(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を送り出す送風部と、
前記送風部により送り出された空気を吹き出し口まで導くダクト部と、
前記吹き出し口と前記送風部との間に配置されて前記空気と冷媒との間で熱交換させる熱交換器と、を備え、
前記ダクト部は、
互いに対向する側面にそれぞれ形成される一対の開口部を備え、
前記熱交換器は、
直線部と湾曲部とを備え両端部に配管接続部を備えるＵ字状に形成されて内部に冷媒が流れる伝熱管と、
前記湾曲部および前記配管接続部よりも前記直線部の長さ方向の中央に近い位置で前記直線部を支持するとともに、前記ダクト部に形成された前記一対の開口部をそれぞれ閉塞する一対の支持板部と、
を備えるヒートポンプシステム。
【請求項２】
前記伝熱管は複数設けられ、隣り合う伝熱管の配管接続部同士を接続するＵ字状のリターンベンド部を備える請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項３】
前記直線部は、前記一対の支持板部の間にフィン部を備える請求項１又は２に記載のヒートポンプシステム。
【請求項４】
前記熱交換器が前記空気を加熱する凝縮器として機能する請求項１から３の何れか一項に記載のヒートポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ヒートポンプシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機などに用いられるヒートポンプシステムにおいては、送風機により供給される空気が流れる通路中に熱交換器を配置している。この通路中に流れる空気は、熱交換器の内部を流れる冷媒と熱交換されて加熱又は冷却される。
熱交換器は、冷媒が内部に流れる伝熱管と、伝熱管に取り付けられたフィンとを備えている場合が多い。さらに、伝熱管は、Ｕ字に曲げられている場合が多く、このような伝熱管が複数並べられて伝熱管群を構成している。この場合、隣り合う伝熱管同士は、リターンベンドを介して連通される。リターンベンドは、溶接等により伝熱管の端部に接続される。
【０００３】
上述した熱交換器は、リターンベンドと伝熱管との接続部に経年変化が生じて冷媒が漏れ出る可能性が有る。仮に冷媒が漏れ出てしまった場合、この冷媒は空気と混じって吹き出し口から排出されてしまう可能性が有る。
そこで、特許文献１には、空気調和器において冷媒が室内に搬送されることを抑制するために、室内に送風する室内送風路に伝熱管を配置しつつ室内送風路とは異なる空間に配管接続部を配置する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２７３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、配管接続部を室内送風路とは異なる空間に配置しているため、室内送風路を画成する壁面に配管を貫通させる孔を穿設して熱交換器を設置する必要がある。そのため、熱交換器の設置やメンテナンス時の工数が増加してしまう可能性が有る。
さらに、特許文献１は、伝熱管のＵ字に曲げられている部分が腐食等によって破断してしまい、冷媒が室内に搬送されてしまう可能性が有る。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、漏れ出た冷媒が室内等に搬送されてしまうことをより一層抑制しつつ、設置時やメンテナンス時に熱交換器を容易に着脱可能なヒートポンプシステム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】
【０００７】
この発明の第一態様によれば、ヒートポンプシステムは、空気を送り出す送風部と、前記送風部により送り出された空気を吹き出し口まで導くダクト部と、前記吹き出し口と前記送風部との間に配置されて前記空気と冷媒との間で熱交換させる熱交換器と、を備え、前記ダクト部は、互いに対向する側面にそれぞれ形成される一対の開口部を備え、前記熱交換器は、直線部と湾曲部とを備え両端部に配管接続部を備えるＵ字状に形成され、内部に冷媒が流れる伝熱管と、前記湾曲部および前記配管接続部よりも前記直線部の長さ方向の中央に近い位置で前記直線部を支持するとともに、前記ダクト部に形成された前記一対の開口部をそれぞれ閉塞する一対の支持板部と、を備える。
