JP2009168282A - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、熱交換器を製造するうえで、可能な限り廃材の面積の縮小化を図り、製造性の向上を図れる空気調和機の室内機を提供する。
【解決手段】室内機本体１に前面吸込み口２Ａと上面吸込み口２Ｂおよび吹出し口４を備え、室内機本体内に側面視で略逆Ｖ字状をなし室内機本体の前面側に位置する前側熱交換器部７Ａおよび後面側に位置する後側熱交換器部７Ｂとから構成される熱交換器Ｎを配置し、前側熱交換器部と後側熱交換器部間に送風機８を配置し前、上面吸込み口から室内空気を室内機本体内に吸込んで熱交換器を流通させ吹出し口から室内へ吹出し、熱交換器は、所定間隔を存して並設される複数枚の放熱フィンＦに内部に冷媒流路を形成する熱交換パイプＰを貫通し、放熱フィンに予め設けた複数の湾曲部Ｗａ，Ｗｂにおける１ヶ所の湾曲部Ｗｂで折曲することにより、熱交換器として略逆Ｖ字状となる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、空気調和機の室内機に係り、特に室内機本体内に配置され、側面視で略逆Ｖ字状に形成される熱交換器の構造改良に関する。

空気調和機の室内機において、筐体である室内機本体の外形寸法は、可能な限り減縮され、大型化の抑制が図られている。室内機本体内に配置される熱交換器においても、外形寸法の拡大化を招くことなく、熱交換面積を最大限確保して、熱交換能力の向上を得なければならない。

そこで、従来から用いられる、側面視で略Ｉ字状に形成される単純な平板状の熱交換器に代って、近時は、側面視で略Ｖ字状に形成される熱交換器が多用されるようになった。この熱交換器を配置する室内機本体は、前面および上面のそれぞれに吸込み口を備えていて、空調運転時は各吸込み口が開放される。

上記略逆Ｖ字状熱交換器は、前面吸込み口と上面吸込み口にそれぞれ対向するよう配置されることになる。各吸込み口から吸込まれる室内空気は、全て熱交換器を流通し、熱交換器に導かれる冷媒と熱交換する。したがって、熱交換器として外形寸法を抑制したうえで、熱交換性能の向上化を図れる。

ここで問題は、上記熱交換器に係る製造方法である。熱交換器は、所定間隔を存して並設される複数枚の放熱フィンと、これら放熱フィンに亘って貫通し、内部に熱交換媒体が導かれる流路を形成する熱交換パイプとを備えている。［特許文献１］には、放熱フィン付き熱交換器の製造に係る技術が開示されている。
特開２００５−８３６０６号公報

［特許文献１］では、主に、熱交換器を構成する前面熱交換器および背面熱交換器との間に配置される貫流送風機との関係において、前面熱交換器および背面熱交換器における種々の形状寸法の設定がなされている。そして、プレス加工された放熱フィンの直線部分を折り曲げて、側面視で略逆Ｖ字状に形成される熱交換器を得ている。

折曲される以前の状態で放熱フィンは、上半分が斜め直状に形成され、湾曲部を介して、下半分が逆方向の斜め直状の、略くの字状に形成されている。折曲されるのは、上半分の斜め直状部分における中間部である。放熱フィン屑である廃材が中間部にできるが、この放熱フィン材の廃材は、従来よりも少なくすることができる、と記載されている。

廃材ができる部位の上部側が背面熱交換器となり、下部側全てが前面熱交換器となる。背面熱交換器は斜め直状に形成され、前面熱交換器は湾曲部を挟んで上下に直状の略くの字となる。図においては、これら背面熱交換器と上面熱交換器のそれぞれ上端部が接触し、略逆Ｖ字状となっている。

しかしながら、室内機本体の奥行き寸法が制限されるうえに、前面熱交換器と背面熱交換器との間に送風機が介在するから、逆Ｖ字状の角度も規制される。［特許文献１］のように、直状部分を折り曲げて逆Ｖ字状にすると、前面熱交換器と背面熱交換器をより鋭い鋭角状にして組合せる必要があり、廃材の面積も大になって製造性に欠ける。

本発明は上記事情にもとづきなされたものであり、その目的とするところは、熱交換器を製造するうえで、可能な限り廃材の面積の縮小化を図り、製造性の向上を図れる空気調和機の室内機を提供しようとするものである。

