JP7422312B2

JP7422312B2 - 天井埋込型室内機

Info

Publication number: JP7422312B2
Application number: JP2020166000A
Authority: JP
Inventors: 章吾清水; 大松井; 正宣広田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2024-01-26
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: JP2022057638A; WO2022070526A1

Description

本発明は、天井埋込型室内機に関する。

近年、微燃性の冷媒を用いた空気調和装置が知られている。このような微燃性の冷媒を用いる場合、安全性を確保するため、室内機の熱交換器から冷媒が漏洩したことを検出することが行われている。

このような従来の技術として、従来、例えば、液分配器、ガス分配器及び膨張弁が、ファンによる室内空気の通風路から隔離されるように形成された密閉空間を設け、この密閉空間内に、液分配器、ガス分配器及び膨張弁を設置すると共に、液分配器及びガス分配器と熱交換器の冷媒配管との接続部、及び液分配器と膨張弁との接続部も密閉空間内に配置し、更にこの密閉空間内には冷媒漏洩検出センサを設け、少ない冷媒漏洩量でも精度良く冷媒漏洩を検出することができると共に、漏洩冷媒が室内に排出されるのも抑制することができる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、冷媒の漏洩を検出する手段として、赤外線センサを用いる技術も開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１６－０８４９４６号公報特開２０１６－２２３６４０号公報

前記従来の技術では、冷媒漏洩を検出するためのセンサとして、赤外線センサを用いた場合、熱交換器近傍に赤外線センサを設置すると、赤外線センサの表面温度が室内温度以下になり、室内の高温高湿の空気が赤外線センサに流れ込むと赤外線センサ表面に結露が発生する。
赤外線センサは、水分に弱いことから、赤外線センサに結露が発生すると、赤外線センサによる誤検知が発生するおそれがあるという課題がある。

本開示は、赤外線センサへの結露の発生を抑制し、冷媒漏洩の誤検知を防止することのできる天井埋め込み形室内機を提供する。

前記目的を達成するため、本開示の天井埋込型室内機は、筐体と、前記筐体内に配設された熱交換器と、複数枚の羽根と、シュラウドとを備え、前記熱交換器に室内空気を通過させるファンと、前記ファンに室内空気を吸入する吸込口と、前記吸込口から前記ファンへの流れを整流するオリフィスと、前記熱交換器を通過した室内空気を前記筐体外に吹き出す吹出口と、前記熱交換器の下方に設置され、前記熱交換器で発生するドレン水を受けるためのドレンパンと、を備えた天井埋込型室内機において、前記熱交換器は、複数の冷媒配管と、前記冷媒配管の両端部に設けられるヘッダとを備え、前記熱交換器と前記オリフィスとの間の領域であって、前記ファンの回転軸と、前記熱交換器の両端の前記ヘッダとの３点を直線で結んだ前記熱交換器における輻射の発生源となる冷媒配管が存在しない領域内に赤外線センサが設けられていることを特徴とする。

本発明の天井埋込型室内機によれば、オリフィスと熱交換器との間の領域の温度を、室内温度とほぼ同等に保持することができ、当該領域に設置された赤外線センサの温度も室内温度とほぼ同等に保持され、赤外線センサが過度に冷却されることを抑制することができる。そのため、赤外線センサの結露の発生を抑制することができ、結露による赤外線センサの誤動作の発生を防止することができる。

実施の形態１に係る天井埋込型室内機の内部構造を示す断面図天井埋込型室内機を下方側から見た平面図実施の形態２に係る天井埋込型室内機を下方側から見た平面図実施の形態３に係る天井埋め込み形室内機の一部の断面図実施の形態３に係るオリフィスとドレンパンの一部の斜視図

