(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面中央部に設けられる平板の第１室外熱交換器と、この第１室外熱交換器の左右両側のそれぞれに設けられ、左右一対の前部支持ピラーの近傍に連続する略コ字形状の第２室外熱交換器と、前記左右一対の前部支持ピラーに支持される外板と、によりユニット外側面を形成し、
前記第２熱交換器の側端部を前記前部支持ピラーの近傍で前記ユニット外側面から内方に向けて折り曲げて延設させるとともに、
前記外板に前記第２熱交換器の延設部分に外気を案内するガイドを設けた
ことを特徴とする空気調和機の室外ユニット。
【請求項２】
前記第２熱交換器の延設部分と前記ガイドとの間の空間にサービスバルブを配設したことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の室外ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機の室外ユニットに係り、詳しくは装置の小型化や熱交換性能の向上等を実現する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大店舗や体育館等の冷房や暖房に供される空気調和機としては、装置構成および温湿度制御の簡素化や製作コストの低減等を図るべく、大容量の室外ユニットに多数の室内ユニットを接続した大空間型が多く用いられている。この種の空気調和機では、一台の室外ユニットに比較的大型の圧縮機が複数台内蔵されており、それら圧縮機の運転台数や電動ファンの送風量等を制御することにより、各室内ユニットに適量の液冷媒あるいはガス冷媒を供給する。
【０００３】
大空間型空気調和機では、全ての圧縮機が運転される場合を考慮すると、室外ユニット側に大容量の熱交換器が必要となる。そこで、点検・保守用の外板（脱着式の化粧パネル）を除き、室外ユニットの外側面全体を熱交換面とし、室外ユニットの最大能力に応じた熱交換が行えるようにしたものが多い。そして、熱交換器は、製作および組立作業の容易化を図るべく、一般に複数枚（例えば、左右および中央の３枚）に分割したものが用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した大空間型空気調和機の室外ユニットでは、熱交換器を大容量とすることにより、装置が大型・大重量となることが避けられなかった。すなわち、圧縮機や電動ファンが必要とする容積が小さくても、熱交換面積を確保する都合上から装置の外郭が大きくなり、基板や天板にも大きなものを使用せざるを得なくなる。その結果、室外ユニットの搬送や建屋の屋上や敷地への設置が困難になる他、装置全体のコストも当然に上昇することになる。尚、室外ユニットにはガス冷媒や液冷媒の授受のためにサービスポートが設けられるが、この取付部も室外ユニットの大きさに影響を与え、これを外板から大きく突設させた場合、冷媒配管の接続作業等が困難になる問題もあった。
【０００５】
本発明は上記状況に鑑みなされたものであり、装置の小型化や熱交換性能の向上を実現した空気調和機の室外ユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１の発明では、背面中央部に設けられる平板の第１室外熱交換器と、この第１室外熱交換器の左右両側のそれぞれに設けられ、左右一対の前部支持ピラーの近傍に連続する略コ字形状の第２室外熱交換器と、前記左右一対の前部支持ピラーに支持される外板と、によりユニット外側面を形成し、前記第２熱交換器の側端部を前記前部支持ピラーの近傍で前記ユニット外側面から内方に向けて折り曲げて延設させるとともに、前記外板に前記第２熱交換器の延設部分に外気を案内するガイドを設けたことを特徴とする空気調和機の室外ユニットを提案する。
【０００７】
この発明によれば、室外ユニットの外形寸法を変えずに熱交換器を大きくすることができ、装置の小型化と熱交換性能の向上とが共に実現できる。
【０００９】
また、この発明によれば、ガイドに案内されることにより、電動ファンにより吸引された外気が熱交換器の延設部位を通過しやすくなり、熱交換効率が向上する。
