JP7030489B2

JP7030489B2 - 空調機

Info

Publication number: JP7030489B2
Application number: JP2017226907A
Authority: JP
Inventors: 晃弘桝谷
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2022-03-07
Anticipated expiration: 2037-11-27
Also published as: JP2019095156A; WO2019102729A1; CN212457182U; AU2018372281B2; AU2018372281A1; DE202018006480U1

Description

本発明は、空調機に関する発明である。

近年、空調機に用いられる冷媒が、地球温暖化に及ぼす影響が問題視されている。そのため、環境負荷低減を目的として、ＧＷＰ（地球温暖化係数）値が低い冷媒を採用する傾向にある。しかし、低ＧＷＰ冷媒は可燃性を有する場合が多い。もし、電子部品の近傍で可燃性を有する冷媒が漏れ出した場合、引火や爆発の危険性がある。

特許文献１には、換気性能を維持できないときに、可燃性冷媒が漏れる不具合が発生した場合の安全対策として、換気ファンによって駆動源や電装部が設けられた上流空間から、圧縮機や四方弁等の冷媒機器が設けられた冷媒機器設置空間に換気風を送風する構成が開示されている。

特開２０１６－３８１０７号公報

しかしながら、特許文献１において、換気ファンの設置位置によっては、例えば、換気風による可燃性冷媒の巻き上げや電装設置空間への逆流などによって、可燃性冷媒が電装設置空間の電装品に接触してしまう危険性がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、機械室に滞留する可燃性の冷媒ガスを、換気風によって機械室の外部へ効率的に排気させることができ、また、排気される可燃性の冷媒ガスが、換気風による巻き上げ等によって、コントロールボックス内の電子部品に触れることを防止する空調機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の空調機は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の一態様に係る空調機は、室外熱交換器に外気を供給する室外ファンが収容された室外ファン室と、電子部品が収められるコントロールボックスが収容された機械室と、が設けられた室外機を備え、前記機械室には、換気風を該機械室の内部へ供給する送風口及び該送風口から供給された換気風を前記室外機の外部に排出可能な排出口が設けられ、前記送風口は、前記コントロールボックスに対して同じ高さ以上に設けられ、前記排出口は、前記機械室の下部に設けられていることを特徴とする。

本態様に係る空調機によれば、コントロールボックスが収容された機械室の内部へ換気風を供給する送風口を備えることとした。これによれば、換気風を送風口から機械室の内部へ供給することで、機械室内に滞留する気体を、換気風によって機械室の外部へ排気させることができる。これによって、機械室内において冷媒ガスが漏れ出した場合、機械室の下部に滞留する冷媒ガスを、機械室の外部に排気することが可能になる。特に、冷媒が可燃性である場合、電子部品のショート等によって生じる恐れのある引火や爆発の危険性を低減することができる。また、送風口によって機械室内の換気が常時可能な状態になるので、冷媒漏れが発生し易い部品（例えば、継手や弁）を機械室内に設置することができる。
また、送風口はコントロールボックスに対して同じ高さ以上に備えることとした。これによれば、漏れ出した冷媒ガスを、換気風によって巻き上げてしまう現象を抑制できる。冷媒が可燃性である場合、冷媒が巻き上げられると、コントロールボックス内の電子部品に触れてしまい、電子部品がショートした際の引火や爆発の危険性を高めてしまう。しかし、上記構成によって、冷媒を巻き上げてしまう現象を抑制できるので、引火や爆発の危険性を、より低減することができる。

また、本発明の一態様に係る空調機において、前記送風口には、換気ファンが接続されていることを特徴とする。

本態様に係る空調機によれば、送風口には換気ファンが接続されることとした。これによれば、換気ファンによって機械室の送風口に換気風を送風できる。これによって、機械室内に滞留する気体を、換気風によって機械室の外部へ排気させることができる。

また、本発明の一態様に係る空調機において、前記換気ファンは、前記機械室に設けられた押し出し式のファンであることを特徴とする。

本態様に係る空調機によれば、換気ファンは機械室に設けられた押し出し式のファンとした。これによれば、機械室の外部から流入した換気風は、換気ファンを通過して機械室の内部へと流れる。これにより、機械室の下部に滞留した可燃性の冷媒を換気ファンによって排気する場合、換気ファンが冷媒の下流に位置することがなく、換気ファンと冷媒が接触することがない。これによって、換気ファンを駆動するモータと可燃性の冷媒とが接触することを防止して、引火や爆発の危険性を低減できる。

