JP6924608B2

JP6924608B2 - 空気調和機の室内機

Info

Publication number: JP6924608B2
Application number: JP2017086732A
Authority: JP
Inventors: 秀作新井田; 米山　裕康; 裕康米山; 直紀村松
Original assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Current assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Priority date: 2017-04-26
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2021-08-25
Anticipated expiration: 2037-04-26
Also published as: JP2018185092A

Description

本発明は、空気調和機の室内機に関する。

室内の床面に設置される空気調和機の室内機として、床置型室内機が知られている。床置型室内機は、筐体の下部の吸込み口から送風機により空気を吸い込み、送風機の上部にある熱交換器を通過した後、吹出し口から空気を室内に送り込む構造となっている。床置型室内機の能力を向上させるためには、熱交換器の効率向上が不可欠である。また、熱交換器を最大限活かすためには、熱交換器に当たる風速分布が均一となっていることが望ましい。
床置型室内機は、室内の床面に直接設置されるため、筐体のサイズやデザイン上の制約を受ける。筐体のサイズやデザインの関係上、空気の流路領域を十分な空気の流路を確保することが困難であり、熱交換器表面の風速分布に偏りが発生してしまいがちである。

特許文献１には、吹出口下部の本体前面壁に、熱交換器の上方の本体前面垂直壁を沿って流れる風を水平風向変更板と吹出口下部の間に導く流体案内壁を備える床置式空気調和機が記載されている。特許文献１に記載の床置式空気調和機は、整流する板（流体案内壁）を設置し、熱交換器へ流れを誘導して風速分布を改善しようとする。

特許第３６１４４８８号公報

上記課題を解決するために、筐体下部に設けられた空気の吸込み口と、吸込んだ空気を下流側に送風する送風機と、送風された空気を熱交換する熱交換器と、前記熱交換器を通った空気を吹き出す吹出口と、前記熱交換器の前面側に配置され、前記筺体の外装カバーであるフロントパネルと、前記熱交換器と前記フロントパネルとの間に配置され、外気と前記筺体の内部とを断熱する断熱板と、を備え、前記断熱板は、下面側で前記フロントパネル側へ凸となる下面凸部と、上面側で前記熱交換器側へ凸となる上面凸部と、を備え、前記下面凸部から前記上面凸部の上端部まで、縦断面視してＳ字形状の曲面が形成されており、前記下面凸部は、前記熱交換器の下端近傍から前記フロントパネル側へと膨らみ、前記断熱板に前記下面凸部がないとした場合に比べ、前記熱交換器の下端を含む下部において、当該熱交換器の吹出側である２次側と前記断熱板との間の流路領域を拡大していることを特徴とする。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、熱交換器を通過する空気の風速分布を均一化することができる空気調和機の室内機を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の空気調和機の室内機は、筐体下部に設けられた空気の吸込み口と、吸込んだ空気を下流側に送風する送風機と、送風された空気を熱交換する熱交換器と、前記熱交換器を通った空気を吹き出す吹出口と、前記熱交換器の前面側に配置され、前記筺体の外装カバーであるフロントパネルと、前記熱交換器と前記フロントパネルとの間に配置され、外気と前記筺体の内部とを断熱する断熱板と、を備え、前記断熱板は、下面側で前記フロントパネル側へ凸となる下面凸部と、上面側で前記熱交換器側へ凸となる上面凸部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、熱交換器を通過する空気の風速分布を均一化することができる空気調和機の室内機を提供する。

本発明の実施形態に係る空気調和機の床置型室内機の外観を示す図である。上記実施形態に係る空気調和機の床置型室内機の縦断面図である。上記実施形態に係る空気調和機の床置型室内機の断熱板近傍の詳細を示す断面図である。上記実施形態に係る空気調和機の床置型室内機の断熱板の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図１は、本発明の実施形態に係る空気調和機の床置型室内機の外観を示す図である。図２は、上記床置型室内機の縦断面図である。なお、説明における「上、下」、「左、右」、「正面(前)、背面(後)」は各図の矢印に従う。
本発明の実施形態に係る空気調和機は、熱源側で室外（非空調空間）に設置される室外機（図示省略）と、利用側で室内（空調空間）に設置される床置型室内機１（室内機）とから構成され、冷媒液管および冷媒ガス管で繋がれている。
床置型室内機１は、室内の床面に直接設置される室内機である。
図１に示すように、床置型室内機１は、筺体としてキャビネット２１と、キャビネット２１の前面に配置されたフロントパネル２２と、キャビネット２１の底部に設置された下ベース２３と、を備える。キャビネット２１の下部の左右側面および裏面には、冷媒配管取入れ口２４（図２参照）が形成されている。また、フロントパネル２２の中央部には、空気調和機を操作するリモコン２５が設置されている。

