JP6429204B2 - 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。

特許文献１には、本体内に送風ファンを備え、送風ファンの下流に、壁面によって画定された吹出風路が形成されている、空気調和機が開示されている。吹出風路は、本体内の前部側に設けられた吹出風路上壁と、本体内の後部側に設けられた吹出風路下壁とによって形成されている。吹出風路の下流部には、吹出口が設けられている。吹出口は、空気調和機の本体の下面と前面とに設けられている。

特開２００９−７９８４６号公報

空気調和機の運転時、利用者は、本体内部の機能部品から生じる騒音を不快に感じることがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、騒音問題を改善することができる、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、吸込口および吹出口を有する本体と、前記本体内に設けられた送風部と、前記本体内に設けられた熱交換部とを備え、前記本体は、前面、背面、上面、下面および一対の側面を含んでおり、前記吸込口は、前記前面、前記上面および前記側面の何れかに形成されており、前記吹出口は、前記前面に延びることなく前記下面に形成されており、前記吹出口の上流は、吹出風路であり、前記吹出風路の前記前面側は、ディフューザーによって形成されており、前記ディフューザーは、側面視において、該ディフューザーの下流側ほど、該ディフューザーの上流部の延長方向である仮想線から離れる部分を有する。

本発明の空気調和機によれば、騒音問題を改善することができる。

本発明の実施の形態１を示す空気調和機の、部屋内から見たときの設置状態を示す図である。 図１の空気調和機の内部構造を側方から示す図である。 図１の空気調和機の内部構造を側方から示す図である。 図１の空気調和機の内部構造を側方から示す図である。

以下、本発明に係る空気調和機（室内機）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。また、室外機については、既存のものを用いることができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の部屋から見たときの設置概要図である。図２〜図４は、図１の空気調和機の内部構造を側方から示す図である。なお、図２は、空気調和機の運転停止時の状態を示し、図３は、水平吹き運転時（横吹き時）の状態を示し、図４は、下吹き運転時（縦吹き時）の状態を示す。

図１に図示されるように、空気調和機（室内機）１００は、本体１によって、空気調和機１００の外郭が構成されている。空気調和機１００は、壁掛け型の例であり、空調対象空間である部屋１１の壁１１ａに支持されている。なお、本発明の空気調和機は、一般家庭の部屋に設置されることに限定されるものではなく、たとえば施設のビルの一室や倉庫などに設置されていてもよい。

また、本発明の空気調和機は、いわゆる天井埋込型ではない空気調和機であり、本体の背面が空気調和対象空間を画定している壁面（天井や床を除く壁）に当接しておりまたは近づいており、本体の前面が当該空気調和対象空間側に向いている空気調和機である。換言すれば、本発明の空気調和機は、天井埋込型のように吸込口と吹出口とを同じ面に持たず、空気調和対象空間の中央部を外れて、空気調和対象空間を画定している壁面に寄って配置されていればよい。

本体１は、概ね直方体状に構成されている。具体的には、本体１は、部屋１１の壁１１ａに対面する背面１ｃと、背面１ｃの反対側である前面１ａと、上面１ｂと、下面１ｄと、左右一対の側面１ｅとを含んでいる。本発明の空気調和機では、吸込口は、本体の前面、上面および側面の何れかに形成されており、吹出口は、前面に延びることなく下面に形成されている。本実施の形態としての具体例をさらに説明する。

本体１の上部を構成する上面１ｂには、室内空気を空気調和機１００内に吸い込むためのグリル型の吸込口２ｂが形成されている。また、前面１ａには、前面グリル６が取り付けられ、前面グリル６の本体高さ方向でいう中央部には、吸込口２ａが開口している。吸込口２ａは、前面グリル６を、横幅方向に延びている。吸込口２ａの下流側には、導風壁６ａが設けられている。吸込口２ａの下流側の流路の前面側は、前面グリル６の裏面で形成され、吸込口２ａの下流側の流路の背面側は、導風壁６ａで形成されている。導風壁６ａは、吸込口２ａの上方の前面グリル６から背面側に延び且つ下方に延びている。

