(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面及び上面に吸込み口、下面に吹出し口が設けられた室内ユニット本体と、
前記吹出し口に対応して設けられたクロスフローファンと、
前記前面吸込口に対向して配設され、前面上部熱交換器及び前面下部熱交換器からなる前面熱交換器と、
この前面熱交換器の背面側に傾斜して設けられた背面熱交換器と、
前記室内ユニット本体の前面に上部が丸み部を形成するように設けられた空気清浄フィルターと、
前記前面上部熱交換器と前記背面熱交換器の上方に略水平に配置され、前記空気清浄フィルターに対向する面が前記丸み部に沿った形状である電気集塵装置と、
を備え、
前記前面上部熱交換器を略垂直配置したことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記背面熱交換器の水平線に対する設置角度を３５°以上としたことを特徴とする請求項１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、クロスフローファンを有する空気調和機に係り、特に、電気集塵装置のサイズを大きくすることなく集塵性能を向上させた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機は、クロスフローファン、熱交換器及び熱交換器の背面側の空気通路に設けられた電機集塵器を備え、熱交換器の背面側の空気通路を外部と連通させるための開口部を、集塵器より上方に設けている。この開口部に、空気調和運転中に閉じ、空気調和運転停止時に空気清浄運転を行うときに開く開閉弁を設けている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３３２１６６号公報（段落００２０、００２２、図１、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の空気調和機は、電気集塵器を熱交換器の風上側に設置しており、電気集塵器の通過風量が小さいため十分な集塵性能を得ることができず、通過風量を大きくするには電気集塵器のサイズを大きくしなければならず、空気調和機のサイズも大きくなるという問題があった。
また、電気集塵器を熱交換器の風上側に設置した場合、熱交換器がクロスフローファンに近づくため、クロスフローファンの吸込み領域において、翼の入射角が大きくなるため、失速しやすくなり、ファン性能が低下するという問題があった。
また、電気集塵器を熱交換器の風上側に設置した場合、電気集塵器を取り外しにくいという問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、電気集塵装置のサイズを大きくすることなく、集塵性能を向上した空気調和機を得るものである。
また、第２の目的は、電気集塵器を取り外しやすい空気調和機を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る空気調和機は、前面及び上面に吸込み口、下面に吹出し口が設けられた室内ユニット本体と、前記吹出し口に対応して設けられたクロスフローファンと、前記前面吸込口に対向して配設され、前面上部熱交換器及び前面下部熱交換器からなる前面熱交換器と、この前面熱交換器の背面側に傾斜して設けられた背面熱交換器と、前記室内ユニット本体の前面に上部が丸み部を形成するように設けられた空気清浄フィルターと、前記前面上部熱交換器と前記背面熱交換器の上方に略水平に配置され、前記空気清浄フィルターに対向する面が前記丸み部に沿った形状である電気集塵装置と、を備え、前記前面上部熱交換器を略垂直配置したものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、前記前面上部熱交換器と前記背面熱交換器の上方に略水平に配置された電気集塵装置を備えたので、電気集塵装置のサイズを大きくすることなく、電気集塵装置の通過風量を大きくすることができるため集塵性能を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係わる空気調和機の室内ユニットの断面図である。
