JP5729325B2 - 冷凍装置の熱源ユニットおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係る熱源ユニットを備える冷凍装置としての空気調和装置の冷媒回路を示す図である。図1において、空気調和装置は、冷房運転や暖房運転が可能な空気調和装置であり、熱源ユニットである室外ユニット20と、利用ユニットである室内ユニット40と、室外ユニット20と室内ユニット40とを接続するための液冷媒連絡配管71およびガス冷媒連絡配管72とを備えている。
室内ユニット40は、室内熱交換器42と、室内ファン44とを有している。室内熱交換器42は、クロスフィン型熱交換器であり、室内空気との熱交換によって内部を流れる冷媒を蒸発又は凝縮させ、室内の空気を冷却又は加熱することができる。
図1において、室外ユニット20は、主に、アキュムレータ22、圧縮機付属容器23、圧縮機24、四路切換弁26、室外熱交換器28、大径管30、電動弁33、液冷媒側閉鎖弁37およびガス冷媒側閉鎖弁38を有し、これらが冷媒配管によって結ばれて冷媒回路を構成している。さらに、室外ユニット20は、室外ファン35や制御ボックス91(図2参照)を有しており、各部品や各機器が底板51や左前板55を含むケーシングの内部に収容される。
次に、図2を参照して、室外ユニット20の構造について詳述する。図2は、ケーシングを構成する各板状部材のうち、天板、右前板および右側板を外した室外ユニット20を右斜め上方から見た斜視図である。
圧縮機24は、圧縮機付属容器23を介してガス冷媒を吸入し、ガス冷媒を圧縮する。圧縮機24および圧縮機付属容器23の手前には、アキュムレータ22が配置されている。また、圧縮機24は、その3つの脚がケーシングの底板51に載置され、ボルト締結によって脚が底板51に固定されている。
室外熱交換器28は、室外空気との熱交換によって内部を流れる冷媒を凝縮又は蒸発させることができる。室外ファン35が、この室外熱交換器28に対面するように配置されており、回転することによって室外空気を取り込んで室外熱交換器28に送風し、室外熱交換器28と室外空気との熱交換を促進する。
図4、図8および図9に示されている大径管30は、その前後の冷媒配管、すなわち、室外熱交換器28と大径管30とを結ぶ冷媒配管61や電動弁33と大径管30とを結ぶ冷媒配管62よりも流路の径が大きい円筒状の管である。この大径管30は、ポンプダウン運転時に、室外熱交換器28とともに余剰冷媒を溜める役割を果たす。この大径管30の容積である容積Vtが、室内熱交換器42の容積Vhi,室外熱交換器28の容積Vhoおよびアキュムレータ22の容積Vaに対し、
式:容積Vt>容積Vhi−容積Vho−容積Va
を満たすように、大径管30の直径および長さが決められている。
電動弁33は、冷媒圧力や冷媒流量の調節を行うために、図1や図9に示すように大径管30と液冷媒側閉鎖弁37の間に設けられ、冷媒を膨張させる機能を有している。電動弁33は、その開度の調整が可能な弁である。
液冷媒側閉鎖弁37およびガス冷媒側閉鎖弁38は、手動で開け閉めする手動弁であり、それぞれ、液冷媒連絡配管71およびガス冷媒連絡配管72に接続される。液冷媒連絡配管71は、室内ユニット40の室内熱交換器42の液側の配管と室外ユニット20の液冷媒側閉鎖弁37との間を接続する。ガス冷媒連絡配管72は、室内ユニット40の室内熱交換器42のガス側の配管と室外ユニット20のガス冷媒側閉鎖弁38との間を接続する。
制御ボックス91は、図2に示すように圧縮機24や電動弁33の上方に配備されている。室外ユニット20の制御ボックス91の中には、制御基板やインバータ基板といった電子回路基板93が収容されており、その電子回路基板93には、各種の電子部品が実装されている。制御ボックス91内のマイクロコンピュータやメモリ等から成る制御部が、室内ユニット40の制御部(図示せず)とともに、冷房運転、暖房運転、ポンプダウン運転などの運転制御を行い、電動弁33の開度調整や圧縮機24、室外ファン35の回転数調整を行う。
上述のように、室外ユニット20の冷媒回路は、多くの機器が冷媒配管によって結ばれることで構成されているが、その冷媒回路のうち、室外熱交換器28の液冷媒側端部から延びる冷媒配管28a(図1および図2参照)よりも液冷媒側閉鎖弁37のサイドにある部分は、電動弁アセンブリ60として一体化されている。この電動弁アセンブリ60は、1つの組立体として一体化された後に、ケーシングの底板51の上方に運ばれて組み付けられる。
一体化された電動弁アセンブリ60を室外ユニット20の中に組み付けるときに、電動弁アセンブリ60を主として支持する構造について、以下に説明する。
