JP2013079777A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】上下風向板の露付きを防止する空気調和機を提供する。
【解決手段】空気吸込口及び空気吹出口を有する筐体と、筐体内に配置された熱交換器と、室内空気を空気吸込口から吸込み、熱交換器を通してから、吹出空気を空気吹出口から吹出す送風ファンと、送風ファンから空気吹出口への送風路を形成するケーシングと、空気吹出口に位置する上下風向板と、を備え、ケーシングは、送風路の下方に位置する下部ケーシングと、送風路の上方に位置する上部ケーシングと、を有し、上下風向板は、上部ケーシングに対して吹出空気の下流方向に位置し、且つ、上下風向板を上下方向に回動する回動軸と、回動軸に対して吹出空気の下流方向に位置し、且つ、上下風向板の上面と下面とを貫通する貫通孔と、貫通孔に対して吹出空気の下流方向に位置し、且つ、冷房運転時に貫通孔に対して下部ケーシングの延長線に近づく方向に位置する誘導部と、を有する空気調和機。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、空気調和機に関するものである。

従来の空気調和機においては、停止時には空気吹出口を閉じ、運転時には空気吹出口を開くように上下風向板が設けられている。

空気調和機は、暖房運転時には吹出口の上下風向板を下向きにして暖かい空気を足元に向け、冷房運転時には上下風向板をほぼ水平にして冷えた空気が顔や頭の近くを流れるようにして快適性を確保している。このようにすることで、自然対流で暖かい空気は上に、冷たい空気は下に向かうのに対し、室内全体に暖房／冷房効果が行き渡らせることができる。

ここで、冷房運転において、周囲空気と吹出空気とが接する箇所である上下風向板の端部や吹出口の出口端部で、周囲空気が、吹出空気によって冷やされた上下風向板で冷却され、結露を生じ、長時間運転により滴下する可能性もある。これに対し、結露を生じる箇所に吸湿効果のある部材を貼付したり、周囲部材と断熱する部材で構成することにより、結露した水が滴下することを防ぐことができる。また、特許文献１のように吹出口に設けられた上下風向板を下向きにした状態で吹出口に補助風向板を下向きに固定又は回転可能に設けることで、結露が生じるのを防止することができる。

特開平７−７７３５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の上下風向板と駆動装置の構成では、上下風向板の回転軸とその駆動装置の回転軸が風路の内側にあることで通風抵抗の増大が懸念される。本発明は、通風抵抗の増大を抑えつつ、上下風向板の露付きを防止する空気調和機を提供することを課題とする。

本発明においては、上記課題を解決するため、空気吸込口及び空気吹出口を有する筐体と、筐体内に配置された熱交換器と、室内空気を空気吸込口から吸込み、熱交換器を通してから、吹出空気を空気吹出口から吹出す送風ファンと、送風ファンから空気吹出口への送風路を形成するケーシングと、空気吹出口に位置する上下風向板と、を備え、ケーシングは、送風路の下方に位置する下部ケーシングと、送風路の上方に位置する上部ケーシングと、を有し、上下風向板は、上部ケーシングに対して吹出空気の下流方向に位置し、且つ、上下風向板を上下方向に回動する回動軸と、回動軸に対して吹出空気の下流方向に位置し、且つ、上下風向板の上面と下面とを貫通する貫通孔と、貫通孔に対して吹出空気の下流方向に位置し、且つ、冷房運転時に貫通孔に対して下部ケーシングの延長線に近づく方向に位置する誘導部と、を有する。

本発明によれば、通風抵抗の増大を抑えつつ、上下風向板の露付きを防止する空気調和機を提供することができる。

本発明に係る実施形態の室内機の運転中を示す斜視図。 本発明に係る実施形態の室内機の運転中を示す要部縦断面図。 本発明に係る実施形態の室内機の運転停止中を示す斜視図。 本発明に係る実施形態の室内機の運転停止中を示す要部縦断面図。 本発明の実施形態に係る図２の吹出口付近の拡大図。 本発明の実施形態を行わない場合の図２の吹出口付近の冷房運転時の流体計算結果を示す図（（ａ）流線（ｂ）等温線）。 本発明の実施形態に係る図２の吹出口付近の冷房運転時の流体計算結果を示す図（（ａ）流線（ｂ）等温線）。 本発明の実施形態に係る図２の吹出口付近の極弱い冷房または暖房運転時の状態を示す拡大図。 本発明の実施形態に係る図２の吹出口付近の暖房運転時の状態を示す拡大図。 本発明の実施形態と同様の効果が得られる別の実施形態を示す図。 本発明の実施形態と同様の効果が得られる別の実施形態を示す図。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、同様な部位や矢印などは同一符号をもって示し、重複した説明を省略する。

