JP6059436B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は空気調和機に関する。さらに詳しくは、Ｖ型熱交換器の上方の開口端側から下方に向けて空気を流して熱交換を行う空気調和機に関する。

例えばサーバールームなどの空調を行うために、ケーシングの天井面から吸い込んだ空気を当該ケーシングの底面から吹き出す空気調和機が用いられている（例えば、特許文献１参照）。このタイプの空気調和機では、ケーシング内の上部に熱交換器が配設されており、この熱交換器の下方に送風機が配設されている。ケーシングの天井面に形成された吸込口から機内に吸引された空気は、熱交換器で熱交換され、当該ケーシングの底面に形成された吹出口及びこの吹出口に対応して天井面又は床面に形成された送風口から居室又は床下空間に供給される。サーバールームの場合、床下空間には、当該床下空間の底面から離間して設置されたパンチングメタルの上に複数のサーバーが配置されており、これらのサーバーの冷却を行った調和空気は、前記床面に形成されたリターンエア用の開口を経由して、空気調和機の吸込口に戻ってくる。

特許文献１記載の空気調和機では、熱交換器として、ケーシング内の空気通路を横切るように傾斜姿勢で配置された平板状の熱交換器が用いられているが、熱交換の効率を高めるために、近年、図４に示されるように、一対の平板状の熱交換器をＶ字状に対向させたＶ型熱交換器２０が提案されている。

このＶ型熱交換器２０では、上方の開口端側から導入された空気は、一対の熱交換器を通過することで冷媒と熱交換を行い、当該Ｖ型熱交換器２０の下方に配設された送風機（図示せず）の吸込口に吸い込まれ、機外へ供給される。

Ｖ型熱交換器２０の下方には、当該熱交換器２０を構成するフィン２１に付着した結露水を収集するドレンパン２２が配設されている。熱交換器２０の下部は、送風機の吸込口に近いことから、上部に比べて風速が大きくなる。このため、熱交換器２０の下部部分では、一旦フィン２１に付着した結露水が空気流で飛ばされること（水飛び）がある。このような結露水が、送風機を経由して空調空間内に供給されると、サーバーなどに悪影響を及ぼす恐れがあるため、従来、熱交換器２０の下部に水切板２３を取り付けて、空気流で飛ばされた結露水を受け止めるようにしている。水切板２３は、幅方向の一側縁が折り曲げられた帯板からなり、その長手方向両端の立設耳部２４が、熱交換器２０のコイル配設方向（図３において紙面貫通方向）の両端にそれぞれ設けられた支持板２５にネジ２６により固定されている。

空気流で飛ばされた結露水は、水切板２３の表面２３ａ上に落下し、この表面２３ａを熱交換器２０の方に流れて、当該熱交換器２０のフィン２１に再付着し、このフィン２１を伝わってドレンパン２２内に収集される。

特開２００１−１３２９７５号公報

水切板２３を設置することで熱交換器からの水飛びを防止することができるが、この水切板２３は、形状が複雑であり、また、熱交換器の全長に亘って設置する必要があることから、製造及び設置が煩雑であり、コストアップの要因となっている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成により水飛びを防止することができるとともに、コストダウンを図ることができる空気調和機を提供することを目的としている。

（１）本発明の空気調和機は、上側が開口された側面視Ｖ字状のＶ型熱交換器、このＶ型熱交換器の下方に配設され、当該Ｖ型熱交換器（１）の上方の開口端側から下方に空気を流し、熱交換された空気を機外に供給する送風機、及び前記Ｖ型熱交換器の下部に配設されたドレンパンを備えた空気調和機であって、
前記ドレンパン（２）の幅方向両端部は、前記Ｖ型熱交換器（１）の下端部の幅よりも拡幅されて突出部（２ａ）を構成しており、この突出部（２ａ）の上流側部分が空気の流れを阻害する通風抵抗部（１７）とされ、当該突出部（２ａ）の下流側部分が空気の流れをガイドする空気ガイド部（１８）とされており、
前記Ｖ型熱交換器（１）の上端部の幅をＷｕ、下端部の幅をＷｄとしたときに、前記突出部（２ａ）の幅Ｗｈは、（Ｗｕ−Ｗｄ）／１０≦Ｗｈであることを特徴としている。

本発明の空気調和機では、Ｖ型熱交換器の下部に配設されるドレンパンを当該Ｖ型熱交換器の下端部の幅よりも拡幅して突出部を構成している。この突出部は、Ｖ型熱交換器の上方の開口端側からの空気の流れ方向とほぼ直交する方向に突出しているので、熱交換器の下部付近における空気の流れを阻害する。このため、送風機の吸込口に近い熱交換器下部付近の風速が大きくなりすぎるのを抑制することができ、その結果、熱交換器のフィンに付着した結露水が空気流で飛ばされる水飛び現象を防止することができる。

