JP4684868B2 - ファンコイルユニット - Google Patents

Description

本発明は、天井埋込型のファンコイルユニットに関するものである。

従来から一般的に知られている天井埋込型のファンコイルユニットとしては、下面が開口した箱体の内側に送風回路を構成するエアガイダ、クロスフローファン、熱交換器、スタビライダを設け、また熱交換器の下方には熱交換器から排出するドレン水を受ける水受皿を設け、箱体の下方は、パネル本体、吸込み部、吹出し部で構成された化粧パネル部で覆われている。
そして、吸込み部には、吸込みグリルとその内側にエアーフィルターを設け、又、吹出し部には、複数の左右風向変更羽根とその外側の上下風向変更羽根を設けている。さらに、上下風向変更羽根の一端には上下風向変更羽根の駆動用モーターを設け、又、吹出し部の一端側において前記化粧パネルに形成されたパネル開口穴の内側にはファンコイルユニットの運転信号を受ける受信装置、室内温度を感知するサーモスタット、風量を調節するセンサー等が設けられている。

上記のように構成されたファンコイルユニットは、ワイヤレスリモコンからの運転信号を受信装置が受信し、クロスフローファンが回転して送風作用を発生し、室内空気は、吸込みグリル、エアーフィルターを介して熱交換器に吸込まれて熱交換し、さらにエアガイダに導かれて化粧パネルの吹出し部を通して再び室内に放出されて室内の空調が行なわれる。
そして、室内温度が設定温度に達すると、サーモスタットによって、上下風向変更羽根の駆動用モーターを回転させ、室内に吹出す風量を絞込み、室内温度を一定に維持するように働くが、この時、クロスフローファンの給気圧力が上昇し、センサー（圧力一定制御を行なう事により）によって、クロスフローファンの回転数が下がり、室内温度を一定に維持する。（例えば、特許文献１参照。）
すなわち、室内温度の変動にしたがって、クロスフローファンの回転数を変動させる構成となっているので、クロスフローファンの回転数が低くなったときは熱交換器に結露が生じやすく、又、吹出し気流の風速の低下によりコールドドラフトが発生して居住者に不快感を与え、そればかりでなく、ファンの運転効率も悪かった。

特開平１０−２３８８０６号公報（図３、図４）

本発明は、簡単な構造で、安価に製作でき、設定温度に関わりなく、送風機（ファン）の回転数を一定にすることによって、熱交換器の結露を防止し、吹出気流の風速低下によるコールドドラフト発生させないので快適な居住環境を実現すると共に、送風機の運転効率を向上させた天井埋込型のファンコイルユニットを提供することを課題とする。

そこで、上記課題を解決する為、本発明が第１の手段として構成したところは、送風機と熱交換器と水受け部を内部に配設して、熱交換器の一方側を吹出し側、他方側を吸込み側とした機体と、吹出し側の上下方向所定位置に配設され、機体内部の吹出口側上部を吹出し通路とし、吹出口側下部を吸込み側に連通する通風路に区画する区画板と、熱交換器を通過した調和空気が吹出し通路から区画板の一部を通過して下方に吹出されて所定量が室内側に吹出されると共に、余剰分を通風路にバイパスさせる、機体の吹出し側の下端部に配設された吹出口ユニットと、吹出口ユニットの吸込み側に連設された中央パネルと、中央パネルの吸込み側に設けられた開閉自在な点検パネルと、吸込み側に連通する吸込口よりなるファンコイルユニットにおいて、区画板は下方に突出する下向きダクトを有し、吹出口ユニットは、下向きダクトとバイパス用間隙を設けた上向きダクトを有し、上向きダクトの開口端面は下向きダクトの開口端面より表面積が大きく形成され、吹出口ユニットに設けられたダンパーの開度に対応して、下向きダクトより吹出された調和空気を室内に吹出すと共に、余剰分を通風路にバイパスさせ、吸込み側から熱交換器を通過し、再び吹出し通路に吹出されるものである

