JP2000193264A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空気調和機の室内機における熱交換器の吹出面
から天井パネルの吹出口までの通風路における圧力損失
を低減し、空気調和機の省エネルギ化と低騒音化を図
り、快適な空調空間を実現することができる空気調和機
を提供する。 【解決手段】空気調和機において、室内機のユニット本
体１の内側面１ａと熱交換器４の吹出面との間に、一端
が熱交換器４の吹出面に接し、他端が前記ユニット本体
の内側面１ａと水受け１１の側板部１３で形成される調
和空気の通風路６、６ａ、６ｂを２分するエアーガイド
５を設け、少なくとも前記熱交換器４の水受け内１１に
設置された部分を通過した調和空気と熱交換器４の他の
部分を通過した調和空気とをエアーガイド５で分離す
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、空気調和機に係
り、特に、天井部に設置される室内機を備えた空気調和
機において、その室内機の省エネルギ化と低騒音化に好
適な空気調和機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、天井埋込形の空気調和機にお
いて、空気調和機の効率を向上させることを目的とし
て、熱交換器の吹出面側に隔壁を設けることが、実開平
３−２７５２４号公報に開示されている。

【０００３】この発明は、図１４に示すように、天井に
埋め込まれるユニット本体１の内部中央にファン２を備
えたファンモータ３を配置し、その外周に熱交換器４
ａ、４ｂを配置している。熱交換器４ｂの下端は、水受
け１１に形成された溝１２内に設置されている。

【０００４】熱交換器４ａ、４ｂの吹出側には、各熱交
換器４ａ、４ｂを通過した調和空気を分離する隔壁５が
配置され、各熱交換器４ａ、４ｂに対応する通風路６
ａ、６ｂが形成され、それぞれ、天井パネル７に形成さ
れた吹出口８に連通している。天井パネル７には、中央
部に室内空気を吸い込む吸込口９が形成され、吹出口８
には、吹き出す空気の方向を調整する風向板１０が設け
られている。

【０００５】このような構成であるから、特に暖房運転
時において、吹出口８から調和空気が吹き出されると
き、熱交換器４ｂで高温に加熱された調和空気を熱交換
器４ａでそれより低い温度に加熱された調和空気で押さ
え込むようにして床面に向けて室内に吹き出させること
ができるため、高温の空気が天井部分に溜る現象を改善
して、空気調和機の効率を向上させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような空気調和機
の室内機においては、図１５に示すように、隔壁５で仕
切られた通風路６ａを流れる調和空気の全量は、熱交換
器４ｂの水受け１１から露出した部分を通過した調和空
気と、水受け１１の溝１２内に位置する部分を通過した
調和空気の和となる。

【０００７】そして、熱交換器４ｂの水受け１１から露
出した部分をほぼ層流状態で通過した調和空気は、隔壁
５に沿って吹出口へ流れて行く間に次第に合流しするた
め、その風速が増加し隔壁５と水受け１１の側面１３の
上端部付近では、局部的に静圧が低くなる。

【０００８】その結果、熱交換器４ｂの水受け１１の上
端部（露出している部分と、水受けの溝内にある部分）
付近では、熱交換器４ｂの流入面と吹出面の圧力差が大
きくなり、水受け１１の上端部付近を通過する調和空気
の流量は他の部分に比べ、幾何学的な面積比にに比べ多
くなる。同じに、熱交換器の吹出面より吹き出される調
和空気の流速も速くなる。

【０００９】このため、熱交換器４ｂの水受け１１の上
端部付近を通過する調和空気で、それより上方から流れ
て来る調和空気を隔壁側へ押しやり実効流路が狭くな
る。また、水受け１１の側面１３に沿って渦が発生す
る。

【００１０】このため、隔壁５と水受け１１の間で調和
空気の流速が極端に速くなり、通風路６ａの圧力損失が
急激に増加し、ファンモータ３の所要動力が増え、ファ
ン２で発生する騒音も増大する。

