(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と外気との熱交換を行う室外熱交換器と、減圧器と、調和する部屋に空気を送風する室内送風機と、当該室内送風機により送風される空気と冷媒との熱交換を行う室内熱交換器と、換気のために排気する屋内空気の熱を回収する熱回収器と、冷房時にあっては、冷媒を前記圧縮機、室外熱交換器、熱回収器、減圧器、室内熱交換器の順に循環させ、暖房時にあっては、冷媒を前記圧縮機、室内熱交換器、減圧器、熱回収器、室外熱交換器の順に循環させる四方切換弁とを用いた冷凍サイクルを具備した空気調和機において、
前記室内熱交換器及びドレンパンを内部に収納すると共に、調和する空気を導入する熱交換器ユニット導入口と、調和した空気を送風する熱交換器ユニット送風口と、を互いに異なる面に設けてなる熱交換器ユニットと、
前記熱交換器ユニットの下部に取り外し可能に連結され、かつ、前記室内送風機を内部に収容すると共に、前記熱交換器ユニットで調和した空気を横吹き又は下吹きのいずれかの方向に吹出す送風機ユニットとを備え、
前記送風機ユニットは、前記熱交換器ユニット送風口からの空気を導入する導入口が互いに直交する２つの側面にそれぞれ設けられると共に、これら２つの側面に設けられた導入口とは異なる面に送風機ユニット送風口が設けられ、かつ、前記２つの側面に設けられた導入口のうち、一方の導入口を前記熱交換器ユニット送風口に合わせて連結した際に、他方の導入口を蓋で閉塞する構成としたことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記熱交換器ユニット導入口には、調和する空気をこの熱交換器ユニットに導く流入ダクトが脱着自在に接続されるダクト挿入部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記送風機ユニット送風口には、調和した空気を調和する部屋へ導く送風ダクトが脱着自在に接続されるダクト挿入部を設けた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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内送風機から送風される調和空気の送風方向が、当該室内送風機が施工される家屋により異なる場合であっても、室内熱交換器及び室内送風機の設計変更等を不要にして汎用性を高めた空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ヒートポンプを利用して屋内を冷暖房する空気調和機が提案されている。例えば、特公昭６３−４６３３５号公報においては、室内側熱交換器及び室内側ファンを具備した室内機、当該室内機と連通管により連通されて、圧縮機、室外機側熱交換器、室外側ファン、外気の取入れ口である外気吸入口、及び外気の吸気量を調整するダンパを具備した室外機等を有した空気調和機が開示されている。
【０００３】
そして、ダンパの開閉度を調整することにより、外気吸引口を介して室外機に吸気される外気の吸気抵抗を調整して、当該室外機に吸引される外気量を調整している。この時、室外側ファンは、ダンパの開閉度と無関係に回転しているので、室外機に吸気される外気量が変動すると、当該変動量に対応する分だけ連通管を介して屋内の空気が室外機に吸気されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成では以下の問題があった。即ち、室内機に室内側熱交換器と室内側ファンとが一体に収納された構成であるため、近年の２×４工法住宅等におけるように寸法が規定され、またデッドスペース等が著しく少ない家屋においては、当該室内機の設置場所が限定される場合がある。
【０００５】
このため、空気調和された空気の送風方向に対応させて室内機を設計等する必要があり、コストアップの要因となっていた。
【０００６】
