JP4663750B2 - 屋内埋込型熱源機 - Google Patents

Description

本発明は建物内部の天井裏などに配置される屋内埋込型熱源機に関する。

一般に空気調和機の室外機（熱源機）は、建物の屋外に据付けされる。それ故、道路から室外機が見えることによって景観を損ねることがある。また、旧市街や文化財指定地域などでは景観規制条例により、室外機を屋上やベランダ等の人の目に付く場所に設置することが規制される場合がある。そのため、室外機（熱源機）を建物の屋内に設置可能な空気調和機が望まれている。

この種の従来技術としては例えば特許文献１に記載のものがある。本文献にて示されている空気調和装置の室外機は、室外機本体を埋設する壁と同一の厚さとし、空気の吸込口と吹出口を室外機本体の同一面側に配設している。

特開平３−２１３９２８号公報

しかし、上記特許文献１の構造では、室外機に吸込まれた空気が熱交換器で熱交換され、ファンによって室外へ吹出されるまでの空気の圧力損失については十分に考慮されていない。

上述のように、屋内に配設される熱源機は、薄型で軽量の筐体であることや、据付作業やサービス性が容易であることが要求されている。また、地球温暖化防止の観点から省電力型の高効率空気調和機が求められている。さらに、屋内は屋外と遮蔽されていることから、低騒音，低振動の筐体構造であることが要求される。

本発明の目的は、吹出し流体の圧力損失を低減させることができ、それによって騒音の低減や省エネ化を実現できる屋内埋込型熱源機を得ることにある。

上記の目的を達成するため、本発明の屋内埋込型熱源機は、天井裏に設置される筐体と、該筐体の側面に設けられた筐体吸込口と、該筐体吸込口と同じ面に設けられた筐体吹出口と、前記筐体の内部を吸込側空間と吹出側空間とに分ける筐体仕切板と、前記筺体吹出口から空気を吹出す方向と直角となる方向に前記筐体の吹出側空間に空気を吹出すように前記筐体の吸込側空間に設けられた同軸で回転する２つの遠心ファンと、前記筐体仕切板に設けられ前記遠心ファンの吹出部分に対応するファン吹出口と、前記遠心ファンの上流側に設けられた圧縮機と、前記遠心ファンと前記圧縮機との間に設けられた熱交換器と、前記ファン吹出口から吹出された空気を前記筺体吹出口から吹出す方向にガイドするように前記筐体の吹出側空間の上面と底面との間であって前記ファン吹出口の下部から水平方向に延びるように設けられた流体仕切板とを備えたことを特徴とする。

上記のものにおいて、前記流体仕切板は、前記ファン吹出口から前記筐体の吹出側空間の実質的に半分の位置まで延びると共に、前記遠心ファンの軸方向には少なくとも前記ファン吹出口の幅以上の長さを持つことが望ましい。

また上記のものにおいて、前記流体仕切板は、前記ファン吹出口側とは反対側の端部が、前記ファン吹出口から吹出される流体の流れ方向に曲げられていることが望ましい。

また上記のものにおいて、前記流体仕切板は、前記ファン吹出口側とは反対側の端部が、前記ファン吹出口から吹出される流体の流れに沿って湾曲していることが望ましい。

また上記のものにおいて、前記遠心ファンを上下逆に配置し、前記流体仕切板は、前記ファン吹出口の下部に代えて前記ファン吹出口の上部から水平方向に延びていることが望ましい。

また上記のものにおいて、前記遠心ファンは両吸込形のシロッコファンであり、両軸モータの両側に前記シロッコファンが各々設けられ、前記流体仕切板は、前記筐体吹出口に近い側の前記ファン吹出口の部分から、前記筐体吹出口の対面側の筐体壁面付近まで延設されていることが望ましい。

本発明によれば、騒音低減や省エネ化を実現できる効果がある。

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。

図１は本発明の実施例１における屋内埋込型熱源機の筐体１０１の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面から見た図である。略四角形の筐体１０１の筐体底面１２１と筐体上面１２２との間に、空気を吸込む筐体吸込口１１２と、空気を吹出す筐体吹出口１１３とを、一側面（筐体正面１０２）に設けている。筐体底面１２１の間に、ファン回転軸方向と筐体吹出し方向１１７とが同一方向となるように遠心ファン（本実施例ではシロッコファン）１０７を配置している。すなわち、筐体吹出口１１３からの筐体吹出し方向１１７と、第一のファン吹出口１２４及び第二のファン吹出口１２５からのファン吹出し方向１１６が直角になるように配置している。第一のファン吹出口１２４及び第二のファン吹出口１２５から吹出た空気の流れが、筐体左側面１０５に衝突した後、筐体吹出口１１３から吹出るように遠心ファン１０７の吹出側空間を構成する。また、遠心ファン１０７の吸込み側には、遠心ファン１０７を囲うように熱交換器１０８を配置し、さらに、熱交換器１０８の上流側に圧縮機１０９等を配置する。なお、１１０は受液器である。

