特開 2023-139347 空気調和機

(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】P2023139347

(43)【公開日】2023-10-04

(54)【発明の名称】空気調和機

(51)【国際特許分類】

   F24F 1/0063 20190101AFI20230927BHJP

   F24F 1/0025 20190101ALI20230927BHJP

   F24F 13/24 20060101ALI20230927BHJP

【ＦＩ】

F24F1/0063

F24F1/0025

F24F13/24

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022044829

(22)【出願日】2022-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】和田 賢宣

(72)【発明者】

【氏名】大城 崇裕

(72)【発明者】

【氏名】永田 剛史

【テーマコード（参考）】

3L049

3L051

【Ｆターム（参考）】

3L049BB08

3L051BE10

(57)【要約】

【課題】本開示は、熱交換器を通過した気流がクロスフローファンに流入する領域を拡大することにより、クロスフローファンにおける入力を低減し、騒音を抑制する空気調和機を提供する。
【解決手段】本開示における空気調和機は、クロスフローファンと、リアガイダと、熱交換器と補助熱交換器を備える。リアガイダは、上端突起部を備え、クロスフローファンの回転軸と直交する断面において、背面熱交換器の前面に対して垂直かつ上端突起部に外接する直線を直線Ａとし、直線Ａと背面熱交換器の背面との交点を交点Ｘとし、補助熱交換器における背面熱交換器と対向する面の上端を上端点Ｒとし、補助熱交換器における背面熱交換器と対向する面の下端を下端点Ｑとした場合に、交点Ｘと上端点Ｒとの距離ＲＸと、交点Ｘと下端点Ｑとの距離ＱＸとが、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）≧０．５の関係を満たす。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

クロスフローファンと、前記クロスフローファンの前面側に配置された前面熱交換器と、前記クロスフローファンの背面側に配置された配置された背面熱交換器と、前記背面熱交換器の背面側に配置された補助熱交換器と、前記クロスフローファンと前記背面熱交換器との間に配置されたリアガイダとを備え、
前記リアガイダは、前記クロスフローファンに近接した近接部と、前記近接部から上方へ向けて延出した上端突起部とを有し、
前記クロスフローファンの回転軸と直交する断面において、前記背面熱交換器の前面に対して垂直かつ前記上端突起部に外接する直線を直線Ａと、前記直線Ａと前記背面熱交換器の背面との交点を交点Ｘと、前記補助熱交換器における前記背面熱交換器と対向する面の上端を上端点Ｒと、前記補助熱交換器における前記背面熱交換器と対向する面の下端を下端点Ｑとした場合に、前記交点Ｘと前記上端点Ｒとの距離ＲＸと、前記交点Ｘと前記下端点Ｑとの距離ＱＸとが、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）≧０．５となる、空気調和機。

【請求項2】

前記交点Ｘと、前記背面熱交換器の背面の下端点Ｙと、前記交点Ｘと前記下端点Ｙの距離ＸＹと、前記補助熱交換器の段方向長さＨとした場合に、ＸＹ／Ｈ≧１．０となる、請求項１に記載の空気調和機。

【請求項3】

前記背面熱交換器は、背面熱交換器フィンと、前記背面熱交換器フィンを貫通する背面熱交換器伝熱管とを備え、前記補助熱交換器は、補助熱交換器フィンと、前記補助熱交換器フィンを貫通する補助熱交換器伝熱管とを備え、前記背面熱交換器伝熱管の外径Ｄ１と、前記補助熱交換器伝熱管の外径Ｄ２が、Ｄ１＜Ｄ２となる、請求項１または２に記載の空気調和機。

【請求項4】

前記背面熱交換器伝熱管の外径Ｄ１が、Ｄ１≦５ＭＭとなる、請求項１～３のいずれか１項に記載の空気調和機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、主に家庭用の空気調和機に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、空気調和機は、筐体内に、複数のブレードを有するクロスフローファンと、スタビライザと、リアガイダと、クロスフローファンの前面側に前面熱交換器、背面側に背面熱交換器を配設して構成される熱交換器とを備える。そして、筐体天面側から空気を吸い込み、吸い込んだ空気と熱交換器の内部を流れる冷媒とが熱交換し、筐体底面側から空気を吹き出し、室内の空気調和を行っている。リアガイダは、クロスフローファンに対向して近接して所定の寸法だけクロスフローファンから離れる近接部と、近接部から上方へ向けて延出した上端突起部とを有する。