本発明に係る空気調和機の室内機構成、機能および動作について説明する。はじめに、図１から図６を参照して、この発明の実施例に係る空気調和機の室内機の構成を具体的に説明する。ここで、この発明に係る空気調和機の室内機において、図１は運転中の斜視図であり、図２は運転中の要部縦断面図である。図３は運転停止時の斜視図であり、図４は運転停止時の要部縦断面図である。また、図５は図２における吹出口拡大図１００の拡大図である。先ず、本実施例に係る空気調和機の概略構造を説明する。本実施例に係る空気調和機は、圧縮機、室外熱交換器、室外送風機、四方弁、膨張弁を備え、屋外に設置される図示しない室外機と、図１、図２に示す室内熱交換器５、室内貫流ファン６を備え、室内壁面に取り付けられる室内機とを図示しない冷媒配管を介して接続することで、室内の空調を可能にするものである。

図１において室内機は、奥行寸法より高さ寸法が大きく、高さ寸法より横幅寸法が大きい横長の筺体１を備えている。筺体１は、筺体１上面に形成される上部吸込口２と、筺体１の前面上部に形成される前部吸込口３とから取り込んだ空気を筺体１の下面前部に形成される吹出口４から吹出す空気流路が内部に形成されている。そして、図２に示すように室内貫流ファン６が空気流路の中央に、筐体１内の空気流路長手方向と一致した長さで配置されている。さらに、室内貫流ファン６の前後には、前部ドレン皿７と、後部ドレン皿８が設けられ、この前部ドレン皿７と後部ドレン皿８を跨いで室内貫流ファン６の上部を覆うように室内熱交換器５が配置されている。

また、本実施例の室内空気取入口は、常に開放して設けられる上部吸込口２と、可動パネル９が開閉可能に設けられる前部吸込口３とから構成される。図２に示すように、上部吸込口２は、ほぼ水平な上面に設けられ、前部吸込口３は、ほぼ垂直な筺体１前面の上部２／５程度の大きさをもって形成される。そして、筺体１前面の上部に形成される前部吸込口３を、可動パネル９により開閉する構造を備えている。可動パネル９は、板状の部材で形成され、可動パネル９下端部はパネル回転軸１０を介して回転可能に取り付けられ、可動パネル９上部は、筺体１内に設けられるパネル駆動機構部１１と接続されている。

本構造によれば、パネル駆動機構部１１を動作させることにより、可動パネル９を、パネル回転軸１０を中心に揺動させ、図１、図２に示すように前部吸込口３を開放させた状態と、図３、図４に示すように前部吸込口３を閉じた状態とを取らせることができる。

また、図２に示すように、吹出口４は、室内貫流ファン６により生成される空気流を前方に効率よく吹出せるように、筺体１の長手方向に沿って形成され、室内貫流ファン６と前部ドレン皿７の下方は大きく開放される。

さらに吹出口４には、前部上下風向板１２と後部上下風向板１３とからなる板状の風向板が設けられている。前部上下風向板１２は、吹出口４から吹出される空気流のガイドの機能と、可動パネル９のパネル回転軸１０近傍を目立たなくする化粧部材の機能を備えている。

図３に示すように、この実施例の可動パネル９は、正面を上下に分割するように、正面の上部全体を覆う構造としているため、パネル回転軸１０近傍の隙間は、筺体１の横幅一杯まで生じる。そこで本実施例では、前部上下風向板１２の横幅を、可動パネル９下部に隣接して形成される筺体面を覆う大きさ、即ち、筺体１の横幅とほぼ同じ大きさに設定している。

さらに、前部上下風向板１２の奥行き寸法は後部上下風向板１３の奥行き寸法より小さく形成され、前部上下風向板１２を閉じた状態で、前部吸込口３と吹出口４との間に形成される筺体面を覆う大きさを備えている。

また、前記前部上下風向板１２は、図１において吹出口４の横方向に、前部上下風向板１２の端部より伸びるアーム１６により、吹出口４の前方に配置される回転軸１７と接続され、図示しない風向板駆動装置により回転可能に設けられる。

