JP2008157530A - 空調機の室内ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】クロスフローファンの吸い込み領域における気流の乱れを抑制し、室内ユニットの性能向上を向上させる。
【解決手段】室内ユニット１は、ドレンパン８の外壁部８Ａの上端に気流案内部８Ｂが設けられている。気流案内部８Ｂは、外形が略円弧状の下片からなる。吸込口５から吸い込まれた室内の空気は、気流案内部８Ｂに沿って流れ、気流の乱れが抑制される。気流案内部８Ｂの近傍に配置されたドレンガイド３５Ａは、断面形状の外形が気流案内部８Ｂの円弧と同心となる円弧形状になっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調機用の室内ユニットに関する。

空調機は、室外ユニットの熱交換器と室内ユニットの熱交換器の間で冷媒を循環させ、室内を冷房又は暖房する構成を有する。ここで、室内ユニットには、天井に埋め込んで使用され、クロスフローファンを用いて空気の吸い込みと吹き出しを行うものがある。このタイプの室内ユニットでは、高さ方向の寸法を小さくするために、熱交換器を斜めに傾斜して配置させることが知られている。さらに、熱交換器で凝縮した水が室内に滴下しないように、ドレンガイドを熱交換器と吸込口との間に配置し、熱交換器の下方に設置したドレンパンに凝縮水を回収するようにしている。
クロスフローファンが空気を吸い込むときの気流方向は略水平であるため、下向きに開口する吸込口付近の気流方向と略直交する関係にある。このため、室内ユニット内で気流は、円弧を描くように向きを変える。ドレンガイドは、吸込口から熱交換器に至るまでの気流の抵抗を抑制するために、側面視で円弧形状になっており、ドレンガイドを伝う凝縮水は、縦水路を通ってドレンパンに回収される。ドレンパンは、吸込口側の端部は、垂直に切り立たせてある。これによって、吸込口の開口面積を確保し、かつ熱交換器を塞がないようにする一方で、凝縮水の貯水量を多くできる（例えば、特許文献１参照）。
特開平２−２８２６３２号公報

クロスフローファンを使用する場合、熱交換器を通過した気流が形成する貫流渦がスタビライザ近傍に形成されるようにレイアウトし、貫流渦を中心にした気流によって送風を行うことが知られている。ここで、貫流渦に近い領域は、最も空気を吸い込み易い特性になる。
しかしながら、ドレンパンは、スタビライザ近傍でクロスフローファンが最も空気を吸い込み易い領域を塞ぐように配置されている。このため、ドレンガイドの断面形状を円弧状にしても、ドレンパンの周囲における気流の乱れによる圧力損失を十分に抑制することはできなかった。特に、室内ユニットの高さを低くして薄型化を図る場合、スタビライザの上流側の吸い込みスペースを十分に確保できなくなるため、圧力損失が顕著に現れていた。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、クロスフローファンの吸込み領域における気流の乱れを抑制し、室内ユニットの性能向上を図ることを主な目的とする。

上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、下方に向けて形成された吸込口から室内の空気を吸い込んで、気流の向きを偏向させながら熱交換器で温調し、前記熱交換器で発生した凝縮水をドレンパンで回収する空気調和装置の室内ユニットであって、前記吸込口に近接して配置される前記ドレンパンの外壁部の上端部に、クロスフローファンの軸線に直交する平面における断面形状が略円弧状の気流案内部を設けたことを特徴とする空調機の室内ユニットとした。
この空調機の室内ユニットでは、吸込口から吸い込まれ、ドレンパンの外壁部の上端部の近傍を流れる空気が気流案内部の円弧形状に沿って滑らかに流れ、熱交換器に導かれる。

本発明によれば、ドレンパンの外壁部の上端部付近で空気が滑らかに流れ、圧力損失が低減する。熱交換器の下側部分における気流通過量が増え、熱交換器の性能が向上する。

発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施の形態において、同じ構成要素には同一の符号を付してある。また、各実施の形態で重複する説明は省略する。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、空調機の室内ユニット１は、箱状のユニット本体２が天井４に埋め込まれており、化粧パネル３を介して固定されている。化粧パネル３は、外縁部を利用して天井４に固定されており、吸込口５と吹出口６が室内に向けて離間してそれぞれが下向きに形成されている。吸込口５の内側で、ユニット本体２の内部側には、フィルタ７が取り付けられている。さらに、吸込口５と吹出口６の間で化粧パネル３の内面側には、ドレンパン８が配置されている。

