JP2001336781A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィン表面に生成する凝縮水を速やかに処理
することができるように改良された空気調和機を提供す
ることを主要な目的とする。 【解決手段】 送風機３の周囲に熱交換器４が設けられ
ている。熱交換器４の下方に、熱交換器４の表面に生成
する凝縮水を受けるドレンパン８が設けられている。ド
レンパン８と熱交換器４の下方部との間に、多孔質の部
材１１が設けられている。多孔質の部材１１を、位置決
め手段１３が位置決めしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一般に、空気調
和機に関するものであり、より特定的には、熱交換器を
構成するフィン表面に生成する凝縮水を速やかに処理す
ることができるように改良された空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、空気調和機においては、高性能・
小型化が強く求められている。そのため、熱交換器にお
いても、高効率、高密度化が要求されている。たとえば
特開平１１−２８１２７９号公報等には、フィン表面に
スリットを形成すること、ルーバ等を配設することが開
示されており、空気流の乱流化・温度境界層を低減し、
高効率化が図られている。

【０００３】また、熱交換器を、送風ファンのまわり
に、一定距離をおいて、分割し配設したり、フィン間ピ
ッチを小さくすることにより、高密度化を図った、高効
率・小型機器の提案がなされている。

【０００４】図８は、従来の熱交換器の下方部の断面図
である。熱交換器４は平板フィン６を備えている。平板
フィン６は、伝熱管７に固定されている。熱交換器４の
下方の位置に、熱交換器を囲むドレンパン８が設けられ
ている。ドレンパン８の底面には、排水口９が設けられ
ている。ドレンパン８の底面部には、断熱材１０が装着
されている。排水口９は、排水ホース１２に接続されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の熱交換器は、以
下のように構成されている。

【０００６】しかしながら空調機器における熱交換器に
おいては、より多く伝熱表面積を確保するために、フィ
ンピッチを小さく設定し、かつこれを送風ファンのまわ
りに、ある角度を保って配設している。また、ユニット
前面より吸い込んだ主流空気が、熱交換器内を確実に通
過するよう、熱交換器の周囲にシール構造がとられてい
る。

【０００７】特に、熱交換器各端面とドレンパンにおい
ては、軟質ウレタン発泡剤もしくはドレンパンの一部に
対し、リブ成形を行なうことなどにより、熱交換器の下
端面部におけるシール性の向上が図られ、主流空気が確
実に熱交換器を通過する構造とされている。

【０００８】このとき、フィン面上に生成した凝縮水
は、フィン面上を徐々に流下していく。このとき、熱交
換器の下部端面には、前述の主流空気のシール性から、
樹脂、軟質ウレタン発泡剤を配設しているため、その部
位での表面張力により、凝縮水は、フィン間にある高さ
を保って滞留する。その後、滞留した凝縮水の重力が勝
った時点で、ドレンパンに排水されている。

【０００９】そのために、前述の熱交換器においては、
熱交換空気の通過面積が狭くなり、伝熱特性の低下、圧
力損失の助長を招くという問題を有していた。

【００１０】また、実開平１−１０９７２５号公報に
は、熱交換器から滴下するドレンを受けるドレンパンを
備えた空気調和機において、ドレンパンの熱交換器の下
方に位置する部分に、連続する気泡を有する多孔質材を
配設したことを特徴とする空気調和機を開示している。

【００１１】しかしながら、一般に多孔質の部材は、吸
水性、気孔率、耐衝撃性など改良する問題点があり、ま
た、使用用途に応じた面での改良も必要であり、特に空
気調和機の室内機に採用する場合に、多孔質部材の有効
的な活用を考慮した配設が必要である。したがって、熱
交換器で発生する凝縮水が滞留しないように熱交換器の
下方に多孔質部材を設けただけでは、必要以上の形状で
のものとなったり、組立時等における位置ずれを生じた
りといった事があり、有効的に熱交換器上に生成された
凝縮水を機外に排水する事ができなく、コストアップ、
熱交換率の低下につながるという問題があった。

【００１２】それゆえに、この発明は、上記のような問
題点を解決するためになされたもので、伝熱特性の低
下、圧力損失の助長を招かないように改良された空気調
和機を提供することを目的とする。

