JP4387680B2

JP4387680B2 - 空気調和機の室内機

Info

Publication number: JP4387680B2
Application number: JP2003088692A
Authority: JP
Inventors: 順一向窪
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP2004293977A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば一般家庭用でありながら、家屋全館の全室に亘って空気調和作用をなす空気調和機の室内機に係り、特に、筐体内に収容される構成部品の配置構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に用いられる空気調和機は、一室を対象とした、いわゆるルームエアコンである。このほかに、マルチエアコンと呼ばれる空気調和機があって、二室もしくは三室の空気調和を可能としている。それ以上の部屋数を対象として空気調和をなすには、通常機種のルームエアコンでは室外機の構造上、無理がある。
【０００３】
これに対して、一般的な家屋用であるが、全館全室が対象の空気調和をなす最上位機種の空気調和機が用意されている。たとえば、［特許文献１］には、この種の空気調和機における先行技術として詳細が開示されている。
【０００４】
これは、本体ケーシング（以下、筐体と呼ぶ）内の略中央部に冷暖房コイル（以下、室内熱交換器と呼ぶ）が配置され、この下部に全熱交換器が配置されている。
【０００５】
上記全熱交換器の下方で、筐体の最下部には上記室内熱交換器に熱媒を送る熱源器が配置される。室内熱交換器の上方部位には循環用送風機が配置され、この循環用送風機の上方の筐体上面部には、複数の口体が設けられている。
【０００６】
一方の口体には、導出用と導入用の２本のダクトが接続され、これらは家屋の外壁を貫通して外部に開口端を臨ませている。他方の口体には、部屋の天井裏に配設され、部屋の天井から室内に開口端を臨ませたダクトが接続される。これらダクトも導入用と導出用があり、部屋数の倍数のダクトが備えられる。
【０００７】
【特許文献１】
実公平７−１４７３７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この空気調和機では、筐体のほとんど最上部に循環用送風機を備えていて、室内空気を筐体内に吸込み、この下部側にある室内熱交換器に導いて熱交換させたあと、上面部に接続されるダクトを介して各部屋へ送風する。
【０００９】
さらに、上記循環用送風機は外部空気を室内熱交換器の下方部位にある全熱交換器に室内空気を導き、熱交換したあと外部へ排出したり、筐体内に導入した部屋の空気の一部を全熱交換器に導いて熱交換したあと、上記ダクトに導く作用もなす。
【００１０】
このようにして、上記循環用送風機は充分な送風量を確保しなければならないから、大型のものを用意する必要があり、コストおよびランニングコストに悪影響があるとともに、占有スペースの拡大化と、筐体の大型化につながるなどの不具合がある。
【００１１】
さらに、各ダクトに接続する口体類が全て筐体の最上部にあり、その下方部位に循環用送風機があり、さらにその下方部位に室内熱交換器があり、さらにその下方部位に全熱交換器が配置される。
【００１２】
したがって、循環用送風機が筐体内に吸込んだ室内空気もしくは外部空気を室内熱交換器に導き難いばかりか、この下部側の全熱交換器にはさらに導き難い状態となっていて、そのままでは熱交換効率の低下を免れない。
【００１３】
先行技術においては、各ダクトと口体類から熱交換空気を室内熱交換器および全熱交換器に円滑に導くよう、筐体内にガイド機構を備えている。そのため、筐体内にはほとんど空きスペースがなく、設計的に極めて困難である。内部構造が複雑であり、組立て作業やメンテナンス作業に影響を及ぼしている。
