JP4687030B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、熱交換器を内部に有する空気調和機に関するものである。 The present invention relates to an air conditioner having a heat exchanger therein.
近年、省エネ規制の影響で高効率化が進む中で、デザイン性を損なわないようにするために、限られた空気調和機の室内機のサイズの中に、隙間なく熱交換器を形成することが必要となってきた。その為、熱交換器の形状も送風機用羽根車の上流部に取り囲むように配置されている。そこで、空気調和機の熱交換性能を向上させるための構成が種々、提案されている(例えば、未公開自社出願の特願2003−280719号参照)。 In recent years, with the progress of higher efficiency due to the effects of energy-saving regulations, in order not to impair the design, it is necessary to form heat exchangers without gaps in the size of limited indoor units of air conditioners Has become necessary. Therefore, the shape of the heat exchanger is also arranged so as to surround the upstream portion of the blower impeller. Therefore, various configurations for improving the heat exchange performance of the air conditioner have been proposed (see, for example, Japanese Patent Application No. 2003-280719 of an unpublished in-house application).
前記空気調和機について、図15〜図18を用いて説明をする。 The air conditioner will be described with reference to FIGS.
エアコン本体1は、熱交換器3等を固定し、同本体1の背面を形成するシャーシ1aと、本体1の前面部を形成するとともに、通風穴2aを有する前面パネル2と、前記通風穴2aから室内空気を取り入れ、熱交換された空気を吹出口4から排出するための送風装置5とを備えている。熱交換器3は、伝熱管6と、その伝熱管6が貫通する多数の伝熱フィン7を備えている。
The air conditioner
伝熱フィン7には、伝熱管6が貫通される伝熱管貫通部7aが設けられ、風速分布の高い伝熱管6と伝熱管6との間の空気の流れを妨げるように、伝熱管貫通部7aと伝熱管貫通部7aとの間に、気流方向に対して突出するように略水平のスリット状の切り起こし7bが設けられている。
The
8は熱交換器3に付着したドレン水(凝縮水)を受ける水受け皿である。なお、前面パネル2については、通風穴2aではなく運転時に、前面パネル2を開口させて、室内の空気を吸い込むような形態でも構わない。上記構成による動作・作用は、以下の通りである。
本体1の運転が開始されると、送風装置5が回転し、室内の空気が前面パネル2に設けた通風穴2aから吸い込まれ、熱交換器3を通過する際に熱交換されて、吹出口4から、外に吐出される。このとき、熱交換器3を構成する伝熱フィン7の風速分布の高い伝熱管6間の空気の流れを妨げるように切り起こし7bが設けられているので、熱交換性能の悪化を最小限度にとどめつつ、整流板や、熱交換器の伝熱フィンつぶしを設ける等の、コストアップ、工数アップさせることなく、風速分布が略均一化され、風速分布の不揃いによる異音の発生を抑えることができる。
When the operation of the
しかしながら、従来の空気調和機には隙間なく熱交換器3が収納されている上に、商品力向上のため空気清浄機や各種フィルタが配置されたり、デザイン性向上の為に吸入グリルの一部もしくは多くがパネル化される等により、吸い込み口が制限され室内機に供給される風の量が熱交換器3に対して、不均一となり風速分布に差が生じるようになり、風切り音が生じたり熱交換器3の性能を十分に発揮できないといった課題が発生し品質を損なう恐れがあった。
However, the conventional air conditioner contains the
他の従来技術として、前述の風切り音と言った異音の発生を抑える為に、新たに整流板を追加したり、熱交換器の伝熱フィンの一部をつぶしたり、さらには、伝熱管を貫通する伝熱フィンの表面に熱交換性能を向上させる切り起こしと伝熱管間の空気の流れを妨げる
突出部を設けたものもあった。
As another conventional technique, in order to suppress the generation of abnormal noise such as wind noise described above, a new rectifying plate is added, a part of the heat transfer fin of the heat exchanger is crushed, and further, the heat transfer tube In some cases, the surface of the heat transfer fin penetrating the tube is provided with a projecting portion that improves the heat exchange performance and a protrusion that blocks the air flow between the heat transfer tubes.
しかし、フィン及び伝熱管によって構成された熱交換器のどの部分に対処するかは明確でない。場合によれば、不必要な部分に対処することにより逆に風速分布を悪化させて性能を劣化させることになる。 However, it is not clear which part of the heat exchanger constituted by fins and heat transfer tubes is to be dealt with. In some cases, dealing with unnecessary parts, on the contrary, deteriorates the wind speed distribution and degrades the performance.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、風速分布が均一化された空気調和機を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an air conditioner having a uniform wind speed distribution.
