JPH10170030A

JPH10170030A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH10170030A
Application number: JP32944696A
Authority: JP
Inventors: Koji Ito; 浩二伊藤; Mitsugi Aoyama; 貢青山; Masakazu Kamikura; 正教上倉; Mitsuru Komatsu; 満小松; Koji Shigeta; 孝治茂田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】凝縮器としてＶ字状熱交換器を有する空気調
和機において、上下にわたり熱交換器の空熱面に流れ込
む風速の均一化を図り、熱交換率を向上させる。【解決手段】本発明の空気調和機の凝縮器である空気
側熱交換器は、前後に配置した２枚の熱交換器２、２を
Ｖ字状に組み合わせたＶ状熱交換器ユニットの複数組を
前後に並べた熱交換部と、この熱交換部の前端、後端か
らそれぞれ下方に延びる前面がバー１１、後面カバー１
１と、熱交換部の下側を覆う底壁６と、各Ｖ状熱交換器
ユニットの両側面を覆う側面カバー１２とから構成し、
前面カバー１１、熱交換部及び底壁６で区画された三角
形断面の通路、隣合うＶ状熱交換器ユニットと底壁６で
区画された２等辺三角形断面の通路、熱交換部、後カバ
ー１１及び底壁６で区画された三角形断面の通路をそれ
ぞれ外気導入路とし、各外気導入路に隔壁１３、１４、
１５を設けて上下２段に分割したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機の凝縮
器としての空気側熱交換器の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】特公平７−７４６９９号公報に記載の空
気調和機は、互いに下辺を近接させ、上辺を離間させて
Ｖ字状に組み合わせた前側熱交換器及び後側熱交換器の
一対と、Ｖ字状の熱交換器の上に各上辺をまたぐように
配設された送風機とからなる空気側熱交換器を備えてい
る。この空気側外熱交換器では、Ｖ字状熱交換器上の送
風機が前後外側から前側熱交換器及び後側熱交換器を通
して空気を吸い込む。このように送風機が上に配設され
ているため、各熱交換器の各部分から吸い込まれる空気
は送風機に向かい直線的に流れ、熱交換器下部ではその
上部に比べ、熱交換器面に対し垂直に流れ込む風速が小
さくなり、この不均一な風速のために熱通過率が低下す
る。また、風速が上下で不均一で局所的に速くなるた
め、異常振動、異常騒音が発生する恐れがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の空気調和機
では、空気側熱交換器上部に送風機が配設されているた
め、空気側熱交換器に吸い込まれる空気はファンに向か
い直線的に流れ、空気側熱交換器下部は空気側熱交換器
上部に比べ、空気側熱交換器の面に対し垂直に流れ込む
風速が小さく、熱通過率が低下、また、風速分布が上下
でアンバランスのため、異常振動、異常騒音が発生する
問題点があった。

【０００４】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであって、凝縮器としてＶ字状熱交換器を有す
る空気調和機において、熱交換器の上下にわたって熱交
換器の空熱面に対して垂直に流れ込む風速の均一化を図
ることにより、熱交換率を向上させることができ、そし
て異常振動、異常騒音の発生を防止できる空気調和機を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の空気調和機は、圧縮機、凝縮器、蒸
発器、減圧装置を備えた空気調和機において、凝縮器
は、前後に配置した２枚の熱交換器を互いにその下辺を
近接させ上辺を離間させて組み合わせたＶ字状の熱交換
器ユニットと、この熱交換器ユニットの上にその上辺を
またいで配置された送風機と、熱交換器ユニットの前端
に接して前側を覆う前面カバーと熱交換器ユニットの後
端に接して後側を覆う後面カバーと、熱交換器ユニット
の下端に接して下側を覆う底壁と、熱交換器ユニットの
両側面を覆う逆三角形の側面カバーとから構成し、前面
カバー、熱交換器ユニット及び底壁により区画された三
角形断面の通路、及び前面カバー、熱交換器ユニット、
後面カバー及び底壁により区画された三角形断面の通路
をそれぞれ外気導入路とし、かつそれぞれの外気導入路
に隔壁を設けて上下複数段に分割したことを特徴とす
る。

