JP2024014439A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却器と冷媒配管との接続部で生じたドレン水を制御装置などに滴下させずに確実に加熱器に導くこと、ドレン水の冷熱を有効利用することで冷媒回路のシステム効率を向上させる。
【解決手段】圧縮機、加熱器、減圧部、及び、冷却器を冷媒配管で接続した冷媒回路と、冷媒回路を制御するとともに、前記冷却器の一方側に位置する制御装置と、を筐体内に収容した空調装置であって、冷却器は、上面に冷却器と冷媒配管との接続部を有し、冷却器の上面において生じたドレン水を、冷却器を挟んで制御装置の反対側に導くように構成した、空調装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調装置に関するものである。

従来、冷媒回路を構成する機器（圧縮機、凝縮器、蒸発器、減圧器など）や送風部などの空調に必要な機器一式及びこれらを制御する制御装置を筐体に収容した小型の空調装置が知られている。このような空調装置において、上方から下方に向かって蒸発器、凝縮器の順に配置し、蒸発器で生じたドレン水を凝縮器に導くように構成したものがある（例えば、特許文献１）。

特開２０２２－００１７９９号公報

ところで、空調装置では、蒸発器だけでなく、冷媒配管と蒸発器との接続部及び接続部近傍においてもドレン水が生じ得る。この場合、接続部の位置によっては接続部において生じるドレン水が必ずしも凝縮器に導入されず、ドレン水を十分に蒸発させられない虞がある。また、例えば、空調装置が車両に設置された場合には、車両の加減速、登坂又は降坂の際に空調装置が水平でない状態となり、接続部において生じるドレン水が制御装置や圧縮機の端子部に滴下したり、空調装置の筐体から外部に漏洩したりする虞がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、冷却器（蒸発器）と冷媒配管との接続部で生じたドレン水を制御装置などに滴下させずに確実に加熱器に導くこと、ドレン水の冷熱を有効利用することで冷媒回路のシステム効率を向上させること、などを課題としている。

本発明の一態様に係る空調装置は、圧縮機、加熱器、減圧部、及び、冷却器を冷媒配管で接続した冷媒回路と、前記冷媒回路を制御するとともに、前記冷却器の一方側に位置する制御装置と、を筐体内に収容した空調装置であって、前記冷却器は、上面に当該冷却器と前記冷媒配管との接続部を有し、前記冷却器の上面において生じたドレン水を、前記冷却器を挟んで前記制御装置の反対側に導くように構成されている。

本発明によれば、冷却器と冷媒配管との接続部で生じたドレン水を制御装置などに滴下させずに確実に加熱器に導くこと、ドレン水の冷熱を有効利用することで冷媒回路のシステム効率を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る空調装置の内部の概略構成を示す背面側の斜視図である。 本発明の実施形態に係る空調装置の内部を示し、冷却器上面からのドレン水の流れを説明する参考図である。 本発明の実施形態に係る空調装置の内部の概略構成を示す背面図である。 図３のＡ部拡大図である。 本発明の実施形態の変形例に係る空調装置の内部を示し、冷却器上面からのドレン水の流れを説明する参考図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同一の符号は同一の機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１に、本実施形態に係る空調装置１の概略構成を示す。空調装置１は、筐体（不図示）、筐体内に収容される圧縮機（不図示）、冷却器（蒸発器）３０、加熱器（凝縮器）４０、第１送風部５０、第２送風部６０、減圧器７０、及び、制御装置８０を備えている。圧縮機、冷却器３０、加熱器４０、及び減圧器７０は冷媒配管９１～９４によって接続され、冷媒が循環する冷媒回路を構成している。
なお、図１は、空調装置１の背面側斜視図であり、第１送風部５０が冷却器３０よりも空調装置１の背面側に位置し、加熱器４０が第２送風部６０よりも背面側に位置している。

冷却器３０は、冷却器本体と冷却器本体を収容する冷却器ケースとから構成されているが、以下の説明において、冷却器本体と冷却器ケースとの区別の必要がない場合には、代表して冷却器３０として説明する。

同様に、加熱器４０は、加熱器本体と加熱器本体を収容する加熱器ケースとから構成されているが、以下の説明において、加熱器本体と加熱器ケースとの区別の必要がない場合には、代表して加熱器４０として説明する。

また、第１送風部５０及び第２送風部６０は、ファンとファンケースから構成されるが、第１送風部５０及び第２送風部６０に含まれるファンは図示を省略する。

（筐体内部のレイアウトについて）
続いて、本実施形態に係る空調装置１の筐体内における各機器のレイアウトについて説明する。図１に示すように、空調装置１の筐体内には、底板１５上に圧縮機、加熱器４０、及び、第２送風部６０を配置し、これらの上方（鉛直方向上側）に冷却器３０、第１送風部５０、減圧器７０、制御装置８０を配置している。つまり、空調装置１では、冷却器３０と加熱器４０とを上方から下方（鉛直方向下側）に向かって順に配置している。

