JPS6256423B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、室外熱交換側に、燃焼を熱源とする
室外加熱器を組込んだ室外加熱器付き冷・暖房機
に関するものである。

第１図は、室外熱交換器側に室外加熱器を組込
んだ室外加熱器付き冷・暖房機のサイクル構成
図、第２図は、従来の室外加熱器を示す、第１図
のＸ―Ｘ断面に相当する拡大断面図である。

第１図において１は圧縮機、２は、冷房時と暖
房時とで冷媒流路を切り換える四方弁、３は室外
熱交換器、４は暖房用逆止弁、５は暖房用減圧
器、６は冷房用逆止弁、７は冷房用減圧器、８は
室内熱交換器、９は、圧縮機１への冷媒の液戻り
を防ぐアキユムレータ、１０は、外気温度が下が
つた場合の暖房用熱源として使用する室外加熱
器、１１は、室内熱交換器３又は室外加熱器１０
への冷媒流路を切り換える三方弁、１５は、三方
弁１１から分岐し、その途中で室外加熱器１０の
室外加熱器壁１４にそわせた冷媒管である。

このようなサイクル構成において、夜や真冬等
の低外気温時には、十分な暖房能力を得るために
三方弁１１を切り換えて、冷媒を圧縮機１→四方
弁２→室内熱交換器８→冷房用逆止弁６→室外加
熱器１０→四方弁２→アキユムレータ９→圧縮機
１の順に流し、室外加熱器１０の発生熱を室内へ
運んで部屋を暖房することにより、外気温度に関
係なくほぼ一定の暖房能力を得ることができる。

また、室外加熱器１０は、燃焼を熱源とするも
のであり、第２図に示すように、燃焼部１２と、
その室外加熱器壁１４の外側に冷媒配管１５をそ
わせた冷媒加熱部１３とからなり、冷媒加熱部１
３では室外加熱器壁１４からの熱伝導を介して、
室内熱交換器８で凝縮された冷媒配管１５内の液
冷媒を加熱気化させるものである。なお、１６は
燃焼ガスの排気口であり、１７は燃焼の炎であ
る。

ところで、室外加熱器１０は燃焼熱を効率よく
冷媒配管１５内の冷媒に伝えられる構造にする必
要がある。このためには、燃焼ガス側における燃
焼ガス―室外加熱器壁１４間の（熱伝達率）×（伝
熱面積）の積と、冷媒側における室外加熱器壁１
４―冷媒間の（熱伝達率）×（伝熱面積）の積とを
同等にする必要がある。ここで、燃焼ガス側は輻
射・対流伝熱状態であり、一方冷媒側は沸騰伝熱
状態であつて、熱伝達率は後者の方がはるかに大
きい。

したがつて、燃焼ガス側では伝熱面積を冷媒側
に比べて十分大きくする必要があるが、従来は、
この問題について何ら考慮されていなかつた。

本発明は、上記した従来の問題点を解決し、伝
熱性能のすぐれた室外加熱器を組込んだ室外加熱
器付き冷・暖房機の提供を、その目的とするもの
である。

本発明は室外加熱器付き冷・暖房機の特徴は、
少なくとも圧縮機、室内熱交換器、室外熱交換器
を備えた冷凍サイクルの前記室外熱交換器と並列
に、その室外加熱器壁に冷媒配管を取付け、燃焼
を熱源として前記冷媒配管を流れる冷媒を加熱す
るように構成した室外加熱器を設けた室外加熱器
付き冷・暖房機において、室外加熱器壁の内面
に、該内面側および外面側における、（熱伝達
率）×（伝熱面積）の値がほぼ等しくなるような寸
法の伝熱フインを設けた室外加熱器付き冷・暖房
機にある。

以下本発明を実施例によつて説明する。

第３図は、本発明の一実施例に係る室外加熱器
１０Ａを示し、第３図ａは、第１図のＸ―Ｘ断面
に相当する拡大断面図、第３図ｂは、第１図のＹ
―Ｙ断面に相当する拡大断面図である。

