JP6508465B2 - ダクト型空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、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ダクト型空気調和機に関し、さらに詳しく言えば、送風機から熱交換器に向かって吹き出される空気流を整流する技術に関する。

空気調和機の１つとして、ダクト型空気調和機がある（例えば、特許文献１参照）。図１０に示すように、ダクト型空気調和機１Ａは、内部に熱交換器３や送風機４を収納した室内機ユニット２を有し、この室内機ユニット２は、天井スラブＳと天井パネルＰとの間に形成された空間に吊り下げボルトＢを介して吊り下げて保持される。

ダクト型空気調和機１を設置するにあたっては、天井パネルＰの所定箇所に空気吸込グリル５と空気吹出グリル７とが設けられ、室内機ユニット２の送風機４側の空気吸込口（図１０では右側面側）に吸込ダクト６を介して空気吸込グリル５が接続され、熱交換器３側の空気吹出口（図１０では左側面側）には送風ダクト８と吹出チャンバ装置９を介して空気吹出グリル７が接続される。

送風機４の運転に伴って、空気吸込グリル５から室内空気が吸い込まれ、吸込ダクト６を介して室内機ユニット２に導かれ、熱交換器３にて冷媒と熱交換され、熱交換された調和空気（冷気もしくは暖気）は、送風ダクト８および吹出チャンバ装置９を通って空気吹出グリル７より室内に向けて吹き出される。

このダクト型空気調和機１によれば、天井パネルＰに設けられるのは空気吸込グリル５と空気吹出グリル７だけで、室内機ユニット２や吸込ダクト６、送風ダクト８等のダクト類は天井パネルＰによって隠されるため、天井面の美観をよくすることができる。

特開２０１０−１１７１１０号公報

図１１を併せて参照して、この種のダクト型空気調和機１において、室内機ユニット２の筐体内は、仕切板２Ａによって熱交換器３が収納される熱交換器室３Ａと、送風機４が収納される送風機室４Ａとに区画されており、送風機４には、反対方向に引き出された２つの出力軸４１ａ，４１ｂを有する両軸のファンモータ４１と、その出力軸４１ａ，４１ｂに連結されるシロッコファン４２とを備えている。

図示の例では、シロッコファン４２は４２ａ〜４２ｄの４台で、そのうちの１台４２ａがファンモータ４１の一方の出力軸（図１１では右側）４１ａに連結され、残りの３台４２ｂ〜４２ｄが他方の出力軸（図１１では左側）４１ｂに同軸に連結されている。

各シロッコファン４２（４２ａ〜４２ｄ）は、仕切板２Ａに沿って配置されており、詳しくは図示されていないが、仕切板２Ａには、各シロッコファン４２ごとに連通孔が設けられており、各シロッコファン４２による吹出空気が、それら連通孔から熱交換器室３Ａに向けて供給され、熱交換器３で冷媒と熱交換される。

ところで、仕切板２Ａに設けられる連通孔のうち、ファンモータ４１の両側に配置される２つの連通孔（図１１の例では、シロッコファン４２ａ用の連通孔とシロッコファン４２ｂ用の連通孔）の間隔は、ファンモータ４１の設置スペース分だけ、他の連通孔間の間隔よりも広い。

そのため、図１１に示すように、熱交換器３が仕切板２Ａの近くに配置された場合は、各連通孔から熱交換器室３Ａ内に吹き出された空気は拡がる前に熱交換器３に当たるため、仕切板２Ａを挟んでファンモータ４１と対応する部分の空間Ａ（図１１においてハッチングで示す部分）を流れる空気は他の部分と比べて少なくなり、風速が不均一となる。

また、吹き出された空気の一部は熱交換器３を通過できずに、図１１の矢印Ｆで示すように、熱交換器３の表面に沿って流れることがある。このような現象が生ずると、熱交換効率が低下するばかりでなく、時として風切り音（例えば「ヒュルヒュル」といった笛吹き音に似た異音）が生じることもある。

