JP4906828B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、送風機と熱交換器が収容された風路とを介して連通する空気の吸込み口と空気の吹出し口とを有する空気調和機に係り、より詳しくは、風路に設置される偏向板に関するものである。

従来の空気調和機の室内機に、筐体の下面に空気吸込み口を有し、この空気吸込み口から送風機により室内空気を吸込み、風路に設けた熱交換器により冷媒と室内空気を熱交換させて二次空気とし、この二次空気を熱交換器の下部に設けられて水受け部が凹曲線で形成されたドレンパンの近傍に配置された導風板により湾曲させ、導風板により整流して筐体の下面に設けた空気吹出し口から室内に吹出すようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２４７９９５号公報（第４頁、図３）

特許文献１に開示された天井埋込形空気調和機は、筐体の下面に空気吹出し口が設けられているため、熱交換器を通った二次空気を筐体内で導風板により湾曲させて吹出さなければならず、このため、導風板の形状、設置位置によっては導風板が通風抵抗となり、風路内の圧力損失が高くなって、騒音や入力電力が増大するという問題があった。

また、天井埋込形空気調和機は、下面に設けられた左右方向（幅方向）に長いほぼ矩形状の空気吹出し口から二次空気が吹出されるが、吹出し口の左右方向の両端部では、筐体側壁の影響により中央部よりも風速が遅くなり、冷房運転時に温度の高い室内空気を巻き込み易い。さらに、二次空気を風路内で湾曲させる際、導風板、吹出し口あるいは風向板で剥離して死水域が生じると、前述の温度の高い室内空気により、吹出し口又は風向板に結露が発生するという問題もあった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、風路内の通風抵抗が小さく、低騒音、低入力で吹出し口やドレンパン側壁などの結露耐力にすぐれた空気調和機を提供することを目的としたものである。

本発明に係る空気調和機は、装置本体の後部側の下面に設けた吸込み口と、該吸込み口の下流側に設置された送風機と、該送風機の下流側かつ前部側に形成された風路内に設置された熱交換器と、該熱交換器の下部に設置されたドレンパンと、該ドレンパンの側壁を含み前記熱交換器の下流側かつ前部側に設けられて下面に開口する吹出し口と、前記熱交換器と吹出し口との間に設置された偏向板とを備え、
前記ドレンパンの側壁を、その上端部から下方に向けて前記装置本体の前部側の内壁側に、該ドレンパンの側壁の上端部を通る鉛直線に対して角度αでほぼ直線状に傾斜して形成し、
前記偏向板を、前記ドレンパンの側壁の上方に該側壁を跨いで配設し、該ドレンパンの側壁の上端部から上方に延長した鉛直線で２分割した場合、その上流側をほぼ水平形状に、下流側をほぼ円弧状に形成し、かつ前記ドレンパンの側壁の上端部から装置本体の上部内壁までの高さの２分の１より下方に設置し、
前記偏向板の下流側が前記ドレンパンの側壁の上端部を通る鉛直線となす角度βを、前記ドレンパンの側壁が前記鉛直線となす角度αとほぼ等しく形成したものである。

本発明に係る空気調和機は、上記のように構成したので、装置本体内における風路の通風抵抗が小さくなり、騒音及び入力電力を低減することができ、吹出し口やドレンパン側壁などの結露耐力にすぐれた空気調和機を得ることができる。また、吹出し口や風向板などに結露防止処理を施す必要がないので、コストを低減できるばかりでなく、リサイクル時の分別の簡易化をはかることができる。

［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る空気調和機の断面説明図である。なお、以下の説明では、空気調和機として天井埋込形空気調和機を示してある。
空気調和機の箱状の装置本体１の後部側（以下の説明では、図面の右側を後部側といい、左側を前部側という）の下面には、室内空気を導入するための吸込み口２が設けられている。この吸込み口２から導入された室内空気を以下の説明では、一次空気という。

