JP2015124986A - Air-conditioner indoor unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空調室内機、特に、壁掛け式の空調室内機に関する。 The present invention relates to an air conditioning indoor unit, and more particularly to a wall-mounted air conditioning indoor unit.
従来から、天井ではなく部屋の側壁に設置され、正面や上面から空気を吸い込み、空調後の空気を下部の吹出口から吹き出す空気調和機の室内ユニット(以下、空調室内機という。)が、広く普及している。室内機の内部には、冷媒と空気との熱交換を担う熱交換器や、クロスフローファンが収容されている。 Conventionally, an indoor unit of an air conditioner (hereinafter referred to as an air-conditioning indoor unit) that is installed on a side wall of a room instead of the ceiling, sucks air from the front or upper surface, and blows out air after air conditioning from a lower outlet. It is popular. Inside the indoor unit, a heat exchanger responsible for heat exchange between the refrigerant and air and a cross flow fan are accommodated.
例えば、特許文献1(特開2008−8500号公報)に示される空調室内機では、クロスフローファンの正面側に熱交換器が配置され、その熱交換器の正面側にフィルタ、さらにフィルタの正面側にパネルが配置されており、上方から空気を吸い込んで、下部に形成された吹出口から空調後の空気を室内に吹き出す構成を採っている。 For example, in an air conditioning indoor unit disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-8500), a heat exchanger is disposed on the front side of the crossflow fan, a filter is further provided on the front side of the heat exchanger, and the front surface of the filter is further provided. The panel is arrange | positioned at the side, the air is suck | inhaled from upper direction, and the structure after which the air after an air conditioning is blown out indoors from the blower outlet formed in the lower part is taken.
最近の空調室内機では、クロスフローファンの大径化に伴い、クロスフローファンと正面側のパネル(以下、正面パネルという。)との間の距離が小さくなってきている。特に、奥行き寸法を抑えた空調室内機では、この距離を大きく確保することが難しい。 In recent air-conditioning indoor units, the distance between the cross flow fan and the front panel (hereinafter referred to as the front panel) has become smaller as the diameter of the cross flow fan increases. In particular, it is difficult to ensure a large distance in an air-conditioning indoor unit with a reduced depth.
一方、熱交換器の通風面積を増やすために、熱交換器の正面側熱交換部の下部を下方に延ばすことも行われているが、上方から空気を吸い込む空調室内機では、必ずしも十分な空気が正面側熱交換部の下部を通っているとは言えない。 On the other hand, in order to increase the ventilation area of the heat exchanger, the lower part of the heat exchanger on the front side of the heat exchanger is extended downward. However, in an air-conditioning indoor unit that sucks air from above, sufficient air is not necessary. Cannot pass through the lower part of the front heat exchanger.
本発明の課題は、熱交換器の正面側熱交換部を通る空気量を確保することができる空調室内機を提供することにある。 The subject of this invention is providing the air-conditioning indoor unit which can ensure the air quantity which passes the front side heat exchange part of a heat exchanger.
本発明の第1観点に係る空調室内機は、壁掛け式の空調室内機であって、空気流れを生成するクロスフローファンと、熱交換器と、フィルタと、ケーシングとを備えている。熱交換器は、正面側熱交換部と背面側熱交換部とを含んでおり、クロスフローファンの空気流れ上流側に配置される。フィルタは、熱交換器の空気流れ上流側に配置される。ケーシングは、フィルタの正面側に位置する正面パネルを有している。また、ケーシングには、クロスフローファンの回転中心であるファン中心点よりも高い位置にある吸込口と、ファン中心点よりも低い位置にある吹出口とが形成されている。この空調室内機の縦断面視において、正面側熱交換部の下部およびフィルタの下部は、ファン中心点よりも下に位置している。この空調室内機の縦断面視において、ファン中心点を通る水平線をファン基準水平線と定義する。また、縦断面視において、正面側熱交換部の下部とファン中心点とを通る直線のうち最もファン基準水平線と為す角度が大きい直線と、ファン基準水平線とが為す角度を、熱交換器下部角度θcと定義する。また、縦断面視において、フィルタの下部とファン中心点とを通る直線のうち最もファン基準水平線と為す角度が大きい直線と、ファン基準水平線とが為す角度を、フィルタ下部角度θeと定義する。以上のように定義された熱交換器下部角度θcおよびフィルタ下部角度θeが、以下の第1式を満たすように、クロスフローファン、熱交換器およびフィルタが配置されている。
第1式:θe>(θc×0.4)
さらに、本発明の第1観点に係る空調室内機では、ファン中心点の高さ位置でのクロスフローファンと正面側熱交換部との隙間距離である第1距離D1、正面側熱交換部とフィルタとの隙間距離である第2距離D2、および、フィルタと正面パネルとの隙間距離である第3距離D3が、以下の第2式を満たすように、クロスフローファン、熱交換器、フィルタおよび正面パネルが配置されている。
第2式:D3>D2>D1
以上のように構成された第1観点に係る空調室内機は、ファン中心点よりも高い位置にある吸込口から室内の空気を吸い込むが、正面側熱交換部の下部もフィルタの下部も、ファン中心点よりも下に位置している。このため、従来の設計のやり方を踏襲した場合には、正面側熱交換部の下部を通過する空気の量が少なくなり、熱交換器の全体を有効に活用することができなくなる。そこで、本発明では、まず第1式を満たすようにフィルタの下部を低い位置まで延ばし、そのフィルタの下部を通って空気が正面側熱交換部の下部に向かう流路を確保している。さらに、本発明では、3つの隙間距離が第2式を満たすようにクロスフローファン、熱交換器、フィルタおよび正面パネルを配置して、空調室内機の奥行き寸法を抑えつつ、フィルタと正面パネルとの隙間(隙間距離が第3距離D3)を通って吸込口からフィルタの下部および正面側熱交換部の下部へと流れていく空気流路の圧力損失を小さくしている。これにより、正面側熱交換部の下部を通過する空気の量が十分に確保されるようになり、熱交換器の全体が有効に活用される。
An air conditioning indoor unit according to a first aspect of the present invention is a wall-mounted air conditioning indoor unit, and includes a cross-flow fan that generates an air flow, a heat exchanger, a filter, and a casing. The heat exchanger includes a front-side heat exchange unit and a back-side heat exchange unit, and is disposed on the upstream side of the air flow of the cross flow fan. The filter is disposed on the upstream side of the air flow of the heat exchanger. The casing has a front panel located on the front side of the filter. Further, the casing is formed with a suction port located at a position higher than the fan center point, which is the rotation center of the cross flow fan, and an air outlet located at a position lower than the fan center point. In the longitudinal sectional view of the air conditioning indoor unit, the lower part of the front