JP7097155B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は空気調和機に関する。

特許文献１は空気調和機を開示する。吹出口には複数枚の上下風向板が配置される。冷気は上下風向板の表裏に沿って流れる。上下風向板は風下端に沿って延びる厚肉部を有する。厚肉部の形成に基づき結露の防止が図られる。

特開２００５－９８６８４号公報 特開２０１１－１３３１５８号公報

特許文献２は空気調和機を開示する。空気調和機は、吹出口に配置される１枚の上下風向板を備える。吹出口から冷気が吹き出される際に、冷気は上下風向板の片側の面に沿って流れる。こうした形態の空気調和機で風向板の先端が冷気によって冷やされると、上下風向板の反対側の面から室内の空気が風向板の先端に接触し、風向板の先端に結露が生じてしまう。

本発明は、風向板の先端に生じる結露を防止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。

本発明によれば、熱交換器を有する筐体と、前記熱交換器の風下側に設けられる吹出口と、前記吹出口に回動自在に配置される上下風向板とを備え、前記上下風向板は、風下側に風下端に沿って延びる突部を有し、前記突部の風上で前記突部に対して第１の高低差を作り出す厚板部と、前記突部の風下で前記突部に対して第１の高低差よりも大きい第２の高低差を作り出す薄板部とを有する空気調和機が提供される。

吹出口から冷気が吹き出される際に、冷気は突部の風上で厚板部の表面に沿って流れる。冷気は第１の高低差で押し上げられて表面から浮き上がるように流れる。

突部の風下では第１の高低差よりも大きい第２の高低差が確保されることから、浮き上がった冷気が突部の風下で剥離を起こして渦流となっても、薄板部を冷却することはない。突部の風下では冷気に基づく薄板部の低温化は回避される。突部の風下で室温空気が薄板部に接触しても、結露の発生は防止されることができる。

前記突部の風上側と風下側の基端部は傾斜角を有して前記風向板に接続されており、風下側の傾斜角は、風上側の傾斜角に比べて大きい傾斜角であればよい。こうして突部の風下で冷気の剥離は実現される。冷気が基端部に沿わなくなるため、薄板部に冷気が接触することを防止することができる。

前記上下風向板は中空構造を有してもよい。上下風向板が大型化しても上下風向板の重量は抑制される。その結果、上下風向板を駆動する駆動源の大型化は回避される。駆動源の大型化に伴う製造コストの増大や消費電力の増加は回避される。

前記上下風向板は、前記吹出口に向き合う表面を形成する第１パネル部材と、前記第１パネル部材の外観面側に配置されて、少なくとも前記厚板部の風上端および前記薄板部の風下端で前記第１パネル部材に溶着される第２パネル部材とを備えてもよい。

上下風向板の薄板部は中空構造である必要はなく、薄板部では第２パネル部材に第１パネル部材は重ねられることができるので、薄板部は溶着代として機能する。気流の流通方向に薄板部はできる限り短縮されればよい。突部はできる限り上下風向板の風下端に近い位置に配置される。

吹出口が開口される空気調和機の底面が、空気調和機が設置される空間の床面に対して平行である場合、上下風向板が吹出口を開放する際に、上下風向板は下向きに傾斜する。冷気は突部に押し上げられて上下風向板の表面から浮き上がることから、吹き出し口が開口される面が床面に平行であっても、冷気を水平方向に吹き出すことが可能となる。これによれば、結露の発生を防止することに加え、いわゆる冷気の吹きおろしの抑制に貢献することができる。

以上のように開示の装置によれば、風向板の先端に生じる結露を防止することができる空気調和機は提供される。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の構成を概略的に示す概念図である。 一実施形態に係る室内機の外観を概略的に示す正面図である。 室内機の内部構造を概略的に示す垂直断面図である。 上下風向板の拡大断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

（１）空気調和機の構成
図１は本発明の一実施形態に係る空気調和機１１の構成を概略的に示す。空気調和機１１は室内機１２および室外機１３を備える。室内機１２は例えば建物内の室内空間に設置される。その他、室内機１２は室内空間に相当する空間に設置されればよい。室内機１２には室内熱交換器１４が組み込まれる。室外機１３には圧縮機１５、室外熱交換器１６、膨張弁１７および四方弁１８が組み込まれる。室外機１３は、室外空気との熱交換が可能な屋外に設置されればよい。室内熱交換器１４、圧縮機１５、室外熱交換器１６、膨張弁１７および四方弁１８は冷凍回路１９を形成する。

