JPH0933059A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 天井埋込型の空気調和装置に対し、空調能力
を十分に維持し、且つ装置全体の大型化を招くことなし
に、ファンからの吹出し空気による異音の発生を抑制す
る。 【解決手段】 天板２ａに向って空気を吹出すシロッコ
ファン３と、該ファン３の空気吹出し下流側に配置され
た熱交換器４とを備えた天井埋込型空気調和装置１にお
いて、天板２ａと熱交換器４との接続部分に対向した位
置に、ファン３から吹出された空気を整流しながら熱交
換器４に向って案内すると共に該熱交換器４における通
過風速を低減する整流板１５を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば天井埋込型
等の空気調和装置に係り、特に、送風機から熱交換器に
向って吹出される空気によって発生する異音の防止対策
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば実開平５−５９１１８
号公報に開示されているように、天井埋込型の空気調和
装置は、天井裏空間に据付けられた本体ケーシングと、
天井面に設置され、上記本体ケーシングの内部空間に連
通する吸込口及び吹出口を備えた化粧パネルとを備えて
おり、上記本体ケーシング内部の中央部に送風機が配置
され、この送風機の空気吹出し下流側に熱交換器が配置
されている。そして、送風機の駆動により、化粧パネル
の吸込口から本体ケーシング内に吸込まれた室内空気
が、送風機から熱交換器に向って吹出され、この熱交換
器を通過する際に温度調整されて空調空気となって化粧
パネルの吹出口から室内空間に供給される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな空気調和装置の送風機としてシロッコファンを採用
したものがあるが、このような空気調和装置では、ファ
ンの吹出口での空気の吹出し流速が不均一であることか
ら、熱交換器に向って流れる空気のうちの一部が局部的
に流速が高くなっている場合がある。そして、このよう
な場合、この流速が高い空気が、熱交換器周辺でカルマ
ン流となって異音が発生したり、熱交換器を通過する際
に風切り音が発生したりすることで、これら異音が室内
に放射されて室内環境が悪化するといった不具合があっ
た。

【０００４】このような室内環境の悪化を回避するため
に、ファンの吹出口と熱交換器との距離を大きく確保し
て、熱交換器に達するまでの間に空気の流速を低下させ
ること（所謂距離減衰）によって異音の発生を回避する
ことが考えられるが、これを実現しようとした場合、熱
交換器の配設位置をファンから離れた位置に設定する必
要があり、これによって装置全体の大型化を招いてしま
うため好ましくない。また、ファンから吹き出される空
気の流速を異音が発生しない程度に抑制できるようファ
ンの能力を低下させることも考えられるが、これでは、
装置全体としての吹出し風量が十分に得られないことに
なり、空調能力の低下を来してしまう。

【０００５】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であって、空調能力を十分に維持し、且つ装置全体の大
型化を招くことなしに、ファンからの吹出し空気による
異音の発生を抑制することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、送風機から熱交換器に向って吹出され
る空気のうち流速の高い空気の流路上に、この空気を整
流しながら流速分布を均一化させる整流手段を設けるこ
とにより、局部的に流速が高い部分が発生することを抑
制した。

【０００７】具体的に、請求項１記載の発明は、ケーシ
ング(2) 内に収容された送風機(3)と、該送風機(3) の
空気吹出し下流側に配置され、通過する空気を温度調整
する熱交換器(4) とを備えた空気調和装置を前提として
いる。そして、上記送風機(3) から熱交換器(4) に向っ
て吹出される空気のうち流速が所定値以上の高速空気を
整流しながら熱交換器(4) に向って案内すると共に所定
値以下の低速空気と混合して該低速空気との間で流速を
略均等化させる整流手段(15)を設けた構成としている。

【０００８】そして、この構成では、送風機(3) から吹
出された空気のうち所定値以上の流速の高速空気は、整
流手段(15)によって、整流されながら熱交換器(4) に向
って案内されると共に、所定値以下の流速の低速空気と
の間で流速が略均等化されることになる。このため、熱
交換器周辺でのカルマン流の発生が抑制されて異音が防
止され、また、熱交換器の通過流速が低減することで風
切り音が防止されることになる。

【０００９】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の空気調和装置において、整流手段を、高速空気の流線
に対して所定の角度をもって傾斜配置された整流板(15)
で成した構成としている。

【００１０】この構成では、空気の流路に板材で成る整
流板(15)を配置するといった簡単な構成でもってカルマ
ン流の発生や熱交換器の通過時における異音の発生が防
止できる。

