JP6575754B2 - 天井埋込型空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、天井埋込型空気調和機に関し、さらに詳しく言えば、ベルマウスの背面に生じる旋回流を抑制した天井埋込型空気調和機に関する。

天井埋込型空気調和機は、天井スラブと天井パネルとの間に形成された空間に埋設される直方体形状をなすケーシング本体を有し、ケーシング本体の底面には、空気吸込口と空気吹出口とを有し、化粧パネルが取り付けられる。

通常、空気吸込口は、化粧パネルの中央に配置され、その周りに長方形状をなす空気吹出口が配置されている。また、化粧パネルの空気吸込口には、除塵フィルタを有する吸込グリルが設けられている。

ケーシング本体内には、その中央部分に送風機としてのターボファンが配置され、ターボファンの周りを囲むように熱交換器が配置されている。空気吸込口とターボファンとの間には、空気吸込口からケーシング本体内に取り込まれた空気をターボファンに案内するベルマウスが設けられている。

ベルマウスは、空気吸込口の形状に合致する外形を有する取付基部と、取付基部の中央からターボファンに向かって漸次縮径するラッパ状に形成された吸込案内部とを備えている。

ところで、吸い込まれた空気の一部が、ベルマウスの吸込案内部とターボファンとの間にできる隙間からベルマウスの裏面（背面側）に流れることがある。

そうすると、ベルマウスの背面側に滞留した空気がターボファンの回転に伴って、ベルマウスの裏面側に沿って旋回する、いわゆる旋回流が生じる。旋回流が生じると、騒音が生じ、また、ターボファンが安定して回転することを妨げるばかりでなく、熱交換器に流れる風量が減り、その分、空気の流れが悪くなり熱交換効率が低下する。

そこで、旋回流による熱交換効率の低下を改善するため、特許文献１では、ベルマウスの背面側にターボファンの半径方向に沿って延在する壁部を所定間隔で立設することにより、旋回流を壁部で遮り、旋回流が発生し難いようにしている。

一方、特許文献２に記載された発明では、ベルマウスの取付基部の空気吸込面側の一部分に、電装品箱に見合った大きさでケーシング本体の内方に向けて凹まされた収納部を形成し、その収納部内に電装品が納められた電装品箱を搭載するようにしている。

しかしながら、この電装品箱の収納部は、その底部裏面側がケーシング本体内に凸状に出っ張るため、他の部分に比べてターボファンとの間の空間が狭くなる。

そのため、その狭い空間に旋回流が流入する際に、騒音が発生することがある。特に、全体を薄型にした天井埋込型空気調和機では、それに伴って、電装品箱の収納部の底部裏面側とターボファンとの間の空間もより狭くなるため、笛吹き音のような大きな騒音が発生しやすくなる。

特開２０１３−３６４４４号公報 特開２００３−７４９００号公報

そこで、本発明の課題は、ベルマウスの裏面側に生ずる旋回流が電装品箱の収納部の底部とターボファンとの間の空間に流入し難いようにして、騒音の発生を抑えつつ、より高い熱交換効率を有する天井埋込型空気調和機を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、天井内に埋設されるケーシング本体と、上記ケーシング本体の底面に取り付けられ中央に空気吸込口を備えた化粧パネルとを有し、上記ケーシング本体内には、ターボファンと、上記ターボファンの周りに配置される熱交換器と、ベルマウスと、電装品箱とが配置されており、上記ベルマウスは、上記空気吸込口の形状に合わせて形成され上記ケーシング本体の底面側に取り付けられる取付基部と、同取付基部の中央から上記ターボファンに向かって漸次縮径するラッパ状に形成された吸込案内部と、上記取付基部の一部分に凹設された上記電装品箱の収納部を有し、上記電装品箱が上記収納部に搭載されている天井埋込型空気調和機において、
上記ターボファン側の上記収納部の底部の裏面側には、上記ターボファンの回転によって上記ベルマウスの背面に生ずる旋回流の上記底部の裏面側への流入を抑制する遮風板が設けられており、上記遮風板は薄板の突片でなり、上記底部の裏面と上記ターボファンの間の空間内に上記空間の高さよりも低い高さをもって配置される第１遮風部と、上記第１遮風部の端部から上記ベルマウスの外周に向かうにつれて漸次高さが高くなる第２遮風部とを備え、上記底部の裏面側の両端に配置されていることを特徴としている。

