JP4005016B2

JP4005016B2 - 空気調和機

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Publication number: JP4005016B2
Application number: JP2003396829A
Authority: JP
Inventors: 尚史池田; 信齊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2023-11-27
Also published as: JP2005156047A

Description

この発明は、天井裏に埋設された天井埋込型または天井から吊り下げられた天井吊下型空気調和機に係り、特に低騒音化、熱交換器の熱交換性能向上に関するものである。

従来の天井埋込型または天井吊下げ型の空気調和機本体の下方には略四角形状の化粧パネルが取付けられ部屋に面している。化粧パネルの中央付近には空気調和機本体への空気の吸込口である吸込グリルと、化粧パネルの各辺に沿って形成されたパネル吹出口を有し、さらに各パネル吹出口には風向ベーンを備えている。

また、空気調和機本体の内部にはターボファン、ターボファンの吸込風路を形成するベルマウス、ターボファンを回転駆動するモータ、熱交換器を備える。熱交換器は、空気調和機本体の高さＨ方向（垂直方向）に延びた長方形形状の１枚のアルミフィンが複数空気調和機本体水平方向に積層され、空気調和機本体の水平方向に延びた伝熱管がアルミフィンを貫通するように構成された熱交換器一列分が複数列一体で折り曲げられ、ターボファンを囲むように略Ｃ字形状の熱交換器を立設している。さらに略Ｃ字形状の熱交換器の２つの端部は開口部がない熱交換器連結板で連結し全体として略四角形状に形成されている。

そして略Ｃ字形状の熱交換器の２つの端部から伸びた伝熱管にはヘッダーや分配器を収納するための熱交換器連結板と本体吹出風路側壁と空気調和機本体側板と空気調和機本体天板、そしてドレンパンで囲まれた配管収納スペースを形成している。

さらに、空気調和機本体の下面中央部に本体吸込口と本体吸込口の周囲には本体吹出口を有し、化粧パネルの吸込グリル、パネル吹出口に連通するように配置されている。

また別の例として、熱交換器の２つの端部を連結する熱交換器連結板を配設しないものもある。これは熱交換器連結板を削除しコストダウンを図りたいが、単純に削除すると空気調和機の騒音が悪化するというものである。熱交換器連結板を削除すると配管収納スペース及びその近傍にターボファンの外周側の他のターボファン吹出風路に比べて圧力の高い高圧部が生じる。この高圧部はターボファンから吹出される空気の回転対称性を損ない、ターボファンの所定の運転特性が得られなくなり騒音悪化する。そこでターボファンの外周部における圧力分布を均一化するため、配管収納スペース及びその近傍に低圧部を形成させ、高圧部の空気を低圧部に向かって流すような整流部材を設けている。これにより、ターボファン吹出風路の少なくとも一部をターボファンの外周側の第一風路と第二風路とに区分するようにしている。すると第二風路の高圧部の近傍に低圧部が形成されて、高圧部の空気を低圧部に向かって流すことができるようになる。その結果、熱交換器連結板を削除してもターボファンの外周部における圧力分布を均一化して騒音を抑制できるというものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−９７８２０号公報

従来の天井埋込型または天井吊下げ型空気調和機は上述のように構成されているので低騒音化が可能である。しかしターボファンから吹出された旋回流れが熱交換器へ流入する時、アルミフィンに対し斜め方向に迎角αをもって流入するため、アルミフィンのファン側端部で剥離が生じる。

また、熱交換器連結板付近において、熱交換器の熱交換器連結板のファン回転方向の上流側の辺の熱交換器のアルミフィンを通過しきれなかった流れは熱交換器連結板の表面を増速しながら通過後、熱交換器の熱交換器連結板のファン回転方向の下流側の辺に流れる。この流れもアルミフィンに対し斜め方向に迎角をもって流入するため、アルミフィンのファン側先端部で剥離が生じる。その結果、ヒュルヒュルという流体異常音が発生するため耳障りとなり聴感が悪化する。

また、アルミフィンのファン側先端部での剥離により熱交換器のアルミフィンの間の流路が狭くなるため熱交換器の通風抵抗が増加し騒音が悪化する。

そして、従来の空気調和機で熱交換器連結板を削除した場合の配管収納スペースの空間において流れの現象を２次元的な現象でおさえているが、３次元流れ現象であり、ターボファンからの吹出流れは、ファン回転方向と同様に旋回しながら熱交換器へ向け流れ、熱交換器を通過しきれなかった流れとターボファンから直接配管収納スペースへ向く流れの二つの流れが配管収納スペースの上部（空気調和機本体の天板側）へ流入する。その後、空気調和機本体側板に衝突し空気調和機本体の下方（ドレンパン側）へ増速されながらＵターンし、風路へ再流出する流れがターボファンの方向へ向かう。その結果、ターボファン吹出流れと干渉し通風抵抗が増加するとともに、その圧力変動がターボファンの翼に伝播し騒音が悪化する。

