JP2014119131A - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の下部が水に浸かって熱交換効率が下がるのを抑制する空気調和機の室内機を提供する。
【解決手段】クロスフローファン９と、クロスフローファン９の上方及び前方を囲うように設けられた熱交換器８と、クロスフローファン９の前方に位置する前面熱交換器８ａの下方に位置し、クロスフローファン９に向かって設けられたノズル１１と、を備え、ノズル１１は、熱交換器８で発生した結露水を受け止めるドレンパン１１ａと、結露水が流れ込む排水溝１１ｅと、を有しているものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機の室内機に関するものであり、特にノズルの形状に関する。

従来の空気調和機の室内機において、熱交換器の下部を囲うように配置された横断面がコの字形状のドレンパンが設けられ、そのドレンパンはドレンパン本体と、ドレンパン本体の内壁に沿って配置されるドレンパン用断熱部材とを含んでいるものがある（特許文献１参照）。

特開２００６−３００４３１号公報（たとえば、図１参照）

上記この種の従来の空気調和機の室内機において、ドレンパンは横断面がコの字形状であるため、冷房運転または除湿運転の際に発生する結露水がドレンパンに溜まって熱交換器の下部が水に浸かりやすい構成となっていた。そのため、結露量が多いと熱交換器の下部が水に浸かってしまい、熱交換効率が下がるという課題があった。また、ドレンパン本体の内壁に沿ってドレンパン用断熱部材が配置されているため、ドレンパン用断熱部材がドレンパン本体の内壁の面積だけ必要となるため、コストが高くなってしまうという課題があった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、熱交換器の下部が水に浸かって熱交換効率が下がるのを抑制する空気調和機の室内機を提供することを目的としている。

本発明に係る空気調和機の室内機は、ファンと、前記ファンの上方及び前方を囲うように設けられた熱交換器と、前記ファンの前方に位置する前記熱交換器の下方に位置し、前記ファンに向かって設けられたノズルと、を備え、該ノズルは、前記熱交換器で発生した結露水を受け止めるドレンパンと、該結露水が流れ込む排水溝と、を有しているものである。

本発明に係る空気調和機の室内機によれば、ノズルに熱交換器で発生した結露水が流れ込む排水溝を形成しているので、熱交換器の下部が水に浸かって熱交換効率が下がるのを抑制できる。

本発明の実施の形態に係る空気調和機の室内機の断面図である。 本発明の実施の形態に係る空気調和機の室内機の全体斜視図である。 本発明の実施の形態に係る空気調和機の室内機の要部模式図である。 本発明の実施の形態に係る空気調和機の室内機のスタビライザ斜視図である。 図４の要部拡大図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の室内機の断面図、図２は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の室内機の全体斜視図である。
本実施の形態に係る空気調和機の室内機１は、正面上段側に意匠グリル２とパネル３とで覆われた空気吸込口４が設けられている。また、正面下段側に上下風向可変ベーン５にてその開口の方向と大きさとが規制される空気吹出口６が設けられている。そして、室内機１の内部に空気吸込口４から空気吹出口６に至る風路が形成されている。

その風路の途中には、室内の空気の異物を除去するプレフィルタ７と、室内の空気を熱交換する熱交換器８と、クロスフローファン９と、左右風向可変ベーン１５とが設けられている。クロスフローファン９の上流側（上方）は、熱交換器８とクロスフローファン９とで囲まれた空気の吸込風路１０が形成されており、クロスフローファン９の下流側（下方）は、ノズル１１とボックス１２とで区画された吹出風路１３が形成されている。そして、吹出風路１３上には風向きを左右に変える左右風向可変ベーン１５が設けられている。また、プレフィルタ７は、空気吸込口４と熱交換器８との間に、熱交換器８を覆うように設けられており、空気吸込口４から空気とともに流入した塵埃が熱交換器８へ浸入する前に回収するという機能を有している。
なお、熱交換器８について、クロスフローファン９の前方に位置する部分を前面熱交換器８ａと称する。
また、ノズル１１（１１ａ〜１１ｅ）及びスタビライザ１４（１４ａ〜１４ｈ）については後述する。

