JP4599771B2

JP4599771B2 - 空気調和機の室内機

Info

Publication number: JP4599771B2
Application number: JP2001210331A
Authority: JP
Inventors: 尚史池田; 嘉裕隅田; 宏樹岡澤; 喜則谷川; 勝久大蔦; 彰二山田; 伸治中島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2021-07-11
Also published as: JP2003021356A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱交換器を搭載しプロペラファンを使用した空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２８は、従来の貫流ファンを搭載した空気調和機の室内機の一例を示し、図２８は従来の貫流ファンを搭載した空気調和機の縦断面図を示す。図において、空気調和機の室内機の本体１は背面側に位置するハウジング１４と吸込グリル７を有するパネル１５とで筐体を構成され、ハウジング１４とパネル１５で吹出口４が形成されている。本体１は室内の壁面に引っ掛けられ固定される。図において、２は熱交換器、３は熱交換器２で空気が凝縮され生成される凝縮水を受けるドレンパン、１６は空気調和機の室内機の本体１に吸い込まれる部屋中のホコリを取り除くフィルタである。１７は貫流ファンの羽根車、１８は貫流ファンの羽根車からの吹出流を吹出口へ導くスクロールケーシング、１９はノーズ部である。
【０００３】
また、図２９〜図３１は、別の従来の空気調和機の室内機の一例を示し、例えば特開平５−２７２７７３号公報の空気調和機の室内機を示す。図２９は、従来の発明の一実施例における空気調和機の室内機の斜視図、図３０は図２９の横断面図、図３１は図２９の縦正面断面図を示す。図において、空気調和機の室内機の本体１の前部に吸込グリル７を、下部、上部に吹出口４ａ、４ｂを有し、部屋の壁１００に据付られている。空気調和機の室内機の本体１の内部には、プロペラファン８と前記プロペラファン８の回転軸線に対し垂直に交差するように、吸込グリル７、平板状の熱交換器２が配設され、さらに空気調和機の室内機の本体の背面壁１ａにはファンモータ６が取り付けられ、前記プロペラファン８を回転駆動する。また熱交換器２の下部には、冷房時における熱交換器２の凝縮水を受けるドレンパン３が配設され、空気調和機の室内機の本体１の吸込側風路と吹出側風路を隔絶する仕切板１０と、前記プロペラファン８のベルマウス１１と一体に形成されている。また９は空気調和機の室内機の本体１の背面壁１ａとプロペラファン８の間にファンモータ６を覆うように配設された円錐状風路部材である。このような空気調和機の室内機において、ファンモータ６を駆動し、プロペラファン８が回転駆動されると、吸込グリル７から空気が吸い込まれ、熱交換器２を通過し、暖房、冷房等された後、上下吹出口４ｂ、４ａから風向変更ベーン５により、吹出風向を変更されつつ吹出される。このとき、前記円錐状風路部材９により、無理なく径方向に風の流れを変更できるため、性能の悪化を招くことなく、上下に風を吹出すことが可能となり、ユニットの静音化等の空力性能の向上が得られるというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図２８で説明した従来の貫流ファンを搭載した空気調和機の室内機において、一般的に知られている内容は次の通りである。貫流ファンの場合はほとんどの流線が吸込側と吹出側で羽根車１７を２回通過するが、流れが軸対称でなく、圧力上昇に寄与する羽根車１７の領域が限られており、性能は高くない。すなわち、個々の羽根の入口と出口は回転に伴って吸込側と吹出側に交互に交替し、すべての流線に対し最適な流動条件を備えにくく、しかも循環流２０の発生により、動力が増加するため、効率向上が望めない。他のファン（プロペラファン、遠心ファン）に比べ、効率が低い。そのため、必要な風量を送風するための動力が大きくなり消費電力が大きい。
【０００５】
すなわち、図３２の風量Ｑ[m³/min]に対する静圧Ｐｓ[Ｐａ]の関係を示した図において、フィルタ１６においてホコリ堆積なし時の動作点Ｄに対し、ホコリが堆積した時の動作点Ｅにおける貫流ファン、プロペラファンの風量Ｑ変化量△Ｑｃ、△Ｑｐのように、△Ｑｃ＞△Ｑｐとなり、貫流ファンの方がプロペラファンに対し、抵抗が付加された場合の特性悪化が大きく、不安定な挙動を示す。そのため、吹出口より貫流ファンへ風が逆流し、冷房時の場合貫流ファンに着露し、吹出口から水滴が飛散してしまい床を汚してしまい信頼性が低いといわれている。
【０００６】
従来のプロペラファンを搭載した空気調和機の室内機において、図３０、３１のようにプロペラファン８が１個につきファンモータ６が１個のため、コストが高くついてしまう。また、ファンモータ６の個体差により、同じ形状のプロペラファン８であっても回転数が微妙に変化してしまい、図３３のように、狭帯域に回転音のピークが若干ずれて１本ではなく２本になるため、ウワンウワンとうなり音が発生してしまい聴感が非常に悪くなってしまい耳障りで品質が悪い。
【０００７】
そして、空気調和機の室内機の本体１の上部に上部吹出口４bがあると、部屋の天井面１０１に風が当たり、部屋のホコリが吹き付けられ天井面１０１が汚れてしまう恐れがある。そのため、空気調和機の室内機の本体１を設置する際、天井面１０１から離す必要が発生し、据付可能物件が減少してしまう。
【０００８】
