JP6777884B2

JP6777884B2 - 天井埋込ダクト型空気調和機

Info

Publication number: JP6777884B2
Application number: JP2017011327A
Authority: JP
Inventors: 富雄音羽
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2017-01-25
Filing date: 2017-01-25
Publication date: 2020-10-28
Anticipated expiration: 2037-01-25
Also published as: JP2018119738A

Description

本発明は、熱交換ユニットと送風機ユニットが分割されている天井埋込ダクト型空気調和機に関し、さらに詳しく言えば、三角屋根の比較的狭い天井裏に配置されるのに好適な天井埋込ダクト型空気調和機に関するものである。

天井埋込ダクト型空気調和機は、その室内機が天井裏に設置されるが、天井裏への搬入口（間口）が狭いため、図１０に示すように、室内機１０に含まれる熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０とが分割されており、これらユニット２０，３０を別々に天井裏に搬入して組み立てるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、図１１に示すような三角屋根の場合、その梁構造によって、天井裏で熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０を直に連結して組み立てられないことがある。

三角屋根は、図１１に示すように、頂部に配置される棟木１、棟木１と平行で裾部に互いに平行として配置される一対の軒桁２、２、棟木１と軒桁２、２の間に斜めに架け渡される登り梁（垂木）３および軒桁２、２間に架け渡される小屋梁４を含む三角形状を呈し、登り梁３の間隔は、一般的に、６００ｍｍ（もしくはそれ以上）に規定されている。また、登り梁３の幅は２×４工法（木造枠組壁工法）の場合で２０〜５０ｍｍ程度と規定されている。

近年、高い空調能力が要求され、これに伴って大型の熱交換器や送風機等が用いられることから、熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０がともに大型化となり、これらユニット２０，３０を連結したときの室内機１０の長さ（通風方向に沿った長さ）Ｌが例えば９５０ｍｍとなり、優に上記三角屋根における登り梁３の間隔６００ｍｍを超えるため、登り梁３が邪魔となり、熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０とを直に連結(接続)することができない。

そのため、長さＬが６００ｍｍ未満で登り梁３，３間に収まる室内機１０を採用することになるが、１台では空調能力が不足の場合には２台目が必要となり、その分、コスト高になるとともに設置作業も煩雑になる、という問題がある。

特開２０１１−１５８１８７号公報

したがって、本発明の課題は、上記した梁構造の三角屋根の天井裏に、室内機の長さが登り梁の間隔よりも長い室内機を登り梁を避けて設置できるようにした天井埋込ダクト型空気調和機を提供することにある。

上記した課題を解決するため、本発明は、熱交換ユニットと送風機ユニットを有する室内機を備え、上記室内機が、頂部に配置される棟木、上記棟木と平行で裾部に互いに平行として配置される一対の軒桁および上記棟木と上記軒桁の間に斜めに架け渡される登り梁を含む三角形状を呈する三角屋根の屋根裏に設置される天井埋込ダクト型空気調和機において、
上記熱交換ユニットと上記送風機ユニットはともに直方体状の筐体を有し、上記熱交換ユニットと上記送風機ユニットが、それら各筐体の両側の端部の間に上記登り梁の一部分が通される梁挿通溝が形成されるように所定距離離された状態で中継ダクトを介して連結されていることを特徴としている。

本発明の好ましい態様によると、上記送風機ユニットの空気吹出側の端面と上記熱交換ユニットの空気流入側の端面の各々にそれら各端面を覆うように連結補助フレームが取り付けられ、上記各連結補助フレームはその中央部分に四角形状の通風用開口部を有し、上記中継ダクトは、上記連結補助フレームの上記通風用開口部に合致する通風路を有する高剛性の板金製の筐体を備えており、また、上記中継ダクトは、通風方向の長さが上記登り梁の幅よりも長い。

本発明によれば、熱交換ユニットと送風機ユニットを、中継ダクト（好ましくは通風方向の長さが登り梁の幅よりも長く、各ユニットの連結側端面（送風機ユニットの空気吹出側の開口面と熱交換ユニットの空気流入側の開口面）の横幅よりも狭い幅の中継ダクト）を介して連結（接続）し、熱交換ユニットと送風機ユニットの対向する両側の端部の間に登り梁の一部分が通される梁挿通溝を形成するようにしたことにより、室内機の長さが登り梁の間隔よりも長い室内機を登り梁を避けて設置することができる。

