JP2005155949A - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】
通風抵抗が少なく低騒音であり、筐体内から室内に結露水が落下する恐れのない空気調和機の室内機を得る。
【解決手段】
遠心送風機１０２と、その吹出し側に設けられた熱交換器１０８と、該熱交換器１０８の下部に配置された水受け１０７と、を筐体１０９内に有し、吸込み口から吸込まれた空気が遠心送風機１０２の内部を通過し、熱交換器１０８を通って吹出し口１１０から室内へ送風される空気調和機の室内機において、熱交換器１０８を通過する流れで冷却され、かつ熱交換器１０８を通過しない流れが接触すると共に、表面での結露水が水受け１０７に至るように板状の部材を気液分離器１１２として設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気調和機の室内機に関し、冷房時、熱交換器を通過した風によって冷却された筐体壁面等に生じる結露を防止し、かつ室内を除湿するものに好適である。

室内機の吹出風を案内する水平羽根に発生する結露を防止するために、水平羽根の案内面に吹出風を外側へ誘引する吹出風ガイドを設け、水平羽根の両端で室内空気を巻き込まないようにし、水平羽根の両端で生じる結露の発生を防止することが知られ、例えば、特許文献１に記載されている。

また、熱交換器を加熱用熱交換器部と冷却用熱交換器部として上下に配置し、熱交換器を出た空気が層状に吹出されるようにし、境界部分を通過した空気と冷却用熱交換器を通過して冷却された空気と混合することが知られ、例えば特許文献２に記載されている。

特開平６−２８８６０５号公報

特開２００３−１３９３８２号公報

上記従来技術において、特許文献１のものでは、水平羽根の両端で結露の発生を防止できるが、その他の部分では依然として何らの効果も期待できない。また、特許文献２のものでは、境界部分を通過して加熱も冷却もされなかった空気が過飽和状態となることを防止できるが、空調負荷の大小に対応するには両熱交換器の制御等をより木目細かくする必要があるなど複雑で部品点数の増加を招く。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、通風抵抗が少なく低騒音であり、筐体内から室内に結露水が落下する恐れのない空気調和機の室内機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、遠心送風機と、該遠心送風機の吹出し側に設けられた熱交換器と、該熱交換器の下部に配置された水受けと、を筐体内に有し、吸込み口から吸込まれた空気が前記遠心送風機の内部を通過し、前記熱交換器を通って吹出し口から室内へ送風される空気調和機の室内機において、前記熱交換器を通過する流れで冷却され、かつ前記熱交換器を通過しない流れが接触すると共に、表面での結露水が前記水受けに至るように板状の部材を気液分離器として設けたものである。

また、上記のものにおいて、板状の部材を波板形状あるいはやディンプル形状若しくは三角断面形状で形成したことが望ましい。
さらに、上記のものにおいて、板状の部材を薄板形状のフィンの集合体とされたスリット形状で形成したことが望ましい。

さらに、上記のものにおいて、前記気液分離器は前記筐体の天板に設けられた流れガイドと、該流れガイドの下部に設けられたフィンをスリット状に配置した板状の部材と、結露水を前記水受けに導く気液分離器下段と、を備えたことが望ましい。
さらに、上記のものにおいて、フィンをスリット状に配置した板状の部材を前記気液分離器の上段に配置し、その下に結露水を前記水受けに導く板状の部材を設けたことが望ましい。

本発明によれば、筐体内の結露を防止し、除湿性能も大きくできると共に、低騒音であり、筐体内から室内に結露水が飛散しにくいものとすることができる。

空気調和機の室内機は、冷房時、室内空気を吸込み、熱交換器を通過させて冷却風を生成しているが、冷却風で冷却された筐体内の壁面や部品と室内空気が接触し、冷却された筐体内の壁面や部品に結露が生じ、室内機の吹出し口から室内に流れ落ちることがある。
また、近年は学校や老人ホームにも空気調和機が設置され、夏の暑さを防ぎ、湿気を取り除くことで、生徒の勉学効率を向上させたり、お年寄りの体を守ったりしているが、そこにいる人達の中には、室内が冷えすぎて体調が崩れてしまうこともある。よって、室内を冷やしすぎず、確実に除湿することで快適性を損なわせないことが必要となる。
以下、図を参照して本発明の実施例を説明する。

