JP2020159637A - 天井埋め込み形空気調和機 - Google Patents

天井埋め込み形空気調和機 Download PDF

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Abstract

【課題】冷房運転時の風向偏向板５の開く角度が小さい場合でも風向偏向板５に沿った空気の流れとなり、冷房運転時の風向偏向板５の表面部（下面側）５ａの空気の流れの剥離に起因する結露を防止することができる天井埋め込み形空気調和機を提供すること。
【解決手段】吹出口３は内側風路１３と外側風路１４から構成されるとともに、内側風路１３は上流側の平面部１３ａと下流側の曲面部１３ｂから構成され、曲面部１３ｂの端部に複数の突起１５を備えたことを特徴とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、たとえば複数個の吹出口を有する天井埋め込み形空気調和機において、各吹出口の出口に風向制御の手段として備えた風向偏向板に関するものである。
従来、この種の天井埋め込み形空気調和機１００は図６に示すように、筐体１０１と、筐体１０１の底面に備えられ、複数個の吹出口１０２と、吸込口１０３と、風向偏向板１０４とを有する化粧パネル１０５とで構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
図７（ａ）は、前記公報に記載された従来の天井埋め込み形空気調和機の図６のＸ−Ｘ’断面における化粧パネルの使用する吹出口近傍の部分断面視図を示すものである。図７（ｂ）は、前記公報に記載された従来の天井埋め込み形空気調和機の図６のＸ−Ｘ’断面における化粧パネルの使用しない吹出口近傍の部分断面視図を示すものである。
図７に示すように、化粧パネル１０５の吹出口１０２の近傍は、内部風路１０２ａと、使用しない吹出口１０２の上流側に備えた吹出し空気遮断用部材１０６と、吹出口１０２で化粧パネル１０５の表面付近に、使用しない吹出口１０２を全閉できる略フラットな風向偏向板１０４とを設けたことで、化粧パネル１０５の外観から容易に吹出口１０２の使用の有無を判別できると共に、各吹出口１０２ごとに風向を調整でき、人的、物的に快適性の向上が図ることができる。
特開２０００−２０５６４２号公報
しかしながら、前記従来の構成では、図８に示すように吹出口１０２使用中の化粧パネル１０５の吹出口１０２近傍の部分断面において、風向偏向板１０４が開く角度が小さい場合に、内部風路１０２ａを通る気流Ｗが風向偏向板１０４の室内から見える面Ｚ（表面部）に沿わず剥離が生じるため、例えば、冷房運転を行ったときに、冷気で冷やされた風向偏向板１０４の温度と、高温多湿の室内空気Ｗ’との温度差から、面Ｚに結露が生じてしまうという課題を有していた。
前記従来の課題を解決するために、本発明の天井埋め込み形空気調和機は、吹出口を備え、吹出口は内側風路と外側風路から構成されるとともに、内側風路は上流側の平面部と下流側の曲面部から構成され、曲面部の端部に複数の突起を備えたことを特徴としたものである。
これによって、吹出口の突起に衝突した流れが縦渦を生成し、風向偏向板の表面部（下面側）に沿って流れる。
従って、天井埋め込み形空気調和機のように吹出口の上流から略鉛直方向に流れる空気を、吹出口の内側風路から風向偏向板へガイドして吹き出すこととなる。
よって、吹出口の風向偏向板の開口面積が小さい、すなわち開く角度が小さい場合でも、風向偏向板の表面部（下面側）から剥離することなく、空気を流すこととなる。
本発明の天井埋め込み形空気調和機は、冷房運転時の風向偏向板の開く角度が小さい場合でも風向偏向板に沿った空気の流れとなり、冷房運転時の風向偏向板の表面部（下面側）の空気の流れの剥離に起因する結露を防止することができる。
