JP6104384B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機に関するものである。

従来の天井埋込形の空気調和機としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。この空気調和機は、本体吹出口の長手方向端部に仕切り部を有し、さらに、この仕切り部につながるように熱交換器からの送風を吹出口に導く案内壁部を有している。そして、これら仕切り部及び案内壁部により、熱交換器のコーナー部から流出する空気を、好適に吹出口に導くことが企図されている。

特開２００５−０６９５８６号公報（第９項、第２図）

従来の天井埋込形の空気調和機の吹出口においては、熱交換器を通過した空気が吹出口に流入する際、吹出口の入口部で気流がはく離しやすく、特に本体吹出口の送風機側風路壁と吹出口長手方向端部の側壁とが接続する吹出口角部で最も気流がはく離する可能性が高い。そして、こうした気流の剥離は、吹出口風路の通風抵抗の原因となっている。さらに、はく離域の下流側では、風速が低くなるため、冷房運転時に室内空気の巻き込みにより吹出口に設置している風向板が結露しやすいという問題も引き起こしている。

また、上述した特許文献１に開示の空気調和機では、案内壁部により吹出口面積が狭まるため、吹出口の通風抵抗が増大し、風量の低下や騒音の増大という問題が生じる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、吹出口に十分な面積を確保しながら剥離の発生を予防することができる、空気調和機を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明の空気調和機は、少なくとも一つの吸込口及び少なくとも一つの吹出口を下部に有する本体と、前記本体内に収容され、且つ、前記吸込口から該本体内に吸込まれ前記吹出口から対象空間へと吹出される空気の流れを作る送風部と、前記本体内に収容され、且つ、前記吸込口から該本体内に吸込まれ前記吹出口から対象空間へと吹出される空気の流動路中に配置された熱交換器とを備え、前記吹出口は、平面視、前記熱交換器と、前記本体の側板との間にあり、前記吹出口は、前記熱交換器側である内側風路壁と、前記本体の側板側である外側風路壁と、該内側風路壁の両端及び該外側風路壁の両端の間をつなぐ一対の側壁とにより形成されており、前記内側風路壁の長さＬ２は、前記外側風路壁の長さＬ１よりも大きい。
前記本体は、平面視、多角形に形成されており、前記吹出口は、多角形におけるコーナー部を除いた対応する一辺に沿って配置されていてもよい。
好適には、前記吹出口における前記内側風路壁側の部分は、下流に向かって風路が狭まるように形成されている。
好適には、前記吹出口における前記一対の側壁は、該吹出口の長手方向中央部に向かって延びる分割壁面で分割されている。その場合、前記分割壁面は、平面視、前記内側風路壁及び前記外側風路壁と平行な向きに延びている線ＢＬに対して、前記側壁側が前記内側風路壁に近づくように傾いていてもよい。
好適には、前記吹出口の前記内側風路壁の長さＬ２は、前記熱交換器における、前記吹出口の長手方向に延びる直線部分の長さＬ３よりも短くなるように設定されている。

本発明の空気調和機によれば、吹出口に十分な面積を確保しながら剥離の発生を予防することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の内部構造を側方から示した図である。 本実施の形態１に係る空気調和機の吹出口を上方から示した図である。 本発明の実施の形態２に関する、吹出口の縦断面である。 図４は、本発明の実施の形態３に関する、吹出口の斜視図である。 図５は、本発明の実施の形態３に関し、改変した吹出口の斜視図である。 本発明の実施の形態４に関する、図２と同態様の図である。

以下、本発明に係る空気調和機の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の内部構造を側方から示す模式図である。より詳細には、本実施の形態１に係る空気調和機は、いわゆるパッケージエアコンの室内機であり、図１は、空気調和機本体の主要部が部屋の天井裏に埋設され、本体の下部が部屋の室内に面した状態を示している。

本体の下部には、少なくとも一つの吸込口及び少なくとも一つの吹出口が設けられており、本体の内部には、吸込口から本体内に吸込まれ吹出口から対象空間へと吹出される空気の流れを作る送風部と、そのような空気の流動路中に配置された熱交換器とを備える。これにつき、具体的一例を、以下に詳細に説明する。