上記目的を満足するため本発明の空気調和機の室内機は、室内機本体に前面吸込み口と上面吸込み口および吹出し口を備え、この室内機本体内に側面視で略逆Ｖ字状をなし室内機本体の前面側に位置する前側熱交換器部および後面側に位置する後側熱交換器部とから構成される熱交換器を配置し、この熱交換器の前側熱交換器部と後側熱交換器部間に送風機を配置して前面吸込み口と上面吸込み口から室内空気を室内機本体内に吸込み熱交換器を流通して吹出し口から室内へ吹出し、上記熱交換器は、所定間隔を存して並設される複数枚の放熱フィンに亘って内部に冷媒流路を形成する熱交換パイプを貫通し、放熱フィンに予め設けた湾曲部で折曲することにより、熱交換器として略逆Ｖ字状となる。

本発明によれば、熱交換器を製造するうえで、放熱フィンの廃材面積を可能な限り減少させ、製造性の向上を図れるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて説明する。
図１は、後述する室内機本体への組み込み前における、完成した熱交換器Ｎの正面図である。すなわち、図１のように完成した熱交換器Ｎに対して折り曲げ加工をなし、側面視で略逆Ｖ字状に形成したうえで、室内機本体に配置する。

上記熱交換器Ｎは、紙面の前後方向に狭小の間隙を存して並べられる複数枚の放熱フィンＦと、これら放熱フィンＦを貫通する熱交換パイプＰとからなる。放熱フィンＦは、中央部が直状に形成される。左右両端に一点鎖線で示す丸印部分が、所定の曲率半径Ｒを有する湾曲部Ｗａ，Ｗｂであり、これら湾曲部Ｗａ，Ｗｂから直状に形成される。

換言すれば、上記放熱フィンＦは、左右に２つの湾曲部Ｗａ，Ｗｂを有している。放熱フィンＦにおける中央の直状部ａと、左右両端の直状部ｂは、それぞれが湾曲部Ｗａ，Ｗｂを挟んで、この両側に設けられ、互いに所定の角度である鈍角βに形成されることになる。

図１の右側に形成される湾曲部Ｗｂには、切欠部Ｋが設けられる。上記切欠部Ｋは、放熱フィンＦの下端縁から、上端縁と下端縁との略中間部に亘って、変形した三角形状をなす。また、放熱フィンＦの上端縁から切欠部Ｋの先端（上端）側に向かって切り込み部ｄが設けられる。ただし、切り込み部ｄは切欠部Ｋまでは到達せず、切り込み部ｄと切欠部Ｋ間にわずかな接続部ｊが残されている。

そして、熱交換器Ｎとして略逆Ｖ字状に組立てられた状態で、切欠部Ｋの左右の斜辺をなしている辺部が互いに接合するよう、切欠部Ｋの左右辺部の形状寸法が設計されている。
図２は、プレス加工された放熱フィンＦの正面図である。ここから放熱フィンＦを１枚ずつ切り離して、図１で説明した熱交換器Ｎとして組立てる。

図２で示す複数の放熱フィンＦは、それぞれの放熱フィンＦの上端縁と下端縁とが互いにつながり、１枚のものとしてプレス加工される。同時に、上記熱交換パイプＰが嵌め込まれる取付け用孔ｅが放熱フィンＦの所定部位に打ち抜かれ、上記切欠部Ｋも打ち抜かれている。

これら取付け用孔ｅと、切欠部Ｋの打ち抜きにともなって生じる廃材（放熱フィン屑）Ｚは、加工直後に廃棄される。熱交換器Ｎの製造性の向上を得るためには、上記廃材Ｚの面積がより小さいほど、目的にかなうことになる。

必要な熱交換パイプＰの本数は予め設定されているので、取付け用孔ｅの打ち抜きにともなって生じる廃材Ｚの合計面積は必然的に設定される。しかしながら、上記切欠部Ｋの形状は、切欠部Ｋを放熱フィンＦのどの部位に設けるかで相違するので、可能な限り廃材Ｚ面積の縮小を図り、製造性の向上化を得る必要がある。

複数の放熱フィンＦが一体成形されたあと、破線で示す互いの境目に沿って切断する。得られた放熱フィンＦを所定間隙を存して並べ、取付け用孔ｅに熱交換パイプＰを貫通する。そして、熱交換パイプＰを内側から膨出成形し、放熱フィンＦに強固に嵌め込む。さらに、上記接続部ｊを中心に折曲げ形成することで、上記熱交換器Ｎが完成する。

図３は、上記熱交換器Ｎを配置した空気調和機の室内機の縦断面図である。
図中１は、前面パネル１Ａと後側筐体１Ｂとで構成される室内機本体である。前面パネル１Ａの前面に前面吸込み口２Ａが設けられ、上面に上面吸込み口２Ｂが設けられる。前面吸込み口２Ａには、可動パネル３が開閉自在に設けられる。上面吸込み口２Ｂには枠状の桟部が嵌め込まれていて、上面吸込み口２Ｂは常時開放状態にある。

