JP4052264B2 - 天井埋込型空気調和機 - Google Patents

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Description

本発明は、天井埋込型空気調和機に係り、風路での通風抵抗を低減しモーター入力の低減および低騒音化により省エネを図ることに関するものである。
従来の天井埋込型空気調和機では、その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、この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略四角形で格子状の吸込グリルと、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上下風向ベーンを備えて空気調和機を成している。
また、この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、また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。さらに前記略C字形状の熱交換器の2つの端部は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、この略C字形状の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前記本体吸込口の周囲には本体吹出口を有し、化粧パネルの略四角形の吸込グリルの各辺に沿って形成され4つのパネル吹出口に連通するように配置され、各パネル吹出口には上下風向ベーンが配設されている。なお、化粧パネルの角部にはパネル吹出口および左右風向ベーンは配設されていないためパネル吹出口の長手方向(左右方向)には吹出気流制御は不可能である。そして、ドレンパンに溜まった熱交換器で発生する凝縮水であるドレン水を機外に排出するためのドレンポンプは熱交換器の空気流れの下流側に配設されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、別の従来の天井埋込型空気調和機として、化粧パネルのパネル吹出口は略環状の360°開口し、外側羽根車により上下風向ベーン無しに風向制御可能というもがある(例えば、特許文献2参照。)。
特開平11−148704号公報(第3−4頁、第1−2図) 特開平11−325498号公報(第6−8頁、第1−2図)
従来の天井埋込型空気調和機は上述のように構成され、ある程度低騒音で部屋の温度分布差の抑制が可能である。しかし、吸込グリルの各辺に沿って形成されたパネル吹出口および本体吹出口の長手方向開口幅が狭いことから通風抵抗が増加している。また、化粧パネルのパネル吹出口が形成されていない角部は吸込グリルへ吸込まれる流れが通過するため、パネル吹出口が単純に拡大されると吸込まれる流れをパネル吹出口からの吹出流が阻害し通風抵抗となる。その結果、ターボファンの吸込・吹出風を阻害することからファンモータの消費電力が増加し省エネ性が損なわれる。さらに、略四角形の吸込グリルの各辺に沿って略四角形に連設するパネル吹出口が形成されているため、パネル吹出口を有さない化粧パネルの角部では吹出流が存在しなく部屋内で温度分布が不均一になってしまう。
また、従来の天井埋込型空気調和機の別の例では、360°吹出口を開口し内側、外側羽根車自体により吹出流を上下方向スウィング可能で風向ベーンが不必要なためコストダウンが図れるが、羽根車のような高速回転体がパネル吹出口近傍を回転すると万一手の指を挿入された場合ケガをする恐れがあり、安全性が低い。さらに、全ての吹出口風向ベーンを有さないので風を向けたい角度に変更できない。それにより快適性が損なわれる。
本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、化粧パネルのパネル吹出口及び本体吹出風路をほぼ360°開口しつつ、吸込・吹出流れの干渉による吹出流れの通風抵抗を抑制することにより、ファンモータの消費電力Wmを低減し省エネで、かつ部屋の温度分布差の均一化を図り気流制御性が高く、羽根車のような高速回転体がパネル吹出口に露出せず高品質・高安全性で、運転停止時化粧パネルの開口面を縮小し天井面と一体デザインになるようにデザイン性を向上した天井埋込型空気調和機を得ることを目的とする。
この発明に係る天井埋込型空気調和機は、空気調和機本体が天井裏に埋設され、前記空気調和機本体の内部にターボファンを備え、この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、前記空気調和機本体の下面中央部に本体吸込口と前記本体吸込口の周囲には本体吹出口を有し、さらに前記空気調和機本体下方には設置される部屋に面する化粧パネルが配置され、前記本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置に前記化粧パネルの略八角形の吸込グリルとこの吸込グリルのほぼ全周囲に沿って略八角形に連設したパネル吹出口を有し、少なくともパネル吹出口または本体吹出口のどちらか全ての吹出口に上下風向ベーンを有するものである。
