特許 6233128 天井埋込型空気調和機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6233128

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】天井埋込型空気調和機

(51)【国際特許分類】

   F24F 1/00 20110101AFI20171113BHJP

   F24F 13/30 20060101ALI20171113BHJP

   F04D 29/58 20060101ALI20171113BHJP

   F04D 29/28 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   F24F1/00 306

   F24F1/00 321

   F24F1/00 391A

   F04D29/58 R

   F04D29/28 C

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-61149(P2014-61149)

(22)【出願日】2014年3月25日

(65)【公開番号】特開2015-183941(P2015-183941A)

(43)【公開日】2015年10月22日

【審査請求日】2016年6月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006611

【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル

(72)【発明者】

【氏名】藤田 直人

【審査官】 佐藤 正浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２５７８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０８２３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０３５１００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １／００

Ｆ０４Ｄ ２９／２８

Ｆ０４Ｄ ２９／５８

Ｆ２４Ｆ １３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

箱型の筐体の内部に、ファンモータと、同ファンモータのシャフトに軸支されるターボファン型の送風ファンと、同送風ファンに空気を取り入れるベルマウスと、前記送風ファンを囲む熱交換器が配置され、前記筐体と前記熱交換器の間を熱交換された空気が流れる主送風路と熱交換されない空気が流れる補助送風路とに区画する仕切体を備えた天井埋込型空気調和機において、
前記送風ファンは、前記ベルマウスに向かい開口したシュラウドと、前記ファンモータのシャフトが固定されるハブと、前記シュラウドと前記ハブの間に中間ハブとを備え、前記中間ハブと前記シュラウドの間に複数の下段ブレードを配置して前記主送風路に空気を送る下段ファンを形成し、前記ハブと前記中間ハブの間に複数の上段ブレードを配置して前記補助送風路に空気を送る上段ファンを形成し、
前記中間ハブの出口側の外径の高さを前記熱交換器の上端に合わせたことを特徴とする天井埋込型空気調和機。

【請求項2】

前記上段ブレードの個数が、前記下段ブレードより多いことを特徴とする請求項１に記載の天井埋込型空気調和機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、天井内に筐体が埋設された天井埋込型空気調和機に関し、さらに詳しく言えば送風ファンの構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

天井埋込型空気調和機は、内部に熱交換器および送風ファン（ターボファン）を含む筐体を天井内に埋設してなり、筐体の下面中央に設けられた吸込口から吸い込んだ空気を熱交換器で冷媒との間で熱交換して、吸込口の周囲に設けた吹出口から風向板で風向を調節して室内に送出する空気調和機で、オフィスや店舗等の比較的広い室内に用いられている。

【0003】

天井埋込型空気調和機には、冷房運転時に風向板を横吹き出し位置に回動した際、吹出口から送出された冷風が天井面に触れて水滴が生じて、塵埃が付着しやすくなり、さらにはカビが発生してしまう（所謂スマッジング）問題と、暖房運転時に風向板を下方吹き出し位置に回動した際、吹出口から送出された温風が上昇しやすくなって足元に届きにくいという問題を有していた。

【0004】

そこで、従来例では熱交換器の上部と筐体との間に、吸込口から吸い込まれた吸込空気を導入する導入部を設ける一方、吹出口の外側に補助吹出口を併設し、これら導入部および補助吹出口の間に送風路を仕切る仕切体を設け、その仕切体により主送風路と区画された補助送風路を形成する。これにより補助送風路を通った熱交換されない空気が補助吹出口から吹き出され天井面に沿うことで冷気が天井面に接触するのを防ぐとともに、暖気を外側から抑えて足元に届きやすいようにしたものがある。（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００-２８３４９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、熱交換される空気の主送風路には熱交換器があるため送風抵抗が大きい。また送風ファンに使われるターボファンは上方に風が多く出る性質がある。そのため主送風路よりも補助送風路に多くの風が流れ、必要以上に熱交換されない空気が多く吹き出される問題があった。