図１において、空気調和機の室内ユニット９は、クロスフローファン１、前面の吸込み口８に対向して設けられた前面上部熱交換器２と前面下部熱交換器３、上縁部が前面上部熱交換器２の上縁部に接して上面の吸込み口８に対向する位置に、下縁部が前面上部熱交換器２から離れる方向に傾斜して配設された背面熱交換器４、空気清浄フィルター５、前面上部熱交換器２と背面熱交換器の上方に略水平に配置された前記電気集塵装置６、下面に設けられた吹出し口７及び上面に設けられた吸込み口８を備えている。
ここで、前面上部熱交換器２と前面下部熱交換器３は、前面熱交換器の段数のうち、上側半分を前面上部熱交換器２、下側半分を前面下部熱交換器３とする。
【０００９】
クロスフローファン１のファン径はφ７０ｍｍ、前面上部熱交換器２、前面下部熱交換器３、背面熱交換器４は列ピッチ１２ｍｍ、段ピッチ１９ｍｍ、通風抵抗２０Ｖ１．４［Ｐａ］（Ｖは熱交換器の前面風速［ｍ／ｓ］）、電気集塵装置６は高さ３０ｍｍ、室内ユニット９は高さ２９８ｍｍ、奥行き１５０ｍｍである。電気集塵装置６は高圧の針電極を有し、針電極と金属からなる前面上部熱交換器２、前面下部熱交換器３、背面熱交換器４との最小距離は２０ｍｍ以上離してある。
また、電気集塵装置６は高さ３０ｍｍあるので、高さが５ｍｍ位の脱臭フィルターの場合と比べ背面熱交換器４等とクロスフローファン１の距離が小さくなるという制約がある。
電気集塵装置６の桟１２は壁面部であるが、桟１２は風の流れ方向と平行に設置した場合は通風抵抗が小さいが、垂直に設置すると通風抵抗が大きくなる。
【００１０】
次に、この発明の実施の形態１の空気調和機の室内ユニット９の動作について図１により説明する。クロスフローファン１がファンモータ１０の作動により回転すると、室内ユニット９の外部にある空気が前面の吸込み口８から吸引され、前面上部熱交換器２、前面下部熱交換器３を経由し、上面の吸込み口８から吸引された空気は、電気集塵装置６、前面上部熱交換器２の上部、背面熱交換器４を経由してクロスフローファン１に達し、吹出し口７から吹出される。ここで、前面上部熱交換器２、前面下部熱交換器３、背面熱交換器４は空気と熱交換を行い、空気を冷房運転時は冷却、暖房運転時は加熱する。
【００１１】
ここで、電気集塵装置６の設置位置による、電気集塵装置６の通過風量の変化を調べた結果について、図２〜４により説明する。
図２〜４は電気集塵装置６の通過風量／吹き出し風量を計算するときの電気集塵装置６、前面上部熱交換器２及び背面熱交換器４の配置条件を示すものであり、図２は電気集塵装置６を、前面上部熱交換器２と、背面熱交換器４の上部に略水平に設置した場合、図３は電気集塵装置６を前面上部熱交換器２の前方に垂直に設置した場合、図４は電気集塵装置６を前面上部熱交換器２、前面下部熱交換器３の中央部の前方に垂直に設置した場合を各々示し、いずれも、空気清浄フィルター５と桟１２がない状態である。
【００１２】
図２〜４において、線分ＡＢは電気集塵装置６の通過風量を求めるための検査面、線分ＸＹは室内ユニット９の吹出し風量を求めるための検査面であり、計算方法は同一形状の電気集塵装置６を用いて、クロスフローファンの回転数を１８００［ｒｐｍ］、熱交換器２、３、４の通風抵抗を２０Ｖ１．４［Ｐａ］（Ｖは熱交換器の前面風速［ｍ／ｓ］）、電気集塵装置６の通風抵抗を３Ｖ１．５［Ｐａ］（Ｖは電気集塵装置６の前面風速［ｍ／ｓ］）の条件で図２〜４の配置で（電気集塵装置６の通過風量／吹き出し風量の）流体解析を行った。
表１はこの結果を示すもので、図２〜４に示した電気集塵装置６の設置位置の違いによる電気集塵装置の通過風量／吹出し風量を示す。
【００１３】
【表１】
0004675799.tif 000002
【００１４】
表１から電気集塵装置６を前面上部熱交換器２、前面下部熱交換器３の上部に略水平に設置した場合（図２）に最も電気集塵装置６の通過風量が大きく、電気集塵装置６を前面上部熱交換器２の前方に垂直に設置した場合（図３）、電気集塵装置６を前面上部熱交換器２、前面下部熱交換器３の中央部の前方に垂直に設置した場合（図４）の順に少なくなる。電気集塵装置６を前面上部熱交換器２、前面下部熱交換器３の上部に略水平に設置した場合（図２）に最も電気集塵装置６の通過風量が大きくなるのは、電気集塵装置６の線分ＡＢにおいて、点Ａ、Ｂ近くの領域の風速が速いので、前面上部熱交換器２、前面下部熱交換器３、背面熱交換器４のうち、前面上部熱交換器２が最も風が流れにくくなるためである。
