JP6519944B2

JP6519944B2 - 天井埋込型空気調和機

Info

Publication number: JP6519944B2
Application number: JP2015065762A
Authority: JP
Inventors: 裕貴横井
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2035-03-27
Also published as: JP2016186373A

Description

本発明は、室内の天井に埋め込んで設置される天井埋込型空気調和機にかかり、特に熱交換器で発生する風切音を抑制した天井埋込型空気調和機に関する。

天井埋込型空気調和機は、一般的に、図７、図８に示すように構成されている。１０は板金製の略直方体形状の筐体であり、上面が天板１１で閉じられ側面が側板１２で閉じられ下面が開口している。この筐体１０は、天板１１の裏面に断熱シート２０Ａが貼付され、側板１２の裏面に断熱シート２０Ｂが貼付されている。そして、側板１２の角部分１２ａの外側に取り付けられたフック３０が吊り金具によって天井の梁等に吊り下げられる。

この筐体１０の天板１１の裏面の中央にはモータ４０が取り付けられ、このモータ４０の出力軸４１に遠心送風機としてのターボファン５０が結合している。６０は下面部からみた形状が略四角筒形状の熱交換器である。７０は発泡樹脂製のドレンパンであり、熱交換器６０で生じる結露水を集めてドレインパイプ（図示せず）に送る。

８０は中央部分に空気吸込口８１が設けられその空気吸込口８１の周囲の４か所に空気吹出口８２が設けられた化粧パネルである。９０は化粧パネル８０の空気吸込口８１から吸い込まれる空気をターボファン５０にガイドするベルマウスである。

１００は熱交換器６０を通過した空気を空気吹出口８２にガイドする送風ガイド、１１０は化粧パネル８０の空気吸込口８１の内側に配備される除塵用のフィルタである。１２０はモータ４０を含む各種電装品を制御する電装品箱であり、ドレンパン７０の下面と化粧パネル８０の上面との間に組み込まれている。１３０は天井埋込型空気調和機が配置される室内天井板である。

このような天井埋込型空気調和機において、その小型化を図った場合に、ターボファン５０と熱交換器６０とが近接する。このため、ターボファン５０の羽根から発生する空気流が熱交換器６０のフィンの間に流入する際に、そのフィンにほぼ直角方向からぶつかるときの風圧が強くなり、風切音が発生する。

そこで従来では、図９に示すように、整流板１６０を熱交換器６０の内面の各辺のほぼ中央の天板１１の側に取り付けていた。なお、熱交換器６０は、図８に示す天井埋込型空気調和機への取付時には、上下反転して取り付けられる。整流板１６０は、下板１６１、上板１６２、羽根版１６３〜１６５からなり、羽根板１６３の上部に係合爪１６３ａが設けられ、羽根板１６５の下部に係合爪１６５ａが設けられている。その取り付けは、係合爪１６３ａ，１６５ａを熱交換器６０の天板１１に近い側において、冷媒配管に係合して行っていた。これにより、熱交換器６０で発生していた風切音の発生を抑制することが行われていた（例えば、特許文献１）。特許文献２には１枚の羽根板で構成された整流板を取り付けることが記載されている。

特開２００１−０９９４３６号公報特開２０１４−１２９９９４号公報

ところが、ターボファン５０から熱交換器６０に吹き付けられる空気流の風向ベクトルの傾きは、ターボファン５０と熱交換器５０との位置関係によって異なってくるので、従来例の整流板１６０とその配置では、熱交換器６０で発生する風切音を効果的に抑制することができなかった。

