JP5420441B2 - 空気調和装置の室外ユニット - Google Patents

Description

本発明は、筐体の底板上に圧縮機等のタンク類が配置されて備えられる空気調和装置の室外ユニットに関する。

従来、大規模オフィスや大型店舗を空気調和する場合、比較的大きな空調能力が求められるため、筐体の底板上に配置された複数の圧縮機と、筺体の背面側及び両側面側の３面に沿って、底板上に配置された断面略コ字型の熱交換器と、この熱交換器の上部に配置された複数の送風機と、を備える空気調和装置の室外ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１３８９５１号公報

ところで、この種の大容量空気調和装置の室外ユニットにおいては、複数の圧縮機及び各種冷凍サイクル機器が底板上に配置されるため、底板がこれらの機器の重量で歪んでしまう、或いは、複数の圧縮機及び複数の送風機を配置するために筐体が大型化し、それにともなって横長になった底板が撓んでしまうという問題があった。
これを解消するために、底板に補強のための曲げ加工を複数箇所施すことが有効であるが、これら複数の曲げ加工を、部分金型を使用して１つ１つ形成する場合には底板の正確な寸法を出すことができない。一方、全体金型を用いて複数の曲げ加工を１度に形成する場合には、正確な寸法で底板を形成できるものの金型が大型化するという問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、高強度で正確な寸法の底板を有する空気調和装置の室外ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、筐体の底板上に配置される圧縮機と熱交換器とを備える空気調和装置の室外ユニットにおいて、前記底板は、前後方向に二分割されて前記圧縮機が載置される前底板と、前記熱交換器が載置される後底板とを備え、これら前底板及び後底板には、それぞれ前記筺体の幅方向に延びる一条の凹部が形成され、前記前底板及び前記後底板は、各板の端部に載置面よりも下方に段曲げした屈曲部を備え、これら屈曲部同士を対向させ、前記前底板及び前記後底板を前記筺体の前後方向に延びる一対の脚部材間に架け渡して固定したことを特徴とする。

また、前記凹部は、それぞれ前記前底板及び前記後底板の全幅に亘って同一形状に成型されている構成としても良い。また、前記屈曲部の深さは、前記凹部の深さよりも深く形成されている構成としても良い。また、前記熱交換器は、前記筐体の背面側及び両側面側の３面に沿って延びる断面コ字状に形成され、この熱交換器の内側には、前記前底板及び前記後底板の各屈曲部を跨いでアキュムレータが配置されている構成としても良い。また、前記後底板は、前記前底板よりも板厚が薄く形成されている構成としても良い。

本発明によれば、筐体の底板上に配置される圧縮機と熱交換器とを備える空気調和装置の室外ユニットにおいて、前記底板は、前後方向に二分割されて前記圧縮機が載置される前底板と、前記熱交換器が載置される後底板とを備え、これら前底板及び後底板には、それぞれ前記筺体の幅方向に延びる一条の凹部が形成されているため、各底板に、それぞれ部分金型を用いて凹部を形成することができ、簡単な構成で、高強度で正確な寸法の底板を作成することができる。このため、製造時の搬送作業及び形成作業が簡易化し、金型も小型化するため、製造コストを削減することができるという効果を奏する。

本発明の一実施の形態を示す空気調和装置の室外ユニットの外観斜視図である。 前面パネルを外した状態での室外ユニットの正面図である。 室外ユニットの側断面図である。 室外ユニットの内部構成を示す上面図である。 底板の構成を示す分解斜視図である。 底板の構成を示す下面図である。 別の実施形態の室外ユニットを示す分解斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る空気調和装置は、室外ユニット１０と室内ユニット（図示せず）とから構成されており、冷媒配管により接続された冷媒回路に冷媒を流して、冷房運転および暖房運転を行う。室外ユニット１０は、室外に設置され、室外空気と熱交換して冷房運転時には冷媒を凝縮させて外気に熱を放出し、暖房運転時には冷媒を蒸発させて外気から熱を取り込むものである。なお、以下に述べる上下および左右といった方向は、室外ユニット１０を設置した状態でその前面側から見た場合の方向を示している。