この発明は上述のような問題点を解消するためになされたもので、流体異常音がなく聴感が良く耳障りでなく、騒音値が低く、さらに熱交換性能が高く省エネルギーな天井埋込型または天井吊下げ型の空気調和機を得ることを目的とする。

この発明に係る空気調和機は、下面中央部に本体吸込口と、この本体吸込口の周囲に本体吹出口を有する空気調和機本体と、この空気調和機本体の内部に設けられ、送風を行うターボファンと、このターボファンを囲むように立設された、アルミフィンを用いた複数列の略Ｃ字形状の熱交換器と、空気調和機本体下部に設けられ、本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置にパネル吸込口、パネル吹出口を有する化粧パネルとを有する天井裏に埋設された天井埋込型または天井から吊り下げられた天井吊下型の空気調和機において、少なくともターボファンと熱交換器の近接する領域の熱交換器のターボファン側表面上に設けられ、空気調和機本体の水平方向に延びる平板が複数枚、所定の間隔で積層された整流板を備えたことを特徴とする。

この発明に係る空気調和機は、少なくともターボファンと熱交換器の近接する領域の熱交換器のターボファン側表面上に設けられ、空気調和機本体の水平方向に延びる平板が複数枚、所定の間隔で積層された整流板を備えたことにより、ターボファンからのファン回転方向に旋回する吹出流れが整流板、熱交換器に流入する時、整流板に対し迎角が小さく剥離が生じないとともに、熱交換器の積幅方向の風速成分が整流板により減衰されることにより、アルミフィンの方向へ風向が変更され熱交換器のアルミフィンのファン側先端部でも剥離が生じない。そのため広周波数帯域に現れるヒュルヒュルという流体異常音が抑制され聴感が改善される。その結果、異常音が発生しない静粛な空気調和機を得ることができる。

実施の形態１．
図１〜８は実施の形態１を示す図で、図１は空気調和機の外観斜視図、図２は空気調和機の内部を示す縦断面図、図３は空気調和機の内部を示す水平断面図、図４は空気調和機内部の整流板付近を見た斜視図、図５は図３の熱交換器６と整流板２４付近の拡大図、図６は騒音周波数特性図、図７は整流板２４の板間ピッチＦＰ１、整流板２４の下流側に配設される熱交換器６のアルミフィン６ｃのフィンピッチＦＰ３の比率ＦＰ１／ＦＰ３と流体異常音の最大値Ｍの関係図、図８は整流板２４の板間ピッチＦＰ１、板幅Ｔ１の比率Ｔ１／ＦＰ１とヒュルヒュルという流体異常音の最大値Ｍの関係図である。

図１に示すように、空気調和機本体１の下部に略四角形状の化粧パネル２が取付けられ部屋１５に面している。化粧パネル２の中央付近には空気調和機本体吸込口１１への空気の吸込口であり部屋１５のホコリを除去するフィルタ１４が取付けられた吸込グリル２ａと、化粧パネル２の各辺に沿って形成されたパネル吹出口２ｂを有し、さらに各パネル吹出口２ｂには風向ベーン２ｃを備えている。

また、図２〜図４に示すように、空気調和機本体１の内部には、ターボファン３、ターボファン吸込風路２３ａを形成するベルマウス５、ターボファン３を回転駆動するモータ４、熱交換器６を備える。

熱交換器６は、空気調和機本体の高さＨ方向（垂直方向）に延びた長方形形状の１枚のフィン幅Ｔ３のアルミフィン６ｃが複数空気調和機本体１水平方向に所定間隔ＦＰ３で積層され、空気調和機本体１の水平方向に延びた伝熱管６ｂがアルミフィン６ｃを貫通するように構成された熱交換器一列分６ｇを複数密着させ一体で折り曲げられ、ターボファン３を囲むように略Ｃ字形状に形成、立設している。

さらに、略Ｃ字形状の熱交換器の２つの端部６ａは開口部を有さない熱交換器連結板７で連結し全体として略四角形状に形成されている。

また、熱交換器６のターボファン３側のアルミフィン先端部６ｄ上に空気調和機本体１の水平方向（熱交換器積幅方向Ｌ）に延びる板幅Ｔ１の整流板の１枚の板２４ａが複数枚、所定の間隔の板間ピッチＦＰ１で積層された整流板２４を配設している。そして整流板２４の熱交換器積幅方向Ｌの長さＬ２４は、ファン外径Ｄ２の１／３の長さでターボファンと熱交換器の近接点６ｈを含む位置に配置されている。

そして略Ｃ字形状の熱交換器の２つの端部６ａから伸びた伝熱管６ｂにはヘッダー８や分配器９を収納するため、熱交換器連結板７、空気調和機本体側板１ａに伸びた本体吹出風路側壁１６ａ、空気調和機本体側板１ａ、空気調和機本体天板１ｂ、そして熱交換器６下部の冷房運転時に生じる凝縮水（ドレン水）を一時貯めるドレンパン１２で囲まれた配管収納スペース１０を形成している。