また、突出部の下側部分は空気ガイド部とされており、当該突出部の上側部分で流れが阻害された空気流が送風機の吸込口へ流れるのがガイドされるので、ドレンパン通過後の空気流をスムーズに送風機の吸込口に導くことができる。

前記突出部は、ドレンパンを幅方向に拡副することで構成することができるので、従来の水切板に比べて構成が簡単であり、その結果、コストダウンを図ることができる。

（２）前記（１）の空気調和機において、前記突出部の幅Ｗｈを、（Ｗｕ−Ｗｄ）／１０≦Ｗｈ≦（Ｗｕ−Ｗｄ）／６とすることができる。この場合、水飛び現象が生じない程度に熱交換器下部部分の風速を抑えつつ、送風機の吸込抵抗の増加を抑制することができる。

（３）前記（１）又は（２）の空気調和機において、前記ドレンパンは側面視逆台形形状を呈しており、この逆台形形状において斜辺を構成する前記ドレンパンの側面が空気ガイド部として機能するものとすることができる。この場合、簡単な形状でドレンパンの突出部を通風抵抗部及び空気ガイド部として機能させることができる。

本発明の空気調和機によれば、簡単な構成により水飛びを防止することができ、コストダウンを図ることができる。

本発明の空気調和機の一実施の形態の一部破断斜視説明図である。 本発明におけるＶ型熱交換器及びドレンパンの側面説明図である。 本発明におけるドレンパンの他の例の側面説明図である。 従来のＶ型熱交換器の側面説明図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の空気調和機の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る空気調和機Ａの一部破断斜視説明図であり、図２は、本発明におけるＶ型熱交換器１及びドレンパン２の側面説明図である。

空気調和機Ａは、空気調和装置の室内機ないし室内側ユニットを構成しており、図示しない室外機と冷媒配管により接続されている。本実施の形態の空気調和機Ａは、床３の上に配設される床置型の空気調和機であり、多数のサーバー（図示せず）が配設されている床下空間４を空調するのに用いられる。

空気調和機Ａは、直方体形状のケーシング５と、このケーシング５内に配設されるＶ型熱交換器１、送風機６、モータ７及びドレンパン２とで主に構成されている。

ケーシング５は、鋼材からなる柱８及び横架材９と、これら柱８及び横架材９に取り付けられる側板及び底板１０とからなっている。本実施の形態では、ケーシング５の天井部分のほぼ全面が吸込口１１とされており、この吸込口１１には吸込グリル１２が取り付けられている。吸込グリル１２の機内側には、リターンエアに含まれる塵埃を取り除くためのフィルタ（図示せず）が配設されている。なお、図１では、機内の構成を図示するために、側板の図示を省略している。

Ｖ型熱交換器１は、ケーシング５内の上部に配設されており、互いに対向して配置された一対の平板状の熱交換器からなっている。Ｖ型熱交換器１は、上側（ケーシングの吸込口側）が開口された側面視Ｖ字形状を呈しており、吸込口１１から機内に吸い込まれた空気は、Ｖ型熱交換器１の開口端側から下方に流れ、当該Ｖ型熱交換器１のコイル１５を流れる冷媒と熱交換を行った後、送風機６に吸引される。なお、本明細書において、「側面視」における「側面」とは熱交換器を構成するコイル１５の配設方向又はフィン表面に垂直な方向から見た側面のことを意味し、図１では、左前方又は右後方の側面を意味している。

送風機６は、前記Ｖ型熱交換器１の下方、すなわちケーシング５内の下部に配設されており、本実施の形態では、同軸に配設された一対のシロッコファンタイプの送風機６ａ、６ｂからなっている。送風機６ａ、６ｂは、その回転軸方向において両者の中間に配置されたモータ７により回転駆動される。ケーシング５の底板１０には、図示しない吹出口が形成されており、Ｖ型熱交換器１のコイルを流れる冷媒との熱交換後に送風機６に吸引された調和空気は、当該吹出口、及びこの吹出口に対応して床に形成された送風口から床下空間４に供給される。なお、図１において、１４は、モータ７や図示しない室内側膨張弁などを駆動する制御基板などが収容されている制御ボックスである。

Ｖ型熱交換器１の下部には、当該Ｖ型熱交換器１のフィン１６に付着し、フィン表面を流下した結露水を収集するドレンパン２が配設されている。ドレンパン２は鋼板で作製されており、側面視逆台形形状を呈している。ドレンパン２に収集された結露水は、当該ドレンパン２の底面２ｂに形成された継手２ｃに接続されるドレーンホース１９を経由して機外に排出することができる。