次に、本発明が第２の手段として構成したところは、上記構成に加え、吹出口ユニットは、室内側に調和空気を吹出す吹出孔が左右前後４方向に渡って設けられ、吸込口は、中央パネル側の吹出口と前後吹出口の角部から最も離れた、点検パネルの前後端部側に設けられているものである。

請求項１に記載の発明によると、ダンパーによって、吹出し風量が絞りこまれても、余剰分を通風路にバイパスさせる事により、送風機の回転数を変えることなく運転できるので、熱交換器の結露を防止し、又、吹出気流の風速が一定に維持できる事により風速の低下によるコールドドラフトの発生を防止して、快適な居住環境を実現すると共、送風機の運転効率を向上させる事が出来る。
又、余剰分を通風路にバイパスさせるだけの簡単な構造であるから、安価に製作できる。
さらに、区画板に下向きダクトを、吹出口ユニットに上向きダクトを形成しているので、気流を所定方向に確実に誘導することが出来、吹出口ユニットの上向きダクトの開口端面の表面積は、区画板の下向きダクトの開口端面の表面積より大きく形成し、下向きダクトと上向きダクト間にバイパス用間隙を有するだけの簡単な構造で、下向きダクトより吹出された調和空気を吹出口ユニットを介して室内に吹出すと共に、吹出口ユニットに設けられたダンパーの開度に対応して下向きダクトより吹出された調和空気の余剰分をバイパス用間隙から通風路にバイパスさせ、さらに、吸込み側から、室内空気と混合して熱交換器を通過し、再び吹出し通路に吹出す事ができるので、熱交換器の結露を防止し、又、吹出気流の風速が一定に維持できる事により風速の低下によるコールドドラフトの発生を防止して、快適な居住環境を実現すると共、送風機の運転効率を向上させる事が出来る。

請求項２に記載の発明によると、上記効果に加え、室内側に調和空気を吹出す吹出孔が左右前後４方向に渡って設けられているので、室内全域をムラなく空調することが出来、吸込口は、中央パネル側の吹出口と前後吹出口の角部から最も離れた、点検パネルの前後端部側に設けられているので、請求項１に記載の発明による効果に加えて、室内側に吹出された調和空気の気流がすぐに吸込口から吸い込まれてしまうショートサーキットを最小に抑えることが出来、したがって、室内空調が短時間で行なう事が出来る。

送風機と熱交換器と水受け部を内部に配設して、熱交換器の一方側を吹出し側、他方側を吸込み側とした機体と、吹出し側の上下方向所定位置に配設され、機体内部の吹出口側上部を吹出し通路とし、吹出口側下部を吸込み側に連通する通風路に区画する区画板と、熱交換器を通過した調和空気が吹出し通路から区画板の一部を通過して下方に吹出されて所定量が室内側に吹出されると共に、余剰分を通風路にバイパスさせる、機体の吹出し側の下端部に配設された吹出口ユニットと、吹出口ユニットの吸込み側に連設された中央パネルと、中央パネルの吸込み側に設けられた開閉自在な点検パネルと、吸込み側に連通する吸込口よりなり、区画板は下方に突出する下向きダクトを有し、吹出口ユニットは、下向きダクトとバイパス用間隙を設けた上向きダクトを有し、上向きダクトの開口端面は下向きダクトの開口端面より表面積が大きく形成され、吹出口ユニットに設けられたダンパーの開度に対応して、下向きダクトより吹出された調和空気を室内に吹出すと共に、余剰分を通風路にバイパスさせ、吸込み側から熱交換器を通過し、再び吹出し通路に吹出され
吹出口ユニットは、室内側に調和空気を吹出す吹出孔が左右前後４方向に渡って設けられ、吸込口は、中央パネル側の吹出口と前後吹出口の角部から最も離れた、点検パネルの前後端部側に設けられているものである。

