JP4996933B2 - 床置型空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、吸入した室内の空気を熱交換することにより得られた調和空気（冷気または暖気）を再び室内へ供給するようにした空気調和機に関するものであり、特に、縦長の本体の縦方向に送風機および熱交換器を配設するようにした床置型空気調和機に関する。

床置型空気調和機の一般的な構成は、例えば、縦長の本体の下部に送風機を配設し、上部に熱交換器を配設して一体化してあるため、壁掛型の空気調和機機などと比較して室内の据付位置を任意に選定できる融通性があり、据付施工作業およびメンテナンス、清掃が容易であるという特徴がある（例えば、特許文献１）。

上記構成の床置型空気調和機では、本体の開口部の全てを覆う１枚の前面パネルの上部の両側に吹き出し部を形成し、下部に吸い込み部を開口したものとなっている。そして、送風機が駆動されると吸い込み部から吸入された室内空気は、熱交換器を通過して調和空気となり吹き出し部から室内に供給され、室内の空気調和がなされる。
特開２００３−３４３８７１号公報

このように構成された床置型空気調和機では、単に室内の空気を循環しているだけであり、空気を浄化する機能を備えなるものではない。ところが、室内環境の衛生状態を向上するためには一定量の外気を取入れ、室内空気の鮮度を維持しなければならないが、居住者による窓の開閉による場合は煩わしいものである。しかも、例えば、近年の気密性の高い高層マンションなどの場合は、窓の開閉は危険を伴うなどの理由で容易ではなく、自動的に外気が取入れられることが望ましいことになる。

また、単に外気を室内に取入れた場合は、室内空気が室外へ流出してしまい室内の温度が変化することから不快感を伴い、室内空気が設定温度に復帰するように空気調和機が過剰に運転される結果となり、経済性を低下することとなる。かかる問題は空気調和機全般に共通する問題であるが、本願の出願人は壁吊り型の空気調和機において給排気装置を設け、このような問題を解決する手段を提案している（特願２００５−３２９２２２参照）。

しかしながら、床置型空気調和機は壁吊り型の空気調和機とは全く構成が異なるものであり、上記出願の給排気装置を床置型空気調和機に採用することができなかった。本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、本体内部に給排気装置を備え、室内空気の排気と室外空気の供給が可能となるように床置型空気調和機を提供することを目的とするものである。

そこで本発明は、以下に述べる手段により上記課題を解決するようにした。即ち、縦長の本体の縦方向に下部より順に送風機および熱交換器を配設してなり、前記送風機により吸入された室内空気が本体下部の空間を介して前記熱交換器を通過することにより熱交換された調和空気に生成され、該調和空気を室内に供給するようにした床置型空気調和機において、全熱交換エレメントを備えた筐体状の給排気装置を本体の下部中央に設け、該給排気装置には、上部に室内空気の吸気口を設ける一方、側部に室内空気の排出口および室外空気の吸気口を設けてなり、前記全熱交換エレメント内を室内空気と室外空気が交差して流れるようにして室内空気と室外空気との間で熱交換がなされるようにし、熱交換された室内空気を室外に排出するとともに、熱交換された室外空気を給排気装置の前面から本体内に供給する。

本発明によれば、床置型空気調和機の本体内部に備えた給排気装置の運転により、室内空気の室外への排出と室外空気の室内への供給が同時に行われるため、室内の空気浄化促進効果が十分に発揮できる。かかる効果に加え、室内へ供給する室外空気を全熱交換エレメントにより室内空気と熱交換されるようにしたので、顕熱と潜熱の熱交換効果により、冷房時には取入れる室外空気の冷却と湿気の減少効果が得られ、暖房時には取入れる室外空気の加熱と加湿効果が得られるため、排気される室内空気を有効利用して好ましい換気効果が得られるものとなる。さらに、本体下部に給排気装置を設けたことから、この給排気装置に接続した吸気管および排気管の引き回しが容易となり、室外に延設したこの吸気管と排気管により給排気が可能となる。

