JPS6315499B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的には熱交換器に係り、更に詳
細には屋内ユニツトの一部として組込まれ屋内フ
アンを回転駆動するために使用されるフアンモー
タと熱交換する関係にて流れる空気流を制御する
装置を含むヒートポンプの屋内ユニツトに係る。

典型的な可逆サイクル型又はヒートポンプ型の
空調装置は、屋内熱交換器及び屋外熱交換器とコ
ンプレツサと膨張装置とを有する冷却回路を含ん
でいる。かかる空調装置には、空調装置が暖房モ
ードにて運転されている場合には冷媒の流れを直
接屋内熱交換器へ導き、空調装置が冷房モードに
て運転されている場合には屋外熱交換器へ冷媒の
流れを導く逆転弁が組込まれている。冷却回路は
屋内ユニツト内を流れる空気、典型的には空調さ
れるべき空間へ戻される空気と、屋外ユニツトと
熱交換する関係にある屋外大気との間にて熱エネ
ルギの交換を行う作用をなす。従つて熱エネルギ
は空調装置の作動モードに基き、屋外の大気と屋
内の空間との間にて伝達される。

ヒートポンプ装置に於て使用される典型的な屋
内ユニツトは屋内熱交換器として機能する熱交換
器を含んでいる。この熱交換器は屋内ユニツトが
熱エネルギを放出する暖房モードにて運転されて
いる場合にはコンデンサとなり、空調装置が熱エ
ネルギを吸収する冷房モードにて運転されている
場合にはエバポレータとなる。かかる典型的な屋
内ユニツトは空調されるべき空間と屋内熱交換器
との間にて空気を循環供給するフアンを含んでい
る。上述の如き熱交換器は従来より一般に、空調
されるべき空間の種々の部分へ導管系により接続
されたケーシング内に装着されている。

従来のヒートポンプ装置に於ては、屋内フアン
を回転駆動する屋内フアンモータは屋内ユニツト
を郭定するケーシング内であつて、空調されるべ
き空間へ屋内ユニツトを経て流動する空気流内に
配置されている。作動中には、屋内フアンモータ
は電気エネルギを空気を循環供給するための機械
的エネルギに変換し、更に熱エネルギに変換す
る。かくして発生される熱エネルギはモータと熱
交換する関係にて流れる空気に与えられ、これに
よりヒートポンプ装置の暖房能力が増大される。

ヒートポンプが冷却モードにて作動されている
場合には、フアンの熱エネルギは屋内空気流中へ
発散され、これにより屋内ユニツトの全体として
の冷房負荷が増大される。従来の冷房のみを行う
空調装置に於ては、モータの運転により発生され
た熱エネルギが空調されるべき空間へ供給される
空気とは独立した熱シンクへ発散されるよう、空
気流外にフアンモータを配置することにより上述
の如き問題が回避されていた。

本発明はヒートポンプが暖房モードにて運転さ
れている場合にはフアンモータにより発生された
熱エネルギが屋内空気により吸収され、ヒートポ
ンプが冷房モードにて運転されている場合には、
フアンモータにより発生された熱エネルギが独立
した熱シンクへ放出されるよう、屋内空気流の流
路を切替えるものである。従つてフアンモータに
より使用され熱エネルギに変換されるエネルギ
は、屋内ユニツトが暖房モードにて運転されてい
る場合には屋内ユニツトの暖房能力を増大するた
めに使用され、屋内ユニツトが冷房モードにて運
転されている場合には冷房負荷を増大することが
ないよう屋内空気流外へ放出される。本明細書に
於ては、屋内フアンモータにより発生された熱エ
ネルギを有効に使用すべく屋内空気の流路を変化
させる特殊な装置が開示される。上述の如く、屋
内フアンモータは屋内ユニツトを郭定するケーシ
ング内に部分的に延在するブラケツト上に装着さ
れる。屋内ユニツト内を流れる空気流はブラケツ
トの周りにカバーが配置されてモータへ空気が流
れることが阻止されていない限り、モータと熱交
換する関係にて流れる。モータよりの熱エネルギ
がケーシング外の空気へ伝達されることがないよ
う、屋内ユニツトが暖房モードにて運転されてい
る場合にモータの周りを覆う追加の包囲体が設け
られる。屋内ユニツトが冷房モードにて運転され
ている場合には、屋内空気がモータと熱交換する
関係より解除されるよう、モータのブラケツトは
覆われ、モータよりの熱エネルギが屋内ユニツト
を囲繞する熱シンクへ発散されるよう、モータの
ケーシング外へ延在する部分を覆う包囲体が除去
される。上述の熱シンクは冷房モード中に於ける
熱エネルギの増大が住居所有者にとつてそれほど
重大な問題ではない地下室、ガレージ、屋根裏、
又はこれと同様の他の空間の空気であつてよい。