冷凍回路１９は第１循環経路２１を備える。第１循環経路２１は四方弁１８の第１口１８ａおよび第２口１８ｂを相互に結ぶ。第１循環経路２１には、圧縮機１５が設けられている。圧縮機１５の吸入管１５ａは四方弁１８の第１口１８ａに冷媒配管を介して接続される。第１口１８ａからガス冷媒は圧縮機１５の吸入管１５ａに供給される。圧縮機１５は低圧のガス冷媒を所定の圧力まで圧縮する。圧縮機１５の吐出管１５ｂは四方弁１８の第２口１８ｂに冷媒配管を介して接続される。圧縮機１５の吐出管１５ｂからガス冷媒は四方弁１８の第２口１８ｂに供給される。冷媒配管は例えば銅管であればよい。

冷凍回路１９は第２循環経路２２をさらに備える。第２循環経路２２は四方弁１８の第３口１８ｃおよび第４口１８ｄを相互に結ぶ。第２循環経路２２には、第３口１８ｃ側から順番に室外熱交換器１６、膨張弁１７および室内熱交換器１４が組み込まれる。室外熱交換器１６は、通過する冷媒と周囲の空気との間で熱エネルギーを交換する。室内熱交換器１４は、通過する冷媒と周囲の空気との間で熱エネルギーを交換する。第２循環経路２２は例えば銅管などの冷媒配管で形成されればよい。

室外機１３には送風ファン２３が組み込まれる。送風ファン２３は室外熱交換器１６に通風する。送風ファン２３は例えば羽根車の回転に応じて気流を生成する。送風ファン２３の働きで気流は室外熱交換器１６を通り抜ける。室外の空気は室外熱交換器１６を通り抜け冷媒と熱交換する。熱交換された冷気または暖気の気流は室外機１３から吹き出される。通り抜ける気流の流量は羽根車の回転数に応じて調整される。

室内機１２には送風ファン２４が組み込まれる。送風ファン２４は室内熱交換器１４に通風する。送風ファン２４は羽根車の回転に応じて気流を生成する。送風ファン２４の働きで室内機１２には室内空気が吸い込まれる。室内空気は室内熱交換器１４を通り抜け冷媒と熱交換する。熱交換された冷気または暖気の気流は室内機１２から吹き出される。通り抜ける気流の流量は羽根車の回転数に応じて調整される。

冷凍回路１９で冷房運転が実施される場合には、四方弁１８は第２口１８ｂおよび第３口１８ｃを相互に接続し第１口１８ａおよび第４口１８ｄを相互に接続する。したがって、圧縮機１５の吐出管１５ｂから高温高圧の冷媒が室外熱交換器１６に供給される。冷媒は室外熱交換器１６、膨張弁１７および室内熱交換器１４を順番に流通する。室外熱交換器１６では冷媒から外気に放熱する。膨張弁１７で冷媒は低圧まで減圧される。減圧された冷媒は室内熱交換器１４で周囲の空気から吸熱する。冷気が生成される。冷気は送風ファン２４の働きで室内空間に吹き出される。

冷凍回路１９で暖房運転が実施される場合には、四方弁１８は第２口１８ｂおよび第４口１８ｄを相互に接続し第１口１８ａおよび第３口１８ｃを相互に接続する。圧縮機１５から高温高圧の冷媒が室内熱交換器１４に供給される。冷媒は室内熱交換器１４、膨張弁１７および室外熱交換器１６を順番に流通する。室内熱交換器１４では冷媒から周囲の空気に放熱する。暖気が生成される。暖気は送風ファン２４の働きで室内空間に吹き出される。膨張弁１７で冷媒は低圧まで減圧される。減圧された冷媒は室外熱交換器１６で周囲の空気から吸熱する。その後、冷媒は圧縮機１５に戻る。