本発明の第１の実施の形態における天井埋め込み形空気調和機の斜視図 本発明の第１の実施の形態における天井埋め込み形空気調和機のＡ-Ａ’断面図 本発明の第１の実施の形態における天井埋め込み形空気調和機の使用する吹出口の部分断面斜視図および部分拡大図 本発明の第１の実施の形態における天井埋め込み形空気調和機の図１のＡ−Ａ’断面における化粧パネルの吹出口近傍の部分断面視図および部分拡大図 本発明の第２の実施の形態における天井埋め込み形空気調和機の使用する吹出口の部分断面斜視図および部分拡大図 従来の天井埋め込み形空気調和機の斜視図 （ａ）従来の天井埋め込み形空気調和機の図６のＸ−Ｘ’断面における化粧パネルの使用する吹出口近傍の部分断面視図（ｂ）従来の天井埋め込み形空気調和機の図６のＸ−Ｘ’断面における化粧パネルの使用しない吹出口近傍の部分断面視図 従来の天井埋め込み形空気調和機の図６のＸ−Ｘ’断面における化粧パネルの吹出口近傍の気流の説明図
第１の発明は、天井に埋設される筐体と、前記筐体の底面に設けられた化粧パネルと、前記化粧パネルに設けられ、前記筐体の内部に室内の空気を吸い込む吸込口と、前記吸込口から前記筐体の内部に吸い込んだ空気を室内へ吹き出す吹出口と、前記吹出口に設けられ、一端が回転軸により回動して風向制御する風向偏向板とを備えた天井埋め込み形空気調和機において、前記吹出口は内側風路と外側風路から構成されるとともに、前記内側風路は上流側の平面部と下流側の曲面部から構成され、前記曲面部の端部に複数の突起を備えたことを特徴としたものである。
これによって、吹出口の突起に衝突した流れが縦渦を生成し、風向偏向板の表面に沿って流れる。
従って、天井埋め込み形空気調和機のように吹出口の上流から略鉛直方向に流れる空気を、吹出口の内側風路から風向偏向板へガイドして吹き出すこととなり、吹出口の風向偏向板の開口面積が小さい、すなわち開く角度が小さい場合でも、風向偏向板の表面部（下面側）から剥離することなく、空気を流すこととなる。
よって、冷房運転時の風向偏向板の開く角度が小さい場合でも風向偏向板に沿った空気の流れとなり、冷房運転時の風向偏向板の表面部（下面側）の空気の流れの剥離に起因する結露を防止することができる。
第２の発明は、前記複数の突起の表面は、前記複数の突起よりさらに小さい複数の凹凸部を備えたことを特徴としたものである。
これによって、気流が突起に衝突した際の抵抗を減らすこととなるとともに、突起の壁
面近傍に生成された細かな渦によって突起に沿う流れが維持され、上流側で生成した縦渦が隣で生成された縦渦と合成されないこととなる。
従って、特に風速が早い場合でも、突起による抵抗を低減しつつ突起で生成された縦渦を確実に風向偏向板に到達させて、風向偏向板の表面部（下面側）への流れを生成することとなる。
よって、特に風速が早い急風時でも、風向偏向板に沿った空気の流れとなり、冷房運転時の風向偏向板の表面部（下面側）の空気の流れの剥離に起因する結露を防止することができる。
第３の発明は、前記複数の突起は、前記突起の法線方向からみた形状を、流れ方向が長軸となる略楕円としたことを特徴としたものである。
これによって、流れ方向が長軸となる楕円形にすることで、円形などと比べて突起に衝突した際にスケールの小さい縦渦を生成するとともに、長軸によって気流をガイドすることとなる。
従って、特に縦渦が生じにくい低風量な場合でも、突起で生成した縦渦を確実に風向偏向板の表面部（下面側）に搬送することとなる。
よって、冷房運転時の風向偏向板の開く角度が小さく、特に風速が遅い弱風時でも、風向偏向板に沿った空気の流れとなり、冷房運転時の風向偏向板の表面部（下面側）の空気の流れの剥離に起因する結露を防止することができる。
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この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天井埋め込み形空気調和機の斜視図を示すものである。
また、図２は本発明の第１の実施の形態における天井埋め込み形空気調和機の図１におけるＡ-Ａ’断面視図を示すものである。
