(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、本体内を空気が通過するように設けられた風路と、風路に配設された熱交換器およびクロスフローファンと、クロスフローファンの周囲に設けられた舌部とリアガイドとを備えた空気調和機において、
前記本体の前面パネルは垂直に構成されており、
前記本体には、前記風路の入口を構成する空気吸込口が上面のみに設けられており、
前記熱交換器は、前記前面パネルと平行に設置された前面下部熱交換器を含む３つの部分の熱交換器を有し、前記クロスフローファンに対して上流側に逆Ｖ字状に配置され、かつ、前記前面下部熱交換器の冷媒配管の列数が他の２つの部分の熱交換器よりも少ない構成となっており、
前記前面下部熱交換器に流入する風速が低下するように、前記舌部が、前記前面下部熱交換器の下方に位置するドレンパンの先端から、前記クロスフローファンの回転方向に沿って延長された構成となっており、
前記クロスフローファンの中心と前記舌部の先端とを結ぶ線と、前記クロスフローファンの中心と前記ドレンパンの先端とを結ぶ線とのなす角度である舌部中心角をθ、前記クロスフローファンの中心から前記前面下部熱交換器に向かって水平に延ばした線と、前記クロスフローファンの中心と前記ドレンパンの先端とを結ぶ線とのなす角度をαとするとき、前記θは、０．７α≦θ≦０．９８αの範囲であることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記αは、６０度以上９０度以下であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風手段として用いられるクロスフローファンを備えた空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機においては、熱交換器に流入する風量を適正に調節するために、熱交換器とクロスフローファンとの間に、例えばメッシュ部材のような流速制御部材を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。
ここで、前記クロスフローファンを備えた従来の空気調和機の構造について記述する。
空気調和機のケーシングの前面部分には空気吸込口が、また前面下方部分には空気吹出口が各々形成されている。そして、ケーシング内には、空気吸込口から空気吹出口に至る空気流通路の上流側から下流側にかけて、フィルター、熱交換器、半筒体状のメッシュ部材、クロスフローファンがそれぞれ順番に配置されている。
そして、この熱交換器は、冷媒配管と該冷媒配管にクロスして多数枚並設されたフィンからなり、前記空気吸込口の背後に位置して設置されている。また半筒体状のメッシュ部材は、クロスフローファンのケーシング側リアガイドとドレンパン側舌部とにより形成される空気吸込口の全体に亘りクロスフローファンの中心軸から等距離の円弧状になるように設けられている。さらに、クロスフローファンは、空気流通路の設置形状に対応して、上記熱交換器およびメッシュ部材の背後下流に位置して配設されている。
そして、冷暖房時において前記クロスフローファンが駆動されると、室内の空気は空気吸込口から熱交換器に供給されて熱交換（加熱又は冷却）される。その後、熱交換された空気は、クロスフローファンを介して空気吹出口より室内に適宜所定の角度で吹き出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３１７３３４号公報（第２−３頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の空気調和機の構成では、舌部近傍における風速を遅くするために、熱交換器とクロスフローファンとの間にメッシュ部材のごとき圧損体（流速制御部材）を設けているため、コストアップとなり、また、ファンモーターの入力が大きくなってファンモーターの消費電力が大きくなる、等の課題を有している。