JP6599007B2 - 空気調和装置 - Google Patents

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Description

本発明は空気調和装置に関し、特に、空気調和装置を構成する電装部品及び制御箱を冷却するための冷却器の取付け構造に関するものである。
ビル及び商業施設などに設置される空気調和装置として、側面に熱交換器を配置し、さらに上面にファンを配置する構成の空気調和装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の空気調和装置は、熱交換のために使用するファンによる風が通る経路に放熱フィンを突出させた構造となっている。そして、この放熱フィンを、発熱を伴う電装部品及びそれを収納する制御箱などの発熱体と熱抵抗が小さくなるように接触させることで冷却を行っている。
また、これらの発熱体の冷却手段の一例としては、冷凍サイクルの冷媒を用いることによって冷却を行うものがある(例えば、特許文献2参照)。特許文献2に記載の空気調和装置は、冷媒を利用した冷却手段を室外機ケーシングの開口部に対向し、且つ開口部から見て発熱体よりも手前側に配置するものである。
特開2010−169393号公報 特許第4471023号公報
空気調和装置で使用する冷媒冷却方式は、放熱フィンを使用する空気冷却方式とは異なり、空気調和装置内の制御箱の配置制約は少なく、大きな放熱フィンも必要ないため小型に構成できる。しかし、冷媒冷却方式で用いられる冷却器には配管が取り付けられていることから、制御箱の交換作業時には冷却器と制御箱とを切り離す作業、及び、交換後に再び熱的に接触させる作業が必要である。
特許文献2の空気調和装置は、制御箱の交換作業の作業位置から見て、冷却器が制御箱より手前に配置された構成であり、冷却器が制御箱を取り出す際の障害となる。そのため、たとえば、制御箱を取り出す際に制御箱と冷却器に取り付けられた配管とが接触し、冷媒が漏れる場合がある。また、冷却器の冷却面を傷つけて平面度を損なう場合がある。
さらに、空気調和装置の筐体内の側面、上面及び下面に冷却器を配置する場合には、冷却器と発熱体とを密着させるための固定用部材が、冷却器と発熱体との接触面に垂直に取り付けられることから、制御箱と冷却器との着脱作業を行うための作業用のスペースの確保が難しい。そのため、作業者は、制御箱と冷却器との着脱作業のために腕を伸ばした無理な姿勢での作業となる場合がある。そこで、冷却器は、制御箱の交換作業時の作業位置から見て、制御箱より奥側に配置されることが求められるが、制御箱が目隠しとなり冷却器を捉え辛く、制御箱と冷却器との着脱作業が困難となる場合がある。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、制御箱の交換作業時の作業位置から見て、制御箱より奥側に配置された冷却器であっても、制御箱と冷却器との着脱作業が容易にできる空気調和装置を得るものである。
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、冷媒流量調整装置及び負荷側熱交換器が接続された冷凍サイクルを有する空気調和装置において、冷凍サイクルを流れる冷媒を通流させる冷媒配管と、冷媒配管と熱的に接続される配管側プレートと、配管側プレートと熱的に接続され、発熱体を含む電装部品を内部に収納する制御箱と、配管側プレートと、制御箱とを収納する室外機の筐体と、配管側プレートと制御箱とを固定する位置決め用部材と、制御箱と位置決め用部材とを固定する締結固定部材と、を備え、筐体の少なくとも1つの側面には作業用開口部が形成されており、制御箱の前面部は、筐体の作業用開口部側に位置し、制御箱の背面部は、筐体の作業用開口部が設けられた側面と対向する背面側に位置し、配管側プレートは、制御箱の背面部において制御箱と位置決め用部材との間に配置されており、締結固定部材によって制御箱と固定される位置決め用部材の曲げ部が、制御箱の前面部側に位置するように構成されているものである。
本発明は、締結固定部材によって制御箱と固定される位置決め用部材の曲げ部が、制御箱の前面部側に位置するように構成されている。そのため、制御箱の交換作業時の作業位置から見て、制御箱より奥側に配置された冷却器であっても、作業者は位置決め用部材と制御箱とを固定する位置に到達しやすく、制御箱と冷却器との着脱作業が容易にできる。
本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の冷媒回路の配管系統図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の冷媒回路の配管系統図の変形例である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室外機の正面図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室外機の斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室外機の図3のA−A断面図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置に設置される制御箱への冷却器の取り付け構造を示す簡略化した平面図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置に設置される制御箱への冷却器の取り付け構造を示す簡略化した側面図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の位置決め用部材に固定される配管側プレートの背面図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置に用いられる冷媒配管の重力方向におけるアルミニウム部材の配管と銅部材の配管との位置関係を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の制御箱に取り付けられる制御箱側プレートの正面図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の配管側プレートと制御箱側プレートとの分離手段を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の配管側プレートと制御箱側プレートとの他の分離手段を示す図である。 図12の分離手段におけるネジを回転挿入した場合の状態を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の冷却器に用いられる熱抵抗低減部材の固定方法を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の冷却器に用いられる熱抵抗低減部材の他の固定方法を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置に用いられる冷媒配管と配管側プレートとの関係を示す図である。 図16の冷媒配管と発熱体との位置関係と比較して、配管と発熱体との位置が近い位置関係を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置に用いられる冷却器を制御箱に取り付けるための位置決め用部材を示す斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置における位置決め用部材における力の作用を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置における他の位置決め用部材における力の作用を示す図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置に用いられるネジのネジ締めトルクと軸力を示す図である。 本発明の実施の形態2に係る空気調和装置に用いられる冷却器を制御箱に取り付けるための位置決め用部材を示す斜視図である。 本発明の実施の形態2に係る空気調和装置に設置される制御箱への冷却器の取り付け構造を示す簡略化した平面図である。 本発明の実施の形態3に係る空気調和装置の位置決め用部材の板金による接地効果を示す図である。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の冷媒回路の配管系統図である。図1に示すように、空気調和装置1は、室内に設置される室内機101と、室外に設置される室外機100とを備え、室内機101と室外機100とは、冷媒配管を介して互いに接続されている。
