(57)【要約】【課題】ヒートパイプによる凍結防止機能を向上させた室外機を提供する。【解決手段】室内機および室外機からなるセパレート型の空気調和機等において、室外機の底板１０には、室外熱交換器２０から発生する結露水を室外機の外に排出するための排水溝１１および排水孔１２が形成されていると共に、室外機の中での結露水の凍結を防止するためのヒートパイプ１３が備えられている。ヒートパイプ１３は、底板１０に対し、金属製の固定部材１４によって所定の位置に固定されていると共に、固定部材１４に対して溶接固定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に室外熱交換器を備えている室外機であって、
前記室外機の底板には、前記室外熱交換器から発生する結露水を前記室外機の外に排出するための排水溝および排水孔が形成されていると共に、前記室外機の中での結露水の凍結を防止するためのヒートパイプが備えられており、
前記ヒートパイプは、前記底板に対し、金属製の固定部材によって所定の位置に固定されていることを特徴とする室外機。
【請求項２】
請求項１に記載の室外機であって、
前記ヒートパイプは、前記固定部材に対して溶接固定されていることを特徴とする室外機。
【請求項３】
内部に室外熱交換器を備えている室外機であって、
前記室外機の底板には、前記室外熱交換器から発生する結露水を前記室外機の外に排出するための排水溝および排水孔が形成されていると共に、前記室外機の中での結露水の凍結を防止するためのヒートパイプが備えられており、
前記ヒートパイプは、前記底板に対して直接溶接されて固定されていることを特徴とする室外機。
【請求項４】
請求項３に記載の室外機であって、
前記ヒートパイプを前記底板に対して溶接固定する箇所では、前記底板の一部をなす金属板にて前記ヒートパイプを巻き込むように固定していることを特徴とする室外機。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載の室外機であって、
前記ヒートパイプは、平面視で前記排水孔の形成領域に重畳するように配置されると共に、
前記ヒートパイプは、前記排水孔との重畳部分において下方に屈曲され、前記排水孔内に入り込むように配置されていることを特徴とする室外機。
【請求項６】
室内機および室外機からなるセパレート型の空気調和機であって、
前記室外機は、前記請求項１から５の何れか１項に記載の室外機であることを特徴とする空気調和機。
【請求項７】
給湯タンクおよび室外機からなるヒートポンプ式給湯機であって、
前記室外機は、前記請求項１から５の何れか１項に記載の室外機であることを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室外熱交換器を備えている室外機、およびこれを備えたセパレート型の空気調和機やヒートポンプ式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
セパレート型の空気調和機は、通常、室内機において室内熱交換器を備え、室外機において室外熱交換器、圧縮機および膨張弁を備えている。また、空気調和機は、冷媒の流路を切り替えるための各種弁（四方弁等）を有しており、弁の切り替えによって暖房運転と冷房運転とを切り替えることができる。すなわち、暖房運転時には、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器、圧縮機の順に冷媒を循環させ、室内熱交換器を凝縮器として機能させ、室外熱交換器を蒸発器として機能させる。逆に、冷房運転時には、室外熱交換器、膨張弁、室内熱交換器、圧縮機の順に冷媒を循環させ、室外熱交換器を凝縮器として機能させ、室内熱交換器を蒸発器として機能させる。
【０００３】
空気調和機の暖房運転時には室外熱交換器が蒸発器として機能するため、室外熱交換器において結露が生じる。この結露は、冬季には霜となって室外熱交換器に付着するため、空気調和機では、付着した霜を融かし結露水（除霜水）として、室外機の外へ排出するために除霜運転が行われる。このため、室外機は、発生した結露水を室外機の機外に排出するための構造を有している。具体的には、室外機の底板において、室外熱交換器の下方に排水溝および排水孔を形成している。結露水は、重力によって室外熱交換器から排水溝に落ち、排水溝に沿って排水孔に案内され、排水孔から機外に排出されるようになっている。
【０００４】
このような空気調和機において、特に寒冷地での暖房運転時には、結露水が機外へ排出される前に凍結し、排水溝や排水孔を塞ぐ虞がある。排水溝や排水孔が凍結した結露水によって塞がれると、室外機の機内に結露水が堆積し、堆積した結露水がさらに凍結することによって室外機に破損が生じる虞がある。
【０００５】
