JP2011153806A - 空気調和装置の室外ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス性及び熱交換器の熱交換効率を向上させた小型の室外ユニットを提供する。
【解決手段】筐体１１の底板１１上に配置される圧縮機３０Ａ，３０Ｂと、筐体１１の背面側及び両側面側の３面に沿って底板１２上に配置される断面略コ字型の熱交換器２１と、この熱交換器２１の上部に配置される送風機２２と、を備える空気調和装置の室外ユニット１０において、熱交換器２１は、筺体１１の両側面側に位置する奥行き方向の長さＬ１が、筺体１１の背面側に位置する幅方向の長さＬ２よりも長く形成され、圧縮機３０Ａ，３０Ｂは、当該圧縮機３０Ａ，３０Ｂの少なくとも一部が熱交換器２１の管板２１Ａよりも前方に位置するように、筐体１１の前面側に配置されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、筐体の上部に送風機を備える上吹出し型の空気調和装置の室外ユニットに関する。

従来、水平断面が略矩形に形成された筐体の底板上に配置される圧縮機と、この筐体の３方側面に沿ってコ字状に底板上に配置される熱交換器と、この熱交換器の上部に配置される送風機（軸流ファン）と、圧縮機や送風機を制御する電装品を納めた電装箱を備える空気調和装置の室外ユニットが知られている。
この種の室外ユニットは、ビルの屋上や建物と建物の間などに設置されることが多く、室外ユニットの設置スペースが限られるため、室外ユニットの小型化が求められている。これに対して、限られた筐体の容積において、熱交換器の熱交換効率を向上させるために、筐体の長手方向側の一側面にメンテナンスのため開口面を設け、送風機の軸中心を開口面の左右どちらか所定の方向に偏移させ、送風機の軸中心が配置された方の開口面側に電装箱を配置し、この電装箱の後方に圧縮機を配置して、筐体内に通風抵抗を減らすための空間を設けるようにした室外ユニットが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１２８４９６号公報

しかしながら、圧縮機は、モーターやコイル等の電動要素を備えるためメンテナンス頻度が高く、この圧縮機が室外ユニットの開口面に対して後方側に配置されるため、メンテナンス性が悪くなっている。さらに、この圧縮機が筐体内の空気の流れを阻害し、熱交換器の熱交換効率に大きな影響を及ぼすという問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、メンテナンス性及び熱交換器の熱交換効率を向上させた小型の室外ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、筐体の底板上に配置される圧縮機と、前記筐体の背面側及び両側面側の３面に沿って前記底板上に配置される断面略コ字型の熱交換器と、この熱交換器の上部に配置される送風機と、を備える空気調和装置の室外ユニットにおいて、前記熱交換器は、前記筺体の両側面側に位置する奥行き方向の長さが、前記筺体の背面側に位置する幅方向の長さよりも長く形成され、前記圧縮機は、当該圧縮機の少なくとも一部が前記熱交換器の管板よりも前方に位置するように、前記筐体の前面側に配置されていることを特徴とする空気調和装置の室外ユニット。

この構成において、前記圧縮機に接続される冷媒回路構成部品は、前記圧縮機とともに前記筐体の前面側に寄せて配置されている構成としてもよい。また、前記筐体内には、前記圧縮機或いは前記送風機を制御する電装品を納めた電装箱を設け、前記電装箱は、前記筐体の前面側であって、前記圧縮機の上部で、前記送風機と高さ方向でオーバーラップする位置に備えられている構成としても良い。また、前記筐体は、前記筐体の前面側を覆う、メンテナンスパネルを備え、前記メンテナンスパネルは上下に２分割されて着脱自在に前記筐体に螺合されて備えられている構成としても良い。また、前記筐体の底板上には、前記圧縮機に接続される、アキュムレータ、オイルセパレーター或いはレシーバータンクが前記圧縮機の後方に配置されている構成としても良い。また、前記アキュムレータは、前記アキュムレータの上部中央に螺合された補強バーを備え、前記補強バーは、前記筐体に螺合されて備えられている構成としてもよい。

