JP7306006B2 - 空気調和装置用室外機 - Google Patents
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Description
接続ポートは、圧縮機や複数の膨張弁などが格納される機械室に配置されており、この機械室内では、複数の膨張弁が設けられ接続ポートと圧縮機や室外熱交換器などを接続する冷媒配管をできる限り小さくまとめて機械室内に配置することにより、室外機の筐体をコンパクト化することが求められる(例えば、特許文献1参照)。
また、同文献記載の技術では、ガスヘッダ部を液ヘッダ部の右斜め前方に配置している。これにより、同文献記載の技術によれば、室外機の筐体の前後方向の寸法を小さくできる。さらに、同文献記載の技術では、複数の室内機と冷媒配管で接続される複数の接続ポートと液ヘッダ部とを各々接続する複数の液分岐管を有し、この液分岐管の一部を所定角度で上方に曲げることで筐体の底板に対して斜めになるように配置し、折り曲げ箇所より上方に膨張弁を取り付けている。これにより、同文献記載の技術によれば、室外機の筐体の高さ方向の寸法を小さくできる。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、筐体の機械室内での限られたスペースに、複数の室内機に対応する冷媒配管をコンパクトに収容し得る空気調和装置用室外機を提供することを課題とする。
そのため、本発明の一態様に係る空気調和装置用の室外機によれば、筐体の機械室内の限られたスペースに収まるように、液管接続部およびガス管接続部から膨張弁に接続される機械室内部での配管と温度センサとが配置されている。そのため、室外機の水平方向および垂直方向に温度センサが配置される場合と比べて、室外機のそれぞれ上下方向あるいは前後方向への寸法を小さくできる。
なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
具体的には、室内機5Aに対しては、液管8Lの一端が室内機5Aの液管接続部52L(本発明の第一液管接続部に相当)に接続されるとともに、液管8Lの他端が室外機2の液管接続部27Lに接続される。また、ガス管8Gの一端が室内機5Aのガス管接続部52Gに接続されるとともに、ガス管8Gの他端が室外機2のガス管接続部27Gに接続される。
また、ガス管9Gの一端が室内機5Bのガス管接続部53Gに接続されるとともに、ガス管9Gの他端が室外機2のガス管接続部28Gに接続される。このように、室内機5Aと室内機5Bとが室外機2に並列に接続されて、空気調和装置1の冷媒回路100が構成される。
次に、各室内機5A、5Bについて説明する。
各室内機5A、5Bは、室内熱交換器51a、51b、液管接続部52L、53L、ガス管接続部52G、53G、および、室内ファン54a、54bをそれぞれ備える。
各室内機5A、5Bは、これら各構成装置(各室内ファン54a、54bを除く)が以下に説明する各冷媒配管によって接続され、上記冷媒回路100の一部をなす室内機冷媒回路50a、50bを形成する。なお、各室内機5A、5Bは同じ構成を有するため、以下の説明では、室内機5Aについて説明し、室内機5Bの構成については説明を省略する。
液管接続部52Lおよびガス管接続部52Gには、各冷媒配管が溶接やフレアナット等によって接続される。室内熱交換器51aは、室内機5Aが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、また、室内機5Aが暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
これにより、室内機5Aが設置された部屋の暖房あるいは冷房が行われる。なお、室内機5Aの吸込口の近傍には、室内温度センサ61aが備えられる。室内温度センサ61aは、室内機5Aの内部に流入する室内空気の温度(すなわち室内温度)を検出する。
次に、室外機2について詳しく説明する。
