JP6218684B2

JP6218684B2 - 空気調和機の室外機

Info

Publication number: JP6218684B2
Application number: JP2014136831A
Authority: JP
Inventors: 竹内　裕人; 裕人竹内; 和穂伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2034-07-02
Also published as: JP2016014505A

Description

本発明は、コルゲートフィン型熱交換器を搭載する空気調和機の室外機に関するものである。

従来のコルゲートフィン型熱交換器を搭載する空気調和機の室外機において、間隔を置いて平行に配置された２本の垂直なヘッダーパイプと、２本のヘッダーパイプの間に複数配置され、内部に設けた冷媒通路をヘッダーパイプの内部に連通させた水平な扁平チューブとを備えたサイドフロー方式のパラレルフロー型熱交換器を搭載したものがある。
そして、空気調和機の室外機の筐体底部をなすベースパンに、熱交換器のヘッダーパイプ下端を着座させる位置決め部を形成し、このヘッダーパイプ下端と位置決め部の間に、異種金属間の電気腐食防止対策としてキャップ状の絶縁部材を介在させ、ヘッダーパイプを位置決め部に挿入することで熱交換器を固定する室外機が開示されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−１４５０２９号公報（第３頁）

ここで、大型のコルゲートフィン型熱交換器を室外機に搭載する場合、上記のヘッダーパイプを位置決め部に挿入することによって熱交換器を室外機に固定するが、場合によっては絶縁部材を用いて熱交換器の扁平管が配置されている下端部を支える形で熱交換器を保持することがある。
この時、コルゲートフィン型熱交換器の扁平管はヘッダーパイプに比べ強度が弱いため、コルゲートフィン型熱交換器の大型化による重量の増加により、キャップ状の絶縁部材で支えられている扁平管に負荷が掛かることで、扁平管が変形する可能性がある。この扁平管の変形により、冷媒の流動性の低下に伴う熱交換器の性能の低下、又は場合によっては扁平管自体が破裂してしまうという問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、大型のコルゲートフィン型熱交換器を室外機に搭載し、輸送落下時に衝撃が加わった場合でも、扁平管が損傷することがない空気調和機の室外機を得ることを目的とする。

本発明に係る空気調和機の室外機は、平行かつ垂直に配置された２本のヘッダーパイプ、及び前記２本のヘッダーパイプの間に配置され、前記２本のヘッダーパイプと連通する複数の扁平管を備えた熱交換器と、前記熱交換器が設置される底板と、前記ヘッダーパイプの下端部に設けられ、当該ヘッダーパイプを保持するとともに電気浸食を防止する第一の絶縁部材と、前記扁平管の下端部に設けられ、当該扁平管を保持するとともに電気浸食を防止する第二の絶縁部材と、を備え、前記第二の絶縁部材は、前記扁平管の側部を挟持する挟持部を備え、前記熱交換器と前記底板との間隙に介挿され、前記熱交換器と前記底板との間隙を埋めており、前記挟持部は、前記扁平管の下端と接触することなく、前記扁平管の側部のみを挟持して保持するものである。

本発明によれば、上記構成の熱交換器の扁平管を熱交換器挟持部材で挟持することで、熱交換器の下端が絶縁部材に接することがなくなる。すなわち、扁平管の前後方向で拘束することで、自重方向に絶縁部材と接触させない。これにより、輸送落下時に衝撃が加わった場合でも、熱交換器の扁平管の損傷を防止することができる。

