WO2022029891A1

WO2022029891A1 - 空気調和機

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Publication number: WO2022029891A1
Application number: PCT/JP2020/029840
Authority: WO
Inventors: 昭宏若▲松▼; 文人北村; 卓也村上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2020-08-04
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2023-02-04
Also published as: JP7459258B2; JPWO2022029891A1

Abstract

本開示は、制御箱の内部の冷却を確保しつつ、筐体内部の洗浄作業を阻害しない空気調和機を提供することを目的とする。本開示の空気調和機は、筐体の内部に設置された熱交換器と、熱交換器の下方に設けられたドレンパンと、熱交換器の上方に配置された送風機と、筐体の内部の配線が接続される制御箱と、を備え、制御箱は、送風機及び熱交換器が配置されている風路において、熱交換器よりも下流に配置されている。

Description

空気調和機

　本開示は、空気調和機の構造に関し、特に制御箱の配置に関する。

　従来の空気調和機においては、モーターとファンをプーリーとベルトでつながれ、風路と区切られたドレンパンの下側の空間に制御箱を配置した構造が知られている。

　また、冷房や暖房を行うために室内に設置され、モーターとファンとを直結してモーターのインバーター制御を行う空気調和機にあっては、制御箱内に設置されるインバーター基板を冷却する必要がある。例えば、空気調和機は、制御箱のヒートシンクを風路内に配置することにより制御箱内部のインバーター基板の冷却を行っている（例えば特許文献１）。

特許第６１２３５８５号公報

　特許文献１に係る空気調和機は、熱交換器の下流の２次側領域に配置された送風機の前側にインバーター基板を実装している制御箱が配置されている。そして、制御箱は、筐体の梁と四隅でねじ止め固定されており、吹出口が配置されている筐体の正面から見たときに、送風機の一部を隠すように配置されている。このような構造では、筐体の内部のファンやモーターのメンテナンス及びファンなどの洗浄を行う際に、制御箱は、筐体から取り外される必要がある。特に衛生面の管理が厳しい食品工場などでは、空気調和機の内部を定期的に洗浄する。よって、特許文献１に開示されている空気調和機では、洗浄作業が煩雑となり、洗浄作業の効率が下がるという課題があった。

　一方、制御箱を風路外に配置した空気調和機においては、制御箱内に設置したインバーター基板を冷却するためのヒートシンクに風が流れにくく、インバーター基板を冷却することができない。そのため、空気調和機の運転が適切に行うことができないという課題があった。

　本開示は、上述の課題を解決するものであり、制御箱の内部の冷却を確保しつつ、筐体内部の洗浄作業を阻害しない空気調和機を提供することを目的とする。

　本開示の空気調和機は、筐体の内部に設置された熱交換器と、前記熱交換器の下方に設けられたドレンパンと、前記熱交換器の上方に配置された送風機と、前記筐体の内部の配線が接続される制御箱と、を備え、前記制御箱は、前記送風機及び前記熱交換器が配置されている風路において、前記熱交換器よりも下流に配置されている。

　本開示の空気調和機によれば、上記の様に制御箱が配置されているため、制御箱の内部の基の冷却を確保しつつ、筐体の内部の洗浄時に制御箱が洗浄作業を阻害しない。

実施の形態１に係る空気調和機１００を示す斜視図である。図１の空気調和機１００の前板２を取り外した斜視図である。実施の形態１に係る空気調和機１００の熱交換器６の２次側領域の構造を示す正面図である。図３においてファンケーシング５０を取り外した状態の正面図である。実施の形態１に係る制御箱８の外観を示す斜視図である。図５の制御箱８から制御箱カバー８ｂを取り外した状態の斜視図である。実施の形態１に係る空気調和機１００の断面図である。実施の形態１に係る制御箱８を引き出した状態の斜視図である。実施の形態２に係る空気調和機２００の前板２を取り外した状態の斜視図である。実施の形態２に係る空気調和機２００のサイドパネル３ａを外した状態の斜視図である。実施の形態２の筐体１に取り付けられた状態の制御箱２０８の斜視図である。図１１の制御箱２０８をユニット前方へ開いた状態の斜視図である。