また、この発明に係る天井埋込型空気調和機は、空気調和機本体が天井裏に埋設され、前記空気調和機本体の内部にターボファンを備え、この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、前記空気調和機本体の下面中央部に本体吸込口と前記本体吸込口の周囲には本体吹出口を有し、さらに前記空気調和機本体下方には設置される部屋に面する化粧パネルが配置され、前記本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置に前記化粧パネルの吸込グリルとこの吸込グリルのほぼ全周囲に沿ったパネル吹出口を有し、前記熱交換器にて生成される結露水を排出するドレンポンプが前記熱交換器のファン側の折曲部近傍に配設されるとともに、前記ドレンポンプに接続したドレンパイプが前記熱交換器のドレンパン下部から前記本体吹出口の補強リブに埋設されて前記空気調和機本体の外部へ設けられたものである。
また、この発明に係る天井埋込型空気調和機は、空気調和機本体が天井裏に埋設され、前記空気調和機本体の内部にターボファンを備え、このターボファンを囲むように略C字形状で湾曲された熱交換器を立設し、前記空気調和機本体の下面中央部に本体吸込口と前記本体吸込口の周囲には本体吹出口を有し、さらに前記空気調和機本体下方には化粧パネルが配置され、前記本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置に化粧パネルの吸込グリルとこの吸込グリルのほぼ全周囲に連設するパネル吹出口を有するとともに前記化粧パネルの角部パネル吹出口と角部以外の他の辺部パネル吹出口に配設された風向ベーンの設定角度を角部よりも辺部を大きくして風向を異なるようにしたものである。
この発明の天井埋込型空気調和機は、空気調和機本体が天井裏に埋設され、前記空気調和機本体の内部にターボファンを備え、この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、前記空気調和機本体の下面中央部に本体吸込口と前記本体吸込口の周囲には本体吹出口を有し、さらに前記空気調和機本体下方には設置される部屋に面する化粧パネルが配置され、前記本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置に前記化粧パネルの略八角形の吸込グリルとこの吸込グリルのほぼ全周囲に沿って略八角形に連設したパネル吹出口を有し、少なくともパネル吹出口または本体吹出口のどちらか全ての吹出口に上下風向ベーンを有するので、吹出開口面積が増加するとともに、全ての吹出口に上下風向ベーンを有するので吹出流れの風速・風向を制御でき、吸込流れと吹出流れの干渉を制御できるので通風抵抗を低減できる。そのため、ファンモータの消費電力が低減可能である。またパネル吹出口全てに風向ベーンを有するので全方位で吹出流れの気流制御が可能であるので部屋の温度ムラが制御できる。その結果、省エネで快適性の高い高品質な空気調和機を得ることができる。
また、この発明の天井埋込型空気調和機は、空気調和機本体が天井裏に埋設され、前記空気調和機本体の内部にターボファンを備え、この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、前記空気調和機本体の下面中央部に本体吸込口と前記本体吸込口の周囲には本体吹出口を有し、さらに前記空気調和機本体下方には設置される部屋に面する化粧パネルが配置され、前記本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置に前記化粧パネルの吸込グリルとこの吸込グリルのほぼ全周囲に沿ったパネル吹出口を有し、前記熱交換器にて生成される結露水を排出するドレンポンプが前記熱交換器のファン側の折曲部近傍に配設されるとともに、前記ドレンポンプに接続したドレンパイプが前記熱交換器のドレンパン下部から前記本体吹出口の補強リブに埋設されて前記空気調和機本体の外部へ設けられたので、従来の空気調和機で本体吹出風路側に設置していたドレンポンプの場所や配管収納スペースやドレンパンとして使用していた部分を、本発明では開口して本体吹出口面積が増加できるので通風抵抗が低減するので、ファンモータの消費電力を低減可能となる。
また、この発明に係る天井埋込型空気調和機は、空気調和機本体が天井裏に埋設され、前記空気調和機本体の内部にターボファンを備え、このターボファンを囲むように略C字形状で湾曲された熱交換器を立設し、前記空気調和機本体の下面中央部に本体吸込口と前記本体吸込口の周囲には本体吹出口を有し、さらに前記空気調和機本体下方には化粧パネルが配置され、前記本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置に化粧パネルの吸込グリルとこの吸込グリルのほぼ全周囲に連設するパネル吹出口を有するとともに前記化粧パネルの角部パネル吹出口と角部以外の他の辺部パネル吹出口に配設された風向ベーンの設定角度を角部よりも辺部を大きくして風向を異なるようにしたので、化粧パネルの角部のパネル吹出口からの吹出流れとその他の辺部のパネル吹出口からの吹出流れの風向が異なり、吸込空間が確保されることから吸込グリルへの吸込流れとパネル吹出口からの吹出流れの干渉が抑制されターボファンの吸込風が阻害されないので通風抵抗が低減し、ターボファンを駆動するためのファンモータの消費電力が低減可能である。また、上下風向ベーンにより部屋の上下高さ方向全体を一度に送風できるので部屋の温度分布を均一化できる。その結果、省エネで部屋の温度ムラを抑制する高品質な空気調和機を得ることができる。
実施の形態1.
