具体实施方式
以下,关于本实施方式,用附图具体说明。首先,关于空调机100的整体结构,参照图1进行说明。
图1是表示本实施方式的空调机的冷冻循环的结构的图。
本实施方式的空调机100通过由连接配管40、40连接室外机1与室内机7而构成。室外机1具备压缩机2、四通阀3、室外换热器4、螺旋桨式鼓风机5和节流装置6。室内机7具备室内换热器8和贯流风扇9。
在空调机100中,以进行制冷运转的情况为例,说明各要素的作用。在制冷运转时,由压缩机2压缩的高压气体状制冷剂通过四通阀3流入室外换热器4,由于向大气放热而凝缩,成为高压的液状制冷剂。液状制冷剂通过节流装置6的作用而被减压,成为低温低压的气液二相状态,通过连接配管40而流入室内机7。进入室内机7的制冷剂由于通过室内换热器8吸收室内空气的热而蒸发。利用室内换热器8蒸发的制冷剂通过连接配管40而返回室外机1,通过四通阀3而再次被压缩机2压缩。
在制冷运转时,利用四通阀3切换制冷剂流路,由压缩机2压缩的高压气体状制冷剂通过四通阀3及连接配管40而流入室内机7。进入室内机7的制冷剂通过室内换热器8向室内空气放热而凝缩,成为高压的液状制冷剂。高压的液状制冷剂通过连接配管40而流入室外机1。进入室外机1的高压液状制冷剂通过节流装置6的作用而减压,成为低温低压的气液二相状态,流入室外换热器4,通过吸收室外空气的热而蒸发,成为气体状制冷剂。通过室外换热器4成为气体状的制冷剂通过四通阀3再次被压缩机2压缩。
图2是表示一般的交叉翅片管型的换热器的结构的概略图。本实施方式的换热器(图1的室外换热器4及室内换热器8)为弯曲为U字状的铜制的传热管12贯穿多个铝制的翅片11的结构。
翅片11与传热管12通过对***翅片11的传热管12进行液压或机械性扩管而靠紧安装。在传热管12的端部,经由其它的传热管12的端部与接头部件(U形弯头)13通过焊接等连接,构成制冷剂的流路。
(第一实施方式)
图3是表示使用于第一实施方式的空调机的室内机的侧面剖视图,图4是放大表示第一实施方式的背面侧换热器与箱体的位置关系的详细的重要部位的侧面剖视图。
如图3所示,室内机7由室内换热器8A、贯流风扇9、箱体10等构成。
在箱体10上,在前面设置有空气吸入口23,在上面设置有空气吸入口24,在下部设置有空气吹出口25。另外,在箱体10内配设有贯流风扇9,在从空气吸入口23、24至贯流风扇9的风路的途中配设有交叉翅片管型的室内换热器8A。另外,图3所示的符号19表示空气过滤器(未图示)的框体。
室内换热器8A由前面侧换热器20、背面侧主换热器21(背面侧换热器)和背面侧辅助换热器22(背面侧换热器)构成。另外,前面侧换热器20和背面侧主换热器21以从其上部覆盖贯流风扇9的方式配设为大致倒V字状。
贯流风扇9具有多片扇叶片9a(仅图示一部分)和圆环状的支撑板9b,通过在支撑板9b上沿圆周方向等间隔地配置扇叶片9a而构成。另外,贯流风扇9呈大致筒形状,沿室内换热器8A(沿图3的垂直纸面方向)配设。另外,贯流风扇9构成为利用马达M(参照图1)的驱动力而在图3中以箭头W所示的顺时针方向旋转。
箱体10具备背部壳体14和前部壳体15。另外,在箱体10的前面,以利用未图示的马达的驱动力来开闭空气吸入口23的方式转动自如地设置有前面板16。另外,在箱体10的空气吹出口25上,以利用未图示的马达的驱动力来开闭空气吹出口25的方式转动自如地设置有风向板17。
背部壳体14具有位于贯流风扇9的背面侧并且与空气吹出口25连续地形成,且作为空气的流路壁面的弯曲面14s。该弯曲面14s配设为凹面朝向前方,从空气吹出口25的边缘部向贯流风扇9逐渐接近地弯曲。
另外,背部壳体14具有从弯曲面14s的上端部(前端部)14s1向贯流风扇9与室内换热器8A之间突出的背面鼻部14a(也称为后引导部)。另外,背面鼻部14a的贯流风扇9一侧的面,形成为与弯曲面14s拉平。
再者,背面鼻部14a虽然没有图示,但沿贯流风扇9的轴向(垂直纸面方向)以从贯流风扇9的一端到另一端对置的方式延伸。
另外,背部壳体14在背面鼻部14a的后方具有向垂直方向上方延伸的流路壁面14b(背面侧壁面部)。再者,流路壁面14b的上部成为向前方突出的凸状的流路壁面14b1。在该流路壁面14b1的背面侧,形成有用于卡定固定室内机7用的安装面板的钩(未图示)的卡定孔。
另外,背部壳体14在弯曲面14s的上端部14s1(背面鼻部14a的基端部)与流路壁面14b的下端部之间,形成供背面侧主换热器21的一部分***的凹部14c。另外,在凹部14c的底部,形成有向上方突出支撑背面侧主换热器21的下端部的凸条的支撑部14d。
