JP2013148248A

JP2013148248A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2013148248A
Application number: JP2012007449A
Authority: JP
Inventors: Koichi Umezu; 紘一梅津
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2013-08-01

Abstract

【課題】クロスフローファンを駆動するモータの消費電力と騒音を抑制でき、また、遮風部材の強度が改善された空気調和機を得る。
【解決手段】室内空気を吸い込む吸込口１１、及び調和空気を吹き出す吹出口１２が形成された筐体１と、室内空気を吸引するとともに調和空気を吹き出すクロスフローファン２と、筐体１内の前面側に設けられ、吸引された室内空気を調和して調和空気を生成する前面側上部熱交換器３及び前面側下部熱交換器４と、筐体１内の側面に設けられ、背面側熱交換器５が筐体１内の背面側に設けられた場合にその背面側熱交換器５を少なくとも一方の側方から支持可能な支持構造１５と、背面側熱交換器５に代えて設けられ、支持構造１５に支持される遮風部材２０とを備え、遮風部材２０のクロスフローファン２に対向する面である凹部２１は、クロスフローファン２に対して凹形状に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換器を備えた空気調和機に関する。

従来、同一の本体によって小能力にも大能力にも対応とするため、上面に吸い込み口を、前面下部に吹出口を夫々形成した本体内に、略逆Ｖ字形状の第一熱交換部と第二熱交換部からなる熱交換器を、同熱交換器の下方にクロスフローファンを夫々配設し、前記第一熱交換部の下方にスタビライザーを形成した第一露受部を、前記第二熱交換部の下方に第二露受部を夫々配設してなる空気調和機において、前記第二熱交換部の代わりに遮風部材を配設した空気調和機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

実開平４−９５２０５号公報（第４頁、図１）

従来の空気調和機の遮風部材は、クロスフローファンの風路に対向する面が、熱交換器の形状のように平面であるため、送風の壁面摩擦抵抗により送風ロスが発生してしまう。このため、クロスフローファンを駆動するモータの消費電力が増大し、また騒音も悪化するという課題があった。また、従来の空気調和機の遮風部材は板状であるため、空気調和機の筐体に組み込まれた状態で輸送時の衝撃に弱いという課題もあった。また、上記特許文献１には、遮風部材を筐体に固定するための構成が開示されていなかった。

本発明は、上記のような課題を背景としてなされたもので、クロスフローファンを駆動するモータの消費電力と騒音を抑制でき、また、遮風部材の強度が改善された空気調和機を提供するものである。

本発明に係る空気調和機は、空気調和機の外郭を構成し、室内空気を吸い込む吸込口、及び調和空気を吹き出す吹出口が形成された筐体と、前記筐体内に設けられ、前記室内空気を吸引するとともに前記調和空気を吹き出すクロスフローファンと、前記筐体内の前面側に設けられ、吸引された前記室内空気を調和して前記調和空気を生成する前面側熱交換器と、前記筐体内の側面に設けられ、背面側熱交換器が前記筐体内の背面側に設けられた場合にその背面側熱交換器を少なくとも一方の側方から支持可能な側方支持部と、前記背面側熱交換器に代えて設けられ、前記側方支持部に支持される遮風部材とを備え、前記遮風部材の前記クロスフローファンに対向する面は、前記クロスフローファンに対して凹形状に構成されているものである。

本発明によれば、背面側熱交換器に代えて遮風部材を備えたので、背面側熱交換器を備えた大能力の空気調和機と同じ筐体で、小能力に対応することができる。また、遮風部材は、クロスフローファンに対して凹形状に構成されているので、クロスフローファンと遮風部材との間の風路が拡大され、圧力損失を低減することができる。このため、クロスフローファンを駆動するモータの消費電力及び騒音を抑制することができる。凹形状に構成したことで、遮風部材の強度を向上させることができる。

実施の形態１に係る空気調和機の断面模式図である。実施の形態１に係る空気調和機に背面側熱交換器を設置した状態の断面模式図である。実施の形態１に係る背面側熱交換器の要部斜視図である。実施の形態１に係る空気調和機の筐体の側板を説明する図である。実施の形態１に係る遮風部材の斜視図である。実施の形態１に係る空気調和機の側板付近の斜視図である。実施の形態２に係る空気調和機の左右端部近傍における断面模式図である。

