JP6340597B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は空気調和機に関し、特に送風性能を向上させた室内機に関するものである。

一般に家庭で使用される空気調和機は、通常、室内への騒音及び振動を抑制するために、コンプレッサ等の大きな騒音源、振動源となるものを室外機に配設し、騒音及び振動の少ないファンや熱交換器等を室内機に配設したセパレータ型が用いられている。このように構成された室内機は、室内の壁面等に設置されて、室内が所望の温度となるように空調動作を行う。室外機と室内機は、冷媒配管と制御用配線で互いに機械的及び電気的に接続されており、互いに協働して空調動作を行っている。

空気調和機の室内機には、温度調節された空気を室内に吹き出すための吹出口が設けられており、その吹出口には吹き出される空気の向きを変更するための風向変更手段が設けられている。風向変更手段としては、室内における所望の領域に向かって吹出口から吹き出された空気を送り出すために、吹出口から吹き出される空気の流れを上下方向に変更する上下風向変更羽根と、吹出口から吹き出される空気の流れを左右方向に変更する左右風向変更羽根とで構成された風向変更羽根が用いられている。

従来の空気調和機における上下風向変更羽根は、例えば、吹出口から吹き出す送風量を増加させるために、吹出口に設けた上下風向変更羽根を吹出口の下部を構成するリアガイダのほぼ延長上に配置して構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平０９−２８７８０７号公報

しかしながら上記従来の構成では、リアガイダから上下風向変更羽根に流れ出た空気は、空気調和機本体の両側面に備えられた側壁に覆われる部分より下流に至ると、両側が側壁で覆われていないため圧力が急激に低下する。そして、上下風向変更羽根の長手方向（風の流れに対して横方向）に空気が拡散して、風量が低下してしまうという課題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、吹出口から吹き出された空気が拡散して送風量が低下することを防止する空気調和機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために本発明の空気調和機は、空気の取入口と吹出口を有する本体と、取入口から取り入れた空気を熱交換する熱交換器と、熱交換器によって熱交換した空気を吹出口から吹き出すためのファンと、ファンの下流に配置されて空気の流れを吹出口へ案内するリアガイダと、リアガイダに沿って流れてきた空気の向きを上下に変更する羽根とを備え、羽根はリアガイダの下流にリアガイダと連続してかつ回動可能に設けられ、羽根の長手方向の少なくとも一端に、リアガイダに沿って流れてきた空気が羽根の長手方向へ流れることを防止する遮風部材が、羽根の短手方向に沿って設けられたものである。

これにより、羽根をリアガイダの延長として利用でき送風性能を向上させることができる。さらに、リアガイダから羽根に流れ出た空気が空気調和機本体に備えられた側壁に覆われた部分より下流まできても、横方向への拡散がなくなる。その結果、風量が低下せず、送風性能のさらなる向上が可能となる。

また、本願発明に係る空気調和機は、空気の取入口と吹出口を有する本体と、取入口から取り入れた空気を熱交換する熱交換器と、熱交換器によって熱交換した空気を吹出口から吹き出すためのファンと、ファンの下流に配置されて空気の流れを吹出口へ案内するリアガイダと、リアガイダに沿って流れてきた空気の向きを上下に変更する羽根と、を備え、羽根はリアガイダの下流にリアガイダと連続してかつ回動可能に設けられ、羽根の長手方向の少なくとも一端に、送風時に発生する異音を防止する異音防止部材を、羽根の短手方向に沿って設けたものである。

