JP2019143907A - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】ファン効率を向上させた空気調和機の室内機を提供すること。【解決手段】吸込口２から空気を吸込むファン６と、ファン６を駆動させるモータと、吸込口２から吸込まれた空気と熱交換する熱交換部５と、熱交換部５により熱交換された空気が吹き出される吹出口３とを備え、熱交換部５は、前面側熱交換部５ａと背面側熱交換部５ｂとから形成され、天面部５ｅで接合されているとともに、前面側熱交換部の下端部５ａ１および背面側熱交換部の下端部５ｂ１は、ファンの回転中心位置６ａより下方側に配置されることを特徴とする空気調和機の室内機。【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機の室内機の熱交換器の構成に関するものである。

空気調和機の従来の室内機に配置された熱交換器の構成について、以下、図９、図１０に基づいて説明する。

図９、図１０に示すように、１０は室内の壁１１に設置された室内機を構成する横長の筐体である。筐体１０の前面には、前部吸込みグリル１２ａを有する前部吸込み口部１２、筐体１０の下面には、下部吸込みグリル１３ａを有する下部吸込み口部１３、そして、筐体１０の下面の前方部で、前部吸込み口部１２と下部吸込み口部１３との間には、筐体１０の下方前方側に向かって開口部が位置している吹出し口部１４が、それぞれ設けてられている。

１５は筐体１０の内部で略中央の横方向に設置された水平方向の回転軸をもつクロスフローファンで、１６は峰部１６ａをクロスフローファン１５に近接して対向させ、クロスフローファン１５の風下側に位置するスタビライザで、１７はリアガイダで、スタビライザ１６とリアガイダ１７とで、クロスフローファン１５の回転により生じる風を吹出し口部１４に案内する筐体１０の前方へ向かって下降する送風路１８（ディフューザともいう）を形成している。

１９、２０は、クロスフローファン１５の風上側において、クロスフローファン１５の前後に位置し、クロスフローファン１５を挟むように筐体１０内に、それぞれ設けられ、上部１９ａと下部１９ｂとから成る第１熱交換器と、同じく上部２０ａと下部２０ｂとから成る第２熱交換器である。

そして、第１熱交換器１９は、上部１９ａをクロスフローファン１５側に傾斜させ、下部１９ｂを垂直にした略逆く字状に配置されている。また、第２熱交換器２０は、上部２０ａを垂直に、下部２０ｂを筐体１０内の後側に傾斜させた略く字状に配置されている。

２１は第１熱交換器１９、第２熱交換器２０からの結露水を受ける水受け皿、２２は水受け皿２１の背面に設けた断熱部材、２３は各熱交換器１９、２０に流入する空気を浄化するフィルタである。

なお、フィルタ２３は、前部吸込み口部１２、下部吸込み口部１３を覆うように設けられている。２４は第２熱交換器２０からの結露水の落下を受ける樋である。

クロスフローファン１５を、図１０に示す矢印方向に回転すると、筐体１０の前部吸込みグリル１２ａより流入した（矢印で示す）空気は、前部吸込み口部１２より第１熱交換器１９に吸い込まれ、また、筐体１０の下部吸込みグリル１３ａより流入した（矢印で示す）空気は、下部吸込み口部１３より第２熱交換器２０に吸い込まれ、そして熱交換された空気が、クロスフローファン１５に送風され、送風路１８を経て吹出し口部１４より斜め下方（矢印方向）に吹き出される。このとき、第１熱交換器１９、第２熱交換器２０にて生じた結露水は、各々の水受け皿２１に流れ落ちる（例えば、特許文献１参照）

特開２００１−３１１５３１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、天面で分離した第１熱交換器１９と第２熱交換器２０とが筐体１０に配置されているため、クロスフローファン１５の吸い込み領域に対して、有効に第１熱交換器１９と第２熱交換器２０、すなわち熱交換器が配置されておらず、ファン効率（ファンを駆動させるモータの出力動力が、どれだけ仕事（風量、静圧）変換されたかを示す指標）が低下してしまうという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ファン効率を向上させた空気調和機の室内機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機の室内機は、吸込口と、前記吸込口から空気を吸込むファンと、前記ファンを駆動させるモータと、前記吸込口から吸込まれた空気と熱交換する熱交換部と、前記熱交換部により熱交換された空気が吹き出される吹出口と、を備え、前記熱交換部は、前面側熱交換部と背面側熱交換部とから形成され、天面部で接合されているとともに、前記前面側熱交換部の下端部および前記背面側熱交換部の下端部は、前記ファンの回転中心位置より下方側に配置されることを特徴とするものである。