室内機101は、内部に冷媒流量調整装置74d及び負荷側熱交換器73を備えている。負荷側熱交換器73には、例えばクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器などを採用できる。負荷側熱交換器73は、暖房運転時には凝縮器(放熱器)として機能して冷媒を凝縮液化し、冷房運転時には蒸発器として機能し冷媒を蒸発気化させるものである。室外機100は、内部に圧縮機71、熱源側熱交換器75及び冷媒流量調整装置74aを備えている。また、室外機100は、流路切替装置72及びアキュムレータ76を備えている。なお、流路切替装置72及びアキュムレータ76の設置は任意であり、設置されていなくてもよい。空気調和装置1は、圧縮機71、熱源側熱交換器75、冷媒流量調整装置74a、冷媒流量調整装置74d及び負荷側熱交換器73が冷媒配管で接続された冷媒回路102を備えて冷凍サイクルを構成する。
さらに、空気調和装置1は、冷媒流量調整装置74aと冷媒流量調整装置74dとの間と、流路切替装置72とアキュムレータ76との間とを接続する冷媒回路103を備えている。冷媒回路103には、冷媒流量調整装置74b、冷却器である配管側プレート2及び冷媒流量調整装置74cが配置されている。すなわち、空気調和装置1は、冷却器が、熱源側熱交換器75及び負荷側熱交換器73と並列に接続されて構成されている。
圧縮機71は、吸入したガス冷媒を圧縮し高温高圧のガス冷媒として吐出するものである。圧縮機71は、吸入側がアキュムレータ76に接続される。また、圧縮機71は、吐出側が、流路切替装置72を介して、冷房運転時には熱源側熱交換器75に接続され、暖房運転時には室内機101に搭載される負荷側熱交換器73に接続される。
流路切替装置72は、冷媒流路を切り替えるのに利用されるものである。流路切替装置72は、冷房運転時において、圧縮機71の吐出側と熱源側熱交換器75とを接続し、アキュムレータ76を介して圧縮機71の吸入側と室内機101の負荷側熱交換器73とを接続するものである。また、流路切替装置72は、暖房運転時において、圧縮機71の吐出側と室内機101の負荷側熱交換器73とを接続し、アキュムレータ76を介して圧縮機71の吸入側と熱源側熱交換器75とを接続するものである。
アキュムレータ76は、暖房運転モード時及び冷房運転モード時の相違による余剰冷媒、過渡的な運転の変化や負荷条件によって発生した余剰冷媒を貯留するものであり、圧縮機71の吸入側に設けられている。
冷媒流量調整装置74a、冷媒流量調整装置74b、冷媒流量調整装置74c、冷媒流量調整装置74d、冷媒流量調整装置74eは、例えば電子制御弁であり、冷媒回路102、冷媒回路103、冷媒回路104の配管内を流れる冷媒の流量を調整する。また、冷媒の流量を調節することにより、膨張弁として機能し、流入してきた冷媒を減圧するものである。
図2は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の冷媒回路の配管系統図の変形例である。図1の空気調和装置1と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。空気調和装置1aの冷媒回路104には、図1の冷媒回路102における冷媒流量調整装置74aと冷媒流量調整装置74dとの間の位置に冷却器である配管側プレート2と冷媒流量調整装置74eとが配置されている。すなわち、空気調和装置1aは、冷却器が、熱源側熱交換器75及び負荷側熱交換器73と直列に接続されて構成されている。
以下、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置1の室外機100について、図面を参照しながら説明する。なお、空気調和装置1と空気調和装置1aとは、冷却器の接続の仕方が熱交換器と直列的か並列的かの相違であり、空気調和装置を構成する各機器は同一であるため、空気調和装置1の各機器について説明し、空気調和装置1aの説明を省略する。
図3は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室外機の正面図である。図4は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室外機の斜視図である。なお、図3及び図4において示すX軸は、室外機100の幅方向を示し、Y軸は室外機100の奥行き方向を示し、Z軸は室外機100の高さ方向を示すものである。また、Y1側を前、Y2側を後として前後の奥行き方向を説明する。
室外機100は、室内機101と冷媒配管を介して接続され、熱源機として機能するものである。室外機100は、図3に示すように、最上部にあるファン部33と、ファン部33の下にある熱交換部38と、熱交換部38の下にあり、室外機100の最下部にある機械部39とから構成される。室外機100は、熱交換部38と機械部39とで略直方体の筐体80を構成する。なお、図3及び図4において、筐体80は略直方体で構成されているが、熱交換器、圧縮機、制御箱等の各機器及び構造物を収納できればよく、円柱形や多角柱など他の形態で構成されてもよい。
室外機100のファン部33には、図4に示すように、ファン30が搭載されている。ファン30は、ファン用モータ34の作動により回転することで室外機100内に空気を取り込み、排出するのに利用される。ファン部33には、ファン30を囲むようにファンガード27が設けられており、ファンガード27の排気側の通気部には空気吹出口29が形成されている。図4において矢印は熱交換部38に吸入されて排出される空気の流れを示している。まず、ファン30の作動により室外機100の内部が負圧になる。そして、熱交換部38の筐体80の側面から取り込まれる空気は、熱源側熱交換器75において熱交換される。熱源側熱交換器75を経て室外機100の内部に吸い込まれた空気は、ファン30を介して外郭内部の上部に形成された空気吹出口29から排出される。
室外機100の熱交換部38には、自身に供給される冷媒と、ファン30の負圧により自身を通過する空気とを熱交換させる熱源側熱交換器75が搭載されている。熱源側熱交換器75は、冷房運転時には凝縮器(放熱器)として機能して冷媒を凝縮液化し、暖房運転時には蒸発器として機能し冷媒を蒸発気化させるものである。熱源側熱交換器75は、筐体80の前後左右(XY方向)の4つの側面部に固定された状態で室外機100に搭載されている。なお、熱源側熱交換器75は、必ずしも筐体80の4つの側面部に搭載される必要はなく、いずれか1つの側面部に搭載されるものでもよく、いずれか2〜3つの側面部に搭載されるものでもよい。また、熱源側熱交換器75は、側面視で直立するものでもよく、あるいは、上方が外側に下方が内側に傾斜するものでもよい。
この熱源側熱交換器75には、例えばクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器などを採用できる。熱源側熱交換器75は、冷媒が流れる伝熱管と、伝熱管が接続される熱交換器フィン35とを備える。また、熱交換部38には、熱交換器フィン35と対向するようにフィンガード26が設けられている。フィンガード26は、熱交換器フィン35が外部からの不意の衝撃により破損することがないように熱交換器フィン35を保護するものである。なお、図3においては、熱交換部38の内部構造を説明するために熱交換部38の筐体80を形成する外郭パネルを省略し、図4においては、風の流れを説明するために、熱交換部38の内部構造を省略している。
