JP2009097778A

JP2009097778A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2009097778A
Application number: JP2007268880A
Authority: JP
Inventors: Shimei Tei; 志明鄭; Shingo Oyama; 真吾大山
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2009-05-07

Abstract

【課題】熱交換器を構成するコルゲートフィンの前縁側での気流剥離を防止することにより、運転騒音の低減を図る。
【解決手段】遠心送風機２と、前記遠心送風機２を吹出側において挟む一対の熱交換器４，４とを本体ケーシング１内に配設した空気調和機において、前記各熱交換器４を、平行に複数列配置された複数の偏平チューブと該偏平チューブ間に介在されたコルゲートフィンとによって構成するとともに、前記各熱交換器４の風上側に、縦方向において前記遠心送風機２と最も接近する位置に位置して前記熱交換器４の幅方向に沿って吹出空気を前記コルゲートフィン側に誘引する気流ガイド８をそれぞれ配設して、コルゲートフィンの前縁での気流剥離が改善されるようにしている。
【選択図】図１

Description

本願発明は、空気調和機に関し、さらに詳しくは室内ユニットとして使用される空気調和機に関するものである。

図６に示すように、直方体形状の本体ケーシング１内の中央部にその回転軸２ａを奥行き方向に配置して配設された室内空気を吸い込む遠心送風機２と、該遠心送風機２の前面側に形成された空気吸込口３と、前記遠心送風機２を吹出側（例えば、左右）において挟む一対の熱交換器４，４と、該熱交換器４，４の前面側にそれぞれ形成された空気吹出口５，５とを備えて構成された空気調和機用室内ユニットは従来からよく知られている（特許文献１参照）。符号６は遠心送風機２の吸込側に設けられたベルマウスである。前記熱交換器４，４は、その空気吸込面の正面側が前記遠心送風機２に近くなるように傾斜して配置されている。このようにすると、本体ケーシング１の奥行き寸法を可及的に小さくすることができる。

前記遠心送風機２は、ターボファンとされており、前面側から室内空気を吸い込み、半径方向に空気を吹き出すように構成されている。即ち、この遠心送風機２は、回転軸２ａを本体ケーシング１の奥行き方向に配置し、羽根車２ｂの吸込口２ｃを前記空気吸込口３に対向させるとともに、ハブ２ｄを前記本体ケーシング１の背面板１ａに沿うように配置することにより、室内空気を前面中央部の空気吸込口３から吸い込み、遠心送風機２からは羽根車２ｂの半径方向に吹き出すように構成されている。そして、羽根車２ｂの上下の空間を小さく形成して、遠心送風機２からの吹出方向が羽根車２ｂの左右方向、即ち左右の空気吹出口５，５の方向となるようにしている。このように構成された遠心送風機２は、室内ユニットの薄型化を効果的に行うために、駆動源であるファンモータ２ｅとしては、薄型化仕様のモータ、例えばプリントモータが使用されている。

前記熱交換器４，４は、室内ユニットがヒートポンプ式空気調和機用室内ユニットである場合、暖房運転時に凝縮器として作用し、冷房運転時に蒸発器として作用するものであり、図６に示すように、遠心送風機２の吐出側である左右両側に略対称配置されている。前記各熱交換器４は、図７に示すように、鉛直方向に配置された偏平チューブ４ａが平行に６列配置され、これらの偏平チューブ４ａ間にコルゲートフィン４ｂを介在させた構成となっている。なお、偏平チューブ４ａとコルゲートフィン４ｂとは鑞付け等により接合されている。そして、前記熱交換器４，４は、本体ケーシング１内の底部スペース（即ち、ドレンパン）を利用して冷媒配管４ｃにより連結され、一体となって作用するように構成されている。

特開２００６−３３６９０９号公報

ところで、上記した従来の空気調和機用室内ユニットの場合、図８に示すように、遠心送風機２から吹き出される吹出気流Ｆは、熱交換器４を構成するコルゲートフィン４ｂの縦方向において遠心送風機２と最も接近する部位（即ち、図８において符号Ｐで表示される部位）においてはコルゲートフィン４ｂの前縁側に対して極めて大きな傾斜角を有して流れることとなる。すると、図９に示すように、コルゲートフィン４ｂの前縁で気流が剥離し（即ち、前縁剥離Ｅが生じ、運転騒音が上昇するという不具合が発生する。

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、熱交換器を構成するコルゲートフィンの前縁側での気流剥離を防止することにより、運転騒音の低減を図ることを目的としている。

