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JP6437116B2 - 空気調和機の室内機 - Google Patents

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JP6437116B2
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Description

本発明は、軸流ファン及び熱交換器をケーシング内に収納した空気調和機の室内機に関するものである。
従来から、吸込口及び吹出口を有するケーシング内に配設された熱交換器と、ケーシングに左右(水平)方向に複数の軸流ファンを並設し、ケーシングに配設された吹出口から調和空気を吹き出す空気調和機が存在する。そのような空気調和機として、ファンユニットが吸込口側に設けられ、吹出口から吹き出される気流の左右方向の向きを制御する左右風向板と、吹出口に設けられ、吹出口から吹き出される気流の上下方向の向きを制御する上下風向板と、室内に存在する人の位置を検知する人検知センサーを備えたものがある。この空気調和機は室内にいる人の快適性を向上するために、人検知センサーの人検知結果に応じて、複数の軸流ファンの風量、左右風向板の向き、及び上下風向板の向きを制御するものであった。
また、上流側に複数の軸流ファンと熱交換器とを備えた空気調和機において、ケーシング内部を仕切り板によって複数の風路に分割したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この空気調和機は軸流ファンにプロペラファンを使用しており、風路内の混合防止板によって隣接するプロペラファンから吹き出された気流の干渉を抑制する。
国際公開第2012/001735号
特許文献1は、混合防止板で風路を分割することにより隣接するプロペラファンの気流の干渉を抑制することができ、各プロペラファンの回転数を異ならせることにより吹出される調和空気の風量の調整ができた。しかし、調和空気が吹出口近傍の上下風向板で偏向される際、調和空気が上下風向板に衝突することにより気流が拡散し、隣り合うプロペラファンの気流が干渉しあうため、各プロペラファンから回転数に応じた風量が吹き出されないという課題があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、各プロペラファンの回転数に応じた風量を吹き出すことができる空気調和機の室内機を得る事を目的としている。
本発明に係る空気調和機の室内機は、上部に吸込口が形成され、前面部下側に吹出口が形成され、内部風路が形成されたケーシングと、該ケーシングの内部において、前記吸込口の下流側に前記ケーシングの幅方向に並設された複数の軸流ファンと、前記吹出口の上流側に設けられ、前記軸流ファンにより前記ケーシングの内部に取り込まれた空気と冷媒とが熱交換される熱交換器と、前記吹出口から吹き出される気流の上下の向きを制御する上下風向板と、を備えた空気調和機において、前記内部風路は、隣接する複数の前記軸流ファンの間を仕切ることにより分割され、前記上下風向板は、当該上下風向板の面上に、前記吹出口から吹き出される気流を前記ケーシングの左右方向に吹出方向を変更させる複数の左右風向板を更に備え、複数の該左右風向板のうち前記内部風路の分割位置にある前記左右風向板は、高さが他の前記左右風向板より高い
本発明に係る空気調和機の室内機によれば、上下風向板上に仕切り板が設けられていることにより、複数の軸流ファンから吹き出された気流が上下風向板に衝突し左右方向へ拡散したときのファン同士の気流の干渉を抑制できる。これにより、空気調和機の室内機は、各軸流ファンの回転数に応じ、各軸流ファンごとにそれぞれ異なる風量の調和空気を吹き出せることができる。
