JPWO2020261381A1 - 空気調和機及び空気調和機の製造方法 - Google Patents

空気調和機及び空気調和機の製造方法 Download PDF

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Abstract

空気調和機は、熱交換器の下方に設けられたドレンパンと、ドレンパンの上面に配置され、熱交換器に接続される冷媒配管を中継する中継部材とを備え、ドレンパンは、ドレンパンの上面の周縁側の一部の領域を取り囲む包囲壁と、包囲壁の外側であって、包囲壁の下端から離間した位置に設けられた第1フランジとを有し、中継部材は、冷媒配管に接続され、包囲壁の内部からドレンパンを貫通する中継配管と、中継配管が貫通して溶接固定され、下面が開口した箱体と、箱体の外側であって、箱体の開口端に設けられた第2フランジと有し、第2フランジは、第1フランジに固定されている。また、空気調和機の製造方法は、上述の第2フランジを第1フランジに固定する工程を含む。

Description

本発明は、ドレンパンからの漏水を防止する空気調和機、及び該空気調和機の製造方法に関する。
特許文献1では、熱交換器から発生するドレン水を受けるドレンパンを有する空気調和機が開示されている。特許文献1の空気調和機では、冷媒配管の引き回しを容易にすべく、熱交換器に接続された冷媒配管がドレンパンを貫通している。また、特許文献1の空気調和機では、冷媒配管の貫通箇所を取り囲む浸水防止堰がドレンパンに設けられており、冷媒配管同士を接続するフランジで浸水防止堰の外周を覆うことにより、冷媒配管の貫通箇所からの漏水を防止している。
特開2008−202893号公報
空気調和機には、熱交換器の性能を維持するために熱交換器の洗浄が要求される場合がある。しかしながら、熱交換器の洗浄時のように、ドレンパンに大量の排水が流入する状況下においては、特許文献1の空気調和機では、排水がフランジ及び浸水防止堰に侵入し、ドレンパンから漏水する可能性がある。
本発明は、上述の課題を解決するものであり、ドレンパンの浸水防止堰等に排水が浸入するのを防止することが可能な空気調和機及び空気調和機の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の空気調和機は、熱交換器と、前記熱交換器の下方に設けられたドレンパンと、前記ドレンパンの上面に配置され、前記熱交換器に接続される冷媒配管を中継する中継部材とを備え、前記ドレンパンは、前記ドレンパンの上面の周縁側の一部の領域を取り囲む包囲壁と、前記包囲壁の外側であって、前記包囲壁の下端から離間した位置に設けられた第1フランジとを有し、前記中継部材は、前記冷媒配管に接続され、前記包囲壁の内部から前記ドレンパンを貫通する中継配管と、前記中継配管が貫通して溶接固定され、下面が開口した箱体と、前記箱体の外側であって、前記箱体の開口端に設けられた第2フランジとを有し、前記第2フランジは、前記第1フランジに固定されている。
本発明の空気調和機の製造方法は、熱交換器と、前記熱交換器の下方に設けられたドレンパンと、前記ドレンパンの上面に固定され、前記熱交換器に接続される冷媒配管を中継する中継部材とを備える空気調和機の製造方法であって、前記中継部材に設けられ、前記冷媒配管に接続される中継配管を貫通させる貫通穴を前記ドレンパンの上面の周縁側の一部の領域に形成する工程と、前記貫通穴を取り囲む包囲壁を前記ドレンパンの上面の周縁側の一部の領域に形成する工程と、前記包囲壁の下端から離間した位置から、前記包囲壁の外側に第1フランジを形成する工程と、下面が開口した箱体を形成する工程と、前記箱体の開口端から前記箱体の外側に第2フランジを形成する工程と、前記箱体にバーリング穴を形成し、前記中継配管を貫通させて溶接する工程と、前記中継配管を前記貫通穴に通す工程と、前記第2フランジを、前記第1フランジに固定する工程とを含む。
本発明の空気調和機及び空気調和機の製造方法では、第1フランジと第2フランジとの固定位置が、包囲壁の下端から離間した位置にある。したがって、第1フランジと第2フランジとの固定位置に排水が到達する前に、ドレンパンから水を排水できるため、ドレンパンからの漏水を防止できる。
実施の形態1に係る空気調和機の内部構造の一例を示した斜視図である。 図1の領域Aの拡大図である。 実施の形態1に係る空気調和機の内部構造をドレンパンの上側から見た平面図である。 実施の形態1に係るドレンパンの構成を示す斜視図である。 実施の形態1に係る中継部材の構成を示す斜視図である。 図3のA−A断面図である。 実施の形態2に係る空気調和機の内部構造の一例を示した斜視図である。 実施の形態2に係る空気調和機の内部構造の一部を底面パネルの上側から見た平面図である。 図8のA−A断面図である。
実施の形態1.