図１は、室外ユニット１０の外観斜視図であり、図２は、前面パネルを外した状態での室外ユニット１０の正面図である。室外ユニット１０は、略直方体箱形状のユニットケース（筐体）１１を備え、このユニットケース１１は、前後方向に延びる一対の脚部材１３、１３上に架け渡されて固定される底板１２と、この底板１２の４隅から鉛直方向に延びる支柱１４と、前面パネル１５とを有して構成される。
底板１２上には、後述する熱交換器２１が配置され、この熱交換器２１によってユニットケース１１の背面及び左右両側面が形成されている。また、熱交換器２１の上部には、送風機２２と、この送風機２２の周囲にベルマウス２５とが配置され、このベルマウス２５の吹出開口２５Ａには、送風機２２への接触を防止するファンガード２６が配置されている。また、ベルマウス２５の周囲には、発泡スチロール等の断熱材を備えた化粧パネル２７が設けられている。

前面パネル１５は、上下に二分割された上パネル１５Ａと下パネル１５Ｂとを備え、これら上パネル１５Ａ及び下パネル１５Ｂは、前面側の支柱１４、１４間に架け渡されて固定されている。さらに、前面パネル１５の下部には、底板１２に螺合されて配管引き出しパネル１８，１９が備えられている。
ユニットケース１１の前面側には、図２に示すように、圧縮機３０Ａ，３０Ｂや、四方弁３１及び膨張弁といった弁体等の冷媒回路構成部品３２が配管接続されて収容されるとともに、これら圧縮機３０Ａ，３０Ｂ等の上方に室外ユニット１０の各種機器を制御するための電装箱３４が配置されている。このため、前面パネル１５を取り外すことによって、作業者が前面側から圧縮機３０Ａ，３０Ｂや電装箱３４内の電装品等のメンテナンス作業を容易に行うことができる。

次に、ユニットケース１１内の各機器の配置構成について説明する。
図３は、室外ユニット１０の側断面図であり、図４は、室外ユニット１０の内部構成を示す上面図である。

送風機２２は、図３に示すように、熱交換器２１の上方に配置されるファンモーター２３と、このファンモーター２３の軸に取り付けられたプロペラファン（羽根車）２４とを備えて構成される。隣接する支柱１４，１４間には、熱交換器２１の上端に相当する位置で当該支柱１４，１４を連結する不図示の連結部材が設けられ、ファンモーター２３は、これら連結部材間に架け渡された支持フレーム１６に固定される。
ファンモーター２３によりプロペラファン２４が回転駆動されると、室外ユニット１０の周囲、より具体的には図３、４中矢印Ｘで示すように、ユニットケース１１の前面を除いた左側面側、背面側及び右側面側から外気がユニットケース１１内に吸い込まれ、このユニットケース１１の上面部に設けられたベルマウス２５の吹出開口２５Ａを通じて外に排出される。つまり、この室外ユニット１０は、上面から熱交換後の空気を吹き出す上面吹き出しタイプに構成されている。

ユニットケース１１は、図４に示すように、奥行き方向の長さＬ１が幅方向の長さＬ２よりも長い略矩形に形成されている。また、送風機２２は、ユニットケース１１の背面側及び両側面側からそれぞれ略等しい距離となる位置にプロペラファン２４の回転軸Ｏが位置するように配置されている。そのため、本構成では、送風機２２は、プロペラファン２４の回転軸Ｏが背面側に移動した位置に配置されることにより、その分、送風機２２の前面側にスペースが形成される。この送風機２２の前方に形成されたスペースには、電装箱３４が配置され、電装箱３４は、送風機２２及びベルマウス２５と高さ方向でオーバーラップする位置に配置され、支柱１４，１４に螺合されて備えられている。これにより、電装箱３４が熱交換器２１を通過して送風機２２から吹き出される空気の流れを阻害することがなく、ユニットケース１１内での通風抵抗を低減することができるため、ユニットケース１１を大型化することなく、送風騒音の低減化を図ることができる。

