JPWO2020194557A1 - 空気調和機の室内ユニット - Google Patents

Abstract

一実施形態に係る空気調和機の室内ユニットは、側板を含む筐体と、前記筐体に収容され、前記側板に対向する端部を有する熱交換器と、前記熱交換器の前記端部を保持する保持具と、を備えている。前記保持具は、樹脂材料で構成され、前記熱交換器の前記端部と前記側板とを連結する第１部材と、発泡プラスチックで構成され、前記熱交換器と前記側板の間に介在するとともに、前記第１部材の少なくとも一部を覆う第２部材と、を備えている。

Description

本発明の実施形態は、空気調和機の室内ユニットに関する。

例えば天井埋め込み型の空気調和機においては、室内ユニットが天井裏から吊り下げられている。室内ユニットは、送風装置と、熱交換器と、これらを収容する筐体とを備えている。熱交換器は、板金によって筐体の側板に接続されている。筐体の内面には、例えば発泡スチロール製の断熱材が配置される。

上記のような室内ユニットの構造においては、熱交換器が低温となる場合に、板金を介した伝熱や、熱交換器からの冷気が板金と断熱材との隙間から漏れることによって側板が冷やされ、側板の内外に結露が生じることがある。このような結露は、天井埋め込み型以外の空気調和機の室内ユニットにおいても生じ得る。

国際公開第２０１２／１７６８０５号公報

本発明が解決しようとする課題は、熱交換器を保持する部品の近傍における結露を抑制することが可能な空気調和機の室内ユニットを提供することである。

一実施形態に係る空気調和機の室内ユニットは、側板を含む筐体と、前記筐体に収容され、前記側板に対向する端部を有する熱交換器と、前記熱交換器の前記端部を保持する保持具と、を備えている。前記保持具は、樹脂材料で構成され、前記熱交換器の前記端部と前記側板とを連結する第１部材と、発泡プラスチックで構成され、前記熱交換器と前記側板の間に介在するとともに、前記第１部材の少なくとも一部を覆う第２部材と、を備えている。

図１は、一実施形態に係る室内ユニットの外観を示す斜視図である。 図２は、上記室内ユニットの内部を示す概略的な斜視図である。 図３は、上記室内ユニットの概略的な断面図である。 図４は、図２に示す要素の一部を拡大して示す概略的な斜視図である。 図５は、上記室内ユニットが備える第１保持具の概略的な斜視図である。 図６は、上記第１保持具を他の角度から見た概略的な斜視図である。 図７は、上記第１保持具をさらに他の角度から見た概略的な斜視図である。 図８は、上記第１保持具とブラケットを連結した状態を概略的に示す図である。

一実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る室内ユニット１の外観を示す斜視図である。図２は、室内ユニット１の内部を示す概略的な斜視図である。図３は、室内ユニット１の概略的な断面図である。室内ユニット１は、例えば屋内に配置され、屋外に配置された室外ユニットと冷媒配管を介して接続される。室内ユニット１、室外ユニットおよび冷媒配管により、冷凍サイクルを備えた空気調和機が構成される。

図１に示すように、室内ユニット１は、筐体２と、筐体２の下面を覆うパネル３とを備えている。筐体２の外周面には、複数の吊り金具２ａが設けられている。これら吊り金具２ａを天井裏の梁から吊り下げられた吊りボルトに連結することにより、室内ユニット１が空調対象の空間の天井に固定される。

パネル３は、本体３０と、吸込み口３１と、吹出し口３２とを有している。吸込み口３１は、本体３０に対して取り外し可能なグリル３３と、グリル３３の内側に配置されたフィルタ３４（図３参照）とを含む。吹出し口３２は、本体３０に対して開閉可能なフラップ３５を含む。図１においては、フラップ３５により吹出し口３２が閉じられた状態を示している。

図２に示す内部構造は、パネル３および後述のドレンパン５０を取り外して、筐体２の内部を図１における下方から見たものに相当する。筐体２は、パネル３側（図２における上側）が開口した箱型である。具体的には、筐体２は、天井への取り付け時には室内ユニット１の上面となる長方形の天板２０と、天板２０の一方の短辺に沿う第１側板２１と、天板２０の他方の短辺に沿う第２側板２２と、天板２０の一方の長辺に沿う第３側板２３とを含む。

