特許 6369099 空気調和機の室外機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6369099

(24)【登録日】2018年7月20日

(45)【発行日】2018年8月8日

(54)【発明の名称】空気調和機の室外機

(51)【国際特許分類】

   F24F 1/58 20110101AFI20180730BHJP

   F24F 1/34 20110101ALI20180730BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20180730BHJP

【ＦＩ】

   F24F1/58

   F24F1/34

   F25B1/00 396Z

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-77775(P2014-77775)

(22)【出願日】2014年4月4日

(65)【公開番号】特開2015-200425(P2015-200425A)

(43)【公開日】2015年11月12日

【審査請求日】2017年3月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006611

【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(74)【代理人】

【識別番号】100123733

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 大樹

(74)【代理人】

【識別番号】100160989

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 正好

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100168745

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 彩子

(74)【代理人】

【識別番号】100170346

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 望

(74)【代理人】

【識別番号】100176131

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 慎太郎

(72)【発明者】

【氏名】板倉 俊二

(72)【発明者】

【氏名】前迫 賢司

【審査官】 河内 誠

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００７／０６０９２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０５５７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０２５５９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １／５６−１／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可燃性を有する冷媒を用いた空気調和機の室外機であって、
前記室外機と室内機とを電気的に接続するための配線を中継する端子台が取り付けられ、前記室外機の機械室内に開口する端子台開口部と、
前記室外機と前記室内機側の冷媒配管を接続する操作弁が取り付けられた操作弁取付部と、
上部に前記端子台開口部が配置され下部に前記操作弁取付部が配置される筐体側面と、
前記筐体側面に着脱自在に取り付けられ、前記端子台開口部及び前記操作弁取付部を外側から覆うカバーと、
前記筐体側面と前記カバーにより形成されるカバー空間と、
前記カバーの前記操作弁取付部に対向する位置に設けられ、前記カバー空間及び前記端子台開口部を介して前記機械室に外気を導入するカバー開口部と、
前記カバー空間における前記カバー開口部と前記端子台開口部との間の空気流通方向に直交する流路断面の実効直径をカバー空間断面実効直径Ｄとし、
前記カバー開口部側から前記端子台開口部側にかけて空気流通方向に平行で、且つ、前記カバーから前記筐体側面に向かって延び、端面が前記筐体側面に接触する一つ又は二つ以上のリブと、
前記リブによって前記流路断面を複数に分割し形成される複数の通風路と、を備え、
前記通風路は、
前記通風路の実効直径を通風路実効直径ｄ（ｄ＜Ｄ）とし、
前記通風路実効直径ｄを消炎直径より大きく、且つ、空気流通方向に平行な通風路の長さＬは、前記機械室内で発生した火炎が前記通風路を通過しない長さとなるように定めることを特徴とした空気調和機の室外機。

【請求項2】

前記通風路の実効直径ｄは、前記通風路の長さＬが長くなるにつれて大きく定めることができることを特徴とした請求項１に記載の空気調和機の室外機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可燃性および微燃性のいずれかを有する冷媒を用いた空気調和機の室外機に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｒ３２などの可燃性冷媒を使用した場合の火災対策として、万が一、室外機内で火災が発生しても、火炎が外部に広がらないことがようにすることが重要である。火炎を外部に伝播させないように機械室を密閉する方法が考えられる。

【0003】

しかし、電装ユニットに収容された基板を冷却するために、外部から空気を導入し、基板の熱を外部に逃がすことが必要であることから、空気調和機の室外機には外気導入口を設けることが一般的である。したがって、機械室を密閉する構造を採用することは困難である。