室外ユニット20を生産ラインにおいて組み立て製造するときには、別の場所で作られた室外熱交換器28、圧縮機24、アキュムレータアセンブリ、電動弁アセンブリ60などが工場に運ばれてきて、生産ラインで底板51の上に組み付けられていく。
(4−1)
室外ユニット20では、アキュムレータ22に、拘束用固定部材58を固定している。そして、その拘束用固定部材58によって電動弁アセンブリ60の下部(具体的には、熱交換器近傍冷媒配管61の被拘束部61c)を拘束している。これにより、電動弁アセンブリ60の組み付け精度が向上しており、室外ユニット20の輸送時に電動弁アセンブリ60の各部分が他部品と接触することが抑制されている。
この室外ユニット20の電動弁アセンブリ60は、大径管30を含んでいるため、その重量が大きくなっている。
この室外ユニット20では、アキュムレータ22から延びる拘束用固定部材58と電動弁アセンブリ60の被拘束部61cとを直接連結する方式を採るのではなく、拘束用固定部材58と被拘束部61cとを、それら両方に嵌め込まれる管固定具59dを介して連結している。このため、電動弁アセンブリ60の組み付け時において、その下部の水平方向の動きの拘束を、電動弁アセンブリ60の管固定具59dの他方の嵌合部591bをアキュムレータ22から延びる拘束用固定部材58に嵌め込むという1つの作業を行うだけで、済ませることができる。溶接や結束バンドによる締結といった別の連結方法を採る場合に較べて、組み立て作業性が格段に良くなっている。
22 アキュムレータ(冷媒容器)
24 圧縮機
28 室外熱交換器(熱交換器)
30 大径管(大径管部)
31 ヒートシンク
33 電動弁
37 液冷媒側閉鎖弁
51 底板(底板部材)
52 アキュムレータ支持脚
52c アキュムレータ固定部(上部)
52e 第1底水平面部(底部)
52f 第2底水平面部(底部)
52g 舌部(電動弁アセンブリ支持部)
58,158 拘束用固定部材(拘束部材)
59d 管固定具(連結部材)
60 電動弁アセンブリ
61 熱交換器近傍冷媒配管
61b 熱交換器近傍冷媒配管の水平部(冷媒配管の第3部)
61c 熱交換器近傍冷媒配管の被拘束部(冷媒配管の第1部)
62 上部冷媒配管(冷媒配管の第2部)
63 電動弁近傍冷媒配管
64 閉鎖弁側冷媒配管
93 電子回路基板(基板)
93a パワートランジスタ(半導体素子)
Claims (5)
- 冷媒容器(22)と、圧縮機(24)と、熱交換器(28)と、電動弁(33)および前記電動弁に接続された冷媒配管を含む電動弁アセンブリ(60)とを有する、冷媒回路と、
前記冷媒容器、前記圧縮機および前記熱交換器を載置する底板部材(51)と、
前記冷媒容器に固定され、前記電動弁アセンブリの一部を拘束する、拘束部材(58,158)と、
円柱形状あるいは円筒形状の複数の部材を連結する連結部材(59d)と、
を備え、
前記拘束部材のうち、少なくとも前記電動弁アセンブリの一部を拘束する拘束部(58c、158c)は、円柱形状あるいは円筒形状であり、
前記電動弁アセンブリは、その前記冷媒配管の第1部(61c)が、前記連結部材を介して前記拘束部材の拘束部に連結される、
冷凍装置の熱源ユニット。 - 半導体素子(93a)を有し、前記電動弁の上方に配置される基板(93)と、
前記基板の前記半導体素子に取り付けられるヒートシンク(31)と、
をさらに備え、
前記電動弁アセンブリの前記冷媒配管は、前記電動弁よりも上方に位置する第2部(62)を含み、
前記第2部は、前記ヒートシンクに密着して前記半導体素子を冷やす、
請求項1に記載の冷凍装置の熱源ユニット。 - 前記電動弁アセンブリの前記冷媒配管は、前後の部分の径よりも流路の径が大きい大径管部(30)を含む、
請求項1又は2に記載の冷凍装置の熱源ユニット。 - 底部(52e,52f)が前記底板部材に固定され、上部(52c)が前記冷媒容器を下から支える、冷媒容器支持脚(52)、
をさらに備え
前記冷媒容器支持脚には、前記電動弁アセンブリの前記冷媒配管の第3部(61b)を下から支える電動弁アセンブリ支持部(52g)が形成されている、
請求項1から3のいずれか1項に記載の冷凍装置の熱源ユニット。 - 請求項1に記載の冷凍装置の熱源ユニットの製造方法であって、
前記冷媒配管の第1部(61c)に前記連結部材(59d)を装着した前記電動弁アセンブリを作る、第1工程と、
前記底板部材に、前記冷媒容器、前記圧縮機および前記熱交換器を載置して固定する、第2工程と、
前記第1工程および前記第2工程のあとに、前記底板部材の上方の所定位置に前記電動弁アセンブリを配置し、前記冷媒配管の第1部(61c)に装着されている前記連結部材(59d)を、前記冷媒容器に固定されている前記拘束部材の前記拘束部に連結する、第3工程と、
を備える、冷凍装置の熱源ユニットの製造方法。
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