JP5891190B2 - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機の室内機に関し、特に、天井埋め込み型の室内機に好適なものである。

空気調和機の室内機は、室内の空気を吸込口から吸い込み、この空気を熱交換器に通すことにより該空気を冷却し、この冷却された空気を吹出口から室内に吹き出すことで、室内を空調するものである。このような空気調和機の吹出口には、空気の吹出方向を変更できるように、風向調整用のルーバ（風向板）が設置されている。

この種の従来技術としては、例えば特許文献１（特開２０１２−９７９５８号公報）に記載のものがある。この特許文献１には、風向板の表裏に均一な温調空気（冷気）を流すことにより風向板の表裏の温度差をなくして、結露を防止することを可能にした空気調和機が記載されている。即ち、この特許文献１には、風向板の風受け面に対向する側の風路側壁に、空気の流れを風向板の反風受け面側に向かわせるジャンプ台を設けると共に、このジャンプ台には、空気の流れを風向板の風受け面側に向かわせる通風口を設けるようにしたものが記載されている。

特開２０１２−９７９５８号公報

上記特許文献１に記載のものでは、ジャンプ台を設けて温調空気をルーバの後方に送り、ルーバの意匠面側（反風受け面側）に温調空気を流すことで結露を防止するようにしている。

一般に、室内機の吹出口は発泡スチロール部品で形成されているが、前記ジャンプ台は、吹出口を形成している発泡スチロール部品と一体成形できないため、別部品として製作して接着剤等を用いて前記発泡スチロール部品に取り付ける必要があり、コストアップとなる。更に、吹出口に前記ジャンプ台を設けると、吹出口の流路を狭めてしまうため、風量が低下する課題もある。

また、空気圧縮機の室内機における吹出口に設置されている前記風向調整用のルーバは吹き出される空気を、略垂直方向から略水平方向まで変化させるように構成されている。一方、前記室内機の前記吹出口の上流側の風路は下方向（垂直方向）の流れとなっており、特に、前記ルーバにより、吹出空気を略水平方向に吹き出す角度としたときに、前記ルーバの前側（先端側）の意匠面側に温調空気（冷気）が流れ難くなる。このため、前記ルーバの前側の意匠面側に冷気の通らない領域（剥離領域）が発生し、この部分に室内空気が入り込んで結露が発生するという課題があることがわかった。上記引用文献１のものにはこの課題に対しての配慮が為されていない。

本発明の目的は、吹出空気を略水平方向に吹き出す角度としたときでも、ルーバの意匠面側に結露が発生するのを抑制することのできる空気調和機の室内機を得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、天井に埋設される筐体と、該筐体の底面に設けられた化粧パネルと、前記筐体の内部に設けられた送風機及び熱交換器と、前記筐体内部に室内空気を吸い込むための吸込口と、室内へ空気を吹き出すための吹出口と、前記吹出口に設けられ、吹出空気の風向を調整するためのルーバとを備えた空気調和機の室内機であって、前記ルーバは、その断面形状が２つ以上の曲率半径の円弧で構成され、このルーバを全閉状態とした時に、該ルーバの前側部分を形成している円弧のルーバ先端での接線と、水平との為す角度をＡ度、前記ルーバの後側部分を形成している円弧のルーバ後端での接線と水平との為す角度をＢ度とした時、ルーバ形状Ｂ／Ａが、
Ｂ／Ａ＝２〜４
の範囲となるように、前記ルーバを構成し、更に前記ルーバは、吹出空気の風向を水平吹き状態とした時に、該ルーバの後端を上方の風路に向く形状としていることを特徴とする。

本発明によれば、吹出空気を略水平方向に吹き出す角度としたときでも、ルーバの意匠面側に結露が発生するのを抑制することのできる空気調和機の室内機を得ることができる効果がある。