つぎに、本発明の実施の形態を図にもとづいて詳細に説明する。図１は本発明に係る床置型空気調和機１の外観を示す斜視図であり、図２に正面図、図３に側面図を示す。本実施例の場合、縦長の本体２の上部が熱交換部であり、下部を室内空気の吸引部としている。この床置型空気調和機１は室内に設置される一方、室外に設置された室外機４０との間で冷媒回路が構成され、給電および信号の授受を行う電気回路の接続がなされる。

図４および図５は、かかる床置型空気調和機１の内部の構成を示すもので、本体２の上部には傾斜状態で熱交換器３が配設されており、下部に配設した送風機４から送られてきた室内空気を熱交換して調和空気を生成するようにしている。また、本体の中位部には全体の電気的制御を司る電装ボックス５が配設され、底部には給排気装置６が配設されている。

前記本体２は、鋼板などで縦長の筺状に組み立てられたもので、前面および底面を開口し、この底面開口にはベース脚２Ａが取付けられ、中間部は仕切板２Ｂにより補強されている。送風機４は、図６に示すようにシロッコファン４ａおよびこのシロッコファン４ａを回転駆動するモータ４ｂ、そしてシロッコファン４ａを収容するファンケース４ｃからなる。このファンケース４ｃには、シロッコファン４ａが回転したとき室内空気を吸引する吸引口４ｃ−１および吸引した室内空気を上部の熱交換器３へ向けて排出する排出口４ｃ−２を備える。

このように構成されていることから、送風機４から送風された室内空気は図５に示すように本体２内を矢印で示すように流れ、熱交換器３を通過する際に熱交換され、調和空気となって上部前面パネル１０の吹出し口１０ａ、１０ｂから室内に供給されることになる。この上部前面パネル１０は前記仕切板２Ｂ部分から上部の本体２の開口部に固定され一体化されるもので、両側部に外方へ向かう傾斜状態で形成された吹出し口１０ａ部分には風向調整機構が設けられる。

前記風向調整機構の構成の一例は、図４に示すように、吹出し口１０ａ部分で鉛直方向に所定の間隔で配列され軸支された板状で同一形状の複数の水平フラップ１１がリンク部材１２により相互に連結され、同列の水平フラップ１１が同一方向に同期して揺動するように構成されている。そして、最上段の水平フラップ１１には、減速機構を内蔵したステッピングモータ１３の出力軸が連結されており、このステッピングモータ１３の駆動に伴って各水平フラップが揺動するので、その垂直方向の角度が変更され、これに伴って調和空気が吹出す上下方向の角度を任意に変更することができる。

また、吹出し口１０ａには垂直フラップ１４を備え、調和空気の吹出す水平方向の幅が調整可能となるようにしている。この垂直フラップ１４は奥部側の上端が上部前面パネル１０に軸支され下端が減速機構を内蔵したステッピングモータ１５の出力軸に連結されている。したがって、このステッピングモータ１５の駆動により垂直フラップ１４が揺動して本体２の前方へ向けて拡開し、吹出す調和空気の水平方向の幅を任意に変更することができる。

なお、本実施態様では、上部前面パネル１０の頂部にも吹出し口１０ｂが形成されており、この吹出し口１０ｂに一致する形状の水平フラップ１６を備える。この水平フラップ１６は、両端が上部前面パネル１０に軸支されているため、減速機構を内蔵したステッピングモータ１７の出力軸がリンク機構を介して伝達した動力により先端が上下方向に揺動する。したがって、この水平フラップ１６により吹出し口１０ｂを開放することにより室内の天井方向へ調和空気を導くことができるため、冷暖房運転時における室内空気の温度の偏りを防ぐことができる。

