JP6153141B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機に関するものである。

空気調和する部屋の天井裏に本体が設置される天井埋め込み型の空気調和機としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。この空気調和機では、風向板における回転軸と直交する方向の寸法が、その風向板の回転軸付近で回転軸に近づくほど小さくなっている。

特開平８−０９４１６０号公報（主に図９）

一般に、天井埋込形の空気調和機の吹出口においては、吹出口の長手方向両端部が熱交換された二次空気と室内空気との境界になるため、冷房運転時に室内の高湿の空気を巻き込み、風向板の下流側や回転軸に結露が生じる恐れがあった。さらに、風向板を支持する回転軸の下流側は、吹出気流がはく離して負圧となるため、より室内空気を巻き込みやすく、風向板の下流側や回転軸に結露が生じる恐れがあった。

また、このような問題に関し、上述した特許文献１に開示の空気調和機では、結露を抑制できるが、風向板の幅が短くなることで、ショートサイクルしやすくなり、省エネ性において改善の余地がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ショートサイクルを招きにくく、且つ、風向板の結露防止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する。

上述した目的を達成するため、本発明の空気調和機は、ケーシングと、送風部と、熱交換器とを備え、前記ケーシングは、対象空間に向いた少なくとも一つの吸込口および少なくとも一つの吹出口を有するパネルを含んでおり、前記熱交換器は、前記吸込口から前記ケーシング内に吸込まれ前記吹出口から対象空間へと吹出される空気の流動路中に配置されている、空気調和機であって、前記吹出口を出口とする風路は、熱交換器出口側壁と、対向側壁と、２つの側壁とで形成されており、前記吹出口には、風向板が回転可能に設けられており、前記風向板は、メインボディと、２つの支持板と、２つの回転軸とを含んでおり、前記吹出口を出口とする風路には、前記側壁と前記支持板との間を通る気流の速度を低減する風速低減部が設けられている。
前記側壁は、前記風向板を回転可能に支持する第１部分と、該第１部分の上流側に位置する第２部分とを有しており、前記風速低減部は、前記第１部分と前記第２部分とで構成されており、前記第２部分は、前記第１部分よりも、前記吹出口を出口とする風路の長手方向の中央部に近くなっているように構成してもよい。
前記第２部分は、前記支持板よりも、前記吹出口を出口とする風路の長手方向の中央部から離れているように構成してもよい。
前記第２部分は、流れを、前記吹出口を出口とする風路の長手方向の中央部に近づくように案内する傾斜を有しているように構成してもよい。
前記第２部分は、流れを、前記吹出口を出口とする風路の長手方向の中央部に近づくように案内する斜面部と、前記回転軸に直交する方向に延びるストレート面部とを有しており、前記ストレート面部は、前記斜面部の下流側に位置しているように構成してもよい。
さらに、同目的を達成するための本発明の別の空気調和機は、ケーシングと、送風部と、熱交換器とを備え、前記ケーシングは、対象空間に向いた少なくとも一つの吸込口および少なくとも一つの吹出口を有するパネルを含んでおり、前記熱交換器は、前記吸込口から前記ケーシング内に吸込まれ前記吹出口から対象空間へと吹出される空気の流動路中に配置されている、空気調和機であって、前記吹出口を出口とする風路は、熱交換器出口側壁と、対向側壁と、２つの側壁とで形成されており、前記吹出口には、風向板が回転可能に設けられており、前記風向板は、メインボディと、２つの支持板と、２つの回転軸とを含んでおり、前記吹出口を出口とする風路には、前記風向板の前記回転軸よりも前記熱交換器出口側壁側を通る気流を、該回転軸の下流側を通し且つ前記対向側壁側へと偏向する、風向偏向部が設けられている。
前記風向偏向部は、前記支持板における前記回転軸が接続された面から、前記側壁に向けて延びるリブであるように構成してもよい。
あるいは、前記風向偏向部は、前記側壁から、前記支持板における前記回転軸が接続された面に向けて延びるリブであるように構成してもよい。

本発明によれば、ショートサイクルを招きにくく、且つ、風向板の結露防止を図ることができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の内部構造を側方から示した図である。 本実施の形態１に係る空気調和機の吹出口を上方から示した図である。 本発明の実施の形態１及び２に係る空気調和機の風向板近傍を側方から示す図である。 本発明の実施の形態３に係る空気調和機の風向板の回転軸近傍を側方から示す図である。 本発明の実施の形態４に係る空気調和機の風向板の回転軸近傍を側方から示す図である。 本発明の実施の形態５に係る空気調和機の風向板を、回転軸の方向から示す図である。 本実施の形態５に係る空気調和機の風向板の回転軸近傍を側方から示す図である。 本実施の形態６に係る空気調和機の吹出口周囲部を、回転軸の方向から示す図である。 本発明の実施の形態６に関する、図７と同態様の図である。

