JP3945463B2 - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和された空気をスクロール面に沿って室内へ供給する空気調和機の室内機に関する。

従来から、ビルや住宅等において調和された空気を屋内に送風することにより、屋内の快適性を向上させる空気調和機が知られている。例えば、エアコンは、温風や冷風を屋内に送風することにより、室内を快適な温度に保つことができる。

このような空気調和機は、屋内に設置されて室内に空気調和された空気を供給する室内機と、屋外に設置される室外機とを備えている。

このうち、空気調和機の室内機は、クロスフローファンと、クロスフローファンによって吹き出された空気調和された空気を集めて室内機の吹き出し口まで誘導するスクロールと、室内へ供給するための空気と熱源との間で熱交換を行わせる室内熱交換器と、を備えている。

スクロールは、クロスフローファンと近接して設けられており、クロスフローファンとスクロールとが組み合わされて送風機能を有する。そして、クロスフローファンによって吹き出された空気がスクロールに沿って吹き出し口まで送られる。このため、通常、スクロールは滑らかなスクロール面を有し、気流の乱れを生じさせることなくスムーズに室内への空気調和された空気を供給している。

例えば、特許文献１にはクロスフローファンと近接して設けられたスクロールを備えた空気調和機の室内ユニットが開示されている。なお、特許文献１に開示された空気調和機の室内ユニットでは、スクロールがクロスフローファンに近接して配置されているとともに、その反対側の面ではスクロールの上端部と室内熱交換器の下端部とが近接して対向配置されている。
特開２００１−３１１５３０号公報（平成１３年１１月９日公開）

しかしながら、上記従来の空気調和機の室内機では、以下に示すような問題点を有している。

すなわち、上記従来の空気調和機の室内機では、このスクロールの上端部の背面側、つまりスクロール面とは反対の面側に、室内熱交換器において発生するドレン水を屋外へ排出するホースに接続されたドレンパンを備えている。そして、空気調和機の冷房運転時にはこのドレンパンにドレン水が流れている。このような構成の空気調和機の室内機では、スクロールの背面側からドレンパンを経由してスクロールの前面側に流れるバイパスエアーが発生することがある。このバイパスエアーは、熱交換されていないので水分を多く含んでいる。このため、バイパスエアーがスクロールの前面側に流れてきてバイパスエアーに含まれる水分が凝縮して結露する。このとき、スクロールの前面側には結露した水滴を逃がすドレンパンのような部材は設けられていないため、結露した水滴はそのまま室内へ落下してしまうという問題がある。

特に、特許文献１に開示されているように、スクロールの上端部と室内熱交換器の下端部とが近接して前後に対向配置される構造の空気調和機の室内ユニットでは、冷房運転時にスクロールの上端部が室内熱交換器によって冷やされるため、スクロール表面における結露の問題は一層大きくなる。

本発明の課題は、バイパスエアーの発生を抑え、スクロールの前面側における結露を防止することが可能な空気調和機の室内機を提供することにある。

請求項１に記載の空気調和機の室内機は、空気調和された空気を吹き出し口から室内へ供給する空気調和機の室内機であって、ファンと、前記ファンから吹き出された空気を前記吹き出し口まで誘導するスクロールと、前記室内へ供給される空気に対して熱交換を行って空気調和を行う熱交換器と、前記スクロールの上端部における前記熱交換器と面する側に設けられた２つの通風抑止板と、を備えている。２つの通風抑止板は、スクロールの背面における水平方向の両端付近それぞれに設けられている。

この空気調和機の室内機は、スクロール上端部における熱交換器と面する側、つまり、スクロールの背面側にバイパスエアーを防止する通風抑止板を備えている。

バイパスエアーとは、スクロールの背面側からスクロールの前面側に流れ込む熱交換器を通過しないエアーをいう。そして、空気調和機の室内機では、一般的に、スクロールの背面側に室内熱交換器が配置されており、その直下に室内熱交換器において発生したドレン水を受けるためのドレンパンが設けられている。このため、ドレン水が流れるドレンパンの直上を経由してスクロールの前面側に送られてくるバイパスエアーには水分が多く含まれている。よって、バイパスエアーがスクロールの前面側に流れ込むとバイパスエアーに含まれる水分が凝縮してスクロール前面において結露する恐れがある。

