JP2007263381A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】省エネルギー化を図ることのできる空気調和機を提供する。
【解決手段】室内の空気を室内機１の筐体内に取り入れる吸込口４と、筐体下部に設けられる吹出口５と、吸込口４と吹出口５との間を連通させる送風経路６と、冷媒管を複数段かつ複数列に並設するとともに筐体内面に沿って屈曲して吸込口４に対向配置される室内熱交換器９と、送風経路６内の室内熱交換器９と吹出口５との間に配されるクロスフローファン７とを備えた空気調和機において、送風経路６は前方下方に空気を案内して下流へ行くほど流路面積が拡大される前方案内部６ａを有し、クロスフローファン７よりも下流側の送風経路６の上壁６ｂの長さと下壁６ｃの長さの和をクロスフローファン７の直径の３．５倍以上にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、室内から取り込んだ空気を調和して室内に送出する空気調和機に関する。

従来の空気調和機は特許文献１、２に開示される。特許文献１の空気調和機は送風ファンの羽根の肉厚分布を改良して送風ファンの圧力損失が低減される。これにより、空気調和機の省エネルギー化が図られている。また特許文献２の空気調和機は室内機の筐体前面に設けられた吸込口を塞ぐ可動パネルを有している。空気調和機の駆動時には可動パネルを移動し、吸込口を広く開放して室内の空気が取り込まれる。これにより、吸込時の圧力損失を低減し、空気調和機の省エネルギー化が図られている。
特開２００３−０２８０８９号公報 特開２０００−１１１０８２号公報

近年、地球環境の保全が叫ばれ、所謂白物家電のより一層の省エネルギー化が強く望まれている。しかしながら、上記の従来の空気調和機によると、吹出口から調和空気が勢いよく室内の空気中に送出される。この時、それまで存在した通路の壁面が急になくなって空気の粘性により周囲の空気に運動エネルギーを奪われて大気圧と同じ静圧になる。この現象が吹出口から気流が送出されると直ちに一気に行われるため、吹出口近傍での気流が大きく攪乱してそれに伴う圧力損失が生じる。従って、空気調和機の省エネルギー化を充分図ることができない問題があった。

本発明は、より省エネルギー化を図ることのできる空気調和機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、室内の空気を室内機の筐体内に取り入れる吸込口と、筐体下部に設けられる吹出口と、前記吸込口と前記吹出口との間を連通させる送風経路と、冷媒管を複数段かつ複数列に並設するとともに前記筐体内面に沿って屈曲して前記送風経路内で前記吸込口に対向配置される室内熱交換器と、前記送風経路内の前記室内熱交換器と前記吹出口との間に配されるクロスフローファンとを備えた空気調和機において、前記送風経路は前方下方に空気を案内して下流へ行くほど流路面積が拡大される前方案内部を有し、前記クロスフローファンよりも下流側の前記送風経路の上壁の長さと下壁の長さの和を前記クロスフローファンの直径の３．５倍以上にしたことを特徴としている。

この構成によると、クロスフローファンの駆動により吸込口から室内の空気が筐体内に取り込まれて送風経路を流通する。該空気は冷媒管を蛇行して上下方向に複数段且つ奥行方向に複数列に並設した圧力損失の大きい室内熱交換器と熱交換して調和される。調和空気はクロスフローファンの排気側から送風経路の上壁及び下壁に沿って流路面積を拡大しながら前方案内部を介して流通し、吹出口から送出される。この時、送風経路の上壁及び下壁に沿う気流は徐々に減速し、運動エネルギーが静圧に変換されて静圧として回収される。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、前記吹出口の風向を上下に可変する第１風向板を備え、空気調和機の運転時に前方上方から前記上壁の前端、第１風向板の前端、前記下壁の前端の順に配置したことを特徴としている。この構成によると、送風経路を流通する気流の運動エネルギーが流速の遅い下方から順次回収される。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、第１風向板の下方に第２風向板を設け、第１風向板の前端を第２風向板の前端よりも前方に配置したことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、前記吹出口の上下に可変する第１、第２風向板を備え、前記上壁は前記前方案内部上面の終端から屈曲部で屈曲して前方上方に傾斜した傾斜面を有し、第１風向板の後端が前記屈曲部よりも前方に配置されるとともに、第１風向板よりも下方の第２風向板の後端が前記屈曲部よりも後方に配置されることを特徴としている。

この構成によると、送風経路の上壁に沿って流通する気流は第２風向板により曲げられて傾斜面に沿って前方上方へ流通する。第２風向板によって曲げられた下部の気流の運動エネルギーは第２風向板と第１風向板との間に形成された流路によって静圧に変換して回収される。第２風向板によって曲げられた上部の気流の運動エネルギーは第１風向板と傾斜面との間に形成された流路によって静圧に変換して回収される。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、前記傾斜面と第１風向板のなす角及び第１、第２風向板のなす角を１０゜〜１５゜にしたことを特徴としている。この構成によると、気流が第１、第２風向板や送風経路の傾斜面から成る壁面から剥離することなく滑らかに壁面に沿って流通する。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、第２風向板の下方に第３風向板を設け、第２、第３風向板のなす角を１０゜〜１５゜にしたことを特徴としている。この構成によると、気流が第２、第３風向板から成る壁面から剥離することなく滑らかに壁面に沿って流通する。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、最も下方に配される風向板と前記前方案内部の下壁の終端の接線とのなす角を１０゜〜１５゜にしたことを特徴としている。この構成によると、気流が最下段の風向板から成る壁面から剥離することなく滑らかに壁面に沿って流通する。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、前記上壁の長さを前記クロスフローファンの直径の１．５倍以上にしたことを特徴としている。

また本発明は、室内の空気を室内機の筐体内に取り入れる吸込口と、筐体下部に設けられる吹出口と、前記吸込口と前記吹出口との間を連通させる送風経路と、前記送風経路内で前記吸込口に対向配置される室内熱交換器と、前記送風経路内の前記室内熱交換器と前記吹出口との間に配されるクロスフローファンとを備え、前記クロスフローファンよりも下流側の前記送風経路の上壁の長さと下壁の長さの和を前記クロスフローファンの直径の３．５倍以上にしたことを特徴としている。

この構成によると、クロスフローファンの駆動により吸込口から室内の空気が筐体内に取り込まれて送風経路を流通する。該空気は室内熱交換器と熱交換して調和され、調和空気がクロスフローファンの排気側から送風経路の上壁及び下壁に沿って流通して吹出口から送出される。この時、送風経路の上壁及び下壁に沿う気流は徐々に減速し、運動エネルギーが静圧に変換されて静圧として回収される。

本発明によると、クロスフローファンよりも下流側の送風経路の上壁の長さと下壁の長さの和をクロスフローファンの直径の３．５倍以上にしたので、空気調和機の運転時に空気が送風経路の上壁及び下壁に沿って長い距離を滑らかに流通する。これにより、吹出口近傍での気流の攪乱が少なく、それに伴う圧力損失が小さくなる。加えて、長い上壁及び下壁に沿う空気が充分低速になるまで減速して運動エネルギーが静圧に変換される。従って、気流の運動エネルギーを充分回収してクロスフローファンによる静圧上昇を小さくすることができ、空気調和機の省エネルギー化を図ることができる。