さらに、熱交換器連結板７により配管収納スペース１０と、ターボファン３から熱交換器６までの空間であるターボファン吹出風路２３ｂが二分されている。

また、熱交換器６の下流側から空気調和機本体天板１ｂ、空気調和機本体側板１ａ、本体吹出風路側壁１６ａに囲まれ化粧パネル２のパネル吹出口２ｂへ連通する本体吹出風路１６が形成されている。

また、ドレンパン１２に貯まったドレン水を機外へ排出するドレンポンプ１７、モータ４の運転や風向ベーン２ｃの角度制御、室外機との制御信号の受送信等を行う制御基板を収納する電気品箱１３が配設され、ターボファン３はモータ４の回転軸を固定するハブ３ｃと一体に形成された主板３ｂに、ターボファン３のファン回転方向Ａに対し逆向きの後向き羽根である翼３ａが取付けられ、主板３ｂに対向して翼３ａへの空気の案内流路を形成する漏斗状のシュラウド３ｄにより構成されターボファン３全体が回転する。

運転時、図１〜４に示すように、モータ４に駆動され矢印Ａ方向に回転するターボファン３によって部屋１５の空気が吸込グリル２ａから吸い込まれ、フィルタ１４でホコリ等を除去された後、ターボファン吸込風路２３ａ、ベルマウス５を通りターボファン３に吸い込まれる。その後ターボファン３から吹出された、吹出流れＣは熱交換器６により加熱、冷却・除湿され本体吹出風路１６を通過後、化粧パネル２のパネル吹出口２ｂから風向ベーン２ｃにより風向を変更されながら部屋１５へ吹出され空調する。

このように、空気調和機を構成することにより、図３及び図３の熱交換器６と整流板２４付近の拡大図である図５に示すように、ターボファン３からのファン回転方向Ａ方向に旋回する吹出流れＣが整流板２４、熱交換器６に流入する時、整流板の１枚の板２４ａに対し迎角αが小さく剥離が生じないとともに、熱交換器積幅方向Ｌの風速成分が整流板２４の通風抵抗により減衰されると共に熱交換器６の上流側と下流側の圧力勾配により、アルミフィン６ｃの方向へ風向が変更されて、熱交換器６のファン側のアルミフィン先端部６ｄでも剥離が生じないため図６の騒音周波数特性図のように広周波数帯域に現れるヒュルヒュルという流体異常音が抑制され聴感が改善される。
整流板２４がなく、ターボファン３からのファン回転方向Ａ方向に旋回する吹出流れＣが減速されずに熱交換器６に流入する時は、熱交換器６の上流側と下流側の圧力勾配があっても風向は、アルミフィン６ｃの方向へ変更されない。

このとき、整流板２４の熱交換器積幅方向Ｌの長さＬ２４は少なくともファン外径Ｄ２の１／３以上の長さであれば流体異常音は抑制される。しかしファン外径Ｄ２の１／３以下だとターボファン吹出流れＣを整流しきれず流体異常音は抑制できない。

また、整流板２４の板間ピッチＦＰ１、板幅Ｔ１、整流板２４の下流側に配設される熱交換器６のアルミフィン６ｃのフィンピッチＦＰ３、フィン幅Ｔ３の関係が、図７、図８のＦＰ１／ＦＰ３、Ｔ１／ＦＰ１とヒュルヒュルという流体異常音の最大値Ｍの関係図のようにＦＰ１／ＦＰ３が大きすぎたり、またＴ１／ＦＰ１が大きすぎ、小さすぎるとターボファン３からの吹出流れＣが整流しきれず流体異常音が解消できない。

よってＦＰ１／ＦＰ３≦３で、かつ６≦Ｔ１／ＦＰ１≦１３の範囲であれば図６のヒュルヒュルという流体異常音の最大値Ｍが低減し抑制される。その結果、異常音が発生しない静粛な空気調和機を得ることができる。

実施の形態２．
図９〜１１は実施の形態２を示す図で、図９は空気調和機の内部を示す縦断面図、図１０は空気調和機の内部を示す水平断面図、図１１は空気調和機のファン側から熱交換器を見た斜視図である。

図９〜図１１に示すように、空気調和機本体１の内部に配設される熱交換器６は、長方形状の１枚のアルミフィン６ｃが所定フィンピッチで積層され、複数の伝熱管６ｂが直交、貫通した熱交換器一列分６ｇが複数列密着し、この熱交換器６のターボファン３の近傍の、熱交換器のファン側一列分６ｅは空気調和機本体１の水平方向に延びた長方形形状の１枚のフィン幅Ｔ２のアルミフィン６ｃが複数空気調和機本体の高さＨ方向（垂直方向）に所定フィンピッチＦＰ２で積層され、空気調和機本体の高さＨ方向に延びた伝熱管６ｂがアルミフィン６ｃを貫通するように構成されている。

