JP2014044039A

JP2014044039A - 空調機器

Info

Publication number: JP2014044039A
Application number: JP2012246145A
Authority: JP
Inventors: Masaru Yonezawa; 勝米澤; Takashi Sugio; 孝杉尾; Masatoshi Takahashi; 正敏高橋
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2014-03-13

Abstract

【課題】気体の到達距離を大きく稼ぐことが可能な空調機器の提供。
【解決手段】吹出し流路８と、吹出し流路の出口部に配置した上下ハネ１０とを備えた空調機器であって、前記上下ハネはその下流端にサブフラップ１１を連結し、このサブフラップは前記上下ハネの上流端と下流端とを結ぶ弦長に対し４分の１の長さの弦長を持つ構成とし、かつ、前記上下ハネとサブフラップはそれぞれ独立して動作可能な構成としてある。これによって、上下ハネ裏面の流体剥離とサブフラップの流れ摩擦抵抗を抑えることができ、気体の到達距離を大きく稼ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、風向制御のための風向制御板を持ち、送風の到達距離を向上する必要のある空気調和機や空気清浄機などの空調機器に関するものである。

従来、空調機器、例えば空気調和機の室内機では、上下方向の風向を変更するために、吹き出し口付近に１枚あるいは、２枚の上下ハネと呼ばれる風向制御板を備えている。

空気調和機が設置された顧客の部屋の快適性を向上するために、冷房時には、上下ハネの角度を上向きにすることで、冷たい空気を天井方向へ流れるようにして、直接顧客に当たらないようにする。

また、暖房時には、上下ハネの角度を下向きにすることで、暖かい空気を床方向へ流れるようにして、部屋全体が温まるようにしている。

この機能を向上するために、例えば、特許文献１のように、吹出し口の上側ぎりぎりに、上ハネの回転軸を設けると同時に、吹出し口の下側ぎりぎりに下ハネの回転軸を設けるようにしている。

このような構成とすることによって、暖房時は、従来方式を示す図９のように、また、冷房時は従来方式を示す図１０のように、気体の流れを挟み込むようにして、風向の変更を効果的に行っている（特許文献１参照）。

特開２０１０―１０１５０４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されている構成では、暖・冷いずれの場合でも、クロスフローファンとケーシングによって発生する気体の流動の主流方向に対して、上ハネ、下ハネは、風向偏向のための通風抵抗の形になっており、冷房風や暖房風の到達距離を大きく稼ぐことが困難であった。

また、気体の主流方向に対して通風抵抗となるハネに対する気流の状態を詳細に観察すると、図１０に上下ハネを単純形態化して気体の流れを示すように気体の主流方向１４に対し、曲げようとする風向き１５の角度を目標角度１６とすると、入り口角１７と出口角１８と目標角度１６とは全て同一角度になり、その角度が急角度であるためハネ１９の裏面で剥離が起こり、気体流動の動圧損失が大きくなる。その結果、ハネ１９裏面を通過する気流の到達距離が特に低下することもあって、冷房風や暖房風の到達距離を大きく稼ぐことが困難であった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、上下ハネの裏面の流体剥離を抑制し、気体の流動の動圧損失を抑えて、気体の到達距離を大きく稼ぐことを可能とし、住空間の快適性の向上に貢献することができる空調機器を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明は、吹出し流路と、吹出し流路の出口部に配置した上下ハネとを備えた空調機器であって、前記上下ハネはその下流端にサブフラップを連結し、このサブフラップは前記上下ハネの上流端と下流端とを結ぶ弦長に対し４分の１の長さの弦長を持つ構成とし、かつ、前記上下ハネとサブフラップはそれぞれ独立して動作可能な構成としてある。

上記構成によれば、気体の流れの主流方向に対して、曲げようとする風向きの角度を目標角度とすると、まず、上ハネの角度を主流方向に対して傾けるいわゆる入り口角を、目標角度より小さくなる様に配置する。次に、上ハネに接続したサブフラップの角度を主流方向に対して傾け、いわゆる出口角を目標角度と同等にする様配置することが可能となる。これにより、上下ハネ裏面の流体剥離を抑制することができ、風向に必要な出口角をサブフラップにより独立して調整して、目標角度に風向を合わせることが可能となるとともに、前記サブフラップは前記上下ハネの上流端と下流端とを結ぶ弦長に対し４分の１の長さの弦長を持つ構成としてあるから、サブフラップによる気流の流れ摩擦抵抗を極小化することができる。すなわち、従来方式に比べて、気体流動の動圧損失と流れ摩擦抵抗を抑えることとなり、気体の到達距離を大きく稼ぐことが可能になる。