以下、本発明に係る空気調和機を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す図面の形態によって本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和機の断面模式図である。図２は、実施の形態１に係る空気調和機に背面側熱交換器を設置した状態の断面模式図である。
なお、本実施の形態１でいう「左右」とは、空気調和機を正面（図１、図２における紙面左側）から見たときの左右をいうものとする。

本実施の形態１の空気調和機（室内機）は、筐体内の前面側と背面側にそれぞれ熱交換器を装着可能な空気調和機において、背面側の熱交換器に代えて、遮風部材を設けたものである。背面側に熱交換器を設けるか否かによって熱交換能力を変更することができることから、本実施の形態１の空気調和機は、背面側の熱交換器に代えて遮風部材を設けることで、同一の筐体にて大能力と小能力の両方に対応できるようにしている。

実施の形態１に係る空気調和機の筐体に遮風部材を設けた構成を説明する前に、まず、背面側にも熱交換器を設けた空気調和機の構成を、図２を参照して説明する。

図２において、空気調和機１００は、筐体１と、筐体１内に設置されたクロスフローファン２と、筐体１内の前面側に設けられた前面側上部熱交換器３及び前面側下部熱交換器４と、筐体１内の背面側に設けられた背面側熱交換器５を備える。

筐体１は、略筒状の外郭を有しており、天面の一部に、室内空気を吸い込むための吸込口１１が開口している。また、筐体１の下側の一部には、調和空気を吹き出すための吹出口１２が開口している。吸込口１１には、その開口部の全面を内側から覆うようにフィルター１１ａが取り付けられている。筐体１の左右幅方向の両端部は、側板１３（図４参照）によって塞がれている。

筐体１の前面側において、前面側下部熱交換器４の下側には、スタビライザー６を備えた前面露受部７が設けられている。また、筐体１の背面側において、背面側熱交換器５の下側には、リアガイダ８を備えた背面露受部９が設けられている。クロスフローファン２と吹出口１２との間の吹き出し側の風路は、スタビライザー６とリアガイダ８と筐体１の両側の側板１３（図４参照）とにより形成される。

クロスフローファン２は、側面から見て中央部よりやや下方に配置され、吸込口１１から吹出口１２に至る空間内に設置される。クロスフローファン２は、図示しないモータにより駆動される。クロスフローファン２が駆動されると、吸込口１１から室内空気が吸引され、吸込口１１から吸い込まれた室内空気は、前面側上部熱交換器３、前面側下部熱交換器４、及び背面側熱交換器５で冷媒と熱交換して調和空気となり、吹出口１２から吹き出される。

前面側上部熱交換器３及び前面側下部熱交換器４と、背面側熱交換器５は、クロスフローファン２を前後から取り囲むようにして配置され、吸込口１１から吸い込まれた空気を調和（冷却、加熱、除湿等）して調和空気を生成する。なお、前面側上部熱交換器３及び前面側下部熱交換器４が、本発明の前面側熱交換器に相当する。

次に、熱交換器について説明する。
前面側上部熱交換器３、前面側下部熱交換器４、及び背面側熱交換器５の基本的な構成はいずれも同じであるので、ここでは、背面側熱交換器５を例に説明する。

図３は、実施の形態１に係る背面側熱交換器の要部斜視図である。
背面側熱交換器５は、筐体１の左右方向に延びる複数の伝熱管５１と、左右方向に微小間隙を空けて積層配置され、伝熱管５１を挿通させる複数のフィン５２とを備える。各伝熱管５１の左右端部は、最も外側のフィン５２よりも突出するようにしてヘアピン状（Ｕ字状）に曲がり、上下に隣接する他の伝熱管５１に連なっている。伝熱管５１のうち、フィン５２から突出してヘアピン状に曲がっている部分をヘアピン部５３と称する。複数の伝熱管５１（ヘアピン部５３を含む）は、１本の冷媒管路を形成しており、その両端部は図示しない冷媒配管に接続される。

