WO2017212543A1

WO2017212543A1 - 空気調和装置の室外機

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Publication number: WO2017212543A1
Application number: PCT/JP2016/066903
Authority: WO
Inventors: 加藤　央平; 翼丹田; 中村　伸; 石橋　晃
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2017-12-14
Also published as: JPWO2017212543A1; JP6925332B2; EP3467391A4; EP3467391B1; EP3467391A1; CN109219723A; US10712023B2; US20190331352A1

Abstract

　室外熱交換器の端部のヘアピン部の凍結による損傷を抑制する空気調和装置の室外機を提供することを目的としている。空気調和装置の室外機は、筐体の内部に設置されている風路と、風路に設置され、複数の熱交換部から構成された室外熱交換器と、室外熱交換器に空気を導入する室外機ファンと、風路に設置され空気の流れを遮る風路遮蔽物と、を備える。室外熱交換器は、内部に冷媒を通す伝熱管と、伝熱管に取り付けられるフィンと、を備える。伝熱管は、伝熱管が曲げて折り返された部分であって、フィンが取り付けられていない部分であるヘアピン部を有する。風路遮蔽物は、ヘアピン部を覆う。

Description

空気調和装置の室外機

　本発明は、熱交換器を備えた空気調和装置の室外機に関するものである。

　伝熱管の形状として断面形状が長方形を角取りした形状の扁平管などを有するフィンチューブ式の熱交換器を搭載した空気調和装置の室外機が知られている。ここで、扁平管を使用した熱交換器を「扁平管熱交換器」というものとする。

　扁平管熱交換器として、Ｕ字形状の切り欠きをフィンの幅方向の一端から幅方向に形成し、その切り欠きに扁平管を圧入したものが知られている。扁平管熱交換器においては、伝熱管は、１本の扁平管をＵ字に曲げ加工されている。扁平管熱交換器は、複数の扁平管を扁平形状の長手方向を揃えて並べられ、扁平管にフィンを複数所定の隙間を持って並べて取り付けられた熱交換部を複数有している。扁平管熱交換器は、フィンの長手方向に沿った方向から見ると、通常Ｌ字状又はコの字状に曲げられている。

　同じ長さの扁平管を使用した熱交換器を、複数列並べＬ字状に曲げると、Ｌ字曲げの外側に位置する熱交換器と内側に位置する熱交換器とでは、曲げ半径が異なる。そのため、曲げの内側にある熱交換器と外側にある熱交換器とでは熱交換器の一方の端部であるＵ字曲げ加工された部分（以下、「ヘアピン部」とも称する）又は他方の端部であるヘッダ接続部分の位置が揃わない。特許文献１に係る熱交換器においては、一方の端部であるヘアピン部を揃えて複数列の熱交換部を並べて構成されている。

特開２０１４－２２８２３６号公報

　従来の扁平管熱交換器において、扁平管のヘアピン部が揃っていない状態で配列されていると、Ｌ字曲げの外側に位置する上流側熱交換器のヘアピン部とＬ字曲げの内側に位置する下流側熱交換器のフィンとが重なって風路に配置される。この扁平管熱交換器が空気調和装置の冷凍サイクルにおいて蒸発器として使用されると、下流側熱交換器のフィンと重なっている上流側熱交換器のヘアピン部にも空気が通過し、扁平管のヘアピン部に結露が生じる。低温外気条件下で暖房運転を行った場合には、扁平管のヘアピン部に着霜する。

　空気調和装置は、低温外気条件下で暖房運転する場合は、暖房運転と除霜運転とを交互に繰り返す。扁平管は、Ｕ字形状になっている部分の一方の直線部分を上に、他方の直線部分を下に位置させて配置されており、ヘアピン部の上の直線部分に付着した水分は、ヘアピン部のＵ字形状の円弧形状部分を伝って下の直線部分へ流れる。また、扁平管は、断面形状において幅広の平坦部を上下方向に向けられているため、ヘアピン部の下の直線部分に流れてきた水分が平坦部から流れ落ちにくく、水分が溜まりやすい。扁平管のヘアピン部に着霜している場合、除霜運転で霜が融けるが、融けた水分が扁平管上から流しきれずに残っていると、結露水は暖房運転時に凍結し、氷ができる。

　その氷が除霜運転時に一部溶かしきれないと、そこにまた水分が集まり暖房運転時に凍結する。そして暖房運転と除霜運転とを繰り返しているうちに、氷は次第に成長する。熱交換器は、ヘアピン部のＵ字形状になっている部分の一方の直線部分を上に、他方の直線部分を下に位置させて配置されており、成長した氷は、上下の直線部分を繋ぐように成長する。成長した氷は、扁平管を圧迫し、管の破壊に至る可能性がある。

　一方、特許文献１に開示されているところでは、熱交換器は、複数列の熱交換部のそれぞれのヘアピン部を揃えて配置されているが、それぞれの熱交換部のフィン部は、フィンとフィンとの間の空間が狭く、ヘアピン部と較べると空気が通過しにくい。そのため、室外機に吸入された空気は、空気が通過しやすいヘアピン部にも流れ、上記の従来の扁平管熱交換器と同様に着霜する。よって、扁平管に付着する水分が凍結し氷となり、氷の成長により、管が破壊に至る可能性がある。

　本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、熱交換器のヘアピン部に付着し成長する氷による伝熱管の破壊を未然に防止することを目的としている。

