JP6057631B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、ユニット本体の上方部前面に設けられている吹出口から、空調風を直角に向きを変えて吹出す空気調和機に関するものである。

室内の床面上に設置される床置き型空気調和機は、ユニット本体の上方部前面に吹出口を設けており、その吹出口に対してユニット本体内に風路を鉛直方向に形成し、該風路中に配設されている熱交換器を流通して温度調整された空調風を、直角に向きを変更して吹出口から室内に吹出す構成とされている。このような空気調和機において、吹出口下部の本体前面の内壁に、熱交換器上方の本体前面の垂直壁に沿う空調風を水平フラップと吹出口下部の間に導く流体案内壁を設け、吹出口下部の風量を増加することにより、室内の暖気を本体内部に巻き込むことによる吹出口での露付きを防止するようにしたものが、特許文献１に開示されている。

また、特許文献２には、ユニット本体の上方部前面に設けられた吹出口に対して、風路を前後２層に形成し、各々の風路にファンおよび熱交換器を配設するとともに、各風路を経て温度調整された空調風を共用の吹出口に向って湾曲された仕切り板を介してガイドするようにした床置き型空気調和機が開示されている。更に、特許文献３には、ユニット本体の上方部前面に設けられた吹出口に、空調風の吹出方向を上下および左右方向に変更する機構を設け、空気調和機の設置状況や使用状態に合わせて適宜の吹出し態様を形成できるようにした床置き型空気調和機が開示されている。

特許第３６１４４８８号公報 実開昭６１−１２４８１２号公報 特開２００８−１７５４５８号公報

しかしながら、特許文献１，２に示されるように、吹出口下部や風路に流体案内壁や仕切り板を設けただけの構成では、熱交換器で温度調整された空調風を直角に向きを変えてユニット本体前面の吹出口から室内に吹出す場合、吹出口下部のコーナー部において空調風の剥離を十分抑制することができず、その剥離に起因する空調風の乱れや逆流による風量の低下あるいは騒音の発生を十分に低減できていない等の課題があった。

また、吹出口には、通常、特許文献３の如く、風向調整機構が設けられているが、水平フラップは、上部の複数枚と下部の複数枚とが各々連動して個別に駆動する構成とされているものの、吹出口の下部を流れる空調風のみを特に制御できるような構成とはされていない。このため、運転停止時に、吹出口をシャッター機構で閉鎖するようにしている空気調和機においては、吹出口下部付近の空気流を増加すると、吹出口の下部面に設けられているシャッター機構の収納空間に、その空気流の一部が流れ込む虞があり、その対策が必要となる等の課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、空調風の流れ方向を直角に変える吹出口下部のコーナー部付近での空気流の剥離を抑制し、風量の増加、騒音の低減を図るとともに、風量が増加する吹出口下部の空気流のみを安定的に制御することができる空気調和機を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明の空気調和機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる空気調和機は、ユニット本体の上方部前面に吹出口が設けられ、該吹出口に対して前記ユニット本体内に風路が鉛直方向に形成されており、その風路中に配設されている熱交換器を流通して温度調整された空調風を直角に向きを変えて前記吹出口から室内に吹出すようにした空気調和機において、前記吹出口の下部面の端部には、滑らかな湾曲面が形成されたコーナー部が設けられ、前記湾曲面に対向する風路中には、前記吹出口の下部付近に向って滑らかに湾曲された形状を有し、前記吹出口の下部付近に空調風を導く１つのガイドベーンが設けられ、前記湾曲面と前記ガイドベーンとの間で空調風が流れることを特徴とする。

本発明によれば、ユニット本体の上方部前面に設けられている吹出口から、空調風を直角に向きを変えて室内に吹出す空気調和機にあって、吹出口の下部に対応する風路が直角に変更される領域の風路中に、吹出口の下部付近に向って滑らかに湾曲された形状のガイドベーンが設けられているため、吹出口の下部に対応する風路が直角に変更されている領域において、空調風の向きをガイドベーンの湾曲面に沿わせて滑らかに直角方向に変更して、吹出口から室内へと吹出すことができる。従って、吹出口に向って風路が直角に変更される部位での空調風の剥離を抑え、剥離による空調風の乱れや逆流の発生を抑制して風量の増加、更には騒音の低減を図り、空気調和機を高性能化することができる。

