JP6923845B2 - ダクト型空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器室と送風機室とを含み天井裏等に設置されるダクト型空気調和機に関し、さらに詳しく言えば、熱交換器室内での風速（風量）分布を改善する技術に関するものである。

図５に示すように、ダクト型空気調和機１Ｂの多くは、直方体状の筐体１０を備えている。筐体１０の一方の面側（図５では右側）に空気吸込口１０Ａが設けられ、一方の面側と対向する他方の面側（図５では左側）に空気吹出口１０Ｂが設けられている。

筐体１０の内部は、仕切り板２０によって、空気吸込口１０Ａ側の送風機室３０と、空気吹出口１０Ｂ側の熱交換器室４０とに区画されている。送風機室３０内には、送風機３１が収納されている。熱交換器室４０内には、熱交換器４１とドレンパン４５とが収納されている。

この従来例において、熱交換器４１は、２つの平板状の熱交換器４２，４３の各々の一端部４２ａ，４３ａを空気吹出口１０Ｂ側で所定の連結具にて連結して側面視（図５では正面視）くの字状に形成されている。

上側の熱交換器４２を上部熱交換部、下側の熱交換器４３を下部熱交換部として、上部熱交換部４２は、その他端部４２ｂが熱交換器室４０の天板４０１に近づくように上向きに傾斜し、下部熱交換部４３は、その他端部４３ｂがドレンパン４５に近づくように下向きに傾斜している。

このような構成の熱交換器４１において、上部熱交換部４２の一端部４２ａと下部熱交換部４３の一端部４３ａの連結部分を熱交換器４１の中央部４１ａ、上部熱交換部４２の他端部４２ｂを熱交換器４１の上端部、下部熱交換部４３の他端部４３ｂを熱交換器４１の下端部と言うことがある。

図示しないが、ダクト型空気調和機１Ｂは天井裏（屋根裏）に設置され、空気吸込口１０Ａは、吸込側ダクトを介して天井面に設けられている空気吸込グリルと接続され、空気吹出口１０Ｂは、吹出側ダクトを介して天井面に設けられている空気吹出グリルと接続される。

送風機３１の運転により、室内空気が空気吸込グリル→吸込側ダクト→送風機室３０→熱交換器室４０→吹出側ダクト→空気吹出グリルへと流れ、熱交換器室４０内の熱交換器４１にて冷媒と熱交換されて生成された調和空気が空気吹出グリルから室内に戻される。

このダクト型空気調和機１Ｂは、送風機３１が熱交換器４１の上流側に配置され、送風機３１から熱交換器４１に対して空気が吹き付けられる空気吹き付け型であるが、熱交換器４１の熱交換効率を高めるうえで、熱交換器４１全体に当たる空気（風）の風速分布は均一であることが好ましい。

特許文献１に記載されているように、ダクト型空気調和機において、送風機３１には、通常、シロッコファンが採用されている。シロッコファンはスクロールケーシングを有する遠心送風機の一種で、風はスクロールケーシングの送風口から熱交換器４１の一部分に向けて集中して吹き出される。

このように、シロッコファンによると、風がスクロールケーシングの送風口から熱交換器４１の一部分に向けて集中して吹き出されるため、熱交換器４１に当たる風の風速分布は均一にならない。特に、大型のダクト型空気調和機になると熱交換器４１も大型になるため、図５に模式的に示すように、熱交換器４１の中央部４１ａと、上端部４２ｂおよび下端部４３ｂとでは、中央部４１ａの風速が速く、これに対して上端部４２ｂおよび下端部４３ｂの風速は極端に遅くなり、風速分布に大きな差が生じ、熱交換効率が悪化する。

特許文献２には、シロッコファンのスクロールケーシングの送風口内に整流板を設けて、熱交換器の上流側（空気流入側）の面全体に空気が行き渡るようにして熱交換効率の改善をはかることが提案されている。

しかしながら、整流板は送風口から吹き出される空気を左右方向に偏向（拡散）するように設けられているため、依然として、熱交換器４１の中央部４１ａと、上端部４２ｂおよび下端部４３ｂとでは風速分布に差が生ずる。