本発明は、気体流動の動圧損失と流れ摩擦抵抗を抑えることとなり、気体の到達距離を大きく稼ぐことが可能になって、住空間の快適性を向上する空調機器を提供することができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の構成図同実施の形態１における空気調和機の上下ハネを単純形態化して気体の流れを示す説明図同実施の形態１における空気調和機の上下ハネの弦長Ｌとサブフラップの弦長ｌの比に対する、気体到達距離の長さＬｄを到達距離の最大ＬｄＭａｘとの比で示した関係図本発明の実施の形態３における空気調和機の構成図同図４のａ−ａ線分解断面図同図５のｂ−ｂ線断面図（イ）実施の形態２における空気調和機の上向き気流運転を示す図、（ロ）同下向き気流運転を示す図従来の空気調和機における下向き気流運転を示す図従来の空気調和機における上向き気流運転を示す図従来の上下ハネを単純形態化して気体の流れを示す説明図

第１の発明は、吹出し流路と、吹出し流路の出口部に配置した上下ハネとを備えた空調機器であって、前記上下ハネはその下流端にサブフラップを連結し、このサブフラップは前記上下ハネの上流端と下流端とを結ぶ弦長に対し４分の１の長さの弦長を持つ構成とし、かつ、前記上下ハネとサブフラップはそれぞれ独立して動作可能な構成としてある。上記構成によれば、気体の流れの主流方向に対して、曲げようとする風向きの角度を目標角度とすると、まず、上ハネの角度を主流方向に対して傾けるいわゆる入り口角を、目標角度より小さくなる様に配置する。次に、上ハネに接続したサブフラップの角度を主流方向に対して傾け、いわゆる出口角を目標角度と同等にする様配置することが可能となる。

これにより、上下ハネの裏面の流体剥離を抑制することができ、風向に必要な出口角をサブフラップにより独立して調整して、目標角度に風向を合わせることが可能となるとと
もに、前記サブフラップは前記上下ハネの上流端と下流端とを結ぶ弦長に対し４分の１の長さの弦長を持つ構成としてあるから、サブフラップによる気流の流れ摩擦抵抗を極小化することができる。すなわち、従来方式に比べて、気体流動の動圧損失と流れ摩擦抵抗を抑えることとなり、気体の到達距離を大きく稼ぐことが可能になる。

第２の発明は、第１の発明において、上下ハネはその上流側の一端部を駆動軸に連結するとともに他端部側を吹出し流路に固定したハネ支持軸に回動転自在に支持させて吹出し流路の出口部に回転自在に支持し、かつ、前記上下ハネの下流端両側部にサブフラップのフラップ軸を回動自在に軸支して前記上下ハネに対しサブフラップを回転自在に連結し、更に前記上下ハネを支持するハネ支持軸とサブフラップのフラップ軸との双方にプーリーを取り付け固定して、前記両プーリー間にワイヤー等の動力伝達部材を８の字を描くように架設することにより前記両プーリーを介して上下ハネとサブプーリーとを連携させた構成としてある。

この構成によれば、モーターなどの駆動装置を駆動すると、上下ハネは回転軸を中心として回転し、上下ハネの下流側に備えられたサブフラップはワイヤー等の動力伝達部材及び各プーリーを介して連動回転し、上下ハネとサブフラップとがそれぞれ異なる角度に傾斜して風向を変更するようになる。このとき、前記上下ハネのプーリーは吹出し流路に固定されていて、かつ、上下ハネのプーリーとサブフラップのプーリーとは、両者を連携するワイヤー等の動力伝達部材が８の字を描くようにプーリーに挿入さているので、例えば、上向き気流運転の場合、上下ハネが上向きになると、サブフラップは、さらに上向き状態になり、一方下向き気流運転の場合、上下ハネが下向きになると、サブフラップはさらに下向き状態になる。これによって、気体の到達距離を大きくするにあたって駆動装置を１つで済ませることができ、コストダウンに大きく貢献することができる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、吹出し流路の出口部にサブフラップ付きの上下ハネを上下に複数配置した構成としてあり、上側の上下ハネと下側の上下ハネによって風向制御することにより、前記第１の発明の効果をより高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について、空気調和機に適用した場合を例にして図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における空気調和機の構成図、図２は同実施の形態１における空気調和機の上下ハネを単純形態化して気体の流れを示す説明である。

