JP5097487B2 - 空気調和機の室外ユニット - Google Patents

Description

本発明は、ガスエンジンを搭載した空気調和機の室外ユニットに関する。

従来、ガスエンジン及び発電機を搭載し、空調運転時に発電を行うことができる空気調和機の室外ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、この室外ユニットを上段と下段に分け、上段に空気の送流が必要な熱交換器を配置し、下段にガスエンジン等の部品を配置した空気調和機の室外ユニットも知られている（例えば、特許文献２参照）。

このような室外ユニットの内部には、電気制御部品が収納された電装箱、及び／又は、発電した電力を適宜ＡＣ／ＤＣに変換するインバータが収納されたインバータユニットがそれぞれ配設されている。この電装箱及び／又はインバータユニット（以下、ユニットという）の内部には、パワーＩＣ等の発熱量の大きい電気部品が収納されているため、これらのユニット内部を効率的に冷却する必要がある。そのため、これらのユニットを本体筐体の上段に配置し、送風機の送流による空気の流れを利用してユニット内部を冷却するようにしたものがある。
特許第３１７７３３９号公報 特許第３７３２９９１号公報

これらのユニットに接続されるガスエンジン、圧縮機及び発電機等の機器は、上述の通り、本体筐体の下段である機械室に収納されており、配線等を考慮した場合、これらのユニットは機械室に設置することが好ましい。
また、メンテナンス性を考慮した場合、これらのユニットと発電機等との両方を調整するためには、本体筐体の前面に開閉可能に取り付けられた前面パネルの上段及び下段の両方を取り外さなければならない。そのため、これらのユニットを下段の機械室に設置し、下段の前面パネルのみを取り外してメンテナンスができるようにすることが好ましい。
しかしながら、これらユニットを機械室に配置する場合、その内部を効率的に冷却することが困難であった。

そこで、本発明の目的は、電装箱やインバータユニットを下段の機械室に配置した場合であっても、これらのユニット内を効率的に冷却することができる空気調和機の室外ユニットを提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、本体筐体を仕切り板で上下二段に画成し、上段に熱交換器室、下段に機械室を設け、前記本体筐体の上面に送風機を配設し、前面に開閉可能な前面パネルを備えた空気調和機の室外ユニットにおいて、前記機械室に配置され、前部及び上部に開口を有し、前記前部の開口縁部にパッキンが取り付けられ、前記前面パネルを閉じたときにこの前面パネルが前記パッキンを押圧しながら前記前部の開口を覆う電装箱を備え、前記前面パネルには、前記電装箱の前部開口に対して下側の位置に前記電装箱の幅方向に亘って横長に形成された開口部と、当該開口部を裏側から覆い上端が開口するポケット部と、を設け、前記仕切り板には、前記室外ユニット内部の空気が前記熱交換室と前記機械室とを移動できるようにする通気口を設け、前記電装箱の上部の開口を前記通気口の真下に配置したことを特徴とする。

また、上記空気調和機の室外ユニットにおいて、前記ポケット部には、前記開口部の上端よりも上側にフィルタを配置したことを特徴とする。

また、上記空気調和機の室外ユニットにおいて、前記電装箱は、インバータを収納したインバータユニットであることを特徴とする。

本発明は、前記機械室の前面側に配置され、前部及び上部に開口を有し、この前部の開口縁部にパッキンが取り付けられ、前記前面パネルを閉じたときにこの前面パネルが前記パッキンを押圧しながら前部開口を覆う電装箱を備え、前記前面パネルには、この電装箱の前面の開口に対応する位置に横長の開口部を設け、この開口部の裏側にポケット部を形成し、このポケット部に、前記開口部から入り込み前記本体筐体の送風機まで流れる外気の砂塵および／または水の侵入を防ぐためのフィルタを設けているので、送風機によって熱交換器へ送風する空気の流れに合流させる態様で、前側パネルの開口部から入り込む外気を電装箱の内部に流すことができ、簡単な構成で効果的に電装箱内部の冷却を行うことができる。これにより、電装箱を機械室に配置した場合であっても、電装箱内を効率的に冷却することができる。また、室外の空気を取り込む際に、フィルタによって外気から水分を取り除くことができ、電装箱内部の部品に水がかかるのを防止することができる。そのため、電装箱内の部品の寿命が従来と比べて短くなることがない。

