JP7224498B2 - 熱交換器、室外機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

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Description

本発明は、熱交換器、当該熱交換器を備えた室外機、及び、当該熱交換器又は当該室外機を備えた冷凍サイクル装置に関し、特に熱交換器に付着する霜等の付着物を除去する構成に関するものである。
従来、冷凍サイクル装置の室外機に用いられる熱交換器には、設置される環境によって、霜あるいは塵埃等の付着物が付着する場合がある。そのため、例えば空気調和機の暖房運転時等、冷凍サイクル装置の運転時に熱交換器に付着する霜を除去する方法として、フィンに付着した霜を機械的に払い落とす方法が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1の熱交換器は、空気の流れの上流側に位置するフィンの縁近傍にこの縁と並行に形成された線状の凸部を有し、更にこの凸部に当接して上下方向に移動可能なブラシを備えている。特許文献1の熱交換器は、ブラシによってフィンの前縁に形成された霜を払い落すことができるとされている。
特開2018-84354号公報
しかしながら、特許文献1の熱交換器は、円管のチューブを備えた、フィンチューブ式の熱交換器であり、気流の風上側となるフィンの前縁に付着した霜のみを払い落とすものである。そのため、特許文献1の熱交換器は、熱交換器の内部に位置する伝熱管に着霜した場合には、霜を払い落とすことができない。また、特許文献1の熱交換器は、熱交換器の内部に位置する伝熱管に付着した塵埃等の付着物も除去することができない。熱交換器に付着物が付着した状態では、熱交換器は、熱交換性能が低下する恐れがある。
更に特許文献1の熱交換器は、前縁からブラシで払い落とした霜が、前縁に対して風下に位置する伝熱管の間等、熱交換器の内部に入り込む恐れがある。そのため、特許文献1の熱交換器は、前縁の霜を除去するブラシを備えていても、熱交換器の内部に入り込んだ霜を除去することができず、フィンの間を閉塞してしまう恐れがある。
この場合、熱交換器は、一般の空気調和機で用いられるように冷媒の循環方向を切り替え、冷媒の凝縮潜熱を用いて除霜を行う除霜運転が必要となる。しかし、熱交換器は、除霜運転を行う間には暖房運転を行うことができないため、体感温度等に関してユーザに不快感を与えてしまう恐れがある。
本発明は、上述のような課題を解決するためのものであり、熱交換器の内部に入り込んだ霜等の付着物を除去することができる熱交換器、室外機及び冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
本発明に係る熱交換器は、第1の熱交換流体を流通させる複数の伝熱管であって、互いに間隔をあけて配置された複数の伝熱管を有する熱交換部と、第1の熱交換流体の流通方向である第1方向に沿って、複数の伝熱管の隣り合う伝熱管の間を移動する除去装置と、を備え、除去装置は、複数の伝熱管の隣り合う伝熱管の間に配置された除去部と、除去部が固定され、第1方向に沿って移動自在な支持部と、を有し、除去部は、支持部に固定され、支持部から延びる基部と、基部から突出し、熱交換部と当接する接触部と、を有するものである。
本発明に係る室外機は、本発明に係る熱交換器と、複数の伝熱管の隣り合う伝熱管の間を流通させる第2の熱交換流体の流れを形成する送風機と、熱交換器と送風機とを収納した筐体と、を備えたものである。
本発明に係る冷凍サイクル装置は、本発明に係る熱交換器又は本発明に係る室外機を備えたものである。
本発明によれば、熱交換器は、第1の熱交換流体の流通方向である第1方向に沿って、複数の伝熱管の隣り合う伝熱管の間を移動する除去装置を備えるものである。除去装置は、熱交換器の内部となる伝熱管の間に配置され、伝熱管の間に配置された除去装置が伝熱管に沿って移動することで、熱交換部に付着した霜等の付着物は除去される。そのため、熱交換器は、霜除去装置によって、熱交換器の内部に入り込んだ霜等の付着物を除去することができる。
実施の形態1に係る熱交換器を備えた冷凍サイクル装置の構成を示す冷媒回路図である。 実施の形態1に係る室外熱交換器の要部構成を示す斜視図である。 実施の形態1に係る室外熱交換器を側面から見た概念図である。 伝熱管の一例の構成を示す図3のA-A線における断面図である。 実施の形態1に係る室外熱交換器を第4方向から見た上面図である。 図5に示す除去部の第1の変形例である。 図5に示す除去部の第2の変形例である。 図5に示す除去部の第3の変形例である。 図5に示す除去部の第4の変形例である。 実施の形態2に係る室外機の構成を示す概念図である。 実施の形態3に係る室外熱交換器の構成を示す概念図である。 実施の形態4に係る室外熱交換器の制御に関する構成例を示すブロック図である。 実施の形態5に係る室外熱交換器の構成を示す概念図である。 実施の形態5に係る室外熱交換器の第1の変形例の構成を示す概念図である。 実施の形態5に係る室外熱交換器の第2の変形例の構成を示す概念図である。 実施の形態6に係る室外熱交換器の構成を示す概念図である。 実施の形態7に係る室外熱交換器の要部構成を示す斜視図である。 実施の形態7に係る室外熱交換器を側面から見た概念図である。
以下、実施の形態1に係る室外熱交換器105、室外機106、及び、冷凍サイクル装置100について図面等を参照しながら説明する。なお、図1を含む以下の図面では、各構成部材の相対的な寸法の関係及び形状等が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。また、理解を容易にするために方向を表す用語(例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」及び「後」等)を適宜用いるが、それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置あるいは部品の配置及び向きを限定するものではない。明細書中において、各構成部材同士の位置関係、各構成部材の延伸方向、及び各構成部材の配列方向は、原則として、室外熱交換器105が使用可能な状態に設置されたときのものである。
実施の形態1.
[冷凍サイクル装置100]
図1は、実施の形態1に係る室外熱交換器105を備えた冷凍サイクル装置100の構成を示す冷媒回路図である。なお、図1において、点線で示す矢印は、冷媒回路110において、冷房運転時における冷媒の流れる方向を示すものであり、実線で示す矢印は、暖房運転時における冷媒の流れる方向を示すものである。まず、図1を用いて室外熱交換器105を備えた冷凍サイクル装置100について説明する。
本実施の形態では、冷凍サイクル装置100として空気調和装置を例示しているが、冷凍サイクル装置100は、例えば、冷蔵庫あるいは冷凍庫、自動販売機、空気調和装置、冷凍装置、給湯器などの、冷凍用途または空調用途に使用される。なお、図示した冷媒回路110は一例であって、回路要素の構成等について実施の形態で説明した内容に限定されるものではなく、実施の形態に係る技術の範囲内で適宜変更が可能である。
冷凍サイクル装置100は、圧縮機101、流路切替装置102、室内熱交換器103、減圧装置104及び室外熱交換器105が冷媒配管を介して環状に接続された冷媒回路110を有している。冷凍サイクル装置100は、室外機106及び室内機107を有している。室外機106には、圧縮機101、流路切替装置102、室外熱交換器105及び減圧装置104と、室外熱交換器105に室外空気を供給する室外送風機108と、が収容されている。室内機107には、室内熱交換器103と、室内熱交換器103に空気を供給する室内送風機109と、が収容されている。室外機106と室内機107との間は、冷媒配管の一部である2本の延長配管111及び延長配管112を介して接続されている。
圧縮機101は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する流体機械である。流路切替装置102は、例えば四方弁であり、制御装置(図示は省略)の制御により、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒の流路を切り替える装置である。冷媒は、第1の熱交換流体である。第1の熱交換流体は、例えば、HFC冷媒、HC冷媒、HFO冷媒、又は、それらを組み合わせた混合冷媒である。
室内熱交換器103は、内部を流通する冷媒と、室内送風機109により供給される室内空気と、の熱交換を行う熱交換器である。室内熱交換器103は、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能する。
減圧装置104は、例えば膨張弁であり、冷媒を減圧させる装置である。減圧装置104としては、制御装置の制御により開度が調節される電子膨張弁を用いることができる。
室外熱交換器105は、内部を流通する冷媒と、室外送風機108により供給される空気と、の熱交換を行う熱交換器である。室外熱交換器105は、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。室外送風機108により供給される空気は、第2の熱交換流体の一例である。
