JP6188940B2 - 空気調和機の室内ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、空気調和機の室内ユニットに関するものである。
一般に、空気調和機の室内ユニットは、熱交換器、ファン、および前記熱交換器の下部に配置されるドレンパンを構成部材とし、これら構成部材が箱状のケーシングに内蔵されて構成されている。熱交換器は、一定の間隔を介して積層されている複数枚のフィンと、これらフィンに貫通し内部に冷媒が流れる伝熱管とを有する。そして、熱交換器の下流にファンが配置されている。
このような空気調和機の室内ユニットは、配管で接続された室外ユニットとの間で冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成し、室内ユニットの熱交換器内にて、伝熱管に流通した冷媒とフィン間に通風した空気との間で熱交換させることにより、部屋を冷房、暖房および再熱除湿する。
また、室内ユニットの熱交換器は、逆V字形に配置した複数の熱交換器ブロックに分割され、それぞれ冷媒配管で接続されている。また、室内ユニットの熱交換器は、いずれかの熱交換器ブロックと熱交換器ブロックとの間に再熱除湿弁を備えており、冷房運転では、再熱除湿弁を全開して、低温低圧の冷媒を熱交換器に流通させて空気を冷却している。また、再熱除湿運転では、再熱除湿弁をある程度絞り、再熱除湿弁の上流側の熱交換器ブロックで冷媒を凝縮させて空気を加熱するとともに、下流側の熱交換器ブロックで冷媒を蒸発させて空気を冷却・除湿し、かつそれら空気を合流させている。
このようなものにおいて、冷媒流路を並列回路で構成することにより冷媒の圧力損失を低減し、圧力損失増加に伴う冷媒温度低下を抑制して、熱交換器の有効利用および冷凍サイクルの効率を向上させ、高性能化およびコンパクト化を図るようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−254555号公報(要約、図2)
しかしながら、従来の空気調和機の室内ユニットにおいては、冷房運転の際、再熱除湿弁の上流側と下流側に接続させた隣り合う熱交換器ブロック間で、冷媒が伝熱管を流れる際の圧力損失に伴う温度低下により大きな温度差が発生する。
また、冷房運転時、再熱除湿弁は全開となっているが、一般に、再熱除湿弁は全開時の弁口径が配管の内径よりも小さく、弁内が急縮小、曲がり流路で構成されているため、さらに大きな圧力損失が発生し、温度差が増大する。そして、温度差が発生した熱交換器において、熱交換器出口では、比較的低温側の熱交換器ブロックを通過した低温低湿空気と、高温側を通過した高温高湿空気とが、下流に配置された構成部材すなわちファンや風向板に隣り合って(あるいは表裏に)流れる。つまり、従来は低温空気と高温空気が流れるところにファンやが風向板が存在し、露が発生する。特に、ファンは回転して横切るため、低温空気で冷却されたファン表面を高温空気が流れることとなり、露が発生し易く、露垂れや露飛びなどを引き起こして機器の信頼性低下を招いていた。また、このような着露を抑制するため、冷房能力を下げるなどの対策が必要となり、機器の性能低下を招いていた。
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、室内ユニットの構成部材に露が発生するのを抑制でき、信頼性の向上と性能向上の両立を図れる空気調和機の室内ユニットを得ることを目的とする。
本発明に係る空気調和機の室内ユニットは、熱交換器およびファンを内蔵し、吸込み口および吹出し口が形成された箱状のケーシングを備え、熱交換器を通過する空気が上方から下方に向かって流れる空気調和機の室内ユニットにおいて、熱交換器は、複数の熱交換器ブロックに分割されており、複数の熱交換器ブロックは、室温よりも温度の低い冷媒を流通させる第1の熱交換器ブロックと、第1の熱交換器ブロックと隣接して配置され、第1の熱交換器ブロック内の冷媒よりも温度の高い冷媒を流通させる第2の熱交換器ブロックと、を含んでおり、第1の熱交換器ブロックと第2の熱交換器ブロックとは、それぞれの下端側での互いの距離がそれぞれの上端側での互いの距離よりも遠くなるように側面視で逆V字型に配置されており、熱交換器の下流側には、第1の熱交換器ブロックを通過した空気と、第2の熱交換器ブロックを通過した空気とが交差するように空気の流れ方向を転向させる空気混合促進部材が設けられており、空気混合促進部材は、波板で構成され、その波高さは下流側に向かって増加するように構成されており、波板は、空気層を介した2重構造で構成されているものである。