【0003】

特許文献１は、熱交換性能の低下や騒音増大の防止を図る空気調和機を開示する。この空気調和機において、筐体の風路は、背面熱交換器の後方に位置する背面側壁面部と、空気吹出口と連続して形成され、クロスフローファンと熱交換器との間に配置されるフロントノーズ部およびバックノーズ部を備える。熱交換器は、前面熱交換器と背面熱交換器とで略逆Ｖ字状に構成されるとともに、フロントノーズ部およびバックノーズ部を含めてクロスフローファンを覆うように配設される。背面熱交換器は、空気の流れ方向の伝熱管の配列数がそれぞれ一定の背面主熱交換器および背面補助熱交換器を有する。補助熱交換器が背面主熱交換器の風上側に位置して背面側壁面部と離間して配置され、背面側補助熱交換器の下縁部から伝熱管の配列方向に対して直交する方向に沿って背面側壁面部までの距離をＬ１とし、補助熱交換器と背面側壁面部との間の最短距離をＬ２とし、背面主熱交換器とバックノーズ部の先端との間の距離をＬ３としたときに、０．４＜（Ｌ２／Ｌ１）＜０．６、かつ、０．５５＜（Ｌ３／Ｌ１）の関係を満たしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－２０７１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された空気調和機は、背面熱交換器及び補助熱交換器を通過する空気の風速分布と、背面熱交換器のみを通過する空気の風速分布を均一にしている。しかしながら、特許文献１に開示された空気調和機には、上端突起部とクロスフローファンとの間に大きな逆流渦が生じることによって送風性能が低下してしまうという課題がある。

【0006】

本開示は、送風性能の向上を可能とする空気調和機を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示における空気調和機は、クロスフローファンと、前記クロスフローファンの前面側に配置された前面熱交換器と、前記クロスフローファンの背面側に配置された背面熱交換器と、前記背面熱交換器の背面側に配置された補助熱交換器と、前記クロスフローファンと前記背面熱交換器との間に配置されたリアガイダとを備え、
前記リアガイダは、前記クロスフローファンに近接した近接部と、前記近接部から上方へ向けて延出した上端突起部とを有し、
前記クロスフローファンの回転軸と直交する断面において、前記背面熱交換器の前面に対して垂直かつ前記上端突起部に外接する直線を直線Ａとし、前記直線Ａと前記背面熱交換器の背面との交点を交点Ｘとし、前記補助熱交換器における前記背面熱交換器と対向する面の上端を上端点Ｒとし、前記前記補助熱交換器における前記背面熱交換器と対向する面の下端を下端点Ｑとした場合に、前記交点Ｘと前記上端点Ｒとの距離ＲＸと、前記交点Ｘと前記下端点Ｑとの距離ＱＸとが、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）≧０．５の関係を満たす。

【発明の効果】

【0008】

本開示における空気調和機は、リアガイダの上端突起部の上端より上方における熱交換器通風抵抗の増加を抑制し、上端突起部の上端近傍での気流の乱れを改善することで、送風性能の向上を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１における空気調和機の縦断面図

【図2】実施の形態１における空気調和機の背面熱交換器近傍の縦断面図

【図3】実施の形態１における空気調和機の背面熱交換器近傍の空気の流れを示す図

【図4】実施の形態１における空気調和機の背面熱交換器近傍の気流分布を示す図

【図5】実施の形態１における空気調和機の、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）に対する吹出風量変化を示す図

【図6】実施の形態１における空気調和機の、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）に対するクロスフローファンの入力変化を示す図

【図7】特許文献１に係る空気調和機の縦断面図

【図8】特許文献１に係る空気調和機の背面熱交換器近傍の縦断面図

【発明を実施するための形態】

【0010】

（本開示の基礎となった知見等）
発明者らが本開示に想到するに至った当時、クロスフローファンとリアガイダとの隙間において、クロスフローファンの回転方向と逆方向に逆流が生じ、この逆流がクロスフローファンとリアガイダの近接部を通過することで、クロスフローファンとリアガイダの近接部の上流において周囲の気流を巻き込んで逆流渦が形成され、その逆流渦をブレードが通過することで干渉騒音が生じるという課題があった。この課題に対し、クロスフローファンの後方で上流と下流を仕切る近接部からクロスフローファンの上方に向かって設けられる上端突起部により、逆流渦を上端突起部のクロスフローファンに対向する面に付着させることで渦中心を近接部よりも上流に位置させ、ブレードとの干渉を緩和して騒音抑制を図る技術があった。この技術による空気調和機において、クロスフローファンの後方でありリアガイダの背部に配置される背面熱交換器は、背面熱交換器の下端部が、上端突起部の上端より下方に挿入され、背面熱交換器の下流側面と上端突起部の背面熱交換器に対向する面との間に風路が形成されるように構成されている。この構成により、上端突起部の上端より下方に位置する背面熱交換器を通過する吸込気流は、上端突起部の背面熱交換器に対向する面に沿って上方へ流動し、上端突起部の上端近傍で、クロスフローファンへ向けて旋回し、クロスフローファンへ流入する。