本発明の実施の形態1における空気調和装置の室内機の断面を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態1における室内機を上面から見た図である。 本発明の実施の形態1における上下風向板の平面図である。 本発明の実施の形態1における上下風向板の斜視図である。 本発明の実施の形態1における室内機内の風の流れの一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態2における室内機内の風の流れの一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態2における左右分割した上下風向板の平面図である。 本発明の実施の形態2における左右分割した上下風向板の斜視図である。 本発明の実施の形態3における左右風向板付き上下風向板の斜視図である。 本発明の実施の形態4における左右風向板付き左右分割した上下風向板の斜視図である。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1における空気調和装置の室内機の断面を模式的に示す図である。この図1に基づいて室内機100の構成について説明する。この室内機100は、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用することで室内等の空調対象域に調和空気を供給するものである。図1に示されるように、室内機100は、ケーシング4を備えている。ケーシング4には、その上面に室内空気を内部に吸い込む室内機上面の吸込口1が設置されており、下部には調和空気を空調対象域に供給するための吹出口8が形成されている。ケーシング4内部において、吸込口1の下側には、フィルター11が設置されており、その下部には軸流ファン2が設置されている。軸流ファン2は、吸込口1から室内空気を吸い込み、吹出口8から調和空気を吹出す。また、軸流ファン2から吹出口8までの風路には熱交換器3が設置されている。熱交換器3は、軸流ファン2から送られた室内空気と冷媒とで熱交換し、調和空気を作る。
ケーシング4の内部には、内部風路を仕切る混合防止板10が設置されている。混合防止板10は、ケーシング4内に複数設置されている軸流ファン2の間に設置され、各軸流ファン2が生じさせた風が干渉しないように仕切る。吹出口8は、ケーシング4の下部、すなわちケーシング4内部に設置されている熱交換器3の下部に設置されている。吹出口8には、調和空気を上下方向に偏向する三つの上下風向板5a、5b、5c(まとめて上下風向板5とする)が設置されている。上下風向板5上には仕切り板6が設置されており、仕切り板6も混合防止板10とともに吹出口8において風路を仕切るものである。なお、仕切り板6の構成は後述する。
ここで室内機100内における空気の流れについて簡単に説明する。まず、室内空気は軸流ファン2によって吸込口1から室内機100の内部に流れ込む。このときフィルター11によって空気に含まれている塵埃が除去される。この室内空気は、熱交換器3を通過する際に熱交換器3内に流れている冷媒によって加熱又は冷却されて調和空気となる。その調和空気は、吹出口8に設置されている上下風向板5の上を通過する。上下風向板5は、水平方向に平行な回転中心を有し、室内機100に回転自在に設置されている。上下風向板5は、モーターのついた駆動手段(図示無し)により上下方向の角度が調整され、調和空気の上下吹出し角度を変更する。また、調和空気は、上下風向板5上に設置されている左右風向板7を通過する。左右風向板7は、ユニット幅方向に複数枚設置されており、それぞれが連結棒(図示無し)により連結されている。なお、実施の形態1では室内機100の前面側に設置された上下風向板5bに左右風向板7が設置されている。左右風向板7は、回転軸を有し左右方向に回転自在に設置されており、モーターのついた駆動手段(図示無し)により角度を調整し、調和空気の左右吹出し角度を変更する。その後、吹出口8から室内機100の外部、つまり空調対象域に吹き出される。
図2は、本発明の実施の形態1における室内機を上面から見た図である。実施の形態1に係る室内機100は、図に示されるように、室内機100の左右(幅)方向に沿って、2個の軸流ファン2が並列配置されている。