以下、本発明に係る実施の形態1における天井埋込型空気調和機を図1〜図9を用いて説明する。
図1は本発明の天井埋込型空気調和機の外観斜視図、図2は図1の空気調和機の内部を示す縦断面図、図3は図1の空気調和機本体の内部を示し天板側から見た水平断面図、図4は空気調和機本体下部における外観平面図、図5は部屋から天井埋込型空気調和機本体の下部に取り付けた化粧パネルを見た化粧パネルの外観平面図を示す。
図1、図2、図5に示すように、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11aへの空気の吸込口であり部屋15の空気中に浮遊するホコリを除去するフィルタ14が取付けられた略四角状の吸込グリル2aと、前記吸込グリル2aの辺部に沿い対向する2組の直線状の辺部パネル吹出口2bと隣り合う前記辺部パネル吹出口2bを結ぶ円弧状をなす角部パネル吹出口2bにより略ロの字に連設されたパネル吹出口2bと、各パネル吹出口2b、2bには対応した上下風向ベーン2c、2cを備えて空気調和機を成している。
また、図2、図3、図4のように前記空気調和機本体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を配設し、また熱交換器6はターボファンの3を囲むように略C字形状に立設し、熱交換器6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が接続されターボファンの流出部から熱交換器6に至るターボファン吹出風路23bに露出している。そして、熱交換器6を通過した空気が流れる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、ドレンパン12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口16aまでが本体吹出風路16として形成されている。
また、図3および図3の矢視断面図X−Xである図6に示すドレンパイプ接続の概要図のように熱交換器6で発生する凝縮水であるドレン水を一時的に貯めるドレンパン12のドレン水を機外へ排出するドレンポンプ17は、熱交換器6のターボファン吹出風路23b側で、かつターボファン3から遠方の熱交換器6の折曲部6c近傍に配設されている。このドレンポンプ17から空気調和機本体1の機外へのドレン排出口17bへ接続するドレンパイプ17aは、ドレンパン12下部で一部埋設され、さらに本体吹出口16aの補強用リブ16bに埋設し取り回され、通風抵抗にならない状態になっている。
さらに、図3および図3の矢視断面図Y−Yである図7のように天井埋込型空気調和機本体1と室外機を冷凍サイクル上接続する内外接続配管20の下方のドレンパン側には万一配管表面に結露が発生しても空気調和機本体1の外部に結露水が滴下しないように受水壁21が配設されている。受水壁21は内外接続配管20から滴下した結露水がドレンパン12へ流れるように形成され、ドレンパン12から熱交換器端部6aの高さ方向全体および空気調和機本体天板1bに密着して配設され、これによりターボファン吹出風路23bと本体吹出風路16を隔離するように形成されている。
そして、モータ4の運転や上下風向ベーン2cの上下角度制御、室外機との制御信号の送受信等を行う制御基板等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。空気調和機の運転時、図1〜4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から吹出された空気(太矢印C)は熱交換器6により加熱、冷却・除湿され略ロの字に形成された本体吹出風路16を通過後、略ロの字に連接された本体吹出口16aおよび、化粧パネル2のパネル吹出口2b、2bから上下風向ベーン2c、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、従来の空気調和機において本体吹出風路側に設置していたドレンポンプの場所や配管収納スペースやドレンパンとして使用していた部分を、本発明では開口して本体吹出風路16として使用できるので、本体吹出口16aおよびパネル吹出口2bの吹出開口面積が増加できるので通風抵抗が低減する。そのため、ターボファン3の送風が阻害されなくなるので、図8に示す従来との本発明に係る天井埋込型空気調和機のターボファン3を駆動するためのモータ4の消費電力Wm比較図のように、本発明の方が従来に比べ20%ほど消費電力を低減可能である。
また、図1のように略ロの字形状に連接するパネル吹出口2b全てのパネル吹出口2bに上下風向ベーン2cがそれぞれ配設されているので、図9に示すパネル吹出口風速分布図のようにパネル吹出口2bの開口面積を拡大したことによるパネル吹出口での吹出風速減少分を上下風向ベーン2cの設定角度により増速し吹出風速分布差を抑制でき、さらに部屋の上下風向制御可能としているため、部屋15の全体の温度分布も改善されて快適な空調空間が得られる。なお、図9において、縦軸にパネル吹出口風速、横軸に化粧パネルのパネル吹出口角部からの略ロの字形状全周の距離をとり、図中の□印は本発明の上下風向ベーン無し、▲印は本発明の上下風向ベーン有り、◆印は従来の空気調和機をそれぞれ表している。
また、本体吹出風路16、パネル吹出口2bの通風抵抗減少分、ターボファン3の送風量が増加できるので、熱交換器6での熱交換量が増加でき温風の温度を上昇可能である。 そして、図5のように空気調和機の運転停止時に上下風向ベーン2cが閉鎖された時にはほぼパネル吹出口2bを封鎖できるので、パネル吹出口が開口していると黒く見えて目立つものであるが、本発明によると設置されている部屋15の天井面で目立たなくデザイン性が高い空気調和機を得ることができる。さらに運転停止時のホコリの機内への進入を抑制でき、清潔が保てるとともに高い空調性能を維持することができる。さらに、従来の空気調和機にあるパネル吹出口2b近傍には高速回転体はないので安全性が保てる。その結果、省エネで、快適性が高く、デザイン性の高い天井埋込型空気調和機を得ることができる。
実施の形態2.
