JP2605994B2

JP2605994B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP2605994B2
Application number: JP3084154A
Authority: JP
Inventors: 浩幸山下; 克宏川端; 晃一安尾; 毅蛭子
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1991-04-16
Filing date: 1991-04-16
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JPH04316930A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、空気調和機に関し、
さらに詳しくはファンを収容するケーシング内の空気流
通路における風上側においてこれを横切るように熱交換
器を配置してなる空気調和機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空気調和機(例えば、壁掛け型
空気調和機)は、図１６に示すように、クロスフローフ
ァン４を収容するケーシング１内の空気流通路５におけ
る風上側にこれを横切るように熱交換器６を配置した構
成とされており、熱交換器６としては、クロスフィンタ
イプの平板状のものが採用されている。そして、この場
合、熱交換器６は、ケーシング１内において空気吸込口
２に平行に(あるいは、仮想線で示すようにやや傾斜さ
せて)配置されることとなっている。

【０００３】また、特開平２ー１０６６３２号公報に開
示されているように、クロスフローファンの風上側に配
置される熱交換器を途中で屈曲した形状となして、吸込
面積を拡大することにより、熱交換性能を向上させるよ
うにしたものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、空気吸込口
から吸い込まれた空気は、熱交換器を通過した直後にお
いては熱交換器に対して略直角方向に流れるという流体
特性を示すことは良く知られているが、上記した如く、
熱交換器を空気吸込口に平行あるいはやや傾斜させて配
置した場合、吸込空気は、熱交換器を通過した後に急激
にファン方向へ流れ方向を変化させなければならないこ
ととなる。このような空気流れ方向の急激な変化は、大
きな圧力損失を招く原因となるとともに、ファンの羽根
に当たる際にも、無衝突流れが得られにくいところから
大きな損失を生じるおそれがある。従って、機内での圧
力損失が大きくなって、ファンの動力増加および騒音発
生の原因となるという問題を生起させるおそれがあっ
た。

【０００５】上記公知例における如く、熱交換器の途中
を屈曲させるようにした場合であっても、その曲げ角度
によっては、上記問題が解消されずに残るおそれがあ
る。即ち、熱交換器を通過した後、熱交換器に対して直
交する方向に流れる空気流の方向が、ファンに向かって
急激に変化する場合が生じ、大きな圧力損失を生ずるお
それがある。また、吸込空気流の滑らかな流れ方向変化
が得られないため、空気流の剥離等を生ずるおそれもあ
る。

【０００６】一方、クロスフローファンを用いた空気調
和機の場合、クロスフローファンのロータに流入する空
気流の方向が、図１５に示すように、ロータ周速度Ｖと
羽根Ｂの入り口角度αとで形成される速度三角形におけ
る無衝突流れ方向Ｆとなった場合に圧力損失が可及的に
小さくなるという事実がある。このことを勘案すると、
空気調和機において熱交換器を通過した吸込空気流の流
れ方向を、クロスフローファンにおける無衝突流れに近
いものとすることが望ましいが、上記公知例において
は、空気調和機において熱交換器を通過した吸込空気流
の流れ方向を、クロスフローファンにおける無衝突流れ
に近いものとするという観点については全く考慮されて
いない。

【０００７】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、熱交換器を、該熱交換器を通過した後の吸込空気
流の流れ方向を適正に制御し得る形状となすことによ
り、機内での空気流の滑らかな流れを確保して、機内で
の圧力損失の低減および流れの剥離等を防止し、以って
ファンの動力低減および騒音低減を図ることを目的とす
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記課題を解決するための手段として、図面に示すよう
に、ファン４と、該ファン４を収容するケーシング１内
の空気流通路５における風上側においてこれを横切るよ
うに配置された熱交換器６とを備えた空気調和機におい
て、前記熱交換器６を、前記ファン４に近い位置にあっ
て該ファン４側に傾斜する第１傾斜部６aと、前記ファ
ン４から遠い位置にあって該ファン４側に傾斜する第２
傾斜部６bと、両傾斜部６a,６bを所定の曲げ角度θで連
続させる屈曲部６cとによって構成するとともに、前記
熱交換器６における伝熱管８,８・・の配列ピッチが、
クロスフローファン４に近い部分より遠い部分の方が大
きくなるように構成している。

【０００９】請求項２の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、クロスフローフ
ァン４と、該クロスフローファン４を収容するケーシン
グ１内の空気流通路５における風上側においてこれを横
切るように配置された熱交換器６とを備えた空気調和機
において、前記熱交換器６を、前記クロスフローファン
４の軸芯を通り且つ空気流通方向に延長してなる中心線
Ｘより反回転側にあってクロスフローファン４側に傾斜
する第１傾斜部６aと、前記中心線Ｘの延長方向にあっ
てクロスフローファン４側に傾斜する第２傾斜部６b
と、両傾斜部６a,６bを所定の曲げ角度θで連続させる
屈曲部６cとによって構成するとともに、該屈曲部６cの
曲げ角度θを１３０°±２０°の範囲に設定している。

【００１０】請求項３の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、クロスフローフ
ァン４と、該クロスフローファン４を収容するケーシン
グ１内の空気流通路５における風上側においてこれを横
切るように配置された熱交換器６とを備えた空気調和機
において、前記熱交換器６を、前記クロスフローファン
４の軸芯を通り且つ空気流通方向に延長してなる中心線
Ｘより反回転側にあってクロスフローファン４側に傾斜
する第１傾斜部６aと、前記中心線Ｘの延長方向にあっ
てクロスフローファン４側に傾斜する第２傾斜部６b
と、両傾斜部６a,６bを所定の曲げ角度θで連続させる
屈曲部６cとによって構成するとともに、前記熱交換器
６における伝熱管８,８・・の配列ピッチが、クロスフ
ローファン４に近い部分より遠い部分の方が大きくなる
ように構成する一方、前記屈曲部６cの曲げ角度θを１
３０°±２０°の範囲に設定している。