前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、伝熱フィンとこの伝熱フィンを貫通する複数の伝熱管とから構成されている湾曲した熱交換器において、この熱交換器に空気を供給する送風装置とを備え、伝熱フィンの表面に熱交換性能を向上させる切り起こしと、空気の流れる方向から伝熱管の投影がない領域の面積が大きくなる部分に、空気の流れを妨げる突出部を設ける。すなわち、湾曲した熱交換器の特徴として、湾曲部分の内側と外側に配列される伝熱管のピッチが異なるため、空気の流れる方向から伝熱管の投影がない領域の大きさに差が発生する。この領域の大きい部分に空気の流れを妨げる突出部を設けることである。これによって、風速分布の均一化が図れることとなる。 In order to solve the above-described conventional problems, an air conditioner according to the present invention is a curved heat exchanger composed of a heat transfer fin and a plurality of heat transfer tubes passing through the heat transfer fin. A blower that supplies air to the surface of the heat transfer fins, and the flow of the air into the area where the area of the heat transfer tube is not projected from the direction in which the air flows and the heat transfer performance is improved. Protrusions that prevent That is, as a characteristic of the curved heat exchanger, the pitch of the heat transfer tubes arranged on the inner side and the outer side of the curved portion is different, so that a difference occurs in the size of the region where there is no projection of the heat transfer tubes from the air flow direction. Providing a protruding portion that hinders the flow of air in a large portion of this region. As a result, the wind speed distribution can be made uniform.
本発明の空気調和機は、熱交換性能を低下させることなく、低騒音とすることができる。 The air conditioner of the present invention can reduce noise without deteriorating heat exchange performance.
第1の発明は、空気の流れと垂直な方向の伝熱管の間隔が上流側と下流側とで異なるために、空気の流れる方向から伝熱管の投影がない領域の面積が、空気の流れと垂直な方向に隣接する伝熱管の間ごとで異なる熱交換器において空気の流れる方向から伝熱管の投影がない領域の面積が最大となる伝熱管の間の伝熱フィンのみに、空気の流れる方向に略垂直な面が前記伝熱フィンと連続した突出部を設ける。すなわち、湾曲した熱交換器の特徴として、湾曲部分の内側と外側に配列される伝熱管のピッチが異なるため、空気の流れる方向から伝熱管の投影がない領域の大きさに差が発生する。この領域の大きい部分は抵抗が低く風速が著しく増加するため、風速分布が乱れることになる。そこで、この領域の最大となる部分に意図的に空気の流れを妨げる突出部を設けることで、風速分布の均一化を図る。 In the first invention, since the interval between the heat transfer tubes in the direction perpendicular to the air flow is different between the upstream side and the downstream side, the area of the region where there is no projection of the heat transfer tube from the air flow direction is The direction of air flow only in the heat transfer fins between the heat transfer tubes where the area of the area where there is no projection of the heat transfer tubes is the maximum from the direction of air flow in the heat exchanger that differs between adjacent heat transfer tubes in the vertical direction And a protrusion that is substantially perpendicular to the heat transfer fin. That is, as a characteristic of the curved heat exchanger, the pitch of the heat transfer tubes arranged on the inner side and the outer side of the curved portion is different, so that a difference occurs in the size of the region where there is no projection of the heat transfer tubes from the air flow direction. A large portion of this region has a low resistance and the wind speed remarkably increases, so that the wind speed distribution is disturbed. Therefore, by providing a protrusion that intentionally blocks the air flow at the maximum portion of this region, the wind speed distribution is made uniform.
第2の発明は、伝熱管の投影がない領域に意図的に空気の流れを妨げる抵抗体を設ける手法の1つである。これは、空気の流れる方向から伝熱管の投影がない領域の面積が最大となる伝熱管の間の伝熱フィンのみ、フィンを伝熱管の長て方向に波形にすることにより通風抵抗かける方法であり、若干であるが風を通過させる効果もあり熱交換器能力の向上に繋がる。 2nd invention is one of the methods of providing the resistor which interrupts | blocks an air flow intentionally in the area | region where there is no projection of a heat exchanger tube. This is a method that applies airflow resistance by making the fins corrugate in the direction of the length of the heat transfer tube only for the heat transfer fins between the heat transfer tubes where the area of the region where there is no projection of the heat transfer tubes is the maximum from the direction of air flow. There is also a slight effect of passing the wind, which leads to an improvement in heat exchanger capacity.
