(57)【要約】      （修正有）【課題】室外側熱交換器に送風する室外ファンを上下方向に複数段にわたって設けたとき、最下段以外の室外ファンもドレン水を室外側熱交換器に散水できるようにする。【解決手段】室内側熱交換器が蒸発器として機能しているときにそこで発生したドレンは、スリンガリング付き室外ファンにより、凝縮器として機能している室外側熱交換器４に散水される。室外ファンは上下方向に複数段にわたって設けられており、最下段室外ファン７Ｌａには最下段ドレンパン１１が、上段側室外ファン７Ｕａには上段側ドレンパン３０が、それぞれ組み合わせられる。室内側熱交換器で発生したドレン水は最下段ドレンパン１１に集められ、最下段室外ファン７Ｌａがスリンガリング１６Ｌで最下段ドレンパン１１からかき上げたドレン水の一部は上段側ドレンパン３０に排出され、上段側ドレンパン３０の中のドレン水に上段側室外ファン７Ｕａがスリンガリング１６Ｕを浸す。【選択図】図３
2012154546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内側熱交換器と室外側熱交換器を備え、前記室内側熱交換器が蒸発器として機能しているときに当該室内側熱交換器で発生したドレン水を、スリンガリング付き室外ファンにより、凝縮器として機能している前記室外側熱交換器に散水する仕組みの空気調和機において、
前記室外ファンは上下方向に複数段にわたって設けられており、最下段室外ファンには最下段ドレンパンが、上段側室外ファンには上段側ドレンパンが、それぞれ組み合わせられ、
前記室内側熱交換器で発生したドレン水は前記最下段ドレンパンに集められ、
前記最下段室外ファンがスリンガリングで前記最下段ドレンパンからかき上げたドレン水の一部は前記上段側ドレンパンに排出され、当該上段側ドレンパンの中のドレン水に前記上段側室外ファンがスリンガリングを浸すことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記最下段室外ファンのスリンガリングが遠心力で飛散させるドレン水を受け止めて前記上段側ドレンパンに誘導する庇部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記庇部は、天井面が前記上段側ドレンパンに向かって下がり、下がった方の端が当該上段側ドレンパンの上に張り出すことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記上段側室外ファンは、前記最下段室外ファンよりも前記室外側熱交換器に接近した位置に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１項に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
家屋用の空気調和機は、室内側熱交換器と室外側熱交換器を備える。空気調和機には、室内側熱交換器と室外側熱交換器を単一のハウジングに収納したものもあれば、室内側熱交換器を収納した室内機と、室外側熱交換器を収納した室外機とに全体を二分した、セパレート型のものもある。どちらの形式にせよ、冷房時には室内側熱交換器からドレン水が発生する。ドレン水は室外に排水される。
【０００３】
冷房時に発生するドレン水を単に排水するのでなく、それを利用して空気調和機の効率を高めることが以前から提案され、実施されている。その例を特許文献１に見ることができる。
【０００４】
特許文献１に記載された空気調和機では、冷房運転時に室内機側から流下したドレン水を貯水するドレンパンが室外機内に設けられ、室外機側のファンであるプロペラファンにはドレンパン内のドレン水に浸るスリンガリングが設けられている。プロペラファンが回転すると、ドレンパン内のドレン水がスリンガリングによってかき上げられ、凝縮器として機能している室外側熱交換器に散水する。室外側熱交換器に散水されたドレン水は蒸発して外部に排出され、同時に室外側熱交換器から気化熱を奪う。これにより室外側熱交換器の凝縮能力が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３２９３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