【0011】

ここで、図７～図８を用いて、従来の空気調和機の一例として、特許文献１について説明する。

【0012】

図７を用いて特許文献１に開示されている空気調和機１の構造を説明する。空気調和機１は、空気吸込口２と、空気吹出口３を有する筐体４を備える。筐体４は、貫流ファン５と、空気吸込口２と貫流ファン５との間に熱交換器６と、フロントケーシング７と、バックケーシング８を備える。貫流ファン５は、複数枚のファンブレード５Ａを有する。熱交換器６は、前面熱交換器６Ａと、背面熱交換器６Ｂと、補助熱交換器６Ｃとで構成される。熱交換器６は、フィン６Ｄと、フィン６Ｄを貫通する伝熱管６Ｅとを備える。前面熱交換器６Ａと背面熱交換器６Ｂは、貫流ファン５をその上部から覆うように略逆Ｖ字状に配設される。熱交換器６の補助熱交換器６Ｃは、いわゆるサブクーラとして機能するものであり、背面熱交換器６Ｂの風上側（空気の流れの上流側）に配設されている。

【0013】

フロントケーシング７は、貫流ファン５の前方に位置し、フロントケーシング７の先端には略矩形状に曲げ形成されたスタビライザ７Ａが一体に形成されている。

【0014】

バックケーシング８は、貫流ファン５の背面側に位置し、湾曲面８Ａの上端部（先端部）８Ｂから、貫流ファン５と熱交換器６との間に突出する上端突起部８Ｃを有し、上端突起部８Ｃの後方に、鉛直方向上方に延びる流路壁面８Ｄを有している。バックケーシング８の湾曲面８Ａの上端部８Ｂと流路壁面８Ｄの下端部との間に、背面熱交換器６Ｂの一部が挿入される凹部８Ｅが形成されている。

【0015】

背面熱交換器６Ｂは、縦断面において略長方形状を呈し、その長手方向が貫流ファン５の上方から下方に向けて流路壁面８Ｄに向けて傾斜し、さらに下端が流路壁面８Ｄに接している。背面熱交換器６Ｂの下端は、凹部８Ｅ内に挿入される。

【0016】

補助熱交換器６Ｃは、背面熱交換器６Ｂの長手方向よりも短く形成され、背面熱交換器６Ｂの上流面の一部に重ねられている。また、補助熱交換器６Ｃは、流路壁面８Ｄから離間している。なお、補助熱交換器６Ｃは、流路壁面８Ｄに近い側の端部の角部が、流路壁面８Ｄと平行になるように切り欠かれている。補助熱交換器６Ｃと流路壁面８Ｄとは接していないため、背面熱交換器６Ｂと補助熱交換器６Ｃを通過する空気の経路は、背面熱交換器６Ｂと補助熱交換器６Ｃの両方を通過するものと、背面熱交換器６Ｂのみを通過するものが存在する。

【0017】

図８を用いて特許文献１に開示されている空気調和機１の背面熱交換器６Ｂの近傍の構造を説明する。背面熱交換器６Ｂの下端は、凹部８Ｅ内に挿入され、背面熱交換器６Ｂの下流面と上端突起部８Ｃの背面熱交換器６Ｂに対向する面の間に狭隘部Ｓ１が形成される。背面熱交換器６Ｂに補助熱交換器６Ｃが存在しない部分の背面熱交換器６Ｂの上流側には、流路壁面８Ｄと補助熱交換器６Ｃとの間に狭隘部Ｓ２が形成されている。

【0018】

補助熱交換器６Ｃの下端縁から伝熱管６Ｅの配列方向（矢印Ａ，Ｂの方向）に直交する方向に沿って流路壁面８Ｄまでの距離をＬ１とし、背面熱交換器６Ｂの上流側の狭隘部Ｓ２の寸法、すなわち、補助熱交換器６Ｃと流路壁面８Ｄとの最短距離をＬ２とし、背面熱交換器６Ｂの下流側の狭隘部Ｓ１の寸法、すなわち、背面熱交換器６Ｂと上端突起部８Ｃの先端との間の距離をＬ３としたときに、０．４＜（Ｌ２／Ｌ１）＜０．６、かつ、０．５５＜（Ｌ３／Ｌ１）の関係を満たすように設定したものである。

【0019】

このように、距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の関係を設定することで、これら２つの狭隘部Ｓ１，Ｓ２の通風抵抗の合計と、補助熱交換器６Ｃの通風抵抗を一致させることにより、背面熱交換器６Ｂ及び補助熱交換器６Ｃを通過する空気（矢印Ａ）の風速分布と、背面熱交換器６Ｂのみを通過する空気（矢印Ｂ）の風速分布との偏りを低減し、熱交換性能の低下や騒音の増大を防止するとともに、性能のバラツキの小さな空気調和機１を提供することができると目論んでいる。