【００１４】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、全館全室を対象とする比較的大型の空気調和機であって、室内機の筐体内部構成を最良化して熱交換効率の向上を図れるとともに、構造簡素化による設計上の自由度を上げ、組立作業やメンテナンス作業での作業効率向上を得られる空気調和機の室内機を提供しようとするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために本発明は、室内熱交換器と、室内送風機と、全熱交換器と、排気用送風機および加湿エレメント等を筐体内に収容する空気調和機の室内機において、筐体内の最上部に室内送風機を配置し、この室内送風機の下部に上記室内熱交換器を配置するとともに室内送風機の駆動により室内熱交換器に導かれる空気の流れの上流側に加湿エレメントを配置し、筐体の最下部に全熱交換器および排気用送風機を配置し、筐体の最下部側面に室内空気を吸込み案内する吸込み部と、筐体の最上部に室内熱交換器で熱交換した空気を吹出し案内する吹出し部を備え、
上記吸込み部は、室内送風機の駆動にともなって室内空気を筐体内へ吸込み案内する第１の吸込み口と、この第１の吸込み口の下部に隣接され排気用送風機の駆動にともなって室内空気を筐体内へ吸込み案内する第２の吸込み口とからなり、第１の吸込み口および第２の吸込み口に亘って同一のフィルタが着脱自在に取付けられ、全熱交換器と対向する筐体部位に室内送風機の駆動にともなって外部空気を全熱交換器に導入案内する外部空気導入口を備え、排気用送風機と対向する筐体部位に排気用送風機の駆動にともなって全熱交換器に導かれた外部空気を外部へ排出案内する外部空気導出口を備え、室内送風機は外部空気導入口から吸込まれ全熱交換器で熱交換した後の外部空気と第１の吸込み口から筐体内に吸込まれた室内空気とを互いに合流させたうえで室内熱交換器に導くようにした。
【００１６】
このような課題を解決する手段を採用することにより、筐体の内部構成を最良化して熱交換効率の向上を図れるとともに、構造簡素化による設計上の自由度を上げ、組立作業やメンテナンス作業での作業効率向上を得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ空気調和機の室内機の概略の断面図であって、（Ａ）は側面部の断面図、（Ｂ）は正面部の断面図である。図２は、空気調和機の室内機を家屋に据付けた状態での概略の構成図である。図３は、室内機と室外機とを一体化して示す空気調和機の概略の斜視図である。
【００１８】
図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、図中１は空気調和機の室内機本体（以下、筐体と呼ぶ）である。この筐体１は、金属薄板を箱状に形成してなり、高さ寸法がたとえば１５３０ｍｍ程度、幅寸法がたとえば１６５０ｍｍ程度、奥行き寸法がたとえば４００ｍｍ程度の、前後に比較的薄型である。
【００１９】
上記筐体１内には、室内送風機２と、室内熱交換器３と、全熱交換器４と、排気用送風機５と、加湿エレメント６および電気集塵機７が、後述するようにして筐体１内に収容される。
【００２０】
上記室内送風機２は、上記筐体１内の最上部に配置される。この室内送風機２は、中央部にファンモータＭがあり、このファンモータＭの両側部から回転軸が突出する二軸モータである。各回転軸には、いわゆるシロッコファンＦが取付けられていて、回転にともなって軸方向から空気を吸込み、周方向に吹出すようになっている。
【００２１】
それぞれのファンＦの全周面はケーシングＫで囲まれていて、このケーシングＫは筐体１上面に開口する開口部に連通する吹出し口体１ａと、両側面に開口を備えている。ケーシングＫ側面と筐体１内壁との間にはある程度の隙間が確保されていて、これらの間から熱交換空気が自由に流通するようになっている。
【００２２】
上記室内熱交換器３は、室内送風機２の下部側で、かつ筐体１の略中央部に配置されている。この室内熱交換器３の幅寸法は、筐体１の幅寸法と可能な限り同程度に形成される。
【００２３】
また、室内熱交換器３の高さ寸法は、筐体１の高さ寸法の略半分程度あり、特に図１（Ａ）に示すように、前後方向にある程度の角度をもって傾いて配置される。室内熱交換器３の傾斜上端部および傾斜後端部はともに、筐体１内壁の一面部および他面部に対して、わずかな間隙を存している。
【００２４】
このことから、筐体１内を後述するようにして導かれる熱交換空気は、必ず室内熱交換器３を流通して熱交換するようになっている。上記加湿エレメント６および電気集塵機７は、室内熱交換器３の傾き角度と同様の傾き角度で、室内熱交換器３の側方に、かつ並んで配置される。
