JP5195042B2 - 空調室内機 - Google Patents

Description

本発明は、空調室内機に関する。

ファンによって単一の吸込口から空気を吸い込んで単一の吹出口へ吹き出す空調室内機では、空気流路内にファンロータが配置され、空気流路の外側にファンモータが配置されている。空気流路とファンモータの配置空間とは仕切部材によって仕切られている（特許文献１参照）。特許文献１では、仕切部材は２つに分割されており、その２つの仕切部材がファンモータの外周を挟んで保持している。

しかしながら、上記のような仕切部材では、２つの仕切部材の合わせ目の全長が長くなり、ファンモータの配置空間側から空気流路側へ空気が侵入する可能性がある。
特開平３−２０４５２３号公報

本発明の課題は、空気流路とファンモータ配置空間とを仕切る仕切部材の隙間を減らし、空気流路とファンモータ配置空間との間の空気移動を抑制した空調室内機を提供することにある。

第１発明に係る空調室内機は、ファンと、ファンモータ保持部材と、仕切部材と、熱交換器とを備えている。ファンは、ファンロータ及びファンモータを有している。ファンモータ保持部材は、ファンモータを挟み込んで保持する。仕切部材は、ファンロータが配置される空気流路とファンモータ保持部材との間を仕切る。熱交換器は、空気流路内のファンロータの上流側に配置される。ファンモータの回転軸と直交する平面へのファンモータ保持部材の投影面積は、その平面への仕切部材の投影面積よりも小さく設定されている。ファンモータ保持部材は、ファンモータを径方向に挟み込む一対の第１保持部材および第２保持部材と、第１保持部材と第２保持部材とがファンモータを挟んだときに形成されファンモータの回転軸方向と平行に突出する円周面とを有している。仕切部材は、ファンモータ保持部材の円周面と嵌合する貫通孔を有している。ファンモータの回転軸は、貫通孔を通ってファンロータ側に出て、ファンロータと連結される。

この空調室内機では、空気流路とファンモータ保持部材との間に仕切部材があるので、ファンモータ保持部材に仕切部材を兼用させている従来構造に比べて、ファンモータの配置空間側から空気流路側への空気の侵入が抑制される。

また、熱交換器を通過した空調空気がファンモータの配置空間側へ流れること、又は室内空気がファンモータの配置空間を通って空気流路側へ侵入することが仕切部材によって防止される。

さらに、仕切部材は、貫通孔によってファンモータ及びファンモータ保持部材を保持することができるので、従来構造のようなファンモータを挟み込むために仕切部材が分割されているものに比べて、部材間の隙間が少ない。その結果、空気流路側の空気がファンモータの配置空間側へ侵入すること、又はファンモータの配置空間側の空気が空気流路側へ侵入することが防止される。

第２発明に係る空調室内機は、第１発明に係る空調室内機であって、仕切部材の周縁部が、熱交換器の端部に設けられている管板と重なっている。

この空調室内機では、空気流路内の空気が熱交換器と仕切部材との隙間を通ってファンモータの配置空間側へ侵入すること、又はファンモータの配置空間側の空気が熱交換器と仕切部材との隙間を通って空気流路側へ侵入することが防止される。

第１発明に係る空調室内機では、ファンモータ保持部材に仕切部材を兼用させている従来構造に比べて、ファンモータの配置空間側から空気流路側への空気の侵入が抑制される。また、熱交換器を通過した空調空気がファンモータの配置空間側へ流れること、又は室内空気がファンモータの配置空間を通って空気流路側へ侵入することが仕切部材によって防止される。さらに、空気流路側の空気がファンモータの配置空間へ侵入すること、又はファンモータの配置空間側の空気が空気流路側へ侵入することが防止される。

第２発明に係る空調室内機では、空気流路内の空気が熱交換器と仕切部材との隙間を通ってファンモータの配置空間側へ侵入すること、又はファンモータの配置空間側の空気が熱交換器と仕切部材との隙間を通って空気流路側へ侵入することが防止される。

