JPH04174223A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、空気調和機の室内外機のコンパクト化（薄
形化、小形化）に関するものである。

〔従来の技術〕

第９、第１０図は例えは実公昭６０−９６５２号公報に
示された従来の空気調和機の室外機を示す中央部横断面
図である。

第９図において、（７）は空気調和機の室外筐体で圧縮
機室（ａと熱交換器室（９）とに区画形成している。

（１８）はこの熱交換器室（９）に設けた送風機で、送
風機用電動ｉ（イ）に取付けられている。（１１）は上
記筐体口の熱交換器室（９）側の側面、及び背面に設け
た空気吸込口、（１２）は空気吹出口で、筐体口の前面
に設けている。　（１７１はＬ形の熱交換器で、上記筐
体（至）の空気吸込口（１１）に対向させて配置させて
いる。

第１０図において（１１）は上記筐体口の一側面として
の左側面（２０）に設けた空気吸込口で背面（２１）及
び上下面（Ｉ９）にも設けている。　（１７）は多数の
針状フィンを有するスパインフィンチューブを複数に巻
回形成した主熱交換器で送風機（１８）、及び送風機電
動ｍ（２）を取囲むように外周を覆うとともに、上記筐
体口の一側面としての左側面（２０）、上下面（１９）
に対向するように配置しである。（２２）は後部熱交換
器で、上記主熱交換器（１７）に連続して一体の熱交換
器に形成し、かつ送風機電動機（イ）を除いた筐体口の
ほぼ背面（２１）の空気吸込口＜１１）全面に対向する
よう配置され渦巻状にして複数巻にした・多数針状フィ
ンのスパインフィンチューブより形成されている。

このように構成された第９、第１０図の室外ユニットに
おいては、送風機電動Ｆ１（４１の駆動により送風機（
１８）を回転させ、空気吸込口（１１）から−次空気を
吸込み、前面吹出口（１２）から二次空気を吹出すもの
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の空気調和機の室外機は以上のように構成されてお
り騒音、高効率化のためには熱交換器と送風機の距１１
ｉ（風路）を確保し、熱交換器を通る風の速度分布の均
一化を図り、かつ熱交換器の正面面積を広げて熱交換器
面積の増大を図るとともに、風の通過面積を広げて抵抗
も少なくなる構成となっていた。

しかし、近年の空気調和機の普及率の増大に行い、住宅
密集地への据付は及びビル等の集中複数台設置等が増大
し、かつ室外機の配置は地面のみならずベランダ、手す
り、壁、屋上、窓上なと据付けの多様化が必要となって
きた。

このような要求に対して、室外機の小形化、薄形化は大
きな課題であるが、従来の室外機では上述したように、
ファンと熱交換器で構成されている熱交換器室は騒音、
高効率のためには十分なスペースをとる必要があり、そ
のためにより小形、薄形化を促進することができない等
の欠点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、小形、薄形を追究し、かつ据付けの多様化を
計った空気調和機を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による空気調和機は、伝熱体及びこの伝熱体と
対向して設けられ、これに対して相対運動する撹乱翼を
備え、この撹乱翼の上記伝熱体側端と上記伝熱体の伝熱
面間との距離を、この距離の減少に伴う対流熱伝達率の
上昇の勾配が立上がる立上がり点より小さくした熱交換
装置を有するものである。

また圧縮應と熱交換器室とに区画形成されており、前記
熱交換器室の背面中央部に空気吸込口、左側面及び前面
に空気吹出口を設けるとともに、熱交換装置を背面側が
吸込方向になるように、前記熱交換器室に配置した室外
機を有するものである。

また中央部に熱交換器室、その左右にそれぞれ電気品室
、圧縮機室とが配置されており、前記熱交換器室に熱交
換装置を背面側が吸込方向になるように設けるとともに
、熱交換器室の背面中央部に空気吸込口、前面には前記
熱交換装置側の面に周囲部が円錐状に傾斜した円錐台を
形成し、前記熱交換装置を出た吹出空気を前記円錐台の
傾斜面と平行に流れるように吹出風路を構成し、空気の
流れ方向を外側に向かう斜め方向に変えるようにした室
外機を有するものである。