【００１１】請求項４の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項２あ
るいは３記載の空気調和機において、前記屈曲部６c
を、前記中心線Ｘより反回転側に所定のずれ角度θ′ず
らして位置せしめるとともに、該ずれ角度θ′を２０°
±１０°の範囲に設定している。

【００１２】請求項５の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、ファン４と、該
ファン４を収容するケーシング１内の空気流通路５にお
ける風上側においてこれを横切るように配置された熱交
換器６とを備えた空気調和機において、前記熱交換器６
を、前記ケーシング１の空気吸込口２からファン４に向
かって並ぶ複数列の熱交換器ユニット６Ａ,６Ｂ・・６
Ｘにより構成するとともに、少なくとも２列目以降の熱
交換器ユニット６Ｂ・・６Ｘを、中間部において空気流
通方向に指向する如く屈曲された断面略く字状となし且
つそれらの屈曲度をファン４に向かうに従って大きくな
している。

【００１３】請求項６の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項５記
載の空気調和機において、前記熱交換器ユニット６Ａ、
６Ｂ・・６Ｘにおける伝熱管８,８・・の配列ピッチ
が、ファン４に近い部分より遠い部分の方が大きくなる
ように構成している。

【００１４】請求項７の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項５あ
るいは６記載の空気調和機において、前記ファン４をク
ロスフローファンとするとともに、前記熱交換器ユニッ
ト６Ａ,６Ｂ・・６Ｘのうちファン４に最も近い熱交換
器ユニット６Ｘの屈曲部６Ｘcの曲げ角度θxを、１３０
°±２０°の範囲に設定し且つ前記屈曲部６Ｘcを、前
記ファン４の軸芯を通り前記空気吸込口２と平行に延び
る中心線Ｘより反回転側に２０°±１０°のずれ角度θ
x′だけずらして位置せしめている。

【００１５】請求項８の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項１、
２、３、４、５、６あるいは７記載の空気調和機におい
て、前記熱交換器６を、平行に配設された多数の伝熱管
８,８・・と、該伝熱管８,８・・に対して平行に配設さ
れた多数の空気貫流可能な網目状フィン９,９・・とか
らなるメッシュフィンタイプの熱交換器となしている。

【００１６】

【作用】請求項１の発明では、上記手段によって次のよ
うな作用が得られる。

【００１７】即ち、熱交換器６を構成する第１および第
２傾斜部６a,６bを通過した空気流Ｗは、第１および第
２傾斜部６a,６bに略直交する方向に流れるが、熱交換
器６における伝熱管８,８・・の粗密配列(即ち、ファン
４に近い部分の配列ピッチ＜遠い部分の配列ピッチ)に
より、高風速側であるファン４に近い部分での通風抵抗
が大きくなるところから、熱交換器６を通過する風速が
均一化される。

【００１８】請求項２の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００１９】即ち、熱交換器６を構成する第１および第
２傾斜部６a,６bを通過した空気流Ｗは、第１および第
２傾斜部６a,６bに略直交する方向に流れることとな
り、クロスフローファン４へ流入する空気流の方向が無
衝突流れに近いものとなる。

【００２０】請求項３の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００２１】即ち、熱交換器６を構成する第１および第
２傾斜部６a,６bを通過した空気流Ｗは、第１および第
２傾斜部６a,６bに略直交する方向に流れてクロスフロ
ーファン４へ流入する空気流の方向が無衝突流れに近い
ものとなるとともに、熱交換器６における伝熱管８,８
・・の粗密配列(即ち、ファン４に近い部分の配列ピッ
チ＜遠い部分の配列ピッチ)により、高風速側であるフ
ァン４に近い部分での通風抵抗が大きくなるところか
ら、熱交換器６を通過する風速が均一化される。

【００２２】請求項４の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００２３】即ち、熱交換器６を構成する第１および第
２傾斜部６a,６bを通過した空気流Ｗは、第１および第
２傾斜部６a,６bに略直交する方向に流れてクロスフロ
ーファン４へ流入する空気流の方向がより一層無衝突流
れに近いものとなる。

【００２４】請求項５の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００２５】即ち、熱交換器６を通過してファン４に至
る吸込空気流Ｗの流れ方向が、複数の熱交換器ユニット
６Ａ,６Ｂ・・６Ｘを通過する毎に徐々に変化せしめら
れることとなって滑らかな流れが得られる。

【００２６】請求項６の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００２７】即ち、熱交換器６を通過してファン４に至
る吸込空気流Ｗの流れ方向が、複数の熱交換器ユニット
６Ａ,６Ｂ・・６Ｘを通過する毎に徐々に変化せしめら
れて滑らかな流れが得られるとともに、熱交換器６にお
ける伝熱管８,８・・の粗密配列(即ち、ファン４に近い
部分の配列ピッチ＜遠い部分の配列ピッチ)により、高
風速側であるファン４に近い部分での通風抵抗が大きく
なるところから、熱交換器６を通過する風速が均一化さ
れる。

【００２８】請求項７の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００２９】即ち、熱交換器６を構成する熱交換器ユニ
ット６Ａ,６Ｂ・・６Ｘのうち最もファン４に近い熱交
換器ユニット６Ｘを通過した空気流Ｗは、該熱交換器ユ
ニット６Ｘに略直交する方向に流れた後、ファン４へ無
衝突流れに近いものとなって流入する。

