JP2004092950A - 空気調和機の室内機 - Google Patents

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Yutaka Aoki
青木 豊
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Fujitsu General Ltd
株式会社富士通ゼネラル
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Abstract

【課題】部屋の温度分布を均一化し、快適な冷暖房を行う。
【解決手段】室内機本体1の内部を連通口1fを備えた区画の仕切り1gによって、左右方向に3つに区画し、中央に熱交換作用を主目的とする熱交換部2を配置し、この熱交換部2には、室内機本体1を覆うように設けた吸込み口1aと、前記吸込み口1aと連通口1fを結ぶ空気流路2a内に設けた熱交換器2eとを備える。また、前記熱交換部2の左右に配置される送風作用を主目的とする送風部3は前記熱交換部2に連通する。送風部3は前記連通口1fに接続する吸込み側3cを有し、吐き出し側3dを、吹出し方向切換手段を有して本体1前面乃至下面に設けた吹出し口1bに臨ませるように遠心ファン3aを備える。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機の室内機に係わり、遠心ファン型の送風機を採用して部屋の温度分布の均一化を図るものに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、低い温度の空気は高い温度の空気よりも密度が大きいので、空気調和機が作動する室内では、とくに部屋上部に暖かい空気が停留すると共に、下部には冷たい空気が停留することになり易く、そのため、部屋上部と下部とで温度差が生じ、例えば、極端な場合7℃程度の差が生じ、足元が寒いけれど顔が暑い状態となり易く、快適な環境が得られなかった。そこで、空気調和機運転時に部屋の温度分布を均一に保つことができるようにする技術として、特開平6−307384号がある。
【0003】
この公知技術は、「送風ファンを回転駆動する電動機と、室温を検出する温度センサと、空気調和機から送信される室温情報を受信する受信部と、制御回路とからなり、前記温度センサおよび前記受信部からの温度情報に基づいて前記制御回路により扇風機の首振り動作および送風量を調節する」ものである。その特徴は、空気調和機(室内機)の送風ファンだけでなく、外部の扇風機も併用することにより送風能力を高め、部屋上部と下部との温度差の解消を図ることである。
【0004】
より詳細に説明すると、別体の扇風機を空気調和機の送風ファンと併用することにより体感温度を実際の室温より低くして冷却効果の補助にすると共に、扇風機により室内の空気を攪拌し、部屋上部と下部との温度差をなくすようにしている。この場合、空気調和機本体に設けられた温度センサによる温度情報または空気調和機のリモコン部に設けられた温度センサによる温度情報に基づき、別体の床などに置かれた扇風機を自動的に駆動して部屋の温度分布を均一に保つようにしている。
【0005】
また、部屋の温度分布を均一に保つ他の技術の従来例として、特開平9−243103号がある。この公知技術は、「冷気は室内のより上部を遠くまで、又暖気は室内のより低い所を遠くまで到達するように工夫した空気調和機の室内ユニットに関する技術」である。
【0006】
上記技術は、「空気調和機の熱交換器の両端部に前記熱交換器を通過しない補助送風路を設けるとともに該補助送風路内に補助送風ファンを設け、主送風ファンから送風される上記熱交換された主風と、補助送風ファンから送風され補助送風路を通った熱交換されていない補助風とを空気吹出口において合流させ室内に吹き出すようにする」ものである。その特徴は、冷気は室内のより上部を遠くまで、又暖気は室内のより低い所を遠くまで行き亙るようにして、部屋上部と下部との温度差を補助送風路と、補助送風ファンとを設けて解消することである。
【0007】
また、冷暖房兼用の空気調和機では、冷房運転時には空気吹出口からの冷気をより上方に遠くまで吹き出す必要があり、又暖房運転時には空気吹出口からの暖気をできるだけ下方に向けて吹き出す必要がある。従来のこの種の空気調和機で、上記課題を考慮したものとして、例えば、実開平6−51727号公報に開示された技術がある。
【0008】
この実開平6−51727号の技術は、その目的を達成するために「室内ユニット(室内機)本体の下部に設けた空気吹出口の近くに熱交換器を通る送風路中に設けられる送風ファンとは別の補助送風ファンを設け、冷房運転時と暖房運転時で、その回転方向を変え、冷気をより上方に遠くまで、又暖気をできるだけ下方に向けて吹き出すようにした」ものである。その特徴は、部屋上部と下部との温度差を補助送風ファンを設けて解消しようとすることである。
