JP2005077072A - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】 スクロール面に沿って流れる気流を乱すことなく、常に安定した気流を得ることで異音の発生を抑制することが可能な空気調和機の室内機を提供する。
【解決手段】 室内機２は、主に、上部ケーシング６、送風機構７および室内機２の内部に収容されている室内熱交換器ユニット５によって構成されている。送風機構７は、室内機２の下部を構成しており、底フレームモジュール７０等がモジュール化されて構成されている。底フレームモジュール７０は、外面部７４、支持部７８、下部スクロール７９ｂ等によって構成されている。スクロール７９は上下に２分割されており、上部スクロール７９ａと下部スクロール７９ｂとから構成されている。上下２分割された上部スクロール７９ａと下部スクロール７９ｂとは、上下スクロールによって形成されるスクロール面において段差が生じないように配置されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、空気調和された空気をスクロール面に沿って室内へ供給する空気調和機の室内機に関する。

従来から、ビルや住宅等において調和された空気を屋内に送風することにより、屋内の快適性を向上させる空気調和機が知られている。例えば、エアコンは、温風や冷風を屋内に送風することにより、室内を快適な温度に保つことができる。
このような空気調和機は、屋内に設置されて室内に空気調和された空気を供給する室内機と、屋外に設置される室外機とを備えている。

このうち、空気調和機の室内機は、クロスフローファンと、クロスフローファンによって吹き出された空気調和された空気を集めて室内機の吹き出し口まで誘導するスクロールと、室内へ供給するための空気と熱源との間で熱交換を行わせる室内熱交換器と、を備えている。
スクロールは、クロスフローファンと近接して設けられており、クロスフローファン等と組み合わされて送風機能を有する。そして、クロスフローファンによって吹き出された空気がスクロールに沿って送られる。このため、通常、スクロールは滑らかなスクロール面を有し、気流の乱れを生じさせることなくスムーズに室内への空気調和された空気を供給している（特許文献１参照）。
特開平１０−１２２５９４号公報

しかしながら、上記従来の空気調和機の室内機では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、設計上の理由等により上下２分割されて形成されたスクロールの場合には、上下スクロールの位置関係によってはクロスフローファンから吹き出し口までの空気の流れを乱してしまうおそれがある。この気流の乱れは異音の発生の原因となる。さらに、分割されたスクロールが熱膨張した場合にも、熱膨張したスクロールがクロスフローファン等に接触して異音の発生の原因となる。

本発明の課題は、スクロール面に沿って流れる気流を乱すことなく、常に安定した気流を得ることで異音の発生を抑制することが可能な空気調和機の室内機を提供することにある。

請求項１に記載の空気調和機の室内機は、空気調和された空気を吹き出し口から室内へ供給する空気調和機の室内機であって、ファンと、前記ファンから吹き出された空気を前記吹き出し口まで誘導するスクロールと、を備え、前記スクロールは上下２分割されており、下部スクロールによって形成されるスクロール面が上部スクロールによって形成されるスクロール面に対して突出しないように配置されている。

この空気調和機の室内機では、上下２分割されたスクロールを備えている。そして、下部スクロールによって形成されるスクロール面が上部スクロールによって形成されるスクロール面に対して突出しないように上部スクロールが配置されている。つまり、上部スクロールは、下部スクロールに対して奥まった位置に配置されることのないように考慮されている。これにより、上下２つに分割されたスクロールによって形成されるスクロール面において、気流の妨げとなる突出物等が形成されることはない。よって、ファンとスクロールとの間に生じる気流が、スクロール面における突出物によって乱されることを抑制できるため、気流の乱れに起因する異音の発生を抑制することができる。

なお、スクロール面とは、上部スクロールおよび下部スクロールにおけるファンに面する側の面をいう。このスクロール面等によって、ファンが回転することにより吹き出された空気を空気調和機の室内機の吹き出し口まで誘導することができる。
請求項２に記載の空気調和機の室内機は、請求項１に記載の空気調和機の室内機であって、前記上部スクロールと下部スクロールとの間には隙間が設けられている。

