JP5260035B2 - 空気吹出ユニットおよび床置型空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、工場等の広い場所に用いられて好適な空調装置であって、空気吹出ユニットおよび床置型空気調和装置に関するものである。

図５（ｂ）に、床置型空気調和装置における一般的な室内機の側断面図が示されている。
この室内機３０は、筐体３５で覆われた本体ユニット１４と空気吹出ユニット１０から構成されている。本体ユニット１４は、前面部（図５の左側であって、空気が吹出される方向）に外部からの空気を取り入れる吸込グリル１８を有し、本体ユニット１４内に、主として、正面視した場合に斜めに傾斜して設けられた熱交換器１６と、熱交換器１６の上部に設けられた送風機１５と、熱交換器１６の下部に設けられたドレンパン１７を備えている。
空気吹出ユニット１０は、本体ユニット１４の上部に設置され、空気吹出ユニット１０の幅方向にわたって空気吹出部１２を有している。この空気吹出部１２の周囲に縁部２１を残した状態で縦型ルーバ１１が空気吹出部１２の幅方向に複数形成されている。空気吹出部１２の上下方向には、横型ルーバ（図示なし）が複数設けられた構成とされている。
この空気吹出ユニット１０は、大型であるため板金で構成されており、通常は、空気吹出部１２を形成する際は、金属板を切り起こして、ルーバ加工にて縦型ルーバ１１が形成される構造とされている。

このように構成された床置型空気調和装置では、以下のように冷房運転が行われる。
室外機（図示なし）から熱交換器１６へと冷媒が供給される。本体ユニット１４の前面部に設けられた吸込グリル１８にて外部からの空気１９が本体ユニット１４内に取り込まれる。この取り込まれた空気１９は、熱交換器１６により低温低圧の冷媒と熱交換されて冷やされる。冷された空気２０は、送風機１５により風速が高められて、空気吹出ユニット１０へ送風される。そして、空気吹出ユニット１０の空気流路部１３を通って空気吹出部１２から建物内に冷風が吹き出される。吹き出される風向は、空気吹出部１２に設けられている縦型ルーバ１１にて左右方向の吹き出しが調整され、横型ルーバ（図示なし）にて上下方向の吹き出しが調整されることとなる。熱交換器１６から排出されるドレン水は、ドレンパン１７で貯留され、この貯留されたドレン水は、図示しないドレン水配管を介して外部へ排出される。

また、一方、居室の天井部に隙間部を有し、この隙間部に空気調和装置が取り付け可能であって、広い空間を有する建物等においては、特許文献１に示されるように、それぞれ所定の位置に吹き出し口を介して、外観を損なわない天井埋込型の空気調和装置が広く用いられる。

実開昭６０−９６５２１号公報

ところで、図５（ｂ）に示されている上述した床置型空気調和装置においては、空気吹出部が冷風によって冷やされることで、露点温度以下になってしまい空気吹出部に結露が生じる可能性がある。この原因の一つとして、以下に述べる空気吹出部から吹き出される際の風速分布による影響が考えられる。
図５（ａ）に空気吹出ユニット１０内における風速分布が示されている。図５（ａ）の符号Ａ、Ｂ、Ｃの風速分布は、図５（ｂ）に示されるＡ位置およびＢ位置、Ｃ位置にそれぞれ対応した風速分布を示している。
本体ユニット１４の送風機１５から送られた空気２０は、空気吹出ユニット１０の空気流路部１３に入る。このダクト部１３のＣ位置における風速分布は、図５（ａ）に示されるＣの風速分布のように、空気吹出ユニット１０内の上下方向の中間部の風速が高く、上端部および下端部の風速が低くなる。そして、Ｂ位置における風速分布は、空気吹出ユニット１０の上端部および下端部は、縁部２１に空気が衝突するため風速はゼロとなる。さらに、空気吹出部１２の先端部であるＡ位置においては、空気吹出部１２の上端部および下端部の風速分布はさらに成長して負の風速領域となる。

このため、冷風により空気吹出部１２の周囲端部が冷やされ、かつ、上述したＡ位置での風速分布が負の風速領域となっていることから、外部空気が負の風速領域となっている上端部および下端部に逆流する。これにより、外部空気が空気吹出部１２の先端部Ａ位置で冷やされて露点温度以下となってしまい結露が発生することが懸念される。さらに、この発生した露が、空気吹出部１２から吹き出される冷風に含まれて建物内へ飛散してしまうという問題があった。
そこで、上述した空気吹出部１２の結露を防止する対策の一つとして、特許文献１によれば、空気調和装置の通風ダクトや空気吹出部内壁周囲に、断熱性に優れたグラスウール素材等の断熱材を添設して結露を防止する対策がとられている。