この吸込み口２には、通常、導入された空気に含まれる塵埃等を除去するフィルタが設けられており、吸込み口２の下流側には電動機に駆動される例えばシロッコファンの如き送風機３が設置されている。そして、送風機３の下流側に形成された風路４内には熱交換器５が配置されており、この熱交換器５により吸込み口２から吸込まれた一次空気が熱交換される。以下の説明では、熱交換器５を通過した空気を二次空気という。６は熱交換器５の下部に設けられて、熱交換器５から滴下した水を受けるドレンパンである。

１０は装置本体１の前部側下面の吸込み口２と同じ高さ位置に設けられた二次空気の吹出し口で、ドレンパン６の前部側側壁７（以下、ドレンパン側壁という）が吹出し口１０の一部を構成している。ドレンパン側壁７は、ほぼ円弧状の上端部８から吹出し口１０まで前部側に傾斜したほぼ直線状をなしており、上端部８を通る鉛直線９とのなす角度をαとする。

ドレンパン側壁７の上端部８の上方には、風路４を流れる二次空気を偏向させる偏向板１１が設けられており、この偏向板１１は、ドレンパン側壁７の上端部８から上方に延長した鉛直線９で２分割した場合、図２に示すように、後部側１１ａ（以下、上流側という）がほぼ水平形状、前部側１１ｂ（以下、下流側という）がほぼ円弧形状で、下流側１１ｂが鉛直線９となす角度βは、ドレンパン側壁７が鉛直線９となす角度αとほぼ等しく形成されている。そして、風向板１１は、ドレンパン側壁７の上端部から装置本体１の上面内壁１２までの風路４の高さの２分の１より下方の位置に設置される。

上記のように構成した空気調和機において、運転スイッチをＯＮすると送風機３が駆動され、吸込み口２から室内空気（一次空気）を吸引する。吸込み口２から流入した一次空気は風路４へ送られ、熱交換器５において冷媒と熱交換され、熱交換器５を通った二次空気は、偏向板１１により流れ方向が偏向され、吹出し口１０に導かれて室内に吹出される。

本実施の形態においては、偏向板１１は上流側１１ａがほぼ水平形状になっているので、図３に示すように、二次空気は上流側１１ａの縁部に入射角がほぼ０°で流入するため、空気流が剥離することがない。そして、下流側１１ｂがほぼ円弧状の曲線になっているため、上流側１１ａの縁部で剥離せずに流入した空気流がなめらかに吹出し口１０に向って偏向される。

また、下流側１１ｂの鉛直線９となす角度βが、ドレンパン側壁７の鉛直線９となす角度αとほぼ等しいため、偏向板１１を通過した空気流は、ドレンパン側壁７に沿った角度で流出する。ドレンパン側壁７は、その上端部８から吹出し口１０まで前部側に傾斜したほぼ直線状に形成されているため、偏向板１１を通過した空気流は、ドレンパン側壁７に沿って乱れることなく吹出し口１０に導かれる。

さらに、偏向板１１は、ドレンパン側壁７の上端部８から装置本体１の上面内壁１２までの風路４の高さの２分の１より下方に設置されているため、偏向板１１がない場合（図４参照）のように、二次空気が装置本体１の前部側内壁１３側に偏ることなく、風路４の左右方向の分布が均一に吹出し口１０に流れることができる。

［比較例］
次に、本実施の形態に係る空気調和機の比較例について説明する。
先ず、偏向板が設けられていない場合は、図４に示すように、熱交換器１０５から出た二次空気は、吹出し口１１０に向けて９０°曲る際、ドレンパン側壁１０７の上端部１０８では急激に曲ることができないため、装置本体１０１の前部側内壁１１３側に偏ってしまう。

これにより、ドレンパン側壁１０７及び吹出し口１１０では通風抵抗が大きくなって、騒音及び入力電力が増大してしまうという問題が生じる。また、吹出し口１１０のドレンパン側壁１０７側には死水域ができるため、冷房運転時に温度が高い室内空気を巻き込んでしまい、結露が生じるという問題もあった。