【００３０】請求項８の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００３１】即ち、熱交換器６を屈曲加工性に富むメッ
シュフィンタイプとしたことにより、屈曲部６cが容易
に形成されることとなる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ファン４と、
該ファン４を収容するケーシング１内の空気流通路５に
おける風上側においてこれを横切るように配置された熱
交換器６とを備えた空気調和機において、前記熱交換器
６を、前記ファン４に近い位置にあって該ファン４側に
傾斜する第１傾斜部６aと、前記ファン４から遠い位置
にあって該ファン４側に傾斜する第２傾斜部６bと、両
傾斜部６a,６bを所定の曲げ角度θで連続させる屈曲部
６cとによって構成するとともに、前記熱交換器６にお
ける伝熱管８,８・・の配列ピッチが、ファン４に近い
部分より遠い部分の方が大きくなるように構成して、熱
交換器６を構成する第１および第２傾斜部６a,６bを通
過した空気流Ｗが、第１および第２傾斜部６a,６bに略
直交する方向に流れる際に、熱交換器６における伝熱管
８,８・・の粗密配列(即ち、ファン４に近い部分の配列
ピッチ＜遠い部分の配列ピッチ)により、高風速側であ
るファン４に近い部分での通風抵抗が大きくなるように
したので、熱交換器６を通過する風速が均一化されるこ
ととなり、熱交換器６全体としての性能が向上するとい
う優れた効果がある。

【００３３】請求項２の発明によれば、クロスフローフ
ァン４と、該クロスフローファン４を収容するケーシン
グ１内の空気流通路５における風上側においてこれを横
切るように配置された熱交換器６とを備えた空気調和機
において、前記熱交換器６を、前記クロスフローファン
４の軸芯を通り且つ空気流通方向に延長してなる中心線
Ｘより反回転側にあってクロスフローファン４側に傾斜
する第１傾斜部６aと、前記中心線Ｘの延長方向にあっ
てクロスフローファン４側に傾斜する第２傾斜部６b
と、両傾斜部６a,６bを所定の曲げ角度θで連続させる
屈曲部６cとによって構成するとともに、該屈曲部６cの
曲げ角度θを１３０°±２０°の範囲に設定して、熱交
換器６を構成する第１および第２傾斜部６a,６bを通過
した空気流Ｗが、第１および第２傾斜部６a,６bに直交
する方向に流れた後、スムーズな流れとなってクロスフ
ローファン４に対しては無衝突流れに近い方向で流入す
るようにしたので、クロスフローファン４における損失
が大幅に低減されることとなり、クロスフローファン４
の動力低減および運転騒音低減を図り得るという優れた
効果がある。

【００３４】請求項３の発明によれば、クロスフローフ
ァン４と、該クロスフローファン４を収容するケーシン
グ１内の空気流通路５における風上側においてこれを横
切るように配置された熱交換器６とを備えた空気調和機
において、前記熱交換器６を、前記クロスフローファン
４の軸芯を通り且つ空気流通方向に延長してなる中心線
Ｘより反回転側にあってクロスフローファン４側に傾斜
する第１傾斜部６aと、前記中心線Ｘの延長方向にあっ
てクロスフローファン４側に傾斜する第２傾斜部６b
と、両傾斜部６a,６bを所定の曲げ角度θで連続させる
屈曲部６cとによって構成するとともに、前記熱交換器
６における伝熱管８,８・・の配列ピッチが、クロスフ
ローファン４に近い部分より遠い部分の方が大きくなる
ように構成する一方、前記屈曲部６cの曲げ角度θを１
３０°±２０°の範囲に設定して、熱交換器６を構成す
る第１および第２傾斜部６a,６bを通過した空気流Ｗ
が、第１および第２傾斜部６a,６bに略直交する方向に
流れて、クロスフローファン４へ流入する空気流の方向
が無衝突流れに近いものとなるとともに、熱交換器６に
おける伝熱管８,８・・の粗密配列(即ち、ファン４に近
い部分の配列ピッチ＜遠い部分の配列ピッチ)によって
高風速側であるクロスフローファン４に近い部分での通
風抵抗が大きくなるようにしたので、クロスフローファ
ン４における損失が大幅に低減されることとなって、ク
ロスフローファン４の動力低減および運転騒音低減を図
り得るとともに、熱交換器６を通過する風速が均一化さ
れることとなって、熱交換器６全体としての性能が向上
するという優れた効果がある。

【００３５】請求項４の発明によれば、請求項２あるい
は３記載の空気調和機において、屈曲部６cを、クロス
フローファン４の中心線Ｘより反回転側に所定のずれ角
度θ′ずらして位置せしめるとともに、該ずれ角度θ′
を２０°±１０°の範囲に設定して、熱交換器６を構成
する第１および第２傾斜部６a,６bを通過した空気流Ｗ
が、第１および第２傾斜部６a,６bに略直交する方向に
流れて、クロスフローファン４へ流入する空気流の方向
がより一層無衝突流れに近いものとなるようにしたの
で、クロスフローファン４における損失がより一層低減
されることとなり、クロスフローファン４における動力
低減および運転騒音低減をより一層図り得るという優れ
た効果がある。

【００３６】請求項５の発明によれば、ファン４と、該
ファン４を収容するケーシング１内の空気流通路５にお
ける風上側においてこれを横切るように配置された熱交
換器６とを備えた空気調和機において、前記熱交換器６
を、前記ケーシング１の空気吸込口２からファン４に向
かって並ぶ複数列の熱交換器ユニット６Ａ,６Ｂ・・６
Ｘにより構成するとともに、少なくとも２列目以降の熱
交換器ユニット６Ｂ・・６Ｘを、中間部において空気流
通方向に指向する如く屈曲された断面略く字状となし且
つそれらの屈曲度をファン４に向かうに従って大きくな
して、熱交換器６を通過してファン４に至る吸込空気流
Ｗの流れ方向が、複数の熱交換器ユニット６Ａ,６Ｂ・
・６Ｘを通過する毎に徐々に変化せしめられるようにし
たので、剥離等のない滑らかな流れが得られることとな
って、圧力損失が大幅に低減せしめられることとなり、
ファン動力の低減および運転騒音の低減に大いに寄与す
るという優れた効果がある。また、各熱交換器ユニット
６Ａ,６Ｂ・・６Ｘのほぼ全面が熱交換面積として作用
することとなるため、熱交換性能も大いに向上するとい
う効果もある。

