JP2012037085A - 空気調和機の室内機、及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器を小型化することが可能な空気調和機の室内機を得る。
【解決手段】室内機１００は、上部に吸込口２が形成され、前面部下側に吹出口３が形成されたケーシング１と、ケーシング１内の吸込口２の下流側に設けられた軸流型又は斜流型のファン２０と、ケーシング１内であって、ファン２０の下流側となり吹出口３の上流側となる位置に設けられた熱交換器５０と、を備えたものである。また、熱交換器５０は、所定の間隙を介して積層された複数のフィン５６、及びこれら複数のフィン５６を貫通する複数の伝熱管５７を有するものである。そして、熱交換器５０は、ファン２０の外周側と対向する範囲の通風抵抗が、ファン２０の中心部と対向する範囲の通風抵抗よりも大きくなっている。
【選択図】図１５

Description

本発明は、ファン及び熱交換器をケーシング内に収納した室内機、及びこの室内機を備えた空気調和機に関するものである。

従来より、ケーシング内にフィンチューブ型熱交換器（所定の間隙を介して積層された複数のフィンと、これらフィンを貫通して設けられた複数の伝熱管と、を備えた熱交換器）を備えた空気調和機の室内機が知られている。このような従来の空気調和機の室内機としては、例えば「熱交換器４は、ファンロータ３の前方、上方および後部上方を取り囲むように設けられている。この熱交換器４は、左右両端で複数回折り返された伝熱管に多数の放熱フィンが取り付けられたものであり、ファンロータ３の駆動により上部吸込口１０ａおよび前面吸込口１１ａから吸い込まれた空気をファンロータ３側に通過させ、伝熱管内部を通過する冷媒との間で熱交換を行わせるものである。熱交換器４は、冷媒配管を介して室外機からの冷媒配管と接続される。」（特許文献１参照）というものが提案されている。

特開２００３−２５４５５２号公報（段落０００４、図２）

一般的に、空気調和機の室内機を構成する各ユニットのうち、熱交換器に使用される材料が最も多い。このため、省資源化や省エネルギー化が求められている昨今、熱交換器の小型化は重要な課題となっている。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、熱交換器を小型化することが可能な空気調和機の室内機、及びこの室内機を備えた空気調和機を得ることを目的とする。

本発明に係る空気調和機の室内機は、上部に吸込口が形成され、前面部下側に吹出口が形成されたケーシングと、ケーシング内の吸込口の下流側に設けられた軸流型又は斜流型のファンと、ケーシング内であって、ファンの下流側となり吹出口の上流側となる位置に設けられた熱交換器と、を備えたものである。また、熱交換器は、所定の間隙を介して積層された複数のフィン、及びこれら複数のフィンを貫通する複数の伝熱管を有するものである。そして、熱交換器は、ファンの外周側と対向する範囲の通風抵抗が、ファンの中心部と対向する範囲の通風抵抗よりも大きくなっている。

また、本発明に係る空気調和機は、上記の室内機を備えるものである。

軸流ファンや斜流ファンは、ファンの中心部側ほど風量が少なくなり、ファンの外周側ほど風量が多くなる。つまり、軸流ファンや斜流ファンと対向している範囲の熱交換器においては、ファンの中心部と対向している範囲ほど通過しようとする風量が少なくなり、ファンの外周側と対向している範囲ほど通過しようとする風量が多くなる。そこで、本発明に係る熱交換器は、通過しようとする風量が多くなる範囲（ファンの外周側と対向している範囲）の通風抵抗を、通過しようとする風量が少なくなる範囲（ファンの中心部と対向する範囲）の通風抵抗よりも大きくしている。このため、熱交換器の各範囲における風速（つまり、風量）が均一化し、熱交換器の熱交換能力が向上する。したがって、本発明においては、熱交換器を小型化することができ、室内機及びこの室内機を備えた空気調和機の省資源化及び省エネルギー化を図ることができる。

特に、本発明に係る室内機は、熱交換器の上流側にファンを配置し、吹出口から吹き出される空気の旋回流の発生や風速分布のバラツキの発生を抑制している。このような室内機においては、室内機の高さ寸法が大きくなり、据付け上の制約となる場合がある。したがって、熱交換器を小型化できる本発明は、熱交換器の上流側にファンを配置した本発明に係る室内機において、特に有用である。

本発明の実施の形態１に係る室内機を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る室内機を示す外観斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る室内機を前面右側から見た斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る室内機を背面右側から見た斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る室内機を前面左側から見た斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るドレンパンを示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る室内機の結露発生位置を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る信号処理装置を示す構成図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機の別の一例を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る室内機の別の一例を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る室内機のさらに別の一例を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る室内機のさらに別の一例を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る室内機のさらに別の一例を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態２に係る室内機を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態３に係る室内機を示す縦断面図である。

以下、本発明に係る空気調和機（より詳しくは、空気調和機の室内機）の具体的な実施の形態について説明する。なお、以下の各実施の形態では、壁掛け型の室内機を例に本発明を説明する。また、各実施の形態で示す図では、各ユニット（又は各ユニットの構成部材）の形状や大きさ等が一部異なる場合もある。

実施の形態１．
＜基本構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機を示す縦断面図である。また、図２は、この室内機を示す外観斜視図である。なお、本実施の形態１及び後述する実施の形態では、図１の左側を室内機１００の前面側として説明する。以下、図１及び図２に基づいて、室内機１００の構成について説明する。

（全体構成）
この室内機１００は、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用することで、室内等の空調対象域に空調空気を供給するものである。室内機１００は、主に、室内空気を内部に吸い込むための吸込口２及び空調空気を空調対象域に供給するための吹出口３が形成されているケーシング１と、このケーシング１内に収納され、吸込口２から室内空気を吸い込み、吹出口３から空調空気を吹き出すファン２０（ファン）と、ファン２０から吹出口３までの風路に配設され、冷媒と室内空気とで熱交換することで空調空気を作り出す熱交換器５０と、を有している。そして、これらの構成要素によりケーシング１内に風路（矢印Ｚ）が連通されている。吸込口２は、ケーシング１の上部に開口形成されている。吹出口３は、ケーシング１の下部（より詳しくは、ケーシング１の前面部下側）に開口形成されている。ファン２０は、吸込口２の下流側でかつ、熱交換器５０の上流側に配設されており、例えば軸流ファン又は斜流ファン等で構成されている。

