JP5591335B2 - 空気調和機の室内機、及び空気調和機 - Google Patents
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Description
したがって、特許文献1のような空気調和機は、流速が速くなるファンユニットの羽部(プロペラ)外周部に流入する空気の流れが乱れ、ファンユニット自体が騒音の音源となってしまう(騒音悪化の原因となってしまう)という問題点があった。
さらに、特許文献1に示した空気調和機は、フィルターの設置位置が考慮されていない。このため、フィルターの設置位置によっては、フィルターでの圧力損失が増大してしまったり、熱交換器に生じる風速分布のバラツキが大きくなってしまい、熱交換性能が低下してしまうという問題点があった。
また、本発明に係る空気調和機の室内機は、上部に吸込口が形成され、前面部下側に吹出口が形成されたケーシングと、ケーシング内の吸込口の下流側に設けられた軸流型又は斜流型のファンと、ケーシング内のファンの下流側であって、吹出口の上流側に設けられ、ファンから吹き出された空気と冷媒とが熱交換する熱交換器と、ケーシングの吸込口に設けられたフィンガーガードと、フィンガーガードの上流側に設けられたフィルターと、ファンの周りを囲みフィルター側が広がった形状を有するベルマウスと、を備え、熱交換器は、前面側に配置された前面側熱交換器と、背面側に配置された背面側熱交換器と、を有し、前面側熱交換器の伝熱面積と背面側熱交換器の伝熱面積とが異なり、ファンは、前面側熱交換器の伝熱面積及び背面側熱交換器の伝熱面積に応じた風量を、前面側熱交換器及び背面側熱交換器に供給するように配置され、ファンが熱交換器の上流側のみに備えられているものである。
また、本発明に係る空気調和機の室内機は、上部に吸込口が形成され、前面部下側に吹出口が形成されたケーシングと、ケーシング内の吸込口の下流側に設けられた軸流型又は斜流型のファンと、ケーシング内のファンの下流側であって、吹出口の上流側に設けられ、ファンから吹き出された空気と冷媒とが熱交換する熱交換器と、ファンと熱交換器との間に設けられたフィルターと、ファンの周りを囲みフィルター側が広がった形状を有するベルマウスと、を備え、熱交換器は、前面側に配置された前面側熱交換器と、背面側に配置された背面側熱交換器と、を有し、前面側熱交換器の伝熱面積と背面側熱交換器の伝熱面積とが異なり、ファンは、前面側熱交換器の伝熱面積及び背面側熱交換器の伝熱面積に応じた風量を、前面側熱交換器及び背面側熱交換器に供給するように配置され、ファンが熱交換器の上流側のみに備えられているものである。
また、ファンと熱交換器との間にフィルターを設けることにより、ファンから吹き出された気流をフィルター10で整流した後に、熱交換器へ流入させることが可能となる。このため、熱交換器に生じる風速分布のバラツキを抑制することができる。
したがって、本発明のようにフィルターを配置することにより、熱交換性能の低下を抑制することができる。
<基本構成>
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内機(室内機100と称する)を示す縦断面図である。また、図2は、この室内機を示す外観斜視図である。なお、本実施の形態1及び後述する実施の形態では、図1の左側を室内機100の前面側として説明する。以下、図1及び図2に基づいて、室内機100の構成について説明する。
この室内機100は、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用することで、室内等の空調対象域に空調空気を供給するものである。室内機100は、主に、室内空気を内部に吸い込むための吸込口2及び空調空気を空調対象域に供給するための吹出口3が形成されているケーシング1と、このケーシング1内に収納され、吸込口2から室内空気を吸い込み、吹出口3から空調空気を吹き出すファン20と、ファン20から吹出口3までの風路に配設され、冷媒と室内空気とで熱交換することで空調空気を作り出す熱交換器50と、を有している。そして、これらの構成要素によりケーシング1内に風路(矢印Z)が連通されている。吸込口2は、ケーシング1の上部に開口形成されている。吹出口3は、ケーシング1の下部(より詳しくは、ケーシング1の前面部下側)に開口形成されている。ファン20は、吸込口2の下流側でかつ、熱交換器50の上流側に配設されており、例えば軸流ファン又は斜流ファン等で構成されている。
一般的に、空気調和機の室内機は設置スペースに制約があるため、ファンを大きくできないことが多い。このため、所望の風量を得るために、適度な大きさのファンを複数並列に配置する。本実施の形態1に係る室内機100は、図2に示すように、ケーシング1の長手方向(換言すると、吹出口3の長手方向)に沿って、3個のファン20が並列に配置されている。現在の一般的な空気調和機の室内機の寸法において所望の熱交換能力を得るには、ファン20はおよそ2個〜4個が好ましい。本実施の形態1に係る室内機においては、ファン20はすべて同一形状で構成され、動作回転数をすべて等しく運転することにより全てのファン20でほぼ等しい送風量を得ることができる。
本実施の形態1に係る室内機100には、ファン20の周りに、ダクト上のベルマウス5が配置されている。ベルマウス5は、ファンへの吸気と排気を滑らかに誘導するためのものである。図1に示すように、本実施の形態1に係るベルマウス5は、平面視において略円形状をしている。また、縦断面において、本実施の形態1に係るベルマウス5は次のような形状をしている。上部5aは、その端部が上方に向かって広がる略円弧形状をしている。中央部5bは、ベルマウスの直径が一定となったストレート部分となっている。下部5cは、その端部が下方に向かって広がる略円弧形状をしている。そして、ベルマウス5の上部5aの端部(吸い込み側の円弧部分)で吸込口2を形成している。
本実施の形態1の図1で示したベルマウス5は、ファン20の羽根車の高さより高く構成されたダクト形状となっているが、それに限定したものではなく、ベルマウス5の高さがファン20の羽根車の高さより低く構成されている半開放型のベルマウスでもよい。さらに、ベルマウス5は、図1に示す5bのストレート部分がなく、端部の5a,5cのみで構成されていてもよい。
