JP2006071237A

JP2006071237A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2006071237A
Application number: JP2004258089A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Nagashima; 勤長島
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2024-09-06
Also published as: JP4544410B2

Abstract

【課題】室内機ユニットを大型化することなく、換気機能を備えた空気調和機を提供する。
【解決手段】ベースパネル１００の熱交換器２を両端から支持する左右一対の熱交換器ホルダ３，３のいずれか他方の熱交換器ホルダ３に排気ユニット３１０と給気ユニット３３０とを一体的に組み込んだ換気ユニット３００を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気調和機（室内機ユニット）に関し、さらに詳しく言えば、室内の空気と室外の空気を換気する換気機能を備えた空気調和機に関する。

空気調和機（室内ユニット）には、一般的に上部に設けられた空気吸込口から吸い込んだ空気を途中の熱交換器で所定の温度に熱交換し、クロスフローファンによって下部に設けられた空気吹出口から室内空間に向けて吹き出す構造になっている。

ところで、空気調和機の使用中は部屋を閉め切っている場合が多い。そのため、使用中に室内で喫煙したり料理をしたりすると臭いが部屋に籠もりやすく、使用者に不快感を与えやすい。したがって、使用者は時折窓を開けて換気するようにしているが、窓を開けると冷却（または暖房）した空気が外に逃げてしまうおそれがある。

そこで、例えば室内機ユニットの一部に換気ユニットを設けて窓を開けることなく換気ができるようにした空気調和機が提案されている。例えば特許文献１には、室内機ユニットの上部に給気通路と換気通路とを備えた換気ユニットを備えた空気調和機が示されている。

しかしながら、この特許文献１に示された空気調和機には次のような問題がある。すなわち、この換気ユニットは空気調和機を駆動するための配管類（電力線やドレンホースなど）を室外に引き出すための引出孔と換気ユニット用の２箇所の換気孔をそれぞれ別に壁に開ける必要があり、設置工事が大変なばかりでなく、特に集合住宅などにおける居住者は使用しにくい。

また、換気ユニットは空気調和機の上部に設置されているため、室内機ユニットそのものを専用設計する必要があり、その分コストが嵩むばかりでなく、設置スペースも増える。さらに、換気ユニットのファンが室内機ユニットの前面側に向いて設置されているため、換気ファンの駆動中はファンの騒音が部屋に漏れやすい。

また、特許文献１の換気ユニットでは換気用の熱交換器を経て熱交換はされてはいるが、換気ユニットから出た空気と、室内機ユニットから出た空気とは温度差があるため、室内機ユニットの駆動時間は必然的に長くなり、結果消費電力も増える。

特開昭６２−２６８９４３号公報

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は室内機ユニットを大型化することなく、換気機能を備えた空気調和機を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明は以下に示すいくつかの特徴を備えている。まず、請求項１に記載の発明は、空気吸込口と空気吹出口とを有し、上記空気吸込口と上記空気吹出口とを結ぶ空気通路内に熱交換器と送風機とが配置されている室内機筐体を備え、上記室内機筐体には室内の空気を入れ換える換気ユニットが設けられている空気調和機において、上記換気ユニットは室内の空気を室外に排気する排気通路を有する排気ユニットと室外の空気を室内に供給する給気通路を有する給気ユニットとを備え、上記室内機筐体には上記排気ユニットの吸気口および上記給気ユニットの吐出口がともに上記熱交換器の上流側に設けられてることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、上記熱交換器は少なくとも２つの熱交換器ユニットを側面視で逆Ｖ字（いわゆるラムダ（Λ）型）に組み合わせたものからなり、いずれか一方の上記熱交換器ユニットの上流側に上記吸気口が設けられ、いずれか他方の上記熱交換器ユニットの上流側に上記吐出口が設けられていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２において、上記吸気口および上記吐出口と上記熱交換器との間にはエアフィルタが設けられていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、上記請求項１，２または３において、上記排気通路および上記給気通路は縦長に形成されており、上記排気通路と上記給気通路との間には換気用熱交換器が設けられていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、上記請求項１〜４のいずれか１項において、上記排気通路と上記給気通路は仕切壁を挟んで対向配置されており、その断面形状が略正方形状に形成されていることを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、上記請求項１〜４のいずれか１項において、上記排気通路と上記給気通路は仕切壁を挟んで対向配置されており、その断面形状が略長方形状に形成されており、その長辺を上記仕切壁として用いることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、換気ユニットの排気口と吐出口を熱交換器の上流側に設けたことにより、排気口では空気吸込口に吸い込まれてきた空気を確実に室外に排気できる。逆に吐出口から吐出された空気は熱交換器を通ってから空気吹出口を経て室内に放出されるため熱交換された新鮮な空気を室内に早く行き渡らせることができる。

