JP2018197632A - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の開口部を覆う仕切部の端部において発生する高圧部の圧力を低減でき、異音の発生を抑制できる空気調和機の室内機を提供する。
【解決手段】空気調和機の室内機は、ケーシング内に配置され、所定の回転方向(矢印Ｒ１)に回転するターボファン(３０)と、ケーシング内かつターボファン(３０)の周囲に配置された熱交換器(４０)と、熱交換器(４０)の両端を連結して、熱交換器(４０)と共にターボファン(３０)を囲う仕切板(５０)を備える。上記ターボファン(３０)の中心Ｏ１は、仕切板(５０)の両端を結ぶ線分Ｌ１の垂直二等分線Ｌ２に対して、ターボファン(３０)と仕切板(５０)との間の気流方向(矢印Ｒ２)における上流側に位置する。
【選択図】図６

Description

この発明は、空気調和機の室内機に関する。

従来、空気調和機の室内機としては、コの字形状の熱交換器を備え、熱交換器の開口部を仕切部で覆って、熱交換器と仕切部で囲まれたターボファンにより吸い込んだ空気を熱交換器を介して二方向に吹き出すものがある(例えば、特開２０１５−８１６９２号公報(特許文献１)参照)。

上記空気調和機の室内機では、仕切部にターボファンに向けて突出する部分を設けて、二方向の吹出口への空気の流れを均一にしている。

特開２０１５−８１６９２号公報

上記従来の空気調和機の室内機では、ターボファンの中心は熱交換器およびケーシング本体の中心線上に位置し、熱交換器と仕切部は左右対称な形状であるため、ターボファンの回転方向が一方向であるにもかかわらず、空気の流れが左右で異なることにより仕切部に高圧部が生じて異音が発生するという問題があった。

そこで、この発明の課題は、熱交換器の開口部を覆う仕切部の端部において発生する高圧部の圧力を低減でき、異音の発生を抑制できる空気調和機の室内機を提供することにある。

この発明の一態様に係る空気調和機の室内機は、
ケーシングと、
上記ケーシング内に配置され、所定の回転方向に回転する遠心ファンと、
上記ケーシング内かつ上記遠心ファンの周囲に配置された熱交換器と、
上記熱交換器の両端を連結して、上記熱交換器と共に上記遠心ファンを囲う仕切部と
を備え、
上記遠心ファンの中心は、上記仕切部の両端を結ぶ線分の垂直二等分線に対して、上記遠心ファンと上記仕切部との間の気流方向における上流側に位置することを特徴とする。

上記構成によれば、所定の回転方向に回転する遠心ファンの中心が、仕切部の両端を結ぶ線分の垂直二等分線に対して、遠心ファンと仕切部との間の気流方向における上流側に位置することによって、熱交換器の開口部を覆う仕切部の下流側の端部と遠心ファンの外周との隙間が、上流側の端部と遠心ファンの外周との隙間よりも広くなる。これにより、大きな異音が発生する仕切部の下流側の端部近傍の圧力が下がるので、熱交換器の開口部を覆う仕切部の端部において発生する高圧部の圧力を低減でき、異音の発生を抑制できる。

また、一実施形態の空気調和機の室内機では、
上記ケーシングの上記熱交換器に対して上記仕切部と反対の側に吹出口を設けた。

上記実施形態によれば、ケーシングの熱交換器に対して仕切部と反対の側に吹出口を設けることによって、遠心ファンからの吹出空気が、熱交換器を介して吹出口からスムーズに吹き出すことができる。

また、一実施形態の空気調和機の室内機では、
上記仕切部は、平面視において両端を結ぶ線分よりも外側に向かって膨出しており、
上記仕切部の両端を結ぶ上記線分と上記仕切部によって囲まれた領域に上記遠心ファンの一部が重なっている。

上記実施形態によれば、平面視において仕切部の両端を結ぶ線分よりも外側に向かって仕切部が膨出しており、その仕切部の両端を結ぶ線分と仕切部によって囲まれた領域に遠心ファンの一部が重なることによって、外側に向かって膨出するように湾曲した仕切部に沿って遠心ファンが回転して、遠心ファンからの吹出空気を仕切部がスムーズに案内すると共に、ケーシング内の収納スペースを小さくできる。

また、一実施形態の空気調和機の室内機では、
上記熱交換器は、平面視において、第１熱交換部と、上記第１熱交換部の上記遠心ファンの回転方向の上流側に位置する第２熱交換部と、上記第１熱交換部の上記遠心ファンの回転方向の下流側に位置する第３熱交換部と、を有し、
上記第３熱交換部は、上記第２熱交換部よりも短い。

