JP2014109386A - 空気調和装置の室内ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和装置の室内ユニットにおいて、風切音を抑制し、且つ、熱交換効率を向上する。
【解決手段】筐体内に、遠心式の送風機９と、この送風機９を囲むように配置される多角形状の熱交換器１１と、この熱交換器１１の吸込側１１Ｆに配置される整流板４０とを備え、筐体の４方の側壁に沿って延びる４つの吹出部３３から熱交換器１１により熱交換した空気を吹き出す空気調和装置の室内ユニットにおいて、整流板４０は、一端部４０Ａが吹出部３３の端部３３Ａ近傍に位置する熱交換器１１の直線形状部１１Ｃに固定され、他端部４０Ｂが送風機９側へ延びる構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気調和装置の室内ユニットに関する。

従来、筐体内に、遠心式の送風機と、当該送風機を囲むように配置される多角形状の熱交換器と、前記熱交換器の吸込側に配置される整流板とを備えた空気調和装置の室内ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種の空気調和装置では、送風機から吹き出された室内空気は、整流板を乗り越えるようにして通風路内を流れ、熱交換器の吸込側から吹出側に流出する。このため、整流板が空気の流れに対して適度な抵抗となることにより、整流板間の空間内の圧力が均一化され、上記通風路での渦流の発生、特に熱交換器の角部（隅部）での渦流の発生が抑えられるため、送風機が運転する際の音（風切音）を抑えることができる。

特開平５−１２６３５１号公報

しかしながら、上記従来の室内ユニットでは、送風機の風切音を抑えることができるが、整流板による抵抗や、空気流の乱れによって空気が熱交換器を通過し難くなり、熱交換効率に影響が出るという課題がある。
上記目的を達成するため、本発明は、空気調和装置の室内ユニットにおいて、風切音を抑制し、且つ、熱交換効率を向上できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、筐体内に、遠心式の送風機と、この送風機を囲むように配置される多角形状の熱交換器と、この熱交換器の吸込側に配置される整流板とを備え、前記筐体の４方の側壁に沿って延びる４つの吹出部から前記熱交換器により熱交換した空気を吹き出す空気調和装置の室内ユニットにおいて、前記整流板は、一端部が前記吹出部端部近傍に位置する前記熱交換器の直線形状部に固定され、他端部が前記送風機側へ延びることを特徴とする。

また、上記構成において、前記整流板は、前記一端部から前記他端部にかけて、直線部及び曲部、或いは、少なくとも１つの曲部を備えて、曲げ形状に形成されることを特徴とする。

また、上記構成において、前記整流板の前記一端部から前記他端部までの、前記熱交換器の直線形状部に垂直な高さは、前記整流板の前記一端部から前記他端部までの、前記直線形状部に沿った長さよりも大きいことを特徴とする。

また、上記構成において、前記整流板の高さは、前記筺体の天板から離れるほど小さくなることを特徴とする。

また、上記構成において、前記整流板の長さは、前記筐体の天板から離れるほど小さくなることを特徴とする。

また、上記構成において、前記整流板は、一枚の板材で一体に形成されていることを特徴とする。

また、上記構成において、前記一端部は、前記熱交換器のフィンの間隔よりも厚みが小さいホルダ部を備え、当該ホルダ部が、前記熱交換器の冷媒配管に固定されることを特徴とする。

本発明によれば、空気調和装置の室内ユニットにおいて、風切音を抑制し、且つ、熱交換効率を向上できる。

本発明の実施形態に係る天井埋込型空気調和装置（空気調和装置の室内ユニット）を示す側断面図である。 化粧パネル、ドレンパン及び天板を取り外した状態の天井埋込型空気調和装置を上方から見た図である。 直線形状部の整流板の近傍を示す上面図である。 整流板を示す図であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は側面図である。 図２のＶ−Ｖ断面図である。 本発明の変形例に係る整流板を示す図であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は側面図である。 本発明の他の変形例に係る整流板を示す図であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は側面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る天井埋込型空気調和装置（空気調和装置の室内ユニット）を示す側断面図である。
天井埋込型空気調和装置１００は、板金製の箱形の筐体１を有し、この筐体１の四隅には、吊り金具２Ａ（図２参照）が複数（本実施形態では、４つ）設けられている。各々の吊り金具２Ａには、天井面１１０に固定された吊りボルト２がナット（不図示）によって固定され、これらの吊りボルト２を介して、天井埋込型空気調和装置１００は天井面１１０から吊り下げ設置される。