heat exchange section and the lower part of the filter are located below the fan center point. In the longitudinal sectional view of the air conditioning indoor unit, a horizontal line passing through the fan center point is defined as a fan reference horizontal line. In addition, in the longitudinal sectional view, the angle formed by the fan reference horizontal line and the straight line having the largest angle with the fan reference horizontal line among the straight lines passing through the lower part of the front heat exchange section and the fan center point is the heat exchanger lower angle. It is defined as θc. In addition, in the longitudinal sectional view, an angle formed by a fan reference horizontal line and a straight line having the largest angle with the fan reference horizontal line among straight lines passing through the lower portion of the filter and the fan center point is defined as a filter lower angle θe. The cross flow fan, the heat exchanger, and the filter are arranged so that the heat exchanger lower angle θc and the filter lower angle θe defined as described above satisfy the following first formula.
First formula: θe> (θc × 0.4)
Furthermore, in the air conditioning indoor unit according to the first aspect of the present invention, the first distance D1, which is the gap distance between the cross flow fan and the front heat exchange unit at the height position of the fan center point, The cross flow fan, the heat exchanger, the filter, and the second distance D2 that is the gap distance with the filter and the third distance D3 that is the gap distance between the filter and the front panel satisfy the following second formula: A front panel is arranged.
Second formula: D3>D2> D1
The air-conditioning indoor unit according to the first aspect configured as described above sucks indoor air from a suction port located higher than the fan center point. Located below the center point. For this reason, when the conventional design method is followed, the amount of air passing through the lower portion of the front heat exchange section is reduced, and the entire heat exchanger cannot be used effectively. Therefore, in the present invention, first, the lower part of the filter is extended to a low position so as to satisfy the first formula, and a flow path through which the air goes to the lower part of the front side heat exchanging part is secured. Furthermore, in the present invention, the cross flow fan, the heat exchanger, the filter, and the front panel are arranged so that the three gap distances satisfy the second formula, and the filter and the front panel are The pressure loss of the air flow path flowing through the gap (the gap distance is the third distance D3) from the suction port to the lower part of the filter and the lower part of the front-side heat exchange unit is reduced. Thereby, the quantity of the air which passes the lower part of a front side heat exchange part comes to be ensured enough, and the whole heat exchanger is utilized effectively.
本発明の第2観点に係る空調室内機は、第1観点に係る空調室内機であって、第1距離D1と、クロスフローファンの半径であるファン半径Rとが、
第3式:D1>(0.3×R)
を満たすように、クロスフローファンおよび熱交換器が配置されている。
The air conditioning indoor unit according to the second aspect of the present invention is the air conditioning indoor unit according to the first aspect, wherein the first distance D1 and the fan radius R that is the radius of the crossflow fan are:
Third formula: D1> (0.3 × R)
A cross flow fan and a heat exchanger are arranged so as to satisfy the above.
本発明では奥行き寸法を抑えるべく第2式を満たすような各部品の配置を採用しているが、第1距離D1を小さくし過ぎると、空気が熱交換器を通過するときに騒音が生じることがある。特に、フィンアンドチューブ熱交換器を用いた場合、チューブの径が小さいと、カルマン渦に代表される流れの周期的速度変動の中でもより高い周波数の乱れの強い変動が生じ、ファン翼の周期的圧力変動との相互作用によって高周波数での離散周波数騒音が生じることがある。この騒音を小さく抑えるため、ここでは、第3式を満たすような各部品の配置を採っている。ファン中心点の高さ位置でのクロスフローファンと正面側熱交換部との隙間距離である第1距離D1を、ファン半径Rの30%を超える大きさにすることで、騒音が許容範囲に収まる。 In the present invention, the arrangement of each component that satisfies the second formula is adopted to suppress the depth dimension, but if the first distance D1 is made too small, noise is generated when air passes through the heat exchanger. There is. In particular, when a fin-and-tube heat exchanger is used, if the tube diameter is small, a strong fluctuation of higher frequency turbulence occurs among the periodic velocity fluctuations of the flow represented by Karman vortex, and the fan blades periodically Discrete frequency noise at high frequencies may occur due to interaction with pressure fluctuations. In order to suppress this noise to a low level, the components are arranged here so as to satisfy the third formula. By setting the first distance D1, which is the gap distance between the cross-flow fan and the front heat exchange section at the height of the fan center point, to a size that exceeds 30% of the fan radius R, the noise is within an allowable range. It will fit.
