JP2008190803A

JP2008190803A - 冷風機

Info

Publication number: JP2008190803A
Application number: JP2007026764A
Authority: JP
Inventors: Tomohisa Ito; 智久伊藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2008-08-21

Abstract

【課題】涼風感が十分に得られる冷風機を提供する。
【解決手段】本体２の前面に各々開口する第１の吸込み口１１から第１の吹出し口１２に至る通気路であって、第１の吸込み口１１より吸い込んだ空気を経路中に配された蒸発器１４との熱交換で冷却し、この冷却された空気を第１の吹出し口１２に導く第１の通気路１０を含む。本体２の後面に各々開口する第２の吸込み口２１から第２の吹出し口２２に至る通気路であって、第２の吸込み口２１より吸い込んだ空気を経路中に配された凝縮器２４との熱交換で加熱し、この加熱された空気を第２の吹出し口２２に導く第２の通気路２０を含む。第１の通気路１０には、第１の吹出し口１２より外部へ吹き出される空気のうちの一部を選択的に第１の吸込み口１１の方へ導くルーバ１３Ｂが設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷風を吹き出す冷風機に関し、特に、冷凍サイクルの構成要素である蒸発器と凝縮器を一体で備えた冷風機に関する。

図４、図５に、この種の従来の冷風機の一例を示す。ここでの従来の冷風機１０１は、冷風運転の他に、乾燥運転ができるものである（例えば、特許文献１〜３参照）。その外殻は概ね扁平な箱を垂直に立てたような本体１０２より構成され、本体１０２の内部には、上部側に第１の通気路１１０が、下部側に第２の通気路１２０が、それぞれ形成されている。

本体１０２には、前後左右の側面のうちの後面（図では左側）に、第１の通気路１１０への空気の入口となる第１の吸込み口１１１が開口している。この第１の吸込み口１１１が形成された後面とは丁度反対側となる前面（図では右側）には、第１の通気路１１０からの空気の出口となる第１の吹出し口１１２が、本体１０２の前面の上部から上面にかけて開口している。第１の吹出し口１１２には、上下で一対のルーバ１１３Ａ、１１３Ｂが設けられている。上側のルーバ１１３Ａと下側のルーバ１１３Ｂは、それぞれ互いに独立して左右方向に沿った支軸（不図示）に支持されていて、各支軸を支点に互いに連動して回動するようになっている。第１の通気路１１０の経路中には、第１の吸込み口１１１の背後に、蒸発器１１４と第１の送風機１１５がこの順に配されている。蒸発器１１４は、後述の凝縮器１２４と対を成して冷凍サイクルを構成し互いの間を冷媒が循環するものであり、液体の冷媒を蒸発させることにより周りから熱を奪う熱交換器である。第１の送風機１１５は、ファンモータとファンより成る。

また、本体１０２の後面には、第１の吸込み口１１１の下方に、第２の通気路１２０への空気の入口となる第２の吸込み口１２１が開口している。この第２の吸込み口１２１の直ぐ上には、第２の通気路１２０からの空気の出口となる第２の吹出し口１２２が開口している。第２の通気路１２０の経路中には、第２の吸込み口１２１の背後に、凝縮器１２４と第２の送風機１２５がこの順に配されている。凝縮器１２４は、気体の冷媒を冷却して凝縮させるために周りに熱を与える熱交換器である。第２の送風機１２５は、ファンモータとファンより成る。なお、蒸発器１１４から凝縮器１２４への循環経路（不図示）中には、蒸発器１１４からの気体の冷媒を圧縮して凝縮器１２４へ送り出す圧縮機１２９が配されている。

