JP2010078235A

JP2010078235A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2010078235A
Application number: JP2008247507A
Authority: JP
Inventors: Takahide Tadokoro; 敬英田所; Hiroki Okazawa; 宏樹岡澤; Hisafumi Ikeda; 尚史池田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2028-09-26
Also published as: JP4920653B2

Abstract

【課題】空気調和機の低入力・低騒音化だけではなく、逆吸い込みや露飛びなど品質問題をも解決できるようにする。
【解決手段】多数の翼５を有する貫流ファン６と、貫流ファンの軸線に沿う方向に互いに所定隙間おいて積層された多数の伝熱フィン９及びこれら伝熱フィンを貫通する複数の伝熱管８を有し、貫流ファンの外周を囲むように周方向に複数に分割されて配置された熱交換器７と、貫流ファンの吸込側と吹出側とを仕切り、風路を形成するスタビライザ１２及びリアガイド１３とを備え、熱交換器のうち、室内ユニット前面配置の熱交換器７ａ，７ｂは吹出口４の上部壁１１上に置かれ、伝熱フィンの積層方向から見て室内ユニット前面配置の熱交換器の貫流ファン側辺の上端点２３とこの貫流ファン側辺の延長線が前記吹出口の上部壁と交差する交点２４とを結んだ直線２５が、貫流ファンの外周円２６に干渉しないように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、貫流ファンを備えた空気調和機に関するものである。

貫流ファンを備えた空気調和機は、一般に室内ユニットが壁に据え付けられて、上側にある吸込口から室内の気流を吸い込み、下側にある吹出口から吐き出すようになっている。

そして、このような空気調和機の内部には、複数の翼を有する貫流ファンの周囲を取り囲むように熱交換器が配置されている。熱交換器は、貫流ファンの軸線に沿う方向に互いに所定隙間おいて積層された複数の伝熱フィンと、これら伝熱フィンを貫通し、内部に冷媒を通す伝熱管とから構成され、貫流ファンの外周を囲むように周方向に複数に分割されて配置されている。吸込口と熱交換器の間には、集塵や空気清浄用の機器またはフィルタが必要に応じて配置されている。貫流ファンの吸込側と吹出側とは、室内ユニット正面側の吹出口の上部壁の奥端に取り付けられたスタビライザと背面側のリアガイドとによって仕切られている。貫流ファンが回転すると、吸込口からフィルタを通過して室内空気が流入する気流が発生する。この気流は、熱交換器を通過して熱交換した後、貫流ファンによって吹出口から外に排出される。

近年の空気調和機には、省電力・静音化が求められる。従来の技術では、熱交換器の形状を空気清浄用フィルタと同じ形状にして貫流ファンと前面上部の熱交換器の距離を大きくして、翼で失速を抑えたり、翼の出口角度を規定して貫流ファンの静音化と軸動力を低減する例が示されている（例えば、特許文献１）。

特開２００７−１７０３０８号公報（段落［００４９］［００５４］、図１、図１２、図１４）

室内ユニットの奥行きや高さには据え付け上の制約があるため、室内ユニット内部で熱交換器、スタビライザ、及びリアガイドで囲まれた空間で貫流ファンが占める面積が大きくなっている。その結果、貫流ファンと熱交換器が接近した形態となる。また、熱交換器を空気が通過すると、伝熱管の下流部で流速が遅い後流が発生する。貫流ファンと熱交換器の距離が近いと後流域が消滅せず、大きな速度差をもつ流れが貫流ファンに入るため、回転する翼表面の圧力変動が大きくなり異常音の原因となる。更に、熱交換器は既述したように貫流ファンの周りに複数に分割されて配置されており、これらの連結部となる折れ曲がっている部分は、伝熱フィンが重なり合うなど、気流が通過しにくいため、特に大きな後流域が発生する。

