JP2005241069A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 バッフルプレートの形状変更により熱交換器の高さ・幅方向の風速分布を改善して性能向上が図れる空気調和機を提供する。
【解決手段】 ターボ型遠心ファンの羽根車２の周囲にフィンチューブ型の熱交換器３Ａ，３Ｂを略四角形状に配設してなると共に、前記熱交換器の冷媒給排用配管６，７が接続される箇所において熱交換器の端部間を大小バッフルプレート４，５で連結・固定してなる空気調和機において、前記大バッフルプレート４の少なくとも前記羽根車から吹き出される旋回流の下流側に位置して、前記旋回流を分散させるべく前記羽根車側に張り出す張出し部８を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、送風機の羽根車の周囲に熱交換器を略四角形状に配設してなる天井埋込形等の空気調和機に関する。

この種、空気調和機として、例えば図５−ａ，図５−ｂに示すようなものがある（特許文献１参照）。

これによれば、天井１００に埋設された本体１０１の内部には、遠心ファン等の送風機の羽根車１０２と、この送風機の羽根車１０２のまわりに配設されたフィンチューブ型熱交換器１０３とが収納され、フィンチューブ型熱交換器１０３の下方には熱交換器表面から流れ出るドレン水を受け止めるドレンパン１０４が設けられる。このドレンパン１０４の内側一部には制御基盤を収納した電気品箱１０５が設けられる。

本体１０１の上部にはモータ１０６が配設される一方、本体１０１の下部には化粧パネル１０７が固定される。この化粧パネル１０７の中央部付近に吸込み口１０８が形成され、この吸込み口１０８の外側の四方には、吹出し口１０９が形成されている。また、本体１０１は、本体固定フック１１０で、屋根裏より吊り下げられた本体固定ボルト１１１、固定ナット１１２により吊り下げ固定されている。

尚、図５−ｂ中１１３は、熱交換器１０３と送風機の羽根車１０２との最小隙間付近に設けられて、送風機の羽根車１０２から吹き出された空気が熱交換器１０３のフィンに対し仰角をもって流入するために生じる、剥離渦によるフィン間の干渉音を低減すべく設けられた整流部材であり、１１４は熱交換器１０３の一次側と二次側とを仕切ると共に、幅方向に分断された熱交換器１０３同士を連結固定するための平板状のバッフルプレートである。

従って、運転時には、モータ１０６により駆動された送風機の羽根車１０２により、室内空気が吸込み口１０８から送風機の羽根車１０２に吸い込まれ、ここから吹き出された空気は、冷媒の循環している熱交換器１０３を通ることにより、加熱または冷却され吹出し口１０９から室内へ吹き出し、空調される（図５−ａ中矢印参照）。

特開平９−２３６２７６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたようなものにあっては、図６−ａに示すように、送風機の羽根車１０２における吐出幅は、一般的に熱交換器１０３の高さ（Ｈ）より小さいため、熱交換器通過時の風速分布が不均一であり、また、図６−ｂに示すように、送風機の羽根車１０２と熱交換器１０３間の距離（隙間）が羽根車１０２の周方向において部分的に異なるため、熱交換器１０３の幅方向（Ｗ）にも風速分布の不均一な箇所が生じ、空気調和機（厳密には熱交換器１０３）の性能が十分に発揮されていないという問題点があった。

即ち、熱交換器１０３の高さ（Ｈ）方向にあっては、その上，下部ほど中央部より熱交換器通過時の風速が低下する（図６−ａ中の風速分布参照）と共に、熱交換器１０３の幅方向（Ｗ）にあっては、送風機の羽根車１０２と熱交換器１０３間の距離（隙間）が小さい部位ほど大きい部位より旋回流速が速まることにより熱交換器通過時の風速が低下する（図６−ｂ中の領域イの風速>図６−ｂ中の領域ロの風速）のである。

また、熱交換器１０３の幅方向（Ｗ）における、本発明者等による流動解析（ＣＦＤ）結果によれば、図７−ａ，図７−ｂに示すように、熱交換器１０３を幅方向にバッフルプレート１１４を境に左右に二分割してそれぞれ空気流れの上流側から（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）と（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）とに領域を分けた場合、送風機の羽根車１０２と熱交換器１０３間の距離（隙間）が小さい部位（図７−ａ中の領域（Ａ）の後半部から領域（Ｂ）の前部と、領域（Ｃ）の中・後半部と、領域（Ｄ）の後半部から領域（Ｅ）の前部）ほど熱交換器通過時の風速が低下する一方、冷媒給排用配管が接続される側のバッフルプレート１１４が固定される領域（Ａ）の前半部における熱交換器通過時の風速が著しく高いことが解った。

