JP6241959B2 - Air conditioner indoor unit - Google Patents
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Description
本発明は、空気調和機の室内機に関する。 The present invention relates to an indoor unit of an air conditioner.
本技術分野の背景技術として、特開2012−251676号公報(特許文献1)がある。特許文献1に記載の空気調和機用室内機においては請求項1に示すように、ケース(20)内において熱交換器(15)よりも空気の流れの下流側には、熱交換器(15)を通過しこの熱交換器(15)から水平方向外側に流出した空気が下方に向きを変え、吹出口(28)まで案内される吹出流路(40)が形成されており、吹出流路(40)は、熱交換器(15)に対して水平方向外側に対向し、かつ熱交換器(15)から水平方向外側に流出した空気の向きを下方に変える外側壁部(26)と、外側壁部(26)に対して水平方向内側に対向する対向壁部(50)とによって区画されており、対向壁部(50)は、上縁面(51)と、この上縁面(51)の下方に位置する外側面(52)とを有し、上縁面(51)における水平方向外側部分は、凸曲面(53)であり、その下方に位置する外側面(52)と滑らかに連続していることが開示されている。
As a background art in this technical field, there is JP 2012-251676 A (Patent Document 1). In the indoor unit for an air conditioner described in
そして特許文献1の請求項2において、前記外側面(52)は、前記上縁面(51)の凸曲面(53)と滑らかに連続する水平方向外側に凸の第2凸曲面(54)を有しており、これらの前記凸曲面(53)と前記第2凸曲面(54)とは水平方向外側に凸の湾曲凸面(55)を形成していることが開示され、さらに請求項4において、前記外側面(52)は、凹面(57)をさらに有しており、前記凹面(57)は、前記湾曲凸面(55)の下方に位置し、この湾曲凸面(55)に滑らかに連続し、かつ水平方向内側に凹んでおり、前記吹出流路(40)は、前記湾曲凸面(55)と前記外側壁部(26)との間の流路幅(W1)よりも前記凹面(57)と前記外側壁部(26)との間の流路幅(W2)の方が大きいことが開示されている。
And in
室内機は幅広い流量で運転するが、吹出し口の流れ場は流量によって変化する。そのため、従来の特許文献1の構成のように、ドレンパンの上縁面(51)において凸曲面(53)と第2凸曲面(54)とにより水平方向外側に凸の湾曲凸面(55)を形成し、この湾曲凸面(55)の下方に水平方向内側に凹んだ形状の凹面(57)を設けた形状とすると、流量が少なければ気流が壁面に付着するかもしれないが、流量が大きければ気流がドレンパンの上縁面(51)において剥離し、この剥離を下流側において抑制することができない。つまり流量が大きくなるとドレンパンの上縁面(51)において剥離が生じたまま下流側に流れるため、吹出し口流路の有効流路幅が狭くなり、圧力損失が増大してしまうため、省エネ性の悪化を招く恐れがある。
The indoor unit operates with a wide range of flow rates, but the flow field at the outlet varies with the flow rate. Therefore, as in the configuration of the
そこで本発明は、空気流量の増減に依らず、吹出し口流路の有効流路幅を確保することで圧力損失の増大を抑制し、省エネ性の向上を図る空気調和機の室内機を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an indoor unit for an air conditioner that suppresses an increase in pressure loss by ensuring an effective flow path width of an outlet flow path, regardless of increase or decrease in air flow rate, and improves energy saving performance. For the purpose.