また、熱交換器を通過する気流は、通過抵抗が最小になるように伝熱フィンの長手方向に垂直な向きになり、伝熱フィン間に配置されたスリットの抵抗により減速する。室内ユニット前面の熱交換器は、搭載容量を稼ぐために略くの字型に配置されることが多く、スタビライザ付近の熱交換器の長手方向に対する垂線は右上がり向きになり、熱交換器から流出する気流方向も右上がりになる。従来は室内ユニット前面下部の熱交換器と貫流ファン間の距離が近く、貫流ファンの翼に流入する気流は貫流ファン回転方向に巻き込まれるように流入する。すると、貫流ファンの翼入口で翼の圧力面に流れが沿わずに剥がれる現象、すなわち圧力面はく離を起こし翼間の通過風量が少なくなる。また、回転する貫流ファンの内部にはファン回転時に固定渦が発生する。この固定渦に気流から与えられるエネルギが不足すると、渦の挙動が不安定になり吹出口から周囲の気流を吸い込む、いわゆる「逆吸い込み現象」が発生する。この現象はフィルタに埃が堆積するなど、通風負荷が増加した時に発生しやすい。逆吸い込みは、異常音発生の原因となるだけではなく、冷やされた吹出口の壁に吸い込まれた周囲空気が接触して空気中の水分が結露し、水滴が吹出流で室内に飛ぶ問題を引き起こす。

また、冷房時には熱交換器の伝熱フィンが冷やされるため、空気中の水分が伝熱フィンに付着する。伝熱フィンと貫流ファンの距離が近くなると、貫流ファンに水滴が吸い込まれ、室内ユニット外に吹き出す恐れがある。更に、通過風量が多く露が付着しやすい室内ユニット前面上部の伝熱フィンを貫流ファンに向かって鉛直方向に投影したときの貫流ファンとのラップ長が長くなるため、伝熱フィンを伝わずに途中で落下した水滴が貫流ファンと接触しやすくなり、室内ユニット外に露が飛び出す問題がある。

本発明の技術的課題は、空気調和機の低入力・低騒音化だけではなく、逆吸い込みや露飛びなど品質問題をも解決できるようにすることにある。

本発明に係る空気調和機は、下記の構成からなるものである。すなわち、吸込口から空気を吸い込み、熱交換器で冷媒と空気を熱交換させ、吹出口より放出させる室内ユニットを有する空気調和機であって、複数の翼を有する貫流ファンと、貫流ファンの軸線に沿う方向に互いに所定隙間おいて積層された複数の伝熱フィン及びこれら伝熱フィンを貫通する複数の伝熱管を有し、貫流ファンの外周を囲むように周方向に複数に分割されて配置された熱交換器と、貫流ファンの吸込側と吹出側とを仕切り、風路を形成するスタビライザ及びリアガイドとを備え、熱交換器のうち、室内ユニット前面配置の熱交換器は吹出口の上部壁上に置かれ、伝熱フィンの積層方向から見て室内ユニット前面配置の熱交換器の貫流ファン側辺の上端点とこの貫流ファン側辺の延長線が前記吹出口の上部壁と交差する交点とを結んだ直線が、貫流ファンの外周円に干渉しないように構成されてなるものである。

本発明の空気調和機によれば、伝熱フィンの積層方向から見て室内ユニット前面配置の熱交換器の貫流ファン側辺の上端点とこの貫流ファン側辺の延長線が前記吹出口の上部壁と交差する交点とを結んだ直線が、貫流ファンの外周円に干渉しないように構成しているので、室内ユニット前面配置の熱交換器と貫流ファンとの間の空間が広くなり、室内ユニット前面配置の熱交換器の伝熱管の下流部で発生する流速が遅い後流に起因する圧力変動が貫流ファンの翼に到達するまでに弱められ、気流が翼に流入する時に発生する翼表面の圧力変動が弱くなり、騒音を低減することができる。

また、室内ユニット前面配置の熱交換器の連結部となる折れ曲がっている部分も、貫流ファンから十分に離すことができるため、その部分の下流部で発生する大きな圧力変動も貫流ファンに到達するまでに弱めることができる。さらに、室内ユニット前面下部、つまりスタビライザ付近の空間も従来に比べて広くとることができるため、室内ユニット前面下部の熱交換器を通過した気流を、ユニット斜め上方から貫流ファン内部の固定渦に向かう方向に徐々に変化させてから翼に到達させることができる。その結果、室内ユニット前面配置の熱交換器を通過した気流は、貫流ファンの翼間流路に沿うように流入し、翼入口部で圧力面はく離を起こしにくくなり、翼間を通過する風量が増加する。このため、はく離による損失が減少し、貫流ファンの負荷を低減することができる。

さらに、貫流ファン内部に発生する固定渦に気流から供給されるエネルギが増加して固定渦が安定化するため、吸込側で埃が堆積するなど通風負荷が大きくなっても、吹出口で逆吸い込み現象が発生しにくくなり、異常音の低減と吹出口での凝縮水発生と露飛びを防ぐことができる。

