JP4687741B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は空気調和機に関する。

従来、ケーシングの正面パネルと、熱交換器と、ベルマウスとが正面側から背面側に向けて順に配置され、吸込み口が正面パネルの周囲に設けられた空気調和機が知られている。この空気調和機では、貫流ファンが備えられており、貫流ファンによって、吸込み口から吸い込まれ熱交換器およびベルマウスの開口を通って吹出し口から吹き出される空気の流れが生成される（特許文献１参照）。
特開昭６４−５８９６５号公報（図１および図２）

上記のような空気調和機では、吸込み口が正面パネルの周囲に設けられているため、正面パネルの意匠性を向上させることができる。しかし、正面パネルの中央部に吸込み口が設けられる場合と比べると、空気の吸い込み抵抗が増大してしまう。このため、貫流ファンでは出力が足りず、必要な静圧を確保することが困難になる。

本発明の課題は、吸い込み抵抗が増大し易い吸込み口の配置であっても、必要な静圧を確保することができる空気調和機を提供することにある。

第１発明に係る空気調和機は、熱交換器と、ベルマウスと、ケーシングと、ターボファンとを備える。ベルマウスは、熱交換器の背面側に配置され、空気が通る開口が熱交換器に対向して設けられている。ケーシングは、熱交換器の正面側を覆う正面パネルを有し、吸込み口および吹出し口が設けられている。ターボファンは、ベルマウスの背面側に配置され、吸込み口から吸い込まれ熱交換器およびベルマウスの開口を通って吹出し口から吹き出される空気の流れを生成する。また、吸込み口は、正面パネルおよび／またはその周囲に設けられ、正面視においてベルマウスの開口よりも略外側に位置している。そして、熱交換器とベルマウスとの間の距離は、ベルマウスの開口の直径の１０％以上２５％以下である。

この空気調和機では、ターボファンによって空気の流れが生成されるため、吸い込み抵抗が増大し易い吸込み口の配置であっても、必要な静圧を確保することができる。また、熱交換器の背面側に配置されたターボファンによって空気の流れが生成されると、熱交換器の中心部分に偏って空気が流れ易くなり、熱交換能力が低下する恐れがあるが、本発明では、熱交換器とベルマウスとの間の距離が、ベルマウスの開口の直径の１０％以上であるため、熱交換器のより広い範囲に空気が通り易くなり、空調能力を向上させることができる。

第２発明に係る空気調和機は、第１発明の空気調和機であって、熱交換器とベルマウスとの間の距離は、ベルマウスの開口の直径の１０％以上１５％以下である。

この空気調和機では、熱交換器のより広い範囲に空気が通り易くなり、空調能力を向上させることができる。また、空気調和機を薄型化することができる。

本発明に係る空気調和機では、ターボファンによって空気の流れが生成されるため、吸い込み抵抗が増大し易い吸込み口の配置であっても、必要な静圧を確保することができる。また、熱交換器とベルマウスとの間の距離が、ベルマウスの開口の直径の１０％以上であるため、熱交換器のより広い範囲に空気が通り易くなり、空調能力を向上させることができる。

＜構成＞
本発明の一実施形態に係る空気調和機１を図１から図３に示す。図１は、空気調和機１の正面図であり、図２は、空気調和機１の側面図である。また、図３は、空気調和機１の側面断面図である。この空気調和機１は、床置き型の室内機であり、ケーシング２と、室内熱交換器４と、ベルマウス１３と、送風装置５とを備える。なお、以下の説明において、上下左右という場合は、空気調和機１の正面視における上下左右を意味している。

〔ケーシング２〕
ケーシング２は、合成樹脂製の中空の筐体からなり、室内熱交換器４、ベルマウス１３、送風装置５を内部に収納している。ケーシング２は、ケーシング本体２１と、ケーシング本体２１の正面に取り付けられる正面パネル２２とを有している。

ケーシング本体２１は、正面が大きく開口しており、ケーシング本体２１の内部には、室内熱交換器４、ベルマウス１３、送風装置５が、正面側から背面側に向けて順に配置されている。