上記課題を解決するために本発明においては、「室内機の中央部に配置された空気を周方向に吐き出すファンと、前記ファンの周方向に配置されて前記ファンからの空気と冷媒との熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器に結露した水を溜めるためのドレンパンを有する空気調和機の室内機において、前記熱交換器より下流側の前記ドレンパンの下流壁において、前記下流壁の最上端から前記ドレンパンの下端部までの間で、かつ前記下流壁の最上端から下流側の内壁下降部に向かって剥離発生部が形成され、さらに前記内壁下降部において剥離抑制部が形成されると共に、前記剥離発生部は、前記下流壁の最上端から外壁に向かって下方に傾斜している内壁上傾斜部と下流側の前記内壁下降部とが接続されることで形成されていること」を特徴とする。
In order to solve the above problems, in the present invention, “a fan that exhales air arranged in the central portion of the indoor unit in the circumferential direction, and heat of the air and refrigerant from the fan arranged in the circumferential direction of the fan” In an indoor unit of an air conditioner having a heat exchanger for exchanging and a drain pan for collecting water condensed in the heat exchanger, in the downstream wall of the drain pan downstream of the heat exchanger, the downstream wall between the uppermost end to the lower end portion of the drain pan, and the delamination portion toward the inner wall descending portion on the downstream side from the uppermost end of the downstream wall is formed, Ru and further separation preventing portion in the inner wall descending portion formed At the same time, the separation generating part is formed by connecting the inner wall upper inclined part inclined downward from the uppermost end of the downstream wall toward the outer wall and the downstream inner wall descending part. '' The And butterflies.
本発明によれば、空気流量の増減に依らず、吹出し口流路の有効流路幅を確保することで圧力損失の増大を抑制し、省エネ性の向上を図る空気調和機の室内機を提供することが可能となる。
本発明のその他の課題、構成、作用、効果については以下の実施例において詳細に説明する。According to the present invention, there is provided an indoor unit for an air conditioner that suppresses an increase in pressure loss by ensuring an effective flow path width of an outlet flow path, regardless of increase or decrease in air flow rate, and improves energy saving performance. It becomes possible to do.
Other problems, configurations, operations, and effects of the present invention will be described in detail in the following examples.
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
図1は、一般的な空気調和機の室内機の斜視図を示す。図1の室内機は図示しない室外機と冷媒配管を介して接続され、空気調和機を構成する。室外機には圧縮機が搭載されており、この圧縮機により冷媒が圧縮され、循環することで冷凍サイクルが形成される。室内機は、天井内に配置される筐体1と筐体1の室内側に取り付けられるパネル2から構成されている。パネル2には空気を取り入れるグリル3と、グリル3から吸い込まれた空気を室内に吹出すための吹出し口4が4箇所、設けられている。吹出し口4にはそれぞれルーバー5が取り付けられており、これで空気の吹出し方向を上下方向、又は左右方向に調整する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of an indoor unit of a general air conditioner. The indoor unit shown in FIG. 1 is connected to an outdoor unit (not shown) via a refrigerant pipe to constitute an air conditioner. The outdoor unit is equipped with a compressor, and the refrigerant is compressed and circulated by the compressor to form a refrigeration cycle. The indoor unit includes a