しかしながら、図５（ｂ）に示された床置型空気調和装置の空気吹出部１２おいて断熱材による対策を行おうとする際、縦型ルーバ形成のために切り起こして形成された周囲の形状に合わせて断熱材を貼付するためには、断熱材をルーバ縁部の形状に合わせて切断する必要があり、貼り付け作業時も手間を要してしまため、コストアップとなることが懸念されている。また、貼付できたとしてもルーバ縁部の鋭角部等は粘着面積が小さく粘着力が弱い箇所もあるため、有効な対策ではない。
一方、空気吹出部１２の縁部２１部分まで縦型ルーバ１１を設けることも考えられるが、縁部２１部分まで金属板を打ち抜くルーバ加工は極めて困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、結露の発生を防止できる空気吹出ユニットおよびこれを備えた床置型空気調和装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の空気吹出ユニットおよび床置型空気調和装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる空気吹出ユニットは、側面部に外部空気を取り入れる空気吸込部を有する筐体と、該筐体内に収容されるとともに前記外部空気と冷媒を熱交換する熱交換器と、前記筐体内に収容されるとともに前記熱交換器にて熱交換された空気を送風するための送風機と、を備えた本体ユニットの上部に設置され、前記送風機から送風された前記空気を外部へと吹き出すための空気吹出ユニットにおいて、前記送風機からの前記空気を送風するための空気流路部と、前記空気流路部から送風される前記空気を外部へと吹き出すための空気吹出部とを備え、前記空気吹出部には、風向を調整するための複数のルーバが設けられたルーバ形成領域と、該ルーバ形成領域の周囲に位置するとともに前記空気流路部からの空気流れを遮る縁部とが設けられ、該縁部には、前記送風機から送風される前記空気の一部の空気を吹き出すための開口部が形成され、各前記ルーバは、上下方向に延在して形成され、前記開口部は、前記ルーバ形成領域の上部および下部に位置する前記縁部にそれぞれ複数形成され、各前記ルーバは、前記金属板のルーバ加工によって切り起こし形成され、前記縁部の前記開口部は、前記金属板の前記ルーバ加工によって開口され、前記空気吹出部の吹き出し側、または、前記空気吹出部の内側へ切り起こして形成される切り起こし部を有し、前記切り起こし部は、前記ルーバよりも小型の小ルーバとされていることを特徴とする。

本発明によれば、ルーバ形成領域の周囲に位置するとともにダクト部からの空気流れを遮る縁部に、送風機から送風される空気の一部の空気を吹き出すための開口部が形成されているので、空気吹出ユニットのダクト部から送風される空気の一部が、この開口部から吹き出されることとなり、空気吹出部の空気が遮られる上端部および下端部が、負の風速領域になることを防止する。したがって、外部空気を吸い込まないので、外部空気が冷やされて結露することを防止することができる。
ここで、ルーバ形成領域とは、空気吹出ユニットの壁部周囲に設けられている縁部の内側領域である。内側に形成される複数ルーバの形成領域であって、これら複数のルーバの包絡線で形成された内側領域である。
各ルーバは、上下方向に延在して形成された縦型ルーバとなっている。冷風により空気吹出部の周囲が冷されて、結露が発生しやすい状態であっても、開口部は、縦型ルーバで形成されたルーバ形成領域の上部および下部に位置する縁部にそれぞれ複数形成されているので、空気吹出部の空気が遮られる縁部の上端部および下端部が、より確実に負の風速領域になることを防止する。したがって、外部空気を吸い込むことにより、空気吹出部の先端部において、外部空気が露点温度以下に冷されることを確実に防止することができる。
上述した空気吹出ユニットに開口部を形成する際、ルーバは、金属板のルーバ加工によって切り起こし形成され、縁部の開口部は金属板のルーバ加工によって開口され、空気吹出部の吹き出し側、または、空気吹出部の内側へ切り起こし形成される切り起こし部を有し、切り起こし部は上述のルーバよりも小型の小ルーバとされているので、既存の組み立て工程に、プレス加工によって切り起こして開口部を形成する工程を追加するのみでよい。したがって、既存の空気吹出ユニットの構造に何ら追設することなく、単純な構造で効果的に結露を防止する手段を加えることができる。さらに、空気吹出部の吹き出し側、または、空気吹出部の内側へ切り起こされた切り起こし部は、小ルーバとして整流板の役割を果たすため、開口部周辺の空気を吸い込むことなく、より安定させて吹き出すことができる。