筐体１は、側面の四面を構成する側板１Ａと、上面を塞ぐ天板１Ｂとを有する。
筐体１の内側には、発泡スチロール製の断熱材３がほぼ全面にわたって配置されており、この断熱材３の内側に、送風機９、及び熱交換器１１が収容されている。遠心式の送風機９は、シャフト５Ａを下向きに配置されたファンモータ５と、シャフト５Ａに回転自在に取り付けられたターボファン７とで構成され、このターボファン７の周囲には通風路８が形成されている。熱交換器１１は、平面視で多角形状となるように屈曲させて形成されたフィンアンドチューブ型の熱交換器であり、送風機９を取り囲むように配置される。

熱交換器１１の下方には、熱交換器１１の下面を覆うように、発泡スチロール製の枠状のドレンパン１３が配設されている。ドレンパン１３の中央には、多角形状の吸込開口３２が開口し、この吸込開口３２には、上記送風機９の吸込部が臨んでいる。また、ドレンパン１３の周縁部には、熱交換器１１を通った送風機９の排気を通すための吹出開口（吹出部）３３が形成されている。吸込開口３２の上部には、吸込開口３２を通った被調和室の空気を送風機９に案内するノズル１４が取り付けられている。ノズル１４は、吸込開口３２より小さく形成された略円形の開口部１５を有し、複数のねじを用いてドレンパン１３に固定されている。

筐体１の下面には、化粧パネル２１がねじ（図示略）等により取り付けられている。化粧パネル２１は、上記天井面１１０の下方に天井裏空間１１１を介して設けられる天井板１１２に配置されて被調和室に露出している。化粧パネル２１には、被調和室の空気を吸込む吸込口２２と、熱交換器１１を通った調和空気を被調和室に吹き出す吹出口２３とが形成されている。吸込口２２の内側には、フィルタ２５が装着されている。
天井埋込型空気調和装置１００は、図示しない室外機から供給される冷媒を熱交換器１１に通して、熱交換器１１を蒸発器または凝縮器として機能させる。そして、天井埋込型空気調和装置１００は、送風機９の動作により、吸込口２２から被調和室の室内空気を吸い込み、フィルタ２５で清浄化した後、吸込開口３２及びノズル１４を通して室内空気を熱交換器１１に通して冷却または加熱し、調和空気とする。天井埋込型空気調和装置１００は、送風機９の動作により、調和空気を吹出開口３３を通して吹出口２３から被調和室に吹き出し、被調和室を冷房または暖房する。

図２は、化粧パネル２１、ドレンパン１３及び天板１Ｂを取り外した状態の天井埋込型空気調和装置１００を上方から見た図である。
筐体１は平面視で大略四角形状に形成されており、吹出開口３３は筐体１の４方の側壁１Ａ１，１Ａ２，１Ａ３，１Ａ４に沿って４つ設けられている。熱交換器１１は、図２に示すように、筐体１の形状に合わせて板状の本体を略五角形状に曲げるようにして形成されており、冷媒の入口・出口側端部１１Ｋから順に５つの直線形状部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅと、各直線形状部間に設けられる角部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄとを備えている。これら４つの辺１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｅは、筐体１の４つの側壁１Ａ１−１Ａ４に対して略平行に延び、残りの１つの辺１１Ｄは、筐体１の中央側に若干張り出している。熱交換器１１の内側面は、送風機９から吹き出される気流を吸い込む吸込面１１Ｆ（吸込側）である。
熱交換器１１は、曲げ始め位置である冷媒の入口・出口側端部１１Ｋと、曲げ終わり位置である他端１１Ｌとの間が管板１１Ｍを介して連結されている。本実施形態では、管板１１Ｍにより、直線形状部１１Ａ，１１Ｅは、互いに屈曲して連結されているため、この管板１１Ｍも角部として機能する。ドレンポンプ１６は、直線形状部１１Ａと側板１Ａとの間に設けられる。