図４は、実施の形態１に係る空気調和機の筐体の側板を説明する図である。図４では、筐体１の外方から側板１３を見た図を示している。
図４に示すように、筐体１の左右幅方向の両端部を塞ぐ側板１３のうち、少なくともいずれか一方には、嵌合部１４を備えた支持構造１５が設けられている。支持構造１５は、背面側熱交換器５を側方から支持して筐体１に固定するためのものであり、本発明の側方支持部材に相当する。嵌合部１４は、支持構造１５において、背面側熱交換器５の側端部から突出しているヘアピン部５３に対応する位置に、このヘアピン部５３と同数だけ設けられている。嵌合部１４の外形は、ヘアピン部５３が嵌合可能な形状であり、図４に示す例では、略楕円形状である。嵌合部１４には、弾性を有する鉤状の爪部１４ａが設けられている。

このような構成において、背面側熱交換器５のヘアピン部５３を嵌合部１４に挿入すると、ヘアピン部５３を爪部１４ａが係止し、背面側熱交換器５が支持構造１５に支持される。支持構造１５は、背面側熱交換器５の左右いずれか一方を支持するように側板１３の一方に設けられていてもよいし、背面側熱交換器５の左右両側を支持するように側板１３の両方に設けられていてもよい。

前面側上部熱交換器３と前面側下部熱交換器４も、背面側熱交換器５と同様の支持構造１５にて筐体１に支持される。
本実施の形態１では、側板１３の内面を加工して支持構造１５を形成しているが、支持構造１５を別の部材として構成してこれを側板１３に取り付けてもよい。

以上、背面側熱交換器５が取り付けられた状態の空気調和機１００について説明した。
次に、背面側熱交換器５が設けられる部位に背面側熱交換器５に代えて筐体１に取り付けられる遮風部材２０について説明する。
図５は、実施の形態１に係る遮風部材の斜視図である。図６は、実施の形態１に係る空気調和機の側板付近の斜視図である。図６では、筐体１の一部を構成する前面側のパネルを取り外した状態を示している。以下、図１、図５、図６を参照して説明する。

遮風部材２０は、図１に示すように、前面側上部熱交換器３の上端部とリアガイダ８との間の空間を塞いで通風を遮断するための部材であり、前面側上部熱交換器３の上端部とリアガイダ８との間に設置される。遮風部材２０を断面で見ると、遮風部材２０のクロスフローファン２と対向する面は、クロスフローファン２に対して凹んだ凹形状を有している。この凹んだ面を、凹部２１と称する。凹部２１は、本実施の形態１では、断面が略円弧状の曲面である。本実施の形態１の凹部２１は、遮風部材２０の長手方向に亘って形成されており（図５参照）、また、長手方向においていずれの部位でも同じ深さである。このように遮風部材２０に長さ方向に亘る凹部２１を形成することで、平板状の遮風部材と比べて、遮風部材２０の長手方向（左右方向）のたわみを抑制でき、また、ひねり強度を向上させることができる。

また、遮風部材２０をクロスフローファン２に対して凹ませた形状にすることによって、平板状の遮風部材と比べてクロスフローファン２の上方の風路を拡大することができる。風路の拡大により、クロスフローファン２が回転し筐体１内に空気の流れが発生した際に、この空気流れの圧力損失を相対的に小さくすることができるので、クロスフローファン２を駆動するモータの消費電力及び騒音を低減することができる。

ここで、実施の形態１に係る遮風部材２０及び従来の平板状の遮風部材を用い、風量１３ｍ³／ｍｉｎにおけるファンモータの消費電力、騒音値を比較測定した結果を表１に示す。なお、比較測定を行った遮風部材の凹み深さは、以下のとおりである。
本実施の形態１：凹み深さ３０ｍｍ
従来：凹み深さ０ｍｍ（平板状）
但し、実施の形態１における凹み深さとは、図１に符号Ｈで示すように、遮風部材２０の上端部と下端部とを結んだ仮想線から凹部２１の最も凹んだ部分までの深さである。

表１に示すように、本実施の形態１に係る遮風部材２０を配設した空気調和機１００は、従来の平板状の遮風部材を配設した空気調和機よりも、風量１３ｍ³／ｍｉｎにおける消費電力を０．９Ｗ低減でき、騒音値を１．０ｄＢＡ低減することができる。

なお、凹部２１の凹み深さは、クロスフローファン２のファンモータの消費電力及び騒音値と、露付き、強度、及び組み立て性等を考慮して決定することができ、表１に示したものに限定されない。