　実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る空気調和機１００を示す斜視図である。図２は、図１の空気調和機１００の前板２を取り外した斜視図である。実施の形態１に係る空気調和機１００は、筐体１の内部に、送風機５、熱交換器６、及び熱交換器６からの凝縮水を回収するドレンパン７を備える。空気調和機１００は、筐体１の前板２ｂに形成された吸入口２０から空気を取り込む。吸入口２０の内部には熱交換器６が配置されている。筐体１の内部には、前板２に形成された吸入口２０から天板４に形成された吹出口４０に至る風路が形成されている。筐体１の内部に取り込まれた空気は、熱交換器６を通過し調和され、筐体１の天板４に形成された吹出口４０から吹き出す構造になっている。なお、以下の説明において、筐体１の前板２が配置されている側を前側、前板２と対向する側を背面側、と呼ぶ。また、筐体１の左側及び右側は、筐体１を前板２に向かって見た時の左右に対応している。つまり、ｘ軸の正方向であるｘ方向が右、ｘ軸に沿った逆向きが左である。なお、ｘｚ軸により定義される平面に平行な方向を水平方向、ｙ方向を上とする。

　熱交換器６は、筐体１の前板２が配置されている側から見て、吸入口２０の裏側に配置されている。送風機５は、２つの送風機５ａ及び５ｂを含み、熱交換器６の上方に配置されており、吹出口４０と熱交換器６との間に位置している。送風機５は、ファン５１（図４参照）とモーター９（図３参照）とが連結されており、モーター９をインバーター制御してファン５１を駆動している。吸入口２０から流入した空気は、筐体１の内部において傾斜して配置されている熱交換器６を通過して筐体１の内部を上方に流れる。熱交換器６を通過した空気は、送風機５のファンケーシング５０の内部に流入し、ファン５１により吹出口４０から吹き出される。ドレンパン７は、筐体１の内部において傾斜して配置されている熱交換器６の下方で流下する水分を捕集できるように配置されている。なお、実施の形態１において、ファン５１はシロッコファンにより構成されている。

　図３は、実施の形態１に係る空気調和機１００の熱交換器６の２次側領域の構造を示す正面図である。図４は、図３においてファンケーシング５０を取り外した状態の正面図である。ここで、熱交換器６の２次側領域とは、筐体１の内部において熱交換器６を通過した空気が存在する領域を意味する。なお、熱交換器６の１次側領域は、熱交換器６を通過する前の空気が存在する領域を意味する。つまり、１次側領域は、筐体１の内部の風路において熱交換器６よりも上流の領域である。２次側領域は、筐体１の内部の風路において熱交換器６よりも下流の領域である。

　熱交換器６の２次側領域は、モーター９と、モーター９に直結されたファン５１と、ファン５１の周囲を覆い天板４に固定されたファンケーシング５０と、が設置されている。実施の形態１においては、ｘ方向に２つの送風機５ａ及び５ｂが並べられている。制御箱８は、これらの送風機５の水平方向、即ちｘ軸に沿って送風機５と共に並べて配置されている。送風機５の側方に制御箱８が配置されているため、前板２を取り外して送風機５周辺をメンテナンスする際に、制御箱８を空気調和機１００から取り外す必要が無く、メンテナンスの作業性が向上する。また、制御箱８の配線取出し口（図示なし）及びモーター９を養生すれば、送風機５周辺の洗浄も容易に行える。なお、実施の形態１において、ファンケーシング５０は、空気調和機１００の前後方向に分割して取り外し自在に構成されているため、内部のファン５１の洗浄などのメンテンナンスが可能である。ここで、空気調和機１００の前後方向とは、図１及び図２に示されているｚ軸に沿った方向である。