また圧縮機室、熱交換器室とに区画形成されており、前
記熱交換器の下面中央部に空気吸込口、前面に空気吹出
口を設けるとともに、熱交換装置を下面側が吸込方向に
なるように前記熱交換器室に配置し、前記熱交換装置の
回りに前記空気吹出口に連通したスクロールケーシング
を設けた室外機を有するものである。

また上部に熱交換器室、下部に圧縮機室が配置され、前
記熱交換器室の上面中央部に、空気吸込口、前後左右面
に空気吹出口を設けるとともに、熱交換装置を上面側が
吸込方向になるように、前記熱交換器室に配置した室外
機を有するものである。

また上部に熱交換器室、下部に圧縮機室が配置され、前
記熱交換器室の前面中央部に、空気吸込口、上部に空気
吹出口を設けるとともに、熱交換装置を前面側が吸込方
向になるように前記熱交換器室に配置し、前記熱交換装
置の回りに前記空気吹出口に連通したスクロールケーシ
ングを設けた室外機を有するものである。

また下面中央部に空気吸込口、その両端部に空気吹出口
を配設し、前記下面空気吸込口上部に熱交換装置を下面
が吸込方向になるように設けるとともに、前記熱交換装
置を出た吹出空気が前記空気吹出口に流れるように曲が
り風路を形成した室内機を有するものである。

〔作用〕

この発明における空気調和機は、熱交換装置の作用によ
り、すなわち熱交換器に近接して翼を熱交換器と相対運
動させているため、翼が伝熱面上の温度境界層を横切る
ことになるので伝熱面近接の空気流の乱れが大きくなり
、対流熱伝達率が大巾に増大するため、熱交換器の面積
を小さくすることができるとともに、従来の送風機も不
用となるため室内外機の小形化、軽量化、高性能化、静
音化が実現可能となる。

また上記熱交換装置を室外機に組込むことにより室外機
のコンパクト化が図れる。

また上記熱交換装置を室外機に組込み、さらに吹出空気
を前方斜めに吹出す構成にしたことにより室外機のエフ
ステリア化、設置スペースの低減が口れる。

また上記熱交換装置を室外機に組込み、さらに空気牙下
面から吸込み、前面に吹出す構成にしたことにより天吊
、室外機の薄形化、軽量化が図れる。

また上記熱交換装置を室外機に組込み、さらに空気を上
面から吸込み側面四方向に吹出す構成にしたことにより
室外機の高性能化、静音化が図れる。

また上記熱交換装置を室外機に組込み、さらに空気を前
面（あるいは背面）から吸込み、上面から吹出す構成に
したことにより室外機の気中設置のスペースの低減が図
れる。

また上記熱交換装置を室外機に組込み、空気を下面から
吸込みその前後左右の４端部から吹出す構成にしたこと
により天井カセットタイプの室内機の薄形化、軽量化が
図れる。

〔実施例〕

３Ｊ１１１ 以下この発明の実施例１について説明する。第１図は本
発明の実施例１を示す室外機の＃！断面図であり、図に
おいて（７）は本発明の室外機の室外筐体で、冷凍圧縮
機α０）が組込まれている圧縮室（８）と熱交換装置（
１３）が組込まれている熱交換器室（９）とに区画形成
している。　（１１）は前記熱交換器室（９）の背面中
央部に設けた空気吸込口、（１２）はその前面及び左側
面に設けた空気吹出口である。