ここでは、上部スクロールと下部スクロールとの間に隙間を設けている。通常、空気調和機の室内機において、暖房運転時には高温の冷媒が熱交換器内を流れて熱交換器が高温になっている。このため、この高温の熱交換器に対向するように配置された上部スクロールは熱交換器からの熱によって膨張してしまう。そこで、本発明の空気調和機の室内機では、上記隙間を設けることによって上部スクロールの熱膨張による寸法変化を逃がして、上部スクロールの熱による変形や歪等の発生を防止することができる。これにより、上部スクロールが熱膨張した場合でも、運転中にクロスフローファン等に接触して異音が発生することを防止することができる。

請求項３に記載の空気調和機の室内機は、請求項１または２に記載の空気調和機の室内機であって、前記上部スクロールと下部スクロールとの間の隙間は０から１ｍｍである。
ここでは、上部スクロールと下部スクロールとの間の隙間は、０から１ｍｍである。これにより、ファンとスクロールとの間における気流を妨げることなく、かつスクロールの熱膨張による変形等についても防止することで、運転中の異音の発生を抑制できる。

請求項４に記載の空気調和機の室内機は、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気調和機の室内機であって、前記上部スクロールはドレンパンモジュールとともに一体成形され、前記下部スクロールは底フレームモジュールとともに一体成形されている。
ここでは、上下それぞれのスクロールを別モジュールとしてそれぞれ一体成形している。例えば、空気調和機の室内機本体のサイズの小型化を図るために設計された金型においては、金型設計の都合上スクロール部分を１部材として形成できない場合がある。そこで、このような場合でも、分割されたスクロールを別モジュールとともにそれぞれ一体成形することで、上下２分割されたスクロールを簡易かつ安価な方法で成形することができる。

請求項１に記載の空気調和機の室内機によれば、ファンとスクロールとの間に生じる気流がスクロール面における突出物に起因して乱されることを抑制して、運転中におけるイオンの発生を抑制できる。
請求項２に記載の空気調和機の室内機によれば、上部スクロールの熱膨張による寸法変化を逃がして、上部スクロールの熱による変形や歪等の発生を防止し、熱膨張した上部スクロールがクロスフローファン等に接触して生じる異音の発生を防止することができる。

請求項３に記載の空気調和機の室内機によれば、ファンとスクロールとの間における気流を妨げることなく、かつスクロールの熱膨張による変形を防止して、運転中における異音の発声を防止できる。
請求項４に記載の空気調和機の室内機によれば、上下２分割されたスクロールを簡易かつ安価な方法で成形することができる。

＜空気調和装置の全体構成＞
本発明の一実施形態が採用された空気調和装置１の外観を図１に示す。
この空気調和装置１は、調和された空気を室内に供給するための装置である。空気調和装置１は、室内の壁面などに取り付けられる室内機２と、室外に設置される室外機３とを備えている。

室内機２内には室内熱交換器５０が収納され、室外機３内には室外熱交換器３０が収納される。また、各熱交換器３０、５０が冷媒配管４により接続されることにより冷媒回路を構成している。
＜空気調和装置の冷媒回路の概略構成＞
空気調和装置１の冷媒回路の構成を図２に示す。この冷媒回路は、主として室内熱交換器５０、室外熱交換器３０、アキュムレータ３１、圧縮機３２、四路切換弁３３および電動膨張弁３４で構成される。

室内機２に設けられている室内熱交換器５０は、接触する空気との間で熱交換を行う。また、室内機２には、室内空気を吸い込んで室内熱交換器５０に通し熱交換が行われた後の空気を室内に排出するためのクロスフローファン（空調室内機のファン）７１が設けられている。このクロスフローファン７１は、長細い円筒形状に構成され、中心軸が水平方向に平行になるように配置されている。クロスフローファン７１は、室内機２内に設けられる室内ファンモータ７２によって中心軸を中心にして回転駆動される。室内機２の詳細な構成については後段にて説明する。

