JP2005249323A

JP2005249323A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2005249323A
Application number: JP2004061750A
Authority: JP
Inventors: Seiji Hirakawa; 誠司平川; Hisafumi Ikeda; 尚史池田; Toshiaki Yoshikawa; 利彰吉川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2024-03-05
Also published as: JP4006703B2

Abstract

【課題】吹出口における逆吸込みを防止することができ、結露水が室内に飛散せず、製造コストも増大することがない空気調和機を得る。
【解決手段】室内ユニット１に内蔵されて室内空気を冷却又は加熱する熱交換器５と、吸込口６ａを有し熱交換器５を通過した室内空気を吹出口６ｂに導く風路６と、室内空気を風路６に沿って送風するクロスフローファンと、風路側壁板６ｃからクロスフローファンの端面に重なりこのクロスフローファンの上流側を覆う整流部材１０と、この整流部材１０より下流側に位置して風路側壁板６ｃに設けられ空気を前記吸込口６ａとは別個に風路６に導く導風口とからなるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は空気調和機に係り、より詳しくは、結露水の室内への飛散や、逆吸い込み発生による騒音増加を防止することができる空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機は、クロスフローファンの軸方向の両端部近傍のケーシング両側面から送風路側に略垂直に突出して設けられた突出部材を備え、この突出部材はクロスフローファンの軸端部を囲うように羽根体の外周に沿って円弧状に設けられ、流路の中央付近にその幅を狭めて形成された縮小部を有する（例えば、特許文献１参照）。

また、クロスフローファンにおいて、仕切板の外側面に中心軸周りに複数の補助ブレードを設けるとともに、この中心軸回りに回転する補助ブレードを一方の周面側で覆う補助ケーシングを備えて、補助ブレードを前記中心軸方向で空気を吸い込み、他の周面側へ空気を吹き出す遠心ファンとして構成したものがある（例えば、特許文献２参照）。

さらに、室内ユニットの前面と上面に吸込口と吹出口を有し、室内ユニット内部に熱交換器とクロスフローファンと空気流路を有する筐体を備え、前記クロスフローファンは、その両端部または一端部に端板を設けないようにして構成され、ファン側面部には前記吸込口とは別の吸入口が設けてあり、前記クロスフローファン端部はスクロールケーシングで覆われているものがある（例えば、特許文献３参照。）。

特開平８−３２７０８２号公報（第２−４頁、図１）特開２００２−３５７１９４号公報（第３−４頁、図１）特開２００１−１７３９７９号公報（第４頁、図６）

上記のように構成した従来の空気調和機では、流路の中央部分で突出部材の幅を狭めているため、風路側面から流入する気流がある場合、側面から流入した気流がクロスフローファンの上流側に逆流してしまい、吹出口において逆吸い込みが発生し、騒音が増加する。また、冷房運転時には、室内ユニット内部に流入した相対湿度の高い室内空気がケーシング壁面で冷やされるため、結露水がケーシング壁面に付着し、室内に飛散する。さらに、補助ブレードを別途設けなければならないため、製造コストの増大につながる。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、吹出口における逆吸込みを防止することができ、結露水が室内に飛散せず、製造コストも増大することがない空気調和機を得ることを目的とする。

本発明に係る空気調和機は、室内ユニットに内蔵されて室内空気を冷却および加熱する熱交換器と、吸込口を有し前記熱交換器を通過した室内空気を吹出口に導く風路と、前記室内空気を前記風路に沿って送風するクロスフローファンと、前記風路側壁板からクロスフローファンの端面に重なり該クロスフローファン上流側を覆う整流部材と、該整流部材より下流側に位置して前記風路側壁板に設けられ空気を前記吸込口とは別個に前記風路に導く導風口とからなるものである。

本発明に係る空気調和機は、風路側壁板に吸込口とは別個に空気を風路に導く導風口を備え、風路側壁板からクロスフローファン端面に重なりクロスフローファン上流側を覆う整流部材を設け、前記導風口は前記リブより下流側に設けるように構成したので、吹出口からの逆吸い込みを防止し、結露水の飛散を防止することができ、使用者が快適に空気調和機を利用できる。