室内機の断面図を図１に、空気の流れ状態図を図２に示す。
室内機１０１は、遠心送風機１０２の吸込み側には化粧パネル１０３に取り付けた吸込みグリル１０４、フィルタ１０５と筺体１０９に取り付けたマウス１０６を配置し、遠心送風機吹出し側には、水受け１０７を下部に備えた熱交換器１０８を配置している。熱交換器１０８の反遠心送風機側には、化粧パネル１０３及び吹出し口１１０が設けられ、板状の部材１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃとで気液分離器１１２として、筺体１０９と水受け１０７に配置されている。
遠心送風機に吸込まれる流れ１１３aは、遠心送風機１０２の吸込み側にある化粧パネル１０３に取り付けた吸込みグリル１０４から吸込まれ、フィルタ１０５、ベルマウス１０６を介して遠心送風機１０２吸込み口に到達する。次に、遠心送風機１０２の内部を通過した空気は遠心送風機１０２の吹出し口から吹出され、熱交換器を通過する流れ１１３ｂと、熱交換器１０８と天板１１１の間を通過する、熱交換器を通過しない流れ１１３ｃに分かれ、気液分離器上段１１２ａや気液分離器中段１１２ｂの位置で、熱交換器を通過する流れ１１３ｂと熱交換器を通過しない流れ１１３ｃが衝突１１３ｄし、吹出し口１１０から、吹出し流れ１１３ｅとして流れていく。

図３は気液分離器周りの結露水の流れ状態図を示し、図１６は従来の空気調和機の室内機の断面図である。図１６より、従来の室内機は、熱交換器１０８で冷却された、熱交換器を通過する流れ２０１によって筺体１０９の壁面が室内空気の露点温度以下に冷却され、その筺体壁面に、熱交換器と天板の間を通過する洩れ流れ２０２が接触すると、そこで結露する。そして、結露水１１４が筺体壁面を伝って吹出し口１１０から室内に落下してしまう。したがって、これを解決しない限り、熱交換器を通過しない流れ（室内空気）を利用して、熱交換器を通過した冷却風を加熱し、室内に冷やしすぎず、除湿された空気を送風することもできない。

図３において、熱交換器１０８を通過することにより冷却された熱交換器を通過する流れ１１３ｂは、気液分離器の１１２ａや気液分離器の中段１１２ｂを室内空気の露点温度以下まで冷却する。室内空気の露点温度以下まで冷却された気液分離器の上段１１２ａや気液分離器１１２ｂに熱交換器を通過しない流れ１１３ｃが接触すると、気液分離器に結露水１１４が発生する。発生した結露水１１４は重力により、気液分離器上段１１２ａ、気液分離器中段１１２ｂ、気液分離器下段１１２ｃの順に伝っていき、熱交換器１０８の下部に配置した水受け１０７へ流れる。したがって、熱交換器を通過しない流れ１１３ｃは、気液分離器により、水分を取り除かれるので、筺体１１１内部の結露を防止することができる。
また、熱交換器を通過しない流れ１１３ｃは、熱交換器を通過して冷却された、熱交換器を通過する流れ１１３ｂを加熱し、相対湿度を下げるので、室内に冷やしすぎず、かつ除湿された空気を送風することができる。

図４は気液分離器を構成する板状の部材の形状を示し、気液分離器の形状を波板形状１１５やディンプル形状１１６とした例である。これによって、板形状と比較して伝熱面積を増やすことができ、その結果、更なる除湿効果が期待できる。なお、気液分離器を構成する板形状は、波板形状１１５やディンプル形状１１６だけでなく、伝熱面積を増やせば良く、板の材質は熱伝導率が高い金属等が良い。

また、図５のように気液分離器の上段１１２ａを天板１１１に設けたり、図６のように断面形状を略三角形状としたり、しても良く、構成がより簡単となる。

図７は、気液分離器上段を空気の流れに対して平行に配置した薄板状のフィンとして所定の隙間を持たせて並べたスリットタイプ気液分離器１１７（図９）とした例である。室内機内部の流れを図８に示し、熱交換器およびスリットタイプ気液分離器を通過する空気の流れ１２０と、スリットタイプ気液分離器を通過する空気の流れ１２１となる。
このスリットタイプ気液分離器１１７の利点は、室内機内部の通風抵抗が小さいことである。一般に、空気調和機の室内機には、ある所定の風量が必要であるが、この所定の風量を確保するのに遠心送風機を所定の回転数で回転させる必要がある。この遠心送風機の回転数は、空気調和機の室内機内部の通風抵抗と関係があり、ある所定の風量を確保するのに通風抵抗が大きい場合は、遠心送風機の回転数を上げ、通風抵抗が小さい場合は、遠心送風機の回転数を下げる。そして、「省エネ」という観点から見ると、遠心送風機の回転数を下げるのは好ましく、また、遠心送風機の回転数の大、小は、そのまま空気調和機の室内機の「運転騒音」の大、小となるので、通風抵抗が小さいということは、運転騒音も小さいということとなる。
図９はスリットタイプ気液分離器１１７を立体的に示したものであり、薄板状フィン１１８を波形フィン１１９としたり、フィンに凹凸を設けたり、して伝熱面積を増やすことができ、更なる除湿効果が期待できる。