【0009】
しかし乍ら、上記従来の分離壁掛型の空気調和機は何れも室内機(又は室内ユニット)に使用される主送風機は横流ファン(クロスフロー形)であるため、原理的な特徴として、静圧が低い広幅の送風を行なう。その反面、高静圧で強力な送風は発生出来ない。所が、現在の室内機は熱交換効率向上のため、熱交換器のフィンの表面積を増加させる工夫をしている。例えば、アルミプレートを波状に加工したコルゲートフィン、切り込みを入れたスリットフィン、が採用されていて単純なプレートフィンと比較して通風抵抗が増大している。その上、熱交換器の外(吸気)側に塵を取り除くためのプレフィルター、空気清浄フィルターを備えることは普通であり、さらに脱臭フィルタ、電気集塵機など通風抵抗となる装置を備えるようになっている。従って、今後の室内機では、送風機はますます高静圧で強力な送風が要求される傾向が顕著である。
【0010】
図8は従来の横流ファン(クロスフロー形)を送風機とする分離壁掛型の室内機の冷房運転(a)と、暖房運転(b)時の動作を示すイメージ図である。
先ず冷房運転では、横流ファンを2段(断面L字状)などの熱交換器に沿ってその内側に設け、吹出口を室内空気吸込口、熱交換器及び横流ファンの直下に横長形状で設ける構造のため、冷気の吹出し方向を上向きには出来ず、たかだか水平よりもやや下向き(θ)で送風する。
しかし、送風が斜め下向きで弱いため、図(a)のように、冷風が向かい側の壁に到達することはなく、部屋の中で対流を起こし冷気の循環が発生するには至らない。その結果、密度の高い冷気が床付近に停滞する。即ち、供給される冷風が部屋の下側に停滞し、時間経過とともに停滞している冷気量が増大する。従って、部屋の上側では暑く、下側では寒く、その境界付近の僅かの範囲が適温となる温度の不均一が発生する。その上、空気の循環がほとんど起こらないので、時間経過と共に床付近は過度に冷却されるだけで、結局、部屋の温度分布を均一化できない。
【0011】
次に暖房運転では、図(b)のように、暖気の吹出し方向を下向きで床方向とする。しかし、従来の室内機は下向きの弱い送風であるため、温風が床に沿って向かい側の壁に到達することはなく、床付近に停留している冷気と少し混合する。そのため、送風された暖気が部屋の中で対流を起こし、循環が発生することはほとんどない。その結果、密度の高い冷気の多くが依然として床付近に停滞する。即ち、供給される暖気は密度が低いので上昇し、部屋の上側に暖気が停滞する。当然、時間経過とともに天井付近に停滞している暖気量が増大する。従って、部屋の上側では暑く、下側では寒く、その境界付近の僅かの範囲が適温となる温度の不均一が発生する。その上、空気の循環がほとんど起こらないので、時間経過と共に天井付近は過度に暑くなるだけで、結局、部屋の温度分布を均一化できない。
【0012】
上述した公知技術から明らかなように、冷房運転、暖房運転何れも部屋全体が適温となるためには、部屋の空気の循環を起こすような強力な送風が不可欠である。
従来の室内機では、冷房運転時には送風機の空気吹出口からの冷気を冷風として、天井方向へ遠くまで吹き出す能力に欠けるため、部屋の空気の循環が不充分であり、部屋の温度分布を均一化出来ない。また、暖房運転時には空気吹出口からの暖気を温風として、例えば、遠方の床面に到達するように強く吹き出す能力が不足しているので、やはり部屋の温度分布を均一化できない。
結局、横流ファンを主送風機とする従来の壁掛型の室内機は、部屋上部に暖かい空気が停留し勝ちであると共に、下部には冷たい空気が停留し勝ちであって、部屋の上下の温度分布を均一化することが困難で、利用者に足元が温かく顔が涼しいなどの快適な温度環境を提供できるとは言い難い技術であった。
【0013】
それらの課題を解決するため、上述した通り特開平6−307384号では室内機と別体の扇風機により室内の空気を攪拌し温度均一化性能の向上を図るものであり、特開平9−243103号では熱交換器の両端部に前記熱交換器を通過しない補助送風路を設けるとともに該補助送風路内に補助送風ファンを設けて遠方へ吹出すようにしたものであり、また、実開平6−51727号公報では、送風ファンに加えて別の補助送風ファンを設け吹出し方向を変えられるように工夫したものである。
【0014】
しかし、何れの従来技術も室内機自身の送風機を高静圧で、強力な風を吹出すようにしたものでも、吹出し方向を自由に、例えば、水平よりも高くして天井方向へ吹出せるようにしたものでもなく、技術内容は横流ファンと補助具を併用することにより従来の送風性能の補強、改良を意図したものである。