以下、本発明の一実施形態を添付の図面を参照して説明する。なお、本実施の形態において説明する室外ユニットは、ガスエンジンによって圧縮機及び発電機を駆動して、この発電機で発電した電力をインバータによって変換して室外ユニット及び他の設備へ供給することができるガスヒートポンプ（ＧＨＰ）型空気調和機に使用するものである。

図１は、本発明の実施の形態に係る室外ユニット１の正面図である。また、図２は、図１の前面パネルを取り外した状態を示す正面図、図３は、図２の斜視図である。
室外ユニット１は、図１〜図３に示すように、略直方体形状に形成されており、この室外ユニット１の外側部分を構成する本体筐体２は、この直方体の各辺に対応する部分を構成するフレーム３と、６つの側面を構成するパネル部４とで形成されている。

このフレーム３には、図２及び図３に示すように、室外ユニット１の高さ方向におけるほぼ中央の位置に、水平方向に延びる横フレーム３ａが設けられている。さらに、室外ユニット１の前面には、横フレーム３ａの幅方向におけるほぼ中央の位置に、上下方向に延びる縦フレーム３ｂが設けられている。これらのフレーム３、３ａ、３ｂは、室外ユニット１の剛性を高める機能と、パネル部４を支持するための支持部材としての機能を有している。

この室外ユニット１の内部は、図２及び図３に示すように、略水平に延びる仕切り板５によって上下二段に画成されている。この上段部には、熱交換器９が取り付けられる熱交換室５０が構成され、下段部には、後述するガスエンジン等が配置される機械室６０が構成されている。この仕切り板５は、後述する送風機８から熱交換室５０内に入り込む雨水等が機械室６０に入り込まないように、両室を隙間無く仕切っている。なお、この仕切り板５は、高さ方向において上述した横フレーム３ａを設けた位置に設けられている。

また、この仕切り板５には、図２及び図３に示すように、熱交換室５０と機械室６０とを繋ぐ２つの通気口６が室外ユニット１の幅方向に間隔を開けて設けられている。この通気口６は、室外ユニット１内部の空気が両室を自由に移動できるようにするものである。また、この通気口６には、熱交換室５０側から機械室６０に上述した雨水等が入り込まないように、屋根部６ａがそれぞれ設けられている。すなわち、機械室６０側の空気は、図２に示す矢印７の経路を通って熱交換室５０へ移動することになる。

室外ユニット１の上側を覆う上面パネル４ａには、図１〜図３に示すように、２つの送風機８が幅方向に並べて配設されている。この送風機８は、熱交換室５０の背面を覆う背面パネル（図示せず）に形成された空気取込口（図示せず）から室外ユニット１の外側の空気を熱交換室５０内に取り込み、取り込んだ空気を熱交換器９で熱交換させた後、室外ユニット１の上方に向けて排出する。また、この送風機８は、機械室６０側の空気を熱交換室５０側へ吸い込んだ後、同様に室外ユニット１の上方に向けて排出するようになっている。

室外ユニット１の前面パネルは、図１に示すように、機械室６０の左側を覆う下段左側前面パネル４ｂ２と、機械室６０の右側を覆う下段右側前面パネル４ｂ３との２つのパネルで構成されている。これらのパネル４ｂ２、４ｂ３は、上述したフレーム３、横フレーム３ａ、縦フレーム３ｂにねじ等によって着脱自在（開閉自在）に取り付けられている。これらのパネル４ｂ２、４ｂ３が取り付けられた状態では、室外ユニット１は、その前面側から雨水等が入り込まない水密な構造になっている。なお、前面パネルの詳細については後述する。

図４は、機械室６０を上側から見た断面図である。なお、図４において、下側が正面側となる。
機械室６０の内部には、主に、ほぼ中央部に位置するガスエンジン１１と、このガスエンジン１１の正面右側に位置する発電機１２と、ガスエンジン１１の正面左側に位置する圧縮機１３と、この圧縮機１３の手前側であって、縦フレーム３ｂの左側に位置する電装ユニット１４（電装箱）と、発電機１２の手前側であって、縦フレーム３ｂの右側に位置するインバータユニット１５（電装箱）とが配置されている。このインバータユニット１５には、発電機１２で発電した電力が図示しない電力ケーブルを介して送られる。そのため、発電機１２の近くにインバータユニット１５を配置している。

ガスエンジン１１は、冷却水によって冷却される。この冷却水の冷却水路には、冷却水を循環させる冷却水ポンプ２３と、冷却水の放熱を行わせるためのラジエータ（図示せず）とが設けられている。