【０００６】また、本発明の第２の空気調和機は、圧縮
機、凝縮器、蒸発器、減圧装置を備えた空気調和機にお
いて、凝縮器は、前後に配置した２枚の熱交換器を互い
にその下辺を近接させ上辺を離間させて組み合わせた複
数組のＶ字状熱交換器ユニットを前後に並べた熱交換部
と、Ｖ字状熱交換器ユニットそれぞれの上に設置された
送風機と、熱交換部の前端から下方に延びる前面カバー
と、熱交換部の後端から下方に延びる後面カバーと、熱
交換部の下端に接して下側を覆う底壁と、各Ｖ字状熱交
換器ユニットの両側面を覆う逆三角形の側面カバーとか
ら構成し、前面カバー、熱交換部及び底壁により区画さ
れた三角形断面の通路、隣合うＶ字状熱交換器ユニット
と底壁により区画された２等辺三角形断面の通路、及び
熱交換部、後カバー及び底壁により区画された三角形断
面の通路をそれぞれ外気導入路とし、かつそれぞれの外
気導入路に隔壁を設けて上下複数段に分割したことを特
徴とする。

【０００７】上記第１及び第２の空気調和機において、
隔壁は外気導入路を上下２段に分割するように配置する
のがよい。２段に分割することにより、上段の外気導入
路に導入された外気は熱交換器上部に、下段の外気導入
路に導入された空気は熱交換器下段にそれぞれ流れ込む
ので、隔壁のない場合のように空気流れが熱交換器の上
部側に偏ることを抑制でき、上下にわたって風速の均等
化を図ることができる。より好ましくは、上段外気導入
路及び下段外気導入路それぞれの断面積を同等にするの
がよ。

【０００８】また隔壁の端部で熱交換器に接する側に上
下に貫通する隙間を設けてもよい。この隙間は隔壁直近
下における比較的風速の速い空気流れを、隔壁直近上に
おける比較的風速の遅い速い空気流れに合流させ、熱交
換器上下にわたる風速の均等化をさらに図ることができ
る

【０００９】

【発明の実施の形態】

《実施の形態１》図１は、本発明の実施の形態１である
空気調和機の構造を示す斜視図である。この空気調和機
は、上部に空気側熱交換器室を、下部には機械室を設け
ており、空気側熱交換器室には、Ｖ字状に組み合わせて
一対となる熱交換器２、２の２組を前後(図では左右)に
並べ、さらに各Ｖ字状の熱交換器２、２上に送風機４を
設置しており、一方、機械室には圧縮機１、減圧装置
（図示なし）、水冷却器３及び電気品箱５を設置してい
る。そして空気側熱交換器室と機械室はドレンパン６に
より上下に分割されている。Ｖ字状の熱交換器は互いに
下辺を近接させ、上辺を離間させて組み合わされてな
り、側面からみてＶ字状となり、送風機４は一対の熱交
換器２、２の各上辺をまたぐように横方向に２基設置さ
れている。

【００１０】空気側熱交換器室は前後にカバー１１、ま
た各Ｖ字状の熱交換器２、２の側面（図では正面と背
面）にふさぎ板１２を有している。前側カバー１１と、
２組のうち前側に位置するＶ字状の熱交換器２、２との
間に形成される三角形断面の空間と、２組のＶ字状の熱
交換器２、２間に形成される二等辺三角形の空間と、２
組のうち後側に位置するＶ字状の熱交換器２、２と後側
カバー１２の間に形成される三角形断面の空間とを、そ
れぞれ前側、中間、後側の外気導入路としている。さら
に各外気導入路にはそれぞれ外気導入路を上下に分割す
る隔壁１３、１４、１５を設けている。以後、隔壁１３
により上下分割された外気導入路を前・上段外気導入路
１６、前・下段外気導入路１７といい、隔壁１４により
上下分割された外気導入路を中・上段外気導入路１８、
中・下段外気導入路１９といい、隔壁１５により上下分
割された外気導入路を後・上段外気導入路２０、後・下
段外気導入路２１ということにする。

【００１１】上記のように構成された空気調和機の冷凍
サイクルは、圧縮機１により圧縮された高温・高圧ガス
冷媒は、Ｖ字状の空気側熱交換器２、…２(凝縮器)に分
流され、送風機４により導かれた空気と熱交換し、高温
・高圧液冷媒となり、そしてこの高温・高圧液冷媒は、
減圧装置により減圧され、水冷却器３(蒸発器)により水
と熱交換し低温・低圧ガス冷媒となり圧縮機１に戻る冷
凍サイクルである。