また、中継ダクトを変形しにくい高い剛性を有する筒状の板金製ダクトとすることにより、熱交換ユニットと送風機ユニットが強固に連結されるため、熱交換ユニットと送風機ユニットを吊り下げるときの各ユニットの下部側が広がる変形を最小限に押さえることができる。

本発明の一実施形態に係る天井埋込ダクト型空気調和機の室内機を示す（ａ)模式的な平面図、（ｂ）そのＡ−Ａ線断面図。上記室内機を三角屋根の天井裏に設置した状態を示す斜視図。中継ダクトに連結補助フレームを取り付けてダクトユニットとした斜視図。上記ダクトユニットの分解斜視図。上記中継ダクトで連結された熱交換ユニットと送風機ユニットの吊り下げ時に生ずる課題を示す模式図。上記ダクトユニットの断面図。図６の丸囲み部Ｂの拡大断面図。熱交換ユニットと送風機ユニットを固定する固定金具を示す斜視図。上記固定金具単体を示す斜視図。天井埋込ダクト型空気調和機の室内機を示す模式的な斜視図。三角屋根の梁構造を示す斜視図。

次に、図１ないし図９により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

まず、図１および図２を参照して、本実施形態に係る天井埋込ダクト型空気調和機（以下、「室内機」ということがある。）１０Ａにおいても、天井裏への搬入を容易とするため、室内機１０Ａが、熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０に分割されているが、本発明の場合、天井裏での組み立て時に、熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０を通風可能に連結（接続）する中継ダクト４０を備えている。熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０はともに直方体状の筐体を備えている。

基本的な構成として、熱交換ユニット２０内には、図示しない室外機からの冷媒配管と接続される熱交換器２１とドレンパン２２が設けられている。また、送風機ユニット３０内には、送風ファン（好ましくはシロッコファン）３１が設けられている。この実施形態では、送風機ユニット３０から熱交換ユニット２０に向けて空気が流れる。

熱交換ユニット２０の左側と右側の各側面２０１、２０１には、吊り下げ用の受け金具２３、２３が固着されている。同様に、送風機ユニット３０の左側と右側の各側面３０１、３０１にも、吊り下げ用の受け金具３２、３２が固着されている。

実寸例として、熱交換ユニット２０の長さ（通風方向に沿った長さ）Ｌ１は約４６０ｍｍ，送風機ユニット３０の長さＬ２は約４９０ｍｍである。なお、両ユニット２０、３０ともに、横幅Ｗ１は約１４００ｍｍ、高さＨは約３６５ｍｍである。また、この室内機１０Ａが設置される三角屋根における対向する軒桁２間の距離（小屋梁４の長さ）は約１６５０ｍｍである。

熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０を直に連結した場合、室内機１０Ａの全長はＬ１＋Ｌ２＝約９５０ｍｍとなる。これに対して、三角屋根における登り梁３の間隔が例えば６００ｍｍであるとすると、先にも説明したように、登り梁３が邪魔となり、熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０とを直に連結することができない。

そこで、本発明では、熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０の間に、これらユニット２０、３０よりも横幅の狭い中継ダクト４０を介在させて、熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０の両側の端部の間に、登り梁３の一部分が通される梁挿通溝４０１，４０１が形成されるようにして、図２に示すように、三角屋根の天井裏において、大型の当該室内機１０Ａを登り梁３により邪魔されることなく組み立て可能としている。

この例では、中継ダクト４０の横幅Ｗ２を１１１０ｍｍとし、中継ダクト４０を熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０の間の横幅方向（通風方向と直交する方向）の中央に配置して、梁挿通溝４０１，４０１の深さＤを１４５ｍｍとしている。また、登り梁３の幅は、通常、２０〜５０ｍｍであることから、中継ダクト４０の長さ（通風方向に沿った長さ）Ｌ３を１２７ｍｍとしている。

中継ダクト４０は、変形（屈曲）可能なフレキシブルダクトであってもよいが、熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０を中継ダクト４０により連結して、図５に示すように吊り下げたとき、各ユニット２０、３０の下部側が開くような変形を少なくするには、フレキシブルダクトよりも容易に変形（屈曲）しない剛性を有する板金製ダクトの方が好ましい。

図３と図４を参照して、中継ダクト４０は、上板４１、下板４２、左側板４３および右側板４４を有する四角筒状の板金製ダクトである。上板４１、下板４２、左側板４３および右側板４４の各端縁には、外側に向けてほぼ直角に折り曲げられたフランジ４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａが一体に形成されている。