以下、本発明に係る空気調和機の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の内部構造を側方から示した図である。より詳細には、本実施の形態１に係る空気調和機は、いわゆるパッケージエアコンの室内機であり、図１は、空気調和機本体の主要部が部屋の天井裏に埋設され、本体下部が部屋の室内に面した状態を示している。

天井埋込形である空気調和機１００のケーシング５０内に、軸流ファン（ターボファン）１、ファンモータ２、熱交換器３が少なくとも配置されている。空気調和機１００のケーシング５０は、対象空間である部屋１７の天井面１５の裏側（部屋と逆側）に埋め込まれている。

一例であるが、本実施の形態１では、ケーシング５０は、平面視矩形のケーシング天板５と、ケーシング天板５の四辺から下方に延びる四面のケーシング側板４とを有している。換言すると、ケーシング５０は、四つのケーシング側板４からなる角筒の上面がケーシング天板５によって閉塞された箱である。

ケーシング５０の下部には、すなわち、上記の箱でいう開放された下端面には、化粧パネル６が、ケーシング５０に対して着脱自在に取り付けられている。図１に示されるように、ケーシング天板５は、天井面１５よりも上方に位置し、化粧パネル６は、天井面１５とほぼ同一面に位置している。

また、空気調和機１００のケーシング５０は、少なくとも一つの吸込口８及び少なくとも一つの吹出口９を有している。化粧パネル６の中央付近には、吸込グリル７が設けられており、この吸込グリル７に、吸込口８が設けられている。吸込グリル７の内側には、吸込グリル７を通過した後の空気を除塵するフィルタ７ａが設けられている。

一例であるが、本実施の形態１では、化粧パネル６及び吸込グリル７はそれぞれ平面視矩形の外周縁を有している。

化粧パネル６の外周縁と、吸込グリル７の外周縁との間の領域には、空気の吹出口である複数の吹出口９が設けられている。本実施の形態１では、化粧パネル６及び吸込グリル７それぞれが、概ね４辺の外周縁を有していることに対応し、吹出口９は、４つ設けられており、吹出口９それぞれが、化粧パネル６及び吸込グリル７における対応する辺に沿うように配置されている。また、４つの吹出口９は、吸込グリル７を包囲するように位置している。

ケーシング５０内の中央部には、ファンモータ２が配置されている。ファンモータ２は、ケーシング天板５の下面（ケーシングの内部空間側）に支持されている。ファンモータ２における下向きに延びるモータ回転軸２ａには、送風部としての軸流ファン１が取り付けられている。

さらに、軸流ファン１と吸込グリル７との間には、吸込グリル７から軸流ファン１に向かう吸込風路を形成するベルマウス１４が設けられている。軸流ファン１は、吸込グリル７からケーシング内に空気を吸込み、その空気を吹出口９から対象空間である室内１７へと流出させる。

軸流ファン１における径方向外側には、熱交換器３が配置されている。換言するならば、熱交換器３は、ケーシング５０内に収容されており、特に、吸込口８からケーシング５０内に吸込まれ吹出口９から対象空間へと吹出される空気の流動経路中に配置されて、その空気と冷媒との間で熱交換を行う。

熱交換器３は、水平方向に所定の間隔をあけて配置された複数のフィンと、それらフィンを貫通する伝熱管とを有し、伝熱管は、図示しない周知の室外機に接続配管によって接続されており、それにより熱交換器３には、冷却された冷媒または加熱された冷媒が供給される。なお、軸流ファン１、ベルマウス１４、熱交換器３の構成は特に限定されるものではなく、本実施の形態１では周知のものが用いられている。

このような構成において、軸流ファン１が回転すると室内１７の空気が化粧パネル６の吸込グリル７の吸込口８に吸い込まれる。そして、フィルタ７ａにおいて除塵された空気は、ベルマウス１４によって案内されて軸流ファン１に吸い込まれる。さらに、軸流ファン１では、下方から上方に向かって吸い込まれた空気が、径方向でいう外側方向に、吹き出される。そのように吹き出された空気は、熱交換器３を通過する際に、熱交換及び湿度調整された後、流れ方向を下方に変更して、吹出口９それぞれから室内１７に吹き出される。