室外機３には、圧縮機３２と、圧縮機３２の吐出側に接続される四路切換弁３３と、圧縮機３２の吸入側に接続されるアキュムレータ３１と、四路切換弁３３に接続された室外熱交換器３０と、室外熱交換器３０に接続された電動膨張弁３４とが設けられている。電動膨張弁３４は、フィルタ３５および液閉鎖弁３６を介して配管４１に接続されており、この配管４１を介して室内熱交換器５０の一端と接続される。また、四路切換弁３３は、ガス閉鎖弁３７を介して配管４２に接続されており、この配管４２を介して室内熱交換器５０の他端と接続されている。この配管４１、４２は、図１の冷媒配管４に相当する。また、室外機３には、室外熱交換器３０での熱交換後の空気を外部に排出するためのプロペラファン３８が設けられている。このプロペラファン３８は、室外ファンモータ３９によって回転駆動される。

＜室内機の構成＞
室内機２は、正面視に置いて横方向に長い形状を有している（図１参照）。室内機２は、主として、上部ケーシング６、送風機構７および室内機２の内部に収容されている室内熱交換器ユニット５（図３参照）によって構成されている。上部ケーシング６は、室内機２の上部を覆っている。送風機構７は、室内機２の下部を構成している。

以下、図３を参照して、室内機２の各構成について説明する。
室内熱交換器ユニット５は、室内熱交換器５０、補助配管（図示せず）、等によって構成されている。
この室内熱交換器５０は、クロスフローファン７１の円周面に対向して配置されており、クロスフローファン７１の前方、上方および後方を取り囲むように取り付けられている。室内熱交換器５０は、クロスフローファン７１が回転することにより吸い込み口６０、６１から吸い込まれた空気をクロスフローファン７１側に通過させ、伝熱管の内部を通過する冷媒との間で熱交換を行わせる。また、室内熱交換器５０の直下には、前部ドレンパン７９１ａ、後部ドレンパン７９１ｂが設けられている。前部ドレンパン７９１ａ、後部ドレンパン７９１ｂは、室内熱交換器５０を流れる冷媒と空気調和される空気との間で行われる熱交換によって室内熱交換器５０の表面に発生する水滴を集めてドレン水として屋外へ排出する。

補助配管は、室内熱交換器５０と室内機２の外部にある冷媒配管４とを繋ぐ。この補助配管には、室内熱交換器５０と室外熱交換器３０との間を循環する冷媒が流れている。
＜送風機構の構成＞
送風機構７は、室内熱交換器５０において熱交換された空気を室内に送風するための装置である。送風機構７は、室内機２の下部を構成しており、図３および図４に示すように、送風ユニット８、底フレームモジュール７０、ドレンパンモジュール等によって構成されている。

〔送風ユニット〕
送風ユニット８は、クロスフローファン７１と、クロスフローファン７１を回転させるための室内ファンモータ７２と、室内ファンモータ７２の駆動を制御するための電装品を収納する電装品箱７３とを有している。
（クロスフローファン）
クロスフローファン７１は、ＡＳ樹脂などからなる樹脂製品であり、長細い円筒形状に構成される。クロスフローファン７１は、後述するロータ（モータ回転子）７１３をインサート品とするインサート成形により成形される。このクロスフローファン７１は、中心軸すなわち回転軸Ａ１が水平になるように配置される。このクロスフローファン７１が回転軸を中心として回転することにより、空気流が生成される。この空気流は、吸い込み口６０、６１から取り入れられ室内熱交換器５０を通って吹き出し口７４１から室内へと吹き出す空気の流れである。クロスフローファン７１は、側面視において室内機２の概ね中央に位置している。