以下、本発明の実施の形態2における天井埋込型空気調和機を図10〜図15を用いて説明する。
図10は図1に相当する本発明にかかる天井埋込型空気調和機の外観斜視図、図11は図4に相当する図10の空気調和機本体下部における外観平面図、図12は図5に相当する化粧パネルの外観平面図を示す。なお、空気調和機本体内部における構成、および対応する符号は実施の形態1と同一のものを示す。
図10、図11に示すように、空気調和機本体1は水平断面が略八角形であり、本体中央部の本体吸込口11aに対応して連通する位置に化粧パネル2の略八角形の吸込グリル2aを配設し、本体吹出口16aに対応して連通する位置に吸込グリル2aのほぼ全周囲に略八角形に連設配置するパネル吹出口2b、2bを配設するものである。この実施の形態2における前述の実施の形態1との違いは、吸込グリル2aが略八角形をなす点と、パネル吹出口2bも略八角形に配置された構成となっている点である。これらの構成としたことにより、従来に比べ吹出開口面積が増加し、さらに実施の形態1の図1のように略ロの字形状に配置したパネル吹出口2b、2bを連設する場合に比べて、図11、図12のように空気調和機本体形状に即してパネル吹出口2b、2bを開口することから有効的に開口できるので通風抵抗がさらに低減する。そのため、ターボファン3の送風が阻害されなくなるのでターボファンを駆動するためのモータ4の消費電力Wmが図15のように従来に比べ約25%低減可能である。
また、本発明のパネル吹出口2bを略八角形に連設配置するとともに吸込グリルもそれに対応して略八角形とする構成により、従来の空気調和機のように吸込グリル2aが略四角形の場合に比べ、図12のように化粧パネルの角部2dに対応して形成された角部パネル吹出口2bと吸込グリル2aの距離Bが拡大するので、図13に示すような従来の天井埋込型空気調和機で単純にパネル吹出口2bを拡大した場合(図中の吸込グリルとパネル吹出口との間の距離Bが狭くなった構成)のような吹出流れと吸込流れの干渉が、本発明では生じることなく、図14の本発明での吸込グリル2aと角部パネル吹出口2b近傍の縦断面図に示す気流の流れ状態のように、吸込グリル2aへの吸込流れと角部パネル吹出口2bの吹出流れの干渉が抑制される。そのため通風抵抗がさらに低減し、ターボファン3の送風が阻害されなくなるので、図15の「パネル吹出口が略八角形に連接時+吸込グリルが略八角形時」に示すようにターボファン3を駆動するためのモータ4の消費電力Wmがさらに低減し従来に比べて約30%低減可能である。その結果、さらに省エネが図れた空気調和機を得ることができる。
実施の形態3.
以下、本発明の実施の形態3.における天井埋込型空気調和機を図16〜図22を用いて説明する。
図16は図5に相当する化粧パネル2を部屋から見たときの外観平面図、図17は化粧パネル2の角部2dの角部パネル吹出口2b、およびそこに設けた上下風向ベーン2c1のまわりの縦部分断面図、図18は角部以外の辺部パネル吹出口2bに配設された上下風向ベーン2cのまわりの縦部分断面図を示す。なお、空気調和機本体1の内部における主な構成、および対応する符号は実施の形態1と同一のものを示す。
図16〜図18において、本発明が前述の実施の形態1または2と異なる点は、本発明では化粧パネル2の吸込グリル2aと吸込グリル2aのほぼ全周囲に連設するパネル吹出口2bを有し、かつ化粧パネルの角部2dの角部パネル吹出口2bに配設された角部上下風向ベーン2cの設定角度θ1と角部以外の対向した辺部にある辺部パネル吹出口2bに配設された辺部上下風向ベーン2cの設定角度θ2が異なるところである。
そのため、化粧パネルの角部2dの角部パネル吹出口2bからの吹出流れと角部以外の他の辺部パネル吹出口2bからの吹出流れの風向が異なり、吸込空間が確保されることから吸込グリル2aへの吸込流れとパネル吹出口2bからの吹出流れの干渉が抑制され通風抵抗が低減できるので、ターボファン3の吸込・吹出流れが阻害されずターボファン3を駆動するためのモータ4の消費電力Wmがさらに低減可能である。
例えば、図19の表に空気調和機の冷暖房運転モードおよび風向制御モードでの辺部上下風向ベーン2cの角度θ2、角部上下風向ベーン2c1の角度θ、風向の一例を示す。図19において、暖房1、冷房1(急速、通常)ではθ<θで部屋15へ吹出す場合、図20の(a)に示すように角部上下風向ベーン2c1は(b)の辺部上下風向ベーン2cと異なる角度で比較して上方に吹出すことにより、吸込グリル2aへ吸込流れが流れる空間を確保し、吸込流れと吹出流れの干渉を抑制する。また、図21に示すように、暖房2、冷房2(通常広範囲)では、上下風向ベーンが上下回動(スイング)し、θ1<θ2またはθ>θ2でθ1とθ2が交互に拡大、縮小するバタ足状に吹出される。さらに、図22に示すように、暖房3、冷房3(安定運転時)の場合は、辺部上下風向ベーン2cを閉鎖し、角部上下風向ベーン2c1のみを開口し風向制御することにより必要最小限の空調が可能である。このように部屋15の上下高さ方向全体と周方向全体を一度に送風できるので部屋15の温度分布が均一化できる。その結果、省エネで部屋の温度ムラを抑制する高品質な空気調和機を得ることができる。
実施の形態4.
