JP2010084996A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】室内の温度ムラを改善するため、温度調整された冷温風を４辺の吹出口のコーナー部を含めたより広範囲に吹き出しすることを可能とすること。
【解決手段】天井に埋設される本体筐体１と、本体筐体１に設けられた化粧パネル６と、化粧パネル６の略中央に設けられた吸込口３と、吸込口３の周囲に設けられた吹出口４と、吹出口４に設けられた風向制御用のルーバ２と、を備えた天井埋込型の空気調和機であって、ルーバ２は、吹出口４に設けられ、化粧パネル６にその一端が回転軸５により回動自在に設けられるとともにその他端が開放端である片持ち構造であり、さらに、ルーバ２は、回転軸の方向である左右方向の略中央に隆起部を有し且つ左右方向に低くなる傾斜形状を有して、吹出口を通って降下してきた空気吹き出し流れを左右方向に拡げる構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、室内機が天井に配設された空気調和機に係わり、特に、風向制御用ルーバを備えた天井埋込型の空気調和機に好適なものである。

天井埋込型の空気調和機は、天井裏に装置本体部を収納し、室内空気の吸込口及び温度調整された冷温風の吹出口を設けたパネル部を天井面に露出させた形で設置する。天井裏の本体部には、室内空気循環のためのファン及び駆動用モータ、空気温度調整のための熱交換器、制御用電気部品を納めたボックス等の部品類を収納する。

一方、パネル部には温度調整された冷温風の吹き出し角度を調整するためのルーバ及びこれの駆動装置等が収納されている。このルーバは鉛直上下方向の１軸回転のみ行い、水平横方向での吹き出し方向の変更を行う機能は、構造上有していない。そのため、パネル部の中央部に形成された吸込口の外周４辺に吹出口が設置された、すなわち吹出口が９０°対角に４ヶ所設置されている空気調和機では、パネルコーナ部（隣接する吹出口との間の空間）は冷温風が届かない死角となり、室内温度ムラの要因になっている。

この室内温度ムラを改善するための従来技術として、例えば特許文献１では、吹出口がパネルコーナ部を含めてほぼ全周に渡るように設置し、且つ風向調整用のベーンを本体もしくはパネルのどちらか一方に取り付けることによって対応することが提案されている。
特開２００５−２４９３２８号公報

上述した従来技術における、吹出口を４つ持って各々が９０度対角に設置された天井埋込型の空気調和機では、温度調整された空気はこの吹出口の形状に準じて各々９０度対角方向に吹き出しされる。そのため、冷温風が届かない死角が存在するため、室内の温度ムラを生じることになる。

また、上記の特許文献１では、吹き出し面積が増大することにより風速が低下し、冷温風の到達距離が短くなる虞があるため、空気調和機の送風能力を余分に考慮する必要がある。

本発明の目的は、吹出口から吹き出される冷温風が届かない死角を減らすように、上下方向の吹き出しと同時に水平方向への吹き出しを可能とする空気調和機を提供することにある。すなわち、吸込口の外側にある４辺の吹出口のコーナー部を含めたより広範囲に渡って冷温風を吹き出しすることにより室内の温度ムラを改善する空気調和機を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
天井に埋設される空気調和機の本体筐体と、前記本体筐体の底面に設けられた化粧パネルと、前記化粧パネルの略中央に設けられ前記本体筐体の内部に室内空気を吸い込む吸込口と、前記吸込口の周囲に設けられ室内へ空気を吹き出す吹出口と、前記吹出口に設けられた風向制御用のルーバと、を備えた天井埋込型空気調和機であって、前記ルーバは、前記吸込口側の前記化粧パネルにその一端が回転軸により回動自在に設けられるとともにその他端が開放端である片持ち構造であり、さらに、前記ルーバは、前記回転軸の方向である左右方向の略中央に隆起部を有し且つ左右方向に低くなる傾斜形状を有して、前記吹出口を通って降下してきた空気吹き出し流れを左右方向に拡げる構成とする。

また、前記空気調和機において、前記ルーバは、ルーバ本体と前記ルーバ本体上に嵌め込まれた断熱材とからなり、前記ルーバ本体には左右方向の略中央に前記隆起部を形成する高さのリブを設けるとともに左右方向の端に向かって低くなる高さのリブを断続的に設ける構成とする。さらに、前記空気調和機において、前記ルーバ本体の左右端部に前記断熱材を嵌め込んでおくストッパを設け、前記ストッパと前記ルーバ本体との間隙を介して前記断熱材を着脱可能とする構成とする。

