JPH11218306A - 冷媒加熱器、室外機ユニットおよび空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷媒加熱器において、圧力損失が大きく燃焼
筒の内部に十分な空気を送り込むために大型で比較的出
力の大きな強力な送風装置を必要とすることが問題とさ
れている。 【解決手段】 屋外から取入れた空気と燃料とを内部で
混合して燃焼させる断面円形の燃焼筒４２と、燃焼筒４
２の側壁に貫通形成された空気流入孔４２ａと、空気流
入孔４２ａの内面との間に間隙を設けた状態で先端を気
化室Ｓ1に向けて配置された燃料供給ノズル４３とを備
え、暖房運転時に室内熱交換器１１において液化された
冷媒を加熱し気化させたうえで圧縮機２２に送出する冷
媒加熱器２６について、燃焼筒４２の外壁面に位置する
空気流入孔４２ａの開口部４２ｂを、外壁面側において
広く燃焼筒４２の内部に向かって漸次収縮されるラウン
ド形状とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、暖房運転時に、液
冷媒を加熱しガス冷媒として循環させる冷媒加熱式の空
気調和機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ヒートポンプを利用して暖房を行
う空気調和機の他に、冷媒加熱方式を採用した空気調和
機が開発されている。冷媒加熱式の空気調和機は、室内
熱交換器、圧縮機、室外熱交換器、膨張弁等に加え、暖
房運転時に室外熱交換器にかわって液冷媒を加熱して蒸
発気化させる冷媒加熱器を室外機ユニットに備えるもの
で、冷媒加熱器において灯油やプロパンガス等の燃料を
燃焼させて燃焼ガスを発生させ、さらにこの燃焼ガスで
液冷媒を加熱して気化させるようになっている。

【０００３】この冷媒加熱式の空気調和機には、ヒート
ポンプ式の空気調和機やファンヒータ等と比較して次の
ようなメリットがある。 (１)ヒートポンプ式の空気調和機では、特に寒冷地等で
屋外の気温が極端に低くなった場合に、室外熱交換器に
おける熱交換（液冷媒を屋外の空気で加熱して蒸発気化
させる）が十分に行われず、所望の暖房状態を実現でき
ない可能性がある。これに対し冷媒加熱式の空気調和機
では、液冷媒を冷媒加熱器によって強制的に加熱して気
化させるので、屋外の気温に左右されずに安定した暖房
運転を行って所望の暖房状態を実現することができる。 (２)ヒートポンプ式の空気調和機では、室外熱交換器に
霜が付着して熱交換が十分に行えなくなった場合に、暖
房運転を停止して一時的に冷房運転を行い、室外熱交換
器から放熱して霜を除去するいわゆるデフロスト動作が
数時間おきに行われるため、快適性が損われることがあ
る。これに対し冷媒加熱式の空気調和機では、デフロス
ト動作を行う必要がないので低温、多湿の状況下でも常
に安定した暖房運転を行って所望の暖房状態を実現する
ことができる。 (３)ファンヒータでは、燃焼ガスが室内に排気されるた
めに定期的に室内の換気を行う必要があり、暖房効率が
悪い。これに対し冷媒加熱式の空気調和機では、冷媒加
熱器が室外機ユニットに収納されており燃焼ガスは屋内
に排出されるので換気の頻度が少なくて済み、暖房効率
の向上が見込める。

【０００４】ここで冷媒加熱器について説明する。冷媒
加熱器には、屋外の空気を取り込んで後段の燃焼部に供
給する給気部と、給気部から供給された空気と燃料とを
混合して燃焼させ、高温の燃焼ガスを発生させる燃焼部
と、燃焼部において発生させた燃焼ガスにより液冷媒を
加熱する熱交換部とが設けられている。

【０００５】燃焼部を図７に示す。燃焼部は、円筒形の
ケーシング１の内部に有底円筒状の燃焼筒２が収納され
て構成されている。燃焼筒２の側壁には、燃料と混合し
て予混合気となる一次空気を気化室Ｓ1に流入させる空
気流入孔２ａが形成されており、この空気流入孔２ａに
は、先端を燃焼筒２の内部に挿入させた状態で燃料供給
ノズル３が配設されている。また、燃焼筒２の側壁に
は、燃料供給ノズル３から噴射された燃料を加熱して気
化させるヒータ４が、気化室Ｓ1を取り巻くようにして
埋め込まれている。