本発明の空気調和機の室内機の実施例１を示す縦断面図。 従来の空気調和機の室内機におけるルーバの形状とその周囲の空気流れを説明する要部拡大断面図。 図２に示すルーバを全閉にしたときの状態を示す要部拡大断面図。 当初検討されたルーバ形状としたときのルーバ周囲の空気流れを説明する要部拡大断面図。 図４に示すルーバを略垂直方向にして垂直方向吹き出しとしたときの状態を示す要部拡大断面図。 本発明の実施例１における吹出口付近の構成を示す要部拡大断面図で、ルーバ周囲空気流れを説明する図。 図６に示すルーバを略垂直方向にして垂直方向吹き出しとしたときの状態を示す要部拡大断面図。 図６に示すルーバの拡大図で、ルーバの形状を説明する図。 本発明の実施例１における水平吹き状態（ａ）でのルーバ先端意匠面側の風量を説明する線図（ｂ）。 本発明の実施例１における下吹き状態（ａ）で吹出口から吹き出される全風量を説明する線図（ｂ）。

以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて説明する。なお、各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。

図１は本実施例１の空気調和機の室内機を示す縦断面図で、本発明を天井埋め込み型の室内機に適用した例を示す。

室内機１は、天井１１に埋め込まれる本体１ａと、この本体１ａ下面開口部を覆う化粧パネル１ｂを有している。前記化粧パネル１ｂには室内の空気を吸い込む吸込口２と、前記本体１ａ内に設置されている熱交換器３により空調された空気（空調空気）を室内へ吹き出す吹出口４が設けられている。また、この吹出口４には空気の吹き出し方向を変更可能にするルーバ７がその長手方向端部を回動自在に軸支されている。

このルーバ７の吹出方向の長さは、該ルーバ７を閉じた時に前記吹出口４をほぼ塞ぐことができる程度（吹出口の幅と同程度）の比較的長いルーバに構成されており、前記化粧パネル１ｂの意匠面側の美観を高めると共に、吹出空気の風向制御性も高めるようにしている。また、本実施例における前記ルーバ７は、吹出空気の風向を略垂直方向から略水平方向まで変更可能に構成されている。

前記室内機１の本体１ａを構成する筐体１０の内部には、前記吸込口２と前記吹出口４を連通する風路６が形成されており、この風路６の途中には、送風機８と前記熱交換器３が設置されている。前記送風機８が回転駆動されると、前記吸込口３から室内空気が吸い込まれ、この吸い込まれた空気は前記熱交換器３を通過した後、前記吹出口４の方へ送り出されて室内に吹き出されるように構成されている。

前記熱交換器３は、その内部を流れる冷媒が冷凍サイクルを形成し、冷房時には蒸発器として作動し、暖房時には凝縮器として作動するもので、吸い込まれた空気と熱交換することで、暖気または冷気を生成するものである。また、熱交換器３はドレンパン５の上に設置され、ドレンパン５は熱交換器３から滴下するドレン水を一時的に収容するようになっている。

前記熱交換器３を通過することで、例えば冷却された空気は、前記ドレンパン５と前記筐体１０内面に設けられた断熱材９によって形成された前記風路６を通過し、前記ルーバ７で吹き出し方向が調整されて吹出口４から吹き出されるように構成されている。

ここで、まず、前記ルーバ７の従来構造を図２及び図３により説明する。図２は従来の空気調和機の室内機におけるルーバの形状とその周囲の空気流れを説明する要部拡大断面図、図３は図２に示すルーバを全閉にしたときの状態を示す要部拡大断面図である。

従来の一般的なルーバ７の形状は、図２及び図３に示すような形状となっている。即ち、図３に示すように、ルーバ７を閉じた時に、意匠性を考慮して、該ルーバ７の意匠面側の曲率は、吹出口４の部分における化粧パネル１ｂ表面の曲率と近い曲率となっていることが多い。このような形状のルーバを備えている従来の室内機１における吹出口４付近の空気の流れについて図２により説明する。