特許文献１〜４には、室外熱交換器の下方、特に排水溝や排水孔の周囲にヒートパイプを配することで結露水の凍結を防止する空気調和機が開示されている。結露水の凍結防止に用いられるヒートパイプは、室外熱交換器に対して適切な位置で固定される必要がある。このため、ヒートパイプは、複数の固定部材を用いて室外機の底板に固定されるようになっている。
【０００６】
従来の空気調和機では、ヒートパイプの固定部材として、樹脂製やゴム製の固定部材が用いられる（特許文献４参照）。これは、室外機には圧縮機の動作等によって振動が生じるものであり、このような振動からヒートパイプを保護するためである。具体的には、室外機の振動によってヒートパイプと固定部材との間に擦れが発生し、この擦れによってヒートパイプが破損することを、樹脂製やゴム製の固定部材を用いることで防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２４９４６５号公報
【特許文献２】特開２００７−１０２６９号公報
【特許文献３】特開２０１０−１１２５７５号公報
【特許文献４】実開昭６０−３８１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の空気調和機では、ヒートパイプの固定に熱導電性の低い樹脂製やゴム製の固定部材を用いることで、固定部材の周囲ではヒートパイプからの熱の放出が阻害される。このため、固定部材を用いたヒートパイプの固定箇所で結露水の凍結が発生しやすく、これが起点となって周囲に凍結が拡がる虞がある。また、同様の課題は、空気調和機に限らず、室外機を備えたヒートポンプ式給湯器でも発生する。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ヒートパイプによる凍結防止機能を向上させた室外機、およびこれを備えた空気調和機やヒートポンプ式給湯器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の室外機は、内部に室外熱交換器を備えている室外機であって、前記室外機の底板には、前記室外熱交換器から発生する結露水を前記室外機の外に排出するための排水溝および排水孔が形成されていると共に、前記室外機の中での結露水の凍結を防止するためのヒートパイプが備えられており、前記ヒートパイプは、前記底板に対し、金属製の固定部材によって所定の位置に固定されていることを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、固定部材を金属製とすることで、固定部材の周囲でヒートパイプからの熱の放出が阻害されにくくなる。このため、固定部材の周囲で結露水の凍結が発生し、その凍結が起点となって周囲に凍結が拡がるといった不具合を低減できる。
【００１２】
また、上記室外機では、前記ヒートパイプは、前記固定部材に対して溶接固定されている構成とすることができる。
【００１３】
上記の構成によれば、ヒートパイプと固定部材とが溶接によって強固に接合されるため、室外機において圧縮機の動作等により振動が生じても、ヒートパイプと固定部材との間に擦れが発生することを防止できる。すなわち、ヒートパイプと固定部材との間の擦れによってヒートパイプが破損することを防止できる。
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明の第２の態様の室外機は、内部に室外熱交換器を備えている室外機であって、前記室外機の底板には、前記室外熱交換器から発生する結露水を前記室外機の外に排出するための排水溝および排水孔が形成されていると共に、前記室外機の中での結露水の凍結を防止するためのヒートパイプが備えられており、前記ヒートパイプは、前記底板に対して直接溶接されて固定されていることを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、ヒートパイプを底板に直接固定することで、ヒートパイプからの熱の放出が阻害されにくくなる。このため、ヒートパイプの固定箇所の周囲で結露水の凍結が発生し、その凍結が起点となって周囲に凍結が拡がるといった不具合を低減できる。
【００１６】
また、ヒートパイプと底板とが溶接によって強固に接合されるため、室外機において圧縮機の動作等により振動が生じても、ヒートパイプの固定箇所において、ヒートパイプと底板との間に擦れが発生することを防止できる。すなわち、ヒートパイプと底板との間の擦れによってヒートパイプが破損することを防止できる。
【００１７】
また、上記室外機は、前記ヒートパイプを前記底板に対して溶接固定する箇所では、前記底板の一部をなす金属板にて前記ヒートパイプを巻き込むように固定している構成とすることができる。
【００１８】