天井埋込形である空気調和機は、送風部としてのターボファン１と、熱交換器３と、少なくとも一つの吹出口９とを備えている。本体は、対象空間である部屋の天井面１５の裏側（部屋と逆側）に埋め込まれている。

一例であるが、本実施の形態１では、本体は、平面視矩形の本体の天板５と、本体の天板５の四辺から下方に延びる四面の本体の側板４とを有している。換言すると、本体は、四つの本体の側板４からなる角筒体の上端面が本体の天板５によって閉塞された箱体である。

本体の下部には、すなわち、上記の箱体でいう開放された下端面には、化粧パネル６が、本体に対して着脱自在に取り付けられている。図１に示されるように、本体の天板５は天井面１５よりも上方に位置し、化粧パネル６は天井面１５とほぼ同一面に位置している。

化粧パネル６の中央付近には、本体への空気の吸込口である吸込グリル７が設けられている。吸込グリル７には、吸込グリル７を通過した後の空気を除塵するフィルタ８が設けられている。

一例であるが、本実施の形態１では、化粧パネル６及び吸込グリル７はそれぞれ平面視矩形の外縁を有している。

化粧パネル６の外縁と、吸込グリル７の外縁との間の領域には、複数の吹出口９が設けられている。本実施の形態１では、化粧パネル６及び吸込グリル７それぞれが、４辺の縁を有していることに対応し、吹出口９は、４つ設けられており、吹出口９それぞれが、後述するコーナー部を除いて化粧パネル６及び吸込グリル７における対応する辺に沿うように配置されている。また、４つの吹出口９は、吸込グリル７を包囲するように位置している。各吹出口９には、吹出す空気の方向を調整する風向板１３が設けられている。

本体内の中央部には、ファンモータ２が配置されている。ファンモータ２は、本体の天板５の下面（本体の内部空間側）に支持されている。ファンモータ２における下向きに延びる回転軸には、ターボファン１が取り付けられている。さらに、ターボファン１と吸込グリル７との間には、吸込グリル７からターボファン１に向かう吸込風路を形成するベルマウス１４が設けられている。ターボファン１は、吸込グリル７から本体内に空気を吸込み、その空気を吹出口９から対象空間である室内１７へと流出させる。

ターボファン１における径方向外側には、熱交換器３が配置されている。換言するならば、熱交換器３は、ターボファン１によって本体内に生じる空気の流動路中に配置されて、その空気と冷媒との間で熱交換を行う。また、熱交換器３は、各吹出口９の隣接する角部に対向する部位にコーナー部１６（後述する図２参照）を少なくとも１ヶ所有する。

熱交換器３は、水平方向に所定の間隔をあけて配置された複数のフィンと、それらフィンを貫通する伝熱管とを有し、伝熱管は、図示しない周知の室外機に接続配管によって接続されており、それにより熱交換器３には、冷却された冷媒または加熱された冷媒が供給される。なお、ターボファン１、ベルマウス１４、熱交換器３の構成や態様は特に限定されるものではなく、本実施の形態１では周知のものが用いられている。

このような構成において、ターボファン１が回転すると室内１７の空気が化粧パネル６の吸込グリル７に吸い込まれる。そして、フィルタ８において除塵された空気は、本体吸込口を構成するベルマウス１４によって案内されてターボファン１に吸い込まれる。さらに、ターボファン１では、下方から上方に向かって吸い込まれた空気が、水平方向に、且つ、径方向でいう外側方向に、吹き出される。そのように吹き出された空気は、熱交換器３を通過する際に、熱交換及び湿度調整された後、流れ方向を下方に変更して、吹出口９それぞれから室内１７に吹き出される。