【０００６】燃焼筒２の内側底面中央には、円柱状の突
起部５が立設されている。この突起部５の中心には、給
気部から供給される二次空気を燃焼室Ｓ2に向けて流通
させる空気流路５ａが、燃焼筒２の軸線方向に向けて開
設されている。空気流路５ａのうち、燃焼筒２の底面側
に位置する開口部５ｂには、燃焼室への二次空気の流入
量を制限する縮径部分が設けられている。さらに、燃焼
筒２の内部には、気化室Ｓ1を形成する気化室隔壁６が
設けれらており、その中央には突起部５の側面との間に
間隙を設けた状態に形成された筒状部６ａが設けられて
いる。

【０００７】冷媒加熱器を作動させると、屋外から取り
込まれた空気の一部が空気流入孔２ａから気化室Ｓ1に
流入し、燃焼筒２の内壁面に沿って一方向に旋回するス
ワール流を形成する。燃料供給ノズル３から噴射された
燃料は前方に位置する燃焼筒２の内壁面に衝突し、ヒー
タ４によって加熱気化されたのちスワール流に乗って旋
回しながら一次空気と混合し、突起部５の側面と筒状部
６ａとの間隙を通って燃焼室Ｓ2に流入する。また、屋
外から取り込まれた空気の残りが空気流路５ａを通って
燃焼室Ｓ2に流入する。そして、燃焼室Ｓ2において予混
合気が点火されて二次空気とともに燃焼し、高温の燃焼
ガスを発生させる。燃焼が開始されると、燃焼の熱の一
部を燃焼室Ｓ2側の燃焼筒４２壁面で回収して燃料の気
化に用いる。したがって、ヒータ４は燃焼開始時に燃焼
筒４２の温度が低いときのみ作動する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の冷媒
加熱器には、次のような問題点が指摘されている。 (１)燃焼筒の側壁に埋設されたヒータによって空気流入
孔が制限を受け、必要な開口径が得られないために一次
空気の圧力損失が大きくなるので、燃焼筒の内部に十分
な量の一次空気を送り込むためには大型で比較的出力の
大きな送風装置が必要となり、室外機ユニットの小型化
を阻害するとともに製造コストの増加を招く原因とな
る。 (２)空気流路の開口部に設けられた縮径部分は空気流路
の内面に対して段を設けた形状に形成されており、この
段付き形状によって二次空気の圧力損失が大きくなるの
で、燃焼室に向けて十分な量の二次空気を送り込むため
には大型で比較的出力の大きな送風装置が必要となり、
室外機ユニットの小型化を阻害するとともに製造コスト
の増加を招く原因となる。

【０００９】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、燃焼筒における圧力損失の低減を図って冷媒加
熱器の小型化による室外機ユニットのコンパクト化なら
びに空気調和機の製造コスト削減を実現することを目的
としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
の課題を解決するために以下の構成を採用する。すなわ
ち、請求項１記載の冷媒加熱器は、屋外から取入れた空
気と燃料とを内部で混合して燃焼させる断面円形の燃焼
筒と、該燃焼筒の側壁に貫通形成された空気流入孔と、
該空気流入孔の内面との間に間隙を設けた状態で先端を
燃焼筒の内部に向けて配置された燃料供給ノズルとを備
え、空気調和機における暖房運転時に室内熱交換器で液
化された冷媒を加熱し気化させたうえで圧縮機に送出す
る冷媒加熱器であって、燃焼筒の外壁面に位置する空気
流入孔の開口部が、外壁面側において広く燃焼筒の内部
に向かって漸次収縮される形状を有することを特徴とす
るものである。

【００１１】この冷媒加熱器においては、空気流入孔の
開口部が、外壁面側において広く燃焼筒の内部に向かっ
て漸次収縮される形状を有することによって空気流入孔
の流路抵抗が減少し、燃焼筒における圧力損失が低減さ
れるので、小型で比較的出力の小さい送風装置を採用し
ても従来とかわらない燃焼効率が得られるようになる。

【００１２】請求項２記載の冷媒加熱器は、屋外から取
入れた空気と燃料とを内部で混合して燃焼させる断面円
形の燃焼筒と、該燃焼筒の側壁に接線方向に向けて貫通
形成された空気流入孔と、該空気流入孔の内面との間に
間隙を設けた状態で先端を燃焼筒の内部に向けて配置さ
れた燃料供給ノズルとを備え、空気調和機における暖房
運転時に室内熱交換器で液化された冷媒を加熱し気化さ
せたうえで圧縮機に送出する冷媒加熱器であって、燃焼
筒の周囲を旋回し空気流入孔に対して鈍角をなす側面か
ら流入する空気の流れを形成する空気流形成手段が設け
られていることを特徴とするものである。

【００１３】この冷媒加熱器においては、空気流入孔に
対して鈍角をなす側面から流入する空気の流れが形成さ
れることによって空気流入孔の流路抵抗が減少し、燃焼
筒における圧力損失が低減されるので、小型で比較的出
力の小さい送風装置を採用しても従来とかわらない燃焼
効率が得られるようになる。

