JP5724924B2 - 室内機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置における室内機に関し、特に、天井吊下型の室内機に関するものである。

従来、空気調和装置における天井埋込型の室内機として、例えば下記特許文献１に示すものが知られている。この特許文献１に記載の室内機は、ケーシングの下面中央部から室内の空気を吸い込み、その空気を熱交換器で熱交換させた後、ケーシング側方に設けられた四つの吹出口から風を吹き出すものである。この室内機は、前記熱交換器と、室内の空気を取り込んで前記熱交換器に向けて風を送る送風機と、前記熱交換器及び前記送風機を収容するとともに側方に吹出口を有するケーシングと、前記送風機により生ずる気流のうち前記熱交換器を通過したものを前記吹出口へ導く導風部材とを備える。

この特許文献１に記載の導風部材近傍を拡大したものを、図４に示す。この図４に示すように、前記導風部材１３０は、その内面に前記熱交換器１２０側から前記吹出口１００ａ側の端部にかけて、第一導風部１３１と第二導風部１３２とをこの順に有する。前記第一導風部１３１は、前記ケーシングの外側に向かって凸となった湾曲形状を有し、前記第二導風部１３２は、前記第一導風部１３１の端部から前記吹出口１００ａ側の端部に向かって水平方向に直線状に延びる形状を有する。前記第一導風部１３１は、前記送風機により生ずる気流のうち前記熱交換器１２０を通過したものを前記吹出口１００ａに向けてスムーズに導くために上記のように湾曲した形状とされている。

特開平１０−１０３７０２号公報

上記特許文献１に記載される導風部材１３０は、前記ケーシングの外側に向かって凸となった湾曲形状の前記第一導風部１３１の端部から、前記第二導風部１３２が水平方向に直線状に延びるように接続された形状を有するため、前記送風機の駆動により生ずる気流は、両導風部の境界から当該導風部材１３０の吹出口１００ａ側の端部近傍においてその圧力勾配が大きくなる。これにより、前記吹出口１００ａ側の端部近傍で気流の圧力損失及び剥離が発生するため、室内への気流の到達度が低下する。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、吹出口から吹き出す気流の圧力損失及び剥離の発生を低減することが可能な室内機を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、前記導風部材における前記吹出口側近傍の部位を前記ケーシングの内側に向かって凸となった湾曲形状とすることが考えられる。具体的には、前記第二導風部を前記ケーシングの内側に向かって凸となった湾曲形状とした上で、両導風部を滑らかに接続することが考えられる。このようにすれば、前記導風部材の前記吹出口側の端部近傍での前記気流の圧力損失及び剥離の発生が低減される。

ここで、前記気流の圧力損失及び剥離の発生の低減効果をより大きくするため、前記第二導風部の曲率はできるだけ小さく、かつ、その水平方向の寸法はできるだけ長く設定されることが好ましい。そして、前記吹出口の上下方向の寸法は、当該吹出口から吹き出す気流の流速を確保するために大きくされないことが好ましい。しかしながら、このような要求を満足するように前記第一導風部と第二導風部とを形成すれば、前記導風部材の水平方向の寸法が著しく大きくなる。

そこで、本発明は、その内部を冷媒が流れる熱交換器と、室内の空気を取り込んで前記熱交換器に向けて風を送る送風機と、前記熱交換器及び前記送風機を収容するとともに側方に吹出口を有するケーシングと、このケーシングの内面上側に設けられており、前記送風機の駆動により生ずる気流のうち前記熱交換器を通過したものを前記吹出口へ導く導風部材とを備える室内機であって、前記導風部材は、その内面に前記熱交換器側から前記吹出口側の端部に向けて第一導風部、第二導風部及び第三導風部をこの順に有し、前記第一導風部は、前記熱交換器側から前記吹出口に向かうにつれて下方に向かうとともに前記ケーシングの外側に向けて凸となった湾曲形状を有し、前記第二導風部は、前記第一導風部の端部から直線状に延びる形状を有し、前記第三導風部は、前記ケーシングの内側に向けて凸となった湾曲形状を有し、前記第一導風部の曲率は、前記第三導風部の曲率よりも大きく形成された室内機を提供する。