また、室内熱交換器が複数列且つ複数段から成るため圧力損失の大きい室内熱交換器を用いた場合でも気流の運動エネルギーを充分回収して空気調和機の省エネルギー化を図ることができる。加えて、前方下方に空気を案内して下流へ行くほど流路面積が拡大される前方案内部を設けたので、気流を徐々に減速させて運動エネルギーを充分回収することができる。

また本発明によると、空気調和機の運転時に前方上方から上壁の前端、第１風向板の前端、下壁の前端の順に配置したので、下方の流速の遅い低密度の運動エネルギーから順に回収して気流の運動エネルギーを効率よく回収することができる。

また本発明によると、第１風向板の下方に第２風向板を設け、第１風向板の前端を第２風向板の前端よりも前方に配置したので、下方の流速の遅い低密度の運動エネルギーから順に回収して気流の運動エネルギーを効率よく回収することができる。

また本発明によると、第１風向板の後端が前方案内部上面と傾斜面との間の屈曲部よりも前方に配置されるとともに、第１風向板よりも下方の第２風向板の後端が該屈曲部よりも後方に配置されるので、第２風向板により気流を曲げて傾斜面に沿わせることができる。また、下方の流速の遅い低密度の運動エネルギーから順に回収して気流の運動エネルギーを効率よく回収することができる。

また本発明によると、傾斜面と第１風向板のなす角及び第１、第２風向板のなす角を１０゜〜１５゜にしたので、傾斜面と第１風向板との間の流路及び第１、第２風向板間の流路は連続的に流路が拡大され、気流が壁面から剥離することなく滑らかに壁面に沿って流通する。これにより、気流の運動エネルギーを滑らかに静圧に変換し、運動エネルギーを効率よく回収することができる。

また本発明によると、第２風向板と第２風向板よりも下方の第３風向板とのなす角を１０゜〜１５゜にしたので、第２、第３風向板間の流路は連続的に流路が拡大され、気流が壁面から剥離することなく滑らかに壁面に沿って流通する。これにより、気流の運動エネルギーを滑らかに静圧に変換し、運動エネルギーを効率よく回収することができる。

また本発明によると、最も下方に配される風向板と前記下壁の終端の接線とのなす角を１０゜〜１５゜にしたので、最下段の風向板と送風経路の下壁との間の流路は連続的に流路が拡大され、気流が壁面から剥離することなく滑らかに壁面に沿って流通する。これにより、気流の運動エネルギーを滑らかに静圧に変換し、運動エネルギーを効率よく回収することができる。

また本発明によると、クロスフローファンよりも下流側の送風経路の上壁の長さをクロスフローファンの直径の１．５倍以上にしたので、運動エネルギーを回収して流速の低下した気流の到達距離を長くすることができる。これにより、吹出口から送出された空気が部屋の天井に到達し、空気調和機に対向する壁面、床面及び空気調和機側の壁面を順次伝う。従って、部屋の隅々にまで調和空気の気流が行き届いて気流が部屋全体を大きく攪拌する。従って、室内の上方の一部を除く居住領域全体の温度分布を均一化して直接風もほとんどない快適空間を得ることができる。

＜第１実施形態＞
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の空気調和機の室内機を示す側面断面図である。空気調和機の室内機１は、キャビネット２により本体部が保持されており、キャビネット２にはフロントパネル３が着脱自在に取り付けられている。キャビネット２及びフロントパネル３より室内機１の筐体が構成される。

キャビネット２は後方側面に爪部（不図示）が設けられ、部屋の側壁Ｗ１に取り付けられた取付板（不図示）に該爪部を係合することにより支持される。フロントパネル３の下端部とキャビネット２の下端部との間隙には、吹出口５が設けられている。吹出口５は室内機１の幅方向に延びる略矩形に形成され、前方下方に臨んで設けられている。フロントパネル３の上面には格子状の吸込口４が設けられる。

室内機１の筐体内部には、吸込口４と吹出口５とを連結する送風経路６が形成されている。送風経路６内には空気を送出するクロスフローファン７が配されている。送風経路６はクロスフローファン７の下流側で上壁６ｂと下壁６ｃにより囲まれている。また、送風経路６はクロスフローファン７により送出される空気を前方下方に案内する前方案内部６ａを有している。前方案内部６ａは下流に行くほど流路面積が拡大されるように形成されている。

図２はクロスフローファン７の下流側の送風経路６の詳細を示す側面断面図である。送風経路６の上壁６ｂはクロスフローファン７の周面に沿うスタビライザー部６ｂ７を有している。スタビライザー部６ｂ７はクロスフローファン７の排気方向に延びて形成され、下端で前方案内部６ａの上面６ｂ３に連続する。

前方案内部６ａの上面６ｂ３は前方下方に傾斜する。前方案内部６ａの上面６ｂ３の終端から屈曲部６ｂ４を介して上方へ屈曲して前方上方に傾斜した傾斜面６ｂ５が形成される。屈曲部６ｂ４は緩やかで滑らかな曲面から成る。

送風経路６の下壁６ｃはクロスフローファン７の周面に沿うリアガイダー部６ｃ５を有している。リアガイダー部６ｃ５はクロスフローファン７の排気方向に延びて形成され、下壁６ｃはリアガイダー部６ｃ５の下端から前方案内部６ａの下面６ｃ３を含む螺旋状の曲面に形成される。

前方案内部６ａの上面６ｂ３と下面６ｃ３の成す角αは約２０°に形成されている。傾斜面６ｂ５と水平面との成す角βは約２０°に形成されている。前方案内部６ａの上面６ｂ３と水平面との成す角γは５°に形成されている。従って、前方案内部６ａの上面６ｂ３と傾斜面６ｂ５とのなす角（β＋γ）は２５゜に形成されている。角α、β、γはそれぞれ１５゜〜２０°程度、３０°以下、０゜〜１０°程度に形成するのが望ましい。

角（β＋γ）は１７゜以下であると流路の壁面に沿う空気が壁面から剥離せずに滑らかに小さい圧力損失で流通させることができる。しかしながら、後述するように横ルーバ１１１、１１２、１１３によって流路を複数に分割するために角（β＋γ）が１７゜よりも大きくなっている。このため、中段の横ルーバ１１２を屈曲部６ｂ４に対向配置して、気流の剥離が抑えられている。

尚、図３に示すように、屈曲部６ｂ４に少なくとも１つの平面６ｆを設け、平面６ｆの端部を滑らかな曲面６ｅでそれぞれ繋いでもよい。この場合に、前方案内部６ａの上面６ｂ３と平面６ｆとの成す角θ５及び平面６ｆと傾斜面６ｂ５との成す角θ６は１７°以下に形成される。平面６ｆが複数ある場合には各平面同士の成す角も全て１７°以下に形成される。これにより、流路の壁面に沿う空気が壁面から剥離せずに滑らかに小さい圧力損失で流通させることができる。従って、省エネルギー性を向上することができる。

また、クロスフローファン７の下流側の送風経路６の上壁６ｂ及び下壁６ｃの長さはそれぞれクロスフローファン７の直径をＤとして１．９Ｄ及び２．１Ｄに形成されている。スタビライザー部６ｂ７及びリアガイダー部６ｃ５の先端６ｂ１、６ｃ１はクロスフローファン７の排気方向に垂直な直径方向近傍に設けられ、上壁６ｂ及び下壁６ｃの始点となっている。スタビライザー部６ｂ７及びリアガイダー部６ｃ５がクロスフローファン７の吸気側まで延びて形成される場合は、クロスフローファン７との距離が最小となるフロントギャップ６ｂ２及びリアギャップ６ｃ２部分を上壁６ｂ及び下壁６ｃの始点としてもよい。