【００１５】
なお、電気集塵装置６を通過した空気は、背面熱交換器４と前面上部熱交換器２の上部を通過する。
このように、電気集塵装置６を前面上部熱交換器２、前面下部熱交換器３の上部に略水平に設置することにより、電気集塵装置６の通過風量を大きくすることができるため、集塵性能、脱臭性能を向上することができる。また、室内ユニット９の奥行きも小さくできる。
【００１６】
以上のように、クロスフローファン１、前面上部熱交換器２、前面下部熱交換器３、背面熱交換器４、空気清浄フィルター５及び電気集塵装置６を備えた空気調和機において、電気集塵装置６を前記前面上部熱交換器２と前記背面熱交換器４の上方に略水平に配置したので、電気集塵装置６のサイズを大きくすることなく、通過風量を増加させ、集塵性能を向上させることができる。
また、電気集塵装置６を背面熱交換器４の後方に配置するよりは、電気集塵装置６の取り外しをし易くすることができる。
【００１７】
なお、本実施の形態では、電気集塵装置６全体を略水平に配置した場合を示したが、電気集塵装置６の全体図は、図５に示すように、電源部１４と集塵部１５からなるが、電源部１４は壁面で、風を通さないため、通風抵抗となる。この通風抵抗を低減するため、図６に示すように、電源部１４を背面熱交換器４と電気集塵装置６に囲まれた空間１６に設置してもよい。
また、空気清浄フィルター５の形状や室内ユニット９のデザインにより、略水平に設置しくい場合もあるため、電気集塵装置６を略水平に対して±２０％以内に設置してもよい。２０％以内であれば、電気集塵装置６の通過風量に大差がないからである。
【００１８】
実施の形態２．
実施の形態１では、電気集塵装置６の設置位置による、電気集塵装置６の通過風量の変化を調べ、電気集塵装置６の配置を前面上部熱交換器２と前記背面熱交換器４の上方に略水平に配置したが、本実施の形態はさらに、前面上部熱交換器２の配置角度とファン入力の変化を調べ、前面上部熱交換器２の配置角度を定めたものである。
図７はこの発明の実施の形態１に係わる空気調和機の室内ユニットの断面図である。
【００１９】
図７において実施の形態１の図１と同一部分には同一の符号を付し説明を省略する。
前面上部熱交換器２の上端の点Ｃ、下端の点Ｆから空気清浄フィルター５に水平線を引き、その交点を点Ｄ、Ｅとする。前面上部熱交換器２と、背面熱交換器４の設置角度を変え、面積ＣＤＥＦを変えたときの、１２ｍ3／ｍｉｎのファン入力の変化を調べた。その結果を図８に示す。
【００２０】
図８に示すように、面積ＣＤＥＦが小さいほど、ファン入力は小さくなる。これは面積ＣＤＥＦが小さいほど、すなわち、前面上部熱交換器２が垂直に配置するほど、クロスフローファン１から遠ざかり、クロスフローファン１の吸込み領域１４においてクロスフローファン１の翼の入射角が小さくなり、０°に近づきクロスフローファン１の効率が向上するためである。
ここで、クロスフローファン１の翼の入射角について図９により説明する。
図において、クロスフローファン１の翼２０の外周側先端の円弧部２１の、中心を点Ｐ、中点を点Ｑとする。直線ＰＱと、翼２０への空気の、相対速度場で表したときの、流入速度ベクトル２２とのなす角度が入射角２３である。
【００２１】
また、電気集塵装置６を前面上部熱交換器２と、背面熱交換器４の上部に設置しない場合は、空気清浄フィルター５が直線でない丸み部５ａを有するとき、前面上部熱交換器２が丸み部５ａと交差しないようにするため、前面上部熱交換器２を傾斜して設置しなければならず、面積ＣＤＥＦが大きくなり、ファン入力が大きくなるが、図７に示したように電気集塵装置６を前面上部熱交換器２と、背面熱交換器４の上部に設置し、空気清浄フィルター５側の形状を丸み部５ａに沿った形状にし、前面上部熱交換器２を垂直に配置することにより、電気集塵装置６の通過風量を大きくし、かつファン入力を小さくすることができる。
【００２２】
