JP6139669B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和する部屋の天井裏に、本体が設置される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。特許文献１に記載の空気調和機は、本体吹出口の側壁部に近接して、送風方向に立ち上がる仕切り部と、仕切り部に連続して、送風路を形成する第２の仕切り部とを有する。これによって、吹出口の側壁側からの気流が抵抗とならないように吹出口へ導くようにした空気調和機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−０６９５８６号公報（要約、図８）

従来の天井埋込形の空気調和機では、熱交換器を通過した空気が吹出口に流入する際、吹出口の入口で気流がはく離し易い、という課題があった。
特に、本体の角部を除いて吹出口が形成されている場合、吹出口の本体内側の風路壁側からの気流と、吹出口の角部側の側壁側からの気流とが合流する部分では、気流のはく離が大きくなる、という課題があった。即ち、吹出口の長手方向の端部付近の、本体内側の風路壁側では、気流の剥離が大きくなる、という課題があった。このような気流のはく離が発生すると、吹出口を通過する空気の通風抵抗が増大してしまう、という課題があった。

また、はく離域の下流側では風速が低くなるため、室内空気の巻き込みが発生してしまう、という課題があった。冷房運転時に室内空気の巻き込みが発生すると、吹出口に空気中の水分が結露し易い、という課題があった。

上記特許文献１に開示の空気調和機では、仕切り部によって、吹出口の角部側の側壁側からの気流による通風抵抗の増大を抑制できる。しかし、第２の仕切り部によって、吹出口の開口面積が狭まる。このため、吹出口の通風抵抗が増大し、風量が低下し、騒音が増大する、という課題があった。

本発明は、上記のような課題の少なくとも一つを解決するためになされたもので、吹出口における気流のはく離を抑制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。また、吹出口における通風抵抗の増大を抑制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。また、風量の低下を抑制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。また、騒音の増大を抑制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。また、吸込口における室内空気の巻き込みを抑制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。

本発明に係る空気調和機は、下面に開口部を有する多角形の本体と、前記本体の開口部を覆うように設けられ、１つ又は複数の吹出口が形成されたパネルと、前記本体に収納された送風機及び熱交換器と、を備え、前記熱交換器は、平面視において前記送風機の周囲に設置され、前記パネルの前記吹出口は、平面視において前記熱交換器よりも前記本体の外側に位置し、前記多角形における角部を除いて、前記多角形の少なくとも１つの辺に沿って形成され、前記送風機は、前記吹出口に向けて風を送風し、前記パネルの前記吹出口には、風路壁によって四方が囲まれて形成された風路が設けられ、前記風路壁は、平面視において前記本体の内側の前記風路壁である第１風路壁と、平面視において前記本体の外側の前記風路壁である第２風路壁と、前記第１風路壁と前記第２風路壁との両端を繋ぐ前記風路壁である第３風路壁とを有し、前記第３風路壁に、前記角部から前記風路へ向かう前記風の方向を、前記送風機側へ偏向する風向偏向手段が形成され、前記風向偏向手段は、前記第３風路壁の上端に形成され、前記送風機側へ向かうほど高さが低い傾斜面であることを特徴とする。

本発明は、吹出口における気流のはく離を抑制することができる。また本発明は、吹出口における通風抵抗の増大を抑制することができる。また本発明は、風量の低下を抑制することができる。また本発明は、騒音の増大を抑制することができる。また本発明は、吸込口における室内空気の巻き込みを抑制することができ、冷房運転時に吹出口に発生する結露を防止できる。

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す模式図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機のコーナー部の気流の様子を示した上面図である。 本発明の実施の形態１に係る吹出口の側壁の形状を示した斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る吹出口の長手方向に垂直な断面図である。 本発明の実施の形態２に係る吹出口の側壁の形状を示した斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る吹出口の側壁の形状を示した斜視図である。 本発明の実施の形態４に係る吹出口の側壁の形状を示した斜視図である。 本発明の実施の形態５に係る吹出口の側壁の形状を示した斜視図である。

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。
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る。
図１においては、空気調和機の本体の主要部が、部屋の天井裏に埋設され、本体下部が部屋の室内１７に面した状態を示している。