また、風路に偏向板を設けた場合でも、その形状や設置位置によっては、図５に示すように、偏向板１１１の前縁で空気の流れが剥離し、風路１０４内の通風抵抗が大きくなって、騒音、入力電力が増大してしまうという問題があった。また、吹出し口１１０においても、ドレンパン側壁１０７側に死水域ができて、通風抵抗がさらに大きくなり、騒音、入力電力が一層増大する。

さらに、冷房運転時に温度の高い室内空気を巻き込み易く、吹出し口１１０に結露が発生するという問題がある。この結露を防止するために、吹出し口１１０に植毛したり断熱材を貼り付けたりしなければならないため、コストが増加するばかりでなく、リサイクルの際の分別も困難になる。

本実施の形態は、空気調和機に前述のように偏向板１１を設けたことにより、偏向板１１の上流側縁部、ドレンパン側壁７、吹出し口１０で空気流が剥離することがないので、風路４内の通風抵抗が減少し、騒音や入力電力を低減することができる。
また、吹出し口１０に死水域が生じることがないので、温度の高い室内空気を巻き込むことがなく、冷房運転時における吹出し口１０の結露耐力が向上する。このため、植毛や断熱材の貼り付けなどの結露防止処理を施す必要がないので、コストを低減し、リサイクル時の分別の簡易化をはかることができる。

［実施の形態２］
図６は本発明の実施の形態２に係る空気調和機の断面説明図、図７は図６の偏向板の上下方向の位置と、偏向板の上下の風量分布及び通風抵抗の関係を示す線図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。

本実施の形態においては、ドレンパン側壁７の上端部８から装置本体１の上部内壁１２までの距離をＨ₁＋Ｈ₂とし、ドレンパン側壁７の上端部８から偏向板１１までの距離をＨ₂とした場合、偏向板１１の位置を、０．２＜Ｈ₂／（Ｈ₁＋Ｈ₂）＜０．３の範囲に設定したものである。

このように、偏向板１１の位置を設定することにより、図７に示すように、この領域における偏向板１１の上下の風量分布はほぼ５０％ずつとなり、曲率が最も大きく二次空気が剥離しやすいドレンパン側壁７の近傍の風量を確保することができ、これにより、ドレンパン側壁７や吹出し口１０における空気流の剥離を抑制し、風路４内の通風抵抗を減少させて、騒音や入力電力を低減することができる。

また、吹出し口１０における死水域もないため、温度の高い室内空気を巻き込むことがなく、冷房運転時における吹出し口１０の結露耐力を向上することができる。さらに、植毛や断熱材の貼り付けなどの結露防止処理を施す必要がないので、コストが低減し、リサイクル時の分別の簡易化をはかることができる。

［実施の形態３］
図８は本発明の実施の形態３に係る空気調和機の偏向板の側面図、図９は図８の偏向板の出口角度を変化させた場合の風路内の通風抵抗を示す線図である。
本実施の形態においては、偏向板１１の下流側１１ｂの出口角度（鉛直線９ａに対する角度）γを、α＜γ＜α＋２°（但し、αは、ドレンパン側壁７の鉛直線９に対する角度…図１）としたものである。

本実施の形態は偏向板１１を上記のように構成したので、偏向板１１を通過した空気流はドレンパン側壁７に衝突することなく吹出し口１０に導かれる。このため、吹出し口１０に死水域を生ずることがなく、冷房運転時における吹出し口１０の結露耐力を向上することができるので、植毛や断熱材の貼り付けなどの結露防止処理を施す必要がなく、これにより、コストを低減し、リサイクル時の分別の簡易化をはかることができる。

また、偏向板１１の下流側１１ｂはほぼ円弧状になっているので、二次空気は下流側１１ｂで剥離することなく、偏向板１１に沿って流れる。このため、図９に示すように、上記の領域では風路４内の通風抵抗が減少し、騒音や入力電力を低減することができる。

