JP6808098B1 - 空気調和機用室外機及び空気調和機 - Google Patents
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Abstract
Description
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
まず、本実施例の課題について説明する。前記の特許文献1の技術では、上吹出し型の室外機において、特許文献1の図12に示すように、室外機本体の筐体とベルマウスとの間の空間から、室外機本体の筐体の下方にかけて電装品箱が設けられている。そして、送風ファンを駆動させると、送風ファンが発生させた上吹出しの風は、電装品箱の周囲も通過してベルマウスから排出され、この風によって電装品箱は冷却される。
しかし、特許文献2の技術でも、特許文献2の図1に示すように、電装箱を冷却後の空気は室外ファンの駆動によって直接ベルマウス外に排出される。そのため、本技術でも、室外ファンの負荷は増大する。
以下では、かかる不具合を解消した本発明の実施例について説明する。
四方弁132は、空気調和機100の運転モードに応じて、冷媒の流路を切り替える弁である。
膨張弁103は、「凝縮器」(空調運転の種類に応じて室外熱交換器12及び室内熱交換器101のうちの一方)で凝縮した冷媒を減圧する弁である。なお、膨張弁103において減圧された冷媒は、「蒸発器」(空調運転の種類に応じて室外熱交換器12及び室内熱交換器101のうちの他方)に導かれる。
室内ファン102は、室内熱交換器101に室内空気を送り込むファンであり、室内熱交換器101の近傍に設置されている。
室外熱交換器12は、その伝熱管を通流する冷媒と、室外ファン13から送り込まれる屋外空気との間で熱交換を行う熱交換器である。
図1を用いて、暖房運転時を例に、ヒートポンプ式の空気調和機100の冷凍サイクルを説明する。空気調和機100において、暖房運転時の冷媒の流れは実線矢印141で示している。圧縮機131は、ガス冷媒を圧縮する装置であり、圧縮機131で高温・高圧状態になったガス冷媒は、四方弁132を介して室内機108内の室内熱交換器101(凝縮器)に導かれる。そして、室内熱交換器101を流れる高温の冷媒が、室内ファン102から供給される室内空気に放熱することで、室内が暖められる。このとき、室外熱交換器12内では、熱を奪われたガス冷媒が次第に液化し、室内熱交換器101の出口からは、飽和温度よりも数℃程度低温の過冷却状態の液冷媒が流出する。
なお、空気調和機100を冷房運転専用の装置として実現してもよいし、暖房運転専用の装置として実現してもよい。これらの場合は、四方弁132は不要になる。
室外機1は、上吹出し型の室外機であって、筐体11、室外熱交換器12、室外ファン13、ベルマウス14、電気箱34a,34b等を備えている。筐体11はベース19の上に配置された直方体状のケースである。
ベース19上の筐体11内には圧縮機131、アキュムレータ17(図1においては図示を省略)が設置されている。
筐体11の上部にはシュラウド21が設置されている。室外ファン13は筐体11の上部にシュラウド21を介して空気の吹き出し方向が上向きになるように設けられている。そして、室外ファン13は、シュラウド21に固定されたモータクランプ22に設置されたモータ23によって駆動する。
ベルマウス14は室外ファン13の高効率化のために、室外ファン13の回転軸方向に寸法の長いダクト型である。ベルマウス14は、安全上及びデザイン上の理由で、板金により形成され筐体11の一部をなす上面視で矩形状の側面カバー31で囲われ、また、支持されている。また、側面カバー31の上部は、上カバー32で一部塞がれている。
各電気箱収納空間33には、それぞれ電気箱34a,34bが収納されている。電気箱34a,34bには、それぞれ高発熱部品である電装品であるインバータ基板が収納されている。このインバータ基板は基本的に2種類あり、それは、圧縮機131の駆動用のインバータ基板35a(第1基板)と、室外ファン13の駆動用のインバータ基板35b(第2基板)とである。電気箱34aにはインバータ基板35aが収納され、電気箱34bにはインバータ基板35bが収納されている。電気箱34a,34bの外側には、インバータ基板35a,35bにそれぞれ接触した部材であり、インバータ基板35a,35bを冷却するヒートシンク36a,36bがそれぞれ接続されている。
本実施例1の作用効果について説明する。
そして、ベルマウス14から室外機1の上方に吹き出して外気が排出される際に、矢印bのように流れる外気の粘性の作用によって、ベルマウス14に隣接する出口42の周囲の空気も矢印aのように流れ、矢印bの外気の流れに巻き込まれる。このような現象をエゼクタ効果という。このエゼクタ効果あるいは、噴流が外部の流体を引き込むことによって起こるコアンダ効果によって入口41から外気が吸気され、出口42から排出される、矢印aのような空気の流れが発生する。
このような構成とすることにより、インバータ基板35a,35bの冷却に必要な空気、すなわち、矢印aの空気の流れは室外ファン13を通過しない。室外ファン13を通過する矢印bの空気の流れは全て室外熱交換器12における熱交換が行われたものだけである。そのため、室外ファン13の駆動でベルマウス14から排出される風量を低減でき、その分だけ室外ファン13の動力を低減できて、室外機1の負荷の低減、省エネルギーに貢献することができる。さらに、ベルマウス14からの風量が低減したことによって、室外ファン13から発生する騒音も低減でき、室外機1の静音化にも貢献できる。
また、この冷却性の向上によって、ヒートシンク36a,36bを小型化することができ、室外機1の低製造コスト化に貢献できる。
さらに、矢印bに示す空気の流れの上流側に電気箱34a,34bを配置しないことで、圧力損失が低減して室外ファン13によって送風される風量が増加し、室外熱交換器12の熱交換性能の増加に貢献できる。