これにより、羽根をリアガイダの延長として利用できて送風性能を向上させることができる。さらに、本体部の吹出口付近にて発生する耳障りな異常音も防止することができる。

図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機を示す縦断面図である。 図２は、同実施の形態１における空気調和機の空調運転時の状態を示す概略図である。 図３は、同実施の形態１における空気調和機の空調運転時の上下風向変更羽根の動作例を示す概略図である。 図４は、同実施の形態１における空気調和機の空調運転時の上下風向変更羽根の他の動作例を示す概略図である。 図５は、同実施の形態１における空気調和機の空調運転時の上下風向変更羽根の更に他の動作例を示す概略図である。 図６は、同実施の形態１における空気調和機の上下風向変更羽根の下羽根を示す斜視図である。 図７は、本発明の実施の形態２における空気調和機の上下風向変更羽根の下羽根を示す斜視図である。 図８は、本発明の実施の形態３における空気調和機の上下風向変更羽根の下羽根を示す斜視図である。

第１の態様の空気調和機は、空気の取入口と吹出口を有する本体と、取入口から取り入れた空気を熱交換する熱交換器と、熱交換器によって熱交換した空気を吹出口から吹き出すためのファンと、ファンの下流に配置されて空気の流れを吹出口へ案内するリアガイダと、リアガイダに沿って流れてきた空気の向きを上下に変更する羽根とを備え、羽根はリアガイダの下流にリアガイダと連続してかつ回動可能に設けられ、羽根の長手方向の少なくとも一端には、リアガイダに沿って流れてきた空気が羽根の長手方向へ流れることを防止する遮風部材が設けられている。

これにより、羽根をリアガイダの延長として利用できて送風性能を向上させることができる。さらに、リアガイダから羽根に流れ出た空気が、空気調和機本体の側壁に覆われる部分より下流まできても羽根に遮風部材が設けられているため、横方向（羽根の長手方向）への拡散がなく風量が低下しない。その結果、さらなる送風性能の向上が可能となる。

第２の態様の空気調和機は、特に、第１の態様の空気調和機において、羽根の長手方向のいずれか一端には、遮風部材の内側に隣接して配置され、送風時に発生する異音を防止する異音防止部材が設けられている。

これにより送風時に発生する異音の発生を防止することができ、快適性が向上する。

第３の態様の空気調和機は、特に、第１の態様の空気調和機において、遮風部材は、上流側端部において、下流側から上流側に向かって幅が小さくなる。

これにより、遮風部材の上流側端部の形状が通風路の圧損を軽減する形状となるので、送風性能の向上が可能となる。

第４の態様の空気調和機は、特に、第１の態様の空気調和機において、遮風部材は、羽根の長手方向に回動可能である。

これにより、左右方向への吹き分けが可能となり快適な空調を行うことができる。

第５の態様の空気調和機は、空気の取入口と吹出口を有する本体と、取入口から取り入れた空気を熱交換する熱交換器と、熱交換器によって熱交換した空気を吹出口から吹き出すためのファンと、ファンの下流に配置されて空気の流れを吹出口へ案内するリアガイダと、リアガイダに沿って流れてきた空気の向きを上下に変更する羽根と、を備え、羽根はリアガイダの下流にリアガイダと連続してかつ回動可能に設けられ、羽根の長手方向の少なくとも一端には、送風時に発生する異音を防止する異音防止部材が、羽根の短手方向に沿って設けられている。

これにより、羽根をリアガイダの延長として利用できて送風性能を向上させることができる。さらに、送風時に発生する異常音も防止できて快適な空調が実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく構成が適用された各種の空気調和機を含むものである。

（実施の形態１）
実施の形態１の空気調和機は、室内機と室外機とが、冷媒配管及び制御配線等により互いに接続された、所謂セパレート型の空気調和機である。室内機と室外機によりヒートポンプが構成されており、室外機にはコンプレッサが設けられている。実施の形態１の空気調和機における室内機は、室内の壁面に取り付ける壁掛け式室内機である。

