JP2011237058A - 空気調和機の床置式室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、結露水を吹出口から流出させることなく、室内の温度ムラの発生を抑えられる空気調和機の床置式室内機を提供する。
【解決手段】空気を吸い込む吸込口と、吸い込んだ空気に対して熱交換をする熱交換器と、熱交換をした空気を吹き出す吹出口と、吸込口から吹出口への空気の風路上に設けられ空気を流動させるファンと、熱交換器に結露し下降する結露水を受けるドレンパンと、本体シャーシを構成し床置きされるキャビネットとを有する空気調和機の床置式室内機において、ドレンパンとキャビネットが一体成形され、キャビネットの上部に吹出口を備え、吸込口が吹出口の下側に配置されている。吸込口は、側面視で前面側が床に向かうように下方に傾斜し、ファンは、下端がキャビネットの高さの半分の高さより高くなるように配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷房運転可能な空気調和機の床置式室内機に関する。

空気調和機の床置式室内機の通風形態としては、特許文献１のように本体正面部に吸込口を設け、本体上部および下部両方に吹出口を設けたものや、特許文献２のように本体上部および背面に吸込口を設け、本体下部に吹出口を設けたものなどが提案されている。

特開２００５−１０６４１７号公報 特開２００９−１８６０３７号公報

空気調和機の床置式室内機では、冷房運転時に、熱交換器に結露する場合がある。この結露した水（結露水）を受けるために、熱交換器の直下にはドレンパンが設けられているが、吸込口の下側の本体下部の吹出口から結露水が流出することが考えられた。これは、キャビネットの内側は、吸込口から吸い込んだ空気の風路を構成しているが、このキャビネットの内側でも結露し、この結露水がキャビネットの内側を伝わって降下し吹出口から流出するからである。

この流出を防止するためには、キャビネットからドレンパンへ、吹出口に至る風路を横断するように結露水を流す複雑な流路構造や、吸水シートや断熱材などを用いる必要があり、部品点数が増加し製造が困難になると考えられた。

また、床置式室内機では、ユーザに近い位置で使用されやすいことから、ユーザに冷風や温風が直接当たりやすく、室内に温度ムラが発生する場合がある。この温度ムラの発生を抑制して、ユーザに与える不快感を抑えることが肝要である。

そこで、本発明の目的は、簡易な構成で、結露水を吹出口から流出させることなく、室内の温度ムラの発生を抑えられる空気調和機の床置式室内機を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、空気を吸い込む吸込口と、吸い込んだ前記空気に対して熱交換をする熱交換器と、熱交換をした前記空気を吹き出す吹出口と、前記吸込口から前記吹出口への前記空気の風路上に設けられ前記空気を流動させるファンと、前記熱交換器に結露し下降する結露水を受けるドレンパンと、本体シャーシを構成し床置きされるキャビネットとを有する空気調和機の床置式室内機において、
前記ドレンパンと前記キャビネットが一体成形され、
前記キャビネットの上部に前記吹出口を備え、
前記吸込口が前記吹出口の下側に配置されていることを特徴としている。

本発明によれば、簡易な構成で、結露水を吹出口から流出させることなく、室内の温度ムラの発生を抑えられる空気調和機の床置式室内機を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る空気調和機の床置式室内機（冷房運転時）の側面に沿った断面図である。 床置式室内機のグリルの吸込口の一部を拡大した断面図である。 床置式室内機（冷房運転時）の一部の下流側風洞周りを拡大した断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る空気調和機の床置式室内機（暖房運転時）の側面に沿った断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る空気調和機の床置式室内機の側面に沿った断面図である。 床置式室内機（冷房運転時）の一部の下流側風洞周りを拡大した断面図である。 床置式室内機（暖房運転時）の一部の下流側風洞周りを拡大した断面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。また、本発明は、ここで取り上げた複数の実施形態の個々に限定されることはなく、適宜組み合わせてもよい。