本体１の下部を構成する下面１ｄには、調整された空気を室内に供給するための吹出口３が形成されている。吹出口３は、下面１ｄにのみ開口しており、前面１ａおよび左右の側面１ｅには開口していない。

本体１の内部には、羽根車８ａを有する貫流ファン（送風部）８と、ガイドウォール１０とが配置されている。貫流ファン８は、吸込側風路Ｅ１及び吹出側風路Ｅ２の間に配置され、吸込口２ａ、２ｂから空気を吸い込み、吹出口３へと空気を吹き出す。ガイドウォール１０は、貫流ファン８の後方から下方にわたって延びており、貫流ファン８から放出された空気を吹出口３に導く。

さらに、本体１の内部には、吸込口２ａ、２ｂから吸い込まれる空気中の塵埃などを除去するフィルタ（通風抵抗体）５と、冷媒の温熱又は冷熱を空気に伝達して空調空気を生成する熱交換器（熱交換部、通風抵抗体）７と、吸込側風路Ｅ１及び吹出側風路Ｅ２を区画するスタビライザー９とが配置されている。

ガイドウォール１０は、スタビライザー９の下面側と協働して、吹出側風路Ｅ２を構成するものである。ガイドウォール１０は、貫流ファン８から吹出口３にかけて渦巻き面を形成している。

フィルタ５は、たとえば網目状に形成され、吸込口２ａ、２ｂから吸い込まれる空気中の塵埃などを除去するものである。フィルタ５は、吸込口２ａ、２ｂから吹出口３までの風路のうち、吸込口２ａ、２ｂの下流側であって熱交換器７の上流側に設けられている。また、フィルタ５は、熱交換器７の上方から前方にわたって延びている。

熱交換器７（室内熱交換器）は、冷房運転時において、蒸発器として機能して空気を冷却し、暖房運転時において、凝縮器（放熱器）として機能して空気を加温するものである。この熱交換器７は、吸込口２ａ、２ｂから吹出口３までの風路（本体１内部の中央部）のうち、フィルタ５の下流側であって貫流ファン８の上流側に設けられている。なお、図２では、熱交換器７の形状は、貫流ファン８の前部及び上部を取り囲むような形状をしているが、あくまでも一例であり、特に限定されるものではない。

熱交換器７は、圧縮機、室外熱交換器、及び絞り装置などを有する周知の態様でよい室外機に接続されて冷凍サイクルを構成しているものとする。また、熱交換器７には、例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器が用いられている。

吹出風路３ａには、上下風向ベーン４ａと、左右風向ベーン４ｂとが設けられている。左右風向ベーン４ｂは、上下風向ベーン４ａと、貫流ファン８との間に回動可能に設けられている。上下風向ベーン４ａは、貫流ファン８から吹き出された空気の方向のうちの上下方向を調整するものであり、左右風向ベーン４ｂは、貫流ファン８から吹き出された空気の方向のうちの左右方向を調整するものである。

上下風向ベーン４ａは、第１羽根４ａ１と、第２羽根４ａ２とを含んでいる。これら第１羽根４ａ１および第２羽根４ａ２は、それぞれ、個別の駆動源を有しており、個別に回動される。

第１羽根４ａ１は、運転停止時、吹出口３を閉じており、装置ボディの外面を構成している。つまり、第１羽根４ａ１は、風向制御部と本体外郭意匠部として兼用されている。第１羽根４ａ１の、運転停止時における上面（風路側面）は、凸形状に形成されている。また、第１羽根４ａ１は、回動可能に設けられており、第１羽根４ａ１の回動軸は、吹出風路３ａ内の下部のガイドウォール寄りに位置している。

第２羽根４ａ２は、運転停止時、吹出風路３ａ内に収納されており、第１羽根４ａ１と貫流ファン８との間に配置されている。第２羽根４ａ２は、運転停止時、第２羽根４ａ２の全体が、本体１内に収納されている。一方、第２羽根４ａ２は、運転時には、吹出口３から外にせり出す。すなわち、第２羽根４ａ２は、風向制御部として機能し、本体外郭意匠部としては機能しない。