このように構成された室内機１００においては、ファン２０が熱交換器５０の上流側に設けられているので、吹出口３にファン２０が設けられている従来の空気調和機の室内機と比べ、吹出口３から吹き出される空気の旋回流の発生や風速分布のバラツキの発生を抑制することができる。このため、空調対象域への快適な送風が可能となる。また、吹出口３にファン等の複雑な構造物がないため、冷房運転時に暖気と冷気の境界で生じる結露の対策も容易となる。さらに、ファンモーター３０が空調空気である冷気や暖気にさらされることがないため、長時間の運転寿命を提供することができる。

（ファン）
一般的に、空気調和機の室内機は設置スペースに制約があるため、ファンを大きくできないことが多い。このため、所望の風量を得るために、適度な大きさのファンを複数並列に配置する。本実施の形態１に係る室内機１００は、図２に示すように、ケーシング１の長手方向（換言すると、吹出口３の長手方向）に沿って、３個のファン２０が並列に配置されている。現在の一般的な空気調和機の室内機の寸法において所望の熱交換能力を得るには、ファン２０はおよそ３個〜４個が好ましい。本実施の形態１に係る室内機においては、ファン２０はすべて同一形状で構成され、動作回転数をすべて等しく運転することにより全てのファン２０でほぼ等しい送風量を得ることができる。

このように構成することにより、必要風量や室内機１００内部の通風抵抗に応じてファン２０の個数、形状及び大きさ等を組合せることで、多様なスペックの室内機１００に対応した最適ファン設計が可能となる。

（ベルマウス）
本実施の形態１に係る室内機１００には、ファン２０の周りに、ダクト上のベルマウス５が配置されている。ベルマウス５は、ファンへの吸気と排気を滑らかに誘導するためのものである。図１に示すように、本実施の形態１に係るベルマウス５は、平面視において略円形状をしている。また、縦断面において、本実施の形態１に係るベルマウス５は次のような形状をしている。上部５ａは、その端部が上方に向かって広がる略円弧形状をしている。中央部５ｂは、ベルマウスの直径が一定となったストレート部分となっている。下部５ｃは、その端部が下方に向かって広がる略円弧形状をしている。そして、ベルマウス５の上部５ａの端部（吸い込み側の円弧部分）で吸込口２を形成している。

なお、ベルマウス５は、部品点数の削減や強度向上のため、例えばケーシング１と一体で形成してもよい。また例えば、ベルマウス５、ファン２０及びファンモーター３０等でモジュール化し、これらとケーシング１を着脱可能な構成として、メンテナンス性を向上してもよい。

また、本実施の形態１においては、ベルマウス５の上部５ａの端部（吸い込み側の円弧部分）は、ベルマウス５の開口面の周方向に対して、一様形状で構成されている。つまり、ファン２０の回転軸２０ａを中心とした回転方向に対して、ベルマウス５は切り欠きやリブ等の構造が無く、軸対称性を有した一様な形状をしている。

このようにベルマウス５を構成することにより、ファン２０の回転に対してベルマウス５の上部５ａの端部（吸い込み側の円弧部分）が一様な形状をしているので、ファン２０の吸込み流れとしても一様な流れが実現される。このため、ファン２０の吸込み流れの偏流によって発生する騒音を低減することができる。

（仕切り板について）
図２に示すように、本実施の形態１に係る室内機１００は、隣接したファン２０の間に、仕切り板９０が設けられている。これら仕切り板９０は、熱交換器５０とファン２０の間に設置されている。つまり、熱交換器５０とファン２０の間の風路が、複数の風路（本実施の形態１では３つ）に分割されている。仕切り板９０は、熱交換器５０とファン２０の間に設置されるため、熱交換器５０に接する側の端部が熱交換器５０に沿った形状となっている。より詳しくは、図１に示すように、熱交換器５０は、室内機１００の前面側から背面側にかけての縦断面（つまり、室内機１００を右側から見た縦断面。以下、右側縦断面と称する）において、略Λ型に配置されている。このため、仕切り板９０の熱交換器５０側端部も略Λ型となっている。

なお、仕切り板９０のファン２０側端部の位置は、例えば次のように決定すればよい。隣接するファン２０が吸込側において互いに影響を生じない程度に十分離れている場合、仕切り板９０のファン２０側の端部は、ファン２０の出口面までとすればよい。しかし、隣接するファン２０が吸込側において互いに影響を及ぼす程度に近づいている場合で、さらにベルマウス５の上部５ａの端部（吸い込み側の円弧部分）の形状が十分に大きく形成できる場合、仕切り板９０のファン２０側の端部は、隣接する風路に影響を与えないように（隣接するファン２０が吸込側において互いに影響を及ぼさないように）、ファン２０の上流側（吸入側）まで延設してもよい。

また、仕切り板９０は、種々の材質で形成することができる。例えば、スチールやアルミ等の金属で仕切り板９０を形成してもよい。また例えば、樹脂等で仕切り板９０を形成してもよい。ただし、熱交換器５０は暖房運転のときに高温となるため、仕切り板９０が樹脂等のような低融点の材質で形成されている場合、仕切り板９０と熱交換器５０との間にわずかな空間を形成するとよい。仕切り板９０がアルミやスチール等の融点が高い材質の場合、仕切り板９０を熱交換器５０と接するように配置してもよい。熱交換器５０が例えばフィンチューブ型熱交換器の場合、熱交換器５０のフィン間に仕切り板９０を挿入してもよい。

上述したように、熱交換器５０とファン２０の間の風路が、複数の風路（本実施の形態１では３つ）に分割されている。この風路内、つまり、仕切り板９０やケーシング１等に吸音材を設けて、ダクト内で生じる騒音を低減することもできる。

また、これら分割された風路は、平面視において、一辺がＬ１及びＬ２となった略四角形状に形成されている。つまり、分割された風路の幅が、Ｌ１及びＬ２となっている。このため、例えば、Ｌ１，Ｌ２で形成された略四角形状の内部に設置されたファン２０が生じる風量は、確実にファン２０の下流にあるＬ１，Ｌ２で囲まれた領域の熱交換器５０を通過する。

