JP2005214615A - 空調機の配管構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 空調機の機械室内部の配管構造を小型化すること。
【解決手段】 室内に配設された室内機、室外に配設された室外機、前記室外機に設けられ、冷媒を圧縮する圧縮機１、および圧縮機１と連結されて冷媒の通路となる配管を含む空調機の配管構造において、前記配管は、圧縮機１の外側において上下に長く形成され、圧縮機のいずれか一側に密集して形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、空調機の配管構造に関し、より詳しくは、室外機の構成要素のうち圧縮機周りの配管であって、圧縮機の吸入／吐出パイプおよび多数の連結パイプの振動を低減することができる空調機の配管構造に関する。

また、圧縮機が配置される機械室の構造をよりコンパクトに維持することができる空調機の配管構造に関する。

一般の空調機は、冷媒の圧縮および凝縮、膨張、蒸発過程を経て生成された冷気がシステム内部を循環しながら、使用者が希望する系の温度および／または湿度を調節する機器である。

かかる空調機は、室内に配設された室内機と、室外に設置され、必要とならない熱または冷気を放出する室外機とで構成される。なお、前記室外機の内部には、熱が交換される室外熱交換器、強制風動を起こす室外ファン、および冷凍サイクル内部を冷媒が強制流動するようにする圧縮機が配置されるのが一般である。前記圧縮機は、圧縮機自体の動作中に騒音が発生するため、通常、室外機内に設けられ、室内の騒音環境を改善するようにする。

しかし、近年、室内環境が狭くなり、これによって、室内空間と室外機の設置位置とが近くなり、室外機の騒音が室内に伝わることが多いため、室外機の動作中に発生する騒音を減らすための研究が盛んに行われている。特に、窓に設置するタイプの空調機のように、室外機と室内機とが一体型である場合は、騒音の問題が一層深刻になる。

なお、室外機の騒音は、大別して、室外ファンの動作中に発生する騒音と、圧縮機の動作中に発生する騒音とがあり、本発明では、圧縮機の動作中に発生する騒音の改善を主な対象としている。前記圧縮機から発生する騒音は、配管を介して伝播していくのが一般である。具体的には、前記圧縮機から発生する振動は、圧縮機と連結される吸入管および吐出管、その他に機械室内部に形成される多数の連結管を介して伝播しながら相互干渉により増幅され、共振に至ると、大きな振動および騒音に変化する。

従来は、前記圧縮機が配置される機械室に形成される多数の配管は、圧縮機からの振動を低減するため長く形成されるのが一般である。また、長い配管が機械室の内部に形成されるようにするため、三次元的な構成として多数の配管が互いに交叉して形成される。それで、互いに連結されている配管が互いに振動を増幅し、三次元的に互いに影響を与え、配管全体として共振が発生することが多いという問題点がある。前記配管で共振が発生した時は、配管全体として震え現象が発生して大きな振動になり、機械室全体で騒音が発生する要因になる。

また、配管が無秩序に形成されると、機械室の構成が複雑になり、機械室の空間を効率良く使用することができないという問題点がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、配管の相互間の影響を最小化することができる空調機の配管構造を提案する。特に、圧縮機から配管へ伝達される振動を低減させることにより、前記圧縮機の振動によるパイプの振動、共振、騒音が防止できる空調機の配管構造を提供することにある。

本発明の他の目的は、室外機の配管を一定の形式で配置することにより、室外機の機械室の構造が一層コンパクトになる空調機の配管構造を提供することにある。

前述の目的を達成するための本発明の一側面によれば、本発明の空調機の配管構造は、室内に配設された室内機、室外に配設された室外機、前記室外機に設けられ、冷媒を圧縮する圧縮機、および前記圧縮機と連結されて冷媒の通路となる配管を含む空調機の配管構造であって、前記配管は、前記圧縮機の外側において上下に長く形成され、圧縮機のいずれか一側に密集して形成されることを特徴とする。