機械部39の筐体80は、前面側の外郭を構成する正面パネル25と、左右側面側の外郭を構成する右側面パネル32a及び左側面パネル32bと、背面側の外郭を構成する背面パネル32cと、機械部39の底面を構成する底面パネル28とを有している。なお、図3及び図4において、機械部39の内部構造を説明するために正面パネル25を取り外した状態で説明する。また、図3及び4では、機械部39の外郭は、左右側面の外郭を構成する右側面パネル32a及び左側面パネル32bと、背面側の外郭を構成する背面パネル32cは、3つのパネルで構成するとしているが、これらは一体に構成されてもよい。あるいは、右側面パネル32a又は左側面パネル32bのいずれか一方あるいは両方が背面側のパネル部分を形成してもよい。
機械部39の筐体80の前面部には、作業者が機械部39の内部の作業を行うための作業用開口部19が形成されている。正面パネル25は、平板状に形成され、機械部39の筐体80の前面部に着脱可能に取り付けられ、取り付け時には筐体80の前面部の外郭を構成する。正面パネル25は、筐体80から取り外すことで作業用開口部19を露出させ、筐体80に取り付けることで作業用開口部19を閉鎖することができる。
図5は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室外機の図3のA−A断面図である。図5において、底面パネル28上に設置される各機器について説明する。機械部39の筐体80には、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機71と、余剰冷媒を貯留することができるアキュムレータ76と、電装部品を収納する制御箱31と、制御箱5とが収納され底面パネル28上に設置されている。また、筐体80は、制御箱5及び制御箱31に固定された冷却器である配管側プレート2も収納している。図5において、冷媒配管及び冷媒制御装置の配置スペースは、制御箱と冷却器との着脱作業の作業用空間として利用できる場合がある。
制御箱5及び制御箱31は、室外機100と図示省略の室内機との間を循環する冷媒の流れ、ファン30の回転数、圧縮機71の周波数などを制御する発熱体を含む電装部品を内部に収納するものである。制御箱5及び制御箱31は、作業用開口部19と対向するように設置され、正面パネル25を取り外すと露出する。なお、作業用開口部19の幅方向(X軸方向)において、左右のいずれにも作業用空間がない制御箱を制御箱5とし、左右のいずれかに作業用空間のある制御箱を制御箱31として説明する。
図6は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置に設置される制御箱への冷却器の取り付け構造を示す簡略化した平面図である。図7は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置に設置される制御箱への冷却器の取り付け構造を示す簡略化した側面図である。図6において、軸Yは室外機100の奥行き方向を示し、図6の下側(Y1)は、作業用開口部19が設けられている前側であり、図6の上側(Y2)は、室外機100の背面側に当たる後側である。また、軸Xは、室外機100の筐体80の幅方向に当たる。図7において、軸Yは室外機100の奥行き方向を示し、図7の左側(Y1)は、作業用開口部19が設けられている前側であり、図6の右側(Y2)は、室外機100の背面側に当たる後側である。また、軸Zは、室外機100の高さ方向に当たる。
制御箱5は、直方体状に形成され、制御箱5の前面部5aは、筐体80の作業用開口部19側に位置し、制御箱5の背面部5dは、筐体80の背面パネル32c側に位置する。前面部5aと背面部5dとを接続する、制御箱5の右側壁部5bは、筐体80の右側面パネル32a側に位置し、前面部5aと背面部5dとを接続する、制御箱5の左側壁部5cは、筐体80の左側面パネル32b側に位置する。制御箱5の底面は底面パネル28に設置され、上面は機械部39の天井面側に位置している。制御箱5の右側壁部5b及び左側壁部5cの前面部5a側には、締結固定部材12によって位置決め用部材6の曲げ部6bと固定される板状の支え部11が設けられている。支え部11は、板面が作業用開口部19と対向する矩形の平板状に形成されている。なお、支え部11は、矩形の平板状に形成されているが、曲げ部6bと固定できるものであればよく、半円形状、多角形状等他の形状であってもよい。また、図6及び図7において、制御箱5の形状は、直方体状に形成されている場合について例示しているが、これに限定されない。例えば、種々の凹凸がある形状、円筒柱、多角柱、球状のもの、あるいは角部に切欠が形成されている等収容スペースに合わせた形状であってもよい。また、制御箱5の向きについては、制御箱5の側面は、筐体80の各側面と対向しているが、横方向或いは縦方向に回転した状態で設置され、筐体80の各側面と対向する状態でなくてもよい。
制御箱5の背面部5dには冷却器である配管側プレート2が配置される。配管側プレート2の冷媒配管43と接触する面と対向する接触面15は、制御箱側プレート3と接触する。制御箱5及び発熱体4は、制御箱側プレート3を介して配管側プレート2と熱的に接続される。図6に示すように、制御箱5の背面部5d(Y2側)には、発熱体4を制御箱側プレート3に接するための制御箱開口部5hが設けられている。なお、この制御箱開口部5hの形成は任意であり、発熱体4と制御箱側プレート3との間に制御箱5の背面部5dがあってもよい。発熱体4は、制御箱5側から固定部材200を用いて制御箱側プレート3に固定される。
図8は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の位置決め用部材に固定される配管側プレートの背面図である。配管側プレート2について図6、図7及び図8を用いて説明する。配管側プレート2は、冷却器として制御箱5或いは制御箱5に内蔵されている電装部品等の発熱体4を冷却するものである。配管側プレート2は、制御箱5の背面部5dにおいて、位置決め用部材6と制御箱5との間に配置されている。配管側プレート2は、例えば、アルミニウムあるいは銅などの金属を扁平な直方体状に形成したものであり、冷媒配管43と接触する面には、図8に示すように冷媒配管43の形状に合うように配管用溝部91が設けられている。配管側プレート2は、冷媒回路103又は冷媒回路104の冷媒配管43の一部を覆って、冷媒配管43と接触し熱的に接続されている。なお、位置決め用部材6と配管側プレート2との間には断熱部材21が設けられてもよく、断熱部材21と配管側プレート2との間に冷媒配管43が接触して配置されるようにしてもよい。この断熱部材21は、冷媒配管43の冷熱などが位置決め用部材6側に逃げるなどして、配管側プレート2の熱交換効率が低減してしまわないように設けられるものである。
図8に示すように、配管側プレート2には、位置決め用部材6と固定するための固定部材用穴7が形成されている。固定部材用穴7は、水分が侵入しないように貫通穴にしないことが望ましい。ただし、加工費低減のためには貫通穴とし、例えば、図6及び7に示すネジなどの固定部材13を使用する場合は、固定部材13はシーリング機能のあるものを使用するのが望ましい。あるいは、シーリング材を塗布してもよい。なお、水分による腐蝕の心配がない場合は、シーリング材等を使用しなくてもよい。
図6を参照して、冷媒配管43と配管側プレート2との接続態様について説明する。冷媒配管43と配管側プレート2との間には熱抵抗の減少や微細な凹凸の影響を緩和する為に熱抵抗低減部材22が用いられる。熱抵抗低減部材22には、例えば、放熱グリスや放熱シートがある。熱抵抗低減部材22を介することで、冷媒配管43と配管側プレート2との間の微小な空孔を減らすことができるので熱抵抗を低減することができる。さらに、冷媒配管43と配管側プレート2との間に水分あるいは水分を含んだ空気の侵入を抑えることができる。冷媒配管43と配管側プレート2との間に水分が侵入すると、冷媒配管43の材質が銅であり、配管側プレート2の材質がアルミニウムである場合には、銅とアルミニウムの電蝕が発生する可能性がある。しかし、熱抵抗低減部材22を用いることによって電蝕の発生を抑えることができる。なお、熱抵抗低減部材22の使用のみでは電蝕に対して十分ではない場合があり、雨水や雪の侵入を考慮し配管側プレート2と冷媒配管43との接触部が外部に露出しないよう板金等で囲いを設けることが望ましい。