（本開示の基礎となった知見等）
発明者らが本開示に想到するに至った当時、液分配器、ガス分配器及び膨張弁が、ファンによる室内空気の通風路から隔離されるように形成された密閉空間を設け、この密閉空間内に、液分配器、ガス分配器及び膨張弁を設置すると共に、液分配器及びガス分配器と熱交換器の冷媒配管との接続部、及び液分配器と膨張弁との接続部も密閉空間内に配置し、更にこの密閉空間内には冷媒漏洩検出センサを設けた技術があった。

しかしながら、冷媒漏洩を検出するためのセンサとして、赤外線センサを用いた場合、熱交換器近傍に赤外線センサを設置すると、赤外線センサの表面温度が室内温度以下になり、室内の高温高湿の空気が赤外線センサに流れ込むと赤外線センサ表面に結露が発生する。
赤外線センサは、水分に弱いことから、赤外線センサに結露が発生すると、赤外線センサによる誤検知が発生するおそれがあるという課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
本開示は、赤外線センサへの結露の発生を抑制し、冷媒漏洩の誤検知を防止することのできる天井埋め込み形室内機を提供する。

（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の天井埋込型室内機の内部構造を示す断面図である。図２は、化粧パネルを取り外した状態で室内機を下方側から見た平面図である。
なお、以下の説明において、上下、内外とは、天井に設置された天井埋込型室内機を基準として説明している。

［１－１．構成］
天井埋込型室内機１は、室内ユニット本体１０と、室内ユニット本体１０の下側開口を覆う化粧パネル２０とを備えている。
室内ユニット本体１０は、下面の略全面が開口した略箱型の筐体１１を備える。室内ユニット本体１０は、筐体１１の内部に、発泡スチロール製の断熱部材１２と、熱交換器１３と、ファン１４と、熱交換器１３のドレン水を受けるドレンパン１５と、ファン１４に吸い込まれる空気を整流するオリフィス１６とを備えている。

化粧パネル２０は、室内ユニット本体１０の下面の開口を覆うように平面視で略四角形の板状に形成されている。
化粧パネル２０の中央部分には、オリフィス１６に連通する吸込口２１が形成されている。化粧パネル２０の室内ユニット本体１０側には、空気中の塵などを除去するためのフィルタ２２が設けられている。

ファン１４は、ファンモータ３０と、遠心ファン３１とを備えている。ファンモータ３０は、下方に延びる回転軸３２を備え、遠心ファン３１は、回転軸３２に固定されている。
遠心ファン３１は、回転軸３２に固定される円板状の主板３３と、主板３３の下方で主板３３と略同軸に配置される環状のシュラウド３４と、シュラウド３４と主板３３とを連結する複数の羽根３５とを備える。羽根３５は、主板３３の周方向に互いに間隔をあけて複数配置されている。

化粧パネル２０の吸込口２１の外側であって化粧パネル２０の外周部の各辺に沿った位置には、空調後の空気を室内に送る吹出口２３がそれぞれ形成されている。すなわち、吹出口２３は、平面視で略四角形の化粧パネル２０の各辺に沿うように設けられており、吹出口２３から４方向に空気が吹き出される。
吹出口２３には、吹出方向を調整可能なフラップ２４がそれぞれ設けられている。

断熱部材１２は、筐体１１の内面に設けられており、筐体１１における結露の発生を防止する。

熱交換器１３は、ファン１４の略全体を側方から囲うように、板状の熱交換器１３を平面視で略四角形状に折り曲げるようにして形成されている。
熱交換器１３は、室内ユニット本体１０の内部に吸い込まれる室内の空気と冷媒との熱交換を行って、冷房運転時には空調室内の空気を冷却し、暖房運転時には室内の空気を加熱することができるように構成されている。
前記熱交換器１３は、複数の冷媒配管３６と、前記冷媒配管３６の両端部に設けられるヘッダ３７とを備えている。

