JP6233587B2

JP6233587B2 - 天井埋込型空気調和機

Info

Publication number: JP6233587B2
Application number: JP2014052261A
Authority: JP
Inventors: 藤田　直人; 直人藤田
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: JP2015175549A

Description

本発明は、天井内に筐体が埋設された天井埋込型空気調和機に関し、さらに詳しく言えば、空気吹出口に設けられる風向板の構成に関するものである。

天井埋込型空気調和機は、内部に熱交換器および送風機（ターボファン）を含む筐体を天井内に埋設してなり、筐体の下面中央に設けられた空気吸込口から吸い込んだ空気を熱交換器で冷媒と熱交換して、空気吹出口から室内に送出する空気調和機で、オフィスや店舗等の比較的広い室内に用いられている。

天井埋込型空気調和機において、空気吹出口は、構造上、空気吸込口の周りを囲むように配置されており、運転モードに応じて空気の吹出方向を変えるための風向板が設けられている。風向板は、所定の水平回転軸を中心に回動自在であって、各空気吹出口にそれぞれ設けられている。

この風向板は、冷房運転時においては、天井面に対して例えば５〜４５°の範囲内で傾けられ、空気吹出口からの冷気流を天井面に沿ってほぼ水平方向に案内する。これに対して、暖房運転時においては、天井面に対して例えば４５〜９０°の範囲内で傾けられ、空気吹出口からの暖気流を床面に向けてほぼ垂直方向に案内する。

ところで、従来より天井埋込型空気調和機の問題点の１つとしてスマッジングがある。スマッジングとは、冷房運転時に水平方向に吹き出された冷気流の一部が、天井面に直に当たり、冷気流に含まれる塵埃によって空気吹出口の周辺の天井面が汚れる現象をいう。

このスマッジングを防止する方法の１つとして特許文献１では、筐体下面に取り付けられる化粧パネルの空気吹出口の一部に円弧状の導風面を設け、空気吹出口から吹き出される冷気流の一部を導風面に沿って案内することにより、天井面に風が直接当たらないように工夫している。

しかしながら、これによると、導風面を形成するために化粧パネルの厚さが５０ｍｍ程度必要になる。したがって、天井面から化粧パネルが大きく張り出すこととなり、美観上好ましくない。

また、このように形成された化粧パネルは、暖房運転時に暖気流の一部が、コアンダ効果によって導風面を伝って水平方向に広がるため、その分床面にまで至る暖気が少なくなるという問題もあった。

別の方法として、２枚フラップ型として、空気吹出口に２枚の風向板を設けて、吹出空気流の方向を規制することも提案されているが、その吹出口が強制的に絞られることから整流しにくく、吹出空気流を遠くにまで流すことが困難である。

また、２枚フラップ型の場合、空気吹出口を閉じた際、その合わせ目が見えるため、外観上、好ましくない、という問題も指摘されている。

特開２００１−１９４０００号公報

そこで、本発明の課題は、冷房運転時におけるスマッジングを防止するとともに、冷房運転および暖房運転のいずれにおいても、空気吹出口からの吹出空気を所望とする方向により遠くまで送出することができ、また、天井面との調和が取れた美観を有する風向板を備えた天井埋込型空気調和機を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、ターボファンおよび上記ターボファンの周りに配置された熱交換器を含み天井内に埋設される筐体を備え、上記筐体の上記ターボファンと対向する下面中央には空気吸込口が設けられ、上記空気吸込口の周りに上記熱交換器により冷媒と熱交換された空気を室内に向けて送出する長方形状をなす空気吹出口が仮想多角形の各辺に沿って配置されているとともに、上記空気吹出口には、所定の駆動手段により回動する風向板が設けられている天井埋込型空気調和機において、上記空気吹出口の一方の長辺と他方の長辺のうち、上記一方の長辺側が上記空気吸込口寄りに位置しており、上記風向板として、上記一方の長辺側に回転支軸を有する第１風向板と、上記他方の長辺側に回転支軸を有する第２風向板とを備え、上記第１、第２風向板はともに上記空気吹出口内に収められる閉位置と所定角度開かれた開位置との間で回動可能であり、少なくとも一方の上記第１風向板は上記空気吹出口を塞ぎ得る幅を有し、上記第２風向板は、幅方向の中間部分を頂部として屈曲されており、回動基部側から上記頂部にかけて上り勾配となる第１気流案内面と、上記頂部から自由端にかけて下り勾配となる第２気流案内面とを備え、上記空気吹出口の他方の長辺側には、第１および第２の２つの開閉規制面が設けられており、一方の上記第１開閉規制面は、上記第２風向板の上記閉位置において、上記第１気流案内面が当接する閉位置規制面であり、他方の上記第２開閉規制面は、上記第２風向板の全開位置を規制する開位置規制面であり、上記第１開閉規制面と上記第２開閉規制面との接続部分に上記第２風向板の上記回転支軸が設けられており、当該空気調和機の空調運転時には、上記駆動手段により、上記第１風向板は上記閉位置から空気吸込口側に向けて開き、上記第２風向板は上記閉位置から上記空気吸込口とは離反する側に向けて開くとともに、当該空気調和機の空調運転の停止時には、上記駆動手段により、上記第２風向板が先に上記閉位置に回動され、その後に上記第１風向板が上記閉位置に回動され、上記閉位置において、上記第２風向板が上記第１風向板により隠されることを特徴としている。