上板４１、下板４２、左側板４３および右側板４４の外表面には、それぞれ断熱シート４５が貼り付けられている。また、フランジ４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａには、弾性を有するシール材４６が貼り付けられている。

中継ダクト４０は、連結補助フレーム５０、６０を介して熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０とに取り付けられる。連結補助フレーム５０、６０は、ともに中継ダクト４０と同じく板金製であることが好ましい。なお、中継ダクト４０および連結補助フレーム５０，６０は、板金材と同等の剛性が得られるのであれば合成樹脂製としてもよい。

一方の連結補助フレーム５０が熱交換ユニット２０側の連結補助フレームで、熱交換ユニット２０の連結側端面（図１（ｂ）で空気流入側の開口面）２０２を覆うように取り付けられる。連結補助フレーム５０のほぼ中央部分には、中継ダクト４０の開口部とほぼ同じ大きさの四角形状の開口部５１が形成されている。

開口部５１の４辺には、上ガイド片５２、下ガイド片５３、左ガイド片５４および右ガイド片５５が中継ダクト４０内に入り込むように設けられている。このうち、左ガイド片５４と右ガイド片５５の上下２箇所には、それぞれ、雌ネジ孔５４１、５５１が形成されている。

他方の連結補助フレーム６０が送風機ユニット３０側の連結補助フレームで、送風機ユニット３０の連結側端面（図１（ｂ）で空気吹出側の開口面）３０２を覆うようにに取り付けられる。連結補助フレーム６０のほぼ中央部分には、熱交換ユニット２０側の連結補助フレーム５０と同じく、中継ダクト４０の開口部とほぼ同じ大きさの四角形状の開口部６１が形成されている。

開口部６１の４辺には、上ガイド片６２、下ガイド片６３、左ガイド片６４および右ガイド片６５が中継ダクト４０内に入り込むように設けられている（上ガイド片６２については図６、図７を参照）。このうち、左ガイド片６４と右ガイド片６５の上下２箇所には、それぞれ、雌ネジ孔６４１、６５１が形成されている。

中継ダクト４０の左側板４３の連結補助フレーム５０側には、連結補助フレーム５０の左ガイド片５４に形成されている雌ネジ孔５４１、５４１に対応する位置にネジ挿通孔４３１、４３１が穿設されている。

また、中継ダクト４０の左側板４３の連結補助フレーム６０側には、連結補助フレーム６０の左ガイド片６４に形成されている雌ネジ孔６４１、６４１に対応する位置にネジ挿通孔４３２、４３２が穿設されている。

中継ダクト４０の右側板４４の連結補助フレーム５０側には、連結補助フレーム５０の右ガイド片５５に形成されている雌ネジ孔５５１、５５１に対応する位置にネジ挿通孔４４１、４４１が穿設されている。

また、中継ダクト４０の右側板４４の連結補助フレーム６０側には、連結補助フレーム６０の右ガイド片６５に形成されている雌ネジ孔６５１、６５１に対応する位置にネジ挿通孔４４２、４４２が穿設されている。

これによれば、中継ダクト４０の左側板４３側において、ネジ挿通孔４３１、４３１と雌ネジ孔５４１、５４１を位置合わせするとともに、ネジ挿通孔４３２、４３２と雌ネジ孔６４１、６４１を位置合わせして、左側板４３の外側から図示しない雄ネジ４本を雌ネジ孔５４１、５４１、６４１、６４１に螺合する。

同様に、中継ダクト４０の右側板４４側において、ネジ挿通孔４４１、４４１と雌ネジ孔５５１、５５１を位置合わせするとともに、ネジ挿通孔４４２、４４２と雌ネジ孔６５１、６５１を位置合わせして、右側板４３の外側から図示しない雄ネジ４本を雌ネジ孔５４１、５４１、６４１、６４１に螺合する。

これにより、図３に示すように、連結補助フレーム５０、６０の間に中継ダクト４０が挟まれるようにして一体的に組み付けられる。このとき、シール材４６が連結補助フレーム５０、６０の開口部５１、６１の周りに密着する。

なお、熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０を中継ダクト４０により連結するにあたっては、図３のように連結補助フレーム５０、６０の間に中継ダクト４０を挟んで組み付けてダクトユニットとしてから、連結補助フレーム５０を熱交換ユニット２０に取り付け、連結補助フレーム６０を送風機ユニット３０に取り付けてもよいし、これとは反対に、先に連結補助フレーム５０を熱交換ユニット２０に取り付け、連結補助フレーム６０を送風機ユニット３０に取り付けてから、それらの間を中継ダクト４０で連結してもよい。

