特開 2022-155908 空気調和機の天井吊下型室内機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022155908

(43)【公開日】2022-10-14

(54)【発明の名称】空気調和機の天井吊下型室内機

(51)【国際特許分類】

   F24F 13/08 20060101AFI20221006BHJP

   F24F 13/32 20060101ALI20221006BHJP

   F24F 13/20 20060101ALI20221006BHJP

   F24F 1/0011 20190101ALI20221006BHJP

   F24F 13/22 20060101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

F24F13/08 A

F24F13/32

F24F13/20 205

F24F1/0011

F24F1/0007 361F

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021059351

(22)【出願日】2021-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000006611

【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル

(74)【代理人】

【識別番号】100083404

【弁理士】

【氏名又は名称】大原 拓也

(72)【発明者】

【氏名】宮田 匡智

【テーマコード（参考）】

3L049

3L050

3L081

【Ｆターム（参考）】

3L049BB05

3L049BB08

3L049BB10

3L050BD05

3L050BF02

3L050BF05

3L081AA02

3L081AB04

3L081BA06

3L081BB01

(57)【要約】

【課題】被空調室内の所定エリアを個別的に空調する。
【解決手段】天井Ｃから所定の吊り下げ手段２を介して被空調室Ｒ内に吊り下げられる筐体１００を備え、筐体１００は内部に送風機および熱交換器を含み、筐体１００の上面に空気吸込部を設けるとともに筐体１００の底面に空気吹出部を設け、その空気吹出部より人の活動エリアに向けて調和空気をスポット的に吹き出し可能とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

天井から所定の吊り下げ手段を介して被空調室内に吊り下げられる筐体を備え、上記筐体は上面に空気吸込部を設け、内部に送風機と熱交換器が配置されており、底面に空気吹出部が環状に形成されていることを特徴とする空気調和機の天井吊下型室内機。

【請求項2】

上記筐体は、上記送風機と上記熱交換器を支持する載置板を有し、上記載置板の下面側には、回転駆動ユニットにより上記空気吹出部に沿って回転する風向板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の天井吊下型室内機。

【請求項3】

上記風向板は、円状の基部と、上記基部から下方に延びる裾部とを有し、上記裾部と上記筐体の下縁部とにより上記空気吹出部から吹き出される調和空気の通風路が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機の天井吊下型室内機。

【請求項4】

上記風向板は、上記基部から下方に延びる上記裾部の先端までの距離が周方向に沿って変化するように形成されることを特徴とする請求項２または３に記載の空気調和機の天井吊下型室内機。

【請求項5】

上記基部には、上記基部の回転中心と同軸の中心を有する円形の蓋板が設けられ、上記蓋板は光を透過する透明材料からなり、上記載置板の下面には上記蓋板を透過して少なくとも当該室内機の運転モードを表示する表示ユニットが配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の空気調和機の天井吊下型室内機。

【請求項6】

上記載置板には、上記熱交換器から滴下する凝縮水を貯留するドレンパンおよび上記ドレンパンから上記凝縮水をくみ上げるドレンポンプが設けられていることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の空気調和機の天井吊下型室内機。

【請求項7】

上記筐体は、球面で構成された上面を有する半球状に形成され、上記上面の頂部には天井側にまで延びるパイプが取り付けられており、上記パイプ内に、電源ケーブル、ガス側と液側の２本の冷媒配管およびドレン水の排水配管が通されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の空気調和機の天井吊下型室内機。

【請求項8】

上記熱交換器は、上記載置板上において上記送風機の周りを囲むように配置され、上記熱交換器の両端間には電装品収納部と配管接続部とを有する接続ボックスが配置されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の空気調和機の天井吊下型室内機。

