JP6566699B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機に関する。

従来、空気調和機の室内機は、吸込口と吹出口を有した筺体に冷凍サイクルを構成する熱交換器やファン等を備えている。ファンによって室内機に取り込まれた空気は、熱交換器により熱交換され、室内に供給される。

空気調和機は、上下方向の風向を制御する上下風向板、左右方向の風向を制御する左右風向板を備えている。空気調和機は、使用者の要求に応じて上下風向板や左右風向板を制御し、所望の温度に設定した空気流を制御している。左右風向板は、複数枚の羽根で構成され、通風路内に設置されていることが多い。

また、近年では快適性の向上を目指して、可視光線センサやサーモパイルなどの各種センサが室内機に導入されている。各種センサによって様々な物体の検出や状態の検出が可能となった。しかし、検知された物体や検出された状態に適した空調運転を行うためには、広範囲の気流制御が必要である。このため、上下風向は勿論のこと、左右風向に対しても高い風向性能を備えた左右風向板が要求されている。

風向性能を向上させる技術として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１では、室内機の左右風向板の面積を拡大させている。
なお、特許文献２では、空気流が室内機の下部ケーシングに沿って流れることが記載されている。

特開２０１２−１１７７４２号公報 特開平９−２８７８０７号公報

特許文献１では、左右風向板の長さを通風路の上部壁の奥行き方向より長く設定し、左右風向板の面積拡大を図っている。しかしながら、このような構成とした場合、左右風向板は、上下風向板の可動範囲や、露受け部品、ファン等の他部品との設置場所の兼ね合い等によって大きさの制約を受け易く、左右風向板に十分な面積を確保することが難しいという課題があった。

また、特許文献２に記載のように、空気流は下部ケーシングに沿って流れることが明らかであるところ、特許文献１では、左右風向板が通風路の上部壁に支持されて主として通風路内の上部側に配置されるものであるため、風向性能を向上させることが難しいという課題があった。

本発明の目的は、小空間を有効活用して風向性能を向上させることできる空気調和機を提供することを課題とする。

本発明は、上部ケーシング、および前記上部ケーシングに対向する下部ケーシングを備えた筺体と、前記上部ケーシングと前記下部ケーシングとの間に形成される通風路と、前記通風路に配置される左右風向板と、を備え、前記上部ケーシングの前記通風路の吹出口側の端部と前記下部ケーシングの前記通風路の吹出口側の端部とを結ぶ直線を第一直線とし、前記上部ケーシングの前記通風路のファン側の端部を通り、前記第一直線に平行な直線を第二直線とし、前記第一直線の中点と前記第二直線の中点とを結ぶ直線を第三直線とし、前記上部ケーシングと前記第一直線と前記第二直線と前記第三直線とで囲われた領域を第一領域とし、前記下部ケーシングと前記第一直線と前記第二直線と前記第三直線とで囲われた領域を第二領域とした場合に、前記左右風向板は、前記第二領域に配置される部分の面積の割合が前記第一領域に配置される部分の面積の割合よりも大きくなっており、前記左右風向板の先端部は、前記通風路の吹出口側の開口部において前記筺体の外形線から突出しており、前記通風路の吹出口側の開口部には、開口部の開度を小さくする状態と開口部の開度を大きくする状態とに開かれる上下風向板が備わり、前記上下風向板は、前側上下風向板と後側上下風向板とを備えており、前記後側上下風向板の後端部は、前記上下風向板が開口部の開度を大きくする状態において、前記第一直線よりも下側に配置されるとともに、前記下部ケーシングにおける前記通風路の吹出口側の端部よりも後側に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、小空間を有効活用して風向性能を向上させることできる空気調和機を提供できる。

