(57)【要約】    【課題】空気流路が不均一に閉塞された場合にも電気ヒーターの過熱を防止することができる空気調節機の提供。    【解決手段】吸い込みグリル１６から吹き出し口１７に至る空気流路を構成する。空気流路に、室内ファン７と室内ファンケース８と電気ヒーター１とを配置する。電気ヒーター１の過熱を防止する復帰型過熱保護装置９を設ける。復帰型過熱保護装置９の感知部９ａを室内ファンケース８の内側に露出させる。電気ヒーター１で加熱された空気を室内ファンケース８の内部で撹拌する。空気流路の不均一な閉塞によって電気ヒーター１が部分的に異常加熱しても、撹拌後の空気温度により、復帰型過熱保護装置９が電気ヒーター１の異常加熱を検出する。【選択図】図１
2007155264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸い込み口から吹き出し口に至る空気流路に、室内ファンと、該室内ファンよりも上流側に配置される電気ヒーターとを備えた空気調節装置において、前記空気流路に電気ヒーターの過熱を防止する過熱保護装置が設けられ、該過熱保護装置の感知部が、前記空気流路を通る空気が前記室内ファンによって撹拌された位置に設けられたことを特徴とする空気調節装置。
【請求項２】
前記空気流路に、室内ファンを収容する室内ファンケースが設けられ、前記過熱保護装置の感知部が前記室内ファンケースの内側に露出して設けられたことを特徴とする請求項１に記載の空気調節装置。
【請求項３】
前記過熱保護装置は、室内ファンケースに形成された取付穴に外面側から取り付けられ、前記感知部が取付穴から室内ファンケースの内側に露出することを特徴とする請求項２に記載の空気調節装置。
【請求項４】
前記過熱保護装置は、復帰型過熱保護装置とされたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の空気調節装置。
【請求項５】
前記電気ヒーターに感知部を対向させて第２の復帰型過熱保護装置が設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調節装置。
【請求項６】
冷暖房用の冷凍サイクルを備えた空気調和機とされたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸い込み口から吹き出し口に至る空気流路に電気ヒーターを装備された空気調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気ヒーターを装備された空気調節装置には、目詰まりなどによって通過する風量が減った際に熱が奪われないことによる電気ヒーターの過熱を防止するため、過熱保護装置が設置されている。過熱保護装置は、電気ヒーターの異常加熱を検出して電気ヒーターを電気的に遮断するよう制御するものであり、異常加熱から発火に至らないようにして空気調節装置の安全性を確保している。
【０００３】
図６に従来の空気調節装置における過熱保護装置の配置例を示す。図６に示すように、室内ファンケース１０１の上流側に電気ヒーター１０２が配置され、この電気ヒーター１０２の近傍かつ上方に過熱保護装置１０３、１０４が配置されている。なお、図６における過熱保護装置１０３、１０４は、二重安全装置としての復帰型保護装置１０３および非復帰型保護装置（温度ヒューズ）１０４である。
【０００４】
このように、過熱保護装置は、電気ヒーターの異常加熱を検出するように、電気ヒーターの近傍に配置されている。例えば、特許文献１では、吸い込み通路と吐出通路とを仕切る仕切り板に電気ヒーターが取り付けられ、仕切り板ごと電気ヒーターを引き出すことにより、過熱保護装置（温度ヒューズ）も点検交換するようになっている。すなわち、電気ヒーターの近傍に過熱保護装置が取り付けられている。また、特許文献２でも、電気ヒーターの近傍かつ上方に過熱保護装置が取り付けられている。
【特許文献１】特開平５−７１７５６号公報（段落番号００１１）
【特許文献２】特開２００４−１９０９００号公報（第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、吸い込みフィルターの左半分又は右半分だけが目詰まりするなど、吸い込み口および吹き出し口の一方又は両方が局所的に閉塞され、空気流路が不均一に閉塞されることがある。この場合、電気ヒーターに部分的な異常加熱が生じることになり、さらに、異常加熱を生じる部位の予測も困難である。そのため、特に、電気ヒーターが空気調節装置の幅方向に長い場合には、過熱保護装置の取付位置や設定温度を的確に定めることができず、少数の過熱保護装置による電気ヒーターの異常加熱の検出が難しくなる。
【０００６】