一方、後部上下風向板１３は、吹出口４から吹出される空気流のガイドの機能と、閉じた時に吹出口４を隠蔽する機能を備えている。このため、後部上下風向板１３の横幅は、吹出口４の前部を覆うことができる大きさに設定している。後部上下風向板１３の奥行き寸法は、後部上下風向板１３を閉じた状態で回転軸１７付近（前部上下風向板１２のアーム１６部）までを覆う大きさを備えている。後部上下風向板１３は、吹出口４の横方向に複数のアームで図示しない風向板駆動装置と接続され、吹出口４の後方に配置される後部上下風向板回転軸１８を中心に回転可能に設けられる。

ここで、吹出口４の構成について、図５を用いて詳細に説明する。吹出口４の前方に設けられる前部上下風向板１２が、運転停止位置で後部上下風向板が外形に沿った位置まで回動できるよう、アーム１６は、回転軸１７と接続する部分でＳ字カーブ形状をしている。また、アーム１６は吹出口４の横方向の幅を４／５程度覆うような板状であり、前部上下風向板１２が、運転中に稼動しても、前部ドレン皿７前面下部の構造体を使用者から隠すことができ、意匠性の高い室内機が実現できる。

さらに、回転軸１７には、前部上下風向板１２が冷房運転を行う位置で、吹出口４の上面を吹出し前方へ延長した仮想面２００側に吐出している凸部１４を設けている。前記凸部１４は、吹出口４の横幅全体に同じ断面でアーム１６と同じ幅に設けられる。

本実施例では、室内貫流ファン６や可動パネル９の駆動機構部及び風向板１２、１３の駆動機構部などは、筺体１内に設けられる図示しない制御部によって統括制御され、また、制御部は図示しない遠隔操作装置によって操作指示を受付けることができる。このため筺体１面の片側に、図示しない遠隔操作機との間で操作信号を送受信する信号送受信部が設けられている。

本実施例に係る制御部は、運転状態では、図１、図２に示すように、可動パネル９と風向板１２、１３を開放するように制御し、運転停止状態では、図３、図４に示すように、可動パネル９と風向板１２、１３を閉じて、前部吸込口３と吹出口４を隠蔽するように制御する。

続いて、本実施例における各運転状態における動作の詳細について説明する。室内機が運転状態のとき、室内貫流ファン６を動作させることにより、上部吸込口２と大きく開放した前部吸込口３から室内空気を取り込み、室内熱交換器５により運転モードに応じた温湿度に熱交換を行い、熱交換された室内空気を運転モードに対応して所定角度に開放した前後部上下風向板１２、１３に従って吹き出すことができる。

冷房運転時の上下風向板１２、１３の状態について図５を用いて説明する。図５は図２における吹出口拡大図１００の拡大図で、上下風向板１２、１３は冷房運転時の位置に回転した図である。

空気調和機を冷房運転する時には図５のように前部上下風向板１２は略水平な向きに、後部上下風向板１３は仮想面２００と略平行な向きにして使用される。吹出口４より吐出された冷風は、上流側の室内熱交換器５により冷却減湿されているため周囲空気よりも温度が低く密度が大きく、下方へ流出するが、後部上下風向板１３により上方へ持ち上げられる。一方、仮想面２００では前部上下風向板１２およびアーム１６により、冷風は、前方へ導かれ、吹出口４出口の拡大流路による流れの散逸を防ぎより遠方に導かれる。

ここで、吹出口４出口端部に設けられた凸部１４と、前部上下風向板１２およびアーム１６周辺の流れに対して、本実施例を用いた場合の効果について図６、図７を用いて説明する。

図６は凸部１４がない場合の吹出口４周辺を示し、図７は本実施例のように凸部１４を設けた場合を示す。それぞれの（ａ）は数値流体解析による冷房運転時（周囲温度２７℃、吹出し空気温度１９℃）の吹出口４付近流れ場の流線を示したものである。ここで、実線は流線を表し、矢印は説明のために主な領域の流れ方向を示したものである。また、（ｂ）は等温度線を示したものである。