図２に示すように、キャビネット２１内に、熱交換器３１、送風機（ファンモータ）３２、ファンガイド３３、吸込み口３４、吹出し口３５、断熱板３６、ドレンパン３７、電気品箱３８、冷媒配管３９、配管接続部４０を備えている。
床置型室内機１は、キャビネット２１下部の吸込み口３４から空気を吸込み、送風機３２を介してキャビネット２１の上部にある熱交換器３１に空気が送り込まれ、熱交換器３１により熱交換された空気が吹出し口３５から室内に送風される。
送風機３２は、キャビネット２１正面と平行な面内で回転する遠心ファン（図示省略）を備えており、遠心ファンにより発生した流れを一方向に整流するファンガイド３３を有する。

フロントパネル２２は、室内熱交換器３１の前面にキャビネット２１をカバーするように取り付けられる。フロントパネル２２は、中央部にリモコン２５を埋め込むためのリモコン収納部２２ａ（凹部）が形成されている。リモコン２５は、フロントパネル２２の正面側が平坦面になるようにフロントパネル２２のリモコン収納部２２ａに埋め込んで設置される。さらに、断熱板３６は、室内の空気と機内を断熱するためフロントパネル２２と室内熱交換器３１の間に取り付けられる。本実施形態にかかる床置型室内機１は、断熱板３６の構成に特徴がある（詳細後記）。
床置型室内機１では、冷房運転時に、熱交換器３１に結露する場合がある。この結露した水（凝縮水または結露水）を受けるために、熱交換器３１の直下にはドレンパン３７が設けられている。ドレンパン３７は、熱交換器３１の下部に取り付けられ、さらにドレンパン３７の下には電気品箱３８が取り付けられる。

図３は、床置型室内機１の断熱板３６近傍の詳細を示す断面図である。図４は、床置型室内機１の断熱板３６の斜視図である。
断熱板３６は、発泡プラスチック断熱材などの発泡材を材料として用いる。
図３および図４に示すように、断熱板３６は、矩形形状の本体フレーム部３６１と、本体フレーム部３６１の下面側でフロントパネル２２側（図３および図４の正面側）へ凸となる下面凸部３６２と、本体フレーム部３６１の上面側で熱交換器３１側（図３および図４の背面側）へ凸となる上面凸部３６３と、を備える。
図４に示すように、断熱板３６は、本体フレーム部３６１の枠内において下面凸部３６２と上面凸部３６３とが滑らかな曲面で連続するように形成されている。特に、下面凸部３６２と上面凸部３６３は、縦断面視して滑らかなＳ字形状の曲線で形成されている。

下面凸部３６２は、フロントパネル２２のリモコン収納部２２ａ（凹部）と干渉しないようにする逃げ形状部３６４が形成されている。上述したように、フロントパネル２２は、フロントパネル２２正面側がフラットとなるように、リモコン２５を埋め込むリモコン収納部２２ａが形成されている。このため、リモコン収納部２２の背面が断熱板３６側に突出している。下面凸部３６２は、このリモコン収納部２２との干渉を避けるための凹部からなる逃げ形状部３６４を備えている。
なお、本実施形態では、逃げ形状部３６４を下面凸部３６２に形成しているが、逃げ形状部３６４の配置位置は、フロントパネル２２に埋め込まれるリモコン２５の配置と、断熱板３６との配置との相対位置によって変わる。例えば、リモコン２５の配置位置が図１の位置より上方であれば、逃げ形状部３６４は、上面凸部３６３にかかる位置となる。逆に、リモコン２５の配置位置が図１の位置より下方であれば、逃げ形状部３６４は、本体フレーム部３６１の下端側にかかる位置となる。