[冷凍サイクル装置100の動作]
次に、図1を用いて冷凍サイクル装置100の動作の一例について説明する。冷凍サイクル装置100の暖房運転時には、圧縮機101から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、流路切替装置102を介して室内熱交換器103に流入し、室内送風機109によって供給される空気と熱交換を行い凝縮する。凝縮した冷媒は、高圧の液状態となり、室内熱交換器103から流出し、減圧装置104によって、低圧の気液二相状態となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器105に流入し、室外送風機108によって供給される空気との熱交換によって蒸発する。蒸発した冷媒は、低圧のガス状態となり、圧縮機101に吸入される。なお、暖房運転時において、室外熱交換器105の圧力飽和温度が室外空気の露点温度以下で水の凝固点以下の場合、室外熱交換器105に霜が付着する。
冷凍サイクル装置100の冷房運転時には、冷媒回路110を流れる冷媒は暖房運転時とは逆方向に流れる。すなわち、冷凍サイクル装置100の冷房運転時には、圧縮機101から吐出される高圧高温のガス状態の冷媒は、流路切替装置102を介して室外熱交換器105に流入し、室外送風機108によって供給される空気と熱交換を行い凝縮する。凝縮した冷媒は、高圧の液状態となり、室外熱交換器105から流出し、減圧装置104によって、低圧の気液二相状態となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器103に流入し、室内送風機109によって供給される空気との熱交換によって蒸発する。蒸発した冷媒は、低圧のガス状態となり、圧縮機101に吸入される。
[室外熱交換器105]
図2は、実施の形態1に係る室外熱交換器105の要部構成を示す斜視図である。図3は、実施の形態1に係る室外熱交換器105を側面から見た概念図である。なお、図2において、矢印RFは、室外熱交換器105に流入し、又は、室外熱交換器105から流出する冷媒の流れを示すものである。また、図2において、矢印ARは、第2の熱交換流体の流れを示すものである。また、図2及び図3において、矢印MDは、第1の熱交換流体の流れ方向である。また、矢印MDは、伝熱管60の延伸方向に沿って移動する除去装置10の移動の方向を示すものである。図2及び図3を用いて、実施の形態1に係る室外熱交換器105について説明する。
室外熱交換器105は、第1の熱交換流体と第2の熱交換流体との間で熱交換を行わせる熱交換部55と、熱交換部55に付着した霜等の付着物を除去する除去装置10と、を有する。
<熱交換部55>
熱交換部55は、図2及び図3に示すように、第1の熱交換流体を流通させる複数の伝熱管60であって、互いに間隔をあけて配置された複数の伝熱管60を有する。熱交換部55は、複数の伝熱管60の内部を流れる冷媒等の第1の熱交換流体と、複数の伝熱管60の周りに存在する空気等の第2の熱交換流体と、の間で熱交換を行わせる。
また、熱交換部55は、複数の伝熱管60の延びる方向の両端部に接続されたヘッダ70を有する。ヘッダ70は、第1ヘッダ71と第2ヘッダ72とを有する。第1ヘッダ71は、複数の伝熱管60のそれぞれの延伸方向の一端に接続されている。第2ヘッダ72は、複数の伝熱管60のそれぞれの延伸方向の他端に接続されている。熱交換部55は、第1ヘッダ71と第2ヘッダ72との間に複数の伝熱管60を有している。
更に、室外熱交換器105は、第1ヘッダ71の軸方向の端部に取り付けられた第1冷媒接続管41と、第2ヘッダ72の軸方向の端部に取り付けられた第2冷媒接続管42とを有している。第1冷媒接続管41及び第2冷媒接続管42は、冷媒回路110を構成する配管と接続される。第1の熱交換流体は、第1冷媒接続管41及び第2冷媒接続管42を介して冷媒回路110を構成する配管とヘッダ70との間を移動する。
(伝熱管60)
複数の伝熱管60のそれぞれは、第1の熱交換流体を内部に流通させる。複数の伝熱管60のそれぞれは、第1ヘッダ71と第2ヘッダ72との間に延伸している。複数の伝熱管60のそれぞれは、互いに間隔をあけて配置され、ヘッダ70の延伸方向である軸方向に並列している。複数の伝熱管60は、互いに対向するように配置されている。複数の伝熱管60のうち隣り合う2つの伝熱管60の間には、第2の熱交換流体の流路となる隙間が形成されている。
室外熱交換器105において、複数の伝熱管60の配列方向とヘッダ70の延伸方向とを第2方向D2と規定する。すなわち、第2方向D2は、複数の伝熱管60が並ぶ方向である。室外熱交換器105は、第2方向D2である複数の伝熱管60の配列方向を水平方向としている。ただし、第2方向D2である複数の伝熱管60の配列方向は、水平方向に限定されるものではなく、水平方向に対して傾いた方向であってもよく、鉛直方向であってもよい。
室外熱交換器105において、複数の伝熱管60の延伸方向を第1方向D1と規定する。第1方向D1は、第1の熱交換流体の流通方向である。室外熱交換器105は、第1方向D1である複数の伝熱管60の延伸方向を鉛直方向としている。ただし、第1方向D1である複数の伝熱管60の延伸方向は、鉛直方向に限定されるものではなく、鉛直方向に対して傾いた方向であってもよく、水平方向であってもよい。
複数の伝熱管60の中で隣り合う伝熱管60は、互いの伝熱管60同士が伝熱促進部材によって接続されていない。伝熱促進部材とは、伝熱を促進する部材であって、例えば、プレートフィン、あるいは、コルゲートフィン等である。したがって、室外熱交換器105は、所謂フィンレス熱交換器である。なお、熱交換部55は、複数の伝熱管60の隣り合う伝熱管60同士が伝熱促進部材によって接続されていない領域を有するものであってもよい。すなわち、室外熱交換器105は、熱交換部55の一部に隣り合う伝熱管60同士を接続する伝熱促進部材を備えた熱交換器でもよく、熱交換部55の一部がフィンレスである熱交換器であってもよい。
室外熱交換器105が冷凍サイクル装置100の蒸発器として機能する場合、複数の伝熱管60のそれぞれでは、伝熱管60の内部を延伸方向の一端から他端に向かって冷媒が流れる。また、室外熱交換器105が冷凍サイクル装置100の凝縮器として機能する場合、複数の伝熱管60のそれぞれでは、伝熱管60の内部を延伸方向の他端から一端に向かって冷媒が流れる。
図4は、伝熱管60の一例の構成を示す図3のA-A線における断面図である。図4に示すように、伝熱管60は、長円形状等の一方向に扁平な断面形状を有する扁平管である。なお、伝熱管60は、扁平管に限定されるものではなく、例えば、円管であってもよい。伝熱管60を構成する主材料はアルミであるが、伝熱管60を構成する主材料はアルミに限定されるものではない。
図4に示すように、伝熱管60は、第1側端部60a及び第2側端部60bと一対の平坦面60c及び平坦面60dとを有している。図4に示す断面において、第1側端部60aは、平坦面60cの一方の端部と平坦面60dの一方の端部との間において外側に凸となるように形成されている。同断面において、第2側端部60bは、平坦面60cの他方の端部と平坦面60dの他方の端部との間において外側に凸となるように形成されている。
第1側端部60aは、室外熱交換器105を通過する空気の流れにおいて風上側、すなわち前縁側に配置される側端部である。第2側端部60bは、室外熱交換器105を通過する空気の流れにおいて風下側、すなわち後縁側に配置される側端部である。以下の説明では、伝熱管60の延伸方向と垂直であってかつ平坦面60c及び平坦面60dに沿う方向を、伝熱管60の長軸方向という場合がある。図4では、伝熱管60の長軸方向は第3方向D3であり、短軸方向は第2方向D2である。なお、第3方向D3とは、第2方向D2及び第1方向D1に平行な面に交差する方向である。例えば、第2の熱交換流体は、第2方向D2及び第1方向D1と直交する第3方向D3へ流通する。
伝熱管60には、長軸方向に沿って第1側端部60aと第2側端部60bとの間に配列した複数の冷媒通路62が形成されている。伝熱管60は、冷媒の流れる冷媒通路62が空気の流れ方向に複数配列された扁平多孔管である。複数の冷媒通路62のそれぞれは、伝熱管60の延伸方向と平行に延びるように形成されている。隣り合う冷媒通路62の間の仕切壁63のそれぞれは、伝熱管60の延伸方向の両端まで連続している。なお、冷媒通路62の断面形状及び形成数は図示した実施形態に限定されず、例えば円形、あるいは、三角形状等、様々な形状で形成されてもよく、1又は複数の形成数で構成されてもよいものとする。
熱交換部55は、第2方向D2及び第1方向D1に平行な面に交差する第3方向D3において、複数の伝熱管60のそれぞれの側端部から第3方向D3に延びるフィン65を更に有してもよい。それぞれの側端部とは、第1側端部60a及び第2側端部60bである。フィン65は、複数の伝熱管60の長軸方向から突出している。フィン65は、熱伝導を利用して第1の熱交換流体と第2の熱交換流体との熱交換を補助するものである。