【0020】

しかし、背面熱交換器６Ｂのみを通過する空気は、上端突起部８Ｃの背面熱交換器６Ｂに対向する面と背面熱交換器６Ｂとの間の狭隘部Ｓ１を下方から上方へ流動するため、背面熱交換器６Ｂ及び補助熱交換器６Ｃを通過する空気（矢印Ａ）の風速分布と、背面熱交換器６Ｂのみを通過する空気（矢印Ｂ）の風速分布を均一にしても、背面熱交換器６Ｂ及び補助熱交換器６Ｃを通過した気流の速度と、背面熱交換器６Ｂのみを通過して狭隘部Ｓ１を下方から流動した後の上端突起部８Ｃの先端で貫流ファン５へ偏向する気流の速度との間で差異が生じる。背面熱交換器６Ｂのみを通過して狭隘部Ｓ１を下方から流動した後の上端突起部８Ｃの先端で貫流ファン５へ偏向する際の速度によっては、上端突起部８Ｃの先端近傍での旋回半径が大きくなり、熱交換器６を通過した吸込気流が貫流ファン５に流入する位置が上端突起部８Ｃの先端から前方へ離れた位置となり、貫流ファン５と上端突起部８Ｃの貫流ファン５に対向する面との間に生じる逆流渦が拡大して、熱交換器６を通過した気流が貫流ファン５に流入する領域が狭まる場合がある。この場合は、ファンの吹き出風量が低下する、ファン入力が増加する、騒音を抑制できないと言う課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。

【0021】

そこで本開示は、上端突起部の先端近傍での気流の旋回半径を縮小し、熱交換器を通過した吸込気流がクロスフローファン（貫流ファン）に流入する位置を上端突起部の先端に近づけ、クロスフローファン（貫流ファン）と上端突起部の貫流ファンに対向する面との間に生じる逆流渦を縮小して、熱交換器を通過した気流がクロスフローファン（貫流ファン）に流入する領域を拡大することで送風性能の向上を可能とする空気調和機を提供する。

【0022】

以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

【0023】

なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

【0024】

（実施の形態１）
以下、図１～図６を用いて、実施の形態１を説明する。

【0025】

［１－１．構成］
図１において、空気調和機１００は、吸込口１０１と吹出口１０２を有する本体ケーシング１０３と、スタビライザ１０４と、リアガイダ１０５と、クロスフローファン１０６と、熱交換器１０７を備えている。

【0026】

リアガイダ１０５は、クロスフローファン１０６に対向して近接し、所定の寸法だけクロスフローファン１０６から離れる近接部１０５Ａと、近接部１０５Ａから上方へ向かって延出する上端突起部１０５Ｂとを有する。リアガイダ１０５はクロスフローファン１０６と後述する背面熱交換器１０７Ｂとの間に配置されている。

【0027】

クロスフローファン１０６は円筒状に配置された複数のブレード１０６Ａを有している。

【0028】

熱交換器１０７は、前面熱交換器１０７Ａと、背面熱交換器１０７Ｂと、補助熱交換器１０８とで構成される。前面熱交換器１０７Ａはクロスフローファン１０６の前面側に配置される。背面熱交換器１０７Ｂはクロスフローファン１０６の背面側に配置される。補助熱交換器１０８は背面熱交換器１０７Ｂの背面、つまり、クロスフローファン１０６と背面熱交換器１０７Ｂの対面する面とは反対側の面に配置されており、言い換えると、補助熱交換器１０８は背面熱交換器１０７Ｂにおける、クロスフローファン回転時に吸込口１０１から流入する空気の上流側の面に配置される。以後、便宜上、吸込口１０１から流入する空気において、熱交換器の風上側の面を上流面、熱交換器の風下側の面を下流面と称する。

【0029】

前面熱交換器１０７Ａ及び背面熱交換器１０７Ｂは、フィン１０７Ｃと、フィン１０７Ｃを貫通する伝熱管１０７Ｄとを備え、伝熱管１０７Ｄの外径Ｄ１がＤ１＝５ＭＭとなる。

【0030】

補助熱交換器１０８は、フィン１０８Ａと、フィン１０８Ａを貫通する伝熱管１０８Ｂとを備え、伝熱管１０８Ｂの外径Ｄ２がＤ２＝６ＭＭとなる。

【0031】

次に、図２において、背面熱交換器１０７Ｂ近傍の詳細形状について説明する。リアガイダ１０５は、クロスフローファン１０６に対向して近接して所定の寸法だけクロスフローファン１０６から離れる近接部１０５Ａを有し、近接部１０５Ａから上方へ向かって延出した上端突起部１０５Ｂを有する。

【0032】

背面熱交換器１０７Ｂの略平面状である前面（下流面）に垂直で上端突起部１０５Ｂに外接する直線を直線Ａとし、直線Ａと背面熱交換器１０７Ｂの背面（上流面）の交点を交点Ｘとし、補助熱交換器における背面熱交換器と対向する面（下流面）の上端を上端点Ｒとし、補助熱交換器における背面熱交換器と対向する面（下流面）の下端を下端点Ｑとすると、交点Ｘと上端点Ｒの距離ＲＸと、交点Ｘと下端点Ｑの距離ＱＸの長さは、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）≧０.５となる。

【0033】

直線Ａと背面熱交換器１０７Ｂの背面（上流面）の交点を交点Ｘとし、背面熱交換器１０７Ｂの背面（上流面）の下端点を下端点Ｙとし、交点Ｘと下端点Ｙの距離を距離ＸＹとし、補助熱交換器１０８の段方向長さを長さＨとする。距離ＸＹと長さＨが、ＸＹ／Ｈ≧１．０となる。ここで、補助熱交換器１０８の段方向長さＨは、補助熱交換器１０８の背面熱交換器１０７Ｂに最も近接する面、すなわち補助熱交換器における背面熱交換器と対向する面（下流面）の上端と下端との間の距離で規定する。