上記実施形態によれば、第１熱交換部の遠心ファンの回転方向の下流側に位置する第３熱交換部を、第１熱交換部の遠心ファンの回転方向の上流側に位置する第２熱交換部よりも短くすることによって、第３熱交換部の端部に配管接続部を設けて、ケーシング内に接続配管のスペースを確保することができる。また、上記第２熱交換部と第３熱交換部を同じ長さにした場合に比べて、仕切部の下流側の端部と遠心ファンの外周との隙間を、仕切部の上流側の端部と遠心ファンの外周との隙間よりもより広くすることが可能になる。

以上より明らかなように、この発明によれば、所定の回転方向に回転する遠心ファンの中心が、仕切部の両端を結ぶ線分の垂直二等分線に対して、遠心ファンと仕切部との間の気流方向における上流側に位置するように、遠心ファンを配置することによって、熱交換器の開口部を覆う仕切部の端部において発生する高圧部の圧力を低減でき、異音の発生を抑制できる空気調和機の室内機を実現することができる。

図１はこの発明の第１実施形態の空気調和機の室内機を斜め下方から見た斜視図である。 図２は上記室内機を斜め上方から見た斜視図である。 図３は上記室内機の下面図である。 図４は図３のIV−IV線から見た断面図である。 図５は上記室内機のパネルやドレンパンなどを外した状態を示す下面図である。 図６は上記室内機のターボファンの中心の位置を示す図である。 図７は上記室内機のターボファンの中心の位置を示す図である。 図８は図５の室内機にフラップを取り付けた状態を示す下面図である。 図９は上記室内機のフラップを外した状態を示す下面図である。 図１０は上記第１実施形態の室内機の室内機の圧力分布を示す図である。 図１１は図１０のXI−XI線から見た圧力分布を示す図である。 図１２はこの発明の第２実施形態の空気調和機の室内機のパネルやドレンパンなどを外した状態を示す下面図である。

以下、この発明の空気調和機の室内機を図示の実施の形態により詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態の空気調和機の室内機を斜め下方から見た斜視図を示している。この室内機は、天井埋め込み型の室内機である。

この第１実施形態の空気調和機の室内機は、図１に示すように、ケーシング本体１と、ケーシング本体１の下側に取り付けられた矩形状のパネル２と、パネル２に着脱可能に取り付けられたグリル３とを備えている。上記ケーシング本体１とパネル２およびグリル３でケーシングを構成している。

上記パネル２の長手方向の一方に、パネル２の短辺に沿って吹出口１０を設けている。また、パネル２にフラップ２０を回動可能に取り付けている。図１では、フラップ２０により吹出口１０が閉じられた状態を示す。

また、上記ケーシング本体１の側壁から突出するようにドレンソケット７を設けている。このドレンソケット７に外部からドレンホース(図示せず)を接続する。また、配管接続部５,６を、ケーシング本体１の側壁から突出するように設けている。この配管接続部５,６に、外部から冷媒配管(図示せず)を接続する。

なお、図１において、８は電装品部であり、１０１〜１０３は、ケーシング本体１から側方に突出するように夫々設けられた吊り金具である。

また、図２は上記室内機を斜め上方から見た斜視図を示しており、図２において、図１と同一の構成部には同一参照番号を付している。

また、図３は上記室内機の下面図を示している。図３において、図１と同一の構成部には同一参照番号を付している。

図３に示すように、ケーシング本体１の中央部分に吸込口１ａを設けている。この吸込口１ａとグリル３との間にフィルタ４(図４に示す)を取り付けている。

図４は図３のIV−IV線から見た断面図を示しており、図４において、図１〜図３と同一の構成部には同一参照番号を付している。

図４に示すように、ケーシング本体１内に、モータ３１により駆動されるターボファン３０を配置している。また、ケーシング本体１の吸込口１ａとターボファン３０との間にベルマウス３２を配置している。また、ケーシング本体１内かつターボファン３０の周囲に熱交換器４０と仕切板５０を配置している。さらに、ケーシング本体１内かつ熱交換器４０と仕切板５０の下側にドレンパン６０を配置している。

