JP6257370B2 - 空気調和装置の室内機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置の室内機および空気調和装置に関するものである。

一般工場・クリーンルーム・倉庫などにおいて空調を行う場合、床置き型空気調和装置が使われる場合が多い。この形態の空気調和装置としては、特許文献１の形態の空気調和装置が一般的である。この形態の空気調和装置においても、年々省エネ化の要望が高まりつつある。しかしながら床置き型空気調和装置では、ダクト接続にて使われる場合が多く、ダクトでの吹き出し空気の圧力損失を考慮し、送風機は、比較的高静圧の状態での使用を考慮したものを採用している。その為、一般のビル用対人空気調和装置室内機（天井埋め込み４方向）に比べ、送風機動力が大きくなり、省エネ化を阻害している。そして、送風機への伝動機構は、モータの回転軸および送風機ファンの回転軸にそれぞれ設けたプーリをベルトで張設して構成している。

特許３０４５１４２号

上記特許文献１の記載の形態の空気調和装置の室内機では、各プーリ間のプーリ比を適宜選択することで吹出空気量を任意に設定できるとしているが、プーリの変更やベルトの着脱に伴い、作業者は重量の大きいモータを取り外し持ち上げる等の負担を強いられる作業やモータを誤って脱落させてしまう虞があった。

また、筐体上部に送風機を配し、その側面に送風機モータを配しているため、送風機寸法を横方向に広げることが出来ず、やや小さめの送風機を選択せざるを得ない。そのため小さな送風機にて静圧を確保しつつ、風量を確保すると、送風機動力が大きくなる傾向にあり、省エネ化を阻害する。

さらに、送風機と熱交換器が近い為、送風機舌部に近い側の送風機吸込み口と熱交換器上部を結ぶラインでの風速が大きくなり、熱交換器通過風速分布が大きく偏分布となる。このため、熱交換器通風抵抗が大きくなり、送風機が負担する静圧分の仕事が大きくなる。よってこれもまた、送風機動力を大きくさせ、省エネ化を阻害する。

本発明では、上記のような問題を鑑み、モータの着脱を容易にしてメンテナンス性を向上させた空気調和装置の室内機を提供することを目的とし、さらには例えば空気調和装置の室内機内のレイアウトを見直すことで、室内機機内の通風抵抗の削減と、送風機効率の向上を図り、室内機送風機動力を削減させ、省エネ化を図ることを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願の空気調和装置は上記課題を解決する手段として、ファンランナがケーシングに覆われる送風機と、該送風機を駆動するモータと、前記送風機側プーリおよび前記モータ側プーリにベルトが巻き掛けられて前記モータの動力を前記送風機に伝える伝動機構と、が筐体内に設けられ、前記筐体内に空気を吸い込む吸込み口と、吸い込まれた空気を前記送風機により前記筐体外へ吹き出す吹出し口と、前記筐体内の空気と内部を流れる冷媒とを熱交換させる熱交換器と、を備える空気調和機の室内機において、前記モータは、スライドレールに固定されることで移動可能に設けられ、前記スライドレールに沿って移動することで前記送風機側プーリの回転軸と前記モータ側プーリの回転軸との距離が変化することを特徴とする。

本発明によれば、メンテナンス性を向上させた空気調和装置の室内機を提供することができる。さらには、例えば室内機機内通風抵抗を抑えつつ、送風機効率を改善することが出来、室内機送風機動力の削減が可能となる。なお、構成及び効果の詳細は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

従来型床置き空調機室内機の内部構造を示す正面図および側面図である。 図１に示す空調機室内機のモータ周りの構造を拡大した斜視図である。 本発明の実施形態に係る空調機室内機の内部構造を示す正面図および側面図である。 図３に示す空調機室内機のモータ周りの構造を拡大した正面図および側面図である。 送風機と熱交換器との距離に対する通風抵抗の変化を示す図である。 図３に示す空調機室内機において別部材を用いてモータおよびスライドレールを取り付けた構造を示す正面図および側面図である。 図３に示す空調機室内機において背面側に空気吸込み口を配置した構造を示す正面図および側面図である。 図３に示す空調機室内機において吹出し用のチャンバーを取り付けた構造を示す正面図および側面図である。

