JP3606968B2 - 空気調和機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、直線部を有する熱交換器を用いた空気調和機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図9〜図11は、従来の天井埋込カセット形の空気調和機を示す図で、図9は下面図(ただし、ベルマウス4及びドレンパン6は除去、他の下面図も同じ)、図10は縦断面図、図11は下面図である。
図において、天井に埋め込まれる本体1は上面がベース2により閉塞されている。本体1の下面にはベルマウス4により形成される吸込口3及びドレンパン17の一部で形成される吹出口5を有している。
【0003】
本体1内には、吸込口3から吹出口5に至る風路が設けられ、この風路内にファンモータ7で駆動されるファン8が設けられており、ファン8の外周に熱交換器13が配置されている。本体1の一隅部には仕切板12で隔離された冷媒配管収納部11が設けられ、熱交換器13の両端部がそれぞれ固定されている。なお、熱交換器13はその全面面積が確保できるように、本体1内の隅部まで利用し、直線部13aを有する形状としており、直線部は吹出口5と平行になっている。
【0004】
従来の空気調和機は上記のように構成され、ファンモータ7の駆動によりファン8が回転すると、空気は吸込口3から吸い込まれ、熱交換器13での熱交換により、冷房時は冷却され、暖房時は加温されて吹出口5から吹き出される。
【0005】
図9は熱交換器一次側14の各点で測定した風速ベクトルを示している。図から明らかなように、熱交換器一次側14ではファン8と熱交換器直線部13aとの間に間隔挟部16が存在し、熱交換器二次側15では、各吹出口5まで風路幅は一定になっている。熱交換器直線部13aの各辺において、間隔挟部16からファン8の回転方向9に対し、上流側19と下流側20の区分を示している。
【0006】
熱交換器13の表面に対する風速ベクトル27の角度は、直線部上流側19では直角に近く、直線部下流側20では平行に近くなっている。
【0007】
図11に熱交換器一次側14の各点で測定した熱交換器通過風速28を示している。通過風速28は直線部上流側19が直線部下流側20の1.5〜2.0倍程度になっている。
図10にファン8の主板8aからシュラウド8bまでの各高さにおいて測定した、ファン8吹出し直後の法線方向の風速29を示している。ファン8はベルマウス4から吸い込んで、全周へ送風するため、吹出風量は主板8a側に偏り、シュラウド8b側の1.1〜1.2倍程度になっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された空気調和機では、次のような問題点がある。
(1) ファン8と熱交換器直線部13aの間隔挟部16でファン旋回成分が生じ、熱交換器一次側14の風速ベクトル27が、直線部上流側19では直角に近いのに対し、直線部下流側20では平行に近くなるため、熱交換器通過風速28は上流側19に偏った不均一な分布になっている。
【0009】
(2) 冷媒配管収納部11を隔離する仕切板12により、送風機8の外周の一隅部を塞いでいるため、直線部下流側20に平行に流れる風が仕切板12に衝突し、熱交換器13への通風性を悪化させている。
(3) ファン8吹出し直後の法線方向の風速29は、主板8a側が大きく、シュラウド8b側が小さく、熱交換器通過風速28は熱交換器13の上下方向においても不均一な分布になっている。
【0010】
このように、熱交換器通過風速28が不均一であるため、熱交換効率が悪く、冷房及び暖房能力を確保するのに熱交換器13を大きくするか、風量を多くするかの必要がある。また、熱交換器通風圧損が大きくなり、騒音値が大きくなる要因になっている。
【0011】
この発明は上記問題点を解消するためになされたもので、熱交換器通過風速を均一にして、熱交換効率を向上し、かつ低騒音にすることができるようにした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】
この発明の第1発明に係る空気調和機は、熱交換器の直線部に直交しかつ送風機の軸中心を通る直線を送風機の回転方向へ変位させた直線上に、熱交換器直線部と送風機外周部との間隔挟部が存在するように熱交換器の位置を設定したものである。
【0013】
また、第2発明に係る空気調和機は、本体内の隅部に冷媒配管収納部を設け、熱交換器の両端部をそれぞれ冷媒配管収納部を形成する仕切板に固定し、この仕切板の熱交換器両端間の面を、送風機の回転方向の下流側に位置にする熱交換器端部を有する熱交換器直線部と平行に近い形状としたものである。
【0014】
また、第3発明に係る空気調和機は、熱交換器を短辺と長辺とを有する四辺形状に形成し、短辺を吹出し口に対して傾斜配置したものである。
【0015】
また、第4発明に係る空気調和機は、第3発明のものにおいて、熱交換器の両端部を、本体内の隅部に配置された冷媒配管収納部にそれぞれ固定し、この冷媒配管収納部を上記隅部の内熱交換器の辺が送風機の回転方向から見て長辺から短辺に移行する隅部に配置したものである。
【0016】
