特開 2024-13075 空調装置

(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】P2024013075

(43)【公開日】2024-01-31

(54)【発明の名称】空調装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 1/029 20190101AFI20240124BHJP

   F24F 13/20 20060101ALI20240124BHJP

【ＦＩ】

F24F1/029

F24F1/02 411C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022114999

(22)【出願日】2022-07-19

(71)【出願人】

【識別番号】000001845

【氏名又は名称】サンデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】弁理士法人エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹本 将司

(72)【発明者】

【氏名】岩澤 直孝

(72)【発明者】

【氏名】戸部 隆久

(72)【発明者】

【氏名】小和田 芳夫

(72)【発明者】

【氏名】狩野 靖明

【テーマコード（参考）】

3L050

3L051

【Ｆターム（参考）】

3L050BA01

3L050BA05

3L051BE04

(57)【要約】

【課題】空調装置の小型化を妨げることなく、筐体内部における風損を低減させて吹出風量を確保すると共に、空調装置の操作性を向上させる。
【解決手段】圧縮機２０、加熱器４０、減圧部７０、及び冷却器３０を含む冷媒回路を筐体１０内に収容した空調装置１であって、筐体は、冷却器により冷却された空気を筐体の外部に吹き出す吹出口１２と、空調装置に対する操作を受け付ける操作パネルと、を同一面内に有し、吹出口の空気流通方向に延在する中心線Ｏ_Ｖが、冷却器の空気流通方向に延在する中心線Ｏ_Ｅに対し、冷却器の幅方向において操作パネルの反対側にオフセットしている、空調装置を提供する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機、加熱器、減圧部、及び冷却器を含む冷媒回路を筐体内に収容した空調装置であって、
前記筐体は、前記冷却器により冷却された空気を前記筐体の外部に吹き出す吹出口と、前記空調装置に対する操作を受け付ける操作パネルと、を同一面内に有し、
前記吹出口の空気流通方向に延在する中心線が、前記冷却器の空気流通方向に延在する中心線に対し、前記冷却器の幅方向において前記操作パネルの反対側にオフセットしている、空調装置。

【請求項2】

前記冷却器と前記吹出口とを接続し、前記冷却器により冷却された空気を前記吹出口に導く空気流通路を形成するダクトを備え、
前記ダクトは、
鉛直方向に沿って設けられた側壁であって、前記操作パネル側に位置し、前記空気流通路の中心に向かって傾斜する第１側壁と、
鉛直方向に沿って設けられた側壁であって、前記吹出口を挟んで前記操作パネルと反対側に位置し、前記空気流通路の外側に向かって傾斜する第２側壁と、を有し、
前記第２側壁の前記空気流通方向に対する傾斜角度が、前記第１側壁の前記空気流通方向に対する傾斜角度よりも大きい、請求項１記載の空調装置。

【請求項3】

前記第２側壁は、前記空気流通路において、前記第１側壁よりも空気流通方向の上流側に設けられている、請求項２記載の空調装置。

【請求項4】

前記冷却器により冷却された空気が水平方向よりも上方に向かって吹き出されるように、前記吹出口の中心線が傾斜している請求項１記載の空調装置。

【請求項5】

前記筐体における前記吹出口と前記操作パネルとを含む面が、上方に向かって傾斜している、請求項４記載の空調装置。

【請求項6】

前記冷却器と前記吹出口とを接続し、前記冷却器により冷却された空気を前記吹出口に導く空気流通路を形成するダクトを備え、
前記ダクトは、
前記ダクトの底部と前記吹出口の下方とを接続し、前記冷却器における鉛直方向の下方を流通した空気を前記吹出口に案内する第３側壁を備えている、請求項１記載の空調装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空調装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、冷媒回路を構成する機器（圧縮機、凝縮器、蒸発器、減圧部など）や送風機などの空調に必要な機器一式及びこれらを制御する制御装置を筐体に収容した小型の空調装置が知られている。