本発明において、上記空調運転が暖房運転のとき、上記第２風向板は上記第２気流案内面がほぼ垂直下向きとなるように開かれるとともに、上記第１風向板がほぼ垂直下向きに開かれ、上記空調運転が冷房運転のときには、上記第２風向板は上記第２気流案内面が天井面との間で所定の傾斜角をもつように開かれ、上記第１風向板は上記第２気流案内面とほぼ平行となるように開かれる。

本発明によれば、長方形状の空気吹出口を挟んで第１、第２の２枚の風向板を対向的に配置し、冷房運転時には、第２風向板（特には、第２気流案内面）によって、冷気流が天井面に直接当たらないようにすることで、スマッジング予防対策としての導風面を化粧パネル側に設ける必要が無く、その結果、化粧パネルを薄くでき、天井面と調和の取れた美観が得られる。

また、空調運転の停止時には、第２風向板が先に閉位置に回動され、その後に第１風向板が閉位置に回動され、閉位置において、第２風向板が第１風向板により隠されることから、空調運転の停止時には、見かけ上は風向板は１枚であり、これによっても美観が向上する。

さらに、暖房運転時と冷房運転時のいずれにおいても、第１風向板と第２風向板（特には、第２気流案内面）とが互いに平行となる吹出風路により吹出空気が整流されることから、吹出空気を所望とする方向により遠くまで送出することができる。

本発明の一実施形態に係る天井埋込型空気調和機の要部断面図。上記天井埋込型空気調和機を室内の床面側から見た底面図。空気吹出口に設けられる第１、第２風向板を示す部分拡大断面図。上記第１、第２風向板の開閉順序を説明する部分拡大断面図。冷房運転時における上記第１、第２風向板の開位置を示す部分拡大断面図。暖房運転時における上記第１、第２風向板の開位置を示す部分拡大断面図。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１に示すように、この天井埋込型空気調和機１は、天井裏に埋め込まれる箱形の筐体２を有し、その内部に送風ファン３と熱交換器４とが格納されている。筐体２は、矩形状の天板２１と、天板２１の外周から下方に延在する側板２２とを有し、底面（図１では下面）が開放された箱形容器からなる。

送風ファン３には、ターボファンが用いられている（以下の説明で、送風ファンをターボファンと言うことがある）。ターボファン３は、その駆動手段としてのファンモータ２３とともに筐体２内のほぼ中央に配置されている。筐体２の下面のうち、ターボファン３と対向する部分に空気吸込口３１が設けられ、送風ファン３と空気吸込口３１との間には、ベルマウス２４が配置されている。

これによれば、ターボファン３の回転に伴って、空気吸込口３１から室内の空気が筐体２内に吸い込まれる。筐体２に吸い込まれた空気は、ベルマウス２４によってターボファン３に案内され、ターボファン３の半径方向の外方に向かって吹き出される。

熱交換器４は、ターボファン３を取り囲む枠状に形成されており、天板２１から底面開口に向かって垂直に延在している。熱交換器４の底面（図１では下面）には、熱交換器４で生成されるドレン水を受け止めるドレンパン６が設けられている。この実施形態において、熱交換器４は、枠状に形成されているが、４つの熱交換器をターボファン３を取り囲むように配置してもよい。

熱交換器４は、図示しない冷房運転と暖房運転とが可能な可逆式の冷凍サイクル回路に接続されており、冷房運転時には蒸発器として機能して空気を冷却し、暖房運転時には凝縮器として機能して空気を加熱する。