また、第5発明に係る空気調和機は、熱交換器を第1発明のように設定し、冷媒配管収納部を第2発明のように形成し、かつ熱交換器直線部と送風機外周部との間隔挟部に突起を設け、この突起に送風機の回転方向に沿って高くなり、かつ熱交換器側が高くなる傾斜面を設けたものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1及び図2は、この発明の第1発明の一実施の形態を示す図で、図1は下面図、図2は縦断面図であり、同一符号は同一部分又は相当部分を示す(以下の実施の形態も同じ)。
【0018】
図において、1は空気調和機の本体で、その上面はベース2で閉塞されている。3はベルマウス4により形成される吸込口、5は本体1の内壁と後述する風路6の間に形成された吹出口、6は吸込口3から吹出口5に至る風路、7はベース2に固定され風路6内に設けられたファンモータ、8はファンモータ7で駆動されるファン、8aはファン8の主板、8bはファン8のシュラウド、9はファン8の回転方向である。
【0019】
11は本体1の一隅部に配置され仕切板12で隔離され、冷媒配管を収納する冷媒配管収納部、13はファン8の外周部に配置された熱交換器で、その全面面積が確保できるように、本体1内の隅部まで利用し、直線部13aを有する形状となっている。14は熱交換器13の一次側、15は同じく二次側、16は熱交換器直線部13aとファン8の間隔挟部、17は冷房時熱交換器13の表面に生じる露を受ける容器を形成し、かつ吹出口5の一部を形成するドレンパンである。
【0020】
ここで、熱交換器13の位置は次のように設定されている。すなわち、熱交換器直線部13aとファン8外周部との間隔挟部16が通常の空気調和機に比して、角度αだけファン8の回転方向9へ変位するように設定されている。更に、詳述すると、吹出口5に平行な従来の熱交換器直線部13aに直交しかつ送風機8の軸中心を通る直線18Aから、ファン8の回転方向9へ角度αだけ回動した直線18B上に、間隔挟部16が存在するように熱交換器13の位置を設定したものである。
【0021】
上記のように構成された空気調和機においては、ファン8から吹き出された空気が熱交換器13に進入する角度は、従来装置の図9に示すものよりも垂直に近くなり、空気が通過しやすくなる。また、ファン8の回転方向9に対し、上流側19から下流側20に行くに従って、熱交換器二次側15の空間が広くなり、下流側20ほど空気の吹出し抵抗が減少して通過しやすくなるため、熱交換器13を通過する水平方向の気流分布の偏りは小さくなる。
【0022】
このようにして、熱交換器直線部13aと送風機8外周部との間隔16の位置を変位させるようにしたため、熱交換器13へ進入する風向きは、最適な垂直方向へ近付くこととなり、熱交換器13への通風性を改善し、熱交換効率を向上させ、冷房及び暖房能力を確保するとともに、熱交換器通風圧損を低減し、低騒音化を実現することができる効果がある。
【0023】
実施の形態2.
図3はこの発明の第2発明の一実施の形態を示す下面図である。
この実施の形態は、熱交換器13の端部の内、ファン8の回転方向9の下流側に位置する端部13b側の熱交換器直線部13a1を冷媒配管収納部11の方へ延在させている。そして、仕切板12の熱交換器両端部間の面12aを、ファン8の回転方向9の上流側に位置する端部13c側の熱交換器直線部13a2と平行に近い形状にしている。
【0024】
すなわち、冷媒配管収納部11に近い間隔挟部16で発生するファン旋回成分に対して仕切板12の面12aが熱交換器直線部13a2と平行になっているため、空気は円滑に吹出口5に導かれる。また、端部13b側の熱交換器直線部13a1は空気の進入角度が垂直方向となる部分Lが長くなっている。
【0025】
このようにして、端部13b側の熱交換器直線部13a1の部分Lを長くして、熱交換器13へ進入する風向きを、最適な垂直方向へ近付くようにしたため、熱交換器13への通風性を改善することができる効果がある。また、端部13c側の吹出抵抗は低減し、風速分布が均一となり、熱交換器通風圧損を低減し、低騒音化を実現できる効果がある。
【0026】
実施の形態3.
図4はこの発明の第3及び第4発明の一実施の形態を示す平面断面図である。
この実施の形態は、熱交換器13を短辺13dと長辺13eを有する四辺形状に形成し、その短辺吹出口5に対して傾斜配置したものである。また、冷媒配管収納部11は、本体1の隅部の内、熱交換器13の辺がファン8の回転方向9から見て長辺13eから短辺13dに移行する隅部に配置されている。
【0027】
すなわち、熱交換器13の短辺13d部では、ファン8から吹き出された風は熱交換器13に対し垂直に近くなる。また、ファン8の回転方向9に対し、熱交換器13の短辺13d部の下流側ほど、熱交換器二次側15の風路幅は拡大している。なお、図4では熱交換器13は短辺13dと長辺13eとを有するものとしたが、等辺の場合にも適用可能である。
【0028】
このようにして、熱交換器直線部13aを吹出口5に対して傾斜配置したため、風は熱交換器13に垂直に近い角度で進入し、熱交換器13への通風性を改善し、熱交換効率を向上させることができる効果がある。また、熱交換器13の短辺13d部の下流側ほど風路幅が拡大しているため、風速分布は均一となり、熱交換器通風圧損を低減し、低騒音化を実現できる効果がある。
【0029】
実施の形態4.