そこで、本発明の課題は、ファンモータの設置スペースに起因する風速の不均一を改善し熱交換効率を高めたダクト型空気調和機を提供することにある。さらに、異音の発生を抑制したダクト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、前面に空気吹出口を有し、後面に空気吸込口を有する直方体形状の筐体を備え、上記筐体の内部が、仕切板によって熱交換器を収納する上記空気吹出口側の熱交換器室と、送風機ユニットを収納する上記空気吸込口側の送風機室とに区画されており、上記送風機ユニットには、出力軸を有するファンモータと、上記ファンモータの上記出力軸に連結され、上記仕切板に沿って配置される送風ファンとが含まれ、上記仕切板には、上記送風ファンに合わせ上記送風機室と上記熱交換器室とを連通する連通孔が設けられており、上記ファンモータの隣に位置する上記連通孔には、上記送風ファンから上記熱交換器に向けて送風される空気流の一部を、上記仕切板を挟んで上記ファンモータと対向する空間に向かって吹き出す分岐空気流とする導風手段が設けられているダクト型空気調和機において、
上記導風手段は、上記連通孔の一部分と連通する開口部を有するベース板と、上記ベース板の上記開口部の両側から互いに平行に立設された一対のガイドフィンとを有し、上記各ガイドフィンには、吹出空気流の流れ方向と平行な平板状に形成された基端部と、上記基端部から下流側に向かって所定角度で傾斜された傾斜部とが設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、上記送風ファンから上記熱交換器に向けて送風される空気流の一部を、記仕切板を挟んで上記ファンモータと対向する空間に向けて吹き出す分岐空気流とする導風手段を設けたことにより、ファンモータの設置スペースに起因する風速の不均一を改善し熱交換効率を高めることができるとともに、笛吹き音等の異音の発生を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係るダクト型空気調和機が備える室内機ユニットを示す底面側斜視図。 上記室内機ユニットから熱交換器室底板と送風機室底板とを取り外した状態を示す底面側斜視図。 熱交換器室側から送風機室側を見た状態を示す分解斜視図。 図３の第１連通孔と第２連通孔の周囲を拡大した部分拡大斜視図。 第１導風ユニットの（ａ）正面図、（ｂ）背面図および（ｃ）Ａ−Ａ線断面図。 第２導風ユニットの（ａ）正面図、（ｂ）背面図および（ｃ）Ｂ−Ｂ線断面図。 上記室内機ユニットから天板を取り外した状態を示す底面図。 導風ユニットによる分岐空気流の好ましい吹出角度を示す模式図。 本発明の第２実施形態に係るダクト型空気調和機の構成を説明する模式図。 従来のダクト型空気調和機の構成を説明する模式図。 上記従来のダクト型空気調和機における天板を取り外した状態を示す上面図。

次に、図１ないし図９を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されない。

図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るダクト型空気調和機の室内機ユニット２は、直方体形状の筐体１０を備えている。筐体１０は、長方形状の天板１１と、天板１１の両側辺のそれぞれとほぼ直角をなすように設けられた側面板１２ａ，１２ｂと、側面板１２ａ，１２ｂの天板１１とは反対側の端部間に取り付けられる熱交換器室底板１３および送風機室底板１４とを備え、前面側と後面側は開口されている。なお、筐体１０の組立は、天板１１を底にして、後述する各部品を組み付けて、最後に熱交換器室底板１３と送風機室底板１４を組み付ける。また、設置するときには天板１１が上になるように天地逆にする。よって、説明の便宜上、図１において筐体１０は天地が逆様として示されている（図２も同様）。

図２を併せて参照して、筐体１０は、その内部が仕切板２０によって熱交換器１５を収納する熱交換器室ＨＣと、送風機ユニット１６を収納する送風機室ＦＣとに区画されており、筐体１０の熱交換器室ＨＣ側の前面１０ａには、調和空気を吹き出す空気吹出口１７が形成されており、送風機室ＦＣ側の後面１０ｂには、室内空気を筐体１０内に取り込む空気吸込口１８が形成されている。

筐体１０は、天板１１を上側、熱交換器室底板１３および送風機室底板１４を下側（底面側）として、先の図１０に示したように、天井スラブＳと天井パネルＰとの間に形成された空間内に吊りボルトを介して保持され、空気吸込口１８と空気吸込グリル５とが吸気ダクト６を介して連結され、空気吹出口１７と空気吹出グリル７とが送風ダクト８および吹出チャンバ装置９を介して連結される。図示していないが、この室内機ユニット２は、冷媒配管を介して室外機ユニットに接続される。

筐体１０の送風機室ＦＣの側面（図１では右側面）には、電装品箱１９が設けられている。電装品箱１９は、内部に電源ユニットや回路基板（ともに図示しない）が収納されており、内部に水が入り込まないように周囲が防水シールされている。電装品箱１９は、固定フレーム４０とともに天板１１にネジ止めされている。

天板１１は、板金製で筐体１０の天面を覆い、その両側辺には、室内機ユニット２を、図示しない吊りボルトを介して天井スラブに吊り下げるための吊り金具１１１が左右２箇所ずつ（合計４箇所）設けられている。

