JP6324255B2 - 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。

従来の空気調和機の室内機では、背面側の熱交換器を長くするために背面側の熱交換器の下端位置を低くする場合、背面側のドレンパンの底部を低くし、リアガイダと背面側のドレンパンとの接続部の位置も低くしている（例えば、特許文献１参照）。この場合、リアガイダの上部が相対的に長くなる。

特開２００８−１３８９２９号公報

従来の空気調和機の室内機では、リアガイダが、リアガイダと背面側のドレンパンとの接続部を支点とする片持ち支持構造である。そのため、リアガイダの上部が長くなると強度不足となって、リアガイダが傾いている前方に自重で倒れてしまう（特に、正面視でリアガイダの真ん中がたわむ）という課題があった。

本発明は、例えば、空気調和機の室内機を、リアガイダの上部が長くなってもリアガイダが傾いている前方に自重で倒れない強度を保てる構造とすることを目的とする。

本発明の一の態様に係る空気調和機は、
室内機本体と、
前記室内機本体の内部に収納されるクロスフローファンと、
前記室内機本体の内部で前記クロスフローファンの後方に配置されるドレンパンと、
前記ドレンパンの底壁に接続する接続部と、当該接続部から前記クロスフローファンの上方に向かって延び、前記ドレンパンの前壁をなす上部と、当該接続部から前記クロスフローファンの下方に向かって延びる下部とを有するリアガイダと、
前記クロスフローファンに向かって突出し、前記リアガイダの上部と下部とに跨って板状に延びるリブとを備える。

本発明では、空気調和機がリブを備え、このリブがクロスフローファンに向かって突出し、リアガイダの上部と下部とに跨って板状に延びる。このため、本発明によれば、リアガイダの上部が長くなってもリアガイダが傾いている前方に自重で倒れない強度を保つことが可能となる。

実施の形態１に係る空気調和機の室内機の断面図。 実施の形態１に係る空気調和機の室内機のクロスフローファンの斜視図。 実施の形態１に係る空気調和機の室内機のボックスの斜視図。 実施の形態１に係る空気調和機の室内機のリブとクロスフローファンとの位置関係を示す模式図。 実施の形態２に係る空気調和機の室内機の断面図。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一又は相当する部分については、その説明を適宜省略又は簡略化する。装置、器具、部品等の構成について、その材質、形状、大きさ等は、本発明の範囲内で適宜変更することができる。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る空気調和機の室内機１０の断面図である。図２は、空気調和機の室内機１０のクロスフローファン１７の斜視図である。図３は、空気調和機の室内機１０のボックス１９の斜視図である。図４は、空気調和機の室内機１０のリブ２２とクロスフローファン１７との位置関係を示す模式図である。

図１に示すように、室内空気を調和する空気調和機の室内機１０は、室内に設置される室内機本体１１を備える。

室内機本体１１の内部には、室内空気を吸い込むための吸込口１２から、調和された室内空気を吹き出すための吹出口１３に至る風路が形成される。吸込口１２は、室内機本体１１の上面側に設けられる。吹出口１３は、室内機本体１１の下面側に設けられる。吹出口１３は、上下風向可変ベーン２４によって、その開口の方向と大きさとが調節される。吹出口１３の奥には、左右風向可変ベーン２５が設けられる。

室内機本体１１の内部には、プレフィルタ１４と、空気清浄フィルタ１５と、熱交換器１６ａ，１６ｂ，１６ｃと、クロスフローファン１７とが収納される。プレフィルタ１４と、空気清浄フィルタ１５と、熱交換器１６ａ，１６ｂ，１６ｃと、クロスフローファン１７は、前述した風路の途中に配置される。

プレフィルタ１４は、通過する室内空気の異物を除去する。空気清浄フィルタ１５は、通過する室内空気を清浄化する。熱交換器１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、通過する室内空気の熱交換を行う。クロスフローファン１７の上流側は、熱交換器１６ａ，１６ｂ，１６ｃで囲まれた空気の吸込風路を形成する。クロスフローファン１７の下流側は、ノズル１８とボックス１９とで区画された吹出風路を形成する。