さらに、本発明の床置型空気調和装置は、側面部に外部空気を取り入れる空気吸込部を有する筐体と、前記外部空気と冷媒を熱交換する熱交換器と、前記熱交換器にて熱交換された空気を送風するための送風機と、前記熱交換器と前記送風機は、前記筐体内に収容されて構成される本体ユニットと、前記本体ユニットの上部に設置される空気吹出ユニットと、から構成される床置型空気調和装置において、前記空気吹出ユニットは、上述したいずれかに記載された空気吹出ユニット構造とされていることを特徴とする。

冷風により空気吹出部の周囲が冷されて、結露が発生しやすい状態であっても、上述したいずれかに記載された空気吹出ユニット構造を採用しているため、大幅に工程を増やすことなく、低コストかつ単純構造で空気吹出ユニットにおける結露を防止できる。したがって、空気調和装置の信頼性が向上する。

本発明の空気吹出ユニットによると、空気吹出部の縁部の空気流れの下流側における負の風速領域を正の風速領域とすることができ、外部空気が、負の風速領域から再び吸い込まれることがなくなる。したがって、外部空気が吸い込まれないので空気吹出部のルーバ及び縁部において露点温度以下とならず、空気吹出部の結露を防止することが可能となり、露の飛散のない良好な冷風の吹き出しができる。
また、本発明の床置型空気調和装置によると、空気吹出部の結露の発生を防止することができ、空気吹出部の結露による露の飛散をなくすことができるので、快適な冷房を行うことができる。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態について、図１および図２を用いて説明する。
図１（ｂ）には、本発明の第一実施形態にかかる床置型空気調和装置の室内機の側断面図が示されている。図１（ａ）は、本発明の第一実施形態にかかる空気吹出ユニット内の風速分布が示された図である。図２は、本発明の第一実施形態にかかる空気吹出ユニットの斜視図が示されている。
図１（ｂ）に示されるように、本実施形態の床置型空気調和装置の室内機４０は、本体ユニット１４の上部に空気吹出ユニット１が設置されている。
空気吹出ユニット１は、箱形形状であって、本体ユニット１４の上部に設置され、その側面部に空気吹出ユニット１の幅方向にわたって空気吹出部２を有している。空気吹出部２の周囲には、図２に示されるように、縁部５が残された状態で、複数の縦型ルーバ４が空気吹出部２の幅方向にわたって設けられ、空気吹出部２の上下方向に延在して形成されている。空気吹出部２の上下方向には横型ルーバ（図示なし）が複数延在して設けられている。本実施形態では、ルーバ形成領域の上部および下部の縁部５に、隣り合うルーバ同士の中心部位置に、複数の孔部６，７（開口部）が所定の間隔で設けられている。
ここで、ルーバ形成領域とは、図２に示すように、空気吹出ユニット２の壁部周囲に設けられている縁部５の内側領域である。内側に形成される複数ルーバの形成領域であって、これら複数のルーバの包絡線で形成された内側領域である。
この空気吹出部２では、金属板の一部を切って、折り曲げて形成されるルーバ加工にて、縁部５を残した状態で縦型ルーバ４が形成される。この縁部５、縦型ルーバ１１、孔部６，７は一体成形される。

本体ユニット１４は、前面部（図１の左側であって、空気が吹出される方向）に外部からの空気を取り入れる吸込グリル１８を有し、本体ユニット１４内に、主として、正面視した場合に斜めに傾斜して設けられた熱交換器１６と、熱交換器１６の上部に設けられた送風機としてシロッコファン１５と、熱交換器１６の下部に設けられたドレンパン１７を備えている。

以上に説明の床置型空気調和装置の室内機によると、以下の作用効果を奏する。
冷房運転時において、室外機（図示なし）から熱交換器１６へと冷媒が供給される。本体ユニット１４の前面部に設けられた吸込グリル１８にて外部からの空気１９が本体ユニット１４内に取り込まれる。この取り込まれた空気１９は、熱交換器１６により低温低圧の冷媒と熱交換されて冷やされる。冷された空気２０は、シロッコファン１５により風速が高められて、空気吹出ユニット１０へ送風される。シロッコファン１５から送られた空気２０は、空気吹出ユニット１の空気流路部３に入る。そして、縦型ルーバ４および横型ルーバ（図示なし）により吹き出し方向を調整されて、空気吹出部２より建物内へ吹き出される。さらに、空気２０の一部が、空気吹出部２の縁部５に設けられた複数の孔部６、７から吹き出されることとなる。熱交換器１６から排出されるドレン水は、ドレンパン１７で貯留され、この貯留されたドレン水は、図示しないドレン水配管を介して外部へ排出される。