　本発明に係る空気調和装置の室外機は、筐体の内部に設置されている風路と、該風路に設置されている室外熱交換器と、該室外熱交換器に空気を導入する室外機ファンと、前記風路の一部分の前記空気の流れを遮る風路遮蔽物と、を備え、前記室外熱交換器は、内部に冷媒を通す伝熱管と、前記伝熱管に取り付けられるフィンと、を備え、前記伝熱管は、当該伝熱管が曲げて折り返された部分であって、前記フィンが取り付けられていない部分であるヘアピン部を有し、前記風路遮蔽物は、前記ヘアピン部を覆う。

　本発明に係る空気調和装置の室外機によれば、上記構成により、ヘアピン部へ流れる空気を遮蔽し、ヘアピン部での着霜及び凍結を抑制することができる。また、風路遮蔽物は、熱交換器のフィン部分を遮蔽することがないため熱交換性能を下げることがない。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の室外機を含む冷媒回路を示す回路図である。本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の室外機の斜視図である。図２に示す室外機の外観カバー部品を取り外した状態の斜視図である。図２のＡ－Ａ断面を示す説明図である。図２～図４に示されている室外熱交換器のヘアピン部側の端部を示す斜視図である。図５のＢ－Ｂ断面を示す説明図である。図４の室外熱交換器のヘアピン部周辺の拡大図である。比較例としての室外熱交換器のヘアピン部を示す拡大図である。比較例としての室外熱交換器のヘアピン部を示す拡大図である。図７に示されている風路遮蔽物の高さを変更した図である。本発明の実施の形態１に係る室外機の室外熱交換器のヘアピン部の側面図である。実施の形態２に係る空気調和機の室外機の水平断面を示す説明図である。図１２の室外熱交換器のヘアピン部周辺の拡大図である。

　実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の室外機１００を含む冷媒回路１０を示す回路図である。実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。

　＜空気調和装置の冷媒回路１０＞
　実施の形態１に係る空気調和装置は、図１に示される冷媒回路１０を有している。冷媒回路１０は、圧縮機１１、流路切替装置１４、室外熱交換器９０、減圧装置１２、室内熱交換器１３が順次冷媒配管により接続され、冷凍サイクル回路を構成している。冷媒回路１０のうち、点線で囲まれている部分は、室外機１００を示している。室外機１００には、圧縮機１１、流路切替装置１４、室外熱交換器９０、減圧装置１２を備え、室外熱交換器９０の近傍には室外熱交換器９０に空気を送り込むための室外機ファン６０が設置されている。また、冷媒回路１０のうち、二点鎖線で囲まれている部分は、室内機１０１を示している。室内機１０１は、室内熱交換器１３を備え、室内熱交換器１３の近傍には、室内の空気を室内熱交換器１３に送り込むための室内機ファン１５が設置されている。

　圧縮機１１は、冷媒を吸引および圧縮して高温高圧の状態にするものであって、たとえばスクロール型圧縮機、ベーン型圧縮機等により構成されている。流路切替装置１４は、冷房運転又は暖房運転などの運転モードに応じて暖房流路と冷房流路との切替を行うものであって、例えば四方弁からなっている。流路切替装置１４は、暖房運転時において、圧縮機１１の吐出側と室内熱交換器１３とを接続するとともに、室外熱交換器９０と圧縮機１１の吸入側を接続する。この時、冷媒は、図１の冷媒回路図における流路切替装置１４の実線で示された経路を流れる。一方、流路切替装置１４は、冷房運転時において、圧縮機１１の吐出側と室外熱交換器９０を接続するとともに、室内熱交換器１３と圧縮機１１の吸入側とを接続する。この時、冷媒は、図１の冷媒回路図における流路切換器の破線で示された経路を流れる。なお、流路切替装置１４として四方弁を用いた場合について例示しているが、これに限らずたとえば複数の二方弁等を組み合わせて構成してもよい。

　室外熱交換器９０は、冷媒と外気との間で熱交換を行うものである。室外熱交換器９０の近傍に設置されている室外機ファン６０は、外気を室外熱交換器９０に送風するものである。

　減圧装置１２は、室内熱交換器１３と室外熱交換器９０との間に設けられており、流量を調整することにより冷媒の状態を調整するものである。例えば、絞り装置や開閉により冷媒の流れのＯＮ／ＯＦＦを行う開閉弁等からなっている。

　＜暖房運転時の冷媒回路１０の動作＞
　次に、実施の形態１における冷凍サイクルの動作例について説明する。まず、室外熱交換器９０が蒸発器として動作する暖房運転の場合の冷媒回路１０の動作例について説明する。図１において、暖房時は、図中の実線で示された矢印の方向に冷媒が流れ、流路切替装置１４も実線で示された経路を冷媒が流れる。冷媒は、圧縮機１１において圧縮され高温高圧のガス冷媒になる。圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置１４を介して室内熱交換器１３へと流入する。室内熱交換器１３に流入した高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器１３において放熱され、気体から液体へと凝縮される。なお、室内熱交換器１３において放熱された熱は、室内機１０１が設置されている室内の空気を暖める。室内熱交換器１３において凝縮した冷媒は、室内熱交換器１３から減圧装置１２へ流入し、減圧されることにより気液二相状態となる。減圧された気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器９０へ流入し、室外機ファン６０により室外熱交換器９０送りこまれた空気から吸熱することで蒸発し、流路切替装置１４を経て圧縮機１１に吸入される。