フィン65は、伝熱管60の第1側端部60a及び第2側端部60bのいずれか一方、あるいは、両方から突出し複数の伝熱管60のそれぞれの長軸方向に延びるように設けられた板状の部分である。なお、フィン65は、伝熱管60の長軸方向に延びているが、この形態のみに限定されるものではない。例えば、フィン65は、長軸方向に対して複数の伝熱管60の配列方向に所定の角度で傾いた状態に形成されてもよい。ただし、上述したように、複数の伝熱管60の中で隣り合う伝熱管60は、互いの伝熱管60同士が伝熱促進部材によって接続されていない。そのため、複数の伝熱管60はそれぞれ、フィン65を介して隣りに配置されている伝熱管60と接続されてはいない。
(ヘッダ70)
図2及び図3に戻り、ヘッダ70について説明する。ヘッダ70は、第2方向D2である複数の伝熱管60の配列方向に沿って延伸するように形成されている。ヘッダ70は、室外熱交換器105において、室外熱交換器105に流入する冷媒を、複数の伝熱管60に分配する流体分配機構として機能する。また、ヘッダ70は、室外熱交換器105において、室外熱交換器105から流出する冷媒が、複数の伝熱管60から流出して合流する流体合流機構としても機能する。
ヘッダ70は、第1ヘッダ71と、第2ヘッダ72とを有する。第1ヘッダ71及び第2ヘッダ72は、一方が流体分配機構として機能し、他方が流体合流機構として機能する。第1ヘッダ71は、上述したように、複数の伝熱管60のそれぞれの延伸方向の一端に接続されており、第2ヘッダ72は、複数の伝熱管60のそれぞれの延伸方向の他端に接続されている。すなわち、第1ヘッダ71及び第2ヘッダ72は、複数の伝熱管60の延伸方向の両端に取り付けられている。
第1ヘッダ71は、複数の伝熱管60の配列方向に延びた円筒形状の第1筒状部73aと、第1筒状部73aの一端を閉塞する第1基端部73bと、第1筒状部73aの他端を閉塞する第1先端部73cと、を有する。第1筒状部73a、第1基端部73b、及び、第1先端部73cは、第1ヘッダ71の外郭を構成する。
同様に、第2ヘッダ72は、複数の伝熱管60の配列方向に延びた円筒形状の第2筒状部74aと、第2筒状部74aの一端を閉塞する第2基端部74bと、第2筒状部74aの他端を閉塞する第2先端部74cと、を有する。第2筒状部74a、第2基端部74b、及び、第2先端部74cは、第2ヘッダ72の外郭を構成する。
図2に示すように、第1ヘッダ71の第1筒状部73a及び第2ヘッダ72の第2筒状部74aは、円筒形状で構成した実施形態を示したが、円筒形状に限定されるものではなく、例えば、断面形状が多角形状に形成された筒体でもよい。第1ヘッダ71の第1筒状部73aと、第2ヘッダ72の第2筒状部74aとは、それぞれ複数の伝熱管60の配列方向に平行に延びている。第1ヘッダ71の第1筒状部73aと、第2ヘッダ72の第2筒状部74aとは、筒内部と伝熱管60の冷媒通路62とが連通するように、伝熱管60に接続されている。第一の熱交換流体は、第1ヘッダ71又は第2ヘッダ72へ流入し、各伝熱管60へ分配され、他方のヘッダ70を通過して冷媒回路110へ戻る。
(第1冷媒接続管41及び第2冷媒接続管42)
第1ヘッダ71は、第1ヘッダ71の内部と連通する第1冷媒接続管41を有する。第1基端部73bには、第1ヘッダ71の軸方向において外側に突出し、第1筒状部73aの内部と連通する第1冷媒接続管41が接続されている。第1冷媒接続管41は、内部を冷媒が流通する管状の部材である。第1冷媒接続管41は、例えば、円筒状に形成されている。第1冷媒接続管41は、第1ヘッダ71の管内と連通し、第1ヘッダ71に流入する冷媒の流入口を形成し、あるいは、第1ヘッダ71から流出する冷媒の流出口を形成する。
第2ヘッダ72は、第2ヘッダ72の内部と連通する第2冷媒接続管42を有する。第2基端部74bには、第2ヘッダ72の軸方向において外側に突出し、第2筒状部74aの内部と連通する第2冷媒接続管42が接続されている。第2冷媒接続管42は、内部を冷媒が流通する管状の部材である。第2冷媒接続管42は、例えば、円筒状に形成されている。第2冷媒接続管42は、第2ヘッダ72の管内と連通し、第2ヘッダ72に流入する冷媒の流入口を形成し、あるいは、第2ヘッダ72から流出する冷媒の流出口を形成する。
<除去装置10>
図5は、実施の形態1に係る室外熱交換器105を第1方向D1から見た上面図である。除去装置10は、第1の熱交換流体の流通方向である第1方向D1に沿って、複数の伝熱管60の隣り合う伝熱管60の間を移動する。より詳細には、熱交換部55は、複数の伝熱管60の隣り合う伝熱管60同士が伝熱促進部材によって接続されていない領域を有し、除去装置10は、当該領域における隣り合う伝熱管60の間を移動する。除去装置10は、複数の伝熱管60の隣り合う伝熱管60の間に配置され、第1の熱交換流体の流通方向である第1方向D1に沿って移動することで熱交換部55に付着した霜等の付着物を除去するものである。なお、付着物は、例えば、霜、あるいは、塵埃等である。すなわち、除去装置10は、霜以外に伝熱管60の表面に付着した塵埃の除去にも適用できる。なお、以下の説明では、除去装置10が霜を除去することを中心に記載する。
除去装置10は、支持部12と、除去部14とを有する。除去装置10は、支持部12及び除去部14を有し、これらが一体となって機械的に第1方向D1へ移動する。なお、熱交換部55がフィン65を有する場合には、除去装置10は、隣り合う伝熱管60同士の間、及び、隣り合うフィン65同士の間に配置される。
(支持部12)
支持部12は、複数の伝熱管60の配列方向及びヘッダ70の延伸方向である、第2方向D2に沿って延びるように形成されている。支持部12は、第2方向D2に長尺状に形成されている。図5では、支持部12は、第2方向D2に長尺な四角柱状に形成されているが、第2方向D2に沿って形成されていればよく、支持部12の形状は、四角柱状に限定されるものではない。例えば、支持部12は、四角柱以外の多角柱状に形成されてもよく、円柱状に形成されてもよい。
支持部12は、複数の伝熱管60の延伸方向である第1方向D1に移動自在に配置されている。支持部12は、例えば図1及び図3に示す、モータ等の電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する周知の駆動装置90等によって、第1方向D1に沿って第1ヘッダ71と第2ヘッダ72との間を往復するように移動する。図5に示すように、支持部12には、複数の除去部14が固定されている。
(除去部14)
複数の除去部14は、複数の伝熱管60の隣り合う伝熱管60の間に配置される。除去部14は、隣接する伝熱管60の間に配置され、支持部12の移動に伴い、伝熱管60の表面に付着した霜等の付着物を払い落とす。また、熱交換部55がフィン65を有する場合には、除去部14は、支持部12の移動に伴い、伝熱管60及びフィン65の表面に付着した霜等の付着物を払い落とす。
除去部14は、支持部12の長手方向に沿って配置されている。すなわち、除去部14は、第2方向D2に沿って並列している。複数の除去部14は、除去装置10において、櫛の歯状に形成されている。
除去部14は、伝熱管60の延びる第1方向D1において1つ設けられており、支持部12の長手方向に沿って一列に配置されている。ただし、除去部14は、第1方向D1において1つ設けられ、支持部12の長手方向に沿って一列に配置されている構成に限定されるものではない。除去部14は、伝熱管60の延びる第1方向D1において複数設けられてもよく、支持部12の長手方向に沿って配置された除去部14の列が、第1方向D1に複数設けられてもよい。
除去部14は、支持部12から突出するように設けられており、第3方向D3に延びるように形成されている。除去部14は、隣り合う伝熱管60同士の間に配置されている。換言すれば、室外熱交換器105は、櫛の歯状に形成された複数の除去部14の、隣り合う除去部14同士の間に、伝熱管60が配置されている。あるいは、室外熱交換器105は、櫛の歯状に形成された複数の除去部14の、隣り合う除去部14同士の間に、伝熱管60及びフィン65が配置されている。
伝熱管60が扁平管である場合には、除去部14は、伝熱管60の長軸方向に沿って設けられている。除去部14は、第2方向D2において、伝熱管60と対向している。また、熱交換部55がフィン65を有する場合は、除去部14は、伝熱管60及びフィン65と対向するように形成されている。
除去部14は、第3方向D3において、熱交換部55の長さよりも長く形成されていることが望ましい。詳細には、第3方向D3における除去部14の長さは、第3方向D3における伝熱管60の両端の長さよりも長く形成されていることが望ましい。また、第3方向D3における除去部14の長さは、第3方向D3における熱交換部55の両端となるフィン65の端部同士の長さよりも長く形成されていることが望ましい。すなわち、除去部14は、第2方向D2において伝熱管60の全ての部分と対向することが望ましい。また、除去部14は、第2方向D2において伝熱管60及びフィン65の全ての部分と対向することが望ましい。
