JPH08278043A - 分離型空気調和機の室外ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極力小型化を図ることのできる分離型空気調
和機の室外ユニットを提供する。 【構成】 高温側ハウジング３と低温側ハウジング５と
を有する熱ガス機関１を備え、この熱ガス機関１の吸熱
用熱源と、熱ガス機関の放熱用熱源と、室外熱交換器と
をつないだ分離型空気調和機の室外ユニット３００であ
る。室外ユニット３００内に熱ガス機関１を設け、この
熱ガス機関１の奥に一部３０１ａが熱ガス機関１と前後
に重なり合うように室外熱交換器３０１を設けたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱ガス機関の吸熱用熱
源と放熱用熱源とを用いて構成される分離型空気調和機
の室外ユニットの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ヴィルミエサイクル熱ガス機関
の吸熱用熱源と、放熱用熱源と、室内熱交換器と、室外
熱交換器とをつないだ分離型空気調和機は知られている
（例えば、特公平５−６５７７７号公報）。この種の機
器の基本サイクルとなるヴィルミエサイクルは、温度差
を用いてヒートポンプ仕事を行うもので、容積的なガス
の圧縮を含まないことに特徴を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このこ
とはヴィルミエサイクルの比出力が小さいことを意味し
ており、ほかのサイクルを利用した機器に比べると機器
自体が大型化するという欠点がある。機器が大型化する
と、室外熱交換器や室外ファン等を収納しなければなら
ない室外ユニットもまた大型化するという問題がある。

【０００４】そこで、本発明の目的は、上記の従来の課
題を解消し、極力小型化を図ることのできる分離型空気
調和機の室外ユニットを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、高温側ハウジングと低温側ハウジングとを有する熱
ガス機関を備え、この熱ガス機関の吸熱用熱源と、熱ガ
ス機関の放熱用熱源と、室外熱交換器とをつないだ分離
型空気調和機の室外ユニットにおいて、この室外ユニッ
ト本体内に熱ガス機関を設け、この熱ガス機関の奥に一
部が当該熱ガス機関と前後に重なり合うように室外熱交
換器を設けたものである。

【０００６】請求項２に記載の発明は、高温側ハウジン
グと低温側ハウジングとを有する熱ガス機関を備え、こ
の熱ガス機関の吸熱用熱源と、熱ガス機関の放熱用熱源
と、室外熱交換器とをつないだ分離型空気調和機の室外
ユニットにおいて、この室外ユニット本体内に熱ガス機
関を設け、この熱ガス機関の奥に一部が当該熱ガス機関
と前後に重なり合うように室外熱交換器を設け、熱ガス
機関の高温側ハウジングと低温側ハウジングとで囲まれ
る空間内に室外ファンを設けたものである。

【０００７】請求項３に記載の発明は、高温側ハウジン
グと低温側ハウジングとを有する熱ガス機関を備え、こ
の熱ガス機関の吸熱用熱源と、熱ガス機関の放熱用熱源
と、室外熱交換器とをつないだ分離型空気調和機の室外
ユニットにおいて、この室外ユニット本体内に熱ガス機
関を設け、この熱ガス機関の奥に一部が当該熱ガス機関
と前後に重なり合うように室外熱交換器を設け、熱ガス
機関の高温側ハウジングと低温側ハウジングとで囲まれ
る空間内に室外ファンを設け、この室外ファンと室外熱
交換器とをダクトで包囲したものである。

【０００８】請求項４に記載の発明は、高温側ハウジン
グと低温側ハウジングとを有する熱ガス機関を備え、こ
の熱ガス機関の吸熱用熱源と、熱ガス機関の放熱用熱源
と、室外熱交換器とをつないだ分離型空気調和機の室外
ユニットにおいて、この室外ユニット本体内に熱ガス機
関を設け、この熱ガス機関の高温側ハウジングと低温側
ハウジングとで囲まれる空間内に前後に重なり合うよう
に複数の室外熱交換器を設けたものである。

【０００９】請求項５に記載の発明は、高温側ハウジン
グと低温側ハウジングとを有する熱ガス機関を備え、こ
の熱ガス機関の吸熱用熱源と、熱ガス機関の放熱用熱源
と、室外熱交換器とをつないだ分離型空気調和機の室外
ユニットにおいて、この室外ユニット本体内に熱ガス機
関を設け、この熱ガス機関の高温側ハウジングと低温側
ハウジングとで囲まれる空間内に室外熱交換器を設け、
この室外熱交換器を室外ユニット本体の隣接する２つの
面に跨がるように配置したものである。

