JP2015010730A

JP2015010730A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2015010730A
Application number: JP2013134590A
Authority: JP
Inventors: 大輔川添; Daisuke Kawazoe; 米澤　勝; Masaru Yonezawa; 勝米澤
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2015-01-19

Abstract

【課題】意匠性と空気調和機の性能を両立しつつ、翼ピッチ音の発生を抑制する。
【解決手段】室内ユニット１の上方に設けた第１の吸込部４と、前記室内ユニットの前面パネル３の下方に設けた第２の吸込部９とを備え、第２の吸込部は室内ユニットの長手方向に複数の独立した開口部９を連続的に形成して構成してある。これにより、第１の吸込部に加え第２の吸込部からも空気を吸込むので空気調和機の性能を維持することができるとともに、前面パネルを備えていることによって意匠性も維持でき、しかも前記前面パネルの第２の吸込部と略平行に配置されたクロスフローファン５に流入する空気の流れはクロスフローファン長手方向で均一にならず、クロスフローファンの２次元流れに変化をつけることができるため、翼ピッチ音も抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、住宅などの空調に用いられる空気調和機、特にその室内ユニットに関するものである。

従来、空気調和機の室内ユニットは、前面部を格子状の吸込グリルとして空気が流入可能な構成とし、室内ユニットへの空気の流入を促進していた（例えば、特許文献１参照）。

一方、近年は空気調和機に対しても、インテリアの観点から高いデザイン性が求められている。そこで、室内ユニットの前面部を、格子状の吸込グリルではなく、開口のない略フラット形状であるパネルで構成した空気調和機が主流となってきている。

上記室内ユニットの前面部を格子状にせず、前面部をパネル状にフラットな構成として意匠性を高めた空気調和機は、前面部から空気の吸込みが出来ないため、熱交換器への空気の流入が、空気調和機の室内ユニットの上部のみからとなって送風性能が低下してしまい、空気調和機の性能低下の原因となる。特に熱交換器の前部下方への通風が極端に低下してしまうこととなる。

したがって、前面パネルの長手方向にスリット状の開口部を設けて熱交換器の前部下方への通風を確保し、意匠性と性能の両立を図っている（例えば、特許文献２参照）。

特開平５−２２３２７５号公報特開２００４−２５７６２４号公報

しかしながら、前記特許文献２に記載された従来の空気調和機の構成では、前面パネルのスリット状の開口部から一様に空気が吸い込まれて、空気の流れがスリット状の開口部の後方領域に集中する。そのため、当該スリット状の開口部の後方領域に位置するクロスフローファンの円周上の一部、すなわち、スリット状の開口部と対向するクロスフローファンの円周長手方一直線上に風速が早くなる部分が形成され、翼ピッチ音が発生しやすい、という課題を有していた。

本発明はこのような従来の課題を解決するもので、空気調和機の意匠性と性能を維持しつつ翼ピッチ音を抑制することを目的としたものである。

本発明は前記従来の課題を解決するために、熱交換器、クロスフローファンを備えた室内ユニットと、前記室内ユニットの上方に設けた第１の吸込部と、前記室内ユニットの前面パネルの下方に設けた第２の吸込部とを具備し、前記第２の吸込部は前記室内ユニットの長手方向に複数の独立した開口部を連続的に形成して構成し、当該第２の吸込部から吸い込まれる空気の風速が室内ユニットの長手方向で均一にならない構成としてある。

これにより、第１の吸込部に加え第２の吸込部からも空気を吸込むので空気調和機の性
能を維持することができるとともに、前面パネルを備えていることによって意匠性も維持でき、しかも前記前面パネルの第２の吸込部と略平行に配置されたクロスフローファンに流入する空気の流れはクロスフローファン長手方向で均一にならず、クロスフローファンの２次元流れに変化をつけることができるため、翼ピッチ音も抑制することができる。

本発明は、意匠性と性能を両立しつつ、翼ピッチ音の発生を抑制した空気調和機を提供することができる。

本発明の実施形態１における空気調和機の斜視図同実施形態１における空気調和機の断面図同実施形態１における空気調和機の空気の流れを示した模式図同実施形態１における空気調和機の要部の拡大断面図同実施形態１における空気調和機の作用を説明する図で、（ａ）はクロスフローファンと第２の吸込部の開口部との位置関係を示す模式図、（ｂ）は風速状態を示す図同実施の形態１における空気調和機のファン体１個あたりの開口部の配置数と翼ピッチ音低減効果の関係を示す図本発明の実施の形態２における空気調和機の前面パネルを示す部分拡大図従来の空気調和機の作用を説明する図で、（ａ）はクロスフローファンとスリット状の開口部との位置関係を示す図、（ｂ）は風速状態を示す図