上記従来技術は、空気調和機本体に加えて別体の扇風機を必要とするので取扱い難い問題があるものや、補助ファンを加えた空気調和機であっても風向き並びに風の強さを合せた所謂、送風能力が必ずしも充分とは言い難く部屋の温度分布を均一に保つことが難しい問題があった。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、本体内を熱交換部と送風部に区画し、送風部に遠心ファンを採用することで、高静圧で強力な送風を実現できると共に、上下方向の風向きが自由であるので、冷房時、暖房時を問わず部屋の温度分布を充分均一にでき、快適な空気調和機の室内機を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、請求項1発明の空気調和機の室内機は、
本体内を連通口を備えた仕切りによって左右方向に区画し、一方の区画に熱交換作用を主目的とする熱交換部を設け、他方の区画に送風作用を主目的とする送風部を設けてなり、
前記熱交換部には少なくとも本体前面に吸込み口を備えると共に、前記吸込み口と連通口とを結ぶ空気流路内に熱交換器を備え、
前記送風部は、前記連通口に接続する吸込み側を有し、吐き出し側を吹出し方向切換手段を有して本体前面乃至下面に設けた吹出し口に臨ませた遠心ファンを備えた。
【0017】
従って、この構成によれば、前記送風部が熱交換部に連通するように設けられると共に、前記送風部が熱交換部で熱交換した空気を方向切換手段により前方上方から下方までの任意の向きに送風できる。
より詳細には、室内機の送風部の送風ファンが動作し、隣り合い連通するように配置された熱交換部の外側から内側の空気流路内に空気を取り込んで熱交換し、この空気流路と吸込口を経由して送風部が吸込み、高静圧の強風を方向切換手段により、例えば、所定の横ルーバーを開き、それ以外を閉じる方法で、上方、正面、下方の任意方向へ吹出すようにできる。また、請求項4に示すように、渦巻ケーシングを軸の回りに所要角度回転できるようにした場合、上述の横ルーバーのみを使う場合に較べ、吹出しの上下方向の向きを一層自由に前方上方から下方までの任意の向きに変えられる特徴を持つ。
【0018】
また、請求項2発明の空気調和機の室内機は、
本体内を連通口を備えた仕切りによって左右方向に3つに区画し、中央に熱交換作用を主目的とする熱交換部を、左右に送風作用を主目的とする送風部を設けてなり、
前記熱交換部には少なくとも本体前面に吸込み口を備え、前記吸込み口と連通口とを結ぶ空気流路内に熱交換器を備え、
前記送風部は、前記連通口に接続する吸込み側を有し、吐き出し側を吹出し方向切換手段を有して本体前面乃至下面に設けた吹出し口に臨ませた遠心ファンを備えた。
【0019】
従って、この構成によれば、本体中央に熱交換部を、左右夫々に2つの送風部を連通するように配置するので、前記送風部が熱交換部で熱交換した空気を前方上方から下方までの任意の向きに送風できる。
1台の遠心ファンと比較して2台の構成の場合、この2台の遠心ファン夫々が動作するので熱交換能力及び送風能力を、更に大きくできる。また、請求項1の構成と同様に、請求項3に示すように、熱交換器は複数のユニットを、例えば、多角筒状に構成して内部を空気流路とすることが可能であり、熱交換器の外形の大きさに較べて熱交換面積を大きくできるので、熱交換部の小型化が図れる。
その上、請求項4に示すように、渦巻ケーシングを軸の回りに所要角度自由に回転するように構成でき、吹出しの上下方向の向きを一層自由に変えられる特徴を持つ。
【0020】
また、請求項5発明の空気調和機の室内機は、
熱交換部を、少なくとも本体前面に設けた吸込み口と、前記吸込み口と連通口を結ぶ空気流路内に設けた熱交換器と、前記熱交換器の下側に配置した結露水の露受皿と、前記露受皿内に立設した吸水材とを備えるようにした。
【0021】
前記熱交換部で熱交換した空気を吸水材に触れ水分を蒸発させ送風部から吐き出すことで加湿作用を備える。
従って、この構成によれば、水を吸い上げ易くかつ通気性のある素材、例えば、不職布など、の吸水材を露受皿内立設し、熱交換後の空気を前記吸水材に触れさせ空気流路内を送風する時に、前記吸水材から効率良く水分を蒸発させるようにも出来るので、送風部から送風して簡易に加湿機能を実現できる。
【0022】
また、請求項7発明の空気調和機の室内機は、
熱交換部を、少なくとも本体前面に設けた吸込み口と、前記吸込み口と連通口を結ぶ空気流路内に設けた熱交換器と、前記熱交換器の内側の空気流路内に設けた両軸モータとを備えるようにした。
【0023】
従って、この構成によれば、室内機の熱交換部の左右両側に2台配置された送風部の送風ファンを空気流路の中間位置に配置された1台の両軸モータで駆動できる。
【0024】
また、請求項9発明の空気調和機の室内機は、
少なくとも前面に設けた吸込み口と、側方に設けた流出口と、前記吸込み口と流出口を結ぶ空気流路内に設けた熱交換器とを備え熱交換作用を主目的とする熱交換ユニットと、