上記の構成によれば、底板に対してヒートパイプをより強固に固定することができる。
【００１９】
また、上記室外機では、前記ヒートパイプは、平面視で前記排水孔の形成領域に重畳するように配置されると共に、前記ヒートパイプは、前記排水孔との重畳部分において下方に屈曲され、前記排水孔内に入り込むように配置されている構成とすることができる。
【００２０】
上記の構成によれば、ヒートパイプを排水孔内に入り込むように配置することで、排水孔内での結露水の凍結をより確実に防止できる。すなわち、室外機における結露水の排出機能をより確実に維持できる。
【００２１】
本発明の第３の態様の空気調和機は、室内機および室外機からなるセパレート型の空気調和機であって、前記室外機は、上記記載の室外機であることを特徴としている。
【００２２】
本発明の第４の態様のヒートポンプ式給湯機は、給湯タンクおよび室外機からなるヒートポンプ式給湯機であって、前記室外機は、上記記載の室外機であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の室外機、空気調和機およびヒートポンプ式給湯機は、ヒートパイプの固定箇所でも熱の放出が阻害されにくくなるため、ヒートパイプの固定箇所の周囲で結露水の凍結が発生し、その凍結が起点となって周囲に凍結が拡がるといった不具合を低減できるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態１に係る空気調和機の室外機において、室外機の底板に対するヒートパイプの配置例を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１におけるヒートパイプの固定構造を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、ヒートパイプの内部に高温の冷媒を流す方法を説明する図である。
【図４】実施の形態２におけるヒートパイプの固定構造を示す断面図である。
【図５】実施の形態２におけるヒートパイプの固定構造の変形例を示す断面図である。
【図６】実施の形態３におけるヒートパイプの固定構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図７】実施の形態３におけるヒートパイプの固定構造の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、室内機および室外機からなるセパレート型の空気調和機を例示し、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態１に係る空気調和機の室外機において、室外機の底板に対するヒートパイプの配置例を示す斜視図である。尚、本発明の空気調和機において、室内機および室外機のシステム構成は、公知の空気調和機と基本的に同じであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２６】
図１に示すように、室外機の底板１０は、金属製であり、排水溝１１および排水孔１２が形成されている。排水溝１１の上方には室外熱交換器２０（図２参照）が配置されるようになっており、排水溝１１の形状は、室外熱交換器２０の平面視形状に対応している。排水溝１１の領域内には、複数の排水孔１２が形成されている。
【００２７】
空気調和機の暖房運転時、室外熱交換器２０には結露が発生する。この結露は、冬季には霜となって室外熱交換器２０に付着する。空気調和機では、付着した霜を融かし結露水（除霜水）として、室外機の外へ排出するために除霜運転が行われる。より具体的には、発生した結露水は、室外熱交換器２０から排水溝１１に落下し、排水溝１１に沿って排水孔１２に案内され、排水孔１２から機外に排出される。
【００２８】
室外機の底板１０には、排水溝１１に落下した結露水が凍結して排水溝１１や排水孔１２を塞ぐことのないように、凍結防止用のヒートパイプ１３が設けられている。ヒートパイプ１３は、結露水の凍結を効果的に防止できるような配置にて、排水溝１１の領域内に配設される。図１に示す例では、ヒートパイプ１３は、排水溝１１の外縁部に沿って、排水溝１１のほぼ全体を囲むように配設されている。
【００２９】
ヒートパイプ１３は、その内部に比較的高温の冷媒を流し、排水溝１１に流れ込んだ結露水を加熱することによって結露水の凍結を防止するものである。ヒートパイプ１３は、高温冷媒の熱を結露水に伝えやすいように金属製のパイプとされている。
【００３０】
ヒートパイプ１３の取付位置は、室外熱交換器２０との距離などが重要となる。そのため、ヒートパイプ１３は、図２に示すように、固定部材１４を用いて底板１０に対して所定の位置関係となるように取り付けられる。尚、固定部材１４は、図１においては図示を省略しているが、ヒートパイプ１３を所定の位置に確実に固定できる程度に、ヒートパイプ１３に対して複数使用される。