冷却器３０を通過する空気の流通方向と直交する方向、かつ、冷却器３０の水平方向において、冷却器３０の一方側（図１中左側）に制御装置８０を配置し、冷却器３０の他方側（図１中右側）に減圧器７０を配置している。また、制御装置８０の下方には圧縮機及びアキュームレータ（いずれも不図示）が配置されている。冷却器３０の空気流通方向上流側には第１送風部５０が配置され、空気流通方向下流側には、筐体に設けられる吹出口に接続される吹出用開口部３１を備えたダクト３８が配置されている。

すなわち、底板１５上には、加熱器４０の一方側に圧縮機、加熱器４０の前方側に第２送風部６０が配置されている。加熱器４０の上方かつ加熱器４０よりもやや前方側に、鉛直方向において加熱器４０と部分的に重なるように冷却器３０が配置されている。

冷却器３０の上面には、冷却器３０の他方側（図１中右側）、すなわち、減圧器７０側に、減圧器７０を通過した冷媒を冷却器３０に流入させる冷媒流入口３２が設けられている。冷媒流入口３２と減圧器７０とは冷媒配管９３によって接続されている。
また、冷却器３０の上面において、冷媒流入口３２より空気流通方向上流側（図１中左側）に、冷却器３０を通過して圧縮機に戻る冷媒の冷媒流出口３３が設けられている。冷媒流出口３３と圧縮機とは冷媒配管９４によって接続されている。

つまり、冷却器３０において、冷媒流入口３２は、冷却器３０の上面から冷媒が流入するように設けられ、冷媒流出口３３は、冷却器３０の上面から冷媒が流出するように設けられている。冷媒流入口３２は冷媒配管９３と冷却器３０との接続部となり、冷媒流出口３３は冷媒配管９４と冷却器３０との接続部となる。

冷媒配管９３，９４には低圧の冷媒が流通することから、通常は、冷媒配管９３，９４の周囲を断熱材などによって保護することで、冷媒配管９３，９４に対するドレン水の付着を防止している。しかしながら、冷媒配管９３と冷却器３０との接続部となる冷媒流入口３２及び冷媒配管９４と冷却器３０との接続部となる冷媒流出口３３は、断熱材による保護が不十分となる場合があり、ドレン水が生じ得る。特に、冷媒流出口３３においてドレン水が生じやすく、冷却器３０の上面にドレン水が滞留してしまう場合がある。

このため、本実施形態に係る空調装置では、ドレン水を制御装置８０や圧縮機に滴下させないように、冷却器３０の上面を全体的または部分的に傾斜面としている。また、冷却器３０に排水ガイド部１００を設けることにより、少なくとも冷媒流出口３３から生じ得るドレン水を、制御装置８０や圧縮機などに滴下させず、加熱器に導くようにしている。冷却器３０の上面の形状及び排水ガイド部１００の詳細については後述する。

加熱器４０の上面には、加熱器４０の他方側（図１中右側）、かつ、加熱器４０の後方側に、圧縮機から吐出された高圧冷媒を流入させる冷媒流入口４２が設けられている。また、加熱器４０の上面において、冷媒流入口４２より前方側に、加熱器４０を通過して減圧器７０へ向かって流出する冷媒流出口４３が設けられている。

つまり、加熱器４０において、冷媒流入口４２は、加熱器４０の上面から冷媒が流入するように設けられ、冷媒流出口４３は、加熱器４０の上面から冷媒が流出するように設けられている。
圧縮機と加熱器４０の冷媒流入口４２とは冷媒配管９１によって接続され、冷媒流出口４３と減圧器７０とは冷媒配管９２によって接続されている。

（冷媒の流れについて）
上記のように接続された冷媒回路において、冷媒は、圧縮機によって圧縮されて高圧のガス冷媒となって吐出される。高圧のガス冷媒は、冷媒配管９１を通過して冷媒流入口４２を介して加熱器４０に流入し、第２送風部６０から送風されて加熱器４０を通過する空気と熱交換することにより放熱する。

加熱器４０の冷媒流出口４３から流出した高圧冷媒は、冷媒配管９２を通過して減圧器７０に流入し、減圧器７０によって減圧されて膨張し、低圧冷媒となる。減圧器７０において低圧になった冷媒は、冷媒配管９３を通過して冷媒流入口３２から冷却器３０に流入する。

