JP3519890B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は，調和された空気を
導くダクトを室内機等に取付ける際に，取付け施工を容
易にした空気調和機に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来，ヒートポンプを利用して屋内を冷
暖房する空気調和機が提案されている。例えば，特公昭
６３−４６３３５号公報においては，室内側熱交換器及
び室内側ファンを具備した室内機，当該室内機と連通管
により連通されて，圧縮機，室外機側熱交換器，室外側
ファン，外気の取入口である外気吸入口及び，外気の吸
気量を調整するダンパを具備した室外機等を有した空気
調和機が開示されている。 【０００３】そして，ダンパの開閉度を調整することに
より，外気吸引口を介して室外機に吸気される外気の吸
気抵抗を調整して，当該室外機に吸引される外気量を調
整している。この時，室外側ファンは，ダンパの開閉度
と無関係に回転しているので，室外機に吸気される外気
量が変動すると，当該変動量に対応する分だけ連通管を
介して屋内の空気が室外機に吸気されるようになってい
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記構
成により一般家庭に空気調和システムを構成する際に，
以下の問題があった。 【０００５】即ち，一般家庭に設ける空気調和機は，低
コスト化の観点から室外機を１台として，室内機を各部
屋に設ける構成にすることが一般的である。またいえ全
体を空調使用とする場合には室内ユニットが多数必要と
なるのが一般的である。 【０００６】そこで，室内機で調和された空気をダクト
により各部屋に導き，家全体を空調する。 【０００７】このとき，調和された空気と外気との熱接
触を少なくするため，ダクトにはロックウール等の断熱
材が用いられて，外気がダクトの内部に侵入しないよう
にする必要がある。このため，ダクトはテープ等により
保持され，そして外気の遮断を行う必要があった。 【０００８】またダクト内の，冷気が外部に漏れると結
露が生じるため同様にダクトの遮断を行う必要があっ
た。 【０００９】しかし，近年の住宅，特に寸法が規定され
て作業スペースが確保しにくい２×４工法住宅等におい
ては，断熱材にテーピングする作業は非常に困難であ
る。 【００１０】また，狭い作業スペースしか確保できない
場合には，膨らんだ断熱材を引回して施工することが基
本的に無理となる問題があった。 【００１１】そこで本発明は，隙間の少ない家屋におい
てもダクトの配管施工を容易に行える空気調和機を提供
することを目的とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，請求項１にかかる発明は，冷媒を圧縮する圧縮機
と，冷媒と熱源との熱交換を行う熱源側熱交換器と，排
気される屋内空気と冷媒との熱交換を行う熱回収器と，
減圧器と，被調和室に送風する空気と冷媒との熱交換を
行う利用側熱交換器とを用いて構成された冷凍サイクル
を具備した空気調和機において，利用側熱交換器を収納
する室内側の筺体と，利用側熱交換器で調和された調和
空気を被調和室に供給するための吹出チャンバーと，室
内側の筺体及び吹出チャンバーの側面に各々設けられた
ダクト接続部と，該ダクト接続部に両端が接続されて，
室内側の筺体からの調和空気を吹出チャンバーに導くダ
クトであって，このダクトは断熱材からなる断熱ダクト
と，この断熱ダクトの外側に設けられる外ダクト及び内
側に設けられる内ダクトと，内ダクトの端がクランプさ
れて端部を成すコアー部材とを備えると共に，ダクト接