これにより、熱交換部は前面側熱交換部と背面側熱交換部とから形成され、天面部で接合されているとともに、前面側熱交換部の下端部および背面側熱交換部の下端部は、ファンの回転中心位置より下方側に配置されるので、ファンの吸い込み領域の全域を熱交換部で囲む構成となり、熱交換部における風速分布の均一性を向上できるため、ファン効率を向上させた室内機を提供できる。

本発明によれば、ファン効率を向上させた空気調和機の室内機を提供できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の縦断面図 本発明の他の実施の形態における空気調和機の室内機の縦断面図 本発明の他の実施の形態における空気調和機の室内機の縦断面図 本発明の他の実施の形態における空気調和機の室内機の縦断面図 本発明の実施の形態１における熱交換部のフィンをプレス加工で製作する場合の模式図 本発明の空気調和機の室内機の熱交換部のフィンをプレス加工で製作する場合の模式図 本発明の他の実施の形態における空気調和機の室内機の縦断面図 （ａ）図７の水受け皿を上方から見た図（ｂ）図８（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｃ）図８（ａ）のＢ−Ｂ断面図 従来の空気調和機の室内機の斜視図 従来の空気調和機の室内機の縦断面図

第１の発明は、吸込口と、前記吸込口から空気を吸込むファンと、前記ファンを駆動させるモータと、前記吸込口から吸込まれた空気と熱交換する熱交換部と、前記熱交換部により熱交換された空気が吹き出される吹出口と、を備え、前記熱交換部は、前面側熱交換部と背面側熱交換部とから形成され、天面部で接合されているとともに、前記前面側熱交換部の下端部および前記背面側熱交換部の下端部は、前記ファンの回転中心位置より下方側に配置されることを特徴とする空気調和機の室内機である。

これにより、熱交換部は前面側熱交換部と背面側熱交換部とから形成され、天面部で接合されているとともに、前面側熱交換部の下端部および背面側熱交換部の下端部は、ファンの回転中心位置より下方側に配置されるので、ファンの吸い込み領域の全域を熱交換部で囲む構成となり、熱交換部における風速分布の均一性を向上できるため、ファン効率を向上させた室内機を提供できる。

第２の発明は、特に第１の発明において、前記前面側熱交換部の下端部と前記背面側熱交換部の下端部とは、高さ方向において、略同一位置に配置されていることを特徴とするものである。

これにより、空気調和機として冷房能力や暖房能力を向上させた室内機を提供できる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明において、前記前面側熱交換部の下方側および／または前記背面側熱交換部の下方側の厚さは、それぞれの上方側の厚さより薄く形成されていることを特徴とするものである。

これにより、クロスフローファンの前面側及び背面側に、それぞれスタビライザ、リアガイダが配置された室内機において、各々の前面、背面の僅かな空間に熱交換部を収納することができるので、ファン効率の向上を実現しつつ、室内機の小型化も実現できる。

第４の発明は、特に第１〜第３のいずれかの発明において、前記前面側熱交換部と前記背面側熱交換部とは、少なくとも縦断面形状が同一であることを特徴とするものである。

これにより、前面側熱交換部と背面側熱交換部熱を生産する場合においても、１種類のフィン形状で行えるため、生産性を向上産できる。

第５の発明は、特に第１〜第４のいずれかの発明において、前記前面側熱交換部の下端部の下方側に配置されている水受け皿と、前記背面側熱交換部の下端部の下方側に配置されている水受け皿とは、連通していることを特徴とするものである。

これにより、水受け皿を一部品で形成したことで、水受け皿の組み立て性と排水性とを向上できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の室内機の縦断面図である。

本発明の第１の実施の形態における空気調和機は、室内機と室外機とから構成される。室内機と室外機とは冷媒配管及び制御配線により接続され、室内機と室外機とによりヒートポンプが構成される。室外機にはコンプレッサが設けられている。室内機は、室内の壁面に取り付けられる。