前記領域（Ａ）の前半部において、熱交換器通過時の風速が著しく高くなるのは、領域（Ｆ）の中間部で流速が速められた旋回流（空気）がバッフルプレート１１４の表面で新たに供給された空気と集束して一気に領域（Ａ）の前半部に到達して当該部位を通過していくことによると考えられる。

そこで、本発明の目的は、バッフルプレートの形状変更により熱交換器の高さ・幅方向の風速分布を改善して性能向上が図れる空気調和機を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明に係る空気調和機は、送風機の羽根車の周囲に熱交換器を略四角形状に配設してなると共に、前記熱交換器の冷媒給排用配管が接続される箇所において熱交換器の端部間をバッフルプレートで連結・固定してなる空気調和機において、前記バッフルプレートの少なくとも前記羽根車から吹き出される旋回流の下流側に位置して、前記旋回流を分散させるべく前記羽根車側に張り出す張出し部を設けたことを特徴とする。

前記張出し部は、バッフルプレートの高さ方向に沿って頂点が丸みを帯びた三角形状に張り出されることを特徴とする。

前記張出し部は、バッフルプレートの高さ方向に沿って台形状に張り出されることを特徴とする。

前記張出し部のバッフルプレート高さ方向中間部に、前記旋回流の上流側から下流側に向けて漸次溝幅が増大する切欠き溝を形成したことを特徴とする。

前記構成の空気調和機によれば、バッフルプレートの形状変更という簡単な手段により熱交換器の高さ・幅方向の風速分布を改善して性能向上が図れる。

以下、本発明に係る空気調和機を実施例により図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１を示す天井埋込形空気調和機の平断面図、図２は同じく要部拡大斜視図である。

図１に示すように、天井に埋設された空気調和機本体１の内部には、送風機としてのターボ型遠心ファンの羽根車２と、この羽根車２の外囲に略四角形状に配設されたフィンチューブ型の熱交換器３Ａ，３Ｂとが収納される。

図示例では、前記熱交換器３Ａ，３Ｂは、Ｌ字状に左右に二分割され、各々の端部間で板金製の大バッフルプレート４と小バッフルプレート５により連結・固定されている。大バッフルプレート４の背部には、熱交換器３Ａ，３Ｂに対し冷媒を供給する配管６と冷媒を排出する配管７とがそれぞれ接続・固定される。

そして、前記大バッフルプレート４には、図２に示すように、前記羽根車２から吹き出される旋回流の下流側に位置して、旋回流を分散させるべく羽根車２側に張り出す張出し部８が設けられる。

図示例では、前記張出し部８は、大バッフルプレート４の高さ方向に沿って頂点が丸みを帯びた三角形状に張り出される。この場合、平板の大バッフルプレート４の表面に三角柱状の別部材を付設して張出し部８としているが、平板の板金を打ち抜いて形成しても良い。

その他の構成は、図５−ａ，図５−ｂに示した空気調和機と同様なので、当該空気調和機の説明を参照してここでは詳しい説明は省略する。

このように構成されるため、運転時には、図外のモータにより駆動されたターボ型遠心ファンの羽根車２により、室内空気が図外の吸込み口からターボ型遠心ファンの羽根車２に吸い込まれ、ここから吹き出された空気は、冷媒の循環している熱交換器３Ａ，３Ｂを通ることにより、加熱または冷却され吹出し口９から室内へ吹き出し、空調される（図１中矢印参照）。

この際、大バッフルプレート４部においては、ターボ型遠心ファンの羽根車２から吹き出された旋回流が張出し部８によって、当該張出し部８を回り込んで熱交換器３Ａの前端部（図７−ａ，図７−ｂの領域（Ａ）の前半部に相当する）を通過するもの（図１中矢印ハ参照）と、当該張出し部８に整流されて熱交換器３Ａの前端部以降（図７−ａ，図７−ｂの領域（Ａ）の後半部に相当する）を通過するもの（図１中矢印ニ参照）とに分散される。