さらに、熱交換器２が平板状のため、面積増加のため熱交換器２の横幅を増加した場合、プロペラファン８、ファンモータ６のさらなる追加が必要となり、コストが大幅に増加してしまう。また熱交換器２の高さ方向を増加する場合、空気調和機の室内機の本体１の高さが拡大してしまい、空気調和機の室内機の本体１の据付必要寸法が拡大し据付可能物件が減少してしまう。また、図３４のプロペラファンの風速分布を示した図のように、吸込風速は破線で示すように略半円形の等速度分布となっているが、本従来例では熱交換器２がプロペラファン８の正面のみしか無く、プロペラファン８の側部からの流入が有効に使われず消費電力を小さく出来なかった。更にプロペラファンを使用した技術は特開平９−４８６７号公報の如く多く知られているが、いずれも消費電力が大きく、且つ形態的に特殊なため用途が限られる構造で実用的でないという問題があった。
【０００９】
本発明は上述のような欠点を解消するためになされたもので、空気調和機の効率を大幅に向上させる構造を得ることを目的とする。空気調和機の本体寸法を抑えつつ、コストの大幅増加を抑制し、ファンの動力を低減し消費電力を下げることを目的とする。更に省エネルギータイプで、聴感が良く、音の静かな空気調和機を得ることを目的とする。更に通風抵抗の変化にも運転が安定し、高品質、高信頼性で、空調範囲の広い空気調和機を得ることを目的とする。更に消費電力が少なく、且つどのような場所にもフレキシブルに対応できる使い易い空気調和機を得ることを目的とする。更に簡単に各種の空気の品質を改善する品質改善装置を設けられる実用的な装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の空気調和機の室内機は、室内の壁に据え付けられる壁掛け構造の室内機本体と、この室内機本体の横方向の両端部付近に所定の間隔をあけて相対して配置されるとともに、一方は正回転方向の形状、他方が逆回転方向の形状を有して、同一の回転方向に回転して、吸い込んだ室内空気をそれぞれ室内機本体の側面方向へ吹き出す一組のプロペラファンと、一組のプロペラファンのそれぞれの外周を含んでプロペラファンの吸い込み側を覆うように一組のプロペラファンに下方を除いて跨って配設され、一組のプロペラファンが吸い込んだ室内空気を冷したり暖めたりする熱交換器と、熱交換器の内周側空間で、一組のプロペラファンの間に配置され、横方向両方にシャフトが延びて一組のプロペラファンをそれぞれ同一の回転方向に回転させる両軸タイプのファンモータと、室内機本体の両端部にそれぞれ位置し、室内機本体の正面から下面にかけて縦方向に細長く開口し、熱交換器で冷やされたり暖められたりして熱交換器の内周側の空間を通ってプロペラファンから吹き出された室内空気を室内に吹き出す一組の吹出口と、室内機本体の両端部に設けられ、一組の吹出口のそれぞれへ向かう吹出側風路を形成して、プロペラファンから吹き出された室内空気を吹出口へ集めるスクロールケーシングと、一組の吹出口の間で室内機本体の正面と上面とに設けられ、熱交換器を通過させるための室内空気を吸い込む吸込口と、一組の吹出口の間で吹出口よりも奥側の位置にて室内機本体の下面に設けられ、室内機本体の下部から熱交換器を通過させるための室内空気を吸い込む下部吸込口と、を備えたものである。
【００１１】
請求項２に係る発明の空気調和機の室内機は、室内の壁に据え付けられる壁掛け構造の室内機本体と、この室内機本体の横方向の両端部付近に所定の間隔をあけて相対して配置されるとともに、一方は正回転方向の形状、他方が逆回転方向の形状を有して、同一の回転方向に回転して、吸い込んだ室内空気をそれぞれ室内機本体の側面方向へ吹き出す一組のプロペラファンと、一組のプロペラファンのそれぞれの外周を含んでプロペラファンの吸い込み側を覆うように一組のプロペラファンに下方を除いて跨って配設され、一組のプロペラファンが吸い込んだ室内空気を冷したり暖めたりする熱交換器と、熱交換器の内周側空間で、一組のプロペラファンの間に配置され、横方向両方にシャフトが延びて一組のプロペラファンをそれぞれ同一の回転方向に回転させる両軸タイプのファンモータと、室内機本体の両端部にそれぞれ位置し、室内機本体の正面から下面にかけて縦方向に細長く開口し、熱交換器で冷やされたり暖められたりして熱交換器の内周側の空間を通ってプロペラファンから吹き出された室内空気を室内に吹き出す一組の吹出口と、室内機本体の両端部に設けられ、一組の吹出口のそれぞれへ向かう吹出側風路を形成して、プロペラファンから吹き出された室内空気を吹出口へ集めるスクロールケーシングと、一組の吹出口の間で室内機本体の正面と上面とに設けられ、熱交換器を通過させるための室内空気を吸い込む吸込口と、一組の吹出口の間で吹出口よりも奥側の位置にて室内機本体の下面に設けられ、室内機本体の下部から熱交換器を通過させるための室内空気を吸い込む下部吸込口と、を備え、一組の吹出口のそれぞれが、室内機本体の正面に設けられた吸込口よりも正面方向に突出しているものである。
【００１２】
請求項３に係る発明の空気調和機の室内機は、室内機本体が横方向に複数連結されているものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明に係る空気調和機を図面をもとに詳細に説明する。図１は、本発明に係る空気調和機の斜視図、図２は図１の空気調和機の水平断面図、図３は図２のＸ−Ｘにおける縦断面図、図４は図２のＹ−Ｙにおける縦断面図である。
【００２５】
図１において、１は空気調和機の本体であり、７は吸込グリル、４は空気調和機の本体１の両端部に位置し、空気調和機の本体１の上面部１ｃ、側面部１ｂ、背面部１ａ以外の正面から下面に開口する細長い吹出口、５ａ、５ｂは吹出口４から吹き出される風を左右、上下に風向を変更する左右ベーン、上下ベーンを示す。図１において中央の吸い込みグリル７から室内の空気を吸い込み本体１内で空調した空気を両端部の吹出口４から室内へ噴出す構造で室内の壁に両端部を水平にした横向きの構造として空調機の室内機として使用する。