特開２０１６−８７３０号公報 特開２０１６−１６０７８０号公報

したがって、本発明の課題は、送風機室内の送風機から熱交換器室内の熱交換器に対して空気が吹き付けられるダクト型空気調和機において、熱交換器に対する風速分布、特に上下方向における風速分布の均一化をはかることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、一方の面側に空気吸込口を有し他方の面側に空気吹出口を有する直方体状の筐体を備え、上記筐体の内部が、仕切り板によって上記空気吸込口側の送風機室と上記空気吹出口側の熱交換器室とに区画されており、上記送風機室には送風機が配置され、上記熱交換器室には熱交換器が配置され、上記仕切り板に上記送風機の送風口が嵌合する送風窓が形成されているとともに、上記熱交換器は上記空気吹出口側から上記仕切り板側に向けて上向きに傾斜し上端部が上記熱交換器室が備える天板に沿って配置される熱交換部を有するダクト型空気調和機において、
上記熱交換部の上端を支持して上記天板に取り付けられる支持具を有し、上記支持具には、上記送風機より上記送風窓を介して上記熱交換器室内に送風される空気の一部を上記熱交換部の上方部位に向かわせる導風部が設けら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れば、上記導風部は、上記送風窓と対向する位置に配置される。

また、上記導風部は、通風用の開口部と上記開口部を通る空気を上記熱交換部側に向ける気流案内板とを備えている。

本発明には、上記熱交換部を上部熱交換部として、上記熱交換器は上記空気吹出口側から上記仕切り板側に向けて下向きに傾斜し上記上部熱交換部とともに側面視くの字状を呈する下部熱交換部をさらに備える態様も含まれ、上記送風機にはスクロールケーシングを有するシロッコファンが用いられ、この態様においては、上記シロッコファンの空気吹出方向が上記下部熱交換部側に向けられるとよい。

本発明によれば、熱交換部の上端を支持して天板に取り付けられる支持具に、送風機より熱交換器室内に送風される空気の一部分を熱交換部の上方部位に向かわせる導風部が設けられていることにより、熱交換器に対する風速分布、特に上下方向における風速分布の均一化をはかることができる。

本発明の一実施形態に係るダクト型空気調和機の内部構造を模式的示す断面図。 上記ダクト型空気調和機が備える支持具の（ａ）正面上方から見た斜視図、（ｂ）背面上方から見た斜視図。 上記支持具の図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図。 図１の分解斜視図。 従来例としてのダクト型空気調和機の内部構造を示す模式的な断面図。

次に、図１ないし図４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を参照して、この実施形態に係るダクト型空気調和機１Ａは、天井裏に設置される室内機で、従来例として先の図５で説明したダクト型空気調和機１Ｂと同じく直方体状の筐体１０を備えている。

筐体１０は対向する両面のうち、その一方の面側（図１では右側）に空気吸込口１０が設けられ、他方の面側（図１では左側）に空気吹出口１０Ｂが設けられている。空気吸込口１０Ａは、図示しない吸込側ダクトを介して天井面に設けられている空気吸込グリルと接続され、空気吹出口１０Ｂは、同じく図示しない吹出側ダクトを介して天井面に設けられている空気吹出グリルと接続される。

筐体１０の内部は、仕切り板２０によって、空気吸込口１０Ａ側の送風機室３０と、空気吹出口１０Ｂ側の熱交換器室４０とに区画されている。

送風機室３０内には、送風機としてシロッコファン３１が配置される。シロッコファン３１は、多翼円筒体（多翼ファン）３３を有する遠心送風機の一種であり、多翼円筒体３３は、スクロールケーシング３２内に収納されている。

図４を併せて参照して、スクロールケーシング３２の側面に空気吸込口３２ａが設けられており、多翼円筒体３３の回転により、空気が空気吸込口３２ａから吸い込まれ、スクロールケーシング３２の送風口３２ｂから、熱交換器室４０内に配置される熱交換器４１の一部分に向けて集中して吹き出される。

この実施形態では、シロッコファン３１を２台としている。各シロッコファン３１は、多翼円筒体３３の回転軸が同一直線上に存在するようにして仕切り板２０に沿って並置されている。

仕切り板２０には、シロッコファン３１の送風口３２ｂが嵌合される送風窓２１が形成されている。この実施形態において、シロッコファン３１は２台であるから、これに対応して、送風窓２１も２箇所に設けられている。