【0004】

そこで、Ｒ３２冷媒を用いた室外機では、外気導入口の開口の実効直径を３．５ｍｍ以下にすることで火炎伝播を防止している。

【0005】

実効直径は以下のように表される。
実効直径＝４×開口部面積［ｍｍ＾２］／開口部の周囲長［ｍｍ］

【0006】

Ｒ３２冷媒の場合、実効直径を３ｍｍ程度以下の孔を火炎が通過しないことは、非特許文献１などに記載されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】微燃性冷媒リスク評価研究会、平成24年度プログレスレポート、平成25年3月、公益社団法人 日本冷凍空調学会、3-4 産総研環境化学技術研究部門の進捗、42頁。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、筐体には端子台を露出させるための端子台開口部が設けられており、不燃性冷媒使用時は端子台開口部から基板冷却用の空気が導入されていた。しかし、可燃性冷媒使用時は内部で火炎が発生しても外部に伝播しないように開口部を消炎直径以下にしなければならない。ここで、消炎直径とは、火炎が通過できない実効直径のことを指す。

【0009】

ところが、端子台開口部は端子台の搭載部分を露出させるため大きさに制約があるので消炎直径以下にすることは困難である。

【0010】

端子台開口部は雨水等が筐体内に進入するのを防止するためカバーで覆われており、カバーには外部から空気を端子台開口部へ導入するために端子台開口部からより下側に離れた位置に外部へ開口するカバー開口部が設けられている。したがって、カバーの内部空間で流路を形成し、流路の一部で流路断面の実効直径を消炎直径以下にすることで、火炎が端子台開口部を通過しても当該箇所で火炎伝播を阻止できる。例えば、流路内に端子台開口部とカバー開口部とを仕切る仕切板を設け、仕切板に実効直径が消炎直径以下の孔を設けることで、筐体内で火炎が生じても当該孔を火炎が通過せず、火炎伝播を阻止できる。

【0011】

しかし、流路断面の実効直径を消炎直径以下にすると開口面積が減り空気の導入量が低減する。また、開口面積を大きくするために消炎直径以下の開口部を複数設ける等すると、開口部を設けるスペースが大きくなってしまい室外機の大型化に繋がってしまう。

【0012】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、大型化を招くことなく、機械室内で発生した火炎の外部への伝播を防止することのできる空気調和機の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】

【0013】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る空気調和機の室外機は、可燃性を有する冷媒を用いた空気調和機の室外機であって、前記室外機と室内機とを電気的に接続するための配線を中継する端子台が取り付けられ、前記室外機の機械室内に開口する端子台開口部と、前記室外機と前記室内機側の冷媒配管を接続する操作弁が取り付けられた操作弁取付部と、上部に前記端子台開口部が配置され下部に前記操作弁取付部が配置される筐体側面と、前記筐体側面に着脱自在に取り付けられ、前記端子台開口部及び前記操作弁取付部を外側から覆うカバーと、前記筐体側面と前記カバーにより形成されるカバー空間と、前記カバーの前記操作弁取付部に対向する位置に設けられ、前記カバー空間及び前記端子台開口部を介して前記機械室に外気を導入するカバー開口部と、前記カバー空間における前記カバー開口部と前記端子台開口部との間の空気流通方向に直交する流路断面の実効直径をカバー空間断面実効直径Ｄとし、前記カバー開口部側から前記端子台開口部側にかけて空気流通方向に平行で、且つ、前記カバーから前記筐体側面に向かって延び、端面が前記筐体側面に接触する一つ又は二つ以上のリブと、前記リブによって前記流路断面を複数に分割し形成される複数の通風路と、を備え、前記通風路は、前記端子台開口部側入口の実効直径を通風路実効直径ｄ（ｄ＜Ｄ）とし、前記通風路実効直径ｄを消炎直径より大きく、且つ、空気流通方向に平行な通風路の長さＬは、前記機械室内で発生した火炎が前記通風路を通過しない長さとなるように定めることを特徴としたものである。

【0014】

また、本発明の一形態に係る空気調和機の室外機は、前記通風路実効直径ｄは、前記通風路長さＬが長くなるにつれて大きく定めることができることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、大型化を招くことなく、空気調和機の室外機内で発生した火炎の外部への伝播を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態である空気調和機の室外機の外観を正面側右斜め方向から示す斜視図である。

