JP5951117B2 - 室外ユニット及び空気調和装置 - Google Patents
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Description
本実施の形態1に係る空気調和装置の室外ユニット50は、室外ユニット50内に搭載している室外熱交換器7及びモーターサポート30に改良を加えたものである。そして、ケーシングのサイズを大きくすることなく、室外熱交換器の熱交換量を高効率に増加させることができるものである。
図1A〜図1Eは、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室外ユニット50の概要構成例を示す図である。図1Aは、室外ユニット50の正面図である。図1Bは、図1AのA−A断面図である。図1Cは、室外ユニット50の背面図(吸込口6側から見た図)である。図1Dは、左側側面図である。図1Eは図1BのB−B断面図である。ここで、図1Bに示す矢印は、室外ユニット50を流れる空気の流れを示している。また、図1A〜図1Eを含む以下の図面においては、ケーシング1内の構成を見やすくするために、本来、外観からは見えない部分についても図示している場合がある。
ケーシング1は、室外ユニット50外の空気を取り込むための吸込口6及び室外ユニット50内から空気を放出させる吹出口2を有する箱状の外郭を形成する筐体である。ケーシング1内には、室外ファン4が駆動することによって吸込口6から流入した空気が室外熱交換器7及び室外ファン4を通って吹出口2へ流れる風路が形成される。
圧縮機9は、冷媒を圧縮して吐出するものである。圧縮機9は、ベース板1a上であって仕切板8を介して室外熱交換器7及び室外ファン4側とは反対側の空間となる機械室10に設けられている。
室外ファン4は、吸込口6を介してケーシング1内に空気を強制的に取り込み、この取り込んだ空気を、室外熱交換器7に通過させて吹出口2から放出させる流れを形成するものである。室外ファン4は、ボス4b及びボス4bの外周から突設された複数の羽根4aを有する羽根車と、後述する図2で示すシャフト5aを介してボス4bに接続され、この羽根車を回転させるファンモータ5とを有しているものである。
室外熱交換器7は、供給される空気と冷媒とを熱交換させる4つの熱交換部7a〜7dを有している。熱交換部7a〜7dは、熱交換器であり、接続部(後述する伝熱管折り曲げ部72b)において、伝熱管72で接続されて室外熱交換器7を構成している。本実施の形態の熱交換部7a〜7dは、隣接する熱交換部間を伝熱管72で接続し、垂直断面視した形状が略波形状(又はジグザグ状。以下同じ。また、以下、波形状には、略波形状である場合も含む)となるようにケーシング1内に配置されている。このような配置を行うことで、ケーシング1内に設けられる室外熱交換器7の実装体積を増大させることができ、熱交換量を増大させることができる。
また、熱交換部7a〜7dの室外ファン4側の端部側は、室外ファン4に近接し、室外熱交換器7の通風面積が十分大きくなるように配置されている。
たとえば、従来、水平断面視した形状が略M字形状に構成している室外熱交換器がある。このため、空気流れ方向に対してフィンが所定角度を形成する。一方、本実施の形態の室外熱交換器7では垂直断面視した形状が波形状となるように配置されている。フィン71は図1B、図1Cなどにおいて、紙面平行方向(水平方向)に複数積層され、空気流れ方向に対してフィン71が平行となるため、室外熱交換器7の通風抵抗を低減することができ、ファン入力を低減することができる。
図2は本発明の実施の形態1に係るファンモータ5及びモーターサポート30の模式図である。モーターサポート30は、ケーシング1内において室外ファン4を支えるものである。本実施の形態のモーターサポート30は、図2に示すように、2本の支柱30aと、この支柱30aに対して略直交するように設けられた2本の支持部30bとを有している。ただ、本数は限定するものではなく、3本などにしてもよい。