本発明の実施例について以下、図面を用いて説明する。本発明を明確にする為、最初に従来型の床置き空気調和装置室内機の基本配置を示し、構造を説明する。

図１は、従来型の床置き型空気調和装置室内機の基本配置である。室内機筐体１は、熱交換器２、送風機３、モータ４を持ち、送風機３は、内部にファンランナを持ち、そのファンランナの外側を覆うケーシングを待っている。送風機３とモータ４の間には、前記モータの動力を前記送風機に伝達する為に、送風機側プーリ５、モータ側プーリ６を持ち、ベルト７にて動力を伝達する。また、熱交換器２の側面には、液側冷媒配管８とガス側冷媒配管９が配されている。また空気吸込み口１０は、正面側に配され、空気吹き出し口１１は、上部に配される。

従来機では、送風機３の右側面に対し、モータ４を配している。また、送風機３とモータ４の間に送風機側プーリ５、モータ側プーリ６、ベルト７が配されている。このため、熱交換器右側を通過した空気流れが送風機に入る際に、前述のモータ、ベルトが通風阻害物となり、通風抵抗が大きくなり、送風機仕事が増える。また同時に、送風機の右側面にモータがあることから、送風機の幅寸法が制約を受け、筐体幅に対しやや狭い送風機を使うこととなる。これにより、送風機幅寸法を広げ、送風機効率を改善する手段が取れず、送風機効率もやや低いものを使わざるを得ない。

また、液側冷媒配管８とガス側冷媒配管９が熱交換器２の左側に配されている為、熱交換器はやや右にオフセットしており、送風機は左にオフセットしていることから、熱交換器左側を通過した流れは、送風機入口に入るまで狭い流路を通らねばならず、また熱交換器右側を通過した流れは、前述の通り、モータ、ベルトが通風阻害物となり、通風抵抗が増え、送風機仕事が増え、送風機動力が増える。

加えて、熱交換器２の上端と送風機３の下端が近いことから、熱交換器２を通過する空気流れが送風機３に近い側の方に偏流し、熱交換器２の通風速度分布は、偏分布となる。速度分布が偏分布となることは即ち局所的に速い流れが生じているということであり、その部位においては、通風速度が速い為、圧力損失も大きく、送風機仕事を増大させ、送風機動力を増加させる問題点がある。

またモータ４近傍構造は図２に示すように、ベルト７の着脱や張力調整の為、また様々なプーリ径に対応する為、支点ピン１２を中心に上下に移動する構造が取られている。この為、ベルト着脱時やプーリ径変更の際に重力方向とは逆にモータ４を持ち上げながら作業する場合も生ずることから作業者に負担を強いる構造である。またモータ着脱時は、支点ピン１２と角度固定支え１３を同時に取り外すため、作業者が誤って、モータ４を熱交換器２に脱落させる虞もある。

上記羅列の問題点を改善する為、本発明の実施形態では図３および図４に示す構造を採用する。図３（ａ）は本発明の実施形態に係る床置き型室内機の正面断面図を、図３（ｂ）はその側面断面図を示す。また、図４（ａ）は図３におけるモータ４の取り付け部を拡大した正面断面図を、図４（ｂ）はその側面断面図を示す。

図４に示すように、送風機７の下部にスライドレール１９を取り付け、モータ４はそのスライドレール１９に固定し移動可能に設ける。スライドレール１９に取り付けられた状態でモータ４を移動させると、送風機側プーリ５の回転軸とモータ側プーリ６の回転軸との距離が変化し、ベルト７にかかる張力が変化する。これにより、ベルト７の着脱や張力調整を行うことができる。さらにモータ４はスライドレール１９に固定しているため、スライドレール１９による支持を受けながら作業を行うことができ筐体内に落下させる虞もない。

また、モータ４は略水平方向に可動するスライドレール１９に取り付けられ、モータ４を前後方向に動かし、ベルト７の張力を調整する。すなわちスライドレール１９は、略水平方向に可動することから、プーリ交換などでベルトを着脱する際に、モータ４の重力方向に移動させる必要がなく、作業者の負担を軽減できる。

