JP2018189249A - 天井埋込型空気調和機の室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】、縦や横のサイズを小さくしながら熱交換容量を大きくでき、ドレン水の飛散は生ぜず、騒音も小さくできるようにする。【解決手段】送風手段はターボファンで構成される。熱交換手段は、側面視で横方向に鋸歯形状に並ぶよう隣接する熱交換器の下端が結合されると共に上端が結合される複数の熱交換器で形成され、空気吸込口とターボファンとの間に配置される。熱交換手段とターボファンの間に熱交換手段を通過した空気をターボファンにガイドするベルマウスが配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、室内の天井板に取り付けられる天井埋込型空気調和機の室内機に関する。

天井埋込型空気調和機の室内機は、例えば建造物の１階の天井板と２階の床下との間のスペース、あるいは２階の天井板と屋根裏との間のスペースに取り付けられるが、近年の建造物は室内空間の天井高さを高くする傾向がある。このため上記したスペースの上下方向長さが短くなっており、これに対応して室内機もその上下方向のサイズを小さくしなければならない。また、近年の建造物では空調の対象となる室内空間が広くなっているので、室内機には大きな熱交換容量が要求される。このように、天井埋込型空気調和機の室内機には、上下方向のサイズの小型化と同時に大容量化が求められている。

そこで、従来の天井埋込型空気調和機の室内機では、例えば２個の熱交換器を使用して熱交換容量の大容量化の要求に応えると同時に、その２個の熱交換器を側面視で＞形状に結合して室内機筐体内に配置することで室内機の上下方向のサイズを小さくすることが行われている。

図３はこのような要求に応えた従来の天井埋込型空気調和機の室内機４０の概略構成を示す図である（特許文献１）。４１は天井板３０に埋め込む形で取り付けられる筐体であり、その筐体４１の下面は、空気吸込口４２ａと空気吹出口４２ｂが形成された下面パネル４２によって閉じられている。そして、筐体４１内の空気吸込口４２ａから空気吹出口４２ｂに至る通路は、空気流通路４３Ａ、４３Ｂとなっている。なお、図２では、空気吸込口４２ａや空気吹出口４２ｂに取り付けられるグリルやフィルタは省略している。

その空気流通路４３Ａには空気流を生成するためのクロスフローファン４４が配置され、空気流通路４３Ａと空気流通路４３Ｂの間にはそこを通過する空気を冷媒と熱交換する２個の熱交換器４５Ａ、４５Ｂが配置されている。

熱交換器４５Ａ、４５Ｂのように２個の熱交換器を使用する理由は、熱交換容量を大きくするためであるが、熱交換器を折り曲げた形状にして配置することで、直線形状にした場合と比較して、図中の上下方向の高さが低くなり横方向の長さも短くなるため、筐体４１の上下・左右のサイズを小さくすることができる。

４６はドレンパンであり、熱交換器４５Ａ、４５Ｂに生じたドレン水を集めるよう熱交換器４５Ａ、４５Ｂの下方に配置されている。

この室内機４０では、空気吸込口４２ａから吸い込まれた室内の空気が、熱交換器４５Ａ、４５Ｂで冷媒と熱交換されて、空気吹出口４２ｂから室内に吹き出される。

しかし、上記のように配置された熱交換器を用いた場合でも、まだ熱交換容量が不足する場合がある。

一方で、熱交換容量の増大化と筐体の小型化の両立を求めて、４個の熱交換器をＷ型に組み合わせた図４に示すような壁掛型空気調和機の室内機５０が提案されている（特許文献２）。この室内機５０は、筐体５１の上面にプロペラファン５２を搭載し、熱交換器５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、５３Ｄを図中の左右方向に並ぶようにＷ形状に組み立て、熱交換器５３Ａの下端５３Ａ１と熱交換器５３Ｂの下端５３Ｂ１の下方にドレンパン５４Ａを配置し、熱交換器５３Ｃの下端５３Ｃ１と熱交換器５３Ｄの下端５３Ｄ１の下方にドレンパン５４Ｂを配置したものである。