本発明は、空気流路が不均一に閉塞された場合にも電気ヒーターの過熱を防止することができる空気調節装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に鑑み、本発明に係る空気調節装置は、吸い込み口から吹き出し口に至る空気流路に、室内ファンと、室内ファンよりも上流側に配置される電気ヒーターとを備えたものであり、空気流路に電気ヒーターの過熱を防止する過熱保護装置を設け、この過熱保護装置の感知部を空気流路を通る空気が室内ファンによって撹拌された位置に設けたものである。
【０００８】
この構成によれば、過熱保護装置の感知部が、異常加熱する電気ヒーターで加熱された空気の温度を室内ファンによって撹拌された後に感知するので、電気ヒーターに部分的な異常加熱を生じたとしても、異常加熱を生じる位置に関わらず、その異常加熱を検出することができる。これにより、空気流路が不均一に閉塞されたときにも、過熱保護装置で電気ヒーターの部分的な異常加熱を確実に検出して制御し、電気ヒーターの過熱を防止することができる。
【０００９】
空気流路に、室内ファンを収容する室内ファンケースを設けた構成を採用する場合、過熱保護装置の感知部を室内ファンケースの内側に露出させて設けるのがよい。これにより、室内ファンケース内で撹拌して直ぐの空気の温度を感知することができるので、電気ヒーターの部分的な異常加熱による温度の上昇をより感知しやすくすることができる。
【００１０】
過熱保護装置を室内ファンケースに形成された取付穴に外面側から取り付け、その感知部を取付穴から室内ファンケースの内側に露出させる。そうすれば、室内ファンケース内の空気の流れを阻害することなく、過熱保護装置の感知部で室内ファンケース内の空気の温度を感知することができる。
【００１１】
過熱保護装置は、温度ヒューズなどの非復帰型過熱保護装置であってもよいが、復帰型過熱保護装置を採用するのがより好ましい。これにより、電気ヒーターに異常加熱を生じたときにも、吸い込みフィルターを清掃するなどして空気流路の閉塞を解除するだけでよく、過熱保護装置の交換を不要にすることができる。復帰型過熱保護装置としては、バイメタルサーモスタットを例示することができる。また、温度上昇及び温度下降によってオフ及びオンになる自動復帰型と、温度上昇によってオフになった後に温度下降してからリセットボタンを押して手動でオンにするマニュアルリセット型とのいずれも採用可能である。
【００１２】
電気ヒーターに感知部を対向させて第２の復帰型過熱保護装置を設ければ、モーターの故障や外的強制力などによって室内ファンが動かなくなったときにも、電気ヒーターの異常加熱を検出することができる。
【００１３】
つまり、室内ファンが動かない場合、電気ヒーターが異常加熱しても、加熱された空気が室内ファンケース内に流れ込まなくなるので、感知部を室内ファンケースの内側に露出させた上記の過熱保護装置では、電気ヒーターの異常加熱を検出することができない。これに対して、第２の復帰型過熱保護装置の感知部を電気ヒーターに対向させておくことにより、電気ヒーターの異常加熱を検出することができる。なお、第２の復帰型過熱保護装置は、電気ヒーターに異常加熱を生じたときにも、空気流路の閉塞を解除するだけでよく、その交換が不要である。
【００１４】
また、本発明に係る空気調節装置は、電気ヒーターのみで空気を加熱する温風暖房機であってもよいが、電気ヒーターに加えて冷暖房用の冷凍サイクルを備えた空気調和機とすることもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、室内ファンケース内で撹拌された空気の温度を感知して電気ヒーターの異常加熱を検出するので、空気流路が不均一に閉塞されて電気ヒーターに部分的な異常加熱を生じたとしても、その異常加熱を検出及び制御して電気ヒーターの過熱を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る空気調和機（空気調節機）を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明に係る空気調和機の内部側面図、図２は本発明に係る空気調和機の内部平面図、図３はヒーター取付板、電気ヒーターおよび過熱保護装置の分解斜視図、図４はヒーター取付板、電気ヒーターおよび過熱保護装置の正面図である。
【００１７】
この空気調和機は、暖房用の電気ヒーター１と冷暖房用の冷凍サイクルとを備えた一体型空気調和機であり、筺体２に内装された底板３に立設された仕切板４によって筺体２の内部空間が室内側室５および室外側室６に区分され、室内側室５に、室内ファン（遠心型ファン）７、室内ファンケース８、電気ヒーター１、復帰型過熱保護装置９、非復帰型過熱保護装置（温度ヒューズ）１０及び室内側熱交換器１１が収納され、室外側室６に、室外ファン（プロペラファン）１２、室外ファンケース１３及び室外側熱交換器１４が収納されている。