【0003】

このような空調装置の一例として、特許文献１には、筐体内部に、コンプレッサを含む内部構成要素を収容し、筐体外部の空調機通気口に排風ホースアダプターを介して設けられた排風ホースにより冷風を吹出すものが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】中国実用新案公告第２０３４２１７７６号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上述した小型の空調装置は比較的狭い限られた空間に設置して使用されるものであり、より一層の小型化が求められることから、筐体に収容される機器のレイアウト変更や、筐体に設けられる吹出口、吸込口、及び、スイッチや各種操作ボタンのレイアウト変更に制限がある。

【0006】

一般に、空調装置において、温調された空気の吹出し風量を確保するためには、筐体に設けられる吹出口の送風方向の中心線と筐体内部の熱交換器の送風方向の中心線とが同一直線上に位置するように吹出口と熱交換器とを配置することが好ましい。また、空調装置の操作性に鑑みると、筐体にスイッチや各種操作ボタンを１箇所に集約した操作パネルとして配置できる領域を確保することが好ましい。

【0007】

しかしながら、空調装置の小型化と、上記したように熱交換器と吹出口とを配置すること及び操作パネルの配置領域を確保することはトレードオフの関係にある。すなわち、空調装置を小型化させながら、熱交換器と吹出口とを上述のように配置すると操作パネルの配置領域を確保することが難しい。熱交換器と吹出口との位置関係を優先させると、例えば、筐体外部に設けられるスイッチや各種ボタンを離間させて配置することとなり空調装置の操作性が低下する。

【0008】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、空調装置の小型化を妨げることなく、筐体内部における風損を低減させて吹出風量を確保すると共に、空調装置の操作性を向上させること、を課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様に係る空調装置は、圧縮機、加熱器、減圧部、及び冷却器を含む冷媒回路を筐体内に収容した空調装置であって、前記筐体は、前記冷却器により冷却された空気を前記筐体の外部に吹き出す吹出口と、前記空調装置に対する操作を受け付ける操作パネルと、を同一面内に有し、前記吹出口の空気流通方向に延在する中心線が、前記冷却器の空気流通方向に延在する中心線に対し、前記冷却器の幅方向において前記操作パネルの反対側にオフセットしている。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、空調装置の小型化を妨げることなく、筐体内部における風損を低減させて吹出風量を確保すると共に、空調装置の操作性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る空調装置の外観を示す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係る空調装置の内部の概略構成を示す斜視図である。

【図3】本発明の実施形態に係る空調装置の内部の概略構成を示す正面図である。

【図4】図３のＡ－Ａ断面図である。

【図5】図３のＢ－Ｂ断面図である。

【図6】図３のＡ－Ａ断面図において、空気の流れを示す参考図である。

【図7】図３のＢ－Ｂ断面図において、空気の流れを示す参考図である。

【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について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同一の符号は同一の機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

【0013】

図１から図７に、本実施形態に係る空調装置１の概略構成を示す。空調装置１は、筐体１０、筐体１０内に収容される圧縮機２０、冷却器（蒸発器）３０、加熱器（凝縮器）４０、第１送風機５０、第２送風機６０、減圧器７０、及び、制御装置８０を備えている。圧縮機２０、冷却器３０、加熱器４０、及び減圧器７０は冷媒配管９２～９４によって接続され、冷媒が循環する冷媒回路を構成している。

【0014】

図１から図７に示す空調装置１では、空調装置１の前後方向に沿って冷却器３０及び加熱器４０の内部を通過する空気が流通する。つまり、空調装置１では、空調装置１の前後方向が冷却器３０及び加熱器４０における空気の流通方向となる。冷却器３０については背面から正面に向かって空気を流通させ、加熱器４０については正面から背面に向かって空気を流通させることで、冷却器３０及び加熱器４０を通過する空気と冷媒との熱交換を行わせる。

【0015】

（筐体外部のレイアウトについて）
図１、図３に示すように、筐体１０の正面において、制御装置８０の収容位置（後述）に対応する位置に操作パネル１１が設けられ、操作パネル１１に隣接する位置であって、冷却器３０の収容位置に対応し、かつ、ダクト３０３（後述）の吹出用開口部３１に対応するように吹出口１２が設けられている。つまり、操作パネル１１と吹出口１２とは筐体における同一の面内に配置されている。操作パネル１１と吹出口１２を含む面は、吹出口が水平方向より上方に向かうように傾斜している。また、第２送風機６０の収容位置に対応する位置に空気の吸込口１３が設けられている。