この室内機５０は、プロペラファン５２により上面の空気吸込口５１ａから吸い込んだ空気を熱交換器５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、５３Ｄにおいて冷媒と熱交換して、下面の空気吹出口５１ｂから吹き出すものである。

特開２０００−０６５３７６号公報 ＷＯ２０１６／００２０１５Ａ１公報

ところが、特許文献２に記載のものは上面から空気を吸い込み下面に吹き出す方式であるので、天井埋込型空気調和機の室内機にそのまま適用することができない。また、またドレンパン５４Ａ、５４Ｂには上方から空気が吹き付けられるので、それらドレンパン５４Ａ、５４Ｂからドレン水が吹き飛ばされて、空気吹出口５１ｂから室内に飛散する恐れがある。さらに、プロペラファン５２の吹出空気は風速が大きくなるので、その吹出空気が熱交換器５３Ａ〜５３Ｄを通過する際に騒音が発生しやすい問題がある。

本発明の第１の目的は筐体のサイズを小さくしながら熱交換容量を大きくできるようにした天井埋込型空気調和機の室内機を提供することである。第２の目的はドレン水の飛散が生じないようにした天井埋込型空気調和機の室内機を提供することである。第３の目的は騒音が小さくできるようにした天井埋込型空気調和機の室内機を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、筐体と、空気吸込口及び空気吹出口が形成され前記筐体の下面を閉じる下面パネルとを有し、前記筐体内には前記空気吸込口から前記空気吹出口に空気を流通させるよう形成された空気流通路と、該空気流通路に配置された送風手段と、前記空気流通路を通過する空気を冷媒と熱交換する熱交換手段と、該熱交換手段で発生するドレン水を集めるドレンパンとを備えた天井埋込型空気調和機の室内機において、前記送風手段はターボファンを有し、前記熱交換手段は、前記下面パネル上方に鋸歯形状に並ぶように配置されされた複数の熱交換器で形成され、前記空気吸込口と前記ターボファンとの間に配置され、前記熱交換手段と前記ターボファンの間に、前記熱交換手段を通過した空気を前記ターボファンにガイドするベルマウスが配置されていることを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の天井埋込型空気調和機の室内機において、前記熱交換手段は、隣接する熱交換器の下端同士が結合され、前記ドレンパンは、前記隣接する熱交換器の下端の結合部ごとに配置されていることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の天井埋込型空気調和機の室内機において、前記空気吸込口は、前記隣接する熱交換器の下端の結合部ごとに配置されたドレンパンの間に対応する位置と前記鋸歯形状に結合された複数の熱交換器の内の最も外側の熱交換器に対応する位置に形成されていることを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の天井埋込型空気調和機の室内機において、前記吹出口と前記空気吸込口の間に設けられた回転軸の周りに回動し前記空気吹出口を開閉する開閉パネルが設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、熱交換手段が下面パネル上方に鋸歯形状に並ぶように配置されされた複数の熱交換器で形成されるので、筐体のサイズを小さくしながら熱交換容量を増大することができる。また、ターボファンによって熱交換器を通過する空気を下側から上側に吸い上げるので、熱交換器の下方に配置されるドレンパンのドレイン水が下方に飛散する恐れはない。さらに、ターボファンは吹出側よりも吸込側の方が風速が小さいので、その熱交換器を通過する空気の風速が小さくなり、騒音を小さくすることができる。

本発明の第１実施例の天井埋込型空気調和機の室内機の概略構成図である。 本発明の第２実施例の天井埋込型空気調和機の室内機の概略構成図である。 従来の天井埋込型空気調和機の室内機の概略構成図である。 従来の壁掛型空気調和機の室内機の概略構成図である。