天井埋込形である空気調和機は、ターボファン１と、熱交換器３と、少なくとも一つのパネル吹出口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、平面視矩形の本体天板５と、本体天板５の四辺から下方に延びる四面の本体側板４とを有している。換言すると、本体は、四つの本体側板４からなる角筒体の上端面が本体天板５によって閉塞された箱体である。
なお、本体の形状は矩形に限定されない。本体の形状は任意の多角形で良い。

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、本体天板５は天井面１５よりも上方に位置している。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、空気の吹出口である複数のパネル吹出口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、四辺の外縁を有していることに対応し、パネル吹出口９は、四つ設けられている。パネル吹出口９のそれぞれが、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、パネル吹出口９のそれぞれは、化粧パネル６の角部１９（図２参照）を除いて形成されている。
また、パネル吹出口９は、吸込グリル７を包囲するように位置している。
パネル吹出口９のそれぞれには、吹き出す空気の方向を調整する風向ベーン１３が設けられている。

なお、本実施の形態１では、パネル吹出口９を四つ設ける場合を説明するが、本発明はこれに限定されない。化粧パネル６の辺のうち少なくとも１つの辺に沿って形成すればよい。即ち、吹出口は、化粧パネル６の多角形における角部１９を除いて、多角形の少なくとも１つの辺に沿って形成されている。

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。ターボファン１は、吸込グリル７から本体内に空気を吸い込み、その空気を熱交換器３の外側に位置するパネル吹出口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。例えば図１に示すように、熱交換器３は、ターボファン１の周囲に設置されている。
また、熱交換器３は、パネル吹出口９が隣接する角部１９に対向する部位に、コーナー部１６（図２参照）を少なくとも一ヶ所有する。

熱交換器３は、所定の間隔をあけて配置された複数のフィンと、それら複数のフィンを貫通する伝熱管とを有する。伝熱管は、図示しない室外機に接続配管によって接続されている。伝熱管の内部には、冷却された冷媒又は加熱された冷媒が流通する。それにより熱交換器３は、冷却された冷媒又は加熱された冷媒と、本体内に吸い込まれた空気とを熱交換する。

なお、ターボファン１、ベルマウス１４、熱交換器３の構成及び態様は、上記に限定されるものではない。本実施の形態１では周知のものが用いられている。

なお、ターボファン１は、本発明における「送風機」に相当する。
本体側板４及び本体天板５は、本発明における「本体」を構成する。
化粧パネル６は、本発明における「パネル」に相当する。
パネル吹出口９は、本発明における「吹出口」に相当する。

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、径方向でいう内側から外側方向に、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、冷媒と熱交換し、温度及び湿度の少なくとも一方が調整される。そして、熱交換器３を通過した空気は、本体側板４によって流れ方向を下方に変更して、パネル吹出口９のそれぞれから室内１７に吹き出される。

なお、本実施の形態１では、化粧パネル６に吸込グリル７を設けて、室内空気を本体内に吸い込む構成を説明するが、本発明はこれに限定されない。例えば、本体から離れた位置の天井面１５に吸込口を設け、本体天板５に形成した開口と連通させる構成でも良い。

次に、パネル吹出口９の詳細について図２〜図４を参照して説明する。

図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機のコーナー部の気流の様子を示した上面図である。
図３は、本発明の実施の形態１に係る吹出口の側壁の形状を示した斜視図である。
図４は、本発明の実施の形態１に係る吹出口の長手方向に垂直な断面図である。
図２〜図４に示すように、パネル吹出口９は、それぞれ、本体の内側（本体の中央側）が、吹出口内側風路壁１０で画定されている。パネル吹出口９は、それぞれ、化粧パネル６の外縁側（本体の外側）が、吹出口外側風路壁１１で画定されている。パネル吹出口９は、それぞれ、吹出口内側風路壁１０と吹出口外側風路壁１１との両端が、吹出口角部側壁１２で繋がっている。