図２に示すように、熱交換器１１の直線形状部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｅの吸込面１１Ｆには、送風機９のターボファン７側へ延びる整流板４０がそれぞれ取付けられている。これら整流板４０は、送風機９によって形成されて通風路８内を流れる気流Ｘ（図２）に対して、各直線形状部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｅにおける下流側の角部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｄ及び管板１１Ｍに近接した位置に取り付けられている。ここで、吹出開口３３は、直線形状部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｅに略亘って設けられているため、整流板４０は、吹出開口３３の端部３３Ａに近傍に位置する直線形状部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｅに固定されることとなる。送風機９は、図２では時計回りに回転しており、気流Ｘは、時計回りの方向に吹き出され、吸込面１１Ｆに対し平行に流れる成分が大きく、吸込面１１Ｆに対し垂直に流れる成分が小さい気流である。このように、整流板４０を角部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｄ及び管板１１Ｍに近接した位置で各直線形状部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｅに取り付けることにより、ターボファン７と熱交換器１１との距離が広い部位に取り付けることができるとともに、各角部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｄ及び管板１１Ｍでの渦流の発生を抑えることができ、風切音を大幅に減衰することができる。
ここで、風切音は、気流が熱交換器１１の吸込面１１Ｆに対して斜めに侵入することで大きくなる。また、気流の熱交換器１１の吸込面１１Ｆに対する侵入角度が垂直に近づくほど気流はスムーズに熱交換器１１を通過できるようになり、風切音が小さくなるとともに、熱交換効率も向上する。

図３は、直線形状部１１Ｃの整流板４０の近傍を示す上面図である。図４は、整流板４０を示す図であり、図４（Ａ）は上面図であり、図４（Ｂ）は正面図であり、図４（Ｃ）は側面図である。整流板４０の構成は各直線形状部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｅにおいて同様であるため、ここでは、主として直線形状部１１Ｃの整流板４０について説明する。

図２〜図４に示すように、整流板４０は、天井埋込型空気調和装置１００の上下方向に長い板状に形成されている。整流板４０は、吸込面１１Ｆに対して垂直に配置される直線部４１と、直線部４１の先端から湾曲して延びる曲部４２とを有している。
整流板４０は、一端部４０Ａが吸込面１１Ｆに固定され、他端部４０Ｂが送風機９側に延びて一端部４０Ａよりも送風機９の回転方向の上流側に位置するとともに、直線部４１と吸込面１１Ｆとの間隔が他端部４０Ｂ側ほど大きくなるように、全体として曲げ形状に形成される。詳細には、整流板４０は、一端部４０Ａから他端部４０Ｂまでの直線形状部１１Ｃに垂直な高さＨが、整流板４０における一端部４０Ａから他端部４０Ｂまでの直線形状部１１Ｃに沿った長さＬよりも大きくなるように配置される。すなわち、整流板４０が設けられることで、通風路８には、気流Ｘを堰き止める堰き止め部が設けられることとなる。

直線部４１は、略矩形の平坦な板であり、直線部４１の一端部４０Ａには、吸込面１１Ｆ側に突出するフォーク状のホルダ部４３が形成されている。ホルダ部４３は、吸込面１１Ｆに対して略直交する方向に延びる板部４３Ａと、板部４３Ａの先端部を溝状に切り欠いた係合部４３Ｂとを有する。ホルダ部４３は、直線部４１の上端、下端及び上下の中間部に設けられている。なお、図４中、符号４０Ｃは上端（天板１Ｂ側）、符号４０Ｄは下端を示す。
整流板４０は、直線部４１、曲部４２及びホルダ部４３が樹脂成形により一体に成形されている。

図５は、図２のＶ−Ｖ断面図である。
図３〜図５に示すように、熱交換器１１は、熱交換器１１内を吸込面１１Ｆに沿って略水平に延びるチューブ（冷媒配管）４６と、冷媒が通されるチューブ４６の延在方向に対して略直交する複数の板状のフィン４７とを有している。チューブ４６は上下方向に複数段設けられるとともに、熱交換器１１の厚さ方向に複数列並べて設けられる。フィン４７は、互いに所定間隔離れて配置される。各フィン４７の間の空間は、熱交換される気流が通る熱交換器内風路Ｔである。ホルダ部４３の板部４３Ａの板厚は、各フィン４７の間の間隔よりも小さく形成されている。

整流板４０は、各ホルダ部４３が熱交換器内風路Ｔに挿入され、係合部４３Ｂがチューブ４６の外径部に係合することで熱交換器１１に固定される。詳細には、整流板４０の上端のホルダ部４３は、吸込面１１Ｆ側で天板１Ｂに近い最上段のチューブ４６に係合されている。また、下端のホルダ部４３は、送風機９の吐出口９Ａ（図５）の下端よりも下方に位置し、吐出口９Ａよりも下方のチューブ４６に係合される。このように、ホルダ部４３をチューブ４６に係合させるとともに、フィン４７間に挟んで位置決めできるため、簡単な構成で整流板４０を固定できる。

