JP6344599B2 - 天井埋込型空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、暖房運転の立ち上がり時間を短縮した天井埋込型空気調和機に関する。

図３は従来の天井埋込型空気調和機３０の概略構成を示す図である。２０は天井である。天井埋込型空気調和機３０は、天井２０の裏面に突出するように配置された筐体３１と、その筐体３１の側面内側に周囲方向に縦配置された熱交換器３２と、その熱交換器３２の内側に配置されたターボファン型の送風ファン３３と、その送風ファン３３を回転駆動するモータ３４と、中央に空気吸込口３５ａが形成され周囲の複数個所に空気吹出口３５ｂが形成された化粧パネル３５と、空気吹出口３５ｂに設けられた風向板３６と、化粧パネル３５を筐体３１に対して支持する支持部材３７と、吸込口３５ａから吸い込んだ空気を送風ファン３３にガイドするベルマウス３８と、を備えている。

暖房運転あるいは冷房運転の際は、送風ファン３３の回転によって、室内から吸込口３５ａとベルマウス３８を経由して吸い込まれた空気が、点線矢印Ｃで示す経路を経由して、熱交換器３２で冷媒と熱交換されてから、吹出口３５ｂより室内に吹き出される。

この天井埋込型空気調和機３０は、吸込空気のガイド用にベルマウス３８が特別に必要となっている。このため、熱交換器３２の内側において、ベルマウス３８と送風ファン３３とが近接する部分にスペースＳＰ４が形成される。

従来では、このスペースＳＰ４を利用して電装品箱をそこに配置したり（図示せず）、あるいは特許文献１に記載のようにそのスペースＳＰ４を吹出通路として利用したり、さらには、特許文献２に示すように、空気吹出通路を広げるために使用したりしていた。

特開平１１−２１１１３８号公報 特開２０００−２１３７７１号公報

一方、天井埋込型空気調和機は、暖房運転開始時は、圧縮機の冷凍機油に冷媒が溶け込んで冷凍機油が希釈化されているので、シール性が不十分であり、また摺動部の潤滑不足による焼き付きの恐れがある。そこで、これらを防止するため、その運転開始時は圧縮機を低速で回転させ、その後徐々に回転数を高くしてから、最終的に通常運転に移行していた。このため、室内に暖房空気が吹き出されるのは、通常運転に移行してからであり、そのタイミングは運転開始から数分間（たとえば、３分程度）の経過後になっていた。つまり、暖房運転の立ち上がりに時間がかかっていた。

本発明の目的は、前記したスペースを有効利用して、暖房運転の立ち上がり時間を短縮した天井埋込型空気調和機を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、下面が開放され天板と側板を備え天井に取り付けられる筐体と、該筐体内の前記天板の中央上部から下方に向けて回転軸が前記天板に対して垂直になるように配置される送風ファンと、該送風ファンを回転駆動するモータと、前記送風ファンを囲むように配置される上側熱交換器と下側熱交換器からなる熱交換器と、前記送風ファンに送る空気を吸い込むために中央に形成された空気吸込口、該空気吸込口の周辺に形成された第１の空気吹出口、及び前記空気吸込口と前記第１の空気吹出口の間に形成された第２の空気吹出口がそれぞれ設けられ、前記筐体の下面を閉じるように配置される化粧パネルと、該化粧パネルの前記空気吸込口から吸い込まれた空気を前記送風ファンに案内するベルマウスと、前記第１の空気吹出口を開閉する通風路開閉手段と、前記上側熱交換器の内側の前記送風ファンに連通する第３スペースと前記下側熱交換器の内側の前記第２の空気吹出口に連通する第２のスペースとの間の通風路を遮断する通風路遮断手段と、を備える天井埋込型空気調和機であって、前記上側熱交換器は、前記第２のスペースの空気を冷媒と熱交換して前記第１の空気吹出口に連通する第１のスペースに送り出し、前記下側熱交換器は、前記第１のスペースの空気の少なくとも一部を冷媒と熱交換して前記第２のスペースに送り出し、暖房運転開始時から所定の時間が経過するまでの期間は、前記通風路開閉手段が閉じられて、前記上側熱交換器で冷媒と熱交換された空気が前記下側熱交換器で冷媒と再度熱交換されてから前記第２の空気吹出口から吹き出されることを特徴とする。

請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の天井埋込型空気調和機において、前記通風路開閉手段は、前記化粧パネルの前記第１の空気吹出口に設けられる風向板であることを特徴とする。

請求項３にかかる発明は、請求項１又は２に記載の天井埋込型空気調和機において、前記通風路遮断手段は、前記熱交換器の内側から前記送風ファン又は前記ベルマウスの方向に伸びるように、前記熱交換器に取り付けられた遮断板であることを特徴とする。