ここで、冷媒配管43の材質がアルミニウムであり、配管側プレート2の材質もアルミニウムである場合には、上記の放熱グリスの使用などの方法でも良いが、アルミろうを熱抵抗低減部材22として過熱処理するアルミろう付け構成を用いることができる。ろう付けをすることにより放熱グリス又は放熱シートを使用する場合よりも熱抵抗を減らすことができる。更に、電蝕は、銅とアルミニウムのイオン化傾向の大小から発生するため、冷媒配管43も配管側プレート2もアルミニウムで構成されているろう付け構成では問題とならず、電蝕を警戒した雨じまい等の対策を軽微にすることができる。
次に、冷媒配管43について説明する。図6において、冷媒配管43には、空気調和装置1の冷凍サイクルで用いる冷媒の一部又はすべてが通流している。冷媒配管43は、冷媒配管43の直線部分が配管側プレート2と熱抵抗が小さいように接触される。冷媒配管43は、直線部分が配管側プレート2と接触するが、例えば、U字状の曲折部等を有して、配管を曲折することにより複数の直線部を配管側プレート2に接触させても良い。冷媒配管43の材質は、アルミニウム又は銅が好ましい。冷媒配管43の形状は、円管若しくは扁平管、あるいは扁平形状のものが配管側プレート2との接触面積を大きく取れるので好ましい。
図9は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置に用いられる冷媒配管の重力方向におけるアルミニウム部材の配管と銅部材の配管との位置関係を示す図である。次に、冷媒配管43に、銅配管43cとアルミ配管43aとが混在した場合の構成について説明する。一般的な空気調和装置1の冷媒配管43は、銅で構成されていることが多い。冷却器用として冷媒配管43をアルミニウムで構成したアルミ配管43aの場合、空気調和装置1で使用する冷媒の一部又は全部を使用する為、銅配管43cとアルミ配管43aとを接続する必要がでてくる。この場合、銅配管43cに接触し銅イオンを含んだ水分が重力によって下降移動し、アルミ配管43aへ至ることを防ぐため、アルミ配管43aを上部に配置し、銅配管43cを下部に配置する必要がある。結露や雨水などの水分と接触する可能性がある場合には、図9で示すように重力方向(Z軸)に対してアルミニウム部材のアルミ配管43aを上方に、銅部材の銅配管43cを下方となるような位置関係に配置することで、電蝕による品質低下を回避することができる。構成としては、配管と配管の接続は、冷媒漏れを抑制するために、ろう付けすることが多いが、銅とアルミのろう付けは融点が大きく異なる為、作業性が悪い。そこで、銅配管43cとアルミ配管43aの間にSUS配管61(配管用ステンレス鋼管)を設けることで銅配管43cとアルミ配管43aとを接続する。他にも、スウェージロックやボールバルブを使用する方法もある。このように構成することで、アルミ配管43aの電蝕を抑制することができる。
図10は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の制御箱に取り付けられる制御箱側プレートの正面図である。制御箱側プレート3について、図6、図7及び図10に基づいて説明する。制御箱側プレート3は、図6に示すように配管側プレート2と接触し、熱的に接続された状態で設置されている。
制御箱側プレート3は、配管側プレート2と同様に、たえば、アルミニウムあるいは銅などの金属を扁平な直方体状に形成したもので構成される。なお、材料選定の際は、制御箱側プレート3と配管側プレート2との電蝕を考慮し、制御箱側プレート3の材質は、配管側プレート2と同一の材質を選定するのが望ましい。
制御箱側プレート3には、図10に示すように、制御箱5への固定のために固定部材用穴8が形成される。制御箱側プレート3は、制御箱側プレート3に形成された固定部材用穴8に制御箱5側から固定部材14を用いてねじ止めすることで制御箱5に固定される。なお、制御箱5の雨じまいのために、この固定部材用穴8は貫通穴とはせず、制御箱5の内側から、固定部材14によって固定される。固定部材14には、例えば、Mネジやタッピンネジが用いられ、固定部材用穴8は、固定部材14の形状に合わせた加工が施される。さらに、制御箱側プレート3には、発熱体4を固定するための発熱体用固定穴94又は発熱体用固定穴95が形成されており、発熱体4は、図6に示すように固定部材200によって発熱体用固定穴94又は発熱体用固定穴95に固定される。
図6に戻って、配管側プレート2と制御箱側プレート3との接続態様について説明する。配管側プレート2と制御箱側プレート3との間には、熱抵抗を低減するための熱抵抗低減部材16が用いられる。熱抵抗低減部材16は、例えば、放熱グリスや放熱シートが用いられる。また、組立の際に熱抵抗低減部材16を取り付ける相手としては、配管側プレート2でも、制御箱側プレート3でも良いが、作業時に熱抵抗低減部材16の破損や交換が生じた場合の対処を考慮すると制御箱側プレート3に取り付けるのが望ましい。
更に、熱抵抗低減部材16の放熱グリスや放熱シートは、種類によって多種多様な硬度と厚さが選択できる。まず、熱抵抗低減部材16の硬度について説明すると、硬度の低いものを選定すると配管側プレート2と制御箱側プレート3との密着度が高くなるが、密着度が高いが故に作業時に配管側プレート2から制御箱側プレート3を取り外すことが困難となる場合がある。
図11は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の配管側プレートと制御箱側プレートとの分離手段を示す図である。図12は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の配管側プレートと制御箱側プレートとの他の分離手段を示す図である。図13は、図12の分離手段におけるネジを回転挿入した場合の状態を示す図である。制御箱5を取り外す場合には、この配管側プレート2と制御箱側プレート3との間で切り離し、制御箱5を取り外す作業を行う。配管側プレート2と制御箱側プレート3との密着度が高く、配管側プレート2と制御箱側プレート3とを分離することが困難な場合には、例えば、図11に示すように、配管側プレート2に切欠き部110を設けておくと良い。配管側プレート2に切欠き部110を設けておけば、切欠き部110にドライバー等を差込み、配管側プレート2と制御箱側プレート3とを分離することができる。また、図12及び図13のように、ネジの締め込みトルクを利用して分離する方法もある。制御箱側プレート3に、制御箱5側から配管側プレート2側に貫通孔であるネジ穴部111を設ける。そして、ネジ穴部111にネジ112を回転挿入させることにより、ネジの先端部であるネジ接触部113が配管側プレート2に押圧をかけて配管側プレート2を制御箱側プレート3から引き離す。そのようにして配管側プレート2と制御箱側プレート3とを分離することができる。
熱抵抗低減部材16として硬度の高いものを選定すると、配管側プレート2と制御箱側プレート3との密着度が低く、作業時の取り外しは用意となる。しかし、熱抵抗低減部材16の粘着度が低くなるため、底面パネル28に対して垂直に冷却器を設ける場合は、熱抵抗低減部材16の保持構造を設ける必要がある。
図14は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の冷却器に用いられる熱抵抗低減部材の固定方法を示す図である。図15は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の冷却器に用いられる熱抵抗低減部材の他の固定方法を示す図である。熱抵抗低減部材16の保持構造として、図14に示すように、熱抵抗低減部材16と制御箱側プレート3との間に粘着部材115を用いて熱抵抗低減部材16と制御箱側プレート3とを接着させる構成とするとよい。あるいは、図15に示すように、熱抵抗低減部材16に引っかけ部材用穴部116を形成し、位置決め用部材6に形成された引っかけ構造部117に引っかけ部材用穴部116を引っかけることにより熱抵抗低減部材16を保持する構成とするとよい。
