JP2005134109A - 一体型空気調和機 - Google Patents

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Abstract

【課題】 両側出口開口で均等な風量を得ることが出来、「ショートサーキット」現象のない小形・コンパクトな一体型空調機を提供する。
【解決手段】 内部に熱サイクルを内部に収納した一体型空気調和機10であって:本体筐体11と;本体筐体内に配置され、その内部に一対の通風路を形成する内部ケーシング7と;本体内において、前記内部ケーシング内の一対の通風路に風を発生する室内ファン1と;本体の正面に、その略中央軸上に設けられた空気の吸い込み開口13と;そして、本体の正面に、その両側に設けられ、実質的に同一の寸法の一対の空気の吹き出し開口14a、bとを備え、本体の正面には、湾曲面を有するカバー210が取り付けられている。
【選択図】 図14

Description

本発明は、熱サイクルを構成する室内ユニット及び室外ユニットを一個のケーシング又は筐体内に取り付けた空気調和機に関し、特に、空調した空気を少なくとも二個の開口部から室内に吹き出す一体型空気調和機に関する。
従来、熱サイクルを構成する室内ユニット及び室外ユニットを一個のケーシング又は筐体内に取り付けて一体型とし、例えば窓枠に固定して取り付ける空気調和機は既に知られている。かかる一体型の空気調和機の一例が、例えば、以下の特許文献1に開示されており、ここでは、2つのスクロール部分に分割された空気を吹き出すためのシロッコファンを有しており、ケース表面の両側(すなわち、その左側と右側)に設けられた2つの出口開口部を介して冷却された空気を室内に吹き出す。上記の構造では、室内の空気はケース中央部(すなわち、ケース表面の中央部に経営された空気吸入口)から吸入され、そして、両側の出口開口部から室内へ吹き出され、もって、室内の温度分布を改善する効果を達成する(すなわち、室温を冷却し又は暖房する)。
かかる構造を最も簡単な方法で実現するためには、ハウジング内に設けた内部ケーシングにより一対の風路を左右対称に形成し、一方、シロッコファン等の室内ファンを空調機、特に、その主筐体の中心軸上に配置する。
実開昭59−18214号公報
しかしながら、かかる一体型の空調機の実際の製品、特に、風路が左右対称に形成されたものでは、一体型の空調機のサイズを小さくする、すなわち、小型化の要求により、しばしば、室内ファンを主筐体の中心軸上に配置することは困難であった。かかる場合には、空気を分割してその両側の出口開口部に均一に導くための何らかの手段を設ける必要があるが、しかしながら、そのためには比較的大きなスペースが必要となる。一方、両側の出口開口部で均一な風量を得るために大きなスペースが必要になると、その内部の電気部品と内部に風路を形成する内部ケーシングとの間の距離やギャップを十分に確保することが難しくなる。もしもこれらた互いに近づいた場合、特に冷房運転時において、上記電気部品の近傍に露滴が凝集される。すなわち、この凝集された露滴が上記電気部品内に入り込み、なお、空調機の誤動作や故障などを生じる可能性があった。
また、上記従来技術になる空調機の構造、特に、本発明が関連する一体型のものでは、両側の空気出口の開口部から吹き出した空気が空気流入開口部へ直接戻って再び吸い込まれてしまう、所謂「ショートサーキット」と呼ばれる現象が発生し、これにより空調能力、すなわち、空気を冷房し又は暖房する能力を低下させてしまうという問題点を生じていた。
そこで、本発明の目的は、かかる上記の問題点を解消し、特に、その筐体内において室内ファンが一方の側にずれて配置された空調機でも、その小形・コンパクト化が可能で、空調能力の低下のない、特に、上記した「ショートサーキット」現象のない一体型空調機を提供することにある。
かかる上記の目的を達成するため、本発明によれば、熱サイクルを内部に収納した一体型空気調和機であって:
本体と;
前記本体内に配置され、その内部に一対の通風路を形成する内部ケーシングと;
前記本体内において、前記内部ケーシング内の一対の通風路に風を発生する室内ファンと;
前記本体の正面に、その略中央軸上に設けられた空気吸い込み開口と;