前記熱交換ユニットに連通するように設けられ、前記流出口に接続する吸込み側を有し、吐き出し側を吹出し方向切換手段を有して前面乃至下面に設けた吹出し口に臨ませた遠心ファンを備え送風作用を主目的とする送風ユニットとで構成した。
【0025】
この構成によれば熱交換ユニットと、送風ユニットは独立した別体である。従って、各ユニットを接続して1個の室内機としても良く、また、請求項10に示すように、熱交換ユニットと、送風ユニットとを別々に設置し、その間を送風筒(ダクト)で接続するなど、部屋の形状に合わせた設置の自由や、室内機の外観の独自性が得られるように設置しても良い。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明による空気調和機の室内機を詳細に説明する。
図1は本発明による空気調和機の室内機の第1の実施例を示す透視部分を含む正面図及び熱交換器部分の断面図(a)、送風部の断面図を用いた冷房運転と暖房運転の吹出し方向の説明図(b)である。
【0027】
図1において、室内機本体1の内部を連通口1fを備えた区画の仕切り1gによって、左右方向に3つに区画し、中央に熱交換作用を主目的とする熱交換部2を配置し、この熱交換部2には、例えば、本体1の前面、下面及び上面に通風し易い格子などで、室内機本体1を覆うように設けた吸込み口1aと、前記吸込み口1aと連通口1fを結ぶ空気流路2a内に設けた熱交換器2eとを備える。
また、前記熱交換部2の左右に配置される送風作用を主目的とする送風部3は前記熱交換部2に連通する。具体的には、送風部3は前記連通口1fに接続する吸込み側3cを有し、吐き出し側3dを、例えば、所要の横ルーバーを開閉自在に制御する吹出し方向切換手段を有して本体1前面乃至下面に設けた吹出し口1bに臨ませるように設けた遠心ファン3aを備える。
図1(a)の正面図に示すように、本体1の中央に熱交換部2を、左右夫々に2つの送風部3を連通するように設けるので、前記送風部3が熱交換部2で熱交換した空気を取込むと共に、例えば、所定の横ルーバー1dを開き、それ以外を閉じる方法で、上方、中央、下方を選択して開口し任意方向へ吹出すようにできる。従って、前方上方から下方までの任意の向きに送風できる。
尚、第1の実施例では、最適な遠心ファン3aとして、回転軸の回りに所定位置で止まるように回転可能に設置した渦巻ケーシング3bに収納した、例えば、静圧が高く低騒音のシロッコファンを採用する。また、静圧が非常に高いことを要求される場合は、ターボ形の遠心ファン等を採用しても良い。
また、前記渦巻ケーシング3bを軸の回りに所要角度回転するための歯車とそれに噛み合う渦巻ケーシング3bの外周に設けた一列状の歯とで構成する回転駆動機構5を備える場合、図示しない駆動装置で歯車を所定回数回転させることで渦巻ケーシング3bの吐き出し側3dを、例えば、正面を向けるように回転させることができる。従って、上記横ルーバー1dだけを使う場合に較べ、吹出しの上下方向の向きを一層自由に細かく正確に前方上方から下方までの任意の向きに変えられる特徴を持つ。
【0028】
尚、この室内機本体1が動作するために必要な冷凍サイクル(室外機、圧縮機、四方弁、減圧装置、室内機とそれらを環状接続する冷媒配管等)、リモコン、及びマイコンを主体とした制御用電気回路等は、従来の分離壁掛型空気調和機の室内機のものと略同じで同様に動作するものであるから、それらに関して図示や動作説明を省略する。
さらに、本発明の運転機能は▲1▼冷房運転モードと、▲2▼暖房運転モードなどを備えることも従来の空気調和機と同様である。
【0029】
図2は本発明の空気調和機の室内機の冷房運転モード(a)及び暖房運転モード(b)の動作を説明する側面図と正面図である。図1と, 図2を参照して本発明の空気調和機の室内機の動作を説明する。
先ず、▲1▼冷房運転モードの動作を説明する。例えば、図示しないリモコン又は室内機本体1に備える運転開始ボタンを操作して空気調和機の冷房運転を開始させると、冷凍サイクル(図示せず)、遠心ファン3a、例えば、シロッコファンが作動する。同時に渦巻ケーシング3bを回転駆動機構5を作動させて自動的に所要角度だけ回すことにより、シロッコファンの軸に対して半径方向に設けられた吐き出し口(吐き出し側3d)が水平より上向きの、例えば、水平よりもやや天井向きの、位置に設定される。一方、送風部3の吹出し口1bを上方の横ルーバー1dは開状態に中央と下方の横ルーバー1dは閉状態とするので、熱交換器2eで熱交換した冷たい空気をシロッコファンが空気流路2aを経由して、吸込み側3cから吸込み吐き出し口(吐き出し側3d)を経由して、図2のa図に示すように、前記吹出し口1bから向い側の壁の上部から略天井方向の範囲へ冷たい空気を強い冷風として吹出す。
【0030】
