(57)【要約】  空気流量の増減に依らず、吹出し口流路の有効流路幅を確保することで圧力損失の増大を抑制し、省エネ性の向上を図る空気調和機の室内機を提供する。 このため、室内機の中央部に配置された空気を周方向に吐き出すファンと、前記ファンの周方向に配置されて前記ファンからの空気と冷媒との熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器に結露した水を溜めるためのドレンパンを有する空気調和機の室内機において、前記熱交換器より下流側の前記ドレンパンの下流壁において、前記下流壁の最上端から前記ドレンパンの下端部までの間で、かつ前記下流壁の最上端から下流側の内壁下降部に向かって剥離発生部が形成され、さらに、内壁下降部において剥離抑制部が形成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内機の中央部に配置された空気を周方向に吐き出すファンと、
前記ファンの周方向に配置されて前記ファンからの空気と冷媒との熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器に結露した水を溜めるためのドレンパンを有する空気調和機の室内機において、
前記熱交換器より下流側の前記ドレンパンの下流壁において、前記下流壁の最上端から前記ドレンパンの下端部までの間で、かつ前記下流壁の最上端から下流側の内壁下降部に向かって剥離発生部が形成され、さらに、
内壁下降部において剥離抑制部が形成されることを特徴とする空気調和機の室内機。
【請求項２】
前記剥離発生部は、前記下流壁の最上端から外壁に向かって下方に傾斜している内壁上傾斜部とさらに下流側の前記内壁下降部とが接続されることで形成されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室内機。
【請求項３】
前記内壁下降部は、前記剥離発生部から略垂直下方向に形成され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の室内機。
【請求項４】
前記内壁下降部及び前記内壁上傾斜部は、これらにより熱交換器側に成す角度が鈍角となるように形成され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の室内機。
【請求項５】
前記剥離発生部は、吹出し口長手方向に所定の長さだけ配置され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の室内機。
【請求項６】
室内機の中央部に配置された空気を周方向に吐き出すファンと、
前記ファンの周方向に配置されて前記ファンからの空気と冷媒との熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器に結露した水を溜めるためのドレンパンを有する空気調和機の室内機において、
前記熱交換器より下流側の前記ドレンパンの下流壁は、前記下流壁の最上端から外壁に向かって下方に傾斜している内壁上傾斜部と、該内壁上傾斜部から略垂直下方向に形成される内壁下降部とが接続されることで形成されることを特徴とする空気調和機の室内機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の室内機に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２０１２−２５１６７６号公報（特許文献１）がある。特許文献１に記載の空気調和機用室内機においては請求項１に示すように、ケース（２０）内において熱交換器（１５）よりも空気の流れの下流側には、熱交換器（１５）を通過しこの熱交換器（１５）から水平方向外側に流出した空気が下方に向きを変え、吹出口（２８）まで案内される吹出流路（４０）が形成されており、吹出流路（４０）は、熱交換器（１５）に対して水平方向外側に対向し、かつ熱交換器（１５）から水平方向外側に流出した空気の向きを下方に変える外側壁部（２６）と、外側壁部（２６）に対して水平方向内側に対向する対向壁部（５０）とによって区画されており、対向壁部（５０）は、上縁面（５１）と、この上縁面（５１）の下方に位置する外側面（５２）とを有し、上縁面（５１）における水平方向外側部分は、凸曲面（５３）であり、その下方に位置する外側面（５２）と滑らかに連続していることが開示されている。【０００３】