本発明によれば、水平方向（ルーバの回転軸方向）の左右吹き出し範囲を拡げるようなルーバの形状、構造によって吹き出し空気の流れを左右に拡げることができ、室内の温度ムラを改善することができる。

本発明の実施形態に係る天井埋込型空気調和機について、図１〜図４を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る空気調和機の吹出口における風向制御用ルーバの構成を示す図である。図２は本実施形態に関する、断熱材を有する風向制御用ルーバの構造を示す見取図である。図３は本実施形態に関する風向制御用ルーバ本体の構造を示す見取図である。図４は本実施形態に係る天井埋込型空気調和機の一般的な構成を示す図である。

まず始めに、本発明の実施形態に係る空気調和機の一般的な構成について図４を参照しながら概説する。３１は建物の梁、３２は天井板、３３は梁３１と天井板３２との間に設置された空気調和機本体、３４は梁に固定されたアンカーボルト、３５は天井板３２の開口部と空気調和機本体３３の下部開口端を閉塞する化粧パネルである。

化粧パネル３５の中央部にはフィルタ３６を備えた吸込口３７が設けられ、吸込口の周囲４方向に配置された風向制御用ルーバ（風向板）４２を備えた吹出口４１があり、吸込口３７と吹出口４１を連絡する通路にはファンモータ３８、送風ファン３９及び熱交換機４０が設置され、送風ファン３９に吸込口３７から吸い込まれた室内の空気が熱交換機４０で熱交換され、吹出口４１から風向制御用ルーバ（風向板）４２を通して室内に送出される構成となっている。

図１において、本実施形態に係る空調調和機においては、天井に埋設される空気調和機本体筐体１（以下、本体筐体と称する）と、本体筐体１の底面に設けられた化粧パネル６と、化粧パネル６の略中央部に設けられ本体筐体１の内部に室内空気を吸い込む吸込口３と、吸込口３の周囲４辺に設けられ室内へ空気を吹き出す吹出口４と、吹出口４に設けられた風向制御用ルーバ２（以下、ルーバと称する）と、ルーバ２の回動する一端側に設けられた回転軸５と、回転軸５を駆動するモータ１０と、を備えている。

ここで、吸込口３の周囲４辺の外側に設けられた吹出口４は、それぞれの４辺が直交する４つの隅部（コーナー部）では、吹出口４が設けられていないものである。したがって、この４つの隅部に対面する室内には、従来技術では冷温風が届かないようになっている。本実施形態ではこの隅部に吹出口４を設けることなく、隅部に対面する室内に冷温風が届くようなルーバの構成を提案するものであり、以下順に説明する。

ルーバ２は吹出口４の内側（吸込口３に向けた側）に設けられた支持部位で回転軸５によって回動自在になっており、空気調和機本体からの冷温風が回転軸５の内側（吸込口３に向かった側）からは室内に通過しないような構造である。なお、図４に示す一般的な空気調和機ではルーバ４２の内側と外側（化粧パネル３５に向かった側）に冷温風が通過する空間が存在する。本実施形態に関するルーバ２は、いわゆる支持部位での回転軸５による片持ち構造であり、この片持ち構造のために、ルーバ２における、吹出口４内側から外側にかけてのルーバ長さ（図１の図示例でルーバ２の左端から右端への長さ）が、図４のものに比べて長くなっている。

また、ルーバ２の長さを長くする他の理由は、ルーバ２の開度が最大の開度（天井板の水平位置、即ち水平線から３５度〜５５度、好ましい範囲としては４０度〜５０度）になったときに（図１の図示例で最下段の二点鎖線）、本体筐体１の吹出口の最外側から降下してきた冷温風がルーバ２に衝突してルーバ形状に沿って外方に流れて、直下方向には流れることがないようにするためである。直下方向に流れるとこの流れが吸込口３に直接回り込んでショートサーキットを形成することとなり、このショートサーキット効果を防止するためにルーバ２の長さを長くしている。