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

＜空気調和装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る空調室内機を使用した空気調和装置の概略構成図である。空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転によって、ビル等の室内の冷暖房を行なう。空気調和装置１は、主として、熱源ユニットとしての空調室外機３と、それに並列に接続される利用ユニットとしての空調室内機２とを備えている。冷媒回路１０は、空調室外機３と、空調室内機２と、冷媒連絡配管とが接続されることによって構成される。

＜空調室内機２＞
空調室内機２は、ビル等の室内の天井に埋め込みや吊り下げによって設置されており、室内膨張弁１１と室内熱交換器１２とを有している。室内膨張弁１１は、電動膨張弁であり、室内熱交換器１２の液側に接続される。室内熱交換器１２は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の蒸発器となって室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器となって室内空気を加熱する。

＜空調室外機３＞
空調室外機３は、ビル等の室外に設置されており、圧縮機３１、四路切換弁３２、室外熱交換器３３、及び室外膨張弁３４を有している。圧縮機３１は、回転数制御によって容量を変更できるインバータ圧縮機である。

四路切換弁３２は、冷媒の流れの方向を切り換える弁である。冷房運転時には、圧縮機３１の吐出側と室外熱交換器３３のガス側とを連絡し、室内熱交換器１２のガス側と圧縮機３１の吸入側とを連絡する（図１の四路切換弁３２の実線を参照）。また、暖房運転時には、圧縮機３１の吐出側と室内熱交換器１２のガス側とを連絡し、圧縮機３１の吸入側と室外熱交換器３３のガス側とを連絡する（図１の四路切換弁３２の破線を参照）。

室外熱交換器３３は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、冷房運転時には冷媒の凝縮器となり、暖房運転時には冷媒の蒸発器となる。

室外膨張弁３４は、電動膨張弁であり、室外側の冷媒回路１０内を流れる冷媒の圧力や流量等の調節を行うために、室外熱交換器３３と室内膨張弁１１との間に接続される。

＜空気調和装置の動作＞
（冷房運転）
冷房運転時は、四路切換弁３２が図１の実線で示される状態となり、圧縮機３１の吐出側が室外熱交換器３３のガス側に連絡され、かつ、圧縮機３１の吸入側が室内熱交換器１２のガス側に連絡された状態となる。室外膨張弁３４は開状態にされている。

その状態で、圧縮機３１が起動されると、圧縮機３１から吐出された高温・高圧のガス冷媒が室外熱交換器３３に導入される。ガス冷媒は、室外熱交換器３３で室外空気と熱交換して凝縮し高温高圧の液冷媒となり室内膨張弁１１に向う。高温高圧の液冷媒は、室内膨張弁１１で減圧されて低温・低圧の気液二相冷媒となり、室内熱交換器１２に入る。この気液二相冷媒は、室内熱交換器１２で室内空気と熱交換しガス冷媒となり、再び圧縮機３１に吸入される。

（暖房運転）
暖房運転時は、四路切換弁３２が図１の破線で示される状態となり、圧縮機３１の吐出側が室内熱交換器１２のガス側に連絡され、圧縮機３１の吸入側が室外熱交換器３３のガス側に連絡される。室外膨張弁３４は、室外熱交換器３３へ向う冷媒を室外熱交換器３３において蒸発させることが可能な蒸発圧力まで減圧するため、開度調節される。また、室内膨張弁１１は開状態にされる。

その状態で、圧縮機３１が起動されると、圧縮機３１より吐出された高温・高圧のガス冷媒が室内熱交換器１２に導入される。ガス冷媒は、室内熱交換器１２で室内空気と熱交換して凝縮し高温高圧の液冷媒となる。室内熱交換器１２を出た液冷媒は、室外膨張弁３４で減圧されて低温・低圧の気液二相冷媒となり、室外熱交換器３３に入る。この気液二相冷媒は、室外熱交換器３３で室外空気と熱交換しガス冷媒となり、再び圧縮機３１に吸入される。