本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、遠心送風機２と、前記遠心送風機２を吹出側において挟む一対の熱交換器４，４とを本体ケーシング１内に配設した空気調和機において、前記各熱交換器４を、平行に複数列配置された複数の偏平チューブ４ａ，４ａ・・と該偏平チューブ４ａ，４ａ・・間に介在されたコルゲートフィン４ｂ，４ｂ・・とによって構成するとともに、前記各熱交換器４の風上側に、縦方向において前記遠心送風機２と最も接近する位置に位置して前記熱交換器４の幅方向に沿って吹出空気を前記コルゲートフィン４ｂ側に誘引する気流ガイド８をそれぞれ配設している。

上記のように構成したことにより、遠心送風機２から吹き出される吹出気流Ｆは、コルゲートフィン４ｂの縦方向において遠心送風機２と最も接近する部位においてコルゲートフィン４ｂの前縁側に対して極めて大きな傾斜角を有して流れるが、熱交換器４の風上側に配設された気流ガイド８に誘引されてスムーズにコルゲートフィン４ｂ内に流入することとなる。その結果、コルゲートフィン４ｂの前縁での気流剥離が改善されることとなり、運転騒音が低減できるとともに、熱交換器４の気流流入抵抗も低減できる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第２の手段として、上記第１の手段を備えた空気調和機において、前記気流ガイド８を、前記熱交換器４の幅方向における幅がほぼ同じであって、ガイド面の湾曲率が前記遠心送風機２から離れるにつれて次第に緩やかになる三次元形状とすることもでき、そのように構成した場合、遠心送風機２に近い側と遠心送風機２から遠い側とでコルゲートフィン４ｂに対する気流の流入角度が変化する（即ち、遠心送風機２に近い側では流入角度が大きく、遠心送風機２から遠い側では流入角度が小さくなる）が、この流入角度の違いに対応することとなり、コルゲートフィン４ｂの前縁での気流剥離がより一層改善される。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第３の手段として、上記第１又は第２の手段を備えた空気調和機において、前記各熱交換器４と前記各気流ガイド８との間に、略鉛直姿勢の複数本の伝熱管７ａ，７ａ・・と該伝熱管７ａ，７ａ・・に対して直交配置された多数の板状フィン７ｂ，７ｂ・・とからなるクロスフィンコイルタイプの過冷却熱交換器７をそれぞれ配設することもでき、そのように構成した場合、クロスフィンコイルタイプの熱交換器は、従来使用されていたスパインフィンタイプの熱交換器に比べて、厚みが薄くなるので、スペース的な問題が解決し、クロスフィンコイルタイプの熱交換器は、従来使用されていたスパインフィンタイプの熱交換器に比べて、同一通風抵抗で、能力が５０％以上増加するところから、伝熱性能が大幅に向上する。しかも、板状フィン７ｅ，７ｅ・・に流入する気流の剥離も、気流ガイド８により改善されることとなる。

本願発明の第１の手段によれば、遠心送風機２と、前記遠心送風機２を吹出側において挟む一対の熱交換器４，４とを本体ケーシング１内に配設した空気調和機において、前記各熱交換器４を、平行に複数列配置された複数の偏平チューブ４ａ，４ａ・・と該偏平チューブ４ａ，４ａ・・間に介在されたコルゲートフィン４ｂ，４ｂ・・とによって構成するとともに、前記各熱交換器４の風上側に、縦方向において前記遠心送風機２と最も接近する位置に位置して前記熱交換器４の幅方向に沿って吹出空気を前記コルゲートフィン４ｂ側に誘引する気流ガイド８をそれぞれ配設しているので、遠心送風機２から吹き出される吹出気流Ｆは、コルゲートフィン４ｂの縦方向において遠心送風機２と最も接近する部位においてコルゲートフィン４ｂの前縁側に対して極めて大きな傾斜角を有して流れるが、熱交換器４の風上側に配設された気流ガイド８に誘引されてスムーズにコルゲートフィン４ｂ内に流入することとなり、コルゲートフィン４ｂの前縁での気流剥離が改善されることとなって、運転騒音が低減できるとともに、熱交換器４の気流流入抵抗も低減できるという効果がある。

本願発明の第２の手段におけるように、上記第１の手段を備えた空気調和機において、前記気流ガイド８を、前記熱交換器４の幅方向における幅がほぼ同じであって、ガイド面の湾曲率が前記遠心送風機２から離れるにつれて次第に緩やかになる三次元形状とすることもでき、そのように構成した場合、遠心送風機２に近い側と遠心送風機２から遠い側とでコルゲートフィン４ｂに対する気流の流入角度が変化する（即ち、遠心送風機２に近い側では流入角度が大きく、遠心送風機２から遠い側では流入角度が小さくなる）が、この流入角度の違いに対応することとなり、コルゲートフィン４ｂの前縁での気流剥離がより一層改善される。