ユニットケース１１の底板１２上には、断面略コ字形状に屈曲されて形成された熱交換器２１が配置され、この熱交換器２１は、ユニットケース１１の左側面から背面及び右側面に沿わせて配置されている。また、本実施形態では、熱交換器２１は、断面略コ字形状に屈曲することにより一体に形成されるものであったが、例えば、断面略Ｌ字形状に形成された２つの熱交換器を、断面略コ字形状に対向配置しても良い。

熱交換器２１で囲まれた内側には、上記した圧縮機３０Ａ，３０Ｂや冷媒回路構成部品３２とともに冷媒回路の一部を構成するアキュムレータ３５、オイルセパレーター３６及びレシーバータンク３７が底板１２上に配置されている。また、アキュムレータ３５の上部中央には、フレーム１７が固定され、フレーム１７は、アキュムレータ３５の上端部から延びて、支柱１４，１４を連結する連結部材に固定され、アキュムレータ３５の揺動を防止している。

これらアキュムレータ３５、オイルセパレーター３６及びレシーバータンク３７は、冷媒または冷凍機油を一時的に貯留する圧力容器であり、メンテナンス頻度が低いものである。一方、上記した圧縮機３０Ａ，３０Ｂや冷媒回路構成部品３２は、モーターやコイル等の電動要素を備えるため、メンテナンス頻度が高い。このため、本構成では、底板１２上から電装箱３４の下端部まで上方に延びる仕切り板３８を設け、この仕切り板３８によって、ユニットケース１１内が、図３に示すように、熱交換室３９と機械室４０とに区分けされている。そして、機械室４０には、メンテナンス頻度の高い圧縮機３０Ａ，３０Ｂや冷媒回路構成部品３２が収容され、熱交換室３９には、メンテナンス頻度の低い熱交換器２１、アキュムレータ３５、オイルセパレーター３６及びレシーバータンク３７が収容されている。この仕切り板３８により、機械室４０に収容された各機器に直接雨滴がかかることが防止される。

次に、底板１２及び脚部材１３，１３の構成について説明する。
底板１２は、図５に示されるように、その幅方向に亘る凹凸が設けられた波板形状に形成されて、前後に二分割された前底板１２Ａと後底板１２Ｂとを備えて構成されている。前底板１２Ａと後底板１２Ｂとは、脚部材１３，１３上に架け渡されて固定されている。前底板１２Ａと後底板１２Ｂは、同じ板金材料、及び、同じ板厚で形成されていても良いが、本実施形態においては、圧縮機３０Ａ，３０Ｂが配置される前底板１２Ａの板金を後底板１２Ｂよりも厚くして、前底板１２Ａの強度を増している。また、前底板１２Ａは、後底板１２Ｂよりも機械的強度の高い合金で形成して、強度を増す構成としても良い。
この構成によれば、後底板１２Ｂの板厚を薄くすることができるため、底板１２を形成するための材料費を削減することができる。また、前底板１２Ａにステンレス鋼板を用いて、後底板１２Ｂにアルミ合金板等を用いて、材料費を削減する構成としても良い。

前底板１２Ａ、後底板１２Ｂには、それぞれ台形曲げによって形成された幅方向に延びる一条の凹部１２Ｃが補強のために備えられ、これによって、前底板１２Ａ、後底板１２Ｂは略波板形状に形成されている。凹部１２Ｃは、それぞれ前底板１２Ａ、後底板１２Ｂに同一のプレス型を用いて形成されている。例えば、一枚板で形成された底板１２に複数の凹部１２Ｃを設けて波板形状に形成するためには、底板１２を所定サイズで形成するために、この底板１２の形状に合わせた全体型のプレス型を用いて製造する必要があり、製造コストが嵩んでしまう。本実施形態においては、底板１２を前後に二分割して、前底板１２Ａと後底板１２Ｂにそれぞれ幅方向に延びる一条の凹部１２Ｃを形成し、底板１２を波板形状に形成する構成としたため、底板１２を簡易に波板形状を備え、所定のサイズで形成することができる。また、凹部１２Ｃを部分型のプレス型で形成することができるため、底板１２を形成するために全体型を用いるのに比べて、成形型を製造するための労力及び材料費を大幅に低減することができる。