制御箱側プレート3の配管側プレート2と対向する面には、制御箱5及び発熱体4の放熱面が接触される。発熱体4としては、例えば、インバータ用の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、インテリジェントパワーモジュール(IPM)などの電装部品である。その他にも整流用ダイオードや、直流リアクトルやコモンモードチョークコイルなどの巻線部品、マイコン、大規模集積回路(LSI)といった制御用集積回路(IC)、基板パターン部や電解コンデンサ、電気配線等も発熱体4として被冷却対象としてもよい。発熱体4と制御箱側プレート3との間には、熱抵抗が小さいように接触させるため、熱抵抗低減部材18が用いられる。熱抵抗低減部材18も、放熱用シリコーンや放熱シートが良く用いられる。接触面積が大きくとれるほど熱伝導が良くなることから、発熱体4を制御箱側プレート3に合わせた形状にするのが望ましい。ただし、制御箱側プレート3を発熱体4に合せて形状変形してもよいので、図10に示すような直方体形状に限定されるものではない。
図16は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置に用いられる冷媒配管と配管側プレートとの関係を示す図である。図17は、図16の冷媒配管と発熱体との位置関係と比較して、配管と発熱体との位置が近い位置関係を示す図である。配管側プレート2における冷媒配管43と発熱体4との位置関係によって発熱体4に対する冷却度合いが変化してしまう。図16に示すように、冷媒配管43と発熱体4との直線距離が長くなると熱抵抗が高くなってしまう。逆に、冷媒配管43と発熱体4との直線距離が短くなるほど熱抵抗が低くなり冷却能力が高くなる。図17に示すように、発熱体4が冷媒配管43と距離が近くなるほど熱抵抗が低くなり望ましい。特に、発熱体4が複数の冷媒配管43と対向する位置にあると更に熱抵抗が低くなり冷却が期待できる。したがって、曲折部118があり配管側プレート2と冷媒配管43とが複数の箇所で対向している場合には、配管本数と冷媒配管43からの距離とを考慮し冷却能力が高くなる位置に発熱体4を配置するのが望ましい。また、十分な熱抵抗低減を達成するためには、熱抵抗低減部材16を十分押しつぶす必要があり、各部材間の接触面に圧力を掛ける必要がある。このような観点から、冷媒配管43と発熱体4との位置関係を常に一定に保つよう位置決めが必要である。
図18は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置に用いられる冷却器を制御箱に取り付けるための位置決め用部材を示す斜視図である。この位置決め用部材6について図6、図7及び図18の概略構造を用いて説明する。
位置決め用部材6は、締結固定部材12によって制御箱5の前面部5a側に位置する曲げ部6bが制御箱5の支え部11と固定されている。位置決め用部材6は、位置決め用部材6と制御箱5とを固定することで、配管側プレート2と制御箱5とを固定する。そして、位置決め用部材6は、冷媒配管43、配管側プレート2、制御箱側プレート3、熱抵抗低減部材16、18、22等の各部材間の接触面に十分に圧力を掛ける共に、冷媒配管43の位置決めを行う。位置決め用部材6は、板金やアルミといった金属、若しくは樹脂により板状に構成される。位置決め用部材6は、制御箱5の背面部5dに配置され、冷媒配管43と配管側プレート2とを固定する本体部6dと、板面が作業用開口部19と対向する面を形成する曲げ部6bとを有する。また、本体部6dと曲げ部6bとを接続し、制御箱5の背面部5d側から前面部5a側に延びるように形成された腕部6aを有する。曲げ部6bは、制御箱5の背面部5d側から制御箱5の右側壁部5b及び左側壁部5cの作業用開口部19側に配置された腕部6aにより、制御箱5の前面部5a側に位置する事ができる。そのため、曲げ部6bと支え部11との固定位置は、制御箱5の前面部5a側に位置する構成となる。
さらに、腕部6aの長さが長ければ、腕部6aの自重によって曲げ部6bの位置が下がり、支え部11の固定部材用穴11aとの位置関係がずれてしまうため、図18のように固定用足部6cを設けることで高さ位置のずれを防ぐことができる。また、固定用足部6cは、配管側プレート2が室外機ユニット内の所定の位置に自立するように固定する機能を併せ持つため、室外機100の底面パネル28に固定することができる。
制御箱5と位置決め用部材6とは、支え部11と曲げ部6bとを締結固定部材12を用いて締結されることで固定される。曲げ部6bには、制御箱5に設けられた支え部11と固定するための固定部材用穴10が形成されている。固定部材用穴10は、例えば、締結固定部材12がネジである場合、バーリング加工によりネジ山が設けられる。固定部材用穴10を貫通穴とする場合には、六角ボルトなどを使用すればバーリング加工と同等の効果が得られる。本体部6dには、配管側プレート2をねじ止めするための固定用穴13aが形成されている。固定用穴13aは、配管側プレート2の固定部材用穴7と対向するように形成されている。
なお、位置決め用部材6は、一枚の板金や1度の樹脂成型のような1繋ぎ構成により、腕部6a、曲げ部6b、固定用足部6cを形成するのが望ましいが、工作性の観点からそれぞれの要素を別部材として作成し繋ぎ合わせる構成であっても良い。各要素を繋ぎ合わせる構成では、繋ぎ部の位置決めの精度や傾きを適切に管理する必要がある。また、位置決め用部材6の形状は、図18においてはフレーム状の細長い部材で形成されているが、各部材間の接触面に十分に圧力を掛けると共に、冷媒配管43の位置決めできる形状であればよく、素材、強度、放熱等を考慮して他の形状であってもよい。例えば、本体部6dが固定用足部6cと一体となって制御箱5の背面部分の一部又はすべて覆うような形状であってもよいし、腕部6aが固定用足部6cと一体となって制御箱5の側面部分の一部又はすべて覆うような形状であってもよい。
このように構成された空気調和装置1の運転時の動作について説明する。まず、熱交換器と冷却器とが並列に接続されて空気調和装置1が構成された図1について説明する。図1において、冷房運転時において、冷媒は流路切替装置72の実線側を通って冷媒回路102を流れる。圧縮機71から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置72通って、熱源側熱交換器75に流入する。熱源側熱交換器75に流入した冷媒は、空気と熱交換されて中温高圧の液冷媒となって熱源側熱交換器75から流出する。熱源側熱交換器75から流出した中温高圧の液冷媒は、冷媒流量調整装置74aを通って減圧膨張され中圧の液冷媒となり、さらに、冷媒流量調整装置74dで減圧膨張され、低温低圧の気液二相冷媒となって、負荷側熱交換器73に流入する。負荷側熱交換器73に流入した冷媒は、空気と熱交換されて低温低圧のガス冷媒となって、負荷側熱交換器73から流出する。負荷側熱交換器73から流出した冷媒は、流路切替装置72とアキュムレータ76とを通って、圧縮機71に戻る。このような動作によって、負荷側熱交換器73で生成される冷熱を、たとえば空調対象空間の冷房に利用することができる。
また、冷媒流量調整装置74aと冷媒流量調整装置74dとの間から分岐する冷媒回路103においては、冷媒流量調整装置74aを通って減圧膨張され、低温の冷媒となった冷媒が、冷媒流量調整装置74bを通って、配管側プレート2の冷媒配管43を流れる。そのため、発熱体4で生じた熱は、制御箱側プレート3を介して配管側プレート2に伝熱し、配管側プレート2において冷媒配管43内の冷媒との熱交換により放熱される。配管側プレート2で発熱体4と熱交換した冷媒は、冷媒流量調整装置74cを通り、アキュムレータ76を通って、圧縮機71に戻る。冷媒流量調整装置を、冷媒流量調整装置74aと冷媒流量調整装置74bとの2段にすることで、冷媒量調整装置間は中圧となり、高圧側と低圧側の間の任意の温度に冷却器の温度を調整することができる。