第１の発明は、熱交換器、クロスフローファンを備えた室内ユニットと、前記室内ユニットの上方に設けた第１の吸込部と、前記室内ユニットの前面パネルの下方に設けた第２の吸込部とを具備し、前記第２の吸込部は前記室内ユニットの長手方向に複数の独立した開口部を連続的に形成して構成し、当該第２の吸込部から吸い込まれる空気の風速が室内ユニットの長手方向で均一にならない構成としてある。

これにより、第１の吸込部に加え第２の吸込部からも空気を吸込むので空気調和機の性能を維持することができるとともに、前面パネルを備えていることによって意匠性も維持でき、しかも前記前面パネルの第２の吸込部と略平行に配置されたクロスフローファンに流入する空気の流れはクロスフローファン長手方向で均一にならず、クロスフローファンの２次元流れに変化をつけることができるため、翼ピッチ音も抑制することができる。

第２の発明は、第１の発明において、クロスフローファンは複数のファン体を結合して構成し、第２の吸込部の開口部はクロスフローファンを構成するそれぞれのファン体に対応する形で、かつ各ファン体の長手方向で風速が均一にならない位置に設けた構成としてある。

これにより、各ファン体においても、流入する空気の風速に変化を作り出すことができ、より効率的に翼ピッチ音を軽減することができる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、第２の吸込部を構成する開口部は、空気の流れ方向に見て、クロスフローファンを構成する各ファン体に対し、それぞれ１箇所以上形成した構成としてある。

これにより、効率的にクロスフローファンに流入する空気の流れを均一にならないようにすることができ、さらに効率よく翼ピッチ音を抑制することができる。

第４の発明は、第１〜第３の発明において、室内ユニットの前面パネルはその前面長手方向に凹溝部を設け、上記凹溝部の隠蔽部となる下辺に第２の吸込部の開口部を設けた構成としてある。

これにより、第２の吸込部である開口部およびこの開口部を介して室内ユニットの内部に配置されているエアフィルタや熱交換器等も視認できないようにすることができるので、より一層デザインを向上し、外観の意匠性を高めることが出来る。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施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は本発明の実施の形態１における空気調和機の室内ユニットを示す斜視図、図２は同空気調和機の室内ユニットの断面図である。

図１および図２において、本実施の形態における空気調和機の室内ユニット１は、台枠２と、前面パネル３と、第１の吸込部となる天面吸込グリル４で外郭が構成されている。

室内ユニット１は、図示しない接続配管、電源接続線、信号接続線等を介して、図示しない室外ユニットと接続され、室内の壁面に設置されて、室内の冷暖房を行うものである。

室内ユニット１内には、クロスフローファン５と、クロスフローファン５の上部を囲むように配された熱交換器６と、熱交換器６を囲むように位置するエアフィルタ７が配置されている。

クロスフローファン５は、室内ユニット１の長手方向に略平行に設けられていて、モータ８と接続されており、ユーザがリモコン（図示せず）等で運転指令を送信すると、図２においては時計回りに回転することになる。

また、前面パネル３には、その下方に第２の吸込部となる複数の独立した開口部９が室内ユニット１の長手方向に連続的に形成されている。

図３は本発明の実施の形態１における空気調和機の断面図に空気の流れを示した模式図である。

クロスフローファン５を運転すると、被空調室内の空気は、第１の吸込部である天面吸込グリル４、および第２の吸込部である開口部９のいずれかから室内ユニット１内部に流入し、エアフィルタ７を通過し、熱交換器６を経由して、クロスフローファン５に流入したのち、被空調室内に吐出されることになる。

また、図４はクロスフローファン５の近傍を拡大して示した断面図である。

クロスフローファン５動作時におけるクロスフローファン５近傍の空気は、図４の矢印に示すように、クロスフローファン５の内部を中心に、クロスフローファン５の回転方向に渦を形成する。

クロスフローファン５を用いた空気調和機においては、クロスフローファン５の長手方向両端部以外の大部分の領域において、ほぼ２次元流れが形成されている。

つまり、クロスフローファン５によって発生する渦は、長手方向の任意の断面において概ね同一であり、また、長手方向への空気の流れは微少である。

特に、長手方向に均一の風速でクロスフローファン５に空気が流入する場合、極めて強い２次元性が成立することになる。

クロスフローファン５の運転時において、第１の吸込部である天面吸込グリル４から流入する空気の流れを図３中のＡ、第２の吸込部である開口部９から流入する空気の流れをＢとすると、第１の吸込部である天面吸込グリル４から流入したＡの流れは、エアフィルタ７を通過したのち、熱交換器６のほぼ全領域に流入することになる。