本発明によれば、前記熱交換器は、前記筺体の両側面側に位置する奥行き方向の長さが、前記筺体の背面側に位置する幅方向の長さよりも長く形成され、前記圧縮機は、当該圧縮機の少なくとも一部が前記熱交換器の管板よりも前方に位置するように、前記筐体の前面側に配置されている構成としたため、筐体を小型化にしても、熱交換器の面積を広くすることができる。また、圧縮機のメンテナンススペースを筐体前面に確保することができるとともに、圧縮機の筐体内の空気の流れに及ぼす影響を最小限に抑えることができる。そのため、筐体を小型化しても、熱交換効率及びメンテナンス性に優れた室外ユニットを提供することができるという効果を奏する。

本発明の一実施の形態を示す空気調和装置の室外ユニットの外観斜視図である。 室外ユニットの側断面図である。 室外ユニットの内部構成を示す上面図である。 前面パネルを外した状態での室外ユニットの正面図である。 バルブ台の拡大斜視図である。

以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
本実施形態に係る空気調和装置は、室外ユニット１０と室内ユニット（図示せず）とから構成されており、冷媒配管により接続された冷媒回路に冷媒を流して、冷房運転および暖房運転を行う。室外ユニット１０は、室外に設置され、室外空気と熱交換して冷房運転時には冷媒を凝縮させて外気に熱を放出し、暖房運転時には冷媒を蒸発させて外気から熱を取り込むものである。なお、以下に述べる上下および左右といった方向は、室外ユニット１０を設置した状態でその前面側から見た場合の方向を示している。

図１は、室外ユニット１０の外観斜視図である。室外ユニット１０は、略直方体箱形状のユニットケース（筐体）１１を備え、このユニットケース１１は、前後方向に延びる一対の脚部材１３，１３上に架け渡されて固定される底板１２と、この底板１２の４隅から鉛直方向に延びる支柱１４と、前面パネル１５とを有して構成される。
底板１２上には、後述する熱交換器２１が配置され、この熱交換器２１によってユニットケース１１の背面及び左右両側面が形成されている。また、熱交換器２１の上部には、送風機２２と、この送風機２２の周囲にベルマウス２５とが配置され、このベルマウス２５の吹出開口２５Ａには、送風機２２への接触を防止するファンガード２６が配置されている。また、ベルマウス２５の周囲には、発泡スチロール等の断熱材を備えた化粧パネル２７が設けられている。
前面パネル１５は、上下に二分割された上パネル１５Ａと下パネル１５Ｂとを備え、これら上パネル１５Ａ及び下パネル１５Ｂは、前面側の支柱１４，１４間に架け渡されて着脱自在に螺合されて備えられている。

次に、ユニットケース１１内の各機器の配置構成について説明する。
図２は、室外ユニット１０の側断面図であり、図３は室外ユニット１０の内部構成を示す上面図である。

送風機２２は、図２に示すように、熱交換器２１の上方に配置されるファンモーター２３と、このファンモーター２３の軸に取り付けられたプロペラファン（羽根車）２４とを備えて構成される。隣接する支柱１４，１４間には、熱交換器２１の上端に相当する位置で当該支柱１４，１４を連結する不図示の連結部材が設けられ、ファンモーター２３は、これら連結部材間に架け渡された一対の支持フレーム（不図示）に固定される。
ファンモーター２３によりプロペラファン２４が回転駆動されると、室外ユニット１０の周囲、より具体的には図２、３中矢印Ｘで示すように、ユニットケース１１の前面を除いた左側面側、背面側及び右側面側から外気がユニットケース１１内に吸い込まれ、このユニットケース１１の上面部に設けられたベルマウス２５の吹出開口２５Ａを通じて外に排出される。つまり、この室外ユニット１０は、上面から熱交換後の空気を吹き出す上面吹き出しタイプに構成されている。

