JPH0642768A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 機内抵抗が少なく、運転音が低く、且つ熱交
換効率の高いコンパクトな構成の空気調和機を得る。 【構成】 本体ケース１内に、渦巻きケーシング２と該
ケーシング２内に配設した多翼ロータ３とで構成される
ファン４と、熱交換器７とを配置してなる空気調和機に
おいて、熱交換器をファンの吸込部４１と空気吸込口１
１との間に配置して動圧の低い空気を熱交換器に流して
熱交換器における流速分布を可及的に均一化する。ファ
ンの吐出部４２と空気吹出口１２との間に、送風方向下
流側に向って次第に通路面積が拡大するディフューザ流
路５を設け、ディフューザ流路においてファン吹出空気
のもつ動圧を効率良く静圧に変換し、室内への吹出空気
の流速分布を可及的に均一化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、空気調和機に関し、
さらに詳しくは天井等の高所に配置される空気調和機に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、天井埋込型空気調和機の如く
室内の高所に配置される空気調和機においては、本体ケ
ース内に、渦巻きケーシング内に多翼ロータを配置して
なるファンと熱交換器とを配置してこれを構成するが、
この場合、該熱交換器を上記ファンの吐出部側に配置
し、該ファンから吹き出される空気流を熱交換器を通し
て熱交換した後、これを通風路を介して下方向に導いて
室内側へ吹き出すようにするのが一般的であった(例え
ば、特開昭６２ー２７２０３４号公報参照)。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、空気
調和機、特に室内の高所に配置される室内機において
は、設置スペースの確保等の観点から、そのコンパクト
化の要請が強く、これを最も効果的に達成する方法とし
て、空気調和機の構成機器の内で最も大きな占有スペー
スを要するファンをより小形化する方法が検討されてい
る。

【０００４】一方、所定の空調能力の確保という点から
要求されるファン吹出風量そのものは、他の要件を変更
しない限り、ファン形状の大小にかかわらず一定である
ことから、上述のようにファンを小形化した場合には、
大形のファンの場合に比してファン吐出部における吹出
空気の流速(即ち、吹出空気のもつ動圧)を高めることが
必要となる。

【０００５】従って、上掲公知例のように、ファンの吐
出部側に熱交換器を設置するものにおいて、該ファンを
小形化した場合には、吹出空気のもつ大きな動圧の影響
を受けて、該熱交換器における流速分布が不均一とな
り、結果的に通風抵抗(機内抵抗)が増加し、熱交換効率
の低下あるいは運転騒音の増大等の問題を招来すること
となる。

【０００６】また、このような熱交換器における流速分
布の不均一の影響はこれに止どまらず、該熱交換器の下
流側に位置する通風路内における空気の流動特性が悪化
し機内抵抗がさらに増大するとともに、室内に吹き出さ
れる空気の流速分布の乱れにより室内における空調感を
損なうという問題も指摘されていた。

【０００７】そこで本願発明は、機内抵抗が少なく、運
転音が低く、且つ熱交換効率の高いコンパクトな構成の
空気調和機を提供せんとしてなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として、請求項１記載の発
明では、図１Ａ、図１Ｂ及び図４に例示するように、天
井１３側に配置されるとともにその下面１aに空気吸込
口１１と空気吹出口１２とを形成した本体ケース１内
に、渦巻きケーシング２と該渦巻きケーシング２内に配
設した多翼ロータ３とで構成されるファン４と、熱交換
器７とをそれぞれ配置してなる空気調和機において、上
記熱交換器７を上記ファン４の吸込部４１と上記空気吸
込口１１との間に配置する一方、上記ファン４の吐出部
４２と上記空気吹出口１２との間に、送風方向下流側に
向って通路面積が拡大する流路５を設けたことを特徴と
している。

【０００９】請求項２記載の発明では図１Ａ、図１Ｂ及
び図３に例示するように、請求項１記載の空気調和機に
おいて、上記流路５の下流端５bを上下方向に延出させ
るとともに、その下端部６bを上記空気吹出口１２に臨
ましめられた直下流路６の上端部６aに接続させたこと
を特徴としている。

【００１０】請求項３記載の発明では、図１Ａ、図１Ｂ
及び３に例示するように、請求項２記載の空気調和機に
おいて、上記流路５の下流端５bを、上記直下流路６の
上流端６aに対してその側方から接続されたことを特徴
としている。

