JP2001304605A

JP2001304605A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2001304605A
Application number: JP2000126302A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Yoneyama; 裕康米山; Atsushi Kubota; 淳久保田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2000-04-21
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】送風機の吹出し口の風速分布に影響されるこ
となく熱交換率及び通風抵抗の均一化をはかり、これに
より熱交換器の全体的な熱交換量の向上を図ることが可
能な空気調和機を提供する。【解決手段】筐体２内に、送風機４と、この送風機４
の吹き出し口４１に１列もしくは複数列に伝熱管５ｂが
配列される熱交換器５とを備えた空気調和機において、
風速が速い部分の伝熱管相互間の間隔をＰｔ１とし、風
速の遅い部分の伝熱管相互間の間隔をＰｔ２とすると
き、Ｐｔ１＜Ｐｔ２となるように前記伝熱管５ｂ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、空気と作動流体と
の間で熱交換を行う熱交換器と空気を流動させるための
送風機とを備える空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、特開平５−１７２０９７号公
報に記載のものにおいては、遠心送風機のブレードの表
面に吹き出し空気を所定の方向に導くリブを設け、熱交
換器に流入する風速分布の均一化を図っている。

【０００３】また、特開平１０−１３２３１０号公報に
記載のものにおいては、遠心送風機のハブ形状を傾斜さ
せることにより、遠心送風機からの吹き出し空気の方向
が熱交換器の中央部に指向するように構成されている。

【０００４】さらに、特開平１１−２０１４９４号公報
に記載のものにおいては、遠心送風機の外周に設けられ
た熱交換器を円形にすることにより風速分布の均一化を
図っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平１０−
１３２３１０号公報に記載のものではでは、筐体の小型
化に伴って遠心送風機の吹出し口と熱交換器との距離が
小さくなった場に風速分布が不均一になることに対して
配慮されていない。

【０００６】また、特開平１１−２０１４９４号公報に
記載のものでは、遠心送風機の回転軸に対し垂直方向断
面においては風速の均一化を図ることをできるが、回転
軸に対し水平方向断面においては風速分布の均一化を図
ることは困難である。また、風速分布が均一でないと熱
交換率にも不均一な分布を生じ、このため、熱交換器の
全体的な熱交換量が低下することに対して配慮されてい
ない。

【０００７】これを図８により説明する。遠心送風機４
と、均等な間隔で配置された伝熱管５ｂを有する熱交換
器５との間には、遠心送風機４の吹き出し口４１の中心
位置に対して、熱交換器５の上下方向の中央位置が偏位
した位置関係にある。さらに、遠心送風機４により与え
られた風速は、遠心送風機４の吹出し口４１より、図８
に示すように風速分布４ａをもって、熱交換器５の前面
５ａより流入する。通常、風速分布４ａは遠心送風機４
のハブ４２側の風速が速く、シュラウド４３側の風速が
遅くなる傾向となる。

【０００８】このような風速分布４ａのまま熱交換器５
に風が流入すると、風速分布５ｃで示すように、風速の
速い部分つまり遠心送風機４の吹き出し口４１の中央部
及びその近傍に位置する熱交換器５においては熱交換率
が高く、また、風速の遅い部分つまり遠心送風機４の吹
き出し口４１から遠い部分に位置する熱交換器５におい
ては熱交換率が低くなってしまい、このため熱交換器５
の全体的な熱交換量が低下していた。

【０００９】また、熱交換器５の全体的な熱交換量が低
下することにより、空気調和器の定格能力を出力するた
めに、遠心送風機４は風量アップ、つまり回転数を増加
させる必要があり騒音も大きくなっていた。さらに、モ
ータ３への入力も増加していた。

【００１０】本発明の目的は、筐体の小型化に伴い送風
機の吹出し口から熱交換器との距離が小さくなっても、
送風機の吹き出し口の風速分布に影響されることなく熱
交換率及び通風抵抗の均一化をはかり、これにより熱交
換器の全体的な熱交換率の向上を図ることが可能な空気
調和機を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る空気調和機の発明の構成は、筐体内
に、送風機と、この送風機の吹き出し口に１列もしくは
複数列に伝熱管が配列される熱交換器とを備えた空気調
和機において、風速が速い部分の伝熱管相互間の間隔を
Ｐｔ１とし、風速の遅い部分の伝熱管相互間の間隔をＰ
ｔ２とするとき、Ｐｔ１＜Ｐｔ２となるように前記伝熱
管を配置するものである。