【0007】

本発明は以上述べた問題点を解決し、補助送風路を備えた空気調和機において、熱交換された空気と、熱交換されない空気を適切な割合で吹き出す井埋込型空気調和機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記のように構成した本発明の空気調和機は、箱型の筐体の内部に、ファンモータと、同ファンモータのシャフトに軸支されるターボファン型の送風ファンと、同送風ファンに空気を取り入れるベルマウスと、前記送風ファンを囲む熱交換器が配置され、前記筐体と前記熱交換器の間を熱交換された空気が流れる主送風路と熱交換されない空気が流れる補助送風路とに区画する仕切体を備えた天井埋込型空気調和機において、
前記送風ファンは、前記ベルマウスに向かい開口したシュラウドと、前記ファンモータのシャフトが固定されるハブと、前記シュラウドと前記ハブの間に中間ハブとを備え、前記中間ハブと前記シュラウドの間に複数の下段ブレードを配置して前記主送風路に空気を送る下段ファンを形成し、前記ハブと前記中間ハブの間に複数の上段ブレードを配置して前記補助送風路に空気を送る上段ファンを形成し、
前記中間ハブの出口側の外径の高さを前記熱交換器の上端に合わせたことを特徴としている。

【発明の効果】

【0010】

上記のように構成した本発明の天井埋込空気調和機における送風ファンは、主送風路に空気を送る下段ファンと補助送風路に空気を送る上段ファンを形成することで、熱交換された空気と、熱交換されない空気を適切な割合で吹き出すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明による天井埋込型空気調和機の断面図である。

【図2】本発明による天井埋込型空気調和機の外観図である。

【図3】本発明による天井埋込型空気調和機の冷房運転時の要部断面図である。

【図4】本発明による天井埋込型空気調和機の暖房運転時の要部断面図である。

【図5】本発明のドレンパンを備えた断熱部材を送風ファン側から見た図である。

【図6】本発明の送風ファンの外観図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0013】

本発明に係る天井埋込型空気調和機１は、図１に示すように天井１０内に埋設される板金製の箱型の筐体２を有し、筐体２は矩形状の天板２１と、天板２１の外周から下方に延在する側板２２とを有し、側板２２の内側には断熱部材２３が設けられ、底面（図１では下面）が開放される。

【0014】

筐体２の天板２１の内側には螺子等によりファンモータ３１が固定され、ファンモータ３１から下方に伸びるシャフト３１ａに送風ファン３が軸支される。送風ファン３にはターボファンが用いられる。送風ファン３はファンモータ３１とともに筐体２の内部のほぼ中央に配置されている。

【0015】

筐体２の底面側は断熱部材２４で覆われ、断熱部材２４の送風ファン３と対向する部分が開口され吸込口１１となり、送風ファン３と吸込口１１との間にはベルマウス１２が配置される。
ファンモータ３１による送風ファン３の回転に伴って、吸込口１１から室内の空気が筐体２内に吸い込まれる。筐体２に吸い込まれた空気は、ベルマウス１２によって送風ファン３に案内され、送風ファン３の半径方向の外方に向かって吹き出される。

【0016】

送風ファン３の周囲には、送風ファン３を囲む枠状に熱交換器４配置されている。熱交換器４は熱交換器４の上端４２が天板２１に固定された支柱４１で支えられ、支柱４１の無い隙間が後述する導入口６３となる。

【0017】

熱交換器４は、図示しない冷房運転と暖房運転とが可能な可逆式の冷凍サイクル回路に接続されており、冷房運転時には蒸発器として機能して空気を冷却し、暖房運転時には凝縮器として機能して空気を加熱する。

【0018】

断熱部材２４は、熱交換器４の下面と対向する部分にコーティングが施され、熱交換器４で生成されるドレン水を受け止めるドレンパン１３の役割も果たす。

【0019】

筐体２に設けられた断熱部材２３、２４と熱交換器４との間には、送風ファン３から吹き出された空気を筐体２の下面に向けて案内する送風路５が設けられており、図３と図４に示すように送風路５は、仕切体１４により熱交換器４で冷媒と熱交換された空気Ｋ１が流れる主送風路５１と、導入口６３から取り込まれた熱交換されない空気Ｋ２が流れる補助送風路６１とに区画される。補助送風路６１の断熱部材２３、２４と仕切体１４との間の横方向の幅Ｗ１は主送風路５１の熱交換器４と仕切体１４との間の横方向の幅Ｗ２よりも狭くなっている。

