JP2015124986A - 空調室内機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】壁掛け式の空調室内機92では、正面側熱交換部21の下部21aおよびフィルタ40の下部40aがファン中心点Oよりも下に位置している。下部21a/下部40aとファン中心点Oとを通る直線のうち最もファン基準水平線L1と為す角度が大きい直線と、ファン基準水平線L1とが為す、熱交換器下部角度θc/フィルタ下部角度θeが、θe>(θc×0.4)を満たす。そして、ファン中心点Oの高さ位置でのクロスフローファン30と正面側熱交換部21との隙間の距離D1、正面側熱交換部21とフィルタ40との隙間の距離D2、フィルタ40と正面パネル15との隙間の距離D3が、D3>D2>D1を満たす。
【選択図】図2
Description
第1式:θe>(θc×0.4)
さらに、本発明の第1観点に係る空調室内機では、ファン中心点の高さ位置でのクロスフローファンと正面側熱交換部との隙間距離である第1距離D1、正面側熱交換部とフィルタとの隙間距離である第2距離D2、および、フィルタと正面パネルとの隙間距離である第3距離D3が、以下の第2式を満たすように、クロスフローファン、熱交換器、フィルタおよび正面パネルが配置されている。
第2式:D3>D2>D1
以上のように構成された第1観点に係る空調室内機は、ファン中心点よりも高い位置にある吸込口から室内の空気を吸い込むが、正面側熱交換部の下部もフィルタの下部も、ファン中心点よりも下に位置している。このため、従来の設計のやり方を踏襲した場合には、正面側熱交換部の下部を通過する空気の量が少なくなり、熱交換器の全体を有効に活用することができなくなる。そこで、本発明では、まず第1式を満たすようにフィルタの下部を低い位置まで延ばし、そのフィルタの下部を通って空気が正面側熱交換部の下部に向かう流路を確保している。さらに、本発明では、3つの隙間距離が第2式を満たすようにクロスフローファン、熱交換器、フィルタおよび正面パネルを配置して、空調室内機の奥行き寸法を抑えつつ、フィルタと正面パネルとの隙間(隙間距離が第3距離D3)を通って吸込口からフィルタの下部および正面側熱交換部の下部へと流れていく空気流路の圧力損失を小さくしている。これにより、正面側熱交換部の下部を通過する空気の量が十分に確保されるようになり、熱交換器の全体が有効に活用される。
第3式:D1>(0.3×R)
を満たすように、クロスフローファンおよび熱交換器が配置されている。
第4式:D4<(3×R)
を満たすように、クロスフローファンおよび正面パネルが配置されている。
図1は、本発明の一実施形態に係る空調室内機92を含む空気調和機90の構成図である。空調室内機92は、室内の壁面に取り付けられる壁掛け式の室内ユニットである。また、空調室内機92は、室外に配置される空調室外機91と冷媒配管93を介して接続されて、空気調和機90を構成する。空調室内機92は、リモコン等による操作に応じて、室内の冷房運転および暖房運転を行う。
ケーシング10は、空調室内機92の外郭およびフレームとなる部材の集合体であって、フィルタ40、熱交換器20、クロスフローファン30などを支持、収納している。
熱交換器20は、縦断面視において逆V字の形状を有するフィンアンドチューブ型の熱交換器であり、吸込口10a側からクロスフローファン30側に流れる空気と、チューブを流れる冷媒との間で、熱交換を行わせる。熱交換器20は、多数のアルミ製の伝熱フィンと、それらの伝熱フィンに開けられた多数の孔を貫通する多数のチューブとから構成されている。銅製の伝熱管であるチューブは、その外径が5mmあるいは4mmである。
クロスフローファン30は、水平方向に長く延びる円筒状のファンロータと、ファンロータを回転させるモータとを備えている。ファンロータは、円周に沿って並ぶ多数のファン翼31を有しており、回転することによって、熱交換器20側から吹出口10b側へと流れる空気流れを生成する。
本発明に係る空調室内機92では、従来の空調室内機にはない、新しい各部品の配置を採用している。以下、正面パネル、フィルタおよび熱交換器の配置について詳しく説明する。