ケーシング２の正面には、第１吹出し口６と第２吹出し口７とが設けられている。第１吹出し口６は、ケーシング２の正面の上端に沿って設けられた横長形状の開口であり、室内へ吹き出される空気が通る。第２吹出し口７は、ケーシング２の正面の下端に沿って設けられた横長形状の開口であり、室内へ吹き出される空気が通る。なお、第１吹出し口６には、第１吹出し口６から吹き出される空気を案内する第１フラップ６１が回動自在に設けられており、第１フラップ６１によって第１吹出し口６を開閉することができる。また、第２吹出し口７には、第２吹出し口７から吹き出される空気を案内する第２フラップ６２が回動自在に設けられている。

正面パネル２２は、ケーシング本体２１の正面に取り付けられており、ケーシング本体２１の正面よりも小さな外形を有している。正面パネル２２は、室内熱交換器４の正面側を覆っており、正面視において、第１吹出し口６の下方に配置されている。また、正面パネル２２の正面は、ケーシング本体２１の正面から前方に僅かな距離を隔てて配置されており、正面パネル２２の正面の側端部とケーシング本体２１の正面とを繋ぐ正面パネル２２の両側面２３，２４には、第１吸込み口８および第２吸込み口９がそれぞれ設けられている。第１吸込み口８は、正面パネル２２の右側面２３に設けられた縦長形状の開口であり、室内からケーシング２の内部に吸い込まれる空気が通る。第２吸込み口９は、正面パネル２２の左側面２４に設けられた縦長形状の開口であり、室内からケーシング２の内部に吸い込まれる空気が通る。

また、正面パネル２２の正面の上端部とケーシング本体２１の正面とを繋ぐ正面パネル２２の上面２５には、第３吸込み口１０が設けられている。第３吸込み口１０は、第１吹出し口６の下方に設けられた横長形状の開口であり、室内からケーシング２の内部に吸い込まれる空気が通る。また、正面パネル２２の正面の下部には、第４吸込み口１１が設けられている。第４吸込み口１１は、第２吹出し口７の上方に設けられた横長形状の開口であり、室内からケーシング２の内部に吸い込まれる空気が通る。なお、正面パネル２２の正面下端とケーシング本体２１の正面とを繋ぐ正面パネル２２の下面は閉じられている。また、ケーシング２の正面のうち第３吸込み口１０と第４吸込み口１１との間の部分は、開口が設けられていない平坦なフラットパネル部２０となっている。

以上のように、ケーシング２には、正面パネル２２のフラットパネル部２０の周囲の上下左右４方向に、それぞれ第１吸込み口８から第４吸込み口１１の４つの吸込み口が配置されており、フラットパネル部２０の上下左右４方向から空気が吸い込まれる。また、これらの吸込み口８−１１は、図１に示すように、正面視においてベルマウス１３の開口１４よりも外側に位置している。

〔室内熱交換器４〕
図３に示す室内熱交換器４は、図示しない室外機に配置された室外熱交換器と共に冷媒回路を構成しており、通過する空気との間で熱交換を行う。室内熱交換器４は、正面パネル２２の背面側に配置されている。室内熱交換器４は、薄い板状の外形を有しており、フラットパネル部２０に平行に設けられている。また、室内熱交換器４は、正面視において正面パネル２２と同程度の大きさを有しており、図４に示すように、室内熱交換器４の正面視における投影面積をＢとし、上述した吸込み口８−１１の総吸込面積をＳ（図示せず）とすると、Ｓ／Ｂ≧０．１５である。すなわち、吸込み口８−１１の総吸込面積Ｓは、室内熱交換器４の正面視における投影面積Ｂの１５％以上となっている。