前部壳体15位于贯流风扇9的前方,在前面侧换热器20的下方附近,作为空气的流路壁面,具有与空气吹出口25连续地向贯流风扇9延伸的壁面15s。另外,在前部壳体15的前端15s1,一体地形成有弯曲形成为大致矩形状的前面鼻部15a(也称为稳定部)。该前面鼻部15a沿贯流风扇9的轴向以从贯流风扇9的一端到另一端对置的方式延伸。
贯流风扇9以由背面鼻部14a与前面鼻部15a夹着的方式配置。即,贯流风扇9以贯流风扇9的大致半圆部分从背面鼻部14a的前端14a1与前面鼻部15a的前端15a1突出的方式配置。
室内换热器8A的前面侧换热器20构成为,从贯流风扇9的上方向比前面鼻部15a的前端15a1更靠下方延伸,该前面侧换热器20的下端部20a抵接前部壳体15的向上的内壁面15s2。
如图4所示,室内换热器8A的背面侧主换热器21呈侧视大致长方形形状,其长度方向从贯流风扇9(参照图3)的上方朝向下方而向流路壁面14b倾斜,进而下端部21a与流路壁面14b连接。另外,背面侧主换热器21构成为以箭头A所示的空气流动方向(排列方向)的传热管12的排列数为三列(三层)。即,所谓三列是位于上风侧的一列、位于下风侧的一列和位于它们中间的一列。
再者,在本实施方式中,背面侧主换热器21的下端部21a的角部切割为与流路壁面14b平行,背面侧主换热器21构成为以面连接流路壁面14b。
另外,背面侧主换热器21的下端部21a构成为,***凹部14c内,在背面侧主换热器21的下风侧(下游侧)的缘部21b与背面鼻部14a之间形成狭隘部S1。
另外,背面侧辅助换热器22的下缘部22a1形成在隔着背面侧主换热器21而与背面鼻部14a的前端14a1对应的位置。
返回图3,室内换热器8A包含前面鼻部15a及背面鼻部14a而覆盖贯流风扇9,并且,以前面侧换热器20的下端部20a及背面侧主换热器21抵接箱体10(内壁面15s2及流路壁面14b)的方式配设。由此,在使贯流风扇9工作时,从空气吸入口23、24流入的室内空气,必须通过室内换热器8A,利用室内换热器8A与内部的制冷剂热交换,从空气吹出口25吹出,实现空调功能。
如图4所示,室内换热器8A的背面侧辅助换热器22是作为所谓的辅助空调发挥作用的部件,配设在背面侧主换热器21的上风侧(空气流的上游侧)。该背面侧辅助换热器22构成为以箭头A所示的空气的流动方向的传热管12的排列数为一列。
另外,背面侧辅助换热器22形成为比背面侧主换热器21的长度方向(图3的侧视图)短,与背面侧主换热器21的上风侧的一部分重叠。另外,背面侧辅助换热器22从流路壁面14b分离。再者,背面侧辅助换热器22切割为接近流路壁面14b的一侧的端部(下端部22a)的角部与流路壁面14b平行。
这样,背面侧辅助换热器22与流路壁面14b由于没有连接,因此通过它们的空气的路径,存在通过以箭头A所示的背面侧辅助换热器22与背面侧主换热器21两者的路径、和仅通过以箭头B所示的背面侧主换热器21的路径。
然而,在第一实施方式中,在背面侧主换热器21不存在背面侧辅助换热器22的部分的背面侧主换热器21的上游侧,在流路壁面14b与背面侧辅助换热器22之间形成有狭隘部S2。另外,在背面侧主换热器21的下游侧,在背面鼻部14a与背面侧主换热器21之间形成有狭隘部S1。这两个狭隘部S1、S2认为是阻碍空气流动的通风阻力,因此通过使背面侧辅助换热器22的通风阻力与这两个狭隘部S1、S2的通风阻力的合计一致,从而能够减小通过背面侧主换热器21及背面侧辅助换热器22的空气(箭头A)的风速分布与仅通过背面侧主换热器21的空气(箭头B)的风速分布的不均衡。
因此,在第一实施方式中,在将背面侧主换热器21的上游侧的没有重叠背面侧辅助换热器22的部分即从背面侧辅助换热器22的下缘部22a1沿与传热管12的排列方向(箭头A、B的方向)正交的方向至流路壁面14b的距离设为L1、将背面侧主换热器21的上游侧的狭隘部S2的尺寸即背面侧辅助换热器22与流路壁面14b的最短距离设为L2、将背面侧主换热器21的下游侧的狭隘部S1的尺寸即背面侧主换热器21与背面鼻部14a的前端14a1之间的距离设为L3时,设定为满足0.4<(L2/L1)<0.6,并且,0.55<(L3/L1)的关系。