前底板１２Ａの前端部１２Ｇ、及び、後底板１２Ｂの後端部１２Ｈは、それぞれ下側に向かって断面略コ字状に折り曲げられ、これによって、前底板１２Ａ、及び、後底板１２Ｂの強度が更に増している。
また、底板１２の分割面である、前底板１２Ａの後端部、及び、後底板１２Ｂの前端部には、Ｚ曲げ（段曲げ）加工が施されて屈曲部１２Ｄ，１２Ｅが形成されている。屈曲部１２Ｄ，１２Ｅは、凹部１２Ｃと略平行に形成され、凹部１２Ｃよりも下側に位置するように設けられている。屈曲部１２Ｄ，１２Ｅ、前底板１２Ａの前端部及び後底板１２Ｂの後端部は、略同じ深さに曲げられている。屈曲部１２Ｄ，１２Ｅ、前底板１２Ａの前端部１２Ｇ及び後底板１２Ｂの後端部１２Ｈの曲げの深さを、凹部１２Ｃの深さより深くして、前底板１２Ａ及び後底板１２Ｂの強度を更に増している。屈曲部１２Ｄ，１２Ｅ、前端部１２Ｇ、後端部１２Ｈは、標準金型で成型することができるため、金型の製造コストを削減して、底板１２の強度をさらに上げることができる。
前底板１２Ａ、及び、後底板１２Ｂの前後両端部には、ねじ孔を有する取付け部１２Ｆが備えられ、取付け部１２Ｆは、底板１２の載置面から、凹部１２Ｃと略同じ深さになるように設けられている。

底板１２が架け渡されて固定される脚部材１３，１３は、溝形鋼等によって形成されている。脚部材１３，１３は、その左右を共通部品化するために、脚部材１３，１３の上面１３Ａは、底板１２の左右両端側に設けられたねじ孔に対応する位置に複数のねじ孔が形成されて備えられている。また、脚部材１３，１３には、切り起こしによって脚部材１３，１３と一体に形成された複数の留め金具１３Ｂが備えられている。
底板１２は、脚部材１３，１３の上面１３Ａに、凹部１２Ｃ及び取付け部１２Ｆが固定され、また、留め金具１３Ｂに屈曲部１２Ｄ，１２Ｅ、前底板１２Ａの前端部、及び、後底板１２Ｂの後端部が固定されて備えられている。

また、前底板１２Ａ、後底板１２Ｂの下部には、図６に示されるように、略Ｚ形に形成された補強部材Ｂ１，Ｂ２が底板１２にねじ留めされて備えられ、この補強部材Ｂ１，Ｂ２によって、底板１２の奥行き方向への撓みが防止され、底板１２の強度が増している。
底板１２には、複数の水抜き孔が設けられ、ユニットケース１１内の水が、この水抜き穴からユニットケース１１外に排出されるため、底板１２上に水が溜まらないように構成されている。また、底板１２には、圧縮機３０Ａ，３０Ｂ、アキュムレータ３５、オイルセパレーター３６、レシーバータンク３７、及び、熱交換器２１等が固定される複数のねじ孔が設けられている。
アキュムレータ３５は、前底板１２Ａの後端部、及び、後底板１２Ｂの前端部に設けられた屈曲部１２Ｄ，１２Ｅを跨いで配置されている。これによって、底板１２の略中央部に配置され、冷媒が蓄えられているために重量が大きくなるアキュムレータを、断曲げ加工が施されているために強度の高い屈曲部１２Ｄ，１２Ｅを跨いで配置したために、アキュムレータの重量で底板１２の中央部が撓むのを防止することができる。