図１は本発明に係る実施の形態１の空気調和機における室内機の概略構成を示す縦断面図で、空調運転停止時の状態を示している。

図１に示すように、室内機１は、空気の取入口となる前面開口部２ａと上面開口部２ｂ、および熱交換された空気を吹き出す吹出口２ｃとを有する本体２、及び本体２の前面開口部２ａを開閉する可動式の前面パネル３を備えている。本体２の内部には、室内空気に含まれる塵埃を除去するためのフィルタ４と、取り入れた室内空気を熱交換する熱交換器５と、前面開口部２ａ及び上面開口部２ｂからフィルタ４を通して取り入れた室内空気を熱交換器５で熱交換して吹出口２ｃから室内に吹き出すための気流を発生させる貫流ファンであるファン６とが設けられている。また、ファン６の下流側から吹出口２ｃの上流側に至る通風路１０は、ファン６の下流側に配置されて空気の流れを案内するリアガイダ７と、リアガイダ７に対向して配置されたスタビライザ１１と、本体２の両側壁（図示せず）とで形成されている。なお、上述した用語「スタビライザ」は、ファン６の下流付近に位置し、ファン６の前部付近に発生する渦を安定化させるための湾曲面形状を有する部材のみを、スタビライザと称する場合もある。本実施形態では、この部材の下流側に位置し、ファン６により搬送される空気の通風路の上側を構成する壁部分も含めて「スタビライザ」と称する。

実施の形態１の空気調和機において熱交換した空気を室内に吹き出すための吹出口２ｃには、吹出口２ｃを開閉するとともに、空気の吹き出し方向を上下方向に変更することができる上下風向変更手段である上下風向変更羽根８が設けられている。さらに、吹出口２ｃの内部には空気の吹き出し方向を左右に変更することができる左右風向変更手段である左右風向変更羽根９が設けられている。

図１に示す空調運転停止時の状態においては、前面パネル３が本体２に密着して前面開口部２ａを閉じ、上下風向変更羽根８が吹出口２ｃの内部に収納されて吹出口２ｃを閉鎖している。

図２は実施の形態１の空気調和機における空調運転時の状態を示す概略図である。図２に示すように、前面パネル３は、本体２から離れる方向に所定距離だけ移動して前面開口部２ａを開放する。

上下風向変更羽根８は、第１の羽根の一例である下羽根８ａと、この下羽根８ａの上方に設けられた第２の羽根の一例である上羽根８ｂとを備えている。上下風向変更羽根８は、下羽根８ａと上羽根８ｂとが協働して、吹出口２ｃから吹き出される空気の吹き出し方向を制御している。下羽根８ａは、下羽根駆動軸の回動動作により、所定角度だけ回動するよう構成されている。上羽根８ｂは、例えば制御によって下羽根８ａと略平行に保持された状態で回動して下羽根８ａに対して近接・離間動作するように構成されている。

なお、上下風向変更羽根８における上羽根８ｂには第３の羽根の一例であるガイドミニ羽根８ｃが設けられている。ガイドミニ羽根８ｃは、下羽根８ａと上羽根８ｂにより形成される主流に対して保護する気流を発生させる機能を有している。このように、上羽根８ｂの上面にガイドミニ羽根８ｃを設けることにより、主流に対する周りの空気の混合を防止し、主流における流れの減衰が抑制されている。

なお、左右風向変更羽根９は、複数枚の羽根で構成されており、吹出口２ｃから吹き出される空気の吹き出し方向を左右方向に変更するよう制御されている。

上記構成において、空気調和機が空調運転を開始すると、前面パネル３が本体２から所定距離だけ離れる離動作を行い前面開口部２ａが開放されるとともに、上下風向変更羽根８が開動作を行い吹出口２ｃが開放される。このように前面開口部２ａおよび吹出口２ｃが開放された状態でファン６が駆動されて、室内空気が前面開口部２ａ及び上面開口部２ｂを通して室内機１の内部に取り入れられる。取り入れられた室内空気は、フィルタ４を通り、熱交換器５において熱交換されて、ファン６に吸い込まれる。ファン６に吸い込まれ熱交換された空気は、ファン６の下流側に形成された通風路１０を通り、吹出口２ｃより吹き出される。