　熱交換器６の１次側領域には、ドレンパン７が配置されている。熱交換器６及びドレンパン７は、凝縮水で粉塵やゴミなどが付着しやすい。そのため、熱交換器６の１次側領域は、洗浄頻度が高い。空気調和機１００において熱交換器６の１次側領域であってドレンパン７の上方に制御箱８を設置した場合、制御箱８が熱交換器６及びドレンパン７の洗浄の妨げとなり、洗浄作業が煩雑になる。また、洗浄作業において制御箱８に洗浄水が大量にかかると制御箱８の内部に水が侵入する。これにより空気調和機１００の故障の原因となるため、洗浄作業の際には、制御箱８の養生が必要となる。実施の形態１に係る制御箱８は、洗浄頻度が高い１次側領域ではなく、２次側領域に配置されることにより、空気調和機１００のメンテナンス作業を容易にできる。また、制御箱８は、２次側領域に配置されることにより、冷却の効率も高くできる。

　図５は、実施の形態１に係る制御箱８の外観を示す斜視図である。図６は、図５の制御箱８から制御箱カバー８ｂを取り外した状態の斜視図である。制御箱８は、空気調和機１００の天面側から見たときにＬ字形状となっている。制御箱８は、Ｌ字形状となっており、ｚ方向における手前側の領域がｚ方向おける奥側の領域よりもｘ方向に広く形成されている。従って、制御箱８は、空気調和機１００が設置されている現地で操作することが多い基板類が制御箱８内の手前側に配置され、現地で操作することがない基板類が奥側に配置されている。制御箱８の内部においてこのように基板類を配置することにより、現地での作業スペースを確保しつつ、制御箱８の小型化が可能となる。つまり、空気調和機１００は、筐体１内において制御箱８の配置の省スペース化を図ることができる。図６に示される様に、実施の形態１においては、制御箱８の外部と接続する配線及び各基板類と接続する配線が接続されている端子台８０が、制御箱８のｚ方向の手前側の領域に配置されている。

　制御箱８の送風機５に対向している側面８ｉには、ヒートシンク８ｃが設置されている。ヒートシンク８ｃは、送風機５に近い側面８ｉに設置されているため、送風機５に向かって流れる空気の一部をヒートシンク８ｃに流すことができる。これにより、制御箱８の内部に設置されているインバーター基板（図示なし）を冷却できる。また、送風機５周辺の洗浄の際に、ヒートシンク８ｃも洗浄することができる。そのため、ヒートシンク８ｃに汚れが堆積することによる冷却効果の低下を抑えられる。制御箱本体８ａは、例えば板金部材を組み合わせて箱体となっている。制御箱本体８ａは、ヒートシンク８ｃの周囲の隙間にシリコンコーキングを充填して水の侵入を防いでいる。これにより、板金部材を組み合わせた制御箱本体８ａの外側に設置されているヒートシンク８ｃの洗浄ができる。

　端子台取付部８ｄは、制御箱本体８ａとねじ止め固定されており、制御箱本体８ａから着脱自在に構成されている。また、端子台８０と制御箱８の内部の基板類とを繋ぐ配線はコネクターにより接続されており、端子台８０及び基板類の少なくとも一方から取り外し可能となっている。制御箱左側面パネル８ｅは制御箱本体８ａとねじ止めされており取り外し可能である。また、内部の配線は取り外した時に張力が掛からないように余剰を持った配線長さとしている。

　図７は、実施の形態１に係る空気調和機１００の断面図である。図７は、送風機５から制御箱８を見た状態の断面図である。実施の形態１においては、制御箱８は、スライド構造により、筐体１の前後方向、つまりｚ軸に沿ってスライドできる。従って、制御箱８は、メンテナンスの際、前板２を取り外した筐体１の前方向に引き出し可能である。制御箱８の底面にはスライドレール８ｆが固定されている。スライドレール８ｆは、コの字形状になるように板材を折り曲げて形成され、制御箱本体８ａに溶接されている。スライドレール８ｆは、空気調和機１００の正面から見たときに、制御箱本体８ａの底面に接合されている板状の接合部の両端から下方に２つの板状部材８ｋが延びている。スライドレール８ｆの２つの板状部材８ｋは、ｚ方向に延び、ｘ方向に向けて配置された板面に長孔８ｇを設けたものである。