また、室内ユニット前面配置の熱交換器と貫流ファンとの間隔が確保されると、冷房運転時に熱交換器に凝縮した水滴が貫流ファンに吸い込まれにくくなるとともに、貫流ファン上部にある熱交換器の伝熱フィンを鉛直方向に投影したときの貫流ファンとラップする長さが短くなるため、伝熱フィンから水滴が落下しても貫流ファンに接触しにくくなる。その結果、露飛び現象を一層抑制することができる。
このように、本発明によれば、低入力、低騒音で露飛びを抑制できる高品質の空気調和機を実現することができる。

実施形態１．
以下、図示実施形態により本発明を説明する。
図１は本発明の実施形態１に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図、図２はその室内ユニット前面上部および背面の熱交換器を側方より拡大して示す断面図、図３はその室内ユニット前面下部の吹出口の上部壁に置かれた熱交換器を側方より拡大して示す断面図、図４はそのスタビライザ付近の翼周囲流れを示す模式図、図５はその室内ユニット前面上部の熱交換器の伝熱フィンと貫流ファンとの位置関係を室内ユニット側方より示す断面図である。

本実施形態の空気調和機は、図１のように室内ユニット１００の内部に複数の翼５を有する貫流ファン６が設置され、この貫流ファン６を囲むように熱交換器７が配置されている。熱交換器７は、貫流ファン６の周りに多角形状に配置され、ここでは各辺毎に独立した分割型で内外２層構造を有しており、それぞれが貫流ファン６の軸線に沿う方向に互いに所定隙間おいて積層された複数の伝熱フィン９とこれら伝熱フィン９を貫通する複数の伝熱管８とから構成されている。室内ユニット上面の吸込口２と熱交換器７の間には埃除去用または空気清浄用のフィルタ１０が取り付けられている。また、貫流ファン６の吸込側と吹出側は、室内ユニット前面下部に設けられている吹出口４の上部壁１１の奥端に取り付けられたスタビライザ１２と背面側のリアガイド１３とによって仕切られている。吹出口４には、気流方向を制御するベーン（図示せず）が取り付けられている。

また、側方（伝熱フィン積層方向）から見て、室内ユニット前面上部の内側に位置する熱交換器（以下、「前面上部熱交換器」という）７ａの貫流ファン側辺２２ａの上端点２３（図２）と室内ユニット前面下部の内側に位置する熱交換器（以下、「前面下部熱交換器」という）７ｂの貫流ファン側辺２２ｂの延長線が吹出口４の上部壁１１と交差する交点２４（図３）とを結んだ直線２５（図１）が、貫流ファン外周円２６と干渉しないように、前面上部熱交換器７ａと前面下部熱交換器７ｂの連結部の角度や、これら室内ユニット前面上下部の熱交換器７ａ，７ｂと貫流ファン６との関係位置が調整されている。

次に、動作について説明する。
本実施形態の空気調和機において、貫流ファン６の回転により吸込口２から吸い込まれた空気は、フィルタ１０を通過した後、熱交換器７に流入して熱交換される。その際、熱交換器７の伝熱管８の下流部では、流速が遅い後流に起因する圧力変動が発生する。しかし、本実施形態では、熱交換器、特に室内ユニット前面の上下部に位置する熱交換器７ａ，７ｂと貫流ファン６との間の空間が広くなっているため、前記後流に起因する圧力変動は翼５に流入する前に減衰して、翼入口での圧力変動が従来に比べて弱くなり、異常音が低減される。

また、後流にて比較的大きな圧力変動を発生させる熱交換器折れ曲がり部、つまり室内ユニット前面の上下部に位置する熱交換器７ａ，７ｂの連結部は、特に貫流ファン６との間の空間が広くなるため、その影響を受けにくくなる。

室内ユニット１００の前面下部熱交換器７ｂを通過した直後の気流３は、図４のように前面下部熱交換器７ｂの整流作用により長手方向１６に垂直な方向になっている。本実施形態においては、既述したように前面下部熱交換器７ｂと貫流ファン６との間の空間が広くなっているため、空気が前面下部熱交換器７ｂと貫流ファン６の間を進むにつれて、徐々に貫流ファン内部の固定渦１９に向かう方向に変化する。このため、貫流ファン入口で気流が翼５間に沿う方向になり、貫流ファン入口で圧力面はく離を生じ難くなり、従来に比し翼５間の通過風量が増加し、はく離による損失が低減され、貫流ファン６の負荷が低減されて低入力効果も得られる。その結果、貫流ファン内部に存在する固定渦１９周りの風量が多くなり、固定渦１９に流れのエネルギ２０が供給され、固定渦１９の挙動が安定する。そして、吸込側に埃が堆積するなど負荷がかかった状態でも逆吸い込み現象を起こし難くなる。