図2に示すように、本実施の形態1に係る室内機100は、隣接したファン20の間に、仕切り板90が設けられている。これら仕切り板90は、熱交換器50とファン20の間に設置されている。つまり、熱交換器50とファン20の間の風路が、複数の風路(本実施の形態1では3つ)に分割されている。仕切り板90は、熱交換器50とファン20の間に設置されるため、熱交換器50に接する側の端部が熱交換器50に沿った形状となっている。より詳しくは、図1に示すように、熱交換器50は、室内機100の前面側から背面側にかけての縦断面(つまり、室内機100を右側から見た縦断面。以下、右側縦断面と称する)において、略Λ型に配置されている。このため、仕切り板90の熱交換器50側端部も略Λ型となっている。
ファン20はファンモーター30で回転駆動される。用いられるファンモーター30は、インナーローター型でもよいし、アウターローター型でもよい。アウターローター型のファンモーター30の場合には、ローターをファン20のボス21と一体にした構造(ボス21にローターを持たせる)のものも用いられる。また、ファンモーター30の寸法をファン20のボス21の寸法よりも小さくすることで、ファン20の生成する気流に損失を与えることを防止できる。さらに、ボス21の内部にモーターを配設することで、軸方向寸法も小さくすることができる。ファンモーター30とファン20を着脱容易な構造とすることにより、メンテナンス性も向上する。
モーターステイ16は、固定部材17及び支持部材18を備えている。固定部材17は、ファンモーター30が取り付けられるものである。支持部材18は、固定部材17をケーシング1へ固定するための部材である。支持部材18は、例えば棒状のものであり、固定部材17の外周部から例えば放射状に延設されている。図1に示すように、本実施の形態1に係る支持部材18は、およそ水平方向に延設されている。なお、支持部材18は、翼形状や板形状として静翼効果を与えてもよい。
本実施の形態1に係る室内機100の熱交換器50は、ファン20の風下側に配置されている。この熱交換器50には、例えばフィンチューブ型熱交換器等を用いるとよい。熱交換器50は、図1に示すように、右側縦断面において、対称線50aで分断されている。対称線50aは、この断面における熱交換器50の設置範囲を、略中央部において左右方向に分断するものである。つまり、前面側熱交換器51は対称線50aに対して前面側(図1の紙面左側)に、背面側熱交換器55は対称線50aに対して背面側(図1の紙面右側)に、それぞれ配置されている。そして、前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55は、前面側熱交換器51と背面側熱交換器55との間の間隔が空気の流れ方向に対して広がるように、つまり右側縦断面において熱交換器50の断面形状が略Λ型となるように、ケーシング1内に配置されている。つまり、前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55は、ファン20から供給される空気の流れ方向に対して傾斜を有するように配置されているのである。
また、本実施の形態1に係る室内機100は、吸込口2に、フィンガーガード15やフィルター10が設けられている。フィンガーガード15は、回転するファン20に手を触れることができないようにする目的で設置されているものである。このため、フィンガーガード15の形状は、ファン20に手を触れることができなければ任意である。例えば、フィンガーガード15の形状は、格子状でもよいし、多数の大小異なるリングで構成されたような円形状でもよい。また、フィンガーガード15は、樹脂等の材料で構成しても金属の材料で構成してもよいが、強度が必要な場合、金属で構成することが望ましい。また、フィンガーガード15は、通風抵抗の低下と強度の保持の観点からできるだけ細く、強い材料や形状が好ましい。フィルター10は、室内機100の内部へ粉塵が流入することを防止するために設けられているものである。フィルター10は、着脱自在にケーシング1に設けられている。また、図示しないが、本実施の形態1に係る室内機100は、フィルター10を自動で掃除する自動清掃機構を備えていてもよい。
また、本実施の形態1に係る室内機100は吹出口3に、気流の吹出し方向を制御する機構である上下ベーン70と左右ベーン(図示せず)が設けられている。
図3は、本発明の実施の形態1に係る室内機を前面右側から見た斜視図である。図4は、この室内機を背面右側から見た斜視図である。図5は、この室内機を前面左側から見た斜視図である。また、図6は、本発明の実施の形態1に係るドレンパンを示す斜視図である。なお、ドレンパンの形状の理解を容易とするため、図3及び図4では室内機100の右側を断面で示し、図5では室内機100の左側を断面で示している。
また、本実施の形態1では背面側ドレンパン115よりも高い位置に前面側ドレンパン110を設けているので、前面側ドレンパン110で回収されたドレンは、背面側ドレンパン115の方へ向かって排水路111を流れる。そして、このドレンは、排水路111の舌部111aから背面側ドレンパン115へ滴下し、背面側ドレンパン115で回収される。背面側ドレンパン115で回収されたドレンは、ドレンホース117を通って、ケーシング1(室内機100)の外部へ排出される。
また、本実施の形態1に係る室内機100は、右側縦断面において、ノズル6の入り口側の開口長さd1(前面側ドレンパン110と背面側ドレンパン115部分との間で定義されるドレンパン間の絞り長さd1)が、ノズル6の出口側の開口長さd2(吹出口3の長さ)よりも大きく構成されている。つまり、室内機100のノズル6は、d1>d2となっている(図1参照)。
また、本実施の形態1に係る室内機100は、図1に示すように能動的消音機構が設置されている。
なお、h:フィルターのタップ係数、e:誤差信号、x:フィルター入力信号、μ:ステップサイズパラメータであり、ステップサイズパラメータμはサンプリングごとのフィルター係数更新量を制御するものである。
<プレフィルター>
