JP7194661B2 - 空気調和装置の室内ユニット、空気調和装置 - Google Patents

Description

フラップを備えた空気調和装置の室内ユニットに関する。

空気調和装置の室内ユニットの空気の吹出し口に用いられるフラップは、空気の室内への吹出し方向を制御する。フラップとしては、吹出し空気を所定ゾーンに到達させるためにコアンダ効果を利用したフラップが検討されている。特許文献１（特開２０１３－９６６３７号公報）においては、湾曲したフラップを用いることによって、風向きを上下に調整することを開示している。

従来の湾曲フラップにおいては、風上側において空気の流れが悪くなる死水域が発生する可能性があった。死水域が発生すると、フラップに結露が発生する課題があった。

第１観点の空気調和装置の室内ユニットは、室内ファンとフラップとを備えている。フラップは、室内ファンにより吹出される空気の風向を調整する。フラップは、メインフラップと、第１サブフラップと、第２サブフラップとを有している。メインフラップは、第１端部領域と、第２端部領域と、中央領域とからなっている。第１端部領域は、長手方向の一端側である。第２端部領域は、長手方向の他端側である。中央領域は、第１端部領域と第２端部領域との間である。第１サブフラップは、第１風向調整部と、第１支持部とを有している。第１風向調整部は、運転時に側面視において吹出し口と第１端部領域との間に配置される。第１支持部は、第１風向調整部を第１端部領域に固定する。第２サブフラップは、第２風向調整部と、第２支持部とを有している。第２風向調整部は、運転時に側面視において吹出し口と第２端部領域との間に配置される。第２支持部は、第２風向調整部を第２端部領域に固定する。

第１観点の空気調和装置の室内ユニットは、第１サブフラップと第２サブフラップとを有しているので、メインフラップ近傍の死水域を低減し、結露の発生を低減する。

第２観点の空気調和装置の室内ユニットは、第１観点の空気調和装置の室内ユニットであって、第１端部領域と第２端部領域の風上側の縁は、中央領域の風上側の縁よりも、風下側に配置されている。

第２観点の空気調和装置の室内ユニットは、第１端部領域と第２端部領域の風上側の縁は、中央領域の風上側の縁よりも、風下側に配置されているので、メインフラップ近傍の死水域を低減し、結露の発生を低減する。

第３観点の空気調和装置の室内ユニットは、第２観点の空気調和装置の室内ユニットであって、第１端部と前記第２端部の風流れ方向の長さは、中央部の風流れ方向の長さの７０％以上９５％以下である。

第４観点の空気調和装置の室内ユニットは、第１観点～第３観点のいずれかの空気調和装置の室内ユニットであって、フラップは、第１風向調整部または第２風向調整部を、風上側と風下側に区画する空隙を有する。

第４観点の空気調和装置の室内ユニットにおいては、フラップは、第１風向調整部または第２風向調整部を、風上側と風下側に区画する空隙を有するので、サブフラップ近傍の死水域を低減させ、サブフラップの結露の発生を低減する。

第５観点の空気調和装置の室内ユニットは、第１観点～第４観点のいずれかの空気調和装置の室内ユニットであって、第１サブフラップには第１導水路が配置され、第２サブフラップには第２導水路が配置されている。第１導水路は、第１風向調整部の結露水をメインフラップに導く。第１導水路は、第１支持部を含む。第２導水路は、第２風向調整部の結露水をメインフラップに導く。第２導水路は、第２支持部を含む。

第５観点の空気調和装置の室内ユニットにおいては、第１サブフラップが第１導水路を、第２サブフラップが第２導水路を有しているので、サブフラップに結露が発生した場合でも、円滑にメインフラップに結露水を導水することができ、面積の大きなメインフラップ上で蒸発させることが可能になる。