空気調和機の冷暖房能力を高めようと思うと、熱交換器を大型化することになる。室外側熱交換器にあっては、それを上下方向に長く、左右方向に短い縦長形状にし、上下複数段の室外ファンをこれに組み合わせる設計とする場合がある。この場合、最下段の室外ファンについてはスリンガリングでドレンパンからドレン水をかき上げて室外側熱交換器に散水するという構成を適用できるが、それより上段の室外ファンについてはそれができない。室外側熱交換器の上部にドレン水がかからないという点を補うため、ポンプでドレン水を汲み上げてスリンガリングによる散水の及ばない部位に散水することも考えられるが、そのような構成を採用すれば構造が複雑化し、コスト高になってしまう。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、室外側熱交換器に送風する室外ファンが上下方向に複数段にわたって設けられている場合において、最下段以外の室外ファンにもドレン水を室外側熱交換器に散水できる能力を持たせるようにして、室外側熱交換器の凝縮能力を一層向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の好ましい実施形態によれば、空気調和機は、室内側熱交換器と室外側熱交換器を備え、前記室内側熱交換器が蒸発器として機能しているときに当該室内側熱交換器で発生したドレン水を、スリンガリング付き室外ファンにより、凝縮器として機能している前記室外側熱交換器に散水する仕組みであって、前記室外ファンは上下方向に複数段にわたって設けられており、最下段室外ファンには最下段ドレンパンが、上段室外ファンには上段側ドレンパンが、それぞれ組み合わせられ、前記室内側熱交換器で発生したドレン水は前記最下段ドレンパンに集められ、前記最下段室外ファンがスリンガリングで前記最下段ドレンパンからかき上げたドレン水の一部は前記上段側ドレンパンに排出され、当該上段側ドレンパンの中のドレン水に前記上段側室外ファンがスリンガリングを浸す。
【０００９】
上記構成の空気調和機において、前記最下段室外ファンのスリンガリングが遠心力で飛散させるドレン水を受け止めて前記上段側ドレンパンに誘導する庇部が設けられていることが好ましい。
【００１０】
上記構成の空気調和機において、前記庇部は、天井面が前記上段側ドレンパンに向かって下がり、下がった方の端が当該上段側ドレンパンの上に張り出すことが好ましい。
【００１１】
上記構成の空気調和機において、前記上段側室外ファンは、前記最下段室外ファンよりも前記室外側熱交換器に接近した位置に配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、上段側室外ファンに対して上段側ドレンパンが設けられ、最下段室外ファンが最下段ドレンパンからスリンガリングでかき上げたドレン水の一部が上段側ドレンパンに排出されるものであるから、上段側室外ファンも上段側ドレンパン内のドレン水にスリンガリングを浸して室外側熱交換器に散水することができる。これにより、室外側熱交換器の広い範囲からドレン水が気化熱を奪うことになり、室外側熱交換器の凝縮能力が向上する。また、ドレン水を蒸発させやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る空気調和機の概略構成図で、冷房運転時の状態を示すものである。
【図２】本発明の実施形態に係る空気調和機の概略構成図で、暖房運転時の状態を示すものである。
【図３】実施形態に係る空気調和機の室外側熱交換器と室外ファンの構成を示す垂直断面図である。
【図４】室外ファンの正面形状を示す垂直断面図である。
【図５】変形実施形態を示す図３と同様の垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１にはセパレート型空気調和機の基本的構成が示されている。空気調和機は冷凍サイクルとしてヒートポンプサイクル１を用いる。ヒートポンプサイクル１は、圧縮機２、四方弁３、室外側熱交換器４、減圧膨張装置５、及び室内側熱交換器６をループ状に接続したものである。圧縮機２、四方弁３、室外側熱交換器４、及び減圧膨張装置５は室外機１０の筐体に収容される。室内側熱交換器６は室内機２０の筐体に収容される。
【００１５】
室外側熱交換器４は、冷房運転時には凝縮器として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能する。室内側熱交換器６は、冷房運転時には蒸発器として機能し、暖房運転時には凝縮器として機能する。
【００１６】
室外側熱交換器４は上下方向に長く、左右方向に短い縦長形状になっており、最下段送風機７Ｌと上段側送風機７Ｕがこれに組み合わせられる。最下段送風機７Ｌは最下段室外ファン７Ｌａとこれを回転させるモータ７Ｌｂからなり、上段側送風機７Ｕは上段側室外ファン７Ｕａとこれを回転させるモータ７Ｕｂからなる。最下段室外ファン７Ｌａと上段側室外ファン７Ｕａはいずれもプロペラファンであり、室外側熱交換器４を通り抜ける気流を形成するものであるが、その構造は後で詳しく説明する。
