特許 7584392 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】

(24)【登録日】2024-11-07

(45)【発行日】2024-11-15

(54)【発明の名称】空気調和機

(51)【国際特許分類】

   F24F 1/028 20190101AFI20241108BHJP

   F24F 1/0284 20190101ALI20241108BHJP

   F24F 1/0033 20190101ALI20241108BHJP

【ＦＩ】

F24F1/028

F24F1/0284

F24F1/0033

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021183768

(22)【出願日】2021-11-11

(65)【公開番号】P2023071185

(43)【公開日】2023-05-23

【審査請求日】2023-12-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000104836

【氏名又は名称】クボタ空調株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】弁理士法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 洋幸

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 耕平

【審査官】町田 豊隆

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６０－１６９０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１２２６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭４７－０１７９７０（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開平０５－２８０７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭４６－０３７０６８（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開２０１７－１３８０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３６０７０６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－０３２５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１４７２３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ １／０２８

Ｆ２４Ｆ １／０２８４

Ｆ２４Ｆ １／００３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヒートポンプを構成する一次側ユニットおよび二次側ユニットと両ユニットを載置する架台とを有し、
二次側ユニットは、通気路を形成するケーシングと、ケーシング内の気流の流れ方向で下流側に位置する基本機能部と上流側に位置する拡充機能部を備え、
基本機能部は、通気路内の上流側に配置する熱交換器と下流側に配置する給気送風機を有し、
拡充機能部は、通気路内に配置する増設送風機を有し、
ケーシング内の気流の流れ方向で給気送風機の上流側に増設送風機を直列に配置することを特徴とする空気調和機。

【請求項2】

拡充機能部は、基本機能部の給気送風機と同仕様の増設送風機を有することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。

【請求項3】

拡充機能部は、通気路内の増設送風機の上流側に配置する増設熱交換器を有することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。

【請求項4】

拡充機能部は、通気路内の増設送風機の上流側に、基本機能部の熱交換器と同仕様の増設熱交換器を有することを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。

【請求項5】

二次側ユニットは、ケーシングが一体仕様をなし、ケーシングと基本機能部と拡充機能部を一体的に備えることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の空気調和機。

【請求項6】

二次側ユニットは、ケーシングが複数のセクションからなる複合体仕様をなし、基本機能部と拡充機能部は、それぞれがケーシングの各セクションに収められてモジュールを構成することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の空気調和機。

【請求項7】

架台は、移動装置を備える可動式であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の空気調和機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気調和機に関し、冷気もしくは暖気をスポット的に給気するヒートポンプ式の空気調和機の技術に貢献するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、空気調和機として、例えば特許文献１に記載するものがある。これは、ケーシングの内部に蒸発ユニットと凝縮ユニットを配置しており、ケーシングの内部で双方の入口側が連通している。蒸発ユニットは出口側に蒸発ユニットを通った給気が吹き出す給気口を有し、凝縮ユニットは出口側に凝縮ユニットを通った排気が吹き出す排気口を有している。そして、蒸発ユニットと凝縮ユニットの双方の入口側の間に、ケーシング周囲の環境空気が流入する環境空気流入路と、給気の一部が還流する給気還流路が連通している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－９９１８２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、空気調和機には、室内機と室外機に分かれた分離型ヒートポンプ空調機があり、負荷側となる二次側の室内機に熱交換器、ファン装置を格納し、熱源側となる一次側の室外機に圧縮機、熱交換器、ファン装置を格納している。

【0005】

この分離型ヒートポンプ空調機の室内機と室外機を一つの架台上に載置して一体的に用いることで、冷気もしくは暖気をスポット的に給気する大型のスポットエアコンディショナーとして利用できる。しかし、一次側の室外機から排出する排熱を含む排気が二次側の室内機に吸い込まれてショートサーキットが発生し、空調効果が得難くなる問題がある。

【0006】

この場合、二次側の室内機を別途の筐体に収めて、室内機の吸込み口と室外機の吹出し口を遠ざけることで、ショートサーキットを防止できる。しかし、室内機をさらに別途の
筐体に収めると構造的に空気圧力損失が増加し、室内機において静圧が不足し、室内機から吹出す風量が減少する問題があった。

【0007】

また、従来の分離型ヒートポンプ空調機は、室内の閉空間における空調負荷を処理する空調能力を有するように設計されており、屋外や屋外に通じる開放空間において使用する場合に空調能力が不足する。

【0008】

本発明は上記した課題を解決するものであり、分離型ヒートポンプ空調機を一つの架台上に載置してスポットエアコンディショナーとして利用できる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】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明に係る空気調和機は、ヒートポンプを構成する一次側ユニットおよび二次側ユニットと両ユニットを載置する架台とを有し、二次側ユニットは、通気路を形成するケーシングと、ケーシング内の気流の流れ方向で下流側に位置する基本機能部と上流側に位置する拡充機能部を備え、基本機能部は、通気路内の上流側に配置する熱交換器と下流側に配置する給気送風機を有し、拡充機能部は、通気路内に配置する増設送風機を有し、ケーシング内の気流の流れ方向で給気送風機の上流側に増設送風機を直列に配置することを特徴とする。