このようにスライドレール構造とすることで、モータ４を着脱する際は、モータ４をスライドレール１９に従い、室内機筐体１手前側に引くことにより、モータ４が熱交換器２の上端を通過する際も、スライドレールが重力方向の力を受け持つ為、誤って前記モータを熱交換器２に脱落させる虞が無い。

図３（ｂ）に示すように、室内機筐体１正面の吸込口１０上部には取り外し可能な開口パネル２０が設けられている。そして、モータ４は、上下方向において送風機３と熱交換器２の間に配され、ベルト７の張り調整を行う為、開口パネル２０のある面からみて前後方向に移動できる構造とする。これにより、作業口となる開口パネル２０側にモータ４を移動できるため着脱作業等が容易となる。

ここで、熱交換器２は熱交換面積を増やすため室内機筐体１内に傾斜させて配置され、上面から見た際に左右上下(前後)方向の端部まで広がった形状としている。そのため、開口パネル２０を取り外した際にモータ４が熱交換器２と水平方向に重なり合い、開口パネル２０の開口部とモータ４との間に熱交換器２が介在するように配置されているとモータ４の着脱作業等が煩雑となる。したがって、モータ４を室内機筐体１の最も前方側に移動した際に、モータ４下端が熱交換器２上端を水平に結ぶ線より上部になるよう配している。このようにモータ４は最前部に移動したときに熱交換器２と水平方向に重ならない配置とすることで、室内機筐体１正面の開口パネル２０より、モータ４を確認することが出来き、またモータ４を着脱する際も、熱交換器２の上部にモータ４が配される為、室内機筐体１側正面からモータ４を交換することが容易となる。

本実施例では、室内機筐体１に対し、上部に送風機３を持つが、モータ４の配置を室内機筐体１正面からみて送風機３下部の左側に配し、モータ４の出力軸も送風機３の左側とする。また、上下方向に伸びて冷媒を流出入させる液側冷媒配管８とガス側冷媒配管９とが熱交換器２に接続されている。この液側冷媒配管８とガス側冷媒配管９は熱交換器２の左側面に配されている。これにより送風機側プーリ５、モータ側プーリ６、ベルト７は、送風機３の左側に配され、液側冷媒配管８およびガス側冷媒配管９と同じ室内機筐体１の内壁側に配される形となる。よって、各プーリ、ベルト７は各冷媒配管の上部に位置する形となり上下方向に同じ場所に位置することで、熱交換器２と送風機３の間で、通風阻害物となる影響を極小化でき、送風機動力を抑制することが出来る。

また、送風機３と熱交換器２との間にモータ４が配置されることで上下方向に所定の距離を設けて空気流路を確保している。この配置を行うことで、送風機３下端と熱交換器２上端の距離は、従来型の床置き型空気調和装置室内機より広がるが、このことで、熱交換器２上端付近ばかりに空気流れが集中することを避けることが出来、熱交換器２の通風速度分布の偏分布が緩和される。前記偏分布が緩和されることで、通風速度分布の突出部が緩和されるので、熱交換器通風速度の最大値が低くなり、前記速度が低くなることで、熱交換器通風抵抗が改善され、送風機動力を小さく抑えることが出来る。前記熱交換器通風抵抗の改善には、送風機３と熱交換器２の距離が適度に広いことが望ましいが、室内機筐体１の高さ寸法を一定とした場合、前記送風機と熱交換器の間隔を広くし過ぎると熱交換器２の高さを減ずることとなり、空調機能力を減ずる事となる。

図５に、熱交換器２上端と送風機３下端との距離と、通風抵抗との関係を示すが、上記のとおり室内機筐体１の高さ方向の制約または熱交換器２の高さ寸法を考慮し、熱交換器２と送風機３との距離は、送風機３のファンランナ径をｄとして、０．８〜１．０ｄとすることが好ましく、より望ましくは０．９ｄとするのが良い。

ここでモータ４は、送風機３と熱交換器２との間の空間に配置されるとともに、送風機３とは水平方向に重ならない位置に設けるため、送風機３を室内機筐体１内における左右前後方向の端部まで大型化することが可能である。