第3の発明は、伝熱管の投影がない領域に意図的に空気の流れを妨げる抵抗体を設ける手法の1つである。これは、空気の流れを妨げるように空気の流れる方向から伝熱管の投影がない領域の面積が最大となる伝熱管の間の伝熱フィンの切り起こしを他の伝熱管の間に比べて最も多く配置して、同時に伝熱性能を向上させることができる。 3rd invention is one of the methods of providing the resistor which obstructs the flow of air intentionally in the area | region where there is no projection of a heat exchanger tube. This is because the heat transfer fins between the heat transfer tubes, where the area of the region where there is no projection of the heat transfer tubes from the direction of air flow so as to prevent the air flow, are the largest compared to other heat transfer tubes. Many can be arranged and heat transfer performance can be improved at the same time.
(実施の形態1)
以下本発明の第1の実施例を図1〜図4を用いて説明をする。図1は室内機の断面図、図2は熱交換器の伝熱フィンの平面図、図3は図2のA−A’断面図、図4は図2のB−B’断面図である。なお、従来例と同一部分については、同一符号、同一名称を用いてそ
の説明を省略する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional view of an indoor unit, FIG. 2 is a plan view of a heat transfer fin of a heat exchanger, FIG. 3 is a cross-sectional view along AA ′ in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view along BB ′ in FIG. . In addition, about the same part as a prior art example, the description is abbreviate | omitted using the same code | symbol and the same name.
図1において、本体1は、熱交換器3等を固定し、同本体1の背面を形成するシャーシ1aと、本体1の前面部を形成するとともに、通風穴2aを有する前面パネル2と、前記通風穴2aから室内空気を取り入れ、熱交換された空気を吹出口4から排出するための送風装置5とを備えている。熱交換器3は、伝熱管6と、その伝熱管6が貫通する多数の伝熱フィン7を備えている。
In FIG. 1, a
熱交換器3の表面からみた、伝熱管のない投影部分の面積(S1、S2、S3…)で最大となる部分S1である。このS1の領域に、気流方向に対して突出するように略水平のスリット状の切り起こし7aが設けられる。その他の部分には、特に図示しないが、従来同様、熱交換性能を向上させるための切り起こし7bが設けられている。
This is the portion S1 that is the largest in the area (S1, S2, S3. A substantially horizontal slit-like cut-and-raised
8は熱交換器3に付着したドレン水(凝縮水)を受ける水受け皿である。なお、前面パネル2については、通風穴2aではなく運転時に、前面パネル9を開口させて、室内の空気を吸い込むような形態でも構わない。
本体1の運転が開始されると、送風装置5が回転し、室内の空気が前面パネル9に設けた通風穴2aから吸い込まれ、熱交換器3を通過する際に熱交換されて、吹出口4から、外に吐出される。このとき、熱交換器3を構成する伝熱フィン7の風速分布の高い伝熱管6間の空気の流れを妨げるように切り起こし7aが設けられているので、熱交換性能の悪化を最小限度にとどめつつ、風速分布が略均一化され、風速分布の不揃いによる異音の発生を抑えることができる。
When the operation of the
(実施の形態2)
実施の形態1と同様に、図1の熱交換器3の表面からみた、伝熱管のない投影部分の面積(S1、S2、S3…)で最大となる部分S1に、図5に示すように長て方向に折り曲がった波形フィン7cを設ける。図6は、図5のA−A’断面を示す。
(Embodiment 2)
As in the first embodiment, as shown in FIG. 5, a portion S1 that is the largest in the area (S1, S2, S3...) Of the projected portion without the heat transfer tube, as viewed from the surface of the
意図的に空気の流れを妨げる抵抗体を設けることにより、風速分布が略均一化され、風速分布の不揃いによる異音の発生を抑えることができる。また、若干であるが風を通過させる効果があり熱交換器能力の向上に繋がる。 By providing the resistor that intentionally obstructs the air flow, the wind speed distribution is made substantially uniform, and the generation of noise due to the uneven wind speed distribution can be suppressed. In addition, there is a slight effect of passing the wind, which leads to an improvement in heat exchanger capacity.
