JP6100518B2 - ヒートポンプ機器の室外機 - Google Patents

Description

本発明はヒートポンプ機器の室外機に関する。

ヒートポンプ機器は家屋用の空気調和機やヒートポンプ給湯器として広く用いられている。ヒートポンプ機器が家屋用の空気調和機である場合には、屋外に室外機を配置し、屋内には室内機を配置し、家屋の外壁を通り抜ける冷媒配管で室外機と室内機を接続した、いわゆるセパレート型の空気調和機とするのが一般的である。

セパレート型空気調和機の室外機の一例が特許文献１に示されている。特許文献１記載の室外機は、外部電気配線の配線口出部と、空調用の冷媒配管を外部の渡り配管に接続する接続バルブ手段とを、外側方から金属製のカバー手段で覆設し、この箇所を不燃化して信頼性を向上させた点が特徴となっている。

冷媒配管には、それ自身の温度と、周囲の温度・湿度との関係で、表面に結露が生じることがある。結露の結果生じたドレンは所定の排水経路で排水する必要がある。そのために特許文献１記載の室外機では、カバー手段の底部にドレン回収機構を設けてドレンを受け止め、室外機の底板に導くようになっている。

特開２００５−１８０７２５号公報

特許文献１に記載されたドレン回収機構は、カバー手段の底部に形成される樋部により構成されている。樋部は金属板からカバー手段をプレス成型する際に一体成型されるものであり、複雑な形状にすることができない。そのため、排水経路を望ましい構造にまとめ上げることが困難であった。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、ヒートポンプ機器の室外機の筐体の一側面に配管接続部を形成し、この配管接続部をカバーで覆うものにおいて、カバーを不燃化し、同時にドレンの排水を狙い通りの経路で行えるヒートポンプ機器の室外機を提供することを目的とする。

本発明に係るヒートポンプ機器の室外機は、圧縮機、室外側熱交換器、及び室外側送風機を内蔵した室外機を備え、前記室外機の筐体の一側面には配管接続部が形成され、前記配管接続部は金属製のカバーで覆われるものであり、前記カバーの下端には、前記配管接続部から落下する水を受け止める合成樹脂製の受け皿が取り付けられていることを特徴としている。

上記構成によると、配管接続部を金属製カバーで覆うことができるから、室外機周辺で火災が発生したとしても、配管接続部から筐体内に火炎が入り込み、筐体内部が燃えるといった事態を起こりにくくすることができる。一方で、冷媒配管から滴下する水は別体の受け皿に受けられるものであり、この受け皿は合成樹脂製であることから複雑な形状の成型が可能であり、その結果、排水経路の構成要素として望ましい形状を得ることができる。

上記構成のヒートポンプ機器の室外機において、前記受け皿には受け止めた水を前記室外機の筐体の内部に排水する樋状の排水口が形成されていることが好ましい。

この構成によると、水を筐体内部の目標地点に正確に誘導することができる。

上記構成のヒートポンプ機器の室外機において、前記受け皿には受け皿側係合部が形成され、前記カバーには、前記受け皿を当該カバー内に挿入したとき、前記受け皿側係合部を係合させて前記受け皿のそれ以上の動きを止めるカバー側係合部が形成されていることが好ましい。

この構成によると、ネジのような締結部品を使用しなくても受け皿をカバーに固定することができる。

上記構成のヒートポンプ機器の室外機において、前記カバーは前記室外機の電装部品配置部を覆うものであることが好ましい。

この構成によると、電装部品を金属製カバーで風雨や火炎から保護することができる。

上記構成のヒートポンプ機器の室外機において、前記ヒートポンプ機器は前記室外機に加えて室内機を備えるセパレート型の空気調和機であり、前記室内機は室内側熱交換器及び室内側送風機を内蔵し、前記配管接続部に接続される冷媒配管は前記圧縮機、前記室外側熱交換器、及び前記室内側熱交換器に冷媒を循環させることが好ましい。