図2は、図1の室内機をファン回転軸に対して垂直に見た断面図を示す図である。図2に示すように、本実施例の室内機は、室内機の中央部に配置された空気を周方向に吐き出す遠心ファン6と、遠心ファン6の周方向に遠心ファン6を取り囲むように配置されて遠心ファン6からの空気と冷媒との熱交換を行う熱交換器7を有する。なお、図2には図示していないが、室内機は熱交換器7に結露した水を溜めるためのドレンパン9を室内機が設置された状態において下方向に有しており、結露した水は重力に従って落ちることでドレンパン9に流れる。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the indoor unit of FIG. 1 viewed perpendicularly to the fan rotation axis. As shown in FIG. 2, the indoor unit according to the present embodiment is arranged so as to surround the
図3は、図2中のA−A断面である。ここではまず本発明を適用していない形状について説明する。遠心ファン6に接続されたモータ20によって回転軸Zを中心に遠心ファン6を回転させることで、グリル3に取り付けられたフィルタ21を通って空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は遠心ファン6に向かって徐々に開口部が狭くなるベルマウス22を通り、遠心ファン6によって外周方向に吹き出される。吹き出された空気は熱交換器7を通り、熱交換器7から流出した後、外壁8によって流れの向きが水平方向から垂直下方へ変化する。この向きが変わった空気が吹出し口4から室内に吐き出されることで図に示す気流50が形成される。気流50に示す空気が吹出し口4から室内へ吹出されるとき、パネル2の吹出し口4における短手方向の熱交換器側に取り付けられたルーバー5によって風向きが調整される。
FIG. 3 is an AA cross section in FIG. Here, a shape to which the present invention is not applied will be described first. By rotating the
暖房運転時、または冷房運転時には熱交換器7において空気と熱交換器7の内部を流れる冷媒とで熱交換が行われることで、室内の空気の暖房、又は冷房が行われる。フィルタ21とベルマウス22の間には室内機の挙動を制御するための図示しない制御基盤が収められた電気品箱23がベルマウス22の下部に取り付けられている。
During the heating operation or the cooling operation, the
図4は図3の吹出し口周辺の拡大図を示しており、上記したように本発明を適用しない場合について示す図である。熱交換器7の上部を通る気流50a、又は熱交換器7の中央を通る気流50bは、熱交換器7を通った後にドレンパン9の外壁8によって水平方向から垂直方向に流れ方向が変えられ、吹出し口4を通って室内に吹出される。このドレンパン9は熱交換器7の下部に設けられ、冷房運転時に熱交換器7で結露する水を溜める役割を果たす。ドレンパン9は底部で水を受けるように構成され、この底部の短手方向の両端において上方に向かう上流壁9aおよび下流壁9bが形成される。熱交換器7の下部を流れる気流50cは上流壁9aおよび下流壁9bに沿った流れとなる。下流壁9bによって流れの向きを上方に変えられた気流50cは気流50aおよび50bと合流することで、流れの向きを下方に変えられて吹出し口4から室内に吹出される。
FIG. 4 shows an enlarged view around the outlet of FIG. 3, and shows a case where the present invention is not applied as described above. The airflow 50a passing through the upper part of the
このとき、下流壁9bにより気流50cの流れ方向が上方から下方へと180度曲げられるため、この急激な流れの変化によって下流壁9bの上端10で流れが剥離し、下流壁9bの内壁11の近傍において大規模な剥離域51が形成されてしまう。すると、吹出し口4を有効に利用できている流れが成す流路幅である有効流路幅60はこの剥離域51によって狭められてしまい、吹出し口4の圧力損失増大と共に消費電力が増大してしまう。
At this time, the flow direction of the
図5は解析結果から得られた吹出し口周辺の流速分布である。この時、図5中の最大流速を1として流速分布を表示している。図5に示すように下流壁9bの上端10で流れが剥離し、下流壁9bの内壁11で大規模な剥離域51が形成されていることがわかる。これによって吹出し口4の有効流路幅60が狭くなり、吹出し口4の圧力損失増大と共に消費電力が増加してしまう。以下、この課題を解決する本発明の実施例について図面を用いて説明する。
FIG. 5 shows the flow velocity distribution around the outlet obtained from the analysis result. At this time, the flow velocity distribution is displayed with the maximum flow velocity in FIG. As shown in FIG. 5, it can be seen that the flow is separated at the
図6は本発明の実施例における吹出し口周辺の拡大図である。図6に示すように本実施例では、熱交換器7より下流側のドレンパン9の下流壁9bにおいて、下流壁9bの上端10からドレンパン9の下端部12までの間で、かつ下流壁9bの上端10から下流側の内壁下降部101に向かって剥離発生部100をあえて形成したうえで、内壁下降部101において剥離抑制部を形成するようにしたものである。より具体的には、熱交換器7より下流側のドレンパン9の下流壁9bにおいて、下流壁9bの上端10からドレンパン9の下端部12までの間で、下流壁9bの上端10から外壁8に向かって下方に傾斜している内壁上傾斜部102と、さらに下流側に略垂直下方向に下降した形状の内壁下降部101とが接続されることで剥離発生部を形成するものである。
