(57)【要約】【課題】最小限度の動作音で効果的に放熱を行い、占有空間が少なく設置箇所の美観を損ねることのない室外機を提供する。【解決手段】壁と放熱板、又は放熱板と別の放熱板との間を接触させずに設置することで、従来の室外機のような大型のファンを必要としなくなる。従って、ファンの動作音による騒音が軽減される。また、板状の室外機を放熱板同士あるいは放熱板と壁との間を狭く設置し、空調機、壁、室外機がサンドイッチ状に重なる設置を行うことで、従来の室外機と空調機とを繋ぎ、内部を熱媒体が通過するパイプも不要となり、占有空間を最小限にすることができる。本発明の室外機は、壁に貼り付けるような形態での取り付けが望ましく、設置箇所により壁と一体化させ、壁と調和した塗装を施すなど、建物の美観を保つ用途が可能である。【選択図】        図６
2007032884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に超精密加工を施すことで、放熱面積すなわち伝熱面積を拡大した空調機等の室外機用放熱板。
【請求項２】
請求項１による放熱板を利用した空調機等の室外機。
【請求項３】
請求項２の室外機を用いることによって、壁に貼り付けるような形態で設置される、あるいは壁と一体化した空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室外機の設置による空間の占有ならびに外観の悪化を回避する目的で、壁に貼り付けるような形態あるいは壁と一体化した形態で取り付けることにより、設置による占有空間を少なくし、また設置箇所の美観を損なわない放熱板ならびにその放熱板の利用により形成される空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空調機は圧力の変化による液体の気化現象を利用し、気化熱により室内外の熱交換を行うことで、室内の気温の調節を行っている。その際、室外機における放熱板は温度調整のために重要な役割を果たしている。
【０００３】
空調装置の設置方法には、既にいくつかの技術が提案されている。具体的には、室内空調機の設置方法には、室内の壁や柱に一体となって設置できる室内空調装置及びその設置方法が提案されている。
【特許文献１】特許公開2000-257897
【０００４】
また、天井内に空調機本体と空気吹き出し口を設置する天井設置法空調機の設置方法が提案されている。
【特許文献２】特許公開平08-061773
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
空調機の設置には、温度や湿度等の調節を目的に吸気・排気を行う室内設置の空調機の他に、調節した結果排出された温度や湿度を、室外に放出するための室外機を必要としている。室外機は室内との温度入れ替えを行う目的でファンを装備しているため、発する動作音による騒音や、占有空間が大きいため建物の美観を損ねるといった問題を有している。
【０００６】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたもので、その目的は、最小限度の動作音で効果的に放熱を行い、かつ占有空間が少なく設置箇所の美観を損ねることのない室外機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る空調システムでは、壁と放熱板、または放熱板と別の放熱板との間を接触させずに設置することで、煙突効果を発生させる。放熱板から発生した熱が、煙突効果によって下から上へ自然上昇することで、従来の室外機のような大型のファンを必要としなくなる。従って、ファンが発する動作音による騒音が軽減される。
【０００８】