室外機2は、図2に全体斜視図を示すように、直方体状の筐体10を備える。筐体10は、底板11、前面パネル12、側面パネル15および天板16を有する。前面パネル12は、グリル12aおよびサービスパネル12bから構成される。
側面パネル15は、背面パネルの一部を兼ねている。筐体10の隅部には支柱17が設けられる(図3(b)参照)。支柱17、前面パネル12、および、側面パネル15の上下は、底板11および天板16の適所に設けられたねじ止め部にネジ止めされる。
グリル12aは、樹脂材あるいは鋼材を用いて格子状に形成したものであり、図2に示すように、熱交換器室4の前面側に設けられた室外機2の吹出口2fを覆うように配置される。
サービスパネル12bは、略長方形状の鋼板であり、機械室3の前面側を覆うように配置される。サービスパネル12bは、室外機2のメンテナンス作業時に機械室3にアクセスしやすいように着脱可能に取付けられる。
筐体10の内部の熱交換器室4には、図3に示すように、室外熱交換器23と室外ファン26が配置される。室外ファン26は、樹脂材で形成されたプロペラファンであり、室外熱交換器23の前方に配置される。室外ファン26は、モータ29の出力軸に取付けられ、モータ29が室外熱交換器23に固定されたモータ支持部30に取付けられる。
機械室3には、円筒状の圧縮機21が、円筒軸線を縦にした姿勢で底板11の上面に図示しない3つの防振用インシュレータを介して配置される。この圧縮機21は、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機である。圧縮機21は、モータ29によって駆動可能に構成され、インバータにより回転数が制御される。
これにより、機械室3の左右方向において、圧縮機21と側面パネル15との間、および、機械室3の前後方向において、圧縮機21と室外熱交換器23との間に、複数の室内機5A、5Bに接続ポートを介して接続される冷媒配管を収容するために必要な空間が確保される。
アキュムレータ25は、圧縮機21の外径よりも小さい円筒状をなし、圧縮機21の右側面の位置に軸線を縦にして拘束バンドで圧縮機21に装着される。図4に示すように、アキュムレータ25の上部中央の冷媒流入口には冷媒配管46が接続され、図1に示すように、この冷媒配管46を介して四方弁22のポートcに冷媒流入口が接続される。
四方弁22は、冷媒の流れる方向を切り換えるための切換弁である。四方弁22は、図3乃至図5に示すように、機械室3の後部寄りの位置であって、アキュムレータ25の上部よりも高い位置に設けられる。
四方弁22は、図1に示すように、a、b、c、dの4つのポートを有する。四方弁22のポートaは、前述したように圧縮機21の冷媒吐出口と吐出管41で接続される。また、四方弁22のポートbは、室外熱交換器23の一方の冷媒出入口と冷媒配管43をで接続され、ポートcは、前述したようにアキュムレータ25の冷媒流入口と冷媒配管46で接続される。
室外熱交換器23の他方の冷媒出入口には、室外機液管44の一端が接続される。室外熱交換器23は、冷媒回路100が冷房サイクルとなる場合は凝縮器として機能し、冷媒回路100が暖房サイクルとなる場合は蒸発器として機能するようになっている。
膨張弁24a、24bは、ソレノイド部によって各膨張弁24a、24bの開度がそれぞれ調整され、各室内機5A、5Bに流れる冷媒量をそれぞれ調整可能になっている。
図1に示すように、吐出管41には、圧縮機21から吐出される冷媒の圧力を検出する高圧センサ31と、圧縮機21から吐出される冷媒の温度を検出する吐出温度センサ33と、が設けられる。
冷媒配管46には、アキュムレータ25の冷媒流入口近傍に、圧縮機21に吸入される冷媒の圧力を検出する低圧センサ32と、圧縮機21に吸入される冷媒の温度を検出する吸入温度センサ34と、が設けられる。なお、以降の説明では、圧縮機21から吐出される冷媒の圧力を「高圧」、圧縮機21に吸入される冷媒の圧力を「低圧」と記載する場合がある。
