DE112012005908T5

DE112012005908T5 - Ausseneinheit für eine Klimaanlage

Info

Publication number: DE112012005908T5
Application number: DE112012005908.5T
Authority: DE
Inventors: c/o Mitsubishi Electric Corporat Yoshimura Susumu; c/o Mitsubishi Electric Corpora Nakamune Hiroaki; c/o Mitsubishi Electric Corporati Yamada Syoji; c/o Mitsubishi Electric Corpora Sakoda Kenichi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2014-11-27
Also published as: CN104204682A; WO2013124877A1; US20150013376A1; CN104204682B; US9689577B2; JP5932966B2; JPWO2013124877A1

Abstract

Eine Außeneinheit (50) für eine Klimaanlage enthält einen Wärmetauscher 7), mindestens ein Gebläse (4), einen Kompressor (9) und ein kastenförmiges Gehäuse (1), in dem die vorstehend genannten Elemente untergebracht sind und das einen Lufteinlass (6) und einen Luftauslass (2) hat. Der Kompressor (9) ist an einer Position außerhalb eines Luftkanals vorgesehen, in welchem durch den Lufteinlass (6) angesaugte Luft durch den Wärmetauscher (7) und das Gebläse (4) zu dem Luftauslass (2) strömt. Der Wärmetauscher (7) besitzt eine Vielzahl von Wärmetauschersegmenten. Die Wärmetauschersegmente sind im Zickzack angeordnet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Außeneinheit für eine Klimaanlage.
Stand der Technik
Im Stand der Technik bekannte Außeneinheiten für Klimaanlagen enthalten jeweils Vorrichtungen, wie etwa einen Wärmetauscher, ein Gebläse und einen Kompressor sowie ein kastenförmiges Gehäuse, in dem die Vorrichtungen untergebracht sind. Die Außeneinheit ermöglicht es, dass ein Kühlmittel zwischen einer inneren Einheit und der Außeneinheit zirkuliert, die miteinander durch Rohrleitungen verbunden sind. Wärme wird von durch den Wärmetauscher strömender Luft erhalten oder auf diese übertragen, so dass ein Raum gekühlt oder erwärmt wird.
Vorgeschlagene Beispiele derartiger bekannter Außeneinheiten für eine Klimaanlage schließen eine Außeneinheit ein, welche die Leistungsfähigkeit der Klimaanlage verbessern soll, indem der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung oder der Wärmeaufnahme gesteigert wird. Eine derartige Außeneinheit besitzt einen Wärmetauscher, der eine L-Form hat, die sich entlang zweier Seiten eines kastenförmigen Gehäuses erstreckt, so dass diese beiden Seiten des Gehäuses genutzt werden, oder eine U-Form hat, die sich entlang dreier Seiten des Gehäuses erstreckt, so dass diese drei Seiten genutzt werden, während die Position eines Kompressors sorgfältig überlegt wird (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
Liste der Druckschriften
Patentliteratur

Patentliteratur 1: japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2006-057 864 A .

Kurzbeschreibung der Erfindung
Technisches Problem
Ein mögliches Verfahren zur weiteren Verbesserung der Leistungsfähigkeit der bekannten Außeneinheit für eine Klimaanlage, ohne die Größe der Einheit zu erhöhen, ist das Vorsehen des Wärmetauschers entlang einer Deckwand oder einer Bodenwand. Ein derartiges Verfahren bedeutet jedoch einige Einschränkungen hinsichtlich des Einbaus der Außeneinheit, wie etwa die Notwendigkeit, einen ausreichenden Luftansaugraum nahe der Deckwand oder der Bodenwand vorzusehen.
Zusätzlich führen andere Probleme, wie etwa die größere Kompliziertheit des Montageprozesses, zu einer Reduzierung der Einfachheit der Herstellung. Da ferner der Raum zur Bereitstellung des Wärmetauschers, wie vorstehend beschrieben, beschränkt ist, so ist das Ausmaß, in welchem das Volumen des eingebauten Wärmetauschers gesteigert werden kann, begrenzt.
Ein weiteres mögliches Verfahren zur weiteren Verbesserung der Leistungsfähigkeit der bekannten Außeneinheit für eine Klimaanlage, ohne die Größe der Einheit zu erhöhen, ist die Erhöhung der Dicke des Wärmetauschers in Richtung des Luftstroms. Da bei diesem Verfahren jedoch die Temperaturdifferenz zwischen der Luft und dem Kühlmittel zur stromabwärts gelegenen Seite des Luftstroms hin abnimmt, kommt die Verbesserung der Wärmeaustauschleistung mit der Zunahme der Dicke in eine Sättigung.
Darüber hinaus nimmt der Strömungswiderstand, das heißt die Leistungsaufnahme des Gebläses, proportional zur Dicke des Wärmetauschers beträchtlich zu. Daher ist auch dann, wenn das Volumen des eingebauten Wärmetauschers gesteigert wird, indem die Dicke des Wärmetauschers erhöht wird, keine Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Außeneinheit zu erwarten, die der Erhöhung entspricht.
Wenn andererseits das Volumen des Luftstroms gesteigert wird, dann wird die Reduzierung der Temperaturdifferenz zwischen der Luft und dem Kühlmittel unterdrückt. Folglich nimmt die Wärmeaustauschleistung proportional zu dem Volumen des Luftstroms beträchtlich zu. Da jedoch der Strömungswiderstand, das heißt die Leistungsaufnahme des Gebläses, mit der Strömungsgeschwindigkeit in den Wärmetauscher mit einer höheren Rate als die Steigerungsrate der Wärmeaustauschleistung zunimmt, kann aber die Leistung der Außeneinheit nicht effizient verbessert werden.
Wie vorstehend beschrieben, hat die bekannte Außeneinheit für eine Klimaanlage insofern ein Problem, als zur Verbesserung der Leistung der Außeneinheit durch einen effizienten Betrieb des Wärmetauschers die Größe der Einheit erhöht werden muss.
Die vorliegende Erfindung dient dazu, das vorstehende Problem zu lösen und eine Außeneinheit vorzusehen, bei welcher die Verbesserung der Wärmeaustauschleistung und die Reduzierung der Steigerung des Strömungswiderstands gleichzeitig erzielt werden, indem das Volumen des eingebauten Wärmetauschers erhöht wird, ohne dass jedoch die Größe der Einheit erhöht wird, so dass die Leistung der Außeneinheit wirksam verbessert wird.
Lösung des Problems
Eine Außeneinheit für eine Klimaanlage gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Wärmetauscher, mindestens ein Gebläse, einen Kompressor und ein kastenförmiges Gehäuse auf. In dem Gehäuse sind der Wärmetauscher, das mindestens eine Gebläse und der Kompressor untergebracht, und es hat einen Lufteinlass und einen Luftauslass. Der Kompressor ist an einer Position außerhalb eines Luftkanals vorgesehen, in welchem von dem Lufteinlass angesaugte Luft durch den Wärmetauscher und das Gebläse zu dem Luftauslass strömt. Der Wärmetauscher besitzt eine Vielzahl von Wärmetauschersegmenten. Die Wärmetauschersegmente sind im Zickzack angeordnet.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Die Außeneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung weist den in dem Gehäuse untergebrachten Wärmetauscher auf, der die Vielzahl von Wärmetauschersegmenten enthält, und die Wärmetauschersegmente sind im Zickzack angeordnet. Daher kann das Volumen des Wärmetauschers gesteigert werden, ohne dass die Größe der Einheit erhöht wird. Da ferner der Wärmetauscher im Gehäuse dergestalt eingebaut ist, dass er eine große Luftaufnahmefläche hat, werden die Steigerung der Wärmeaustauschleistung und die Reduzierung der Leistungsaufnahme des Gebläses, die durch die Reduzierung des Strömungswiderstands verursacht ist, gleichzeitig verwirklicht.