そのため、部屋上部に停留している暖かい空気が冷たい空気(冷風)と混合すると共に、壁に押しやられ下降し、床に沿って手前側の壁の下部付近に戻りさらに上昇し室内器本体1の吸込み口1aに戻るように部屋全体を一巡する空気の循環が起こる。
このようにして、高静圧の送風により部屋全体の空気は絶えず循環を繰り返すので均一となり温度差を無くすことができる。
但し、上述の遠心ファン3aの回転数に応じた吹出し風の強さ及び、回転駆動機構5を作動させて渦巻ケーシング3bを回し吐き出し側3dの向きに相応した送風の上下方向を設定する位置は、リモコンなどにより自由に選択できるようになっている。
また、運転モードと、吹出し口1bの開口位置及び吐き出し側3dの向きに相応した吹出す方向、吹出し風の強さなどを組合せ、予めそれらの代表符号、例えば、強力冷房をC−1、普通冷房をC−2、弱冷房をC−3等としてリモコンの専用ボタンに割り付け、リモコンでそれらを選択するだけで希望する運転ができるようにして運転操作を簡易化するようにしても良い。尚、図示しない吹出し方向切換手段で、上述した吹出し口1bの横ルーバー1dの開閉制御及び開く角度を自動的に制御して吹出し口1bの開口位置を設定すると共に、図示しないルーバー駆動装置で縦ルーバー1cを左右に往復運動させ左右方向への送風を実現しても良い。
【0031】
従って、足元が過冷却とならずに、顔付近が暑く無いように空気調和でき、利用者に快適な温度環境を提供できる。尚、吹出し風の強さは強、中、弱等自由に選択できるので、室温等部屋の環境に応じて送風を自動的に切換えるようにし、快適な送風制御をする。また、吹出し口1bの縦ルーバー1cの向きをルーバー駆動装置で設定して左右方向の適当な送風範囲とすることで、部屋の左右方向の広い範囲へ容易に送風できる。また、図1(a)の2dに示すように、フィンチューブ形の熱交換器2eの通風抵抗を遠心ファン3aに近い方を高くし、実際の熱交換(通風)が熱交換器2e全体で最も効率的に行なわれるようにすることも可能である。その場合、空気清浄フィルタを取付た状態の室内機を煤の混じった空気で充満した部屋で実験的に送風運転し、前記フィルタが均一に汚れるようにフィン間隔を調整すれば良い。
尚、図1は室内機本体1の両側部に送風部3を備える請求項2に記載する両側吹出しタイプの実施例であるが、図1(a)の中央線A−A’から室内機本体1を2分し夫々を独立させた片側吹出しタイプは請求項1に記載する技術の1実施例に相当する。
【0032】
図1(a)の断面図に示すように、フィンチューブ形の熱交換器の各ユニットを略多角筒状に配置し、中央に空気流路2aを設けた前記室内機本体1の熱交換器部2は、吸込み風の通路を考慮することで通過抵抗の平均化を図ることにより、例えば、空気流路2aの周囲360度(多角筒)全てに熱交換器2eを配置することができる。その場合、略全周で熱交換できるので、従来の2段(断面L字状)、3段曲げ等の熱交換器と比較して交換面積が大幅に増える。そのため、熱交換能力を相当に高めることができる。
【0033】
逆に、熱交換能力を従来と同じとする場合、本発明の室内機本体1では形状を大幅に小型化することができる。尚、熱交換器2eは多角筒状の他に、例えば、図7(イ)、(ロ)に示すような断面が円弧状フィンチューブ形ユニット2cを単独で又は、平板形ユニット2bと組み合わせ、或いは平板形ユニット2bを例えば、断面く字状に組み合わせて、それらと室内機本体1の背面のフレーム1eとの間に空気流路2aを形成するものであっても良い。尚、熱交換器2eのユニット形状はこれらに限定するものでなく、ユニットの内部に又は、ユニットとフレーム1eとの間に空気流路2aを形成するものであれば特に形状は限定するものではない。
【0034】
更に、本発明の空気調和機の室内機の特徴として、図1(a)の正面図に示すように、B−B’線に沿って2つに分ける。即ち、室内機本体1を独立した熱交換ユニット2と、送風ユニット3とに生成できる。この場合、各ユニットを着脱自在に設置できる。そのために、熱交換ユニット2の側方に設けた流出口1fと、遠心ファン3aの、例えば、渦巻ケーシング3bの吸込み口(吸込み側3c)との間に空気漏れの無いようにパッキングを使用して連通すると共に、熱交換ユニット2と送風ユニット3とを、例えば、装着には数本のボルトと蝶ネジなどでネジ止め固定する等の機構を採用する。
また、熱交換ユニット2と送風ユニット3とを、図示しないヒンジ機構で開閉自在に装着しても良い。このように、着脱機構又は開閉機構を備えた室内機本体1は空気流路2aなど内部によごれやカビが発生した場合、送風部3を熱交換部2から簡易に取外す又は、開くことで熱交換器2の内側の熱交換器2eや空気流路2aが直接触れられ且つ見えるので清掃作業が非常に容易となる。また、外観も従来の室内機と異なるユニークなものとできる。
【0035】