また、クロスフローファン７１は、図５に示すように、エンドプレート７１０と、羽部（翼片）７１１と、シャフト７１２と、ロータ７１３とを有している。エンドプレート７１０は、円筒形状のクロスフローファン７１の両端に設けられている円板である。また、このエンドプレート７１０は、クロスフローファン７１と後述するロータ７１３とを連結するために用いられている。羽部７１１は、２枚のエンドプレート７１０の間に環状に複数枚配置されてエンドプレート７１０で保持される。シャフト７１２は、エンドプレート７１０の中央、回転軸Ａ１上に配置され、クロスフローファン７１が回転する際の回転軸となる。

（室内ファンモータ）
室内ファンモータ７２は、クロスフローファン７１を回転軸周りに回転駆動する。室内ファンモータ７２は、図４に示すような、薄型アウターロータ型のモータである。この室内ファンモータ７２は、図５に示すように、ステータ（モータ固定子）７２０と、ロータ７１３と、軸受け７２２と、軸受け保持部７２３とを有している。

ステータ７２０は、ロータ７１３を回転させるためのものであり、磁界を発生させるための図示しない鉄心やコイルなどを有する。ステータ７２０は、さらに、固定部７２５を有している。ステータ７２０は、この固定部７２５を包むゴム製の保持部材７２６を介して支持部７８に支持される（図４参照）。
ロータ７１３は、ステータ７２０の発生する磁界により回転軸Ａ１を中心に回転する。このロータ７１３は、クロスフローファン７１を形成する樹脂の融点以上の融点を有し微小な磁石粒を含む樹脂から形成されている。また、ロータ７１３は、ステータ７２０の径方向外方に配置されている。

軸受け７２２は、樹脂製の部材であって、クロスフローファン７１のシャフト７１２を軸支する。軸受け保持部７２３は、ゴム製の部品であって軸受け７２２を支持している。
〔底フレームモジュール〕
底フレームモジュール７０は、外面部７４、支持部７８、下部スクロール７９ｂ等によって構成されている。

外面部７４は、正面視において室内機２の外面として視野に現れる部分であり、上端が室内機２の前側に傾斜するように配置されている。また、外面部７４には、室内機２の長手方向に沿う開口からなる吹き出し口７４１が設けられている。この吹き出し口７４１は、図３に示すように、クロスフローファン７１が収納されている支持部７８の内部の空間に連通しており、クロスフローファン７１によって生成された空気流は吹き出し口７４１を通って室内へと吹き出す。また、吹き出し口７４１には、室内へと吹き出す空気が案内される水平フラップ７４２が設けられている。水平フラップ７４２は、室内機２の長手方向に平行な軸を中心に回動自在に設けられている。この水平フラップ７４２は、フラップモータ（図示せず）によって回転駆動されることにより、吹き出し口７４１の開閉を行うことができる。

支持部７８は、外面部７４によって囲まれている。支持部７８には、上方から前部ドレンパン７９１ａ、後部ドレンパン７９１ｂ、電装品箱７３、室内熱交換器ユニット５等が取り付けられ、これらの部品を下方から支持する。
下部スクロール７９ｂは、上部スクロール７９ａとともにクロスフローファン７１によって吹き上げられた空気を吹き出し口７４１まで誘導する部材である。このスクロール７９は室内機２の小型化に伴う金型設計上の都合により上部スクロール７９ａと下部スクロール７９ｂとに分割されている。そして、下部スクロール７９ｂは、支持部７８を含む底フレームモジュールと一体成形されている。なお、スクロール７９については後段にて詳述する。

〔ドレンパンモジュール〕
ドレンパンモジュールは、室内熱交換器５０において発生したドレン水を集めて屋外へ排出するパイプまで誘導する部材であって、図３に示すように、前部ドレンパン７９１ａと後部ドレンパン７９１ｂとから構成されている。そして、前部ドレンパン７９１ａと後部ドレンパン７９１ｂとは１つの部材として一体成形されており、底フレームモジュール７０の上部にはめ込まれる。

前部ドレンパン７９１ａは、室内機２の前方に配置されて室内熱交換器５０の前面側において発生したドレン水を受ける。
後部ドレンパン７９１ｂは、室内機２の後方に配置されており、室内熱交換器５０の壁側において発生したドレン水を受ける。また、本実施形態では、後部ドレンパン７９１ｂがスクロール７９の一部である上部スクロール７９ａと連結されて一体成形されている。