なお、吹出口内側風路壁１０は、本発明における「吹出口の送風機側の風路壁」に相当する。
吹出口角部側壁１２は、本発明における「吹出口の角部側の側壁」に相当する。

図２に示すように、熱交換器３の直線部を通過した気流は、吹出口内側風路壁１０側からパネル吹出口９に流入する。
熱交換器３のコーナー部１６を通過した気流は、コーナー部１６に隣接するパネル吹出口９の、吹出口角部側壁１２側からパネル吹出口９に流入する。
つまり、パネル吹出口９の長手方向の端部付近では、吹出口内側風路壁１０からの気流と、吹出口角部側壁１２からの気流とが合流する。

図２〜図４に示すように、パネル吹出口９の吹出口角部側壁１２には、角部１９側からパネル吹出口９へ向かう気流の方向を、ターボファン１側（本体の内側方向）へ偏向する風向偏向手段１８が形成されている。
例えば図３、図４に示すように、風向偏向手段１８は、吹出口角部側壁１２の上端に形成され、ターボファン１側（本体の内側）へ向かうほど高さが低い傾斜面で構成されている。
つまり、風向偏向手段１８は、吹出口内側風路壁１０側に近づくほど吹出口角部側壁１２の高さが低く傾斜している平面である。
なお、風向偏向手段１８の構成はこれに限定されない。他の例として、吹出口角部側壁１２の上面に例えば円弧状の風向ガイドを設置してもよい。

以上のような構成によって、熱交換器３のコーナー部１６を通り、吹出口角部側壁１２側からパネル吹出口９へ流入する気流は、ターボファン１側（本体の内側の方向）に偏向される。
そのため、吹出口角部側壁１２側からパネル吹出口９に流入する気流を、ターボファン１側（本体の内側の方向）に偏向させ、吹出口内側風路壁１０側から流入する気流に合流させることで、吹出口内側風路壁１０に気流が再付着しやすくなり、はく離を抑制することができる。
また、はく離域が縮小することにより、パネル吹出口９の通風抵抗が低下するため、圧力損失を低減できる。また、風量の低下を抑制することができ、騒音の増大を抑制できる。
また、風向ベーン１３の吹出口内側風路壁１０側の風量を増加させることができ、例えば冷房運転時の室内空気の巻き込みによる結露を防止することができる。
このように、本実施の形態１によれば、室内空気の巻き込みによる結露を防止しつつ、尚且つ、気流のはく離による圧力損失を低減し、省エネルギー性を向上し、騒音の低減を図ることも可能となる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る吹出口の側壁の形状を示した斜視図である。
なお、本実施の形態２の空気調和機は、パネル吹出口９の風向偏向手段１８の構成だけが上記実施の形態１と異なっており、他の構成は実施の形態１と同様である。

図５に示すように、風向偏向手段１８は、吹出口角部側壁１２の上端に形成され、ターボファン１側（本体の内側）へ向かうほど高さが低い傾斜面で構成されている。
また、風向偏向手段１８は、ターボファン１側（本体の内側）の端部の高さが、吹出口内側風路壁１０の上端より低く形成されている。つまり、傾斜面は、吹出口内側風路壁１０との接続部の高さＬ１が、吹出口内側風路壁１０の高さＬ２より低く形成されている。

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と同様の効果を得ることができる。
さらに加えて、実施の形態２においては、風向偏向手段１８は、ターボファン１側（本体の内側）の端部の高さが、吹出口内側風路壁１０の上端より低く形成されている。
このため、吹出口角部側壁１２側からパネル吹出口９へ流入する気流を増加させることができる。さらに、吹出口内側風路壁１０側へ向かう気流が増加するため、吹出口内側風路壁１０側からパネル吹出口９に流入する気流のはく離を抑制できる。
また、吹出口内側風路壁１０側からパネル吹出口９へ流入する気流に、はく離が生じても、このはく離域に吹出口角部側壁１２側からの気流が流入するため、はく離を抑制できる。
これによっても、気流のはく離による圧力損失を低減し、省エネルギー性を向上し、騒音の低減を図ることも可能となる。

実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係る吹出口の側壁の形状を示した斜視図である。
なお、本実施の形態３の空気調和機は、パネル吹出口９の風向偏向手段１８の構成だけが上記実施の形態１と異なっており、他の構成は実施の形態１と同様である。