【００３７】請求項６の発明によれば、請求項５記載の
空気調和機において、熱交換器ユニット６Ａ、６Ｂ・・
６Ｘにおける伝熱管８,８・・の配列ピッチが、ファン
４に近い部分より遠い部分の方が大きくなるように構成
して、熱交換器６を構成する第１および第２傾斜部６a,
６bを通過した空気流Ｗが、第１および第２傾斜部６a,
６bに略直交する方向に流れる際に、熱交換器６におけ
る伝熱管８,８・・の粗密配列(即ち、ファン４に近い部
分の配列ピッチ＜遠い部分の配列ピッチ)により、高風
速側であるファン４に近い部分での通風抵抗が大きくな
るようにしたので、熱交換器６を通過する風速が均一化
されることとなり、前記請求項５の発明における効果を
更に向上させ得るという効果がある。

【００３８】請求項７の発明によれば、請求項５あるい
は６記載の空気調和機において、ファン４をクロスフロ
ーファンとするとともに、熱交換器ユニット６Ａ,６Ｂ
・・６Ｘのうちファン４に最も近い熱交換器ユニット６
Ｘの屈曲部６Ｘcの曲げ角度θxを、１３０°±２０°の
範囲に設定し且つ前記屈曲部６Ｘcを、前記ファン４の
軸芯を通り前記空気吸込口２と平行に延びる中心線Ｘよ
り反回転側に２０°±１０°のずれ角度θx′だけずら
して位置せしめて、熱交換器６を構成する熱交換器ユニ
ット６Ａ,６Ｂ・・６Ｘのうち最もファン４に近い熱交
換器ユニット６Ｘを通過した空気流Ｗは、該熱交換器ユ
ニット６Ｘに直交する方向に流れた後、ファン４へ無衝
突流れに近いものとなって流入するようにしたので、フ
ァン４における損失が大幅に低減されることとなり、前
記請求項５あるいは６の発明における効果であるファン
４の動力低減および運転騒音低減をより一層有効に図り
得るという優れた効果がある。

【００３９】請求項８の発明によれば、請求項１、２、
３、４、５、６および７記載の空気調和機において、熱
交換器６を、平行に配設された多数の伝熱管８,８・・
と、該伝熱管８,８・・に対して平行に配設された多数
の空気貫流可能な網目状フィン９,９・・とからなるメ
ッシュフィンタイプの熱交換器となしたので、熱交換器
６を構成する屈曲部６cを容易に形成できることとな
り、空気調和機の組み付け性が向上するという優れた効
果がある。また、メッシュフィンタイプの熱交換器の場
合、ドレン排出性能が良好なので、ケーシング１内への
ドレン落下を防止できることとなる。

【００４０】

【実施例】以下、添付の図面を参照して本願発明の幾つ
かの好適な実施例を説明する。

【００４１】実施例１図１には、本願発明の実施例１にかかる空気調和機が示
されている。本実施例は、請求項１、２、３、４および
８の発明に対応するものである。

【００４２】本実施例の空気調和機は、壁掛けタイプと
されており、前面上部に空気吸込口２を、前面下部に空
気吹出口３を有する略直方体状のケーシング１と、該ケ
ーシング１内の下方部位に配置されたクロスフローファ
ン４と、前記ケーシング１内における空気流通路５にお
ける風上側においてこれを横切るように配置された熱交
換器６とを備えている。符号７はドレンパンである。

【００４３】本実施例の熱交換器６は、平行に配設され
た多数の伝熱管８,８・・と、該伝熱管８,８・・に対し
て平行に配設された多数の空気貫流可能な網目状フィン
９,９・・とからなるメッシュフィンタイプの熱交換器
とされている(図２参照)。

【００４４】そして、前記熱交換器６は、前記クロスフ
ローファン４の軸芯を通り且つ空気流通方向に延長して
なる中心線Ｘより反回転側(即ち、クロスフローファン
４の前面側)にあってクロスフローファン４側に傾斜す
る第１傾斜部６aと、前記中心線Ｘの延長方向(即ち、ク
ロスフローファン４の上方側)にあってクロスフローフ
ァン４側に傾斜する第２傾斜部６bと、両傾斜部６a,６b
を所定の曲げ角度θで連続させる屈曲部６cとによって
構成されている。

【００４５】本実施例の場合、前記第１傾斜部６aおよ
び第２傾斜部６bの鉛直方向に対する傾斜角θ₁,θ₂と屈
曲部６cの曲げ角度θとの関係は、θ＝１８０＋(θ₁ー
θ₂)とされている。

【００４６】また、前記屈曲部６cの位置は、前記中心
線Ｘより反回転側(即ち、前面側)に所定のずれ角度θ′
ずらされている。

【００４７】ちなみに、前記曲げ角度θ₀およびずれ角
度θ′の適正な範囲について考察すべくクロスフローフ
ァン４の回転数Ｎ(rpm)および運転騒音Ｌ(dＢ)をテスト
したところ図３〜６に示す結果が得られた。ここで、風
量Ｑを一定(例えば、９m³／min)とし、２種の高さＨ(例
えば、２５０mm:点線図示、３００mm:実線図示)の熱交
換器６を使用している。