本発明の空気調和機の室外機を正面から見た斜視図である。図１の空気調和機の室外機の内部を示す斜視図である。コルゲートフィン型熱交換器の全体図である。コルゲートフィン型熱交換器の拡大図である。コルゲートフィン型熱交換器の保持及び挟持部品群の組立図である。図４（ａ）のコルゲートフィン型熱交換器の保持及び挟持部品群の分解図である。コルゲートフィン型熱交換器と絶縁部材の全体図である。図５（ａ）のコルゲートフィン型熱交換器と絶縁部材のＸ−Ｘ断面図である。図５（ａ）のコルゲートフィン型熱交換器と絶縁部材のＹ−Ｙ断面図である。図５（ａ）のコルゲートフィン型熱交換器と絶縁部材のＺ−Ｚ断面図である。コルゲートフィン型熱交換器の扁平管配置部の絶縁部材の取り付け状態を示す全体図である。図６（ａ）の扁平管配置部の絶縁部材を示すＡ方向図である。図６（ａ）の扁平管配置部の絶縁部材を示すＢ方向図である。本発明の空気調和機の室外機を背面から見た斜視図である。コルゲートフィン型熱交換器の扁平管配置部の絶縁部材の排水用長方形穴を示す全体図である。図８（ａ）の排水用長方形穴を示すＡ方向図である。図８（ａ）の排水用長方形穴を示すＢ方向図である。

図１は、本発明の空気調和機の室外機を正面から見た斜視図である。
図１に示されるように、本発明の空気調和機の室外機１００の筐体は、正面から見て、上部に天面パネル１、底面に底板７、前面側に前面パネル２、右側面側に右側面パネル３、サービスカバー４及びバルブカバー５によって構成されている。

図２は、図１の空気調和機の室外機１００の内部を示す斜視図である。
図２に示されるように、本発明の空気調和機の室外機１００の内部は、正面から見て、左側に送風機室２０ａを有し、右側に機械室２０ｂを有し、送風機室２０ａ及び機械室２０ｂはセパレータ６によって分けられている。また、室外機１００内部の各部品は、脚部を有する底面の底板７の上に設置されている。

機械室２０ｂには、圧縮機８と冷媒配管、そして電気品などが設置されている。室内機（図示せず）から送られた冷媒は、圧縮機８において圧縮され、冷媒配管を通り、送風機室２０ａに設置されているコルゲートフィン型熱交換器９に送られる。また、電気品は、各部品への電力供給等を行う。

送風機室２０ａには、Ｌ字状のコルゲートフィン型熱交換器９、プロペラファン１０、ファンモーター１１及びファンモーター固定部材１２などが設置されている。送風機室２０ａ背面側には、Ｌ字状のコルゲートフィン型熱交換器９が立設されている。なお、Ｌ字状のコルゲートフィン型熱交換器９は、コルゲートフィン型熱交換器９の短手方向の面を室外機１００の左側面側に、コルゲートフィン型熱交換器９の長手方向の面を室外機１００の背面側に面するように設けられている。

また、コルゲートフィン型熱交換器９と外部との間で強制的に熱交換を行わせるため、コルゲートフィン型熱交換器９と前面パネル２との間に、プロペラファン１０とプロペラファン１０を駆動するファンモーター１１及びそれらを保持するファンモーター固定部材１２が設置されている。

ファンモーター１１を駆動し、プロペラファン１０を回転させると、コルゲートフィン型熱交換器９の背面側から室外機１００の内部へ空気が流入する。そして、その空気は、コルゲートフィン型熱交換器９及びプロペラファン１０を通過し、室外機正面方向へ流出する。これにより、冷房運転中においては、コルゲートフィン型熱交換器９内の冷媒は空気によって強制的に冷却され、コルゲートフィン型熱交換器９を通過した空気は冷媒と熱交換することで加熱される。

図３（ａ）は、コルゲートフィン型熱交換器９の全体図である。
図３（ａ）に示されるように、コルゲートフィン型熱交換器９は、ヘッダーパイプ９ａ、熱交換チューブである扁平管９ｂ及びコルゲートフィン９ｃにより構成される。コルゲートフィン型熱交換器９は、左右両端にヘッダーパイプ９ａを持つ。複数の扁平管９ｂは、左右両端のヘッダーパイプ９ａの間に配置されている。さらに、それぞれの扁平管９ｂは、垂直方向に平行に間隔を置いて配置されている。