　筐体１は、内部の梁部材３０に図７の断面図においてＺ形状のレール１０を備える。レール１０は、梁部材３０に固定されている。レール１０は、梁部材３０からｚ方向に延びる第１部分１０ａと、第１部分１０ａの端部からｙ方向に延びる第２部分１０ｂと、第２部分１０ｂの上端からｚ方向に延びる第３部分１０ｃと、を備える。第３部分１０ｃのｚ方向の端部は、固定部１０ｄとなっている。第１部分１０ａ及び第２部分１０ｂのように、レール１０のｚ方向側の部分が制御箱８から下方に離れて位置しているため、制御箱８のｚ方向側の制御箱本体８ａの底部に形成されている端子台取付部８ｄの下方に配線取り回し用のスペースが確保できる。言い換えると、制御箱８が引き出される方向のレール１０の一部が制御箱８の底面から下方に離れて形成されたレール１０は、端子台取付部８ｄの下方に配線取り回し用のスペースを形成している。

　制御箱８のスライドレール８ｆと筐体１に固定されたレール１０とは、側面からねじ止めして固定できる構造となっている。また、制御箱８のスライドレール８ｆは、ｘ方向を向いた側面に貫通する長孔８ｇが形成されている。長孔８ｇは、ｚ方向において制御箱８のスライド量に応じた長さに形成されている。ｘ方向に長孔８ｇを貫通し、レール１０にねじ込まれているねじ８ｈを緩めることで、制御箱８は、ｚ軸に沿ってスライドできる。

　制御箱８を筐体１の前後方向にスライドできる構造とすることで、作業者は、制御箱８を空気調和機１００から降ろすことなく基板のメンテナンスを行える。また、筐体１の前板２を外して筐体１の内部を見た際に、制御箱８で隠れている領域の洗浄が可能となる。また、制御箱８をｚ方向手前側に引き出した際に、緩めておいたスライドレール８ｆのねじ８ｈを締めることにより、制御箱８を固定できるため、メンテナンス時に制御箱８を固定する台などを他に用意する必要が無い。

　図８は、実施の形態１に係る制御箱８を引き出した状態の斜視図である。制御箱本体８ａに端子台取付部８ｄを固定しているねじ及び端子台８０と制御箱８内の他の基板類とを繋ぐコネクターを取り外すと、配線を端子台８０から取り外すことなく、スライドレール８ｆに沿って制御箱８を手前に引き出すことができる。また、制御箱左側面パネル８ｅは制御箱本体８ａにねじ止めされている。制御箱８を引き出し、制御箱左側面パネル８ｅを取り外すと、制御箱８の左側面を開くことができる。制御箱８を引き出した状態で制御箱８の左側面を開くことにより、制御箱８の内部の基板類へのアクセスを容易にし、制御箱８のメンテンナンスの作業性が向上する。

　制御箱８の端子台取付部８ｄと制御箱本体８ａとの合わせ面、制御箱左側面パネル８ｅと制御箱本体８ａとの合わせ面及び制御箱カバー８ｂと制御箱本体８ａの合わせ面は、シール材を貼り付けてある。シール材は、送風機５を洗浄する際に制御箱８に水が掛かっても制御箱８の内部への水の浸入を防止する。制御箱８の配線取り込み口８ｊには配線を包むような形状のゴムブッシュが配置されている。配線が内部に通されたゴムブッシュを結束部材により外周から括ることにより、配線取り込み口８ｊからの水及びゴミ等が制御箱８内への侵入するのを防止する。

　実施の形態１に係る空気調和機１００は、室外機（図示なし）からの冷媒配管と室内機の冷媒配管の接続をドレンパン７の下側で行っている。このように冷媒配管を引き回すことにより、ドレンパン７の上方に障害物がなく、熱交換器６の一次側領域の洗浄をする際の作業性が向上する。