また、図５に示すように、遮風部材２０の凹部２１の左右両端部には、それぞれ側面部２２が設けられている。側面部２２は、筐体１への取り付け状態において、筐体１の側板１３と対向する部位である。この側面部２２には、複数の突起部２３が設けられている。突起部２３の突出形状は、縦幅がヘアピン部５３の縦幅とほぼ同寸法であるか、横幅がヘアピン部５３の横幅とほぼ同寸法となるような形状である。より好ましくは、突起部２３の突出形状は、ヘアピン部５３の外形とほぼ同じとするのがよい。また、突起部２３には、嵌合部１４の爪部１４ａを係止させることのできる係止部として、くぼみ２４とリブ２５が形成されている。突起部２３は、必ずしも遮風部材２０の両側の側面部２２に設けなくてもよく、筐体１の支持構造１５に対応する側の側面部２２のみ設ければよい。

このような構成において、背面側熱交換器５が取り外された状態の筐体１に対し、遮風部材２０の突起部２３を、支持構造１５の嵌合部１４に挿入する。突起部２３は、上述のように背面側熱交換器５のヘアピン部５３に対応した形状を有しているので、嵌合部１４の内面の少なくとも一部に突起部２３が当接して嵌合され、これによって支持構造１５に遮風部材２０が支持される。また、嵌合部１４の爪部１４ａが、突起部２３のくぼみ２４とリブ２５に引っかかり、嵌合部１４に対して突起部２３を固定することができる。このように、背面側熱交換器５を支持するための支持構造１５によって、遮風部材２０を支持することができるので、背面側熱交換器５を用いる場合と遮風部材２０を用いる場合とでその支持構造を共通化することができる。なお、くぼみ２４とリブ２５は、爪部１４ａを係止させるための構成であって、爪部１４ａを係止可能な形状であれば、任意のものを採用することができる。

以上のように本実施の形態１によれば、遮風部材のクロスフローファンと対向する面を、クロスフローファンに対して凹ませたので、従来の平板状の遮風部材よりもクロスフローファン２の上方の風路を拡大することができる。このように風路を拡大することで、圧力損失を相対的に小さくすることができるので、クロスフローファン２を駆動するモータの消費電力及び騒音を低減することができる。

また、本実施の形態１の遮風部材の凹部は遮風部材の長手方向に亘って形成されているので、平板状の遮風部材と比べて、遮風部材の長手方向（左右方向）のたわみを抑制でき、また、ひねり強度を向上させることができる。したがって、遮風部材が筐体に組み込まれた状態の空気調和機を輸送等する際等の衝撃に強く、輸送時における遮風部材の破損を抑制することができる。

また、本実施の形態１の遮風部材の側面部には、背面側熱交換器の冷媒管路の一部を構成するヘアピン部と同様の突出形状を有する突起部を設けた。このため、遮風部材の突起部を、背面側熱交換器を支持するための支持構造に設けられた嵌合部に挿入することで、筐体に対して遮風部材を固定することができる。このように、背面側熱交換器と遮風部材とで筐体に対する支持構造を共通化できるので、それぞれ別途の支持構造を設ける必要がなく、筐体側の製造コストを増加させることもない。

なお、実施の形態１では、断面が円弧状の凹部２１を例示したが、凹部２１は、クロスフローファン２に対して凹んだ形状であればよい。例えば、円弧状の凹部２１に代えて、角状に凹んだ凹部を設けてもよい。

実施の形態２．
実施の形態１の遮風部材の凹部は、遮風部材の長手方向のいずれの部位でも同じ凹み深さであった。本実施の形態２では、遮風部材の長手方向の位置によって異なる深さの凹部を設ける例を説明する。本実施の形態２では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一または対応する構成には同一の符号を付す。

図７は、実施の形態２に係る空気調和機の左右端部近傍における断面模式図である。以下、図１と図７を参照して説明する。
実施の形態２の遮風部材２０は、長手方向において凹部２１の凹み深さが異なる。例えば、図１が、遮風部材２０の長手方向中央部における断面であるとする。そうすると、凹部２１の中央部の凹み深さＨに対し（図１参照）、左右端部近傍の凹部２１の凹み深さｈは（図７参照）、中央部の凹み深さＨよりも小さく構成されている（ｈ＜Ｈ）。