FIG. 6 is an enlarged view around the outlet in the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, in the downstream wall 9b of the
この剥離発生部100を形成することにより、あえて剥離を発生させたうえで、剥離発生部100の下流側に内壁下降部101を設けることにより、その後の剥離を抑制することができ、空気流量の大小に関わらず、その剥離する程度を図6に示す微小な剥離域51aに留めることを可能とする。したがって、図4および図5で示した大規模な剥離域51を抑えることができる。
By forming this
すなわち、室内機から吹き出される空気流量は大きく変動するものであるため、吹出し口の流れ場は流量によって変化する。そのため、従来の特許文献1の構成のように、ドレンパンの上縁面(51)において凸曲面(53)と第2凸曲面(54)とにより水平方向外側に凸の湾曲凸面(55)を形成し、この湾曲凸面(55)の下方に水平方向内側に凹んだ形状の凹面(57)を設けた形状とすると、流量が少なければ気流が壁面に付着するかもしれないが、流量が大きければ気流がドレンパンの上縁面(51)において剥離し、この剥離を下流側において抑制することができない。したがって、流量が大きくなるとドレンパンの上縁面(51)において剥離が生じたまま下流側に流れるため、吹出し口流路の有効流路幅が狭くなり、圧力損失が増大してしまうため、省エネ性の悪化を招く恐れがあることを本発明者は発見した。そして本発明者はこの課題を解決するために本発明の形状を想到したものであり、本発明の上記した実施例の吹出し口の形状によれば流量によらず剥離を抑制できるものである。この点について以下、図面を用いて説明する。
In other words, since the flow rate of air blown out from the indoor unit varies greatly, the flow field of the blowout port varies depending on the flow rate. Therefore, as in the configuration of the
図7は解析結果から得られた本実施例における吹出し口周辺の流速分布である。この図7においては最大流速を1として流速分布を表示している。剥離発生部100により発生させた剥離域51aは、内壁下降部101によって形成される剥離発生部により最小限に留めることができている。図5に示した剥離域51と図7に示した剥離域51aを比較すると、明らかに図7に示した剥離域51aの方が小さくなっており、したがって本実施例の形状によれば剥離を抑制することができる。また、有効流路幅60も同様に図5よりも図7の方が広くなっており、吹出し口4の圧力損失は図5よりも図7の方が小さくなる。
FIG. 7 shows the flow velocity distribution around the outlet in the present embodiment obtained from the analysis results. In FIG. 7, the flow velocity distribution is displayed with the maximum flow velocity being 1. The peeling area 51 a generated by the peeling
図8は図7で示した解析結果の約1.4倍の流量における解析結果から得られた本実施例における吹出し口周辺の流速分布であり、図8中の最大流速を1として流速分布を示している。図9は図7で示した解析結果の約0.5倍の流量における解析結果から得られた本実施例における吹出し口周辺の流速分布であり、図9中の最大流速を1として流速分布を示している。 FIG. 8 is a flow velocity distribution around the outlet in the present embodiment obtained from the analysis result at a flow rate of about 1.4 times the analysis result shown in FIG. 7. The maximum flow velocity in FIG. Show. FIG. 9 is a flow velocity distribution around the outlet in the present embodiment obtained from the analysis result at a flow rate of about 0.5 times the analysis result shown in FIG. 7. The flow velocity distribution is shown with the maximum flow velocity in FIG. Show.
ここで図8に示した解析結果の流量は図9に示した解析結果の流量のおよそ2倍となるが、剥離発生部100で生じた剥離は内壁下降部101によって形成される剥離抑制部により、ほぼ同程度の剥離域51aとなっていることがわかる。また、流速分布も図8と図9を比較するとほぼ同様であることがわかる。これは熱交換器7より下流側のドレンパン9の下流壁9bにおいて、剥離発生部100及び剥離抑制部101を設けることで、剥離の開始点が剥離発生部100に固定でき、またこの剥離が剥離抑制部101によって抑制されることから流量が変化したとしてもほぼ同程度の剥離域51aに留めることが可能となったものである。そしてこれにより流量が変化しても吹出し口4における最大流速を1とした時の流速分布をほぼ同様とすることができる。
Here, the flow rate of the analysis result shown in FIG. 8 is approximately twice the flow rate of the analysis result shown in FIG. 9, but the peeling that occurs in the
また本実施例においては、内壁下降部101(剥離抑制部)は剥離発生部100から略垂直下方向に向かって形成する構成としている。これにより剥離発生部100であえて発生させた剥離を効果的に抑制することが可能となるものである。仮に内壁下降部101(剥離抑制部)が外壁8に向かって傾斜して略垂直下方向に向かって形成されていれば、吹出し口4の流路幅を内壁下降部101で狭めてしまい、十分な効果が得られない。一方、内壁下降部101(剥離抑制部)を熱交換器7に向かって傾斜して略垂直下方向に向かって形成されていれば、剥離発生部100であえて発生させた剥離を抑制する機能が無くなり、空気流量が増大した際に大規模な剥離域が生じてしまう。そうすると上記したように吹出し口流路の有効流路幅が狭くなり、圧力損失が増大してしまうため、省エネ性の悪化を招く。