【００２５】
加湿エレメント６は下部側にあり、電気集塵機７はこの上部側にあって、互いに一直線状に配置される。上記室内熱交換器３の下端部には、室内熱交換器３で生成されるドレン水を受けるためのドレン皿８が設けられる。
【００２６】
上記ドレン皿８は、本来、必要な面積を確保したうえである程度拡大し、室内熱交換器３ばかりでなく加湿エレメント６の下端部にも対向するように設定されている。したがって、加湿エレメント６に沿って流下する露があれば、これらの露は全てドレン皿８に受けられる。
【００２７】
この加湿エレメント６には、図示しないが湿分（たとえば、市水）を供給する機構が対向して配置されていて、必要に応じて加湿エレメント６に給水し、常に濡れた状態を保持できる。そのため、加湿エレメント６から露が滴下することは当然であって無視することができない。
【００２８】
上記電気集塵機７は、通常の放電電極と集塵電極との組合わせから構成されるものでよく、さらに加えて、たとえばマイナスイオンを発生する電極などを備えるようにしてもよい。上記ドレン皿８の直下部には、上記室内送風機２等の電気部品を制御するための制御部１０が配置されている。
【００２９】
上記筐体１の最下部には、全熱交換器４および排気用送風機５が後述するようにして配置される。上記全熱交換器４を中心として、この側方と上下方向にガイド板１０Ａ，１０Ｂが設けられる。
【００３０】
側方のガイド板１０Ａは、筐体１の一面部から全熱交換器４まで仕切るものと、筐体１の他面部から全熱交換器４まで仕切るものとの２分割構成である。上部側のガイド板１０Ｂは全熱交換器４から一旦上方へ延出され、かつ斜めに折曲されてから水平方向に折曲される。
【００３１】
この水平方向に折曲される上部側のガイド板１０Ｂは、上記制御部１０の下面部に沿って延出され、筐体１一面部に端縁が接続される。下部側のガイド板１０Ｂは、そのまま筐体１底部に接続される。
【００３２】
上記排気用送風機５は、全熱交換器４と、全熱交換器４側方から筐体１一面部に延びるガイド板１０Ａと、全熱交換器４上部から出て水平方向に折曲されるガイド板１０Ｂとで囲まれる空間スペースに配置される。
【００３３】
排気用送風機５の吸込み部は全熱交換器４と対向しており、吹出し部はガイド板１０Ａ，１０Ｂ相互間の筐体１一面部に対向している。排気用送風機５の吹出し部が対向する筐体１の一面部には外部空気導出口１１ａが開口される。
【００３４】
上記外部空気導出口１１ａと並ぶ下部側に、外部空気導入口１１ｂが開口される。上記外部空気導出口１１ａと外部空気導入口１１ｂとは、全熱交換器４の側部から出て筐体１の一面部に当接するガイド板１０Ａが境をなす。
【００３５】
一方、筐体１の他面最下部には、吸込み部１２が設けられている。この吸込み部１２は、全熱交換器４の側方から筐体１の他面部へ延出するガイド板１０Ａの端縁を境にして上下に隣接した状態で設けられる第１の吸込み口１２ａ（上部側）および第２の吸込み口１２ｂ(下部側)とからなる。
【００３６】
上記吸込み部１２を構成する第１の吸込み口１２ａと第２の吸込み口１２ｂとに亘ってフィルタ１３が着脱自在に嵌め込まれている。すなわち、上記フィルタ１３は第１の吸込み口１２ａと第２の吸込み口１２ｂを一体に覆うように形成される。
【００３７】
上記全熱交換器４は内部に直交する２方向の流路ａ，ｂを備えている。それ自体が熱交換効率の極めて優れた素材から構成されているので、直交する２方向の流路ａ，ｂに沿って導かれる空気は効率よく互い熱交換する。
【００３８】
全熱交換器４は断面が矩形状に形成されている。ここでは一対の角部が上下方向に向けられ、他の一対の角部が略水平方向に向くよう斜めにして配置される。このことから、全熱交換器４に形成される２つの流路ａ，ｂは互いに斜め方向に向けられる。
【００３９】
一方の流路ａは、一端が外部空気導入口１１ｂに向けられ、他端が第１の吸込み口１２ａと加湿エレメント６および室内熱交換器３等の筐体１内部に向けられる。他方の流路ｂは、一端が第２の吸込み口１２ｂに向けられ、他端が上記排気用送風機５を介して外部空気導出口１１ａに向けられる。
【００４０】