以下、本発明の実施の形態4における天井埋込型空気調和機を図23〜図25を用いて説明する
図23は図1に相当する本発明にかかる天井埋込型空気調和機の運転停止時における外観斜視図、図24は図23の縦断面図、図25は図24のD部の化粧パネル2の吸込グリル開閉機構部縦断面図を示す。なお、空気調和機本体1の内部における主な構成、および対応する符号は実施の形態1と同一のものを示す。
本発明における天井埋込型空気調和機において、前述の実施の形態1から3と異なる点は、本体下方に取り付けられる化粧パネル2のほぼ中央部にある吸込グリル2aに関する部分が異なるものである。図25の吸込グリル開閉機構部を示す縦断面図において、吸込グリル2aより本体内側に設けられた吸込グリル開閉アーム2eに軸固定されて回動自在に取り付けられた吸込グリル格子2fを備えるとともに、この吸込グリル開閉アーム2eの一端部が歯車を有したグリル開閉用モータ19に噛合う歯型形状を有している。そして、空気調和機の運転稼動時、図25の吸込グリル開閉アーム2eがグリル開閉用モータ19により水平移動し吸込グリル格子2fは回動して吸込グリル2aは開口し、また空気調和機の運転停止時、図25の吸込グリル開閉アーム2eがグリル開閉用モータ19により逆に水平移動し吸込グリル格子2fは回動して吸込グリル2aは閉鎖し、風向ベーン2cも回動してパネル吹出口2bが閉鎖され、図23のように吸込グリルを通した機内が見えづらい状態になる。
このように空気調和機を形成することにより、運転停止時には、パネル吹出口の上下風向ベーン2cによる開口部閉鎖状態と吸込グリルの閉鎖状態とをなすことで化粧パネルにおける開口がほぼなくなり、黒く見える部分がほとんどないため、設置されている部屋の天井面に一体化できデザイン性が高い空気調和機を得ることができる。また、パネル吹出口及び吸込グリルが蓋をした状態となるため、ホコリの機内への侵入をさらに抑制でき清潔が保てるとともに、高い空調能力を維持することが可能となる。
実施の形態5.
以下、本発明の実施の形態5における天井埋込型空気調和機を図26〜図29を用いて説明する
図26は図1に相当する本発明にかかる天井埋込型空気調和機の外観斜視図、図27は図26の縦断面図、図28は図26の矢視Eから見たパネル吹出口拡大図を示す。
なお、空気調和機本体1の内部における主な構成、および対応する符号は実施の形態1から4と同一のものを示す。
本発明の天井埋込型空気調和機は、前述の実施の形態1から4と異なる点は、パネル吹出口2bに上下風向ベーン2cと左右風向ベーン2hの両方を設けた点が異なるところである。図26、図27において、化粧パネル2の中央部にある吸込グリルのほぼ全周囲に略八角形に連設するパネル吹出口2bに上下風向ベーン2cおよび左右風向ベーン2hが配設される。この左右風向ベーン2hは、一例として図28に示すように、化粧パネル2に固定保持された左右風向ベーン回転軸2kを持ち、各左右風向ベーン2hは左右風向ベーンジョイント2Jにより接続され、化粧パネル2に固定されたベーンモータ18の駆動により、左右風向ベーンジョイント2Jを介し連動して回動する。
これにより、従来の空気調和機では吹出口内部に左右風向ベーン2hは配設されていないので空気調和機の設置位置によって人に吹出風を直接当てたい場合や空気調和機下方にいる人が吹出風を避けたい場合には上下風向ベーン2cのみでしか風向制御ができなかったが、本実施の形態によれば、左右風向ベーン2hが配設されていることにより、上下風向ベーン2cと相まって自在に風向制御可能であるので、部屋15に居る人の欲しい場所へ風向を変更可能で快適性が向上し高品質な空気調和機が得られる。
さらに、全ての左右風向ベーン2hの設置角度をターボファンの回転方向Aの方向に設定した場合、元々ターボファン3への吸込流れは回転方向Aと同様な旋回流で吸込グリル2aへ流入されており、パネル吹出口2b、2bが吸込グリル2aのほぼ全周囲に配設されていることから、パネル吹出口2b、2bの吹出流は図29に示すように吸込流れと干渉することなく旋回流を形成し、吸込グリル2a近傍がパネル吹出口2b、2b近傍に比べさらに負圧になるため、吸込グリル2aへの吸込流れが促進される。そのため、ターボファン3の吸込側通風抵抗が低減され、ターボファン3を駆動するためのファンモータの消費電力Wmが低減可能である。また、吹出流れは旋回流となるため、床面への吹出流れの到達距離が拡大し、天井面の高い部屋に本発明の天井埋込型空気調和機を設置しても床まで風が到達できるので部屋の温度ムラが改善できる。その結果、さらに省エネで高品質な空気調和機を得ることができる。
実施の形態6.