（スクロール）
スクロール７９は、図３に示すように、上下に２分割されて上部スクロール７９ａと下部スクロール７９ｂとから構成されている。
上部スクロール７９ａは、上述した室内熱交換器５０の下端部５０ａに対して前後に対向する位置に近接して設けられている。そして、室内機２の正面側からクロスフローファン７１、上部スクロール７９ａ、室内熱交換器５０ａの順で配置されている。さらに、上部スクロール７９ａは、上述したように後部ドレンパン７９１ｂを含むモジュールと一体成形されている。

下部スクロール７９ｂは、水平フラップ７４２とともに吹き出し口７４１を形成している。そして、下部スクロール７９ｂは、底フレームモジュール７０として、外面部７４、支持部７８とともに一体成形されている。
また、これら上部スクロール７９ａと下部スクロール７９ｂとの間には、０．５ｍｍ程度の隙間Ｓが設けられている。
［本実施形態の空気調和機の室内機の特徴］
（１）
本実施形態の空気調和機の室内機２では、室内機２の小型化という金型設計上の都合等により、底フレームモジュール７０、ドレンパンモジュールがそれぞれ別体として形成されている。そして、図３に示すようにスクロール７９が上下２分割され、上部スクロール７９ａがドレンパンモジュールと、下部スクロール７９ｂが底フレームモジュールとそれぞれ一体成形されている。さらに、上下２分割された上部スクロール７９ａと下部スクロール７９ｂとは、上下スクロールによって形成されるスクロール面において段差が生じないように配置されている。

本実施形態のようにスクロールが上下に分割されている場合、スクロール面に凹凸等があるとクロスフローファンとスクロール面との間に生じる気流に乱れが生じる。このため、このような分割されたスクロールを備えた空気調和機の室内機では、気流に影響を与えないように、分割された上下のスクロールを適切に配置する必要がある。
そこで、本実施形態の空気調和機の室内機２では、上下のスクロール７９ａ、７９ｂを用いて段差のないスクロール面を形成している。つまり、上部スクロール７９ａによって形成されるスクロール面と下部スクロール７９ｂによって形成されるスクロール面とに段差が生じないように、各上部スクロール７９ａと下部スクロール７９ｂとを配置している。これにより、上下に２分割されたスクロール７９ａ、７９ｂがクロスフローファン７１とスクロール７９との間に流れる気流を乱す障害物となることを防止できる。よって、空気調和機の室内機２においては常に安定した気流を得ることができるため、気流の乱れに起因する異音の発生を防止できる。

（２）
本実施形態の空気調和機の室内機２では、上部スクロール７９ａと下部スクロール７９ｂとの間に０．５ｍｍ程度の隙間Ｓを設けている。
通常、空気調和機の室内機では、図３に示すように上部スクロール７９ａと室内熱交換器５０の下端部５０ａとが近接して前後に対向するように設けられている。そして、暖房運転時においては、室内熱交換器５０には高温の冷媒が流れて下端部５０ａも高温になる。このため、上部スクロール７９ａは高温の室内熱交換器５０ａからの熱によって熱膨張することが考えられる。

そこで、本実施形態の空気調和機の室内機２では、上部スクロール７９ａと下部スクロール７９ｂとの間には隙間Ｓを設けている。このため、上部スクロール７９ａが熱膨張した場合でも、寸法変化分を隙間Ｓで逃がすことができる。よって、暖房運転時に上部スクロールが熱膨張して変形し、クロスフローファン等に接触して異音が発生する等の不具合の発生を防止できる。

