WO2016208567A1

WO2016208567A1 - 天井設置形空気調和機および熱交換器

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Publication number: WO2016208567A1
Application number: PCT/JP2016/068358
Authority: WO
Inventors: 伸哲吉武; 聡中山; 義信浜田; 我科　賢二; 清実望月
Original assignee: 東芝キヤリア株式会社
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2016-12-29
Also published as: EP3315869B1; EP3315869A4; AU2016281336A1; EP3315869A1; JP6420478B2; CN107850320A; AU2016281336B2; CN107850320B; JPWO2016208567A1

Abstract

【課題】コンパクトで、熱交換効率の良い、天井設置形空気調和機を提供する。　【解決手段】天井設置形空気調和機（１）は、吸込み口（２７）を有する送風機室（３）と、吹出し口（２８）を有する熱交換器室（４）と、送風機室（３）と熱交換器室（４）を区画する仕切板（２６）と、送風機室（３）に収容される送風装置（５）と、熱交換器室（４）に収容される熱交換器（７）と、を備え、送風機室（３）と熱交換室（４）とが送風装置（５）を介して繋がり、熱交換器（７）は、第１熱交換部（７Ａ）と、第２熱交換部（７Ｂ）と、第３熱交換部（７Ｃ）と、を有し、第１熱交換部（７Ａ）、第２熱交換部（７Ｂ）、および第３熱交換部（７Ｃ）のそれぞれは、複数の板状のフィン（７１）と、複数の伝熱管（７２）と、を有し、第１熱交換部（７Ａ）から第３熱交換部（７Ｃ）は、吹出し口（２８）に対して略凸形状に配置されている。

Description

天井設置形空気調和機および熱交換器

　本発明の実施形態は、天井設置形空気調和機および熱交換器に関する。

　天井設置形空気調和機の室内ユニットは、天井裏の梁等から吊り下げられたり、天井裏に埋設されたりして、天井空間に設置されている。この室内ユニットの内部は、仕切板により熱交換室と送風室とに仕切られている。この熱交換室には熱交換器が配置され、送風室には熱交換器に空気を送る送風装置が配置されている。

　熱交換器は、冷媒が流れる複数の伝熱管と、伝熱管に熱的に接続された複数のフィンと、を備えている。熱交換器は、全体としてストレートな平板状の形状を有している。さらに、熱交換器は、送風装置から送られる空気を効率よく受けつつ室内ユニットの厚さ寸法を可能な限り小さくするため、送風装置に対して大きく傾斜した姿勢で熱交換室に収容されている。

特開２００６－３４３０４３号公報

　従来の空気調和機は、平板状のストレートな熱交換器を熱交換室内に傾けて配置しているため、熱交換室の内部に多くの無駄な空間が生じるのを避けられず、室内ユニットの奥行きの寸法の増加を招いていた。一方、熱交換室は、能力に比例して外形寸法が大きくなるため、熱交換器の能力が増大するに従い熱交換室の内部に広いスペースを必要とする。これらのことが室内ユニットのコンパクト化を妨げてしまう。

　加えて、従来の空気調和機は、平板状のストレートな熱交換器を熱交換室内に傾けて配置しているため、熱交換器の前端部と後端部とでは、送風装置からの距離が大きく異なる。このため、熱交換器の場所に応じて熱交換器を通過する空気の風量には、ばらつきが生じ易い。熱交換器を通過する空気の風量のばらつきは、熱交換器の性能を低下させてしまう。したがって、従来の空気調和機は、熱交換器の性能を充分に発揮させる上で改善の余地を残している。

　本発明が解決しようとする課題は、コンパクトで、熱交換効率の良い、天井設置形空気調和機を提供することである。

　上記課題を達成するために、本実施形態の天井設置形空気調和機は、空気吸込み口を有する送風機室と、空気吹出し口を有する熱交換器室と、前記送風機室と前記熱交換器室とを区画する仕切板と、前記送風機室に収容される送風装置と、前記熱交換器室に収容される熱交換器と、を備え、前記送風機室と前記熱交換器室とが前記送風装置を介して繋がり、前記熱交換器は、第１熱交換部と、第２熱交換部と、第３熱交換部と、を有し、前記第１熱交換部、前記第２熱交換部、および前記第３熱交換部のそれぞれは、複数の板状のフィンと、複数の伝熱管と、を有し、前記第１熱交換部から前記第３熱交換部は、前記吹出し口に向かって凸形状に配置されている。

　また、本実施形態の天井設置形空気調和機の前記板状のフィンは、それぞれ略平行四辺形の形状であっても良い。

　さらに、本実施形態の天井設置形空気調和機は、前記第１熱交換部の前記板状のフィンの一方の短辺と、前記第２熱交換部の前記板状のフィンの吹出し口側の短辺と、が隙間なく接し、前記第１熱交換部の前記板状のフィンの他方の短辺、または前記送風機室側の長辺と、前記第３熱交換部の前記板状のフィンの吹出し口側の短辺と、が隙間なく接していても良い。

　さらにまた、本実施形態の天井設置形空気調和機は、前記第１熱交換部、第２熱交換部、および前記第３熱交換部のうち前記第１熱交換部が前記吹出し口にもっとも近く、かつ前記第２熱交換部および前記第３熱交換部よりも伝熱管の本数が多く配置されていても良い。

　また、本実施形態の天井設置形空気調和機は、前記第１熱交換部、第２熱交換部、および前記第３熱交換部のうち前記第１熱交換部が前記吹出し口にもっとも近く、前記第２熱交換部と前記第３熱交換部とは同一形状であり、前記第１熱交換部と、前記第２熱交換部および前記第３熱交換部とは、線対称形状であっても良い。

　さらに、本実施形態の天井設置形空気調和機は、前記第１熱交換部の前記複数の板状のフィンを配置する間隔が、前記第２熱交換部および前記第３熱交換部の前記複数の板状のフィンを配置する間隔よりも狭くても良い。