【図2】図１の室外機の外観を背面側斜め方向から示す斜視図である。

【図3】図１の室外機の内部構造を正面側右斜め方向から示す斜視図である。

【図4】図１の室外機の右側パネルから電装カバーを取り外した状態を示す斜視図である。

【図5】図１の電装カバーを背面側より視た側面図である。

【図6】図５の断面図である。

【図7】図１の電装カバーの裏側を示す斜視図である。

【図8】図１の電装カバーの通風路を説明する平面図である。

【図9】試験結果を示す図である。

【図10】図５の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態である空気調和機の室外機の外観を正面側右斜め方向から示す斜視図である。
図２は、図１の室外機の外観を背面側斜め方向から示す斜視図である。
図３は、図１の室外機の内部構造を正面側右斜め方向から示す斜視図である。

【0018】

これらの図に示すように、本実施例の空気調和機の室外機１は、箱状の筐体１０を有する。筐体１０は、筐体１０の下面を形成するベース１１と、筐体１０の前面を形成する前面パネル１３と、筐体１０の側面を形成する左側パネル１４及び右側パネル１５と、筐体１０の上面を形成する天板１６とで構成される。前面パネル１３には、吹出口１３１が設けられる。吹出口１３１の外側にはファンガード１７が取り付けられている。右側パネル１５の構成については後で説明する。

【0019】

筐体１０内には、圧縮機２１、冷媒配管２２、熱交換器２３、送風ファン２４および電装ユニット２５などが収納されている。

【0020】

筐体１０の内部空間は、仕切り板２６によって主に圧縮機２１、冷媒配管２２および電装ユニット２５などが配置された機械室３１と、送風ファン２４と、熱交換器２３が配置された熱交換室３２とに仕切られている。

【0021】

熱交換器２３は、筐体１０の背面から左側の側面に沿ってＬ字型に設けられる。熱交換器２３に流通する冷媒には、たとえばＲ３２などの可燃性冷媒が使用される。

【0022】

電装ユニット２５には、圧縮機２１および送風ファン２４などを制御する制御回路および電源回路などを構成する電子部品が実装された基板が収納されている。また、電装ユニット２５には、端子台２５１を保持する端子台ホルダー２５２が取り付けられている。また、電装ユニット２５は、熱交換室３２側に図示しない開口部を有しており、送風ファン２４が駆動されることによって、右側パネル１５の後述する端子台開口部１５１から機械室３１内へ外気を導入し（図４の矢印Ａ）、導入された空気が電装ユニット２５内に流入し、電装ユニット２５の図示しない開口部を介して熱交換室３２へ導入される。この空気流によって電装ユニット２５内の基板が冷却される。

【0023】

（右側パネル１５の構成）
図１および図２に示すように、右側パネル１５にはカバーである電装カバー４１が着脱自在に取り付けられる。

【0024】

図４は、右側パネル１５から電装カバー４１を取り外した状態を示す斜視図である。
右側パネル１５の、電装カバー４１によって覆われる部分には、端子台ホルダー２５２における端子台２５１の搭載部分を露出させる端子台開口部１５１と、配管を繋ぐ操作弁２７を露出させる操作弁取付部１５３が設けられる。電装カバー４１は、これらの開口部１５１、１５３を通して外部から機械室３１内に水などが浸入することを防ぐためのものであり、室外機１の筐体１０と比べ小さく形成される。端子台２５１は、室外機１と室内機（図示せず）とを接続するための配線を中継するためのものである。

【0025】

図５は電装カバー４１が取り付けられた右側パネル１５を背面側より視た側面図、図６は図５の断面図、図７は電装カバー４１の裏側を示す斜視図である。

【0026】

図７に示すように、電装カバー４１は、裏側がドーム状に構成される。したがって、電装カバー４１は、図６に示すように、右側パネル１５の表面１５ｅ（筐体側面）との間で、外気の通風が可能なカバー空間４１Ａを形成する。

【0027】

電装カバー４１は、端子台開口部１５１に対応する部分４１１と、操作弁取付部１５３に対応する部分４１３と、これら２つの部分４１１、４１３を連結する部分４１５とを有する。