これにより、従来例のように、ターボ型遠心ファンの羽根車２と熱交換器３Ｂとの最小隙間（図７−ａ，図７−ｂの領域（Ｆ）の中間部に相当する）を通って流速が速められた旋回流（空気）が大バッフルプレート４の表面で新たに供給された空気と集束して一気に熱交換器３Ａの前端部に到達して当該部位を通過していくことが回避される。

この結果、熱交換器３Ａの幅方向の風速分布が改善され、可及的に均一化されるので、熱交換器３Ａの性能が一段と向上される。

また、本実施例では、三角形状の張出し部８の頂点が丸みを帯びているので、頂点部における空気の剥離が防止され、気流騒音が低減されるという利点がある。

また、上記実施例では、張出し部８を大バッフルプレート４の旋回流の下流側に設けたが、下流側に限定されるものではない。また、張出し部８は小バッフルプレート５にも設けても良い。また、送風機としてターボ型遠心ファン以外のものを用いても良い。

図３は本発明の実施例２を示す天井埋込形空気調和機におけるバッフルプレート部の斜視図である。

これは、実施例１における大バッフルプレート４に、当該大バッフルプレート４の高さ方向に沿ってターボ型遠心ファンの羽根車２側に台形状に張り出す張出し部８を形成した例である。

この実施例では、前記張出し部８を、大バッフルプレート４に断面台形の板金等を使用することで形成しているが、平板の板金製大バッフルプレート４を打ち抜いて形成しても良い。

この実施例によれば、実施例１と同様の作用・効果に加えて、前記張出し部８に衝突した後熱交換器３Ｂの後端部（図７−ａ，図７−ｂの領域（Ｆ）の後半部に相当する）側に回り込む（整流される）空気流も生じ、当該部位の風速も増加させられるので、熱交換器３Ｂにおける幅方向の風速分布も改善されるという利点が得られる。

図４は本発明の実施例３を示す天井埋込形空気調和機におけるバッフルプレート部の斜視図である。

これは、実施例２における張出し部８のバッフルプレート高さ方向中間部に、旋回流の上流側から下流側に向けて漸次溝幅が増大する切欠き溝１０を形成した例である。

この実施例によれば、張出し部８により実施例２と同様の作用・効果が得られると共に、切欠き溝１０により前記旋回流が一旦、バッフルプレート高さ方向中間部に集められ、その後大バッフルプレート４の上，下両部に拡がるように整流されるので、熱交換器３Ａ並びに３Ｂの高さ方向の風速分布も改善されるという利点が得られる。

また、この実施例は、実施例１にも適用することができる。

本発明の実施例１を示す天井埋込形空気調和機の平断面図である。 同じく要部拡大図である。 本発明の実施例２を示す天井埋込形空気調和機におけるバッフルプレート部の斜視図である。 本発明の実施例３を示す天井埋込形空気調和機におけるバッフルプレート部の斜視図である。 従来の空気調和機の側断面図である。 同じく平断面図である。 従来の空気調和機の不具合を示す説明図である。 従来の空気調和機の異なった不具合を示す説明図である。 従来の空気調和機における流動解析の模式図である。 従来の空気調和機における流動解析の風速分布図である。

符号の説明

１ 空気調和機本体
２ ターボ型遠心ファンの羽根車
３Ａ，３Ｂ フィンチューブ型の熱交換器
４ 大バッフルプレート
５ 小バッフルプレート
６ 配管
７ 配管
８ 張出し部
９ 吹出し口
１０ 切欠き溝

Claims (4)

1. 送風機の羽根車の周囲に熱交換器を略四角形状に配設してなると共に、前記熱交換器の冷媒給排用配管が接続される箇所において熱交換器の端部間をバッフルプレートで連結・固定してなる空気調和機において、前記バッフルプレートの少なくとも前記羽根車から吹き出される旋回流の下流側に位置して、前記旋回流を分散させるべく前記羽根車側に張り出す張出し部を設けたことを特徴とする空気調和機。
2. 前記張出し部は、バッフルプレートの高さ方向に沿って頂点が丸みを帯びた三角形状に張り出されることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記張出し部は、バッフルプレートの高さ方向に沿って台形状に張り出されることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
4. 前記張出し部のバッフルプレート高さ方向中間部に、前記旋回流の上流側から下流側に向けて漸次溝幅が増大する切欠き溝を形成したことを特徴とする請求項１，２又は３記載の空気調和機。

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