【請求項9】

上記筐体には、上記空気吸込部を横切る複数のブリッジ部が設けられており、上記パイプ内の電源ケーブル、ガス側と液側の２本の冷媒配管およびドレン水の排水配管が上記ブリッジ部を通って上記接続ボックスに引き込まれることを特徴とする請求項７または８に記載の空気調和機の天井吊下型室内機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気調和機の天井吊下型室内機に関し、さらに詳しく言えば、天井から吊り下げられ、被空調室内の所定エリアを個別的に空調するのに適した天井吊下型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を被空調室に設置する方法の一つとして、天井板（天井パネル）を取り付けずにむき出しにされた天井スラブに、天井埋込型カセットエアコン（天井埋込型空気調和機）をアンカーボルト等で吊り下げる方法がある。

【0003】

この天井吊り下げの設置方法は商業施設等でよく見かけるが、室内の上部空間に大型の重量物が浮いて設置される形となるため、見る人に不安定感や圧迫感等を感じさせることがある。また、部屋全体を所定温度に制御する全体空調であることから、部屋全体が設定温度にならなければモータが低速運転に移行しない。特に天井が高い場合には、設定温度になるまで時間がかかり、省エネルギーの観点から好ましくない。

【0004】

全館ダクト空調にする方法もあるが、個別でのオンオフができないため、個人それぞれに適した快適性が得られない。さらには、通常の天井埋込型カセットエアコンでは、風向板制御が上下／左右方向であり調和空気がほぼ直線的に吹き出されることから、利用者の居場所によっては調和空気が直接当たり続け不快感を感ずることがある。

【0005】

ところで、特許文献１には、外観性を重視して、意匠の自由度を高めた天井吊下型の空気調和装置の室内機が提案されている。この室内機は、天井から離れて配置される本体と、本体を天井から吊り下げるための吊り具とで構成されている。

【0006】

図１２に示す本体９０１の外郭は、中央が上に膨らんだ円形の上面９０２と、中央が下に膨らんだ円形の底面９０３と、上面９０２と底面９０３の間に形成される側面９０４と、上面９０２の中央に設けた円柱形の吊り具９０５でなる。上面９０２には吸込口９０６が設けられ、側面９０４の全周には吹出口９０７が設けられるが、底面９０３には吸込口や吹出口等の開口が一切形成されていない、という形態をなし、吊り具９０５で天井から吊り下げられている。

【0007】

しかしながら、この天井吊下型の空気調和装置の室内機では、部屋全体を空調の対象としており、調温された調和空気が側面９０４の吹出口９０７から吹き出される。従って、例えば室内機直下にいる人の活動エリア等を個別に空調するには適していない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００７－２６３５４５号公報（図５等参照）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

したがって、本発明の課題は、被空調室内の所定エリアを個別的に空調するのに適した天井吊下型室内機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するため、本発明は、天井から所定の吊り下げ手段を介して被空調室内に吊り下げられる筐体を備え、上記筐体は上面に空気吸込部を設け、内部に送風機と熱交換器が配置されており、底面に空気吹出部が環状に形成されていることを特徴としている。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、被空調室内の所定エリアを個別的に空調するのに適した天井吊下型室内機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】空気調和機の天井吊下型室内機の設置例を示す模式図。

【図2】上記室内機を下方から見た外観斜視図。

【図3】上記室内機の（ａ）側面図、（ｂ）底面図。

【図4】上記室内機の内部構造を示す模式的な断面図。

【図5】上記室内機が備える筐体の内部構造を示す拡大断面図。

【図6】図３（ａ）のＡ－Ａ線断面図。

【図7】上記室内機が備える風向板の構成を説明するための模式図。

【図8】上記室内機内の風の流れ状態を説明する動作説明図。

【図9】図３（ａ）のＢ－Ｂ線断面図。

【図10】上記筐体の内部構造を示す分解斜視図。

【図11】上記室内機による個別制御システムの一例を示す模式図。

【図12】従来の空気調和機の天井吊下型室内機を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、図面を参照しながら、本発明のいくつかの実施形態を説明するが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。

【0014】

図１に示すように、本発明の空気調和機の天井吊下型室内機（以下、単に「室内機」ということがある）１は天井Ｃから吊り下げられ、同一の被空調室Ｒ内に存在する人の活動エリア、この例では作業デスクＷ１，Ｗ２，…ごとに割り当てて配置することが可能で、それら作業デスクを含む空間を個別に空調するのに適している。

