JP7190670B2 - 天井埋込型室内ユニット - Google Patents

Description

本発明は、天井埋込型室内ユニットの構造に関する。

一般に、天井に設置される筐体内の略中央に送風機が収納され、この送風機を囲むように前記筐体の二つの長手方向と一つの短手方向に沿って略Ｕの字型の熱交換器が収納される天井埋込型室内ユニットが知られている。
この種の天井埋込型室内ユニットでは、熱交換器の一対の側部に向かう流量バランスを改善するために、略Ｕの字型の熱交換器の開放部を山形の仕切板で閉じるものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１５－８１６９２号公報

しかしながら、従来の構成では、熱交換器の一対の側部に向かう流量バランスの改善、熱交換効率の改善が十分でないという課題がある。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、熱交換器の開放部に向かう流量バランスを改善し、熱交換効率を改善できる天井埋込型室内ユニットを提供することにある。

本発明は、天井に設置される平面視で長方形の筐体内の中央に送風機が収納され、この送風機を囲むように筐体の二つの長手方向と一つの短手方向に沿って熱交換器が収納される天井埋込型室内ユニットにおいて、前記熱交換器の開放部に備えられる仕切板は、平坦な小側壁と平坦な大側壁とを有して平面視で山形に形成され、その頂点は平面視で前記送風機の回転軸を通り前記筐体の前記長手方向に沿う仮想線である中心線からずれ、前記頂点は、前記中心線から前記送風機の回転方向と反対の側に配置され、平面視における、前記中心線と前記頂点との距離をＬ１、前記中心線から前記熱交換器までの距離をＬ２、前記送風機の羽根先端と前記熱交換器までの距離Ｌ３、前記頂点と前記送風機の羽根先端までの距離Ｌ４としたときに、
Ｌ１ ＜ Ｌ２ × １／３
Ｌ４＞Ｌ３
の関係となり、かつ、前記頂点は、前記送風機から吐出される空気の前記小側壁及び前記大側壁への衝突後に流れる各方向と、前記熱交換器のフィンの配置方向と、が前記平面視において略一致するように前記中心線からずれている、ことを特徴とする。

上記発明によれば、熱交換器の一対の側部に向かう流量バランスが改善され、熱交換効率が向上する。

本発明に係る天井埋込型室内ユニットの一実施形態を示す斜視図 同じく縦断面図 同じく筐体を下方より見た図 同じく筐体にドレンパンを嵌めて、下方より見た図 同じく筐体に化粧パネルを配置して、下方より見た図

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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

第１の発明は、天井に設置される長方形の筐体内の中央に送風機が収納され、この送風機を囲むように筐体の二つの長手方向と一つの短手方向に沿って熱交換器が収納される天井埋込型室内ユニットにおいて、前記熱交換器の開放部に備えられる仕切板は山形で、その頂点は前記送風機の中心線からずれていることを特徴とする。
この発明によれば、熱交換器の一対の側部に向かう流量バランスが改善され、熱交換効率が向上する。

第２の発明は、第１の発明において、前記頂点は、前記中心線から前記送風機の回転方向と反対の側に配置されていることを特徴とする。
この発明によれば、熱交換器の一対の側部に向かう流量バランスが改善され、熱交換効率が向上する。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記頂点は、前記送風機から吐出される空気流が前記熱交換器のフィンの配置方向と略一致するように前記中心線からずれていることを特徴とする。
この発明によれば、熱交換器の一対の側部に向かう流量バランスが改善され、熱交換効率が向上する。

第４の発明は、第１から第３の発明において、前記頂点は、前記送風機から吐出される空気流が前記熱交換器のフィンの配置方向と略一致する側が広くなるように前記送風機の中心線からずれていることを特徴とする。
この発明によれば、熱交換器の一対の側部に向かう流量バランスが改善され、熱交換効率が向上する。