【００１１】請求項３記載の発明は、上記請求項１また
は２記載の空気調和装置において、ケーシング(2) に水
平方向に延びる天板(2a)を備えさせ、熱交換器(4) を、
天板(2a)に対して直交する方向に延ばすと共に、その上
端を天板(2a)に当接させる。また、送風機(3) の空気吹
出口(3a)を天板(2a)に対向するように配置して、該空気
吹出口(3a)から吹出される空気の一部を熱交換器(4) の
上端部分に向って所定値以上の流速で吹出すようにす
る。そして、整流手段(15)を、高速空気の流路上におい
て、熱交換器(4) の上端部分に対して水平方向に対向し
て配置した構成としている。

【００１２】この構成では、上述した請求項１記載の発
明に係る作用によって熱交換器(4)の上端部分での異音
の発生が防止できるので、この異音が発生しない範囲
で、熱交換器(4) を送風機(3) に近付けることが可能と
なり、熱交換器(4) の配設位置を送風機側に寄せたり、
熱交換器(4) の高さ寸法を低くしてケーシング(2) の高
さ寸法を小さくすることができるので、装置全体として
の小型化を図ることができる。

【００１３】請求項４記載の発明は、上記請求項３記載
の空気調和装置において、整流板(15)に、天板(2a)に接
続された接続部(15a) と、該接続部(15a) の一端縁に連
続し、高速空気の流路上において下方に向うにしたがっ
て熱交換器(4) の配設位置側に傾斜する整流部(15b) と
を備えさせた構成としている。

【００１４】この構成では、整流板(15)の配設構造が具
体的に得られることになって、異音低減構造が備えられ
た空気調和装置の実現性が向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。図１は本実施形態に係る天井埋込型空
気調和装置(1) の斜視図、図２はその下面図（天井面に
据付けられた状態で室内側から見た図）であり、図３は
図２におけるIII-III 線に沿った断面の拡大図である。
この図３に示すように、本空気調和装置(1) は、天井
(R) に形成された開口(H) に挿入配置されており、下方
に開放する本体ケーシング(2) が天井裏空間(S) に据付
けられている。この本体ケーシング(2) は天板(2a)と該
天板(2a)の外縁部から下方に延びる側板(2b)とを備えて
いる。また、図４に示すように、本体ケーシング(2) 内
の中央部には、上方に向って開放する吹出口(3a)を備え
た２台の送風機(3,3) が配設されている。これら送風機
(3,3) は樹脂製のファンケーシング(3b)内にファンロー
タ(3c)が収容されたシロッコファンで成っており、この
両者の間に配置されているファンモータ(3d)の駆動軸(3
e,3e) がファンロータ(3c,3c) に直結されていて、該フ
ァンロータ(3c,3c) がファンモータ(3d)の駆動力を受け
て回転し、側方から吸込んだ空気を上方に吐出する。ま
た、この送風機(3) に対し、図３の左右両側（空気調和
装置の幅方向の両側）には熱交換器(4,4')が配設されて
いる。この熱交換器(4,4')は、室外機に冷媒配管(12)を
介して連結され、冷房運転時には蒸発器として、暖房運
転時には凝縮器として機能し、送風機(3) から吐出され
た空気との間で熱交換を行って該空気を温度調整する。
また、熱交換器(4) の下側にはドレンパン(5) が配設さ
れており、冷房運転時に熱交換器(4) で発生した凝縮水
をドレンとして回収してドレンパイプ(13)に排出するよ
うになっている。尚、上記送風機(3) は、吹出口(3a)か
ら吹出される空気の流速分布が、図３に一点鎖線で示す
ように、吹出口(3a)の外周側部分（図３における右側部
分）の流速が高く、内周側部分（図３における左側部
分）に向うに従って低くなっている。そして、この吹出
口(3a)から吹出される空気は、天板(2a)によって左右に
分流され、比較的流速の高い空気が右側の熱交換器(4)
に、比較的流速の低い空気が左側の熱交換器(4')に夫々
分流され、また、この各熱交換器(4,4')に分流される空
気の夫々の流量は略均等にされている。

【００１６】また、本体ケーシング(2) の下端部には化
粧パネル(6) が取付けられている。この化粧パネル(6)
は、その中央部に開口(6a)が形成されており、該開口(6
a)の中央部には該開口(6a)よりも小形のカバーパネル
(7) が配設され、該カバーパネル(7) の両外側部分に、
室内空気を本体ケーシング(2) 内部に導入するための空
気吸込口(6b,6b) が形成されている。つまり、この空気
吸込口(6b,6b) は、図１及び図２の如く、空気調和装置
(1) の２箇所に配設され、夫々が該空気調和装置(1) の
長手方向（図２の左右方向）に夫々延びている。また、
このカバーパネル(7) は、図３の如く、その両側縁部が
湾曲されて成るフック部(7a,7a) が設けられており、こ
のフック部(7a,7a) が化粧パネル(6) に設けられた水平
方向に延びる係止ピン(6c,6c) に係止されて落下が防止
された状態で化粧パネル(6) に一体的に組付けられてい
る。また、本体ケーシング(2) 内における空気吸込口(6
b,6b) に対向した位置にはエアフィルタ(8) が設けられ
て、本体ケーシング(2) 内への塵埃の侵入を防止してい
る。