【００２６】
図２、図３、図４において、プロペラファン８は、空気調和機本体１の両端部付近に相対して二つ配置され、中央付近に設けたファンモータ６から両方に延びたシャフト６ａにより固定され、シャフト６ａの両端部にはベアリング６ｂが配置され、なめらかに回動可能となっている。そのため、相対する一組のプロペラファン８の形状は正逆回転方向になっている。また、２は相対する２つのプロペラファン８一組の吸込側のほぼ全体を覆い、かつ両方のプロペラファンの間を繋ぐ形で配設された熱交換器、１１はプロペラファン８の吸込側風路１２と吹出側風路を仕切り、プロペラファン８の圧力を上昇させるためのリング状のベルマウス、３は熱交換器２で凝縮し生成されたドレン水を受けるドレンパン、ドレンパン３の下部には、ファンモータ６への電源や室外機からの信号を送受信するためなどの電子基板２１、１６は部屋の浮遊するホコリを除去するためのフィルタ、７ａは空気調和機の室内機の本体下部から空気を吸い込むための下部吸込グリル、１６ａは下部吸込グリルから流入する空気のホコリを除去するフィルタ、９は円錐台状部材で、プロペラファン８から吹き出された軸方向の流れをプロペラファンの回転軸線方向から垂直な方向である径方向へ風向変更させるものであり、プロペラファン８から所定距離間隔を開けた吹出側風路１３内に配置されている。さらに１２は、プロペラファン８から吹き出された流れを吹出し側風路内で集める吹出し側スクロールケーシングである。
【００２７】
熱伝達管５５を有する熱交換器２は後で説明する冷凍サイクルの圧縮機などを内蔵する室外機と配管が接続されフロンや水あるいは自然冷媒などの冷媒が循環しており、この熱交換器などを収納する空気調和機の室内機の本体１は部屋の壁１００に据え付けられている。また熱交換器は本体前面のグリルから吸いこまれる空気を通す部分２ａと２ｂ、正面と上面のグリルからの空気を通す部分２ｃ、上面のグリルからの空気を通す部分２ｄと２ｅ、下面のグリル７ａからの空気を通す部分２ｆがそれぞれ折れ曲がる形で結合されて円弧状に形成されている。但し本体下部のドレンパンが存在する一部は熱交換器を設けていない。熱交換器の各折れ曲がる位置には空気の流れがバイパスされるのを防ぐバイパス抑制材２３を設けている。またモーター６の下部には本体１にてモーター６を支持し固定するモーターサポート５１が設けられている。また図示はしないがドレンパン３と本体１の下面の間の空間に電子基板２１以外に手動スイッチなどの電気部品が設けられると共に、本体下面の一部を開閉して操作できるようにしてある。同様に図示はしないが本体下面の外部には運転表示のランプなど表示装置が設けられている。
【００２８】
このような空気調和機の室内機において、ファンモータ６が駆動すると、両プロペラファン８が回転軸中心Ｏを中心に回転方向Ａ方向に回転し、部屋の空気は本体１のほぼ全周に設けた吸込グリル７および下部吸込グリル７ａから吸い込まれ、一円の熱交換器２で冷房、暖房、除湿された後、矢印Ｂのように熱交換器全周から軸方向に本体１の中央側から端部側に流れ熱交換器２の内周側空間を通り、プロペラファン８へ吸い込まれる。その後プロペラファン８から本体１の端部側に吹き出され、矢印Ｃのように、円錐台状部材９でプロペラファン８の径方向へ風向変更され、プロペラファン８から直接吹出口４から本体１の外部である室内に吹き出されたり、スクロールケーシング１２で集められた後吹出口４から室内に吹き出される。このとき、左右ベーン５ａ、上下ベーン５ｂにより、吹出し風向が変更されつつ吹き出され室内が冷房などに空調される。
【００２９】
モーター６は熱交換器２の内周側空間に固定され両端に配置されたプロペラファンを同時に共通の回転方向に駆動しており、本体１の軸方向長さに対し無駄なスペースにならずコンパクトに構成を纏めることが出来る。また図１ないし図４に示すように吸込口４を設けた本体１の端部には背面部１ｂ、上面部１ｃには背面壁１ａのように壁面を設け吹出口４の開口はほぼ水平方向であるＣの一方向から空調された空気を吐出させるようにして室内の遠くの部分まで届くようにしている。この吹出口４は壁掛けの室内機の場合縦方向に長く取って且つ吸い込みグリル７より小さな面積で吹出されるので高い風速が得やすく広範囲な空調を可能にしている。
【００３０】
図５は空気調和機の特性を説明する図で、本発明の空気調和機のように、図２８における貫流ファンを搭載した空気調和機の室内機と異なり、高効率なプロペラファンを搭載しているので、図５の風量Ｑ[m³/min]に対する軸出力ζ[W]（＝ファン角速度×トルク）の関係のように、全風量帯で軸出力が低い。つまり、ファンを駆動するファンモータ入力が低くでき、効率を向上させることが出来る。また、図２９−３１の従来の空気調和機の室内機と異なり、熱交換器２がプロペラファン８の吸い込み側正面のみではなく、相対するプロペラファン８が二つ、間隔をもち配置され、熱交換器がプロペラファン８の側面にも配置し、かつほぼプロペラファン外周の全周を覆うように配設されているため、プロペラファン８の正面および側面のほぼ全周から吸込可能となるため、吸込領域が有効に使用できプロペラファンの効率を一層上げることが出来る。更に一円の熱交換器の外周全周から室内空気を吸いこむので熱交換器面積を増やすことが出来、熱伝達性能を著しく上げられ、空調機の効率などの性能を更に良くすることが出来る。
【００３１】