＜空調室内機２の構成＞
図２は本発明の一実施形態に係る空調室内機の外観斜視図である。図２において、空調室内機２は、下面に吸込口２０ａ及び吹出口２０ｂを有する本体２０と、吸込口２０ａに取り付けられるパネル２４と、吹出口２０ｂを開閉する第１風向調節羽根５２とを備えている。吸込口２０ａと吹出口２０ｂとは一定距離を隔てて隣接しており、吹出口２０ｂから吹き出された空気が吸込口２０ａに吸い込まれる現象、いわゆるショートサーキットが発生しないようになっている。本体２０の下面は、化粧パネル２１によって覆われており、実際に天井面に露出するのは化粧パネル２１であって、吸込口２０ａ及び吹出口２０ｂの輪郭は化粧パネル２１によって形成されている。

図３は、空調室内機の断面図である。図３において、空調室内機２は、フィルタ９、室内熱交換器１２、ファン１３、ドレンパン１４及び吹出口モジュール５０を有している。空調室内機２の運転時、吹出口２０ｂが開き、ファン１３が回転し、空気が吸込口２０ａから吸い込まれ、吹出口２０ｂから吹出される。なお、パネル２４には、空気が通過する複数の通風孔２４ａが形成されている。

（フィルタ９）
フィルタ９は、図３に示すように室内熱交換器１２の前面側に配置され、室内から取り込まれた空気から塵埃を除去する。これにより、フィルタ９は、空気中に浮遊する塵埃が室内熱交換器１２の表面を汚染することを防止している。

（室内熱交換器１２）
図３において、室内熱交換器１２は、２つの熱交換器が異なる傾斜姿勢で隣接する形状をしており、上側の熱交換器を上部熱交換器１２ａ、下側の熱交換器を下部熱交換器１２ｂと呼ぶ。上部熱交換器１２ａの上端面１２ａｂは、本体２０の内側上部に位置し、上端面１２ａｂと下端面１２ａａとを結ぶ上面１２ａｄ及び下面１２ａｃの傾斜角度は、水平線に対して４５°以上６０°以下に設定されている。なお、本実施形態では、上部熱交換器１２ａの上面１２ａｄ及び下面１２ａｃは、水平線に対して５５°傾斜している。

上部熱交換器１２ａで発生した結露水は、上部熱交換器１２ａの表面を伝って降下する。降下する結露水の大部分は、下面１２ａｃに到達するが、表面張力によって下面１２ａｃから離れることはない。下面１２ａｃは傾斜しているので、下面１２ａｃに到達した結露水は、下面１２ａｃに沿って降下し下端面１２ａａに到達する。下端面１２ａａに到達した結露水は、降下時の勢いでそのままドレンパン１４へ落下するものもあれば、先に下端面１２ａａに到達して落下できないでいる結露水と結合し重力を増してからドレンパン１４へ落下するものもある。

下部熱交換器１２ｂの上端面１２ｂｂは、上部熱交換器１２ａの下端面１２ａａに近接して配置されており、上端面１２ｂｂと下端面１２ｂａとを結ぶ上面１２ｂｄ及び下面１２ｂｃの傾斜角度は、水平線に対して４５°未満である。

上部熱交換器１２ａの寸法は、下部熱交換器１２ｂより長く、水平面に対する上部熱交換器１２ａの傾斜角度も大きくなることによって、上部熱交換器１２ａの上端面１２ａｂの位置が高くなる。しかし、上部熱交換器１２ａの下端面１２ａａの上辺は、下部熱交換器１２ｂの上端面１２ｂｂの上辺より下方に位置しているので、その高くなった分量の一部が吸収される。その結果、本体の高さ寸法の増加が抑制されている。

（ドレンパン１４）
ドレンパン１４は、上部熱交換器１２ａの下端面１２ａａ及び下部熱交換器１２ｂの下面１２ｂｃの下方に配置されている。上部熱交換器１２ａ表面で発生した結露水は、必ず下端面１２ａａまで降下してくるので、ドレンパン１４は、上部熱交換器１２ａの下面１２ａｃの下方に配置される必要が無い。