仕切板8は、室外熱交換器7及び室外ファン4などが設けられる側の空間と、圧縮機9などが設けられる側の空間(機械室10)とを区画するものである。仕切板8は、一端側がケーシング1のうち吸込口6が形成されているリアパネル1e側に固定され、他端側がケーシング1のフロントパネル1b側に固定されている。図1などにおいては、仕切板8が、サイドパネル1cに対して略平行に設けられている場合を例として図示しているが、それに限定されるものではない。たとえば、仕切板8の一端側が、圧縮機9などの設けられている側に曲げられて形成され、風路を上流側もしくは下流側に拡大するように仕切板8を構成してもよい。
次に、本実施の形態1に係る室外ユニット50の動作について説明する。 図1Bにおいて白抜き矢印で空気の流れを示すように、室外ファン4により発生させる空気の流れは、吸込口6から、ベース板1a、フロントパネル1b、サイドパネル1c、リアパネル1e及び天板1dで形成された風路に流入し、吹出口2から放出される。
このため、室外ファン4を駆動することにより、室外ユニット50近傍の空気は、吸込口6から風路内に流入し、風路内に配置された室外熱交換器7のフィン71、及びモーターサポート30の支柱30a、30bを通過し、吹出口2から排出される。そして、空気が室外熱交換器7のフィン71間を通る際、伝熱管72を流れる冷媒と熱交換する。
以上のように、本実施の形態1に係る室外ユニット50は、ケーシング1内に内蔵されている室外熱交換器7を熱交換部7a〜7dで構成し、熱交換部7a〜7dを波形状に配置するようにしたので、ユニットサイズを大きくすることなく室外熱交換器7の実装体積を増加させることができる。このため、室外ユニット50は、ケーシング1のサイズを大きくすることなく、室外熱交換器7の熱交換量を高効率に増加させることが可能となっている。
より詳細には、室外熱交換器7が波形状となるようにして室外熱交換器7の体積増加をさせて高効率に熱交換量を増大させることができる。これと同時に、室外熱交換器7が波形状である分、通風面積が増加していること、及び、モーターサポート30に屈曲部40を設けたことによって、風量の増加がはかられているということである。
図6A及び図6Bは、本発明の実施の形態2に係る空気調和装置の室外ユニット50の概要構成例を示す図である。実施の形態1では、室外熱交換器7を各々別体の4つの熱交換部7a〜7dで構成しているが、本実施の形態は室外熱交換器7を5つの熱交換部で構成している。図6Aと図6Bとは流入する空気流れに対して熱交換器の折り曲げ方向が空気流れ方向に対して対称な配置となっている。本実施の形態に係る室外ユニット50は、従来の室外ユニットと比べ、室外熱交換器7を効率よく動作させることができるので、ユニットサイズを大きくすることなく、熱交換器の実装量を増加でき、効率よく室外ユニット50の性能を向上させることができる。
図7A及び図7Bは、本発明の実施の形態3に係る空気調和装置の室外ユニット50の概要構成例を示す図である。実施の形態1では、室外熱交換器7を各々別体の4つの熱交換部7a〜7dで構成しているが、本実施の形態は室外熱交換器7を6つの熱交換部で構成している。図7Aと図7Bとは流入する空気流れに対して熱交換器の折り曲げ方向が空気流れ方向に対して対称な配置となっている。本実施の形態に係る室外ユニット50は、従来の室外ユニットと比べ、室外熱交換器7を効率よく動作させることができるので、ユニットサイズを大きくすることなく、熱交換器の実装量を増加でき、効率よく室外ユニット50の性能を向上させることができる。