第６観点の空気調和装置は、第１観点～第５観点のいずれかの室内ユニットを備える。

従来のフラップ１５x（サブフラップのないもの）の付近の風の流れを説明する断面図である。 従来のフラップ１５x（サブフラップのないもの）の付近の風の流れを説明する斜視図である。 第１実施形態の室内ユニット１０の外観の斜視図である。 第１実施形態の室内ユニット１０の運転状態における縦断面図である。 第１実施形態のフラップ１５の斜視図である。大きな矢印は、空気調和装置１の運転時の風向を表している。 第１実施形態のフラップ１５の第１端部領域Ａ１の拡大図であり、斜視図である。大きな矢印は、空気調和装置１の運転時の風向を表している。 第１実施形態のフラップ１５の第１端部領域Ａ１の拡大図であり、サブフラップの上面から見た図である。大きな矢印は、空気調和装置１の運転時の風向を表している。 第１実施形態のフラップ１５の付近の風の流れを説明する断面図である。 第１実施形態のフラップ１５の付近の風の流れを説明する斜視図である。 変形例１Ａのフラップ１５ａの付近の風の流れを説明する断面図である。 変形例１Ｂのフラップ１５ｂの第１端部領域Ａ１の拡大図であり、斜視図である。 変形例１Ｃのフラップ１５ｃの第１端部領域Ａ１の拡大図であり、斜視図である。

＜第１実施形態＞
（１）全体構成
本実施形態の空気調和装置１は、室内ユニット１０と、室外ユニットと、室内ユニットと室外ユニットを接続する冷媒配管を有し、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成している。

空気調和装置１は、室内ユニットを配置した空間の冷房、暖房、除湿、送風、などの空気調和運転を行う。

室内ユニット１０の外観の斜視図を図３に、縦断面図を図４に示す。

空気調和装置１の室内ユニット１０は、後面を室内の壁にかけて用いる壁掛け型の空気調和装置である。なお、各図には、室内ユニット１０を壁にかけたとき、室内ユニット１０に向かってみたときの方向を、前、後、上、下、右、左の矢印で示している。

室内ユニット１０は、筐体１１、熱交換器１２、ファン１４、ドレンパン１３、および、フラップ１５を有している。熱交換器１２、ファン１４、および、ドレンパン１３は、筐体１１の内部に配置され、フラップ１５は、筐体１１の吹出し口Ｂ１に配置されている。

熱交換器１２は、筐体１１の内部に配置されている。熱交換器１２の内部には、冷媒回路を流れる冷媒が流れる。冷媒は空気と熱交換を行う。空気は、ファン１４が回転することによって、筐体１１の上部の空気の吸込み口Ｂ２から、筐体１１の内部にとりいれられ、熱交換器１２、ファン１４を通過し、筐体１１下部の吹出し口Ｂ１から、筐体１１の外部に吹出される。吹出される空気の向きは、フラップ１５の位置によって制御される。

（２）詳細構成
（２－１）フラップ１５
本実施形態のフラップ１５の全体の斜視図を図５に、第１端部領域Ａ１付近の拡大図を図６Ａ、６Ｂに示す。

フラップ１５は、図３に示すように、室内ユニット１０の筐体１１の吹出し口Ｂ１付近に取り付けられている。吹出し口Ｂ１には、フラップ１５の風向制御を補助する補助フラップ１５１が取り付けられている。フラップ１５は、図５に示す３箇所の取り付け部４１ａ、４１ｂ、４１ｃで、筐体１１に固定されている。フラップ１５は、取り付け部４１ａ、４１ｂ、４１ｃを軸にして回転して、吹出し口Ｂ１を開閉し、かつ、空気の吹出し方向を制御することができる。フラップ１５は、壁にかけられた室内ユニット１０を正面から見て左右方向（幅方向）に長くなっており、この方向を長手方向と呼ぶ。

フラップ１５は、メインフラップ５０と、第１サブフラップ５１と、第２サブフラップ５２とを有している。図４の断面図は、運転状態におけるフラップ１５の姿勢を示している。空気調和運転の停止時には、フラップ１５は回転して吹出し口Ｂ１を閉じる。

メインフラップ５０は、運転停止状態において筐体１１の内側となる第１面５０ａと、筐体１１の外側となる第２面５０ｂとを有している。第１サブフラップ５１および第２サブフラップ５２は、第１面５０ａに配置されている。

