JP5797149B2 - 空気調和装置の室外機及びそれを備えた空気調和装置 - Google Patents

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Description

本発明は、空気調和装置の室外機及びそれを備えた空気調和装置に関し、特に、室外機に設けられるドレンパンに関するものである。
空気調和機は、暖房運転の際、室外機の内部に配置される室外熱熱交換器が蒸発器として機能する。室外熱交換器が、蒸発器として機能していると、室外熱交換器に供給される空気中の水分が凝縮し、室外熱交換器表面に霜として付着することがある。このような場合には、たとえば暖房運転とは逆サイクルの除霜運転を行うことにより、室外熱交換器は凝縮器として機能させ、付着した霜を融解させることができる。
なお、融解した水(以下ドレン水とする)は、室外熱交換器表面から流れ落ち、室外機の下部に配置される底板に設けられている排水口にドレン水が集められ、同排水口から底板外部に排出されるようになっている。
たとえば外気温が氷点下を下回るような寒冷地域では、この除霜運転で融解し底板に滴下したドレン水が、「熱交換器と底板でブリッジ滞留」を起こしたり、「表面張力によって液体のまま底板に張り付いて滞留」したりするなどして、ドレン排水口から排出される前に冷却され底板上で凍結することがある。
このように底板上で凍結すると、時間の経過と共に氷が成長し、熱交換器や室外機プロペラファンに達してしまい、熱交換器を通る配管やプロペラファン等の破損を引き起こす可能性がある。また、熱交換器下部にドレンが氷結することにより熱交換器の熱交換率の低下による暖房能力の低下を引き起こす可能性がある。
そこで、室外熱交換器の設置部分と底板とを離した状態で、室外機熱交換器を底板に設置するために、室外熱交換器を保持するスペーサを設けた空気調和装置の室外機が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の技術は、室外熱交換器に設けられる冷媒管のうち、室外熱交換器の端部側から露出している半円型管(以下ヘアピンとする)の部分を、スペーサで保持させるものである。
実開昭60−14426号公報(たとえば、図1参照)
特許文献1に記載の技術は、冷媒管のヘアピンがスペーサに保持されるため、ヘアピンとスペーサとが接触することとなる。これにより、室外熱交換器の端面やヘアピンなどで発生したドレン水が接触部分で滞留し、この滞留したドレン水が凍結してヘアピンの変形が起こる可能性があった。特許文献1に記載の技術は、冷媒管のヘアピンがスペーサに保持されるため、室外熱交換器自身の荷重でヘアピンの変形を招く可能性があった。
冷媒管のうちヘアピンの部分は、冷媒管のうち直管部とは異なり所定の曲率で曲げられて設けられており、冷媒の流入時の圧力損失が大きくなる部分である。すなわち、特許文献1に記載の技術は、ヘアピンの変形により、室外熱交換器における圧力損失が増大し、冷暖房能力の低下を招いてしまう可能性があるという課題があった。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、室外機本体内でドレン水が凍結してしまうことを抑制する空気調和装置の室外機及びそれを備えた空気調和装置を提供することを目的としている。
本発明に係る空気調和装置の室外機は、本体と、本体の底面の一部を構成し、ドレン排水穴が形成された底板と、本体内に設けられる室外熱交換器と、底板上に設置され、底板の上面と室外熱交換器の底部との間に間隔を空けるように室外熱交換器を保持する保持部品と、を有し、保持部品は、水平方向における室外熱交換器の端部側の下端部である角部に接しないように、底板に設けられ、底板上に立設される第1保持部品支柱と、第1保持部品支柱と略平行に底板上に立設される第2保持部品支柱と、第1保持部品支柱及び第2保持部品支柱を接続し、室外熱交換器の底部を保持する接続部とを有し、第1保持部品支柱と第2保持部品支柱との間隔が、室外熱交換器の厚みよりも大きく、接続部には、室外熱交換器の厚みよりも幅が大きい開口が形成されているものである。
本発明に係る空気調和装置の室外機によれば、保持部品は、水平方向における室外熱交換器の端部側の下端部である角部に接しないように、ベースに設けられているので、ドレン水が角部に滞留することを防止することができ、室外機本体内でドレン水が凍結してしまうことを抑制することができる。