本願発明の第３の手段におけるように、上記第１又は第２の手段を備えた空気調和機において、前記各熱交換器４と前記各気流ガイド８との間に、略鉛直姿勢の複数本の伝熱管７ａ，７ａ・・と該伝熱管７ａ，７ａ・・に対して直交配置された多数の板状フィン７ｂ，７ｂ・・とからなるクロスフィンコイルタイプの過冷却熱交換器７をそれぞれ配設することもでき、そのように構成した場合、クロスフィンコイルタイプの熱交換器は、従来使用されていたスパインフィンタイプの熱交換器に比べて、厚みが薄くなるので、スペース的な問題が解決し、クロスフィンコイルタイプの熱交換器は、従来使用されていたスパインフィンタイプの熱交換器に比べて、同一通風抵抗で、能力が５０％以上増加するところから、伝熱性能が大幅に向上する。しかも、板状フィン７ｅ，７ｅ・・に流入する気流の剥離も、気流ガイド８により改善されることとなる。

以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾つかの好適な実施の形態について説明する。

第１の実施の形態
図１ないし図４には、本願発明の第１の実施の形態にかかる空気調和機が示されている。

本実施の形態にかかる空気調和機は、従来技術として説明したものとほぼ同一の構造とされている。

即ち、この空気調和機は、図１および図２に示すように、直方体形状の本体ケーシング１内の中央部にその回転軸２ａを奥行き方向に配置して配設された室内空気を吸い込む遠心送風機２と、該遠心送風機２の前面側に形成された空気吸込口３と、前記遠心送風機２を吹出側（例えば、左右）において挟む一対の熱交換器４，４と、該熱交換器４，４の前面側にそれぞれ形成された空気吹出口５，５とを備えて構成されており、室内ユニットとして使用されるものである。符号６は遠心送風機２の吸込側に設けられたベルマウスである。また、前記熱交換器４，４は、その空気吸込面の正面側が前記遠心送風機２に近くなるように傾斜して配置されている。このようにすると、本体ケーシング１の奥行き寸法を可及的に小さくすることができる。

前記熱交換器４，４は、室内ユニットがヒートポンプ式空気調和機室内ユニットである場合、暖房運転時に凝縮器として作用し、冷房運転時に蒸発器として作用するものであり、図１に示すように、遠心送風機２の吐出側である左右両側に略対称配置されている。前記各熱交換器４は、従来のものと同様の構造であり、図７に示すように、鉛直方向に配置された偏平チューブ４ａが平行に６列配置され、これらの偏平チューブ４ａ間にコルゲートフィン４ｂを介在させた構成となっている。なお、偏平チューブ４ａとコルゲートフィン４ｂとは鑞付け等により接合されている。

ところで、本実施の形態においては、前記各熱交換器４の風上側には、縦方向において前記遠心送風機２と最も接近する位置に位置して前記熱交換器４の幅方向に沿って吹出空気を前記コルゲートフィン４ｂ側に誘引する気流ガイド８をそれぞれ配設されており、該気流ガイド８は、前記熱交換器４の幅方向における幅がほぼ同じであって、ガイド面の湾曲率が前記遠心送風機２から離れるにつれて次第に緩やかになる三次元形状とされている。即ち、図２に示すように、前記気流ガイド８においては、遠心送風機２に近い側Ｘの湾曲率が急とされ（換言すれば、曲率半径Ｒａが小さくされ）、遠心送風機２から遠い側Ｙの湾曲率が緩やかとされ（換言すれば、曲率半径Ｒｂが大きくされ）ている。なお、気流ガイド８は、熱交換器４に直接取り付けてもよいし、本体ケーシング１に取り付けるようにしてもよい。