さらに、室外ファン13の回転軸中心13aは図3において上側に偏っている。これによって、インバータ基板35aと35bとを収納する電気箱収納空間33を広くできて、インバータ基板35a,35bを収納するスペースを大きくとることができる。このように、インバータ基板35a,35bを収納するスペースを大きくとることで、電気箱34a、34bの体積を大きくすることができ、インバータ基板35a、35bやヒートシンク36a、36bの収納と配置の自由度を増すことができる。
本実施例2の室外機1Aが実施例1の室外機1と異なるのは、ヒートシンク36a,36bを矢印aで示す空気の流路の出口42近傍に近づけてそれぞれ設置していることである。
本実施例2によれば、矢印aで示す空気の流路は矢印bの空気の流れの影響によって出口42の近傍で流速が速い。そのため、ヒートシンク36a,36bを出口42近傍に設置することで、ヒートシンク36a,36b、ひいてはインバータ基板35a,35bの冷却効果を高めることができる。
本実施例3の室外機1Bが実施例1の室外機1と異なるのは、ヒートシンク36a,36bを矢印aで示す空気の流路の入口41近傍にそれぞれ設置していることである。
本実施例3によれば、入口41から吸気される外気の温度は矢印aで示す流路の入口41よりも下流側に比べて低い。そのため、ヒートシンク36a,36bを入口41近傍に設置することで、ヒートシンク36a,36b、ひいてはインバータ基板35a,35bの冷却効果を高めることができる。
本実施例4の室外機1Cが実施例1の室外機1と異なるのは、まず、ヒートシンク36a,36bが設けられていないことである。また、電気箱34a,34bの筐体における入口41近傍には当該筐体内と入口41を連通する入口34a1,34b1がそれぞれ設けられている。また、電気箱34a,34bの筐体における出口42近傍には当該筐体内と出口42を連通する出口34a2,34b2がそれぞれ設けられている。さらに、電気箱34a,34bとベルマウス14との間には閉止板51がそれぞれ設けられている。閉止板51は実施例1における矢印aの流路を閉鎖する部材である。これにより、エグゼクタ効果やコアンダ効果によって、入口41,41から入口34a1,34b1に入って、出口34a2,34b2を抜け、出口42,42から排出される外気の流路が矢印cに示すように形成される。この矢印cの示す流路中には電気箱34a,34b内のインバータ基板35a,35bが配置されている。
本実施例5が実施例1と異なる点は、以下の諸点である。室外機1Dの側面カバー31、筐体11の上面視した形状は長方形状であり、その長手方向に並んで2台の室外ファン13及びベルマウス14が筐体11内に収納されている。各電気箱収納空間33は、側面カバー31を上面視した長方形状における2つの長辺の各中間位置における側面カバー31の内側にそれぞれ設けられている。図7においては、上カバー32を除去して、電気箱34a,34b、インバータ基板35a,35bを図示している、ヒートシンク36a,36bも図示している。しかし、入口41、出口42は、便宜上図示を省略するが、実施例1と同様に設けられている。
本実施例5によれば、各室外ファン13の回転軸13aの位置を前記のようにしたので、電気箱34a,34bの体積を大きくすることができ、インバータ基板35a,35bやヒートシンク36a,36bの収納と配置の自由度を増大することができる。
11 筐体
12 室外熱交換器
13 室外ファン
13a 回転軸
14 ベルマウス
31 側面カバー(筐体)
35a インバータ基板(電装品、第1基板)
35b インバータ基板(電装品、第2基板)
36a,36b ヒートシンク(電装品に接触した部材)
41 入口
42 出口
100 空気調和機
101 室内熱交換器
102 室内ファン
103 膨張弁
131 圧縮機
a 流路
Claims (7)
- 筐体と、
前記筐体に設けられ外気と冷媒とを熱交換する室外熱交換器と、
前記筐体に設けられる室外ファンと、
前記室外ファンの外周を囲い前記室外ファンによる空気の吹出し口を形成するベルマウスと、
前記ベルマウスの側方と前記筐体の内側との間の空間に設けられた電装品と、
入口と出口とが前記筐体の外部に開口して設けられ前記電装品又は当該電装品に接触した部材を通過する空気が流通する流路とを備え、
前記出口は、前記ベルマウスと隣接して当該ベルマウスが空気を吹き出す方向と同方向側に向いて配置されていることを特徴とする空気調和機用室外機。 - 前記電装品として、第1基板と第2基板との2枚の基板を備えていて、
前記第1基板と前記第2基板は、双方とも前記ベルマウスと前記筐体との間の領域に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機用室外機。 - 前記室外ファンは上吹き出しであり、
前記筐体は上面視で長方形状であり、その長方形状の長手方向に並んで2台の前記室外ファンが収納配置されていて、
前記各室外ファンの回転軸の位置は、何れも前記長方形状の中央部よりも両端部に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2の何れかの一項に記載の空気調和機用室外機。 - 前記電装品に接触した部材としてヒートシンクを備え、
前記ヒートシンクは、前記流路の前記出口の近傍に配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかの一項に記載の空気調和機用室外機。 - 前記電装品に接触した部材としてヒートシンクを備え、
前記ヒートシンクは、前記流路の前記入口の近傍に配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかの一項に記載の空気調和機用室外機。 - 前記電装品は、前記流路に配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかの一項に記載の空気調和機用室外機。
- 請求項1乃至請求項6の何れかの一項に記載の空気調和機用室外機と、
前記冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記冷媒を減圧する膨張弁と、
前記冷媒と室内空気との熱交換を行う室内熱交換器と、
前記室内空気を前記室内熱交換器に送風する室内ファンとを備えていることを特徴とする空気調和機。
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