このように構成することで、経年変化などによって冷媒漏れの発生する可能性がある湾曲部、および、配管接続部が、送風部から吹き出し口へ向かって流れる空気と接触しない。さらに、湾曲部、および、配管接続部から冷媒漏れが発生した場合であっても、冷媒が伝熱管の表面を伝ってダクト部内に侵入することを支持板部によって抑制できる。さらに、支持板部によって開口部を閉塞するだけで、直線部を送風部から吹き出し口へ向かって流れる空気の中に配置することができる。その結果、漏れた冷媒が室内等に搬送されてしまうことをより一層抑制しつつ、設置時やメンテナンス時に熱交換器を容易に着脱できる。
【０００８】
この発明の第二態様によれば、ヒートポンプシステムは、第一態様における伝熱管は複数設けられ、隣り合う伝熱管の配管接続部同士を接続するＵ字状のリターンベンド部を備えていてもよい。
このように構成することで、支持板部によって伝熱管を支持させた後に、隣り合う伝熱管同士をリターンベンド部によって接続できるため、熱交換器を容易に組み立てることができる。さらに、支持板部よりも外側にリターンベンド部が配置されるので、リターンベンド部で冷媒漏れが発生しても、この漏れた冷媒が送風部から吹き出し口へ向かって流れる空気と接触することを抑制できる。
【０００９】
この発明の第三態様によれば、ヒートポンプシステムは、第一又は第二態様における直線部は、前記一対の支持板部の間にフィン部を備えていてもよい。
このように構成することで、直線部の表面積を増加させることができるため、効率よく熱交換を行うことができる。
【００１０】
この発明の第四態様によれば、乾燥装置は、第一から第三態様の何れか一つの態様のヒートポンプシステムを備え、前記熱交換器が、前記空気を加熱する凝縮器として機能する。
このように構成することで、乾燥対象となるワークを冷媒で汚してしまうことを抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
上記ヒートポンプシステムによれば、漏れ出た冷媒が室内等に搬送されてしまうことをより一層抑制しつつ、設置時やメンテナンス時に熱交換器を容易に着脱できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施形態におけるヒートポンプシステムの概略構成を示す図である。
【図２】この発明の実施形態における熱交換器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態におけるヒートポンプシステムについて説明する。
図１は、この発明の実施形態におけるヒートポンプシステムの概略構成を示す図である。図２は、この発明の実施形態における熱交換器の構成を示す図である。
この実施形態におけるヒートポンプシステムは、ワークを乾燥させるための温風を吹き出し口より吹き出す乾燥装置として機能する。
【００１４】
図１に示すように、この実施形態におけるヒートポンプシステム１は、送風部３と、ダクト部４と、熱交換器５と、を備えている。
【００１５】
送風部３は、ダクト部４の端壁部４ａに設けられた吹き出し口６に向けて送り出す。この送風部３は、例えば、フィルタ等を介して取り込まれた空気を遠心ファン等により加圧してファン出口７から送り出す。
【００１６】
ダクト部４は、送風部３により送り出された空気を吹き出し口６まで導く。ダクト部４は、吹き出し口６が形成された端壁部４ａを一体に備える筒状に形成されている。このダクト部４は、互いに対向する側面９にそれぞれ開口部１０（一対の開口部）を備えている。この実施形態におけるダクト部４は、水平方向に延びて、上下の側面９に開口部１０をそれぞれ備えている。この実施形態におけるダクト部４としては、空気の流れる流路の断面形状が矩形である場合を例示するが、ダクト部４の流路の断面形状は矩形に限られない。
【００１７】
熱交換器５は、膨張弁、蒸発器、圧縮機、および、凝縮器（何れも図示せず）を備えるヒートポンプの凝縮器として機能する。熱交換器５の入口１１には、入口配管１２が接続されてこの入口配管１２を介して圧縮機により圧縮された冷媒が供給される。熱交換器５の内部を流れる冷媒は、ダクト部４内を流れる空気と熱交換して、ダクト部４内を流れる空気を加熱する。熱交換後の冷媒は、熱交換器５の出口１３に接続される出口配管１４を介して例えば膨張弁に戻される。
【００１８】
図２に示すように、熱交換器５は、伝熱管１５と、支持板部１６と、を備えている。
伝熱管１５は、入口配管１２から流入する冷媒を導く流路を形成するＵ字状管に形成されている。伝熱管１５は、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い材質により形成されている。この実施形態においては、熱交換器５が二つの伝熱管１５を備える場合を例示している。
【００１９】
伝熱管１５は、二つの直線部１７と、一つの湾曲部１８と、を備えている。二つの直線部１７は、それぞれ同じ方向に延在するとともに、その延在方向、および、空気の流れる方向と交差する方向に並んで配置される。
