WO2003027578A1 - Outdoor unit of air conditioner - Google Patents

Description

明 細 書

空気調和機の室外機

技術分野

本発明は、 上下方向に 2 台の送風機を並んで備えた空気調 和機の室外機に関する ものである。

背景技術

一般に用いられる空気調和機は、 被空調室に配置される室 内機と、 屋外に配置される室外機とからな り 、 これら室内外 機相互間に冷媒配管及び電気配線が接続される。

上記室外機では、 筐体である室外機本体内を仕切り 板で仕 切 り 、 一方空間を熱交換室と して、 室外熱交換器と、 送風機 等が配置される。 他方空間を機械室と して、 圧縮機と冷媒配 管類及び電気部品箱等が配置される。

た と えば業務用 と呼ばれる中型の空気調和機においては、 室外機に備え られる室外熱交換器の高さ寸法が人の身長近く もある、 縦長形状をなす。 そのため、 室外熱交換器に外気を 送る送風機は、 上下方向に 2 台必要と なっている。

各送風機は、 送風量が大で、 送風効率の良好な、 た と えば プロペラ フ ァ ンを備えていて、 フ ァ ンモータの回転軸に嵌着 される。 そ して、 室外機本体である筐体サイ ズに収ま る こ と を条件に、 プロペラフ ァ ンは互いに同一直径に設定されてい る。

と ころで、 暖房運転を行 う と、 必然的に室外熱交換器に霜 が付着し熱交換効率を妨げるので、 適宜、 霜を除去する除霜 運転を行 う 。 こ の除霜運転にと もない溶融した ド レ ン水が室 外熱交換器から滴下して、 室外機本体の底板上に溜る。

特に、 寒冷地では外気温が低いこ と から、 底板上に溜まつ た ドレン水が排出される以前に氷結する こ と がある。 除霜運 転を繰り 返し行う と 、 底板上の凍結した ドレ ン水の氷が成長 して、 その高さが徐々 に高く なる。

氷が溶融する ほどの気温の上昇に恵まれない場合には、 つ いには、 氷は下部側送風機のプロペラフ ァ ン周端部と連結し てしま う 。 運転を再開 してもプロペラ フ ァ ンが氷に拘束され て回転できず、 フ ァ ンモータに過電流が流れて故障の原因と なる。 た と え回転しても、 プロペラ フ ァ ンが氷に当たって、 フ ァ ン自 体が変形も しく は破損の虞れがある。

寒冷地では底板上に溜まった ドレン水が氷結する こ と は避 けられないので、 対策と して、 プロペラ フ ァ ンの直径を標準 よ り も小さ く 設定し、 氷の成長の及ぶ範囲以上の間隔を存し てプロペラ フ ァ ンを位置する、 と の考えがある。

その反面、 2台の送風機と もプロペラフ ァ ンの直径を小さ く する と 、 たと えば冷房運転時に必要な送風量が得られない こ と と な り 、 室外熱交換器の熱交換効率の低下につながる。 一方、 機械室に備え られる上記電気部品箱は、 その内部に 種々 の電気部品を収容するが、 た と えばジャ イ ア ン ト · ト ラ ンジスタ等極めて発熱量の大なる電気部品も ある。 そのため、 発熱量の大なる電気部品の近傍に、 ヒ ー ト シンク と呼ばれる 電気部品用冷却器を取付けている。

この電気部品用冷却器は、 吸熱面と放熱面を備えていて、 吸熱面に放熱量の大なる電気部品が取付け られ、 放熱面は仕 P02 09126

3 切 り 板の開 口部を介して熱交換室側に露出 している。 したが つて、 こ の放熱面は熱交換室に配置される送風機の風にさ ら されて、 放熱効率がよい。

しかしなが ら、 2 台の送風機のプロペラ フ ァ ンの直径が互 いに同一である と ころから、 互いに同等の送風量とな り 、 電 気部品用冷却器に対して効率良く 冷却風を導く こ とができな かった。