また、熱交換性能がさらに必要で、熱交換器面積を増やす必要とする場合の一例として、図６の斜視図、図７の図６の水平断面図を示す。これらのように、図１、２などで説明した相対するプロペラファン一組での本体１のユニットを二つ軸方向に接続して合体させた形態にし、熱交換器２、吸込グリル７、ファンモータ６が２組、吹出口が合計４つ配設している。空気の流れは基本的に、前述した相対するプロペラファン一組とそれぞれ同じであるので、同一の符号を付して省略する。このように、熱交換性能により、さらに本体１を図７の両方の中央の吹出し側スクロールケーシング風路を仕切る仕切り壁の所でボルト接続して合体させた形態や、相対するプロペラファン一組で熱交換器の横幅を増加する場合等寸法を替えるなど多様な組み合わせが可能である。更に本体１の吹出し部を有する両端側と吸い込み部を有する中央側を分離して異なる寸法、例えば軸方向長さを替える組合せにし端部側と中央側の仕切り壁でボルト組立する、あるいは中央側を２分割３分割して対応した熱交換器と組合せるなどの用途や能力に応じたフレキシブルな使い方が出来る便利な空調機の構造が得られる。以上は円弧上の熱交換器の一円の径を一定にし軸方向、すなわち相対するファン間の寸法方向を変える構造であるが熱交換器の径方向や奥行き寸法を替える形態に変化させても良い。
【００３２】
図８、図９は、本発明に係る空気調和機のプロペラファンの形状を示す図で、図１に相当する空気調和機の室内機に搭載される相対するプロペラファン８の一組の一例を示し、ファンモータ６から見たときの正面図である。例えば、図８は羽根枚数３枚のプロペラファン８、図９は羽根枚数４枚のプロペラファンを示している。なおファン外径は左右で同一とする。プロペラファン８以外の構成については、前述した図１〜４、及び図６、７の空気調和機の室内機と同様である。
【００３３】
このように、相対するプロペラファン一組のファン形状を変更することにより、形状や合成など羽根の構造により発生する振動音のピーク等特性が異なり、この回転数差を大きくすることにより、従来の空気調和機の室内機で起こるうなり音が解消でき、聴感がよく静粛な空気調和機の室内機を得ることができる。
【００３４】
図１０、図１１は本発明に係る空気調和機の室内機の斜視図、および水平断面図で空気調和機の室内機の別の形状を示す。なお、図１０、１１における開閉プレート２２、側部吹出口４ｃ以外の主な構成については、前述した図面の構造と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。２２は開口４Ｃを開閉する着脱自在の開閉プレート、５１は本体下部に固定されモーターを支持するモーターサポート、５４はモーターサポートに着脱可能に取り付けられたカセット容器で除臭剤または芳香剤が熱交換器内周側の空間を流れる空気中に除放可能に設けてある。もちろんこのカセット容器の中に超音波振動により空気中に水分子を含ませる加湿装置を設けても良い。このように空調される空気の流れの中に化学分子や化学物質を添加して空気の品質を一層改善することが出来る。加湿器の場合水タンクはドレンパン３の下部空間に配置しポンプでカセット容器に供給することになる。なおカセット容器の代わりにモーターサポート５１に高電圧を印可して除塵を行う空気清浄器やマイナスイオン発生装置を取り付け熱交換器の内周側空気に物理的に作用し空調する空気の品質を更に改善することが出来る。このように熱交換器の内周側空間はモーターを取り付けた場合でも空気が流れる広いスペースが存在するし、もしモーターを端部側にプロペラファン個々に設ければ熱交換器内周の空間がそのままつかえる形となり更に大きな装置を取り付けることが出来る。これらのカセット容器や空気清浄器などの装置の固定は下部の熱交換器を設けていないスペースを利用し、ドレンパンを一部切欠いて直接本体１の下部にモーターサポートのような支持体を設けて固定すれば良い。
【００３５】
図１０、図１１において、空気調和機の室内機の本体１の両側面部１ｂには、プロペラファン８から吹き出された流れが、本体１の側面方向にも吹出し可能なように側部吹出口４ｃが形成されている。この側部吹出口４ｃは空気調和機の本体１の据付スペースの位置関係より、側面へ吹き出せない場合、側部吹出口４ｃをふさぐため、取り外し、取付可能な開閉プレート２２が設置されている。
【００３６】
図１１の空気調和機の室内機の本体１の左側開閉プレートを取り外した場合のように、プロペラファン８からの吹出し流れは、側部吹出口４ｃおよび正面から下部へ延びた吹出口４から吹き出されるので、空調範囲を拡大することができる。その結果、部屋の広範囲な空間で、快適な環境を創造できる。また空調機を設置する場所の制約に対応可能な構造を選択できる。また図１２のように、前述の図６、図７で示した相対するプロペラファン８が二組の場合でも同様に、空調範囲が拡大でき、快適な環境を創造できる。
【００３７】
図１３、図１４は、本発明に係る空気調和機の室内機の別の形状を示し、前述の図１、図４に相当する。なお主な構成は前述の空気調和機の室内機と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。
【００３８】
図１３、図１４のように吹出口４が空気調和機の室内機の本体１の正面から下面にかけて細長い形状であるので、図２８の従来の貫流ファンを搭載した空気調和機の室内機で、冷房時、人に冷風が当たらないように上下ベーン５ｂにより上方向に吹出し風向を変更すると、上下ベーン５ｂにより吹出口４をふさぎ気味になるため通風抵抗が大きくなり、騒音悪化してしまうようなことがない。図１５は部屋が同一冷房環境での風向変更ベーン角度変化時における風量と騒音を説明する図であって、吹出口の通風抵抗が最小時になるときの風向変更ベーン角度時における騒音との差△ＳＰＬ[dBA]を風量Ｑ[m³/min]を変更していった場合について示した図である。図１５のように、従来構造と本発明の構造では高風量側へ行くほど差が大きくなっていくことがわかる。以上のように、吹出口４が空気調和機の室内機の本体１の正面から下面にかけて長い形状であるので、空調された空気の風向変更時における騒音悪化量が小さく、低騒音な空気調和機の室内機を得ることができる。