【００２０】
湾曲部１８は、二つの直線部１７と一体に形成されている。この実施形態における湾曲部１８は、半円弧状に形成されて２つの直線部１７を繋ぐように形成されている。これら二つの直線部１７と湾曲部１８とによって伝熱管１５はＵ字状に形成されている。例えば、このような伝熱管１５は、一本の直線状の管材を、曲げ加工することで成形できる。
【００２１】
伝熱管１５は、その両端部が配管を接続するための配管接続部１９となっている。この実施形態の熱交換器５においては、二つの伝熱管１５は、直線部１７の並ぶ方向と同じ方向に並んで配置されており、二つの伝熱管１５の隣り合う直線部１７の配管接続部１９同士が、Ｕ字状のリターンベンド部２０によって接続されている。これにより二つの伝熱管１５は直列に接続される。つまり、隣り合う直線部１７のそれぞれの冷媒の流れる方向は反対方向となり、ダクト部４内を冷媒が蛇行するように流路が形成される。
【００２２】
ここで、この実施形態における伝熱管１５、リターンベンド部２０、入口配管１２、および、出口配管１４は、それぞれ同一の内径及び外径を有している。そのため、この実施形態における伝熱管１５の配管接続部１９は、拡管加工が施されてリターンベンド部２０、入口配管１２、および、出口配管１４の端部がこの配管接続部１９に嵌入される。さらに、配管接続部１９は、冷媒の漏れを防止や抜け防止のために、リターンベンド部２０、入口配管１２、および、出口配管１４に対してろう付けされている。このろう付けによって、配管接続部１９の端面と、リターンベンド部２０、入口配管１２、および、出口配管１４の各外周面との間には、環状の肉盛り部２１が形成されている。ここで、拡管加工された箇所は配管接続部１９であり、この拡管加工された箇所と湾曲部１８との間の部分が直線部１７である。
【００２３】
支持板部１６は、直線部１７を支持するとともに、開口部１０をそれぞれ閉塞可能に構成されている。支持板部１６は、板状に形成されて、二つ（一対）の開口部１０にそれぞれ対応するように二枚（一対）設けられている。これら支持板部１６は、直線部１７の長さ方向に離間して対向するように配置されている。より具体的には、支持板部１６は、湾曲部１８および配管接続部１９よりも僅かに直線部１７の延在方向中央側の位置で、直線部１７を支持している。これら支持板部１６は、直線部１７が貫通する複数の貫通孔１６ａを有している。この実施形態における支持板部１６は、開口部１０を閉塞した状態で、開口部１０が形成されているダクト部４の側面９（図１参照）を延長するように延在する。さらに、この実施形態における支持板部１６は、開口部１０を閉塞した状態で、ダクト部４の側面９に固定するための固定部２２を有している。固定部２２は、ボルト等の締結具によって側面９に形成された被固定部２３（図１参照）に固定される。これにより支持板部１６が開口部１０を閉塞した状態で保持される。
【００２４】
直線部１７には、表面積を増加させるためのフィン部２４が取り付けられている。フィン部２４は、直線部１７と同様にアルミニウムや銅などの熱伝導性の高い材質により形成されている。この実施形態におけるフィン部２４は、並んで配置される全ての直線部１７に渡り、且つ、空気の流れる方向と直交する方向に延びる薄板状に形成されている。フィン部２４は、直線部１７の延在方向に間隔をあけて複数並べて配置されている。一つのフィン部２４は、複数の直線部１７に対してそれぞれろう付けや接着等によって固定されている。これらフィン部２４は、直線部１７のうち二つの支持板部１６の間にのみ配置されている。
【００２５】
上述した実施形態の熱交換器５を組み立てるには、まず二つの支持板部１６の貫通孔１６ａに対して、Ｕ字状に形成された伝熱管１５の直線部１７を挿通させる。さらに、支持板部１６をそれぞれ直線部１７に固定する。ここで、支持板部１６を直線部１７に固定する方法としては、直線部１７の内径を広げる拡管によるカシメ、ろう付け、接着、および、シール材等による固定方法が挙げられる。同時に、フィン部２４と直線部１７は前述の拡管によって取り付ける。その後、配管接続部１９の拡管加工を施して、リターンベンド部２０を取り付ける。ここで、入口配管１２や出口配管１４については、リターンベンド部２０と同時に取り付けても良く、また、熱交換器５をダクト部４に固定した後に取り付けるようにしても良い。
【００２６】
このように組み立てられた熱交換器５は、例えば、ダクト部４の二つの開口部１０のうち、下側に配置された開口部１０からダクト部４の内部に挿入する。その後、それぞれの支持板部１６によって開口部１０を閉塞し、さらに固定部２２を被固定部２３に固定することで支持板部１６を側面９に固定する。
