JP7182122B2 - 配管構造、及び空気調和装置の室外機 - Google Patents

配管構造、及び空気調和装置の室外機 Download PDF

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Description

本発明は、配管構造、及び空気調和装置の室外機に関する。
従来、空気調和装置の室外機が備える圧縮機が作動すると、当該室外機が備える配管が振動し、当該配管に応力が作用する。このため、配管の剛性を低くして柔軟性を高め、当該配管が変形することによって振動を吸収し、当該配管に生じる応力を緩和する圧縮機モジュールが知られている(例えば、特許文献1参照)。
国際公開第2017/090263号
しかしながら、柔軟性を高めた配管であっても、他の配管との分岐箇所や、圧縮機などの機器との接続箇所では、振動によって生じる応力が集中する場合があった。
本発明は、他の配管や機器との接続箇所における応力の集中を抑制できる配管構造を提供することを目的とする。
本発明は、圧縮機を駆動した場合に前記圧縮機の振動が伝わる第1配管と、前記第1配管から分岐し、前記第1配管よりも配管径が小さい第2配管と、を備え、前記第2配管の複数の箇所には、折曲部が設けられており、前記第2配管は、前記折曲部を介して環状に形成されたループ部を備えており、前記ループ部で、前記第2配管同士が接近している箇所では、前記第2配管同士が第1クランプ部材によって拘束されており、前記第1配管と、前記第2配管とが接近している箇所では、前記第1配管と、前記第2配管とが第2クランプ部材によって拘束されていることを特徴とする。
これによれば、折り曲げ部が設けられることによって、圧縮機の振動が第2配管に伝えられた場合に、当該折り曲げ部がたわみ、第1配管からの分岐箇所における応力を緩和する。
本発明によれば、他の配管や機器との接続箇所における応力の集中を抑制できる。
本発明の実施形態に係る空気調和装置の室外機のカバー部材を外した状態の概略を示す斜視図 室外機の内部の構造を示す斜視図 各圧縮機と、各第2アキュムレータとに接続する配管の構成を示す図 第1アキュムレータの下部の構成を示す側面図 オイル戻し回路の構成を示す斜視図 第1アキュムレータと、オイル戻し回路とを下方から見た平面図 クランプ部材が設けられたオイル戻し回路の構成を示す斜視図
第1の発明は、圧縮機を駆動した場合に前記圧縮機の振動が伝わる第1配管と、第1配管から分岐し、第1配管よりも配管径が小さい第2配管と、を備え、第2配管の複数の箇所には、折曲部が設けられており、折曲部と、第1配管と第2配管との分岐箇所とは、同一の水平面上に位置していることを特徴とする配管構造である。
これによれば、第2配管には、折り曲げ部が設けられることによって、圧縮機の振動が第2配管に伝えられたときに、当該折り曲げ部がたわむ。
このため、第1配管と、第2配管との分岐箇所における応力を緩和することができる。また、各折曲部と、第1配管と第2配管との分岐箇所とが同一の水平面上に位置しているため、第2配管内の圧力を損失させることなく各折り曲げ部を設けることができる。
第2の発明は、第2配管は、折曲部を介して環状に形成されたループ部を備えていることを特徴とする配管構造である。
これによれば、第2配管に設けられた折曲部は、当該第2配管にループ部を形成するように配置されている。
このため、第2配管に各折曲部を設けた場合であっても、第1配管や、電磁弁といった他の配管や機器の配置を変更することなく、第2配管を配置することができる。
第3の発明は、第2配管のループ部で、第2配管同士が最も接近している箇所では、第2配管同士が第1クランプ部材によって拘束されていることを特徴とする配管構造である。
これによれば、第2配管の一方の端部である第1配管と第2配管との分岐箇所と、第2配管の他方の端部との振動の位相差が低減される。
このため、第1配管と、第2配管との分岐箇所における応力を緩和することができる。
第4の発明は、ループ部は、平面視で矩形状に形成されていることを特徴とする配管構造である。
これによれば、ループ部は、略直角に折り曲げられた折曲部を複数備える。