本発明の第3観点に係る空調室内機は、第1観点又は第2観点に係る空調室内機であって、縦断面視において、ファン中心点の高さ位置での、ファン中心点と正面パネルとの距離である第4距離D4と、クロスフローファンの半径であるファン半径Rとが、
第4式:D4<(3×R)
を満たすように、クロスフローファンおよび正面パネルが配置されている。
An air conditioning indoor unit according to a third aspect of the present invention is the air conditioning indoor unit according to the first aspect or the second aspect, and in the longitudinal sectional view, the fan center point and the front panel at the height position of the fan center point A fourth distance D4 that is a distance from the fan and a fan radius R that is a radius of the cross flow fan,
Fourth formula: D4 <(3 × R)
The cross flow fan and the front panel are arranged so as to satisfy the above.
ここでは、第4式を満たすように正面パネルが配置されており、ファン中心点から正面パネルまでの距離(第4距離D4)が比較的小さい空調室内機であるため、従来の設計のやり方では、吸込口から正面側熱交換部の下部へと延びる空気流路の圧力損失が大きくなりがちで、正面側熱交換部の下部を通過する空気の量を十分に確保できない。 Here, the front panel is arranged so as to satisfy the fourth formula, and the distance from the fan center point to the front panel (fourth distance D4) is an air conditioning indoor unit that is relatively small. The pressure loss of the air flow path extending from the suction port to the lower part of the front side heat exchange part tends to increase, and the amount of air passing through the lower part of the front side heat exchange part cannot be secured sufficiently.
しかし、上述のように、本発明では第1式および第2式を満たすように各部品を配置するという新しい設計指針を採用しているため、正面側熱交換部の下部を通過する空気の量が十分に確保される。すなわち、奥行き寸法を抑えた薄型の空調室内機であっても、本発明によれば、熱交換器の全体を有効に活用することができる。 However, as described above, since the present invention adopts a new design guideline that arranges each part so as to satisfy the first and second formulas, the amount of air passing through the lower part of the front heat exchange section Is sufficiently secured. That is, even if it is a thin air-conditioning indoor unit which suppressed the depth dimension, according to this invention, the whole heat exchanger can be utilized effectively.
本発明の第4観点に係る空調室内機は、第1観点から第3観点のいずれかに係る空調室内機であって、熱交換器は、フィンアンドチューブ式であり、チューブの外径が5mm以下である。 An air conditioning indoor unit according to a fourth aspect of the present invention is the air conditioning indoor unit according to any of the first to third aspects, wherein the heat exchanger is a fin-and-tube type, and the outer diameter of the tube is 5 mm. It is as follows.
ここでは、チューブの外径が小さな熱交換器を用いており、騒音を抑えるためにクロスフローファンと正面側熱交換部と間に十分な隙間を設ける必要があるが、この隙間の寸法である第1距離D1を大きくすると、従来の設計のやり方では第2距離D2や第3距離D3が自然に小さな値になりがちである。しかし、本発明では、上述の第2式を満たすようにクロスフローファン、熱交換器、フィルタおよび正面パネルを配置しているため、正面側熱交換部の下部を通過する空気の量が十分に確保されるようになる。 Here, a heat exchanger with a small outer diameter of the tube is used, and in order to suppress noise, it is necessary to provide a sufficient gap between the cross flow fan and the front side heat exchange part. When the first distance D1 is increased, the second distance D2 and the third distance D3 tend to be naturally small values in the conventional design method. However, in the present invention, since the cross flow fan, the heat exchanger, the filter, and the front panel are arranged so as to satisfy the above-mentioned second formula, the amount of air passing through the lower part of the front side heat exchange section is sufficiently large. Will be secured.
本発明の第1観点に係る空調室内機では、正面側熱交換部の下部を通過する空気の量が十分に確保されるようになり、熱交換器の全体が有効に活用される。 In the air conditioning indoor unit pertaining to the first aspect of the present invention, the amount of air passing through the lower part of the front side heat exchange section is sufficiently secured, and the entire heat exchanger is effectively utilized.
本発明の第2観点に係る空調室内機では、騒音が許容レベルまで小さくなる。 In the air conditioning indoor unit pertaining to the second aspect of the present invention, the noise is reduced to an acceptable level.
本発明の第3観点に係る空調室内機では、奥行き寸法を抑えた薄型の空調室内機であっても、熱交換器の全体を有効に活用することができる。 In the air conditioning indoor unit according to the third aspect of the present invention, the entire heat exchanger can be effectively utilized even if the air conditioning indoor unit is a thin air conditioning indoor unit with a reduced depth dimension.
本発明の第4観点に係る空調室内機では、騒音を抑えつつ、正面側熱交換部の下部を通過する空気の量が十分に確保されるようになる。 In the air-conditioning indoor unit according to the fourth aspect of the present invention, a sufficient amount of air passing through the lower portion of the front-side heat exchange unit is secured while suppressing noise.