【0034】

［１－２．動作］
以上のように構成された空気調和機１００について、図３において、その動作を以下説明する。空気調和機１００において、クロスフローファン１０６が回転することにより、室内空気は吸込口１０１から本体ケーシング１０３内へ吸い込まれる。本体ケーシング１０３内へ吸い込まれた室内空気は、前面熱交換器１０７Ａ、背面熱交換器１０７Ｂ、補助熱交換器１０８を通過してクロスフローファン１０６に流入し、吹出口１０２から室内空間へ吹き出される。

【0035】

この時、背面熱交換器１０７Ｂのみを通過する吸込気流２００Ａと吸込気流２００Ｂ、背面熱交換器１０７Ｂと補助熱交換器１０８の両方を通過する吸込気流２００Ｃと吸込気流２００Ｄの４つの吸込気流が存在する。

【0036】

吸込気流２００Ａは背面熱交換器１０７Ｂにおける上端突起部１０５Ｂの上端より下方に位置する部分を通過する。

【0037】

吸込気流２００Ｂは背面熱交換器１０７Ｂにおける上端突起部１０５Ｂの上端より上方に位置する部分を通過する。

【0038】

吸込気流２００Ｃは補助熱交換器１０８と、背面熱交換器１０７Ｂにおける上端突起部１０５Ｂの上端より下方に位置する部分との両方を通過する。

【0039】

吸込気流２００Ｄは補助熱交換器１０８と、背面熱交換器１０７Ｂにおける上端突起部１０５Ｂの上端より上方に位置する部分との両方を通過する。

【0040】

背面熱交換器１０７Ｂにおける上端突起部１０５Ｂの上端より下方に位置する部分を通過する吸込気流２００Ａと吸込気流２００Ｃは、上端突起部１０５Ｂの背面熱交換器１０７Ｂに対向する面に沿って上方へ流動し、上端突起部１０５Ｂの上端近傍で、クロスフローファン１０６へ向けて旋回し、クロスフローファン１０６へ流入する。

【0041】

また、背面熱交換器１０７Ｂにおける上端突起部１０５Ｂの上端より上方に位置する部分を通過する吸込気流２００Ｂ及び吸込気流２００Ｄは、上端突起部１０５Ｂの上端近傍で、背面熱交換器１０７Ｂのおける上端突起部１０５Ｂの上端より下方に位置する部分を通過する吸込気流２００Ａ及び吸込気流２００Ｃと合流して、クロスフローファン１０６へ流入する。

【0042】

背面熱交換器１０７Ｂにおける上端突起部１０５Ｂの上端より下方に位置する部分を通過する吸込気流２００Ａ及び吸込気流２００Ｃは、上端突起部１０５Ｂの背面熱交換器１０７Ｂに対向する面に沿って上方へ流動し、上端突起部１０５Ｂの上端近傍で、背面熱交換器１０７Ｂにおける上端突起部１０５Ｂの上端より上方に位置する部分を通過する吸込気流２００Ｂ及び吸込気流２００Ｄと合流する際に、上方から下方に抑え込まれてクロスフローファン１０６へ向けて旋回し、クロスフローファン１０６へ流入する。

【0043】

背面熱交換器１０７Ｂ及び補助熱交換器１０８の通風抵抗は、背面熱交換器１０７Ｂのみの通風抵抗よりも高く、通風抵抗の差から、背面熱交換器１０７Ｂ及び補助熱交換器１０８を通過する吸込気流２００Ｃ及び吸込気流２００Ｄの風速は、背面熱交換器１０７Ｂのみを通過する吸込気流２００Ａ及び２００Ｂの風速よりも低下する。

【0044】

補助熱交換器１０８は、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）≧０.５の位置にあり、つまり、背面熱交換器１０７Ｂの下流面に垂直で上端突起部１０５Ｂに外接する直線Ａに対して、補助熱交換器１０８の段方向の半分以上が下方にある。この配置により、上端突起部１０５Ｂの先端近傍において、上端突起部１０５Ｂの先端に向けて上端突起部１０５Ｂの下方から流動してくる吸込気流２００Ａ及び吸込気流２００Ｃの合流風速は、上端突起部１０５Ｂの先端近傍に向けて上端突起部１０５Ｂの上方から流動してくる吸込気流２００Ｂ及び吸込気流２００Ｄの合流風速よりも相対的に低下する。その風速差から、上端突起部１０５Ｂの上端より下方に位置する背面熱交換器１０７Ｂを通過する吸込気流２００Ａ及び吸込気流２００Ｃは、上端突起部１０５Ｂの上端近傍で、上端突起部１０５Ｂの上端より上方に位置する背面熱交換器１０７Ｂを通過する吸込気流２００Ｃ及び吸込気流２００Ｄに強く抑え込まれる。