本発明の目的は、改良されたヒートポンプ装置
を提供することである。

本発明の他の一つの目的は、ヒートポンプ装置
の全体としての性能を改善する方法を提供するこ
とである。

本発明の更に他の一つの目的は、ヒートポンプ
装置が暖房モードにて運転されている場合には、
屋内空気を屋内フアンモータと熱交換する関係に
もたらす装置を提供することである。

本発明の更に他の一つの目的は、ヒートポンプ
装置が冷房モードにて運転されている場合には、
フアンモータよりの熱エネルギを屋内ユニツト外
の空気へ発散させる装置及び方法を提供すること
である。

本発明の更に他の一つの目的は、屋内ユニツト
が暖房モードと冷房モードとの間に切替えられる
場合に、フアンモータを冷却する空気流の通路と
の間に切換えを行う安全で経済的で信頼性の高い
方法を提供することである。

本発明の更に他の一つの目的は、ヒートポンプ
と共に使用される安全で経済的で信頼性が高く製
造容易な屋内ユニツトを提供することである。

これらの目的は、本発明の好ましい実施例によ
れば、屋内熱交換器と屋外熱交換器とコンプレツ
サとを有する冷却回路を含み空調されるべき空間
を加熱し冷却する空調装置によつて達成される。
屋内熱交換器は空調されるべき空間の空気通路の
一部を郭定し、内部に空調されるべき空間へ空気
を循環供給するフアンを有するケーシング内に装
着される。空調装置は更に、屋内熱交換器と空調
されるべき空間との間にて空気を循環供給させる
フアンを回転駆動すべく該フアンに接続されたフ
アンモータと、冷房が必要とされている場合には
屋内熱交換器に於て空調されるべき空間へ循環供
給される空気より熱エネルギを吸収し、暖房が必
要とされている場合には屋内熱交換器より空調さ
れるべき空間へ循環供給される空気へ熱エネルギ
を放出する制御手段と、暖房が必要とされている
場合には空調されるべき空間へ循環供給される空
をフアンモータと熱交換する関係にもたらし、冷
房が必要とされている場合には空調されるべき空
間へ循環供給される空気をフアンモータを迂回し
て導く空気流制御手段とを含んでいる。空気流制
御手段は更に、ケーシングと平行に延在するモー
タブラケツトであつてそれにフアンモータを固定
するための手段を含むモータブラケツトを含んで
おり、モータブラケツト及びケーシングは互に共
働してそれらの間に空気流通路を郭定している。
また空気流制御手段は、ケーシングとモータブラ
ケツトとの間に郭定された空気流通路に沿つて空
気が流れることを阻止すべく、モータブラケツト
上に嵌合する寸法にて形成されたカバー組立体を
含んでいる。更にケーシング外の空気によりフア
ンモータが冷却されることを阻止すべくフアンモ
ータの周りを覆う包囲体が設けられる。

また本明細書に於ては、空調されるべき空間と
該空調されるべき空間へ空気を循環供給するため
のフアン及び該フアンを回転駆動するための電気
モータを含む領域との間にて熱エネルギの伝達を
行う逆転可能な冷却回路を含む空調装置の運転方
法が開示される。この運転方法は空調されるべき
空間より熱エネルギを吸収し又は空調されるべき
空間へ熱エネルギを放出すべく冷却回路を選択的
に作動させる過程と、フアンを回転駆動して空調
されるべき空間へ空気を循環供給すべくフアンモ
ータを励動させる過程と、前記冷却回路を作動さ
せる過程が空調されるべき空間へ熱エネルギを放
出するモードである場合には、前記フアンモータ
を励動させる過程により循環供給される空気をフ
アンモータと熱交換する関係にもたらし、前記冷
却回路を作動させる過程が空調されるべき空間よ
り熱エネルギを吸収するモードである場合には、
前記空気をフアンモータと熱交換する関係にもた
らす過程を解除する過程とを含んでいる。