本発明に係る空気調和機の室内ユニットにおいては、熱交換器は、複数の熱交換器ブロックに分割されており、複数の熱交換器ブロックは、室温よりも温度の低い冷媒を流通させる第1の熱交換器ブロックと、第1の熱交換器ブロックと隣接して配置され、第1の熱交換器ブロック内の冷媒よりも温度の高い冷媒を流通させる第2の熱交換器ブロックと、を含んでおり、第1の熱交換器ブロックと第2の熱交換器ブロックとは、それぞれの下端側での互いの距離がそれぞれの上端側での互いの距離よりも遠くなるように側面視で逆V字型に配置されており、熱交換器の下流側には、第1の熱交換器ブロックを通過した空気と、第2の熱交換器ブロックを通過した空気とが交差するように空気の流れ方向を転向させる空気混合促進部材が設けられているので、低温低湿空気と高温高湿空気とが効率良く混合され、平均化されて、高温側の空気の露点よりも高い中温中湿空気となって下流に流すことができる。このため、下流に配置された室内ユニットの構成部材を温度差の異なる空気が隣り合って(あるいは表裏に)流れることがなくなり、室内ユニットの構成部材に露が発生するのを抑制することができる。また、冷房能力を下げるなどの対策が必要となり、信頼性の向上と性能向上の両立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室内ユニットを示す側面視の断面図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内ユニットの熱交換器およびその冷媒流路を示す側面視の断面図である。 空気混合促進部材が無い比較例における湿り空気線図を示すグラフである。 本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内ユニットの空気混合促進部材がある場合の湿り空気線図を示すグラフである。 本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内ユニットの熱交換器の第1の変形例を示す側面視の断面図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内ユニットの熱交換器の第2の変形例を示す側面視の断面図である。 本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内ユニットを示す側面視の断面図である。 本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内ユニットの空気混合促進部材と熱交換器との関係を示す斜視図である。 図8のA断面図である。 図8のB断面図である。 本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内ユニットの空気混合促進部材を示す斜視図である。 図11のA方向から見た空気混合促進部材の正面図である。 本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内ユニットの空気混合促進部材の波形形状の変形例を示す模式図である。 本発明の実施の形態3に係る空気調和機の室内ユニットを示す側面視の断面図である。 本発明の実施の形態3に係る空気調和機の室内ユニットの空気混合促進部材と熱交換器との関係を示す斜視図である。 図15のC断面図である。 図15のD断面図である。
実施の形態1.
以下に、図示実施の形態により本発明に係る膨張弁について説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。
図1は本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内ユニットを示す側面視の断面図である。図2は本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内ユニットの熱交換器およびその冷媒流路を示す側面視の断面図である。