実施の形態1に係る空気調和機100について説明する。図1は、実施の形態1に係る空気調和機100の内部構造の一例を示した斜視図である。図1では、空気調和機100の空気の吹き出し方向が、白抜きのブロック矢印で示されている。図2は、図1の領域Aの拡大図である。図3は、実施の形態1に係る空気調和機100の内部構造をドレンパン3の上側から見た平面図である。なお、以下の図面においては、各構成部材の寸法の関係及び形状は、実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面では、同一の部材若しくは部分又は同一の機能を有する部材若しくは部分には、同一の符号を付すか、又は符号を付すことを省略している。また、空気調和機100の各構成部材同士の位置関係、例えば、上下、左右、前後等の位置関係は、原則として、空気調和機100を使用状態に設置したときの位置関係とする。
図1では、空気調和機100の一例として、床置型の室内機が示されており、前面パネルが取り外された状態における室内機の内部構造が示されている。なお、前面パネルについては図示を省略している。空気調和機100は、熱交換器1と、熱交換器1の下方に設けられたドレンパン3とを備えている。また、空気調和機100は、熱交換器1とドレンパン3とを収容する筐体5を備えている。
熱交換器1は、保有する熱エネルギーの異なる2つの流体間で熱エネルギーの移動及び交換を行う熱伝達機器である。熱交換器1としては、例えば、熱交換器1を通過する空気と、熱交換器1の内部を流通する冷媒との間で熱交換を行う空冷式熱交換器が用いられる。空冷式熱交換器の一例としては、例えば、並列に配置された複数の板状フィンと、複数の板状フィンを貫通する伝熱管とを備え、板状フィンの間を通過する空気と、伝熱管を流れる冷媒との間で熱交換を行うフィンアンドチューブ型熱交換器が挙げられる。熱交換器1をフィンアンドチューブ型熱交換器とした場合、熱交換器1は、板状フィンの面が鉛直方向に向き、伝熱管の中心軸が水平方向に向くように配置される。熱交換器1は、例えば、平板状の熱交換器1として形成され、空気調和機100の前方から後方に向けて、下方に傾斜するように、筐体5のフレーム5aに、ネジ止め等により固定される。なお、熱交換器1の形状は、上述に限られず、例えば、熱交換器1は、複数の平板状の熱交換器1を配置し、フィン面がV形状又はW形状となるように配置した熱交換ユニットとしてもよい。
ドレンパン3は、熱交換器1の下方に設けられ、熱交換器1又は熱交換器1に接続される冷媒配管7aの結露等により生じたドレン水を、空気調和機100の外部に排出するための受水容器である。ドレンパン3は、筐体5の内部のフレーム5aにネジ止め等により固定され、筐体5の内部空間を上下に区画している。ドレンパン3の下方の空間には、ドレンパン3に接続され、ドレンパン3で受水したドレン水を外部に排出する排水管3aが引き込まれている。また、ドレンパン3の下方の空間には、筐体5の外部からの冷媒配管7b、例えば、室外機からの冷媒配管7bが引き込まれている。すなわち、ドレンパン3の下方の空間は、筐体5の外部から引き込まれた排水管3a及び冷媒配管7bを収容する配管スペースとして用いられている。
また、ドレンパン3の上部の周縁側には、中継部材10が設けられている。中継部材10は、ドレンパン3を貫通する中継配管11を有している。図2に示すように、中継配管11には、熱交換器1に接続される冷媒配管7aと、筐体5の外部から引き込まれた冷媒配管7bとが接続される。冷媒配管7a、7bは、中継配管11に、例えばろう付け等により溶接することによって接続される。中継部材10のその他の詳細な構造については後述する。