このガスエンジン１１は、図４に示すように、両端から略水平に駆動軸１１ａが突出している。この駆動軸１１ａの左方の軸端部には、巻掛け伝動用の駆動プーリーが取り付けられている。また、圧縮機１３の従動軸にも図示しないクラッチ機構を介して駆動プーリーが取り付けられており、これらの駆動プーリーに伝達ベルト１６が巻き掛けられている。これにより、ガスエンジン１１の回転動力は伝達ベルト１６を介して圧縮機１３へと伝達され、圧縮機１３が駆動されるようになる。一方、駆動軸１１ａの右方の軸端部には、発電機１２が連結されている。これにより、ガスエンジン１１によって発電機１２を駆動して発電をすることができると共に、空調運転を行う場合には、クラッチを繋いで圧縮機１３を駆動することができる。
なお、図４において、符号１７はアキュームレーター、１８はオイルセパレータ、１９はエアクリーナ、２０は吸気ボックス、２１は端子台、２２は排気マフラー、２３は冷却水ポンプ、２４はオイルサブタンクである。

図５は、インバータユニット１５を単体で示す斜視図である。
このインバータユニット１５は、発電機１２で発電した電力をＡＣ／ＤＣ変換して、室外ユニット１内部の各機器（例えば、送風機）や、他の設備に供給するためのものである。

インバータユニット１５は、前面側が開口する箱形形状に形成された外箱２５を備えており、この外箱２５の内部の下側には、パワーＩＣを搭載した基板２６が配置されている。また、この基板２６の上側には、コンデンサー２７や、リレー２８などが配置されている。また、外箱２５の上面には、パワーＩＣなどの発熱体によって加熱された空気を排出するための換気孔２５ａが幅方向に間隔を開けて３つ形成されている。
このインバータユニット１５の前面側の開口（前部開口）は、外箱２５単体としては塞がれるようにはなっておらず、上述した室外ユニット１の下段右側前面パネル４ｂ３が室外ユニット１に取り付けられたときに、この下段右側前面パネル４ｂ３によって一緒に塞がれるようになっている。すなわち、下段右側前面パネル４ｂ３が、インバータユニット１５の前面及び室外ユニット１の前面を塞ぐ部材として兼用されている。

また、外箱２５の前側開口の縁部には、この縁部の全周に亘ってパッキン２９が貼り付けられている。このパッキン２９は弾性を有しており、例えばスポンジ状の素材や、ゴム材料などが使用される。このパッキン２９は、下段右側前面パネル４ｂ３を室外ユニット１に取り付けた状態において、下段右側前面パネル４ｂ３によって室外ユニット１の奥行き方向へ押圧されるようになる。このようにパッキン２９が押圧された状態では、外箱２５内の空気がパッキン２９によって気密に保たれることになる。

このインバータユニット１５の図４に示す前後方向の位置は、上述のようにパッキン２９が下段右側前面パネル４ｂ３によって押圧された状態となるように、パッキン２９の前側端部が室外ユニット１の前側端部（詳細には、下段右側前面パネル４ｂ３が取り付けられるフレーム３の前側端部）よりも前方に突出する態様で配置される。
また、インバータユニット１５の図２〜図４に示す幅方向の位置は、取り付けられたインバータユニット１５を正面から見て、外箱２５の換気孔２５ａが、仕切り板５の右側の通気口６の下側に位置するように配置される。これにより、換気孔２５ａから出る空気が右側の通気口６を通って効率よく熱交換室５０へ流れるようにしている。

他方、電装ユニット１４についても、インバータユニット１５と同様な構造を有している。すなわち、この電装ユニット１４の外箱３０は、図２及び図３に示すように前面側が開口する箱形形状に形成されており、外箱３０の上面には、図４に示すように、空気を排出する換気孔３０ａが幅方向に間隔を開けて３つ形成されている。また、前側開口縁部には、インバータユニット１５と同様にパッキン２９が貼り付けられており、下段左側前面パネル４ｂ２を室外ユニット１に取り付けた状態において、下段左側前面パネル４ｂ２によって室外ユニット１の奥行き方向へ押圧されるようになっている。このようにパッキン２９が押圧された状態では、外箱３０内の空気がパッキン２９によって気密に保たれることになる。

この電装ユニット１４の図４に示す前後方向の位置は、上述のようにパッキン２９が下段左側前面パネル４ｂ２によって押圧されるように、パッキン２９の前側端部が室外ユニット１の前側端部（詳細には、下段左側前面パネル４ｂ２が取り付けられるフレーム３の前側端部）よりも前方に突出する態様で配置される。
また、電装ユニット１４の図２〜図４に示す幅方向の位置は、取り付けられた電装ユニット１４を正面から見て、外箱３０の換気孔３０ａが、仕切り板５の左側の通気口６の下側になるように配置される。これにより、換気孔３０ａから出る空気が左側の通気口６を通って効率よく熱交換室５０へ流れるようにしている。

