JP3554384B2 - 空気調和機の室内ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は除湿機能を備えた空気調和機の室内ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
室内を快適に空気調和する熱交換サイクルとしては、室内温度を下げないで相対湿度だけを低く保つようにする除湿機能を備えることが要求される。そのような場合には、室内ユニットの室内熱交換器に通された冷媒管の中途部に、冷媒の流れを絞る絞り機構と、この絞り機構を介さずに冷媒を流すバイパス機構とからなる除湿機能の切り換え手段を設けるようにしている。この切り換え手段は、通常、室内熱交換器の前面側に配設されている。
【０００３】
上記室内熱交換器は、上記切り換え手段よりも上流側の部分が凝縮器として機能し、下流側の部分が上記切り換え手段の切り換え操作によって蒸発器あるいは凝縮器として選択的に機能させることができるようになっている。つまり、上記絞り機構に冷媒を流して気化させれば、下流側の部分が蒸発器として機能するから除湿が行え、冷媒を絞り機構を介さずに流せば、上流側と同様、凝縮器として機能させることができる。
【０００４】
ところで、除湿を行うために、上記切り換え手段の絞り機構を機能させた場合、この絞り機構を構成する部品やその部品近傍の冷媒管にドレンが付着することが避けられない。上記部品は冷媒管とともに上記室内熱交換器の前面側に単に配置されているだけである。
【０００５】
そのため、その部品は、室内熱交換器の前面側から浮き上がり、その前面側に上記部品とともに配置された空気清浄フィルタに接触し易いため、上記部品に付着したドレンが上記フィルタを伝わって室内ユニット本体外部に滴下するということがあった。
【０００６】
また、ドレンの一部は、熱交換器を伝わらず、上記部品や配管から室内熱交換器の下端に対向配置されたドレンパンに直接滴下する。上記部品や配管からドレンパンに直接滴下するドレンは落差が大きくなるから、周囲に飛散し、室内ユニット本体外部に滴下するということがある。
【０００７】
また、冷媒を、上記切り換え手段の、とくに絞り機構に流す場合、その上流側で流れが乱れて流動音が発生し易いということがある。そこで、従来は上記冷媒管の絞り機構近傍の表面に防振ゴムを付着して騒音を吸収するということが行われていた。
【０００８】
しかしながら、防振ゴムを用いた消音は、騒音が冷媒管の表面から放射するのを遮るだけであるから、消音効果が低いということがあり、その消音を効果的に行うことが難しいということがあった。
【０００９】
また、冷媒を絞り機構あるいはバイパス機構のいずれかに選択的に流すためには上記バイパス機構に電磁式の二方弁を用い、その二方弁を開閉制御することで上記冷媒の流れ方向を制御するということが行われる。そのため、開閉動作時に騒音が発生するのが避けられないということがあった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の除湿機能を備えた室内ユニットにおいては、室内熱交換器の前面側に設けられた除湿機能の切り換え手段を構成する部品やその部品を接続した冷媒管に付着したドレンが上記室内熱交換器の前面側に配置されたフィルタを伝わって室内ユニットの外部に滴下したり、上記部品からドレンパンに直接落下することで周囲に飛散して室内ユニットの外部に滴下するということがあった。
【００１１】
また、冷媒が上記切り換え手段を流れる際に騒音が発生し易いということがあり、さらに切り換え手段に電動式の二方弁を用いると、開閉動作時に騒音が発生するということがあった。
【００１３】