［実施の形態４］
図１０は本発明の実施の形態４に係る空気調和機の断面説明図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、ドレンパン側壁７の上端部８から上方に延長した鉛直線９で偏向板１１を２分割した場合、その下流側１１ｂを水平面に投影した場合の長さｘ、つまり、偏向板１１を２分割した鉛直線９と、偏向板１１の下流側１１ｂの先端部との間の距離ｘを、偏向板１１の下流側１１ｂの先端部と、この先端部と水平方向に対向する装置本体１の前部側内壁１３との距離をｙとした場合、０．２＜ｘ／（ｘ＋ｙ）＜０．４の範囲に設定したものである。

図１１は上記のｘ／（ｘ＋ｙ）を変化させた場合の、風路４内の通風抵抗の変化を示す線図である。図に示すように、ｘが０．２＜ｘ／（ｘ＋ｙ）＜０．４の領域では、それ以外の領域より通風抵抗が低く、騒音、入力電力を低減できることがわかる。

［実施の形態５］
図１２は本発明の実施の形態５に係る空気調和機のドレンパン及び偏向板の要部の斜視図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、偏向板１１を所定の位置に配置し、支持板１４を介してドレンパン６の少なくとも両端部及び中央の３点を、接着あるいはねじ止め等により固定したものである。
本実施の形態によれば、空気調和機の輸送や据付などの際に、偏向板１１が位置ずれすることがない。

［実施の形態６］
図１３は本発明の実施の形態６に係る空気調和機の偏向板の要部の断面説明図である。
本実施の形態に係る偏向板１１は、上面の上流側から下流側にかけて、長手方向に所定の間隔で断面矩形状、三角形状等の複数の溝１５を設けたものである。なお、溝１５の断面形状は図示のものに限定するものではなく、例えば、台形状、円弧状等であってもよい。

本実施の形態は偏向板１１を上記のように構成したので、二次空気が偏向板１１によって偏向される際溝１５に沿って流れるため、偏向板１１の外周側（上面側）で剥離することがなく、偏向板１１に沿って流れる。このため、風路４内の通風抵抗が低下し、騒音、入力電力を低減することができる。

［実施の形態７］
図１４は本発明の実施の形態７に係る空気調和機の断面説明図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、実施の形態１に係る空気調和機において、吹出し口１０に、二次空気の吹出し方向を変更する風向板１６を設けたもので、この風向板１６は装置本体１に回動可能に軸止されている。そして、風向板１６の上流側の端部は、風向板１６がどの方向に向いても、偏向板１１の下流側端部を通る鉛直線よりも装置本体１の前部側内壁１３側に位置するようになっている。すなわち、風向板１６の上端部が最も偏向板１１に近付いた場合でも、両者の間にすき間ｇが形成されるようになっている。

本実施の形態によれば、吹出し口１０から吹出される二次空気を、水平方向や下方向など任意の方向に吹出すことができるので、ユーザーの利便性を向上することができる。
また、風向板１６がどの方向に向いた場合でも、偏向板１１の下端部を通る鉛直線と風向板１６の上端部との間にすき間が形成されるようにしたので、偏向板１１の下側を通った二次空気がドレンパン側壁７と風向板１６との間を流れる際、風向板１６の上端部に干渉されることがないため、風路４内の風路抵抗が減少し、騒音、入力電力を低減することができる。