また、本発明の一態様に係る空調機において、前記換気ファンは、前記室内機に設けられ、前記換気ファンと前記送風口とは、送風ダクトを介して接続されることを特徴とする。

本態様に係る空調機によれば、換気ファンは室内機に設けられ、換気ファンと送風口とは、送風ダクトを介して接続されることとした。これによれば、機械室と換気ファンとは隔離されているので、換気ファンを駆動するモータと可燃性の冷媒とが接触することを防止して、引火や爆発の危険性を低減できる。

また、本発明の一態様に係る空調機において、前記換気ファンは、前記室内機に設けられた室内換気ファンとされていることを特徴とする。

本態様に係る空調機によれば、換気ファンは室内機に設けられている室内換気ファンとされることとした。これによれば、室内を換気する目的で室内機に元々室内換気ファンが設置されている場合、換気ファンを新設せずとも、元々備えられていた室内換気ファンを換気ファンとして利用することができる。

また、本発明の一態様に係る空調機において、前記機械室には、冷媒ガス漏れ検知センサを備えることを特徴とする。

本態様に係る空調機によれば、機械室には、冷媒ガス漏れ検知センサを備えることとした。これによれば、冷媒の漏れを検知したときのみ換気風を供給することができる。これによって、常に換気運転する必要がなくなり、消費電力の低減や、換気ファンの運転による騒音が発生する時間を低減することができる。

本発明に係る空調機によれば、機械室に滞留する可燃性の冷媒ガスを、換気風によって機械室の外部へ効率的に排気させることができ、また、排気される可燃性の冷媒ガスが、換気風による巻き上げ等によって、コントロールボックス内の電子部品に触れることを防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る空調機を示した構成図である。本発明の第２実施形態に係る空調機を示した構成図である。

以下に、本発明に係る空調機の一実施形態について図面を参照して説明する。

〔第１実施形態〕
図１を参照して、本実施形態に係る空調機１０の構成について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る空調機１０においては、室外機１００と室内機２００とが、冷媒が流通する冷媒配管３１０を介して接続されている。

室外機１００は、例えば板金製の箱状の筐体１１０を備えている。筐体１１０内は、仕切り板１４０によって、室外ファン室１２０（図１において左側）と機械室１３０（図１において右側）とに区分けされている。

室外ファン室１２０には、外気と冷媒の熱交換を行う室外熱交換器１２１、室外熱交換器１２１に外気を供給する室外ファン１２２、室外ファン１２２を駆動する電動モータ（図示せず）などが収容されている。室外熱交換器１２１は、筐体１１０内の左側面から背面にかけて略Ｌ字状に形成されている。また、筐体１１０の左側面から背面にかけて、略Ｌ字状の室外熱交換器１２１に対応するように、空気の吸込み口（図示せず）が設けられている。室外ファン室１２０側の筐体１１０の正面には、室外熱交換器１２１によって熱交換された外気が排出される略円形状の吹出し口１２３が設けられている。

機械室１３０には、コントロールボックス１３１、冷媒を圧縮する圧縮機（図示せず）、冷媒を膨張させる膨張弁（図示せず）など、空調機１０の運転に必要な各種機器類が収容されている。コントロールボックス１３１内には、空調機１０に付随した各機器の制御を行う制御部が設けられている。制御部は、複数の電子部品から構成される。コントロールボックス１３１は、機械室１３０内の上部に配置されている。

制御部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等とされている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。

室外ファン室１２０と機械室１３０とを区分けする仕切り板１４０には、室外ファン室１２０と機械室１３０とを連通させる、例えば、ドレン排出用の孔（図示せず）や電気配線用の孔（図示せず）などが設けられている。

室内機２００は壁掛タイプとされ、室内機２００背面が室内側の壁面に接する形態で保持されている。室内機２００の内部には、室内空気と冷媒の熱交換を行う室内熱交換器（図示せず）、室内熱交換器に室内空気を供給する室内ファン（図示せず）、室内ファンを駆動する電動モータ（図示せず）などが備えられている。

本実施形態に係る空調機１０が備える室外機１００の機械室１３０は、上述した構成の他に、換気風を機械室１３０の内部へ供給する送風口１３２及び機械室１３０の外部へ気体が流通可能な排出口１３３を備えている。

送風口１３２は、機械室１３０の筐体１１０の右側面において、コントロールボックス１３１と同程度の高さに配置されている。また、送風口１３２には、機械室１３０内に配置された換気ファン４００が接続されている。なお、送風口１３２の位置は、図１に示すような位置（コントロールボックス１３１と同程度の高さ）に限らず、コントロールボックス１３１以上の高さであっても良い。