＜第１実施例＞
図１に第１実施例の天井埋込型空気調和機の室内機１０の概略構成を示す。１１は天井板３０に埋め込む形で取り付けられる直方体形状の筐体であり、その筐体１１の下面は、第１空気吸込口１２ａ、第２空気吸込口１２ｂ、第３空気吸込口１２ｃ、第４空気吸込口１２ｄ、及び空気吹出口１２ｅが形成された下面パネル１２によって閉じられている。なお、この図１では、これら第１空気吸込口１２ａ〜第４空気吸込口１２ｄ、及び空気吹出口１２ｅに取り付けられるグリルやフィルタは省略している。そして、筐体１１内には、第１空気吸込口１２ａ〜第４空気吸込口１２ｄから空気吹出口１２ｅに空気を流通させる空気流通路１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが形成されている。空気流通路１３Ａは第１空気吸込口１２ａ〜第４空気吸込口１２ｄと後記する熱交換手段１４との間に形成される流通路、空気流通路１３Ｂは熱交換手段１４と後記するターボファン１７の間に形成される流通路、空気流通路１３Ｃはターボファン１７と空気吹出口１２ｅの間に形成される流通路である。

熱交換手段１４は、第１熱交換器１４Ａ、第２熱交換器１４Ｂ、第３熱交換器１４Ｃ、第４熱交換器１４Ｄ、第５熱交換器１４Ｅ、及び第６熱交換器１４Ｆで形成されている。

第１熱交換器１４Ａの下端１４Ａ１と第２熱交換器１４Ｂの下端１４Ｂ１は、Ｖ字形に結合されて、その結合部１４ａが第１空気吸込口１２ａと第２空気吸込口１２ｂの間の上方になるよう配置されている。

第３熱交換器１４Ｃの下端１４Ｃ１と第４熱交換器１４Ｄの下端１４Ｄ１も、Ｖ字形に結合されて、その結合部１４ｂが第２空気吸込口１２ｂと第３空気吸込口１２ｃの間の上方になるよう配置されている。

第５熱交換器１４Ｅの下端１４Ｅ１と第６熱交換器１４Ｆの下端１４Ｆ１も、Ｖ字形に結合されて、その結合部１４ｃが第３空気吸込口１２ｃと第４空気吸込口１２ｄの間の上方になるよう配置されている。

そして、第２熱交換器１４Ｂの上端１４Ｂ２と第３熱交換器１４Ｃの上端１４Ｃ２は逆Ｖ字形状に結合され、第４熱交換器１４Ｄの上端１４Ｄ２と第５熱交換器１４Ｅの上端１４Ｅ２も逆Ｖ字形状に結合されている。第１熱交換器１４Ａの上端１４Ａ２は支持部材１５Ａで支持され、第６熱交換器１４Ｆの上端１４Ｆ２は支持部材１５Ｂで支持されている。

このように、本実施例の熱交換手段は、下面パネル１２の上方に、側面視で横方向に鋸歯形状に並ぶよう、隣接する熱交換器の下端が結合されると共に上端が結合された６個の熱交換器で形成されている。

１６Ａは第１ドレンパンであり、第１熱交換器１４Ａの下端１４Ａ１と第２熱交換器１４Ｂの下端１４Ｂ１の結合部１４ａの下方に配置されている。１６Ｂは第２ドレンパンであり、第３熱交換器１４Ｃの下端１４Ｃ１と第４熱交換器１４Ｄの下端１４Ｄ１の結合部１４ｂの下方に配置されている。１６Ｃは第３ドレンパンであり、第５熱交換器１４Ｅの下端１４Ｅ１と第６熱交換器１４Ｆの下端１４Ｆ１の結合部１４ｃの下方に配置されている。

１７はモータ１８で回転駆動される送風手段としてのターボファンであり、回転軸１７ａが縦方向になり、フィン１７ｂが第１熱交換器１４Ａ〜第６熱交換器１４Ｆをカバーするように、それら第１熱交換器１４Ａ〜第６熱交換器１４Ｆの上方に配置されている。