また、前記熱交換装置（１３）の構成を第７図に基づい
て説明する。第７図は、熱交換装置の軸方向段数の場合
の断面構成図である。第７図においてＢ）は中央部が開
口された円板■に垂直に複数個植設された板状の撹乱翼
、（イ）は円板■を回転させるための電動機、（５１は
空気流入口でこの場合は円板の中央部に設けられた開口
、（６）は空気流出口である。（Ｓ）は撹乱翼（３）の
伝熱体（熱交換器）（１）側端と伝熱体（１］の伝熱面
（ｌａ１間の距離で、上記距離の減少に伴う対流熱伝達
率の上昇の勾配が立上がる立上がり点よりも小さく設定
されている１本発明の実施例の熱交換装？ｉ！　（１３
＞は、所定の能力を確保するために撹乱翼Ｂ）及び伝熱
体（１）を駆動軸方向に多段に配設されており、前記熱
交換器（７）の背面側が空気の流入方向になるように配
設されている。

次にこの実施例の動作について説明する。第１図におい
て電動機（４）の回転により、前記空気吸込口（ＩＩ）
から−次空気を吸込み、熱交換器一体形ファン（１３）
を通ってここで熱交換され、前面及び左　　　゛側面に
設けた空気吹出口から二次空気を吹出すことになる。

ここで熱交換装置の動作について説明する。

なお詳細はこの発明の出願人が出願した平成２年９月２
０日付特許願（２６）に詳述されている。

第７図において電動機（２）の回転により、円板口の撹
乱翼が回転すると、撹乱Ｘ（３１により生じる遠心力に
より空気は駆動され、図中点線矢印に示すように空気流
入口ｆ５１から流入し、内側から外側へ向けて伝熱面（
１ａ）上を流れることになり、実線矢印に示すように熱
は伝熱面（１１から空気に伝達されることになる。第８
図の特性図はこの実施例における撹乱翼（３１の伝熱体
側端と伝熱面（１ａ）間の距離Ｓに対する対流熱伝達率
りの変化の実測値を示したものである。撹乱翼（３）の
伝熱体側端と伝熱面（ｌａ）間の距離が伝熱面（１ａ）
上の温度境界層厚みよりも小さくなると、撹乱翼（３）
が温度境界層を横切ることになり、伝熱面（１ａ）近傍
の空気流の乱れによる対流熱伝達率の増大が著しくなる
。そのため第５図に示されるように、撹乱翼（３）の伝
熱体側端と伝熱面（１ａ）間の距離Ｓの減少に伴う対流
熱伝達率上昇の勾配が立上がる立上がり点５ａｒ（図中
では４ｍｍ＞が存在する。また、距ｍｓが大きくなると
殆ど変化せず従来例の対流熱伝達率値と等価となる。

この実施例では撹乱翼（３）の伝熱体側端と伝熱面（１
）間の距離が０．１■とｓｅｒよりも小さくなっている
ため、乱れが大きくなり、空気の対流熱伝達率が従来例
の場合の約２〜１０倍大きくなる。その結果、伝熱面の
面積が小さくて良く、小形では軽量な熱交換器が得られ
る。

つまり熱伝達率の大巾な上昇により、熱交換器の面積の
小形化が図られ、また従来の送風機も必要なくなるなめ
、熱交換器室（９）の容積を従来に比べ非常に小さくで
き、室外機のコンパクト化、省スペース化が可能になる
。

次に熱交換装置を応用した他の実施例について説明する
。

なお熱交換装置の構成及び動作については、前記実施例
と同様であるのでその説明は省略する。

叉１亘λ この発明の実施例２について説明する。第２図は、室外
機のエフステリア化、設置スペースの低減等を図ったも
ので、本実施例を示す室外機の横断面図である。

図において、口は室外機筐体で中央部に熱交換器室（９
）、その左右にそれぞれ電気品（１４）が組込まれてい
る電気品室（１４）、圧縮機ＱＯＩが組込まれている圧
ｍｔＩｉ室（８）とが配置されている。　（ＩＩ）は前
記熱交換器室（９）の背面中央部に設けられた空気吸込
口（１２）はその前面の上下左右の４つの端面に設けら
れた空気吹出口、（１３）は熱交換装置であり、前記熱
交換器室（９）に背面側が空気の吸込方向となるように
配設されている。　（２３）は熱交換器（１３）の前面
部の前記熱交換装置（１３）側の面に突出した周囲部が
円錐状に傾斜した円錐台であり、前記熱交換装置（１３
）を出た吹出空気を外側に向う斜め方向に変える役目を
しており、そのために吹出風路は、前記円錐台（２３）
の傾斜面と平行になるように構成されている。