【００１２】図２は、実施の形態１に係る空気側熱交換
器室における空気の流れを示す。外気は、前・上段外気
導入路１６、前・下段外気導入路１７、中・上段外気導
入路１８、中・下段外気導入路１９、後・上段外気導入
路２０、後・下段外気導入路２１に入り、各外気導入路
１６〜２１に接するＶ字状熱交換器２、２の部位を通過
し、Ｖ字状熱交換器２、２が形成する内部空間を上昇
し、そして送風機４を通じて、空気調和機上方へ吹き出
される。ところで、前・上段及び前・下段の外気導入路
１６、１７は前隔壁１３により仕切られているために、
前・上段外気導入路１６より吸い込まれた空気は、前隔
壁１３より上の熱交換器２の部位を通過し、また前・下
段外気導入路１７より吸い込まれた空気は、前隔壁１３
より下の熱交換器２の部位を通過し、上の送風機４に導
かれる。同様に、後・上段外気導入路２０より吸い込ま
れた空気は、後隔壁１５より上の熱交換器２の部位を通
過し、また後・下段外気導入路２１より吸い込まれた空
気は後隔壁１５より下の熱交換器２の部位を各々通過
し、そして上の送風機４に導かれる。また、中・上段及
び中・下段の外気導入路１８、１９は、左右両側に熱交
換器２を配設しており、左右各々のＶ字状熱交換器２、
２上部に配設している送風機４の風量が同一のため、左
右の熱交換器２の空熱面に対し垂直に流れる風速は同一
となる。中・上段外気導入路１８に吸い込まれた空気は
中隔壁１４より上の熱交換器２の部位を通過し、中・下
段外気導入路１９に吸い込まれた空気は中隔壁１４より
下の熱交換器２の部位を通過し、そして上の送風機４に
導かれる。

【００１３】外気導入路を前隔壁１３、中隔壁１４、後
隔壁１５のない構造とした場合は、熱交換器２の空熱面
に対し垂直に流れる空気は、熱交換器２の下部にいくに
従い低下するが、本発明では、前隔壁１３、中隔壁１
４、後隔壁１５により吸い込まれる空気の流れを、熱交
換器２の空熱面方向に変えることにより、従来の課題で
あった熱交換器２下部での面風速の低下を防止でき、効
率よい熱交換が可能となり、熱通過率の増加及び有効に
伝熱面積を使うことが可能となる。

【００１４】また、外気を導入する各通路に前隔壁１
３、中隔壁１４、後隔壁１５を設けることにより、前・
下段、中・下段及び後・下段の外気導入路１７、１９、
２１それぞれに吸い込まれた空気は、各隔壁１３、１
４、１５より上側の熱交換器２には吸い込まれない。従
って、図５において実施の形態１で示すように、前隔壁
１３、中隔壁１４、後隔壁１５より上部の熱交換器２の
風速は、前・下段、中・下段、後・下段の外気導入路１
７、１９、２１の空気吸い込み室からの空気の流れが遮
断されるため、隔壁１３、１４、１５がない場合と比較
すると、全体に風速は低下し、逆に前隔壁１３、中隔壁
１４、後隔壁１５より下部の熱交換器２の風速は、前・
下段、中・下段、後・下段の外気導入路１７、１９、２
１の空気吸い込み室からの空気がすべて通過し、熱交換
器２の空熱面方向に空気の流れが変わるため、全体に熱
交換器２の空熱面に垂直に流れる風速は上昇し、熱交換
器２下部の風速低下が防止でき、風速分布の均一化を図
ることが可能となり、したがって風速分布の上下アンバ
ランスに起因する異常振動、異常騒音の発生を防止でき
る。

【００１５】ところで、図２に示す前隔壁１３、中隔壁
１４、後隔壁１５を設けていないＶ字状熱交換器２の場
合は、熱交換器２に流入する空気は、熱交換器２の上方
に設置された送風機４により吸引されて導かれるため、
図３に示すように、熱交換器２の空熱面に対し垂直に流
れる風速は、送風機４に近い熱交換器２上部で速く、下
部にいくに従い風速は遅くなる。

【００１６】なお、この実施の形態１は、Ｖ字状の熱交
換器を２組、各組に送風機を２基設けているが、Ｖ字状
の熱交換器の組数及び送風機の数は熱交換器の容量の大
きさに応じて適宜増減して決めるもので、例えばＶ字状
の熱交換器の組数が１組、送風機の数が１基で、空気調
和機を構成してもよい。