なお説明すると、室内機本体１は室内壁面の高所に取付けられる、いわゆる壁掛け形である。居住人にとって前面吸込み口２Ａは視野に入るが、上面吸込み口２Ｂは視野に入らない。したがって、上面吸込み口２Ｂが常時開放されても、何ら外観を損なわないし、上面吸込み口２Ｂと天井面とはわずかな間隙しかないので、塵や埃の侵入はごく少ない。

前面パネル１Ａの下部に、幅方向の略全長に亘って吹出し口４が開口される。吹出し口４には、それぞれが駆動機構に連結される２枚の吹出しルーバー５ａ，５ｂが設けられる。吹出しルーバー５ａ，５ｂは自動で回動駆動され、吹出し口４を閉成する、もしくは空調運転に応じてそれぞれの姿勢を設定保持できるようになっている。

室内機本体１内には、前面吸込み口２Ａおよび上面吸込み口２Ｂと、吹出し口４とを連通する通風路６が形成される。この通風路６内には、前側熱交換器部７Ａと後側熱交換器部７Ｂとで、側面視で略逆Ｖ字状に形成される上記熱交換器Ｎが配置される。
熱交換器Ｎは、図１で示す熱交換器Ｎを、接続部ｊを中心に切欠部Ｋに沿って折曲げ加工したものである。前側熱交換器部７Ａの湾曲部Ｗａは、前面吸込み口２Ａと対向する。この湾曲部Ｗａから下部側の直状部ｂも前面吸込み口２Ａと対向する。湾曲部Ｗａから上部側の直状部ａは、前面吸込み口２Ａと対向するとともに、上面吸込み口２Ｂの一部とも対向する。

後側熱交換器部７Ｂは、図１の状態から切欠部Ｋに沿って折曲げ形成されることにより、残った湾曲部Ｗｂの一部および直状部ｂとからなる。熱交換器Ｎが側面視で略逆Ｖ字状に形成されるので、後側熱交換器部７は上面吸込み口２Ｂ一部と斜めに傾斜して対向する。

さらに通風路６内において、上記熱交換器Ｎを構成する前側熱交換器部７Ａと後側熱交換器部７Ｂとの相互間に、送風機８が配置される。上記送風機８は、熱交換器Ｎの幅方向と対向する軸方向長さの横流ファンと、この横流ファンと連結されるファンモータとから構成される。

上記前側熱交換器部７Ａの下端部は前ドレンパン９Ａ上に載り、上記後側熱交換器部７Ｂの下端部は後ドレンパン９Ｂ上に載る。前、後ドレンパン９Ａ，９Ｂは、それぞれの熱交換器部７Ａ，７Ｂから滴下するドレン水を受け、図示しない排水ホースを介して外部に排水できるようになっている。

上記通風路６において、前、後ドレンパン９Ａ，９Ｂの一部側壁外面は送風機８を構成する横流ファンに近接して設けられ、横流ファンに対するノーズを構成している。前後ドレンパン９Ａ，９Ｂの側壁部分と吹出し口４の各辺部との間は隔壁部材によって連結され、この空間がノーズと吹出し口４とを連通する吹出し通風路となっている。

熱交換器Ｎを構成する前面熱交換器部７Ａの前面に、図示しない空気清浄ユニットが設けられている。具体的には、空気清浄ユニットは前面熱交換器部７Ａを形成する湾曲部Ｗａから上部側の前面に設けられていて、塵埃に電荷を加えたあと、電気的に吸着し捕捉する電機集塵機と、表面に脱臭剤を被着した脱臭フィルタとが並設されてなる。

熱交換器Ｎおよび空気清浄ユニットと、前面パネル１Ａの前面吸込み口２Ａおよび上面吸込み口２Ｂとの間には、図示しないエアフィルタが設けられる。このエアフィルタは、メンテナンス時など室内機本体１から着脱自在である。近時は、エアフィルタを自動で清掃する、エアフィルタ自動清掃装置が取付けられる機種もある。

このようにして構成される空気調和機の室内機であり、冷房運転や暖房運転等の空調運転時は、図３に示すようになる。
制御部は可動パネル３の駆動機構に信号を送って回動駆動し、前面吸込み口２Ａを開放するとともに、吹出しルーバー５ａ，５ｂの駆動機構に信号を送って、選択された空調運転に対応する吹出し姿勢に回動制御する。そして、室外機の圧縮機に駆動信号を送って冷凍サイクル運転を開始し、室外機と室内機の送風機に駆動信号を送る。

室内機の送風機８を構成する横流ファンが回転駆動され、室内空気が前面吸込み口２Ａおよび上面吸込み口２Ｂを介して室内機本体１内に吸込まれる。室内機本体１内において室内空気は、エアフィルタと空気清浄ユニットを通過して、室内空気に含まれる塵埃が捕捉され、清浄化される。