メインフラップ５０は、図４の断面図から分かるように、風上側の端部において第２面５０ｂが凸になるように湾曲している。メインフラップ５０は、図５に示すように、長手方向に、第１端部領域Ａ１と、第２端部領域Ａ２と、中央領域Ａ３に分けることができる。第１端部領域Ａ１には、第１サブフラップ５１が配置され、第２端部領域Ａ２には、第２サブフラップ５２が配置されている。第１サブフラップ５１は、必ずしもメインフラップ５０の端部に配置されていなくてもよい。言い換えると、第１サブフラップ５１は、メインフラップ５０の端部より長手方向に隙間をあけて配置されても良い。第２サブフラップ５２も同様である。

第１端部領域Ａ１（第１サブフラップ５１の配置されている領域）の長手方向の長さは、メインフラップ全体の長手方向の長さの１５％程度である。５％以上３０％以下が好ましい。第２端部領域Ａ２の長手方向の長さについても、同様である。

また、メインフラップ５０の第１面５０ａには、多数の保水溝５０１が形成されている。保水溝５０１はフラップで生じた結露水を保持し、蒸発させるためのものである。

第１端部領域Ａ１の風上側の縁Ｅ１は、中央領域Ａ３の風上側の縁Ｅ３よりも、風下側である。言い換えると、第１端部領域Ａ１の風流れ方向の長さＬ１は、中央領域Ａ３の風流れ方向の長さＬ３よりも短い。第１端部領域Ａ１の風流れ方向の長さＬ１は、中央領域Ａ３の風流れ方向の長さＬ３の７０％以上９５％以下である。

同様に、第２端部領域Ａ２の風上側の縁Ｅ２は、中央領域Ａ３の風上側の縁Ｅ３よりも、風下側である。言い換えると、第２端部領域Ａ２の風流れ方向の長さＬ２は、中央領域Ａ３の風流れ方向の長さＬ３よりも短い。第２端部領域Ａ２の風流れ方向の長さＬ２は、中央領域Ａ３の風流れ方向の長さＬ３の７０％以上９５％以下である。

第１サブフラップ５１は、第１風向調整部５１１と、第１支持部５１２とを有する。同様に、第２サブフラップ５２は、第２風向調整部５２１と、第２支持部５２２とを有する。第１サブフラップ５１と第２サブフラップ５２は、ほとんど構成が同じなので、以下では、第１サブフラップ５１について説明する。

第１風向調整部５１１は、図４の断面図に示すように、空気調和装置１の空気調和運転時において、吹出し口Ｂ１とメインフラップ５０の第１端部領域Ａ１との間に配置される。言い換えると、第１風向調整部５１１は、メインフラップ５０の第１端部領域Ａ１において、メインフラップ５０の第１面５０ａの近傍に、第１面５０ａから離れて配置されている。

第１風向調整部５１１は、図６Ａ、６Ｂに示すように、風上側部分５１１ａと風下側部分５１１ｂとを有し、風上側部分５１１ａと風下側部分５１１ｂとの間には、空隙Ｓ１が配置されている。図６Ａ、６Ｂでは、風上側部分５１１ａと風下側部分５１１ｂとは、同一の面上にある、言い換えると同一の板の一部のように見えるが、必ずしもこのように限定されない。風上側部分５１１ａと風下側部分５１１ｂとが別の部材から構成されていてもよい。風上側部分５１１ａとメインフラップ５０との距離、風下側部分５１１ｂとメインフラップ５０との距離が異なっていてもよい。風上側部分５１１ａと風下側部分５１１ｂとの傾斜角度が異なっていてもよい。

空隙Ｓ１の風流れ方向の長さＬ_Ｓ１は、第１風向調整部５１１の風上側部分５１１ａの風流れ方向の長さＬ_５１１ａの５０％以上２００％以下である。より好ましくは、８０％以上１２０％以下である。

第１風向調整部５１１の風下側部分５１１ｂの風下側縁部Ｅ４は、図６Ａ、６Ｂに示すように、内側の第１支持部５１２ｂ、５１２ｃに近づくにつれて、風下側に近づくように、傾斜して配置されている。このように構成することによって、第１風向調整部５１１に結露した結露水を円滑に第１支持部５１２を経由して、メインフラップ５０に流すことができる。

