(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面パネルに吸込み口が設けられ、この吸込み口の下方に吹出し口が設けられるユニット本体と、
このユニット本体内に、上記吸込み口と対向して配置される側面視で略逆Ｖ字状に形成される主熱交換器およびこの主熱交換器近傍に配置される送風機と、
上記主熱交換器の前部下方と後部下方に配置される前ドレンパンおよび後ドレンパンと、
上記主熱交換器の前部でかつ下部前面側および後部上面側にそれぞれ配置される一対の補助熱交換器と、
上記主熱交換器の前面側で、かつ上記補助熱交換器の上方部位に配置される空気清浄機と、
上記主熱交換器の前面側に設けられ、上記空気清浄機を上記補助熱交換器と干渉することなく着脱自在に支持する支持手段と、を具備し、
除湿運転モード時に、上記一対の補助熱交換器において冷媒を過冷却状態とするとともに、
冷房運転モード時に、上記主熱交換器よりも先に上記補助熱交換器に冷媒が導かれるように冷凍サイクル回路が構成され、
冷房運転モードと除湿運転モードにおける上記補助熱交換器の上流側に、冷房運転モードよりも除湿運転モード時において大きく絞られる冷媒絞り装置が設けられる
ことを特徴とする空気調和機の室内ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主熱交換器と補助熱交換器からなる室内熱交換器を備えた空気調和機の室内ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の室内ユニットは、ユニット本体内に熱交換器と送風機が対向して配置され、送風機の作動によりユニット本体内に吸込まれる室内空気は熱交換器に導かれ熱交換してから室内へ吹出されるようになっている。
【０００３】
上記熱交換器は、はじめ平板状をなし直立姿勢で配置されていたが、ユニット本体内の高さ寸法を少なくするために傾斜して配置されるようになり、つぎに略くの字状に成形された。近年は、熱容量のさらなる拡大を得るために、側面視で略逆Ｖ字状に形成される熱交換器が多用されている。
【０００４】
この略逆Ｖ字状熱交換器は、前側熱交換器部と後側熱交換器部とから構成されるが、特に、後側熱交換器部の上方がユニット本体の上面と背面に対して三角状のデットスペースになってしまうため、ここに小熱容量の補助熱交換器を備えて後側熱交換器部と接続するようになった。
【０００５】
そして、単なる熱交換作用ばかりでなく、空気清浄機能を持たせた室内ユニットも提供されている。この空気清浄機は、前側熱交換器部の前面に近接して配置され、ユニット本体内に吸込まれた室内空気の一部を清浄化してから前側熱交換器部へ導びくようになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、略逆Ｖ字状熱交換器の前側熱交換器部は湾曲形成されていて、この上部前面側に上記空気清浄機が配置され、この下部前面側にはフィルタが配置されているのが一般的な構造である。
【０００７】
室内空気はユニット本体内に吸込まれたあと、直ちに前側熱交換器部の特に下部前面に衝突して熱交換する。すなわち、この前側熱交換器部の下部前面が最も風速の大なる部位であり、熱交換空気と冷媒との熱交換作用が他の部位よりも有効に行われる。
【０００８】
しかしながら、この前側熱交換器部の下部にはフィルタのほか何らの手段も設けられておらず、効率のよい熱交換部位でありながら有効利用されていないという問題があった。
【０００９】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、熱交換器における最も風速の大きな部位を有効利用して、熱交換性能の向上を得られる空気調和機の室内ユニットを提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を満足するため本発明の空気調和機の室内ユニットは、前面パネルに吸込み口が設けられこの下方に吹出し口が設けられるユニット本体と、このユニット本体内に吸込み口と対向して配置され側面視で逆Ｖ状に形成される主熱交換器およびこの後方に配置される送風機と、上記主熱交換器の下方に配置されるドレンパンと、主熱交換器の前部で下部前面側および後部上面側にそれぞれ配置される一対の補助熱交換器と、主熱交換器の前面側で補助熱交換器の上方部位に配置される空気清浄機と、主熱交換器の前面側に設けられ空気清浄機を補助熱交換器と干渉することなく着脱自在に支持する支持手段とを具備し、除湿運転モード時に一対の補助熱交換器において冷媒を過冷却状態とし、冷房運転モード時に主熱交換器よりも先に補助熱交換器に冷媒が導かれるように冷凍サイクル回路が構成され、冷房運転モードと除湿運転モードにおける補助熱交換器の上流側に冷房運転モードよりも除湿運転モード時において大きく絞られる冷媒絞り装置が設けられる。