図5及び図6はこの発明の他の実施の形態を示す図で、図5は下面図、図6(A)は図5のVI(A)−VI(A)線断面図、図6(B)は同じくVI(B)−VI(B)線断面図である。
この実施の形態は、熱交換器直線部13aとファン8外周部との間隔挟部16の4箇所に、ベース2に固定された突起25を配置したものである。この突起25にはファン8の回転方向9に沿って高くなり、かつ熱交換器13側に高くなる傾斜面25aが形成されている。
【0030】
すなわち、ファン8から吹き出される風の内、本体1のベース2面に沿った風が最高風速となる。この風は突起25の傾斜面25aにより、ファン8のシュラウド8b側へ偏向させられるため、熱交換器13を通過する空気の上下方向の風速分布は均一となり、低騒音化を実現できる効果がある。
【0031】
実施の形態5.
図7及び図8はこの発明の第5発明の一実施の形態を示す図で、図7は縦断面図、図8は下面図である。
この実施の形態は実施の形態1で説明したように、熱交換器13を角度αだけ変位させるとともに、実施の形態2で説明したように、冷媒配管収納部11を形成し、実施の形態4で説明したように、4箇所の間隔挟部16に突起25を配置したものである。
【0032】
すなわち、実施の形態1、実施の形態2及び実施の形態4で説明したように、熱交換器13への風の進入角度及び仕切板12への風の衝突の改善及び突起25による風の偏向により、熱交換器13を通過する水平方向及び上下方向の風速26は上流側19と下流側20とで均一となり、冷房及び暖房能力を確保するとともに、低騒音化を実施することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1を示す下面図。
【図2】この発明の実施の形態1を示す縦断面図。
【図3】この発明の実施の形態2を示す下面図。
【図4】この発明の実施の形態3を示す下面図。
【図5】この発明の実施の形態4を示す下面図。
【図6】図5の突起の断面図で、(A)は図5のVI(A)−VI(A)線断面図、(B)は図5のVI(B)−VI(B)線断面図。
【図7】この発明の実施の形態5を示す縦断面図。
【図8】この発明の実施の形態5を示す下面図。
【図9】従来の天井埋込カセット形空気調和機の下面図。
【図10】従来の天井埋込カセット形空気調和機の縦断面図。
【図11】従来の天井埋込カセット形空気調和機の下面図。
【符号の説明】
1 本体、3 吸込口、5 吹出口、6 風路、8 送風機(ファン)、8a主板、8b シュラウド、9 送風機の回転方向、11 冷媒配管収納部、12 仕切板、12a 仕切板の面、13 熱交換器、13a,13a1,13a2 熱交換器直線部、13b 熱交換器下流側端部、13c 熱交換器上流側端部、13d 熱交換器短辺、13e 熱交換器長辺、16 間隔挟部、18A軸中心を通る直線、18B 直線18Aが回動した直線、25 突起、25a傾斜面。
Claims (5)
- 本体内に吸込口から吹出口に至る風路を設け、この風路内に送風機を設置し、この送風機の外周部に直線部を有する熱交換器を間隔を置いて配置した空気調和機において、上記熱交換器の直線部に直交しかつ上記送風機の軸中心を通る直線を上記送風機の回転方向へ変位させた直線上に、上記間隔の挟部が存在するように上記熱交換器の位置を設定したことを特徴とする空気調和機。
- 本体内に吸込口から吹出口に至る風路を設け、この風路内に送風機を設置し、この送風機の外周部に直線部を有する熱交換器を間隔を置いて配置した空気調和機において、上記本体内の隅部に冷媒配管収納部を設け、上記熱交換器の両端部をそれぞれ上記冷媒配管収納部を形成する仕切板に固定し、この仕切板の上記熱交換器両端間の面を、上記送風機の回転方向の上流側に位置する上記熱交換器端部を有する上記熱交換器直線部と平行に近い形状としたことを特徴とする空気調和機。
- 本体内に吸込口から吹出口に至る風路を設け、この風路内に送風機を設置し、この送風機の外周部に直線部を有する熱交換器を間隔を置いて配置した空気調和機において、上記熱交換器を短辺と長辺とを有する四辺形状に形成し、上記短辺を吹出口に対して傾斜配置したことを特徴とする空気調和機。
- 熱交換器の両端部を、本体内の隅部に配置された冷媒配管収納部にそれぞれ固定し、この冷媒配管収納部を上記隅部の内上記熱交換器の辺が送風機の回転方向から見て長辺から短辺に移行する隅部に配置したことを特徴とする請求項3記載の空気調和機。
- 熱交換器を請求項1記載のように設置し、冷媒配管収納部を請求項2記載のように形成し、かつ上記熱交換器直線部と送風機外周部との間隔の挟部の風路内に突起を設け、この突起に上記送風機の回転方向に沿って高くなり、かつ上記熱交換器側が高くなる傾斜面を設けたことを特徴とする空気調和機。
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