請求項２に記載の発明によれば、吸気口と吹出口とをそれぞれ別の熱交換器ユニットの上流側に設けたことにより、吹出口から吹き出された空気が室内に放出されることなく、そのまま吸気口によって室外に持ち出されることを防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、室内機筐体のフィルタを換気ユニットのフィルタと兼用でき、吐出口から吹き出された空気に含まれているゴミを確実にキャッチすることができる。

請求項４，５および６に記載の発明によれば、通路を縦長にしたことにより、換気用熱交換器のフィン面積をできるだけ大きく（長く）取ることができる。また、通路の断面形状を略正方形状とすれば、周囲長が短くなり、通風抵抗を小さくすることができる。また、通路の断面形状を略長方形状とすれば、通路同士の接触面積を大きくでき、熱交換効率がよくなる。

次に本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る空気調和機（室内機ユニット）の化粧パネルを取り外した状態の斜視図である。

この空気調和機（室内機ユニット）１は図示しない取付金具を介して壁面に取り付けられるベースパネル１００と、ベースパネルの上面から前面にかけてを覆うようにベースパネル１００に取り付けられる化粧パネル２００とを備えており、いずれも合成樹脂の成型品からなる。

ベースパネル１００は全体が断面Ｌ字状に形成されており、送風ファンとしてのクロスフローファン（図示しない）や熱交換器ユニット２、ドレンパン（図示しない）などが格納されている。ベースパネル１００の両端には熱交換器ユニット２を支持する熱交換器ホルダ３，３が左右一対に設けられており、この熱交換器ホルダ３，３の間に熱交換器ユニット２が掛け渡されている。

この例において、熱交換器ユニット２は３つの熱交換器ユニット２１〜２３をほぼラムダ（Λ）型に組み合わせて連結したものからなり、クロスフローファンを覆うように取り付けられている。

前面側熱交換器ユニット２１，２２と背面側熱交換器ユニット２３とは、その頂部が遮風板２４によって連結されている。遮風板２４は、吸い込まれる空気が熱交換器ユニット２をバイパスしないようにするために設けられており、併せて熱交換器２の上部に配置されるエアフィルタのフィルタガイドとしても機能している。

ベースパネル１００の一方の熱交換器ホルダ３（図１では右側）の隣には、室内機ユニット１を駆動するための各種電源装置や電子部品などが格納された電装品箱４が設けられている。ベースパネル１００の他方の熱交換器ホルダ３（図１では左側）の隣には、室内の空気を換気する換気ユニット３００が設けられている。

ベースパネル１００の下面側には、クロスフローファンの送風作用によって空気を室内に向けて送出するための空気吹出口１１０が形成されている。空気吹出口１１０には、空気の吹出方向を変えるための上下風向板および左右風向板のほかに、例えば急速暖房もしくは急速冷房運転時に床方向に向かって開くディフューザー（ともに図示しない）が設けられてよい。

ベースパネル１００には熱交換器ユニット２を覆うように化粧パネル２００が取り付けられる。化粧パネル２００は後端側に設けられた図示しない係止爪を介してベースパネル１００の上端に固定され、室内機ユニット１の外観を構成している。

この例によると、化粧パネル２００にはほぼ全面にわたって空気吸込口２１０が設けられている。空気吸込口２１０はグリル桟状に形成されてよく、その開口面積は熱交換器ユニット２の上部投影面積よりも大きいことが好ましい。空気吸込口２１０の内側には空気中のゴミを除去するエアフィルタ（図示しない）が着脱可能に設けられている。

この例において、エアフィルタは熱交換器２に向かって流れ込む空気中に含まれるゴミを取るフィルタであるが、これ以外に脱臭フィルタや電気集塵フィルタ、カテキンなどを含有するカテキンフィルタなどであってもよい。

これによれば、熱交換器２を挟んでベースパネル１００の両側に電装品箱４と換気ユニット３００とが相対的に配置されることにより、室内機ユニット１の中央に空気吹出口１１０が形成され、室内機ユニット１がシンメトリー構造となり、意匠的にも綺麗にまとめることができる。