次に上記室外機の動作について説明する。電動８！（イ
）の回転により前記空気吸込口（１１）から−次空気を
吸込み、熱交換器一体形ファン（１３）に入る。

ここで熱交換された二次空気は、熱交換装置を出た後、
前記円錐台（１９）の傾斜面に沿った流れとなるように
構成されている吹出風路により、前記空気吹出口（１２
）より外側斜め方向に吹出されることになる。つまり風
が斜め方向に吹出されるため、ユニット前面と壁との間
隔を狭くでき、実際の設置スペースが低減でき今まで据
付が不可能だった場所にも可能となる。また従来の形態
と違い、前からファン等が見えない構成となっているた
め、室外機のエフステリア化の方向に適したものである
。

従来の構成で上記ユニットを実現しようとした場合、従
来の熱交換器室に加えて風の向きを変える吹出風路の容
積も必要となり、ユニットとして　　・は従来より大き
いものとなる。上記実施例では熱交換装置を応用するこ
とにより、熱交換器室の容積を低減できるため、室外機
の大きさを変えることなく上記目的が達成されるものと
なっている。

且亙■ユ この発明の実施例３について説明する。第３図は、ベラ
ンダ窓上の天面に据付けられる天吊室外機の薄形化、軽
量化を図ったもので本実施例を示す室外機の縦断面図で
ある。

図において（２）は室外機筐体で、横置き圧縮機αＯ）
が組込まれている圧縮機室６と、熱交換装置（１３）が
組込まれている熱交換器室とに区画形成している。

（１）は前記熱交換器室（９）の下面中央部に設けられ
た空気吸込口、（１２）はその前面に設けられた空気吹
出口である。また熱交換装置（１３）は下面側が空気の
吸込方向になるように配設され、その回りに熱交換器一
体形ファン（１３）を出た空気と前記吹出口（Ｉ２）に
導くように構成されたスクロールケーシング（１５）が
設けられている。

次に上記室外機の動作について説明する。

電動機（２）の回転により、前記空気吸込口（１１）か
ら−次空気を吸込み熱交換器一体形ファン（１３）に入
る。ここで熱交換された二次空気は、スクロールケーシ
ング（１５）により前記空気吹出口（１２）に導かれ、
外気へと吹出されることになる。

一般にベランダ窓上の天面に据付けられる室外機は、据
付位置、振動等の問題から薄形化、軽量化が要求される
。

本実施例では、熱交換器一体形ファンを応用することに
より、上記室外機の軽量化、薄形化が実現できるもので
ある。

叉ｌ員土 この発明における実施例４について説明する。

第４図において口は室外機筐体で、上部に熱交換装ｆ（
１３）が組込まれた熱交換器室（９）、下部に横！き圧
縮機（１０１が組込まれている圧縮機室８とが配置され
ている。　（１１）は前記熱交換器室（９）の上面中央
部に設けられた空気吸込口（１２）はその前左右の４面
端部に設けられた空気吹出口である。また前記熱交換装
置（１３）は、前記熱交換器室（９）の上面側が吸込方
向になるように配設されている。

次に上記室外機の動作について説明する。！動機（４）
の回転により、前記空気吸込口（１１）から−次空気を
吸込み熱交換装置（１３）に入る。ここで熱交換された
二次空気は、前記全吹出口（１２）から４方向に吹出さ
れることになる。