この発明の目的は、冷媒の流れが乱れて騒音が発生するのを効率よく防止できるようにした空気調和機の室内ユニットを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１に記載された発明は、 除湿機能を有する空気調和機の室内ユニットにおいて、
室内ユニットの本体と、
フィンおよびこのフィンに通された冷媒管を有し、上記本体内に配設された室内熱交換器と、
上記冷媒管の中途部に設けられこの冷媒管を流れる冷媒の流れを絞る絞り機構および絞り機構を介さずに冷媒を流す機構を有する除湿機能の切り換え手段と、
上記冷媒管の上記絞り機構の上流側に設けられ内部に網目の大きさが異なる複数の網体がその網目の大きさの大きい順に冷媒の流れ方向上流側から下流側に沿って配置された消音器と
を具備したことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載された発明は、除湿機能を有する空気調和機の室内ユニットにおいて、
室内ユニットの本体と、
フィンおよびこのフィンに通された冷媒管を有し、上記本体内に配設された室内熱交換器と、
上記冷媒管の中途部に設けられこの冷媒管を流れる冷媒の流れを絞る絞り機構および絞り機構を介さずに冷媒を流す機構を有する除湿機能の切り換え手段と、
上記冷媒管の上記絞り機構の上流側に設けられ内部に孔径の異なる複数の多孔質部材がその孔径の大きさの大きい順に冷媒の流れ方向上流側から下流側に沿って配置された消音器と
を具備したことを特徴とする。
【００２８】
【作用】
この発明によれば、冷媒管の絞り機構の入り口側の部分に設けられた消音器で発生する騒音を低減することができる。
【００２９】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
図２は空気調和機の室内ユニット１を示し、この室内ユニット１は本体２を有する。この本体２の上面と前面とにはそれぞれグリル３が設けられた上面吸込口４ａと前面吸込口４ｂとが形成され、下面には吹出口５が形成されている。
【００３０】
上記本体２内には室内熱交換器６が設けられている。この室内熱交換器６は上部熱交換器部６Ａと下部熱交換器部６Ｂとがくの字状に屈曲されてなり、上記上部熱交換器部６Ａは所定の角度で傾斜して上記上面吸込口４ａに対向し、下部熱交換器部６Ｂはほぼ垂直な状態で前面吸込口４ｂに対向している。
【００３１】
上記下部熱交換器部６Ｂの下端部にはドレンパン７が配設され、上記室内熱交換器６の内面側には送風機８が配設されている。この送風機８が作動することで、図２に矢印で示すように、室内空気が上記上面吸込口４ａと前面吸込口４ｂとから吸引され、各吸込口に対向する室内熱交換器６の上部、下部熱交換器部６Ａ、６Ｂでそれぞれ熱交換し、上記吹出口５から室内に吹き出されるようになっている。
【００３２】
上記室内熱交換器６の各熱交換器部６Ａ、６Ｂはそれぞれアルミニウムからなるフィン１１を積層するとともにそのフィン１１に冷媒管１２を蛇行状に貫通させて形成されている。上部熱交換器部６Ａと下部熱交換器部６Ｂに通された冷媒管１２は連通しているとともに、その冷媒管１２の中途部は外部に導出されている。
【００３３】
図１に示すように、上記冷媒管１２の外部に導出された中途部は流出部１２ａと流入部１２ｂとをなし、この流出部１２ａと流入部１２ｂとには除湿機能の切り換え部１５が後述するごとく接続されている。
【００３４】
上記室内熱交換器６の上部熱交換器部６Ａの冷媒管１２の入口側となる一端には室内熱交換サイクルを形成する供給管２１が第１のコネクタ２２を介して接続されている。上部熱交換器部６Ａの冷媒管１２の他端である、上記流出部１２ａには第２のコネクタ２３を介して上記切り換え部１５の流入側に接続されている。この切り換え部１５の流出側は第３のコネクタ２４を介して上記流入部１２ｂに接続されている。
【００３５】