【００１４】請求項３記載の冷媒加熱器は、屋外から取
入れた空気と燃料とを内部で混合して燃焼させる断面円
形の燃焼筒と、該燃焼筒の側壁に貫通形成された空気流
入孔と、該空気流入孔の内面との間に間隙を設けた状態
で先端を燃焼筒の内部に向けて配置された燃料供給ノズ
ルと、燃焼筒の内部に立設された突起部を燃焼筒の底面
から貫いて形成された空気流路とを備え、空気調和機に
おける暖房運転時に室内熱交換器で液化された冷媒を加
熱し気化させたうえで圧縮機に送出する冷媒加熱器であ
って、空気流路の断面形状が、燃焼筒の底面に位置する
開口部において狭く、突起部の先端に向かうにつれて漸
次拡大される形状を有することを特徴とするものであ
る。

【００１５】この冷媒加熱器においては、空気流路の断
面形状が、燃焼筒の底面に位置する開口部において狭く
途中で漸次拡大される形状を有することによって空気流
路の流路抵抗が減少し、燃焼筒における圧力損失が低減
されるので、小型で比較的出力の小さい送風装置を採用
しても従来とかわらない燃焼効率が得られるようにな
る。

【００１６】請求項４記載の冷媒加熱器は、請求項１、
２または３記載の冷媒加熱器の少なくともふたつを組み
合わせて構成されることを特徴とするものである。

【００１７】この冷媒加熱器においては、請求項１、２
または３記載の冷媒加熱器の少なくともふたつを組み合
わせることによって燃焼筒における圧力損失が大幅に低
減されるので、より小型で出力の小さい送風装置を採用
しても従来とかわらない燃焼効率が得られるようにな
る。

【００１８】請求項５記載の室外機ユニットは、請求項
１、２、３または４記載の冷媒加熱器と、該冷媒加熱器
において気化された冷媒を吸入圧縮し室内熱交換器に送
出する圧縮機とを備えることを特徴とするものである。

【００１９】この室外機ユニットにおいては、小型化が
図られるとともに製造コストが削減された冷媒加熱器を
備えることで室外機ユニット自体のコンパクト化と製造
コストの削減とが可能となる。

【００２０】請求項６記載の室外機ユニットは、前記冷
媒加熱器または室外熱交換器のいずれかを選択的に作動
させ、室内熱交換器で液化された冷媒を加熱し気化させ
ることを特徴とするものである。

【００２１】この室外機ユニットにおいては、燃料切れ
等により冷媒加熱運転を停止せざるを得ない場合でも、
ヒートポンプ運転に切り換えて作動させることで暖房を
続行することが可能となる。

【００２２】請求項７記載の空気調和機は、請求項５ま
たは６記載の室外機ユニットと、暖房運転時に該室外器
ユニットから送出された冷媒を凝縮液化させることで室
内の空気を暖める室内熱交換器を有する室内機ユニット
とを備えることを特徴とするものである。

【００２３】この空気調和機においては、コンパクト化
が図られるとともに製造コストが削減された室外機ユニ
ットを備えることで空気調和機自体の製造コストの削減
が可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明に係る冷媒加熱器、室外機
ユニットおよび空気調和機の第１の実施形態を図１ない
し図５に示して説明する。図１に示す空気調和機は室内
機ユニット１０と室外機ユニット２０とから構成されて
いる。室内機ユニット１０には、冷房運転時に低温低圧
の液冷媒を蒸発気化させて室内の空気から熱を奪い、暖
房運転時には高温高圧のガス冷媒を凝縮液化させて室内
の空気を暖める室内熱交換器１１が具備されている。

【００２５】室外機ユニット２０には、冷房運転時に高
温高圧のガス冷媒を凝縮液化させて屋外の空気に放熱す
る室外熱交換器２１と、室内熱交換器１１または室外熱
交換器２１のいずれかから吸入されるガス冷媒を圧縮し
て高温高圧のガス冷媒として吐出する圧縮機２２と、圧
縮機２２に流入するガス冷媒に含まれる液状成分を貯留
するアキュムレータ２３と、圧縮機２２において圧縮さ
れた高温高圧のガス冷媒を室内熱交換器１１または室外
熱交換器２１のいずれかに選択的に送出する四方弁２４
と、冷房運転時に室外熱交換器２１から送出される高温
高圧の液冷媒を減圧、膨張させて低温低圧の液冷媒とす
るキャピラリチューブ２５とに加え、暖房運転時に高温
高圧の液冷媒を加熱して高温高圧のガス冷媒とする冷媒
加熱器２６が具備されている。