軸流ファン2は、それぞれベルマウスに囲われている。また、軸流ファン2の間には混合防止板10が設けられている。この混合防止板10は、軸流ファン2から熱交換器3までの間に設置されている。または、混合防止板10は、熱交換器3と吹出口8の間に渡って設置されている。または、混合防止板10は、軸流ファン2から熱交換器3までの間と熱交換器3から吹出口8までの間の両方に設置されている。つまり軸流ファン2から吹出口8までの内部風路13が複数の風路(実施の形態1では2つ)に分割されている。このため、複数の軸流ファン2から吹き出された調和空気は隣接した軸流ファン2の気流の干渉を抑制することができる。混合防止板10は、熱交換器3の上流側または下流側に設置されているため、熱交換器3に沿った形状となっている。
図3は、本発明の実施の形態1における上下風向板5の平面図である。図4は、本発明の実施の形態1における上下風向板5の斜視図である。上下風向板5上には仕切り板6が設けられている。図3及び図4に示されるように、仕切り板6は、1枚の上下風向板5の面上に上下風向板5の短辺方向に沿った方向に設置されている。仕切り板6は、隣り合う軸流ファン2の間となる位置に設けられている。また、仕切り板6の長さ(室内機100における奥行き方向の長さ、すなわち図示のX方向の長さ)は、上下風向板5の長さ(前縁から後縁までの長さ)と同一である。なお、仕切り板6の長さは、上下風向板5の長さと同一でなくともよく、分割された内部風路13の各吹出口において気流が干渉しないようにされていれば上下風向板5より長くても短くても良い。また、仕切り板6の形状は、上下風向板5を閉じた際に仕切り板6が室内機100のユニット内に収納できるよう、風路に沿った形状となっている。また、上下風向板5を閉じた際に十分な高さ方向(室内機100の上下方向、すなわち図示のZ方向)にスペースがなく、仕切り板6を配置できない、又は十分な高さが得られない場合は、室内機100内部に凹部を設け、風路内に仕切り板6が収納できるようにする。
図5は、本発明の実施の形態1における室内機100内の風の流れの一例を示す模式図である。室内機100のケーシング4の内部には混合防止板10が設けられており、内部風路13は、混合防止板10により内部風路13L及び内部風路13Rの2つに分割されている。上下風向板5の角度、位置によっては、図5のように軸流ファン2から吹き出された調和空気が上下風向板5で偏向される際に板に衝突し左右方向(室内機100の幅方向)に拡散しようとする。仕切り板6は、隣接する軸流ファン2の間の延長上に設置されており、かつ仕切り板6の長さは、上下風向板5の前縁から後縁までである。よって、軸流ファン2により吹き出される調和空気は、上下風向板5を通過する際に、隣接する軸流ファン2の気流の干渉を抑制できる。
従来技術においては、軸流ファン2が複数あり、軸流ファン2ごとに回転数を変え異なる風量で吹き分けようとしても、上下風向板5で調和空気が偏向される際に上下風向板5に衝突し拡散するため、隣接する軸流ファン2の気流の影響を受けていた。その結果、吹き出される調和空気は、軸流ファン2の回転数に応じた風量差を吹き分けられないといった課題があった。しかし、実施の形態1においては上下風向板5に仕切り板6を設置することにより、調和空気が上下風向板5を通過する際の気流の干渉を抑制することができる。これにより、複数の軸流ファン2のそれぞれが異なる風量の調和空気を吹き分けることができ、各吹出口から個人に適した風量を吹き出すことで快適な生活空間を形成することができる。
(効果)
実施の形態1の空気調和機の室内機は、上部に吸込口が形成され、前面部下側に吹出口が形成され、内部風路が形成されたケーシング4と、ケーシング4の内部において、吸込口1の下流側にケーシング4の幅方向に並設された複数の軸流ファン2と、吹出口8の上流側に設けられ、軸流ファン2によりケーシング4の内部に取り込まれた空気と冷媒とが熱交換される熱交換器3と、吹出口8から吹き出される気流の上下方向の向きを制御する上下風向板5と、を備える。内部風路13は、隣接する複数の軸流ファン2の間で分割して形成され、上下風向板5は、上下風向板5の面上に上下風向板5の短辺方向に沿って設置され、内部風路13の分割に合わせて上下風向板5を区切る仕切り板6を備える。このような構成を備えることにより、調和空気が上下風向板5を通過する際の気流の干渉を抑制することができる。これにより、複数の軸流ファン2のそれぞれが異なる風量の調和空気を吹き分けることができる。
実施の形態2.