【００１１】空気調和機の室内機で消費される電力は、
主にファンモータの消費電力であり、室内機から発生す
る騒音は、主にファンから発生する騒音である。そし
て、前記消費電力とファン騒音は、ファンの負荷である
通風路の圧力損失の大きさで決定される。

【００１２】前記通風路の圧力損失は、熱交換器の流入
側から天井パネルの吹出口までの通風路全体で発生する
が、熱交換器の吹出面から天井パネルの吹出口までの通
風路は、その面積が小さく、流れる調和空気の流速が大
きいため、そこで発生する圧力損失は、全体の圧力損失
の約１／２以上を占めている。

【００１３】前記の事情に鑑み、本発明の目的は、空気
調和機の室内機における熱交換器の吹出面から天井パネ
ルの吹出口までの通風路における圧力損失を低減し、空
気調和機の省エネルギ化と低騒音化を図り、快適な空調
空間を実現することができる空気調和機を提供すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本出願の請求項１に記載の発明は、天井に吊り下げ
られるユニット本体と、このユニット本体の中央部に配
置されたファンと、上面に溝が形成され、前記ユニット
本体の下端開口部付近に固定された水受けと、前記ファ
ンを囲うように、前記ユニット本体の天井面に略垂直
に、ユニット本体の側面と略平行に、その下端が前記水
受けの溝内に配置された熱交換器と、中央部に空気の吸
込口が形成され、その周囲に少なくとも一つの吹出口が
形成され、前記ユニット本体の開口部を覆う天井パネル
とを備えた室内機を設けた空気調和機において、前記ユ
ニット本体の内側面と熱交換器の吹出面との間に、一端
が熱交換器の吹出面に接し、他端が前記ユニット本体の
内側面と水受けの側板部で形成される調和空気の通風路
を２分するエアーガイドを設け、少なくとも前記熱交換
器の水受け内に設置された部分を通過した調和空気と熱
交換器の他の部分を通過した調和空気とをエアーガイド
で分離するようにした。

【００１５】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記熱交換器にエアーガイドが
接する位置が前記水受けの上端面より、前記水受けの上
端面から熱交換器が接する溝の底面までの距離より小さ
く、かつ、熱交換器の吹出面とこの吹出面に対向する水
受けの溝の側面上端部との距離より大きい位置とした。

【００１６】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
もしくは請求項２の何れかに記載の発明において、前記
エアーガイドは、その内周側の端面が前記熱交換器の吹
出面に嵌合し、かつ、前記端面より内側に突出し熱交換
器のフィンの間に挿入される取付け部を備えている。

【００１７】さらに、請求項４に記載の発明は、天井に
吊り下げられるユニット本体と、このユニット本体の中
央部に配置されたファンと、上面に溝が形成され、前記
ユニット本体の下端開口部付近に固定された水受けと、
前記ファンを囲うように、前記ユニット本体の天井面に
略垂直に、ユニット本体の側面と略平行に、その下端が
前記水受けの溝内に配置された熱交換器と、中央部に空
気の吸込口が形成され、その周囲に少なくとも一つの吹
出口が形成され、前記ユニット本体の開口部を覆う天井
パネルとを備えた室内機を設けた空気調和機において、
前記水受けのユニット本体側の側面が曲面で形成されて
いる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１ないし図９は、本発明の第１
の実施の形態を示すもので、図１は、空気調和機の室内
機の縦断面図、図２は、図１の室内機の天井パネルの底
面図、図３は、図１のＡ−Ａ断面図、図４は、図１のＢ
部の拡大図、図５は、図１におけるエアーガイドの平面
図、図６は、図５のＤ−Ｄ断面図、図７は、エアーガイ
ドの取付け位置を示す拡大図、図８は、エアーガイドの
取付け位置と圧力損失の関係を示す特性図、図９は、エ
アーガイド取付けによる効果を示すファンの回転数と風
量の関係を示す特性図である。