中継部材10をドレンパン3に設けることにより、筐体5の外部から引き込まれた冷媒配管7bをドレンパン3の下方の空間に収容できるため、熱交換器1の設置される空間に筐体5の外部から引き込まれた冷媒配管7bを配置することが不要となる。また、中継部材10によって、熱交換器1に接続される冷媒配管7aが中継されるため、熱交換器1の設置される空間に冷媒配管7bと冷媒配管7aとを接続する部品を設置することも不要となる。したがって、中継部材10をドレンパン3に設けることにより、保守点検及び清掃時の作業性を向上させることができる。特に、冷媒配管7bがドレンパン3の下方の空間に収容されることにより、熱交換器1及びドレンパン3の洗浄が、冷媒配管7bの配置及び冷媒配管7bの汚れ等により、煩雑になることを回避できる。したがって、中継部材10をドレンパン3に設けることにより、内部を容易に洗浄可能な空気調和機100を提供できる。
筐体5は、上述したフレーム5aの他、説明のために図示省略した前面パネルとともに筐体5の外郭を形成する、右側面パネル5b、左側面パネル5c、背面パネル5d、天面パネル5e、及び底面パネル5fを有している。右側面パネル5b、左側面パネル5c、背面パネル5d、天面パネル5e、及び底面パネル5fは、板金で形成されており、ネジ止めによりフレーム5aに固定されている。天面パネル5eには吹出口5e1が設けられている。また、図示しないが、前面パネルには、吸入口が設けられている。空気調和機100では、前面パネルの吸入口から空気調和機100の内部に流入した空気は、熱交換器1で熱交換され、天面パネル5eの吹出口5e1から吹き出される。
また、空気調和機100は、天面パネル5eの吹出口5e1に取り付けられた送風機9を備えている。送風機9は、前面パネルの吸入口から空気を誘引し、天面パネル5eの吹出口5e1に空気を送出することにより、前面パネルの吸入口から天面パネル5eの吹出口5e1へ空気を送る回転機械である。送風機9としては、例えば、シロッコファン等の遠心ファンが用いられる。なお、図1では、2つの送風機9を空気調和機100に設けているが、これに限定されず、1つ送風機9のみを設けてもよいし、3つ以上の送風機9を設けてもよい。
なお、上述では、空気調和機100を空冷式熱交換器を有する室内機として説明したが、これに限られない。例えば、空気調和機100は、室外機、中継機、又は一体型の空気調和機であってもよい。また、例えば、空気調和機100を中継機とする場合、熱交換器1を水冷式熱交換器とし、送風機9を省略した構成としてもよい。また、空気調和機100は、減圧装置等の他の構成を有するものとしてもよい。
次に、中継部材10の詳細な構造について説明する。図4は、実施の形態1に係るドレンパン3の構成を示す斜視図である。図5は、実施の形態1に係る中継部材10の構成を示す斜視図である。図6は、図3のA−A断面図である。
ドレンパン3は、ドレンパン3の上面に設けられ、ドレンパン3の上面の周縁側の一部の領域を取り囲む包囲壁31を有している。包囲壁31に取り囲まれたドレンパン3の上面の周縁側の一部の領域には、中継部材10の中継配管11が貫通する貫通穴3bが形成されている。また、ドレンパン3は、包囲壁31の外側であって、包囲壁31の下端31aから離間した位置に設けられた第1フランジ35を有している。第1フランジ35は、中継部材10をドレンパン3に固定するための取付部材である。
包囲壁31は、例えば図4で示すように、上面視において矩形形状となるように形成され、水密溶接によりドレンパン3に固定される。包囲壁31を水密溶接によりドレンパン3に固定することにより、包囲壁31とドレンパン3の間からドレン水が侵入し、貫通穴3bを介して漏出するのを防止することができる。