本発明によれば、暖房運転開始時から所定の時間が経過するまでの期間は通風路開閉手段を閉じるので、この期間は熱交換器に対して吹出空気を２度通過させることができる。このため、送風ファンの運転を、運転開始後から従来よりも早期（暖房運転開始から３０秒程度経過後）に開始しても、従来よりも暖まった空気を室内に供給することができ、暖房運転の立ち上がり時間を短縮することができる。また、２度目に熱交換器を通過する吹出空気は第２のスペースを通過するので、その第２のスペースが有効利用されることになる。

本発明の実施例の天井埋込型空気調和機の縦断面図である。 同実施例の天井埋込型空気調和機の化粧パネルの内側平面図である。 従来の天井埋込型空気調和機の縦断面図である。

図１に本実施例の天井埋込型空気調和機１０の縦断面を示し、図２に化粧パネルを示す。天井埋込型空気調和機１０は、周囲を囲む側板１１ａと上面を覆う天板１１ｂを有し、天井２０の裏面に突出するように下面が開放された状態で配置される筐体１１と、その筐体１１の側板１１ａの内側に沿って縦配置された熱交換器１２と、その熱交換器１２の内側に回転軸が筐体１１の天板１１ｂに対して垂直となるように配置されたターボファン型の送風ファン１３と、その送風ファン１３を回転駆動するモータ１４と、中央に空気吸込口１５ａが形成され、その空気吸込口１５ａの周囲の４個所に第１の空気吹出口１５ｂが形成され、前記筐体１１の下面を覆うように取り付けられる化粧パネル１５と、空気吹出口１５ｂに設けられ吹出空気の風向を調整する風向板１６と、吸込口１５ａから吸引した空気を送風ファン１３にガイドするベルマウス１７と、熱交換器１２の下端に配置されたドレンパン１８を備えている。なお、本実施例では、吹出空気の風向を調整する風向板１６が本発明の通路開閉手段を兼ねている。

さらに本実施例では、化粧パネル１５において、空気吸込口１５ａと第１の空気吹出口１５ｂとの間に、第２の空気吹出口１５ｃが、４か所に分離して形成されている。第１の空気吹出口１５ｂは、筐体１１の側板１１ａと熱交換器１２との間の第１のスペースＳＰ１に連続する下方に位置するよう形成されているが、第２の空気吹出口１５ｃは、ベルマウス１７と熱交換器１２の下部１２ｂとの間の第２のスペースＳＰ２に連続する下方に位置するよう形成されている。

また、熱交換器１２の上部１２ａと下部１２ｂの間の内側には、遮断板１９（通風路遮断手段）が設けられている。この遮断板１９により、送風ファン１３の吹出口部分１３ａと熱交換器１２の上部１２ａとの間に形成される第３のスペースＳＰ３と前記した第２のスペースＳＰ２との間を連通する通風路が遮断され、熱交換器１２の下部１２ｂを通過した空気が第２のスペースＳＰ２から第３のスペースＳＰ３方向へは向かわないようになっている。この遮断板１９は、縦配置の熱交換器１２に対して、熱交換器１２を筐体１１に取り付けるための公知の熱交換器取付バンド（図示せず）によって、取り付けられている。

さて、本実施例の天井埋込型空気調和機１０では、その暖房運転の開始時に圧縮機が低速で回転し、その後、徐々に回転数が高くなってから、最終的に通常運転に移行する。そして、運転開始時は、風向板１６が空気吹出口１５ｂを閉じる。これにより、圧縮機が低速で回転を開始してから通常運転に移行するまでに要する時間、例えば３分より以前の時刻、例えば圧縮機が低速で回転を開始してから３０秒程度（熱交換器の温度が低下しても圧縮機に影響が出なくなる時間）経過後に送風ファン１３の送風運転を開始させると、空気吸込口１５ａから吸い込まれた空気は、送風ファン１３からスペースＳＰ３を経由し、熱交換器１２の上部１２ａを内側から外側に通過することで冷媒と熱交換されて吹出空気となり、スペースＳＰ１に送られる。

しかし、このときは風向板１６が閉じられているので、その吹出空気は、熱交換器１２の下部１２ｂを外側から内側に通過し、再度、冷媒と熱交換されてから、破線矢印Ｂに示すように、スペースＳＰ２に入り、その後、第２の空気吹出口１５ｃから室内に吹き出される。このとき、スペースＳＰ２とスペースＳＰ３の間は遮断板１９によって遮断されているので、そこにおけるショートサーキットは生じない。

以上により、送風ファン１３から送り出される吹出空気は、熱交換器１２を２度通過してから第２の空気吹出口１５ｃから室内に送り出されることになり、熱交換器１２を１度通過するだけの場合よりも高い温度に暖められる。

このため、送風ファン１３の運転を、運転開始後から従来よりも早期（上記のように暖房運転開始から３０秒程度経過後）に開始しても、従来の３分経過後に送風ファンの運転を開始して得られる吹出空気の温度に近く快適性に影響のない温度に暖まった空気を、室内に供給することができ、暖房運転の立ち上げ時間を短縮することができる。また、第２のスペースＳＰ２が有効利用されることにもなる。