次に、吹出口９及びその関連構造の詳細について、図１〜図３に基づいて、説明する。なお、４つの吹出口及びその関連構造は、同様に構成されているため、以下、１つの吹出口及びその関連構造を取り上げて説明する。図２は、本実施の形態１に係る空気調和機の吹出口を上方から示した図である。図３は、本実施の形態１に係る空気調和機の風向板近傍を側方から示す図であり、図２における矢印ＩＩＩにしたがって見たときの図である。なお、図２及び図３は、図を見やすくするために模式的に示したものであり、図２においては、風向板を図示省略している。

図２に示されるように、吹出口９は、平面視の位置関係でいうと、熱交換器３と、ケーシング側板４との間にある。より詳細には、図２に示されるように、熱交換器出口側壁１０と、その熱交換器出口側壁１０に対向する対向側壁１１との間にある。吹出口９を出口とする風路のケーシング中央側（熱交換器側・送風機側）は、熱交換器出口側壁１０で画定されており、吹出口９を出口とする風路の化粧パネル６の外周縁側は、ケーシングの側板側である対向側壁１１で画定されている。熱交換器出口側壁１０の両端と対向側壁１１の両端とは、２つの側壁１２でつながっている。

吹出口９には、吹出す空気の方向を調整する風向板１３が設けられている。風向板１３は、２つの回転軸１３ａと、２つの支持板１３ｂと、メインボディ１３ｃとを含んでいる。

２つの支持板１３ｂは、メインボディ１３ｃにおける長手方向（平面視、軸流ファンの回転軸を中心とする径方向とほぼ直交する方向）の対応する端部に位置しており、２つの回転軸１３ａは、対応する支持板１３ｂにおける、メインボディ１３ｃとの反対側に位置している。風向板１３は、２つの回転軸１３ａにおいて、回転可能に支持されている。支持板１３ｂはそれぞれ、メインボディ１３ｃの上流端から下流端までの少なくとも一部に形成されている。なお、図示例では、支持板１３ｂはそれぞれ、メインボディ１３ｃの上流端から下流端まで延びている。つまり、風向板１３における回転軸１３ａの延びる方向と直交する方向の幅は、２つの回転軸１３ａの間において、ほぼ一定となっている。

図３に示されるように、側壁１２は、風向板１３を回転可能に支持する第１部分１２ａと、該第１部分１２ａの上流側に位置する第２部分１２ｂとを有している。２つの第２部分１２ｂの間には、風向板１３は位置していない。第１部分１２ａと第２部分１２ｂとの間には、段差部１２ｃが形成されている。そして、側壁１２は、第２部分１２ｂが第１部分１２ａよりも吹出口９を出口とする風路の長手方向の中央部ＣＰに近くなるように構成されている。本実施の形態１では、少なくとも第１部分１２ａと、第２部分１２ｂとによって、側壁１２と支持板１３ｂとの間を通る気流の速度を低減する風速低減部１８が構成されている。なお、例えば、第１部分１２ａは、化粧パネル６の構成部材からなり、第２部分１２ｂは、ケーシングの構成部材からなるように実施してもよい。

以上のように構成された本実施の形態１に係る空気調和機によれば、吹出口を出口とする風路に関し、側壁と支持板との間の風路部分が、下流に向かって拡大風路となる。よって、通る気流の速度が低下するため、風向板の回転軸における吹出気流のはく離が抑制され、回転軸の下流側まで吹出気流が回り込みやすくなり、風向板の回転軸の下流のはく離域が縮小する。よって、はく離による負圧に巻き込まれる室内空気が減少する。このように本実施の形態１の空気調和機によれば、回転軸の近傍で風向板の幅を減少させる構成に頼ることなく、風向板の回転軸の下流のはく離域を縮小するので、ショートサイクルを招きにくく、且つ、風向板の結露防止を図ることができる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２は、上述した実施の形態１をさらに限定するものであり、図３に示す構成で説明することができる。

図３に示すように、側壁１２は、第２部分１２ｂのほうが第１部分１２ａよりも吹出口９を出口とする風路の長手方向の中央部ＣＰに近くなるように構成されている。また、平面的に投影してみて、または、図３に示すように側方から投影してみて、第２部分１２ｂのほうが、支持板１３ｂよりも、吹出口９を出口とする風路の長手方向の中央部ＣＰから離れている。

このように構成された本実施の形態２に係る空気調和機においても、上記実施の形態１と同様な利点が得られている。さらに加えて、実施の形態２においては、風向板１３の回転軸１３ａの上流部のみ吹出風路が塞がれ、風向板１３のメインボディ１３ｃの上流部の吹出風路は塞がれない構成のため、風向板１３の表裏両面を沿う吹出気流の低下を抑えることができる。また、風路面積の縮小による通風抵抗の増加を抑制しつつ、風向板の回転軸１３ａに流入する気流を抑制できる。