　＜冷房運転及び除霜運転時の冷媒回路１０の動作＞
　次に、室外熱交換器９０が凝縮器として動作する冷房運転の場合の冷媒回路１０の動作例について説明する。冷房時は、図中の破線で示された矢印の方向に冷媒が流れ、流路切替装置１４も破線で示された経路を冷媒が流れる。冷媒は、圧縮機１１において圧縮され高温高圧のガス冷媒になる。圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、流路切替装置１４を介して室外熱交換器９０へと流入する。室外熱交換器９０に流入した高温高圧のガス冷媒は、室外機ファン６０から送られる空気と熱交換され、放熱され、気体から液体へと凝縮される。室外熱交換器９０において凝縮した冷媒は、室外熱交換器９０から減圧装置１２へ流入し、減圧されることにより気液二相状態となる。減圧された気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器１３へ流入し、室内機ファン１５により送り込まれた室内の空気と熱交換して蒸発し、流路切替装置１４を経て圧縮機１１へと吸入される。

　＜室外機１００の構成＞
　図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の室外機１００の斜視図である。図３は、図２に示す室外機１００の外観カバー部品を取り外した状態の斜視図である。図４は、図２のＡ－Ａ断面を示す説明図である。なお、以下の各図においてに示されているｘ、ｙ、ｚ方向は、それぞれ対応している。
　室外機１００は、例えば、略直方体の筐体を有するものである。すなわち、室外機１００は、図２に示すように、室外機１００の筐体の前面側を構成する前面パネル５１と、筐体の側面側を構成する側面パネル５２と、筐体の天面側を構成する天面パネル５３とを備える。また、図４に示されるように、室外機１００は、室外機１００の背面側及び側面パネル５２と対向する側の側面側を覆う背面パネル５５を備える。背面パネル５５は、室外機１００の内部に空気を取り込む空気吸込口５９が設けられている。室外機１００の前面パネル５１には、外部に空気を排気する空気吹出口６２が設けられている。空気吹出口６２は、外側をファンガード６１により覆われている。なお、室外機１００の筐体の構成は上記の構成のみに限られず、適宜変更することができる。前面パネル５１などの室外機１００の筐体を構成する各パネルは、組み合わせて一体に形成されていても良い。また、各パネルは、さらに複数の別体のパネルにより構成されていても良い。

　室外機１００の内部の空間は、セパレータ６４により、機械室８０と風路６３とに仕切られている。機械室８０には、圧縮機１１、減圧装置１２、流路切替装置１４、が収納されている。風路６３には、上流側に室外熱交換器９０が配置され、下流側に室外機ファン６０が配置されている。室外熱交換器９０は、図４に示されているように、一端が機械室８０内に配置されている。室外熱交換器９０の機械室８０内に配置されている一端には、ジョイント部６ｅが設けられている。ジョイント部６ｅは、室外熱交換器９０の各伝熱管１の一端に接続されている。図３及び図４においては図示省略されているが、機械室８０内に配置されている室外熱交換器９０のジョイント部６ｅは、減圧装置１２、流路切替装置１４と冷媒配管により接続されており、冷媒回路１０を構成するものである。

　図４中において矢印で示されているように、風路６３に設置された室外機ファン６０は、室外機１００の外部の空気を空気吸込口５９から内部に吸込み、空気吹出口６２から吹出す。室外熱交換器９０は、図４に示されているように、天面側から見るとＬ字形になっており、背面パネル５５に設けられている空気吸込口５９に沿って配置されている。すなわち、空気吸込口５９から空気吹出口６２までの間の空気の流れを遮るように風路６３の全域にわたって室外熱交換器９０が配置されている。このように構成されていることにより、空気吸込口５９から室外機１００の内部の風路６３に流入した空気は、室外熱交換器９０を通過し、室外熱交換器９０の内部を流れる冷媒と熱交換され、空気吹出口６２から吹出される。なお、実施の形態１において室外熱交換器９０はＬ字形状に曲げられているが、例えば矩形の一方の辺を開放した形状、つまりコの字形状の２箇所以上曲げられた形状等でも良い。

　図３及び図４に示されているように、室外熱交換器９０は、２つの熱交換部から構成されており、風路６３の上流側に配置されている上流側熱交換部９１及び下流側に配置されている下流側熱交換部９２より構成されている。上流側熱交換部９１及び下流側熱交換部９２は、それぞれ伝熱管１の冷媒流路に沿って複数のフィン２を所定の間隔をもって並べて取り付けることにより構成されている。上流側熱交換部９１と下流側熱交換部９２とは、それぞれのフィン２が配列されている部分であるフィン設置部７ｂが重なるように、風路６３の空気が流れる方向に並べて配置されている。

　室外機１００の下部にはベースパネル５６が配置されており、室外機１００の筐体の底面側を構成するものである。ベースパネル５６は、室外熱交換器９０、室外機ファン６０、機械室８０に収納されている圧縮機１１、減圧装置１２、流路切替装置１４などを支持するものである。

　＜室外熱交換器９０＞
　室外熱交換器９０は、上記のように２つの熱交換部から構成されており、風路６３の上流側に配置されている上流側熱交換部９１及び下流側に配置されている下流側熱交換部９２より構成されている。実施の形態１においては、室外熱交換器９０は、２列の熱交換部により構成されているが、２列に限定されず、３列以上の熱交換部を風路６３の上流側から下流側に並べて配置してもよい。