【００１０】
また、請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記熱交換器の延設部分と前記ガイドとの間の空間にサービスバルブを配設したものを提案する。
【００１１】
この発明によれば、請求項１の発明の作用に加えて、サービスバルブがユニット外側面から突出しなくなり、冷媒配管の接続作業等が容易となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、１台の室外ユニット１と多数台の室内ユニット２とからなる空気調和機の概略構成図であり、同図中には実線で冷媒回路を示し、一点鎖線で電気回路を示してある。
【００１３】
室外ユニット１側には、第１〜第３圧縮機３〜５、電磁式の四方弁６、流量調整器７と液ライン弁８とが付設された第１〜第３室外熱交換器９〜１１、第１〜第３電動ファン１２〜１４、アキュムレータ１５等が設置されている。また、室内ユニット２側には、電動膨張弁３１、室内熱交換器３２、電動ファン３３等が設置されている。そして、室外ユニットと室内ユニットとを構成する機器は、ガス冷媒あるいは液冷媒の流通に供される冷媒配管４１〜６５により接続されている。図中、６６は第１〜第３室外熱交換器９〜１１のオイルパンを相互に連通する均油管であり、６７，６８は室外ユニット１側の冷媒配管５３，５８と室内ユニット２側の冷媒配管５４，５７との接続に供されるサービスバルブである。
【００１４】
本実施形態の場合、第１〜第３圧縮機３〜５は、いずれも容量が１０馬力のスクロール型定速圧縮機であり、それぞれにオイルセパレータ２１が付設されている。また、第１〜第３電動ファン１２〜１４のうち、第１，第３電動ファン１２，１４は三相モータを備えた定速型であるが、第２電動ファンは単相モータを備えた可変速型である。図１中、２２は四方弁６と室外熱交換器７〜９との間に介装された手動式の冷媒遮断弁であり、２３は各圧縮機３〜５への液冷媒の逆流を防止する逆止弁である。また、２４，２５は圧縮機冷却用の第１，第２リキッド弁である。そして、２６はアキュムレータ１５の下流に配設された低圧スイッチであり、２７は各圧縮機３〜５の下流に配設された高圧スイッチである。
【００１５】
室外ユニット１内には、ＣＰＵを始め、入出力インタフェースやＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成された室外側コントロールユニット（以下、室外側ＥＣＵと記す）７１が設置されている。室外側ＥＣＵ７１は、内蔵した制御プログラムや低圧スイッチ２６や高圧スイッチ２７を始めとする各種センサ等からの入力情報に基づき、各圧縮機３〜５や四方弁９、各電動ファン１２〜１４等を駆動制御する。
【００１６】
一方、室内ユニット２内には、ＣＰＵを始め、入出力インタフェースやＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成された室内側コントロールユニット（以下、室内側ＥＣＵと記す）７２が設置されている。室内側ＥＣＵ７２は、内蔵した制御プログラムや図示しないリモートコントローラおよび各種センサ等からの入力信号に基づき、電動膨張弁２１や電動ファン２５の駆動制御を行うと共に、室外側ＥＣＵ７１との間で相互に信号の授受を行う。
【００１７】
次に、冷房運転時における冷媒の流れを説明する。
【００１８】
アキュムレータ１５から冷媒配管６０〜６３を経由して第１〜第３圧縮機３〜５に吸引されたガス冷媒は、断熱圧縮されることにより高温の高圧ガス冷媒となって吐出される。吐出された高圧ガス冷媒は、冷媒配管４１〜４４を経由して、四方弁９により進路を制御された後、冷媒配管４６〜４９を経由して第１〜第３室外熱交換器９〜１１に流入する。高温高圧のガス冷媒は、これら室外熱交換器９〜１１内を通過する間に外気により冷却され、凝縮することによって液冷媒となった後、冷媒配管５０〜５５を経由して各室内ユニット２の電動膨張弁３１に流入する。
【００１９】