図1において、室内ユニット50Aは、吸込み口6および吹出し口2が形成された箱状のケーシング1を備えている。ケーシング1内には、ファン4、熱交換器7、ドレンパン8および吹出し口2に空気を導く導風壁9が設けられている。ファン4は上部に配置されており、吸込み口6には、ファン4の外周部を取り囲むようにベルマウス3が設けられている。ここで、ケーシング1内には、ファン4を駆動することによって吸込み口6から流入した空気がファン4および熱交換器7を通って吹出し口2へ流れる風路が形成される。
ファン4は軸流ファンであり、ボス4bと、このボス4bの外周部に設けられた複数の羽根4aと、ボス4bの中心を回転軸としてボス4bおよび羽根4aを回転させるファンモーター5とを備えている。本発明の実施の形態1では、図示しないが、ファンモーター5がボス4bの内側に取り付けられている。
ここで、熱交換器7は、図1に示すように、4つの熱交換器ブロック7a,7b,7cおよび7dに分割され、これら熱交換器ブロック7a〜7dが水平方向に並べられてジグザグ状(V字または逆V字形)に配置されている。つまり、本発明の実施の形態1に係る熱交換器7は、ジグザグ状に配置された4つの熱交換器ブロック7a〜7dによって、3つの折れ曲がり部(熱交換器ブロックの端部相互が接続されている箇所)が形成されている。そして、熱交換器ブロック7a,7bで形成される下方の折れ曲がり部の下部にドレンパン8aが、また熱交換器ブロック7c,7dで形成される下方の折れ曲がり部の下部にドレンパン8bが、それぞれ配置されている。熱交換器7、つまり熱交換器ブロック7a〜7dは、フィン71と伝熱管72とで構成されている。フィン71は、複数の短冊状の板で構成され、空気が流れる隙間が形成されるように、紙面垂直方向に一定の間隔を介して積層されている。すなわち、第2の熱交換器ブロックである熱交換器ブロック7bと第1の熱交換器ブロックである熱交換器ブロック7cとは、それぞれの下端側での互いの距離がそれぞれの上端側での互いの距離よりも遠くなるように側面視で逆V字型に配置されている。
また、各熱交換器ブロック7a〜7dにおいて、伝熱管72は、図2に示すように、空気の流れ方向(以下、列方向と呼ぶ。なお、それと直角方向を段方向と呼ぶ。)に2列に配置され、隣り合う伝熱管72相互が、手前側においてUベンド管10を介してつながっている。また、伝熱管72は、図示しない奥側が、ヘアピン管でつながっており、冷媒が各列内で上下方向に蛇行して流れた後、隣の列に流れるように構成されている。
また、各熱交換器ブロック7a〜7dは、図2に示すように、冷媒配管11a,11bで接続されており、冷媒配管11bの途中に、流量調整弁である再熱除湿弁12が接続されている。
また、熱交換器ブロック7b,7cを通過した空気が合流する位置には、空気混合促進部材100aと、空気混合部100bとが設けられている。これら空気混合促進部材100aと空気混合部100bとは、熱交換器ブロック7bを通過した空気と、熱交換器ブロック7cを通過した空気とが交差するように空気の流れ方向を転向させる機能を有する。なお、室内ユニット50Aは、配管で接続された室外ユニット(図示せず)との間で冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成している。
次に、本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内ユニット50Aの動作について説明する。図1に矢印で空気の流れを示すように、ファン4により発生する空気の流れは、吸込み口6、ファン4、熱交換器7へと流れ、吹出し口2から排出される。熱交換器7のフィン71間の隙間を通る空気は、この間、熱交換器7と熱交換する。その際、ファン4から送られた空気は、熱交換器7に向かって下方に流れるが、熱交換器7のフィン71間の隙間を通過する際の通風抵抗(整流作用)によってフィン71内の最短距離を流れるように曲げられ、フィン71を流出した後は吹出し口2に向かって再び下方に流れる。
次に、冷媒の流れについて説明する。まず、冷房運転の場合、図2に矢印で冷媒の流れを示すように、冷媒の圧力損失を低減させるために低温冷媒を熱交換器ブロック7a,7bに分流して流した後、合流させ、全開にした再熱除湿弁12を通過させる。その後、再び低温冷媒を熱交換器ブロック7c,7dに分流して流した後、再度合流させ、流通させる。この時、熱交換器7内にて、伝熱管72に流通させた冷媒とフィン71間に通風した空気との間で熱交換させることにより、冷風を送風し、部屋を冷房する。
