(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転レンジの異なる複数種の室外機が存在する場合において、熱交換ユニットのケース及び熱交換ファンを共有することにより、熱交換器の高さ及び幅方向寸法を共通にし、各機種毎の負荷の大小に合わせて熱交換器の奥行き方向での冷媒通過経路数のみを増減するようにしたことを特徴とするエンジンヒートポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンヒートポンプであって、特にエンジン及び室外熱交換器が装備される室外機の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンヒートポンプは、エンジンで圧縮機を駆動して、室内及び室外の熱交換器等へ冷媒を循環させるものであるが、一般にエンジン、圧縮機、室外熱交換器及び主要な冷媒回路は、室外機として単一のパッケージに納められ、この室外機と室内熱交換器とが配管で接続される。
【０００３】
この場合、室外機は、室内熱交換器を納めた室内機の数などの負荷の大小に応じることができるよう、運転レンジの異なる複数の機種が用意されており、その負荷に見合う運転レンジの機種を選択して設置することになる。
【０００４】
そして、運転レンジが異なるとそれに伴って室外機の熱交換器の容量も異なるため、従来においては、容量の異なる室外熱交換器を運転レンジ毎に取り替えて、そのような運転レンジの変更に対応するようにしている。
【０００５】
他方、室外機にはヒートポンプ全体の運転状態を切り替えたり各部の制御を行うための制御装置が必要であり、この制御装置を一つのボックスに収容して、室外機に納めるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の室外機においては、異なる運転レンジ毎に容量の異なる別の熱交換器を準備していたため、熱交換器の種類が多くなり、部品数の増大とそれに伴う部品管理の複雑化のためコストが高くなる欠点があった。
【０００７】
また、制御ボックスも同様であって、異なる機種毎に制御ボックスが必要で、このために部品数が多くなる同様の欠点があった。
【０００８】
この発明は、このような従来の欠点に鑑みて、室外熱交換器、及び、室外機が装備される制御ボックスを、運転レンジ毎に共通使用できるようにして、部品数を低減するようにしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この出願の請求項１の発明では、運転レンジの異なる複数種の室外機が存在する場合において、熱交換ユニットのケース及び熱交換ファンを共有することにより、熱交換器の高さ及び幅方向寸法を共通にし、各機種毎の負荷の大小に合わせて熱交換器の奥行き方向での冷媒通過経路数のみを増減するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、運転レンジ即ち熱交換容量の最も小さい小型のものから最も大きい大型のものまで、各種室外機の製品ラインアップを示したものである。図において、(１)(１)は、最も熱交換容量の小さい小型の室外機であり、下側に箱型のエンジンユニット(２)を、上部側に同じく箱型の熱交換ユニット(３)を、上下に積み重ねるようにして、一体のパッケージを構成している。
【００１２】
この小型の室外機(１)においては、熱交換ユニット(３)の正面において、その正面壁に、回転軸が水平で且つ奥行き方向となるようにして、熱交換ファン(４)を垂直で且つ水平向きに取り付けている。また、いずれも熱交換ファン(４)(４)は１機のみとしている。これら小型の室外機(１)(１)は、その一方が、運転レンジが５ＨＰのもの、他方が７.５ＨＰのものを示し、夫々、右肩部分に数字で示している。
【００１３】
同じく図１において、(５)(５)…は、運転レンジが８ＨＰのものから１３ＨＰのものまでの中型の室外機であって、前記と同じく、下側に箱型のエンジンユニット(６)を、上部側に同じく箱型の熱交換ユニット(７)を配置して、これらを上下に積み重ねた箱状のパッケージを構成している。これら中型の室外機(５)においては、いずれも熱交換ユニット(７)の頂面に、夫々正面から見た幅方向に２機の熱交換ファン(８)(８)を、それらの回転軸が垂直方向とし垂直向きに取り付けている。
【００１４】
他方、(９)(９)は、更に熱交換容量の大きい、運転レンジが１６ＨＰと同じく２０ＨＰの大型の室外機を示しており、前記中型のものと同じく上部側の熱交換ユニット(７)の頂面に設置された熱交換ファン(８)は、幅方向に３機並べて設置されている。
【００１５】
図２〜図４は前記小型の室外機(１)の内部構造を示す断面図である。前述したように、熱交換ファン(４)は、熱交換ユニット(３)の正面壁において、その正面側に向けて取り付けられているが、この熱交換ファン(４)に対向するようにして、熱交換ユニット(３)の後面壁に沿うようにして、熱交換器(11)が取り付けられている。熱交換用の外気は、熱交換ファン(４)によってこの熱交換器(11)を通じて背面側から吸入された後、その正面側に排出される。
【００１６】