この発明の室内機によれば、前記吹出口から吹き出す気流の圧力損失及び剥離の発生を低減し、かつ、前記吹出口の上下方向の寸法を大きくすることなく全体の水平方向の寸法を短縮することが可能となる。すなわち、前記第三導風部が前記ケーシングの内側に向けて凸となった湾曲形状を有するので、前記吹出口近傍での気流の圧力勾配が小さくなり、これにより当該吹出口近傍での気流の圧力損失及び剥離の発生が抑制される。よって、室内への気流の到達度の低下が抑制される。

また、前記第一導風部は、前記熱交換器側から前記吹出口に向かうにつれて下方に向かう湾曲形状を有するとともに、その曲率が前記第三導風部のそれよりも大きく形成されており、かつ、この第一導風部の端部には直線状に延びる形状の第二導風部がつながるので、これら第一導風部及び第二導風部の水平方向の寸法が大きくなることを効果的に抑制しつつその上下方向の寸法を十分に確保することができる。これにより、前記第三導風部の水平方向の寸法を大きくすることができるので、前記吹出口の上下方向の寸法、及び導風部材全体の水平方向の寸法が大きくなることを回避しながら前記吹出口近傍での前記気流の圧力勾配を小さくすことができる。したがって、前記吹出口近傍での気流の圧力損失及び剥離の発生が抑制され、室内への気流の到達度が増大する。

加えて、前記ケーシングの外側に向けて凸となった湾曲形状を有する前記第一導風部と、前記ケーシングの内側に向けて凸となった湾曲形状を有する前記第三導風部とが直接接続された場合、これらの導風部の境界で渦が発生する場合があるが、本発明の導風部材は、前記第一導風部と前記第三導風部との間に直線状に延びる形状の第二導風部を有するので、当該渦の発生が抑制される。

この場合において、前記第一導風部は、前記熱交換器の外端部から前記吹出口に向かうにつれて下方に向かう形状を有することが好ましい。

このようにすれば、前記熱交換器の外端部から前記導風部材が下方に湾曲し始めるので、この導風部材の上下方向の寸法の確保に必要な当該導風部材の水平方向の寸法が短縮される。つまり、前記熱交換器から前記吹出口までの水平方向の寸法がさらに短縮されるので、当該室外機が一層小型化される。

また、本発明において、前記ケーシングには、前記吹出口から吹き出す風の向きを変更するための風向板が取り付けられており、前記導風部材は、前記送風機の駆動時に最も下方を向いた姿勢にある前記風向板と当該導風部材との間の距離を最小とする絞り部を有し、この絞り部が当該導風部材の前記吹出口側の端部よりも内側に形成されていることが好ましい。

このようにすれば、前記絞り部よりも外側の位置での前記導風部材と前記風向板との間の距離が前記絞り部と前記風向板との間の距離よりも大きくなるので、前記導風部材と前記風向板との間の距離が前記吹出口で最小とされる場合に比べ、前記吹出口近傍での気流の圧力勾配を小さくすることができる。その結果、前記気流の圧力損失が低減される。

以上のように、本発明によれば、吹出口の上下方向の寸法、及び導風部材全体の水平方向の寸法が大きくなることを回避しながら、吹出口から吹き出す気流の圧力損失及び剥離の発生を低減することが可能な室内機を提供することができる。

本発明の一実施形態の室内機の斜視図である。 図１に示す室内機の断面図である。 図２に示す導風部材の近傍を拡大した図である。 特許文献１に記載される従来の室内機の導風部材の近傍を拡大した図である。

本発明の一実施形態の室内機について、図１〜図３を参照しながら説明する。また、以下の説明では、天井と床とを結ぶ方向、すなわち、室内機の厚み方向を上下方向とする。

図１及び図２に示すように、本実施形態における室内機は、天井から吊下げる形式、すなわち、天井吊下型の室内機である。この室内機は、ケーシングを備え、このケーシング内に、熱交換器２０と、送風機２４と、導風部材３０とを備える。さらに、この室内機は、ケーシング内に、熱交換器２０を支持するドレンパン２２、このドレンパン２２に溜まった水を吸い上げて室内機外へ排出するドレンポンプ（図示せず）、室内から取り込まれる空気Ｗを送風機２４に導くベルマウス２５、室内の人の居場所を検知する人検知センサ２６、各種制御を行う電子部品が搭載された電装ユニット２７、室内から取り込む空気中の塵埃を捕捉するエアフィルター２８等を備える。また、このケーシングには、風向板１３が取り付けられる。