傾斜面６ｂ５の前端はフロントパネル３の下端に当接し、上壁６ｂの終端６ｂ６を形成する。キャビネット２の下面前端は前方案内部６ａの下面６ｃ３の終端６ｃ４が変曲点となる小さい曲率半径で形成される。該終端６ｃ４が下壁６ｃの終点となっている（以下、６ｃ４を下壁６ｃの終端という場合がある。）。尚、９８は前方案内部６ａの下面６ｃ３の終端６ｂ４における接線を示している。

図１において、前方案内部６ａには左右方向の吹出角度を変更可能な縦ルーバ１２が設けられている。吹出口５には上下方向の吹出角度を前方上方、水平方向、前方下方及び真下方向に変更可能な複数の横ルーバ１１１、１１２、１１３が設けられている。フロントパネル３に対向する位置には、吸込口４から吸い込まれた空気に含まれる塵埃を捕集・除去するエアフィルタ８が設けられている。フロントパネル３とエアフィルタ８との間に形成される空間には、エアフィルタ清掃装置（不図示）が設けられている。エアフィルタ清掃装置によりエアフィルタ８に蓄積した塵埃が除去される。

送風経路６中のクロスフローファン７とエアフィルタ８との間には、室内熱交換器９が配置されている。室内熱交換器９は上下方向に複数段且つ前後に複数列に並設される蛇行した冷媒管（不図示）を有し、フロントパネル３に沿うように多段に屈曲されている。室内熱交換器９は屋外に配される圧縮機（不図示）に接続されており、圧縮機の駆動により冷凍サイクルが運転される。冷凍サイクルの運転によって冷房運転時には室内熱交換器９が周囲温度よりも低温に冷却される。また、暖房運転時には、室内熱交換器９が周囲温度よりも高温に加熱される。

室内熱交換器９とエアフィルタ８との間には電気集塵装置（不図示）及び吸い込まれた空気の温度を検知する温度センサ６１が設けられる。室内機１の側部には空気調和機の駆動を制御する制御部（不図示）が設けられている。室内熱交換機９の前後の下部には冷房または除湿時に室内熱交換器９から落下した結露を補集するドレンパン１０、１３が設けられている。

上記構成の空気調和機において、空気調和機の運転停止状態では図４に示すように、横ルーバ１１１、１１２は送風経路６の上部及び下部を遮蔽する位置に配置される。横ルーバ１１３は送風経路６内部に配される。これにより、吹出口５が閉塞される。この時、横ルーバ１１１、１１２はフロントパネル３の前面に沿って配される。また、横ルーバ１１２は横ルーバ１１１の下端とキャビネット２の底面とを繋ぐように配置される。これにより、室内機１の美観を損ねないようになっている。

上壁６ｂの送風経路６に面しない側には結露防止手段が施されている。結露防止手段として上壁６ｂを断熱材により形成してもよく、上壁の上面に断熱材を設けてもよい。また、断熱材以外の他の結露防止手段であってもよい。また、万が一上壁６ｂの送風経路６に面しない側に結露が生じた場合でも、その結露水はドレンパン１０に導かれるようになっている。このため、結露水による問題もなく信頼性の高い空気調和機を得ることができる。

空気調和機を運転開始して例えば冷房運転を行うと、図１に示すように、横ルーバ１１１、１１２、１１３は吹出口５を開放して配置される。縦ルーバ１２は所定の方向に向けられる。クロスフローファン７が駆動され、室外機（不図示）からの冷媒が室内熱交換器９へ流れて冷凍サイクルが運転される。これにより、室内機１内には吸込口４から空気が吸い込まれ、エアフィルタ８によって空気中に含まれる塵埃が除去される。また、室内機１内に取り込まれた空気は室内熱交換器９と熱交換して冷却される。

室内熱交換器９で冷却された調和空気は、縦ルーバ１２及び横ルーバ１１１、１１２、１１３によって左右方向及び上下方向に向きを規制され、傾斜面６ｂ５に沿って矢印Ｅに示すように前方上方に向けて室内に送出される。これにより、室内機１は前方上方に調和空気を送出する前方上方吹出しの状態になる。

吹出口５から傾斜面６ｂ５に沿って前方上方に向けて室内に送出された調和空気は、部屋の天井面Ｓ（図２参照）に到達する。その後、コアンダ効果により天井面Ｓから室内機１に対向する側壁、床面、室内機１側の側壁Ｗ１を順次伝って室内機１に吸い込まれる。

このようにすることで、使用者に常に冷たい風や暖かい風が直接当たることがなく、使用者の不快感を防止して快適性を向上することができる。更に、冷房時に局所的に使用者の体温を低下させることがなく健康上の安全性を向上することができる。また、気流が部屋全体を大きく攪拌するので、室内の温度分布が設定温度付近で均一になる。即ち、部屋の上方の一部を除いて、使用者の居住領域全体が設定温度に略一致して温度ばらつきが小さく直接風もほとんど使用者に当たることのない快適空間を得ることができる。

図５はこの時の吹出口５近傍の詳細を示す側面断面図である。最上段の横ルーバ１１１は傾斜面６ｂ５に対向し、後端が屈曲部６ｂ４よりも前方に配置される。中段の横ルーバ１１２は屈曲部６ｂ４に対向し、後端が屈曲部６ｂ４よりも後方に配置される。そして、前方上方から、上壁６ｂの終端６ｂ６、最上段の横ルーバ１１１の前端、中段の横ルーバ１１２の前端、最下段の横ルーバ１１３の前端、下壁６ｃの終端６ｃ４の順に配置される。

また、傾斜面６ｂ５と最上段の横ルーバ１１１との成す角θ１は１３°になるように横ルーバ１１１が配置される。最上段の横ルーバ１１１と中段の横ルーバ１１２との成す角θ２は１０°になるように横ルーバ１１２が配置される。中段の横ルーバ１１２と最下段の横ルーバ１１３との成す角θ３は１０°になるように横ルーバ１１３が配置される。また、最下段の横ルーバ１１３と接線９８との成す角θ４は１２°になっている。

角θ１〜θ４が１７°以下になるように横ルーバ１１１、１１２、１１３が配置されるので、各横ルーバ１１１、１１２、１１３で区分けされる流路の気流は各流路壁面からの剥離が最小限に抑制される。従って、滑らかに気流が流通して省エネルギー性を向上することができる。

図６はクロスフローファン７の風量と、その風量を送出する際のクロスフローファン７を駆動するファン駆動モータ（不図示）が必要とする入力（消費電力）との関係を示している。縦軸はファン駆動モータの入力（単位：Ｗ）であり、横軸はクロスフローファン７の風量（単位：ｍ³／ｍｉｎ）である。

図中、Ｋ１は本実施形態を示し、図５に示すように横ルーバ１１１、１１２、１１３を配置した場合を示している。Ｋ２は詳細を後述する図１８の第４実施形態を示し、本実施形態に対して横ルーバ１１３を省いている。Ｋ３は詳細を後述する図１９の第５実施形態を示し、本実施形態に対して横ルーバ１１３を省いて横ルーバ１１１、１１２の配置及び形状を変更している。

また、Ｋ４は図７の比較例を示している。比較例では、横ルーバ１１３を省いて上壁６ｂ及び下壁６ｃの長さをそれぞれ１Ｄ、２．１Ｄにしている。これは、従来の空気調和機に通常形成される上壁６ｂ及び下壁６ｃの長さになっている。尚、横ルーバ１１１、１１２は流路を略等分するように配置され、気流を滑らかに前方上方に導くようになっている。