プレフィルタ１４は、吸込口１２と前面側上段及び背面側の熱交換器１６ａ，１６ｃとの間に、吸込口１２の全体を覆うように配置される。空気清浄フィルタ１５は、前面側上段及び前面側下段の熱交換器１６ａ，１６ｂの上流側に単独に設けられた空気清浄フィルタ保持枠によって室内機本体１１の内部に保持される。

図２に示すように、クロスフローファン１７は、１個のエンドプレート３１と、８個の羽根車３２と、１個のボス付き羽根車３３とから構成される。それぞれの羽根車３２は、円板３４と、円板３４から回転軸方向に沿って立ち上がる複数枚の羽根３５とからなる。ボス付き羽根車３３は、ボス付き円板３６と、ボス付き円板３６から回転軸方向に沿って立ち上がる複数枚の羽根３５とからなる。ボス付き円板３６にてクロスフローファン１７はファンモータ（図示していない）に接続される。クロスフローファン１７は、１個のエンドプレート３１、８個の羽根車３２、１個のボス付き羽根車３３を直列に接続することで構成される。即ち、クロスフローファン１７は、１個のエンドプレート３１、８個の羽根車３２、１個のボス付き羽根車３３を回転軸方向に連結して構成される。

なお、８個の羽根車３２と１個のボス付き羽根車３３は、複数個の羽根車の例である。羽根車３２の個数は、８個に限られず、適宜変更することができる。

図１及び図３に示すように、ボックス１９は、リアガイダ２１と、板状のリブ２２と、背面側のドレンパン２３とを備える。

ドレンパン２３は、室内機本体１１の内部でクロスフローファン１７の後方かつ背面側の熱交換器１６ｃの下方に配置される。リアガイダ２１は、接続部４１と、上部４２と、下部４３とからなる。リアガイダ２１の接続部４１は、ドレンパン２３の底壁に接続する。リアガイダ２１の上部４２は、接続部４１からクロスフローファン１７の上方に向かって延び、ドレンパン２３の前壁をなす。リアガイダ２１の下部４３は、接続部４１からクロスフローファン１７の下方に向かって延びる。リブ２２は、リアガイダ２１の正面側に４個備えられる。リブ２２は、クロスフローファン１７に向かって突出し、リアガイダ２１上部４２と下部４３とに跨って板状に延びる。

リアガイダ２１は、接続部４１のみがドレンパン２３に接続されて支持される片持ち支持構造であるが、上記のように、リアガイダ２１の正面側には、複数個の板状のリブ２２が備えられている。リブ２２は、その上端５２と下端５３との間にリアガイダ２１の接続部４１が位置するような構成になっている。そのため、リアガイダ２１の支点は、接続部４１よりも上方に位置する。即ち、リブ２２の上端５２がリアガイダ２１の支点となる。よって、リアガイダ２１の支点がリアガイダ２１の先端４４に近づき、リアガイダ２１の先端４４にかかる下向きの力が小さくなる。これにより、リアガイダ２１の強度を保つことができ、リアガイダ２１が自重により前方に倒れることを防ぐことができる。即ち、空気調和機の室内機１０を、リアガイダ２１の上部４２が長くなってもリアガイダ２１が傾いている前方に自重で倒れない強度を保てる構造とすることができる。

図４に示すように、リブ２２は、クロスフローファン１７の回転軸方向の中心寄りの４個の羽根車３２の円板３４の後方に１個ずつ配置される。即ち、各々のリブ２２は、正面視でクロスフローファン１７の羽根車３２の円板３４の後ろに隠れるように配置される。