以下、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の室内機の構成について、図１に基づいて説明する。

本発明の第１の実施の形態における空気調和機の室内機は、吸込口２と吹出口３とを形成する本体１からなる。吸込口２は、本体１の上面に形成され、吹出口３は本体１の下面に形成される。本体１の後面は壁面に取り付けられる。本体１の内部には、吸込口２から空気を吸い込ませるファン６と、吸込口２から吸い込まれた空気と熱交換する熱交換部５とが設けられている。また、本体１の前面には前面パネル７が設けられている。

熱交換部５は、前面側熱交換部５ａと背面側熱交換部５ｂとから構成され、前面側熱交換部５ａと背面側熱交換部５ｂとは、天面部５ｅにて接合され連続している。また、前面側熱交換部５ａの上流側には、前面側補助熱交換部５ｃが設けられている。そして、背面側熱交換部５ｂの上流側には、背面側補助熱交換部５ｄが設けられている。

ファン６には、貫流ファン（クロスフローファン）が適している。ファン６は、左右両端のいずれかの回転軸に、モータ（図示せず）を連結している。また、吸込口２と、ファン６および熱交換部５との間には、フィルタ４が配置されている。

ファン６の下流から吹出口３の上流に至る送風路１８は、ファン６の下流に配置されて空気の流れを案内し、送風路１８の背面側を形成する略円弧形状のリアガイダ１７と、このリアガイダ１７に対向して配置されたスタビライザ１６と、本体１の両側壁（図示せず）とで形成されている。なお、送風路１８の背面側を形成するリアガイダ１７は、ファン６と背面側熱交換部５ｂとの間に位置している。

吹出口３には、複数の上下風向変更羽根８と複数の左右風向変更羽根９とが設けている。左右風向変更羽根９は上下風向変更羽根８より上流側に配置されている。上下風向変更羽根８は、吹出口３を開閉し、空気の吹き出しを上下方向に変更する。左右風向変更羽根９は、空気の吹き出しを左右方向に変更する。

そして、前面側熱交換部の下端部５ａ１と背面側熱交換部の下端部５ｂ１は、ファンの回転中心位置６ａより下方側に配置されている。

このような構成にすることにより、ファン６の吸い込み領域の全域を熱交換部５で囲むため、熱交換部５における風速分布がほぼ均一になる。

これにより、吹出口３から吹き出される空気の風量をＱ、ファン６を駆動させるモータ（図示せず）への入力をＷとしたとき、Ｑ／Ｗであるファン効率が向上するため、室内機の省エネが実現できる。

図２は、本発明の他の実施の形態の空気調和機における室内機の縦断面図である。なお、図１と同一部品については同一符号を付し、その説明は省略する。

図２において、熱交換部５は、前面側熱交換部の下端部５ａ１と背面側熱交換部の下端部５ｂ１は、ファンの回転中心位置６ａより下方側に配置されているとともに、高さ方向において、略同一位置に配置されている。

また、前面側熱交換部の下端部５ａ１と背面側熱交換部の下端部５ｂ１の下方には、前面側熱交換部５ａと背面側熱交換部５ｂとから流れ落ちる水滴を受ける水受け皿２１が配置されている。

水受け皿２１に溜まった水は、ヘッドＨ（落差）で本体１の外部に流される。水受け皿２１に溜まった水を本体１の外部に流す部位は、本体１の下端部に設けられているため、外部に流すための最低ヘッドＨは、図２に示すように、水受け皿２１と本体１の下端部との高さ方向における距離となる。

このため、本体１の高さ、奥行きが規定されている場合、前面側熱交換部の下端部５ａ１と背面側熱交換部の下端部５ｂ１の位置は必然的に決定される。そして、必然的に決定された位置に、前面側熱交換部の下端部５ａ１と背面側熱交換部の下端部５ｂ１を配置させ、前面側熱交換部５ａと背面側熱交換部５ｂとを、天面部５ｅにて接合し連続させることで、熱交換部５の全面面積が最大となる。