前記本体の正面に、その両側に設けられ、実質的に同一の寸法の一対の空気吹き出し開口とを備え、前記本体の正面には、湾曲面を有するカバーが取り付けられている一体型空気調和機が提供されている。
以上の詳細な説明からも明らかなように、本発明によれば、本体の筐体内において室内ファンが一方の側にずれて配置された一体型空調機でも、その出口開口の両側で均等な風量を得ることが可能で、かつ、容易に組み立てることが可能であり、その機械的な強度に優れ、特に、その組立作業工程に好適であり、従来のような「ショートサーキット」現象がなく、その小形・コンパクト化が可能となる一体型空調機を可能にする。
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、本発明の第1の実施の形態を、図1〜図4を参照しながら説明する。
本発明の第1の実施の形態になる一体型の空調機を示す図1を参照し、空調機10は、ケーシング又は本体筐体11の内部(又は、空調機の本体)に配置された室内ファン1と、上記室内ファン1の前面に配置された室内熱交換器4と、その内部に左右への一対の吹き出し又は風路を形成した内部ケーシング7を備えている。室内ファン1は、仕切板9の後方に設けられたファンモータ3に連結されており、このファンモータ3は、さらに、室外ファン2に接続され、もって、これらを回転駆動している。加えて、熱サイクルの完成のため、室内熱交換器4に加えて、さらに、圧縮機6と室外熱交換器5とが、この圧縮機6を他の2つの中央部に、すなわち、室内熱交換器4と室外熱交換器5との間に配置されている。また、これらの間には、サイクル用の配管8が循環して連結されている。空調機10は、上記仕切板9によって室内側(図の下側)と室外側(図の上側)とに分割されている。
図1から明らかなように、圧縮機6が筐体11(すなわち、空調機の本体)内に位置又は場所を占めていることから、室内ファン1を筐体11内に対称に、すなわち、中心軸(図中に、一点鎖線Cで示す)上に又はこれに沿って配置すること、特に、室内ファン1とその周辺の部品(すなわち、圧縮機6とサイクルは遺憾8)とを十分な距離を保持しながら配置することは難しく、そのため、この室内ファン1は、空調機をコンパクト化するために、特に、その筐体11を小型化するために、中心軸Cからずらして配置されている。
次に、上記に説明した空調機の構造による動作を以下に説明する。
空調機10の室内側では、室内ファン1の前面に配置された熱交換器4を通して室内から吸入された空気は内部ケーシング7で2つの流れに分割される。すなわち、空気は、室内熱交換器4を通過した際にその温度が調整又は冷却された後、それらは分割されて、両側に配置された空気の出口開口部、すなわち、空調機10、特にその筐体11の正面の左側及び右側から、再び、室内に吹き戻される。
その場合、本発明によれば、室内ファン1は、図1に示すように一点鎖線Cの中心軸からずれて配置されているが、しかしながら、その内部に風路を形成している内部ケーシング7はその形態において対称でない(非対称)。より具体的には、特に図2からも分かるように、内部ケーシング7の内部、特にその内面によりに形成され、図2に破線で示された風路は、それぞれ、その左側と右側では互いに異なる形態を有し、すなわち、その形状、寸法、断面積、長さが異なる。すなわち、内部ケーシング7によって形成される風路のそれぞれの形態を変え又は異ならしめることにより、空調機10の両側に設けられた出口開口部を介して吹き出される風を、特にその風量を調整又は制御することが可能となる。
図2においては、室内ファン1は、空調機10又はその筐体11の中心軸から外れて(例えば、17mm〜35mm)配置されており、風を吹き出す取り出し開口部における風量は、この形状を、すなわち、内部ケーシング7によって両側に形成される風路の形状、寸法、断面積、長さを異ならしめることにより調整されている。しかしながら、本実施の形態では、図2からも分かるように、筐体11の正面上の両側に対称に設けられた2つの空気取り出し開口部は、互いに実質的に同一の寸法に形成されている。