本発明の空気調和機の室内機が備えている通風抑止板は、このバイパスエアーがスクロールの背面側から前面側へ流れ込むことを防止する部材である。このため、水分を多く含むバイパスエアーがスクロールの前面側に流れ込むことを防止できる。よって、バイパスエアーに含まれる水分がスクロールの前面側において結露して室内へ水滴が落下することを防止できる。

また、ここでは、通風抑止板をスクロール背面における水平方向の両端付近に１つずつ設けている。通常、バイパスエアーはスクロールの両端部分においてスクロール前面側に回り込むと考えられる。このため、通風抑止板をスクロールの両端部分に配置することで、効果的にバイパスエアーの発生を防止できる。

なお、ここで説明した空気調和機の室内機は、ファン、スクロール、熱交換器の順に配置された構成となっている。よって、スクロールの前面側とはスクロール面が形成され、ファンに対向する面側をいい、スクロールの背面側とは熱交換器と対向する面側をいう。

請求項２に記載の空気調和機の室内機は、請求項１に記載の空気調和機の室内機であって、前記熱交換器の下端部と前記スクロールの上端部とは前後に対向するように近接して配置されている。

ここでは、室内機の熱交換器の下端部がスクロールの上端部と対向する位置に近接して配置されている。このような構成では冷房運転時においてスクロールの上端部が熱交換器の下端部によって冷やされやすい。よって、このような構成でバイパスエアーがスクロール前面に流れ込んできた場合には、冷やされたスクロール表面において結露が発生しやすくなる。しかし、本発明の空気調和機の室内機では、バイパスエアーのスクロール前面側への流入を防止する通風抑止板を設けている。このため、たとえスクロールが熱交換器によって冷やされていてもスクロールの前面側へバイパスエアーが流れ込むことを防止して、スクロール前面における結露の発生を防止できる。

請求項３に記載の空気調和機の室内機は、請求項１または２に記載の空気調和機の室内機であって、通風抑止板は、スクロールの背面と熱交換器の前面との間に位置する。

請求項４に記載の空気調和機の室内機は、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気調和機の室内機であって、通風抑止板の上端は、スクロールの上端から少し下に配置されている。

請求項１に記載の空気調和機の室内機によれば、ドレンパンを経由したバイパスエアーに含まれる水分がスクロールの前面側において結露して、室内へ水滴が落下することを防止でき、また、効果的にバイパスエアーの発生を防止できる。

請求項２に記載の空気調和機の室内機によれば、スクロールが熱交換器によって冷やされていてもスクロールの前面側における結露の発生を防止できる。

＜空気調和装置の全体構成＞
本発明の一実施形態が採用された空気調和装置１の外観を図１に示す。

この空気調和装置１は、調和された空気を室内に供給するための装置である。空気調和装置１は、室内の壁面などに取り付けられる室内機２と、室外に設置される室外機３とを備えている。

室内機２内には室内熱交換器５０が収納され、室外機３内には室外熱交換器３０が収納される。また、各熱交換器３０、５０が冷媒配管４により接続されることにより冷媒回路を構成している。

＜空気調和装置の冷媒回路の概略構成＞
空気調和装置１の冷媒回路の構成を図２に示す。この冷媒回路は、主として室内熱交換器５０、室外熱交換器３０、アキュムレータ３１、圧縮機３２、四路切換弁３３および電動膨張弁３４で構成される。

室内機２に設けられている室内熱交換器５０は、接触する空気との間で熱交換を行う。また、室内機２には、室内空気を吸い込んで室内熱交換器５０に通し熱交換が行われた後の空気を室内に排出するためのクロスフローファン（空調室内機のファン）７１が設けられている。このクロスフローファン７１は、長細い円筒形状に構成され、中心軸が水平方向に平行になるように配置されている。クロスフローファン７１は、室内機２内に設けられる室内ファンモータ７２によって中心軸を中心にして回転駆動される。室内機２の詳細な構成については後段にて説明する。

