(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機１と室内熱交換器２とキャピラリ３と室外熱交換器４と四方弁５とを有する冷凍サイクルを備え、
かつ、室外熱交換器４の付近に送風機６を設け、
該圧縮機１と室外熱交換器４とは同じ室外機枠体７内に設け、
冷房運転時は四方弁５によって圧縮器１で加圧された高温冷媒が第一冷媒パイプ４ａから室外熱交換器４に流入し、
かつ、第一冷媒パイプ４ａを出口とする暖房運転時にはキャピラリ３を介して冷媒が第二冷媒パイプ４ｂから室外熱交換器４に流入し、
暖房運転時に室外熱交換器４を空冷運転する空気調和機において、
暖房運転時に冷媒が送られる第二冷媒パイプ４ｂを室外熱交換器４の下部に接続し、
高温となる圧縮機１もしくは圧縮機１の吐出パイプ１ａに放熱板８を取付け、
前記室外熱交換器４と送風機６とを連絡する送風路９と、圧縮機１や放熱板８の取付け部とを分離する仕切板１０を設け、
前記放熱板８の他端は仕切板１０で分離された第二冷媒パイプ４ｂ付近の室外熱交換器４の枠体４ｃに固定し、
かつ、放熱板８の先端の放熱片は第二冷媒パイプ４ｂ付近の室外熱交換器４の底面に向けて伸ばされており、
放熱板８を介して圧縮機１の熱を第二冷媒パイプ４ｂ付近の室外熱交換器４に放熱することを特徴とする空気調和機の室外機の除霜構造。
【請求項２】
前記放熱板８は室外熱交換器４の枠体４ｃから室外熱交換器４の底面に伸ばすと共に、
この室外熱交換器４の底面に伸ばした放熱板８は、二枚の放熱片８ａ・８ｂで構成して中央部に開放部８ｃを設け、該二枚の放熱片８ａ・８ｂは下部コーナ付近の放熱フィン４ｄに密着したことを特徴とする請求項１に記載した空気調和機の室外機の除霜構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は空気調和機の室外機内に設けた室外熱交換器の除霜構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の冷凍サイクルは圧縮機と室内熱交換器と室外熱交換器と四方弁で構成し、暖房運転と冷房運転の切換は四方弁を操作して行なっている。そして、暖房運転中に圧縮機で圧縮して高温高圧となる冷媒は、四方弁を介して室内熱交換器へ送られ、室内ファンの風が熱交換器を通過する時に暖められ、また、室内熱交換器内の冷媒は室内ファンの風で冷却されて液化する。
【０００３】
一方、液化した冷媒が送られる室外熱交換器の付近に送風機が備え付けられ、該室内熱交換器で放熱して液化した冷媒はキャピラリを通過する時に圧力を低下し、室外熱交換器内部で冷媒が気化するものである。そして、冷媒の気化熱によって室外熱交換器が冷却し、該熱交換器は送風機で送られる冬期の室外空気を更に冷却するものであり、気体となった冷媒は再び圧縮機へ戻ることを繰り返している。
【０００４】
この時、送風機の働きで室外熱交換器を通過する空気中の水蒸気は、冷却されて液化するものであり、室外熱交換器の温度が零度を切るとドレン水が氷結し、通過空気の障害となる。普通はこの状態になると一時的に四方弁を切換えて除霜運転を行なっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
暖房運転時に室外機の室外熱交換器の氷結が起こると、上記のように冷凍サイクルを冷房に切換えて室外熱交換器の除霜を行なうが、この時、冷媒が入る室外熱交換器の入口付近では優れた除霜効果が得られるが、冷媒の出口付近では既に熱交換が終了しており、冷媒の熱量が残っていないので速やかに室外熱交換器の氷を溶かし、除霜することができなかった。
【０００６】