Ｋ１とＫ２の比較により、横ルーバ１１３を図５に示すように配置したことによる効果が把握できる。Ｋ２とＫ３の比較により、横ルーバ１１１、１１２の形状及び配置による効果が把握できる。Ｋ１とＫ４の比較により、上壁６ｂ及び下壁６ｃの長さによる効果が把握できる。

同図によると、Ｋ１〜Ｋ３の場合は比較例（Ｋ４）に比して少ない入力（消費電力）で駆動することができる。尚、同一風量時の騒音をＫ１〜Ｋ４の場合について比較すると、Ｋ１はＫ４に対して約２ｄＢ低騒音となり、Ｋ２、Ｋ３はＫ１と同等で誤差レベルでＫ１よりも騒音が大きくなった。

図８〜図１１は本実施形態（Ｋ１）と、比較例（Ｋ４）とのクロスフローファン７の消費電力の違いを説明する図である。図８はＫ４の状態を模式的に示す室内機１の側面断面図である。図９はこの時の室内機１の内部を流通する気流の静圧の状況の推移を模式的に示した図であり、縦軸は気流の静圧を示し、横軸は気流の送風方向を示している。

クロスフローファン７を駆動すると、静圧が大気圧と等しい外部の空気が室内機１の筐体内に吸い込まれて気流が発生する。該気流は吸込口４、室内熱交換器９、送風経路６を流通し、室内熱交換器９を流通する際に空気は調和されて調和空気となる。この時、吸込口４、室内熱交換器９、送風経路６のそれぞれの空気抵抗によって圧力損失ΔＰａ、ΔＰｂ、ΔＰｃが生じる。これにより、送風経路６を流通する間に気流の静圧は減少して、大気圧−ΔＰａ−ΔＰｂ−ΔＰｃとなる。尚、エアフィルタ８やその他の部分の圧力損失については省略して説明する。

更に、吹出口５から送出された気流は吹出口５を出たところで気流の攪乱に伴う圧力損失ΔＰｄ１が生じる。即ち、吹出口５から送出された気流はそれまで存在した送風経路６の上下左右の壁面が急になくなって周囲の空気の中に噴出される。その際に、空気の粘性により周囲の空気に運動エネルギーを与えて周囲の空気をゆっくりと動かす。従って、吹出口５から送出された気流は、周囲の空気に運動エネルギーを奪われ、やがて大気圧と同一の静圧になる。この現象が、吹出口５から気流が送出されると直ちに一気に行われるため、吹出口５近傍での気流が大きく攪乱してそれに伴う圧力損失が生じる。

このため、クロスフローファン７は上記圧力損失による静圧低下分の合計（ΔＰａ＋ΔＰｂ＋ΔＰｃ＋ΔＰｄ１）を一気に上昇させる必要がある。従って、クロスフローファン７による静圧上昇ΔＰ０は静圧低下分の合計（ΔＰａ＋ΔＰｂ＋ΔＰｃ＋ΔＰｄ１）と等価でなければならない。

この静圧上昇ΔＰ０と、流通させる風量Ｑとの積（ΔＰ０×Ｑ）がクロスフローファン７の仕事になる。クロスフローファン７による静圧上昇が静圧低下分の合計よりも小さい場合（ΔＰ０＜ΔＰａ＋ΔＰｂ＋ΔＰｃ＋ΔＰｄ１）には、クロスフローファン７は所望の風量を室内熱交換器９に流通させることができない。従って、充分な空気調和を行うことができない。

これに対して、本実施形態（Ｋ１）の場合を図１０、図１１に示す。図１０はＫ１の状態を模式的に示す室内機１の側面断面図である。図１１は図９と同様に、この時の室内機１の内部を流通する気流の静圧の状況の推移を模式的に示した図であり、縦軸は気流の静圧を示し、横軸は気流の送風方向を示している。

クロスフローファン７を駆動すると、上記と同様に、静圧が大気圧と等しい外部の空気が室内機１の筐体内に吸い込まれて気流が発生する。この時、吸込口４、室内熱交換器９、送風経路６のそれぞれの空気抵抗によって圧力損失ΔＰａ、ΔＰｂ、ΔＰｃが生じる。これにより、送風経路６を流通する間に気流の静圧は減少して、大気圧−ΔＰａ−ΔＰｂ−ΔＰｃとなる。

一方、吹出口５から送出された気流の圧力損失ΔＰｄ２は図９の比較例の圧力損失ΔＰｄ１よりも小さくなる。即ち、前方案内部６ａを流通した気流は屈曲部６ｂ４を介して傾斜面６ｂ５に滑らかに沿う。このため、比較例のように周囲の空気に運動エネルギーを急激に奪われず、周囲の空気に奪われる運動エネルギーの量も少ない。

また、前方案内部６ａを流通した気流全体がコアンダ効果により傾斜面６ｂ５に沿うので、送風経路６の下壁６ｃに沿う流れもこれに影響される。このため、一気に拡散することなく、気流の下側から徐々に周囲の空気に拡散されて大気圧と同一の静圧になる。従って、吹出口５近傍での気流の攪乱が小さく、それに伴う圧力損失ΔＰｄ２が小さくなる。

更に、送風経路６の前方案内部６ａにより徐々に流路面積を拡大し、その後傾斜面６ｂ５及び横ルーバ１１３によって徐々に流路面積を拡大している。このため、気流は前方案内部６ａ通過後も傾斜面６ｂ５に滑らかに沿いながら、徐々に流域面積を拡大しながら流通する。

この時、横ルーバ１１１、１１２、１１３を前述の図５に示すように配置しているため、吹出口５から送出された気流の最も下側の横ルーバ１１３下方を流通する気流の流路が徐々に拡大される。次に、吹出口５から送出された気流の横ルーバ１１２、１１３間を流通する気流の流路が徐々に拡大される。次に、吹出口５から送出された気流の横ルーバ１１１、１１２間を流通する気流の流路が徐々に拡大される。最後に、吹出口５から送出された気流の最も上側を流通する横ルーバ１１１上方の気流の流路が徐々に拡大される。従って、気流は下側から順次徐々に滑らかに流速が低下する。

気流の流速が滑らかに低下すると、流体力学の分野で知られるベルヌイの式により気流の静圧が上昇する。即ち、気流の流速（運動エネルギー）が静圧（位置エネルギー）に変換される。従って、吹出口５から送出された気流の運動エネルギーが周囲の空気に奪われたり気流を攪乱したりする前にその一部を静圧に変換して静圧上昇ΔＰ２が得られる。

これにより、クロスフローファン７は上記圧力損失による静圧低下分の合計（ΔＰａ＋ΔＰｂ＋ΔＰｃ＋ΔＰｄ２）から静圧上昇ΔＰ２を減じた分を一気に上昇させる必要がある。このため、クロスフローファン７による静圧上昇ΔＰ１はΔＰａ＋ΔＰｂ＋ΔＰｃ＋ΔＰｄ２−ΔＰ２となる。

従って、比較例（図８、図９参照）の場合のクロスフローファン７に必要な静圧上昇ΔＰ０に比べて、必要な静圧上昇ΔＰ１はΔＰ２＋ΔＰｄ１−ΔＰｄ２だけ小さくなる。これにより、クロスフローファン７の仕事が（ΔＰ２＋ΔＰｄ１−ΔＰｄ２）×Ｑだけ小さくなるため、この分だけファン駆動モータの入力（消費電力）を低減して省エネルギー化を図ることができる。

