JP6526218B2 - 空気調和機の室外機 - Google Patents

Description

本発明は、凍結防止用のヒーターを有する空気調和機の室外機に関するものである。

空気調和機の室外機が有する室外熱交換器は、暖房運転時に蒸発器として機能して外気から熱を吸収して熱交換を行う。その際、室外熱交換器の表面温度が露点温度以下の場合、空気中の水分が室外熱交換器に結露する。そして、冬季の場合、室外熱交換器の表面温度が水の凝固点以下となることがあり、結露が凍結し、室外熱交換器に着霜することがある。この際、室外熱交換器を構成するフィン間の隙間が霜で塞がれる可能性がある。その結果、室外熱交換器のフィン間を流れる外気の通りが悪くなり、さらに、熱交換面積が減少することで室外熱交換器の熱交換の性能が悪化する。

上記の室外熱交換器の熱交換の性能悪化への対策として、一時的に空気調和機を冷房運転状態にして高温高圧の冷媒を室外熱交換器に流通させることで、室外熱交換器に着霜した霜を融かす方法がある。そして、融かしたドレン水を室外熱交換器の底板に流して、底板に設けられている排水穴から外部へ排水させている。また、室外熱交換器の背面などから室外機の内部に侵入した雪又は雨水も、ドレン水として底板に設けられている排水穴から排水させている。

しかし、寒冷地の場合、外気の温度の低さによってはドレン水が排水穴から外部へ排水される前に底板上で凍結する可能性がある。そこで、ドレン水が底板上で凍結することを防ぐために、凍結防止用のヒーターを底板上に配置し、ヒーター固定具によってヒーターを固定する空気調和機の室外機が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−５２９４１号公報

寒冷地の場合、底板上を流れるドレン水は、外気温度の低さが原因となって、排水穴から排水される前に凍結する可能性がある。そこで、除霜運転時に発生する大量のドレン水を効率的に排水させるために、凍結防止用のヒーターを室外熱交換器の下部に配置させると共に、底板の排水穴も室外熱交換器の下部に設けるようにする。そして、ドレン水の凍結により底板の排水穴がドレン水によって塞がると、ドレン水を排水できなくなり、室外機の故障の原因となるため、底板の排水穴の近傍に凍結防止用のヒーターを配置させている。

特許文献１に記載の空気調和機の室外機において、ドレン水の凍結による排水穴の閉塞防止対策として、凍結防止用のヒーターを設置することに加えて、排水穴の径を拡大させる方法がある。しかしながら、この方法だと底板の排水穴から凍結防止用のヒーターが露出してしまい、室外機の外部から人間の手などが高温のヒーターに接触する問題点があった。一方で、ヒーターが底板の排水穴から露出しないようにヒーターを、径を拡大した排水穴に沿って室外熱交換器から離して配置すると、ヒーターの熱が室外熱交換器に伝わらずに、室外熱交換器の下部から流出するドレン水が凍結する問題点があった。

本発明は、上記のような課題を背景になされたものであり、排水穴の径を拡大しつつ室外機の外部から人間の手などがヒーターに接触しない空気調和機の室外機を得ることを目的とする。

本発明に係る空気調和機の室外機は、排水穴が設けられた底板と、前記排水穴の投影面に一部が重複するように前記底板に設けられたヒーターと、前記ヒーターの外周の一部を覆い、前記ヒーターを固定するヒーター固定具と、前記ヒーター固定具から前記ヒーターの下端部よりも低い位置まで下方に突出したヒーター被覆片と、を備え、前記ヒーター被覆片の下端部は、前記排水穴に挿通された状態で配設され、かつ、前記底板の厚さの範囲内に設けられているものである。

本発明によれば、ヒーター固定具は、一方の端部がヒーターの下端部よりも低い位置まで突出し、一方の端部は、排水穴に挿通されているように構成する。このようにすることで、排水穴の径を拡大しつつ室外機の外部から手などがヒーターに接触しない空気調和機の室外機を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機の概略分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機の凍結防止用ヒーターを取り付けた際の概略状態図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機の凍結防止用ヒーターを取り付けた際の概略拡大図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機に取り付けられるヒーター固定具の斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機の凍結防止用ヒーターを取り付けた際の概略上面視図である。 図５のＺ−Ｚ断面の一例を示す概略断面図である。 図５のＺ−Ｚ断面の他の一例を示す概略断面図である。 図５のＺ−Ｚ断面の他の一例を示す概略断面図である。