【００２６】冷媒加熱器２６は、暖房運転時、室外機ユ
ニット２０に併設された燃料タンク２７から定油面器２
８を介して電磁ポンプ２９の作動により供給される灯油
やプロパンガス等の燃料を燃焼させて高温の燃焼ガスを
発生させ、この燃焼ガスで室内熱交換器１１において液
化された高温高圧の液冷媒を加熱して高温高圧のガス冷
媒とするものである。

【００２７】冷媒加熱器２６には、図２に示すように、
屋外の空気を取り込んで後段の燃焼部に供給する給気部
３０と、給気部３０から供給された空気と灯油やプロパ
ンガス等の燃料とを混合して燃焼させる燃焼部４０と、
燃焼部４０において発生させた燃焼ガスにより液冷媒を
加熱する熱交換部５０とが設けられている。

【００２８】給気部３０は、円筒状の円筒状のケーシン
グ３１の内部に、ひとつないし複数のファン３２とこれ
らファン３２を回転駆動させる駆動モータ３３とが収納
されて構成されている。ケーシング３１の側面には屋外
の空気を取り込む空気取入口３４が設けられている。フ
ァン３２の回転によってケーシング３１の内側に取り込
まれた空気は駆動モータ３３の側面に沿って流れ、ケー
シング３１に設けられた連通口３５から燃焼部４０に供
給されるようになっている。

【００２９】燃焼部４０は、駆動モータ３３に近接する
ケーシング３１の一端面に固定された円筒状のケーシン
グ４１に有底円筒状の燃焼筒４２が収納されて構成され
ている。ケーシング４１には、図３に示すように、燃焼
筒４２の周囲を旋回し、後述する空気流入孔４２ａに対
して鈍角をなす一方の側面から流入する空気の流れを形
成するフィン（空気流形成手段）４１ａが連通口３５に
隣接して設けられている。フィン４１ａはケーシング４
１の一部を切開して燃焼筒４２側に折り込んで傾斜させ
たもので、図４に示すようにケーシング４１の底面に周
方向に沿って複数設けられている。

【００３０】燃焼筒４２の側壁には、給気部３０から供
給される空気の一部（以下、一次空気とする）を燃焼筒
４２の内部に流入させる空気流入孔４２ａが、断面円形
の燃焼筒４２の側壁に対し接線方向と平行に開通されて
いる。空気流入孔４２ａの開口部４２ｂは、図５に示す
ように燃焼筒４２の外壁面側において広く、内部に向か
って曲面をなしながら漸次収縮されるラウンド形状をな
している。

【００３１】空気流入孔４２ａには、燃焼筒４２の内部
に向けて燃料を噴射する燃料供給ノズル４３が挿入され
ている。燃料供給ノズル４３は前述した電磁ポンプ２９
に接続されており、空気流入孔４２ａの配設方向と平行
かつ空気流入孔４２ａの内面との間に間隙を設けた状態
に配置されている。

【００３２】さらに、燃焼筒４２の側壁には、燃焼筒４
２の内部に空気を流入させる補助空気流入孔４２ｃが複
数設けられている。これら補助空気流入孔４２ｃは、燃
焼筒４２の内壁面のうち燃料供給ノズル４３から噴射さ
れた燃料が衝突する部分に、燃焼筒４２の側壁に沿って
周方向に離間して設けられており、しかもそれぞれが燃
焼筒４２の側壁に対する接線と平行な方向に設けられて
いる。

【００３３】給気部３０から供給された空気は、空気流
入孔４２ａと燃料供給ノズル４３との間に設けられた間
隙および補助空気流入孔４２ｃを通って燃焼筒４２の内
部に流入し、空気流入孔４２ａから流入した空気は燃焼
筒４２の内壁面に沿って一方向に流れてスワール流を形
成し、各補助空気流入孔４２ｃを通って流入した空気は
スワール流と合流して流れの勢いを強めるようになって
いる。

【００３４】また、燃焼筒４２の側壁には、燃焼筒４２
の内部に供給された燃料を加熱して蒸発気化させるヒー
タ４４が、後述する気化室Ｓ1を取り巻くようにして埋
め込まれている。ヒータ４４は両端子４４ａ、４４ｂを
空気流入孔４２ａを両側から突出させた状態に埋設され
ており、燃料供給ノズル４３はヒータ４４と同一断面内
に配置され、燃料供給ノズル４３の噴射方向前方に正対
する位置にヒータ４４が埋め込まれた状態となってい
る。