図１において、この空気調和機の室内機は、横長のクロスフローファン１と、それを囲むように配置された熱交換器２と、クロスフローファン１の前側下部に近接する前面舌部３を有する前面側ケーシング４と、クロスフローファン１の後ろ側に近接する背面舌部５を有する背面側ケーシング６とを備えた構成としてある。更に、上記室内機７は、前面側ケーシング４と、背面側ケーシング６とで構成された、吹出し流路８の出口９において、上下ハネ１０を備え、当該上下ハネ１０の下流端にサブフラップ１１を接続してある。上記上下ハネ１０とサブフラップ１１はそれぞれが独立して回転動作するように構成してある。そして更に、前記サブフラップ１１は、上下ハネ１０の上流端と下流端を結ぶ弦長Ｌに対し、４分の１の長さの弦長ｌを持つ構成としてある。

上記構成において、この空気調和機における気流の流れを、図２を用いて説明する。

図２に示すように、気体の流れの主流方向１４に対して、曲げようとする風向き１５の角度を目標角度１６とすると、まず、上下ハネ１０の角度を主流方向に対して傾ける入り
口角１７を、目標角度１６より小さくなる様に配置する。

次に、上下ハネ１０に接続したサブフラップ１１の角度を主流方向１４に対して傾け、出口角１８を目標角度１６と同等にする様配置することが可能となる。

こうすることにより、気体の流れを緩やかに偏向することになり、図１０で示す従来例で生じていた上下ハネの裏面の流体剥離を抑制することができ、風向に必要な出口角１８をサブフラップ１１により独立して調整して、目標角度１６に風向を合わせることが可能となり、気体をより遠くまで到達させることができる。また、前記サブフラップ１１は前記上下ハネ１０の上流端と下流端とを結ぶ弦長に対し４分の１の長さの弦長を持つ構成としてあるから、サブフラップ１１による気流の偏向時に生じる流れ摩擦抵抗を極小化することができる。したがって、この流れ摩擦抵抗の極小化作用も加わって、気体の到達距離を一段と大きく稼ぐことが可能になる。

図３は、図２で示した上下ハネ１０の弦長Ｌに対するサブフラップ１１の弦長ｌの比に対する、気体の到達距離の長さＬｄを到達距離の最大ＬｄＭａｘとの比で示した関係図である。

この図から解かる様に、サブフラップ１１の弦長ｌ０＜ｌ＜１／４Ｌの範囲に設定することによって気体の到達距離をほとんど減じることなく最大到達距離ＬｄＭａｘまで到達させることができ、気体の到達距離を大きく稼ぐことが可能となる。これは既述した通り吹出し流路８の出口９からの気体の吹出し角度に大きく影響するサブフラップ１１の弦長ｌが上下ハネ１０の弦長Ｌの１／４以下となっていて、上下ハネ１０で偏向した気体のサブフラップ１１との接触時間と面積が小さいため気体の流れ摩擦抵抗も小さくなり、前記した上下ハネ裏面の流体剥離抑制効果と合わさって、最大到達距離ＬｄＭａｘまで気体を到達させることができるのである。

以上のように本実施の形態の空気調和機は、従来方式に比べて、気体の流動の動圧損失と流れ摩擦抵抗を抑えることができて、気体の到達距離を大きく稼ぐことが可能になる。

（実施の形態２）
図４は実施の形態２における空気調和機の構成図、図５は図４のａ−ａ線分解断面図、図６は図５のｂ−ｂ線断面図である。

図４において、この空気調和機は、室内機７の吹出し流路８の出口９付近に上下ハネ１０を備え、上下ハネ１０の下流側にサブフラップ１１を有している。

また図５において、上下ハネ１０は、上流側の回転軸線２１の片方に吹出し流路枠２２に固定された、モーターなどの駆動装置２３からの駆動軸２３ａが接続されている。更に、上下ハネ１０の上流側他端部には、吹出し流路枠２２に固定され同吹出し流路枠２２から突出したハネ支持軸２４に回転自在に軸支してある。そして、上記上下ハネ１０の下流側両側部にはサブフラップ１１のフラップ軸２５を受ける軸受け２６が設けてある。

一方、サブフラップ１１はその上流側の回転軸線２７上にフラップ軸２５を固定し、このフラップ軸２５を前記上下ハネ１０の軸受け２６に回転自在に軸支してあり、上下ハネ１０に対してフリーで回転可能としてある。

ここで、上記サブフラップ１１のフラップ軸２の片方には、プーリー２８が取り付けてあり、サブフラップ１１とプーリー２８とが一体となって回転するようＤカットなどで固定してある。

一方、上下ハネ１０を軸支する片方のハネ支持軸２４には、上下ハネ１０のプーリー２９が取り付け固定してあり、当該プーリー２９はハネ軸２４が吹出し流路枠２２に固定されているところから上下ハネ１０の回転ととともに回転することなく固定状態となっている。