　さらにまた、本実施形態の天井設置形空気調和機は、前記第１熱交換部にのみ、前記板状のフィンにスリットが設けられていても良い。

　また、本実施形態の天井設置形空気調和機は、前記第１熱交換部の前記伝熱管の管径が、前記第２熱交換部および前記第３熱交換部の前記伝熱管の管径よりも大きくても良い。

　さらに、本実施形態の天井設置形空気調和機は、前記第１熱交換部、前記第２熱交換部、および前記第３熱交換部が一体成形されていても良い。

　また、本実施形態の天井設置形空気調和機は、前記第２熱交換部は、前記熱交換器室の上部に配置され、前記第３熱交換部は、前記熱交換器室の下部に配置され、前記第２熱交換部の傾斜角度が、前記第３熱交換部の傾斜角度よりも小さくなるように角度差を設けられていても良い。

　さらに、本実施形態の天井設置形空気調和機は、前記第１熱交換部の上端部が、前記第１熱交換部の下端部よりも風上側に位置するように傾斜していても良い。

　さらにまた、本実施形態の天井設置形空気調和機は、前記第１熱交換部の前記板状のフィンの下部に位置する短辺の前記吹出し口側の端部よりも、前記第３熱交換部の前記板状のフィンの前記吹出し口側の短辺の前記吹出し口側の端部が、前記吹出し口側に対して突出していても良い。

　また、本実施形態の天井設置形空気調和機は、前記第１熱交換部の前記板状のフィンの下部に位置する短辺の前記吹出し口側の端部と前記吹出し口との最短距離が、前記第３熱交換部の前記板状のフィンの下部に位置する短辺の前記吹出し口側の端部と前記吹出し口との最短距離よりも長くても良い。

第１の実施形態による天井設置形空気調和機の斜視図である。第１の実施形態による天井設置形空気調和機の内部を表す分解底面図である。第１の実施形態による天井設置形空気調和機の側面断面を示す概略図である。第１の実施形態による天井設置形空気調和機の熱交換器を構成するフィン及び伝熱管の一部を表す拡大断面図である。第１の実施形態による天井設置形空気調和機の熱交換器を構成するフィンの形状を表した図である。第２の実施形態による天井設置形空気調和機の側面断面を示す概略図である。第３の実施形態による天井設置形空気調和機の熱交換器を構成するフィンの形状を表した図である。第３の実施形態による天井設置形空気調和機の側面断面を示す概略図である。第５の実施形態による天井設置形空気調和機の熱交換器を構成するフィンの形状を表した図である。第６の実施形態による天井設置形空気調和機の側面断面を示す概略図である。第７の実施形態による天井設置形空気調和機の側面断面を示す概略図である。第７の実施形態による天井設置形空気調和機の熱交換器を構成するフィンの形状を表した図である。第８の実施形態による天井設置形空気調和機の側面断面を示す概略図である。第９の実施形態による天井設置形空気調和機の側面断面を示す概略図である。第１０の実施形態による天井設置形空気調和機の側面断面を示す概略図である。第１０の実施形態による天井設置形空気調和機の熱交換器の構成を示す概略図である。第１０の実施形態による天井設置形空気調和機の熱交換器の構成を示す拡大概略図である。

　以下、発明を実施するための実施形態について説明する。

　（第１の実施形態）
　第１の実施形態の天井設置形空気調和機について、図１から図５を参照して説明する。

　図１は、本実施形態の天井設置形空気調和機１を示している。この天井設置形空気調和機１の室内ユニット２は、例えば建屋の天井裏に据え付けられている。なお、本実施形態において、天井裏とは建屋の梁と天井板との間に規定される天井空間のことを指している。

　室内ユニット２は、奥行き寸法Ｄ、幅寸法Ｗおよび厚さ寸法Ｈを有する四角い扁平な箱型である。また、室内ユニット２は、金属製の筐体２０を有している。筐体２０は、室内ユニット２の外郭である。筐体２０は、天板２１、第１の側板２２ａ、第２の側板２２ｂ、第１の底板２３ａ、第２の底板２３ｂ、前面枠２４、背面枠２５、および仕切板２６を備えている。

　図２および図３に示すように、本実施形態に係る天井設置形空気調和機１の仕切板２６は、筐体２０の内部を、送風機室３と熱交換器室４との二室に区画している。

　送風機室３は、背面枠２５に形成される吸込口２７を有している。送風機室３には送風装置５が収容されている。図２および図３に示すように、送風装置５は、ファンモータ５１と、ファンケース５２ａ、５２ｂと、ファンケース５２ａ、５２ｂの内部に収容される多翼ファン５３ａ、５３ｂと、を備えている。それぞれのファンケース５２ａ、５２ｂには、両側面に吸引口５４ａ、５４ｂが設けられている。仕切板２６には、送風口５５ａ、５５ｂが設けられている。

　ファンモータ５１は、その両側面から同軸状に突出された二本の回転軸５１ａ、５１ｂを有している。各回転軸５１ａ、５１ｂには、多翼ファン５３ａ、５３ｂが取り付けられている。

　熱交換器室４は、前面枠２４に形成される吹出し口２８および機械室６を有している。機械室６は、機械室仕切板６１により熱交換器室４と区画され、ドレンポンプや冷媒分配器を収容する。

　そして、送風機室３と熱交換器室４とは、送風装置５を介して繋がる。具体的には、送風機室３内の空気が、送風装置５を通して、熱交換器室４へ流れることが出来るように、連通している。

　また、図３に示すように、熱交換器室４には、熱交換器７およびドレンパン８が配置されている。言い換えると、熱交換器７およびドレンパン８は、筐体２０の熱交換器室４に収容されている。熱交換器７は、室内ユニット２の幅方向、言い換えると筐体２０の幅方向に延びているとともに、機械室仕切板６１と側板２２ａとの間に介在されている。

　図３に示すように、ドレンパン８は、熱交換器７の下方に配置されている。ドレンパン８は、例えば発泡スチロールのような断熱材である。ドレンパン８は、熱交換器７を下方から支えているとともに、熱交換器７から滴下するドレン水を受け止める。ドレンパン８の下面は、第１の底板２３ａによって覆われている。また、ドレンパン８は、断熱材９と協働して熱交換器７を取り囲んでいる。断熱材９は、熱交換器７の上方に配置され、天板２１の内面、かつ熱交換器室４内に設けられている。

