JP2021014951A - 天井埋込形空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器１０を通過後の気流ａ３は、慣性力やドレンパン１１の底部から上昇する流れａ４の影響で偏流し、筐体の内壁面２ａ近傍に集中する。このため、気流ａ３の流速が増加して筐体の内壁面２ａ近傍の圧損が増加し送風量が低下する。【解決手段】筐体２の内壁面２ａに、突起１５を設ける。内部風路３ａの幅をＷ、内部風路３ａの幅方向の突起１５の長さをＸ、ドレンパン１１を構成する壁の内部風路３ａ側の頂点から突起１５までの高さをＹとした場合に、突起１５は、０．１Ｗ≦Ｘ≦０．３Ｗ、かつ、０．８Ｗ≦Ｙの関係を満たすことを特徴としたものである。【選択図】図１

Description

本発明は、複数個の吹出口を有する天井埋込形空気調和機において、特に前記の空気調和機の熱交換器を通過した気流の偏流を抑制するための構造に関するものである。

従来の天井埋込形空気調和機を図６〜図８に示す。モータ８によって遠心送風機７が回転し、室内（大気圧）と天井埋込形空気調和機１の内部との圧力差によって気流ａ１が生じ、グリル４ａ、フィルタ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ａ１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。しかし、慣性力やドレンパン１１の底部から上昇する流れａ４の影響で、熱交換器１０通過後の気流ａ３は偏流し、筐体の内壁面２ａ近傍に集中する。これによって、気流ａ３の流速が増加する事で筐体の内壁面２ａ近傍の圧損が増加し送風量が低下する。

従来、天井埋込形空気調和機の偏流による圧損を低減させる為に、図８に示すようにドレンパン１１の吹出風路側側壁にエアーガイド１８を設置する（特許文献１参照）。エアーガイド１８を設置する事でドレンパン１１の底部から吹出風路側側壁に沿って増速しながら上昇する流れａ４を、受け止めて上昇を食い止めると共に、エアーガイドコーナー部およびエアーガイド吹出部に沿って、下降する流れにすることができる。すなわち、熱交換器１０を通過してきた主流ａ３を筐体の内壁面２ａ近傍に押しやることがなくなり、筐体の内壁面２ａ近傍の流速が増加せずに圧損が低下し送風量が増加できるとしている。

特開２０１０−３８４９０号公報

従来構成のようなエアーガイド１８は、ドレンパン１１の底部から上昇する流れａ４を抑制し、熱交換器１０を通過してきた主流ａ３がドレンパン１１近傍を通過する時、主流ａ３を内壁面２ａ近傍に押す流れをエアーガイド１８が防ぐ。

しかし、エアーガイド１８内の気流ａ４はエアーガイド１８コーナー部およびエアーガイド１８吹出部に沿って流れる為に、エアーガイド１８内の気流ａ４はエアーガイド１８内で偏流し気流ａ４の流速が増加する事でエアーガイド１８の内壁面２ａ近傍の圧損が増加する。又、内部風路３ａ内にエアーガイド１８がある事によって主流ａ３が流れ込む内部風路３ａの実効風路が狭くなる。以上の要因によって圧損が増加して送風量が低下するという課題があった。

前記従来の課題を解決するために、本発明の天井埋込形空気調和機は、冷気又は暖気を吹き出す筐体と、筐体の底面に設けられた化粧パネルと、筐体の内部に設置されている熱交換器と、熱交換器を支持するドレンパンと、化粧パネルに設けられ、筐体の内部から空気を吹き出す吹出口と、熱交換器から吹出口の間に筐体の内部の風が流れる風路と、を備えた空気調和装置において、筐体の内壁面に突起を設け、風路の幅をＷ、風路の幅方向の突起の長さをＸ、ドレンパンを構成する壁の風路側の頂点から突起までの高さをＹとした
場合に、突起は、０．１Ｗ≦Ｘ≦０．３Ｗ、かつ、０．８Ｗ≦Ｙの関係を満たすことを特徴としたものである。