次に、再熱除湿運転の動作について説明する。再熱除湿運転の場合、再熱除湿弁12をある程度絞る。これによって、再熱除湿弁12の上流側の熱交換器ブロック7a,7bが凝縮器となり、冷媒を凝縮させて空気を加熱する。また、下流側の熱交換器ブロック7c,7dが蒸発器となり、冷媒を蒸発させて空気を冷却・除湿する。そして、再熱除湿弁12の上流側の熱交換器ブロック7a,7bを通過することで加熱された空気と、再熱除湿弁12の下流側の熱交換器ブロック7c,7dを通過することで冷却・除湿された空気とは合流し、比較的高温で除湿された混合空気となって吹出し口2より送風される。
暖房運転の場合、冷媒は図2の矢印とは逆の向きに流れ、空気を加熱し、温風を送風し部屋を暖房する。
ここで、冷房運転の場合、再熱除湿弁12の下流側の熱交換器ブロック7cの冷媒温度は、冷媒が伝熱管72や再熱除湿弁12を流れる際の圧力損失に伴う温度低下により、上流側の熱交換器ブロック7bに比べて低下し、大きな温度差が発生する。再熱除湿弁12は全開となっているものの、一般に、全開時の弁口径でも配管の内径より小さく、また弁内は急縮小、曲がり流路で構成される場合が多いため、これらを流れる際の圧力損失が、伝熱管72の圧力損失に追加され、大きな温度差が発生する。そして、熱交換器7の出口では、低温側の熱交換器ブロック7cを通過した低温低湿空気と、高温側の7bを通過した高温高湿空気とが隣り合って流出し、下流に配置された風向制御板や仕切り板(いずれも図示せず)などの構成部材を隣り合って(あるいは表裏に)流れる。その際、低温空気で冷却された構成部材の表面を高温高湿空気が流れて、構造部材に露が発生し易くなる。
次に、この状況を図3に基づき説明する。図3は空気混合促進部材が無い比較例における湿り空気線図を示すグラフであり、縦軸に絶対湿度をとり、横軸に乾球温度をとったものである。
図3に示すように、吸込み口6から流入し、高温側の熱交換器ブロック7b(冷媒温度a)を通過する空気は、出口空気状態A(高温側の空気の露点Cよりも空気温度が高い状態)に移行する。また、低温側の熱交換器ブロック7c(冷媒温度b)を通過する空気は出口空気状態B(高温側の空気の露点Cよりも空気温度が低い状態)に移行する。そして、この空気混合促進部材が無い比較例においては、出口空気状態Aにある空気とこれとは温度が異なる出口空気状態Bにある空気とが、下流に配置された風向制御板や仕切り板などの構成部材を隣り合って(あるいは表裏に)流れる。この際、構成部材の表面は低温空気の出口空気状態Bの乾球温度まで冷却され、高温側の空気の露点C以下となっているため、部材表面に露が発生する。
しかし、本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内ユニット50Aにおいては、熱交換器ブロック7b,7cを通過した空気が合流する位置に、空気混合促進部材100aと空気混合部100bとを設置しているので、図1に矢印で示すように、低温低湿空気は高温高湿空気側に、高温高湿空気は低温低湿空気側に風向きが転向される。そして、空気混合促進部材100aを流出した後の空気混合部100bで、低温低湿空気と高温高湿空気とが効率良く混合され、平均化されて、乾球温度が高温側の空気の露点Cよりも高い中温中湿空気となって下流に流れる。したがって、下流に配置された室内ユニットの構成部材を温度差の異なる空気が隣り合って(あるいは表裏に)流れることがなくなり、室内ユニットの構成部材に露が発生することがない。
この状況を図4に基づき図1を参照しながら説明する。図4は本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内ユニットの空気混合促進部材がある場合の湿り空気線図を示すグラフであり、縦軸に絶対湿度をとり、横軸に乾球温度をとったものである。
図4に示すように、高温側の熱交換器ブロック7b(冷媒温度a)を通過して出口空気状態Aに移行した高温高湿空気と、低温側の熱交換器ブロック7c(冷媒温度b)を通過して出口空気状態Bに移行した低温低湿空気とは、空気混合促進部材100aと空気混合部100bとによって混合されて混合空気状態(中温中湿空気)Dとなる。この混合空気状態(中温中湿空気)D、つまり室内ユニットの構成部材に触れる空気は、乾球温度が高温側の空気の露点Cよりも高くかつ平均化されている。このため、室内ユニットの構成部材に露が発生することがない。
なお、空気混合促進部材100aは、温度差の異なる空気が隣り合って(あるいは表裏に)流れることがない位置に配置されているか、断熱材や熱伝導率が低い材質で形成されている。すなわち、空気混合促進部材100aは、温度差の異なる空気相互で熱交換しない構造となっている。