即ち、ルーバ２の長さは図１に示すように、二点鎖線で示す最大ルーバ開度θｍａｘで、本体筐体１の吹出口の最外側からの一点鎖線の垂線がルーバ２の開放端縁（先端）の内側で交叉する長さとしている。この交叉点からどの程度ルーバ２の長さを延設するかは、吸込口３へのショートサーキットを生じさせない寸法であり、好ましくは最小ルーバ開度θｍｉｎのときにはルーバ先端が吹出口の最外側よりもさらに十分外側（例えば本体筐体１の外側面よりも外方向）まで存在するような長さにすると良い。このようにルーバの長さを大きくすると吹出口からの空気をルーバに沿って遠くまでムラなく広がるようにでき、温度ムラを抑制できる。また、最小ルーバ開度θｍｉｎのときには吹出口からの空気をルーバに沿って略水平方向に遠くまで送風できるから、下方に居る人体に直接冷温風が吹き付けるのを確実に回避でき、風当たりによる不快感を防止できる。

また、最小ルーバ開度θｍｉｎは、コアンダ効果による天井面のスマッジングを抑制することのできる角度にすることが好ましく、具体的には１５度〜３５度、好ましくは２０度〜３０度にすると良い。本実施形態では、θｍａｘの開度の場合においても、図１に示す一点鎖線垂線と交わる交叉点よりもさらに長い長さを持つルーバの構造としているので、θｍｉｎのときでもルーバ２の開放端縁と天井面との間隔は大となり、化粧パネルの表面と天井面に流れる風をなくす或いは減少させることができ、天井面の汚れの原因となるスマッジングを抑制できる効果が一層発揮される。

なお、図１に示す最上段のルーバ開度は、空気調和機の停止のときにルーバ２を閉じた場合を示しており、運転停止時にはルーバを閉じてすっきりした外観となるように、化粧パネル６の最外部と吹出口４の最外側との間のほぼ中間部における前記化粧パネルの部分には凹みが形成され、前記ルーバ２を閉じた状態では、ルーバ先端が化粧パネル６の前記凹みの部分までくるようにして、ルーバが化粧パネルから出っ張らないようにし、ルーバ背面が化粧パネル表面と略面一となるように構成している。

ルーバ２は、モータ１０に印加された制御入力信号によってモータ軸が回転し、このモータ軸回転で回転軸５が回動されることにより、ルーバ２の開度が調整される。ルーバ２の回動支点が吹出口４の最内側であって、この回動支点より内側からは冷温風が通過しないような構造とするのは、空気調和機の下方側に冷温風が直接吹き付けることを回避するためである。空気調和機の下方側に席を置く人にとって、空気調和機から直接強い冷温風が吹き付けることは好ましいことではなくて、周囲からの冷温風で間接的に冷暖房されることの方が望ましい。さらに、空気調和機の下方側に冷温風が吹き出すと、この吹き出した冷温風が直接に吸込口３に回り込んで、冷暖房の効率を低下させるのを回避するためでもある。

図２と図３において、ルーバ２は、ルーバ本体１２と、ルーバ本体１２に着脱自在に装着される断熱材８と、から構成され、ルーバ本体１２は、図３に示すように、回転軸５を一方の端とし、他方の端（図３の図示例で下端）は開放端でありここから冷温風が案内されて室内に流れ込むようになっており、また、断熱材８は、スポンジ状でありスポンジ内部の気泡によって断熱効果を奏しており、材質は樹脂発泡体が一例であり多少の変形可能なものからできている。図３に示すルーバ本体１２上に平坦形状（矩形立方体形状）の断熱材８をストッパ９（左右端）とルーバ本体１２との間に形成した空隙に嵌合してルーバ本体１２と一体的な構造としている。

本実施形態におけるルーバ２は、回転軸５を回動中心として片持ち構造であり且つ回転軸の内側（ルーバ背面側）から吹き出し空気が通過しない構造であるので、冷房時に冷風がリブ表面（リブの空気調和機本体側、即ち圧力面側）に接することでリブ背面（室内側）に結露が生じる虞があり、この結露を防止するためにリブ２の表面側に断熱材８を設ける。

ルーバ本体１２に断熱材８を装着した一体的構造を図２に示す。ルーバ本体１２の左右端部に断熱材８を嵌め込むストッパ９を有することにより、接着剤や粘着材を使用しなくても、断熱材８を嵌め込むことにより容易に取り付けることができ、断熱材８の交換作業も容易となる。

図２に示すルーバ本体１２の回転軸５に巻回された付勢バネ１１は、ルーバ２の長さ（回転軸から開放端に亘る長さ）が長くなったことによって空気調和機本体からの冷温風の風圧により図１の時計方向回転力が大となるので、これに抗するためのものである。モータ１０によってルーバ２を一定開度に保持しているが、モータ１０と反対側の回転軸５には冷温風の風圧を受けてこの部分のルーバが開こうとする力を受ける。これに抗するように付勢バネ１１が作用する。