【００２７】
したがって、上述した実施形態によれば、経年変化などによって冷媒漏れの発生する可能性がある湾曲部１８、および、配管接続部１９が、送風部３から吹き出し口６へ向かって流れる空気と接触しない。さらに湾曲部１８、および、配管接続部１９から冷媒漏れが発生した場合であっても、冷媒が伝熱管１５の表面を伝ってダクト部４内に侵入することを支持板部１６によって抑制できる。加えて、支持板部１６によって開口部１０を閉塞するだけで、直線部１７を送風部３から吹き出し口６へ向かって流れる空気の中に配置することができる。その結果、漏れ出た冷媒が吹き出し口６から噴出されて乾燥対象のワークが汚れてしまうことを抑制しつつ、設置時やメンテナンス時に熱交換器５を容易に着脱できる。
【００２８】
さらに、支持板部１６によって伝熱管１５を支持させた後に、隣り合う伝熱管１５同士をリターンベンド部２０によって接続できるため、熱交換器５を容易に組み立てることができる。さらに、支持板部１６よりも外側にリターンベンド部２０が配置されるので、リターンベンド部２０で冷媒漏れが発生しても、この漏れた冷媒が送風部３から吹き出し口６へ向かって流れる空気と接触することを抑制できる。
【００２９】
さらに、２つの支持板部１６の間に複数のフィン部２４が配置されることで、直線部１７の表面積を増加させることができる。そのため、効率よく熱交換を行うことができる。
【００３０】
この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
【００３１】
例えば、上述した実施形態においては、ヒートポンプシステム１が乾燥機の場合を一例に説明した。しかし、ヒートポンプシステム１は、冷媒を流して送風部３の送り出した空気の温度を調節可能な装置であればよく乾燥機に限られない。
【００３２】
さらに、上述した実施形態においては、フィン部２４が直線部１７に交差する方向に延在する薄板状に形成される場合について説明した。しかし、フィン部２４の延びる方向および形状は、上述した方向、形状に限られない。さらに、フィン部２４を設ける場合について説明したが、フィン部２４を省略するようにしても良い。
【００３３】
さらに、固定部２２および被固定部２３は上述した実施形態の形状に限られない。固定部２２および被固定部２３は、支持板部１６によって開口部１０を閉塞した状態で、支持板部１６を側面９に固定可能な構造であればよい。
さらに、Ｕ字状の伝熱管１５の数量は上述した実施形態で例示した二つに限られない。三つ以上の伝熱管１５を直列に接続したり、一つだけ設けたりしても良い。
さらに、湾曲部１８を曲げ加工によって成形する場合を例示したが、曲げ加工以外の加工方法によって成形しても良い。更に、湾曲部１８の形状は、半円弧状に限られない。
【００３４】
さらに、上述した実施形態においては、一つのダクト部４に対して一つの熱交換器５を設置する場合について説明した。しかし、一つのダクト部４に対して複数の熱交換器５を設置しても良い。この場合、複数の熱交換器５は、ダクト部４の内部を吹き出し口６に向かって空気が流れる方向に並べれば良い。このように、複数の熱交換器５を設置する場合、これら複数の熱交換器５を、共通の支持板部１６を用いて一体化するようにしてもよい。この場合、複数の熱交換器５を個別にダクト部４に着脱する場合と比較して、作業工数を低減することができる。
【００３５】
さらに、上述した実施形態においては、開口部１０がダクト部４の上下の側面９にそれぞれ形成される場合について説明した。しかし、開口部１０が形成される位置は上述した上下位置に限られない。例えば、左右の側面９にそれぞれ開口部１０を形成し、熱交換器５の直線部１７が左右方向に延在するようにして熱交換器５をダクト部４に取り付けるようにしても良い。
【００３６】
さらに、上述した実施形態においてはダクト部４が水平方向に延びる場合を例示した。しかし、送風部３から吹き出し口６に空気を導くことができる形状であれば上述した実施形態の形状に限られない。
【符号の説明】
【００３７】
１…ヒートポンプシステム  ３…送風部  ４…ダクト部  ４ａ…端壁部  ５…熱交換器  ６…吹き出し口  ７…ファン出口  ９…側面  １０…開口部  １１…入口  １２…入口配管  １３…出口  １４…出口配管  １５…伝熱管  １６…支持板部  １６ａ…貫通孔  １７…直線部  １８…湾曲部  １９…配管接続部  ２０…リターンベンド部  ２１…肉盛り部  ２２…固定部  ２３…被固定部  ２４…フィン部
【図１】
0006497810.tif 000002
【図２】
0006497810.tif 000003