上面凸部３６３は、断熱板３６の上端となる上端部３６３ａを有する。上端部３６３ａは、フロントパネル２２側にほぼ直交するようなＲ形状を有し、吹出し口３５の下側近傍に曲げられて終端する。すなわち、上端部３６３ａは、断熱板３６の上端を構成し、かつ、吹出し口３５の下側近傍に連通している。

以下、上述のように構成された床置型室内機１の作用効果について説明する。
図２に示すように、床置型室内機１の熱交換器３１は、キャビネット２内に傾けられて設置される。熱交換器３１は、サイズが大きいほど熱交換率が良いことが知られている。しかし、床置型室内機１の筐体サイズは、限られているので、可能な限り大きな熱交換器３１を配置した場合には、キャビネット２１の背面（垂直面）と熱交換器３１の表面とのなす角が鋭角になることは避けられない。
一方で、吹出し口３５は、性能面からキャビネット２１の上部にしか取付けることができない。
このため、図２に示すように、熱交換器３１の２次側（吹き出し側）では下部に行くほど、断熱板３６との距離が狭まってしまうことになる。従来例では、熱交換器の下部では十分に流路領域を確保することができず（確保することを考慮しておらず）、通風抵抗が増加していた。この理由により、熱交換器に対する風速分布が不均一となり、性能が低下してしまっていた。

これに対して、本実施形態の床置型室内機１では、断熱板３６は、下面側でフロントパネル２２側へ凸となる下面凸部３６２と、上面側で熱交換器３１側へ凸となる上面凸部３６３と、を備える。下面凸部３６２と上面凸部３６３は、縦断面視して滑らかなＳ字形状で繋がれる。

<下面凸部３６２の作用>
図２および図３の破線囲み部Ａに示すように、断熱板３６は、フロントパネル２２側へ凸となる下面凸部３６２を備えることで、熱交換器３１の２次側と断熱板３６の下面凸部３６２との間の流路領域が拡大している。本実施形態では、下面凸部３６２は、熱交換器３１の下端近傍からフロントパネル２２側へと膨らみ、その膨らみ形状が維持されたまま上面凸部３６３に至るまで連続している。このように、熱交換器３１の２次側（吹き出し側）の下部において、熱交換器３１の２次側と上面凸部３６３との間で大きな流路領域を確保することができる。大きな流路領域を確保することで、通風抵抗を大幅に低下させることができる。その結果、熱交換器３１を通過する空気の風速分布を均一化することができる。

<Ｓ字形状の曲面の作用>
図３および図４の矢印ａに示すように、上記流路領域拡大によって通風抵抗を下げて風速分布が均一化された熱交換器３１からの風（空気）は、下面凸部３６２から上面凸部３６３の上端部３６３ａまで、滑らかなＳ字形状の曲面に沿って流れる。この空気は、滑らかなＳ字形状の曲面に沿って流れるので、通風抵抗を下げたまま（風速を上げたまま）で上面凸部３６３の上端部３６３ａまで流すことができる。

<上面凸部３６３の作用>
断熱板３６は、熱交換器３１側へ凸となる上面凸部３６３を備えることで、空気の流れを吹出し口３５に向かうように整流させることができる。
図３および図４の矢印ｂに示すように、上面凸部３６３の上端部３６３ａ（吹出し口３５の下側）付近まで流れた空気は、コアンダ効果（Coanda effect）によって、上面凸部３６３の上端部３６３ａの壁面に引き寄せられ、上端部３６３ａの壁面に沿って吹出し口３５の下側付近に回り込み、吹出し口３５の下側付近からフロントパネル２２の正面側に流れを整流させることができる。

<逃げ形状部３６４の作用>
断熱板３６は、フロントパネル２２に取り付けられたリモコン２５と干渉しないようにする逃げ形状部３６４を設ける。換言すれば、図４に示すように、逃げ形状部３６４以外の下面凸部３６２形状は、可能な限りフロントパネル２２側へ広げられている。これにより、空気の流路領域を最大限確保することができる。