本発明の実施形態に係る空気調和機を示す構成図である。 室内機の内部概略構造を示す一部を断面にした側面図である。 通風路の開口部が上下風向板で閉じられた状態を示す側面図である。 冷房運転時の左右風向板および上下風向板を示す側面図である。 暖房運転時の左右風向板および上下風向板を示す側面図である。 本体ケーシングの外形線に対する左右風向板の位置関係を示す側面図である。 左右風向板と上下風向板との配置関係を示す側面図である。 隣接する左右風向板同士の関係を示す模式説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は左右風向板の停止位置を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る空気調和機を示す構成図である。
図１に示すように、空気調和機は、室外機（室外ユニット）８と室内機（室内ユニット）９とが、接続配管１０，１１によって接続されることで冷房および暖房が可能な冷凍サイクルを構成している。室外機８は、圧縮機１と、流路切替手段としての四方弁２と、室外熱交換器３と、冷暖房運転用の絞り装置（膨張弁）４と、室外機ファン６と、を備えて構成されている。室内機９は、室内熱交換器５と、室内機ファン７と、を備えて構成されている。冷凍サイクル内には、熱の授受を行うための作動流体として冷媒が充填されている。冷媒の種類としては、Ｒ４１０ａやＲ３２等が使用される。

空気調和機において冷房運転する場合には、破線矢印で示すように、圧縮機１で圧縮された高温・高圧のガス冷媒が四方弁２を通って室外熱交換器３に流れ、外気（空気）と熱交換することで凝縮し、高圧の液冷媒となる。液冷媒は、膨張弁４の作用で減圧され、低温低圧の気液二相状態となり、接続配管１１を通じて室内機９に流れる。室内機９に入った冷媒は、室内熱交換器５に流れ、室内機ファン７によって取り込まれた空気と熱交換することで蒸発する。室内熱交換器５で蒸発した冷媒は、接続配管１０を通じて、室外機８に戻り、四方弁２を通って再び圧縮機１で圧縮される。

空気調和機において暖房運転する場合には、実線矢印で示すように、圧縮機１で圧縮された高温・高圧のガス冷媒が四方弁２および接続配管１０を通って室内機９に流れる。室内機９に入ったガス冷媒は、室内熱交換器５に流れ、室内機ファン７によって取り込まれた空気と熱交換することで凝縮し、高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、接続配管１１を通って室外機８に流れる。室外機８に入った高圧の液冷媒は、膨張弁４の作用で減圧され、低温低圧の気液二相状態となり、室外熱交換器３に流れ、室外空気の熱と熱交換することで蒸発し、ガス冷媒となる。室外熱交換器３でガス状となった冷媒は、四方弁２を通って再び圧縮機１で圧縮される。

図２は室内機９の概略構造を示す一部を断面にした側面図である。
図２に示すように、室内機９の筺体１５には、前面と上面に空気吸込口１６，１７が設けられ、下部に空気吹出口となる開口部１８が設けられている。筺体１５の前面には可動パネル１５ａが設けられている。筺体１５の内部には、室内機ファン（貫流ファン）７が配設されており、空気吸込口１６，１７から室内機ファン７までの風路の途中にクロスフィンチューブ型の室内熱交換器５が配設されている。

室内熱交換器５の下方には、露受け部品としても機能する上部ケーシング２１が配置されている。上部ケーシング２１は、冷房運転時および除湿運転時等に発生する露を受ける。

筺体１５内には、室内機ファン７の下方から開口部１８に向けて通風路２０が形成されている。通風路２０は、上部ケーシング２１と下部ケーシング２２とによって仕切られている。通風路２０内には、左右風向板３０が配置されている。また、通風路２０の開口部１８には、上下風向板４０が配置されている。符号ＣＬで示す一点鎖線は、筺体１５（製品）の外形線である。

左右風向板３０は、筺体１５の左右方向に間隔を空けて複数枚配置されている（図８，図９参照）。左右風向板３０は、図２に示すように、下部に設けた回動軸３０ａ（下部ケーシング２２に支持）を支点にして、公知の駆動機構を備えた駆動部３０ｂ（下部ケーシング２２内において破線で図示）によって左右に回動可能である。なお、駆動部３０ｂは、下部ケーシング２２内に設けられたものを示したが、これに限られることはなく、室内機９の左右側部のスペース等を利用して設けてもよい。