熱交換器室４０内には、熱交換器４１とドレンパン４５とが配置される。熱交換器室４０は上面に天板４０１を備え、ドレンパン４５は熱交換器室４０の天板４０１と対向する底部４０２に配置される。

この実施形態においても、熱交換器４１は、２つの平板状の熱交換器４２，４３を有し、熱交換器４２の一端部４２ａと熱交換器４３の一端部４３ａを空気吹出口１０Ｂ側で所定の連結具にて連結して側面視くの字状に形成されている。

上側の熱交換器４２を上部熱交換部、下側の熱交換器４３を下部熱交換部、また、熱交換器室４０の上面と底面の高さ方向を上下方向として、上部熱交換部４２は、その他端部４２ｂが熱交換器室４０の天板４０１に近づくように上向きに傾斜し、下部熱交換部４３は、その他端部４３ｂがドレンパン４５に近づくように下向きに傾斜している。

ここでの説明においても、上部熱交換部４２の一端部４２ａと下部熱交換部４３の一端部４３ａの連結部分を熱交換器４１の中央部４１ａ、上部熱交換部４２の他端部４２ｂを熱交換器４１の上端部、下部熱交換部４３の他端部４３ｂを熱交換器４１の下端部と言うことがある。

図４を併せて参照して、熱交換器４１はその左右両端に支持ブラケット４１０，４１０を備え、支持ブラケット４１０，４１０に支持された状態で熱交換器室４０内に収納される。また、熱交換器４１は、その一端側に配管接続具４２０を備え、配管接続具４２０を介して図示しない室外機と接続される。

シロッコファン３１の運転により、室内空気が空気吸込グリル→吸込側ダクト→送風機室３０→熱交換器室４０→吹出側ダクト→空気吹出グリルへと流れ、熱交換器室４０内の熱交換器４１にて熱交換された調和空気が空気吹出グリルから室内に戻される。

シロッコファン３１において、空気はスクロールケーシング３２の送風口３２ｂから、熱交換器４１の一部分に向けて集中して吹き出される。このため、熱交換器４１の中央部４１ａと上端部４２ｂとでは風速分布に大きな差が生じ、熱交換効率が悪化する。

また、特に大型のダクト型空気調和機になると熱交換器４１も大型になるため、例えば搬送時の落下衝撃等により、熱交換器４１の上端部（上部熱交換部４２の他端部）４２ｂの中央部が大きく撓み、熱交換器室４０の天板４０１との間に隙間が生じ、その隙間から熱交換器４１を通らない空気漏れが発生することがある。

そこで、本発明では、熱交換器４１の上端部４２ｂを支持して天板４０１に取り付けられる支持具５０を備えている。

図２および図３を参照して、支持具５０には、ネジ挿通孔５１１を有し天板４０１にネジ止めされる取付基板部５１と、熱交換器４１の上端部４２ｂが載置される受け部５２と、シロッコファン３１より熱交換器室４０内に送風される空気の一部分を熱交換器４１の上端部４２ｂ側に向かわせる導風部５４とが設けられている。

この実施形態において、支持具５０は板金製で、取付基板部５１、受け部５２および導風部５４を一体として備え、導風部５４は、金属板を打ち抜いて形成される通風用の開口部５４１と、開口部５４１の打ち抜きに伴って形成される切り起こし舌片状の気流案内板５４２とを備えている。

この支持具５０によれば、受け部５２によって熱交換器４１の上端部４２ｂが支持されるため、例えば搬送時に落下衝撃を受けたとしても、熱交換器４１の上端部４２ｂが撓んで天板４０１との間に隙間が生ずることがない。熱交換器４１の上端部４２ｂは受け部５２にネジ等により固定されてもよい。なお、下部熱交換部４３の下端部４３ａは、ドレンパン４５を支持具としてその上に載置される。

また、シロッコファン３１より熱交換器室４０内に送風される空気の一部分が気流案内板５４２によって熱交換器４１の上端部４２ｂ側に向かわされるため、熱交換器４１の中央部４１ａと上端部４２ｂとにおける風速分布に大きな差は生じない。