この構成によると、火災に対する耐性が高く、冷媒配管から滴下する水の排水性も良いセパレート型の空気調和機を得ることができる。

本発明によると、金属製カバーによる防火機能を生かしつつも、排水経路に好適する形状を合成樹脂製受け皿で実現することができ、防火性能と排水性能を両立させることができる。

本発明の実施形態に係る空気調和機の概略構成図で、冷房運転時の状態を示すものである。 本発明の実施形態に係る空気調和機の概略構成図で、暖房運転時の状態を示すものである。 本発明の実施形態に係る空気調和機の室外機の概略構成を示す水平断面図である。 本発明の実施形態に係る空気調和機室外機の筐体の外観斜視図で、一部の構成要素を分離して示すものである。 カバーの斜視図である。 受け皿の斜視図である。 受け皿を異なる方向から見た斜視図である。

＜第１実施形態＞
図１から図７に基づき本発明の第１実施形態を説明する。第１実施形態として示すヒートポンプ機器はセパレート型の空気調和機である。図１に示す通り、空気調和機１は室外機１０と室内機３０により構成される。

室外機１０は、鋼板製部品と合成樹脂製部品により構成される筐体１１の内部に、圧縮機１２、切替弁１３、室外側熱交換器１４、膨張弁１５、室外側送風機１６などを収納している。切替弁１３は四方弁である。膨張弁１５には開度制御の可能なものが用いられる。室外側送風機１６はプロペラファンとモータの組み合わせからなる。室外側熱交換器１４としてはパラレルフロー型熱交換器やフィンアンドチューブ型熱交換器を用いることができる。

室外機１０は２本の冷媒配管１７、１８で室内機３０に接続される。冷媒配管１７は冷房運転時には液体冷媒が流れ、冷媒配管１８に比較して細い管が用いられている。そのため冷媒配管１７は「液管」「細管」などと称されることがある。冷媒配管１８には冷房運転時、気体冷媒が流れ、冷媒配管１７に比較して太い管が用いられている。そのため冷媒配管１８は「ガス管」「太管」などと称されることがある。冷媒には例えばＨＦＣ系のＲ４１０ＡやＲ３２等が用いられる。

室外機１０の内部の冷媒配管で、冷媒配管１７に接続される冷媒配管には二方弁１９が設けられ、冷媒配管１８に接続される冷媒配管には三方弁２０が設けられる。二方弁１９と三方弁２０は、室外機１０から冷媒配管１７、１８が取り外されるときに閉じられ、室外機１０から外部に冷媒が漏れることを防ぐ。室外機１０から、あるいは室内機３０を含めた冷凍サイクル全体から、冷媒を回収する必要があるときは、三方弁２０を通じて回収が行われる。

室外機１０の構造をより実体的に示すのが図３である。室外機１０の筐体１１は鋼板製であり、平面形状を示す図３では略矩形に描かれている。筐体１１は長辺側を正面１１Ｆ及び背面１１Ｂとし、短辺側を左側面１１Ｌ及び右側面１１Ｒとしている。正面１１Ｆには排気口１１Ｅが形成され、背面１１Ｂには背面吸気口１１ＢＳが形成され、左側面１１Ｌには側面吸気口１１ＬＳが形成される。排気口１１Ｅには図４に示す円形のグリルが取り付けられている。背面吸気口１１ＢＳと側面吸気口１１ＬＳは格子状の開口からなる。正面１１Ｆ、背面１１Ｂ、左側面１１Ｌ、右側面１１Ｒの４面の板金部材に、図４に示す天板１１Ｔと、図示しない底板が加わって、六面体形状の筐体１１が形成される。

筐体１１の六面の各々を１個ずつの部品が構成するという限定はない。１個の部品で構成される面もあれば、複数の部品で構成される面もあり得る。

筐体１１の内部には、背面吸気口１１ＢＳ及び側面吸気口１１ＬＳのすぐ内側に平面形状Ｌ字形の室外側熱交換器１４が配置される。室外側熱交換器１４と室外空気との間で強制的に熱交換を行わせるため、室外側熱交換器１４と排気口１１Ｅの間に室外側送風機１６が配置される。送風効率向上のため、筐体１１の正面１１Ｆの内面にはプロペラファン１６ａを囲むベルマウス１１ＢＭが取り付けられる。筐体１１の右側面１１Ｒの内側の空間は、背面吸気口１１ＢＳから排気口１１Ｅへと流れる空気流から隔壁１１Ｐで隔離されており、この空間に圧縮機１２が収容されている。