　実施の形態２．
　実施の形態２は、実施の形態１に係る空気調和機１００の制御箱８の配置及び取付構造を変更したものである。実施の形態２においては、実施の形態１に対する相違点を中心に説明する。

　図９は、実施の形態２に係る空気調和機２００の前板２を取り外した状態の斜視図である。実施の形態２に係る空気調和機２００は、実施形態１に係る空気調和機１００とは制御箱８の配置が異なる。実施の形態２に係る空気調和機２００においては、制御箱２０８は、熱交換器６の２次側領域に配置され、送風機５と前板２との間に配置されている。つまり、制御箱２０８と送風機５とは、ｚ軸に沿って並列しており、制御箱２０８が送風機５よりもｚ方向手前側に配置されている。制御箱２０８は、実施形態１の空気調和機１００と同様に熱交換器６の２次側に配置することで、インバーター基板の冷却を可能としながら、熱交換器６やドレンパン７の洗浄の際に水が大量にかかることが少ない。

　図１０は、実施の形態２に係る空気調和機２００のサイドパネル３ａを外した状態の斜視図である。図１０は、筐体１の前板２が取り付けられている正面に対し反対側の面である背面側から見た状態を示している。図１０に示されている様に、制御箱２０８は、インバーター基板を冷却するヒートシンク８ｃが制御箱２０８の送風機５と対向する側面２０８ｉに設置されており、熱交換器６を通過した空気が流れるように構成されている。

　図１１は、実施の形態２の筐体１に取り付けられた状態の制御箱２０８の斜視図である。図１２は、図１１の制御箱２０８をユニット前方へ開いた状態の斜視図である。図１１において、制御箱２０８の左側の端と筐体１の左前側の柱１４とは、ヒンジ金具１３を介して連結されている。制御箱２０８は下側梁１１と上側梁１２にねじ止めして固定されている。送風機５の周辺を洗浄する際は、制御箱２０８と下側梁１１及び上側梁１２とを留めているねじを取り外す。そして、制御箱２０８をヒンジ金具１３の周りに回転させて制御箱２０８を筐体１の外側に向かって開く。つまり、制御箱２０８と筐体１とは、制御箱２０８が回転移動自在なヒンジ構造により接続されている。これにより、筐体１の制御箱２０８の後ろ側に設置された送風機５に筐体１の正面側からアクセスでき、送風機５の周辺の洗浄が容易となる。また、制御箱２０８に接続される配線を制御箱２０８内へ取り込む配線穴が制御箱２０８のヒンジ金具１３が配置されている部分の周辺に設けている。制御箱２０８に接続される配線とは、筐体１の内部のモータ配線やサーミスタ等のセンサー線である。配線穴をヒンジ金具１３の近傍とすることにより、配線の長さに余剰を大きくとらずとも、制御箱２０８を外側に開くことができる。なお、制御箱２０８がヒンジ金具１３を介して固定されている柱１４、下側梁１１及び上側梁１２を総称して構造部材と称する場合がある。

　実施の形態２においては、制御箱２０８がヒンジ構造により回転移動でき、送風機５の洗浄時には、制御箱２０８を筐体１の外側に開いて退避する。そのため、洗浄水が制御箱２０８に掛かることが無く、制御箱２０８は、制御箱２０８の内部に水が浸入しないような水密構造でなくともよい。この場合、ヒートシンク８ｃが汚れているときには、制御箱２０８を外側に開いた状態で湿らせたウエスなどを用いて拭き取り清掃を行う。

　また、実施の形態２においても、空気調和機２００は、実施の形態１と同様に室外機からの冷媒配管と室内機の冷媒配管の接続をドレンパン７の下側で行っている。このように冷媒配管を引き回すことにより、ドレンパン７の上方の障害物を無くして、熱交換器６の１次側領域の洗浄の作業性が向上する。