次に、吹出口９の詳細について図１及び図２を参照して説明する。図２は本実施の形態１に関する一つの吹出口９を上方から見た図である。

図１に示されるように、吹出口９は、平面視、熱交換器３と、本体側板４との間にある。図２に示すように、吹出口９における本体中央側は、熱交換器側である内側風路壁１０で画定されており、吹出口９における化粧パネル６の外縁側は、本体の側板側である外側風路壁１１で画定されており、内側風路壁１０の両端と外側風路壁１１の両端とは、一対の側壁１２でつながっている。熱交換器３の直線部を通過した気流は、内側風路壁１０側から吹出口９に流入し、熱交換器３のコーナー部１６を通過した気流は、隣接する吹出口９の側壁１２側から吹出口９に流入する。なお、本実施の形態１では、内側風路壁１０、外側風路壁１１及び一対の側壁１２は、流れ方向すなわち図２の紙面に垂直な方向に沿って延びており、図２において見えている吹出口９の開口面積・開口形状は、吹出口９の入口端から出口端まで一定に維持されている。

本実施の形態１では、外側風路壁１１の長さ（吹出口の長手方向に延びる風路壁の寸法、上記辺に沿う方向の寸法）Ｌ１よりも、内側風路壁１０の長さＬ２のほうが大きくなっている。これにつき、より詳細に説明する。本実施の形態１では、内側風路壁１０及び外側風路壁１１は、平面的にみて、つまり、空気の吹出口への入口側において、概ね平行に延びる直線状のラインとして現れる。そして、これら内側風路壁１０及び外側風路壁１１の長さ方向の中心を通り、これら内側風路壁１０及び外側風路壁１１の延びる方向と直交する線を、中心線ＣＬとし、この中心線ＣＬの近傍を吹出口中央とした場合、上記のように外側風路壁１１の長さＬ１＜内側風路壁１０の長さＬ２の関係は、側壁１２の少なくとも一方が、内側風路壁１０に近づくにつれ吹出口中央から離れるように延びた逸れ部を、含むことにより達成されている。図２に示される構成は、側壁１２の双方に、側壁１２の一部として逸れ部を有している場合の例である。

一対の側壁１２はそれぞれ、外側風路壁１１側の端部から内側風路壁１０に向けて中心線ＣＬとほぼ平行（吹出口中央からの距離がほぼ一定）に延びるストレート部１２ａと、そのストレート部１２ａの接続部から内側風路壁１０側の端部までを構成している傾斜部１２ｂとから成る。そして、この傾斜部１２ｂが逸れ部であり、傾斜部１２ｂは、内側風路壁１０に近づくにつれ吹出口中央から離れるように傾斜して直線的に延びている。

なお、図２は外側風路壁１１の長さＬ１＜内側風路壁１０の長さＬ２を得るためのあくまでも一例である。よって、逸れ部は、例えば、平面的にみて、傾斜部１２ｂの全体が内側風路壁１０に近づくにつれ吹出口中央から離れるように傾斜して直線的に延びることで、傾斜部１２ｂそのものとして実現されていてもよいし、あるいは、平面的にみて、傾斜部１２ｂの一部または全部が湾曲し、その湾曲に内側風路壁１０に近づくにつれ吹出口中央から離れるように変位する部分があることで実現されていてもよい。また、その場合、湾曲は、吹出口中央側が凸の湾曲でもよいし、逆に吹出口中央側が凹の湾曲でもよい。

このように外側風路壁１１の長さＬ１＜内側風路壁１０の長さＬ２であることから、吹出口９の本体中央側の長さつまり熱交換器側の長さが、相対的に拡大されている。換言すると、吹出口９における内側風路壁１０と一対の側壁１２とが交わる一対の角部の風路が相対的に拡大されているとみることができる。

以上のように構成された本実施の形態１に係る空気調和機によれば、吹出口の入口における熱交換器側の角部が相対的に拡大されているので、熱交換器のコーナー部を通過した気流を、より多く効率的に吹出口にとり込むことができ、吹出口の面積縮小を伴うことなく気流の剥離を縮小することができる。また、このような吹出口の面積縮小の回避と気流の剥離の縮小とが両立されることから、通風抵抗を低減することができ、ひいては、騒音の低減、流量の十分な確保、及び、省エネの実現、が可能である。さらに、吹出口の面積縮小の回避と気流の剥離の縮小とが両立されることから、風速の低下を抑制することができ、その結果、巻き込み流の発生の抑制にもつながり、ひいては、結露の発生を防止することができる。

