本発明に係る空気調和機の室内機は、中央部に吸込口と外周側の対向する2辺に吹出口を備え、機内に備えられた遠心送風機により、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、熱交換器の下流側で対向する2辺に設けられた吹出口より室内へ空気を吹き出す構造である。
更に具体的には、以下の構成を備える。仕切板の遠心送風機側の形状を、遠心送風機に向けて突出した形状としている。突出形状の頂点は2辺の吹出口間の略中央にある。突出形状の頂点から熱交換器側に向かう部分の形状が、遠心送風機とは反対側に凸となるように構成している。熱交換器はコの字型あるいはU字型の熱交換器であり、対向する2辺の間に遠心送風機を備えるとともに、対向する2辺の外側に吹出口が設けられており、熱交換器の2つの端部の間に仕切板が取り付けられている。
また別の形態として、熱交換器は吹出口に対応する2辺のみに設けられ、機械室とは反対側の端部間にも仕切板が設けられ、2つの仕切板の双方が遠心送風機に向けて突出した形状となっている。
さらに別の形態として、複数の遠心送風機を備え、複数の遠心送風機間に、それぞれの遠心送風機に向けて突出した形状の仕切部材を設ける。遠心送風機間の部材の突出部の頂点が、概ね複数の遠心送風機の回転中心を結ぶ直線上にある。遠心送風機間の仕切部材の突出部の頂点から、遠心送風機から離れる方向に向かう部分の形状が、最も近傍の遠心送風機とは反対側に凸となるように構成している。
本発明に係る空気調和機の室内機の実施例を説明する前に、本発明との比較例である空気調和機の室内機について、図5乃至図7を参照して説明する。
図5に、本発明との比較例である2方向吹出型の空気調和機の室内機の一例の断面図を示す。この断面は室内機内部に備えられた遠心送風機1の回転軸に垂直な平面で室内機を切断した断面である。なお、符号117,118,122,123の矢印は空気の流れを示し、符号121の矢印は遠心送風機1のファンの回転方向を示す。
この室内機は筐体2の内部に遠心送風機1を備え、遠心送風機1の周囲にコの字型(U字状)の熱交換器6を備えている。U字状の熱交換器6は、遠心送風機の回転軸を挟んで略平行に延設された一対の側部6a,6bと、一対の側部6aと6bとを連結する連結部(底部)6cとを有する。一対の側部6a,6bと連結部6cとは直線部として構成されている。側部6aと連結部6cとの間および側部6bと6cとの間には、曲線部6acおよび曲線部6bcが設けられている。一対の側部6aと6bとは熱交換器6の対向する2辺を構成し、連結部6cは一対の側部6aと6bとに連設される1辺を構成する。なお、一対の側部6a,6bと連結部6cとは直線ではなく、湾曲していてもよい。
熱交換器6の対向する2辺の外側には室内機の空気を外部に吹き出すための吹出口7(7a,7b)が設けられる。吹出口7a,7bは熱交換器6の一対の側部6a,6bに沿って直線状に設けられている。本実施例では、吹出口7a,7bと熱交換器6の一対の側部6a,6bとを略平行に構成しているが、傾斜角を有するように構成してもよい。熱交換器6のコの字(U字)の開口部には仕切板8が取り付けられ、遠心送風機1が収納される流路側と図示しない冷媒配管や補器等が収められる機械室9とを分離している。
図6に、図5のVI−VIで示される断面で空気調和機の室内機を切断した断面図を示す。筐体2の下部には、中心に吸込みグリル3と、その両側に吹出口7を備えた化粧パネル4が取り付けられる。吹出口7には、風向板28が設けられている。遠心送風機1は筐体2の天板に取り付けられたモータ5に接続され、その周囲に備えられた熱交換器6の下部には冷房時に室内熱交換器6に生じる結露水を受けるためのドレンパン10が設置されている。吸込みグリル3はフィルタ23とともに化粧パネル4から着脱可能であり、フィルタ23の清掃が容易な構造となっている。遠心送風機1の吸入側と吐出側を仕切るベルマウス12はドレンパン10の内周部に下方から取付けられており、遠心送風機1やモータ5の交換などのメンテナンスは吸込みグリル3を開け、ベルマウス12を取り外すことで容易に行える構造となっている。
図7に、図5のVII−VIIで示される断面で空気調和機の室内機を切断した断面図を示す。この断面では、遠心送風機1の片側に熱交換器6、反対側に仕切板8が備えられており、その外側には吹出口は設けられていない。また、ベルマウス12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13が設置されており、吸込みグリル3を開けることにより、容易に電気品箱13のメンテナンスも可能な構造となっている。