　本実施形態の熱交換器７は、第１の熱交換部７Ａ、第２の熱交換部７Ｂ、および第３の熱交換部７Ｃを備えている。第１の熱交換部７Ａ、第２の熱交換部７Ｂ、および第３の熱交換部７Ｃは、吹出し口２８に向かって凸形状に配置されている。

　第１の熱交換部７Ａは、熱交換器室４内で送風装置５の送風口５５ａ、５５ｂおよび仕切板２６と略平行に向かい合うように起立している。なお、本実施形態では、第１の熱交換部７Ａ、第２の熱交換部７Ｂ、および第３の熱交換部７Ｃのうち第１の熱交換部７Ａが吹出し口２８にもっとも近い
　第２の熱交換部７Ｂは、熱交換器室４の上部に位置されるとともに、断面視において、送風装置５から遠ざかるように室内ユニット２の奥行き方向に延びている。また、第２の熱交換部７Ｂは、送風装置５から遠ざかるに従いやや下向きに傾いている。言い換えると、第２の熱交換部７Ｂは、吹出し口２８に近づくに従いやや下向きに傾斜している。第２の熱交換部７Ｂの前端（つまり吹出し口２８側）と、第１の熱交換部７Ａの上端とが、連続している。

　第３の熱交換部７Ｃは、熱交換器室４の下部に位置されるとともに、断面視において、送風装置５から遠ざかるように室内ユニット２の奥行き方向に延びている。また、第３の熱交換部７Ｃは、送風装置５から遠ざかるに従いやや上向きに傾いている。言い換えると、また、第３の熱交換部７Ｃは、吹出し口２８に近づくに従いやや上向きに傾斜している。第３の熱交換部７Ｃの前端（つまり吹出し口２８側）と、第１の熱交換部７Ａの下端とが、連続いている。

　言い換えると、熱交換器７は、送風口５５ａ、５５ｂおよび仕切板２６と向かい合うように起立する第１の熱交換部７Ａと、第１の熱交換部７Ａの上端から送風装置５に向かって斜め上向きに延びる第２の熱交換部７Ｂと、第１の熱交換部７Ａの下端から送風装置５に向かって斜め下向きに延びる第３の熱交換部７Ｃと、を備えている。

　したがって、本実施形態の第１から第３の熱交換部７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、室内ユニット２を側方から見ると、略コの字型、あるいは門形となるように組み合わされている。つまり、熱交換器７は、送風機室３から送られる風に対して、風下側に突出した凸形状となるよう配置され、風上側に窪んだ略凹形状となるように配置されている。

　また、第１から第３の熱交換部７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、室内ユニット２を側方から見ると、上底および一組の脚部からなる略台形形状に配置されているともいえる。略台形形状の上底となる部分（辺）には第１の熱交換部７Ａが配置され、略台形形状の一組の脚部にあたる部分（辺）には第２の熱交換部７Ｂおよび第３の熱交換部７Ｃがそれぞれ配置されて、下底部分が開口した略台形形状を呈している。

　図４に示すように、本実施形態に係る天井設置形空気調和機１の熱交換器７は、例えば、板状のフィンと、伝熱管と、を組み合わせてなるフィンチューブ型熱交換器である。本実施形態では、第１から第３の熱交換部７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、それぞれ複数の細長いフィン７１と、冷媒が流れる複数の伝熱管７２と、を備えている。

　図５に示すように、本実施形態に係る天井設置形空気調和機１のフィン７１は、例えばアルミニウム製の四角い板であり、一対の長辺７１Ｌ、７１Ｌおよび一対の短辺７１Ｓ、７１Ｓを有している。長辺７１Ｌ、７１Ｌは、互いに平行である。短辺７１Ｓ、７１Ｓは、互いに平行であるとともに、長辺７１Ｌ、７１Ｌに対し交差するよう斜め方向に延びている。言い換えると、フィン７１は、二組の対辺がそれぞれ平行な、平行四辺形の形状である。

　また、フィン７１には、複数の嵌合孔７３が複数設けられている。嵌合孔７３は、フィン７１に例えばバーリング加工を施すことにより穿たれ、フィン７１から立ち上がる円筒状のフランジ部を有している。嵌合孔７３は、例えばフィン７１の長辺７１Ｌに沿う方向に沿って八列に並んでいるとともに、短辺７１Ｓに沿う方向に沿って三列に並んでいる。

　図４に示すように、フィン７１は、室内ユニット２の幅方向Ｗに互いに間隔をあけて一列に配列されている。言い換えると、フィン７１は、筐体２０の幅方向に互いに間隔をあけて配列されている。各フィン７１から立ち上がるフランジ部の先端は、隣り合うフィン７１の嵌合孔７３に同軸状に合致するように突き当てられている。このため、隣り合うフィン７１の間は、空気が流れる通風路７４が設けられる。

　伝熱管７２は、例えば熱伝導性に優れた銅管である。各伝熱管７２は、室内ユニット２の幅方向に真っ直ぐに伸びた直管部と、略Ｕ字状に折り曲げられた曲管部と、を有している。伝熱菅７２の直管部がフィン７１の嵌合孔７３を連続して貫通している。これにより、伝熱管７２は、フィン７１に熱的に接続されている。伝熱管７２は、隣り合うフィン７１の間を連続して貫通することで、フィン７１と一体化されている。

　加えて、図３に示すように、本実施形態では、第１の熱交換部７Ａのフィン７１の一方の短辺７１Ｓと、第２の熱交換部７Ｂのフィン７１の吹出し口２８側の短辺７１Ｓとが隙間なく接するように配置されている。

　また本実施形態では、第１の熱交換部７Ａのフィン７１の送風機室３側の長辺７１Ｌと、第３の熱交換部７Ｃの吹出し口２８側の短辺７１Ｓとが隙間なく接するように配置されている。または、第１の熱交換部７Ａのフィン７１の他方の短辺７１Ｓと、第３の熱交換部７Ｃの送風機室３側の長辺７１Ｌとが隙間なく接するように配置されている。

　本実施形態において、ファンモータ５１により多翼ファン５３ａ、５３ｂが回転されると、多翼ファン５３ａ、５３ｂは、送風機室３内の空気をファンケース５２ａ、５２ｂの吸引口５４ａ、５４ｂから吸い込むとともに、吸い込んだ空気をファンケース５２ａ、５２ｂの送風口５５ａ、５５ｂから吐き出す。