図8A〜図8Cは、本発明の実施の形態4に係る空気調和装置の室外ユニット50の概要構成例を示す図である。実施の形態1では、室外熱交換器7を各々別体の4つの熱交換部7a〜7dで構成しているが、本実施の形態では室外熱交換器7を7つの熱交換部で構成している。本実施の形態に係る室外ユニット50は、従来の室外ユニットと比べ、室外熱交換器7を効率よく動作させることができるので、ユニットサイズを大きくすることなく、熱交換器の実装量を増加でき、効率よく室外ユニット50の性能を向上させることができる。
本実施の形態のように、モーターサポート30の上下方向のうち、一方が、羽根4aの外周部と近接するモーターサポート30の部分が室外熱交換器7の伝熱管折り曲げ部72bと干渉し、屈曲部40が設けられない場合でも、少なくとも一方に屈曲部40を設けることで同質の効果を得ることができる。また、図8Bで示したように、モーターサポート30の上下方向の内、一方が、羽根4aの外周部と近接するモーターサポート30の部分が室外熱交換器7の伝熱管折り曲げ部72bと干渉し、屈曲部40が設けられない場合では、モーターサポート30の屈曲部40を室外熱交換器7の伝熱管折り曲げ部72bと干渉しない形状にして屈曲部40を設ければよい。
図9A及び図9Bは、本発明の実施の形態4に係る空気調和装置の室外ユニット50の概要構成例を示す図である。実施の形態1では、室外熱交換器7を各々別体の4つの熱交換部7a〜7dで構成しているが、本実施の形態では室外熱交換器7を8つの熱交換で構成している。図9Aと図9Bとは流入する空気流れに対して熱交換器の折り曲げ方向が空気流れ方向に対して対称な配置となっている。本実施の形態に係る室外ユニット50は、従来の室外ユニットと比べ、室外熱交換器7を効率よく動作させることができるので、ユニットサイズを大きくすることなく、熱交換器の実装量を増加でき、効率よく室外ユニット50の性能を向上させることができる。
図10A及び図10Bは、本発明の実施の形態6に係る空気調和装置の室外ユニット50の概要構成例を示す図である。実施の形態1では、室外熱交換器7を各々別体の4つの熱交換部7a〜7dで構成しているが、本実施の形態では室外熱交換器7を9つの熱交換で構成している。図10Aと図10Bとは流入する空気流れに対して熱交換器の折り曲げ方向が空気流れ方向に対して対称な配置となっている。本実施の形態に係る室外ユニット50は、従来の室外ユニットと比べ、室外熱交換器7を効率よく動作させることができるので、ユニットサイズを大きくすることなく、熱交換器の実装量を増加でき、効率よく室外ユニット50の性能を向上させることができる。
実施の形態1において室外熱交換器7は、熱交換部7a〜7dが複数接続されて構成され、垂直断面視した形状が波形状となるように熱交換部7a〜7dを配置したものであった。本実施の形態7における室外熱交換器7は、熱交換部7a〜7dが複数接続されて構成されている点では実施の形態1と共通しているが、水平断面視した形状が波形状となるように熱交換部7a〜7dを配置している点で実施の形態1と異なっている。
本実施の形態7に係る室外ユニット50では、水平断面視した形状が波形状となるように熱交換部7a〜7dを配置して室外熱交換器7を構成するようにしたので、実施の形態1に係る室外ユニット50と同様な効果を奏する
図13A〜図13Dは、実施の形態8に係る空気調和装置の室外ユニット50の概要構成例を示す図である。本実施の形態8は、実施の形態1、2で説明した室外ユニット50の室外ファン4に対して改良を加えたものである。図13Aは、室外ユニット50の正面図である。また、図13Bは、図13AにおけるA−A断面図である。図13Cは、図13BにおけるB−B側から見た図である。図13Dは、図13BにおけるC−C側から見た断面図である。本実施の形態8において、実施の形態1などで説明した室外ユニット50と同一部分には同一符号とし、実施の形態1との相違点を中心に説明するものとする。