【００１９】同図において、１はユニット本体で、天井
に埋め込まれている。２はファン。３はファンモータ
で、ユニット本体１の中央部に固定され、その回転軸に
ファン２が取り付けられている。

【００２０】１１は水受けで、その上端面には溝１２
と、この溝の底面に排水用の流路１３が形成され、ユニ
ット本体１の開口部に取付けられている。４は熱交換器
で、前記ユニット本体１内に前記ファン２を囲うように
配置されている。この熱交換器４の下端は、水受け１１
の溝１２内に嵌合している。

【００２１】５はエアーガイドで、図５および図６に示
すように、略矩形に形成され、かつその断面が翼形形状
に形成されたガイド部５ａと、このガイド部５ａから中
央部に向けて突出する複数の取付け部５ｂとからなり、
この取付け部５ｂを熱交換器４のフィンの間に挿入する
ことにより熱交換器４に取り付けられている。

【００２２】６は通風路で、ユニット本体１の内側壁１
ｂと熱交換器４の吹出面４ｃおよび水受け１１の側面１
５の間に形成され、その下流部はエアーガイド５によっ
て２つの通風路６ａ、６ｂに分離されている。

【００２３】７は天井パネルで、図２に示すように、中
央部に吸込口９が形成され、その周囲に複数の吹出口８
が形成され、ユニット本体１の開口端に固定されてい
る。１６はフィルタで、吸込口９を覆うように設置され
ている。１７は導風板で、ファン２の吸い込み側に対向
するように設置されている。１８は電気箱で、導風板１
７とフィルタ１６の間に配置され、ファンモータ３や機
械室１９内の機器、ドレンポンプ２０に電力を供給す
る。２０は風向板で、天井パネル７の吹出口８内に揺動
可能に支持されている。

【００２４】このような構成で、ファンモータ３を作動
させ、ファン２を回転させると、天井パネル７の吸込口
９、フィルタ１６を通しユニット本体１内に吸い込まれ
た室内空気は、導風板１７に沿ってファン２に吸い込ま
れる。ファン２から吹き出された空気は、熱交換器４を
通り調和空気となって通風路６、６ａ、６ｂを通り天井
パネル７の吹出口８から室内に吹き出される。

【００２５】通風路６ａ、６ｂを通る際、図４に示すよ
うに、熱交換器４の水受け１１の上端面付近に対応する
部分を通った調和空気と、それ以外の部分を通った調和
空気がエアーガイド５によって分離され、それぞれ別個
の通風路６ａ、６ｂを通るため、通風路６ａ側は、通風
路６ｂ側の静圧の変動の影響を受けることがない。した
がって、通風路６ｂ側も、通風路６ａ側の風量や風速の
増加の影響を受けることがないので、通風路６ａ、６ｂ
における圧力損失を最小にすることができる。

【００２６】前記エアーガイド５の取付け位置により、
前記通風路６ａ、６ｂにおける圧力損失特性が異なる。
図７に示すように、水受け１１の上端から溝１２の底面
までの距離をＨＬ、水受け１１の上端からエアーガイド
５が熱交換器４に接する位置までの距離をＨＨ、水受け
１１の上端面における溝１２のユニット本体側の縁から
熱交換器４の吹出面までの距離をＷとする。

【００２７】そして、ユニット本体１の内側壁１ｂと水
受け１１の側面１３の間におけるエアーガイド５の下流
側の端部の位置を固定して、熱交換器４に対するエアー
ガイド５接触位置を移動（距離ＨＨを変化）させ、その
時の通風路６ａ、６ｂにおける圧力損失を求める。