　このため、建屋室内の空気が天井板の吸込みグリルまたは図示しないダクトを介して、筐体２０の吸込み口２７から送風機室３に吸い込まれる。送風機室３に吸い込まれた空気は、ファン５２ａ、５２ｂを介し、送風口５５ａ、５５ｂから熱交換器７に向かって吹き出す。

　熱交換器７の第１の熱交換部７Ａは、熱交換器室４内で送風口５５ａ、５５ｂと向かい合うように起立しているので、送風口５５ａ、５５ｂから熱交換器室４に吹き出す空気の多くが第１の熱交換部７Ａのフィン７１の間（通風路７４）を通過する。

　熱交換器室４に吹き出す残りの空気は、第１の熱交換部７Ａの上端から送風装置５に向けて斜め上向きに延びる第２の熱交換部７Ｂのフィン７１の間（通風路７４）と、第１の熱交換部７Ａの下端から送風装置５に向けて斜め下向きに延びる第３の熱交換部７Ｃのフィン７１の間（通風路７４）と、を通過する。

　この結果、熱交換器７は、送風口５５ａ、５５ｂから吹き出す空気と伝熱管７２を流れる冷媒との熱交換により、当該空気を冷気もしくは暖気の熱交換空気に変える。熱交換空気は、吹出し口２８から吹出しダクトを通じて室内に送出される。

　本実施形態の熱交換器７は、第１から第３の熱交換部７Ａ、７Ｂ、７Ｃを略台形形状に組み合わせ、三次元的な立体形状に屈曲させている。このため、従来のストレートな熱交換器を熱交換室内に傾けて配置する場合との比較において、熱交換器室４の奥行き方向に沿う熱交換器７の寸法を短縮することができる。

　加えて、従来のストレートな熱交換器を熱交換室内に傾けて配置する場合との比較において、本実施形態は、第１の熱交換部７Ａが熱交換器室４内で起立しているため、送風口５５ａ、５５ｂの開口端から第１の熱交換部７Ａの前端までの距離と送風口５５ａ、５５ｂの開口端から第２の熱交換部７Ｂの後端までの距離との差の分、熱交換器室４の奥行き方向に沿う熱交換器７の寸法を短縮することができる。この結果、熱交換器室４の奥行き寸法を小さく抑えることが可能となり、室内ユニット２の筐体２０をコンパクトにできる。

　しかも、熱交換器７を屈曲させたことで、本実施形態は、熱交換器７の熱容量を十分に確保することができる。したがって、本実施形態は、コンパクトな熱交換器室４に能力の大きな熱交換器７を配置することができ、熱交換性能に優れた室内ユニット２を提供できる。

　また、本実施形態は、筐体２０のコンパクト化に伴って、筐体２０を軽量化することができる。このため、室内ユニット２を天井空間に据え付ける際の作業性が向上する。さらに、筐体２０が小さくなるので、筐体２０の製造コストを低減して安価な室内ユニット２を得ることができる。

　加えて、本実施形態は、第１の熱交換部７Ａが熱交換器室４内で起立しているため、送風口５４の開口端から第１の熱交換部７Ａの前端までの距離と、送風口５４の開口端から第２の熱交換部７Ｂの後端までの距離との差が、従来のストレートな熱交換器を熱交換室内に傾けて配置する場合と比較して小さくなる。よって、熱交換器７に略均等に空気を吹き付けることができ、良好な熱交換性能を得ることができる。

　本実施形態では、第２の熱交換部７Ｂが、第１の熱交換部７Ａの上端から送風機室側に向けて上向きに傾斜され、第３の熱交換部７Ｃが、第１の熱交換部７Ａの下端から送風機室側に向けて下向きに傾斜されている。このため第２の熱交換部７Ｂおよび第３の熱交換部７Ｃに空気が当たり易くなり、熱交換器７の上部および下部を通過する空気の風量を確保できる。よって、優れた熱交換性能を有する熱交換器７を得ることができる。

　さらに、本実施形態は、第１の熱交換部７Ａと第２の熱交換部７Ｂとの境界（第１および第２の熱交換部の繋ぎ目）および第１の熱交換部７Ａと第３の熱交換部７Ｃとの境界（第１および第３の熱交換部の繋ぎ目）から空気漏れの原因となる隙間が排除されている。このため、第１から第３の熱交換部７Ａ、７Ｂ、７Ｃの境界から熱交換されずに漏れる空気を少なくでき、熱交換器７の熱交換性能を高める上で有利となる。

　また、本実施形態は、合わせ目から熱交換されずに空気が漏れることを防ぐ部材を削減することができる。

　したがって、本実施形態によれば、コンパクトで、熱交換効率の良い、天井設置形空気調和機を提供することができる。

　（第２の実施形態）
　第２の実施形態の天井設置形空気調和機について、図６を参照して説明する。本実施形態の各部について、図１から図５の各部と同一部分は同一符号で示す。

　図６は、第２の実施形態に係る天井設置形空気調和機の熱交換器を表した側面断面図であり、第１の熱交換部７Ａの伝熱管７２の本数が、第２および第３の熱交換部７Ｂ、７Ｃの伝熱管７２の本数よりも多く配置されていることを表している。

　本実施形態において、第１の熱交換部７Ａは、熱交換器室４内で送風装置５の送風口５５ａ、５５ｂおよび仕切板２６と向かい合うように起立しているため、送風装置５から送り出された風が多く当る。

　第１熱交換器部７Ａのフィン７１１に設けられる嵌合孔７３は、フィン７１１の長辺方向に沿う８列とフィン７１１の短辺方向に沿う３列との計２４個ある。一方で、第２熱交換器部７Ｂおよび第３熱交換器部７Ｃのフィン７１２に設けられる嵌合孔７３は、フィン７１２の長辺方向に沿う１０列とフィン７１２の短辺方向に沿う２列との計２０個である。つまり、第１の熱交換部７Ａの伝熱管の本数が第２、第３の熱交換器部７Ｂ、７Ｃよりも多くなり、送風装置５から送り出された風が多く当たる部分の熱交換容量を大きくすることができる。