実施の形態３．
次に図４に基づいて本発明の実施の形態３について説明する。図４は、本実施の形態３に係る空気調和機の風向板の回転軸近傍を側方から示す図である。なお、本実施の形態３の空気調和機は、以下に説明する部分を除いては、実施の形態１または２と同様であるものとする。

図４に示すように、風速低減部１１８の第２部分１１２ｂは、第１部分１２ａよりも、吹出口９を出口とする風路の長手方向の中央部ＣＰに近くなるように構成されている。さらに、第２部分１１２ｂの下流部は、第２部分１１２ｂの上流部よりも、吹出口９を出口とする風路の長手方向の中央部ＣＰに近くなっている。すなわち、この第２部分１１２ｂは、流れを、吹出口９を出口とする風路の長手方向の中央部ＣＰに近づくように案内（偏向）する傾斜を有している。

このように構成された本実施の形態３に係る空気調和機においても、上記実施の形態１と同様な利点が得られている。さらに加えて、実施の形態３においては、吹出口を出口とする風路が風向板に向かって縮流形状となるため、気流が整流され、室内空気の巻き込みをさらに抑制することが可能となる。

実施の形態４．
次に図５に基づいて本発明の実施の形態４について説明する。図５は、本実施の形態４に係る空気調和機の風向板の回転軸近傍を側方から示す図である。なお、本実施の形態４の空気調和機は、以下に説明する部分を除いては、実施の形態１と同様であるものとする。

図５に示すように、風速低減部２１８の第２部分２１２ｂは、第１部分１２ａよりも、吹出口９を出口とする風路の長手方向の中央部ＣＰに近くなるように構成されている。さらに、第２部分２１２ｂは、流れを、吹出口９を出口とする風路の長手方向の中央部ＣＰに近づくように案内（偏向）する斜面部２５３と、回転軸１３ａにほぼ直交する方向（概ね鉛直方向）に延びるストレート面部２５５とを有している。ストレート面部２５５は、斜面部２５３の下流側に位置しており、斜面部２５３の下流部は、斜面部２５３の上流部よりも、吹出口９を出口とする風路の長手方向の中央部ＣＰに近くなっている。

このように構成された本実施の形態４に係る空気調和機においても、上記実施の形態１と同様な利点が得られている。さらに加えて、実施の形態４においては、風向板可動域より上流の第２部分にストレート面部が設けられているので、気流が風向板に向かってまっすぐに流入する。そのため、風向板の下流端まで吹出気流が沿いやすく、それによっても、室内の高湿空気の巻き込みを抑制できる。

実施の形態５．
次に図６及び図７に基づいて本発明の実施の形態５について説明する。図６は、本実施の形態５に係る空気調和機の風向板を、回転軸の方向から示す図である。図７は、本実施の形態５に係る空気調和機の風向板の回転軸近傍を側方から示す図である。なお、本実施の形態５の空気調和機は、以下に説明する部分を除いては、実施の形態１と同様であるものとする。

図６及び図７に示すように、吹出口を出口とする風路には、風向偏向部３２０が設けられている。風向偏向部３２０は、風向板の回転軸１３ａよりも熱交換器出口側壁１０側を通る気流を、回転軸１３ａの下流側を通し、且つ、対向側壁１１側へと偏向する。

風向偏向部３２０は、回転軸１３ａ側に僅かに凹んだリブである。本実施の形態５では、風向偏向部３２０は、支持板１３ｂにおける回転軸１３ａが接続された面（メインボディ１３ｃとの反対側の面）から、側壁３１２に向けて（側壁３１２には当接せずに）延びている。側壁３１２は、本実施の形態５では、殆ど段差のない壁面で構成されている。

このように構成された本実施の形態５に係る空気調和機においても、上記実施の形態１と同様な利点が得られている。さらに加えて、実施の形態５においては、吹出口の長手方向端部付近に、風向偏向部が形成されているため、回転軸の下流側に吹出気流が流入しやすく、室内空気の巻き込みを抑制できる。

実施の形態６．
次に図８及び図９に基づいて本発明の実施の形態６について説明する。図８は、本実施の形態６に係る空気調和機の吹出口周囲部を、回転軸の方向から示す図である。図９は、本発明の実施の形態６に関する、図７と同態様の図である。なお、本実施の形態６の空気調和機は、以下に説明する部分を除いては、実施の形態１と同様であるものとする。

