WO2017006467A1 - 空気調和機の室内機 - Google Patents

Abstract

空気調和機の室内機（１００）は、送風ファン（２）における空気の吐出口（２ａ）の下方に、かつ熱交換器（４）の上流側に設けられるガイド部材（１０）を備える。そして、ガイド部材（１０）は、熱交換器（４）の上流側の端面（４ａ）に対向して配置されるガイド部（１０ａ）を有し、ガイド部（１０ａ）は、送風ファン（２）の回転軸心（１１）を含む平面で切断した場合の断面形状が端面（４ａ）に平行な直線形状を呈する板体である。これにより、コンパクトでかつ安価なガイド部材（１０）によって、送風ファン（２）からの空気を熱交換器（４）の高さ方向に対してより均一に導くことができる空気調和機の室内機（１００）を提供する。

Description

空気調和機の室内機

　本発明は、空気調和機の室内機に関し、特に、天井埋込み型の空気調和機の室内機に関する。

　空気調和機の室内機として、室内機が天井に埋め込まれるタイプ（天井埋込み型）のものがある。天井埋込み型の空気調和機の室内機は、遠心ファンを回転させることによって、室内の空気を吸い込み、冷房時に吸込んだ空気を熱交換器で冷却して、吹出口から吹き出すことで室内を冷房する。

　遠心ファンは熱交換器に向かって空気を吐き出すが、遠心ファンの吐出口の高さは熱交換器の高さの略半分程度であるため、熱交換器の高さ方向の全域に対して空気が均一に当たらない。これにより、熱交換器の伝熱性能が低下するため、冷房能力の低下が発生する。一方、冷房能力の低下をカバーしようと風量を増加させると、騒音の増加、およびファン動力の増加につながる。

　これに対し、ファンから吹き出した空気の流れを熱交換器に向かって緩やかに広げる流路拡大部材を備える室内機が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００４－１５６８８５号公報

　特許文献１に記載の室内機は、ファンから送られる空気の流れが、緩やかに広がる流路拡大部材に付着して流れることを企図している（特許文献１の段落００１７参照）。
　しかしながら、ファンからの空気は、直接熱交換器に向けて送り出されるため、ファンの吐出口における特に下部から吐出する空気は、流路拡大部材に沿った流れとはならない可能性がある。その場合、熱交換器の下部へ流入する空気が少なくなる。
　また、特許文献１に記載の流路拡大部材は、大型で複雑な形状であるため、取付けスペースも必要であり、かつコストアップにつながるものであった。

　本発明は、前記した事情に鑑みてなされたものであり、コンパクトでかつ安価な部材によって、送風ファンからの空気を熱交換器の高さ方向に対してより均一に導くことができる空気調和機の室内機を提供することを課題とする。

　上記課題を解決するために、本発明に係る空気調和機の室内機は、筐体内に設けられるファンモータと、前記ファンモータによって回転駆動される送風ファンと、前記送風ファンからの空気の吐出方向を囲う熱交換器と、前記送風ファンにおける空気の吐出口の下方に、かつ前記熱交換器の上流側に設けられるガイド部材と、を備え、前記ガイド部材は、前記熱交換器の上流側の端面に対向して配置されるガイド部を有し、前記ガイド部は、前記送風ファンの回転軸心を含む平面で切断した場合の断面形状が前記端面に平行な直線形状であることを特徴とする。

　本発明によれば、コンパクトでかつ安価な部材によって、送風ファンからの空気を熱交換器の高さ方向に対してより均一に導くことができる空気調和機の室内機を提供できる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の室内機の半断面図である。 図１に示される室内機における空気の流れを説明するための断面斜視図である。 ガイド部材の取付け構造を説明するための断面斜視図である。 ガイド部材の取付け構造を説明するために室内機を下方から見た斜視図である。 比較例としてガイド部材を有さない室内機の内部の空気の流れを説明するための図である。 本実施形態に係るガイド部材を有する室内機の内部の空気の流れを説明するための図である。

　本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
　なお、以下に示す図面において、同一の部材には同一の参照符号を付している。

　図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和機の室内機（以下、単に「室内機」ともいう）１００の半断面図である。図２は、図１に示される室内機１００における空気の流れを説明するための断面斜視図である。図２は、化粧パネル４２（図１参照）が取り外された状態を示している。

　図１に示すように、本実施形態に係る室内機１００は、天井４１に埋め込まれるタイプ（天井埋込み型）の室内機である。本実施形態における空気調和装置は、室内機１００と室外機（図示せず）とが冷媒配管（図示せず）によって接続されて冷凍サイクルを構成し、空気調和を行う。