このように、本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内ユニット50Aは、室内ユニットの構成部材に露が発生することがないので、露垂れや露飛びなどを引き起こして機器の信頼性低下を招くことがない。また、露垂れや露飛びを抑制できるため、冷房能力を下げるなどの対策も不要である。このため、信頼性を低下させることなく、機器の性能向上を図ることができる。
なお、下流側の熱交換器ブロック7c内の冷媒圧力損失をさらに低減させるために、上流側の熱交換器ブロック7bの冷媒流路の分流数(並列流路数)を増加させる場合には、冷媒を均等に分流させるディストリビューター(分配器)を、再熱除湿弁12と直列に配置する。また、再熱除湿機能が不要の場合には、ディストリビューター(分配器)を再熱除湿弁12の代わりに配置する。しかし、このような場合には、熱交換器ブロック7bを通過した高温空気と、熱交換器ブロック7cを通過した低温空気との間の温度差が拡大する。
また、配管の取り回し上、熱交換器ブロック7b,7c間で、一度分流させた冷媒流路を一旦合流させ、また再分岐させるような構成にする場合には、冷媒が伝熱管72を流れる際の圧力損失に伴う温度低下によって熱交換器ブロック7b,7c間で温度差が発生し易くなる。また、冷媒流路を熱交換器ブロック7b,7c間で直列に接続する場合でも、冷媒が伝熱管72を流れる際の圧力損失に伴う温度低下によって熱交換器ブロック7b,7c間で温度差が発生し易くなる。
本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内ユニット50Aは、そのような場合でも、熱交換器ブロック7b,7cを通過した高温空気と低温空気が、空気混合促進部材100aおよび空気混合部100bによって、互いに交差するように空気の流れ方向を転向させられて混合され、平均化されて、乾球温度が高温側の空気の露点Cよりも高い中温中湿空気とすることができる。そのため、本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内ユニット50Aは、空気混合促進部材100aよりも下流に配置された室内ユニットの構成部材で露が発生することがない。このため、信頼性を低下させることなく、機器の性能向上を図ることができる。
なお、ここでは、熱交換器ブロック7a,7bに冷媒を分流させたものを例に挙げて説明したが、分流させずに1パスでもよいし、さらに圧力損失を低減するために、3パス以上にしてもよい。
図5は本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内ユニットの熱交換器の第1の変形例を示す側面視の断面図である。
この第1の変形例の熱交換器7Aは、図5に示すように、ブロック数を3つ、すなわち熱交換器ブロック7a、7b、7cで構成している。また、そのうち熱交換器ブロック7a、7bは側面視で逆V字型に配置されており、図示しないが、これら熱交換器ブロック7a、7bの間に、前述した空気混合促進部材100aと空気混合部100bとが配置されているものである。
このような熱交換器のブロック構成(ブロック数が3つ)としても、空気混合促進部材100aと空気混合部100bとを配置できる逆V字型の熱交換器ブロック7a、7bを有しているので、ブロック数が4つの場合と同様に結露を抑制する効果が得られる。
図6は本発明の実施の形態1に係る空気調和機の室内ユニットの熱交換器の第2の変形例を示す側面視の断面図である。
この第2の変形例の熱交換器7Bは、図6に示すように、ブロック数を2つ、すなわち熱交換器ブロック7a、7bで構成し、これら熱交換器ブロック7a、7bを側面視で逆V字型に配置している。なお、ここでも図示しないが、これら熱交換器ブロック7a、7bの間に、前述した空気混合促進部材100aと空気混合部100bとが配置されているものである。
このような熱交換器のブロック構成(ブロック数が2つ)としても、空気混合促進部材100aと空気混合部100bとを配置できる逆V字型の熱交換器ブロック7a、7bを有しているので、ブロック数が4つの場合と同様に結露を抑制する効果が得られる。
なお、熱交換器のブロックは、前述の2つ、3つ、4つに限定されるものでなく、5つ以上としてもよいものである。
実施の形態2.