＜伝熱管１＞
　図５は、図２～図４に示されている室外熱交換器９０のヘアピン部６ａ側の端部を示す斜視図である。
　上流側熱交換部９１及び下流側熱交換部９２は、図５に示されるように、複数の伝熱管１をｚ方向に並べ、その複数の伝熱管１に直交するようにフィン２を取り付けて構成されている。伝熱管１は、それぞれ室外機１００の天面側から見るとＬ字形に曲げられている。フィン２は、Ｌ字形に曲げられている伝熱管１の冷媒流路に沿った方向に複数並べられ、複数のフィン２同士は、所定の間隔を持って取り付けられている。上流側熱交換部９１及び下流側熱交換部９２を構成する伝熱管１は、それぞれ機械室８０側の端部であるジョイント部６ｅから他方の端部へ延び、他方の端部で下方に曲げられて折り返され、機械室８０へ戻るように構成されている。他方の端部において、伝熱管１は、フィン２が取り付けられておらず露出しており、Ｕ字形に曲げられている。他方の端部において露出している伝熱管１の一部を特にヘアピン部６ａと称する。１本の伝熱管１において、ジョイント部６ｅとヘアピン部６ａとの間の配管部６ｆは室外機１００の上下に配置され平行であり、室外機１００の天面から見ると上下の配管部６ｆは同じ経路を通っている。なお、配管部６ｆは、図４において、点線で示されている部分であり、この部分にはフィン２が取り付けられ、フィン設置部７ｂとなっている。

　図４に示されているように、伝熱管１のヘアピン部６ａが接続されている側とは反対側の端部側には、図示省略のヘッダーパイプが接続されるジョイント部６ｅが設けられている。伝熱管１の内部は、冷媒の流路になっており、冷媒がジョイント部６ｅ側から流入し、ヘアピン部６ａで折り返し、またジョイント部６ｅ側に戻るように流れる。上流側熱交換部９１及び下流側熱交換部９２を構成する各伝熱管１は、ジョイント部６ｅ側に配置されている伝熱管１の２つの端部の一方から冷媒が流入し、一方の配管部６ｆを通り、ヘアピン部６ａで折り返し、他方の配管部６ｆを通り、ジョイント部６ｅ側に戻り、室外熱交換器９０から流出する。なお、伝熱管１内を流れる熱交換媒体としては、たとえば、水、冷媒、ブラインなどの流体が使用される。

　実施の形態１においては、伝熱管１として特に扁平管が使用されている。伝熱管１の断面形状は、長方形の角を丸めた形状になっており、その長方形が所定のアスペクト比となっている。また、伝熱管１は、アルミニウム又は銅などの熱伝導性の良好な中空金属管で構成されるものである。なお、実施の形態１では、伝熱管１として扁平管を使用しているが、これに限定されず、断面形状が円形のものを使用してもよい。

　＜フィン２＞
　フィン２は、薄い板状に形成されており、伝熱管１が挿入される切り欠き部３が複数形成されている。この切り欠き部３は、フィン２の長手方向に沿って一定ピッチで複数形成されている。フィン２は、図３に示すように、断面形状が、長方形の角を丸めた形状を有している。つまり、切り欠き部３は、伝熱管１が挿入可能なように、伝熱管１の断面形状に合わせて形成されている。フィン２は、切り欠き部３に伝熱管１が挿入され、切り欠き部３において伝熱管１と例えばロウ付けなどにより固定される。フィン２は、伝熱管１の長手方向、すなわち伝熱管１の内部の冷媒流路方向に沿って所定の隙間を持って複数並べられ、取り付けられる。ただし、伝熱管１のヘアピン部６ａの周辺にはフィン２は取り付けられておらず、伝熱管１が露出している。

　図６は、図５のＢ－Ｂ断面を示す説明図である。フィン２の切り欠き部３は、フィン２の長手方向に直交する向きの一方の端部から他方の端部に向かって延びている。実施の形態１においては、切り欠き部３は、風路６３の上流側が開放されている。なお、図５においては、切り欠き部３の表示は省略されている。このようにすると、フィン２を切り欠いた後の残りの板がつながっている部分である縁部２ｂにより、伝熱管１が風路遮蔽物５０から離れて配置される。そのため、室外機１００を組み立てる際に風路遮蔽物５０が伝熱管１に接触するのを防止することができ、ヘアピン部６ａの損傷を防ぐことができる。なお、風路遮蔽物５０が室外熱交換器９０の上流側にある場合は、切り欠き部３の開放側を下流側に向けてフィン２を配置すれば同様の効果が得られる。

　＜室外熱交換器９０の配置＞
　図４に示されるように、室外熱交換器９０は、室外機１００の内部の風路６３に配置され、空気吸込口５９に沿って配置されている。そして、上流側熱交換部９１及び下流側熱交換部９２のフィン設置部７ｂが、空気吸込口５９の全域を覆う様に配置されている。このように配置されることにより、空気吸込口５９から流入した空気が複数のフィン２の間を通過し、伝熱管１内を流動する冷媒との熱交換が促進される。

　実施の形態１において、上流側熱交換部９１及び下流側熱交換部９２は、ヘアピン部６ａの端を揃えて配置されている。言い換えると、上流側熱交換部９１及び下流側熱交換部９２は、ヘアピン部６ａの端の伝熱管１の冷媒流路に沿った方向における位置が揃っている。ヘアピン部６ａは、前面パネル５１の近傍に配置されており、ヘアピン部６ａの端は、前面パネル５１から所定の隙間ｐを持って配置されている。また、上流側熱交換部９１及び下流側熱交換部９２のフィン２が配置されている部分の端部であるフィン端部７ａも、伝熱管１の長手方向における位置が揃えられて配置されている。フィン端部７ａは、前面パネル５１から所定の距離ｑを持って配置されている。上流側熱交換部９１及び下流側熱交換部９２のフィン端部７ａの位置が揃えて配置されていることにより、上流側熱交換部９１のフィン２の間を通過した空気は、下流側熱交換部のフィン２を通過する。