第５の発明は、前記筐体の二つの長手方向に沿う前記熱交換器の一対の側部に対応して一対の吐出口を備えた二方向カセット型であることを特徴とする。
この発明によれば、天井に設置される二方向カセット型における、熱交換器の一対の側部に向かう流量バランスが改善され、熱交換効率が向上する。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明を適用した一実施の形態に係る天井埋込型室内ユニット１００の構成を示す斜視図、図２は、天井埋込型室内ユニット１００の縦断面図である。以下の明細書では、天井埋込型室内ユニット１００を天井に設置した状態を基準として、上方を上、下方を下と、定義する。
天井埋込型室内ユニット１００は、天井に設置される長方形の筐体１を備える。筐体１内には、図２に示すように、遠心送風機（送風機）３が収納され、この遠心送風機３を囲むように、図３に示すように、略Ｕの字型の熱交換器５が配置される。

この熱交換器５の開放部には、該開放部を閉じる仕切板６が設けられ、仕切板６は熱交換器５の内方に凸の山形に形成されている。
仕切板６は、熱交換器５の高さと略等しい高さを備える。この熱交換器５は、筐体１の二つの長手方向の辺１Ａ、１Ｂに沿って延びる、一対の側部５Ａ、５Ｂと、筐体１の一つの短手方向の辺１Ｃに沿って延びる、連結部５Ｃと、を備える。
仕切板６は、一端６Ａが一方の側部５Ａの管板５Ａ－１に固定され、他端６Ｂが他方の側部５Ｂの管板５Ｂ－１に固定される。

筐体１は、図２に示すように、下面に開口１Ｄを備える。この下面の開口１Ｄには、発砲スチロール製の断熱材からなるドレンパン７が嵌め込まれる。ドレンパン７の上面には、熱交換器５の形状に対応させて、平面視では、略Ｕの字形状となる、凹所７Ａが形成され、凹所７Ａには熱交換器５が設置される。

図４は、図３に示す筐体１にドレンパン７を嵌めた状態を示す。
ドレンパン７は、図４に示すように、筐体１の長手方向に沿って長方形の吐出口８、９を備える。ドレンパン７の中央部には、円形の中央開口１０が設けられている。この中央開口１０には、遠心送風機３の樹脂製の吸込みノズル１１が配置される。
この天井埋込型室内ユニット１００は、対向する位置に吐出口８、９を一対備えた、所謂、二方向カセット型である。

ドレンパン７の下方には、図２に示すように、化粧パネル１３が配置される。化粧パネル１３には、ドレンパン７の吐出口８、９に対応させて、一対の長方形の吹出口１４、１５が形成される。吹出口１４、１５には、風向変更羽根１６が設けられる。

図５は、図４に示す筐体１に化粧パネル１３を取り付けた状態を示す。
化粧パネル１３には、図５に示すように、中央部に矩形状の大きな開口１３Ａが形成される。この開口１３Ａには、樹脂製のセンターパネル１７が配置される。センターパネル１７の上面には、図１に示すように、吸込みフィルタ１８が取り付けられる。吸込みフィルタ１８の周辺部は、ドレンパン７のシール面（不図示）に当接する。

図２を用いて、作用を説明する。
吸込みノズル１１が動作すると、室内空気が、図２に矢印Ｓで示すように、化粧パネル１３の開口１３Ａと、センターパネル１７と、の隙間Ｓ１を通り、さらに吸込みフィルタ１８を通って、ドレンパン７の下面の吸込み凹所７１に入る。そして、遠心送風機３の吸込みノズル１１を通り、熱交換器５の一次側の空間Ｋ１に吸引される。一次側の空間Ｋ１に入った空気は、遠心送風機３により遠心力を与えられ、外方へ向かい、熱交換器５で熱交換したのち、二次側の空間Ｋ２に入り、矢印Ｓ２で示すように、空間Ｋ２を下方へ流れ、吐出口８、９を経て、吹出口１４、１５から室内に噴出される。