ドレンパン１５は、熱交換器１３で発生するドレン水を受けることができるように、熱交換器１３の下方に配置される。
ドレンパン１５の中央部には、ファン１４に吸い込まれる空気が通るドレンパン側吸込み口２５が設けられ、ドレンパン側吸込み口２５の外側には、各吹出口２３に重なる位置に、室内へ吹き出される空気が通るドレンパン側吹出口２６が設けられている。
さらに、ドレンパン１５は、熱交換器１３の下端部が収容される凹状の熱交換器収容部２７を備えている。熱交換器収容部２７は、ドレンパン側吹出口２６とドレンパン側吸込み口２５との間に形成されており、ドレンパン１５の外周部に沿って一周する水路状に形成されている。

オリフィス１６は、内部に空気が通る筒状に形成されている。オリフィス１６は、ドレンパン１５のドレンパン側吸込み口２５の上面に沿うように枠状に形成されて略水平に延びる水平部１６ａと、水平部１６ａの内周部から曲面状に上方に立ち上がる筒状の中央吸込み口１６ｂとを備える。
オリフィス１６は、ドレンパン１５の中央のドレンパン側吸込み口２５に水平部１６ａが位置され、ドレンパン１５に支持される。

また、本実施の形態においては、オリフィス１６の外側と熱交換器１３の内側との間には、赤外線センサ４０が配置されている。より詳細には、赤外線センサ４０は、オリフィス１６の水平部１６ａとドレンパン１５の上面に亘って配置されている。
赤外線センサ４０は、赤外線を発する発光部と、発光部が発した赤外線を受光する受光部と、を備え（いずれも図示せず）、受光部には、冷媒ガスの赤外吸収波長域外に遮光性を有し、赤外線センサ４０への入射光の一部を遮る光学フィルタが設けられている。そして、受光部からの出力が低下したときに、冷媒が漏洩したと判定するものである。

［１－２．作用］
次に、本実施形態の作用について説明する。
まず、室内機１が運転されると、ファン１４の回転によって、室内の空気が吸込口２１からオリフィス１６を経て吸い込まれる。次いで、吸い込まれた空気は、ファン１４によって外側に送風され、熱交換器１３を通過する際に熱交換されて、吹出口２３から室内に吹き出される。

この場合に、オリフィス１６と熱交換器１３との間の領域には、熱交換器１３に送られない空気が滞留する。そして、オリフィス１６と熱交換器１３との間の領域内の気流と、熱交換器１３を通過する気流との速度差があるため、オリフィス１６と熱交換器１３との間の領域に、熱交換器１３の近傍に滞留している気流を巻き込む渦流が発生し、熱交換器１３を通過する前の気流のみを誘引する現象が発生する。
すなわち、オリフィス１６と熱交換器１３との間の領域は、熱交換器１３を通過する前の空気が滞留するため、当該領域の温度は、室内温度とほぼ同等である。
そのため、当該領域に設置された赤外線センサ４０の温度も室内温度とほぼ同等に保持される異なり、赤外線センサ４０が過度に冷却されることを抑制することができる。

［１－３．効果等］
以上説明したように、本実施形態においては、筐体１１と、筐体１１内に配設された熱交換器１３と、複数枚の羽根３５と、シュラウド３４とを備え、前記熱交換器１３に室内空気を通過させるファン１４と、ファン１４に室内空気を吸入する吸込口２１と、吸込口２１からファン１４への流れを制御するオリフィス１６と、熱交換器１３を通過した室内空気を筐体１１外に吹き出す吹出口２３と、熱交換器１３の下方に設置され、熱交換器１３で発生するドレン水を受けるためのドレンパン１５と、を備え、熱交換器１３とオリフィス１６との間の領域に赤外線センサ４０が設けられている。