【００１７】《実施の形態２》図４は本発明の実施の形
態２にかかる空気側熱交換器の断面構造を示す図であ
る。本実施の形態は、空気側熱交換器の外気導入路に設
けた隔壁の形状が実施の形態１のそれと相違することを
除いて、実施の形態１と同じである。実施の形態２にお
ける前隔壁２８、中隔壁２９、後隔壁３０は、図４に示
すように、それぞれＶ字状熱交換器２と近接する端部全
線にわたって隙間２７を設けている。実施の形態１のよ
うに、隔壁（１３、１４、１５）を設けて外気導入路を
上下に分割することにより、熱交換器２の空熱面に流れ
込む風速を全体的には上下で均等化を図ることができる
が、さらに局部的には、図５の破線でみられるように、
前隔壁１３、中隔壁１４、後隔壁１５の直近上部で風速
が低下することが分かる。この風速低下を抑えるため、
図４に示すように、前隔壁２８、中隔壁２９、後隔壁３
０と、熱交換器２との近接箇所にそれぞれ隙間２７を設
けて、隔壁２８、２９、３０それぞれの直近下部の速い
風速を、隔壁２８、２９、３０それぞれの直近上部の風
速が低い部分へ隙間２７を通じてバイパスさせることに
より、図５において一点鎖線（実施の形態２）で示すよ
うに、各隔壁２８、２９、３０直近上部の風速を速くで
き、更に風速分布を均一化させることができる。

【００１８】各隔壁は、それぞれ断面が三角形である前
側、中間及び後側の各外気導入路を上下に２分割してな
る上段の断面積と下段の断面積が等しくなる位置に設置
するのがよい。すなわち、隔壁は、図２に示す寸法ａ、
ｈより、ａ＝ｈ／√２の位置に設置することにより、熱
交換器２の空熱面に対し垂直に流れる空気の風速分布を
最適化することができる。

【００１９】図６は、前・上段外気導入路３４と前・下
段外気導入路３５それぞれの断面積が等しくなるように
前隔壁３１を設け、かつ前隔壁３１が熱交換器２の空熱
面に直角に取り付けられている。同様に、中・上段外気
導入路３６と中・下段外気導入路３７間の中隔壁３２
と、後・上段外気導入路３８と後・下段外気導入路３９
間の後隔壁３３も、それぞれ対応する熱交換器２の空熱
面に直角に取り付けられている。このように各隔壁を取
り付けることにより、各隔壁直上及び直下における空気
流れをスムーズにすることができる。

【００２０】《実施の形態３》図７は、実施の形態１に
おける前隔壁１３、中隔壁１４、後隔壁１５の下方にそ
れぞれ前・下段隔壁４１、中・下段隔壁４２、後・下段
隔壁４３を配設した空気側熱交換器を示す図である。実
施の形態１では、隔壁を配設することにより熱交換器２
下部における熱交換器面に垂直に流れる風速の低下を抑
えることは可能となったが、各下段外気導入路１７、１
９、２１から熱交換器面に垂直に流れる風速は、上部に
比べ風速は低下しやすい。そこで図７に示すように、空
気側熱交換器室底部に前・下段隔壁４１、中・下段隔壁
４２、後・下段隔壁４３を熱交換器２の空熱面に直角に
設けることにより、各下段隔壁４１、４２、４３と空気
側熱交換器室の底壁となるドレンパン６との間にそれぞ
れ前・底部外気導入路１７ｂ、中・底部外気導入路１９
ｂ、後・底部外気導入路２１ｂを形成する。これにより
各底部外気導入路１７ｂ、１９ｂ、２１ｂに導入した空
気はもっぱらドレンパン６近辺の熱交換器２の部位に流
れ込み、それぞれの上の外気導入路１７ａ、１９ａ、２
１ａに流れることがなくなる。したがって、送風機から
最も遠い熱交換器２の最下部における風速低下を抑える
ことが可能となり、より均一な風速分布が得られる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、凝縮器としてＶ字状熱
交換器ユニットを有する空気調和機において、Ｖ字状熱
交換器ユニットを１基備える場合にはＶ字状熱交換器ユ
ニット前後にそれぞれ形成される三角形断面の外気導入
路に該外気導入路を上下に分割する隔壁を設けることに
より、またＶ字状熱交換器ユニットを複数基からなる熱
交換部を備える場合には、熱交換部前後それぞれ形成さ
れる三角形断面の外気導入路、及びＶ字状熱交換器ユニ
ット間に形成される２等辺三角形断面の外気導入路に該
外気導入路を上下に分割する隔壁を設けることにより、
従来の課題であった空気側熱交換器下部の風速低下を防
止でき、風速分布を均一化させることが可能となり、し
たがって空気側熱交換器の有効伝熱面積が増えるため、
空気側熱交換器を小形化でき、ユニットの据付面積の縮
小、軽量化、材料費削減に伴う原価低減の効果を得る事
が可能となる。また、風速分布を均一化させることがで
きることから、風速のアンバランスで従来起きていた異
常振動、異常騒音を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１となる空気調和機の構成
を示す斜視図である。

