特許 7503719 空気調和機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-12

(45)【発行日】2024-06-20

(54)【発明の名称】空気調和機

(51)【国際特許分類】

   F24F 1/0059 20190101AFI20240613BHJP

   F24F 1/0063 20190101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

F24F1/0059

F24F1/0063

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023568649

(86)(22)【出願日】2023-08-08

(86)【国際出願番号】 JP2023028919

【審査請求日】2023-11-08

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】316011466

【氏名又は名称】日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000660

【氏名又は名称】Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ Ｐａｒｔｎｅｒｓ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 光

(72)【発明者】

【氏名】其田 光希

(72)【発明者】

【氏名】小野寺 仁

(72)【発明者】

【氏名】細井 真太郎

【審査官】奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５９－０４９４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－０４０４２０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特許第７２２７５１２（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ １／００－１３／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気調和機であって、
アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された複数の伝熱管と、
前記伝熱管同士を接続するリターンパイプと、
前記伝熱管の冷媒出入口に接続し、少なくとも一部がアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された接続配管と、
前記空気調和機の室内機の内部において、前記伝熱管に設けられた２つの前記冷媒出入口それぞれに接続する前記接続配管のうち少なくとも一方を前記リターンパイプに固定する固定部材と、
を備え、
前記固定部材は、帯状の部材であるベルト部を有し、
前記接続配管の少なくとも一方を、前記ベルト部で１つの前記リターンパイプに固定し、
前記接続配管の少なくとも一方と前記リターンパイプの固定位置は、前記リターンパイプのＵ字の底の部分である、空気調和機。

【請求項2】

前記伝熱管を備える熱交換器が凝縮器として動作する場合に冷媒の入口となる前記冷媒出入口に接続される前記接続配管が前記リターンパイプに固定される、請求項１に記載の空気調和機。

【請求項3】

２つの前記接続配管のそれぞれが前記固定部材により前記リターンパイプに固定される、請求項１に記載の空気調和機。

【請求項4】

前記接続配管は、被覆部材を介して前記リターンパイプに固定され、
前記被覆部材は、前記接続配管よりも熱伝導率が小さい、請求項１に記載の空気調和機。

【請求項5】

前記固定部材のヘッド部分は、前記被覆部材と接し、前記伝熱管と接しない、請求項４に記載の空気調和機。

【請求項6】

前記リターンパイプを複数備え、
前記接続配管は、前記冷媒出入口から最も近い前記リターンパイプに固定される、請求項１に記載の空気調和機。

【請求項7】

前記接続配管は、前記伝熱管の長手方向において前記リターンパイプと重なる位置に配置される、請求項１に記載の空気調和機。

【請求項8】

前記被覆部材は、ゴム又は樹脂で形成される、請求項４に記載の空気調和機。

【請求項9】

前記接続配管は、直線部を有し、
前記直線部において前記リターンパイプに固定される、請求項１に記載の空気調和機。

【請求項10】

前記固定部材の材質は、樹脂である、請求項１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】

従来、複数の冷媒配管を搭載した空気調和機が知られている。特許文献１には、第１冷媒配管と第２冷媒配管とを備えた配管連結構造が開示されている。ここで、第１冷媒配管は、順に並ぶ第１部、第１拡張部、第２部、第２拡張部及び第３部を有し、第２冷媒配管は、第１冷媒配管に挿入され、第２部に対応する第４部と、第３部に対向する第５部とを有している。第２部と第４部が対向することで連結部分の強度を向上させ、さらに、ロウ付け部分を第５部と第３部に制限することでロウ付け部分の面積を小さくしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第７２２７５１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

空気調和機の据付時には、サービスマンが室内機や室外機の設置状況に合わせて適宜配管を曲げることがある。このとき、接続配管にかかる力が、熱交換器の伝熱管と接続配管との接続部分に加わり、この接続部分において接続配管が折れてしまうという問題があった。