　このため、本実施形態は、熱交換器７への風量のうち分配が多くなる第１の熱交換部７Ａで他の熱交換部よりも多く熱交換を行い、バランスよく熱交換することができ、熱交換性能を向上させることができる。

　本実施形態によれば、熱交換効率の良い、天井設置形空気調和機を提供することができる。

　（第３の実施形態）
　第３の実施形態の天井設置形空気調和機について、図７および図８を参照して説明する。本実施形態の各部について、図１から図６の各部と同一部分は同一符号で示す。

　図７は、第３の実施形態による天井設置形空気調和機の熱交換器のフィン７１の形状を表した図であり、図８は第３の実施形態による天井設置形空気調和機の熱交換器を表した側面断面図である。

　図７および図８に示すように、本実施形態の天井設置形空気調和機１の第１の熱交換部７Ａのフィン７１１と、第２および第３の熱交換部７Ｂ、７Ｃのフィン７１２とは、線対称形状である。

　本実施形態の天井設置形空気調和機１は、フィン７１１と、フィン７１２とが線対称形状であるため、熱交換器７におけるフィンを共通化することができる。したがって、本実施形態の天井設置形空気調和機１は、製造性を向上させ、コストダウンを図ることができる。

　本実施形態によれば、製造性を向上した、コンパクトで、熱交換効率の良い天井設置形空気調和機を提供することができる。

　（第４の実施形態）
　第４の実施形態の天井設置形空気調和機について説明する。本実施形態の各部について、図１から図８の各部と同一部分は同一符号で示す。

　本実施形態の第１の熱交換部７Ａの複数のフィン７１１と、第２および第３の熱交換部７Ｂ、７Ｃの複数のフィン７１２とを筐体２０の幅方向Ｗに配置する間隔（以下、フィンピッチという）は、フィン７１２のフィンピッチよりもフィン７１１のフィンピッチの方が狭い。

　言い換えると、フィンピッチは通風路７４であり、フィン７１１、７１２のフィンピッチが狭いほど、通風抵抗が大きくなり、風量が減る。

　本実施形態は、送風装置５から送り出された風が多く当るように配置され、熱交換器７への風量のうち分配が多い第１の熱交換部７Ａのフィンピッチ（フィン７１１のフィンピッチ）を、第２および第３の熱交換部７Ｂ、７Ｃのフィンピッチ（フィン７１２のフィンピッチ）よりも狭くすることで、相対的に第１の熱交換部７Ａよりも風の当たりにくい第２および第３の熱交換部７Ｂ、７Ｃに風を多くあてることができ、風量の調整をすることができる。

　したがって、本実施形態は、第１の熱交換部７Ａ、第２の熱交換部７Ｂ、および第３の熱交換部７Ｃに分配される風量を調整することにより、熱交換性能を向上させることができる。

　本実施形態によれば、熱交換効率の良い天井設置形空気調和機を提供することができる。

　（第５の実施形態）
　第５の実施形態の天井設置形空気調和機について、図９を参照して説明する。本実施形態の各部について、図１から図８の各部と同一部分は同一符号で示す。

　図９に示すように、本実施形態において、第１の熱交換部７Ａのフィン７１１には、スリット８１が設けられている。一般的に、アルミフィンに切り込みや幅狭い隙間となるスリット８１を設けることで、伝熱性能は高まり、空気抵抗も高まる。

　第１の熱交換部７Ａのフィン７１１にスリット８１を設け、第２、第３の熱交換部７Ｂ、７Ｃのフィン７１２にはスリット８１を設けないことで、分配される風量が多い第１の熱交換部７Ａのフィン７１１の伝熱性能を高めることができる。

　また同時に、第１の熱交換部７Ａのフィン７１１における空気抵抗の高まりから、相対的に風が当たりにくい第２、第３の熱交換部７Ｂ、７Ｃに風を多くあてることができ、風量の調整をすることができる。

　（第６の実施形態）
　第６の実施形態の天井設置形空気調和機について、図１０を参照して説明する。本実施形態の各部について、図１から図９の各部と同一部分は同一符号で示す。

　図１０は、第６の実施形態による天井設置形空気調和機の熱交換器を表した側面断面図である。

　図１０に示すように、本実施形態の第１の熱交換部７Ａの伝熱管７３１の管径は、第２および第３の熱交換部７Ｂ、７Ｃの伝熱管７３２の管径よりも大きい。径が大きいほど、流れる冷媒の量も増加するため、伝熱性能が高まる。

　本実施形態は、分配される風量が多い第１の熱交換部７Ａの伝熱性能を高めることで、バランスよく熱交換することができ、熱交換性能を高めることができる。

　（第７の実施形態）
　第７の実施形態の天井設置形空気調和機について、図１１および図１２を参照して説明する。本実施形態の各部について、図１から図１０の各部と同一部分は同一符号で示す。

　図１１は、第７の実施形態による天井設置形空気調和機の熱交換器を表した側面断面図である。

　図１１に示すように、本実施形態の熱交換器７は、一体成形品であり、第１から第３の熱交換部７Ａ、７Ｂ、７Ｃが一体形成されている。別々の熱交換部を組み合わせて形成するのではなく、一つのピースとして、略台形形状を呈している。

　第１から第３の熱交換部７Ａ、７Ｂ、７Ｃを別部品で組み合わせたものでなく、熱交換器７を一体形にすることで、各熱交換部を固定する部材が不要となるため、部品点数削減につながり、製造性を向上させることができる。

　また、図１２に示すように、本実施形態の熱交換器７の曲げ加工前のフィン７１は直線状であり、２か所の曲げ加工を施すことで、第１から第３の熱交換部７Ａ、７Ｂ、７Ｃが形成される構造としても良い。

　例えば製造工程として、まず、熱交換器７のフィン７１が、第１から第３の熱交換部７Ａ、７Ｂ、７Ｃを合わせた全長の長さを有する形状に形成される。次に、曲げ加工をするために、第１の熱交換部７Ａと第２の熱交換部７Ｂとの境界（第１及び第２の熱交換部の繋ぎ目）および第１の熱交換部７Ａと第３の熱交換部７Ｃとの境界（第１及び第３の熱交換部の繋ぎ目）にあたる部分を、曲げ代に合わせて切り取る。この場合、第１および第３の熱交換部７Ａ、７Ｃに相当する部分は、台形形状となり、第２の熱交換器部７Ｂに相当する部分は、それぞれ平行四辺形となる。そして、この一連のフィン７１に曲げ加工を施すと、熱交換器７は、略台形形状に形成される。