このようにケーシング１内の風路を複数の風路に分割することにより、ファン２０が下流に作る流れ場が旋回成分を有していても、各ファン２０から吹き出された空気が室内機１００の長手方向（図１紙面直交方向）に自由に移動できなくなる。このため、ファン２０が吹き出した空気は、このファン２０の下流にあるＬ１，Ｌ２で囲まれた領域の熱交換器５０に通過させることが可能となる。その結果として、熱交換器５０全体に流入する室内機１００の長手方向（図１紙面直交方向）の風量分布のバラツキを抑制し、高い熱交換性能を有すことができる。また、ケーシング１内を仕切り板９０で分断することで、互いに隣接したファン２０同士において、隣接したファン２０の発生する旋回流との干渉を防ぐことができる。このため、旋回流同士の干渉による流体のエネルギーのロスを抑制することができ、風速分布の改善と合わせて、室内機１００の圧力損失低減が可能となる。なお、各仕切り板９０は一枚の板で形成されている必要はなく、複数の板で形成されていてもよい。例えば、仕切り板９０を前面側熱交換器５１側と背面側熱交換器５５側で二分割してもよい。言うまでもなく仕切り板９０を構成する各板どうしの接合箇所には隙間はない方が好ましい。仕切り板９０を複数に分割することにより、仕切り板９０の組み付け性が向上する。

（ファンモーター）
ファン２０はファンモーター３０で回転駆動される。用いられるファンモーター３０は、インナーローター型でもよいし、アウターローター型でもよい。アウターローター型のファンモーター３０の場合には、ローターをファン２０のボス２１と一体にした構造（ボス２１にローターを持たせる）のものも用いられる。また、ファンモーター３０の寸法をファン２０のボス２１の寸法よりも小さくすることで、ファン２０の生成する気流に損失を与えることを防止できる。さらに、ボス２１の内部にモーターを配設することで、軸方向寸法も小さくすることができる。ファンモーター３０とファン２０を着脱容易な構造とすることにより、清掃性も向上する。

なお、ファンモーター３０として比較的コストの高いＤＣブラシレスモーターを用いることにより、効率の向上、長寿命化及び制御性の向上を図ることができるが、他の形式のモーターを採用しても空気調和機としての一次機能が満足されることは言うまでもない。 また、ファンモーター３０駆動用の回路は、ファンモーター３０と一体にしてもよいし、外部で構成して防塵、防火対策を施すこともできる。

ファンモーター３０は、モーターステイ１６により、ケーシング１に取り付けられている。さらに、ファンモーター３０をＣＰＵ冷却に用いられるボックス型（ファン２０、筐体、ファンモーター３０等が一体でモジュール化されているもの）とし、モーターステイ１６と着脱可能な構造とすれば、メンテナンス性が向上し、ファン２０のチップクリアランスの精度も高くすることができる

なお、ファンモーター３０の駆動回路は、ファンモーター３０内部に構成しても良いし、外部にあってもよい。

（モーターステイ）
モーターステイ１６は、固定部材１７及び支持部材１８を備えている。固定部材１７は、ファンモーター３０が取り付けられるものである。支持部材１８は、固定部材１７をケーシング１へ固定するための部材である。支持部材１８は、例えば棒状のものであり、固定部材１７の外周部から例えば放射状に延設されている。図１に示すように、本実施の形態１に係る支持部材１８は、およそ水平方向に延設されている。

（熱交換器）
本実施の形態１に係る室内機１００の熱交換器５０は、ファン２０の風下側に配置されている。この熱交換器５０には、例えばフィンチューブ型熱交換器等を用いるとよい。熱交換器５０は、図１に示すように、右側縦断面において、対称線５０ａで分断されている。対称線５０ａは、この断面における熱交換器５０の設置範囲を、略中央部において左右方向に分断するものである。つまり、前面側熱交換器５１は対称線５０ａに対して前面側（図１の紙面左側）に、背面側熱交換器５５は対称線５０ａに対して背面側（図１の紙面右側）に、それぞれ配置されている。そして、前面側熱交換器５１及び背面側熱交換器５５は、前面側熱交換器５１と背面側熱交換器５５との間の間隔が空気の流れ方向に対して広がるように、つまり右側縦断面において熱交換器５０の断面形状が略Λ型となるように、ケーシング１内に配置されている。つまり、前面側熱交換器５１及び背面側熱交換器５５は、ファン２０から供給される空気の流れ方向に対して傾斜を有するように配置されているのである。

さらに、熱交換器５０は、背面側熱交換器５５の風路面積が前面側熱交換器５１の風路面積よりも大きくなっていることを特徴としている。つまり、熱交換器５０は、背面側熱交換器５５の風量が前面側熱交換器５１の風量よりも大きくなっている。本実施の形態１では、右側縦断面において、背面側熱交換器５５の長手方向の長さが前面側熱交換器５１の長手方向長さよりも長くなっている。これにより、背面側熱交換器５５の風路面積は、前面側熱交換器５１の風路面積よりも大きくなっている。なお、前面側熱交換器５１及び背面側熱交換器５５のその他の構成（図１における奥行き方向の長さ等）は、同じとなっている。つまり、背面側熱交換器５５の伝熱面積は、前面側熱交換器５１の伝熱面積よりも大きくなっている。また、ファン２０の回転軸２０ａは、対称線５０ａの上方に設置されている。

このように熱交換器５０を構成することにより、吹出口にファンが設けられている従来の空気調和機の室内機と比べ、吹出口３から吹き出される空気の旋回流の発生や風速分布の発生を抑制することができる。また、このように熱交換器５０を構成することにより、背面側熱交換器５５の風量が前面側熱交換器５１の風量よりも大きくなる。そして、この風量差により、前面側熱交換器５１及び背面側熱交換器５５のそれぞれを通過した空気が合流した際、この合流した空気は前面側（吹出口３側）へ曲がることとなる。このため、吹出口３近傍で気流を急激に曲げる必要が無くなり、吹出口３近傍での圧力損失を低減することができる。