図３は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の室内機の要部模式図である。
図３に示すように、ノズル１１は前面熱交換器８ａの下方に位置し、意匠グリル２からクロスフローファン９に向かって設けられている。ノズル１１の上面（熱交換器８側）は、前面熱交換器８ａの略真下に位置する部分からクロスフローファン９に向かってドレンパン１１ａを形成しており、冷房運転または除湿運転の際に、熱交換器８に発生する結露水を受け止める。そのドレンパン１１ａの一部には、ノズル突起１１ｄが上方に位置する前面熱交換器８ａに向かって突出して設けられている。なお、ノズル突起１１ｄは、ノズル１１と前面熱交換器８ａとの距離を確保し、前面熱交換器８ａの下部がドレンパン１１ａに滴下した結露水に浸かりにくくするために設けられており、ドレンパン１１ａと前面熱交換器８ａとの間に後述するクッション材を貼る際の位置決めの目印にもなる。

また、ノズル１１のドレンパン１１ａよりも意匠グリル２側の部分には、ドレンパン１１ａに滴下した結露水が流れ込む排水溝１１ｅが下方に向かって突出した形状に形成されている。つまり、ドレンパン１１ａと排水溝１１ｅとは、ノズル１１の上面により連続的に形成されており、ドレンパン１１ａは排水溝１１ｅよりもクロスフローファン９側に位置している。この排水溝１１ｅにドレンパン１１ａから結露水を流れ込ませ、そこに溜めることで前面熱交換器８ａの下部が水に浸かりにくくしている。そのため、ドレンパン１１ａは、そこに滴下した結露水が排水溝１１ｅに流れ易くするため、排水溝１１ｅに向かって下がる傾斜がつけられている。

ノズル１１の下面（熱交換器８の反対側）には、吹出風路１３の一部を構成しているノズルカバー１１ｃが空気層１１ｂを介して取り付けられている。そのため、ドレンパン１１ａとノズルカバー１１ｃとの間には空気層１１ｂが存在し、その空気層１１ｂが断熱層となる。したがって、ドレンパン１１ａが熱交換器８で発生する結露水で冷やされてもノズルカバー１１ｃは結露しにくくできる。

しかし、空気層１１ｂの密閉が完全でない場合、結露水は排水溝１１ｅに溜まるため、排水溝１１ｅ付近が冷やされ、排水溝１１ｅの裏面が集中的に結露してしまう。そして、その結露により発生した結露水がノズルカバー１１ｃの上面に滴下すると、ノズルカバー１１ｃが冷やされて結露し、ノズルカバー１１ｃの下面に結露水が発生しやすくなる。その発生した結露水がノズルカバー１１ｃの下方の空気吹出口６付近に滴下すると、空気吹出口６から吹出される風によって室内へ露飛びが発生してしまう。

このような場合、排水溝１１ｅの裏面に断熱材及び吸水材の少なくとも一方（以下、断熱材等と称する）を貼ることにより、ノズルカバー１１ｃの上面に結露水が滴下するのを抑制できるため、ノズルカバー１１ｃの下面に結露水が発生するのを抑制できる。ノズル１１において、排水溝１１ｅが無い構成の場合はドレンパン１１ａの裏面全体に断熱材等を貼る必要が生じる。しかし、本実施の形態では排水溝１１ｅがあるので排水溝１１ｅの裏面のみに断熱材等を貼ればよく、排水溝１１ｅが無い構成の場合と比べて断熱材等を貼る面積を小さくすることができるため、コストを抑えて露飛び対策をすることが可能となる。

ノズル１１のクロスフローファン９対向面には、クロスフローファン９の外周の一部に沿ってスタビライザ１４が設けられている。スタビライザ１４とノズル１１との境目には先端部１４ｂが設けられ、そこからクロスフローファン９の外周に沿って下方には、クロスフローファン９との最小距離を決める突起部１４ａが設けられている。この突起部１４ａと先端部１４ｂとの間に、クロスフローファン９の長手方向に連続する凹形状の第一凹部１４ｃが形成されている。さらに、第一凹部１４ｃの下部に、クロスフローファン９の長手方向に連続する凹形状の第二凹部１４ｄが形成されている。

図４は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の室内機のスタビライザ斜視図、図５は、図４の要部拡大図である。
スタビライザ１４は吹出風路１３との境目に、クロスフローファン９に向かって凸に湾曲した形状のＲ部１４ｇが設けられ、そこにはクロスフローファン９の長手方向に並んで複数の縦溝１４ｅが形成されている。その複数の縦溝１４ｅには縦溝リブ１４ｆが設けられ、それらの位置はクロスフローファン９の外周に沿って斜め方向に規則的に変化させてある。この縦溝リブ１４ｆが縦溝１４ｅの一部を埋めることにより第三凹部１４ｈが形成されている。