【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、熱交換器の2次側（熱交換器とクロスフローファンの間）に別途圧損体を設けることなく、前面下部の熱交換器に流入する風速を効果的に低下させ、冷暖房能力を損なわず十分な熱交換能力を有する空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明に係る空気調和機は、本体と、本体内を空気が通過するように設けられた風路と、風路に配設された熱交換器およびクロスフローファンと、クロスフローファンの周囲に設けられた舌部とリアガイドとを備えた空気調和機において、前記本体の前面パネルは垂直に構成されており、前記本体には、前記風路の入口を構成する空気吸込口が上面のみに設けられており、前記熱交換器は、前記前面パネルと平行に設置された前面下部熱交換器を含む３つの部分の熱交換器を有し、前記クロスフローファンに対して上流側に逆Ｖ字状に配置され、かつ、前記前面下部熱交換器の冷媒配管の列数が他の２つの部分の熱交換器よりも少ない構成となっており、前記前面下部熱交換器に流入する風速が低下するように、前記舌部が、前記前面下部熱交換器の下方に位置するドレンパンの先端から、前記クロスフローファンの回転方向に沿って延長された構成となっており、前記クロスフローファンの中心と前記舌部の先端とを結ぶ線と、前記クロスフローファンの中心と前記ドレンパンの先端とを結ぶ線とのなす角度である舌部中心角をθ、前記クロスフローファンの中心から前記前面下部熱交換器に向かって水平に延ばした線と、前記クロスフローファンの中心と前記ドレンパンの先端とを結ぶ線とのなす角度をαとするとき、前記θは、０．７α≦θ≦０．９８αの範囲であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、舌部をクロスフローファンの回転方向に沿って延長する構成とすることによって、従来のように熱交換器とクロスフローファンの間に圧損体を別途設けることなく前面下部の熱交換器に流入する風速を効果的に低下させることができ、十分な熱交換能力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和機の構成を示す断面側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和機におけるクロスフローファンと舌部と前面下部熱交換との位置関係を説明するための模式図である。
【図３】舌部中心角θが３０度のときの空気の流れを示す図である。
【図４】舌部中心角θが９５度のときの図である。
【図５】舌部中心角θが６０度のときの空気の流れを示す図である。
【図６】舌部中心角θの変化による熱交換能力比の変化を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態２に係る空気調和機の構成を示す断面側面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る空気調和機の構成を示す断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、図示の実施の形態に限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機を示す断面側面図である。
この実施の形態１に係る空気調和機１０は、箱形のケーシングよりなる本体１と、本体１内に形成された風路４に配設された熱交換器２およびクロスフローファン３とを備えている。
全体符号を２で示された熱交換器２は、本例では３つの部分のクロスフィンチューブ式熱交換器により構成されている。すなわち、この熱交換器２は、図のように縦に断面して側方からみると、クロスフローファン３の前方側に位置してドレンパン１４上に配設されている前面下部熱交換器２ｃと、この前面下部熱交換器２ｃの上側に配置されてその上端側が後方へ傾斜する前面熱交換器２ｂと、この前面熱交換器２ｂの上側で連接され、かつ後方下側へ傾斜した背面熱交換器２ａとを有し、これら３つの部分の熱交換器２ａ〜２ｃは冷媒が連続して流れるように逆Ｖ字状に連接して構成されている。さらに、各部分の熱交換器２ａ〜２ｃは横方向（図の紙面に垂直な方向）に並列配置した多数のフィンに冷媒配管５を繰り返し往復し貫通させて構成されている。
【００１２】