室内機３０は、合成樹脂製部品により構成される筐体３１の内部に、室内側熱交換器３２、室内側送風機３３などを収納している。室内側熱交換器３２は、３個の熱交換器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを、室内側送風機３３を覆う屋根のように組み合わせたものである。熱交換器３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃのいずれかまたは全部をパラレルフロー型熱交換器で構成することができる。室内側送風機３３はクロスフローファンとモータの組み合わせからなる。

図１は空気調和機１が冷房運転あるいは除霜運転を行っている状態を示す。この時圧縮機１２は冷房時循環、すなわち圧縮機１２から吐出された冷媒が先に室外側熱交換器１４に入る循環様式で冷媒を循環させる。

圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒は室外側熱交換器１４に入り、そこで室外空気との熱交換が行われる。冷媒は室外空気に対し放熱を行い、凝縮する。凝縮して液状となった冷媒は室外側熱交換器１４から膨張弁１５に入り、そこで減圧される。減圧後の冷媒は室内側熱交換器３２に送られ、膨張して低温低圧となり、室内側熱交換器３２の表面温度を下げる。表面温度の下がった室内側熱交換器３２は室内空気から吸熱し、これにより室内空気は冷やされる。吸熱後、低温の気体状の冷媒は圧縮機１２に戻る。室外側送風機１６によって生成された気流が室外側熱交換器１４からの放熱を促進し、室内側送風機３３によって生成された気流が室内側熱交換器３２の吸熱を促進する。

図２は空気調和機１が暖房運転を行っている状態を示す。この時は切替弁１３が切り替えられて冷房運転時と冷媒の流れが逆になる。圧縮機１２は暖房時循環、すなわち圧縮機１２から吐出された冷媒が先に室内側熱交換器３２に入る循環様式で冷媒を循環させる。

圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒は室内側熱交換器３２に入り、そこで室内空気との熱交換が行われる。冷媒は室内空気に対し放熱を行い、室内空気は暖められる。放熱し、凝縮して液状となった冷媒は室内側熱交換器３２から膨張弁１５に入り、そこで減圧される。減圧後の冷媒は室外側熱交換器１４に送られ、膨張して低温低圧となり、室外側熱交換器１４の表面温度を下げる。表面温度の下がった室外側熱交換器１４は室外空気から吸熱する。吸熱後、低温の気体状の冷媒は圧縮機１２に戻る。室内側送風機３３によって生成された気流が室内側熱交換器３２からの放熱を促進し、室外側送風機１６によって生成された気流が室外側熱交換器１４による吸熱を促進する。

図４に示す通り、室外機１０の筐体１１の右側面１１Ｒには当該側面のほぼ全高にわたって細長く上下に延びる電装部品配置部２１が形成されている。電装部品配置部２１には空気調和機１の運転制御に必要な各種の電装部品が取り付けられる。電装部品配置部２１の上部には図示しない開口部が形成され、その中に室外機１０と室内機３０を接続する配線を接続する端子盤（図示せず）が配置されている。前記開口部を金属（鋼板）製の端子盤蓋２１ａが覆い、前記端子盤を隠す。

電装部品配置部２１の下方の部分は冷媒配管１７、１８を接続する配管接続部２２として構成されている。配管接続部２２からは二方弁１９の配管連結部と三方弁２０の配管連結部が突き出している。

配管接続部２２も含め、電装部品配置部２１は金属製のカバー２３で覆われる。カバー２３は鋼板のプレス成型品であり、図５に示す通り、周縁には筐体１１の方向に突き出す複数個のフック２４が一体形成されている。フック２４に対応する形で筐体１１の右側面１１Ｒに形成されたフック受けスリット２５にフック２４を差し込んだ後カバー２３を上下方向にスライドさせてフック２３を右側面１１Ｒの裏側に引っ掛け、その後カバー２３に形成された貫通孔２６を通じ右側面１１Ｒに図示しないネジをネジ込んでカバー２３が逆方向にスライドしないようにすることにより、カバー２３は筐体１１に固定される。