図６（ａ）において、３００は吹出口４を通過する主流、３０１ａは回転軸１７と前部ドレン皿７との隙間からアーム１６上面への流れ、３０２ａはアーム１６上面での渦、３０３は前部ドレン皿７上方への流れ、３０４は室内ユニット前面からの流れである。３０１ａから３０３への流れと、３０４の流れは混じることなく独立しており、図６（ｂ）に示すように、前部上下風向板１２上面およびアーム１６上面では２０℃であるが、前部上下風向板１２下面では３０４の流れにより２７℃となる。主流３００から分岐して流れる３０１ａおよび３０３の流れは冷却減湿された冷風に対して、室内ユニット前面からの流れ３０４は高湿の空気である。前部上下風向板１２は３０１ａおよび３０３の流れにより冷却されているため、前部上下風向板１２下面で流れ３０４の空気の露点温度以下となり、特に流れがよどんでいる前部上下風向板１２先端で結露が生じてしまう。

図６（ｂ）において、３００は吹出口４を通過する主流、３０１ｂは回転軸１７と前部ドレン皿７との隙間からアーム１６上面への流れ、３０２ｂはアーム１６上面での渦、３０５は回転軸１７先端を回りこむ流れ、３０６は凸部１４背後にできる渦である。

凸部１４により、背後に３０６のような渦ができ、吹出口４の主流３００の一部が回転軸１７と前部ドレン皿７との隙間を流れる量が多くなり、３０１ｂの流れを形成する。３０１ｂの流れにより図６（ａ）よりも強い流れの渦３０２ｂが生じ、前部ドレン皿７上方への流れは減少する。この結果、新たに、回転軸１７先端を回りこむ流れ３０５が生じる。

流れ３０５により冷却減湿された冷風が前部上下風向板１２下面まで流れ込むため、風向板表面で高湿な空気が冷却されることがなくなり、その結果、前部上下風向板１２の結露を防止できる。

次に、上向き風向時の上下風向板１２、１３の状態について図８を用いて説明する。図８は図２における吹出口拡大図１００の拡大図で、上下風向板１２、１３は極弱い冷房または暖房運転の位置に回転している。

本運転時では図８のように前部上下風向板１２をやや上向きにし、後部上下風向板１３をほぼ閉じる向きにする。これにより、吹出し空気流れ７１の一部が極弱い風となって上方にふんわりと室内に拡散し、微弱な冷房または暖房を行う。さらに、吹出した風をすぐさま、上部吸込口２、前部吸込口３から吸込ませるショートサーキット運転を行うことで、熱交換器の乾燥運転や空気調和機内部の脱臭運転などの空気調和機のメンテナンス動作を行わせることも可能となる。

次に、暖房運転時の上下風向板１２、１３の状態について図９を用いて説明する。図９は図２における吹出口の拡大図であるが、上下風向板１２、１３は暖房運転の位置に回転している。空気調和機を暖房運転する時には、上下風向板１２、１３は図９のようにそれぞれほぼ垂直に近い向きにして使用される。吹出口４から吐出される温風８１は、周囲空気より密度が小さいために上方へ浮き上がろうとする。しかし、上下風向板１２、１３により下方へ導かれる。このとき前部上下風向板１２および、そのアーム１６により、温風８１が押さえ込まれ、下方へと導かれる。この結果、温風は、吹出口４から吐出してすぐに上方へ向かわずに、床面近くまで到達して、足もと近くを暖め、室内を快適な環境にする。

また、室内貫流ファン６から吹出口４への送風路を形成するケーシングが配置されている。そして、ケーシングは、送風路の下方に位置する下部ケーシングと、送風路の上方に位置する上部ケーシング９０とを有する。さらに、図１０のように、冷房運転時に前部上下風向板１２は、上部ケーシング９０の下端に位置してアーム１６を上下方向に回動する回転軸１７と、前部上下風向板１２の上面と下面とを貫通する貫通孔５０と、冷房運転時に貫通孔５０に対して下部ケーシングの延長線に近づく方向に位置する誘導部９２を有する。前部上下風向板１２が上部ケーシング９０の下端に位置しているため、送風路を形成するケーシングを流れる空気がそのまま前部上下風向板１２によって誘導されることになる。つまり、前部上下風向板１２が上部ケーシング９０を延長する役割を担い、吹出空気を適切に誘導させることができる。一方、誘導部９２と下部ケーシングとの距離は貫通孔５０と下部ケーシングとの距離よりも短い。そのため、誘導部９２が吹出口４から吹出す吹出空気の流れの一部を妨げ、貫通孔５０から吹出空気の一部を前部上下風向板１２の上面に誘導する。従って、前部上下風向板１２の上面にも低温である吹出空気を流すことができるため、前部上下風向板１２で結露が生じることを防止することができる。