【００１３】また、この発明の他の目的は、熱交換率の
低下を起こさないように改良された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】この発明に係る空気調和
機は送風機を備える。上記送風機の周囲に熱交換器が設
けられている。上記熱交換器の下方に、該熱交換器の表
面に生成する凝縮水を受けるドレンパンが設けられてい
る。ドレンパンと熱交換器の下方部との間に、多孔質の
部材が設けられている。上記多孔質の部材は機械的強度
を有するものであり、当該空気調和機は、上記多孔質の
部材を位置決めする手段を備える。

【００１５】この発明の好ましい実施態様によれば、上
記位置決めする手段として、上記多孔質の部材の周囲に
リブを設ける。

【００１６】上記リブは、多孔質の部材を挟むように周
囲に千鳥状に複数個配設するのが好ましい。

【００１７】また、上記リブの多孔質の部材と接触する
面は、曲率を有しているのが好ましい。

【００１８】さらに、上記多孔質の部材の一端面に凹凸
形状を設けるのが好ましい。また、上記多孔質の部材の
厚み・奥行きの寸法は、５ｍｍ以上とするのが好まし
い。

【００１９】さらに、上記多孔質の部材の断面形状を略
Ｌ字型とし、上記多孔質の部材は、締結部材により、上
記熱交換器に固定されるのが好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態に係
る空気調和機について説明する。

【００２１】実施の形態１ 図１は、本発明の実施の形態に係る空気調和機の、室内
ユニットの部分の断面図である。

【００２２】図１を参照して、室内ユニット本体１は、
取付板（図示せず）により、居室に取付けられている。
室内ユニット本体１は、室内ユニット１内に配置される
部品を保護し、美観を保つためのカバー２を備えてい
る。カバー２の前面に複数個の帯状の貫通孔が形成され
ており、裏面に室内を浮遊する塵芥をとるフィルタ（図
示せず）を取付けられるようになっている。室内ユニッ
ト本体１には、室内の空気を循環させるクロスフローフ
ァン３が設けられている。クロスフローファン３のまわ
りに、熱交換器４が、複数個配設されている。クロスフ
ローファン３の下方には、居室に空気を吹き出すときの
上下方向を決定する風向ルーバ５が設けられている。

【００２３】図２は、熱交換器４の下方部付近の断面図
である。熱交換器４は、平板フィン６を備えている。平
板フィン６は、たとえば、厚みの薄いアルミにより形成
されている。また、フィン６の表面は、スリット形状に
切込まれており、両方向（表、裏）に段押し成形したル
ーバ部が形成されている（図示せず）。

【００２４】熱交換器４は、複数枚の平板フィン６が、
相互間を空気が流動するよう一定間隔で平行に並べられ
たものである。伝熱管７を挿入した後、拡管などによ
り、平板フィン６が伝熱管７に固定されている。

【００２５】熱交換器４の下方の位置に、熱交換器４を
囲む略Ｕ字断面形状をしたドレンパン８が設けられてい
る。ドレンパン８の底面には、排水口９が設けられてい
る。ドレンパン８の底面部には、断熱材１０が装着され
ている。

【００２６】熱交換器４の下端部Ａと、断熱材１０との
間に、多孔質部材１１が設けられている。多孔質部材１
１は、たとえば、ユニチカ（株）製ユニベックスＳＢ
（商品名）などの吸水性プラスチック多孔質材料を用い
て形成されている。これは、吸水性の特性を有する多孔
質体として成形されており、気孔の口径が１０〜１００
μｍで互いに連通した連通気孔として形成されている。

【００２７】図９は、ユニベックスＳＢの吸水特性を示
す図である。図９を参照して、ユニベックスＳＢは、吸
水性が大きく、水に対して大きな毛細管現象を生じさせ
る特性を有している。また、ユニベックスＳＢは、打ち
抜き加工性に優れ、任意の形状を形成することが可能と
なる。また、耐熱性に優れ、耐衝撃性に優れ、機械的強
度に優れ、深絞り成形が可能である。

【００２８】排水口９には、ドレンパン８において集め
られた凝縮水を、ユニット内を貫通して室外に誘導する
ための排水ホース１２が設けられている。

【００２９】リブ成形部材１３は、多孔質部材１１と熱
交換器４との位置関係を確実にするためのものである。
本実施の形態では、多孔質部材１１の厚み部分をリブ成
形部材１３に接触させて、縦方向に配列されている。多
孔質部材１１は、多孔質体の製法上必要とする厚みのシ
ートを成形し、必要な幅にカットして、形成される。す
なわち、本実施の形態では、幅方向の一端が断熱材１０
に接触し、他端が熱交換器４の下端Ａに接触している。