なお、筐体２は、天板２０の他方の長辺に沿う第４側板２４（図１参照）をさらに含むが、図２においてはこの第４側板２４を省略するとともに、第４側板２４に沿って配置される断熱材２５の一部を破断している。例えば、天板２０および各側板２１〜２４は、いずれも金属製である。断熱材２５は、例えば発泡スチロールなどの発泡プラスチックで構成することができる。

筐体２の内部には、仕切り板２６が筐体２の長手方向に沿って配置されている。筐体２の内部空間は、仕切り板２６によって送風室Ａと熱交換室Ｂとに区画されている。送風室Ａには、送風装置４が配置されている。熱交換室Ｂには、熱交換器５が配置されている。

図３に示すように、熱交換器５とパネル３との間には、熱交換器５から滴下するドレン水を受けるドレンパン５０が配置されている。ドレンパン５０は、例えば発泡スチロールなどの発泡プラスチックで構成することができる。

図２に示すように、熱交換器５と第２側板２２との間には、ドレンパン５０に溜ったドレン水を排出するためのドレンポンプ６等が配置されている。第２側板２２には、冷媒が流れる配管を接続するための接続口５１ａ，５１ｂと、ドレン水を排出する配管を接続するための接続口６０とが設けられている。接続口５１ａ，５１ｂは、熱交換器５に接続されている。接続口６０は、ドレンポンプ６に接続されている。

送風装置４は、ファンモータ４０と、一対のファンユニット４１ａ，４１ｂと、回転軸４２とを備えている。ファンユニット４１ａ，４１ｂは、ファンモータ４０を挟んで向かい合うように配置されている。回転軸４２は、ファンモータ４０によって回転可能に支持されており、両端がそれぞれファンユニット４１ａ，４１ｂに向けて延出している。なお、送風装置４が備えるファンユニットの数は、２つに限定されない。

図２および図３に示すように、ファンユニット４１ａ，４１ｂは、回転軸４２に接続された多翼ファン４３と、多翼ファン４３を収容するファンケース４４とを備えている。ファンケース４４は、吸気孔４５およびノズル部４６を有している。ノズル部４６は、熱交換室Ｂに開口するとともに、熱交換器５と向かい合っている。

図３に示すように、熱交換器５は、複数の板状のフィン５２と、冷媒が流れる複数の伝熱管５３とを備えている。各フィン５２は、送風室Ａ側の一端が他端よりも下方（パネル３に向かう方向）に位置するように傾斜している。複数のフィン５２は、室内ユニット１の長手方向（第１側板２１から第２側板２２に向かう方向）に並んでいる。複数の伝熱管５３は、室内ユニット１の長手方向に延びており、各フィン５２を貫通している。

各伝熱管５３を含む熱交換器５の流路は、接続口５１ａ，５１ｂに接続されている。すなわち、接続口５１ａ，５１ｂの一方から供給される冷媒は、各伝熱管５３を通った後、接続口５１ａ，５１ｂの他方へと排出される。

送風室Ａは、吸込み口３１に通じている。多翼ファン４３が回転すると、空気が吸込み口３１を通じて送風室Ａに取り込まれる。さらに、当該空気は、吸気孔４５を通じて多翼ファン４３の内側に吸い込まれ、ノズル部４６から熱交換器５に向けて吹き出される。熱交換器５は、当該空気を冷気または暖気の熱交換空気に変える。熱交換空気は、吹出し口３２を通じて空調対象の空間に送り出される。

続いて、熱交換器５の固定構造について説明する。
図２に示すように、熱交換器５は、第１側板２１側の第１端部５ａと、第２側板２２側の第２端部５ｂとを有している。第１端部５ａは、熱交換器５と第１側板２１との間に配置された第１保持具７１によって保持されている。第２端部５ｂは、熱交換器５と第２側板２２との間に配置された第２保持具７２によって保持されている。

図４は、図２における熱交換器５、第１保持具７１および第２保持具７２を拡大して示す概略的な斜視図である。以下、説明の便宜のために、図４中に示すようにＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を定義する。Ｘ方向は、第１端部５ａから第２端部５ｂに向かう方向であり、熱交換器５の長手方向に相当する。Ｙ方向は、熱交換器５の短手方向に相当する。Ｚ方向は、熱交換器５の高さ方向に相当し、室内ユニット１を天井に取り付けた際の重力方向と一致する。