室内空気は熱交換器Ｎに導かれ、冷凍サイクル運転にともなって導かれる冷媒と熱交換する。すなわち、熱交換器Ｎを構成する熱交換パイプＰに冷媒が導かれ、冷媒流路が形成される。その一方で、放熱フィンＦ相互間に清浄化した室内空気が導かれ、熱交換パイプＰに接触し、流通する。

熱交換器Ｎで熱交換した室内空気は、冷房運転モードであれば冷気に変り、暖房運転モードであれば暖気に変る。いずれの熱交換空気も、送風機８の横流ファンを介して吹出し通風路６に導かれ、さらに吹出し口４から吹出しルーバー５ａ，５ｂに案内されて室内へ吹出される。室内は熱交換空気で満たされ、選択された空調作用が得られる。

このように上記熱交換器Ｎは、所定間隔を存して並設される複数枚の放熱フィンＦと、これら放熱フィンＦに亘って貫通し、内部に冷媒流路を形成する熱交換パイプＰとを備えている。上記放熱フィンＦには、予め、複数の湾曲部Ｗａ，Ｗｂが設けられ、これら複数の湾曲部における、１ヶ所の湾曲部、ここではＷｂで折曲される。

先に説明した［特許文献１］における放熱フィン付き熱交換器が完成した状態で、側面視で略逆Ｖ字状に形成されていて、しかも前側熱交換器が略くの字状に形成されている。これに対して本発明の実施の形態における熱交換器Ｎは、一見したところ、［特許文献１］の熱交換器と類似的に見える。

しかしながら、繰り返し説明すると、本発明の実施の形態において、熱交換器Ｎを構成する放熱フィンＦは、図１に示すように複数の湾曲部Ｗａ，Ｗｂを備えている。そして、複数の湾曲部Ｗａ，Ｗｂのうちの、１つの湾曲部Ｗｂに切欠部Ｋが設けられていて、この切欠部Ｋに沿って折り曲げ形成したものである。

湾曲部Ｗａ，Ｗｂは所定の曲率半径Ｒに形成されるとともに、水平部分ａおよび斜め直状部分ｂの中心線は所定の鈍角βに形成されていて、既にある程度は、折り曲げ状態にある。湾曲部Ｗｂに切欠部Ｋを設けて折り曲げるのであるから、折り曲げに必要な角度が、直状の部分を折り曲げる場合と比較して、わずかですむ。

よって、プレス加工をなしたあと、放熱フィンＦを製造するのにともなって生じる廃材Ｚの面積が、本発明における実施の形態のように湾曲部Ｗｂを折り曲げる方が、［特許文献１］のように直状部分を折り曲げる場合よりも小さくてすみ、製造性の向上を図れることとなる。

上記熱交換器Ｎは、室内機自体の構造から、つぎに述べるようなブロック構成となる。

図４は、熱交換器Ｎのブロック構成を説明する図。図５は、室内機における熱交換器Ｎのブロック位置を説明する図、図６は、熱交換器Ｎのブロック別における風速分布を説明する図である。

図４において、切欠部Ｋを境にして、図の左側が前側熱交換器部７Ａであり、右側が後側熱交換器部７Ｂである。ここでは、特に前側熱交換器部７Ａにおいて、直状部ａを前面上ブロックＭａと呼び、湾曲部Ｗａを含む斜め直状部ｂを前面下ブロックＭｂと呼ぶ。斜め直状部である後側熱交換器部７Ｂは、そのまま背面ブロックＭｃと呼ぶ。

図５に示すように、送風機８の回転中心８ａの前側に前側熱交換器部７Ａが位置し、後側に後側熱交換器部７Ｂが位置する。前側熱交換器部７Ａは湾曲部Ｗａから上部側の直状部ａが前面上ブロックＭａに相当し、湾曲部Ｗａを含む斜め直状部ｂが前面下ブロックＭｂとなる。後側熱交換器部７Ｂである背面ブロックＭｃは、前面上ブロックＭａの後側に位置する。

上記送風機８を構成する横流ファンの直前位置に、前面下ブロックＭｂの湾曲部Ｗａが位置するところから、横流ファンに対向する前面下ブロックＭｂの風下側端縁ｆが、横流ファンの外周面と略並行するように構成される。
特に図４に示すように、前面上ブロックＭａと前面下ブロックＭｂおよび背面ブロックＭｃとも、上端縁に沿って所定のピッチで熱交換パイプＰが１列に並んで設けられる。さらに、この１列目の熱交換パイプ列（以下、「第１の熱交換パイプ列」と呼ぶ）Ｐ１から下部側に所定間隔を存して、所定のピッチで熱交換パイプＰが１列に並んで設けられる。