【００３５】燃焼筒４２の内側底面中央には、円柱状の
突起部４５が立設されている。この突起部４５の中心に
は、給気部３０から供給される残りの空気（以下、二次
空気とする）を後述する燃焼室Ｓ2に向けて流通させる
空気流路４５ａが、燃焼筒４２の軸線方向に向けて開設
されている。空気流路４５ａの内面には、燃焼筒４２の
外側底面に位置する開口部４５ｂにおいて狭く、突起部
４５の先端に向かって漸次拡大されるテーパ面４５ｃが
設けられている。給気部３０から供給された二次空気
は、空気流路４５ａを通って燃焼室Ｓ2に流入するよう
になっている。

【００３６】燃焼筒４２の内部には、内部底面との間で
気化室Ｓ1を形成する気化室隔壁４６が、燃焼筒４２の
底面に対して水平に設置されている。気化室隔壁４６は
燃焼筒４２内部の空間に合わせて円形とされ、その中央
には突起部４５の側面との間に間隙を設けた状態に形成
された筒状部４６ａが設けられており、突起部４５の側
面と筒状部４６ａとの間に設けられた間隙は、予混合気
を気化室Ｓ1から燃焼室Ｓ2に流入させる流路をなしてい
る。燃焼筒４２の内部に流入した一次空気は、気化室Ｓ
1において燃料と混合されて予混合気となり、突起部４
５に沿って流れて筒状部４６ａとの間隙を通って気化室
Ｓ1から流出するようになっている。

【００３７】さらに、燃焼筒４２の内部は、予混合気を
噴出して燃焼させる複数の炎孔４７ａが穿設されたバー
ナ隔壁４７により、気化室Ｓ1と燃焼室Ｓ2とに分割され
ている。炎孔４７ａは燃焼筒４２の周方向に沿って等間
隔に離間して配列されている。 気化室Ｓ1から流出し
た予混合気は、凹所４７ｂの内面に沿って外方に拡散す
るように流れて各炎孔４７ａから噴出するようになって
いる。

【００３８】燃焼室Ｓ2には、炎孔４７ａから噴出され
る予混合気に点火する点火プラグ４９が配設されてい
る。燃焼室Ｓ2に噴出した予混合気は点火プラグ４９に
より点火され、二次空気とともに燃焼して高温の燃焼ガ
スとなって熱交換部５０に流入するようになっている。

【００３９】熱交換部５０は、ケーシング４１ｂの燃焼
ガス流出方向側の開放端に固定された熱交換部本体５１
の周囲に、室内熱交換器１１で液化された高温高圧の液
冷媒を流通させ圧縮機２２に向けて送出する冷媒配管５
２が、屈曲された状態で添設されて構成されている。

【００４０】熱交換部本体５１は、冷媒配管５２が添設
される有底円筒状の外筒５３と、外筒５３の内面との間
に十分な間隙を設けた状態で外筒５３の内部に配置され
た有底円筒状の内筒５４とを備えており、外筒５３の開
口端を燃焼部４０に対向させ、外筒５３の内部で内筒５
４の開口端を開放した状態に配置されている。

【００４１】また、外筒５３の周囲に配された冷媒配管
５２には筒状の遮熱板５５が被され、外筒５３の底面に
は、熱交換部本体５１の内部を流通した燃焼ガスを屋外
に向けて排出する排気筒５６が連結されている。

【００４２】熱交換部５０に流入した燃焼ガスは内筒５
４の内部に流入し、底面に当ってＵターンし内筒５４の
開口端まで戻ったところで再びＵターンして流れの遅い
乱流状態となる。そして、外筒５３と内筒５４との間隙
を外筒５３の底面に向けて流れる過程で冷媒配管５２を
流れる液冷媒との間で熱交換を行って冷やされたのち排
気筒５６から屋外に排出されるようになっている。

【００４３】上記のように構成された空気調和機では、
冷房運転時において、四方弁２４は圧縮機２２と室外熱
交換器２１、室内熱交換器１１とアキュムレータ２３、
がそれぞれ接続された状態となっている。この状態か
ら、圧縮機２２から吐出された高温高圧のガス冷媒は室
外熱交換器２１に送られる。

【００４４】高温高圧のガス冷媒は室外熱交換器２１で
凝縮液化され、屋外の空気に放熱して高温高圧の液冷媒
となる。さらにこの高温高圧の液冷媒はキャピラリチュ
ーブ２５を通過する過程で減圧されて低温低圧の液冷媒
となり、逆止弁６０を経て室内機ユニット１０に送られ
る。

【００４５】室内機ユニット１０に送られた低温低圧の
液冷媒は室内熱交換器１１で蒸発気化され、室内の空気
から熱を奪って冷却したのち、低温低圧のガス冷媒とな
り、室外機ユニット２０に送られる。