実施の形態２．
次に、図３に基づいて本発明の実施の形態２について説明する。図３は、本実施の形態２に関する、吹出口の縦断面（図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面、中心線ＣＬを垂線とする断面）を示す図である。なお、本実施の形態２は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１と同様であるものとする。

本実施の形態２の吹出口１０９は、内側風路壁１０側の拡大部が、下流（図３の紙面下側）に向かって風路が狭まるように形成されており、吹出口１０９の出口端（下流端）１０９ａの面積は入口端（上流端）１０９ｂの面積より小さくなるように構成されている。前述した吹出口１０９の内側風路壁１０の長手方向の長さＬ２は、入口端１０９ｂ近傍において確保されている長さである。

このように構成された本実施の形態２に係る空気調和機においても、上記実施の形態１と同様な利点が得られている。さらに加えて、実施の形態２においては、吹出口の下流側ほど吹出口の風路が狭まるため、気流の再付着を促進でき、吹出口の下流側の気流のはく離域を縮小させることができ、吹出口の出口端における内側風路壁側の風速を増加させることができる。これによって、いっそう、気流のはく離による圧力損失を低減し、省エネ性の改善、送風音の低減および室内空気の巻き込みによる結露防止を図ることが可能となっている。

実施の形態３．
次に、図４及び図５に基づいて本発明の実施の形態３について説明する。図４及び図５は、本発明の実施の形態３に関する、吹出口の斜視図である。なお、本実施の形態３は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態２と同様であるものとする。

本実施の形態３の吹出口２０９は、吹出口２０９の長手方向端部の側壁２１２を、吹出口２０９の長手方向中央部に向かって延びる分割壁面２１８で分割された構成を有する。より詳細に説明すると、図４に示されるように、側壁２１２における、分割壁面２１８よりも下流側の部分では、内側風路壁１０及び外側風路壁１１に直交する向きで且つ流れ方向に沿って真直ぐ延びるストレート部２１２ｃを有し、側壁２１２における、分割壁面２１８よりも外側風路壁１１側の部分も、内側風路壁１０及び外側風路壁１１に直交する向きで且つ流れ方向に沿って真直ぐ延びるストレート部１２ａを有している。一方、側壁２１２における、分割壁面２１８よりも内側風路壁１０側の部分は、入口端２０９ｂに近いほど、長手方向に関するストレート部１２ａ及びストレート部２１２ｃとの距離が拡大する向きに傾斜した斜面２１２ｄを有している。換言するならば、左右一対（図４では一方のみ図示）の斜面２１２ｄの長手方向の間隔Ｌは、入口端２０９ｂから出口端２０９ａに向けて狭くなり、斜面２１２ｄの最下流部は、ストレート部２１２ｃに接続する。

図４は、分割壁面２１８が平面視、ストレート部１２ａやストレート部２１２ｃと直交する向き、すなわち、内側風路壁１０や外側風路壁１１と平行な向きに延びているが、かかる分割壁面２１８に代えて、図５に示す、分割壁面２１８’が形成されていてもよい。図５は、本実施の形態３の改変例であり、分割壁面２１８’は、平面視、内側風路壁１０や外側風路壁１１と平行な向きに延びている線ＢＬに対して、側壁２１２側が内側風路壁１０に近づくように傾いている。よって、一対の斜面２１２ｄ’は、入口端２０９ｂから出口端２０９ａに向けて、長手方向の間隔Ｌが狭くなると共に、長手方向と直交する幅（内側風路壁１０と外側風路壁１１との対向方向の寸法）Ｗも狭くなる。

このように構成された本実施の形態３に係る空気調和機においても、上記実施の形態１と同様な利点、さらには上記実施の形態２と同様な利点が得られている。さらに加えて、実施の形態３においては、吹出口の側壁に、長手方向中央部に向かって延びる分割壁面を設けたことにより、吹出口の外側風路壁側に偏りやすかった吹出口の長手方向端部である側壁側から流入する気流を、吹出口の内側風路壁側にも十分に供給することができる。そのため、分割壁面を持たない態様に比べ、吹出口の内側風路壁側の風量を増加させることができ、気流のはく離を抑制することができる。これによっても、気流のはく離による圧力損失を低減し、省エネ性の改善、送風音の低減を図ることが可能となっている。