ここで、前記配管のうちのいずれかの配管と隣接する他の配管との距離をＰ_distとし、配管の半径をＲとする時、４Ｒ＜Ｐ_dist＜１０Ｒを満たすことが好ましい。

また、前記配管のうちいずれかの配管と隣接する他の配管との間の角度をＰ_angleとし、配管の半径をＲとする時、１３５°＜Ｐ_angle＜２２５°を満たすことが好ましい。

本発明の他の側面によれば、本発明の空調機の配管構造は、 圧縮機と、前記圧縮機を中心に放射状に互いに平行に形成され、前記圧縮機を経由する冷媒の流動経路になり、前記圧縮機の外側において上下に長く形成される多数の配管とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、室外機の機械室から発生する振動および騒音が一層減少する効果が得られる。また、配管が狭い空間に密集して形成されるため、機械室を小型化することができる。

また、配管構造に単一の振動減少部材で簡単に設置することができるため、室外機の製造工程が単純化し、製造コストのダウンが可能となる。

以下、本発明の好適な実施例について図面を参照して詳述する。
図１は、本発明に係る室外機の斜視図である。

図１に示すように、室外機の内部構成は、圧縮機１、室外熱交換器２、室外ファン３、四方弁７、吸入管１１、吐出管１２、室内側連結管１３、室外側連結管１４を含む。具体的には、冷媒を圧縮する圧縮機１と、室外側で熱交換を行うための室外熱交換器２と、室外熱交換器２に強制風動を加える室外ファン３と、冷凍サイクル内で冷媒の流動方向を正方向または逆方向に切り換えて冷凍サイクルを空調サイクルまたは熱ポンプに切り換える四方弁７とを含む。また、前記四方弁７と圧縮機１の吸入側とを連結する吸入管１１と、四方弁７と圧縮機の吐出側とを連結する吐出管１２と、四方弁７とサービス弁１５とを連結する室内側連結管１３と、四方弁７と室外熱交換器２とを連結する室外側連結管１４とを含む。

また、前記室外機の外観をなすケース１０と、前記圧縮機１および配管が配設され、室外機のいずかの一側に形成される機械室２０とを有する。前記機械室２０は、室外機のいずれか一側に形成され、バリアー２１により室外ファン３および室外熱交換２が設けられる空間とに分離される。

前記四方弁を中心に室外機配管内の冷媒の流動を簡単に説明する。前記吸入管１１、吐出管１２、室内側連結管１３および室外側連結管１４内部の冷媒流動方向は、四方弁７により制御できる。具体的には、吐出管１２が室外側連結管１４と連結され、吸入管１１が室内側連結管１３と連結されると、室内を冷房する一般の空調機として動作する。また、吐出管１２が室内側連結管１３と連結され、吸入管１１が室外側連結管１４と連結されると、室内を暖房するヒートポンプとして動作する。

また、室内側連結管１３の端部から室外機の外側に引き出される部分にサービス弁１５が設けられる。前記サービス弁１５は、配管内部の真空状態形成、空調システムの一時使用中止および冷媒の排出・注入などの場合に使用されるもので、室外機ケース１０の外側に突出形成される。

なお、図１から、前記吸入管１１、吐出管１２、室内側連結管１３および室外側連結管１４を含む多くの配管は、圧縮機１の隣接した位置で上下方向に並んで形成されことがわかる。また、圧縮機１と隣接する位置に形成される多数の配管は、互いに密集して形成される。このように、配管が密集して形成されることで、機械室の使用効率を一層高くすることができる。さらには、図示していないが、配管が所定の位置に密集形成する場合は、振動減少部材としては、単一の形状を有する部材が使用できるため、室外機の製造工程が単純化する。

なお、図１において、配管１１、１２、１３、１４が圧縮機１の右側に形成されているが、圧縮機１の左側に形成しても、本発明の効果は、同様である。

図２は、図１のＩ−Ｉ′の断面図である。
図２には、圧縮機１と圧縮機１周りの配管１１、１２、１３、１４が示されている。前記配管は、圧縮機のいずれか一側に放射状に密集して形成されるため、機械室をより効率良く使用することができ、図面では、一例として、圧縮機の右側に配管が上下方向に長く形成されている。他の例として、いずれかの配管は、前記配管の両側に隣接する他の配管を連結する仮想連結線と接する位置に隣接するところに上下に長く形成される。また他の例として、配管の密集効率を高くするため、前記配管は、前記圧縮機を中心にほぼ円形に配置されている。