一方、第２の吸込部である開口部９から流入したＢの流れは、開口部９の後方領域に集中するため、例えば図３中のＣで示すように、クロスフローファン５の円周上で局所的に流速の大きい空気の流れが発生し、エアフィルタ７、熱交換器６を経由してクロスフローファン５に大きい流速のまま流入することになる。

図５（ａ）は本発明の実施の形態における要部の模式図で、室内ユニット１を空気の流れ方向に見た場合の、クロスフローファン５と開口部９の位置関係を模式的に示したものである。

また、図５（ｂ）はクロスフローファン５を構成する各ファン体５ｃに流入する空気の速度分布を示したものであり、図５（ｂ）のｘ、ｙが図５（ａ）のｘ、ｙに対応している。

上記図５（ａ）、（ｂ）に示すように、クロスフローファン５は、端板５ａ、ブレード５ｂからなるファン体５ｃを複数個連結させた構成となっており、クロスフローファン５に連結されたモータ８によって駆動される。

また、第２の吸込部である開口部９は、ファン体５ｃの長手方向長さの約１／２の幅で、１つのファン体５ｃに対し、それぞれ１箇所ずつ配置されている。

ここで、１つのファン体５ｃ（図５（ａ）中の位置（ア））に着目すると、開口部９からみて空気の流れ方向に下流に位置する部分である位置ｘにおいては、第１の吸込部である天面吸込グリル４から流入した空気に、第２の吸込部である開口部９より流入した空気が合流して、エアフィルタ７および熱交換器６を経由しクロスフローファン５に流入することになる。

前面パネル３の開口されていない部分の下流に位置する部分である位置ｙでは、上流部に当たる前面パネル３からは直接空気が流入しない。

クロスフローファン５により、ほぼ２次元流れが形成されているため、第１の吸込部である天面吸込グリル４から流入した空気に対し、隣接する第２の吸込部である開口部９から流入した空気が微量に合流して、クロスフローファン５に流入することになる。

このため、位置ｘにおけるクロスフローファン５に流入する空気の流速Ｖｘと、位置ｙにおけるクロスフローファン５に流入する流速Ｖｙとを比較すると、Ｖｘ＞Ｖｙの関係が成り立つことになる。

一方、図８（ａ）は、第２の吸込部として、前面パネル３の長手方向に連続するスリッ
ト状の開口部９ａを設けた従来の空気調和機における室内ユニットの要部模式図であり、室内ユニットを空気の流れ方向に見た場合の、クロスフローファン５とスリット状の開口部９ａの位置関係を模式的に示したものである。

また、図８（ｂ）は同従来のクロスフローファン５を構成するファン体５ｃについて、特に位置イにおけるファン体５ｃに流入する空気の速度分布を示したものである。

ここで、１つのファン体５ｃ（図８（ａ）中の位置（イ））に着目すると、ファン体５ｃの内部において、位置ｘｘと、位置ｙｙとでは、クロスフローファン５に流入する空気の流れはほぼ完全に同一である。

つまり、位置ｘｘにおけるクロスフローファン５に流入する空気の流速Ｖｘｘと、位置ｙｙにおけるクロスフローファン５に流入する流速Ｖｙｙとを比較すると、Ｖｘｘ≒Ｖｙｙの関係が成り立つことになる。

すなわち、第２の吸込部をスリット状の開口部９ａとした従来の空気調和機においては、長手方向に均一の風速でクロスフローファン５に空気が流入するため、クロスフローファン５の両端部以外の大部分の領域において、強い２次元流れが形成されており、特に同一のファン体５ｃにおいては、ほぼ完全な２次元流れが形成されている。

ゆえに、図３中の、Ｃで示すように、局所的に流速の大きい空気の流れが、クロスフローファン５の長手方向のどの断面においても均一に形成され、エアフィルタ７、熱交換器６を経由してクロスフローファン５に大きい流速のまま流入すると、その高い２次元性のため、翼ピッチ音が発生しやすい。