次に、本実施の形態に係る空気調和機の室内機１の冷房運転時または除湿運転時の動作について説明する。
室内機１に図示省略のリモコン等で電源が投入され、冷房運転または除湿運転が選択されると、冷媒は図示省略の圧縮機によって高温・高圧となった後に吐出される。そして、図示省略の凝縮器及び膨張弁を経由して低温・低圧となった後に熱交換器８内に流れる。一方、クロスフローファン９が回転すると、空気吸込口４から吸い込まれた室内の空気はプレフィルタ７を介して塵埃を除去された後、熱交換器８内に流れる。そして、熱交換器８内で冷媒と熱交換された後、空気吹出口６から室内へ吹き出される。このとき、上下風向可変ベーン５及び左右風向可変ベーン１５の位置に応じた方向に空気が吹き出される。なお、使用者は上下風向可変ベーン５及び左右風向可変ベーン１５の位置を手動またはリモコンによって自動で設定することができる。

その後、室内の空気は再び空気吸込口４から吸い込まれ、この一連の動作が繰り返されるが、その結果、室内の空気は塵埃が除去され冷やされることになり、その空気質は変化する。

室内の空気が熱交換器８内を通過して冷房または除湿される際に、空気中の水蒸気が熱交換器８に結露し、結露水がドレンパン１１ａに滴下する。その後、滴下した結露水はドレンパン１１ａの傾斜により排水溝１１ｅに導かれ、ドレンホース取り付け部１６に取り付けられた図示省略のドレンホースにより室外へ排水される。このとき、排水溝１１ｅの深さが浅いと、そこから結露水が溢れて前面熱交換器８ａの下部が結露水に浸かってしまう。すると、その浸かった下部に室内の空気が通過することができなくなり、熱交換効率が下がってしまう。そのため、排水溝１１ｅの深さを十分深くする必要がある。

図４に示すようにドレンホース取り付け部１６は左右両側にあり、据え付け環境によってどちらか片方にドレンホースが接続され、もう一方はゴム栓が接続される。室内機１を据え付ける壁面の歪み、取り付け金具の変形、据え付け工事の不備等により、室内機１が左右方向に傾いてしまった場合、ドレンホースが接続される側のドレンホース取り付け部１６が排水溝１１ｅの最下点より高い位置になることがある。すると、排水溝１１ｅに溜まった結露水は、ドレンホースから外部に排出されなくなってしまう。このような場合にも、排水溝１１ｅの深さを十分深くして、排水溝１１ｅから結露水が溢れて前面熱交換器８ａの下部が結露水に浸かるのを抑制する必要がある。排水溝１１ｅの深さを室内機１の横幅寸法の２％以上にすることにより、左右傾きが１．１度でも結露水が溢れるのを抑制でき、ほとんどの据え付け状態をカバーできることが実測等により分かっている。

また、室内機１が前方に傾いてしまった場合でも、ドレンパン１１ａに十分な傾斜をつけることにより、結露水を排水溝１１ｅに導くことができる。この排水溝１１ｅに向かって下がる傾斜角を２度以上とすることにより、ほとんどの据え付け状態をカバーできることが実測等により分かっている。

上記の構成とすることで前面熱交換器８ａの下部が結露水に浸からないため、前面熱交換器８ａの下部も室内の空気が通過することができ、冷房運転時及び除湿運転時において熱交換効率が下がらない。

また、排水溝１１ｅとドレンパン１１ａとの境目は、前面熱交換器８ａに向かって凸に湾曲した形状となっているので、結露水は排水溝１１ｅに流れるときにこの湾曲した形状の表面に沿って流れる。そのため、結露水が排水溝１１ｅへ滴下する際、その滴下した結露水と排水溝１１ｅに溜まった水とによって発生する滴下音を発生しにくくすることができる。
なお、本実施の形態では図１に示すように排水溝１１ｅとドレンパン１１ａとの境目が前面熱交換器８ａの真下に位置しているため、排水溝１１ｅの一部も前面熱交換器８ａの真下に位置している。そこで、排水溝１１ｅとドレンパン１１ａとの境目を熱交換器８の真下よりも意匠グリル２側に位置させ、排水溝１１ｅを前面熱交換器８ａの真下に位置する部分がないように形成する。そうすることにより、前面熱交換器８ａから排水溝１１ｅへ直接結露水が滴下するのを抑制できる。その結果、滴下音をさらに発生しにくくすることができる。