（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態に係る空気調和機の床置式室内機（冷房運転時）１の側面に沿った断面図を示す。空気調和機の床置式室内機１は、空気を吸い込む吸込口５を有するグリル１０を備えている。グリル１０は、床置式室内機１の本体の前面に配されている。グリル１０の裏側には、吸い込まれた空気から粉塵を除去するフィルタ６が配置されている。フィルタ６の裏側には、粉塵が除去された空気に対して熱交換をする熱交換器７が設けられている。吹出口９は、吸込口５の上方でキャビネット１６の上部に設けられ、熱交換された空気を吹き出す。ファン（送風用貫流ファン）８は、吸込口５からフィルタ６、熱交換器７を経由して、吹出口９へ貫ける空気の貫流の風路１４上に設けられ、その空気を流動させ、風路１４上に貫流を形成する。風路１４は、ファン８より上流側を風路上流１４ａとし、下流側を風路下流１４ｂとする。

キャビネット１６は、床置きされている。キャビネット１６は、キャビネット１６の上部において、制御部１１と吹出筒１８（１８ａ、１８ｂ）を支持し固定している。また、キャビネット１６は、キャビネット１６の前面上部と前面下部において、化粧枠１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）を支持し固定している。吹出筒１８（１８ａ、１８ｂ）は、筒形状をしており、キャビネット１６と共に、下流側風洞３を構成する。下流側風洞３が設けられることで、その中を流れる空気の流れが定まり風路下流１４ｂとなる。また、化粧枠１９（１９ａ、１９ｂ）は、吹出口９を構成している。化粧枠１９（１９ａ、１９ｂ）は、吹出筒１８（１８ａ、１８ｂ）の吹出口９側の端部に、表面が滑らかに連続するように接続されている。そして、化粧枠１９（１９ａ、１９ｂ）は、下流側風洞３の吹出口９側に、ラッパ状に外側に向かって広がる下流側風洞端部４を構成している。

吹出筒１８の下側（１８ｂ）には、上下風向板２が取付けられている。上下風向板２は、吹出口９から吹き出される空気の風向きを、より上方かより下方に変更するために、吹出口９に対する角度を変更可能になっている。破線で示した上下風向板（運転停止時）２ａの位置を角度ゼロとすれば、この角度を、制御部１１で制御することができる。制御部１１は、冷房運転時には、吹出口９から吹出される空気がより上方に向かうように、前記角度を大きくなるように制御して、上下風向板２を上方に傾ける。また、制御部１１は、暖房運転時には、詳細は後記するが、吹出口９から吹出される空気が下方に向かうように、前記角度を小さくなるように制御して、上下風向板２を下方に傾ける。そして、制御部１１は、冷房運転や暖房運転を行っていない運転停止時には、前記角度をゼロに制御して、破線の上下風向板（運転停止時）２ａに示すように、吹出口９を塞ぐ。

グリル１０は、上端と下端を、化粧枠１９（１９ｂ、１９ｃ）に支持されている。同様に、フィルタ６も、上端と下端を、化粧枠１９（１９ｂ、１９ｃ）に支持されている。熱交換器７は、上端を吹出筒１８の下側（１８ｂ）に支持され、下端をドレンパン１５に支持されている。ドレンパン１５は、キャビネット１６と一体成形され、キャビネット１６に支持されている。また、キャビネット１６は、ファン８をファンの回転軸８ａの方向において回転自在に支持している。キャビネット１６は、キャビネット１６の上部において、制御部１１と吹出筒１８（１８ａ、１８ｂ）を支持し、キャビネット１６の前面上部と前面下部において、化粧枠１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）を支持している。これらのように、キャビネット１６は、直接、制御部１１と吹出筒１８と化粧枠１９とファン８とドレンパン１５とを支持し、吹出筒１８と化粧枠１９とドレンパン１５とを介して間接的に、グリル１０とフィルタ６と熱交換器７を支持している。これより、キャビネット１６は、各種部品を支えるシャーシとして機能していることがわかる。

ドレンパン１５は、熱交換器７の直下で、キャビネット１６の下部に配置され、熱交換器７に結露し下降する結露水１７を受けるようになっている。また、ドレンパン１５は、キャビネット１６と一体に形成されているので、図１に示すように、熱交換器７の裏面に対向するキャビネット１６の内面に結露し下降する結露水１７も受けることができる。このため、結露水を、吹出口９はもちろん床置式室内機１の本体から流出させることはない。さらに、ドレンパン１５とキャビネット１６を一体とすることで、ドレンパン１５とキャビネット１６の間に隙間が生じることがなく、隙間がないので、水飛びがあっても隙間に結露水１７が飛ぶことがないので隙間から漏れることはなく、隙間が毛細管として機能し、隙間から毛細管現象によって結露水１７が漏れることもない。また、ドレンパン１５とキャビネット１６の一体形成により、本体を構成する部品点数を削減することができる。さらに、従来であれば結露防止もしくは結露水１７の吸収あるいは流出防止といった何らかの対策が必要であったが、本発明では、結露水１７についてドレンパン１５以外の対策を特に行う必要がなくなり、床置式室内機１の本体内部の水処理構造を簡略化することができる。なお、ドレンパン１５に溜まった結露水１７は、図示を省略したドレインから床置式室内機１の機外に排出される。