これにより、空気調和機として冷房能力や暖房能力を向上させた室内機を提供できる。また、熱交換部５の全面面積の拡大により、通風抵抗が減少して、ファン６を駆動させるモータ（図示せず）への入力を低減でき、室内機の省エネも実現できる。

図３は、本発明の他の実施の形態の空気調和機における室内機の縦断面図である。なお、図１、図２と同一部品については同一符号を付し、その説明は省略する。

図３において、前面側熱交換部５ａは、湾曲部（折り曲げ部）５ａ２を有し、ファン６に向かって略く字状に配置されている。湾曲部（折り曲げ部）５ａ２より上方側の前面側熱交換部５ａの厚さをＴａＨ、下方側の熱交換部の厚さをＴａＬとすると、ＴａＨ＞ＴａＬの関係にある。

すなわち、前面側熱交換部の湾曲部（折り曲げ部）５ａ２より下方側の厚さは、上方側の厚さより薄く形成されている。前面側熱交換部５ａの下方側の前方には機能部品などが搭載され、空気が流れる空間が小さくなり、通風抵抗が上昇するが、この前面側熱交換部５ａの下方側の厚さを薄くして、通風抵抗を減少させることで、送風性能を向上できる。

また、図３において、背面側熱交換部５ｂは、湾曲部（折り曲げ部）５ｂ２を有し、ファン６に向かって略逆く字状に配置されている。湾曲部（折り曲げ部）５ｂ２より上方側の背面側熱交換部５ｂの厚さをＴｂＨ、下方側の熱交換部の厚さをＴｂＬとすると、ＴｂＨ＞ＴｂＬの関係にある。

すなわち、背面側熱交換部５ｂの湾曲部（折り曲げ部）５ｂ２より下方側の厚さは、上方側の厚さより薄く形成されている。背面側熱交換部５ｂの下方側の前方にはリアガイダ１７が形成されていて、背面側熱交換部５ｂの下方側の後方には、鉛直方向上方に延びる背壁１ａが形成されているため、空気が流れる空間が小さくなり、通風抵抗が上昇するが、この背面側熱交換部５ｂの下方側の厚さを薄くして、通風抵抗を減少させることで、送風性能を向上できる。

以上のように、送風性能を向上させることにより、ファン６を駆動させるモータ（図示せず）への入力低減が図れ、室内機の省エネが実現できる。

なお、この熱交換部の下方側の厚さを薄くして、通風抵抗を減少させる構成は、前面側熱交換部５ａと背面側熱交換部５ｂの両方で行われていても良いし、どちらか一方にて行われていても良いが、特に背面側熱交換部５ｂで行うと有効である。

図４は、本発明の他の実施の形態の空気調和機における室内機の縦断面図である。なお、図１〜図３と同一部品については同一符号を付し、その説明は省略する。

前面側熱交換部５ａと背面側熱交換部５ｂとは、少なくとも縦断面形状が同一で、天面部５ｅにて接合され連続しており、熱交換部５は天面部５ｅでの接合部を通る鉛直線を境に、前面側と背面側とで対称な形状となっている。

そして、前面側熱交換部５ａの上流側には、前面側補助熱交換部５ｃは配置されており、背面側熱交換部５ｂの上流側には、背面側補助熱交換部５ｄが配置されている。前面側補助熱交換部５ｃと背面側補助熱交換部５ｄとは、長さが同一の場合もあるし、長さが異なることもある。

前面側熱交換部５ａと背面側熱交換部５ｂとの少なくとも縦断面が、同一形状であることで製作が容易になり、生産性が向上する理由を、以下に説明する。

図５、図６は、一般にプレス加工で熱交換部５のフィンを製作する場合の模式図である。図５は、前面側熱交換部５ａと背面側熱交換部５ｂを交互に加工して、この形状の状態で組み立てができるため容易である。また、交互に重ねて加工するため材料幅が小さくでき、プレス機において限定された材料幅に対応し易くなる。

図６は、前面側熱交換部５ａと背面側熱交換部５ｂを区別することなく製作して、いずれかを表裏逆転させて組み立てる方法である。この方法により材料の捨て材を減らすことができ、さらには加工時の材料幅をより小さくでき、生産性が向上する。いずれにしても、加工時の材料幅は小さくでき、プレス機の生産条件に適合し易くなる。