第１支持部５１２は、第１風向調整部５１１をメインフラップ５０の第１面５０ａ、かつ、第１端部領域Ａ１に固定する。第１支持部５１２は、板状であり、空気調和装置１の運転時の風向に略並行に配置されている。第１支持部５１２は、板状に限定されず、棒状や他の形状であっても、第１風向調整部５１１をメインフラップ５０に固定できればよい。第１支持部５１２ａ～５１２ｄは、複数である。本実施形態においては、４枚の板から構成されている。たとえば、２枚以上１０枚以下で構成されていてもよい。第１支持部５１２の第１風向調整部５１１よりも風下側の部分は、外向きに凸の曲面となっている。この第１支持部５１２の曲面は、第１導水路Ｒ１の一部を構成する。そして、第１支持部５１２の風下側の縁部は、メインフラップ５０の保水溝５０１に接続されている。言い換えると、第１風向調整部５１１に発生した結露水は、第１導水路Ｒ１を経由して、メインフラップ５０の保水溝５０１に導かれる。第１導水路Ｒ１は、第１風向調整部５１１の風下側部分５１１ｂの縁部Ｅ４、第１支持部５１２の風下側の曲面などから構成されている。

第２サブフラップ５２の構成は、第１サブフラップ５１の構成とほとんど同じであるので、ここでは説明を省略する。

（３）特徴
（３－１）
第１実施形態の空気調和装置１の室内ユニット１０はフラップ１５を備え、フラップ１５は、メインフラップ５０と、第１サブフラップ５１と、第２サブフラップ５２とを有している。本実施形態のフラップ１５の特徴を、図７、８を用いて、従来技術（図１、２）と比較して説明する。図１、２、７、８、９で太い線の矢印は、空調運転時の空気の流れを示す。なお、（３－１）で説明する第１実施形態のフラップ１５の作用効果は、変形例１Ａのフラップ１５ａの作用効果と共通しているものが多いので、一部は、変形例１Ａの図９を用いて説明する。

図１には従来のフラップ１５ｘを用いた室内ユニット１０ｘにおける風の流れを示す。従来のフラップ１５ｘは、図１に示すように湾曲フラップである。従来のフラップ１５ｘは、第１実施形態のフラップ１５と同等のメインフラップ５０を有するが、サブフラップは有さない。図１に示すように、室内ファン１４により吹出された空気は、フラップ１５ｘの第１面５０ａ側、第２面５０ｂ側に別れ、再び合流して、室内に吹出されていく。フラップ１５ｘは湾曲フラップなので、このときフラップ１５ｘの第１面５０ａ側では、図１に示すように、空気の流れが悪い死水域Ｄ１が生じることがある。死水域Ｄ１に、室内ユニット１０ｘの側面や前面から暖かい空気が流れ込むと、冷房運転時の冷たい空気で冷却されたフラップ１５ｘに結露することになる。

このような結露は、フラップ１５ｘの長手方向端部でも中央部でも起こり得るが、フラップ１５ｘの端部においては、図２の点線矢印に示すように側方から侵入する空気があるので、特に顕著である。

このような死水域Ｄ１における結露を改善するために、本実施形態のフラップ１５（または変形例１Ａのフラップ１５ａ）においては、サブフラップ５１、５２を設けている。フラップ１５ａでは、サブフラップ５１、５２をメインフラップ５０の第１面５０ａ側に配置することにより、図９に示すように、メインフラップ５０の第１面５０ａ上の死水域を低減することができる。より具体的には、サブフラップ５１を設けることにより、メインフラップ５０の第１面５０ａにより近い側に空気の流れを生じさせて、空気の流れの悪い部分を減らすことができる。死水域を減らすことによって、結露を低減することができる。

本実施形態のサブフラップ５１、５２は、フラップ１５の両端部領域Ａ１、Ａ２に配置されているので、空気の侵入を抑制することができるため、効率的に結露が生じるのを抑制することができる。

（３－２）
本実施形態のメインフラップ５０においては、両端部領域Ａ１、Ａ２において、風上側の縁Ｅ１、Ｅ２は、中央領域Ａ３の風上側の縁Ｅ３よりも風下側に配置されている。言い換えるとメインフラップ５０の両端部において、風上側の縁は削除されている。図４の断面図から明らかなように、メインフラップ５０の風上側の縁は、第１面５０ａ側に湾曲している。本実施形態のフラップ１５では、この部分が両端部領域Ａ１、Ａ２において短くなっている。