吹出口９の下側にグリル１０が配置され、グリル１０に吸込口５が設けられている。吸込口５は、側面視で前面側が床に向かうように下方に傾斜している。傾斜角度は、傾斜していない垂直の場合をゼロ度として、３度〜４０度が好ましく、さらに、好ましくは、５度〜２０度に設定される。なお、吸込口５の開口面が湾曲している場合は、上端と下端を結んだ直線をもって傾斜角度を定義すればよい。フィルタ６と熱交換器７も、吸込口５に対向するように、側面視で前面側が床に向かうように下方に傾斜している。このように傾斜させることにより、床方向からの空気を吸い込み易くしている。

また、ファン８は、下端がキャビネット１６の高さｈ０の半分の高さｈ１より高くなるように、床置式室内機１の本体（キャビネット１６）の上側に配置されている。また、ファン８の回転軸８ａの高さは、吸込口５の上端の高さと略等しくしている。これらにより、ファン８は、風路上流１４ａのように下方から吸い込んで、風路下流１４ｂのように上方へ吹き出すという上昇気流を容易に発生させることができる。風路上流１４ａの下方から吸い込むという方向性は、傾斜させた吹出口９等の床方向からの空気を吸い込み易いという方向性とよく整合するので、上昇する風路１４（１４ａ、１４ｂ）を効率的に形成することができる。

前記のように、吸込口５やファン８を配置しているので、吸込口５における吸い込まれる空気の風速は均一でない。その風速のプロファイルは、吸込口５の上下方向では、吸込口５上の位置５ａにおいて、最も大きくなる。そして、位置５ａから上下方向のどちらに進んでも進む程、風速は減少する。位置５ａは、吸込口５の上下方向の中心の高さよりも低くなっている。この位置５ａとファン８の回転軸８ａとを最短距離で結んだ直線１３と平行になるように、グリル１０の傾斜板１０ａを配置している。

図２に、床置式室内機１のグリル１０の吸込口５の位置５ａの周辺の一部を拡大して示す。水平線と、直線１３さらには傾斜板１０ａがなす角度θ１は、４５度〜７５度が好ましく、さらに、５５度〜６５度が好ましい。角度θ１は、風路上流１４ａ（図１参照）の方向と略一致するので、風速が速い位置５ａ周辺部分における損失を小さくでき大量の空気を吸い込むことができる。また、床面方向からの空気を吸い込みやすいので、床面方向からの空気吸込量を増加させることが可能となり、吹き出される空気の方向とは離れる方向なので暖房運転時のショートサーキットを防止することが可能となる。また、傾斜板１０ａの上下方向の幅は、図２に示すように、床置式室内機１の正面から見た際に、隣り合う傾斜板１０ａ間の隙間が見えにくいように設定している。なお、前記で吸込口５の傾斜角度を定義したが、図２に示すように、位置５ａにおける吸込口５の開口面と垂直線とのなす角度θ２と定義してもよい。好ましい角度の範囲は前記と変わらない。

図３に、床置式室内機１（冷房運転時）の一部の下流側風洞３周りを拡大して示す。下流側風洞３が、キャビネット１６と吹出筒１８（１８ａ、１８ｂ）と化粧枠１９（１９ａ）とで構成されている。吹出筒１８の下側（１８ｂ）は、風路下流１４ｂの方向を前方かつ上方に向けるために、前方から上方の方向に傾いている。この傾斜の傾斜角度は、水平方向に対して、１０度〜５０度であることが好ましい。同様に、吹出筒１８の上側（１８ａ）とこれに滑らかに接続するキャビネット１６と化粧枠１９（１９ａ）の表面も、風路下流１４ｂの方向を前方かつ上方に向けるために、前方から上方の方向に傾いている。これらの傾斜の傾斜角度は、吹出筒１８の下側（１８ｂ）の傾斜角度より大きく、水平方向に対して、１５度〜８０度であることが好ましい。