Auch wenn ferner das Volumen des Luftstroms erhöht wird, kann die Wärmeaustauschleistung verbessert werden, während eine Erhöhung des Strömungswiderstands, d. h. eine Erhöhung der Leistungsaufnahme des Gebläses, unterdrückt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Außenansicht einer Außeneinheit für eine Klimaanlage gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Schnittansicht entlang der in 1 gezeigten Linie A-A.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren beispielhaften Außeneinheit für eine Klimaanlage gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine perspektivische Außenansicht einer Außeneinheit für eine Klimaanlage gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine schematische Schnittansicht entlang der in 4 gezeigten Linie B-B.
6 enthält schematische Darstellungen, die einen weiteren beispielhaften Wärmetauscher veranschaulichen, der in der Außeneinheit für eine Klimaanlage gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
7 ist eine perspektivische Außenansicht einer Außeneinheit für eine Klimaanlage gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine schematische Schnittansicht entlang der in 7 gezeigten Linie E-E.
9 ist eine perspektivische Außenansicht einer Außeneinheit eine Klimaanlage gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine schematische Schnittansicht entlang der in 9 gezeigten Linie F-F.
Beschreibung von Ausführungsformen
Ausführungsform 1
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Außeneinheit für eine Klimaanlage gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine schematische Schnittansicht entlang der in 1 gezeigten Linie A-A. In 2 dargestellte weiße Pfeile stellen den durch die Außeneinheit strömenden Luftstrom dar.
Wie 1 zeigt, enthält eine Außeneinheit 50 ein kastenförmiges Gehäuse 1, welches einen Lufteinlass 6 und einen Luftauslass 2 aufweist. Das Gehäuse 1 besitzt beispielsweise eine Grundplatte 1a, die ein Bodenteil bildet, eine Vorderwand 1b, die ein Vorderteil bildet und den Luftauslass 2 aufweist, Seitenwände 1c, die seitlich liegende Seitenteile bilden, und ein hinteres Teil ausschließlich eines Bereichs, der dem Lufteinlass 6 entspricht, sowie eine Deckwand 1d, die ein Oberteil bildet.
In dem Gehäuse 1 sind ein Wärmetauscher 7 und ein Kompressor 9 an der Grundplatte 1a befestigt, und ein Gebläse 4 ist an der Grundplatte 1a mit einem dazwischen angeordneten Ständer angebracht. Das Gebläse weist zu dem Luftauslass 2. Eine Aufweitung 3 ist an dem äußeren Umfang des Lufteinlasses 6 dergestalt vorgesehen, dass sie den äußeren Umfang des Gebläses 4 umgibt. In dieser Konfiguration wird in dem Gehäuse 1 ein Luftkanal gebildet, entlang welchem durch den Lufteinlass 6 durch den Antrieb des Gebläses 4 angesaugte Luft durch den Wärmetauscher 7 und das Gebläse 4 zu dem Luftauslass 2 strömt.
Der Kompressor 9 ist an einer Position außerhalb des Luftkanals befestigt. Bei der Ausführungsform 1 ist der Raum in dem Gehäuse 1 durch eine Trennwand 8 in einen Maschinenraum 10, in welchem der Kompressor 9 untergebracht ist, und den Luftkanal, in welchem der Wärmetauscher 7 und das Gebläse 4 untergebracht sind, geteilt.
Das Gebläse 4 ist ein Axialgebläse und besitzt eine Nabe 4b, eine Vielzahl von Schaufeln 4a, die um den äußeren Umfang der Nabe 4b vorgesehen sind, und einen Gebläsemotor 5, der die Nabe 4b und die Schaufeln 4a um den Mittelpunkt der Nabe 4b in Umdrehung versetzt. Bei der Ausführungsform 1 ist die Dicke der Schaufeln 4a in der Axialrichtung reduziert, indem die Schaufelbreite reduziert wird, während die Anzahl der Schaufeln erhöht wird. Der Gebläsemotor 5, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, wird in der Nabe 4b untergebracht.
Wie 2 zeigt, ist der Wärmetauscher 7 in fünf Wärmetauschersegmente (Wärmetauschersegmente 7a, 7b, 7c, 7d und 7e) unterteilt. Die Wärmetauschersegmente 7a bis 7e sind in horizontaler Richtung nebeneinander und in einer Zickzackanordnung vorgesehen. Das heißt, dass der Wärmetauscher 7 gemäß Ausführungsform 1 vier Faltungsbereiche (Positionen, an welchen die Enden von benachbarten Wärmetauschersegmenten verbunden sind) hat.
Ein Ende von jedem der Wärmetauschersegmente 7b, 7c, 7d und 7e, welches zu den Gebläse 4 weist, ist nahe an den Gebläse 4 angeordnet, so dass der Wärmetauscher 7 eine ausreichend große Luftströmungsfläche hat. Der Wärmetauscher 7, d. h. die Wärmetauschersegmente 7a bis 7e, besitzen Rippen 71 sowie Wärmeübertragungsrohre (nicht dargestellt). Die Rippen 71 sind jeweils streifenförmige Platten, die in einer zu der Zeichnungsoberfläche senkrechten Richtung (in senkrechter Richtung) verlaufen und in festgelegten Intervallen in horizontaler Richtung dergestalt stapelförmig angeordnet sind, dass Abstände vorgesehen sind, durch welche Luft strömt.
Es sei angemerkt, dass die ”senkrechte Richtung”, auf die bei der Ausführungsform 1 Bezug genommen wird, nicht unbedingt exakt mit der Richtung der Schwerkraft zusammenfällt und in Bezug auf die Richtung der Schwerkraft auch geringfügig geneigt sein kann. Das heißt, dass die ”senkrechte Richtung”, auf die bei der Ausführungsform 1 Bezug genommen wird, eine im Wesentlichen senkrechte Richtung ist.
Ferner sei angemerkt, dass die ”horizontale Richtung”, auf die bei der Ausführungsform 1 Bezug genommen wird, nicht unbedingt exakt mit einer Richtung zusammenfällt, die senkrecht zur Schwerkraft ist, und in Bezug auf die Richtung, die senkrecht zur Schwerkraft ist, geringfügig geneigt sein kann. Das heißt, dass die ”horizontale Richtung”, auf die bei der Ausführungsform 1 Bezug genommen wird, eine im Wesentlichen horizontale Richtung ist.
Der Betrieb der Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1 wird nachfolgend beschrieben.
Wie 2 zeigt, in welcher der Luftstrom durch die weißen Pfeile dargestellt ist, strömt der von dem Gebläse 4 erzeugte Luftstrom von dem Lufteinlass 6 ausgehend in den von der Grundplatte 1a, der Vorderwand 1b, den Seitenwänden 1c und der Deckwand 1d gebildeten Luftkanal und wird aus dem Luftauslass 2 ausgetragen. Das heißt, dass dann, wenn das Gebläse 4 in Betrieb ist, Luft nahe an der Außeneinheit 50 durch den Lufteinlass 6 angesaugt wird, in den Luftkanal strömt, zwischen den Rippen 71 des Wärmetauschers 7, der in dem Kanal vorgesehen ist, durchströmt und aus dem Luftauslass 2 ausgetragen wird. Während die Luft zwischen den Rippen 71 des Wärmetauschers 7 strömt, tauscht die Luft mit dem Wärmetauscher 7 Wärme aus.