これより本発明を住居用の空調装置の一部とし
て設置されるよう構成された屋内熱交換器につい
て説明するが、本発明に関連する熱交換器は暖炉
又は他の独立した加熱装置との組合せで設置され
てもよく、また空調されるべき空間を暖房若しく
は冷房するためにのみ使用されてもよい。また屋
内ユニツトは空調されるべき空間内に設置される
のではなく、建物に近接した空間内に、屋根の上
に、建物に隣接した地面上に、又は屋内熱交換器
及びフアンと空調されるべき空間の間に屋内空気
通路が延在する他の任意の場所に設置されてよ
い。更に、フアンモータは、ヒートポンプが冷房
モードにて運転されている場合には、フアンモー
タ内にて発生された熱エネルギがケーシング外の
空気へ発散されるよう配列される。かかる目的
で、フアンモータは、フアンにより発生された熱
エネルギが空調装置に対する冷房負荷を実質的に
増大させることがないよう空気に発散されるよ
う、大気中、地下室、屋根裏、又はこれと同様の
他の位置に配置される。

更に、フアンモータが部分的にケーシング内に
延在しケーシング外に延在するようフアンモータ
を装着する特殊な構造について説明するが、これ
と同様の構成に於てフアンモータを装着する他の
構造によつてもこれと同一の目的が達成され、フ
アンモータの全体がケーシング内に又はケーシン
グ外に装着されてもよく、かかる目的を達成すべ
く空気流が適宜に導かれてもよいことに留意され
たい。換言すれば、フアンモータはその全体がケ
ーシング内に装着されてよく、かかる状況に下に
於ては、フアンモータの熱エネルギがケーシング
外に於て発散されることが望ましい場合には、ケ
ーシング外よりの空気はケーシングを収容する補
助的な包囲体内に導かれる。かかる目的で空気を
循環供給するフアンであつてモータ内に一体的に
組込まれたフアンが使用されてもよい。これと全
く逆の構成は、空調装置が暖房モードにて運転さ
れている場合にフアンモータが屋内空気と熱交換
する関係にもたらされるよう、フアンモータの全
体をケーシング外に配置し、ケーシング外に設け
られ内部にフアンモータを収容する補助的な包囲
体へ屋内空気を導くことである。

更に、与えられる全加熱エネルギを増大させる
ことが望ましい場合にはフアンモータの熱エネル
ギを利用し、ヒートポンプが暖房モードより冷房
モードに切換えられた場合に空気流が適宜なモー
ドにて自動的に導かれるよう、冷却負荷が増大さ
れることが望ましくない場合にはフアンモータの
熱エネルギを熱シンクへ発散させるという本発明
の目的を達成すべく、屋内ユニツト内の空気流を
自動的に切換える装置を組込むことは本発明の範
囲内に属するものである。また上述の如き結果を
達成すべくソレノイド、ダンパ、モータ、又はこ
れと同様の他の装置も使用されてよい。更に以下
に説明する如きカバーや包囲体を追加する必要も
なく空気流を適宜に導くべく自動切換装置との組
合せで潜在的な空気流を閉塞する多数の方法が使
用されてもよい。

以下に添附の図を参照しつつ、本発明を実施例
について詳細に説明する。

添附の第１図に於て、屋内ユニツト１０は屋内
熱交換器２０とケーシング１２とフアン３０と屋
内フアンモータ５０とを含んでいる。フアン３０
は軸受３６及び３４により支持されたシヤフト５
２上に装着されており、空気を屋内ユニツト１０
を経て上方へ導くべくフアンスクロール内に配置
されている。矢印１８は屋内ユニツトを通過する
空気の流れを示しており、空気は入口孔１４を経
て屋内ユニツトへ流入し、フアン３０内へ流入
し、屋内熱交換器２０を経て上方へ導かれ、出口
孔１６を経て屋内ユニツト外へ吐出される。屋内
熱交換器２０は空気流を横切つて斜めに装着され
ており、熱交換器２０へ液体冷媒導管及び冷媒蒸
気導管を接続するための接続手段２２を有してい
る。屋内フアンモータ５０は部分的にケーシング
内に位置し部分的にケーシング外に位置するよう
装着されている。ケーシング１２にはフアンモー
タ５０を支持するためのモータブラケツト６０が
設けられている。

第２図はフアン支持構造を示す分解斜視図であ
る。モータ５０は典型的なフアンモータであり、
その一端より延在するボルト５４とフアンが装着
されるシヤフト５２とを有している。モータブラ
ケツト６０は支持部６２と該支持部に対し垂直な
脚部６４及び６５とモータブラケツト６０をケー
シング１２に固定すべくそれぞれ脚部６４及び６
５に接続されたフランジ部６６及び６８とを有し
ている。脚部６４及び６５は、ケーシング１２と
モータブラケツト６０との間に空気流通路１００
が郭定されるよう、モータブラケツトの支持部６
２をケーシング１２より隔置する作用をなす。モ
ータ５０の少なくとも一部は空気流通路１００内
に装着される。