そこで本発明は、空気調和された空気の送風方向が室内機の設置場所により異なる場合であっても、当該室内機の設計変更等を不要にして汎用性を高め、これによりコストを押えることが可能な空気調和機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明では、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と外気との熱交換を行う室外熱交換器と、減圧器と、調和する部屋に空気を送風する室内送風機と、当該室内送風機により送風される空気と冷媒との熱交換を行う室内熱交換器と、換気のために排気する屋内空気の熱を回収する熱回収器と、冷房時にあっては、冷媒を前記圧縮機、室外熱交換器、熱回収器、減圧器、室内熱交換器の順に循環させ、暖房時にあっては、冷媒を前記圧縮機、室内熱交換器、減圧器、熱回収器、室外熱交換器の順に循環させる四方切換弁とを用いた冷凍サイクルを具備した空気調和機において、前記室内熱交換器及びドレンパンを内部に収納すると共に、調和する空気を導入する熱交換器ユニット導入口と、調和した空気を送風する熱交換器ユニット送風口と、を互いに異なる面に設けてなる熱交換器ユニットと、前記熱交換器ユニットの下部に取り外し可能に連結され、かつ、前記室内送風機を内部に収容すると共に、前記熱交換器ユニットで調和した空気を横吹き又は下吹きのいずれかの方向に吹出す送風機ユニットとを備え、前記送風機ユニットは、前記熱交換器ユニット送風口からの空気を導入する導入口が互いに直交する２つの側面にそれぞれ設けられると共に、これら２つの側面に設けられた導入口とは異なる面に送風機ユニット送風口が設けられ、かつ、前記２つの側面に設けられた導入口のうち、一方の導入口を前記熱交換器ユニット送風口に合わせて連結した際に、他方の導入口を蓋で閉塞する構成としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の本発明では、請求項１に記載の空気調和機において、前記熱交換器ユニット導入口には、調和する空気をこの熱交換器ユニットに導く流入ダクトが脱着自在に接続されるダクト挿入部を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の本発明では、請求項１に記載の空気調和機において、前記送風機ユニット送風口には、調和した空気を調和する部屋へ導く送風ダクトが脱着自在に接続されるダクト挿入部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。図１は本発明にかかる空気調和機の基本構成を示している。当該空気調和機は、冷媒を圧縮する圧縮機１ａ、１ｂ、外気と冷媒との熱交換を行う室外熱交換器２ａ、２ｂ、それぞれの室外熱交換器２ａ、２ｂに外気を送風する室外送風機３ａ、３ｂ、屋内の換気のために排気される空気と冷媒との熱交換を行って、当該空気の熱の再利用を行う熱回収器４ａ、４ｂ、電動膨張弁やキャピラリーチューブ等を用いてなる減圧器５ａ、５ｂ、空気調和する各部屋に送風する空気と冷媒との熱交換を行う室内熱交換器６ａ、６ｂ、該室内熱交換器６ａ、６ｂに調和する空気を送風する室内送風機７ａ、７ｂ、冷房時及び暖房時の冷媒の循環方向を切換える四方切換弁８ａ、８ｂ、アキュムレータ９ａ、９ｂを有して、それぞれが独立した２つの冷凍サイクル（１階用と２階用）を構成している。
【００１３】
四方切換弁８ａ、８ｂを切換えることにより、冷房時には冷媒を圧縮機１ａ、１ｂ、室外熱交換器２ａ、２ｂ、熱回収器４ａ、４ｂ、減圧器５ａ、５ｂ、室内熱交換器６ａ、６ｂの順に循環させるサイクルを形成しており、暖房時には冷媒を圧縮機１ａ、１ｂ、室内熱交換器６ａ、６ｂ、減圧器５ａ、５ｂ、熱回収器４ａ４ｂ、室外熱交換器２の順に循環させるサイクルを形成している。
【００１４】
図１の配管路に沿って示した点線矢印及び実線矢印は、四方切換弁８ａ、８ｂに示した実線流路及び点線流路に対応しており、冷房時においては実線矢印の方向に冷媒が循環し、暖房時においては点線矢印の方向に冷媒が循環する。
【００１５】
また、室内熱交換器６ａ、６ｂを流れる冷媒の流量を調整する必要がある場合には、減圧器５ａ、５ｂに冷媒流量制御弁を付加して冷媒分流機能を持たせることも可能である。
【００１６】
また、圧縮機１ａ、１ｂは、運転能力を連続的に可変できるもの、運転能力を段階的に複数段に変更できるもの、運転能力の変更ができないもののいずれでも本発明の趣旨を変えるものではないので任意に空気調和機の設置に応じて選択することが可能である。
【００１７】
さらに、当該冷凍サイクルにストレーナ、マフラー等を設けることも可能であり、その際の配置は一般に知られている配置を用いることができるので図示省略する。
【００１８】
また四方切換弁８ａ、８ｂは、同じ運転モード（冷房／暖房）に合わせるのが好ましいが、異なる運転モードを選択してもなんら問題はない。
【００１９】