【００１１】請求項４記載の発明では、図４に例示する
ように、請求項１記載の空気調和機において、上記流路
５を下方に向って開口せしめるとともに、その下流端５
bを上記空気吹出口１２に臨ましめたことを特徴として
いる。

【００１２】

【作用】本願各発明ではかかる構成とすることによって
それぞれ次のような作用が得られる。

【００１３】 請求項１記載の発明では、熱交換器７
がファン４の吸込部４１側に配置されているので、該熱
交換器７をファン４の吐出部４２側に配置する場合に比
して、該熱交換器７を流通する空気流の抵抗が低く、且
つ該熱交換器７における流速分布が可及的に均一化され
る。この結果、該熱交換器７における通風抵抗が低下し
て空気調和機全体としての機内抵抗が低減されることと
なる。また、この熱交換器７における通風抵抗の低減に
より、運転騒音が抑制されるものである。

【００１４】さらに、ファン４の吐出部４２にはディフ
ューザ効果を有する流路５が接続されていることから、
該ファン４の吐出部４２から吹き出された空気流のもつ
動圧が該流路５において次第に静圧に変換され、空気吹
出口１２から室内に吹き出される空気流の流速分布の均
一化が促進されることとなる。また、この場合、次第に
通路面積が拡大する流路５の壁面のコアンダ効果によっ
てファン吐出部４２からの吹出空気はスムーズに拡散す
ることから、該流路５における通風抵抗も可及的に低減
されることとなるものである。

【００１５】 請求項２記載の発明では、上記記載
の作用に加えて、ファン４からの吹出空気を直下流路６
を介して室内側へ下方に向けて吹き出す場合、該直下流
路６の上端部６aに上記流路５の下流端５bが接続されて
いることから、該流路５において十分に整流化された空
気流が直下流路６側に送り出されることから、該直下流
路６内における流動特性も良好に維持され、従って、該
直下流路６から室内に吹き出される空気流の流速分布も
可及的に均一且つ安定化されることとなる。

【００１６】 請求項３記載の発明では、上記記載
の作用に加えて、流路５の下流端５bから吹き出される
空気流は直下流路６の上端部６aに対してその側方から
流入して下方へ偏向せしめられるが、この場合、該空気
流が十分に整流化されていることから、下方への偏向が
よりスムーズに抵抗なく行なわれ、通風抵抗の増加が抑
制されるものである。

【００１７】 請求項４記載の発明では、上記記載
の作用に加えて、流路５を下方に向って開口させるとと
もに、その下流端５bをそのまま空気吹出口１２に臨ま
しめているので、上記流路５において静圧化され、流速
分布の均一化した空気流はそのまま直接室内へ吹き出さ
れることになる。

【００１８】

【発明の効果】従って、本願各発明の空気調和機によれ
ばそれぞれ次のような効果が得られる。

【００１９】(a) 請求項１記載の空気調和機によれば、
熱交換器７における空気の流速分布が可及的に均一化さ
れ通風抵抗が低減されることから、高い熱交換効率が達
成されるとともに、運転音の低減によりその静粛運転が
可能ならしめられるという効果が得られるものである。

【００２０】また、例えファン４の吐出部４２における
流速が大きく動圧の影響によって流速分布が不均一であ
ったとしても、流路５においてその動圧の静圧への変換
が図られ静粛運転が可能になるとともに、該流路５から
室内へ吹き出される空気の流速分布が可及的に均一化さ
れることから、それだけ室内における空調感が快適とな
り、空気調和機としての商品価値が高められるものであ
る。

【００２１】さらに、ファン４の吐出部４２側に流路５
を設けてファン吹出空気流の整流化を図ることによって
該ファン４の吹出流速の影響を可及的に抑制し得るよう
にしていることから、該ファン４としてより小形なも
の、即ち、より吹出流速の高いものを採用することがで
き、結果的に空気調和機のコンパクト化に寄与し得ると
いう効果も得られるものである。

【００２２】(b) 請求項２記載の空気調和機によれば、
上記(a)記載の効果に加えて、直下流路６に至る以前に
流路５において空気流が十分に整流化され該直下流路６
内における流動特性が良好ならしめられることから、直
下流路６を用いて空気流を下方へ吹き出す構成の空気調
和機においても良好な空調感を得ることができるという
効果が得られるものである。