【００３９】
図１６は、本発明に係る空気調和機の室内機の別の形状を示す図で、図３に相当する図である。なお、主要な構成は、前述した図１〜図４と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。熱交換器２は湾曲した円弧状の形態である。ドレンパン３はドレン水を受ける３ａ、３ｂ部分とこの両方に分離したドレンパン３ａ、３ｂを接続する樋部分３ｃに区分けされている。ドレンパン３ａ、３ｂの水受け部の底面は３ａが３ｂより高くドレン水は樋部３ｃを通して３ｂに集められるようになっている。５１はモーターサポート、５２は本体取り付け部、５３は埋め込まれた表示部を示す。図１６の構造で本体１下面部分は本体前方の吸い込みグリル７と嵌めこまれて接続する部分がファン中心線の取り付け部５２部分まで取り付け部５２の接続ネジを外して取り除ける。更にこの部分はドレンパン３ａと電子基板２１などのスイッチ類や表示部５３が一体になっており、取り付け部５２の接続ネジを外し嵌めこまれたグリル７側から嵌め込み部を引き離すことにより熱交換器内周側が開放される。これにより一体となったモーター制御装置など電気品類の点検修理が簡単に行える。
【００４０】
図１６に示すように、本発明に係る空気調和機の室内機に配設される熱交換器２は、プロペラファン８の外周にほぼ均一に任意距離Ｓ離れた位置に円弧状に湾曲している。このような熱交換器２の形態にすることにより、プロペラファン８が空気を吸い込むとき、図３のような多段に折り曲げられた熱交換器２を配設された時に比べ、熱交換器２と背面壁１ａの距離ｔが大きくでき通風抵抗が低減できるとともに、さらに吸込風速分布が均一傾向になるため、偏流が抑制され低騒音化が図れる。更に熱交換器各部の風速をほぼ均一に出来るので熱伝達性能を向上させることが出来る。また、多段折り曲げのように折り曲げ部の隙間に空気のバイパスを抑制するためにバイパス抑制部材２３も減り、作業工数が低減できる。またファンの形状に合わせた距離Ｓを選択することによりファン効率を一層向上できる。更にドレンパン３ａと本体１の下面を一体にした取り外し部分を除き熱交換器内周面を開放できるのでこの開放部分から掃除機のホースを入れて掃除することが出来、清潔な空調機が得られる。更に図１１で説明したように空気の品質を改善するカセット容器５４や空気清浄器のような装置器具を熱交換器内周部空間に固定していてもこの開放された部分から着脱や点検、取替えなどを行うことが出来る。特に軸方向に細長いカセット容器などはこの開放部分から簡単にはずしたり付けたりすることが出来る。これにより装置の点検や除放剤の寿命管理も容易に行うことが可能である。なおドレンパンを３ａ３ｂに区分けすることによりその間に樋３ｃ以外にはドレンパンが存在しない領域を設けることが出来るので、上記のように本体１の下面の大きな部分を開放せずとも、ドレンパンの存在しない領域だけの本体に開放可能な蓋を設ければその蓋に直接固定するなど本体に取り付けたカセット容器を着脱でき、更に容易にカセット容器の中身の入れ替えを行えるようになる。なお直接空気の品質を改善するカセット容器や加湿器とともに殺菌用紫外線ランプや殺菌用発光素子を設けることにより空調機内部の殺菌やカビ対策も可能になり空調される空気の品質を間接的に改善できる。
【００４１】
図１７に、多段折り曲げ形態の熱交換器２とプロペラファン８と熱交換器が距離Ｓで等距離の円弧形態であるときにおける騒音特性比較図を示す。図１７のように、本発明の円弧形態の熱交換器の方が、同一風量時2dBA低騒音である。
【００４２】
図１８、図１９は本発明に係る空気調和機の室内機の別の形状を示す図で、図７に相当する図である。なお、この図におけるファンモータ６をカバーする円錐台状部材９以外の構成は、前述した図と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
図１８は相対するプロペラファン８が二組の場合の空気調和機の室内機の一例における水平断面図、図１９は相対するプロペラファン８が二組の場合の空気調和機の室内機の別の例における水平断面図を示す。図１８において、相対するプロペラファン８が二組の合計４つのプロペラファン８を有し、それらを連結して駆動するファンモータ６は一方向へシャフト６ａが延びる片軸タイプの場合を示し、空気調和機の室内機の本体１の一番端部のプロペラファン８と対向する円錐台状部材９の内部に収納され、前記ファンモータ６から延びたシャフト６ａにより、全てのプロペラファン８を連結されている。このときシャフト６ａが長尺で、微少な軸心ブレ等の振動によるプロペラファン８から放射される騒音抑制のため、端部から２つ目と３つ目のプロペラファン８の間をゴムジョイント２４で連結して連動させている。
【００４４】
図１９は、相対するプロペラファン８が二組の合計４つのプロペラファン８を有し、それらを駆動するファンモータ６は両方にシャフト６ａが延びる両軸タイプの場合を示し、空気調和機の室内機の本体１の中央付近のプロペラファン８と対向する円錐台状部材９の内部に収納され、前記ファンモータ６から延びたシャフト６ａにより、全てのプロペラファン８を連結されている。
【００４５】
このように、多枚数のプロペラファン８を一つのファンモータ６で回転駆動することにより、多数個用いるときに比べコストを抑制できる。更に本体ユニット、すなわち１組のファンに対応する吸込口と吹出口、を複数自由にモーターの能力を上げて変更でき使いやすい構造が得られる。
【００４６】
図２０〜図２３は、本発明に係る空気調和機の室内機の別の形状を示し、主な構成は前述の図１〜図４に相当する。
【００４７】