また、熱交換器６の複数列のうち、ターボファン３の近傍一列である熱交換器のファン側一列分６ｅより下流側の、熱交換器のファン側一列分から下流側の列６ｆは、空気調和機本体の高さＨ方向（垂直方向）に延びた長方形形状の１枚のフィン幅Ｔ３のアルミフィン６ｃが複数空気調和機本体水平方向に所定フィンピッチＦＰ３積層され、空気調和機本体１の水平方向に延びた伝熱管６ｂがアルミフィン６ｃを貫通するように構成されている。

そして熱交換器のファン側一列分６ｅ、熱交換器のファン側一列分から下流側の列６ｆは、それぞれ折り曲げられ、ターボファン３を囲むように略Ｃ字形状の熱交換器６を一体で形成、立設している。さらに略Ｃ字形状の熱交換器６の２つの端部６ａは開口部を有さない熱交換器連結板７で連結し全体として略四角形状に形成されている。

このように、空気調和機を構成することにより、図１０のようにターボファン３からのファン回転方向Ａ方向に旋回する吹出流れＣが熱交換器６へ流入する時、少なくとも熱交換器６のターボファン３の近傍の熱交換器のファン側一列分６ｅは、空気調和機本体１の水平方向に延びた長方形形状の１枚のアルミフィン６ｃが複数空気調和機本体の高さＨ方向（垂直方向）に積層され、空気調和機本体の高さＨ方向に延びた伝熱管６ｂがアルミフィン６ｃを貫通するように構成されているので、従来の例で説明したファン側のアルミフィン先端部６ｄで剥離渦が本実施の形態により抑制され、熱交換器６へ流入する流れの熱交換器積幅方向Ｌ成分が減衰するため、図１２の周波数特性図のように高周波数の広帯域で発生するヒュルヒュルという流体異常音が抑制され聴感が改善される。

また、従来のようにファン側のアルミフィン先端部６ｄでの剥離による熱交換器のアルミフィン６ｃの間の流路縮小が防止できる。そのため、図１３の送風量と騒音値の関係図のように、熱交換器６の通風抵抗が減少し従来のようなアルミフィンのファン側一列が空気調和機本体の高さＨ方向に延びた形態に比べ低騒音化が図れる。

さらに、上記実施の形態１の整流板２４の代わりに熱交換器６を用いているので熱交換器６のアルミフィン６ｃの面積が増加することにより、熱交換性能が向上し省エネになる。

さらに、熱交換器のファン側一列分６ｅのアルミフィン６ｃのフィンピッチＦＰ２、フィン幅Ｔ２、熱交換器のファン側一列分から下流側の列６ｆのアルミフィン６ｃのフィンピッチＦＰ３、フィン幅Ｔ３において、上記実施の形態１の整流板の１枚の板２４ａの代わりにアルミフィン６ｃを用いており、整流板２４での板間ピッチＦＰ１、板幅Ｔ１と下流側熱交換器のフィンピッチＦＰ３との比率同様、ＦＰ２／ＦＰ３≦３で、かつ６≦Ｔ２／ＦＰ２≦１３の範囲であれば図１２のヒュルヒュルという流体異常音の最大値Ｍが低減し抑制される。その結果、異常音が発生しない静粛な空気調和機を得ることができる。

そして、冷房、除湿運転等の熱交換器のアルミフィン６ｃの表面に凝縮水が付着する運転時、空気調和機本体１の水平方向に延びる熱交換器のファン側一列分６ｅに対し、熱交換器のファン側一列分から下流側の列６ｆのアルミフィン６ｃは垂直方向に延びているので、アルミフィン表面の凝縮水は熱交換器６表面に沿って空気調和機下方のドレンパン１２へ流れ回収される。熱交換器６の下流側の本体吹出風路１６、パネル吹出口２ｂに滴下しないので部屋１５を汚すことがなく高品質である。

以上のことから、異常音が発生せず静粛で低騒音で、かつ省エネルギーでさらに高品質な空気調和機を得ることができる。

実施の形態３．
図１４〜１６は実施の形態３を示す図で、図１４は空気調和機の縦断面図、図１５は空気調和機の内部を示す水平断面図、図１６は空気調和機の内部を示す斜視図である。
図１４〜１６において、空気調和機本体１の下方には略四角形状の化粧パネル２が取付けられ部屋１５に面している。化粧パネル２の中央付近には空気調和機本体吸込口１１への空気の吸込口であり部屋１５のホコリを除去するフィルタ１４が取付けられた吸込グリル２ａと、化粧パネル２の各辺に沿って形成されたパネル吹出口２ｂを有し、さらに各パネル吹出口２ｂには風向ベーン２ｃを備えている。

また、空気調和機本体１の内部にはターボファン３、ターボファン吸込風路２３ａを形成するベルマウス５、ターボファンを回転駆動するモータ４、熱交換器６を備える。熱交換器６は空気調和機本体の高さＨ方向（垂直方向）に延びた長方形形状の１枚のアルミフィン６ｃが複数空気調和機本体水平方向に積層され、空気調和機本体１の水平方向に延びた伝熱管６ｂがアルミフィン６ｃを貫通するように構成された熱交換器一列分６ｇを複数密着させ一体で折り曲げられ、ターボファン３を囲むように略Ｃ字形状に形成、立設している。