本体１の上面と前面下部（正面の前面パネル１１の下側）に、それぞれ上面空気吸込口６と前面空気吸込口７が形成され、本体１の下部には前面側に向けて開口する空気吹出口８が形成されている。これら上面空気吸込口６、前面空気吸込口７および空気吹出口８により本体１内を空気が通過する風路４が形成されている。風路４には上流側より順に空気清浄化用のフィルター９、上記の熱交換器２、およびクロスフローファン３が配設されている。そして、クロスフローファン３の空気吸込口を形成するために、クロスフローファン３の周囲には舌部１２とリアガイド１３が設けられている。さらにこの舌部１２は、前面下部熱交換器２ｃに流入する風速が低下するように、クロスフローファン３の回転方向（図示の矢印方向）に沿って延長されている。また、舌部１２は、前面下部熱交換器２ｃの下方に配置され、熱交換器２ｂ、２ｃより滴下するドレン水を受けるためのドレンパン１４と一体的に形成されている。
【００１３】
この空気調和機１０において、クロスフローファン３を回転駆動すると、上面空気吸込口６および前面空気吸込口７から空気を吸い込み、吸い込まれた空気は熱交換器２で冷媒との間で熱交換され、冷気または暖気となった空気が空気吹出口８から室内へ吹き出されることになる。なお、空気吹出口８には、吹出空気の方向変換用のルーバー（図示省略）が装着されている。
【００１４】
図２は、本発明の要部を示す断面側面図で、実施の形態１に係る空気調和機のクロスフローファン３と舌部１２と前面下部熱交換器２ｃとの位置関係を説明するための模式図である。
図２において、クロスフローファン３の中心をＯ、中心Ｏから前面下部熱交換器２ｃに向けて水平に延ばした線を３０、クロスフローファン３の中心Ｏと舌部１２の先端１２ａとを結ぶ線を３１、クロスフローファン３の中心Ｏとドレンパン１４の先端１４ａとを結ぶ線を３２とし、線３０と線３２とのなす角度をα、線３１と線３２とのなす角度（以下、舌部中心角という）をθとすると、舌部中心角θは、０．５α≦θ＜１．０５α、好ましくは、０．７α≦θ≦０．９８αの範囲になるように舌部１２の先端１２ａの高さ位置を設定している。なお、クロスフローファン３の中心Ｏの位置は前面下部熱交換器２ｃの高さ寸法Ｌ（折れ曲がり部より下方の高さ）の略中間位置に配置されている。また、αは６０度〜７０度の範囲に設定している。
【００１５】
クロスフローファン３は、羽根車の内部に流入した流れが羽根車を直径方向に横切る、つまり始めは羽根車の半径方向内向きに流入し、次に外向きに流出して、流れは羽根車を２度通り抜けるという特徴を有している。特に、クロスフローファン３は、本体１内に設置するとクロスフローファン３の前面側から流入する空気を最も多く吸い込む。そのため、前面下部熱交換器２ｃを通る風速が他の部分の熱交換器２ｂ、２ａを通る風速よりも速くなる傾向にある。このため、熱交換性能が低下しやすいという問題がある。
【００１６】
この問題について図面を用いて説明する。図３は、θが２５度のときの空気の流れを示す図である。また、図４は、θが９５度のときの図であり、図５は、θが６０度のときの空気の流れを示す図である。
舌部中心角θを０．５α未満に設定した場合には、クロスフローファン３の前面側の圧力損失が小さくなり、図３に示すように、前面下部熱交換器２ｃから流入する風量が増加して風速が速くなるために十分な熱交換能力が確保できない。また、渦４０が舌部１２近傍から吐出風路４ａ側へ向けて延びるように発生するため、クロスフローファン３を貫流する空気の貫流幅が小さくなり、吹き出し風速が増加することから騒音発生の原因ともなる。
一方、舌部中心角θを１．５α以上に設定すると、クロスフローファン３の実質的な吸込み面積領域３５（図４に太い実線で示す領域）が減少し送風性能が低下するため、熱交換能力も低下するという実験結果が得られている。
【００１７】
そこで、舌部中心角θを上に示した範囲、すなわち、０．５α≦θ＜１．０５α、好ましくは、０．７α≦θ≦０．９８αとすることで、図５に示すように前面下部熱交換器２ｃからクロスフローファン３に流入する風量が減少し風速が効果的に低下するため、十分な熱交換能力を確保することができる。また、渦４０は貫流幅を広げるように、舌部１２に、より接近する位置に発生するため、吹き出し風速が低下し騒音も低下する。
【００１８】
図６（ａ）に、舌部中心角θを変化させたときの、従来の空気調和機（従来機）に対する熱交換能力の比を示す。同図中の実線は、従来機の熱交換能力を「１」として示しており、同図中の縦軸は従来機に対する熱交換能力の比を、同図中の横軸は舌部中心角θの変化をあらわしている。また、従来機における舌部中心角θは２０度〜２５度である。図6（ｂ）の表は、図６（ａ）における各点Ａ〜Ｊの座標位置を示すものであり、点Ａ、Ｃ〜Ｅ、ＧおよびＪは実際の実験値であり、点Ｂ、Ｆ、ＨおよびＩは、それら実験値を通る近似曲線５０上の各点の座標位置である。