即ち、吹出口５近傍での圧力損失ΔＰｄ２を小さくできるとともに、上壁６ｂ及び下壁６ｃに沿う空気を減速して運動エネルギーを静圧に変換してその静圧上昇ΔＰ２によりクロスフローファン７をアシストする。言い換えれば、従来は周囲の空気に奪われていた運動エネルギーを充分回収して静圧に変換し、送風のための仕事に用いることができる。従って、クロスフローファン７による静圧上昇を小さくすることができ、空気調和機の省エネルギー化を図ることができる。

尚、前述したように、気流の下側から順次徐々に滑らかに風速を低下して静圧に変換するため、気流の流速（運動エネルギー）を静圧（位置エネルギー）に変換する際の損失が小さい。このため、流速を静圧に変換する変換効率が極めてよくなり、多くの運動エネルギーを静圧に変換することが可能となる。

図１２は上壁６ｂ及び下壁６ｃの長さを可変してクロスフローファン７のファン駆動モータの入力（消費電力、単位：Ｗ）を調べた結果を示すコンター図である。縦軸は上壁６ｂの長さを示し、クロスフローファン７の直径Ｄで除して無次元化している。横軸は下壁６ｃの長さを示し、クロスフローファン７の直径Ｄで除して無次元化している。クロスフローファン７の風量は１６ｍ³/ｍｉｎ一定にしている。図中、Ｋ１、Ｋ４は前述の図６と同じ条件である。

尚、上壁６ｂ及び下壁６ｃの長さがそれぞれ０．５Ｄ未満、１．５Ｄ未満の場合は長さが極端に短く、クロスフローファン７として成立しないため、計測を省いている。また、同図の計測点は有限であるため、各計測値の補間・予測を用いてコンター図を完成させている。

同図から明らかなように、上壁６ｂの長さや下壁６ｃの長さを長くするとクロスフローファン７の消費電力を小さくすることができる。また、上壁６ｂの長さと下壁６ｃの長さの和が３．５Ｄとなる線Ｌ１近傍で急激に消費電力の値が変化する。従って、上壁６ｂの長さと下壁６ｃの長さの和を３．５Ｄ以上にすると、消費電力を著しく減少させることができる。これにより、気流の速度が充分低速になるまで気流の運動エネルギーが静圧に変換され続け、気流の運動エネルギーを充分静圧に変換して回収することができる。

図１３は上壁６ｂ及び下壁６ｃの長さを可変して天井面に沿った気流の到達距離（単位：ｍ）を調べた結果を示すコンター図である。到達距離は３０秒間の平均風速が０．０５ｍ／ｓとなる位置までの距離としている。図１２と同様に、縦軸は上壁６ｂの長さを示し、クロスフローファン７の直径Ｄで除して無次元化している。横軸は下壁６ｃの長さを示し、クロスフローファン７の直径Ｄで除して無次元化している。クロスフローファン７の風量は１６ｍ³/ｍｉｎ一定にしている。図中、Ｋ１、Ｋ４は前述の図６と同じ条件である。

また、上壁６ｂ及び下壁６ｃの長さがそれぞれ０．５Ｄ未満、１．５Ｄ未満の場合は長さが極端に短く、クロスフローファン７として成立しないため、計測を省いている。また、同図の計測点は有限であるため、各計測値の補間・予測を用いてコンター図を完成させている。

同図から明らかなように、到達距離は下壁６ｃの長さに対して依存度が小さく、上壁６ｂの長さにより大きく変化する。即ち、到達距離を延長させるには、気流の上方向への運動エネルギーの散逸を防止することが効果的であり、上壁６ｂの長さに大きく影響を受ける。

また、上壁６ｂの長さが１．５Ｄとなる線Ｌ２近傍で急激に到達距離が変化する。即ち、吹出口５から吹出された気流はその直後から粘性により周囲の空気の運動を誘起して気流の運動エネルギーは周囲の空気に徐々に奪われる。しかし、上壁６ｂの長さを１．５Ｄ以上にすると上壁６ｂが充分な長さを有するため、気流の上方向の空気の運動が急激に低減される。これにより、その分の運動エネルギーが損なわれず、遠くまで気流は到達する。つまり、充分に運動エネルギーを回収された後の気流においても、上壁６ｂの長さを１．５Ｄ以上にすると到達距離大きく確保することができる。

クロスフローファン７から吹出される気流が送風経路６内を流通すると、吹出口５近傍で下部（下壁６ｃ近傍）が上部（上壁６ｂ近傍）よりも低速になる。即ち、吹出口５近傍では送風経路６の上部を流通する気流は比較的高密度の運動エネルギーを持ち、送風経路６の下部を流通する気流は比較的低密度の運動エネルギーを持つ。この現象は、通常のクロスフローファンに共通の特性である。

不均一なエネルギー密度を持つ気流から同時に運動エネルギーを回収すると、比較的高密度の運動エネルギーをもつ流速の速い気流からの運動エネルギー回収ばかりが進む。これにより、比較的低密度の運動エネルギーをもつ流速の遅い気流から充分な運動エネルギーを回収することが困難となる。

即ち、気流の流路を徐々に拡大して気流の風速を低下させて静圧に変換しているため、不均一な風速分布を持つ流れの流路を拡大すると、風速の速い気流が先に通路を通過して大きく減速される。これにより、風速の遅い気流は減速されにくくなる。その結果、気流全体からの運動エネルギー回収効率が低下する。このため、比較的高密度の運動エネルギーをもつ流速の速い気流と、比較的低密度の運動エネルギーをもつ流速の遅い気流とを分けて別々に運動エネルギーを回収するとよい。これにより、気流全体から効率よく運動エネルギー回収することができる。

また、比較的低密度の運動エネルギーをもつ流速の遅い気流は流通するに従って壁面抵抗その他で徐々に運動エネルギーを失い、益々エネルギー密度が低くなっていく。このため、なるべく早い段階で運動エネルギーを回収する必要がある。比較的低密度の運動エネルギーをもつ流速の遅い気流は持っている運動エネルギーが少ないため、比較的短い距離で運動エネルギーを充分回収できる。これに対して、比較的高密度の運動エネルギーをもつ流速の速い気流は持っている運動エネルギーも多いため、充分な運動エネルギーを回収するには比較的長い距離を必要とする。

このため、送風経路６を上下方向に複数の流路に分割して下部の流路は比較的短くてよく、上部に行くほど流路を順次長くするとよい。これにより、クロスフローファン７特有の不均一なエネルギー密度を持つ気流から運動エネルギーを効率よく回収することができる。従って、本実施形態では、空気調和機１の動作時に横ルーバ１１１、１１２、１１３により送風経路６を上下に４つに分割している。

即ち、傾斜部６ｂ５と最上段の横ルーバ１１１とにより形成された最上段の流路と、最上段の横ルーバ１１１と中段の横ルーバ１１２とにより形成された２段目の流路と、中段の横ルーバ１１２と最下段の横ルーバ１１３とにより形成された３段目の流路と、最下段の横ルーバ１１３と下壁６ｃとにより形成された最下段の流路との４つの流路に送風経路が分割される。