また、本実施の形態１に係る室内機１００においては、背面側熱交換器５５から流出する空気の流れ方向が、背面側から前面側への流れとなる。このため、本実施の形態１に係る室内機１００は、右側縦断面において熱交換器５０を略ｖ型に配置する場合と比べて、熱交換器５０を通過した後の空気の流れをより曲げやすくなる。

室内機１００は、ファン２０を複数個有するため、重量が重くなりがちである。室内機１００が重くなると、室内機１００を据付けするための壁面の強度が必要とされ、据付け上の制約となる。このため、熱交換器５０の軽量化を図ることが好ましい。また、室内機１００は、熱交換器５０の上流側にファン２０を配置するので、室内機１００の高さ寸法が大きくなり、据付け上の制約となりがちである。このため、熱交換器５０を小型化することが好ましい。

そこで、本実施の形態１では、熱交換器５０（前面側熱交換器５１及び背面側熱交換器５５）としてフィンチューブ型熱交換器を用い、熱交換器５０の小型化を図っている。より詳しくは、本実施の形態１に係る熱交換器５０は、所定の間隙を介して積層された複数のフィン５６と、これらフィン５６を貫通する複数の伝熱管５７と、を備えている。本実施の形態１では、ケーシング１の左右方向（図１の紙面直交方向）に、フィン５６を積層している。つまり、伝熱管５７は、ケーシング１の左右方向（図１の紙面直交方向）に沿って、フィン５６を貫通している。また、本実施の形態１では、熱交換器５０の熱交換効率を向上させるため、熱交換器５０の通風方向（フィン５６の幅方向）に伝熱管５７を２列配置している。これら伝熱管５７は、右側縦断面において略千鳥形状に配置されている。

また、伝熱管５７を直径が細い（直径３ｍｍ〜７ｍｍ程度）円管で構成し、伝熱管５７を流れる冷媒（室内機１００及びこの室内機１００を備えた空気調和機に用いられる冷媒）をＲ３２とすることにより、熱交換器５０の小型化を図っている。つまり、熱交換器５０は、伝熱管５７の内部を流れる冷媒と室内空気とがフィン５６を介して熱交換するものである。このため、伝熱管５７を細くした場合、伝熱管の径が太い熱交換器と比べ、同一冷媒循環量では冷媒の圧力損失が大きくなる。しかしながら、Ｒ３２は、Ｒ４１０Ａと比べ、同一温度における蒸発潜熱が大きく、より少ない冷媒循環量で同一能力を発揮できる。このため、Ｒ３２を使用することにより、使用する冷媒量の削減が可能となり、熱交換器５０において圧力損失の低減ができる。したがって、伝熱管５７を細い円管で構成し、冷媒としてＲ３２を用いることにより、熱交換器５０を小型化することができる。

また、本実施の形態１に係る熱交換器５０では、フィン５６及び伝熱管５７をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成することにより、熱交換器５０の軽量化を図っている。なお、熱交換器５０の重量が据付状の制約とならない場合、伝熱管５７を銅で構成しても勿論よい。

なお、本実施の形態１では、右側縦断面略Λ型の熱交換器５０において小型化及び軽量化を図ったが、熱交換器５０の形状はこれに限られるものではない。フィン５６及び伝熱管５７で構成される熱交換器５０は、例えば以下のように形成されてもよい。

図１０〜図１３は、本発明の実施の形態１に係る室内機の別の一例を示す縦断面図である。
右側縦断面において、フィン５６及び伝熱管５７で構成される熱交換器５０は、例えば略Ｎ型（図１０）に形成されてもよいし、例えば略Ｗ型（図１１）に形成されてもよいし、例えば略И型（図１２）に形成されてもよいし、例えば略Ｍ型（図１３）に形成されてもよい。このとき、対称線５０ａよりも前側に配置された熱交換器５１ａ及び熱交換器５１ｂが前面側熱交換器５１となる。また、対称線５０ａよりも後側に配置された熱交換器５５ａ及び熱交換器５５ｂが背面側熱交換器５５となる。図１０〜図１３のように熱交換器５０を構成することにより、熱交換器５０を通過する風量が増加し、熱交換器５０の熱交換能力がさらに向上する。このため、熱交換器５０をさらに小型化することができる。

（フィンガーガード＆フィルター）
また、本実施の形態１に係る室内機１００は、吸込口２に、フィンガーガード１５やフィルター１０が設けられている。フィンガーガード１５は、回転するファン２０に手を触れることができないようにする目的で設置されているものである。このため、フィンガーガード１５の形状は、ファン２０に手を触れることができなければ任意である。例えば、フィンガーガード１５の形状は、格子状でもよいし、多数の大小異なるリングで構成されたような円形状でもよい。また、フィンガーガード１５は、樹脂等の材料で構成しても金属の材料で構成してもよいが、強度が必要な場合、金属で構成することが望ましい。また、フィンガーガード１５は、通風抵抗の低下と強度の保持の観点からできるだけ細く、強い材料や形状が好ましい。フィルター１０は、室内機１００の内部へ粉塵が流入することを防止するために設けられているものである。フィルター１０は、着脱自在にケーシング１に設けられている。また、本実施の形態１に係る室内機１００は、フィルター１０を自動で掃除する自動清掃機構を備えている。

（風向制御ベーン）
また、本実施の形態１に係る室内機１００は吹出口３に、気流の吹出し方向を制御する機構である上下ベーン７０（図２参照）と図示しない左右ベーン（図示せず）が設けられている。

（ドレンパン）
図３は、本発明の実施の形態１に係る室内機を前面右側から見た斜視図である。図４は、この室内機を背面右側から見た斜視図である。図５は、この室内機を前面左側から見た斜視図である。また、図６は、本発明の実施の形態１に係るドレンパンを示す斜視図である。なお、ドレンパンの形状の理解を容易とするため、図３及び図４では室内機１００の右側を断面で示し、図５では室内機１００の左側を断面で示している。