ルーバ全体構造を示した図２において、本発明の特徴の１つである冷温風の流れ方向を矢印で示している。空気調和機本体から降下してくる冷温風はルーバ２に当接しその流れ方向を変更するが、従来のルーバであればルーバの長さ方向に並行して冷温風が流れるのであるが、本実施形態では冷温風の流れ方向は、ルーバ２の長さ方向に並行する冷温風流れ成分（ルーバ２の長さ方向流れ成分）と、その長さ方向に直交して且つモータ側１０又は付勢バネ１１側への冷温風流れ成分（ルーバ２の幅方向流れ成分）とに分解できる流れ方向である。後者の冷温風流れ成分は、４辺の吹出口４の隅部（コーナー部）に対面する室内に冷温風が届く流れとなる。

本実施形態における冷温風の流れ方向がルーバ２の幅方向（図２の図示例で左右方向、すなわち回転軸５の方向）流れ成分を有するのは、冷温風が直接衝突する断熱材８のルーバ幅方向の中央部が隆起していてこの隆起部分から左右方向に沿って傾斜して低くなっている形状による。すなわち、図２に示すように水平方向での左右吹き出し範囲を広げるようにルーバ２の中央部を隆起させた形状により吹き出し空気の流れが左右に拡がる効果を得ることができる。

ルーバ２、直接的には断熱材８の中央部の隆起形状を形成させるための構造は、図３に示している。図３によると、ルーバ本体１２にはその幅方向に沿って断続的にリブ７を植立し、且つ幅方向の中央部のリブ７の高さを一番高くして左右端に向かって次第に低くする。中央部から左右端に向かってリブ７の高さを順に低くすることによって吹き出し空気の流れを左右端に向けるように誘導する。このように、ルーバ２の中央部が隆起を形成し、リブ７の高さが中央部から左右端に行くほどに低くなるように形成し、リブ上の断熱材８が吹き出し空気を受けて左右流れを作る面を形成することにより、軽量かつ安価なルーバを得ることができる。

リブ本体１２上に設けたリブ７は、中央部から左右に向かって次第に低く形成しているが、回転軸５から開放端に向かっても漸次低くしている。この漸次低くする構造は空気調和機本体からの吹き出し空気が円滑に室内に流れるようにするためである。

リブ７の機能は、上述したようにその高さを幅方向に漸次低くすることで吹き出し空気の流れ方向を吹出口４の４隅に対面する方向に吹き出すことであり、これに加えて、ルーバ２の片持ち構造でルーバ長さが長くなったことに伴い、吹き出し空気によってルーバ２が振動する虞があり、この振動を防止するようにルーバ本体１２の補強のためでもある。また、以上の説明では、ルーバ本体１２に高低差のあるリブ７を設けて矩形直方体の断熱材８を嵌合してルーバ２を形成するものであるが、これに限らず、リブ７の無いルーバ本体１２に、中央部が隆起して幅方向（左右方向）に順に低くなるような形状の断熱材８を嵌合させてルーバ２を形成してもよい。さらに、断熱材８の有無に関係なくルーバ２自体の構造が中央部を隆起させ幅方向（左右方向）に順に低くなるような形状であってもよい。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る天井埋込型空気調和機を繰り返して記述すると、次のような構成と機能を奏することを特徴とするものである。すなわち、天井に埋設される本体筐体１と、本体筐体１の底面に設けられた化粧パネル６と、化粧パネル６の実質的に中央に設けられ本体筐体１の内部に室内空気を吸込む吸込口３と、吸込口３の周囲に設けられ室内へ空気を吹き出す吹出口４と、吹出口４に設けられた風向制御用ルーバ２とを備えた天井埋込型空気調和機において、化粧パネル６に回転可能に設けられたルーバ２は、温度調節された冷温風を室内の広範囲に送風するために、水平方向での左右吹き出し範囲を広げるべくルーバ２中央を隆起させた形状により吹き出し空気の流れが左右に広がることを特徴としている。

また、ルーバ２の中央の隆起を形成するためにリブ７の高さを中央から端に行くほどに低くなるように形成されその上に断熱材８にて吹き出し空気を受けて流れを作る面をなすことにより、軽量かつ安価なルーバとなることを特徴としている。さらに、ルーバ２端部に断熱材８を嵌め込むストッパ９を有することにより、接着剤や粘着材を使用しなくても、断熱材を嵌め込むことにより容易に取り付けることが出来、交換作業も容易となることを特徴としている。

