JP2008190779A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】気流の制御性を向上させることができる空気調和機を得る。
【解決手段】吸込み口１と吹出し口２とを連通した風路３が形成されたケース４と、風路３内に設けられ、気流を発生させるファン５と、吹出し口２に設けられ、吹出し口２から吹出される気流の方向を上下方向に偏向させる上下羽根７と、ファン５と上下羽根７との間に設けられ、風路３内の気流の方向を上下羽根７側に向かって偏向させる風向偏向手段８とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、吹出し口に設けられ、ファンにより発生する気流の方向を上下方向に偏向させる上下羽根を備えた空気調和機に関する。

従来、吸込み口と吹出し口とを連通した風路が形成されたケースと、前記風路内に設けられ、気流を発生させるファンと、前記吹出し口に設けられ、前記気流の方向を上下方向に偏向させる上下羽根とを備えた空気調和機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
空気温度の差による空気密度の違いによって、冷却された気流を送り出す冷房時には空気調和機から吹出される気流は下方向に流れ、加熱された気流を送り出す暖房時には空気調和機から吹出される気流は上方向に流れるので、冷房時には気流を水平方向に制御し、暖房時には気流を下方向に制御して、部屋の中における温度のむらを低減する。

特開平３−１５８６４７号公報

しかしながら、このものの場合、例えば、冷房時に気流の方向を水平方向にするために、上下羽根を水平方向に傾けると、気流が上下羽根を通過するときに、上下羽根の下面を通過する気流の一部が水平方向に偏向されず空気密度の違いにより下方向に流れてしまう。
また、暖房時に気流の方向を下方向にするために、上下羽根を下方向に傾けると、気流が上下羽根を通過するときに、上下羽根の上面を通過する気流の一部が下方向に偏向されず上方向に流れてしまう。その結果、気流の制御性が低下してしまうという問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、気流の制御性を向上させることができる空気調和機を提供するものである。

この発明に係る空気調和機は、吸込み口と吹出し口とを連通した風路が形成されたケースと、前記風路内に設けられ、気流を発生させるファンと、前記吹出し口に設けられ、前記吹出し口から吹出される前記気流の方向を上下方向に偏向させる上下羽根と、前記ファンと前記上下羽根との間に設けられ、前記風路内の前記気流の方向を前記上下羽根側に向かって偏向させる風向偏向手段とを備えている。

この発明に係る空気調和機によれば、気流の制御性を向上させることができる。

以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付してある。
本明細書では、図１の矢印Ａの方向を上方向と呼ぶ。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る空気調和機の構成図、図２は図１の下面風向偏向板１０を示す斜視図である。
実施の形態１に係る空気調和機は、外部から空気を吸い込む吸込み口１と、この吸込み口１から吸い込まれた空気を外部へ吹出す吹出し口２と、吸込み口１と吹出し口２とを連通させた風路３とが形成されたケース４を備えている。
また、この空気調和機は、風路３内に設けられ、気流を発生させるファン５と、吸込み口１とファン５との間に設けられ、吸込み口１から吸い込まれた空気と熱交換を行う熱交換器６と、吹出し口２に設けられ、吹出し口２から吹出される気流の方向を上下方向に偏向させる上下羽根７と、ファン５と上下羽根７との間に設けられ、風路３内の気流の方向を上下羽根７側に向かって偏向させる風向偏向手段８とを備えている。
上下羽根７は、風路３の両側壁に向かって延びた回転軸７ａを中心に回動可能となっている。

風向偏向手段８は、風路３の内壁のうち、上壁に設けられた上面風向偏向板９と、風路３の下壁に設けられた下面風向偏向板１０とを有している。
上面風向偏向板９および下面風向偏向板１０は、風路３内の気流を上下羽根７側に向かって偏向させる偏向板である円弧板が用いられている。上面風向偏向板９および下面風向偏向板１０は、風路３の壁側に沿うように傾けると気流の流動抵抗を増大させないように、風路３の壁の形状に合わせて形成されている。なお、偏向板は、円弧板に限らず、例えば、平板であってもよい。
上面風向偏向板９は、基部が風路３の上壁に回転軸９ａを介して回動可能に取付けられ、先端部が上下羽根７の上面に指向するようになっている。
下面風向偏向板１０は、基部が風路３の下壁に回転軸１０ａを介して回動可能に取付けられ、先端部が上下羽根７の下面に指向するようになっている。
上面風向偏向板９、回転軸９ａ、下面風向偏向板１０および回転軸１０ａは、樹脂で形成されている。
上面風向偏向板９および下面風向偏向板１０の回動は、図示しない、制御部、モータおよびリンク機構によって行われる。