【００１０】

【作用】請求項１の発明では、室外ユニット本体内に熱
ガス機関を設けるとともに、この熱ガス機関の奥に一部
が当該熱ガス機関と前後に重なり合うように室外熱交換
器を設けているので、室外ユニット内のスペースに効率
よく熱ガス機関と室外熱交換器とを収納することがで
き、室外ユニットを小型にできる。

【００１１】請求項２の発明では、更に、熱ガス機関の
高温側ハウジングと低温側ハウジングとで囲まれる空間
内に室外ファンを設けているので、スペース内の配置効
率は更に向上するので、室外ユニットを更に小型にでき
る。

【００１２】請求項３の発明では、更に、室外ファンと
室外熱交換器とをダクトで包囲しているので、熱交換器
を通る空気は効率よく流れ、室外熱交換器での熱交換効
率は向上し、空気調和装置の性能が向上する。

【００１３】請求項４の発明では、室外ユニット本体内
に熱ガス機関を設けるとともに、この熱ガス機関の高温
側ハウジングと低温側ハウジングとで囲まれる空間内
に、前後に重なり合うように複数の室外熱交換器を設け
ているので、室外ユニットは更に小型になるし、また室
外熱交換器はいわば多列に配置されるので、熱交換容量
が不足することはなく、熱交換効率は維持される。

【００１４】請求項５の発明では、上記各請求項に記載
の発明と異なり、室外熱交換器を配置するに際し、一部
が重なり合うように配置しない。室外ユニットの小型化
を図るためには、室外熱交換器を一部が重なり合うよう
に配置しないと、その分だけ室外熱交換器の大きさが小
さくなり、熱交換容量が不足することになるが、この発
明では、室外熱交換器を室外ユニット本体の隣接する２
つの面に跨がるように配置することにより、室外熱交換
器の大きさを維持し、これにより熱交換容量の不足を解
消し、熱交換効率を維持するものである。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。図１は空気調和機を構成する冷温水供給回路を
示したもので、この回路には熱源としてヴィルミエサイ
クルを利用した熱ガス機関１が使用されている。このヴ
ィルミエサイクル熱ガス機関１自体は公知であり、詳細
な説明は省略するが、高温側ハウジング３Ｃに収容され
た高温側ディスプレーサ３と低温側ハウジング５Ｃに収
容された低温側ディスプレーサ５とを備えている。両デ
ィスプレーサ３，５は、例えば高温側ディスプレーサ３
が下死点へ向かう中間の位置へ到達するときには、低温
側ディスプレーサ５は上死点に達する等のように、互い
に９０°位相をずらして動作可能に、モータ６で駆動さ
れるクランク７を介してつながれている。高温側ディス
プレーサ３と低温側ディスプレーサ５とが動作すると、
封入されたヘリウムが、再生器９ａ，９ｂを通って移動
し、この再生器９ａ，９ｂを通過する際に、加熱された
り冷却されたりすることにより、ヘリウムが昇圧された
り減圧されたりする。ヘリウムの昇圧時には温度が上が
り中温熱交換器１１ａ，１１ｂに放熱し、減圧時には温
度が下がり低温熱交換器１３から吸熱する。

【００１６】つまり低温熱交換器１３は本熱ガス機関１
の吸熱用熱源を構成し、中温熱交換器１１ａ，１１ｂは
本熱ガス機関１の放熱用熱源を構成する。

【００１７】ヴィルミエサイクル熱ガス機関１を利用す
ると、ディスプレーサ３，５の上下に圧力差がないた
め、駆動部分に加わる力が少なくなり、機器の無給油運
転が可能になると共に、低温側ディスプレーサ５のピス
トンロッドが出力ピストンの働きをするので、ピストン
ロッドの径を適宜に設計すれば、運転時にクランク７を
動作させるためのモータ６の助けが不要になる。

【００１８】しかして、この実施例によれば、熱ガス機
関１の低温熱交換器（吸熱用熱源）１３、および中温熱
交換器（放熱用熱源）１１ａ，１１ｂを利用してなる空
気調和機１００が提供される。この空気調和機１００
は、室内ユニット２００と室外ユニット３００とからな
り、室内ユニット２００には、室内熱交換器２０１と室
内ファン２０３とが収納され、室外ユニット３００に
は、熱ガス機関１と室外熱交換器３０１と室外ファン３
０３とが収納される。