左右風向板３０は、図２に示すように、空気調和機が停止している状態（上下風向板４０が閉じられた状態）で、回動軸３０ａを支点にして左右方向に回動した位置で停止される。つまり、左右風向板３０は、上下風向板４０に干渉しない位置に回動される。
また、左右風向板３０は、図４，図５に示すように、空気調和機が運転されると、回動軸３０ａを支点にして回動し、先端下部３１が開口部１８を通じて筺体１５の外形線ＣＬから突出可能となっている。つまり、左右風向板３０は、図６に示すように、閉じられた状態の上下風向板４０を含めた筺体１５の外形線ＣＬと交わるように、先端下部３１が下方向に（開口部１８の鉛直方向に）延在する形状（上下風向板４０に干渉する形状）を備えている。図４〜図６では、左右風向板３０が前方を向いた状態でその先端下部３１が外形線ＣＬから突出する（外形線ＣＬに交わる）状態を示している。

このような左右風向板３０の形状は、暖房運転や冷房運転の上下風向板４０の開度位置を考慮したものとなっている。暖房運転時には、図５に示すように、冷房運転時（図４参照）に比べて上下風向板４０の開度が大きく設定される。これは、暖房運転時に暖気が室内の天井付近に溜まりやすく足元が冷える原因となって使用者の快適性が損なわれるためであり、使用者の足元へ送風を行うため、上下風向板４０の開度が大きく設定される。左右風向板３０は、このように開かれる上下風向板４０に干渉しないように、先端部３２の長さが設定されている。具体的に、上下風向板４０の先端部３２は、上部ケーシング２１に沿って長く延在することなく、上下風向板４０の前側上下風向板４１に干渉しない長さに設定されている。

一方、冷房運転時は、暖房運転時と同程度に上下風向板４０の開度を大きくしてしまうと、手足の冷えによる快適性の低下および上下風向板４０に露付きが発生するおそれがある。このため、図４に示すように、冷房運転時は開度が小さく設定されている。左右風向板３０は、このように開かれる上下風向板４０に干渉しないように、下縁部３３の形状が設定されている。具体的に、左右風向板３０の下縁部３３は、上下風向板４０の後側上下風向板４２に干渉しないように、開度の小さい状態の後側上下風向板４２の上面に沿う形状に設定されている。通風路２０における左右風向板３０の配置関係の詳細については後記する。

上下風向板４０は、前側上下風向板４１および後側上下風向板４２を備え、これらが協働して開口部１８を開閉するように構成されている。前側上下風向板４１と後側上下風向板４２とは開口部１８の前後方向に並設されている。前側上下風向板４１および後側上下風向板４２は、図３に示すように、空気調和機が主として停止している状態で開口部１８を閉じる。この場合、前側上下風向板４１および後側上下風向板４２は、筺体１５の外形線ＣＬよりも内側に配置されている。なお、前側上下風向板４１および後側上下風向板４２は、筺体１５の外形線ＣＬに重なるように設けてもよい。

開口部１８が上下風向板４０で閉じられた状態で、後側上下風向板４２の上面と左右風向板３０の先端下部３１との間には、隙間が形成されている。つまり、開口部１８が上下風向板４０で閉じられた状態で、後側上下風向板４２と左右風向板３０とが非接触状態とされ、左右風向板３０が上下風向板４０に干渉しない位置に配置される。なお、空気調和機が運転されると、図４，５に示すように、左右風向板３０が回動して左右風向板３０が前方を向いた状態で、その先端下部３１が筺体１５の外形線ＣＬから突出し、前側上下風向板４１と後側上下風向板４２との間に左右風向板３０の先端下部３１が配置される。なお、左右風向板３０は、前方を向いた状態から左右方向に若干回動させた所定の範囲内で、先端下部３１が筺体１５の外形線ＣＬから突出するように構成されている。