図２０〜図２３において、４つの吹出口４は、空気調和機の室内機本体１の正面部１ｄの吸込グリル７に対し、正面方向に突出した形状である。本体ユニット、すなわち１組のファンに対応する吸込口と吹出口、のうちの端部側である吹出し部の形状を別の形状のものに図１などから取り替えたもので外観上のアクセントが得られるだけでなくショートサーキットに対する効果も得られる。更にこのように形成することにより、左右ベーン５ａおよび上下ベーン５ｂの設置スペースが拡大し、プロペラファン８から上下ベーン５ｂまでの距離Ｒが全体的に拡大し、プロペラファン８の吹出流と上下ベーン５ｂとの干渉がなくなり、通風抵抗の低減が図れる。これによりファン効率を更に上げることが出来る。
【００４８】
図２４は、吹出口４が空気調和機の室内機本体１の正面部１ｄの吸込グリル７に対し、正面方向に突出した場合と突出しない場合における風量Ｑ[m³/min]と騒音値ＳＰＬ[dBA]の関係を示した図である。図２４のように吹出口４を突出し、上下ベーン５ｂをプロペラファン８から離すことにより、通風抵抗が低減し低騒音化が図れるため、静粛な空気調和機の室内機を得ることができる。
【００４９】
図２５、図２６は本発明に係る空気調和機の室内機の別の形状を示す図で、図２、３に相当する図である。この図におけるファンモータ６の軸方向の両側に高性能フィルタ２６が設けられている。なお、前述した図と同様な部分は、同一の符号を付して説明を省略する。高性能フィルタ２６はフィルタ１６、１６ａより更に高集塵率なフィルタで熱交換器２とプロペラファン８が近接している領域のみにフィルタを持ち、プロペラファン８の中心付近は穴の形状をしている。もともとプロペラファン８の熱交換器２近傍は、他の領域に比べ、風速が早いのでこのように高集塵率のフィルタを形成することにより、プロペラファン８の熱交換器２の近傍では風速が減少し、プロペラファン８の正面からの流入側の風量が増大する。これにより空気吸い込み分布が均一化傾向になりファンの効率が更に向上する。その上細かいマイクロダストなどを除去でき熱交換器内周側の空間で空気品質を更に改善できる。
【００５０】
図２７は空気調和装置の冷凍サイクルの構成図であり、図において３１は室外ユニット、３２は室外ユニットに収納され冷媒を吐出して四方弁３を介し室内ユニット３８との間を配管内を通して循環させる圧縮機、３４は室外熱交換器、３５は室外ファン、３６は流量制御弁、３９は室内熱交換器、４０は室内ファンである。室内ユニット３８は本体１の構造を有し、室内熱交換器３９である図１の熱交換器２は熱伝達管５５が多数の板状フィンを貫通し熱伝達管５５には冷凍サイクルの配管を通して冷媒が循環している。この冷媒とフィンの間を流れる空気Ｂとの間で熱交換して空気を冷却したり温めたりして空調しており、この冷房、暖房、あるいは除湿の制御を冷凍サイクルが行っている。空調機の室内機３８である本体１はプロペラファンにより効率向上させているが室外ファン３５もプロペラファンを使用しており、本発明の構造、すなわち円弧状の熱交換器等を使用しても良いことは当然である。
【００５１】
熱交換器を除湿に使用する場合は熱交換器を２つに分けてその間を除湿弁で接続する構成となるがこの除湿弁の設置に関しても熱交換器内周側の空間を有効に利用することが出来装置の小型化が可能である。冷房や暖房が可能な空調機を除湿に可能な構成を説明したが、図２７の冷凍サイクルの室内熱交換器３９と室外熱交換器３４を、図３の熱交換器２を分けて活用すればそのまま除湿器とすることも可能である。この場合冷凍サイクルが本体１の中にまとまることになり壁掛け構造ではなく床設置構造で、且つ圧縮機や配管などが円弧状の熱交換器の内周側空間に収まることになる。その場合プロペラファン８は１個すなわち片側で形成しファン軸方向を縦方向にすると熱交換器や圧縮機などの重量物を下から支えることが出来るので都合が良い。熱伝達管５５を流れる冷媒は塩素を含まないフロン冷媒Ｒ４１０ＡやＲ４０７Ｃを使用するが自然冷媒、例えば水、炭化水素や炭酸ガスなどを使用しても良い。図６、７のように本体ユニットを増やす場合にも冷凍サイクルの室外ユニット３１は１台のままで良い。室内ユニット３８に接続する配管を室内など途中で２つに分けて並列に各本体ユニットに接続する。
【００５２】
この発明にかかる空気調和機の室内機は、相対する２つのプロペラファンを少なくとも一組以上有し、前記相対するプロペラファン両方の少なくとも吸込側のほぼ全体を覆い、かつ間に熱交換器が配設されたものである。またこの発明にかかる空気調和機の室内機は、空気調和機両端部に位置するプロペラファンの吹出側の空気調和機の背面側、上面側に壁面を有し、前記空気調和機の背面側、上面側以外が開口した吹出口を有するものである。またこの発明にかかる空気調和機の室内機は、空気調和機両端部に位置するプロペラファンの吹出側の前記プロペラファンの回転軸線に垂直な面と空気調和機背面側、上面に壁面を有し、空気調和機の室内機の正面から下面に開口する細長い吹出口を有するものである。
【００５３】
この発明にかかる空気調和機の室内機は、熱交換器がプロペラファンの外周に沿う略円弧形状であるものである。この発明にかかる空気調和機の室内機は、全てのプロペラファンを一つのファンモータで回転駆動したものである。
【００５４】
以上、説明したとおり、本発明によれば、高効率なプロペラファンを相対して配設し、かつプロペラファンの吸込側のほぼ全体を覆うように熱交換器を配設しているので、プロペラファンの軸出力が低くできるので、ファンモータの低入力化が図れる。その結果省エネな空気調和機の室内機を得ることができる。
また相対するプロペラファンおよび間の熱交換器を複数組み合わせることにより、熱交換性能により多様な構成を形成可能である。
【００５５】
この発明によれば、相対するプロペラファン一組の２つのファンを異なる羽根形状、羽根枚数にすることにより、回転音の発生周波数差を拡大できるので、うなり音が解消できるので、静粛な空気調和機の室内機を得ることができる。