［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内ユニットの要部正面図、図２は図１の要部斜視図、図３は図１の断面図、図４は図１の要部斜視図である。空気調和機は室内空気を空調するためのもので、その室内ユニット１は空気調和機の外郭を形成し、吸込口２ａと吹出口２ｂを有するキャビネット２を備えている。そして、キャビネット２の吸込口２ａの下流側には、通過室内空気の異物を除去するプレフィルタ３が設けられている。また、プレフィルタ３の下流側には、通過する室内空気を清浄化する空気清浄フィルタ４が設けられ、この空気清浄フィルタ４の下流側には、通過する室内空気を熱交換する熱交換器５が設けられている。

熱交換器５の下流側には吸込口６ａと吹出口６ｂを有する風路６が設けられ、熱交換器５を通過した室内空気は風路６の吸込口６ａに導入される。風路６内にはクロスフローファンの羽根車７が風路６に直交して配置され、熱交換器５を通過した室内空気を風路６の吸込口６ａから吹出口６ｂへ送風する。羽根車７の端面７ａには、風路６の側壁板６ｃの軸穴６ｄを貫通して羽根車７を回転させるモータ９のモータ軸８が連結固定されている。また、クロスフローファンの羽根車７の上流側の風路側壁板６ｃには、少なくともクロスフローファンの羽根車７の端面７ａを覆う所定幅の整流部材１０が設けられている。ここでは、この整流部材１０は、ケーシング１１とスタビライザ１２を、ほぼ円弧状につないで構成されている。
なお、空気調和機はここではプレフィルタ３、空気清浄フィルタ４、熱交換器５を備えているが、これらを備えない送風装置でも良く、また、これら以外の空質エレメントを用いた空気調和機であってもよい。

次に動作について説明する。上記のように構成した空気調和機においては、まず、電源が投入され、室内ユニット１の熱交換器５に冷媒が流れ、クロスフローファンの羽根車７が回転すると、キャビネット２の吸込口２ａから室内空気が吸い込まれ、この室内空気は、プレフィルタ３及び空気清浄フィルタ４を介して塵埃を除去され、熱交換器５に流れてここで熱交換器５の冷媒と熱交換された後、風路６の吸込口６ａから吹出口６ｂへ送風され、キャビネット２の吹出口２ｂから室内へ吹き出され、その後、再びキャビネット２の吸込口２ａから吸い込まれる。この一連の動作が繰り返されて、室内空気は塵埃を除去され、また冷やされたり温められたりして、空気質を変化させる。

なお、このとき、図１に示すように、風路６内の羽根車７の回転によって、羽根車７の端面７ａ側が負圧となり、風路側壁板６ｃの軸穴６ｄとモータ軸８との隙間のモータ９側から室内空気が流入する。図中の矢印は、気流の流れを示すものである。プレフィルタ３や空気清浄フィルタ４や熱交換器５にホコリや露が付着するなどして通風抵抗が大きくなったときは、羽根車７側の静圧とモータ９側の静圧との静圧差が大きくなるので、モータ９側の室内空気が軸穴６ｄとモータ軸８との隙間から風路６内へ多く流れる。ここで、軸穴６ｄとモータ軸８との隙間から流入した空気の大部分は、風路側壁板６ｃと羽根車７の端面７ｃとの間を通過する。しかし、少なくとも羽根車７の端面７ａを覆う所定幅の整流部材１０が設けられているため、軸穴６ｄとモータ軸８との隙間から流入した空気はクロスフローファンの羽根車７の上流側には流れていかず、整流部材１０によって整流されて風路６の吹出口６ｂ側へと向かう。