カバー２３は配管接続部２２を覆う箇所が膨らみ部２７となっている。膨らみ部２７の中で筐体１１の背面１１Ｂの側に位置する側面には、図５に示す通り、二方弁１９に接続された冷媒配管１７と三方弁２０に接続された冷媒配管１８を外に出すための切欠部２８が形成されている。またカバー２３の上部には合成樹脂製の把手２９が取り付けられている。

カバー２３が金属（鋼板）製であることから、室外機１０の周辺で火災が発生したとしても、配管接続部２２を含めた電装部品配置部２１に火炎が届きにくくすることができる。そのため、室外機１０の周辺で火災が発生したとしても、配管接続部２２から筐体１１内に火炎が入り込み、筐体１１の内部が燃えるといった事態を起こりにくくすることができる。なおカバー２３の中でも前記図示しない端子盤を配置した前記図示しない開口部に向き合う把手２９の部分は合成樹脂製なので火災が生じて焼失してしまったとしても、その内側に金属製の端子盤蓋２１ａが存在することにより、前記図示しない開口部を通じて筐体１１内に火炎が侵入することを防ぐことができる。なお、把手２９を合成樹脂製とすることにより、夏場に太陽熱で室外機１０が熱せられたとしても、把手２９を金属製とした場合に比べると低温である。これにより、夏場に室外機１０を移動させるため把手２９を持った場合に熱い思いをする可能性を低減できる。

二方弁１９の配管連結部と三方弁２０の配管連結部、及びそれらに接続された冷媒配管１７と冷媒配管１８には、それら自身の温度と、周囲環境の温度・湿度との関係で、表面に結露が生じることがある。結露は結集して水滴となり、ドレンとして滴下するので、それを適切に捕集して排水しなければならない。なお特許請求の範囲の「配管接続部」は二方弁１９の配管連結部と三方弁２０の配管連結部に冷媒配管１７、１８も加わった概念である。

結露水の他、雨降りのときには冷媒配管１７、１８を伝わってくる雨水も二方弁１９の配管連結部と三方弁２０の配管連結部を含めた配管接続部より滴下する。それらの水を捕集する目的で使用されるのが、カバー２３の下端、すなわち膨らみ部２７の下端に取り付けられる受け皿４０である。

受け皿４０は合成樹脂の射出成型品であり、膨らみ部２７の内部にぴったりと納まる平面形状を備えている。受け皿４０は膨らみ部２７の下端に挿入され、固定される。受け皿４０には筐体１１の内部に面する一側面に、略水平に突出する樋状の排水口４１が形成されている。受け皿４０の内面は排水口４１に向かって傾斜し、受け止められた水は速やかに排水口４１に集められるようになっている。

受け皿４０を固定したカバー２３を筐体１１の右側面１１Ｒに固定すると、排水口４１が筐体１１の内部に突き出す。排水口４１の先端から垂れる水は筐体１１の図示しない底板に設定された所定箇所に正確に落下する。底板は元来排水経路の一部を構成するものであり、その所定箇所に水を正確に落下させる受け皿４０が組み合わせられることで、設計の意図通り、排水性の良い排水経路を構成することができる。

受け皿４０をカバー２３の内部に挿入する際、ネジのような締結部品を使用しなくても受け皿４０がカバー２３に固定されるように、受け皿４０とカバー２３の間には次のような仕組みが設けられている。

受け皿４０には受け皿側係合部を形成し、カバー２３にはカバー側係合部を形成し、受け皿４０をカバー２３内に挿入したとき、受け皿側係合部がカバー側係合部に係合して、受け皿４０のそれ以上の動きが止まるようにする。「それ以上の動き」とは、受け皿４０をさらに押し込もうとする動きと、受け皿４０を引き戻そうとする動きの両方を含む。これにより、受け皿４０は締結部品なしでカバー２３に固定される。