図６のグラフから、０．４５α＜θ＜１．０７αの範囲内において熱交換能力が従来機よりも高くなり、特に、０．５α≦θ＜１．０５αの範囲内において熱交換能力比が従来比１．０２以上となり、さらに好ましくは、０．７α≦θ≦０．９８αの範囲のものでは従来機よりも熱交換能力が１．１倍以上に向上していることが分かる。
【００１９】
以上のように、本実施の形態においては、舌部中心角θが０．４５α＜θ＜１．０７αの範囲内、特に０．５α≦θ＜１．０５αの範囲を満たすように舌部１２をクロスフローファン３の回転方向に沿って延長する構成とすることによって、前面下部熱交換器２ｃへ流入する風速を効果的に低下させることができ、十分な熱交換能力を確保することができる。また、騒音も低下させることができる。また、従来のような圧損体も必要としないのでコスト低減ができる。
【００２０】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機を示す断面図である。
この実施の形態２に係る空気調和機１０Ａは、前面下部熱交換器２ｃの冷媒配管５を前記空気調和機の奥行き方向に対して他の熱交換器２ａ、２ｂより少ない本数で構成することにより、すなわち、例えば、前面下部熱交換器２ｃの冷媒配管５の列数を他の熱交換器２ａ、２ｂよりも減じて空気調和機本体を薄型化している点が実施の形態１と相違し、その他の構成は実施の形態１と同様である。
このように、前面下部熱交換器２ｃの冷媒配管５の本数すなわち列数を減らすことで空気調和機本体を薄型化した場合、その構成上、熱交換器２の風速分布は、空気抵抗の小さい前面下部熱交換器２ｃで風速が極端に速いアンバランスな分布になる。
【００２１】
このため、舌部１２の先端１２ａの位置は、図２に示すように、クロスフローファン３の中心Ｏとドレンパン１４の先端１４ａとを結ぶ線３２と、クロスフローファン３の中心Ｏと舌部１２の先端１２ａとを結ぶ線３１とのなす角度である舌部中心角θが、クロスフローファン３の中心Ｏから前面下部熱交換器２ｃに向けて水平に延ばした線を３０と、クロスフローファン３の中心Ｏとドレンパン１４の先端１４ａとを結ぶ線３２とのなす角度αの７０％以上となる角度０．７α≦θ≦０．９８αの範囲になるように構成している。なお、クロスフローファン３の中心Ｏの位置は前面下部熱交換器２ｃの高さ寸法Ｌの略中間位置に配置されている。また、αは６０度〜７０度の範囲に設定している。
【００２２】
ここで、舌部中心角θを０．７α未満に設定した場合には、クロスフローファン３の前面側の圧力損失が小さくなり、図３に示すように前面下部熱交換器２ｃから流入する風量が増加し風速が速くなるために十分な熱交換能力が確保できず、また１．０5α以上に設定すると、図４の太い実線で示すように、クロスフローファン３の実質的な吸込み面積領域３５が減少し送風性能が低下するため熱交換能力も低下するという実験結果を得ている。そこで、熱交換器２の風速がアンバランスな分布となるときには、舌部中心角θを前記範囲０．７α≦θ≦０．９８αとすることで、図５に示すように前面下部熱交換器２ｃから流入する風量が減少し風速が効果的に低下するため、十分な熱交換能力を確保することができる。また、騒音も低下させることができる。
【００２３】
以上のように、本実施の形態においては、空気調和機本体の薄型化に伴い熱交換器２の風速がアンバランスな分布となる場合には、舌部中心角θが０．７α≦θ≦０．９８αの範囲を満たすように舌部１２をクロスフローファン３の回転方向に沿って延長する構成とすることによって、前面下部熱交換器２ｃへ流入する風速を効果的に低下させることができ、十分な熱交換能力を確保することができる。また、騒音も低下させることができる。また、従来のような圧損体も必要としないのでコスト低減ができる。
【００２４】
実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３に係る空気調和機を示す断面図である。
この実施の形態３に係る空気調和機１０Ｂは、箱形のケーシングよりなる本体１の上面のみに吸込口６を設けた点、および、クロスフローファン３に対して上流側に逆Ｖ字状に配置される熱交換器２の鋭角をより小さくして空気調和機本体を薄型化した点が実施の形態１及び実施の形態２と相違する。本例では、前面に配置される前面パネル１１の下端がドレンパン１４と連結されて図１に示した前面空気吸込口７が閉じられた形態となっている。その他の構成は実施の形態２と同様である。
