JPWO2018100601A1

JPWO2018100601A1 - 空気調和機の室外機およびそれを備えた空気調和機

Info

Publication number: JPWO2018100601A1
Application number: JP2018553516A
Authority: JP
Inventors: 加藤　央平; 央平加藤; 翼丹田; 雄大坂部; 元気大塚
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2036-11-29
Also published as: EP3354994A4; WO2018100601A1; US20200080733A1; EP3354994A1; EP3354994B1; CN110036244A; JP6785877B2; US11193678B2; CN110036244B

Abstract

熱交換器の腐食を抑制し、ドレン水等の水を室外機から効率的に排水することができる空気調和機の室外機およびそれを備えた空気調和機を提供する空気調和機の室外機は、本体内に設けられ、伝熱管を流れる冷媒と取り込まれる空気との間で熱交換を行う熱交換器と、本体の外郭底面を形成する底板と、底板上に配置されるとともに熱交換器が載置され、底板と熱交換器とを隔離する隔離部材とを備え、底板は、熱交換器の配置位置に対応する位置に設けられ、鉛直方向下側に突出するように形成された、熱交換器で発生するドレン水を含む水を排水する排水路と、排水路から鉛直方向下側に突出するように形成された、排水路を流れる水を外部に排出する１または複数の排水穴とを有し、排水路は、１つの排水穴に向かって鉛直方向下側に傾斜する排水面を有し、熱交換器を通過する空気の流れ方向に対応する方向の幅が、熱交換器における空気の流れ方向に対応する方向の幅よりも広く、隔離部材は、熱交換器を形成する部材に対して電気的に卑となる金属部材または樹脂部材で形成され、排水路中に設けられるとともに、排水路を塞がない形状とされており、排水路の基準位置から熱交換器を載置する面までの高さが基準位置から排水路の上面までの高さよりも高くされている。

Description

本発明は、空気調和機の室外機およびそれを備えた空気調和機に関するものである。

従来から、空気調和機の室外機には、例えば、パラレルフロー熱交換器に代表されるような、フィンおよび配管にアルミニウムあるいはアルミニウム合金を使用したクロスフィン配管型熱交換器が搭載されている。

クロスフィン配管型熱交換器は、室外機の外郭の一部を形成する底板上に配設されており、室外機の底板と直接接触する構成となっている。そのため、通常は、鋼板に防錆等の表面処理を施すことによって底板を形成しているが、この底板上に雨水または熱交換器のドレン水が溜まり込むと、時間経過とともに底板の表面処理が劣化し、鋼板が部分的に露出してしまうことがある。

そして、底板において露出した鋼板の鉄と、アルミニウムあるいはアルミニウム合金を使用した熱交換器との間に水が介在する場合には、鉄とアルミニウムあるいはアルミニウム合金とが異種金属接触となる。その結果、鉄に対して電気的に卑なアルミニウムあるいはアルミニウム合金で形成された熱交換器において、局部電池形成による電食である孔食が発生する。特に、配管に電食が発生した場合には、冷媒漏れ等の故障が発生してしまう。

そこで、このような電食を抑制するため、底板と熱交換器との間に、アルミニウムよりも電気的に卑な金属または合成樹脂等の卑金属で形成されたスペーサを設けることが提案されている（例えば、特許文献１）。

一方、熱交換器からのドレン水を室外機から排出するために、底板にドレン溜まり凹部を形成し、ドレン溜まり凹部に排水穴を設けることが実施されている（例えば、特許文献２）。また、特許文献２に記載の室外機では、熱交換器から滴下したドレン水を効率的に室外機から排出するために、ドレン溜まり凹部を排水穴に向けて傾斜させるとともに、ドレン水を排出穴に案内するための溝を設けることが提案されている。

特開２００５−１１４２７３号公報実開昭６２−００６６１７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の室外機において、スペーサの形状によっては、排水経路に堆積物が堆積したり水が溢れたりしてしまう。これにより、底板と熱交換器とが短絡し、局部腐食が発生する可能性がある。

さらに、特許文献２に記載の室外機では、ドレン溜まり凹部に設けられた溝に堆積物が溜まりやすくなるため、溝に溜まった堆積物を基点としてドレン溜まり凹部全体を塞ぎ、ドレン水の排水を阻害する虞がある。また、ドレン溜まり凹部を傾斜させて１つの排水穴に排水の流れを集中させると、その排水穴が仮に詰まった場合に、ドレン水の排水が困難になってしまう。