　室内機１００は、本体ケース１と化粧パネル４２とを有している。化粧パネル４２の下面が室内に臨んでおり、本体ケース１が天井４１の内部に埋め込まれて配置される。化粧パネル４２は、天井４１の表面とほぼ面一となるように、本体ケース１の下方に取り付けられる。本体ケース１は天井裏(天井４１の表面よりも上)に吊金具と吊ボルト（図示せず）を用いて据え付けられ固定される。化粧パネル４２は、本体ケース１にネジ部材（図示せず）などを使用して固定される。

　本体ケース１は、筐体１ａと断熱材１ｂとを備えている。筐体１ａは、平面視して四角形状を呈しており、金属板を用いて下方に開口をもつ有底箱状に形成されている。ここで「四角形状」というのは「厳密な四角形状」のほか、例えば角部が面取りされたり丸くされたりした「略四角形状」をも含む概念である。なお、図４では角部が短い直線で結ばれた四角形状を示しており、角部を含めて多角形状と表現することもできる。筐体１ａは、２枚以上の板金がプレスで所定形状に成形され、ネジ止め、リベットなどで接合されて形成される。本体ケース１には、断熱や結露防止、防音などのための断熱材１ｂが、筐体１ａの内部に開口を下に向けて配置されている。

　室内機１００は、筐体１ａ内に設けられる送風ファン２と、送風ファン２からの空気の吐出方向を囲う熱交換器４と、送風ファン２における空気の吐出口２ａの下方に、かつ熱交換器４の上流側に設けられるガイド部材１０と、を備えている。送風ファン２は、例えば遠心ファンであり、空気の流れの向きを略９０度変えて熱交換器４に送る。送風ファン２は、筐体１ａ内に設けられるファンモータ３によって回転駆動される。ファンモータ３は、筐体１ａの天板に固定されている。送風ファン２とファンモータ３とで送風機が構成されている。

　熱交換器４の下方には、ドレンパン５が配置されている。ドレンパン５は、熱交換器４の表面で結露して滴下するドレン水を受けて回収する。ドレンパン５は、例えば発泡スチロール成形品であり、ドレン水が接する内面側に例えばＡＢＳ樹脂などの樹脂からなる樹脂層が形成されている。

　室内機１００の下面中央には、空気の吸込口６が設けられている。また、室内機１００の下面周縁には、空気の吹出口７（ここでは４箇所）が設けられている。送風ファン２は、吸込口６と吹出口７とを結ぶ筐体１ａ内の空気通路に設けられる。熱交換器４は、送風ファン２と吹出口７との間に配置される。そして、送風ファン２と吸込口６との間には、ベルマウス８が設けられている。

　図２に示すように、室内の空気２１は、送風ファン２の回転動作により、吸込口６（図１参照）から吸い込まれ、送風ファン２を抜けて熱交換器４に向けて吹き出される。冷房運転の場合には、熱交換器４を通過することによって空気２１は冷却される。熱交換器４を抜けて冷却された空気２１は、ドレンパン５と、本体ケース１の断熱材１ｂとの間に形成される吹出風路９を通り、吹出口７（図１参照）を経て、室内機１００から室内へ吹き出される。

　図３は、ガイド部材１０の取付け構造を説明するための断面斜視図である。図４は、ガイド部材１０の取付け構造を説明するために室内機１００を下方から見た斜視図である。図３は、化粧パネル４２（図１参照）が取り外された状態を示している。また、図４は、化粧パネル４２およびベルマウス８（図１参照）が取り外された状態を示している。

　図３に示すように、室内機１００（図１参照）は、ドレンパン５に溜まるドレン水を排出するドレンポンプ１４を備えている。ドレンパン５は、該ドレンパン５上における熱交換器４の空気２１（図２参照）の流れの上流側（一次側）に位置する一次空間と下流側（二次側）に位置する二次空間とを仕切る仕切壁１２を有している。また、仕切壁１２には、前記一次空間と前記二次空間とを連通させるように一部が切り欠かれた開口溝部１３が形成されている。ドレンパン５上に流れ落ちるドレン水は、ドレンポンプ１４の方に導かれ、ドレンポンプ１４で吸い上げられて、機外へ排出されるようになっている。

　図３～図４に示すように、ガイド部材１０は、熱交換器４の上流側の端面４ａに対向して配置されるガイド部１０ａと、ドレンパン５に対して下からネジ部材１６を用いてネジ止めによって固定される固定部１０ｂと、を有している。ガイド部材１０のガイド部１０ａは、ドレンパン５の内側（送風ファン２側）の端面に当接される。