そして略Ｃ字形状の熱交換器の２つの端部６ａから伸びた伝熱管６ｂに接続されたヘッダー８や分配器９を収納するため、熱交換器連結板７、空気調和機本体側板１ａに伸びた本体吹出風路側壁１６ａ、空気調和機本体側板１ａ、空気調和機本体天板１ｂ、そして熱交換器６下部の冷房運転時に生じる凝縮水（ドレン水）を一時貯めるドレンパン１２で囲まれた配管収納スペース１０を形成している。

さらに、略Ｃ字形状の熱交換器の２つの端部６ａは、平板形状で空気調和機本体の高さＨの上部に比べ下部の方が小さい所定の開口率の開口部７ａを有する熱交換器連結板７で連結し全体として略四角形状に形成されている。

整流装置は、熱交換器連結板７に空気調和機高さ方向上部に比べ下部が小さい所定の開口率の開口部７ａを形成して配管収納スペース１０に連通するように構成したものである。

さらに、熱交換器連結板７の開口部７ａにより配管収納スペース１０と、ターボファン３から熱交換器６までの空間であるターボファン吹出風路２３ｂが連通している。

また、ドレンパン１２に貯まったドレン水を機外へ排出するドレンポンプ１７、モータ４の運転や風向ベーン２ｃの角度制御、室外機との制御信号の受送信等を行う制御基板を収納する電気品箱１３が配設され、ターボファン３はモータ４の回転軸を固定するハブ３ｃと一体に形成された主板３ｂに、ターボファンのファン回転方向Ａに対し逆向きの後向き羽根である翼３ａが取付けられ、主板３ｂに対向して翼３ａへの空気の案内流路を形成する漏斗状のシュラウド３ｄにより構成されターボファン３全体が回転する。

運転時、図１４〜図１６のように、モータ４に駆動され矢印Ａ方向に回転するターボファン３によって部屋１５の空気が吸込グリル２ａから吸い込まれ、フィルタ１４でホコリ等が除去された後、ターボファン吸込風路２３ａ、ベルマウス５を通りターボファン３に吸い込まれる。そしてターボファン３からファン回転方向Ａと同方向に旋回しながら熱交換器６へ向け流れ熱交換器６を通過する流れの他に、熱交換器６を通過しきれず熱交換器の積幅方向Ｌに向く流れＣ２とターボファン３から直接熱交換器連結板方向へ向く流れＣ１の二つの流れが熱交換器連結板７の上部（空気調和機本体天板１ｂ側）の開口部７ａへ主に流入し、その後配管収納スペース１０に流入する。そして空気調和機本体側板１ａに衝突し空気調和機本体１の下部（ドレンパン１２側）へＵターンし、熱交換器連結板７の上部に比べ開口率の小さい熱交換器連結板７の下部の開口部７ａにより減速され再びターボファン吹出風路２３ｂへ流出する。熱交換器６を通過した流れは、熱交換器６で加熱、冷却・除湿され本体吹出風路１６を通過後、化粧パネル２のパネル吹出口２ｂから風向ベーン２ｃにより風向を変更されながら部屋１５へ吹出され空調する。

このとき、従来のような配管収納スペースからターボファン吹出風路への再流出流れがターボファンへ向かう時の増速流れ現象が解消されるので、ターボファン吹出流れＣとの干渉が抑制される。そのため、ターボファン吹出流れＣの通風抵抗が減少するとともに、その圧力変動も無くなるため低騒音化できる。

また、熱交換器６を通過しきれず熱交換器の積幅方向Ｌに向く流れＣ２は、本実施の形態により一度配管収納スペース１０へ取り込まれ減速するので、従来のような熱交換器連結板の表面を通過するとき増速され、熱交換器連結板の下流側直後の熱交換器の一辺へ向かう流れによる熱交換器アルミフィンのファン側先端部での剥離渦が本実施の形態により抑制され、ヒュルヒュルという流体異常音が低減される。よって聴感がよく低騒音な空気調和機が得られる。

実施の形態４．
図１７〜１９は実施の形態４を示す図で、図１７は空気調和機の縦断面図、図１８は空気調和機の内部を示す水平断面図、図１９は空気調和機の内部を示す斜視図である。
図１７〜１９において、空気調和機本体１の下方には略四角形状の化粧パネル２が取付けられ部屋１５に面している。化粧パネル２の中央付近には空気調和機本体吸込口１１への空気の吸込口であり部屋１５のホコリを除去するフィルタ１４が取付けられた吸込グリル２ａと、化粧パネル２の各辺に沿って形成されたパネル吹出口２ｂを有し、さらに各パネル吹出口２ｂには風向ベーン２ｃを備えている。