Wie vorstehend beschrieben, hat bei der Ausführungsform 1, da die Wärmetauschersegmente, die in dem Wärmetauscher 7 enthalten sind, im Zickzack angeordnet sind, der Wärmetauscher 7 eine ausreichend große Luftaufnahmefläche. Somit ist es möglich, die Luftströmungsgeschwindigkeit in dem Wärmetauscher 7 zu reduzieren, so dass es möglich wird, den Luftströmungswiderstand des Wärmetauschers 7, das heißt die Leistungsaufnahme des Gebläses, zu reduzieren.
Ferner wird auch dann, wenn das Volumen des Luftstroms mit der Zunahme des Volumens des Wärmetauschers 7 gesteigert wird, die Erhöhung der Luftströmungsgeschwindigkeit in dem Wärmetauscher 7 unterdrückt, da die Luftströmungsfläche ebenfalls erhöht wird. Daher kann die Wärmeaustauschleistung des Wärmetauschers 7 effizient verbessert werden, ohne dass der Luftströmungswiderstand erhöht wird.
Wie durch die in 2 dargestellten weißen Pfeile veranschaulicht, strömt in der Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1 die durch den Lufteinlass 6 angesaugte Luft im Wesentlichen linear durch den Luftkanal und wird von dem Gebläse 4 ausgetragen. Daher ist der durch Krümmungen, Erweiterungen, Verengungen oder dergleichen des Luftstroms verursachte Druckverlust, bei dem es sich um einen sogenannten formbedingten Verlust handelt, gering, und ein Großteil des Druckverlusts in dem Luftkanal tritt auf, wenn die Luft durch den Wärmetauscher strömt.
Somit wird die Leistungsaufnahme des Gebläses reduziert. Ferner strömt bei der Ausführungsform 1 Luft in einer im Wesentlichen zu der Drehachse des Gebläses 4 parallelen Richtung in die Außeneinheit 50, was eine für ein Axialgebläse geeignete Luftströmungsbedingung ist. Somit wird der Wirkungsgrad des Gebläses verbessert. Entsprechend wird die Leistungsaufnahme des Gebläses reduziert, und Luft, die weniger verwirbelt ist, strömt in das Gebläse 4. Folglich werden Geräusche reduziert.
Da ferner die Dicke des Gebläses 4 in der Axialrichtung reduziert ist, sind die Enden der Wärmetauschersegmente 7b, 7c, 7d und 7e des Wärmetauschers 7, die zu dem Gebläse 4 weisen, viel näher an dem Lufteinlass 6 (d. h. an dem Gebläse 4) angeordnet. Somit werden das Volumen des in dem Gehäuse 1 eingebauten Wärmetauschers 7 und die Luftströmungsfläche des Wärmetauschers 7 erhöht.
Bei der Ausführungsform 1 ist ein Gebläse 4 vorgesehen. Um das Volumen des Luftstroms entsprechend der Zunahme des Volumens des eingebauten Wärmetauschers 7 zu steigern, kann eine Vielzahl von Gebläsen 4 vorgesehen werden. Beispielsweise können zwei Gebläse 4 dergestalt vorgesehen werden, dass deren Mittelpunkte nahe an der Verbindung zwischen dem Wärmetauschersegment 7b und dem Wärmetauschersegment 7c (dem Faltungsbereich zwischen dem Wärmetauschersegment 7b und dem Wärmetauschersegment 7c) und nahe an der Verbindung zwischen dem Wärmetauschersegment 7d und dem Wärmetauschersegment 7e (dem Faltungsbereich zwischen dem Wärmetauschersegment 7d und dem Wärmetauschersegment 7e) jeweils angeordnet sind.
Bei der Ausführungsform 1 ist jedoch ein Gebläse 4 mit einem großen Schaufeldurchmesser vorgesehen, um ein vorbestimmtes Luftstromvolumen zu erzeugen. Der Grund dafür ist wie folgt. Da ein vorbestimmtes Luftstromvolumen mit einem Gebläse 4 erzeugt wird, das einen großen Schaufeldurchmesser hat, kann das Gebläse 4 mit einer relativ geringen Drehzahl effizient betrieben werden, während die Entstehung von Geräuschen unterdrückt wird.
Wenn mehrere Wärmetauschersegmente in einer Zickzack-Anordnung innerhalb einer Fläche vorgesehen werden, die einem Gebläse 4 gegenüberliegt, wie vorstehend beschrieben, d. h. durch das Vorsehen von mehreren gefalteten Teilen innerhalb eines Bereichs, der einem Gebläse 4 gegenüber liegt, wird das Volumen des Wärmetauschers pro Gebläse 4 gesteigert. Daher wird die Wärmeaustauschleistung verbessert, ohne dass der Luftströmungswiderstand, d. h. die Leistungsaufnahme des Gebläses, erhöht wird. Darüber hinaus wird der Wirkungsgrad des Gebläses 4 verbessert, und die Erzeugung von Geräuschen wird reduziert.
Bei der Ausführungsform 1 ist die Anzahl der Faltungen in dem Wärmetauscher 7 (d. h. die Anzahl der Verbindungsstellen zwischen den Wärmetauschersegmenten, die in dem Wärmetauscher 7 enthalten sind) vier. Die Anzahl der Faltungen ist jedoch nicht auf vier begrenzt. Beispielsweise kann die Anzahl der Faltungen in dem Wärmetauscher 7 fünf oder mehr betragen. In diesem Fall nimmt auch der Luftströmungswiderstand zu. Daher ist es zu bevorzugen, dass die technischen Gegebenheiten des Wärmetauschers 7 gemäß dem jeweiligen Bedarf ausgewählt werden. Beispielsweise kann die Dicke des Wärmetauschers 7 reduziert werden.
Bei der Ausführungsform 1 sind die fünf Wärmetauschersegmente (die Wärmetauschersegmente 7a, 7b, 7c, 7d und 7e), die in dem Wärmetauscher 7 enthalten sind, getrennt voneinander vorgesehen. Alternativ können die Wärmetauschersegmente als integrale Körper hergestellt werden und der integrale Körper kann dann in den Faltungsbereichen gefaltet werden. Wenn die Wärmetauschersegmente als ein integraler Körper hergestellt werden, können ursprünglich an den Faltungsbereichen keine Rippen 71 vorgesehen werden.
Wenn an den Faltungsbereichen keine Rippen 71 vorgesehen sind, wird das Falten des Wärmetauschers 7 vereinfacht. Darüber hinaus ist es schwierig, dass an den Faltungsbereichen die Luft gleichmäßig strömt, und diese Luft trägt weniger zum Wärmeaustausch bei. Daher kann die Menge des zu verwendenden Rippenmaterials reduziert werden, ohne dass die Wärmeaustauschleistung des Wärmetauschers 7 verringert wird.
Bei der Ausführungsform 1 sind die Wärmetauschersegmente im Zickzack angeordnet, so dass die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7b und dem Wärmetauschersegment 7c und die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7d und dem Wärmetauschersegment 7e nahe an dem Gebläse 4 angeordnet sind, während die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7c und dem Wärmetauschersegment 7d nahe an dem Lufteinlass 6 angeordnet ist.
