JP2020165619A - 空調ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】運転停止時などに塵埃が部屋に落下してくる恐れがある。【解決手段】空気調和装置１０の室内ユニット３０は、本体ケーシングとしての機能を果たす箱部材３１及び底板部材３２と、エアフィルタ３９と、エアフィルタ３９の下方に位置するフラットパネル３５とを備える。底板部材３２の下面には、吸込口３２ｂが形成される。エアフィルタ３９は、吸込口３２ｂを通る空気に含まれる塵埃を捕集する。平面視において、フラットパネル３５は、エアフィルタ３９よりも大きい。平面視においてフラットパネル３５の外縁の内側にエアフィルタ３９の外縁が位置するように、フラットパネル３５及びエアフィルタ３９が配置される。【選択図】図４

Description

空調ユニット、特に、空気の吸込口が下面に形成されている空調ユニットに関する。

特許文献１（特開２００１−２７４２８号公報）に、部屋の天井裏に設置される空調ユニットから吹出ダクトを延ばし、空調空気の吹出位置を空調ユニットの本体から離す発明が開示されている。吹出ダクトは、空調ユニットの本体の側面から延びている。一方、吸込口は、空調ユニットの本体の下面に形成されている。

このような空調ユニットでは、本体の下に吸込口パネルが設けられることが多い。吸込口パネルは、空調ユニットの本体の少なくとも一部を隠し、見栄えを向上させる。上記の特許文献１（特開２００１−２７４２８号公報）では、スリット等の多数の開口が形成された吸込口パネルを備えており、見栄えの向上とともに、部屋の空気を空調ユニットの本体の吸込口へと導く。そして、空調ユニットの点検保守時には、吸込口パネルを取り外す。

しかし、吸込口パネルの中央部にスリット等の開口が形成されていると、運転停止時などに塵や埃（以下、塵埃という。）が開口から部屋に落下してくる恐れがある。

第１観点の空調ユニットは、本体ケーシングと、フィルタと、板状部材と、を備えている。本体ケーシングは、空調対象空間の上部又は上方に設置されている。本体ケーシングは、ファン及び熱交換器を収容する。本体ケーシングの下面には、空気の吸込口が形成されている。フィルタは、吸込口を通る空気に含まれる塵埃を捕集する。板状部材は、フィルタの下方に位置する。平面視において、板状部材は、フィルタよりも大きい。平面視において板状部材の外縁の内側にフィルタの外縁が位置するように、板状部材及びフィルタが配置されている。

ここでは、平面視において板状部材の外縁の内側にフィルタの外縁が位置するため、フィルタが捕集した塵埃が落下したときにも、落下してくる塵埃を板状部材によって受けることができる。

第２観点の空調ユニットは、第１観点の空調ユニットであって、板状部材は、中央部と、非中央部とを有している。中央部は、平面視においてフィルタと重なる部分である。非中央部は、平面視においてフィルタと重ならない部分である。板状部材の中央部には、上下に貫通する開口が形成されていない。フィルタから塵埃が落ちた場合には、板状部材の中央部が塵埃を受ける。

ここでは、少なくとも板状部材の中央部には開口を設けず、フィルタから塵埃が落ちた場合にも板状部材によって塵埃の殆どを受けることができるように空調ユニットが構成されている。これにより、フィルタで捕集した塵埃が空調対象空間へと落ちていくことが抑制される。

第３観点の空調ユニットは、第２観点の空調ユニットであって、板状部材は、さらに壁部を有している。板状部材の壁部は、板状部材の中央部の外縁から上に向かって延びる、あるいは、板状部材の非中央部から上に向かって延びる。

ここでは、壁部を設けているため、フィルタから落ちて板状部材の中央部によって受けられた塵埃が横に動いて空調対象空間に落ちてしまうことが抑制される。

第４観点の空調ユニットは、第１観点から第３観点のいずれかの空調ユニットであって、第１角度が、５°〜６０°である。第１角度は、縦断面視における仮想の直線と、縦断面視におけるフィルタの一端を通る鉛直線と、が為す角度である。縦断面の切断面は、平面視におけるフィルタの図心を含む任意の鉛直面である。縦断面視における仮想の直線は、縦断面視におけるフィルタの一端と、そのフィルタの一端に近い縦断面視における板状部材の一端とを結ぶ直線である。