図３（ｂ）は、コルゲートフィン型熱交換器９の拡大図である。図３（ｂ）に示されるように、コルゲートフィン９ｃは、垂直方向に平行に一定の間隔を置いて配置された扁平管９ｂの間を波形状に交互に縦列し設置されている。
ヘッダーパイプ９ａ、扁平管９ｂ及びコルゲートフィン９ｃは、例えばアルミニウム等の熱伝導率の高い金属からなる。また、扁平管９ｂ及びコルゲートフィン９ｃは、ロウ付け又は溶着されることで固定されている。

図４（ａ）は、コルゲートフィン型熱交換器９の保持及び挟持部品群の組立図である。
図４（ａ）に示されるように、コルゲートフィン型熱交換器９の保持及び挟持部品群は、ヘッダーパイプ９ａ、セパレータ６との固定板金であるセパレータプレート１３、底板７との固定板金である熱交プレート１４、ヘッダー配置部の絶縁部材１５及び扁平管配置部の絶縁部材１６により構成されている。

図４（ｂ）は、上記図４（ａ）のコルゲートフィン型熱交換器９の保持及び挟持部品群の分解図である。
図４（ｂ）に示されるように、ヘッダーパイプ９ａ及び扁平管９ｂの電気腐食を防止するため、室外機１００を構成する各板金部品とコルゲートフィン型熱交換器９との隙間に絶縁部材を挿入する。
Ｌ字状のコルゲートフィン型熱交換器９の短手方向のヘッダーパイプ９ａには、天面パネル１及び底板７との電気腐食を防止するため、ヘッダーパイプ９ａの上端及び下端に、ヘッダー配置部の絶縁部材１５がそれぞれ挿入されている。
一方、Ｌ字状のコルゲートフィン型熱交換器９の長手方向のヘッダーパイプ９ａには、セパレータプレート１３、熱交プレート１４、天面パネル１及び底板７との電気腐食を防止するため、コルゲートフィン型熱交換器９との隙間にヘッダー配置部の絶縁部材１５が挿入されている。
また、コルゲートフィン型熱交換器９の扁平管配置部と底板７との隙間においては、扁平管配置部の絶縁部材１６を挿入している。

図５（ａ）は、コルゲートフィン型熱交換器９と絶縁部材の全体図である。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＸ−Ｘ断面図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）のＹ−Ｙ断面図であり、図５（ｄ）は、図５（ａ）のＺ−Ｚ断面図である。
図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示されるように、コルゲートフィン型熱交換器９は、ヘッダー配置部の絶縁部材１５がヘッダーパイプ９ａを垂直方向に保持することで、立設されている。
一方、図５（ｄ）に示されるように、扁平管配置部の絶縁部材１６は、コルゲートフィン型熱交換器９を挿入する断面がＵ字状の挿入部１６ｇ及びコルゲートフィン型熱交換器９を挟持する熱交換器挟持部材１６ｆを備える。なお、熱交換器挟持部材１６ｆは絶縁部材で作られている。
コルゲートフィン型熱交換器９は、挿入部１６ｇに挿入され、熱交換器挟持部材１６ｆは、室外機１００の前面側及び背面側からコルゲートフィン型熱交換器９を挟持する。この際、熱交換器挟持部材１６ｆは、コルゲートフィン型熱交換器９の扁平管９ｂの下端と、断面Ｕ字状の挿入部１６ｇの底部との間に間隙が形成された状態で挟持する。これにより、扁平管配置部の絶縁部材１６は、図５（ａ）中のＡ方向（室外機１００の前後方向）へのずれを防止する拘束具として作用する。

以上のように、コルゲートフィン型熱交換器９の扁平管９ｂの下端を、絶縁部材で作られた熱交換器挟持部材１６ｆで挟持して固定することで、断面Ｕ字状の挿入部１６ｇの底部と接触させずに、電気腐食を防止する本来の機能を保ちながら、輸送落下時の衝撃による扁平管９ｂの損傷を防ぐことが可能な空気調和機の室外機１００を得ることが出来る。