１９は第１熱交換器１４Ａ〜第６熱交換器１４Ｆからターボファン１７に吸い込まれる空気流をガイドするためのベルマウスであり、空気流通路１３Ｂに配置されている。２０Ａはリアガイダであり、ターボファン１７から空気吹出口１２ｅに至る空気流通路１３Ｃを空気が滑らに通過するようガイドする。

２１Ａは仕切板であり、空気吹出口１２ｅから吹き出される空気と第４空気吸込口１２ｄから吸い込まれる空気を分離してショートサーキットを防止するために配置される。２２Ａは開閉パネルであり、吹出口１２ｅと吸込口１２ａ〜１２ｄの間、本実施例では吹出口１２ｅと吹出口１２ｅに隣接する吸込口１２ｄとの間に設けられ、回転軸２２Ａａの周りに回動して空気吹出口１２ｅを開閉するが、その空気吹出口１２ｅを開いているときは、実線で示すように垂下して、空気吹出口１２ｅから吹き出される空気が第４空気吸込口１２ｄに回り込むショートサーキットを防止する。回転軸２２Ａａは下面パネル１２に設けられている。この開閉パネル２２は回転角度を所定の角度で保持可能に構成すれば、空気の吹出方向を調整する風向板として機能させることもできる。

第１熱交換器１４Ａ〜第６熱交換器１４Ｆが図１の紙面に垂直方向に長い長尺形状であるのに対して、ターボファン１７は回転軸１７ａの方向に見た形状が円形であるので、第１熱交換器１４Ａ〜第６熱交換器１４Ｆの長さに応じて、２台以上のターボファン１７を図１の紙面に垂直方向に並べて配置してもよい。

本実施例の天井埋込型空気調和機の室内機１０は、熱交換手段１４が下面パネル１２の上方に鋸歯形状に並ぶように配置されされた第１熱交換器１４Ａ〜第６熱交換器１４Ｆで形成されるので、室内機のサイズを小さくしながら熱交換容量を増大することができる。また、ターボファン１７によって第１熱交換器１４Ａ〜第６熱交換器１４Ｆを通過する空気を下側から上側に吸い上げるので、第１熱交換器１４Ａ〜第６熱交換器１４の下方に配置される第１ドレンパン１６Ａ〜第３ドレンパン１６Ｃのドレイン水が下方に飛散する恐れはない。さらに、ターボファン１７は吹出側よりも吸込側の方が風速が小さいので、第１熱交換器１４Ａ〜第６熱交換器１４を通過する空気の風速が小さくなり、騒音を小さくすることができる。

熱交換器をターボファンの横（ターボファンの吹出側）に配置した場合は、吹出空気の風速が大きく、しかもその熱交換器を通過した空気を空気吹出口の方向に下向きに９０度進路を変更する必要があるので騒音が大きくなるが、本実施例ではそのような問題は発生しない。

＜第２実施例＞
図２に第２実施例の天井埋込型空気調和機の室内機１０Ａの概略構成を示す。図１で説明したものと同じものには同じ符号をつけた。本実施例では、第６熱交換器１４Ｆの側のみならず、第１熱交換器１４Ａの側にも空気吹出口１２ｆを形成して、６個の第１熱交換器１４Ａ〜第６熱交換器１４Ｆの両側から熱交換済の空気を吹き出すように構成している。１３Ｄはターボファン１７から空気吹出口１２ｆに至る空気流通路、２０Ｂはその空気流通路１３Ｄを空気が滑らに通過するようガイドするリアガイダである。