続部にダクトの端部を挿入して挿着した際に，当該挿着
解除を規制する弾性体からなる係合部材がコアー部材に
設けられたダクトとを有し，前記コアー部材の前記内ダ
クトと断熱ダクトとの間に配設され，外気を前記断熱ダ
クトに導く空気通路が形成されたＣ字状部材とを有する
ことを特徴とする。 【００１３】即ち，利用側熱交換器を収納する室内側の
筺体の側面及び調和された空気を被調和室に吹出す吹出
チャンバーの側面にダクト接続部を設ける。 【００１４】また室内側の筺体と吹出しチャンバーとを
連通し，断熱材からなる断熱ダクトを中間層として外ダ
クト及び内ダクトにより挟まれた３層構造のダクトを設
ける。このダクトの端部には，ダクト接続部に挿着され
るダクト端部が設けられ，ダクト端部のコアー部材に内
ダクトをクランプして調和された空気が外部に漏れない
ようにすると共に，ダクト接続部にダクト端部を挿入し
て挿着した際に，当該挿着解除を規制する弾性体からな
る係合部材がコアー部材に設けられる。 【００１５】 【００１６】さらに，コアー部材上の内ダクトと断熱ダ
クトとの間に，一部が切欠きされて外気が通る空気通路
をなすＣ字状部材を設ける。これにより断熱ダクトを圧
縮してダクトの配管施工を行った後に，空気通路を介し
て断熱ダクトに外気が侵入して当該ロックウールを膨ら
ませるようにしたものである。 【００１７】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図１は本発明にかかる空気調和機の基本構
成を示している。当該空気調和機は，冷媒を圧縮する圧
縮機１ａ，１ｂ，外気と冷媒との熱交換を行う熱源側熱
交換器２ａ，２ｂ，それぞれの熱源側熱交換器２ａ，２
ｂに外気を送風する室外送風機３ａ，３ｂ，屋内の換気
のために排気される空気と冷媒との熱交換を行って，当
該空気の熱の再利用を行う熱回収器４ａ，４ｂ，電動膨
張弁やキャピラリーチューブ等を用いてなる減圧器５
ａ，５ｂ，空気調和する各部屋に送風する空気と冷媒と
の熱交換を行なう利用側熱交換器６ａ，６ｂ，該利用側
熱交換器６ａ，６ｂに調和する空気を送風する室内送風
機７ａ，７ｂ，冷房時及び暖房時の冷媒の循環方向を切
換える四方切換弁８ａ，８ｂ，アキュムレータ９ａ，９
ｂを有して，それぞれが独立した２つの冷凍サイクル
（本実施の形態では１階用と２階用に分けている）を構
成している。 【００１８】四方切換弁８ａ，８ｂを切換えることによ
り，冷房時には冷媒を圧縮機１ａ，１ｂ，熱源側熱交換
器２ａ，２ｂ，熱回収器４ａ，４ｂ，減圧器５ａ，５
ｂ，利用側熱交換器６ａ，６ｂの順に循環させてサイク
ルを形成し，暖房時には冷媒を圧縮機１ａ，１ｂ，利用
側熱交換器６ａ，６ｂ，減圧器５ａ，５ｂ，熱回収器４
ａ４ｂ，熱源側熱交換器２の順に循環させるサイクルを
形成している。 【００１９】図１の配管路に沿って示した点線矢印及び
実線矢印は，四方切換弁８ａ，８ｂに示した実線流路及
び点線流路に対応しており，冷房時においては実線矢印
の方向に冷媒が循環し，暖房時においては点線矢印の方
向に冷媒が循環する。 【００２０】また，利用側熱交換器６ａ，６ｂを流れる
冷媒の流量を調整する必要がある場合には，減圧器５
ａ，５ｂに冷媒流量制御弁を付加して冷媒分流機能を持
たせることも可能である。 【００２１】また，圧縮機１ａ，１ｂは，運転能力を連
続的に可変できるもの，運転能力を段階的に複数段に変
更できるもの，運転能力の変更ができないもののいずれ
でも本発明の趣旨を変えるものではないので任意に空気
調和機の設置に応じて選択することが可能である。 【００２２】さらに，当該冷凍サイクルにストレーナ，
マフラー等を設けることも可能であり，その際の配置は