第2の熱交換流体の流れる方向において、支持部12が伝熱管60に対して風下側に配置されている場合には、図5に示すように、第3方向D3において、除去部14の長さが熱交換部55の長さよりも大きく形成されている。一般に、伝熱管60に対して第2の熱交換流体の流入してくる伝熱管60の風上側は、伝熱管60が湿った空気と接する部分であるため結露し易く霜がつきやすい。除去部14は、伝熱管60の風上側を中心に霜を払い落すことが必要となる。そのため、支持部12が伝熱管60に対して風下側に配置されている場合には、除去部14の長さを熱交換部55の長さよりも大きく形成することで、伝熱管60の風上側に付着した霜等の付着物を払い落すことができる。
図6は、図5に示す除去部14の第1の変形例である。第2の熱交換流体の流れる方向において、支持部12が伝熱管60に対して風上側に配置されている場合には、図6に示す場合のように、第3方向D3において、除去部14の長さが熱交換部55の長さよりも小さく形成されてもよい。この場合でも、除去部14は、第2方向D2において伝熱管60の長軸方向における伝熱管60の半分以上と対向するように、第3方向D3に延びていることが望ましい。そのため、第2の熱交換流体の流れる方向において、支持部12が伝熱管60に対して風上側に配置されている場合には、図5に示すように、第3方向D3において、除去部14の長さが熱交換部55の長さよりも大きく形成されてもよい。換言すれば、第3方向D3において、除去部14の長さが熱交換部55の長さよりも大きく形成されていれば、第2の熱交換流体の流れる方向において、支持部12を伝熱管60の風下側に設置してもよく、風上側に設置してもよい。
複数の除去部14はそれぞれ、支持部12に固定され、支持部12から延びる基部14bと、基部14bから突出し、熱交換部55と当接する接触部14aと、を有する。
基部14bは、支持部12から突出するように設けられており、第3方向D3に延びるように柱状に形成されている。伝熱管60が扁平管である場合には、基部14bは、伝熱管60の長軸方向に沿って設けられている。基部14bは、第2方向D2において、伝熱管60と対向している。また、熱交換部55がフィン65を有する場合は、基部14bは、伝熱管60及びフィン65と対向するように形成されている。基部14bは、基部14bから突出するように形成された接触部14aを支持している。
接触部14aは、基部14bから突出している。例えば、接触部14aは、円柱状に形成された基部14bの外周面から径方向に突出するように形成されている。接触部14aは、基部14bの周方向において、全ての外周面から突出している。ただし、接触部14aは、基部14bの周方向において、全ての外周面から突出した構成に限定されるものではなく、基部14bの周方向において、接触部14aの延びる方向に熱交換部55が存在する位置に形成されていればよい。
接触部14aの少なくとも一部は、基部14bから突出した接触部14aの先端が、熱交換部55を構成する伝熱管60と当接する。あるいは、接触部14aの少なくとも一部は、基部14bから突出した接触部14aの先端が、熱交換部55を構成する伝熱管60及びフィン65と当接する。
接触部14aは、図5及び図6に示すように、多数の繊維状の部材が集合してブラシ状に形成されている。接触部14aは、例えば樹脂部材等で形成されており、弾性を有することが望ましい。接触部14aは、樹脂部材に限定されるものではなく、例えば金属部材であってもよい。接触部14aが弾性を有していれば、接触部14aは、伝熱管60及びフィン65の形状に沿って、伝熱管60及びフィン65と当接することができ、伝熱管60及びフィン65に付着した霜等の付着物を払い落し易い。また、接触部14aが弾性を有していれば、接触部14aと当接する伝熱管60及びフィン65を傷つけにくい。
ブラシ状に形成された接触部14aが、伝熱管60と当接したまま、支持部12が移動することで、伝熱管60に付着した霜等の付着物が、接触部14aによって払い落される。あるいは、ブラシ状に形成された接触部14aが、伝熱管60及びフィン65と当接したまま、支持部12が移動することで、伝熱管60及びフィン65に付着した霜等の付着物が、接触部14aによって払い落される。
図7は、図5に示す除去部14の第2の変形例である。第2の変形例の除去部14は、接触部14eと、接触部14eを支持する基部14fと、を有する。接触部14aは、図5及び図6では一例としてブラシ形状で示しているが、ブラシ状に形成された構成に限定されるものではない。接触部14aは、例えば、図7に示すように、第3方向D3に一定の幅を有するヘラ状に形成された接触部14eでもよい。この場合でも、ヘラ状に形成された接触部14eは、弾性を有するように形成されることが望ましい。
接触部14eは、薄板状に形成されており、伝熱管60の側面と接触する。あるいは、接触部14eは、薄板状に形成されており、伝熱管60及びフィン65の側面と接触する。
基部14fは、支持部12から突出するように設けられており、第3方向D3に延びるように形成されている。基部14fは、例えば、柱状でもよく板状でもよい。伝熱管60が扁平管である場合には、基部14fは、伝熱管60の長軸方向に沿って設けられている。基部14fは、第2方向D2において、伝熱管60と対向している。また、熱交換部55がフィン65を有する場合は、基部14fは、伝熱管60及びフィン65と対向するように形成されている。なお、図7に示す除去部14は、接触部14eと基部14fとが別体として記載されているが、除去部14は、接触部14eと基部14fとが一体に形成されてもよい。
ヘラ状に形成された接触部14eが、伝熱管60と当接したまま、支持部12が移動することで、伝熱管60に付着した霜が、接触部14eによって払い落される。あるいは、ヘラ状に形成された接触部14eが、伝熱管60及びフィン65と当接したまま、支持部12が移動することで、伝熱管60及びフィン65に付着した霜が、接触部14eによって払い落される。
図8は、図5に示す除去部14の第3の変形例である。なお、図8に示す矢印RNは、回転を示している。図8に示すように、接触部14aは、基部14bの軸を中心に回転してもよい。なお、接触部14aの回転方向は限定されるものではない。接触部14aが回転することで、接触部14aは、伝熱管60及びフィン65に付着した霜等の付着物を更に払い落し易くなる。接触部14aは、例えば、基部14bが回転することによって基部14bと共に回転する。なお、接触部14aは、基部14bを介して振動してもよい。接触部14aが振動することで、接触部14aは、伝熱管60及びフィン65に付着した霜等の付着物を更に払い落し易くなる。
図9は、図5に示す除去部14の第4の変形例である。複数の除去部14のそれぞれは、空気を噴出させる少なくとも1つ以上の噴出孔14dが熱交換部55と対向する位置に形成された本体部14cを有してもよい。
本体部14cは、支持部12から突出するように設けられており、第3方向D3に延びるように筒状に形成されている。伝熱管60が扁平管である場合には、本体部14cは、伝熱管60の長軸方向に沿って設けられている。本体部14cは、第2方向D2において、伝熱管60と対向している。また、熱交換部55がフィン65を有する場合は、本体部14cは、伝熱管60及びフィン65と対向するように形成されている。伝熱管60及びフィン65と対向する本体部14cの周壁には、少なくとも1つ以上の噴出孔14dが形成されている。
噴出孔14dは、本体部14cの内部から空気が吹き出す孔である。噴出孔14dは、熱交換部55である伝熱管60と対向する位置、あるいは、熱交換部55である伝熱管60及びフィン65と対向する位置の本体部14cの周壁に形成されている。噴出孔14dは、本体部14cの周方向の全域に形成されてもよく、周方向の一部の領域に形成されてもよい。噴出孔14dから吹き出される空気は、伝熱管60及びフィン65に付着した霜等の付着物を吹き出す程の圧力を有している。
[室外熱交換器105の動作例]
実施の形態1に係る室外熱交換器105の動作について、室外熱交換器105が冷凍サイクル装置100の蒸発器として機能する際の動作を例に挙げて説明する。蒸発器として機能する室外熱交換器105には、減圧装置104で減圧された気液二相冷媒が流入する。この際、冷媒は、第1冷媒接続管41を介して室外熱交換器105の第1ヘッダ71から流入し、複数の伝熱管60の本数と同一のパスに分離される。そして、冷媒は、複数の伝熱管60の冷媒通路62を流通して吸熱、蒸発し、第2ヘッダ72を通り第2冷媒接続管42から流出して冷媒回路110を循環する。
この際、外気温等の条件によって室外熱交換器105の熱交換部55に霜が付着する場合がある。室外熱交換器105の熱交換部55に霜等の付着物が付着しても、複数の伝熱管60の間に配置された除去装置10が、複数の伝熱管60の延びる方向である第1方向D1に沿って移動することによって、室外熱交換器105の熱交換部55に付着した霜等の付着物を払い落す。
[室外熱交換器105の作用効果]
室外熱交換器105は、第1の熱交換流体の流通方向である第1方向D1に沿って、複数の伝熱管60の隣り合う伝熱管60の間を移動する除去装置を備えるものである。除去装置10は、室外熱交換器105の内部となる伝熱管60の間に配置され、伝熱管60の間に配置された除去装置10が伝熱管60に沿って移動することで、熱交換部55に付着した霜等の付着物は除去される。そのため、室外熱交換器105は、除去装置10によって、室外熱交換器105の内部に入り込んだ霜等の付着物を除去することができる。
