JPH0960904A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】室内機の高さを抑えることができ、据付け自由
度の向上に寄与できるとともに、暖房運転時においても
風量の低下や騒音の増大を招くことなく、快適な暖房の
実現に寄与できる空気調和装置を提供する。 【解決手段】吸込み部２３，２４から吸込んだ空気を横
流ファン２６、ディフューザ３４を介して下方へ吹出さ
せるとともに、吸込み部２３，２４とディフューザ３４
との間に室内熱交換器２９を配置した室内機２１を備え
てなる空気調和装置において、ディフューザ３４は鉛直
方向下方に向けて設けてあり、室内熱交換器２９は内部
を流れる冷媒が主として水平方向に向かう経路で流れる
ように配置された水平配置部３０と内部を流れる冷媒が
主として上下方向に向かう経路で流れるように配置され
た非水平配置部３１とで構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和装置に係
り、特に、吸込み部を介して吸込まれた室内空気を室内
熱交換器に接触させた後に、横流ファン、ディフューザ
を介して下方に向けて吹出すタイプの室内機を備えた空
気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、空気調和装置の室内機
は、室内空気の吸込み・吹出し構造から種々のタイプに
分類される。これらのタイプの中に、前面あるいは前面
と上面とから吸込んだ室内空気を室内熱交換器に接触さ
せた後に、横流ファン、ディフューザを介して下方に向
けて吹出すようにした室内機がある。

【０００３】このタイプの室内機は、壁掛方式で用いる
のに適したもので、具体的には図１０に示すように構成
されている。すなわち、室内機１は、通常、断面形状が
蒲鉾型で、紙面と直交する方向に細長く形成された筐体
２を備えている。筐体２の前面壁で下部を除いた部分お
よび上面壁には室内空気を吸込むための吸込み口３，４
が形成されており、これら吸込み口３，４には塵埃をト
ラップするためのフィルタが装着されている。

【０００４】筐体２の前面壁と下面壁とに跨がる部分に
は、斜め下方に向けて空気を吹出すための吹出し口５が
形成されている。筐体２内の中央部には軸心線を紙面と
直交する方向に向けた横流ファン６が設けられている。
そして、吸込み口３，４と横流ファン６との間には、横
流ファン６の背面ケーシング７とファンノーズ８とで囲
まれた部分を除くほぼ半周部分を囲むように屈曲または
円弧状に形成された室内熱交換器９が配置されている。
なお、冷房運転時に室内熱交換器９の表面に凝縮したド
レン水は、ドレンパン１０，１１に集められた後に排出
される。

【０００５】横流ファン６を回転させると、この回転に
伴って室内空気が図中実線矢印１２ａ〜１２ｄで示すよ
うに吸込み口３，４から筐体２内に吸込まれる。吸込ま
れた室内空気は、室内熱交換器９に接触した後に横流フ
ァン６を経由し、背面ケーシング７とファンノーズ８と
によって形成されたディフューザ１３で静圧化された後
に吹出し口５から斜め下方に向けて吹出される。

【０００６】しかしながら、上記構成の室内機１を備え
た空気調和装置にあっては次のような問題があった。す
なわち、従来の室内機１では、筐体２の壁と横流ファン
６との間に熱交換面積の大きな室内熱交換器９を配置す
るために、室内熱交換器９を屈曲あるいは円弧状に形成
して配置している。そして、冷房運転時に室内熱交換器
９の表面で凝縮した凝縮水をドレンパン１０，１１に確
実に導くために、室内熱交換器９を実質的に複数に分割
し、各分割部分９ａ，９ｂ内を流れる冷媒が鉛直線に対
して５０度以内の方向に向かう経路で流れるように各分
割部分９ａ，９ｂを配置している。

【０００７】このため、図１０に示すように、横流ファ
ン６の半周分を囲むように分割部分９ａ，９ｂを山形状
やく字型状に配置しなければならず、必然的に室内熱交
換器の鉛直方向最上端と横流ファン６の軸心線との間の
距離ｈ1 が大きくなる。一方、ディフューザ１３は、流
れ方向にある一定以上の長さを必要とする。このよう
に、距離ｈ1 が大きくなり、しかも流れ方向にある一定
以上の長さのディフューザ１３を設けなければならない
場合、筐体２の鉛直方向の高さＨは必然的に増大する。
高さＨが大きくなると、据付け場所が制限されるので不
利を免れ得ない。