この２列目の熱交換パイプ列（以下、「第２の熱交換パイプ列」と呼ぶ）Ｐ２から下部側の一部にのみ、所定の間隔を存して熱交換パイプＰが１列に並んで設けられる。この３列目の熱交換パイプ列（以下、「第３の熱交換パイプ列」と呼ぶ）Ｐ３は、放熱フィンＦの幅方向寸法が大の前面上ブロックＭａには、全体的に設けられる。

ただし、前面下ブロックＭｂおよび背面ブロックＭｃは、湾曲部Ｗａ，Ｗｂに相当する部分のみ幅方向寸法が大に形成されるので、ここにのみ第３の熱交換パイプ列Ｐ３が設けられる。湾曲部Ｗａ，Ｗｂ以外の直状部分ｂには、第２の熱交換パイプ列Ｐ２しか設けられていない。

このように、前面上ブロックＭａでは第１〜第３の熱交換パイプ列Ｐ１〜Ｐ３が設けられ、平均列数は３列である。これに対して、前面下ブロックＭｂと背面ブロックＭｃでは大部分に第１、第２の熱交換パイプ列Ｐ１，Ｐ２が設けられ、ごく一部に第３の熱交換パイプ列Ｐ３が設けられるので、平均列数は２列より大きく、３列より少ない。

以上のことから、上記前面上ブロックＭａと、前面下ブロックＭｂおよび背面ブロックＭｃに設けられる熱交換パイプＰの平均列数は、前面下ブロックＭｂおよび背面ブロックＭｃより、前面上ブロックＭａが多く設けられる、と言える。

図６に示すように、デザイン的に前面パネル１Ａをフラット化することが近年の傾向である。これにともない、前面吸込み口２Ａと上面吸込み口２Ｂから熱交換器Ｎに導かれる室内空気の風速に偏りがある。すなわち、矢印で示すように、前面上ブロックＭａに導かれる室内空気の風速が、前面下ブロックＭｂに導かれる室内空気の風速よりも大である。

一方、前面下ブロックＭｂの下端部が前ドレンパン９Ａ上に載り、背面ブロックＭｃの下端部が後ドレンパン９Ｂ上に載っているので、これら前後ドレンパン９Ａ，９Ｂ上に載った前面下、背面ブロックＭｂ，Ｍｃ下端部には室内空気が導かれ難い。しかも背面ブロックＭｃは上端部が上面吸込み口２Ｂに近接していて、下端部よりも風速が大である。

以上のことから、熱交換器Ｎ全体として重力方向の上部の方が下部よりも風速が速い状態となっている。特に、前面上ブロックＭａを流通する室内空気の風速は、前面下ブロックＭｂおよび背面ブロックＭｃを流通する室内空気の風速より速い。
上述したように、前面上ブロックＭａにおける熱交換パイプＰの平均列数を、前面下ブロックＭｂおよび背面ブロックＭｃにおける熱交換パイプＰの平均列数よりも多く設けているので、熱交換器Ｎの熱交換性能の向上に繋げられる。

図７は、前面上ブロックＭａと、前面下ブロックＭｂおよび背面ブロックＭｃにおける熱交換パイプＰの配列構造を説明する図である。
各ブロックＭａ〜Ｍｃにおいて熱交換パイプＰの配列は、正三角形配列または二等辺三角形配列で構成されている。上記熱交換パイプＰは、予め略Ｕ字状に曲成されていて、放熱フィンＦへの取付け時には、そのＵ字状熱交換パイプＰを開口端部から放熱フィンＦの隣接する取付け用孔ｅに挿入する。

全ての隣接する取付け用孔ｅにＵ字状に曲成された熱交換パイプＰを挿入したら、熱交換パイプＰを外面側へ膨出成形して、放熱フィンＦに対する位置決め固定をなす。そのあと、放熱フィンＦから突出する熱交換パイプＰの隣接する開口端部に、Ｕベンドの端部を嵌め合わせて互いにロー付け固着する。

各ブロックＭａ〜Ｍｃにおいて熱交換パイプＰの配列は、正三角形配列または二等辺三角形配列で構成されているので、Ｕ字状熱交換パイプＰの折り曲げ間隔は、１種類もしくは２種類あればよい。これにより熱交換パイプＰの挿入違いによるパイプピッチの違いを極力少なくし、Ｕパイプ種類の減少にともなう製造性の向上を得る。

図８は、熱交換器Ｎにおける冷媒流路を説明する図である。
熱交換器Ｎが蒸発器として作用する冷房運転時は、背面ブロックＭｃが冷媒入口となり、前面下ブロックＭｂが冷媒出口となる。また、熱交換器Ｎが凝縮器として作用する暖房運転時は、逆に、前面下ブロックＭｂが冷媒入口となり、背面ブロックＭｃが冷媒出口となる。