実施の形態４．
次に図６に基づいて本発明の実施の形態４について説明する。図６は、本発明の実施の形態４に関する、図２と同態様の図である。なお、本実施の形態４は、以下に説明する部分を除いては、上述した実施の形態３と同様であるものとする。

本実施の形態４においては、吹出口３０９の内側風路壁１０の長さＬ２が、熱交換器３における、吹出口３０９の長手方向に延びる直線部分の長さＬ３よりも短くなるように設定されている。

このように構成された本実施の形態４に係る空気調和機においても、上記実施の形態３と同様な利点が得られている。さらに加えて、実施の形態４においては、吹出口の内側風路壁の長さＬ２より熱交換器の直線部分の長さＬ３の方が長いため、熱交換器から流出した空気は、吹出口の内側風路壁側から垂直に吹出口に流入しやすい。また、熱交換器のコーナー部を通り、吹出口の長手方向端部の側壁側から流入する気流も、吹出口に対し吹出口の外側風路壁側に偏らずに垂直に流入しやすくなる。そのため、吹出口に均等な風量で流入しやすくなるため、気流のはく離を生じにくい。これによっても、気流のはく離による圧力損失を低減し、省エネ性の改善、送風音の低減を図ることも可能となっている。

なお、本実施の形態４は、上述した実施の形態１又は２と組み合わせて実施することもできる。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

例えば、上述した実施の形態では、空気調和機の本体は、平面視、四辺からなる矩形として説明してきたが、本発明は、これに限定されるものではなく、下部に少なくとも一つの吸込口及び少なくとも一つの吹出口を有する、平面視、多角形の本体を有し、その多角形におけるコーナー部を除いた対応する一辺に沿って、吹出口が形成されている構成に広く適用することができる。

また、本発明の活用例としては、冷凍サイクル装置を構成する室内機、例えば空気調和機の室内機は勿論、その他、送風機が設置される各種装置や設備などに広く利用することができる。

１ ターボファン（送風部）、３ 熱交換器、４ 本体の側板、７ 吸込グリル（吸込口）、９、１０９、２０９ 吹出口、１０ 内側風路壁、１１ 外側風路壁、１２、２１２ 側壁、１６ コーナー部、２１８、２１８’ 分割壁面。

Claims (6)

1. 側面を形成する側板と、下面を形成するパネルとを有する角筒状の本体と、
   前記パネルの中央部に設けられた吸込口と、
   前記パネルに設けられ、該パネルの外縁と前記吸込口との間に配置された吹出口と、
   前記本体内に収容され、前記吸込口から該本体内に空気を吸込むと共に、前記吹出口から該本体外に空気を流出させる送風部と、
   前記本体内に収容され、前記吸込口から前記吹出口へと流れる空気の流動路中に配置された熱交換器とを備え、
   前記吹出口は、前記熱交換器側である内側風路壁と、前記側板側である外側風路壁と、該内側風路壁の両端及び該外側風路壁の両端の間をつなぐ複数の側壁とにより形成されており、
   前記内側風路壁の入口端の長さＬ２は、前記外側風路壁の入口端の長さＬ１よりも大きい、
   空気調和機。
2. 前記本体は、平面視、多角形に形成されており、
   前記吹出口は、多角形におけるコーナー部を除いた対応する一辺に沿って配置されている、
   請求項１の空気調和機。
3. 前記吹出口における前記内側風路壁側の部分は、下流に向かって風路が狭まるように形成されている、
   請求項１又は２の空気調和機。
4. 前記吹出口における前記複数の側壁は、該吹出口の長手方向中央部に向かって延びる分割壁面で分割されている、
   請求項１〜３の何れか一項の空気調和機。
5. 前記分割壁面は、平面視、前記内側風路壁及び前記外側風路壁と平行な向きに延びている線ＢＬに対して、前記複数の側壁側が前記内側風路壁に近づくように傾いている、
   請求項４の空気調和機。
6. 前記吹出口の前記内側風路壁の長さＬ２は、前記熱交換器における、前記吹出口の長手方向に延びる直線部分の長さＬ３よりも短くなるように設定されている、
   請求項１〜５の何れか一項の空気調和機。

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