そして、前述したように、前方上方から、上壁６ｂの終端６ｂ６、横ルーバ１１１の前端、横ルーバ１１２の前端、横ルーバ１１３の前端、下壁６ｃの終端６ｃ４の順に配置される。これにより、分割された各流路を上方に行くほど順次長くすることができる。

尚、各流路の流路面積の拡大率を表わす角θ１〜θ４（図５参照）を１０゜〜１５°の範囲にするとより望ましい。即ち、角θ１〜θ４を１５°よりも大きくすると、各流路を流通する気流が壁面から剥離するかまたは急激に減速し、運動エネルギーを静圧に変換する際にロスが生ずる可能性が高くなる。角θ１〜θ４を１０°よりも小さくすると、いたずらに経路が延長され、その分、気流と壁面との摩擦による運動エネルギーのロスが大きくなる。

また、気流の運動エネルギーの大きさは流速の２乗に比例する。クロスフローファン７を用いた場合、送風経路６の上部（上壁６ｂ近傍）を流通する気流の風速は送風経路６の下部（下壁６ｃ近傍）を流通する気流の風速の数倍になる。このため、送風経路６の上部（上壁６ｂ近傍）を流通する気流の持つ運動エネルギーは送風経路６の下部（下壁６ｃ近傍）を流通する気流の持つ運動エネルギーの数十倍にもなる場合がある。送風経路６の上部では回収すべき運動エネルギーの量が非常に大きいため、充分長い流路を必要とする。

一方、送風経路６の前方案内部６ａの流路面積の拡大率を表わす角α（図２参照）は前述したように２０°程度が望ましい。角αがそれ以上になると前方案内部６ａを流通する気流が壁面から剥離するかまたは急激に減速し、エネルギーロスが生ずる。この時、横ルーバにより分割してそれぞれ１０゜〜１５°の範囲で流路面積が拡大される流路を形成すると、２分割程度しかできない。その結果、上記の通り数十倍もの開きのあるエネルギー状態の気流から効果的に運動エネルギーを回収するのは極めて難しい。

このため、中段の横ルーバ１１２は屈曲部６ｂ４に対向して後端が屈曲部６ｂ４よりも後方に配置され、前方案内部６ａの上面６ｂ３に略平行に配置される。これにより、前方案内部６ａを流通する気流の流路を上下に２分割する。そして、横ルーバ１１２の下方の流路を横ルーバ１１３によりθ３、θ４が１０゜〜１５°の範囲で更に２分割することができる。

更に、横ルーバ１１２に対向する屈曲部６ｂ４で上壁６ｂが上方に屈曲する。これにより、横ルーバ１１２の上方を流通する気流の流路が拡大される。そして、横ルーバ１１２と傾斜面６ｂ５により形成された徐々に拡大する流路が最上段の横ルーバ１１１により分割される。最上段の横ルーバ１１１は傾斜面６ｂ５に対向して後端が屈曲部６ｂ４よりも前方に配置されるため、横ルーバ１１２の上方を横ルーバ１１１によりθ１、θ２が１０゜〜１５°の範囲で２分割することができる。尚、前方案内部６ａの下面６ｃ３を下方に屈曲してこれと同じように拡大させるのは、風速が遅いのであまり効率的ではない。

尚、最下段の横ルーバ１１３の後端と前方案内部６ａの下面６ｃ３とが、気流に垂直な方向で下壁６ｃの終端６ｃ４に近い位置で重なるように配置するとより望ましい。これにより、横ルーバ１１３の下方の流路を流通する気流からより効率よく運動エネルギーを回収することができる。

尚、横ルーバ１１１、１１２、１１３は回動軸（不図示）の回りに回動自在に構成されているため、他の配置にして風向を変更することができる。

本実施形態によると、クロスフローファン７よりも下流側の送風経路６の上壁６ｂの長さと下壁６ｃの長さの和をクロスフローファン７の直径Ｄの３．５倍以上にしたので、空気調和機の運転時に空気が送風経路６の上壁６ｂ及び下壁６ｃに沿って長い距離を滑らかに流通する。これにより、吹出口５近傍での気流の攪乱が少なく、それに伴う圧力損失ΔＰｄ２が小さくなる。

加えて、上壁６ｂ及び下壁６ｃに沿う空気が充分低速になるまで減速して運動エネルギーが静圧に変換され、その静圧上昇ΔＰ２によりクロスフローファン７をアシストする。言い換えれば、従来は周囲の空気に奪われていた運動エネルギーを充分回収して静圧に変換され、送風のための仕事に用いることができる。従って、クロスフローファン７による静圧上昇を小さくすることができ、空気調和機の省エネルギー化を図ることができる。

尚、クロスフローファン７は一般に流路の圧力損失が高くなるとサージングを引き起こす。これにより、所望の風量が得られなくなる場合や騒音が大幅に増大する場合が生じる。本実施形態のように室内熱交換器９が複数段かつ複数列の冷媒管を有して屈曲して構成されている場合には、非常に高い圧力損失が発生する。このため、クロスフローファン７の回転数を相当大きくしてサージング対策する必要がある。これにより、クロスフローファン７の騒音が大きくなり、省エネルギー性が悪くなる。

このため、気流の運動エネルギーを静圧に変換して、その静圧上昇によりクロスフローファン７をアシストすることにより、クロスフローファン７がサージングを起こしにくく騒音も比較的小さくすることができる。特に、奥行方向に冷媒管が４列以上並設される場合は圧力損失が非常に大きくなるため、本実施形態によってより大きな効果を奏することができる。

＜第２実施形態＞
次に、図１４は第２実施形態の空気調和機の室内機を示す側面断面図である。説明の便宜上、前述の図１〜図１３に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態はフロントパネル３が回動軸２２により下端で枢支される。また、フロントパネル３は前面に配された回動軸２３で折曲可能になっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。

空気調和機の停止時には図１４に示すようにフロントパネル３は上端が筐体上部に接するように配される。また、第１実施形態と同様に横ルーバ１１１、１１２により吹出口５が遮蔽される。

空気調和機の駆動時には図１５に示すように、フロントパネル３が回動軸２２、２３で回動し、回動軸２２、２３間のフロントパネル３により送風経路６の傾斜面６ｂ５が形成される。これにより、クロスフローファン７の直径をＤとしてクロスフローファン７よりも下流側の送風経路６の上壁６ｂの長さが１．５Ｄ以上に形成される。また、クロスフローファン７よりも下流側の送風経路６の上壁６ｂの長さと下壁６ｃの長さの和が３．５Ｄ以上に形成される。従って、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜第３実施形態＞
次に、図１６は第３実施形態の空気調和機の室内機を示す側面断面図である。説明の便宜上、前述の図１〜図１３に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態はフロントパネル３の下部が開口し、該開口を塞ぐ可動パネル２１が回動軸２２により下端で枢支される。その他の部分は第１実施形態と同様である。

空気調和機の停止時には図１６に示すように可動パネル２１はフロントパネル３の下部を塞ぐように配される。また、第１実施形態と同様に横ルーバ１１１、１１２により吹出口５が遮蔽される。

空気調和機の駆動時には図１７に示すように、可動パネル２１が回動軸２２で回動し、可動パネル２１により送風経路６の傾斜面６ｂ５が形成される。これにより、クロスフローファン７の直径をＤとしてクロスフローファン７よりも下流側の送風経路６の上壁６ｂの長さが１．５Ｄ以上に形成される。また、クロスフローファン７よりも下流側の送風経路６の上壁６ｂの長さと下壁６ｃの長さの和が３．５Ｄ以上に形成される。従って、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜第４実施形態＞
次に、図１８は第４実施形態の空気調和機の室内機を示す側面断面図である。前述の図１〜図１３に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は、前述のように第１実施形態の横ルーバ１１３を省いている。送風経路６の上壁６ｂ及び下壁６ｃの長さを含むその他の部分は第１実施形態と同様である。