また、独立の熱交換ユニット2、送風ユニット3は自由に設置できるので、例えば、図6に示すように、容易に熱交換ユニット2から所定距離だけ離して設置できる。そのため、送風ユニット3の吸込み口(吸込み側3c:図1)と熱交換ユニット2の空気流路2aとを送風筒(ダクト)8で空気漏れが無いように連通して接続する。この構成の場合、例えば、図示しない室外機と室内機本体1の熱交換ユニット2とを最短の冷媒配管9で接続できる効果がある。即ち、熱交換ユニット2を部屋の室外機に近い隅に設置しても送風筒(ダクト)8で接続された送風ユニット3を部屋の中央へ配置できるので中央からの冷風、温風の吹出しが可能になり部屋の理想的な空気循環を行なえる。
【0036】
次に、図1と, 図2を参照して本発明の空気調和機の室内機の▲2▼暖房運転モードの動作を説明する。但し、上述の▲1▼冷房運転モードと共通する個所は記述を省略した。
例えば、図示しないリモコン又は室内機本体1にある運転開始ボタンを操作して空気調和機の冷房運転を開始させると、冷凍サイクル(図示せず)、遠心ファン3a、例えば、シロッコファンが作動し、渦巻ケーシング3bの軸に対して半径方向に設けられた吐き出し口(吐き出し側3d)を回転駆動機構5を作動させて自動的にある角度だけ回すことにより最適な温風の吹出し角度を得る。
具体的には、渦巻ケーシング3bの吐き出し口(吐き出し側3d)を垂直下向よりも前方へ所定角度だけ上向く位置で止め、熱交換器2eで熱交換した暖かい空気をシロッコファンが空気流路2aを経由して吸込み口(吸込み側3c)から吸込み、前記吐き出し口(吐き出し側3d)から送風ユニット3の吹出し口1bを経由して前方の遠い床乃至近い床の範囲へ温風として吹出す。
【0037】
図2のb図に示すように、前記吹出し口1bから略床方向の所定範囲へ暖かい空気(温風)を強風で吹出すことができるので、部屋の下部に停留している冷たい空気が暖かい空気(温風)と混合すると共に、向い側の壁に押しやられ壁に沿って上昇し、部屋上部に至り、さらに天井に沿って手前側に到来し、室内機本体1の吸込み口1aに戻るように部屋全体を一巡する空気の循環が起こる。
このようにして、室内機本体1が遠心ファン3aが作る高静圧の温風を床方向へ送風し、絶えず循環を繰り返すので部屋全体の空気は均一化され、冷房時と同様に温度差を無くすことができる。
【0038】
その結果、本発明の室内機は部屋の下部、即ち人の足元で冷たい空気が停留し勝ちな床部分に空気吹出口からの暖気を遠方まで強く吹き出せると共に、部屋上部から空気を取込むようにしたので、供給された暖気が停留している冷たい空気と広い範囲で混合すると共に、混合した空気が次々に送風され、対向する壁等まで到達する部屋全体の対流が発生し、部屋の空気がまんべんなく攪拌される状態となり、部屋の上下の温度分布を充分に均一化できる。従って、足元の過冷却を防止するとと共に、顔付近が暑過ぎ無いように理想的な暖房運転ができ、利用者に快適な温度環境とすることができる。
【0039】
上述した本発明の室内機の特徴を以下に要約する。
▲1▼冷房運転モードについては、本発明の室内機は部屋上部、即ち人が立っている時の顔付近から天井にかけての暖かい空気が停留する空間に、シロッコファンやターボ形の遠心ファン等の遠心ファン3aの特性である高静圧の冷たい空気(冷風)を遠方まで強く吹き出せると共に、部屋上部から空気を取込み天井方向へ吹出すようにできるので、供給された冷たい空気(冷風)が天井付近に停留している暖かい空気と広い範囲で混合すると共に、混合した空気が次々に送風され、向い側の壁等まで到達するような部屋全体の対流が発生し、部屋の空気がまんべんなく攪拌される状態となり、部屋の上下の温度分布を充分に均一化する。
【0040】
また、▲2▼暖房運転モードについては、本発明の室内機は部屋下部、即ち人の足元付近の床で冷たい空気が停留する空間に、遠心ファン3aの特性である高静圧の暖かい空気(温風)を床面まで強く吹き出せると共に、部屋上部から空気を取込むようにしたので、供給された暖かい空気(温風)が床付近に停留している冷たい空気と広い範囲で混合すると共に、混合した空気が次々に送風され、向い側の壁等まで到達するような部屋全体の対流が発生し、部屋の空気がまんべんなく攪拌される状態となり、部屋の上下の温度分布を充分に均一化する。
【0041】
図3は本発明による空気調和機の室内機の第3の実施例を示す透視部分を含む要部正面図(a)及びB−B’断面図(b)である。
熱交換部2を、少なくとも室内機本体1の前面に設けた吸込み口1aと、区画の仕切り1gに設けた連通口1fと、前記吸込み口1aと連通口1fを結ぶ空気流路2a内に設けた熱交換器2eと、前記熱交換器2eの下側に配置した結露水の露受皿6bと、前記露受皿6b内で例えば、前記連通口1fを塞ぐように立設した吸水材6aとを備えるように構成できる。