室外機３には、圧縮機３２と、圧縮機３２の吐出側に接続される四路切換弁３３と、圧縮機３２の吸入側に接続されるアキュムレータ３１と、四路切換弁３３に接続された室外熱交換器３０と、室外熱交換器３０に接続された電動膨張弁３４とが設けられている。電動膨張弁３４は、フィルタ３５および液閉鎖弁３６を介して配管４１に接続されており、この配管４１を介して室内熱交換器５０の一端と接続される。また、四路切換弁３３は、ガス閉鎖弁３７を介して配管４２に接続されており、この配管４２を介して室内熱交換器５０の他端と接続されている。この配管４１、４２は、図１の冷媒配管４に相当する。また、室外機３には、室外熱交換器３０での熱交換後の空気を外部に排出するためのプロペラファン３８が設けられている。このプロペラファン３８は、室外ファンモータ３９によって回転駆動される。

＜室内機の構成＞
室内機２は、正面視に置いて横方向に長い形状を有している（図１参照）。室内機２は、主として、上部ケーシング６、送風機構７および室内機２の内部に収容されている室内熱交換器ユニット５（図３参照）によって構成されている。上部ケーシング６は、室内機２の上部を覆っている。送風機構７は、室内機２の下部を構成している。

以下、図３を参照して、室内機２の各構成について説明する。

室内熱交換器ユニット５は、室内熱交換器５０、補助配管（図示せず）、等によって構成されている。

この室内熱交換器５０は、クロスフローファン７１の円周面に対向して配置されており、クロスフローファン７１の前方、上方および後方を取り囲むように取り付けられている。室内熱交換器５０は、クロスフローファン７１が回転することにより吸い込み口６０、６１から吸い込まれた空気をクロスフローファン７１側に通過させ、伝熱管の内部を通過する冷媒との間で熱交換を行わせる。また、室内熱交換器５０の直下には、ドレンパン７９１ａ、７９１ｂが設けられている。ドレンパン７９１ａ、７９１ｂは、室内熱交換器５０を流れる冷媒と空気調和される空気との間で行われる熱交換によって室内熱交換器５０の表面に発生する水滴を集めてドレン水として屋外へ排出する。

補助配管は、室内熱交換器５０と室内機２の外部にある冷媒配管４とを繋ぐ。この補助配管には、室内熱交換器５０と室外熱交換器３０との間を循環する冷媒が流れている。

＜送風機構の構成＞
送風機構７は、室内熱交換器５０において熱交換された空気を室内に送風するための装置である。送風機構７は、室内機２の下部を構成しており、図３および図４に示すように、下部ケーシング７０、送風ユニット８等がモジュール化されて構成されている。

（下部ケーシング）
下部ケーシング７０は、外面部７４、支持部７８、スクロール７９等によって構成されている。

外面部７４は、正面視において室内機２の外面として視野に現れる部分であり、上端が室内機２の前側に傾斜するように配置されている。また、外面部７４には、室内機２の長手方向に沿う開口からなる吹き出し口７４１が設けられている。この吹き出し口７４１は、図３に示すように、クロスフローファン７１が収納されている支持部７８の内部の空間に連通しており、クロスフローファン７１によって生成された空気流は吹き出し口７４１を通って室内へと吹き出す。また、吹き出し口７４１には、室内へと吹き出す空気が案内される水平フラップ７４２が設けられている。水平フラップ７４２は、室内機２の長手方向に平行な軸を中心に回動自在に設けられている。この水平フラップ７４２は、フラップモータ（図示せず）によって回転駆動されることにより、吹き出し口７４１の開閉を行うことができる。