　＜風路遮蔽物５０の構成＞
　実施の形態１において、室外熱交換器９０のヘアピン部６ａの近傍に風路遮蔽物５０が配置されている。風路遮蔽物５０は、前面パネル５１の内側の壁面５１ａに設置されており、風路６３内の空気の流れを遮るように前面パネル５１の内側の壁面５１ａに立設されている。風路遮蔽物５０は、例えば壁面５１ａに一体に設けられている。または、風路遮蔽物５０は、ネジ止め等の手段で壁面５１ａに固定されていても良い。

　図７は、図４の室外熱交換器９０のヘアピン部６ａ周辺の拡大図である。
　実施の形態１において、風路遮蔽物５０は、下流側熱交換部９２のヘアピン部６ａ及びフィン端部７ａの下流側に配置されている。風路遮蔽物５０は、前面パネル５１の内側の壁面５１ａから下流側熱交換部９２のフィン端部７ａが設置されている方向へ向けて延びている。風路遮蔽物５０の前面パネル５１の内側の壁面５１ａからの高さＨは、前面パネル５１の内側の壁面５１ａからフィン端部７ａまでの距離ｑ以上に設定されている。また、風路遮蔽物５０は、図６に示される断面形状で室外機１００の上下方向に延びており、下流側熱交換部９２が有する複数のヘアピン部６ａ全てを風路の下流側から覆う様に設置されている。このように構成されていることにより、空気吸込口５９から流入する空気は、室外熱交換器９０のフィン設置部７ｂ側を通る。ヘアピン部６ａは、風路６３の下流側が遮蔽されているため、空気が流れ込まない。なお、風路遮蔽物５０は、ヘアピン部６ａを全て覆うように設置される場合に限られず、一部に切り欠きを設け、ヘアピン部６ａの一部が覆われていない構成であっても良い。この場合は、一部のヘアピン部６ａに空気が流入し凍結が生じる可能性があるが、一部のヘアピン部６ａに限られるため、除霜運転の制御等により凍結を防止することが可能である。また、風路遮蔽物５０の一部に切り欠き部があった場合であっても、例えば室外熱交換器９０の近傍にある別部品で切り欠き部を塞ぐ様にしても良い。

　また、壁面５１ａから風路６３の内側方向に延びる風路遮蔽物５０の先端部５０ａをフィン設置部７ｂに当接させても良い。先端部５０ａとフィン設置部７ｂとを当接させる部分にゴムシートなどの干渉部材を介しても良い。このように構成されることで、フィン設置部７ｂと風路遮蔽物５０との間に空気が流れる隙間が生じず、ヘアピン部６ａへの空気の流入を抑制する効果が向上させることができる。

　＜比較例＞
　図８及び図９は、比較例としての空気調和装置の室外機１００ａの室外熱交換器９０のヘアピン部６ａを示す拡大図である。なお、比較例の空気調和装置の室外機１００ａは、風路遮蔽物５０が設けられていない点において室外機１００と異なる。それ以外の構成については、室外機１００と室外機１００ａとは同じである。よって、以下の説明において共通する部分については同一の符号を付して説明する。

　空気調和装置が暖房運転をしている場合、室外熱交換器９０は、蒸発器として作用する。よって、空気吸込口５９に流れ込んだ空気に湿気が多く含まれていると、室外熱交換器９０には結露水が発生する。特に空気の温度が低い場合は結露水が凍結し、フィン２や伝熱管１に霜が付着する。室外熱交換器９０に霜が付着すると、フィン２が目詰まりしを空気が通過しにくくなるため、熱交換効率が低下する。すると、冷凍サイクルの効率も下がるため、空気調和装置の空調能力が低下することになる。よって、空気調和装置においては、暖房運転と除霜運転とを交互に繰り返すことにより、室外熱交換器９０に付着した霜を融かし、熱交換効率が下がらないように制御されている。

　比較例の室外機１００ａには、風路遮蔽物５０が設置されていないため、室外熱交換器９０のヘアピン部６ａには空気吸込口５９から流れ込んだ空気が通過しやすくなっている。ヘアピン部６ａにはフィン２は設けられていないが、伝熱管１には空気吸込口５９から流れ込んだ空気が接触するため、着霜する。ヘアピン部６ａに付着した霜は、除霜運転により融かされて結露水となるが、図８及び図９に示される様に、結露水の一部は、ヘアピン部６ａの上側の水平部６ｂに付着したまま残り、流れる結露水もヘアピン部６ａの円弧部６ｃを伝って図８及び図９中の矢印の方向に流れ、下側の水平部６ｄに流れる。このように、除霜運転時に結露水９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄがヘアピン部６ａの水平部６ｂ、６ｄに付着する。

　上記のように、結露水９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄがヘアピン部６ａに付着したまま、空気調和装置が暖房運転に切り替わると、結露水９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄは再度凍結する。また、ヘアピン部６ａは、通過する空気により新たに着霜する。そして、再度空気調和装置が除霜運転に切り替わると、暖房運転時にヘアピン部６ａについた霜及び前回の除霜運転時に残った結露水が凍結してできた氷が融ける。しかし、ヘアピン部６ａに融かしきれない氷が残ると、その氷に融けた霜や氷による結露水がさらに付着し、暖房運転時に凍結するため、氷が例えば図９の氷８ａに示される様に徐々に大きくなり、さらに氷８ｂに示されるように下側の水平部６ｄ上に溜まった結露水９ｄが凍結してできた氷とつながる。