図7は本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内ユニットを示す側面視の断面図である。図8は本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内ユニットの空気混合促進部材と熱交換器との関係を示す斜視図である。図9は図8のA断面図である。図10は図8のB断面図である。図11は本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内ユニットの空気混合促進部材を示す斜視図である。図12は図11のA方向から見た空気混合促進部材の正面図である。図13は本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内ユニットの空気混合促進部材の波形形状の変形例を示す模式図である。なお、各図中、前述の実施の形態1と同じ機能部分には同じ符号を付してある。
本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内ユニット50Bは、空気混合促進部材101の具体例を示すものである。すなわち、空気混合促進部材101は、図7〜図11に示すように、紙面垂直方向に延び、かつ表面に波形状が形成された波板101aで構成され、熱交換器ブロック7b,7c間に配置されている。
これを更に詳述すると、空気混合促進部材101となる波板101aは、熱交換器ブロック7c側から見た場合、波板101aの波が、熱交換器ブロック7c側に突出する山の部分101bと、熱交換器ブロック7b側に突出する谷の部分101cとによって形成されている。また、波板101aは、図8〜図11に示すように、空気の下流側(下方)に向かって波高さが増加するように、かつ谷の部分101c(逆側から見れば山の部分101b)は深さだけでなく幅(図7の紙面垂直方向)についても下流側(下方)になるにつれて広がった形状となるように構成されている。また、波板101aは、低温空気と高温空気とが混合前に表裏を流れる際、当該波板101aが低温空気に冷却されて高温空気が結露しないように、裏表は断熱されている。つまり、波板101aは、高温空気側の表面温度が露点以上になる程度に表裏が断熱されている。具体的には、波板101aを樹脂や発泡材などの熱伝導率が悪い断熱材で構成したり、風路抵抗が大きくならない程度に厚みを大きくしている。
次に、本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内ユニット50Bの動作について説明する。図7に矢印で空気の流れを示すように、ファン4により発生する空気の流れは、吸込み口6、ファン4、熱交換器7、空気混合促進部材101である波板101aへと流れ、吹出し口2から排出される。熱交換器7のフィン71間の隙間を通る空気は、この間、熱交換器7と熱交換する。その際、ファン4から送られた空気は、熱交換器7に向かって下方に流れるが、熱交換器7のフィン71間の隙間を通過する際の通風抵抗(整流作用)によってフィン71内の最短距離を流れるように曲げられ、フィン71を流出した後は波板101aに沿って流れ、下方の吹出し口2に向かう。すなわち、低温側の熱交換器ブロック7cを通過した低温低湿空気と、高温側の熱交換器ブロック7bを通過した高温高湿空気とが隣り合って流出し、それぞれ波板101aに流入する。
熱交換器ブロック7cを通過して、波板101aに沿い上から下に流れる気流は、波板101aの山の部分101bでは熱交換器ブロック7bとの間の流路が狭くなるため、谷の部分101cに多く流れるように流れが変化する。また、波板101aの波の形状は、山の部分101bの高さ、谷の部分101cの深さが下流である下方に行くほど大きくなっている。つまり、谷の部分101cは、熱交換器ブロック7bに向かって傾斜した深さを有している。このため、熱交換器ブロック7cを通過した空気の一部は、波板101aの谷の部分101cの傾斜に合わせて熱交換器ブロック7bに向かって向きが変えられる。逆に、熱交換器ブロック7bを通過した空気についても同様な現象が起こるので、それぞれの熱交換器ブロック7b,7cを通過した空気は、波板101aの下端から交差するように流れる。
また、図11に示すように、谷の部分101cは、深さだけでなく幅についても下方になるにつれて広がった形状となっている。このため、波板101aの下端から流れ出す風は図7の左右方向に向きが変えられるだけでなく、図7の紙面垂直方向についても広がるように風向が変えられる。その結果、波板101aの両面のそれぞれを通って下端から流れ出した気流は、衝突、混合する。