【００１２】また、上記目的を達成するために、本発明
に係る空気調和機の発明の構成は、吹き出し口に近い部
分の伝熱管相互間の間隔をＰｔ１とし、吹き出し口から
遠い部分の伝熱管相互間の間隔をＰｔ２とするとき、Ｐ
ｔ１＜Ｐｔ２となるように前記伝熱管を配置するもので
ある。

【００１３】さらにまた、上記目的を達成するために、
本発明に係る空気調和機の発明の構成は、風速が速い部
分の伝熱管の径をＤｏ１とし、風速が遅い部分の伝熱管
の径をＤｏ２とするとき、Ｄｏ１＞Ｄｏ２となるように
前記伝熱管を配置するものである。

【００１４】さらにまた、上記目的を達成するために、
本発明に係る空気調和機の発明の構成は、吹き出し口に
近い部分の伝熱管の径をＤｏ１とし、吹き出し口から遠
い部分の伝熱管の径をＤｏ２とするとき、Ｄｏ１＞Ｄｏ
２となるように前記伝熱管を配置するものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明に係る第１の実施
例の空気調和機の室内機の縦断面図であり、図８と同等
部分には同一符号を付して説明する。同図において、室
内機１は筐体２の中央部にモータ３と遠心送風機４、こ
の遠心送風機４の下流に熱交換器５、さらに熱交換器５
の下流に吹き出し口６を備えている。水受け７が、熱交
換器５の下部に配置されている。パネル８に設けられた
吸い込み口９から流入する空気は、ベルマウス１０を通
り、遠心送風機４により動圧を与えられ、熱交換器５に
おいて熱交換を行って吹き出し口６から流出する。

【００１６】上記構成の室内機１においては、特に小型
化の要請から、その高さ寸法や幅寸法が小さく抑えられ
た筐体２内に上記遠心送風機４と熱交換器５とを配置す
るに際して、遠心送風機４は筐体２の上面側に近接させ
た状態で配置し、また、熱交換器５が筐体２の上面から
水受け７に跨って配置されている。

【００１７】図２は、遠心送風機の吹き出し口における
風速分布、熱交換器内部における伝熱管の配置状況、及
び風速分布を示す。遠心送風機４の吹き出し口４１の後
方（下流）において、吹き出し口４１の中央部及びその
近傍、つまり風速が速い部分の伝熱管５ｂの相互間の間
隔をＰｔ１とし、吹き出し口４１から遠い側、つまり風
速の遅い部分の伝熱管５ｂの相互間の間隔をＰｔ２とす
るとき、Ｐｔ１＜Ｐｔ２となるように伝熱管５ｂが配置
されている。すなわち、熱交換器５の風速の速い部分
は、単位面積あたりの伝熱管５ｂの配置本数を多くして
伝熱管５ｂ相互間の間隔を狭くする。これにより、通風
抵抗を増加させ、風の流入量を抑制している。また、熱
交換器５の風速の遅い部分は伝熱管５ｂの配置本数を前
記速い部分より少なくして伝熱管５ｂ相互間の間隔を広
くする。これにより、通風抵抗を低下させ、風の流入量
を増加させている。このため、熱交換器５内部の風速分
布５ｃは均一かされ、図示の如くになる。

【００１８】上記のように、風速分布に合わせて伝熱管
５ｂの配置間隔を変化させることにより、熱交換器５の
前面５ａの風速の速い部分は風の流入量が抑制される
が、伝熱管５ｂの単位面積あたりの本数が増加している
ため熱交換率（もしくは熱交換量）は従来と同等とする
ことができる。また、熱交換器５の前面５ａの風速の遅
い部分は、風の流入量が増加して従来よりも熱交換率
（もしくは熱交換量）が向上する。