図1において、暖房運転時において、冷媒は流路切替装置72の点線側を通って冷媒回路102を流れる。圧縮機71から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置72を通って、負荷側熱交換器73に流入する。負荷側熱交換器73に流入した冷媒は、空気と熱交換されて中温高圧の液冷媒となって負荷側熱交換器73から流出する。負荷側熱交換器73から流出した中温高圧の液冷媒は、冷媒流量調整装置74dを通って、冷媒流量調整装置74aで減圧膨張され、低温低圧の気液二相冷媒となって、熱源側熱交換器75に流入する。熱源側熱交換器75に流入した冷媒は、空気と熱交換されて低温低圧のガス冷媒となって、熱源側熱交換器75から流出する。熱源側熱交換器75から流出した冷媒は、流路切替装置72とアキュムレータ76とを通って、圧縮機71に戻る。このような動作によって、負荷側熱交換器73で生成される温熱を、たとえば空調対象空間の冷房に利用することができる。
また、流路切替装置72と負荷側熱交換器73との間から分岐する冷媒回路103においては、冷媒流量調整装置74cを通って減圧膨張され、低温の冷媒となって、配管側プレート2の冷媒配管43を流れる。そのため、発熱体4で生じた熱は、制御箱側プレート3を介して配管側プレート2に伝熱し、配管側プレート2において冷媒配管43内の冷媒との熱交換により放熱される。配管側プレート2で発熱体4と熱交換した冷媒は、冷媒流量調整装置74bを通り、冷媒流量調整装置74aと冷媒流量調整装置74dとの間の冷媒回路102に流入する。
次に、熱交換器と冷却器とが直列に接続されて空気調和装置1aが構成された図2について説明する。図2において、冷房運転時において、冷媒は流路切替装置72の実線側を通って冷媒回路104を流れる。圧縮機71から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置72通って、熱源側熱交換器75に流入する。熱源側熱交換器75に流入した冷媒は、空気と熱交換されて中温高圧の液冷媒となって熱源側熱交換器75から流出する。熱源側熱交換器75から流出した中温高圧の液冷媒は、冷媒流量調整装置74aを通って減圧膨張され、配管側プレート2の冷媒配管43を流れる。配管側プレート2で発熱体4と熱交換した冷媒は、冷媒流量調整装置74eを通り、冷媒流量調整装置74dで減圧膨張され、低温低圧の気液二相冷媒となって、負荷側熱交換器73に流入する。負荷側熱交換器73に流入した冷媒は、空気と熱交換されて低温低圧のガス冷媒となって、負荷側熱交換器73から流出する。負荷側熱交換器73から流出した冷媒は、流路切替装置72とアキュムレータ76とを通って、圧縮機71に戻る。
図2において、暖房運転時において、冷媒は流路切替装置72の点線側を通って冷媒回路104を流れる。圧縮機71から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置72を通って、負荷側熱交換器73に流入する。負荷側熱交換器73に流入した冷媒は、空気と熱交換されて中温高圧の液冷媒となって負荷側熱交換器73から流出する。負荷側熱交換器73から流出した中温高圧の液冷媒は、冷媒流量調整装置74dを通り、冷媒流量調整装置74eを通って減圧膨張され、配管側プレート2の冷媒配管43を流れる。配管側プレート2で発熱体4と熱交換した冷媒は、冷媒流量調整装置74aで減圧膨張され、低温低圧の気液二相冷媒となって、熱源側熱交換器75に流入する。熱源側熱交換器75に流入した冷媒は、空気と熱交換されて低温低圧のガス冷媒となって、熱源側熱交換器75から流出する。熱源側熱交換器75から流出した冷媒は、流路切替装置72とアキュムレータ76とを通って、圧縮機71に戻る。
空気調和装置1aの配管側プレート2の冷媒配管43では、冷房運転時には、熱源側熱交換器75で凝縮して、冷媒流量調整装置74aで温度及び流量が調節され、発熱体4の温度よりも低温の冷媒が流れる。また、暖房運転時には、負荷側熱交換器73で凝縮して、冷媒流量調整装置74d、74e等で温度及び流量が調節され、発熱体4の温度よりも低温の冷媒が流れる。そのため、発熱体4で生じた熱は、制御箱側プレート3を介して配管側プレート2に伝熱し、配管側プレート2において冷媒配管43内の冷媒との熱交換により放熱される。
ここで、冷媒冷却の能力を左右するパラメータとして冷媒の温度と流量と冷媒状態について説明する。配管側プレート2の冷媒配管43に流入する冷媒の温度が低いほど、冷却能力が高く、冷媒の温度が高ければ、冷却能力は低くなる。また、配管側プレート2の冷媒配管43に流入する冷媒の流量が多いほど、冷却能力が高く、冷媒の温度が少なければ冷却能力は低くなる。さらに、配管側プレート2の冷媒配管43に流入する冷媒の状態で液が多いほど、冷却能力が高く、冷媒の状態でガスが多ければ冷却能力は低くなる。
これらの冷媒温度と流量は、冷媒回路構成によって大きく変化する。図1の冷凍サイクルでは、空気調和装置1としての主の冷凍サイクルである冷媒回路102から冷媒回路103へ冷媒を分岐する構成である。そのため、冷媒回路103へ冷媒を多く流すと空気調和装置1の性能が低下する原因となり多くの流量は流せない。したがって、配管側プレート2の冷媒配管43を流れる冷媒は、低温かつ流量が少ない冷媒となる。これに対して、図2の冷凍サイクルでは、空気調和装置1aの冷媒回路104に高温高圧の全冷媒が流れるため、配管側プレート2の冷媒配管43を流れる冷媒は高温かつ流量が多い冷媒となる。
次に、配管側プレート2を位置決めして取り付けるための位置決め用部材6の取り付け方法について説明する。まず、固定用穴13aを介して固定部材13で、位置決め用部材6を配管側プレート2に形成された固定部材用穴7に取り付ける。これにより、制御箱5が取り外された場合でも、配管側プレート2と位置決め用部材6とは分離することなく、固定された状態を維持できる。次に、曲げ部6bが、作業用開口部19側に設けられている制御箱5の支え部11に対して固定しろ24を確保できる距離に配置される。そして、曲げ部6bと支え部11を締結固定部材12を用いて締結する。
図19は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置における位置決め用部材における力の作用を示す図である。次に、締結固定部材12による有効押付力Fpについて概算方法について説明する。締結固定部材12を用いて、曲げ部6bを支え部11とともに締め付けることで、図19に示すように、引っ張り力Fsが発生する。引っ張り力Fsは、固定部材13での固定部に加わり、位置決め用部材6がたわみ部54でたわむことで力は大きく2つのベクトル成分に分解される。ここでは、配管側プレート2と制御箱側プレート3との面に対して平行なものを無効押付力Fqとし、垂直なものを有効押付力Fp、この二つの力のベクトルがつくる角をなす角θと呼ぶことにする。正確にはたわみや位置決め用部材6の形状や剛性によって変化するため、ここではもっとも簡単な例として記載する。有効押付力Fpは、以下の式で表される。
Figure 0006599007
Figure 0006599007
Figure 0006599007
θ=90°なら、
Figure 0006599007
となる。
式2のように、熱抵抗を小さく接触させるために大きな有効押付力Fpを得るには、無効押付力Fqを小さくする方法が考えられる。位置決め用部材6の強度を上げることでたわみ部が小さくなり、なす角θが大きくなることで、式2のように有効押付力Fpは引っ張り力Fsに近づく。そして、θ=90°では、Fp=Fsが得られ、締結固定部材12による力をより効率的に面接触させるために使用することできる。