【００３１】
本実施の形態１において、固定部材１４は、ヒートパイプ１３からの熱伝導を妨げないように、金属製の部材とされる。固定部材１４は、台座部１４Ａとパイプ取付部１４Ｂとを有しており、台座部１４Ａが例えば溶接によって底板１０に固定され、パイプ取付部１４Ｂにヒートパイプ１３を取り付ける構成とされている。パイプ取付部１４Ｂでは、例えば、２枚の板状部分を塑性変形させてヒートパイプ１３を挟み込むように取り付けることができる。さらに、パイプ取付部１４Ｂでは、ヒートパイプ１３と固定部材１４とが溶接によって接合される。
【００３２】
このように、本実施の形態１に係る空気調和機では、固定部材１４を金属製とすることで、固定部材１４の周囲でヒートパイプ１３からの熱の放出が阻害されにくくなる。このため、固定部材１４の周囲で結露水の凍結が発生し、その凍結が起点となって周囲に凍結が拡がるといった不具合を低減できる。
【００３３】
また、本実施の形態１に係る空気調和機では、ヒートパイプ１３と固定部材１４とが溶接によって強固に接合されるため、室外機において圧縮機の動作等により振動が生じても、ヒートパイプ１３と固定部材１４との間に擦れが発生することを防止できる。すなわち、ヒートパイプ１３と固定部材１４との間の擦れによってヒートパイプ１３が破損することを防止できる。
【００３４】
尚、図２では、固定部材１４と底板１０との間も溶接によって接合されているが、本発明はこれに限定されるものではない。固定部材１４は、溶接以外の方法、例えばビス止め（ネジ止め）等によって底板１０に取り付けられていてもよい。
【００３５】
本実施の形態１に係る空気調和機では、固定部材１４を用いてヒートパイプ１３を底板１０に固定することにより、ヒートパイプ１３を底板１０からある程度離した状態で固定できる。このため、室外機に生じる振動によってヒートパイプ１３と底板１０との間で接触が生じ、騒音を発生させるといった不具合を防止できる。
【００３６】
ヒートパイプ１３には、上述したように、その内部に比較的高温の冷媒が流される。ヒートパイプ１３に高温の冷媒を流す方法としては、公知の何れの方法も適用可能であるが、例えば、以下の（方法１）〜（方法３）などが挙げられる。
【００３７】
（方法１）図３（ａ）に示すように、空気調和機の暖房サイクルの配管の一部をヒートパイプ１３として兼用する。具体的には、室内熱交換器と膨張弁との間の配管をヒートパイプ１３に使用する。暖房運転時には、暖房サイクルを流れる冷媒は、圧縮機によって高温高圧のガスとされて室内熱交換器に送られ、その熱が室内の暖房に利用される。室内熱交換器を通過した後の冷媒は、膨張器を通過するまでは比較的高温であるため、室内熱交換器と膨張弁との間の配管をヒートパイプ１３に使用することで、暖房後の排熱を結露水の凍結防止に利用することができる。
【００３８】
（方法２）図３（ｂ）に示すように、空気調和機の暖房サイクルの配管にヒートパイプ１３を接触させ、暖房サイクルの配管からヒートパイプ１３へ熱を移動させる。この方法でも、ヒートパイプ１３を接触させる配管を、室内熱交換器と膨張弁との間の配管とすれば、暖房後の排熱を結露水の凍結防止に利用することができる。
【００３９】
（方法３）図３（ｃ）に示すように、ヒートパイプ１３にヒータ１６を接触させ（もしくはヒートパイプ１３内にヒータ１６を内蔵させ）、ヒートパイプ１３にヒータ１６から直接熱を与える。
【００４０】
尚、（方法２）における暖房サイクルの配管とヒートパイプ１３との接触箇所、および（方法３）におけるヒータ１６の配置箇所は、ヒートパイプ１３における他の箇所よりも低い位置とすることが好ましい。これにより、ヒートパイプ１３内の冷媒を良好に対流させることができる。
【００４１】
〔実施の形態２〕
上記実施の形態１では、固定部材１４を用いてヒートパイプ１３を底板１０に固定する構造とした。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、図４に示すように、ヒートパイプ１３を底板１０に直接溶接して固定するものであってもよい。この場合、底板１０に対するヒートパイプ１３の溶接は、複数箇所でのスポット溶接とすることが好ましい。
【００４２】
また、図５に示すように、底板１０の一部をなす金属板を、ヒートパイプ１３を巻き込むように変形可能な形状とし、このように変形された底板１０の一部の金属板によって固定部１５を形成してもよい。これにより、底板１０に対してヒートパイプ１３をより強固に固定することができる。無論、固定部１５においても、ヒートパイプ１３は底板１０に対して溶接接合される。
【００４３】