【0005】

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、空気調和機の据付時に、接続配管を折り曲げた際に、接続配管が折れてしまうのを防ぐことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、空気調和機であって、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された複数の伝熱管と、前記伝熱管同士を接続するリターンパイプと、前記伝熱管の冷媒出入口に接続し、少なくとも一部がアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された接続配管と、前記空気調和機の室内機の内部において、前記伝熱管に設けられた２つの前記冷媒出入口それぞれに接続する前記接続配管のうち少なくとも一方を前記リターンパイプに固定する固定部材と、を備え、前記固定部材は、帯状の部材であるベルト部を有し、前記接続配管の少なくとも一方を、前記ベルト部で１つの前記リターンパイプに固定し、前記接続配管の少なくとも一方と前記リターンパイプの固定位置は、前記リターンパイプのＵ字の底の部分である。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、空気調和機の据付時に、接続配管を折り曲げた際に、接続配管が折れてしまうのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】空気調和機を示す外観構成図である。

【図2】空気調和機の冷媒回路を示す図である。

【図3】室内交換器を示す図である。

【図4】固定部材の拡大図である。

【図5】伝熱管と接続配管の接続部分の概略断面図である。

【図6】第６の変形例の説明図である。

【図7】第６の変形例の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１は、本実施形態に係る空気調和機１を示す外観構成図である。空気調和機１は、冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）で冷媒を循環させることによって、空調を行う。図１に示すように、空気調和機１は、室内（被空調空間）に設置される室内機２と、屋外（室外）に設置される室外機３と、ユーザによって操作されるリモコン４とを備えている。

【0010】

室内機２は、リモコン通信部５を備えている。リモコン通信部５は、赤外線通信等によって、リモコン４との間で所定の信号を送受信する。例えば、リモコン通信部５は、運転指令、停止指令、設定温度の変更、運転モードの変更、もしくは、タイマの設定等の信号をリモコン４から受信する。なお、図１では省略しているが、室内機２と室外機３とは、冷媒配管を介して接続されるとともに、通信線を介して接続されている。

【0011】

図２は、実施形態に係る空気調和機１の冷媒回路Ｑを示す図である。なお、図２に示す実線の矢印は、暖房運転時における冷媒の流れを示している。また、図２に示す破線の矢印は、冷房運転時における冷媒の流れを示している。

【0012】

室内機２は、リモコン通信部５の他に、室内熱交換器６と、クロスフローファン（貫流ファンや室内ファンとも称される）７とを備えている。室内熱交換器６においては、後述する伝熱管を通流する冷媒と、クロスフローファン７から送り込まれる室内空気との間で熱交換が行われる。室内熱交換器６は、後述の四方弁１３の切り替えにより凝縮器または蒸発器として動作する。クロスフローファン７は、室内熱交換器６の付近に設置されている。クロスフローファン７は、室内ファンモータ８の駆動によって、室内熱交換器６に室内空気を送り込む。この室内機２の具体的な構成については、後述する。

【0013】

室外機３は、圧縮機９と、室外熱交換器１０と、室外ファン１１と、室外膨張弁（膨張弁）１２と、四方弁１３とを備えている。圧縮機９は、圧縮機モータ１４の駆動によって、低温低圧のガス冷媒を圧縮し、高温高圧のガス冷媒として吐出する。室外熱交換器１０においては、伝熱管を通流する冷媒と、室外ファン１１から送り込まれる外気との間で熱交換が行われる。室外熱交換器１０は、四方弁１３の切り替えにより凝縮器または蒸発器として動作する。

【0014】

室外ファン１１は、図１に示すように、室外熱交換器１０の付近に設置されている。室外ファン１１は、室外ファンモータ１１ａの駆動によって、室外熱交換器１０に外気を送り込む。室外膨張弁１２は、「凝縮器」（室外熱交換器１０および室内熱交換器６の一方）で凝縮した冷媒を減圧する機能を有している。なお、室外膨張弁１２において減圧された冷媒は、「蒸発器」（室外熱交換器１０および室内熱交換器６の他方）に導かれる。