フィルター10を以下のように設置することにより、フィルターの圧力損失の低減、熱交換器へ流入する気流の風速分布の改善等の効果を得ることができる。つまり、以下のようにフィルター10を設置することにより、熱交換性能の低下を抑制することができる。なお、本実施の形態2においては、実施の形態1と同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
本実施の形態2に係る室内機100は、フィルター10の設置位置が実施の形態1に係る室内機100と異なっている。より詳しくは、本実施の形態2に係る室内機100は、フィンガーガード15の上流側(例えばフィンガーガード15の上面部)にフィルター10が配置されている。
例えば、フィルター10は、ファン20の下流側に設置してもよい。なお、本実施の形態3において、特に記述しない項目については実施の形態2と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
本実施の形態3に係る室内機100は、フィルター10の設置位置が実施の形態1及び実施の形態2に係る室内機100と異なっている。より詳しくは、本実施の形態3に係る室内機100は、ファン20と熱交換器50との間にフィルター10が配置されている。また、本実施の形態3に係るフィルター10は、熱交換器50の上面部に沿って、前面側と背面側が斜め下方に折り曲げられた形状となっている。
また、フィルター10をファン20の下流側に設置する場合、フィルター10とファン20との距離を十分に確保できるならば、例えば以下のようにフィルター10を設置してもよい。なお、本実施の形態4において、特に記述しない項目については実施の形態2又は実施の形態3と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
本実施の形態4に係る室内機100は、実施の形態3に係る室内機100と同様に、ファン20と熱交換器50との間にフィルター10が配置されている。しかしながら、本実施の形態4に係る室内機100に設けられているフィルター10は、その形状が実施の形態3で示したフィルター10と異なっている。より詳しくは、実施の形態3では、フィルター10の前面面積を確保するために(ファン20から吹き出された気流の一部が一旦静圧に変換させるスペースを確保するために)、前面側と背面側を折り曲げた形状としていた。一方、本実施の形態4に係る室内機100は、フィルター10とファン20との距離を十分に確保できるため、略平面状(前面側や背面側が折り曲げられていない)のフィルター10となっている。
また、フィルター10は、ファン20の上流側及び下流側の双方に配置しても勿論よい。なお、本実施の形態5において、特に記述しない項目については実施の形態2〜実施の形態4と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
本実施の形態5に係る室内機100は、ファン20の上流側及び下流側の双方にフィルター10が設置されている。また、本実施の形態5では、ファン20の上流側及び下流側に設けられたフィルター10の圧力損失の合計が、実施の形態2で示したフィルター10(ファン20の上流側のみに設置されたフィルター)の圧力損失や実施の形態3及び実施の形態4で示したフィルター10(ファン20の下流側のみに設けられたフィルター)の圧力損失と同程度となっている。つまり、本実施の形態5では、ファン20の上流側及び下流側に設けられたフィルター10各々の粗さや前面面積を調整することにより、これらの圧力損失の合計を、実施の形態2で示したフィルター10(ファン20の上流側のみに設置されたフィルター)の圧力損失や実施の形態3及び実施の形態4で示したフィルター10(ファン20の下流側のみに設けられたフィルター)の圧力損失と同程度と設定している。
また、ファン20に付着する粉塵は、以下のように回収してもよい。なお、本実施の形態6において、特に記述しない項目については実施の形態2〜実施の形態5と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
<モーター支持構造>
例えば以下のようなモーターステイ16でファン20をケーシング1へ取り付けることにより、騒音を抑制することが可能となる。また、実施の形態2〜実施の形態6で説明したフィルター20の取り付け構造と併用することにより、モーターステイ16で発生する騒音を抑制することが可能となる。なお、本実施の形態7においては、実施の形態1〜実施の形態6と同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
本実施の形態7に係る室内機100は、ボス21にファンモーター30が接続されたファン20を備えるものである。ファンモーター30は、モーターステイ16によってケーシング1に取り付けられている。このモーターステイ16は、固定部材17及び支持部材18を備えている。固定部材17は、ファンモーター30が取り付けられるものである。支持部材18は、固定部材17をケーシング1へ固定するための部材である。支持部材18は、例えば棒状のものであり、固定部材17の外周部から例えば放射状に延設されている。また、図17に示すように、本実施の形態7に係る室内機100は、フィルター10がファン20の下流側に設けられている。そして、本実施の形態7に係る室内機100は、モーターステイ16とフィルター10が近接して(例えば両者が接するように)設けられている。なお、支持部材18は、翼形状や板形状として静翼効果を与えてもよい。
モーターステイ16の後流(下流側の気流)には、急峻な速度欠損域(流速の遅い領域)が発生する。この速度欠損域の気流方向の長さは、気流方向に投影されたモーターステイ16の寸法と同程度となる。この速度欠損域は気流の速度変化が著しい部分となるので、速度欠損域では、気流の速度差によるせん断力によって強い渦や気流の乱れが発生する。そして、強い渦や気流の乱れが発生することに伴って、騒音の発生量が増大する。
さらに、通風抵抗体であるフィルター10とファン20の距離はファン20径の25%以上確保することが望ましい。