(実施の形態3)
実施の形態1と同様に、図1の熱交換器3の表面からみた、伝熱管のない投影部分の面積(S1、S2、S3…)で最大となる部分S1に、図7に示すようにフィン倒し7dをすることにより意図的に空気の流れを妨げる抵抗体として設けられる。図8には、ファン側のフィンを倒すようなことを示したが、外側のフィンを倒すことも良い。この方法は簡単に製作可能となり、ほぼ確実に空気の流れを遮断することができる。すなわち、この領域が極端に通風抵抗の低い時、すなわちほぼ確実に流れを遮断する時に有効に作用する。
(Embodiment 3)
As in the first embodiment, as shown in FIG. 7, a portion S1 that is the largest in the area (S1, S2, S3...) Of the projected portion without the heat transfer tube, as viewed from the surface of the
(実施の形態4)
実施の形態1と同様に、図1の熱交換器3の表面からみた、伝熱管のない投影部分の面積(S1、S2、S3…)で最大となる部分S1に、図9に示すように通常の伝熱フィン(切起こし)7bを多く配置する。これにより、意図的に空気の流れを妨げる抵抗体を設けることにより、風速分布が略均一化され、風速分布の不揃いによる異音の発生を抑えることができる。また、伝熱フィンが多く配置されているため熱伝達量が向上する。
(Embodiment 4)
As in the first embodiment, as shown in FIG. 9, a portion S1 that is the largest in the area (S1, S2, S3. Many normal heat transfer fins (cutting and raising) 7b are arranged. Thereby, by providing the resistor which obstructs the flow of air intentionally, the wind speed distribution is made substantially uniform, and the generation of abnormal noise due to the unevenness of the wind speed distribution can be suppressed. Moreover, since many heat transfer fins are arranged, the amount of heat transfer is improved.
(実施の形態5)
実施の形態1と同様に、図10の熱交換器3の表面からみた、伝熱管のない投影部分の
面積(S1、S2、S3…)で最大となる部分S1に、熱交換器3に予め切り込み7Eを挿入して、そこに金属板13を挿入することにより、空気の流れを完全に妨げる抵抗体を設ける。これは、この領域に著しく空気が流れる時に有効で、風速分布が略均一化され風速分布の不揃いによる異音の発生を抑えることができる。また、材質が金属でできているため伝熱能力が向上する。
(Embodiment 5)
As in the first embodiment, the
(実施の形態6)
実施の形態5と同様に、図10の熱交換器3の表面からみた、伝熱管のない投影部分の面積(S1、S2、S3…)で最大となる部分S1に、熱交換器3に予め切り込みを挿入して、そこに金属板13Aを挿入する。金属板13Aは、図11に示すように穴を設けることにより空気が流れるようにすることにより、金属板からの伝熱能力を向上させる。
(Embodiment 6)
As in the fifth embodiment, the
(実施の形態7)
実施の形態1と同様に、図12の熱交換器3の表面からみた、伝熱管のない投影部分の面積(S1、S2、S3…)で最大となる部分S1の上流部にフィルタ11の枠11bが配置されるようにする。これによってS1の領域に対して物理的に、通風抵抗が増加したことになる。図13は、フィルタ11の斜視図であり、メッシュ部11aと枠部11bで構成されている。この配置をとることにより、部品または加工を増加させることなく、空気の流れを妨げる抵抗体を設けることになり、風速分布が略均一化され風速分布の不揃いによる異音の発生を抑えることができる。本体の組み立て、製作に何ら支障を及ぼさない利点がある。
(Embodiment 7)
As in the first embodiment, the frame of the filter 11 is positioned upstream of the portion S1 that is the largest in the area (S1, S2, S3...) Of the projected portion without the heat transfer tube, as viewed from the surface of the
(実施の形態8)
実施の形態1と同様に、図14の熱交換器3の表面からみた、伝熱管のない投影部分の面積(S1、S2、S3…)で最大となる部分S1の上流部に本体の補強材12を長て方向に配置する。これによってS1の領域に対して物理的に、通風抵抗が増加したことになる。この配置をとることにより、部品または加工を増加させることなく、空気の流れを妨げる抵抗体を設けることになり、風速分布が略均一化され風速分布の不揃いによる異音の発生を抑えることができる。本体の組み立て、製作に何ら支障を及ぼさない利点がある。
(Embodiment 8)
As in the first embodiment, the reinforcing material of the main body is located upstream of the portion S1 that is the largest in the area (S1, S2, S3...) Of the projected portion without the heat transfer tube, as viewed from the surface of the
以上のように、本発明にかかる空気調和機は、熱交換器性能の向上及び騒音の低減が可能となる空気調和機に搭載されている横断流型送風機等の用途に適用できる。 As described above, the air conditioner according to the present invention can be applied to applications such as a cross flow type blower mounted on an air conditioner that can improve heat exchanger performance and reduce noise.
1 エアコン本体
2 パネル
3 熱交換器
4 吹出口
5 送風装置
6 伝熱管
7 伝熱フィン
8 水受け皿
9 前面パネル
10 金属板
11 フィルタ
12 補強材
DESCRIPTION OF
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