ところで、上記のように組み立てられた室内機１０Ａを、図５に示すように、吊りボルト金具５，５にて吊り下げると、中継ダクト４０に対して熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０は中継ダクト４０の側板側でネジ止めされているだけであるから、各ユニット間の下部側が離れ上部側が接近するように傾き、シール材４６の潰れ量にバラツキが生じシール機能が損なわれるおそれがある。

そこで、図６と図７を参照して、この室内機１０Ａは、中継ダクト４０に、熱交換ユニット２０および送風機ユニット３０との相対的な接近方向の移動量を規制するストッパー４１０を備えている。

この実施形態において、ストッパー４１０には、ストッパー４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，４１０ｄが含まれている。このうち、ストッパー４１０ａ，４１０ｂは上板４１側に設けられ、ストッパー４１０ｃ，４１０ｄは下板４２側に設けられている。

ストッパー４１０ａは、中継ダクト４０内に入り込む連結補助フレーム５０側の上ガイド片５２と対向するように配置され、ストッパー４１０ｂは、中継ダクト４０内に入り込む連結補助フレーム６０側の上ガイド片６２と対向するように配置されている。

また、ストッパー４１０ｃは、中継ダクト４０内に入り込む連結補助フレーム５０側の下ガイド片５３と対向するように配置され、ストッパー４１０ｄは、中継ダクト４０内に入り込む連結補助フレーム６０側の下ガイド片６３と対向するように配置されている。

ストッパー４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，４１０ｄは同一の構成であるため、図７を参照して、ストッパー４１０ｂについて説明する。

中継ダクト４０と連結補助フレーム６０とを連結する際、シール材４６がそれらの間に挟まれ圧縮される。シール材４６が完全に押し潰されるように過大に圧縮されると耐久寿命が劣化するため好ましくない。

ストッパー４１０ｂは、シール材４６が過大に圧縮される状態となる前に連結補助フレーム６０側の上ガイド片６２の先端６２ａに当接し、シール材４６のそれ以上の圧縮を阻止する。

すなわち、図７を参照して、シール材４６の最小圧縮幅（耐久寿命が劣化しない圧縮限度幅）をＴｍｍとして、シール材４６を圧縮されることなく連結補助フレーム６０に接触させたとき、ストッパー４１０ｂは、ストッパー４１０ｂと上ガイド片６２の先端６２ａとの距離ＴａがＴｍｍもしくはそれ以下となる位置に配置される。

他のストッパー４１０（４１０ａ，４１０ｃ，４１０ｄ）も同様に、それらが対向するガイド片の先端との距離ＴａがＴｍｍもしくはそれ以下となる位置に配置される。ストッパー４１０は、上板４１もしくは下板４２から切り起こされた切り起こし片であることが好ましいが、リブとして立設されてもよい。

このようなストッパー４１０が中継ダクト４０に設けられていることにより、室内機１０Ａが吊りボルト金具５，５により吊り下げられても、中継ダクト４０の全周にわたってシール材４６が過大に圧縮されることなくほぼ均一に圧縮されることになる。

ストッパー４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，４１０ｄは、それぞれ、右側板４４側と左側板４５側の左右２箇所に設けられることが好ましいが、図５に示したように、吊りボルト金具５，５による吊り下げ時の熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０の下部側が開くような傾きを防止するのであれば、下板４２側のストッパー４１０ｃ，４１０ｄは省略されてよい。

この実施形態において、室内機１０Ａは、図３，図８および図９に示すように、中継ダクト４０により連結された熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０同士をさらに強固に固定する固定金具７０を備えている。この固定金具７０は、ストッパー４１０の代わりとして採用されてもよいし、ストッパー４１０と併用されてもよい。

固定金具７０は板金製で、中継ダクト４０により熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０間に形成される梁挿通溝４０１とほぼ等幅の基板７１を備えている。

基板７１の一辺側（図９において左辺側）には、熱交換ユニット２０に取り付けられる連結補助フレーム５０の面５０１（図４参照）に沿うようにほぼ直角に折り曲げられた左側板７２ａが設けられている。

左側板７２ａの端縁７２１ａから熱交換ユニット２０の側面２０１に沿って延びる翼板７３ａが引き出されている。翼板７３ａにはネジ挿通孔７３１ａが穿設されており、また、翼板７３ａの端部には、熱交換ユニット２０の側面２０１側に向けてほぼ直角に折り曲げられた係止爪片７３２ａが設けられている。