熱交換器５は、第１端部５ａから突出する第１ブラケット５４および第２ブラケット５５と、第２端部５ｂから突出する第３ブラケット５６とを備えている。第１ブラケット５４および第２ブラケット５５は、互いに平行であるとともに、Ｙ方向およびＺ方向と交差する方向に延びている。第３ブラケット５６も同様に、Ｙ方向およびＺ方向と交差する方向に延びている。

第１保持具７１と第１ブラケット５４は、複数のねじＳ１によって連結されている。第２保持具７２は、例えばＬ字型に曲げられた板金で構成され、Ｘ方向に延びる第１部分７２ａと、第２方向Ｙに延びる第２部分７２ｂとを有している。第１部分７２ａは、例えば上述の天板２０または第２側板２２に連結される。第２部分７２ｂの先端部が第３ブラケット５６の裏側に曲げられており、当該先端部と第３ブラケット５６とが１つまたは複数のねじＳ２によって連結されている。第１部分７２ａと第２部分７２ｂとで形成されるスペースには、熱交換器５と接続口５１ａ，５１ｂとを繋ぐ配管等が配置されている。

図５ないし図７は、第１保持具７１の概略的な斜視図である。第１保持具７１は、第１部材８０と、第２部材９０とを備えている。各図においては、第１部材８０に斜線を付している。

第１部材８０は、第２部材９０よりも剛性に優れた樹脂材料で形成されている。第２部材９０は、第１部材８０よりも断熱性に優れた樹脂材料で形成されている。例えば、第１部材８０としては、ＡＢＳ樹脂やＰＳ樹脂を用いることができる。また、第２部材９０としては、発泡プラスチックの一種である発泡スチロールを用いることができる。

第１部材８０と第２部材９０は、一体成形品であってもよい。この場合、例えば射出成形により第１部材８０を作成した後に、当該第１部材８０を第１保持具７１の形状の金型に収容し、第２部材９０を当該金型内で発泡成形することで第１保持具７１を製造できる。第１部材８０と第２部材９０とが一体成形品であれば、接着剤を介さずに両者を一体化することが可能である。さらに、第１部材８０と第２部材９０の間に隙間が生じない。

第２部材９０は、扁平な板状の基部９１を有している。基部９１は、図５に示す第１面９１ａと、図７に示す第２面９１ｂとを有している。さらに、第２部材９０は、第１面９１ａからＸ方向に突出する第１凸部９２および第２凸部９３を有している。第１凸部９２は、基部９１に向けて窪んだ第１凹部９２ａおよび第２凹部９２ｂを有している。図５に示す例においては、第２凹部９２ｂの幅が第１凹部９２ａの幅よりも大きい。

第１部材８０は、Ｙ方向およびＺ方向に対して傾斜したプレート部８１を有している。図５および図７に示すように、Ｘ方向におけるプレート部８１の両端は、それぞれ第２部材９０から露出している。すなわち、プレート部８１は、第２部材９０をＸ方向に貫通している。

プレート部８１の基部９１から突出した部分は、図６に示す第１支持面Ｆ１と、図５に示す裏面ＲＦとを有している。第１支持面Ｆ１は、その大部分が第２部材９０から露出している。一方、裏面ＲＦは、第１凹部９２ａおよび第２凹部９２ｂに対応する領域を除き、第１凸部９２で覆われている。

図５に示すように、第２凸部９３は、第１支持面Ｆ１に対向する第２支持面Ｆ２を有している。第２支持面Ｆ２は、第１支持面Ｆ１と平行である。図示したように、第２支持面Ｆ２に複数の凹部が適宜に設けられてもよい。第１支持面Ｆ１と第２支持面Ｆ２の間には、熱交換器５の第１端部５ａを挿入するための溝ＧＲが形成される。

プレート部８１は、第１凹部９２ａおよび第２凹部９２ｂに対応する領域において、複数の貫通孔８２を有している。図５および図６の例においては、第１凹部９２ａに対応する領域に１つの貫通孔８２が設けられ、第２凹部９２ｂに対応する領域に２つの貫通孔８２が設けられている。

図５ないし図７に示すように、第１部材８０は、裏面ＲＦから突出する３つの第１リブ８３を有している。これら第１リブ８３のＸ方向における両端、それぞれ第２部材９０から露出している。すなわち、第１リブ８３は、第２部材９０（第１凸部９２）をＸ方向に貫通している。