以下、本発明の空気調和機の室外機の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図面の形態は一例であり、本発明を限定するものではない。また、各図において同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。さらに、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
［空気調和機の室外機の構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機の概略分解斜視図である。図１に示されるように、室外機１００は、天井を構成する天面パネル３、正面を構成する前面パネル１、側面を構成する側面パネル２、底面を構成する底板８等によって囲われたものであって、底板８には室外機１００を設置場所に固定するための脚部１７が設けられている。

室外機１００の内部は仕切り板４により送風機室４ａと機械室４ｂとに仕切られている。機械室４ｂには、圧縮機１３、冷媒配管１４、制御装置などが搭載されている電気品１５等が設けられている。送風機室４ａには、室外熱交換器５と、プロペラファン１１が取り付けられたモーター１０を保持するモーターサポート１２が設けられている。また、室外機１００の内部に設置される圧縮機１３、室外熱交換器５、モーターサポート１２等は、底板８の上に保持されている。また、底板８には、後述する凍結防止用ヒーター６が設けられている。なお、凍結防止用ヒーター６は本発明における「ヒーター」に相当する。

圧縮機１３は、冷媒を吸引し高温高圧の状態に圧縮して冷媒配管１４を介して冷媒回路に搬送するものである。電気品１５は、室外機１００の動作を制御するための制御装置等を収容し、各部品への電力供給等を行うものである。

室外熱交換器５は、外気と冷媒との熱交換を行うものであって、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能する。また、室外熱交換器５は、たとえば冷媒を通過させる伝熱管と、伝熱管を流れる冷媒と外気との間の伝熱面積を大きくするためのフィンとを備えており、側面側平面部５ａと角部５ｂと背面側平面部５ｃとを有するいわゆるＬ字形状に形成されている。なお、室外熱交換器５がＬ字状に形成された場合について例示しているが、平板状に形成されたものであってもよいし、両端に曲面領域を備えたいわゆるＵ字状に形成されたものであってもよい。

プロペラファン１１は、モーター１０によって回転駆動され、室外熱交換器５に空気を送風するものである。プロペラファン１１が動作することにより、室外熱交換器５の側面側平面部５ａ、角部５ｂ、背面側平面部５ｃを通過して室外機１００の内部に空気が流入し、その空気は、プロペラファン１１を通過し、室外機１００の前方に流出する。

モーター１０は、回転軸を介してプロペラファン１１に連結しており、電気品１５からの指令に基づいてプロペラファン１１を回転駆動するものである。また、モーター１０は、モーターサポート１２に保持されている。モーターサポート１２は、鉛直方向に延びる支柱を有するものであって、上部側が室外熱交換器５の上部に接続されており、下部側がボルト等により底板８に固定されている。

［室外機１００の動作］
冷房運転時において、図示省略の室内機から送られた冷媒は、圧縮機１３に吸入される。圧縮機１３に吸入された冷媒は、圧縮機１３によって圧縮された後、吐出される。圧縮機１３から吐出された冷媒は、冷媒配管１４を通り、室外熱交換器５に送られる。室外熱交換器５には、プロペラファン１１によって空気が供給されている。例えば、冷房運転中においては、室外熱交換器５は凝縮器として機能するので、室外熱交換器５内に流入した冷媒は、プロペラファン１１からの空気によって冷却され、室外熱交換器５を通過した空気は、室外熱交換器５を流れる冷媒と熱交換することで加熱される。