Die Anordnung der Wärmetauschersegmente ist jedoch nicht auf ein derartiges Muster beschränkt. Beispielsweise kann der Wärmetauscher 7 in der Richtung des Luftstroms umgekehrt werden, wie in 3 veranschaulicht. Das heißt, dass die Wärmetauschersegmente dergestalt im Zickzack angeordnet werden können, dass die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7b und dem Wärmetauschersegment 7c und die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7d und dem Wärmetauschersegment 7e nahe an dem Lufteinlass 6 angeordnet sind, während die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7c und dem Wärmetauschersegment 7d nahe an der Nabe 4b des Gebläses 4 angeordnet ist.
Bei der Ausführungsform 1 sind die Rippen 71 in horizontaler Richtung stapelförmig angeordnet. Alternativ können die Rippen 71 in senkrechter Richtung stapelförmig angeordnet sein. Im letzteren Fall sind die Abstände zwischen den Rippen 71 jeweils in der horizontalen Richtung ausgedehnt. Daher strömt die Luft ohne weiteres in der horizontalen Richtung, während sie durch den Wärmetauscher 7 tritt, was die Wirkung hat, dass der Luftströmungswiderstand des Wärmetauschers 7 weiter reduziert wird. Folglich wird die Leistungsaufnahme des Gebläses weiter reduziert.
Zusammenfassend enthält die Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1 den Wärmetauscher 7, der in dem Gehäuse 1 untergebracht ist und eine Vielzahl von Wärmetauschersegmenten aufweist, und die Wärmetauschersegmente sind im Zickzack angeordnet. Daher kann das Volumen des installierten Wärmetauschers 7 erhöht werden, ohne dass die Größe der Einheit erhöht wird. Da ferner der Wärmetauscher 7 dergestalt eingebaut ist, dass er eine große Luftströmungsfläche hat, können die Steigerung der Wärmeaustauschleistung und die Reduzierung des Luftströmungswiderstands (d. h. der Leistungsaufnahme des Gebläses) gleichzeitig verwirklicht werden.
Auch wenn ferner das Volumen des Luftstroms erhöht wird, kann die Wärmeaustauschleistung des Wärmetauschers 7 verbessert werden, während eine Zunahme des Luftströmungswiderstands des Wärmetauschers 7 unterdrückt wird.
Im Vergleich zu einer bekannten Außeneinheit, bei welcher der Wärmetauscher sich entlang den Seitenflächen des Gehäuses erstreckt, ergibt die Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1, in welcher der Wärmetauscher 7 eine Zickzack-Form hat, die folgenden vorteilhaften Auswirkungen.
Es sei angemerkt, dass in der folgenden Beschreibung das Volumen des Wärmetauschers als ”Stapellänge (Abstand zwischen Rippen an jeweils zwei Enden in Richtung der Rippenstapelrichtung)” × ”Länge jeder Rippe in der Längsrichtung” × ”Länge jeder Rippe in Richtung der kurzen Seite” definiert ist. Im Fall des Wärmetauschers 7 gemäß Ausführungsform 1, der eine Vielzahl von Wärmetauschersegmenten enthält, entspricht die Gesamtsumme der Volumina der jeweiligen Wärmetauschersegmente dem Volumen des Wärmetauschers 7.

(1) Fall der Außeneinheit gemäß Ausführungsform 1, die den Wärmetauscher 7 enthält, bei welchem die Rippen 71 in horizontaler Richtung stapelförmig angeordnet sind und die Richtung der Längsseite jeder Rippe 71 der senkrechten Richtung entspricht (siehe 2)

Unter der Annahme, dass die bekannte Außeneinheit und die Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1 die gleiche Größe haben und die in den jeweiligen Außeneinheiten enthaltenen Wärmetauscher das gleiche Volumen haben, kann die Stapellänge des Wärmetauschers 7, der in der Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1 enthalten ist (d. h. die Gesamtsumme der Stapellängen aller Wärmetauscher) größer ausgeführt werden als die der bekannten Außeneinheit. Daher kann die Länge jeder Rippe 71 in Richtung der kurzen Seite (d. h. der Dicke des Wärmetauschers 7) reduziert werden.
Darüber hinaus hat die Länge jeder Rippe in Richtung der kurzen Seite eine Korrelation mit der Anzahl von Reihen von Wärmeübertragungsrohren, die in Richtung der kurzen Seite der Rippe angeordnet sind. Wenn daher die bekannte Außeneinheit und die Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1 die gleiche Größe haben und die Wärmetauscher, die in den jeweiligen Außeneinheiten enthalten sind, das gleiche Volumen haben, kann auch die Anzahl der Reihen der Wärmeübertragungsrohre 72, die in der Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1 enthalten sind, reduziert werden.

(2) Fall der Außeneinheit gemäß Ausführungsform 1, die den Wärmetauscher 7 enthält, in welchem die Rippen 71 in senkrechter Richtung stapelförmig angeordnet sind

Unter der Annahme, dass die bekannte Außeneinheit und die Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1 die gleiche Größe haben und die in den jeweiligen Außeneinheiten enthaltenen Wärmetauscher das gleiche Volumen haben, kann die Gesamtsumme der Längen der Wärmetauscher in Richtung der Längsseite jeder Rippe 71, die in der Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1 enthalten sind, größer ausgeführt werden als die der bekannten Außeneinheit.
Daher kann die Länge jeder Rippe 71 in Richtung der kurzen Seite (d. h. der Dicke des Wärmetauschers 7) reduziert werden. Wenn somit die bekannte Außeneinheit und die Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1 die gleiche Größe haben und die Wärmetauscher, die in den jeweiligen Außeneinheiten enthalten sind, wie vorstehend beschrieben, das gleiche Volumen haben, kann auch die Anzahl der Reihen der Wärmeübertragungsrohre 72, die in der Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1 enthalten sind, reduziert werden.
Wie aus den vorstehend beschriebenen Fällen (1) und (2) offensichtlich ist, kann dann, wenn die Wärmetauscher 7 das gleiche Volumen haben, in der Konfiguration gemäß Ausführungsform 1 gegenüber der bekannten Konfiguration die Länge in der Stapelrichtung größer ausgeführt werden und die Länge jeder Rippe 71 in Richtung der kurzen Seite kann kleiner ausgeführt werden (die Anzahl der Reihen kann kleiner gemacht werden). Somit werden die Verbesserung der Wärmeaustauschleistung und die Reduzierung des Luftströmungswiderstands gleichzeitig verwirklicht. Daher kann der in der Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1 enthaltene Wärmetauscher 7 effizienter betrieben werden als der in der bekannten Außeneinheit.
Somit kann die Leistung der Außeneinheit 50 verbessert werden, ohne dass die Größe der Einheit erhöht wird. Mit anderen Worten, es bietet die Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1 das gleiche Leistungsniveau wie bei der bekannten Außeneinheit, wenn der Wärmetauscher 7 verwendet wird, der ein Volumen aufweist, das entsprechend dem Niveau der Verbesserung der Leistung reduziert wird. Folglich wird auch eine Kostenreduzierung verwirklicht.
Ausführungsform 2
Bei der Ausführungsform 1 sind die Wärmetauschersegmente nebeneinander in horizontaler Richtung und in einer Zickzack-Anordnung vorgesehen, das heißt der Wärmetauscher 7 ist in horizontaler Richtung gefaltet. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auch so ausgeführt werden, dass der folgende Wärmetauscher 7 in dem Gehäuse 1 vorgesehen wird.
Es sei angemerkt, dass die Elemente, die bei der Ausführungsform 2 nicht gesondert beschrieben werden, den bei der Ausführungsform 1 beschriebenen entsprechen und gleiche Funktionen und Konfigurationen durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind.