この第３図において、第２図と同一番号を付し
たものは同一部分である。そして１９は、付加す
る室外加熱器壁１４の内面に、この内面側および
外面側における、（熱伝達率）×（伝熱面積）の値
がほぼ等しくなるような寸法で、対応する両内壁
面をつなぐように設けられた伝熱フインに係る連
結フインである。また１８は、室外加熱器１０Ａ
の内側の連結フイン１９の上部に設けられた空洞
部である。

このように構成した室外加熱器１０Ａにおい
て、燃焼ガスは連結フイン１９及び室外加熱器壁
１４と熱交換し、さらに室外加熱器壁１４を介し
て冷媒配管１５内の冷媒を加熱する。この結果室
外加熱器１０Ａの燃焼ガス側と冷媒側とで（熱伝
達率）×（伝熱面積）の積を同等にでき伝熱性能を
向上できる。また、熱交換されて十分温度の下が
つた燃焼ガスは空洞部１８を通り、さらに排気口
１６から外へ放出されるものである。

第４図は、本発明の他の実施例に係る室外加熱
器１０Ｂを示し、第４図ａは、第１図のＸ―Ｘ断
面に相当する拡大断面図、第４図ｂは、第１図の
Ｙ―Ｙ断面に相当する拡大断面図である。

この第４図において、第３図と同一番号を付し
たものは同一部分である。そして２０は、対向す
る室外加熱器壁１４の内側に、独立して交互に設
けられた、伝熱フインに係る独立フインである。

このように構成した室外加熱器１０Ｂにおいて
も、第３図で説明したと同様に、燃焼ガス側と冷
媒側の（熱伝達率）×（伝熱面積）の積を同等にで
きて伝熱性能を向上できるものである。

第５図は、本発明のさらに他の実施例に係る室
外加熱器１０Ｃを示し、第５図ａは、第１図のＸ
―Ｘ断面に相当する拡大断面図、第５図ｂは、第
１図のＹ―Ｙ断面に相当する拡大断面図である。

この第５図において、第３図と同一番号を付し
たものは同一部分である。そして２１は、第３図
における連結フイン１９の中間を分断したものに
相当する、伝熱フインに係る分断フインである。

このように構成した室外加熱器１０Ｃにおいて
も、第３図で説明したと同様に、燃焼ガス側と冷
媒側の（熱伝達率）×（伝熱面積）の積を同等にで
きて伝熱性能を向上できるものである。

第６図は、第３図の実施例に係るものの変形例
を示し、第１図のＹ―Ｙ断面に相当する拡大断面
図である。

２２は、室外加熱器壁１４から離れるに従つて
フイン厚さを薄くした、伝熱フインに係る連結フ
インである。

フイン厚さを室外加熱器壁１４から遠ざかるに
したがつて薄くしても、伝熱性能に関係するフイ
ン効率は一様厚さものにくらべてほとんど変らな
いことを考慮して、本実施例の室外加熱器１０Ｄ
は、フイン厚さを薄くし材料の量を減らしてコス
トの低減をはかつたものである。