ユニットケース１１の内側には、圧縮機３０Ａ，３０Ｂや冷媒回路構成部品３２とともに冷媒回路の一部を構成するアキュムレータ３５、オイルセパレーター３６及びレシーバータンク３７が底板１２上に配置されている。また、ユニットケース１１には、底板１２上から電装箱３４の下端部まで上方に延びる仕切り板３８が設けられ、この仕切り板３８によって、ユニットケース１１内が、熱交換室３９と機械室４０とに区分けされている。仕切り板３８は、機械室４０に収容された各機器に直接雨滴がかかることを防止するために備えられている。また、仕切り板３８には、各室に配置された機器を接続する配管が通る開口部が形成されている。

ユニットケース１１は、図３に示すように、奥行き方向の長さＬ１が幅方向の長さＬ２よりも長い略矩形に形成されている。また、送風機２２は、ユニットケース１１の背面側及び両側面側からそれぞれ略等しい距離となる位置にプロペラファン２４の回転軸Ｏが位置するように配置されている。そのため、本構成では、送風機２２は、プロペラファン２４の回転軸Ｏが背面側に移動した位置に配置されることにより、その分、送風機２２の前面側にスペースが形成される。この送風機２２の前方に形成されたスペースには、電装箱３４が配置され、電装箱３４は、送風機２２及びベルマウス２５と高さ方向でオーバーラップする位置に配置されている。これにより、電装箱３４が熱交換器２１を通過して送風機２２から吹き出される空気の流れを阻害することがなく、ユニットケース１１内での通風抵抗を低減することができるため、ユニットケース１１を大型化することなく、送風騒音の低減化を図ることができる。

ユニットケース１１の底板１２上には、断面略コ字形状に屈曲されて形成された熱交換器２１が配置され、この熱交換器２１は、ユニットケース１１の左側面から背面及び右側面に沿わせて配置されている。断面略コ字形状に屈曲されて形成された熱交換器２１の両端面には、この熱交換器２１内に連続蛇行曲げして配管された冷媒管を固定するための管板２１Ａが備えられている。また、本実施形態では、熱交換器２１は、断面略コ字形状に屈曲することにより一体に形成されるものであったが、例えば、断面略Ｌ字形状に形成された２つの熱交換器を、断面略コ字形状に対向配置しても良い。

ところで、近年、設置面積及びメンテナンススペースの制限、或いは、室外ユニットをビルの屋上などに配置するためにエレベーター搬入及びドア通りを考慮して、室外ユニットの小型化の要求が高くなっている。そのため室外ユニットは、小型で、熱交換効率が高く、しかもメンテナンスを容易にできることが望ましい。このため、本構成では、ユニットケース１１を小型化し、熱交換効率が高く、メンテナンスが容易にできる室外ユニットを実現している。

具体的には、本構成のユニットケース１１は、図３に示すように、奥行き方向の長さＬ１が幅方向の長さＬ２よりも長い略矩形に形成されており、前面パネル１５は、ユニットケース１１の短手方向である幅方向に配置されて備えられている。また、このユニットケース１１内に配置される熱交換器２１についても、ユニットケース１１の両側面側に位置する奥行き方向の長さＬ３が、当該ユニットケース１１の背面側に位置する幅方向の長さＬ４よりも長く形成されている。
この構成では、断面略コ字形状に形成された熱交換器２１の対向する二辺を他の一辺よりも長く形成しているため、同一の熱交換面積の熱交換器同士を比較した場合、対向する二辺よりも他の一辺を長く形成したものに比べて、熱交換器２１の設置面積を小さくすることができ、ひいてはユニットケース１１の設置面積の縮小を図ることできる。

ユニットケース１１内は、仕切り板３８によって、熱交換室３９と機械室４０とに区分けされ、機械室４０は、図４に示すように、ユニットケース１１の前面側に設けられて備えられている。機械室４０には、メンテナンス頻度が高いモーターやコイル等の電動要素を備える圧縮機３０Ａ，３０Ｂや、四方弁３１及び膨張弁といった弁体等の冷媒回路構成部品３２が配管接続されて収容されている。また、圧縮機３０Ａ，３０Ｂ等の上方には、室外ユニット１０の各種機器を制御するための上記電装箱３４が配置されて備えられている。

