(57)【要約】【課題】略Ｕ字形ないし略コ字形の熱交換器と電気ヒータを有していながら、装置全体がコンパクトな空気調和機が求められている。【解決手段】この空気調和機は、本体ケーシング１内に形成された通風路１６に、空気を加熱する熱交換器５と、熱交換器５へ送風するファン２と、熱交換器５とファン２の間に配置されてファン２から熱交換器５へ送られる空気を加熱する電気ヒータ１３とを設置して成る空気調和機において、熱交換器５はファン２を囲むように略Ｕ字形ないし略コ字形に形成され、電気ヒータ１３は略Ｕ字形ないし略コ字形の熱交換器５の曲線部５ｂに対応した湾曲形状に形成されるとともに熱交換器５の曲線部５ｂとファン２との間に設置されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケーシング内に形成された通風路に、空気を加熱する熱交換器と、前記熱交換器へ送風するファンと、前記熱交換器と前記ファンの間に配置されて前記ファンから前記熱交換器へ送られる空気を加熱する電気ヒータとを設置して成る空気調和機において、前記熱交換器は前記ファンを囲むように略Ｕ字形ないし略コ字形に形成され、前記電気ヒータは前記略Ｕ字形ないし略コ字形の熱交換器の曲線部に対応した湾曲形状に形成されるとともに前記熱交換器の曲線部と前記ファンとの間に設置されていることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
電気ヒータは金属外殻管中にヒータ電線が挿通されたヒータパイプより成り、前記ヒータパイプは通風路を横切って設置されるとともに前記通風路を横切る方向にみて複数列の千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
電気ヒータが通風路における本体ケーシング内面とドレンパンの間に配置され、電気ヒータにおける、本体ケーシング内面と対面する対面部およびドレンパンと対面する対面部に遮熱板が取付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の空気調和機。
【請求項４】
遮熱板の通風方向上流側端部および／または通風方向下流側端部が、電気ヒータの設置側へ折り曲げられていることを特徴とする請求項３記載の空気調和機。
【請求項５】
遮熱板が光沢を有する金属で構成されていることを特徴とする請求項３または請求項４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、電気ヒータの形状と配置により小形化を実現した空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和機を図７および図８に示す。各図において、符号の１は下面が開口した本体ケーシング、２はモータ３を介して本体ケーシング１の天板２１に取り付けられたファン、４はファン２の下方に配置されたベルマウス、５Ａはファン２から離間してその両側に配置された熱交換器、６は熱交換器５Ａと電気ヒータ１８の下方に配置されたドレンパン、７は本体ケーシング１の下面開口を蓋うパネル、８はパネル７およびドレンパン６の中央部に形成された空気の吸込み口、９，９はパネル７およびドレンパン６の両側部にそれぞれ形成された空気の吹出し口、１０は吸込み口８に装着されたフィルタ、１１はフィルタ１０の下方に設置されたメンテナンスパネルである。
また、１８は電気ヒータでありファン２と熱交換器５Ａの間の通風路内に配置されている。１９は遮熱板であってドレンパン６上の電気ヒータ１８と対面する位置に配置されている。２０は遮熱板であって本体ケーシング１の天板２１の電気ヒータ１８と対面する位置に配置されている。
【０００３】
図９は電気ヒータ１８の斜視図であり、２２Ａは直線状に形成されたヒータパイプ、２３はブラケット、２４は配線を示している。すなわち、ヒータパイプ２２Ａの両側はブラケット２３，２３に挿通されている。ブラケット２３，２３はヒータパイプ２２Ａを保持するとともに本体ケーシング１に固定する役目を果たしている。ヒータパイプ２２Ａには電源やスイッチとつながる配線２４が接続されている。
【０００４】
上記従来の空気調和機の作用を概述すると、図７および図８に示すように、室内空気は吸込み口８より吸い込まれてファン２を通り、冷房時には熱交換器５Ａ，５Ａで冷却されたのちに、吹出し口９，９から室内に吹き出される。