本発明の 目的は、 上下方向に並んで 2台の送風機を備える こ と を前提と して、 送風量の低下を可能な限り抑制した う え で、 下部側送風機のフ ァ ンが氷結した ド レ ン水に拘束される こ と が少な く なって信頼性の向上を得られ、 かつ電気部品用 冷却器に近隣する側のフ ァ ン直径を大き く 確保するこ とで、 多く の風が電気部品用冷却器側に流れ、 電気部品用冷却器に おける放熱効率の低下を阻止する空気調和機の室外機を提供 する こ と にある。

発明の開示

本発明における空気調和機の室外機は、 室外機本体内を仕 切 り 板で仕切 り 、 その一方空間は室外熱交換器及び送風機等 を配置する熱交換室と し、 他方空間は圧縮機及び電気部品箱 等を配置する機械室と なする空気調和機の室外機において、 上記送風機は、 フ ァ ンモー タ と 、 こ の フ ァ ンモー タ の回転軸 に嵌着されるフ ァ ンと からな り 、 かつ上下方向に並んで 2 台、 所定間隔を存して配置され、 その上部側送風機のフ ァ ンの直 径は、 下部側送風機のフ ァ ンの直径よ り も大に設定される。

さ らに、 上部側送風機の近傍に、 電気部品箱内に収容され る電気部品を冷却するための電気部品用冷却器が配置される。 図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明の実施の形態に係る室外機を構成する部品 を分解して示す斜視図である。

図 2は、 同室外機の一部を省略した外観図である。

発明を実施するための最良の形態

図面は空気調和機を構成する室外機を示 していて、 図 1 は、 各構成部品を分解した斜視図であ り 、 図 2 は、 前面側の部品 を省略して内部構成を表した斜視図である。

筐体からなる室外機本体 1 は、 縦長の矩形箱状をな してい る。 上記室外機本体 1 は、 図における左側面及び背面一部が 矩形状に交差する桟体 1 a が用い られ、 本体 1 内が透視でき る。 この桟体 1 a が備えられる左側面と背面を除く 全ての面 は、 板体から形成される。

室外機本体 1 の前面は、 第 1 の前面板 l b と、 この第 1 の 前面板と並んで設け られ、 一部が側面方向に折曲 される第 2 の前面板 1 c と に分割されている。 さ らに、 右側面及び背面 一部をなす折曲板 1 d を備えて、 上記桟体 1 a と と もに周面 が形成される。 この周面体の上面と下面は、 天板 l e と、 底 板 1 f で閉塞され、 室外機本体が構成される。

室外機本体 1 の内部は、 仕切 り 板 3 によ って二分される。 この仕切 り 板 3 の前面側端縁は、 上記第 1 の前面板 1 b と第 2 の前面板 1 c と の合わせ縁と一致する。 仕切 り 板 3 の背面 部は、 端縁近傍において斜めに折曲され、 こ の端縁は上記折 曲板 1 d の背面端緣と桟体 1 a 端部と の合わせ縁と一致する。 仕切 り 板 3 の上端緣は天板 1 e に当接され、 仕切 り板の下端 縁は底板 1 f に当接されて、 室外機本体 1 内を仕切る。

室外機本体 1 の前面一側部には、 フ ァ ンガー ド 2 a , 2 b が上下に並んで取付け られる。 これらフ ァ ンガー ド 2 a， 2 b は室外機本体 1 内に配置される後述する送風機に対向 して 取付けられていて、 熱交換空気の通風を損なわない程度で指 や物の侵入を阻止する。

室外機本体 1 内における上記フ ァ ンガー ド 2 a 取付け部位 と対向する仕切 り 空間の一方を熱交換室 4 と呼び、 フ ァ ンガ ー ド 2 a と対向 しない他方空間を機械室 5 と 呼ぶ。

上記熱交換室 4 は、 一部を桟体 l a によって囲まれる と こ ろから外部と連通されるが、 機械室 5 は、 周囲を第 2 の前面 板 1 c や折曲板 1 d等の板体で囲まれて、 略密閉状態と なつ てレヽる。

上記第 1 の前面板 1 b には、 それぞれ周囲を円形のベルマ ウス 6 a ， 6 b で囲まれた円形の吹出 し口 7 a , 7 b が上下 に並んで開口 され、 これら吹出 し口 を覆う よ う に上記フ ァ ン ガー ド 2 a， 2 b が取付け られている。