本発明において、ベースパネル１００および化粧パネル２００の構成は熱交換器２を熱交換器ホルダ３，３で支持する構造であれば、その他の構成は任意であってよく、その具体的な構成についての説明は省略する。

次に、図２〜図６を参照して、換気ユニット３００について説明する。換気ユニット３００は空気吸込口２１０から吸い込まれた空気の一部を室外に排気する排気ユニット３１０と、室外空気を室内機ユニット１を介して室内に供給する給気ユニット３３０とを備えている。換気ユニット３００は合成樹脂の成型品からなる。

図３および図４に示すように、この換気ユニット３００は排気ケーシング３２０、給気ケーシング３４０および蓋ケーシング３５０の３つのケーシング部材を備えている。排気ケーシング３２０および給気ケーシング３４０は断面コ字状に形成されており、排気ケーシング３２０の底部に給気ケーシング３４０の開放端を組み合わせることにより、内部に排気経路と給気経路とがそれぞれ独立して形成されるようになっている。

排気ケーシング３２０は、排気ファン３６０が収納されるファン収納部３２２と、排気ファン３６０によって吸い出された空気が通る排気通路３２３と、排気通路３２３を通ってきた空気を排出する排気ポート３２４とを備え、排気通路は仕切壁５０の一方の面に形成されている。

ファン収納部３２２は排気ファン３６０が収納可能な円筒状に形成されており、その中央には吸気口３２５が設けられている。吸気口３２５は排気ファン３６０の回転軸に対して同軸的に形成されており、排気ファン３６０を駆動することにより、空気吸込口２１０から吸い込まれた空気の一部が吸気口３２５から吸い込まれる。

排気ファン３６０は、ファン収納部３２２の周縁に沿って嵌め合わせられるベース板３６１を有し、ベース板３６１の中央に駆動モータ３６２が一体的に取り付けられている。駆動モータ３６２の回転軸にはラジアルファン３６３が一体的に取り付けられている。ファン収納部３２２はベース板３６１によって塞がれることで、密閉空間を形成している。

排気通路３２３は一端がファン収納部３２２に向かってほぼ直角に開放され、他端が仕切壁５０に沿って下側に延びており、排気ポート３２４に接続されている。排気通路３２３のほぼ中央には換気用熱交換器３７０が収納される開口部３２６が形成されており、ここに換気用熱交換器３７０の排気側熱交換室３７１が格納される。

排気ポート３２４は、換気ユニット３００の背面側（壁面側）に向けて形成されている。この排気ポート３２４には、図示しない排気パイプに連結される連結パイプ３２４ａがジョイント部材３２４ｂを介して接続される。

これらファン収納部３２２、排気通路３２３および排気ポート３２４は、仕切壁５０の周縁に沿って垂直に立設された側壁により囲まれた凹部であり、そこに蓋ケーシング３５０を被せることによって密閉空間が形成される。

蓋ケーシング３５０は排気ケーシング３２０の一方の側面（図３では左側面）に沿って取り付けられる板状体からなる。蓋ケーシング３５０には排気ポート３２４と給気ポート３４６に合致するポートメンバー３５１，３５２が２箇所設けられており、この各ポートメンバー３５１，３５２が排気ポート３２４と給気ポート３４６とに合致することにより、円筒状に形成される。

次に、給気ケーシング３４０は、給気ファン３８０が収納されるファン収納部３４２と、ファン収納部３４２から送り出された空気が流れる吸気通路３４３と、室内機ユニット１の内部に向けて空気を吹き出す吐出口３４４とが設けられている。吸気通路は仕切壁５０をの他方の面に形成されている。

ファン収納部３４２は給気ファン３８０が収納可能な円筒状に形成されており、その中央には吸気口３４５が設けられている。吸気口３４５は給気ファン３８０の回転軸に対して同軸的に形成されており、外気を取り込む給気ポート３４６に連通している。給気ファン３８０を駆動することにより、給気ポート３４６から吸い込まれた空気が吸気口３４５に吸い込まれる。

吸気口３４５は図２に示すように、Λ型熱交換器２の頂部（遮風板２４）を挟んで背面側熱交換器ユニット２３側に向けて開口されており、空気吸込口２１０を通って背面側熱交換器ユニット２３を通る前の空気を吸い込むようになっている。

吸気口２４５は、熱交換器２を覆うように取り付けられるエアフィルタの上流側に開口されていることが好ましい。これによれば、吸気口２４５を通って来た空気にゴミが含まされていても確実にエアフィルタでキャッチすることができる。