【００１８】
以上の課題を解決する手段を採用することにより、主熱交換器の最も大きな風速をなす下部前面側に補助熱交換器を配置し、除湿運転モードにおいて補助熱交換器を除湿熱交換器となし、除湿量を大きくとって除湿性能の向上を得る。しかも、補助熱交換器に生成されるドレンが主熱交換器に流れることなく直ちにドレンパンに流下して、主熱交換器での再蒸発を防止する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、空気調和機の室内ユニットが構成される。
ユニット本体１は、前面パネル２と、上面パネル３と、両側部と背面部および底面部を一体に備えた後板４とからなり、横長の箱状に形成される。
【００２０】
ユニット本体１内には、側面視で略逆Ｖ字状に形成される室内熱交換器５が配置される。この室内熱交換器５は、多数枚のフィンｆが互いに狭小の間隙を存して並置され、これらフィンｆに冷媒流路を形成する熱交換パイプｐが貫通されてなる。
【００２１】
さらに上記室内熱交換器５について説明すると、これは主熱交換器５０Ａと補助熱交換器５０Ｂとから構成される。上記主熱交換器５０Ａは、前面側に位置する前側熱交換器部５ａと、背面側に位置する後側熱交換器部５ｂとからなる。補助熱交換器５０Ｂは、前側熱交換器部５ａの下部前面側に近接して配置される前側補助熱交換器部５ｃと、後側熱交換器部５ｂの上面に沿って配置される後側補助熱交換器部５ｄとからなる。
【００２２】
前側熱交換器部５ａと前側補助熱交換器部５ｃの直下部に前ドレンパン６ａが配置され、後側熱交換器部５ｂの直下部に後ドレンパン６ｂが配置される。これら前，後ドレンパン６ａ，６ｂは、上記後板４に一体に設けられる。
【００２３】
上記室内熱交換器５の内部位置である前側熱交換器部５ａと後側熱交換器部５ｂとの間に、横流ファンを備えた室内送風機７が配置される。上記後板４は、後ドレンパン６ｂ下部である室内送風機７の背面側から底面部に亘って曲成され、上記前ドレンパン６ａ下面部およびその延長部分との間に送風路８が形成されている。
【００２４】
上記送風路８の先端をなす前面パネル２の下部で、かつ幅方向に沿って吹出し口９が設けられる。この吹出し口９には、それぞれ複数枚の縦・横ルーバーを組合わせて、吹出し口９から吹出される風の向きを自動的に変える図示しない風向案内部が設けられる。
【００２５】
一方、上記上面パネル３には枠状に組まれた桟が嵌め込まれていて、この空間部は上部吸込み口１１として形成される。上記前面パネル２は断面がＲ状に形成され、上部と下部の二段に亘って異なる構造の前部吸込み口１２ａ，１２ｂが設けられる。
【００２６】
上記前面パネル２の前部吸込み口１２ａと対向する部位で、前側熱交換器部５ａの前面側上部と近接した位置に空気清浄機１３が配置される。この空気清浄機１３は、室内の塵埃や水蒸気の除去を目的とした電気集塵機と、室内の臭いの除去を目的としたハニカム活性炭構造の高性能脱臭フィルタとで構成され、互いに後述する支持手段である支持機構４０を介して左右に並べて配置される。
【００２７】
上述のように構成される空気調和機の室内ユニットであり、図示しないリモコンの運転開始ボタンが押されると、室内熱交換器５に対する冷凍サイクル運転と、室内送風機７の駆動が開始される。
【００２８】
室内空気は、ユニット本体１の前面パネル２および上面パネル３の吸込み口１２ａ，１２ｂ，１１からユニット本体１内に吸込まれる。特に、前部吸込み口１２ａから吸込まれる室内空気は、はじめに空気清浄機１３を通過して室内空気に含まれる塵埃や水蒸気などの不純物が捕捉除去され、清浄化してから室内熱交換器５に導かれて熱交換をなす。