ケーシングは、略矩形状を呈し、天井から吊下げられる。このケーシングは、略矩形状の化粧枠１０と、化粧枠１０の四隅に取り付けられるコーナーカバー１１と、化粧枠１０の上部に取り付けられる天板１２と、化粧枠１０の下部に取り付けられる化粧板１４と有する。化粧枠１０は、その各辺のそれぞれに、室内に向けて風を吹き出すための吹出口１０ａを有する。各吹出口１０ａは、それぞれが各辺の長手方向に沿った方向に長い形状を有する。また各吹出口１０ａは、導風部材３０の外端部の下面とドレンパン２２の外端部の上面とによりその上下方向の寸法が規定される。コーナーカバー１１は、略Ｌ字状であり、化粧枠１０の四隅を覆うように当該化粧枠１０に取り付けられる。天板１２は、後述の導風部材３０の外側面を覆うように化粧枠１０の上部に取り付けられる。化粧板１４は、化粧枠１０の下部に設けられた開口を覆う形状を有し、その中央に吸込グリル１４ａを有する。吸込グリル１４ａは、室内からの空気Ｗを吸い込む部分である。またこの化粧板１４は、その一端側（図１における右側）の辺が化粧枠１０に軸支されており、この部分を回動軸として、他端側（図１における左側）の辺が室内側に変位するように回動しながら開くことができる。

風向板１３は、吹出口１０ａから吹き出す風の向きを調整するためのものであり、吹出口１０ａごと設けられる。各風向板１３は、一方向に長い形状を有し、その長手方向が吹出口１０ａの長手方向と一致するようにケーシングに取り付けられる。この風向板１３は、その長手方向の両端に回動軸を有し、この回動軸を中心として当該風向板１３の外端部が上下方向に変位する。図３は、風向板１３が、送風機２４の駆動時に最も下方を向いた姿勢となった状態を示す。なお、この風向板１３は、送風機２４の停止時には、その外端部の内面が化粧枠１０の外側面に沿うような姿勢となる。

熱交換器２０は、その内部を冷媒が流れており、室内から取り込まれた空気Ｗと熱交換するものである。この熱交換器２０は、送風機２４を取り囲む形状を有する。具体的には、この熱交換器２０は、化粧枠１０の外形に沿うとともに、その両端が同一の角部で対向する形状を有する。

送風機２４は、ケーシングの略中央に収容されており、室内から空気Ｗを取り込み、熱交換器２０に向けて風を送るものである。具体的には、この送風機２４は、吸込グリル１４ａを通じて室内から取り込まれた空気Ｗが、熱交換器２０を経由して各吹出口１０ａから室内に吹き出されるような気流を発生させる。この送風機２４は、前記気流を発生させる形状の羽根車２４ａと、この羽根車２４ａを回転駆動させるモータ２４ｂとを有する。本実施形態では、このような送風機２４として、遠心送風機（ターボファン）、すなわち、下方から取り込んだ空気Ｗを側方へ送り出すことが可能なファンを用いている。なお、送風機２４としては、遠心送風機に限らず、例えば、斜流送風機等を用いることができる。

ベルマウス２５は、室内から取り込まれる空気Ｗを送風機２４に導くものである。具体的に、このベルマウス２５は、その中央に上下方向に解放する開口を有しており、この開口の径がケーシングの下面側から上面側に向かって次第に小さくなる形状を有する。

電装ユニット２７は、各種制御を行う電子部品が実装されたプリント基板と、このプリント基板を収容するケースと、このケースに対し着脱自在に取り付けられる蓋とを有し、ベルマウス２５の外側に取り付けられる。

導風部材３０は、送風機２４の駆動により生ずる気流のうち熱交換器２０の上部を通過したものを各吹出口１０ａへ導くものであり、前記ケーシングの内面上側に設けられる。本実施形態では、導風部材３０は、断熱材からなる。図３に示すように、この導風部材３０は、熱交換器２０の上端部に対向する面が水平面に形成された水平部を有し、さらに、その内面に熱交換器２０側から吹出口１０ａ側の端部に向けて第一導風部３１、第二導風部３２及び第三導風部３３をこの順に有する。これら水平部及び各導風部はそれぞれ滑らかに接続されている。また、この導風部材３０は、絞り部３０ａを有する。