【0015】

四方弁１３は、空気調和機１の運転モードに応じて、冷媒の流路を切り替える弁である。四方弁１３の切り替えにより、冷房運転時には、破線矢印で示すように、圧縮機９、室外熱交換器（凝縮器）１０、室外膨張弁１２、および室内熱交換器（蒸発器）６の順に冷媒が循環する冷凍サイクルとなる。また、四方弁１３の切り替えにより、暖房運転時には、実線矢印で示すように、圧縮機９、室内熱交換器（凝縮器）６、室外膨張弁１２、および室外熱交換器（蒸発器）１０の順に冷媒が循環する冷凍サイクルとなる。すなわち、圧縮機９、「凝縮器」、室外膨張弁１２、および「蒸発器」を順次に介して冷媒が循環する冷媒回路Ｑにおいて、前記した「凝縮器」および「蒸発器」の一方は室外熱交換器１０であり、他方は室内熱交換器６である。

【0016】

図３は、室内熱交換器６の概略図である。室内熱交換器６は、複数のフィン１００を備え、さらにフィン１００を貫通するように、複数の伝熱管（ヘアピンパイプ）１１０が設けられている。さらに、各伝熱管１１０は、その両端が、隣接する伝熱管１１０の端とリターンパイプ１１２で接続されている。リターンパイプ１１２は、Ｕ字状に形成されている。このように、複数の伝熱管１１０は、リターンパイプ１１２により直列に接続され、長い冷媒流路が形成される。伝熱管１１０のうち、室内熱交換器６における２つの冷媒出入口１１４には、それぞれ接続配管１２０が挿入されて接続されている。接続配管１２０は、伝熱管１１０とロウ付けにより接続されている。なお、他の例としては、接続配管１２０は、伝熱管１１０に挿入された後で、かしめることで接続されてもよい。伝熱管１１０と接続配管１２０の接続方法は限定されるものではない。伝熱管１１０、リターンパイプ１１２及び接続配管１２０は、いずれもアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されている。

【0017】

伝熱管１１０の２つの冷媒出入口１１４に接続する２つの接続配管１２０は、いずれもリターンパイプ１１２に固定されている。本実施形態においては、２つの接続配管１２０は、いずれも冷媒出入口１１４（接続配管１２０と伝熱管１１０の接続部分）に最も近い位置のリターンパイプ１１２ａに固定されるものとする。空気調和機１の据付時には、室内機２が室内に設置され、室外機３が室外に設置される。そして、室内機２の接続配管１２０は、室内機２の設置状況に応じて、サービスマンにより、適宜、折り曲げられる。例えば、図３の例では、接続配管１２０の一部１２０ｂにおいて折り曲げられている。このように、接続配管１２０の一部を折り曲げた場合に、その応力により、伝熱管１１０との接続部分において、接続配管１２０が折れることがある。これに対し、本実施形態の接続配管１２０は、伝熱管１１０との接続部分から折り曲げられる部分までの間において、リターンパイプ１１２に固定されている。したがって、折り曲げた際の応力が、伝熱管１１０と接続配管１２０の接続部分に伝わるのを防ぎ、接続部分において接続配管１２０が折れるのを防ぐことができる。さらに、接続配管１２０を冷媒出入口１１４に最も近い位置のリターンパイプ１１２ａに固定することで、接続配管１２０の引き回しスペースを小さくすることができる。

【0018】

さらに、接続配管１２０は、その直線部１２０ａにおいてリターンパイプ１１２に固定されている。これにより、接続配管１２０をリターンパイプ１１２に固定する際の作業性を向上させることができる。

【0019】

接続配管１２０の直線部１２０ａは、被覆部材１３０で覆われ、被覆部材１３０を介して、固定部材１３２によりリターンパイプ１１２ａに固定されている。被覆部材１３０は、接続配管よりも熱伝導率の小さい素材で形成されている。具体的には、被覆部材１３０は、ゴム又は樹脂で形成されている。これにより、リターンパイプ１１２ａを流れる冷媒と、接続配管１２０のうちリターンパイプ１１２ａに固定された部分を流れる冷媒と、の間で熱交換が行われるのを防ぐ。