支持部７８は、外面部７４によって囲まれている。支持部７８には、上方から送風ユニット８、電装品箱７３、室内熱交換器ユニット５等が取り付けられる。そして、支持部７８は、送風ユニット８、電装品箱７３、室内熱交換器ユニット５等を下方から支持する。

スクロール７９は、クロスフローファン７１によって吹き上げられた空気を吹き出し口７４１まで誘導する。そして、スクロール７９はクロスフローファン７１と室内熱交換器５０の下端部５０ａとの間に挟まれるように配置されている。また、このスクロール７９の背面側、つまりクロスフローファン７１と対向する面の反対側であって、室内熱交換器５０に対向する側の面にはリブ（通風抑止板）７９０が形成されている。また、ドレンパン７９１ｂよりも上に突出したスクロール７９の上端部７９ａの高さｈは５５ｍｍとなっている。

リブ７９０は、スクロール７９の背面に対して垂直に形成された可撓性材料からなる板状の部材であって、図6に示すように、スクロール７９の上端部７９ａにおける水平方向の両端付近に１つずつ設けられている。また、リブ７９０は、室内熱交換器５０の下部５０ａとの間の隙間が１．５ｍｍになるように配置されている。さらに、リブ７９０の上端は、図３に示すように、スクロール７９の上端から少し下に配置されている。これにより、万一、ドレン水の巻き上げがあった場合でも、ドレン水はリブ７９０の側を乗り越えることになり、スクロール７９を乗り越えることを防止できる。

ここで、室内熱交換器５０に対向するスクロール７９の上端部７９ａの高さは３０ｍｍ以上であることがより好ましい。

ここでは、室内熱交換器５０と対向するスクロール７９の高さを規定している。通常、スクロールの背面側に通風抑止板を設けた場合には、ドレンパンからスクロール背面側に沿って鉛直上方向に風が発生しやすい。このため、ドレンパンの位置を基準とするスクロールの高さが小さい場合にはドレンパンを流れるドレン水が風によって巻き上げられることがある。そこで、本発明の空気調和機の室内機２によれば、ドレンパン７９１ｂの位置を基準とするスクロール７９の高さを従来よりも高くすることで、このようなドレン水の巻き上げを防止することができる。

本実施形態の空気調和機の室内機２では、ドレンパン７９１ｂの位置から見たスクロール７９の上端部７９ａの高さｈが３０ｍｍ以上となる５５ｍｍの高さで、スクロール７９を形成している。

これにより、ドレンパン７９１ｂを基準とするスクロール７９の上端部７９ａの高さを従来よりも高く設定することで、スクロール７９の背面側において発生した風によってドレンパン７９１ｂに流れるドレン水が巻き上げられて、スクロール７９の前面側に水滴がつくことを防止できる。

＜送風ユニット＞
送風ユニット８は、クロスフローファン７１と、クロスフローファン７１を回転させるための室内ファンモータ７２と、室内ファンモータ７２の駆動を制御するための電装品を収納する電装品箱７３とを有している。

（クロスフローファン）
クロスフローファン７１は、ＡＳ樹脂などからなる樹脂製品であり、長細い円筒形状に構成される。クロスフローファン７１は、後述するロータ（モータ回転子）７１３をインサート品とするインサート成形により成形される。このクロスフローファン７１は、中心軸すなわち回転軸Ａ１が水平になるように配置される。このクロスフローファン７１が回転軸を中心として回転することにより、空気流が生成される。この空気流は、吸い込み口６０、６１から取り入れられ室内熱交換器５０を通って吹き出し口７４１から室内へと吹き出す空気の流れである。クロスフローファン７１は、側面視において室内機２の概ね中央に位置している。

また、クロスフローファン７１は、図５に示すように、エンドプレート７１０と、羽部（翼片）７１１と、シャフト７１２と、ロータ７１３とを有している。エンドプレート７１０は、円筒形状のクロスフローファン７１の両端に設けられている円板である。また、このエンドプレート７１０は、クロスフローファン７１と後述するロータ７１３とを連結するために用いられている。羽部７１１は、２枚のエンドプレート７１０の間に環状に複数枚配置されてエンドプレート７１０で保持される。シャフト７１２は、エンドプレート７１０の中央、回転軸Ａ１上に配置され、クロスフローファン７１が回転する際の回転軸となる。