このように、波板101aによって、低温空気は高温側に、高温空気は低温側に、それぞれ風向が転向されるため、波板101aを通過した後、それぞれの空気の混合が促進され、平均化された中温中湿空気となる。そのため、下流に配置された室内ユニットの構成部材を温度差の異なる空気が隣り合って(あるいは表裏に)流れることがなくなり、室内ユニットの構成部材に露が発生することがなくなる。
なお、空気混合促進部材101は、図12に示すように、2つの波板101A,101B間に空気層gを介した2重構造とすることで、断熱性をさらに高めることができる。
このように、本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内ユニット50Bは、空気混合促進部材101である波板101aを空気が通過中に、露が発生することがなく、かつ波板101aを空気が通過した後に、低温空気と高温空気との混合を確実に行うことができる。このため、空気混合促進部材101を通過した空気を、平均化された中温中湿空気とすることができ、それよりも下流に配置された室内ユニットの構成部材に露が発生することがなくなる。
また、本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内ユニット50Bは、露垂れや露飛びなどを引き起こして機器の信頼性低下を招くようなことがなくなり、またこれらを抑制するために冷房能力を下げるなどの対策も不要となる。このため、信頼性を下させることなく、機器の性能向上を図ることができる。
なお、波板101aの波形状は、本実施形態1のような正弦波の形状に限らず、図13の(a)のような三角状、図13の(b)のような面取り矩形状、図13の(c)のような矩形状なども採用できる。
また、本発明の実施の形態2に係る空気調和機の室内ユニット50Bにおいても冷媒の流れは、前述の図2のように熱交換器ブロック7a,7bの下部に流入、熱交換器ブロック7a,7bの下部から流出、熱交換器ブロック7cの上部から流入、熱交換器ブロック7cの上部から流出する構成である。しかし、冷媒回路の構成は、これに限ったものではなく、例えば熱交換器ブロック7a,7bの上部に流入、熱交換器ブロック7a,7bの上部から流出させてもよいし、熱交換器ブロック7cの下部から流入、熱交換器ブロック7c下部から流出させてもよい。
また、ここでは、空気混合促進部材101を熱交換器ブロック7b,7cの間に配置しているものを例に挙げて説明しているが、空気混合促進部材101はドレンパン8aや8bの下に配置してもよい。
さらに、空気混合促進部材101は、上部を熱交換器ブロック7b,7cで挟んで固定してもよいし、ドレンパンに直接もしくはステーを介して固定してもよい。また、空気混合促進部材101は、ユニット(風路)の側板に固定してもよい。
実施の形態3.
図14は本発明の実施の形態3に係る空気調和機の室内ユニットを示す側面視の断面図である。図15は本発明の実施の形態3に係る空気調和機の室内ユニットの空気混合促進部材と熱交換器との関係を示す斜視図である。図16は図15のC断面図である。図17f図15のD断面図である。なお、各図中、前述の実施の形態1と同じ機能部分には同じ符号を付してある。
本発明の実施の形態3に係る空気調和機の室内ユニット50Cは、図14〜図17に示すように、空気混合促進部材102を、熱交換器ブロック7b,7cの下面に沿わせて紙面垂直方向に複数配置した導風板である山形板102a,102bで構成したものである。
これを更に詳述すると、空気混合促進部材102となる複数の山形板102a,102bは、熱交換器ブロック7b,7cを通過する空気を縮流させる機能を有するものであり、樹脂や発泡材などの熱伝導率が悪い断熱材で構成されている。熱交換器ブロック7b側の山形板102a(2つ)と熱交換器ブロック7c側の山形板102bとは、互いに対向しない位置に配置され、それぞれが対峙する熱交換器ブロック7b,7cにそれぞれ山側102c,102dを向けて設置されている。