しかしながら、図５に示す本発明実施形態品では、独立した開口部９を連続的に設けて第２の吸込部を構成した場合には、上述のようにＶｘ＞Ｖｙの関係が成り立つため、図３中の、Ｃで示す風の流れの流速は、位置ｘと位置ｙで異なり、クロスフローファン５から発生する渦は位置ｘと位置ｙでその大きさが異なる。

すなわち、開口部９からクロスフローファン５に流入する空気の流れが、室内ユニット１の本体の長手方向に均一にならないため、クロスフローファン５の２次元流れに変化をつけることができ、翼ピッチ音を抑制することができる。

なお、図５に示す本実施の形態においては、１つのファン体５ｃに対し、開口部９が１箇所対応する形で配置した構成のもので説明したが、これに限定するものではない。

図６は、本願発明者の知見による、第２の吸込部の総面積を同一とした場合の、ファン体５ｃ１個あたりの開口部９配置数と翼ピッチ音低減効果の関係をグラフに示すものである。図６に示すとおり、１つのファン体５ｃについて、開口部９が１箇所乃至２箇所配置する場合が、翼ピッチ音の低減効果が高いのに対し、３箇所以上に増加させると翼ピッチ音軽減効果は逓減している。

ゆえに、開口部９の配置は、ファン体５ｃ一つにつき、１乃至２箇所の配置とすることが望ましい。

また、本実施の形態の空気調和機は、熱交換器６を、複数の板状の熱交換器６を折り曲げて配置し、さらにこの折曲部が、図２の６ａで示すように、熱交換器６の前部下方に位置するように構成されているが、このように、第２の吸込部である開口部９の、空気の流れ方向に見て下流に折曲部６ａが位置する場合は、この折曲部６ａにおいて局所的に通風
抵抗が小さくなるため、特に翼ピッチ音が発生しやすくなる。

ゆえに、本実施の形態のように独立した開口部９を連続的に配置すると効果的であり、これにより高い翼ピッチ音の抑制効果が期待できる。

（実施の形態２）
この実施の形態２は第２の吸込部である開口部９をユーザから見えないようにして外観の意匠性を向上させたものである。

すなわち、前記実施の形態１では、第２の吸込部である開口部９は前面パネル３のユーザが視認可能な位置に設けられているが、この実施の形態２では図７に示すようにユーザから視認しにくい場所に設置してある。

図７は実施の形態２における、前面パネル３の部分拡大図である。

図７において、前面パネル３はその前面長手方向に凹溝部を設けて、少なくともユーザから見える位置である、第１の前面部３ａと第２の前面部３ｂ、および前記凹溝部の下辺でユーザから直接見ることの出来ない位置である隠蔽部３ｃから構成されている。

そして、前記第２の吸込部である開口部９はこの隠蔽部３ｃに形成することにより、第２の吸込部である開口部９そのものをユーザから見えなくしてある。また開口部９のみならず、開口部９から室内ユニットの内部に配置されているエアフィルタ７や熱交換器６も視認できないように出来るので、より一層デザインを向上し、外観の意匠性を高めることが出来る。

以上のように、本発明にかかる空気調和機は、意匠性と空気調和機の性能を両立しつつ、翼ピッチ音の発生を抑制することができるので、壁掛け式空気調和機のみならず各種の空気調和機器、例えば空気清浄機や加湿機など各種のクロスフローファンを搭載した空気調和機器にも適用できる。

１室内ユニット
２台枠
３前面パネル
４天面吸込グリル（第１の吸込部）
５クロスフローファン
６熱交換器
７エアフィルタ
８モータ
９開口部（第２の吸込部）

Claims

熱交換器、クロスフローファンを備えた室内ユニットと、前記室内ユニットの上方に設けた第１の吸込部と、前記室内ユニットの前面パネルの下方に設けた第２の吸込部とを具備し、前記第２の吸込部は前記室内ユニットの長手方向に複数の独立した開口部を連続的に形成して構成し、当該第２の吸込部から吸い込まれる空気の風速が室内ユニットの長手方向で均一にならないようにしたことを特徴とする空気調和機。
クロスフローファンは複数のファン体を結合して構成し、第２の吸込部の開口部はクロスフローファンを構成するそれぞれのファン体に対応する形で、かつ各ファン体の長手方向で風速が均一にならない位置に設けたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
第２の吸込部を構成する開口部は、空気の流れ方向に見て、クロスフローファンを構成する各ファン体に対し、それぞれ１箇所以上形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
室内ユニットの前面パネルはその前面長手方向に凹溝部を設け、上記凹溝部の隠蔽部となる下辺に第２の吸込部の開口部を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。