以上本発明の実施の形態について説明したが、これら各実施の形態は、それぞれ単独で実施してもよく、適宜組合わせて実施してもよい。
また、上記の説明では、図示の空気調和機に本発明を実施した場合を示したが、これに限定するものではなく、他の構造の空気調和機にも本発明を実施することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の断面説明図である。 図１の偏向板の側面図である。 図１の熱交換器から吹出し口に至る二次空気の流れ状態の説明図である。 図３の比較例である偏向板のない場合の二次空気の流れ状態の説明図である。 偏向板の形状及び位置が図３と異なる場合の二次空気の流れ状態の説明図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機の断面説明図である。 図６の偏向板の上下方向の位置と、偏向板の上下の風量分布及び通風抵抗の関係を示す線図である。 本発明の実施の形態３に係る空気調和機の偏向板の側面図である。 図８の偏向板の出口角度を変化させた場合の風路内の通風抵抗を示す線図である。 本発明の実施の形態４に係る空気調和機の断面説明図である。 図１０のｘ／（ｘ＋ｙ）を変化した場合の風路内の通風抵抗を示す線図である。 本発明の実施の形態５に係る空気調和機のドレンパン及び偏向板の要部の斜視図である。 本発明の実施の形態６に係る空気調和機の偏向板の要部の断面説明図である。 本発明の実施の形態７に係る空気調和機の断面説明図である。

符号の説明

１ 装置本体、２ 吸込み口、３ 送風機、４ 風路、５ 熱交換器、６ ドレンパン、７ ドレンパン側壁、８ ドレンパン側壁の上端部、１０ 吹出し口、１１ 偏向板、１５ 溝、１６ 風向板。

Claims (8)

1. 装置本体の後部側の下面に設けた吸込み口と、該吸込み口の下流側に設置された送風機と、該送風機の下流側かつ前部側に形成された風路内に設置された熱交換器と、該熱交換器の下部に設置されたドレンパンと、該ドレンパンの側壁を含み前記熱交換器の下流側かつ前部側に設けられて下面に開口する吹出し口と、前記熱交換器と吹出し口との間に設置された偏向板とを備え、
   前記ドレンパンの側壁を、その上端部から下方に向けて前記装置本体の前部側の内壁側に、該ドレンパンの側壁の上端部を通る鉛直線に対して角度αでほぼ直線状に傾斜して形成し、
   前記偏向板を、前記ドレンパンの側壁の上方に該側壁を跨いで配設し、該ドレンパンの側壁の上端部から上方に延長した鉛直線で２分割した場合、その上流側をほぼ水平形状に、下流側をほぼ円弧状に形成し、かつ前記ドレンパンの側壁の上端部から装置本体の上部内壁までの高さの２分の１より下方に設置し、
   前記偏向板の下流側が前記ドレンパンの側壁の上端部を通る鉛直線となす角度βを、前記ドレンパンの側壁が前記鉛直線となす角度αとほぼ等しく形成したことを特徴とする空気調和機。
2. 前記偏向板を、前記ドレンパンの側壁の上端部から装置本体の上部内壁までの高さをＨ₁＋Ｈ₂、前記ドレンパンの側壁の上端部から偏向板までの高さをＨ₂とした場合、０．２＜Ｈ₂／（Ｈ₁＋Ｈ₂）＜０．３の範囲に設置したことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記偏向板を、その下流側先端部が鉛直線となす出口角度をγとした場合、前記ドレンパンの側壁が該側壁の上端部を通る鉛直線となす角度αに対して、前記出口角度γを、α＜γ＜α＋２°の範囲に設置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
4. 前記偏向板の下流側を水平面に投影した長さをｘ、該偏向板の下端部とこれと対向する装置本体の前部側内壁との間の距離をｙとした場合、前記ｘを、０．２＜ｘ／（ｘ＋ｙ）＜０．４の範囲に設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和機。
5. 前記偏向板の上面の上流側から下流側にかけて、長手方向に複数の溝を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機。
6. 前記偏向板を所定の位置に配置して前記ドレンパンに固定したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気調和機。
7. 前記吹出し口に、風向板を回動可能に設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気調和機。
8. 前記風向板の上流側端部を、前記偏向板の下流側端部より前記装置本体の前部側内壁側に設置したことを特徴とする請求項７に記載の空気調和機。

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