天井埋込型室内ユニット１００は、図４に示すように、電装箱２１と、センターパネル１７の昇降装置３１と、を備える。
電装箱２１は、吸込みノズル１１を挟んで、筐体１の長手方向の一方側に配置され、昇降装置３１は、筐体１の長手方向の他方側に配置される。
電装箱２１は、ドレンパン７に固定される。昇降装置３１は、ドレンパン７から浮いた状態で化粧パネル１３に固定され、ドレンパン７と、昇降装置３１との間には、通風路が確保される。したがって、昇降装置３１が、風路抵抗とはならず、しかも、昇降装置３１が、浮いた状態で支持されるため、昇降装置３１の振動がドレンパン７に伝わらず、振動の発生が抑制される。

電装箱２１には、図示は省略したが、送風機等の運転を制御する機器が内蔵される。制御部は、演算実行部としてのＣＰＵ、このＣＰＵによって実行可能な基本制御プログラムや、所定のデータなどを不揮発的に記憶するＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ、その他の周辺回路などを備えている。

昇降装置３１は、図１に示すように、４本の吊り紐２２Ａ～２２Ｄを介して、センターパネル１７を昇降させるためのものであり、センターパネル１７を昇降させる制御機器が収納される。４本の吊り紐２２Ａ～２２Ｄには、樹脂ワイヤ或いは金属ワイヤの外周にビニールコーティングを施したものが使用されるが、ダイヤルコードであってもよい。吊り紐２２Ａ～２２Ｄの一端は、センターパネル１７のフック３４に連結され、その他端は、昇降装置３１内の繰り出し／巻き戻しコイル（不図示）に巻回される。そして吸込みフィルタ１８の清掃時には、センターパネル１７を適宜の位置に降下し、センターパネル１７から吸込みフィルタ１８を取り外して清掃することになる。天井の高所のフィルタ清掃作業が軽減される。

本実施形態では、図３に示すように、略Ｕの字型に曲げた熱交換器５は、多数のフィン５１の間に、略Ｕの字型の複数本のチューブ５３を挿通して、所謂、フィン＆チューブ型熱交換器として構成される。

熱交換器５は、遠心送風機（送風機）３の回転軸を挟んで、略平行に延設された一対の側部５Ａ、５Ｂと、一対の側部５Ａ、５Ｂを連結する連結部５Ｃと、を有する。一対の側部５Ａ、５Ｂと連結部５Ｃと、は直線部として構成される。側部５Ａと連結部５Ｃとの間には、曲線部７３が設けられる。側部５Ｂと連結部５Ｃとの間には、曲線部７４が設けられる。
一対の側部５Ａ、５Ｂは、熱交換器５の対向する２辺を構成し、連結部５Ｃは一対の側部５Ａ、５Ｂに連設される１辺を構成する。なお、一対の側部５Ａ、５Ｂと連結部５Ｃとは直線ではなく、湾曲していてもよい。

熱交換器５の開放部（図３中左側。）８８には、開放部８８を閉じる仕切板６が設けられる。仕切板６は、遠心送風機３が収納される内側流路Ｒ１と、外側空間Ｒ２とを区画する。外側空間Ｒ２には、冷媒配管５５や補器５４等が収められる。
仕切板６は、遠心送風機３側に向けて突出した凸形状であり、その頂点部（頂点）６１を、熱交換器５の内方に向けて山形に形成される。

仕切板６は、頂点部６１と、頂点部６１から熱交換器５の側部５Ａに至る部分に配置される小側壁７７と頂点部６１から熱交換器５の側部５Ｂに至る部分に配置される大側壁７８と、を備える。
小側壁７７および大側壁７８は、平坦に形成される。
小側壁７７および大側壁７８の上端は、内側流路Ｒ１の側に略垂直に折り曲げられている。
小側壁７７および大側壁７８の形状は、平坦な略直線に限定されず、例えば、外側空間Ｒ２の側に凹む曲線状であってもよい。
頂点部６１は、遠心送風機３の回転軸の軸方向に延びて、遠心送風機３の吐出口の全範囲に設けることが望ましい。本実施形態では、頂点部６１は、熱交換器５の高さ寸法の全体に亘って設けられる。仕切板６は、１枚の板金で形成され、プレス加工等により折り曲げられる。