この室内機ではモータ5を駆動させてモータ5の軸に接続された遠心送風機1を回転させることにより、図6の矢印116に示す様に、室内空気は吸込みグリル3、フィルタ23、ベルマウス12を通して遠心送風機1の吸込口11に吸い込まれ、矢印117で示されるように遠心送風機1の吐出口22より吐出される。遠心送風機1から吐出された空気は室内熱交換器6で熱交換されたあと、矢印118に示すように吹出口7より室内に吹き出される。
図5の断面で見ると、遠心送風機1が矢印121の方向に回転すると空気は遠心送風機1の周囲に矢印117のように吐出される。外側に吹出口7(7a,7b)を備えた辺6a,6bでは、空気は熱交換器6を通った後にそのまま吹出口7から機外に吹き出されるが、外側に吹出口7のない辺6cでは熱交換器6を通った空気は矢印118に示すように2方向に分かれて吹出口吹出口7a,7bから吹き出される。また仕切板8側では遠心送風機1から吐き出された空気は矢印123に示すように仕切板8に衝突し損失が生じるとともに、空気の大部分が矢印122に示すように回転方向側に向かおうとすることで、流れが乱れ、風量低下の原因となる。低下した風量を補うためには遠心送風機1の回転数を上げなければならず、送風機動力を増加しなければならない。
次に、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る第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。この断面は遠心送風機1の軸に垂直な平面で室内機を切断したものである。図2は、図1のII−IIで示される断面で室内機を切断した断面図である。なお、符号116,117,118,119,120の矢印は空気の流れを示し、符号121の矢印は遠心送風機1のファンの回転方向を示す。
この室内機は、中央に吸込みグリル3を備えた化粧パネル4と化粧パネル4に接続された筐体2から構成されている。筐体内の中央部にはモータ5の軸に接続された遠心送風機1が設置され、遠心送風機1の周囲にはコの字型(U字型)の室内熱交換器6が配置される。熱交換器6の対向する2辺の外側には室内機の空気を外部に吹き出すための吹出口7(7a,7b)が設けられる。
熱交換器6のコの字の開口部には仕切板14が取り付けられ、遠心送風機1が収納される流路側と図示しない冷媒配管や補器等が収められる機械室9とを分離する。すなわち、仕切板14は熱交換器6の開口部に設けられ、遠心送風機1が収容される内側流路と外部空間とを区画する。熱交換器6の下部には熱交換器6で生じる結露水を受けるためのドレンパン10が設置される。遠心送風機1の下方には、中央部に、上方に向かって徐々に径を小さくしながら遠心送風機1の吸込み口11に向けて立ち上がった開口部をもつベルマウス12が取り付けられているとともに、ベルマウス12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13が設置されている。また、仕切板14は、遠心送風機1側に向けて飛び出した凸形状に形成されている。
仕切板14はその頂点部15が仕切板14に接続された熱交換器6の両側の辺6aと辺6bとの間(本実施例では略中心に位置している)に設けられている。また頂点部15は角を落としたR形状となっているとともに、頂点部15から熱交換器6a,6bに至る部分は遠心送風機1とは反対側に凸な曲線で構成されている。なお、頂点部15は、遠心送風機1の回転軸方向において、少なくとも吐出口22の開口範囲に設けられていることが好ましく、本実施例では、熱交換器6の高さ寸法(遠心送風機1の回転軸方向に沿う方向の長さ)の全体に亘って設けている。
仕切板14は板金で形成され、プレス加工等により折り曲げられ、頂点部15や、頂点部15から辺6a,6bに至る途中の曲面で構成された傾斜面が形成されている。図5で説明した仕切板8に、頂点部15とその両側の傾斜面とを形成した凸形状部材を取り付けることにより、凸形状を構成してもよい。本発明に係る実施例では、仕切板14の遠心送風機1と対向する面側に、遠心送風機1側に向けて突出する凸形状部を設ければよい。
本実施例では、熱交換器6の辺6a,6bを結ぶ方向(以下、幅方向という)における仕切板14の両端部が熱交換器6の辺6a,6bに連結されている。そして、仕切板14の両端部に対して頂点部15が、遠心送風機1に近づくように突出し、幅方向における頂点部15の両側には曲面で構成された傾斜面が設けられている。