【００１９】なお、符号３０，４０は冷温水供給回路に
設けられる四方弁、符号５０は冷水循環用ポンプ、符号
６０は温水循環用ポンプを示す。

【００２０】つぎに冷暖房運転について説明する。冷房
運転時は、四方弁３０，４０は図１に実線で示すように
切り替えられる。低温熱交換器（吸熱用熱源）１３で吸
熱された冷水は、冷水循環用ポンプ５０、四方弁３０を
通じて室内熱交換器２０１に流れ、そこで熱交換し、室
内に冷風を送り出した（冷房）後、四方弁４０を通じて
低温熱交換器（吸熱用熱源）１３に戻る。このとき、中
温熱交換器（放熱用熱源）１１ａ，１１ｂで放熱された
温水は、温水循環用ポンプ６０、四方弁３０を通じて室
外熱交換器３０１に流れ、そこで熱交換した後、四方弁
４０を通じて中温熱交換器（放熱用熱源）１１ａ，１１
ｂに戻る。暖房運転時は、四方弁３０，４０は点線で示
すように切り替えられる。中温熱交換器（放熱用熱源）
１１ａ，１１ｂで放熱された温水は、温水循環用ポンプ
６０、四方弁３０を通じて室内熱交換器２０１に流れ、
そこで熱交換し、室内に温風を送り出した（暖房）後、
四方弁４０を通じて中温熱交換器（放熱用熱源）１１
ａ，１１ｂに戻る。このとき、低温熱交換器（吸熱用熱
源）１３で吸熱された冷水は、冷水循環用ポンプ５０、
四方弁３０を通じて室外熱交換器３０１に流れ、そこで
熱交換した後、四方弁４０を通じて低温熱交換器（吸熱
用熱源）１３に戻る。

【００２１】しかして、この実施例によれば、室外ユニ
ット３００内に熱ガス機関１と室外熱交換器３０１と室
外ファン３０３とを、いかに効率よく収納し、その結果
いかに室外ユニット３００の小型化を図るかの工夫に特
徴を有する。尚、以下の図においては配管、ポンプ類の
図示は省略する。

【００２２】第一の実施例として、図２ａに示すよう
に、室外ユニット３００内には熱ガス機関１が設けら
れ、この熱ガス機関１の奥には、図２ｂに示すように、
一部３０１ａが当該熱ガス機関１と室外ユニット３００
内で前後に重なり合うように室外熱交換器３０１が設け
られ、且つ熱ガス機関１の高温側ハウジング３Ｃと低温
側ハウジング５Ｃとで囲まれる空間内に室外ファン３０
３が設けられる。そして、室外ファン３０３と室外熱交
換器３０１とは空気の流れをつくるダクト３０５で包囲
され、室外熱交換器３０１には矢印で示すように空気が
流される。なお、ダクト３０５の一部３０５ａは、当該
熱ガス機関１と室外ユニット３００内で前後に重なり合
うように配置されている。

【００２３】第一の実施例によれば、一部３０１ａが当
該熱ガス機関１と室外ユニット３００内で前後に重なり
合うように室外熱交換器３０１が設けられ、熱ガス機関
１の高温側ハウジング３Ｃと低温側ハウジング５Ｃとで
囲まれる空間内に室外ファン３０３が設けられるので、
設置スペースの有効利用が図られ、その分だけ室外ユニ
ット３００の小型化が図られる。

【００２４】第二の実施例として、図３ａ〜ｃに示すよ
うに、略Ｌ形状の室外熱交換器３０１を用いることが考
えられる。この場合であっても、室外熱交換器３０１の
一部３０１ａを、当該熱ガス機関１と前後に重ね合わせ
れば、室外ユニット３００の小型化を図ることができ
る。

【００２５】第三の実施例として、図４ａ〜ｃに示すよ
うに、略Ｌ形状の室外熱交換器３０１の一部３０１ａ、
及び下部３０１ｂを当該熱ガス機関１と室外ユニット３
００内で前後に重ね合わせてもよい。これによっても、
室外ユニット３００の小型化を図ることができる。

【００２６】第四の実施例として、図５ａ，ｂに示すよ
うに、熱ガス機関１の奥に一部３０１ａが当該熱ガス機
関１と室外ユニット３００内で前後に重なり合うように
室外熱交換器３０１を配置することも可能である。な
お、この例は図２に対し、図中で左右を逆転させたもの
に相当する。これによっても、室外ユニット３００の小
型化が図られるのは、上述の通りである。