本発明に係る空調システムでは、板状の室外機を、放熱板同士あるいは放熱板と壁との間を狭く設置する。すなわち、壁に貼り付けるような形態での取り付けによる設置が望ましい。このような取り付け方は、従来の巨大な箱状の器具が置かれる室外機と比べて、占有空間が非常に少なくてすむ。さらに空調機、壁、室外機がサンドイッチ状に重なる設置を行うことで、従来の室外機と空調機とを繋ぎ、内部を熱媒体が通過するパイプも不要となり、占有空間を少なくし建物の美観を保つことができる。さらに、本発明の室外機には壁と調和した塗装を施すこともできる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る空調システムによれば、見た目の面積よりも広い放熱面積をもつ放熱板により形成された室外機が、煙突効果による空気の自然上昇によって効果的に放熱を行うので、取り付けは壁に貼り付ける状態となり、設置箇所の占有空間が少ない。設置箇所により壁と一体化させ、壁と調和した塗装を施すなど、建物の美観を保つ用途が可能である。また、放熱には煙突効果が中心的役割を担い、必要に応じて煙突効果を補助する小型のファンを使用する程度のため、動作音による騒音が大幅に改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態について、以下に説明する。
【実施例】
【００１１】
まず、図１を参照して、本発明の請求項１の実施の形態に係る、放熱板について説明する。本実施の形態に係る放熱板には、精密加工による表面積の拡大処理が行われていることが望ましい。
【００１２】
図１は、放熱板の表面の拡大をイメージした図である。エッチングに代表される半導体製造用超精密マイクロ加工技術等によって、放熱板の表面に微細フィンを形成する。そうすることによって放熱面積すなわち伝熱面積を拡大することができ、その結果、より効果的な放熱を行うことが可能となる。
【００１３】
図２は、微細溝加工を施したマグネシウム合金の表面の電子顕微鏡写真である。半導体製造用超微細マイクロ加工技術を応用して、ピッチ１８０μm、溝深さ３００μmである超微細フィンを製作した。この場合、拡大した伝熱面積は加工前と比較し４．３倍となる。なおピッチ２００μm、溝深さ２００μmの溝加工により、拡大された伝熱面積が３倍となる場合、その放熱能力を検証した結果、溝を加工しない場合の放熱性能よりも最大で約２倍程度の放熱性の向上を確認している。
【００１４】
図３は、図２に示した微細溝加工をレーザー顕微鏡で観察した様子である。従来の放熱フィンは、フィン形状が大きく、容量のコンパクト化には問題がある。そこで微細加工技術を用いることによって、このような問題を解決することができる。微細溝加工は材料表面に超微細加工を施すため、溝ピッチと高さを変化させることによって、伝熱面積を約５倍まで拡大させることも可能である。
【００１５】
図４は、精密加工により放熱面積を拡大した放熱板について、その放熱性能を検証するために行った放熱実験の装置を説明するための図である。ピッチ２００μm、溝深さ２００μmの溝加工により、伝熱面積を３倍に拡大した１３０ｍｍ×１３０ｍｍの鋼板を４枚組み合わせた模擬放熱板に対して、内径３ｃｍ、外径４ｃｍ、長さ１ｍの銅管をアルミテープにより張り付けた。４０１を入口、４０５を出口として、銅管の内部を熱媒体が通過する。流量は定格流量ポンプを用いて２．８ｃｍ３／ｓに保った。銅管内を通過する間に放熱板から発せられた熱が熱媒体へと伝えられ、４０５の出口における熱媒体の温度は、４０１の入口における熱媒体の温度よりも高くなる。市販の発泡スチロールを断熱材として放熱板をはさんでいるので、断面からの熱損失はないものと仮定する。すなわち断熱面からの熱損失はない。入口温度と出口温度との温度差による熱量は全て放熱板から放出されたものと仮定する。
【００１６】
次に、本発明の請求項２の実施の形態に係る、室外機について説明する。図５は、放熱板の煙突効果を説明するための図である。
【００１７】
本実施の形態に係る放熱板の設置は、煙突効果を得るためのものである。この設置方法では、図５に示したように、二枚またはそれ以上の放熱板を、狭い間隔でほぼ平行に設置したのち、放熱板と放熱板との間に発生する空気の上昇を利用して、さらに放熱板からの放熱により温度が高くなった空気が上昇することを利用して、冷たい空気を下部から取り込み放熱を行う。これらは自然の気体流動で行われるが、より効率的な放熱効果を得るために、小型のファンを設置することで、気体の上昇を補助してもよい。
【００１８】
室外機として用いる場合には、放熱板と放熱板との間に、少なくとも一方の放熱板と接触させた管を設置し、その管の中を熱媒体が通過する。それによって室内と室外との熱の交換が効率よく行われる。