前面側熱交換器５１の下端部（前面側熱交換器５１の前面側端部）の下方には、前面側ドレンパン１１０が設けられている。背面側熱交換器５５の下端部（背面側熱交換器５５の背面側端部）の下方には、背面側ドレンパン１１５が設けられている。なお、本実施の形態１では、背面側ドレンパン１１５とケーシング１の背面部１ｂが一体で形成されている。この背面側ドレンパン１１５には、左側端部及び右側端部の双方に、ドレンホース１１７が接続される接続口１１６が設けられている。なお、接続口１１６の双方へドレンホース１１７を接続する必要はなく、どちらか一方の接続口１１６へドレンホース１１７を接続すればよい。例えば、室内機１００の据付工事の際に室内機１００の右側へドレンホース１１７を引き出したい場合、背面側ドレンパン１１５の右側端部に設けられた接続口１１６へドレンホース１１７を接続し、背面側ドレンパン１１５の左側端部に設けられた接続口１１６はゴムキャップ等で閉塞すればよい。

前面側ドレンパン１１０は、背面側ドレンパン１１５よりも高い位置に配置されている。また、前面側ドレンパン１１０と背面側ドレンパン１１５との間には、左側端部及び右側端部の双方に、ドレンの移動路となる排水路１１１が設けられている。排水路１１１は、前面側の端部が前面側ドレンパン１１０と接続されており、前面側ドレンパン１１０から背面側ドレンパン１１５に向かって下方に傾斜するように設けられている。また、排水路１１１の背面側の端部には、舌部１１１ａが形成されている。排水路１１１の背面側の端部は、背面側ドレンパン１１５の上面に覆い被さるように配置されている。

冷房運転時、熱交換器５０で室内空気が冷却される際、熱交換器５０に結露が発生する。そして、前面側熱交換器５１に付着した露は、前面側熱交換器５１の下端部から滴下し、前面側ドレンパン１１０で回収される。背面側熱交換器５５に付着した露は、背面側熱交換器５５の下端部から滴下し、背面側ドレンパン１１５で回収される。
また、本実施の形態１では背面側ドレンパン１１５よりも高い位置に前面側ドレンパン１１０を設けているので、前面側ドレンパン１１０で回収されたドレンは、背面側ドレンパン１１５の方へ向かって排水路１１１を流れる。そして、このドレンは、排水路１１１の舌部１１１ａから背面側ドレンパン１１５へ滴下し、背面側ドレンパン１１５で回収される。背面側ドレンパン１１５で回収されたドレンは、ドレンホース１１７を通って、ケーシング１（室内機１００）の外部へ排出される。

本実施の形態１のように、背面側ドレンパン１１５よりも高い位置に前面側ドレンパン１１０を設けることにより、両ドレンパンで回収されたドレンを、背面側ドレンパン１１５（最もケーシング１の背面側に配置されたドレンパン）に集めることができる。このため、背面側ドレンパン１１５にドレンホース１１７の接続口１１６を設けることにより、前面側ドレンパン１１０及び背面側ドレンパン１１５で回収されたドレンをケーシング１の外部へ排出することができる。したがって、ケーシング１の前面部等を開けて室内機１００のメンテナンス（熱交換器５０の清掃等）を行う場合等、ドレンホース１１７の接続されたドレンパンを着脱等する必要がなく、メンテナンス等の作業性が向上する。

また、排水路１１１が左側端部及び右側端部の双方に設けられているので、室内機１００が傾いた状態で設置されても、前面側ドレンパン１１０で回収されたドレンを確実に背面側ドレンパン１１５へ導くことができる。また、ドレンホース１１７を接続する接続口が左側端部及び右側端部の双方に設けられているので、室内機１００の据付条件に応じてホースの引き出し方向を選択することができ、室内機１００を設置する際の作業性が向上する。また、排水路１１１が背面側ドレンパン１１５の上方に覆い被さるように配置されているので（つまり、排水路１１１と背面側ドレンパン１１５との間に接続機構が不要となるので）、前面側ドレンパン１１０を着脱することが容易となり、メンテナンス性がより向上する。

なお、排水路１１１の背面側の端部を背面側ドレンパン１１５と接続し、前面側ドレンパン１１０が排水路１１１の上方に覆い被さるように、排水路１１１を配置してもよい。このような構成でも、排水路１１１が背面側ドレンパン１１５の上方に覆い被さるように配置された構成と同様の効果を得ることができる。また、前面側ドレンパン１１０が背面側ドレンパン１１５よりも高い必要は必ずしもなく、前面側ドレンパン１１０と背面側ドレンパン１１５が同じ高さであっても、両ドレンパンで回収したドレンを背面側ドレンパン１１５に接続されたドレンホースから排出することができる。

（ノズル）
また、本実施の形態１に係る室内機１００は、右側縦断面において、ノズル６の入り口側の開口長さｄ１（前面側ドレンパン１１０と背面側ドレンパン１１５部分との間で定義されるドレンパン間の絞り長さｄ１）が、ノズル６の出口側の開口長さｄ２（吹出口３の長さ）よりも大きく構成されている。つまり、室内機１００のノズル６は、ｄ１＞ｄ２となっている。

ノズル６がｄ１＞ｄ２となっているのは、次のような理由のためである。なお、ｄ２は室内機の基本機能の一つである気流の到達性に影響するため、以下では、本実施の形態１に係る室内機１００のｄ２が従来の室内機の吹出口と同程度の長さであるとして説明する。

縦断面におけるノズル６の形状をｄ１＞ｄ２とすることにより、空気の風路が大きくなると共に、上流側に配置された熱交換器５０の角度Ａ（熱交換器５０の下流側における前面側熱交換器５１と背面側熱交換器５５とがなす角度）を大きくすることが可能となる。このため、熱交換器５０に生じる風速分布が緩和されると共に、熱交換器５０の下流の空気の風路を大きく形成できるため、室内機１００全体の圧力損失の低減が可能となる。さらに、ノズル６の入口付近に生じていた風速分布の偏りを、縮流する効果によって均一化し、吹出口３に案内することができる。