本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の概要構成例図である。 本発明の実施の形態1に係る室外機の斜視図である。 図2に示す室外機の分解図である。 本発明の実施の形態1に係る底板、室外熱交換器及び保持部品の説明図である。 空気調和装置の冷媒回路の構成例図である。 従来の室外機でドレン水が滞留することの説明図である。 本発明の実施の形態1に係る底板、室外熱交換器及び保持部品の要部拡大図である。 本発明の実施の形態1に係る保持部品の詳細説明図である。 本発明の実施の形態2に係る保持部品の説明図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る空気調和装置200の概要構成例図である。図2は、実施の形態1に係る室外機1の斜視図である。図3は、図2に示す室外機1の分解図である。図4は、実施の形態1に係る底板6、室外熱交換器12及び保持部品20の説明図である。
空気調和装置200は、室外機1の本体内でのドレン水の凍結を抑制するように室外機1に搭載される室外熱交換器12の設置方法に改良が加えられたものである。
(構成説明)
空気調和装置200は、室内機61と室外機1とを有し、これらが冷媒配管63で接続されて構成されている。室内機61は、冷房運転時に蒸発器として機能し、暖房運転時に凝縮器として機能する室内熱交換器17(図5参照)などを有している。そして、室外機1で生成された冷熱あるいは温熱は、冷媒配管63を介して室内機61に配送されるようになっている。
室外機1は、たとえばビルや家屋等の外に配置され、冷媒配管63を介して室内機61に冷熱又は温熱を供給するものである。
室内機61は、たとえば室内などのように空調対象空間に冷房用空気、或いは暖房用空気を供給できる位置に配置され、空調対象空間に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給するものである。
(室外機1)
室外機1は、冷房運転時に凝縮器として機能し、暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器12などを有しているものである。
室外機1の外郭は、室外機1の上面を構成する天板3と、室外機1の前面の一部、左側面を構成する前面パネル2と、室外機1の右側面及び後面の一部を構成する右側面パネル5と、前面パネル2に設けられ、室外機1の前面の一部を構成するファングリル7と、室外機1の底面を構成する底板6と、室外機1の後面の一部を構成する後面パネル4とによって構成されている。
また、室外機1は、室外機1内の空間を左側と右側に区画する仕切板50と、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機9と、水平断面形状が略L字形状の室外熱交換器12と、室外熱交換器12を保持する保持部品20と、室外熱交換器12に外気を供給するプロペラファン13と、プロペラファン13を回転させる電動機13Bと、電動機13Bを保持するモーターサポート13Cとを有している。
(天板3)
天板3は、室外機1の上面を構成するものである。天板3は、前側端部及び左側端部が前面パネル2と接触して設けられ、右側端部及び右後側端部が右側面パネル5と接触して設けられている。天板3は、たとえば金属板などを所定の形状に形成して構成される。
(前面パネル2)
前面パネル2は、室外機1の前面の一部及び左側面を構成するものである。前面パネル2は、下端部が底板6と接触して設けられ、上端部が天板3と接触して設けられている。また、前面パネル2のうち前面構成部分の右側端部は、右側面パネル5と接触して設けられている。さらに、前面パネル2のうち前面構成部分には、たとえば略円形の外気吸込口が形成され、当該外気吸込口の形成位置に対向するようにファングリル7が設けられる。前面パネル2は、たとえばABS樹脂などで構成される。
(右側面パネル5)
右側面パネル5は、室外機1の右側面及び後面の一部を構成するものである。この右側面パネル5は、水平断面形状が略L字であって底板6に鉛直に立設され、圧縮機9の側方及び後側を覆うように設けられるものである。また、右側面パネル5には、図示省略のバルブベットなどを保護するための右側面カバー8が取り付けられている。右側面パネル5は、前側端部が前面パネル2と接触して設けられ、上端部が天板3と接触して設けられ、下端部が底板6と接触して設けられている。右側面パネル5は、たとえばABS樹脂などで構成される。