一般に知られている配置を用いることができるので図示
省略する。 【００２３】また四方切換弁８ａ，８ｂは，同じ運転モ
ード（冷房／暖房）に合わせるのが好ましいが，異なる
運転モードを選択してもなんら問題はない。 【００２４】図２は，上記構成の空気調和機を家屋内に
配設して，冷暖房を行う空気調和のシステムを構成した
際の概念図で，床側に配設された１階用の空気調和機と
天井側に配設された２階用の空気調和機とからなり，こ
れらの構成は後述する吸込みチャンバーの構成が相違し
ている以外は同じである。 【００２５】各空気調和機は，室内機１０ａ，１０ｂ，
室外機２０ａ，２０ｂ，換気ユニット３０，吸込みチャ
ンバー４０ａ，４０ｂ，分岐チャンバー５０ａ，５０
ｂ，吹出しチャンバー６０ａ，６０ｂ等により構成され
ている。 【００２６】床側の室内機１０ａは，階段下のような閉
空間内に配設されて，当該閉空間が吸込みチャンバー４
０ａとして作用している。 【００２７】これにより，吸込みチャンバー４０ａを別
途設ける必要が無くなるので，製造コストを安価にする
ことが可能になる。 【００２８】なお，本実施の形態においては，吸込みチ
ャンバー４０ａ，４０ｂに外気と室内空気とが冷房時及
び暖房時を問わず一定比で流入する構成となっている
が，当該比率を変える場合には，吸込みチャンバー４０
ａ，４０ｂ等にダンパー装置等を設ければよい。 【００２９】室内機１０ａ，１０ｂには，利用側熱交換
器６ａ，６ｂ，減圧器５ａ，５ｂ，室内送風機７ａ，７
ｂ等が配設され，また室外機２０ａ，２０ｂには，圧縮
機１ａ，１ｂ，熱源側熱交換器２ａ，２ｂ，室外送風機
３ａ，３ｂ等が配設されている。 【００３０】また換気ユニット３０には，熱回収器４
ａ，４ｂと屋内の空気を吸気して排気する換気用送風機
３１とが設けられて，排気ダクト７０に配設されてい
る。当該排気ダクト７０の排気トップ７１及び外気取入
口８０には，図示しない防虫ネット等が被せてあり，室
内に虫等が侵入しないようになっている。 【００３１】そして，室内機１０ａ，１０ｂ及び分岐チ
ャンバー５０ａ，５０ｂ，また分岐チャンバー５０ａ，
５０ｂ及び吹出しチャンバー６０ａ，６０ｂは，ダクト
１００ａ，１００ｂにより接続されている。 【００３２】ダクト１００ａ，１００ｂは，ダクト本体
１０１とダクト端部１０２とからなり，図３はかかるダ
クト端部１０２の近傍を詳細に示した部分断面側面図で
ある。 【００３３】図３に示すようにダクト本体１０１は，調
和された空気を導く円筒状のビニール等からなる内ダク
ト１１１，当該空気を外気等から断熱するロックウール
等の断熱材からなる断熱ダクト１１２，当該断熱ダクト
内の空気と外気との交流を遮断する外ダクト１１３の三
層構造になっている。 【００３４】また，ダクト端部１０２は，後述するダク
ト接続部に挿入されるコアー部材１２１の後部に取付け
られている。該コアー部材１２１は先端の円周に沿って
フランジ状を成したゴム製の係合部材１２２，コアー部
材１２１の略中央の円周に沿って突出した中央突起部１
２３，該中央突起部１２３からコアー部材１２１の後部
に向けて設けられて，その外面に内ダクト１１１を配設
するためのクランプ補助部材１２４，内ダクト１１１を
クランプ補助部材１２４を介してコアー部材１２１に固
定するクランプ材１２５，該クランプ材１２５で固定さ
れた内外ダクト１１１の外周を覆うコアー断熱材１２
６，断熱ダクト１１２をコアー断熱材１２６の外周に固
定するバンド１２７，コアー断熱材１２６の外周に設け
られバンド１２７で固定されたダクト本体１０１がコア
ー部材１２１から抜けないように規制するダクト抜止部
材１２８，コアー部材１２１の外周に設けられダクト本