（３）
本実施形態の空気調和機の室内機２では、上部スクロール７９ａは後部ドレンパン７９１ｂを含むドレンパンモジュールと一体成形されている。そして、下部スクロール７９ｂは底フレームモジュール７０と一体成形されている。
このように、室内機の小型化に伴う金型設計上の都合により底フレームモジュール７０とドレンパンモジュールとを別々に成形して組み立てる構成であっても、スクロール７９を上下２分割することで、各モジュールとともに上下スクロール７９ａ、７９ｂをそれぞれ一体成形することができる。そして、上下に分割されたスクロール７９を他のモジュールとともに一体成形することにより、生産工程を増やすことなく容易に上下２分割したスクロールを得ることができる。
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施形態では、上部スクロール７９ａによって形成されるスクロール面と下部スクロール７９ｂによって形成されるスクロール面とが段差がないように、上部・下部スクロール７９ａ、７９ｂを配置している例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上部スクロール７９ａは下部スクロール７９ｂに対して奥まらないように、換言すれば、下部スクロール７９ｂが上部スクロール７９ａに対して突出しないように配置されていれば上記と同様の効果を得ることができる。よって、下部スクロール７９ｂが上部スクロール７９ａのスクロール面よりも奥まった位置に配置されていてもよい。

（Ｂ）
上記実施形態では、上部スクロール７９ａと下部スクロール７９ｂとの間の隙間Ｓが０．５ｍｍである場合について説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上部スクロール７９ａを成形する樹脂の熱膨張率と室内熱交換器５０から与えられる熱量とを考慮して隙間Ｓの大きさを決定することで、同様に上部スクロール７９ａの熱膨張による寸法変化を吸収できる。

（Ｃ）
上記実施形態では、上部スクロール７９ａが後部ドレンパン７９１ｂを含むドレンパンモジュールと一体成形される例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、他のモジュールと一体成形されていてもよい。下部スクロール７９ｂと支持部７８を含む底フレームモジュールとの関係についても同様である。

スクロール部材を備えた空気調和機の室内機、およびこれを備えた送風装置、空気調和装置等に適用可能である。

本発明の一実施形態に係るクロスフローファンを搭載した空気調和装置の外観図。 冷媒回路の構成図。 室内機の右側面断面図。 送風ユニットの右側部分の上面図。 クロスフローファンと室内ファンモータとのＸ―Ｘ断面図。

符号の説明

１ 空気調和装置
２ 室内機
３ 室外機
７ 送風機構
８ 送風ユニット（送風装置）
５０ 室内熱交換器（空気調和部）
５０ａ 下端部
７０ 底フレームモジュール
７１ クロスフローファン（ファン）
７１３ ロータ（モータ回転子）
７２ 室内ファンモータ
７２０ ステータ（モータ固定子）
７２２ 軸受け
７４ 外面部
７４１ 吹き出し口
７８ 支持部
７９ スクロール
７９ａ 上部スクロール
７９ｂ 下部スクロール
７９１ａ 前部ドレンパン
７９１ｂ 後部ドレンパン
Ａ１ 回転軸
Ｓ 隙間

Claims (4)

1. 空気調和された空気を吹き出し口（７４１）から室内へ供給する空気調和機の室内機（２）であって、
   ファン（７１）と、
   前記ファン（７１）から吹き出された空気を前記吹き出し口（７４１）まで誘導するスクロール（７９）と、
   を備え、
   前記スクロール（７９）は上下２分割されており、下部スクロール（７９ｂ）によって形成されるスクロール面が上部スクロール（７９ａ）によって形成されるスクロール面に対して突出しないように配置されている空気調和機の室内機（２）。
2. 前記上部スクロール（７９ａ）と下部スクロール（７９ｂ）との間には隙間（Ｓ）が設けられている、
   請求項１に記載の空気調和機の室内機（２）。
3. 前記上部スクロール（７９ａ）と下部スクロール（７９ｂ）との間の隙間（Ｓ）は、０〜１ｍｍである、
   請求項２に記載の空気調和機の室内機（２）。
4. 前記上部スクロール（７９ａ）はドレンパンモジュール（７９１ａ、７９１ｂ）とともに一体成形され、前記下部スクロール（７９ｂ）は底フレームモジュール（７０）とともに一体成形されている、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の空気調和機の室内機（２）。

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