これにより、オリフィス１６と熱交換器１３との間の領域には、熱交換器１３を通過する前の気流のみを誘引する渦流が発生するので、オリフィス１６と熱交換器１３との間の領域の温度は、室内温度とほぼ同等に保持することができ、当該領域に設置された赤外線センサ４０の温度も室内温度とほぼ同等に保持され、赤外線センサ４０が過度に冷却されることを抑制することができる。そのため、赤外線センサ４０の結露の発生を抑制することができ、結露による赤外線センサ４０の誤動作の発生を防止することができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図３は、本発明の実施の形態２を示す室内機を下方側から見た平面図である。
［２－１．構成］
図３に示すように、本実施の形態においては、熱交換器１３とオリフィス１６との間の領域に赤外線センサ４０が設けられている。
さらに、本実施の形態においては、赤外線センサ４０は、ファン１４の回転軸３２と、熱交換器１３の両端のヘッダ３７との３点を直線で結んだ領域内に配置するようにしたものである。

その他の構成については、実施の形態１と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

［２－２．作用］
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、オリフィス１６と熱交換器１３との間の領域に、熱交換器１３の近傍に滞留している気流を巻き込む渦流が発生し、熱交換器１３を通過する前の気流のみを誘引する現象が発生し、オリフィス１６と熱交換器１３との間の領域は、熱交換器１３を通過する前の空気が滞留するため、当該領域の温度を室内温度とほぼ同等にすることができる。

さらに、本実施の形態においては、ファン１４の回転軸３２と熱交換器１３の両ヘッダ３７との３点を直線で結んだ領域に赤外線センサ４０を設置している。当該領域は、熱交換器１３における輻射の発生源となる冷媒配管３６が存在しないため、当該領域に赤外線センサ４０を設置した場合に、赤外線センサ４０は、冷媒配管３６による輻射の影響を受けることがない。
特に、高能力の運転時には、熱交換器１３の温度が低くなり、熱交換器１３から低温輻射の影響が大きくなるが、このような高能力運転時でも、赤外線センサ４０の表面は輻射の影響を受けず、過度に冷却されてしまうことがない。

すなわち、本実施の形態においては、赤外線センサ４０を、オリフィス１６と熱交換器１３との間の領域で、かつ、ファン１４の回転軸３２と、熱交換器１３の両端のヘッダ３７との３点を直線で結んだ領域内に配置するようにしており、熱交換器１３を通過する前の空気が滞留し、かつ、冷媒配管３６による輻射の影響を受けることがないので、赤外線センサ４０が冷却されてしまうことをより抑制することができる。
これにより、赤外線センサ４０を室内温度と同等の温度に維持することができ、赤外線センサ４０の結露の発生を抑制することができる。

［２－３．効果等］
以上説明したように、本実施形態においては、熱交換器１３は、複数の冷媒配管３６と、冷媒配管３６の両端部に設けられるヘッダ３７とを備え、赤外線センサ４０は、ファン１４の回転軸３２と、熱交換器１３の両端のヘッダ３７との３点を直線で結んだ領域内に設けられている。
これにより、ファン１４の回転軸３２と熱交換器１３の両ヘッダ３７との３点を直線で結んだ領域に赤外線センサ４０を設置した場合に、赤外線センサ４０は、冷媒配管３６による輻射の影響を受けることがないので、運転の能力にかかわらず、赤外線センサ４０の表面は輻射の影響を受けず、過度に冷却されてしまうことを抑制することができる。そのため、赤外線センサ４０の結露の発生を抑制することができ、結露による赤外線センサ４０の誤動作の発生を防止することができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
図４は、実施の形態３に係る天井埋め込み形室内機の一部の断面図である。図５は、実施の形態３に係るオリフィスとドレンパンの一部の斜視図である。
［３－１．構成］
図４に示すように、本実施の形態においては、熱交換器１３とオリフィス１６との間の領域に、保護部材４１が設置されている。
保護部材４１は、断面形状略半円形状を有する形状に形成されており、保護部材４１の両端には、ファン１４の回転方向に開口する開口４２が形成されている。
保護部材４１は、ファン１４の回転方向、すなわち、オリフィス１６の周方向に沿った形状とされている。
赤外線センサ４０は、保護部材４１の内側に配置されている。