本発明の熱交換装置の特性としては前述したように、遠
心力により風を内側から外側に送り出すものである。そ
の特性を最も生かすユニット構成は、上記のように無理
に風の流れの向きを変えることなく、吹出口を熱交換装
置の吹出の全周囲に配置させたものである。したがって
対流熱伝達率の大巾な向上を十分に生かすことができ、
風路の抵抗も小さくできるため、室外機の高性能化、静
量化を図ることができるとともに、室外機の体積の低減
にも効果が大きいものと考えられる。

１１叢旦 この発明の実施例５について説明する。第５図は、ビル
の屋上等に集中的に設置される場合の室外機の設置スペ
ースの低減を図ったものて゛、本実施例を示す室外機の
縦断面図である。

図において■は室外機筐体で上部に熱交換装置（１３）
が組込まれた熱交換器室（９）、下部に圧縮機ＱＯＩが
組込まれた圧１機室旧）とが配置されている。　＜１１
）は前記熱交換器室（１３）の前面（あるいは背面）中
央部に設けられた空気吸込口、（１２）はその上面に設
けられた空気吹出口である。また熱交換装置（１３）は
前面側（あるいは背面側）が空気の吸込方向になるよう
に配設され、その回りに熱交換装置（１３）を出た空気
を前記吹出口（１２）に導くように構成されたスクロー
ルケーシング（１５）が設けられている。

次に上記室外機の動作について説明する。！動機（イ）
の回転により、前記空気吸込口（１１）から−次空気を
吸込み熱交換装置（１３）に入る。ここで熱交換された
二次空気は、スクロールケーシング（Ｉ５）により前記
空気吹出口（１２）に導かれ、外気へと吹出されること
になる。

近年、空調機の分散設置が進む中でビル等の屋上に複数
台の集中設置が増加している。本実施例の室外機は上に
吹出す構成となっているため、側面及び背面（あるいは
前面）が接する形で複数台の室外機を設置することがで
き、集中設置におけるスペースの低減テ図ることができ
る。また従来の構成で上記ユニットを実現しようとした
場合、やはり熱交換器室の容積を大きくする必要があり
ユニットの奥行等が大きくなり、設置面積が増えること
になる０本実施例ではユニット自体も小さくできるため
、大きな省スペース化が実現できることになる。

叉ｉ叢旦 この発明の実施例６について説明する。第６図は、天井
裏に据付けられるカセットタイプ室内機の軽量化、薄形
化を図ったもので本実施例を示す室内機の縦断面図であ
る。

図において（１６）は室内機筐体で、その下面中央部に
空気吸込口（１１）、その前後左右の４面端部に空気吹
出口（１２）を設けている。前記下面空気吸込口（１１
）上部に、その吸込方向が下面の方向となるように熱交
換装ｆ（１３）を配設するとともに、前記熱交換装置を
出た空気を前記空気吹出口（１１）に導くように曲がり
風路が形成されている。

次に上記室内機の動作について説明する。を動機（２）
の回転により、前記空気吸込口（１１）から−次空気を
吸込み熱交換装置（１３）に入る。

ここで熱交換された二次空気は曲がりｍ路を通り前記吹
出口（１２）から４方向に吹出されることになる。

一般に上記の室内機は据付性、振動等の問題により、薄
形化、軽量化が要求される。

本実施例では、熱交換装置を応用することにより、上記
室内機の薄形化、軽量化が実現できるものである。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

請求項１の発明は、空気調和機の小形化、軽量化、高性
能化、静音化が図れるという効果かある。

請求項２の発明は、空気調和機の室外機のコンパクト化
が図れるという効果がある。

請求項３の発明は、空気調和機の室外機のエフステリア
化、設置スペースの低減が図れるという効果があり、よ
りユニットの高性能化、静音化が図れる効果がある。　
　　　。