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る空調室内機92について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
Hereinafter, an air conditioning
(1)空調室内機の構成
図1は、本発明の一実施形態に係る空調室内機92を含む空気調和機90の構成図である。空調室内機92は、室内の壁面に取り付けられる壁掛け式の室内ユニットである。また、空調室内機92は、室外に配置される空調室外機91と冷媒配管93を介して接続されて、空気調和機90を構成する。空調室内機92は、リモコン等による操作に応じて、室内の冷房運転および暖房運転を行う。
(1) Configuration of Air Conditioning Indoor Unit FIG. 1 is a configuration diagram of an
空調室内機92は、図2に示すように、主として、ケーシング10、フィルタ40、熱交換器20およびクロスフローファン30を備えている。
As shown in FIG. 2, the air conditioning
(1−1)ケーシング
ケーシング10は、空調室内機92の外郭およびフレームとなる部材の集合体であって、フィルタ40、熱交換器20、クロスフローファン30などを支持、収納している。
(1-1) Casing The
ケーシング10の上部には、室内の空気を取り込む吸込口10aが形成されている。ケーシング10の下部には、空調後の空気を室内に送り出す吹出口10bが形成されている。吸込口10aは、クロスフローファン30の回転中心であるファン中心点0よりも高い位置にある。より詳細には、吸込口10aは、ケーシング10の天面(上面)に形成されており、空調室内機92の上方の空間から室内空気を吸い込む。吹出口10bは、ファン中心点Oよりも低い位置にある。より詳細には、吹出口10bは、ケーシング10の底面の正面側部分に形成されており、空調室内機92の前方および下方に空気を吹き出す。
A
ケーシング10は、図2および図3に示す正面パネル15、スタビライザ17、リアガイダ18、などを含んでいる。スタビライザ17およびリアガイダ18によって、ケーシング10には、クロスフローファン30から吹出口10bに流れるスクロール状の空気の吹出空気流路10cが形成されている。リアガイダ18よりも正面側に配置されているスタビライザ17は、湾曲面からなる舌部71を挟んで、上部72および下部73に分かれている。スタビライザ17は、縦断面図である図3に示すように、上部72の正面側最接近点P7において、クロスフローファン30に最も接近している。リアガイダ18は、その上部がファン中心点Oよりも高い位置にあり、背面側最接近点P8において、クロスフローファン30に最も接近している。正面パネル15は、フィルタ40の正面側に配置されている。
The
(1−2)熱交換器およびフィルタ
熱交換器20は、縦断面視において逆V字の形状を有するフィンアンドチューブ型の熱交換器であり、吸込口10a側からクロスフローファン30側に流れる空気と、チューブを流れる冷媒との間で、熱交換を行わせる。熱交換器20は、多数のアルミ製の伝熱フィンと、それらの伝熱フィンに開けられた多数の孔を貫通する多数のチューブとから構成されている。銅製の伝熱管であるチューブは、その外径が5mmあるいは4mmである。
(1-2) Heat exchanger and filter The
また、熱交換器20は、頂部20aよりも正面側に位置する正面側熱交換部21と、頂部20aよりも背面側に位置する背面側熱交換部22とを含む。正面側熱交換部21の下部21aは、後述するファン基準水平線L1よりも下に位置しており、背面側熱交換部22の下部22aは、ファン基準水平線L1よりも上に位置している。
Moreover, the
クロスフローファン30の空気流れ上流側、具体的には、クロスフローファン30の上方および前方に位置する熱交換器20は、フィルタ40によって覆われている。熱交換器20の空気流れ上流側に配置されるフィルタ40は、熱交換器20の上方および前方に位置し、吸込口10aから熱交換器20へと流れる空気に含まれる塵埃を捕集する。
The
(1−3)クロスフローファン
クロスフローファン30は、水平方向に長く延びる円筒状のファンロータと、ファンロータを回転させるモータとを備えている。ファンロータは、円周に沿って並ぶ多数のファン翼31を有しており、回転することによって、熱交換器20側から吹出口10b側へと流れる空気流れを生成する。
(1-3) Cross Flow Fan The cross flow
クロスフローファン30が回転すると、室内から吸込口10aおよびフィルタ40を介して熱交換器20へと空気が流れ、熱交換器20を通過した空気が吹出空気流路10cへと流れて吹出口10bから室内に吹き出される。
When the
なお、クロスフローファン30のモータの回転数は、図示しない制御装置によって変更される。空調室内機92に内蔵される制御装置は、リモコン等によるユーザーの操作入力に基づいて、モータの回転数を変える。
Note that the rotational speed of the motor of the
(2)正面パネル、フィルタおよび熱交換器の配置の詳細
本発明に係る空調室内機92では、従来の空調室内機にはない、新しい各部品の配置を採用している。以下、正面パネル、フィルタおよび熱交換器の配置について詳しく説明する。
(2) Details of Arrangement of Front Panel, Filter, and Heat Exchanger In the air conditioning
図2に示すように、空調室内機92の縦断面視において、正面側熱交換部21の下部21aおよびフィルタ40の下部40aは、ファン中心点Oよりも下に位置している。言い換えれば、正面側熱交換部21は、ファン中心点Oよりも下に位置する下部21aを含んでおり、フィルタ40は、ファン中心点Oよりも下に位置する下部40aを含んでいる。
As shown in FIG. 2, the
ここで、以下のように各線L1,SL3,SL5、各角度θc,θeおよび各隙間距離D1,D2,D3を定義する。 Here, the lines L1, SL3, SL5, the angles θc, θe, and the gap distances D1, D2, D3 are defined as follows.
ファン基準水平線L1は、ファン中心点Oを通る水平線。 The fan reference horizontal line L1 is a horizontal line passing through the fan center point O.
第3直線SL3は、正面側熱交換部21の下部21aとファン中心点Oとを通る直線のうち最もファン基準水平線L1と為す角度が大きい直線。
The third straight line SL3 is a straight line having the largest angle with the fan reference horizontal line L1 among straight lines passing through the
熱交換器下部角度θcは、第3直線SL3と、ファン基準水平線L1とが為す角度。 The heat exchanger lower angle θc is an angle formed by the third straight line SL3 and the fan reference horizontal line L1.