ここでは、第１角度が５°未満ではなく、ある程度の大きさになっているため、フィルタから落ちた塵埃が真下ではなく少し斜め下方に落ちた場合にも、その塵埃を板状部材によって概ね受けることができる。

第５観点の空調ユニットは、第１観点から第４観点のいずれかの空調ユニットであって、本体ケーシングの側面には、空気の吹出口が形成されている。

空気調和装置の冷媒配管系統を示す図。 室内ユニットから延びるダクト及び吹出ユニットの一例を示す斜視図。 室内ユニットから延びるダクト及び吹出ユニットの他の例を示す斜視図。 室内ユニットの縦断面図。 フラットパネルとエアフィルタとの下面視における大きさを比較する図。 図５のVI-VI矢視のフラットパネル及びエアフィルタの配置を示す縦断面図。 変形例１に係る室内ユニットの側壁付きパネルとフィルタとの配置を示す縦断面図。

（１）空気調和装置の全体構成
図１は、複数の室内ユニット及び室外ユニットを有する空気調和装置１０の冷媒配管系統を示す図である。空気調和装置１０は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって建物内の部屋を冷暖房する装置である。空気調和装置１０は、熱源ユニットとしての室外ユニット２０と、多数の利用ユニットとしての室内ユニット３０と、室外ユニット２０と室内ユニット３０とを接続する第１冷媒連絡管６及び第２冷媒連絡管７とを備えている。空気調和装置１０の冷媒回路は、室外ユニット２０と、室内ユニット３０と、冷媒連絡管６、７とが接続されることによって構成されている。そして、冷媒回路内には、冷媒が封入されており、冷媒が圧縮され、冷却され、減圧され、加熱・蒸発された後に、再び圧縮されるという冷凍サイクル運転が行われるようになっている。冷媒としては、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ３２、Ｒ１３４ａ、二酸化炭素、などから選択されたものが用いられる。

また、室内ユニット３０から吹き出される空調空気（冷風あるいは温風）は、図２や図３に示すように、ダクト５３を介して吹出ユニット５５から部屋の空調対象空間ＳＰ１に供給される。

（１−１）室外ユニット
室外ユニット２０は、建物の外あるいは建物の地下室などに設置される。室外ユニット２０は、主として、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２６と、アキュムレータ２９とを有している。四路切換弁２２を切り換えることによって、冷房運転と暖房運転とが切り換わる。室外熱交換器２３は、冷媒の放熱器又は蒸発器として機能する熱交換器である。

また、室外ユニット２０は、ユニット内に室外空気を吸入して、再び室外に排出するための室外ファン２７を有している。室外ファン２７は、室外空気と室外熱交換器２３を流れる冷媒との間で熱交換をさせる。

（１−２）室内ユニット
室内ユニット３０は、建物内の各階の天井（天井裏の空間を含む）などに設置される。各室内ユニット３０は、主として、減圧器である室内膨張弁４１と、利用側熱交換器としての室内熱交換器４２とを有している。

室内膨張弁４１は、冷媒を減圧するための機構であり、開度調整が可能な電動弁である。室内膨張弁４１は、その一端が第１冷媒連絡管６に接続され、その他端が室内熱交換器４２に接続されている。

室内熱交換器４２は、冷媒の蒸発器又は放熱器として機能する熱交換器である。室内熱交換器４２は、その一端が室内膨張弁４１に接続され、その他端が第２冷媒連絡管７に接続されている。

また、室内ユニット３０は、ユニット内に室内空気を吸入して、再び室内に供給するための室内ファン４３を備えており、室内空気と室内熱交換器４２を流れる冷媒との間で熱交換をさせる。