【０００８】そこで、従来の室内機１では、ディフュー
ザ１３が必要とする流れ方向の長さを確保し、かつ高さ
Ｈが増すのを抑制するために、ディフューザ１３の方向
を斜め４５度下方に向けている。

【０００９】しかし、ディフューザ１３の方向を斜め４
５度下方に向けると、図１１に示すように、実際に部屋
１４の壁１５に取付けたとき、図中破線矢印１６で示す
ように、吹出し口５から吹出された気流が床面に到達し
難くなる。特に暖房運転時には暖気が浮力により上昇し
易く、このため暖房運転時のように足元の温度を短時間
に上昇させることが望まれる場合には、快適性を満たす
ことができない。そこで、通常は、吹出し口５にルーバ
などの補助的な手段を設け、暖房運転時には吹出し気流
を鉛直方向下方に向けることが行われている。しかし、
このような補助的な手段を付加すると、この付加によっ
て風量が低下したり、騒音が増大するなどの問題があっ
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の空
気調和装置にあっては、室内機の高さを抑えた構造を採
用しようとすると、特に暖房運転時において風量が低下
したり、騒音が増大するなどの問題があった。

【００１１】そこで本発明は、室内機の高さを抑えるこ
とができ、据付け自由度の向上に寄与できるとともに、
暖房運転時においても風量の低下や騒音の増大を招くこ
とがなく、暖房時の快適性向上に寄与できる空気調和装
置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、室内空気を吸込むための吸込み部と、こ
の吸込み部を介して吸込まれた室内空気を上記吸込み部
より下方位置からディフューザを介して吹出させる吹出
し部と、前記吸込み部と前記ディフューザとの間に設け
られた横流ファンと、この横流ファンと前記吸込み部と
の間に設けられた室内熱交換器とを含む室内機を備えて
なる空気調和装置において、前記ディフューザは鉛直方
向下方に向けて設けてあり、前記室内熱交換器は内部を
流れる冷媒が主として水平方向に向かう経路で流れるよ
うに配置された水平配置部と内部を流れる冷媒が主とし
て上下方向に向かう経路で流れるように配置された非水
平配置部とで構成されている。

【００１３】なお、前記室内熱交換器の前記水平配置部
と前記非水平配置部とを接続する冷媒通路に絞り機構を
挿設することが好ましい。また、冷房運転時においての
み前記絞り機構に絞り機能を発揮させる制御手段を備え
ていてもよい。この制御手段は、冷房運転時において前
記室内熱交換器の前記水平配置部の温度を室温より低
く、かつ露点より高く保つように前記絞り機構の絞り量
を制御することが好ましい。さらに、この制御手段は、
除湿運転時に前記絞り機構に対して絞り度制御を行うと
ともに冷凍サイクルに介挿されている膨張機構に対して
も絞り度制御を行う機能を備えていてもよい。

【００１４】本発明に係る空気調和装置では、室内機の
室内熱交換器が２種類の配置形態の組合せ、つまり内部
を流れる冷媒が主として水平方向に向かう経路で流れる
ように配置された水平配置部と、内部を流れる冷媒が主
として上下方向に向かう経路で流れるように配置された
非水平配置部との組合せで構成されている。

【００１５】したがって、室内熱交換器における水平配
置部と非水平配置部とを接続する冷媒通路に絞り機構を
挿設しておき、冷房運転時には水平配置部の表面に凝縮
水が発生しない絞り度に絞り機構を設定したり、あるい
は制御したりすれば、水平配置部の表面に凝縮水が付着
するのを防止でき、凝縮水を処理するための処理系を設
ける必要もない。

【００１６】このため、横流ファンの軸心線と水平配置
部の頂部との間の距離ｈ1 を十分に小さくでき、その結
果としてディフューザの方向を鉛直方向下方に向けるこ
とができる。つまり、室内機の高さを抑えた状態で、デ
ィフューザの方向を鉛直方向下方に向けることができる
ので、暖房運転時においても風量の低下や騒音の増大を
招くことがなく、暖房運転時の快適性向上に寄与でき
る。

【００１７】なお、除湿運転時には、前述した制御手段
で前記絞り機構に対して絞り機能を発揮させる制御を行
わせるとともに冷凍サイクルに介挿されている膨張機構
に対して全開にする制御を行わせれば、室内温度の低下
を招くことなく、除湿運転を行わせることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら発明の
実施形態を説明する。図１には本発明の一実施形態に係
る空気調和装置における室内機２１の一例が示されてい
る。