第2式:D3>D2>D1
第3式:D1>(0.3×R)
なお、クロスフローファン30のファンロータの半径であるファン半径Rは、縦断面視において、ファン中心点Oから、多数のファン翼31の外端を結んだ仮想円(図2の点線で示す円30aを参照)までの距離である。
フィルタ下部角度θe=23°>(θc×0.4)
ファン半径R=52mm
第1距離D1=16mm>(0.3×R)
第2距離D2=22mm>D1
第3距離D3=27mm>D2
また、空調室内機92では、縦断面視において、ファン中心点Oの高さ位置での、ファン中心点Oと正面パネル15との距離である第4距離D4を、ファン半径Rの3倍未満に抑えている。すなわち、第4距離D4とファン半径Rとは、以下の第4式を満たしている。
具体的には、第4距離D4が143mmになるように、クロスフローファン30に対して正面パネル15が相対的に配置されている。この第4距離D4を小さく抑えて空調室内機92の奥行き寸法が大きくなり過ぎないようにしているが、上述の第1式〜第3式を満たすようにクロスフローファン30、熱交換器20、フィルタ40および正面パネル15を配置することによって、天面に形成されている吸込口10aから吸い込まれた空気が正面側熱交換部21の下部21aへと十分な量だけ送られるようになっている。
次に、従来の空調室内機にはなかったスタビライザ17およびリアガイダ18の新しい配置について詳しく説明を行う。
第2角度関係式:17°<(θb−θ0)<26°
第3角度関係式:θb≧θa
第4角度関係式:θc>θa
第5角度関係式:θd<θb
これらの式を満たすことによって、後述のようにサージング耐力が向上し、ファン動力の増大が抑制されているが、空調室内機92では、それらを満たす以下の数値を採用している。
第1角度θa=48°
第2角度θb=51°
第3角度θc=52°
第4角度θd=31°
(4)特徴
(4−1)
本実施形態に係る空調室内機92では、上述の第1角度関係式、第2角度関係式および第3角度関係式のいずれかを満足させるのではなく、第1角度関係式、第2角度関係式および第3角度関係式を全て満足するようにスタビライザ17、リアガイダ18およびクロスフローファン30を配置している。
180°−θb+θa=177°
であり、クロスフローファン30から吹出口10bに向かう空気の流れが吸込口10aの側に逆流することが抑えられている。すなわち、空調室内機92では、サージング耐力が向上している。なお、従来の空調室内機は、ファン吸い込み角度が170°程度になっているものが多い。
空調室内機92では、第4角度関係式が満たされるように正面側熱交換部21の下部21aが低い位置に配置され、第5角度関係式が満たされるように背面側熱交換部22の下部22aが低い位置に配置されているため、熱交換器20の容量が大きくなっている。特に、第3角度θcを45°以上にして、空調室内機92では正面側熱交換部21の下部21aを下方に延ばした構造を採っているため、従来よりも大きな熱交換器20の容量が確保されている。このような大きな熱交換器20を搭載していると、熱交換器を通る空気の流れの分布に部分的な偏りが生じてファン動力が大きくなりがちであるが、空調室内機92では、上述のように第1角度関係式、第2角度関係式および第3角度関係式を全て満足する部品配置を採っているため、熱交換器20の下部21a,22aからクロスフローファン30へと流れる空気の流れが阻害され難く、各熱交換部21,22の下部21a,22aにも多くの空気が流れる。すなわち、空調室内機92の省エネ性が向上している。
空調室内機92では、ファン中心点Oよりも高い位置にあるケーシング10の天面に形成された吸込口10aから室内の空気を吸い込む構造を採り、且つ、正面側熱交換部21の下部21aもフィルタ40の下部40aも、ファン中心点Oよりも下に位置する構造を採っている。このため、従来の設計のやり方を踏襲した場合には、正面側熱交換部21の下部21aを通過する空気の量が少なくなり、熱交換器20の全体を有効に活用することができなくなる。