　このように形成することで、製造性を向上させることができる。具体的には、フィンの材料取り改善と直線状の熱交換器の拡管設備共用が可能となり、設備投資の抑制と、材料削減によるコストダウンが可能となる。

　本実施形態によれば、製造性を向上した、天井設置形空気調和機を提供することができる。

　（第８の実施形態）
　第８の実施形態の天井設置形空気調和機について、図１３を参照して説明する。本実施形態の各部について、図１から図１２の各部と同一部分は同一符号で示す。

　図１３は、第８の実施形態による天井設置形空気調和機の熱交換器を表した側面断面図である。

　図１３に示すように、本実施形態の熱交換器室４の上部に配置される第２の熱交換部７Ｂの傾斜角度θ１は、熱交換器室４の下部に配置される第３の熱交換部７Ｃの傾斜角度θ２よりも小さくなるように角度差を設けてある。

　第２の熱交換部７Ｂは、送風装置５から遠ざかるに従いやや下向きに傾いており、第３の熱交換部７Ｃは、送風装置５から遠ざかるに従いやや上向きに傾いている。θ１およびθ２の傾きに角度差を設けることで、比較的風が当たりにくい下側に位置する第３の熱交換部７Ｃの通風抵抗を小さくし、風量を確保することができる。

（第９の実施形態）
　第９の実施形態の天井設置形空気調和機について、図１４を参照して説明する。本実施形態の各部について、図１から図１３の各部と同一部分は同一符号で示す。

　図１４は、第９の実施形態による天井設置形空気調和機の熱交換器を表した側面断面図である。

　図１４に示すように、本実施形態の熱交換器室４の中央部に位置する第１の熱交換部７Ａは、第１の熱交換部７Ａの上端部が、第１の熱交換部７Ａの下端部よりも風上側に位置するように傾斜している。

　第２の熱交換部７Ｂは、熱交換器室４の上部に位置している。第２の熱交換部７Ｂは、第２の熱交換部７Ｂの前端部と、第１の熱交換部７Ａの上端部とが連続するように配置されている。

　第３の熱交換部７Ｃは、熱交換器室４の下部に位置している。第３の熱交換部７Ｃは、第３の熱交換部７Ｃの前端部と、第１の熱交換部７Ａの下端部とが連続するように配置されている。

　例えば、第１の熱交換部７Ａおよび第２の熱交換部７Ｂは、第１の熱交換部７Ａのフィン７１の送風機室３側の長辺７１Ｌと、第２の熱交換部７Ｂのフィン７１の吹出し口２８側の短辺７１Ｓとが隙間なく接するように配置されている。

　また、第１の熱交換部７Ａおよび第３の熱交換部７Ｃは、第１の熱交換部７Ａのフィン７１の下側の短辺７１Ｓと、第３の熱交換部７Ｃのフィン７１の吹出し口２８側の短辺７１Ｓとが隙間なく接するように配置されている。

　そして、本実施形態において、第１の熱交換部７Ａのフィン７１および第３の熱交換部７Ｃのフィン７１の形状は、線対称である。第２の熱交換部７Ｂは、フィン７１の長辺７１Ｌの長さ寸法が他の熱交換部よりも短い。

　第１の熱交換部７Ａと比較して風が通り抜けにくい第２の熱交換部７Ｂは、他の熱交換部よりも伝熱管の本数が少ない。例えば、第１の熱交換部７Ａおよび第３の熱交換部７Ｃの伝熱管の段数（列）が１０段（１０列）であれば、第２の熱交換部７Ｂは８段（８列）である。

　本実施形態によれば、中央部に位置する第１の熱交換部７Ａは、送風口５５ａ、５５ｂおよび仕切板２６に対して風を受けやすいように傾斜する。第１の熱交換部７Ａを傾斜させることで、熱交換器７に空気が当たり易くなり、熱交換器７を通過する空気の風量および風速を確保できる。また、風量および風速の確保により、風速分布が改善され、送風性能があがる。

　したがって、本実施形態は、風の流れをスムーズにし、効率よく各熱交換部に分流することができるため、より性能が良い天井設置形空気調和機を提供することができる。

　なお、各実施形態では、図１に示すように、送風装置５および熱交換器７を収容した筐体２０は、例えば四本の吊ボルトＨＢを介して建屋の梁から吊り下げられている。具体的には、筐体２０の天板２１に四つの吊金具２９が固定されている。吊金具２９は、天板２１の四つの角部から筐体２０の四方に向けて水平に張り出しており、各吊金具２９に各吊ボルトＨＢの下端部が連結されている。

　また、各実施形態では、第１の熱交換部７Ａを熱交換器室４で起立させたが、例えば、第１の熱交換部７Ａを傾斜させて配置し、吹出し口２８に突出した凸形状としてもよい。その場合、第１の熱交換部７Ａ、第２の熱交換部７Ｂ、および第３の熱交換部７Ｃのうち第１の熱交換部７Ａのフィン７１の下側の短辺７１Ｓと、第３の熱交換部７Ｃのフィン７１の吹出し口２８側の短辺７１Ｓとが吹出し口２８にもっとも近い。

（第１０の実施形態）
　第１０の実施形態の天井設置形空気調和機について、図１５から図１７を参照して説明する。本実施形態の各部について、図１から図１４の各部と同一部分は同一符号で示す。

　図１５は、第１０の実施形態による天井設置形空気調和機の側面断面を示す概略図である。

　図１５に示すように、本実施形態の熱交換器７およびドレンパン８は、筐体２０の熱交換器室４に収容されている。

　熱交換器７は、筐体２０の幅方向に延びている。ドレンパン８は、例えば発泡スチロールのような断熱材である。ドレンパン８は、熱交換器７から滴下するドレン水を受け止めるように熱交換器７を下方から支えているとともに、断熱材９と協働して熱交換器７を取り囲んでいる。さらに、ドレンパン８の下面は、第１の底板２３ａによって覆われている。

