと樹脂製端板１０との位置ずれや変形を最小限に抑えることができると共に、隙間Ｇ_１、Ｇ_２を確実に塞ぐことができる。

また、両熱交換器固定具１１、１２を多層構造にし、両基材１１ａ、１２ａを硬質部材とするため、両熱交換器固定具１１、１２の単体強度を確保でき、横幅の長い室内熱交換器７でも、両熱交換器固定具１１、１２の両端を固定するだけで、中央の浮きや反りをなくし、固定用の取付部品（ねじやクリップなど）を必要最低限にすることができる。

さらに、両軟質部材１１ｂ、１２ｂを用いることで、両熱交換器固定具１１、１２と室内熱交換器７の密着性を高めることができ、隙間Ｇ_１、Ｇ_２を確実に塞ぐことができる。

また、両軟質部材１１ｂ、１２ｂが室内熱交換器７に接触しているため、両シール部材１１、１２と室内熱交換器７間で生じるキシミ音を防ぐことができる。

本実施形態に係る空気調和機によれば、簡単な構造で分割熱交換器を所定形状に確実に保持でき、隣接する分割熱交換器間に形成される隙間を確実に塞ぐことができるとともにシール部材の固定が確実で、その固定に多くの取付部品を要さず、安価な空気調和機が実現する。

本発明の一実施形態の空気調和機の概念図。本発明の一実施形態の空気調和機の室内機の側断面図。本発明の一実施形態の空気調和機に用いる室内熱交換器の組み立て状態を示す図で、（ａ）は組み立て前、（ｂ）は組み立て後をそれぞれ示す図。本発明の一実施形態の空気調和機に用いる室内熱交換器の斜視図。本発明の一実施形態の空気調和機に用いる樹脂製端板の斜視図。本発明の一実施形態の空気調和機に用いる室内熱交換器（後側−前側上部熱交換器）の折曲部の平面図。本発明の一実施形態の空気調和機に用いる室内熱交換器（前側上部熱交換器−前側下部熱交換器）の折曲部の平面図。

符号の説明

１…空気調和装置、２…室内機、６…室内機本体、７…室内熱交換器、７ａ…放熱フィン、７ｂ…伝熱管、７ｃ…Ｕ字状端部、７１…後側熱交換器（熱交換ユニット）、７１ａ…金属製端板、７１ｂ…パイプ孔、７１ｃ…上端部、７１ｄ…取付部、７２…前側上部熱交換器（熱交換ユニット）、７２ａ…金属製端板、７２ｂ…パイプ孔、７２ｃ…上端部、７２ｄ…下端部、７３…前側下部熱交換器（熱交換ユニット）、７３ａ…金属製端板、７３ｂ…パイプ孔、７３ｃ…上端部、９…室内ファン、１０…樹脂製端板、１０ａ…端部挿入孔、１０ｂ…ねじ孔、１１…第１の熱交換器固定具、１１ａ…板状基材、１１ｂ…シール部軟質部材、１２…第２の熱交換器固定具。

Claims

室内機本体の吸込口と吹出口間の通気路中に後側熱交換器、前側上部熱交換器、前側下部熱交換器を形成する側面視折り曲げ形状をした熱交換器と送風機を設けた空気調和機において、
前記熱交換器は、互いに間隙を存して幅方向に並設される複数の放熱フィンとこれら放熱フィンを貫通する複数のＵ字状の伝熱管で構成する平板状の分割形成された熱交換ユニットを側面視折り曲げ形状となるように複数個組み合わせ、
その一方の端部を、多数のパイプ孔が設けられこのパイプ孔に前記熱交換ユニットに挿入された前記Ｕ字状の伝熱管の端部が挿入、支持され、この伝熱管の端部にＵ字状連結管が夫々溶着されることで、冷媒の流通する回路を構成させる側面視折り曲げ形状とした金属製端板で構成し、
他方の端部を、前記熱交換器の前記側面視折り曲げ形状に成形した前記Ｕ字状の伝熱管のＵ字状端部に対向して、このＵ字状端部が挿入され、支持され、固定される挿入部としての端部挿入孔が設けられる樹脂製端板で構成すると共に、
側面視折り曲げ部分に、前記熱交換器の幅方向に延出し、
一端側を前記金属製端板に固定し、
他端側を前記熱交換器と側面視形状が略同様の前記樹脂製端板の前記端部挿入孔に、前記各熱交換ユニットの前記Ｕ字状端部が、前記端部挿入孔に挿入され、支持されることで、前記樹脂製端板に固定し、
その間に前記側面視折り曲げ部に生じる間隙を塞ぐシール部を備えた板状部材で構成し、
その一端を前記金属製端板に設けた取付部に取り付け、その他端を前記樹脂製端板に取り付けることで前記金属製端板と前記樹脂製端板を結合する熱交換器固定具を備えたことを特徴とする空気調和機。