さらに、本発明の第1の実施の形態になる空調機10の斜視図を示す図3を参照し、これから、室内の空気を吸入するための空気取り入れ開口部13が空調機10の正面の略中央部に配置又は形成されており、他方、調整された空気を吹き出すための第1の吹き出し開口部14aと第2の吹き出し開口部14bは、その正面の左側と右側において、同じ寸法(例えば、それぞれ66mmの幅の開口部)で配置され又は形成されていることが明らかである。そして、この図では、符号15は、空調機10の、マイクロコンピュータ等からなる制御装置を含む電気部品を示している。
上記のような構成、すなわち、室内ファン1が中心軸から外れていても、しかしながら、本発明によれば、第1の吹き出し開口部14aと第2の吹き出し開口部14bでの風量を、内部ケーシング7の内部の両側に形成された風路のそれぞれの形態、すなわち、その形状、寸法、断面積、長さを、適宜、変化し決定することにより、要求に応じて調整することが出来る。
さらに、図4では、本発明の第1の実施例になる空気調和機10の、発泡スチロールから形成された内部ケーシング7が、電気部品15と共に斜視図に示されている。この図からも明らかなように、内部ケーシング7の第1の吹き出し開口14aと第2の吹き出し開口14bとが、その両側において、互いに対称に配置されており、電気部品15は、上記第1の吹き出し開口14aの直ぐ下に形成された空間内に配置されている。
かかる構成によれば、上記にも述べたように、内部ケーシング7の第1の吹き出し開口14aと第2の吹き出し開口14bにおける風速をそれぞれ調整することが可能である。そのため、それらの風速を異ならしめることにより、特に、第1の吹き出し開口14aの風量を、第2の吹き出し開口14bのそれよりも僅かに高くすることにより、結露の内部への侵入から保護されるべき電気部品15に隣接する第1の吹き出し開口14aでの結露から保護し、あるいは、その結露の量を減少させる。
しかしながら、上記第1の吹き出し開口14aから吹き出す風量を上記第2の吹き出し開口14bのそれよりも高くすると、空調機10の正面に立っている人に対して、左側と右側で異なる、奇異な感覚を与えてしまう。それ故、本発明によれば、第1の吹き出し開口14aから吹き出す風量を、第2の吹き出し開口14bのそれよりも高くするが、5:5〜6:4程度の比になるように調整することが好ましい。この範囲の風量の違いであれば、しかしながら、上記第1の吹き出し開口14aと上記第2の吹き出し開口14bでの風温の違いは1℃以内に抑えることが出来るため、奇異な感覚を与えることはない。
次に、本発明の第2の実施の形態を、図5〜図10を参照しながら説明する。なお、ここでは、これらの図の同じ符号は、上記図1〜図4に示した第1の実施の形態における同じ構成部分を示している。
この第2の実施の形態では、空調機10の形状のより具体的な指針が、特に、本体11の寸法、室内ファン1の各部の径や寸法などが、それらの関係と共に示されている。
本発明の第2の実施の形態である一体型の空調機を示す図5において、空調機10は、また、筐体(空調機の本体)11の内部に配置された室内ファン1と、上記室内ファン1の前面に配置された室内熱交換器4と、その内部に左右への一対の吹き出し又は風路を形成した内部ケーシングを備えている。室内ファン1は、仕切板9の後方に設けられたファンモータ3に連結されており、このファンモータ3は、さらに、室外ファン2に接続され、もって、これらを回転駆動している。加えて、熱サイクルの完成のため、室内熱交換器4に加えて、さらに、圧縮機6と室外熱交換器5とが、この圧縮機6を他の2つの中央部に、すなわち、室内熱交換器4と室外熱交換器5との間に配置されている。また、これらの間には、サイクル用の配管8が循環して連結されている。空調機10は、上記仕切板9によって室内側(図の下側)と室外側(図の上側)とに分割されている。
また、図5から明らかなように、圧縮機6が筐体11(すなわち、空調機の本体)内に位置又は場所を占めていることから、室内ファン1を筐体11内に対称に、すなわち、中心軸(図中に、一点鎖線Cで示す)上に又はこれに沿って配置すること、特に、室内ファン1とその周辺の部品(すなわち、圧縮機6とサイクルは遺憾8)とを十分な距離を保持しながら配置することは難しく、そのため、この室内ファン1は、空調機をコンパクト化するために、特に、その筐体11を小型化するために、中心軸Cからずらして配置されている。
次に、上記に説明した空調機の構造による動作を以下に説明する。