【００２８】図８はその結果を示し、通風路６ａでは、
エアーガイド５と水受け１１の側面１３で形成される空
間が一定であるため、距離ＨＨを増加させると、通風路
６ａを通る調和空気の量が増加して、Ａで示すように圧
力損失が増加する。一方、通風路６ｂでは、ユニット本
体１の内側壁１ｂとエアーガイド５で形成される空間が
一定であるため、距離ＨＨを増加させると、通風路６ｂ
を通る調和空気の量が減少して、Ｂで示すように圧力損
失が低減される。

【００２９】したがって、ファン２から吹き出される風
量が一定の場合、通風路６ａ、６ｂのそれぞれで発生す
る圧力損失の合計が最小となる位置（範囲）にエアーガ
イド５を設定すれば、空気調和機の室内機における熱交
換器の吹出面から天井パネルの吹出口までの通風路にお
ける圧力損失を低減し、空気調和機の省エネルギ化と低
騒音化を図ることができる。そして、その範囲は、図８
に示すＷからＨＬの範囲となる。

【００３０】このようにして、従来の技術とエアーガイ
ド５が熱交換器４と接する位置を、水受け１１の上端面
から、Ｗ＜ＨＨ＜ＨＬとなるように設置した場合を、フ
ァンの回転数と吹出口から吹き出される調和空気の風量
の関係で比較すると、図９にＡで示す従来技術に対し、
本願発明はＢで示すように、ファンの同じ回転数で風量
が約５．５％増加する。

【００３１】周知のように、ファンが発生する騒音は、
ファンの回転数の６乗に比例するから、同じ風量を得る
場合には、本願発明ではファンの回転数を約５．５％低
下させることができるので、騒音を１．３ｄｂ低下させ
ることができる。また、省エネルギ化を図ることができ
る。

【００３２】図１０および図１１は、本発明の他の実施
の形態を示すもので、図１０は、空気調和機の室内機の
縦断面図、図１１は、図１０の室内機の天井パネルの底
面図である。同図において図１ないし図６と同じものも
しくは同等のものは同じ符号を付けて示してある。

【００３３】天井パネル７には、吸込口９と、その両側
に２つの吹出口８が形成されている。２１は吸込みボッ
クスで、導風板１７に接続されている。２２は多翼ファ
ンで、吸込みボックス２１に配置されたモータ（図示せ
ず）に固定されている。２３はケーシングで、多翼ファ
ン２２から吹き出される空気をユニット本体１内に導く
ように配置されている。

【００３４】このような構成としても、エアーガイド５
を設けることにより、前記実施の形態と同様の効果を得
ることができる。

【００３５】図１２は、本発明の他の実施の形態を示す
もので、空気調和機の室内機における通風路付近の拡大
図である。同図において、図７と同じものは同じ符号を
付けて示してある。

【００３６】この実施の形態は、水受け１１のユニット
本体１の側壁１ａと対向する側板１３を局面形状にした
ものである。

【００３７】このような構成にしても、水受け１１の側
面での渦の発生を激減させ、かつ、曲面のコアンダ効果
により、上記と同様の効果を得ることができる。

【００３８】図１３は、本発明のさらに他の実施の形態
を示すもので、空気調和機の室内機における通風路付近
の拡大図である。同図において、図７と同じものは同じ
符号を付けて示してある。

【００３９】この実施の形態は、水受け１１のユニット
本体１の側壁１ａと対向する側板１３の上部を局面形状
にしたものである。

【００４０】このような構成にしても、水受け１１の側
面での渦の発生を激減させ、上記と同様の効果を得るこ
とができる。また、水受け１１の成形の際に、成形され
た水受け１１を一方向に抜き取ることができ、安価な成
形方法を適用することができ、製造コストの増加を回避
することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、ユ
ニット本体と水受けの間に形成される通風路における調
和空気の逆流の発生を防止するとともに、圧力損失を最
小限にすることができるので、調和空気の圧力損失に伴
うファンの所要動力を軽減するするとともに、騒音の発
生を抑制することができる。また、快適な空調空間を実
現することができる空気調和機を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空気調和機の室内機の縦断面図。