第5直線SL5は、フィルタ40の下部40aとファン中心点Oとを通る直線のうち最もファン基準水平線L1と為す角度が大きい直線。
The fifth straight line SL5 is a straight line having the largest angle with the fan reference horizontal line L1 among straight lines passing through the lower portion 40a of the
フィルタ下部角度θeは、第5直線SL5と、ファン基準水平線L1とが為す角度。 The filter lower angle θe is an angle formed by the fifth straight line SL5 and the fan reference horizontal line L1.
第1距離D1は、ファン中心点Oの高さ位置でのクロスフローファン30と正面側熱交換部21との隙間距離。
The first distance D <b> 1 is a gap distance between the
第2距離D2は、ファン中心点Oの高さ位置での正面側熱交換部21とフィルタ40との隙間距離。
The second distance D2 is a gap distance between the front-side
第3距離D3は、ファン中心点Oの高さ位置でのフィルタ40と正面パネル15との隙間距離。
The third distance D3 is a gap distance between the
以上のように定義された各線L1,SL3,SL5、各角度θc,θeおよび各隙間距離D1,D2,D3が、以下の第1式、第2式および第3式を満たすように、空調室内機92ではクロスフローファン30、熱交換器20、フィルタ40および正面パネル15が配置されている。
The air-conditioned room so that the lines L1, SL3, SL5, the angles θc, θe and the gap distances D1, D2, D3 defined as described above satisfy the following first, second, and third expressions: In the
第1式:θe>(θc×0.4)
第2式:D3>D2>D1
第3式:D1>(0.3×R)
なお、クロスフローファン30のファンロータの半径であるファン半径Rは、縦断面視において、ファン中心点Oから、多数のファン翼31の外端を結んだ仮想円(図2の点線で示す円30aを参照)までの距離である。
First formula: θe> (θc × 0.4)
Second formula: D3>D2> D1
Third formula: D1> (0.3 × R)
Note that the fan radius R, which is the radius of the fan rotor of the
これらの式を満たすことによって、空調室内機92の奥行き寸法を抑えつつ正面側熱交換部21の下部21aにも十分な空気が通るようになるが、空調室内機92では、それらを満たす以下の数値を採用している。
Satisfying these equations allows sufficient air to pass through the
熱交換器下部角度θc=52°
フィルタ下部角度θe=23°>(θc×0.4)
ファン半径R=52mm
第1距離D1=16mm>(0.3×R)
第2距離D2=22mm>D1
第3距離D3=27mm>D2
また、空調室内機92では、縦断面視において、ファン中心点Oの高さ位置での、ファン中心点Oと正面パネル15との距離である第4距離D4を、ファン半径Rの3倍未満に抑えている。すなわち、第4距離D4とファン半径Rとは、以下の第4式を満たしている。
Heat exchanger lower angle θc = 52 °
Filter lower angle θe = 23 °> (θc × 0.4)
Fan radius R = 52mm
First distance D1 = 16 mm> (0.3 × R)
Second distance D2 = 22 mm> D1
Third distance D3 = 27 mm> D2
Further, in the air conditioning
第4式:D4<(3×R)
具体的には、第4距離D4が143mmになるように、クロスフローファン30に対して正面パネル15が相対的に配置されている。この第4距離D4を小さく抑えて空調室内機92の奥行き寸法が大きくなり過ぎないようにしているが、上述の第1式〜第3式を満たすようにクロスフローファン30、熱交換器20、フィルタ40および正面パネル15を配置することによって、天面に形成されている吸込口10aから吸い込まれた空気が正面側熱交換部21の下部21aへと十分な量だけ送られるようになっている。
Fourth formula: D4 <(3 × R)
Specifically, the
(3)スタビライザおよびリアガイダの配置の詳細
次に、従来の空調室内機にはなかったスタビライザ17およびリアガイダ18の新しい配置について詳しく説明を行う。
(3) Details of Arrangement of Stabilizer and Rear Guider Next, a new arrangement of the
図3に示すように、空調室内機92の縦断面視において、以下のように各線L2,SL1,SL2,SL4および各角度θ0,θa,θb,θc,θdを定義する。ファン基準水平線L1および第3直線SL3については、上述のとおりである。
As shown in FIG. 3, in the longitudinal sectional view of the air conditioning
スクロール基準線L2は、クロスフローファン30の複数のファン翼31の外端を結んだ円30aの接線であって且つスタビライザ17の下部73に接する直線のうち、最もファン基準水平線L1と為す角度が小さい直線。ここでは、吹出口10b近傍の吹出空気流路10cの上壁となるスタビライザ17の下部73が平面であり、その平面から背面側に延長された直線が縦断面視において円30aに接するため、その直線がスクロール基準線L2である。
The scroll reference line L2 is the tangent of a
基準角度θ0は、ファン基準水平線L1とスクロール基準線L2とが為す角度。 The reference angle θ0 is an angle formed by the fan reference horizontal line L1 and the scroll reference line L2.
第1直線SL1は、スタビライザ17の上部72のうち最もクロスフローファン30に接近している点である正面側最接近点P7と、ファン中心点Oとを結ぶ直線。
The first straight line SL <b> 1 is a straight line connecting the front-side closest approach point P <b> 7 that is the point closest to the
第1角度θaは、第1直線SL1と、ファン基準水平線L1とが為す角度。 The first angle θa is an angle formed by the first straight line SL1 and the fan reference horizontal line L1.