(ファングリル7)
ファングリル7は、室外機1の前面の一部を構成し、たとえばユーザーなどがプロペラファン13でケガをすることを防止するものである。このファングリル7は、たとえば縦桟と横桟からなる格子状部材である。ファングリル7は、前面パネル2のうち前面構成部分に設けられた外気吸込口の形成位置に対向するように設けられている。
(底板6)
底板6は、室外機1の底面の一部を構成するものである。底板6の周縁には、鉛直に立設するフランジ5Aが形成されている。底板6上には、室外熱交換器12、圧縮機9、仕切板50及び保持部品20などが設けられている。底板6は、たとえば金属板などを所定の形状に形成して構成される。底板6には、室外熱交換器12より発生したドレン水を排出するため、ドレン排水穴18が形成されている。底板6は、ドレン排水穴18の形成位置が下側に突出するように形成されている。すなわち、底板6は、底板6のうちドレン排水穴18が形成されている部分が、保持部品20が設けられている部分よりも低くなるように、凹状に形成されている。なお、図4では、ドレン排水穴18が底板6に1つ形成されている場合を例に説明しているが、それに限定されるものではなく、複数設けてもよい。
(仕切板50)
仕切板50は、圧縮機9などが設けられる側である機械室11と、室外熱交換器12、プロペラファン13、電動機13B、及びモーターサポート13Cなどが設けられる側である送風機室14とを区画するものである。仕切板50は、その下端部が底板6に接触して設けられている。また、仕切板50の後側端部は、たとえば室外熱交換器12の端部側に固定される。
(圧縮機9)
圧縮機9は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にして吐出するものである。圧縮機9は、冷媒の流れを切り替えて冷房運転及び暖房運転を切り替える四方弁15(図5参照)に接続されている。なお、圧縮機9の上部には、各種制御などに利用される電気品箱10が設けられている。
(室外熱交換器12)
室外熱交換器12は、プロペラファン13によって室外機1に取り込まれる空気と冷媒との間で熱交換を行わせ、冷房運転時に冷媒を凝縮液化させ、暖房運転時に冷媒を蒸発ガス化させるものである。室外熱交換器12は、底板6上に設けられる保持部品20に支持されて設けられている。室外熱交換器12の上部には、モーターサポート13Cが掛けられるようにして設けられている。
室外熱交換器12は、たとえば冷媒配管を流れる冷媒とフィンを通過する空気との間で熱交換ができるようなフィンアンドチューブ熱交換器で構成するとよい。室外熱交換器12は、冷媒配管のうち室外熱交換器12の端部側の冷媒配管が半円状に曲げられたヘアピン12fを有している(図7参照)。
(保持部品20)
保持部品20は、室外熱交換器12を保持するものである。保持部品20は、その下端部が底板6に固定されて設けられている。保持部品20を構成する素材は特に限定されるものではないが、たとえば、疎水性を有するものなどで構成するとよい。保持部品20は、底板6にネジなどで構成される。
図4では、保持部品20が、室外熱交換器12の一方の端部側の底部と、他方の端部側の底部とに、1つずつ設けられた場合を例に説明しているが、それに限定されるものではない。すなわち、保持部品20は、室外熱交換器12の角部12c及び角部12dと接しないように設置するのであれば、設置位置及び設置個数は限定されるものではない。なお、角部12c、12dとは、室外熱交換器12の「最端部のフィンの下端側」に対応する部分を指す。保持部品20の詳細な構成については、図7及び図8で詳しく説明する。
(プロペラファン13、電動機13B及びモーターサポート13C)
プロペラファン13は、室外熱交換器12に外気を供給するためのものである。プロペラファン13は、自身を回転させるための電動機13Bに接続されて設けられている。
電動機13Bは、プロペラファン13を回転させるものである。電動機13Bは、モーターサポート13Cによって支持されて、室外熱交換器12の前面側に設けられている。この電動機13Bは、たとえば、永久磁石などを有するローター、巻線などを有するステーター及びプロペラファン13に接続されるシャフトなどによって構成される。