本実施の形態２に係る空気調和機では、ヒートパイプ１３を底板１０に直接固定することで、ヒートパイプ１３からの熱の放出が阻害されにくくなる。このため、ヒートパイプ１３の固定箇所の周囲で結露水の凍結が発生し、その凍結が起点となって周囲に凍結が拡がるといった不具合を低減できる。
【００４４】
また、本実施の形態２に係る空気調和機では、ヒートパイプ１３と底板１０とが溶接によって強固に接合されるため、室外機において圧縮機の動作等により振動が生じても、ヒートパイプ１３の固定箇所において、ヒートパイプ１３と底板１０との間に擦れが発生することを防止できる。すなわち、ヒートパイプ１３と底板１０との間の擦れによってヒートパイプ１３が破損することを防止できる。
【００４５】
尚、本実施の形態２に係る空気調和機は、ヒートパイプ１３を溶接によって底板１０に直接固定する構造であるため、ヒートパイプ１３は底板１０に近接した状態で固定される。このため、溶接によるヒートパイプ１３の固定箇所が少なければ、固定箇所以外では室外機に生じる振動によってヒートパイプ１３と底板１０との間で接触が生じ、騒音を発生させる恐れがある。しかしながら、このような騒音の発生も、溶接による固定箇所を増やせば容易に防止可能である。
【００４６】
〔実施の形態３〕
本実施の形態３に係る空気調和機は、排水孔１２に対するヒートパイプ１３の取付構造の好適例を示すものである。図６（ａ），（ｂ）は、本実施の形態３におけるヒートパイプ１３の固定構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【００４７】
図６（ａ）に示すように、ヒートパイプ１３は、平面視で排水孔１２の形成領域に重畳するように配置される。より具体的には、排水孔１２の外縁の少なくとも一部に沿って配置される。さらに、図６（ｂ）に示すように、ヒートパイプ１３は、排水孔１２との重畳部分において下方に屈曲され、排水孔１２内に入り込むように配置される。
【００４８】
またこの際、図７に示すように、底板１０の一部にあらかじめヒートパイプ１３を入り込ましておき、パイプ同士を溶接またはロウ付けできる構造としてもいい。これにより、生産性も向上することができる。
【００４９】
このように、本実施の形態３に係る空気調和機では、ヒートパイプ１３を排水孔１２内に入り込むように配置することで、排水孔１２内での結露水の凍結をより確実に防止できる。すなわち、室外機における結露水の排出機能をより確実に維持できる。
【００５０】
尚、ヒートパイプ１３を下方に屈曲させて排水孔１２内に入り込ませた構造では、屈曲されたヒートパイプ１３が排水孔１２のエッジ部分に接触しやすくなる。このようなヒートパイプ１３と排水孔１２のエッジとの接触を防止するためには、図６（ｂ）に示すように、排水孔１２のエッジ近傍でヒートパイプ１３を底板１０に固定するような溶接を行うことが好ましい。
【００５１】
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５２】
例えば本実施の形態では、排水孔は複数設けられているが、一つのものであって良い。
【００５３】
また、本実施の形態では、セパレート型空気調和機を例示して本発明を説明したが、本発明は給湯タンクおよび室外機からなるヒートポンプ式給湯機にも適用できる。ヒートポンプ式給湯機では、空気調和機における室内熱交換器に代えて水冷媒熱交換器が使用されるが、室外機の基本的な構成は空気調和機と類似している。
【００５４】
すなわち、ヒートポンプ式給湯機の室外機は、圧縮機、室外熱交換器、水冷媒熱交換器を有する。なお、水冷媒熱交換器が、室外機ではなく、給湯タンク内に設けられるヒートポンプ式給湯機も存在するものもあるが、室外熱交換器は室外機に設けられている。ヒートポンプ式給湯機の室外機においても、給湯運転時、室外熱交換器には結露が発生し、この結露は冬季には霜となって室外熱交換器に付着するため、除霜機能及び結露水の排水構造は必要である。したがって、上述したセパレート型空気調和機の室外機の実施形態１〜３の構造を、ヒートポンプ式給湯機の室外機に適用することで、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０    底板
１１    排水溝
１２    排水孔
１３    ヒートパイプ
１４    固定部材
１４Ａ  台座部
１４Ｂ  パイプ取付部
１５    固定部
１６    ヒータ
２０    室外熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2019100631.tif 000006
【図５】
2019100631.tif 000007
【図６】
2019100631.tif 000008
【図７】
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