図２は吹出空気の風向が略水平方向に吹き出す状態（水平吹き状態）の時の空気の流れを示している。冷房運転の場合、風路６を通った冷気（空調空気）１２は、前記ルーバ７の後側（上流側）端部、即ち後端７ａの部分が分岐点となり、ルーバ７の圧力面側の流れ（分岐流）１２ａと反圧力面側（意匠面側）の流れ（分岐流）１２ｂに分岐する。この分気流１２ｂは、ルーバ７の後端７ａの抵抗により、一旦吹出方向とは逆の方向（室内機の中心方向）に流れてしまう。このため、ルーバ７の意匠面側に沿うことができず、冷気がルーバ面に沿って流れない領域、即ち剥離領域１３が発生する。この剥離領域１３に、湿度の高い室内側の空気が入り込むと、冷気で冷やされたルーバ７に接触して結露が発生するという課題があることがわかった。

そこで、この課題を解決するために、当初検討した案を図４及び図５により説明する。図４は当初検討されたルーバ形状としたときのルーバ周囲の空気流れを説明する要部拡大断面図、図５は図４に示すルーバを略垂直方向にして垂直方向吹き出しとしたときの状態を示す要部拡大断面図である。

図４、図５に示すルーバ形状は、ルーバの曲率半径を小さく構成したものである。図４は吹出空気の風向が略水平方向になる状態（水平吹き状態）の時の空気の流れを示しており、ルーバ７の後端７ａを上に向けた状態である。この例でも、風路６を通った冷気１２は、前記ルーバ７の後端７ａの部分が分岐点となり、ルーバ７の圧力面側の分岐流１２ａと反圧力面側の分岐流１２ｂに分かれるが、ルーバ７の後端７ａで吹出空気はスムーズに分岐し、分気流１２ｂは吹出方向とは逆の方向に流れることなく、ルーバ７の意匠面側に沿って流れる。

しかし、曲率半径が小さいために、吹出空気（分岐流１２ｂ）がルーバ７の反圧力面側に沿う力であるコアンダー効果がルーバ先端まで持続せず、ルーバ７の先端７ｂ付近で吹出空気が剥離し、図４の１３に示すように、やはり剥離領域１３が発生してしまう。その剥離領域１３は図２に示す従来のルーバ形状の場合の剥離領域よりも小さくなるが、図２の場合と同様に、剥離領域１３に湿度の高い室内側の空気が入り込み、冷えたルーバ７に接触することで結露が発生する。

また、図５に示すように、ルーバ７を略垂直方向にして下方に吹き出す状態（下吹き状態）では、ルーバ７の曲率半径が小さいため、ルーバ７の圧力面側（内側）に吹出空気が沿い難く、図５に空気が流れ難い領域１４が生じる。これは風路６或いは吹出口４が狭くなったのと同義であり、通風抵抗の増加により風量低下を招く。

更に、この例では、図４に示すような水平吹き状態とした時に、ルーバ７の曲率半径が小さいため、ルーバ７の先端７ｂも上方を向いてしまい、吹出口４から吹き出された吹出空気１２ｃが天井１１の方向に流れてしまうスマッジングが発生し、天井面が汚れてしまうという課題もある。

次に、図１に示した本実施例の室内機におけるルーバ形状を図６〜図８により説明する。図６は本発明の実施例１における吹出口付近の構成を示す要部拡大断面図で、ルーバ周囲空気流れを説明する図、図７は図６に示すルーバを略垂直方向にして垂直方向吹き出しとしたときの状態を示す要部拡大断面図、図８は図６に示すルーバの拡大図で、ルーバの形状を説明する図である。

図６は、吹出空気の風向が略水平方向になる状態（水平吹き状態）の時の空気の流れを示しており、ルーバ７の後端７ａを上に向けた状態である。本実施例でも、風路６を通った冷気１２は、前記ルーバ７の後端７ａの部分が分岐点となり、ルーバ７の圧力面側の分岐流１２ａと反圧力面側の分岐流１２ｂに分かれるが、ルーバ７の後端７ａで吹出空気はスムーズに分岐し、分気流１２ｂは吹出方向とは逆の方向に流れることなく、ルーバ７の意匠面側に沿って流れる。