　上記の様にヘアピン部６ａにできた氷は、上側の水平部６ｂと下側の水平部６ｄとを繋ぐように成長し、水平部６ｂと水平部６ｄとを上下方向に圧迫する。そのため、伝熱管１は、氷により圧迫された部分を起点として破壊に至る。以上のように、比較例における室外機１００ａは、風路遮蔽物５０を有していないことからヘアピン部６ａに凍結が発生し、伝熱管１の破壊に至る。

　＜実施の形態１の効果＞
　実施の形態１及び比較例において、伝熱管１に扁平管が使用されることにより、結露水が伝熱管１上に残りやすい。よって、室外熱交換器９０に扁平管を使用する場合には、断面円形の管を伝熱管１として使用する場合と比較して、ヘアピン部６ａに空気が当たらないように対策する必要性が高くなる。実施の形態１に係る室外機１００は、図６に示される様に風路遮蔽物５０により、ヘアピン部６ａを空気が通過しにくい構成になっていることから、比較例に係るヘアピン部６ａのように凍結が生じるのを抑えることができる。よって、伝熱管１の破損を未然に防止することができる。また、風路遮蔽物５０は、ヘアピン部６ａのみを覆うように、つまりフィン端部７ａから前面パネル５１の内側の壁面５１ａまでの範囲の風路６３を遮蔽するように設置されている。そのため、フィン２を通過する空気を遮蔽することが無く、室外熱交換器９０の性能を低下させることがない。

　図１０は、図７に示されている風路遮蔽物５０の高さを変更した図である。
　風路遮蔽物５０の前面パネル５１の内側の壁面５１ａからの高さＨは、前面パネル５１の内側の壁面５１ａからフィン端部７ａまでの距離ｑ以上に設定されている。図１０に示されるように、高さＨを距離ｑよりも大きめに設定し、風路遮蔽物５０と下流側熱交換部９２のフィン２とを重なるようにすることで、製造時の寸法ばらつきがあってもヘアピン部６ａへ空気が流れ込むことを抑制することができる。

　（１）実施の形態１に係る空気調和装置の室外機１００によれば、筐体の内部に設置されている風路６３と、風路６３に設置されている室外熱交換器９０と、室外熱交換器９０に空気を導入する室外機ファン６０と、風路６３の一部分の空気の流れを遮る風路遮蔽物５０と、を備える。室外熱交換器９０は、内部に冷媒を通す伝熱管１と、伝熱管１に取り付けられるフィン２と、を備える。伝熱管１は、伝熱管１が曲げて折り返された部分であって、フィン２が取り付けられていない部分であるヘアピン部６ａを有する。風路遮蔽物５０は、ヘアピン部６ａを覆う。
　または、風路遮蔽物５０は、風路６３のうち、ヘアピン部６ａが配置されている側の風路６３を形成する壁面５１ａとヘアピン部６ａが配置されている側のフィン２の端面との間の空間を遮蔽する。
　このように構成されることにより、空気調和装置の室外機１００は、室外熱交換器９０のヘアピン部６ａに室外機１００の外部の空気が流入するのを抑制することができる。ヘアピン部６ａに空気が流入しないため、ヘアピン部６ａに結露及び着霜が生じるのを抑制でき、ひいてはヘアピン部６ａが凍結して損傷するのを防止することができる。

　（２）実施の形態１に係る空気調和装置の室外機１００によれば、風路遮蔽物５０は、ヘアピン部６ａが配置されている側の風路６３を形成する壁面５１ａに立設され、風路遮蔽物５０の壁面５１ａからの高さは、壁面５１ａから最も近いフィン端部７ａから壁面５１ａまでの距離ｑと同じ、又は距離ｑよりも大きく設定されている。
　このように構成されることにより、空気調和装置の室外機１００は、フィン端部７ａと風路遮蔽物５０との間に隙間が生じないようにできるため、室外熱交換器９０のヘアピン部６ａに室外機１００の外部の空気が流入するのをより確実に抑制することができる。

　（３）実施の形態１に係る空気調和装置の室外機１００によれば、伝熱管１は、フィン２に設けられている切り欠き部３に挿入され、切り欠き部３は、フィン２の長手方向に直交する方向の一端が開放され、一端から他端に向けて延びており、室外熱交換器９０は、フィン２の他端を風路遮蔽物５０が配置されている側に向けている。
　このように構成されることにより、空気調和装置の室外機１００は、風路遮蔽物５０と伝熱管１との間にフィン２の縁部２ｂがあるため、風路遮蔽物５０と伝熱管１とが直接接触しないようになっている。これにより、室外機１００の組み立て時においても風路遮蔽物５０と伝熱管１とが接触することがないため、伝熱管１の損傷を防止することができる。

　（４）実施の形態１に係る空気調和装置の室外機１００によれば、風路遮蔽物５０は、先端部がフィン２に当接している。
　このように構成されることにより、空気調和装置の室外機１００は、フィン端部７ａと風路遮蔽物５０との間に隙間が生じないようにできるため、室外熱交換器９０のヘアピン部６ａに室外機１００の外部の空気が流入するのをより確実に抑制することができる。

　（５）実施の形態１に係る空気調和装置の室外機１００によれば、風路遮蔽物５０は、室外熱交換器９０に対し空気の流れの下流側に位置する。
　このように構成されることにより、空気調和装置の室外機１００は、上記（１）と同様な効果を得ることができる。

　（６）実施の形態１に係る空気調和装置の室外機１００によれば、伝熱管１は、断面形状が扁平形状であり、扁平形状の長手方向を水平に向けて配置されることを特徴とする。
　このように構成されることにより、空気調和装置の室外機１００は、熱交換に有利であるが、結露水が除去されにくい扁平管を伝熱管１として使用することができる。結露水が除去されにくい扁平管に対し結露、着霜を抑制し、ヘアピン部６ａの凍結による損傷を防止することができる。