そして特許文献１の請求項２において、前記外側面（５２）は、前記上縁面（５１）の凸曲面（５３）と滑らかに連続する水平方向外側に凸の第２凸曲面（５４）を有しており、これらの前記凸曲面（５３）と前記第２凸曲面（５４）とは水平方向外側に凸の湾曲凸面（５５）を形成していることが開示され、さらに請求項４において、前記外側面（５２）は、凹面（５７）をさらに有しており、前記凹面（５７）は、前記湾曲凸面（５５）の下方に位置し、この湾曲凸面（５５）に滑らかに連続し、かつ水平方向内側に凹んでおり、前記吹出流路（４０）は、前記湾曲凸面（５５）と前記外側壁部（２６）との間の流路幅（Ｗ１）よりも前記凹面（５７）と前記外側壁部（２６）との間の流路幅（Ｗ２）の方が大きいことが開示されている。    
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５１６７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
室内機は幅広い流量で運転するが、吹出し口の流れ場は流量によって変化する。そのため、従来の特許文献１の構成のように、ドレンパンの上縁面（５１）において凸曲面（５３）と第２凸曲面（５４）とにより水平方向外側に凸の湾曲凸面（５５）を形成し、この湾曲凸面（５５）の下方に水平方向内側に凹んだ形状の凹面（５７）を設けた形状とすると、流量が少なければ気流が壁面に付着するかもしれないが、流量が大きければ気流がドレンパンの上縁面（５１）において剥離し、この剥離を下流側において抑制することができない。つまり流量が大きくなるとドレンパンの上縁面（５１）において剥離が生じたまま下流側に流れるため、吹出し口流路の有効流路幅が狭くなり、圧力損失が増大してしまうため、省エネ性の悪化を招く恐れがある。【０００６】
そこで本発明は、空気流量の増減に依らず、吹出し口流路の有効流路幅を確保することで圧力損失の増大を抑制し、省エネ性の向上を図る空気調和機の室内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】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明においては、「室内機の中央部に配置された空気を周方向に吐き出すファンと、前記ファンの周方向に配置されて前記ファンからの空気と冷媒との熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器に結露した水を溜めるためのドレンパンを有する空気調和機の室内機において、前記熱交換器より下流側の前記ドレンパンの下流壁において、前記下流壁の最上端から前記ドレンパンの下端部までの間で、かつ前記下流壁の最上端から下流側の内壁下降部に向かって剥離発生部が形成され、さらに、内壁下降部において剥離抑制部が形成されること」を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、空気流量の増減に依らず、吹出し口流路の有効流路幅を確保することで圧力損失の増大を抑制し、省エネ性の向上を図る空気調和機の室内機を提供することが可能となる。  
本発明のその他の課題、構成、作用、効果については以下の実施例において詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】空気調和機の室内機の斜視図である。
【図２】空気調和機の室内機のファン回転軸に対して垂直な断面図である。
【図３】本実施例を適用しない場合の図２中のＡ−Ａ断面である。
【図４】本実施例を適用しない場合の吹出し口周辺の拡大図である。
【図５】解析結果から得られた現行機の吹出し口周辺の流速分布である。
【図６】本実施例における吹出し口周辺の拡大図である。
【図７】解析結果から得られた本実施例における吹出し口周辺の流速分布である。
【図８】図７で示した解析結果の約１．４倍の流量における解析結果から得られた本実施例における吹出し口周辺の流速分布である。
【図９】図７で示した解析結果の約０．５倍の流量における解析結果から得られた本実施例における吹出し口周辺の流速分布である。
【図１０】本実施例における吹出し口周辺の斜視図である。
【図１１】本実施例における吹出し口周辺の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。  
図１は、一般的な空気調和機の室内機の斜視図を示す。図１の室内機は図示しない室外機と冷媒配管を介して接続され、空気調和機を構成する。室外機には圧縮機が搭載されており、この圧縮機により冷媒が圧縮され、循環することで冷凍サイクルが形成される。室内機は、天井内に配置される筐体１と筐体１の室内側に取り付けられるパネル２から構成されている。パネル２には空気を取り入れるグリル３と、グリル３から吸い込まれた空気を室内に吹出すための吹出し口４が４箇所、設けられている。吹出し口４にはそれぞれルーバー５が取り付けられており、これで空気の吹出し方向を上下方向、又は左右方向に調整する。