【００４８】これによれば、曲げ角度θが１３０°±２
０°の範囲において、クロスフローファン４の回転数Ｎ
が最小値に近い値を示すとともに、運転騒音Ｌもほぼ最
小値に近くなっていることがわかる。つまり、θ＝１３
０°±２０°の範囲において、所定の風量Ｑを得るため
に要するファン動力が大幅に低減できるとともに、その
時の運転騒音の低減も図れることが示されているのであ
る。従って、曲げ角度θ＝１３０°±２０°の範囲とす
るのが望ましいのである。

【００４９】一方、屈曲部６cの位置については、その
ずれ角度θ′が２０°±１０°の範囲において、クロス
フローファン４の回転数Ｎが最小値に近い値を示すとと
もに、運転騒音Ｌもほぼ最小値に近くなっていることが
わかる。つまり、θ′＝２０°±１０°の範囲におい
て、所定の風量Ｑを得るために要するファン動力が大幅
に低減できるとともに、その時の運転騒音の低減も図れ
ることが示されているのである。従って、ずれ角度θ′
＝２０°±１０°の範囲とするのが望ましいのである。

【００５０】上記した如く、曲げ角度θおよびずれ角度
θ′を設定したことにより、ファン回転数Ｎおよび運転
騒音Ｌの低減が実現するのは、熱交換器６を構成する第
１および第２傾斜部６a,６bを通過した空気流Ｗが、第
１および第２傾斜部６a,６bに直交する方向に流れた如
く、スムーズな流れとなってクロスフローファン４へ流
入し、その流入方向が無衝突流れ(図１５参照)に近いも
のとなることによるものと推察できる。

【００５１】さらに、本実施例においては、前記熱交換
器６における第１傾斜部６a(即ち、クロスフローファン
４に近い部分)の伝熱管配列をピッチＰaとし、第２傾斜
部６b(即ち、クロスフローファン４に遠い部分)の伝熱
管配列ピッチをＰbとする時、Ｐa＜Ｐbとなるように設
定されている。このような構成とすれば、第１傾斜部６
aと第２傾斜部６bとを個別に製作し、両者を結合するこ
とにより熱交換器６を構成する場合に、それぞれの部材
の標準化を図り易く、歩どまりもアップするところか
ら、製作性が向上する。なお、大きな伝熱管配列ピッチ
Ｐbとする部分を第１傾斜部６aの上部にまで延ばすこと
もある。

【００５２】このように構成すると、熱交換器６を構成
する第１および第２傾斜部６a,６bを通過した空気流Ｗ
が、第１および第２傾斜部６a,６bに略直交する方向に
流れる際に、熱交換器６における伝熱管８,８・・の粗
密配列(即ち、クロスフローファン４に近い部分の配列
ピッチＰa＜遠い部分の配列ピッチＰb)により、高風速
側であるクロスフローファン４に近い部分での通風抵抗
が大きくなり、熱交換器６を通過する風速の均一化が図
れるのである。従って、熱交換器６全体としての性能が
向上する。

【００５３】そして、前記第２傾斜部６bにおける伝熱
管８,８・・は、空気流通路５を流れる空気流Ｗの方向
に沿うように略同一線上に配列されている。このことに
より、空気流Ｗと略同一線上に配列された伝熱管８,８
・・が、空気流Ｗのガイドとして作用することとなるた
め、第２傾斜部６bを通過する空気流Ｗが、クロスフロ
ーファン４に対してスムーズに流入する。従って、ファ
ン効率が向上するとともに、運転騒音の低減にも寄与す
る。

【００５４】なお、本実施例の空気調和機を冷房用とし
て使用する場合には、熱交換器６は蒸発器として作用
し、ドレンが発生する。このドレンのドレンパン７への
排出(即ち、流下)がスムーズに行なわれない場合、本実
施例の熱交換器６における第２傾斜部６bのようにクロ
スフローファン４上方に被さっている形状とされている
と、クロスフローファン４へのドレン落下、ひいては空
気吹出口３からのドレン吹出が起こるおそれがある。し
かしながら、本実施例の場合、熱交換器６としてドレン
排出性能に優れたメッシュフィンタイプの熱交換器を採
用しているため、熱交換器６に発生したドレンはスムー
ズに流下せしめられてドレンパン７に収容されることと
なり、クロスフローファン４へのドレン落下が起こるお
それはない。

【００５５】本実施例では、熱交換器６としてメッシュ
フィンタイプの熱交換器を採用しているが、クロスフィ
ンタイプの熱交換器を採用する場合もある。また、本実
施例では、クロスフローファンを用いたものとされてい
るが、他の形式のファンを用いる場合もある。

【００５６】また、本実施例では、ケーシングの前面側
に空気吸込口を形成しているが、空気吸込口をケーシン
グの上面側に形成する場合もある。

【００５７】実施例２図７には、本願発明の実施例２にかかる空気調和機が示
されている。本実施例は、請求項２、４および８の発明
に対応するものである。

【００５８】本実施例の場合、熱交換器６における伝熱
管配列ピッチＰa,Ｐbは、Ｐa≒Ｐbとされている。その
他の構成は実施例１と同様なので説明を省略する。

【００５９】本実施例の場合、伝熱管配列ピッチを変え
たことによる作用効果は期待できないが、その他の作用
効果は実施例１と同様である。

【００６０】実施例３図８には、本願発明の実施例３にかかる空気調和機が示
されている。本実施例は、請求項２、４および８の発明
に対応するものである。

【００６１】本実施例の場合、ケーシング１の上面に空
気吸込口２が形成されている。この場合にも、熱交換器
６を構成する第１および第２傾斜部６a,６bを通過した
空気流Ｗが、第１および第２傾斜部６a,６bに直交する
方向に流れて、スムーズな流れとなってクロスフローフ
ァン４へ流入し、その流入方向が無衝突流れ(図１５参
照)に近いものとなる。その他の構成および作用効果は
実施例２と同様なので説明を省略する。