　本実施形態の熱交換器７は、第１の熱交換部７Ａ、第２の熱交換部７Ｂおよび第３の熱交換部７Ｃを備えている。第１から第３の熱交換部７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、互いに独立した要素であって、予め決められた三次元的な立体形状に組み合わされている。

　第１から第３の熱交換部７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、それぞれ複数の細長い板状のフィン７１と、冷媒が流れる複数の伝熱管７２と、を備えている。フィン７１は、筐体２０の幅方向に互いに間隔をあけて配列されている。伝熱管７２は、隣り合うフィン７１の間を連続して貫通することで、フィン７１と一体化されている。

　第２の熱交換部７Ｂは、熱交換器室４の上部に位置されている。第２の熱交換部７Ｂは、仕切板２６から筐体２０の吹出し口２８に向けて筐体２０の奥行き方向に延びている。また、第２の熱交換部７Ｂは、吹出し口２８に近づくに従いやや下向きに傾斜している。

　第３の熱交換部７Ｃは、熱交換器室４の底部に位置され、第２の熱交換部７Ｂに対し筐体２０の厚さ方向に離れている。第３の熱交換部７Ｃは、仕切板２６から筐体２０の吹出し口２８に向けて筐体２０の奥行き方向に延びている。また、第３の熱交換部７Ｃは、吹出し口２８に近づくに従いやや上向きに傾斜している。このため、第２の熱交換ユニット７Ｂおよび第３の熱交換ユニット７Ｃは、それぞれ仕切板２６よりも吹出し口２８の側に位置された一端を有している。

　第１の熱交換部７Ａは、第２の熱交換部７Ｂの一端と第３の熱交換部７Ｃの一端との間に介在されている。第１の熱交換部７Ａは、仕切板２６と向かい合うように起立されているとともに、第２の熱交換部７Ｂの一端の方向に進むに従い仕切板２６に近づくように傾いている。言い換えると、第１の熱交換部７Ａは、第２の熱交換部７Ｂに近い側の端部から第３の熱交換部７Ｃに近い側の端部の方へ向かって吹出し口２８に近づいている。

　したがって、本実施形態では、第１から第３の熱交換部７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、筐体２０を側方から見た時に、仕切板２６に向けて拡開するような形状に組み合わされている。言い換えると、本実施形態では、第１の熱交換部７Ａ、第２の熱交換部７Ｂ、および第３の熱交換部７Ｃのうち第３の熱交換部７Ｃのフィン７１の吹出し口２８側の短辺７１Ｓが吹出し口２８にもっとも近い。

　第３の熱交換部７Ｃは、吹出し口２８側の長辺７１Ｌと短辺７１Ｓの角部である端部ＰＣが、第１の熱交換部７Ａの吹出し口２８側の長辺７１Ｌと短辺７１Ｓの角部である端部ＰＡよりも、より吹出し口２８側に、突出するようにオフセットして配置されている。

　つまり、第３の熱交換部７Ｃの吹出し口２８側の短辺７１Ｓには、第１の熱交換部７Ａの吹出し口２８側の長辺７１Ｌよりも所定の長さｌだけ吹出し口２８側に突出する突出部α（段差）が生じている。

　言い換えると、図１７に示すように、第１の熱交換部７Ａと吹出し口２８との最短距離をＬＡ、第３の熱交換部７Ｃと吹出し口２８との最短距離をＬＣ、とすると、第１の熱交換部７Ａおよび第３の熱交換部７Ｃは、距離ＬＡが距離ＬＣよりも長くなるように配置される。

　なお、吹出し口２８側の長辺７１Ｌと短辺７１Ｓの角部である端部ＰＡが吹出し口２８に最も近い点であることから、第１の熱交換部７Ａにおいて最短距離ＬＡは、端部ＰＡと吹出し口２８との距離となる。同様に、吹出し口２８側の長辺７１Ｌと短辺７１Ｓの角部である端部ＰＣが最も吹出し口２８に近い点であることから、第３の熱交換部７Ｃにおいて最短距離ＬＣは、端部ＰＣと吹出し口２８との距離となる。

　本実施形態の熱交換器７は、冷房運転時、送風装置５から送られる風Ｘが熱交換器７のフィン７１間（通風路７４）を通過するときに、凝縮水Ｙが発生する。この凝縮水Ｙは、第１から第３の熱交換部７Ａ、７Ｂ、７Ｃのそれぞれに発生する。特に第１の熱交換部７Ａに発生した凝縮水Ｙは、フィン７１を伝って、下部に位置する第３の熱交換部７Ｃの方へと流下する。

　第１の熱交換部７Ａと第３の熱交換部７Ｃとの組み合わせ面βでは、各熱交換部のフィン７１の端部同士が密集するため、凝縮水Ｙが滞留しやすくなる。ここに、送風装置５からの風Ｘがあたると、溜まっている凝縮水Ｙが通風方向に押し出され、吹出し口２８から機外へ飛ばされてしまうことがある。

　そこで、本実施形態は、第１の熱交換部７Ａ端部のＰＡよりも第３の熱交換部７Ｃの端部７Ｃを吹出し口２８側に突出するようにオフセットして配置し、突出部αを設けている。これにより、第１の熱交換部７Ａと第３の熱交換部７Ｃとの組み合わせ面に滞留する凝縮水Ｙは、風Ｘにより吹出し口２８側へ送られる過程において、一度、突出部αに留まり、第３の熱交換器部７Ｃに流下する。このため、凝縮水Ｙは、風Ｘにより飛び散ることなくドレンパン８に案内される。

　ここで仮に、突出部αを設けず（オフセットさせず）に第１の熱交換部７Ａの端部ＰＡと第３の熱交換部７Ｃの端部ＰＣを突き合わせた場合には、凝縮水Ｙは、熱交換器７において吹出し口２８側に最も突出した先端部分である端部ＰＡおよび端部ＰＣから風Ｘにより飛び散り易くなる。それに対して、本実施形態は、段差部分である突出部αを設けることによって、熱交換器７における最も突出した先端部分が端部ＰＡではなくなる。そして、第１の熱交換部７Ａから流下した凝縮水Ｙは、第３の熱交換部７Ｃの先端部ＰＣに直接流れず、第３の熱交換部７Ｃの先端部ＰＣに到達する前に、一度、突出部αに表面張力によって留まるために、第３の熱交換部７Ｃへと流下しやすくなり、凝縮水Ｙは飛び散りにくくなる。