また、冷房運転には熱交換器７の伝熱フィン９で空気中の水分が凝縮して水滴が発生するが、本実施形態においては、伝熱フィン９と貫流ファン６が離れているため、貫流ファン６の吸引力によって水滴が引き寄せられることはない。更に、伝熱フィン９から水滴が滴れても、図５のように貫流ファン上部にある前面上部熱交換器７ａの伝熱フィン９を鉛直方向に投影した時の貫流ファン６とラップする長さ２１ｂが短くなっているため、水滴が翼に接触し難く、吹出口４から露飛びし難くなる。

以上のように、本実施形態の空気調和機においては、前面上部熱交換器７ａの貫流ファン側辺２２ａの上端点２３と前面下部熱交換器７ｂの貫流ファン側辺２２ｂの延長線が吹出口４の上部壁１１と交差する交点２４とを結んだ直線２５が、貫流ファン外周円２６と干渉しないように構成したので、運転時の騒音低減と異常音や露飛びの原因となる逆吸い込み現象を抑制できるとともに、伝熱フィン９から露滴れしても露飛びが発生し難い効果が得られる。

実施形態２．
図６は本発明の実施形態２に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図であり、図中、前述の実施形態１のものに相当する部分には同一符号を付してある。

本実施形態の空気調和機は、室内ユニット前面の内側、つまり貫流ファン６に近い側に置かれた熱交換器７ｄを、前述の実施形態１で示した上下分割型でなく、一体で前方で屈曲するくの字状に形成したものである。それ以外の構成は、全て前述の実施形態１と同一であり、実施形態１の持つ機能を全て備えている。

本実施形態の空気調和機においては、熱交換器７ｄの伝熱管８の配置や伝熱フィン９の形態を予め室内ユニット形状に合わせることができるため、組付時に室内ユニット前面に位置する熱交換器７ｄの屈曲部の角度調整や連結部材が不要となり、組立作業性の効率化が図れるとともに、スペースを有効に活用できる。

また、熱交換器７ｄの屈曲部で伝熱フィン９の連結の必要がないため、この屈曲部での伝熱フィン相互の干渉の問題が発生せず、空気流路を塞がないため、伝熱フィン屈曲部の下流部で発生する流速が遅い後流に起因する圧力変動を小さくすることができる。

また、熱交換器７ｄと貫流ファン６との位置関係についても、前述の実施形態１と同様に、側方（伝熱フィン積層方向）から見て、熱交換器７ｄの貫流ファン側辺２２の上端点２３ａと貫流ファン側辺２２の延長線が吹出口４の上部壁１１と交差する交点２４ａとを結んだ直線２５ａが、貫流ファン外周円２６に干渉しないように構成しているので、前述の実施形態１と同様に低騒音、逆吸込み防止、露飛び防止の効果が得られる。

実施形態３．
図７は本発明の実施形態３に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図であり、図中、前述の実施形態１のものに相当する部分には同一符号を付してある。

本実施形態の空気調和機は、熱交換器７が、貫流ファン６の周りに多角形状に配置され、各辺毎に独立する分割型に構成されている点、及び貫流ファン６と熱交換器７の基本的な位置関係の点で、前述の実施形態１のものと同様である。ここでは、室内ユニット前面上部に位置する熱交換器と室内ユニット後面に位置する熱交換器の２箇所においては、内外２層構造となっていて、そのうちの上流側がそれぞれサブ熱交換器２７として構成されているが、室内ユニット前面下部に位置する熱交換器すなわち前面下部熱交換器７ｂの上流側にはサブ熱交換器が配置されていない点で前述の実施形態１のものと異なっている。それ以外の構成は、全て前述の実施形態１と同一であり、実施形態１の持つ機能を全て備えている。

本実施形態の空気調和機においては、室内ユニット前面下部に位置する熱交換器が内側の前面下部熱交換器７ｂのみとなっているので、前面下部の通風負荷が低減され、スタビライザ１２付近の風量が増加する。このため、貫流ファン内部の固定渦に供給されるエネルギが増加し、固定渦がより安定化する。その結果、逆吸込み現象が発生し難くなり、異常音や露飛び現象を抑制することができる。

