JP2015068561A - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】ドレンパンの熱交換器の下流側壁面部の上端部で大きな剥離渦が発生するのを抑制し、送風機入力の増加、騒音の増加などの性能悪化を防ぐ。
【解決手段】室内から機内へ空気を吸込む送風機と、送風機の下流側に設けられ、送風機からの空気を冷却または加熱する熱交換器と、熱交換器の下流側に設けられ、熱交換器からの空気を吹出す吹出口と、熱交換器の下部に設けられ、熱交換器で生じる結露水を受けるためのドレンパンと、を備えた空気調和機の室内機において、ドレンパンは、熱交換器の下部に位置する底面部と、熱交換器の下流側で底面部から上方に立ち上がるように構成された下流側壁面部と、を備え、下流側壁面部は、吹出口に通ずる空気流路の一部を構成するとともに熱交換器との間に所定の間隔が形成され、さらに上部が該下流側壁面部の他の部分よりも厚くなるように形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は機内に備えられた送風機により、室内から機内に空気を吸込み、送風機の下流側に結露水を受け止めるドレンパンとともに設けられた熱交換器により空気を冷却または加熱した後、熱交換器の下流側に設けられた吹出口より室内へ空気を吹き出す空気調和機の室内機に関するものである。

空気調和機は、冷媒が封入された冷媒循環流路に、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と室内の空気とを熱交換させる室内熱交換器と、冷媒を減圧する膨張弁と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器とを順次配設してなる冷凍サイクルを備えている。このうち室内熱交換器は、室内熱交換器に室内の空気を送る送風機と共に室内機の筐体内に格納されている。このような室内機には様々な形態のものがあるが、近年、特に業務用の分野では、筐体を天井内に埋め込み、天井面に設置された化粧パネルを介して空気の吸込み、吹出しを行う、いわゆる天井埋込カセットタイプが主流となっている。

図５に従来の空気調和機の室内機の一例を示す断面図を示す。この室内機は、化粧パネル１０１と化粧パネル１０１に接続された筐体１０２から構成されている。ここで、化粧パネル１０１は中心に吸込みグリル１０３を備え、その周囲に風向板１０４を備えた吹出し口１０５が配設されている。筐体１０２内に設置されたモータ１０６を駆動させてモータ１０６の軸に接続された遠心送風機１０７を回転させることにより、図５の矢印１１５に示す様に、室内空気は吸込みグリル１０３、吸込みグリル１０３に設置されたフィルタ１１６、筐体１０２内に設置されたベルマウス１１０を通して遠心送風機１０７の吸込口１１２に吸い込まれ、矢印１１８で示されるように遠心送風機１０７の吐出口１１３より吐出される。

また、遠心送風機１０７の周囲を取り囲むように室内熱交換器１０８が配置され、遠心送風機１０７から吐出された空気は室内熱交換器１０８で熱交換されたあと、矢印１１７に示すように吹出口１０５より室内に吹出される。また室内熱交換器１０８の下部には冷房時に室内熱交換器１０８に生じる結露水を受けるためのドレンパン１０９が設置されている。吸込みグリル１０３はフィルタ１１６とともに化粧パネル１０１から着脱可能であり、フィルタ１１６の清掃が容易な構造となっている。ベルマウス１１０の下面には室内機の運転を制御するための図示しない制御基板を収納した電気品箱１１１が設置されており、吸込みグリル１０３を開けることにより、容易に電気品箱１１１のメンテナンスが可能な構造となっている。ベルマウス１１０はドレンパン１０９の内周部に下方から取付けられており、遠心送風機１０７やモータ１０６の交換などのメンテナンスも吸込みグリル１０３を開け、ベルマウス１１０を取り外すことで容易に行える構造となっている。

図６に図５の空気調和機の熱交換器１０８下流側の拡大図を示す。ドレンパン１０９は熱交換器１０８で生じた結露水を保持するため、熱交換器１０８下部に設置される底面部１０９ａとその両側から上方に向けて立ち上がった上流側壁面部１０９ｂおよび下流側壁面部１０９ｃから構成されている。上流側壁面部１０９ｂの上部には図示しないベルマウス１１０を取り付けるための鍔部１０９ｄが設けられている。また、下流側壁面部１０９ｃは筐体１０２の側面部１１９との間で吹出口１０５に向かう空気の流路を成している。ここで、熱交換器１０８に流入した空気の大部分は矢印１１７ａに示すように、筐体１０２の側面部１１９により下方に曲げられ、吹出口１０５より吹出すが、熱交換器１０８の下部を通った空気は、矢印１１７ｂに示すように、ドレンパン１０９の下流側壁面部１０９ｃにより、一旦上向きに曲げられた後、吹出口１０５へ向かうことになる。このとき、下流側壁面部１０９ｃの上端部では空気の流れ方向が急激に変わるため、流れが下流側壁面部１０９ｃの吹出口側側面に沿うことができず、大きな剥離渦１２０が生じることになる。この剥離渦は、吹出流路の幅を実質的に狭くすることになり、吹出流路の通風抵抗を増加させ、送風機入力の増加、騒音の増加などの性能悪化につながる。