更にモータブラケツト６０の支持部６２はモー
タ５０のシヤフト５２が貫通するシヤフト孔７４
と三つの支持孔７６とを郭定しており、各支持孔
７６内には垂直方向に摺動する摺動可能なナツト
７８が嵌込まれている。ナツト７８はボルト５４
と共働してモータ５０を所定の位置に固定する作
用をなす。ケーシング１２と係合した状態にてモ
ータブラケツト６０全体がケーシングに対し相対
的に摺動すると共にナツト７８がモータブラケツ
トに対し相対的に摺動することにより、フアンモ
ータ５０がフアンと整合される。更に脚部６４に
設けられた脚孔７２は図には示されていない締結
手段を受けるようになつている。フランジ部６６
に設けられたフランジ孔７０はモータブラケツト
６０をケーシング１２に固定すべく締結手段を受
けるようになつている。

モータブラケツト６０にはカバー８０が被せら
れるようになつており、カバー８０は背面部８２
と該背面部より垂直に延在する二つの閉塞部８４
とを有するＵ字形の部材である。背面部８２には
カバー孔８６が設けられており、これらの孔はカ
バー８０の組付け時にカバーがモータブラケツト
６０と係合するよう摺動され、これにより空気流
通路１００がカバー８０の閉塞部８４により覆わ
れて通路１００内を流れる空気流がフアンモータ
５０と熱交換することが抑制されるよう、脚孔７
２と整合されている。

更に第２図には、窪み部９２を郭定する平坦な
プレートを含む封止部材９０が示されている。封
止部材９０はフアンモータ５０の一部が窪み部９
２内へ延在する状態にてケーシング１２に固定さ
れるよう構成されている。封止部材９０には、該
封止部材をケーシング１２に固定するための締結
手段を受ける孔９４が設けられている。

第３図は、屋内ユニツトが冷房モードにて作動
されている場合に、フアンモータ５０により発生
された熱エネルギがケーシング１２外の空気に発
散されるよう、所定の位置にてモータブラケツト
６０に固定されたフアンモータ５０を示してい
る。第３図に示されている如く、モータブラケツ
ト６０はケーシング１２に固定されている。ボル
ト５４はフアンモータのシヤフト５２がモータブ
ラケツト６０を貫通して延在しフアンに係合する
状態にて、モータブラケツト６０に係合してフア
ンモータ５０をモータブラケツトに固定してい
る。カバー８０の閉塞部８４がモータブラケツト
６０の頂部及び底部を横切つて延在して空気流通
路１００を覆い、これによりケーシング１２とモ
ータブラケツト６０とカバー８０とが屋内の空気
がフアンモータと熱交換する関係にて流れること
を阻止する包囲体をケーシング内に郭定するよ
う、カバー８０はカバーボルト８８にてモータブ
ラケツト６０に固定されている。更に、フアンモ
ータ５０の一部はケーシング１２より図にて左方
へ屋内ユニツト外へ延在している。モータ５０に
は該モータへ電流を供給するためのリード線５８
が接続されている。屋内ユニツトの冷房モードで
の作動中には、フアンモータ５０のケーシング外
の部分がケーシング外の空気と熱交換する関係に
あり、ケーシング外の空気によりフアンよりの熱
エネルギが吸収されてフアンの冷却が行われる。

第４図は暖房モードの場合に於けるフアン支持
構造を示す第３図と同様の部分図である。モータ
ブラケツト６０はケーシング１２に装着されてお
り、ボルト５４を介してフアンモータ５０を支持
している。フアンシヤフト５２はフアンを回転駆
動すべくモータブラケツト６０を貫通して延在し
ている。脚部６４及びフランジ部６６も図示され
ている。第４図に於てはカバーは設けられておら
ず、空気は矢印１９にて示されている如く、フア
ンモータ５０と熱交換する関係にてモータブラケ
ツト６０とケーシング１２との間に郭定された空
間をその最下部より上方へ流動可能である。矢印
１９はかかる空気流を示している。