なお、背面熱交換器４は水平線に対する設置角度θが３５°未満のとき、冷房運転時において空気が背面熱交換器４を通過する際に凝縮され、水滴が生じ、クロスフローファンに付着し、室内に吹出されるが、設置角度θを３５°以上とすると水滴が生じなかった。  そこで、背面熱交換器４は水平線に対する設置角度θを３５°以上とした。
【００２３】
また、室内ユニット９の奥行きを大きくし、垂直配置された前面上部熱交換器２と背面熱交換器４との間に隙間が生じた場合、冷房運転時にこの隙間を通過した空気が、クロスフローファン１と前面上部熱交換器２、前面下部熱交換器３、背面熱交換器４との間で、前面上部熱交換器２、前面下部熱交換器３、背面熱交換器４を通過した空気と混合させるらめ凝縮され、水滴が生じ、クロスフローファンに付着し、室内１６に吹出される。
これを防ぐため、板などを用いて隙間を塞ぐとファン入力の悪化の原因となるが、水滴が生じると重大な品質問題（例えば、室内において室内ユニットの近くに設置されたテレビに水滴が垂れて発生した故障等）を招く場合があるので、前面上部熱交換器２の上部の設置角度を水平線に対して３５°以上なるように傾斜させ、前面上部熱交換器２と背面熱交換器４との隙間を塞いでもよい。
【００２４】
以上のように、前記前面上部熱交換器２を略垂直配置したので、前面熱交換器上部２を、クロスフローファン１から可能な限り離れるよう配置し、クロスフローファン１の吸込み領域１４において、翼２０の入射角２３が大きくなるのを抑制し、ファン性能を向上させることができる。
また、前記背面熱交換器４の水平線に対する設置角度θを３５°以上としたので、水滴が生じ、クロスフローファン１に付着し、室内に吹出されるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる空気調和機の室内ユニットの断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係わる空気調和機の室内ユニットの電気集塵装置を、前面上部熱交換器と、背面熱交換器の上部に略水平に設置したときの断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係わる空気調和機の室内ユニットの電気集塵装置を、前面上部熱交換器の前方に垂直に設置したときの断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係わる空気調和機の室内ユニットの電気集塵装置を、前面上部熱交換器と前面下部熱交換器の中央部に垂直に設置したときの断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係わる空気調和機の電気集塵装置の全体を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係わる空気調和機の室内ユニットの断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係わる空気調和機の室内ユニットの断面図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係わる空気調和機の室内ユニットのファン入力の変化を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係わる空気調和機の室内ユニットのクロスフローファンの翼の入射角についての説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  クロスフローファン、２  前面上部熱交換器、３  前面下部熱交換器、４  背面熱交換器、５  空気清浄フィルター、６  電気集塵装置、７  吹出し口、８  吸込み口、９  室内ユニット。
【図１】
0004675799.tif 000003
【図２】
0004675799.tif 000004
【図３】
0004675799.tif 000005
【図４】
0004675799.tif 000006
【図５】
0004675799.tif 000007
【図６】
0004675799.tif 000008
【図７】
0004675799.tif 000009
【図８】
0004675799.tif 000010
【図９】
0004675799.tif 000011