圧縮機３０Ａ，３０Ｂは、図３に示すように、少なくともその一部が、断面略コ字形状に形成された熱交換器２１の両端面に備えられた管板２１Ａよりも前方に位置するように、ユニットケース１１の前面側に配置されて備えられている。この構成によれば、熱交換器２１から吸い込まれる空気の流れが、圧縮機３０Ａ，３０Ｂによって妨げられるのを最小限に抑えることができるため、ユニットケース１１内の風の流通が良くなり、室外ユニット１０のエネルギー効率が向上する。

また、ユニットケース１１の前面左側の支柱１４には、バルブ台４５が螺合されて備えられ、バルブ台４５には、サービスバルブ４６，４７，４８が集中して配置されている。サービスバルブ４６，４７，４８は、それぞれ、ガス管用サービスバルブ４６、液管用サービスバルブ４７、オイルバランス管用サービスバルブ４８である。バルブ台４５は、その一端が支柱１４に螺合されて備えられ、支柱１４に螺合されている部分に最も近い位置に、配管圧力の最も高いガス管用サービスバルブ４６が配置されている。バルブ台４５の中央付近には、支持部材４９がバルブ台４５に螺合されて備えられ、支持部材４９は、さらに底板１２に螺合されて、バルブ台４５の強度を向上させている。支持部材４９は、Ｌ型金具等の補強金具を用いる構成としても良い。

これによって、ガス管用サービスバルブ４６、液管用サービスバルブ４７、オイルバランス管用サービスバルブ４８がそれぞれ、バルブ台４５に集中して配設されているため、ガス管用サービスバルブ４６と、液管用サービスバルブ４７と、オイルバランス管用サービスバルブ４８とのバルブ操作を集約的におこなうことができる。
また、バルブ台４５は、図５に示すように、一片の金属板を屈曲させて形成され、それぞれのサービスバルブ４６，４７，４８が機械室４０内に収容されるとともに、それぞれのサービスバルブ４６，４７，４８を操作する際に、サービス用の工具、例えばレンチ等、が他のサービスバルブ４６，４７，４８と干渉しないように配置されている。さらに、バルブ台４５の上端、或いは下端には、Ｌ曲げ加工が施され、サービスバルブ４６，４７，４８の設置面に略垂直に折り曲げられて、バルブ台４５の強度が増すように形成されている。

これらの構成によれば、前面パネル１５の上パネル１５Ａ或いは、下パネル１５Ｂを取り外すことによって、作業者が前面側からメンテナンス頻度が高い圧縮機３０Ａ，３０Ｂ、冷媒回路構成部品３２、或いは電装箱３４内の電装品等のメンテナンス作業を容易に行うことができ、また、ガス管用サービスバルブ４６と、液管用サービスバルブ４７と、オイルバランス管用サービスバルブ４８とのバルブ操作を集約的に行うことができる。また、仕切り板３８で覆われた機械室４０が、ユニットケース１１の前面側に寄せて備えられ、熱交換器２１の吸い込み口とオーバーラップする仕切り板３８の面積を最小限にすることができるとともに、この機械室４０に圧縮機３０Ａ，３０Ｂ、及び冷媒回路構成部品３２をまとめて収容しているため、ユニットケース１１内の風の流通をよくすることができ、熱交換効率を向上することができる。

熱交換室３９には、冷媒または冷凍機油を一時的に貯留する圧力容器であり、メンテナンス頻度の低いアキュムレータ３５、オイルセパレーター３６及びレシーバータンク３７が熱交換器２１とともに収容されている(図３参照)。アキュムレータ３５、オイルセパレーター３６、レシーバータンク３７は、仕切り板３８の後方に並べて配置され、それぞれの密閉容器間には充分な空間ができるように備えられている。
また、アキュムレータ３５の上部中央には、フレーム１７が固定され、フレーム１７は、アキュムレータ３５の上端部から延びて、支柱１４，１４を連結する連結部材に固定され、アキュムレータ３５の揺動を防止している。