空調室内機92では、奥行き寸法(図2の左右方向の寸法)を抑えるべく第2式を満たすような各部品の配置を採用しているが、第1距離D1を小さくし過ぎると、正面側熱交換部21とクロスフローファン30との距離が近づきすぎて、空気が正面側熱交換部21を通過するときに騒音が生じる恐れがある。特に、フィンアンドチューブ式の熱交換器20を採用し、且つ、そのチューブの外径が小さい(5mmあるいは4mm)空調室内機92では、カルマン渦に代表される流れの周期的速度変動の中でもより高い周波数の乱れの強い変動が生じ、ファン翼31の周期的圧力変動との相互作用によって高周波数での離散周波数騒音が生じる恐れが高い。
空調室内機92では、上述の第4式を満たすように正面パネル15が配置されており、ファン中心点Oから正面パネル15までの距離(第4距離D4)が比較的小さくなっている。これにより、奥行き寸法を抑えた薄型の空調室内機92が実現されているが、同時に第1式〜第3式も満たす構造を採っているため、薄型であっても、熱交換器20全体を有効に活用することができている。
10a 吸込口
10b 吹出口
15 正面パネル
20 熱交換器
21 正面側熱交換部
21a 正面側熱交換部の下部
22 背面側熱交換部
30 クロスフローファン
30a 翼の外端を結んだ円
31 ファン翼(翼)
40 フィルタ
40a フィルタの下部
92 空調室内機
D1 第1距離
D2 第2距離
D3 第3距離
D4 第4距離
L1 ファン基準水平線
O ファン中心点
R ファン半径
θc 第3角度(熱交換器下部角度)
θe フィルタ下部角度
SL3 第3直線
SL5 第5直線
Claims (4)
- 壁掛け式の空調室内機(92)であって、
空気流れを生成するクロスフローファン(30)と、
正面側熱交換部(21)と背面側熱交換部(22)とを含み、前記クロスフローファンの空気流れ上流側に配置される、熱交換器(20)と、
前記熱交換器の空気流れ上流側に配置される、フィルタ(40)と、
前記フィルタの正面側に位置する正面パネル(15)を有し、前記クロスフローファンの回転中心であるファン中心点(O)よりも高い位置にある吸込口(10a)と、前記ファン中心点よりも低い位置にある吹出口(10b)とが形成された、ケーシング(10)と、
を備え、
縦断面視において、
前記正面側熱交換部の下部(21a)および前記フィルタの下部(40a)は、前記ファン中心点よりも下に位置し、
前記ファン中心点を通る水平線を、ファン基準水平線(L1)とし、
前記正面側熱交換部の下部と前記ファン中心点とを通る直線のうち最も前記ファン基準水平線と為す角度が大きい直線(SL3)と、前記ファン基準水平線とが為す角度を、熱交換器下部角度θcとし、
前記フィルタの下部と前記ファン中心点とを通る直線のうち最も前記ファン基準水平線と為す角度が大きい直線(SL5)と、前記ファン基準水平線とが為す角度を、フィルタ下部角度θeとしたときに、
第1式:θe>(θc×0.4)
を満たすように、
且つ、
前記ファン中心点の高さ位置での、前記クロスフローファンと前記正面側熱交換部との隙間距離である第1距離D1、前記正面側熱交換部と前記フィルタとの隙間距離である第2距離D2および前記フィルタと前記正面パネルとの隙間距離である第3距離D3が、
第2式:D3>D2>D1
を満たすように、
前記クロスフローファン、前記熱交換器、前記フィルタおよび前記正面パネルが配置されている、
空調室内機。 - 前記第1距離D1と、前記クロスフローファンの半径であるファン半径Rとが、
第3式:D1>(0.3×R)
を満たすように、前記クロスフローファンおよび前記熱交換器が配置されている、
請求項1に記載の空調室内機。 - 縦断面視において、
前記ファン中心点の高さ位置での、前記ファン中心点と前記正面パネルとの距離である第4距離D4と、前記クロスフローファンの半径であるファン半径Rとが、
第4式:D4<(3×R)
を満たすように、
前記クロスフローファンおよび前記正面パネルが配置されている、
請求項1又は2に記載の空調室内機。 - 前記熱交換器は、フィンアンドチューブ式であり、チューブの外径が5mm以下である、
請求項1から3のいずれかに記載の空調室内機。
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