　＜実施の形態１の変形例＞
　なお、実施の形態１においては、Ｌ字形の上流側熱交換部９１と下流側熱交換部９２とを風路６３の上流側と下流側とに並べて配置しているため、ヘアピン部６ａの端を揃えるように構成すると、伝熱管１の長さがそれぞれ異なる。このように室外熱交換器９０を構成した場合、製造上は部品点数が増えてしまうため、上流側熱交換部９１と下流側熱交換部９２とで同じ長さの伝熱管１を使用することも可能である。

　図１１は、本発明の実施の形態１に係る室外機１００の室外熱交換器９０のヘアピン部６ａの側面図である。（ａ）は、室外熱交換器９０の伝熱管１の長さを同じにした場合のヘアピン部６ａの説明図である。（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る室外熱交換器９０の伝熱管１の長さを上流側熱交換部９１と下流側熱交換部９２とで変えた場合のヘアピン部６ａの説明図である。図１１においては、上流側熱交換部９１の伝熱管１を実線で示し、下流側熱交換部９２の伝熱管１を破線で示している。また、図示をわかりやすくするために、上流側熱交換部９１の伝熱管１と下流側熱交換部９２の伝熱管１とを上下にずらして表示している。

　図１１（ａ）に示される様に、上流側熱交換部９１と下流側熱交換部９２とで伝熱管１の長さを同じにしフィン端部７ａを揃えて室外熱交換器９０を構成すると、Ｌ字形に曲げられている外側に位置する上流側熱交換部９１は、ヘアピン部６ａが短くなる。一方、図１１（ｂ）に示される様に、上流側熱交換部９１と下流側熱交換部９２とで伝熱管１の長さを変えれば、フィン端部７ａを揃えつつヘアピン部６ａの端を揃えることが可能となる。

　図１１（ａ）のように、上流側熱交換部９１と下流側熱交換部９２とで伝熱管１の長さを同じにしフィン端部７ａを揃えて室外熱交換器９０を構成した場合、同じ長さの伝熱管１を使用できるというメリットがある。しかし、図１１（ａ）のように、ヘアピン部６ａの端部を揃えることができず、上流側熱交換部９１のヘアピン部６ａは下流側熱交換部９２のヘアピン部６ａよりも図１１のｙ方向に引っ込んで配置される。図１１（ａ）の上流側熱交換部９１及び下流側熱交換部９２と、図１１（ｂ）の下流側熱交換部９２とをそれぞれ伝熱管１を同じ長さで構成した場合、図１１（ａ）の上流側熱交換部９１のヘアピン部６ａだけ短くなるため、ヘアピン部６ａの円弧部６ｃがフィン端部７ａに近づく。すると、上流側熱交換部９１と下流側熱交換部９２とでフィン端部７ａを揃えるために、本来、上流側熱交換部９１よりもフィン２を多く取り付けることができる下流側熱交換部９２も、上流側熱交換部９１に合わせてフィン２の数を減らさなくてはならない。よって、上記より、熱交換性能の観点から、室外熱交換器９０は、上流側熱交換部９１の伝熱管１の長さを下流側熱交換部９２の伝熱管１の長さよりも長く設定し、ヘアピン部６ａの端を揃えるように構成する方が有利である。

　実施の形態２．
　本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の室外機２００は、実施の形態１に係る室外機１００に対し、風路遮蔽物５０の位置を変更したものである。実施の形態２に係る室外機２００においては、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。実施の形態２に係る室外機２００の各部については、各図面において同一の機能を有するものは実施の形態１の説明で使用した図面と同一の符号を付して表示するものとする。

　図１２は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室外機２００の水平断面を示す説明図である。図１３は、図１２の室外熱交換器９０のヘアピン部６ａ周辺の拡大図である。なお、図１２に示す断面は、実施の形態１の図２におけるＡ－Ａ断面に相当する。
　実施の形態２においては、風路遮蔽物２５０は、上流側熱交換部９１のヘアピン部６ａの上流側に配置されている。風路遮蔽物２５０は、伝熱管１の長手方向、すなわち伝熱管１の内部を流れる冷媒の流動する方向と平行に前面パネル５１から風路６３の内側に向かって延びている。また、風路遮蔽物２５０の前面パネル５１の内側の壁面５１ａからの高さＨは、実施の形態１と同様に前面パネル５１からフィン端部７ａまでの距離ｑ以上に設定されている。

　なお、図１２及び図１３において、風路遮蔽物２５０は、前面パネル５１の内側の壁面５１ａから立設しているが、この構成に限られない。例えば、風路遮蔽物２５０を背面パネル５５と一体に形成しても良い。つまり、風路遮蔽物２５０は、上流側熱交換部９１のヘアピン部６ａの上流側を遮蔽し、前面パネル５１からフィン端部７ａまでの間の空間への空気の流入を抑制できれば良い。

　また、実施の形態２において、上流側熱交換部９１のフィン２の切り欠き部３は、下流側を開放するように設けられており、図１２及び図１３に示されるように上流側熱交換部９１の伝熱管１は、下流側に寄って配置されている。実施の形態１に係る室外機１００と同様に、伝熱管１が風路遮蔽物２５０から距離をおいて配置されるため、伝熱管１と風路遮蔽物２５０との接触による損傷を防止することができる。