本実施例の空気調和機の室内機では、遠心送風機1の仕切板14側に吐出する空気は、仕切板14の頂点部15よりも回転方向側(回転方向前方)においては、矢印119で示すように仕切板14の壁面に沿って回転方向側に流れ、熱交換器6を通して吹出口7から機外へ吹き出される。一方、仕切板14の頂点部15よりも反回転方向側(回転方向後方)においては、仕切板14の頂点部15により回転方向側に流れるのを妨げられ、矢印120で示すように反回転方向側に戻って熱交換器6を通り、吹出口7から機外へ吹き出される。このとき、仕切板14の形状を遠心送風機1の反対側に凸な曲線としたことで、空気をスムーズに熱交換器6に導くことができる。
このように仕切板14の凸形状部(突形状部)により、仕切板14の遠心送風機1と対向する面側の空気の流れを、回転方向側と反回転方向側とに分流させることができる。これにより、熱交換器6の一対の側部(辺)6a,6bに向かう流量バランスを改善することができる、また、遠心送風機1から吐出された空気流れが、熱交換器6の辺6bの近傍で仕切板14に衝突すると、渦を生じたりして流れが乱れる。この乱れは、仕切板14に衝突した後で熱交換器6の辺6bに向かおうとする僅かな空気の流れを妨害する。これにより、熱交換器6の辺6bの仕切板14の近傍においては、流入する空気流れが減少し、熱交換効率が低下することになる。また、熱交換器6の辺6bの流量が減ることは、熱交換器6における空気の通路抵抗が増加することとなり、風量の低下を招く。本実施例によれば、遠心送風機1の吐出空気が仕切板14に衝突することによって流れが乱れることを防ぎ、風量の低下、更には送風機動力の増加を抑制することができる。
図8及び図9を参照して、仕切板14の変更例を説明する。図8は、仕切板14の変更例について、図2と同様な断面を示す断面図である。図9は、図8のIX−IXで示される断面で仕切板14を切断した断面図である。
筐体2は板金でできており、その内側面には断熱のために発泡材29が設けられている。図8では、筐体2の裏面に設けられた発泡材に凸形状部を一体に形成し、この凸形状部14’に仕切板14の機能を担わせている。図9に示すように、凸形状部14’の遠心送風機1側の表面は、仕切板14と同様に、遠心送風機1側に向けて飛び出した凸形状に形成されている。凸形状の頂点部15が熱交換器6の両側の辺6aと辺6bとの間(本実施例では略中心に位置している)に設けられ、頂点部15から熱交換器6の辺6a,6bに至る部分は遠心送風機1とは反対側に凸な曲線(曲面)で構成されている。また頂点部15は角を落としたR形状となっている。凸形状部14’の遠心送風機1とは反対側の面(裏面)は、平面であり、この平面と凸形状の表面との間は発泡材で満たされており、凸形状部14’の強度と断熱性を高めている。
凸形状部14’は筐体2の裏面の発泡材とは別体として形成し、筐体2の裏面の発泡材に接するようにして取り付けてもよい。或いは、仕切板14を設け、この仕切板14に発泡材で形成した凸形状部14’を固定してもよい。
本実施例の空気調和機の室内機では、仕切板14が凸形状部を有することを除いて、図5乃至図7で説明した空気調和機の室内機と同様の構成を備えている。これら同様の構成については、図5乃至図7で説明した構成及びその作用効果の記載が適用される。
図3に本発明に係る第2の実施例における空気調和機の室内機の断面図を示す。この断面は遠心送風機1の軸に垂直な平面で室内機を切断したものである。なお、符号143,144,145,146,147の矢印は空気の流れを示し、符号142の矢印は遠心送風機1のファンの回転方向を示す。
本実施例が第1の実施例と異なる点は、熱交換器が第1の熱交換器36aと第2の熱交換器36bとの2つに分割され、第1の熱交換器36aの一方の端部と第2の熱交換器36bの一方の端部とが仕切板14aで接続され、第1の熱交換器36aの他方の端部と第2の熱交換器36bの他方の端部とが仕切板14bで接続されている点である。仕切板14a,14bは、遠心送風機1側に向けて飛び出した凸形状に形成されており、第1の実施例における仕切板14と同じ構成であり、仕切板14と同様の機能を持つ。すなわち、仕切板14a,14bには、頂点部15a,15bを有し、頂点部15a,15bから熱交換器36a,36bに至る部分は遠心送風機1とは反対側に凸な曲線で構成されている。
第1の熱交換器36aの外側には第1の熱交換器36aに沿って吹出口37aが設けられており、第2の熱交換器36bの外側には第2の熱交換器36bに沿って吹出口37bが設けられている。
このような構造では、熱交換器36a,36bの両端の仕切板で吐出空気の衝突、流れの乱れが生じる。そこで、仕切板14a,14bを凸形状に形成することにより、第1の実施例の仕切板14で得られる効果を仕切板14a,14bで実現し、比較例における仕切板8で生じる問題を解決する。これにより、仕切板14a,14bの双方で生じる流れの乱れを抑制し、風量の低下、送風機動力の増加を抑制することができる。