図３は本発明の第１の実施の形態における天井埋め込み形空気調和機の使用する吹出口の部分断面斜視図および部分拡大図を示すものである。
また、図４は本発明の第１の実施の形態における天井埋め込み形空気調和機の図１のＡ−Ａ’断面における化粧パネルの吹出口近傍の部分断面視図および部分拡大図を示すものである。
図１において天井埋め込み形空気調和機１は、筐体２と、筐体２の底面に備えられ、複数個の吹出口３と、吸込口４と、風向偏向板５とを有する化粧パネル６とで構成されている。
また、図２において天井埋め込み形空気調和機１の内部は、遠心送風機７と、遠心送風機７を駆動するモータ８と、グリル４ａおよびフィルター４ｂから構成されている吸込口４と、吸込口４から流入する気流Ｗを遠心送風機７に誘引するオリフィス９と、遠心送風機７を囲うように配設された熱交換器１０と、熱交換器１０を支えるとともに、筐体２側
で吹出口３の内部風路３ａの一部を形成するドレンパン１１と、筐体２の内面に配設され、吹出口３の内部風路３ａの一部を形成する内部断熱材１２とで構成されている。
天井埋め込み形空気調和機１は、天井５０の凹部に吊りボルト５１で吊り下げられて設置される。
また、図３に示すように吹出口３は、内側風路１３と、外側風路１４と、風向偏向板５と、風向偏向板５を回動させるモータ１６とで構成され、内側風路１３は、上流側の平面部１３ａと下流側の曲面部１３ｂから構成されている。そして曲面部１３ｂの端部には、複数の突起１５が設けられ、気流Ｗの流れ方向が長軸となる略楕円形状となっているとともに、表面には突起１５より小さい凹凸部１５ａが備えられている。
そして、図４に示すように風向偏向板５は、表面部５ａ、裏面部５ｂおよび、モータ１６が接続される回動軸部５ｃより構成されている。
以上のように構成された天井埋め込み形空気調和機について、以下その動作、作用を説明する。
まず図２に示すように、モータ８によって遠心送風機７が回転することで、室内（大気圧）と天井埋め込み形空気調和機１の内部との圧力差によって気流Ｗが生じ、グリル４ａ、フィルター４ｂ、オリフィス９の順に気流が遠心送風機７へ誘引される。
その後、遠心送風機７から吹き出された気流Ｗは、熱交換器１０にて暖房運転では加熱され、冷房運転では冷却されたのちに内部風路３ａを通り、風向偏向板５が回動し、開口している吹出口３から室内へ吹き出される。
また図３および図４に示すように、風向偏向板５はモータ１６を回動方向Ｃに回動させることで吹出口３の開口面積を変化させるとともに、吹出し方向を変化させる。
そこで冷房運転のように風向偏向板５の開口面積が小さい場合に、これまで風向偏向板５の表面部５ａから剥離していた気流を、突起１５で縦渦を生成することで、曲面部１３ｂ近傍を流れる気流を増やして、風向偏向板５の表面部５ａに沿うように気流の流れの方向を変えることとなる。
以上のように、本実施の形態においては曲面部１３ｂの端部に複数の突起１５を備えたことにより、風向偏向板５の開口面積が小さい場合に、これまで風向偏向板５の表面部５ａから剥離していた気流を、突起１５で縦渦を生成することで、曲面部１３ｂ近傍を流れる気流を増やして、風向偏向板５の表面部５ａに沿うように気流の流れの方向を変えることとなる。
よって、冷房運転時の風向偏向板５の開く角度が小さい場合でも風向偏向板５に沿った空気の流れとなり、冷房運転時の風向偏向板５の表面部５ａの空気の流れの剥離に起因する結露を防止することができる。
また、気流Ｗの方向を変えるのに必要な力が流速に比例することから、本実施の形態における流速Ｖｗは、図１における吹出口３の幅Ｌに対して、Ｖｗ＝１．０Ｌ〜３．０Ｌ程度になる。
従って、本実施の形態の突起１５の大きさは、流れ方向が長軸となる略楕円として、図１における吹出口３の幅Ｌに対して、長軸Ｌ１は０.００５Ｌ〜０.０２Ｌ、短軸Ｌ２は０.００１Ｌ〜０.０１Ｌ、高さｈは０.００１Ｌ〜０.０１Ｌ、吹出口３の幅方向の突起１５
同士の間隔Ｐは、吹出口３の幅Ｌに対して、０.０２５Ｌ〜０.０７５Ｌとすることで、突起１５による気流の抵抗を過度に増加させることなく、突起１５で縦渦を生成することで、曲面部１３ｂ近傍を流れる気流を増やして、風向偏向板５の表面部５ａに沿うように気流の流れの方向を変えることとなる。