【００２３】(c) 請求項３記載の空気調和機によれば、
流路５の吹出方向と流路５の吹出方向とが直交する構成
のものであっても、該流路５における整流化作用によっ
て空気流の流路５側から直下流路６側への偏向が抵抗な
くよりスムーズに行なわれ該直下流路６内における流動
特性も良好に維持されることから、上記(b)記載の場合
と同様に良好な空調感を得ることができるという効果が
ある。

【００２４】(d) 請求項４記載の空気調和機によれば、
上記(a)記載の効果に加えて、流路５の下流端５bを下方
に向けて開口させてこれを空気吹出口１２に臨ませてい
ることから、直下流路６の設置が不要となり、それだけ
空気調和機のコンパクト化が促進されるとともに、室内
への吹出空気の流速分布の均一化により快適な空調感も
同時に得られるという効果がある。

【００２５】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいて本願
発明の空気調和機を具体的に説明する。

【００２６】第１実施例 図１Ａ及び図１Ｂには本願の請求項１、２及び３記載の
発明の実施例にかかる空気調和機が示されている。この
空気調和機は、天井埋込式の室内機であって、天井面１
３に形成した埋込穴１４内に埋込配置される矩形框状体
で構成されるとともに、その下面１aの一側側に空気吸
込口１１を、他側に空気吹出口１２をそれぞれ形成した
本体ケース１内に、略厚板状に一体形成された熱交換器
７と後述するファンユニットＸとを配置して構成されて
いる。

【００２７】上記ファンユニットＸは、図１Ａ〜図２に
示すように、後述するファン４とディフューザ流路５と
直下流路６とを順次接合しこれを一体化して構成され
る。

【００２８】上記ファン４は、渦巻きケーシング２と該
渦巻きケーシング２内に配設された多翼ロータ３とから
なる遠心ファンとされており、特にこの実施例において
はこのような構成のファン４を軸方向に２個配置し且つ
これを同軸上に連結して１個のモータ８によって回転駆
動するようにしている。そして、この各ファン４,４に
おいては、上記渦巻きケーシング２に形成した吸込部４
１から吸入した空気を多翼ロータ３の回転により加速し
てその吐出部４２から吐出するようになっている。

【００２９】上記ディフューザ流路５は、ディフューザ
効果を奏し得る流路であって、特許請求の範囲中の流路
５に該当するものである。そして、このディフューザ流
路５は、図１Ａ〜図２に示すように、矩形の断面形状を
有するとともに、その上流端５aから下流端５bに向って
次第に通路面積が増大する構成をもつ管路で構成され、
且つその小通路面積側の上流端５aを上記ファン４の吐
出部４２に接続せしめている。

【００３０】上記直下流路６は、矩形断面形状を有する
所定長さの管路で構成されるものであって、上端部６a
にその側方から上記ディフューザ流路５の下流端５bを
接続させている。従って、上記ファン４の吐出部４２か
ら上記ディフューザ流路５を介して直下流路６に至る一
連の通風路は、該ディフューザ流路５と直下流路６との
接続部においてほぼ直交状態に屈曲する構造となってい
る。尚、図１Ｂにおいて符号９は２個のディフューザ流
路５,５にそれぞれ接続される２個の直下流路６,６を仕
切る仕切り材であって、該仕切り材９は空気流の仕切り
作用の他に、ファンユニットＸの強度部材としても機能
するものである。

【００３１】このように２個のファン４,４と２個のデ
ィフューザ流路５,５と２個の直下流路６,６とを順次接
続して構成されるファンユニットＸは、図１Ａに示すよ
うに、上下方向に延びる直下流路６,６の下端部６bを上
記本体ケース１の空気吹出口１２に臨ませた状態で上記
本体ケース１内に配置固定される。一方、このファンユ
ニットＸの上記ファン４,４の吸込側には、上記熱交換
器７が、上記本体ケース１の空気吸込口１１と上記ファ
ン４の吸込部４１との間に位置するようにして傾斜状に
配置されている。

【００３２】続いて、このように構成された空気調和機
の作動について説明すると、ファン４の運転により室内
から上記空気吸込口１１を通して本体ケース１内に導入
される空気Ｗは、上記熱交換器７を通過する際に該熱交
換器７内を循環する冷媒との間で熱交換を行って冷風あ
るいは温風の空調風とされる。さらに、この空調風は、
上記吸込部４１からファン４内に吸入され且つ多翼ロー
タ３の回転により遠心方向に吹き出された後、上記ディ
フューザ流路５から直下流路６を介して室内に向けて下
方へ吹き出され、所要の室内冷房あるいは室内暖房を行
う。