第７図は、第４図の実施例に係るものの変形例
を示し、第１図のＹ―Ｙ断面に相当する拡大断面
図である。

２３は、室外加熱器壁１４から離れるにしたが
つてフイン厚さを薄くした、伝熱フインに係る独
立フインである。

このように構成した室外加熱器１０Ｅにおいて
も、フイン厚さを薄くし材料の量を減らしてコス
トの低減をはかつたものである。

第８図は、第５図の実施例に係るものの変形例
を示し、第１図のＹ―Ｙ断面に相当する拡大断面
図である。

２４は、室外加熱器壁１４から離れるにしたが
つてフイン厚さを薄くした、伝熱フインに係る分
断フインである。

このように構成した室外加熱器１０Ｆにおいて
も、フイン厚さを薄くし材料の量を減らしてコス
トの低減をはかつたものである。

第９図は、第３図の実施例に係るものの他の変
形例を示し、第１図のＸ―Ｘ断面に相当する拡大
断面図である。

２５は、燃焼の炎１７に近接する部分を斜めに
切り落した、伝熱フインに係る連結フインである
（二点鎖線で示した伝熱フインについては後述す
る）。

炎１７付近では連結フイン１９（第３図）が非
常に高温の炎１７で直接加熱されるため、この付
近の室外加熱器壁１４が冷媒の耐熱温度以上に上
昇することがある。

本実施例の室外加熱器１０Ｇは、炎１７付近の
フイン伝熱面積を減らしてここでの伝熱量を減少
させることによつて、冷媒がその耐熱温度以上に
加熱されて劣化するのを防止したものである。

第１０図は、第４図の実施例に係るものの他の
変形例を示し、第１図のＸ―Ｘ断面に相当する拡
大断面図である。

２６は、燃焼の炎１７に近接する部分を斜めに
切り落した、伝熱フインに係る独立フインである
（二点鎖線で示した伝熱フインについては後述す
る）。

このように構成した室外加熱器１０Ｈも、炎１
７付近のフイン伝熱面積を減らしてここでの伝熱
量を減少させることによつて、冷媒の劣化を防止
したものである。

第１１図は、第５図の実施例に係るものの他の
変形例を示し、第１図のＸ―Ｘ断面に相当する拡
大断面図である。

２７は、燃焼の炎１７に近接する部分を斜めに
切り落した、伝熱フインに係る分断フインである
（二点鎖線で示した伝熱フインについては後述す
る）。

このように構成した室外加熱器１０Ｉも、炎１
７付近のフイン伝熱面積を減らしてここでの伝熱
量を減少させることによつて、冷媒の劣化を防止
したものである。

なお、前記第９図，第１０図，第１１図に示し
た各実施例は、それぞれ第３図の連結フイン１
９、第４図の独立フイン２０、第５図の分断フイ
ン２１の炎１７に近接する部分を斜めに切り落し
たものであるが、第６図の連結フイン２２、第７
図の独立フイン２３、第８図の分断フイン２４の
炎１７に近接する部分をそれぞれ斜めに切り落し
ても同等の効果がある。

ところで、燃焼の炎１７付近では、室外加熱器
壁１４が非常に高温になり、その上下方向に大き
な温度勾配ができ、室外加熱器壁１４に異常な熱
応力が発生し、き裂を生ずることがある。

このようなことを防止するためには、前記第９
図，第１０図および第１１図に二点鎖線で示した
位置まで伝熱フインを斜めに切り落し、伝熱フイ
ンの伝熱面積を、燃焼の炎１７から遠ざかるにつ
れて大きくするようにすればよい。

燃焼ガスは上方に行くにつれて徐々に温度が下
がるため、室外加熱器壁１４の各高さ位置での伝
熱フインの伝熱面積を、燃焼ガス温度と室外加熱
器壁１４の温度との差にほぼ反比例して、前記し
たように炎１７から遠ざかるにつれて増してやれ
ば、室外加熱器壁１４の各高さ位置での伝熱量が
同一になり、室外加熱器壁１４の温度がほぼ均一
になり、その熱応力を低下させることができる。

以上の各実施例で説明したように、室外加熱器
壁の内面に伝熱フインを設けたことにより、冷媒
側及び燃焼ガス側における（熱伝達率）×（伝熱面
積）の積を同等にできて伝熱性能を向上でき、な
お伝熱フインの炎に近接する部分を斜めに切り落
すことにより、冷媒がその耐熱温度以上に加熱さ
れることがなく、さらに伝熱フインの伝熱面積を
炎から遠ざかるにつれて大きくすることにより、
室外加熱器壁の温度分布が均一化され室外加熱器
壁に生ずる熱応力が低減して室外加熱器壁のき裂
等の心配がなくなる。