この際、室外側ＥＣＵ７１は、要求馬力等に応じて、第１〜第３圧縮機３〜５および第１〜第３電動ファン１２〜１４を適宜駆動制御する。また、第１〜第３圧縮機３〜５のいずれかがオーバヒートした際には、第１，第２リキッド弁２４，２５を適宜開放し、冷媒配管６４，６５を介して第１〜第３圧縮機３〜５に冷却用液冷媒を供給する。尚、空調運転を行わない場合、室外側ＥＣＵ７１は、液ライン弁８を閉鎖することにより、各圧縮機３〜５や各室外熱交換器９〜１１内での冷媒の寝込み（凝縮）を防止する。
【００２０】
液冷媒は、電動膨張弁３１で流量を制御された後、室内熱交換器３２に流入し、室内熱交換器３２内を通過する間に気化してガス冷媒となり、気化潜熱により電動ファン３３が送風した室内空気を冷却する。この際、室内側ＥＣＵ７２は、設定温度と室温との偏差に基づき電動ファン３３の回転数を制御すると共に、室内熱交換器２３の入口側冷媒温度と出口側冷媒温度との偏差が所定値（例えば、０〜１℃）となるように電動膨張弁２１の開弁量（弁体駆動用ステップモータのステップ数）を制御する。
【００２１】
室内熱交換器３２で気化したガス冷媒は、冷媒配管５６〜５８、四方弁６、冷媒配管５９を経由してアキュムレータ１５に流入し、冷媒配管６０〜６３から再び第１〜第３圧縮機３〜５に吸引される。
【００２２】
一方、暖房運転時には、四方弁６が破線で示すように切り換えられ、破線の矢印で示すように、冷媒の流れも冷房運転時とは逆になる。すなわち、第１〜第３圧縮機３〜５から吐出された高温の高圧ガス冷媒は、室内熱交換器３２に導入された後、室内熱交換器３２内を通過する間に凝縮して液冷媒となり、凝縮潜熱により電動ファン３３が送風した室内空気を加熱する。次に、液冷媒は、第１〜第３室外熱交換器９〜１１に流入し、その内部を通過する間に外気により加熱され、気化することによってガス冷媒となった後、アキュムレータ１５から第１〜第３圧縮機３〜５に再び吸入される。
【００２３】
以下、室外ユニット１の構造について説明する。
【００２４】
図２は室外ユニット１の平面図であり、図３は同正面図である。これらの図に示したように、室外ユニット１は、その外観形状が横長の直方体となっており、基板８１と天板８２との間には室外熱交換器９〜１１（図３には第１，第２室外熱交換器９，１１のみを示す）と脱着自在な化粧パネル（外板）８３とが配設されている。図中、８４は熱交換器９〜１１を保護する吸込グリルである。また、天板８１には円形の吹出口８５が３箇所等間隔に形成されており、これら吹出口８５には同心円形状の吹出グリル８６が装着されている。そして、外気は、図２に示したように室外ユニット１内には化粧パネル８３を除く外周全面から流入した後、図３に示したように各吹出口８５から排出される。図中、８７は室外ユニット１の四隅に配置された端部支持ピラーである。
【００２５】
図４は天板８２を外した状態の室外ユニット１の平面図であり、図５は化粧パネル８３を外すと共に第１，第２室外熱交換器９，１１の前面部分を切り欠いた状態の室外ユニット１の正面図である。これらの図に示したように、第１〜第３圧縮機３〜５は基板８１の中央部分に載置され、第１〜第３電動ファン１２〜１４は各吹出口８５の下方に配設されている。また、室外ユニット１には、その前面中央部に室外側ＥＣＵ７１等を収納した電装ボックス９１が配設されており、化粧パネル８３を外すことにより各種スイッチ類等にアクセスできる。図中、９２，９３は化粧パネル８３および電装ボックス９１の支持に供される左右一対の前部支持ピラー（外板）であり、基板８１と天板８２とに接合されている。
【００２６】
図４に示したように、室外ユニット１の背面中央部には平板の第２室外熱交換器１０が配置され、更に、第２室外熱交換器１０の左右端から前部支持ピラー９２，９３の近傍に連続するように、略コ字形状の第１，第３室外熱交換器９，１１が配置されている。本実施形態の場合、第１，第３室外熱交換器９，１１は、前部支持ピラー９２，９３の近傍で後方に向けて直角に曲げられて室外ユニット１の内方に延設された延設部９４を有している。また、図６（図３中の拡大Ａ−Ａ断面図）に示したように、両前部支持ピラー９２，９３の外側端部は、後方に折り曲げられた後、延設部９４の先端に向けて傾斜することにより、ガイド部９５を形成している。