この時、空気吹出ユニット１内の各位置における風速分布は、図１（ａ）に示されるように、ダクト部３の中間部付近のＣ位置にでは、中間部付近の流速が高く、上端部および下端部の流速が低い正の風速領域である。縦型ルーバ４付近のＢ位置では、中間部付近の流速が高く、上端部および下端部の風速が低く正の風速領域となっている。Ａ位置においても、中間部の流速が高く、上端部および下端部の流速が低い正の風速領域である。このように、ＡからＣ位置のいずれの位置も上端部および下端部の風速領域が正の領域となっている。図５を用いて説明した従来技術では、特にＡ位置における上端部および下端部が負の風速領域となっていたため、外部空気が空気吹出部２に向かって吸い込まれる状態となっていたが、本実施形態では、空気２０の一部が孔部６および７から吹き出されることにより、Ａ位置における上端部および下端部の負の風速領域を正の領域とすることができる。
したがって、負の風速領域から外部空気が再び吸い込まれることがなくなる。この結果、空気吹出部２が露点温度以下とならず、空気吹出部２の結露を防止することができ、低コストかつ単純構造で、良好な冷風の吹き出しが可能となる。

なお、本実施形態では、孔部６，７の形状は円形とされているが、四角形等の他の形状であっても同様の作用・効果を奏する。
なお、通常、空気吹出部２の縁部５においては、金属板のルーバ加工時における固定用のためのつかみ代とされており、このつかみ代を損なわないことと、金属板の強度が低下しない程度に孔部を設けることが好ましい。
さらに、この孔部６，７は、金属板加工の工程において、最初の工程で孔部６、７を設けておけば、縦型ルーバ４の成形時に、ルーバ加工する際の位置決め用の目印としても有効であるため加工精度も向上する。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図３を用いて説明する。
図３に、第二実施形態に係る空気吹出ユニットの側面断面図が示されている。
第一実施形態では、空気吹出部２の縁部５に孔部６，７を設けることとしていたが、本実施形態では、空気吹出部２の縁部５の一部を切り起こして小ルーバ３１，３２を形成している。具体的には、図３に示すように、縁部５の上部および下部の一部に所定の間隔にて、空気吹出部２の内側であって、かつ、空気吹出部２の横方向に切り起こして小ルーバ３１，３２が形成される。切り起こされた切り起こし部の小ルーバ３１，３２の形状は、空気吹出部２の幅方向に形成されている。さらに、空気吹出部２の上部の縁部５に形成される孔部８は、縁部５の上端と縦型ルーバ４の上端との略中間部に位置し、小ルーバ３１も中間部に位置するように形成される。小ルーバ９においても同様に、空気吹出部２の下部の縁部５の下端と、縦型ルーバ４の下端との略中間部に形成されている。
また、小ルーバ３１，３２の形状は同一形状であるため、孔部８，９の形状も同一形状となる。

以上説明の構成により、本実施形態の空気吹出ユニットは以下の作用効果を奏する。
小ルーバ３１，３２を設けることで、空気流路部３から送風される空気２０が遮られた縁部５の孔部８，９から、空気２０の一部の空気が吹き出されることとなり、空気吹出部２の上端部および下端部における負の領域を正の領域に変えることができる。したがって、外部空気が空気吹出部２の負の風速領域である上端部および下端部から吸い込まれることがなくなる。この結果、空気吹出部２において露点温度以下とならず、空気吹出部２の結露を防止することが可能となる。
さらに、本実施形態では、小ルーバ３１および３２が整流板としての機能を有することとなり、孔部８，９から空気をより安定させて吹き出すことができる。

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について、図４を用いて説明する。
図４に、第三実施形態にかかる空気吹出ユニットの側断面図が示されている。
本実施形態では、図４に示すように、空気吹出部２の縁部５の空気流れの下流側、すなわち、空気吹出部２の吹き出し側であって、かつ、空気吹出部２の上部および下部の縁部５近傍に整流手段として断面が翼形状で、金属板とは別部材である小ルーバ３３，３４が設けられている。縁部５の上部側の小ルーバ３３は、空気流れの上流側が下方に傾斜して設置され、下部側の小ルーバ３４は空気流れの上流側が上方に傾斜して設置されている。小ルーバ３３，３４は、空気吹出部２の長手方向に延在して設けられている。内部には支持部材が貫通され、この支持部材の両端部が空気吹出部２の内側側面に取り付けられて回転可能に支持されている。このため、小ルーバ３３，３４は、その傾斜角度を必要に応じて変更可能である。また、小ルーバ３３、３４は同一形状を有している。

