JP2014081150A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】室内熱交換器端部の前方に電気部品ユニットを配置した場合においても、送風系の通風抵抗の分布を緩和し、安定して空気を送風できる空気調和機を提供する。
【解決手段】本発明の空気調和機は、前面側に配置された空気吸込口、及び、下方に配置された空気吹出口を有する筐体と、筐体内に設けられた貫流ファンと、空気吸込口と貫流ファンとの間に配置され、伝熱管及び伝熱管が貫通するフィンを有するクロスフィンチューブ型の熱交換器と、熱交換器の前面側に配置され、室内制御基盤を収納する電気部品ユニットと、が配置された室内機を備え、空気流れ方向上流側に電気部品ユニットが配置された熱交換器の通風抵抗を、空気流れ方向上流側に電気部品ユニットが配置されていない熱交換器の通風抵抗よりも小さくする。
【選択図】図６

Description

本発明は、空気調和機に関する。

従来の空気調和機の室内機の構造の例として、例えば特許文献１の図１に示すようなものがある。この例では、電気部品ユニット２３が、熱交換器右端部の前方にかかるように設置してある。すなわち、熱交換器に空気が流入する経路としては、電気部品ユニット２３の無い部分から直接熱交換器に流入する経路と、電気部品ユニット２３の近傍を通ってから流入する経路とが考えられる。

ところで、このような空気調和機の送風機としては、貫流ファンと呼ばれる形式の送風機が用いられている。貫流ファンは、ファンの回転軸と直角方向の流れを作り出す形式のものであるが、送風路の通風抵抗が、ファンの軸方向に一定でない場合には、サージングや騒音の増大といった現象が起こりやすくなる可能性がある。

特許文献１の構造では、電気部品ユニット２３が、熱交換器の前方の一部にかかるように設置してある。そのため、電気部品ユニット２３の近傍から空気が熱交換器に流入する場合の通風抵抗は、それ以外の場所から流入する場合の通風抵抗よりも大きいと考えられる。これより、送風路の通風抵抗が、貫流ファンの軸方向に変化していることが考えられる。そのため、この構成では、貫流ファンの運転状態が不安定になり、サージングや騒音の増大といった現象が起こりやすくなる可能性がある。

特開２００２−７１１６４号公報

本発明は、室内熱交換器の端部の前方に電気部品ユニットを設置した場合においても、安定して空気を送風できる空気調和機を提供することを目的とする。

本発明の空気調和機は、前面側に配置された空気吸込口、及び、下方に配置された空気吹出口を有する筐体と、筐体内に設けられた貫流ファンと、空気吸込口と貫流ファンとの間に配置され、伝熱管及び伝熱管が貫通するフィンを有するクロスフィンチューブ型の熱交換器と、熱交換器の前面側に配置され、室内制御基盤を収納する電気部品ユニットと、が配置された室内機を備え、空気流れ方向上流側に電気部品ユニットが配置された熱交換器の通風抵抗を、空気流れ方向上流側に電気部品ユニットが配置されていない熱交換器の通風抵抗よりも小さくする。

本発明によれば、電気部品ユニットの存在により発生した熱交換器の上流の通風抵抗の分布を緩和し、サージングや、騒音の増大を防止し、安定して空気を送風できる空気調和機を提供することができる。

本発明の実施例の構成を示す上面図である。 本発明の実施例の、冷凍サイクルの構成を示す図である。 一般的なクロスフィンチューブ型熱交換器の構造を示す図である。 本発明の第１の実施例の、室内機の断面（Ａ−Ａ断面）図である。 本発明の第１の実施例の、室内機の断面（Ｂ−Ｂ断面）図である。 本発明の第１の実施例の構成を示す上面図である。 本発明の第２の実施例の構成を示す上面図である。 本発明の第２の実施例の、熱交換器のフィンの平面図である。 本発明の第２の実施例の、熱交換器のフィンの切り起こし部分の断面図である。 本発明の第２の実施例の、熱交換器のフィンの平面図である。 本発明の第２の実施例の、熱交換器のフィンの切り起こし部分の断面図である。 本発明の第２の実施例の、熱交換器のフィンの平面図である。