【００１７】
室内側熱交換器６にはそれを通り抜ける気流を形成する送風機８が組み合わせられる。送風機８は、軸線を水平にして配置されたクロスフローファン８ａと、それを回転させる図示しないモータにより構成される。室内側熱交換器６は、３個の熱交換器６Ａ、６Ｂ、６Ｃを、送風機８を覆う屋根のように組み合わせて構成されている。
【００１８】
図１は冷房運転時あるいは除霜運転時の状態を示す。この時は圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒が室外側熱交換器４に入ってそこで放熱し、凝縮する。室外側熱交換器４を出た冷媒は減圧膨張装置５から室内側熱交換器６に入って蒸発し、室内空気から熱を取り込んだ後、圧縮機２に戻る。上段側送風機７Ｕと最下段送風機７Ｌによって生成された気流が室外側熱交換器４からの放熱を促進し、送風機８によって生成された気流が室内側熱交換器６の吸熱を促進する。室内側熱交換器６で冷却された空気が図示しない吹出口から吹き出し、室内温度を下げる。
【００１９】
図２は暖房時の状態を示す。この時は四方弁３が切り換えられて冷房運転時と冷媒の流れが逆になる。すなわち、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒は室内側熱交換器６に入ってそこで放熱し、凝縮する。室内側熱交換器６を出た冷媒は減圧膨張装置５から室外側熱交換器４に入って蒸発し、室外空気から熱を取り込んだ後、圧縮機２に戻る。送風機８によって生成された気流が室内側熱交換器６からの放熱を促進し、上段側送風機７Ｕと最下段送風機７Ｌによって生成された気流が室外側熱交換器４の吸熱を促進する。室内側熱交換器６で暖められた空気が図示しない吹出口から吹き出し、室内温度を上昇させる。
【００２０】
図３、４には、室外機１０の中で、室外側熱交換器４、最下段室外ファン７Ｌａ、及び上段側室外ファン７Ｕａに関係する部分のみが図示されている。室外機１０の筐体の底部には最下段ドレンパン１１が配置される。最下段ドレンパン１１は、室外機１０の筐体の底板をドレンパンとして利用するものであってもよく、底板とは別の部品をそれに充ててもよい。最下段ドレンパン１１の一方の端近くに室外側熱交換器４が配置される。室外側熱交換器４の下面と最下段ドレンパン１１の上面の間には、室外側熱交換器４を最下段ドレンパン１１から浮かせるスペーサ１２が挟み込まれている。
【００２１】
最下段ドレンパン１１の上面にハウジング１３が取り付けられる。ハウジング１３は最下段室外ファン７Ｌａと上段側室外ファン７Ｕａを囲み、同時に室外側熱交換器４を保持する。
【００２２】
最下段室外ファン７Ｌａと上段側室外ファン７Ｕａは寸法も含めて同一形状のプロペラファンであり、それぞれ複数枚（実施形態では３枚）の翼片１４Ｌ、１４Ｕ（図４参照）を備えている。ファンケーシング１３の垂直壁部１３には最下段室外ファン７Ｌａと上段側室外ファン７Ｕａに対応する最下段通風孔１５Ｌと上段側通風孔１５Ｕが形成されている。最下段通風孔１５Ｌと上段側通風孔１５Ｕはいずれも円形である。
【００２３】
最下段室外ファン７Ｌａと上段側室外ファン７Ｕａにはそれぞれスリンガリング１６Ｌとスリンガリング１６Ｕが形成される。スリンガリング１６Ｌとスリンガリング１６Ｕは翼片１４Ｌ、１４Ｕの各々に対応するステー１７Ｌ、１７Ｕ（図４参照）によって翼片１４Ｌ、１４Ｕに連結される。
【００２４】
図３に示す通り、上段側室外ファン７Ｕａは最下段室外ファン７Ｌａよりも室外側熱交換器４に接近した位置に配置されている。上段側室外ファン７Ｕａには、ハウジング１３の中で上下方向の中間位置に位置する上段側ドレンパン３０が組み合わせられる。上段側ドレンパン３０は図３において紙面と垂直な方向に延び、両端はハウジング１３に支持されている。
【００２５】
冷房運転時に室内側熱交換器６で発生したドレン水は、室内機２０の内部に設けられた図示しないドレンパンで受け止められる。ドレン水は図示しない排水管を通じて最下段ドレンパン１１に排水され、貯水される。貯水されたドレン水にはＤの符号を付す。最下段ドレンパン１１内の貯水量があるレベルに達すると最下段室外ファン７Ｌａのスリンガリング１６Ｌがドレン水Ｄに浸る。この状態で最下段室外ファン７Ｌａが回転するとスリンガリング１６Ｌによってドレン水Ｄがかき上げられる。かき上げられたドレン水Ｄは翼片１４Ｌが生成する気流に乗って室外側熱交換器４に散水される。散水されたドレン水Ｄは凝縮器として機能している室外側熱交換器４から気化熱を奪い、凝縮効率を向上させる。