排出口１３３は、機械室１３０の下部の筐体１１０に形成されていて、機械室１３０の内部と機械室１３０の外部（室外機１００の外部）とを連通させる。これにより、機械室１３０内部の気体は機械室１３０外部に流通可能となる。

上述した機器や部品の他、それらに付随する各種機器類が、図示しない継手、操作弁、冷媒配管、電気配線などによって適切に接続されることで空調機１０が構成されている。

次に、空調機１０の機械室１３０内の気体の流れについて説明する。
空調機１０を構成する熱交換サイクルには、例えば、Ｒ３２などの低ＧＷＰ（地球温暖化係数）冷媒が用いられている。Ｒ３２などの低ＧＷＰ冷媒は、可燃性を有している。

図１に示すように、機械室１３０の筐体１１０の右側面上部の送風口１３２には、押し出し式の換気ファン４００が接続されている。換気ファン４００を運転することで、室外機１００の外部から空気（換気風）を吸い込み、機械室１３０の内部へ送風する。

換気ファン４００によって機械室１３０の内部に送風された換気風は、機械室１３０の内部に滞留している気体を巻き込んで、機械室１３０の下部の筐体１１０に形成された排出口１３３に向かって流れ、機械室１３０の外部に排気される。即ち、機械室１３０の内部では、気体が滞留することなく、換気ファン４００によって換気されている状態となる。

なお、換気ファン４００は送風口１３２に間接的に接続されていても良く、例えば、ダクトなどを介して接続されていても良い。このとき、換気ファン４００は機械室１３０の外部にあっても良い。

室外機１００が運転され室外ファン１２２が回転しているきは、機械室１３０の内部の圧力よりも室外ファン室１２０の内部の圧力が低い状態になる。そのため、仕切り板１４０に設けられたドレン排出用の孔（図示せず）や電気配線用の孔（図示せず）などから、機械室１３０の内部の気体が室外ファン室１２０に流れ込み、換気ファン４００の運転時と同様、機械室１３０の内部は換気されている状態となる。そのため、室外機１００の運転中は換気ファン４００を運転する必要はないが、室外機１００の運転中であっても換気ファン４００を運転しても良い。

なお、換気ファン４００による換気によっても、仕切り板１４０に設けられたドレン排出用の孔（図示せず）や電気配線用の孔（図示せず）などから、機械室１３０の内部の気体や換気風が室外ファン室１２０に流れ込む。

本実施形態に係る空調機１０によれば以下の効果を奏する。
コントロールボックス１３１が収容された機械室１３０の内部へ換気風を供給する送風口１３２を備えることとした。これによれば、換気風を送風口１３２から機械室１３０の内部へ供給することで、機械室１３０内に滞留する気体を、換気風によって機械室１３０の外部へ効率的に排気させることができる。これによって、機械室１３０内において冷媒ガスが漏れ出した場合、機械室１３０の下部に滞留する冷媒ガスを、機械室１３０の外部に排気することが可能になる。特に、冷媒が可燃性である場合、電子部品のショート等によって生じる恐れのある引火や爆発の危険性を低減することができる。また、送風口１３２によって機械室１３０内の換気が常時可能な状態になるので、冷媒漏れが発生し易い部品（例えば、継手や弁）を機械室１３０内に設置することができる。
また、送風口１３２はコントロールボックス１３１に対して同じ高さ以上に備えることとした。これによれば、漏れ出した冷媒ガスを、換気風によって巻き上げてしまう現象を抑制できる。冷媒が可燃性である場合、冷媒が巻き上げられると、コントロールボックス１３１内の電子部品に触れてしまい、電子部品がショートした際の引火や爆発の危険性を高めてしまう。しかし、上記構成によって、冷媒を巻き上げてしまう現象を抑制できるので、引火や爆発の危険性を、より低減することができる。

送風口１３２に換気ファン４００を接続した場合、換気ファン４００によって機械室１３０の送風口１３２に換気風を送風できる。これによって、機械室１３０内に滞留する気体を、換気風によって機械室１３０の外部へ排気させることができる。特に、換気ファン４００が押出し式のファンの場合、機械室１３０の外部から流入した換気風は、換気ファン４００を通過して機械室１３０の内部へと流れる。これにより、機械室１３０の下部に滞留した可燃性の冷媒を換気ファン４００によって排気する場合、換気ファン４００が冷媒の下流に位置することがなく、換気ファン４００と冷媒が接触することがない。これによって、換気ファン４００を駆動するモータと可燃性の冷媒とが接触することを防止して、引火や爆発の危険性を低減できる。

