(57)【要約】  【課題】  室内機内部のファン、熱交換器を通過する空気流量を抑制して低騒音、小型とすると共に、省エネ性の向上させる。  【解決手段】  筐体内部にファン２、熱交換器６を有し、ファン２を回転させることによって室内空気を筐体内部に流入させ、流入した空気を熱交換器６によって冷媒との間で熱交換を行ない吹出口７より室内へ吹き出す空気調和機の室内機において、記熱交換器６から吹出口７に至る間で熱交換された空気とは異なる新たな室内空気を導入して混合し、室内に吹き出す。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内部にファン、熱交換器を有し、前記ファンを回転させることによって室内空気を筐体内部に流入させ、流入した空気を前記熱交換器によって冷媒との間で熱交換を行ない吹出口より室内へ吹き出す空気調和機の室内機において、
前記熱交換器から前記吹出口に至る間で熱交換された空気とは異なる新たな室内空気を導入して混合し、室内に吹き出すことを特徴とする空気調和機の室内機。
【請求項２】
請求項１に記載のものにおいて、前記熱交換器から前記吹出口に至る流路は前記新たな室内空気を導入する混合部の流路面積よりも前記吹出口の流路面積が大きくされていることを特徴とする空気調和機の室内機。
【請求項３】
請求項１に記載のものにおいて、前記熱交換器から前記吹出口に至る流路面積は前記新たな室内空気を導入する混合部で縮小し、その後前記吹出口まで拡大していることを特徴とする空気調和機の室内機。
【請求項４】
請求項１に記載のものにおいて、前記熱交換器から前記吹出口に至る流路面積は前記新たな室内空気を導入する混合部で縮小し、前記熱交換器側の流路面積をＡ１、縮流部の流路面積をＡ２、前記吹出口の流路面積をＡ３とすると、Ａ２／Ａ１を０．７以上０．９以下、Ａ３／Ａ１を１．１以上１．４以下としたことを特徴とする空気調和機の室内機。
【請求項５】
請求項１に記載のものにおいて、室内空気温度センサあるいは吹出空気温度センサの少なくともいずれかと、前記新たな室内空気の流量を調整する流量調整機構と、を有し、該室内空気温度センサあるいは吹出空気温度センサによって検出される値に関連して前記流量調整機構を制御す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ものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の室内機の代表例として天井埋め込み型４方向吹き出しのパッケージエアコン室内機があり、モータによって遠心ファンを回転させ、空気をグリル、フィルタを通して筺体内部に流入させ、空気と熱交換器との間で熱交換を行ない、吹出口から室内へと吹き出している。そして、室内の温度ムラを解消し、かつ温度分布を均一化するため、パネルを回転可能とすると共に、空気吹出口からと天井付近の室内空気とを混合させることが知られ、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平３−６７９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術においては、同一風量で筐体の小型化を進める場合、流路面積の縮小に伴う空気速度の増加によって圧力損失が増大する。また、小型化した筐体に合わせて小型化した遠心ファンで対応しようとすると、遠心ファンの回転数を上昇させることが必要になり、騒音やファンモータ入力の増大を招くことになる。そして、特許文献１のものでは天井付近の室内空気を吹き出された空気と混合するだけなので、熱交換器を通過するのに必要とされる空気流量は変わらず、遠心ファンの回転数を小さくできるものではない。
【０００５】
本発明の目的は、室内機内部のファン、熱交換器を通過する空気流量を抑制して低騒音、小型とすると共に、省エネ性の向上した空気調和機の室内機を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、筐体内部にファン、熱交換器を有し、前記ファンを回転させることによって室内空気を筐体内部に流入させ、流入した空気を前記熱交換器によって冷媒との間で熱交換を行ない吹出口より室内へ吹き出す空気調和機の室内機において、前記熱交換器から前記吹出口に至る間で熱交換された空気とは異なる新たな室内空気を導入して混合し、室内に吹き出すものである。
【０００７】
また、上記のものにおいて、前記熱交換器から前記吹出口に至る流路は前記新たな室内空気を導入する混合部の流路面積よりも前記吹出口の流路面積が大きくされていることが望ましい。  
さらに、上記のものにおいて、前記熱交換器から前記吹出口に至る流路面積は前記新たな室内空気を導入する混合部で縮小し、その後前記吹出口まで拡大していることが望ましい。
【０００８】