　ガイド部１０ａは、送風ファン２の回転軸心１１（図１参照）を含む平面で切断した場合の断面形状が熱交換器４の上流側の端面４ａに平行な直線形状を呈する板体である。ここで「平行」というのは「厳密な平行」のほか、技術常識からみて平行にみられる「略平行」をも含む概念である。また、「直線形状」というのは「厳密な直線形状」のほか、技術常識からみて直線形状にみられる「略直線形状」をも含む概念である。

　固定部１０ｂは、ガイド部１０ａの下端部から水平方向外側に延伸している。ガイド部材１０は、ガイド部１０ａと固定部１０ｂとが一体成形されて構成されている。ガイド部材１０は、ここでは樹脂材料で形成されている。

　図４に示すように、ガイド部材１０の固定部１０ｂは、平面視して四角形状を呈する筐体１ａ内の四つの隅部に対応する箇所にそれぞれ配置されている。

　ガイド部材１０は、熱交換器４における回転軸心１１（図１参照）を中心とする半径方向の内側の全周にわたって配置されている。ここで「全周」というのは「厳密な全周」のほか、技術常識からみて全周とみられる「略全周」をも含む概念である。

　また、ガイド部材１０は、回転軸心１１を中心とする周方向において複数に分割されている。すなわち、複数（ここでは４つ）のガイド部材１０が、回転軸心１１を中心とする周方向において隣り合うように設置されている。各ガイド部材１０は、その両端部に固定部１０ｂをそれぞれ備えるとともに、該両端部が筐体１ａ内の隅部に対応する箇所に配置されている。

　次に、前記したように構成された室内機１００におけるガイド部材１０の作用について説明する。

　まず、図５を参照して、比較例としてガイド部材１０を有さない室内機の内部の空気の流れを説明する。
　図５に示すように、送風ファン２から送られる矢印３０で示す空気の流れは、熱交換器４の下部の手前側で、矢印３１で示す旋回流を生じさせる。このため、熱交換器４の下部を通過する風量が低下してしまい、熱交換器の高さ方向に対して風速分布の不均一が生じる。ここで、「高さ」は、送風ファン２の回転軸心１１に平行な方向の寸法である。一方、熱交換器４の下部を通過する風量の低下を補うために、送風ファン２の回転速度を増加して風量をアップさせると、騒音の増加、およびファン動力の増加を招いてしまうという弊害が生じる。

　図６は、本実施形態に係るガイド部材１０を有する室内機１００の内部の空気の流れを説明するための図である。

　前記したように、本実施形態に係る空気調和機の室内機１００は、送風ファン２における空気の吐出口２ａの下方に、かつ熱交換器４の上流側に設けられるガイド部材１０を備える。そして、ガイド部材１０は、熱交換器４の上流側の端面４ａに対向して配置されるガイド部１０ａを有し、ガイド部１０ａは、送風ファン２の回転軸心１１を含む平面で切断した場合の断面形状が端面４ａに平行な直線形状を呈する板体である。

　このような本実施形態では、図５の矢印３１で示す旋回流の発生が、図６に示すようにガイド部材１０によって抑制される。そして、送風ファン２から送られる矢印３０で示す空気の流れは、ガイド部材１０と熱交換器４との間を経て熱交換器４の下部を通過する矢印３２で示す流れを生じさせる。これにより、風速分布は熱交換器４の高さ方向に対してより均一に広がり、熱交換器４全体を有効に活用することが可能となる。したがって、熱交換器４の伝熱性能が向上し、例えば冷房運転時には冷房能力が向上する。また、ガイド部材１０は、製作困難な複雑な構造にする必要がないため、省スペース・省コストを達成できる。

　すなわち、本実施形態によれば、コンパクトでかつ安価なガイド部材１０によって、送風ファン２からの空気を熱交換器４の高さ方向に対してより均一に導くことができる空気調和機の室内機１００を提供できる。

　なお、図５の矢印３１で示すような旋回流の発生をより効果的に防止するためには、送風ファン２の吐出口２ａの下端とガイド部材１０の上端との高さ方向の距離を、送風ファン２とガイド部材１０とが接触しない程度に、なるべく小さくすることが望ましい。