　１　筐体、２　前板、２ｂ　前板、３ａ　サイドパネル、４　天板、５　送風機、５ａ　送風機、６　熱交換器、７　ドレンパン、８　制御箱、８ａ　制御箱本体、８ｂ　制御箱カバー、８ｃ　ヒートシンク、８ｄ　端子台取付部、８ｅ　制御箱左側面パネル、８ｆ　スライドレール、８ｇ　長孔、８ｈ　ねじ、８ｉ　側面、８ｊ　配線取り込み口、８ｋ　板状部材、９　モーター、１０　レール、１０ａ　第１部分、１０ｂ　第２部分、１０ｃ　第３部分、１０ｄ　固定部、１１　下側梁、１２　上側梁、１３　ヒンジ金具、１４　柱、２０　吸入口、３０　梁部材、４０　吹出口、５０　ファンケーシング、５１　ファン、８０　端子台、１００　空気調和機、２００　空気調和機、２０８　制御箱、２０８ｉ　側面。

Claims

　筐体の内部に設置された熱交換器と、
　前記熱交換器の下方に設けられたドレンパンと、
　前記熱交換器の上方に配置された送風機と、
　前記筐体の内部の配線が接続される制御箱と、を備え、
　前記制御箱は、
　前記送風機及び前記熱交換器が配置されている風路において、前記熱交換器よりも下流に配置されている、空気調和機。
　前記制御箱は、
　前記送風機の水平方向に並べて配置されている、請求項１に記載の空気調和機。
　前記制御箱は、
　内部に配置された基板を冷却するヒートシンクを備え、
　前記ヒートシンクは
　前記制御箱の前記送風機と対向する面に設置されている、請求項１又は請求項２に記載の空気調和機。
　前記制御箱は、
　水平方向に動かせるスライド構造を備える、請求項１～請求項３の何れか１項に記載の空気調和機。
　前記スライド構造は、
　前記筐体の梁に固定されたレールと、
　前記制御箱の底面に固定されたスライドレールと、を備え、
　前記スライドレールは、
　前記筐体の前後方向に沿って延び、水平方向に貫通する長孔が形成され、
　前記長孔は、
　前記レールに螺合して固定されたねじが挿通され、
　前記制御箱は、
　前記筐体の前方向に引き出し可能である、請求項４に記載の空気調和機。
　前記制御箱は、
　前記筐体の前側の下部に着脱自在に固定された端子台取付部を備え、
　前記端子台取付部は、
　前記制御箱の内部に配置された基板に接続する配線が着脱自在に接続されている端子台が固定され、
　前記端子台は
　前記制御箱の外部からの配線が接続されている、請求項４又は請求項５に記載の空気調和機。
　前記制御箱は、
　前記端子台取付部と前記端子台取付部が固定されている制御箱本体との合わせ面に挟まれて配置されたシール材を備える、請求項６に記載の空気調和機。
　前記制御箱は、
　前記送風機の水平方向であって、前記送風機と前記筐体の前板との間に配置され、
　前記筐体の内部にヒンジ構造を介して取り付けられ、前記ヒンジ構造を中心に前記筐体の外側に回動する、請求項１～請求項３の何れか１項に記載の空気調和機。
　前記ヒンジ構造は、
　前記制御箱の水平方向の端部と前記筐体の構造部材とを連結し、
　前記制御箱は、
　前記ヒンジ構造が配置されている端部において配線が前記制御箱の内部に引き込まれる、請求項８に記載の空気調和機。
　前記送風機は、
　内部にファンが配置されるファンケーシングを備え、
　前記ファンケーシングは、
　前記筐体の前後方向に分割して取り外し自在である、請求項１～請求項９の何れか１項に記載の空気調和機。
　前記ドレンパンの下方に冷媒配管が引き回され、
　前記冷媒配管は、
　前記筐体の外部に配置された室外機からの配管と接続される、請求項１～請求項１０の何れか１項に記載の空気調和機。
　前記送風機は、
　モーターとファンとを備え、
　前記モーターと前記ファンとが連結しており、
　前記モーターは、
　インバーター制御により駆動される、請求項１～請求項１１の何れか１項に記載の空気調和機。