（室内ファンモータ）
室内ファンモータ７２は、クロスフローファン７１を回転軸周りに回転駆動する。室内ファンモータ７２は、図４に示すような、薄型アウターロータ型のモータである。この室内ファンモータ７２は、図５に示すように、ステータ（モータ固定子）７２０と、ロータ７１３と、軸受け７２２と、軸受け保持部７２３とを有している。

ステータ７２０は、ロータ７１３を回転させるためのものであり、磁界を発生させるための図示しない鉄心やコイルなどを有する。ステータ７２０は、さらに、固定部７２５を有している。ステータ７２０は、この固定部７２５を包むゴム製の保持部材７２６を介して支持部７８に支持される（図４参照）。

ロータ７１３は、ステータ７２０の発生する磁界により回転軸Ａ１を中心に回転する。このロータ７１３は、クロスフローファン７１を形成する樹脂の融点以上の融点を有し微小な磁石粒を含む樹脂から形成されている。また、ロータ７１３は、ステータ７２０の径方向外方に配置されている。

軸受け７２２は、樹脂製の部材であって、クロスフローファン７１のシャフト７１２を軸支する。軸受け保持部７２３は、ゴム製の部品であって軸受け７２２を支持している。

［本実施形態の空気調和機の室内機の特徴］
（１）
本実施形態の空気調和機の室内機２では、図３および図６に示すように、スクロール７９の上端部７９ａの背面側であって水平方向における両端部分にリブ７９０を有している。
従来の空気調和機の室内機においては、冷房運転中にスクロールの背面側、つまりドレンパン側からスクロール前面側へバイパスエアーが流れ込むことがある。このバイパスエアーは、通常、スクロールの背面側に配置されているドレンパンを経由してスクロールの前面側へ流れ込む。冷房運転時のドレンパンにはドレン水が流れているため、もともと熱交換されずに多くの水分を含んでいるバイパスエアーがさらに多くの水分を含むことになる。このため、バイパスエアーがスクロールの前面側に流れ込むとスクロール前面において結露が発生し、水滴が室内へ落下してしまう。特に、本実施形態のように室内熱交換器５０の下端部５０ａとスクロール７９の上端部７９ａとが前後に近接して対向配置されている構成の空気調和機の室内機では、冷房運転時において室内熱交換器５０によってスクロール７９０の上端部７９ａが冷やされる。このため、バイパスエアーがドレンパン７９１ｂを経由してスクロール７９の前面側に流れ込んだ場合には、冷やされたスクロール７９の表面で結露が発生しやすい状況となる。
そこで、本実施形態の空気調和機の室内機２では、スクロール７９背面側の水平方向における両端部分にバイパスエアーの発生を抑えるためのリブ７９０を設けているため、バイパスエアーがスクロール７９の前面に流れ込んで、スクロール前面側において結露が発生することを防止できる。
（２）
本実施形態の空気調和機の室内機２では、通風抑止板としてのリブ７９０を、スクロール７９の水平方向における両端部分に１個ずつ形成している。
バイパスエアーは、一般的にスクロール７９の水平方向における両端からスクロール７９の前面側へ流れ込んでくる。このため、リブ７９０をスクロール７９の水平方向における両端付近に１個ずつ設けることで、最も効果的にバイパスエアーの発生を防止して、スクロール７９の前面における結露の発生を防止できる。