【００２６】
室内側熱交換器６で発生したドレン水は最下段ドレンパン１１に集められるのみであり、そのままでは上段側ドレンパン３０に貯水されない。最下段ドレンパン１１の中のドレン水Ｄは、何らかの手段で上段側ドレンパン３０に汲み上げられる必要がある。この課題を、本実施形態では次のようにして解決している。
【００２７】
ハウジング１３の内部に、最下段室外ファン７Ｌａを囲むスプラッシュガイド３１が形成される。スプラッシュガイド３１は最下段室外ファン７Ｌａのスリンガリング１６Ｌが遠心力で飛散させるドレン水Ｄを受け止めるためのものである。スプラッシュガイド３１の上部は上段側ドレンパン３０の上に張り出す庇部３２となっている。前述の通り、上段側室外ファン７Ｕａは最下段室外ファン７Ｌａよりも室外側熱交換器４に接近した位置に配置されているので、スプラッシュガイド３１の上部を上段側ドレンパン３０の上に庇部３２として張り出させることが可能になる。庇部３２は室外側熱交換器４に近い方の端に垂下壁３２ａを有する。垂下壁３２ａの下端は上段側ドレンパン３０の上面から所定距離隔たっている。
【００２８】
最下段室外ファン７Ｌａが最下段ドレンパン１１からスリンガリング１６Ｌでかき上げたドレン水Ｄは遠心力で飛散するが、その中でも上方に飛散したものは、庇部３２の天井面に当たり、天井面を伝って上段側ドレンパン３０に滴下する。これにより、最下段室外ファン７Ｌａがかき上げたドレン水Ｄの一部が上段側ドレンパン３０に分配され、上段側ドレンパン３０にもドレン水Ｄが貯水されることになる。
【００２９】
上段側ドレンパン３０内の貯水量があるレベルに達すると上段側室外ファン７Ｕａのスリンガリング１６Ｕがドレン水Ｄに浸る。上段側ドレンパン３０内の水位が上昇するのは最下段室外ファン７Ｌａが回転しているときであり、この時は上段側室外ファン７Ｕａも回転しているので、ドレン水Ｄに浸るや否やスリンガリング１６Ｕはドレン水Ｄをかき上げる。かき上げられたドレン水Ｄは翼片１４Ｕが生成する気流に乗って室外側熱交換器４の上部に散水される。散水されたドレン水Ｄは凝縮器として機能している室外側熱交換器４から気化熱を奪う。上段側室外ファン７Ｕａがドレン水Ｄの散水に参画することにより、室外側熱交換器４の広い面積から気化熱が奪われることになり、凝縮効率が一層向上する。
【００３０】
図５に変形実施態様を示す。図３では庇部３２の天井面は送風方向において水平とされていたが、図５では庇部３２の天井面が上段側ドレンパン３０に向かって下がり、下がった方の端が上段側ドレンパン３０に張り出している。天井面が上段側ドレンパン３０に向かって下がっていることから、庇部３２によって受け止められたドレン水Ｄは速やかに上段側ドレンパン３０に誘導される。このため、上段側室外ファン７Ｕａが必要とするドレン水Ｄを速やかに上段側ドレンパン３０に貯水することができる。
【００３１】
上記実施形態では室外ファンが上下２段に配置されているが、これは発明の限定条件ではない。下段側室外ファンが下段側ドレンパンからかき上げたドレン水の一部が上段側室外ファンに組み合わせられている上段側ドレンパンに分配されるという連鎖が可能である限り、上下何段になっても構わない。
【００３２】
実施形態では空気調和機はセパレート型となっているが、これも発明の限定条件ではない。室外側熱交換器と室内側熱交換器が単一のハウジングに収容された空気調和機にも本発明は適用可能である。
【００３３】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は空気調和機に広く利用可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１    冷凍サイクル
２    圧縮機
４    室外側熱交換器
６    室内側熱交換器
７Ｌ  最下段送風機
７Ｕ  上段側送風機
７Ｌａ  最下段室外ファン
７Ｕａ  上段側室外ファン
８    送風機
１０  室外機
１１  最下段ドレンパン
１６Ｌ、１６Ｕ  スリンガリング
２０  室内機
３０  上段側ドレンパン
３１  スプラッシュガイド
３２  庇部
Ｄ    ドレン水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012154546.tif 000006
【図５】
2012154546.tif 000007