このような剥離渦の発生を防ぐため、例えば特開２００７−５７１８２号公報では、下流側壁面部の上部に突起状の剥離抑制手段を設けている。

特開２００７−５７１８２号

しかしながら、特許文献１のように下流側壁面部の上部に突起を設けると、下流側壁面部の高さを実質的に高くすることになってしまい、熱交換器下部から流れる空気がより上に向けられ、結果として通風抵抗を増やしてしまう恐れがあった。

そこで本発明は、熱交換器の下部に前記熱交換器で生じる結露水を受けるためのドレンパンを備え、ドレンパンは熱交換器の下流側で前記底面部から上方に立ち上がるように構成された下流側壁面部が形成されるとともに、その下流側壁面部が前記吹出口に通じる空気流路の一部を構成している空気調和機の室内機において、ドレンパンの熱交換器の下流側壁面部の上端部で大きな剥離渦が発生するのを抑制し、送風機入力の増加、騒音の増加などの性能悪化を防ぐことを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、
「室内から機内へ空気を吸込む送風機と、
前記送風機の下流側に設けられ、前記送風機からの空気を冷却または加熱する熱交換器と、
前記熱交換器の下流側に設けられ、前記熱交換器からの空気を吹出す吹出口と、
前記熱交換器の下部に設けられ、前記熱交換器で生じる結露水を受けるためのドレンパンと、を備えた空気調和機の室内機において、
前記ドレンパンは、
前記熱交換器の下部に位置する底面部と、
前記熱交換器の下流側で前記底面部から上方に立ち上がるように構成された下流側壁面部と、を備え、
前記下流側壁面部は、前記吹出口に通ずる空気流路の一部を構成するとともに前記熱交換器との間に所定の間隔が形成され、さらに上部が該下流側壁面部の他の部分よりも厚くなるように形成されたこと」を特徴とする。

本発明によれば、ドレンパンの下流側壁面部の上端部で生じる剥離渦を小さくすることができ、送風機入力、騒音を低減することができる。
本発明のその他の構成、作用、効果については以下の実施例において詳細に説明する。

空気調和機の室内機の断面図である。（実施例１） 空気調和機の室内機の熱交換器下流側の断面図である。（実施例１） 空気調和機の室内機の熱交換器下流側の断面図である。（実施例２） 空気調和機の室内機の熱交換器下流側の断面図である。（実施例３） 空気調和機の室内機の断面図である。（従来例） 空気調和機の室内機の熱交換器下流側の断面図である。（従来例）

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図１は本発明の第１の実施例における空気調和機の室内機の断面図である。この室内機は、化粧パネル１と化粧パネル１に接続された筐体２から構成されている。ここで、化粧パネル１は中心に吸込みグリル３を備え、その周囲に風向板４を備えた吹出し口５が配設されている。筐体内の中央部にはモータ６の軸に接続された遠心送風機７が設置され、室内から吸込みグリル３を介して機内へ空気を吸込む。遠心送風機７の周囲には該遠心送風機７の下流側に、該遠心送風機７からの空気を冷却または加熱する室内熱交換器８が配置され、室内熱交換器８の下部には室内熱交換器８で生じる結露水を受けるためのドレンパン９が設置される。

遠心送風機７の下方には、中央部に徐々に径を小さくしながら遠心送風機７の吸込み口２１に向けて立ち上がった開口部をもつベルマウス１０が取り付けられているとともに、ベルマウス１０の下面には室内機の運転を制御するための図示しない制御基板を収納した電気品箱１１が設置されている。

図２は図１の空気調和機の室内熱交換器８の下流側の断面拡大図である。ドレンパン９は室内熱交換器８で生じた結露水を保持するため、室内熱交換器８の下部に位置する底面部９ａとその両側から上方に向けて立ち上がった上流側壁面部９ｂおよび下流側壁面部９ｃから構成されている。下流側壁面部９ｃは室内熱交換器８の下流側で底面部９ａから上方に立ち上がるように構成されている。上流側壁面部９ｂの上部には図示しないベルマウス１０を取り付けるための鍔部９ｄが設けられている。