空調機10の室内側では、室内ファン1の前面に配置された熱交換器4を通して室内から吸入された空気は内部ケーシング7で2つの流れに分割される。すなわち、空気は、室内熱交換器4を通過した際にその温度が調整又は冷却された後、それらは分割されて、両側に配置された空気の出口開口部、すなわち、空調機10、特にその筐体11の正面の左側及び右側から、再び、室内に吹き戻される。
その場合、本発明によれば、室内ファン1は、図5に示すように一点鎖線Cの中心軸からずれて配置されているが、しかしながら、その内部に風路を形成している内部ケーシング7はその形態において対称でない(非対称)。より具体的には、内部ケーシング7の内部、特にその内面によりに形成された風路は、それぞれ、その左側と右側では互いに異なる形態を有し、すなわち、その形状、寸法、断面積、長さが異なる。すなわち、内部ケーシング7によって形成される風路のそれぞれの形態を変え又は異ならしめることにより、空調機10の両側に設けられた出口開口部を介して吹き出される風を、特にその風速又は風量を調整又は制御することが可能となる。
さらに、図7(a)は上記第2の実施の形態である空調機10の正面図を示し、図7(b)は上記第2の実施の形態の変形である空調機10の正面図を示している。これら実施の形態とその変形例の両者からは、やはり、同じ形状・寸法の吹き出し開口14a、14bが、室内ファン1が中央軸からずれて配置されているにも拘わらず、本体11のほぼ中央部に形成・配置された取り入れ開口13に対して、図7(a)ではその左側と右側に、一方、図7(b)ではそのの上側と下側に、対称に形成・配置されていることが分かる。
さらに、図8は、展開した状態の内部ケーシング7の詳細を示しており、この内部ケーシング7は、室内熱交換器4の下に配置された第1のケーシング部71と、上記第1のケーシング部71の上部から室内ファン1のほぼ中央部まで延びた第2のケーシング部72と、そして、上記第2のケーシング部72の上に配置された第3のケーシング部73とを備えている。内部ケーシング7のこれらの部分は、上述のように、発泡スチロールから形成されている。
かかる内部ケーシング7の構成によれば、順番に、すなわち、第1のケーシング部71、室内熱交換器4、第2のケーシング部72、第3のケーシング部73の順番に、上方から簡単に組み立てることが可能であり、それ故、その組立工程において優れている。特に、内部ケーシング7は、その第2のケーシング部72を第1のケーシング部71上に組み立てる際に、室内ファン1との間のギャップあるいは距離などを確認しながら組み立てることが可能になる。
図9(a)及び(b)は、本発明になる空調機10の形態の例を示しており、特に、その形状、その高さHや幅Wを含む寸法、室内ファン1の径D、そしてそれらの間の関係を示している。本発明者らによる実験によれば、空調機10の高さHを1とした場合には、その幅Wは1〜5に、その径Dは0.05〜0.95に(図9(a)において)、そして、その幅Wは0.7〜3に、その径Dは0.3〜0.95(図9(b)において)に選択されている。特に好ましくは、その幅Wは約1〜2、その径Dは好ましくは約0.5〜0.8である。さらに、参考のために、空調機10の奥行き(D)は、高さHに対して、約1.5〜2.0である。
さらに、図10は、また、本発明になる空調機10における風路の寸法の例を示している。特に、内部ケーシング7の内部に形成されている風路が図の破線で示されており、そこには、また、内部ケーシング7の内側表面と室内ファン1との間の最も狭い隙間(距離)の値が示されている。これらの隙間(距離)G1、G2は、上記でも説明したように、内部ケーシング7を組み立てる、特に、第2のケーシング部分72を第1のケーシングの上に組み立てる際に、簡単に調整することが可能である。そして、上記の実験によれば、その径Dを1とした場合には、左側の最も狭い隙間G1は、好ましくは、0.05〜0.2であり、右側の最も狭い隙間G2は、好ましくは、0.1から0.3である。
本発明、特に、第2の実施の形態によれば、空調機10の、特に、その筐体11の正面において、左右側でほぼ対称な上記吹き出し開口14a、14bから吹き出す風量を、均一化することが可能である。
次に、本発明の第3の実施の形態を、図11〜図13を参照しながら説明する。ここでも、これらの図における同じ符号は、上記で示した図1〜図10に示した実施の形態におけると同様の構成要素を示している。