【図２】図１の室内機の天井パネルの底面図。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図。

【図４】図１のＢ部の拡大図。

【図５】図１におけるエアーガイドの平面図。

【図６】図５のＤ−Ｄ断面図。

【図７】エアーガイドの取付け位置を示す拡大図。

【図８】エアーガイドの取付け位置と圧力損失の関係を
示す特性図。

【図９】エアーガイド取付けによるファンの回転数と風
量の関係を示す特性図。

【図１０】空気調和機の室内機の他の実施の形態を示す
縦断面図。

【図１１】図１０の室内機の天井パネルの底面図。

【図１２】本発明の他の実施の形態を示す室内機におけ
る通風路付近の拡大図。

【図１３】本発明の他の実施の形態を示す室内機におけ
る通風路付近の拡大図。

【図１４】従来の空気調和機の室内機の縦断面図。

【図１５】従来の室内機における通風路付近の拡大図。

【符号の説明】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鹿園 直毅 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 佐藤 良次 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 (72)発明者 山内 礼子 静岡県清水市村松390番地 日立清水エン ジニアリング 株式会社内 (72)発明者 船橋 茂久 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 米山 裕康 静岡県清水市村松390番地 日立清水エン ジニアリング 株式会社内 Ｆターム(参考） 3L049 BB02 BB05 BB10 BC03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】天井に吊り下げられるユニット本体と、こ
   のユニット本体の中央部に配置されたファンと、上面に
   溝が形成され、前記ユニット本体の下端開口部付近に固
   定された水受けと、前記ファンを囲うように、前記ユニ
   ット本体の天井面に略垂直に、ユニット本体の側面と略
   平行に、その下端が前記水受けの溝内に配置された熱交
   換器と、中央部に空気の吸込口が形成され、その周囲に
   少なくとも一つの吹出口が形成され、前記ユニット本体
   の開口部を覆う天井パネルとを備えた室内機を設けた空
   気調和機において、前記ユニット本体の内側面と熱交換
   器の吹出面との間に、一端が熱交換器の吹出面に接し、
   他端が前記ユニット本体の内側面と水受けの側板部で形
   成される調和空気の通風路を２分するエアーガイドを設
   け、少なくとも前記熱交換器の水受け内に設置された部
   分を通過した調和空気と熱交換器の他の部分を通過した
   調和空気とをエアーガイドで分離することを特徴とする
   空気調和機。
2. 【請求項２】前記熱交換器にエアーガイドが接する位置
   が前記水受けの上端面より、前記水受けの上端面から熱
   交換器が接する溝の底面までの距離より小さく、かつ、
   熱交換器の吹出面とこの吹出面に対向する水受けの溝の
   側面上端部との距離より大きい位置であることを特徴と
   する請求項１に記載の空気調和機。
3. 【請求項３】前記エアーガイドは、その内周側の端面が
   前記熱交換器の吹出面に嵌合し、かつ、前記端面より内
   側に突出し熱交換器のフィンの間に挿入される取付け部
   を備えていることを特徴とする請求項１もしくは請求項
   ２の何れかに記載の空気調和機。
4. 【請求項４】天井に吊り下げられるユニット本体と、こ
   のユニット本体の中央部に配置されたファンと、上面に
   溝が形成され、前記ユニット本体の下端開口部付近に固
   定された水受けと、前記ファンを囲うように、前記ユニ
   ット本体の天井面に略垂直に、ユニット本体の側面と略
   平行に、その下端が前記水受けの溝内に配置された熱交
   換器と、中央部に空気の吸込口が形成され、その周囲に
   少なくとも一つの吹出口が形成され、前記ユニット本体
   の開口部を覆う天井パネルとを備えた室内機を設けた空
   気調和機において、前記水受けのユニット本体側の側面
   が曲面で形成されていることを特徴とする空気調和機。