また、冷房運転時や除湿運転時において、ドレンパン１１ａと前面熱交換器８ａ（またはノズル突起１１ｄ）との隙間が大きく開いていると、熱交換器８を通過せず、その隙間を室内機１の正面側から裏面側に向かって通過する高温多湿の空気（以下、二次空気と称する）が多くなる。そして、二次空気はスタビライザ１４の先端部１４ｂを通過するときに冷やされ、その先端部１４ｂに結露水を発生させてしまう。この結露水の量が多くなると先端部１４ｂから空気吹出口６付近に結露水が溢れてしまい、空気吹出口６から吹出される風によって室内へ露飛びが発生してしまう。

そこで、先端部１４ｂに結露を発生させる原因となる二次空気を減らすためには、ドレンパン１１ａと前面熱交換器８ａ（またはノズル突起１１ｄ）との隙間を小さくする必要があり、２ｍｍ以下にするのが望ましいことが実測等により分かっている。なお、ドレンパン１１ａと前面熱交換器８ａとの間にクッション材を挟んで隙間をシールしてもよい。
そうすることにより、二次空気の量を減らせるため先端部１４ｂに発生する結露水の量を少なくでき、先端部１４ｂから結露水が溢れにくくなるため、露飛びが発生するのを抑制できる。

仮に、先端部１４ｂに結露水が発生した場合も、突起部１４ａと先端部１４ｂとの間に、クロスフローファン９の長手方向に連続する第一凹部１４ｃが形成されているため、結露水をその第一凹部１４ｃで受け止めることができる。さらに、第一凹部１４ｃの下部に、クロスフローファン９の長手方向に連続する凹形状の第二凹部１４ｄが形成されているため、第一凹部１４ｃから結露水が溢れた場合でも、第二凹部１４ｄで結露水を受け止めることができる。さらに、Ｒ部１４ｇには複数の縦溝１４ｅが形成され、その複数の縦溝１４ｅにはクロスフローファン９の外周に沿って斜め方向に規則的に変化させて位置する縦溝リブ１４ｆが設けられ、これが縦溝１４ｅの一部を埋めることにより第三凹部１４ｈが形成されている。そのため、この第三凹部１４ｈでも溢れた結露水を受け止めることができる。このように、スタビライザ１４は第一凹部１４ｃ、第二凹部１４ｄ、第三凹部１４ｈの三つの凹部を有し、三重に結露水を受け止める構造となっている。そのため、結露水がスタビライザ１４から空気吹出口６付近に溢れて、空気吹出口６から吹出される風によって室内へ露飛びが発生するのを抑制できる。なお、三つの凹部に溜まった結露水は、低負荷運転時や運転停止時に蒸発する。

以上のように、スタビライザ１４が三つの凹部を有するため、冷房運転または除湿運転の際に室内機１の内部に発生した結露水をその三つの凹部で保持でき、空気吹出口６付近に滴下させないため、空気吹出口６から吹出される風によって室内へ露飛びが発生するのを抑制できる。
また、ドレンパン１１ａと前面熱交換器８ａ（またはノズル突起１１ｄ）との隙間を２ｍｍ以下とすることにより、二次空気の量を減らして先端部１４ｂに発生する結露水の量を少なくし、先端部１４ｂから結露水が溢れにくくすることで、露飛びが発生するのを抑制できる。
また、ノズル１１の下面に空気層１１ｂを介してノズルカバー１１ｃを取り付けることにより、ドレンパン１１ａとノズルカバー１１ｃとの間の空気層１１ｂが断熱層となるため、ノズルカバー１１ｃの下面に結露水が発生し、その結露水が空気吹出口６付近に滴下して、空気吹出口６から吹出される風によって室内へ露飛び発生するのを抑制できる。
もし、空気層１１ｂの密閉が完全でない場合でも、排水溝１１ｅの裏面のみに断熱材等を貼ることにより、ノズルカバー１１ｃの下面に結露水が発生するのを抑制できるため、コストを抑えて露飛び対策をすることが可能となる。