図６（ａ）は、下段右側前面パネル４ｂ３を単体で示す正面図、（ｂ）はその背面図である。また、図７は図６（ａ）のVII−VII線で切断した断面図である。
下段左側前面パネル４ｂ３には、図６（ａ）に示すように、横長に形成された空気取り込み孔３１（開口部）が形成されている。この空気取り込み孔３１は、下段左側前面パネル４ｂ３を室外ユニット１に取り付けた状態で、インバータユニット１５の前側開口に対応する位置に形成されている。より詳細には、空気取り込み孔３１は、インバータユニット１５の前側開口の幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成されており、この空気取り込み孔３１から取り込まれた室外空気が、インバータユニット１５の内部であってその幅方向の全域に亘って送流されるように形成されている。また、この空気取り込み孔３１は、インバータユニット１５の前面開口に対して下側の位置になるように形成されており、取り込まれた室外空気がインバータユニット１５の高さ方向における全域に亘って送流されるように配置されている。

この下段右側前面パネル４ｂ３の裏側（インバータユニット１５の内側に向く側）であって、空気取り込み孔３１の部分には、図６（ｂ）及び図７に示すように、導風板３２が設けられている。この導風板３２は、空気取り込み孔３１を裏側から覆い、この空気取り込み孔３１よりも上側に開口部３７を形成し、この空気取り込み孔３１から取り込んだ室外空気３４を開口部３７に導くと共に、この開口部３７から上側に向けて送流させるようになる（図７に示す室外空気３４の矢印参照）。すなわち、この導風板３２を設けることにより、下段右側前面パネル４ｂ３の裏側面と導風板３２とで、上側が開口するポケット部３３が形成されることになり、このポケット部３３の上端が開口部３７となる。

このポケット部３３の上端である開口部３７は、空気取り込み孔３１の上端３１ａよりも上側に位置しており、空気取り込み孔３１から入り込む雨水が開口部３７からインバータユニット１５の内側に入り込まないようになっている。
また、このポケット部３３には、図７に示すように、室外空気に含まれる水分を吸収するためのスポンジ３５（フィルタ）が設けられている。このスポンジ３５は、空気取り込み孔３１の上端３１ａよりも上側に配置され、空気取り込み孔３１からスポンジ３５が見えないようになっている。また、このスポンジ３５の下側部分は、導風板３２に形成された支持部３６によって支持されており、スポンジ３５が水分を含んで自重で下がらないようにしている。

他方、電装ユニット１４の前面を覆う下段左側前面パネル４ｂ２にも、電装ユニット１４の前面開口に対応する位置に空気取り込み孔３８が形成され、パネル４ｂ２の裏側にポケット部が形成されている。これらの構成及び作用は下段右側前面パネル４ｂ３と同じであるため、詳細な説明は省略する。

本発明の実施の形態に係る空気調和機の室外ユニット１によれば、下段右側前面パネル４ｂ３に空気取り込み孔３８を形成し、この空気取り込み孔３８から取り込んだ室外空気をインバータユニット１５及び／又は電装ユニット１４（以下、電装箱１４、１５という）の内部に送流させることができ、電装箱１４、１５の内部を効率的に冷却することができる。
また、空気取り込み孔３１、３８を電装箱１４、１５の幅方向に亘って形成し、この電装箱１４、１５の前部開口の下側に対応する位置に配置することにより、電装箱１４、１５の内部の全体に亘って効率的に冷却することができる。

また、電装箱１４、１５の上面に換気孔２５ａ、３０ａを設け、この換気孔２５ａ、３０ａの上側に、仕切り板５の通気口６を設けているので、電装箱１４、１５の内部を送流して換気孔２５ａ、３０ａから出る空気を通気口６を介して熱交換室５０へ送ることができるので、換気孔２５ａ、３０ａから出る空気が機械室６０内で滞留しない。そのため、電装箱１４、１５の内部を効率的に冷却することができる。

さらに、空気取り込み孔３１、３８にポケット部３３を設け、このポケット部３３にスポンジ３５を設け、空気取り込み孔３１、３８から入り込む室外空気の水分をこのスポンジ３５で吸収することができるので、電装箱１４、１５の内部に砂塵や雨水等の水分が入り込まないようにすることができる。その結果、電装箱１４、１５内部の各部品が水の影響で寿命が短くなるのを防止することができる。