上記背面ブロックＭｃにおいて、第１の熱交換パイプ列Ｐ１と第２の熱交換パイプ列Ｐ２が設けられる部分と、第３の熱交換パイプ列Ｐ３が設けられる部分との境目に沿って、遮熱用切り込みＲａが設けられる。前面上ブロックＭａと前面下ブロックＭｂとの境目にも、遮熱用切り込みＲｂが設けられる。

熱交換器Ｎが蒸発器として作用する冷房運転時に、背面ブロックＭｃから冷媒が導入され、ここから遮熱用切り込みＲａの下部側に亘って１つの冷媒流路Ｌａが形成される。この冷媒流路Ｌａは前面上ブロックＭａにジャンピングして、２つの冷媒流路Ｌｂ，Ｌｃに分流される。

前面上ブロックＭａにおける一方の冷媒流路Ｌｂは、前面上ブロックＭａから背面ブロックＭｃに設けられ、再び前面上ブロックＭａ上部に戻る。他方の冷媒流路Ｌｃは、前面上ブロックＭａと前面下ブロックＭｂとの境目に設けられる遮熱用切り込みＲｂまで下部へ行ってから再び上部に戻る。

２つの冷媒流路Ｌｂ，Ｌｃは前面上ブロックＭａで合流し、そのあと膨張弁１１が設けられる。さらに、膨張弁１１から前面下ブロックＭｂにジャンピングし、ここでも２つの冷媒流路Ｌｄ，Ｌｅに分流される。一方の冷媒流路Ｌｄは、一旦、遮熱用切り込みＲｂに近い上部へ行ってから下部に戻る。他方の冷媒流路Ｌｅは、一旦、下部へ行ってから上部に戻り、一つに合流する。

背面ブロックＭｃには１つの冷媒流路しか形成されない反面、前面上ブロックＭａおよび前面下ブロックＭｂでは、それぞれ２つの冷媒流路が形成されることになる。すなわち、背面ブロックＭｃにおける冷媒流路数は、前面上ブロックＭａおよび前面下ブロックＭｂそれぞれの冷媒流路数よりも、少なく設けられる。

ところで冷媒は、気体から液体に相変化する場合と、液体から気体に相変化する場合に、各工程において伝熱性能が異なる。熱交換器Ｎにおいて冷媒が蒸発する冷房運転の場合、蒸気が増えるにしたがって徐々に熱交換性能が向上し、蒸気単相になったときに急激に熱交換性能が低下する。

熱交換器Ｎにおいて冷媒が凝縮する暖房運転の場合、液が増えるにしたがって熱交換性能が低下し、液単相では大幅に熱交換性能が低下する。すなわち、冷房運転と暖房運転ともに、熱交換器Ｎの冷媒流路は中間領域が最も高性能となる。この中間領域を、風速が最も速い前面上ブロックＭａとなるように構成することで、熱交換性能の向上化を得る。

空気調和機は、再熱除湿運転を行うことができる。このとき、上記膨張弁１１を絞り操作したうえで、冷媒を冷房運転時と同様に導く。したがって、冷媒入口から背面ブロックＭｃおよび前面上ブロックＭａを介して膨張弁１１までが加熱領域となり、膨張弁１１から前面下ブロックＭｂを介して冷媒出口までが除湿領域となる。

除湿領域が前面下ブロックＭｂに形成されるので、ドレン水が前面下ブロックＭｂに結露し、流下する。先に説明したように、前面下ブロックＭｂは前ドレンパン９Ａ上に載った状態となっていて、このブロックＭｂで生成されるドレン水は前ドレンパン９Ａに円滑に導かれ、ドレン水の流下距離が短くてすみ、ドレン水の飛散がない。

暖房運転時では、背面ブロックＭｃの冷媒流路が暖房出口に接続される。本来、暖房出口において完全に液冷媒に相変化させ、液単相領域となすことで暖房性能の向上を図れる。そのために、暖房出口までの冷媒流路を縮小するとよく、ここでは背面ブロックＭｃの冷媒流路数を１にしたので、目的にかなう。

ここでは、背面ブロックＭｃにおいて遮熱用切り込みＲａを設けるとともに、放熱フィンＦの風下側端縁ｇと、風下側である第２の熱交換パイプ列Ｐ２との間隔Ｑａを、放熱フィンＦの風上側端縁ｈと風上側である第１の熱交換パイプ列Ｐ１との間隔Ｑｂよりも大きく形成している。