本発明は、上記従来の技術における課題に鑑みてなされたものであって、熱交換器の腐食を抑制し、ドレン水等の水を室外機から効率的に排水することができる空気調和機の室外機およびそれを備えた空気調和機を提供することを目的とする。

本発明の空気調和機の室外機は、本体内に設けられ、伝熱管を流れる冷媒と取り込まれる空気との間で熱交換を行う熱交換器と、前記本体の外郭底面を形成する底板と、前記底板上に配置されるとともに前記熱交換器が載置され、前記底板と前記熱交換器とを隔離する隔離部材とを備え、前記底板は、前記熱交換器の配置位置に対応する位置に設けられ、鉛直方向下側に突出するように形成された、前記熱交換器で発生するドレン水を含む水を排水する排水路と、前記排水路から鉛直方向下側に突出するように形成された、前記排水路を流れる前記水を外部に排出する１または複数の排水穴とを有し、前記排水路は、１つの前記排水穴に向かって鉛直方向下側に傾斜する排水面を有し、前記熱交換器を通過する前記空気の流れ方向に対応する方向の幅が、前記熱交換器における前記空気の流れ方向に対応する方向の幅よりも広く、前記隔離部材は、前記熱交換器を形成する部材に対して電気的に卑となる金属部材または樹脂部材で形成され、前記排水路中に設けられるとともに、前記排水路を塞がない形状とされており、前記排水路の基準位置から前記熱交換器を載置する面までの高さが前記基準位置から前記排水路の上面までの高さよりも高くされているものである。

以上のように、本発明によれば、排水面の高さを排水路の高さよりも高くするとともに、排水路の幅を熱交換器の幅よりも広くし、また、底板に傾斜を設けた排水路を形成するとともに、排水路中に排水穴を設けることにより、熱交換器の腐食を抑制し、ドレン水等の水を室外機から効率的に排水することができる。

実施の形態に係る空気調和機の構成の一例を示す概略図である。図１の室外機の外形の一例を示す概略図である。実施の形態に係る室外機の内部構造について説明するための概略図である。図３の室外機を右側面方向から見た場合の、室外機の内部構造について説明するための概略図である。図３の底板の構造の一例を示す概略図である。図５の排水穴について説明するための概略図である。

実施の形態．
以下、本発明の実施の形態に係る空気調和機の室外機について説明する。

［空気調和機の構成］
図１は、本実施の形態に係る空気調和機１００の構成の一例を示す概略図である。図１に示すように、空気調和機１００は、室外機１および室内機２を備え、室外機１および室内機２が冷媒配管３で接続されて構成されている。

室外機１は、例えば、ビルまたは家屋等の建物の外の空間に設置され、冷熱又は温熱を生成して室内機２に供給する。室外機１は、冷房運転時に凝縮器として機能し、暖房運転時に蒸発器として機能する室外熱交換器（以下、単に「熱交換器」と適宜称する）等を有している。

室内機２は、例えば、建物の居室またはサーバールーム等の空調対象空間に設置されている。室内機２は、室外機１から供給された冷熱または温熱により、冷房用空気または暖房用空気を空調対象空間に供給することにより、空調対象空間の空気を調和する。室内機２は、冷房運転時に蒸発器として機能し、暖房運転時に凝縮器として機能する室内熱交換器等を有している。

［室外機の構造］
図２は、図１の室外機１の外形の一例を示す概略図である。室外機１は、天板４、前面パネル５、右側面パネル６、ファングリル７、底板８、ならびに背面パネル９によって外郭が形成されている。室外機１には、後述する熱交換器１０、熱交換器１０を底板から隔離するための隔離部材２０、冷媒を圧縮して吐出する図示しない圧縮機、熱交換器１０に対して空気を供給する図示しない送風機等が収容されている。

天板４は、室外機１の上面を構成する。前面パネル５は、室外機１の前面の一部および左側面を構成する。右側面パネル６は、室外機１の右側面および背面の一部を構成する。ファングリル７は、前面パネルに設けられ、前面の一部を構成する。底板８は、室外機１の底面を構成する。背面パネル９は、室外機１の背面の一部を構成する。

図３は、本実施の形態に係る室外機１の内部構造について説明するための概略図である。図４は、図３の室外機１を右側面方向から見た場合の、室外機１の内部構造について説明するための概略図である。図５は、図３の底板８の構造の一例を示す概略図である。

なお、図３および図４は、室外機１の内部構造を部分的に示しており、本実施の形態における特徴に関する部分以外のものについては、図示を省略している。また、図４は、図３（ａ）に示す室外機１を面Ａで切断した場合の一点鎖線Ｘで示す断面を右側面方向から見た場合の模式図である。