次に、通風路２０における左右風向板３０の配置関係について説明する。図３，図４に示すように、左右風向板３０は、通風路２０の開口部１８に近付けて配置されている。左右風向板３０は、以下のように通風路２０を上下二つの第一領域Ａ１と第二領域Ａ２とに分けた場合に、第二領域Ａ２に配置される部分の面積の割合が第一領域Ａ１に配置される部分の面積の割合よりも大きくなるように配置されている。
第一領域Ａ１は、上部ケーシング２１と第一直線Ｌ１と第二直線Ｌ２と第三直線Ｌ３とで囲われる領域である。第一直線Ｌ１は、上部ケーシング２１の空気流下流側（通風路２０の開口部１８側）の端部２１ａと下部ケーシング２２の空気流下流側の端部２２ａとを結ぶ直線である。第二直線Ｌ２は、上部ケーシング２１の空気流上流側（通風路２０の室内機ファン７側）の端部２１ｂを通り、第一直線Ｌ１に平行な直線である。第三直線Ｌ３は、第一直線Ｌ１の中点Ｐ１と第二直線Ｌ２の中点Ｐ２とを結ぶ直線である。
第二領域Ａ２は、下部ケーシング２２と第一直線Ｌ１と第二直線Ｌ２と第三直線Ｌ３とで囲われる領域である。

室内機ファン７により通風路２０を流れる空気は、前記したように、下部ケーシング２２に沿って、主として通風路２０の下側の領域を開口部１８に向けて流れる。したがって、左右風向板３０は、風向制御に寄与率が極めて高い通風路２０の中央部から下部ケーシング２２に亘る第二領域Ａ２の風向制御を主として行うことが可能である。

また、図５に示すように、左右風向板３０の奥行方向の長さＣ１は、上部ケーシング２１の奥行方向の長さＣ２よりも短くされている（Ｃ１＜Ｃ２）。なお、奥行方向の長さＣ１は、風向制御に寄与する部分の最大長さである。
また、左右風向板３０の先端部３２は、第二領域Ａ２（図３，４参照）において、通風路２０の開口部１８へ延在している（開口部１８まで延びて開口部１８に配置されている）。これによって、図５に示すように、暖房運転時には、前側上下風向板４１の側面に左右風向板３０の先端部３２を近接して対向配置することができる。これによって、通風路２０を流れてきた空気を左右風向板３０から前側上下風向板４１へ連続して導くことができる。
また、図４に示すように、冷房運転時には、後側上下風向板４２の上面に左右風向板３０の下縁部３３を近接して対向配置することができる。これによって、通風路２０を流れてきた空気を、左右風向板３０から後側上下風向板４２へ連続して導くことができる。なお、後側上下風向板４２上を流れた空気流は、その下流側の前側上下風向板４１に導かれ、前側上下風向板４１によって前方斜め下方等に風向制御される。

さらに、左右風向板３０は、図７に示すように、後側上下風向板４２の奥行方向の長さＣ３の半分以上の長さＣ４に亘ってオーバーラップするように（開口部１８の下方から見て重なるように）配置されている。

図８は隣接する左右風向板３０同士の関係を示す模式説明図である。図８では左右風向板３０をデフォルメしてある。隣接する左右風向板３０同士は、風向制御による回動で左右方向に姿勢を変更した際に、空気流の流れ方向の下流側から見て（室内機９の前方斜め下方から見て）一部が重なり合うように配置されている。図８に示す例では、左右方向に姿勢を変更した際に、先端部３２が隣接する左右風向板３０の胴部３４に重なるように、所定の間隔を空けて左右風向板３０同士が配置されている。