給気ファン３８０はファン収納部３４２の周縁に沿って嵌め合わせられるベース板３８１を有し、ベース板３８１の中央に駆動モータ３８２が一体的に取り付けられている。駆動モータ３８２の回転軸にはラジアルファン３８３が一体的に取り付けられている。ファン収納部３４２はベース板３８１によって塞がれることで、密閉空間を形成している。この例において、給気ファン３８０と排気ファン３６０は同じ形状および構成からなる。

給気通路３４３は一端が給気ファン３８０のファン収納室３４２に接続され、他端が仕切壁３４１に沿って上部に延び吐出口３４４に接続されている。この給気通路３４３には換気用熱交換器３７０の吸気側熱交換室３７２が格納される。

吐出口３４４は図２に示すように、Λ型熱交換器２の頂部（遮風板２４）を挟んで前面側熱交換器ユニット２２側に向けて開口されている。これによれば、上記吸気口３４５と吐出口３４４は熱交換器２の頂部を挟んで前面側と背面側に分けて配置されていることにより、吐出された空気がそのまま給気口３４５に吸い込まれることがない。

この吸気ケーシング３４０は上記排気ケーシング３２０の他方の面に一体的に取り付けられることにより、排気ケーシング３２０の他方の面を塞ぐ蓋として用いられる。このとき、排気ケーシング３２０と給気ケーシング３４０の給気ファン収納部３４２との間には給気フィルタ３４７が差し込まれるフィルタ室３４６が形成される。

フィルタ室３４６は給気ファン収納部３４２の裏面（図３側）に設けられたスペーサ３４８が排気ケーシング３２０に当接することで所定の幅をもって形成され、そこに給気フィルタ３４６を差し込み可能な状態で取り付けられる。

図５に示すように、換気用熱交換器３７０は中央に配置された仕切板３７３を挟んで２つの熱交換室３７１，３７２が形成されており、一方の熱交換室３７１が排気側、他方の熱交換室３７２が給気側とされている。換気用熱交換器３７０はアルミなどの高熱伝導率を有する金属材料からなり、各熱交換室３７１，３７２には熱交換用のフィンが多数設けられている。

これによれば、排気側熱交換室３７１を流れる空気からフィンで熱を奪い、奪われた熱はフィンから仕切板３７３を介して他方の給気側熱交換室３７２に伝播され、給気側熱交換室３７２側のフィンから給気通路３４３を流れる空気に対して熱交換される。

この例において、排気通路３２３および吸気通路３４３はともに縦長に形成され、かつ、断面が正方形状に形成されてることが好ましい。これによれば、換気用熱交換器３７０の熱交換通路をできる限り長くでき、熱交換率がよくなるばかりでなく、空気抵抗も小さくなるため、風量もアップする。

再び図２を参照して、換気ユニット３００の側面（給気ケーシング３４０側）には、換気ユニット３００を熱交換器２の熱交換器ホルダ３に沿って取り付けるための３箇所のネジ止め部３０１，３０２，３０３が設けられている。

これに対して、熱交換器ホルダ３には各ネジ止め部３０１〜３０３に対応するネジ孔３１〜３３が３箇所設けられており、これらを互いに位置合わせした状態でネジ止めすることで、換気ユニット３００が熱交換器ホルダ３に対して取り付けられる。

換気ユニット３００には熱交換器ホルダ３に取り付ける際の位置決め手段としてのガイドリブ３０４が設けられている。ガイドリブ３０４は断面Ｌ字状に形成されており、ベースパネル１００のパネル側板１２０の端部１２１に沿うように形成されている。

これによれば、換気ユニット３００のガイドリブ３０４をパネル側板１２０の端部１２１に沿って取り付けることで、換気ユニット３００の取付位置決めを簡単に行うことができる。最後に排気ポート３２４と給気ポート３２６とに排気パイプおよび給気パイプ（ともに図示しない）を接続することにより、１つの壁孔で全ての配管類を室外に引き出すことができる。

次に、図６を参照して、この換気ユニット３００の換気手順の一例について説明する。空気調和機１の運転中または運転停止時にリモコンなどに設けられた換気ボタンを操作すると、図示しない制御手段は換気ユニット３００に駆動開始命令を出す。

排気ユニット３１０が駆動開始命令を受けると、排気ユニット３１０の排気ファン３６３が起動される。排気ファン３６０の駆動により、空気吸込口２１０から吸い込まれた空気の一部が排気口３２５から吸い込まれる。