（熱交換器）
熱交換器１０は、例えば、パラレルフロー熱交換器に代表されるような、フィンおよび伝熱管からなるフィンチューブ式の熱交換器であり、これらのフィンおよび伝熱管がアルミニウムあるいはアルミニウム合金によって形成されている。熱交換器１０は、例えば、水平断面形状がＬ字状となるように形成され、前面パネル５の左側面部および背面パネル９に沿うように配置されている。

熱交換器１０は、送風機によって室外機１に取り込まれる空気と冷媒との間で熱交換を行う。熱交換器１０は、冷房運転時に冷媒を凝縮液化させ、暖房運転時に冷媒を蒸発ガス化させる。熱交換器１０は、隔離部材２０を介して底板８上に配置されている。

（隔離部材）
隔離部材２０は、底板８と熱交換器１０とを隔離するために設けられている。隔離部材２０には、例えば、熱交換器１０が面で接触するようにして載置されている。隔離部材２０は、例えば、熱交換器１０に対して電気的に同等または卑となる金属部材、あるいは樹脂等の非金属部材で形成されている。これは、例えば、水または堆積物等によって熱交換器１０と隔離部材２０とが電気的に接続されてしまう場合に、熱交換器１０が腐食しないようにするためである。

隔離部材２０は、例えば図３（ａ）に示すように、熱交換器１０の底面全体が接触するように、熱交換器１０の底面形状に沿う形状に形成されている。また、これに限られず、隔離部材２０は、例えば図３（ｂ）に示すように、熱交換器１０の底面の一部と接触するような形状に形成されていてもよい。なお、この場合には、熱交換器１０を確実に載置できるように複数の隔離部材２０を設け、熱交換器１０と複数の箇所で接触するようにすると好ましい。

（底板）
底板８は、室外機１の底面を構成するものである。底板８は、主に、熱交換器１０に対して電気的に貴となる金属部材である鉄からなる鋼板で形成され、例えば防錆塗装処理が施されている。底板８の周縁には、例えば、鉛直に立設するフランジ８０が形成されている。

図４に示すように、底板８には、雨水および熱交換器１０で発生したドレン水等の水を案内するための排水路８１が設けられている。排水路８１は、底板８の底面部８ａから鉛直方向下側に向かって突出するように凹状に形成されている。また、排水路８１上には隔離部材２０が設けられ、隔離部材２０上には熱交換器１０が載置されている。すなわち、排水路８１は、熱交換器１０が配置される位置の直下に形成されている。

図５（ａ）に示すように、排水路８１には、当該排水路８１を流れる水を外部に排出するための１または複数の排水穴８２が形成されている。この排水穴８２は、排水路８１の底面部である排水面８１ａに形成されている。図５（ｂ）に示すように、排水路８１の排水面８１ａは、例えば、予め決められた１つの排水穴８２に向かって底面側に傾斜している。これにより、排水路８１を流れる水が溢れて底板８全体に水が広がってしまうことが抑制され、排水路８１の水を効率的に外部に排出することができる。

排水穴８２は、排水面８１ａよりもさらに鉛直方向下側に向かって突出する排水流路８２ａを有するように形成されている。排水穴８２の排水流路８２ａは、鉛直方向下側に向かって先細りとなるテーパ状に傾斜するように形成されている。

図６は、図５の排水穴８２について説明するための概略図である。排水路８１を介してドレン水等の水を外部に排出する場合、排水路８１に滴下した水は、排水面８１ａを流れ、排水穴８２を介して外部に排出される。このとき、例えば図６（ａ）に示すように、排水穴８２に排水流路８２ａを設けない場合には、外部に排出される水が排水穴８２の周囲に溜まって水切れが悪くなる。そのため、排水面８１ａにおける排水穴８２の周囲がさびやすくなってしまう。これに対して、図６（ｂ）に示すように、排水穴８２に排水流路８２ａを設けた場合には、排水穴８２の周囲の水が排水穴８２に引き込まれる。そのため、排水面８１ａを流れる水が効率的に外部に排出される。

［熱交換器、隔離部材、底板の関係］
次に、熱交換器１０、隔離部材２０、および底板８の関係について説明する。上述したように、隔離部材２０は、底板８の排水路８１内に設けられており、熱交換器１０は、隔離部材２０上に設けられている。