モーターサポート13Cは、電動機13Bを保持するものである。モーターサポート13Cは、その上部が室外熱交換器12の上部に掛けられるようにして固定され、その下部が底板6上に固定されて設けられている。
(空気調和装置200の冷凍サイクルの動作)
図5は、空気調和装置200の冷媒回路の構成例図である。図5を参照しながら、同図で示される冷媒回路の冷凍サイクル動作について説明する。なお、室内機61内には室内熱交換器17が搭載されており、室外機1には流路を切り替える四方弁15及び冷媒を膨張させる膨張弁16が搭載されている場合を例に説明する。
室内熱交換器17は、ファン(図示省略)によって室内機61に取り込まれる室内空気と冷媒との間で熱交換を行わせ、暖房運転時に冷媒を凝縮液化させ、冷房運転時に冷媒を蒸発ガス化させるものである。
四方弁15は、暖房運転時における冷媒の流れと、冷房運転及び除霜運転時における冷媒の流れを切り替えるものである。この四方弁15は、暖房運転時において、圧縮機9の吐出側と室内熱交換器17を接続するとともに、圧縮機9の吸引側と室外熱交換器12を接続する。また、冷房運転及び除霜運転時において、圧縮機9の吐出側と室外熱交換器12を接続するとともに、圧縮機9の吸引側と室内熱交換器17を接続する。
膨張弁16は、冷媒回路を流通する冷媒を減圧して膨張させるものである。膨張弁16は、一方が室外熱交換器12に接続され、他方が室内熱交換器17に接続されている。この膨張弁16は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁などで構成するとよい。
まず、暖房運転についての冷媒の流れについて説明する。暖房運転開始時には、四方弁15は、図5の四方弁15の点線で示されるように流路が切り替えられる。圧縮機9によって圧縮され吐出された気体冷媒は、四方弁15を経由して、室内熱交換器17に流入する。この室内熱交換器17に流入した気体冷媒は、ファンから供給される室内空気と熱交換を実施して凝縮し、室内熱交換器17から流出する。この室内熱交換器17から流出した冷媒は、膨張弁16に流入し、この膨張弁16によって膨張され減圧される。減圧された冷媒は、室外熱交換器12に流入し、ファンから供給される室外空気と熱交換が実施されて気化し、室外熱交換器12から流出する。この室外熱交換器12から流出した気体冷媒は、四方弁15を介して圧縮機9に吸引される。
ここで、外気温が低く、外気の湿度が高い場合において暖房運転を実施すると、室外熱交換器12に接触する空気中の水分が露点に達し凝縮し、霜となり熱交換器表面に付着しやすくなる。この霜が熱交換器表面に堆積すると、室外熱交換器12における熱交換の効率が低下し、暖房能力の低下を招く。そこで、空気調和装置200を連続して暖房運転する場合などにおいては特に、定期的に霜を取り除くため、暖房運転とは逆サイクルの除霜運転を実施する必要がある。
除霜運転時には、四方弁15は、図5の四方弁15の実線で示されるように流路が切り替えられる。圧縮機9によって圧縮され吐出された気体冷媒は、四方弁15を経由して、室外熱交換器12へ流入する。この際、室外熱交換器12は凝縮器として機能し、冷媒は周囲に放熱し液化する。この熱によって暖房運転時に付着した霜を融解させる。この室外熱交換器12に流入した気体冷媒は、ファンから供給される外気と熱交換を実施して凝縮し、室外熱交換器12から流出する。この室外熱交換器12から流出した冷媒は、膨張弁16に流入し、この膨張弁16によって膨張され減圧される。減圧された冷媒は、室内熱交換器17に流入し、ファンから供給される室内空気と熱交換が実施されて気化し、室内熱交換器17から流出する。この室内熱交換器17から流出した気体冷媒は、四方弁15を介して圧縮機9に吸引される。
(保持部品20の詳細説明)
図6は、従来の室外機でドレン水が滞留することの説明図である。図7は、実施の形態1に係る底板6、室外熱交換器12及び保持部品20の要部拡大図である。図8は、実施の形態1に係る保持部品20の詳細説明図である。なお、図8(a)は保持部品20の上面視図である。また、図8(b)が保持部品20の正面図である。