仕切板６は、その頂点部６１が、遠心送風機３の中心線Ｌから遠心送風機３の回転方向（矢印Ｘの方向。）と反対の方向に距離Ｌ１だけずれるように、配置される。
各種の実証実験などから、仕切板６をこのように配置することで、各性能が向上することが判明した。すなわち、上述した仕切板６の頂点部６１の位置が、全体の流量バランスを向上し、熱交換器５の熱交換効率を向上し、更には、騒音の低減に寄与する。

遠心送風機３の中心線Ｌから熱交換器５までの距離Ｌ２としたとき、「距離Ｌ１＜距離Ｌ２×１／２」が望ましい。本実施形態では、「距離Ｌ１＝距離Ｌ２×１／５」であり、「距離Ｌ１＜距離Ｌ２×１／３」でもよい。遠心送風機３の羽根先端と熱交換器５までの距離Ｌ３、仕切板６の頂点部６１と遠心送風機３の羽根先端までの距離Ｌ４としたとき、「距離Ｌ４＞距離Ｌ３」が望ましい。

頂点部６１を、距離Ｌ１だけずらすことで、頂点部６１を境とした、遠心送風機３の回転方向の前方領域Ｓ６、および、回転方向と反対方向の後方領域Ｓ７において、遠心送風機３から吐出される空気流が、破線矢印８１、８２で示すように、熱交換器５のフィン５１の配置方向と略一致する。

本実施形態では、遠心送風機３の仕切板６側に吐出する空気は、仕切板６の頂点部６１よりも回転方向の前方領域Ｓ６においては、破線矢印８１で示すように、仕切板６の壁面６１Ｂに沿って回転方向側に流れ、熱交換器５を通して、吹出口１４、１５から機外へ吹き出される。この際、前方領域Ｓ６では、遠心送風機３から吐出される空気流が、熱交換器５の側部５Ｂのフィン５１の配置方向と略一致するため、スムーズに熱交換器５を通して吹出口１４、１５から機外へ吹き出される。

本実施形態では、頂点部６１が、遠心送風機３の回転方向と反対の方向に距離Ｌ１だけずれるため、後方領域Ｓ７よりも前方領域Ｓ６が広くなり、流量バランス的に見ると、若干ではあるが、後方領域Ｓ７よりも前方領域Ｓ６に向かう流量が増す。
前方領域Ｓ６では、遠心送風機３から吐出される空気流が、熱交換器５の側部５Ｂのフィン５１の配置方向と略一致するため、上記流量が増した空気が、抵抗少なく流れて、スムーズに熱交換器５を通過し、熱交換効率が向上する。

後方領域Ｓ７においては、遠心送風機３から吐出される空気流が、仕切板６の頂点部６１により遮られ、回転方向側に流れるのを妨げられる。

本実施形態では、遠心送風機３の反回転方向に、仕切板６の頂点部６１が距離Ｌ１だけずれるため、遠心送風機３から吐出される空気流の流れに対し、距離Ｌ１のずれが効果的に働く。反回転方向側に流れる空気流は、破線矢印８２で示すように、仕切板６の壁面６１Ａに沿って反回転方向側に流れ、前方領域Ｓ６ほどではないが、熱交換器５のフィン５１の側部５Ａの配置方向と略一致し、この空気流は、スムーズに熱交換器５を通して吹出口１４、１５から機外へ吹き出される。

本実施形態では、仕切板６に頂点部６１を設けたため、仕切板６の遠心送風機３と対向する面側の空気の流れは、前方領域Ｓ６と、後方領域Ｓ７とに分流する。熱交換器５の一対の側部５Ａ、５Ｂに向かう流量バランスを改善できる。
本実施形態では、前方領域Ｓ６において、空気流が、破線矢印８１で示すように、熱交換器５の側部５Ｂのフィン５１の配置方向と略一致するため、熱交換効率が向上すると共に、空気流による騒音が低減できる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、熱交換器５の開放部８８に備えられる仕切板６は山形で、その頂点部（頂点）６１は遠心送風機（送風機）３の中心線Ｌからずれている。
これによれば、熱交換器５の一対の側部５Ａ、５Ｂに向かう流量バランスが改善され、熱交換効率が向上する。