例えばｄ１＝ｄ２の場合、ノズル６の入口付近で生じた風速分布の偏り（例えば、背面側に偏った流れ）が、そのまま吹出口３における風速分布の偏りとなる。つまり、ｄ１＝ｄ２の場合、風速分布の偏りを持った状態で、吹出口３から空気が吹き出される。また、例えばｄ１＜ｄ２の場合、前面側熱交換器５１及び背面側熱交換器５５を通過した空気がノズル６の入口付近で合流する際、縮流損失が大きくなってしまう。このため、ｄ１＜ｄ２の場合、吹出口３のディフューズ効果が得られなければ、縮流損失分の損失が発生する。

（ＡＮＣ）
また、本実施の形態１に係る室内機１００は、図１に示すように能動的消音機構が設置されている。

より詳しくは、本実施の形態１に係る室内機１００の消音機構は、騒音検出マイクロホン１６１、制御スピーカー１８１、消音効果検出マイクロホン１９１、及び信号処理装置２０１により構成されている。騒音検出マイクロホン１６１は、ファン２０の送風音を含む室内機１００の運転音（騒音）を検出する騒音検出装置である。この騒音検出マイクロホン１６１は、ファン２０と熱交換器５０との間に配置されている。本実施の形態１では、ケーシング１内の前面部に設けられている。制御スピーカー１８１は、騒音に対する制御音を出力する制御音出力装置である。この制御スピーカー１８１は、騒音検出マイクロホン１６１の下側であって、熱交換器５０の上側に配置されている。本実施の形態１では、ケーシング１内の前面部に、風路の中央を向くように設けられている。消音効果検出マイクロホン１９１は、制御音による消音効果を検出する消音効果検出装置である。この消音効果検出マイクロホン１９１は、吹出口３から出てくる騒音を検出するため、吹出口３近傍に設けられている。また、消音効果検出マイクロホン１９１は、吹出口３から出てくる吹出空気に当たらないように、風流を避けた位置に取り付けられている。信号処理装置２０１は、騒音検出マイクロホン１６１及び消音効果検出マイクロホン１９１の検出結果に基づき、制御スピーカー１８１に制御音を出力させる制御音生成装置である。

図８は、本発明の実施の形態１に係る信号処理装置を示す構成図である。騒音検出マイクロホン１６１、及び消音効果検出マイクロホン１９１から入力された電気信号はマイクアンプ１５１により増幅され、Ａ／Ｄ変換器１５２によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号はＦＩＲフィルター１５８、及びＬＭＳアルゴリズム１５９に入力される。ＦＩＲフィルター１５８では騒音検出マイクロホン１６１で検出した騒音が、消音効果検出マイクロホン１９１が設置されている場所に到達したときの騒音と同振幅・逆位相となるように補正をかけた制御信号を生成し、Ｄ／Ａ変換器１５４によりデジタル信号からアナログ信号に変換された後、アンプ１５５により増幅され、制御スピーカー１８１から制御音として放出される。

空気調和機が冷房運転する場合等、図７に示すように、熱交換器５０と吹出口３の間の領域Ｂは、冷気により温度が低下するため、空気中の水蒸気が水滴となって現れる結露が発生する。このため、室内機１００には、吹出口３付近に水滴が吹出口３から出てこないようにするための水受け等（図示せず）が取り付けられている。なお、熱交換器５０の上流である騒音検出マイクロホン１６１及び制御スピーカー１８１が配置される領域は、冷気により冷やされる領域の上流にあたるため、結露が生じない。

次に室内機１００の運転音の抑制方法について説明する。室内機１００におけるファン２０の送風音を含む運転音（騒音）は、ファン２０と熱交換器５０との間に取り付けられた騒音検出マイクロホン１６１で検出してマイクアンプ１５１、Ａ／Ｄ変換器１５２を介してデジタル信号となり、ＦＩＲフィルター１５８とＬＭＳアルゴリズム１５９に入力される。

ＦＩＲフィルター１５８のタップ係数はＬＭＳアルゴリズム１５９により逐次更新される。ＬＭＳアルゴリズム１５９にてタップ係数は式１（ｈ（ｎ＋１）＝ｈ（ｎ）＋２・μ・ｅ（ｎ）・ｘ（ｎ））に従って更新され、誤差信号ｅがゼロに近づくように最適なタップ係数が更新される。
なお、ｈ：フィルターのタップ係数、ｅ：誤差信号、ｘ：フィルター入力信号、μ：ステップサイズパラメータであり、ステップサイズパラメータμはサンプリングごとのフィルター係数更新量を制御するものである。

このように、ＬＭＳアルゴリズム１５９でタップ係数が更新されたＦＩＲフィルター１５８を通過したデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換器１５４にてアナログ信号に変換され、アンプ１５５で増幅され、ファン２０と熱交換器５０との間に取り付けられた制御スピーカー１８１から制御音として室内機１００内の風路に放出される。

一方、室内機１００の下端で、吹出口３から放出される風が当たらないように吹出口３の外側壁方向に取り付けられた消音効果検出マイクロホン１９１には、ファン２０から風路を通って伝播し吹出口３から出てくる騒音に制御スピーカー１８１から放出された制御音を干渉させた後の音が検出される。上述したＬＭＳアルゴリズム１５９の誤差信号には、消音効果検出マイクロホン１９１で検出された音を入力しているため、この干渉後の音がゼロに近づくようにＦＩＲフィルター１５８のタップ係数が更新されることになる。その結果、ＦＩＲフィルター１５８を通過した制御音により吹出口３近傍の騒音を抑制することができる。

このように、能動的消音方法を適用した室内機１００においては、騒音検出マイクロホン１６１と制御スピーカー１８１をファン２０と熱交換器５０との間に配置し、消音効果検出マイクロホン１９１を吹出口３からの風流が当たらない箇所に取り付けている。このため、結露が起きる領域Ｂに能動的消音の必要部材を取り付けなくて済むため、制御スピーカー１８１、騒音検出マイクロホン１６１及び消音効果検出マイクロホン１９１への水滴の付着を防止し、消音性能の劣化やスピーカーやマイクロホンの故障を防ぐことができる。