In the present embodiment, the inner wall descending portion 101 (peeling suppression portion) is formed from the
また本実施例においては、内壁下降部101(剥離抑制部)と内壁上傾斜部102が熱交換器7側に成す角度を鈍角となるように構成している。これにより剥離発生部100であえて発生させた剥離を内壁下降部101(剥離抑制部)によって効果的に抑制することが可能となる。仮に内壁下降部101(剥離抑制部)と内壁上傾斜部102が熱交換器7側に成す角度を直角または鋭角とすると、内壁上傾斜部102から内壁下降部101(剥離抑制部)に向かう流れの方向が急激に変化することとなってしまうため、大規模な剥離域が生じてしまう。そうすると上記した省エネ性の悪化を招いてしまう。
In the present embodiment, the angle formed by the inner wall descending portion 101 (peeling suppressing portion) and the inner wall upper
図10は本実施例における吹出し口周辺の斜視図である。吹出し口4の長手方向全体に渡って剥離発生部100及び内壁下降部101(剥離抑制部)を形成することで、吹出し口4の長手方向全体に渡って生じていた剥離域51をより効果的に抑制することが可能となる。一方、オプションにより加湿器をドレンパン9に取り付けることがあるため、ドレンパン9の下流壁9bの上端10が外壁8に向かって一部広がることがある。この時、スペースの制限があるため、吹出し口4の長手方向全体に剥離発生部100及び内壁下降部101(剥離抑制部)を形成することはできないが、必ずしも吹出し口4の長手方向全体に渡って剥離発生部100及び内壁下降部101(剥離抑制部)を連続的に形成しなくても、部分的に形成するだけで十分に剥離抑制効果を得ることができる。
FIG. 10 is a perspective view of the periphery of the outlet in this embodiment. By forming the
以上の実施例は吹出し口4に生じる剥離域50を抑制し、吹出し口4の圧力損失低減の効果について説明したが、本実施例においては吹出し口4の圧力損失低減の効果だけではなく、冷房運転時に空気が吹出し口4から室内に吹出されるときに風向きを調整するルーバーへの結露を防止する効果もある。以下、ルーバーへの結露を防止する効果について説明する。
Although the above example demonstrated the effect of reducing the pressure loss of the blowing
図3で示したルーバー5はパネル2の吹出し口4の短手方向における熱交換器側に取り付けられるため、冷房運転時には常にルーバー5の吹出し口4側が冷却される。この場合、ルーバー5には断熱材を使用することで、ルーバー5の熱交換器側の温度は室温に近づくため、ルーバー5への結露を防ぐことができる。
Since the
図11は本実施例における吹出し口周辺の拡大図である。図11に示すように吹出し口4の中央にルーバー5aを配置することもあるが、ルーバー5aに断熱材を使用するとルーバー5aが厚くなるため、吹出し口4の幅の制約上、断熱材が使用できない場合がある。断熱材を使用せずに本実施例を適用しない場合、図4および図5に示した大規模な剥離域51がルーバー5aの熱交換器7側への空気の流れを阻害してしまう。この時、空気が正常に流れるルーバー5aの外壁8側から冷却され、ルーバー5a全体が冷却されてしまう。剥離域51によりルーバー5aの熱交換器7側には空気が流れないため、ルーバー5aの熱交換器7側の空気は室温となる。飽和蒸気量の関係から、冷却されたルーバー5aに室温の空気が接触すると結露し、露付きの問題が生じることもある。しかし、本実施例を適用することで剥離域51を抑制できるため、ルーバー5aの両側に冷却された空気を効果的に流すことができ、吹出し口4の圧力損失低減だけではなくルーバー5aへの結露を防止する効果も得ることができる。また、本発明はルーバー5aの形状、取付け位置に関わらず効果を得ることができる。
FIG. 11 is an enlarged view of the vicinity of the outlet in the present embodiment. Although the louver 5a may be arranged at the center of the
以上の実施例は剥離発生部100及び内壁下降部101(剥離抑制部)を二次元的な形状として定義しているが、実際に用いる室内機の吹出し口4は3次元的な構造をしており、同様に気流も3次元的なものとなっている。そのため、剥離域51および51aは吹出し口4の長手方向の位置によって大きさや位置が変化する。そこで、剥離域51および51aに合わせて剥離発生部100及び内壁下降部101(剥離抑制部)の位置を変化させることで、より良い効果を得ることが可能となる。
In the above embodiment, the
また、以上の実施例では製造上容易であるため剥離発生部100、内壁下降部101、内壁上傾斜部102をドレンパン9と一体としていたが、以上の実施例の構成を達成できるのであれば別部品であっても構わない。
Further, in the above embodiment, since it is easy to manufacture, the peeling