図19に示すモーターステイ16は、略円板形状の固定部材17から放射状に、棒状の支持部材18が延設されている。これら支持部材18は、ファン20の羽根23の後縁形状と一致しないような形状となっている。なお、図19では支持部材18が曲線形状に形成されているが、支持部材18を直線形状に形成しても勿論よい。このように構成することにより、支持部材18とファン20の羽根23の後縁部が重なり合うことにより支持部材18に大きな負荷がかかることを防止でき、モーターステイ16から発生する騒音をさらに抑制することができる。
例えば図20に示すように、固定部材17に縦方向に貫通する貫通孔17aを設け、この貫通孔17aに挿入したネジでファンモーター30をネジ止めすることにより、ファンモーター30を固定してもよい。ファンモーター30をネジ止めする際、図21に示すように、固定部材17にファンモーター30を挿入し、貫通孔17aを固定部材17の側面部に形成してファンモーター30をネジ止めしてもよい。
また、図20から図23で示した固定部材17に防振材を設け、ケーシング1への振動の伝達を弱めることが良いことは言うまでもない。
ファン20をケーシング1へ取り付けるモーターステイ16を以下のように構成してもよい。なお、本実施の形態8において、特に記述しない項目については実施の形態7と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
なお、本実施の形態8に係るモーターステイ16は支持部材18を有しない構成となっているが、支持部材18によって固定部材17をケーシング1に固定しても勿論よい。
また、ファン20をケーシング1へ取り付けるモーターステイ16を以下のように構成してもよい。なお、本実施の形態8において、特に記述しない項目については実施の形態7又は実施の形態8と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
本実施の形態9に係るモーターステイ16の支持部材18は、側面視において、支持部材18とファン20の羽根23の後縁との距離が羽根23の先端部(羽根車25の外周部)へ向かうにしたがって大きくなるように構成されている。
<熱交換器>
本発明の特徴の1つは、熱交換器50の上流側にファン20を配置することである。これにより、吹出口にファンが設けられている従来の空気調和機の室内機と比べ、吹出口3から吹き出される空気の旋回流の発生や風速分布の発生を抑制している。したがって、熱交換器50の形状は、実施の形態1〜実施の形態9で示した形状に限らず、例えば以下のような形状としてもよい。なお、本実施の形態10においては、実施の形態1〜実施の形態9と同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
本実施の形態10に係る室内機100においては、前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55に分割されていない熱交換器50が、ファン20の下流側に設けられている。
熱交換器50を前面側熱交換器51と背面側熱交換器55で構成することにより、実施の形態10に係る室内機100よりもさらに騒音を抑制することが可能となる。このとき、実施の形態1に示した熱交換器50の形状に限らず、例えば以下のような形状とすることができる。なお、本実施の形態11では上述した実施の形態10との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態10と同一部分には、同一符号を付している。
図28に示すように、熱交換器50を構成している前面側熱交換器51と背面側熱交換器55とは、右側縦断面において、対称線50aで分断されている。対称線50aは、この断面における熱交換器50の設置範囲を、略中央部において左右方向に分断するものである。つまり、前面側熱交換器51は対称線50aに対して前面側(紙面左側)に、背面側熱交換器55は対称線50aに対して背面側(紙面右側)に、それぞれ配置されている。そして、前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55は、前面側熱交換器51と背面側熱交換器55との間の間隔が空気の流れ方向に対して狭まるように、つまり右側縦断面において熱交換器50の断面形状が略V型となるように、ケーシング1内に配置されている。
また、本実施の形態11に係る室内機100によれば、前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55のそれぞれには、風路面積に応じた量の空気が通過する。つまり、背面側熱交換器55の風量は前面側熱交換器51の風量よりも大きくなる。そして、この風量差により、前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55のそれぞれを通過した空気が合流した際、この合流した空気は前面側(吹出口3側)へ曲がることとなる。このため、吹出口3近傍で気流を急激に曲げる必要が無くなり、吹出口3近傍での圧力損失を低減することができる。したがって、本実施の形態11に係る室内機100は、実施の形態10に係る室内機100と比べ、騒音をさらに抑制することが可能となる。また、本実施の形態11に係る室内機100は、吹出口3近傍での圧力損失を低減することができるので、消費電力を低減させることも可能となる。
また、熱交換器50を複数の熱交換器で構成する場合(例えば前面側熱交換器51と背面側熱交換器55で構成する場合)、熱交換器50の配置勾配が変局する箇所(例えば前面側熱交換器51と背面側熱交換器55との実質的な接続箇所)で各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器50の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図37参照)。
図37(a)に示すように、熱交換器50を複数の熱交換器で構成してもよい。図37(b)に示すように、熱交換器50を一体型の熱交換器で構成してもよい。12(c)に示すように、熱交換器50を構成する熱交換器を、さらに複数の熱交換器で構成してもよい。また、図37(c)に示すように、熱交換器50を構成する熱交換器の一部を、垂直に配置してもよい。図37(d)に示すように、熱交換器50の形状を曲線形状としてもよい。