図８及び図９に示すように、吹出口を出口とする風路には、風向偏向部４２０が設けられている。風向偏向部４２０は、風向板の回転軸１３ａよりも熱交換器出口側壁１０側を通る気流を、回転軸１３ａの下流側を通し、且つ、対向側壁１１側へと偏向する。

風向偏向部４２０は、平板状に延びたリブである。本実施の形態６では、風向偏向部４２０は、側壁３１２から、支持板１３ｂにおける回転軸１３ａが接続された面（メインボディ１３ｃとの反対側の面）に向けて（支持板１３ｂには当接せずに）延びている。側壁３１２は、本実施の形態６では、殆ど段差のない壁面で構成されている。

このように構成された本実施の形態６に係る空気調和機においても、上記実施の形態１と同様な利点が得られている。さらに加えて、実施の形態６においても、実施の形態５と同様、回転軸の下流側に吹出気流が流入しやすく、室内空気の巻き込みを抑制できる。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

１ 軸流ファン（送風部）、２ ファンモータ、３ 熱交換器、６ 化粧パネル（パネル）、８ 吸込口、９ 吹出口、１０ 熱交換器出口側壁、１１ 対向側壁、１２、３１２ 側壁、１２ａ 第１部分、１２ｂ、１１２ｂ、２１２ｂ 第２部分、１２ｃ 段差部、１３ 風向板、１３ａ 回転軸、１３ｂ 支持板、１３ｃ メインボディ、１８、１１８、２１８ 風速低減部、５０ ケーシング、１００ 空気調和機、２５３ 斜面部、２５５ ストレート面部、３２０、４２０ 風向偏向部。

Claims (4)

1. ケーシングと、送風部と、熱交換器とを備え、
   前記ケーシングは、対象空間に向いた少なくとも一つの吸込口および少なくとも一つの吹出口を有するパネルを含んでおり、
   前記熱交換器は、前記吸込口から前記ケーシング内に吸込まれ前記吹出口から対象空間へと吹出される空気の流動路中に、配置されている、空気調和機であって、
   前記吹出口を出口とする風路は、熱交換器出口側壁と、該熱交換器出口側壁に対向する対向側壁と、該熱交換器出口側壁の両端と該対向側壁の両端とをつなぐ２つの側壁とで形成されており、
   前記吹出口には、風向板が回転可能に設けられており、
   前記風向板は、メインボディと、該メインボディの長手方向の両端部にそれぞれ形成されている支持板と、該支持板にそれぞれ接続されている回転軸とを含んでおり、
   前記側壁は、前記風向板を回転可能に支持する第１部分と、該第１部分の上流側に位置する第２部分とを有しており、
   前記吹出口を出口とする風路には、前記第１部分と前記第２部分とで構成されている風速低減部が設けられており、
   前記第２部分は、前記第１部分よりも、前記吹出口を出口とする風路の長手方向の中央部に近くなっており、
   前記第２部分は、流れを、前記吹出口を出口とする風路の長手方向の中央部に近づくように案内する斜面部と、前記回転軸に直交する方向に延びるストレート面部とを有しており、
   前記ストレート面部は、前記斜面部の下流側に位置している、
   空気調和機。
2. ケーシングと、送風部と、熱交換器とを備え、
   前記ケーシングは、対象空間に向いた少なくとも一つの吸込口および少なくとも一つの吹出口を有するパネルを含んでおり、
   前記熱交換器は、前記吸込口から前記ケーシング内に吸込まれ前記吹出口から対象空間へと吹出される空気の流動路中に、配置されている、空気調和機であって、
   前記吹出口を出口とする風路は、熱交換器出口側壁と、該熱交換器出口側壁に対向する対向側壁と、該熱交換器出口側壁の両端と該対向側壁の両端とをつなぐ２つの側壁とで形成されており、
   前記吹出口には、風向板が回転可能に設けられており、
   前記風向板は、メインボディと、該メインボディの長手方向の両端部にそれぞれ形成されている支持板と、該支持板にそれぞれ接続されている回転軸とを含んでおり、
   前記吹出口を出口とする風路には、前記風向板の前記回転軸よりも前記熱交換器出口側壁側を通る気流を、該回転軸の下流側を通し且つ前記対向側壁側へと偏向する、風向偏向部が設けられている、
   空気調和機。
3. 前記風向偏向部は、前記支持板における前記回転軸が接続された面から、前記側壁に向けて延びるリブである、
   請求項２の空気調和機。
4. 前記風向偏向部は、前記側壁から、前記支持板における前記回転軸が接続された面に向けて延びるリブである、
   請求項２の空気調和機。

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