図３（ａ）は下面風向偏向板１０が配置される位置と下面風向偏向板１０の回動角度との関係を示す説明図、図３（ｂ）は上面風向偏向板９が配置される位置と上面風向偏向板９の回動角度との関係を示す説明図である。
風路３内における下面風向偏向板１０および上面風向偏向板９の位置、寸法および回動角度は、風向偏向手段８による有効な効果を得るために、上下羽根７の位置、寸法および回動角度が制約される。

下面風向偏向板１０は、気流を上下羽根７の下面に当てる必要があるため、回動時には、下面風向偏向板１０の延長線上に上下羽根７の下面があるように、下面風向偏向板１０の位置、寸法および回動角度を決定する。
同様にして、上面風向偏向板９も、気流を上下羽根７の上面に当てる必要があるため、回動時には、上面風向偏向板９の延長線上に上下羽根７の上面があるように、上面風向偏向板９の位置、寸法および回動角度を決定する。

次に、実施の形態１に係る空気調和機の動作について説明する。
まず、冷房時に吹出し口２から気流を水平方向に吹出す場合について説明する。なお、空気調和機は、冷房時以外であっても気流を水平方向に吹出す場合があるので、冷房時に限定するものではない。
図４は図１の空気調和機の吹出し口２から気流を水平方向に吹出したときの吹出し口２付近を示した説明図である。
上下羽根７は、回転軸７ａを中心に回動され、水平方向に向けられる。
ファン５の回転により吸込み口１から空気が吸い込まれ、この吸い込まれた空気が熱交換器６を通過する。熱交換器６の温度は、所定の温度に制御されているので、熱交換器６を通過した空気の温度は、設定温度（冷房温度）となる。熱交換器６を通過した空気は、ファン５により風向偏向手段８へ運ばれる。
回転軸１０ａを中心に下面風向偏向板１０を回動させて、下面風向偏向板１０の先端部を上下羽根７の下面に指向させる。なお、上面風向偏向板９は風路３の上壁の形状に合うように回動させて、上下羽根７の上面に沿った気流には影響を与えないようになっている。

図５は、図４の上下羽根７および下面風向偏向板１０により水平方向に偏向される気流を示した説明図である。
ファン５により発生した気流１１ａは、風路３の形状に合った方向を向いており、下面風向偏向板１０の上面に衝突して偏向される。下面風向偏向板１０の上面と衝突した気流１１ｂは、上下羽根７に向かった方向となる。上下羽根７に向かって偏向された気流１１ｂは、上下羽根７の下面に衝突して再び偏向される。上下羽根７の下面に衝突した気流１１ｃは、風路３の下壁と上下羽根７との間の幅Ｈに対して、上下羽根７の下面からＨより短い幅ｈの間を通過する。つまり、気流１１ｃの幅ｈは、風路３の下壁と上下羽根７との間の幅Ｈと比較して、ｈ／Ｈの割合だけ狭くなるので、気流が縮流し、気流の速度が増加する。
上下羽根７の下面は、円弧状になっており、上下羽根７の先端部は水平方向を向いているので、吹出し口２付近での気流１１ｄは、水平方向に偏向される。
このように、上下羽根７を用いて気流を水平方向に偏向する際に、下面風向偏向板１０により、気流が上下羽根７の下面から下方向に吹き抜けることを抑制し、さらに、気流の縮流によって風速を増加させることができるので、十分な量の気流を遠くまで送ることができる。

次に、暖房時に吹出し口２から気流を下方向に吹出す場合について説明する。なお、空気調和機は、暖房時以外であっても気流を下方向に吹出す場合があるので、暖房時に限定するものではない。
図６は図１の空気調和機の吹出し口２から気流を下方向に吹出したときの吹出し口２付近を示した説明図である。
上下羽根７は、回転軸７ａを中心に回動され、下方向に向けられる。
熱交換器６を通過した空気は、ファン５により風向偏向手段８へ運ばれる。
回転軸９ａを中心に上面風向偏向板９を回動させて、上面風向偏向板９の先端部を上下羽根７の上面に指向させる。なお、下面風向偏向板１０は風路３の下壁の形状に合うように回動させて、上下羽根７の下面に沿った気流には影響を与えないようになっている。

ファン５により発生した気流１２ａは、風路３の形状に合った方向を向いており、上面風向偏向板９の下面と衝突して偏向される。上面風向偏向板９の下面と衝突した気流１２ｂは、上下羽根７に向かった方向となる。上下羽根７に向かって偏向された気流１２ｂは、上下羽根７の上面に衝突し、上述した上下羽根７の下面と衝突した気流と同様にして、気流が縮流し、気流の速度が増加する。
上下羽根７の先端部は下方向を向いているので、吹出し口２付近での気流１２ｃは、下方向に偏向され、狭い吹出し幅から速い速度で吹出される。
このように、上下羽根７を用いて気流を下方向に偏向する際に、上面風向偏向板９により、気流が上下羽根７の上面から横方向に吹き抜けることを抑制し、気流の縮流によって風速を増加させることができるので、十分な量の気流を遠くまで送ることができる。