また、下流側壁面部９ｃは、筐体２の側面１４との間で吹出口５に向かう空気流路の一部を構成しているとともに、室内熱交換器８との間に所定の間隔が形成されることで室内熱交換器８から流れる空気の一部が流れるように構成されている。このような構成では、室内熱交換器８に流入した空気の大部分は矢印１７ａに示すように、筐体２の側面１４により下方に曲げられ、吹出口５より吹出すが、室内熱交換器８の下部を通った空気は、矢印１７ｂに示すように、ドレンパン９の下流側壁面部９ｃにより、一旦上向きに曲げられた後、吹出口５へ向かうことになる。

ここで本実施例のドレンパン９の下流側壁面部９ｃは上部９ｅが該下流側壁面部９ｃの他の部分よりも厚くなるように形成されたことを特徴とするものである。そして、その上部の角部が丸められていることが望ましい。より具体的には下流側壁面部９ｃの室内熱交換器８側側面は上端に向かって室内熱交換器８側に凸となる丸みをもつように形成され、該上端から吹出口５側に室内熱交換器８と反対側に凸となる丸みをもつように形成されるものである。

この構成により、矢印１９に示すように空気は剥離することなく表面に付着し、下流側壁面部９ｃの上部９ｅに沿って流れる。空気が下流側壁面部９ｃの厚さが薄くなる部分に達すると空気は壁面から剥離するが、下流側壁面部９ｃの上部９ｅにおいて空気の流れ方向が急激に変化することを抑制しているため、剥離渦２０は従来の空気調和機に比べて小さく、吹出流路の幅を従来の空気調和機よりも実質的に広くすることができ、吹出流路の通風抵抗を減少し、送風機入力や騒音を低減することができる。

図３に本発明の第２の実施例における空気調和機の室内機の室内熱交換器２１の下流側の断面図を示す。本実施例が上記第１の実施例と異なるのは、ドレンパン２２の下流側壁面部２２ｃの上部２２ｅの側面に、その上面が曲面となった別部材２２ｆを取り付けることで下流側壁面部２２ｃの上部を厚くしていることである。ドレンパンの下流側壁面部には加湿器などのオプション部品を取り付ける場合があるが、上部を厚くすることで、これらのオプション部品を取り付けられなくなる恐れがある。そこで、上部２２ｅに別部材２２ｆを取り付けることで下流側壁面部２２ｃの上部を厚くし、オプション部品を取り付ける際にはこの別部材２２ｆを取り外すようにすれば、オプション部品を大幅に変更することなく取り付け可能となる。

図４に本発明の第３の実施例における空気調和機の室内機の室内熱交換器３３下流側の断面図を示す。本実施例が上記第１および第２の実施例と異なるのは、ドレンパン３１の下流側壁面部３１ｃの上部３１ｅの厚い部分としたところのうち吹出口３６側の側面の下部を、略鉛直下向きから空気流路を広げる方向に向けた点である。つまり、下流側壁面部３１ｃの上部３１ｅの下部側面が吹出流路を拡大する方向に傾いているところが第１の実施例および第２の実施例と異なる。

このようにすることで、矢印４０に示すように下流側壁面部３１ｃの上部３１ｅに沿って流れる空気の方向を吹出流路を広げる方向に変えることができるため、空気が下流側壁面部３１ｃから剥離した後も吹出流路を広げる方向に流れることになり、剥離渦３２をさらに小さくすることができる。なお、図４では下流側壁面部３１ｃの上部３１ｅの下部側面は平面となっているが、吹出流路を広げる方向に徐々に傾くような曲面としてもよい。

なお、以上の実施例において、ドレンパンの下流側壁面部の上部の角部は丸めた形状としているが、これは角部を面取りしたものでもよい。
また、実際の空気調和機の室内機の流路は３次元構造となっており、剥離渦の大きさも機内の位置によって変わってくる。そこで、機内の位置により、ドレンパンの下流側壁面部の上部の厚さや角部の曲率等を変えることで、各位置で最も適切な形状とすることができる。

また、以上の実施例では４方向に吹出す構造の空気調和機の室内機について例示しているが、本発明は室内機の形式を問わず、熱交換器が送風機の下流側に配置され、その下部に設置されるドレンパンの下流側壁面が筐体の側面との間で吹出口に向かう空気の流路を成している構造となっている室内機では共通して適用できるものである。