【００２９】
前部吸込み口１２ｂと上部吸込み口１１から吸込まれる室内空気は直接室内熱交換器５に導かれて熱交換し、空気清浄機１３と室内熱交換器５一部を流通した空気と合流したうえで、室内送風機７を介して送風路８に案内され吹出し口９から室内空間へ吹出される。
【００３０】
基本的には上述のようにして構成され、かつ作用する空気調和機の室内ユニットであって、本発明は以下に述べるように、主熱交換器５０Ａと補助熱交換器５０Ｂとから構成される室内熱交換器５に特徴がある。
【００３１】
図２に、この空気調和機の冷凍サイクル回路を示す。上記室内ユニットには、先に説明したように主熱交換器５０Ａと補助熱交換器５０Ｂとからなる室内熱交換器５が配置されていて、互いに直列に接続される。
【００３２】
室内熱交換器５には、図示しない室外ユニットに収容される圧縮機２０と、四方弁２１と、室外熱交換器２２と、冷媒絞り装置をなす電子膨張弁２３が冷媒管２４を介してヒ−トポンプ式の冷凍サイクルを構成するように接続される。
【００３３】
上記圧縮機２０と、四方弁２１および電子膨張弁２３は制御装置２５に接続されていて、この制御装置２５によって圧縮機２０は運転周波数の制御が、四方弁２１は４つのポ−トの切換え制御が、かつ電子膨張弁２３は絞り量の制御が、それぞれ行われるようになっている。
【００３４】
図２の白抜き矢印は、除湿運転モ−ドにおける冷媒の流れを示している。すなわち、圧縮機２０から吐出される高温高圧の冷媒ガスは四方弁２１を介して室外熱交換器２２に導かれ凝縮液化する。同図の室外熱交換器２２でのハッチィング記号は冷媒ガスが液化する状態を示す。
【００３５】
室外熱交換器２２を出た液化冷媒は電子膨張弁２３において流量を大きく絞られて減圧されるのだが、ここでは後述する冷房運転モ−ドよりも大きな絞り量をなすよう制御装置２５は電子膨張弁２３を制御している。
【００３６】
液化冷媒は電子膨張弁２３から室内熱交換器５を構成する補助熱交換器５０Ｂに導かれる。冷媒は流量を大きく絞られているので、補助熱交換器５０Ｂを流通する途中で完全に蒸発する。冷媒は過冷却状態になって冷却作用をなし、補助熱交換器５０Ｂはごく低温となる。
【００３７】
補助熱交換器５０Ｂにおいて完全蒸発した冷媒が主熱交換器５０Ａに導かれると、ここではいわゆるスーパーヒート状態となって流通する。そして、四方弁２１を介して圧縮機２０に吸込まれ再び上述の経路を循環する。
【００３８】
図３に模式的に示すように、補助熱交換器５０Ｂとして、最も風速の大きい部位である主熱交換器５０Ａの下部前面側に集中して配置してもよい。したがって、補助熱交換器５０Ｂで熱交換する冷媒は過冷却状態になる一方で、室内空気は補助熱交換器５０Ｂによって完全に冷却除湿される。
【００３９】
また、主熱交換器５０Ａにおいて冷媒はス−パ−ヒ−ト状態になっているから、一旦冷却除湿された室内空気はこんどは温められる。主熱交換器５０Ａを出たところで室内空気は室温程度に上昇し、吹出し口９から室内へ送風される。よって、室内空間に対する効率のよい除湿作用をなす。
【００４０】
すなわち、顕熱による室温低下を抑え、潜熱による除湿効率を向上させるために補助熱交換器５０Ｂを除湿熱交換器として用い、この除湿熱交換器５０Ｂで冷媒の蒸発が完了するように、室内熱交換器５の入り口温度と中間温度との差をス−パ−ヒ−ト量として、この値がある設定となるように制御装置２５は電子膨張弁２３を制御する。
【００４１】
そして、主熱交換器５０Ａに対する補助熱交換器５０Ｂの位置を設定することにより、補助熱交換器５０Ｂの温度は従来の除湿運転モードにおける室内熱交換器の温度よりも低温になって潜熱が増加する。冷媒は補助熱交換器５０Ｂで確実に蒸発が完了し、主熱交換器５０Ａに導かれたとき温度低下がない。したがって、吹出し口９から吹出される空気温度は室温に近い状態で上昇して顕熱が減少し、効率のよい除湿運転が行われることになる。
【００４２】
また、ユニット本体１の大きさを変えることなく室内熱交換器５の熱容量が増大し、熱交換効率と熱交換性能の向上が得られるとともに、室内熱交換器５を流れる室内空気の風速分布が均一化してスムーズとなり、送風騒音の発生を抑制して静粛運転が行われる。
【００４３】