その結果、室外熱交換器105は、冷媒の凝縮潜熱を用いて除霜を行う除霜運転を行う必要がなく、連続して暖房運転を行うことができる。そのため、室外熱交換器105は、ユーザに対して不連続な暖房運転による不快感を生じさせることがない。また、室外機106は、暖房運転時に伝熱管60周囲で生じる霜等の付着物を払い落とし、隣接する伝熱管60の間が閉塞するまでの時間を遅延することができる。その結果、室外熱交換器105は、暖房運転時間を延ばすことができる。また、室外熱交換器105は、除去装置10によって室外熱交換器105から霜等の付着物を除去することができるため、付着物による室外熱交換器105の熱交換性能の悪化を抑制することができる。
また、熱交換部55は、複数の伝熱管60の隣り合う伝熱管60同士が伝熱促進部材によって接続されていない領域を有し、除去装置10は、当該領域における隣り合う伝熱管60の間を移動する。除去装置10は、所謂フィンレスの領域を有する室外熱交換器105に使用することができる。除去装置10は、当該構成の室外熱交換器105の内部となる伝熱管60の間に配置され、伝熱管60の間に配置された除去装置10が伝熱管60に沿って移動することで、熱交換部55に付着した霜等の付着物は除去される。そのため、室外熱交換器105は、除去装置10によって、室外熱交換器105の内部に入り込んだ霜等の付着物を除去することができる。
また、除去装置10は、熱交換部55がフィン65を有する場合には、隣り合う伝熱管60の伝熱管60同士の間、及び、隣り合うフィン65同士の間に配置される。そのため、除去装置10は、除去装置10が伝熱管60に沿って移動することで、伝熱管60及びフィン65に付着した霜等の付着物を除去することができる。
また、複数の伝熱管60を構成するそれぞれの伝熱管60は、内部を冷媒が流れる複数の冷媒通路62が形成されている扁平管でもよい。近年、冷凍サイクル装置の高性能化と軽量化を目的に、冷凍空調機器の熱交換器に用いられる伝熱管として、従来の円管に換わって扁平管の導入が進んでいる。室外熱交換器105は、伝熱管60として扁平管を使用することができるため、冷凍サイクル装置100の高性能化と軽量化とを図ることができる。そして、このような冷凍サイクル装置100であっても、室外熱交換器105は、除去装置10によって熱交換部55の内部に付着した霜等の付着物の除去を行うことができる。
また、除去装置10は、隣り合う伝熱管60同士の間に配置され霜を払い落とす複数の除去部14と、複数の除去部14が固定され、第1方向D1に沿って移動自在な支持部12と、を有する。室外熱交換器105の内部となる伝熱管60の間に除去部14が配置され、伝熱管60の間に配置された除去部14を支持する支持部12が伝熱管60に沿って移動することで、熱交換部55に付着した霜等の付着物が払い落とされて除去される。そのため、室外熱交換器105は、除去装置10によって、室外熱交換器105の内部に入り込んだ霜等の付着物を除去することができる。その結果、室外熱交換器105は、冷媒の凝縮潜熱を用いて除霜を行う除霜運転を行う必要がなく、連続して暖房運転を行うことができる。また、室外熱交換器105は、上下方向に伝熱管60が延びており、隣り合う伝熱管60同士の間にはプレートフィン等の伝熱促進部材の障害物が存在しない。従って、除去装置10は、除去部14が固い素材であっても伝熱管60に沿ってスムーズに移動することができる。そして、伝熱管60の間から除去した霜等の付着物は室外熱交換器105の他の部材に引っかかることなく払い落とされる。
また、複数の除去部14はそれぞれ、支持部12に固定され、支持部12から延びる基部14bと、基部14bから突出し、熱交換部55と当接する接触部14aと、を有する。支持部12が伝熱管60に沿って移動することで、接触部14aが伝熱管60及びフィン65と当接したまま移動する。そのため、支持部12が伝熱管60に沿って移動することで、伝熱管60及びフィン65に付着した霜等の付着物が接触部14aによって払い落とされて除去される。そのため、室外熱交換器105は、除去装置10によって、室外熱交換器105の内部に入り込んだ霜等の付着物を除去することができる。
また、接触部14aは回転してもよい。伝熱管60及びフィン65に付着した霜等の付着物は、接触部14aの回転によって、接触部14aと接触する回数が増え、また、接触部14aにより加わる圧力が増えるため、更に除去され易くなる。そのため、室外熱交換器105は、除去装置10によって、室外熱交換器105の内部に入り込んだ霜等の付着物を更に除去することができる。
また、接触部14aは振動してもよい。接触部14aが振動することによって、伝熱管60及びフィン65に付着した霜等の付着物が更に除去され易くなる。そのため、室外熱交換器105は、除去装置10によって、室外熱交換器105の内部に入り込んだ霜等の付着物を更に除去することができる。
また、複数の除去部14はそれぞれ、筒状に形成され、空気を噴出させる少なくとも1つ以上の噴出孔14dが熱交換部55と対向する位置に形成された本体部14cを有している。除去部14は、噴出孔14dから空気を吹き出すことによって、空気によって伝熱管60及びフィン65に付着した霜等の付着物を吹き飛ばして除去することができる。そして、支持部12が伝熱管60の延伸方向に沿って移動することで、除去部14は、移動する支持部12が対向する位置の伝熱管60及びフィン65に付着した霜等の付着物を除去することができる。また、除去装置10が熱交換部55と接触しないため、除去装置10は、熱交換部55を傷つけにくい。
実施の形態2.
図10は、実施の形態2に係る室外機106の構成を示す概念図である。なお、実施の形態1と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態2に係る室外機106は、除去装置10の支持部12の配置を特定するものである。
室外機106は、室外熱交換器105と、複数の伝熱管60の伝熱管60同士の間を流通させる第2の熱交換流体の流れを形成する室外送風機108と、室外熱交換器105と室外送風機108とを収納した筐体52と、を有する。筐体52は、室外機106の外郭を構成する。筐体52は、例えば板金等によって形成されている。
室外送風機108は、第2の熱交換流体の流れを形成し、筐体52に第2の熱交換流体を流入させ、室外熱交換器105内を流れる第1の熱交換流体との間で熱交換を行った第2の熱交換流体を筐体52から排出させる。
室外機106は、第2の熱交換流体の流れる方向において、熱交換部55が配置されている位置と室外送風機108が配置されている位置との間に、除去装置10の支持部12が配置されている。
(実施の形態2に係る室外機106の作用効果)
室外機106は、第2の熱交換流体の流れる方向において、熱交換部55が配置されている位置と室外送風機108が配置されている位置との間に、除去装置10の支持部12が配置されていることで、支持部12は筐体52内に配置されている。室外送風機108が配置される筐体52の内部側に支持部12を配置することで、室外機106は、支持部12が筐体52から飛び出さない構造となる。そのため、室外機106は、除去装置10の支持部12が風雨に直接さらされることがなく、また、他の物体との接触を避けることができるため破損しにくくなる。更に、室外機106は、当該構成を有することで、ユーザと駆動する支持部12との接触を避けることができ、ユーザを保護することができる。
実施の形態3.
図11は、実施の形態3に係る室外熱交換器105の構成を示す概念図である。なお、実施の形態1~2と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態3に係る室外熱交換器105は、除去装置10の支持部12の配置を特定するものである。
実施の形態3に係る室外熱交換器105の支持部12は、第1支持部12aと、第2支持部12bと、を有する。第2方向D2及び第1方向D1に平行な面に交差する第3方向D3において、第1支持部12aは、複数の伝熱管60を挟んで一方の側に配置されており、第2支持部12bは、複数の伝熱管60を挟んで他方の側に配置されている。実施の形態3に係る室外熱交換器105は、支持部12が伝熱管60を挟み込むように配置されている。
除去装置10は、除去部14の一端が第1支持部12aと固定され、除去部14の他端が第2支持部12bと固定されている。この場合、室外機106は、第2の熱交換流体の流れる方向において、複数の伝熱管60の風上側に第1支持部12aが配置されており、複数の伝熱管60の風下側に第2支持部12bが配置されている。なお、室外機106は、第2の熱交換流体の流れる方向において、伝熱管60を対して一方の側に第1支持部12aが配置され、他方の側に第2支持部12bが配置されていればよい。
(実施の形態3に係る室外熱交換器105の作用効果)
第3方向D3において、第1支持部12aは、複数の伝熱管60を挟んで一方の側に配置されており、第2支持部12bは、複数の伝熱管60を挟んで他方の側に配置されている。実施の形態3に係る室外熱交換器105及び室外熱交換器105を備えた室外機106は、第2の熱交換流体の流れる方向において、支持部12が除去部14を前後から挟み込む形で強固に支持することができるため、除去部14の破損が生じにくくなる。
実施の形態4.