ファン６からの空気が通風路１０を通過するとき、ファン６の下流側に配置されたリアガイダ７およびスタビライザ１１によりファン６からの空気が案内されて、吹出口２ｃから吹き出される。貫流ファンであるファン６からの空気は、ファン６の外側外周に設けられたリアガイダ７の曲面に沿って流れて、吹出口２ｃから吹き出される。

吹出口２ｃから吹き出される空気の吹き出し方向は、上下風向変更羽根８及び左右風向変更羽根９により制御されている。上下風向変更羽根８及び左右風向変更羽根９の角度調整等の動作は、当該空気調和機を制御する制御装置（図示省略）により制御されている。

図３から図５は、実施の形態１の空気調和機における空調運転時の上下風向変更羽根８の動作例を示しており、主流を形成する下羽根８ａと上羽根８ｂとの回動動作を示す概略図である。

上下風向変更羽根８は、下羽根８ａを駆動させる駆動軸の回動により、下羽根８ａとともに上羽根８ｂが連動して回動し、更に下羽根８ａを固定した状態で上羽根８ｂが回動することもできる構成である。

実施の形態１の空気調和機における上下風向変更羽根８は、通風路１０の下流側端部（下流端）となる吹出口２ｃに設けられて、吹出口２ｃから吹き出される空気をスムーズに所望の領域に到達させることができる。特に下羽根８ａはリアガイダ７の下流側端部（下流端）に設けられて、リアガイダ７を延長した位置にあり、吹出口２ｃからの空気に対して高い整流効果を発揮するディフューザとしての機能を有する。

図３は、下羽根８ａにおける吹出面１３が、リアガイダ７の案内面１４における下流側端部の面と、実質的に連続するように直線的に位置するように駆動された動作例を示している。図３に示す動作例においては、吹出口２ｃからの空気が斜め下方向に吹き出されており、最大風量時の状態を示している。このときの上下風向変更羽根８はディフーザとしての機能を最大に発揮している。なお、下羽根８ａの吹出面１３とは、図３における上向き面であり、吹出口２ｃから吹き出される空気の主流が沿って流れる面である。

図４は、下羽根８ａの吹出面１３が、リアガイダ７の案内面１４における下流側端部の面に対して、鈍角を有して位置するように駆動された動作例であり、吹出口２ｃからの空気の吹き出し方向が、略水平方向である。図４は、一般的な冷房運転時の動作例である。

図５は、下羽根８ａの吹出面１３が、リアガイダ７の案内面１４の吹き出し方向、即ち案内面の１４に沿って延びる吹出口側の延長線Ｇの方向より、鉛直下方向側を向いており、吹出口２ｃからの空気の吹き出し方向が、略下向き方向である。図５は、通常暖房運転時の動作例である。

上記のように構成された実施の形態１の空気調和機には、上下風向変更羽根８の下羽根８ａに、吹出口２ｃから吹き出された空気が、下羽根８ａの長手方向に拡散して、送風性能が悪化しないように遮風部材１２が設けられている。

図６は、上下風向変更羽根８の下羽根８ａに遮風部材１２（１２ａ、１２ｂ）が設けられた状態を示す斜視図である。

遮風部材１２は、下羽根８ａの両側に空気が流れる方向に設けられている。より具体的には、遮風部材１２は、下羽根８ａの長手方向の略両端部に、下羽根８ａの短手方向に沿って形成されている。また、遮風部材１２は、下羽根８ａから、下羽根８ａの面と略直交する方向に形成されている。なお、遮風部材１２の高さ（下羽根８ａの面と略直交する方向）は、下羽根８ａの最大厚みの厚みよりも大きい。

遮風部材１２は、上流側端部において、下流側から上流側に向かって幅を小さくすることが好ましい。これによって、空気が流れる際に遮風部材１２が大きな抵抗となることを防止している。