【0045】

クロスフローファン１０６と上端突起部１０５Ｂのクロスフローファン１０６に対向する面との間の空間に、クロスフローファン１０６の回転方向と逆方向に逆流渦２０１が生じる。逆流渦２０１は上端突起部１０５Ｂのクロスフローファン１０６に対向する面に付着し、渦中心が近接部１０５Ａよりも上流に位置する。

【0046】

図４、図５、図６を用いて、直線Ａが補助熱交換器１０８と交わる、つまり交点Ｘが補助熱交換器１０８と接触する場合について、補助熱交換器の配置位置による送風性能の向上を詳細に説明する。

【0047】

本実施の形態における空気調和機１００の背面熱交換器１０７Ｂの近傍、特に上端突起部１０５Ｂの上端近傍の気流分布について、図４において、その詳細を以下説明する。

【0048】

図４において、補助熱交換器１０８の位置による、上端突起部１０５Ｂの先端近傍の吸込気流、及び、クロスフローファン１０６への流入気流の気流比較として、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）＝０．３４となる補助熱交換器１０８の位置の場合と、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）＝０．６７となる補助熱交換器１０８の位置の場合との、数値解析による上端突起部１０５Ｂの先端近傍の吸込気流の風速分布の比較とクロスフローファン１０６への流入気流の流線分布の比較を示す。

【0049】

図４の上段に補助熱交換器位置を示す。図中、四角で囲んだ領域について、図４の中段で上端突起部１０５Ｂの近傍における風速分布を示し、下段でクロスフローファン１０６への流入気流の流線分布を示す。

【0050】

図４の中段を用いて、上端突起部１０５Ｂの近傍における風速分布を説明する。図４の中段において、破線は風速３Ｍ／Ｓの境界線を示し、破線の内側は風速３Ｍ／Ｓ以上であることを示している。

【0051】

また、図４の中段左側は、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）＝０．３４となる補助熱交換器１０８の位置の場合の風速分布を示し、中段右側は、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）＝０．６７となる補助熱交換器１０８の位置の場合の風速分布図を示す。図４中段右側には、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）＝０．３４となる補助熱交換器１０８の位置の場合の風速３Ｍ／Ｓを点線で示している。

【0052】

ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）＝０．３４と、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）＝０．６７となる補助熱交換器１０８の位置の場合を比較すると、上端突起部１０５Ｂに近い領域が風速３Ｍ／Ｓ以上となることは一致する。しかし、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）＝０．６７となる補助熱交換器１０８の位置の場合の方が、上端突起部１０５Ｂの上端側に破線が狭くなっている。つまり、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）＝０．６７となる補助熱交換器１０８の位置の場合の方が、上端突起部１０５Ｂの上端より下方に位置する背面熱交換器１０７Ｂを通過する吸込気流の風速は低下していることがわかる。

【0053】

図４の下段を用いて、クロスフローファン１０６への流入気流の流線分布を説明する。流線図中の実線は上端突起部１０５Ｂの上端近傍でクロスフローファン１０６へ向けて旋回する流入気流を示す。クロスフローファン１０６へ流入する流線のうち、矢印付きの実線は上端突起部１０５Ｂの先端から最も後方の流線を示す。つまり、矢印付きの実線は、クロスフローファン１０６に実際に流入する吸込気流と逆流渦との境界を示す。

【0054】

図４の下段左側は、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）＝０．３４となる補助熱交換器１０８の位置の場合の流線分布を示し、下段右側は、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）＝０．６７となる補助熱交換器１０８の位置の場合の流線分布図を示す。図４下段段右側には、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）＝０．３４となる補助熱交換器１０８の位置の場合の最も後方の流線を点線で示している。

【0055】

ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）＝０．６７となる補助熱交換器１０８の位置の場合、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）＝０．３４となる補助熱交換器１０８の位置の場合と比べ、クロスフローファン１０６に実際に流入する吸込気流と逆流渦との境界が図中右側へ移動しており、逆流渦の領域が縮小している。これは熱交換器１０７を通過した気流がクロスフローファン１０６に流入する領域を拡大していることを示す。

【0056】

図５において、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）に対する風量変化について説明する。図５は、数値解析によるＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）をパラメータとしたときの空気調和機１００の吹出風量変化を示す図である。横軸にＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）をとり、縦軸に空気調和機１００のクロスフローファン１０６の回転数を同一とした時の風量比（ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）＝０．５の時の風量比１００％）をとる。ＸＹ座標上にプロットされている５つの点の座標は（０,９７.８）、（０.３４,９９.４）、（０.５,１００）、（０.６７,１００.３）、（１.０,９９.８）である。図５に示すようにＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）が０．５を下回ると風量比は急激に低下し、一方、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）が０.５以上で風量比はほぼ一定となる。言い換えると、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）の値を０から１に増加させた場合に、０～０．５の間では急激に風量比は増加し、０．５に達した時点で風量比は上限に達する。つまり、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）が０．５以上の時、風量比は増加し、送風性能は向上するといえる。