また、熱交換器50は、以下のように構成されてもよい。なお、本実施の形態12では上述した実施の形態11との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態11と同一部分には、同一符号を付している。
本実施の形態12の室内機100は、熱交換器50の配置の仕方が実施の形態11の室内機100と相違している。
また、熱交換器50を複数の熱交換器で構成する場合、熱交換器50の配置勾配が変局する箇所において各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器50の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図37参照)。
また、熱交換器50は以下のように構成されてもよい。なお、本実施の形態13では上述した実施の形態11及び実施の形態12との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態11及び実施の形態12と同一部分には、同一符号を付している。また、室内機が空調対象域の壁面に取り付けられる壁掛け型である場合を例に示している。
本実施の形態13の室内機100は、熱交換器50の配置の仕方が実施の形態11及び実施の形態12に示す室内機と相違している。
また、熱交換器50を複数の熱交換器で構成する場合、熱交換器50の配置勾配が変局する箇所において各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器50の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図37参照)。
また、熱交換器50は、実施の形態1でも示したように、以下のように構成されてもよい。なお、本実施の形態14では上述した実施の形態11〜実施の形態13との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態11〜実施の形態13と同一部分には、同一符号を付している。また、室内機が空調対象域の壁面に取り付けられる壁掛け型である場合を例に示している。
本実施の形態14の室内機100では、熱交換器50の配置の仕方が実施の形態11〜実施の形態13に示す室内機と相違している。
より詳しくは、本実施の形態14の室内機100は、実施の形態11と同様に、2つの熱交換器(前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55)で構成されている。しかしながら、前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55の配置の仕方が実施の形態11に示す室内機100と相違している。
なお、対称線50aは、右側縦断面における熱交換器50の設置範囲を、略中央部において左右方向に分断するものである。
まず、室内空気は、ファン20によってケーシング1の上部に形成されている吸込口2から室内機100(ケーシング1)内に流れ込む。このとき、フィルター10によって空気に含まれている塵埃が除去される。この室内空気は、熱交換器50(前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55)を通過する際、熱交換器50内を導通している冷媒によって加熱又は冷却されて空調空気となる。このとき、前面側熱交換器51を通過する空気は、室内機100の前面側から背面側に流れる。また、背面側熱交換器55を通過する空気は、室内機100の背面側から前面側に流れる。
熱交換器50(前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55)を通過した空調空気は、ケーシング1の下部に形成されている吹出口3から室内機100の外部、つまり空調対象域に吹き出される。
また、熱交換器50を複数の熱交換器で構成する場合、熱交換器50の配置勾配が変局する箇所において各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器50の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図37参照)。
また、熱交換器50は以下のように構成されてもよい。なお本実施の形態15では上述した実施の形態11〜実施の形態14との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態11〜実施の形態14と同一部分には、同一符号を付している。
本実施の形態15の室内機100は、熱交換器50の配置の仕方が実施の形態11〜実施の形態14に示す室内機と相違している。
より詳しくは、本実施の形態15の室内機100は、実施の形態12と同様に、3つの熱交換器で構成されている。しかしながら、これら3つの熱交換器の配置の仕方が実施の形態12に示す室内機100と相違している。
また、熱交換器50を複数の熱交換器で構成する場合、熱交換器50の配置勾配が変局する箇所において各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器50の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図37参照)。
また、熱交換器50は以下のように構成されてもよい。なお本実施の形態16では上述した実施の形態11〜実施の形態15との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態11〜実施の形態15と同一部分には、同一符号を付している。
本実施の形態16の室内機100は、熱交換器50の配置の仕方が実施の形態11〜実施の形態15に示す室内機と相違している。
より詳しくは、本実施の形態16の室内機100は、実施の形態13と同様に、4つの熱交換器で構成されている。しかしながら、これら4つの熱交換器の配置の仕方が実施の形態13に示す室内機100と相違している。