なお、 後述する理由から、 上部側のベルマ ウス 6 a と吹出 し口 7 a の直径と比較して、 下部側のベルマ ウス 6 b と吹出 し口 7 b の直径は小さ く 設計されてレヽる。

上記熱交換室 4 には、 室外熱交換器 8 が配置される と と も に、 送風機支持体 9 が配置される。 こ の送風機支持体 9 には 第 1 の送風機 1 0 a 及び第 2 の送風機 1 0 b が上下方向に並 んで取付け支持される。 上記室外熱交換器 8 は、 底板 1 f 上に載置され、 その高さ 寸法は第 1 の前面板 1 b と ほぼ同一に設計される。 そ して、 本体 1 の左側面と背面を形成する上記桟体 1 a に沿う よ う 、 平面視でほぼ L字状に形成されている。

上記送風機支持体 9 は、 下端部が底板 1 f 上に取付け固定 され、 上端部が室外熱交換器 8 の上端面に掛止されて、 縦長 状をなす。 こ の送風機支持体 9 に支持される第 1 、 第 2 の送 風機 1 0 a , 1 0 b は、 それぞれフ ァ ンモータ 1 1 a , 1 1 b と 、 こ の フ ァ ンモータの回転軸に嵌着固定されるプロペラ フ ァ ン 1 2 a ， 1 2 b と力 ら構成される。

組立て られた状態で、 第 1 、 第 2 の送風機 1 0 a ， 1 0 b は各吹出 し 口 7 a ， 7 b に対向する位置にある。 上記プロべ ラ フ ァ ン 1 2 a ， 1 2 b の一部は吹出 し口 7 a ， 7 b に取付 け られるベノレマ ウス 6 a ， 6 b 内に挿入され、 こ のべノレマウ ス内で回転送風をなす。

こ こ では、 第 1 の送風機 1 0 a におけるプロペラフ ァ ン 1 2 a の直径 （i> D a は、 第 2 の送風機 1 0 b におけるプロペラ フ ァ ン 1 2 b の直径 <i) D b よ り も大 （ c/) D a 〉 （/) D b ) と な る よ う に設定されてレヽる こ と を特徴の一つと している。

すなわち、 第 1 の送風機 1 0 a のプロペラ フ ァ ン 1 2 a の 直径 0 D a は、 スペース的な条件等から最大限、 大き く 設定 されているのに対して、 第 2 の送風機 1 O b のプロペラ ファ ン 1 2 b の直径 |) D b は、 第 1 の送風機 1 0 a と トータルと して上記室外熱交換器 8 に対する送風量を確保し、 冷却効率 の低減を最小限に抑止 した う えで、 最小の直径に設定されて 7 いる。

当然、 第 1 の送風機 1 0 a の フ ァ ンモータ 1 1 a の出力に 対 して、 第 2 の送風機 1 0 b の フ ァ ンモータ 1 1 b の出力は 小さ いものが選択されている。

従来と 同様、 上， 下部側送風機の取付け中心位置を変更す る こ と な く 、 上部側に第 1 の送風機 1 0 a を取付け、 下部側 に第 2 の送風機 1 0 b を取付けた場合は、 従来よ り も小型化 した第 2 の送風機 1 0 b のプロペラ フ ァ ン 1 2 b の半径の差 の分だけ、 底板 1 ί と プロペラ フ ァ ン 1 2 b 周端と の間隔が 拡大する。

も し く は、 上部側の第 1 の送風機 1 0 a の取付け位置は変 えずに、 第 1 の送風機 1 0 a のプロペラ フ ァ ン 1 2 a 周端と 第 2 の送風機 1 0 b のプロペラ フ ァ ン 1 2 b 周端と の間隔を 一定にする ため、 第 2 の送風機 1 0 b の取付け位置を上部側 にず らせば、 第 2 の送風機 1 0 b のプロ ペラ フ ァ ン 1 2 b 周 端と 底板 1 f と の間隔がさ ら に拡大する こ と になる。