実施の形態1では、1枚の上下風向板5の面上の隣り合う軸流ファン2の間の延長上の位置(内部風路13の分割に合わせた位置)に、上下風向板5の短辺方向に沿って配置された仕切り板6により、吹き出される調和空気の干渉を抑制する構成を説明した。実施の形態2においては、上下風向板5が軸流ファンの数と同数に室内機100の幅方向に分割されている場合について説明する。
図6は、本発明の実施の形態2における室内機内の風の流れの一例を示す模式図である。室内機100のケーシング4の内部には混合防止板10が設けられており、内部風路13は、混合防止板10により内部風路13L及び内部風路13Rの2つに分割されている。上下風向板5は、室内機100の幅方向に分割されているが、実施の形態1と同様に隣り合う軸流ファン2の間の延長線上の位置(分割された上下風向板5L及び上下風向板5Rにおいて、室内機100の中央側の端)に仕切り板6が設置されている。このため、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
図7は、本発明の実施の形態2における左右分割した上下風向板5の平面図である。図8は、本発明の実施の形態2における左右分割した上下風向板5の斜視図である。上下風向板5以外のその他の構成については、実施の形態1の室内機100と同様である。図7、8に示されるように隣り合う軸流ファン2の間となる位置の上下風向板5上に仕切り板6が設置されている。上下風向板5Lの室内機100中央側の端には、仕切り板6Lが設置されている。上下風向板5Rの室内機100中央側の端には、仕切り板6Rが設置されている。また、仕切り板6の長さ(室内機100の奥行き方向の長さ、すなわち図示のX方向の長さ)は、上下風向板5の長さ(前縁から後縁までの長さ)と同一である。なお、仕切り板6の長さは、上下風向板5の長さと同一でなくともよく、分割された内部風路13の各吹出口において気流が干渉しないようにされていれば上下風向板5より長くても短くても良い。また、仕切り板6の形状は、上下風向板5を閉じた際に仕切り板がユニット内に収納できるよう、風路に沿った形状となっている。また、上下フラップを閉じた際に十分な高さ方向(室内機100の上下方向、すなわち図示のZ方向)にスペースがなく、仕切り板6を配置できない、又は十分な高さが得られない場合、風路内に仕切り板6が収納できるように凹部を設け収納する。
実施の形態1においては、上下風向板5の面上に分割した内部風路13に合わせて仕切り板6を設置し、上下風向板5を通過する際の気流の干渉を抑制していた。一方、実施の形態2においては上下風向板5は分割されている。このため、分割された上下風向板5L及び上下風向板5Rのそれぞれの端に仕切り板6を設置することにより、上下風向板5を通過する際の気流の干渉を抑制することができる。これにより、複数の軸流ファン2のそれぞれが異なる風量の調和空気を異なる方向に吹き分けることができ、各吹出口から個人に適した風量を吹き出すことで快適な生活空間を形成することができる。
(効果)
実施の形態2においては、実施の形態1の空気調和機の室内機に対し以下の構成を更に備える。上下風向板5は、内部風路13の分割に合わせてケーシングの幅方向に分割されている。仕切り板6は、内部風路13の分割に合わせて、分割された上下風向板5の端に設けられている。このような構成を備えることにより、上下風向板5が、内部風路13に合わせて分割された場合においても、調和空気が上下風向板5を通過する際の気流の干渉を抑制することができる。これにより、複数の軸流ファン2のそれぞれが異なる風量の調和空気を上下の異なる方向に吹き分けることができる。
実施の形態3.
実施の形態1及び2においては、上下風向板5の面上に隣り合う軸流ファン2の間となる位置に上下風向板を短辺方向に区切るように仕切り板6を設置していた。実施の形態3では上下風向板5の面上に、吹出口から吹き出される気流を左右方向(室内機100の幅方向)に偏向する左右風向板7を設置されている場合の構成について説明する。
図9は本発明の実施の形態3における左右風向板7付き上下風向板5の斜視図である。隣接する軸流ファン2の間の延長上にあたる位置の左右風向板7を、周りの左右風向板7の高さより高くすることにより、実施の形態1の仕切り板6と同様の効果を得ることができる。なお、実施の形態3において、特に記述しない項目については実施の形態1と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べる。