【００４６】室外機ユニット２０に送られた低温低圧の
ガス冷媒は四方弁２４および逆止弁６１を経てアキュム
レータ２３に流入し、液状成分が分離されたのち圧縮機
２１に吸入される。圧縮機２１に吸入されたガス冷媒は
圧縮機２１の作動により圧縮され、高温高圧のガス冷媒
となって再び室外熱交換器２１に送られる。

【００４７】一方、暖房運転時においては、四方弁２４
は圧縮機２２と室内熱交換器１１、室外熱交換器２１と
アキュムレータ２３、がそれぞれ接続された状態となっ
ている。この状態から、圧縮機２２から吐出された高温
高圧のガス冷媒は室内機ユニット１０の室内熱交換器１
１に送られる。

【００４８】高温高圧のガス媒体は室内熱交換器１１で
凝縮液化され、室内の空気に放熱して暖めたのち、高温
高圧の液冷媒となって室外機ユニット２０に送られる。
室外機ユニット２０に送られた高温高圧の液冷媒は、逆
止弁６０により室外熱交換器２１への流入を阻止される
が、電磁弁６２が開放されて冷媒加熱器２６に流入す
る。

【００４９】冷媒加熱器２６に流入した液冷媒は冷媒加
熱器２６の作動により加熱されて蒸発気化され、高温高
圧のガス冷媒となってアキュムレータ２３に流入し、液
状成分が分離されたのち圧縮機２１に吸入される。圧縮
機２１に吸入されたガス冷媒は圧縮機２１の作動により
圧縮され、さらに高温高圧のガス冷媒となって再び室内
熱交換器１１に送られる。

【００５０】暖房運転時の冷媒加熱器では、空気流入孔
４２ａの開口部４２ｂが燃焼筒４２の外壁面側において
広く内部に向かって漸次収縮されるラウンド形状をなす
ことに加え、フィン４１ａにより燃焼筒４２の周囲を旋
回し空気流入孔４２ａに対して鈍角をなす側面から流入
するスワール流が形成されることによって空気流入孔４
２ａの流路抵抗が減少する。さらに、空気流路４５ａの
断面形状が、燃焼筒４２の外側底面に位置する開口部４
５ｂにおいて狭く突起部４５の先端に向けて漸次拡大さ
れるテーパ形状をなすことによって空気流路４５ａの流
路抵抗が減少する。

【００５１】上記のように構成された空気調和機によれ
ば、燃焼筒４２における圧力損失が大幅に低減されるこ
とで、小型で出力が小さく調達コストも安価な送風装置
を採用しても従来とかわらない燃焼効率が得られるよう
になるため、冷媒加熱器２６を小型化するとともに製造
コストを削減することができる。したがって、冷媒加熱
器２６の小型化により室外機ユニット２０のコンパクト
化を図って汎用性を高めることができる。また、冷媒加
熱器２６の製造コスト削減により空気調和機自体の製造
コストを削減することができる。なお、空気流入孔４２
ａの開口部４２ｂは、図５に示したラウンド形状に限ら
ず、例えばテーパ形状であっても同様の効果が得られ
る。

【００５２】次に、本発明に係る冷媒加熱器、室外機ユ
ニットおよび空気調和機の第２の実施形態を図６に示し
て説明する。なお、前記第１の実施形態において既に説
明した構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
図６に示す空気調和機は、暖房を行う際に、冷媒加熱器
２６を作動させて行う冷媒加熱運転または従来のヒート
ポンプ運転のいずれかを選択的に行うことが可能ないわ
ゆる冷媒加熱式-ヒートポンプ式併用型の空気調和機で
ある。

【００５３】この空気調和機には、室外機ユニット２０
に、暖房運転時に室内熱交換器１１から送出される高温
高圧の液冷媒を減圧、膨張させて低温低圧の液冷媒とす
るキャピラリチューブ７０と、冷房運転時に閉塞されて
室外熱交換器２１から送出される高温高圧の液冷媒の流
通を阻止し、暖房運転時には開放されて高温高圧の液冷
媒をキャピラリチューブ７０に向けて流通させる電磁弁
７１とが具備されている。

【００５４】上記のように構成された空気調和機では、
冷房運転時において電磁弁７１が閉塞されるため、第１
の実施形態に示した空気調和機と同様の冷房サイクルが
実現される。

【００５５】一方、暖房運転時においては、例えば燃料
タンク２７内の燃料がすべて消費されてしまった場合、
電磁弁６２が閉塞されるとともに電磁弁７１が開放さ
れ、冷媒加熱運転が停止されてヒートポンプ運転が開始
される。すなわち、圧縮機２２から吐出された高温高圧
のガス冷媒は室内機ユニット１０の室内熱交換器１１に
送られる。