液分岐管44bには、膨張弁24bと液管接続部28Lとの間の位置に、液側温度センサ36bが設けられる。液側温度センサ36bは、液側温度センサ36aと同様の構成を有するエアコン用サーミスタであり、検出対象となる液分岐管44bの管路外周面に外筒が密着状態で固定されて、液分岐管44bを流れる冷媒の温度を検出可能になっている。
ガス分岐管45bには、ガス側温度センサ37bが設けられる。ガス側温度センサ37bは、ガス側温度センサ37a同様の構成を有するエアコン用サーミスタであり、検出対象となるガス分岐管45bの管路外周面に外筒が密着状態で固定されて、ガス分岐管45bを流れる冷媒の温度を検出可能になっている。
次に、本実施形態の室外機2の機械室3における各液分岐管44a、44b、および、各ガス分岐管45a、45bの配置についてより詳しく説明する。
本実施形態では、各液分岐管44a、44bは、図7に拡大図示するように、一端が後述する各液管接続部27L、28Lに接続され、膨張弁24a、24b側に向けて戻るように略U字形状に湾曲形成された折り返し部A、Bを有する。なお、折り返し部A、Bを形成する際は、後述する折り返し部A、Bの各曲率半径寸法を各液分岐管44a、44bの外径寸法の二倍以上の曲率半径寸法とすれば、各液分岐管44a、44bを破損させることなく、折り返し部A、Bを形成できる。
折り返し部A、Bの途中部分には、円筒状の外筒を有する液側温度センサ36a、36bの外筒を液側温度センサ36a、36bの外周部に密着させて取り付け可能な長さに形成された直管部(後述するように、折り返し部Aでは、44a1の部分、折り返し部Bでは、44b1の部分)が設けられている。
そして、各水平部44a4、44b4には、筒状の緩衝部材39が巻回されるとともに、この緩衝部材39を介して各液分岐管44a、44bの水平部44a4と44b4と各ガス分岐管45a、45bの水平部45a1、45b1とが、拘束バンド等の拘束部材40によって固定されている。
次に、本実施形態の空気調和装置1が空調運転を行うときの、冷媒回路100における冷媒の流れや各部の動作を、図1を適宜参照しつつ説明する。
なお、以下の説明では、各室内機5A、5Bが暖房運転を行う場合について説明し、空気調和装置1が冷房運転を行う場合については詳細な説明を省略する。また、図1に示す矢印は、冷媒回路100における暖房運転時の冷媒の流れを示している。
空気調和装置1が暖房運転を行う場合、四方弁22は、図1に実線で示すように、四方弁22のポートaとポートdとが連通するとともに、ポートbとポートcとが連通するように切り換えられる。これにより、冷媒回路100は、図1に矢印で示す方向に冷媒が流れる状態となり、室外熱交換器23が蒸発器として機能するとともに、室内熱交換器51a、51bがそれぞれ凝縮器として機能する暖房サイクルとなる。
ガス管8Gを流れる冷媒は、室内機5Aのガス管接続部52Gを介して室内機5Aに流入する。室内機5Aに流入した冷媒は、室内機ガス管72aを介して室内熱交換器51aに流入し、室内ファン54aの回転により室内機5Aの内部に取り込まれた室内空気と熱交換を行って凝縮する。
このように、各室内機5A、5Bの室内熱交換器51a、51bは、それぞれ凝縮器として機能し、各室内熱交換器51a、51bで冷媒と熱交換を行った室内空気は、各室内機5A、5Bの吹出口から室内に吹き出され、これにより、各室内機5A、5Bが設置された各部屋が暖房される。
そして、室内熱交換器51aから流出した冷媒は室内機液管71aを流れ、液管接続部52Lを介して液管8Lに流出する。液管8Lを流れる冷媒は、液管接続部27Lを介して室外機2に流入し、液管接続部27Lから液分岐管44aに流入する。
各液分岐管44a、44bのそれぞれを流れる冷媒は、各膨張弁24a、24bによりそれぞれ減圧されて室外機液管44で合流する。室外機液管44で合流した冷媒は、室外機液管44を流れて室外熱交換器23に流入する。
なお、空気調和装置1が冷房運転を行う場合には、四方弁22を図1の破線で示す状態、すなわち、四方弁22のポートaとポートbとが連通するとともに、ポートcとポートdとが連通するように切り換えられる。これにより、冷媒回路100は、室外熱交換器23が凝縮器として機能するとともに、室内熱交換器51a、51bがそれぞれ蒸発器として機能する冷房サイクルとなる。