図７は、本発明の他の実施の形態の空気調和機における室内機の縦断面図である。なお、図１〜図４と同一部品については同一符号を付し、その説明は省略する。

図８は、本発明の空気調和機の室内機の水受け皿の形状を示す図である。図８（ａ）は図７の水受け皿を上方から見た図である。図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図８（ｃ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

図７、図８に示すように、前面側熱交換部５ａと前面側補助熱交換部５ｃから生じた水滴は、水受け皿２１の前面側熱交換部の下端部５ａ１が配置されている溝部２１ｂ１に流れ込む。また、背面側熱交換部５ｂと背面側補助熱交換部５ｄから生じた水滴は、水受け皿２１の背面側熱交換部の下端部５ｂ１が配置されている溝部２１ｂ２に流れ込む。

なお、水受け皿２１には、溝部２１ｂから水滴を本体１の外部に排水する排水口２１ａが設けられている。排水口２１ａが水受け皿２１において最下方位置となるように、水受け皿２１は配置されている。

水受け皿２１の前面側熱交換部の下端部５ａ１が配置されている溝部２１ｂ１の端部に排水口２１ａは設けられている。そして、排水口２１ａが、水受け皿２１において最下方位置となるように、水受け皿２１は斜めに傾斜した状態で配置されている。

水受け皿２１は一体的に形成され、水滴の流路である溝部２１ｂはすべて連通している。すなわち、水受け皿２１の前面側熱交換部の下端部５ａ１が配置されている溝部２１ｂ１と、水受け皿２１の背面側熱交換部の下端部５ｂ１が配置されている溝部２１ｂ２と、排水口２１ａとが連通しているため、前面側熱交換部５ａと前面側補助熱交換部５ｃから生じた水滴と、背面側熱交換部５ｂと背面側補助熱交換部５ｄから生じた水滴は、合流して排水口２１ａにより、本体１の外部に排出される。

これにより、水受け皿２１を一部品で形成したことで、水受け皿２１の組み立て性と排水性とを向上できる。

以上のように本発明にかかる空気調和機の室内機は、熱交換器を搭載した室内機の本体の横幅を狭くすることができ、設置性や美観性に優れた空気調和の室内機を提供できるので、家庭用のみならず業務用のエアコン等にも適用できる。

１ 本体
２ 吸込口
３ 吹出口
４ フィルタ
５ 熱交換部
５ａ 前面側熱交換部
５ａ１ 前面側熱交換部の下端部
５ｂ 背面側熱交換部
５ｂ１ 背面側熱交換部の下端部
５ｃ 前面側補助熱交換部
５ｄ 背面側補助熱交換部
５ｅ 天面部
６ ファン
６ａ ファンの回転中心位置
７ 前面パネル
８ 上下風向変更羽根
９ 左右風向変更羽根
１６ スタビライザ
１７ リアガイダ
１８ 送風路
２１ 水受け皿
２１ａ 排水口
２１ｂ 溝部

Claims (5)

1. 吸込口と、
   前記吸込口から空気を吸込むファンと、
   前記ファンを駆動させるモータと、
   前記吸込口から吸込まれた空気と熱交換する熱交換部と、
   前記熱交換部により熱交換された空気が吹き出される吹出口と、
   を備え、
   前記熱交換部は、前面側熱交換部と背面側熱交換部とから形成され、天面部で接合されているとともに、
   前記前面側熱交換部の下端部および前記背面側熱交換部の下端部は、前記ファンの回転中心位置より下方側に配置されることを特徴とする空気調和機の室内機。
2. 前記前面側熱交換部の下端部と前記背面側熱交換部の下端部とは、高さ方向において、略同一位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の空気調和機の室内機。
3. 前記前面側熱交換部の下方側および／または前記背面側熱交換部の下方側の厚さは、それぞれの上方側の厚さより薄く形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機の室内機。
4. 前記前面側熱交換部と前記背面側熱交換部とは、少なくとも縦断面形状が同一であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機の室内機。
5. 前記前面側熱交換部の下端部の下方側に配置されている水受け皿と、前記背面側熱交換部の下端部の下方側に配置されている水受け皿とは、連通していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機の室内機。

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