以上のように、風路側壁板６ｃ近傍では羽根車７の上流側に整流部材１０を設け、軸穴６ｄとモータ軸８との隙間は整流部材１０の下流側に設けられているため、風路側壁板６ｃ近傍の気流は整流され、隙間からの流入空気による吹き出し流れの乱れは小さくなり、また風路側壁板６ｃ近傍の気流は風速が早くなる。そのため、逆吸い込みは発生しにくく、逆吸い込みに伴う騒音増加や、冷房運転時の結露水の室内への飛散を防ぐことができるので、使用者は快適に空気調和機を利用することができる。また、羽根車７の上流側に整流部材１０を設けるだけでよいため、低コストで逆吸い込みによる騒音増加や結露水の飛散を防止できる。
なお、送風装置または熱交換器を備えない空気調和機の場合は、逆吸い込みが発生しても結露水は発生しないが、逆吸い込みを防ぐことによる騒音防止効果を同じように得ることができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、軸穴６ｄとモータ軸８との隙間から空気を吸入するようにしたが、実施の形態２では吸入口から室外空気を吸入するようにしたものである。
図５は本発明の実施の形態２に係る空気調和機の概観図、図６は空気調和機の室内ユニットの要部正面図、図７は図６の断面図、図８は図６の要部斜視図である。
図５に示すように、空気調和機は、室内空気を空調する室内ユニット１と、室外ユニット１４とによって構成されている。ここで、室外ユニット１４には換気ファンを含む換気ユニットが備えられ、この換気ユニットの働きにより、換気ホース１５を通じて室内空気と室外空気が所定量だけ交換される。そして、取り込まれた室外空気は、風路側壁板６ｃに設けられた吸入口１３より室内ユニット１に流入する。なお、ここでは吸入口１３は１箇所だけとしたが、これを複数個備えても良い。また、ここでは軸穴６ｄとモータ軸８との隙間からも空気が流入するが、この隙間を通じて空気が流入しないように隙間をシールしてもよい。

また、ここでは室外ユニット１４に換気ユニットを備えたが、これを酸素富加ユニットや加湿ユニットとし、酸素量や水分量を増やした空気を換気ホース１５を通じて室内空気と交換してもよい。また、これら換気ユニットは室外ユニット１４に備えたが、これを室内ユニット１に備えてもよい。また、ここでは、軸穴６ｄとモータ軸８との隙間と吸入口１３との面積の和Ｓは、クロスフローファンの羽根車７の端面７ａの面積Ｓｆａｎに対して、Ｓ／Ｓｆａｎ≦０．１としている。
軸穴６ｄとモータ軸８との隙間及び吸入口１３から空気が室内ユニットに流入した後の動作は実施の形態１と同様であるので、その説明は省略する。

以上のように、風路側壁板６ｃ近傍では羽根車７の上流側に整流部材１０を設け、軸穴６ｄとモータ軸８との隙間及び吸入口１３は整流部材１０の下流側に設けられているため、風路側壁板６ｃ近傍の気流は整流され、軸穴６ｄとモータ軸８との隙間と吸入口１３からの流入空気による吹き出し流れの乱れは小さくなり、また風路側壁板６ｃ近傍の気流は風速が早くなる。そのため、逆吸い込みは発生しにくく、逆吸い込みに伴う騒音増加や、冷房運転時の結露水の室内への飛散を防ぐことができるので、使用者が快適に空気調和機を利用することができる。また、羽根車７の上流側に整流部材１０及び風路側壁６ｃに吸入口１３を設けるだけでよいため、低コストで逆吸い込みによる騒音増加や結露水の飛散を防止することができる。なお、送風装置または熱交換器を備えない空気調和機の場合、逆吸い込みが発生しても結露水は発生しないが、逆吸い込みを防ぐことによる騒音防止効果を同じように得ることができる。

［実施の形態３］
本実施の形態３では、整流部材１０の寸法を規定したものである。図９は、整流部材１０の幅Ｌ１を大きくしたときの空気調和機の室内ユニット１の空気の流れを示す要部正面図である。本実施の形態３においては、整流部材１０以外の構成は、実施の形態１又は２と同じなので、その部分の説明は省略する。
ここで、クロスフローファンの羽根車７の直径Ｄｆａｎに対して、風路側壁板６ｃからの整流部材１０の幅Ｌ１は、クロスフローファンの羽根車７の端面７ａに重なり、かつＬ１／Ｄｆａｎ≦０．４５としてある。また、クロスフローファンの羽根車７の幅Ｌｆａｎに対して、風路側壁板６ｃからの整流部材１０の幅Ｌ１は、クロスフローファンの羽根車７の端面７ａに重なり、かつＬ１／Ｌｆａｎ≦０．０７としている。また、クロスフローファンの羽根車７の直径Ｄｆａｎに対して、ファン中心から整流部材１０までの最小距離Ｌ２（図３参照）は、Ｌ２／Ｄｆａｎ≧０．５３としている。