まず、隔離部材２０と底板８、特に排水路８１との関係について説明する。図４に示すように、排水面８１ａのある位置を基準位置として、基準位置から熱交換器１０を載置する面である隔離部材２０の上面までの高さＨ_１は、基準位置から排水路８１の上面までの高さＨ_２よりも大きくなるように設けられる。すなわち、隔離部材２０の上面が底板８の底面部８ａよりも高い位置に位置するように、隔離部材２０が設けられる。なお、排水路８１の上面の高さは、底板８の底面部８ａの高さに相当する。

このように隔離部材２０および排水路８１の高さを規定することにより、隔離部材２０上に載置された熱交換器１０と底板８とが接触することを防ぐことができる。また、排水路８１が水で満たされ、さらに排水路８１中の水が溢れるような場合でも、溢れた水が隔離部材２０を乗り越え、乗り越えた水によって熱交換器１０と底板８とが電気的に接続されることを防ぐことができる。

また、排水路８１の短手方向の幅Ｗ_１は、熱交換器１０の短手方向の幅Ｗ_２よりも広くなるようにされている。なお、排水路８１および熱交換器１０の「短手方向」とは、送風機の駆動によって室外機１に取り込まれ、熱交換されて排出される空気の流れ方向に対応する方向を示す。すなわち、この場合における排水路８１の幅Ｗ_１は、空気の風上に位置する辺と、空気の風下に位置する辺との間の距離のことをいう。また、熱交換器１０の幅Ｗ_２は、空気の風上に位置する面と、空気の風下に位置する面との間の距離のことをいう。

このように、排水路８１および熱交換器１０の幅を規定することにより、底板８と熱交換器１０との間の沿面距離を長くすることができる。そのため、例えば底板８で腐食が発生し、この腐食が発生した位置を基点として浮力生成物または砂等の堆積物が増加した場合でも、これらの腐食生成物等が熱交換器１０へ到達する期間を延ばすことができ、製品寿命を長寿命化することができる。

さらに、隔離部材２０は、排水路８１全体を塞ぐことがないようにしつつ、排水路８１内に設けられる。例えば、隔離部材２０が排水路８１内以外の場所、例えば底板８の底面部８ａに設けられた場合には、隔離部材２０の高さ分だけ、室外機１を高くする必要が生じてしまう。これに対して、本実施の形態のように、隔離部材２０を排水路８１内に設けることにより、隔離部材２０による室外機１の高さの上昇を抑制することができる。

次に、底板８における排水路８１と排水穴８２との関係について説明する。上述したように、排水穴８２は、排水面８１ａから鉛直方向下側に向かってテーパ状に形成されている。このときの排水穴８２の傾斜角度θ_１（図５参照）は、排水面８１ａの傾斜角度θ_２よりも大きくなるように設定されている。なお、排水穴８２の傾斜角度θ_１は、鉛直方向に対して垂直な水平面に対する排水流路８２ａの角度によって規定されるものである。また、排水面８１ａの傾斜角度θ_２は、水平面に対する排水面８１ａの角度によって規定されるものである。

また、排水穴８２の排水流路８２ａの深さｈ_１は、排水面８１ａの深さｈ_２よりも深くなるように設定されている。なお、排水穴８２の排水流路８２ａの深さｈ_１は、排水流路８２ａにおける排水面８１ａとの接続端から、排水流路８２ａの自由端までの高さの差によって規定されるものである。また、排水面８１ａの深さｈ_２は、排水面８１ａの最も低い位置から最も高い位置までの高さの差によって規定されるものである。

このように、排水面８１ａおよび排水穴８２の傾斜角度および深さを規定することにより、排水路８１を流れる水が排水穴８２に引き込まれ易くなる。そのため、排水路８１を流れる水をより効率的に外部に排出することができる。

以上のように、本実施の形態に係る空気調和機１００の室外機１は、本体内に設けられ、伝熱管を流れる冷媒と取り込まれる空気との間で熱交換を行う熱交換器１０と、本体の外郭底面を形成する底板８と、底板８上に配置されるとともに熱交換器１０が載置され、底板８と熱交換器１０とを隔離する隔離部材２０とを備えている。
底板８は、熱交換器１０の配置位置に対応する位置に設けられ、鉛直方向下側に突出するように形成された、熱交換器１０で発生するドレン水を含む水を排水する排水路８１と、排水路８１から鉛直方向下側に突出するように形成された、排水路８１を流れる水を外部に排出する１または複数の排水穴８２とを有している。
また、排水路８１は、１つの排水穴８２に向かって鉛直方向下側に傾斜する排水面８１ａを有し、熱交換器１０を通過する空気の流れ方向に対応する方向の幅が、熱交換器１０における空気の流れ方向に対応する方向の幅よりも広くされている。
さらに、隔離部材２０は、熱交換器１０を形成する部材に対して電気的に卑となる金属部材または樹脂部材で形成され、排水路８１中に設けられるとともに、排水路８１を塞がない形状とされており、排水路８１の基準位置から熱交換器１０を載置する面までの高さが基準位置から排水路８１の上面までの高さよりも高くされている。