　＜実施の形態２の効果＞
　（７）実施の形態２に係る空気調和装置の室外機２００によれば、風路遮蔽物２５０は、室外熱交換器９０に対し前記空気の流れの上流側に位置する。
　このように構成されることにより、実施の形態１に記載した（１）～（６）と同様の効果を得ることができる。また、実施の形態２に係る空気調和装置の室外機２００は、より結露、着霜が生じやすい上流側熱交換部９１への空気の流入を防止できることから、実施の形態１に係る室外機１００と比較して凍結を抑制する効果が高い。さらに、室外機２００の風路遮蔽物２５０は、風路６３の上流側を遮蔽しているため、室外機２００の外部から飛来するゴミや雪、水などの侵入を防止することができる。これにより、室外機２００は、実施の形態１の室外機１００と比較して、ヘアピン部６ａへの空気の流入を抑制するだけでなく、その他の飛来物の侵入も防止できるため、ヘアピン部６ａの損傷を防止する効果が高い。

　また、風路遮蔽物２５０を上流側熱交換部９１の上流側に配置することにより、上流側熱交換部９１のフィン２を通過した空気が、上流側熱交換部９１と下流側熱交換部９２との間から下流側熱交換部９２のヘアピン部６ａに流れ込む場合がある。しかし、上流側熱交換部９１のフィン２を通過した空気は、上流側熱交換部９１で熱交換されることで除湿されているため、ヘアピン部６ａに流れ込んでも着霜が生じにくい。また、実施の形態１と同様に、風路遮蔽物２５０の先端部２５０ａをフィン２に当接させて、更にヘアピン部６ａへの空気の流入を抑制させる効果を高めることもできる。

　１　伝熱管、２　フィン、２ｂ　縁部、３　切り欠き部、４　圧縮機、６ａ　ヘアピン部、６ｂ　水平部、６ｃ　円弧部、６ｄ　水平部、６ｅ　ジョイント部、６ｆ　配管部、７ａ　フィン端部、７ｂ　フィン設置部、８ａ　氷、８ｂ　氷、９ａ　結露水、９ｂ　結露水、９ｃ　結露水、９ｄ　結露水、１０　冷媒回路、１１　圧縮機、１２　減圧装置、１３　室内熱交換器、１４　流路切替装置、１５　室内機ファン、５０　風路遮蔽物、５０ａ　先端部、５１　前面パネル、５１ａ　壁面、５２　側面パネル、５３　天面パネル、５５　背面パネル、５６　ベースパネル、５９　空気吸込口、６０　室外機ファン、６２　空気吹出口、６３　風路、６４　セパレータ、８０　機械室、９０　室外熱交換器、９１　上流側熱交換部、９２　下流側熱交換部、１００　室外機、１００ａ　室外機、１０１　室内機、２００　室外機、２５０　風路遮蔽物、２５０ａ　風路遮蔽物、Ｈ　高さ、ｐ　隙間、ｑ　距離。

Claims

　筐体の内部に設置されている風路と、
　該風路に設置されている室外熱交換器と、
　該室外熱交換器に空気を導入する室外機ファンと、
　前記風路の一部分の前記空気の流れを遮る風路遮蔽物と、を備え、
　前記室外熱交換器は、
　内部に冷媒を通す伝熱管と、
　前記伝熱管に取り付けられるフィンと、を備え、
　前記伝熱管は、
　当該伝熱管が曲げて折り返された部分であって、前記フィンが取り付けられていない部分であるヘアピン部を有し、
　前記風路遮蔽物は、
　前記ヘアピン部を覆う、空気調和装置の室外機。
　筐体の内部に設置されている風路と、
　該風路に設置されている室外熱交換器と、
　該室外熱交換器に空気を導入する室外機ファンと、
　前記風路の一部分の前記空気の流れを遮る風路遮蔽物と、を備え、
　前記室外熱交換器は、
　内部に冷媒を通す伝熱管と、
　前記伝熱管に取り付けられるフィンと、を備え、
　前記伝熱管は、
　当該伝熱管が曲げて折り返された部分であって、前記フィンが取り付けられていない部分であるヘアピン部を有し、
　前記風路遮蔽物は、
　前記風路のうち、前記ヘアピン部が配置されている側の前記風路を形成する壁面と前記ヘアピン部が配置されている側の前記フィンの端面との間の空間を遮蔽する、空気調和装置の室外機。
　前記風路遮蔽物は、
　前記ヘアピン部が配置されている側の前記風路を形成する壁面に立設され、
　前記風路遮蔽物の前記壁面からの高さは、
　前記壁面から最も近い前記室外熱交換器のフィン端部から前記壁面までの距離と同じ、又は前記距離より大きく設定されている、請求項１又は２に記載の空気調和装置の室外機。
　前記伝熱管は、
　前記フィンに設けられている切り欠き部に挿入され、
　前記切り欠き部は、
　前記フィンの長手方向に直交する方向の一端が開放され、該一端から他端に向けて延びており、
　前記室外熱交換器は、
　前記フィンの前記他端を前記風路遮蔽物側に向けて配置されている、請求項１～３の何れか１項に記載の空気調和装置の室外機。
　前記風路遮蔽物は、
　先端部が前記フィンに当接している、請求項１～４の何れか１項に記載の空気調和装置の室外機。
　前記風路遮蔽物は、
　前記室外熱交換器に対し前記空気の流れの下流側に配置される、請求項１～５の何れか１項に記載の空気調和装置の室外機。
　前記風路遮蔽物は、
　前記室外熱交換器に対し前記空気の流れの上流側に配置される、請求項１～６の何れか１項に記載の空気調和装置の室外機。
　前記伝熱管は、
　断面形状が扁平形状であり、扁平形状の長手方向を水平に向けて配置されることを特徴とする請求項１～７の何れか１項に記載の空気調和装置の室外機。