図において、整流部材１０に重なる部分のクロスフローファンの羽根車７には、気流は整流部材１０を迂回して側面から流入する。そのため、整流部材１０の幅が大きすぎると、気流の流入部から遠い位置にある翼まで気流が届かず、流入した気流に対して翼が十分に仕事をしない。そのため、翼の仕事をしない部分に渦が発生し、十分に吹き出し気流を整流できない。しかしながら、本実施の形態３においては、Ｌ１／Ｄｆａｎ≦０．４５であるため、気流に対して翼は十分な仕事をし、気流を整流して逆吸い込みを防止することができる。

図１０は、室内ユニット１の吸い込み側に通風抵抗を加えて逆吸い込みを発生させたときの、逆吸い込みが発生し始めたときのユニット静圧を示したものである。これにより、Ｌ１／Ｄｆａｎ≦０．４５とすると、逆吸い込み防止効果をより大きく引き出すことができることがわかる。
また、Ｌ１／Ｌｆａｎ≦０．０７であるため、気流に対して翼は十分な仕事をし、気流を整流して逆吸い込みを防止することができる。
図１１は、室内ユニットの吸い込み側に通風抵抗を加えて逆吸い込みを発生させたときの、逆吸い込みが発生し始めたときのユニット静圧を示したものである。これにより、Ｌ１／Ｌｆａｎ≦０．０７とすると、逆吸い込み防止効果をより大きく引き出すことができることがわかる。

以上のように、クロスフローファンの羽根車７の直径Ｄｆａｎに対して、風路側壁板６ｃからの整流部材１０の幅Ｌ１は、クロスフローファンの羽根車７の端面７ａに重なり、かつＬ１／Ｄｆａｎ≦０．４５とし、また、クロスフローファンの羽根車７の幅Ｌｆａｎに対して、風路側壁板６ｃからの整流部材１０の幅Ｌ１は、クロスフローファンの羽根車７の端面７ａに重なり、かつＬ１／Ｌｆａｎ≦０．０７としたため、逆吸い込み防止効果をより大きく引き出すことが可能となる。従って、室内への結露水の飛散を防止できるので、使用者が快適に空気調和機を利用することができる。
なお、送風装置または熱交換器を備えない空気調和機の場合、逆吸い込みが発生しても結露水は発生しないが、逆吸い込みを防ぐことによる騒音防止効果を同じように得ることができる。

［実施の形態４］
実施の形態１〜３では、軸穴６ｄとモータ軸８との隙間及び吸入口１３の少なくとも１箇所以上から空気を吸入するようにしたが、本実施の形態４では、流入した空気をクロスフローファンの羽根車７の内部で混合するようにしたものである。
図１２は本実施の形態４に係る空気調和機の室内ユニットに備えたクロスフローファンの羽根車７の斜視図である。本実施の形態４では、羽根車７以外の構成は実施の形態２で示した場合と同様なので、説明は省略する。
図に示すように、羽根車７のモータ９側の端面７ａには、長穴形状の通気孔７ｂが設けられている。ここでは通気孔７ｂは長穴形状に形成したが、これは円形状、三角形状などの任意の形状であってもよい。