一方、暖房時においては、電気ヒータ１８，１８が通電され、ファン２からの空気が電気ヒータ１８，１８により予め加熱され、熱交換器５Ａ，５Ａで更に加熱されたのちに吹出し口９，９から室内に吹き出されるようになっている。
尚、上記した空気調和機のように、直線状の熱交換器および電気ヒータを有するものは、例えば下記の特許文献１に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１２８６６２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の空気調和機は以上のように構成されているので、以下のような課題があった。
電気ヒータ１８が熱交換器５Ａとファン２との間に２基設置されているので、熱交換器５Ａとファン２を結ぶ方向の寸法を大きく採らざるを得ず、装置全体としてコンパクトな空気調和機を提供できない。
また、電気ヒータ１８からの輻射熱によるファン２の温度上昇を防ぐために、電気ヒータ１８とファン２の距離を十分に離す必要があり、本体ケーシング１が大きくなる問題があった。
【０００７】
そして、遮熱板１９，２０は本体ケーシング１やドレンパン６への輻射熱を電気ヒータ１８から離れた位置で遮断しているので、電気ヒータ１８から本体ケーシング１の天板２１やドレンパン６までの距離を小さくすることができない。これも装置コンパクト化を阻害していた。また、輻射熱を受けて昇温する遮熱板１９，２０が直に取り付けられる本体ケーシング１の天板２１およびドレンパン６は、熱に強い材料で構成しなければならず、製造コストがかさむといった問題もある。
【０００８】
本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、略Ｕ字形ないし略コ字形の熱交換器と電気ヒータを有していながら、装置全体がコンパクトな空気調和機の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る空気調和機は、本体ケーシング内に形成された通風路に、空気を加熱する熱交換器と、熱交換器へ送風するファンと、熱交換器とファンの間に配置されてファンから熱交換器へ送られる空気を加熱する電気ヒータとを設置して成る空気調和機において、熱交換器はファンを囲むように略Ｕ字形ないし略コ字形に形成され、電気ヒータは略Ｕ字形ないし略コ字形の熱交換器の曲線部に対応した湾曲形状に形成されるとともに熱交換器の曲線部とファンとの間に設置されているものである。
【００１０】
また、上記構成において、電気ヒータは金属外殻管中にヒータ電線が挿通されたヒータパイプより成り、ヒータパイプは通風路を横切って設置されるとともに通風路を横切る方向にみて複数列の千鳥状に配置されているものである。
【００１１】
そして、上記の各構成において、電気ヒータが通風路における本体ケーシング内面とドレンパンの間に配置され、電気ヒータにおける、本体ケーシング内面と対面する対面部およびドレンパンと対面する対面部に遮熱板が取付けられているものである。
【００１２】
更に、前記の構成における遮熱板の通風方向上流側端部および／または通風方向下流側端部が、電気ヒータの設置側へ折り曲げられているものである。
【００１３】
また、前記の構成において、遮熱板が光沢を有する金属で構成されているものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を併用して説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における空気調和機の要部を示す底面図であり図３の空気調和機からパネル、ベルマウス、ドレンパンを取り外した状態を示している。また、図２は図１におけるＡ−Ａ矢視断面を含む構成図、図３は図１におけるＢ−Ｂ矢視断面を含む構成図、図４は図３の空気調和機からメンテナンスパネルおよびパネルを外して下面から見た内部説明図、図５は図４の空気調和機からベルマウスを外して下面から見た内部説明図である。
各図において、この実施形態に係る空気調和機は、下面開口を有する矩形箱状に形成された本体ケーシング１を備えている。本体ケーシング１は、例えば板金製の外郭１ａと発泡スチロール製のインナー１ｂで構成されている。