上記流入部１２ｂは上部熱交換器部６Ａの冷媒管１２の端部に接続され、その冷媒管１２の他端側は下部熱交換器部６Ｂを蛇行して外部に導出され、第４のコネクタ２５を介して室内熱交換サイクルを形成する戻り管２６に接続されている。
【００３６】
上記切り換え部１５は、一端を上記第２のコネクタ２３に接続し、他端を上記第３のコネクタ２４に接続したバイパス機構のバイパス回路を形成するバイパス管３１を有する。このバイパス管３１の中途部には電動式の二方弁３２が設けられている。
【００３７】
上記バイパス管３１の二方弁３２より第２のコネクタ２３側の部分からは絞り機構を形成する主管３３が分岐され、この主管３３の中途部には冷媒の流れ方向に沿って緩衝タンク３４、消音器３５およびキャピラリチュ−ブ３６が順次設けられ、バイパス管３１の二方弁３２より第３のコネクタ２４側の部分に接続するよう構成されている。したがって、上記流出部１２ａから第２のコネクタ２３を介して切り換え部１５に流入した冷媒は、上記二方弁３２が開放されていれば、バイパス管３１を流れて流入部１２ｂへ戻り、上記二方弁３２が閉じていれば、上記主管３３からキャピラリチュ−ブ３６を通って上記流入部１２ｂへ戻ることになる。
【００３８】
除湿運転の際には、上記供給管２１からは冷媒が上部熱交換器部６Ａの冷媒管１２に供給され、また上記二方弁３２は閉じられている。それによって、上部熱交換器部６Ａで冷媒が凝縮液化し、下部熱交換器部６Ｂではキャピラリチュ−ブ３６を介して冷媒が蒸発気化される。
【００３９】
したがって、室内空気は、上部熱交換器部６Ａによって加熱され、下部熱交換器部６Ｂによって冷却除湿されることになる。その結果、室内ユニット１に吸入される室内空気は一部が加熱され、残りが除湿され、これらがミックスされて吹き出されるため、温度低下することなく相対湿度が低下することになる。つまり、上部熱交換器部６Ａは加熱器として機能し、下部熱交換器部６Ｂは冷却器として機能することになる。
【００４０】
上記上部熱交換器部６Ａの外面（上面）には、その長手方向に沿って長いフィルタフレ−ム４１が設けられている。このフィルタフレ−ム４１は、図３乃至図５に示すように第１の収容部４２と第２の収容部４３とが一体に並設形成されてなる。
【００４１】
上記第１の収容部４２は、矩形状の枠部４４ａを有し、その長手方向両端部の下面に一対の溝部４４ｂが形成されていて、その溝部４４ｂには空気清浄用のフィルタ４５が両端部を着脱自在に挿入保持されるようになっている。
【００４２】
上記第２の収容部４３は、下面が開放し、切り換え部１５が設置されている上面部分がド−ム状の上部壁によって覆われ、下面は上部熱交換器部６Ａの外面に対向している。
【００４３】
上記第２の収容部４３のド−ム状の上部壁を形成する部分の長手方向一側壁は、第２の収容部４３と上記第１の収容部４２とを隔別する仕切部４６をなし、他側壁は一側壁に比べて長さ寸法が短い保持部４７をなしている。
【００４４】
さらに、図５に示すように第２の収容部４３の上部熱交換器部６Ａの傾斜方向下端側に位置する一側は、第２の収容部４３内で発生したドレンが外部に滴下するのを防止し、上部熱交換器部６Ａのフィン１１方向へガイドするドレンガイド部４８となっている。
【００４５】
それによって、第２の収容部４３内で発生したドレンは上記ドレンガイド部４８から上部熱交換器部６Ａのフィン１１および下部熱交換器部６Ｂのフィン１１を伝わってドレンパン７に滴下することになり、切り換え部１５から直接ドレンパン７へ滴下するのが防止される。
【００４６】
上記切り換え部１５は、図３および図５に示すようにフィルタフレ−ム４１の上記第２の収容部４３のド−ム状の上部壁形成部分に収容されている。そして、上記バイパス管３１に接続された流出管１２ａと流入管１２ｂとの端部は上記保持部４７に形成された凹部７４ａに係合して押圧保持される。その結果、上記切り換え部１５、とくに二方弁３２が上部熱交換器部６Ａの外面から浮き上がるのが規制されている。