図14A及び図14Bは、図13に示す実施の形態8に係る室外ユニット50の変形例を示す図である。図14Aは、室外ユニット50の正面図である。図14Bは、図14AのA−A断面図である。
本実施の形態8に係る室外ユニット50は、実施の形態1、2に係る室外ユニット50と同様な効果を奏する。さらに、実施の形態8の室外ユニット50では、内周羽根101と外周羽根102とを有する羽根とすることで、空力性能の低下、騒音の増加を招くことなく、室外ファン4の薄型化、つまりは室外熱交換器7の実装体積を増加させることができる。
図15は本発明の実施の形態9に係る空気調和装置の構成図である。本実施の形態では、実施の形態1〜8において説明した室外ユニット(室外機)50を有する空気調和装置について説明する。図15の空気調和装置は、実施の形態1〜8において説明した室外ユニット50と室内ユニット(室内機)55とを冷媒配管で接続して冷媒回路を構成している。冷媒配管のうち、気体の冷媒(ガス冷媒)が流れる配管をガス配管58とし、液体の冷媒(液冷媒。気液二相冷媒の場合もある)が流れる配管を液配管59とする。
Claims (12)
- 吸込口及び吹出口を有するケーシングと、
前記ケーシング内において、冷媒と空気との熱交換を行う室外熱交換器と、
回転可能な羽根を有し、前記吸込口から前記室外熱交換器を通過して吹出口に至る前記空気の流れを形成する室外ファンと、
前記空気の流れ方向において前記室外熱交換器の下流側に設けられ、前記室外ファンを支持するモーターサポートとを備え、
前記室外熱交換器は、前記室外熱交換器を水平断面視又は垂直断面視において、複数の熱交換器である熱交換部を略波形状又は略ジグザグ状となるように配置し、隣接する前記熱交換部の間を接続する接続部を有して構成し、
前記モーターサポートは、前記空気の流れに直交するように前記ケーシング内に固定される複数の支柱と、前記複数の支柱に固定されて前記室外ファンを支持する支持部とを有し、前記複数の支柱は、前記羽根との間の距離を拡げる屈曲部を有し、また、前記室外熱交換器との接触防止用の第二の屈曲部が前記支柱に設けられている室外ユニット。 - 前記モーターサポートの前記屈曲部は、
前記空気の流れ方向に対し、前記室外熱交換器の前記モーターサポート側の前記接続部の位置よりも下流側に位置する請求項1に記載の室外ユニット。 - 吸込口及び吹出口を有するケーシングと、
前記ケーシング内において、冷媒と空気との熱交換を行う室外熱交換器と、
回転可能な羽根を有し、前記吸込口から前記室外熱交換器を通過して吹出口に至る前記空気の流れを形成する室外ファンと、
前記空気の流れ方向において前記室外熱交換器の下流側に設けられ、前記室外ファンを支持するモーターサポートとを備え、
前記室外熱交換器は、前記室外熱交換器を水平断面視又は垂直断面視において、複数の熱交換器である熱交換部を略波形状又は略ジグザグ状となるように配置し、隣接する前記熱交換部の間を接続する接続部を有して構成し、
前記モーターサポートは、前記空気の流れに直交するように前記ケーシング内に固定される複数の支柱と、前記複数の支柱に固定されて前記室外ファンを支持する支持部とを有し、前記複数の支柱は、前記羽根との間の距離を拡げる屈曲部を有し、
該屈曲部は、前記室外熱交換器の前記モーターサポート側の前記接続部において、前記室外熱交換器と接している室外ユニット。 - 吸込口及び吹出口を有するケーシングと、
前記ケーシング内において、冷媒と空気との熱交換を行う室外熱交換器と、
回転可能な羽根を有し、前記吸込口から前記室外熱交換器を通過して吹出口に至る前記空気の流れを形成する室外ファンと、
前記空気の流れ方向において前記室外熱交換器の下流側に設けられ、前記室外ファンを支持するモーターサポートとを備え、
前記室外熱交換器は、前記室外熱交換器を水平断面視又は垂直断面視において、複数の熱交換器である熱交換部を略波形状又は略ジグザグ状となるように配置し、隣接する前記熱交換部の間を接続する接続部を有して構成し、
