JP5359727B2

JP5359727B2 - 空気調和機の室内ユニット

Info

Publication number: JP5359727B2
Application number: JP2009215362A
Authority: JP
Inventors: 浩一酒井; 大輔川添
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2029-09-17
Also published as: JP2011064399A

Description

本発明は、空気調和機の室内ユニットにおいて、吹出口の構成による送風性能の向上に関するものである。

図７は従来技術の空気調和機の断面図、図８は同空気調和機の断面図で上下羽根の動作例を示し、図９は同空気調和機の断面図で、上下羽根が動作して送風性能が大きく向上する配置を示す。

図７，８において、空気調和機の本体１は、吸込口１０と、熱交換器２と、吹出口１１と、吸込口１０より室内の空気を取り入れて熱交換器２で熱交換された空気を吹出口１１より吹き出す送風ファン３と、スタビライザ４とリアガイダ５と側壁１２からなり送風ファン３と吹出口１１を連通する送風回路１３と、断面が略円弧状で、吹出口１１から吹き出された空気の上下方向の向きを制御する上下羽根６と、先端に上下羽根６を保持し、他端が本体１に取り付けられた腕部７などを備えている。

なお、特に図示しないが、本体１には、吹出口１１から吹き出される空気の左右方向の向きを制御する左右方向風向変更羽根や、熱交換温度検出器、マイクロコンピュータなども設けられている。

もう一つの従来の形態では、図９に示すように、空気調和機の運転時に、上下羽根６を送風回路１３の外部に、より具体的には、本体１の底面よりも下方に配置するようにしたもので、これにより、送風ファン３によって送風回路１３から吹き出される空気が上下羽根６と衝突することがないので、必要な風量の確保ができるようになる。

また図９は、上下羽根６を送風回路１３外に配すると共に、その前縁６ｂをリアガイダ５の下流側の先端と同一高さに配置したものである。このような形態にすれば、上下羽根６が送風回路１３外に配されているので、上下羽根６が通風抵抗とならないだけで無く、上下羽根６の前縁６ｂを、リアガイダ５の先端と同一高さ、もしくは本体１の底面よりも下部に配置しているので、上下羽根６がリアガイダの働きを兼ねるようになり、送風ファン３からの風の動圧回収が容易になり、送風性能を向上させることができる。

特開２００８−００２７８１号公報

従来技術の上下羽根を送風回路から外す方法では、抵抗を除去するだけであり、積極的な送風性能向上には繋がらない。また、上下羽根をリアガイダに沿わす方法では、上下羽根とリアガイダの間に間隙が発生して、本体外部から主流に向かう流れが発生する。これによって外部の湿った空気と合流して、上下羽根面に結露が発生することになり、居室に水滴が滴下するおそれがある。また、上下羽根の前縁部分がリアガイダの先端から凹凸形状となる場合が多く、この場合は反って抵抗が大きくなり風量性能を後退させることがある。

前記課題を解決するために、本発明の空気調和機の室内ユニットは、吹き出し部の通風路のリアガイダ側の先端から吹き出し高さの５％以上３０％以下の位置に、上下羽根の前縁近傍が位置するように配置され、通風路のスタビライザ側を吹き出し方向において一定角度で拡大する拡大点を設ける。さらに下流域では、拡大率を拡大させる以前の状態に戻す変化点を設ける。さらに、上下羽根の吹き出し方向長さの本体側前縁から５０％の位置
よりスタビライザ側に拡大点を配置する。