ドレンパン２の幅方向（図２において左右方向）の両端部は、Ｖ型熱交換器１の下端部の幅よりも拡幅されて突出部２ａを構成している。この突出部２ａの上流側部分は、Ｖ型熱交換器１の開口端側からの空気の流れを阻害する通風抵抗部１７として機能し、突出部２ａの下流側部分は、空気の流れをガイドする空気ガイド部１８として機能する。すなわち、突出部２ａは、Ｖ型熱交換器１の開口端側からの空気の流れとほぼ直交する方向に突出しているので、当該Ｖ型熱交換器１の下部付近における空気の流れを阻害する。熱交換器の下部付近は送風機の吸込口に近いため、風速が大きくなるが、前記のような突出部２ａを設けることで、熱交換器の下部付近の風速が大きくなりすぎるのを抑制することができる。これにより、Ｖ型熱交換器１のフィン１５に付着した結露水が空気流で飛ばされる水飛び現象を防止することができる。また、逆台形形状において斜辺を構成するドレンパン２の側面からなる空気ガイド部１８は、下方に行くにつれてドレンパン２の幅方向中心に向かう傾斜面であることから、前記突出部２ａの通風抵抗部１７により流れが阻害された空気が送風機６の吸込口へ流れるのがガイドされる。これにより、ドレンパン２通過後の空気流をスムーズに送風機６の吸込口に導くことができる。

前記突出部２ａは、ドレンパン２を幅方向に拡幅することで構成することができるので、従来の水切板に比べて構成が簡単であり、その結果、コストダウンを図ることができる。突出部２ａの突出の程度は、ドレンパン２のサイズや形状、送風機６の定格風量などを考慮して選定することができ、本発明において特に限定されるものではないが、Ｖ型熱交換器１の上端部の幅をＷｕ、下端部の幅をＷｄとしたときに、突出部２ａの幅Ｗｈを、（Ｗｕ−Ｗｄ）／１０≦Ｗｈ≦（Ｗｕ−Ｗｄ）／６とすることができる。通常、この範囲の幅Ｗｈであれば、水飛び現象が生じない程度に熱交換器下部部分の風速を抑えつつ、送風機の吸込抵抗の増加を抑制することができる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点において単なる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、前記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、前述した実施の形態では、ドレンパンの形状が逆台形形状であるが、突出部の上流側部分が通風抵抗部として機能し、下流側部分が空気ガイド部として機能することができる限り、例えば図３の（ａ）、（ｂ）に示される側面視形状を有するものを用いることができる。

また、前述した実施の形態では、空気調和機は床に配設され、床下空間を空調するのに用いられているが、特許文献１のように空気調和機を天井の裏面上に配設し、当該天井下の居室を空調するのに用いることも可能である。

１ Ｖ型熱交換器
２ ドレンパン
３ 床
５ ケーシング
６ 送風機
７ モータ
１１ 吸込口
１５ コイル
１６ フィン
１７ 通風抵抗部
１８ 空気ガイド部
Ａ 空気調和機

Claims (3)

1. 上側が開口された側面視Ｖ字状のＶ型熱交換器（１）、このＶ型熱交換器（１）の下方に配設され、当該Ｖ型熱交換器（１）の上方の開口端側から下方に空気を流し、熱交換された空気を機外に供給する送風機（６）、及び前記Ｖ型熱交換器（１）の下部に配設されたドレンパン（２）を備えた空気調和機（Ａ）であって、
   前記ドレンパン（２）の幅方向両端部は、前記Ｖ型熱交換器（１）の下端部の幅よりも拡幅されて突出部（２ａ）を構成しており、この突出部（２ａ）の上流側部分が空気の流れを阻害する通風抵抗部（１７）とされ、当該突出部（２ａ）の下流側部分が空気の流れをガイドする空気ガイド部（１８）とされており、
   前記Ｖ型熱交換器（１）の上端部の幅をＷｕ、下端部の幅をＷｄとしたときに、前記突出部（２ａ）の幅Ｗｈは、（Ｗｕ−Ｗｄ）／１０≦Ｗｈであることを特徴とする、空気調和機（Ａ）。
2. 前記突出部（２ａ）の幅Ｗｈは、（Ｗｕ−Ｗｄ）／１０≦Ｗｈ≦（Ｗｕ−Ｗｄ）／６である、請求項１に記載の空気調和機（Ａ）。
3. 前記ドレンパン（２）は側面視逆台形形状を呈しており、この逆台形形状において斜辺を構成する前記ドレンパン（２）の側面が空気ガイド部（１８）として機能する請求項１又は請求項２に記載の空気調和機（Ａ）。

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