なお、リブ２２の個数は、４個に限られず、適宜変更することができる。例えば、リブ２２は、８個の羽根車３２の円板３４全ての後方に１個ずつ配置されてもよい。或いは、リブ２２は、クロスフローファン１７の回転軸方向の中心寄りの２個又は３個又は５〜７個の羽根車３２の円板３４の後方に１個ずつ配置されてもよい。或いは、リブ２２は、クロスフローファン１７の回転軸方向の中心寄りに限らず、任意の２個以上の羽根車３２の円板３４の後方に１個ずつ配置されてもよい。或いは、リブ２２は、８個の羽根車３２のうちいずれか１個の羽根車３２の円板３４の後方のみに配置されてもよい。即ち、リブ２２は、８個の羽根車３２のうち少なくとも１個の羽根車３２の円板３４の後方に配置される。

クロスフローファン１７が回転すると、クロスフローファン１７の羽根車３２及びボス付き羽根車３３の羽根３５が仕事をして空気の流れが発生する。しかし、羽根車３２の円板３４は仕事をしない。そのため、羽根３５の直後に比べて円板３４の直後は、空気の流速が非常に遅い。リブ２２に空気の流れが衝突するとエネルギーロス及び騒音が発生するおそれがあるが、上記のように、リブ２２を円板３４の後方に配置することで、リブ２２に衝突する空気を流速の非常に遅い空気に制限することができる。よって、エネルギーロスや騒音等の発生を抑えることができる。

リブ２２の板厚は、そのリブ２２が後方に配置される円板３４の板厚以下であることが望ましい。例えば、リブ２２の板厚は１．９ミリメートル、円板３４の板厚は２．３ミリメートルとする。

上記のように、リブ２２の板厚を、そのリブ２２が後方に配置される円板３４の板厚と同じか又はそれより薄くすることで、リブ２２に衝突する空気の量を低減することができる。よって、エネルギーロスや騒音等の発生をさらに抑えることができる。また、リブ２２の板厚を円板３４の板厚より薄くした場合、送風効率の低減を抑えることができるとともに、クロスフローファン１７の取付位置が多少ずれていてもリブ２２を円板３４の後方に確実に配置することができるという効果が得られる。

リブ２２の突端５１は、鉛直方向に対して凹むように湾曲していることが望ましい。その湾曲形状は１つの円弧で、その円弧の中心がクロスフローファン１７の回転中心と同心になっていることが望ましい。即ち、リブ２２のクロスフローファン１７に対向する面は、羽根車３２の円板３４と同心の円弧の形状に湾曲していることが望ましい。

リブ２２の高さ（リブ２２がクロスフローファン１７に向かって突出する長さ）が増すほど、リブ２２の強度を上げることができる。しかし、リブ２２と円板３４との間隔が狭すぎると、騒音が発生しやすくなる。リブ２２と円板３４との間隔は、６ミリメートル以上あることが望ましい。上記のように、リブ２２の突端５１を円板３４と同心の円弧の形状に湾曲させることで、リブ２２と円板３４との間隔を一定（望ましくは、６ミリメートル）に保つことができる。そのため、騒音の発生を抑えつつ、リブ２２の強度を最大限に上げることができる。

リアガイダ２１の接続部４１は、鉛直方向でリブ２２の上端５２と下端５３との間に位置し、さらにリブ２２の下端５３寄りに位置することが望ましい。即ち、リアガイダ２１の接続部４１からリブ２２の下端５３までの距離は、接続部４１からリブ２２の上端５２までの距離よりも短いことが望ましい。

上記のように、リブ２２の上端５２と下端５３との間で下端５３寄りにリアガイダ２１の接続部４１が位置する構成を採用し、リブ２２の上端５２をリアガイダ２１の先端４４に近づけることで、リアガイダ２１の先端４４にかかる力をさらに小さくすることができる。即ち、リアガイダ２１の強度を保つことができるという効果がさらに大きくなる。