【0020】

また、固定部材１３２は、樹脂で形成されている。このように、固定部材１３２は、アルミニウムよりも軟らかい材質で形成されるものとする。これにより、接続配管１２０及びリターンパイプ１１２が固定部材１３２により削れるのを防ぐことができる。また、樹脂とすることで、固定に十分な強度を持たせることができる。

【0021】

図４は、固定部材１３２の拡大図である。固定部材１３２は、ベルト部分１３２ａと、ヘッド部分１３２ｂとを備える。ベルト部分１３２ａは、複数の部材を括るための、帯状の部材である。ヘッド部分１３２ｂは、ベルト部分１３２ａの両端を固定するための部材である。ベルト部分１３２ａは、被覆部材１３０とリターンパイプ１１２ａとをまとめるようにこれらを括り、ヘッド部分１３２ｂにより固定される。ヘッド部分１３２ｂが配置される位置は、被覆部材１３０上であり、リターンパイプ１１２ａ上でないものとする。すなわち、ヘッド部分１３２ｂは、被覆部材１３０とは接するが、リターンパイプ１１２ａとは接していない。このような構成とすることで、リターンパイプ１１２ａがヘッド部分１３２ｂにより傷付くのを防ぐことができる。

【0022】

さらに、接続配管１２０とリターンパイプ１１２とが固定される固定位置は、リターンパイプ１１２のうちフィン１００から最も離れた位置、すなわちリターンパイプ１１２のＵ字の底の部分であることとする。これにより、接続配管１２０の曲げ作業の際の曲げ径を確保することができる。

【0023】

以上のように、本実施形態の空気調和機においては、接続配管をリターンパイプに固定するので、空気調和機の据付時に、接続配管を折り曲げた際に、接続配管が折れてしまうのを防ぐことができる。

【0024】

また、特許文献１の技術のように、伝熱管１１０への接続配管１２０の挿入部分を長くした場合には、冷媒の流れる音が問題となる。図５は、伝熱管１１０と接続配管１２０の接続部分の概略断面図である。矢印は冷媒の流れを示している。接続配管１２０と伝熱管１１０の接続部分を長くし、フィン１００が配置される位置まで接続配管１２０を挿入する場合には、接続配管１２０の先端部分の径を小さくするために、縮管する。これにより、縮管部１２２の肉厚が厚くなる。さらに、アルミニウム製の配管は、銅製の配管に比べて弱いため、その肉厚は、銅製の配管に比べて厚い。このため、伝熱管１１０と接続配管１２０の接続部分において、流路には比較的大きな段差２００が生じる。この段差２００の部分において冷媒の渦が発生し、冷媒音の原因となってしまう。これに対し、本実施形態の空気調和機１においては、上記構成とすることで、伝熱管１１０への接続配管１２０の挿入部分を長くする必要がない。このように、縮管部１２２を短くすることにより、冷媒音を抑えることができる。

【0025】

なお、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、例えばある実施形態の変形例を他の実施形態に適用するなど、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【0026】

そうした第１の変形例としては、室外機３においても、室内機２と同様に、接続配管がリターンパイプに固定されてもよい。

【0027】

第２の変形例としては、２つの冷媒出入口１１４のそれぞれに接続する２つの接続配管１２０のうち少なくとも一方がリターンパイプ１１２に固定されていればよい。より好ましくは、室内熱交換器６が凝縮器として動作する場合に、冷媒の入口となる冷媒出入口１１４に接続される接続配管１２０がリターンパイプ１１２に固定されていればよい。