図６に示すように、第１部材８０は、プレート部８１から突出する５つの第２リブ８４をさらに有している。これら第２リブ８４は、第１凸部９２の内部において、Ｘ方向に延びている。なお、第２リブ８４は、第１支持面Ｆ１には及んでいない。したがって、第２リブ８４のＸ方向における長さは、第１リブ８３のＸ方向における長さよりも短い。

図７に示すように、第１部材８０は、プレート部８１から各第１リブ８３とは反対方向に突出する３つの第３リブ８５をさらに有している。各第３リブ８５は、基部９１の内部においてＸ方向に延びている。

また、図７に示すように、第１部材８０は、第２面９１ｂ側に開口する３つの雌ねじ８７を有している。これら雌ねじ８７の周壁は、それぞれ第３リブ８５と繋がっている。なお、第１ないし第３リブ８３〜８５および雌ねじ８７の数は、図５ないし図７に示した例に限られない。

第１ないし第３リブ８３〜８５により、プレート部８１の強度が高められる。さらに、第１ないし第３リブ８３〜８５により、第１部材８０と第２部材９０との接触面積が増えるとともに、第１部材８０に加わる力が第２部材９０の各所に分散される。これにより、第１部材８０と第２部材９０の接触面の剥がれを抑制できる。

第１保持具７１は、図７に示す第２面９１ｂを筐体２の第１側板２１に接触させた状態で、複数のねじを第１側板２１に設けられた貫通孔を通じて各雌ねじ８７にねじ込むことにより、第１側板２１に連結される。一方、熱交換器５は、図５に示す第１面９１ａ側の要素と、第１ブラケット５４および第２ブラケット５５とにより第１保持具７１に連結される。

図８は、第１保持具７１、第１ブラケット５４および第２ブラケット５５を連結した状態を概略的に示す図である。図８において各種の斜線を付した領域は、貫通孔８２に対応する位置における第１部材８０、第１凸部９２、第２凸部９３、第１ブラケット５４および第２ブラケット５５のＹ−Ｚ断面に相当する。

さらに、図８においては、室内ユニット１が天井に取り付けられた状態と同様に、Ｚ方向（重力方向）が図中の下方を向いた状態を表している。すなわち、図中右側の矢印で示す方向に送風室Ａが位置し、図中下側の矢印で示す方向にパネル３が位置する。

各支持面Ｆ１，Ｆ２および各ブラケット５４，５５は、いずれも送風室Ａ側の一端が他端よりもパネル３に近くなるように傾斜している。当該送風室Ａ側の一端に向けてドレン水が流れた場合でも、このドレン水は上述のドレンパン５０によって受けられる。

第１ブラケット５４および第２ブラケット５５は、第１支持面Ｆ１と第２支持面Ｆ２との間の溝ＧＲに挿入されている。第１ブラケット５４は、第１支持面Ｆ１に接触している。第２ブラケット５５は、第２支持面Ｆ２に接触している。

第１ブラケット５４は、第１部材８０の各貫通孔８２に対応する位置に雌ねじ５４ａを有している。図４にも示したねじＳ１は、貫通孔８２を通り、雌ねじ５４ａにねじ込まれている。図８の例においては、第２凹部９２ｂに対応する２組の貫通孔８２および雌ねじ５４ａの一方にねじＳ１が挿入され、他方には挿入されていない。ただし、これら２組の貫通孔８２および雌ねじ５４ａの双方に対してねじＳ１がそれぞれ挿入されてもよい。

第１支持面Ｆ１は、第１ブラケット５４と下方のパネル３との間に位置している。したがって、第１支持面Ｆ１が第１ブラケット５４を介して熱交換器５の荷重を受ける。また、第２ブラケット５５が第２支持面Ｆ２に接触していることから、熱交換器５のＹ方向やＺ方向へのがたつきが抑制される。

仮に、第１保持具７１に代えて板金で熱交換器５の第１端部５ａと第１側板２１とを連結した場合、当該板金を介した伝熱によって第１側板２１が冷やされ、第１側板２１の内外に結露が生じ得る。この結露水は、ドレンパン５０にて受けることが難しいため、パネル３の上面に溜ったり、室内ユニット１から滴下したりする可能性がある。