また、空気調和機本体１の内部に配設される熱交換器６は、長方形状の１枚のアルミフィン６ｃが積層され、複数の伝熱管６ｂが直交、貫通した熱交換器一列分６ｇが複数列密着し、この熱交換器のファン側一列分６ｅは空気調和機本体１の水平方向に延びた長方形形状の１枚のアルミフィン６ｃが複数空気調和機本体の高さＨ方向（垂直方向）に積層され、空気調和機本体の高さＨ方向に延びた伝熱管６ｂがアルミフィン６ｃを貫通するように構成されている。

また、熱交換器６の複数列のうち、熱交換器のファン側一列分から下流側の列６ｆは、空気調和機本体の高さＨ方向（垂直方向）に延びた長方形形状の１枚のアルミフィン６ｃが複数空気調和機本体水平方向に積層され、空気調和機本体１の水平方向に延びた伝熱管６ｂがアルミフィン６ｃを貫通するように構成されている。

そして熱交換器のファン側一列分６ｅ、熱交換器のファン側一列分から下流側の列６ｆはそれぞれ折り曲げられ、ターボファン３を囲むように略Ｃ字形状の熱交換器６を一体で形成、立設している。

さらに、略Ｃ字形状の熱交換器の２つの端部６ａは、平板形状で空気調和機本体の高さＨの上部に比べ下部の方が小さい所定の開口率の開口部７ａを有する熱交換器連結板７で連結し、全体として略四角形状に形成されている。一例として、熱交換器連結板の開口部７ａは金網状の部材で形成されている。

さらに、熱交換器連結板７の開口部７ａにより配管収納スペース１０と、ターボファン３から熱交換器６までの空間であるターボファン吹出風路２３ｂが連通されている。

運転時、図１７〜１９に示すように、モータ４に駆動され矢印Ａ方向に回転するターボファン３によって部屋１５の空気が吸込グリル２ａから吸い込まれ、フィルタ１４でホコリ等を除去された後、ターボファン吸込風路２３ａ、ベルマウス５を通りターボファン３に吸い込まれる。

そしてターボファン３からファン回転方向Ａと同方向に旋回する吹出流れＣが熱交換器６へ流入する時、少なくとも熱交換器のファン側一列分６ｅは、空気調和機本体１の水平方向に延びた長方形形状の１枚のアルミフィン６ｃが複数空気調和機本体の高さＨ方向（垂直方向）に積層され、空気調和機本体の高さＨ方向に延びた伝熱管６ｂがアルミフィン６ｃを貫通するように構成されているのでアルミフィン６ｃに対し迎角αは小さい状態で流入し、さらに熱交換器６へ流入する流速の熱交換器積幅方向Ｌ成分が減衰する。

さらに、配管収納スペース１０へ流入する流れは主にターボファン３から直接熱交換器連結板方向へ向く流れＣ１で、熱交換器連結板７の上部（空気調和機本体天板１ｂ側）の開口部７ａへ主に流入し、その後配管収納スペース１０に流入する。そして空気調和機本体側板１ａに衝突し空気調和機本体１の下部（ドレンパン１２側）へＵターンし、熱交換器連結板７の上部に比べ開口率の小さい熱交換器連結板７の下部の開口部７ａにより減速され再びターボファン吹出風路２３ｂへ流出する。熱交換器６を通過した流れは熱交換器６で加熱、冷却・除湿され本体吹出風路１６を通過後、化粧パネル２のパネル吹出口２ｂから風向ベーン２ｃにより風向が変更されながら部屋１５へ吹出され空調する。

このように構成された空気調和機において、少なくとも熱交換器のファン側一列分６ｅのアルミフィン６ｃに対し流入流れは迎角αが小さい状態なので剥離せずアルミフィン６ｃを通過するため、剥離に起因するヒュルヒュル音と通風抵抗を抑制するため低騒音化が図れる。

さらに、従来のような配管収納スペースからターボファン吹出風路への再流出流れがターボファンへ向かう時、増速されることはないのでターボファン吹出流れとの干渉が抑制される。その結果、ターボファン吹出流れの通風抵抗が減少するとともに、その圧力変動も無くなるためさらに低騒音化できる。

以上のことから、本実施の形態により、さらにヒュルヒュル音が抑制でき聴感が良く静粛で、低騒音な空気調和機を得ることができる。

なお、図２０のように熱交換器連結板７の開口部７ａが複数の丸穴状で、熱交換器連結板７の開口率が金網状部材と同等であれば同様の効果が得られ低騒音化が図れる。さらに丸穴でよいので従来の平板状熱交換器連結板７を流用し開口すればよいので、部品点数の増加が無くコストアップを抑制できる。