図２は、上記構成の空気調和機を家屋内に配設して、冷暖房を行う空気調和のシステムを構成した際の概念図で、床側に配設された１階用の空気調和機と天井側に配設された２階用の空気調和機とからなり、これらの構成は後述する吸込みチャンバーの構成が相違している以外は同じである。
【００２０】
各空気調和機は、室内機１０ａ、１０ｂ、室外機２０ａ、２０ｂ、換気ユニット３０、吸込みチャンバー４０ａ、４０ｂ、分岐チャンバー５０ａ、５０ｂ、吹出しチャンバー６０ａ、６０ｂ、及び送風装置９０等により構成されている。
【００２１】
床側の室内機１０ａは、階段下のような閉空間内に配設されて、当該閉空間が吸込みチャンバー４０ａとして作用している。
【００２２】
これにより、吸込みチャンバー４０ａを別途設ける必要が無くなるので、製造コストを安価にすることが可能になる。
【００２３】
なお、本実施の形態においては、吸込みチャンバー４０ａ、４０ｂに外気と室内空気とが冷房時及び暖房時を問わず一定比で流入する構成となっているが、当該比率を変える場合には、吸込みチャンバー４０ａ、４０ｂ等にダンパ装置等を設ければよい。
【００２４】
室内機１０ａ、１０ｂには、室内熱交換器６ａ、６ｂ、減圧器５ａ、５ｂ、室内送風機７ａ、７ｂ等が配設され、また室外機２０ａ、２０ｂには、圧縮機１ａ、１ｂ、室外熱交換器２ａ、２ｂ、室外送風機３ａ、３ｂ等が配設されている。
【００２５】
また換気ユニット３０には、熱回収器４ａ、４ｂと屋内の空気を吸気して屋外へ排気する換気用送風機３１とが設けられて、排気ダクト７０に配設されている。当該排気ダクト７０の排気トップ７１及び外気取入口８０には、図示しない防虫ネット等が被せてあり、室内に虫等が侵入しないようになっている。
【００２６】
図３は、室内機１０の内部構成を示す側断面図である。室内機１０は、室内熱交換器６、ドレンパン１１６及びキャピラリーチューブ等の減圧器５ａ、５ｂが配設された熱交換器ユニット１１０と、室内送風機７が配設された送風機ユニット１２０とを連結して構成している。
【００２７】
熱交換器ユニット１１０に設けられた室内熱交換器６の上端は、天板１１３に取付けられ、下端は当該室内熱交換器６からの露等を受止めるドレンパン１１６に収納されている。
【００２８】
また、熱交換器ユニット１１０の下面には、室内熱交換器６により調和された空気を吹出す熱交換器ユニット送風口１１７が設けられている。
【００２９】
一方、送風機ユニット１２０には、調和された空気を送風するための送風機ユニット送風口１２１が設けられ、当該送風機ユニット送風口１２１と直角に設けられた面と送風機ユニット送風口１２１に対向する面の双方には、前記熱交換器ユニット１１０からの空気を導入するための送風機ユニット導入口１２２（１２２ａ、１２２ｂ）がそれぞれ設けられている。
【００３０】
熱交換器ユニット１１０の一方の側面には、ダクト挿入部１１５を有する熱交換器ユニット導入口１１４が設けられ、図４に示すように、当該ダクト挿入部１１５は、吸込みチャンバー４０に接続された流入ダクト４１の取付部４２と挿脱可能になっている。
【００３１】
また、送風機ユニット送風口１２１には、送風する空気を分岐チャンバー５０に導くための送風ダクト５１（５１ａ、５１ｂ）の取付部５２と挿脱可能にダクト挿入部１２４が設けられている。
【００３２】
このように、熱交換器ユニット１１０のダクト挿入部１１５と、流入ダクト４１の取付部４２、及び送風機ユニット送風口１２１のダクト挿入部１２４と、送風ダクト５１の取付部５２とが、それぞれ挿脱可能に設けられていることにより、組立施工等における利便性が向上している。
【００３３】
なお、図２においては、床下側に設けられた空気調和機の室内機１０ａは、吸込みチャンバー４０ａとして作用する階段下等の閉空間に配設されているので、流入ダクト４１は設けられていないが、これは本発明の一般性を限定するものではないことを付言する。
【００３４】
そして、送風機ユニット１２０は、熱交換器ユニット１１０の下部にネジ等により取り外し可能に連結固定されて一体化して用いられる。その際、熱交換器ユニット導入口１１４から導入される空気の導入方向と送風機ユニット送風口１２１から送風される空気の送風方向とは、設置条件により異なる場合が生じる。
【００３５】
そこで、かかる場合には、２つの送風機ユニット導入口１２２（１２２ａ、１２２ｂ）のいずれかを選択して熱交換器ユニット送風口１１７に位置合わせして、当該送風機ユニット１２０と熱交換器ユニット１１０とを連結することにより、当該送風機ユニット１２０からの空気の送風方向を変えることが可能になっている。そして、残りの送風機ユニット導入口１２２は、蓋１２３で覆われる。