また、図４に示すように、スライドレール１９は、送風機３のケーシングに直接取り付け、ケーシングをモータ４の重量を支える強度部材として利用する。これにより送風機３のケーシングは、送風機３の送風性能確保の部材としてだけではなく、モータ４の重量を支える構造部材としても機能することから、モータ４の重量を支える構造部材を別途設置する必要が無く、送風機３、モータ４回りの構造を簡略化できると共に、部品点数を抑えることができる。なお、スライドレール１９を送風機３のケーシングに固定せずに設ける場合は、図６に示すようなフレーム構造（骨組み構造）とすることもできる。

本実施例は、工場・倉庫向け床置き型の空気調和装置の室内機への適用を考慮したものであるが、これに限らず対人用床置き空気調和装置室内機などへの適用も可能である。本実施例においては、正面吸込み・上部ダクト吹き出しの床置き型空気調和装置室内機への適用例を示したが、本発明は、これに限らず、背面吸込み・上部ダクト吹き出しの床置き型空気調和装置室内機への適用も可能である。この場合の適用例を図７に示す。図３の筐体正面の空気吸込み口１０が封じられ、図７の筐体背面に空気吸込み口１０が設置されている以外は、同一形態である。

さらに本発明は、室内機筐体１の上部にチャンバーを設け、チャンバーより直接空気を吹き出す形態としても適用可能である。図８に、チャンバーを設け、正面吸込み、正面吹き出しとした場合を示す。上部のダクト接続部が、チャンバー１４になった他は同様である。

このように、本発明は、特に床置き型の室内機に有効であるが、様々な室内機の形態に適用可能である。

１…室内機筐体、２…熱交換器、３…送風機、４…モータ、５…送風機側プーリ、６…モータ側プーリ、７…ベルト、８…液側冷媒配管、９…ガス側冷媒配管、１０…空気吸込み口、１１…空気吹き出し口、１２…支点ピン、１３…角度固定支え、１４…チャンバー、１５…制御装置、１６…筐体上部支持部材、１７…モータ取り付け板、１８…フレーム、１９…スライドレール、２０…開口パネル

Claims (5)

1. ファンランナがケーシングに覆われる送風機と、該送風機を駆動するモータと、前記送風機側のプーリおよび前記モータ側のプーリにベルトが巻き掛けられて前記モータの動力を前記送風機に伝える伝動機構と、が筐体内に設けられ、
   前記筐体内に空気を吸い込む吸込み口と、吸い込まれた空気を前記送風機により前記筐体外へ吹き出す吹出し口と、前記筐体内の空気と内部を流れる冷媒とを熱交換させる熱交換器と、を備える空気調和機の室内機において、
   前記モータは、スライドレールに固定されることで移動可能に設けられ、前記スライドレールに沿って移動することで前記送風機側のプーリの回転軸と前記モータ側のプーリの回転軸との距離が変化し、略水平方向に移動可能であり、前記筐体の上下方向で前記送風機と前記熱交換器との間であって前記送風機と水平方向に重ならない位置に設けられることを特徴とする空気調和機の室内機。
2. 請求項１に記載の空気調和機の室内機において、
   前記筐体の側面に取り外し可能な開閉パネルを備え、
   前記モータは、前記開閉パネルのある面からみて前後方向に移動可能であって、最前部に移動されたときに前記熱交換器と水平方向に重ならない位置に設けられることを特徴とする空気調和機の室内機。
3. 請求項１に記載の空気調和機の室内機において、
   前記熱交換器と前記送風機とが前記筐体の上下方向に離れた位置に設けられて前記熱交換器を通過した空気が前記送風機に流れる流路を備え、該流路の鉛直方向の距離は前記ファンランナ径の０．８〜１．０倍であることを特徴とする空気調和機の室内機。
4. 請求項１に記載の空気調和機の室内機において、
   前記ケーシングの下部に前記スライドレールが固定されることを特徴とする空気調和機の室内機。
5. 請求項１に記載の空気調和機の室内機において、
   前記伝動機構と、前記熱交換器に接続されて冷媒を流出入させる冷媒配管とが、前記筐体の上面からみて前記筐体の同じ内壁側に配置されることを特徴とする空気調和機の室内機。