【００３０】このように構成される空気調和機によれ
ば、クロスフローファン３が回転することにより、室内
の空気は、カバー２のスリット部から入り熱交換器４に
流入する。このとき、伝熱管７内を冷媒が流れる。伝熱
管７に圧接されている平板フィン６に平行に並べられた
フィン６，６間を空気が通過する。冷媒と空気との間
で、温度差により熱の授受が行なわれる。

【００３１】そして、上記熱交換器が凝縮器として用い
られる場合は、伝熱管７内の温度は高く設定されている
ため、熱交換器４に流入する空気は加熱される。蒸発器
として用いられる場合は、伝熱管７内の温度は低く設定
されているため、熱交換器４に流入する空気は冷却され
る。また、このときフィン６表面上には、凝縮水が生成
する。

【００３２】フィン６の表面上に生成した凝縮水は、熱
交換器４の配設角度と主流空気の流速の影響を受けなが
ら、表面上を徐々に流下し、熱交換器４の下端部Ａ付近
に集まってくる。このとき、従来の熱交換器において
は、表面張力が働き、すぐには熱交換器外に排出され
ず、フィン間に滞留した状態となり、その後、凝縮水が
さらに集まり、その自重が表面張力に勝ったときに、熱
交換器外に排水されていた。

【００３３】ところが、本実施の形態においては、熱交
換器４の下端部に、多孔質部材１１が接触しているの
で、凝縮水が多孔質部材１１に吸収され、凝縮水がフィ
ン６間に滞留することなく、速やかに熱交換器４の外に
導かれる。

【００３４】このように、実施の形態１に係る空気調和
機においては、特別なエネルギーを付加することなく、
フィン６間に滞留する凝縮水を速やかに、かつ、確実
に、熱交換器外に導くことができる。そのため、圧力損
失の助長、伝熱特性の低下などを誘発することがなく、
熱交換を促進することが可能となる。

【００３５】実施の形態２ 図３は実施の形態２に係る空気調和機の、熱交換器の下
方部の部分断面図である。

【００３６】図３において、図２装置と同一または相当
する部分には、同一の参照番号を付し、その説明を繰返
さない。

【００３７】図３装置が、図２装置と異なる点は、多孔
質部材１１の厚み方向の一端面が熱交換器４の下方部に
接触している点である。多孔質部材１１の他端面は、リ
ブ１３に支えられている。このように構成すると、熱交
換器４の下端部と多孔質部材１１との接触面が大きくな
るため、排水効果が一層よくなる。

【００３８】実施の形態３ 図４は、実施の形態３に係る空気調和機に用いる多孔質
部材１１の、配設の様子を示す概念図である。

【００３９】本実施の形態によれば、フィン６上に生成
した凝縮水を多孔質部材１１内に吸収させ、ドレンパン
８内へ排水するときの、凝縮水の移動面積を最大限にす
るため、多孔質部材１１の位置決めを行なうリブ１３
の、多孔質部材１１との接触部分に曲率を持たせてい
る。また、凝縮水の移動表面積を最大限にし、かつ確実
に多孔質部材１１を位置決めするために、リブ１３を、
多孔質部材１１を挟むように、千鳥状に、複数個並べて
配列している。なお、図中、斜線で示した部分が、熱交
換器４の下端部Ａと接触する部分である。

【００４０】実施の形態４ 図５は、実施の形態４に係る空気調和機に用いる、多孔
質部材１１の斜視図である。

【００４１】本実施の形態によれば、凝縮水の移動表面
積の減少をより少なくするため、ドレンパン８あるいは
断熱材１０に接する、多孔質部材１１の一端面を、波状
に形成している。また、この多孔質部材１１は直方体形
状を有し、その厚みＢおよび幅Ｃは、それぞれ５ｍｍ以
上である。この数値よりも小さい場合は、フィン６間に
凝縮水が滞留する。

【００４２】実施の形態５ 図６は、実施の形態５に係る空気調和機に用いる、多孔
質部材１１の斜視図である。実施の形態４と同様に、凝
縮水の移動表面積の減少をより少なくするために、ドレ
ンパン８あるいは断熱材１０に接する、多孔質部材１１
の一端面を鋸刃状に形成している。ここでも、同様にＢ
またはＣは５ｍｍ以上にするのが好ましい。