　また、本実施形態では、図３～図４に示すように、ガイド部材１０の固定部１０ｂが、ドレンパン５に対して下からネジ部材１６を用いてネジ止めによって固定されている。このため、室内機１００の据付後に、送風ファン２やファンモータ３をメンテナンスの目的で取り外す必要が生じた場合でも、ドレン水が溜まるために取扱いが難しいドレンパン５を本体ケース１から取り外す必要がない。すなわち、ガイド部材１０固定用のネジ部材１６を外して、ガイド部材１０をドレンパン５から取り外すことで、容易に送風ファン２やファンモータ３のメンテナンスが可能となる。

　また、本実施形態では、ガイド部材１０の固定部１０ｂは、平面視して四角形状を呈する筐体１ａ内の隅部に対応する箇所に配置されている。このように構成すれば、筐体１ａ内の隅部に存在するスペースを利用して、ガイド部材１０固定用のネジ部材１６を下から螺入する雌ネジ部をドレンパン５に容易にレイアウトすることができる。

　ガイド部材１０は、空気の吸込口６側に設けられるものの、熱交換器４に対向して設けられるため、空気調和機の冷房運転時には、熱交換器４からの輻射熱の影響を比較的受け易い位置にある。したがって、ガイド部材１０の表面が、吸い込まれた空気２１（図２参照）の凝縮点以下まで低下した場合には、ガイド部材１０の表面に結露が生じる。そして、結露が発生し成長した場合には、吸込口６から結露水が落下して、水垂れの不具合につながるおそれがある。そこで、本実施形態では、ガイド部材１０を金属よりも熱伝導率の低い樹脂材料を使用して形成している。これにより、ガイド部材１０は、輻射熱の影響を受けにくくなるため、表面温度が低下しにくくなり、ガイド部材１０の表面で結露水が発生しにくくなるという利点がある。

　また、本実施形態では、ガイド部材１０は、熱交換器４における回転軸心１１を中心とする半径方向の内側の全周にわたって配置されている。このように構成すれば、回転軸心１１を中心とする周方向のいずれの位置においても、ガイド部材１０の効果を十分に発揮させることができる。したがって、熱交換器４の伝熱性能がより向上する。

　また、本実施形態では、ガイド部材１０は、回転軸心１１を中心とする周方向において複数に分割されている。このように構成すれば、ガイド部材１０の製造および保管が容易になるとともに、ガイド部材１０の取付け作業の負担が軽減される。

　以上、本発明について実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

　例えば、前記した実施形態では、ガイド部材１０は、図４の例では４つに分割されているが、本発明はこれに限定されるものではない。ガイド部材１０は、例えば２つに分割された構成であってもよく、あるいは分割されていない一体成形品であってもよい。

　１　　　本体ケース
　１ａ　　筐体
　２　　　送風ファン
　２ａ　　吐出口
　３　　　ファンモータ
　４　　　熱交換器
　４ａ　　端面
　５　　　ドレンパン
　６　　　吸込口
　７　　　吹出口
　８　　　ベルマウス
　９　　　吹出風路
　１０　　ガイド部材
　１０ａ　ガイド部
　１０ｂ　固定部
　１１　　回転軸心
　１４　　ドレンポンプ
　１６　　ネジ部材
　２１　　空気
　４１　　天井
　１００　空気調和機の空調機

Claims (6)

1. 　筐体内に設けられるファンモータと、
   　前記ファンモータによって回転駆動される送風ファンと、
   　前記送風ファンからの空気の吐出方向を囲う熱交換器と、
   　前記送風ファンにおける空気の吐出口の下方に、かつ前記熱交換器の上流側に設けられるガイド部材と、を備え、
   　前記ガイド部材は、前記熱交換器の上流側の端面に対向して配置されるガイド部を有し、
   　前記ガイド部は、前記送風ファンの回転軸心を含む平面で切断した場合の断面形状が前記端面に平行な直線形状であることを特徴とする空気調和機の室内機。
2. 　前記熱交換器の下方に配置されドレン水を受けるドレンパンを備え、
   　前記ガイド部材は、前記ドレンパンに対して下からねじ止めによって固定される固定部を有することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室内機。
3. 　前記固定部は、平面視して四角形状を呈する前記筐体内の隅部に対応する箇所に配置されることを特徴とする請求項２に記載の空気調和機の室内機。
4. 　前記ガイド部材は、樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室内機。
5. 　前記ガイド部材は、前記熱交換器における前記回転軸心を中心とする半径方向の内側の全周にわたって配置されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室内機。
6. 　前記ガイド部材は、前記回転軸心を中心とする周方向において複数に分割されていることを特徴とする請求項５に記載の空気調和機の室内機。

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