また、本実施の形態では、突起１５の表面は、複数の突起よりさらに小さい複数の凹凸部１５ａを備えたことで、気流が突起１５に衝突した際の抵抗を減らすこととなるとともに、突起１５の壁面近傍に生成された細かな渦によって突起１５に沿う流れが維持され、上流側で生成した縦渦が隣で生成された縦渦と合成されないこととなる。
従って、特に風速が早い場合でも、突起１５による抵抗を低減しつつ突起１５で生成された縦渦を確実に風向偏向板５に到達させて、風向偏向板５の表面部（下面側）５ａへの流れを生成することとなる。
よって、特に風速が早い急風時でも、風向偏向板５に沿った空気の流れとなり、冷房運転時の風向偏向板５の表面部（下面側）５ａの空気の流れの剥離に起因する結露を防止することができる。
また、本実施の形態では、突起１５の形状を流れ方向が長軸となる略楕円形状としたことで、円形などと比べて突起１５に衝突した際にスケールの小さい渦を生成するとともに、長軸によって気流をガイドすることとなる。
従って、特に縦渦が生じにくい低風量な場合でも、突起１５で生成した縦渦を確実に風向偏向板５の表面部（下面側）５ａに搬送することとなる。
よって、冷房運転時の風向偏向板の開く角度が小さく、特に風速が遅い弱風時でも、風向偏向板に沿った空気の流れとなり、冷房運転時の風向偏向板の表面部（下面側）の空気の流れの剥離に起因する結露を防止することができる。
また本実施の形態の突起１５同士の間隔Ｐを不等間隔とすることで、突起１５が生成する縦渦のスケールを不均一にすることとなり、吹出口３で生じる騒音の特定の周波数帯でのピークを抑制して騒音を低下することができる。
また本実施の形態では突起１５の数は、間隔Ｐが保たれていれば特に限定されず、吹出口３から吹き出す風量によって、突起１５による気流の圧損を過度に増加させることなく、突起１５で縦渦を生成して曲面部１３ｂ近傍を流れる気流を増やし、風向偏向板５の表面部５ａに沿うように気流の流れの方向を変えられる個数が変化する。
（実施の形態２）
図５は本発明の第２の実施の形態における天井埋め込み形空気調和機の使用する吹出口の部分断面斜視図および部分拡大図を示すものである。なお、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図５に示すように複数の突起１５は、吹出口３の両端からそれぞれ、０．３Ｌ以下の距離の間に間隔Ｐで備えられている。
以上のように構成された天井埋め込み形空気調和機について、以下その動作、作用を説明する。
冷房運転のように風向偏向板５の開口面積が小さく、風速が遅い場合、曲面部１３ｂで
のコアンダ効果（曲面に沿う慣性力）が弱くなり、風向偏向板５の表面部（下面側）５ａに沿う流れが発生しづらくなる。
そこで、これまで風向偏向板５の表面部５ａから剥離していた気流を、吹出口３の両端付近に備えた突起１５で縦渦を生成することで、曲面部１３ｂ近傍を流れる気流を増やして、風向偏向板５の表面部５ａに沿うように気流の流れの方向を変えることとなる。
以上のように、本実施の形態においては吹出口３の両端からそれぞれ、０．３Ｌ以下の距離の間に間隔Ｐで備えたことにより、風速の遅い領域に負圧域を生成することとなり、風向偏向板５の表面部（下面側）５ａに向かう流れを生成することとなる。
よって、特に風速が遅い弱風時でも、風向偏向板５の表面部（下面側）５ａに沿った空気の流れとなり、冷房運転時の風向偏向板５の表面部（下面側）５ａの空気の流れの剥離に起因する結露を防止することができる。
また、気流Ｗの方向を変えるのに必要な力が流速に比例することから、本実施の形態における流速Ｖｗは、図１における吹出口３の幅Ｌに対して、Ｖｗ＝１．０Ｌ〜３．０Ｌ程度になる。