排気口３２５から取り入れられた空気は排気ファン３６０の中心からラジアル方向に向かって吹き出され、そのまま排気通路３２３に導入される。このとき、排気通路３２３に設けられた換気用熱交換器３７０の排気側熱交換室３７１を通る際に熱交換される。

熱交換された空気は排気通路３２３を通って換気ユニット３００の下側まで流れ、背面側に設けられた排気ポート３２４から排気される。排気ポート３２４から出た空気は図示しない排気パイプを通って室外に放出される。

他方の給気ユニット３３０が駆動命令を受けると、給気ユニット３００の給気ファン３８０が起動され、図示しない給気パイプに接続された給気ポート３２６から室外の空気が吸い込まれる。

給気ポート３２６から給気ユニット３１０内に入った空気は、まず給気フィルタ３４７によって空気中に含まれるゴミが取り除かれ、吸気口３４５から給気ファン３８０に取り込まれる。

吸気口３４５に入った空気は、給気ファン３８０の中心からラジアル方向に向かって吹き出され、そのまま給気通路３４３に導かれる。このとき、給気通路３４３を通る空気は、途中に設けられた換気用熱交換器３７０の給気側熱交換室３７２を通ることで排気側空気と熱交換される。

熱交換された空気は給気通路３４３を通って上部側まで持ち上げられた後、吐出口３４４から室内機ユニット１の前面側熱交換器３２の上面側に向けて排出される。排出された空気は、熱交換器３を通って熱交換された後、空気吹出口１１０から室内に向けて吹き出される。

なお、この換気ユニット３００の換気手順は室内機ユニット１の駆動中に行われてもよいし、停止中に行われてもよい。また、換気ユニット３００のうち、一方の排気ユニット３１０のみを駆動させてもよいし、給気ユニット３３０のみを駆動させてもよい。

以上、室外機と室内機とが分離されているスプリット型でシーリングウォール型の空気調和機の室内機ユニットを例にして本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば床起き式空気調和機，一つの筐体内に室内機と室外機とを収納した一体型空気調和機，また、熱源で言えばガス燃焼式空気調和機，温水循環式空気調和機など、エアフィルタを有する空気調和機に広く利用することができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機（室内機ユニット）の分解斜視図。室内機ユニットから換気ユニットとを取り外した状態の分解斜視図。換気ユニットの分解斜視図。換気ユニットの分解斜視図。換気用熱交換器を説明するための説明図。換気ユニットの換気経路を説明する動作説明図。

符号の説明

１空気調和機（室内機ユニット）
２熱交換器
３，３熱交換器ホルダ
１００ベースパネル
１２０パネル側板
２００化粧パネル
２１０空気吸込口
３００換気ユニット
３１０排気ユニット
３２０排気ケーシング
３３０給気ユニット
３４０給気ケーシング
３５０蓋ケーシング
３６０排気ファン
３７０換気用熱交換器
３８０給気ファン

Claims

空気吸込口と空気吹出口とを有し、上記空気吸込口と上記空気吹出口とを結ぶ空気通路内に熱交換器と送風機とが配置されている室内機筐体を備え、上記室内機筐体には室内の空気を入れ換える換気ユニットが設けられている空気調和機において、
上記換気ユニットは室内の空気を室外に排気する排気通路を有する排気ユニットと室外の空気を室内に供給する給気通路を有する給気ユニットとを備え、上記室内機筐体には上記排気ユニットの吸気口および上記給気ユニットの吐出口がともに上記熱交換器の上流側に設けられていることを特徴とする空気調和機。
上記熱交換器は少なくとも２つの熱交換器ユニットを側面視で逆Ｖ字に組み合わせたものからなり、いずれか一方の上記熱交換器ユニットの上流側に上記吸気口が設けられ、いずれか他方の上記熱交換器ユニットの上流側に上記吐出口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
上記吸気口および上記吐出口と上記熱交換器との間にはエアフィルタが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
上記排気通路および上記給気通路は縦長に形成されており、上記排気通路と上記給気通路との間には換気用熱交換器が設けられていることを特徴とする請求項１，２または３に記載の空気調和機。
上記排気通路と上記給気通路は仕切壁を挟んで対向配置されており、その断面形状が略正方形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。
上記排気通路と上記給気通路は仕切壁を挟んで対向配置されており、その断面形状が略長方形状に形成されており、その長辺を上記仕切壁として用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。