また、後に詳しく説明するが、端的には、第２羽根４ａ２は、水平吹き時（横吹き時）は、図３に示されるように、第１羽根４ａ１と直接に並び、下吹き時（縦吹き時）は、図４に示されるように、第１羽根４ａ１と並列に並ぶ。

また、第２羽根４ａ２の回動軸は、吹出口３内の上部且つスタビライザー寄りに位置している。そして、第２羽根４ａ２は、水平吹き時、吹き出し流れの進行方向でいう第１羽根４ａ１の前に移動し、第１羽根４ａ１と直列に並ぶ。なお、この第１羽根４ａ１と第２羽根４ａ２との直列配置は、図３のような側面視において、第１羽根４ａ１の上流端Ａと第２羽根４ａ２の下流端Ｂとを結ぶ仮想線Ｖよりも、第２羽根４ａ２の上流端Ｃが、下方に位置するような状態（仮想線Ｖに対して本体１から離れる側に位置する状態）であることを要する。これにより、第１羽根４ａ１および第２羽根４ａ２は、水平吹き時は、第１羽根４ａ１および第２羽根４ａ２それぞれの弦長よりも長い仮想弦長を有した１枚の仮想羽根となり、下吹き時は、個々の弦長を有した２枚の個別の羽根として機能する。すなわち、羽根自体を交換することなく風向により羽根弦長が変化する態様が得られているといえる。

また、水平吹き時、直列に配置された第１羽根４ａ１と第２羽根４ａ２との間には、隙間２０が確保される。特に、本実施の形態１では、直列に並んだとき、第１羽根４ａ１の上面（本体側の面）が上向きの凸形状（本体に向けて凸形状）であり、第２羽根４ａ２の下面（本体と反対側の面）が下向きの凸形状（本体と反対側に向けて凸形状）であるように、第１羽根４ａ１および第２羽根４ａ２がそれぞれ回動して移動する。

また、第２羽根４ａ２は、図４に示されるように、下吹き時は、吹出口３よりも部分的に外に出ると共に、図３に示されるように、水平吹き時には、吹出口３から完全に外へ出る（第２羽根４ａ２の全体が吹出口３から外に出る）。

一方、第２羽根４ａ２は、下吹き時、第１羽根４ａ１と後述するディフューザー３ａ１の下流部との間の位置に移動し、且つ、これら第１羽根４ａ１とディフューザー３ａ１の下流部とほぼ平行な姿勢に移動する。すなわち、第２羽根４ａ２は、下吹き時、第１羽根４ａ１と並列に並ぶ。また、このとき、第２羽根４ａ２における第１羽根４ａ１と対向する面が、第１羽根４ａ１に向けて出っ張る凸形状であり、第１羽根４ａ１における第２羽根４ａ２と対向する面が、第２羽根４ａ２に向けて出っ張る凸形状であるように、第１羽根４ａ１および第２羽根４ａ２がそれぞれ回動して移動する。

スタビライザー９は、吸込側風路Ｅ１と吹出側風路Ｅ２とを区画するもので、図２〜図４に図示されるように熱交換器７の下側に設けられている。吸込側風路Ｅ１は、スタビライザー９の上方に位置し、吹出側風路Ｅ２は、スタビライザー９の下方に位置している。

スタビライザー９は、吸込側流路Ｅ１と吹出側流路Ｅ２とを分離する舌部９ａと、熱交換器７から滴下される水滴を一時貯水するドレンパン９ｂと、吹出口３の吹出風路３ａの上壁面（前面側壁面）であるディフューザー３ａ１とを有する。