第一導風部３１は、熱交換器２０の上部を通過した気流を吹出口１０ａ側へ、すなわち、下方へ導く部位である。この第一導風部３１は、水平部につながっており、熱交換器２０側から吹出口１０ａに向かうにつれて下方に向かうとともにケーシングの外側に向けて凸となった湾曲形状を有する。より具体的には、第一導風部３１は、水平部に滑らかに接続され、かつ、水平部の外端部（熱交換器２０の外端部と対向する部位）から水平方向に伸びる部位を有することなくそのまま吹出口１０ａに向かうにつれて下方に向かう形状を有する。この第一導風部３１の曲率半径は、２０ｍｍ〜６０ｍｍとされることが好ましい。本実施形態では、当該第一導風部３１の曲率半径は３５ｍｍとしている。また、この第一導風部３１の中心角は、当該第一導風部３１の外端部における接線の水平方向となす角が４５度〜７０度となる角度に設定されることが好ましい。本実施形態では、この第一導風部３１の中心角は、当該第一導風部３１の外端部における接線の水平方向となす角が６０度となる角度に設定している。

第二導風部３２は、第一導風部３１の端部から直線状に延びる形状を有する。この第二導風部３２が水平方向に対してなす角は、本実施形態では６０度である。

第三導風部３３は、ケーシングの内側に向けて凸となった湾曲形状を有する。この第三導風部３３の曲率半径は、６０ｍｍ〜１００ｍｍとされることが好ましい。本実施形態では、当該第一導風部３３の曲率半径は８４．９ｍｍとしている。また、この第三導風部３３の中心角は、当該第三導風部３３の外端部における接線と前記第一導風部３１の外端部における接線とのなす角が５度〜３０度となる角度に設定されることが好ましい。本実施形態では、この第三導風部３３の中心角は、当該第三導風部３３の外端部における接線と前記第一導風部３１の外端部における接線とのなす角が２０度となる角度に設定している。つまり、この第三導風部３３の曲率は、第一導風部３１の曲率よりも小さくなる（第一導風部３１の曲率は、第三導風部３３の曲率よりも大きくなる）ように設定される。

絞り部３０ａは、図３に示すように、送風機２４の駆動時に最も下方を向いた姿勢となった風向板１３と当該導風部材３０との間の距離Ｌ０を最小とする部位である。つまり、この距離Ｌ０は、吹出口１０ａでの風向板１３と導風部材３０との間の距離Ｌ１よりも小さい。換言すれば、送風機２４により生ずる気流の圧力は、絞り部３０ａと風向板１３との間を通過するときに最も高くなり、そこから吹出口１０ａに向かうにつれて徐々に低下するように導風部材３０と風向板１３との位置及び形状が設定される。

次に、この室内機の駆動について説明する。

まず、送風機２４のモータ２４ｂが駆動されてその羽根車２４ａが回転する。そうすると、この送風機２４は、吸込グリル１４ａを通じて取り込んだ室内の空気Ｗが、熱交換器２０へ向かう気流を発生させる。そして、その気流は熱交換器２０を経由して各吹出口１０ａから室内へ向かう。このとき、導風部材３０は、熱交換器２０を通過した気流が各吹出口１０ａに向かうように導く。ここで、導風部材３０の第三導風部３３は、ケーシングの内側に向けて凸となった湾曲形状を有するので、吹出口１０ａ近傍での気流の圧力勾配が小さくなり、これにより当該吹出口１０ａ近傍での気流の圧力損失及び剥離の発生が抑制される。よって、室内への気流の到達度の低下が抑制される。

以上説明したように、本実施形態の導風部材３０は、第一導風部３１が、熱交換器２０側から吹出口１０ａに向かうにつれて下方に向かう湾曲形状を有するとともに、その曲率が第三導風部３３のそれよりも大きく形成され、かつ、その外端部の水平方向となす角が６０度であり、さらに、この第一導風部３１の外端部には直線状に延びる形状の第二導風部３２がつながるので、これら第一導風部３１及び第二導風部３２の水平方向の寸法が大きくなることを効果的に抑制しつつその上下方向の寸法を十分に確保することができる。これにより、第三導風部３３の水平方向の寸法を大きくすることができるので、吹出口１０ａの上下方向の寸法、及び導風部材３０全体の水平方向の寸法が大きくなることを回避しながら吹出口１０ａ近傍での気流の圧力勾配を小さくすことができる。したがって、吹出口１０ａ近傍での気流の圧力損失及び剥離の発生が抑制され、室内への気流の到達度が増大する。