【0020】

仕切体１４は板金製で、図３ないし図５に示すように下端部が断熱部材２４に固定され、上端部は熱交換器４側に折り曲げられ、上端部の先端が熱交換器４の上端４２に当接され、熱交換器４を取り囲むように配置される。

【0021】

図１と図２に示すように筐体２の下端には化粧パネル１５が取り付けられている。化粧パネル１５は、樹脂で形成された角丸正四角形の板体で筐体２の底面と底面周囲の天井１０を覆う。化粧パネル１５の中央には吸込口１１に空気を取り入れるため桟形状となった吸込グリル１７が着脱可能に取り付けられている。吸込グリル１７の背面（図１では上面）には、除塵用のフィルタ１８が保持されている。

【0022】

化粧パネル１５の送風路５の出口部分に対向する位置には吹出口１６が設けられている。各吹出口１６は送風路５の出口部分から外側に向かって傾斜しながら貫通する貫通孔である。図２に示すように本実施例では、吹出口１６は吸込口１１の周りで化粧パネル１５の各辺に沿って長尺の長方形状で４箇所に配置されている。

【0023】

各吹出口１６には風向板１９が回動自在に取り付けられている。風向板１９は、吹出口１６の開口形状にほぼ合致し、閉位置において吹出口１６を塞ぎ得る長尺の板材であって、その長手方向の両端には、図示しない回転支軸が同軸的に設けられて図示しないモータにより回動する。

【0024】

主送風路５１と補助送風路６１は吹出口１６で一旦合流するが、風向板１９が仕切体１４を延長させる役割を担い、風向板１９の回動により空気Ｋ１と空気Ｋ２は夫々分かれて空調室内に吹き出される。例えば図３に示す冷房運転時は、風向板１９が吹出口１６内で横吹き出し位置に回動することで、主送風路５１を流れ冷気となった空気Ｋ１が横方向に吹き出されるとともに、風向板１９により狭められた吹出口１６の端から補助送風路６１を流れた空気Ｋ２が吹き出され、天井１０面に沿うことで冷気となった空気Ｋ１が天井面に接触するのを防ぎ、スマッジングを防止する。

【0025】

また、図４に示す暖房運転時は、風向板１９が吹出口１６内で下方吹き出し位置に回動することで、主送風路５１を流れ暖気となった空気Ｋ１が風向板１９に抑えられ下方に吹き出されるとともに、空気Ｋ１より外側に補助送風路６１を流れた空気Ｋ２が吹き出されることで、暖気となった空気Ｋ１を外側から抑えて足元に届きやすいようにする。

【0026】

なお、主送風路５１と補助送風路６１は、図示しないがそれぞれ吹出口を別に設けてもよい。その場合は、仕切体１４が化粧パネル１５の吹出口１６の出口まで延出して風向板１９は主送風路５１の吹出口部分を覆い、運転時には主送風路５１の吹出口部分の中で回動する。

【0027】

化粧パネル１５には、図２に示すように化粧パネルの四隅の角部で隣り合う吹出口１９の間に補助送風路６１を流れる空気Ｋ２の一部が導かれる補助吹出口６２が設けられている。

【0028】

補助吹出口６２は、図５に示す断熱部材２４に固定される仕切体１４より外側に設けた補助孔６４から、化粧パネル１５の中をさらに外側に向かって傾斜して貫通する貫通孔であって、化粧パネル１５の表面では細い口となり、吹出口１６の外端を結んだ仮想線Ｘよりも外側に設けられる。

【0029】

この実施形態により、吹出口１６から吹き出され熱交換された空気Ｋ１の外側の全周を覆うように、熱交換されない空気Ｋ２が吹出口１６と補助吹出口６２の両方から吹き出される。例えば、冷房運転時には天井１０全体を空気Ｋ２で覆うことが可能となり、吹出口１６からのみ空気Ｋ２を吹き出すよりもスマッジングの防止に有効である。また、空気Ｋ２が冷気となった空気Ｋ１と混ざることで、風力が増して遠くまで届き空調室内を快適にする。さらに、暖房運転時には吹出口１６と吹出口１６の外端を結んだ仮想線Ｘよりも外側に設けられた補助吹出口６２から熱交換されない空気Ｋ２が空気Ｋ１よりも外側の全周から吹き出されることにより、上昇しやすい暖気となった空気Ｋ１の全周を囲むように抑えることができ、暖気を包み込んで逃がさずに足元に届け、快適性が向上する。