上記ターボファン３０は、遠心ファンの一例である。また、仕切板５０は、仕切部の一例である。なお、仕切部は、ケーシングと一体に形成されていてもよい。

また、ケーシング本体１内に、ターボファン３０からの吹出空気をパネル２の吹出口１０に案内する通風路Ｐを形成している。

また、図５はパネル２やドレンパン６０などを外した状態の室内機の下面図を示している。

図５に示すように、ケーシング本体１は、吹出口１０(図９に示す)側の第１壁部１１と、その第１壁部１１に対向する第２壁部１２と、第１壁部１１と第２壁部１２との間に設けられて互いに対向する第３壁部１３と第４壁部１４とを有する。

上記熱交換器４０は、平面視において、第１熱交換部４１と、上記第１熱交換部４１に対してターボファン３０の回転方向(矢印Ｒ１)の上流側に位置する第２熱交換部４２と、上記第１熱交換部４１に対してターボファン３０の回転方向(矢印Ｒ１)の下流側に位置する第３熱交換部４３とを有する。

そして、円弧形状の仕切板５０を介して熱交換器４０の両端を連結して、熱交換器４０と仕切板５０によりターボファン３０を囲んでいる。仕切板５０は、外側に向かって膨出している。

上記熱交換器４０の第３熱交換部４３の端部に配管接続部５,６を接続している。また、ケーシング本体１内かつ仕切板５０と第２壁部１２との間の第３壁部１３側に、ドレンポンプ７０を配置している。

図６は上記室内機のターボファン３０の中心Ｏ１の位置を示しており、ターボファン３０の中心Ｏ１は、仕切板５０の両端を結ぶ線分Ｌ１の垂直二等分線Ｌ２に対して、ターボファン３０と仕切板５０との間の気流方向(矢印Ｒ２)における上流側(図６中の垂直二等分線Ｌ２の左側)に位置する。

さらに、上記ターボファン３０の中心Ｏ１の位置は、図７に示すように設定されている。上記熱交換器４０は、平面視において線対称な形状の熱交換部４０ａ(図７に示す斜線領域)を有している。この線対称な形状の熱交換部４０ａにおける対称軸Ｌ３に対して、ターボファン３０の中心Ｏ１が、ターボファン３０と仕切板５０との間の気流方向(矢印Ｒ２)における上流側(図７中の対称軸Ｌ３の左側)に位置するように、ターボファン３０を配置している。

ここで、熱交換器４０とケーシング本体１との位置関係については、熱交換器４０の線対称な形状の熱交換部４０ａの対称軸Ｌ３と、ケーシング本体１の長手方向の中心線が一致するように、ケーシング本体１内に熱交換器４０を配置するのが望ましい。

また、図８は図５に示す室内機にフラップ２０(斜線で示す)を取り付けた状態を示しており、図９は上記室内機のフラップ２０を外した状態を示している。図８,図９において、図１〜図７と同一の構成部には同一参照番号を付している。

図８,図９に示すように、平面視においてコの字形状の熱交換器４０は、ケーシング本体１の第１壁部１１に平行に配置された第１熱交換部４１と、その第１熱交換部４１の一端に連なる第２熱交換部４２と、第１熱交換部４１の他端に連なる第３熱交換部４３とを備えている。

上記第２熱交換部４２は、第１熱交換部４１側から先端側に向かって第３壁部１３との間隔が徐々に狭くなっている。また、第３熱交換部４３は、第１熱交換部４１側から先端側に向かって第４壁部１４との間隔が徐々に狭くなっている。すなわち、熱交換器４０は、第２熱交換部４２と第３熱交換部４３との間隔が両端に向かって徐々に広がっている。

また、上記吹出口１０は、図９に示すように、ケーシング本体１の第１壁部１１(図８に示す)に沿うように設けられた長方形状の第１吹出口部１０ａと、第１吹出口部１０ａの両端部からケーシング本体１の第２壁部１２(図８に示す)に向かって延在する第２吹出口部１０ｂを設けている。

また、上記吹出口１０からの吹出空気の風向を制御するフラップ２０は、図８に示すように、ケーシング本体１の第１壁部１１に沿うように設けられたフラップ本体２０ａと、フラップ本体２０ａの両端部からケーシング本体１の第２壁部１２側に向かって延びる補助フラップ２０ｂとを有する。

上記構成の室内機によれば、所定の回転方向(Ｒ１)に回転するターボファン３０(遠心ファン)の中心Ｏ１が、仕切板５０(仕切部)の両端を結ぶ線分Ｌ１の垂直二等分線Ｌ２に対して、ターボファン３０と仕切板５０との間の気流方向(Ｒ２)における上流側に位置することによって、熱交換器４０の開口部を覆う仕切板５０の下流側の端部とターボファン３０の外周との隙間が、仕切板５０の上流側の端部とターボファン３０の外周との隙間よりも広くなる。これにより、大きな異音が発生する仕切板５０の下流側の端部近傍の圧力が下がるので、熱交換器４０の開口部を覆う仕切板５０の端部において発生する高圧部の圧力を低減でき、異音の発生を抑制することができる。