２１Ｂは仕切板であり、空気吹出口１２ｆから吹き出される空気と第１空気吸込口１２ａから吸い込まれる空気を分離してショートサーキットを防止するために配置される。２２Ｂは開閉パネルであり、吹出口１２ｆと吸込口１２ａ〜１２ｄの間、本実施例では吹出口１２ｆと吹出口１２ｆに隣接する吸込口１２ａとの間に設けられ、回転軸２２Ｂａの周りに回動して空気吹出口１２ｆを開閉するが、その空気吹出口１２ｆを開いているときは、実線で示すように垂下して、空気吹出口１２ｆから吹き出される空気が第１空気吸込口１２ａに回り込むショートサーキットを防止する。回転軸２２Ｂａは下面パネル１２に設けられている。この開閉パネル２２Ｂも開閉パネル２２Ａと同様に、回転角度を所定の角度で保持可能に構成すれば、空気の吹出方向を調整する風向板として機能させることができる。

＜その他の実施例＞
なお、以上の実施例では６個の第１熱交換器１４Ａ〜第６熱交換器１４Ｆを鋸歯形状に結合して配置した例を説明したが、鋸歯形状に結合する熱交換器の台数は、要求される熱交換容量や筐体１１のサイズに応じて任意である。

１０，１０Ａ：室内機、１１：筐体、１２：下面パネル、１２ａ：第１空気吸込口、１２ｂ：第２空気吸込口、１２ｃ：第３空気吸込口、１２ｄ：第４空気吸込口、１２ｅ，１２ｆ：空気吹出口、１３Ａ〜１３Ｄ：空気流通路、１４Ａ：第１熱交換器、１４Ｂ：第２熱交換器、１４Ｃ：第３熱交換器、１４Ｄ：第４熱交換器、１４Ｅ：第５熱交換器、１４Ｆ：第６熱交換器、１５Ａ，１５Ｂ：支持部材、１７：ターボファン、１８Ａ：第１ドレンパン、１８Ｂ：第２ドレンパン、１８Ｃ：第３ドレンパン、１９：ベルマウス、２０Ａ，２０Ｂ：リアガイダ、２１Ａ，２１Ｂ：仕切板、２２Ａ．２２Ｂ：開閉パネル
３０：天井板

Claims (4)

1. 筐体と、空気吸込口及び空気吹出口が形成され前記筐体の下面を閉じる下面パネルとを有し、前記筐体内には前記空気吸込口から前記空気吹出口に空気を流通させるよう形成された空気流通路と、該空気流通路に配置された送風手段と、前記空気流通路を通過する空気を冷媒と熱交換する熱交換手段と、該熱交換手段で発生するドレン水を集めるドレンパンとを備えた天井埋込型空気調和機の室内機において、
   前記送風手段はターボファンを有し、
   前記熱交換手段は、前記下面パネル上方に鋸歯形状に並ぶように配置されされた複数の熱交換器で形成され、前記空気吸込口と前記ターボファンとの間に配置され、
   前記熱交換手段と前記ターボファンの間に、前記熱交換手段を通過した空気を前記ターボファンにガイドするベルマウスが配置されている、
   ことを特徴とする天井埋込型空気調和機の室内機。
2. 請求項１に記載の天井埋込型空気調和機の室内機において、
   前記熱交換手段は、隣接する熱交換器の下端同士が結合され、
   前記ドレンパンは、前記隣接する熱交換器の下端の結合部ごとに配置されていることを特徴とする天井埋込型空気調和機の室内機。
3. 請求項２に記載の天井埋込型空気調和機の室内機において、
   前記空気吸込口は、前記隣接する熱交換器の下端の結合部ごとに配置されたドレンパンの間に対応する位置と前記鋸歯形状に結合された複数の熱交換器の内の最も外側の熱交換器に対応する位置に形成されていることを特徴とする天井埋込型空気調和機の室内機。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の天井埋込型空気調和機の室内機において、
   前記吹出口と前記空気吸込口の間に設けられた回転軸の周りに回動し前記空気吹出口を開閉する開閉パネルが設けられていることを特徴とする天井埋込型空気調和機の室内機。

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