以下図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
図１において、符号１は、下面が開口する略長方体形の機体を示し、符号２は、機体１の内部に配設された熱交換器を示し、符号２１は熱交換器２の下方に配設された水受け部を示している。
そして、図１において、熱交換器２の左側で前後方向に所定間隔を有して２台の送風機２２、２２（図２に示す）を配設し、機体１の内部を上下方向で２分割する区画板３が水受け部２１の下面から右側に渡って配設され、下面が室内側に臨んで機体１の右下側を閉塞する形で区画板３の下方に吹出口ユニット５が配設され、吹出口ユニット５の下面の左側に中央パネル６が連設され、中央パネルの６の左側に開閉自在な点検パネル６１が設けられ、閉鎖状態の点検パネル６１の前後に位置して送風機２２、２２側に連通する吸込口６２、６２が形成されている。符号２２０は送風機２２、２２のモーターを示している。

機体１は、上壁１１と、左右壁１２、１２と、前後壁１３、１３からなり、吊下げ金具等にて天井１７内に取付けられる。
熱交換器２は、図１において、機体１の左右方向の略中央部に前後方向に渡って設けられ、水受け部２１は、熱交換器２の下側で、機体１の前後方向に渡って設けられ、熱交換器２と水受け部２１によって機体１の内部上方を左右方向で区画し、熱交換器２の送風機２２、２２側を吸込み側２０、吹出口ユニット５側を吹出し側１０としている。

区画板３は、水受け部２１の下面から吹出し側１０の前後壁１３、１３、右壁１２に渡って配設され、吹出し側１０を上下方向に分割し、区画板３と機体１の上壁１１間を吹出し通路１００としている。
そして、吹出し通路１００の水平方向の中央部に位置する箇所で、区画板３に下方に突出する円筒形の下向きダクト３１を区画板３に形成している。
すなわち、熱交換器２を通過し吹出し通路１００に吹出された調和空気は、通路１００がほぼ密閉空間に形成されているので、下向きダクト３１より下方に吹出されることとなる。この時、下向きダクト３１は下方に突出して形成されているので、吹出し気流を所定方向に確実に誘導することが出来る。
尚、実施例では、下向きダクト３１は円筒形に形成されているが、角筒形で合っても良いことは云うまでもない。

吹出口ユニット５は、図３、図４に示すように、下向きダクト３１の開口端面より表面積が大きく形成された円筒形の上向きダクト５１を上端中央部で上方に突出させた外枠５２と、外枠５２の内面上部側に上向きダクト５１の下端から下方に所定間隔を有して配設された、上向きダクト５１の開口端面より表面積の大きい正方形状の支持基板５３と、支持基板５３の４縁辺に回動自在に取付けられたダンパー５４・・・と、ダンパー５４・・・の開度を調節する支持基板５３の下方に配設された室温調節機構７と、支持基板５３の所定の一つの縁部に取付金具を介して回動自在に取付けられ、閉鎖姿勢で、室温調節機構７、ダンパー５４・・・、支持基板５３を下方から閉塞する化粧パネル５５より構成されている。

吹出口ユニット５は、上記のごとく構成され、化粧パネル５５の閉鎖状態で、機体１の下面と化粧パネル５５と天井１７がほぼ面一となるよう、下向きダクト３１の下方に上向きダクト５１を所定間隔（バイパス用間隙５００）を有して、中心位置が同じ鉛直線状となるよう上下方向に位置させ、帯状の連結金具５０・・・で下向きダクト３１と上向きダクト５１が連結される。
さらに、外枠５２の下端部と前後壁１３、１３及び右壁１２の下端部が連結されると共に、中央パネル６が外枠５２の下端部及び機体１の前後壁１３、１３の下端部と連結されて、区画板３と吹出口ユニット５及び中央パネル６間で通風路２００が形成される。