図20は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置における他の位置決め用部材における力の作用を示す図である。図20では、固定部材13の位置を奥行き方向(Y軸)に長くするために配管側プレート2に筐体80の背面側に突出し、位置決め用部材6と固定される突出部2aを設け、配管側プレート2の形状を奥行き方向に厚みをもたせている。構造的な観点から見れば、図20に示すように固定部材13と曲げ部6bとの距離関係を長くすることによって、なす角θを大きく取れ、有効押付力Fpを大きく取ることができる。図20では、固定部材13の位置を奥行き方向(Y軸)に長くするために配管側プレート2の形状を変更したが、根本として必要なのは、固定部材13と曲げ部6bとの距離関係を長くすることにある。そのため、配管側プレート2の形状をそのままとし、位置決め用部材6の形状を変更しても良いし、間に堅牢な樹脂や金属を挟むことで固定部材13と曲げ部6bとの距離関係を長くすることを実現してもよい。
図21は、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置に用いられるネジのネジ締めトルクと軸力を示す図である。次に、引っ張り力Fsを得る具体例について説明する。引っ張り力Fsを得るための締結固定部材12として例えばメートルネジがある。計算の簡易化のため、M5ネジを対象とするが、締結固定部材12はネジに限らない。また、締め付けトルクT[Nm]は、ネジのサイズによって異なり、直径の大きなネジほど大きな締め付けトルクTが得られるので、軸力Fj[N]も大きいものが得られる。また、締め付けトルクTは、座面の粗さ等の、加工精度によっても影響される。この締め付けトルクTと軸力Fjの関係は一般的に以下となる。
Figure 0006599007
Figure 0006599007
ここで、kは、トルク係数と呼ばれるもので、一般的には0.3より小さい数が選ばれる。また、dは、ネジ直径(呼び径)[m]である。仮に軸力Fjを計算すると、M5ネジの締め付けトルクTは、約3Nmであるため、トルク係数k=0.2とすると、ネジ1個当たりの軸力Fjは、約3000[N]となる。
Figure 0006599007
ここで熱抵抗を小さくするための、締結固定部材12と熱抵抗低減部材16との関係について詳細に説明する。熱抵抗低減部材16は、放熱グリスや放熱シートが用いられるが、一般的にこれらの製造業者から圧力と熱抵抗の関係が提示されている。圧力は、力と面積で表されるから、力(軸力Fj×締結固定部材12の本数)と熱抵抗低減部材16の面積から、ネジが面に与える圧力が分かり、圧力が分かれば上記圧力と熱抵抗との関係より熱抵抗が概算できる。発熱体4と冷媒との温度差と、これらの間に存在する熱抵抗要素(冷媒配管43、ろう付け面、配管側プレート2、制御箱側プレート3、熱抵抗低減部材16、18、22)も考慮して、余裕をもってネジの本数(締結固定部材12の本数)を選定する必要がある。
上記のように、締結固定部材12によって制御箱5と固定される位置決め用部材の曲げ部6bが、制御箱5の前面部5a側に位置するように構成されている。そのため、制御箱5の交換作業時の作業位置から見て、制御箱5より奥側に配置された冷却器であっても、作業者は位置決め用部材6と制御箱5とを固定する位置に到達しやすく、制御箱5と冷却器との着脱作業が容易にできる。
また、室外機100の構成が、ファン部33が室外機100の上部にあり、ファン部33の下に熱交換部38があり、熱交換部38の下に機械部39があり、機械部39には冷却すべき発熱体が存在する構成となっている。この場合、ファン部33による風は一般的にユニット上方へ吹出すため、風の経路は、熱交換部38周辺から吸い込まれ、上方へ向かう方向となる。したがって、機械部39には風が通過せずほぼ無風状態となるが、熱交換に使用されない余剰な空気を吸い込まないために空気調和装置の熱交換において効率向上できる。さらに、風と共に埃、砂ぼこりや雪を吸い込まないため品質面で有利である。
実施の形態2.
図22は、本発明の実施の形態2に係る空気調和装置に用いられる冷却器を制御箱に取り付けるための位置決め用部材を示す斜視図である。図23は、本発明の実施の形態2に係る空気調和装置に設置される制御箱への冷却器の取り付け構造を示す簡略化した平面図である。図1〜図21の空気調和装置と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。本発明の実施の形態1に係る空気調和装置1では、図3のように作業用開口部19側から見て制御箱5の左右(X軸)両側に作業用空間が無い場合であった。そのため、作業用の空間が無く手が入らない場合でも、制御箱5の左右の両側において、作業用開口部19側からの締結固定部材12の固定によって、制御箱5の前面部5a側の位置で配管側プレート2と制御箱側プレート3との接触を確保する構成であった。本発明の実施の形態2に係る空気調和装置1では、制御箱31の左右(X軸)のいずれか一方側に作業用の空間が開いており、片側のみの固定で配管側プレート2と制御箱側プレート3との接触を確保できる構成について説明する。説明のために図3〜図7、図22及び図23を使用する。
ここでは本発明の実施の形態2に係る空気調和装置1から異なる点についてのみ記載する。制御箱31は、直方体状に形成され、制御箱31の前面部31aは、筐体80の作業用開口部19側に位置し、制御箱31の背面部31dは、筐体80の背面パネル32c側に位置する。制御箱31の右側壁部31bは、筐体80の右側面パネル32a側に位置し、制御箱31の左側壁部31cは、筐体80の左側面パネル32b側に位置し、底面は底面パネル28に設置され、上面は機械部39の天井面側に位置している。制御箱31の右側壁部31bの前面部31a側には、支え部11が設けられている。なお、制御箱31の形状は制御箱5と同様に他の形状であってもよい。制御箱31の背面部31dには配管側プレート2が設置され、制御箱31は制御箱側プレート3を介して配管側プレート2と熱的に接続される。図23に示すように、制御箱31の背面部31d(Y2側)には、発熱体4を制御箱側プレート3に接するための制御箱開口部31hが設けられている。なお、この制御箱開口部31hの形成は任意であり、発熱体4と制御箱側プレート3との間に制御箱31の背面部31dがあってもよい。
位置決め用部材6は、制御箱31の作業用空間がある側の左側壁部31cの一部又は全部を覆う側壁部6eを有する。側壁部6eには、腕部6a及び曲げ部6bは形成されておらず、制御箱31の左側壁部31cと固定するための側壁固定部材用穴20が形成されている。なお、図22においては、側壁部6eの上部の1カ所にのみ側壁固定部材用穴20が形成されているが、側壁固定部材用穴20の形成箇所、形成個数は任意であり、例えば素材、強度などを考慮して決定される。図23において作業用開口部19側から見て左側は、作業用の空間があるため、側壁固定部材用穴20に側壁固定部材300を用いて固定することができる。右側の腕部6aの作業用開口部19側には、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置と同様に、曲げ部6bが設けられている。そして、曲げ部6bと右側壁部31bに設けられた支え部11とを、締結固定部材12によって固定することで、配管側プレート2と制御箱側プレート3との接触を確保できる。なお、図22は、右側にのみ腕部6aが設けられている構成であるが、作業用空間のある位置によって、右側に側壁部6e、左側に腕部6aがある構成でもよい。
位置決め用部材6と制御箱31との固定は、腕部6aの無い側壁部6e側を先に固定した後に、腕部6aのある側を固定する手順とすることで、側壁固定部材300の穴が位置ずれしないように作業をすることができる。
作業用の空間がある場合には、位置決め用部材6は、片方の腕部6aのみの構成でもよいため、作業用の空間がある側の位置決め用部材6の材料費を節約することができ、コストを低減することができる。さらに、制御箱31の交換作業時の作業位置から見て、制御箱31より奥側に配置された冷却器であっても、作業者は位置決め用部材6と制御箱31とを固定する位置に到達しやすい。そのため、制御箱31と冷却器との着脱作業が容易にできる。
実施の形態3.