即ち、本実施例のルーバ７は、水平吹き状態の時に、ルーバ後端７ａでの吹出空気の分岐をスムーズにするため、ルーバ７の後端７ａを上に向けている。また、ルーバ先端７ｂ側の意匠面側（反圧力面側）における吹出空気（冷気）の剥離を防止すると共に、吹出空気が天井１１の方向に流れて天井面が汚れてしまうスマッジングの発生を防止するため、ルーバ７の前側部分の形状を後側部分の形状とは異なる前後非対称の形状としている。これにより、ルーバ７の意匠面側での冷気の剥離を防止し、結露発生を抑制するようにしている。

図７は、本実施例の室内機において、ルーバ７を略垂直方向にして、吹出空気の風向が略垂直方向になる状態（下吹き状態）の時の空気の流れを示している。この図７に示すように、本実施例においては、下吹き状態とした場合でも、ルーバ７の圧力面側（内側）にも風が沿い易くなるため、図５に示したような空気が流れ難い領域１４が発生しないか、発生しても図７の１４に示すように極僅かになる。従って、風路６や吹出口４における通風抵抗を小さくできるから、吹出口４から吹き出される全風量が低下するのも防止できる。

図８により本実施例におけるルーバ７の詳しい形状を説明する。本実施例のルーバ７は、その断面形状が２つの曲率半径Ｒ１，Ｒ２の円弧３０，３１で構成されている。なお、前記ルーバ７を３つ以上の曲率半径の円弧で構成するようにしても良い。また、本実施例では、前記ルーバ７の前側部分を形成している曲率半径Ｒ１よりも、前記ルーバ７の後側部分を形成している曲率半径Ｒ２が小さくなるように、前記ルーバ７が形成されている。

このルーバ７を、図８に示すように、全閉状態とした時に、ルーバ７の前側部分を形成している曲率半径Ｒ１の円弧３０のルーバ先端７ａでの接線３１と、水平（水平を示す線３４）とが為す角度をＡ度とする。また、前記ルーバ７の後側部分を形成している曲率半径Ｒ２の円弧３２のルーバ後端７ｂでの接線３３と水平（水平を示す線３４）とが為す角度をＢ度とする。

従来の一般的なルーバ形状は、通常、「Ｂ／Ａ＝１」となっている。これに対し、図８に示す本実施例のルーバ形状は、「Ｂ／Ａ≒３」となるように構成している。なお、本実施例における前記ルーバの形状は「Ｂ／Ａ＝２〜４」の範囲にあれば良い。以下、この理由を、図９及び図１０を用いて説明する。

図９において、（ａ）は図８に示した形状のルーバを水平吹き状態としている図、（ｂ）は（ａ）図の状態の時のルーバ形状Ｂ／Ａに対するルーバ先端意匠面側の部分１５における風量を示す。この部分１５における風量が多い程、吹き出し空気がルーバに沿って流れていることを示し、結露が発生し難い、即ち結露耐力が高いことを示している。ルーバ形状はＢ／Ａが大きい方が前記部分１５での風量が多くなる傾向になっているが、「Ｂ／Ａ＝４」で風量は最大となっている。また、従来のルーバ形状（Ｂ／Ａ＝１）では風量が大幅に低下しており、結露が発生し易いことがわかる。図９（ｂ）から、Ｂ／Ａは、２以上にすることで結露の発生を抑制することができ、特に３以上にすると結露の発生を大幅に抑制可能であることがわかる。

また、図１０において、（ａ）は図８に示した形状のルーバを下吹き状態としている図、（ｂ）は（ａ）図の状態の時のルーバ形状Ｂ／Ａに対する吹出口４から吹き出される全風量を示す。この全風量が多いほど吹出口４における通風抵抗が小さく圧力損失が小さいことを示している。ルーバ形状はＢ／Ａが大きいほど全風量が少なくなる傾向になっている。即ち、ルーバを下吹き状態とした時は、ルーバ形状Ｂ／Ａを小さくした方が、ルーバ７が風路６や吹出口４を塞がない状態になるため、全風量が増えることがわかる。図１０（ｂ）から、Ｂ／Ａは、４以下にすることが好ましい。