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Außeneinheit für eine Klimaanlage gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. 5 ist eine schematische Schnittansicht entlang der in 4 gezeigten Linie B-B. In 5 gezeigte weiße Pfeile stellen den durch die Außeneinheit strömenden Luftstrom dar.
Wie 5 zeigt, ist der Wärmetauscher 7 gemäß Ausführungsform 2 in vier Wärmetauschersegmente (Wärmetauschersegmente 7a, 7b, 7c und 7d) unterteilt. Die Wärmetauschersegmente 7a bis 7d sind nebeneinander in senkrechter Richtung in einer Zickzack-Anordnung vorgesehen. Das heißt, dass der Wärmetauscher 7 gemäß Ausführungsform 2 drei Faltungsbereiche (Positionen, an welchen die Enden von benachbarten Wärmetauschersegmenten verbunden sind) hat.
Ein Ende von jedem der Wärmetauschersegmente 7a, 7b, 7c und 7d, welches zu dem Gebläse 4 weist, ist nahe an dem Gebläse 4 angeordnet, so dass der Wärmetauscher 7 eine ausreichend große Luftströmungsfläche hat. Der Wärmetauscher 7, das heißt die Wärmetauschersegmente 7a bis 7d, weist Rippen 71 und Wärmeübertragungrohre 72 auf. Die Rippen 71 sind in festgelegten Intervallen in horizontaler Richtung dergestalt stapelförmig angeordnet, dass Abstände vorgesehen sind, durch welche Luft strömt.
Zusätzlich zu den bei der Ausführungsform 1 beschriebenen vorteilhaften Auswirkungen hat die Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 2 die vorteilhafte Auswirkung, dass der Luftströmungswiderstand des Wärmetauschers 7 weiter reduziert wird, da die Abstände zwischen den in senkrechter Richtung ausgebreiteten Rippen 71 problemlos das Strömen von Luft in senkrechter Richtung beim Durchtritt durch den Wärmetauscher 7 erlauben. Somit wird die Leistungsaufnahme des Gebläses weiter reduziert.
Ferner wird auch dann, wenn das Volumen des Luftstroms mit der Zunahme des Volumens des eingebauten Wärmetauschers 7 gesteigert wird, die Zunahme der Luftströmungsgeschwindigkeit in dem Wärmetauscher 7 unterdrückt, da die Luftströmungsfläche auch erhöht wird. Daher kann die Wärmeaustauschleistung des Wärmetauschers 7 wirksam verbessert werden, ohne dass der Luftströmungswiderstand erhöht wird.
Bei der Ausführungsform 2 ist die Anzahl der Faltungen in dem Wärmetauscher 7 (d. h. die Anzahl der Verbindungsstellen zwischen den Wärmetauschersegmenten, die in dem Wärmetauscher 7 enthalten sind) drei. Die Anzahl der Faltungen ist jedoch nicht auf drei begrenzt. Beispielsweise kann die Anzahl der Faltungen in dem Wärmetauscher 7 vier oder mehr betragen. In diesem Fall nimmt auch der Luftströmungswiderstand zu. Daher ist es bevorzugt, dass die technischen Gegebenheiten des Wärmetauschers 7 gemäß dem jeweiligen Bedarf ausgewählt werden. Beispielsweise kann die Dicke des Wärmetauschers 7 reduziert werden.
Bei der Ausführungsform 2 sind die vier Wärmetauschersegmente (die Wärmetauschersegmente 7a, 7b, 7c und 7d), die in dem Wärmetauscher 7 enthalten sind, getrennt voneinander vorgesehen. Alternativ können die Wärmetauschersegmente als integraler Körper hergestellt werden, während beispielsweise Schlitze in einigen der Rippen 71 hergestellt werden, die in den zu faltenden Bereichen vorgesehen sind, und der integrale Körper kann dann in diesen Bereichen gefaltet werden.
Normalerweise ist es schwierig, dass an den Faltungsbereichen die Luft gleichmäßig strömt, und diese Luft trägt weniger zum Wärmeaustausch bei. Daher kann die Menge des zu verwendenden Rippenmaterials reduziert werden, ohne dass die Wärmeaustauschleistung des Wärmetauschers 7 verringert wird, auch wenn an den Faltungsbereichen keine Rippen 71 vorgesehen sind.
Bei der Ausführungsform 2 sind die Wärmetauschersegmente im Zickzack angeordnet, so dass die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7a und dem Wärmetauschersegment 7b und die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7c und dem Wärmetauschersegment 7d nahe an dem Gebläse 4 angeordnet sind, während die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7b und dem Wärmetauschersegment 7c nahe an dem Lufteinlass 6 angeordnet ist. Die Anordnung der Wärmetauschersegmente ist jedoch nicht auf ein derartiges Muster beschränkt.
Beispielsweise kann der Wärmetauscher 7 in der Richtung des Luftstroms umgekehrt werden, wie es in 3 veranschaulicht ist. Das heißt, dass die Wärmetauschersegmente dergestalt im Zickzack angeordnet werden können, dass die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7a und dem Wärmetauschersegment 7b und die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7c und dem Wärmetauschersegment 7d nahe an dem Lufteinlass 6 angeordnet sind, während die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7b und dem Wärmetauschersegment 7c nahe an der Nabe 4b des Gebläses 4 angeordnet ist.
Alternativ kann der Wärmetauscher 7, wie in 6 gezeigt, konfiguriert sein.
6 umfasst Darstellungen, die einen weiteren beispielhaften Wärmetauscher veranschaulichen, der in der Außeneinheit für eine Klimaanlage gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung enthalten ist. 6(a) ist eine Darstellung (Rückansicht) des Wärmetauschers 7 in Richtung des in 4 gezeigten Pfeiles C gesehen. 6(b) ist eine schematische Schnittansicht entlang der in 6(a) gezeigten Linie D-D.
Bei dem in 6 dargestellten Wärmetauscher 7 sind die Trennwand 8 und eine Seitenwand des Wärmetauschers 7 so konstruiert, dass sie ineinander integriert sind, so dass sie beide Funktionen haben. In dem Wärmetauscher 7 mit dieser Konfiguration wird eine Kostenreduzierung durch die gemeinsame Konstruktion von zwei Bauteilen verwirklicht, und eine Reduzierung der Anzahl der zu montierenden Bauteile wird durch Integration des Wärmetauschers 7 und der Trennwand 8 erreicht.
Darüber hinaus wird der Montageprozess vereinfacht. Da ferner der Wärmetauscher 7, d. h. die Wärmetauschersegmente 7a bis 7d, an der Trennwand 8 befestigt ist, nimmt die Genauigkeit der Anordnung der Wärmetauschersegmente 7a bis 7d in einer vorbestimmten Zickzack-Anordnung in senkrechter Richtung zu.
Ausführungsform 3
Die Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 2 kann alternativ als Beispiel ein nachstehend beschriebenes Gebläse 4 enthalten. Es sei angemerkt, dass Gegenstände, die bei der Ausführungsform 3 nicht gesondert beschrieben sind, den bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschriebenen entsprechen, und dass gleiche Funktionen und gleiche Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind.
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Außeneinheit für eine Klimaanlage gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung. 8 ist eine schematische Schnittansicht entlang der in 7 gezeigten Linie E-E. In 8 gezeigte weiße Pfeile stellen den durch die Außeneinheit strömenden Luftstrom dar.