室外熱交換器５で冷却された冷媒は、室外熱交換器５から流出した後、図示省略の減圧装置に送られる。減圧装置に送られた冷媒は、減圧装置で絞られて減圧される。減圧された冷媒は、室内機の熱交換器に流入する。室内機の熱交換器に流入した冷媒は、図示省略の室内ファンから供給される空気を冷却する。この冷却した空気が、室内等の空調対象域に送られることで冷房運転が実行される。空気を冷却した冷媒は、室内機の熱交換器を流出した後、再度圧縮機１３に吸入される。

一方で、暖房運転時において、図示省略の室内機から送られた冷媒は、圧縮機１３に吸入される。圧縮機１３に吸入された冷媒は、圧縮機１３によって圧縮された後、吐出される。圧縮機１３から吐出された冷媒は、冷媒配管１４を通り、室内機の熱交換器に送られる。例えば、暖房運転中においては、室内機の熱交換器は凝縮器として機能するので、室内機の熱交換器内に流入した冷媒は、室内ファンから供給される室内の空気によって冷却され、室内機の熱交換器を通過した空気は、室内機の熱交換器を流れる冷媒と熱交換することで加熱される。この加熱した空気が、室内等の空調対象域に送られることで暖房運転が実行される。

室内機の熱交換器で冷却された冷媒は、室内機の熱交換器から流出した後、図示省略の減圧装置に送られる。減圧装置に送られた冷媒は、減圧装置で絞られて減圧される。減圧された冷媒は、室外熱交換器５に流入する。室外熱交換器５に流入した冷媒は、プロペラファン１１から供給される空気を冷却する。空気を冷却した冷媒は、室内機の熱交換器を流出した後、再度圧縮機１３に吸入される。

暖房運転の際、室外熱交換器５の冷媒の圧力飽和温度が、外気の露点温度以下であり、かつ、水の凝固点温度以下であった場合、外気中の水分が室外熱交換器５により冷却されることで、室外熱交換器５の放熱フィンに霜が生じてしまう。この着霜現象により、室外熱交換器５を通過する風量が低下することで、室外熱交換器５の熱交換性能が低下してしまうため、暖房運転を一時的に停止し、除霜運転により霜を融解する必要がある。そして、この除霜運転により室外熱交換器５に着霜した霜が融解することにより大量のドレン水が発生する。このように除霜運転等により発生したドレン水を排水するために底板８には、図２以降で後述する排水穴８ａが設けられている。

図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機の凍結防止用ヒーターを取り付けた際の概略状態図である。図２に示されるように、底板８には、室外熱交換器５と、凍結防止用ヒーター６と、排水穴８ａと、ヒーター固定具７と、が設けられている。凍結防止用ヒーター６は、底板８と室外熱交換器５との隙間であって、室外熱交換器５の下方に配置されている。底板８は傾斜を有し、排水穴８ａは、底板８の中央部の背面側に設けられ、底板８の中で最も低くなる位置になるように配置されている。また、凍結防止用ヒーター６は、排水穴８ａの縁の一部に沿うように配置され、さらに、底板８と室外熱交換器５との隙間に生じる霜を融解するために底板８の排水経路上に這わせるような形状となっている。

図３は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機の凍結防止用ヒーターを取り付けた際の概略拡大図である。図３に示されるように、凍結防止用ヒーター６は排水穴８ａを囲むように設けられている。凍結防止用ヒーター６は、ヒーター固定具７により固定され、ヒーター固定具７はネジ１８により底板８に固定されている。

図４は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機に取り付けられるヒーター固定具の斜視図である。図４に示されるように、ヒーター固定具７は、枠体の形状、つまり中空矩形状をなし、両端部にネジ１８を挿入するネジ穴１９が設けられている。また、ヒーター固定具７は、ヒーター固定具７の中空矩形状の内周側に下方へ突出したヒーター被覆片７ｃを備えている。ヒーター被覆片７ｃについては、後述する図６において説明する。なお、ヒーター被覆片７ｃは、本発明における「一方の端部」に相当する。