普通は除霜の完了をタイマーのカウントアップや冷媒の温度検出によって行なっているが、室外熱交換器に氷が残ったままで完全に除霜できない状態にもかかわらず、除霜の完了の信号が出力されることがあり、このように室外熱交換器に氷が残っている状態で再び暖房運転を開始すると、残っていた氷が空気中の水蒸気に触れて急速に成長して次回の除霜運転までの暖房時間が短くなり、また、除霜運転の時間が更に長くかかるという問題点があった。
【０００７】
この為、室外熱交換器内の配管を複数本並列に形成して、除霜運転時に複数個所から高温高圧の冷媒を入れて全体が均一な高温にして、除霜運転時に溶けにくい部分の氷を早く溶かそうとする配管構造が実施されているが、このような複雑な配管構造でも完全に除霜が完了できる保証はなく、また、熱交換器のコストが大幅にアップするものであり、必ずしも最適方法とはいえなかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決する為に、圧縮機１と室内熱交換器２とキャピラリ３と室外熱交換器４と四方弁５とを有する冷凍サイクルを備え、かつ、室外熱交換器４の付近に送風機６を設け、該圧縮機１と室外熱交換器４とは同じ室外機枠体７内に設け、冷房運転時は四方弁５によって圧縮器１で加圧された高温冷媒が第一冷媒パイプ４ａから室外熱交換器４に流入し、かつ、第一冷媒パイプ４ａを出口とする暖房運転時にはキャピラリ３を介して冷媒が第二冷媒パイプ４ｂから室外熱交換器４に流入し、暖房運転時に室外熱交換器４を空冷運転する空気調和機において、暖房運転時に冷媒が送られる第二冷媒パイプ４ｂを室外熱交換器４の下部に接続し、高温となる圧縮機１もしくは圧縮機１の吐出パイプ１ａに放熱板８を取付け、前記室外熱交換器４と送風機６とを連絡する送風路９と、圧縮機１や放熱板８の取付け部とを分離する仕切板１０を設け、前記放熱板８の他端は仕切板１０で分離された第二冷媒パイプ４ｂ付近の室外熱交換器４の枠体４ｃに固定し、かつ、放熱板８の先端の放熱片は第二冷媒パイプ４ｂ付近の室外熱交換器４の底面に向けて伸ばされており、放熱板８を介して圧縮機１の熱を第二冷媒パイプ４ｂ付近の室外熱交換器４に放熱するようにしたものである。
【０００９】
また、前記放熱板８は室外熱交換器４の枠体４ｃから室外熱交換器４の底面に伸ばすと共に、この室外熱交換器４の底面に伸ばした放熱板８は、二枚の放熱片８ａ・８ｂで構成して中央部に開放部８ｃを設け、該二枚の放熱片８ａ・８ｂは下部コーナ付近の放熱フィン４ｄに密着することによって、付着した氷が溶けにくい室外熱交換器４の放熱フィン４ｄの下端部を重点的に伝熱によって加熱している。
【００１０】
【作用】
空気調和機を暖房運転すると、室内熱交換器２で冷媒の熱を放熱し、キャピラリ３を介して冷媒が送られる室外熱交換器４が冷却されるものであり、室外熱交換器４を通過する空気中の水蒸気は室外熱交換器４で冷却されて液化し、室外空気が低温の時には液化した水が放熱フィン４ｄの間で氷結し、室外熱交換器４の熱効率が極端に低下する。そして、この氷結を冷媒の温度変化などによって検出し、一時的な冷房運転によって高温の冷媒を室外熱交換器４に送って除霜運転を行なっている。
【００１１】
しかし、タイマーや冷媒の温度が復帰するなどによって除霜の完了を検出しても、実際には冷媒配管に直接触れない放熱フィン４ｄの付近などに氷が残っていることがあり、再度の暖房運転時に急速に氷が成長し、頻繁な除霜と暖房運転を繰り返すことになるものであった。
【００１２】
この発明では空気調和器が運転中の圧縮機１は運転しており、圧縮機１本体や圧縮機１の吐出パイプ１ａが高温度に維持されていることから、この部分に取付けた放熱板８の端を、室外熱交換器４で最も氷が残り易い、キャピラリ３と接続する第二冷媒パイプ４ｂ付近に固着したものである。
【００１３】