【００２７】第五の実施例として、図６ａ〜ｃに示すよ
うに、熱ガス機関１の高温側ハウジング３Ｃと低温側ハ
ウジング５Ｃとで囲まれる空間内に、室外ユニット３０
０の隣接する２つの面に跨がるように、略Ｌ字形に曲げ
た室外熱交換器３０１を設けるようにしてもよい。図４
に示すものと異なる点は、熱ガス機関１の奥で室外ユニ
ット３００の一部が前後に重なり合わない点である。こ
の実施例によれば、上記各実施例のものと異なり、室外
熱交換器３０１を配置するに際し、一部が重なり合うよ
うに配置しないので、室外ユニット３００の小型化を図
るためには、本来、室外熱交換器３０１の大きさを小さ
くしなければならないはずである。しかして、この実施
例では、室外ユニット３００の隣接する２つの面に跨が
るように、略Ｌ字形に曲げた室外熱交換器３０１を設け
ることにより、室外熱交換器３０１の大きさを維持し、
これにより、熱交換容量の不足を解消し、熱交換効率を
維持している。

【００２８】以上の各実施例では、いずれも熱ガス機関
１の奥に一部３０１ａが当該熱ガス機関１と室外ユニッ
ト３００内で前後に重なり合うように室外熱交換器３０
１を延在させている。これは必要な容量を確保するため
に、室外熱交換器３０１の大きさを、室外ユニット３０
０の幅方向に延ばすものである。これに対して、第六の
実施例として、図７ａ，ｂに示すように、熱ガス機関１
の高温側ハウジング５と低温側ハウジング３とで囲まれ
る空間内に前後に重なり合うように３列の室外熱交換器
３０１を配することも可能である。すなわち、この実施
例では必要な熱交換容量を確保するために、室外熱交換
器３０１の大きさを室外ユニット３００の奥行き方向に
延ばすものである。これによれば、熱ガス機関１の奥に
室外熱交換器３０１が延在しないので、その分だけ室外
ユニット３００の奥行き寸法ｌを小さくでき、小型化を
図ることができる。

【００２９】いずれの実施例にしても、室外ユニット３
００内には、室外熱交換器３０１や室外ファン３０３が
効率よく配置されるので、従来のものに比べ、室外ユニ
ット３００の小型化を図ることができる。

【００３０】以上、一実施例に基づいて本発明を説明し
たが、本発明は、この実施例に限定されるものでないこ
とは明らかである。例えば、図２を参照して、室外熱交
換器３０１は室外ユニット３００の奥に配置されるが、
それを室外ユニット３００の手前に配置することは可能
である。ただし、この場合には、室外ファン３０３が奥
に配置され、この室外ファン３０３は空気を吸引するの
ではなく、空気を押出すように動作することになる。以
上の実施例では、熱ガス機関１を立てて配置している
が、平置き式にし、平置きした熱ガス機関１の高温側ハ
ウジング３Ｃと低温側ハウジング５Ｃとで囲まれる空間
内に、一部が前後に重なり合うように、室外熱交換器３
０１を配することは可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、室外ユニットの熱ガス機関の奥
に一部が熱ガス機関と前後に重なり合うように室外熱交
換器を設けているので、室外ユニット内のスペースに効
率よく熱ガス機関と室外熱交換器とを収納することがで
き、室外ユニットの小型化が図れる。

【００３２】請求項２の発明では、更に、熱ガス機関の
高温側ハウジングと低温側ハウジングとで囲まれる空間
内に室外ファンを設けているので、スペース内の配置効
率は更に向上し、室外ユニットの更なる小型化が図れ
る。

【００３３】請求項３の発明では、室外ファンと室外熱
交換器とをダクトで包囲しているので、熱交換器を通る
空気は効率よく流れるので、室外熱交換器での熱交換の
効率は向上し、空気調和装置の性能向上が図れる。

【００３４】請求項４の発明では、熱ガス機関の高温側
ハウジングと低温側ハウジングとで囲まれる空間内に、
前後に重なり合うように複数の室外熱交換器が設けられ
ているので、室外ユニットは更に小型化される。また、
室外熱交換器はいわば多列に配置されるので、熱交換の
容量が不足することはない。

【００３５】請求項５の発明では、熱ガス機関の高温側
ハウジングと低温側ハウジングとで囲まれる空間内に、
室外ユニット本体の隣接する２つの面に跨がるように、
室外熱交換器を設けているので、室外ユニットの小型化
を図った上で、室外熱交換器の大きさを維持し、熱交換
効率を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分離型空気調和機の室外ユニットの一
実施例を示す回路図である。