上部前面パネル１０の下端には、前面に手動スイッチの押ボタンやインジケータを配した操作ボックス１８が配設されており、この操作ボックス１８から前記ステッピングモータ１３、１５、１７へ駆動信号を送るための配線がなされる。また、操作ボックス１８と電装ボックス５とはリードワイヤーＷ１により接続され、給電および信号の授受がなされる。

つぎに、下部前面パネル２０の構成について説明する。本体２の下部の開口面を覆う下部前面パネル２０の両側部には送風機４が吸引する室内空気が流入する吸入口２１が外方へ向かう傾斜状態で形成されている。吸入口２１の裏面側には図７に示すようにエアーフィルタ２２が着脱可能に配設され、前面側には垂直フラップ２３が配設される。この垂直フラップ２３は前端側の下端が下部前面パネルに軸支され、上端が減速機構を内蔵したステッピングモータ２４の出力軸に連結されている。したがって、このステッピングモータ２４の駆動により垂直フラップ２３が揺動して本体２の後方へ向かって拡開し、室内空気の吸入が可能となる。

前記垂直フラップ２３を駆動するステッピングモータ２４は、下部前面パネル２０の上枠の両側端内に配設しなければならない。したがって、この上枠部分は中空構造としてその内部にステッピングモータ２４を配設するとともに、このステッピングモータ２４に接続されたリードワイヤーＷ２が配線される。

下部前面パネル２０の吊元側となる側部の上端部と下端部には、ヒンジベース２５ａ、２６ａを固定したヒンジアーム２５、２６が設けられる。一方、本体２には図８に示すようなアングル部材２７を固定し、このアングル部材２７にヒンジアーム２５、２６の先端の通孔２５ｂ、２６ｂを介して挿入した固定ネジ２８を螺着する。これにより下部前面パネル２０は片開き状態となり、図７に示す状態においても本体２に支持された状態が維持されることになる。

したがって、下部前面パネル２０を本体２から完全に取り外すような煩雑な作業が省略でき、送風機４のシロッコファン４ａの清掃、あるいはエアーフィルタ２２の着脱が可能となる。尤も、本発明の床置型空気調和機１のように、下部前面パネル２０に垂直フラップ２３を駆動するステッピングモータ２４を内蔵する場合には、本体２との配線接続を切断しないためにも下部前面パネル２０は本体２から完全に取り外すことなく、片開き状態となるようにすることが望ましいことになる。

なお、下部前面パネル２０の拡開側の側枠には小把手２０ａを設けて開閉が容易となるようにし、また、本体にマグネットキャッチャー２９を設けて下部前面パネル２０の閉止状態が確実となるようにしている。このように構成された本発明の床置型空気調和機１を運転していない状態では、図１乃至図３に示すように垂直フラップ１４は上部前面パネル１０の吹出し口１０ａを閉じ、垂直フラップ２３は下部前面パネル２０の吸入口２１を閉じ、水平フラップ１６は上部前面パネル１０の頂部の吹出し口１０ｂを閉じている。

そして、本発明の床置型空気調和機１が運転を停止している上記の状態から、リモコン操作などにより運転が開始されると、図９に示すように上部前面パネル１０の垂直フラップ１４は前端が拡開し、調和空気が前方へ吹き出される。一方、下部前面パネル２０の垂直フラップ２３は後端が拡開し、本体２の後方から室内空気を吸入する。

つぎに、本体２の底部に配設した給排気装置６の構成について説明する。図１０は本発明に採用する給排気装置６の外観を示すもので、筺型のケーシング６１の天板面には室内空気吸引管６２が接続され、後側部に室外空気吸引口６３および室内空気排出口６４が形成され、前側部には室外空気供給口６５が形成されている。なお、符号Ｗ３は前記電装ボックス５に接続されるリードワイヤーである。