従来の室外機では、底板6’から確実にドレン水を排水するために、底板6’がドレン排水口側が下側に突出する凹形状となっている場合が多い。このような場合には、図6に示すように、室外熱交換器12’の「角部」において、室外熱交換器12’が底板6’に接地する。
このため、除霜運転で室外熱交換器12’から滴下したドレン水は、室外熱交換器12’の角部における室外熱交換器12’と底板6’との接触部分となる接地面12eで、表面張力によりブリッジ滞留19’を形成してしまう。
ひとたび滞留が起きると、寒冷地では排出前にドレン水が凍結し成長し、氷がヘアピン12f’から、プロペラファンに達してしまうこともある。このようにドレン水の凍結が成長すると、室外熱交換器12’を通る配管やプロペラファン等の破損や、室外熱交換器12’の熱交換率の低下による暖房能力の低下を引き起こす。
そこで、図7及び図8に示すように、室外機1は保持部品20を設けることで、室外熱交換器12と底板6との接触部分とにおいて発生するブリッジ滞留の発生を抑制することを可能としている。以下に、図7及び図8を参照して保持部品20の詳細な構成について説明する。
保持部品20は、底板6に対して略鉛直に立設する保持部品支柱20A及び保持部品支柱20Bと、室外熱交換器12の底部が設置される接続部20Cとを有している。
なお、保持部品20は、保持部品支柱20Aと保持部品支柱20Bとの間隔20aを、室外熱交換器12の厚み12bよりも大きくなるように構成するとよい。また、保持部品支柱20A及び保持部品支柱20Bの高さ20bは、たとえば、10mm程度とするとよい。なお、厚み12bとは、室外熱交換器12の前面側と後面側との対向間隔を指す(図4参照)。
この間隔20aが狭い場合や高さ20bが小さい場合には、底板6上のドレン水が保持部品支柱20Aと保持部品支柱20Bとの間を通りにくくなり、ドレン水が底板6上に滞留しやすくなってしまう。しかし、間隔20aを室外熱交換器12の厚み12bよりも大きくし、保持部品支柱20A及び保持部品支柱20Bの高さ20bを10mm程度とすることで、ドレン水の滞留を抑制し、確実にドレン排水穴18からドレン水を排出することができる。
なお、保持部品20は、室外熱交換器12の角部12c及び角部12dと接しないように設置することが好ましい。仮に、保持部品20が接してしまっていると、ドレン水は、室外熱交換器12の「最端部のフィンの下端側」と、保持部品支柱20A及び保持部品支柱20Bとによってブリッジ滞留を形成してしまう可能性があるからである。
(実施の形態に係る空気調和装置の室外機1の有する効果)
本実施の形態に係る空気調和装置の室外機1は、保持部品20を有しているので、室外熱交換器12の角部12c、12dでブリッジ滞留が形成されることが抑制され、ドレン水を底板6から確実に排出させることができる。これにより、室外機1内でドレン水が凍結してしまうことを抑制することができる。
実施の形態2.
図9は、実施の形態2に係る保持部品21、22の説明図である。なお、図9(a)は保持部品21の上面視図である。また、図9(b)が保持部品21とは異なる保持部品202の上面視図である。さらに、図9(c)が保持部品21及び22の正面図である。なお、この実施の形態2では上述した実施の形態1との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態1と同一部分には、同一符号を付している。
本実施の形態2では、実施の形態1の保持部品20の接続部20Cの形状を変更している。
図9(a)に示すように、保持部品21の接続部21Cは、室外熱交換器12が設置される側である上側と、底板6が設けられる側である下側とを連通する開口部21Dが形成されているものである。これにより、室外熱交換器12側から接続部21C側に滴下するドレン水が、開口部21Dから底板6に滴下することとなり、円滑にドレン水を底板6に導くことが可能となる。
なお、開口部21Dの形状は、図9(a)に示すように、たとえば楕円形形状などとするとよい。なお、開口部21Dの幅については、室外熱交換器12の厚み12bよりも大きくするとよい。これにより、室外熱交換器12側から接続部21C側に滴下してきたドレン水が、開口部21Dから底板6に直接滴下することとなり、円滑にドレン水を底板6に導くことが可能となる。なお、開口部21Dの形状は、楕円形に限定されるものではなく、たとえば円形でもよいし、長方形でもよい。なお、長方形とする場合においては、角の部分については曲線的に形成することで、開口部21Dに表面張力でドレン水が付着してしまうことを抑制することができる。