なお、ここでは気流の抵抗体としてサブ熱交換器２７を例に挙げて説明したが、空気清浄装置など、他の気流の抵抗体となるものに言い換えても同様である。

また、ここでは熱交換器７が、貫流ファン６の周りに多角形状に配置され、各辺毎に独立する分割型に構成されているものに本発明を用いたものを例に挙げて説明したが、これを前述の実施形態２で説明した伝熱フィン９がくの字状に形成されて上下部の熱交換器が一体化された熱交換器７ｄを有する熱交換器７にも適用し得ることは言うまでもない。

実施形態４．
図８は本発明の実施形態４に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図であり、図中、前述の実施形態１のものに相当する部分には同一符号を付してある。

本実施形態の空気調和機は、室内ユニット１００の前面下部熱交換器７ｂの伝熱フィン長手方向の伝熱管配置間隔（以下、「下部伝熱管段ピッチ」という）２８ｂが、前面上部熱交換器７ａの伝熱フィン長手方向の伝熱管配置間隔（以下、「上部伝熱管段ピッチ」という）２８ａに比べて大きくなっている点が前述の実施形態１のものと異なっており、それ以外の構成は、全て前述の実施形態１と同一であり、実施形態１の持つ機能を全て備えている。

本実施形態の空気調和機においては、下部伝熱管段ピッチ２８ｂを、上部伝熱管段ピッチ２８ａよりも大きくしているので、前述の実施形態３と同様に前面下部の通風負荷が低減され、スタビライザ１２付近の翼５間を通過する風量を増加させることができる。

実施形態５．
図９は本発明の実施形態５に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図であり、図中、前述の実施形態１のものに相当する部分には同一符号を付してある。

本実施形態の空気調和機は、貫流ファン６の周りに多角形状に配置された分割型の熱交換器の伝熱フィン幅方向の伝熱管配置数（以下、「列数」という）に着目すると、前面下部熱交換器７ｂ側の列数が、前面上部熱交換器７ａ側の列数に比べて少なくなっている点が前述の実施形態１のものと異なっており、それ以外の構成は、全て前述の実施形態１と同一であり、実施形態１の持つ機能を全て備えている。

本実施形態の空気調和機においては、前面下部熱交換器７ｂ側の列数を、前面上部熱交換器７ａ側の列数よりも少なくしているので、室内ユニット前面下部の通風負荷が低減し、前面下部を通過する風量が増加して、スタビライザ１２付近の貫流ファン６の翼５間に向かう風量を増加させることができる。

また、前述の実施形態１のものと同様に前面下部熱交換器７ｂから翼５までの距離が長くなり、熱交換器を通過した気流方向が室内ユニット上方向から固定渦の方向に変化する経路を稼ぐことができ、翼入口に到達するときに圧力面はく離を起こしにくくなる。以上の２つの効果で貫流ファン内部の固定渦周囲を通過する風量がさらに増えるため、固定渦により多くのエネルギが与えられ、渦がより安定化して埃の堆積など吸込口の負荷が非常に大きくなっても、逆吸込みが起こりにくくなり、異常音発生と吹出口の結露付着と露飛びを防ぐことができる。

実施形態６．
図１０は本発明の実施形態６に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図であり、図中、前述の実施形態５のものに相当する部分には同一符号を付してある。

本実施形態の空気調和機は、貫流ファン６の周りに多角形状に配置された内外２層構造を有する熱交換器のうち、室内ユニット前面上下部の内側に位置する熱交換器７ａ，７ｂを、上下分割型でなく、一体で前方で屈曲するくの字状に形成したものである。なお、一体型では折れ曲がり部が明確でない場合があるため、サブ熱交換器２７を含め室内ユニット前面下部の熱交換器の伝熱フィン９の前面側辺が最も前面にある箇所を折れ曲がり部１５とする。また、ここでは折れ曲がり部１５を境に前面下部側の熱交換器７ｂの伝熱フィン９の列数を、サブ熱交換器２７を含め室内ユニット前面上部の熱交換器７ａの列数よりも少なくしている。それ以外の構成は、全て前述の実施形態５と同一であり、実施形態５の持つ機能を全て備えている。