なお、補助熱交換器５０Ｂを構成する前側補助熱交換器部５ｃを前ドレンパン６ａの直上部に配置したから、ここで生成されるドレン水が主熱交換器５０Ａを構成する前側熱交換器部５ａに流れることなく前ドレンパン６ａに流下する。したがって、前側熱交換器部５ａでのドレン水の再蒸発が防止される。
【００４４】
図４に示すような冷凍サイクル回路を構成してもよい。室内熱交換器５を構成する補助熱交換器５０Ｂと主熱交換器５０Ａとの間に、補助冷媒絞り装置である補助電子膨張弁３０を備えている。なお、先に説明したように室外熱交換器２２と補助熱交換器５０Ｂとの間に冷媒絞り装置である電子膨張弁２３を備えることには変わりがない。
【００４５】
除湿運転モ−ドが指定された場合は、図示しない制御装置は四方弁２１を暖房運転モ−ド方向にポート切換えをなす。圧縮機２０から吐出される冷媒ガスは、図に矢印に示す方向に循環する。
【００４６】
同時に制御装置は、補助電子膨張弁３０のみ所定量絞り、上記電子膨張弁２３はほとんど開放状態とする。冷媒ガスは四方弁２１を介して主熱交換器５０Ａに導かれ凝縮液化し、補助電子膨張弁３０によって絞られて補助熱交換器５０Ｂに導かれ蒸発してから電子膨張弁２３と室外熱交換器２２を介して圧縮機２０に吸込まれる。
【００４７】
一方、ユニット本体１内に吸込まれる室内空気は、上流側に位置する補助熱交換器５０Ｂと熱交換して冷媒の蒸発潜熱を奪われ、そのあと主熱交換器５０Ａと熱交換して冷媒の凝縮熱を吸収する。
【００４８】
すなわち、補助熱交換器５０Ｂは室内空気に対する冷却除湿作用をなし、主熱交換器は再加熱作用をなすところから、効率のよい暖房ぎみ除湿運転を行えることとなる。
【００４９】
図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、主熱交換器５０Ａの下部前面側に補助熱交換器５０Ｂを備え、この上方部位に空気清浄機１３を取付けたユニット本体１であって、主熱交換器５０Ａの前面側に空気清浄機１３を着脱自在に支持する上記支持機構（支持手段）４０が設けられている。
【００５０】
上記支持機構４０は、補助熱交換器５０Ｂの直上部に設けられる断面コ字状の保持枠４１と、この保持枠４１の上方でほとんど主熱交換器５０Ａ最上部の前面側に設けられる断面略コ字状に折曲されたガイド枠４２とからなる。
【００５１】
上記保持枠４１とガイド枠４２は、空気清浄機１３の左右両側部と対向する位置に、それぞれ一対づつ設けられている。保持枠４１は前面側が開放し、ガイド枠４２は下方が開放している。このガイド枠４２は保持枠４１よりも長尺の片部をなし、折曲端から開放端に向かって片部相互の間隔が漸次拡大している。
【００５２】
一方、空気清浄機１３は、上部側が実質的に空気清浄作用をなす空気清浄部１３ａであり、下部側が把手部１３ｂとなっている。これら空気清浄部１３ａと把手部１３ｂの左右両側面に、それぞれ２本づつのピン部４３，４４が設けられている。
【００５３】
したがって、図５（Ａ）に示すように、空気清浄機１３が主熱交換器５０Ａの前面に支持されるのは、把手部１３ｂのピン部４４が保持枠４１に嵌め込まれ、かつ空気清浄部１３ａのピン部４３がガイド枠４２の折曲端に嵌め込まれる状態にある。
【００５４】
メンテナンスのため空気清浄機１３を取外すには、上記前面パネル２を開放したうえで把手部１３ｂを手前側に引出す。把手部１３ｂのピン部４４は保持枠４１から外れて自由状態となり、空気清浄機１３自体は斜め姿勢になる。
【００５５】
そのまま空気清浄機１３を下方にずらすと、図５（Ｂ）に二点鎖線で示すように空気清浄部１３ａのピン部４３がガイド枠４２のほとんど開口端にあって、空気清浄機１３を支持機構４０から抜き出すことができる。このとき、空気清浄機１３は斜めの姿勢になっているので、この下部にある補助熱交換器５０Ｂと干渉しない。
【００５６】
メンテナンスのあと、空気清浄機１３を支持機構４０に取付けるには、はじめ図５（Ｂ）に実線で示すように空気清浄機１３をごく斜め状態となしたうえで、空気清浄部１３ａのピン部４３をガイド枠４２に挿入し、そのまま空気清浄機１３を上方へ引上げる。
【００５７】