ユニット本体２は、下向きに形成された開口部を覆うように化粧パネルが配置されており、ユニット本体２内の空間によって吸込口５から吹出口６に至る流路が形成されている。この流路中には、吸込口５側から順番に熱交換器１０と、送風ファンであるクロスフローファン１１とが配設されている。熱交換器１０は、内部に冷媒が通流する構造を有し、その下側部分１０Ａがドレンパン８の内壁に当接している。熱交換器１０は、下側部分１０Ａから吸込口５の上方に斜めに延び、上端部１０Ｂがユニット本体２の天井面に当接している。
ユニット本体２の天井面は、その一部を下向きに膨出させた絞り部１３を有する。絞り部１３に対向する位置には、スタビライザ１４が設けられており、この部分の流路が絞られている。この流路が絞られた部分にクロスフローファン１１が配置されている。クロスフローファン１１の回転軸１１ａは、流路に略直交する方向に延びている。

クロスフローファン１１から吹出口６までの流路は、整流及び渦の発生を抑えるために設けられた吹き出し流路１５になっている。なお、スタビライザ１４は、クロスフローファン１１の軸線方向に沿って連続して延びており、スタビライザ１４の形状と、スタビライザ１４に対向して室内ユニット１に形成された湾曲形状のスクロール１６との間の距離や形状は、吹き出し流路１５を流れる空気の風量や速度が略均一になるように設計されている。吹出口６には、ブレード２１がピン２２で回動自在に取り付けられており、温調された空気を室内に吹き出すときの気流方向を調整できるようになっている。

ここで、ドレンパン８は、発泡樹脂などの断熱材から製造されており、ユニット本体２に固定されている。ドレンパン８において、吸込口５側に近接して配置される外壁部８Ａは、吸込口５の縁から上方に略垂直に延びている。外壁部８Ａの上端部には、気流案内部８Ｂが一体に設けられている。気流案内部８Ｂは、外壁部８Ａの上端部から吸込口５に向かって延びる舌片からなる。気流案内部８Ｂは、クロスフローファン１１の軸線に略直交する平面における断面形状が円弧状を有し、外壁部８Ａの上端を基点として９０°〜１８０°の範囲で延びている。なお、気流案内部８Ｂは、９０°〜２７０の範囲で延在していれば良い。この角度範囲より小さいと、気流を滑らかに偏向させることが困難になる。






気流案内部８Ｂの外形は、吸込口５の長さ、つまり外壁部８Ａからユニット本体２の内壁までの距離ｄ１と、外壁部８Ａの上端からユニット本体２の天井面までの距離ｄ２が略等しい場合には、真円の円弧にすることが好ましい。２つの距離が異なる場合には、その比率に合わせた楕円の円弧にすることが好ましい。これは、吸込口５に略平行に吸い込まれた空気が、クロスフローファン１１に略平行に吸い込まれるように曲がるときの軌跡に合わせることで、気流の乱れを抑制できるからである。

さらに、熱交換器１０と吸込口５の間の領域には、複数のドレンガイド３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅが熱交換器１０に沿って配設されている。各ドレンガイド３５Ａ〜３５Ｅは、熱交換器１０に接する一方の端部がドレンパン８に向けて屈曲させられている。各ドレンガイド３５Ａ〜３５Ｅは、一方の端部から下方に向かって湾曲しており、他方の端部は、略Ｕ字形に屈曲させて凝縮水の通り道を形成してある。他方の端部は、縦水路３６に連結されている。ドレンガイド３５Ａ〜３５Ｅの他方の端部は、そのドレンガイド３５Ａ〜３５Ｅにおいて最も低く配置される部分であり、各他方の端部に連結される縦水路３６に下り勾配がつけられるように、ドレンガイド３５Ａ〜３５Ｅごとに徐々に高い位置に設定されている。凝縮水が速やかに排出されるように、最下段のドレンガイド３５Ａでも他方の端部は、ドレンパン８より高い位置にある。

最下段にあるドレンガイド３５Ａは、気流案内部８Ｂに最も近い位置にあり、その断面形状が気流案内部８Ｂの円弧と同心となるような略円弧状になっている。さらに、このドレンガイド３５Ａは、他のドレンガイド３５Ｂ〜３５Ｅより長く突出している。このため、縦水路３６は、傾斜角度を異ならせている。なお、ドレンガイド３５Ａ〜３５Ｅは、吸込口５に向けて長く延びる方が、気流の熱交換器１０に向けて偏向させ易いが、損失が大きくなるので、それぞれが所定の長さに調整されている。

次に、この実施の形態の作用について説明する。
空調機を運転させると、クロスフローファン１１が回転し、吸込口５から室内の空気が吸い込まれる。図２に気流の流れを模式的に示すように、空気の気流は、吸込口５の形状及びドレンパン８の外壁部８Ａの形状などによって、上向きの気流を形成する。クロスフローファン１１は、略水平に気流を吸い込む特性を有するので、室内ユニット１内に吸い込まれた空気は、気流方向が略直交する方向に吸い込まれ、気流案内部８Ｂ及びドレンガイド３５Ａ〜３５Ｅに案内されて略円弧状に流動しながら、熱交換器１０に導かれる。熱交換器１０では、内部を通る冷媒との間で熱交換を行って温調され、温調された空気がクロスフローファン１１を通って吹出口６から室内に吹き出される。