図６（ａ）は、コルゲートフィン型熱交換器９の扁平管配置部の絶縁部材１６の取り付け状態を示す全体図である。
図６（ａ）に示されるように、扁平管配置部の絶縁部材１６は、両端部に配置されたフック１６ａを底板７の背面から垂直に起こされたフランジ７ａに引っ掛けて仮固定した後、底板７と扁平管配置部の絶縁部材１６とをねじ１７で固定することで取り付けられる。

図６（ｂ）は、図６（ａ）の扁平管配置部の絶縁部材１６を示すＡ方向図である。
扁平管配置部の絶縁部材１６は、フランジ７ａの形状に合わせたリブ１６ｃを持っているため、図６（ａ）中のＣ方向（室外機１００の長手方向）の任意の位置で取り付けが可能である。

図６（ｃ）は、図６（ａ）の扁平管配置部の絶縁部材１６を示すＢ方向図である。
扁平管配置部の絶縁部材１６をフランジ７ａに引っ掛けた後、フック１６ａとフランジ７ａとの間に隙間があると扁平管配置部の絶縁部材１６が安定しない。そこで、安定性を持たせるためにフック１６ａに挿入安定用リブ１６ｂを立てている。この挿入安定用リブ１６ｂがフランジ７ａに引っ掛かることにより、扁平管配置部の絶縁部材１６が安定する。

図７は、本発明の空気調和機の室外機１００を背面から見た斜視図である。
上述したように、コルゲートフィン型熱交換器９は、熱交換器挟持部材１６ｆによって、コルゲートフィン型熱交換器９の扁平管配置部の下端が底板７に接触しないように挟持されている。これにより、コルゲートフィン型熱交換器９の下端と底板７との間には隙間が生じている。
そこで、扁平管配置部の絶縁部材１６に、コルゲートフィン型熱交換器９の下端と底板７との隙間を埋める略直方体の形状（以下、隙間を埋める形状１６ｄという）を設けた。これにより、上記隙間から異物等が侵入することがなくなり、底板７に配置された排水口が閉塞することがなくなる。

図８（ａ）は、コルゲートフィン型熱交換器９の扁平管配置部の絶縁部材１６の排水用長方形穴を示す全体図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の排水用長方形穴を示すＡ方向図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）の排水用長方形穴を示すＢ方向図である。
図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示されるように、コルゲートフィン型熱交換器９の挿入部１６ｇの下面及び側面に排水用長方形穴１６ｅが配置されている。挿入部１６ｇはコルゲートフィン型熱交換器９が挿入される箇所であり、空気中の水分がコルゲートフィン型熱交換器９等で結露して生じるドレン水等が滴り落ちて、挿入部１６ｇに滞留することがある。そして、このドレン水等が原因となってコルゲートフィン型熱交換器９を構成するアルミニウムが腐食したり、又は寒冷地の場合は、コルゲートフィン型熱交換器９等に付着した氷の成長によって扁平管９ｂなどが損傷したりすることがある。そこで、挿入部１６ｇに排水用長方形穴１６ｅを設け、挿入部１６ｇに滴り落ちたドレン水等を排水することで上記の事象を防止することが可能となる。

なお、本実施の形態において、扁平管配置部の絶縁部材１６に挿入部１６ｇを１つ設けた場合を説明しているが、本発明はこれに限定されず、２つ以上の挿入部１６ｇを設けても良い。挿入部１６ｇを２つ以上設けた場合、コルゲートフィン型熱交換器９を挟持する箇所が増えるため、より安定してコルゲートフィン型熱交換器９を保持することができる。
また、本実施の形態において、扁平管配置部の絶縁部材１６をコルゲートフィン型熱交換器９の長手方向に設けた場合を説明しているが、本発明はこれに限定されず、コルゲートフィン型熱交換器９の短手方向に設けても良い。コルゲートフィン型熱交換器９の短手方向に扁平管配置部の絶縁部材１６を設けた場合、図６（ａ）中のＣ方向（室外機１００の左右方向）の拘束具として作用することができる。
また、本実施の形態において、扁平管配置部の絶縁部材１６にフック１６ａを２つ設けた場合を説明しているが、本発明はこれに限定されず、３つ以上のフック１６ａを設けても良い。
また、本実施の形態において、排水用長方形穴１６ｅを長方形の穴としているが、本発明はこれに限定されず、丸形状や三角形状など他の形状にしても良い。