さらに、本発明の空気調和機は、上記の空気調和機において、前記ガイドベーンは、前記熱交換器の側板に一体のブラケット部を介して固定設置されていることを特徴とする。

本発明によれば、ガイドベーンが、熱交換器の側板に一体のブラケット部を介して固定設置されているため、ユニット本体内の風路中にガイドベーンを設置するに当たり、ユニット本体側の構成やその組み立て手順等から、ユニット本体側にガイドベーンを組み付けることが困難な場合であっても、熱交換器の側板に一体のブラケット部を介して設置することにより、ユニット本体の構成あるいは組み立てとは無関係に、風路中の所定位置にガイドベーンを固定設置することができる。従って、風路中へのガイドベーンの組み込みを容易化し、吹出口の下部付近における空調風の流れを安定化することができる。

さらに、本発明の空気調和機は、上述のいずれかの空気調和機において、前記ガイドベーンは、前記風路中の前記吹出口の下部面と同一面またはそれよりも下方位置に設置されていることを特徴とする。

本発明によれば、ガイドベーンが、風路中の吹出口の下部面と同一面またはそれ下縁部よりも下方位置に設置されているため、ユニット本体の上方部前面に設けられている吹出口を室内側から正面視した場合において、吹出口を通して内部の風路中に設置されているガイドベーンが透視される事態を防ぐことができる。従って、例えば室内の床面上に設置されるユニット本体を外観視した場合の見栄えを向上することができる。

さらに、本発明の空気調和機は、上述のいずれかの空気調和機において、前記吹出口には、風向調整用の水平フラップが上下方向に複数枚配置され、その最下位の前記水平フラップが、他の水平フラップに対して吹出方向に向けて所定角度だけ上向きに設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、吹出口に風向調整用の水平フラップが上下方向に複数枚配置され、その最下位の水平フラップが、他の水平フラップに対して吹出方向に向け所定角度だけ上向きに設定されているため、吹出口の下部に対応する風路が直角に変更される領域の風路中にガイドベーンを設けることにより、吹出口の下部付近の風量が増加すると、最下位の水平フラップと吹出口の下部面との間を流れる風量が増加し、その一部が吹出口の下部面に設けられている運転停止時に吹出口を閉鎖するシャッター機構の収納空間に流れ込む虞があるが、その流れを他の水平フラップに対して所定角度上向きに設定されている最下位の水平フラップに沿わせることにより、室内に向けて吹出すことができる。従って、空調風のバイパスを防止して増加された風量をそのまま室内へと吹出し、空調性能の向上に寄与させることができる。

本発明によると、吹出口の下部に対応する風路が直角に変更されている領域において、空調風の向きをガイドベーンの湾曲面に沿わせて滑らかに直角方向に変更して、吹出口から室内へと吹出すことができるため、吹出口に向って風路が直角に変更される部位での空調風の剥離を抑え、剥離による空調風の乱れや逆流の発生を抑制して風量の増加、更には騒音の低減を図り、空気調和機を高性能化することができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の外観斜視図である。 図１に示す空気調和機の前面パネルアセンブリを取り外した状態の斜視図である。 図１に示す空気調和機の吹出口が設けられた上方部分の縦断面図である。 図３に示すガイドベーンアセンブリの斜視図である。 吹出口の下部付近の風路中に設けられるガイドベーンの有無による風速分布の比較図（Ａ）および（Ｂ）である。

以下に、本発明の一実施形態について、図１ないし図５を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係る空気調和機の外観斜視図が示され、図２には、その前面パネルアセンブリを取り外した状態の斜視図、図３には、吹出口が設けられた上方部分の縦断面図、図４には、ガイドベーンアセンブリの斜視図が示されている。
床置き型空気調和機のユニット本体１は、ベース板３上に設置される背面パネル４、左右側面パネル５、前面パネル６および天井パネル７等から組み立てられる縦長直方体形状の筐体２を備えている。