本発明者は、ターボファン３０の中心Ｏ１を、仕切板５０の両端を結ぶ線分Ｌ１の垂直二等分線Ｌ２に対して、ターボファン３０と仕切板５０との間の気流方向(Ｒ２)における上流側にした条件でシミュレーションを実施した。このシミュレーションによって、仕切板５０の下流側の端部近傍の圧力が下がり、熱交換器４０の開口部を覆う仕切板５０の端部で発生する高圧部の圧力が低減されて、異音の発生を抑制することが確認できた。

図１０は上記第１実施形態の室内機のシミュレーションにより得られた圧力分布を示しており、図１１は図１０のXI−XI線から見た圧力分布を示している。図１０,図１１に示すように、熱交換器３０の開口部を覆う仕切板５０の下流側の端部近傍に発生する高圧部の圧力が低減されている。

また、上記パネル２の熱交換器４０に対して仕切板５０と反対の側に吹出口１０を設けることによって、ターボファン３０からの吹出空気が、熱交換器４０を介して吹出口１０からスムーズに吹き出すことができる。

また、図６に示すように、平面視において仕切板５０(仕切部)の両端を結ぶ線分Ｌ１よりも仕切板５０が外側に向かって膨出しており、その仕切板５０(仕切部)の両端を結ぶ線分Ｌ１と仕切板５０によって囲まれた領域にターボファン３０の一部が重なることによって、外側に向かって膨出するように湾曲した仕切板５０に沿ってターボファン３０が回転して、ターボファン３０からの吹出空気を仕切板５０がスムーズに案内すると共に、ケーシング本体１内の収納スペースを小さくできる。

また、上記熱交換器４０の第１熱交換部４１のターボファン３０の回転方向の下流側に位置する第３熱交換部４３を、第１熱交換部４１のターボファン３０の回転方向の上流側に位置する第２熱交換部４２よりも短くすることによって、第３熱交換部４３の端部に配管接続部５,６を設けて、ケーシング本体１内に接続配管のスペースを確保することができる。また、第２熱交換部４２と第３熱交換部４３を同じ長さにした場合に比べて、仕切板５０の下流側の端部とターボファン３０の外周との隙間を、仕切板５０の上流側の端部とターボファン３０の外周との隙間よりもより広くすることができる。

上記第１実施形態では、遠心ファンとしてターボファン３０を用いたが、シロッコファンなどの他の遠心ファンを用いてもよい。

〔第２実施形態〕
図１２はこの発明の第２実施形態の空気調和機の室内機のパネルやドレンパンなどを外した状態の下面図を示している。この第２実施形態の空気調和機の室内機は、熱交換器を除いて第１実施形態の空気調和機の室内機と同一の構成をしており、図１〜図９を援用する。

この第２実施形態の空気調和機の室内機は、図１２に示すように、平面視においてコの字形状の熱交換器１４０を備えている。この熱交換器１４０は、ケーシング本体１の第１壁部１１に平行に配置された第１熱交換部１４１と、その第１熱交換部１４１の一端に連なる第２熱交換部１４２と、第１熱交換部１４１の他端に連なる第３熱交換部１４３とを備えている。第２熱交換部１４２は、第２壁部１２に対して平行になるように延在している。また、第３熱交換部１４３は、第３壁部１３に対して平行になるように延在している。

上記第２実施形態の空気調和機の室内機は、第１実施形態の空気調和機の室内機と同様の効果を有する。

なお、ケーシング本体の形状によらず、第１熱交換部１４１の両端から延びる第２,第３熱交換部１４２,１４３が互いに平行になるように延在していればよい。

〔第３実施形態〕
この発明の第３実施形態の空気調和機の室内機は、吹出口を除いて第１実施形態の空気調和機の室内機と同一の構成をしており、図１〜図５を援用する。

上記第１実施形態では、一方向に吹き出す１つ吹出口１０を備えた室内機について説明したが、この第３実施形態の空気調和機の室内機は、３方向に吹き出す吹出口を備えている。