【００６２】実施例４図９には、本願発明の実施例４にかかる空気調和機が示
されている。本実施例は、請求項２、４および８の発明
に対応するものである。

【００６３】本実施例の場合、実施例２の空気調和機に
おける熱交換器６の屈曲部６cを所定の曲率を持つ湾曲
部となしている。その他の構成および作用効果は実施例
２と同様なので説明を省略する。

【００６４】実施例５図１０には、本願発明の実施例５にかかる空気調和機が
示されている。本実施例は請求項１、２、３および４の
発明に対応するものである。

【００６５】本実施例の場合、実施例２の空気調和機に
おける熱交換器６の第１傾斜部６aの一部(即ち、反屈曲
部側)を、多数平行に配設された伝熱管８′,８′・・
と、該伝熱管８′,８′・・に対して直交状に配設され
た多数の板状フィン９′,９′・・とからなるクロスフ
ィンタイプの熱交換器６′で構成している。

【００６６】このように構成したことにより、熱交換器
６′の部分が適用する空気調和機の馬力等によらず画一
的に形成できるため、標準化が図れる。

【００６７】また、熱交換器６′における伝熱管配列ピ
ッチＰaより熱交換器６における伝熱管配列ピッチＰbの
方が大きくされている。従って、クロスフローファン４
に近い部分である熱交換器６′での通風抵抗が大きくな
り、熱交換器６および熱交換器６′における風速が均一
化される。その他の構成および作用効果は実施例２と同
様なので説明を省略する。

【００６８】実施例６図１１には、本願発明の実施例６にかかる空気調和機が
示されている。本実施例は、請求項５、７および８の発
明に対応するものである。

【００６９】本実施例の熱交換器６は、平行に配設され
た多数の伝熱管８,８・・と、該伝熱管８,８・・に対し
て平行に配設された多数の空気貫流可能な網目状フィン
９,９・・とからなり、風上側から風下側に向かって並
ぶ３列のメッシュフィンタイプの熱交換器ユニット６
Ａ,６Ｂ,６Ｘにより構成されている。

【００７０】第１列目の熱交換器ユニット６Ａは、平板
状とされ、空気吸込口２の直内方において平行に配置さ
れている。

【００７１】第２列目および第３列目(即ち、クロスフ
ローファン４に最も近い)熱交換器ユニット６Ｂ,６Ｘ
は、中間部において空気流通方向に指向する如く屈曲さ
れた断面略く字状とされ、それらの屈曲度はクロスフロ
ーファン４に向かうに従って大きくされている。

【００７２】即ち、熱交換器ユニット６Ｂ,６Ｘは、前
記クロスフローファン４の軸芯を通り且つ前記空気吸込
口２と平行に延長してなる中心線Ｘより反回転側(即
ち、クロスフローファン４の前面側)にあってクロスフ
ローファン４側に傾斜する第１傾斜部６Ｂa,６Ｘaと、
前記中心線Ｘの延長方向(即ち、クロスフローファン４
の上方側)にあってクロスフローファン４側に傾斜する
第２傾斜部６Ｂb,６Ｘbと、両傾斜部６Ｂa,６Ｂbおよび
６Ｘa,６Ｘbを所定の曲げ角度θb,θxで連続させる屈曲
部６Ｂc,６Ｘcとによってそれぞれ構成されており、θb
＞θxとされている。

【００７３】このように構成したことにより、熱交換器
６を通過してクロスフローファン４に至る吸込空気流Ｗ
の流れ方向が、図１１に点線で示すように、複数の熱交
換器ユニット６Ａ,６Ｂ・・６Ｘを通過する毎に徐々に
変化せしめられることとなり、剥離等のない滑らかな流
れが得られる。従って、機内での圧力損失が大幅に低減
せしめられることとなる結果、ファン動力の低減および
運転騒音の低減に大いに寄与する。また、各熱交換器ユ
ニット６Ａ,６Ｂ・・６Ｘのほぼ全面が熱交換面積とし
て作用することとなるため、熱交換性能も大いに向上す
る。

【００７４】また、第３列目の熱交換器ユニット６Ｘに
おける屈曲部６Ｘcの位置は、前記中心線Ｘより反回転
側(即ち、前面側)に所定のずれ角度θx′ずらされてい
る。

【００７５】ちなみに、第３列目の熱交換器ユニット６
Ｘにおける屈曲部６Ｘcの曲げ角度θxおよびずれ角度θ
x′の適正な範囲について考察すべくクロスフローファ
ン４の回転数Ｎ(rpm)および運転騒音Ｌ(dＢ)をテストし
たところ図３〜６に示すものと同様な結果が得られた。
ここで、風量Ｑを一定(例えば、９m³／min)とし、２種
の高さＨ(例えば、２５０mm:点線図示、３００mm:実線
図示)の熱交換器ユニット６Ｘを使用している。

【００７６】これによれば、曲げ角度θxが１３０°±
２０°の範囲において、クロスフローファン４の回転数
Ｎが最小値に近い値を示すとともに、運転騒音Ｌもほぼ
最小値に近くなっていることがわかる。つまり、θx＝
１３０°±２０°の範囲において、所定の風量Ｑを得る
ために要するファン動力が大幅に低減できるとともに、
その時の運転騒音の低減も図れることが示されているの
である。従って、曲げ角度θx＝１３０°±２０°の範
囲とするのが望ましいのである。

【００７７】一方、屈曲部６Ｘcの位置については、そ
のずれ角度θx′が２０°±１０°の範囲において、ク
ロスフローファン４の回転数Ｎが最小値に近い値を示す
とともに、運転騒音Ｌもほぼ最小値に近くなっているこ
とがわかる。つまり、θx′＝２０°±１０°の範囲に
おいて、所定の風量Ｑを得るために要するファン動力が
大幅に低減できるとともに、その時の運転騒音の低減も
図れることが示されているのである。従って、ずれ角度
θx′＝２０°±１０°の範囲とするのが望ましいので
ある。