第2直線SL2は、リアガイダ18のうち最もクロスフローファン30に接近している点である背面側最接近点P8と、ファン中心点Oとを結ぶ直線。
The second straight line SL <b> 2 is a straight line connecting the rear-side closest approach point P <b> 8 that is the point closest to the
第2角度θbは、第2直線SL2と、ファン基準水平線L1とが為す角度。 The second angle θb is an angle formed by the second straight line SL2 and the fan reference horizontal line L1.
第3角度θcは、上述の熱交換器下部角度θcであり、第3直線SL3と、ファン基準水平線L1とが為す角度。 The third angle θc is the above-described heat exchanger lower angle θc, and is an angle formed by the third straight line SL3 and the fan reference horizontal line L1.
第4直線SL4は、背面側熱交換部22の下部22aとファン中心点Oとを通る直線のうち最もファン基準水平線L1と為す角度が小さい直線。
The fourth straight line SL4 is a straight line having the smallest angle formed with the fan reference horizontal line L1 among straight lines passing through the
第4角度θdは、第4直線SL4と、ファン基準水平線L1とが為す角度。 The fourth angle θd is an angle formed by the fourth straight line SL4 and the fan reference horizontal line L1.
以上のように定義された各線L2,SL1,SL2,SL4および各角度θ0,θa,θb,θc,θdが、以下の第1角度関係式〜第5角度関係式を全て満たすように、空調室内機92ではスタビライザ17、リアガイダ18、熱交換器20およびクロスフローファン30が配置されている。
Each line L2, SL1, SL2, SL4 and each angle θ0, θa, θb, θc, θd defined as described above satisfy all the following first to fifth angle relational expressions. In the
第1角度関係式:(θa−θ0)>16°
第2角度関係式:17°<(θb−θ0)<26°
第3角度関係式:θb≧θa
第4角度関係式:θc>θa
第5角度関係式:θd<θb
これらの式を満たすことによって、後述のようにサージング耐力が向上し、ファン動力の増大が抑制されているが、空調室内機92では、それらを満たす以下の数値を採用している。
First angle relational expression: (θa−θ0)> 16 °
Second angle relational expression: 17 ° <(θb−θ0) <26 °
Third angle relational expression: θb ≧ θa
Fourth angle relational expression: θc> θa
Fifth angle relational expression: θd <θb
By satisfying these equations, the surging proof strength is improved as will be described later, and the increase in fan power is suppressed, but the air conditioning
基準角度θ0=28°
第1角度θa=48°
第2角度θb=51°
第3角度θc=52°
第4角度θd=31°
(4)特徴
(4−1)
本実施形態に係る空調室内機92では、上述の第1角度関係式、第2角度関係式および第3角度関係式のいずれかを満足させるのではなく、第1角度関係式、第2角度関係式および第3角度関係式を全て満足するようにスタビライザ17、リアガイダ18およびクロスフローファン30を配置している。
Reference angle θ0 = 28 °
First angle θa = 48 °
Second angle θb = 51 °
Third angle θc = 52 °
Fourth angle θd = 31 °
(4) Features (4-1)
In the air conditioning
この配置を採っているため、スタビライザ17の正面側最接近点P7の高さ位置が低く抑えられ、正面側熱交換部21の下部21aからクロスフローファン30へと流れる空気の流れが阻害されることが少なくなっている。すなわち、正面側熱交換部21の下部21aからクロスフローファン30へと、低損失の空気の流れを生じさせている。図4に、第1角度関係式の基になっているデータを示す。図4のグラフにおいて、横軸は、角度差(θa−θ0)であり、縦軸は、クロスフローファン30のモータに係る負荷であるファン動力の、ある所定の基準値に対する比である効率改善量である。試験の結果、角度差(θa−θ0)が16°未満の場合には効率改善量が小さく、16°を超えると効率改善量が大きくなっている。角度差(θa−θ0)が17°、20°、24°、28°いずれの場合も、効率改善量が大きく、ファン動力の増大が抑制されることになる。
Since this arrangement is adopted, the height position of the front-side closest point P7 of the
また、この空調室内機92で採った配置によって、いわゆるファン吸い込み角度(第1直線SL1と第2直線SL2とが為す吸込口10a側の角度)を、180°以内の範囲で大きくすることができている。ここでは、ファン吸い込み角度が、
180°−θb+θa=177°
であり、クロスフローファン30から吹出口10bに向かう空気の流れが吸込口10aの側に逆流することが抑えられている。すなわち、空調室内機92では、サージング耐力が向上している。なお、従来の空調室内機は、ファン吸い込み角度が170°程度になっているものが多い。
Further, the arrangement adopted by the air conditioning
180 ° −θb + θa = 177 °
Thus, the flow of air from the
さらに、空調室内機92では、リアガイダ18の背面側最接近点P8の高さ位置を適切な範囲に収めることで、リアガイダ18を低くしすぎることに起因するファン動力の増大が抑制され、省エネ性が向上している。すなわち、リアガイダ18の背面側最接近点P8の高さ位置を低くしすぎると、スクロール状の空気の吹出空気流路10cが短くなり、また背面側最接近点P8のクロスフローファン30側に生じる循環渦の保持力が弱くなって、スクロール状の吹出空気流路10cの表面における乱流が増大しファン動力が大きくなってしまうが、上述のリアガイダ18およびクロスフローファン30の配置によれば、そのようなファン動力の増大が抑制される。図5に、第2角度関係式の基になっているデータを示す。図5のグラフにおいて、横軸は、角度差(θb−θ0)であり、縦軸は、図4と同じ効率改善量である。試験の結果、角度差(θb−θ0)が17°未満あるいは26°を超える場合には効率改善量が小さく、17°〜26°の範囲にある場合には効率改善量が大きくなっている。角度差(θb−θ0)が18°、22°、25°いずれの場合も、効率改善量が大きく、ファン動力の増大が抑制されることになる。