【００４７】
また、仕切部４６によって第１の収容部４２と第２の収容部４３とが隔別されているため、第２の収容部４３に収容された切り換え部１５のバイパス管３１や二方弁３２に付着したドレンが第１の収容部４２に保持されたフィルタ４５に付着するのを防止できる。それによって、切り換え部１５で発生するドレンが上記フィイルタ４５を伝わって本体１の外部に滴下するのを防止できる。
【００４８】
上記二方弁３２は図６に示す制御回路５１によって開閉制御されるようになっている。この制御回路５１は交流電源５２に接続された整流器５３と、この整流器５３の出力側に接続された第１のコンデンサ５４からなる整流回路５５を有する。この整流回路５５の出力側には時定数回路５６が接続されている。この時定数回路５６は直列に接続された一対の抵抗５７と、一方の抵抗に並列に接続された第２のコンデンサ５８からなる。
【００４９】
上記一方の抵抗５７と第２のコンデンサ５８との間にはフォトカプラ５９が設けられている。このフォトカプラ５９はフォトトランジスタ６１と発光ダイオ−ド６２からなり、発光ダイオ−ド６２は一端に直流電圧が印加され、他端には抵抗６３を介して制御用トランジスタ６４が接続されている。この制御用トランジスタ６４のベ−スには制御装置６５からの制御信号が印加されるようになっている。それによって、上記発光ダイオ−ド６２に電流がながれて発光するから、フォトトランジスタ６１が通電状態になる。
【００５０】
上記整流回路５５の出力側には、直列に接続された上記二方弁３２の駆動用のコイル３２Ａ、駆動用トランジスタ６６および抵抗６７が上記一対の抵抗５７と並列に接続されている。なお、コイル３２Ａには逆起電力防止用のダイオ−ド６９が並列に接続されている。
【００５１】
上記駆動用トランジスタ６６のベ−スは抵抗７０を介して上記第２のコンデンサ５８およびフォトトランジスタ６１に接続されている。フォトトランジスタ６１が導通状態になると、ここを流れる電荷が第２のコンデンサ５８に蓄えられながら駆動用トランジスタ６６のベ−スに印加される。
【００５２】
それによって、駆動用トランジスタ６６が導通状態となるから、上記コイル３２Ａに電流が流れ、二方弁３２が開放方向に作動することになる。コイル３２Ａに流れる電流は、駆動用トランジスタ６６のベ−スに印加される電圧に比例する。このベ−スに印加される電圧は、フォトトランジスタ６１を流れる電流であり、その電荷は一部が第２のコンデンサ５８に蓄えられながら上記ベ−スに印加される。なお、二方弁３２はその弁がコイルばねにより閉止方向に弾性保持される構成となっている。
【００５３】
したがって、上記駆動用トランジスタ６６のベ−スに印加される電圧は徐々に増加し、その増加に上記コイル３２Ａを流れる電流が比例するから、二方弁３２はばねの弾性保持力に抗して除々に開動作することになる。
【００５４】
また、二方弁３２を閉じるために制御装置６５からの制御信号が停止されると、フォトトランジスタ６１に電流が流れなくなるが、駆動用トランジスタ６６のベ−スには第２のコンデンサ５８に蓄えられた電荷に応じた電圧が印加され、その電圧は徐々に減少する。そのため、二方弁３２の閉動作はばねの弾性保持力が増加していくことで除々に行われる。
【００５５】
このように、二方弁３２の開閉動作が緩やかに行われることで、その動作時に騒音が発生するのを低減することができる。
上記消音器３５は図７に示すように中空状の筐体７１を有する。この筐体７１の両端部は細径に絞られており、中央部分には複数枚の消音板、この実施例では３枚の消音板７２がリング状のスペ−サ７３を介して所定間隔で積層収容されている。上記消音板７２としては図８（ａ）に示すように網目の大きさが異なる、たとえば金網などの３枚の網体７２ａ〜７２ｃが網目の大きい順に図中矢印で示す冷媒の流れ方向上流側から下流側に沿って順次配置される構成や、図８（ｂ）に示すように孔径の異なる３枚の多孔質板７４ａ〜７４ｃが孔径の大きい順に冷媒の流れ方向上流側から下流側に沿って順次配置される構成のいずれであってもよい。