プレフィルタ３や空気清浄フィルタ４や熱交換器５にホコリや露が付着するなどして通風抵抗が大きくなったときは、羽根車７側の静圧とモータ９側の静圧との静圧差が大きくなるので、熱交換されていない、相対湿度の高い室内空気が軸穴６ｄとモータ軸８との隙間から風路６内へ多く流れ込む。一方、先の室内空気の一部は羽根車７の端面７ａに設けた通気孔７ｂから吸引されて羽根車７内に流入し、この羽根車７内で、羽根車７が送風する熱交換された空気、すなわち、相対湿度が低い大量の空気と混合され、この相対湿度の高い室内空気の水分は、相対湿度の低い大量の空気に吸収されてしまう。そのため、風路６内の壁面や羽根車７の端面７ａに露が付着・成長せず、結露水が室内に吹き出されることはない。

以上のように、風路側壁板６ｃ近傍では羽根車７の上流側に整流部材１０を設け、風路側壁板６ｃに軸穴６ｄとモータ軸８との隙間及び吸入口１３を整流部材１０の下流側に設け、さらに、クロスフローファンの羽根車７の端面７ａに通気孔７ｂを設けて、軸穴６ｄから流入する相対湿度の高い空気をクロスフローファンの羽根車７の内部に強制誘導するようにしたので、室内への結露水の飛散を防止でき、使用者が快適に空気調和機を利用することができるようになる。
また、吸入口１３を風路背面ではなく風路側壁板６ｃに設けたので、室内ユニット１を薄くすることができる。
なお、送風装置または熱交換器を備えない空気調和機の場合、逆吸い込みが発生しても結露水は発生しないが、逆吸い込みを防ぐことによる騒音防止効果を同じように得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内ユニットの要部正面図である。図１の要部斜視図である。図１の断面図である。図１の要部斜視図である。本発明の実施の形態２に係る空気調和機の概観図である。図５の空気調和機の室内ユニットの要部正面図である。図６の断面図である。図６の要部斜視図である。本発明の実施の形態３に係る整流部材の幅Ｌ１が大きいときの空気調和機の室内ユニットの要部正面図である。本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室内ユニットの、整流部材の幅とクロスフローファンの羽根車の直径、逆吸い込み発生時のユニット静圧との関係を表す線図である。本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室内ユニットの、整流部材の幅とクロスフローファンの羽根車の幅、逆吸い込み発生時のユニット静圧との関係を表す線図である。本発明の実施の形態４に係る空気調和機の、室内ユニットに備えられたクロスフローファンの羽根車の斜視図である。

符号の説明

１室内ユニット、２ａ吸込口、２ｂ吹出口、５熱交換器、６風路、６ａ吸込口、６ｂ吹出口、６ｃ風路側壁板、６ｄ軸穴、７羽根車、７ａ端面、７ｂ通気孔、８モータ軸、９モータ、１０整流部材、１１ケーシング、１２スタビライザ、１３吸入口。

Claims

室内ユニットに内蔵されて室内空気を冷却および加熱する熱交換器と、吸込口を有し前記熱交換器を通過した室内空気を吹出口に導く風路と、前記室内空気を前記風路に沿って送風するクロスフローファンと、前記風路側壁板からクロスフローファンの端面に重なり該クロスフローファン上流側を覆う整流部材と、該整流部材より下流側に位置して前記風路側壁板に設けられ空気を前記吸込口とは別個に前記風路に導く導風口とからなることを特徴とする空気調和機。
前記整流部材は、前記ケーシングとスタビライザをつないで構成されることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
前記クロスフローファンの羽根車の直径Ｄｆａｎに対して、前記風路側壁板からの整流部材の幅Ｌ１は、Ｌ１／Ｄｆａｎ≦０．４５であることを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機。
前記クロスフローファンの羽根車の幅Ｌｆａｎに対して、前記風路側壁板からの整流部材の幅Ｌ１は、Ｌ１／Ｌｆａｎ≦０．０７であることを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機。
前記導風口はモータ軸を通す軸穴であり、前記クロスフローファンの端面に前記軸穴を貫通して連結したモータ軸により前記クロスフローファンを駆動するファンモータを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機。
前記導風口は、室外空気を導く吸入口であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機。
前記導風口は、加湿された空気を導く吸入口であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機。
前記導風口は、酸素富化された空気を導く吸入口であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機。
前記クロスフローファンの羽根車の端面に通気孔を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機。