また、前記配管は、圧縮機の長さ方向に水平となる方向に、即ち上下方向に二次元的に長く形成されているため、機械室２０の空間内部をより効率良く使用することができる、さらには、配管１１、１２、１３、１４が互いに平行方向に長く形成されるため、振動減少部材が単一のボディとして形成されることもできる。また、配管１１、１２、１３、１４が互いに平行な方向に長く形成されるため、互いに影響を与える振動が一層容易に減少できる効果が期待される。

なお、本発明では、前記配管１１、１２、１３、１４が配置される主な因子を次のように提案する。即ち、種々の配管が圧縮機のいずれか一側に垂直方向に長く形成されることを条件として前記配管間の距離、配管と配管との間の角度の好ましい案を提示する。

前記配管１１、１２、１３、１４間の距離（Ｌ）をＰ_distとすると、Ｐ_distは以下の式（１）にて示される。

４Ｒ＜Ｐ_dist＜１０Ｒ …（１）
但し、Ｒは、配管の半径である。

前記配管１１、１２、１３、１４間の距離が短すぎると、振動の発生時、配管が互いに衝突して騒音が発生するおそれがあり、振動減少部材（図示省略）が設けられていても配管間の振動が十分に減少できないおぞれがある。また、配管間の距離が遠すぎると、機械室の空間使用効率が落ち、また、単一の振動減少部材を設けることができないという短所がある。前記振動減少部材としては、ゴム、テープなどのような種々の形状が使用可能である。

また、前記配管１１、１２、１３、１４間の角度（Ａ）をＰ_angleとすると、Ｐ_angleは以下の式（２）で示される。
１３５°＜Ｐ_angle＜２２５° …（２）

前述のように、配管１１、１２、１３、１４間の角度は、大きすぎると、配管の集積度が低下して機械室空間の使用効率が落ちる短所があり、小さすぎると、配管があまり近接して配管同士の相互干渉が発生するおそれがある。

より好ましくは、前記圧縮機１といずれかの配管１１、１２、１３、１４とを結ぶ仮想線と、配管１１、１２、１３、１４間を結ぶ仮想線とが互いに直交するようにすることで、配管の集積度を高くすると共に配管の振動減少を改善することができる。かかる仮想線間の直交関係によって、いずれかの配管１１、１２、１３、１４に垂直に流入される振動成分は、隣接する他の配管により増幅されるおそれがないため、振動の相互干渉を回避することができ、全体として振動の減少効果が得られる。

なお、図２から、一種類の配管１１、１２、１３、１４は、これと異なる種類の配管の間に位置することがわかる。かかる配管の相互配置関係によって、いずれかの配管から発生する振動成分が隣接する他の異なる配管の振動成分と相互干渉により増幅されることを防止することができる。具体的に、いずれかの配管から発生する振動成分は他の異なる配管で発生する振動成分とは異なっており、従って、いずれかの配管の隣接位置には、他の異なる配管が位置し、これによって、振動が互いに干渉することがない。例えば、室外側連結管１４は、吸入管１１と室内側連結管１３との間に配置されるようになる。

また、前述のように、２つの配管間の位置、即ち、２つの配管を連結する連結線上の隣接位置にまた他の配管を位置させることで、配管が並んで二次元的に配列され、振動の減少効果を一層高くすることができる。配管が隣接する位置に並んで形成されることで、単一の振動減少部材を設けることができるのは言うまでもない。