本実施形態の空気調和機によると、第１実施形態の空気調和機に比べて最下段の横ルーバ１１３が省かれるため送風経路６の下方を流通する気流の運動エネルギーの回収の効率がやや低下する。しかしながら、前述の図６のＫ２に示すように、図７の比較例Ｋ４よりも消費電力を小さくすることができ、従来よりも省エネルギー化を図ることができる。

＜第５実施形態＞
次に、図１９は第５実施形態の空気調和機の室内機を示す側面断面図である。前述の図１〜図１３に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は、前述のように第１実施形態の横ルーバ１１３を省くとともに、横ルーバ１１１、１１２の長さ及び配置を変更している。送風経路６の上壁６ｂ及び下壁６ｃの長さを含むその他の部分は第１の実施形態と同様である。

上下に配される横ルーバ１１１、１１２は屈曲部６ｂ４に対向し、後端が屈曲部６ｂ４よりも後方に配置される。横ルーバ１１１、１１２の前端は屈曲部６ｂ４よりも前方で前後方向で略同じ位置に配される。また、横ルーバ１１１、１１２により送風経路６の前方案内部６ａを略等間隔に分割した流路が形成される。

本実施形態の空気調和機によると、第１、第２実施形態の空気調和機に比べて送風経路６内を流通する気流の運動エネルギーの回収の効率が低下する。しかしながら、前述の図６のＫ３に示すように、図７の比較例Ｋ４よりも消費電力を小さくすることができ、従来よりも省エネルギー化を図ることができる。

本発明に係る空気調和機を第１〜第５実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定される訳ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の変更を加えて実施することができる。

本発明によると、室内の空気を取り入れて調和する空気調和機に利用することができる。

本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機の運転時の状態を示す側面断面図 本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機の送風経路の詳細を示す側面断面図 本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機の送風経路の屈曲部の詳細を示す側面断面図 本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機の運転停止時の状態を示す側面断面図 本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機の吹出口近傍の詳細を示す側面断面図 本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機のクロスフローファンの風量とファン駆動モータの入力の関係を示す図 本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機の比較例を示す側面断面図 本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機の比較例の静圧の推移を説明する図 本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機の比較例の静圧の推移を示す図 本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機の静圧の推移を説明する図 本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機の静圧の推移を示す図 本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機の送風経路の上壁の長さ、下壁の長さ、クロスフローファンの消費電力の関係を示す図 本発明の第１実施形態の空気調和機の室内機の送風経路の上壁の長さ、下壁の長さ、クロスフローファンの気流の到達距離の関係を示す図 本発明の第２実施形態の空気調和機の室内機の運転停止時の状態を示す側面断面図 本発明の第２実施形態の空気調和機の室内機の運転時の状態を示す側面断面図 本発明の第３実施形態の空気調和機の室内機の運転停止時の状態を示す側面断面図 本発明の第３実施形態の空気調和機の室内機の運転時の状態を示す側面断面図 本発明の第４実施形態の空気調和機の室内機の運転時の状態を示す側面断面図 本発明の第５実施形態の空気調和機の室内機の運転時の状態を示す側面断面図

符号の説明

１ 室内機
２ キャビネット
３ フロントパネル
４ 吸込口
５ 吹出口
６ 送風経路
６ａ 前方案内部
６ｂ 上壁
６ｂ５ 傾斜面
６ｃ 下壁
７ クロスフローファン
８ エアフィルタ
９ 室内熱交換器
１０、１３ ドレンパン
１１１、１１２、１１３ 横ルーバ
１２ 縦ルーバ
２１ 可動パネル
２２、２３ 回動軸
６１ 温度センサ

上記目的を達成するために本発明は、室内の空気を室内機の筐体内に取り入れる吸込口と、筐体下部に設けられる吹出口と、前記吸込口と前記吹出口との間を連通させる送風経路と、冷媒管を複数段かつ複数列に並設するとともに前記筐体内面に沿って屈曲して前記送風経路内で前記吸込口に対向配置される室内熱交換器と、前記送風経路内の前記室内熱交換器と前記吹出口との間に配されるクロスフローファンとを備えた空気調和機において、
室内機の筐体の前面部を形成するフロントパネルと、
前記フロントパネルと前記室内熱交換器との間に設けられ、前記吸込口から吸い込まれた空気に含まれる塵埃を捕集・除去するエアフィルタと、
前記フロントパネルと前記室内熱交換器との間に設けられ、前記エアフィルタに蓄積した塵埃を除去するエアフィルタ清掃装置と、
を備え、
前記送風経路は前方下方に空気を案内して下流へ行くほど流路面積が拡大される前方案内部を有し、
前記クロスフローファンよりも下流側の前記送風経路の上壁の長さと下壁の長さの和を前記クロスフローファンの直径の３．５倍以上にするとともに、前記上壁の長さを前記クロスフローファンの直径の１．５倍以上にしたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、前記上壁は前方下方に傾斜した前記前方案内部上面の終端から屈曲部で屈曲して前方上方に傾斜した傾斜面を有し、前記屈曲部に少なくとも一つの平面を設け、該平面の端部を滑らかな曲面でそれぞれ繋ぐとともに、前記前方案内部の上面と前記平面との成す角および前記平面と前記傾斜面との成す角は１７°以下に形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、前記吹出口の上下に可変する第１、第
２風向板を備え、前記上壁は前記前方案内部上面の終端から屈曲部で屈曲して前方上方に
傾斜した傾斜面を有し、第１風向板の後端が前記屈曲部よりも前方に配置されるとともに
、第１風向板よりも下方の第２風向板の後端が前記屈曲部よりも後方に配置されることを
特徴としている。この構成によると、送風経路の上壁に沿って流通する気流は第２風向板により曲げられて傾斜面に沿って前方上方へ流通する。第２風向板によって曲げられた下部の気流の運動エネルギーは第２風向板と第１風向板との間に形成された流路によって静圧に変換して回収される。第２風向板によって曲げられた上部の気流の運動エネルギーは第１風向板と傾斜面との間に形成された流路によって静圧に変換して回収される。

また本発明は、
室内の空気を室内機の筐体内に取り入れる吸込口と、
筐体下部に設けられる吹出口と、
前記吸込口と前記吹出口との間を連通させる送風経路と、
前記送風経路内で前記吸込口に対向配置される室内熱交換器と、
前記送風経路内の前記室内熱交換器と前記吹出口との間に配されるクロスフローファンと、
室内機の筐体の前面部を形成するフロントパネルと、
前記フロントパネルと前記室内熱交換器との間に設けられ、前記吸込口から吸い込まれた空気に含まれる塵埃を捕集・除去するエアフィルタと、
前記フロントパネルと前記室内熱交換器との間に設けられ、前記エアフィルタに蓄積した塵埃を除去するエアフィルタ清掃装置と、
を備え、
前記クロスフローファンよりも下流側の前記送風経路の上壁の長さと下壁の長さの和を前記クロスフローファンの直径の３．５倍以上にするとともに、前記上壁の長さを前記クロスフローファンの直径の１．５倍以上にしたことを特徴としている。