【００５６】
この発明によれば、空気調和機の室内機本体の両側面部に側部吹出口を形成し、さらに取り外し可能な開閉プレートを設置しているので、空気調和機本体を壁から離れた場所に据え付けた場合、開閉プレートを取り外すことにより空調範囲を拡大できることから、部屋の広範囲な空間で快適な環境を創造できる。
【００５７】
この発明によれば、空気調和機の室内機本体の両端部の正面から下面にかけて細長い形状の吹出口を有するので、風向変更時の風向ベーンによる通風抵抗悪化が抑制されるので、低騒音な空気調和機の室内機を得ることができる。
【００５８】
この発明によれば、空気調和機の室内機本体に搭載される熱交換器が、プロペラファンの外周にほぼ均一に任意距離離れた円弧状に湾曲しているので、空気調和機の室内機の背面壁と熱交換器の間隔を拡大でき通風抵抗が減少できるとともに、その他の領域も吸込分布が均一傾向になるため、偏流が抑制され低騒音化でき、静粛な空気調和機の室内機を得ることができる。また熱交換器が多段折り曲げ形態のように、折り曲げ部の隙間に空気のバイパス抑制部材を入れる必要がないため、作業工数が低減できる。
【００５９】
この発明によれば、多枚数のプロペラファンを一つのファンモータで回転駆動するので、多数個用いる時に比べコストを抑制でき、安価な空気調和機の室内機を得ることができる。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の空気調和機の室内機は、熱交換器がプロペラファンの外周にも位置しているので、プロペラファンの吸込領域が有効に使用できプロペラファンの効率を上げることができるとともに、室内機本体の正面と上面からだけでなく下部吸込口により室内機本体の下部からも室内空気を吸い込むことで、下方を除く一円の熱交換器の外周全周から室内空気が吸い込まれることとなって熱交換面積が増え、熱伝達性能を上げることができるので、空気調和機の効率を向上させることができる。
【００６１】
請求項２に係る発明の空気調和機の室内機は、熱交換器がプロペラファンの外周にも位置しているので、プロペラファンの吸込領域が有効に使用できプロペラファンの効率を上げることができるとともに、室内機本体の正面と上面からだけでなく下部吸込口により室内機本体の下部からも室内空気を吸い込むことで、下方を除く一円の熱交換器の外周全周から室内空気が吸い込まれることとなって熱交換面積が増え、熱伝達性能を上げることができるので、空気調和機の効率を向上させることができる。さらに、一組の吹出口のそれぞれが、室内機本体の正面に設けられた吸込口よりも正面方向に突出しているので、プロペラファンから上下に風向を変更する上下ベーンまでの距離が拡大し、プロペラファンの吹き出し流と上下ベーンとの干渉がなくなって通風抵抗の低減と低騒音化が図れるとともに、ショートサーキットに対する効果も得られる。
【００６２】
請求項３に係る発明の空気調和機の室内機は、室内機本体を横方向に複数連結するので、空調能力に応じてフレキシブルな使い方ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の斜視図。
【図２】本発明の実施の形態１における図１の水平断面図。
【図３】本発明の実施の形態１における図２のＸ−Ｘにおける縦断面図。
【図４】本発明の実施の形態１における図２のＹ−Ｙにおける縦断面図。
【図５】本発明と従来の空気調和機の室内機における風量Ｑ[m³/min]に対する軸出力ζ[W]の関係を示した図。
【図６】本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の別の一例における斜視図。
【図７】本発明の実施の形態１における図６の水平断面図。
【図８】本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機に用いられる相対するプロペラファン一組のうちの一つのプロペラファン正面図。
【図９】本発明の実施の形態１における図８のもう一方のプロペラファンの正面図。
【図１０】本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の斜視図。
【図１１】本発明の実施の形態１における図１０の水平断面図。
【図１２】本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の別の例における斜視図。
【図１３】本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の斜視図。
【図１４】本発明の実施の形態１における図１３の図２のＹ−Ｙの縦断面図に相当する図。
【図１５】本発明と従来の空気調和機の室内機における、通風抵抗が最小時の風向変更ベーン角度と冷房時での風向変更ベーン角度における騒音値差△ＳＰＬを風量Ｑを変更したときの変化を示した図。
【図１６】本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の図３に相当する縦断面図。
【図１７】本発明の実施の形態１における多段折り曲げ形態の熱交換器と円弧形態の熱交換器での風量Ｑに対する騒音値の変化を示した比較図。
【図１８】本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の水平断面図。
【図１９】本発明の実施の形態１における図１８の空気調和機の室内機におけるファンモータに、両軸タイプを用いた例を示した水平断面図。
【図２０】本発明の実施の形態１における空気調和機の室内機の斜視図。
【図２１】本発明の実施の形態１における図２０の水平断面図。