本実施形態のフラップ１５は、このような構成により、両端部領域Ａ１、Ａ２において、メインフラップ５０の第１面５０ａ側を流れる空気をより第１面５０ａの近くを流れるようにすることができる。これによって、フラップ１５の両端部領域Ａ１、Ａ２において、死水域を減少させることができ、結露を効果的に防止することができる。

（３－３）
本実施形態のフラップ１５においては、さらに、第１サブフラップ５１は、第１風向調整部５１１を、風上側部分５１１ａと風下側部分５１１ｂに区画する空隙Ｓ１を有している。この空隙の効果について、次に説明する。

（３－１）では、図９を用いて、本実施形態のフラップ１５（ただし、図９は、変形例１Ａのフラップ１５ａである。）の死水域Ｄ１低減効果について説明した。図９では、死水域Ｄ１は、低減されるが、風向調整部５１１、５２１の表面には、死水域Ｄ２が新たに形成される。ただし、死水域Ｄ２は、死水域Ｄ１よりは、断面積が小さいため結露発生は十分に抑制できている。さらに、Ｄ２による結露発生の抑制のために、風向調整部５１１、５２１に空隙Ｓ１を配置するのがより好ましい。

第１風向調整部に空隙Ｓ１を配置した場合の空気の流れを模式的に図７に示す。室内ファン１４によって吹出された空気の一部は、メインフラップ５０の第１面５０ａ上で空隙Ｓ１を通過して流れる。これによって、風向調整部５１１、５２１上の死水域Ｄ２は減少し、結露は減少する。

（３－４）
本実施形態のフラップ１５は、サブフラップ５１、５２の特有の構成により、風向調整部５１１、５２１上には、結露しにくくなっている。しかし、結露した場合には、その結露水をメインフラップ５０に導くための導水路が配置されている。サブフラップ５１について具体的に説明する。サブフラップ５１の導水路Ｒ１は、支持部５１２ａ～５１２ｄと、風向調整部５１１の風下側部分５１１ｂとを含んでいる。支持部５１２は、風向に平行に配置されており、風下側に外向きに凸の曲面を有している。また、風向調整部５１１の風下側部分５１１ｂの縁部は、内側の支持部５１２ｂ、５１２ｃに近づくにつれて風下側に配置されるように構成されている。さらに、支持部５１２の風下側部分で導水路Ｒ１は、メインフラップ５０の保水溝５０１に接続されている。サブフラップ５２の場合も同様である。

本実施形態のフラップ１５は、導水路Ｒ１、Ｒ２により、サブフラップ５１、５２の風向調整部５１１、５２１で生じた結露水を円滑に、メインフラップ５０に導くことができる。

（４）変形例
（４－１）変形例１Ａ
変形例１Ａの空気調和装置の室内ユニットのフラップ１５ａは、（３）特徴で既に説明したように、第１実施形態のフラップ１５のサブフラップ５１、５２に配置された空隙Ｓ１、Ｓ２が無い。言い換えると、サブフラップ５１、５２の風上側部分５１１ａ、５２１ａと風下側部分５１１ｂと５２１ｂとはそれぞれ連続している。変形例１Ａの場合は、図９に示すように死水域Ｄ２が風向調整部５１１に形成されるが、死水域Ｄ２は、死水域Ｄ１よりもずっと小さく、結露は、サブフラップが無い場合に比べて、大幅に低減される。

（４－２）変形例１Ｂ
変形例１Ｂのフラップ１５ｂの第１端部領域Ａ１付近の拡大図を図１０に示す。

第１風向調整部５１１の風下側部分５１１ｂの風下側縁部Ｅ４が直線的であるところが、第１実施形態と異なる。その他の構成は、第１実施形態のフラップ１５と同じである。

変形例１Ｂのフラップ１５ｂにおいては、第１風向調整部５１１上で生じた結露水の流れが、第１実施形態と多少異なる。その他の作用効果については、ほとんど第１実施形態と同様である。