特に、第２の通気路１２０は、第２の送風機１２５から上方に延びた後、水平に折れ曲がって第２の吹出し口１２２に至るわけであるが、その折れ曲がり部分で分岐して、第１の通気路１１０における蒸発器１１４と第１の送風機１１５との間につながっている。その分岐部には、第２の通気路１２０から第１の通気路１１０への経路を開閉するダンパ１２３が設けられている。ここでのダンパ１２３は、左右方向に沿った支軸１２３ａに支持され、その支軸１２３ａを支点に回動するようになっている。ダンパ１２３は、第２の通気路１２０の経路に関し、回動によって、第２の吹出し口１２２への経路を開きつつ第１の通気路１１０への経路を閉ざす姿勢と、第２の吹出し口１２２への経路を閉ざしつつ第１の通気路１１０への経路を開く姿勢とを取り得る。

冷風運転では、図４に示すように、ダンパ１２３が第１の通気路１１０への経路を閉ざす姿勢にされる。この状態で、第１の送風機１１５を駆動させると、これに従い、後面側の外部の空気である室内の空気が、第１の吸込み口１１１より吸い込まれて第１の通気路１１０に導入される（図中の実線矢印参照）。導入された空気は、蒸発器１１４を通過した後、第１の送風機１１５から吐出されて上方前向きに導かれ、第１の吹出し口１１２より前面側の外部である室内へ吹き出される。その際に空気は、蒸発器１１４を通過する過程で熱を奪われて冷却されるとともに、その空気中の水分が蒸発器１１４の表面に結露して現れる。その結露水は、排水口１１６より第１の通気路１１０外へ排出され、連結管（不図示）を通じて排水タンク１１７に受け入れられて貯まる。こうして、第１の吹出し口１１２からは乾いた冷たい空気である冷風が吹き出される。

一方で、第２の送風機１２５を駆動させると、これに従い、後面側の外部の空気である室内の空気が、第２の吸込み口１２１より吸い込まれて第２の通気路１２０に導入される（図中の破線矢印参照）。導入された空気は、凝縮器１２４を通過した後、第２の送風機１２５から吐出されて上向き導かれ、更にダンパ１２３により案内されて後方に導かれ、第２の吹出し口１２２より後面側の外部である室内へ吹き出される。その際に空気は、凝縮器１２４を通過する過程で熱を与えられて加熱される。こうして、第２の吹出し口１２２からは温かい空気である温風が吹き出される。

これとは逆に乾燥運転では、図５に示すように、ダンパ１２３が第１の通気路１１０への経路を開く姿勢にされる。この状態で、第１の送風機１１５の駆動に従い、後面側の外部の空気である室内の空気が、第１の吸込み口１１１より吸い込まれて第１の通気路１１０に導入され、その空気は蒸発器１１４を通過する過程で冷却される（図中の実線矢印参照）。一方で、第２の送風機１２５の駆動に従い、後面側の外部の空気である室内の空気が、第２の吸込み口１２１より吸い込まれて第２の通気路１２０に導入され、その空気は、凝縮器１２４を通過する過程で熱を与えられて加熱される（図中の破線矢印参照）。加熱された空気は、第２の通気路１２０から第１の通気路１１０に導入され、蒸発器１１４からの乾いた冷たい空気と混合し、そのまま、第１の吹出し口１１２より前面側の外部である室内へ吹き出される。こうして、第１の吹出し口１１２からは室温程度の適度な温度の乾いた空気が吹き出される。
特開２００３−３１４８５５号公報特開２００５−２６５２２５号公報特開２００６−２４２５０８号公報

このような従来の冷風機１０１では、冷風運転時、第１の吹出し口１１２の前に居る人にとっては、第１の吹出し口１１２から吹き出された冷風を受けて快適な環境になる。そして、より一層快適さを望んで冷風の温度をより下げたいと思うことが多々あり、その場合、低温冷風モードへの入力操作に従って、第１の送風機１１５の回転数が下げられる。第１の送風機１１５の回転数が下がると、第１の通気路１１０を流通する空気の流量が減り、これに追従して、蒸発器１１４を通過する空気の流速が下がる。これにより、蒸発器１１４を通過する空気は長く熱交換がなされて一層冷却され、その結果、第１の吹出し口１１２からはより温度の低い冷風が吹き出される。