そして、吹出し通路１００を通過し、下向きダクト３１より上向きダクト５１内に向かって吹出された調和空気は、４つのダンパー５４の開度が１００パーセント（四つの傾斜案内壁５２１・・・と、４つのダンパー５４・・・間で形成される吹出口４０が最も開いた状態）の場合はそのまま室内側に吹出されるが、室内設定温度に対応して、ダンパー５４の開度が絞られた場合（ダンパー５４が上端を中心に下端が上方向に回動し吹出口４０が閉じられていった場合）、上向きダクト５１内に向かって吹出された調和空気は、一部は吹出口４０・・・から室内に吹出されると同時に、一部（ダンパー５４の開度が絞られたため吹出口４０・・・から吹出されなかった調和空気）がバイパス用間隙５００より通風路２００に流れ込み、吸込口６２、６２から吸込まれた室内空気と共に吸込み側２０から熱交換器２に流れ込む。
尚、実施例では、バイパス用間隙５００は、下向きダクト３１の下端と、上向きダクト５１の上端間に所定間隙を設けて形成された垂直方向の間隙と、上向きダクト５１の開口端面の表面積を下向きダクト３１の開口端面の表面積より大きくすることで形成された水平方向の間隙で構成されているが、それぞれの間隙の大きさは適宜選択されるところである。

室温調節機構７は、支持基板５３の所定寸法下方で支持基板５３に対し回動支持軸５３１を介して、回動自在に保持された正方形状の制御板７１と、制御板７１を室内温度に対応して所定角度で回動させる冷房用サーモスタット（図示せず）及び暖房用サーモスタッット７２と、制御板７１の４隅とダンパー５４・・・の長手方向の中間部分を連結する作動杆７３・・・と、上向きダクト５１内に供給される調和空気の温度（以下、給気温度）に対応して、冷房モードと暖房モードに切り替えを行なうチェンジオーバサーモスタット７４等より構成されている。

冷房用サーモスタット（図示せず）及び暖房用サーモスタッット７２は、シリンダーの中にワックス状物質が充填され、ワックスは加熱されると膨張してピストン軸を押し出し、冷却されると収縮してスプリングによってピストン軸を引き戻し、ピストン軸の動きによって制御板７１を回動させ、制御板７１の回動によって作動杆７３・・・を介して、ダンパー５４・・・回動させ、その開度を調節する。
そして、室内温度の設定は化粧パネル５５を開放した状態で手動により、冷房用サーモスタット（図示せず）で摂氏２３度から摂氏２７度、暖房用サーモスタット７２で摂氏２０度から摂氏２４度の範囲内で設定可能にしている。

すなわち、冷房モードで使用されていたときに給気温度が摂氏２６．５度以上になると、チェンジオーバサーモスタット７４の働きにより自動的に暖房モードとなり、暖房用サーモスタッット７２が冷房用サーモスタット（図示せず）にかわってダンパー５４・・・を制御する。居住者は暖房用サーモスタット７２を調節することにより、摂氏２０度から摂氏２４度の範囲内で温度設定できる。
給気温度が摂氏２０度以下になった場合は、チェンジオーバサーモスタット７４の働きにより自動的に冷房モードとなり、冷房用サーモスタット（図示せず）がダンパー５４・・・を制御する。そして、暖房モード時と同様に、居住者は冷房用サーモスタット（図示せず）を調節することにより、摂氏２３度から摂氏２７度の範囲内で温度設定できる。

冷房モードにおいては、吹出口４０・・・より吹出された調和空気は、室内全体を効率を良く冷房するために、天井面に沿うように吹出される。そして、調和空気が天井面に沿うように吹出されることにより吹出口ユニット５下方の室内空気が上方に誘引される。そして、この誘引された室内空気の一部が、支持基板５３に形成された誘導孔５３０、５３０から支持基板５３と制御板７１間に流れ込んだ給気の気流（冷暖房用サーモスタット７２と反対方向に向かう気流）にさらに誘引されて、冷房用サーモスタット（図示せず）の周辺を通過する。
これによって、冷房用サーモスタット（図示せず）は、室内温度を感知し、設定温度より室内温度が高いと、ダンパー５４・・・が開く方向に制御板７１を回動させ、設定温度より室内温度が低いと、ダンパー５４・・・を絞る方向に制御板７１を回動させる。