〔ベルマウス１３〕
ベルマウス１３は、室内熱交換器４の背面側に設けられており、ベルマウス１３は、平坦部１５と円管部１６とを有している。平坦部１５は、正面視において室内熱交換器４と同程度の大きさの外形を有しており、室内熱交換器４の背面に対向して室内熱交換器４と平行に設けられている。平坦部１５は、円管部１６の開口１４の入口側の縁に繋がっている。なお、円管部１６は前端側が拡径するように湾曲しており、開口１４の周縁と緩やかに繋がっている。ここで、図５に示すように、室内熱交換器４とベルマウス１３との間の距離すなわち室内熱交換器４とベルマウス１３の開口１４の入口との間の距離をａ、ベルマウス１３の開口の直径をｄとすると、ａ／ｄ≧０．１である。すなわち、室内熱交換器４とベルマウス１３との間の距離ａは、ベルマウス１３の開口１４の直径ｄの１０％以上である。なお、円管部１６の後端は、後述するファンカバー５３の正面の開口を通ってファンカバー５３の内部に入り込んでいる。また、ベルマウス１３の開口１４は、正面視において室内熱交換器４よりも小さな外形を有している。

〔送風装置５〕
送風装置５は、ベルマウス１３の背面側に配置されており、各吸込み口８−１１から吸い込まれ、室内熱交換器４およびベルマウス１３の開口１４を通り、各吹出し口６，７から吹き出される空気の流れを生成する。この送風装置５は、正面側から空気を吸い込んで遠心方向に風を吹き出すターボファンであり、ファンロータ５１、ファンモータ５２、ファンカバー５３を有している。

ファンロータ５１は、その回転軸ＡＸが水平になるように配置されており、回転軸ＡＸから螺旋を描きながら離れるように配置された複数枚の羽根を有している。

ファンモータ５２は、ファンロータ５１を回転駆動する駆動源であり、ファンロータ５１の後方に配置される。

ファンカバー５３は、ファンロータ５１の正面側に配置される部材であり、ファンカバー５３の正面には、ファンカバー５３内に取り込まれる空気が通る開口が設けられている。ファンカバー５３の正面の開口を通った空気は、ファンロータ５１によって遠心方向に吹き出されることにより上下に分岐し、第１吹出し口６および第２吹出し口７から室内に吹き出される。

＜特徴＞
（１）
この空気調和機１では、正面パネル２２の上面２５、右側面２３、左側面２４および正面下部に吸込み口８−１１が設けられており、中央部分は平滑なフラットパネル部２０となっている。このため、空気調和機１の正面視における外観をシンプルなものとすることができ、美観を向上させることができる。

また、吸込み口８−１１は、正面視において、ベルマウス１３の開口１４の外側に配置されている。このため、吸込み口８−１１から吸い込まれた空気を室内熱交換器４の広い範囲に通過させることができ、空調能力を向上させることができる。

また、第４吸込み口１１が正面パネル２２の正面下部に設けられることにより、他の吸込み口８−１０の大きさの増大を抑えながら吸い込み面積を増大させることができる。これにより、他の吸込み口８−１０の大きさの増大によって正面パネル２２の厚さが増大することを抑えることができ、空気調和機１の外形を薄くすることができる。

（２）
上記のような吸込み口８−１１の配置は、吸い込み抵抗を増大させるものであるが、この空気調和機１では、ターボファンである送風装置５によって空気の流れが生成されるため、必要な静圧を十分に確保することができる。

また、従来の空気調和機のように上下の吹出し口にそれぞれ貫流ファンが設けられる場合と比べると、本発明に係る空気調和機１では１つのターボファンによって必要な空気の流れを生成することができる。これにより、製造コストを低減することができる。

（３）
上記のような吸込み口８−１１の配置においてターボファンが用いられると、吸い込み音が増大する恐れがあるが、この空気調和機１では、吸込み口８−１１の総吸込面積Ｓが、室内熱交換器４の正面視における投影面積Ｂの１５％以上であることにより、吸い込み音を抑えることができる。すなわち、図６に示すように、Ｓ／Ｂ≧１５％の範囲において、吸い込み音低減の効果が十分に得られる。なお、Ｓ／Ｂを大きくするには総吸込面積を大きくする必要があるため空気調和機１の小型化の観点からはＳ／Ｂは小さい方がよいことを考慮すると、より望ましくは０．１５≦Ｓ／Ｂ≦０．３５であり、例えば、Ｓ／Ｂ＝０．２である。