しかし、その反面、第１の通気路１１０を流通する空気の流量減少に追従して、第１の吹出し口１１２から吹き出される冷風の流速が下がるため、折角温度低下した冷風の到達距離は短くなってしまう。そうすると、第１の吹出し口１１２の前に居ても、冷風が到達しない事態が起こり、その結果、涼風感が得られず期待した快適さとはならない。

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、涼風感が十分に得られる冷風機を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明による冷風機は、互いの間を冷媒が循環する蒸発器と凝縮器を備え、送風機の駆動に従って外部から吸い込んだ空気を前記蒸発器との熱交換で冷却し、この冷却された空気を外部に吹き出す冷風機において、一側面に各々開口する第１の吸込み口から第１の吹出し口に至る通気路であって、第１の吸込み口より吸い込んだ空気を経路中に配された前記蒸発器との熱交換で冷却し、この冷却された空気を第１の吹出し口に導く第１の通気路と、前記一側面とは異なる他側面に各々開口する第２の吸込み口から第２の吹出し口に至る通気路であって、第２の吸込み口より吸い込んだ空気を経路中に配された前記凝縮器との熱交換で加熱し、この加熱された空気を第２の吹出し口に導く第２の通気路と、を含む。前記第１の通気路には、前記第１の吹出し口より外部へ吹き出される空気のうちの一部を選択的に前記第１の吸込み口の方へ導く可動の案内板が設けられている。

このような構成にすると、第１の通気路を流通する空気は、蒸発器を通過する過程で熱を奪われて冷却されるため、第１の吹出し口からは冷風が吹き出される。ここで、第１の吹出し口から吹き出される冷風に関しては、その一部が案内板によって第１の吸込み口の方へ導かれ、冷えたまま第１の吸込み口に吸い込まれる。そうすると、蒸発器には、その一部の冷風を含む全体として低温の空気が至ることになり、その低温の空気は蒸発器を経て一層冷却されてより低温になる。その結果、第１の吹出し口１２からは流速は変わらずにより温度の低い冷風が吹き出される。従って、第１の吹出し口の前に居る人にとっては、第１の吹出し口から吹き出されたより低温の冷風を受けることができる。

本発明の冷風機によれば、涼風感が十分に得られる。

以下に、本発明の冷風機の一実施形態について図面を参照しながら詳述する。ここでの冷風機は、スポットクーラーのように乾いた冷たい空気を吹き出す冷風運転の他に、室内での衣類等の乾燥のために、切替えによって、室温程度の適度な温度の乾いた空気を吹き出す乾燥運転ができるものを例に挙げて説明する。更に冷風運転では、より温度の低い冷風を吹き出す低温冷風モードを持つ。図１、図２は本発明の一実施形態である冷風機の内部構造を示す側面視での断面図であって、図１は可動板が第２の通気路から第１の通気路への経路を閉ざした冷風運転時の状態を示し、図２は可動板が第２の通気路から第１の通気路への経路を開いた乾燥運転時の状態を示している。図３はその冷風機の内部構造を示す側面視での断面図であって、低温冷風モードでの冷風運転時の状態を示している。

本実施形態での冷風機１は、運転時には室内の適所で床上に置かれるものであり、その外殻が本体２より構成される。本体２は、全体として概ね扁平な箱を垂直に立てたような外形であって、内部には、大きく２つの通気路１０、２０が形成されている。その１つ目は、本体２の上部側に配置された第１の通気路１０であり、２つ目は、本体２の下部側に配置された第２の通気路２０である。

本体２には、前後左右の側面のうちの前面（図では右側）に、第１の通気路１０への空気の入口となる第１の吸込み口１１が、中央よりやや上寄りの位置で左右両端まで大きく開口している。第１の吸込み口１１は、例えば横長のスリットを複数個縦に並べた形のものである。この第１の吸込み口１１の直ぐ上には、第１の通気路１０からの空気の出口となる第１の吹出し口１２が、同じく本体２の前面から上面にかけて開口している。