また、本発明には、上記ベルマウスの裏面のうち、上記収納部の底部を除く部分に、上記旋回流の発生を抑制するための整流板がさらに設けられる態様も含まれる。

本発明によれば、ベルマウスの取付基部の一部分に凹設された電装品箱の収納部を有し、収納部内に電装品箱を配置する天井埋込型空気調和機において、騒音が発生しないとともに、吹出の損失が抑えられ、より高い熱交換効率を有する天井埋込型空気調和機を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る天井埋込型空気調和機の斜視図。 図１の天井埋込型空気調和機のケーシング本体の斜視図。 上記ケーシング本体の内部構造を示す断面図。 ベルマウスの表面側（室内側に向けられる面）と電装品箱とを示す斜視図 ベルマウスの裏面側（ケーシング本体内に向けられる面）を示す斜視図。 ターボファンにベルマウスを取り付けた状態を示す図５のＹ方向から見た矢視図図。 旋回流の動きについて説明するベルマウスの背面斜視図。

次に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１〜図３に示すように、この天井埋込型空気調和機１は、天井スラブと天井パネルとの間に形成された空間に収納されるケーシング本体２を備えている。ケーシング本体２は、矩形状の天板２１と、同天板２１の各辺から下方に延在する４枚の第１〜第４側板２２ａ〜２２ｄとを有し、底面２０（図１では下面）が開放された直方体形状の箱形容器からなる。

この実施形態において、ケーシング本体２の４箇所の角部は面取りされており、その面取り部分に図示しない吊下ボルトを固定する吊下金具２５が設けられている。ケーシング本体２の中央には、空気吸込通路２３が形成されており、空気吸込通路２３の四辺を囲むように空気吹出通路２４が形成されている。

ケーシング本体２の底面２０には、化粧パネル３が吊下金具２５にネジで取り付けられている。化粧パネル３は、中央にケーシング本体２の空気吸込通路２３に連通する四角形状の空気吸込口３１を有し、空気吸込口３１を覆うように吸込グリル４が設けられている。空気吸込口３１の周りには、長方形状をなす空気吹出口３２が、空気吸込口３１の各辺に沿って４箇所に配置されている。空気吹出口３２は空気吹出通路２４に連通している。

各空気吹出口３２には、それぞれ上下風向板３２１が設けられている。この上下風向板３２１は、図示しない回動手段によって運転時に所定角度に開かれる。

ケーシング本体２の内部には、送風ファンとしてのターボファン５と、熱交換器６とが収納されており、空気吸込口３１からターボファン５に至る空気吸込通路２３には、空気吸込口３１から吸い込まれた空気をターボファン５に導くベルマウス７が配置されている。

ターボファン５は、天板２１のほぼ中央に配置されるファンモータ５１と、ファンモータ５１の回転軸５１１に固定されるハブ５２１を有する主板５２と、主板５２に対して回転軸５１１の軸線方向に対向させて配置されるシュラウド５３と、主板５２とシュラウド５３の間に配置される複数枚のブレード５４とを備えている。シュラウド５３の中央には、ベルマウス７の上端７２１をターボファン５内に配置するための開口部５３１が設けられている。

このターボファン５によれば、ファンモータ５１の回転に伴い、室内空気が空気吸込口３１からベルマウス７を通ってターボファン５内に吸い込まれ、ブレード５４により外周方向に向かって吹き出される。