【００７８】上記した如く、第３列目の熱交換器ユニッ
ト６Ｘにおける屈曲部６Ｘcの曲げ角度θxおよびずれ角
度θx′を設定したことにより、ファン回転数Ｎおよび
運転騒音Ｌの低減が実現するのは、熱交換器ユニット６
Ｘを構成する第１および第２傾斜部６Ｘa,６Ｘbを通過
した空気流Ｗが、第１および第２傾斜部６Ｘa,６Ｘbに
直交する方向に流れた如く、スムーズな流れとなってク
ロスフローファン４へ流入し、その流入方向が無衝突流
れに近いものとなることによるものと推察できる。

【００７９】その他の構成および作用効果は実施例２と
同様なので説明を省略する。

【００８０】上記実施例においては、熱交換器を３列の
熱交換器ユニットで構成するようにしているが、熱交換
器ユニットの列数は限定されない。

【００８１】また、上記実施例においては、第１列目の
熱交換器ユニットを平板状となしているが、これを第２
列目以降の熱交換器ユニットと同様な屈曲形状とする場
合もある。

【００８２】さらに、上記実施例では、ファンとしてク
ロスフローファンを採用し、熱交換器ユニットとしてメ
ッシュフィンタイプの熱交換器を採用しているが、ファ
ンとして他の形式のものを採用し、熱交換器ユニットと
してクロスフィンタイプの熱交換器を採用する場合もあ
る。

【００８３】実施例７図１２には、本願発明の実施例７にかかる空気調和機が
示されている。本実施例は、請求項５、６、７および８
の発明に対応するものである。

【００８４】本実施例の場合、熱交換器６における各熱
交換器ユニット６Ａ,６Ｂ,６Ｘにおいて、クロスフロー
ファン４に近い部分の伝熱管配列ピッチをＰaとし、ク
ロスフローファン４から遠い部分の伝熱管配列ピッチを
Ｐbとすると、Ｐa＜Ｐbとされている。

【００８５】また、熱交換器６のクロスフローファン４
に近い部分での伝熱管配列は千鳥状とされる一方、クロ
スフローファン４から遠い部分の伝熱管配列は、空気流
通路５を流れる空気流Ｗの方向に沿う配列とされてい
る。その他の構成は実施例６と同様なので説明を省略す
る。

【００８６】上記のように構成したことにより、実施例
１におけると同様な作用効果が得られることとなるので
ある。

【００８７】実施例８図１３には、本願発明の実施例８にかかる空気調和機が
示されている。本実施例は、請求項５、７および８の発
明に対応するものである。

【００８８】本実施例の場合、実施例６における熱交換
器ユニット６Ｂを平板状となして、熱交換器ユニット６
Ａに隣接して配置し、クロスフローファン４に最も近い
熱交換器ユニット６Ｘのみを実施例６と同様な形状とな
している。

【００８９】即ち、空気流通路５を流れる空気流Ｗを、
クロスフローファン４への無衝突流れに近い状態とする
のに最も効果の大きな熱交換器ユニット６Ｘを屈曲形状
とすることにより、実施例６におけるとほぼ同様な作用
効果が得られるとともに、加工工数の低減を図っている
のである。その他の構成および作用効果は実施例６と同
様である。

【００９０】実施例９図１４には、本願発明の実施例９にかかる空気調和機が
示されている。本実施例は、請求項５、７および８に対
応するものである。

【００９１】本実施例の場合、実施例８における熱交換
器ユニット６Ｘを、熱交換器ユニット６Ｂの下部に付設
した構成とされている。その他の構成および作用効果は
実施例８と同様である。

【００９２】本願発明は、上記各実施例の構成に限定さ
れるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て適宜設計変更可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例１にかかる空気調和機の縦断
面図である。

【図２】図１の空気調和機における熱交換器の部分正面
図である。

【図３】本願発明の実施例１にかかる空気調和機に用い
られた熱交換器における屈曲部の曲げ角度とファン回転
数との関係を示す特性図である。

【図４】本願発明の実施例１にかかる空気調和機に用い
られた熱交換器における屈曲部の曲げ角度とファン運転
騒音との関係を示す特性図である。

【図５】本願発明の実施例１にかかる空気調和機に用い
られた熱交換器における屈曲部のクロスフローファン中
心線からのずれ角度とファン回転数との関係を示す特性
図である。

【図６】本願発明の実施例１にかかる空気調和機に用い
られた熱交換器における屈曲部のクロスフローファン中
心線からのずれ角度とファン運転騒音との関係を示す特
性図である。