同図に二点鎖線で示すように、空気清浄部１３ａのピン部４３がガイド枠４２の折曲端に当接したところで、把手部１３ｂを主熱交換器５０Ａ側に押し当てる。必然的に把手部１３ｂのピン部４４が保持枠４１に嵌め込まれ、空気清浄機１３の取付け支持がなされる。このときも、空気清浄機１３は補助熱交換器５０Ｂになんら干渉せず、よって着脱操作性がよい。
【００５８】
図６は、先に図１で説明した室内ユニットを模式的に示しており、特に室内熱交換器５における配管系統を具体的に説明している。室内熱交換器５と、これ以外の部品構成は先に図１で説明したものがそのまま適用されるから、同番号を付して新たな説明は省略する。
【００５９】
室内熱交換器５において、前後側補助熱交換器部５ｃ，５ｄ相互は直列に接続され、前後側熱交換器部５ａ，５ｂ相互は直列に接続される。そして、補助熱交換器５０Ｂと主熱交換器５０Ａ相互は直列に接続される。除湿運転モードおよび冷房運転モ−ド時における室内熱交換器５の上流側に、冷媒絞り装置としての電子膨張弁２３が設けられる。
【００６０】
上記室内熱交換器５における除湿，冷房運転モード時の冷媒の流れを詳細に説明すると、冷媒は電子膨張弁２３から後側補助熱交換器部５ｄに入り、ここを出てから前側補助熱交換器部５ｃにジャンピングする。つぎに、前側熱交換器部５ａに導かれて前列側下端部から上端部に上り後側熱交換器部５ｂに入る。後側熱交換器部５ｂでは後列側上端部から下端部に導かれ、さらに前列側上端部へＵタ−ンし、もう一度前側熱交換器部５ａの後列側下端部に流れて外部へ出る。
【００６１】
除湿運転モード時に、冷媒は後側補助熱交換器部５ｄから前側補助熱交換器部５ｃへ補助熱交換器５０Ｂを導かれ、電子膨張弁２３の絞り量の設定から過冷却状態になる。さらに、前側熱交換器部５ａから後側熱交換器部５ｂへ主熱交換器５０Ａを導かれてス−パ−ヒ−ト状態となる。したがって、ユニット本体１に吸込まれる室内空気は効率よく完全除湿されて、再び室内へ吹出される。
【００６２】
冷房運転モード時にも、主熱交換器５０Ａよりも先に補助熱交換器５０Ｂに冷媒が導かれるように冷凍サイクル回路が構成されるので、補助熱交換器５０Ｂの冷却作用を大きくとることができ、冷房効果の向上を得られる。
【００６３】
さらに、補助熱交換器５０Ｂの上流側に設けられる電子膨張弁２３は、冷房運転モードよりも除湿運転モード時において大きく絞られるところから、補助熱交換器５０Ｂのみで蒸発作用がなされ、主熱交換器５０Ａではスーパーヒート状態になり、主熱交換器５０Ａで室温に近い温度となる。このため、補助熱交換器５０Ｂで冷却除湿された空気は主熱交換器５０Ａで温められて室内空間へ吹出され、室温の低下が最小限に抑えられる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、主熱交換器における風速の最も大きな下部前面側に補助熱交換器を配置することで、特に除湿運転モードにおいて補助熱交換器を除湿熱交換器となし、除湿量を大きくとって除湿性能の向上を得る。しかも、補助熱交換器に生成されるドレンが主熱交換器に流れることなく直ちにドレンパンに流下して主熱交換器での再蒸発を防止し、熱交換性能の向上を得られるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係わる、空気調和機の室内ユニットの断面図。
【図２】同実施の形態に係わる、冷凍サイクル回路の構成図。
【図３】同実施の形態に係わる、室内ユニットを模式的に表すとともに冷媒の流れを説明する図。
【図４】同実施の形態に係わる、冷凍サイクル回路の構成図。
【図５】同実施の形態に係わる、空気清浄機の着脱操作を説明する図。
【図６】同実施の形態に係わる、室内ユニットを模式的に表すとともに冷媒の流れを説明する図。
【符号の説明】
１…ユニット本体、
５…室内熱交換器、
７…室内送風機、
５０Ａ…主熱交換器、
６ａ…前ドレンパン、
６ｂ…後ドレンパン、
５０Ｂ…補助熱交換器、
２３…電子膨脹弁、
４０…支持機構。
【図１】
0004312894.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004312894.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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