【図２】実施の形態１にかかるＶ字状空気側熱交換器で
の空気流れを示す図である。

【図３】従来のＶ字状空気側熱交換器での空気流れを示
す図である。

【図４】本発明の実施の形態２にかかるＶ字状空気側熱
交換器に設けた隔壁の形状を示す図である。

【図５】空気側熱交換器の吸い込み位置と風速の関係を
示すグラフである。

【図６】隔壁により分割された上段外気導入路部と下段
外気導入路の断面積を同一とした空気側熱交換器の構造
図である。

【図７】外気導入路を上下分割する隔壁に加え、外気導
入路底部に別の隔壁を設けた空気側熱交換器の構造図で
ある。

【符号の説明】

１圧縮機２空気側熱交換器３水冷却器４送風機５電気品箱６ドレンパン７ベースフレーム１１ふさぎ板１２カバー１３前隔壁１４中隔壁１５後隔壁１６前・上段外気導入路１７前・下段外気導入路１７ａ前・下段外気導入路１７ｂ前・底部外気導入路１８中・上段外気導入路１９中・下段外気導入路１９ａ中・下段外気導入路１９ｂ中・底部外気導入路２０後・上段外気導入路２１後・下段外気導入路２１ａ後・下段外気導入路２１ｂ後・底部外気導入路２７隙間２８前隔壁２９中隔壁３０後隔壁３１前隔壁３２中隔壁３３後隔壁３４前・上段外気導入路３５前・下段外気導入路３６中・上段外気導入路３７中・下段外気導入路３８後・上段外気導入路３９後・下段外気導入路４１前・下段隔壁４２中・下段隔壁４３後・下段隔壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上倉正教静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所空調システム事業部内 (72)発明者小松満静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所空調システム事業部内 (72)発明者茂田孝治静岡県清水市村松390番地日立清水エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、凝縮器、蒸発器、減圧装置を備
えた空気調和機において、凝縮器は、前後に配置した２
枚の熱交換器を互いにその下辺を近接させ上辺を離間さ
せて組み合わせたＶ字状の熱交換器ユニットと、該熱交
換器ユニットの上に配置された送風機と、熱交換器ユニ
ットの前端から下方に延びる前面カバーと、熱交換器ユ
ニットの後端から下方に延びる後面カバーと、熱交換器
ユニットの下端に接して下側を覆う底壁と、熱交換器ユ
ニットの両側面を覆う逆三角形の側面カバーとから構成
し、前面カバー、熱交換器ユニット及び底壁により区画
された三角形断面の通路、及び熱交換器ユニット、後面
カバー及び底壁により区画された三角形断面の通路をそ
れぞれ外気導入路とし、かつそれぞれの外気導入路に隔
壁を設けて上下複数段に分割したことを特徴とする空気
調和機。
【請求項２】圧縮機、凝縮器、蒸発器、減圧装置を備
えた空気調和機において、凝縮器は、前後に配置した２
枚の熱交換器を互いにその下辺を近接させ上辺を離間さ
せて組み合わせなる複数組のＶ字状熱交換器ユニットを
前後に並べた熱交換部と、熱交換器ユニットそれぞれの
上に配置された送風機と、熱交換部から下方に延びる前
面カバーと、熱交換部の後端から下方に延びる後面カバ
ーと、熱交換部の下端に接して下側を覆う底壁と、各Ｖ
字状熱交換器ユニットの両側面を覆う逆三角形の側面カ
バーとから構成し、前面カバー、熱交換部及び底壁によ
り区画された三角形断面の通路、隣合うＶ字状熱交換器
ユニットと底壁により区画された２等辺三角形断面の通
路、及び熱交換部、後カバー及び底壁により区画された
三角形断面の通路をそれぞれ外気導入路とし、かつそれ
ぞれの外気導入路に隔壁を設けて上下複数段に分割した
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】隔壁は外気導入路を上下２段に分割する
請求項１又は２に記載の空気調和機。
【請求項４】隔壁の端部で熱交換器に接する側に上下
に貫通する隙間を設けた請求項１又は２に記載の空気調
和機。
【請求項５】隔壁で分割した上段外気導入路及び下段
外気導入路それぞれの断面積が同等である請求項３に記
載の空気調和機。