前面パネル６は、両サイドに後方への延長部を備えたＵ字断面形状のパネルで、上下に２分割されており、下部前面パネル６Ａの両側部には、室内空気を吸込むための吸込グリル８が設けられ、上部前面パネル６Ｂの上方部前面には、温度調整された空気を吹出す吹出口９が設けられている。なお、図１は、吹出口９を開閉自在のシャッター１０で閉鎖した状態の図である。このシャッター１０は、運転停止時、上昇して吹出口９を閉鎖し、空気調和機を運転する時、下降して上部前面パネル６Ｂの背面側に収容され、吹出口９を開口状態とするものであり、公知のものである。

下部前面パネル６Ａの背面側、すなわちユニット本体１の内部には、図２に示されるように、吸込グリル８からエアフィルタを介して吸込んだ室内空気をユニット本体１の上方部に向けて圧送するシロッコファン等の送風機１１が組み込まれている。この送風機１１の吹出口は、ユニット本体１内に鉛直方向に形成されている風路１２に対して接続されている。風路１２中には、縦方向に長い長方形状のプレートフィンチューブ型の熱交換器１３が、下端部を前方側に、上端部を後方側に位置させて斜めに傾斜配置されている。

熱交換器１３は、送風機１１により鉛直方向の風路１２を下方から上方に向って圧送される空気流を流通し、その間に冷媒と熱交換させて冷却または加熱することにより、設定温度の空調風として吹出口９から室内へと吹出すためのもので、該熱交換器１３は、冷媒ガス管および冷媒液管からなる冷媒配管１４を介して室外ユニット側に接続され、公知の冷凍サイクルを構成している。また、熱交換器１３の下端部の下方位置には、ドレンパン１５が配置されており、熱交換器１３の表面で凝縮し流下するドレン水を集め、ドレン配管１６を介して室外に排出する構成とされている。

吹出口９は、上記の如く、上部前面パネル６Ｂの上部前面に設けられており、図３に示されるように、鉛直方向にユニット本体１内を下方から上方に延びている風路１２に対して直交方向に開口されている。このため、鉛直方向の風路１２内を下方から上方に向って圧送され、熱交換器１３で温度調整された空調風は、直角に向きを変えて吹出口９から室内へと吹出されることとなる。吹出口９には、空調風の吹出方向を左右方向および上下方向に調整する縦ルーバ１７および水平フラップ１８がそれぞれ吹出口９の幅方向および上下方向に複数枚ずつ設けられている。縦ルーバ１７および水平フラップ１８は、それぞれ全枚数同時または複数枚ずつ個別に手動もしくはモータ等を介して垂直軸および水平軸周りに回動され、風向を調整可能に構成されている。

また、吹出口９の下部面１９には、一端を支点に開閉自在のダンパ２０が設けられ、その下方であって、上部前面パネル６Ｂの背面側に、上記した吹出口９を開閉するためのシャッター１０を収容する収容空間２１が設けられている。このシャッター１０は、空気調和機の運転時、図示省略の昇降機構により収容空間２１内に下降収容され、空気調和機が停止されたとき、昇降機構によりガイドレール２２に沿って上昇され、吹出口９を閉鎖可能な構成とされている。

さらに、吹出口９の下部面１９と、風路１２とが交差（直交）するコーナー部は、滑らかな湾曲面２３とされ、熱交換器１３で温度調整された空調風が湾曲面２３に沿って流れる構成とされている。一方、吹出口９の下部に対応する風路１２が直角に変更される領域の湾曲面２３に対向する風路１２中に、ガイドベーン２４が設置されている。このガイドベーン２４は、吹出口９の下部付近に向って滑らかに湾曲された羽根形状をなすガイドであり、熱交換器１３を流通し、風路１２内を鉛直方向下方から上方に向って送風されてくる空調風を、その滑らかに湾曲面に沿って直角方向に向きを変えながら複数枚の水平フラップ１８中の最下位の水平フラップ１８Ａ付近に導くものである。