ところで、近年、省エネの観点からも、既存の空気調和装置を高効率の機種に置換する傾向にある。複合ビル、病院、ホテル等では、屋外或いは屋上に室外ユニット１０を固定するための固定レール（不図示）が設けられ、この固定レールに複数の室外ユニット１０をアンカーボルト等で固定して、並べて設置している。固定レールには、既存の室外ユニットの脚片に設けられたボルト孔の位置に合わせて、室外ユニット１０を固定するためのボルト挿通孔が設けられている。これによって、既存の空気調和装置を新機種に置換する際には、固定レールに新機種に合わせた位置で新たにボルト挿通孔を設ける、或いは、固定レールに既存するボルト挿通孔に合わせて新機種を選択する必要があった。そのため、本実施形態においては、脚部材１３，１３の下板１３Ｃ、１３Ｃに、左右の脚部材１３，１３で対象の位置に複数のボルト孔１３Ｄを設けている。これによって、固定レール側に既設されたボルト挿通孔のピッチ幅に合わせて、脚部材１３，１３を固定することができるため、室外ユニットの置き換え時の作業効率を向上することができる。

図７は別の実施形態の空気調和装置の室外ユニットを示す分解斜視図である。本実施形態において、上述した実施形態と同じ部材については同じ符号とし、詳細説明については省略する。
室外ユニット１０は、図７で示されるように、略直方体箱形状のユニットケース（筐体）１０１を備え、このユニットケース１０１は、前後方向に延びる３本の脚部材１３、１３、１３上に架け渡されて固定される底板１２と、この底板１２の４隅から鉛直方向に延びる支柱１４と、前面パネル１５とを有して構成される。

底板１２上には、熱交換器２１が配置され、この熱交換器２１によってユニットケース１０１の背面及び左右両側面が形成されている。熱交換器２１の上方には、２機の送風機２２が備えられて構成されている。前面パネル１５は、上下左右に四分割された右上パネル１５Ｃ、下右パネル１５Ｄ、左上パネル１５Ｅ、左下パネル１５Ｆとを備え、これらのパネル１５Ｃ，１５Ｄ，１５Ｅ，１５Ｆは、前面側の支柱１４、１４に固定されて備えられている。パネル１５Ｃ，１５Ｄ，１５Ｅ，１５Ｆは、上述の上パネル１５Ａ、或いは、１５Ｂと共通部品化されて備えられている。

底板１２に形成された凹部１２Ｃは、本実施形態に示される複数の送風機２２を備える横長のユニットケース１０１に備えられる底板１２に凹部１２Ｃを形成することができるようにそのプレス型が作成されており、このプレス型を異なるサイズの底板に共通して利用し、凹部１２Ｃを形成できる構成している。これによって、異なるサイズの底板を波板形状に形成するために、個別のプレス型を作成する必要がなく、プレス型を共通化して底板１２に補強構造を設けることができる。

このように、本実施形態によれば、底板１２を前後方向に二分割して、前底板１２Ａと後底板１２Ｂにそれぞれ幅後方に延びる一条の凹部１２Ｃを形成したため、凹部１２Ｃを部分型のプレス型で成型し、複数の補強形状を有する底板１２を正確な寸法で形成することができる。また、底板１２を前後方向に二分割したため、底板１２の搬送及び製造作業が簡易化する。さらに、プレス型を小型化することができ、製造コストを削減することができる。

また、本実施形態によれば、底板１２の分割面である、前底板１２Ａの後端部、及び、後底板１２Ｂの前端部に、段曲げによって底板１２の載置面よりも下方に形成された屈曲部１２Ｄ，１２Ｅを備えたため、この屈曲部１２Ｄ，１２Ｅ同士を対向させて脚部材１３，１３上に架け渡して底板１２を固定する構成としても、底板１２の分割面の強度を上げることができる。