また、熱交換器50を複数の熱交換器で構成する場合、熱交換器50の配置勾配が変局する箇所において各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器50の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図37参照)。
また、熱交換器50は以下のように構成されてもよい。なお本実施の形態17では上述した実施の形態11〜実施の形態16との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態11〜実施の形態16と同一部分には、同一符号を付している。
本実施の形態17の室内機100は、熱交換器50の配置の仕方が実施の形態11〜実施の形態16に示す室内機と相違している。
より詳しくは、本実施の形態17の室内機100は、実施の形態14と同様に、2つの熱交換器(前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55)で構成され、右側縦断面において略Λ型となっている。しかしながら、本実施の形態17では、前面側熱交換器51の圧力損失と背面側熱交換器55の圧力損失とを異ならせることにより、前面側熱交換器51の風量と背面側熱交換器55の風量とを異ならせている。
なお、対称線50aは、右側縦断面における熱交換器50の設置範囲を、略中央部において左右方向に分断するものである。
また、本実施の形態17に係る室内機100によれば、前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55のそれぞれには、圧力損失に応じた量の空気が通過する。つまり、背面側熱交換器55の風量は前面側熱交換器51の風量よりも大きくなる。そして、この風量差により、前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55のそれぞれを通過した空気が合流した際、この合流した空気は前面側(吹出口3側)へ曲がることとなる。このため、吹出口3近傍で気流を急激に曲げる必要が無くなり、吹出口3近傍での圧力損失を低減することができる。したがって、本実施の形態17に係る室内機100は、右側縦断面における背面側熱交換器55の長さを長くすることなく、実施の形態10に係る室内機100よりもさらに騒音を抑制することが可能となる。また、室内機100は、吹出口3近傍での圧力損失を低減することができるので、消費電力を低減させることも可能となる。
また、熱交換器50を複数の熱交換器で構成する場合(例えば前面側熱交換器51と背面側熱交換器55で構成する場合)、熱交換器50の配置勾配が変局する箇所(例えば前面側熱交換器51と背面側熱交換器55との実質的な接続箇所)で各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器50の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図37参照)。
また、上述した実施の形態11〜実施の形態17において、ファン20を以下のように配置してもよい。なお本実施の形態18では上述した実施の形態11〜実施の形態17との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態11〜実施の形態17と同一部分には、同一符号を付している。
つまり、本実施の形態18に係る室内機100は、前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55の風量や伝熱面積に応じて、ファン20の配置位置が決定されている。
このように構成することにより、前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55の伝熱面積に応じた風量分配が可能となり、熱交換器50(前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55)の熱交換性能が向上する。
このように構成することにより、前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55の伝熱面積に応じた風量分配が可能となり、熱交換器50(前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55)の熱交換性能が向上する。
また、熱交換器50を複数の熱交換器で構成する場合(例えば前面側熱交換器51と背面側熱交換器55で構成する場合)、熱交換器50の配置勾配が変局する箇所(例えば前面側熱交換器51と背面側熱交換器55との実質的な接続箇所)で各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器50の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図37参照)。
また、上述した実施の形態11〜実施の形態17において、ファン20を以下のように配置してもよい。なお、本実施の形態19では上述した実施の形態11〜実施の形態18との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態11〜実施の形態18と同一部分には、同一符号を付している。
本実施の形態19に係る室内機100の熱交換器50は、実施の形態14の室内機100と同様の配置となっている。しかしながら、本実施の形態18に係る室内機100は、ファン20の配置の仕方が実施の形態14の室内機100と相違している。
つまり、本実施の形態19に係る室内機100は、前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55の風量や伝熱面積に応じて、ファン20の傾斜が決定されている。
このように構成することにより、ファン20を前後方向に移動させられない場合でも、前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55の伝熱面積に応じた風量分配が可能となり、熱交換器50(前面側熱交換器51及び背面側熱交換器55)の熱交換性能が向上する。