【００３３】この場合、先ず、熱交換器７側において
は、これがファン４の吐出部４２側ではなく、吸込部４
１側に配置されていることから、ファン４の必要静圧
は、これが吐出部４２側に配置されている場合に比して
低くなり、ファン４の所要回転数が低下され、その結果
として運転音が低くなる(図６の「風量ー運転音特性図」
を参照されたし)。また、該熱交換器７における空気流
の流速分布も、吐出部４２側配置の場合に比してより均
一化された状態となる(図７の「熱交換器に対する流速分
布特性図」を参照されたし)。即ち、この実施例の如き構
成とすることにより、上記熱交換器７における通風抵抗
が低減され、熱交換効率の向上により高能力化が促進さ
れるとともに、通風に伴う運転音が可及的に低減されそ
の静粛運転が可能ならしめられるものである。

【００３４】一方、吸込部４１からファン４内に吸い込
まれた空気流(空調風)は、多翼ロータ３の回転によりそ
の吐出部４２からディフューザ流路５側に吹き出される
が、この場合、この吐出部４２から吹き出される空気流
は高流速(高動圧)であり、従って、これがそのまま直下
流路６の上流端６aにその側方から流れ込み、且つここ
で下方に偏向されて空気吹出口１２から室内へ吹き出さ
れる構成であると、その動圧の影響により下方への偏向
がスムーズに行えずに騒音の発生原因あるいは機内抵抗
の増加の原因となるとともに、上記直下流路６内におけ
る流動特性が大きく乱され、結果的に空気吹出口１２か
ら室内へ吹き出される空気流の流速分布が乱れて室内に
おける空調感が損なわれることになる。

【００３５】ところが、この実施例のようにファン４の
吐出部４２と直下流路６との間にディフューザ流路５を
配設していると、例えファン吐出部４２からの空気流の
流速が大きくその流速分布が不均一であったとしても、
これが該ディフューザ流路５内に入った場合、次第に拡
大変化するディフューザ流路５の壁面によるコアンダ効
果で抵抗なくスムーズに拡散し該ディフューザ流路５を
通過する間に該空気流がもつ動圧が次第に静圧に変換さ
れ、その流速分布の均一化が図られることとなる。従っ
て、該ディフューザ流路５の下流端５bから水平方向前
方へ吹き出される空気流は、該直下流路６の上端部６a
部分においてスムーズに且つ大き通風音を生じることな
く下方へ向けて偏向せしめられるとともに、該直下流路
６内を流下する場合における流動特性の乱れも可及的に
少ならしめられ、これらの相乗的作用として、室内へ吹
き出される空気流はその流速分布が可及的に均一化さ
れ、室内における空調感がより一層良好に維持されるも
のである。

【００３６】また、この実施例の空気調和機において
は、上記ディフューザ流路５を設けることによってファ
ン４の吐出部４２から吹き出される高速な空気流等の影
響を可及的に消滅させるものであることから、室内にお
ける空調感を損ねることなく上記ファン４のより一層の
小形化、即ち、空気調和機の小形化を促進させることが
可能となるものである。

【００３７】尚、他の実施例においては、上記直下流路
６も、下流に行くに従って徐々にその通路面積が拡大す
るように構成しても良い。また、熱交換器７は、図１Ａ
のように斜めに設置されたものの他に、例えばこれを立
設したもの、あるいは立設させるとともにその両側面側
を長手方向に折り曲げた略コ字状形状のものであっても
良い。