前記手段によって、上下羽根がリアガイダの役割をすることになり、ディフューザ効果により積極的に送風性能向上につながる。また、上下羽根の裏面すなわち下側面についても主流の風が流れ、同効果が助長されることにより性能向上を図ることができる。加えて、裏面に主流の流れがあるため、本体外部からの流れ込みが無い。通風路のスタビライザ側を吹き出し方向において急拡大する段差を設けることにより、上下羽根の抵抗が低減され、風量性能がさらに向上する。また、急拡大による失速を防止するため、上下羽根の同等の傾斜角あるいは急拡大の前の拡大率に戻す。これによって、急拡大による損失を軽減することができる。さらには、所定の安定した吹き出し方向を確保することができる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の室内ユニットの斜視図本発明の実施の形態１における空気調和機の室内ユニットの断面図本体側前縁の吹き出し高さ位置と風量との特性図本体側前縁のオーバーラップ量と風量との特性図上面壁の急拡大位置と風量との特性図上面壁の拡大角度と風量との特性図従来の空気調和機の断面図従来の空気調和機の断面図従来の空気調和機の断面図

第１の発明の空気調和機の室内ユニットは、本体内に、熱交換器と、クロスフローファンと、吹出口とを備え、前記クロスフローファンから前記吹出口までの通風路には、前記クロスフローファンの回転軸方向に延設され前記クロスフローファンの前側で近接した部分に形成したスタビライザと、前記スタビライザから吹き出し方向に形成された上面壁と、前記クロスフローファンの後側から下面壁を形成するリアガイダと、吹き出し空気の上下方向の向きを制御する上下羽根とを備えた空気調和機の室内ユニットであって、前記上下羽根は、本体側前縁近傍が前記リアガイダの先端における吹き出し高さの５％以上３０％以下の位置に配置され、前記上面壁は、吹き出し方向の途中の拡大点において一定角度で拡大するとともに、さらに下流域の変化点で拡大する前の拡大率に戻る構成であって、前記上下羽根の吹き出し方向長さの本体側前縁から５０％の位置よりスタビライザ側に前記拡大点を配置したことを特徴とする。

これによって、リアガイダに沿っての流れが上下羽根に衝突損失なく付着する。これによって、上下羽根がリアガイダに準ずる役割をすることになり、ディフューザ効果により送風性能を向上することができる。また、通風路の上面壁を吹き出し方向において急拡大するとともに、さらに下流域で急拡大する前の拡大率に戻る段差を設けることにより、上下羽根の抵抗が低減され、風量性能がさらに向上する。さらに、通風路の上面壁の吹き出し方向の途中で急拡大する拡大点を、上下羽根の本体側前縁から５０％以内の位置に配置することを特徴とする。拡大点の位置を、上下羽根の本体側前縁から５０％を超える位置にすると、十分に上向き方向の流れを形成できず、上下羽根が通風抵抗となり大きく性能が劣化してしまうもので、５０％以内であれば送風性能を向上することができる。

第２の発明の空気調和機の室内ユニットは、上下羽根を吹き出し方向長さの本体側前縁から３０％以下でリアガイダの先端から上流部においてオーバーラップするように配置したことを特徴とする。上下羽根を本体側前縁から３０％を超えるだけ通風路に挿入すると、上下羽根が通風抵抗となり大きく性能が劣化してしまうもので、３０％以下であればディフューザ効果により送風性能を向上することができる。

第３の発明の空気調和機の室内ユニットは、通風路の上面壁の拡大点で拡大する拡大角度として、５度以上４０度以下とすることを特徴とする。拡大角度が、５度未満の場合、十分に上向き方向の流れを形成できず、上下羽根が通風抵抗となり性能が劣化する。拡大角度が、４０度以上の場合、流れの曲がりによる損失が大きくなり、乱れが大きくなり性能が劣化する。拡大角度が５度以上４０以下の間で安定した風量を確保することができ、送風性能を向上することができる。

以下に本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における空気調和機の室内ユニットの斜視図であり、図２は同室内ユニットの断面図である。図１、図２において、空気調和機の室内ユニットの本体１は、吸込口１０と、熱交換器２と、吹出口１１とクロスフローファン３とを備え、クロスフローファン３を運転して吸込口１０より室内の空気を取り入れ、熱交換器２で熱交換された空気を吹出口１１より吹き出す。クロスフローファン３から吹出口１１までの通風路１３においては、クロスフローファン３の前側の近接した部分で回転軸方向に延設されたスタビライザ４と、スタビライザ４から吹き出し方向に形成された上面壁８と、クロスフローファン３の後側から吹出口１１にかけて下面壁を形成するリアガイダ５と、左右の側壁１２と、断面が略円弧状で、吹き出し空気の上下方向の向きを制御する上下羽根６とを備えている。