なお、包囲壁31は、ドレンパン3の上面の周縁側の一部の領域を取り囲む形状であれば、矩形形状の他の形状とすることができる。また、貫通穴3bは、中継配管11を貫通可能な形状であれば、包囲壁31と同一形状の角穴であってもよいし、中継配管11と同一形状の丸穴であってもよい。また、包囲壁31は、ドレンパン3を塑性加工することにより一体形成し、ドレンパン3からの包囲壁31の加工に伴い、貫通穴3bを形成するようにしてもよい。
図4に示すように、第1フランジ35は、上面視において、包囲壁31の外周の周りを取り囲んで形成されている。図4では、第1フランジ35の上面視における形状は、中空矩形形状としているが、包囲壁31の外周の周りを取り囲んで形成されていれば、中空矩形形状以外の形状とすることができる。第1フランジ35は、包囲壁31に溶接により連結してもよいし、包囲壁31と一体形成してもよい。例えば、図6に示すように、第1フランジ35は、L字形状の断面を有するように形成し、包囲壁31と対向する断面を溶接により固定することができる。
第1フランジ35は、包囲壁31の下端31aから離間した位置に設けられている。洗浄等により、ドレンパン3の水量が増した場合であっても、第1フランジ35の位置にまで水が達しない限り、水がドレンパン3から漏水することはない。したがって、第1フランジ35を包囲壁31の下端31aから離間した位置に設けることにより、ドレンパン3からの漏水に対する信頼性を高めることができる。
また、第1フランジ35は、包囲壁31の上端31bから離間した位置に設けることができる。第1フランジ35を包囲壁31の上端31bに設けた場合、第1フランジ35の位置と、包囲壁31の上端31bの位置とが同一位置となる。したがって、空気調和機100を洗浄する洗浄水が、直接的に第1フランジ35から侵入した場合、侵入した洗浄水が堰き止められることなく、包囲壁31の上端31bから下端31aに流れ、貫通穴3bから漏水する可能性がある。一方、第1フランジ35を包囲壁31の上端31bから離間した位置に設けた場合、第1フランジ35との包囲壁31との交差部分から包囲壁31の上端31bまで距離がある。したがって、洗浄水が直接的に第1フランジ35から侵入した場合であっても、侵入した洗浄水が包囲壁31により堰き止められるため、ドレンパン3からの漏水を防ぐことができる。
中継部材10は、前述したドレンパン3を貫通する中継配管11の他、下面が開口した箱体15と、箱体15の開口端15aに設けられた第2フランジ19とを有している。
箱体15には、中継配管11が貫通して溶接固定されている。箱体15にはバーリング穴15b1が形成されており、中継配管11は、バーリング穴15b1を貫通して配置される。中継配管11は、ろう付け等により溶接することにより、バーリング穴15b1に固定される。箱体15は、蓋面15bと、蓋面15bと交差する外周面15cとを有し、例えば、バーリング穴15b1は、穿孔により蓋面15bに形成される。
中継配管11は、箱体15に溶接固定されているため、熱交換器1で発生したドレン水が、冷媒配管7aを介して、中継配管11に流れてきた場合であっても、中継配管11を伝って、ドレンパン3の下部に漏水することはない。また、空気調和機100の内部を洗浄する場合に、洗浄水がバーリング穴15b1に到達しても、中継配管11を伝って漏水することはない。したがって、中継配管11を箱体15に溶接固定することにより、ドレン水又は洗浄水が中継配管11を介して漏水するのを防止することができる。
図6に示すように、中継部材10は、水平方向に対し傾斜したドレンパン3の上面に配置して固定できる。中継部材10をドレンパン3の傾斜面に配置することにより、蓋面15bの傾斜方向は、ドレンパン3の傾斜方向と同一にできる。したがって、中継部材10をドレンパン3の傾斜面に配置すれば、ドレン水又は洗浄水が蓋面15bの上部に滞留することなく、ドレンパン3に回収することができる。なお、蓋面15bの傾斜方向は、ドレンパン3の傾斜方向と同一であれば、水平方向に対する蓋面15bの傾斜角は、ドレンパン3の傾斜面の傾斜角と異なっていてもよい。