前記モーターサポートは、前記空気の流れに直交するように前記ケーシング内に固定される複数の支柱と、前記複数の支柱に固定されて前記室外ファンを支持する支持部とを有し、前記複数の支柱は、前記羽根との間の距離を拡げる屈曲部を有し、
該屈曲部は、前記空気の流れ方向に対し、前記室外熱交換器の前記モーターサポート側の前記接続部の位置よりも上流側に位置する室外ユニット。 - 吸込口及び吹出口を有するケーシングと、
前記ケーシング内において、冷媒と空気との熱交換を行う室外熱交換器と、
回転可能な羽根を有し、前記吸込口から前記室外熱交換器を通過して吹出口に至る前記空気の流れを形成する室外ファンと、
前記空気の流れ方向において前記室外熱交換器の下流側に設けられ、前記室外ファンを支持するモーターサポートとを備え、
前記室外熱交換器は、前記室外熱交換器を水平断面視又は垂直断面視において、複数の熱交換器である熱交換部を略波形状又は略ジグザグ状となるように配置し、隣接する前記熱交換部の間を接続する接続部を有して構成し、
前記モーターサポートは、前記空気の流れに直交するように前記ケーシング内に固定される複数の支柱と、前記複数の支柱に固定されて前記室外ファンを支持する支持部とを有し、前記複数の支柱は、前記羽根との間の距離を拡げる屈曲部を有し、
前記室外ファンは、
円筒形状のボス及び当該ボスに取り付けられ、回転軸を中心に回転して気体の流れを発生させる複数の前記羽根を有する羽根車と、
前記ボスに接続され、駆動して前記羽根車を回転軸を中心に回転させるモーターと、
内周側端部が前記ボスに接続された内周羽根と、
前記内周羽根の外周側端部に接続される中間リングと、
内周側端部が前記中間リングに接続された外周羽根とを有し、
前記モーターの少なくとも一部が前記ボス内の空間に配置され、
前記中間リングは、前記複数の支柱との対向間隔と略同一の径となるように形成され、前記複数の支柱に対向配置されている室外ユニット。 - 前記室外ファンは、
前記羽根の径方向において前記中間リングよりも外側に設けられ、隣接する前記外周羽根間を接続する外周リングをさらに有する請求項5に記載の室外ユニット。 - 前記室外熱交換器は、前記垂直断面視したときに略波形状又は略ジグザグ状に配置されており、
前記複数の支柱は、上端側が前記ケーシングの外郭上部に固定され、下端側が前記ケーシングの外郭下部において固定されている請求項1〜6のいずれか一項に記載の室外ユニット。 - 前記ケーシング内において、前記室外熱交換器、前記モーターサポート及び前記室外ファンを設置する側の空間と少なくとも圧縮機を設置する側の空間とを区画する仕切板をさらに備え、
前記室外熱交換器は、前記水平断面視したときに略波形状又は略ジグザグ状に配置されており、
前記複数の支柱は、一端側が前記ケーシングの側面上部に固定され、他端側が前記仕切板において固定されている請求項1〜6のいずれか一項に記載の室外ユニット。 - 前記室外熱交換器は、前記モーターサポート側と反対側において配管接続する前記接続部が、前記吸込口側に位置するように設けられている請求項1〜8のいずれか一項に記載の室外ユニット。
- 前記室外熱交換器は、
所定の間隔を介して略水平方向に並んだ複数のフィンと、
該複数のフィンを貫通し、冷媒が流れる伝熱管と
を有する請求項1〜9のいずれか一項に記載の室外ユニット。 - 前記室外熱交換器は、
所定の間隔を介して略垂直方向に並んだ複数のフィンと、
該複数のフィンを貫通し、冷媒が流れる伝熱管と
を有する請求項1〜9のいずれか一項に記載の室外ユニット。 - 請求項1〜11のいずれか一項に記載の室外ユニットと、
室内熱交換器を有する室内ユニットとを配管接続して冷媒回路を構成する空気調和装置。
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