【0028】

操作弁取付部１５３に対応する部分４１３は、操作弁取付部１５３を通して右側パネル１５の外に突出した操作弁２７を覆うように構成される。さらに、室内機（図示せず）からの配管の接続のために、操作弁取付部１５３に対応する部分４１３の背面にはカバー開口部４１４が設けられている。このカバー開口部４１４は、外部から電装カバー４１のカバー空間４１Ａに外気（図２の矢印Ｂ）を導入する役割をも担う。

【0029】

端子台開口部１５１に対応する部分４１１は、端子台開口部１５１より露出した端子台ホルダー２５２を覆い、外気を操作弁取付部１５３を通じて機械室３１に導くための部分である。

【0030】

端子台開口部１５１に対応する部分４１１と操作弁取付部１５３に対応する部分４１３とを連結する部分４１５は、右側パネル１５の表面１５ｅ（筐体側面）との間に複数の通風路５１を設けるための空間を形成する。

【0031】

（複数の通風路５１の構成）
次に、図６、図７、図８を用いて、複数の通風路５１の構成について説明する。
カバー空間４１Ａ内において、複数の通風路５１は、カバー開口部４１４と端子台開口部１５１との間に設けられている。

【0032】

送風ファン２４が駆動されているとき、外部よりカバー開口部４１４を通じてカバー空間４１Ａ内に導入された外気（矢印Ｃ）は、上記の複数の通風路５１を通じて端子台開口部１５１に流れ、この端子台開口部１５１を通じて機械室３１に導入される。そして機械室３１内に導入された空気は、電装ユニット２５内を通過する間に基板の熱を奪って熱交換室３２に移り、吹出口１３１から外部に排出される。

【0033】

ところで、端子台開口部１５１は、端子台ホルダー２５２における端子台２５１の搭載部分を露出させるように大きさや形状が決められるという制約がある以上、消炎直径の条件を満足するように構成することは現実的には困難である。そのため、複数の通風路５１の断面の実効直径を消炎直径以下にすることで火炎伝播を防止する方法が考えられる。しかし、その方法だと基板冷却用に必要な分の外気導入量を得るための流路断面積が得られない。

【0034】

そこで本実施形態では、上記の複数の通風路５１の実効直径Ｄを必要外気導入量が得られる大きさにしつつ、長さＬを火炎が通過しない長さとすることによって、これら複数の通風路５１で、基板冷却用の外気を十分に導入しつつ、火炎の外部への伝播を防止するようにしている。

【0035】

複数の通風路５１は、右側パネル１５の表面１５ｅ（図６参照）と、電装カバー４１の裏面４１ｅ（図６参照）と、カバー開口部４１４側から端子台開口部１５１側にかけて電装カバー４１から右側パネル１５の表面１５ｅに向かって延びる一つ又は二つ以上のリブ５３（図７および図８参照）とで形成される。

【0036】

一つ又は二つ以上のリブ５３は、外気の通風路５１に沿った２つの側面５３ａ，５３ｂ（図８参照）と、外気導入側の面５３ｃ（図８参照）と、外気導出側の面５３ｄ（図８参照）と、右側パネル１５の表面１５ｅに密着されるパネル当接面５３ｅ（図７参照）とを有する。電装カバー４１が右側パネル１５に取り付けられた状態において、各々のリブ５３のパネル当接面５３ｅが右側パネル１５の表面１５ｅに密着する。これにより、各々のリブ５３の側面５３ａ，５３ｂ、電装カバー４１の裏面４１ｅ（図６参照）、そして右側パネル１５の表面１５ａ（図６参照）によって４面が囲われ、かつ外気導入側と外気導出側が各々開口した複数の通風路５１が形成される。

【0037】

図６のカバー空間４１Ａにおけるリブ５３が取り付けられた位置の外気の流通方向（矢印Ｃ）に直交する断面（ａ−ａ'）を図１０に示す。右側パネル１５の表面１５ｅと電装カバー４１の裏面４１ｅによって形成されたカバー空間４１Ａ（図中点線で示す。）の実効直径をＤとし、各々のリブ５３等によって分割し形成された通風路５１の実効直径をｄとした場合、当然ｄ＜Ｄの関係が成り立つ。