いずれの場合であっ ても、 第 2 の送風機 1 0 b のプロペラ フ ァ ン 1 2 b 直径 |» D b を第 1 の送風機 1 0 a のプロペラ フ ア ン 1 2 a 直径 φ D a よ り も小に設定 した分だけ、 第 2 の送 風機 1 0 b のプロペラ フ ァ ン 1 2 b 周端と 底板 1 f と の間隔 が拡大する。

一方、 機械室 5 には圧縮機 1 3 が配置される と と も に、 こ の圧縮機と 並んでアキューム レータ 1 4 が配置される。 上記 圧縮機 1 3 の上方部位には四方弁 1 5 があって、 圧縮機 1 3 と ア キュー ム レータ 1 4及び四方弁 1 5 と は図示 しない冷媒 管を介して接続される。 さ らに、 圧縮機 1 3 と上記室外熱交 換器 8 と も図示 しない冷媒管を介 して接続され、 室内機の室 内熱交換器と冷凍サイ クルを構成 している。

機械室 5 の上部には、 電気部品箱 1 6 が取付け られる。 こ の電気部品箱 1 6 は、 イ ンバータゃ端子類等放熱量の少ない 電気部品類が取付け られる前面箱部材 1 6 a と、 制御用電気 部品やジャイ ア ン ト · ト ラ ンジス タ等の放熱量が大である電 気部品類が取付けられる側面箱部材 1 6 b からなる。

上記側面箱部材 1 6 b は、 上記仕切 り板 3 上部に配設され る電気部品用冷却器 （ヒー トシンク と も呼ばれる） 2 0 の一 面側に形成される吸熱面に取付け られる。 電気部品用冷却器 2 0 の他面側には放熱面が形成されていて、 これは仕切 り 板 3 を介して熱交換室 4側に露出 している。

上述した よ う に、 電気部品箱 1 6 が機械室 5 の上部に配置 されている と こ ろから、 電気部品用冷却器 2 0 は仕切 り 板 3 の上部に取付け られ、 熱交換室 4 の上部に配置される第 1 の 送風機 1 0 a の極く 近傍に位置する。

また、 こ こでは図示しないが、 上記折曲板 1 d の背面側上 部に外気導入孔が設け られる と もに、 仕切 り 板 3 における電 気部品用冷却器 2 0 の近傍部位に機械室 5 と熱交換室 4 と を 連通する導通用孔が設け られている。

この よ う に して構成される空気調和機の室外機であ り 、 冷 凍サイ ク ル運転開始の指令がなされる と、 圧縮機 1 3 が駆動 される と と もに第 1 、 第 2 の送風機 1 0 a , 1 0 b が駆動さ れる。 6

9 外気が桟体 l a を介して室外機本体 1 内に吸込まれ、 室外 熱交換器 8 を流通 して熱交換作用をなす。 そ して、 ベルマウ ス 6 a , 6 b に案内 され、 吹出 し口 7 a ， 7 b か ら外部へ吹 き出される。

暖房運転を行 う と、 必然的に室外熱交換器 8 に霜が付着し 易 く 、 適宜、 暖房運転をー且中断して、 霜を除去する除霜運 転が行われる。 こ の除霜運転に と もなって、 溶融 した ドレ ン 水が室外熱交換器 8 から滴下して底板 1 f 上に溜る。

特に、 寒冷地では外気温が低いこ と から、 底板 1 f 上に溜 まった ドレン水は排出 される以前に氷結する こ と がある。 除 霜運転を繰り 返 し行 う と、 底板 1 f 上の凍結 した ドレ ン水の 氷が成長してゆき、 その高さが徐々 に高く なる。

と ころが、 こ の室外機では、 下部側の第 2 の送風機 1 0 b におけるプロペラ フ ァ ン 1 2 b の直径 ψ D b を、 上部側の第 1 の送風機 1 0 a におけるプロペラフ ァ ン 1 2 a の直径 <i> D a よ り も小に設定して、 プロペラ フ ァ ン 1 2 b周端と底板 1 f と の間隔を充分に確保している。

そのため、 氷が溶融する ほどの気温の上昇に恵まれない場 合であっても、 ドレ ン水が氷結した氷が下部側送風機 1 0 b のプロペラ フ ァ ン 1 2 b周端部に到達するまで成長する こ と はほ とんどない。