上述した図９及び図１０の結果から、ルーバ形状Ｂ／Ａは、
Ｂ／Ａ＝２〜４
とすることで、ルーバを水平吹き状態としたときでも結露の発生を抑制し、ルーバを下吹き状態としたときでも全風量の低下を抑制できることがわかる。従って、前記ルーバ形状Ｂ／Ａは、２〜４、好ましくは約３（２．５〜３．２）程度にすると良い。

以上説明したように、本実施例によれば、ルーバ後方の水平に対する角度を前方よりも大きく、具体的には前記ルーバ形状Ｂ／Ａを２〜４としているので、吹出空気を略水平方向に吹き出す水平吹き状態にした場合でも、ルーバの意匠面側に冷気（空調空気）を沿わすことができるので、ルーバの意匠面側に結露が発生するのを抑制することのできる空気調和機の室内機を得ることができる。しかも、本実施例によれば、特許文献１に記載のジャンプ台のような部品を設けることなく、結露を防止でき、更にスマッジングによる天井面の汚れも防止することができる。また、本実施例によれば、吹出空気を下吹き状態とした場合でも全風量の低下を最小限に抑制できる効果も得られる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施例では室内機１の後側下面から室内空気を吸い込み、前記室内機１の前方下面から空調空気を吹き出す１方向吹き出しタイプの室内機に適用した場合について説明したが、室内機の中央下面から室内空気を吸い込み、室内機の外周側の４か所下面から空調空気を吹き出す４方向吹き出しタイプの室内機などにも同様に適用できるものである。
更に、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１…室内機、１ａ…本体、１ｂ…化粧パネル、
２…吸込口、３…熱交換器、
４…吹出口、５…ドレンパン、６…風路、
７…ルーバ、７ａ：後端、７ｂ：先端、
８…送風機、９…断熱材、
１０…筐体、１１…天井、
１２…冷気（空調空気）、１２ａ，１２ｂ…分岐流、１２ｃ…吹出空気、
１３…剥離領域、
１４…空気が流れ難い領域、
１５…ルーバ先端意匠面側の部分、
３０，３１…円弧、
３２，３３…接線、
３４…水平を示す線。

Claims (5)

1. 天井に埋設される筐体と、該筐体の底面に設けられた化粧パネルと、前記筐体の内部に設けられた送風機及び熱交換器と、前記筐体内部に室内空気を吸い込むための吸込口と、室内へ空気を吹き出すための吹出口と、前記吹出口に設けられ、吹出空気の風向を調整するためのルーバとを備えた空気調和機の室内機であって、
   前記ルーバは、その断面形状が２つ以上の曲率半径の円弧で構成され、このルーバを全閉状態とした時に、該ルーバの前側部分を形成している円弧のルーバ先端での接線と、水平との為す角度をＡ度、前記ルーバの後側部分を形成している円弧のルーバ後端での接線と水平との為す角度をＢ度とした時、ルーバ形状Ｂ／Ａが、
   Ｂ／Ａ＝２〜４
   の範囲となるように、前記ルーバを構成し、更に
   前記ルーバは、吹出空気の風向を水平吹き状態とした時に、該ルーバの後端を上方の風路に向く形状としている
   ことを特徴とする空気調和機の室内機。
2. 請求項１に記載の空気調和機の室内機であって、前記ルーバの前側部分を形成している曲率半径よりも、前記ルーバの後側部分を形成している曲率半径が小さくなるように前記ルーバが形成されていることを特徴とする空気調和機の室内機。
3. 請求項１に記載の空気調和機の室内機であって、前記ルーバは吹出空気の風向を略垂直方向から略水平方向まで変更可能に構成されていることを特徴とする空気調和機の室内機。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の空気調和機の室内機であって、前記ルーバ形状Ｂ／Ａが、
   Ｂ／Ａ＝２．５〜３．２
   の範囲となるように、前記ルーバを構成していることを特徴とする空気調和機の室内機。
5. 請求項１〜３の何れか一項に記載の空気調和機の室内機であって、前記ルーバの吹出方向の長さは、該ルーバを閉じた時に前記吹出口をほぼ塞ぐことのできる長さに構成されていることを特徴とする空気調和機の室内機。

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