【００３８】第２実施例 図３には本願発明の第２実施例にかかる空気調和機が示
されている。この実施例のものは、上記第１実施例の空
気調和機を天井吊式空気調和機として適用したものであ
って、その基本構造は上記第１実施例のものと同様であ
る。ただ、この第２実施例のものは、これが天井面１３
の下側に配置され、従って本体ケース１の下面のみなら
ずその前面１bも室内に露出するという配置構造上の特
質を生かして、該下面１aの空気吹出口１２Ａの他に、
該前面１bにも上記直下流路６の中間部に連通する空気
吹出口１２Ｂを設け、この下方に開口する空気吹出口１
２Ａと前面１bに開口する空気吹出口１２Ｂの双方から
それぞれ空気流(空調風)を室内に向けて吹き出すように
したものである。このように空気流をその吹出角度の異
なる二つの空気吹出口１２Ａ,１２Ｂからそれぞれ室内
に向けてそれぞれ吹き出すようにした場合には、室内の
温度分布の制御がより一層容易となり、上記第１実施例
のものにも増して高い空調感が得られるのみまである、
尚、その他の基本的な作用効果に関しては上記第１実施
例のものと同様であるため、その説明は省略する。

【００３９】第３実施例 図４には、本願の請求項１及び３記載の発明の実施例に
かかる空気調和機が示されている。この実施例の空気調
和機は、上記各実施例のものがファン４の吹出方向を略
水平方向とし、この略水平方向に吹き出された空気流を
直下流路６により下方へ偏向させて室内側へ吹き出すよ
うにしたものであるのに対して、該ファン４の吹出方向
そのものを下方に設定するとともに、その吐出部４２に
ディフューザ流路５を接続し且つこれを上記空気吹出口
１２に臨ませることで該ファン４からの吹出空気流を直
接室内へ吹き出すようにしたものである。

【００４０】このようにした場合には、例え上記ファン
４の吹出流速が高くてその流速分布が不均一であったと
してもこれをディフューザ流路５における整流化作用に
よって可及的に均一化することができ、これによりファ
ン４そのものの小形化あるいは室内における空調感を向
上せしめ得るという上記各実施例におけると同様の作用
効果が期待できることは勿論であるが、これに加えて、
上記各実施例の如き直下流路６の設置を不要とし得るこ
とから、上記各実施例にも増して空気調和機の小形化を
促進させることができるものである。

【００４１】尚、この実施例においては天井埋込式とし
ているが、これを天井吊式として構成することもできる
ことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】本願発明の第１実施例にかかる空気調和機の
縦断面図である。

【図１Ｂ】図１ＡのII-II横断面図である。

【図２】図１Ａに示したファンユニットの斜視図であ
る。

【図３】本願発明の第２実施例にかかる空気調和機の縦
断面図である。

【図４】本願発明の第３実施例にかかる空気調和機の縦
断面図である。

【図５】図４に示したファンユニットの斜視図である。

【図６】本願の空気調和機と従来の空気調和機との運転
音の比較特性図である。

【図７】本願の空気調和機と従来の空気調和機との流速
分布の比較特性図である。

【符号の説明】

１は本体ケース、２は渦巻きケーシング、３は多翼ロー
タ、４はファン、５はディフューザ流路、６は直下流
路、７は熱交換器、８はモータ、９は仕切り材、１１は
空気吸込口、１２は空気吹出口、１３は天井面、１４は
埋込穴、１５は壁面、４１はファンの吸込部、４２はフ
ァンの吐出部、Ｘはファンユニットである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 天井(１３)側に配置されるとともにその
   下面(１a)に空気吸込口(１１)と空気吹出口(１２)とを
   形成した本体ケース(１)内に、渦巻きケーシング(２)と
   該渦巻きケーシング(２)内に配設した多翼ロータ(３)と
   で構成されるファン(４)と、熱交換器(７)とをそれぞれ
   配置してなる空気調和機であって、 上記熱交換器(７)を上記ファン(４)の吸込部(４１)と上
   記空気吸込口(１１)との間に配置する一方、 上記ファン(４)の吐出部(４２)と上記空気吹出口(１２)
   との間に、送風方向下流側に向って通路面積が拡大する
   流路(５)を設けたことを特徴とする空気調和機。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記流路(５)の下流
   端(５b)が、上下方向に延び且つその下端部(６b)が上記
   空気吹出口(１２)に臨ましめられた直下流路(６)の上端
   部(６a)に接続されていることを特徴とする空気調和
   機。
3. 【請求項３】 請求項２において、上記流路(５)の下流
   端(５b)が、上記直下流路(６)の上流端(６a)に対してそ
   の側方から接続されていることを特徴とする空気調和
   機。
4. 【請求項４】 請求項１において、上記流路(５)が下方
   に向って開口するとともに、その下流端(５b)が上記空
   気吹出口(１２)に臨ましめられていることを特徴とする
   空気調和機。