そして、暖房運転開始時（圧縮機の低速回転開始時）から所定の時間の経過時（本実施例では３分程度経過時）に風向板１６が開かれ、このときは圧縮機の回転が上昇しており、通常の暖房運転に移行する。これによって、熱交換器１２で冷媒と熱交換され暖房運転に適した温度となった吹出空気は、第１のスペースＳＰ１からその風向板１６を経由して、破線矢印Ａに示すように、第１の空気吹出口１５ｂから室内に吹き出される。このときの熱交換器１２における冷媒との熱交換は主として上部１２ａにおいて行われるが、吹出空気は下部の熱交換器１２ｂの外側を通過するため、そこにおいても熱交換が行われるので、高い熱交換効率を実現できる。

なお、以上の実施例では、第１のスペースＳＰ１と第１の空気吹出口１５ｂとを開閉するための通風路開閉手段として、化粧パネル１５に設けた風向板１６を兼用させたが、この通風路開閉手段は筐体１１の側に設けることもできる。たとえば、筐体１１の下端とドレンパン１８との間にその通風路開閉手段を設けてもよい。

また、以上の実施例では、通風路遮断手段として、熱交換器１２に取り付けた遮断板１９を使用したが、その通風路遮断手段は、送風ファン１３の外ケースあるいはベルマウス１７の外ケースに取り付けてもよい。さらに、送風ファン１３の外ケースあるいはベルマウス１７の形状によって、第２のスペースＳＰ２と第３のスペースＳＰ３との間が狭くなっていて、そこで大きなショートサーキットが起きる恐れのない場合は、その通風路遮断手段を省略することもできる。

また、上記した熱交換器１２は、上部１２ａと下部１２ｂを、互いに独立した個々の熱交換器として構成し、暖房運転の立ち上がり時のみに熱交換器下部１２ｂを動作させるようにしてもよい。このときは、たとえば上部１２ａを構成する熱交換器の配管と下部１２ｂを構成する熱交換器の配管を並列接続して、下部１２ｂの熱交換器の配管の始端と終端をそれぞれ弁によって開閉可能に構成すればよい。

１０：天井埋込型空気調和機、１１：筐体、１１ａ：側板、１１ｂ：天板、１２：熱交換器、１２ａ：熱交換器の上部、１２ｂ：熱交換器の下部、１３：送風ファン、１４：モータ、１５：化粧パネル、１５ａ：空気吸込口、１５ｂ：第１の空気吹出口、１５ｃ：第２の空気吹出口、１６：風向板、１７：ベルマウス、１８：ドレンパン、１９：遮断板、ＳＰ１〜ＳＰ４：スペース
２０：天井

Claims (3)

1. 下面が開放され天板と側板を備え天井に取り付けられる筐体と、該筐体内の前記天板の中央上部から下方に向けて回転軸が前記天板に対して垂直になるように配置される送風ファンと、該送風ファンを回転駆動するモータと、前記送風ファンを囲むように配置される上側熱交換器と下側熱交換器からなる熱交換器と、前記送風ファンに送る空気を吸い込むために中央に形成された空気吸込口、該空気吸込口の周辺に形成された第１の空気吹出口、及び前記空気吸込口と前記第１の空気吹出口の間に形成された第２の空気吹出口がそれぞれ設けられ、前記筐体の下面を閉じるように配置される化粧パネルと、該化粧パネルの前記空気吸込口から吸い込まれた空気を前記送風ファンに案内するベルマウスと、前記第１の空気吹出口を開閉する通風路開閉手段と、前記上側熱交換器の内側の前記送風ファンに連通する第３スペースと前記下側熱交換器の内側の前記第２の空気吹出口に連通する第２のスペースとの間の通風路を遮断する通風路遮断手段と、を備える天井埋込型空気調和機であって、
   前記上側熱交換器は、前記第２のスペースの空気を冷媒と熱交換して前記第１の空気吹出口に連通する第１のスペースに送り出し、
   前記下側熱交換器は、前記第１のスペースの空気の少なくとも一部を冷媒と熱交換して前記第２のスペースに送り出し、
   暖房運転開始時から所定の時間が経過するまでの期間は、前記通風路開閉手段が閉じられて、前記上側熱交換器で冷媒と熱交換された空気が前記下側熱交換器で冷媒と再度熱交換されてから前記第２の空気吹出口から吹き出されることを特徴とする天井埋込型空気調和機。
2. 請求項１に記載の天井埋込型空気調和機において、
   前記通風路開閉手段は、前記化粧パネルの前記第１の空気吹出口に設けられる風向板であることを特徴とする天井埋込型空気調和機。
3. 請求項１又は２に記載の天井埋込型空気調和機において、
   前記通風路遮断手段は、前記熱交換器の内側から前記送風ファン又は前記ベルマウスの方向に伸びるように、前記熱交換器に取り付けられた遮断板であることを特徴とする天井埋込型空気調和機。