この第3の実施例は、熱交換部2で熱交換した空気を空気流路2a、遠心ファン3aの吸込み口(吸込み側3c)夫々を塞ぐ、水を吸い上げ易くかつ通気性のある素材、例えば、不職布など、の吸水材6aを透過して水蒸気を含む湿った空気とし、この湿った空気を夫々の送風部3から送風することで加湿作用を備える。
そのため、冷房時には加湿作用により過度の空気の乾燥を防ぐことができる。また、暖房時には、露受皿6b内に何らかの手段で外部から水を供給することで加湿できる。尚、送風部3を1台とする室内機本体1であっても同じように加湿動作させることができる。
また、室内機本体1を熱交換ユニット2と送風ユニット3とを着脱自在に構成した実施例の場合、露受皿6b、吸水材6a等を容易に点検できる。尚、吸水材6aを設ける主旨から、熱交換した空気に触れ易い形状に設置すれば良く、例えば、熱交換器2に沿って空気流路2a内の露受皿6bに立設する等でも良い。この場合は、空気流路2a内の通風が吸水材6aに沿って接触した状態で通風するので通風抵抗は小さい。
【0042】
図4は本発明による空気調和機の室内機の第4の実施例を示す透視部分を含む正面図及び熱交換器部分の断面図である。
図1と同じ個所は同一符号を付し、重複説明は省略した。
第4の実施例は、熱交換部2を、少なくとも室内機本体1の前面に設けた吸込み口1aと、区画の仕切り1gに設けた連通口1fと、前記吸込み口1aと連通口1fを結ぶ空気流路2a内に設けた熱交換器2eと、前記熱交換器2eの内側の空気流路2a内の中央位置に設けた台座4b上に設けた両軸モータ4aとを備えるように構成した。
室内機本体1を動作させる場合、送風部3の遠心ファン3aを前記両軸モータ4aで駆動し、熱交換した空気を空気流路2aを経由して夫々の遠心ファン3aが吸込むと共に、夫々の吐き出し側3dから略前方へ吹出すようにした。この実施例は、1台の両軸モータ4aで左右の2台の遠心ファン3aを駆動することができる。尚、両軸モータ4aの軸上でモータに接近させて夫々の連通口1fの方へ送風するように2つのプロペラファン4cを配置しても良い。この実施例は、熱交換器2eの外側から吸込み口1aを経由して室内空気の取りこみの性能向上が期待できる。
【0043】
図5に示すように、熱交換部2全体を略柱状の密閉カバー7aで覆い、吸込み口1a(図1(a)参照)を無効とし、新たに空気取り入れ口7bを少なくとも前記密閉カバー7aの下部に設けるようにする。暖房運転時に前記空気取り入れ口7bから室内空気を取り入れるようにすれば、比重が重く床付近に留まるやや冷たい空気を吸込むことが可能となる。従って、遠心ファン3aを弱風で運転する場合でも、重い冷気を直接吸込み空気の上下の循環が行われ易いので、室内の温度の均一化を容易に達成できる。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は本体内部を左右方向に熱交換部と送風部に区画し、送風部に遠心ファンを採用することを特徴とし、高静圧で強力な送風を実現できる。また、冷房、暖房モードに応じて上下方向の風向きを自由に設定できる。その結果、部屋の温度分布を充分均一に保ち、快適な冷房、暖房ができる空気調和機の室内機を提供する。
【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第1の実施例を示す透視部分を含む正面図及び熱交換器部分の断面図(a)、送風部の断面図を用いた冷房運転と暖房運転の吹出し方向の説明図(b)である。
【図2】本発明の空気調和機の室内機の冷房運転モード(a)及び暖房運転モード(b)の動作を説明する側面図と正面図である。
【図3】本発明による空気調和機の室内機の第3の実施例を示す透視部分を含む要部正面図(a)及びB−B’断面図(b)である。
【図4】本発明による空気調和機の室内機の第4の実施例を示す透視部分を含む正面図及び熱交換器部分の断面図である。
【図5】本発明による空気調和機の室内機の第5の実施例を示し、熱交換器全体を略柱状で空気取り入れ口を下部に設けた密閉カバーで覆う場合の暖房運転時の動作を示すイメージ図である。
【図6】本発明による空気調和機の室内機の第6の実施例を示し、熱交換ユニットと、送風ユニットとを採用した場合の部屋の設置説明図である。
【図7】本発明による空気調和機の室内機の第6の実施例を示し、円弧状の熱交換器と平板形ユニットを組み合わせた場合(イ)、平板形ユニットだけを組み合わせた場合(ロ)の風路の断面図である。
【図8】従来の横流ファン(クロスフロー形)を送風機とする分離壁掛型の室内機の冷房運転(a)と、暖房運転(b)時の動作を示すイメージ図である。
【符号の説明】
1 室内機本体
1a 吸込み口
1b 吹出し口
1c 縦ルーバー
1d 横ルーバー
1e フレーム
1f 連通口(流出口)
1g 仕切り
2 熱交換部、熱交換ユニット
2a 空気流路
2b 平板形ユニット
2c 円弧状フィンチューブ形ユニット