このため、第2配管内の圧力を損失させることなく、第1配管と、第2配管との分岐箇所における応力を緩和することができる。
第5の発明は、前記第1配管と、前記第2配管とが最も接近している箇所では、前記第1配管と、前記第2配管とが第2クランプ部材によって拘束されていることを特徴とする配管構造である。
これによれば、第1の配管と第2の配管との振動の位相差を低減することができる。
また、第1の配管と第2の配管が接触している箇所において、振動による摩擦が生じ、これによって、振動を減衰させることができる。
このため、第1配管と、第2配管との分岐箇所における応力を緩和することができる。
第6の発明は、第1から第4の発明のいずれか一つに記載の配管構造を備えていることを特徴とする空気調和装置の室外機である。
これによれば、他の配管や機器との接続箇所における応力の集中を抑制できる配管構造を備えた空気調和装置の室外機を得ることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の室外機のカバー部材を外した状態の概略を示す斜視図であり、図2は、室外機1の内部の構造を示す斜視図である。
本実施形態の室外機1は、空気調和装置の冷凍サイクルに用いられるものである。室外機1は、図1に示すように、筐体2を備えており、筐体2は、当該筐体2の下部を支持する一対のベースフレーム3を備えている。ベースフレーム3は、筐体2の互いに対向する辺に設置されている。
図1に示す筐体2の正面である一側面は、図示していないが、カバー部材で被覆される。
筐体2の下部には、底板4が取り付けられており、筐体2の上部には、天板5が取り付けられている。
底板4は、複数の板状部材45が一対のベースフレーム3に掛け渡されることによって設けられており、また、これらの板状部材45は、複数の補強部材46によって互いに固定されている。
天板5には、格子状の排気口6が形成されている。
室外機1の下部には、筐体2の外形に沿い、所定の高さを有する木枠7が設けられている。
筐体2の内部は、熱交換室8と、機械室9とに分けられている。
熱交換室8は、筐体2の内部の上方に設けられており、不図示の熱交換器と、送風ファン10と、電装箱11とを備えている。
不図示の熱交換器は、筐体2の内面に沿うように平面視コ字状に形成されている。
送風ファン10は、筐体2の内部の上方に、排気口6に対向するように設置されている。本実施形態の室外機1は、送風ファン10を回転駆動させることで、筐体2の側面から空気を取り入れ、不図示の熱交換器を通って熱交換した後の空気を上部の排気口6から排出するいわゆるトップフロー式の室外機となっている。
電装箱11は、所定の電子回路基板などを備え、筐体2の正面側の上方に配置されている。
機械室9は、筐体2の内部下方に設けられている。本実施形態においては、機械室9には、2つの圧縮機12、14、第1アキュムレータ16、2つの第2アキュムレータ18、20、オイルセパレータ22、2つの四方弁24等が収められており、これらを各冷媒配管でつなぐことで、空気調和装置の冷凍サイクル回路が構成される。
図3は、各圧縮機12、14と、各第2アキュムレータ18、20とに接続する配管の構成を示す図である。なお、図3では、各圧縮機12、14と、各第2アキュムレータ18、20とを省略している。また、図4は、第1アキュムレータ16の下部の構成を示す側面図である。なお、図4では、第1アキュムレータ16の一方の足部44を省略している。
各圧縮機12、14は、互いに隣接して底板4に載置されている。各圧縮機12、14は、冷媒を圧縮して吐出し、上記冷凍サイクルにおいて冷媒を循環させる。各圧縮機12、14は、上記冷凍サイクル回路内で並列に接続されている。
各圧縮機12、14の吸込側には、当該圧縮機12、14に冷媒を供給する不図示の吸込配管の一端がそれぞれ接続されており、これらの吸込配管は、上流側でそれぞれ第2アキュムレータ18、20に接続されている。