なお、本実施の形態１で示した騒音検出マイクロホン１６１、制御スピーカー１８１及び消音効果検出マイクロホン１９１の取り付け位置は、あくまでも一例である。例えば、図９に示すように、騒音検出マイクロホン１６１と制御スピーカー１８１と共に、消音効果検出マイクロホン１９１をファン２０と熱交換器５０との間に配置してもよい。また、騒音や制御音により騒音を打ち消した後の消音効果の検出手段としてマイクロホンを例に挙げたが、ケーシングの振動を検知する加速度センサー等で構成されてもよい。また、音を空気流れの乱れとして捉え、騒音や制御音により騒音を打ち消した後の消音効果を、空気流れの乱れとして検出してもよい。つまり、騒音や制御音により騒音を打ち消した後の消音効果の検出手段として、空気流れを検出する流速センサー、熱線プローブ等を用いてもよい。マイクロホンのゲインを上げて、空気流れを検出することも可能である。

また、本実施の形態１では、信号処理装置２０１にてＦＩＲフィルター１５８とＬＭＳアルゴリズム１５９を用いたが、消音効果検出マイクロホン１９１で検出した音をゼロに近づける適応信号処理回路であればよく、能動的消音方法で一般的に使用されているｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘアルゴリズムを用いたものでもよい。さらに、信号処理装置２０１は適応信号処理ではなく、固定のタップ係数により制御音を生成する構成にしても良い。また、信号処理装置２０１はデジタル信号処理ではなく、アナログ信号処理回路であってもよい。

さらに、本実施の形態１では結露が起こるような空気の冷却を行う熱交換器５０を配置した場合について記載したが、結露が起きない程度の熱交換器５０を配置する場合であっても適用でき、熱交換器５０による結露発生の有無を考慮せずに騒音検出マイクロホン１６１、制御スピーカー１８１及び消音効果検出マイクロホン１９１等の性能劣化を防止できる効果がある。

実施の形態２．
（扁平管）
実施の形態１では、伝熱管５７を円管で構成した。これに限らず、伝熱管５７を扁平管で構成しても勿論よい。なお、本実施の形態２では、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付している。

図１４は、本発明の実施の形態２に係る室内機を示す縦断面図である。
本実施の形態２に係る熱交換器５０は、伝熱管５７が扁平管で構成されている。その他の構成は、実施の形態１で示した熱交換器５０と同様である。また、本実施の形態２では、実施の形態１と同様に、伝熱管５７を流れる冷媒（室内機１００及びこの室内機１００を備えた空気調和機に用いられる冷媒）をＲ３２としている。

扁平管状の伝熱管５７を用いた熱交換器５０は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比べ、冷媒流路が狭くなる。このため、扁平管状の伝熱管５７を用いた熱交換器５０は、円管状の伝熱管を用いた熱交換器と比べ、同一冷媒循環量では冷媒の圧力損失が大きくなる。しかしながら、Ｒ３２は、Ｒ４１０Ａと比べ、同一温度における蒸発潜熱が大きく、より少ない冷媒循環量で同一能力を発揮できる。このため、Ｒ３２を使用することにより、使用する冷媒量の削減が可能となり、熱交換器５０において圧力損失の低減ができる。したがって、伝熱管５７を扁平管で構成し、冷媒としてＲ３２を用いることにより、熱交換器５０を小型化することができる。

また、本実施の形態２では、伝熱管５７の長辺方向が通風方向に沿うように、熱交換器５０を配置している。より詳しくは、ファン２０が駆動されると、熱交換器５０の通風方向（熱交換器５０を流れる空気の方向）は、図１４に白抜き矢印で示す方向となる。そして、本実施の形態２では、伝熱管５７の長辺方向がこの通風方向に沿うように、熱交換器５０を配置している。これにより、熱交換器５０の通風抵抗が低減されるので、ファン２０の動力を小さく抑えることができ、ファン２０の消費電力を削減することができる。また、熱交換器５０の通風抵抗が低減されるので、隣接する伝熱管５７の間の間隔を小さく（狭く）することができる。このため、熱交換器５０をより小型化することができる。

また、本実施の形態２に係る熱交換器５０においても、フィン５６及び伝熱管５７をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成するとよい。これにより、熱交換器５０の軽量化を図ることができる。

実施の形態３．
（伝熱管密度）
例えば、以下のように熱交換器５０を構成しても、熱交換器５０を小型化することができる。なお、本実施の形態３では、上述した実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１及び実施の形態２と同一部分には、同一符号を付している。

図１５は、本発明の実施の形態３に係る室内機を示す縦断面図である。
軸流ファンや斜流ファンであるファン２０は、ファン２０の中心部側ほど風量が少なくなり、ファン２０の外周側ほど風量が多くなる。つまり、ファン２０と対向している範囲の熱交換器５０においては、ファン２０の中心部と対向している範囲ほど通過しようとする風量が少なくなり、ファン２０の外周側と対向している範囲ほど通過しようとする風量が多くなる。そこで、本実施の形態３に係る熱交換器５０は、通過しようとする風量が多くなる範囲（ファン２０の外周側と対向している範囲）の通風抵抗を、通過しようとする風量が少なくなる範囲（ファン２０の中心部と対向する範囲）の通風抵抗よりも大きくしている。

より詳しくは、右側縦断面が略Λ型となっている本実施の形態３に係る熱交換器５０においては、前面側熱交換器５１の背面側端部から前面側熱交換器５１の前面側端部にかけて、徐々に通風抵抗を増加させている。また、背面側熱交換器５５の前面側端部から背面側熱交換器５５の背面側端部にかけて、徐々に通風抵抗を増加させている。本実施の形態３では、隣接する伝熱管５７の間隔を調整することにより、通風抵抗を調整している。つまり、右側縦断面が略Λ型となっている本実施の形態３に係る熱交換器５０においては、前面側熱交換器５１の背面側端部から前面側熱交換器５１の前面側端部にかけて、隣接する伝熱管５７の間隔が徐々に小さくなっている。また、背面側熱交換器５５の前面側端部から背面側熱交換器５５の背面側端部にかけて、隣接する伝熱管５７の間隔が徐々に小さくなっている。

このように熱交換器５０を構成することにより、熱交換器５０の各範囲における風速（つまり、風量）が均一化し、熱交換器５０の熱交換能力が向上する。このため、熱交換器５０を小型化することができる。