図１１は給排気装置６の内部の構成を示すもので、前記室内空気吸引管６２の開口部の直下に、モータ６５の同軸で駆動されるシロッコファン６６、６７が配設されている。そして、シロッコファン６６はその上面の中央に開口した吸引口６６ａから室内空気を吸引し、吐出口６６ｂから全熱交換エレメント６８に向けて室内空気が流出する。一方、シロッコファン６７はその下面の中央に開口した吸引口６７ａから室外空気を吸引し、吐出口６７ｂからケーシング６１の室外空気供給口６５に向けて室外空気が流出する。なお、シロッコファン６６、６７はケーシング６１内の仕切壁６１ａにより仕切られた空間に位置するようにしているので、両空間の空気が混じり合うようなことはない。

つぎに、全熱交換エレメント６８は、室外空気と室内空気とが、それぞれの通路を通りつつ混ざり合わない状態で交差して相互に熱交換するようにしたもので、Ｓ１からＳ２の方向へ室外空気が流れる給気通路６８ａと、Ｐ１からＰ２の方向へ室内空気が流れる排気通路６８ｂとが熱交換可能な透湿性区画シート６８ｐを境にして略直角に交差する流れをなすようにしてある。即ち、間隔を保って積層した透湿性区画シート６８ｐ間に波形または山形の通路部材６８ｑを一段間隔で交互に積層配置して一体化したもので、これにより交互に給気通路６８ａと排気通路６８ｂ交差して形成されることになる。

全熱交換エレメント６８はこのように構成されていることから、室内空気と室外空気が透湿性区画シート６８ｐを介して相互に熱交換する。透湿性区画シート６８ｐは、二酸化炭素（ＣＯ２）の透過は阻止するが、水分の透過は許容する性質を持つものであり、それに適したものとして紙製であってパルプ繊維間では二酸化炭素分子の透過を阻止するが水分子は透過して水分移動作用が可能となるものを採用する。

このような機能を備えていることから、夏季などの高温多湿の環境では、建物の室内空気は乾燥した状態であるため、この室内空気が排気通路６８ｂを流れる際に透湿性区画シート６８ｐを介して給気通路６８ａを流れる湿度の高い室外空気と熱交換してこの室外空気が冷却されるとともに、この室外空気の湿気が透湿性区画シート６８ｐを透過して排気通路６８ｂを流れる乾燥した室内空気へ放湿（気化）して湿気が減少する。このため、室内に供給される室外空気の湿度減少と冷却効果が得られ、好ましい状態で室外空気が室内へ導入されることになる。

また、冬季などの低温乾燥の環境では、建物の室内空気は暖かく若干湿気を多く含んだ状態であるため、この室内空気が排気通路６８ｂを流れる際に透湿性区画シート６８ｐを介して吸気通路６８ａを流れる乾燥した冷たい室外空気と熱交換してこの室外空気が暖められるとともに、室内空気の湿気が透湿性区画シート６８ｐを透過して給気通路６８ａを流れる乾燥した室外空気へ放湿（気化）するため、室内に供給される室外空気の加湿するとともに加温効果が得られ、好ましい状態で室外空気が室内へ導入されることになる。

全熱交換エレメント６８はこのように構成されていることから、シロッコファン６６の吐出口６６ｂから流出した室内空気は、図１１に示すように全熱交換エレメント６８の下半部から流出し、室内空気排出口６４から排出される。一方、室外空気吸引口６３から吸引した室外空気は、全熱交換エレメント６８の上半部から流入して背面下半部から流出し、シロッコファン６７の吸引口６７ａに吸引される。このとき、室外空気と室内空気はケーシング６１内の仕切壁６１ｂにより仕切られるため、両空気が混じり合うようなことはない。

このような全熱交換エレメント６８を備えた給排気装置６は、図１２に示すように本体２の底部に固定される。そして、室内空気吸引管６２の端部が本体２に固定され、その開口部が室内に臨むようにする。一方、室外空気吸引口６３には吸気管７０を接続し、室内空気排出口６４には排気管７１を接続する。この吸気管７０および排気管７１の端部は室外に延設され、開口部が室外の外気に臨むようにして固定される。