【図２】本発明の室外ユニットの一実施例を示す図であ
り、ａは室外ユニット内の配置状態を示す正面図、ｂは
同平面図である。

【図３】本発明の室外ユニットの別の実施例を示す図で
あり、ａは室外ユニット内の配置状態を示す正面図、ｂ
は同平面図、ｃは側面図である。

【図４】本発明の室外ユニットの別の実施例を示す図で
あり、ａは室外ユニット内の配置状態を示す正面図、ｂ
は同平面図、ｃは側面図である。

【図５】本発明の室外ユニットの更に別の実施例を示す
図であり、ａは室外ユニット内の配置状態を示す正面
図、ｂは同平面図である。

【図６】本発明の室外ユニットの別の実施例を示す図で
あり、ａは室外ユニット内の配置状態を示す正面図、ｂ
は同平面図、ｃは側面図である。

【図７】本発明の室外ユニットの更に別の実施例を示す
図であり、ａは室外ユニット内の配置状態を示す正面
図、ｂは同平面図である。

【符号の説明】

１ 熱ガス機関 ３Ｃ 高温側ハウジング ５Ｃ 低温側ハウジング １１ａ，１１ｂ 中温熱交換器（放熱用熱源） １３ 低温熱交換器（吸熱用熱源） １００ 空気調和機 ２００ 室内ユニット ２０１ 室内熱交換器 ３００ 室外ユニット ３０１ 室外熱交換器 ３０１ａ 一部 ３０３ 室外ファン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温側ハウジングと低温側ハウジングと
   を有する熱ガス機関を備え、この熱ガス機関の吸熱用熱
   源と、前記熱ガス機関の放熱用熱源と、室外熱交換器と
   をつないだ分離型空気調和機の室外ユニットにおいて、 この室外ユニット本体内に前記熱ガス機関を設け、この
   熱ガス機関の奥に一部が当該熱ガス機関と前後に重なり
   合うように前記室外熱交換器を設けたことを特徴とする
   分離型空気調和機の室外ユニット。
2. 【請求項２】 高温側ハウジングと低温側ハウジングと
   を有する熱ガス機関を備え、この熱ガス機関の吸熱用熱
   源と、前記熱ガス機関の放熱用熱源と、室外熱交換器と
   をつないだ分離型空気調和機の室外ユニットにおいて、 この室外ユニット本体内に前記熱ガス機関を設け、この
   熱ガス機関の奥に一部が当該熱ガス機関と前後に重なり
   合うように前記室外熱交換器を設け、前記熱ガス機関の
   高温側ハウジングと低温側ハウジングとで囲まれる空間
   内に室外ファンを設けたことを特徴とする分離型空気調
   和機の室外ユニット。
3. 【請求項３】 高温側ハウジングと低温側ハウジングと
   を有する熱ガス機関を備え、この熱ガス機関の吸熱用熱
   源と、前記熱ガス機関の放熱用熱源と、室外熱交換器と
   をつないだ分離型空気調和機の室外ユニットにおいて、 この室外ユニット本体内に前記熱ガス機関を設け、この
   熱ガス機関の奥に一部が当該熱ガス機関と前後に重なり
   合うように前記室外熱交換器を設け、前記熱ガス機関の
   高温側ハウジングと低温側ハウジングとで囲まれる空間
   内に室外ファンを設け、この室外ファンと前記室外熱交
   換器とをダクトで包囲したことを特徴とする分離型空気
   調和機の室外ユニット。
4. 【請求項４】 高温側ハウジングと低温側ハウジングと
   を有する熱ガス機関を備え、この熱ガス機関の吸熱用熱
   源と、前記熱ガス機関の放熱用熱源と、室外熱交換器と
   をつないだ分離型空気調和機の室外ユニットにおいて、 この室外ユニット本体内に前記熱ガス機関を設け、この
   熱ガス機関の高温側ハウジングと低温側ハウジングとで
   囲まれる空間内に前後に重なり合うように複数の室外熱
   交換器を設けたことを特徴とする分離型空気調和機の室
   外ユニット。
5. 【請求項５】 高温側ハウジングと低温側ハウジングと
   を有する熱ガス機関を備え、この熱ガス機関の吸熱用熱
   源と、前記熱ガス機関の放熱用熱源と、室外熱交換器と
   をつないだ分離型空気調和機の室外ユニットにおいて、 この室外ユニット本体内に前記熱ガス機関を設け、この
   熱ガス機関の高温側ハウジングと低温側ハウジングとで
   囲まれる空間内に前記室外熱交換器を設け、この室外熱
   交換器を前記室外ユニット本体の隣接する２つの面に跨
   がるように配置したことを特徴とする分離型空気調和機
   の室外ユニット。