本発明の目的は、熱交換器で発生する風切音を効果的に抑制できるように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、上面が天板で閉じられ側面が側板で閉じられ下面が開口した筐体と、中央に空気吸込口が設けられ該空気吸込口の周囲に空気吹出口が設けられ前記筐体の前記下面に取り付けられる化粧パネルと、前記筐体の前記天板に取り付けられるモータと、該モータによって回転駆動され内面から吸い込んだ空気を外周から吹き出す遠心送風機と、前記空気吸込口から吸い込まれる空気を前記遠心送風機の前記内面にガイドするベルマウスと、複数の板状のフィンの面どうしを所定の間隔を空けて向き合わせ、それぞれの前記フィンの間に前記遠心送風機の前記外周からから吹き出される空気流が流入するように配置した熱交換器と、該熱交換器で生じた結露水を集めるドレンパンと、前記熱交換器の前記空気流を受ける面に装着された騒音抑制用の整流板と、該整流板の位置決めのために前記天板の裏面の断熱シートに形成された位置決めマークと、を備えた天井埋込型空気調和機であって、前記整流板は、前記遠心送風機の前記外周の接線方向に吹き出され前記熱交換器の前記フィンに流入する空気流の風向ベクトルと前記フィンの面に直交するラインとの角度が３０度未満の領域の前記天板に近い側に装着され、前記位置決めマークは、前記整流板の形状と取り付けの向きを表した形状マーク部を有し、前記領域の前記フィンに流入する空気流の最も上流側に形成されてい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、前記位置決めマークは位置合わせマーク部を備え、前記整流板の下面に、前記位置合わせマーク部に位置合わせするための位置合わせマークが形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、遠心送風機の外周の接線方向に吹き出され熱交換器のフィンに流入する空気流の風向ベクトルとフィンの面に直交するラインとの角度が３０度未満の領域の前記天板に近い側において、その空気流が熱交換器のフィンの面の方向に沿った流れに整流されるので、その部分における騒音を効果的に抑制することができる。また、遠心送風機からの風の上流側の羽根板の高さを下流側の羽根板の高さよりも低くすることで、その上流側での新たな騒音発生を防止することができる。また、それら羽根板を上流方向に傾斜したり湾曲させることで、整流板における通風抵抗を小さくすることができる。

熱交換器における騒音発生のメカニズムの説明図である。本発明の実施例の整流板の斜視図である。本発明の実施例の整流板の横断面図である。本発明の実施例の整流板の取付説明図である。本発明の実施例の整流板を取り付けて、ベルマウス、ドレンパン、化粧パネルを取り外した天井埋込型空気調和機の下面図である。本発明の実施例の整流板を取り付けて、ベルマウス、化粧パネルを取り外した天井埋込型空気調和機の下面からみた斜視図である。従来の天井埋込型空気調和機の下面からみた斜視図である。従来の天井埋込型空気調和機の縦断面図である。従来の熱交換器に整流板を取り付けた斜視図である。

以下、本発明の実施例について説明する。なお、図７、図８で説明したものと同じものには同じ符号をつけた。

本発明者は、遠心送風機であるターボファン５０の羽根５１が矢印Ｘで示す方向へ回転することによって発生する空気流が、熱交換器６０の内面６０Ｂのフィン６１に向かうとき、ターボファン５０の外周５０ａの接線方向に吹き出され熱交換器６０のフィン６１に流入する空気流の風向ベクトルＶとフィン６１の面６１ａに直交するラインＬ３との角度θ１がどのような角度の場合に、熱交換器６０に発生する騒音が大きくなるかを、実験で調べた。なお、熱交換器６０は、複数の板状のフィン６１の面６１ａどうしを所定の間隔を空けて向き合わせ、それぞれのフィン６１の間にターボファン５０の外周５０ａから吹き出される空気流が流入するように、配置されている。

この実験によれば、図１に示すように、風向ベクトルＶとラインＬ３との角度θ１が、３０度未満の熱交換器６０の領域６０Ａで、且つ風速の高い天板１１に近い側において、大きな騒音が発生することを確認した。

これは、熱交換器６０のフィン６１の面６１ａに対する風向ベクトルＶの流入角度が直角に近づくためであると考えられる。ただし、風向ベクトルＶとラインＬ３との角度θ１が３０度未満の領域であっても、ターボファン５０から遠く離れた領域では大きな騒音は発生しないことも確認した。これは、そのような遠隔領域では空気流が弱くなって風向ベクトルＶが小さくなっているからであると考えられる。

そこで、本発明では、熱交換器６０の内面６０Ｂにおいて、天板１１に近い側の、ターボファン５０の外面５０ａの接線方向に吹き出された風向ベクトルＶとラインＬ３との角度θ１が３０度未満の領域６０Ａに、樹脂成型で作成した整流板１４０を装着することとする。

この整流板１４０は、図２、図３に示すように、熱交換器６０への取付時に化粧パネル８０を向く側に取り付けられる下板１４１、天板１１を向く側に取り付けられる上板１４２、その下板１４１と上板１４２との間を接続するよう並ぶ３枚の羽根板１４３，１４４，１４５を有している。羽根板１４３〜１４５の長さ（図２における上下方向の長さ）は、熱交換器６０の高さの半分程度である。下板１４１の外面（下面）には、頂点１４１ａ１を有する三角形状の位置合わせマーク１４１ａが、凹形状に形成されている。なお、上板１４２の外面（上面）には、マークは形成されていない。また、一方の端の羽根板１４３の裏端面の中央には係合爪１４３ａが形成され、他方の端の羽根板１４５の裏端面の上下２か所にも係合爪１４５ａ，１４５ｂが形成されている。