【００１８】
室内側室５の前端（図１における左端）には、前面カバー１５が取り付けられ、この前面カバー１５の下部に、吸い込み口としての吸い込みグリル１６が形成され、前面カバー１５の上部に、吹き出し口１７が形成されている。室内側室５の後端には、室内ファン７を収容する室内ファンケース８が配置され、この室内ファンケース８を経由して吸い込みグリル１６から吹き出し口１７に至る空気流路が構成されている。
【００１９】
室内ファン７は、室内ファンケース８の後面部に支持された室内ファン駆動用モーター１８によって回転駆動される。室内ファン駆動用モーター１８は、室外側室６側に配置され、その駆動軸が室内ファンケース８の後面部を貫通して室内ファン７に接続されている。
【００２０】
室内ファンケース８は、前面側が開口されたファンケース本体１９の後面部を仕切り板３で保持すると共に、電気ヒーター１を取り付けられるヒーター取付板２０でファンケース本体１９の前面側の開口を覆った構造とされる。ヒーター取付板２０の室内ファン７に対向する部位には円形の吸気口２１形成され、室内ファン７が回転することにより、吸気口２１から吸い込んだ空気を室内ファンケース８の上方の吐出口２２から吐き出すようになっている。
【００２１】
室内ファンケース８と吸い込みグリル１６との間には、室内ファンケース８の前側に間隙２３を空けて室内側熱交換器１１が配置され、その下方に、室内側熱交換器１１から滴下した凝縮水を受けるためのドレインパン２４が配置されている。
【００２２】
ヒーター取付板２０は、その上端に階段状の掛け部２０ａが形成され、下端にフック状の掛け部２０ｂが形成されている。掛け部２０ａを室内側熱交換器１１の上端１１ａに載置し、掛け部２０ｂをドレインパン２４に係止することにより、ヒーター取付板２０がファンケース本体１９の前面側の開口を覆うように装着される。掛け部２０ａは、吸い込みグリル１６から室内ファンケース８の吸気口２１に至る吸い込み通路２５と、室内ファンケース８の吐出口２２から吹き出し口１７に至る吹き出し通路２６とを上下に仕切っている。
【００２３】
電気ヒーター１は、ヒーター配線２７によって通電される複数本のヒーター素子１ａを水平かつ上下に並列に配置したものを幅方向両側の支持片２８、２９で支持した構成とされ、そのヒーター素子１ａがヒーター取付板２０の幅よりも短い長さに設定されている。電気ヒーター１の上部とヒーター取付板２０の掛け部２０ａとの間に上下に間隔を空けるようにして、支持片２８、２９をヒーター取付板２０の前面にビス留めすることにより、電気ヒーター１が室内ファンケース８よりも上流側に配置される。
【００２４】
復帰型過熱保護装置９は、ヒーター配線２７に直列に介装されて電気ヒーター１の過熱を防止するためのものであり、その感知部９ａで室内ファンケース８の内部の温度を感知して電気ヒーター１の異常加熱を検出したとき、電気ヒーター１を電気的に切断し、室内ファンケース８の内部の温度が下がったとき、再び電気ヒーター１を電気的に接続する自動復帰型バイメタルサーモスタットである。
【００２５】
この復帰型過熱保護装置９は、電気ヒーター１の上方の空間に配置され、ヒーター取付板２０の前面にビス留めされると共に、その感知部９ａをヒーター取付板２０に形成された取付穴から室内ファンケース８の内側に露出させている。これにより、空気流路を通る空気が室内ファン７によって攪拌された位置に、復帰型過熱保護装置９の感知部９ａが設けられることになる。なお、復帰型過熱保護装置９は、異常加熱を検出して電気ヒーター１を電気的に切断した後、室内ファンケース８の内部の温度が下がったときに、リセットボタンを押して手動で電気ヒーター１を電気的に接続するマニュアルリセット型であってもよい。
【００２６】
非復帰型過熱保護装置１０は、電気ヒーター１の過熱を防止するためのものであり、電気ヒーター１の異常加熱を検出したとき、電気ヒーターを電気的に遮断し、異常加熱から発火に至らないようにして空気調和機の最終的な安全性を確保するものである。この非復帰型過熱保護装置１０は、その感知部１０ａを電気ヒーター１に対向させるように電気ヒーター１の上方の空間に配置され、断面Ｌ形の取付金具３０を介してヒーター取付板２０の前面に取り付けられている。
【００２７】
室外側室６には、前方から室外ファンケース１３及び室外側熱交換器１４が配置され、室外ファンケース１３に室外ファン１２が収容されている。室外ファン１２は、室外ファンケース１３に支持された室外ファン駆動用モーター３１によって回転駆動される。なお、図２において、３２は電装ボックス、３３は圧縮機である。
【００２８】