体１０１の先端部の高さを調整するＣ字状部材である高
さ調整部材１２９等を有している。 【００３５】上記構成のダクト端部１０２の組立は，以
下のようにして行う。まず，コアー部材１２１にクラン
プ補助部材１２４を挿入し，その上から内ダクト１１１
を挿入する。 【００３６】そして，バンド１２７で内ダクト１１１を
コアー部材１２１にクランプする。このとき，クランプ
補助部材１２４が弾性部材からなるので，当該弾性部材
を変形させることにより内ダクト１１１をしっかりとク
ランプすることができる。従って，内ダクト１１１から
調和された空気が漏れるようなことが無くなる。 【００３７】その後，内ダクト１１１の上にコアー断熱
材１２６，ダクト抜止部材１２８及び高さ調整部材１２
９を順次挿入し，その上に断熱ダクト１１２及び外ダク
ト１１３を挿入する。 【００３８】このような状態にした後，バンド１２７を
ダクト抜止部材１２８と高さ調整部材１２９との間に掛
けて，断熱ダクト１１２等をコアー部材１２１に固定す
る。 【００３９】断熱ダクト１１２は，ロックウール等の圧
縮性に優れた部材からなるので，バンド１２７により固
定するとその端部が乱れたりするので，バンド１２７を
覆うように略コアー断熱材１２６の幅でビニールテープ
等のテーピング材１３０によりテーピングされる。 【００４０】このときテーピングが容易に行えるよう
に，高さ調整部材１２９が，断熱ダクト１１２の端部を
持上げている。 【００４１】なお，図４は，高さ調整部材１２９の形状
を示す正面図で，当該高さ調整部材１２９には空気通路
１３１が設けられてＣ字状に形成されている。 【００４２】またダクト抜け止部材１２８や高さ調整部
材１２９は，用いる断熱ダクトの厚み等により適宜設定
可能であることは言うまでもない。 【００４３】図５は吹出しチャンバー６０ａ，６０ｂに
ダクト１０１を装着した際の断面図で，ダクト１００
ａ，１００ｂは一部断面図となっている。なお分岐チャ
ンバー５０ａ，５０ｂも構成は同じであるので，説明は
吹出しチャンバー６０ａ，６０ｂを例に行う。 【００４４】吹出しチャンバー６０ａ，６０ｂに設けら
れたダクト接続部１４０は，当該吹出しチャンバー６０
ａ，６０ｂの側壁に立設したリブ１４１，該リブ１４１
の内周面に設けられて係合部材１２２と係合する溝１４
２等からなっている。 【００４５】次に，このようなダクト１００ａを配設施
工する手順を説明する。 【００４６】ダクト本体１０１の体積は，殆どが断熱ダ
クト１１２が占めており，当該断熱ダクト１１２がロッ
クウール等からなるため圧縮性に優れている。そこで，
吹出しチャンバ６０ａ，６０ｂを予め設置しておく。そ
して圧縮から復元されたダクト１００ａ，１００ｂを配
設し，その後ダクト端部１０２をダクト接続部１４０に
差込む。 【００４７】当該ダクト端部１０２のダクト接続部１４
０への差込みは，ダクト端部１０２の中央突起部１２３
がダクト接続部１４０のリブ１４１に当接するまで行わ
れ，当該当接により係合部材１２２が溝１４２に係合す
るようになる。 【００４８】このようにダクト端部１０２をダクト挿入
口１４０に差込むだけで簡単に装着することができ，か
つ，一度装着すると係合部材１２２と溝１４２とが係合
して，容易に抜けないようになる。但し，当該ダクト１
００ａ，１００ｂの交換等の際における利便性を考慮し
て人間の力で当該係合が解除できるようになっている。 【００４９】ダクト端部のシール及び断熱作業が省略で
きるので，作業スペースの確保が困難な近年の住宅，特
に２×４工法住宅等においても施工を容易に行うことが
可能になる。 【００５０】次に，空気調和動作を説明する。冷房時に
おいては，四方切換弁８ａ，８ｂを切換えて冷媒を図１