筐体２の側板２２と熱交換器４との間には、熱交換器４で冷媒と熱交換された空気を筐体２の下面に向けて案内する空気送出通路５が設けられおり、空気送出通路５の出口側に後述する化粧パネル３０の空気吹出口３４が配置されている。

化粧パネル３０は、筐体２の底面に設けられており、化粧パネル３０の空気送出通路５の出口部分に対向する位置には、空気吹出口３４が設けられている。各空気吹出口３４は、化粧パネル３０の厚さ方向（図１では上下方向）に貫通する貫通孔であって、長方形状に開口されている。図２に示すように、この実施形態において、空気吹出口３４は、空気吸込口３１の周りで仮想正四角形の各辺に沿って４箇所に配置されている。

以下の説明において、各空気吹出口３４の開口部の対向する一対の長辺のうち、空気吸込口３１側寄りの一方の長辺に参照符号３４ａを付し、これと対向する他方の長辺に参照符号３４ｂを付す。

図２を併せて参照して、化粧パネル３０は、筐体２の底面および天井板１０に形成されている筐体埋め込み用の天井開口部１１を覆い隠す大きさを備えたほぼ正方形の板体とされ、所定の係止手段を介して筐体２の底面に係止されている。この実施形態において、化粧パネル３０は、ほぼ天井面と同一平面となり得る程度の厚さに形成されている。

化粧パネル３０のほぼ中央には、空気吸込口３１に対する吸込グリル３２が着脱可能に取り付けられている。吸込グリル３２の背面（図１では上面）には、除塵用のプリーツフィルタ３３が保持されている。

図３を併せて参照して、各空気吹出口３４には、第１風向板４０と第２風向板５０の２枚の風向板が設けられている。なお、図３に示された空気吹出口３４は、図１の左側の空気吹出口３４の拡大図であるが、図１における右側の空気吹出口３４は、左側の空気吹出口３４とは左右対称である。

このうち、第１風向板４０は、空気吹出口３４の開口形状にほぼ合致し、閉位置において空気吹出口３４を塞ぎ得る長尺の板材であって、その長手方向の両端には、回転支軸４１，４１が同軸的に設けられている。

この実施形態において、第１風向板４０が、空気吹出口３４の一方の長辺３４ａ側を基点として回動し得るように、回転支軸４１，４１は、空気吹出口３４の一方の長辺３４ａ側寄りの位置に配置されている。

第２風向板５０は、第１風向板４０と同様に長尺の板材からなるが、幅方向の中間部分を頂部５０ａとする「へ」の字状に屈曲されており、回動基部５０ｂ側から頂部５０ａにかけて上り勾配となる第１気流案内面５１と、頂部５０ａから自由端５０ｃにかけて下り勾配となる第２気流案内面５２とを備えている。

なお、上り勾配、下り勾配とは、図３に示すように第２風向板５０が空気吹出口３４内に収められた状態での勾配である。また、この実施形態において、第２風向板５０は、「へ」の字状に屈曲されていることにより、その回動基部５０ｂから自由端５０ｃまでの幅（直線的な距離）は、空気吹出口３４の幅よりも短いが、第２風向板５０の幅を空気吹出口３４に収まる範囲内で広くしてもよい。

第２風向板５０の長手方向の両端には、回転支軸５３，５３が同軸的に設けられているが、この実施形態において、第２風向板５０が、空気吹出口３４の他方の長辺３４ｂ側を基点として、第１風向板４０とは反対方向に回動し得るように、回転支軸５３，５３は、空気吹出口３４の他方の長辺３４ｂ側寄りの位置に配置されている。

第２風向板５０が取り付けられる空気吹出口３４の他方の長辺３４ｂ側には、第１および第２の２つの開閉規制面３４１，３４２が化粧パネル３０の厚さ方向に沿って設けられており、第１開閉規制面３４１および第２開閉規制面３４２の接続部分に隣接して第２風向板５０の回転支軸５３，５３が設けられている。

第１開閉規制面３４１は、第２風向板５０の上記閉位置において、第１気流案内面５１が当接する閉位置規制面であり、他方の長辺３４ｂ側の空気吹出口３４の上端からほぼ中央にかけて形成された傾斜面である。

第２開閉規制面３４２は、第２風向板５０の全開位置を規制する開位置規制面であり、第１開閉規制面３４１との接続部分から他方の長辺３４ｂ側の空気吹出口３４の下端にかけて形成された傾斜面である。なお、第１開閉規制面３４１と第２開閉規制面３４２の傾斜角は、第２風向板５０の形状や、その開き角に応じて任意に選択される。