【００４３】この数値よりも小さい場合は、フィン６間
に、凝縮水が滞留する。このように、熱交換器下端部に
集中した凝縮水をドレンパン８内に移動する際の移動表
面積および吸水力を小さくすることのないように、多孔
質部材１１を形成することにより、熱交換器からドレン
パン８への凝縮水の移動を速やかに行ない、熱交換効率
の向上を図ることが可能となる。

【００４４】実施の形態６ 図７は、実施の形態６に係る空気調和機に用いる、熱交
換器の下方部の断面図である。図７装置において、図２
装置と同一または相当する部分には、同一の参照番号を
付し、その説明を繰返さない。実施の形態６において
は、多孔質部材１１の断面形状を、略Ｌ字型にしてい
る。すなわち、多孔質部材１１の両端部を折り曲げ、コ
の字状になるように成形し、熱交換器４の側面に、締結
部材１４等により、装着している。このように構成する
と、熱交換器４と多孔質部材１１との位置関係がより確
実なものとなり、ドレンパン８への凝縮水の移動が確実
なものとなる。その結果、熱交換率の向上が可能とな
る。

【００４５】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る空調
ユニットでは、熱交換器の下端部位に多孔質部材を設け
ることで、熱交換器を構成しているフィン面上に生成す
る凝縮水を速やかに熱交換器外に排出することができ
る。

【００４７】また、リブを千鳥状に配置する場合には、
熱交換器から多孔質部材へ凝縮水の移動を確実に行なわ
せることができる。さらに、熱交換器に多孔質部材を装
着することにより、組立性の向上等も図られる。

【００４８】このように、本発明に係る空調ユニット
は、何ら特別なエネルギーを必要とせず、また、大幅な
コストアップを伴わずに、熱交換率の向上を達成するこ
とができる。これにより、空気調和機の高性能化、省資
源化に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の断
面図である。

【図２】 実施の形態１に係る空気調和機に用いる、熱
交換器の下方部の断面図である。

【図３】 実施の形態２に係る空気調和機の、熱交換器
の下方部の断面図である。

【図４】 実施の形態３に係る空気調和機に用いられ
る、多孔質部材の配設方法を示す概念図である。

【図５】 実施の形態４に係る空気調和機に用いられ
る、多孔質部材の斜視図である。

【図６】 実施の形態５に係る空気調和機に用いられ
る、多孔質部材の斜視図である。

【図７】 実施の形態６に係る空気調和機の、熱交換器
の下方部付近の断面図である。

【図８】 従来の空気調和機の、熱交換器の下方部の断
面図である。

【図９】 本発明に用いる多孔質の部材の吸水特性を示
す図である。

【符号の説明】

３ 送風機、４ 熱交換器、６ 平板フィン、８ ドレ
ンパン、１１ 多孔質部材、１２ ドレンホース。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送風機と、 前記送風機の周囲に設けられた熱交換器と、 前記熱交換器の下方に設けられ、該熱交換器の表面に生
   成する凝縮水を受けるドレンパンと、 前記ドレンパンと前記熱交換器の下方部との間に設けら
   れた多孔質の部材を備えた室内機において、 前記多孔質の部材は機械的強度を有するもので、前記多
   孔質の部材を位置決めする手段を設けたことを特徴とす
   る、空気調和機。
2. 【請求項２】 前記位置決めする手段として、前記多孔
   質の部材の周囲にリブを設けたことを特徴とする、請求
   項１に記載の空気調和機。
3. 【請求項３】 前記リブは前記多孔質の部材を挟むよう
   に周囲に千鳥状に複数個配設したことを特徴とする、請
   求項２に記載の空気調和機。
4. 【請求項４】 前記リブの、前記多孔質の部材と接触す
   る面は、曲率を有していることを特徴とする、請求項２
   に記載の空気調和機。
5. 【請求項５】 前記多孔質の部材の一端面に凹凸形状を
   設けたことを特徴とする、請求項１に記載の空気調和
   機。
6. 【請求項６】 前記多孔質の部材の厚み・奥行きの寸法
   は、５ｍｍ以上としたことを特徴とする、請求項１に記
   載の空気調和機。
7. 【請求項７】 前記多孔質の部材の断面形状を略Ｌ字型
   とし、前記多孔質の部材は、締結部材により、前記熱交
   換器に固定されていることを特徴とする、請求項１に記
   載の空気調和機。