以上説明したように、本実施形態の空気調和機の床置型室内機１は、キャビネット２１下部に設けられた空気の吸込み口３４と、吸込んだ空気を下流側に送風する送風機３２と、送風された空気を熱交換する熱交換器３１と、熱交換器３１を通った空気を吹き出す吹出口３５と、熱交換器３１の前面側に配置され、キャビネット２１の外装カバーであるフロントパネル２２と、熱交換器３１とフロントパネル２２との間に配置され、外気とキャビネット２１内部とを断熱する断熱板３６と、を備え、断熱板３６は、下面側でフロントパネル２２側へ凸となる下面凸部３６２と、上面側で熱交換器３１側へ凸となる上面凸部３６３と、を備える。

この構成により、図２および図３の破線囲み部Ａに示すように、下面凸部３６２によって、熱交換器３１下部の空気の流路領域を拡大することができる。大きな流路領域を確保することで、通風抵抗を大幅に低下させることができる。これにより、熱交換器３１を通過する空気の風速分布を均一化することができる。

また、上面凸部３６３によって、空気の流れを吹出し口３５に向かうように整流させることができる。すなわち、図３および図４の矢印ｂに示すように、コアンダ効果によって、空気を上面凸部３６３の上端部３６３ａの壁面に引き寄せ、吹出し口３５の下側付近からフロントパネル２２の正面側に整流して流すことができる。

また、本実施形態では、下面凸部３６２と上面凸部３６３は、滑らかな曲面で連続するように形成されているので、空気は滑らかなＳ字形状の曲面に沿って流れる。このため、ので、通風抵抗を下げたままで上面凸部３６３の上端部３６３ａまで流すことができる。

以上のように、本実施形態の空気調和機の床置型室内機１は、限られた筺体サイズの中で、サイズの大きい熱交換器３１を配置した場合であっても、熱交換器３１の性能を最大限活かすことができる。

また、本実施形態では、外気と筺体内とを断熱するために元々設置されている断熱板３６そのものに凸部を形成している。このため、新たな部品の増加はなく、低コストで、汎用的に適用することができる。

また、本発明は、上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜その構成を変更することができる。
例えば、下面凸部３６２と上面凸部３６３の形状はどのようなものでもよい。また、下面凸部３６２と上面凸部３６３は、滑らかな曲面で連続するように形成されていることが好ましいが、多角形により形成された面であってもよい。

上記した実施形態例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１床置型室内機（室内機）
２１キャビネット（筺体）
２２フロントパネル
２３下ベース
２４冷媒配管取入れ口
２５リモコン
３１熱交換器
３２送風機（ファンモータ）
３３ファンガイド
３４吸込み口
３５吹出し口
３６断熱板
３７ドレンパン
３８電気品箱
３９冷媒配管
４０配管接続部
３６１本体フレーム部
３６２下面凸部
３６３上面凸部
３６３ａ断熱板の上端部
３６４逃げ形状部

Claims

筐体下部に設けられた空気の吸込み口と、
吸込んだ空気を下流側に送風する送風機と、
送風された空気を熱交換する熱交換器と、
前記熱交換器を通った空気を吹き出す吹出口と、
前記熱交換器の前面側に配置され、前記筺体の外装カバーであるフロントパネルと、
前記熱交換器と前記フロントパネルとの間に配置され、外気と前記筺体の内部とを断熱する断熱板と、を備え、
前記断熱板は、
下面側で前記フロントパネル側へ凸となる下面凸部と、
上面側で前記熱交換器側へ凸となる上面凸部と、を備え、
前記下面凸部から前記上面凸部の上端部まで、縦断面視してＳ字形状の曲面が形成されており、
前記下面凸部は、前記熱交換器の下端近傍から前記フロントパネル側へと膨らみ、前記断熱板に前記下面凸部がないとした場合に比べ、前記熱交換器の下端を含む下部において、当該熱交換器の吹出側である２次側と前記断熱板との間の流路領域を拡大している
ことを特徴とする空気調和機の室内機。
前記上面凸部は、前記下流側の吹出口の下側へ向かって直交するように湾曲して延びる上端部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室内機。
前記フロントパネルは、リモコンを埋め込むための凹部を備え、
前記断熱板は、
前記フロントパネルの前記凹部と干渉しないようにする逃げ形状部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室内機。