吸込口５から吸い込まれた空気のなかで、ドレンパン８の近傍を流れる空気は、略円弧状の気流案内部８Ｂに沿って流れ、ドレンパン８の内部に滑らかに流入する。その結果、圧力損失が低減すると共に、熱交換器１０の下側部分１０Ａの気流通過量が増大する。
熱交換器１０に形成される凝縮水は、直接にドレンパン８に滴下するか、ドレンガイド３５Ａ〜３５Ｅ及び縦水路３６を介してドレンパン８に滴下する。

比較として、図３に従来の構成における気流を示す。従来の室内ユニット１０１では、ドレンパン１０８の外壁部１０８Ａで気流が乱れる。その結果、ドレンパン１０８の上方で、かつ熱交換器１１０の下側部分を流れる風量は小さい。その結果、クロスフローファン１１１による貫流渦付近の流量が小さくなって、効率が悪かった。

この実施の形態では、ドレンパン８の端部に気流案内部８Ｂを設け、気流案内部８Ｂの外面に沿って気流の向きを偏向させることで、圧力損失を低減できると共に、気流通過量を増大できる。したがって、熱交換器１０の効率を向上できる。室内ユニット１を薄型化した場合、クロスフローファン１１と、熱交換器１０、ドレンパン８がそれぞれ近接して配設されるので、ドレンパン８の上流側の気流が乱れ易くなるが、この室内ユニット１では気流案内部８Ｂを有することで、効率の良い運転が可能になる。
ドレンガイド３５Ａを気流案内部８Ｂと同心円状に配置したので、広い領域に渡ってドレンパン８に流れる気流に向きと略同じ向きに気流を流すことができる。吸込口５からクロスフローファン１１に向かう気流の流れを乱すことなく偏向させることができる。圧力損失を低減できると共に、送風性能が向上する。最も下側のドレンガイド３５Ａを長くすることで、ドレンパン８に流入する気流の流れをさらに乱れ難くできる。

ここで、この室内ユニット１で風量を変化させながら送風音を測定した結果を図４のラインＬ１に示す。なお、比較として、従来のドレンガイドと気流案内部８Ｂを設けた場合の測定結果をラインＬ２に、気流案内部８Ｂを設けない場合の測定結果をラインＬ３にそれぞれを重ねて表示してある。気流案内部８Ｂを設けた室内ユニットは、同一風量では気流案内部８Ｂを設けなかった場合に比べて送風音が小さくなった。気流案内部８Ｂを設けた室内ユニットでは、ドレンガイド３５Ａ〜３５Ｅを設けた方の送風音が小さくなった。
また、図５にファン回転数を変化させながら風量を測定した結果を示す。気流案内部８Ｂ及び従来のドレンガイドと気流案内部８Ｂを設けた場合の室内ユニット１の測定結果はラインＬ４であり、気流案内部８Ｂのみの場合をラインＬ５に示す。さらに、比較例として気流案内部８Ｂを有しないタイプをラインＬ６に示す。同一のファン回転数では、ラインＬ６に示す気流案内部８Ｂを設けなかった場合に比べて風量が大きくなっており、気流案内部８Ｂを設けることでクロスフローファン１１の送風効率が向上したことがわかる。気流案内部８Ｂを設けた室内ユニットでは、本実施の形態のドレンガイド３５Ａ〜３５Ｅを設けた方の風量が大きかった。

さらに、図６及び図７に気流案内部の変形例を示す。図６に示す気流案内部８Ｃは、吸込口５に平行な外壁部８Ａから突出し、クロスフローファン１１の軸線に略直交する平面における断面形状が略円形になっている。気流案内部８Ｃの外周は、約２７０°の円弧になっている。このような形状でも前記した作用及び効果が得られる。舌片に比べて気流案内部８Ｃの上流側の気流の乱れを少なくできる。
図７に示す変形例では、ドレンパン８の外壁部８Ｄの上部が気流上に突出するように傾斜しており、外壁部８Ｄの上端に気流案内部８Ｅが設けられている。気流案内部８Ｅは、クロスフローファン１１の軸線に略直交する平面における断面形状が略円形の一部をなし、円弧が９０°〜２７０°の範囲で延在している。このような形状でも前記した作用及び効果が得られる。外壁部８Ｄが傾斜しているので、吸込口５から気流案内部８Ｅに向かう気流の乱れを少なくできる。