（１−３）吹出ユニット
吹出ユニット５５は、図２や図３に示すように、室内ユニット３０から離れた場所に設置され、室内ユニット３０からダクト５３を介して送られてきた空調空気を部屋の空調対象空間ＳＰ１に吹き出すユニットである。吹出ユニット５５には、ダクト５３を接続する１又は複数の接続口と、空調対象空間ＳＰ１に露出する吹出口５５ａとが形成されている。

なお、本実施形態においては、室内ユニット３０も吹出ユニット５５も、部屋の空調対象空間ＳＰ１の上方に位置する設置空間ＳＰ２に配置されている。この設置空間ＳＰ２は、後述する部屋の天井９０の裏（上）の空間である。

（２）室内ユニットの詳細構成
次に、図４を参照して、室内ユニット３０の詳細な構造について説明する。

（２−１）本体ケーシング及び本体ケーシングに収容される部品
図４に示すように、空調対象空間ＳＰ１を含む部屋の天井９０の上方（空間ＳＰ２）に、室内ユニット３０が配置されている。室内ユニット３０は、金属製の箱部材３１及び底板部材３２を有している。これらの箱部材３１及び底板部材３２は、本体ケーシングとしての機能を果たす。上述の室内膨張弁４１、室内熱交換器４２及び室内ファン４３も、箱部材３１の中に収容されている。また、室内ユニット３０は、室内熱交換器４２における結露水を受けるためのドレンパン４６、室内ファン４３に対応して設けられているベルマウス４４、ダクト５３との接続に用いる接続部材３３などを有している。ドレンパン４６及びベルマウス４４は、箱部材３１の中に収容されている。接続部材３３は、箱部材３１の４つの側面それぞれに固定される。箱部材３１の側面には、円筒状の接続部材３３の開口と対向する位置に、吹出用開口３１ａが形成されている。箱部材３１の下面は、開口している。

室内熱交換器４２は、概ね四角筒の形状である。室内ファン４３は、ターボファンであり、下から吸い込んだ空気を側方に吹き出す。室内ファン４３から吹き出された空気は、室内熱交換器４２を通ってダクト５３へと流れる。

ドレンパン４６は、樹脂製部材である。ドレンパン４６の下には、底板部材３２が配置されている。底板部材３２は、平面視で外縁が四角形の部材であり、中央に円形開口が形成されている。この底板部材３２の円形開口は、下方から室内ファン４３へと空気を導く吸込口３２ｂとなる。底板部材３２には、後述するキャンバス製部材９５の上端が着脱自在に装着される。また、底板部材３２は、平板状のエアフィルタ３９を着脱自在に保持する保持部３２ａを有している。

箱部材３１は、天井裏の空間ＳＰ２にある梁（図示せず）から吊り下げられる。この状態で、本体ケーシングを構成する箱部材３１及び底板部材３２と天井９０との間には、高さ方向に大きな隙間Ｇ１（図４参照）ができる。

（２−２）本体ケーシングの下方の部品
さらに、室内ユニット３０は、本体ケーシングを構成する箱部材３１及び底板部材３２から下方に離れた位置に、フラットパネル３５と、環状フレーム６０と、枠部材８０とを有している。また、底板部材３２の直ぐ下に、エアフィルタ３９が配置される。

（２−２−１）エアフィルタ
エアフィルタ３９は、平面視において概ね正方形の部材であり、フランジ３８に固定されている。エアフィルタ３９は、水平面に平行な状態で取り付けられる。具体的には、エアフィルタ３９の外側に位置するフランジ３８が、上述の底板部材３２の保持部３２ａによって支えられる（図４参照）。フランジ３８を保持部３２ａから平面的にずらすことで、保持部３２ａからフランジ３８及びエアフィルタ３９を外すことができる。

（２−２−２）枠部材
枠部材８０は、図示しない支持部材を介して、箱部材３１に固定される。この枠部材８０に、フラットパネル３５及び環状フレーム６０が着脱自在に支持される。

（２−２−３）フラットパネル及び環状フレーム
フラットパネル３５及び環状フレーム６０は、別の部材であるが、図示しない連結部材を介して一体化されている。一体化されている両部材、フラットパネル３５と環状フレーム６０との間には、図２〜図４に示すように、環状の隙間ＳＬ１が形成される。この隙間ＳＬ１は、空調対象空間ＳＰ１の空気を底板部材３２の吸込口３２ｂへと導く経路の一部となる（図４において点線で示す吸込空気流れＦＬを参照）。