図２に鎖線で示すように、化粧パネル３０の裏面側の４隅には、第１風向板４０を回動させるための２つのモータ６２Ａ，６２Ａと、第２風向板５０を回動させるための２つのモータ６２Ｂ，６２Ｂとが配置されている。

第１風向板４０用のモータ６２Ａ，６２Ａは、４隅のうちの一方の対角位置に配置されており、それぞれ、隣接する第１風向板４０、４０の各一方の回転支軸４１、４１にユニバーサルジョイント６２１、６２１を介して連結されている。

第２風向板５０の駆動用モータ６２Ｂ，６２Ｂは、他方の対角位置に配置されており、それぞれ、隣接する第２風向板５０、５０の各一方の回転支軸５３、５３にユニバーサルジョイント６２２、６２２を介して連結されている。

なお、第１風向板４０、４０および第２風向板５０、５０のモータに連結されていない側の他方の回転支軸４１、４１，５３，５３は、図示しない軸受け（例えばラジアル軸受け）にて支持されている。また、モータ６２Ａ，６２Ｂには、可逆回転可能な例えばステッピングモータが用いられ、その制御は図示しない制御手段によって行われる。

空調運転停止時には、図３に示すように、第１風向板４０と第２風向板５０はともに、空気吹出口３４内に収められる閉位置に回動される。この場合、第２風向板５０が先に閉じられ、その後に、第１風向板４０が閉じられることにより、閉位置において、第２風向板５０は第１風向板４０にて隠され、見かけ上、風向板は１枚である。

空調運転停止時において、第２風向板５０は、空気吹出口３４内に向けて反時計回りに回動していくが、その際、第１気流案内面５１が第１開閉規制面３４１に沿って当接して閉方向への回動が規制されることにより、閉位置が位置決めされる。また、第２風向板５０が第１開閉規制面３４１に当接して停止するため、がたつきなく、安定して固定することができる。

風向板４０、５０を閉位置から開くには、図４（ａ）に示すように、第１風向
板４０が空気吸込口３１側に向けて反時計回りに先に開かれ、その後に、図４（ｂ）に示すように、第２風向板５０が第１風向板４０とは反対方向の時計回りに開かれる。

このようにして、風向板４０、５０が閉位置から開かれるが、冷房運転時には、第２風向板５０が、例えば図５に示す全開位置にまで開かれる。その際、第２風向板５０は、時計回りに回動していくが、第２風向板５０の一部（この例では、第１気流案内面５１に対向する面５４）が、第２開閉規制面３４１に当接して開方向への回動が規制されることにより、第２風向板５０の全開位置が位置決めされる。また、第２風向板５０が第２開閉規制面３４１に当接して停止しているため、第２風向板５０が運転時の風圧によってばたついたりすることもない。

この全開位置において、第２風向板５０の第１気流案内面５１は、ほぼ垂直下向きに配向され、これに伴って、第２気流案内面５２は、天井面１０ａと平行ではなく、天井面１０ａとの間で所定の傾斜角θをもつ。また、第１風向板４０は、好ましくは第２気流案内面５２とほぼ平行となる位置にまで回動する。

このように、第２気流案内面５２が、天井面１０ａとの間で所定の傾斜角θをもつことにより、空気吹出口３４からの冷気流が天井面１０ａに直接当たらないので、天井面１０ａの汚れとなるスマッジングを防止できる。なお、第２風向板５０を全開位置の手前で止めれば、傾斜角θをより大きくすることができる。冷気流の吹出風量にもよるが、全開位置での好ましい傾斜角θは１５度以上である。

また、第１風向板４０と第２気流案内面５２とが互いにほぼ平行となり、これらの間に空気吹出口３４よりも幅の狭い吹出流路が形成されることから、空気吹出口３４からの冷気流が、これらの間で絞られ、かつ、整流された状態で吹き出されるため、冷気流をより遠くまで送出することができる。

これに対して、暖房運転時には、図６に示すように、第２風向板５０は、第２気流案内面５２がほぼ垂直下向きとなるように回動され、また、第１風向板４０もほぼ垂直下向きとなるように回動される。

これにより、第２気流案内面５２と第１風向板４０とが互いにほぼ平行となり、これらの間に空気吹出口３４よりも幅の狭い吹出流路が形成されることから、空気吹出口３４からの暖気流が、これらの間で絞られ、かつ、整流された状態で吹き出されるため、暖気流を床面にまで効果的に送出することができる。