図24は、本発明の実施の形態3に係る空気調和装置の位置決め用部材の板金による接地効果を示す図である。位置決め用部材6が金属である場合には、冷媒配管43を伝って伝達し、冷媒配管43をアンテナとして放射してしまう放射ノイズを低減することができる。図24にノイズの経路を記載する。熱抵抗低減部材16及び熱抵抗低減部材18等の放熱用部材は絶縁部材でもあるため、コンデンサ64及びコンデンサ69を構成してしまう場合がある。そして、コンデンサ64及びコンデンサ69による高周波のノイズは、インピーダンスが小さい冷媒配管43側へ流入してしまう。
そこで、配管側プレート2を接地するようにアース線を用いることが考えられる。しかし、位置決め用部材6を金属で構成しておけば、曲げ部6bと支え部11とを固定させて接することで配管側プレート2が制御箱5又は31を介して電気的に接地される。あるいは、位置決め用部材6は、位置決め用部材6の固定用足部6cを介して接地される。そのため、ノイズは冷媒配管43へ伝わることがないので放射ノイズを低減することができる。よって、本発明の実施の形態3に係る空気調和装置は、余計なノイズ低減部材の使用を無くし、コストを低減することができる。また、制御箱5又は31と冷却器との着脱作業が容易にできる。
なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態1〜3に限定されない。例えば、本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室外機100では、筐体80の側面から空気を吸い込み、筐体80の上面の空気吹出口29から空気を吹き出す、いわゆるトップフロー型の室外機を例に説明するが、本発明はこれに限定されない。また、上記説明では、空気調和装置の室外機について説明したが、冷却器はその他の冷凍機や室内機など冷媒を使用した冷凍サイクルを利用する装置に利用することができる。
1 空気調和装置、1a 空気調和装置、2 配管側プレート、2a 突出部、3 制御箱側プレート、4 発熱体、5 制御箱、5a 前面部、5b 右側壁部、5c 左側壁部、5d 背面部、5h 制御箱開口部、6 位置決め用部材、6a 腕部、6b 曲げ部、6c 固定用足部、6d 本体部、6e 側壁部、7 固定部材用穴、8 固定部材用穴、10 固定部材用穴、11 支え部、11a 固定部材用穴、12 締結固定部材、13 固定部材、13a 固定用穴、14 固定部材、15 接触面、16 熱抵抗低減部材、18 熱抵抗低減部材、19 作業用開口部、20 側壁固定部材用穴、21 断熱部材、22 熱抵抗低減部材、24 固定しろ、25 正面パネル、26 フィンガード、27 ファンガード、28 底面パネル、29 空気吹出口、30 ファン、31 制御箱、31a 前面部、31b 右側壁部、31c 左側壁部、31d 背面部、31h 制御箱開口部、32a 右側面パネル、32b 左側面パネル、32c 背面パネル、33 ファン部、34 ファン用モータ、35 熱交換器フィン、38 熱交換部、39 機械部、43 冷媒配管、43a アルミ配管、43c 銅配管、54 たわみ部、61 SUS配管、64 コンデンサ、69 コンデンサ、71 圧縮機、72 流路切替装置、73 負荷側熱交換器、74a 冷媒流量調整装置、74b 冷媒流量調整装置、74c 冷媒流量調整装置、74d 冷媒流量調整装置、74e 冷媒流量調整装置、75 熱源側熱交換器、76 アキュムレータ、80 筐体、91 配管用溝部、94 発熱体用固定穴、95 発熱体用固定穴、100 室外機、101 室内機、102 冷媒回路、103 冷媒回路、104 冷媒回路、110 切欠き部、111 ネジ穴部、112 ネジ、113 ネジ接触部、115 粘着部材、116 引っかけ部材用穴部、117 引っかけ構造部、118 曲折部、200 固定部材、300 側壁固定部材。

Claims (8)

  1. 圧縮機、熱源側熱交換器、冷媒流量調整装置及び負荷側熱交換器が接続された冷凍サイクルを有する空気調和装置において、
    前記冷凍サイクルを流れる冷媒を通流させる冷媒配管と、
    前記冷媒配管と熱的に接続される配管側プレートと、
    前記配管側プレートと熱的に接続され、発熱体を含む電装部品を内部に収納する制御箱と、
    前記配管側プレートと、前記制御箱とを収納する室外機の筐体と、
    前記配管側プレートと前記制御箱とを固定する位置決め用部材と、
    前記制御箱と前記位置決め用部材とを固定する締結固定部材と、
    を備え、
    前記筐体の少なくとも1つの側面には作業用開口部が形成されており、
    前記制御箱の前面部は、前記筐体の前記作業用開口部側に位置し、前記制御箱の背面部は、前記筐体の前記作業用開口部が設けられた側面と対向する背面側に位置し、
    前記配管側プレートは、前記制御箱の背面部において前記制御箱と前記位置決め用部材との間に配置されており、
    前記締結固定部材によって前記制御箱と固定される前記位置決め用部材の曲げ部が、前記制御箱の前記前面部側に位置するように構成されている空気調和装置。
  2. 前記位置決め用部材は、
    前記配管側プレートを固定する本体部と、
    前記本体部と前記曲げ部とを接続する少なくとも1つの腕部と、
    を備える、請求項1に記載の空気調和装置。
  3. 前記制御箱に固定され、前記配管側プレートと熱的に接続される制御箱側プレートを更に備える請求項1又は2に記載の空気調和装置。
  4. 前記制御箱は、
    前記前面部と前記背面部とを接続する側壁部の前記前面部側に、前記曲げ部と固定される支え部を備える請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気調和装置。
  5. 前記曲げ部と前記支え部との固定によって前記配管側プレートが前記制御箱を介して電気的に接地される請求項4に記載の空気調和装置。
  6. 前記配管側プレートは、前記筐体の背面側に突出し、前記位置決め用部材と固定される突出部を有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の空気調和装置。
  7. 前記冷媒配管はアルミ配管と銅配管とから構成され、
    前記アルミ配管が重力方向で上側、前記銅配管が重力方向で下側となる位置関係で配置される請求項1〜6のいずれか1項に記載の空気調和装置。
  8. 前記冷媒配管は前記配管側プレートと接触している部分がアルミ配管である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の空気調和装置。
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