【００１９】この室内機２１は、断面形状が蒲鉾型で、
紙面と直交する方向に細長く形成された筐体２２を備え
ている。筐体２２の前面壁で下部を除いた部分および上
面壁には室内空気を吸込むための吸込み口２３，２４が
形成されており、これら吸込み口２３，２４には塵埃を
トラップするためのフィルタが装着されている。

【００２０】筐体２２の下面壁には、鉛直方向下方に向
けて空気を吹出すための吹出し口２５が形成されてい
る。筐体２２内の中央部には軸心線を紙面と直交する方
向に向けた横流ファン２６が設けられている。そして、
吸込み口２３，２４と横流ファン２６との間には、横流
ファン２６の背面ケーシング２７とファンノーズ２８と
で囲まれた部分を除くほぼ半周部分を囲むように室内熱
交換器２９が配置されている。

【００２１】室内熱交換器２９は、筐体２２の上面壁に
沿うように、すなわち内部を流れる冷媒が主として水平
方向に向かう経路で流れるように配置された水平配置部
３０と、筐体２２の前面壁に沿うように、すなわち内部
を流れる冷媒が主として上下方向に向かう経路で流れる
ように配置された非水平配置部３１とで構成されてい
る。これら水平配置部３０の冷媒通路と非水平配置部３
１の冷媒通路とは、図４に示すように絞り機構３２を介
して直列に接続されている。

【００２２】ここで、この例ではどのような場合でも、
水平配置部３０の表面に凝縮水が付着しない運転形態が
選択される。したがって、凝縮水を集めるためのドレン
パン３３は、非水平配置部３１側だけに設けられてい
る。

【００２３】一方、背面ケーシング２７とファンノーズ
２８とによって形成されたディフューザ３４は、鉛直方
向下方に向かうように設けられている。なお、図１に示
す例では、水平配置部３０として平坦状に形成されたも
のを、非水平配置部３１として円弧状に形成されたもの
を組込んでいるが、図２に示すように水平配置部３０
ａ，非水平配置部３１ａともに平坦状に形成されたもの
を組込んでもよいし、図３に示すように水平配置部３０
ｂとして円弧状に形成された部分を含むものを組込み、
非水平配置部３１ｂとして円弧状に形成されたものを組
込んでもよい。

【００２４】図４には図１〜図３に示した室内機２１
（２１ａ，２１ｂ）と図示しない室外機とを組合せた本
発明に係る空気調和装置の冷凍サイクル系統、ここには
冷房運転モードにおける冷凍サイクル系統が示されてい
る。

【００２５】すなわち、図中４１はインバータ電源等に
よって駆動される圧縮機を示している。この圧縮機４１
から吐出された冷媒は、電磁駆動式の４方弁４２、室外
熱交換器４３、膨張弁で代表される膨張機構４４、室内
熱交換器２９（２９ａ，２９ｂ）の水平配置部３０（３
０ａ，３０ｂ）、絞り機構３２、室内熱交換器２９（２
９ａ，２９ｂ）の非水平配置部３１（３１ａ，３１
ｂ）、４方弁４２、圧縮機４１の経路で流れる。なお、
暖房運転モードでは、４方弁４２が切換られて上記とは
逆の経路で冷媒が流れる。

【００２６】室外熱交換器４３には、この室外熱交換器
に外気を循環接触させるための室外ファン４５およびこ
れを駆動するためのモータ４６が付設されている。ま
た、室内機２１内に配置されている横流ファン２６はモ
ータ４７によって回転駆動される。

【００２７】次に、上記のように構成された空気調和装
置の動作を説明する。まず、４方弁４２を図４に示す位
置、つまり冷房運転モードに設定して圧縮機４１および
モータ４６，４７を駆動開始させると、圧縮機４１から
吐出された冷媒は、４方弁４２〜室外熱交換器４３〜膨
張機構４４〜室内熱交換器２９の水平配置部３０〜絞り
機構３２〜室内熱交換器２９の非水平配置部３１〜４方
弁４２〜圧縮機４１の経路で流れる。