各圧縮機12、14の吐出側には、圧縮された冷媒が流れる第1吐出配管28、30の一端が接続され、これら第1吐出配管28、30は、図3に示すように、下流側で合流して一本の第2吐出配管32に接続されている。この第2吐出配管32は、オイルセパレータ22を経由して四方弁24に他端が接続されている。上記した熱交換器は、キャピラリーチューブ34や、不図示のレシーバタンク等を介して、この第2吐出配管32に接続されている。
なお、本実施形態では、各圧縮機12、14に接続する吸込配管の外径は、第1吐出配管28、30の外径よりも大きくなっている。
第1アキュムレータ16は、ガス冷媒と、液冷媒とを分離する気液分離器であり、当該第1アキュムレータ16は、縦長の中空体に形成されている。第1アキュムレータ16は、不図示の入り口側配管と、出口側配管36を備えており、いずれも第1アキュムレータ16の内部から外部に延出している。
また、第1アキュムレータ16は、一対の足部44によって支持されている。
入り口側配管は、冷媒を第1アキュムレータ16に供給する冷媒配管であり、この入り口側配管の他端は、四方弁24に接続されている。
出口側配管36は、図4に示すように、第1アキュムレータ16の底部から、底板4に向かって延出している。出口側配管36は、一端が第1アキュムレータ16に接続され、底板4に略平行になるように延びる平行部36Aと、当該平行部36Aの他端から上方に向かって立ち上がる立ち上がり部36Bと、立ち上がり部36Bが接続される分岐部38とを備えている。
平行部36Aは、第1アキュムレータ16から2つの圧縮機12、14に向かうように底板4に沿って延びており、出口側配管36において底板4に最も接近した箇所となっている。
立ち上がり部36Bが接続される分岐部38の他端には、一対の分岐配管40、42が接続されている。各分岐配管40、42は、第1アキュムレータ16よりも小さい2つの第2アキュムレータ18、20にそれぞれ接続している。本実施形態の第2アキュムレータ18、20は、第1アキュムレータ16により分離しきれなかった液冷媒を再度分離する気液分離器である。
なお、本実施形態では、出口側配管36が備える平行部36Aと、立ち上がり部36Bとの外径は、分岐配管40、42の外径よりも大きくなっている。
また、出口側配管36は、固定部材47によって、底板4に、詳しくは、底板4に設けられた補強部材46Aに固定されている。固定部材47は、サドル48と、板状の支持部材49とを備えている。
図5は、オイル戻し回路50の構成を示す斜視図であり、図6は、第1アキュムレータ16と、オイル戻し回路50とを下方から見た平面図である。図5では、出口側配管36が備える立ち上がり部36Bの一部を省略しており、また、図5、及び図6では、クランプ部材78を省略している。
図7は、クランプ部材78が設けられたオイル戻し回路50の構成を示す斜視図である。図7では、第1アキュムレータ16の一方の足部44を省略している。
図4、及び図5に示すように、第1アキュムレータ16の底部(下部)は、内部がガス状の冷媒から分離されたオイル、及び液冷媒を溜めるオイル溜まり16Aとなっている。そして、第1アキュムレータ16の底部と、出口側配管36の平行部36Aとの間には、オイル戻し回路50が設けられている。
オイル戻し回路50は、オイル戻し管52と、電磁弁54とを備えている。
オイル戻し管52は、第1アキュムレータ16の底部から延びて電磁弁54に接続する上流側管60と、電磁弁54から延びて出口側配管36の平行部36Aに接続する下流側管62とを備えている。すなわち、オイル戻し管52は、第1アキュムレータ16のオイル溜まり16Aと、出口側配管36とを接続している。
上流側管60の途中箇所には、ストレーナ56が設けられている。ストレーナ56は、冷媒や冷凍機油に不溶な異物であるスラッジを除去するものである。
下流側管62は、電磁弁54から下方に延びる下降部64と、環状(ループ状)に折り曲げられたループ部66と、下降部64とループ部66とをつなぐ第1接続部68と、ループ部66と出口側配管36の平行部36Aとをつなぐ第2接続部70とを備えている。
下降部64は、電磁弁54に接続している電磁弁接続端64Aから、出口側配管36が備える平行部36Aの長手方向の中心軸と同程度の高さまで下方に延びており、水平方向へとL字状(略直角)に折り曲げられた下降部折曲部72を介して、第1接続部68に接続されている。