【００５６】
網目あるいは孔径の異なる３枚の網体７２ａ〜７２ｃあるいは多孔質板７４ａ〜７４ｃを配置することで、図９中に曲線Ａ〜Ｃで示すようにそれぞれの網体７２ａ〜７２ｃあるいは多孔質板７４ａ〜７４ｃが減衰する振動数νが異なる。つまり、網目あるいは孔径の大きさが小さくなるにつれて効果的に減衰できる振動数が高くなるから、３枚の消音板７２を網目や孔径の大きさの順に順次積層配置することで、全体としては破線で示す曲線Ｘのように広い周波数帯域の振動を効率よく減衰できることになる。
【００５７】
このように構成された空気調和機の室内ユニット１によれば、除湿運転を行う場合には、図１に矢印で示すように供給管２１から室内熱交換器６の上部熱交換器部６Ａの冷媒管１２に冷媒が供給され凝縮する。凝縮冷媒は温度が高いから、送風機８によって循環させられる室内空気の一部が加熱されることになる。
【００５８】
上記凝縮されて液化した冷媒は上部熱交換器部６Ａから切り換え部１５に流れる。除湿運転時にはバイパス管３１の中途部に設けられた二方弁３２が閉じられている。したがって、切り換え部１５に流れた液冷媒は主管３３から緩衝タンク３４、消音器３５を経てキャピラリチュ−ブ３６に流れ、室内熱交換器６の上部熱交換器部６Ａの冷媒管１２の下流部分へ送られ、そこから下部熱交換器部６Ｂへと流れることで蒸発され、送風機８によって循環させられる室内空気の一部を冷却除湿する。下部熱交換器部６Ｂで冷却除湿された室内空気は上部熱交換器部６Ａで加熱された室内空気と混合して吹出口５から吹き出される。したがって、室内空気の温度を下げないで、相対湿度だけを低く保つ、除湿運転を行うことができる。
【００５９】
除湿運転を行うことで、切り換え部１５の主管３３、キャピラリチュ−ブ３６、バイパス管３１あるいは二方弁３２などの構成部品にはドレンが付着する。しかしながら、上記切り換え部１５はフィルタフレ−ム４１の下面側が開放した第２の収容部４３に収容されている。この第２の収容部４３はフィルタ４５を保持した第１の収容部４２と仕切部４６によって隔別されている。
【００６０】
そのため、上記構成部品に付着したドレンは第２の収容部４３の隣の第１の収容部４２に設けられたフィルタ４５に付着して本体２の外部へ滴下したり、熱交換器６のフィン１１を伝わらずに直接ドレンパン７や本体２の底部へ滴下して外部へ飛散するなどのことがない。
【００６１】
つまり、構成部品に付着したドレンの一部は、第２の収容部４３の一部であるガイド部４８から上部熱交換器部６Ａのフィン１１および下部熱交換器部６Ｂのフィン１１を伝わって十分に低い位置からドレンパン７へと流れるから、上述したごとくドレンが本体２内上部から下部に滴下し、室内ユニット本体２の外部に飛散するのを防止することができる。
【００６２】
さらに、第２の収容部４３には保持部４７が設けられ、この保持部４７は流出管１２ａと流入管１２ｂとの端部を押圧保持している。そのため、上記切り換え部１５の構成部品が上部熱交換器部６Ａの外面から浮き上がりずらいから、そのことによっても構成部品に付着したドレンの一部は上部熱交換器部６Ａのフィン１１を通じてドレンパン７へガイドされ易くなる。
【００６３】
上記二方弁３２の開閉動作は制御回路５１によって行われる。この制御回路５１は上記二方弁３２の開閉動作を所定の時定数で除々に行う。つまり、二方弁３２は瞬時に開閉されることがない。そのため、開閉時に上記二方弁３２から騒音が発生するということがほとんどない。
【００６４】
また、上記切り換え部１５のキャピラリチュ−ブ３６の上流側には消音器３５が設けられている。この消音器３５には複数の消音板７２が積層収容されている。そのため、液冷媒がキャピラリチュ−ブ３６に流入する前に流れが乱れることで発生する騒音は上記消音板７２によって吸収発散され、減衰されることになる。