以下、本発明の実施の形態6における天井埋込型空気調和機を図30から図34を用いて説明する。
図30は前述の図3に相当する本発明に係る天井埋込型空気調和機の内部を示す水平断面図、図31は図4に相当する本発明に係る天井埋込型空気調和機の本体下部における外観平面図、図32は図31のZ−Z矢視断面図、図33は図31のW−W矢視断面図を示す。なお、空気調和機本体1の内部における主な構成および対応する符号は実施の形態1と同一のものを示す。
図30において、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を配設し、また熱交換器6はターボファン3を囲むように略C字形状に立設し、熱交換器6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が接続されターボファン吹出風路23bに露出している。
また、図30および図32にように、熱交換器6の空気流れ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、ドレンパン12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口16a、本体吹出風路16、熱交換器6と隔絶された別の風路を形成し、一例として外気導入用風路24としている。
また、図33に示すように、前記外気導入用風路24と別の角部吹出風路16fは他の本体風路16と隔絶された風路を形成し、一例として図34のような抗酸化成分発生器26を配設した場合を示す。なお、抗酸化成分は空気中の活性酸素の発生を抑制し、人体細胞の酸化を抑制するものである。そして抗酸化成分発生器26は前面に配設された抗酸化成分の一つである天然ハーブを含有したカートリッジ27を背面に配設されたフィルムヒータ28により加熱し天然ハーブ成分を空気中へ供給する仕組みである。
そして、モータ4の運転や上下風向ベーン2cの上下角度制御、室外機との制御信号の送受信を行う制御基板等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、ターボファンの回転方向Aに対し逆向きの後向き羽根である翼3aが取り付けられ、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。
そして、図31の本体下部から見た図のように外気導入用風路24、抗酸化発生装置26が配設された角部本体吹出風路16fは開口し、化粧パネル2の角部パネル吹出口2b1へ連通している。
このように、本体吹出風路16のうち一部の角部本体吹出風路16fを他の本体吹出風路に外気導入する場合、冷房時に熱交換器6で冷やされた空気と外気の温かい空気が混合し吹出風路壁面で結露してしまうため、外気導入した空気を先ず本体吸込風路に吸い込ませる必要があった。しかし、本発明によればその必要が無くなり結露を抑制でき、さらに外気導入用風路面積を大きく取れるので風路圧損が低減できて外気導入効率が向上するとともに外気導入量が増加できる。また、他の例として、外気導入接続部25に酸素発生装置等の他の方式の給気装置を接続しても同様に熱交換器での熱交換後の流れと給気流れが合流しても風路が隔絶されているのでユニット内での結露が防止可能である。
さらに、前記外気導入用風路24と別の角部吹出風路16fは他の本体風路16と隔絶された風路を形成し、他の角部本体吹出風路16fを構成することにより、吹出口面積の大きい辺部本体吹出風路16gや角部本体風路16fを他の本体吹出風路16と隔絶しない場合、抗酸化成分が空気調和機本体内部で拡散しすぎてしまう。本発明のように抗酸化成分発生器26の配設される角部本体吹出風路16fが他の本体吹出風路16と隔絶されることにより空気調和機本体内部で抗酸化成分は拡散しずらいので有効に部屋15へ抗酸化成分含有空気を放出できる。なお、抗酸化成分発生器26の代わりにマイナスイオン発生器を配設しても有効にマイナスイオンを部屋15へ放出可能である。
このように本体吹出風路を形成することにより、吹出口面積が拡大し通風抵抗が低減できることからモータ消費電力の低減が可能で、フレッシュエアーを外気導入でき、抗酸化成分含有空気等を有効に部屋へ放出できるので、省エネで高品質・高付加機能の天井埋込型空気調和機が得られる。
本発明の実施の形態1に係る天井埋込型空気調和機の外観斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る天井埋込型空気調和機の内部を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態1に係る天井埋込型空気調和機の内部を示す水平断面図である。 本発明の実施の形態1に係る天井埋込型空気調和機の本体下部における外観平面図である。 本発明の実施の形態1に係り、化粧パネルを部屋から見た外観平面図である。 本発明の実施の形態1に係り、ドレンパイプ接続の概要図である。 本発明の実施の形態1に係り、受水壁の概要図である。 本発明の実施の形態1に係り、従来とのターボファンを駆動するためのモータの消費電力Wm比較図である。 本発明の実施の形態1に係り、パネル吹出口での吹出口拡大時、上下風向ベーン有無時の吹出風速分布図である。 本発明の実施の形態2に係る天井埋込型空気調和機の外観斜視図である。 本発明の実施の形態2に係る天井埋込型空気調和機の本体下部における外観平面図である。 本発明の実施の形態2に係り、化粧パネルを部屋から見た外観平面図である。 本発明の実施の形態2に係り、従来の天井埋込型空気調和機で単純にパネル吹出口2bを拡大した場合の吹出流れと吸込流れの干渉の様子を示した図である。 