したがって、 プロペラフ ァ ン 1 2 b が氷に拘束される こ と はな く 、 常に回転可能状態にあ り 、 フ ァ ンモータ 1 1 b に過 電流が流れた り 、 プロペラ フ ァ ン 1 2 b が氷に当たってファ ンが変形や破損する こ とがな く 、 信頼性が確保される。 先に説明 したよ う に、 2 台の送風機と もプロペラ フ ァ ンの 直径を小さ く したこ と で必要な送風量が得られない場合と は 異な り 、 第 1 の送風機 1 0 a の送風量を可能な限 り 大き く 確 保し、 第 2 の送風機 1 0 b の送風量を必要最低限確保したの で、 室外熱交換器 8 の熱交換効率の低下を招 く よ う な事態に は至らない。

そ して、 第 2 の送風機 1 0 b の フ ァ ンモータ 1 1 b の電気 出力が、 第 1 の送風機 1 0 a の フ ァ ンモータ 1 1 a の電気出 力よ り も小であるので、 トータルと しての電気出力が減少傾 向にあ り 、 ラ ンニ ング コ ス ト の低減を得られる。

また、 上記折曲板 1 d に外気導入孔を設け、 仕切 り 板 3 の 電気部品用冷却器 2 0近傍部位に導通用孔を設けたので、 各 送風機 1 0 a ， 1 0 b の送風作用にと もなって外気が外気導 入孔から機械室 5 内に導かれ、 さ らに導通用孔を介して熱交 換室 4 に導かれる。

上記機械室 5 では、 圧縮機 1 3 の運転駆動にと もなって放 熱があ り 、 電気部品箱 1 6 におけるジャ イ ア ン ト · ト ラ ンジ スタ等の電気部品から極めて大なる発熱がある。

上記外気導入孔から機械室 5 内に導かれた外気は、 機械室 内に放出 された熱気と と もに導通用孔を介 して熱交換室 4 へ 排出 され、 したがって機械室 5 内の冷却が行われる。

その一方で、 上記電気部品用冷却器 2 ◦ は、 機械室 5側の 吸熱面でジャイ アン ト ■ ト ラ ンジスタ等の発熱量が大な電気 部品から吸熱し、 熱交換室 5側の放熱面から放熱して、 電気 部品を冷却する。 この電気部品用冷却器 2 0 の近傍部位に導通用孔が設け ら れているので、 機械室 5 に導入された外気が導通用孔から熱 交換室 4 に導かれる際に、 電気部品用冷却器 2 0 を冷却する こ と と なる。

さ らに、 電気部品用冷却器 2 0 の放熱面は仕切 り板 3 を介 して熱交換室 4側に露出 し、 かつ上部側である第 1 の送風機 1 0 a のごく近傍に位置している。 すなわち、 電気部品用冷 却器 2 0 に対する第 1 の送風機 1 0 a のプロペラ フ ァ ン 1 2 a の近隣風速が大き く なって、 放熱効率の向上が得られる。 産業上の利用可能性

本発明によれば、 送風量の低下を可能な限り抑制 し、 下部 側送風機のファ ンが氷に拘束される こ とが少なく な り 、 電気 部品用冷却器の放熱効率の低下を阻止する こ とができ る空気 調和機の室外機が得られる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 室外機本体内を仕切 り 板で仕切 り 、 その一方空間は 室外熱交換器及び送風機等を配置する熱交換室と し、 他方空 間は圧縮機及び電気部品箱等を配置する機械室とする空気調 和機の室外機において、

上記送風機は、 フ ァ ンモータ と、 こ の フ ァ ンモータの回転 軸に嵌着される フ ァ ン とからな り 、 かつ上下方向に並んで 2 台、 所定間隔を存して配置され、 その上部側送風機のフ ァ ン の直径は、 下部側送風機のフ ァ ンの直径よ り も大に設定され る こ と を特徴とする空気調和機の室外機。

2 . 上記上部側送風機の近傍に、 上記電気部品箱内に収 容される電気部品を冷却するための電気部品用冷却器が配置 される こ と を特徴とする請求項 1 記載の空気調和機の室外機 ₍