第1接続部68は、水平方向に延びており、ループ部66が備える第1折曲部67Aを介して、ループ部66に接続される。本実施形態の第1折曲部67Aは、水平方向に向かって鈍角を形成するように折り曲げられている。
ループ部66は、複数の折曲部67である第1折曲部67Aと、第2折曲部67Bと、第3折曲部67Cと、第4折曲部67Dとを備えている。これらの折曲部67は、いずれも水平方向に折り曲げられており、かつ同一水平面上に配置されている。また、第2折曲部67Bと、第3折曲部67Cと、第4折曲部67Dとは、いずれも略直角に折り曲げられている。これらの折曲部67は、図6に示すように、第1アキュムレータ16の下方からの平面視で、ループ部66が矩形状に形成されるように折り曲げられている。
このように、ループ部66が形成されることによって、各冷媒配管、あるいは電磁弁54や第1アキュムレータ16といった機器等の配置を変えることなく、オイル戻し管52の下流側管62に複数の折曲部67を設けることができる。
また、第3折曲部67Cと、第4折曲部67Dとは、平行部36Aに接近して配置されており、第3折曲部67Cと、第4折曲部67Dとの間に位置する第1直線部66Aは、平行部36Aに略平行に延びている。
ループ部66と、第2接続部70とは、水平方向にU字状に折り曲げられたU字折曲部74によって接続されている。このU字折曲部74と、第4折曲部67Dとの間に位置する第2直線部66Bは、第2接続部70に略平行に延びている。また、ループ部66は、平面視で略矩形に形成されているため、U字折曲部74と、第1折曲部67Aとは、接近して配置されている。
第2接続部70は、配管接続端70A(分岐箇所)において出口側配管36が備える平行部36Aに接続されている。この配管接続端70Aと、第3折曲部67Cと、第4折曲部67Dとは、第1アキュムレータ16の下方からの平面視で、平行部36Aに略平行な直線上に位置している。
また、下流側管62において、第1接続部68と、ループ部66と、U字折曲部74と、第2接続部70とは、いずれも同一水平面上に位置している。
これによって、オイル戻し管52の下流側管62に、複数の折曲部67を設けた場合であっても、下流側管62が上下方向に曲がることがなく、オイル戻し管52の管内における圧力損失の増加を低減することができる。
なお、オイル戻し管52が出口側配管36に戻すオイル、及び液冷媒は、少量でよく、オイル戻し管52は、入口側配管や出口側配管36などの冷媒配管の外径に比べて、小さい外径のものを用いている。
また、オイル戻し管52には、剛性が低く、柔軟性(可撓性)の高い材料が用いられている。このため、オイル戻し管52は、各圧縮機12、14の振動が伝播したときに、変形することによって、応力の集中を低減することが可能である。
また、図7に示すように、下流側管62の所定の箇所は、複数のゴム製のクランプ部材78によって拘束されている。詳述すると、第1接続部68と、U字折曲部74とが第1クランプ部材78Aによって、第1直線部66Aと、平行部36Aとが第2クランプ部材78Bによって、第2直線部66Bと、ストレーナ56とが第3クランプ部材78Cによって、それぞれ互いに拘束されている。また、第1直線部66Aと、第1接続部68と、第2直線部66Bとには、いずれも外周を覆うゴム製の緩衝材80が設けられ、当該緩衝材80が設けられた箇所において、各クランプ部材78によって拘束されている。
電磁弁54は、第1アキュムレータ16を支持する一対の足部44の一方にビス固定されており、当該電磁弁54が開閉することによって、オイル戻し管52の流路を開閉自在としている。
オイル戻し回路50においては、オイル溜まり16Aに所定量のオイルが溜まったときに、電磁弁54が解放され、オイル戻し管52の流路を開放することにより、オイル溜まり16Aに溜められたオイル、及び液冷媒が出口側配管36に供給される。
次に、本実施形態の作用について説明する。