さらに、上記のものにおいて、前記熱交換器から前記吹出口に至る流路面積は前記新たな室内空気を導入する混合部で縮小し、前記熱交換器側の流路面積をＡ１、縮流部の流路面積をＡ２、前記吹出口の流路面積をＡ３とすると、Ａ２／Ａ１を０．７以上０．９以下、Ａ３／Ａ１を１．１以上１．４以下としたことが望ましい。  
さらに、上記のものにおいて、室内空気温度センサあるいは吹出空気温度センサの少なくともいずれかと、前記新たな室内空気の流量を調整する流量調整機構と、を有し、該室内空気温度センサあるいは吹出空気温度センサによって検出される値に関連して前記流量調整機構を制御することが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
ファン、熱交換器よりも下流側の流路において、熱交換がなされるために筐体内に流入した室内空気とは異なる室内空気を導入して熱交換がなされた空気と混合し、その後吹き出されるので、室内機内部のファン、熱交換器を通過する空気流量を抑制でき、低騒音、小型の空気調和機の室内機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。  
【実施例１】
【００１１】
空気調和機は、効率改善による省エネ性能の向上、温湿度はもちろん低騒音という意味も含めての快適性の向上、小型化等が求められている。図に示した空気調和機の室内機は、遠心ファン２の下流側に遠心ファン２を囲むように熱交換器６を配置した天井埋込型であり、室内機の熱交換器６は、室外機に設置された圧縮機や室外機の熱交換器（図示せず）等と配管で接続されており、その中を冷媒が流れることで冷凍サイクルを構成している。  
モータ１によって遠心ファン２を回転させると、空気の流れＡが発生し、グリル３、フィルタ４を通って、空気が筺体内部に流入する。流入した空気Ａは、遠心ファン２、熱交換器６を通過する。熱交換器６を通過する際、空気と熱交換器６との間で熱交換が行なわれ、熱交換を行なった空気Ａは、吹出口７手前の混合部８で別途室内機内部に流入してくる室内空気Ｂと混合し、吹出口７から室内へと吹き出される。
【００１２】
空気調和機においては、熱交換する空気の比熱、流量とその熱交換器６前後の温度変化の積によって交換熱量、すなわちその空調機の能力が決まる。したがって、温度変化を大きくする、具体的には冷房・除湿運転時は室内熱交換器の蒸発温度を低下させ、暖房運転時は室内熱交換器の凝縮温度をより高くして、通過する空気との温度差を大きくとれば、同じ熱交換量のときの必要風量を低減することができる。そこで、温度差を大きくして風量を低減すれば、遠心ファン２への負荷が減るのでファン回転数を低減でき、騒音低減になる。小型の室内機の場合、筐体５内の流路が狭く、熱交換器６の面積も大きく取れないために、圧損が大きく、加えて遠心ファン２も小型にせざるを得ない状況なので、必要風量を低減できれば、その効果は特に大きい。  
しかし、熱交換器前後の温度変化を大きくすると、空調設定温度に比べて極端に低い、あるいは高い温度の空気が室内機から吹き出されることにもなり、室内の快適性を損なうことになる。
【００１３】
本実施例では、遠心ファン２、熱交換器６を通過したあとの空気に、別途室内より流入してきた空気Ｂを混合させることにより、より空調設定温度に近い吹出温度に調整して、室内における快適性を確保することができる。そして、従来の室内機では、熱交換後の空気温度が、ほとんど吹出温度に等しいので、快適性を阻害しない範囲で吹出温度を調整するにしても限界があり、交換熱量が高まれば風量を増加させざるを得ず、その上、増加した風量のすべてが遠心ファン２及び熱交換器６を通過する構成であるために、圧損が高く、ファン負荷が大きいために回転数が上昇し、騒音を増加させていた。
【００１４】
次に混合部８の構成について説明する。図２に示すように混合部の流路面積は吹出口７に比べて小さい。これにより、混合部８では相対的に流速が速く、そのため静圧が低いのに対して、吹出口７では流速がそれに比べて遅く、静圧は高めとなっており、ほぼ室内の大気圧と同等になっている。そして、混合部８の静圧は室内のそれよりも低くなるために、圧力差によって室内から混合部８へ空気を流入させている。  
混合部８に流入する空気Ｂの流量には、室内空気導入部１２の流路面積とその前後での圧力差、すなわち、室内大気圧と混合部８の静圧の差が大きく影響する。したがって、寸法等の制約により、混合部８から吹出口７までの間で十分な拡大流路がとれず、室内大気圧と混合部８の静圧の差がとり難いとき等は、図３に示すように、混合部８を縮小させることで、そこでの流速をさらに高めて静圧を低くして、流入空気Ｂの量を確保することが良い。ただし、この場合、流路縮小による圧損が追加される。
【００１５】