このように凹部２１の中央部に対して左右端部側の深さを小さくする（浅くする）理由を、説明する。
まず、クロスフローファン２の回転軸方向を左右方向（筐体１の横幅方向）としたときに、吹出口１２での風速は、吹出口１２の中央部に比べて左右の方が小さくなる。これは、筐体１の両端部を側板１３が風への抵抗として作用するためである。すなわち、吹出口１２においては、左右方向において風速が均一ではない。

そこで、本実施の形態２では、遮風部材２０の中央部に対して、左右端部側の凹部２１の凹み深さを小さくしている。凹部２１の中央部の凹み深さを相対的に大きくすることで、この中央部とクロスフローファン２との間に形成される風路の断面積を相対的に大きくし、これによって風路の当該部分を流れる調和空気の風速を小さくすることができる。一方、凹部２１の左右端部側の深さを小さくすることで、この左右端部側とクロスフローファン２との間に形成される風路の断面積を相対的に小さくし、これによって風路の当該部分を流れる調和空気の風速を大きくすることができる。したがって、筐体１の側板１３が風の抵抗になることに起因する左右方向における風速のバラツキを、遮風部材２０の凹部２１の深さを調整することで改善し、吹出口１２から吹き出される調和空気の風速分布をより均一化することができる。

なお、遮風部材２０の凹部２１の凹み深さの変化は、中央部から左右両端部にかけて無段階のなだらかな変化であってもよいし、階段状の変化であってもよく、吹出口１２における風速分布を考慮して決定することができる。また、凹部２１の中央部に対し、左側と右側のいずれか一方のみ、凹み深さを小さくしてもよい。また、本実施の形態２において凹部２１の「中央部」及び「左右端部」は、凹部２１の厳密なる中央あるいは左右端部である必要はなく、遮風部材２０とクロスフローファン２との間に形成される風路と吹出口１２における風速とを考慮して、凹み深さを設定すればよい。

以上のように本実施の形態２の遮風部材は、風路の中央部に対し左右端部の凹部の深さを小さくしたので、吹出口から吹き出される調和空気の風速分布を均一化することができる。

１筐体、２クロスフローファン、３前面側上部熱交換器、４前面側下部熱交換器、５背面側熱交換器、６スタビライザー、７前面露受部、８リアガイダ、９背面露受部、１１吸込口、１１ａフィルター、１２吹出口、１３側板、１４嵌合部、１４ａ爪部、１５支持構造、２０遮風部材、２１凹部、２２側面部、２３突起部、２４くぼみ、２５リブ、５１伝熱管、５２フィン、５３ヘアピン部、１００空気調和機。

Claims

空気調和機の外郭を構成し、室内空気を吸い込む吸込口、及び調和空気を吹き出す吹出口が形成された筐体と、
前記筐体内に設けられ、前記室内空気を吸引するとともに前記調和空気を吹き出すクロスフローファンと、
前記筐体内の前面側に設けられ、吸引された前記室内空気を調和して前記調和空気を生成する前面側熱交換器と、
前記筐体内の側面に設けられ、背面側熱交換器が前記筐体内の背面側に設けられた場合にその背面側熱交換器を少なくとも一方の側方から支持可能な側方支持部と、
前記背面側熱交換器に代えて設けられ、前記側方支持部に支持される遮風部材とを備え、
前記遮風部材の前記クロスフローファンに対向する面は、前記クロスフローファンに対して凹形状に構成されている
ことを特徴とする空気調和機。
前記遮風部材は、当該遮風部材と前記クロスフローファンとの間に形成される風路の左右方向の中央に対応する部分に対し、前記風路の少なくとも左右一方に対応する部分の方が、前記凹形状の凹み深さが小さい
ことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
前記遮風部材の側面部に、前記背面側熱交換器の側面部から突出する伝熱管の縦幅及び横幅の少なくとも一方と略同寸法の突起部を備えた
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の空気調和機。
前記側方支持部は、前記背面側熱交換器の側端部から突出する伝熱管を嵌合可能な嵌合部を有し、
前記突起部は、前記嵌合部に嵌合される
ことを特徴とする請求項３記載の空気調和機。