【0057】

図６において、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）に対する入力変化について説明する。図６は、数値解析によるＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）をパラメータとしたときの空気調和機１００の入力変化を示す図である。横軸にＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）をとり、縦軸に空気調和機１００の吹出風量を同一とした時のクロスフローファンの入力比（ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）が０.０の時の入力比１００％）をとる。ＸＹ座標上にプロットされている５つの点の座標は（０,１００）、（０.３４,１００.１）、（０.５,９９.９）、（０.６７,９９.９）、（１.０,９９.８）である。図６に示すようにＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）が０.０～０．３４間では入力比が上昇しているのに対して、０.３４～０．５間で急激に入力比が低下し、その後、１.０にいたるまで、入力比が低い状態を保つ。つまり、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）が０.３４～０．５の間に急激に改善する点が存在し、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）が少なくとも０．５以上であれば入力比は低減するといえる。また、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）が０.５以上では入力比を０.１％低減でき、十分な送風性能の向上を見込むことができる。

【0058】

以上、直線Ａが補助熱交換器１０８と交わる、つまり交点Ｘが補助熱交換器１０８と接触する場合についての送風性能の向上を説明したが、交点Ｘが補助熱交換器１０８と接触しない場合、つまり、補助熱交換器１０８がすべて直線Ａの下側にある場合においてもＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）≧０．５の関係を満たし、同様の効果が生じるため、空気調和機の送風性能は向上する。

【0059】

［１－３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、空気調和機１００は、吸込口１０１と、吹出口１０２を有する本体ケーシング１０３と、スタビライザ１０４と、リアガイダ１０５と、クロスフローファン１０６と、前面熱交換器１０７Ａと、背面熱交換器１０７Ｂと、補助熱交換器１０８を備えている。リアガイダ１０５は、クロスフローファン１０６に対向して近接して所定の寸法だけクロスフローファン１０６から離れる近接部１０５Ａを有し、近接部１０５Ａから上方へ向かって延出する上端突起部１０５Ｂを有し、近接部１０５Ａから上方へ向かって上端突起部１０５Ｂを有する。背面熱交換器１０７Ｂの前面（下流面）に垂直で上端突起部１０５Ｂに外接する直線Ａと背面熱交換器１０７Ｂの背面（上流面）の交点Ｘと、補助熱交換器における背面熱交換器と対向する面（下流面）の上端点Ｒと補助熱交換器における背面熱交換器と対向する面（下流面）の下端点Ｑと、交点Ｘと下端点Ｒの距離ＲＸと、交点Ｘと下端点Ｑの距離ＱＸの長さがＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）≧０．５となる。補助熱交換器１０８は、ＱＸ／（ＲＸ＋ＱＸ）≧０．５となる位置にあり、背面熱交換器１０７Ｂの下流面に垂直で上端突起部１０５Ｂに外接する直線Ａに対して、補助熱交換器１０８の段方向の半分以上が下方にあることから、上端突起部１０５Ｂの先端近傍において、上端突起部１０５Ｂの先端に向けて上端突起部１０５Ｂの下方から流動してくる吸込気流の風速は、上端突起部１０５Ｂの先端近傍に向けて上端突起部１０５Ｂの上方から流動してくる吸込気流の風速よりも相対的に低下している。その風速差から、背面熱交換器１０７Ｂにおける上端突起部１０５Ｂの上端より下方に位置する部分を通過する吸込気流は、上端突起部１０５Ｂの上端近傍で、背面熱交換器１０７Ｂにおける上端突起部１０５Ｂの上端より上方に位置する部分を通過する吸込気流に強く抑え込まれる。これにより、空気調和機１００は、上端突起部１０５Ｂの上端近傍でクロスフローファン１０６へ向けて旋回する気流の旋回半径を縮小できる。そのため、クロスフローファン１０６と上端突起部１０５Ｂのクロスフローファン１０６に対向する面との間に生じる逆流渦を縮小して、熱交換器１０７を通過した気流がクロスフローファン１０６に流入する領域を拡大することで、クロスフローファン１０６における吹出風量を増大し、クロスフローファン１０６における入力を低減し、騒音を抑制することができ、空気調和機の送風性能を向上させることができる。

【0060】

本実施の形態のように、直線Ａと背面熱交換器１０７Ｂの上流面の交点Ｘと、背面熱交換器１０７Ｂの上流面の下端点Ｙの距離ＸＹと、補助熱交換器１０８の段方向の長さＨが、ＸＹ／Ｈ≧１．０となってもよい。