【００２７】
これにより、室外ユニット１の体格が比較的小さいにも拘わらず、第１，第３室外熱交換器９，１１の面積を十分に大きくすることができた。また、室外ユニット１内に吸引される外気は、図６に示したように、ガイド部９５との間に形成された空間９６を通過することによって、第１，第３室外熱交換器９，１１の延設部９４に確実に導入され、高い熱交換効率を維持できた。図４，図５中、９７は第１室外熱交換器９と第２室外熱交換器１０との間に介装された第１連結板であり、９８は第２室外熱交換器１０と第３室外熱交換器１１との間に介装された第２連結板である。
【００２８】
一方、図７（図５中のＢ部拡大図）および図８（図７中のＣ矢視図）に示したように、左側前部支持ピラー９２と第１室外熱交換器９の延設部９４との間の空間には、前述したサービスバルブ６７，６８が配置されている。これにより、室外ユニット１側の冷媒配管５３，５８と室内ユニット２側の冷媒配管５４，５７との接続作業性が向上すると共に、ユニット内のスペースの有効利用が図られ、室外ユニット１からの配管類の突出量が少なくなって室外ユニット１の設置も容易に行えるようになった。尚、本実施形態では、両サービスバルブ６７，６８が左側前部支持ピラー９２の側面にねじ止めされているため、サービスバルブ専用のブラケット類が不要となった。
【００２９】
次に、本実施形態における圧縮機カバーについて説明する。
【００３０】
図９は第１〜第３圧縮機３〜５の上部を覆う圧縮機カバーの側面図であり、図１０は同圧縮機カバーの斜視図であり、図１１は同圧縮機カバーの分解斜視図である。これらの図に示したように、圧縮機カバー１０１は、前述した電装ボックス９１の背面に形成されており、電装ボックス９１背面のカバーステー１０２にねじ止めされた左右カバー１０３，１０４と、基板８１から立設して左右カバー１０３，１０４にねじ止めされた後部カバー１０５とから構成されている。
【００３１】
左右カバー１０３，１０４は、左右から突き合わせるかたちで結合され、電装ボックス９１と伴に箱状の覆いを構成すると共に、その上面が雨滴等を後方に流しやすくするように傾斜している。また、電装ボックス９１と左右カバー１０３，１０４とは、その下端が上下方向で略同一位置にあり、電気コネクタ等が配された第１〜第３圧縮機３〜５の上部を雨滴や塵埃等から十分に保護する。また、後部カバー１０５は、比較的後方に配置された第２圧縮機４を囲繞すると同時に、電装ボックス９１と共に左右カバー１０３，１０４を支持している。
【００３２】
このように、本実施形態の圧縮機カバー１０１では、その前面を電装ボックス９１により形成させるようにしたため、部品点数の増加を抑えることができ、かつ十分な剛性を確保できた。また、第１〜第３圧縮機３〜５の上部のみを覆うようにしたため、配管類（図示せず）等へのアクセスが容易になると共に、重量の軽減も実現できた。
【００３３】
図１２は、第２連結板９８の取付態様を示す分解斜視図である。この図に示すように、第２連結板９８は、スクリュー１１１を介して基板８１，天板８２および吸込グリル８４に締結されている。本実施形態では、第２連結板９８の取付部位において、吸込グリル８４に対して第３室外熱交換器１１の右端部が突出し、その外側に第２連結板９８が被さるかたちとなっている。第２連結板９８は、左右の吸込グリル８４に端部がラップする左右パネル部１１２，１１３と、内側に向けてコ字形状に屈曲形成されたピラー部１１４とからなっており、ピラー部１１４の左側面には多数の通風孔１１５が形成されている。
【００３４】
このように、本実施形態では、第２連結板９８をスクリュー１１１により締結するようにしたため、溶接接合やリベット接合等を採用したものに較べ、その脱着を極めて容易に行うことが可能となった。また、第２連結板９８にピラー部１１４を形成したことにより、第２連結板９８自体の剛性が向上する他、基板８１と天板８２との結合も強固に行われるようになった。更に、ピラー部１１４に多数の通風孔１１５を形成したため、図１３に示したように、第２連結板９８に覆われた第３室外熱交換器１１の右端部にも外気が十分に導入され、熱交換効率の低下を防ぐことができた。尚、図示はしないが、第１連結板９７についても、その形状や取付態様は第２連結板９８と略同様となっている。