なお、図２では、多数の配管１１、１２、１３、１４が円形に配置されているが、一直線状に配置される場合でも、同じ効果が得られる。

図３は、本発明の作用関係を説明する図である。
図３を参照するに、前述のように、圧縮機１が起動すると、圧縮機の内部で回転するローター（図示省略）により圧縮機１には回転振動または左右振動が発生する。前記圧縮機の振動は、前記圧縮機１の吸入側および吐出側と連結される吸入管１１および吐出管１２を介して伝達され、圧縮機１１周りの機器を経由して、結局、連結管１３、１４に伝わり、配管全体が圧縮機１の振動影響を受けるようになる。

このとき、圧縮機１周囲に位置する多数の配管は、互いに平行な方向に揃え、圧縮機を中心に放射状に形成されているため、いずれかの配管と隣接する他の配管との間で発生する振動は互いに相殺される。

前述のような空調機の配管構造により室外機の機械室で発生する振動および騒音が一層減少される効果が得られる。また、配管が狭い空間に密集して形成されるため、機械室の小型化が可能である。また、小型化した機械室の構造内部には、吸・遮音材をより便利に設置することができる効果を奏する。

また、配管の構造に単一の振動減少部材を簡単に設けることができるため、室外機の製造工程が単純化し、製造コストの低減が可能となる。

以上、図面を参照して本発明の実施例を説明してきたが、本発明の保護範囲は、前述の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。

以上のような空調室外機の配管構造は、一般の冷暖房システムであるヒートポンプの室外機の他にも、冷房運転用空調機の室外機、マルチ型空調機の室外機、アキュムレータ付き空調機の室外機などにも適用できる。

本発明に係る室外機の斜視図である。 図１のＩ−Ｉ′の断面図である。 本発明の作用関係を説明する図である。

符号の説明

１ 圧縮機
２ 室外熱交換器
３ 室外ファン
７ 四方弁
１０ ケース
１１ 吸入管
１２ 吐出管
１３ 室内側連結管
１４ 室外側連結管
１５ サービス弁
２０ 機械室
２１ バリアー

Claims (10)

1. 室内に配設された室内機、室外に配設された室外機、前記室外機に設けられ、冷媒を圧縮する圧縮機、および前記圧縮機と連結されて冷媒の通路となる配管を含む空調機の配管構造において、
   前記配管は、前記圧縮機の外側において上下に長く形成され、圧縮機のいずれか一側に密集して形成されることを特徴とする空調機の配管構造。
2. いずれか１つの前記配管は、両側に隣接する他の配管を連結する仮想連結線と接する位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の空調機の配管構造。
3. 前記配管は、並んで配置されることを特徴とする請求項１に記載の空調機の配管構造。
4. 前記配管には、前記圧縮機側に冷媒が吸入される吸入管、冷媒が吐出される吐出管、四方弁とサービス弁とを連結する室内側連結管、前記四方弁と室外熱交換器とを連結する室外側連結管のうちの少なくとも２つを含むことを特徴とする請求項１に記載の空調機の配管構造。
5. 前記配管は、前記圧縮機を中心に円形に配置されることを特徴とする請求項１に記載の空調機の配管構造。
6. 前記配管は、前記圧縮機を中心に一の字状に配置されることを特徴とする請求項１に記載の空調機の配管構造。
7. 前記配管のうちのいずれかの配管と隣接する他の配管との距離をＰ_distとし、配管の半径をＲとする時、４Ｒ＜Ｐ_dist＜１０Ｒを満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の空調機の配管構造。
8. 前記配管のうちいずれかの配管と隣接する他の配管との間の角度をＰ_angleとし、配管の半径をＲとする時、１３５°＜Ｐ_angle＜２２５°を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の空調機の室外機の配管構造。
9. 前記圧縮機の中心といずれかの配管とを連結する仮想線と、前記いずれかの配管と隣接する他の配管とを連結する仮想線とは、互いに直交することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の空調機の配管構造。
10. 圧縮機と、
    前記圧縮機を中心に放射状に互いに平行に形成され、前記圧縮機を経由する冷媒の流動経路になり、前記圧縮機の外側において上下に長く形成される多数の配管と、
    を含むことを特徴とする空調機の配管構造。

Images