実施の形態１に係る空気調和機によると、ファン５と上下羽根７との間には、風路３内の気流を上下羽根７に向かって偏向させる風向偏向手段８が設けられているので、風路３内の気流が上下羽根７によって制御されやすくなり、吹出し口２から吹出される気流の制御性を向上させることができる。

また、風向偏向手段８は、風路３の下壁に回動可能に設けられ、先端部が上下羽根７の下面に指向する下面風向偏向板１０を有し、風路３の上壁に回動可能に設けられ、先端部が上下羽根７の上面に指向する上面風向偏向板９を有しているので、簡単な構成で、風路３内の気流を上下羽根７に向かって偏向させることができる。

図７（ａ）は実施の形態１に係る空気調和機の他の例を示す構成図、図７（ｂ）は実施の形態１に係る空気調和機のさらに他の例を示す構成図である。
上述した実施の形態１に係る空気調和機では、風向偏向手段８として、上面風向偏向板９および下面風向偏向板１０の両方を備えた空気調和機について説明したが、上面風向偏向板９のみを備えた空気調和機、または下面風向偏向板１０のみを備えた空気調和機であってもよい。

図８は実施の形態１に係る空気調和機の風向偏向手段８の他の例を示す斜視図である。
風向偏向手段８の下面風向偏向板１０には、気流が通過できる貫通孔１３が複数形成されている。
図９（ａ）は、図８の貫通孔１３が形成されていない下面風向偏向板１０を備えたときの吹出し口２付近の説明図、図９（ｂ）は図８の貫通孔１３が形成された下面風向偏向板１０を備えたときの吹出し口２付近の説明図である。
なお、図３（ａ）、図３（ｂ）、図５、図９（ａ）および図９（ｂ）では、風路３の湾曲した壁を有するケース４を簡略し、直線で示している。
貫通孔１３が形成されていない下面風向偏向板１０を備えた空気調和機の場合、下面風向偏向板１０により気流の全てが上下羽根７に向かって偏向されるので、下面風向偏向板１０の下面へ、外部からの空気の巻き込みによる気流１６が生じる。
冷房時には、下面風向偏向板１０は、熱交換器６により冷却された気流の衝突により冷却されるので、温度の高い外部からの空気の巻き込みによる気流１６が下面風向偏向板１０に触れると、空気中の水分が凝縮され、下面風向偏向板１０の表面に結露する場合がある。
これに対して、貫通孔１３が形成された下面風向偏向板１０を備えた空気調和機の場合、気流１７が、下面風向偏向板１０により偏向されずに、貫通孔１３を通過するので、室内空気の巻き込みによる気流１６を抑制することができる。その結果、下面風向偏向板１０の表面に生じる結露を抑制することができる。

図１０は図８の下面風向偏向板１０の他の例を示した斜視図である。
下面風向偏向板１０には、複数のスリット１８が、回転軸１０ａに直交する方向に形成されている。
これらの複数のスリット１８により、上述した貫通孔１３が形成された下面風向偏向板１０と同様にして、室内空気の巻き込みによる気流１６を抑制することができる。

なお、上記実施の形態１では、貫通孔１３またはスリット１８が下面風向偏向板１０に形成された空気調和機について説明したが、勿論、貫通孔１３またはスリット１８が上面風向偏向板９に形成された空気調和機であってもよい。

実施の形態２．
図１１（ａ）は実施の形態２に係る空気調和機の一使用態様のときの吹出し口２付近を示す説明図、図１１（ｂ）は実施の形態２に係る空気調和機の別の使用態様のときの吹出し口２付近を示す説明図、図１２は図１１（ａ）および図１１（ｂ）の下面風向偏向板１０を示す斜視図である。
なお、図１１（ａ）および図１１（ｂ）では、風路３の湾曲した壁を有するケース４を簡略し、直線で示している。
実施の形態２に係る空気調和機は、風路３の下壁に、上下羽根７に指向した三角形状の突起１４が形成されている。
下面風向偏向板１０は、風路３の下壁および突起１４に沿って摺動可能となっており、下面風向偏向板１０の、摺動方向と直交した方向の両端部には、下面風向偏向板１０を摺動可能に保持したガイド１５が風路３の下壁に固定されている。
下面風向偏向板１０の上面には、摺動方向と直交した方向に沿って、溝１０ｂが複数設けられており、この溝１０ｂを中心に、下面風向偏向板１０は、変形可能である。なお、下面風向偏向板１０の材料を、例えば、ゴムなどのように変形可能なものであれば、溝１０ｂを設ける必要はない。