ケーシング１２外にはフアンモータ５０のケー
シング１２外へ延在する部分を覆う窪み部９２を
含む封止部材９０が配置されている。封止部材９
０はフアンモータ５０と包囲体外の空気との間に
て熱伝達が行われることを阻止し、これによりフ
アンにより発生された熱エネルギがフアンモータ
と熱交換関係にある屋内空気流へ発散されるよう
になつている。

以上の説明より、屋内ユニツトが暖房モードに
て運転されている場合には、屋内の空気流はフア
ンモータと熱交換する関係にもたらされ、これに
よりフアンにより発生された熱エネルギが屋内空
気に添加されることが理解されよう。冷房モード
の位置が第３図に示されており、この場合にはフ
アンモータへ供給される熱エネルギはケーシング
１２外の空気へ発散され、これによりフアンによ
り発生された熱エネルギは屋内フアン空気流には
添加されず、従つて建物の全体としての冷房負荷
が増大されることはない。フアンモータの熱エネ
ルギを適宜に導くことにより、ヒートポンプの性
能が改善される。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳
細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて種々の実
施例が可能であることは当業者にとつて明らかで
あろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は空調装置の屋内ユニツトを示す側面図
である。第２図はフアンモータ装着構造を示す分
解斜視図である。第３図はケーシング外の空気へ
熱エネルギを放出するよう装着されたフアンモー
タを示す側面図である。第４図はケーシングを経
て循環供給される屋内空気へ熱エネルギを放出す
るよう装着されたフアンモータを示す側面図であ
る。 １０…屋内ユニツト、１２…ケーシング、１４
…入口孔、１６…出口孔、２０…屋内熱交換器、
２２…接続手段、３０…フアン、３２…フアンス
クロール、３４，３６…軸受、５０…屋内フアン
モータ、５２…シヤフト、５４…ボルト、５８…
リード線、６０…モータブラケツト、６２…支持
部、６４，６５…脚部、６６，６８…フランジ
部、７０…フランジ孔、７２…脚孔、７４…シヤ
フト孔、７６…支持孔、７８…ナツト、８０…カ
バー、８２…背面部、８４…閉塞部、８６…カバ
ー孔、９０…封止部材、９２…窪み部、９４…
孔、１００…空気流通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空調されるべき空間の暖房及び冷房を行う空
   調装置であつて屋内熱交換器と屋外熱交換器とコ
   ンプレツサとを有する冷却回路と空調されるべき
   前記空間へ空気を循環供給するためのフアンとを
   含み、前記屋内熱交換器は前記空間へ通ずる空気
   流通路の一部を郭定するケーシング内に装着され
   ている如き空調装置にして、 フアンを回転駆動して前記屋内熱交換器と空調
   されるべき前記空間との間に空気を循環供給すべ
   く前記フアンに接続されたフアンモータと、 冷房が必要とされている場合には前記屋内熱交
   換器に於て空調されるべき前記空間へ循環供給さ
   れる空気より熱エネルギを吸収し、暖房が必要と
   されている場合には前記屋内熱交換器より空調さ
   れるべき前記空間へ循環供給される空気へ熱エネ
   ルギを放出すべく前記冷却回路を選択的に作動さ
   せる制御手段と、 暖房が必要とされている場合には前記空間へ循
   環供給される空気を前記フアンモータと熱交換す
   る関係にて導き、冷房が必要とされている場合に
   は前記空間へ循環供給される空気を前記フアンモ
   ータを迂回して導く空気流制御手段と、 を含む空調装置。 ２ 空調されるべき空間へ空気を循環供給するた
   めのフアンと該フアンを回転駆動するための電気
   モータとを含み空調されるべき前記空間とこれと
   は独立した領域との間にて熱エネルギを伝達する
   可逆式の冷却回路を有する空調装置の運転方法に
   して、 空調されるべき前記空間より熱エネルギを吸収
   し又は空調されるべき前記空間へ熱エネルギを放
   出するよう前記冷却回路を選択的に作動させる過
   程と、 前記フアンを回転駆動して前記空間へ空気を循
   環供給すべく前記フアンモータを励動させる過程
   と、 前記冷却回路を作動させる過程が前記空間へ熱
   エネルギを放出するモードである場合には前記フ
   アンモータを励動させる過程により循環供給され
   る空気を前記フアンモータと熱交換する関係にも
   たらす過程と、 前記冷却回路を作動させる過程が空調されるべ
   き前記空間より熱エネルギを吸収するモードであ
   る場合には前記空気を前記フアンモータと熱交換
   する関係にもたらす過程を解除する過程と、 を含む運転方法。