また、熱交換器50を複数の熱交換器で構成する場合(例えば前面側熱交換器51と背面側熱交換器55で構成する場合)、熱交換器50の配置勾配が変局する箇所(例えば前面側熱交換器51と背面側熱交換器55との実質的な接続箇所)で各熱交換器が完全に接触している必要はなく、多少の隙間があってもよい。
また、右側縦断面における熱交換器50の形状は、一部又は全部が曲線形状となっていてもよい(図37参照)。
<ノズル>
実施の形態1では、右側縦断面において、ノズル6の入り口側の開口長さd1がノズル6の出口側の開口長さd2よりも大きくなるように、ノズル6を構成していた。そして、これにより、ノズル6の入口付近に生じていた風速分布の偏りを是正していた。この構成に、以下のような構成を追加することにより、ノズル6の入り口付近や出口付近(吹出口3)に生じる風速分布の偏りをさらに是正することができる。なお、実施の形態1で示したノズル形状や本実施の形態20〜実施の形態22で示すノズル形状と、実施の形態2〜実施の形態4で示したフィルターの取り付け構造を併用することにより、ノズル6の入り口付近や出口付近(吹出口3)に生じる風速分布の偏りをさらに是正することもできる。また、本実施の形態20においては、実施の形態1〜実施の形態19と同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
図38に示すように、実施の形態1に係るノズル6は、前面側曲線6b及び背面側曲線6aの双方が背面側に凸形状となっていた。このような構成においては、図38に示すように、背面側ドレンパン115からの気流の回り込みにより、剥離による有効風路の減少、損失、及び吹出口3における風速分布の発生が課題となる場合がある。つまり、実施の形態1のようなノズル6の形状の場合、前面側熱交換器51を通過する流量に対して、背面側熱交換器55の通過する流量が大きくなる。そして、背面側熱交換器55の下端部に位置する背面側ドレンパン115の底部を通過した気流が背面側ドレンパン115を乗り越えてノズル6に流出する際、流速が大きいために曲がりきれず、背面側曲線6aの上部(ノズル6の入り口側)で剥離してしまう。背面側熱交換器55を通過する流量が大きければ大きい程、さらに背面側熱交換器55の下端部に大きな風速分布が生じていればいる程、上記の剥離領域は大きくなる。
図39は、本発明の実施の形態20に係る室内機を示す縦断面図である。
本実施の形態20では、ノズル6を構成する背面側曲線6aを前面側に凸となる曲線で構成している。なお、背面側曲線6aは、図39に示すように全体を前面側に凸となる形状としてもよいし、図40に示すように背面側曲線6aの一部を前面側に凸となる形状としてもよい。背面側曲線6aの一部を前面側に凸となる形状とする場合、上述した剥離領域を凸とするのが望ましい。一般的に、上述した剥離領域はノズル6の入り口側(上部)に発生することが多いので、背面側曲線6aの一部を前面側に凸となる形状とする場合、曲線中央より上流側で凸形状を構成するのが望ましい。また、背面側曲線6aは、上流側を前面側に凸となる形状とし、下流側を背面側に凸となる形状としてもよい。つまり、右側縦断面における背面側曲線6aの形状を、全体として略S字状のような形状としてもよい。
ケーシング1の長手方向(左右方向)において、ノズル6の前後方向の形状を変更することにより、吹出口3の風速分布の偏りを是正することもできる。なお、本実施の形態21において、特に記述しない項目については実施の形態20と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
図43は、本発明の実施の形態21に係る室内機のノズル形状の一例を示す説明図である。なお、図43(a)は本実施の形態21に係る室内機100のノズル6近傍を示す縦断面図であり、図43(b)は図43(a)のW−W断面図である。なお、図43(b)の下側がケーシング1の前面側となる。
図43に示すように、本実施の形態21に係るノズル6は、ノズル6内の主流の流れに応じて、前後方向の幅を変更している。
図44は、本発明の実施の形態21に係る室内機のノズル形状の別の一例を示す説明図である。
図44に示すように、ノズル6の前後方向の位置は、ケーシング1の左側から右側にかけて、前面側へ徐々に(滑らかに)寄っている。なお、図44は、ノズル6内の主流の流れが、ケーシング1の左側から右側にかけて、ケーシング1の前面側に寄っている場合を想定している。
図45は、本発明の実施の形態21に係る室内機のノズル形状のさらに別の一例を示す説明図である。
図45に示すように、ノズル6の前後方向の幅は、ケーシング1の左側から右側にかけて、L5からL6へと徐々に(滑らかに)狭くなっている。なお、図45は、ケーシング1の左側から右側にかけて、ノズル6を流れる風量が小さくなる場合を想定している。
つまり、ケーシング1の長手方向(左右方向)において、ノズル6を流れる気流の風速分布に応じてノズル6の前後方向の形状を変更することにより、吹出口3の風速分布の偏りをさらに是正することもできる。
吹出口3の風速分布の偏りを是正する際、以下のようにファンを追加してもよい。なお、本実施の形態22において、特に記述しない項目については実施の形態20又は実施の形態21と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
本実施の形態22に係る室内機100の基本構成は、実施の形態1に係る室内機100と同じである。つまり、本実施の形態22に係る室内機100は、複数設けられたファン20の下流側に、右側縦断面略Λ型の熱交換器が設けられている。本実施の形態22に係る室内機100が実施の形態1に係る室内機100と異なる点は、ファン20bが設けられている点である。ファン20bは、隣接するファン20の旋回流に影響を及ぼさない程度に小さいものである。このため、ファン20bは、ファン20と相似形状であってもよいし異なる形状でも構わないが、なるべく、ファン20の旋回流を小さくするように羽根を設計したものが良い。なおファン20bの回転方向は、ファン20と同方向であってもよいし、ファン20と逆方向であってもよい。図46では、ファン20bの回転方向をファン20の回転方向と同方向にしている。