次に、本実施形態の室外機2における、機械室3の液管接続部およびガス管接続部近傍における管路配置による作用効果について説明する。
本実施形態のような、いわゆるマルチ機種の機械室3での冷媒配管は、複数の膨張弁24a、24b、配管接続部27G、28Gおよび27L、28L、並びに、各配管41~46をできる限りコンパクトに配置することで、室外機2の機械室3を小型化することが求められる。
問題(1) 複数の室内機が接続可能な室外機2を実現する上で、機械室3内の限られたスペース(前述した、圧縮機21と側面パネル15との間、および、圧縮機21と室外熱交換器23との間の空間)に接続ポート9から2つの膨張弁24a、24bそれぞれに接続される液分岐管44a、44bが収まるように、コンパクトに配管する必要がある。
問題(2) 但し、液分岐管44a、44bを配管する際、液側温度センサ36a、36bを取り付けるための直管部を、各液分岐管44a、44bに設ける必要がある。
問題(3) しかし、単純に各液分岐管44a、44bに直管部を設ければ、各液分岐管44a、44bが室外機2の前後方向、左右方向、および上下方向に大きくなり、コンパクトに各液分岐管44a、44bを配置できない。
問題(4) そこで、本実施形態の各液分岐管44a、44bのように、折り返し部AおよびBを設ければ、コンパクトに各液分岐管44a、44bを配置できるものの、折り返し部AやBに第一湾曲部44a2や44b2を設ける必要がある。特に、各液分岐管44a、44bには、膨張弁24aや24bが接続されるので、室外機2が落下した際や振動を受けた際に、第一湾曲部44a2や44b2を支点とし、膨張弁24aや24bの重さによって各液分岐管44a、44bが大きく揺られて、各液分岐管44a、44bが破損するおそれがある。
これにより、本実施形態の室外機2によれば、各液分岐管44a、44bを湾曲させてコンパクトに配管しつつも、液側温度センサ36a、36bの外筒部分の接触面積を広く確保できる。
つまり、ガス分岐管45a、45bよりも液分岐管44a、44bの方が管径が小さいことにより、ガス分岐管45a、45bと比べて液分岐管44a、44bの強度が弱いことに加えて、その強度の弱い液分岐管44a、44bに、重量のある膨張弁24a、24bが取り付けられるため、より強度のあるガス分岐管45a、45bに液分岐管44a、44bを固定させる。そのため、室外機2が落下した際や振動を受けても液分岐管44a、44bが振動することを抑制できるので、液分岐管44a、44bが破損するのを防ぐことができる。
例えば、上記実施形態では、傾斜直管部が第一ガス分岐管45aに設けられた例を示したが、これに限らず、傾斜直管部は、接続ポート9に接続される複数の冷媒分岐管44a,44b、45a,45bのいずれに対しても設けることができる。
2 室外機
2f (室外機の)吹出口
3 機械室
3s (室外機の)吸込口
4 熱交換器室
5A 室内機
5B 室内機
6 吹出グリル
7 カバー部材
8G、9G ガス管
8L、9L 液管
9 接続ポート
10 筐体
11 底板
11f 脚部
11t フランジ
12 前面パネル
12a グリル
12b サービスパネル
15 側面パネル
15a ポートパネル
15b コンジットパネル
16 天板
17 支柱
18 仕切板
20 室外機冷媒回路
21 圧縮機
22 四方弁
23 室外熱交換器
24a 第一膨張弁
24b 第二膨張弁
25 アキュムレータ
26 室外ファン
27G、28G (室外機の)ガス管接続部
27L、28L (室外機の)液管接続部
29 モータ
30 モータ支持部
31 高圧センサ
32 低圧センサ
33 吐出温度センサ
34 吸入温度センサ
35 冷媒温度センサ
36a 液側温度センサ
36b 液側温度センサ
37a ガス側温度センサ
37b ガス側温度センサ
38 外気温度センサ
39 緩衝部材
40 拘束部材