（舌部１５）
舌部１５は、ファン１３とドレンパン１４との間で且つ吹出空気流路４１ｂ側に設けられ、吹出空気流路４１ｂの入口の一部を形成している。舌部１５は、先端部１５ａ、第１面１５ｂ、および第２面１５ｃ有している。先端部１５ａは、ファン１３の吹出側に近接している。第１面１５ｂは、ファン１３の外周に近接しその外周に沿うように延びている。第２面１５ｃは、先端部１５ａから吹出口２０ｂの方向へ延びている。本実施形態では、舌部１５は、室内熱交換器１２とファン１３との間に必然的に形成される空間に位置しており、空間が有効に利用されている。

先端部１５ａ、第１面１５ｂ及び第２面１５ｃで囲まれた舌部内空間は、発泡スチロール製の充填部材１５ｄで満たされている。従来の空調室内機における舌部内空間は空洞であるため、室内熱交換器１２を通過した空気流がその空洞へ入り込み、渦巻きとなってノイズを発生させる可能性があったが、本実施形態では、舌部内空間は、充填部材１５ｄで満たされているので空気流の入り込みが防止されている。また、充填部材１５ｄは、舌部１５の内側の断熱材としての機能も有している。

下部熱交換器１２ｂの下端面１２ｂａは、舌部１５の下方に位置しているので、従来（例えば、特開平１０−２０５７９６参照）のような舌部と熱交換器との位置関係に比べてデッドスペースを有効利用することができる。また、下部熱交換器１２ｂの下端面１２ｂａが、ドレンパン１４と舌部１５との間に挟まれているので、仮に舌部１５で結露した場合、結露水は、一旦、下部熱交換器１２ｂへ落下してからドレンパン１４へ落下する。

（ファン１３）
ファン１３は、クロスフローファンであり、幅寸法が直径よりも長く、回転軸と垂直な方向から空気を吸い込むので、単一の吸込口２０ａから空気を吸い込んで、単一の吹出口２０ｂへ吹き出すことができる。吸込口２０ａから入った空気は、フィルタ９、吸込空気流路４１ａ、室内熱交換器１２を通過してファン１３に吸い込まれる。ファン１３から吹き出された空気は、吹出空気流路４１ｂを通過して吹出口２０ｂから出て行く。なお、吸込空気流路４１ａ及び吹出空気流路４１ｂは、流路形成用断熱材４１によって、本体２０の外殻と断熱されている。

吹出口２０ｂには、第１風向調節羽根５２が配置されている。第１風向調節羽根５２は、モータによって傾斜角度の調節が可能であり、運転停止時は、第１風向調節羽根５２が吹出口２０ｂを閉じる。また、第１風向調節羽根５２の上流には、第２風向調節羽根５３が位置し、モータによって吹出口２０ｂの長手方向と直行する軸を中心に遥動するので、吹出口２０ｂから吹出される空気の方向は適切に調整される。

（ファン１３の構成）
図４は、室内熱交換器及びファンの組立体を室内熱交換器側から視た斜視図である。図４において、室内熱交換器１２の側面には、フィンに隣接する管板１１２が設けられている。ファン１３は、ファンロータ１３ａとファンモータ１３ｂとを有している。ファンロータ１３ａは、室内熱交換器１２の上部熱交換器１２ａと下部熱交換器１２ｂとで挟まれた空間に位置している。ファンモータ１３ｂは、管板１１２よりもファンロータ１３ａの回転軸方向外側に位置している。空気流路とファンモータ１３ｂとは仕切部材８２によって仕切られており、室内熱交換器１２の管板１１２と仕切部材８２の周縁部８２ｂとが重なるように配置されている。ファンモータ１３ｂはファンモータ保持部材８１に保持され、ファンモータ保持部材８１は仕切部材８２に固定されている。