【００１９】したがって、熱交換器５の全体的な熱交換
量を増加することが可能となる。このため、定格の能力
を出力するために、風量のアップを行う必要がなくなり
騒音の増加を抑制することができる。また、モータ３へ
の入力増加も抑制できるので省エネ化ができる。もしく
は従来品に対し、熱交換器５の小型化つまり室内機１の
小型化ができる。

【００２０】図３は、本発明に係る第２の実施例の室内
機の要部縦断面図である。同図に示すように、遠心送風
機４の吹き出し口４１の中央部及びその近傍、つまり熱
交換器５の前面５ａにおいて風速の速い部分の伝熱管５
ｂの管径をＤｏ１とし、遠い側に位置する熱交換器５の
風速の遅い部分の伝熱管５ｂの管径をＤｏ２とすると
き、Dｏ１＞Dｏ２となるような伝熱管５ｂにする。これ
により、前記と同様に、熱交換器５の前面５ａの風速の
速い部分は通風抵抗を増加させて風の流入量を抑制し、
風速の遅い部分は通風抵抗を低下させることにより風の
流入量を増加させる。これによって、熱交換器５は風速
分布５ｃの均一化が図れ、熱交換率は増加する。このた
め、熱交換器５の全体的な熱交換量が増加する。

【００２１】本実施例によれば、定格能力を出力するた
めに、風量アップを行う必要がなくなり騒音の増加を抑
制できる。また、モータ３への入力増加も抑制できるの
で省エネ化ができる。もしくは従来品に対し、熱交換器
の５の小型化つまり室内機１の小型化できる。

【００２２】図４、図５は、本発明に係る第３及び第４
の実施例の室内機の要部縦断面図である。図４は、図２
に示す実施例、すなわち遠心送風機４の吹き出し口４１
の中央部及びその近傍、つまり熱交換器５の前面５ａに
おいて風速の速い部分の伝熱管５ｂ相互間の間隔をＰｔ
１とし、遠い側に位置する風速の遅い部分の熱交換器５
相互間の間隔をＰｔ２とするとき、前列、後列ともに、
Ｐｔ１＜Ｐｔ２となるように伝熱管５ｂを配置し、さら
に、後列の伝熱管５ｂを前列の伝熱管５ｂの中間に位置
するように、すなわちＰｔ／２になるように配置するも
のである。

【００２３】図５は、図３に示す実施例、すなわち遠心
送風機４の吹き出し口４１の中央部及びその近傍、つま
り熱交換器５の前面５ａにおいて風速の速い部分の伝熱
管５ｂの管径をＤｏ１とし、遠い側に位置する風速の遅
い部分の伝熱管５ｂの管径をＤｏ２とするとき、Dｏ１
＞Dｏ２とし、さらに、後列の伝熱管５ｂを前列の伝熱
管５ｂの中間に位置するように、すなわちＰｔ／２にな
るように伝熱管５ｂを配置するものである。

【００２４】上記のように配置することにより、後列の
伝熱管５ｂは前列の伝熱管５ｂで熱交換されていない空
気と熱交換するため、さらに熱交換量が増加する。

【００２５】図６は、第５の実施例に係る熱交換器の要
部縦断面図である。本実施例は、伝熱管５ｂと直角とな
るように多数個の平板状のフィン５ｄを設けるもので、
このような構成とすることにより、フィン５ｄを介して
空気と伝熱管５ｂとの熱交換が行われ、さらに熱交換量
が増加する。

【００２６】図７は、本発明に係る第６の実施例の空気
調和機の室内機の縦断面図である。

【００２７】上記各実施例においては、遠心送風機を用
いた例について述べているが、本実施例は、シロッコフ
ァンを用いた空気調和機の室内機に適用したものであ
る。

【００２８】同図に示すように、天吊り型室内機は、吸
込み口９から空気を流入させシロッコファン１１を介し
て熱交換器５に空気を送風し、吹き出し口６から風を流
出させる。シロッコファン１１の風速分布４ａは上面側
で風速が速くなるような分布を生じる。したがって、上
記遠心送風機４を用いた室内機と同様に、シロッコファ
ン１１の吹き出し口４１の中央部及び近傍では熱交換器
５に流入する風速は速く、吹き出し口から遠い側に位置
する熱交換器５では流入する風速は遅くなる。