側面板１２ａ，１２ｂは、板金製で筐体１０の側面を覆い、天板１１と仕切板２０の側面にネジ止めされている。

熱交換器室底板１３と送風機室底板１４は、筐体１０の底面に配置され、メンテナンス時に取り外される。熱交換器室底板１３と熱交換器１５との間にはドレンパン５０が配置されている。

この実施形態において、熱交換器１５には、板状に形成された２つのフィン型熱交換器の各一端を互いに突き合わせて連結し、各他端側を所定距離離して「横向きＶ字型」とした熱交換器が用いられ、その連結部（Ｖの字の頂部）側が空気吹出口１７を向くように配置されている（図１０参照）。

図３、図４および図７を参照して、送風機ユニット１６は、反対方向に引き出された２つの出力軸１６２（１６２ａ，１６２ｂ）を有する両軸のファンモータ１６１と、このファンモータ１６１によって駆動され、仕切板２０に沿って配置される複数台の送風ファンを備える。この実施形態で送風ファンはシロッコファン１６３であり、シロッコファン１６３は１６３ａ〜１６３ｄの４台で、そのうちの１台１６３ａがファンモータ１６１の一方の出力軸１６２ａに連結され、残りの３台１６３ｂ〜１６３ｄが他方の出力軸１６２ｂに同軸に連結されており、シロッコファン１６３ａとシロッコファン１６３ｂがファンモータ１６１の左右の隣に位置している。

ファンモータ１６１は、Ｌ字状のモータマウンタ２７を介して仕切板２０から天板１１にかけて支持されている。

シロッコファン１６３（１６３ａ〜１６３ｄ）は、中心にファンモータ１６１の出力軸１６２に連結される回転軸を有するとともに、円周方向に沿って多数のファンブレードを有する円筒状のファン本体１６４を備え、ファン本体１６４の外周にはファンケーシング１６５が設けられている。

ファンケーシング１６５は、シロッコファン１６３の外周面を囲むケーシング本体１６６と、ケーシング本体１６６の一部分からファン本体１６４の接線方向に沿って延設された空気吹出部１６７とを備えている。ケーシング本体１６６の両側面には、空気吸込口１６８が開口されている。

仕切板２０には、熱交換器室ＨＣと送風機室ＦＣとを連通させる連通孔２６がシロッコファン１６３に対応させて設けられている。この実施形態において、シロッコファン１６３は４台であることから、この数に合わせて仕切板２０には４つの連通孔２６（２６ａ〜２６ｄ）が設けられている。

各連通孔２６は、仕切板２０の一部を例えば長方形状に切り欠いて形成され、そこにケーシング本体１６５の空気吹出部１６７が合致するように配置されている。この実施形態において、空気吹出部１６７の上端に仕切板２０に対する係止爪１６７ａが設けられており、ファンケーシング１６５は、その係止爪１６７ａを仕切板２０に引っ掛けた状態で仕切板２０の送風機室ＦＣ側の側面にネジ止めされる。連通孔２６から熱交換器室ＨＣ内に吹き出された空気は、熱交換器１５に近づくにつれて拡がり、熱交換器１５全体に当たるようになっている。

ところが、各連通孔２６は等間隔の配置ではなく、図３に示すように、ファンモータ１６１の両隣に配置される２つの連通孔（図３において、シロッコファン１６３ａ用の第１連通孔２６ａとシロッコファン１６３ｂ用の第２連通孔２６ｂ）の間隔は、ファンモータ１６１の設置スペース分だけ、他の連通孔２６間の間隔よりも広いため、各連通孔２６ａ，２６ｂから熱交換器室ＨＣ内に吹き出された空気は、拡がる前に熱交換器１５に当たるため、仕切板２０を挟んでファンモータ１６１と対応する部分の空間Ａ（図７においてハッチングで示す部分）を流れて熱交換器１５に達する空気は他の部分と比べて少なくなる。この結果、熱交換器１５に当たる空気の風速が不均一となり熱交換効率が低下する。

そこで、この実施形態では、図７に示すように、第１連通孔２６ａと第２連通孔２６ｂのファンモータ１６１の側に、これら第１および第２連通孔２６ａ，２６ｂから熱交換器１５に吹き出された空気の一部を分岐空気流として、第１連通孔２６ａと第２連通孔２６ｂとの間の空間Ａに向けて案内する導風手段３０が設けられている。