また、本実施の形態によれば、頂点部（頂点）６１は、遠心送風機（送風機）３の中心線Ｌから送風機３の回転方向Ｘと反対の側にずれて配置されている。
これによれば、熱交換器５の一対の側部５Ａ、５Ｂに向かう流量バランスが改善され、熱交換効率が向上する。

また、本実施の形態によれば、頂点部（頂点）６１は、遠心送風機（送風機）３から吐出される空気流が熱交換器５のフィン５１の配置方向と略一致するように遠心送風機（送風機）３の中心線Ｌからずれている。
これによれば、熱交換器５の一対の側部５Ａ、５Ｂに向かう流量バランスが改善され、熱交換効率が向上する。

また、本実施の形態によれば、頂点部（頂点）６１は、遠心送風機（送風機）３から吐出される空気流が熱交換器５のフィン５１の配置方向と略一致する側が広くなるように遠心送風機（送風機）３の中心線Ｌからずれている。
これによれば、熱交換器５の一対の側部５Ａ、５Ｂに向かう流量バランスが改善され、熱交換効率が向上する。

また、本実施の形態によれば、天井埋込型室内ユニット１００は、筐体１の二つの長手方向に沿う熱交換器５の一対の側部５Ａ、５Ｂに対応して一対の吐出口８、９を備えた二方向カセット型である。
これによれば、天井に設置される二方向カセット型における天井埋込型室内ユニット１００においても、熱交換器５の一対の側部に向かう流量バランスが改善され、熱交換効率が向上する。

上述した実施の形態は、本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態に係る天井埋込型室内ユニットは、二方向カセット型の空気調和装置としたが、一方向カセット型の空気調和装置や、四方向カセット型の空気調和装置においても本発明を適用が可能である。

１ 筐体
３ 遠心送風機（送風機）
５ 熱交換器
５Ａ、５Ｂ 側部
６ 仕切板
７ ドレンパン
８、９ 吐出口
１１ 吸込みノズル
１３ 化粧パネル
１４、１５ 吹出口
５１ フィン
５３ チューブ
６１ 頂点部（頂点）
７７ 小側壁
７８ 大側壁
８８ 解放部
１００ 天井埋込型室内ユニット
Ｌ 中心線
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４ 距離
Ｒ１ 内側流路
Ｒ２ 外側空間

Claims (3)

1. 天井に設置される平面視で長方形の筐体内の中央に送風機が収納され、この送風機を囲むように筐体の二つの長手方向と一つの短手方向に沿って熱交換器が収納される天井埋込型室内ユニットにおいて、
   前記熱交換器の開放部に備えられる仕切板は、平坦な小側壁と平坦な大側壁とを有して平面視で山形に形成され、その頂点は平面視で前記送風機の回転軸を通り前記筐体の前記長手方向に沿う仮想線である中心線からずれ、
   前記頂点は、前記中心線から前記送風機の回転方向と反対の側に配置され、
   平面視における、前記中心線と前記頂点との距離をＬ１、前記中心線から前記熱交換器までの距離をＬ２、前記送風機の羽根先端と前記熱交換器までの距離Ｌ３、前記頂点と前記送風機の羽根先端までの距離Ｌ４としたときに、
   Ｌ１ ＜ Ｌ２ × １／３
   Ｌ４＞Ｌ３
   の関係となり、
   かつ、前記頂点は、前記送風機から吐出される空気の前記小側壁及び前記大側壁への衝突後に流れる各方向と、前記熱交換器のフィンの配置方向と、が前記平面視において略一致するように前記中心線からずれている、
   ことを特徴とする天井埋込型室内ユニット。
2. 前記頂点は、前記頂点を境とした前記送風機の回転方向の前方領域が、前記回転方向と反対方向の後方領域よりも広くなるように前記中心線からずれていることを特徴とする請求項１に記載の天井埋込型室内ユニット。
3. 前記筐体の二つの長手方向に沿う前記熱交換器の一対の側部に対応して一対の吐出口を備えた二方向カセット型であることを特徴とする請求項１又は２に記載の天井埋込型室内ユニット。

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