【0016】

筐体１０の背面において、第１送風機５０の収容位置に対応する位置に空気の吸込口（不図示）が設けられ、加熱器４０の収容位置に対応する位置に排気口（不図示）が設けられている。

【0017】

（筐体内部のレイアウトについて）
続いて、本実施形態に係る空調装置１の筐体１０内における各機器のレイアウトについて説明する。図２に示すように、空調装置１の筐体１０内には、底板１５上に圧縮機２０、加熱器４０、及び第２送風機６０を配置し、これらの上方（鉛直方向上側）に冷却器３０、第１送風機５０、減圧器７０、制御装置８０を配置している。

【0018】

特に、冷却器３０を通過する空気の流通方向と直交する方向、かつ、冷却器３０の水平方向（正面視で左右方向）において、冷却器３０の一方側（正面視で左側）に減圧器７０を配置し、冷却器３０の他方側（正面視で右側）、かつ、冷却器３０の下方（鉛直方向下側）に圧縮機２０を配置している。また、圧縮機２０の上方に、冷却器３０に隣接するように制御装置８０を配置している。なお、圧縮機２０の前方にはアキュームレータ２２が配置されている。

【0019】

より具体的には、底板１５上には、正面視で加熱器４０の右側に圧縮機２０、加熱器４０の前方側に第２送風機６０が配置されている。加熱器４０の上方かつ加熱器４０よりもやや前方側に、鉛直方向において加熱器４０と部分的に重なるように冷却器３０が配置されている。

【0020】

正面視で、冷却器３０の左側に減圧器７０が、右側に制御装置８０がそれぞれ配置され、冷却器３０の背面側には第１送風機５０が配置されている。冷却器３０の正面側には、冷却器３０と吹出口１２とを接続するダクト３０３が設けられている。ダクト３０３の正面側には、筐体１０の吹出口１２と接続される吹出用開口部３１が設けられている。ダクト３０３の詳細、及び、冷却器３０、ダクト３０３、吹出口１２の位置関係については後述する。

【0021】

冷却器３０の上面には、冷却器３０の一方側（正面視で左側）、すなわち、減圧器７０側に、減圧器７０を通過した冷媒を冷却器３０に流入させる冷媒流入口３２が設けられている。また、冷却器３０の上面において、冷媒流入口３２より後方側に、冷却器３０を通過して圧縮機２０に戻る冷媒の冷媒流出口３３が設けられている。

【0022】

つまり、冷却器３０において、冷媒流入口３２は、冷却器３０の上面から冷媒が流入するように設けられ、冷媒流出口３３は、冷却器３０の上面から冷媒が流出するように設けられている。冷媒流出口３３と圧縮機２０とは冷媒配管９４によって接続されている。冷媒配管９４は、冷媒流出口３３から、制御装置８０の背面側に引き回された後に制御装置８０の下側を通って圧縮機２０の前方側に接続される。

【0023】

加熱器４０の上面には、加熱器４０の一方側（正面視で左側）、かつ、加熱器４０の後方側に、圧縮機２０から吐出された高圧冷媒を流入させる冷媒流入口４２が設けられている。また、加熱器４０の上面において、冷媒流入口４２より前方側に、加熱器４０を通過して減圧器７０へ向かって流出する冷媒流出口４３が設けられている。

【0024】

つまり、加熱器４０において、冷媒流入口４２は、加熱器４０の上面から冷媒が流入するように設けられ、冷媒流出口４３は、加熱器４０の上面から冷媒が流出するように設けられている。
圧縮機２０と加熱器４０の冷媒流入口４２とは冷媒配管（不図示）によって接続され、冷媒流出口４３と減圧器７０とは冷媒配管９２によって接続され、減圧器７０と冷却器３０の冷媒流入口３２とは冷媒配管９３によって接続されている。冷媒配管９２及び冷媒配管９３はいずれも、冷却器３０に対して減圧器７０側に位置している。