上記熱交換器Ｎで冷媒が凝縮する暖房運転時に、液単相領域では顕熱（温度）変化を生じる。熱交換パイプＰ間で温度差がある場合、熱交換パイプＰ同士で熱交換を行い、空気側の放熱量が減少する。これを防止するために、背面ブロックＭｃにおいて熱交換パイプＰ間に遮熱用切り込みＲａを設けることで、熱交換性能の向上を図れる。

冷媒が蒸発する冷房運転時には、熱交換作用にともなってドレン水を生成する。背面ブロックＭｃにおいて、重力方向下部側である放熱フィンＦの風下側端縁ｇと第２の熱交換パイプ列Ｐ２との間隔Ｑａを、重力方向上部側である放熱フィンＦの風上側端縁ｈと第１の熱交換パイプ列Ｐ１との間隔Ｑｂよりも大きく形成して、ドレン水を円滑に排水でき、ドレン水の飛散を防止する。

図に示すように、前面上ブロックＭａにおける放熱フィンＦの幅寸法は、前面下ブロックＭｂおよび背面ブロックＭｃにおける放熱フィンＦの幅寸法よりも大きく形成している。これにより、最も風速の速い領域での放熱フィンＦの面積を大きくすることができ、熱交換性能の向上化を図れる。

図に示すように、前面上ブロックＭａにおける放熱フィンＦの風下側端縁ｉと最も風下側に設けられる第３の熱交換パイプ列Ｐ３との間隔を、放熱フィンＦの風上側端縁ｊと最も風上側に設けられる第１の熱交換パイプ列Ｐ１との間隔よりも大きく形成して、冷房運転時のドレン水を円滑に排水処理し、飛散を防止する。

先に説明したように前面下ブロックＭｂは、前面上ブロックＭａおよび背面ブロックＭｃよりも、送風機８を構成する横流ファンの近くに配置される。しかも、図８で示すように前面下ブロックＭｂは、冷房運転時には冷媒流路の下流に位置し、ここに発生する死水域などの圧力変動により騒音を発生し易い。

上記死水域は、熱交換パイプＰ周りの風速が大きいほど発生し易いことが知られている。その一方で、一般的には、放熱フィンＦに貫通する熱交換パイプＰの列間に複数、並んでスリットが設けられる。
上記死水域の発生を抑制するため、熱交換器Ｎに設けられるスリットは、１列あたりの通風抵抗が前面上ブロックＭａおよび背面ブロックＭｃよりも、前面下ブロックＭｂの方が大きくなるよう形成している。このことで、騒音悪化を防止できる。なお説明すると、以下に述べるようになる。

図９は、放熱フィンＦに設けられるスリットＳの形状と、スリットＳによる通風抵抗の関係を説明する図である。
上記スリットＳは、放熱フィンＦを切起し加工した切起し片ｔと、この切起し片ｔを切起した後の孔部ｕとからなる。ここでは熱交換パイプＰを取付けるための取付け用孔ｅが２列設けられ、取付け用孔ｅ相互にスリットＳが設けられている。各列の取付け用孔ｅ相互間に３本のスリットＳが並設された構成で、通風抵抗が１００％とする。

特に放熱フィンＦの幅方向寸法を変えることなく、４本のスリットＳが並設された場合は、通風抵抗が１１２％に上がる。そして、放熱フィンＦの幅方向寸法を変えることなく、一方の列に４本のスリットＳが並設され、他の列に５本のスリットＳが並設された場合は、通風抵抗が１１８％に上がる。
このようにして、スリットＳの本数から最適な通風抵抗を求める。もしくは、切起し片ｔの長手方向に沿う両側縁を切り起す場合と、流通してくる空気を受けるよう片側のみ切起しする、いわゆる鎧戸状の切起し片であっても、通風抵抗が相違してくる。

再び図８に示すように、前面上ブロックＭａと、前面下ブロックＭｂとを連通する冷媒流路に絞り手段である膨張弁１１を備えるとともに、前面上ブロックＭａと前面下ブロックＭｂとの境目である湾曲部Ｗａに遮熱用切り込みＲを設け、背面ブロックＭｃの湾曲部Ｗｂに遮熱用切り込みＲａを設けて、熱の移動を遮断している。

再熱除湿運転をなすと、加熱領域が前面上ブロックＭａに形成され、除湿領域が前面下ブロックＭｂに形成されるために、そのままでは同一の放熱フィンＦにおいて容易に熱移動して所期の効果が得られない。ここでは、上記遮熱用切り込みＲｂを設けているので、遮熱効果が確保され、前面下ブロックＭｂにおける除湿性能の向上を図れる。

冷房運転時には、熱交換器Ｎにおいて管内冷媒圧力損失が冷房入口から冷房出口に向かうにつれて大きくなり、出口付近では急激に悪化する。そこで、冷媒出口側である前面下ブロックＭｂに設けられる熱交換パイプＰの管径を大きく設定しておく。このことにより、冷房性能の向上を図れる。