ここで、空気調和機の動作について説明する。

電源が投入されると、空気調和機の室外機（図示していない）では、圧縮機（図示していない）が冷媒を圧縮して吐出する。

空気調和機の室内機１０では、圧縮機から吐出された冷媒が熱交換器１６ａ，１６ｂ，１６ｃに流れる。クロスフローファン１７が回転すると、吸込口１２から吸い込まれた室内空気は、プレフィルタ１４を介して塵埃が除去された後、熱交換器１６ａ，１６ｂ，１６ｃによって冷媒と熱交換される。このとき、熱交換器１６ａ，１６ｂ，１６ｃを、その上流から下流に向かって通過する空気は、空気清浄フィルタ１５によって清浄化される。

熱交換器１６ａ，１６ｂ，１６ｃで熱交換された室内空気は、吹出口３から室内へ吹き出される。このとき、上下風向可変ベーン２４及び左右風向可変ベーン２５の角度に応じた方向に空気が吹き出される。空気調和機の使用者は、上下風向可変ベーン２４及び左右風向可変ベーン２５の角度を手動又はリモートコントローラにて設定することができる。空気調和機の室内機１０が赤外線センサ（図示していない）を備えている場合は、空気調和機の室内機１０が室内の温度分布や人の位置等を検出することにより、自動的に上下風向可変ベーン２４及び左右風向可変ベーン２５の角度を調節することもできる。

上記の一連の動作が繰り返され、その結果、室内空気は、塵埃が除去され、継続的に冷やされたり、暖められたりする。これにより、室内空気質が変化する。

空気調和機の動作中、熱交換器１６ａ，１６ｂ，１６ｃにより空気が冷やされることで熱交換器１６ａ，１６ｂ，１６ｃに結露水が付着することがある。

図１に示したように、背面側の熱交換器１６ｃは、背面側のドレンパン２３の上方に配置される。ドレンパン２３は、背面側の熱交換器１６ｃの結露水を受ける。

背面側の熱交換器１６ｃは、４列（主熱交換器と補助熱交換器との合計）かつ最大１２段（前から１列目及び２列目）の伝熱管６１を有する。

本実施の形態では、リアガイダ２１の先端４４が、最前列かつ最上段の伝熱管６１から列方向に沿って１００ミリメートル下がった位置よりも上方に位置するという条件Ｃを満たす構成を採用している。このような構成を採用すれば、背面側の熱交換器１６ｃから滴下する水滴をほぼ確実にドレンパン２３で回収することができるということが実験により確認されている。

なお、伝熱管６１の列数及び段数は、適宜変更することができる。伝熱管６１の列数又は段数を変更した場合にも、上記の条件Ｃを適用することができる。

背面側の熱交換器１６ｃの傾斜角度αは４５度以下であることが望ましい。

本実施の形態では、背面側の熱交換器１６ｃのパイプ径がφ５になっている。即ち、それぞれの伝熱管６１の直径が５ミリメートルになっている。一般的な段ピッチを適用した場合、リアガイダ２１が、側面視で、最前列かつ最上段から７段目の伝熱管６１より真下に引いた垂線（鉛直線Ｌ）を跨いで延びていれば、上記の条件Ｃを満たすことができる。

上記のように、背面側の熱交換器１６ｃの上から７段目の伝熱管６１からの鉛直線Ｌよりもリアガイダ２１の先端４４のほうが正面側に位置する構成を採用することで、上から７段目の伝熱管６１から滴下する水滴を確実にドレンパン２３で受けることが可能である。

以上説明したように、本実施の形態に係る空気調和機の室内機１０は、リアガイダ２１の正面側に鉛直方向に延びるように板状に形成された複数個のリブ２２と、リアガイダ２１の前方に位置し、円板３４に複数枚の羽根３５を立設した羽根車３２を複数個直列に並べて構成されたクロスフローファン１７とを備える。リブ２２があることで、リアガイダ２１の上部４２が長くなっても傾いている前方に倒れない強度を保つことができる。

実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図５は、本実施の形態に係る空気調和機の室内機１０の断面図である。

図５に示すように、背面側の熱交換器１６ｃは、実施の形態１における背面側の熱交換器１６ｃと異なり、３列（主熱交換器と補助熱交換器との合計）かつ最大１０段（前から１列目及び２列目）の伝熱管６１を有する。