（第２の実施の形態）
図８に示す空調機の室内ユニット１は、ドレンパン８の表面に水を透過しないシート７１が真空成形などによって貼り付けられており、このシート７１の端部を利用して気流案内部７１Ａが形成されている。
気流案内部７１Ａは、ドレンパン８の垂直な外壁部８Ａから吸込口５側に延出している。気流案内部７１Ａは、下方に垂れ下がり、クロスフローファン１１の軸線に略直交する平面における断面形状が円弧状の舌片を形成している。気流案内部７１Ａの形状は、第１の実施の形態の気流案内部８Ｂの形状に略等しく、外壁部８Ａの上端を基点とする円弧として見た場合に９０°〜２７０°の範囲に延在している。シート７１の端部は、予め成形しておいても良い。
この室内ユニット１では、気流案内部７１Ａの曲面形状に沿って気流が形成され、気流を乱すことなくドレンパン８の上方の領域に空気が流れ込む。この領域の圧力損失が低減されると共に、熱交換器１０を下側部分１０Ａでの熱交換を十分に行えるようになる気流案内部７１Ａがシート７１を利用して形成されるので、製造が容易である。

図９及び図１０に変形例を示す。図９に示す気流案内部７１Ｂは、シート７１の端部を巻くことで、外周部分を円弧状にしている。この気流案内部７１Ｂは、強度が高く、前記と同様の効果が得られる。
図１０に示す気流案内部７１Ｃは、外壁部８Ａから延出するシート７１の端部を波状に折り曲げた形状を有する。シート７１の端部は、外壁部８Ａに形成した溝８Ｆに差し込まれることで、断面形状が外壁部８Ａの上端を起点とする略円弧状になっており、９０°〜２７０°の範囲で延在している。この気流案内部７１Ｃでは、前記と同様の効果が得られる。シート７１を波状に折り曲げているので、高い強度が得られる。

なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用できる。
例えば、図１１に示すように、全てのドレンガイド９５Ａ〜９５Ｅの外形を気流案内部８Ｂの円弧と略同心円となる略円弧状に形成しても良い。吸込口５からクロスフローファン１１に向かう気流の乱れが小さくなる。気流案内部８Ｂが断面視で楕円形の場合には、相似形になる。最下段を含む２つ以上のドレンガイドを同心円上に配置し、上側の残りのドレンガイドは異なる形状でも良い。他の形態の気流案内部８Ｃ，８Ｅ，７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃについても同様にすることができる。

本発明の実施の形態における室内ユニットの概略構成を示す断面図である。 室内ユニットの運転時の気流を模式的に示した図である。 従来の室内ユニットの運転時の気流を模式的に示した図である。 室内ユニットでの風量と送風音の関係を調べたグラフである。 室内ユニットでのファン回転数と風量の関係を調べたグラフである。 気流案内部の変形例を示す図である。 気流案内部の変形例を示す図である。 ドレンパンに張ったシートで気流案内部を形成した図である。 シートを使った気流案内部の変形例を示す図である。 シートを使った気流案内部の変形例を示す図である。 ドレンガイドの変形例を示す図である。

符号の説明

１ 室内ユニット
５ 吸込口
６ 吹出口
８ ドレンパン
８Ａ、８Ｄ 外壁部
１０ 熱交換器
１１ クロスフローファン
１１ａ 回転軸
８Ｂ，８Ｃ，８Ｅ，７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ 気流案内部
３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅ，９５Ａ，９５Ｂ，９５Ｃ，９５Ｄ，９５Ｅ ドレンガイド
７１ シート

Claims (4)

1. 下方に向けて形成された吸込口から室内の空気を吸い込んで、気流の向きを偏向させながら熱交換器で温調し、前記熱交換器で発生した凝縮水をドレンパンで回収する空気調和装置の室内ユニットであって、
   前記吸込口に近接して配置される前記ドレンパンの外壁部の上端部に、クロスフローファンの軸線に直交する平面における断面形状が略円弧状の気流案内部を設けたことを特徴とする空調機の室内ユニット。
2. 前記気流案内部は、前記ドレンパンに貼り付けられたシートを前記外壁部から延出させて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空調機の室内ユニット。
3. 前記熱交換器で発生した凝縮水を回収するドレンガイドを前記熱交換器に沿って複数配設し、前記気流案内部に最も近い位置に配置される前記ドレンガイドの外形を、前記気流案内部の外形と略同心となる円弧状にしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空調機の室内ユニット。
4. 前記熱交換器で発生した凝縮水を回収するドレンガイドを前記熱交換器に沿って複数配設し、全ての前記ドレンガイドの外形を、前記気流案内部の外形と略同心となる円弧状にしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空調機の室内ユニット。

Images