図６に示すように、風向偏向手段１８は、吹出口角部側壁１２の上端に形成され、ターボファン１側（本体の内側）へ向かうほど高さが低い傾斜面で構成されている。
また、風向偏向手段１８は、ターボファン１側（本体の内側）の端部の高さが、吹出口内側風路壁１０の上端より高く形成されている。つまり、傾斜面は、吹出口内側風路壁１０との接続部の高さＬ１が、吹出口内側風路壁１０の高さＬ２より高く形成されている。

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と同様の効果を得ることができる。
さらに加えて、実施の形態３においては、風向偏向手段１８を構成する傾斜面は、ターボファン１側（本体の内側）の端部の高さが、吹出口内側風路壁１０の上端より高く形成されている。
このため、吹出口角部側壁１２側からパネル吹出口９へ流入する気流に、はく離が生じても、このはく離域に吹出口内側風路壁１０側からの気流が流入するため、はく離域を縮小させることができる。
これによっても、気流のはく離による圧力損失を低減し、省エネルギー性を向上し、騒音の低減を図ることも可能となる。

実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４に係る吹出口の側壁の形状を示した斜視図である。
なお、本実施の形態４の空気調和機は、パネル吹出口９の風向偏向手段１８の構成だけが上記実施の形態１と異なっており、他の構成は実施の形態１と同様である。

本実施の形態４の風向偏向手段１８は、吹出口角部側壁１２の上端に形成され、ターボファン１側（本体の内側）へ向かうほど高さが低く、且つ、パネル吹出口９側へ向かうほど高さが低い傾斜面で構成されている。
例えば図７に示すように、風向偏向手段１８は、パネル吹出口９側へ向かうほど傾斜角が大きくなる複数の平面によって構成されている。つまり、傾斜面は、吹出口角部側壁１２の上端の高さがパネル吹出口９に向かって順次低く形成されている。

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１と同様の効果を得ることができる。
さらに加えて、実施の形態４においては、風向偏向手段１８は、パネル吹出口９側へ向かうほど傾斜角が大きくなる複数の平面によって構成されている。
このため、吹出口角部側壁１２側からパネル吹出口９へ流入する気流の方向を、水平方向から鉛直方向に近づけることができる。よって、吹出口角部側壁１２上の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、省エネルギー性を向上し、騒音の低減を図ることも可能となる。

なお、上記実施の形態２又は３の風向偏向手段１８の構成に、本実施の形態４の風向偏向手段１８の構成を組み合わせても良い。

実施の形態５．
図８は、本発明の実施の形態５に係る吹出口の側壁の形状を示した斜視図である。
なお、本実施の形態５の空気調和機は、パネル吹出口９の風向偏向手段１８の構成だけが上記実施の形態１と異なっており、他の構成は実施の形態１と同様である。

本実施の形態５の風向偏向手段１８は、吹出口角部側壁１２の上端に形成され、ターボファン１側（本体の内側）へ向かうほど高さが低く、且つ、パネル吹出口９側へ向かうほど高さが低い傾斜面で構成されている。
例えば図８に示すように、本実施の形態５の風向偏向手段１８は、吹出口角部側壁１２に垂直な断面において、吹出口角部側壁１２と、当該吹出口角部側壁１２の上端との間が湾曲した曲面によって構成されている。
つまり、傾斜面は、吹出口角部側壁１２に垂直な断面において吹出口角部側壁１２の上端が曲面形状となるように形成されている。

このように構成された本実施の形態５に係る空気調和機においても、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
さらに加えて、実施の形態５においては、風向偏向手段１８は、吹出口角部側壁１２に垂直な断面において、吹出口角部側壁１２と、当該吹出口角部側壁１２の上端との間が湾曲した曲面によって構成されている。
このため、吹出口角部側壁１２側からパネル吹出口９へ流入する気流の方向を、水平方向から鉛直方向に滑らかに気流の方向を変化させることができる。よって、吹出口角部側壁１２上の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、省エネルギー性を向上し、騒音の低減を図ることも可能となる。