下流側風洞３の吹出口９側には、下流側風洞端部４が構成されている。下流側風洞端部４の上側（４ａ）は、化粧枠１９（１９ａ）で構成されている。下流側風洞端部４の下側（４ｂ）は、化粧枠１９（１９ｂ）と吹出筒１８（１８ｂ）とで構成されている。下流側風洞端部４の上側（４ａ）の傾斜角度は、吹出筒１８の上側（１８ａ）の傾斜角度より、さらに上方へ角度θ５だけ傾いている。この角度θ５は、７０度以下であることが好ましい。また、下流側風洞端部４の上側（４ａ）の垂直方向に対する傾斜角度θ６は、後方に傾くように、１度〜１０度に設定されている。
下流側風洞端部４の下側（４ｂ）の傾斜角度は、吹出筒１８の下側（１８ｂ）の傾斜角度より、下方へ角度θ３だけ傾いている。この角度θ３は、７０度以下であることが好ましい。また、下流側風洞端部４の下側（４ｂ）の水平方向に対する傾斜角度θ４は、下方に傾くように、１度〜１０度に設定されている。

冷房運転時には、吹出口９から吹出される空気が上方向に向かうように、図３に示すように、上下風向板２を傾ける。これにより、風路下流１４ｂの方向は、前方かつ上方に向く。そして、風路下流１４ｂが下流側風洞端部４の上側（４ａ）の近くに設けられることで、コアンダ効果によって、風路下流１４ｂは、下流側風洞端部４の上側（４ａ）に沿い、さらに上方に傾くことになる。これにより、冷風を室内の上側に吹く出すことができるので、室内の温度ムラの発生を抑えることができる。

図４に、空気調和機の床置式室内機１の暖房運転時の様子を示す。暖房運転時には、吹出口９から吹出される空気が前方に向かい遠方に届くように、図４に示すように、上下風向板２を傾ける。上下風向板２は略水平になるように傾けられる。これにより、風路下流１４ｂの方向は、前方に向く。また、風路下流１４ｂが下流側風洞端部４の下側（４ｂ）の近くに設けられることで、コアンダ効果によって、風路下流１４ｂは、下流側風洞端部４の下側（４ｂ）に沿い、前方からわずかに下方に傾くことになる。温風は、上昇する傾向にあるので、温風を前方からわずかに下方に吹く出すことにより、より遠方の前方まで届けることができる。そして、室内の温度ムラの発生を抑えることができる。
また、吸込口５の前方には、吸込口５に吸い込まれる空気の流れ２１が存在することから、その吸い込まれる空気の流れ２１付近の静圧は低下している。このため、吹出口９から前方に吹き出された温風は、前方からわずかに下方に傾くことになる。温風は、上昇する傾向にあるので、温風を前方からわずかに下方に吹く出すことにより、より遠方の前方まで届けることができる。そして、室内の温度ムラの発生を抑えることができる。なお、吸込口５に吸い込まれる空気の流れ２１は、前記したように床面方向から、図４に示すように、後方から上方に傾いた方向に流れるので、吹出口９から吹き出される風路下流１４ｂとは距離を取り易く、ショートサーキットの発生を抑えることができる。

以上のように、第１の実施形態においては、吹出口９を本体上部に設け、吹出口９の下側に吸込口５を配置し、かつ、吸込口５およびその背面に配置された熱交換器７を側面視で傾斜させた構造とし、熱交換器７に付着し下降する結露水１７（図１参照）を受けるためのドレンパン１５を、本体シャーシおよび風路１４を構成するキャビネット１６と一体形成した構成とすることで、冷房運転時および暖房運転時に室内の温度ムラの発生を抑えつつ、部品点数を削減し、かつ水処理に関する構造を簡略化し、床置式室内機１の構成を簡略化することができる。

（第２の実施形態）
図５に、本発明の第２の実施形態に係る空気調和機の床置式室内機１の側面に沿った断面図を示す。第２の実施形態が、第１の実施形態と異なる点は、本体正面に化粧パネル２０を設けた点と、上下風向板２（２ｂ、２ｃ）を複数枚（図５では２枚）にした点である。