フラットパネル３５は、図４に示すように、底板部材３２の吸込口３２ｂ及びその吸込口３２ｂを覆うエアフィルタ３９の下方に位置している。

環状フレーム６０は、四辺を有する環状の部材である。図４に示すように、環状フレーム６０の外縁は、枠部材８０の内縁と隣り合うように配置される。爪やバネ部材から成る着脱機構（図示せず）によって、環状フレーム６０が枠部材８０に装着される。

フラットパネル３５は、平面視において概ね正方形の樹脂製の板部材である。フラットパネル３５には、スリットも孔も形成されていない。フラットパネル３５は、図６に示すように、設置状態においてエアフィルタ３９の真下に位置する中央部３５ａと、その中央部３５ａの周囲の外周部（非中央部）３５ｂとを有する。但し、中央部３５ａと外周部３５ｂとの間に構造上の違いが存在する訳ではなく、中央部３５ａと外周部３５ｂとは連続した一体の樹脂製部材である。中央部３５ａは、言い換えると、フラットパネル３５のうち、平面視においてエアフィルタ３９と重なる部分である。外周部３５ｂは、フラットパネル３５のうち、平面視においてエアフィルタ３９と重ならない部分である。

（２−３）キャンバス製部材
キャンバス製部材９５は、上下に開口する角筒状の厚地の織物である。キャンバス製部材９５の上端は、底板部材３２の保持部３２ａの外側に固定される。キャンバス製部材９５の下端は、枠部材８０の内周部の上端に接続される。キャンバス製部材９５の上の開口及び下の開口は、ともに正方形である。そして、図４に示すように、キャンバス製部材９５の上の開口は、キャンバス製部材９５の下の開口よりも小さい。

（３）フラットパネル及びエアフィルタの大きさと配置
図５は、フラットパネル３５及びエアフィルタ３９の下面視における大きさを比較するための図面である。下面視ではエアフィルタ３９がフラットパネル３５によって隠れてしまうので、図５では、エアフィルタ３９を表示するため、フラットパネル３５を二点鎖線で示し、フラットパネル３５を透視している。

図５から明らかなように、下面視において、フラットパネル３５の外縁の内側にエアフィルタ３９の外縁が位置するように、フラットパネル３５及びエアフィルタ３９が配置されている。当然、平面視において、フラットパネル３５は、エアフィルタ３９よりも大きい。したがって、室内ユニット３０を真下から見上げると、フラットパネル３５によって完全にエアフィルタ３９が隠れる。

４つの各辺において、フラットパネル３５の外縁とエアフィルタ３９の外縁との下面視における距離を図ると、図５における第１距離Ｌ１、第２距離Ｌ２のように、断面によって距離が異なる。平面視におけるエアフィルタ３９の図心３９Ｍを含む任意の鉛直面で切断したときの縦断面のうち、この距離が最も小さくなる縦断面は、図５に示す鉛直面ＶＰで切断したときの縦断面である。この鉛直面ＶＰで切断したときの縦断面図を、図６に示す。

図６に示すように、エアフィルタ３９の一端３９ｅと、そのエアフィルタ３９の一端３９ｅに近いフラットパネル３５の一端３５ｅとを結ぶ仮想の直線ＩＭＬは、鉛直面に対して傾いている。具体的には、仮想の直線ＩＭＬは、図６の縦断面図においてエアフィルタ３９の一端３９ｅを通る鉛直線ＶＬに対して、第１角度Ａ１だけ傾いている。本実施形態では、第１角度Ａ１が５°〜６０°となるように、室内ユニット３０が設計されている。第１角度Ａ１の好ましい範囲は、室内ユニット３０の小型化やエアフィルタ３９の通風抵抗値（サイズ）に鑑みると、５°〜４０°である。