次に、空気調和機をヒーター暖房するときの様子を説明する。まず、電気ヒーター１に通電して加熱すると共に、室内ファン駆動用モーター１８を駆動制御して室内ファン７を回転させる。吸い込みグリル１６から吸い込まれた室内の空気は、吸い込み通路２５を通って吸気口２１に至り、吸気口２１から室内ファンケース８に入る際、加熱された電気ヒーター１を通過して温められ、その後、室内ファンケース８の内部で撹拌されつつ吐出口２２から吐き出され、吹き出し通路２６を通って吹き出し口１７から室内に吹き出されて室内を暖める。
【００２９】
ここで、吸い込みグリル１６の左半分（図２の範囲Ａ）が閉塞されたときの様子を説明する。吸い込みグリル１６の左半分が閉塞されることにより、電気ヒーター１を通過する空気のうち、範囲Ａと重なる部分を流れる空気の量が極端に少なくなる。これにより、電気ヒーター１が部分的に異常加熱を生じて、吸気口２１から室内ファンケース８に入る空気の一部が過熱される。
【００３０】
室内ファン７によって室内ファンケース８の内部の空気が撹拌され、室内ファンケース８の内部に露出する復帰型過熱保護装置９の感知部９ａが空気の過熱を感知して、復帰型過熱保護装置９が電気ヒーター１の異常加熱を検出する。これにより、電気ヒーター１が電気的に切断され、室内ファンケース８の内部の温度が下がったとき、再び電気ヒーター１が電気的に接続される。
【００３１】
万が一、電気ヒーター１の異常加熱が復帰型過熱保護装置９によって検出されない事態を生じたとしても、電気ヒーター１に対向する非復帰型過熱保護装置１０によって空気調和機の最終的な安全性が確保される。
【００３２】
上記構成によれば、一部を過熱された空気を室内ファンケース８の内部で攪拌しながら、その空気の過熱を復帰型過熱保護装置９の感知部９ａで感知するので、電気ヒーター１が部分的に異常加熱された場合であっても、その異常加熱を検出し、電気ヒーター１の過熱を防止することができる。これにより、空気流路の多数の閉塞パターンのうちのいずれを生じたとしても、電気ヒーター１の異常加熱を遅滞なく検出することができる。
【００３３】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、図５に示すように、電気ヒーター１に感知部３４ａを対向させて第２の復帰型過熱保護装置３４を設け、この第２の復帰型過熱保護装置３４により、室内ファン７が回転しないときの電気ヒーター１の異常加熱を検出するようにしてもよい。
【００３４】
つまり、室内ファン駆動用モーター１８の故障や外的強制力により室内ファン７が回転しないとき、室内ファンケース８に空気が流れ込まなくなる。この場合、感知部９ａを室内ファンケース８の内部に露出させた復帰型過熱保護装置９では、電気ヒーター１の異常加熱を検出することができないが、第２の復帰型過熱保護装置３４によって電気ヒーター１の異常加熱を検出することができる。
【００３５】
第２の復帰型過熱保護装置３４を設けることにより、最終的な安全性を確保するための非復帰型過熱保護装置１０を作動させずにすみ、サービス時における非復帰型過熱保護装置１０の交換を不要にすることができる。
【００３６】
また、本発明に係る空気調節器は、冷暖房用の冷凍サイクルを備えた空気調和機に限らず、電気ヒーターのみで空気を加熱する温風暖房機であってもよい。さらに、室内ファンケースを設けることなく、空気流路に直に室内ファンを装備した構成も採用可能である。この構成を採用する場合には、室内ファンによって空気が撹拌された位置に復帰型過熱保護装置９を設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る空気調和機の内部側面図
【図２】本発明に係る空気調和機の内部平面図
【図３】ヒーター取付板、電気ヒーターおよび過熱保護装置の分解斜視図
【図４】ヒーター取付板、電気ヒーターおよび過熱保護装置の正面図
【図５】別の実施形態のヒーター取付板、電気ヒーターおよび過熱保護装置の正面図
【図６】従来の空気調和機における過熱保護装置の配置例を示す図
【符号の説明】
【００３８】
１      電気ヒーター
７      室内ファン
８      室内ファンケース
９      復帰型過熱保護装置
９ａ    感知部
１０    非復帰型過熱保護装置
１０ａ  感知部
１６    吸い込みグリル
１７    吹き出し口
２０    ヒーター取付板
３４    第２の復帰型過熱保護装置
３４ａ  感知部
【図１】
2007155264.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007155264.tif 000006
【図５】
2007155264.tif 000007
【図６】
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