図４に本実施例の効果が得られる領域を算定した一例を示す。縦軸は吹出口拡大率、すなわち図３に示す流路面積Ａ３とＡ１の比、横軸は混合部縮流率、すなわち流路面積Ａ２とＡ１の比を示している。Ａ３／Ａ１が大きければ、またＡ２／Ａ１が小さければ、混合部と室内との間の差圧が確保されるので、室内から混合部８へ流入する空気量は増加する。一方、Ａ３／Ａ１が小さければ、またＡ２／Ａ１が小さければ、混合部での圧損が増加する。図４の「流入流量：大」とした領域では、室内から混合部８へ流入する空気量は全流量の２０％以上確保される。また、「吹出口圧損：小」とした領域では、流入空気量２０％達成によって得られる圧損低減量に比べて、新たに付加される圧損が小さい。したがって、その両者の交わる斜線で示す領域が効果的な領域となる。また、概略的にはＡ２／Ａ１を０．７以上０．９以下、Ａ３／Ａ１を１．１以上１．４以下とすることが良い。
【００１６】
本実施例の空気調和機の場合、吹出温度は熱交換された空気Ａの温度、それに混合されるべく導入された室内空気Ｂの温度、及びそれらの混合割合によって決まる。熱交換された空気Ａの温度と風量は、従来の空気調和機においても、空調設定温度等の運転条件によって制御がなされていたが、本例の空気調和機では、混合される空気Ｂの量を制御することでも吹出温度の調整が可能となる。
【００１７】
図５は流量調整を行なう制御機能を持たせた場合の吹出口部分の拡大図を、図６に制御の例を示すフローチャートを示す。最も簡単な制御方法としては、図５、６のように、直接吹出温度をセンサ１１で検知し、それが目標吹出温度Ｔｓになるように、混合される空気Ｂの量をフィードバック制御することが良い。  
例えば冷房運転のときは、実際の吹出温度Ｔｐが低すぎれば混合するための流入空気Ｂの量を増加させ、逆に高すぎればその空気量を減少させる。暖房運転のときはその逆である。空気量の調整は、室内空気導入部１２もしくは空気の混合部８において絞り機構１３、１４を設置し、流入空気Ｂの量を増加させたいときは室内空気導入部１２の絞り１３を開き、空気の混合部８の絞り１４を絞ること、あるいはこれらの操作のいずれか一方で行われる。室内空気導入部１２の絞り１３は流入流路面積をコントロールし、空気の混合部８の絞り１４はそこでの流速、つまり静圧をコントロールすることになる。
【００１８】
図７は吹出口温度の別の制御方法を示すフローチャートを示し、室内空気温度をセンサ１５で検知している場合、圧縮機やファンの運転信号から熱交換後の空気Ａの温度、風量を算出し、目標とする吹出温度Ｔｓにするのに必要な混合される空気Ｂの量をあらかじめ算出する。次に、算出結果にしたがって、室内空気導入部１２もしくは空気の混合部８の絞り１３、１４を調整する。
【実施例２】
【００１９】
壁掛け型のルームエアコン室内機に適用した実施例を示す。図８は壁掛け型のルームエアコン室内機の縦断面図であり、送風機として貫流ファン２２を用い、熱交換器２６がファン２２の上流にある点等が実施例１とは異なる。そして、ファン２２下流側の流路２８において、熱交換器２６を通過していない空気Ｄを別途、流入させ、混合して吹き出している。これにより、実施例１と同様の効果、すなわち、快適性を維持しながら筐体内部を流れる空気Ｃの風量が抑制でき、その結果、騒音低減が期待できる。この構成の室内機の場合、回転方向前向きの角度を有する貫流ファン２２を用いているために、ファン周速に対して吹出速度が高く、従来でも流れを減速（静圧回収）してから室内に吹き出す構成としていた。このため、吹出口２７に向かって流路面積が連続的に拡大する構成を元来有しているので、上記の考え方を適用しやすい対象である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例による室内機の縦断面図。
【図２】図１における吹出口の拡大図。
【図３】他の実施例による吹出口の拡大図。
【図４】実施例における混合部の縮流率と吹出口の拡大率の関係を示すグラフ。
【図５】流量制御機構を付加した他の実施例による吹出口の拡大図。
【図６】実施例による吹出口温度の制御を示すフローチャート。
【図７】他の実施例による吹出口温度の制御を示すフローチャート。
【図８】本発明の他の実施例による室内機の縦断面図。
【符号の説明】
【００２１】
１…ファンモータ、２…ファン、３…グリル、４…フィルタ、５…室内機筐体、６…熱交換器、７…吹出口、８…混合部、９…ルーバー、１１…吹出空気温度センサ、１２…室内空気導入部、１３…室内空気導入部の絞り、１４…混合部の絞り、１５…室内空気温度センサ、２２…貫流ファン、２３…グリル、２４…フィルタ、２６…熱交換器、２７…吹出口、２８…混合部、２９…ルーバー、３２…室内空気導入部。
【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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