詳しくは、パネル２の短辺に沿って吹出口１０を設けると共に、パネル２の対向する長辺に沿って第２,第３の吹出口を夫々設けている。

上記第３実施形態の空気調和機の室内機は、第１実施形態の空気調和機の室内機と同様の効果を有する。

上記第１〜第３実施形態では、ケーシング本体１とパネル２およびグリル３で構成されたケーシングを備えた室内機について説明したが、ケーシングの形状はこれに限らない。

また、上記第１〜第３実施形態では、コの字形状の熱交換器４０を備えた室内機について説明したが、熱交換器はこれに限らず、円弧形状やＶ字形状、あるいはＵ字形状などの熱交換器であってもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、天井埋め込み型の室内機について説明したが、室内機はこれに限らず、天吊り型の室内機などにこの発明を適用してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、熱交換器４０は、第１熱交換部４１と、第１熱交換部４１の一端に連なる第２熱交換部４２と、第１熱交換部４１の他端に連なる第３熱交換部４３とを有する熱交換器４０を備えた室内機について説明したが、第１熱交換部と第２熱交換部と第３熱交換部とが分割された熱交換器４０を備えた室内機にこの発明を適用してもよい。

この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記第１〜第３実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１〜第３実施形態で記載した内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。

１…ケーシング本体
１ａ…吸込口
２…パネル
３…グリル
４…フィルタ
５,６…配管接続部
７…ドレンソケット
８…電装品部
１０…吹出口
１１…第１壁部
１２…第２壁部
１３…第３壁部
１４…第４壁部
２０…フラップ
３０…ターボファン(遠心ファン)
３１…モータ
３２…ベルマウス
４０,１４０…熱交換器
４１,１４１…第１熱交換部
４２,１４２…第２熱交換部
４３,１４３…第３熱交換部
５０…仕切板(仕切部)
６０…ドレンパン
７０…ドレンポンプ

この発明の一態様に係る空気調和機の室内機は、
ケーシングと、
上記ケーシング内に配置され、所定の回転方向に回転する遠心ファンと、
上記ケーシング内かつ上記遠心ファンの周囲に配置された熱交換器と、
上記熱交換器の両端を連結して、上記熱交換器と共に上記遠心ファンを囲う仕切部と
を備え、
上記仕切部(５０)は、平面視において両端を結ぶ線分よりも外側に向かって膨出するように湾曲しており、
上記遠心ファンの中心は、上記仕切部の両端を結ぶ線分の垂直二等分線に対して、上記遠心ファンと上記仕切部との間における上記遠心ファンの回転に沿った気流方向の上流側に位置することを特徴とする。

また、一実施形態の空気調和機の室内機では、
上記仕切部の両端を結ぶ上記線分と上記仕切部によって囲まれた領域に上記遠心ファンの一部が重なっている。

Claims (4)

1. ケーシング(１,２,３)と、
   上記ケーシング(１,２,３)内に配置され、所定の回転方向に回転する遠心ファン(３０)と、
   上記ケーシング(１,２,３)内かつ上記遠心ファン(３０)の周囲に配置された熱交換器(４０)と、
   上記熱交換器(４０,１４０)の両端を連結して、上記熱交換器(４０,１４０)と共に上記遠心ファン(３０)を囲う仕切部(５０)と
   を備え、
   上記遠心ファン(３０)の中心は、上記仕切部(５０)の両端を結ぶ線分の垂直二等分線に対して、上記遠心ファン(３０)と上記仕切部(５０)との間の気流方向における上流側に位置する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、
   上記ケーシング(１,２,３)の上記熱交換器(４０,１４０)に対して上記仕切部(５０)と反対の側に吹出口(１０)を設けたことを特徴とする空気調和機の室内機。
3. 請求項１または２に記載の空気調和機の室内機において、
   上記仕切部(５０)は、平面視において両端を結ぶ線分よりも外側に向かって膨出しており、
   上記仕切部(５０)の両端を結ぶ上記線分と上記仕切部(５０)によって囲まれた領域に上記遠心ファン(３０)の一部が重なっていることを特徴とする空気調和機の室内機。
4. 請求項１から３までのいずれか１つに記載の空気調和機の室内機において、
   上記熱交換器(４０,１４０)は、平面視において、第１熱交換部(４１,１４１)と、上記第１熱交換部(４１,１４１)の上記遠心ファン(３０)の回転方向の上流側に位置する第２熱交換部(４２,１４２)と、上記第１熱交換部(４１,１４１)の上記遠心ファン(３０)の回転方向の下流側に位置する第３熱交換部(４３,１４３)と、を有し、
   上記第３熱交換部(４３,１４３)は、上記第２熱交換部(４２,１４２)よりも短いことを特徴とする空気調和機の室内機。