第１実施形態で受け皿側係合部となるのは、排水口４１が形成された側面と反対側の側面に形成された突起４２（図７参照）と、排水口４１が形成された側面から垂下する垂下片４３に形成された係合フック４４（図６参照）である。係合フック４４の下端には筐体１１の方に突き出す爪４５が形成されている。

計４本の垂直なスリットを垂下片４３の下端から入れることにより、係合フック４４は排水口４１の両側に計２個形成されている。柔軟にたわむようにするため、係合フック４４は垂下片４３よりも薄肉とされている。薄肉でたわみやすい係合フック４４を２個設けることにより、受け皿４０の材料である合成樹脂の弾性を十分に生かしつつ、カバー２３に対する係合を確実なものとすることができる。

第１実施形態でカバー側係合部となるのは、突起４２に対応して膨らみ部２７に形成された貫通孔４６（図４参照）と、カバー２３の中で係合フック４４の爪４５に対応する位置に形成される図示しない貫通孔である。

カバー２３の内部に受け皿４０を押し込むと、カバー２３は自身の弾性で広がりつつ受け皿４０を受け入れる。カバー２３の所定の深さのところまで受け皿４０を挿入すると、突起４２が貫通孔４６に係合し、係合フック４４の爪４５が図示しない貫通孔に係合して、受け皿４０のそれ以上の動きが止まる。これにより受け皿４０は、ネジのような締結部品なしでカバー２３に固定される。その後カバー２３を筐体１１の右側面１１Ｒに固定することにより、カバー２３に対する受け皿４０の固定は一層確実なものとなる。

＜第２実施形態＞
受け皿側係合部とカバー側係合部を次のように構成することもできる。すなわち受け皿４０の外面に凹部を形成してこれを受け皿側係合部とし、カバー２３には切起し片を形成してこれをカバー側係合部とするのである。鋼板が持つ弾性により切起し片は凹部に弾性的に係合するから、第１実施形態と同様、締結部品なしで受け皿４０をカバー２３に固定することができる。

＜第３実施形態＞
ヒートポンプ機器がヒートポンプ式給湯器であってもよい。ヒートポンプ式給湯器では室外機の側面に貯湯タンクへの配水管を接続する配管接続部が設けられており、この配管接続部を、第１実施形態及び第２実施形態と同様の金属製カバーで覆う。第１実施形態及び第２実施形態と同様に、カバーの下端には合成樹脂製の受け皿を取り付け、配水管を伝ってくる雨水を受け止めて排水経路に流す。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明はセパレート型空気調和機やヒートポンプ式給湯器などのヒートポンプ機器の室外機に広く利用可能である。

１ 空気調和機
１０ 室外機
１１ 筐体
１２ 圧縮機
１４ 室外側熱交換器
１６ 室外側送風機
１７、１８ 冷媒配管
２１ 電装部品配置部
２１ａ 端子盤蓋
２２ 配管接続部
２３ カバー
３０ 室内機
３１ 筐体
３２ 室内側熱交換器
３３ 室内側送風機
４０ 受け皿
４１ 排水口

Claims (4)

1. 圧縮機、室外側熱交換器、及び室外側送風機を内蔵した室外機を備え、
   前記室外機の筐体の一側面には配管接続部が形成され、
   前記配管接続部は金属製のカバーで覆われるものであり、
   前記カバーの下端には、前記配管接続部から落下する水を受け止める合成樹脂製の受け皿が取り付けられ、
   前記受け皿には受け皿側係合部が形成され、前記カバーには、前記受け皿を当該カバー内に挿入したとき、前記受け皿側係合部を係合させて前記受け皿のそれ以上の動きを止めるカバー側係合部が形成されていることを特徴とするヒートポンプ機器の室外機。
2. 前記受け皿には受け止めた水を前記室外機の筐体の内部に排水する樋状の排水口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ機器の室外機。
3. 前記カバーは前記室外機の電装部品配置部を覆うものであることを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ機器の室外機。
4. 前記カバーの上部には、合成樹脂製の把手が取り付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のヒートポンプ機器の室外機。