図３に示すように、整流板４０は、直線形状部１１Ｃの吸込面１１Ｆと送風機９とが最も近接する近接部Ｇよりも気流Ｘの流れにおける下流側に配置されている。気流Ｘは、近接部Ｇの近傍で、吸込面１１Ｆに対して平行に流れる気流が最も強くなるため、近接部Ｇの少し下流側に整流板４０を設けることで、効果的に整流することができる。

ここで、図３を参照し、整流板４０の近傍の気流について説明する。
送風機９の運転に伴って気流Ｘは発生し、気流Ｘは、一部の気流Ｘ１が整流板４０の他端部４０Ｂを乗り越えるようにして下流側へ流れ、残りの気流Ｘ２が整流板４０に堰き止められる。気流Ｘ１は、他端部４０Ｂを通過する際の抵抗によって減速され、これにより、特に角部１２Ｂ近傍での渦流の発生が抑えられるため、渦流が吸込面１１Ｆに侵入することによる風切音の発生を抑えることができる。気流Ｘ１は、他端部４０Ｂを乗り越えた後に、曲部４２に沿って流れるので、吸込面１１Ｆに対して侵入角度が垂直に近づく。また、整流板４０は、吸込面１１Ｆが湾曲する角部１２Ｂの近傍に設けられているため、他端部４０Ｂを乗り越えた気流Ｘ１のうち、曲部４２に沿って方向が変更されなかった気流も、角部１２Ｂでは吸込面１１Ｆに略垂直に流れるので、スムーズに熱交換器１１を通過できるようになり、風切音が小さくなるとともに、熱交換効率も向上する。

一方、気流Ｘ２は、整流板４０に堰き止められて減速されるとともに、整流板４０の曲げ形状によって吸込面１１Ｆに対して略垂直に流れる向きに方向が変更される。これにより、気流Ｘ２は、スムーズに熱交換器１１を通過できるようになり、風切音が小さくなるとともに、熱交換効率も向上する。また、気流Ｘ２が整流板４０に堰き止められながら、吸込面１１Ｆに対して略垂直に流れることで、整流板４０の上流の気流も減速して、吸込面１１Ｆに対して侵入角度が垂直に近づく。さらに、整流板４０の高さＨは長さＬより大きく形成されているため、気流Ｘ２をより多く堰き止めることができるので、気流Ｘ２をより減速させることができ、気流Ｘ２が吸込面１１Ｆを通り易くなるため、熱交換効率を向上できる。これに加え、整流板４０は、吹出開口３３の端部３３Ａの近傍に配置されているため、整流板４０で堰き止められた気流が吹出開口３３からスムーズに吹き出されることとなる。

以上説明したように、本実施形態によれば、整流板４０は、一端部４０Ａが吹出部３３端部近傍に位置する熱交換器１１の直線形状部１１に固定され、他端部４０Ｂが送風機９側へ延びる構成とした。この構成により、整流板４０によって気流が堰き止められて減速するので、気流が熱交換器１１を効率良く通過できる。このため、天井埋込型空気調和装置１００の風切音を抑制し、且つ、熱交換効率を向上できる。整流板４０は、吹出開口３３の端部３３Ａの近傍に配置されているため、整流板４０で堰き止められた気流が吹出開口３３からスムーズに吹き出されることとなる。

また、本実施形態によれば、整流板４０は、一端部４０Ａから他端部４０Ｂにかけて、直線部４１及び曲部４２曲げ形状に形成される構成とした。この構成により、整流板４０によって堰き止められた気流は、熱交換器１１の吸込面１１Ｆに対して略垂直に流れる向きに方向が変更され、熱交換器１１を効率良く通過でき、その結果、風切音を抑制し、且つ、熱交換効率を向上できる。

また、本実施形態によれば、整流板４０の一端部４０Ａから他端部４０Ｂまでの、熱交換器１１の直線形状部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｅに垂直な方向の高さは、整流板４０の一端部４０Ａから他端部４０Ｂまでの、直線形状部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｅに沿った長さよりも大きい構成とした。この構成により、気流をより多く堰き止めることができるので、気流Ｘ２をより減速させることができ、熱交換効率を向上できる。

また、本実施形態によれば、一端部４０Ａは、熱交換器１１のフィン４７の間隔よりも厚みが小さいホルダ部４３を備え、ホルダ部４３が、熱交換器１１のチューブ４６に固定されるため、整流板４０を簡単な構成で確実に固定できる。