【００１９】
次に、本発明の請求項３の実施の形態に係る、空調システムについて説明する。
【００２０】
図６は、請求項３に示す室外機の設置の概要を説明するための図である。室内空調機と、請求項１および請求項２による室外機とで、壁を挟むサンドイッチ状の構造となる。本実施の形態に係る空調システムは、壁に貼り付けるような形態、あるいは壁と一体化した形態での設置を行うものである。
【００２１】
図７は、図４に示した放熱実験装置によって得られた放熱変化をグラフ化したものである。横軸は４０１の入口における熱媒体の温度と４０５の出口における熱媒体の温度との差を示す。縦軸はそれぞれの放熱量を示す。放熱板はいずれも、放熱を家電製品の条件に近づける目的で片面を黒色に塗装した鋼板を用いた。７０１は銅管の接触状態を良好に保つ目的でグリースを塗布した未加工の鋼板を放熱板として用いた結果を示す。７０２は同じく銅管の接触状態を良好に保つ目的でグリースを塗布し、ピッチ２００μm、溝深さ２００μmの溝加工を施した鋼板を放熱板として用いた結果を示す。７０３は７０２と同じ条件で再度実験を行った結果を示す。銅管は放熱板との接触を良好にする目的で、断面が楕円形に近い形に変形させたものを用いた。なお、いずれの場合も熱媒体として水を用いた。
【００２２】
４０１の入口における熱媒体の温度と４０５の出口における熱媒体の温度との差が１０℃の場合に、グリースを塗布したのみで加工を行っていない放熱板における放熱量７０１は約５Ｗ、グリースを塗布しピッチ２００μm、溝深さ２００μmの溝加工を施した鋼板を放熱板として用いた放熱量７０２は約３１Ｗと、溝加工によって約２６Ｗの放熱効果の差が確認される。
【００２３】
また、４０１の入口における熱媒体の温度と４０５の出口における熱媒体の温度との差が２８℃の場合には、図５に示した実験結果の中では最大の温度差が生じ、グリースを塗布したのみで加工を行っていない放熱板における放熱量７０１は約１８Ｗ、グリースを塗布しピッチ２００μm、溝深さ２００μmの溝加工を施した鋼板を放熱板として用いた放熱量７０２は約６０Ｗと、溝加工によって約４２Ｗの放熱効果の差が確認される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】放熱板の表面の拡大をイメージした図である。
【図２】微細溝加工を施したマグネシウム合金の表面の電子顕微鏡写真である。
【図３】図２に示した微細溝加工をレーザー顕微鏡で観察した様子である。
【図４】精密加工により放熱面積を拡大した放熱板の、放熱性能を検証するために行った、放熱実験装置を説明するための図である。
【図５】放熱板の煙突効果を説明するための図である。
【図６】請求項３に示す室外機の設置の概要を説明するための図である。
【図７】図４に示した放熱実験装置によって得られた放熱変化をグラフ化したものである。
【符号の説明】
【００２５】
１０１・・・ピッチ、１０２・・・溝深さ、４０１・・・熱媒体入口、４０２・・・熱媒体用管、４０３・・・アルミテープ接着位置、４０４・・・放熱板、４０５・・・熱媒体出口、５０１・・・放熱板、５０２・・・冷たい空気、５０３・・・暖かい空気、６０１・・・壁、６０２・・・室外機、６０３・・・小型ファン用ポンプ、６０４・・・小型ファン、６０５・・・熱媒体用管、６０６・・・室内器カバー、７０１・・・片面を黒色に塗装した未加工の鋼板を放熱板として用いた場合の熱媒体の出口と入口における温度差、７０２・・・グリースを塗布、片面を黒色に塗装し微細加工を施した鋼板を放熱板として用いた場合の熱媒体の出口と入口における温度差、７０３・・・グリースを塗布、片面を黒色に塗装し微細加工を施した鋼板を放熱板として用いた場合の熱媒体の出口と入口における温度差
【図１】
2007032884.tif 000003
【図２】
2007032884.tif 000004
【図３】
2007032884.tif 000005
【図４】
2007032884.tif 000006
【図５】
2007032884.tif 000007
【図６】
2007032884.tif 000008
【図７】
2007032884.tif 000009