この実施形態において、熱交換器６は、ターボファン５を取り囲むように四角枠状に配置される。

熱交換器６は、冷房運転と暖房運転とが可能な可逆式の冷凍サイクル回路を有する図示しない室外機に接続されており、冷房運転時には蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には凝縮器として機能して室内空気を加熱する。

熱交換器６の下端側には、熱交換器６で生成される結露水を受け止めるドレンパン８が設けられている。ドレンパン８は、熱交換器６の下端側が収納される樋部８１を有し、熱交換器６から滴下する結露水が樋部８１で受け止められ、例えば図示しないドレンポンプによって汲み上げられて室外に排水される。

図４を参照して、ベルマウス７は空気吸込口３１の形状に合わせて四角形状に形成された取付基部７１と、取付基部７１の中央部分からターボファン５に向かって漸次縮径するラッパ状に形成された吸込案内部７２とを備えている。この実施形態において、ベルマウス７は、取付基部７１のネジ孔７１ａでドレンパン８にネジ止めされている。

ベルマウス７の表面７Ａ（室内に向けられる側の面で、ケース本体２の底面２０に含まれる面でもある）側において、取付基部７１の一部には、電装品箱９を配置するための収納部７３が形成されている。

電装品箱９は、内部に基板や電装品（ともに図示しない）が収納される上面が開放された箱本体９１と、箱本体９１の上面に着脱可能に取り付けられる蓋９２とからなる。この実施形態において、箱本体９１は、第１および第２収納箱９１ａ，９１ｂを有し、それらが互いに直交するようなＬ字状に連結されている。

収納部７３は、取付基部７１の一部分をケーシング本体２の内方に向けて凹設され、電装品箱９の第１収納箱９１ａが収納される第１収納部７３ａと、電装品箱９の第２収納箱９１ｂが収納される第２収納部７３ｂとを有し、電装品箱９の形状に合わせてＬ字状に形成されている。

図５および図６を参照して、上記したように、収納部７３がベルマウス７の表面７Ａ側からケース本体２の内方に凹設されるのに伴って、ベルマウス７の裏面（背面）７Ｂ側では、収納部７３の底部７３１が台座状の凸部として出っ張る。そのため、収納部７３を持たない取付基部７１の裏面とシュラウド５３の下端５３２との間の空間Ｆに比べて、底部７３１の裏面とターボファン５のシュラウド５３の下端５３２との間の空間Ｇが狭い間隔をもって対向することになる。

先にも説明したように、吸い込まれた空気の一部がベルマウス７の吸込案内部７２とターボファン５との間にできる隙間Ｓからベルマウス７の背面７Ｂ側に流れ込み、ターボファン５の回転によりベルマウス７の吸込案内部７２の裏面側に沿って旋回流Ｃが発生するが、その旋回流Ｃが空間Ｇに流入すると、笛吹き音のような大きな騒音が発生することがある。

そこで、本発明では、底部７３１の裏面とターボファン５のシュラウド５３の下端５３２との間の狭い空間Ｇに旋回流Ｃの流入を抑制するための遮風板７６を備えている。この実施形態において、遮風板７６は薄板の突片でなり、収納部７３の底部７３１の裏面側の両端７３２に配置されている。

遮風板７６は、収納部７３の底部７３１の裏面端部の２箇所に立設されており、上記空間Ｇ内に空間Ｇの高さＨ（下端５３２と底部７３１との間の距離）よりも低い高さｈをもって配置される第１遮風部７６１と、第１遮風部７６１の端部からベルマウス７の外周に向かうにつれて漸次高さが高くなる三角形状の第２遮風部７６２とを備えている。なお、第２遮風板７６２の高さは、シュラウド５３の下端５３２から外周にかけて接触しないように配置されていればよい。

この実施形態において、遮風板７６は、収納部７３の底部７３１の両端７３２に設けられているが、遮風板７６は、収納部７３の底部７３１の両端７３２のうち、少なくとも旋回流が流入する上流側の端部７３２ａに設けられていれば空間Ｇに入り込む旋回流の多くを防ぐことができる。