空気調和装置の暖房運転の場合、室外機1が作動を開始すると、各圧縮機12、14が駆動される。各圧縮機12、14は、第1アキュムレータ16、第2アキュムレータ18、20、キャピラリーチューブ34、不図示の室内熱交換器、室外機1が備える不図示の熱交換機、及び各冷媒配管等から構成される冷凍サイクルの内部に封入された冷媒を圧縮し、各冷媒配管を経由して冷媒を送り出す。
この冷媒は、室内熱交換器で熱を放出した後、配管を通って膨張弁に流入し、当該膨張弁によって減圧され、さらに配管を通って熱交換器に流入する。
室外機1は、各圧縮機12、14を駆動すると同時に、送風ファン10を回転させる。回転駆動する送風ファン10は、空気を室外機1の下方側から排気口6に送り出す。
送り出される空気は、熱交換器を通過し、熱交換器内を流れる冷媒と、空気との熱交換が促進される。空気と熱交換された冷媒は、凝縮される。その後冷媒は、熱交換器から流出し、配管を通って各圧縮機12、14に流入した後、再び圧縮される。
一方、冷媒と熱交換された空気は、送風ファン10によって、排気口6から筐体2の外部に排出される。
この動作を繰り返すことで、室外機1は、室外の空気から冷凍サイクルに熱を吸収し、室内に放出する。
なお、空気調和装置の冷房運転の場合、冷凍サイクルの冷媒の循環方向は、暖房運転の場合の逆向きとなる。
ここで、各圧縮機12、14が駆動すると、これに伴って各圧縮機12、14が振動し、この振動が各冷媒配管や、室外機1が備える他の機器、およびオイル戻し回路50に伝播する。この振動によって、オイル戻し管52では、下流側管62と、出口側配管36の平行部36Aとの分岐箇所である配管接続端70Aにおいて応力が集中し易くなっている。
本実施形態では、オイル戻し管52の下流側管62には、複数の折曲部67が設けられている。また、ループ部66は、矩形状に形成されているため、直角に折り曲げられた折曲部67を複数個所に備えている。
そして、オイル戻し管52が振動すると、第3折曲部67Cと、第4折曲部67Dとがたわみ、振動を減衰、あるいは吸収することができる。
これによって、オイル戻し管52の下流側管62と、出口側配管36の平行部36Aとの分岐箇所である配管接続端70Aにおける応力の集中を緩和し、抑制することができる。
また、第1直線部66Aと、平行部36Aとが第2クランプ部材78Bによって、拘束されているため、出口側配管36と、オイル戻し管52との振動の位相差を低減することができ、配管接続端70Aにおける応力の集中を緩和することができる。
また、出口側配管36と、第1直線部66Aとは、緩衝材80を介して接触している。このため、振動によって出口側配管36と、第1直線部66Aとの接触箇所において摩擦が生じ、当該接触箇所がダンパとして機能し、振動を吸収、あるいは減衰させて、配管接続端70Aにおける応力の集中を緩和することができる。
さらに、第1接続部68と、U字折曲部74とが第1クランプ部材78Aによって拘束されているため、電磁弁接続端64Aと、配管接続端70Aとの振動の位相差が低減される。このため、配管接続端70Aにおける応力の集中を緩和することができる。
上述した実施形態によれば、次のような効果を奏する。
本実施形態では、オイル戻し管52の下流側管62には、複数の折曲部67が設けられており、各折曲部67は、いずれも同一水平面上に配置されている構成とした。
これによって、各圧縮機12、14が振動し、この振動がオイル戻し回路50に伝播した場合に、各折曲部67がたわむことによって、振動を減衰、あるいは吸収することができ、配管接続端70Aにおける応力の集中を緩和することができる。
また、下流側管62が上下方向に曲がることがなく、オイル戻し管52の管内における圧力損失の増加を低減することができる。
また、本実施形態によれば、オイル戻し管52の下流側管62には、各折曲部67を介して環状に形成されたループ部66が設けられている構成とした。これによって、各冷媒配管、あるいは電磁弁54や第1アキュムレータ16といった機器等の配置を変えることなく、オイル戻し管52の下流側管62に複数の折曲部67を設けることができる。