図12は、実施の形態4に係る室外熱交換器105の制御に関する構成例を示すブロック図である。なお、実施の形態1~3と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態4に係る室外熱交換器105は、除去装置10の動作を特定するものである。
[制御装置80]
室外機106の室外熱交換器105は、制御装置80を有している。制御装置80は、測定装置30によって測定された検出温度に基づき、除去装置10を制御する。図12に示すように、制御装置80は、プログラムを記憶するメモリ84と、プログラムにしたがって処理を実行するCPU82(Central Processing Unit)と、計時装置86とを有する。制御装置80は、例えば、マイクロコンピュータである。制御装置80は、測定装置30及び駆動装置90と有線又は無線で接続されている。
制御装置80は、測定装置30によって検知された冷媒の温度を受信する。測定装置30は、冷媒温度又は外気温度を測定する。測定装置30は、図1に示すように、第1温度検出装置31及び第2温度検出装置32のいずれか一方又は両方を有している。第1温度検出装置31は、第1の熱交換流体の温度を測定する装置であり、例えば、室外熱交換器105から排出される冷媒の温度を測定する装置である。第2温度検出装置32は、第2の熱交換流体の温度を測定する装置であり、例えば、室外熱交換器105の配置されている場所の室外気温を測定する装置である。
制御装置80は、測定装置30の検出温度、あるいは、計時装置86の計時による経過時間等に基づいて駆動装置90を制御して除去装置10を移動させ、また除去装置10を停止させる。
[メモリ84]
メモリ84は、制御装置80が各種処理を行う際に用いるデータを記憶している。メモリ84は、データを一時的に記憶できるランダムアクセスメモリ(RAM)などの揮発性記憶装置(図示せず)、あるいは、ハードディスク、データを長期的に記憶できるフラッシュメモリなどの不揮発性の補助記憶装置(図示せず)を有している。メモリ84には、第1温度検出装置31の検出温度に対する任意の設定温度である設定値Taが予め記憶されている。同様に、メモリ84には、第2温度検出装置32の検出温度に対する任意の設定温度である設定値Tbが予め記憶されている。また、メモリ84には、除去装置10を定期的に動かすための任意の設定時間である設定時間Tmが予め記憶されている。
[計時装置86]
計時装置86は、タイマ等を有し、制御装置80が時間の判定に用いる計時を行う。
(除去装置10の動作)
除去装置10は、デフォルトとなる停止時には第1方向D1において下方に位置している。詳細には、室外熱交換器105は、上下方向において、第1ヘッダ71が下方に配置され、第2ヘッダ72が上方に設置されており、複数の伝熱管60は、上下方向に延びるように設けられている。そして、除去装置10は、停止時に第2ヘッダ72に対して第1ヘッダ71側に配置されており、複数の伝熱管60の延びる方向の下端部61aに配置されている。
なお、除去装置10は、デフォルトとなる停止時には第1方向D1において下方に配置されている構成に限定されるものではない。除去装置10は、停止時には、熱交換部55への風の流れを阻害しない位置に配置されてもよい。
制御装置80は、駆動装置90を駆動させ、除去装置10を移動させる。制御装置80は、定期的に駆動装置90を駆動させ、除去装置10の移動を開始させてもよい。例えば、制御装置80は、一定の間隔である設定時間Tm毎に駆動装置90を駆動させ、除去装置10を移動させる。
制御装置80は、測定装置30の検出温度に基づき、駆動装置90を駆動させ、除去装置10を移動させる。制御装置80は、測定装置30の検出温度が設定温度を下回る場合には除去装置10の移動を開始させる。例えば、制御装置80は、第1温度検出装置31の検出温度が設定値Taを下回った時に駆動装置90を駆動させる。あるいは、制御装置80は、第2温度検出装置32の検出温度が設定値Tbを下回った時に駆動装置90を駆動させる。設定値Ta及び設定値Tbは、熱交換部55に霜が付着し始める温度として予めメモリ84に記憶されている。なお、制御装置80は、除去装置10を始動させるユーザの指示に基づき駆動装置90を駆動させ、除去装置10を移動させてもよい。
付着物の除去作業時に、除去装置10の移動が開始すると、除去装置10は、下方から上方に向かって移動して下方に戻る。すなわち、除去装置10は、複数の伝熱管60の延びる方向において、伝熱管60の下端部61aから上端部61bに向かって移動し、伝熱管60の上端部61b側から下端部61a側に向かって下方に移動する。一度の付着物の除去作業に伴う除去装置10の移動は、下方から上方に向かい下方に戻る1回の往復動でもよく、下方から上方に向かい下方に戻る複数回の往復動であってもよい。また、除去装置10の動作は、下方から上方に向かい上方から下方に向かう往復動に限定されるものではなく、付着物の除去作業時には、下方から上方に向かって移動するだけでもよい。
(実施の形態4に係る室外熱交換器105の作用効果)
除去装置10は、付着物の除去作業時には下端部61a側から上方に向かって移動し、複数の伝熱管60の上端部61b側から下方に向かって移動する。そのため、室外熱交換器105は、除去装置10によって熱交換部55から払い落した霜等の付着物が伝熱管60の下方に位置している第1ヘッダ71上に堆積することを抑制する。
例えば、除去装置10が、停止時には複数の伝熱管60の上端部61bに配置されており、付着物の除去作業時に上端部61bから下方に向かって移動した場合、除去装置10の下面側によって熱交換部55から払い落された霜等の付着物が第1ヘッダ71上に堆積してしまう恐れがある。第1ヘッダ71上に払い落された霜が堆積してしまうと、第1ヘッダ71上に氷の塊を作ってしまい熱交換の能力を損なうため、室外熱交換器105において除霜運転等の作業が必要となる。この間、室外熱交換器105は、除霜運転を行う間には暖房運転を行うことができないため、体感温度等に関してユーザに不快感を与えてしまう恐れがある。
これに対し、除去装置10は、停止時には複数の伝熱管60の下端部61aに配置されており、付着物の除去作業時には下端部61aから上方に向かって移動し、複数の伝熱管60の上端部61bから下方に向かって移動する。除去装置10の移動に伴い、熱交換部55から払い落される霜等の付着物は、除去装置10の上面側に乗って払い落されるため除去装置10の下方に位置する第1ヘッダ71上に直接落下しない。そのため、室外熱交換器105は、除去装置10によって熱交換部55から払い落した霜等の付着物が伝熱管60の下方に位置している第1ヘッダ71上に堆積することを抑制する。
また、制御装置80は、定期的に除去装置10の移動を開始させる。例えば、熱交換部55に霜等の付着物が付着し易い環境条件においては、制御装置80が定期的に除去装置10の移動を開始させることで、ユーザが除去装置10の移動を開始させるための指示を、付着物の除去作業毎に行う必要がない。
また、制御装置80は、測定装置30の測定値に基づき、除去装置10の移動を開始させる。制御装置80は、霜が発生し易い条件において自動で熱交換部55の除霜作業を開始するため、ユーザが除去装置10の移動を開始させるための指示を除霜の作業毎に行う必要がない。
実施の形態5.