【0061】

補助熱交換器１０８は、長さＨがＸＹ／Ｈ≧１．０となるため、背面熱交換器１０７Ｂの前面（下流面）に垂直で上端突起部１０５Ｂに外接する直線Ａに対して、補助熱交換器１０８が全て直線Ａの下方に位置することが可能となる。補助熱交換器１０８が全て直線Ａの下方に位置することで、上端突起部１０５Ｂの先端近傍において、上端突起部１０５Ｂの先端に向けて上端突起部１０５Ｂの下方から背面熱交換器１０７Ｂ及び補助熱交換器１０８を通過して流動してくる吸込気流の風速と、上端突起部１０５Ｂの先端近傍に向けて上端突起部１０５Ｂの上方から背面熱交換器１０７Ｂのみを通過して流動してくる吸込気流の風速との相対的な風速差をより拡大することができる。その風速差から、背面熱交換器１０７Ｂにおける上端突起部１０５Ｂの上端より下方に位置する部分を通過する吸込気流は、上端突起部１０５Ｂの上端近傍で、背面熱交換器１０７Ｂにおける上端突起部１０５Ｂの上端より上方に位置する部分を通過する吸込気流に強く抑え込まれる。これにより、空気調和機１００は、上端突起部１０５Ｂの上端近傍でクロスフローファン１０６へ向けて旋回する気流の旋回半径をさらに縮小できる。そのため、クロスフローファン１０６と上端突起部１０５Ｂのクロスフローファン１０６に対向する面との間に生じる逆流渦をより効果的に縮小して、熱交換器１０７を通過した気流がクロスフローファン１０６に流入する領域を諸条件により拡大することでクロスフローファン１０６における吹出風量を増大し、入力を低減し、騒音を抑制することができる。

【0062】

本実施の形態のように、熱交換器１０７は、フィン１０７Ｃと、フィン１０７Ｃを貫通する伝熱管１０７Ｄとを備え、補助熱交換器１０８は、フィン１０８Ａと、フィン１０８Ａを貫通する伝熱管１０８Ｂとを備え、伝熱管１０７Ｄの外径Ｄ１と伝熱管１０８Ｂの外径Ｄ２がＤ１＜Ｄ２となってもよい。但し、本実施の形態で示す伝熱管１０７Ｄの外径Ｄ１＝５ＭＭ、伝熱管１０８Ｂの外径Ｄ２＝６ＭＭは一例に過ぎない。熱交換器１０７はＤ１≦５ＭＭを満たす伝熱管１０７Ｄであればよい。これにより、空気調和機１００は、伝熱管１０７Ｄの外径Ｄ１と伝熱管１０８Ｂの外径Ｄ２がＤ１＜Ｄ２となり、背面熱交換器１０７Ｂに対して補助熱交換器１０８の通風抵抗が大きくなる。そして、上端突起部１０５Ｂの先端に向けて上端突起部１０５Ｂの下方から背面熱交換器１０７Ｂ及び補助熱交換器１０８を通過して流動してくる吸込気流の風速と、上端突起部１０５Ｂの先端近傍に向けて上端突起部１０５Ｂの上方から背面熱交換器１０７Ｂのみを通過して流動してくる吸込気流の風速との相対的な風速差をより拡大することができる。

【0063】

また、伝熱管１０７Ｄの外径Ｄ１がＤ１＝５ＭＭである圧力損失の軽減を図った背面熱交換器１０７Ｂを備え、背面熱交換器１０７Ｂを大風量の吸込気流が通過する場合に、上端突起部１０５Ｂの先端近傍に向けて上端突起部１０５Ｂの上方から背面熱交換器１０７Ｂのみを通過して流動してくる吸込気流の風速を積極的に増すことができる。そのため、クロスフローファン１０６と上端突起部１０５Ｂのクロスフローファン１０６に対向する面との間に生じる逆流渦をより効果的に縮小して、熱交換器１０７を通過した気流がクロスフローファン１０６に流入する領域を拡大することでクロスフローファン１０６における吹出風量を増大し、入力を低減し、騒音を抑制することができる。

【0064】

なお、上述の実施の形態は、背面熱交換器１０７Ｂの上流面の上端点を上端点Ｚとしたとき、直線Ａと背面熱交換器１０７Ｂの上流面の交点Ｘと上端点Ｚの距離ＸＺと、直線Ａと背面熱交換器１０７Ｂの上流面の交点Ｘと背面熱交換器１０７Ｂの上流面の下端点Ｙの距離ＸＹが、ＸＺ＜ＸＹとなるような背面熱交換器１０７Ｂのうち上端突起部１０５Ｂの上端よりも下方に位置する領域が多い場合ほど好適である。

【0065】

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本開示は、上端突起部の上端近傍でクロスフローファンへ向けて旋回する気流の旋回半径を縮小し、リアガイダの近接部上流で形成される逆流渦を縮小して、熱交換器を通過した気流がクロスフローファンに流入する領域を拡大することで送風性能を向上できることから、家庭用空調や業務用空調に用いるのに好適である。

【符号の説明】

【0067】

１００ 空気調和機
１０１ 吸込口
１０２ 吹出口
１０３ 本体ケーシング
１０４ スタビライザ
１０５ リアガイダ
１０５Ａ 近接部
１０５Ｂ 上端突起部
１０６ クロスフローファン
１０７ 熱交換器
１０７Ａ 前面熱交換器
１０７Ｂ 背面熱交換器
１０７Ｃ フィン
１０７Ｄ 伝熱管
１０８ 補助熱交換器
１０８Ａ フィン
１０８Ｂ 伝熱管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】