図9(b)に示すように、保持部品22の接続部22Cは、室外熱交換器12が設置される側である上側から、底板6が設けられる側である下側に、ドレン水が流れ落ちるように切欠22Dが形成されている。そして、保持部品22を底板6に取り付ける際には、切欠22D側が室外熱交換器12の端部側となるように設置し、接続部22Cで室外熱交換器12の底部を支持させるようにする。
なお、切欠22Dの幅については、室外熱交換器12の厚み12bよりも大きくするとよい。これにより、室外熱交換器12側から接続部22C側に滴下してきたドレン水が、切欠22Dから底板6に直接滴下することとなり、円滑にドレン水を底板6に導くことが可能となる。
1 室外機、2 前面パネル、3 天板、4 後面パネル、5 右側面パネル、5A フランジ、6 底板、7 ファングリル、8 右側面カバー、9 圧縮機、10 電気品箱、11 機械室、12 室外熱交換器、12b 厚み、12c、12d 角部、12e 接地面、12f ヘアピン、13 プロペラファン、13B 電動機、13C モーターサポート、14 送風機室、15 四方弁、16 膨張弁、17 室内熱交換器、18 ドレン排水穴、19 ブリッジ滞留(ドレン水)、20 保持部品、20A、20B 保持部品支柱、20C 接続部、21 保持部品、21C 接続部、21D 開口部、22 保持部品、22C 接続部、22D 切欠、50 仕切板、61 室内機、63 冷媒配管、100 室外機、200 空気調和装置。

Claims (3)

  1. 本体と、
    前記本体の底面の一部を構成し、ドレン排水穴が形成された底板と、
    前記本体内に設けられる室外熱交換器と、
    前記底板上に設置され、前記底板の上面と前記室外熱交換器の底部との間に間隔を空けるように前記室外熱交換器を保持する保持部品と、
    を有し、
    前記保持部品は、
    水平方向における前記室外熱交換器の端部側の下端部である角部に接しないように、前記底板に設けられ、
    前記底板上に立設される第1保持部品支柱と、
    当該第1保持部品支柱と略平行に前記底板上に立設される第2保持部品支柱と、
    前記第1保持部品支柱及び前記第2保持部品支柱を接続し、前記室外熱交換器の底部を保持する接続部とを有し、
    前記第1保持部品支柱と前記第2保持部品支柱との間隔が、
    前記室外熱交換器の厚みよりも大きく、
    前記接続部には、
    前記室外熱交換器の厚みよりも幅が大きい開口が形成されている
    ことを特徴とする空気調和装置の室外機。
  2. 本体と、
    前記本体の底面の一部を構成し、ドレン排水穴が形成された底板と、
    前記本体内に設けられる室外熱交換器と、
    前記底板上に設置され、前記底板の上面と前記室外熱交換器の底部との間に間隔を空けるように前記室外熱交換器を保持する保持部品と、
    を有し、
    前記保持部品は、
    水平方向における前記室外熱交換器の端部側の下端部である角部に接しないように、前記底板に設けられ、
    前記底板上に立設される第1保持部品支柱と、
    当該第1保持部品支柱と略平行に前記底板上に立設される第2保持部品支柱と、
    前記第1保持部品支柱及び前記第2保持部品支柱を接続し、前記室外熱交換器の底部を保持する接続部とを有し、
    前記第1保持部品支柱と前記第2保持部品支柱との間隔が、
    前記室外熱交換器の厚みよりも大きく、
    前記接続部には、
    前記室外熱交換器の厚みよりも幅が大きい切欠が形成され、
    前記切欠は、
    前記室外熱交換器の端部側に位置するように前記底板に設けられている
    ことを特徴とする空気調和装置の室外機。
  3. 請求項1又は2に記載の前記空気調和装置の室外機と、室内機とを備えた
    ことを特徴とする空気調和装置。
JP2012086336A 2012-04-05 2012-04-05 空気調和装置の室外機及びそれを備えた空気調和装置 Expired - Fee Related JP5797149B2 (ja)

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