基板７１の他辺側（図９において右辺側）には、送風機ユニット３０に取り付けられる連結補助フレーム６０の面６０１（図４参照）に沿うようにほぼ直角に折り曲げられた右側板７２ｂが設けられている。

左側板７２ｂの端縁７２１ｂから送風機ユニット３０の側面３０１に沿って延びる翼板７３ｂが引き出されている。翼板７３ｂにはネジ挿通孔７３１ｂが穿設されており、また、翼板７３ｂの端部には、送風機ユニット３０の側面３０１側に向けてほぼ直角に折り曲げられた係止爪片７３２ｂが設けられている。

熱交換ユニット２０の左側と右側の各側面２０１、２０１には、翼板７３ａのネジ挿通孔７３１ａに対応する雌ネジ孔２０２と、係止爪片７３２ａが係止される係止スリット２０３が形成されている。同様に、送風機ユニット３０の左側と右側の各側面３０１、３０１には、翼板７３ｂのネジ挿通孔７３１ｂに対応する雌ネジ孔３０２と、係止爪片７３２ｂが係止される係止スリット３０３が形成されている。

固定金具７０は、熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０を中継ダクト４０を介して連結した後、基板７１を梁挿通溝４０１内に嵌め込むとともに、係止爪片７３２ａ，７３２ｂをそれぞれ係止スリット２０３，３０３に係止したうえで、図示しない雄ネジをネジ挿通孔７３１ａ，７３１ｂより雌ネジ孔２０３，３０３に螺合することにより、熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０に取り付けられ、これにより両ユニット２０，３０が強固に固定される。

固定金具７０は、必要な強度を確保するうえでできるだけ大きな方が好ましいが、そうすると登り梁３の邪魔になる。

そこで、この実施形態では、上記したように基板７１の左辺側と右辺側とにほぼ直角に折り曲げられた左側板７２ａと右側板７２ｂとを設けて、登り梁３の邪魔にならないように、基板７１を梁挿通溝４０１内の奥に嵌め込まれるようにするとともに、基板７１に梁挿通溝４０１に含まれる登り梁挿通用の溝７１ａを形成して、熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０を強固に固定しつつ、登り梁３を挿通するようにしている。

なお、溝７１ａは少なくとも登り梁３の幅と同等の幅を有していればよい。また、固定金具７０は、金属材と同等な剛性が得られるのであれば合成樹脂製としてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０を、中継ダクト４０を介して連結し、熱交換ユニット２０と送風機ユニット３０の対向する角部分の間に登り梁３の一部分が通される梁挿通溝４０１を形成するようにしたことにより、室内機の長さが登り梁３の間隔よりも長い室内機を登り梁３を避けて設置することができる。

１０Ａ室内機
２０熱交換ユニット
３０送風機ユニット
４０中継ダクト
４０１梁挿通溝
４１０（４１０ａ〜４１０ｄ）ストッパー
５０連結補助フレーム（熱交換ユニット側）
５１開口部
５２〜５５ガイド片
６０連結補助フレーム（送風機ユニット側）
６１開口部
６２〜６５ガイド片
７０固定金具

Claims

熱交換ユニットと送風機ユニットを有する室内機を備え、上記室内機が、頂部に配置される棟木、上記棟木と平行で裾部に互いに平行として配置される一対の軒桁および上記棟木と上記軒桁の間に斜めに架け渡される登り梁を含む三角形状を呈する三角屋根の屋根裏に設置される天井埋込ダクト型空気調和機において、
上記熱交換ユニットと上記送風機ユニットはともに直方体状の筐体を有し、上記熱交換ユニットと上記送風機ユニットが、それら各筐体の両側の端部の間に上記登り梁の一部分が通される梁挿通溝が形成されるように所定距離離された状態で中継ダクトを介して連結されていることを特徴とする天井埋込ダクト型空気調和機。
上記送風機ユニットの空気吹出側の端面と上記熱交換ユニットの空気流入側の端面の各々にそれら各端面を覆うように連結補助フレームが取り付けられ、上記各連結補助フレームはその中央部分に四角形状の通風用開口部を有し、上記中継ダクトは上記連結補助フレームの上記通風用開口部に合致する通風路を有する高剛性の板金製の筐体を備えていることを特徴とする請求項１に記載の天井埋込ダクト型空気調和機。
上記中継ダクトは、通風方向の長さが上記登り梁の幅よりも長いことを特徴とする請求項１または２に記載の天井埋込ダクト型空気調和機。