第１角度Ａ１が少なくとも５°であれば、エアフィルタ３９で捕集されエアフィルタ３０の下面に付いた塵埃ＤＵ１が、室内ファン４３が停止しているときに落下してしまったとしても、その塵埃ＤＵ１の殆どはフラットパネル３５によって受け止められる。フラットパネル３５に受け止められた塵埃は、フラットパネル３５の上に積もることになる（図６の塵埃ＤＵ２を参照）。

（４）特徴
（４−１）
本実施形態の空気調和装置１０の室内ユニット３０は、図４に示すように、本体ケーシングとしての機能を果たす箱部材３１及び底板部材３２と、エアフィルタ３９と、フラットパネル３５とを備えている。箱部材３１及び底板部材３２は、空調対象空間ＳＰ１の上方に設置され、室内ファン４３や室内熱交換器４２を収容している。底板部材３２の下面には、空気の吸込口３２ｂが形成されている。エアフィルタ３９は、吸込口３２ｂを通る空気に含まれる塵埃を捕集する。フラットパネル３５は、図４及び図６に示すように、エアフィルタ３９の下方に位置する。平面視において、フラットパネル３５は、エアフィルタ３９よりも大きい。図５に示すように、平面視においてフラットパネル３５の外縁の内側にエアフィルタ３９の外縁が位置するように、フラットパネル３５及びエアフィルタ３９が配置されている。

ここでは、平面視においてフラットパネル３５の外縁の内側にエアフィルタ３９の外縁が位置するため、エアフィルタ３９が捕集した塵埃ＤＵ１（図６参照）が落下したときにも、フラットパネル３５によって落下してくる塵埃を受けることができる。

（４−２）
本実施形態の空気調和装置１０の室内ユニット３０では、フラットパネル３５は、中央部３５ａと、外周部３５ｂとを有している。中央部３５ａは、平面視においてエアフィルタ３９と重なる部分である。外周部３５ｂは、平面視においてエアフィルタ３９と重ならない部分である。フラットパネル３５の中央部３５ａには、上下に貫通する開口が形成されていない。エアフィルタ３９から塵埃が落ちた場合には、フラットパネル３５の中央部３５ａが主として塵埃を受ける。

ここでは、少なくともフラットパネル３５の中央部３５ａには開口を設けず、エアフィルタ３９から塵埃が落ちた場合にもフラットパネル３５によって殆どの塵埃を受けることができるように室内ユニット３０が構成されている。これにより、エアフィルタ３９で捕集した塵埃ＤＵ１が空調対象空間ＳＰ１へと落ちていくことが抑制される。

（４−３）
本実施形態の空気調和装置１０の室内ユニット３０では、エアフィルタ３９の一端３９ｅと、そのエアフィルタ３９の一端３９ｅに近いフラットパネル３５の一端３５ｅとを結ぶ仮想の直線ＩＭＬの傾きを、ある程度大きく設定している。より詳細に言えば、仮想の直線ＩＭＬの鉛直面に対する傾きである第１角度を、５°〜６０°の範囲に設定している。 ここでは、第１角度が５°未満ではなく、ある程度の大きさになっているため、エアフィルタ３９から落ちた塵埃が真下ではなく少し斜め下方に落ちた場合にも、その塵埃の大半をフラットパネル３５によって受けることができる。

（５）変形例
（５−１）変形例１
上記実施形態の空気調和装置１０の室内ユニット３０では、完全にフラットなフラットパネル３５を採用しているが、これに代えて、壁を備えるパネル１３５（図７参照）を採用してもよい。

図７に示すパネル１３５は、上述のフラットパネル３５の中央部３５ａに相当する中央部１３５ａ、上述のフラットパネル３５の外周部３５ｂに相当する外周部１３５ｂ、に加えて、壁部１３５ｃを有している。壁部１３５ｃは、外周部１３５ｂから外側且つ斜め上に向かって延びている。

このように壁部１３５ｃを設けることで、エアフィルタ３９から落ちてパネル１３５の中央部１３５ａによって受けられた塵埃が横に動いて空調対象空間に落ちてしまうことが抑制される。