【００３６】
なお、図３（ａ）においては、送風機ユニット導入口１２２ｂが蓋１２３により閉塞されて、空気を右横方向に送風するようになっており、図３（ｂ）においては、送風機ユニット導入口１２２ａが蓋１２３により閉塞されて空気を下方向に送風するようになっている。
【００３７】
かかる送風機ユニット１２０は、断熱材と板金から構成され、また蓋１２３は断熱材から構成されている。
【００３８】
従って、空気の導入方向と送風方向との違いに応じて、送風機ユニット１２０の取付け方向を選択することが可能になっているので、これらの条件に対応した設計等が不要になり当該室内機１０の汎用性を高めることができる。
【００３９】
また、熱交換器ユニット１１０が送風機ユニット１２０の上部に配置される構成であるため、ドレンパン１５に溜った、室内熱交換器６からの水（結露等による水）を容易に機外に取出すことが可能になる。
【００４０】
即ち、従来構成の場合には、当該ドレンパンが低い位置に設けられているので、ポンプ等の手段を用いて機外に排水していたが、本発明にかかるドレンパン１１６は高い位置に設けられているので、ポンプ等を用いなくても落差を利用することにより容易に機外に取出すことが可能になる。
【００４１】
次に、空気調和動作を説明する。冷房時においては、四方切換弁８ａ、８ｂを切換えて冷媒を図１の実線矢印方向に循環させ、これにより圧縮機１ａ、１ｂ、室外熱交換器２ａ、２ｂ、熱回収器４ａ、４ｂ、減圧器５ａ、５ｂ、室内熱交換器６ａ、６ｂを順次循環するサイクルを形成する。
【００４２】
この時、室外熱交換器２ａ、２ｂ及び熱回収器４ａ、４ｂが凝縮器として作用し、室内熱交換器６ａ、６ｂが蒸発器として作用している。
【００４３】
即ち、室外機２０ａ、２０ｂにおいて、冷媒は圧縮機１ａ、１ｂにより圧縮されて高温高圧のガス冷媒となり、室外熱交換器２ａ、２ｂで外気と熱交換し、大部分が液化した気液混合状態の冷媒となって換気装置３０に送られる。
【００４４】
このようにして室外熱交換器２ａ、２ｂから換気装置３０に送られてきた冷媒は、熱回収器４ａ、４ｂにおいて、換気する室内空気と熱交換して冷されて室内機１０ａ、１０ｂに送られる。
【００４５】
熱回収器４ａ、４ｂは排気ダクト７０の途中に設けられた熱交換器であり、当該熱回収器４ａ、４ｂには換気する室内空気が換気用送風機３１により送風される構成となっている。
【００４６】
従って、室外機２０ａ、２０ｂからの冷媒は、当該換気のために排気される冷えた空気と熱交換して、残りのガス冷媒が液化する。これによりサイクルの熱効率が高くなっている。
【００４７】
そして、冷媒は減圧器５ａ、５ｂに送られ、当該減圧器５ａ、５ｂで冷媒流量が絞られ、室内熱交換器６ａ、６ｂで減圧し蒸発して、各部屋に送風される空気と熱交換する。これにより各部屋に送風される空気が冷風となって、分岐チャンバー５０ａ、５０ｂを経て各居室に送風される。その後、冷媒は室外機２０ａ、２０ｂに戻り、サイクルが１巡する。
【００４８】
暖房時においては、四方切換弁８ａ、８ｂを切換えて冷媒を図１に示す点線矢印の方向に循環させ、これにより、冷媒が圧縮機１ａ、１ｂ、室内熱交換器６ａ、６ｂ、減圧器５ａ、５ｂ、熱回収器４ａ、４ｂ及び室外熱交換器２ａ、２ｂを順次循環するサイクルを形成する。
【００４９】
この時、室外熱交換器２ａ、２ｂ及び熱回収器４ａ、４ｂが蒸発器として作用し、室内熱交換器６ａ、６ｂが凝縮器として作用している。
【００５０】
即ち、室外機２０ａ、２０ｂにおいて、冷媒は圧縮機１ａ、１ｂで圧縮されて高温高圧のガス冷媒になって室内機１０ａ、１０ｂの室内熱交換器６ａ、６ｂに送られる。
【００５１】
そして、高温高圧のガス冷媒は、室内熱交換器６ａ、６ｂで各部屋に送風する空気と熱交換することにより、各部屋に送風する空気を暖めて温風となし、その温風は、分岐チャンバー５０ａ、５０ｂを経て各吹出しチャンバー６０ａ、６０ｂから各居室に送風されるようになる。
【００５２】
一方、高温高圧のガス冷媒は、空気との熱交換により熱を失って凝縮し、減圧器５ａ、５ｂで絞られて換気装置３０の熱回収器４ａ、４ｂに送られる。
【００５３】