また、本実施形態によれば、凹部１２Ｃは前底板１２Ａと後底板１２Ｂの全幅に亘って同一形状に成型されているため、共通のプレス型を用いて、前底板１２Ａと後底板１２Ｂの両方に補強形状を成型することができる。また、プレス型を共通化して、幅方向の寸法が異なる底板にも、同一のプレス型を用いて補強形状が成型できるため、プレス型の製造コストを大幅に削減することができる。

また、本実施形態によれば、屈曲部１２Ｄ，１２Ｅの深さを凹部１２Ｃの深さよりも深く形成しているため、底板１２の分割面の強度を上げることができる。また、屈曲部１２Ｄ，１２Ｅは標準金型で成型することができるため、屈曲部１２Ｄ，１２Ｅをできる限り深く形成して、製造コストを抑えて、前底板１２Ａ及び後底板１２Ｂの強度を更に上げることができる。

また、本実施形態によれば、断面略コ字状の熱交換器２１をユニットケース１１の背面側及び両側面側の３面に沿って配置し、この熱交換器２１の内側で、ユニットケース１１の略中央部に、屈曲部１２Ｄ，１２Ｅを跨いでアキュムレータ３５を配置したため、底板１２の外縁に熱交換器２１の重量を分散させ、強度の高い屈曲部１２Ｄ，１２Ｅに冷媒が蓄えられているために重量が大きいアキュムレータ３５を配置して、底板１２の撓み及び歪みを防止することができる。

また、本実施形態によれば、前底板に圧縮機３０Ａ，３０Ｂを配置する構成とし、圧縮機３０Ａ，３０Ｂの重量及び振動等の影響で負荷が大きくなる前底板１２Ａに比し高強度であることが要求されない後底板１２Ｂを前底板１２Ａよりも薄い板厚の板金で形成したため、底板１２の強度を保つために、底板１２全体を厚い板厚の板金で形成するのに比べて、材料費を削減することができると共に、プレス加工の効率性を上げることができる。また、底板１２の総重量が低減されるため、底板１２の組み立て作業性、搬送性が向上する。

１０ 室外ユニット
１１ ユニットケース（筐体）
１２ 底板
１２Ａ 前底板
１２Ｂ 後底板
１２Ｃ 凹部
１２Ｄ、１２Ｅ 屈曲部
１３ 脚部材
１５ 前面パネル
２１ 熱交換器
２２ 送風機
３０Ａ、３０Ｂ 圧縮機
３５ アキュムレータ

Claims (5)

1. 筐体の底板上に配置される圧縮機と熱交換器とを備える空気調和装置の室外ユニットにおいて、
   前記底板は、前後方向に二分割されて前記圧縮機が載置される前底板と、前記熱交換器が載置される後底板とを備え、これら前底板及び後底板には、それぞれ前記筺体の幅方向に延びる一条の凹部が形成され、
   前記前底板及び前記後底板は、各板の端部に載置面よりも下方に段曲げした屈曲部を備え、これら屈曲部同士を対向させ、前記前底板及び前記後底板を前記筺体の前後方向に延びる一対の脚部材間に架け渡して固定したことを特徴とする空気調和装置の室外ユニット。
2. 前記凹部は、それぞれ前記前底板及び前記後底板の全幅に亘って同一形状に成型されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置の室外ユニット。
3. 前記屈曲部の深さは、前記凹部の深さよりも深く形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和装置の室外ユニット。
4. 前記熱交換器は、前記筐体の背面側及び両側面側の３面に沿って延びる断面コ字状に形成され、この熱交換器の内側には、前記前底板及び前記後底板の各屈曲部を跨いでアキュムレータが配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気調和装置の室外ユニット。
5. 前記後底板は、前記前底板よりも板厚が薄く形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気調和装置の室外ユニット。

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