また、本実施形態によれば、第1接続部68と、U字折曲部74とが第1クランプ部材78Aによって拘束されている構成とした。これによって、電磁弁接続端64Aと、配管接続端70Aとの振動の位相差が低減され、配管接続端70Aにおける応力の集中を緩和することができる。
また、本実施形態によれば、ループ部66は、矩形状に形成されている構成とした。これによって、ループ部66は、直角に折り曲げられた折曲部67を複数個所に備えることができ、各折曲部67が振動に応じてたわむことによって、配管接続端70Aにおける応力の集中を緩和することができる。
また、本実施形態によれば、第1直線部66Aと、平行部36Aとは、第2クランプ部材78Bによって、拘束されている構成とした。これによって、出口側配管36と、オイル戻し管52との振動の位相差を低減することができ、配管接続端70Aにおける応力の集中を緩和することができる。
また、第2クランプ部材78Bで拘束されることにより、出口側配管36と、第1直線部66Aと、とが緩衝材80を介して接触している。これによって、振動によって出口側配管36と、オイル戻し管52との接触箇所において摩擦が生じる。このため、当該接触箇所がダンパとして機能し、振動を吸収、あるいは減衰させて、配管接続端70Aにおける応力の集中を緩和することができる。
上述した実施形態は、本発明の一態様を例示したものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
本実施形態では、ループ部66は、平面視で、矩形状に形成されるとしたが、これに限らず、同一の水平面上であれば、3角形状や円形状に形成されていてもよい。
また、本実施形態では、下流側管62の所定の箇所を複数のクランプ部材78でそれぞれ拘束した。しかしながら、これに限らず、複数のクランプ部材78を用いなくてもよい。
1 室外機
2 筐体
12、14 圧縮機
16 第1アキュムレータ
36 出口側配管
36A 平行部
36B 立ち上がり部
38 分岐部
40、42 分岐配管
44 足部
45 板状部材
46、46A 補強部材
47 固定部材
48 サドル
49 支持部材
50 オイル戻し回路
52 オイル戻し管
54 電磁弁
56 ストレーナ
60 上流側管
62 下流側管
64 下降部
64A 電磁弁接続端
66 ループ部
66A 第1直線部
66B 第2直線部
67 折曲部
67A 第1折曲部
67B 第2折曲部
67C 第3折曲部
67D 第4折曲部
68 第1接続部
70 第2接続部
70A 配管接続端
72 下降部折曲部
74 U字折曲部
78 クランプ部材
78A 第1クランプ部材
78B 第2クランプ部材
78C 第3クランプ部材
80 緩衝材

Claims (4)

  1. 圧縮機を駆動した場合に前記圧縮機の振動が伝わる第1配管と、前記第1配管から分岐し、前記第1配管よりも配管径が小さい第2配管と、を備え、
    前記第2配管の複数の箇所には、折曲部が設けられており、
    前記第2配管は、前記折曲部を介して環状に形成されたループ部を備えており、
    前記ループ部で、前記第2配管同士が接近している箇所では、前記第2配管同士が第1クランプ部材によって拘束されており、
    前記第1配管と、前記第2配管とが接近している箇所では、前記第1配管と、前記第2配管とが第2クランプ部材によって拘束されている
    ことを特徴とする配管構造。
  2. 前記第2配管同士が第1クランプ部材によって拘束されている箇所は、前記第1配管と、前記第2配管とが第2クランプ部材によって拘束されている箇所から離間した位置に設けられる
    ことを特徴とする請求項1に記載の配管構造。
  3. 前記第2配管の他端は、電磁弁に接続している
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の配管構造。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の配管構造を備えている
    ことを特徴とする空気調和装置の室外機。
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