従って、本実施形態においても、前述の実施形態５と同様、室内ユニット前面下部の通風負荷が低減し、この前面下部を通過する風量が増加して、スタビライザ１２付近の貫流ファン６の翼５間に向かう風量が増加して、スタビライザ１２付近の貫流ファン６の翼５間に向かう風量を増加させることができる。

また、前述の実施形態１のものと同様に室内ユニット前面下部の熱交換器７ｂから翼５までの距離が長くなり、熱交換器を通過した気流方向がユニット上方向から固定渦の方向に変化する経路を稼ぐことができ、翼入口に到達するときに圧力面はく離を起こしにくくなる。このため、貫流ファン６内部の固定渦周囲を通過する風量がさらに増え、固定渦に多くのエネルギを与えることができ、渦がより安定化して埃の堆積など吸込口の負荷が非常に大きくなっても、逆吸込みが起こりにくくなり、異常音発生と吹出口の結露付着と露飛びを防ぐことができる。

実施形態７．
図１１は本発明の実施形態７に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図であり、図中、前述の実施形態３のものに相当する部分には同一符号を付してある。

前述の各実施形態では、室内ユニット前面上下部の内側に位置する熱交換器の折り曲げ部が基本的に１箇所のみである場合を例に挙げて説明したが、ここでは室内ユニット前面上下部の内側に位置する熱交換器が２箇所の折れ曲がり部１５ａ，１５ｂを有している。

ここで、「前面下部の熱交換器」とは、スタビライザ１２付近の翼５間に入る気流が通過する熱交換器のことであり、貫流ファン６の中心２９の高さ位置よりも下側に折れ曲がり部がある熱交換器、つまり伝熱フィン９の少なくとも一端部がファン中心よりも下にある熱交換器を指す。本実施形態では、伝熱フィン９の少なくとも一端部３０が貫流ファン６の中心２９よりも下にある熱交換器７ｂ，７ｃが前面下部の熱交換器に該当する。

本実施形態の空気調和機は、前述の実施形態３の熱交換器、つまり上流にサブ熱交換器を有しない前面下部熱交換器７ｂをさらに分割型に構成したものである。前面下部熱交換器７ｂの分割数は、ここで例に挙げた２分割型だけでなく、３分割以上の熱交換器として、途中に２箇所以上の折れ曲がり部を有する構成としてもよい。それ以外の構成は、全て前述の実施形態３と同一であり、実施形態１の持つ機能を全て備えている。

本実施形態の空気調和機も、前述の実施形態３と同様に室内ユニット１００の前面下部に位置する熱交換器７ｂ，７ｃが内側の熱交換器のみとなっているので、前面下部の通風負荷が低減され、スタビライザ１２付近の風量が増加する。このため、貫流ファン内部の固定渦に供給されるエネルギが増加し、固定渦がより安定化する。その結果、逆吸込み現象が発生し難くなり、異常音や露飛び現象を抑制することができる。

実施形態８．
図１２は本発明の実施形態８に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図、図１３はその貫流ファンの直径Ｄと貫流ファン中心から前面下部熱交換器の伝熱フィンの貫流ファン側辺までの長さＬとファンモータ入力Ｗの関係を示すグラフであり、図１２中、前述の実施形態１のものに相当する部分には同一符号を付してある。

本実施形態の空気調和機において、貫流ファン６と熱交換器７の室内ユニット側方（伝熱フィン積層方向）より見た位置関係は前述の実施形態１と同様であるが、ここでは寸法について貫流ファン６の直径をＤとし、貫流ファン中心２９を起点として前面下部熱交換器７ｂの伝熱フィン９に垂線を引いてこの伝熱フィン９の貫流ファン側辺２２ｂまでの長さをＬとしたとき、Ｌ／Ｄの値が０．８５以上、０．９７以内となるように規定している。

Ｌ／Ｄが大きいことは前面下部熱交換器７ｂと貫流ファン６の空間が広くなることを意味し、これまで述べたような効果を得ることができる。しかし、実際のユニットの奥行きには設置上の制約があるため、Ｌを無限に大きくすることはできない。そこで、ここでは室内ユニット奥行きを３００mmとして、この範囲内で長さＬと貫流ファン６の直径Ｄとファンモータ入力Ｗの関係について検討を行った。図１３に示すように、ある長さＬに対して、貫流ファン直径Ｄが小さくなりすぎると、翼５間が狭くなり、貫流ファン６の吹き出し翼列の抵抗が大きくなって、ファンモータ入力が大きくなる。また、貫流ファン直径Ｄが大きくなりすぎてもファンモータ入力Ｗが大きくなる。よってＬ／Ｄを０．８５〜０．９７の範囲として、ファンモータ入力を小さくできるようにした。