このように、排水面８１ａの基準位置から熱交換器１０を載置する面までの高さが、基準位置から排水路８１の上面までの高さよりも高くされることにより、隔離部材２０上に載置された熱交換器１０と底板８とが接触することを防ぐことができる。また、排水路８１が水で満たされ、さらに排水路８１中の水が溢れるような場合でも、溢れた水によって熱交換器１０と底板８とが電気的に接続されることを防ぐことができる。

また、排水路８１における熱交換器１０を通過する空気の流れ方向に対応する方向の幅が、熱交換器１０における空気の流れ方向に対応する方向の幅よりも広くされていることにより、底板８と熱交換器１０との間の沿面距離を長くすることができる。そのため、例えば底板８で腐食が発生した場合でも、腐食生成物等が熱交換器１０へ到達する期間を延ばすことができ、製品寿命を長寿命化することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した本発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

１室外機、２室内機、３冷媒配管、４天板、５前面パネル、６右側面パネル、７ファングリル、８底板、８ａ底面部、９背面パネル、１０熱交換器、２０隔離部材、８０フランジ、８１排水路、８１ａ排水面、８２排水穴、８２ａ
排水流路、１００空気調和機。

一方、熱交換器からのドレン水を室外機から排出するために、底板にドレン溜まり凹部を形成し、ドレン溜まり凹部に排水穴を設けることが実施されている（例えば、特許文献２）。また、特許文献２に記載の室外機では、熱交換器から滴下したドレン水を効率的に室外機から排出するために、ドレン溜まり凹部を排水穴に向けて傾斜させるとともに、ドレン水を排水穴に案内するための溝を設けることが提案されている。

以上のように、本発明によれば、熱交換器を載置する面の高さを排水路の上面の高さよりも高くするとともに、排水路の幅を熱交換器の幅よりも広くし、また、底板に傾斜を設けた排水路を形成するとともに、排水路中に排水穴を設けることにより、熱交換器の腐食を抑制し、ドレン水等の水を室外機から効率的に排水することができる。

Claims

本体内に設けられ、伝熱管を流れる冷媒と取り込まれる空気との間で熱交換を行う熱交換器と、
前記本体の外郭底面を形成する底板と、
前記底板上に配置されるとともに前記熱交換器が載置され、前記底板と前記熱交換器とを隔離する隔離部材と
を備え、
前記底板は、
前記熱交換器の配置位置に対応する位置に設けられ、鉛直方向下側に突出するように形成された、前記熱交換器で発生するドレン水を含む水を排水する排水路と、
前記排水路から鉛直方向下側に突出するように形成された、前記排水路を流れる前記水を外部に排出する１または複数の排水穴と
を有し、
前記排水路は、
１つの前記排水穴に向かって鉛直方向下側に傾斜する排水面を有し、
前記熱交換器を通過する前記空気の流れ方向に対応する方向の幅が、前記熱交換器における前記空気の流れ方向に対応する方向の幅よりも広く、
前記隔離部材は、
前記熱交換器を形成する部材に対して電気的に卑となる金属部材または樹脂部材で形成され、
前記排水路中に設けられるとともに、前記排水路を塞がない形状とされており、
前記排水路の基準位置から前記熱交換器を載置する面までの高さが前記基準位置から前記排水路の上面までの高さよりも高くされている
空気調和機の室外機。
前記排水穴は、前記排水路から鉛直方向下側に突出する排水流路を有し、
前記排水流路が下側に向かって先細りとなるテーパ状に形成されている
請求項１に記載の空気調和機の室外機。
前記排水流路の水平面に対する傾斜角度は、前記排水路の前記水平面に対する傾斜角度よりも大きい
請求項２に記載の空気調和機の室外機。
前記排水流路の深さは、前記排水路の前記排水面の深さよりも深い
請求項２または３に記載の空気調和機の室外機。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の前記空気調和機の室外機と、
空調対象空間の空気を調和する室内機と
を備える
空気調和機。