【００１７】また、化粧パネル(6) の両側縁部（図２に
おける上下方向の両側縁部）には空気吹出口(6d,6d) が
夫々形成されている。この各空気吹出口(6d,6d) は、化
粧パネル(6) の外側縁部を形成する外側部材(9) と、該
外側部材(9) に対して所定間隔を存した内側位置におい
て平行に延びる内側部材(10)との間に形成されている。
そして、この各空気吹出口(6d,6d) により、上記熱交換
器(4) において生成された空調空気を室内空間に供給す
るようになっている。このようにして、空気吸込口(6
b)、エアフィルタ(8) 、送風機(3) 、熱交換器(4,4')、
空気吹出口(6d)に亘って空気流通路(A) が形成されてい
る。

【００１８】また、各空気吹出口(6d,6d) の中央部に
は、該各空気吹出口(6d,6d) から室内空間へ吹出される
空調空気の吹出方向を変更可能とする水平羽根(11)が回
動可能に配設されている。この水平羽根(11)は、樹脂製
で長尺の板材であって、その長手方向の両側部に図示し
ない支持ピンが突設されており、この支持ピンが化粧パ
ネル(6) に回転自在に支持されており、図示しないモー
タの駆動によって該支持ピンを回動中心とした回動動作
が行われるようになっている。

【００１９】そして、本実施形態の特徴として、図３に
示すように、本体ケーシング(2) の天板(2a)における右
側の熱交換器(4) の内側部分には整流板(15)が設けられ
ている。この整流板(15)は、折れ角が例えば１３０°
で、略く字状に折曲げられて接続部(15a) と整流部(15
b) とを備えた板金製の板材であり、図４に示すよう
に、その長さ寸法は、熱交換器(4) の長さ寸法と略一致
している。そして、接続部(15a) は、天板(2a)における
熱交換器(4) に近接した位置に溶接或いはねじ止め等の
手段によって天板(2a)に取付けられており、この状態で
は、整流部(15b) が天板(2a)から下方に向うに従って外
側（熱交換器(4) に配設されている側）に上記の折れ角
でもって傾斜するように配置されている。そして、この
傾斜配置されている整流部(15b) の位置は、上述した比
較的流速の高い空気（高速空気）の流れる領域に設定さ
れている。つまり、この流速の高い空気が整流板(15)の
整流部(15b) に当接し、この整流部(15b) に沿って流れ
ながら整流されて熱交換器(4) に向って案内されるよう
になっている。具体的に、この整流部(15b) の傾斜角度
について説明すると、送風機(3) の吹出口(3a)の外側端
部（図３の点Ｂ）から該吹出口(3a)の開口面に直交する
方向に延びる直線Ｃに対して整流部(15b) （延長方向を
直線Ｄで示す）の傾斜角度αは約５５°に設定されてい
る。また、この整流部(15b) の外側端縁の位置（点Ｅ）
は、上記直線Ｃに対し、吹出口(3a)の外側端部（点Ｂ）
を中心にして時計回り方向に約２７°（図３の角度β）
だけ回動された直線Ｆ上に設定されている。このような
整流板(15)の形状は、後述するように実験的に求められ
たものである。

【００２０】次に、上述の如く構成された空気調和装置
(1) の運転動作について説明する。この空調運転時に
は、ファンモータ(3d)の駆動に伴って送風機(3) が駆動
され、空気吸込口(6b)から本体ケーシング(2) 内に吸込
まれた室内空気は、エアフィルタ(8) 及び送風機(3) を
経て熱交換器(4,4')に流される。そして、この熱交換器
(4,4')において冷媒との間で熱交換を行って温度調整
（冷房運転にあっては冷却、暖房運転にあっては加熱）
された後、空気吹出口(6d)から室内空間に吹出されて該
室内空間の空気調和を行う。

【００２１】この際、図３において右側に位置する熱交
換器(4) への空気の流れとしては、送風機(3) から吐出
された空気のうち、熱交換器(4) の上端部に向って流れ
る比較的流速の高い空気は整流板(15)に案内される一
方、熱交換器(4) の上下方向中間部及び下端部に向って
流れる比較的流速の低い空気は整流板(15)の影響を受け
ることなしに、熱交換器(4) の各部に向って流れること
になる。