図13は、実施の形態5に係る室外熱交換器105の構成を示す概念図である。図14は、実施の形態5に係る室外熱交換器105の第1の変形例の構成を示す概念図である。図15は、実施の形態5に係る室外熱交換器105の第2の変形例の構成を示す概念図である。図13~図15に示す矢印MD1は、除去装置10の移動の方向を示すものであり、停止位置から上方に移動していくことを表している。なお、実施の形態1~4と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態5に係る室外熱交換器105は、除去装置10の除去部14の形状を更に特定するものである。
図13~図15に示すように、室外熱交換器105は、複数の伝熱管60の延びる方向の両端部に接続されたヘッダ70を構成する第1ヘッダ71及び第2ヘッダ72を有している。第2方向D2及び第1方向D1に平行な面に垂直な方向において、複数の除去部14は、ヘッダ70のうち、除去装置10の下方に配置されている第1ヘッダ71の幅WHよりも長く形成されている。すなわち、除去部14の支持部12からの突出方向の長さは、第1ヘッダ71の外径となる幅WHよりも大きく形成されている。第1ヘッダ71の幅WHは、図2及び図3に示す第1筒状部73aの外径である。
図13~図15に示すように、室外熱交換器105は、複数の除去部14の長手方向における少なくとも一方の端部が、第1ヘッダ71の外郭を構成する第1筒状部73aよりも外側に位置している。除去部14の長手方向の端部は、支持部12から突出する方向の先端側の端部を構成する先端部15aと、支持部12と接続する部分となる根元側の端部を構成する接続端部15bと、を有する。
図13に示す室外熱交換器105では、除去部14の先端部15a及び接続端部15bの両方が第1ヘッダ71の外郭を構成する第1筒状部73aよりも外側に位置している。図14に示す室外熱交換器105では、除去部14の先端部15aが第1ヘッダ71の外郭を構成する第1筒状部73aよりも外側に位置している。図15に示す室外熱交換器105では、除去部14の接続端部15bが第1ヘッダ71の外郭を構成する第1筒状部73aよりも外側に位置している。
また、複数の除去部14は、支持部12から延びる長手方向において、先端側及び根元側の少なくともいずれか一方の端部が下方に向かうように湾曲している。複数の除去部14は、第2方向D2と平行に見た側面視において、上方に凸な弧状に形成されている。除去部14は、湾曲形状に沿って除去した霜等の付着物が下方へ滑り落ちる構造が望ましい。
図13に示す室外熱交換器105では、除去部14の先端部15a及び接続端部15bの両方が下方に向かうように湾曲している。図14に示す室外熱交換器105では、除去部14の先端部15aが下方に向かうように湾曲している。図15に示す室外熱交換器105では、除去部14の接続端部15bが下方に向かうように湾曲している。
(実施の形態5に係る室外熱交換器105の作用効果)
複数の除去部14は、ヘッダ70のうち、除去装置10の下方に配置されている第1ヘッダ71の幅WHよりも長く形成されている。そして、複数の除去部14の長手方向における少なくとも一方の端部が、第1ヘッダ71の外郭を構成する第1筒状部73aよりも外側に位置している。除去部14が当該構成を有することで、室外熱交換器105は、除去装置10の移動に伴い、熱交換部55から払い落される霜等の付着物は、除去装置10の上面側に乗って払い落されるため除去装置10の下方に位置する第1ヘッダ71上に直接落下しない。そのため、室外熱交換器105は、除去装置10によって熱交換部55から払い落した霜等の付着物が伝熱管60の下方に位置している第1ヘッダ71上に堆積することを抑制することができる。そして、伝熱管60の下部の隙間が堆積した霜等の付着物によって閉塞してしまうことを抑制できる。
また、複数の除去部14は、支持部12から延びる長手方向において、先端側及び根元側の少なくともいずれか一方の端部が下方に向かうように湾曲している。除去部14が当該構成を有することによって、室外熱交換器105は、下方に向かう傾斜に沿って霜等の付着物が落ちやすくなる。除去部14が当該構成を有することで、室外熱交換器105は、除去装置10の移動に伴い、熱交換部55から払い落される霜等の付着物は、除去装置10の上面側に乗って払い落されるため除去装置10の下方に位置する第1ヘッダ71上に直接落下しない。そのため、室外熱交換器105は、除去装置10によって熱交換部55から払い落した霜等の付着物が伝熱管60の下方に位置している第1ヘッダ71上に堆積することを抑制することができる。そして、伝熱管60の下部の隙間が堆積した霜等の付着物によって閉塞することを抑制できる。
複数の除去部14は、ヘッダ70のうち、除去装置10の下方に配置されている第1ヘッダ71の幅WHよりも長く形成されている。また、複数の除去部14は、支持部12から延びる長手方向において、先端側及び根元側の少なくともいずれか一方の端部が下方に向かうように湾曲している。除去装置10は、除去部14が当該構成を有し、停止時には複数の伝熱管60の下端部61aに配置されており、付着物の除去作業時には下端部61aから上方に向かって移動し、複数の伝熱管60の上端部61bから下方に向かって移動する。室外熱交換器105は、除去部14が当該構成を有し、除去装置10が当該移動を行うことによって、更に第1ヘッダ71上に堆積することを抑制することができ、伝熱管60の下部の隙間が堆積した霜等の付着物によって閉塞することを抑制できる。
実施の形態6.
図16は、実施の形態6に係る室外熱交換器105の構成を示す概念図である。なお、実施の形態1~5と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態6に係る室外熱交換器105は、伝熱管60の構成を更に特定するものである。
実施の形態6に係る室外熱交換器105は、第3方向D3において、複数の伝熱管60を有するものである。図16に示す室外熱交換器105では、第3方向D3において、2つの伝熱管60が配置された構成を示している。従って、図16に示す室外熱交換器105は、第2方向D2に並んだ伝熱管60で構成された列を2列有している。なお、実施の形態6に係る室外熱交換器105は、第3方向D3において、2つの伝熱管60が配置された構成に限定されるものではなく、3つ以上の伝熱管60を有してもよい。
室外熱交換器105は、櫛の歯状に形成された複数の除去部14の、隣り合う除去部14同士の間に、複数の伝熱管60が配置されている。図16に示す室外熱交換器105では、櫛の歯状に形成された複数の除去部14の、隣り合う除去部14同士の間に、2つの伝熱管60が配置されている。
(実施の形態6に係る室外熱交換器105の作用効果)
実施の形態6に係る室外熱交換器105は、第3方向D3において、複数の伝熱管60を有するものである。そして、室外熱交換器105は、隣り合う除去部14同士の間に、複数の伝熱管60が配置されている。そのため、室外熱交換器105は、実施の形態6に係る室外熱交換器105は、第3方向D3において、複数の伝熱管60を有する構成であっても、熱交換部55に付着する霜等の付着物を除去することができる。
実施の形態7.
図17は、実施の形態7に係る室外熱交換器105の要部構成を示す斜視図である。図18は、実施の形態7に係る室外熱交換器105を側面から見た概念図である。なお、実施の形態1~6と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
実施の形態7に係る室外熱交換器105は、発熱体であるヒーターを有するものである。室外熱交換器105の除去装置10は、ヒーターを有している。室外熱交換器105の除去装置10がヒーターを有している場合、図17及び図18に示すように、支持部12が支持部ヒーター92を備えてもよい。支持部ヒーター92は、室外熱交換器105の第1ヒーターである。支持部ヒーター92が発熱することで、熱伝導によって除去部14が発熱するように構成してもよい。
図17及び図18に示す室外熱交換器105では、支持部ヒーター92は、長尺状に形成されており、支持部12の長手方向に沿って配置されている。なお、支持部ヒーター92は、長尺状に形成されており、支持部12の長手方向に沿って配置されている構成に限定されるものではない。また、図17及び図18に示す室外熱交換器105では、支持部ヒーター92は、支持部12の上面側に配置されているが、支持部ヒーター92は、支持部12の上面側に配置されている構成に限定されるものではない。
また、室外熱交換器105の除去装置10がヒーターを有している場合、図17及び図18に示すように、複数の除去部14が除去部ヒーター94を備えてもよい。除去部ヒーター94は、室外熱交換器105の第2ヒーターである。
図17及び図18に示す室外熱交換器105では、除去部ヒーター94は、長尺状に形成されており、除去部14の長手方向に沿って配置されている。なお、除去部ヒーター94は、長尺状に形成されており、除去部14の長手方向に沿って配置されている構成に限定されるものではない。
また、図17及び図18に示す室外熱交換器105では、除去部ヒーター94は、除去部14の上面側に配置されているが、除去部ヒーター94は、除去部14の上面側に配置されている構成に限定されるものではない。また、除去部ヒーター94は、必ずしも全ての除去部14に設置される必要はない。除去部14がヒーターを有している場合、複数の除去部14のうち少なくとも1つの除去部14が、除去部ヒーター94を有している。
また、実施の形態7に係る室外熱交換器105が、発熱体であるヒーターを有する場合、第1ヘッダ71がヒーターを有してもよい。第1ヘッダ71がヒーターを有する場合、第1ヘッダ71は、例えば、長尺状に形成され、第1ヘッダ71の長手方向に沿って配置されるヘッダヒーター96を有してもよい。また、第1ヘッダ71がヒーターを有する場合、第1ヘッダ71は、例えば、隣り合う伝熱管60同士の間に配置され、第1ヘッダ71の短手方向に沿って配置される管間ヒーター98を有してもよい。ヘッダヒーター96及び管間ヒーター98は、室外熱交換器105の第3ヒーターである。
実施の形態7に係る室外熱交換器105が、発熱体であるヒーターを有する場合、室外熱交換器105は、支持部ヒーター92、除去部ヒーター94、ヘッダヒーター96及び管間ヒーター98の1つ以上を有していればよい。
(実施の形態7に係る室外熱交換器105の作用効果)