Wie in den 7 und 8 gezeigt, besitzt das Gebläse 4 gemäß Ausführungsform 3 einen Zwischenring 100, der zwischen der Nabe 4b und den äußeren Umfangsbereichen der Schaufeln 4a vorgesehen ist und benachbarte Schaufeln 4a verbindet. Genauer ausgedrückt, es besitzen die Schaufeln 4a innere Schaufeln 101, die zwischen der Nabe 4b und dem Zwischenring 100 vorgesehen sind, und äußere Schaufeln 102, die an der Außenseite des Zwischenrings 100 vorgesehen sind. Bei der Ausführungsform 3 ist die Anzahl der äußeren Schaufeln 102 größer als die Anzahl der inneren Schaufeln 101, so dass das Gebläse 4 ein ausreichendes aerodynamisches Leistungsniveau hat.
Wie 8 (ein virtueller Querschnitt, der die Drehachse des Gebläses 4 einschließt und parallel zu der Richtung liegt, in welcher die in dem Wärmetauscher 7 eingeschlossenen Wärmetauschersegmente nebeneinander angeordnet sind) gezeigt, fällt die Position der Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7a und dem Wärmetauschersegment 7b und die Position der Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7c und dem Wärmetauschersegment 7d im Wesentlichen zusammen mit der Position des Zwischenrings 100 in der Richtung, in welcher die Wärmetauschersegmente nebeneinander angeordnet sind.
Die Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 3 bietet zusätzlich zu den bei der Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 beschriebenen Effekten die folgenden vorteilhaften Auswirkungen.
Bei dem Gebläse 4 jeweils gemäß Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 ist die Breite jeder der Schaufeln 4a reduziert, während die Anzahl der Schaufeln 4a erhöht ist, so dass die Dicke des Gebläses 4 in der axialen Richtung reduziert wird. In dem Gebläse 4 gemäß Ausführungsform 3 haben die Füße der Schaufeln 4a aufgrund des Vorhandenseins des Zwischenrings 100, der benachbarte Schaufeln 4a verbindet, eine erhöhte Festigkeit.
Daher kann die Breite jeder der Schaufeln 4a weiter reduziert werden und die Anzahl der Schaufeln 4a kann weiter erhöht werden. Somit kann die Dicke des Gebläses 4 in axialer Richtung bei der Ausführungsform 3 stärker reduziert werden als jeweils bei der Ausführungsform 1 und der Ausführungsform 2.
Da in der vorstehend beschriebenen Weise die Dicke jeder der Schaufeln 4a des Gebläses 4 in axialer Richtung weiter reduziert wird, nimmt der Raum für den Einbau des Wärmetauschers 7 in der Außeneinheit 50 zu. Folglich nimmt das Volumen des Wärmetauschers, der eingebaut werden kann, zu. Ferner ist es relativ schwierig, dass die Luft nahe den Faltungsbereichen des Wärmetauschers 7 (an den Verbindungen zwischen benachbarten Wärmetauschersegmenten) gleichmäßig strömt.
Da jedoch die Positionen der Faltungsbereiche im Wesentlichen mit der Position des Zwischenrings 100 zusammenfallen, wo keine Schaufeln 4a vorhanden sind, wird eine Reduzierung der aerodynamischen Leistung des Gebläses 4, die durch das Vorhandensein des Zwischenrings 100 verursacht wird, verhindert.
Da ferner keine Luft zu dem Zwischenring 100 strömt, werden durch die Störungen, die durch die Wechselwirkung der angesaugten Luft mit dem Zwischenring 100 verursacht werden, keine zusätzlichen Geräusche erzeugt. Somit kann die Dicke des Gebläses 4 reduziert werden, das heißt das Volumen des eingebauten Wärmetauschers 7 kann erhöht werden, ohne dass die aerodynamische Leistung des Gebläses 4 reduziert wird und ohne dass zusätzliche Geräusche hervorgerufen werden.
Bei der Ausführungsform 3 erstreckt sich der Ring, der benachbarte Schaufeln 4a verbindet, im Wesentlichen über die mittleren Bereiche der Schaufeln 4a. Alternativ kann sich der Ring, der benachbarte Schaufeln 4a verbindet, selbstverständlich über äußere Umfangsbereiche der Schaufeln 4a erstrecken. Im Letzteren Fall wird die Festigkeit der Schaufeln 4a weiter gesteigert.
Bei der Ausführungsform 3 fallen die Positionen aller Faltungsbereiche des Wärmetauschers 7 (Verbindungen zwischen den Wärmetauschersegmenten), die nahe an dem Gebläse 4 sind, im Wesentlichen zusammen mit der Position des Zwischenrings 100 in der Richtung, in welcher die Wärmetauschersegmente nebeneinander angeordnet sind. Die vorstehend genannten vorteilhaften Auswirkungen entstehen, wenn die Position mindestens eines der Faltungsbereiche im Wesentlichen mit der Position des Zwischenrings 100 zusammenfällt.
Ausführungsform 4
Ausführungsformen 1 bis 3 betreffen jeweils die Außeneinheit 50, in welcher der Luftauslass 2 in einem seitlich gelegenen Seitenbereich des Gehäuses 1 vorgesehen ist. Die vorliegende Erfindung kann selbstverständlich auch als Außeneinheit 50 ausgeführt werden, bei welcher der Luftauslass 2 im oberen Bereich des Gehäuses 1 vorgesehen ist.
Es sei angemerkt, dass Bauteile, die bei der Ausführungsform 4 nicht gesondert beschrieben sind, denjenigen entsprechen, die in einer der Ausführungsformen 1 bis 3 beschrieben worden sind, und dass gleiche Funktionen und gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Außeneinheit für eine Klimaanlage gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. 10 ist eine schematische Schnittansicht entlang der in 9 gezeigten Linie F-F. In 10 gezeigte weiße Pfeile stellen den durch die Außeneinheit strömenden Luftstrom dar. Ein in 10 gezeigtes, in einem Kreis liegendes Kreuz stellt den von der nahen Seite zu der entfernten Seite der Zeichnungsoberfläche gerichteten Luftstrom dar.
Die Außeneinheit 50 gemäß jeder der Ausführungsformen 1 bis 3 ist eine Seitenstrom-Außeneinheit, bei welcher Luft durch das Gebläse 4 und den Wärmetauscher 7 strömt, die in horizontaler Richtung nebeneinander angeordnet sind. Die Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 4 ist eine Aufwärtsstrom-Außeneinheit, in welcher Luft durch das Gebläse 4 und den Wärmetauscher 7 strömt, die dergestalt um exakt 90° gekippt sind, dass sie in senkrechter Richtung nebeneinander angeordnet sind.
Genauer ausgedrückt, es ist, wie in den 9 und 10 dargestellt, der Luftauslass 2 in der Deckwand 1d vorgesehen, die den oberen Bereich des Gehäuses 1 bildet, und das Gebläse 4 liegt dem Luftauslass 2 gegenüber. Der Wärmetauscher 7 ist unter dem Gebläse 4 angeordnet. Der Lufteinlass 6 ist in jedem der jeweiligen Bereiche der vier Seitenflächen des Gehäuses 1 vorgesehen.
Das heißt, dass das Gehäuse 1 einen Luftkanal hat, bei welchem Luft, die aus den Lufteinlässen 6 angesaugt wird, wenn das Gebläse 4 angetrieben wird, durch den Wärmetauscher 7 und das Gebläse 4 zu dem Luftauslass strömt. Der Kompressor 9 ist in einem Bereich am Boden des Gehäuses 1 vorgesehen, der außerhalb des Luftkanals liegt. Während Ausführungsform 4 das Gebläse 4 gemäß Ausführungsform 1 oder 2 verwendet, kann das Gebläse 4 gemäß Ausführungsform 3 selbstverständlich alternativ verwendet werden.