41 吐出管
42 吸入管
43 冷媒配管
44 室外機液管
44a 第一液分岐管
44b 第二液分岐管
45 室外機ガス管
45a 第一ガス分岐管
45b 第二ガス分岐管
45a1 (第一ガス分岐管の)水平部
45b1 (第二ガス分岐管の)水平部
46 冷媒配管
50a 室内機冷媒回路
50b 室内機冷媒回路
51a 室内熱交換器
51b 室内熱交換器
52G、53G (室内機の)ガス管接続部
52L、53L (室内機の)液管接続部
54a 室内ファン
54b 室内ファン
61a 室内温度センサ
61b 室内温度センサ
71a 室内機液管
71b 室内機液管
72a 室内機ガス管
72b 室内機ガス管
100 冷媒回路
A (第一液分岐管の)折り返し部
B (第二液分岐管の)折り返し部
Claims (6)
- 空気調和装置に用いられ、複数の室内機が冷媒配管を用いて接続される接続ポートと、複数の前記室内機と同数の膨張弁と、を筐体の機械室に有するとともに、室外熱交換器と吹出口を前記筐体の熱交換器室に有し、前記機械室の開口を着脱可能に覆うサービスパネルが前記吹出口が設けられる面に並んで設けられている室外機であって、
前記接続ポートと前記室外熱交換器とを接続する複数の冷媒分岐管を有し、
複数の前記冷媒分岐管のうち、少なくとも1本の冷媒分岐管の途中部分に、同冷媒分岐管を流れる冷媒の温度を検出する温度センサと、同温度センサを前記機械室の上方前側から装着可能な装着空間を確保するように当該室外機の底板に対して斜めに設けられるとともに、前記温度センサを取り付け可能な長さの傾斜直管部が前記サービスパネルに対して前記開口の上方前側から脱着可能なように斜めに設けられていることを特徴とする空気調和装置用室外機。 - 前記傾斜直管部を有する前記冷媒分岐管は、前記接続ポートに一端が接続されるガス分岐管である請求項1に記載の空気調和装置用室外機。
- 前記室内機として、第一室内機および第二室内機とを有し、
前記接続ポートは、前記第一室内機用の第一ガス管接続部と、同第一ガス管接続部よりも低い位置に配置された前記第二室内機用の第二ガス管接続部とを有し、
前記傾斜直管部を有する前記ガス分岐管は、前記第一ガス管接続部に接続される第一ガス分岐管である請求項2に記載の空気調和装置用室外機。 - 前記第二ガス管接続部に接続される第二ガス分岐管をさらに有し、前記傾斜直管部を有する前記第一ガス分岐管は、前記第一ガス管接続部から水平方向前方に延びる水平部と、同水平部の前側を斜め下方に向けて曲げて形成された前記傾斜直管部と、同傾斜直管部の下部先端を下方に曲げて形成された垂直直管部と、を有し、前記垂直直管部が、一端が前記第二ガス管接続部に接続される前記第二ガス分岐管に接続するように配管される請求項3に記載の空気調和装置用室外機。
- 前記接続ポートは、前記第一室内機用の第一液管接続部と、同第一液管接続部よりも低い位置に配置された前記第二室内機用の第二液管接続部とを有し、
複数の前記冷媒分岐管は、前記第一液管接続部に接続される第一液分岐管と、前記第二液管接続部に接続される第二液分岐管と、を有し、
前記傾斜直管部を有する前記第一ガス分岐管は、前記水平部が、同水平部に上下方向で対向する前記第一液分岐管の水平部分と平行に設けられるとともに、同第一液分岐管に、拘束部材によって固定されている請求項4に記載の空気調和装置用室外機。 - 前記膨張弁として、前記第一室内機用の第一膨張弁と、前記第二室内機用の第二膨張弁を有し、
前記各膨張弁は、膨張弁本体と、同膨張弁本体の内部の弁体をスライド移動可能に駆動させるソレノイド部と、をそれぞれ有するとともに、前記各膨張弁のソレノイド部が前記膨張弁本体の上部に装着され、且つ、前記ソレノイド部の可動軸が上下方向となるように設置されており、
前記第一膨張弁の可動軸線が、前記第二膨張弁の可動軸線よりも前記筐体内の前面寄りの位置に設置されている請求項3~5のいずれか一項に記載の空気調和装置用室外機。
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