本実施例の空気調和機は、前面側に配置された空気吸込口、及び、下方に配置された空気吹出口を有する筐体と、筐体内に設けられた貫流ファンと、空気吸込口と貫流ファンとの間に配置され、伝熱管及び伝熱管が貫通するフィンを有するクロスフィンチューブ型の熱交換器と、熱交換器の前面側に配置され、室内制御基盤を収納する電気部品ユニットと、が配置された室内機を備え、空気流れ方向上流側に電気部品ユニットが配置された熱交換器の通風抵抗を、空気流れ方向上流側に電気部品ユニットが配置されていない熱交換器の通風抵抗よりも小さくすることにより、熱交換器の通風抵抗の不均一を抑制する。特に、空気流れ方向上流側に電気部品ユニットが配置された熱交換器のフィンの積層ピッチを、空気流れ方向上流側に電気部品ユニットが配置されていない熱交換器のフィンの積層ピッチよりも大きくすることにより、熱交換器の通風抵抗の不均一を抑制する。以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

（実施例１）図２は、本発明に係る空気調和機の第１の実施例の冷凍サイクルの構成図である。本実施例に係る空気調和機は、室外機１と室内機７とが、接続配管１０によって接続されることで機能する。室外機１は、圧縮機２と、四方弁３と、室外熱交換器４と、絞り装置６と、プロペラファン５とを備えている。室内機７は、室内熱交換器８と、貫流ファン９とを備えている。次に、冷房運転をする場合を例に、各要素の作用を説明する。
冷房運転の場合、圧縮機２で圧縮された高圧のガス状冷媒は、室外熱交換器４で外気に放熱することで凝縮し、高圧の液状冷媒となる。液冷媒は絞り装置６の作用で減圧され、低温低圧の気液二相状態となり、接続配管１０を通じて室内機７へ流れる。室内機７に入った冷媒は、室内熱交換器８で室内空気の熱を吸熱することで蒸発する。室内ユニットで蒸発した冷媒は、接続配管１０を通じて、室外機１へ戻り、四方弁３を通って再び圧縮機２で圧縮されることになる。暖房運転の場合は、四方弁３により、冷媒流路が切り替えられ、圧縮機２で圧縮された高圧のガス状冷媒は、四方弁３および接続配管１０を通って室内機７に流れる。室内機７に入った冷媒は、室内熱交換器８で室内空気に放熱することで凝縮し、高圧の液状冷媒となる。高圧の液状冷媒は、接続配管１０を通って室外機１に流れる。室外機１に入った高圧の液状冷媒は、絞り装置６の作用で減圧され、低温低圧の気液二相状態となり、室外熱交換器４に流れ、室外空気の熱を吸熱することで蒸発し、ガス状冷媒となる。室外熱交換器４でガス状となった冷媒は、四方弁３を通って再び圧縮機２で圧縮される。

図３は、本実施例の空気調和機の熱交換器と同じ形式の、一般的なクロスフィンチューブ型の熱交換器の要素の構造を示したものである。この熱交換器は、多数のアルミニウム製のフィン１１を、Ｕ字状に曲げられた銅製の伝熱管１２が貫く構造となっている。フィン１１と伝熱管１２とは、フィンに挿入された伝熱管１２を液圧、あるいは機械的に拡管することにより密着している。また、伝熱管１２の端部には、継手部品１３が溶接され、冷媒の流路を構成している。

図１は、本実施例の空気調和機の室内機の上面図を示す。本図では、説明のため、エアフィルタの枠や化粧パネル等は省略して描いている。本実施例では、筐体１４に、室内熱交換器８と、貫流ファン９と、プレフィタの自動清掃機構で捕集した埃を蓄積するためのダストボックス２３と、電気部品ユニット２２が収められている。また、室内熱交換器８には、室外機と冷媒の授受を行うための配管部品２４が設けられている。電気部品ユニット２２は、図に示すとおり、熱交換器の右側の前方に設置されている。