図３に示すように、羽根板１４３の高さＨ１、羽根板１４４の高さＨ２、羽根板１４５の高さＨ３は、Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３の関係に設定されている。また、羽根板１４３と羽根板１４４の間隔Ｌ１と、羽根板１４４と羽根板１４５の間隔Ｌ２との関係は、Ｌ１＜Ｌ２に設定されている。さらに、羽根板１４３〜１４５は、先端側（図３において下側）がターボファン５０の回転方向Ｘの上流側に向かう方向に傾斜し、かつその方向に湾曲している。つまり、羽根板１４３〜１４５はターボファン５０からの風を迎え熱交換器６０のフィン６１の面に沿った流れに整流する形状となっている。

図４は整流板１４０の取り付けを示す図である。１５０は風向板１４０の取付位置とその向きを示す位置決めマークであり、筐体１０の天板１１の裏面に貼付された断熱シート２０Ａの下面にエンボス加工で凹形状に形成され、熱交換器６０の前記した領域６０Ａの最も上流側（図４において下側）に寄るように位置している。

この位置決めマーク１５０は、整流板１４０の形状と取り付けの向きを表した形状マーク部１５１と、整流板１４０の位置合わせマーク１４１ａと同じ三角形で頂点１５２ａを有する位置合わせマーク部１５２とで構成されている。

形状マーク部１５１は、整流板１４０の前記した間隔Ｌ１，Ｌ２を加算した長さに対応し熱交換器６０にほぼ平行に配置される基片１５１ａと、その基片１５１ａにおいてターボファン５０の回転方向Ｘの下流側の端から熱交換器６０と反対方向で且つ回転方向Ｘの斜め上流側を向くように伸びている長片１５１ｂと、基片１５１ａの回転方向Ｘの上流側の端から長片１５１ｂと同じ斜めの向きに伸びている短片１５１ｃと、および長片１５１ｂと短片１５１ｃの間の中片１５１ｄとからなる。

位置合わせマーク１５２は、形状マーク部１５１の基片１５１ａにおける長片１５１ｂ、短片１５１ｃ、中片１５１ｄ等が配置された側と反対側、つまり熱交換器６０の側に、配置されている。

この整流板１４０の熱交換器６０への取り付けは、その整流板１４０の姿勢を位置決めマーク１５１の向きに合わせてから、熱交換器６０の内面６０Ｂに位置付ける。そして、その整流板１４０の三角形の位置合わせマーク１４１ａの頂点１４１ａ１が、位置決めマーク１５０の三角形の位置合わせマーク部１５２の頂点１５２ａに最も近づくように、位置合わせを行ってから、係合爪１４３ａ、１４５ａ、１４５ｂを熱交換器６０の冷媒配管６２に係合して行う。

これにより、整流板１４０は、図５、図６に示すように、ターボファン５０の回転中心に平行で且つターボファン５０の回転方向に羽根板１４３〜１４５が並んだ状態で、熱交換器６０の領域６０Ａの内面６０Ｂにおいて天板１１の裏面に寄った側に装着されることになる。なお、図５において、６３は熱交換器６０を天板１１に取り付けるための熱交換器取付具である。

以上の結果、ターボファン５０の外周５０ａの接線の方向に吹き出される空気流の風向ベクトルＶとフィン６１に直交するラインＬ３との間の角度θ１が３０度未満になる熱交換器６０の内面６０Ｂの領域６０Ａの部分では、フィン６１に吹き付けられる空気流が、整流板１４０の羽根板１４３〜１４５によって、そのフィン６１の面６１ａに平行に近い角度に整流されるので、騒音の発生を効果的に抑制することができる。