上記のように構成したことにより、遠心送風機２から吹き出される吹出気流Ｆは、図３に示すように、コルゲートフィン４ｂの縦方向において遠心送風機２と最も接近する部位においてコルゲートフィン４ｂの前縁側に対して極めて大きな傾斜角を有して流れるが、図４に示すように、熱交換器４の風上側に配設された気流ガイド８に誘引されてスムーズにコルゲートフィン４ｂ内に流入することとなる。その結果、コルゲートフィン４ｂの前縁での気流剥離が改善されることとなり、運転騒音が低減できるとともに、熱交換器４の気流流入抵抗も低減できる。しかも、気流ガイド８が、熱交換器４の幅方向における幅がほぼ同じであって、ガイド面の湾曲率が遠心送風機２から離れるにつれて次第に緩やかになる三次元形状とされているので、遠心送風機２に近い側Ｘと遠心送風機２から遠い側Ｙとでコルゲートフィン４ｂに対する気流の流入角度が変化する（即ち、遠心送風機２に近い側Ｘでは流入角度が大きく、遠心送風機２から遠い側Ｙでは流入角度が小さくなる）が、この流入角度の違いに対応することとなり、コルゲートフィン４ｂの前縁での気流剥離がより一層改善される。なお、図４に示すように、気流ガイド８の背面側において若干の気流剥離Ｅが生ずるので、気流ガイド８は、縦方向において前記遠心送風機２と最も接近する位置に１枚設置するのが望ましい。

第２の実施の形態
図５には、本願発明の第２の実施の形態にかかる空気調和機が示されている。

この場合、各熱交換器４と各気流ガイド８との間には、略鉛直姿勢の複数本（例えば、２本）の伝熱管７ａ，７ａと該伝熱管７ａ，７ａに対して直交配置された多数の板状フィン７ｂ，７ｂ・・とからなるクロスフィンコイルタイプの過冷却熱交換器７がそれぞれ配設されている。このようにすると、クロスフィンコイルタイプの熱交換器は、従来使用されていたスパインフィンタイプの熱交換器に比べて、厚みが薄くなるので、奥行き寸法の小さい（即ち、薄型の）本体ケーシング１を使用したとしても、スペース的な問題が解決し、クロスフィンコイルタイプの熱交換器は、従来使用されていたスパインフィンタイプの熱交換器に比べて、同一通風抵抗で、能力が５０％以上増加するところから、伝熱性能が大幅に向上する。しかも、板状フィン７ｅ，７ｅ・・に流入する気流の剥離も、気流ガイド８により改善されることとなる。

その他の構成および作用効果は、第１の実施の形態におけると同様なので、説明を省略する。

本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜設計変更可能なことは勿論である。

本願発明の第１の実施の形態にかかる空気調和機の横断平面図である。本願発明の第１の実施の形態にかかる空気調和機において使用される気流ガイドの斜視図である。本願発明の第１の実施の形態にかかる空気調和機における遠心送風機および熱交換器の縦断面図である。図３において符号Ｐで示す部位における気流の流れ状態を示す拡大断面図である。本願発明の第２の実施の形態にかかる空気調和機の横断平面図である。従来公知の空気調和機の横断平面図である。従来公知の空気調和機における熱交換器の拡大斜視図である。従来公知の空気調和機における遠心送風機および熱交換器の縦断面図である。図８において符号Ｐで示す部位における気流の流れ状態を示す拡大断面図である。

符号の説明

１は本体ケーシング
２は遠心送風機
４は熱交換器
４ａは偏平チューブ
４ｂはコルゲートフィン
７は過冷却熱交換器
７ａは伝熱管
７ｂは板状フィン
８は気流ガイド
Ｘは気流ガイドにおいて遠心送風機に近い側
Ｙは気流ガイドにおいて遠心送風機から遠い側

Claims

遠心送風機（２）と、前記遠心送風機（２）を吹出側において挟む一対の熱交換器（４），（４）とを本体ケーシング（１）内に配設した空気調和機であって、前記各熱交換器（４）を、平行に複数列配置された複数の偏平チューブ（４ａ），（４ａ）・・と該偏平チューブ（４ａ），（４ａ）・・間に介在されたコルゲートフィン（４ｂ），（４ｂ）・・とによって構成するとともに、前記各熱交換器（４）の風上側には、縦方向において前記遠心送風機（２）と最も接近する位置に位置して前記熱交換器（４）の幅方向に沿って吹出空気を前記コルゲートフィン（４ｂ）側に誘引する気流ガイド（８）をそれぞれ配設したことを特徴とする空気調和機。
前記気流ガイド（８）を、前記熱交換器（４）の幅方向における幅がほぼ同じであって、ガイド面の湾曲率が前記遠心送風機（２）から離れるにつれて次第に緩やかになる三次元形状としたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機用室内ユニット。
前記各熱交換器（４）と前記気流ガイド（８）との間には、略鉛直姿勢の複数本の伝熱管（７ａ），（７ａ）・・と該伝熱管（７ａ），（７ａ）・・に対して直交配置された多数の板状フィン（７ｂ），（７ｂ）・・とからなるクロスフィンコイルタイプの過冷却熱交換器（７）をそれぞれ配設したことを特徴とする請求項１および２のいずれか一項記載の空気調和機。