図４は、図１に示す本実施例の空気調和機の室内機の、Ａ−Ａ断面を示したものである。筐体１４には前面と上面に空気吸込口１９および２０が設けられ、下方に空気吹出口２１が設けられている。筐体内には、貫流ファン９が配設されており、吸込口から貫流ファンまでの風路の途中にクロスフィンチューブ型の室内熱交換器８が配設されている。室内熱交換器は、前面側室内熱交換器８ａと背面側室内交換器８ｂとで構成されている。また、前面側室内熱交換器８ａと背面側主熱交換器８ｂは、貫流ファン９を取り囲むように略逆Ｖ字状に配設されている。また、筐体１４には、貫流ファンを背面から取り囲む形状のバックノーズ部１４ｂと、貫流ファンの前面側に近接する構造のフロントノーズ部１４ａとを備えている。また、最前部には、化粧パネル１５が設けられている。

図５は、図１に示す本実施例の空気調和機の室内機の、Ｂ−Ｂ断面を示したものである。図４との違いは、化粧パネル１５と室内熱交換器８ａとの間に、電気部品ユニット２２が配置されている点である。電気部品ユニット２２には、ファンモータや風向制御板を駆動する制御基盤が内蔵されている。この断面では、前面空気吸込口１９への空気の流れが、電気部品ユニット２２を避けて流入する構成のため、空気が熱交換器に流入する際の通風抵抗が、図４で示したＡ−Ａ断面での通風抵抗よりも大きい。即ち、本実施例では熱交換器の上流の右側の通風抵抗が、左側の通風抵抗よりも大きくなっている。

図６は、室内熱交換器８のフィンの積層ピッチの分布を示す上面図である。本実施例では、熱交換器の、電気部品ユニット２２が空気の流れの上流に配置されている側（図の右側）のフィンの積層ピッチ（図中Ｐ２）を、熱交換器の、電気部品ユニットが空気の流れの上流に配置されていない側（図の左側）のフィンの積層ピッチ（図中Ｐ１）よりも大きくしている。これにより、室内熱交換器８の単体の通風抵抗で考えれば、左側の通風抵抗が右側の通風抵抗よりも大きくなっている。一方、熱交換器の上流側の通風抵抗は、前記の通り右側の通風抵抗が、左側の通風抵抗よりも大きくなっている。即ち、本構成は熱交換器の上流側の通風抵抗の分布を、熱交換器の通風抵抗の分布で緩和する構成となっている。これにより、貫流ファンのサージングや騒音の増大といった現象を予防し、安定して空気を送風できる空気調和機を提供することができる。

尚、本実施例においては、平均のフィンの積層ピッチをＰとしたとき、Ｐ１＝０．９７Ｐ、Ｐ２＝１．０３Ｐ程度となっている。

（実施例２）本実施例では、特に、空気流れ方向上流側に電気部品ユニットが配置された熱交換器のフィンに形成された切り起こしの数を、空気流れ方向上流側に電気部品ユニットが配置されていない熱交換器のフィンに形成された切り起こしの数よりも少なくすることにより、熱交換器の通風抵抗の不均一を抑制する。

本実施例の詳細を、実施例１との違いを踏まえながら以下に説明する。尚、本実施例の、空気調和機としての作動原理や、電気部品ユニットの配置については、実施例１と同様であるので説明を割愛する。

図７は、本実施例で用いている室内熱交換器８の特徴を示す上面図である。本熱交換器では、図中の区間１と区間２とで、種類の異なるフィンが用いられている。

図８は、図７の区間１に用いられているフィン８ｃおよび８ｄの平面図である。フィンには、切り起こし部２５が多数設けられている。切り起こし部の詳細は、本図のＣ−Ｃ断面である図９に示す通りである。図に示すとおり、区間１で用いられているフィンは、３本の切り起こしを１セットとしたものが、伝熱管と伝熱管の間に配置されている。