この第3の実施の形態によれば、空調機の内部構造の斜視図を示す図11〜図13からも明らかなように、基板100上に搭載された、上記の室内ファン1、室外ファン2、ファンモータ3、室内熱交換器4、室外熱交換器5、圧縮機6、その部分71、72,73を含んだ内部ケーシング7、そして、仕切り板10の他に、さらに、保持板120が設けられている。
第3の実施の形態の一例を示す図11を参照しながら、例えば鋼板から形成された保持板120は、室外ファン2のカバー110の上部に、例えばネジ(図示せず)で接続され、そして、そこから仕切り板9の上部を越えて室内熱交換器4にまで延び、内部ケーシング7の切欠部75(上記図4における符号75を参照)を介して室内熱交換器4の上部にネジ(図示せず)で接続されており、しかし、圧縮機6側に僅かに近づいてずらされている。この保持板120は、また、上記仕切り板9の上部と、ネジなどで接続されてもよい。
このような構造によれば、室外ファン2、特に、そのカバー110と室内熱交換器4が、そして、また仕切り板9が、一緒に、上記保持板120に接続されていることから、その組立時における生産性を向上すると共に、上記室内熱交換器4と、内部ケーシング7と、そして室内ファン1との間に必要な隙間を確保し、そして、また、室外ファン2と室外ファンのカバー110との間にも必要な距離を確保することとなる。そして、この保持板120によれば、空調機10の本体それ自体の機械的な強度が向上し、これによれば、特に、熱交換器や圧縮機の周辺で移動することによる切断から配管類を保護することとなることは言うまでもない。
上記第3の実施の形態の変形例を示す図12を参照し、上記保持板120は、室外ファン2のカバー110の上部に接続され、そして、そこから仕切り板9の上部を越えて室内熱交換器4にまで延びてその上部に接続されている。さらに、この変形例では、基板100と室内熱交換器4の間をそれによって固定接続するための固定板130が設けられている。
この変形例の構造によれば、それから明らかなように、基板100と室内熱交換器4との間を接続固定することにより、さらに、上記室内熱交換器4と、内部ケーシング7と、そして室内ファン1との間に必要な隙間を、より高い確度で保持することが可能になり、空調機10自体の機械的強度を更に向上することが可能となる。
さらに、上記第3の実施の形態の他の変形例を示す図13を参照し、上記保持板120は、室外ファン2に直接ではなく、室外ファン2のカバー110が接続されている室外熱交換器5に対して、その上部に接続されている。しかしながら、保持板120は、やはり仕切り板9の上部を越えて室内熱交換器4にまで延びており、その上部に接続されている。
この変形例の構造によれば、やはりそれから明らかなように、室内熱交換器4と、仕切り板9と、そして室外熱交換器5とを一緒に固定することにより、その組立時における生産性を向上することが可能であると共に、上記室内熱交換器4と、内部ケーシング7と、そして室内ファン1との間に必要な隙間を確保し、そして、また、室外ファン2と室外ファンのカバー110との間にも必要な距離を確保することとなる。そして、この保持板120によれば、空調機10の本体それ自体の機械的な強度が向上し、これによれば、特に、熱交換器や圧縮機の周辺で移動することによる切断から配管類を保護することとなることは言うまでもない。
最後に、本発明になる第4の実施の形態について、図14及び図15を参照して説明する。ここでも、また、これらの図の同じ参照符号は、上記図1〜図13における各種の実施の形態における同様の構成要素を示している。
第4の実施の形態である空調機10の斜視図を示す図14から明らかなように、空調機10は、キャビネット、すなわち、空調機10の本体自体と、その正面に取り付けられた表面カバー200とから構成されている。
このキャビネット10の内部には、これらの図には示されないが、しかしながら勿論、圧縮機、熱交換器、ファンモータ、ファンとその電気部品等が、上記のように、基板の上に搭載されている。