図１１（ｂ）に示すように、下面風向偏向板１０を突起１４に沿って摺動させると、下面風向偏向板１０の先端部は、上下羽根７に指向する。
このとき、ファン５から下面風向偏向板１０に運ばれた気流は、下面風向偏向板１０の上面と衝突して、上下羽根７に向かって偏向される。
上下羽根７に向かって偏向された気流は、上下羽根７の下面と衝突し、実施の形態１に係る空気調和機と同様にして、気流の縮流および気流の速度の増加により、気流を遠くまで運ぶことができる。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。

実施の形態２に係る空気調和機によると、下面風向偏向板１０を突起１４に沿って摺動させるだけで、下面風向偏向板１０を上下羽根７に指向させることができるので、構成をより簡単にすることができる。特に、下面風向偏向板１０を摺動させる際に、モータにかかる回転トルクを小さくすることができるので、風向偏向手段８の大型化を図ることができる。

なお、上記実施の形態２では、下面風向偏向板１０を突起１４に沿って摺動させる空気調和機について説明したが、勿論、上面風向偏向板９を風路３の上壁に設けられた突起１４に沿って摺動させる空気調和機であってもよい。

また、上記実施の形態２では、三角形状の突起１４を設けた空気調和機について説明したが、勿論、このものに限らず、下面風向偏向板１０を摺動させたときに、下面風向偏向板１０が上下羽根７に指向できる形状をした突起１４を設けた空気調和機であればよい。

また、上記各実施の形態では、風向偏向手段８の偏向板を円弧板として説明したが、勿論このものに限らず、例えば、厚みを持ったブロック形状の板などであってもよい。

また、上記各実施の形態では、上面風向偏向板９、回転軸９ａ、下面風向偏向板１０および回転軸１０ａが樹脂で形成されていると、説明したが、勿論、他の材料であってもよい。

実施の形態１に係る空気調和機の構成図である。 図１の下面風向偏向板を示す斜視図である。 図３（ａ）は下面風向偏向板が配置される位置と下面風向偏向板の回動角度との関係を示す説明図、図３（ｂ）は上面風向偏向板が配置される位置と上面風向偏向板の回動角度との関係を示す説明図である。 図１の空気調和機の吹出し口から気流を水平方向に吹出したときの吹出し口付近を示した説明図である。 図４の上下羽根および下面風向偏向板により水平方向に偏向される気流を示した説明図である。 図１の空気調和機の吹出し口から気流を下方向に吹出したときの吹出し口付近を示した説明図である。 図７（ａ）は実施の形態１に係る空気調和機の他の例を示す構成図、図７（ｂ）は実施の形態１に係る空気調和機のさらに他の例を示す構成図である。 実施の形態１に係る空気調和機の風向偏向手段の他の例を示す斜視図である。 図９（ａ）は図８の貫通孔が形成されていない下面風向偏向板を備えたときの吹出し口付近の説明図、図９（ｂ）は図８の貫通孔が形成された下面風向偏向板を備えたときの吹出し口付近の説明図である。 図８の下面風向偏向板の他の例を示す斜視図である。 図１１（ａ）は実施の形態２に係る空気調和機の一使用態様のときの吹出し付近を示す説明図、図１１（ｂ）は実施の形態２に係る空気調和機の別の使用態様のときの吹出し付近を示す説明図である。 図１１（ａ）および図１１（ｂ）の下面風向偏向板を示す斜視図である。

符号の説明

１ 吸込み口、２ 吹出し口、３ 風路、４ ケース、５ ファン、６ 熱交換器、７ 上下羽根、７ａ 回転軸、８ 風向偏向手段、９ 上面風向偏向板、９ａ 回転軸、１０ 下面風向偏向板、１０ａ 回転軸、１０ｂ 溝、１１ａ〜１１ｄ 気流、ｈ 幅、Ｈ 幅、１２ａ〜１２ｃ 気流、１３ 貫通孔、１４ 突起、１５ ガイド、１６ 気流、１７ 気流、１８ スリット。

Claims (4)

1. 吸込み口と吹出し口とを連通した風路が形成されたケースと、
   前記風路内に設けられ、気流を発生させるファンと、
   前記吹出し口に設けられ、前記吹出し口から吹出される前記気流の方向を上下方向に偏向させる上下羽根と、
   前記ファンと前記上下羽根との間に設けられ、前記風路内の前記気流の方向を前記上下羽根側に向かって偏向させる風向偏向手段とを備えたことを特徴とする空気調和機。
2. 前記風向偏向手段は、前記風路の壁に回動可能に設けられ、先端部が前記上下羽根側に指向する偏向板を有していることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記風向偏向手段は、前記風路の壁に設けられた突起と、前記突起に沿って摺動させることで、先端部が前記上下羽根側に指向する変形可能な偏向板とを有していることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
4. 前記偏向板には、前記気流が通過する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の空気調和機。

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