但し、上記実施形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施形態では、整流板４０は、直線部４１、曲部４２及びホルダ部４３が樹脂成形により一体に成形されるものとして説明したが、これに限らず、例えば、一枚の金属板によって一体に形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、整流板４０は、一端部４０Ａから他端部４０Ｂにかけて、直線部４１及び曲部４２を備えて曲げ形状に形成されていたが、例えば、図６に示すように、整流板１４０を、一端部１４０Ａから他端部１４０Ｂにかけて、少なくとも１つの曲部１４２を備えて曲げ形状に形成してもよい。

また、上記実施形態では、整流板４０の高さＨは一定であったが、図７に示すように、整流板２４０を、高さＨが筺体１の天板１Ｂ（図３）から離れるほど小さくなるように、上端２４０Ｃから下端２４０Ｄにかけて高さを小さく形成してもよい。すなわち、上端２４０Ｃの高さＨ１を下端２４０Ｄの高さＨ２より大きくしてもよい。通風路８において、気流は、天板１Ｂの付近では遅いものの、天板１Ｂに近いほど速いので、高さを筺体１の天板１Ｂから離れるほど小さくすることで、必要最小限の大きさの整流板２４０により、確実に気流を堰き止めることができる。

また、上記実施形態では、整流板４０の長さＬは一定であったが、図７に示すように、整流板２４０を、長さＬが筐体１の天板１Ｂ（図３）から離れるほど小さくなるように、上端２４０Ｃから下端２４０Ｄにかけて長さを小さく形成してもよい。すなわち、上端２４０Ｃの長さＬ１を下端２４０Ｄの長さＬ２より大きくしてもよい。通風路８において、気流は、天板１Ｂの付近では遅いものの、天板１Ｂに近いほど速いので、長さを筺体１の天板１Ｂから離れるほど小さくすることで、必要最小限の大きさの整流板２４０により、確実に気流の向きを変更できる。
また、図７の例では、整流板４０の高さ及び長さの両方を、筺体１の天板１Ｂ（図３）から離れるほど小さくしたが、整流板４０の高さ及び長さのうち、一方を筺体１の天板１Ｂから離れるほど小さくし、他方を一定にしてもよい。

１ 筐体
１Ｂ 天板
１Ａ，１Ａ１，１Ａ２，１Ａ３，１Ａ４ 側壁
９ 送風機
１１ 熱交換器
１１Ａ１，１１Ａ
１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｅ，１１Ａ 直線形状部
１１Ｆ 吸込面（吸込側）
３３ 吹出開口（吹出部）
３３Ａ 端部
４０，１４０，２４０ 整流板
４０Ａ，１４０Ａ，２４０Ａ 一端部
４０Ｂ，１４０Ｂ，２４０Ｂ 他端部
４１ 直線部
４２ 曲部
４３ ホルダ部
４６ チューブ（冷媒配管）
４７ フィン
１００ 天井埋込型空気調和装置（空気調和装置の室内ユニット）
Ｇ 近接部
Ｈ，Ｈ１，Ｈ２ 高さ
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２ 長さ

Claims (7)

1. 筐体内に、遠心式の送風機と、この送風機を囲むように配置される多角形状の熱交換器と、この熱交換器の吸込側に配置される整流板とを備え、前記筐体の４方の側壁に沿って延びる４つの吹出部から前記熱交換器により熱交換した空気を吹き出す空気調和装置の室内ユニットにおいて、
   前記整流板は、一端部が前記吹出部端部近傍に位置する前記熱交換器の直線形状部に固定され、他端部が前記送風機側へ延びることを特徴とする空気調和装置の室内ユニット。
2. 前記整流板は、前記一端部から前記他端部にかけて、直線部及び曲部、或いは、少なくとも１つの曲部を備えて、曲げ形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置の室内ユニット。
3. 前記整流板の前記一端部から前記他端部までの、前記熱交換器の直線形状部に垂直な高さは、前記整流板の前記一端部から前記他端部までの、前記直線形状部に沿った長さよりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置の室内ユニット。
4. 前記整流板の高さは、前記筺体の天板から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気調和装置の室内ユニット。
5. 前記整流板の長さは、前記筐体の天板から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気調和装置の室内ユニット。
6. 前記整流板は、一枚の板材で一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の空気調和装置の室内ユニット。
7. 前記一端部は、前記熱交換器のフィンの間隔よりも厚みが小さいホルダ部を備え、当該ホルダ部が、前記熱交換器の冷媒配管に固定されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の空気調和装置の室内ユニット。

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