スタビライザ４から続く通風路１３の上面壁８は、吹き出し方向の途中の拡大点８ａにおいて急拡大するとともに、さらに下流域の変化点８ｂで急拡大する前の拡大率に戻る構成としている。これは、急拡大することによって上下羽根６の抵抗が低減されるためであり、さらに急拡大の前の拡大率に戻すのは、急拡大による吹き出し気流の失速を防止するためである。これによって、急拡大による損失を軽減することができる。さらには、所定の安定した吹き出し方向を確保することができる。

吹き出し高さＨは、リアガイダ５の吹き出し先端で略直線部が終了するリアガイダ先端５ａから概略垂直方向に伸ばした直線が上面壁８に当たるまでの距離である。本実施の形態においては、上下羽根６を風量が最大となる位置に設定した時に、上下羽根６の本体側前縁６ａが吹き出し高さＨのリアガイダ先端５ａ側から５％以上３０％以下の位置に配置されている。これによって、リアガイダ５に沿って吹き出されてきた気流がそのまま上下羽根６に沿うことによって上下羽根６がリアガイダ５の役割をすることになり、ディフューザ効果により送風性能向上につながる。このディフューザ効果というのは、ファンから吹き出された直後の風速の早い状態（動圧の高い状態）から、吹き出し部の風速の遅い状態（動圧の低い状態）まで、徐々に円滑に風速が変化して動圧が回収されることを意味する。これによって、ファン効率の向上が図れる。

図３は、上下羽根６の本体側前縁６ａの吹き出し高さ位置と風量との関係を示した特性図である。これからも分かるように、吹き出し高さＨの５％以上の位置で風量が急激に増加することが分かる。

これは、吹き出し高さの５％未満の位置に上下羽根６の本体側前縁６ａが位置するよう
にすると、上下羽根６の下面に十分に主流の風が流れず、ディフューザ効果が得られない。また、本体下部から室内空気の流れ込みが発生し、結露及び滴下を招くことがある。さらに、吹き出しの高さＨの３０％以上の位置になると風量が急激に減少して大きく送風性能が劣化する。これは、３０％以上では風速が急激に速くなり、通風抵抗が大幅に増大するためである。

すなわち、上下羽根がディフューザとして機能することにより、風量性能が向上する。そして、通風路１３の上面壁８を急拡大することによって、上下羽根６の抵抗を低減して送風性能の向上を図ることができる。

（実施の形態２）
図２において、上下羽根６の本体側前縁６ａから後縁方向に３０％の位置を位置６ｂとする。そして、上下羽根６の本体側前縁６ａから位置６ｂまでの位置が吹き出し高さ位置となるように上下羽根６を配置する。換言すれば、吹き出し高さ位置は吹き出し高さＨを規定する位置であり、上下羽根６がリアガイダ５とオーバーラップする長さが、上下羽根６の吹き出し方向長さＬの３０％以下とすることである。これによって、上下羽根がリアガイダの役割を有効に果たすことになり、ディフューザ効果により送風性能向上につながる。

図４は上下羽根のリアガイダとのオーバーラップ量と風量との関係を示した特性図であり、上下羽根の先端が風路内部に挿入された時の通風抵抗の特性を示したものである。この結果から分かるように、上下羽根６の本体側前縁６ａが３０％以上リアガイダ５とオーバーラップするように通風路１３に入り込んだ時、急激に通風抵抗が大きくなってディフューザ効果がなくなり、風量が減少することを示している。すなわち、上下羽根６を本体側前縁６ａから３０％以下でリアガイダ先端５ａから上流部においてオーバーラップするように配置することにより、上下羽根６の抵抗を低減してディフューザ効果により送風性能を向上することができる。