以上説明の構成により、本実施形態の空気吹出ユニットは以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、空気吹出部２の上端部および下端部の縁部５の吹き出し側近傍に、空気吹出部２の幅方向に亘って小ルーバ３３，３４が設けられているため、吸い込み空気が上端部の小ルーバ３３と下端部の小ルーバ３４によって中心部に向かって導かれることとなる。したがって、中心部に導かれた吸い込み空気は、空気吸込部１２から吹き出された空気２０とともに吹き出されることとなる。この結果、空気吹出部２の上端部および下端部の負の風速領域が生じて、外部空気が吸い込まれることによって、空気吹出部２において外部空気が冷やされないため露点温度以下とはならず、空気吹出部２の結露を防止することができる。さらに、小ルーバ３３，３４は、シロッコファン１５から送風される風量、風速に応じて、その傾斜角度を適切な位置に調整可能なため、外部空気の空気吹出部２への吸い込みを確実に防止することができる。

（ａ）本発明の一実施形態にかかる空気吹出ユニット内の風速分布図である。（ｂ）は、本発明の一実施形態にかかる横置型空気調和装置の側断面図である。 本発明の一実施形態にかかる空気吹出ユニットの斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる空気吹出ユニットの側断面図である。 本発明の一実施形態にかかる空気吹出ユニットの側断面図である。 （ａ）は、従来の空気吹出ユニット内の風速分布図である。（ｂ）は、従来の横置型空気調和装置の側断面図である。

符号の説明

１、１０ 空気吹出ユニット
２、１２ 空気吹出部
３、１３ 空気流路部
４、１１ 縦型ルーバ
５、２１ 縁部
６、７、８、９ 孔部（開口部）
１４ 本体ユニット
１５ シロッコファン（送風機）
１６ 熱交換器
１７ ドレンパン
１８ 吸込グリル
１９、２０ 空気
３０、４０ 室内機
３１、３２ 小ルーバ（切り起こし部）
３３、３４ 小ルーバ（整流手段）
３５ 筐体

Claims (2)

1. 側面部に外部空気を取り入れる空気吸込部を有する筐体と、該筐体内に収容されるとともに前記外部空気と冷媒を熱交換する熱交換器と、前記筐体内に収容されるとともに前記熱交換器にて熱交換された空気を送風するための送風機と、を備えた本体ユニットの上部に設置され、前記送風機から送風された前記空気を外部へと吹き出すための空気吹出ユニットにおいて、
   前記送風機からの前記空気を送風するための空気流路部と、前記空気流路部から送風される前記空気を外部へと吹き出すための空気吹出部とを備え、
   前記空気吹出部には、風向を調整するための複数のルーバが設けられたルーバ形成領域と、該ルーバ形成領域の周囲に位置するとともに前記空気流路部からの空気流れを遮る縁部とが設けられ、該縁部には、前記送風機から送風される前記空気の一部の空気を吹き出すための開口部が形成され、
   各前記ルーバは、上下方向に延在して形成され、前記開口部は、前記ルーバ形成領域の上部および下部に位置する前記縁部にそれぞれ複数形成され、
   各前記ルーバは、金属板のルーバ加工によって切り起こし形成され、前記縁部の前記開口部は、前記金属板の前記ルーバ加工によって開口され、前記空気吹出部の吹き出し側、または、前記空気吹出部の内側へ切り起こして形成される切り起こし部を有し、前記切り起こし部は、前記ルーバよりも小型の小ルーバとされていることを特徴とする空気吹出ユニット。
2. 側面部に外部空気を取り入れる空気吸込部を有する筐体と、
   前記外部空気と冷媒を熱交換する熱交換器と、
   前記熱交換器にて熱交換された空気を送風するための送風機と、
   前記熱交換器と前記送風機は、前記筐体内に収容されて構成される本体ユニットと、
   前記本体ユニットの上部に設置される空気吹出ユニットと、から構成される床置型空気調和装置において、
   前記空気吹出ユニットは、請求項１に記載された空気吹出ユニット構造とされていることを特徴とする床置型空気調和装置。

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