上下風向板5以外のその他の構成については、実施の形態1の室内機100と同様である。図9に示されるように、構造スペースの制約などにより、左右風向板7を上下風向板5に設置することがある。調和空気は、上下風向板5により上下方向に偏向され、更に左右風向板7が左右方向に回転することにより、左右幅方向に偏向されて空調対象域に吹き出される。
また、隣接する軸流ファン2の間の延長上となる位置の左右風向板7を周りの左右風向板7よりも上下方向(室内機100の上下方向、すなわち図示のZ方向)に高くする。これを左右風向拡大板12と呼ぶ。このとき、左右風向板7の断面積が大きいほど広角吹き出し時の圧損が大きくなるため、他の左右風向板7も拡大すると同一回転数での風量が低下し必要な能力を確保できなくなる。また左右風向拡大板12の長さ(室内機100の奥行き方向の長さ、すなわち図示のX方向の長さ)は上下風向板5の長さ(上下風向板5の前縁から後縁までの長さ)と同一である。なお、左右風向拡大板12の形状は、上下風向板5を閉じた際に仕切り板がユニット内に収納できるよう、風路に沿った形状となっている。また、上下風向板5を閉じた際に十分な高さ(室内機100の上下方向)スペースがなく、左右風向拡大板12を十分に拡大できない場合は風路内に左右風向拡大板12が収納できるように凹部を設け収納する。
調和空気が上下風向板5で偏向される際に板に衝突し左右方向(室内機100の幅方向)に拡散しようとするが、左右風向拡大板12が隣接する軸流ファン2同士の間に設置されているため、隣接する軸流ファン2の気流の影響を受けない。また、実施の形態1のように、隣り合う軸流ファン2の間の延長上にあたる位置の上下風向板5の面上に仕切り板6を設けてもよい。しかし、その場合は、左右風向板7が上下風向板5に設置されている際は仕切り板6があると左右風向板7の可動域を制限する場合がある。これにより、調和空気の偏向の障害となる可能性があるため、図8に示したように左右風向拡大板12を設ける方が望ましい。
実施の形態1及び2においては、調和空気の気流の干渉を抑制するために仕切り板6を設けていた。しかし、上下風向板5に左右風向板7が設置されている場合は、仕切り板6が左右風向板7の可動域を制限するなど、調和空気の吹き出し時の偏向性を悪化させる可能性がある。そのため、上下風向板5に左右風向板7が設置されている場合は、隣接する軸流ファン2との間の延長上にある左右風向板7を、形状を拡大した左右風向拡大板12にすると良い。これにより、実施の形態1及び2と同様に調和空気の気流の干渉を抑制することができる。これにより、実施の形態1及び2と同様な効果を得ることができる。
(効果)
実施の形態3においては、実施の形態1の空気調和機の室内機に対し以下の構成を更に備える。上下風向板5の面上に、吹出口8から吹き出される気流をケーシング4の幅方向に偏向させる複数の左右風向板7を更に備える。このような構成を備えることにより、調和空気が上下風向板5を通過する際の気流の干渉を抑制することができる。これにより、複数の軸流ファン2のそれぞれが異なる風量の調和空気を左右の異なる方向に吹き分けることができる。
実施の形態3の空気調和機の室内機は、上部に吸込口が形成され、前面部下側に吹出口が形成され、内部風路が形成されたケーシング4と、ケーシング4の内部において、吸込口1の下流側にケーシング4の幅方向に並設された複数の軸流ファン2と、吹出口8の上流側に設けられ、軸流ファン2によりケーシング4の内部に取り込まれた空気と冷媒とが熱交換される熱交換器3と、吹出口8から吹き出される気流の上下方向の向きを制御する上下風向板5と、を備える。内部風路13は、隣接する複数の軸流ファン2の間を仕切ることにより分割して形成され、上下風向板5は、当該上下風向板5の面上に、吹出口8から吹き出される気流をケーシング4の幅方向に偏向させる複数の左右風向板7を更に備え、複数の左右風向板7のうち内部風路13の分割位置にある左右風向板7は、高さが他の左右風向板7より高い。このような構成を備えることにより、上下風向板5が、内部風路13に合わせて分割された場合においても、調和空気が上下風向板5を通過する際の気流の干渉を抑制することができる。これにより、左右風向板7の可動範囲もより大きく取ることができ、より広範囲に調和空気を送ることができ、複数の軸流ファン2のそれぞれが異なる風量の調和空気を左右の異なる方向に吹き分けることができる。
実施の形態4.