遮風部材１２が下羽根８ａの両側に設けられたことで、最大風量時において、リアガイダ７から下羽根８ａの吹出面１３に連続して流れる空気が下羽根８ａの長手方向両側に漏れ出ることなく、下流方向に流れるため、上下風向変更羽根８のディフーザとしての機能がより強化される。これにより、送風性能が向上して、同一風量を実現するのに必要なファン６を駆動するモータへの入力を減らせるので省エネルギーを実現することができる。さらに、空間での空気の到達性も向上する。よって快適な空調が実現できる。

なお遮風部材１２は下羽根８ａの長手方向に回動可能としてもよい。左右風向変更羽根９が、吹出口２ｃから吹き出される空気の吹き出し方向を左右方向に変更するのに合わせて遮風部材１２を左右方向に回動させることによって、遮風部材１２による左右への吹き分けが妨げられるのを防止できる。これにより、より快適な空調が可能となる。

また、遮風部材１２の高さは必ずしも均一の高さ、均一の幅である必要はない。運転停止時の収納性を考慮して、あるいは送風性能をさらに向上させることを考慮して、上流から下流にかけて、遮風部材１２の高さや幅が変化しても良い。また、下羽根８ａの両端の左右両方ではなく、いずれか片方にだけ遮風部材１２を設けてもよい。

（実施の形態２）
図７は本発明の第２の実施の形態の空気調和機の上下風向変更羽根８のうち下羽根８ａを示す斜視図である。

この実施の形態の下羽根８ａには、遮風部材１２（１２ａ、１２ｂ）の内側に隣接して配置され、送風時に発生する耳障りな異常音を音防止するための異音防止部材１５が設けられている。

実施の形態１と同様に、ファン６に吸い込まれた空気は、ファン６の下流側に配置されたリアガイダ７およびスタビライザ１１により、ファン６の下流側に形成された通風路１０に案内されて、かつ、通風路１０を通り、吹出口２ｃより吹き出される（図２参照）。

この時空気流は、本体２に形成された側壁（図示せず）と摩擦を起こすため、摩擦損失により側壁近傍の空気の風速は、他の部分に比べて小さくなる。空気が吹出口から吹き出されて開放域に吐出されると、圧力が急激に低下するため、風速の遅い側壁近傍では不安定空気流や逆吸込み（空気の逆流）といった空気流の乱れを生じる。この空気流の乱れが原因となって、耳障りな異音が発生し、空気調和機を使用している空間にいる人に不快感を与える。

しかしながら、本実施形態の構成によれば、異音防止部材１５（１５ａ、１５ｂ）が、遮風部材１２近傍での空気の逆流を抑える働きをするので、逆吸込を防止し空気の乱れを無くすことができる。すなわち、吹出口からの空気に対して高い整流効果を発揮することができ、耳障りな異常音を抑えることができる。

異音防止部材１５は、リアガイダ７に配置しても一定程度の異音防止効果はあるものの、空気が吹き出される最終端となる下羽根８ａに異音防止部材１５を設けた方が異音防止効果は大きい。また、リアガイダ７上に異音防止部材１５を配置した場合は、異音防止部材１５が空気流の妨げとなり、送風性能の大きな悪化が懸念される。これに対し、空気が吹き出される最終端となる下羽根８ａに異音防止部材１５を設けた場合は、送風性能の悪化は最小限に抑えられる。

遮風部材１２が下羽根８ａの長手方向に回動するようにした場合は、異音防止部材１５ａ、１５ｂも遮風部材１２ａ、１２ｂと一緒に回動を行い、吹出口２ｃから吹き出される空気の吹き出し方向を左右方向に吹き分ける際の妨げにならないようにできる。

なお、耳障りな異常音は、吹出口２ｃに向かって左側だけに発生したり、右側にだけ発生したり、両方に発生したり、片方が他方よりもが大きかったりすることがある。このため異音防止部材１５の配置は、異音防止部材が左右両方とも必要な場合と片方だけで良い場合とがあるが、これらは任意に選択可能である。