図５は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機の凍結防止用ヒーターを取り付けた際の概略上面視図である。また、図６は、図５のＺ−Ｚ断面の一例を示す概略断面図である。図５及び図６に示されるように、凍結防止用ヒーター６を室外熱交換器５の下方に配置した状態で、排水穴８ａの径を大きくし、凍結防止用ヒーター６の形状を変更しない場合、凍結防止用ヒーター６の一部が排水穴８ａ上にはみ出す。つまり、排水穴８ａの投影面に凍結防止用ヒーター６の一部が重複するように配置される。

図６に示されるように、ヒーター固定具７は、断面視逆Ｊ字状で背面同士が対面しており、凍結防止用ヒーター６の外周の一部を覆う。中空矩形状のヒーター固定具７の内周側から鉛直方向に下方へ突出したヒーター被覆片７ｃは、底板８の排水穴８ａの投影面上に位置する。また、ヒーター被覆片７ｃの先端部を構成するヒーター被覆片下端部７ａは、凍結防止用ヒーター６と底板８の接触点である凍結防止用ヒーター下端部６ａより低い位置に配置され、排水穴８ａに挿通された状態となる。このようにヒーター固定具７は、凍結防止用ヒーター６の外周の一部を覆うようにして、凍結防止用ヒーター６を固定する。なお、ヒーター被覆片下端部７ａは、底板８の上面及び下面の範囲内、つまり底板８の厚さの範囲内に設けられることが望ましい。このようにすることで、人間の指がヒーター被覆片下端部７ａと底板８に引っ掛かり、人間の指が高温の凍結防止用ヒーター６に接触することを防ぐことができる。

ここで、排水穴８ａの径をさらに拡大すると、底板８とヒーター被覆片下端部７ａとの隙間９の距離が大きくなる。ただし、隙間９の距離は、凍結防止用ヒーター下端部６ａと底板８とが接触できる範囲までとし、凍結防止用ヒーター６が底板８に固定できるようにする。また、隙間９が極端に広いと隙間９から人間の指などが入り、凍結防止用ヒーター６に触れてしまう可能性があるため、隙間９の距離は、例えば１２（ｍｍ）未満とする。

［実施の形態１の効果］
以上のことから、本実施の形態１によれば、排水穴８ａが設けられた底板８と、排水穴８ａの投影面に一部が重複するように底板８に設けられた凍結防止用ヒーター６と、凍結防止用ヒーター６の外周の一部を覆い、凍結防止用ヒーター６を固定するヒーター固定具７と、を備え、ヒーター固定具７は、ヒーター被覆片７ｃの先端部が凍結防止用ヒーター下端部６ａよりも低い位置まで突出し、ヒーター被覆片７ｃの先端部が、排水穴８ａに挿通されている。このようにすることで、排水穴８ａの径を拡大しつつ室外機１００の外部から人間の手などが高温の凍結防止用ヒーター６に接触しない空気調和機の室外機１００を得ることができる。

また、ヒーター被覆片下端部７ａと底板８との距離が１２ｍｍ未満であるとする。このようにすることで、排水穴８ａの径を広げても人間の指などが凍結防止用ヒーター６に接触しない空気調和機の室外機１００を得ることができる。

また、ヒーター固定具７は、断面視逆Ｊ字状である。このようにすることで、ヒーター固定具７で凍結防止用ヒーター６の外周の一部を覆うことができるため、凍結防止用ヒーター６をより強固に固定することができる。

実施の形態２．
本実施の形態２における空気調和機の室外機の基本的な構成は実施の形態１における空気調和機の室外機と同様であるため、以下、実施の形態１との相違点を中心に本実施の形態２を説明する。実施の形態１と本実施の形態２との相違点は、ヒーター被覆片下端部が屈曲している点である。

図７は、図５のＺ−Ｚ断面の他の一例を示す概略断面図である。図７に示されるように、ヒーター固定具７Ａは、断面視逆Ｌ字形状をなしている。ヒーター固定具７Ａは、内周側に鉛直方向に下方へ突出したヒーター被覆片７ｃを有する。ヒーター被覆片７ｃの先端部であるヒーター被覆片下部７ｂは、凍結防止用ヒーター６がある方向に向かって巻き付けるように屈曲されている。このようにすることで、排水穴８ａの径を広げても、ヒーター被覆片下部７ｂが屈曲していることで、隙間９の距離を小さくでき、指などが隙間９を介して凍結防止用ヒーター６に接触することを防ぐことができる。