2e 熱交換器
3 送風部、送風ユニット
3a 遠心ファン
3b 渦巻ケーシング
3c 吸込み側(吸込み口)
3d 吐き出し側(吐き出し口)
4 駆動モータ
4a 両軸モータ
4b 台座
4c プロペラファン
5 回転駆動機構
6a 吸水材
6b 露受皿
7a 密閉カバー
7b 空気取り入れ口
8 送風筒(ダクト)
9 冷媒配管

Claims (11)

  1. 本体内を連通口を備えた仕切りによって左右方向に区画し、一方の区画に熱交換作用を主目的とする熱交換部を設け、他方の区画に送風作用を主目的とする送風部を設けてなり、
    前記熱交換部には少なくとも本体前面に吸込み口を備えると共に、前記吸込み口と連通口とを結ぶ空気流路内に熱交換器を備え、
    前記送風部は、前記連通口に接続する吸込み側を有し、吐き出し側を吹出し方向切換手段を有して本体前面乃至下面に設けた吹出し口に臨ませた遠心ファンを備え、
    前記送風部が熱交換部で熱交換した空気を切換手段により前方上方から下方までの任意の向きに切換えて送風することを特徴とする空気調和機の室内機。
  2. 本体内を連通口を備えた仕切りによって左右方向に3つに区画し、中央に熱交換作用を主目的とする熱交換部を、左右に送風作用を主目的とする送風部を設けてなり、
    前記熱交換部には少なくとも本体前面に吸込み口を備え、前記吸込み口と連通口とを結ぶ空気流路内に熱交換器を備え、
    前記送風部は、前記連通口に接続する吸込み側を有し、吐き出し側を吹出し方向切換手段を有して本体前面乃至下面に設けた吹出し口に臨ませた遠心ファンを備え、
    中央の前記熱交換部で熱交換した空気を左右2つの前記送風部が切換手段により前方上方から下方までの任意の向きに切換えて送風することを特徴とする空気調和機の室内機。
  3. 上記熱交換器は、複数の平板状のフィンチューブ形の熱交換器を略多角筒状に組合せ配置するもの又は、断面が円弧状をしたフィンチューブ形の熱交換器を配置するもの又は、それらを混合して吸込み口に沿って配置するものであって、何れも熱交換器の内側に空気流路を形成してなる請求項1、2記載の空気調和機の室内機。
  4. 上記遠心ファンを、回転軸の回りに所定位置で止まるように回転可能に設置した渦巻ケーシングに収納されたシロッコファンとする請求項1、2記載の空気調和機の室内機。
  5. 上記熱交換部を、少なくとも本体前面に設けた吸込み口と、前記吸込み口と連通口を結ぶ空気流路内に設けた熱交換器と、前記熱交換器の下側に配置した結露水の露受皿と、前記露受皿内に立設した吸水材とを備えるようにし、
    前記熱交換部で熱交換した空気が吸水材に触れ水分を蒸発させ送風部から吐き出すことで加湿作用を備えることを特徴とする請求項1、2記載の空気調和機の室内機。
  6. 上記熱交換器を、送風部に近い側から遠い側へ順次フィン間隔を広げたフィンチューブ形とし、熱交換時の空気抵抗を送風部に近い側から遠い側へ順次小さくすることで熱交換器の場所に依存する空気通過量を平均化し、熱交換効率の向上を図る請求項1、2記載の空気調和機の室内機。
  7. 上記熱交換部を、少なくとも本体前面に設けた吸込み口と、前記吸込み口と連通口を結ぶ空気流路内に設けた熱交換器と、前記熱交換器の内側の空気流路内に設けた両軸モータとを備えるようにし、
    上記送風部の2つの遠心ファンを前記両軸モータで駆動することを特徴とする請求項2記載の空気調和機の室内機。
  8. 上記両軸モータの軸上でモータに接近させて連通口向に送風するようにプロペラファンを配置した請求項7記載の空気調和機の室内機。
  9. 少なくとも前面に設けた吸込み口と、側方に設けた流出口と、前記吸込み口と流出口を結ぶ空気流路内に設けた熱交換器とを備え熱交換作用を主目的とする熱交換ユニットと、
    前記熱交換ユニットに連通するように設けられ、前記流出口に接続する吸込み側を有し、吐き出し側を吹出し方向切換手段を有して前面乃至下面に設けた吹出し口に臨ませた遠心ファンを備え送風作用を主目的とする送風ユニットとでなり、
    前記送風ユニットを熱交換ユニットとを着脱自在に設けると共に、前記ユニットを装着状態にして熱交換した空気を切換手段により前方上方から下方までの任意の向きに送風することを特徴とする空気調和機の室内機。
  10. 上記熱交換ユニットと、送風ユニットとを送風筒(ダクト)を介在させて通風可能に接続するようにした請求項9記載の空気調和機の室内機。
  11. 上記熱交換ユニットを、略柱状の密閉カバーで覆い、空気取り入れ口を少なくとも前記密閉カバーの下部に設け、暖房運転時に前記空気取り入れ口から室内空気を取り入れることを特徴とする請求項9記載の空気調和機の室内機。
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