ディフューザー３ａ１の上流部は、ガイドウォール１０の下流部の延びる方向と同じ向きに延びており、ディフューザー３ａ１の上流部は、側面視において、ガイドウォール１０の下流部と概ね平行に並んでいる。また、ディフューザー３ａ１の上流部は、側面視において、直線部分を有している。図３の側面視において、ディフューザー３ａ１の上流部の直線部分の延長方向を仮想線Ｓとすると、当該仮想線Ｓの前部は、本体１の前面１ａと交差するように延びている。また、ディフューザー３ａ１の下流部３ａ１’は、仮想線Ｓから離れ且つ前面１ａから離れるように延びている。ディフューザー３ａ１の下流部３ａ１’は、側面視において、湾曲または傾斜している。そして、ディフューザー３ａ１の下流部３ａ１’は、下流側ほど、仮想線Ｓから離れる。すなわち、ディフューザー３ａ１は、側面視において、ディフューザー３ａ１の下流側ほどディフューザー３ａ１の上流部の延長方向である仮想線Ｓから離れる部分を有する。ディフューザー３ａ１の下流部の端部は、下面１ｄに達しており、それによって、吹出口３の最前部は、前面１ａに達することなく下面１ｄの範囲内に位置する。

以上のような構成を有する空気調和機においては、吹出口が本体の下面にのみ開口し前面には開口していないので、本体内部の機能部品から生じる騒音（例えば貫流ファンの駆動モータ音、貫流ファンの風切音、熱交換器内の冷媒流通音）が前方に向けて直接漏れることが抑制される。

また、本実施の形態１では、第２羽根４ａ２は、運転停止時、吹出風路３ａ内に収納されており、運転時には、吹出口３から外にせり出す。このため、第２羽根４ａ２は、ボディ外面に要求される意匠的な条件に制約されることなく、風向制御に適した形状を有することができ、風向制御に適した形状の少なくとも一つの風向制御羽根が確実に確保されることとなる。よって、意匠的な条件に制約されない羽根による風向制御性の向上と、上述した騒音抑制との両立が図られている。また、上述したように第２羽根が本体外にせり出し第１羽根と直列的に並ぶので、本体の前面に吹出口を有しない態様でも好適な水平吹きが可能であり、騒音抑制と快適性との両立も図ることができる。

また、本体の外面の意匠の評価としては、運転停止時、外観観察において開閉部として認識できる部分は少ないほど好ましいところ、本実施の形態１では、２枚の羽根を用いておりながら、運転停止時は１枚分の開閉部だけが視認できる意匠を提供することができる。また、運転停止時の開閉部の外縁からは埃等の本体内部への侵入が少なからず懸念されるところ、本実施の形態１では、２枚の羽根を用いておりながら、運転停止時の開閉部を１枚分で抑えることで、好ましくない埃等の本体内部への侵入を抑制することも期待できる。

また、本実施の形態１では、第２羽根４ａ２は、第１羽根４ａ１と直列に並ぶ。よって、第１羽根４ａ１および第２羽根４ａ２は、水平吹き時は、第１羽根４ａ１および第２羽根４ａ２それぞれの弦長よりも長い仮想弦長を有した１枚の仮想羽根となり、下吹き時は、個々の弦長を有した２枚の個別の羽根として機能する。すなわち、羽根自体を交換することなく風向により羽根弦長が変化する態様が得られているといえる。このように個々の羽根の弦長よりも長い仮想弦長を有した仮想羽根が得られるので、水平吹き時、貫流ファンから下向きに放出された空気の流れを、長い仮想弦長を活用して、大きく前方へと転向させることができ、風向制御性を大きく向上させることができる。