第１の吹出し口１２には、案内板が設けられている。例えば上下で一対のやや湾曲した板状のルーバ１３Ａ、１３Ｂが設けられている。上側のルーバ１３Ａと下側のルーバ１３Ｂは、それぞれ互いに独立して左右方向に沿った支軸（不図示）に支持されていて、各支軸を支点に個別に回動するようになっている。これらの各ルーバ１３Ａ、１３Ｂの回動の駆動は、ステッピングモータ等のデジタル制御モータによってなされる。各ルーバ１３Ａ、１３Ｂは、運転停止時には第１の吹出し口１２を閉ざす姿勢にされ、運転時には第１の吹出し口１２を開くように、ほぼ水平な姿勢からほぼ垂直に起立した姿勢まで自由に取り得る。特に、下側のルーバ１３Ｂについては、低温冷風モードへの入力操作に従って制御部（不図示）より指令を受けたとき、独立して回動し、水平よりもやや下向きにされた姿勢に保持されるようになっている（図３参照）。

第１の通気路１０の経路中には、第１の吸込み口１１の背後に、蒸発器１４と第１の送風機１５がこの順に配されている。蒸発器１４は、後述する凝縮器２４と対を成して冷凍サイクルを構成し互いの間を冷媒が循環するものであり、液体の冷媒を蒸発させることにより周りから熱を奪う熱交換器である。第１の送風機１５は、ファンモータとファンより成り、ここではクロスフローファンが採用されているが、ターボファンやプロペラファンであっても構わない。

また、本体２には、前面とは丁度反対側となる後面（図では左側）に、第２の通気路２０への空気の入口となる第２の吸込み口２１が、概ね下半分左右両端まで大きく開口している。この第２の吸込み口２１の直ぐ上には、第２の通気路２０からの空気の出口となる第２の吹出し口２２が、同じく本体２の後面の中央よりやや上寄りに開口している。第２の吸込み口２１や第２の吹出し口２２は、例えば横長のスリットを複数個縦に並べた形のものである。

第２の通気路２０の経路中には、第２の吸込み口２１の背後に、凝縮器２４と第２の送風機２５がこの順に配されている。凝縮器２４は、気体の冷媒を冷却して凝縮させるために周りに熱を与える熱交換器である。第２の送風機２５は、ファンモータとファンより成り、ここではターボファンが採用されているが、クロスフローファンやプロペラファンであっても構わない。なお、蒸発器１４から凝縮器２４への循環経路（不図示）中には、凝縮器２４での凝縮効率を高めるために、蒸発器１４からの気体の冷媒を圧縮して凝縮器２４へ送り出す圧縮機２９が配されている。

特に、本実施形態では、第２の通気路２０は、第２の送風機２５から上方に延びた後、水平に折れ曲がって第２の吹出し口２２に至るわけであるが、その折れ曲がり部分で分岐して、第１の通気路１０における蒸発器１４と第１の送風機１５との間につながっている。その分岐部には、第２の通気路２０から第１の通気路１０への経路を開閉するダンパ２３が設けられている。ここでのダンパ２３は、左右方向に沿った支軸２３ａに支持され、その支軸２３ａを中心として円弧状に湾曲した湾曲板であって、支軸２３ａを支点に回動するようになっている。ダンパ２３の回動の駆動は、ステッピングモータ等のデジタル制御モータによってなされる。ダンパ２３は、第２の通気路２０の経路に関し、回動によって、第２の吹出し口２２への経路を開きつつ第１の通気路１０への経路を閉ざす姿勢と、第２の吹出し口２２への経路を閉ざしつつ第１の通気路１０への経路を開く姿勢とを取り得る。