【００３５】
図１４は基板８１および基板８１上での第１〜第３圧縮機３〜５の配置を示す平面図であり、図１５は図１４中の拡大Ｄ−Ｄ断面図である。これらの図に示したように、基板８１の下面には前後一対のサイドスティフナ１２１，１２２が配設される一方、これらサイドスティフナ１２１，１２２を連結するクロススティフナ１２３〜１２６が左右方向で４本配設されている。サイドスティフナ１２１，１２２とクロススティフナ１２３〜１２６とは、基板８１より厚めの鋼板を共にコ字断面に成形したものであり、基板８１に対して隅肉溶接等により固着されている。第１〜第３圧縮機３〜５は、４本の脚１３１を介して基板８１に載置されるが、それら脚１３１のうち少なくとも２本はサイドスティフナ１２１，１２２あるいはクロススティフナ１２３〜１２６上にある。図中、１３２は防振用ラバーであり、１３３はボルトである。
【００３６】
このように、本実施形態では、基板８１の下面にサイドスティフナ１２１，１２２おおびクロススティフナ１２３〜１２６を設けたことにより、基板の剛性および強度が非常に高くなり、外力に起因する室外ユニット１の振動や破損等が起こり難くなった。また、各圧縮機３〜５は、脚１３１がサイドスティフナ１２１，１２２あるいはクロススティフナ１２３〜１２６上に配置されることにより、基板８１に対して確実に支持され、運転時における振動等がよく抑えられるようになった。
【００３７】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれに限られるものではない。例えば、上記実施形態は本発明を３台の圧縮機と３枚の熱交換器とを有する室外ユニットに適用したものであるが、本発明は圧縮機の台数や熱交換器の枚数に拘わらず適用可能である。その他、各部材の形状や取付態様等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外板と共にユニット外側面を形成する熱交換器を有した空気調和機の室外ユニットであって、前記外板との接続部位近傍で前記熱交換器の側端部を前記ユニット外側面から内方に延設させるようにしたため、室外ユニットの外形寸法を変えずに熱交換器を大きくすることができ、装置の小型化と熱交換性能の向上とが共に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気調和機の概略構成図である。
【図２】室外ユニットの一実施形態を示す平面図である。
【図３】室外ユニットの一実施形態を示す正面図である。
【図４】天板８２を外した状態の室外ユニットの平面図である。
【図５】化粧パネルを外し状態の室外ユニットの正面図である。
【図６】図３中の拡大Ａ−Ａ断面図である。
【図７】図５中のＢ部拡大図である。
【図８】図７中のＣ矢視図である。
【図９】第１〜第３圧縮機の上部を覆う圧縮機カバーの側面図である。
【図１０】同圧縮機カバーの斜視図である。
【図１１】同圧縮機カバーの分解斜視図である。
【図１２】第２連結板の取付態様を示す分解斜視図である。
【図１３】第２連結板の作用を示す横断面図である。
【図１４】基板および基板上での圧縮機の配置を示す平面図である。
【図１５】図１４中の拡大Ｄ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
１  室外ユニット
３〜５  第１〜第３圧縮機
９〜１１  第１〜第３室外熱交換器
６７，６８  サービスバルブ
８１  基板
８２  天板
８３  化粧パネル
９２，９３  前部支持ピラー
９４  延設部
９５  ガイド部
９６  空間
９７，９８  第１，第２連結板
１０１  圧縮機カバー
１２１，１２２  サイドスティフナ
１２３〜１２６  クロススティフナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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