【0030】

送風ファン３は、図３と図４および図６に示すように、ベルマウス１２に向かい流入口を開口した円環状のシュラウド３３と、ファンモータ３１のシャフト３１ａが固定される中央部３２ａを釣鐘状に膨出させた略円盤状のハブ３２と、シュラウド３３とハブ３２との間の流路を上下に区画する中間ハブ３４とを備え、中間ハブ３４とシュラウド３３の間に複数の下段ブレード３６を配置して主送風路５１に空気を送る下段ファン３７を形成し、ハブ３２と中間ハブ３４の間に複数の上段ブレード３５を配置して補助送風路５１に空気を送る上段ファン３８を形成する所謂２段ファンである。

【0031】

ファンモータ３１により下段ファン３７と上段ファン３８が一体となって回転すると、シュラウド３３と中間ハブ３４の流入口から室内の空気が吸引され、続いて下段ブレード３６の回転に伴い熱交換器４に向かい放射状に空気が吹き出され、上段ブレード３５の回転に伴い導入口６３に向かい放射状に空気が吹き出される。主送風路５１専用に空気を送る下段ファン３７と、補助送風路６１専用に空気を送る上段ファン３８をそれぞれ設けたことで、熱交換された空気Ｋ１と熱交換されない空気Ｋ２が適切な割合で吹き出され、上方の補助送風路６１に過剰な空気が流れることを防ぐ。

【0032】

また中間ハブ３４は、中心側がシュラウド３３の上端を同心円状に区画するとともに、出口側の外径の高さ３４ａを熱交換器４の上端４２に合わせ、図６に示す下段ファン３７の吹出開口３７ａが上段ファン３８の吹出開口３８ａより広くなるように形成することで、熱交換器４に吹き出される空気の風量は、導入口６３に吹き出される空気の風量よりも多くなり、これに伴い熱交換された空気Ｋ１の風量が多くなる。

【0033】

一方、上段ブレード３５の個数は下段ブレード３６より多く配置されていることで、上段ファン３８の吹出開口３８ａが狭くても、速度のある風を送ることができ、空気Ｋ２は空気Ｋ１よりも風量が少なくとも風速が速くなり空気Ｋ１を確実に抑え込む効果を有する。

【0034】

上記のように熱交換された空気Ｋ１が流れる主送風路５１と熱交換されない空気Ｋ２が流れる補助送風路６１を備えた本発明の天井埋込空気調和機は、化粧パネルの四隅の角部で隣り合う吹出口１９の間に補助送風路６１を流れる空気Ｋ２の一部が導かれる補助吹出口６２を設けたことで、吹出口１９から吹き出された熱交換された空気Ｋ１の外側の全周を覆うように、熱交換されない空気Ｋ２が吹出口１９と補助吹出口６２の両方から吹き出されることにより、冷房運転時には、天井１０全体を熱交換されない空気Ｋ２で覆うことが可能となりスマッジングの防止に有効であり、暖房運転時には暖気となった熱交換された空気Ｋ１の全周を囲むように抑えることができ、暖気を包み込んで逃がさずに足元に届け、快適性が向上する。

【0035】

また、送風ファン３を主送風路５１に空気を送る下段ファン３７と、補助送風路６１に空気を送る上段ファン３８の２段ファンに形成することで、補助送風路６１に過剰な空気が流れることを防ぎ、熱交換された空気Ｋ１と、熱交換されない空気Ｋ２が適切な割合で吹き出されることが可能となる。

【符号の説明】

【0036】

１：天井埋込型空気調和機、１０：天井、１４：仕切体、１５：化粧パネル、１６：吹出口、１９：風向板
２：筐体、２３・２４：断熱部材
３：送風ファン、３１：ファンモータ、３２：ハブ、３３：シュラウド、３４：中間ハブ、３５：上段ブレード、３６：下段ブレード、３７：下段ファン、３８：上段ファン
４：熱交換器
５：送風路、５１：主送風路
６１：補助送風路、６２：補助吹出口、６３：導入口、６４：補助孔
Ｘ：仮想線
Ｋ１：熱交換された空気、Ｋ２：熱交換されない空気

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】