偏流して来た主流が筐体の内壁面に突起を接触する事で、気流が突起を越える流れが発生し、筐体の内壁面から気流が剥がれ、筐体の内壁面で発生している圧損が低下し、送風量が増加する。

本発明の天井埋込形空気調和機は、熱交換器通過後の主流は慣性力の影響で主流は偏流し筐体の内壁面近傍に集中していても、筐体の内壁面近傍に流れている主流を剥がし、筐体の内壁面に働く圧損が低減し、送風量を増加する事ができる。

本発明の第１の実施の形態の天井埋込形空気調和機の吹出口近傍の部分拡大図 図１の突起近傍の部分拡大図 図２の突起の変形例１を示す部分拡大図 図２の突起の変形例２を示す部分拡大図 突起の設置位置と通風抵抗の変化量の関係を示す図 従来の天井埋込形空気調和機の斜視図 図６のＡ−Ａ’断面図 図７の吹出口近傍の部分拡大図

第１の発明は、冷気又は暖気を吹き出す筐体と、筐体の底面に設けられた化粧パネルと、筐体の内部に設置されている熱交換器と、熱交換器を支持するドレンパンと、化粧パネルに設けられ、筐体の内部から空気を吹き出す吹出口と、熱交換器から吹出口の間に筐体の内部の風が流れる風路と、を備えた空気調和装置において、筐体の内壁面に突起を設け、風路の幅をＷ、風路の幅方向の突起の長さをＸ、ドレンパンを構成する壁の風路側の頂点から突起までの高さをＹとした場合に、突起は、０．１Ｗ≦Ｘ≦０．３Ｗ、かつ、０．８Ｗ≦Ｙの関係を満たすことを特徴としたものである。

主流が流れる筐体の内壁面に突起を設置することで、主流が突起を越える流れを発生させ、筐体の内壁面から主流が離れる。つまり、主流が筐体の内壁面近傍に集中するドレンパンを構成する壁の風路側の頂点より下流の位置の筐体の内壁面に突起を設置することで、筐体の内壁面から主流が剥がれ、発生している圧損が低下する。

よって、筐体の内壁面に働く圧損が低減し、送風量を増加する事ができる。

第２の発明は、突起の先端部をＲ形状としたことを特徴としたものである。突起の先端部をＲ形状することで、Ｒ形状が無い時と比べて突起に衝突した際に生じる渦のスケールが小さくなる。従って、剥離渦が生じやすい高風量な場合でも、剥離渦のスケールが小さくなり圧損が低下する。

よって、特に剥離渦が生じやすい高風量な場合でも、剥離渦のスケールを小さくすることとなり、騒音を低下することができる。

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）
本実施の形態において、従来技術を示す図６、図７と共通の部分については同じ符号を用い、その詳細な説明を省略する。図１は本発明の第１の実施の形態における天井埋込形空気調和機の吹出口近傍の部分拡大図を示すものである。また、図２は図１の突起近傍の部分拡大図を示すものである。

図６で述べたように、天井埋込形空気調和機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７で述べたように、天井埋込形空気調和機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ａ１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の断熱材１２とで構成されている。天井埋込形空気調和機１は、天井１３の凹部に吊りボルト１４で吊り下げられて設置される。ドレンパン１１は、熱交換器１０で生成された凝縮水を貯水可能な貯水部を有する。このドレンパンの壁のうち内部風路３ａ側の壁の頂点を以下で土手部とよぶ。

また、図１、図２に示すように、内部風路３ａの筐体２の内壁面２ａに、内部風路３ａの幅方向の長さ（図１の紙面横方向の長さ）がＸの微小な突起１５が、ドレンパン１１の土手部の頂点より高さＹだけ下方の位置に設けられている。以下、突起１５の長さとは、この内部風路３ａの幅方向の長さ（図１の紙面横方向の長さ）を意味する。内部風路３ａの幅をＷとしたとき、突起１５の長さは０．１Ｗ≦Ｘ≦０．３Ｗ、設置位置はドレンパン１１の土手部より下方に０．８Ｗ≦Ｙとなる。