ガイドベーン２４は、図４に示されるように、羽根形状をなすガイドの両端にブラケット部２５が一体に設けられた構成とされており、該ブラケット部２５を介して、図３に示されるように、熱交換器１３の両サイドに設けられている側板１３Ａにネジ等を介して固定設置されている。このガイドベーン２４は、吹出口９の下部面（下縁部）１９と同一面またはそれより僅かに下方に位置され、ユニット本体１を室内側から正面視したとき、吹出口９を通してガイドベーン２４が透視されない構成とされている。

また、上記ガイドベーン２４によって、空調風は最下位の水平フラップ１８Ａ付近に導かれるようになっているが、この水平フラップ１８Ａは、図３に示されるように、他の水平フラップ１８に対して、吹出方向に向けて予め設定された角度だけ上向きに設定されており、その設定角度を保って他の水平フラップ１８と連動して水平軸周りに回動可能とされている。

以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
空気調和機が運転を開始すると、送風機１１が駆動され、室内の空気が吸込グリル８を通してユニット本体１内に吸込まれる。この空気は、送風機１１に介して風路１２中に吹出され、上方に送風される間に熱交換器１３を流通し、熱交換器１３で冷媒と熱交換されることにより冷却または加熱される。熱交換器１３で温度調整された空調風は、風路１２の上方部で直角方向に向きを変え、吹出口９から縦ルーバ１７および水平フラップ１８により調整された方向に向って室内へと吹出され、室内の空調に供される。

この間、空調風は、風路１２から吹出口９に向って直角方向に向きを変える吹出口下部のコーナー部において、剥離を発生することがある。この吹出口下部のコーナー部を湾曲面２３とし、空調風を湾曲面２３に沿って流すようにして剥離を抑制するようにしているものの、当該部分での剥離を十分に抑制することができず、特に風量が多く、流速が早くなるに連れて剥離が生じ易くなる傾向がある。

しかるに、本実施形態においては、吹出口９の下部に対応する風路１２が直角に変更される領域の湾曲面２３に対向する風路１２中に、吹出口９の下部付近に向って滑らかに湾曲された羽根形状のガイドベーン２４が設けられた構成とされているため、熱交換器１３を流通して上方に向う空調風を、ガイドベーン２４の滑らかに湾曲面に沿って直角方向に向きを変更しながら最下位の水平フラップ１８Ａ付近にガイドし、そのまま吹出口９から室内へと吹出すことができる。

従って、吹出口９の下部の空調風の流れが直角に方向変更されるコーナー部での流れの剥離を抑制し、該コーナー部での流れる乱れや逆流を抑えて騒音を低減するとともに、風量の低下を防止することができる。つまり、ガイドベーン２４で空調風の流れを直角方向に変更し、湾曲面２３に沿わせて流すことによってコーナー部での流れの剥離を抑制することができる。図５には、ガイドベーン２４を設けた場合（Ａ）と、ガイドベーン２４を設けていない場合（Ｂ）とにおける空調風の流速分布を比較した図が示されている。

この図５（Ａ），（Ｂ）の解析結果から解るように、吹出口９の下部面１９と、最下位の水平フラップ１８Ａとの間およびその周りにおける風速分布が変化し、矢印の向きが壁面に沿って流れている部分が多くなり、剥離が発生している領域の大きさが、図５（Ｂ）に比べ、（Ａ）の方が小さくなっており、コーナー部での流れの剥離が抑制され、空調風の流れが改善されていることが解る。ちなみに、ガイドベーン２４の設置によって、空調風の流れの平均流速も大きくなっている。従って、剥離による空調風の乱れや逆流の発生を抑制し、風量の増加あるいは騒音の低減を図ることによって、空気調和機を高性能化することができる。