図１０は筺体１０９にコーナーガイド１２２を設け、そこにスリットタイプ気液分離器１１７を配置した例である。コーナーガイド１２２を設けることで、図７のものと比較して、さらに空気調和機の室内機内部の通風抵抗を小さくすることができ、更なる省エネおよび運転騒音低減が期待できる。

図１１は天板１１１に流れガイド１２３を設け、その下部にスリットタイプ気液分離器１１７を配置した例である。流れガイド１２３を設けることで、図７と比較して、さらに空気調和機の室内機内部の通風抵抗を小さくすることができ、更なる省エネおよび運転騒音低減が期待できる。

図１２は、筺体の壁面に板状部材の気液分離器を熱交換器１０８に対して向かい合うように設け、つまり、壁面設置タイプの気液分離器１２４として、その下部に水受け１０７をさらに配置した例である。図１３に空気の流れを示し、結露水１１４を気液分離器１２４の下部に配置した水受け１０７で受けているものである。さらに通風抵抗を小さくできるので省エネに適し、運転騒音をより低減できる。また、気液分離器１２４の形状は、板状だけでなく、例えば波形状として表面に凹凸を設け伝熱面積を増やすことで、さらに除湿効果が期待できる。

図１４は、室内機の平面図を示し、壁面設置タイプの板状気液分離器の下部に配置した水受けと、熱交換器１０８の下部に配置した水受けとを１０７として一体としている。
図１５は、筺体壁面に設けた気液分離器を図９で示したような壁面設置タイプスリット状気液分離機１２６としたである。これにより、図１４に示す壁面設置タイプ板状気液分離器と比較して、伝熱面積を増やすことができ、さらなる除湿効果が期待できる。また、壁面設置タイプスリット状気液分離機１２６のフィンを波形状としたり、表面に凹凸を設けたりして伝熱面積を増やして除湿効果を大きくできる。

本発明による一実施の形態に係る空気調和機の室内機の断面図。 図１の空気の流れ状態を示す断面図。 一実施の形態に係る結露水の流れ状態を説明する断面図。 一実施の形態に係る気液分離器を構成する板状部材の斜視図。 他の実施の形態に係る室内機の断面図。 さらに、他の実施の形態に係る室内機の断面図。 さらに、他の実施の形態に係る室内機の断面図。 図７の空気の流れ状態を示す断面図。 他の実施の形態に係る気液分離器を構成する板状部材の斜視図。 さらに、他の実施の形態に係る室内機の断面図。 さらに、他の実施の形態に係る室内機の断面図。 さらに、他の実施の形態に係る室内機の断面図。 図１２の空気の流れ状態を示す断面図。 一実施の形態に係る室内機の平面図。 さらに、他の実施の形態に係る室内機の断面図。 従来の室内機を示す断面図。

符号の説明

１０１…室内機、１０２…遠心送風機、１０３…化粧パネル、１０４…吸込みグリル、１０６…ベルマウス、１０７…水受け、１０８…熱交換器、１０９…筐体、１１０…吹出し口、１１１…天板、１１２…気液分離器、１１３a…遠心送風機に吸い込まれる空気の流れ、１１３b…熱交換器を通過する空気の流れ、１１３c…熱交換器を通過しない空気の流れ、１１３d…熱交換器を通過する空気の流れと通過しない空気の流れの衝突流れ（渦）、１１３e…吹き出し流れ、１１４…結露水、１１５…波板形状、１１６…ディンプル形状、１１７…スリットタイプ気液熱交換器。

Claims (5)

1. 遠心送風機と、該遠心送風機の吹出し側に設けられた熱交換器と、該熱交換器の下部に配置された水受けと、を筐体内に有し、吸込み口から吸込まれた空気が前記遠心送風機の内部を通過し、前記熱交換器を通って吹出し口から室内へ送風される空気調和機の室内機において、
   前記熱交換器を通過する流れで冷却され、かつ前記熱交換器を通過しない流れが接触すると共に、表面での結露水が前記水受けに至るように板状の部材を気液分離器として設けたことを特徴とする空気調和機の室内機。
2. 請求項１に記載のものにおいて、前記板状の部材を波板形状あるいはやディンプル形状若しくは三角断面形状で形成したことを特徴とする空気調和機の室内機。
3. 請求項１に記載のものにおいて、前記板状の部材を薄板形状のフィンの集合体とされたスリット形状で形成したことを特徴とする空気調和機の室内機。
4. 請求項１に記載のものにおいて、前記気液分離器は前記筐体の天板に設けられた流れガイドと、該流れガイドの下部に設けられたフィンをスリット状に配置した板状の部材と、結露水を前記水受けに導く気液分離器下段と、を備えたことを特徴とする空気調和機の室内機。
5. 請求項１に記載のものにおいて、フィンをスリット状に配置した板状の部材を前記気液分離器の上段に配置し、その下に結露水を前記水受けに導く板状の部材を設けたことを特徴とする空気調和機の室内機。
   

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