本発明の実施の形態2に係り、吸込グリル2aと角部パネル吹出口2b1近傍の縦断面図である。 本発明の実施の形態2に係り、従来とのターボファンを駆動するためのモータの消費電力Wm比較図である。 本発明の実施の形態3に係る天井埋込型空気調和機の化粧パネルを部屋から見た外観平面図である。 本発明の実施の形態3に係り、化粧パネル2の吸込グリル2aと角部パネル吹出口2b、上下風向ベーン2c近傍の縦断面図である。 本発明の実施の形態3に係り、化粧パネル2の吸込グリル2aと辺部パネル吹出口2b、上下風向ベーン2c近傍の縦断面図である。 本発明の実施の形態3に係り、空気調和機の冷暖房運転モードおよび風向制御モードでの辺部上下風向ベーン2c、角部上下風向ベーン2c1、の角度θ、θ、風向の一例を示した説明図である。 本発明の実施の形態3に係り、図19に示す暖房1、冷房1(急速、通常)の運転モードにおける(a)角部上下風向ベーン2c1および(b)辺部上下風向ベーン2cの風向ベーン角度θ、θの関係を示した概要図である。 本発明の実施の形態3に係り、図19に示す暖房2、冷房2(通常広範囲)運転モードにおける(a)角部上下風向ベーン2c1および(b)辺部上下風向ベーン2cの風向ベーン角度θ、θの関係を示した概要図である。 本発明の実施の形態3に係り、図19に示す暖房3、冷房3(安定運転時)運転モードにおける角部パネル吹出口2b、辺部パネル吹出口2bからの吹出流れ概要図である。 本発明の実施の形態4に係る天井埋込型空気調和機の運転停止時における斜視図である。 本発明の実施の形態4に係り、図23の縦断面図である。 本発明の実施の形態4に係り、図24に示すD部の化粧パネル2の吸込グリル開閉機構部縦断面図である。 本発明の実施の形態5に係る天井埋込型空気調和機の運転停止時における斜視図である。 本発明の実施の形態5に係り、図26の縦断面図である。 本発明の実施の形態5に係り、図26の矢印Eから見たパネル吹出口の拡大図である。 本発明の実施の形態5に係り、全ての左右風向ベーン2hの設置角度をターボファンの回転方向Aの方向とした場合のパネル吹出口2bからの吹出流れと吸込グリル2aへの流れの様子を示した図である。 本発明の実施の形態6に係る天井埋込型空気調和機の内部を示す水平断面図である。 本発明の実施の形態6に係る天井埋込型空気調和機の本体下部における外観平面図である。 本発明の実施の形態6に係り、図31の断面Z−Zにおける矢視断面図である。 本発明の実施の形態6に係り、図31の断面W−Wにおける矢視断面図である。 本発明の実施の形態6に係り、抗酸化成分発生器の拡大図である。
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、 2b 化粧パネルの角部2dのパネル吹出口、 2b 化粧パネルの角部2d以外の辺部のパネル吹出口、 2c 風向ベーン、 2c1 化粧パネルの角部2dのパネル吹出口に配設された風向ベーン、 2c 化粧パネルの角部2d以外の辺部のパネル吹出口に配設された風向ベーン、 2d 化粧パネルの角部、 2e 吸込グリル開閉アーム、 2f 吸込グリル格子、 2g パネル吹出口実質開口部、 2h 左右風向ベーン、 2J 左右風向ベーンジョイント、 2k 左右風向ベーン回転軸、 3 ターボファン、 3a ターボファンの翼、 4 モータ、 5 ベルマウス、 6 熱交換器、 6a 熱交換器端部、 6b 熱交換器の伝熱管、 6c 熱交換器折曲部、 7 熱交換器連結板、 8 ヘッダー、 9 分配器、 10 配管収納スペース、 11 本体吸込風路、 11a 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 本体吹出口、 16b 本体吹出口16aの補強用リブ、 16c 本体吹出風路側壁、 17 ドレンポンプ、 17a ドレンパイプ、 17b ドレン排出口、 18 ベーンモータ、 19 グリル開閉用モータ、 20 内外接続配管、 21 受水壁、 23a ターボファン吸込風路、 23b ターボファン吹出風路、 24 外気導入用風路、 25 外気導入ダクト接続部、 26 抗酸化成分発生器、 27 抗酸化成分カートリッジ、 28 フィルムヒータ、 A ファン回転方向、 B 角部パネル吹出口2bから吸込グリル2aまでの距離、 C ターボファン吹出流れ、 L パネル吹出口102bの長手方向開口幅、 θ1 化粧パネルの角部2dのパネル吹出口に配設された風向ベーン2c1の設定角度、 θ2 化粧パネルの角部2d以外の辺部のパネル吹出口に配設された風向ベーン2cの設定角度。

Claims (10)

  1. 空気調和機本体が天井裏に埋設され、前記空気調和機本体の内部にターボファンを備え、この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、前記空気調和機本体の下面中央部に本体吸込口と前記本体吸込口の周囲には本体吹出口を有し、さらに前記空気調和機本体下方には設置される部屋に面する化粧パネルが配置され、前記本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置に前記化粧パネルの略八角形の吸込グリルとこの吸込グリルのほぼ全周囲に沿って略八角形に連設したパネル吹出口を有し、少なくともパネル吹出口または本体吹出口のどちらか全ての吹出口に上下風向ベーンを有することを特徴とする天井埋込型空気調和機。