　本実施形態によれば、第１の熱交換部７Ａと第３の熱交換部７Ｃとの組み合わせ面に滞った凝縮水Ｙを第３の熱交換部７Ｃに回収させることができ、風Ｘによる凝縮水Ｙの飛び散りを抑えることが出来る。

　また、第１の熱交換部７Ａと第３の熱交換部７Ｃとの組み合わせ面は、製造時の誤差や経年変形等で隙間が発生することもある。第１の熱交換部７Ａと第３の熱交換部７Ｃとの組み合わせ面に隙間が発生すると、表面張力によってこの隙間により多くの凝縮水Ｙが滞留することが考えられるが、本実施形態であれば、凝縮水Ｙの飛び散りを抑えることができる。

　以上説明した少なくとも一つの実施形態の天井設置形空気調和機によれば、コンパクトで、熱交換効率の良い、天井設置形空気調和機を提供することが可能となる。

　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。これらの実施形態は、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。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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。

　１…天井設置形空気調和機、２…室内ユニット、３…送風機室、４…熱交換器室、５…送風装置、６…機械室、７…熱交換器、７Ａ…第１の熱交換部、７Ｂ…第２の熱交換部、７Ｃ…第３の熱交換部、８…ドレンパン、９…断熱材、２０…筐体、２１…天板、２２…側板、２３ａ、２３ｂ…底板、２４…フロント枠、２５…背板、２６…仕切板、２７…吸込み口、２８…吹出し口、５１…ファンモータ、５１ａ、５１ｂ…回転軸、５２ａ、５２ｂ…ファン、５２ａ、５２ｂ…ファンケース、５３ａ、５３ｂ…多翼ファン、５４ａ、５４ｂ…吸引口、５５、５５ａ、５５ｂ…送風口、６…機械室、６１…機械室仕切板、７１…フィン、７２…伝熱管、７３…嵌合孔、７４…通風路、８１…スリット。

Claims

空気吸込み口を有する送風機室と、
　空気吹出し口を有する熱交換器室と、
　前記送風機室と前記熱交換器室とを区画する仕切板と、
　前記送風機室に収容される送風装置と、
　前記熱交換器室に収容される熱交換器と、を備え、
　前記送風機室と前記熱交換器室とが前記送風装置を介して繋がり、
　前記熱交換器は、第１熱交換部と、第２熱交換部と、第３熱交換部と、を有し、
　前記第１熱交換部、前記第２熱交換部、および前記第３熱交換部のそれぞれは、複数の板状のフィンと、複数の伝熱管と、を有し、
　前記第１熱交換部から前記第３熱交換部は、前記吹出し口に向かって凸形状に配置されている天井設置形空気調和機。
前記板状のフィンは、それぞれ略平行四辺形の形状である請求項１記載の天井設置形空気調和機。
前記第１熱交換部の前記板状のフィンの一方の短辺と、前記第２熱交換部の前記板状のフィンの吹出し口側の短辺と、が隙間なく接し、
　前記第１熱交換部の前記板状のフィンの他方の短辺、または前記送風機室側の長辺と、前記第３熱交換部の前記板状のフィンの吹出し口側の短辺と、が隙間なく接する請求項１または２に記載の天井設置形空気調和機。
前記第１熱交換部、第２熱交換部、および前記第３熱交換部のうち前記第１熱交換部が前記吹出し口にもっとも近く、かつ前記第２熱交換部および前記第３熱交換部よりも伝熱管の本数が多く配置されている請求項１から３のいずれか１項に記載の天井設置形空気調和機。
前記第１熱交換部、第２熱交換部、および前記第３熱交換部のうち前記第１熱交換部が前記吹出し口にもっとも近く、
　前記第２熱交換部と前記第３熱交換部とは同一形状であり、
　前記第１熱交換部と、前記第２熱交換部および前記第３熱交換部とは、線対称形状である請求項１から３のいずれか１項に記載の天井設置形空気調和機。
前記第１熱交換部の前記複数の板状のフィンを配置する間隔が、前記第２熱交換部および前記第３熱交換部の前記複数の板状のフィンを配置する間隔よりも狭い請求項１から５のいずれか１項に記載の天井設置形空気調和機。
前記第１熱交換部にのみ、前記板状のフィンにスリットが設けられている請求項１から４、および６のいずれか１項に記載の天井設置形空気調和機。
前記第１熱交換部の前記伝熱管の管径が、前記第２熱交換部および前記第３熱交換部の前記伝熱管の管径よりも大きい請求項１から４、６、および７のいずれか１項に記載の天井設置形空気調和機。
前記第１熱交換部、前記第２熱交換部、および前記第３熱交換部が一体成形されている請求項１から８のいずれか１項に記載の天井設置形空気調和機。
前記第２熱交換部は、前記熱交換器室の上部に配置され、
　前記第３熱交換部は、前記熱交換器室の下部に配置され、
　前記第２熱交換部の傾斜角度が、前記第３熱交換部の傾斜角度よりも小さくなるように角度差を設けた請求項１から９のいずれか１項に記載の天井設置形空気調和機。
前記第１熱交換部の上端部が、前記第１熱交換部の下端部よりも風上側に位置するように傾斜している請求項１から１０のいずれか１項に記載の天井設置形空気調和機。
前記第１熱交換部の前記板状のフィンの下部に位置する短辺の前記吹出し口側の端部よりも、前記第３熱交換部の前記板状のフィンの前記吹出し口側の短辺の前記吹出し口側の端部が、前記吹出し口側に対して突出している請求項１から１１のいずれか１項に記載の天井設置形空気調和機。
前記第１熱交換部の前記板状のフィンの下部に位置する短辺の前記吹出し口側の端部と前記吹出し口との最短距離が、前記第３熱交換部の前記板状のフィンの下部に位置する短辺の前記吹出し口側の端部と前記吹出し口との最短距離よりも長い請求項１から１２のいずれか１項に記載の天井設置形空気調和機。