【0015】

図２ないし図５を参照して、この室内機１は、天井Ｃから所定の吊り下げ手段２を介して被空調室Ｒ内に吊り下げられる筐体１００を備えている。筐体１００は、天井Ｃのほかに天井スラブもしくは天井スラブに設置されている梁部材等から吊り下げられてもよい。

【0016】

吊り下げ手段２にはワイヤ２１を用いることができる。この例では、筐体１００は３本のワイヤ２１で吊り下げられているが、その本数は特に限定されない。また、ワイヤ２１の代わりにターンバックル等で長さを調節することができる吊り下げロッドが使用されてもよい。いずれにしても、筐体１００の設置高さは調整可能で、例えば立ち姿勢の人の頭部の上方に合わせて設置することができる。

【0017】

筐体１００は、その内部に送風機１１０と熱交換器１２０とを備えている。筐体１００は、吊り下げられた状態で天井Ｃ側に向けられる上面１０１に空気吸込部１３０を有し、床面側に向けられる底面１０２に空気吹出部１４０を備えている。

【0018】

筐体１００は直方体であってもよいが、本実施形態においては、筐体１００は上面１０１が球面、底面１０２が平面で形成された半球状としている。筐体１００は、上面１０１の頂部を上にして吊り下げられ、空気吸込部１３０はその上面１０１の球面に沿って形成されている。空気吸込部１３０を除く筐体１００の内面には断熱材１０５が設けられている。

【0019】

図１０を併せて参照して、空気吸込部１３０には、吸込グリル１３１が着脱可能に嵌め込まれている。この例において、吸込グリル１３１は３つのピース１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃに分割されており、見かけ上、これら３つのピース１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃが筐体１００の外形の一部分に含まれるように空気吸込部１３０に嵌合されている。吸込グリル１３１の下にはエアフィルタ１３２が取り付けられている。

【0020】

筐体１００の底面１０２側には、載置板１５０が設けられている。載置板１５０は後述する送風路ブリッジ部１４１で筐体１００に支持されている。載置板１５０の上面側に送風機１１０と熱交換器１２０とが配置される。送風機１１０には、ファンモータ１１１により駆動されるターボファン１１２が用いられ、載置板１５０の中央に配置されている。

【0021】

熱交換器１２０は、載置板１５０上においてターボファン１１２の周りを囲むように配置されている。熱交換器１２０は上面１０１側から見て断面Ｃ字状に形成されており、断面Ｃ字状に形成された熱交換器１２０の両端間には、後述する電装品収納部と配管接続部とを有する接続ボックス１２１が設けられている。熱交換器１２０を筐体１００の外形に合わせてターボファン１１２の周りを囲むように配置することにより、最大の熱交換容量と効率のよい送風を実現することができる。

【0022】

載置板１５０の周辺には、空気吹出部１４０が環状に形成されている。空気吹出部１４０内には、載置板１５０を筐体１００の下面１０２に支持する送風路ブリッジ部１４１が４箇所に等間隔で設けられている。

【0023】

図６の４本の矢印で示すように、ターボファン１１２により例えば反時計回りの空気流が発生するとして、各送風路ブリッジ部１４１は、極力その通風抵抗とならないように、反時計回りの空気流の流れに沿った方向の角度を有することが好ましい。

【0024】

また、載置板１５０には、運転時に熱交換器１２０から滴下する凝縮水を貯留するドレンパンが形成されている。載置板１５０の上面全体がドレンパンとして形成されてもよいし、熱交換器１２０の下部に沿った部分のみにドレンパンが形成されてもよい。

【0025】

載置板１５０の下面側には、モータ駆動により環状の空気吹出部１４０に沿って回転する風向板１６０が設けられている。風向板１６０を空気吹出部１４０に沿って回転させる構成の一つとして、載置板１５０の下面には、円形の回転ガイドリブ１５２が形成されている。

【0026】

風向板１６０は、回転ガイドリブ１５２に沿って回転する円形の基部１６１と、基部１６１から下方に向けて連続的に漸次拡径する裾部１６５とを有し、裾部１６５と筐体１００の下縁部１０３とにより空気吹出部１４０から吹き出される調和空気の送風通路１０４が形成される。