【００１５】
本体ケーシング１の下面開口はパネル７で蓋われていて、パネル７の上面にはドレンパン６が設置されている。これらのパネル７およびドレンパン６の中央部には室内空気を吸い込む吸込み口８が形成され、両側部に吹出し口９，９がそれぞれ形成されている。吸込み口８にはフィルタ１０が装着され、フィルタ１０の下方にメンテナンスパネル１１が設置されている。また、吹出し口９，９は熱交換器５の２つの直線部分５ａと平行に直線状に形成されている。吸込み口８から本体ケーシング１内を経て各吹出し口９，９に至る通路が室内の空気を吸い込んで室内へ戻す通風路１６である。この通風路１６内に、空気を加熱する熱交換器５と、熱交換器５へ送風するファン２およびモータ３と、熱交換器５とファン２の間に配置されてファン２から熱交換器５へ送られる空気を加熱する電気ヒータ１３が設置されている。熱交換器５は冷媒回路の凝縮器が適用される。あるいは、冷暖房切り換え式の室内側熱交換器を適用してもよい。
【００１６】
ファン２はモータ３を介して本体ケーシング１内の天板２１に取り付けられている。熱交換器５はファン２から少し離間してその周囲を囲むように、２つの直線部５ａ，５ａと、それらをつなぐ曲線部５ｂとから構成され平面視Ｕ字形に形成されている。熱交換器５の下方には、同じく平面視Ｕ字形のドレンパン６が配備されている。電気ヒータ１３は熱交換器５の曲線部５ｂに対応した湾曲形状に形成されていて、熱交換器５の曲線部５ｂとファン２との間に設置されている。ファン２の下方には合成樹脂から成型により得られたベルマウス４が配備されている。このベルマウス４はファン２を下面開口より取り外しできるようにファン２よりも大きく設定されている。
【００１７】
電気ヒータ１３は例えばステンレス鋼製の金属外殻管１４中にヒータ電線１５が挿通されたヒータパイプ２２を複数本備えている。ヒータ電線１５は配線２４を介して電源と電気接続される。ヒータパイプ２２，２２，２２，…は通風路１６を通風方向と直角に横切って設置され、通風路１６を横切る方向にみて２列の千鳥状に配置されている。これらのヒータパイプ２２，２２，２２，…は両端がブラケット２３，２３に挿通支持されている。
【００１８】
電気ヒータ１３は通風路１６における本体ケーシング１の天板２１の内面３０とドレンパン６の上面３１の間に配置されている。電気ヒータ１３における天板２１の内面３０と対面する対面部３２には遮熱板２６が取付けられ、ドレンパン６の上面３１と対面する対面部３３には遮熱板２５が取付けられている。これらの遮熱板２５，２６は光沢を有する金属、例えば亜鉛鉄板などで構成されている。
【００１９】
遮熱板２６の通風方向上流側端部２６ａおよび通風方向下流側端部２６ｂは、いずれも下向きに（すなわち、ヒータパイプ２２，２２，２２，…の設置側へ）折り曲げられている。また、遮熱板２５の通風方向上流側端部２５ａおよび通風方向下流側端部２５ｂは、いずれも上向きに（すなわち、ヒータパイプ２２，２２，２２，…の設置側へ）折り曲げられている。
尚、符号の１２（図１）は熱交換器５へ冷媒を供給するための配管、２７（図１）は本体ケーシング１内の側面に取り付けられたメンテナンス用カバーである。
【００２０】
次に、上記構成による空気調和機の動作を説明する。モータ３が作動すると、ファン２が回転し、室内の空気が吸込み口８から通風路１６内に取り込まれ、フィルタ１０を通過しベルマウス４を経てファン２に吸い込まれる。ファン２に吸い込まれた空気はその一部が電気ヒータ１３に向けて吹き出され電気ヒータ１３で補助加熱される。補助加熱後の空気は熱交換器５の曲線部５ｂで更に加熱されたのち、吹出し口９から室内に向けて吹き出されるようになっている。
【００２１】
この場合、電気ヒータ１３は熱交換器５の直線部５ａとファン２の間には存在せず、熱交換器５の曲線部５ｂとファン２の間に設置されている。従って、直線部５ａとファン２を結ぶ方向の寸法を小さくすることができる。そして、ヒータパイプ２２は熱交換器５の曲線部５ｂの曲率中心に近い曲率中心を持つ湾曲形状に形成されているので、長尺ヒータでありながら、曲線部５ｂとファン２を結ぶ方向の寸法も直線状のヒータパイプと比べて小さくすることができる。また、ヒータパイプ２２が通風路１６を横切る設置で２列の千鳥状配置にされているので、熱交換器５の曲線部５ｂを結ぶ方向の寸法を更に小さくすることができる。また、ヒータパイプ２２の千鳥状配置により、流通する空気に斑なく熱を伝えて伝熱効率を上げられるうえ、ヒータパイプ２２に風が当たる面積が増える。