【0025】

（冷媒の流れについて）
上記のように接続された冷媒回路において、冷媒は、圧縮機２０によって圧縮されて高圧のガス冷媒となって吐出される。高圧のガス冷媒は、冷媒配管９１を通過して冷媒流入口４２を介して加熱器４０に流入し、第２送風機６０から送風されて加熱器４０を通過する空気と熱交換することにより放熱する。

【0026】

加熱器４０の冷媒流出口４３から流出した高圧冷媒は、冷媒配管９２を通過して減圧器７０に流入し、減圧器７０によって減圧されて膨張し、低圧冷媒となる。減圧器７０において低圧になった冷媒は、冷媒配管９３を通過して冷媒流入口３２から冷却器３０に流入する。冷却器３０に流入した低圧冷媒は、第１送風機５０によって送風されて冷却器３０を通過する空気と熱交換することにより吸熱し、冷却器３０の冷媒流出口３３を介して流出する。冷却器３０を流出した冷媒は、冷媒配管９４を流れ、アキュームレータ２２を介して圧縮機２０へ戻る。圧縮機２０に流入した冷媒は、再び圧縮され、上記循環を繰り返す。

【0027】

（ダクト、及び、冷却器とダクトとの配置について）
上述のように、冷却器３０と吹出口１２との間にはダクト３０３が設けられている。冷却器３０は、冷却器本体３０１を冷却器ケース３０２に収容して構成されており、ダクト３０３は、冷却器ケース３０２と連続する第１ダクト部材３０４と、第１ダクト部材３０４に着脱可能に設けられ吹出用開口部３１を有する第２ダクト部材３０５とから構成されている。ダクト３０３は、第１ダクト部材３０４に第２ダクト部材３０５が取り付けられ、第２ダクト部材３０５の正面側に設けられた吹出用開口部３１と吹出口１２とが接続されることで、冷却器本体３０１によって冷却された空気を吹出口１２に導くものである。

【0028】

図４に示すように、空気流通方向に延在する吹出口１２の中心線Ｏ_Ｖは、空気流通方向に延在する冷却器３０の中心線Ｏ_Ｅに対し、冷却器３０の幅方向（冷却器３０に対する空気流通方向および鉛直方向に直交する方向）において、操作パネル１１の反対側、つまり、減圧器７０側にオフセットしている。このようにすることで、吹出口１２を冷却器３０の吹出口位置によらず、端部にずらすことができ、操作パネルの配置領域を確保することができる。
なお、吹出口１２の中心線Ｏ_Ｖと冷却器３０の空気流通方向に延在する中心線Ｏ_Ｅとのオフセット量Ｄは、冷却器３０の幅の概ね半分以下であることが好ましい。
ここで、空気流通方向に延在する冷却器３０の中心線Ｏ_Ｅは、空気と熱交換する熱交換部における中心を通る線であることが好ましい。

【0029】

そして、このように吹出口１２の中心線Ｏ_Ｖと、冷却器３０の空気流通方向に延在する中心線Ｏ_Ｅとを、冷却器３０の幅方向においてオフセットさせたことに起因する風損を抑制するために、ダクト３０３を以下のように構成している。

【0030】

つまり、図４に示すように、ダクト３０３は、鉛直方向に沿って設けられた第１側壁３４１及び第２側壁３４２を有している。第１側壁３４１は、吹出用開口部３１に対して正面視で操作パネル１１側に位置し、空気流通路の中心に向かって傾斜し、吹出用開口部３１の基部に連続している。第２側壁３４２は、吹出用開口部３１を挟んで操作パネル１１と反対側、すなわち、減圧器７０側に位置し、空気流通路の外側に向かって傾斜することで、吹出用開口部３１の基部に連続している。

【0031】

第２側壁の空気流通方向に対する傾斜角度は、第１側壁３４１の空気流通方向に対する傾斜角度よりも大きく、第２側壁３４２は空気流通路において、第１側壁３４１よりも空気流通方向の上流側に設けられている。