【００１１】
図２は、図１の室内機をファン回転軸に対して垂直に見た断面図を示す図である。図２に示すように、本実施例の室内機は、室内機の中央部に配置された空気を周方向に吐き出す遠心ファン６と、遠心ファン６の周方向に遠心ファン６を取り囲むように配置されて遠心ファン６からの空気と冷媒との熱交換を行う熱交換器７を有する。なお、図２には図示していないが、室内機は熱交換器７に結露した水を溜めるためのドレンパン９を室内機が設置された状態において下方向に有しており、結露した水は重力に従って落ちることでドレンパン９に流れる。
【００１２】
図３は、図２中のＡ−Ａ断面である。ここではまず本発明を適用していない形状について説明する。遠心ファン６に接続されたモータ２０によって回転軸Ｚを中心に遠心ファン６を回転させることで、グリル３に取り付けられたフィルタ２１を通って空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は遠心ファン６に向かって徐々に開口部が狭くなるベルマウス２２を通り、遠心ファン６によって外周方向に吹き出される。吹き出された空気は熱交換器７を通り、熱交換器７から流出した後、外壁８によって流れの向きが水平方向から垂直下方へ変化する。この向きが変わった空気が吹出し口４から室内に吐き出されることで図に示す気流５０が形成される。気流５０に示す空気が吹出し口４から室内へ吹出されるとき、パネル２の吹出し口４における短手方向の熱交換器側に取り付けられたルーバー５によって風向きが調整される。
【００１３】
暖房運転時、または冷房運転時には熱交換器７において空気と熱交換器７の内部を流れる冷媒とで熱交換が行われることで、室内の空気の暖房、又は冷房が行われる。フィルタ２１とベルマウス２２の間には室内機の挙動を制御するための図示しない制御基盤が収められた電気品箱２３がベルマウス２２の下部に取り付けられている。
【００１４】
図４は図３の吹出し口周辺の拡大図を示しており、上記したように本発明を適用しない場合について示す図である。熱交換器７の上部を通る気流５０ａ、又は熱交換器７の中央を通る気流５０ｂは、熱交換器７を通った後にドレンパン９の外壁８によって水平方向から垂直方向に流れ方向が変えられ、吹出し口４を通って室内に吹出される。このドレンパン９は熱交換器７の下部に設けられ、冷房運転時に熱交換器７で結露する水を溜める役割を果たす。ドレンパン９は底部で水を受けるように構成され、この底部の短手方向の両端において上方に向かう上流壁９ａおよび下流壁９ｂが形成される。熱交換器７の下部を流れる気流５０ｃは上流壁９ａおよび下流壁９ｂに沿った流れとなる。下流壁９ｂによって流れの向きを上方に変えられた気流５０ｃは気流５０ａおよび５０ｂと合流することで、流れの向きを下方に変えられて吹出し口４から室内に吹出される。
【００１５】
このとき、下流壁９ｂにより気流５０ｃの流れ方向が上方から下方へと１８０度曲げられるため、この急激な流れの変化によって下流壁９ｂの上端１０で流れが剥離し、下流壁９ｂの内壁１１の近傍において大規模な剥離域５１が形成されてしまう。すると、吹出し口４を有効に利用できている流れが成す流路幅である有効流路幅６０はこの剥離域５１によって狭められてしまい、吹出し口４の圧力損失増大と共に消費電力が増大してしまう。
【００１６】
図５は解析結果から得られた吹出し口周辺の流速分布である。この時、図５中の最大流速を１として流速分布を表示している。図５に示すように下流壁９ｂの上端１０で流れが剥離し、下流壁９ｂの内壁１１で大規模な剥離域５１が形成されていることがわかる。これによって吹出し口４の有効流路幅６０が狭くなり、吹出し口４の圧力損失増大と共に消費電力が増加してしまう。以下、この課題を解決する本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１７】
図６は本発明の実施例における吹出し口周辺の拡大図である。図６に示すように本実施例では、熱交換器７より下流側のドレンパン９の下流壁９ｂにおいて、下流壁９ｂの上端１０からドレンパン９の下端部１２までの間で、かつ下流壁９ｂの上端１０から下流側の内壁下降部１０１に向かって剥離発生部１００をあえて形成したうえで、内壁下降部１０１において剥離抑制部を形成するようにしたものである。より具体的には、熱交換器７より下流側のドレンパン９の下流壁９ｂにおいて、下流壁９ｂの上端１０からドレンパン９の下端部１２までの間で、下流壁９ｂの上端１０から外壁８に向かって下方に傾斜している内壁上傾斜部１０２と、さらに下流側に略垂直下方向に下降した形状の内壁下降部１０１とが接続されることで剥離発生部を形成するものである。
