(57)【要約】【課題】角部を有効活用でき、熱交換性能を向上させることができる熱源機を提供する。【解決手段】実施形態の熱源機１は、送風機４と、送風機４によって送風される複数の熱交換器３を備え、それぞれの熱交換器３は、熱源機１の外周面に沿って配置されるとともに少なくとも一部が平板状に形成され、熱源機１の角部において当該平板状の部位の端部を互いに対向された状態に配置され、当該平板状の部位の端部が熱源機１の内側に向かって傾斜する傾斜状になっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機と、前記送風機によって送風される複数の熱交換器を備えた熱源機であって、
それぞれの前記熱交換器は、熱源機の外周面に沿って配置されるとともに少なくとも一部が平板状に形成され、熱源機の角部において当該平板状の部位の端部を互いに対向された状態に配置され、当該平板状の部位の対向された端部が熱源機の内側に向かって傾斜する傾斜状になっていることを特徴とする熱源機。
【請求項２】
それぞれの前記熱交換器は、断面が長辺と当該長辺よりも短い短辺とを有するＬ字状に形成されており、熱源機の角部において平板状の部位であるＬ字状長辺の端部を互いに対向させた状態に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の熱源機。
【請求項３】
前記熱交換器は、所定の間隔で配置されている薄板状の複数枚のフィンと前記フィンに挿入されているチューブとを有するフィンチューブ型のものであり、
前記チューブは、前記フィンの幅方向において複数列設けられており、
前記熱交換器の平板状の部位は、前記チューブの列数に応じて内側ほど短くなり端部が段差状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の熱源機。
【請求項４】
前記熱交換器は、熱源機の高さ方向に重ねて配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の熱源機。
【請求項５】
それぞれの前記熱交換器は、同一形状に形成されており、配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の熱源機。
【請求項６】
熱源機の角部に設けられ、熱源機の上面に配置される上面構造体と熱源機が載置されるベース構造体とを連結して前記上面構造体を支持するとともに、前記熱交換器の平板状の部位の端部が連結される連結部材を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の熱源機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、複数の熱交換器を備える熱源機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば空気調和装置の室外機や冷凍ショーケースに接続される冷凍機として、複数の熱交換器を備えた熱源機を採用することがある。このような熱源機は、比較的大型のものの場合、例えば特許文献１のように熱交換器を熱源機の外縁に沿った複数面に配置することがある。このとき、熱交換器は、配置される面に沿うように、熱源機の角部において曲線状に折り曲げられることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１８０５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、熱交換器を折り曲げると、熱源機の角部には熱交換器が存在しない隙間ができてしまい、角部を熱交換のために有効活用できないという問題がある。
そこで、角部を有効活用できるとともに、熱交換性能を向上させることができる熱源機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の熱源機は、送風機と、送風機によって送風される複数の熱交換器を備えた熱源機であって、それぞれの熱交換器は、熱源機の外周面に沿って配置されるとともに少なくとも一部が平板状に形成され、熱源機の角部において当該平板状の部位の端部を互いに対向された状態に配置され、当該平板状の部位の対向された端部が熱源機の内側に向かって傾斜する傾斜状になっていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態の熱源機の外観を模式的に示す図
【図２】熱源機の構成を模式的に示す図
【図３】熱交換器の構成を模式的に示す図
【図４】角部における熱交換器の配置態様を模式的に示す図
【図５】比較例であり、従来構成による角部の配置態様を模式的に示す図
【図６】熱源機の他の構成を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に正面側および背面側からの斜視図として示すように、本実施形態の熱源機１は、正面側の外郭を形成する正面パネル２、正面側の両端から左右の側面側ならびに背面側の外郭を形成する複数の熱交換器３によって概ね直方体状に形成されている。熱源機１の上部には、本実施形態では２つの吹き出し型の送風機４が設けられている。送風機４は、例えばプロペラファンをモータ駆動するものであって、熱源機１の上方に向かって開口した吹出し口から吹き出すように構成されている。