【0032】

吹出口１２の空気流通方向に延在する中心線Ｏ_Ｖと、冷却器３０の空気流通方向に延在する中心線Ｏ_Ｅとを、冷却器３０の幅方向にオフセットさせることで、空気流通路の断面積の変化に起因する吹出口１２の風量低下が生じ得るが、第２側壁の空気流通方向に対する傾斜角度を、第１側壁３４１の空気流通方向に対する傾斜角度よりも大きくすることで、この風量低下を抑えることができる。
また、第２側壁３４２を、第１側壁３４１よりも空気流通方向の上流側に設けることによっても、空気流通路の断面積の変化に起因する吹出口の風量低下を抑えることができる。

【0033】

また、ダクト３０３の正面の吹出用開口部３１の下部には、第３側壁３４３が設けられている。第３側壁３４３は、図５に示すように、底部と吹出用開口部３１の下方とを接続し、冷却器３０内の下方を流通した空気を、吹出用開口部３１を介して吹出口１２に案内する。なお、吹出用開口部３１及び吹出口１２の中心線Ｏ_Ｖは、冷却器３０により冷却された空気が水平方向よりも上方に向かってに吹き出されるように、水平方向よりも上方に向かって傾斜している。このため、第３側壁３４３も水平方向よりも上方に向かって傾斜している。

【0034】

このように構成することで、冷却器３０は、冷却器ケース３０２の空気吸込用開口部（不図示）を介して第１送風機５０から送風された空気を導入し、取り込んだ空気を冷却器本体において熱媒体と熱交換させて、ダクト３０３に設けられた吹出用開口部３１から筐体１０に設けられた吹出口１２に冷風を送出する。

【0035】

このとき、図６及び図７に示すように、冷却器３０を出た空気のうち、操作パネル側の空気は第１側壁３４１に案内されて吹出用開口部３１に導かれる。また、冷却器３０を出た空気のうち、減圧器７０側の空気は第２側壁３４２に案内されて吹出用開口部３１に導かれる。

【0036】

さらに、冷却器３０を出た空気のうちダクト３０３内において下方を流通する空気は、第３側壁３４３に案内されて吹出用開口部３１に導かれる。このように、冷却器３０を出た空気は、第１側壁３４１、第２側壁３４２及び第３側壁３４３に案内されることで、正面視で減圧器７０側かつ冷却器３０の上側に進み、吹出用開口部３１を介して吹出口１２に導かれる。

【0037】

なお、同様に、加熱器４０は加熱器本体４０１を加熱器ケース４０２に収容して構成されている（図５参照）。
加熱器４０は、加熱器ケース４０２の空気吸込用開口部を介して第２送風機６０から送風された空気を導入し、取り込んだ空気を加熱器本体４０１において熱媒体と熱交換させて、排気用開口部４１から筐体１０の排気口１４を介して送出する。

【0038】

以上述べた如く本実施形態によれば、吹出口１２の空気流通方向に延在する中心線Ｏ_Ｖと冷却器３０の空気流通方向に延在する中心線Ｏ_Ｅとをオフセットさせて、吹出口１２を筐体１０の面の端部に配置することで操作パネルの配置領域を確保することができるので、空調装置の小型化を妨げることがない。

【0039】

そして、ダクト３０３に第１側壁３４１、第２側壁３４２、及び第３側壁３４３を設けて、冷却器３０から出た空気を効率よく吹出口１２に導くので、筐体内部における風損を低減させて吹出風量を確保することができる。

【0040】

さらに、空調装置の操作に必要となる各種スイッチを操作パネル１１に集約し、操作パネル１１と吹出口１２とを共に、筐体１０の同一面内に集約して配置したことで空調装置の操作性を向上させることができる。

【0041】

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0042】

１：空調装置、１０：筐体、１１：操作パネル、１２：吹出口、１３：吸込口、１４：排気口、２０：圧縮機、３０：冷却器（蒸発器）、３１：吹出用開口部、４０：加熱器（凝縮器）、４１：排気用開口部、７０：減圧器、８０：制御装置、９１～９４：冷媒配管、３０１：冷却器本体、３０２：冷却器ケース、３０３：ダクト、３０４：第１ダクト部材、３０５：第２ダクト部材、３４１：第１側壁、３４２：第２側壁、３４３：第３側壁、Ｄ：オフセット量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】