Der Wärmetauscher 7 ist in vier Wärmetauschersegmente (Wärmetauschersegmente 7a, 7b, 7c und 7d) unterteilt. Die Wärmetauschersegmente 7a bis 7d sind nebeneinander in horizontaler Richtung und in einer Zickzack-Anordnung vorgesehen. Das heißt, dass der Wärmetauscher 7 gemäß Ausführungsform 4 drei Faltungsbereiche (Positionen, an welchen die Enden von benachbarten Wärmetauschersegmenten verbunden sind) hat. Ein Ende jedes der Wärmetauschersegmente 7a, 7b, 7c und 7d, welches zu dem Gebläse 4 weist, ist nahe an dem Gebläse 4 angeordnet, so dass der Wärmetauscher 7 eine ausreichend große Luftströmungsfläche hat.
Der Wärmetauscher 7, das heißt die Wärmetauschersegmente 7a bis 7d, weisen Rippen 71 und Wärmeübertragungsrohre 72 auf. Die Rippen 71 sind in festgelegten Abständen in horizontaler Richtung dergestalt stapelförmig angeordnet, dass Abstände vorgesehen sind, durch welche Luft strömt.
Der Betrieb der Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 4 wird nachfolgend beschrieben.
Wie 10 zeigt, strömt Luft an der Außenseite der Außeneinheit 50 aus den in den vier jeweiligen Seitenflächen vorgesehenen Lufteinlässen 6 in die Außeneinheit 50. Dann wird der Luftstrom nach oben umgelenkt, tritt durch den Wärmetauscher 7 und das Gebläse 4 und wird aus dem Luftauslass 2 ausgetragen. Während die Luft durch die Abstände zwischen den Rippen 71 des Wärmetauschers 7 strömt, tauscht die Luft mit dem Wärmetauscher 7 Wärme aus.
Zusätzlich zu den bei der Ausführungsform 1 beschriebenen vorteilhaften Auswirkungen bietet die Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 2 eine größere Wirkung der Reduzierung des Luftströmungswiderstands des Wärmetauschers 7, da die Abstände zwischen den Rippen 71, die in der senkrechten Richtung ausgedehnt sind, es ermöglichen, dass Luft ohne weiteres in senkrechter Richtung strömt, wenn sie durch den Wärmetauscher 7 tritt. Somit wird die Leistungsaufnahme des Gebläses reduziert.
Ferner wird auch dann, wenn das Volumen des Luftstroms mit der Erhöhung des Volumens des eingebauten Wärmetauschers 7 gesteigert wird, die Zunahme der Luftströmungsgeschwindigkeit in dem Wärmetauscher 7 unterdrückt, da auch die Luftströmungsfläche erhöht wird. Daher kann die Wärmeaustauschleistung des Wärmetauschers 7 effizient verbessert werden, ohne dass der Luftströmungswiderstand erhöht wird.
Bei der Ausführungsform 4 ist ein Gebläse 4 vorgesehen. Um das Volumen des Luftstroms in Übereinstimmung mit dem Volumen des eingebauten Wärmetauschers 7 zu steigern, kann eine Vielzahl von Gebläsen 4 vorgesehen sein. Beispielsweise können zwei Gebläse 4 dergestalt vorgesehen werden, dass deren Mittelpunkte in horizontaler Richtung nahe an der Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7a und dem Wärmetauschersegment 7b und nahe an der Verbindung zwischen dem Wärmetauschersegment 7c und nahe an dem Wärmetauschersegment 7d jeweils angeordnet sind.
Bei der Ausführungsform 4 ist jedoch ein Gebläse 4 mit einem großen Schaufeldurchmesser vorgesehen, um ein vorbestimmtes Luftstromvolumen zu erzeugen. Der Grund dafür ist wie folgt. Da ein vorbestimmtes Luftstromvolumen mit einem Gebläse 4 erzeugt wird, das einen großen Schaufeldurchmesser hat, kann das Gebläse 4 mit einer relativ geringen Drehzahl effizient betrieben werden, während die Entstehung von Geräuschen unterdrückt wird. Wenn mehrere Wärmetauschersegmente in einer Zickzack-Anordnung innerhalb einer Fläche vorgesehen werden, die einem Gebläse 4 gegenüberliegt, wie vorstehend beschrieben, d. h. durch Vorsehen von mehreren gefalteten Teilen innerhalb einer Fläche, die einem Gebläse 4 gegenüberliegt, wird das Volumen des Wärmetauschers pro Gebläse 4 gesteigert.
Daher wird die Wärmeaustauschleistung verbessert, ohne dass der Luftströmungswiderstand, d. h. die Leistungsaufnahme des Gebläses, gesteigert wird. Darüber hinaus wird der Wirkungsgrad des Gebläses 4 verbessert und die Erzeugung von Geräuschen wird reduziert.
Bei der Ausführungsform 4 ist die Anzahl der Faltungen in dem Wärmetauscher 7 (d. h. die Anzahl der Verbindungsstellen zwischen den Wärmetauschersegmenten, die in dem Wärmetauscher 7 enthalten sind) drei. Die Anzahl der Faltungen ist jedoch nicht auf drei begrenzt. Beispielsweise kann die Anzahl der Faltungen in dem Wärmetauscher 7 vier oder mehr betragen. In diesem Fall nimmt auch der Luftströmungswiderstand zu. Daher ist es bevorzugt, dass die technischen Gegebenheiten des Wärmetauschers 7 gemäß dem Bedarf ausgewählt werden. Beispielsweise kann die Dicke des Wärmetauschers 7 reduziert werden.
Bei der Ausführungsform 4 sind die vier Wärmetauschersegmente (die Wärmetauschersegmente 7a, 7b, 7c und 7d), die in dem Wärmetauscher 7 enthalten sind, getrennt voneinander vorgesehen. Alternativ können die Wärmetauschersegmente als integraler Körper hergestellt werden, während beispielsweise Schlitze in einigen der Rippen 71 hergestellt werden, die in den zu faltenden Bereichen vorgesehen sind, und der integrale Körper kann dann in diesen Bereichen gefaltet werden. Wenn die Wärmetauschersegmente als ein integraler Körper hergestellt werden, können ursprünglich an den Faltungsbereichen keine Rippen 71 vorgesehen werden.
Wenn an den Faltungsbereichen keine Rippen 71 vorgesehen sind, wird das Falten des Wärmetauschers 7 vereinfacht. Darüber hinaus ist es üblicherweise schwierig, dass an den Faltungsbereichen die Luft gleichmäßig strömt, und diese Luft trägt weniger zum Wärmeaustausch bei. Daher kann die Menge des zu verwendenden Rippenmaterials reduziert werden, ohne dass die Wärmeaustauschleistung des Wärmetauschers 7 verringert wird.
Bei der Ausführungsform 4 sind die Wärmetauschersegmente im Zickzack angeordnet, so dass die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7b und dem Wärmetauschersegment 7c nahe an der Nabe 4b des Gebläses 4 angeordnet ist, während die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7a und dem Wärmetauschersegment 7b und die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7c und dem Wärmetauschersegment 7d nahe an den Lufteinlässen 6 angeordnet sind. Die Anordnung der Wärmetauschersegmente ist jedoch nicht auf ein derartiges Muster beschränkt.
Beispielsweise kann der Wärmetauscher 7 in der Richtung des Luftstroms umgekehrt werden. Das heißt, dass die Wärmetauschersegmente dergestalt im Zickzack angeordnet werden können, dass die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7b und dem Wärmetauschersegment 7c nahe an den Lufteinlässen 6 angeordnet ist, während die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7a und dem Wärmetauschersegment 7b und die Verbindung (Faltungsbereich) zwischen dem Wärmetauschersegment 7c und dem Wärmetauschersegment 7d nahe an dem Gebläse 4 angeordnet sind.