【図２２】本発明の実施の形態１における図２０のＸ−Ｘにおける縦断面図。
【図２３】本発明の実施の形態１における図２０のＹ−Ｙにおける縦断面図。
【図２４】本発明の実施の形態１における吹出口が空気調和機の室内機本体の正面部の吸込グリルに対し正面に突出した場合と突出しない場合における風量Ｑと騒音値ＳＰＬの関係を示した図。
【図２５】本発明の実施の形態１における空気調和機の水平断面図。
【図２６】本発明の実施の形態１における図２５の縦断面図。
【図２７】本発明の実施の形態１における冷凍サイクルの構成説明図。
【図２８】従来の貫流ファンを搭載した空気調和機の縦断面図。
【図２９】別の従来の空気調和機の室内機の斜視図。
【図３０】従来の空気調和機の図２７の横断面図。
【図３１】従来の空気調和機の図２７の縦正面断面図。
【図３２】従来の空気調和機に使用する貫流ファン、プロペラファンの風量Ｑに対する静圧Ｐｓの関係を示した図。
【図３３】従来の空気調和機のうなり音発生時における周波数特性図。
【図３４】従来の空気調和機のプロペラファンの吸込風速分布を示した概要図。
【符号の説明】
１空気調和機本体、１ａ背面壁、１b 背面部、１c 上面部、１ｄ正面部、２熱交換器、３ドレンパン、４吹出口、４ａ下部吹出口、４ｂ上部吹出口、４c側部吹出口、５風向変更ベーン、５ａ左右ベーン、５ｂ上下ベーン、６ファンモータ、６ａシャフト、７吸込グリル、７ａ下部吸込グリル、８プロペラファン、９円錐台状部材、１０仕切板、１１ベルマウス、１２吹出し側スクロールケーシング、１３吹出側風路、１４ハウジング、１５パネル、１６フィルタ、１６ａ下部吸込グリル用フィルタ、１７貫流ファンの羽根車、１７ａ羽根、１９ノーズ部、２０循環流、２１電子基板、２２開閉プレート、２３バイパス抑制部材、２４ゴムジョイント、５１モーターサポート、５２本体取り付け部、５３表示部、５４カセット容器、５５熱伝達管、１００部屋の壁、１０１部屋の天井面、Ａプロペラファンの回転方向、Ｏ回転軸中心、Ｓプロペラファンと熱交換器の間の隙間の距離、ｔ空気調和機の室内機本体の背面壁と熱交換器間の距離。

Claims

室内の壁に据え付けられる壁掛け構造の室内機本体と、
この室内機本体の横方向の両端部付近に所定の間隔をあけて相対して配置されるとともに、一方は正回転方向の形状、他方が逆回転方向の形状を有して、同一の回転方向に回転して、吸い込んだ室内空気をそれぞれ前記室内機本体の側面方向へ吹き出す一組のプロペラファンと、
前記一組のプロペラファンのそれぞれの外周を含んで前記プロペラファンの吸い込み側を覆うように前記一組のプロペラファンに下方を除いて跨って配設され、前記一組のプロペラファンが吸い込んだ室内空気を冷したり暖めたりする熱交換器と、
前記熱交換器の内周側空間で、前記一組のプロペラファンの間に配置され、横方向両方にシャフトが延びて前記一組のプロペラファンをそれぞれ同一の回転方向に回転させる両軸タイプのファンモータと、
前記室内機本体の両端部にそれぞれ位置し、前記室内機本体の正面から下面にかけて縦方向に細長く開口し、前記熱交換器で冷やされたり暖められたりして前記熱交換器の内周側の空間を通って前記プロペラファンから吹き出された前記室内空気を室内に吹き出す一組の吹出口と、
前記室内機本体の両端部に設けられ、前記一組の吹出口のそれぞれへ向かう吹出側風路を形成して、前記プロペラファンから吹き出された前記室内空気を前記吹出口へ集めるスクロールケーシングと、
前記一組の吹出口の間で前記室内機本体の正面と上面とに設けられ、前記熱交換器を通過させるための室内空気を吸い込む吸込口と、
前記一組の吹出口の間で前記吹出口よりも奥側の位置にて前記室内機本体の下面に設けられ、前記室内機本体の下部から前記熱交換器を通過させるための室内空気を吸い込む下部吸込口と、
を備えたことを特徴とする空気調和機の室内機。
室内の壁に据え付けられる壁掛け構造の室内機本体と、
この室内機本体の横方向の両端部付近に所定の間隔をあけて相対して配置されるとともに、一方は正回転方向の形状、他方が逆回転方向の形状を有して、同一の回転方向に回転して、吸い込んだ室内空気をそれぞれ前記室内機本体の側面方向へ吹き出す一組のプロペラファンと、
前記一組のプロペラファンのそれぞれの外周を含んで前記プロペラファンの吸い込み側を覆うように前記一組のプロペラファンに下方を除いて跨って配設され、前記一組のプロペラファンが吸い込んだ室内空気を冷したり暖めたりする熱交換器と、
前記熱交換器の内周側空間で、前記一組のプロペラファンの間に配置され、横方向両方にシャフトが延びて前記一組のプロペラファンをそれぞれ同一の回転方向に回転させる両軸タイプのファンモータと、
前記室内機本体の両端部にそれぞれ位置し、前記室内機本体の正面から下面にかけて縦方向に細長く開口し、前記熱交換器で冷やされたり暖められたりして前記熱交換器の内周側の空間を通って前記プロペラファンから吹き出された前記室内空気を室内に吹き出す一組の吹出口と、
前記室内機本体の両端部に設けられ、前記一組の吹出口のそれぞれへ向かう吹出側風路を形成して、前記プロペラファンから吹き出された前記室内空気を前記吹出口へ集めるスクロールケーシングと、
前記一組の吹出口の間で前記室内機本体の正面と上面とに設けられ、前記熱交換器を通過させるための室内空気を吸い込む吸込口と、
前記一組の吹出口の間で前記吹出口よりも奥側の位置にて前記室内機本体の下面に設けられ、前記室内機本体の下部から前記熱交換器を通過させるための室内空気を吸い込む下部吸込口と、を備え、
前記一組の吹出口のそれぞれが、前記室内機本体の正面に設けられた前記吸込口よりも正面方向に突出していることを特徴とする空気調和機の室内機。
前記室内機本体が横方向に複数連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和機の室内機。