実施形態９．
図１４は本発明の実施形態９に係る空気調和機の貫流ファンの翼を拡大して示す模式図、図１５はその要部であるスタビライザ付近を拡大して側方より示す断面図、図１６はその翼の出口角とファンモータ入力の関係を示すグラフであり、図１４及び図１５中、前述の実施形態１のものに相当する部分には同一符号を付してある。

本実施形態の空気調和機は、貫流ファン６の翼５の形状に着目したものである。すなわち、図１４のように貫流ファン６の翼５の反り線３２と貫流ファン外周側の翼先端の曲率中心３３を通過する円３４の交点において、この交点を通過する円３４の接線３５と、前記交点を通過する翼５の反り線３２の接線３６とがなす角である出口角３７を３０°以上、３７°以下となるように規定したものである。それ以外の構成は、全て前述の実施形態１と同一であり、実施形態１の持つ機能を全て備えている。

限られた奥行きで貫流ファン６と熱交換器７を前述の実施形態１のような配置にすると、貫流ファン６の直径が小さくなる。また、出口角３７が小さい翼列では、気流が翼５間を通過しにくくなる。特に、スタビライザ１２付近については、翼列が回転方向を向いているため、圧力面はく離が生じやすくなり、翼間通過風量が低下して固定渦へのエネルギ供給が減少し、吹出口４で逆吸い込み現象を起こす原因になる。

貫流ファン直径が小さくなると、翼５間距離が狭くなるため、前面上部の吸込み域で発生する圧力面はく離は発生しにくくなる。しかし、角度を過大にすると圧力面はく離が起こるため、翼５の負荷が増加するとともに、騒音も増加する。図１６に示すように、出口角３７が３７°を超えると、ファンモータ入力が大きくなる。また、出口角３７が３０°以下の場合もファンモータ入力が大きくなる。そこで、本実施形態では、出口角３７を３０°以上、３７°以下となるように規定している。つまり、出口角３７を可能な限り大きくし、気流３が翼５間を通過しやすくしている。これにより、スタビライザ１２付近では、翼先端が貫流ファン６の径方向外側を向くようになり、気流が通過しやすくなって、固定渦へのエネルギ供給が増加し、固定渦が安定し、逆吸い込みは発生しにくくなる。

実施形態１０．
図１７は本発明の実施形態１０に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図であり、図中、前述の実施形態１のものに相当する部分には同一符号を付してある。

本実施形態の空気調和機は、室内ユニット前面上下部の内側に位置する熱交換器７ａ，７ｂにおける貫流ファン６より上部を鉛直方向に投影したときに、貫流ファン６とラップする前面上部熱交換器７ａの貫流ファン側部分に、露を受ける板や貫流ファン６とラップしない伝熱フィン９まで露を誘導するガイド材（以下、これらをまとめて「露垂れ防止部材」という）３８を取り付けたものであり、それ以外の構成は、全て前述の実施形態１と同一であり、実施形態１の持つ機能を全て備えている。

本実施形態の空気調和機においては、前面上部熱交換器７ａの伝熱フィン９から露が落下しても、伝熱フィン９を鉛直方向に投影した時の貫流ファン６とのラップ長さ２１が短いため、露と翼５が接触しにくく吹出口４から露が飛びにくい。

さらに、本実施形態では、貫流ファン６とラップする前面上部熱交換器７ａの貫流ファン側部分に、露垂れ防止部材３８を設けているので、前面上部熱交換器７ａから貫流ファン６に落下しようとする露を、吸収あるいは貫流ファン６とラップしない伝熱フィン９まで誘導することができ、露飛びを確実に防止することができる。