（４－３）変形例１Ｃ
変形例１Ｃのフラップ１５ｃの第１端部領域Ａ１付近の拡大図を図１１に示す。

第１実施形態のフラップ１５においては、サブフラップ５１の第１風向調整部５１１は、風上側部分５１１ａと、風下側部分５１１ｂと、風上側部分５１１ａと風下側部分５１１ｂの間の空隙Ｓ１とを有している。変形例１Ｃのフラップ１５ｃにおいては、サブフラップ５１の第１風向調整部５１１は、さらに、風下側部分５１１ｂより風下側部分５１１ｃと、風下側部分５１１ｂと風下側部分５１１ｃの間の空隙Ｓ１１とを有している。

このような構成により、変形例１Ｃのフラップ１５ｃは、死水域Ｄ２がさらに低減され、結露水の発生をさらに低減できる。

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１ 空気調和装置
１０ 室内ユニット
１１ 筐体
１２ 熱交換器
１３ ドレンパン
１４ 室内ファン
１５ フラップ
１５１ 補助フラップ
５０ メインフラップ
５１ 第１サブフラップ
５２ 第２サブフラップ
５１１ 第１風向調整部
５１２、５１２ａ～５１２ｄ 第１支持部
５２１ 第２風向調整部
５２２ 第２支持部
Ａ１ 第１端部領域
Ａ２ 第２端部領域
Ａ３ 中央領域
Ｂ１ 空気の吹出し口
Ｂ２ 空気の吸込み口
Ｅ１ 第１端部領域の風上側の縁
Ｅ２ 第２端部領域の風上側の縁
Ｅ３ 中央領域の風上側の縁
Ｌ１ 第１端部領域の風流れ方向の長さ
Ｌ２ 第２端部領域の風流れ方向の長さ
Ｌ３ 中央領域の風流れ方向の長さ
Ｒ１ 第１導水路
Ｒ２ 第２導水路
Ｓ１、Ｓ２ 空隙

特開２０１３－９６６３７号公報

Claims (4)

1. 空気調和装置（１）の室内ユニット（１０）であって、
   室内ファン（１４）と、
   前記室内ファンにより吹出される空気の風向を調整するフラップ（１５）を備え、
   前記フラップは、
   風上側の縁（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）が、運転時に側面視において吹出し口（Ｂ１）側に湾曲しているメインフラップであって、長手方向の一端側の第１端部領域（Ａ１）と、長手方向の他端側の第２端部領域（Ａ２）と、前記第１端部領域と前記第２端部領域との間の中央領域（Ａ３）とからなるメインフラップ（５０）と、
   運転時に側面視において前記吹出し口（Ｂ１）と前記第１端部領域との間に配置される第１風向調整部（５１１）と、前記第１風向調整部を前記第１端部領域の風上側に固定する第１支持部（５１２）とを有する第１サブフラップ（５１）と、
   運転時に側面視において前記吹出し口と前記第２端部領域との間に配置される第２風向調整部（５２１）と、前記第２風向調整部を前記第２端部領域の風上側に固定する第２支持部（５２２）とを有する第２サブフラップ（５２）と、
   を有し、
   前記第１端部領域と前記第２端部領域の風上側の縁（Ｅ１、Ｅ２）は、前記中央領域の風上側の縁（Ｅ３）よりも、風下側に配置され、
   前記第１風向調整部の結露水を前記メインフラップに導く第１導水路（Ｒ１）が配置されており、前記第１導水路は、前記第１支持部を含み、
   前記第２風向調整部の結露水を前記メインフラップに導く第２導水路（Ｒ２）が配置されており、前記第２導水路は、前記第２支持部を含む、
   空気調和装置の室内ユニット。
2. 前記第１端部領域と前記第２端部領域の風流れ方向の長さ（Ｌ１、Ｌ２）は、前記中央領域の風流れ方向の長さ（Ｌ３）の７０％以上９５％以下である、
   請求項１に記載の空気調和装置の室内ユニット。
3. 前記第１風向調整部または前記第２風向調整部を、風上側と風下側に区画する空隙（Ｓ１、Ｓ２）を有する、
   請求項１または２に記載の空気調和装置の室内ユニット。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の室内ユニットを備えた空気調和装置。

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