また、図２１のように熱交換器連結板７の開口部７ａの中、空気調和機本体１下部の開口部７ａに、熱交換器連結板の下流側直後の熱交換器の一辺６ｉと略平行に延出する導風板７ｂを形成した場合でも、熱交換器連結板７の開口率が金網状部材と同等であれば同様の効果が得られ低騒音化が図れるとともに、導風板７ｂにより開口部７ａからターボファン吹出風路２３ｂへ再流入する流れのターボファン３の方へ向かおうとするのをさらに抑制するため、さらに低騒音化が図れ、従来の平板状熱交換器連結板を流用し開口、導風板を形成すればよいので、部品点数の増加が無くコストアップを抑制できる。

上述の実施の形態では、熱交換器のファン側一列分６ｅは空気調和機本体１の水平方向に延びた長方形形状の１枚のアルミフィン６ｃが複数空気調和機本体の高さＨ方向（垂直方向）に積層され、空気調和機本体の高さＨ方向に延びた伝熱管６ｂがアルミフィン６ｃを貫通するように構成されているものに、整流装置を組み合わせたものを示したが、実施の形態１のものに、整流装置を組み合わせても良く、同様の効果を奏する。

実施の形態１を示す図で、空気調和機の外観斜視図である。実施の形態１を示す図で、空気調和機の内部を示す縦断面図である。実施の形態１を示す図で、空気調和機の内部を示す水平断面図である。実施の形態１を示す図で、空気調和機内部の整流板付近を見た斜視図である。実施の形態１を示す図で、熱交換器と整流板付近の拡大図である。実施の形態１を示す図で、騒音周波数特性図である。実施の形態１を示す図で、整流板の板間ピッチＦＰ１、整流板の下流側に配設される熱交換器のアルミフィンのフィンピッチＦＰ３の比率ＦＰ１／ＦＰ３と流体異常音の最大値Ｍの関係図である。実施の形態１を示す図で、整流板の板間ピッチＦＰ１、板幅Ｔ１の比率Ｔ１／ＦＰ１とヒュルヒュルという流体異常音の最大値Ｍの関係図である。実施の形態２を示す図で、空気調和機の内部を示す縦断面図である。実施の形態２を示す図で、空気調和機の内部を示す水平断面図である。実施の形態２を示す図で、空気調和機のファン側から熱交換器を見た斜視図である。実施の形態２を示す図で、騒音周波数特性図である。実施の形態２を示す図で、送風量と騒音値の関係図である。実施の形態３を示す図で、空気調和機の縦断面図である。実施の形態３を示す図で、空気調和機の内部を示す水平断面図である。実施の形態３を示す図で、空気調和機の内部を示す斜視図である。実施の形態４を示す図で、空気調和機の縦断面図である。実施の形態４を示す図で、空気調和機の内部を示す水平断面図である。実施の形態４を示す図で、空気調和機の内部を示す斜視図である。実施の形態４を示す図で、熱交換器連結板の開口部形状が、複数の丸穴状の場合を示した外観図である。実施の形態４を示す図で、熱交換器連結板の開口部の中、空気調和機本体下部の開口部に熱交換器連結板の下流側直後の熱交換器の一辺と略平行に延出する導風板を形成した場合を示した外観図である。

符号の説明

１空気調和機本体、１ａ空気調和機本体側板、１ｂ空気調和機本体天板、２化粧パネル、２ａ吸込グリル、２ｂパネル吹出口、２ｃ風向ベーン、３ターボファン、３ａ翼、３ｂ主板、３ｃハブ、３ｄシュラウド、４モータ、５ベルマウス、６熱交換器、６ａ端部、６ｂ伝熱管、６ｃアルミフィン、６ｄアルミフィン先端部、６ｅ熱交換器のファン側一列分、６ｆ熱交換器のファン側一列分から下流側の列、６ｇ熱交換器一列分、６ｈターボファンと熱交換器の近接点、６ｉ熱交換器連結板の下流側直後の熱交換器の一辺、７熱交換器連結板、７ａ開口部、７ｂ導風板、８ヘッダー、９分配器、１０配管収納スペース、１１空気調和機本体吸込口、１２ドレンパン、１３電気品箱、１４フィルタ、１５部屋、１６本体吹出風路、１６ａ本体吹出風路側壁、１７ドレンポンプ、２３ａターボファン吸込風路、２３ｂターボファン吹出風路、２４整流板、２４ａ整流板の１枚の板、Ａファン回転方向、Ｃ吹出流れ、Ｃ１熱交換器連結板方向へ向く流れ、Ｃ２熱交換器の積幅方向Ｌに向く流れ、Ｃ３ターボファン吹出風路への再流出流れ、Ｈ空気調和機本体の高さ、Ｌ熱交換器積幅方向、Ｌ２４整流板の熱交換器積幅方向Ｌの長さ、Ｍ流体異常音の最大値、Ｓヒュルヒュル音発生周波数領域、α 迎角。