（２）室内機の構成
図２は一実施形態に係る室内機１２の外観を概略的に示す。室内機１２は、重力方向に直交する水平面に平行な床面と、床面に垂直な壁面とからなる部屋の壁面に設置されればよい。室内機１２は筐体２６を備える。筐体２６の底板２７には吹出口２８が形成される。吹出口２８は室内に向けて開口する。吹出口２８は、室内熱交換器１４で生成される冷気または暖気の気流を吹き出す。筐体２６の底板２７は重力方向に直交する水平面に沿って広がる。したがって、吹出口２８は水平面に沿って開口する。

吹出口２８には例えば１枚の上下風向板２９が配置される。上下風向板２９は、底板２７と平行な水平軸線ＨＬ回りに回転することができる。回転に応じて上下風向板２９は吹出口２８を開閉することができる。上下風向板２９の角度に応じて、吹き出される気流の方向は変えられる。上下風向板２９の風下側の先端部には、後述する突部４３が風下端に沿って設けられている。

図３に示されるように、筐体２６の天板３１には吸込口３２が形成される。筐体２６内には吸込口３２から吹出口２８に向かって空気の通路３３が区画される。通路３３内に室内熱交換器１４は配置される。室内熱交換器１４は、水平軸線ＨＬの線方向に均等な間隔で配列される伝熱フィン３４と、水平方向に往復しながら伝熱フィン３４に挿通されて、第２循環経路２１の一部を構成する配管３５とを備える。配管３５を流通する冷媒と、伝熱フィン３４の間を流通する空気との間で熱エネルギーは交換される。

通路３３内に送風ファン２４は配置される。送風ファン２４には例えばクロスフローファンが用いられる。送風ファン２４は水平軸線ＨＬに平行な回転軸３６回りで回転する。送風ファン２４には駆動源（図示されず）から回転軸３６回りの駆動力が伝達される。送風ファン２４の回転に応じて気流は室内熱交換器１４を通過する。その結果、冷気または暖気の気流が生成される。冷気または暖気の気流は吹出口２８から吹き出される。

図４に示されるように、上下風向板２９は、吹出口２８に向き合う表面（送風面）を形成する第１パネル部材３７と、第１パネル部材３７よりも本体の外観面側に配置されて、少なくとも上下風向板２９の風上端２９ａおよび風下端２９ｂで第１パネル部材３７に溶着される第２パネル部材３８とを備える。第１パネル部材３７および第２パネル部材３８の間には中空部３９が区画される。こうして上下風向板２９の中空構造は確立される。第１パネル部材３７および第２パネル部材３８は例えば樹脂材料から成型されるものであれば良い。

第２パネル部材３８の風上端および風下端には、第２パネル部材３８から立ち上がる縁壁４１ａ、４１ｂがそれぞれ形成される。縁壁４１ａ、４１ｂの内側に第１パネル部材３７は収まる。第１パネル部材３７には、縁壁４１ａ、４１ｂに対応して、第１パネル部材３７の風上端および風下端から立ち上がって第２パネル部材３８の縁壁４１ａ、４１ｂにそれぞれ向き合わせられる合わせ壁４２ａ、４２ｂが一体に形成される。合わせ壁４２ａ、４２ｂの先端は、第２パネル部材３８の第１パネル部材３７側の面（以下、第２パネル部材３８の表面）に当てられる。縁壁４１ａ、４１ｂと第２パネル部材３８の表面は、合わせ壁４２ａ、４２ｂと溶着される。

上下風向板２９は、風下端２９ｂおよび第１パネル部材３７の表面（送風面）よりも通路３３側に凸となる突部４３を形成する。突部４３は第１パネル部材３７の一部を湾曲させることで形成される。第１パネル部材３７の凹凸に基づき、上下風向板２９には、突部４３の風上で突部４３に対して第１の高低差Ｈ１を作り出す厚板部４４と、突部４３の風下で突部４３に対して第１の高低差Ｈ１よりも大きい第２の高低差Ｈ２を作り出す薄板部４５とが形成される。突部４３は、傾斜角α、βをもって厚板部４４および薄板部４５に接続される基端部４７、４８を有する。