遠心ファン１０７の吹出側空間において、筐体底面１２１と筐体上面１２２との間に流体仕切板１１４を配置し、流体仕切板１１４のファン吹出し方向１１６の長さを、筐体仕切板１１５からファン吹出し方向１１６の長さの略半分までとする。また、流体仕切板１１４の筐体吹出し方向１１７の長さを、筐体吹出口１１３に近い方の第一のファン吹出口１２４から筐体背面１０３あたりまでとする。

図３は従来の屋内埋込型熱源機の平面図と水平方向の空気の流れ図である。まずファンが回転することで、筐体吸込口１１２から空気を吸込み、熱交換器１０８を通過して、ファン吸込口１２３に吸込まれる。ファンに吸込まれた空気は第一のファン吹出口１２４及び第二のファン吹出口１２５から吹出され、筐体左側面１０５に衝突し、筐体吹出口１１３から吹出される。その際、筐体背面１０３側の第二のファン吹出口１２５からの流れと筐体正面１０２側の第一のファン吹出口１２４からの流れは衝突し、流れは複雑になる。

図４は図３のＢ−Ｂ断面図である。第二のファン吹出口１２５からの空気の流れは、吹出口が筐体上面１２２側にあるため、第二のファン吹出口１２５から吹出された流れが筐体左側面１０５に衝突した後、筐体底面１２１方向に向かい衝突する。その後筐体仕切板１１５の方向に向かい、そこから上昇してファンから吹出される流れと合流する。

図５は従来の屋内埋込型熱源機の筐体１０１のファン吹出側空間における空気の流れの軌跡である。図３，図４の従来の屋内埋込型熱源機内部の空気の流れを３次元で表すと図５のようになる。すなわち、空気は図４に示す渦状に流れつつ、図３のように流れるため、第一のファン吹出口１２４及び第二のファン吹出口１２５から吹出された空気の流れは螺旋の軌跡を描きながら筐体吹出口１１３へ向かい、そこから外部へ吹出される。ファンが２つあるため、螺旋流れも２つとなり、お互いの流れが衝突し合うことで圧力損失が大きくなり、騒音増加，消費エネルギー増加へとつながる。

図６は本発明の実施例１における屋内埋込型熱源機の筐体１０１のファン吹出側空間での流れの軌跡である。上記問題点を解決するために、流体仕切板１１４を設ける。この流体仕切板１１４の役割は、第一のファン吹出口１２４から吹出される第一の流れ１３２と、第二のファン吹出口１２５から吹出される第二の流れ１３３が上述のような螺旋を描くことで渦流れとなった第二の流れ１３３とを仕切るところにある。すなわち、第二のファン吹出口１２５から吹出した第二の流れ１３３は、筐体左側面１０５に向かい、筐体左側面１０５に衝突し筐体底面１２１に向かう。筐体底面１２１に衝突した後は筐体仕切板１１５に向かい、さらに衝突した後上昇する渦流れとなる。一方、空気は筐体吹出口１１３から外部に吹出されるため、渦流れとなった第二の流れ１３３は筐体吹出口１１３に向かいつつ発生していることになる。よって、第二のファン吹出口１２５から吹出した第二の流れ１３３が渦状に流れて、再度第二の流れ１３３と合流する頃には、第一のファン吹出口１２４から吹出される第一の流れ１３２とも合流することとなる。この第二の流れ１３３の渦流れ部分と第一の流れ１３２とが衝突すると圧力損失が増加するため、これらを仕切り、圧力損失増加を抑える。

図７は本発明の実施例１における屋内埋込型熱源機の筐体１０１のファン吹出側空間での圧力損失低減効果を説明する図である。この図は本実施例の流体仕切板１１４の効果を計算で求めたものである。流体仕切板１１４がある本実施例の屋内埋込型熱源機は、流体仕切板１１４の無い従来の屋内埋込型熱源機と比較して（図５と図６の比較）、吹出し側の圧力損失が３２％低減されている。

図８は本発明の実施例２における屋内埋込型熱源機の筐体１０１の縦断面図（図２に相当する図）である。図８は遠心ファン１０７を上下逆に配置した場合の屋内埋込型熱源機の構成図である。本実施例の場合は、渦流れが図４とは逆向きに構成される。ファン吹出側の圧力損失は、従来の屋内埋込型熱源機と同じである。従って、本実施例の流体仕切板１１４を設けて圧力損失を小さくしている。

図９は本発明の実施例３における屋内埋込型熱源機の筐体１０１の縦断面図（図２に相当する図）である。図９は流体仕切板１１４の筐体左側面１０５側の端を、筐体底面１２１側に直角に曲げて構成した図である。実施例１の場合、図６に示すように、第一のファン吹出口１２４から吹出される第一の流れ１３２と、第二のファン吹出口１２５から吹出された後、渦流れとなって流体仕切板１１４に沿う第二の流れ１３３が、流体仕切板１１４が無くなったところで合流するが（図の１４１）、合流した後は再び筐体底面１２１に向かって流れ、渦を形成する。図９は、その合流直後に筐体底面１２１に向かって空気が流れることを考慮し、その向きに流体仕切板１１４の端を曲げて構成している。すなわち、筐体底面１２１に向かう流れをガイドする役割を担っており、ファン吹出側の圧力損失において、実施例１に記載のものと比較して、更に大きな圧力損失低減効果を期待できる。