【００１８】
この剥離発生部１００を形成することにより、あえて剥離を発生させたうえで、剥離発生部１００の下流側に内壁下降部１０１を設けることにより、その後の剥離を抑制することができ、空気流量の大小に関わらず、その剥離する程度を図６に示す微小な剥離域５１ａに留めることを可能とする。したがって、図４および図５で示した大規模な剥離域５１を抑えることができる。
【００１９】
すなわち、室内機から吹き出される空気流量は大きく変動するものであるため、吹出し口の流れ場は流量によって変化する。そのため、従来の特許文献１の構成のように、ドレンパンの上縁面（５１）において凸曲面（５３）と第２凸曲面（５４）とにより水平方向外側に凸の湾曲凸面（５５）を形成し、この湾曲凸面（５５）の下方に水平方向内側に凹んだ形状の凹面（５７）を設けた形状とすると、流量が少なければ気流が壁面に付着するかもしれないが、流量が大きければ気流がドレンパンの上縁面（５１）において剥離し、この剥離を下流側において抑制することができない。したがって、流量が大きくなるとドレンパンの上縁面（５１）において剥離が生じたまま下流側に流れるため、吹出し口流路の有効流路幅が狭くなり、圧力損失が増大してしまうため、省エネ性の悪化を招く恐れがあることを本発明者は発見した。そして本発明者はこの課題を解決するために本発明の形状を想到したものであり、本発明の上記した実施例の吹出し口の形状によれば流量によらず剥離を抑制できるものである。この点について以下、図面を用いて説明する。
【００２０】
図７は解析結果から得られた本実施例における吹出し口周辺の流速分布である。この図７においては最大流速を１として流速分布を表示している。剥離発生部１００により発生させた剥離域５１ａは、内壁下降部１０１によって形成される剥離発生部により最小限に留めることができている。図５に示した剥離域５１と図７に示した剥離域５１ａを比較すると、明らかに図７に示した剥離域５１ａの方が小さくなっており、したがって本実施例の形状によれば剥離を抑制することができる。また、有効流路幅６０も同様に図５よりも図７の方が広くなっており、吹出し口４の圧力損失は図５よりも図７の方が小さくなる。
【００２１】
図８は図７で示した解析結果の約１．４倍の流量における解析結果から得られた本実施例における吹出し口周辺の流速分布であり、図８中の最大流速を１として流速分布を示している。図９は図７で示した解析結果の約０．５倍の流量における解析結果から得られた本実施例における吹出し口周辺の流速分布であり、図９中の最大流速を１として流速分布を示している。
【００２２】
ここで図８に示した解析結果の流量は図９に示した解析結果の流量のおよそ２倍となるが、剥離発生部１００で生じた剥離は内壁下降部１０１によって形成される剥離抑制部により、ほぼ同程度の剥離域５１ａとなっていることがわかる。また、流速分布も図８と図９を比較するとほぼ同様であることがわかる。これは熱交換器７より下流側のドレンパン９の下流壁９ｂにおいて、剥離発生部１００及び剥離抑制部１０１を設けることで、剥離の開始点が剥離発生部１００に固定でき、またこの剥離が剥離抑制部１０１によって抑制されることから流量が変化したとしてもほぼ同程度の剥離域５１ａに留めることが可能となったものである。そしてこれにより流量が変化しても吹出し口４における最大流速を１とした時の流速分布をほぼ同様とすることができる。
【００２３】
また本実施例においては、内壁下降部１０１（剥離抑制部）は剥離発生部１００から略垂直下方向に向かって形成する構成としている。これにより剥離発生部１００であえて発生させた剥離を効果的に抑制することが可能となるものである。仮に内壁下降部１０１（剥離抑制部）が外壁８に向かって傾斜して略垂直下方向に向かって形成されていれば、吹出し口４の流路幅を内壁下降部１０１で狭めてしまい、十分な効果が得られない。一方、内壁下降部１０１（剥離抑制部）を熱交換器７に向かって傾斜して略垂直下方向に向かって形成されていれば、剥離発生部１００であえて発生させた剥離を抑制する機能が無くなり、空気流量が増大した際に大規模な剥離域が生じてしまう。そうすると上記したように吹出し口流路の有効流路幅が狭くなり、圧力損失が増大してしまうため、省エネ性の悪化を招く。
【００２４】
また本実施例においては、内壁下降部１０１（剥離抑制部）と内壁上傾斜部１０２が熱交換器７側に成す角度を鈍角となるように構成している。これにより剥離発生部１００であえて発生させた剥離を内壁下降部１０１（剥離抑制部）によって効果的に抑制することが可能となる。仮に内壁下降部１０１（剥離抑制部）と内壁上傾斜部１０２が熱交換器７側に成す角度を直角または鋭角とすると、内壁上傾斜部１０２から内壁下降部１０１（剥離抑制部）に向かう流れの方向が急激に変化することとなってしまうため、大規模な剥離域が生じてしまう。そうすると上記した省エネ性の悪化を招いてしまう。