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態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で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記実施形態では、通風抑止板としてリブ７９０を設けた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、リブ７９０以外でも、スクロール７９の背面側から前面側へ流れる風の流れを止めることができるものであれば、形状、大きさ等について変更可能である。
（Ｂ）
上記実施形態では、リブ７９０がスクロール７９の背面側であって水平方向における左右両端に１個ずつ配置されている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ドレンパン７９１ｂの長さに併せてスクロール７９の水平方向における両端部分よりも内側に設けた場合、もしくはスクロール７９を水平方向に伸ばしてリブを相対的に内側にした場合でも、同様の効果が得られる。
（Ｃ）
上記実施形態では、リブ７９０をスクロール７９の水平方向における両端に１個ずつ設けた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スクロール７９の水平方向における両端部分以外の場所にも数個設けてもよい。
（Ｄ）
上記実施形態では、スクロール７９の上端部７９ａと室内熱交換器５０の下端部５０ａとが前後に近接して対向配置されている構成の空気調和機の室内機について説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、室内熱交換機５０とスクロールとが近接して配置されていない構成の空気調和機の室内機であっても、バイパスエアーが発生する可能性がある構成であれば、本発明を適用することが可能である。
（Ｅ）
上記実施形態では、リブ７９０のドレンパン７９１ｂを基準とする高さについて規定していた。しかし、本発明では必ずしもリブ７９０を従来よりも高くする必要はない。例えば、ドレンパン７９１ｂからのリブ７９０の高さが低い場合でも、リブ７９０によってバイパスエアーを防止することができる。ただし、上述したようにドレン水の巻上げという問題も併せて防止するためには、上記実施形態で規定した高さのリブ７９０を形成することがより望ましい。
（Ｆ）
上記実施形態では、リブ７９０と室内熱交換器５０の下部５０ａとの間の隙間が１．５ｍｍである場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、可撓性材料からなるリブ７９０を下部５０ａに密着させて隙間を０ｍｍにしてもよい。

スクロール部材を備えた空気調和機の室内機、およびこれを備えた送風装置、空気調和装置等に適用可能である。

本発明の一実施形態に係るクロスフローファンを搭載した空気調和装置の外観図。 冷媒回路の構成図。 室内機の右側面断面図。 送風ユニットの右側部分の上面図。 クロスフローファンと室内ファンモータとの図４のＸ―Ｘ断面図。 リブとスクロールと熱交換器との位置関係を示す図３のＹ−Ｙ断面図。

符号の説明

１ 空気調和装置
２ 室内機
３ 室外機
７ 送風機構
８ 送風ユニット（送風装置）
５０ 室内熱交換器（空気調和部）
５０ａ 室内熱交換器の下端部
７１ クロスフローファン（ファン）
７１３ ロータ（モータ回転子）
７２ 室内ファンモータ
７２０ ステータ（モータ固定子）
７４ 外面部
７４１ 吹き出し口
７８ 支持部
７９ スクロール
７９ａ スクロールの上端部
７９０ リブ（通風抑止板）
７９１ａ、７９１ｂ ドレンパン
Ａ１ 回転軸
Ｓ 隙間
ｈ スクロールの高さ

Claims (4)

1. 空気調和された空気を吹き出し口から室内へ供給する空気調和機の室内機（２）であって、
   ファン（７１）と、
   前記ファン（７１）から吹き出された空気を前記吹き出し口（７４１）まで誘導するスクロール（７９）と、
   前記室内へ供給される空気に対して熱交換を行って空気調和を行う熱交換器（５０）と、
   前記スクロール（７９）の上端部（７９ａ）における前記熱交換器（５０）と面する側に設けられた２つの通風抑止板（７９０）と、
   を備え、
   前記２つの通風抑止板（７９０）は、前記スクロール（７９）の背面における水平方向の両端付近それぞれに設けられている、
   空気調和機の室内機（２）。
2. 前記熱交換器（５０）の下端部（５０ａ）と前記スクロール（７９）の上端部（７９ａ）とは前後に対向するように近接して配置されている、
   請求項１に記載の空気調和機の室内機（２）。
3. 前記通風抑止板（７９０）は、前記スクロール（７９）の背面と前記熱交換器（５０）の前面との間に位置する、
   請求項１または２に記載の空気調和機の室内機（２）。
4. 前記通風抑止板（７９０）の上端は、前記スクロール（７９）の上端から少し下に配置されている、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の空気調和機の室内機（２）。

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