図６は上下ハネ１０とサブフラップ１１の連携構成を示す断面図である。

図６において、サブフラップ１１のプーリー２８と、上下ハネ１０のプーリー２９とは、ワイヤー等の動力伝達部材（以下、ワイヤーと称す）３０により連結されていて、ワイヤー３０は８の字を描くように、プーリー２８とプーリー２９に架設してある。

このように構成した空気調和機は、モーターなどの駆動装置２３を駆動すると、上下ハネ１０はハネ軸２４を中心として回転する。また、サブフラップ１１の片方のフラップ軸２５に備えられているプーリー２８は、サブフラップ１１に固定されているので、プーリー２８にワイヤー３０で駆動を伝達すれば、サブフラップ１１は、上下ハネ１０に備えられた軸受け２６を中心として回転することとなる。

ここで、上下ハネ１０が駆動装置２３によってある回転方向へ駆動力を受けても、上下ハネ１０のプーリー２９は、室内機本体の吹出し流路枠２３に固定されているので回転しない。すなわち上下ハネ１０から見れば、プーリー２９は、上下ハネ１０の回転方向と相対的に逆回転しているように見える。

そして、上記上下ハネ１０のプーリー２９とサブフラップ１１のプーリー２８は、ワイヤー３０で連結されていて、そのワイヤー３０は８の字を描くようにプーリー２９、２８に架設されているので、図７に示すように、上向き気流運転（イ）の場合、上下ハネ１０が上向きになるとサブフラップ１１はさらに上向き状態になり、逆に、下向き気流運転（ロ）の場合、上下ハネ１０が下向きになるとサブフラップ１１はさらに下向きになることとなる。

これによって、吹出し流路８からの気体を所望の向きに偏向することができるとともに、気体の流動の動圧損失や流れ摩擦抵抗を抑え、気体の到達距離を大きく稼ぐことが可能になると同時に、駆動装置２３を１つで上下ハネ１０とサブフラップ１１を駆動させることができ、大幅なコストダウンが可能となる。

なお、この実施の形態では各プーリー２８、２９に架設した動力伝達部材３０としてワイヤーを例示したが、これはタイミングベルトの様なものでも良いし、動力を伝達できるなら、ゴムのようなものでも良いものである。

（実施の形態３）
この実施の形態３は図１に示しているようにサブフラップ１１を有する上下ハネ１０を吹出し流路８の出口９の上下にそれぞれ配置したものである。

この構成によれば、冷房時は下の上下ハネ１０、暖房時は上の上下ハネ１０が風向き変更に効果を奏し、従来方式に比べて、気体の流動の動圧損失と流れ摩擦抵抗を抑えつつ、気体の到達距離を大きく稼ぐことが可能になる。

以上のように、本発明は、従来方式に比べて、気体の到達距離を大きく稼ぐことが可能になり、住空間の快適性を向上に貢献することができて、エアコン等の空気調和機はもち
ろん空気清浄機等の各種空調機器に好適である。

１クロスフローファン
２熱交換器
３前面舌部
４前面側ケーシング
５背面舌部
６背面側ケーシング
７室内機
８吹出し流路
９出口
１０上下ハネ
１１サブフラップ
１４気体の主流方向
２２吹出し流路枠
２３駆動装置
２３ａ駆動軸
２４ハネ支持軸
２５フラップ軸
２６軸受け
２８、２９プーリー
３０動力伝達部材

Claims

吹出し流路と、吹出し流路の出口部に配置した上下ハネとを備えた空調機器であって、前記上下ハネはその下流端にサブフラップを連結し、このサブフラップは前記上下ハネの上流端と下流端とを結ぶ弦長に対し４分の１の長さの弦長を持つ構成とし、かつ、前記上下ハネとサブフラップはそれぞれ独立して動作可能に構成した空調機器。
上下ハネはその上流側の一端部を駆動軸に連結するとともに他端部側を吹出し流路に固定したハネ支持軸に回転自在に支持させて吹出し流路の出口部に回動自在に支持し、かつ、前記上下ハネの下流端両側部にサブフラップのフラップ軸を回転自在に軸支して前記上下ハネに対しサブフラップを回動転自在に連結し、更に前記上下ハネを支持するハネ支持軸とサブフラップのフラップ軸との双方にプーリーを取り付け固定して、前記両プーリー間にワイヤー等の動力伝達部材を８の字を描くように架設することにより前記両プーリーを介して上下ハネとサブプーリーとを連携させた請求項１記載の空調機器。
吹出し流路の出口部にサブフラップ付きの上下ハネを上下に複数配置した請求項１または２に記載の空調機器。