また、前部上下風向板１２は、誘導部９２に対して吹出空気の下流方向に位置し、且つ、冷房運転時に誘導部９２に対して下部ケーシングの延長線から離れる方向に位置する下流風向板９３を有する。つまり、下流風向板９３を吹出口４から吹出す吹出空気の流れから外すことで、前部上下風向板１２による吹出空気の流れを妨げる抵抗を低減することができる。

また、誘導部９２は、前部上下風向板１２の中央よりも吹出空気の上流方向に位置し、吹出口４から吹出す吹出空気の流れから外す下流風向板９３の長さを確保し、吹出空気の流れを妨げる抵抗を低減することができる。また、下流風向板９３に低温の吹出空気が流れにくいので、下流風向板９３における結露を低減することができる。

また、貫通孔５０は、上部ケーシング９０の延長線よりも上方に位置し、必要以上の吹出空気が前部上下風向板１２の上面に流れることを防止することができる。

以上、各運転モードでの上下風向板１２、１３の動作について述べたが、前記動作のほかにユーザーの希望に応じて、適宜、上下風向板の方向をリモコンで変更することもできる。

本実施例では凸部１４により、回転軸１７と前部ドレン皿７との隙間の流れを増加させることで前部上下風向板１２先端を回りこむ流れを形成したが、例えば前部上下風向板１２の上面と下面を貫く貫通孔５０を回転軸１７付近のアーム１６に設けたり、吹出口４主流の分岐流れが巻き込まれやすいように、回転軸１７と前部ドレン皿７との隙間を、吹出口付近で一部分拡大部５１を設けることでも、冷房運転時の露付を防止することが可能である。なお、貫通孔５０は吹出口４の横方向へ例えばスリットのように断続的に複数設けられたものであり、拡大部５１は吹出口４の横方向全域に設けられている。

１ 筐体
２ 上部吸込口
３ 前部吸込口
４ 吹出口
５ 室内熱交換器
６ 室内貫流ファン
７ 前部ドレン皿
８ 後部ドレン皿
９ 可動パネル
１０ パネル回転軸
１１ パネル駆動機構部
１２ 前部上下風向板
１３ 後部上下風向板
１４ 凸部
１５ 前部補助風向板
１６ アーム
１７ 回転軸
５０ 貫通孔
５１ 拡大部
７１、７２ 吹出し空気流れ（微弱な冷風または温風）
８１、８２ 吹出し空気流れ（温風）
９０ 上部ケーシング
９１ 上部ケーシングの延長線
９２ 誘導部
９３ 下流風向板
１００、１０１ 吹出口拡大図
２００ 仮想面

Claims (4)

1. 空気吸込口及び空気吹出口を有する筐体と、
   前記筐体内に配置された熱交換器と、
   室内空気を前記空気吸込口から吸込み、前記熱交換器を通してから、吹出空気を前記空気吹出口から吹出す送風ファンと、
   前記送風ファンから前記空気吹出口への送風路を形成するケーシングと、
   前記空気吹出口に位置する上下風向板と、を備え、
   前記ケーシングは、前記送風路の下方に位置する下部ケーシングと、前記送風路の上方に位置する上部ケーシングと、を有し、
   前記上下風向板は、前記上部ケーシングに対して前記吹出空気の下流方向に位置し、且つ、前記上下風向板を上下方向に回動する回動軸と、前記回動軸に対して前記吹出空気の下流方向に位置し、且つ、前記上下風向板の上面と下面とを貫通する貫通孔と、前記貫通孔に対して前記吹出空気の下流方向に位置し、且つ、冷房運転時に前記貫通孔に対して前記下部ケーシングの延長線に近づく方向に位置する誘導部と、を有する空気調和機。
2. 前記上下風向板は、前記誘導部に対して前記吹出空気の下流方向に位置し、且つ、冷房運転時に前記誘導部に対して前記下部ケーシングの延長線から離れる方向に位置する下流風向板を有することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記誘導部は、前記上下風向板の中央よりも前記吹出空気の上流方向に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
4. 前記貫通孔は、前記上部ケーシングの延長線よりも上方に位置することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の空気調和機。