图5是表示L3/L1与L2/L1的关系的图。图5是通过计算求出两个狭隘部S1、S2(参照图4)的通风阻力的合计与背面侧辅助换热器22的通风阻力一致的条件的图。在该计算中,是关于应用传热管12的直径(外径φ)和翅片11的排列间距Pf(相邻的翅片11的间隔)不同的各种背面侧辅助换热器的情况进行的。再者,该例子内的数值的单位为mm。另外,图5的纵轴为用距离L1无量纲化最短距离L2所得的值,图5的横轴为用距离L1无量纲化距离L3所得的值。
图5所示的各种线表示两个狭隘部S1、S2的通风阻力的合计与背面侧辅助换热器22的通风阻力一致的情况即减小风速分布的条件。如图5所示,在L3/L1为0.55以下的区域中,根据背面侧辅助换热器22的规格,虽然最佳的L2/L1差异较大,但在L3/L1超过0.55的区域中,能够确认最佳的L2/L1收敛在约0.4~0.6的范围。
这样,通过将上述距离L1、L2、L3的关系设定为0.4<(L2/L1)<0.6,并且,0.55<(L3/L1),从而即使对于各种背面侧辅助换热器22的规格,也能够稳定地减小风速分布的不均衡。因而,即使在根据空调能力的大小,背面侧辅助换热器22的传热管12的外径φ和翅片11的排列间距Pf变更时,也能够稳定地减小风速分布的不均衡。另外,由于制造上的偏差,即使在背面侧辅助换热器22的翅片11的排列间距Pf变更时等,也能够稳定地减小风速分布。即,能够提供防止换热性能降低或噪音增大,并且性能偏差较小的空调机100(参照图1)。
顺便说一下,在第一实施方式中,背面侧辅助换热器22的传热管12的外径φ为7mm,翅片11的排列间距Pf为1.5mm,L2/L1=0.48,L3/L1=0.62。这样,通过设定距离L1、L2、L3的关系,从而减小流过背面侧主换热器21与背面侧辅助换热器22的空气的风速分布的不均衡,能够提供防止换热性能降低或噪音增大,并且性能偏差较小的空调机100。
再者,在图5中,在背面侧辅助换热器22的传热管12的外径φ为7mm,翅片11的排列间距Pf为1.5mm的情况下,在L3/L1为0.45时,必须将L2的值设定为较大的值。
(第二实施方式)
图6是表示使用于第二实施方式的空调机的室内机的侧面剖视图,图7是放大表示第二实施方式的背面侧换热器与箱体的位置关系的详细的图6的一部分的侧面剖视图。
如图6所示,第二实施方式是取代第一实施方式的室内换热器8A而使用室内换热器8B的方式。关于与第一实施方式同样的构成,标注同样的符号而省略重复的说明。室内换热器8B由前面侧换热器20和背面侧换热器31构成。
如图7所示,背面侧换热器31具备空气流动方向(箭头A、排列方向)的传热管12的排列数为四列的第一换热部31A和以第一换热部31A的下风侧(下游侧)为基准而位于接近流路壁面14b一侧且排列数比第一换热部31A的传热管12的排列数少的第二换热部31B。通过这样构成,从而将在第一实施方式中将背面侧主换热器21(参照图4)与背面侧辅助换热器22(参照图4)分别形成并组装所成的部件,在第二实施方式中将二者一体地构成,从而能够简略化空调机100(参照图1)的制造工序。
即,第一换热部31A的传热管12的排列数设定为四列,第二换热部31B的传热管12的排列数设定为三列,构成为第二换热部31B的排列数比第一换热部31A的排列数少。
另外,背面侧换热器31具有从第一换热部31A至第二换热部31B上风侧的位置空间变低的部分即空气流动方向的传热管12的排列数从四列变化为三列的部分。因而,在第二实施方式中也与第一实施方式同样,在背面侧换热器31上存在空气沿箭头A所示的方向流动的通风阻力较大的部分、和空气沿箭头B所示的方向流动的通风阻力较小的部分。因此,如果仅按背面侧换热器31考虑,则与在第一实施方式说明的情况同样,通过背面侧换热器31的空气的风速有可能不均匀。
因此,在第二实施方式中,为了减小该风速的不均匀,背面侧换热器31的传热管12的排列数较少的部分即在传热管12的排列数为三列的部分从向上风侧突出的第一换热部31A的下缘部31a沿与空气的流动方向(箭头B)正交的方向至流路壁面14b的距离L1、背面侧换热器31的空气的流动方向(箭头A)的传热管12的排列数较多的部分即传热管12的排列数为四列的部分与流路壁面14b的最短距离L2、背面侧换热器31与背面鼻部14a的前端14a1的距离L3的关系,构成为满足0.4<(L2/L1)<0.6,并且,0.55<(L3/L1)的关系。具体而言,L2/L1=0.48,L3/L1=0.69。
由此,即使在第二实施方式中也与第一实施方式同样,能够提供减小流过背面侧换热器31的空气的风速分布不均衡,防止换热性能降低或噪音增大,并且性能偏差较小的空调机100(参照图1)。