冷風運転では、図１に示すように、ダンパ２３が第１の通気路１０への経路を閉ざす姿勢にされる。更に、その冷風運転の通常モードでは、第１の吹出し口１２に設けられた各ルーバ１３Ａ、１３Ｂが、共に同じ姿勢、例えば水平よりも上向きの姿勢にされる。この状態で、第１の送風機１５を駆動させると、これに従い、前面側の外部の空気である室内の空気が、第１の吸込み口１１より吸い込まれて第１の通気路１０に導入される（図中の実線矢印参照）。導入された空気は、蒸発器１４を通過した後、第１の送風機１５から吐出されて上方前向きに導かれ、第１の吹出し口１２より前面側の外部である室内へ吹き出される。その際に空気は、蒸発器１４を通過する過程で熱を奪われて冷却されるとともに、その空気中の水分が蒸発器１４の表面に結露して現れる。こうして、第１の吹出し口１２からは乾いた冷たい空気である冷風が前方上向きに吹き出される。従って、第１の吹出し口１２の前に居る人にとっては、やや離れて居ても、第１の吹出し口１２から吹き出された冷風を受けて快適な環境になる。

ちなみに、蒸発器１４の真下には排水タンク１７が配備されている。そして、蒸発器１４の表面に発生した結露水は、排水口１６より第１の通気路１０外へ排出され、連結管（不図示）を通じて排水タンク１７に受け入れられる。排水タンク１７内には結露水が次第に貯まっていき、規定の満水になると水位センサがそれを検知し、これに応じた表示ランプの点灯や警告音等により、排水タンク１７内の水を廃棄すべき状況であることが使用者に促される。

一方で、第２の送風機２５を駆動させると、これに従い、後面側の外部の空気である室内の空気が、第２の吸込み口２１より吸い込まれて第２の通気路２０に導入される（図中の破線矢印参照）。導入された空気は、凝縮器２４を通過した後、第２の送風機２５から吐出されて上向き導かれ、更にダンパ２３により案内されて後方に導かれ、第２の吹出し口２２より後面側の外部である室内へ吹き出される。その際に空気は、凝縮器２４を通過する過程で熱を与えられて加熱される。こうして、第２の吹出し口２２からは温かい空気である温風が吹き出される。

これとは逆に乾燥運転では、図２に示すように、ダンパ２３が第１の通気路１０への経路を開く姿勢にされる。この状態で、第１の送風機１５の駆動に従い、前面側の外部の空気である室内の空気が、第１の吸込み口１１より吸い込まれて第１の通気路１０に導入され、その空気は蒸発器１４を通過する過程で冷却される（図中の実線矢印参照）。一方で、第２の送風機２５の駆動に従い、後面側の外部の空気である室内の空気が、第２の吸込み口２１より吸い込まれて第２の通気路２０に導入され、その空気は、凝縮器２４を通過する過程で熱を与えられて加熱される（図中の破線矢印参照）。加熱された空気は、第２の通気路２０から第１の通気路１０に導入され、蒸発器１４からの乾いた冷たい空気と混合し、そのまま、第１の吹出し口１２より前面側の外部である室内へ吹き出される。こうして、第１の吹出し口１２からは室温程度の適度な温度の乾いた空気が吹き出される。もっともこの場合は、ダンパ２３によって第２の吹出し口２２への経路を閉ざされているため、第２の吹出し口２２から空気は出ない。

また、上記した通常モードでの冷風運転時に、低温冷却モードが選択されてその入力操作がなされると、図３に示すように、上側のルーバ１３Ａはその姿勢のままで、下側のルーバ１３Ｂが個別に回動して、水平よりもやや下向きの姿勢にされて保持される。第１の送風機１５の回転数はそのまま維持される。すると、第１の吹出し口１２から吹き出される冷風に関しては、その大半は上側のルーバ１３Ａに案内されて前方上向きに導かれる一方、残りである一部は下側のルーバ１３Ｂに案内されて前方下向きに導かれる。