これらの構成によれば、メンテナンス頻度の低いアキュムレータ３５、オイルセパレーター３６、レシーバータンク３７の各種密閉容器を、メンテナンス頻度の高い圧縮機３０Ａ，３０Ｂが収容された機械室４０の後方に配置したため、メンテナンス頻度の低いアキュムレータ３５、オイルセパレーター３６、レシーバータンク３７が機械室４０内の圧縮機３０Ａ，３０Ｂ等のメンテナンスの作業時に妨げになることがなく、室外ユニット１０のメンテナンス作業効率を向上することができる。また、アキュムレータ３５、オイルセパレーター３６、レシーバータンク３７のそれぞれの密閉容器間に充分な空間ができるように熱交換室３９に備えたため、熱交換室３９の風の流通が妨げられることがなく、熱交換室３９内の風の流通が良くなるため、熱交換効率が向上する。また、アキュムレータ３５をフレーム１７を用いて、ユニットケース１１に固定する構成としたため、アキュムレータ３５を背高にし、冷媒の量を増やして、不図示の室内ユニットと室外ユニット１０との間の配管を長くしても、アキュムレータ３５が揺動することがない。

このように、本実施形態によれば、ユニットケース１１は奥行き方向の長さＬ１が幅方向の長さＬ２よりも長い略矩形に形成され、このユニットケース１１の奥行き方向である２側面と、幅方向である背面の３面に沿ってコ字型の熱交換器２１を配置する構成としたため、同一の熱交換面積の熱交換器同士を比較した場合、対向する二辺よりも他の一辺を長く形成したものに比べて、熱交換器２１の設置面積を小さくすることができるため、ユニットケース１１を小型にしても、熱交換器２１の伝熱面積及び熱交換効率を維持することができる。また、メンテナンス頻度の高い圧縮機３０Ａ，３０Ｂを奥行き方向の長さＬ１が幅方向の長さＬ２よりも長い略矩形に形成されたユニットケース１１の前面側に寄せて配置したため、ユニットケース１１を小型化しても、メンテナンス頻度の高い圧縮機３０Ａ，３０Ｂをメンテナンスするためのスペースを室外ユニット１０の前面側に容易に確保することができ、室外ユニット１０のメンテナンス性を向上することができる。さらに、圧縮機３０Ａ，３０Ｂは、少なくともその一部が、断面略コ字形状に形成された熱交換器２１の両端面に備えられた管板２１Ａよりも前方に位置するように、ユニットケース１１の前面側に配置されて備えられているため、熱交換器２１から吸い込まれる空気の流れが、圧縮機３０Ａ，３０Ｂによって妨げられるのを最小限に抑えることができ、ユニットケース１１内の風の流通を良くして、室外ユニット１０のエネルギー効率を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、圧縮機３０Ａ，３０Ｂに接続される冷媒回路構成部品３２を、圧縮機３０Ａ，３０Ｂとともにユニットケース１１の前面側に寄せて配置する構成としたため、冷媒回路構成部品３２に含まれる四方弁３１及び膨張弁といった弁体等のメンテナンスを効率よく行うことができる。また、圧縮機３０Ａ，３０Ｂ、或いは、冷媒回路構成部品３２によって、熱交換器２１を介してユニットケース１１内に外気が吸い込まれるのを妨げることがなく、さらに、ユニットケース１１内の風の流通が良くなるため、熱交換器２１における熱交換効率が向上する。

また、本実施形態によれば、メンテナンスを容易に行う為に、ユニットケース１１の前面側に配置されることが多い電装箱３４を、送風機２２と高さ方向でオーバーラップする位置に備える構成としたため、電装箱３４が熱交換器２１を通過して送風機２２から吹き出される空気の流れを阻害することがなく、ユニットケース１１内での通風抵抗を低減することができる。また、ユニットケース１１の前面側で、電装箱３４の下部に圧縮機３０Ａ，３０Ｂ、及び、冷媒回路構成部品３２を配置することができ、メンテナンス頻度の高い圧縮機３０Ａ，３０Ｂ、或いは、冷媒回路構成部品３２のメンテナンス効率を上げることができる。