以上のように構成された天井埋込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７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）と天井埋込形空気調和機１の内部との圧力差によって気流ａ１が生じ、グリル４ａ、フィルタ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、室内へ吹き出される。

また図１で示す熱交換器１０を通過後の気流ａ１は筐体２の内壁面２ａ近傍に集中し内部風路３ａに流れ込む。そこで図１および図２に示すように、突起１５を設けることで突起１５を越える流れが発生し、筐体２の内壁面２ａから気流が離れる。つまり、気流が内壁面２ａ近傍に集中するドレンパン１１の土手部より下流の位置の内壁面２ａに突起を設けることで、筐体２の内壁面２ａから気流が剥がれ、発生している圧損が低下する。

よって、筐体２の内壁面２ａ近傍の気流に働く摩擦が低減し、送風性能を良化することができる。また、ドレンパン１１の土手部より下流側へスムーズに流れるようになるため、ドレンパン１１で発生している剥離渦を抑制し騒音が低下する。図５は突起の高さと位置に応じた通風抵抗変化量を比較した解析結果である。実線は、突起高さが０．１００Ｗを、破線は、突起高さが０．１３５Ｗを、一点鎖線は、突起高さが０．３００Ｗをそれぞれ示している。なお、ここで、高さＹは内部風路３ａの幅Ｗで正規化されている。

（変形例１）
図３は、図２の突起の変形例１を示す部分拡大図である。本変形例１では、微小の突起
１６は先端部をＲ形状としたことを特徴とする。突起１６の先端部をＲ形状することで、Ｒ形状が無い時と比べて突起に衝突した際に生じる渦のスケールが小さくなる。したがって、剥離渦が生じやすい高風量な場合でも、剥離渦のスケールが小さくなり圧損が低下する。

（変形例２）
図４は、図２の突起の変形例２を示す部分拡大図である。図３の変形例１と比べ、突起１７は、先端部のうち鉛直上方側だけＲ形状としたものである。風上側でみれば、突起１７も図３の突起１６と同様なＲ形状となるため、変形例１と同様に衝突した際に生じる渦のスケールが小さくなる。したがって、少なくとも風上側において突起にＲ形状を設ければ、剥離渦が生じやすい高風量な場合でも、剥離渦のスケールが小さくなり圧損が低下し、騒音を低下することができる。

以上のように、本発明にかかる天井埋込形空気調和機は、送風回路の曲がり部で発生する偏流に起因する、送風回路の圧損を防止するもので、送風回路に曲がり部が存在する各種天井埋込形空気調和機に適用できる。

１ 天井埋込形空気調和機
２ 筐体
３ 吹出口
４ 吸込口
５ 風向偏向板
６ 化粧パネル
７ 遠心送風機
８ モータ
９ オリフィス
１０ 熱交換器
１１ ドレンパン
１２ 断熱材
１３ 天井
１４ 吊りボルト

Claims (2)

1. 冷気又は暖気を吹き出す筐体と、前記筐体の底面に設けられた化粧パネルと、前記筐体の内部に設置されている熱交換器と、前記熱交換器を支持するドレンパンと、前記化粧パネルに設けられ、前記筐体の内部から空気を吹き出す吹出口と、前記熱交換器から前記吹出口の間に前記筐体の内部の風が流れる風路と、を備えた空気調和装置において、
   前記筐体の内壁面に突起を設け、前記風路の幅をＷ、前記風路の幅方向の前記突起の長さをＸ、前記ドレンパンを構成する壁の前記風路側の頂点から前記突起までの高さをＹとした場合に、
   前記突起は、０．１Ｗ≦Ｘ≦０．３Ｗ、かつ、０．８Ｗ≦Ｙの関係を満たすことを特徴とする天井埋込形空気調和機。
2. 前記突起は、先端部をＲ形状としたことを特徴とする請求項１に記載の天井埋込形空気調和機。

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