  2. 空気調和機本体が天井裏に埋設され、前記空気調和機本体の内部にターボファンを備え、この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、前記空気調和機本体の下面中央部に本体吸込口と前記本体吸込口の周囲には本体吹出口を有し、さらに前記空気調和機本体下方には設置される部屋に面する化粧パネルが配置され、前記本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置に前記化粧パネルの吸込グリルとこの吸込グリルのほぼ全周囲に沿った角部および辺部パネル吹出口を有し、前記空気調和機本体の本体吹出風路のうち一部の角部本体吹出風路は他の辺部本体吹出風路及び熱交換器から隔絶された別の風路を形成し、かつ下流側の化粧パネルの角部パネル吹出口に連通したことを特徴とする天井埋込型空気調和機。
  3. 空気調和機本体が天井裏に埋設され、前記空気調和機本体の内部にターボファンを備え、この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、前記空気調和機本体の下面中央部に本体吸込口と前記本体吸込口の周囲には本体吹出口を有し、さらに前記空気調和機本体下方には設置される部屋に面する化粧パネルが配置され、前記本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置に前記化粧パネルの吸込グリルとこの吸込グリルのほぼ全周囲に沿った角部および辺部パネル吹出口を有し、前記空気調和機本体の本体吹出風路のうち一部の角部本体吹出風路は他の辺部本体吹出風路から隔絶された別の風路を形成し、かつ下流側の化粧パネルの角部パネル吹出口に連通したことを特徴とする天井埋込型空気調和機。
  4. 空気調和機本体が天井裏に埋設され、前記空気調和機本体の内部にターボファンを備え、この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、前記空気調和機本体の下面中央部に本体吸込口と前記本体吸込口の周囲には本体吹出口を有し、さらに前記空気調和機本体下方には設置される部屋に面する化粧パネルが配置され、前記本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置に前記化粧パネルの吸込グリルとこの吸込グリルのほぼ全周囲に沿ったパネル吹出口を有し、前記熱交換器にて生成される結露水を排出するドレンポンプが前記熱交換器のファン側の折曲部近傍に配設されるとともに、前記ドレンポンプに接続したドレンパイプが前記熱交換器のドレンパン下部から前記本体吹出口の補強リブに埋設されて前記空気調和機本体の外部へ設けられたことを特徴とする天井埋込型空気調和機。
  5. 空気調和機本体が天井裏に埋設され、前記空気調和機本体の内部にターボファンを備え、このターボファンを囲むように略C字形状で湾曲された熱交換器を立設し、前記空気調和機本体の下面中央部に本体吸込口と前記本体吸込口の周囲には本体吹出口を有し、さらに前記空気調和機本体下方には化粧パネルが配置され、前記本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置に化粧パネルの吸込グリルとこの吸込グリルのほぼ全周囲に連設するパネル吹出口を有するとともに前記化粧パネルの角部パネル吹出口と角部以外の他の辺部パネル吹出口に配設された風向ベーンの設定角度を角部よりも辺部を大きくして風向を異なるようにしたことを特徴とする天井埋込型空気調和機。
  6. 安定運転時、前記辺部吹出口の風向ベーンを閉鎖状態とし、前記角部吹出口の風向ベーンのみを風向制御することを特徴とする請求項1または請求項5記載の天井埋込型空気調和機。
  7. 広範囲風向運転時、前記角部および辺部吹出口の風向ベーンを交互に上下回動してスイング制御することを特徴とする請求項1または請求項5記載の天井埋込型空気調和機。
  8. 前記空気調和機本体の運転停止時に、前記パネル吹出口に設けた風向ベーンが閉鎖された状態でほぼ前記パネル吹出口を封鎖することを特徴とする請求項1または請求項5に記載の天井埋込型空気調和機。
  9. 空気調和機本体が天井裏に埋設され、前記空気調和機本体の内部にターボファンを備え、この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、前記空気調和機本体の下面中央部に本体吸込口と前記本体吸込口の周囲には本体吹出口を有し、さらに前記空気調和機本体下方には設置される部屋に面する化粧パネルが配置され、前記本体吸込口及び本体吹出口に連通する位置に前記化粧パネルの吸込グリルとこの吸込グリルのほぼ全周囲に沿ったパネル吹出口を有し、前記熱交換器に接続されたヘッダーや分配器から冷凍サイクル上室外機に接続する接続配管の下方に受水壁を設け、この受水壁がドレンパンから前記熱交換器端部の高さ方向全体および空気調和機本体天板に密着して配設されることによりターボファン吹出風路と本体吹出風路を隔離して、前記受水壁の前記化粧パネル側に前記本体吹出風路に連通したパネル吹出口を備えたことを特徴とする天井埋込型空気調和機。
  10. 前記化粧パネルの吸込グリルを成す格子状グリルが開閉可能に回動する開閉装置を備え、前記空気調和機本体の運転停止時には吸込みの開口部を閉鎖させ、一方、運転時には開口するように回動することを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の天井埋込型空気調和機。
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