【００５６】高温高圧のガス冷媒は室内熱交換器１１で
凝縮液化され、室内の空気に放熱して暖めたのち、高温
高圧の液冷媒となって室外機ユニット２０に送られる。
室外機ユニット２０に送られた高温高圧の液冷媒は、逆
止弁６０により室外熱交換器２１への流入を阻止され、
閉塞された電磁弁６２により冷媒加熱器２６への流入を
阻止されるが、電磁弁７１が開放されてキャピラリチュ
ーブ７０を通過する過程で減圧され、低温低圧の液冷媒
となって室外熱交換器２１に送られる。

【００５７】低温低圧の液冷媒は室外熱交換器２１で蒸
発気化され、屋外の空気から熱を奪って低温低圧のガス
冷媒となり、四方弁２４および逆止弁６１を経てアキュ
ムレータ２３に流入し、液状成分が分離されたのち圧縮
機２２に吸入される。圧縮機２２に吸入されたガス冷媒
は圧縮されて高温高圧のガス冷媒となり、再び室内熱交
換器１１に送られる。なお、冷媒加熱運転とヒートポン
プ運転との切り換えは燃料切れを検知して自動的に行わ
せるだけでなく、必要に応じて人為的に行うことも可能
である。

【００５８】上記のように構成された空気調和機によれ
ば、冷媒加熱運転中に燃料切れとなっても、ヒートポン
プ運転に切り換えて作動させることで暖房を続行するこ
とができる。また、燃料切れではなくても、必要に応じ
て冷媒加熱運転とヒートポンプ運転とを切り換えること
で運転コストを削減することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る冷媒
加熱器によれば、空気流入孔の開口部を、外壁面側にお
いて広く燃焼筒の内部に向かって漸次収縮される形状と
することにより、空気流入孔の流路抵抗が減少して燃焼
筒における圧力損失が低減されるので、小型で比較的出
力の小さい送風装置でも従来とかわらない燃焼効率が得
られるようになり、冷媒加熱器自体の小型化を図るとと
もに製造コストを削減することができる。

【００６０】本発明に係る冷媒加熱器によれば、空気流
入孔に対して鈍角をなす側面から流入する空気の流れを
形成することにより、空気流入孔の流路抵抗が減少して
燃焼筒における圧力損失が低減されるので、小型で比較
的出力の小さい送風装置でも従来とかわらない燃焼効率
が得られるようになり、冷媒加熱器自体の小型化を図る
とともに製造コストを削減することができる。

【００６１】本発明に係る冷媒加熱器によれば、空気流
路の断面形状を、燃焼筒の底面に位置する開口部におい
て狭く突起部の先端に向けて漸次拡大される形状とする
ことにより、空気流路の流路抵抗が減少して燃焼筒にお
ける圧力損失が低減されるので、小型で比較的出力の小
さい送風装置でも従来とかわらない燃焼効率が得られる
ようになり、冷媒加熱器自体の小型化を図るとともに製
造コストを削減することができる。

【００６２】本発明に係る冷媒加熱器によれば、空気流
入孔の開口部を外壁面側において広く突起部の先端に向
けて漸次収縮される形状とすること、燃焼筒の周囲を旋
回し空気流入孔に対して鈍角をなす側面から流入する空
気の流れを形成すること、空気流路の断面形状を燃焼筒
の底面に位置する開口部において狭く途中で漸次拡大す
る形状とすること、これらの技術を少なくともふたつ組
み合わせることによって燃焼筒における圧力損失が大幅
に低減されるので、小型で出力の小さい送風装置を採用
しても従来とかわらない燃焼効率が得られるようにな
り、冷媒加熱器のさらなる小型化を図るとともに製造コ
ストを大幅に削減することができる。

【００６３】本発明に係る室外機ユニットによれば、冷
媒加熱器の小型化ならびに製造コスト削減を実現するこ
とで、この冷媒加熱器を備える室外機ユニット自体のコ
ンパクト化を図るとともに製造コストを削減することが
できる。

【００６４】また、本発明に係る室外機ユニットによれ
ば、前記冷媒加熱器または室外熱交換器のいずれかを選
択的に作動させ、室内熱交換器で液化された冷媒を加熱
し気化させることにより、燃料切れ等により冷媒加熱運
転を停止せざるを得ない場合でも、ヒートポンプ運転に
切り換えて作動させることで暖房を続行することができ
る。さらに、燃料切れではなくても必要に応じて冷媒加
熱運転とヒートポンプ運転とを切り換えることで空気調
和機の運転コストを削減することができる。