【図７】本願発明の実施例２にかかる空気調和機の縦断
面図である。

【図８】本願発明の実施例３にかかる空気調和機の縦断
面図である。

【図９】本願発明の実施例４にかかる空気調和機の縦断
面図である。

【図１０】本願発明の実施例５にかかる空気調和機の縦
断面図である。

【図１１】本願発明の実施例６にかかる空気調和機の縦
断面図である。

【図１２】本願発明の実施例７にかかる空気調和機の縦
断面図である。

【図１３】本願発明の実施例８にかかる空気調和機の縦
断面図である。

【図１４】本願発明の実施例９にかかる空気調和機の縦
断面図である。

【図１５】クロスフローファンの羽根入り口における速
度三角形である。

【図１６】従来の空気調和機の概略断面図である。

【符号の説明】

１はケーシング、２は空気吸込口、３は空気吹出口、４
はファン(クロスフローファン)、５は空気流通路、６は
熱交換器、６aは熱交換器６の第１傾斜部、６bは熱交換
器６の第２傾斜部、６cは熱交換器６の屈曲部、６Ａ,６
Ｂ・・６Ｘは熱交換器ユニット、６Ｘcは熱交換器ユニ
ット６Ｘの屈曲部、８は伝熱管、９は網目状フィン、Ｐ
a,Ｐbは伝熱管配列ピッチ、θは熱交換器６における屈
曲部６cの曲げ角度、θ′は熱交換器６における屈曲部
６cのずれ角度、θxは熱交換器ユニット６Ｘにおける屈
曲部６Ｘcの曲げ角度、θx′は熱交換器ユニット６Ｘに
おける屈曲部６Ｘcのずれ角度、Ｘは中心線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者蛭子毅大阪府堺市金岡町1304番地ダイキン工業株式会社堺製作所金岡工場内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ファン(４)と、該ファン(４)を収容する
ケーシング(１)内の空気流通路(５)における風上側にお
いてこれを横切るように配置された熱交換器(６)とを備
えた空気調和機であって、前記熱交換器(６)を、前記フ
ァン(４)に近い位置にあって該ファン(４)側に傾斜する
第１傾斜部(６a)と、前記ファン(４)から遠い位置にあ
って該ファン(４)側に傾斜する第２傾斜部(６b)と、両
傾斜部(６a),(６b)を所定の曲げ角度(θ)で連続させる
屈曲部(６c)とによって構成するとともに、前記熱交換
器(６)における伝熱管(８),(８)・・の配列ピッチが、
ファン(４)に近い部分より遠い部分の方が大きくなるよ
うに構成したことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】クロスフローファン(４)と、該クロスフ
ローファン(４)を収容するケーシング(１)内の空気流通
路(５)における風上側においてこれを横切るように配置
された熱交換器(６)とを備えた空気調和機であって、前
記熱交換器(６)を、前記クロスフローファン(４)の軸芯
を通り且つ空気流通方向に延長してなる中心線(Ｘ)より
反回転側にあってクロスフローファン(４)側に傾斜する
第１傾斜部(６a)と、前記中心線(Ｘ)の延長方向にあっ
てクロスフローファン(４)側に傾斜する第２傾斜部(６
b)と、両傾斜部(６a),(６b)を所定の曲げ角度(θ)で連
続させる屈曲部(６c)とによって構成するとともに、該
屈曲部(６c)の曲げ角度(θ)を１３０°±２０°の範囲
に設定したことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】クロスフローファン(４)と、該クロスフ
ローファン(４)を収容するケーシング(１)内の空気流通
路(５)における風上側においてこれを横切るように配置
された熱交換器(６)とを備えた空気調和機であって、前
記熱交換器(６)を、前記クロスフローファン(４)の軸芯
を通り且つ空気流通方向に延長してなる中心線(Ｘ)より
反回転側にあってクロスフローファン(４)側に傾斜する
第１傾斜部(６a)と、前記中心線(Ｘ)の延長方向にあっ
てクロスフローファン(４)側に傾斜する第２傾斜部(６
b)と、両傾斜部(６a),(６b)を所定の曲げ角度(θ)で連
続させる屈曲部(６c)とによって構成するとともに、前
記熱交換器(６)における伝熱管(８),(８)・・の配列ピ
ッチが、クロスフローファン(４)に近い部分より遠い部
分の方が大きくなるように構成する一方、前記屈曲部
(６c)の曲げ角度(θ)を１３０°±２０°の範囲に設定
したことを特徴とする空気調和機。
【請求項４】前記屈曲部(６c)を、前記中心線(Ｘ)よ
り反回転側に所定のずれ角度(θ′)ずらして位置せしめ
るとともに、該ずれ角度(θ′)を２０°±１０°の範囲
に設定したことを特徴とする前記請求項２あるいは３記
載の空気調和機。
【請求項５】ファン(４)と、該ファン(４)を収容する
ケーシング(１)内の空気流通路(５)における風上側にお
いてこれを横切るように配置された熱交換器(６)とを備
えた空気調和機であって、前記熱交換器(６)を、前記ケ
ーシング(１)の空気吸込口(２)からファン(４)に向かっ
て並ぶ複数列の熱交換器ユニット(６Ａ),(６Ｂ)・・(６
Ｘ)により構成するとともに、少なくとも２列目以降の
熱交換器ユニット(６Ｂ)・・(６Ｘ)を、中間部において
空気流通方向に指向する如く屈曲された断面略く字状と
なし且つそれらの屈曲度をファン(４)に向かうに従って
大きくなしていることを特徴とする空気調和機。
【請求項６】前記熱交換器ユニット(６Ａ)、(６Ｂ)・
・(６Ｘ)における伝熱管(８),(８)・・の配列ピッチ
が、ファン(４)に近い部分より遠い部分の方が大きくな
るように構成したことを特徴とする前記請求項５記載の
空気調和機。
【請求項７】前記ファン(４)をクロスフローファンと
するとともに、前記熱交換器ユニット(６Ａ),(６Ｂ)・
・(６Ｘ)のうちファン(４)に最も近い熱交換器ユニット
(６Ｘ)の屈曲部(６Ｘc)の曲げ角度(θx)を、１３０°±
２０°の範囲に設定し且つ前記屈曲部(６Ｘc)を、前記
ファン(４)の軸芯を通り前記空気吸込口(２)と平行に延
びる中心線(Ｘ)より反回転側に２０°±１０°のずれ角
度(θx′)だけずらして位置せしめたことを特徴とする
前記請求項５あるいは６記載の空気調和機。
【請求項８】前記熱交換器(６)を、平行に配設された
多数の伝熱管と、該伝熱管(８),(８)・・に対して平行
に配設された多数の空気貫流可能な網目状フィン(９),
(９)・・とからなるメッシュフィンタイプの熱交換器と
なしたことを特徴とする前記請求項１、２、３、４、
５、６あるいは７記載の空気調和機。