支持部12が第1ヒーターを備えていることで、室外熱交換器105は、第1ヒーターの発熱によって、払い落せなかった熱交換部55に付着した霜を除去することができる。また、支持部12が発熱する第1ヒーターを備えていることで、室外熱交換器105は、第1ヒーターの発熱によって、支持部12に付着した霜を除去することができ、支持部12に付着した霜が凍りつくことを防止することができる。また、支持部12が発熱する第1ヒーターを備えていることで、室外熱交換器105は、第1ヒーターの発熱によって、第1ヘッダ71上の霜を除去することができ、第1ヘッダ71上の霜が凍りつくことを防止することができる。
除去部14が第2ヒーターを備えていることで、室外熱交換器105は、第2ヒーターの発熱によって、払い落せなかった熱交換部55に付着した霜を除去することができる。また、除去部14が発熱する第2ヒーターを備えていることで、室外熱交換器105は、第2ヒーターの発熱によって、除去部14に付着した霜を除去することができ、除去部14に付着した霜が凍りつくことを防止することができる。また、除去部14が発熱する第2ヒーターを備えていることで、除去装置10が下端部61aに位置するときには、室外熱交換器105は、第2ヒーターの発熱によって、第1ヘッダ71上の霜を除去することができる。そして、室外熱交換器105は、第1ヘッダ71上に霜が凍りつくことを防止することができる。
第1ヘッダ71が第3ヒーターを備えていることで、室外熱交換器105は、室外熱交換器105は、第3ヒーターの発熱によって、第1ヘッダ71上の霜を除去することができ、第1ヘッダ71上の霜が凍りつくことを防止することができる。
[室外機106の作用効果]
上記で説明した室外機106は、実施の形態1~7のいずれかに係る室外熱交換器105を備えたものである。そのため、室外機106において、実施の形態1~7のいずれかと同様の効果が得られる。
[冷凍サイクル装置100の作用効果]
上記で説明した冷凍サイクル装置100は、実施の形態1~7のいずれかに係る室外熱交換器105を備えたものである。上記で説明した冷凍サイクル装置100は、実施の形態1~7のいずれかに係る室外熱交換器105を有する室外機106を備えたものである。そのため、冷凍サイクル装置100において、実施の形態1~7のいずれかと同様の効果が得られる。
上記の各実施の形態1~7は、互いに組み合わせて実施することが可能である。また、以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。例えば、実施の形態7では、第1ヘッダ71に第3ヒーターを備えた構成を説明しているが、第2ヘッダ72も第3ヒーターを備えてもよい。
10 除去装置、12 支持部、12a 第1支持部、12b 第2支持部、14 除去部、14a 接触部、14b 基部、14c 本体部、14d 噴出孔、14e 接触部、14f 基部、15a 先端部、15b 接続端部、30 測定装置、31 第1温度検出装置、32 第2温度検出装置、41 第1冷媒接続管、42 第2冷媒接続管、52 筐体、55 熱交換部、60 伝熱管、60a 第1側端部、60b 第2側端部、60c 平坦面、60d 平坦面、61a 下端部、61b 上端部、62 冷媒通路、63 仕切壁、65 フィン、70 ヘッダ、71 第1ヘッダ、72 第2ヘッダ、73a 第1筒状部、73b 第1基端部、73c 第1先端部、74a 第2筒状部、74b 第2基端部、74c 第2先端部、80 制御装置、82 CPU、84 メモリ、86 計時装置、90 駆動装置、92 支持部ヒーター、94 除去部ヒーター、96 ヘッダヒーター、98 管間ヒーター、100 冷凍サイクル装置、101 圧縮機、102 流路切替装置、103 室内熱交換器、104 減圧装置、105 室外熱交換器、106 室外機、107 室内機、108 室外送風機、109 室内送風機、110 冷媒回路、111 延長配管、112 延長配管。

Claims (18)

  1. 第1の熱交換流体を流通させる複数の伝熱管であって、互いに間隔をあけて配置された前記複数の伝熱管を有する熱交換部と、
    前記第1の熱交換流体の流通方向である第1方向に沿って、前記複数の伝熱管の隣り合う伝熱管の間を移動する除去装置と、
    を備え
    前記除去装置は、
    前記複数の伝熱管の前記隣り合う伝熱管の間に配置された除去部と、
    前記除去部が固定され、前記第1方向に沿って移動自在な支持部と、
    を有し、
    前記除去部は、
    前記支持部に固定され、前記支持部から延びる基部と、
    前記基部から突出し、前記熱交換部と当接する接触部と、
    を有する熱交換器。
  2. 前記接触部が回転する請求項に記載の熱交換器。
  3. 前記接触部が振動する請求項に記載の熱交換器。
  4. 第1の熱交換流体を流通させる複数の伝熱管であって、互いに間隔をあけて配置された前記複数の伝熱管を有する熱交換部と、
    前記第1の熱交換流体の流通方向である第1方向に沿って、前記複数の伝熱管の隣り合う伝熱管の間を移動する除去装置と、
    を備え
    前記除去装置は、
    前記複数の伝熱管の前記隣り合う伝熱管の間に配置された除去部と、
    前記除去部が固定され、前記第1方向に沿って移動自在な支持部と、
    を有し、
    前記除去部は、
    前記支持部から延びる方向である前記除去部の長手方向において、先端側及び根元側の少なくともいずれか一方の端部が下方に向かうように湾曲している熱交換器。
  5. 第1の熱交換流体を流通させる複数の伝熱管であって、互いに間隔をあけて配置された前記複数の伝熱管を有する熱交換部と、
    前記第1の熱交換流体の流通方向である第1方向に沿って、前記複数の伝熱管の隣り合う伝熱管の間を移動する除去装置と、
    を備え
    前記除去装置は、
    前記複数の伝熱管の前記隣り合う伝熱管の間に配置された除去部と、
    前記除去部が固定され、前記第1方向に沿って移動自在な支持部と、
    を有し、
    前記支持部は、
    発熱する第1ヒーターを備えており、
    前記除去部は、
    発熱する第2ヒーターを備えている熱交換器。
  6. 第1の熱交換流体を流通させる複数の伝熱管であって、互いに間隔をあけて配置された前記複数の伝熱管を有する熱交換部と、
    前記第1の熱交換流体の流通方向である第1方向に沿って、前記複数の伝熱管の隣り合う伝熱管の間を移動する除去装置と、
    前記第1方向における前記複数の伝熱管の両端部に接続されたヘッダと、
    を備え
    前記除去装置は、
    前記複数の伝熱管の前記隣り合う伝熱管の間に配置された除去部と、
    前記除去部が固定され、前記第1方向に沿って移動自在な支持部と、
    を有し、
    前記第1方向及び前記複数の伝熱管が並ぶ第2方向に平行な面に垂直な方向において、
    前記除去部は、
    前記ヘッダのうち、前記除去装置の下方に配置されている第1ヘッダの幅よりも長く形成されており、
    前記除去部の長手方向における少なくとも一方の端部が、前記第1ヘッダの外郭を構成する筒状部よりも外側に位置しており、
    前記第1ヘッダは、
    発熱する第3ヒーターを備えている熱交換器。
  7. 前記熱交換部は、前記複数の伝熱管の前記隣り合う伝熱管同士が伝熱促進部材によって接続されていない領域を有し、
    前記除去装置は、前記領域における前記隣り合う伝熱管の間を移動する請求項1~6のいずれか1項に記載の熱交換器。
  8. 前記複数の伝熱管は、上下方向に延びるように設けられており、
    前記除去装置は、
    付着物の除去作業時には前記複数の伝熱管の下端部から上方に向かって移動して、下方に向かって移動する請求項1~7のいずれか1項に記載の熱交換器。
  9. 前記熱交換部は、
    前記第1方向及び前記複数の伝熱管が並ぶ第2方向に平行な面に交差する第3方向において、前記複数の伝熱管のそれぞれの側端部から前記第3方向に延びるフィンを更に有し、
    前記除去装置は、
    前記隣り合う伝熱管同士の間、及び、隣り合う前記フィン同士の間を移動する請求項1~のいずれか1項に記載の熱交換器。
  10. 前記複数の伝熱管を構成するそれぞれの伝熱管は、
    内部を冷媒が流れる複数の冷媒通路が形成されている扁平管である請求項1~のいずれか1項に記載の熱交換器。
  11. 前記除去部は、
    筒状に形成され、空気を噴出させる少なくとも1つ以上の噴出孔が前記熱交換部と対向する位置に形成された本体部を有している請求項1~10のいずれか1項に記載の熱交換器。
  12. 前記支持部は、
    前記第1方向及び前記複数の伝熱管が並ぶ第2方向に平行な面に交差する第3方向において、
    前記複数の伝熱管の一方の側に配置された第1支持部と、
    前記複数の伝熱管の他方の側に配置された第2支持部と、
    を有し、
    前記除去装置は、
    前記除去部の一端が前記第1支持部と固定され、前記除去部の他端が前記第2支持部と固定されている請求項1~11のいずれか1項に記載の熱交換器。
  13. 請求項1~12のいずれか1項に記載の熱交換器と、
    前記複数の伝熱管の前記隣り合う伝熱管の間を流通させる第2の熱交換流体の流れを形成する送風機と、
    前記熱交換器と前記送風機とを収納した筐体と、
    を備えた室外機。
  14. 請求項1~11のいずれか1項に記載の熱交換器と、
    前記複数の伝熱管の前記隣り合う伝熱管の間を流通させる第2の熱交換流体の流れを形成する送風機と、
    前記熱交換器と前記送風機とを収納した筐体と、
    を備え、
    前記第2の熱交換流体の流れる方向において、前記熱交換部が配置されている位置と前記送風機が配置されている位置との間に、前記支持部が配置されている室外機。
  15. 前記除去装置を制御する制御装置を更に備え、
    前記制御装置は、
    定期的に前記除去装置の移動を開始させる請求項13又は14に記載の室外機。
  16. 冷媒温度又は外気温度を測定する測定装置と、
    前記測定装置によって測定された検出温度に基づき、前記除去装置を制御する制御装置と、
    を更に備え、
    前記制御装置は、
    前記検出温度が設定温度を下回る場合には前記除去装置の移動を開始させる請求項13又は14に記載の室外機。
  17. 請求項1~12のいずれか1項に記載の熱交換器を備えた冷凍サイクル装置。
  18. 請求項1316のいずれか1項に記載の室外機を備えた冷凍サイクル装置。
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