第2フランジ19は、箱体15の開口端15aから箱体15の外側に形成されている。図5に示すように、第2フランジ19は、上面視において、外周面15cの外側を取り囲んで形成されている。図5では、第2フランジ19の上面視における形状は、中空矩形形状としているが、外周面15cの外側を取り囲んで形成されていれば、中空円形形状以外の形状とすることができる。第2フランジ19は、箱体15の開口端15aに溶接により連結してもよいし、塑性加工により箱体15と一体形成してもよい。
第2フランジ19は、第1フランジ35に固定されている。図6に示すように、第2フランジ19は、シール材21を介して第1フランジ35に固定できる。シール材21は、例えばエチレンプロピレンジエンゴムで形成され、第1フランジ35と第2フランジ19との間に圧接されている。
第2フランジ19をシール材21を介して第1フランジ35に固定することにより、シール材21の位置に到達したドレン水又は洗浄水が、第1フランジ35と第2フランジ19との隙間を介して、包囲壁31に到達するのを防ぐことができる。したがって、ドレン水又は洗浄水が、包囲壁31の上端31bから下端31aに流れ、貫通穴3bから漏水するのを防ぐことができる。
また、第2フランジ19をシール材21を介して第1フランジ35に固定することにより、ドレンパン3の下方から、ドレンパン3の上方に空気が流れるのを防ぐことができるため、空気調和機100の気密性を向上させることができる。また、空気調和機100の気密性を向上できることにより、熱交換器1及び送風機9に汚れ及び塵芥等が付着するのを抑制することができる。
また、第2フランジ19は、ネジ等の締結部材23により第1フランジ35に固定することができる。締結部材23により第2フランジ19を第1フランジ35に固定することにより、例えば、中継配管11の破損等の異常が発生した場合であっても、締結部材23を外すことにより、中継部材10を容易に交換できる。したがって、締結部材23により第2フランジ19を第1フランジ35に固定することにより、メンテナンス等の保守作業が容易になる。なお、中継配管11は、ろう付けを融解することにより、冷媒配管7a、7bから容易に脱離することができる。
また、図6に示すように、箱体15は包囲壁31から間隔をあけて配置できる。例えば、箱体15の外周面15cと包囲壁31との間に間隙27を設けることができる。箱体15を包囲壁31から間隔をあけて配置することにより、包囲壁31に到達したドレン水又は洗浄水が、毛細管現象により包囲壁31の上端31bに到達するのを防ぐことができる。したがって、箱体15を包囲壁31から間隔をあけて配置することにより、ドレン水又は洗浄水が、包囲壁31の上端31bから下端31aに流れ、貫通穴3bから漏水するのを防ぐことができる。
また、箱体15を包囲壁31から間隔をあけて配置することにより、熱交換器1等の組み立て誤差により冷媒配管7aと中継配管11との接続が困難となることを、間隙27により容易に補正できる。したがって、箱体15を包囲壁31から間隔をあけて配置することにより、冷媒配管7aと中継配管11との接続及び固定を安定させることができる。
また、上述した実施の形態1の構成によれば、中継部材10とドレンパン3の接続部位に、経年劣化する材料であるゴムブッシュ又は断熱材を用いることなく、ドレンパン3からのドレン水又は洗浄水の漏水を防止することができる。したがって、上述した実施の形態1の構成によれば、経年劣化等による漏水の可能性を低減できる。
実施の形態2.