なお、山形板102a,102bの空気の流れ方向の長さは、ここでは図15に示すように、熱交換器ブロック7b,7cの高さ方向に亘って同じとなるように設定されているが、これに限るものではない。例えば、山形板102aは、熱交換器ブロック7b,7cの下部(ドレンパン8a,8b)から流出する空気相互も十分混合させ得るように、熱交換器ブロックの下端よりも下方に延出する形態をとらせてもよい。また、山形板102a,102bの空気の流れ方向の長さは、図14に示すように、熱交換器ブロック7b,7cの高さ寸法よりも短く設定されていてもよい。さらに、山形板102aの数は3つに限定されるものではなく、3つ以上設けてもよい。
次に、本発明の実施の形態3に係る空気調和機の室内ユニット50Cの動作について説明する。図14に矢印で空気の流れを示すように、本発明の実施の形態3に係る空気調和機の室内ユニット50Cは、低温側の熱交換器ブロック7cを通過した低温低湿空気と、高温側の熱交換器ブロック7bを通過した高温高湿空気とが隣り合って流出し、山形板102aに流入する。
熱交換器ブロック7cを上から下に通過した気流は、2つの山形板102aの間を通過して縮流される。2つの山形板102aの間が対向する熱交換器ブロック7b側には、山形板102bが配置されていて、その山形板102bの位置からの気流がない。そのため、2つの山形板102aによって縮流された気流は、押し戻されることがなく、熱交換器ブロック7cを通過した空気の一部は熱交換器ブロック7bに向かって向きが変えられる。逆に熱交換器ブロック7bを通過した空気についても同様な現象が起こるので、それぞれの熱交換器ブロック7b,7cを通過した空気は、山形板102a,102bの下流で交差するように流れる。
このように、山形板102aによって低温空気は高温側に、山形板102bによって高温空気は低温側に、それぞれ風向が転向されるため、山形板102a,102bを通過した後、それぞれの空気の混合が促進され、平均化された中温中湿空気となる。そのため、下流に配置された室内ユニットの構成部材を温度差の異なる空気が隣り合って(あるいは表裏に)流れることがなく、室内ユニットの構成部材に露が発生することがなくなる。
1 ケーシング、2 吹出し口、3 ベルマウス、4 ファン、4a 羽根、4b ボス、5 ファンモーター、6 吸込み口、7,7A,7B 熱交換器、7a,7d 熱交換器ブロック、7b 熱交換器ブロック(第2の熱交換器ブロック)、7c 熱交換器ブロック(第1の熱交換器ブロック)、8,8a,8b ドレンパン、9 導風壁、10 Uベンド管、11a,11b 冷媒配管、12 再熱除湿弁(流量調整弁)、50A,50B,50C 室内ユニット、71 フィン、72 伝熱管、100a,101,102 空気混合促進部材、100b 空気混合部、101a,101A,101B 波板、101b 山の部分、101c 谷の部分、102a,102b 山形板(導風板)、102c,102d 山側、g 空気層。

Claims (2)

  1. 熱交換器およびファンを内蔵し、吸込み口および吹出し口が形成された箱状のケーシングを備え、前記熱交換器を通過する空気が上方から下方に向かって流れる空気調和機の室内ユニットにおいて、
    前記熱交換器は、複数の熱交換器ブロックに分割されており、
    前記複数の熱交換器ブロックは、室温よりも温度の低い冷媒を流通させる第1の熱交換器ブロックと、前記第1の熱交換器ブロックと隣接して配置され、前記第1の熱交換器ブロック内の冷媒よりも温度の高い冷媒を流通させる第2の熱交換器ブロックと、を含んでおり、
    前記第1の熱交換器ブロックと前記第2の熱交換器ブロックとは、それぞれの下端側での互いの距離がそれぞれの上端側での互いの距離よりも遠くなるように側面視で逆V字型に配置されており、
    前記熱交換器の下流側には、前記第1の熱交換器ブロックを通過した空気と、前記第2の熱交換器ブロックを通過した空気とが交差するように空気の流れ方向を転向させる空気混合促進部材が設けられており、
    前記空気混合促進部材は、波板で構成され、その波高さは下流側に向かって増加するように構成されており、
    前記波板は、空気層を介した2重構造で構成されている空気調和機の室内ユニット。
  2. 前記第1の熱交換器ブロックおよび前記第2の熱交換器ブロックは、冷媒の流れにおいて直列に接続されており、
    前記第1の熱交換器ブロックは、冷媒の流れにおいて前記第2の熱交換器ブロックよりも下流側に設けられており、
    前記第1の熱交換器ブロックと前記第2の熱交換器ブロックとの間の冷媒流路には、流量調整弁が設けられている請求項1記載の空気調和機の室内ユニット。
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