【００２８】横流ファン２６が回転すると、この回転に
伴って室内空気が図１中実線矢印５１ａ〜５１ｄで示す
ように吸込み口２３，２４から筐体２２内に吸込まれ
る。吸込まれた室内空気は、室内熱交換器２９の水平配
置部３０および非水平配置部３１に接触した後に横流フ
ァン２６を経由し、ディフューザ３４で静圧化された後
に、図１中実線矢印５２で示すように吹出し口２５から
鉛直方向下方に向けて吹出される。

【００２９】この場合、膨張機構４４および絞り機構３
２の絞り度を予め所定に設定しておくと、室内熱交換器
２９における水平配置部３０の温度が大幅に低下するの
を抑制することができ、この水平配置部３０の表面に凝
縮水が付着しない状態で冷房運転を行うことができる。
すなわち、非水平配置部３１の表面だけに凝縮水が付着
する状態で冷房運転を行うことができる。そして、非水
平配置部３１の表面に付着した凝縮水は、ドレンパン３
３に集められて排出される。このときのモリエル線図を
図５(a) に示す。

【００３０】一方、４方弁４２を図４とは逆の関係に切
換えて暖房運転モードに設定し、圧縮機４１およびモー
タ４６，４７を駆動開始させると、圧縮機４１から吐出
された冷媒は、４方弁４２〜室内熱交換器２９の非水平
配置部３１〜絞り機構３２〜室内熱交換器２９の水平配
置部３０〜膨張機構４４〜室外熱交換器４３〜４方弁４
２〜圧縮機４１の経路で流れる。

【００３１】このときのモリエル線図を図５(b) に示
す。暖房運転時には室内熱交換器２９内を流れる冷媒の
流速が遅いため、絞り機構３２での圧力差は冷房運転時
よりも小さく、支障のない状態で暖房運転を行うことが
できる。

【００３２】このように、室内機２１（２１ａ，２１
ｂ）の室内熱交換器２９（２９ａ，２９ｂ）を２種類の
配置形態の組合せ、つまり内部を流れる冷媒が主として
水平方向に向かう経路で流れるように配置された水平配
置部３０（３０ａ，３０ｂ）と、内部を流れる冷媒が主
として上下方向に向かう経路で流れるように配置された
非水平配置部３１（３１ａ，３１ｂ）との組合せで構成
している。

【００３３】したがって、室内熱交換器２９における水
平配置部３０と非水平配置部３１とを接続する冷媒通路
に絞り機構３２を挿設しておき、冷房運転時には水平配
置部３０の表面に凝縮水が発生しない絞り度に絞り機構
３２を設定しておけば、水平配置部３０の表面に凝縮水
が付着するのを防止することができ、凝縮水を処理する
ための処理系を設ける必要がない。

【００３４】このため、図１に示すように、横流ファン
２６の軸心線と水平配置部３０の頂部との間の距離ｈ1
を十分に小さくでき、その結果としてディフューザ３４
の方向を鉛直方向下方に向けることができる。すなわ
ち、室内機２１の高さＨを抑えた状態で、ディフューザ
３４の方向を鉛直方向下方に向けることができるので、
図９に示すように、実際に部屋５３の壁５４に取付けた
とき、図中破線矢印５５で示すように、吹出し口２５か
ら吹出された気流を風量の低下や騒音の増大を招くこと
なく、床面に到達させることができ、暖房運転時の快適
性向上に寄与できる。

【００３５】なお、図４中に破線で示すように、絞り機
構３２と並列にバイパス弁６０を設け、このバイパス弁
６０を制御器６１で制御したり、制御器６１で絞り機構
３２や膨張機構４４の絞り度を制御したりする構成を採
用してもよい。以下にその具体例を説明する。

【００３６】(1) 冷房運転モードでは絞り機構３２に絞
り機能を発揮させ、暖房運転モードでは制御器６１でバ
イパス弁６０を全開に制御する。冷房運転モードでの絞
り機構３２の絞り度は、水平配置部３０に凝縮水が付着
しないレベルとする。上記制御によって暖房運転時にお
ける絞り機構３２の影響をなくすことができる。冷房運
転時のモリエル線図を図６(a) に示し、暖房運転時のモ
リエル線図を図６(b) に示す。

【００３７】(2) 冷房運転モードでは水平配置部３０の
温度を室温より低く、かつ露点より高くするように絞り
機構３２の絞り度を制御器６１で制御し、暖房運転モー
ドでは絞り度がほぼゼロ（全開）となるように制御器６
１で絞り機構３２を制御する。