（実施の形態３）
図２において、上下羽根６の本体側前縁６ａから後縁方向に５０％の位置を位置６ｃとする。そして、通風路１３の上面壁８の吹き出し方向の途中で急拡大する拡大点８ａを位置６ｃよりスタビライザ４側に配置する。

図５は上下羽根に対する上面壁の急拡大位置と風量との関係を示した特性図である。この結果から、通風路１３の上面壁８の急拡大する拡大点８ａの位置が上下羽根６の本体側前縁６ａから５０％を超えると、風量が大きく減少していることが分かる。これは、上下羽根６とスタビライザ４との間に狭い通路を形成することになり、この部分の通風抵抗が大きく増加して風量が減少することになる。すなわち、拡大点８ａの位置が上下羽根６の本体側前縁６ａから５０％を超えると十分に上向き方向の流れが形成できず、上下羽根６が通風抵抗となり大きく送風性能が劣化するものであり、５０％以内であれば送風性能を向上することができる。

（実施の形態４）
図２において、通風路１３の上面壁８の拡大点８ａで急拡大する拡大角度ｔとする。例えば図２では拡大角度ｔ＝２０度である。

図６は上面壁の拡大角度と風量との関係を示した特性図である。この結果から、拡大角度ｔが５度以上４０度以下で風量が１８ｍ^３／ｍｉｎ以上で安定していることが分かる。逆に、拡大角度ｔが５度未満及び４０度を超える範囲では風量が低下する。これは、５度未満では流れが十分に拡散されないため動圧がスムーズに回収されないと考えられ、４０
度を超えると拡散が急激に起こり曲がり損失や乱れが発生すると考えられ、これらにより通風抵抗が増加して風量が減少する。

すなわち、拡大角度ｔが５度未満の場合は十分に上向き方向の流れを形成できず、上下羽根６が通風抵抗となり送風性能が劣化する。また、拡大角度ｔが４０度を超える場合は流れの曲がりによる損失が大きくなり、乱れが大きくなり送風性能が劣化するもので、拡大角度ｔが５度以上４０度以下であれば送風性能を向上することができる。

以上のように、本発明の空気調和機の室内ユニットにおいて、上下羽根がリアガイダの役割をすることになり、ディフューザ効果により性能向上につながり、空気調和機に搭載されている送風機の用途に適用できる。

１本体
２熱交換器
３ファン
４スタビライザ
５リアガイダ
５ａリアガイダ先端
６上下羽根
７腕
８上面壁
８ａ拡大点
８ｂ変化点
９スタビライザ急拡大位置
１０吸込口
１１吹出口
１２側壁
１３通風路
Ｈ吹き出し高さ
Ｌ上下羽根の吹き出し方向長さ
ｔ拡大角度

Claims

本体内に、熱交換器と、クロスフローファンと、吹出口とを備え、前記クロスフローファンから前記吹出口までの通風路には、前記クロスフローファンの回転軸方向に延設され前記クロスフローファンの前側で近接した部分に形成したスタビライザと、前記スタビライザから吹き出し方向に形成された上面壁と、前記クロスフローファンの後側から下面壁を形成するリアガイダと、吹き出し空気の上下方向の向きを制御する上下羽根とを備えた空気調和機の室内ユニットであって、前記上下羽根は、本体側前縁近傍が前記リアガイダの先端における吹き出し高さの５％以上３０％以下の位置に配置され、前記上面壁は、吹き出し方向の途中の拡大点において一定角度で拡大するとともに、さらに下流域の変化点で拡大する前の拡大率に戻る構成であって、前記上下羽根の吹き出し方向長さの本体側前縁から５０％の位置よりスタビライザ側に前記拡大点を配置したことを特徴とする空気調和機の室内ユニット。
前記上下羽根を吹き出し方向長さの本体側前縁から３０％以内でリアガイダの先端から上流部においてオーバーラップするように配置したことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の室内ユニット。
前記一定角度として、５度以上４０度以下とすることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機の室内ユニット。