Further, in the air conditioner
以上のように、本実施形態に係る空調室内機92では、第1角度関係式、第2角度関係式および第3角度関係式を全て満足するようにスタビライザ17、リアガイダ18およびクロスフローファン30を配置することによって、サージング耐力の向上と、ファン動力の増大の抑制とを両立させている。
As described above, in the air conditioning
(4−2)
空調室内機92では、第4角度関係式が満たされるように正面側熱交換部21の下部21aが低い位置に配置され、第5角度関係式が満たされるように背面側熱交換部22の下部22aが低い位置に配置されているため、熱交換器20の容量が大きくなっている。特に、第3角度θcを45°以上にして、空調室内機92では正面側熱交換部21の下部21aを下方に延ばした構造を採っているため、従来よりも大きな熱交換器20の容量が確保されている。このような大きな熱交換器20を搭載していると、熱交換器を通る空気の流れの分布に部分的な偏りが生じてファン動力が大きくなりがちであるが、空調室内機92では、上述のように第1角度関係式、第2角度関係式および第3角度関係式を全て満足する部品配置を採っているため、熱交換器20の下部21a,22aからクロスフローファン30へと流れる空気の流れが阻害され難く、各熱交換部21,22の下部21a,22aにも多くの空気が流れる。すなわち、空調室内機92の省エネ性が向上している。
(4-2)
In the air conditioning
(4−3)
空調室内機92では、ファン中心点Oよりも高い位置にあるケーシング10の天面に形成された吸込口10aから室内の空気を吸い込む構造を採り、且つ、正面側熱交換部21の下部21aもフィルタ40の下部40aも、ファン中心点Oよりも下に位置する構造を採っている。このため、従来の設計のやり方を踏襲した場合には、正面側熱交換部21の下部21aを通過する空気の量が少なくなり、熱交換器20の全体を有効に活用することができなくなる。
(4-3)
The air conditioning
そこで、空調室内機92では、まず上述の第1式を満たすようにフィルタ40の下部40aを従来よりも低い位置まで下方に延ばし、そのフィルタ40の下部40aを通って空気が正面側熱交換部21の下部21aに向かう流路を確保している。
Therefore, in the air conditioning
さらに、空調室内機92では、3つの隙間距離D1,D2,D3が上述の第2式を満たすようにクロスフローファン30、熱交換器20、フィルタ40および正面パネル15を配置して、空調室内機92の奥行き寸法を抑えつつ、フィルタ40と正面パネル15との隙間(隙間距離が第3距離D3)を通って吸込口10aからフィルタ40の下部40aおよび正面側熱交換部21の下部21aへと流れていく空気流路の圧力損失を小さくしている。これにより、正面側熱交換部21の下部21aを通過する空気の量が十分に確保されるようになっており、熱交換器20の全体が有効に活用される構造が実現されている。
Further, in the air conditioning
以上のような配置を採ることによって、空調室内機92では、熱交換器20とクロスフローファン30との隙間距離(第1距離D1)を小さくし過ぎずに正面側熱交換部21の下部21aへの空気流路の幅を拡げ、摩擦抵抗(圧力損失)を抑えることができている。また、第1距離D1よりも第2距離D2を大きくし、第2距離D2よりも第3距離D3を大きくして、クロスフローファン30から離れた流路ほど広い幅が確保されるため、図2に示すように、吸込口10aから正面側熱交換部21の下部21aまでの途中で幅が狭くなる空間が無くなっており、従来の構造に比べて流体摩擦抵抗が大きく低減されている。
By adopting the arrangement as described above, in the air conditioning
(4−4)
空調室内機92では、奥行き寸法(図2の左右方向の寸法)を抑えるべく第2式を満たすような各部品の配置を採用しているが、第1距離D1を小さくし過ぎると、正面側熱交換部21とクロスフローファン30との距離が近づきすぎて、空気が正面側熱交換部21を通過するときに騒音が生じる恐れがある。特に、フィンアンドチューブ式の熱交換器20を採用し、且つ、そのチューブの外径が小さい(5mmあるいは4mm)空調室内機92では、カルマン渦に代表される流れの周期的速度変動の中でもより高い周波数の乱れの強い変動が生じ、ファン翼31の周期的圧力変動との相互作用によって高周波数での離散周波数騒音が生じる恐れが高い。
(4-4)
In the air conditioning
この騒音を小さく抑えるため、空調室内機92では、上述の第3式を満たすような各部品の配置を採っている。すなわち、ファン中心点Oの高さ位置でのクロスフローファン30と正面側熱交換部21との隙間距離である第1距離D1を、ファン半径Rの30%を超える大きさにすることで、騒音を許容範囲に収めている。この空調室内機92の第1距離D1の大きさを確保すれば、熱交換器20を通った後の空気流れを周期性の無い広帯域乱流構造へ変化させてからファン翼31と衝突させることができ、ファン翼31との相互作用による周期性騒音を低減することができる。
In order to suppress this noise, the air conditioner
(4−5)
空調室内機92では、上述の第4式を満たすように正面パネル15が配置されており、ファン中心点Oから正面パネル15までの距離(第4距離D4)が比較的小さくなっている。これにより、奥行き寸法を抑えた薄型の空調室内機92が実現されているが、同時に第1式〜第3式も満たす構造を採っているため、薄型であっても、熱交換器20全体を有効に活用することができている。
(4-5)
In the air conditioning
10 ケーシング
10a 吸込口
10b 吹出口
15 正面パネル
20 熱交換器
21 正面側熱交換部
21a 正面側熱交換部の下部
22 背面側熱交換部
30 クロスフローファン
30a 翼の外端を結んだ円
31 ファン翼(翼)
40 フィルタ
40a フィルタの下部
92 空調室内機
D1 第1距離
D2 第2距離
D3 第3距離
D4 第4距離
L1 ファン基準水平線
O ファン中心点
R ファン半径
θc 第3角度(熱交換器下部角度)
θe フィルタ下部角度
SL3 第3直線
SL5 第5直線
DESCRIPTION OF
40 Filter 40a Lower part of the
θe Filter lower angle SL3 3rd straight line SL5 5th straight line
Claims (4)
空気流れを生成するクロスフローファン(30)と、
正面側熱交換部(21)と背面側熱交換部(22)とを含み、前記クロスフローファンの空気流れ上流側に配置される、熱交換器(20)と、
前記熱交換器の空気流れ上流側に配置される、フィルタ(40)と、
前記フィルタの正面側に位置する正面パネル(15)を有し、前記クロスフローファンの回転中心であるファン中心点(O)よりも高い位置にある吸込口(10a)と、前記ファン中心点よりも低い位置にある吹出口(10b)とが形成された、ケーシング(10)と、
を備え、
縦断面視において、
前記正面側熱交換部の下部(21a)および前記フィルタの下部(40a)は、前記ファン中心点よりも下に位置し、
前記ファン中心点を通る水平線を、ファン基準水平線(L1)とし、
前記正面側熱交換部の下部と前記ファン中心点とを通る直線のうち最も前記ファン基準水平線と為す角度が大きい直線(SL3)と、前記ファン基準水平線とが為す角度を、熱交換器下部角度θcとし、