熱交換器(11)は、この種の室外熱交換器と同様に、板状の多数の熱交換フィン(12)と、そのフィン(12)を貫通し、且つ、幅方向の端部でＵ字形に湾曲した多数の冷媒通過パイプ(13)とからなるものであるが、そのパイプ(13)を、この図の実施形態では、図４で示すように、奥行き方向に２列として、必要な熱交換容量を確保するようにしている。
【００１７】
この図２〜図４に示した熱交換ユニット(３)は、小型の室外機(１)(１)の熱交換容量の小さい５ＨＰのものであるが、更に、大きい方の７.５ＨＰ用として用いる場合には、パイプ(13)を奥行き方向に３列とし、これによって、７.５ＨＰ用に必要な熱交換容量を確保するものである。即ち、この熱交換ユニット(３)は、そのパッケージのケース(14)、熱交換ファン(３)等は全て５ＨＰ用と７.５ＨＰ用とで同じものを使用し、熱交換器(11)のパイプ(13)の列を奥行き方向に２列から３列とすることによって、他の部分を全て共有しながら、熱交換器(11)を変更するのみで、そのようなレンジの変更に対応するようにしている。
【００１８】
図５は、前記中型及び大型室外機(５)(９)におけるエンジンユニット(６)の内部構造を示す斜視図である。このエンジンユニット(６)内の空間は、そのケース底壁(21)より立ち上げられた隔壁板(20)によって左右に区画され、その左側がエンジンルーム(22)、右側が冷媒回路室(23)とされている。エンジンルーム(22)内にはエンジン(24)が設置され、前記冷媒回路室(23)と反対側において、このエンジン(24)の側方に圧縮機(25)が設置されている。
【００１９】
エンジン(24)は、クランク軸(19)が正面から見て幅方向へ水平に延びた水平クランク軸機関であって、且つ、ピストン(18)が上下方向に往復動するものであるが、前記中型機(５)各機種間においては、同じ気筒数のエンジン(24)を共通使用するが、大型の室外機(10)(10)は、それよりも気筒数の多い大型のエンジン(24)を共通使用するものである。この場合、気筒数の増加に対応して、エンジン(24)は正面から見た幅方向の長さが大きくなる。
【００２０】
冷媒回路室(23)内においては、その正面側の部分に、冷媒回路を制御するための制御ボックス(27)が設けられ、その裏面側に、潤滑油補助タンク(28)を挟んで冷媒回路(29)をまとめて設置している。
【００２１】
上記において、中型及び大型の室外機(５)(９)においては、このエンジンユニット(６)内のエンジンルーム(22)及び冷媒回路室(23)の配置構造は同一であり、また、エンジンルーム(22)内の圧縮機(25)及びエンジン(24)の配置構造も全て共通している。
【００２２】
前記のように、大型のものにおいてはエンジン(24)の気筒数が増大するが、この気筒数の増加はエンジンルーム(22)内の幅方向の大きさが変わるのみであって、高さ方向については変わることがない。即ち、エンジンユニット(６)は、全て中型のものから大型のものまで同一とするものであり、これによって、冷媒回路室(23)内に配置される制御ボックス(27)を、高さが共通で且つ全く同じものを使用できるようにしたものである。
【００２３】
即ち、ヒートポンプ全体の制御用電気回路自体は、大型のものであろうと小型のものであろうと変わるものではなく、部品数や配線自体も共通のものを使用でき、従って、制御ボックス(27)も同じものを用いることは元々可能であるが、この制御ボックス(27)が配置されるエンジンユニット(６)の高さが変わると、それに合わせて、制御ボックス(27)の形状も変えなければならないこととなるが、このように、高さを同一とすることによって、全て同一の制御ボックス(27)を使用できるようになったものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、運転レンジの異なる複数機種の室外機が存在する場合において、その熱交換器の奥行き方向での冷媒通過経路数のみを変更することによって、他の部分は全て共通のものを使用することで、そのような運転レンジの変更に対応できるようにしているから、基本的には、それら相互間では室外機は全て共通に使用することができ、運転レンジの変更に対応するためのコストを大幅に削減できるとともに、そのように冷媒通過経路数を変更するのみであるから、レンジの変更に迅速に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各種運転レンジの異なる室外機のラインアップを示す概略斜視図である。
【図２】小型タイプの室外機における熱交換ユニットの横断面図である。
【図３】同じく図２のＡ−Ａの線断面図である。
【図４】同じく図２のＢ−Ｂの線断面図である。
【図５】中型及び大型の室外機におけるエンジンユニット内の構造を示す斜視図である。
【図６】同じく室外機の内部の配置構造を示す全体縦断面図である。
【符号の説明】
(１)  小型の室外機
(３)  熱交換ユニット
(６)  エンジンユニット
(７)  熱交換ユニット
(11)  熱交換器
(27)  制御ボックス
【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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