この為、除霜運転中で送風機６が回転していても、仕切板１０でカバーされた放熱板８は先端まで圧縮器１の発熱を伝熱するから、暖房中の着氷を抑えることができ、また、氷が成長して除霜運転を開始した時には、圧縮機１の発熱によって放熱フィン４ｄの氷を溶かすから、冷媒配管の氷が溶けた時には放熱フィン４ｄの氷も溶けており、確実に除霜が完了できたものである。
【００１４】
また、除霜を効率的に行なう為に複雑な冷媒配管を構成する代りに、単純な一本の冷媒配管で安価に構成した時にこの構造は特に有効であり、例えば、キャピラリ３に連絡する第二冷媒パイプ４ｂを室外熱交換器４の下部に接続すると、ドレンが流下し易くかつ送風機６の風が届きにくい室外熱交換器４の下部のコーナ部に着氷し易くなるが、先端を二枚の放熱片８ａ・８ｂで構成し、中央に開放部８ｃを設けた放熱板８を放熱フィン４ｄの下部コーナ付近に密着すれば、着氷した放熱フィン４ｄは効果的に加熱され、速やかに氷を溶かすことができた。また、発生したドレンは開放部８ｃから速やかに流下するものである。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例に示す図により構成を説明すると、１は圧縮機、４は室外熱交換器、６は送風機、７は室外機枠体であり、圧縮機１と室外熱交換器４と送風機６は室外機枠体７内に配置してある。２は室内熱交換器、１１は室内ファン、１２は室内機枠体であり、室内熱交換器２と室内ファン１１は室内機枠体１２内に配置してある。
【００１６】
１ａは圧縮機１の吐出パイプ、５は吐出パイプ１ａの端に取付けた四方弁、１３は四方弁５と圧縮機１とを連結する戻しパイプ、４ａは四方弁と室外熱交換器４を連絡する第一冷媒パイプ、１４は四方弁５と室内熱交換器２とを連結する第一接続管である。３は室外機枠体７内に設けたキャピラリ、４ｂはキャピラリ３と室外熱交換器４とを連絡する第二冷媒パイプ、１５はキャピラリ３と室内熱交換器２とを連結する第二接続管、４ｄは室外熱交換器４の放熱フィンである。
【００１７】
圧縮機１と室内熱交換器２とキャピラリ３と室外熱交換器４と四方弁５は冷・暖房可能な冷凍サイクルを構成しており、暖房運転時に圧縮機１で高温高圧となった冷媒は四方弁５で室内熱交換器２に送られて液化し、該液化した冷媒がキャピラリ３を経て室外熱交換器４へ送られ、該室外熱交換器４内で気化するものである。そして、冷媒の気化によって低温となった室外熱交換器４を通過する室外空気は冷却されて冷媒の気化を促進し、一方、気体となった冷媒は再び四方弁５を介して圧縮機１に戻されて、冷凍サイクル運転を行なっている。
【００１８】
このように暖房運転時に室内熱交換器２で液化した冷媒が室外熱交換器４で気化する時、気化熱によって強く室外熱交換器４冷却しており、室外熱交換器４の放熱フィン４ｄの間を通過する冷却される空気中に含まれる水蒸気は、低温となった室外熱交換器４の放熱フィン４ｄに触れて液化して水となる。一方、放熱フィン４ｄの間を通過する冷却空気の温度が低い時には、冷却空気に含まれる水蒸気が室外熱交換器４の表面で液化するだけでなく、霜や氷になるものである。
【００１９】
１６は室内熱交換器２の冷媒配管に取付けた霜検出センサーであり、室外熱交換器４に霜付きが起きると、熱交換効率が悪化して冷媒が室外熱交換器４で完全に気化できず、この結果循環路を流れる冷媒の温度バランスが崩れ、冷媒温度を測定する為に適当な位置に取付けた温度センサーで霜付きを検出することができる。そして、霜付きを検出すると四方弁５が切換わり、圧縮機１で高温高圧となった冷媒が凍結した室外熱交換器４に送られて、冷房運転と実質的に同じ除霜運転を行う。
【００２０】
室外熱交換器４に送られる高温の冷媒によって、室外熱交換器４に付着した霜や氷を溶かすことができ、室外熱交換器４の冷媒配管に霜や氷が付着しなくなれば、冷媒の温度は安定するから、前記霜検出センサー１６が霜なしを検出して再び四方弁５が切り代わって、除霜運転から暖房運転を開始するものである。
【００２１】