暖房運転時に、暖房出口側は伝熱性能向上のため流路面積が小さい方がよく、暖房を１パスとすることで、接続する冷媒配管のコンパクト化を図れる。そこで、［表１］に示すように、冷暖房ともに効率がよくなるよう、背面ブロックＭｃに設けられる熱交換パイプＰの管径を、φ６．３５ｍｍもしくは、φ７ｍｍとすることが望ましい。

なお、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。そして、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜組合せにより種々の発明を形成できる。

本発明における一実施の形態に係る、空気調和機の室内機に備えられる以前の熱交換器の正面図。 同実施の形態に係る、プレス加工された放熱フィンの正面図。 同実施の形態に係る、空気調和機の室内機の縦断面図。 同実施の形態に係る、熱交換器のブロック構成を説明する図。 同実施の形態に係る、空気調和機の室内機に組み込んだ、熱交換器のブロック構成を説明する図。 同実施の形態に係る、風速分布を説明する空気調和機の室内機の縦断面図。 同実施の形態に係る、熱交換器の熱交換パイプ配列を説明する図。 同実施の形態に係る、熱交換器における冷媒流路の構成図。 同実施の形態に係る、放熱フィンに設けられる各種のスリット形状を説明する図。

符号の説明

２Ａ…前面吸込み口、２Ｂ…上面吸込み口、４…吹出し口、１…室内機本体、７Ａ…前側熱交換器部、７Ｂ…後側熱交換器部、Ｎ…熱交換器、８…送風機、Ｆ…放熱フィン、Ｐ…熱交換パイプ、Ｗａ，Ｗｂ…湾曲部、Ｍａ…前面上ブロック、Ｍｂ…前面下ブロック、Ｍｃ…背面ブロック、ｔ…切起し片、ｕ…孔部、Ｓ…スリット。

Claims (5)

1. 前面吸込み口と、上面吸込み口および、吹出し口を備えた室内機本体と、
   この室内機本体内に配置され、側面視で略逆Ｖ字状をなし、上記室内機本体の前面側に位置する前側熱交換器部および後面側に位置する後側熱交換器部とから構成される熱交換器と、
   この熱交換器を構成する前側熱交換器部と後側熱交換器部との間に配置され、上記前面吸込み口および上面吸込み口から室内空気を室内機本体内に吸込んで熱交換器を流通させ、上記吹出し口から室内へ吹出す送風機とを具備し、
   上記熱交換器は、
   所定間隔を存して並設される複数枚の放熱フィンと、
   これら放熱フィンに亘って貫通し、内部に冷媒流路を形成する熱交換パイプとを備え、
   上記放熱フィンには、予め、湾曲部が設けられ、この湾曲部で折曲されることにより、熱交換器として略逆Ｖ字状に形成されることを特徴とする空気調和機の室内機。
2. 上記熱交換器の上記前側熱交換器部は、前面上ブロックと前面下ブロックとの、２つのブロックから構成され、上記後側熱交換器部は、背面ブロックのみで構成され、
   上記前面上ブロックと、前面下ブロックおよび、背面ブロックのそれぞれに設けられる熱交換パイプの平均列数は、前面下ブロックおよび背面ブロックより、前面上ブロックが多いことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の室内機。
3. 上記熱交換器が蒸発器として作用するとき、
   上記冷媒流路は、冷媒流入口から、背面ブロック−前面上ブロック−前面下ブロックの順に形成され、
   背面ブロックに設けられる冷媒流路数は、前面上ブロックと、前面下ブロックそれぞれに設けられる冷媒流路数よりも少ないことを特徴とする請求項２記載の空気調和機の室内機。
4. 前面上ブロックにおける放熱フィンの幅寸法は、前面下ブロックにおける放熱フィンの幅寸法および背面ブロックにおける放熱フィンの幅寸法よりも大きく形成され、かつ前面上ブロックにおける放熱フィンの風下側端縁と風下側熱交換パイプ列との間隔は、放熱フィンの風上側端縁と風上側熱交換パイプ列との間隔よりも大きく形成されることを特徴とする請求項２記載の空気調和機の室内機。
5. 上記熱交換器を構成する放熱フィンは、熱交換パイプ相互間に切起し加工され複数列に並設される切起し片と、これら切起し片の切起した後の孔部とからなるスリットを備えていて、
   前面下ブロックにおけるスリットの通風抵抗が、前面上ブロックおよび背面ブロックにおけるスリットの通風抵抗よりも大になるよう構成されることを特徴とする請求項２記載の空気調和機の室内機。

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