換気装置３０の熱回収器４ａ、４ｂにおいて、冷媒は換気のために排気される室内空気と熱交換し、これにより当該冷媒の一部が蒸発して室外機２０ａ、２０ｂに戻る。そして冷媒は、室外熱交換器２ａ、２ｂで外気と熱交換することにより、残りの冷媒が蒸発して圧縮機１ａ、１ｂに戻りサイクルを１巡する。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１に記載の本発明によれば、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と外気との熱交換を行う室外熱交換器と、減圧器と、調和する部屋に空気を送風する室内送風機と、当該室内送風機により送風される空気と冷媒との熱交換を行う室内熱交換器と、換気のために排気する屋内空気の熱を回収する熱回収器と、冷房時にあっては、冷媒を前記圧縮機、室外熱交換器、熱回収器、減圧器、室内熱交換器の順に循環させ、暖房時にあっては、冷媒を前記圧縮機、室内熱交換器、減圧器、熱回収器、室外熱交換器の順に循環させる四方切換弁とを用いた冷凍サイクルを具備した空気調和機において、前記室内熱交換器及びドレンパンを内部に収納すると共に、調和する空気を導入する熱交換器ユニット導入口と、調和した空気を送風する熱交換器ユニット送風口と、を互いに異なる面に設けてなる熱交換器ユニットと、前記熱交換器ユニットの下部に取り外し可能に連結され、かつ、前記室内送風機を内部に収容すると共に、前記熱交換器ユニットで調和した空気を横吹き又は下吹きのいずれかの方向に吹出す送風機ユニットとを備え、前記送風機ユニットは、前記熱交換器ユニット送風口からの空気を導入する導入口が互いに直交する２つの側面にそれぞれ設けられると共に、これら２つの側面に設けられた導入口とは異なる面に送風機ユニット送風口が設けられ、かつ、前記２つの側面に設けられた導入口のうち、一方の導入口を前記熱交換器ユニット送風口に合わせて連結した際に、他方の導入口を蓋で閉塞する構成としたから、熱回収装置により換気のために排気する被調和空気の熱を回収することができるため、冷凍サイクルの熱効率を高めることできる。
【００５５】
また、熱交換ユニットの熱交換器ユニット送風口に対する送風機ユニットの取付け方向を選択することができるようにしたので、空気の導入方向と送風方向に対応した個別の設計が不要になり、室内機の汎用性を高めることができるため、コストダウンを図ることが可能になる。
【００５６】
また、ドレンパンが収容された熱交換器ユニットを、送風機ユニットの上部に配置する構成であるため、ドレンパンに溜った室内熱交換器からの水を、容易に機外に取出すことが可能になる。
【００５７】
請求項２及び３に記載の本発明では、請求項１に記載の空気調和機において、熱交換器ユニット導入口には、調和する空気をこの熱交換器ユニットに導く流入ダクトが脱着自在に接続されるダクト挿入部を設け、一方、送風機ユニット送風口には、調和した空気を調和する部屋へ導く送風ダクトが脱着自在に接続されるダクト挿入部を設けた構成であるから、組立施工等の利便性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる空気調和機の基本構成を示す図である。
【図２】  図１の空気調和機を用いた空気調和システムの概略構成図である。
【図３】  送風機ユニットの取付け方による調和空気の送風方向の違いを説明する図で、（ａ）は室内空気が横方向に吹出される場合、（ｂ）は室内空気が下方向に出される場合の図である。
【図４】  熱交換器ユニット及び送風機ユニットとダクト挿入部との接続状況を説明する模式図である。
【符号の説明】
１  圧縮機
２  室外熱交換器
３  室外送風機
４  熱回収器
５（５ａ、５ｂ）  減圧器
６（６ａ、６ｂ）  室内熱交換器
７（７ａ、７ｂ）  室内送風機
８  ４方弁
１０（１０ａ、１０ｂ）  室内機
２０（２０ａ、２０ｂ）  室外機
３０  熱回収装置
４０（４０ａ、４０ｂ）  吸込みチャンバー
４１  流入ダクト
４２  取付部
５０（５０ａ、５０ｂ）  分岐チャンバー
５１  送風ダクト
５２  取付部
６０（６０ａ、６０ｂ）  吹出しチャンバー
７０  排気口
８０（８０ａ、８０ｂ）  外気取入れ口
１１０  熱交換器ユニット
１１３  天板
１１４  熱交換器ユニット導入口
１１５  ダクト挿入部
１１６  ドレンパン
１１７  熱交換器ユニット送風口
１２０  送風機ユニット
１２１  送風機ユニット送風口
１２２（１２２ａ、１２２ｂ）  送風機ユニット導入口
１２３  蓋
１２４  ダクト挿入部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003643660.tif 000005