同様に、以上の実施例では吹出し口を4箇所備えた室内機を対象として説明したが、ファンと熱交換器が配置され、熱交換器に結露した水を溜めるためのドレンパンを備え、このドレンパンによって熱交換器からの流れの向きが急激に変化するような流路構造となっている室内機であれば本発明の適用が可能である。 Similarly, in the above embodiment, the explanation has been given for the indoor unit having four outlets. However, the fan and the heat exchanger are arranged, and the drain pan is provided for collecting the condensed water in the heat exchanger. Therefore, the present invention can be applied to any indoor unit having a flow path structure in which the direction of flow from the heat exchanger changes rapidly.
4 吹出し口
5 ルーバー
7 熱交換器
9 ドレンパン
9b 下流壁
10 下流壁9bの上端
51 剥離域
60 有効流路幅
100 剥離発生部
101 内壁下降部
102 内壁上傾斜部4
Claims (5)
前記ファンの周方向に配置されて前記ファンからの空気と冷媒との熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器に結露した水を溜めるためのドレンパンを有する空気調和機の室内機において、
前記熱交換器より下流側の前記ドレンパンの下流壁において、前記下流壁の最上端から前記ドレンパンの下端部までの間で、かつ前記下流壁の最上端から下流側の内壁下降部に向かって剥離発生部が形成され、さらに前記内壁下降部において剥離抑制部が形成されると共に、
前記剥離発生部は、前記下流壁の最上端から外壁に向かって下方に傾斜している内壁上傾斜部と下流側の前記内壁下降部とが接続されることで形成されていることを特徴とする空気調和機の室内機。 A fan that exhales air arranged in the center of the indoor unit in the circumferential direction;
A heat exchanger that is arranged in the circumferential direction of the fan and performs heat exchange between the air from the fan and the refrigerant;
In the indoor unit of an air conditioner having a drain pan for collecting water condensed in the heat exchanger,
Separation in the downstream wall of the drain pan downstream from the heat exchanger between the uppermost end of the downstream wall and the lower end of the drain pan and from the uppermost end of the downstream wall toward the inner wall descending portion on the downstream side generating portion is formed, and further separation preventing portion in the inner wall descending portion formed Rutotomoni,
The peeling generation part is formed by connecting an inner wall upper inclined part inclined downward from an uppermost end of the downstream wall toward an outer wall and a downstream inner wall descending part. Air conditioner indoor unit.
前記ファンの周方向に配置されて前記ファンからの空気と冷媒との熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器に結露した水を溜めるためのドレンパンを有する空気調和機の室内機において、
前記熱交換器より下流側の前記ドレンパンの下流壁は、前記下流壁の最上端から外壁に向かって下方に傾斜している内壁上傾斜部と、該内壁上傾斜部から略垂直下方向に形成される内壁下降部とが接続されることで形成されることを特徴とする空気調和機の室内機。 A fan that exhales air arranged in the center of the indoor unit in the circumferential direction;
A heat exchanger that is arranged in the circumferential direction of the fan and performs heat exchange between the air from the fan and the refrigerant;
In the indoor unit of an air conditioner having a drain pan for collecting water condensed in the heat exchanger,
The downstream wall of the drain pan on the downstream side of the heat exchanger is formed with an inner wall upper inclined portion inclined downward from the uppermost end of the downstream wall toward the outer wall, and substantially vertically downward from the inner wall upper inclined portion. An indoor unit for an air conditioner, which is formed by connecting an inner wall descending portion to be connected.
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