【０００８】
また、熱源機１は、背面側の２箇所の角部に、ベース構造体としての製品ベース５と各送風機４が載置されている上部構造体としてのファンベース６とを連結する連結部材７が設けられている。この連結部材７には、後述するように熱交換器３もそれぞれ連結されている。
【０００９】
熱源機１は、図２に示すように正面パネル２および熱交換器３が外郭を形成するように配置されており、その内部には、各種の機器や装置を収容する収容スペース８が形成されている。この収容スペース８には、いわゆる冷凍サイクルを構成するコンプレッサ９、アキュムレータ１０、オイルセパレータ１１、レシーバタンク１２および制御装置１３等の機器が収容されている。また、送風機４は、風量を稼ぐために送風機４の外形を大きくするとともに熱源機１の小型化を図った結果、中心点をＯとすると、その外形が熱交換器３にかかる程度の大きさおよび位置に配置されている。
【００１０】
そして、正面パネル２は、これらの機器の据え付けやメンテナンス等のために熱源機１の正面側に設けられている開口を塞ぐことで、熱源機１の正面側の外郭を形成している。なお、図２では、説明の簡略化のために、各機器間を接続する配線や配管の図示は省略している。
【００１１】
熱交換器３は、図３に示すように、長さがＬ１に設定されている長辺と、長さが長辺よりも短いＬ２に設定されている短辺とを有し、長辺と短辺との間が折り曲げられたＬ字状に形成されたものを採用している。換言すると、熱交換器３は、少なくとも一部が平板状に形成されており、その平板状の部分は水平断面視で長さがＬ１の直線状に形成された長辺を有している。この長辺は、Ｌ字状長辺に相当する。また、熱交換器３は、長辺の一端から折り曲げられた長さがＬ２の短辺を有している。この短辺は、Ｌ字状短辺に相当する。本実施形態では、Ｌ１は９００ｍｍよりも短く設定されており、Ｌ２はＬ１の半分よりも短く設定されている。
【００１２】
この熱交換器３は、所定の間隔で配置されている薄板状の複数枚のフィン１４と、そのフィン１４を厚み方向に貫通するようにして挿入されているチューブ１５とを有するいわゆるフィンチューブ型のものである。また、本実施形態では、熱交換器３は、フィン１４の幅方向にチューブ１５を複数列配置した複数層構造となっている。以下、便宜的に、熱交換器３のうち最も内側のチューブ１５に対応する部位を第一層３Ａ、その隣を第二層３Ｂ、最も外側の部位を第三層３Ｃと称する。
【００１３】
また、熱交換器３は、長辺の端部つまりは水平断面視で直線状の部位の端部が、チューブ１５の列数に応じて、Ｌ字状の折り曲げ方向側（熱源機１に配置された状態において内側）ほど長さが短くなる段差状に形成されている。そして、段差状となっている端部のそれぞれには、端板１６（図４参照）がそれぞれ設けられている。この端板１６は、フィン１４よりも剛性が高い金属材料等により形成されており、熱交換器３の形状を維持している。なお、平板状の部位の端部は、段差状ではなく、熱源機１の内側に向かってフィン１４が徐々に短くなって傾斜した傾斜状に形成することもできる。また、端部側にいくにつれてフィン１４そのものを傾斜させてもよい。
【００１４】
各チューブ１５は、長辺の端部では単なる折り返し構造になっている一方、短辺の端部では互いに接続されたり外部の配管が接続されたりする構造になっている。そのため、長辺の端部側では折り返しできる程度のごく小さなスペースがあれば良く、折り返されているチューブ１５にギリギリの位置まで利用できるのに対して、短辺の端部側ではある程度の配管用スペース（Ｒ）が必要になる。
【００１５】
このような構成の熱交換器３は、本実施形態の場合、熱源機１の高さ方向に２段重ねしたものを、図２に示すように熱源機１の外郭を形成するように４箇所に配置されている。そのため、熱源機１には、全部で８個の熱交換器３が設けられていることになる。このとき、各熱交換器３は、同一形状に形成したものを熱源機１の上下方向または左右方向で向きを変えることで、それぞれ対応する場所に配置されている。詳述すると、本実施形態の２つのＬ字状の熱交換器３は、１つの送風機４の下方に長辺の端部を対向して、長辺同士が略９０度の角度をなすように対称に配置されており、さらにこれらの上下方向に２段重ねに配置されている。つまり、熱源機１全体としてみた場合、熱交換器３は、熱源機１の高さ方向と前後左右の外周面に沿って配置された分割構造となっている。このとき、各熱交換器は、Ｌ字状長辺が熱源機１の背面側と側面側の外周面を形成するように配置されている。
【００１６】