以上のように構成されていることから、本発明による床置型空気調和機１を運転すると、全熱交換エレメント６８による前述した効果の得られた室外空気が給排気装置６の室外空気供給口６５から流出する。そして、この室外空気は送風機４の吸引口４ｃ−１に吸引され、室内空気とともに熱交換器３において熱交換され、調和空気となって室内に供給されることになる。

以上説明したように本発明の床置型空気調和機によれば、冷暖房運転において好ましい状態で室外空気を室内に供給することができ、空気浄化が可能となる。また、給排気装置を本体内に設けたことから、この給排気装置を冷暖房運転と同時に駆動制御することが容易となり、冷房モード、暖房モード、換気モードにおいて、リモコン操作などにより給排気装置の駆動または停止を任意に行うことが可能となる。

本発明の床置型空気調和機の斜視図である。 本発明の床置型空気調和機の正面図である。 本発明の床置型空気調和機の側面図である。 本発明の床置型空気調和機の内部の構成を示す透視斜視図である。 本発明の床置型空気調和機の内部の構成を示す断面図である。 本発明の床置型空気調和機の要部の構成を示す斜視図である。 本発明の実施状態を説明する図である。 本発明の下部前面パネルの構成を説明する図である。 本発明の床置型空気調和機の運転状態を説明する図である。 本発明に採用する給排気装置の外観を示す図である。 図１０の給排気装置の内部の構成を示す図である。 図１０の給排気装置を本体に配設した状態を示す図である。

１・・・・・・床置型空気調和機
２・・・・・・本体
３・・・・・・熱交換器
４・・・・・・送風機
５・・・・・・電装ボックス
６・・・・・・給排気装置
６１・・・・・ケーシング
６２・・・・・室内空気吸引管
６３・・・・・室外空気吸引口
６４・・・・・室内空気排出口
６５・・・・・モータ
６６・・・・・シロッコファン
６７・・・・・シロッコファン
６８・・・・・全熱交換エレメント
７０・・・・・吸気管
７１・・・・・排気管
１０・・・・・上部前面パネル
１０ａ・・・・吹出し口
１０ｂ・・・・吹出し口
１１・・・・・水平フラップ
１２・・・・・リンク部材
１３・・・・・ステッピングモータ
１４・・・・・垂直フラップ
１５・・・・・ステッピングモータ
１６・・・・・水平フラップ
１７・・・・・ステッピングモータ
１８・・・・・操作ボックス
２０・・・・・下部前面パネル
２１・・・・・吹出し口
２２・・・・・エアーフィルタ
２３・・・・・垂直フラップ
２４・・・・・ステッピングモータ
２５・・・・・ヒンジアーム
２６・・・・・ヒンジアーム
２７・・・・・アンクル部材
２８・・・・・固定ネジ
２９・・・・・マグネットキャッチャー
４０・・・・・室外機
Ｗ１・Ｗ２・・リードワイヤー
Ｒ・・・・・・リモコン

Claims (1)

1. 縦長の本体の縦方向に下部より順に送風機および熱交換器を配設してなり、前記送風機により吸入された室内空気が本体下部の空間を介して前記熱交換器を通過することにより熱交換された調和空気に生成され、該調和空気を室内に供給するようにした床置型空気調和機において、
   全熱交換エレメントを備えた筐体状の給排気装置を本体の下部中央に設け、該給排気装置には、上部に室内空気の吸気口を設ける一方、側部に室内空気の排出口および室外空気の吸気口を設けてなり、
   前記全熱交換エレメント内を室内空気と室外空気が交差して流れるようにして室内空気と室外空気との間で熱交換がなされるようにし、熱交換された室内空気を室外に排出するとともに、熱交換された室外空気を給排気装置の前面から本体内に供給するようにしたことを特徴とする床置型空気調和機。

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