化粧パネル２０は、本体正面にくる平面がフラットであり、木目調や、パステル調のようにデザインを施すことが容易にできるなど、意匠性を高めることができる。また、化粧パネル２０を本体正面に配置したことにより、吸込口５（グリル１０）は、化粧パネル２０の下側に配置され、第１の実施形態に比べ全体的に下方に配置されている。吸込口５（グリル１０）は、吹出口９から離れることになるので、ショートサーキットの発生を一層抑えることができる。また、吸込口５（グリル１０）は、床面に近づくことになるので、より床方向から空気を吸い込める。

また、吸込口５（グリル１０）が、第１の実施形態に比べ全体的に下方に配置されることで、吸い込みの風速が最も大きくなる位置５ａとファン８の回転軸８ａとを最短距離で結んだ直線１３の傾きが、急になっている。吸込口５（グリル１０）から吸い込まれる空気の流れの方向が急になるので、ショートサーキットの発生を一層抑えることができる。

また、化粧パネル２０が、本体正面に配置されることから、下流側風洞端部４の下側（４ｂ）が、化粧パネル２０の上部によって構成されている。

上下風向板２（２ｂ、２ｃ）は２枚設けられているので、運転停止時には、図５の破線で示す上下風向板（運転停止時）２ａのように、角張ったシャープな感じに配置しながら、吹出口９を塞ぐことができる。

図６に、床置式室内機１の冷房運転時の様子を示す。２枚の上下風向板２（２ｂ、２ｃ）によれば、図６に示すように、冷風を前方に漏らすことなく、上方に偏向させることができる。

図７に、床置式室内機１の暖房運転時の様子を示す。２枚の上下風向板２（２ｂ、２ｃ）によれば、図７に示すように、温風を上方に漏らすことなく、前方さらには、前方から下方にやや傾斜させた方向に偏向させることができる。

１ 空気調和機の床置式室内機
２ 上下風向板
２ａ 上下風向板（運転停止時）
３ 下流側風洞
４ 下流側風洞端部
５ 吸込口
５ａ 吸込口の上下方向の風速のプロファイルにおいて風速の最も大きくなる吸込口上の位置
６ フィルタ
７ 熱交換器
８ ファン（送風用貫流ファン）
８ａ ファンの回転軸
９ 吹出口
１０ グリル
１０ａ グリルの傾斜板
１１ 制御部
１３ 格子面に平行かつファン中心を通る直線
１４ 風路
１４ａ 風路上流
１４ｂ 風路下流
１５ ドレンパン
１６ キャビネット
１７ 結露水
１８ 吹出筒
１９ 化粧枠
２０ 化粧パネル
２１ 吸い込まれる空気の流れ

Claims (6)

1. 空気を吸い込む吸込口と、吸い込んだ前記空気に対して熱交換をする熱交換器と、熱交換をした前記空気を吹き出す吹出口と、前記吸込口から前記吹出口への前記空気の風路上に設けられ前記空気を流動させるファンと、前記熱交換器に結露し下降する結露水を受けるドレンパンと、本体シャーシを構成し床置きされるキャビネットとを有する空気調和機の床置式室内機において、
   前記ドレンパンと前記キャビネットが一体成形され、
   前記キャビネットの上部に前記吹出口を備え、
   前記吸込口が前記吹出口の下側に配置されていることを特徴とする空気調和機の床置式室内機。
2. 前記吸込口は、側面視で前面側が床に向かうように下方に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の床置式室内機。
3. 前記熱交換器は、板状で、前記吸込口に対向し、側面視で前面側が床に向かうように下方に傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の空気調和機の床置式室内機。
4. 前記ファンは、下端が前記キャビネットの高さの半分の高さより高くなるように配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の空気調和機の床置式室内機。
5. 前記吹出口から吹き出される前記空気の風向きを、より上方かより下方に変更するために、側面視で前記吹出口に対する角度を変更可能な上下風向板と、
   前記角度を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   冷房運転時に、前記吹出口から吹出される前記空気がより上方に向かうように、前記角度を制御して、前記上下風向板を上方に傾けることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の空気調和機の床置式室内機。
6. 前記制御部は、
   暖房運転時に、前記吹出口から吹出される前記空気がより下方に向かうように、前記角度を制御して、前記上下風向板を下方に傾けることを特徴とする請求項５に記載の空気調和機の床置式室内機。

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