実施の形態3では1枚の上下風向板5の面上に左右風向板7があり、隣接する軸流ファン2の間の延長上となる位置に周りの左右風向板7よりも高い左右風向拡大板12が設置されていた。実施の形態4においては、この上下風向板5が軸流ファン2の数と同数にユニット幅方向に分割されている場合について説明する。
図10は、本発明の実施の形態4における左右風向板付き左右分割した上下風向板の斜視図である。実施の形態3と同様に隣り合う軸流ファン2の間の延長上の位置(上下風向板5L及び上下風向板5Rの室内機100中央側の端)に左右風向拡大板12をそれぞれ設置することにより実施の形態3と同様の効果を得ることができる。
実施の形態4において、上下風向板5以外の室内機100のその他の構成については、実施の形態1の室内機100と同様である。図10のように隣り合う軸流ファン2の間の延長上にあたる上下風向板5Lの端にある左右風向板12L及び上下風向板5Rの端にある左右風向板12Rを周りの左右風向板7よりも高くする。これを左右風向拡大板12と呼ぶ。このとき、左右風向板7の断面積が大きいほど広角吹き出し時の圧損が大きくなるため、他の左右風向板7も拡大すると同一回転数での風量が低下し必要な能力を確保できなくなる。また左右風向拡大板12の長さ(室内機100の奥行き方向の長さ)は上下風向板5の長さ(上下風向板5の前縁から後縁までの長さ)と同一である。なお、左右風向拡大板12の形状は、上下風向板5を閉じた際に仕切り板がユニット内に収納できるよう、風路に沿った形状となっている。また、上下フラップを閉じた際に十分な高さ方向(室内機100の上下方向)にスペースがなく、左右風向拡大板12を十分に拡大できない場合は風路内に左右風向拡大板12が収納できるように室内機100内部に凹部を設け収納する。
実施の形態2のように、調和空気の気流の干渉を抑制するために仕切り板6を設けてもよいが、分割された上下風向板5に左右風向板7が設置されている場合は、仕切り板6が左右風向板7の可動域を制限するなど、調和空気の吹き出し時の偏向性を悪化させる可能性がある。そのため、分割された上下風向板5に左右風向板7が設置されている場合は、隣接する軸流ファン2との間にある左右風向板7を拡大した左右風向拡大板12を設置することにより気流の干渉を抑制する方が良い。これにより、実施の形態1〜3と同様な効果が得られる。
(効果)
実施の形態4においては、実施の形態3の空気調和機の室内機に対し以下の構成を更に備える。内部風路13の分割に合わせてケーシング4の幅方向に分割され、分割されたそれぞれの当該上下風向板5上に、複数の左右風向板7を備える。このような構成を備えることにより、上下風向板5が、内部風路13に合わせて分割された場合においても、調和空気が上下風向板5を通過する際の気流の干渉を抑制することができる。これにより、複数の軸流ファン2のそれぞれが異なる風量の調和空気を上下左右の異なる方向に吹き分けることができる。
1 吸込口、2 軸流ファン、3 熱交換器、4 ケーシング、5 上下風向板、5L 上下風向板、5R 上下風向板、5a 上下風向板、5b 上下風向板、5c 上下風向板、6 仕切り板、6L 仕切り板、6R 仕切り板、7 左右風向板、8 吹出口、10 混合防止板、11 フィルター、12 左右風向拡大板、12L 左右風向板、12R 左右風向板、13 内部風路、13L 内部風路、13R 内部風路、100 室内機。

Claims (2)

  1. 上部に吸込口が形成され、前面部下側に吹出口が形成され、内部風路が形成されたケーシングと、
    該ケーシングの内部において、前記吸込口の下流側に前記ケーシングの幅方向に並設された複数の軸流ファンと、
    前記吹出口の上流側に設けられ、前記軸流ファンにより前記ケーシングの内部に取り込まれた空気と冷媒とが熱交換される熱交換器と、
    前記吹出口から吹き出される気流の上下の向きを制御する上下風向板と、を備えた空気調和機において、
    前記内部風路は、
    隣接する複数の前記軸流ファンの間を仕切ることにより分割され、
    前記上下風向板は、
    当該上下風向板の面上に、前記吹出口から吹き出される気流を前記ケーシングの左右方向に吹出方向を変更させる複数の左右風向板を更に備え、
    複数の該左右風向板のうち前記内部風路の分割位置にある前記左右風向板は、
    高さが他の前記左右風向板より高い、空気調和機の室内機。
  2. 前記上下風向板は、
    前記内部風路の分割に合わせて前記ケーシングの左右方向に分割され、分割されたそれぞれの当該上下風向板上に、複数の前記左右風向板を備える、請求項に記載の空気調和機の室内機。
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