冷却器３０に流入した低圧冷媒は、第１送風部５０によって送風されて冷却器３０を通過する空気と熱交換することにより吸熱し、冷却器３０の冷媒流出口３３を介して流出する。冷却器３０を流出した冷媒は、冷媒配管９４を流れ、アキュームレータを介して圧縮機へ戻る。圧縮機に流入した冷媒は、再び圧縮され、上記循環を繰り返す。

図１に示す空調装置１では、空調装置１の前後方向に、冷却器３０及び加熱器４０の内部を通過する空気が流通する。つまり、空調装置１では、冷却器３０については背面から正面に向かって空気を流通させ、加熱器４０については正面から背面に向かって空気を流通させることで、冷却器３０及び加熱器４０を通過する空気と冷媒との熱交換を行わせる。

（冷却器の上面の形状及び排水ガイド部について）
図１及び図２に示すように、冷却器３０は、上面から側面にかけて排水ガイド部１００が設けられている。排水ガイド部１００は、第１ガイド部１０１、第２ガイド部１０２、第３ガイド部１０３、及び第４ガイド部１０４を含んで構成されている。

第１ガイド部１０１は、冷却器３０の空気の流通方向に沿い、冷却器３０の上面の一端側から他端側に亘って設けられ、冷媒流入口３２及び冷媒流出口３３から生じ得るドレン水が制御装置８０や圧縮機へ滴下するのを防止する壁部として機能する。

第２ガイド部１０２は、一端が第１ガイド部１０１の中央近傍に接続され冷媒流入口３２と冷媒流出口３３との間を区切る第１壁部１０２Ａと、第１壁部１０２Ａから連続し、冷却器３０の減圧器７０側の側面の上端から下端に亘って設けられる第２壁部１０２Ｂとを含んでいる。第２壁部１０２Ｂは、冷却器３０の側面において第１送風部５０側に屈曲する屈曲部１０２Ｃを有し、屈曲部１０２Ｃより下方は鉛直方向に沿って冷却器３０の減圧器７０側の側面の下端まで延び、加熱器４０の上面であって冷媒流出口４３近傍に至るように形成されている。

第３ガイド部１０３は、冷却器３０の減圧器７０側の側面において、第１送風部５０と第２ガイド部１０２の第２壁部１０２Ｂとの間に、例えば、水平方向に沿って設けられる。第２壁部１０２Ｂと第３ガイド部１０３とは接しておらず、第２壁部１０２Ｂと第３ガイド部１０３の端部との間には、ドレン水が通過する隙間が形成されている。

第４ガイド部１０４は、冷却器３０の減圧器７０側の側面において、ダクト３８と第２ガイド部１０２の第２壁部１０２Ｂとの間に、例えば、水平方向に沿って設けられる。第４ガイド部１０４の一端は第２壁部１０２Ｂと接しており、第４ガイド部１０４により第２壁部１０２Ｂを補強することで歪みや損傷を抑制する。

また、図３及び図４に示すように、冷却器３０の上面には、減圧器７０側の端部から第１ガイド部１０１の基端部に向かって高さが増すように角度α°傾斜した傾斜面Ｓ１が形成されている。

このように、冷媒流出口３３においてドレン水が生じて、冷却器３０の上面に漏れ出た場合でも、ドレン水は、冷却器３０の上面においては第１ガイド部１０１、第２ガイド部１０２の第１壁部１０２Ａ、及び冷媒流出口３３によって囲まれる領域からその他の領域に漏れ出ずに、傾斜面Ｓ１によって冷却器３０の減圧器７０側の側面に流れる。

つまり、ドレン水は、冷却器３０の上面に形成された第１ガイド部１０１と傾斜面Ｓ１とにより、冷却器３０を挟んで制御装置８０や圧縮機と反対側に流れることとなる。また、冷却器３０の側面に流れたドレン水は、第２壁部１０２Ｂに案内されて冷却器３０の側面を伝い、加熱器４０の上面の冷媒流出口４３近傍に導かれる。
ドレン水が加熱器４０の上方に導かれることで、加熱器４０においてドレン水を十分に蒸発させることができ、冷媒回路のシステム効率を向上させることができる。

また、第１ガイド部１０１、第２ガイド部１０２、第３ガイド部１０３、及び、第４ガイド部１０４が、ドレン水の排水ガイドとしてだけでなく、リブとしても機能するので、冷却器ケースの強度を向上させることもできる。

なお、第４ガイド部１０４と第２壁部１０２Ｂとの間に隙間を形成し、冷媒流入口３２に付着して冷却器３０の壁面を伝って滴下してきたドレン水を加熱器４０に導くようにしてもよい。

（変形例）
以下、本実施形態の変形例に係る空調装置２について説明する。図５に、本実施形態の変形例に係る空調装置２の冷却器３０の上面からのドレン水の流れを説明する参考図を示す。