【００６５】
しかも、上記消音板７２としては網目の異なる複数の網体７２ａ〜７２ｃあるいは孔径の異なる複数の多孔質板７４ａ〜７４ｃを、網目あるいは孔径の大きい順に冷媒の流れ方向に沿って配置するようにしたから、冷媒の流れによって発生する騒音を広い周波数帯域にわたって減衰することができる。つまり、消音効果を高めることができる。
【００６６】
この発明は上記一実施例に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。たとえば、切り換え部は二方弁とキャピラリチュ−ブとに代わり、１つで開放状態と絞り状態との切り換えが可能な電動膨張弁を用いるようにしてもよい。
【００６７】
また、室内熱交換器は上部熱交換器部と下部熱交換器部とに分割したが、１つの熱交換器において冷媒管の中途部に切り換え部を設ける構成であっても差支えない。
【００７５】
【発明の効果】
この発明によれば、網目の異なる複数の網体あるいは孔径の異なる複数の多孔質部材を消音器の内部に積層収容したから、広範囲にわたる振動数の振動を減衰することができ、しかも上記網体あるいは多孔質部材を網目あるいは孔径の大きさの大きい順に配置したことで、これらによる消音を効率よく行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の室内熱交換器とそれに設けられた切り換え手段との構成図。
【図２】同じく室内ユニットの縦断面図。
【図３】同じく室内熱交換器の斜視図。
【図４】同じくフィルタフレ−ムの正面図。
【図５】同じく図４中のＺ−Ｚ線に沿う拡大断面図。
【図６】同じく二方弁の制御回路図。
【図７】同じく消音器の断面図。
【図８】（ａ）同じく消音板に網体を用いた状態の斜視図、（ｂ）は同じく多孔質部材を用いた状態の斜視図。
【図９】同じく複数枚の消音板による消音効果を示すグラフ。
【符号の説明】
１…室内ユニット、２…本体、６…室内熱交換器、６Ａ…上部熱交換器部、６Ｂ…下部熱交換器部、１１…フィン、１２…冷媒管、３１…バイパス管、３２…二方弁、３６…キャピラリチュ−ブ、４１…フィルタフレ−ム、４２…第１の収容部、４３…第２の収容部、４５…フィルタ、４６…仕切部、４７…保持部、４８…ドレンガイド部。

Claims (2)

1. 除湿機能を有する空気調和機の室内ユニットにおいて、
   室内ユニットの本体と、
   フィンおよびこのフィンに通された冷媒管を有し、上記本体内に配設された室内熱交換器と、
   上記冷媒管の中途部に設けられこの冷媒管を流れる冷媒の流れを絞る絞り機構および絞り機構を介さずに冷媒を流す機構を有する除湿機能の切り換え手段と、
   上記冷媒管の上記絞り機構の上流側に設けられ内部に網目の大きさが異なる複数の網体がその網目の大きさの大きい順に冷媒の流れ方向上流側から下流側に沿って配置された消音器と
   を具備したことを特徴とする空気調和器の室内ユニット。
2. 除湿機能を有する空気調和機の室内ユニットにおいて、
   室内ユニットの本体と、
   フィンおよびこのフィンに通された冷媒管を有し、上記本体内に配設された室内熱交換器と、
   上記冷媒管の中途部に設けられこの冷媒管を流れる冷媒の流れを絞る絞り機構および絞り機構を介さずに冷媒を流す機構を有する除湿機能の切り換え手段と、
   上記冷媒管の上記絞り機構の上流側に設けられ内部に孔径の異なる複数の多孔質部材がその孔径の大きさの大きい順に冷媒の流れ方向上流側から下流側に沿って配置された消音器と
   を具備したことを特徴とする空気調和器の室内ユニット。

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