また、実施例１に記載の流体仕切板１１４は平板であるため、取り付けた際、自重等で変形すると考えられるが、実施例３に記載の流体仕切板１１４のように曲げを設けることで強度が上がり、自重等による変形も防ぐことができる。

図１０は本発明の実施例４における屋内埋込型熱源機の筐体１０１の縦断面図（図２に相当する図）である。図１０は図９の実施例３と同じ効果を狙ったものだが、折り返しの部分を、空気の流れを考慮して滑らかな曲面で構成したものである。本実施例によれば、圧力損失低減効果は実施例３のものより、更に大きくできる。

本発明の実施例１における屋内埋込型熱源機の平面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 従来の屋内埋込型熱源機の平面図。 図３のＢ−Ｂ断面図。 従来の屋内埋込型熱源機におけるファン吹出側の流れの軌跡を説明する図。 本発明の実施例１における屋内埋込型熱源機におけるファン吹出側の流れの軌跡を説明する図。 本発明の実施例１における屋内埋込型熱源機のファン吹出側における圧力損失低減効果を説明する線図。 本発明の実施例２における屋内埋込型熱源機を示すもので図２に相当する図。 本発明の実施例３における屋内埋込型熱源機を示すもので図２に相当する図。 本発明の実施例４における屋内埋込型熱源機を示すもので図２に相当する図。

符号の説明

１０１ 筐体
１０２ 筐体正面
１０３ 筐体背面
１０４ 筐体右側面
１０５ 筐体左側面
１０６ モータ
１０７ 遠心ファン
１０８ 熱交換器
１０９ 圧縮機
１１０ 受液器
１１１ 電気箱
１１２ 筐体吸込口
１１３ 筐体吹出口
１１４ 流体仕切板
１１５ 筐体仕切板
１１６ ファン吹出し方向
１１７ 筐体吹出し方向
１２１ 筐体底面
１２２ 筐体上面
１２３ ファン吸込口
１２４ 第一のファン吹出口
１２５ 第二のファン吹出口
１３１ 空気の流れ
１３２ 第一の流れ
１３３ 第二の流れ
１４１ 第一の流れと第二の流れが同じ方向に合流する場所

Claims (6)

1. 天井裏に設置される筐体と、
   該筐体の側面に設けられた筐体吸込口と、
   該筐体吸込口と同じ面に設けられた筐体吹出口と、
   前記筐体の内部を吸込側空間と吹出側空間とに分ける筐体仕切板と、
   前記筺体吹出口から空気を吹出す方向と直角となる方向に前記筐体の吹出側空間に空気を吹出すように前記筐体の吸込側空間に設けられた同軸で回転する２つの遠心ファンと、
   前記筐体仕切板に設けられ前記遠心ファンの吹出部分に対応するファン吹出口と、
   前記遠心ファンの上流側に設けられた圧縮機と、
   前記遠心ファンと前記圧縮機との間に設けられた熱交換器と、
   前記ファン吹出口から吹出された空気を前記筺体吹出口から吹出す方向にガイドするように前記筐体の吹出側空間の上面と底面との間であって前記ファン吹出口の下部から水平方向に延びるように設けられた流体仕切板と
   を備えたことを特徴とする屋内埋込型熱源機。
2. 請求項１において、前記流体仕切板は、前記ファン吹出口から前記筐体の吹出側空間の実質的に半分の位置まで延びると共に、前記遠心ファンの軸方向には少なくとも前記ファン吹出口の幅以上の長さを持つことを特徴とする屋内埋込型熱源機。
3. 請求項１又は２において、前記流体仕切板は、前記ファン吹出口側とは反対側の端部が、前記ファン吹出口から吹出される流体の流れ方向に曲げられていることを特徴とする屋内埋込型熱源機。
4. 請求項３において、前記流体仕切板は、前記ファン吹出口側とは反対側の端部が、前記ファン吹出口から吹出される流体の流れに沿って湾曲していることを特徴とする屋内埋込型熱源機。
5. 請求項１において、前記遠心ファンを上下逆に配置し、前記流体仕切板は、前記ファン吹出口の下部に代えて前記ファン吹出口の上部から水平方向に延びていることを特徴とする屋内埋込型熱源機。
6. 請求項２において、前記遠心ファンは両吸込形のシロッコファンであり、両軸モータの両側に前記シロッコファンが各々設けられ、前記流体仕切板は、前記筐体吹出口に近い側の前記ファン吹出口の部分から、前記筐体吹出口の対面側の筐体壁面付近まで延設されていることを特徴とする屋内埋込型熱源機。

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