また、ガイドベーン２４は、熱交換器１３の側板１３Ａに一体のブラケット部２５を介して固定設置されている。このため、ユニット本体１内の風路１２中にガイドベーン２４を設置するに当たり、ユニット本体１側の構成やその組み立て手順等から、ユニット本体１側にガイドベーン２４を組み付けることが困難な場合であっても、熱交換器１３の側板１３Ａに一体のブラケット部２５を介して設置することにより、ユニット本体１の構成あるいは組み立てとは無関係に、風路１２中の所定位置にガイドベーン２４を固定設置することができる。従って、風路１２中へのガイドベーン２４の組み込みを容易化し、吹出口９の下部付近における空調風の流れを安定化することができる。

さらに、ガイドベーン２４は、風路１２中の吹出口９の下部面１９と同一面またはそれより僅かに下方に位置され、吹出口９を通して透視されない構成とされているため、ユニット本体１の上方部前面に設けられている吹出口９を室内側から正面視した場合に、吹出口９を通して内部の風路１２中に設置されているガイドベーン２４が透視されないようにすることができる。従って、例えば室内の床面上に設置されるユニット本体１を外観視した場合の見栄えを向上することができる。

加えて、上記の如く、吹出口９の下部に対応する風路１２が直角に変更される領域の風路１２中にガイドベーン２４を設けることにより、吹出口９の下部付近の風量が増加することに伴い、最下位の水平フラップ１８Ａと吹出口９の下部面１９との間を流れる風量が増加し、その一部がダンパ２０を介して吹出口９の下部面１９に設けられている運転停止時に吹出口を閉鎖するシャッター１０の収容空間２１に流れ込む虞が生じる。

しかしながら、本実施形態では、吹出口９に配置されている風向調整用の複数枚の水平フラップ１８の最下位の水平フラップ１８Ａが、他の水平フラップ１８に対して吹出方向に向け所定角度だけ上向きに設定されているため、増加された空調風を所定角度上向きに設定されている最下位の水平フラップ１８Ａに沿わせることにより、室内に向けて吹出すことができる。従って、空調風のバイパスを防止して増加された風量をそのまま室内へと吹出し、空調性能の向上に寄与させることができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、吹出口９にシャッター１０を設けた実施形態について説明したが、シャッター１０は、省略した構成としてもよい。また、上記実施形態では、吹出口９に設ける水平フラップ１８を全て同一幅のフラップとした例について説明したが、最下位の水平フラップ１８Ａの幅を他のフラップに比べて少し幅広とし、風向調整機能を高めることにより、空調風の空間２１へのバイパスを防止するようにしてもよい。

１ 空気調和機のユニット本体
９ 吹出口
１２ 風路
１３ 熱交換器
１３Ａ 熱交換器の側板
１８ 水平フラップ
１８Ａ 最下位の水平フラップ
１９ 吹出口の下部面
２４ ガイドベーン
２５ ブラケット部

Claims (3)

1. ユニット本体の上方部前面に吹出口が設けられ、該吹出口に対して前記ユニット本体内に風路が鉛直方向に形成されており、その風路中に配設されている熱交換器を流通して温度調整された空調風を直角に向きを変えて前記吹出口から室内に吹出すようにした空気調和機において、
   前記吹出口の下部面の端部には、滑らかな湾曲面が形成されたコーナー部が設けられ、
   前記湾曲面に対向する風路中には、前記吹出口の下部付近に向って滑らかに湾曲された形状を有し、前記吹出口の下部付近に空調風を導く１つのガイドベーンが設けられ、
   前記湾曲面と前記ガイドベーンとの間で空調風が流れ、
   前記ガイドベーンは、前記風路中の前記吹出口の下部面と同一面またはそれよりも下方位置に設置されていることを特徴とする空気調和機。
2. 前記ガイドベーンは、前記熱交換器の側板に一体のブラケット部を介して固定設置されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記吹出口には、風向調整用の水平フラップが上下方向に複数枚配置され、その最下位の前記水平フラップが、他の水平フラップに対して吹出方向に向け所定角度だけ上向きに設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。

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