図９（ａ）〜（ｄ）は左右風向板３０の停止位置（収容位置）を示す模式図である。図９（ａ）では、複数の左右風向板３０を左右半分ずつ右側と左側の異なる方向に回動させて停止したものである。図９（ｂ）では、複数の左右風向板３０の全体を右方向に回動させて停止したものである。図９（ｃ）では、反対側となる左方向に複数の左右風向板３０の全体を回動させて停止したものである。図９（ｄ）は、左右風向板３０の一部を右方向に回動させ、残りの全てを左方向に回動させて停止したものである。

このように、空気調和機の停止時には、前記のような種々のパターンで左右風向板３０を回動させて停止することができる。なお、左右風向板３０を回動させる角度は、左右風向板３０が上下風向板４０に干渉しないものであれば適宜設定することができる。

以上説明した本実施形態の空気調和機によれば、風向制御の寄与率が極めて高い通風路２０の中央部から下部ケーシング２２に亘る第二領域Ａ２の風向制御を主として行うことが可能であるので、効率よく左右の風向を変更することができる。したがって、小空間を有効活用して風向性能を向上させることできる。

また、左右風向板３０の奥行方向の長さＣ１は、上部ケーシング２１の奥行方向の長さＣ２よりも短くされており、第二領域Ａ２において左右風向板３０の先端部３２が、通風路２０の吹出口側の開口部１８へ延在しているので、小空間を有効活用して左右風向板３０の面積を拡大しつつ左右風向板３０を効果的に配置することができる。これによって、風向性能を向上させることができる。

例えば、冷房運転時には風量が多い下部ケーシング２２および後側上下風向板４２に近い範囲（図４参照）で、効率良く左右の風向制御を行うことが可能となる。
また、暖房運転時には、前側上下風向板４１の開度が大きくなるため、下部ケーシング２２に沿って流れてきた空気流のほとんどは前側上下風向板４１によって遮られる。これによって、空気流が下向きに風向制御され、使用者の足元へ好適に送風を行うことが可能となる。

なお、左右風向板３０の先端部３２が、開口部１８へ延在していることにより、左右風向板３０の重心（不図示）が開口部１８側へ移動する。これにより、面積拡大に伴う風抵抗増加による振動を好適に軽減することができる。したがって、異常振動等の発生を抑制することができる。

また、運転時、左右風向板３０の先端部３２の先端下部３１は、筺体１５の外形線ＣＬから突出しているので、その分、左右風向板３０の奥行方向の全長Ｃ１を長く形成することができる。したがって、小空間を有効活用して左右風向板３０の面積を拡大させ、風向性能を向上させることができる。また、外形線ＣＬからの突出によって左右風向板３０と上下風向板４０とを近接配置するレイアウトが可能となるので、左右風向板３０から上下風向板４０に空気流がスムーズに導かれ、風向性能が向上する。さらに、前側上下風向板４１と後側上下風向板４２との間に、左右風向板３０の先端部３２を配置することも可能であるので、左右風向板３０から上下風向板４０に空気流がスムーズに導かれ、風向性能が向上する。

また、左右風向板３０は、上下風向板４０が開口部１８に閉じられた状態で、上下風向板４０に干渉しない位置に配置されるので、左右風向板３０の面積を拡大しつつ、小空間に左右風向板３０を好適に配置（収容）することができる。

また、左右風向板３０と上下風向板４０とは、空気流の流れ方向と交差する方向に隣接配置されており、上下風向板４０の奥行方向の長さＣ３の半分以上の長さＣ４に亘って、左右風向板３０が後側上下風向板４２にオーバーラップしているので、左右風向板３０から後側上下風向板４２に空気流がスムーズに導かれ、風向性能が向上する。

また、隣接する左右風向板３０同士は、風向制御による姿勢変更時に、空気流の流れ方向下流側から見て一部が重なるので、隣接する左右風向板３０同士の隙間を小さくすることができる。したがって、隙間からの空気流の漏れを抑制し、風向性能が向上する。

なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更することができる。例えば、左右風向板３０は、前記したように、通風路２０内において第二領域Ａ２に配置される部分の面積の割合が第一領域Ａ１に配置される部分の面積の割合よりも大きいものであれば、種々の形状のものを採用することができる。
また、左右風向板３０は、下部ケーシング２２に支持したものを示したが、これに限られることはなく、上部ケーシング２１に支持してもよい。
また、左右風向板３０は、先端下部３１を筺体１５の外形線ＣＬから突出させたものを示したが、これに限られることはなく、左右風向板３０の先端部３２を筺体１５の外形線ＣＬから突出させてもよい。

２１ 上部ケーシング
２２ 下部ケーシング
１５ 筺体
２０ 通風路
２１ａ 上部ケーシングの吹出口側の端部
２１ｂ 上部ケーシングの室内機ファン側の端部
２２ａ 下部ケーシングの吹出口側の端部
３０ 左右風向板
４０ 上下風向板
Ｌ１ 第一直線
Ｌ２ 第二直線
Ｌ３ 第三直線
Ｃ１ 左右風向板の奥行方向の長さ
Ｃ２ 上部ケーシングの奥行方向の長さ
Ｃ３ 上下風向板の奥行方向の長さ
Ｃ４ 半分以上の長さ（オーバーラップ長さ）
Ｐ１ 中点
Ｐ２ 中点
Ａ１ 第一領域
Ａ２ 第二領域

Claims (5)

1. 上部ケーシング、および前記上部ケーシングに対向する下部ケーシングを備えた筺体と、前記上部ケーシングと前記下部ケーシングとの間に形成される通風路と、前記通風路に配置される左右風向板と、を備え、
   前記上部ケーシングの前記通風路の吹出口側の端部と前記下部ケーシングの前記通風路の吹出口側の端部とを結ぶ直線を第一直線とし、
   前記上部ケーシングの前記通風路のファン側の端部を通り、前記第一直線に平行な直線を第二直線とし、
   前記第一直線の中点と前記第二直線の中点とを結ぶ直線を第三直線とし、
   前記上部ケーシングと前記第一直線と前記第二直線と前記第三直線とで囲われた領域を第一領域とし、
   前記下部ケーシングと前記第一直線と前記第二直線と前記第三直線とで囲われた領域を第二領域とした場合に、
   前記左右風向板は、前記第二領域に配置される部分の面積の割合が前記第一領域に配置される部分の面積の割合よりも大きくなっており、
   前記左右風向板の先端部は、
   前記通風路の吹出口側の開口部において前記筺体の外形線から突出しており、
   前記通風路の吹出口側の開口部には、開口部の開度を小さくする状態と開口部の開度を大きくする状態とに開かれる上下風向板が備わり、
   前記上下風向板は、前側上下風向板と後側上下風向板とを備えており、
   前記後側上下風向板の後端部は、前記上下風向板が開口部の開度を大きくする状態において、前記第一直線よりも下側に配置されるとともに、前記下部ケーシングにおける前記通風路の吹出口側の端部よりも後側に配置されていることを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１に記載の空気調和機であって、
   前記左右風向板の奥行方向の長さは、前記上部ケーシングの奥行方向の長さよりも短くされており、前記第二領域において前記左右風向板の先端部が、前記通風路の吹出口側の開口部へ延在していることを特徴とする空気調和機。
3. 請求項１に記載の空気調和機であって、
   前記左右風向板は、前記上下風向板が前記開口部に閉じられた状態で、前記上下風向板に干渉しない位置に配置されることを特徴とする空気調和機。
4. 請求項１に記載の空気調和機であって、
   前記左右風向板と前記上下風向板とは、隣接配置されており、
   前記上下風向板の奥行方向の長さの半分以上の長さに亘って、前記左右風向板が前記上下風向板にオーバーラップしていることを特徴とする空気調和機。
5. 請求項１に記載の空気調和機であって、
   隣接する前記左右風向板同士は、風向制御による姿勢変更時に、吹出口側から見て一部が重なることを特徴とする空気調和機。

Images