本実施の形態でも、実施の形態１と同様に、リアガイダ２１の先端４４が、最前列かつ最上段の伝熱管６１から列方向に沿って１００ミリメートル下がった位置よりも上方に位置するという条件Ｃを満たす構成を採用している。したがって、背面側の熱交換器１６ｃから滴下する水滴をほぼ確実にドレンパン２３で回収することができる。

背面側の熱交換器１６ｃの傾斜角度αは４５度以下であることが望ましい。

本実施の形態では、背面側の熱交換器１６ｃのパイプ径がφ７になっている。即ち、それぞれの伝熱管６１の直径が７ミリメートルになっている。一般的な段ピッチを適用した場合、リアガイダ２１が、側面視で、最前列かつ最上段から５段目の伝熱管６１より真下に引いた垂線（鉛直線Ｌ）を跨いで延びていれば、上記の条件Ｃを満たすことができる。

上記のように、背面側の熱交換器１６ｃの上から５段目の伝熱管６１からの鉛直線Ｌよりもリアガイダ２１の先端４４のほうが正面側に位置する構成を採用することで、上から５段目の伝熱管６１から滴下する水滴を確実にドレンパン２３で受けることが可能である。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、いくつかを組み合わせて実施しても構わない。或いは、これらの実施の形態のうち、いずれか１つ又はいくつかを部分的に実施しても構わない。例えば、これらの実施の形態の説明において「部」として説明するもののうち、いずれか１つのみを採用してもよいし、いくつかの任意の組み合わせを採用してもよい。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１０ 空気調和機の室内機、１１ 室内機本体、１２ 吸込口、１３ 吹出口、１４ プレフィルタ、１５ 空気清浄フィルタ、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 熱交換器、１７ クロスフローファン、１８ ノズル、１９ ボックス、２１ リアガイダ、２２ リブ、２３ ドレンパン、２４ 上下風向可変ベーン、２５ 左右風向可変ベーン、３１ エンドプレート、３２ 羽根車、３３ ボス付き羽根車、３４ 円板、３５ 羽根、３６ ボス付き円板、４１ 接続部、４２ 上部、４３ 下部、４４ 先端、５１ 突端、５２ 上端、５３ 下端、６１ 伝熱管。

Claims (5)

1. 室内機本体と、
   前記室内機本体の内部に収納されるクロスフローファンと、
   前記室内機本体の内部で前記クロスフローファンの後方に配置されるドレンパンと、
   前記ドレンパンの底壁に接続する接続部と、当該接続部から前記クロスフローファンの上方に向かって延び、前記ドレンパンの前壁をなす上部と、当該接続部から前記クロスフローファンの下方に向かって延びる下部とを有するリアガイダと、
   前記クロスフローファンに向かって突出し、前記リアガイダの上部と下部とに跨って板状に延びるリブと
   を備え、
   前記リアガイダの接続部から前記リブの下端までの距離は、当該接続部から前記リブの上端までの距離よりも短いことを特徴とする空気調和機。
2. 前記クロスフローファンは、それぞれ円板と当該円板から回転軸方向に沿って立ち上がる複数枚の羽根とからなる複数個の羽根車を回転軸方向に連結して構成され、
   前記リブは、前記複数個の羽根車のうち少なくとも１個の羽根車の円板の後方に配置されることを特徴とする請求項１の空気調和機。
3. 前記リブは、前記複数個の羽根車のうち回転軸方向の中心寄りの２個以上の羽根車の円板の後方に１個ずつ配置されることを特徴とする請求項２の空気調和機。
4. 前記リブの板厚は、前記リブが後方に配置される円板の板厚以下であることを特徴とする請求項２又は３の空気調和機。
5. 前記リブの前記クロスフローファンに対向する面は、前記円板と同心の円弧の形状に湾曲していることを特徴とする請求項２から４のいずれかの空気調和機。