の実線矢印方向に循環させ，これにより圧縮機１ａ，１
ｂ，熱源側熱交換器２ａ，２ｂ，熱回収器４ａ，４ｂ，
減圧器５ａ，５ｂ，利用側熱交換器６ａ，６ｂを順次循
環するサイクルを形成する。 【００５１】この時，熱源側熱交換器２ａ，２ｂ及び熱
回収器４ａ，４ｂが凝縮器として作用し，利用側熱交換
器６ａ，６ｂが蒸発器として作用している。 【００５２】即ち，室外機２０ａ，２０ｂにおいて，冷
媒は圧縮機１ａ，１ｂにより圧縮されて高温高圧のガス
冷媒となり，熱源側熱交換器２ａ，２ｂで外気と熱交換
し，大部分が液化した気液混合状態の冷媒となって換気
装置３０に送られる。 【００５３】このようにして熱源側熱交換器２ａ，２ｂ
から換気装置３０に送られてきた冷媒は，熱回収器４
ａ，４ｂにおいて，換気する室内空気と熱交換して冷さ
れて室内機１０ａ，１０ｂに送られる。 【００５４】熱回収器４ａ，４ｂは排気ダクト７０の途
中に設けられた熱交換器であり，当該熱回収器４ａ，４
ｂには換気する室内空気が換気用送風機３１により送風
される構成となっている。 【００５５】従って，室外機２０ａ，２０ｂからの冷媒
は，当該換気のために排気される冷えた空気と熱交換し
て，残りのガス冷媒が液化する。これによりサイクルの
熱効率が高くなっている。 【００５６】そして，冷媒は減圧器５ａ，５ｂに送ら
れ，当該減圧器５ａ，５ｂで冷媒が絞られ，利用側熱交
換器６ａ，６ｂで蒸発して，各部屋に送風される空気と
熱交換する。これにより各部屋に送風される空気が冷風
となって，分岐チャンバー５０ａ，５０ｂを経て各居室
に送風される。その後，冷媒は室外機２０ａ，２０ｂに
戻り，サイクルが１巡する。 【００５７】暖房時においては，四方切換弁８ａ，８ｂ
を切換えて冷媒を図１に示す点線矢印の方向に循環さ
せ，これにより圧縮機１ａ，１ｂ，利用側熱交換器６
ａ，６ｂ，減圧器５ａ，５ｂ，熱回収器４ａ，４ｂ，熱
源側熱交換器２ａ，２ｂを順次循環するサイクルを形成
する。 【００５８】この時，熱源側熱交換器２ａ，２ｂ及び熱
回収器４ａ，４ｂが蒸発器として作用し，利用側熱交換
器６ａ，６ｂが凝縮器として作用している。 【００５９】即ち，室外機２０ａ，２０ｂにおいて，冷
媒は圧縮機１ａ，１ｂで圧縮されて高温高圧のガス冷媒
になって室内機１０ａ，１０ｂの利用側熱交換器６ａ，
６ｂに送られる。 【００６０】そして当該利用側熱交換器６ａ，６ｂで各
部屋に送風する空気と熱交換することにより，各部屋に
送風する空気は高温冷媒の熱を受けて暖められて温風と
なり，分岐チャンバー５０ａ，５０ｂを経て各吹出しチ
ャンバー６０ａ，６０ｂから各居室に送風されるように
なる。 【００６１】一方，高温冷媒は熱交換により熱を失って
凝縮し，減圧器５ａ，５ｂで絞られて換気装置３０の熱
回収器４ａ，４ｂに送られる。 【００６２】換気装置３０の熱回収器４ａ，４ｂにおい
て，冷媒は換気のために排気される室内空気と熱交換
し，これにより当該冷媒の一部が蒸発して室外機２０
ａ，２０ｂに戻る。そして冷媒は，熱源側熱交換器２
ａ，２ｂで外気と熱交換することにより残りの冷媒が蒸
発して圧縮機１ａ，１ｂに戻りサイクルを１巡する。 【００６３】 【発明の効果】以上説明したように，請求項１にかかる
発明によれば，ダクト端部のコアー部材に内ダクトをク
ランプして調和された空気が外部に漏れないようにする
と共に，ダクト接続部にダクト端部を挿入して挿着した
際に当該挿着解除を規制する弾性体からなる係合部材を
コアー部材に設けたので，作業スペースが少ない住宅等
においても容易にダクトの配設施工を行うことが可能に
なった。 【００６４】また，コアー部材上の内ダクトと断熱ダク
トとの間に，一部が切欠きされて外気が通る空気通路を