【0027】

本実施形態において、風向板１６０の基部１６１は回転ガイドリブ１５２の外周側に嵌合している。図５を参照して、回転ガイドリブ１５２の内周側の一部分に風向板１６０を回転させる回転駆動ユニット１７０が設けられている。

【0028】

詳しくは図示されていないが、回転駆動ユニット１７０は回転ガイドリブ１５２の内周側の一部分に配置されるモータを備えている。モータはピニオン歯車を有し、風向板１６０の基部１６１の内周側にはラック歯が形成されている。回転ガイドリブ１５２には、上記ピニオン歯車をラック歯にかみ合わせる開口部が形成されている。

【0029】

これにより、風向板１６０は回転駆動ユニット１７０のモータにより３６０゜回転することができ、風向板１６０全体を上下方向に動かすこともできる。

【0030】

図７の模式図を併せて参照して、風向板１６０の裾部１６５の下面１６６は、ターボファン１１２の中心Ｏ１（この中心Ｏ１は基部１６１の回転中心でもある）を通る軸線１１２ａに対して斜めに交差する仮想的な傾斜面（図７に二点鎖線で示される面）の仮想面上に位置するように形成されている。言い換えれば、基部１６１から下方に延びる裾部１６５の先端である下面１６６までの距離が周方向に沿って変化している。具体的には、基部１６１から下方に沿って延びる裾部１６５の下面１６６までの距離が最も遠くなる箇所を下端１６６ａ、基部１６１から下方に沿って延びる裾部１６５の下面１６６までの距離が最も近くなる箇所を上端を１６６ｂとすると、下端１６６ａでは送風通路１０４が長くなり吹き出される調和空気が横方向に広げられ、上端１６６ｂでは送風通路１０４が短くなり吹き出される調和空気が斜め下方に向けられることになる。

【0031】

送風通路１０４は、筐体１００の底面１０２の全周にわたって形成されているが、送風通路１０４の長さは、下端１６６ａから上端１６６ｂにかけて連続的に変化している。

【0032】

図８に、下端１６６ａの箇所から吹き出される調和空気の向きを実線矢印で示し、上端１６６ｂの箇所から吹き出される調和空気の向きを鎖線矢印で示す。これによれば、風向板１６０が回転することにより、図１に示すように、室内機１から下方に向けて調和空気が螺旋状として吹き出されることになる。

【0033】

図７を参照して、裾部１６５の下面１６６は、筐体１００を基部１６１の中心Ｏ１の軸線方向から見た底面視では円形であり、その円形の中心Ｏ２は基部１６１の中心Ｏ１から（Ｘの距離分）ずらされている。基部１６１には、基部１６１の回転中心Ｏ１と同軸の中心を有する蓋板１８１が設けられている。

【0034】

蓋板１８１は円形でその中心が基部１６１の回転中心Ｏ１と一致しているため、風向板１６０が回転しても蓋板１８１は静止して見え、蓋板１８１の周りの部分のみが偏心して回転しているように見える。これにより、風向板１６０が回転していながらも、風向板１６０全体が回転しているように見えない視覚効果を生じることから、利用者に対して視覚的に不安感や違和感を与える（言い換えれば、利用者が風向板１６０を見続けたときに眩暈を起こす）ことを防ぐことができる。

【0035】

本実施形態において、蓋板１８１は光を透過する透明材料からなり、載置板１５０の下面には蓋板１８１を透過して当該室内機１の運転モード、タイマー入り，切り、送風の強弱等を表示する表示ユニット１８２が配置されている。なお、表示ユニット１８２を例えば筐体１００の下縁部１０３の部分に配置してもよい。

【0036】

図３、図４、図９および図１０等を参照して、筐体１００の頂部には、天井Ｃにまで延びるパイプ２００が取り付けられている。パイプ２００内には、電源ケーブル２１０、ガス側と液側の２本の冷媒配管２２０（２２１，２２２）およびドレン水の排水配管２３０が通されている。