なお、上記実施の形態２又は３の風向偏向手段１８の構成に、本実施の形態５の風向偏向手段１８の構成を組み合わせても良い。

本発明の活用例として、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、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、２ ファンモータ、３ 熱交換器、４ 本体側板、５ 本体天板、６ 化粧パネル、７ 吸込グリル、８ フィルタ、９ パネル吹出口、１０ 吹出口内側風路壁、１１ 吹出口外側風路壁、１２ 吹出口角部側壁、１３ 風向ベーン、１４ ベルマウス、１５ 天井面、１６ コーナー部、１７ 室内、１８ 風向偏向手段、１９ 角部。

Claims (7)

1. 下面に開口部を有する多角形の本体と、
   前記本体の開口部を覆うように設けられ、１つ又は複数の吹出口が形成されたパネルと、
   前記本体に収納された送風機及び熱交換器と、
   を備え、
   前記熱交換器は、平面視において前記送風機の周囲に設置され、
   前記パネルの前記吹出口は、平面視において前記熱交換器よりも前記本体の外側に位置し、前記多角形における角部を除いて、前記多角形の少なくとも１つの辺に沿って形成され、
   前記送風機は、前記吹出口に向けて風を送風し、
   前記パネルの前記吹出口には、風路壁によって四方が囲まれて形成された風路が設けられ、
   前記風路壁は、
   平面視において前記本体の内側の前記風路壁である第１風路壁と、
   平面視において前記本体の外側の前記風路壁である第２風路壁と、
   前記第１風路壁と前記第２風路壁との両端を繋ぐ前記風路壁である第３風路壁とを有し、
   前記第３風路壁に、
   前記角部から前記風路へ向かう前記風の方向を、前記送風機側へ偏向する風向偏向手段が形成され、
   前記風向偏向手段は、
   前記第３風路壁の上端に形成され、前記送風機側へ向かうほど高さが低い傾斜面である
   空気調和機。
2. 前記風向偏向手段は、
   前記送風機側の端部の高さが、前記第１風路壁の上端より低い
   請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記風向偏向手段は、
   前記送風機側の端部の高さが、前記第１風路壁の上端より高い
   請求項１に記載の空気調和機。
4. 前記風向偏向手段は、
   前記第３風路壁の上端に形成され、前記送風機側へ向かうほど高さが低く、且つ、前記吹出口側へ向かうほど高さが低い傾斜面である
   請求項１〜３の何れか一項に記載の空気調和機。
5. 下面に開口部を有する多角形の本体と、
   前記本体の開口部を覆うように設けられ、１つ又は複数の吹出口が形成されたパネルと、
   前記本体に収納された送風機及び熱交換器と、
   を備え、
   前記熱交換器は、平面視において前記送風機の周囲に設置され、
   前記パネルの前記吹出口は、平面視において前記熱交換器よりも前記本体の外側に位置し、前記多角形における角部を除いて、前記多角形の少なくとも１つの辺に沿って形成され、
   前記送風機は、前記吹出口に向けて風を送風し、
   前記パネルの前記吹出口には、風路壁によって四方が囲まれて形成された風路が設けられ、
   前記風路壁は、
   平面視において前記本体の内側の前記風路壁である第１風路壁と、
   平面視において前記本体の外側の前記風路壁である第２風路壁と、
   前記第１風路壁と前記第２風路壁との両端を繋ぐ前記風路壁である第３風路壁とを有し、
   前記第３風路壁に、
   前記角部から前記風路へ向かう前記風の方向を、前記送風機側へ偏向する風向偏向手段が形成され、
   前記風向偏向手段は、
   前記第３風路壁の上端に形成され、前記送風機側へ向かうほど高さが低く、且つ、前記吹出口側へ向かうほど高さが低い傾斜面である
   空気調和機。
6. 前記風向偏向手段は、
   前記吹出口側へ向かうほど傾斜角が大きくなる複数の平面によって構成された
   請求項５に記載の空気調和機。
7. 前記風向偏向手段は、
   前記第３風路壁に垂直な断面において、前記第３風路壁と当該第３風路壁の上端との間が湾曲した曲面によって構成された
   請求項５に記載の空気調和機。

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