また、室内熱交換器４の背面側に配置された１つのターボファンによって空気の流れが生成されると、室内熱交換器４の中央部分に偏って空気が通り易くなり、熱交換効率が低下する恐れがあるが、この空気調和機１では、室内熱交換器４とベルマウス１３との間の距離ａが、ベルマウス１３の開口１４の直径ｄの１０％以上であるため、空気が室内熱交換器４のより幅広い範囲に通り易くなり、空調能力をより向上させることができる。すなわち、図７に示すように、ａ／ｄ≧１０％の範囲において、空調能力増大の効果が十分に得られる。また、ａ／ｄを大きくするには室内熱交換器４とベルマウス１３との距離を大きくする必要があるため空気調和機１の薄型化の観点からはａ／ｄは小さい方がよいことを考慮すると、より望ましくは、０．１≦ａ／ｄ≦０．２５であり、例えば、ａ／ｄ＝０．１５である。

＜他の実施形態＞
（１）
上記の実施形態では、吸込み口８−１１は全て正面パネル２２に設けられているが、その一部または全部がケーシング本体２１のうち正面パネル２２の周囲に位置する部分に設けられてもよい。

（２）
上記の実施形態では、空気調和機１は床置き型の空気調和機であるが、壁掛け型や天井埋込型の空気調和機にも本発明を適用可能である。

（３）
上記の実施形態では、吸込み口８−１１は、正面視においてベルマウス１３の開口１４よりも外側に位置しているが、多少、ベルマウス１３の開口１４よりも内側に位置していてもよい。例えば、ベルマウスの開口１４の内径の８０％の位置までであれば、吸込み口８−１１がベルマウス１３の開口１４よりも内側に位置していてもよい。すなわち、吸込み口８−１１は、正面視においてベルマウス１３の開口１４の内径の８０％の位置より外側であればよい。

本発明は、吸い込み抵抗が増大し易い吸込み口の配置であっても、必要な静圧を確保することができる効果を有し、空気調和機として有用である。

空気調和機の正面図。 空気調和機の側面図。 空気調和機の側面断面図。 室内熱交換器の正面視における投影面積を示す概略図。 室内熱交換器とベルマウスとの距離およびベルマウスの開口の直径を示す概略図。 熱交面積に対する総吸込面積の比率と吸い込み音との関係を示すグラフ。 ベルマウスの開口の直径に対する室内熱交換器−ベルマウス間距離と、空調能力との関係を示すグラフ。

１ 空気調和機
２ ケーシング
４ 室内熱交換器（熱交換器）
５ 送風装置（ターボファン）
６ 第１吹出し口（吹出し口）
７ 第１吹出し口（吹出し口）
８ 第１吸込み口（吸込み口）
９ 第２吸込み口（吸込み口）
１０ 第３吸込み口（吸込み口）
１１ 第４吸込み口（吸込み口）
１３ ベルマウス
１４ 開口
２２ 正面パネル

Claims (2)

1. 熱交換器（４）と、
   前記熱交換器（４）の背面側に配置され、空気が通る開口（１４）が前記熱交換器（４）に対向して設けられたベルマウス（１３）と、
   前記熱交換器（４）の正面側を覆う正面パネル（２２）を有し、吸込み口（８−１１）および吹出し口（６，７）が設けられたケーシング（２）と、
   前記ベルマウス（１３）の背面側に配置され、前記吸込み口（８−１１）から吸い込まれ前記熱交換器（４）および前記ベルマウス（１３）の開口（１４）を通って前記吹出し口（６，７）から吹き出される空気の流れを生成するターボファン（５）と、
   を備え、
   前記吸込み口（８−１１）は、前記正面パネル（２２）および／またはその周囲に設けられ、正面視において前記ベルマウス（１３）の開口（１４）よりも略外側に位置しており、
   前記熱交換器（４）と前記ベルマウス（１３）との間の距離は、前記ベルマウス（１３）の開口（１４）の直径の１０％以上２５％以下である、
   空気調和機（１）。
2. 前記熱交換器（４）と前記ベルマウス（１３）との間の距離は、前記ベルマウス（１３）の開口（１４）の直径の１０％以上１５％以下である、
   請求項１に記載の空気調和機（１）。

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