なお、コルゲートフィン型熱交換器９は、本発明における「熱交換器」に相当する。また、ヘッダー配置部の絶縁部材は、本発明における「第一の絶縁部材」に相当し、扁平管配置部の絶縁部材１６は、本発明における「第二の絶縁部材」に相当する。また、熱交換器挟持部材１６ｆは、本発明における「挟持部」に相当する。また、排水用長方形穴１６ｅは、本発明における「排水用の穴」に相当する。

１天面パネル、２前面パネル、３右側面パネル、４サービスカバー、５バルブカバー、６セパレータ、７底板、７ａフランジ、８圧縮機、９コルゲートフィン型熱交換器、９ａヘッダーパイプ、９ｂ扁平管、９ｃコルゲートフィン、１０プロペラファン、１１ファンモーター、１２ファンモーター固定部材、１３セパレータプレート、１４熱交プレート、１５ヘッダー配置部の絶縁部材、１６扁平管配置部の絶縁部材、１６ａフック、１６ｂ挿入安定用リブ、１６ｃ位置決め用リブ、１６ｄ隙間を埋める形状、１６ｅ排水用長方形穴、１６ｆ熱交換器挟持部材、１６ｇ挿入部、１７ねじ、２０ａ送風機室、２０ｂ機械室、１００室外機。

Claims

平行かつ垂直に配置された２本のヘッダーパイプ、及び前記２本のヘッダーパイプの間に配置され、前記２本のヘッダーパイプと連通する複数の扁平管を備えた熱交換器と、
前記熱交換器が設置される底板と、
前記ヘッダーパイプの下端部に設けられ、当該ヘッダーパイプを保持するとともに電気浸食を防止する第一の絶縁部材と、
前記扁平管の下端部に設けられ、当該扁平管を保持するとともに電気浸食を防止する第二の絶縁部材と、
を備え、
前記第二の絶縁部材は、
前記扁平管の側部を挟持する挟持部を備え、
前記熱交換器と前記底板との間隙に介挿され、前記熱交換器と前記底板との間隙を埋めており、
前記挟持部は、前記扁平管の下端と接触することなく、前記扁平管の側部のみを挟持して保持する
ことを特徴とする空気調和機の室外機。
前記挟持部は、断面Ｕ字状の部位を有しており、前記断面Ｕ字状の部位に前記扁平管が挿入され、当該扁平管の下端と、前記断面Ｕ字状の部位の底部との間に間隙が形成された状態で、前記扁平管の側部のみを挟持して保持する
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。
前記熱交換器が前記第一の絶縁部材及び前記第二の絶縁部材を介して前記底板に立設され、
前記底板は、
前記底板から垂直に起こされ、前記第二の絶縁部材が取付けられるフランジを備え、
前記第二の絶縁部材は、
前記フランジと掛合されるフックを複数有し、前記フランジと前記第二の絶縁部材とが前記フックを介して掛合されることで、前記第二の絶縁部材が前記フランジに取付けられる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機の室外機。
前記第二の絶縁部材は、
前記フランジに係合する形状をなし、かつ、前記第二の絶縁部材の前記フランジ上での位置を決める位置決め用リブを備え、前記位置決め用リブが前記フランジと係合することで、前記第二の絶縁部材が前記フランジ上で位置決めされる、
ことを特徴とする請求項３に記載の空気調和機の室外機。
前記第二の絶縁部材は、
排水用の穴を少なくとも１つ備えた、
ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の空気調和機の室外機。