また、熱交換器３は、図４に詳細に示すように、平板状の部位の端部が熱源機１の角部において互いに対向した状態となるように配置されている。具体的には、熱交換器３に設けられている端板１６は、フィン１４と平行な本体部と、本体部からチューブ１５と並行となるように折れ曲がって形成されている２つの腕部とを有するＵ字状に形成されている。この腕部にはネジやリベットを取り付けるための取り付け孔１６ａが形成されている。また、第一層３Ａ、第二層３Ｂ、第三層３Ｃの端板１６は、図示しない板金部材により互いに固定されている。なお、熱交換器３のＬ字状に折り曲げられたもう一方の端部も端板により固定されている。
【００１７】
そして、熱交換機器は、最も外側となる第三層３Ｃの端板１６の取り付け孔１６ａを利用して、連結部材７にボルトやリベットあるいは溶接等により連結されている。このとき、熱交換器３は、上下に２段重ねで配置されているそれぞれが端板１６を利用して連結部材７にそれぞれ連結されている。熱源機１の角部において側面側の外郭を形成する図示縦方向に延びる熱交換器３と、背面側の外郭を形成する図示横方向に延びる熱交換器３も、それぞれ連結部材７に連結されている。
【００１８】
これにより、各熱交換器３を熱源機１の外郭を形成する位置に固定されるとともに、各熱交換器３のフィン１４を連結部材７にギリギリの位置まで配置することが可能になる。つまり、角部における伝熱面積を増加させることができる。なお、図４は熱源機１の右奥側の角部の状態を示しているが、熱源機１の左奥側の角部においても同様にそれぞれの熱交換器３が連結部材７に連結されている。
【００１９】
次に、上記した構成の作用について説明する。
前述のように、従来では角部を熱交換のために有効活用できないという問題があり、比較的大型のものの場合、角部に設けられる柱等の構造物によって熱交換性能が低下するという問題がある。
【００２０】
そこで、本実施形態の熱源機１では、それぞれの熱交換器３は、少なくとも一部が平板状に形成されているとともに、当該平板状の部位の端部が熱源機１の内側に向かって傾斜する傾斜状になっており、熱源機１の角部において当該平板状の部位の端部を互いに対向させた状態に配置している。この熱交換器３の平板状の部位の端部が傾斜して対向していることで対向面が略平行に形成されてよく、隙間の幅が略同一に形成されてよい。
【００２１】
これにより、図４に示すように、熱源機１の角部において、側面側の外郭を形成する熱交換器３の端部と背面側の外郭を形成する熱交換器３の端部とを近くに配置することが可能となり、各熱交換器３においては、熱交換に寄与するフィン１４を連結部材７にギリギリの位置まで配置すること、すなわち、角部における伝熱面積を増加させることが可能になる。
【００２２】
その結果、図５に比較例その１として示す湾曲した形状の従来熱交換器１０３では、角部に隙間ができること、また、比較的大きな柱状構造物１０４を設ける必要があり通風抵抗が大きくなるのに対して、本実施形態の熱源機１によれば、その隙間部分まで熱交換器３の端部を配置することで円弧状に形成される熱交換器に比べ熱交換面積も大きくしつつ柱状構造物１０４による送風抵抗としての影響もうけにくくすることができ、角部において効率よく熱交換を行うことができる。
【００２３】
また、図５に比較例その２として示す端部が平坦な形状となっている従来熱交換器１０５を対向させた場合には、角部特に連結部材７までの間が大きく空いて熱交換に寄与しないのに対して、本実施形態の熱源機１によれば、対向する部位を傾斜させているので、特には段差状に形成しているので、角部において効率的に熱交換を行うことができる。
【００２４】
以上説明した熱源機１によれば、次のような効果を得ることができる。
熱源機１は、複数の熱交換器３を備え、それぞれの熱交換器３は、熱源機１の外周面に沿って配置されるとともに少なくとも一部が平板状に形成され、熱源機１の角部において当該平板状の部位の端部を互いに対向された状態に配置され、当該平板状の部位の対向された端部が熱源機１の内側に向かって傾斜する傾斜状になっている。
【００２５】
これにより、各熱交換器３のフィン１４を連結部材７にギリギリの位置まで配置することが可能になる。これにより、従来では隙間になっていた角部を有効活用することができるとともに、角部における伝熱面積が増加することから熱交換性能を向上させることができる。
【００２６】
また、端部を傾斜させたことにより、熱交換器３を対向させている部位ではフィン１４による通風抵抗も小さくなり、風速が増して風量も増加することから、さらに熱交換性能を向上させることができる。
【００２７】
また、対向配置される平板状の部位の端部は上記したようにチューブ１５を折り返すだけのスペースがあればよいため、対向配置する場合であっても互いの熱交換器３をごく近傍に配置することができ、熱源機１が大型化することを抑制できるとともに、熱交換器３の他端側は収容スペース８内に位置することから、配管に必要なスペースを確保できるとともに容易に配管作業を行うこともできる。
【００２８】
熱源機１は、複数の熱交換器３を備え、それぞれの熱交換器３は、長辺と当該長辺よりも短い短辺とを有するＬ字状に形成されており、熱源機１の角部において平板状の部位である長辺の端部を互いに対向させた状態に配置されている。
【００２９】