また、水平吹き時、直列に配置された第１羽根４ａ１と第２羽根４ａ２との間には、隙間２０が確保される。このように隙間２０が確保された状態で第１羽根４ａ１と第２羽根４ａ２とが直列配置されるので、冷房時の風は、第１羽根４ａ１通過後、第２羽根４ａ２との隙間２０から第２羽根４ａ２の上下面の両方に流れ、第２羽根４ａ２の両面での温度差が小さくなるので、結露が抑制され、品質を向上させることができる。特に、本実施の形態１では、直列に並んだとき、第１羽根４ａ１の上面（本体側の面）が上向きの凸形状（本体に向けて凸形状）であり、第２羽根４ａ２の下面（本体と反対側の面）が下向きの凸形状（本体と反対側に向けて凸形状）であるように、第１羽根４ａ１および第２羽根４ａ２がそれぞれ回動して移動する。このような第１羽根４ａ１および第２羽根４ａ２の面の反りの方向の作用によって、さらに、第１羽根４ａ１と第２羽根４ａ２との間に気流が流れやすくなっており、結露の抑制効果はより高いものとなっている。

また、第２羽根４ａ２は、図４に示されるように、下吹き時は、吹出口３よりも部分的に外に出ると共に、図３に示されるように、水平吹き時には、吹出口３から完全に外へ出る（第２羽根４ａ２の全体が吹出口３から外に出る）。このため、吹出口３から出た第２羽根４ａ２の部分では、本体１の側面１ｅの側方からの流れの抑え込み作用から解放されるので、風向制御が行いやすいという利点が得られる。

また、第２羽根４ａ２は、下吹き時、第１羽根４ａ１と並列に並ぶ。さらに、第２羽根４ａ２における第１羽根４ａ１と対向する面が、第１羽根４ａ１に向けて出っ張る凸形状であり、第１羽根４ａ１における第２羽根４ａ２と対向する面が、第２羽根４ａ２に向けて出っ張る凸形状であるように、第１羽根４ａ１および第２羽根４ａ２がそれぞれ回動して移動する。このため、暖房時、第１羽根４ａ１と第２羽根４ａ２との間を流れる気流は、第１羽根４ａ１の凸形状と第２羽根４ａ２の凸形状とで囲まれた領域を流れるので、徐々に縮流されることで、剥離渦が抑制された後、さらに、徐々に拡大流れとなることで、流れの乱れが抑制される。よって、総括的にみて、気流の直進性が向上し、気流の床面到達距離が延長されて、利用者の足元まで暖房できる効果が増大する。

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 本体、１ａ 前面、１ｂ 上面、１ｃ 背面、１ｄ 下面、１ｃ 背面、２ａ、２ｂ 吸込口、３ 吹出口、３ａ１ ディフューザー、４ａ１ 第１羽根、４ａ２ 第２羽根、７ 熱交換器（熱交換部）、８ 貫流ファン（送風部）、１００ 空気調和機。

Claims (3)

1. 吸込口および吹出口を有する本体と、
   前記本体内に設けられた送風部と、
   前記本体内に設けられた熱交換部とを備え、
   前記本体は、前面、背面、上面、下面および一対の側面を含んでおり、
   前記吸込口は、前記前面、前記上面および前記側面の何れかに形成されており、
   前記吹出口は、前記前面に延びることなく前記下面に形成されており、
   前記吹出口の上流は、吹出風路であり、
   前記吹出風路の前記前面側は、ディフューザーによって形成されており、
   第１羽根および第２羽根が可動に支持されており、
   前記第１羽根は、運転時、前記吹出口を開き、運転停止時、前記吹出口を閉じており、
   前記第２羽根は、運転停止時、前記本体内に収納されており、運転時には、前記吹出口から外に出ており、
   横吹き時には、前記第２羽根の全体が、前記吹出口から外に出ており、
   前記第２羽根は、横吹き時、吹き出し流れの進行方向について前記第１羽根の前に移動する、
   空気調和機。
2. 前記ディフューザーは、側面視において、該ディフューザーの下流側ほど、該ディフューザーの上流部の延長方向である仮想線から離れる部分を有する、
   請求項１の空気調和機。
3. 前記第２羽根は、横吹き時、前記第１羽根の上流端と前記第２羽根の下流端とを結ぶ仮想線よりも、前記第２羽根の上流端が下方に位置し、
   前記第２羽根は、下吹き時、前記第１羽根と並列に並ぶ、
   請求項１または請求項２の空気調和機。

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