第１の吹出し口１２の直ぐ下には第１の吸込み口１１が配置されているため、第１の吹出し口１２より吹き出された冷風のうち、下側のルーバ１３Ｂによって案内されて前方下向きに吹き出した一部の冷風は、冷えたまま直ちに第１の吸込み口１１に吸い込まれる。そうすると、蒸発器１４には、その一部の冷風を含む全体として低温の空気が至ることになり、その低温の空気は蒸発器１４を経て一層冷却されてより低温になる。その結果、第１の吹出し口１２からはより温度の低い冷風が吹き出される。

そして、第１の送風機１５の回転数が変わらないことから、第１の吹出し口１２より吹き出される冷風の流速は変わらない。従って、上側のルーバ１３Ａの案内によって第１の吹出し口１２からは通常モードよりも僅かに量が少なくなるものの前方上向きにより低温の冷風が吹き出され、その冷風の到達距離は変わらない。よって、第１の吹出し口１２の前に居る人にとっては、やや離れていても、第１の吹出し口１２から吹き出されたより低温の冷風を受けることができ、その結果、涼風感が十分に得られ期待した快適さとなる。

その他本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、乾燥運転は行えず冷風運転のみ行えるもの、すなわちダンパ２３がなくて第１の通気路１０と第２の通気路とが完全に区画されているものにも適用が可能である。また、第１の吹出し口１２より外部へ吹き出される空気のうちの一部を選択的に第１の吸込み口１１の方へ導くことができればよく、これを実現できる限り、ルーバ１３Ａ、１３Ｂの形態や可動の仕組みに限定はない。また、第１の吸込み口１１と第１の吹出し口１２とが本体２の同一側面に開口していれば各々の配置に限定はなく、その配置態様に合わせて、ルーバ１３Ａ、１３Ｂの形態や可動の仕組みを選定すればよい。

本発明は、冷凍サイクルの構成要素である蒸発器と凝縮器を一体で備えた冷風機に有用である。

本発明の一実施形態である冷風機の内部構造について、冷風運転時の状態を示す側面視での断面図である。本発明の一実施形態である冷風機の内部構造について、乾燥運転時の状態を示す側面視での断面図である。本発明の一実施形態である冷風機の内部構造について、低温冷風モードでの冷風運転時の状態を示す側面視での断面図である。従来の冷風機の内部構造について、冷風運転時の状態を示す側面視での断面図である。従来の冷風機の内部構造について、乾燥運転時の状態を示す側面視での断面図である。

符号の説明

１冷風機
２本体
１０第１の通気路
１１第１の吸込み口
１２第１の吹出し口
１３Ａルーバ
１３Ｂルーバ
１４蒸発器
１５第１の送風機
１６排水口
１７排水タンク
２０第２の通気路
２１第２の吸込み口
２２第２の吹出し口
２３ダンパ
２４凝縮器
２５第２の送風機
２９圧縮機

Claims

互いの間を冷媒が循環する蒸発器と凝縮器を備え、送風機の駆動に従って外部から吸い込んだ空気を前記蒸発器との熱交換で冷却し、この冷却された空気を外部に吹き出す冷風機において、
一側面に各々開口する第１の吸込み口から第１の吹出し口に至る通気路であって、第１の吸込み口より吸い込んだ空気を経路中に配された前記蒸発器との熱交換で冷却し、この冷却された空気を第１の吹出し口に導く第１の通気路と、
前記一側面とは異なる他側面に各々開口する第２の吸込み口から第２の吹出し口に至る通気路であって、第２の吸込み口より吸い込んだ空気を経路中に配された前記凝縮器との熱交換で加熱し、この加熱された空気を第２の吹出し口に導く第２の通気路と、を含み、
前記第１の通気路には、前記第１の吹出し口より外部へ吹き出される空気のうちの一部を選択的に前記第１の吸込み口の方へ導く可動の案内板が設けられていることを特徴とする冷風機。
前記第１の吸込み口の上方に前記第１の吹出し口が配置されていて、前記案内板は、選択的に水平よりも下向きの姿勢になることを特徴とする請求項１に記載の冷風機。