Claims

下面中央部に本体吸込口と、この本体吸込口の周囲に本体吹出口を有する空気調和機本体と、この空気調和機本体の内部に設けられ、送風を行うターボファンと、このターボファンを囲むように立設された、アルミフィンを用いた複数列の略Ｃ字形状の熱交換器と、前記空気調和機本体下部に設けられ、前記本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置にパネル吸込口、パネル吹出口を有する化粧パネルとを有する天井裏に埋設された天井埋込型または天井から吊り下げられた天井吊下型の空気調和機において、
前記熱交換器は、空気調和機本体の高さ方向に伸びた長方形形状の１枚のアルミフィンが複数空調機本体の水平方向に所定間隔で積層され、前記空気調和機本体の水平方向に延びた伝熱管が前記アルミフィンを貫通するよう構成されたものであり、少なくとも前記ターボファンと近接する領域の前記ターボファン側表面上に設けられ、前記空気調和機本体の水平方向に延びる平板が複数枚所定の間隔で積層された整流板を備え、
前記整流板の板間ピッチをＦＰ１、板幅をＴ１、前記熱交換器のアルミフィンピッチをＦＰ３としたとき、ＦＰ１／ＦＰ３≦３、かつ６≦Ｔ１／ＦＰ１≦１３を満たすことを特徴とする空気調和機。
下面中央部に本体吸込口と、この本体吸込口の周囲に本体吹出口を有する空気調和機本体と、この空気調和機本体の内部に設けられ、送風を行うターボファンと、このターボファンを囲むように立設された、アルミフィンを用いた複数列の略Ｃ字形状の熱交換器と、前記空気調和機本体下部に設けられ、前記本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置にパネル吸込口、パネル吹出口を有する化粧パネルとを有する天井裏に埋設された天井埋込型または天井から吊り下げられた天井吊下型の空気調和機において、
前記熱交換器の少なくとも前記ターボファン近傍の一列分の前記アルミフィンが前記空気調和機本体の水平方向に配置され、且つ前記アルミフィンを貫通するように伝熱管が空気調和機本体高さ方向に立設し形成されるとともに、
前記アルミフィンが前記空気調和機本体の水平方向に配置された熱交換器列の下流側に前記空気調和機本体の垂直方向に延びたアルミフィンが複数配置され、且つ前記空気調和機本体の水平方向に延びた伝熱管が前記アルミフィンを貫通するように構成されることを特徴とする空気調和機。
前記ターボファン近傍の熱交換器のアルミフィンピッチをＦＰ２、フィン幅をＴ２、前記下流側の列の熱交換器のアルミフィンピッチをＦＰ３としたとき、ＦＰ２／ＦＰ３≦３、かつ６≦Ｔ２／ＦＰ２≦１３を満たすことを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
下面中央部に本体吸込口と、この本体吸込口の周囲に本体吹出口を有する空気調和機本体と、この空気調和機本体の内部に設けられ、送風を行うターボファンと、このターボファンを囲むように立設され、複数列の略Ｃ字形状に形成され、この略Ｃ字形状の二つの端部が熱交換器連結板で連結された熱交換器と、前記略Ｃ字形状の二つの端部から伸びた伝熱管に接続されたヘッダーや分配器を収納するための前記熱交換器連結板と本体吹出風路側壁と空気調和機本体側壁で囲まれた配管収納スペースと、前記空気調和機本体下部に設けられ、前記本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置にパネル吸込口、パネル吹出口を有する化粧パネルとを有する天井裏に埋設された天井埋込型または天井から吊り下げられた天井吊下型の空気調和機において、
前記ターボファン吹出流れの主流を前記熱交換器連結板の上部から前記配管収納スペースへ一部取り込み、前記本体吹出風路側壁に衝突後下部へ風向を変更し、再び前記熱交換器連結板の下部から風路内へ再流出させる際の流量または風向を変更する整流装置を備え、
前記整流装置は、前記熱交換器連結板に空気調和機高さ方向上部に比べ下部が小さい所定の開口率の開口部を形成して配管収納スペースに連通するように構成したことを特徴とする空気調和機。
前記略Ｃ字形状の熱交換器の二つの端部を連結する熱交換器連結板と、前記略Ｃ字形状の二つの端部から伸びた伝熱管に接続されたヘッダーや分配器を収納するための前記熱交換器連結板と本体吹出風路側壁と空気調和機本体側壁で囲まれた配管収納スペースとを備え、
前記ターボファン吹出流れの主流を前記熱交換器連結板の上部から前記配管収納スペースへ一部取り込み、前記本体吹出風路側壁に衝突後下部へ風向を変更し、再び前記熱交換器連結板の下部から風路内へ再流出させる際の流量または風向を変更する整流装置を備え、
前記整流装置は、前記熱交換器連結板に空気調和機高さ方向上部に比べ下部が小さい所定の開口率の開口部を形成して配管収納スペースに連通するように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の空気調和機。
熱交換器連結板の開口部は金網状、または複数の丸穴により開口し形成するとともに、
前記所定開口率で開口した熱交換器連結板の開口部において、下部の開口部に前記熱交換器連結板の下流側の熱交換器一辺と略平行に延出する導風板を形成したことを特徴とする請求項４または請求項５記載の空気調和機。