しかし、冷媒配管の付近に霜や氷がなくなっても、室外熱交換器４の放熱フィン４ｄに霜や氷が残っている時があり、このような時に暖房運転を開始すると、冷却空気中の水蒸気に触れて霜や氷が急速に成長し、短時間に再び霜検出センサー１６が霜付きを検出して、次回は長時間にわたって暖房運転を停止しなければならなかった。この為、除霜の完了をタイマーによって設定する時もあるが、完全を狙う程除霜時間が長くなって暖房時間が短くなり、また、この長くした時間でも完全に除霜できたという保証はないものである。
【００２２】
８は高温となる圧縮器１の本体や圧縮器１の吐出パイプ１ａに取付けた放熱板、９は室外熱交換器４と送風機６とを連絡する送風路、１０は送風路９と圧縮機１や四方弁５などを設けた機構部とを分離する仕切板であり、送風機６を運転しても圧縮機１付近には空気流が生れないようにしている。従って、前記放熱板８は送風機６を運転しても、空気流によって冷却されることはない。
【００２３】
４ｃは室外熱交換器４を構成する放熱フィン４ｄや冷媒配管を支える室外熱交換器の枠体であり、前記放熱板８の端は枠体４ｃに密着固定したり、放熱フィン４ｄに向けて伸ばしている。この放熱板８の取付け位置は実験によって定まるものであり、空気調和器を運転して除霜運転の完了時にまだ霜が残っている部分があれば、この部分に放熱板８の端を取付けて、暖房運転時において放熱板８を介して室外熱交換器４へ圧縮器１の発熱を伝熱し、霜付き現象の発生を遅らせるものである。
【００２４】
この為、確実に暖房運転時間を長くすることができるが、室外熱交換器４の霜付き現象を止めることはできず、この霜付きを霜検出センサー１６が検出して除霜運転を開始することになる。しかし、この時も放熱板８は圧縮器１の発熱を室外熱交換器４に伝熱するから、速やかに霜や氷がとけるようになる。
【００２５】
また、放熱板８の取付け位置は霜の残り易いところに設定しており、放熱板８の端を放熱フィン４ｄに密着したり、空気流の上流側に伸ばすなどの構造によって、放熱フィン４ｄに付着した霜は圧縮器１の熱量で容易にとけるから、全体の除霜時間は従来よりも短くなり、霜取完了を検出した時には、従来の霜が残るところは既に放熱板８によって重点的に霜がとけているから、霜検出センサー１６が霜なしを検出した時にはすっかり霜はなくなっており、次回の暖房運転が正常行なわれるものである。
【００２６】
このようにこの発明ではかなり効果的に除霜が行なわれるから、室外熱交換器４の冷媒配管を分岐して複雑にしなくとも安価な一本の配管ですませることが可能になる。即ち、キャピラリ３に連結する第二冷却パイプ４ｂを室外熱交換器４の下部に接続し、室外熱交換器の上部に第一冷却パイプ４ａを設けて四方弁５と連結する構造とした場合、霜や氷がつき易い部分は第二冷却パイプ４ｂの取付け付近になる。
【００２７】
図に示す実施例はこの構造に対応したものであり、８ａ・８ｂは室外熱交換器４の底面に伸ばした放熱板８の先端部の放熱片、８ｃは二つの放熱片８ａ・８ｂの間で形成した開放部である。放熱板８の形状をこのような構造にすると霜や氷が付き易い第二冷却パイプ４ｂを下部に位置させる簡単な構造では、送風機６の風が通りにくいこともあって、霜が残る部分が放熱フィン４ｄの下部コーナ部に集中しており、冷媒の熱量で冷媒配管付近の霜や氷がとけてもこの部分には氷が残り、再開した暖房運転時に急速に氷が成長することになる。
【００２８】
この発明のように放熱板８の先端を二分して放熱片８ａ・８ｂを設ければ、集中して霜や氷を溶かし、開放部４ｃから冷媒配管などの熱でとけた水を速やかに流下させることができる。従って、簡単な冷媒配管構造だから冷媒の熱量で除霜する為の時間はそれほど短縮できなくとも、除霜終了検出時には確実に霜取が完了しているようになったものである。
【００２９】
【発明の効果】