【００２５】
本実施の形態の空気調和機１０Ｂでは、前面側の空気吸込口７を無くし空気吸込口を本体１の上面側の空気吸込口６のみとし、熱交換器２については、前面熱交換器２ｂの上側と連設され、且つ後方下側へ傾斜した背面熱交換器２ａとの逆Ｖ字型部分の角度を実施の形態１、２の構成よりも鋭角とすることで、空気調和機本体を薄型化している。したがって、かかる空気調和機本体の薄型化による構成上、熱交換器２の風速分布は、圧力損失の小さい前面下部熱交換器２ｃで風速が極端に速いアンバランスな分布になる。
【００２６】
このため、舌部１２の先端１２ａの位置は、図２に示すように、クロスフローファン３の中心Ｏとドレンパン１４の先端１４ａとを結ぶ線３２と、クロスフローファン３の中心Ｏと舌部１２の先端１２ａとを結ぶ線３１とのなす角度である舌部中心角θが、クロスフローファン３の中心Ｏから前面下部熱交換器２ｃに向けて水平に延ばした線を３０と、クロスフローファン３の中心Ｏとドレンパン１４の先端１４ａとを結ぶ線３２とのなす角度αの７０％以上となる角度０．７α≦θ≦０．９８αの範囲になるように構成している。なお、クロスフローファン３の中心Ｏの位置は前面下部熱交換器２ｃの高さ寸法Ｌの略中間位置に配置されている。また、αは６０度〜７０度の範囲に設定している。
【００２７】
ここで、舌部中心角θを０．７α未満に設定した場合には、クロスフローファン３の前面側の圧力損失が小さくなり、図３に示すように前面下部熱交換器２ｃから流入する風量が増加し風速が速くなるために十分な熱交換能力が確保できず、また１．０５α以上に設定すると、図４の太い実線で示すように、クロスフローファン３の実質的な吸込み面積領域３５が減少し送風性能が低下するため熱交換能力も低下するという実験結果を得ている。そこで、熱交換器２の風速がアンバランスな分布となるときには、舌部中心角θを前記範囲０．７α≦θ≦０．９８αとすることで、図５に示すように前面下部熱交換器２ｃから流入する風量が減少し風速が効果的に低下するため、十分な熱交換能力を確保することができる。
【００２８】
以上のように、本実施の形態においては、空気調和機本体の薄型化に伴い熱交換器２の風速がアンバランスな分布となる場合には、前記舌部中心角θを０．７α≦θ≦０．９８αの範囲を満たすように舌部１２をクロスフローファン３の回転方向に沿って延長する構成とすることによって、前面下部熱交換器２ｃへ流入する風速を効果的に低下させることができ、十分な熱交換能力を確保することができる。また、騒音も低下させることができる。また、従来のような圧損体も必要としないのでコスト低減ができる。
【００２９】
なお、以上の実施の形態１〜３では逆Ｖ字状の熱交換器２について説明したが、本発明における熱交換器はこれに限定されるものではなく、例えば、背面側の熱交換器２ａは無くてもよく、前面側の熱交換器２ｂ、２ｃのみでもよいものである。
【符号の説明】
【００３０】
１  本体、２  熱交換器、２a  背面熱交換器、２b  前面熱交換器、２c  前面下部熱交換器、３  クロスフローファン、４  風路、４ａ  吹出風路、５  冷媒配管、６  上面空気吸込口、７  前面空気吸込口、８  空気吹出口、９  フィルター、１０、１０Ａ、１０Ｂ  空気調和機、１１  前面パネル、１２  舌部、１３  リアガイド、１４  ドレンパン、３０  クロスフローファン３の中心Ｏから前面下部熱交換器２ｃに向けて水平に延ばした線、３１  クロスフローファン３の中心Ｏと舌部１２の先端１２ａとを結ぶ線、３２  クロスフローファン３の中心Ｏとドレンパン１４の先端１４ａとを結ぶ線、３５  吸込み面積領域、４０  渦。
【図１】
0005506821.tif 000002
【図２】
0005506821.tif 000003
【図３】
0005506821.tif 000004
【図４】
0005506821.tif 000005
【図５】
0005506821.tif 000006
【図６】
0005506821.tif 000007
【図７】
0005506821.tif 000008
【図８】
0005506821.tif 000009