図１０は、図７の区間２に用いられているフィン８ｃおよび８ｄの平面図である。本フィンにも、図８と同様に切り起こし部２５が設けられているが、２本で１セットになっている切り起こし部が、伝熱管と伝熱管の間に配置されている。すなわち、切り起こし部２５の数が、図８に示すフィンの切り起こし部の数よりも小さくなっている。切り起こし部の詳細は、本図のＤ−Ｄ断面である図１１に示す通りである。

ところで、切り起こし部は、その数が多いほど通風抵抗が大きくなるという性質を持っている。そのため、区間１で用いられているフィン（図８参照）の通風抵抗は、区間２で用いられているフィン（図１０参照）の通風抵抗よりも大きい。即ち、熱交換器８の単体の通風抵抗で考えれば、左側の通風抵抗が右側の通風抵抗よりも大きくなっている。一方、実施例１に示したとおり、熱交換器の上流側の通風抵抗は、右側の通風抵抗が、左側の通風抵抗よりも大きくなっている。即ち、本構成は熱交換器の上流側の通風抵抗の分布を、熱交換器の通風抵抗の分布で緩和する構成となっている。これにより、貫流ファンのサージングや騒音の増大といった現象を予防し、安定して空気を送風できる空気調和機を提供することができる。

本実施例では、熱交換器８の区間２を構成するフィン８ｃおよび８ｄの切り起こし部２５の数を、区間１を構成する前面側のフィン８ｃの切り起こし部２５の数よりも小さくしたが、図１２に示すとおり、前面側のフィン８ｃのみ切り起こし部２５の数を小さくしても良い。

１…室外機、２…圧縮機、３…四方弁、４…室外熱交換器、５…プロペラファン、６…絞り装置、７…室内機、８…室内熱交換器、８ａ…前面側室内熱交換器、８ｂ…背面側室内熱交換器、８ｃ…前面側室内熱交換器のフィン、８ｄ…背面側室内熱交換器のフィン、９…貫流ファン、１０…接続配管、１１…フィン、１２…伝熱管、１３…継手部品、１４…筐体、１４ａ…筐体のフロントノーズ部、１４ｂ…筐体のバックノーズ部、１５…化粧パネル、１６…風向制御板、１７…上部前側筐体、１８…エアフィルタの枠、１９…前面空気吸込口、２０…上面空気吸込口、２１…空気吹出口、２２…電気部品ユニット、２３…ダストボックス、２４…配管部品、２５…切り起こし部

Claims (3)

1. 前面側に配置された空気吸込口、及び、下方に配置された空気吹出口を有する筐体と、 前記筐体内に設けられた貫流ファンと、
   前記空気吸込口と前記貫流ファンとの間に配置され、伝熱管及び前記伝熱管が貫通するフィンを有するクロスフィンチューブ型の熱交換器と、
   前記熱交換器の前面側に配置され、室内制御基盤を収納する電気部品ユニットと、
   が配置された室内機を備え、
   空気流れ方向上流側に前記電気部品ユニットが配置された前記熱交換器の通風抵抗を、空気流れ方向上流側に前記電気部品ユニットが配置されていない前記熱交換器の通風抵抗よりも小さくする空気調和機。
2. 請求項１において、空気流れ方向上流側に前記電気部品ユニットが配置された前記熱交換器の前記フィンの積層ピッチを、空気流れ方向上流側に前記電気部品ユニットが配置されていない前記熱交換器の前記フィンの積層ピッチよりも大きくする空気調和機。
3. 請求項１又は２において、空気流れ方向上流側に前記電気部品ユニットが配置された前記熱交換器の前記フィンに形成された切り起こしの数を、空気流れ方向上流側に前記電気部品ユニットが配置されていない前記熱交換器の前記フィンに形成された切り起こしの数よりも少なくする空気調和機。