Zusammenfassend kann, während die Ausführungsformen 1 bis 4 jeweils einen Fall betreffen, in welchem der Wärmetauscher 7 auf der Luvseite des Gebläses 4 vorgesehen ist, der Wärmetauscher 7 alternativ auf der Leeseite des Gebläses 4 vorgesehen sein. Beispielsweise kann im Fall der Außeneinheit 50 gemäß Ausführungsform 1 die Luft durch die Vorderwand 1b angesaugt werden, und die angesaugte Luft kann zu dem auf der Leeseite vorgesehenen Wärmetauscher 7 geführt werden.
Ein derartiger Fall sorgt auch für die vorteilhafte Wirkung, die Wärmeübertragung durch den Zusammenprall der von dem Gebläse 4 mit hoher Geschwindigkeit geförderten Luft mit dem Wärmetauscher 7 zu fördern. Dadurch wird die Wärmeaustauschleistung des Wärmetauschers 7 weiter verbessert.
Die vorliegende Erfindung ist vorstehend anhand der Ausführungsformen 1 bis 4 beschrieben, die jeweils einen beispielhaften Fall betreffen, in welchem das Gebläse 4 den in der Nabe 4b untergebrachten Gebläsemotor 5 aufweist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt. Der Gebläsemotor kann ein externer Motor sein, der dergestalt vorgesehen ist, dass er von der Nabe 4b in axialer Richtung vorspringt.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
1a: Grundplatte
1b: Vorderwand
1c: Seitenwand
1d: Deckwand
2: Luftauslass
3: Aufweitung
4: Gebläse
4a: Schaufel
4b: Nabe
5: Gebläsemotor
6: Lufteinlass
7: Wärmetauscher
7a: Wärmetauschersegment
7b: Wärmetauschersegment
7c: Wärmetauschersegment
7d: Wärmetauschersegment
7e: Wärmetauschersegment
8: Trennwand
9: Kompressor
10: Maschinenraum
50: Außeneinheit
71: Rippe
72: Wärmeübertragungsrohr
100: Zwischenring
101: innere Schaufel
102: äußere Schaufel

Claims

Außeneinheit für eine Klimaanlage, die Folgendes aufweist: einen Wärmetauscher, mindestens ein Gebläse, einen Kompressor und ein kastenförmiges Gehäuse, wobei in dem Gehäuse der Wärmetauscher, das mindestens eine Gebläse und der Kompressor untergebracht sind und dieses einen Lufteinlass und einen Luftauslass hat, wobei der Kompressor an einer Position außerhalb eines Luftkanals vorgesehen ist, in welchem durch den Lufteinlass angesaugte Luft durch den Wärmetauscher und das mindestens eine Gebläse zu dem Luftauslass strömt, wobei der Wärmetauscher eine Vielzahl von Wärmetauschersegmenten besitzt und wobei die Wärmetauschersegmente im Zickzack angeordnet sind.
Außeneinheit für eine Klimaanlage nach Anspruch 1, wobei in einem Bereich des Wärmetauschers der Bereich einem Gebläse des mindestens einen Gebläses gegenüber liegt, die Vielzahl der Wärmetauschersegmente dergestalt im Zickzack angeordnet ist, dass drei oder mehr Faltungsbereiche gebildet sind, an welchen die Enden von jeweils benachbarten Wärmetauschersegmenten verbunden sind, oder in einem virtuellen Querschnitt, der in einer Richtung liegt, in welcher die Vielzahl der Wärmetauschersegmente nebeneinander vorgesehen sind, die Vielzahl der Wärmetauschersegmente dergestalt im Zickzack vorgesehen ist, dass die Enden der Vielzahl der Wärmetauschersegmente, welche Enden dem einen Gebläse gegenüberliegen, nahe an dem einen Gebläse angeordnet sind.
Außeneinheit für eine Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine Gebläse und der Wärmetauscher in horizontaler Richtung einander gegenüberliegen und wobei die Vielzahl der Wärmetauschersegmente nebeneinander in horizontaler Richtung und in einer Zickzackanordnung vorgesehen ist.
Außeneinheit für eine Klimaanlage nach Anspruch 3, wobei die Wärmetauschersegmente jeweils eine Vielzahl von Rippen, die in vorbestimmten Abständen stapelförmig angeordnet sind, und ein Rohr aufweisen, welches durch die Rippen verläuft, und wobei die Richtung, in welcher die Rippen stapelförmig angeordnet sind, eine horizontale Richtung ist.
Außeneinheit für eine Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine Gebläse und der Wärmetauscher einander in einer horizontalen Richtung gegenüberliegen und wobei die Vielzahl der Wärmetauschersegmente nebeneinander in senkrechter Richtung und in einer Zickzackanordnung vorgesehen ist.
Außeneinheit für eine Klimaanlage nach Anspruch 5, wobei die Wärmetauschersegmente jeweils eine Vielzahl von Rippen, die in vorbestimmten Abständen stapelförmig angeordnet sind, sowie ein Rohr aufweisen, welches durch die Rippen verläuft, und wobei die Richtung, in welcher die Rippen stapelförmig angeordnet sind, eine horizontale Richtung ist.
Außeneinheit eine Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine Gebläse und der mindestens eine Wärmetauscher einander in einer senkrechten Richtung gegenüberliegen und wobei die Vielzahl der Wärmetauschersegmente nebeneinander in horizontaler Richtung und in einer Zickzackanordnung vorgesehen ist.
Außeneinheit für eine Klimaanlage nach Anspruch 7, wobei die Wärmetauschersegmente jeweils eine Vielzahl von Rippen, die in vorbestimmten Abständen stapelförmig angeordnet sind, sowie ein Rohr aufweisen, welches durch die Rippen verläuft, und wobei die Richtung, in welcher die Rippen stapelförmig angeordnet sind, eine horizontale Richtung ist.
Außeneinheit für eine Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das mindestens eine Gebläse eine Schaufel, eine Nabe und einen Motor aufweist und wobei der Motor in der Nabe vorgesehen ist.
Außeneinheit für eine Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das mindestens eine Gebläse eine Vielzahl von Schaufeln, eine Nabe und einen Motor aufweist und wobei ein äußerer Umfangsring, der benachbarte Schaufeln jeweils verbindet, sich über die äußeren Umfangsbereiche der Schaufeln erstreckt.
Außeneinheit eine Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das mindestens eine Gebläse eine Vielzahl von Schaufeln, eine Nabe und einen Motor aufweist, und wobei ein Zwischenring, der jeweils benachbarte Schaufeln verbindet, zwischen der Nabe und den äußeren Umfangsbereichen der Schaufeln vorgesehen ist.
Außeneinheit für eine Klimaanlage nach Anspruch 11, wobei, bei Betrachtung in einem virtuellen Querschnitt, der eine Drehachse des mindestens einen Gebläses einschließt und in einer Richtung verläuft, in welcher die Vielzahl der Wärmetauschersegmente, die in den Wärmetauscher enthalten sind, nebeneinander angeordnet ist, wobei die Position von mindestens einer der Verbindungen zwischen Enden von benachbarten Wärmetauschersegmenten im Wesentlichen mit der Position des Zwischenrings in der Richtung zusammenfällt, in welcher die Wärmetauschersegmente nebeneinander vorgesehen sind.