特に、外部空気導入口１１ｂに向けられる端部と対向して補助フィルタ１４が着脱自在に嵌め込まれている。第２の吸込み口１２ｂには上記フィルタ１３が嵌め込まれているので、全熱交換器４の２つの流路ａ，ｂのいずれの吸込み側にもフィルタ１４，１３が取付けられることになる。
【００４１】
このようにして構成される空気調和機の室内機Ｓで、図２に示すように、筐体１上面部には熱交換空気導出用のダクト２０が設けられていて、家屋Ｙの外壁を貫通して家屋内部に延出される。
【００４２】
この端部から複数本のダクト２１ａ，２１ｂに分岐されている。一方の分岐ダクト２１ａは一階部屋１Ｒの天井裏に沿って配設され、各部屋１Ｒの天井から内部に臨ませられる。他方の分岐ダクト２１ｂは二階部屋２Ｒの天井裏に沿って配設され、各部屋２Ｒの天井から内部に臨ませられる。
【００４３】
すなわち、この家屋Ｙの全室１Ｒ，２Ｒの天井に熱交換空気の吹出し口２２が設けられる。その一方で、各部屋１Ｒ，２Ｒの下部には熱交換したあとの空気を導出案内する吸込み口２３が設けられている。
【００４４】
特に、二階の各部屋２Ｒの吸込み口２３を介して導かれた空気は一ケ所にまとめられ、さらに一階の所定の部屋１Ｒもしくは空きスペースに導かれる。一階の各部屋１Ｒに導かれた空気および二階から導かれた空気は、全て室内機Ｓの一面下部から突出する吸込み口体２４に導かれる。
【００４５】
この吸込み口体２４は、先に図１で説明した吸込み部１２の周縁に沿って突設されている。したがって、吸込み口体２４に導かれた室内空気は、先に説明したように第１の吸込み口１２ａと第２の吸込み口１２ｂとに分けて導かれる。
【００４６】
特に図３に示すように、以上説明した室内機Ｓに対して室外機Ｈが隣接した状態で配置される。すなわち、室内機Ｓと室外機Ｈとから構成される空気調和機が家屋の外部にまとめて配置される。
【００４７】
しかして、運転スイッチをＯＮにすると、冷凍サイクル運転が開始されるとともに、室内送風機２および排気用送風機５が駆動を開始する。各部屋１Ｒ，２Ｒから導かれた空気は、吸込み部１２を介して室内機Ｓの筐体１内に導入される。このとき、フィルタ１３を通過して塵埃が捕捉される。
【００４８】
第１の吸込み口１２ａを通過した空気は加湿エレメント６および電気集塵機７を介して室内熱交換器３を流通する。加湿エレメント６で加湿され、電気集塵機７でさらに細かい塵埃が捕捉され、室内熱交換器３で熱交換し暖気もしくは冷気に変わる。
【００４９】
そして、室内送風機２に吸込まれダクト２０から分岐ダクト２１ａ，２１ｂに沿って導かれ、一階および二階の各部屋１Ｒ，２Ｒへ吹出される。各部屋１Ｒ，２Ｒにおいては清浄化され、かつ適宜な湿分が加えられた暖気もしくは冷気が供給され、理想の空気調和作用が行われる。
熱交換したあとの空気は、各部屋１Ｒ，２Ｒから吸込み口体２４を介して再び室内機Ｓの筐体１内に吸込まれて、上述のサイクルを循環する。
【００５０】
一方、上記排気用送風機５の運転により第２の吸込み口１２ｂを介して筐体１内に導入される室内空気は、全熱交換器４の流路ｂに沿って導かれる。そして、排気用送風機５を介して外部空気導出口１１ａから外部へ排出される。
【００５１】
また、上記室内送風機２の作用によって外部空気導入口１１ｂから外部空気が筐体１内に導入される。外部空気は外部空気用の補助フィルタ１４を介して全熱交換器４の流路ａに沿って導かれる。
【００５２】
全熱交換器４では、流路ｂを導かれる室内空気と、流路ａを導かれる外部空気とが熱交換をする。室内空気は外部へ排出され、外部空気は筐体１内に取り込まれて加湿エレメント６等に導かれる室内空気に合流する。
【００５３】
このことから、上記全熱交換器４は室内の汚れた空気を外部に排出案内する一方で、新鮮な外部空気を筐体１内を介して各部屋１Ｒ，２Ｒに供給する。そして、室内空気と外部空気とを互いに熱交換させ、室温の変動を抑制して略一定に保持する。
【００５４】
この室内機においては、室内空気の吸込み部１２を筐体１の最下部に設け、吹出しダクト（吹出し部）２０を最上部に接続して、筐体１最下部から最上部に亘って熱交換空気を流通させるようにしたから、筐体１内における熱交換空気の円滑な流通を得られる。
【００５５】
筐体１内における熱交換空気流路の中途部に室内熱交換器３を配置し、かつこの熱交換器３は筐体１とほとんど同一の寸法形状としたから、熱交換空気は確実に室内熱交換器３を流通して熱交換効率の向上を図れる。