一方、表面カバー200は、空気吸い込みグリル210と、その両側の一対の、すなわち、上記空気吸い込みグリル210の左側と右側との空気吹き出しグリル220とにより形成されている。上記空気吹き出しグリル220の深さH2と、上記空気吸い込みグリル210の深さH1との間には、前者が後者よりも大きい、すなわち、H1>H2という関係が成立している。さらに、空気吸い込みグリル210は、円弧状に湾曲した、換言すれば、深さを両側の深さH2から徐々に表面カバー200の中央部(H1)に向かって増大する表面を備えている。
さらに、本第4の実施の形態になる空調機10の断面を示す図15にも明らかなように、フィルター300が上記空気吸い込みグリル210裏側に配置されており、そして、上記空気吸い込みグリル210とフィルター300との間には、それらの間に所定の距離Lを確保するために、フィルターガイド310が設けられている。
上記に述べた構造によれば、上記空気吹き出しグリル220の深さH2は、空気吸い込みグリル210の深さH1よりも低くなるように設計されており、そのため、空気吹き出しグリル220から送り出された空気(すなわち、冷却又は暖房された空気)が空気吸い込みグリル210へ直接戻って再び吸い込まれてしまう、所謂「ショートサーキット」と呼ばれる現象が生じ難い。それ故、室内空気の空調機能を、空調能力である空気の冷房又は暖房能力を低下させることなく実行することが出来る。
さらに、空気吸い込みグリル210は円弧状に湾曲しており、それ故、空気吸入のための面積(エリア)をより大きく確保することができ、これにより、通気抵抗を減少させる。加えて、かかる構造によれば、フィルター300と空気吸い込みグリル210との間に距離Lと共に、空気の吸入面積をより大きくすることが可能であり、それ故、空気吸い込みグリル210を通過する風は、その風速が遅くなる。すなわち、これによれば、空気吸い込みグリル210を通過する風は、両側の空気吹き出しグリル220からの吹き出し風を引き込み難く、かつ、フィルター300を詰まらせ難く、これにより、風量の低下から保護し、空調機の初期の性能を低下させることなく、長期間、維持することが出来る。
本発明の第1の実施例になる一体型の空気調和機の断面図である。 上記第1の実施例の一体型の空気調和機の正面図である。 上記第1の実施例の一体型の空気調和機の外観斜視図である。 上記第1の実施例の一体型の空気調和機の通風路を形成する室内ケーシングの配置斜視図である。 本発明の第2の実施例になる一体型の空気調和機の構成図(断面図)である。 本発明の第2の実施例になる一体型の空気調和機の外観図(斜視図)である。 本発明の第2の実施例の一体型の空気調和機とその変形例を示す図(正面図)である。 第2の実施例の室内ケーシングの分割図(斜視図)である。 第2の実施例の一体型の空気調和機と変形例における寸法を示す正面図である。 やはり、第2の実施例の一体型の空気調和機の、特に通風路における寸法を示す正面図である。 本発明の第3の実施例になる一体型の空気調和機の内部構造を示す斜視図である。 上記第3の実施例になる一体型の空気調和機の変形例の内部構造を示す斜視図である。 上記第3の実施例になる一体型の空気調和機の他の変形例の内部構造を示す斜視図である。 本発明の第4の実施例になる一体型の空気調和機の外観を示す斜視図である。 上記第4の実施例になる一体型の空気調和機の縦断面を示す図である。
符号の説明
1 室内ファン
2 室外ファン
3 ファンモータ
4 室内熱交換器
5 室外熱交換器
6 圧縮機
7 内部ケーシング
8 配管
9 仕切板
10 空調機
11 ケーシング(本体筐体)
13 吸い込み開口
14a、14b 吹き出し開口
C 中央軸。

Claims (1)

  1. 熱サイクルを内部に収納した一体型空気調和機であって:
    本体と;
    前記本体内に配置され、その内部に一対の通風路を形成する内部ケーシングと;
    前記本体内において、前記内部ケーシング内の一対の通風路に風を発生する室内ファンと;
    前記本体の正面に、その略中央軸上に設けられた空気吸い込み開口と;
    前記本体の正面に、その両側に設けられ、実質的に同一の寸法の一対の空気吹き出し開口とを備え、前記本体の正面には、湾曲面を有するカバーが取り付けられていることを特徴とする一体型空気調和機。
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