第1の実施例で説明した仕切板14の構成や作用効果は第2の実施例における仕切板14a,14bでも同様であり、図8および図9で変更例として説明した構成を、この第2の実施例における仕切板14a,14bにも適用できる。
図4に本発明に係る第3の実施例における空気調和機の室内機の断面図を示す。この断面は遠心送風機1a,1bの軸に垂直な平面で室内機を切断したものである。なお、符号163,164,165,167,168の矢印は空気の流れを示し、符号161,162の矢印は遠心送風機1のファンの回転方向を示す。
本実施例が前記第1および第2の実施例と異なる点は、コの字型(U字型)の熱交換器53の内側に2台の遠心送風機1aおよび1bが配置されており、2台の遠心送風機1aおよび1bの中間に、それぞれの遠心送風機1aおよび1bに向けて飛び出した形状(凸形状)をした仕切部材56が設けられている点である。
本実施例の熱交換器53は、第1の実施例の熱交換器6と同様に、遠心送風機の回転軸を挟んで略平行に延設された一対の側部53a,53bと、一対の側部53aと53bとを連結する連結部(底部)53cとを有する。一対の側部53a,53bと連結部53cとは直線部として構成されている。側部53aと連結部53cとの間および側部53bと53cとの間には、曲線部53acおよび曲線部53bcが設けられている。一対の側部53aと53bとは熱交換器53の対向する2辺を構成し、連結部53cは一対の側部53aと53bとに連設される1辺を構成する。
熱交換器53の辺(側部)53aの外側には辺53aに沿って吹出口59aが設けられており、熱交換器53の辺(側部)53bの外側には辺53bに沿って吹出口59bが設けられている。
U字型の熱交換器53の開口部(熱交換器53の側部(辺)53aと側部(辺)53bとの間)には、第1の実施例と同様な仕切板14が設けられている。仕切板14は、遠心送風機1a側に遠心送風機1aに向けて飛び出した凸形状に形成されている。
仕切部材56は頂点部57,58が熱交換器53の対向する2辺53aと53bとの間(本実施例では略中心に位置している)に設けられており、頂点部57,58から熱交換器53の2辺53a,53bに向かう部分は、近傍に位置して対向する遠心送風機1aまたは1bの反対側に凸となるように構成されている。2方向吹出型の室内機では、大容量機などで複数の遠心送風機を備える場合がある。このとき複数の遠心送風機の間ではそれぞれからの吐出空気が衝突することで乱れが生じるため、その間に仕切を入れる場合がある。本実施例では仕切をそれぞれの遠心送風機1aおよび1b側に飛び出した形状とすることで,双方の遠心送風機1a,1bから吐出された空気を乱れなく熱交換器53に導くことができ、より効果的に風量の低下,送風機動力の増加を抑制することができる。なお、本実施例では遠心送風機が2台備えられているが、3台以上の場合はそれぞれの遠心送風機の間に仕切部材56を設けるとよい。
本実施例の仕切部材56に対して第1の実施例で説明した仕切板14の構成が適用され、仕切板14と同様の作用効果が得られる。なお、仕切部材56においては、遠心送風機1a側と1b側とを完全に仕切る必要がないため、仕切部材56の幅方向における両端部は熱交換器53の辺53a,53bとの間に隙間が設けられている。
なお、以上の各実施例において、仕切板自体の形状を遠心送風機に向けて飛び出す形状としているが、仕切板に凸形状部材を取り付ける構造としてもよい。仕切板自体で凸形状を形成すれば、部品点数を減らし、コストを削減することができる。また、遠心送風機から吐出される空気を二つの吹出口にバランスよく分配させるために、頂点部は仕切板に接続された熱交換器の両側の辺間の略中心に位置していることが望ましいが、中心からずらし、どちらかに偏った位置に頂点がある場合でも、一定の効果は得られる。また、頂点部から熱交換器に至る部分は遠心送風機の反対側に凸な曲線で構成されていることが望ましいが、この部分が直線で構成されていてもよい。
上述した各実施例によれば、機内に備えられた遠心送風機により、室内から機内に空気を吸込み、熱交換器により空気を冷却または加熱した後、熱交換器の下流側で対向する2辺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おいて、遠心送風機が収納される流路側と冷媒配管や補器等が収められる機械室とを分離する仕切板に遠心送風機の吐出流れが衝突することにより生じる損失を低減し、風量の低下および送風機動力の増加を抑制することができる。
なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。