［３－２．作用］
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、オリフィス１６と熱交換器１３との間の領域に、熱交換器１３の近傍に滞留している気流を巻き込む渦流が発生し、熱交換器１３を通過する前の気流のみを誘引する現象が発生し、オリフィス１６と熱交換器１３との間の領域は、熱交換器１３を通過する前の空気が滞留するため、当該領域の温度を室内温度とほぼ同等にすることができる。

さらに、本実施の形態においては、保護部材４１の内側に赤外線センサ４０を配置しているので、熱交換器１３の近傍の輻射の影響が大きい箇所に赤外線センサ４０を設置した場合でも、保護部材４１により熱交換器１３からの輻射を防ぐことができ、熱交換器１３による輻射により赤外線センサ４０が冷やされるのを抑制することができる。
これにより、赤外線センサ４０を室内温度と同等の温度に維持することができ、赤外線センサ４０の結露の発生を抑制することができる。

なお、保護部材４１にファン１４の回転方向に開口する開口４２を形成しているので、ファン１４の駆動により流れる空気が開口４２を介して保護部材４１の内側に流れやすくなる。これにより、室内温度のほぼ同等の温度の空気を赤外線センサ４０に送ることができる。

［３－３．効果等］
以上説明したように、本実施形態においては、熱交換器１３とオリフィス１６との間の領域に、ファン１４の回転方向に開口する保護部材４１を設け、赤外線センサ４０は、保護部材４１の内側に配置されている。
これにより、保護部材４１により、赤外線センサ４０が熱交換器１３の輻射による影響を受けることを防止することができ、赤外線センサ４０が過度に冷却されてしまうことを抑制することができる。そのため、赤外線センサ４０の結露の発生を抑制することができ、結露による赤外線センサ４０の誤動作の発生を防止することができる。

なお、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１から実施の形態３を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１から実施の形態３で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

以上のように、本開示は、赤外線センサが過度に冷却されることを抑制することができ、赤外線センサの結露の発生を抑制することができ、結露による赤外線センサの誤動作の発生を防止することができる天井埋込型室内機として好適に利用可能である。

１天井埋込型室内機
１０室内ユニット本体
１１筐体
１２断熱部材
１３熱交換器
１４ファン
１５ドレンパン
１６オリフィス
１６ａ水平部
１６ｂ中央吸込み口
２０化粧パネル
２１吸込口
２３吹出口
２４フラップ
３０ファンモータ
３１遠心ファン
３２回転軸
３３主板
３４シュラウド
３５羽根
３６冷媒配管
３７ヘッダ
４０赤外線センサ
４１保護部材
４２開口

Claims

筐体と、
前記筐体内に配設された熱交換器と、
複数枚の羽根と、シュラウドとを備え、前記熱交換器に室内空気を通過させるファンと、
前記ファンに室内空気を吸入する吸込口と、
前記吸込口から前記ファンへの流れを整流するオリフィスと、
前記熱交換器を通過した室内空気を前記筐体外に吹き出す吹出口と、
前記熱交換器の下方に設置され、前記熱交換器で発生するドレン水を受けるためのドレンパンと、
を備えた天井埋込型室内機において、
前記熱交換器は、複数の冷媒配管と、前記冷媒配管の両端部に設けられるヘッダとを備え、
前記熱交換器と前記オリフィスとの間の領域であって、前記ファンの回転軸と、前記熱交換器の両端の前記ヘッダとの３点を直線で結んだ前記熱交換器における輻射の発生源となる冷媒配管が存在しない領域内に赤外線センサが設けられていることを特徴とする天井埋込型室内機。
前記熱交換器と前記オリフィスとの間の領域に、前記ファンの回転方向に開口する保護部材を設け、
前記赤外線センサは、前記保護部材の内側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の天井埋込型室内機。