［実施の形態２の効果］
以上のことから、本実施の形態２によれば、ヒーター被覆片７ｃの先端部は、凍結防止用ヒーター６に向かって屈曲している構成とする。このようにすることで、実施の形態１の効果に加えて、排水穴８ａの径を広げても指などが凍結防止用ヒーター６に接触しない空気調和機の室外機１００を得ることができる。

実施の形態３．
本実施の形態３における空気調和機の室外機の基本的な構成は実施の形態１における空気調和機の室外機と同様であるため、以下、実施の形態１との相違点を中心に本実施の形態３を説明する。実施の形態１と本実施の形態３との相違点は、ヒーター被覆片下端部にヘミング曲げ加工等が施されている点である。

図８は、図５のＺ−Ｚ断面の他の一例を示す概略断面図である。図８に示されるように、ヒーター固定具７Ｂは、内周側に鉛直方向に下方に突出したヒーター被覆片７ｃを有する。ヒーター固定具７Ｂのヒーター被覆片７ｃの先端部であるヒーター被覆片下部７ｄは、指で触れる箇所に該当する。そのため、ヒーター被覆片下部７ｄを保護するため、ヒーター被覆片下部７ｄは、密着折り返し加工、つまりヘミング曲げ加工、又は塗装が施されている。

［実施の形態３の効果］
以上のことから、本実施の形態３によれば、ヒーター被覆片７ｃの先端部は、ヘミング曲げ加工、又は塗装が施されている構成とする。このようにすることで、実施の形態１の効果に加えて、ヒーター被覆片７ｃの鋭利な先端部を保護できる空気調和機の室外機１００を得ることができる。

以上、実施の形態１〜３について説明したが、本発明は各実施の形態の説明に限定されない。例えば、各実施の形態の全て又は一部を組み合わせることも可能である。

１ 前面パネル、２ 側面パネル、３ 天面パネル、４ 仕切り板、４ａ 送風機室、４ｂ 機械室、５ 室外熱交換器、５ａ 側面側平面部、５ｂ 角部、５ｃ 背面側平面部、６ 凍結防止用ヒーター、６ａ 凍結防止用ヒーター下端部、７ ヒーター固定具、７Ａ ヒーター固定具、７Ｂ ヒーター固定具、７ａ ヒーター被覆片下端部、７ｂ ヒーター被覆片下部、７ｃ ヒーター被覆片、７ｄ ヒーター被覆片下部、８ 底板、８ａ 排水穴、９ 隙間、１０ モーター、１１ プロペラファン、１２ モーターサポート、１３ 圧縮機、１４ 冷媒配管、１５ 電気品、１７ 脚部、１８ ネジ、１９ ネジ穴、１００ 室外機。

Claims (6)

1. 排水穴が設けられた底板と、
   前記排水穴の投影面に一部が重複するように前記底板に設けられたヒーターと、
   前記ヒーターの外周の一部を覆い、前記ヒーターを固定するヒーター固定具と、
   前記ヒーター固定具から前記ヒーターの下端部よりも低い位置まで下方に突出したヒーター被覆片と、を備え、
   前記ヒーター被覆片の下端部は、前記排水穴に挿通された状態で配設され、かつ、前記底板の厚さの範囲内に設けられている
   空気調和機の室外機。
2. 前記ヒーター被覆片の下端部と前記底板との距離が１２ｍｍ未満である
   請求項１に記載の空気調和機の室外機。
3. 前記ヒーター固定具は、断面視逆Ｊ字状である
   請求項１又は２に記載の空気調和機の室外機。
4. 前記ヒーター固定具は、断面視逆Ｌ字状である
   請求項１又は２に記載の空気調和機の室外機。
5. 前記ヒーター被覆片の下部は、前記ヒーターに向かって屈曲している
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和機の室外機。
6. 前記ヒーター被覆片の下部は、ヘミング曲げ加工、又は塗装が施されている
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気調和機の室外機。

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