【0038】

また、端子台２５１には室内機（図示せず）と電気的に接続するための配線が取り付けられる。端子台２５１に一端が取り付けられた配線は通常、カバー空間４１Ａを介してカバー開口部４１４から外部に引き出され、他端を室内機へ取り付ける。そのため、通風路５１以外に別途図示しない配線経路を設ける必要がある。

【0039】

複数の通風路５１は、必要な外気の流量が得られるようにするため、複数設けられている。この際、通風路５１の長さＬは火炎が通過しない長さとされているので、消炎直径の制約を受けることなく、高い自由度で各々の通風路５１の断面形状と面積を選定することができる。したがって、実効直径ｄが消炎直径以上である通風路５１とすることができる。なお、図５及び図６に示すように、電装カバー４１は右側パネル１５の表面１５ｅから突出した操作弁２７を保護するため、カバー空間４１Ａが端子台開口部１５１側よりも操作弁取付部１５３側を大きくするように形成されている。このため、カバー空間４１Ａ断面の実効直径Ｄ及び通風路５１断面の実効直径ｄは端子台開口部１５１側から操作弁取付部１５３側に向かって大きくなる。この場合、実効直径が最少となる端子台開口部１５１側を必要な外気の流量が得られるように設定することで、基板冷却に必要な外気導入量を確保できる。

【0040】

もともと端子台開口部１５１に対応する部分４１１と、操作弁取付部１５３に対応する部分４１３は筐体１０の上下に離れて配置されるので、通風路５１の長さＬは十分に高い自由度で選定できる。したがって、通風路５１の長さＬを火炎が通過しない長さとすることは十分可能である。

【0041】

本発明者らは、火炎が伝播しない通風路５１の長さＬ（ｍｍ）と実効直径ｄ（ｍｍ）との関係について試験を行い、その結果から次のような関係を導き出すにいたった。

【0042】

通風路５１の実効直径ｄ（ｍｍ）は、下記の式(1)および式(2)を満足すればよい。
０＜Ｌ＜５０（ｍｍ）のとき、
ｄ＜＝−０．００１４×Ｌ＾２＋０．１５×Ｌ＋３．５ ・・・(1)
５０＜＝Ｌ＜＝２００（ｍｍ）のとき
ｄ＜＝０．０２×Ｌ＋６．５ ・・・(2)

【0043】

図９は、本発明者らが行った試験結果と上記式(1)および式(2)を示したグラフであり、上記式(1)および式(2)から、通風路５１の実効直径Ｄは、通風路５１の長さＬが長くなるにつれて大きくなるように定めればよい。

【0044】

以上のように、本実施形態によれば、カバー空間４１Ａ内において、カバー開口部４１４と端子台開口部１５１との間に、火炎が通過しない長さＬを有する複数の通風路５１を設けたので、右側パネル１５に、消炎直径の条件を満たす専用の外気導入口を設けなくて済む。このため、右側パネル１５の構成を簡素化することができ、低コスト化を図れる。さらには、消炎直径の条件を満たすように設計された外気導入口によって右側パネル１５の広い領域が奪われることがなくなり、機械室内の部品の設置上の制約も軽減する。これにより室外機の小型化を図れる。

【0045】

さらに、本実施形態によれば、複数の通風路５１を複数のリブ５３で構成したことによって、電装カバー４１の強度を上げることができる。

【0046】

本実施形態では、可燃性冷媒としてＲ３２を使用するものについて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、可燃性冷媒、微燃性冷媒を用いた空気調和機の室外機全般に適用することができる。

【符号の説明】

【0047】

１…室外機
１０…筐体
１５…右側パネル
１５ａ…右側パネルの表面（筐体側面）
２１…圧縮機
２２…冷媒配管
２３…熱交換器
２５…電装ユニット
２７…操作弁
３１…機械室
４１…電装カバー
４１Ａ…カバー空間
４１ｅ…電装カバーの裏面
５１…通風路
５２…開口部
５３…リブ
５３ａ，５３ｂ…外気誘導面
１５３…操作弁取付部
２５１…端子台
２５２…端子台ホルダー
４１４…カバー開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】