このような構成によっても、角部の限られたスペースにおいて、各熱交換器３のフィン１４を連結部材７にギリギリの位置まで配置することが可能になる。これにより、従来では隙間になっていた角部を有効活用することができるとともに、角部における伝熱面積が増加することから熱交換性能を向上させることができる。
【００３０】
また、熱交換器３を分割構造としたことにより、比較的大型化が見込まれる熱源機１において、組み立て時の搬送設備を小型化あるいは簡素化することができるとともに、１つ１つの熱交換器３で見れば重量が低減されていることから、組み立て作業を容易且つ効率的に行うことができる。
【００３１】
熱交換器３は、所定の間隔で配置されている薄板状の複数枚のフィン１４とフィン１４に挿入されているチューブ１５とを有するフィン１４チューブ１５型のものであり、チューブ１５は、フィン１４の幅方向において複数列設けられており、熱交換器３の平板状の部位の端部は、チューブ１５の列数に応じて内側ほど短くなる段差状に形成されている。
【００３２】
これにより、熱交換器３を対向させている部位ではフィン１４による通風抵抗も小さくなり、風速が増して風量も増加することから、さらに熱交換性能を向上させることができる。さらに、熱交換器３を通過する空気の流れ方向に大きな支持構造物を設ける必要が無いことから、送風時に通風抵抗となることがなく、支持構造物による熱交換性能の低下を防止することができる。
【００３３】
熱交換器３は、熱源機１の高さ方向に重ねて配置されている。つまり、熱交換器３は、熱源機１の高さ方向に対して分割構造となっている。これにより、上記したように組み立て時の搬送設備を小型化あるいは簡素化することができるとともに、組み立て作業を容易且つ効率的に行うことができる。
【００３４】
熱交換器３は、それぞれ同一形状に形成されており、熱源機１の上下方向または左右方向の向きを変えて配置されている。つまり、熱交換器３は、熱源機１の高さ方向および外郭に沿った方向の少なくとも一方に対して分割構造となっている。これにより、上記したように組み立て時の搬送設備を小型化あるいは簡素化することができるとともに、組み立て作業を容易且つ効率的に行うことができる。また、同一形状に形成された複数の熱交換器３を用いるため、熱交換器３を製造する設備を共通化することができ、製造コストの削減が可能となる。
【００３５】
また、熱源機１の角部でＬ字状に形成された熱交換器３を長辺同士で対称となるように対向配置させることで、角部の対角方向部分が熱交換器３のＬ字状短辺による隙間が形成されるため、メンテナンスの際に熱交換器３を取り外すことなく熱源機１内部へアクセスすることができる。これにより、外周面の広範囲に亘る熱交換器を用いつつ、熱交換器の製造コストの削減を可能とし、メンテナンス性の高い熱源機１とすることができる。
【００３６】
熱源機１は、熱源機１の角部に設けられ、熱源機１の上面に配置される上面構造体と熱源機１が載置されるベース構造体とを連結して上面構造体を支持するとともに、熱交換器３の平板状の部位の端部が連結される連結部材７を備えている。
【００３７】
この連結部材７により熱源機１の上部構造体とベース構造体、および、それぞれの熱交換器３を固定することにより、別途の支持構造体を設ける必要がなく、送風時に通風抵抗となることがなくなって熱交換性能が低下することを防止できる。
【００３８】
実施形態では全部で８個の熱交換器３を設けた熱源機１を例にして説明したが、図６に示すように、熱交換器３を上下２段に重ね、角部において平板状の部位の端部を互いに対向させた状態に配置し、上部に１つの送風機４を設けた熱源機１のような構成とすることもできる。この場合、各熱交換器３を同一形状に形成し、上下あるいは左右に向きを変えて配置することもできる。
【００３９】
このような構成によっても、上記したように、各熱交換器３のフィン１４を連結部材７にギリギリの位置まで配置することが可能になり、従来では隙間になっていた角部を有効活用することができるとともに、角部における伝熱面積が増加することから熱交換性能を向上させることができる。また、端部を段差あるいは傾斜させることにより、熱交換器３を対向させている部位ではフィン１４による通風抵抗も小さくなり、風速が増して風量も増加することから、さらに熱交換性能を向上させることもできる。
【００４０】
また、平面視において送風機４の外形が熱交換器３にかかる程度の大きさおよび位置に配置していることから、送風機４については大型化することで風量を稼ぐことができるようになる一方、熱源機１については小型化を図ることができる。
【００４１】
以上、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
図面中、１は熱源機、３は熱交換器、４は送風機、５は製品ベース（ベース構造体）、６はファンベース（上部構造体）、７は連結部材、１４はフィン、１５はチューブを示す。
【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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