すなわち、一方の第１連通孔２６ａ側には、シロッコファン１６３ａにより第１連通孔２６ａから吹き出された空気の一部を分岐空気流Ｆａとしてファンモータ１６１側に導く一方の導風手段３０としての第１導風ユニット３０ａが設けられている。

同様に、他方の第２連通孔２６ｂ側にも、シロッコファン１６３ｂにより第２連通孔２６ｂから吹き出された空気の一部を分岐空気流Ｆｂとしてファンモータ１６１側に導く他方の導風手段３０としての第２導風ユニット３０ｂが設けられている。

なお、第１導風ユニット３０ａと第２導風ユニット３０ｂは、それぞれ、第１および第２連通孔２６ａ，２６ｂのファンモータ１６１側の縁に配置される。すなわち、図４において、第１導風ユニット３０ａは第１連通孔２６ａの左端に配置され、第２導風ユニット３０ｂは第２連通孔２６ｂの右端に配置される。

図５を参照して、第１導風ユニット３０ａは、第１連通孔２６ａの縁に沿って配置されるベース板３１と、ベース板３１の一端（図５（ａ）では右端）から熱交換器室ＨＣ内に向けて突設された導風部３２とを備えている。

ベース板３１には、第１導風ユニット３０ａを仕切板２０にネジ止めするためのネジ止め孔３１１，３１１がこの例では２箇所設けられている。図５（ｂ）に示すように、ベース板３１の裏面には、上記係止爪１６７ａがベース板３１に干渉しないようにするための凹部３１２が設けられている。

導風部３２は、第１連通孔２６ａに通ずる縦長長方形状の開口部３３を有し、開口部３３の互いに対向する長辺には、第１ガイドフィン３４および第２ガイドフィン３５が対として設けられている。これにより、第１ガイドフィン３４と第２ガイドフィン３５との間の空間に分岐空気流路が形成される。

第１および第２ガイドフィン３４，３５は、吹出空気流の流れ方向と平行な平板状に形成された基端部３４ａ，３５ａと、同基端部３４ａ，３５ａから下流側に向かって所定角度で傾斜された傾斜部３４ｂ，３５ｂとが設けられている。

第１および第２ガイドフィン３４，３５の各傾斜部３４ｂ，３５ｂは、第１連通孔２６ａから吹き出される空気の一部を分岐空気流として上記空間Ａの中心方向（図５（ｃ）では左斜め下方向）に向かわせるように上記所定角度は設定される。

次に、図６を参照して、第２導風ユニット３０ｂは、第２連通孔２６ｂの縁に沿って配置されるベース板３１と、ベース板３１の一端（図６（ａ）では左端）から熱交換器室ＨＣ内に向けて突設された導風部３２とを備えている。なお、上述した第１導風ユニット３０ａと同一もしくは同一と見なされる箇所には同じ参照符号を付す。

ベース板３１には、第２導風ユニット３０ｂを仕切板２０にネジ止めするためのネジ止め孔３１１，３１１がこの例では２箇所設けられている。図６（ｂ）に示すように、ベース板３１の裏面には、上記係止爪１６７ａがベース板３１に干渉しないようにするための凹部３１２が設けられている。

導風部３２は、第２連通孔２６ｂに通ずる縦長長方形状の開口部３３を有し、開口部３３の互いに対向する長辺には、第１ガイドフィン３４および第２ガイドフィン３５が対として設けられている。これにより、第１ガイドフィン３４と第２ガイドフィン３５との間の空間に分岐空気流路が形成される。

第１および第２ガイドフィン３４，３５は、吹出空気流の流れ方向と平行な平板状に形成された基端部３４ａ，３５ａと、同基端部３４ａ，３５ａから下流側に向かって所定角度で傾斜された傾斜部３４ｂ，３５ｂとが設けられている。

第１および第２ガイドフィン３４，３５の各傾斜部３４ｂ，３５ｂは、第２連通孔２６ｂから吹き出される空気の一部を分岐空気流Ｆａ，Ｆｂとして上記空間Ａの中心方向（図６（ｃ）では右斜め下方向）に向かわせるように上記所定角度は設定される。

これによれば、図７に示すように、一方の第１連通孔２６ａから熱交換器室ＨＣに向けて吹き出された空気の一部は、第１導風ユニット３０ａにより分岐空気流Ｆａとして左斜め下の空間Ａに向けて吹き出され、また、他方の第２連通孔２６ｂから熱交換器１５に向けて吹き出された空気の一部は、第２導風ユニット３０ｂにより分岐空気流Ｆｂとして右斜め下の空間Ａに向けて吹き出される。その結果、熱交換器１５全体に空気が流れるようになり、風速の不均一が改善されるため、熱交換効率が向上する。また、空間Ａに向かって吹き出された空気の多くが熱交換器１５を通過するため、熱交換器１５の表面に沿って空気が流れることによって発生する異音も抑制される。