このとき、羽根板１４３〜１４５は、整流板１４０のターボファン５０に近ずくほどその高さがＨ１＜Ｈ２＜Ｈ３のように低くなっている、つまりターボファン５０から吹き付けられる空気流が強い側ほど羽根板の高さが低くなっているので、この羽根板１４３〜１４５自体で発生する騒音を回避できる。また、羽根板１４３〜１４５は、風の侵入方向に対して風を迎える、つまり風を取り込むように傾斜しさらに湾曲しているので、空気流に対する抵抗を小さくして熱交換器６０のフィン６１に送り込むことができる。また、羽根板１４４と１４５の間隔Ｌ２が羽根板１４３と１４４の間隔Ｌ１よりも大きくなっているので、風向ベクトルＶとラインＬ３との角度θ１が３０度以上となって比較的弱くなった空気流に対する整流抵抗部分が、羽根板１４５のみとなり、弱い空気流の取込効率の低下を抑制できる。

また、整流板１４０の取付位置を示すように天板１２の裏面の断熱シート２０Ａに付された位置決めマーク１５０が、整流板１４０の形状と向きを表した形状マーク部１５１を備えるので、整流板１４０の取付時はその形状マーク部１５１に整流板１４０の向きを合わせればすみ、整流板１４０が誤った向きで取り付けられることを防止できる。また、整流板１４０の形状を形状マーク部１５１によって事前に知ることができるので、取り付けるべき整流板１４０を部品箱から選択することが容易となり作業性も向上する。また、整流板１４０の下板１４１と上板１４２の内の下板１４１の下面のみに位置合わせマーク１４１ａを付するので、整流板１４０の下板１４１と上板１４２の上下関係を間違えて取り付けることを防止できる。また、整流板１４０に頂点１４１ａ１を備えた位置合わせマーク１４１ａを設け、断熱シート２０Ａに頂点１５２ａを備えた同じ形状の位置合わせマーク部１５２を付し、整流板１４０を装着する際に、頂点１４１ａ１と頂点１５２ａを対向させることで、その整流板１４０を正規の取付位置に装着することが容易となり、整流板１４０による風切音抑制の効果を十分発揮させることができるようになる。

１０：筐体、１１：天板１１：側板
２０Ａ，２０Ｂ：断熱シート
３０：フック
４０：モータ、４１：出力軸
５０：ターボファン、５１：羽根、５０ａ：外周
６０：熱交換器、６０Ａ：領域、６０Ｂ：内面、６１：フィン、６１ａ：面、６２：冷媒配管、６３：熱交換器取付具
７０：ドレンパン
８０：化粧パネル、８１：空気吸込口、８２：空気吹出口
９０：ベルマウス
１００：送風ガイド
１１０：フィルタ
１２０：電装品箱
１３０：室内天井板
１４０：整流板、１４１：下板、１４１ａ：位置合わせマーク、１４２：上板、１４３〜１４５：羽根板、１４３ａ，１４５ａ，１４５ｂ：係合爪
１５０：位置決めマーク、１５１：形状マーク部、１５２：位置合わせマーク部

Claims

上面が天板で閉じられ側面が側板で閉じられ下面が開口した筐体と、中央に空気吸込口が設けられ該空気吸込口の周囲に空気吹出口が設けられ前記筐体の前記下面に取り付けられる化粧パネルと、前記筐体の前記天板に取り付けられるモータと、該モータによって回転駆動され内面から吸い込んだ空気を外周から吹き出す遠心送風機と、前記空気吸込口から吸い込まれる空気を前記遠心送風機の前記内面にガイドするベルマウスと、複数の板状のフィンの面どうしを所定の間隔を空けて向き合わせ、それぞれの前記フィンの間に前記遠心送風機の前記外周からから吹き出される空気流が流入するように配置した熱交換器と、該熱交換器で生じた結露水を集めるドレンパンと、前記熱交換器の前記空気流を受ける面に装着された騒音抑制用の整流板と、該整流板の位置決めのために前記天板の裏面の断熱シートに形成された位置決めマークと、を備えた天井埋込型空気調和機であって、
前記整流板は、前記遠心送風機の前記外周の接線方向に吹き出され前記熱交換器の前記フィンに流入する空気流の風向ベクトルと前記フィンの面に直交するラインとの角度が３０度未満の領域の前記天板に近い側に装着され、
前記位置決めマークは、前記整流板の形状と取り付けの向きを表した形状マーク部を有し、前記領域の前記フィンに流入する空気流の最も上流側に形成されていることを特徴とする天井埋込型空気調和機。
請求項１に記載の天井埋込型空気調和機において、
前記位置決めマークは位置合わせマーク部を備え、
前記整流板の下面に、前記位置合わせマーク部に位置合わせするための位置合わせマークが形成されていることを特徴とする天井埋込型空気調和機。