【００２２】そして、本実施形態の特徴とする動作とし
ては、上記比較的流速の高い空気の整流板(15)による整
流作用にある。詳しくは、送風機(3) から吹出された空
気のうち比較的流速が高く右側の熱交換器(4) の上端部
分に向って流れる空気は、整流板(15)の整流部(15b) に
よって方向が下側に変化し、この際、整流されることに
よって、天板(2a)と熱交換器(4) との接続部分における
カルマン流の発生が抑制されながら、この高速の空気が
その下側を流れている低速の空気の流路内に混入される
ことで、各空気の流速が略均等化されることになる。つ
まり、乱流の抑制と局部的に流速が高い部分が発生する
ことの抑制とが行われ、この整流板(15)を経た後にあっ
ては、熱交換器(4) に向って流れる空気によるカルマン
流の発生に伴う異音や風切り音の発生が回避される。つ
まり、従来のように、流速の高い空気が、熱交換器周辺
でカルマン流となって異音が発生したり、熱交換器を通
過する際に風切り音が発生したりすることで、これら異
音が室内に放射されて室内環境が悪化するといった不具
合が回避され、室内の静粛性が良好に確保されることに
なる。そして、このようにして整流化及び流速の均等化
がなされた空気は、整流板(15)の整流部(15b) から熱交
換器(4) の上端部周辺に向って流れることになる。ま
た、このように、熱交換器(4) 周辺部での異音の発生を
抑制できるので、この異音が発生しない範囲で、熱交換
器(4) を送風機(3) に近付けることが可能となるので、
特に、従来の異音発生部分であった熱交換器(4) の上端
部の位置を送風機(3) の吹出口(3a)に近付けることがで
きる。このため、熱交換器(4) の配設位置を中央側に寄
せて本体ケーシング(2) の幅寸法を小さくしたり、熱交
換器(4) の高さ寸法を低くして本体ケーシング(2) の高
さ寸法を小さくすることができるので、装置全体として
の小型化を図ることができる。

【００２３】−実験例− 次に、上記の効果を確認するために行った実験について
説明する。本実験では、熱交換器(4) の下流側（２次
側）に風速センサを配置し、整流板(15)を取付けた場合
と整流板(15)を取外した場合との夫々において熱交換器
(4) の下流側各所での風速の測定を行った。その結果を
図５に示す。この図５のグラフは、横軸に熱交換器(4)
の高さ位置を、縦軸に各高さ位置における空気の流速を
夫々示しており、実線が整流板(15)を取付けた場合、破
線が整流板(15)を取外した場合である。

【００２４】この実験結果から分かるように、熱交換器
(4) の上側部分（整流板(15)に対向する部分）では、整
流板(15)を取付けた場合の方が取外した場合よりも風速
が大幅に低減していることが確認された。

【００２５】また、本発明の発明者は、整流板(15)を取
付けた場合と取外した場合とにおいて、空調機(1) から
室内に放射される騒音に関しても聴感による観測を行
い、この観測において、整流板(15)を取付けた場合の方
が騒音が大幅に低減されていることを確認した。

【００２６】次に、上記整流板(15)の効果を十分に発揮
するための、該整流板(15)の配設位置の条件について説
明する。これも実験によって求めたものであって、複数
タイプの整流板(15)を熱交換器(4) 近傍における様々な
位置に様々な姿勢角度でもって配置し、夫々において熱
交換器(4) 下流側での風速の測定、聴感による騒音の観
測を行い、整流板(15)の効果が良好に得られた場合の配
設位置の条件に基いて得たものである。この結果によ
り、図３に仮想線で囲む領域Ｇ（直線Ｆと直線Ｄとで成
る平行四辺形領域）において整流板(15)の傾斜角度を直
線Ｃとの間でなす角度αを５０〜８０°に設定すれば整
流板(15)の効果が十分に得られることが確認された。従
って、例えば、この領域Ｇの下端縁に沿って平板状の整
流板(15)を配設することによっても上記と同様の効果が
発揮されることになる。

【００２７】また、この整流板(15)の長さ寸法として
は、図４に示すように、送風機(3) の開口前端部（図４
の点Ｈ）から整流板(15)に対して直交方向に延びる直線
Ｉに対して送風機(3) の外側に６０°（図４の角度γ）
だけ傾斜した直線Ｊの内側の領域に配置されるように設
定する。尚、この図４の場合には、各送風機(3) 各々に
おける直線Ｊの交点が整流板(15)の配設位置と一致して
いるので、左側の送風機用の整流板と右側の送風機用の
整流板とは連続した１枚の板材によって形成されてお
り、このような配置によれば、整流板(15)の全体が整流
作用を発揮することになると共に、整流板(15)の加工作
業及び本体ケーシング(2) への組付け作業を簡素化でき
ることになる。