なお、本実施の形態３では、隣接する伝熱管５７の間隔を調整することにより通風抵抗を調整したが、伝熱管５７の直径を変更することにより通風抵抗を調整してもよい。つまり、右側縦断面が略Λ型となっている本実施の形態３に係る熱交換器５０においては、前面側熱交換器５１の背面側端部から前面側熱交換器５１の前面側端部にかけて、伝熱管５７の直径を徐々に大きくすればよい。また、背面側熱交換器５５の前面側端部から背面側熱交換器５５の背面側端部にかけて、伝熱管５７の直径を徐々に大きくすればよい。

また、熱交換器５０の通風抵抗は、ファン２０の中心部と対向する範囲からファン２０の外周側と対向する範囲にかけて徐々に大きくする必要はない。例えば、ファン２０の中心部と対向する範囲からファン２０の外周側と対向する範囲にかけて、熱交換器５０の通風抵抗を段階的に増加させていってもよい。つまり、ファン２０の外周側と対向している範囲の通風抵抗が、ファン２０の中心部と対向する範囲の通風抵抗よりも大きくなっていればよい。

また、本実施の形態３に係る熱交換器５０の伝熱管５７は、実施の形態１で示したように直径が細い（直径３ｍｍ〜７ｍｍ程度）円管で構成してもよいし、実施の形態２で示したように扁平管で構成してもよい。このとき、冷媒としてＲ３２を用いることにより、熱交換器５０をより小型化することができる。伝熱管５７を扁平管で構成する場合、扁平管の長辺方向が通風方向に沿うように熱交換器５０を配置することで、熱交換器５０をさらに小型化することができる。

また、本実施の形態３に係る熱交換器５０においても、フィン５６及び伝熱管５７をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成するとよい。これにより、熱交換器５０の軽量化を図ることができる。

１ ケーシング、１ｂ 背面部、２ 吸込口、３ 吹出口、５ ベルマウス、５ａ 上部、５ｂ 中央部、５ｃ 下部、６ ノズル、１０ フィルター、１５ フィンガーガード、１６ モーターステイ、１７ 固定部材、１８ 支持部材、２０ ファン、２０ａ 回転軸、２１ ボス、３０ ファンモーター、５０ 熱交換器、５０ａ 対称線、５１ 前面側熱交換器、５１ａ 熱交換器、５１ｂ 熱交換器、５５ 背面側熱交換器、５５ａ 熱交換器、５５ｂ 熱交換器、５６ フィン、５７ 伝熱管、７０ 上下ベーン、９０ 仕切り板、１００ 室内機、１１０ 前面側ドレンパン、１１１ 排水路、１１１ａ 舌部、１１５ 背面側ドレンパン、１１６ 接続口、１１７ ドレンホース、１５１ マイクアンプ、１５２ Ａ／Ｄ変換器、１５４ Ｄ／Ａ変換器、１５５ アンプ、１５８ ＦＩＲフィルター、１５９ ＬＭＳアルゴリズム、１６１ 騒音検出マイクロホン、１８１ 制御スピーカー、１９１ 消音効果検出マイクロホン、２０１ 信号処理装置。

Claims (11)

1. 上部に吸込口が形成され、前面部下側に吹出口が形成されたケーシングと、
   前記ケーシング内の前記吸込口の下流側に設けられた軸流型又は斜流型のファンと、
   前記ケーシング内であって、前記ファンの下流側となり前記吹出口の上流側となる位置に設けられた熱交換器と、
   を備え、
   前記熱交換器は、
   所定の間隙を介して積層された複数のフィン及びこれら複数の前記フィンを貫通する複数の伝熱管を有し、前記ファンの外周側と対向する範囲の通風抵抗が、前記ファンの中心部と対向する範囲の通風抵抗よりも大きくなっていることを特徴とする空気調和機の室内機。
2. 前記熱交換器は、
   前記ファンの外周側と対向する範囲に配置された前記伝熱管の直径が、前記ファンの中心部と対向する範囲に配置された前記伝熱管の直径よりも大きくなっ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室内機。
3. 前記熱交換器の隣接する前記伝熱管の間隔は、前記ファンの中心部と対向する範囲に配置された前記伝熱管と比べ、前記ファンの外周側と対向する範囲に配置された前記伝熱管の方が小さくなっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和機の室内機。
4. 冷媒としてＲ３２を用いることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。
5. 前記伝熱管は直径３ｍｍ〜７ｍｍの円管であることを特徴とする請求項４に記載の空気調和機の室内機。
6. 前記伝熱管は扁平管であることを特徴とする請求項４に記載の空気調和機の室内機。
7. 上部に吸込口が形成され、前面部下側に吹出口が形成されたケーシングと、
   前記ケーシング内の前記吸込口の下流側に設けられた軸流型又は斜流型のファンと、
   前記ケーシング内であって、前記ファンの下流側となり前記吹出口の上流側となる位置に設けられた熱交換器と、
   を備え、
   前記熱交換器は、所定の間隙を介して積層された複数のフィンと、複数の前記フィンを貫通する複数の伝熱管と、を有し、
   複数の前記伝熱管は直径３ｍｍ〜７ｍｍの円管であり、
   冷媒としてＲ３２を用いることを特徴とする空気調和機の室内機。
8. 上部に吸込口が形成され、前面部下側に吹出口が形成されたケーシングと、
   前記ケーシング内の前記吸込口の下流側に設けられた軸流型又は斜流型のファンと、
   前記ケーシング内であって、前記ファンの下流側となり前記吹出口の上流側となる位置に設けられた熱交換器と、
   を備え、
   前記熱交換器は、所定の間隙を介して積層された複数のフィンと、複数の前記フィンを貫通する複数の伝熱管と、を有し、
   複数の前記伝熱管は扁平管であり、
   冷媒としてＲ３２を用いることを特徴とする空気調和機の室内機。
9. 前記熱交換器は、前記伝熱管の長辺方向が通風方向に沿うように配置されていることを特徴とする請求項６又は請求項８に記載の空気調和機の室内機。
10. 前記伝熱管及び前記フィンが、アルミニウム又はアルミニウム合金で形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の室内機を備えたことを特徴とする空気調和機。

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