この発明では暖房・冷房・除霜運転中の圧縮機１や圧縮機１の吐出パイプ１ａが高温度に維持されることから、この部分に放熱板８を取付け、この放熱板８のの端を最も氷が残り易い室外熱交換器４の枠体や放熱フィン４ｄに固着したものである。この為、暖房中にあってはキャピラリ３の後で大きな気化熱が発生する部分に圧縮器１からの放熱が伝えられるから、氷の発生が遅れるものであり、除霜運転を開始した時に付着している氷の量が少なくなるものである。
【００３０】
また、除霜運転中の放熱板８は圧縮器１もしくは吐出パイプ１ａからの熱量を室外熱交換器４に伝えており、冷媒が逆流して第一冷媒パイプ４ａから室外熱交換器４に入り、第二冷媒パイプ４ｂからキャピラリ３に向けて流れることによって、冷媒の持つ熱量が室外熱交換器４の途中で放熱を完了し、最も氷結が激しい第二冷媒パイプ４ｂ付近の氷が溶けにくくなっていても、この氷の一部は放熱板８を配置しておくことによって、速やかに溶かすことができ、除霜運転が単時間で終了し、暖房運転を開始することができた。
【００３１】
この時、具体的な放熱板８の取付け位置として、暖房運転時に冷媒が室外熱交換器４に送られる第二冷媒パイプ４ｂ付近が好ましい位置であり、この部分は一番始めに結露水が氷結する部分であるから、この部分の室外熱交換器４に放熱板８を取付けることによって、氷結の開始を送られることができ、長時間の連続して暖房運転ができるようになった。
【００３２】
また、室内熱交換器２で放熱して液化した冷媒が、室外熱交換器４に流入する第二冷媒パイプ４ｂ付近は、特に氷結し易いところであるから、この部分を室外熱交換器４の中でも送風機６の空気が流れ易く氷結しにくい中央部に位置させることが行なわれているが、室外熱交換器４の内部の冷媒配管を複雑にしなければならなかった。しかし、この発明では、圧縮器１の放熱を導いて氷結しにくくしており、最も単純な一本の冷媒配管でも構成することができ、室外熱交換器４の構造が非常にシンプルになるものである。
【００３３】
また、室外熱交換器４の上部に四方弁５に接続する第一冷媒パイプ４ａを設け、室外熱交換器４の下部にキャピラリ３と接続する第二冷媒パイプ４ｂを配置する構造が単純で好まれるが、この場合、放熱板８の先端に二枚の放熱片８ａ・８ｂを形成し、二枚の放熱片８ａ・８ｂを放熱フィン４ｄの下部コーナ付近に密着すれば、冷媒配管から離れた氷のつき易い放熱フィン４ｄに付着した氷を放熱板８が溶かすことができ、冷媒配管に付着する氷が溶けた時が除霜の完了となり、確実に次回の暖房運転が可能となった。
【００３４】
更に、放熱板８の端の放熱片８ａ・８ｂの間に開放部８ｃを設けたから、該開放部８ｃがドレン水の排出部となり、また、冷媒配管を避けることができたから、冷媒配管を流れる冷媒の熱量で冷媒配管付近の氷を溶かすことができ、また、放熱フィン４ｄに残った氷は放熱片８ａ・８ｂの熱量で確実に取去ることができたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例となる除霜構造を示す空気調和器の室内機と室外機の断面図である。
【図２】本発明の一実施例となる空気調和機の室外機の縦断面図である。
【図３】本発明の一実施例を示す部品の斜視図である。
【符号の説明】
１    圧縮機
１ａ  吐出パイプ
２    室内熱交換器
３    キャピラリ
４    室外熱交換器
４ａ  第一冷媒パイプ
４ｂ  第二冷媒パイプ
４ｃ  枠体
４ｄ  放熱フィン
５    四方弁
６    送風機
７    室外機枠体
８    放熱板
８ａ  放熱片
８ｂ  放熱片
８ｃ  開放部
９    送風路
１０    仕切板
【図１】
0003596218.tif 000002
【図２】
0003596218.tif 000003
【図３】
0003596218.tif 000004