吹出口２８から冷気が吹き出される際に、冷気は突部４３の風上で厚板部４４の表面に沿って流れる。冷気は突部で押し上げられて表面から浮き上がるように流れる。上下風向板２９が下向きに傾斜しても、冷気はできる限り上向きに吹き出されることができる。特に、本実施形態では、吹出口２８は筐体２６の底板２７に沿って開口する。上下風向板２９が吹出口２８を開放する際に、上下風向板２９は下向きに傾斜する。冷気は突部に押し上げられて上下風向板２９の表面から浮き上がることから、冷気が直接床面に吹きつけられる、いわゆる冷気の吹き下ろしは抑制されることができる。

しかも、突部４３の風下では第１の高低差Ｈ１よりも大きい第２の高低差Ｈ２が確保されることから、浮き上がった冷気が突部４３の風下で剥離を起こして渦流となっても、薄板部４５を冷却することはない。突部４３の風下では冷気に基づく薄板部４５の低温化は回避される。突部４３の風下で室温空気が薄板部４５に接触しても、結露の発生は防止されることができる。

突部４３の基端部４７、４８は傾斜角を有して厚板部４４および薄板部４５に接続されており、風下側の基端部４８は、風上側の基端部４７の傾斜角αに比べて大きい傾斜角βを有する。こうして突部４３の風下で冷気の剥離はさらに促進される。冷気が基端部４８に沿わなくなるため、薄板部４５に冷気が接触することを防止することができる。

前述のように、上下風向板２９は中空構造を有する。上下風向板２９が大型化しても上下風向板２９の重量は抑制される。その結果、上下風向板２９を駆動する駆動源の大型化は回避される。駆動源の大型化に伴う製造コストの増大や消費電力の増加は回避される。上下風向板２９が１枚であっても、十分な大きさの吹出口２８は確保される。

上下風向板２９は、吹出口２８に向き合う表面を形成する第１パネル部材３７と、第１パネル部材３７の外観面側に配置されて、少なくとも厚板部４４の風上端２９ａおよび薄板部４５の風下端２９ｂで第１パネル部材３７に溶着される第２パネル部材３８とを備える。上下風向板２９の薄板部４５は中空構造である必要はなく、薄板部４５では第２パネル部材３８に第１パネル部材３７は重ねられることができるので、薄板部４５は溶着代として機能する。その結果、気流の流通方向に薄板部４５はできる限り短縮される。突部４３はできる限り上下風向板２９の風下端２９ｂに近い位置に配置される。

１１…空気調和機、２６…筐体、２７…底板、２８…吹出口、２９…上下風向板、２９ｂ…風下端、３７…第１パネル部材、３８…第２パネル部材、４３…突部、４４…厚板部、４５…薄板部、Ｈ１…第１の高低差、Ｈ２…第２の高低差、α…（風上側の）傾斜角、β…（風下側の）傾斜角。

Claims (4)

1. 熱交換器を有する筐体と、
   前記熱交換器の風下側に設けられる吹出口と、
   前記吹出口に回動自在に配置される上下風向板とを備え、
   前記上下風向板は、風下側に風下端に沿って延びる突部を有し、前記突部の風上で前記突部に対して第１の高低差を作り出す厚板部と、前記突部の風下で前記突部に対して第１の高低差よりも大きい第２の高低差を作り出し、前記上下風向板の風下端を形成する薄板部とを有し、
   前記上下風向板は、前記吹出口に向き合う表面を形成する第１パネル部材と、前記第１パネル部材の外観面側に配置されて、少なくとも前記上下風向板の風上端および前記風下端で前記第１パネル部材に溶着される第２パネル部材とを備える
   ことを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１に記載の空気調和機において、前記突部の基端部は傾斜角を有して前記風向板に接続されており、風下側の傾斜角は、風上側の傾斜角に比べて大きい傾斜角であることを特徴とする空気調和機。
3. 請求項１または２に記載の空気調和機において、前記上下風向板は中空構造を有することを特徴とする空気調和機。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の空気調和機において、前記筐体の底面は空気調和機が設置される空間の床面に対して水平であり、前記吹出口は前記筐体の底面に開口することを特徴とする空気調和機。

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