この時、ダンパー５４・・・の開度が絞られた事によって、調和空気の一部だけが室内吹出されることになるが、室内へ吹出されなかった調和空気の余剰分はバイパス間隙５００より通風路２００にバイパスされるので、吹出し通路１００内の気圧は一定に保たれ、送風機の給気圧力が上昇することはなく、従って、送風機の回転数も一定である。
そして、送風機の回転数が一定であることによって、熱交換器の結露やコールドドラフトの発生が防止されて快適な居住環境を実現されると共に、送風機の運転効率も向上させる事ができる。

一方、給気温度が摂氏２６．５度以上の暖房モードにおいては、冷房モードとは逆に、室温が設定温度より低いと暖房用サーモスタッット７２によってダンパー５４・・・が開かれ、設定温度より高いとダンパー５４・・・の開度が絞られる。
暖房モードにおいては熱交換器の結露のおそれは無いが、ダンパー５４の開度が絞られても送風機の回転数を一定に保たれることにより、ドラフトの発生防止や送風機の運転効率を向上させる事ができるという本発明の効果は発揮される。

点検パネル６１は、左側端縁が蝶番等を介して機体１の左壁１２の下端に開閉自在に連結されている。
そして、前後方向の寸法が、機体１の前後方向の寸法より小さく設定され、閉鎖状態で点検パネル６１の前後端面と、機体１の前後壁１３、１３間に形成される間隙が、吸込口６２、６２として構成され、点検パネル６１を開放した状態で、機体１の前後壁１３、１３間の下端部間で、左右方向に所定間隔を有して設けられたフィルター支持台６３、６３に着脱自在に取付けられるフィルター６４の清掃等を可能としている。

本発明の断面図 本発明の平面図 ダンパーの開度が絞られた状態の本発明の要部断面図 ダンパーの開度が開かれた状態の本発明の要部断面図

符号の説明

１ 機体
１０ 吹出し側
１００ 吹出し通路
２ 熱交換器
２０ 吸込み側
２１ 水受け部
２２ 送風機
２００ 通風路
３ 区画板
３１ 下向きダクト
４０ 吹出口
５ 吹出口ユニット
５１ 上向きダクト
５００ バイパス用間隙
６ 中央パネル
６１ 点検パネル
６２ 吸込口

Claims (2)

1. 送風機と熱交換器と水受け部を内部に配設して、熱交換器の一方側を吹出し側、他方側を吸込み側とした機体と、吹出し側の上下方向所定位置に配設され、機体内部の吹出口側上部を吹出し通路とし、吹出口側下部を吸込み側に連通する通風路に区画する区画板と、熱交換器を通過した調和空気が吹出し通路から区画板の一部を通過して下方に吹出されて所定量が室内側に吹出されると共に、余剰分を通風路にバイパスさせる、機体の吹出し側の下端部に配設された吹出口ユニットと、吹出口ユニットの吸込み側に連設された中央パネルと、中央パネルの吸込み側に設けられた開閉自在な点検パネルと、吸込み側に連通する吸込口よりなるファンコイルユニットにおいて、区画板は下方に突出する下向きダクトを有し、吹出口ユニットは、下向きダクトとバイパス用間隙を設けた上向きダクトを有し、上向きダクトの開口端面は下向きダクトの開口端面より表面積が大きく形成され、吹出口ユニットに設けられたダンパーの開度に対応して、下向きダクトより吹出された調和空気を室内に吹出すと共に、余剰分を通風路にバイパスさせ、吸込み側から熱交換器を通過し、再び吹出し通路に吹出される事を特徴とするファンコイルユニット。
2. 吹出口ユニットは、室内側に調和空気を吹出す吹出孔が左右前後４方向に渡って設けられ、吸込口は、中央パネル側の吹出口と前後吹出口の角部から最も離れた、点検パネルの前後端部側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のファンコイルユニット。