【００２２】
そして、遮熱板２６，２５は本体ケーシング１やドレンパン６への輻射熱を電気ヒータ１３に近い位置で確実に遮断するので、電気ヒータ１３から本体ケーシング１やドレンパン６までの上下距離を小さく採ることができる。これにより、装置全体のコンパクト化を図ることができる。また、ヒータパイプ２２の発熱部が遮熱板２６，２５に被われて安全性が高い。
遮熱板２６，２５の通風方向上流側端部２６ａ，２５ａおよび通風方向下流側端部２６ｂ，２５ｂが、ヒータパイプ２２の設置側へ折り曲げられているので、遮熱板２６，２５を折り曲げることなく平板状にした場合と比べて、ヒータパイプ２２へ導かれる空気、およびヒータパイプ２２通過後の空気が整流される。従って、電気ヒータ１３における通風抵抗が小さくなって動力損失を低減させ、ヒータパイプ２２から空気への伝熱効率が上がって騒音も低減する。
遮熱板２６，２５が光沢を有する亜鉛鉄板などの金属で構成されているので、熱反射能が高い。そのため、ドレンパン６や本体ケーシング１に使用される材料として、一般的に熱に弱いとされる合成樹脂を使用できるから、空気調和機を軽量化することができる。
【００２３】
尚、上記の実施形態では、熱交換器５を平面視Ｕ字形にしたものを例示したが、本発明に用いる熱交換器は例えば平面視略コ字形に形成したものであってもよい。また、電気ヒータ１３のヒータパイプ２２は３列以上の複数列の千鳥状に配置しても構わない。そして、遮熱板２６の通風方向上流側端部２６ａ、通風方向下流側端部２６ｂ、遮熱板２５の通風方向上流側端部２５ａ、通風方向下流側端部２５ｂのいずれか、あるいはそのうちのひとつをヒータパイプ設置側へ折り曲げても、相応の整流効果を得ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
本発明に係る空気調和機によれば、電気ヒータが、略Ｕ字形ないし略コ字形の熱交換器の曲線部とファンとの間に設置されていて熱交換器の直線部とファンの間には存在しないので、熱交換器の直線部とファンを結ぶ方向の寸法を小さくすることができる。そのうえ、電気ヒータは熱交換器の曲線部に対応した湾曲形状に形成されているので、熱交換器の曲線部とファンを結ぶ方向の寸法も小さくすることができる。従って、全体寸法のコンパクトな空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機の要部を示す底面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視断面を含む構成図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ矢視断面を含む構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１における空気調和機を下面から見た内部説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１における空気調和機の下面から見た内部説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１における空気調和機の電気ヒータの斜視図である。
【図７】従来の空気調和機の要部を示す底面図である。
【図８】図７におけるＣ−Ｃ矢視断面を含む構成図である。
【図９】従来の空気調和機の電気ヒータの斜視図である。
【符号の説明】
１  本体ケーシング、２  ファン、５  熱交換器、５ｂ  曲線部、６  ドレンパン、１３  電気ヒータ、１４  金属外殻管、１５  ヒータ電線、１６  通風路、２２  ヒータパイプ、２５  遮熱板、２５ａ  通風方向上流側端部、２５ｂ  通風方向下流側端部、２６  遮熱板、２６ａ  通風方向上流側端部、２６ｂ  通風方向下流側端部、３０  内面、３１  上面、３２  対面部、３３  対面部。
【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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