７ 遠心送風機
８ 室内熱交換器
９ ドレンパン
９ａ ドレンパン９の底面部
９ｂ ドレンパン９の上流側壁面部
９ｃ ドレンパン９の下流側壁面部
９ｄ ドレンパン９の鍔部
９ｅ ドレンパン９の下流側壁面部９ｃの上部
１３ 遠心送風機７の吐出口
１５ 室内から吸い込む空気を示す矢印
１６ 電気品箱
１７、１７ｃ 室内機から吹出す空気を示す矢印
１９ 遠心送風機から吐き出される空気を示す矢印
２２ ドレンパン
２２ａ ドレンパン２２の底面部
２２ｂ ドレンパン２２の上流側壁面部
２２ｃ ドレンパン２２の下流側壁面部
２２ｄ 上流側壁面部２２ｂの鍔部
２２ｅ ドレンパン２２の下流側壁面部２２ｃの上部
２３ 化粧パネル
２４ 筐体
２５ 風向板
２６ 吹出口
２７ 筐体２４の側面部
２８ａ 熱交換器２１から流出する空気の主流を示す矢印
２８ｂ 熱交換器２１の下部を通って流出する空気の流れを示す矢印
２８ｃ 室内機から吹出す空気を示す矢印
２９ 上流側壁面部の上端に取り付けた部材に沿って流れる空気を示す矢印
３０ 剥離渦を示す矢印
３１ａ ドレンパン３１の底面
３１ｂ ドレンパン３１の上流側壁面
３１ｄ 上流側壁面３１ｂの鍔部
３１ ドレンパン
３１ａ ドレンパン３１の底面部
３１ｂ ドレンパン３１の上流側壁面部
３１ｃ ドレンパン３１の下流側壁面部
３１ｄ 上流側壁面部３１ｂの鍔部
３１ｅ ドレンパン３１の下流側壁面部３１ｃの上部
３４ 化粧パネル
３５ 風向板
３６ 吹出口
３７ 筐体
３８ 筐体３７の側面部
３９ａ 熱交換器３３から流出する空気の主流を示す矢印
３９ｂ 熱交換器３３の下部を通って流出する空気の流れを示す矢印
３９ｃ 室内機から吹出す空気を示す矢印
１１７ｃ 室内機から吹出す空気を示す矢印

Claims (7)

1. 室内から機内へ空気を吸込む送風機と、
   前記送風機の下流側に設けられ、前記送風機からの空気を冷却または加熱する熱交換器と、
   前記熱交換器の下流側に設けられ、前記熱交換器からの空気を吹出す吹出口と、
   前記熱交換器の下部に設けられ、前記熱交換器で生じる結露水を受けるためのドレンパンと、を備えた空気調和機の室内機において、
   前記ドレンパンは、
   前記熱交換器の下部に位置する底面部と、
   前記熱交換器の下流側で前記底面部から上方に立ち上がるように構成された下流側壁面部と、を備え、
   前記下流側壁面部は、前記吹出口に通ずる空気流路の一部を構成するとともに前記熱交換器との間に所定の間隔が形成され、さらに上部が該下流側壁面部の他の部分よりも厚くなるように形成されたことを特徴とする空気調和機の室内機。
2. 請求項１に記載の空気調和機の室内機において、
   前記下流側壁面部の上部の角部を丸めたことを特徴とする空気調和機の室内機。
3. 請求項１に記載の空気調和機の室内機において、
   前記下流側壁面部の上部の角部を面取りしたことを特徴とする空気調和機の室内機。
4. 請求項１に記載の空気調和機の室内機において、
   前記下流側壁面部の前記熱交換器側側面は上端に向かって前記熱交換器側に凸となる丸みをもつように形成され、前記上端から前記吹出口側に前記熱交換器と反対側に凸となる丸みをもつように形成されることを特徴とする空気調和機の室内機。
5. 請求項１乃至４に記載の空気調和機の室内機において、
   前記下流側壁面部の上部に、角部が円弧状の曲面あるいは面取りされた部材を取付けることで、該上部が該下流側壁面部の他の部分よりも厚くなるように形成されたことを特徴とする空気調和機の室内機。
6. 請求項１乃至４に記載の空気調和機の室内機において、
   前記下流側壁面部の厚い部分の前記吹出口側の側面の下部を、略鉛直下向きから空気流路を広げる方向に向けたことを特徴とする空気調和機の室内機。
7. 請求項１乃至５に記載の空気調和機の室内機において、
   前記下流側壁面部の前記上部の厚さ、あるいは角部の曲面の曲率や面取りの大きさを、前記ドレンパンの水平方向の位置により変えたことを特徴とする空気調和機の室内機。