従って、本実施の形態の突起１５の大きさは、流れ方向が長軸となる略楕円として、図１における吹出口３の幅Ｌに対して、長軸Ｌ１は０.００５Ｌ〜０.０２Ｌ、短軸Ｌ２は０.００１Ｌ〜０.０１Ｌ、高さｈは０.００１Ｌ〜０.０１Ｌ、吹出口３の幅方向の突起１５同士の間隔Ｐは、吹出口３の幅Ｌに対して、０.０２５Ｌ〜０.０７５Ｌとすることで、突起１５による気流の抵抗を過度に増加させることなく、突起１５で縦渦を生成することで、曲面部１３ｂ近傍を流れる気流を増やして、風向偏向板５の表面部５ａに沿うように気流の流れの方向を変えることとなる。
また、本実施の形態では、突起１５の表面は、複数の突起よりさらに小さい複数の凹凸部１５ａを備えたことで、突起１５の壁面近傍に生成された細かな渦によって突起１５に沿う流れが維持され、上流側で生成した縦渦が隣で生成された縦渦と合成されないこととなる。
従って、突起１５による抵抗を低減しつつ突起１５で生成された縦渦を確実に風向偏向板５に到達させて、風向偏向板５の表面部（下面側）５ａへの流れを生成することとなる。
よって、風向偏向板５に沿った空気の流れとなり、冷房運転時の風向偏向板５の表面部（下面側）５ａの空気の流れの剥離に起因する結露を防止することができる。
また、本実施の形態では、突起１５の形状を流れ方向が長軸となる略楕円形状としたことで、円形などと比べて突起１５に衝突した際にスケールの小さい渦を生成するとともに、長軸によって気流をガイドすることとなる。
従って、特に縦渦が生じにくい低風量な場合でも、突起１５で生成した縦渦を確実に風向偏向板５の表面部（下面側）５ａに搬送することとなる。
よって、冷房運転時の風向偏向板５の開く角度が小さく、特に風速が遅い弱風時でも、風向偏向板に沿った空気の流れとなり、冷房運転時の風向偏向板の表面部（下面側）の空気の流れの剥離に起因する結露を防止することができる。
また本実施の形態の突起１５同士の間隔Ｐを不等間隔とすることで、突起１５が生成する縦渦のスケールを不均一にすることとなり、吹出口３で生じる騒音の特定の周波数帯でのピークを抑制して騒音を低下することができる。
また本実施の形態では突起１５の数は、間隔Ｐが保たれていれば特に限定されず、吹出口３から吹き出す風量によって、突起１５による気流の圧損を過度に増加させることなく、突起１５で縦渦を生成して曲面部１３ｂ近傍を流れる気流を増やし、風向偏向板５の表面部５ａに沿うように気流の流れの方向を変えられる個数が変化する。
以上のように、本発明にかかる天井埋め込み形空気調和機は、冷房運転の場合に、内部風路の上流からの気流が風向偏向板の前縁部で剥離することに起因する、風向偏向板の下面の結露を防止するもので、空気調和機、空気清浄機、乾燥機、カーエアコン等の用途に適用できる。
２ 筐体
３ 吹出口
４ 吸込口
５ 風向偏向板
６ 化粧パネル
１３ 内側風路
１３ａ 平面部
１３ｂ 曲面部
１４ 外側風路
１５ 突起
１５ａ 凹凸部

Claims (3)

  1. 天井に埋設される筐体と、前記筐体の底面に設けられた化粧パネルと、前記化粧パネルに設けられ、前記筐体の内部に室内の空気を吸い込む吸込口と、前記吸込口から前記筐体の内部に吸い込んだ空気を室内へ吹き出す吹出口と、前記吹出口に設けられ、一端が回転軸により回動して風向制御する風向偏向板とを備えた天井埋め込み形空気調和機において、
    前記吹出口は内側風路と外側風路から構成されるとともに、前記内側風路は上流側の平面部と下流側の曲面部から構成され、前記曲面部の端部に複数の突起を備えたことを特徴とする天井埋め込み形空気調和機。
  2. 前記複数の突起の表面は、前記複数の突起よりさらに小さい複数の凹凸部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の天井埋め込み形空気調和機。
  3. 前記複数の突起は、前記突起の法線方向からみた形状を、流れ方向が長軸となる略楕円としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の天井埋め込み形空気調和機。
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