また、ノズル１１にドレンパン１１ａと排水溝１１ｅとを形成し、ドレンパン１１ａに、排水溝１１ｅに向かって下がる傾斜をつけ、結露水をドレンパン１１ａから排水溝１１ｅに流れ込ませ、そこに溜めることで前面熱交換器８ａの下部が水に浸かりにくくしている。
また、室内機１が左右方向に傾いて排水溝１１ｅに溜まった結露水がドレンホースから外部に排出されないような場合にも、排水溝１１ｅの深さを室内機１の縦幅寸法の２％以上にすることにより、ほとんどの据え付け状態で結露水が溢れるのを抑制できる。
また、室内機１が前方に傾いてしまった場合でも、ドレンパン１１ａの傾斜角を２度以上とすることにより、ほとんどの据え付け状態で結露水を排水溝１１ｅに導くことができる。
以上の構成とすることで、前面熱交換器８ａの下部が結露水に浸かって熱交換効率が下がるのを抑制できる。

また、排水溝１１ｅとドレンパン１１ａとの境目は、前面熱交換器８ａに向かって凸に湾曲した形状とすることにより、結露水はこの湾曲した形状の表面に沿って流れるため、結露水が排水溝１１ｅへ滴下するときの滴下音を発生しにくくすることができる。
さらに、熱交換器８の真下に位置する部分がないように排水溝１１ｅを形成することによって、熱交換器８から排水溝１１ｅへ直接結露水が滴下するのを抑制でき、滴下音をさらに発生しにくくすることができる。

なお、熱交換器８について、図示省略の伝熱管はアルミニウムで形成してもよい。
従来の室内機１では、熱交換器８の伝熱管に銅が用いられているが、伝熱管をアルミニウムとすることでコストを抑えて熱交換器８を構成することができる。また、アルミニウムは銅に比べて腐食に弱いため、前面熱交換器８ａの下部が水に浸かることを想定して腐食対策をする必要があり、腐食対策にコストをかける必要があった。しかし、本実施の形態では前面熱交換器８ａの下部が結露水に浸かりにくい構成となっており、アルミニウム伝熱管の腐食耐力を上げることができるため、腐食対策にかけるコストを抑えられる。

１ 室内機、２ 意匠グリル、３ パネル、４ 空気吸込口、５ 上下風向可変ベーン、６ 空気吹出口、７ プレフィルタ、８ 熱交換器、８ａ 前面熱交換器、９ クロスフローファン、１０ 吸込風路、１１ ノズル、１１ａ ドレンパン、１１ｂ 空気層、１１ｃ ノズルカバー、１１ｄ ノズル突起、１１ｅ 排水溝、１２ ボックス部、１３ 吹出風路、１４ スタビライザ、１４ａ 突起部、１４ｂ 先端部、１４ｃ 第一凹部、１４ｄ 第二凹部、１４ｅ 縦溝、１４ｆ 縦溝リブ、１４ｇ Ｒ部、１４ｈ 第三凹部、１５ 左右風向可変ベーン、１６ ドレンホース取り付け部。

Claims (8)

1. ファンと、
   前記ファンの上方及び前方を囲うように設けられた熱交換器と、
   前記ファンの前方に位置する前記熱交換器の下方に位置し、前記ファンに向かって設けられたノズルと、を備え、
   該ノズルは、
   前記熱交換器で発生した結露水を受け止めるドレンパンと、
   該結露水が流れ込む排水溝と、を有している
   ことを特徴とする空気調和機の室内機。
2. 前記ドレンパンと前記排水溝とは、前記ノズルの上面により連続的に形成されており、
   前記ドレンパンは、
   前記排水溝よりも前記ファン側に位置している
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室内機。
3. 前記ドレンパンは、
   前記排水溝に向かって下がる傾斜がつけられている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機の室内機。
4. 前記ドレンパンの傾斜角は、
   ２度以上である
   ことを特徴とする請求項３に記載の空気調和機の室内機。
5. 前記排水溝の深さは、
   室内機の横幅寸法の２％以上である
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機の室内機。
6. 前記排水溝と前記ドレンパンとの境目は、
   前記熱交換器に向かって凸に湾曲した形状となっている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気調和機の室内機。
7. 前記排水溝と前記ドレンパンとの境目は、
   前記熱交換器の真下よりも前記ファンの反対側に位置している
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気調和機の室内機。
8. 前記熱交換器の伝熱管は、
   アルミニウムで形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の空気調和機の室内機。

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