なお、壁部１３５ｃは、外周部１３５ｂから真上に延びていてもよい。また、壁部１３５ｃを、中央部１３５ａの外縁から上に向かって延びるものとして、外周部１３５ｂを無くしてもよい。

（５−２）変形例２
上記実施形態では、室内ユニット３０を、部屋の空調対象空間ＳＰ１の上方に位置する設置空間ＳＰ２（天井９０の上の空間）に配置している。これに代えて、室内ユニット３０を、天井９０の下の空間である空調対象空間ＳＰ１に配置して、天井９０から室内ユニット３０全体が吊り下がる構造を採ってもよい。このように、天井９０よりも上の空間ではなく、空調対象空間ＳＰ１の上部に室内ユニット３０を配置する場合には、フラットパネル３５の周囲（近傍）に天井９０が存在しないため、フラットパネル３５の平面視における大きさを更に大きくすることができる。

（５−３）
以上、空気調和装置１０の室内ユニット３０について説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

３０ 室内ユニット（空調ユニット）
３１ 箱部材（本体ケーシング）
３１ａ 吹出口
３２ 底板部材（本体ケーシング）
３２ｂ 吸込口
３５ フラットパネル（板状部材）
３５ａ フラットパネルの中央部
３５ｂ フラットパネルの外周部（非中央部）
３５ｅ フラットパネルの一端
３９ エアフィルタ（フィルタ）
３９ｅ エアフィルタの一端
３９Ｍ エアフィルタの図心
４２ 室内熱交換器（熱交換器）
４３ 室内ファン（ファン）
１３５ パネル（板状部材）
１３５ａ パネルの中央部
１３５ｂ パネルの外周部（非中央部）
１３５ｃ パネルの壁部（非中央部）
Ａ１ 第１角度
ＤＵ１ 塵埃
ＤＵ２ 塵埃
ＩＭＬ 仮想の直線（直線）
ＳＰ１ 空調対象空間
ＶＬ 鉛直線
ＶＰ 鉛直面

特開２００１−２７４２８号公報

Claims (5)

1. 空調対象空間（ＳＰ１）の上部又は上方に設置され、ファン（４３）及び熱交換器（４２）を収容し、空気の吸込口（３２ｂ）が下面に形成されている本体ケーシング（３１，３２）と、
   前記吸込口を通る空気に含まれる塵埃を捕集するフィルタ（３９）と、
   前記フィルタの下方に位置する板状部材（３５，１３５）と、
   を備え、
   平面視において、前記板状部材は、前記フィルタよりも大きく、前記板状部材の外縁の内側に前記フィルタの外縁が位置するように、前記板状部材及び前記フィルタが配置されている、
   空調ユニット（３０）。
2. 前記板状部材は、平面視において前記フィルタと重なる中央部（３５ａ，１３５ａ）と、平面視において前記フィルタと重ならない非中央部（３５ｂ，１３５ｂ，１３５ｃ）とを有し、
   前記中央部には、上下に貫通する開口が形成されておらず、前記フィルタから塵埃（ＤＵ２）が落ちた場合には前記中央部が前記塵埃を受ける、
   請求項１に記載の空調ユニット。
3. 前記板状部材（１３５）は、前記中央部の外縁あるいは前記非中央部から上に向かって延びる壁部（１３５ｃ）、をさらに有する、
   請求項２に記載の空調ユニット。
4. 平面視における前記フィルタの図心（３９Ｍ）を含む任意の鉛直面（ＶＰ）で切断した、縦断面視における前記フィルタの一端（３９ｅ）と、前記フィルタの一端に近い前記縦断面視における前記板状部材の一端（３５ｅ）とを結ぶ直線（ＩＭＬ）は、前記縦断面視において前記フィルタの一端を通る鉛直線（ＶＬ）と、第１角度（Ａ１）を為し、
   前記第１角度（Ａ１）は、５°〜６０°である、
   請求項１から３のいずれかに記載の空調ユニット。
5. 前記本体ケーシングの側面に、空気の吹出口（３１ａ）が形成されている、
   請求項１から４のいずれかに記載の空調ユニット。

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