これに対し、本実施形態のように樹脂製の第１保持具７１にて熱交換器５の第１端部５ａを保持する場合、金属材料に比べて樹脂材料の熱伝導率が低いことから、第１側板２１や第１保持具７１における結露水の発生を抑制できる。

熱交換器５の荷重は、主に剛性に優れた第１部材８０によって受けられるため、熱交換器５を安定的に支持することができる。また、断熱性に優れた第２部材９０が、熱交換器５と第１側板２１との間に介在するとともに、第１部材８０の一部を覆っている。これにより、熱交換器５からの冷気が第１側板２１に伝わりにくくなり、第１側板２１における結露の発生をより確実に抑制できる。

第１部材８０と第２部材９０とが一体成形品であれば、両者の間に隙間が生じない。したがって、熱交換器５からの冷気をより好適に遮断することができる。上述の通り、第１部材８０に第１ないし第３リブ８３〜８５を設けることで、第１部材８０の強度が高められるとともに、第１部材８０と第２部材９０の接触面の剥がれを抑制できる。

なお、仮に第１部材８０と第２部材９０とを接着剤にて接着する場合、熱交換器５の熱伸縮に起因した力による第１部材８０と第２部材９０の界面の剥がれや、この剥がれに伴う異音が生じ得る。しかしながら、第１部材８０と第２部材９０とが一体成形品であれば、このような問題が生じにくい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、第１保持具７１の構造は、熱交換器５の第１端部５ａの形状や、第１端部５ａに設けられるブラケットの形状に応じて、種々の態様に変形できる。

上述の実施形態においては、熱交換器５の第２端部５ｂは板金の第２保持具７２で保持されるとした。しかしながら、第２端部５ｂについても第１端部５ａと同じく樹脂製の保持具にて保持されてもよい。

上述の実施形態においては、天井埋め込み型の室内ユニットにおける熱交換器５の保持構造を開示した。この保持構造は、天井埋め込み型だけでなく、他種の室内ユニットにも適用できる。

１…室内ユニット、２…筐体、３…パネル、４…送風装置、５…熱交換器、２１〜２４…第１〜第４側板、５４…第１ブラケット、５５…第２ブラケット、７１…第１保持具、７２…第２保持具、８０…第１部材、８１…プレート部、８２…貫通孔、８３〜８５…第１〜第３リブ、８７…雌ねじ、９０…第２部材、Ｆ１…第１支持面、Ｆ２…第２支持面、ＲＦ…裏面。

Claims (6)

1. 側板を含む筐体と、
   前記筐体に収容され、前記側板に対向する端部を有する熱交換器と、
   前記熱交換器の前記端部を保持する保持具と、を備え、
   前記保持具は、
   樹脂材料で構成され、前記熱交換器の前記端部と前記側板とを連結する第１部材と、
   発泡プラスチックで構成され、前記熱交換器と前記側板の間に介在するとともに、前記第１部材の少なくとも一部を覆う第２部材と、
   を備える、空気調和機の室内ユニット。
2. 空気の吸込み口と吹出し口を有し、前記筐体の下面を覆うパネルを備え、
   前記熱交換器は、前記端部に設けられた第１ブラケットを備え、
   前記第１部材は、前記パネルと前記第１ブラケットの間に位置するとともに前記第１ブラケットを介して前記熱交換器の荷重を受ける第１支持面を有する、
   請求項１に記載の室内ユニット。
3. 前記熱交換器は、前記端部に設けられた第２ブラケットをさらに備え、
   前記第２部材は、前記第１支持面と対向する第２支持面を有し、
   前記第２ブラケットは、前記第２支持面に接触している、
   請求項２に記載の室内ユニット。
4. 前記第１部材は、前記第１支持面の反対側の裏面と、前記裏面から突出するリブと、を有し、
   前記第２部材は、前記裏面の少なくとも一部および前記リブを覆っている、
   請求項２に記載の室内ユニット。
5. 前記筐体は、前記熱交換器を収容する熱交換室と、送風装置を収容する送風室とを有し、
   前記熱交換室および前記送風室は、前記側板に沿って並び、
   前記第１支持面は、前記熱交換室に位置し、前記送風室側の一端が他端よりも前記パネルに近くなるように傾斜している、
   請求項２に記載の室内ユニット。
6. 前記保持具は、前記第１部材と前記第２部材の一体成形品である、
   請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の室内ユニット。

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