また、ケーシングの外側に向けて凸となった湾曲形状を有する第一導風部３１と、ケーシングの内側に向けて凸となった湾曲形状を有する第三導風部３３とが直接接続された場合、これらの導風部の境界で渦が発生する場合があるが、本実施形態の導風部材３０は、第一導風部３１と第三導風部３３との間に直線状に延びる形状の第二導風部３２を有するので、当該渦の発生が抑制される。

さらに、本実施形態の第一導風部３１は、熱交換器２０の外端部から吹出口１０ａに向かうにつれて下方に向かう形状を有するので、熱交換器２０の外端部の直後から当該導風部材３０が下方に湾曲し始める。よって、この導風部材３０の上下方向の寸法の確保に必要な当該導風部材３０の水平方向の寸法が短縮される。つまり、熱交換器２０から吹出口１０ａまでの水平方向の寸法がさらに短縮されるので、当該室外機が一層小型化される。

また、本実施形態の導風部材３０は絞り部３０ａを有するので、この絞り部３０ａよりも外側である吹出口１０ａでの導風部材３０と風向板１３との間の距離Ｌ１が、当該絞り部３０ａと風向板１３との間の距離Ｌ０よりも大きくなる。つまり、熱交換器２０を通過した気流の圧力は、絞り部３０ａと風向板１３との間で最大となった後、吹出口１０ａに向かうにつれて徐々に低下する。よって、導風部材３０と風向板１３との間の距離が吹出口１０ａで最小とされる場合に比べ、吹出口１０ａ近傍での気流の圧力勾配を小さくすることができ、その結果、前記気流の圧力損失が低減される。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記実施形態では、ケーシングは、室内から吸い込んだ空気Ｗを四方に吹き出すために四つの吹出口１０ａを有する例について示したが、本発明は、単一の吹出口を有するケーシングを備える室内機にも適用が可能である。

１０ 化粧枠
１０ａ 吹出口
１１ コーナーカバー
１２ 天板
１３ 風向板
１４ 化粧板
１４ａ 吸込グリル
２０ 熱交換器
２２ ドレンパン
２４ 送風機
２４ａ 羽根車
２４ｂ モータ
２５ ベルマウス
２６ 人検知センサ
２７ 電装ユニット
２８ エアフィルター
３０ 導風部材
３０ａ 絞り部
３１ 第一導風部
３２ 第二導風部
３３ 第三導風部

Claims (3)

1. その内部を冷媒が流れる熱交換器（２０）と、室内の空気を取り込んで前記熱交換器（２０）に向けて風を送る送風機（２４）と、前記熱交換器（２０）及び前記送風機（２４）を収容するとともに側方に吹出口（１０ａ）を有するケーシングと、このケーシングの内面上側に設けられており、前記送風機（２４）の駆動により生ずる気流のうち前記熱交換器（２０）を通過したものを前記吹出口（１０ａ）へ導く導風部材（３０）とを備える室内機であって、
   前記導風部材（３０）は、その内面に前記熱交換器（２０）側から前記吹出口（１０ａ）側の端部に向けて第一導風部（３１）、第二導風部（３２）及び第三導風部（３３）をこの順に有し、前記第一導風部（３１）は、前記熱交換器（２０）側から前記吹出口（１０ａ）に向かうにつれて下方に向かうとともに前記ケーシングの外側に向けて凸となった湾曲形状を有し、前記第二導風部（３２）は、前記第一導風部（３１）の端部から直線状に延びる形状を有し、前記第三導風部（３３）は、前記ケーシングの内側に向けて凸となった湾曲形状を有し、
   前記第一導風部（３１）の曲率は、前記第三導風部（３３）の曲率よりも大きく形成された室内機。
2. 請求項１に記載の室内機において、
   前記第一導風部（３１）は、前記熱交換器（２０）の外端部から前記吹出口（１０ａ）に向かうにつれて下方に向かう形状を有する室内機。
3. 請求項１又は２に記載の室内機において、
   前記ケーシングには、前記吹出口（１０ａ）から吹き出す風の向きを変更するための風向板（１３）が取り付けられており、
   前記導風部材（３０）は、前記送風機（２４）の駆動時に最も下方を向いた姿勢にある前記風向板（１３）と当該導風部材（３０）との間の距離を最小とする絞り部（３０ａ）を有し、この絞り部（３０ａ）が当該導風部材（３０）の前記吹出口（１０ａ）側の端部よりも内側に形成されている室内機。

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