なお、冷房運転時、暖房運転時のいずれにおいても、好ましくは第２気流案内面５２と第１風向板４０との平行を保った状態で、第１風向板４０と第２風向板５０とを所定角度範囲内でスイング動作させてもよい。

また、上記実施形態では、冷房運転時、暖房運転時のいずれの場合においても、好ましい態様として、第２気流案内面５２と第１風向板４０とをほぼ平行としているが、これらによって形成される吹出流路の先端を狭めて吹出速度を速めてもよく、このような態様も本発明に含まれる。

以上説明したように、本発明によれば、空調運転の停止時には、空気吹出口の中に交互に収納されて見かけ上は１枚となる、第１、第２の２枚の風向板を備え、冷房運転時に、第２風向板（特には、第２気流案内面）が、冷気流の天井面に直接吹き付けない位置に配置されることで、化粧パネルを薄くすることができ、天井面と調和の取れた美観が得られる。

１天井埋込型空気調和機
２筐体
２１天板
２２側板
２３ファンモータ
２４ベルマウス
３送風ファン（ターボファン）
４熱交換器
５空気送出通路
６ドレンパン
１０天井板
１０ａ天井面
１１天井開口部
３０化粧パネル
３１空気吸込口
３２吸込グリル
３３プリーツフィルタ
３４空気吹出口
３４ａ，３４ｂ
３４１第１開閉規制面
３４２第２開閉規制面
４０第１風向板
４１回転支軸
５０第２風向板
５１第１気流案内面
５２第２気流案内面
５３回転支軸
６２Ａ，６２Ｂモータ
６２１，６２２ユニバーサルジョイント

Claims

ターボファンおよび上記ターボファンの周りに配置された熱交換器を含み天井内に埋設される筐体を備え、上記筐体の上記ターボファンと対向する下面中央には空気吸込口が設けられ、上記空気吸込口の周りに上記熱交換器により冷媒と熱交換された空気を室内に向けて送出する長方形状をなす空気吹出口が仮想多角形の各辺に沿って配置されているとともに、上記空気吹出口には、所定の駆動手段により回動する風向板が設けられている天井埋込型空気調和機において、
上記空気吹出口の一方の長辺と他方の長辺のうち、上記一方の長辺側が上記空気吸込口寄りに位置しており、上記風向板として、上記一方の長辺側に回転支軸を有する第１風向板と、上記他方の長辺側に回転支軸を有する第２風向板とを備え、
上記第１、第２風向板はともに上記空気吹出口内に収められる閉位置と所定角度開かれた開位置との間で回動可能であり、少なくとも一方の上記第１風向板は上記空気吹出口を塞ぎ得る幅を有し、上記第２風向板は、幅方向の中間部分を頂部として屈曲されており、回動基部側から上記頂部にかけて上り勾配となる第１気流案内面と、上記頂部から自由端にかけて下り勾配となる第２気流案内面とを備え、
上記空気吹出口の他方の長辺側には、第１および第２の２つの開閉規制面が設けられており、一方の上記第１開閉規制面は、上記第２風向板の上記閉位置において、上記第１気流案内面が当接する閉位置規制面であり、他方の上記第２開閉規制面は、上記第２風向板の全開位置を規制する開位置規制面であり、上記第１開閉規制面と上記第２開閉規制面との接続部分に上記第２風向板の上記回転支軸が設けられており、
当該空気調和機の空調運転時には、上記駆動手段により、上記第１風向板は上記閉位置から空気吸込口側に向けて開き、上記第２風向板は上記閉位置から上記空気吸込口とは離反する側に向けて開くとともに、
当該空気調和機の空調運転の停止時には、上記駆動手段により、上記第２風向板が先に上記閉位置に回動され、その後に上記第１風向板が上記閉位置に回動され、上記閉位置において、上記第２風向板が上記第１風向板により隠されることを特徴とする天井埋込型空気調和機。
上記空調運転が暖房運転のとき、上記第２風向板は上記第２気流案内面がほぼ垂直下向きとなるように開かれるとともに、上記第１風向板がほぼ垂直下向きに開かれ、
上記空調運転が冷房運転のとき、上記第２風向板は上記第２気流案内面が天井面との間で所定の傾斜角をもつように開かれ、上記第１風向板は上記第２気流案内面とほぼ平行となるように開かれることを特徴とする請求項１に記載の天井埋込型空気調和機。