その結果、伝熱性能にすぐれ、且つ信頼性の高
い室外加熱器とすることができる。

以上詳細に説明したように本発明によれば、冷
媒側および燃焼ガス側における（熱伝達率）×（伝
熱面積）の積を同等にできて伝熱性能を向上で
き、なお、伝熱フインの炎に近接する部分を斜め
に切り落すことにより、冷媒がその耐熱温度以上
に加熱されることがなく、さらに、伝熱フインの
伝熱面積を炎から遠ざかるにつれて大きくするこ
とにより、室外加熱器壁の温度分布が均一化され
室外加熱器壁に生ずる熱応力が低減して室外加熱
器壁のき裂などの心配がなくなり、その結果、燃
焼熱を冷媒へ効率よく伝達することができ、且つ
信頼性の高い室外加熱器を組込んだ室外加熱器付
き冷・暖房機を提供することができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、室外熱交換器側に室外加熱器を組込
んだ室外加熱器付き冷・暖房機のサイクル構成
図、第２図は、従来の室外加熱器を示す、第１図
のＸ―Ｘ断面に相当する拡大断面図、第３図は、
本発明の一実施例に係る室外加熱器を示し、第３
図ａは、第１図のＸ―Ｘ断面に相当する拡大断面
図、第３図ｂは、第１図のＹ―Ｙ断面に相当する
拡大断面図、第４図は、本発明の他の実施例に係
る室外加熱器を示し、第４図ａは、第１図のＸ―
Ｘ断面に相当する拡大断面図、第４図ｂは、第１
図のＹ―Ｙ断面に相当する拡大断面図、第５図
は、本発明のさらに他の実施例に係る室外加熱器
を示し、第５図ａは、第１図のＸ―Ｘ断面に相当
する拡大断面図、第５図ｂは、第１図のＹ―Ｙ断
面に相当する拡大断面図、第６図は、第３図の実
施例に係るものの変形例を示し、第１図のＹ―Ｙ
断面に相当する拡大断面図、第７図は、第４図の
実施例に係るものの変形例を示し、第１図のＹ―
Ｙ断面に相当する拡大断面図、第８図は、第５図
の実施例に係るものの変形例を示し、第１図のＹ
―Ｙ断面に相当する拡大断面図、第９図は、第３
図の実施例に係るものの他の変形例を示し、第１
図のＸ―Ｘ断面に相当する拡大断面図、第１０図
は、第４図の実施例に係るものの他の変形例を示
し、第１図のＸ―Ｘ断面に相当する拡大断面図、
第１１図は、第５図の実施例に係るものの他の変
形例を示し、第１図のＸ―Ｘ断面に相当する拡大
断面図である。 １…圧縮機、３…室外熱交換器、８…室内熱交
換器、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０
Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｉ…室外加熱
器、１４…室外加熱器壁、１５…冷媒配管、１７
…燃焼の炎、２２，２５…連結フイン、２３，２
６…独立フイン、２４，２７…分断フイン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも圧縮機、室内熱交換器、室外熱交
   換器を備えた冷凍サイクルの前記室外熱交換器と
   並列に、その室外加熱器壁に冷媒配管を取付け、
   燃焼を熱源として前記冷媒配管を流れる冷媒を加
   熱するように構成した室外加熱器を設けた室外加
   熱器付き冷・暖房機において、室外加熱器壁の内
   面に、該内面側および外面側における、（熱伝達
   率）×（伝熱面積）の値がほぼ等しくなるような寸
   法の伝熱フインを設けたことを特徴とする室外加
   熱器付き冷・暖房機。 ２ 伝熱フインの、燃焼の炎に近接する部分を斜
   めに切り落したものである特許請求の範囲第１項
   記載の室外加熱機付き冷・暖房機。 ３ 伝熱フインの伝熱面積を、燃焼の炎から遠ざ
   かるにつれて大きくしたものである特許請求の範
   囲第１項記載の室外加熱器付き冷・暖房機。