【００２８】尚、本実施の形態では、天井埋込型空気調
和装置に、本発明を適用した場合について説明したが、
本発明は、これに限らず、天井吊下型や壁掛型等の種々
の空気調和装置に対して適用可能である。また、シロッ
コファンを備えたものに限らず、クロスフローファン等
の送風機を備えた空気調和装置に対して適用することも
可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば以下に述べるような効果が発揮される。請求項１記載
の発明によれば、送風機から吹出される高速空気を整流
しながら熱交換器に向って案内すると共に所定値以下の
低速空気と混合して該低速空気との間で流速を略均等化
させる整流手段を設け、熱交換器周辺でのカルマン流の
発生を抑制し、且つ熱交換器での風切り音を防止するよ
うにしたために、これらにより発生する異音が室内に放
射されて室内環境が悪化するといった不具合が回避さ
れ、室内の静粛性を良好に確保することができる。ま
た、熱交換器周辺部での異音の発生を抑制できるので、
この異音が発生しない範囲で、熱交換器を送風機に近付
けることが可能となり、装置全体としての小型化を図る
ことができる。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、整流手段
を、高速空気の流線に対して所定の角度をもって傾斜配
置された整流板で成したために、簡単な構成でもってカ
ルマン流の発生や熱交換器の通過時における異音の発生
の防止に伴う室内の静粛性を確保することができる。

【００３１】請求項３記載の発明によれば、熱交換器の
上端部分での異音の発生が防止できるので、この異音が
発生しない範囲で、熱交換器を送風機に近付けることが
可能となり、熱交換器の配設位置を送風機側に寄せた
り、熱交換器の高さ寸法を低くしてケーシングの高さ寸
法を小さくすることができるので、これによって装置の
幅寸法や高さ寸法の縮小化を図ることができる。

【００３２】請求項４記載の発明によれば、整流板の配
設構造が具体的に得られることになり、異音低減構造が
備えられた空気調和装置の実現性の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る天井埋込型空気調和
装置の斜視図である。

【図２】空気調和装置を室内側から見た図である。

【図３】図２におけるIII-III 線に沿った断面図であ
る。

【図４】本体ケーシング内部を示す平面図である。

【図５】整流板の効果を確認するために行った実験の結
果を示す図である。

【符号の説明】

(1) 天井埋込型空気調和装置 (2) 本体ケーシング (2a) 天板 (3) 送風機 (3a) 吹出口 (4) 熱交換器 (15) 整流板（整流手段） (15a) 接続部 (15b) 整流部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング(2) 内に収容された送風機
   (3) と、 該送風機(3) の空気吹出し下流側に配置され、通過する
   空気を温度調整する熱交換器(4) とを備えた空気調和装
   置において、 上記送風機(3) から熱交換器(4) に向って吹出される空
   気のうち流速が所定値以上の高速空気を整流しながら熱
   交換器(4) に向って案内すると共に所定値以下の低速空
   気と混合して該低速空気との間で流速を略均等化させる
   整流手段(15)が設けられていることを特徴とする空気調
   和装置。
2. 【請求項２】 整流手段は、高速空気の流線に対して所
   定の角度をもって傾斜配置された整流板(15)で成ってい
   ることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
3. 【請求項３】 ケーシング(2) は水平方向に延びる天板
   (2a)を備えており、熱交換器(4) は、天板(2a)に対して
   直交する方向に延びていると共に、上端が天板(2a)に当
   接しており、 送風機(3) は、空気吹出口(3a)が天板(2a)に対向するよ
   うに配置されていて、該空気吹出口(3a)から吹出される
   空気の一部を熱交換器(4) の上端部分に向って所定値以
   上の流速で吹出すようになっていて、 整流手段(15)は、高速空気の流路上において、熱交換器
   (4) の上端部分に対して水平方向に対向して配置されて
   いることを特徴とする請求項１または２記載の空気調和
   装置。
4. 【請求項４】 整流板(15)は、天板(2a)に接続された接
   続部(15a) と、該接続部(15a) の一端縁に連続し、高速
   空気の流路上において下方に向うにしたがって熱交換器
   (4) の配設位置側に傾斜する整流部(15b) とを備えてい
   ることを特徴とする請求項３記載の空気調和装置。