異音防止部材１５について、より具体的に説明する。異音防止部材１５は、遮風部材１２の内側に隣接して、下羽根８ａの短手方向に沿って形成されている。そして、異音防止部材１５は、下羽根８ａから、下羽根８ａの面と略直交する方向に形成されている。なお、異音防止部材１５の高さ（下羽根８ａの面と略直交する方向）は、遮風部材１２の高さよりも小さい。より好ましくは、異音防止部材１５の高さは、下羽根８ａの最大厚みの厚みよりも小さい。また、異音防止部材１５は、上流側から下流側に向かって幅を大きくすることが好ましい。

（実施の形態３）
図８は本発明の第３の実施の形態の空気調和機における上下風向変更羽根８のうち下羽根８ａを示す斜視図である。

この実施の形態は、下羽根８ａに遮風部材１２（１２ａ、１２ｂ）は設けず、耳障りな異常音を防止するための異音防止部材１５（１５ａ、１５ｂ）のみ設けたものである。

遮風部材１２が無い状態でも、本体２の側壁近傍での逆吸込や空気の乱れを防止することが可能である。下羽根８ａが吹出口２ｃに近接配設している場合に特に有用となる。

遮風部材１２が無い状態では、異音防止部材１５は、異音防止部材１５の一側面が、下羽根８ａの側面と同一平面上に設けられることが好ましい。

なお、異音防止部材１５の形状は、図７、図８においては四角錐として説明したが、この形状に限られるものではない。その他の形状の例としては、異音防止部材１５の形状は三角錘や四角柱でもよい。異音防止部材１５は、上流側から下流側に向かって幅を大きくすることが好ましいが、これに限られるものではない。出来る限り異音防止部材１５が通風路の圧損にならないようにしつつ、逆吸込や空気の乱れを防止できる形状であればよい。また、左右の異音防止部材は互いに同じ形状でなくてもよい。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、噴出される気流の横方向への拡散がなくなって風量が低下せず、送風性能が向上する。これにより、高性能でかつ吹出口からの空気を所望の領域に到達するように吹き出すことが可能となり、快適な空調ができるため、業務用及び一般家庭等で使用される空気調和機として有用である。

１ 室内機
２ 本体
２ａ 前面開口部
２ｂ 上面開口部
２ｃ 吹出口
３ 前面パネル
４ フィルタ
５ 熱交換器
６ ファン
７ リアガイダ
８ 上下風向変更羽根
８ａ 下羽根
８ｂ 上羽根
８ｃ ガイドミニ羽根
９ 左右風向変更羽根
１０ 通風路
１１ スタビライザ
１２ 遮風部材
１３ 吹出面
１４ 案内面
１５ 異音防止部材

Claims (3)

1. 空気の取入口と吹出口を有する本体と、
   前記取入口から取り入れた空気を熱交換する熱交換器と、
   前記熱交換器によって熱交換した空気を前記吹出口から吹き出すためのファンと、
   前記ファンの下流に配置されて空気の流れを前記吹出口へ案内するリアガイダと、
   前記リアガイダに沿って流れてきた空気の向きを上下に変更する羽根と、を備え、前記羽根は、前記リアガイダの下流に前記リアガイダと連続してかつ回動可能に設けられ、
   前記羽根の長手方向の少なくとも一端には、前記リアガイダに沿って流れてきた空気が前記羽根の長手方向へ流れることを防止する遮風部材が、前記羽根の短手方向に沿って設けられており、
   前記羽根の長手方向のいずれか一端には、前記遮風部材の内側に隣接して配置され、送風時に発生する異音を防止するための異音防止部材が設けられている空気調和機。
2. 前記遮風部材は、上流側端部において、下流側から上流側に向かって幅が小さくなる請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記遮風部材は、前記羽根の長手方向に回動可能である請求項１に記載の空気調和機。

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