【0028】

第３の変形例としては、接続配管１２０は、リターンパイプ１１２に固定されていればよく、その位置及び固定される箇所の数は実施形態に限定されるものではない。固定位置は、伝熱管１１０と接続配管１２０の接続部分に近いことが望ましいが、一方で、他の部材の配置により制限がある場合には、最も近くに位置するリターンパイプ１１２でなくてもよい。また、接続配管１２０は、複数のリターンパイプ１１２と複数箇所で固定されてもよい。

【0029】

第４の変形例としては、接続配管１２０は、室内機２の内部において、接続配管以外の他の部材に固定されていればよく、固定先は、リターンパイプ１１２に限定されるものではない。例えば、接続配管１２０は、室内機２の内部において筐体に固定されていてもよい。

【0030】

第５の変形例としては、２つの接続配管１２０のうち少なくとも一方が、冷媒出入口１１４に最も近い位置のリターンパイプ１１２ａに固定されていればよい。例えば、空気調和機１の他の部材の配置状況によっては、一方の接続配管１２０を冷媒出入口１１４に最も近い位置のリターンパイプ１１２ａに固定するのが難しい場合がある。このような場合には、冷媒出入口１１４に最も近い位置のリターンパイプ１１２ａ以外のリターンパイプ１１２に固定されてもよい。なお、この場合も、一方の接続配管１２０は、できるだけ冷媒出入口１１４に近いリターンパイプ１１２に固定されるのが好ましい。また、２つの接続配管１２０のいずれも、冷媒出入口１１４に最も近い位置のリターンパイプ１１２ａに固定するのが難しい場合がある。この場合には、２つの接続配管１２０の両方が冷媒出入口１１４に最も近い位置のリターンパイプ１１２ａ以外のリターンパイプ１１２に固定されてもよい。この場合も、両方の接続配管１２０は、いずれも、できるだけ冷媒出入口１１４に近いリターンパイプ１１２に固定されるのが好ましい。

【0031】

図６及び図７は、第６の変形例の説明図である。図６は、第６の変形例に係る固定部分の概略斜視図である。図７は、図６に示す固定部分を伝熱管１１０の長手方向に見た図である。第６の変形例としては、少なくとも一方の接続配管１２０は、伝熱管１１０の長手方向Ｙにおいて、リターンパイプ１１２と重なる位置（等しい位置）、すなわち空気調和機１の奥行方向Ｘにおいて異なる位置に配置されてもよい。図７に示す例では、冷媒出口１１４ａ側に接続する接続配管１２０は、長手方向Ｙにおいて、リターンパイプ１１２と重なる位置に配置されている。このように、長手方向Ｙにおいてリターンパイプ１１２と重なる位置に配置されることで、接続配管１２０のためのスペースを小さくすることができる。

【符号の説明】

【0032】

１ 空気調和機
２ 室内機
３ 室外機
４ リモコン
５ リモコン通信部
６ 室内熱交換器
７ クロスフローファン
８ 室内ファンモータ
９ 圧縮機
１０ 室外熱交換器
１１ 室外ファン
１１ａ 室外ファンモータ
１２ 室外膨張弁
１３ 四方弁
１４ 圧縮機モータ
１００ フィン
１１０ 伝熱管
１１２ リターンパイプ
１１２ａ リターンパイプ
１１４ 冷媒出入口
１２０ 接続配管
１２０ａ 直線部分
１２０ｂ 一部
１２２ 縮管部
１３０ 被覆部材
１３２ 固定部材
２００ 段差

【要約】

【課題】伝熱管に接続された接続配管が、空気調和機の据付時に接続配管を折り曲げた際に、接続配管が折れてしまうのを防ぐ。
【解決手段】空気調和機（１）であって、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された複数の伝熱管（１１０）と、伝熱管の冷媒出入口（１１４）に接続し、少なくとも一部がアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された接続配管（１２０）と、空気調和機の室内機（２）の内部において、伝熱管に設けられた２つの冷媒出入口それぞれに接続する接続配管のうち少なくとも一方を接続配管以外の他の部材に固定する固定部材（１３２）と、を備える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】