なすＣ字状部材を設けたので，ダクトを圧縮して梱包す
ることが可能になり輸送コストを下げることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】記載の空気の実施の形態にかかる空気調和機の
基本構成を示す図である。 【図２】図１の空気調和機を用いた空気調和システムの
概略構成図である。 【図３】ダクトの構成を示す部分断面を示す側面図であ
る。 【図４】高さ調整部材の正面図である。 【図５】ダクトを吹出しチャンバーに取付けた際の部分
側面を示す断面図である。 【符号の説明】 １ａ，１ｂ 圧縮機 ２ａ，２ｂ 熱源側熱交換器 ３ａ，３ｂ 室外送風機 ４ａ，４ｂ 熱回収器 ５ａ，５ｂ 減圧器 ６ａ，６ｂ 利用側熱交換器 ７ａ，７ｂ 室内送風機 ８ａ，１ｂ 四方切換弁 １０ａ，１０ｂ 室内機 ２０ａ，２０ｂ 室外機 ３０ 熱回収装置 ４０ａ，４０ｂ 吸込みチャンバー ５０ａ，５０ｂ 分岐チャンバー ６０ａ，６０ｂ 吹出しチャンバー ７０ 排気口 ８０ａ，８０ｂ 外気取入れ口 １００ａ，１００ｂ ダクト １０１ ダクト本体 １０２ ダクト端部 １１１ 内ダクト １１２ 断熱ダクト １１３ 外ダクト １２１ コアー部材 １２２ 係合部材 １２３ 中央突起部 １２９ 高さ調整部材 １３１ 空気通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 兼子 真司 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 金井 健 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−233966（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−140851（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−100444（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 13/00 - 13/078

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 冷媒を圧縮する圧縮機と，冷媒と熱源と
   の熱交換を行う熱源側熱交換器と，排気される屋内空気
   と冷媒との熱交換を行う熱回収器と，減圧器と，被調和
   室に送風する空気と冷媒との熱交換を行う利用側熱交換
   器とを用いて構成された冷凍サイクルを具備した空気調
   和機において， 前記利用側熱交換器を収納する室内側の筺体と，前記利
   用側熱交換器で調和された調和空気を被調和室に供給す
   るための吹出チャンバーと，前記室内側の筺体及び前記
   吹出チャンバーの側面に各々設けられたダクト接続部
   と，該ダクト接続部に両端が接続されて，前記室内側の
   筺体からの調和空気を前記吹出チャンバーに導くダクト
   であって，このダクトは断熱材からなる断熱ダクトと，
   この断熱ダクトの外側に設けられる外ダクト及び内側に
   設けられる内ダクトと，前記内ダクトの端がクランプさ
   れて前記端部を成すコアー部材とを備えると共に，前記
   ダクト接続部に前記ダクトの端部を挿入して挿着した際
   に，当該挿着解除を規制する弾性体からなる係合部材が
   前記コアー部材に設けられたダクトとを有し，前記コア
   ー部材の前記内ダクトと断熱ダクトとの間に配設され，
   外気を前記断熱ダクトに導く空気通路が形成されたＣ字
   状部材とを有することを特徴とする空気調和機。