図47に示す室内機100は、図46に示す室内機100に対し、ケーシング1上面の右側前方へさらにファン20bを追加している。なお、ケーシング1の左側を図示していないが、ケーシング1上面の左側の角部近傍にファン20bを設置してもよい。つまり、ケーシング1の左右両側面部に複数のファン20bを配置してもよい。
Claims (13)
- 上部に吸込口が形成され、前面部下側に吹出口が形成されたケーシングと、
前記ケーシング内の前記吸込口の下流側に設けられた軸流型又は斜流型のファンと、
前記ケーシング内の前記ファンの下流側であって、前記吹出口の上流側に設けられ、前記ファンから吹き出された空気と冷媒とが熱交換する熱交換器と、
前記ケーシングの前記吸込口に設けられたフィンガーガードと、
該フィンガーガードの上流側に設けられたフィルターと、
前記ファンの周りを囲み前記フィルター側が広がった形状を有するベルマウスと、
を備え、
前記熱交換器は、
前面側に配置された前面側熱交換器と、
背面側に配置された背面側熱交換器と、
を有し、
前記前面側熱交換器を流れる空気の流量は、前記背面側熱交換器を流れる空気の流量よりも小さくなるように構成され、
ファンが前記熱交換器の上流側のみに備えられている空気調和機の室内機。 - 上部に吸込口が形成され、前面部下側に吹出口が形成されたケーシングと、
前記ケーシング内の前記吸込口の下流側に設けられた軸流型又は斜流型のファンと、
前記ケーシング内の前記ファンの下流側であって、前記吹出口の上流側に設けられ、前記ファンから吹き出された空気と冷媒とが熱交換する熱交換器と、
前記ファンと前記熱交換器との間に設けられたフィルターと、
前記ファンの周りを囲み前記フィルター側が広がった形状を有するベルマウスと、
を備え、
前記熱交換器は、
前面側に配置された前面側熱交換器と、
背面側に配置された背面側熱交換器と、
を有し、
前記前面側熱交換器を流れる空気の流量は、前記背面側熱交換器を流れる空気の流量よりも小さくなるように構成され、
ファンが前記熱交換器の上流側のみに備えられている空気調和機の室内機。 - 上部に吸込口が形成され、前面部下側に吹出口が形成されたケーシングと、
前記ケーシング内の前記吸込口の下流側に設けられた軸流型又は斜流型のファンと、
前記ケーシング内の前記ファンの下流側であって、前記吹出口の上流側に設けられ、前記ファンから吹き出された空気と冷媒とが熱交換する熱交換器と、
前記ケーシングの前記吸込口に設けられたフィンガーガードと、
該フィンガーガードの上流側に設けられたフィルターと、
前記ファンの周りを囲み前記フィルター側が広がった形状を有するベルマウスと、
を備え、
前記熱交換器は、
前面側に配置された前面側熱交換器と、
背面側に配置された背面側熱交換器と、
を有し、
前記前面側熱交換器の伝熱面積と前記背面側熱交換器の伝熱面積とが異なり、
前記ファンは、
前記前面側熱交換器の伝熱面積及び前記背面側熱交換器の伝熱面積に応じた風量を、前記前面側熱交換器及び前記背面側熱交換器に供給するように配置され、
ファンが前記熱交換器の上流側のみに備えられている空気調和機の室内機。 - 上部に吸込口が形成され、前面部下側に吹出口が形成されたケーシングと、
前記ケーシング内の前記吸込口の下流側に設けられた軸流型又は斜流型のファンと、
前記ケーシング内の前記ファンの下流側であって、前記吹出口の上流側に設けられ、前記ファンから吹き出された空気と冷媒とが熱交換する熱交換器と、
前記ファンと前記熱交換器との間に設けられたフィルターと、
前記ファンの周りを囲み前記フィルター側が広がった形状を有するベルマウスと、
を備え、
前記熱交換器は、
前面側に配置された前面側熱交換器と、
背面側に配置された背面側熱交換器と、
を有し、
前記前面側熱交換器の伝熱面積と前記背面側熱交換器の伝熱面積とが異なり、
前記ファンは、
前記前面側熱交換器の伝熱面積及び前記背面側熱交換器の伝熱面積に応じた風量を、前記前面側熱交換器及び前記背面側熱交換器に供給するように配置され、
ファンが前記熱交換器の上流側のみに備えられている空気調和機の室内機。 - 前記ファンと前記熱交換器との間にもフィルターが設けられている請求項1又は請求項3に記載の空気調和機の室内機。
- 前記ファンと前記熱交換器との間に設けられた前記フィルターは、前記熱交換器の上面部に沿って配置されている請求項2、請求項4又は請求項5に記載の空気調和機の室内機。
- 前記ファンと前記熱交換器との間に設けられた前記フィルターは、前記ファンとの距離が前記ファンの直径の1/4以上となる位置に配置されており、
前記ファンと前記熱交換器との間に設けられた前記フィルターは、前記ファンと面対称に配置されている請求項2、請求項4又は請求項5に記載の空気調和機の室内機。 - 前記ファンをサージングさせ、前記ファンに付着した粉塵を回収する請求項2又は請求項4に記載の空気調和機の室内機。
- 側面視において、
前記前面側熱交換器の長手方向の長さは、前記背面側熱交換器の長手方向の長さよりも短い請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。 - 前記前面側熱交換器の圧力損失は、前記背面側熱交換器の圧力損失よりも大きい請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。
- 前記ファンの回転軸は、前記前面側熱交換器及び前記背面側熱交換器のうち、伝熱面積の大きい方へ向かうように傾斜して配置されたことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の空気調和機の室内機。
- 前記ファンの回転軸は、前記前面側熱交換器及び前記背面側熱交換器のうち、伝熱面積の大きい方の上方に配置されたことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の空気調和機の室内機。
- 請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の室内機を備えた空気調和機。
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