本発明によると、クロスフローファンよりも下流側の送風経路の上壁の長さと下壁の長
さの和をクロスフローファンの直径の３．５倍以上にしたので、空気調和機の運転時に空
気が送風経路の上壁及び下壁に沿って長い距離を滑らかに流通する。これにより、吹出口
近傍での気流の攪乱が少なく、それに伴う圧力損失が小さくなる。加えて、長い上壁及び
下壁に沿う空気が充分低速になるまで減速して運動エネルギーが静圧に変換される。従っ
て、気流の運動エネルギーを充分回収してクロスフローファンによる静圧上昇を小さくす
ることができ、空気調和機の省エネルギー化を図ることができる。
また、クロスフローファンよりも下流側の送風経路の上壁の長さをクロスフローファンの直径の１．５倍以上にしたので、運動エネルギーを回収して流速の低下した気流の到達距離を長くすることができる。これにより、吹出口から送出された空気が部屋の天井に到達し、空気調和機に対向する壁面、床面及び空気調和機側の壁面を順次伝う。従って、部屋の隅々にまで調和空気の気流が行き届いて気流が部屋全体を大きく攪拌する。従って、室内の上方の一部を除く居住領域全体の温度分布を均一化して直接風もほとんどない快適空間を得ることができる。

上記目的を達成するために本発明は、室内の空気を室内機の筐体内に取り入れる吸込口と、筐体下部に設けられる吹出口と、前記吸込口と前記吹出口との間を連通させる送風経路と、冷媒管を複数段かつ複数列に並設するとともに前記筐体内面に沿って屈曲して前記送風経路内で前記吸込口に対向配置される室内熱交換器と、前記送風経路内の前記室内熱交換器と前記吹出口との間に配されるクロスフローファンとを備えた空気調和機において、
室内機の筐体の前面部を形成するフロントパネルと、
前記フロントパネルと前記室内熱交換器との間に設けられ、前記吸込口から吸い込まれた空気に含まれる塵埃を捕集・除去するエアフィルタと、
前記フロントパネルと前記室内熱交換器との間に設けられ、前記エアフィルタに蓄積した塵埃を除去するエアフィルタ清掃装置と、
前記クロスフローファンよりも下流側の前記送風経路の上壁に対向して設けられ、前記吹出口の風向を上下に可変する第１風向板と、
第１風向板の下方に設けられ、前記吹出口の風向を上下に可変する第２風向板と、
を備え、前記送風経路は前方下方に空気を案内して下流へ行くほど流路面積が拡大される前方案内部を有し、
前記クロスフローファンよりも下流側の前記送風経路の上壁の長さと下壁の長さの和を前記クロスフローファンの直径の３．５倍以上にするとともに、前記上壁の長さを前記クロスフローファンの直径の１．５倍以上にし、
前記上壁は前方下方に傾斜した前記前方案内部上面の終端から屈曲部で屈曲して前方上方に傾斜した傾斜面を有し、
前記吹出口から空気を前方上方に送出する際に、第１風向板は前端が前記上壁の前端よりも後方であって第２風向板の前端よりも前方に配置されるとともに後端が前記屈曲部よりも前方に配置され、第２風向板は前記屈曲部に対向して後端が前記屈曲部よりも後方に配置され、
前記上壁と第１風向板との間を流通する気流の流路及び第１風向板と第２風向板との間を流通する気流の流路が下流に行くほど徐々に拡大されるように第１、第２風向板が配置されることを特徴としている。

また、送風経路の上壁に沿って流通する気流は第２風向板により曲げられて傾斜面に沿って前方上方へ流通する。第２風向板によって曲げられた下部の気流の運動エネルギーは第２風向板と第１風向板との間に形成された流路によって静圧に変換して回収される。第２風向板によって曲げられた上部の気流の運動エネルギーは第１風向板と傾斜面との間に形成された流路によって静圧に変換して回収される。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、第２風向板の下方に第３風向板を設け
、第３風向板の後端を第２風向板の後端よりも前方に配置するとともに第２、第３風向板のなす角を１０゜〜１５゜にしたことを特徴としている。この構成によると、気流が第２、第３風向板から成る壁面から剥離することなく滑らかに壁面に沿って流通する。

また本発明は、上記構成の空気調和機において、最も下方に配される風向板の後端と前記前方案内部の下面とが気流に垂直な方向で前記前方案内部の下壁の終端に近い位置で重なるように配置されるとともに、最も下方に配される風向板と前記前方案内部の下壁の終端の接線とのなす角を１０゜〜１５゜にしたことを特徴としている。この構成によると、気流が最下段の風向板から成る壁面から剥離することなく滑らかに壁面に沿って流通する。

Claims (10)

1. 室内の空気を室内機の筐体内に取り入れる吸込口と、筐体下部に設けられる吹出口と、前記吸込口と前記吹出口との間を連通させる送風経路と、冷媒管を複数段かつ複数列に並設するとともに前記筐体内面に沿って屈曲して前記送風経路内で前記吸込口に対向配置される室内熱交換器と、前記送風経路内の前記室内熱交換器と前記吹出口との間に配されるクロスフローファンとを備えた空気調和機において、前記送風経路は前方下方に空気を案内して下流へ行くほど流路面積が拡大される前方案内部を有し、前記クロスフローファンよりも下流側の前記送風経路の上壁の長さと下壁の長さの和を前記クロスフローファンの直径の３．５倍以上にしたことを特徴とする空気調和機。
2. 前記吹出口の風向を上下に可変する第１風向板を備え、空気調和機の運転時に前方上方から前記上壁の前端、第１風向板の前端、前記下壁の前端の順に配置したことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 第１風向板の下方に第２風向板を設け、第１風向板の前端を第２風向板の前端よりも前方に配置したことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記上壁は前方下方に傾斜した前記前方案内部上面の終端から屈曲部で屈曲して前方上方に傾斜した傾斜面を有し、第１風向板の後端が前記屈曲部よりも前方に配置されるとともに、第２風向板の後端が前記屈曲部よりも後方に配置されることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
5. 前記吹出口の上下に可変する第１、第２風向板を備え、前記上壁は前記前方案内部上面の終端から屈曲部で屈曲して前方上方に傾斜した傾斜面を有し、第１風向板の後端が前記屈曲部よりも前方に配置されるとともに、第１風向板よりも下方の第２風向板の後端が前記屈曲部よりも後方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
6. 前記傾斜面と第１風向板のなす角及び第１、第２風向板のなす角を１０゜〜１５゜にしたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の空気調和機。
7. 第２風向板の下方に第３風向板を設け、第２、第３風向板のなす角を１０゜〜１５゜にしたことを特徴とする請求項６に記載の空気調和機。
8. 最も下方に配される風向板と前記下壁の終端の接線とのなす角を１０゜〜１５゜にしたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の空気調和機。
9. 前記上壁の長さを前記クロスフローファンの直径の１．５倍以上にしたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の空気調和機。
10. 室内の空気を室内機の筐体内に取り入れる吸込口と、筐体下部に設けられる吹出口と、前記吸込口と前記吹出口との間を連通させる送風経路と、前記送風経路内で前記吸込口に対向配置される室内熱交換器と、前記送風経路内の前記室内熱交換器と前記吹出口との間に配されるクロスフローファンとを備え、前記クロスフローファンよりも下流側の前記送風経路の上壁の長さと下壁の長さの和を前記クロスフローファンの直径の３．５倍以上にしたことを特徴とする空気調和機。

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