【００６５】本発明に係る空気調和機によれば、室外機
ユニットのコンパクト化ならびに製造コスト削減を実現
することで、この室外機ユニットを備える空気調和機自
体の製造コストを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る冷媒加熱器、室外機ユニットお
よび空気調和機の第１の実施形態を示す概略構成図であ
る。

【図２】 図１に示した冷媒加熱器の側断面図である。

【図３】 図２に示す冷媒加熱器のうち、特に燃焼部を
示す側断面図である。

【図４】 図３に示す冷媒加熱器のうち、特にフィンが
設けられたケーシングを示す斜視図である。

【図５】 図３におけるV−V線矢視断面図である。

【図６】 本発明に係る冷媒加熱器、室外機ユニットお
よび空気調和機の第２の実施形態を示す概略構成図であ
る。

【図７】 従来の冷媒加熱式の空気調和機に具備される
冷媒加熱器の要部断面図である。

【符号の説明】

１０ 室内機ユニット １１ 室内熱交換器 ２０ 室外機ユニット ２１ 室外熱交換器 ２２ 圧縮機 ２６ 冷媒加熱器 ３０ 給気部 ４０ 燃焼部 ４１ａ フィン（空気流形成手段） ４２ 燃焼筒 ４２ａ 空気流入孔 ４２ｃ 補助空気流入孔 ４３ 燃料供給ノズル ４４ ヒータ ４５ 突起部 ４５ａ 空気流路 ５０ 熱交換部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屋外から取入れた空気と燃料とを内部で
   混合して燃焼させる断面円形の燃焼筒と、該燃焼筒の側
   壁に貫通形成された空気流入孔と、該空気流入孔の内面
   との間に間隙を設けた状態で先端を燃焼筒の内部に向け
   て配置された燃料供給ノズルとを備え、空気調和機にお
   ける暖房運転時に室内熱交換器で液化された冷媒を加熱
   し気化させたうえで圧縮機に送出する冷媒加熱器であっ
   て、 前記燃焼筒の外壁面に位置する前記空気流入孔の開口部
   が、外壁面側において広く燃焼筒の内部に向かって漸次
   収縮される形状を有することを特徴とする冷媒加熱器。
2. 【請求項２】 屋外から取入れた空気と燃料とを内部で
   混合して燃焼させる断面円形の燃焼筒と、該燃焼筒の側
   壁に接線方向に向けて貫通形成された空気流入孔と、該
   空気流入孔の内面との間に間隙を設けた状態で先端を燃
   焼筒の内部に向けて配置された燃料供給ノズルとを備
   え、空気調和機における暖房運転時に室内熱交換器で液
   化された冷媒を加熱し気化させたうえで圧縮機に送出す
   る冷媒加熱器であって、 前記燃焼筒の周囲を旋回し前記空気流入孔に対して鈍角
   をなす側面から流入する空気の流れを形成する空気流形
   成手段が設けられていることを特徴とする冷媒加熱器。
3. 【請求項３】 屋外から取入れた空気と燃料とを内部で
   混合して燃焼させる断面円形の燃焼筒と、該燃焼筒の側
   壁に貫通形成された空気流入孔と、該空気流入孔の内面
   との間に間隙を設けた状態で先端を燃焼筒の内部に向け
   て配置された燃料供給ノズルと、燃焼筒の内部に立設さ
   れた突起部を燃焼筒の底面から貫いて形成された空気流
   路とを備え、空気調和機における暖房運転時に室内熱交
   換器で液化された冷媒を加熱し気化させたうえで圧縮機
   に送出する冷媒加熱器であって、 前記空気流路の断面形状が、前記燃焼筒の底面に位置す
   る開口部において狭く前記突起部の先端に向かうにつれ
   て漸次拡大される形状を有することを特徴とする冷媒加
   熱器。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３記載の冷媒加熱器
   の少なくともふたつを組み合わせて構成されることを特
   徴とする冷媒加熱器。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４記載の冷媒加
   熱器と、該冷媒加熱器において気化された冷媒を吸入圧
   縮し室内熱交換器に送出する圧縮機とを備えることを特
   徴とする室外機ユニット。
6. 【請求項６】 前記冷媒加熱器または室外熱交換器のい
   ずれかを選択的に作動させ、室内熱交換器で液化された
   冷媒を加熱し気化させることを特徴とする請求項５記載
   の室外機ユニット。
7. 【請求項７】 請求項５または６記載の室外機ユニット
   と、暖房運転時に該室外器ユニットから送出された冷媒
   を凝縮液化させることで室内の空気を暖める室内熱交換
   器を有する室内機ユニットとを備えることを特徴とする
   空気調和機。