実施の形態2について、図7〜9を用いて説明する。図7は、実施の形態2に係る空気調和機100の内部構造の一例を示した斜視図である。図7では、空気調和機100の空気の吹き出し方向が、白抜きのブロック矢印で示されている。図8は、実施の形態2に係る空気調和機の内部構造の一部を底面パネルの上側から見た平面図である。図9は、図8のA−A断面図である。以降の説明は、上述の実施の形態1と異なる構成についてのみ説明する。
図7では、空気調和機100の一例として、電算室などで用いられる床置型の室内機が示されており、背面パネルが取り外された状態における室内機の内部構造が示されている。なお、背面パネルについては図示を省略している。実施の形態2では、中継部材10が、排水口として機能する孔5f1を有する底面パネル5fに配置されている。すなわち、実施の形態2では、底面パネル5fが、エマージェンシードレンパンとして形成されている。また、送風機9が、底面パネル5fに配置されており、前面パネルの吸入口から空気調和機100の内部に流入した空気は、熱交換器1で熱交換され、底面パネル5fの吹出口から吹き出される。
図8に示すように、実施の形態2の中継部材10は、例えば前後方向に延在する辺の中央付近の底面パネル5fの面に設けられている。また、箱体15の蓋面15bは、底面パネル5fの面に対し、孔5f1が設けられた方向に傾斜している。箱体15の蓋面15bに傾斜を設けることにより、ドレン水又は洗浄水が箱体15の蓋面15bに滞留するのを抑制できる。
1 熱交換器、3 ドレンパン、3a 排水管、3b 貫通穴、5 筐体、5a フレーム、5b 右側面パネル、5c 左側面パネル、5d 背面パネル、5e 天面パネル、5e1 吹出口、5f 底面パネル、5f1 孔、7a 冷媒配管、7b 冷媒配管、9 送風機、10 中継部材、11 中継配管、15 箱体、15a 開口端、15b 蓋面、15b1 バーリング穴、15c 外周面、19 第2フランジ、21 シール材、23 締結部材、27 間隙、31 包囲壁、31a 下端、31b 上端、35 第1フランジ、100 空気調和機。

Claims (11)

  1. 熱交換器と、
    前記熱交換器の下方に設けられたドレンパンと、
    前記ドレンパンの上面に配置され、前記熱交換器に接続される冷媒配管を中継する中継部材と
    を備え、
    前記ドレンパンは、
    前記ドレンパンの上面の周縁側の一部の領域を取り囲む包囲壁と、
    前記包囲壁の外側であって、前記包囲壁の下端から離間した位置に設けられた第1フランジと
    を有し、
    前記中継部材は、
    前記冷媒配管に接続され、前記包囲壁の内部から前記ドレンパンを貫通する中継配管と、
    前記中継配管が貫通して溶接固定され、下面が開口した箱体と、
    前記箱体の外側であって、前記箱体の開口端に設けられた第2フランジと
    を有し、
    前記第2フランジは、前記第1フランジに固定されている
    空気調和機。
  2. 前記箱体は、前記包囲壁から間隔をあけて配置されている
    請求項1に記載の空気調和機。
  3. 前記第2フランジは、シール材を介して前記第1フランジに固定されている
    請求項1又は2に記載の空気調和機。
  4. 前記第2フランジは、締結部材により前記第1フランジに固定されている
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気調和機。
  5. 前記第1フランジは、前記包囲壁の上端から離間した位置に設けられている
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の空気調和機。
  6. 前記箱体は、蓋面と前記蓋面と交差する外周面とを有し、
    前記中継配管は、前記蓋面を貫通して溶接固定されており、
    前記蓋面は、水平方向に対し傾斜している
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の空気調和機。
  7. 前記中継部材が固定された前記ドレンパンの上面は、水平方向に対し傾斜しており、
    前記蓋面の傾斜方向は、前記ドレンパンの傾斜方向と同一である
    請求項6に記載の空気調和機。
  8. 前記熱交換器と前記ドレンパンを収容する筐体を更に備える
    請求項1〜7のいずれか一項に記載の空気調和機。
  9. 前記熱交換器を収容する筐体を更に備え、
    前記ドレンパンは、前記筐体の底面パネルとして形成される
    請求項1〜7のいずれか一項に記載の空気調和機。
  10. 熱交換器と、前記熱交換器の下方に設けられたドレンパンと、前記ドレンパンの上面に固定され、前記熱交換器に接続される冷媒配管を中継する中継部材とを備える空気調和機の製造方法であって、
    前記中継部材に設けられ、前記冷媒配管に接続される中継配管を貫通させる貫通穴を前記ドレンパンの上面の周縁側の一部の領域に形成する工程と、
    前記貫通穴を取り囲む包囲壁を前記ドレンパンの上面の周縁側の一部の領域に形成する工程と、
    前記包囲壁の下端から離間した位置から、前記包囲壁の外側に第1フランジを形成する工程と、
    下面が開口した箱体を形成する工程と、
    前記箱体の開口端から前記箱体の外側に第2フランジを形成する工程と、
    前記箱体にバーリング穴を形成し、前記中継配管を貫通させて溶接する工程と、
    前記中継配管を前記貫通穴に通す工程と、
    前記第2フランジを、前記第1フランジに固定する工程と
    を含む
    空気調和機の製造方法。
  11. 前記包囲壁は、水密溶接により前記ドレンパンに形成される
    請求項10に記載の空気調和機の製造方法。
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