なお、熱交換器４１の上下方向における風速分布をより均一にするには、シロッコファン３１の空気吹出方向を下部熱交換部４３側に向けるとよい。このようにするには、例えばシロッコファン３１を図１において反時計方向に回転させればよい（傾ければよい）。

これによれば、これまでは風速が落ちるとされていた下部熱交換部４３側の風速が速められる一方、相対的に上部熱交換部４２側の風速が落ちるが、上部熱交換部４２側には気流案内板５４２によって風速の落ち込み分が補われるため、全体として熱交換器４１の上下方向における風速分布の均一化がはかれる。

図４に示すように、この実施形態において、支持具５０は、仕切り板２０に形成されている通風窓２１に対応する２箇所に配置されているが、支持具５０を熱交換器４１の全幅にわたる長さとして熱交換器４１の上端部４２ａの全体を支持するようにしてもよい。これとは反対に、支持具５０により熱交換器４１の上端部４２ｂの中央部のみを支持するようにしてもよい。

いずれの場合でも、支持具５０を通風窓２１に対向する風速の速い箇所に配置する場合には、風向きを変えやすくするために、支持具５０を仕切り板２０から空気吹出口１０Ｂ側寄りに離れた位置で風速が次第に弱まる位置に設けることが好ましい。

上記実施形態において、熱交換器４１は、２つの平板状の熱交換器４２，４３の各々の一端部４２ａ，４３ａを所定の連結具にて連結して側面視くの字状に形成されているが、熱交換器４１を上側の熱交換器（上部熱交換部）４２のみとし、その熱交換器４２を空気吹出口１０Ｂ側から仕切り板２０側に向けて斜めに立てかけて、その上端部４２ｂが熱交換器室４０の天板４０１に沿って配置される態様であってもよい。

１Ａ ダクト型空気調和機
１０ 筐体
１０Ａ 空気吸込口
１０Ｂ 空気吹出口
２０ 仕切り板
２１ 通風窓
３０ 送風機室
３１ 送風機
３１ シロッコファン
３２ スクロールケーシング
３２ａ 空気吸込口
３２ｂ 送風口
３３ 多翼円筒体
４０ 熱交換器室
４０１ 天板
４１ 熱交換器
４１ａ 中央部
４２ 上部熱交換部
４２ａ 上部熱交換部の一端部
４２ｂ 上部熱交換部の他端部（熱交換器の上端部）
４３ 下部熱交換部
４３ａ 下部熱交換部の一端部
４３ｂ 下部熱交換部の他端部（熱交換器の下端部）
４５ ドレンパン
５０ 支持具
５１ 取付基板部
５２ 受け部
５４ 導風部
５４１ 開口部
５４２ 気流案内板

Claims (4)

1. 一方の面側に空気吸込口を有し他方の面側に空気吹出口を有する直方体状の筐体を備え、上記筐体の内部が、仕切り板によって上記空気吸込口側の送風機室と上記空気吹出口側の熱交換器室とに区画されており、上記送風機室には送風機が配置され、上記熱交換器室には熱交換器が配置され、上記仕切り板に上記送風機の送風口が嵌合する送風窓が形成されているとともに、上記熱交換器は上記空気吹出口側から上記仕切り板側に向けて上向きに傾斜し上端部が上記熱交換器室が備える天板に沿って配置される熱交換部を有するダクト型空気調和機において、
   上記熱交換部の上端を支持して上記天板に取り付けられる支持具を有し、上記支持具には、上記送風機より上記送風窓を介して上記熱交換器室内に送風される空気の一部を上記熱交換部の上方部位に向かわせる導風部が設けられていることを特徴とするダクト型空気調和機。
2. 上記導風部が上記送風窓と対向する位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のダクト型空気調和機。
3. 上記導風部は、通風用の開口部と上記開口部を通る空気を上記熱交換部側に向ける気流案内板とを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のダクト型空気調和機。
4. 上記熱交換部を上部熱交換部として、上記熱交換器は上記空気吹出口側から上記仕切り板側に向けて下向きに傾斜し上記上部熱交換部とともに側面視くの字状を呈する下部熱交換部をさらに備え、上記送風機にはスクロールケーシングを有するシロッコファンが用いられ、上記シロッコファンの空気吹出方向が上記下部熱交換部側に向けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のダクト型空気調和機。

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