また、この実施形態では、図５に示すように、ベルマウス７の吸込案内部７２の裏面側には、旋回流の発生を抑制するための整流板７５が設けられている。

整流板７５は、ベルマウス７の取付基部７１の裏面７Ｂ側から垂直に延在する第１整流辺７５１と、第１整流辺７５１の上端から吸込案内部７２の上縁７２１に向かって水平に延在する第２整流辺７５２とを有する板状に形成されていることが好ましい。この実施形態において、整流板７５は、取付基部７１の裏面７Ｂの収納部７３の底部７３１を除く部分に９０°間隔で２箇所に設けられている。

図７を参照して、上記した構成によれば、遮風板７６により、収納部７３の底部７３１の裏面とターボファン５のシュラウド５３との間の狭い空間Ｇへの旋回流の流入が抑制されるため、笛吹き音のような大きな騒音の発生が防止される。

また、整流板７５をさらに設けることにより、旋回流の発生が効果的に抑制されるとともに、旋回流が発生したとしても、整流板７５と遮風板７６とにより、旋回流は熱交換器６側に向きが変えられるため、風量損失が低減され、熱交換効率が高められる。

この実施形態において、電装品箱９および収納部７３はＬ字状に形成されているが、これ以外にＩ字状（直線状）や、くの字状であってもよく、収納部７３の裏面に遮風板７６が設けられていればよい。

以上説明したように、本発明によれば、ベルマウスの取付基部の一部分に凹設された電装品箱の収納部を有し、収納部内に電装品箱を配置する天井埋込型空気調和機において、電装品箱の収納部の底部裏面側に、ターボファンの回転によってベルマウスの背面に生ずる旋回流の底部裏面側への流入を抑制するする遮風板を設けたことにより、騒音が発生しないとともに、吹出の損失が抑えられ、より高い熱交換効率を有する天井埋込型空気調和機を提供することができる。

１ 天井埋込型空気調和機
２ ケーシング本体
２１ 天板
２３ 空気吸込通路
２４ 空気吹出通路
３ 化粧パネル
３１ 空気吸込口
３２ 空気吹出口
４ 吸込グリル
５ ターボファン
６ 熱交換器
７ ベルマウス
７１ 取付基部
７２ 吸込案内部
７３ 収納部
７３１ 底部
７５ 整流板
７６ 遮風板
８ ドレンパン
９ 電装品箱
Ｃ 旋回流
Ｇ 空間

Claims (2)

1. 天井内に埋設されるケーシング本体と、上記ケーシング本体の底面に取り付けられ中央に空気吸込口を備えた化粧パネルとを有し、上記ケーシング本体内には、ターボファンと、上記ターボファンの周りに配置される熱交換器と、ベルマウスと、電装品箱とが配置されており、
   上記ベルマウスは、上記空気吸込口の形状に合わせて形成され上記ケーシング本体の底面側に取り付けられる取付基部と、同取付基部の中央から上記ターボファンに向かって漸次縮径するラッパ状に形成された吸込案内部と、上記取付基部の一部分に凹設された上記電装品箱の収納部を有し、上記電装品箱が上記収納部に搭載されている天井埋込型空気調和機において、
   上記ターボファン側の上記収納部の底部の裏面側には、上記ターボファンの回転によって上記ベルマウスの背面に生ずる旋回流の上記底部の裏面側への流入を抑制する遮風板が設けられており、
   上記遮風板は薄板の突片でなり、上記底部の裏面と上記ターボファンの間の空間内に上記空間の高さよりも低い高さをもって配置される第１遮風部と、上記第１遮風部の端部から上記ベルマウスの外周に向かうにつれて漸次高さが高くなる第２遮風部とを備え、上記底部の裏面側の両端に配置されていることを特徴とする天井埋込型空気調和機。
2. 上記ベルマウスの裏面のうち、上記収納部の底部を除く部分に、上記旋回流の発生を抑制するための整流板がさらに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の天井埋込型空気調和機。

Images