【００２９】したがって、遠心送風機４の時と同様に熱
交換率に不均一な分布が生じる。そのため、上述の伝熱
管５ｂの構成を用いることにより、熱交換器５の全体的
な熱交換量を増加させることが可能となる。その結果、
規定の能力を出力するために風量アップを行う必要がな
くなり騒音の増加を抑制できる。また、モータへの入力
増加も抑制できるので省エネ化ができる。もしくは従来
品に対し、熱交換器５の小型化つまり室内機を小型化で
きる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、筐体の小型化に伴い送
風機の吹出し口から熱交換器の距離が小さくなっても熱
交換器の断面積を変えることなく送風機から送風される
空気の速度分布によって生じる不均一な熱交換率や通風
抵抗を均一化できるため、同一面積の熱交換器であれば
熱交換量を向上させることができる。また、通風抵抗も
均一化できるため、風量の低減が可能となり、騒音低減
を図ることができる。さらに、送風機の駆動力も低減で
きるため省エネ化ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の空気調和機の室内機
の縦断面図である。

【図２】図１の遠心送風機の風速分布、伝熱管の配置状
況と風速分布を示す。

【図３】本発明に係る第２の実施例の室内機の要部縦断
面図である。

【図４】本発明に係る第３の実施例の室内機の要部縦断
面図である。

【図５】本発明に係る第４の実施例の室内機の要部縦断
面図である。

【図６】本発明に係る第５の実施例の熱交換器の要部縦
断面図である。

【図７】本発明に係る第６の実施例の空気調和機の室内
機の縦断面図である。

【図８】従来の空気調和機の室内機の風速分布図であ
る。

【符号の説明】

１・・・室内機２・・・筐体３・・・モータ４・・・遠心送風機４ａ・・・風速分布５・・・熱交換器５ａ・・・熱交換器の前面５ｂ・・・伝熱管５ｃ・・・熱交換器内風速分布、６・・・吹出し口７・・・水受け８・・・パネル９・・・吸込み口１０・・・ベルマウス１１・・・シロッコファン４１・・・送風機の吹き出し口４２・・・ハブ４３・・・シュラウド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体内に、送風機と、この送風機の吹き
出し口に１列もしくは複数列に伝熱管が配列される熱交
換器とを備えた空気調和機において、風速が速い部分の伝熱管相互間の間隔をＰｔ１とし、風
速の遅い部分の伝熱管相互間の間隔をＰｔ２とすると
き、Ｐｔ１＜Ｐｔ２となるように前記伝熱管を配置する
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】筐体内に、送風機と、この送風機の吹き
出し口に１列もしくは複数列に伝熱管が配列される熱交
換器とを備えた空気調和機において、吹き出し口に近い部分の伝熱管相互間の間隔をＰｔ１と
し、吹き出し口から遠い部分の伝熱管相互間の間隔をＰ
ｔ２とするとき、Ｐｔ１＜Ｐｔ２となるように前記伝熱
管を配置することを特徴とする空気調和機。
【請求項３】筐体内に、送風機と、この送風機の吹き
出し口に１列もしくは複数列に伝熱管が配列される熱交
換器とを備えた空気調和機において、風速が速い部分の伝熱管の径をＤｏ１とし、風速が遅い
部分の伝熱管の径をＤｏ２とするとき、Ｄｏ１＞Ｄｏ２
となるように前記伝熱管を配置することを特徴とする空
気調和機。
【請求項４】筐体内に、送風機と、この送風機の吹き
出し口に１列もしくは複数列に伝熱管が配列される熱交
換器とを備えた空気調和機において、吹き出し口に近い部分の伝熱管の径をＤｏ１とし、吹き
出し口から遠い部分の伝熱管の径をＤｏ２とするとき、
Ｄｏ１＞Ｄｏ２となるように前記伝熱管を配置すること
を特徴とする空気調和機。
【請求項５】後列の伝熱管を前列の伝熱管の中間に位
置するように前記伝熱管を配置することを特徴とする請
求項１ないし４のいずれかに記載の空気調和機。
【請求項６】送風機を遠心送風機とすることを特徴と
する請求項１ないし４のいずれかに記載の空気調和機。
【請求項７】送風機をシロッコファンとすることを特
徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の空気調和
機機。