さらに、電装箱１４、１５が機械室６０の手前側に配置されているので、下段右側前面パネル４ｂ３を取り外すだけで、電装箱１４、１５及びこれに接続された発電機１２やガスエンジン１１などを一緒にメンテナンスすることができる。そのため、メンテナンス作業を容易に行うことができる。

また、電装箱１４、１５の前側開口縁部にパッキン２９を取り付け、下段右側前面パネル４ｂ３を閉じたときに、この下段右側前面パネル４ｂ３がパッキン２９を押圧しながら電装箱１４、１５の前部開口を覆うようにしているので、電装箱１４、１５の前部開口を塞ぐパネルを、室外ユニット１の前側を塞ぐ下段左側前面パネル４ｂ２及び／又は下段右側前面パネル４ｂ３によって兼用することができる。これにより、下段右側前面パネル４ｂ３等を取り外すだけで電装箱１４、１５の内部をそのままメンテナンスすることができるので、メンテナンス作業が容易になる。また、電装箱１４、１５の前部開口を塞ぐパネルを設けない分だけ製造コストを低減させることができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
本実施形態では、一例として電装ユニット１４及びインバータユニット１５の内部を冷却する構造について説明したが、その他の電気品を収納するユニットであって、内部に発熱部品を収納している電装箱であれば、本実施の形態に示す構造を用いることにより、その内部を効率的に冷却することができる。

また、ポケット部３３にスポンジ３５を設けているが、水分を吸収できるものであればスポンジ３５以外のもの、例えば吸水性ポリマーを用いたフィルタであってもよい。

本発明の実施の形態に係る室外ユニットの正面図である。 図１の正面パネルを取り外した状態を示す正面図である。 図２を前方斜め右側から見た斜視図である。 図２のIV−IV線における断面図である。 インバータユニットを単体で示す斜視図である。 （ａ）は、下段右側前面パネルを単体で示す正面図、（ｂ）は（ａ）の背面図である。 図６（ａ）のVII−VII線における断面図である。

符号の説明

１ 室外ユニット
２ 本体筐体
３ フレーム
３ａ 横フレーム
３ｂ 縦フレーム
４ パネル部
４ａ 上面パネル
４ｂ２ 下段左側前面パネル
４ｂ３ 下段右側前面パネル
５ 仕切り板
６ 通気口
６ａ 屋根部
７ 空気の流れ
８ 送風機
９ 熱交換器
１１ ガスエンジン
１１ａ 駆動軸
１２ 発電機
１３ 圧縮機
１４ 電装ユニット（電装箱）
１５ インバータユニット（電装箱）
１６ 伝達ベルト
２３ 冷却水ポンプ
２５ 外箱
２５ａ 換気孔（開口部）
２６ 基板
２７ コンデンサー
２８ リレー
２９ パッキン
３０ 外箱
３０ａ 換気孔（開口部）
３１ 空気取り込み孔
３２ 導風板
３３ ポケット部
３４ 室外空気
３５ スポンジ（フィルタ）
３６ 支持部
３７ 開口部
３８ 空気取り込み孔
５０ 熱交換室
６０ 機械室

Claims (3)

1. 本体筐体を仕切り板で上下二段に画成し、上段に熱交換器室、下段に機械室を設け、前記本体筐体の上面に送風機を配設し、前面に開閉可能な前面パネルを備えた空気調和機の室外ユニットにおいて、
   前記機械室に配置され、前部及び上部に開口を有し、前記前部の開口縁部にパッキンが取り付けられ、前記前面パネルを閉じたときにこの前面パネルが前記パッキンを押圧しながら前記前部の開口を覆う電装箱を備え、
   前記前面パネルには、前記電装箱の前部開口に対して下側の位置に前記電装箱の幅方向に亘って横長に形成された開口部と、当該開口部を裏側から覆い上端が開口するポケット部と、を設け、
   前記仕切り板には、前記室外ユニット内部の空気が前記熱交換室と前記機械室とを移動できるようにする通気口を設け、
   前記電装箱の上部の開口を前記通気口の真下に配置した
   ことを特徴とする空気調和機の室外ユニット。
2. 前記ポケット部には、前記開口部の上端よりも上側にフィルタを配置したことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外ユニット。
3. 前記電装箱は、インバータを収納したインバータユニットであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和機の室外ユニット。

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