【００５６】
筐体１上部に室内送風機２を配置し、この下部に室内熱交換器３を配置し、筐体１の最下部に全熱交換器４および排気用送風機５を配置したので、構成部品の配置構成が簡素化して熱交換空気の流通が円滑になる。
【００５７】
特に、先行技術においてほとんど利用されていなかった筐体１下部の空間に、全熱交換器４と排気用送風機５を配置し、かつ加湿エレメント６を室内熱交換器３の前面に配置したから、換気の通風路および加湿の通風路として有効に活用できる。
【００５８】
室内送風機２および排気用送風機５の駆動にともなって室内空気を筐体１内に吸込み案内する吸込み部１２を設けたから、一体構成のフィルタ１３を取付ければよく、部品の一体化による部品費の低減と取付け手間の軽減を得られる。
【００５９】
なお、全熱交換器４は排気用送風機５のみを備えていて、吸気用送風機として室内送風機２を兼用させた。したがって、ここでも部品費の低減と取付け手間の軽減を得られる。
【００６０】
室内熱交換器３で生成されたドレン水はドレン皿８で受けられるが、このドレン皿８で加湿エレメント６から流下する露を受けるようにした。このことから、部品費の低減と取付け手間の軽減を得られる。
【００６１】
上記加湿エレメント６の近傍位置に電気集塵機７を配置した。したがって、室内熱交換器３で熱交換される空気は加湿エレメント６により適度に加湿されるうえに電気集塵機７で清浄化され、高空質化が得られる。
【００６２】
家屋Ｙ外部に室内機Ｓを配置し、この室内機Ｓに隣接して室外機Ｈを配置し、空気調和機として一体化した。このことにより、家屋Ｙ内部に必要な配置スペースが不要であり、屋内の省スペース化が図れる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、全館全室を対象とする比較的大型の空気調和機であって、室内機の筐体内部構成を最良化して熱交換効率の向上を図れるとともに、構造簡素化による設計上の自由度を上げ、組立作業やメンテナンス作業での作業効率向上を得られるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る、空気調和機の室内機の断面図。
【図２】同実施の形態に係る、家屋に対する空調システムを説明する図。
【図３】同実施の形態に係る、空気調和機の概略の構成図。
【符号の説明】
３…室内熱交換器、２…室内送風機、４…全熱交換器、５…排気用送風機、６…加湿エレメント、１…筐体、１２…（室内空気の）吸込み部、２０…吹出しダクト（吹出し部）、１１ｂ…外部空気導入口、１１ａ…外部空気導出口、１３…フィルタ。

Claims

室内熱交換器と、室内送風機と、全熱交換器と、排気用送風機および加湿エレメント等を筐体内に収容する空気調和機の室内機において、
上記筐体内の最上部に上記室内送風機を配置し、
この室内送風機の下部に上記室内熱交換器を配置するとともに、上記室内送風機の駆動により室内熱交換器に導かれる空気の流れの上流側に上記加湿エレメントを配置し、
上記筐体の最下部に上記全熱交換器および上記排気用送風機を配置し、
上記筐体の最下部側面に室内空気を吸込み案内する吸込み部と、筐体の最上部に室内熱交換器で熱交換した空気を吹出し案内する吹出し部を備え、
上記筐体の最下部側面に設けられる上記吸込み部は、
上記室内送風機の駆動にともなって室内空気を筐体内へ吸込み案内する第１の吸込み口と、この第１の吸込み口の下部に隣接され上記排気用送風機の駆動にともなって室内空気を筐体内へ吸込み案内する第２の吸込み口とからなり、
上記第１の吸込み口および上記第２の吸込み口に亘って、同一のフィルタが着脱自在に取付けられ、
上記全熱交換器と対向する筐体部位に、上記室内送風機の駆動にともなって外部空気を全熱交換器に導入案内する外部空気導入口を備え、
上記排気用送風機と対向する筐体部位に、排気用送風機の駆動にともなって全熱交換器に導かれた外部空気を外部へ排出案内する外部空気導出口を備え、
上記室内送風機は、上記外部空気導入口から吸込まれ全熱交換器で熱交換した後の外部空気と、上記第１の吸込み口から筐体内に吸込まれた室内空気とを、互いに合流させたうえで上記室内熱交換器に導くようにした
ことを特徴とする空気調和機の室内機。