【００３８】冷房運転時のモリエル線図を図７(a) に示
し、暖房運転時のモリエル線図を図７(b) に示す。 (3) 除湿運転モードにおいて、水平配置部３０の温度が
室温より高くなるように制御器６１で膨張機構４４およ
び絞り機構３２の絞り度を制御する。

【００３９】この制御によって、除湿運転時には、水平
配置部３０によって空気の加熱を行い、非水平配置部３
１によって空気の冷却、除湿を行い、室温を下げない除
湿運転を行うことができる。図８に除湿運転時のモリエ
ル線図を示す。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
室内機の室内熱交換器を水平配置部と非水平配置部との
組合せで構成しているので、室内機の高さを抑えた状態
で、ディフューザの方向を鉛直方向下方に向けることが
でき、暖房運転時においても風量の低下や騒音の増大を
招くことがなく、快適な暖房の実現に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和装置に組込
まれた室内機の模式的断面図

【図２】室内機の変形例を示す模式的断面図

【図３】室内機の別の変形例を示す模式的断面図

【図４】同空気調和装置の冷凍サイクル系統図

【図５】同空気調和装置の冷房運転時および暖房運転時
のモリエル線図

【図６】冷凍サイクル系統に変形を加えた条件下での冷
房運転時および暖房運転時のモリエル線図

【図７】冷凍サイクル系統に別の変形を加えた条件下で
の冷房運転時および暖房運転時のモリエル線図

【図８】冷凍サイクル系統にさらに別の変形を加えた条
件下での除湿運転時のモリエル線図

【図９】本発明に係る空気調和装置で室内を空気調和し
たときの室内空気の流れを説明するための図

【図１０】従来の空気調和装置に組込まれた室内機の模
式的断面図

【図１１】従来の空気調和装置で室内を空気調和したと
きの室内空気の流れを説明するための図

【符号の説明】

２１，２１ａ，２１ｂ…室内機 ２２…筐体 ２３，２４…吸込み口 ２５…吹出し口 ２６…横流ファン ２７…背面ケーシング ２８…ファンノーズ ２９，２９ａ，２９ｂ…室内熱交換器 ３０，３０ａ，３０ｂ…水平配置部 ３１，３１ａ，３１ｂ…非水平配置部 ３２…絞り機構 ３３…ドレンパン ３４…ディフューザ ４１…圧縮機 ４２…４方弁 ４３…室外熱交換器 ４４…膨張機構 ６０…バイパス弁 ６１…制御器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三島 毅睦 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝住空間システム技術研究所内 (72)発明者 空井 愛 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝住空間システム技術研究所内 (72)発明者 高橋 幸伸 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝住空間システム技術研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内空気を吸込むための吸込み部と、この
   吸込み部を介して吸込まれた室内空気を上記吸込み部よ
   り下方位置からディフューザを介して吹出させる吹出し
   部と、前記吸込み部と前記ディフューザとの間に設けら
   れた横流ファンと、この横流ファンと前記吸込み部との
   間に設けられた室内熱交換器とを含む室内機を備えてな
   る空気調和装置において、 前記ディフューザは鉛直方向下方に向けて設けてあり、
   前記室内熱交換器は内部を流れる冷媒が主として水平方
   向に向かう経路で流れるように配置された水平配置部と
   内部を流れる冷媒が主として上下方向に向かう経路で流
   れるように配置された非水平配置部とで構成されている
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 【請求項２】前記室内熱交換器の前記水平配置部と前記
   非水平配置部とを接続する冷媒通路に絞り機構が挿設さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装
   置。
3. 【請求項３】冷房運転時においてのみ前記絞り機構に絞
   り機能を発揮させる制御手段を備えていることを特徴と
   する請求項２に記載の空気調和装置。
4. 【請求項４】前記制御手段は、冷房運転時において前記
   室内熱交換器の前記水平配置部の温度を室温より低く、
   かつ露点より高く保つように前記絞り機構の絞り度を制
   御することを特徴とする請求項３に記載の空気調和装
   置。
5. 【請求項５】前記制御手段は、除湿運転時に前記絞り機
   構に対して絞り度の調整制御を行うとともに冷凍サイク
   ルに介挿されている膨張機構に対して絞り度の調整制御
   を行うことを特徴とする請求項３に記載の空気調和装
   置。