前記フィルタの下部と前記ファン中心点とを通る直線のうち最も前記ファン基準水平線と為す角度が大きい直線(SL5)と、前記ファン基準水平線とが為す角度を、フィルタ下部角度θeとしたときに、
第1式:θe>(θc×0.4)
を満たすように、
且つ、
前記ファン中心点の高さ位置での、前記クロスフローファンと前記正面側熱交換部との隙間距離である第1距離D1、前記正面側熱交換部と前記フィルタとの隙間距離である第2距離D2および前記フィルタと前記正面パネルとの隙間距離である第3距離D3が、
第2式:D3>D2>D1
を満たすように、
前記クロスフローファン、前記熱交換器、前記フィルタおよび前記正面パネルが配置されている、
空調室内機。 A wall-mounted air conditioning indoor unit (92),
A cross flow fan (30) for generating an air flow;
A heat exchanger (20) including a front side heat exchange part (21) and a back side heat exchange part (22), disposed on the upstream side of the air flow of the cross flow fan;
A filter (40) disposed upstream of the air flow of the heat exchanger;
A front panel (15) located on the front side of the filter, and a suction port (10a) located at a position higher than a fan center point (O) that is a rotation center of the crossflow fan; A casing (10) formed with an outlet (10b) at a lower position,
With
In longitudinal section view,
The lower part (21a) of the front side heat exchange part and the lower part (40a) of the filter are located below the fan center point,
A horizontal line passing through the fan center point is defined as a fan reference horizontal line (L1),
Of the straight lines passing through the lower part of the front side heat exchange section and the fan center point, the angle formed by the straight line (SL3) having the largest angle with the fan reference horizontal line and the fan reference horizontal line is defined as the lower angle of the heat exchanger. θc,
Of the straight lines passing through the lower part of the filter and the fan center point, a straight line (SL5) having the largest angle with the fan reference horizontal line and an angle formed with the fan reference horizontal line is defined as a filter lower angle θe.
First formula: θe> (θc × 0.4)
To meet
and,
A first distance D1 that is a gap distance between the cross flow fan and the front side heat exchange part at a height position of the fan center point, and a second distance that is a gap distance between the front side heat exchange part and the filter. A distance D2 and a third distance D3, which is a gap distance between the filter and the front panel,
Second formula: D3>D2> D1
To meet
The cross flow fan, the heat exchanger, the filter and the front panel are arranged,
Air conditioning indoor unit.
第3式:D1>(0.3×R)
を満たすように、前記クロスフローファンおよび前記熱交換器が配置されている、
請求項1に記載の空調室内機。 The first distance D1 and a fan radius R that is a radius of the cross flow fan are:
Third formula: D1> (0.3 × R)
The cross flow fan and the heat exchanger are arranged so as to satisfy
The air conditioning indoor unit according to claim 1.
前記ファン中心点の高さ位置での、前記ファン中心点と前記正面パネルとの距離である第4距離D4と、前記クロスフローファンの半径であるファン半径Rとが、
第4式:D4<(3×R)
を満たすように、
前記クロスフローファンおよび前記正面パネルが配置されている、
請求項1又は2に記載の空調室内機。 In longitudinal section view,
A fourth distance D4 that is a distance between the fan center point and the front panel at a height position of the fan center point, and a fan radius R that is a radius of the cross flow fan,
Fourth formula: D4 <(3 × R)
To meet
The cross flow fan and the front panel are arranged,
The air conditioning indoor unit according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれかに記載の空調室内機。 The heat exchanger is a fin and tube type, and the outer diameter of the tube is 5 mm or less.
The air conditioning indoor unit according to any one of claims 1 to 3.
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