請求項４の発明は、空気調和機の天吊室外機の薄形化、
軽量化が図れるという効果がある。

請求項５の発明は、空気調和機の室外機の高性能化、静
音化が図れるという効果がある。

請求項６の発明は、空気調和機の室外機の複数台集中設
置における省スペース化が図れるという効果がある。

請求項７の発明は、空気調和機の天井カセットタイプの
室内機の薄形化、軽量化が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例１による空気調和機の室外機
を示す横断面構成図、第２図はこの発明の実施例２を示
す室外機の横断面構成図、第３図はこの発明の実施例３
と示す室外機の縦断面構成図、第４図はこの発明の実施
例４を示す室外機の縦断面構成図、第５図はこの発明の
実施例５を示室外機の縦断面図構成図、第６図はこの発
明の実例６を示す室内機縦断面構成図、第７図はこの発
明の熱交換装置の構成を示す断面構成図、第８図室外機
を示す横断面構成図である。 図において、（１）は伝熱体、（ｌａ）は伝熱面、（２
）は円板、Ｂ）は撹乱翼、口は室外機筐体、（８）は圧
！１８１室、（９）は熱交換器室、ａＯ）は圧縮機、（
１１）は空気吸込口、（１２）は空気吹出口、（１３）
は熱交換装！、（１４）は電気品、（１５）はスクロー
ルケーシング、（Ｉ６）は室内機筐体、（２３）は円錐
台、（２４）は電気品室である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱交換器と送風機を有する空気調和機において、
   伝熱体及びこの伝熱体と対向して設けられ、これに対し
   て相対運動する撹乱翼を備え、この撹乱翼の上記伝熱体
   側端と上記伝熱体の伝熱面間との距離を、この距離の減
   少に伴う対流熱伝達率の上昇の勾配が立上がる立上がり
   点より小さくした熱交換装置を備えたことを特徴とする
   空気調和機。
2. （２）圧縮機室と熱交換器室とに区画形成されており、
   前記熱交換器室の背面中央部に空気吸込口、左側面及び
   前面に空気吹出口を設けるとともに、熱交換装置を背面
   側が吸込方向になるように前記熱交換器室に配置した室
   外機を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の空気調和機。
3. （３）中央部に熱交換器室、その左右にそれぞれ電気品
   室、圧縮機室とが配置されており、前記熱交換器室に熱
   交換装置を背面側が吸込方向になるように設けるととも
   に、熱交換器室の背面中央部に空気吸込口、前面には前
   記熱交換装置側の面に周囲部が円錐状に傾斜した円錐台
   を形成し、前記熱交換装置を出た吹出空気を前記円錐台
   の傾斜面と平行に流れるように吹出風路を構成し、空気
   の流れ方向を外側に向かう斜め方向に変えるようにした
   室外機を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の空気調和機。
4. （４）圧縮機室、熱交換器室とに区画形成されており、
   前記熱交換器の下面中央部に空気吸込口、前面に空気吹
   出口を設けるとともに、熱交換装置を下面側が吸込方向
   になるように前記熱交換器室に配置し、前記熱交換装置
   の回りに前記空気吹出口に連通したスクロールケーシン
   グを設けた室外機を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の空気調和機。
5. （５）上部に熱交換器室、下部に圧縮機室が配置され、
   前記熱交換器室の上面中央部に空気吸込口、前後左右面
   に空気吹出口を設けるとともに、熱交換装置を上面側が
   吸込方向になるように前記熱交換器室に配置した室外機
   を有する特許請求の範囲第１項記載の空気調和機。
6. （６）上部に熱交換器室、下部に圧縮機室が配置され、
   前記熱交換器室の前面中央部に空気吸込口、上部に空気
   吹出口を設けるとともに、熱交換装置を前面側が吸込方
   向になるように前記熱交換器室に配置し、前記熱交換装
   置の回りに前記空気吹出口に連通したスクロールケーシ
   ングを設けた室外機を有することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の空気調和機。
7. （７）下面中央部に空気吸込口、その両端部に空気吹出
   口を配設し、前記下面空気吸込口上部に熱交換装置を下
   面が吸込方向になるように設けるとともに、前記熱交換
   装置を出た吹出空気が前記空気吹出口に流れるように曲
   がり風路を形成した室内機を有する特許請求の範囲第１
   項記載の空気調和機。