図５は、ファン、仕切部材及びファンモータ保持部材の分解斜視図である。図５において、ファンモータ保持部材８１は、第１保持部材８１ａと第２保持部材８１ｂとから成る。ファンモータ１３ｂは、第１保持部材８１ａと第２保持部材８１ｂとによって径方向に挟まれている。第１保持部材８１ａと第２保持部材８１ｂとは、ファンモータ１３ｂを挟んだときに、ファンモータ１３ｂの回転軸方向と平行に突出する円周面８１ｃを形成する。仕切部材８２は、ファンモータ保持部材８１の円周面８１ｃが嵌合する貫通孔８２ａを有しており、ファンモータ１３ｂの回転軸は、その貫通孔８２ａを通ってファンロータ１３ａ側に出て、ファンロータ１３ａとネジ止めされる。

なお、ファンモータ１３ｂの回転軸と直交する平面へのファンモータ保持部材８１の投影面積は、その平面への仕切部材８２の投影面積よりも小さく設定されているので、仕切部材８２に占める貫通孔８２ａの割合は小さく、モータ保持部材８１と仕切部材８２との隙間の全長は短くなる。

＜特徴＞
空調室内機２では、仕切部材８２は、従来構造のような仕切部材が分割されているものに比べて部材間の隙間が少ないので、空気流路側の空気がファンモータ１３ｂの配置空間側へ侵入すること、又はファンモータ１３ｂの配置空間側の空気が空気流路側へ侵入することが抑制されている。

以上のように、本発明によれば、クロスフローファンによって単一の吸込口から空気を吸い込んで単一の吹出口へ吹き出す空調室内機に有用である。

本発明の一実施形態に係る空調室内機を使用した空気調和装置の概略構成図。 本発明の一実施形態に係る空調室内機の外観斜視図。 空調室内機の断面図。 室内熱交換器及びファンの組立体を室内熱交換器側から視た斜視図。 ファン、仕切部材及びファンモータ保持部材の分解斜視図。

２ 空調室内機
１２ 熱交換器
１３ ファン
１３ａ ファンロータ
１３ｂ ファンモータ
８１ ファンモータ保持部材
８１ａ 第１保持部材
８１ｂ 第２保持部材
８２ 仕切部材
８２ａ 貫通孔
８２ｂ 周縁部
１１２ 管板

Claims (2)

1. ファンロータ（１３ａ）及びファンモータ（１３ｂ）を有するファン（１３）と、
   前記ファンモータ（１３ｂ）を挟み込んで保持するファンモータ保持部材（８１）と、
   前記ファンロータ（１３ａ）が配置される空気流路と前記ファンモータ保持部材（８１）との間を仕切る仕切部材（８２）と、
   前記空気流路内の前記ファンロータ（１３ａ）の上流側に配置される熱交換器（１２）と、
   を備え、
   前記ファンモータ（１３ｂ）の回転軸と直交する平面への前記ファンモータ保持部材（８１）の投影面積は、前記平面への前記仕切部材（８２）の投影面積よりも小さく設定されており、
   前記ファンモータ保持部材（８１）は、
   前記ファンモータ（１３ｂ）を径方向に挟み込む一対の第１保持部材（８１ａ）及び第２保持部材（８１ｂ）と、
   前記第１保持部材（８１ａ）と前記第２保持部材（８１ｂ）とが前記ファンモータ（１３ｂ）を挟んだときに形成され、前記ファンモータ（１３ｂ）の回転軸方向と平行に突出する円周面（８１ｃ）と、
   を有し、
   前記仕切部材（８２）は、前記ファンモータ保持部材（８１）の前記円周面（８１ｃ）と嵌合する貫通孔（８２ａ）を有し、
   前記ファンモータ（１３ｂ）の回転軸は、前記貫通孔（８２ａ）を通って前記ファンロータ（１３ａ）側に出て、前記ファンロータ（１３ａ）と連結される、
   空調室内機（２）。
2. 前記仕切部材（８２）の周縁部（８２ｂ）が、前記熱交換器（１２）の端部に設けられている管板（１１２）と重なっている、
   請求項１に記載の空調室内機（２）。

Images