また、本実施形態によれば、ユニットケース１１の前面を支柱１４，１４に螺合されて着脱自在に備えられた前面パネル１５で覆い、この前面パネル１５を上パネル１５Ａと下パネル１５Ｂに二分割する構成としたため、電装箱３４のメンテナンスをする際には上パネル１５Ａを取り外し、圧縮機３０Ａ，３０Ｂ、或いは、冷媒回路構成部品３２のメンテナンスを行う際、及び、サービスバルブ操作を行う際には下パネル１５Ｂを取り外して、容易にメンテナンス作業を行うことができる。

また、本実施形態によれば、圧縮機３０Ａ，３０Ｂの後方に、圧縮機３０Ａ，３０Ｂ或いは冷媒回路構成部品３２と比べてメンテナンス頻度が低いアキュムレータ３５、オイルセパレーター３６、レシーバータンク３７の各種密閉容器を並べる構成としたため、メンテナンス頻度の高い圧縮機３０Ａ，３０Ｂのメンテナンス作業時に、メンテナンス頻度の低いアキュムレータ３５、オイルセパレーター３６、レシーバータンク３７等がメンテナンス作業の妨げになることがない。そのため、室外ユニット１０のメンテナンスの作業効率を向上することができる。

また、本実施形態によれば、アキュムレータ３５の上部中央に、フレーム１７を固定し、このフレーム１７をユニットケース１１の支柱１４，１４を連結する連結部材に固定する構成としたため、アキュムレータ３５を背高にし、冷媒の量を増やして、室内ユニットと室外ユニットとの間の配管を長くしても、アキュムレータ３５が揺動することがない。

Ｌ１ 奥行き方向
Ｌ２ 幅方向
１０ 室外ユニット
１１ ユニットケース（筐体）
１２ 底板
１４ 支柱
１５ 前面パネル
１５Ａ 上パネル
１５Ｂ 下パネル
１７ フレーム
２１ 熱交換器
２１Ａ 管板
２２ 送風機
３０Ａ、３０Ｂ 圧縮機
３１ 四方弁
３２ 冷媒回路構成部品
３４ 電装箱
３５ アキュムレータ
３６ オイルセパレーター
３７ レシーバータンク
３９ 熱交換室
４０ 機械室
４５ バルブ台
４６ ガス管用サービスバルブ
４７ 液管用サービスバルブ
４８ オイルバランス管用サービスバルブ

Claims (6)

1. 筐体の底板上に配置される圧縮機と、前記筐体の背面側及び両側面側の３面に沿って前記底板上に配置される断面略コ字型の熱交換器と、この熱交換器の上部に配置される送風機と、を備える空気調和装置の室外ユニットにおいて、
   前記熱交換器は、前記筺体の両側面側に位置する奥行き方向の長さが、前記筺体の背面側に位置する幅方向の長さよりも長く形成され、前記圧縮機は、当該圧縮機の少なくとも一部が前記熱交換器の管板よりも前方に位置するように、前記筐体の前面側に配置されていることを特徴とする空気調和装置の室外ユニット。
2. 前記圧縮機に接続される冷媒回路構成部品は、前記圧縮機とともに前記筐体の前面側に寄せて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置の室外ユニット。
3. 前記筐体内には、前記圧縮機或いは前記送風機を制御する電装品を納めた電装箱を設け、前記電装箱は、前記筐体の前面側であって、前記圧縮機の上部で、前記送風機と高さ方向でオーバーラップする位置に備えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置の室外ユニット。
4. 前記筐体は、前記筐体の前面側を覆うメンテナンスパネルを備え、前記メンテナンスパネルは上下に２分割されて着脱自在に前記筐体に螺合されて備えられていることを特徴とする請求項１乃至３に記載の空気調和装置の室外ユニット。
5. 前記筐体の底板上には、前記圧縮機に接続される、アキュムレータ、オイルセパレーター或いはレシーバータンクが前記圧縮機の後方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４に記載の空気調和装置の室外ユニット。
6. 前記アキュムレータは、前記アキュムレータの上部中央に螺合された補強バーを備え、前記補強バーは、前記筐体に螺合されて備えられていることを特徴とする請求項５に記載の空気調和装置の室外ユニット。

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