本変形例においては、冷却器３０の上面が全体的に傾斜面Ｓ２となっている。傾斜面Ｓ２は、冷却器３０の上面において、減圧器７０側の端部から制御装置８０側の端部に向かって高さが増すように傾斜しており、傾斜面Ｓ１と同程度の傾斜角度を有していることが好ましい。第１ガイド部１０１は、傾斜面Ｓ２の途中に設けられる。

本変形例においても、冷媒流出口３３で生じたドレン水が冷却器３０の上面に漏出した場合でも、ドレン水は、傾斜面Ｓ２により、冷却器３０の上面においては第１ガイド部１０１、第２ガイド部１０２の第１壁部１０２Ａ、及び冷媒流出口３３によって囲まれる領域からその他の領域に漏れ出ずに、冷却器３０の減圧器７０側の側面に流れる。

冷却器３０の側面に流れたドレン水は、第２壁部１０２Ｂに案内されて冷却器３０の側面を伝い、加熱器４０の上面の冷媒流出口４３近傍に導かれる。
ドレン水が加熱器４０の上方に導かれることで、加熱器４０においてドレン水を十分に蒸発させることができ、冷媒回路のシステム効率を向上させることができる。

以上述べた如く本実施形態及びその変形例によれば、冷却器と冷媒配管との接続部においてドレン水が生じて漏出した場合でも、ドレン水を冷却器から見て制御装置の配置位置と反対側に流れるように冷却器３０の上面の少なくとも一部を傾斜面としている。

また、冷却器の上面に排水ガイド部１００の第１ガイド部１０１を設けることで、ドレン水が制御装置８０側に流れるのを防止する壁として機能させる。さらに、排水ガイド部１００により、ドレン水を冷却器３０の上面から冷却器３０の側面を伝って加熱器４０の上方から加熱器本体に導くように構成している。

したがって、冷却器３０と冷媒配管９３，９４との接続部で生じたドレン水を制御装置などに滴下させずに確実に加熱器４０に導くこと、ドレン水の冷熱を有効利用することで冷媒回路のシステム効率を向上させることができる。

なお、冷却器３０の上面と減圧器７０側の側面との間の角部であって、排水ガイド部１００の近傍に、切欠部ないしは溝部を設けることが好ましい。このようにすることで、冷却器３０の上面にドレン水が滞留した場合においても、ドレン水の表面張力による作用を低下させて、スムーズに冷却器３０の減圧器７０側側面にドレン水を流すことができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１，２：空調装置、１５：底板、３０：冷却器（蒸発器）、３１：吹出用開口部
３２：冷媒流入口、３３：冷媒流出口、３８：ダクト、
４０：加熱器（凝縮器）、４２：冷媒流入口、４３：冷媒流出口
７０：減圧器、８０：制御装置、９１～９４：冷媒配管
１００：排水ガイド部、１０１：第１ガイド部、１０２：第２ガイド部、１０３：第３ガイド部、１０４：第４ガイド部
１０２Ａ：第１壁部、１０２Ｂ：第２壁部、１０２Ｃ：屈曲部
Ｓ１、Ｓ２：傾斜面、α：角度

Claims (6)

1. 圧縮機、加熱器、減圧部、及び、冷却器を冷媒配管で接続した冷媒回路と、前記冷媒回路を制御するとともに、前記冷却器の一方側に位置する制御装置と、を筐体内に収容した空調装置であって、
   前記冷却器は、上面に当該冷却器と前記冷媒配管との接続部を有し、
   前記冷却器の上面において生じたドレン水を、前記冷却器を挟んで前記制御装置の反対側に導くように構成した、空調装置。
2. 前記ドレン水を前記加熱器に導く排水ガイド部を備えた、請求項１記載の空調装置。
3. 前記加熱器は、加熱器本体と前記加熱器本体を収容する加熱器ケースとを有し、
   前記排水ガイド部は、前記加熱器ケースの上方から前記加熱器本体に前記ドレン水を導く、請求項２記載の空調装置。
4. 前記冷却器は、冷却器本体と前記冷却器本体を収容する冷却器ケースとを有し、
   前記排水ガイド部は、前記冷却器ケースの外側の上面及び側面に沿って設けられた、請求項２記載の空調装置。
5. 前記冷却器を挟んで前記冷却器の他方側に前記減圧部を配置し、
   前記冷却器の上面において、前記接続部を前記他方側に設けた、請求項１記載の空調装置。
6. 前記冷却器の上面を、前記減圧部側から前記制御装置側に向かって高さが増す傾斜面とした、請求項５記載の空調装置。
   

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