【００２５】
図１０は本実施例における吹出し口周辺の斜視図である。吹出し口４の長手方向全体に渡って剥離発生部１００及び内壁下降部１０１（剥離抑制部）を形成することで、吹出し口４の長手方向全体に渡って生じていた剥離域５１をより効果的に抑制することが可能となる。一方、オプションにより加湿器をドレンパン９に取り付けることがあるため、ドレンパン９の下流壁９ｂの上端１０が外壁８に向かって一部広がることがある。この時、スペースの制限があるため、吹出し口４の長手方向全体に剥離発生部１００及び内壁下降部１０１（剥離抑制部）を形成することはできないが、必ずしも吹出し口４の長手方向全体に渡って剥離発生部１００及び内壁下降部１０１（剥離抑制部）を連続的に形成しなくても、部分的に形成するだけで十分に剥離抑制効果を得ることができる。
【００２６】
以上の実施例は吹出し口４に生じる剥離域５０を抑制し、吹出し口４の圧力損失低減の効果について説明したが、本実施例においては吹出し口４の圧力損失低減の効果だけではなく、冷房運転時に空気が吹出し口４から室内に吹出されるときに風向きを調整するルーバーへの結露を防止する効果もある。以下、ルーバーへの結露を防止する効果について説明する。
【００２７】
図３で示したルーバー５はパネル２の吹出し口４の短手方向における熱交換器側に取り付けられるため、冷房運転時には常にルーバー５の吹出し口４側が冷却される。この場合、ルーバー５には断熱材を使用することで、ルーバー５の熱交換器側の温度は室温に近づくため、ルーバー５への結露を防ぐことができる。
【００２８】
図１１は本実施例における吹出し口周辺の拡大図である。図１１に示すように吹出し口４の中央にルーバー５ａを配置することもあるが、ルーバー５ａに断熱材を使用するとルーバー５ａが厚くなるため、吹出し口４の幅の制約上、断熱材が使用できない場合がある。断熱材を使用せずに本実施例を適用しない場合、図４および図５に示した大規模な剥離域５１がルーバー５ａの熱交換器７側への空気の流れを阻害してしまう。この時、空気が正常に流れるルーバー５ａの外壁８側から冷却され、ルーバー５ａ全体が冷却されてしまう。剥離域５１によりルーバー５ａの熱交換器７側には空気が流れないため、ルーバー５ａの熱交換器７側の空気は室温となる。飽和蒸気量の関係から、冷却されたルーバー５ａに室温の空気が接触すると結露し、露付きの問題が生じることもある。しかし、本実施例を適用することで剥離域５１を抑制できるため、ルーバー５ａの両側に冷却された空気を効果的に流すことができ、吹出し口４の圧力損失低減だけではなくルーバー５ａへの結露を防止する効果も得ることができる。また、本発明はルーバー５ａの形状、取付け位置に関わらず効果を得ることができる。
【００２９】
以上の実施例は剥離発生部１００及び内壁下降部１０１（剥離抑制部）を二次元的な形状として定義しているが、実際に用いる室内機の吹出し口４は３次元的な構造をしており、同様に気流も３次元的なものとなっている。そのため、剥離域５１および５１ａは吹出し口４の長手方向の位置によって大きさや位置が変化する。そこで、剥離域５１および５１ａに合わせて剥離発生部１００及び内壁下降部１０１（剥離抑制部）の位置を変化させることで、より良い効果を得ることが可能となる。
【００３０】
また、以上の実施例では製造上容易であるため剥離発生部１００、内壁下降部１０１、内壁上傾斜部１０２をドレンパン９と一体としていたが、以上の実施例の構成を達成できるのであれば別部品であっても構わない。
【００３１】
同様に、以上の実施例では吹出し口を４箇所備えた室内機を対象として説明したが、ファンと熱交換器が配置され、熱交換器に結露した水を溜めるためのドレンパンを備え、このドレンパンによって熱交換器からの流れの向きが急激に変化するような流路構造となっている室内機であれば本発明の適用が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
４      吹出し口
５      ルーバー
７      熱交換器
９      ドレンパン
９ｂ    下流壁
１０    下流壁９ｂの上端
５１    剥離域
６０    有効流路幅
１００  剥離発生部
１０１  内壁下降部
１０２  内壁上傾斜部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
2015104796.tif 000014
2015104796.tif 000015
2015104796.tif 000016
2015104796.tif 000017