なお、上述した実施形態では、空気調和機が四方向室内機である場合について説明しているが、本発明はこれに限らずニ方向室内機などでも同様に実施可能である。

本発明の実施形態に係る空気調和機の吹出口における風向制御用ルーバの構成を示す図である。 本実施形態に関する、断熱材を有する風向制御用ルーバの構造を示す見取図である。 本実施形態に関する風向制御用ルーバ本体の構造を示す見取図である。 本実施形態に係る天井埋込型空気調和機の一般的な構成を示す図である。

符号の説明

１ 空気調和機本体筐体（本体筐体）
２ 風向制御用ルーバ
３ 吸込口
４ 吹出口
５ 回転軸
６ 化粧パネル
７ ルーバリブ
８ 断熱材
９ ストッパ
１０ モータ
１１ 付勢バネ
１２ ルーバ本体
３１ 建物梁
３２ 天井板
３３ 空気調和機本体
３４ アンカーボルト
３５ 化粧パネル
３６ フィルタ
３７ 吸込口
３８ ファンモータ
３９ 送風ファン
４０ 熱交換器
４１ 吹出口
４２ 風向制御用ルーバ（風向板）

Claims (7)

1. 天井に埋設される空気調和機の本体筐体と、前記本体筐体の底面に設けられた化粧パネルと、前記化粧パネルの略中央に設けられ前記本体筐体の内部に室内空気を吸い込む吸込口と、前記吸込口の周囲に設けられ室内へ空気を吹き出す吹出口と、前記吹出口に設けられた風向制御用のルーバと、を備えた天井埋込型の空気調和機であって、
   前記ルーバは、前記吸込口側の前記化粧パネルにその一端が回転軸により回動自在に設けられるとともにその他端が開放端である片持ち構造であり、
   さらに、前記ルーバは、前記回転軸の方向である左右方向の略中央に隆起部を有し且つ左右方向に低くなる傾斜形状を有して、前記吹出口を通って降下してきた空気吹き出し流れを左右方向に拡げる
   ことを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１において、
   前記ルーバは、ルーバ本体と前記ルーバ本体上に嵌め込まれた断熱材とからなり、前記ルーバ本体には左右方向の略中央に前記隆起部を形成する高さのリブを設けるとともに左右方向の端に向かって低くなる高さのリブを断続的に設ける
   ことを特徴とする空気調和機。
3. 請求項２において、
   前記ルーバ本体の左右端部に前記断熱材を嵌め込んでおくストッパを設け、前記ストッパと前記ルーバ本体との間隙を介して前記断熱材を着脱可能とする
   ことを特徴とする空気調和機。
4. 請求項１において、
   前記ルーバは、左右方向に平坦なルーバ本体と、前記ルーバ本体上に嵌め込まれた断熱材と、からなり、
   前記断熱材は左右方向の略中央に前記隆起部を形成するとともに左右方向の端に向かって低くなる前記傾斜形状を形成する
   ことを特徴とする空気調和機。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つの請求項において、
   前記ルーバの一端に設けられた前記回転軸の一方端にはモータが接続され、前記回転軸の他方端には前記ルーバを閉じる方向に付勢するバネを設ける
   ことを特徴とする空気調和機。
6. 本体筐体と、該本体筐体の下面に設けられ吸込口及び吹出口を有する化粧パネルとを備え、室内の天井に配設される空気調和機において、
   前記化粧パネルの前記吹出口部分には吹出す空気の吹出し方向を制御するための風向制御用のルーバを備え、
   前記ルーバは、前記吸込口側の前記化粧パネルにその一端が回転軸により回動自在に設けられるとともにその他端が開放端である片持ち構造であり、
   さらに、前記ルーバは、前記回転軸の方向である左右方向の略中央に隆起部を有し且つ左右方向に低くなる傾斜形状を有して、前記吹出口を通って降下してきた空気吹き出し流れをルーバに沿って流すと共に左右方向に拡げる
   ことを特徴とする空気調和機。
7. 請求項６において、
   前記化粧パネルの最外部と吹出口の最外側との間のほぼ中間部における前記化粧パネルの部分には凹みが形成され、前記ルーバを閉じた状態では、ルーバ先端が化粧パネルの前記凹みの部分までくるようにしてルーバ背面が化粧パネル表面と略面一となるように構成した
   ことを特徴とする空気調和機。

Images