【0037】

これら電源ケーブル２１０、ガス側と液側の２本の冷媒配管２２０（２２１，２２２）およびドレン水の排水配管２３０の一端は上記接続ボックス１２１に引き込まれ、他端は天井Ｃに沿って配線、配管されるか、もしくは天井裏に配線、配管され、図示しない室外機等に接続される。なお、パイプ２００を筐体１００の吊り下げ手段として用いることもできる。

【0038】

図１０に示すように、筐体１００には、空気吸込部１３０を横切る支持アーム１３３が設けられており、上記パイプ２００内の電源ケーブル２１０、冷媒配管２２０およびドレン水の排水配管２３０は所定の支持アーム１３３を通って接続ボックス１２１に引き込まれている。接続ボックス１２１には、電装品収納部、配管接続部およびドレンポンプ１２２が設けられている。

【0039】

室内機１の運転時には、ターボファン１１２の回転により室内空気が空気吸込部１３０から筐体１００内に吸い込まれ、熱交換器１２０を通る際に冷媒と熱交換されて調温された調和空気となり、空気吹出部１４０から送風通路１０４を通って被空調室Ｒに向けて吹き出される。

【0040】

室内機１の運転時、風向板１６０を回転させると、裾部１６６の下端１６６ａの箇所からは調和空気が横方向に広げられて吹き出され（図８の実線矢印参照）、上端１６６ｂの箇所からは調和空気が斜め下方に向けて吹き出される（図８の鎖線矢印参照）。

【0041】

これにより、図１に示すように、室内機１から下方に向けて調和空気が螺旋状に吹き出されるため、例えば被空調室Ｒ内が広い室内でも、調和空気を特定のエリアに向けてスポット的に吹き出すことができるので、所望の人の活動エリアを個別的に空調することができる。

【0042】

図１１に、各活動エリアＷ１～Ｗ６それぞれに室内機１を天井Ｃから吊り下げ、その各室内機１をマルチ接続が可能な室外機３に接続し、各室内機１をコントローラ４で個別に制御可能とした例を示すが、例えばＷｉＦｉ等の通信接続媒体を利用して携帯電話機５からコントローラ４を操作して各室内機１を制御することもできる。

【0043】

以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。当業者であるならば上記実施形態に加えられる変更もしくは改良も本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0044】

１ 室内機
１００ 筐体
１０１ 筐体の上面
１０２ 筐体の底面
１０３ 筐体の下縁部
１０４ 送風通路
１１０ 送風機
１１１ ファンモータ
１１２ ターボファン
１２０ 熱交換器
１２１ 接続ボックス
１２２ ドレンポンプ
１３０ 空気吸込部
１３１ 吸込グリル
１３２ エアフィルタ
１３３ 支持アーム
１４０ 空気吹出部
１４１ 送風路ブリッジ部
１５０ 載置板
１５２ 回転ガイドリブ
１６０ 風向板
１６１ 風向板の基部
１６５ 風向板の裾部
１７０ 回転駆動ユニット
１８１ 蓋板
１８２ 表示ユニット
２ 吊り下げ手段
２１ ワイヤ
２００ パイプ
２１０ 電源ケーブル
２２０ 冷媒配管
２３０ 排水配管
３ コントローラ
４ 携帯電話機
Ｃ 天井
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６ 人の活動エリア
Ｒ 被空調室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【手続補正書】

【提出日】2021-04-05

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項5】

上記基部には、上記基部の回転中心と同軸の中心を有する円形の蓋板が設けられ、上記蓋板は光を透過する半透明材料からなり、上記載置板の下面には上記蓋板を透過して少なくとも当該室内機の運転モードを表示する表示ユニットが配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の空気調和機の天井吊下型室内機。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0035】

本実施形態において、蓋板１８１は光を透過する半透明材料からなり、載置板１５０の下面には蓋板１８１を透過して当該室内機１の運転モード、タイマー入り，切り、送風の強弱等を表示する表示ユニット１８２が配置されている。なお、表示ユニット１８２を例えば筐体１００の下縁部１０３の部分に配置してもよい。