［第２実施形態］
図２を参照して、本実施形態に係る空調機１２の構成について説明する。
本実施形態は、上述した第１実施形態に対して送風口１３２や換気ファン４００等の形態が異なり、その他の点では同様である。したがって、第１実施形態と異なる点についてのみ説明し、その他は同一の符号を用いてその説明を省略する。

図２に示すように、本実施形態に係る空調機１２においては、室外機１００と室内機２００とが、換気風が流通する送風ダクト３２０を介して接続されている。

送風ダクト３２０の一端は、機械室１３０の筐体１１０の右側面に設けられた送風口１３２に接続されている。また、送風ダクト３２０の他端は、室内機２００内に設けられた換気ファン４００に接続されている。

この時、換気ファン４００を室内換気ファン２１０としても良い。室内換気ファン２１０とは、室内機２００に元々設けられているファンであって、空調に支障のない範囲で、室内を換気するためのファンである。室内換気ファン２１０は、室内の空気を室外に排気することで室内を換気する。

次に、本実施形態に係る空調機１２の機械室１３０内の気体の流れについて説明する。
送風ダクト３２０の一端は、機械室１３０の筐体１１０の右側面上部に設けられた送風口１３２に接続されている。また、送風ダクト３２０の他端は、室内機２００内に設けられた換気ファン４００に接続されている。換気ファン４００を運転することで、室内から空気（換気風）を吸い込み、送風ダクト３２０を介して機械室１３０の内部へ送風する。

換気ファン４００によって機械室１３０の内部に送風された換気風は、機械室１３０の内部に滞留している気体を巻き込んで、機械室１３０の下部の筐体１１０に穿設された排出口１３３に向かって流れ、機械室１３０の外部に排気される。即ち、機械室１３０の内部では、気体が滞留することなく、換気ファン４００によって換気されている状態となる。

本実施形態に係る空調機１２は以下の効果を奏する。
換気ファン４００は室内機２００に設けられ、換気ファン４００と送風口１３２とは、送風ダクト３２０を介して接続されることとした。これによれば、機械室１３０と換気ファン４００とは隔離されているので、換気ファン４００を駆動するモータと可燃性の冷媒とが接触することを防止して、引火や爆発の危険性を低減できる。

なお、第１及び第２実施形態において、機械室１３０内に冷媒ガス漏れ検知センサを設けても良い。冷媒ガス漏れ検知センサは、空気に比べて比重が重い冷媒ガスを検知しやすいように、機械室１３０内の下部に設置されることが望ましい。また、冷媒ガス漏れ検知センサは、コントロールボックス１３１内の制御部と電気的に接続されている。これによれば、冷媒ガスの漏れを検知したときのみ換気ファン４００を運転するよう制御できる。これによって、常に換気ファン４００を運転する必要がなくなり、消費電力の低減や、換気ファン４００の運転による騒音が発生する時間を低減することができる。

１０，１２空調機
１００室外機
１１０筐体
１２０室外ファン室
１２１室外熱交換器
１２２室外ファン
１２３吹出し口
１３０機械室
１３１コントロールボックス
１３２送風口
１３３排出口
１４０仕切り板
２００室内機
２１０室内換気ファン
３１０冷媒配管
３２０送風ダクト
４００換気ファン

Claims

室外熱交換器に外気を供給する室外ファンが収容された室外ファン室と、電子部品が収められるコントロールボックスが収容された機械室と、が設けられた室外機を備え、
前記機械室には、換気風を該機械室の内部へ供給する送風口及び該送風口から供給された換気風を前記室外機の外部に排出可能な排出口が設けられ、
前記送風口は、前記コントロールボックスに対して同じ高さ以上に設けられ、
前記排出口は、前記機械室の下部に設けられていることを特徴とする空調機。
前記送風口には、換気ファンが接続されていることを特徴とする請求項１に記載の空調機。
前記換気ファンは、前記機械室に設けられた押し出し式のファンであることを特徴とする請求項２に記載の空調機。
前記換気ファンは、室内機に設けられ、
前記換気ファンと前記送風口とは、送風ダクトを介して接続されることを特徴とする請求項２に記載の空調機。
前記換気ファンは、前記室内機に設けられた室内換気ファンとされていることを特徴とする請求項４に記載の空調機。
前記機械室には、冷媒ガス漏れ検知センサを備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の空調機。