本発明の実施形態１に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図である。本発明の実施形態１に係る空気調和機の室内ユニット前面上部および背面の熱交換器を側方より拡大して示す断面図である。本発明の実施形態１に係る空気調和機の室内ユニット前面下部の吹出口４上部壁に置かれた熱交換器を側方より拡大して示す断面図である。本発明の実施形態１に係る空気調和機のスタビライザ付近の翼周囲流れを示す模式図である。本発明の実施形態１に係る空気調和機の室内ユニット前面上部の熱交換器の伝熱フィンと貫流ファンとの位置関係を室内ユニット側方より示す断面図である。本発明の実施形態２に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図である。本発明の実施形態３に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図である。本発明の実施形態４に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図である。本発明の実施形態５に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図である。本発明の実施形態６に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図である。本発明の実施形態７に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図である。本発明の実施形態８に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図である。本発明の実施形態８に係る空気調和機の貫流ファンの直径Ｄと貫流ファン中心から前面下部熱交換器の伝熱フィンの貫流ファン側辺までの長さＬとファンモータ入力Ｗの関係を示すグラフである。本発明の実施形態９に係る空気調和機の貫流ファンの翼を拡大して示す模式図である。本発明の実施形態９に係る空気調和機の要部であるスタビライザ付近を拡大して側方より示す断面図である。本発明の実施形態９に係る空気調和機の翼の出口角とファンモータ入力の関係を示すグラフである。本発明の実施形態１０に係る空気調和機の室内ユニットを側方より示す断面図である。

符号の説明

２吸込口、４吹出口、７，７ｃ，７ｄ熱交換器、７ａ前面上部熱交換器、７ｂ前面下部熱交換器、５翼、６貫流ファン、８伝熱管、９伝熱フィン、１１吹出口の上部壁、１２スタビライザ、１３リアガイド、２２，２２ａ，２２ｂ貫流ファン側辺、２３，２３ａ上端点、２４，２４ａ交点、２５，２５ａ上端点と交点とを結んだ直線、２６貫流ファンの外周円、２８ａ，２８ｂ伝熱管配置間隔、Ｄ貫流ファンの直径、２９貫流ファン中心（起点）、Ｌ起点から貫流ファン側辺までの長さ、３２翼の反り線、３３翼先端の曲率中心、３４円、３５円の接線、３６翼の反り線の接線、３８露垂れ防止部材、１００室内ユニット。

Claims

吸込口から空気を吸い込み、熱交換器で冷媒と空気を熱交換させ、吹出口より放出させる室内ユニットを有する空気調和機であって、
複数の翼を有する貫流ファンと、
前記貫流ファンの軸線に沿う方向に互いに所定隙間おいて積層された複数の伝熱フィン及びこれら伝熱フィンを貫通する複数の伝熱管を有し、該貫流ファンの外周を囲むように周方向に複数に分割されて配置された熱交換器と、
前記貫流ファンの吸込側と吹出側とを仕切り、風路を形成するスタビライザ及びリアガイドとを備え、
前記熱交換器のうち、前記室内ユニット前面配置の熱交換器は前記吹出口の上部壁上に置かれ、前記伝熱フィンの積層方向から見て該室内ユニット前面配置の熱交換器の貫流ファン側辺の上端点と該貫流ファン側辺の延長線が前記吹出口の上部壁と交差する交点とを結んだ直線が、前記貫流ファンの外周円に干渉しないように構成されてなることを特徴とする空気調和機。
室内ユニット前面配置の熱交換器は、前面上部熱交換器と前面下部熱交換器で構成され、これらがくの字状の伝熱フィンによって一体化されてなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
室内ユニット前面下部の熱交換器の上流には空気の流れを阻害する抵抗体を配置しないことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気調和機。
室内ユニット前面下部の熱交換器の伝熱フィン長手方向の伝熱管配置間隔を、室内ユニット前面上部の熱交換器の伝熱フィン長手方向の伝熱管配置間隔よりも大きくしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の空気調和機。
室内ユニット前面下部の熱交換器の伝熱フィン幅方向の伝熱管配置数を、室内ユニット前面上部の熱交換器の伝熱フィン幅方向の伝熱管配置数よりも少なくしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の空気調和機。
貫流ファンの直径をＤとし、貫流ファン中心を起点として室内ユニット前面下部に配置されている熱交換器の伝熱フィンの貫流ファン側辺に垂線を引いて、前記起点から前記貫流ファン側辺までの長さをＬとしたとき、Ｌ／Ｄの値が０．８５以上、０．９７以下となるように規定したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の空気調和機。
貫流ファンの翼の反り線と、該貫流ファンの翼先端の曲率中心を通過する円の交点において、該交点を通過する前記円の接線と、該交点を通過する前記翼の反り線の接線とがなす出口角が３０°以上、３７°以下となるように規定したことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の空気調和機。
室内ユニット前面に配置されている熱交換器における貫流ファンより上部を鉛直方向に投影したときに貫流ファンとラップする該熱交換器の貫流ファン側部分に、露垂れ防止部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の空気調和機。