なお、第１および第２連通孔２６ａ，２６ｂからの吹出空気の各一部を、第１導風ユニット３０ａと第２導風ユニット３０ｂとにより分岐空気流として上記空間Ａに向かわせるにあたって、図８に示すように、第１連通孔２６ａ側からの分岐空気流Ｆａと第２連通孔２６ｂ側からの分岐空気流Ｆｂとが熱交換器３の連結部Ｊ付近でまで届くように各分岐空気流の向きを調整することが好ましい。

上記第１実施形態において、ファンモータ１６１は両軸ファンモータが用いられているが、片軸ファンモータを用いた態様にも本発明を適用することができる。すなわち、図９に示すように、本発明の第２実施形態に係るダクト型空気調和機１Ｂは、ファンモータ１６１ｃとして１つの出力軸１６２ｃを有する片軸ファンモータが用いられており、その出力軸１６２ｃには、シロッコファン１６３ｅが取り付けられている。この実施形態において、シロッコファン１６３ｅは出力軸１６２ｃに１つ接続されているが、複数設けられていてもよい。

仕切板２０には、シロッコファン１６３ｅに合わせて第３連通孔２６ｃが設けられており、第３連通孔２６ｃのファンモータ１６１ｃ側の縁には、第３導風ユニット３０ｃが取り付けられている。第３導風ユニット３０ｃは、上述した第１実施形態の第２導風ユニット３０ｂと同じ形状であるため、その説明は省略する。

これによれば、第３連通孔２６ｅから熱交換器１５に向けて吹き出された空気の一部は、第３導風ユニット３０ｃにより分岐空気流Ｆｃとして右斜め下の空間Ａに向けて吹き出される。その結果、熱交換器１５全体に空気が流れるようになり、風速の不均一が改善されるため、第１実施形態と同様に熱交換効率が向上し、異音の発生も抑制される。このような態様も本発明に含まれる。

１，１Ｂ ダクト型空気調和機
２ 室内機ユニット
１０ 筐体
１１ 天板
１２ａ，１２ｂ 側面板
１３ 熱交換器室底板
１４ 送風機室底板
１５ 熱交換器
１６ 送風機ユニット
１７ 空気吹出口
１８ 空気吸込口
１９ 電装品箱
２０ 仕切板
２２ 受け板部
２３ 第１ネジ止め部
２４ 第２ネジ止め部
２５ 凹部
２６ 連通孔
２６ａ 第１連通孔
２６ｂ 第２連通孔
３０ 導風手段
３０ａ 第１導風ユニット
３０ｂ 第２導風ユニット
３０ｃ 第３導風ユニット
３１ 取付フレーム
３２ 導風部
３３ 開口部
３４ 第１ガイドフィン
３５ 第２ガイドフィン
４０ 固定フレーム
５０ ドレンパン
ＦＣ 送風機室
ＨＣ 熱交換器室

Claims (1)

1. 前面に空気吹出口を有し、後面に空気吸込口を有する直方体形状の筐体を備え、上記筐体の内部が、仕切板によって熱交換器を収納する上記空気吹出口側の熱交換器室と、送風機ユニットを収納する上記空気吸込口側の送風機室とに区画されており、上記送風機ユニットには、出力軸を有するファンモータと、上記ファンモータの上記出力軸に連結され、上記仕切板に沿って配置される送風ファンとが含まれ、上記仕切板には、上記送風ファンに合わせ上記送風機室と上記熱交換器室とを連通する連通孔が設けられており、上記ファンモータの隣に位置する上記連通孔には、上記送風ファンから上記熱交換器に向けて送風される空気流の一部を、上記仕切板を挟んで上記ファンモータと対向する空間に向かって吹き出す分岐空気流とする導風手段が設けられているダクト型空気調和機において、
   上記導風手段は、上記連通孔の一部分と連通する開口部を有するベース板と、上記ベース板の上記開口部の両側から互いに平行に立設された一対のガイドフィンとを有し、上記各ガイドフィンには、吹出空気流の流れ方向と平行な平板状に形成された基端部と、上記基端部から下流側に向かって所定角度で傾斜された傾斜部とが設けられていることを特徴とするダクト型空気調和機。

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