【0010】

本発明に係る空気調和機において、拡充機能部は、基本機能部の給気送風機と同仕様の増設送風機を有することを特徴とする。

【0011】

本発明に係る空気調和機において、拡充機能部は、通気路内の増設送風機の上流側に配置する増設熱交換器を有することを特徴とする。

【0012】

本発明に係る空気調和機において、拡充機能部は、通気路内の増設送風機の上流側に、基本機能部の熱交換器と同仕様の増設熱交換器を有することを特徴とする。

【0013】

本発明に係る空気調和機において、二次側ユニットは、ケーシングが一体仕様をなし、ケーシングと基本機能部と拡充機能部を一体的に備えることを特徴とする。

【0014】

本発明に係る空気調和機において、二次側ユニットは、ケーシングが複数のセクションからなる複合体仕様をなし、基本機能部と拡充機能部は、それぞれがケーシングの各セクションに収められてモジュールを構成することを特徴とする。

【0015】

本発明に係る空気調和機において、架台は、移動装置を備える可動式であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

以上のように本発明によれば、基本機能部の上流側に設ける拡充機能部に増設送風機を配置することで、給気送風機と増設送風機が直列に配置される。このため、増設送風機から吹出す空気が給気送風機に流入し、給気送風機の入口側において空気の静圧が増加する。この静圧の増加によって基本機能部の定格を変更することなく、基本機能部からの吹出し風量を増加させることができる。

【0017】

よって、ショートサーキットを防止するために、二次側ユニットのケーシング内に熱交換器および給気送風機を格納する構造にあっても、給気送風機の入口側における空気の静圧の増加によって、二次側ユニットのケーシング内で生じる構造的な空気圧力損失を補いつつ、吹出し風量の増加を実現できる。すなわち、分離型ヒートポンプ空調機の室内機と室外機を使用して、スポットエアコンディショナーとして利用できる空気調和機を構成できる。

【0018】

拡充機能部に、基本機能部の給気送風機、熱交換器と同仕様の増設送風機、増設熱交換器を配置することで、給気送風機および増設送風機を同じ制御で運用でき、風量バランスを考慮する必要もない。また、増設熱交換器を配置することで空調能力が増加し、基本機能部の定格を変更することなく、風量の増加とともに空調能力を倍増でき、二次側ユニットの吹出し口における吹出温度と吸込み口における吸込温度の差を大きくとることができ、スポットエアコンディショナーとしての能力が向上する。

【0019】

基本機能部、拡充機能部がそれぞれケーシングの各セクションに収められてモジュールを構成することで、ケーシングの形態を変更することなく、二次側ユニットの空調能力を容易に変更できる。すなわち、必要な空調能力に応じて、モジュールを選択、変更することで、例えば増設送風機だけを格納した拡充機能部を組み込むことにより、あるいは増設送風機と増設熱交換器の両方を格納した拡充機能部を組み込むことにより空調能力の送風能力、冷房能力の変更を容易に実現できる。

【0020】

架台に移動装置を備えることで容易に移動できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施の形態における空気調和機を示す断面図

【図2】同実施の形態における空気調和機を示す前方視斜視図

【図3】同実施の形態における空気調和機を示す後方視斜視図

【図4】同実施の形態における空気調和機を示す正面図

【図5】同実施の形態における空気調和機を示す側面図

【図6】本発明の他の実施の形態における空気調和機を示す前方視斜視図

【図7】同実施の形態における空気調和機を示し、ダクトを接続した前方視斜視図

【図8】本発明のさらに他の実施の形態における空気調和機を示す断面図

【図9】同実施の形態における空気調和機を示す前方視斜視図

【図10】同実施の形態における空気調和機を示す後方視斜視図

【図11】同実施の形態における空気調和機を示す正面図

【図12】同実施の形態における空気調和機を示す側面図

【図13】本発明のさらに他の実施の形態における空気調和機を示す断面図

【図14】同実施の形態における空気調和機を示す前方視斜視図

【図15】同実施の形態における空気調和機を示す後方視斜視図

【図16】同実施の形態における空気調和機を示す正面図

【図17】同実施の形態における空気調和機を示す側面図

【図18】本発明のさらに他の実施の形態における空気調和機を示す断面図

【図19】同実施の形態における空気調和機を示す前方視斜視図

【図20】同実施の形態における空気調和機を示す後方視斜視図

【図21】同実施の形態における空気調和機を示す正面図

【図22】同実施の形態における空気調和機を示す側面図

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施例１）
図１から図５において、本発明に係る空気調和機１は、架台２の上にヒートポンプを構成する一次側ユニット３および二次側ユニット４を載置している。以下においては、一次側ユニット３を凝縮ユニットとし、二次側ユニット４を蒸発ユニットとする冷房モードを説明するが、一次側ユニット３を蒸発ユニットとし、二次側ユニット４を凝縮ユニットとする暖房モードとしても利用できる。

【0023】

ここでは、架台２が移動装置としてキャスター２１を備える可動式であるが、キャスター２１の無い形態にすることも可能であり、この場合にも別途の搬送装置を使用することで移動は可能である。

【0024】

一次側ユニット３は、ケーシング３１の内部に熱交換器３２と送風装置３３と圧縮機（図示省略）とをそれぞれ一対ずつ格納し、空気調和機１の後方に向けて開口する排風口３１１を有している。

【0025】

二次側ユニット４は、通気路５を形成するケーシング６が複数のセクション６１からなる複合体仕様をなし、各セクション６１～６６が通気路５の一部を形成するボックス状をなす。また、ケーシング６は一体仕様に形成することも可能である。

【0026】

ケーシング６は、内部の気流の流れ方向で上流側から下流側に向けて順次に、吸込セクション６１、拡充セクション６２、下段接続セクション６３、上段接続セクション６４、基本セクション６５、吹出セクション６６が連接されており、ケーシング６の下段に吸込セクション６１、拡充セクション６２、下段接続セクション６３を配置し、上段に上段接続セクション６４、基本セクション６５、吹出セクション６６を配置している。

【0027】

吹出セクション６６は、空気調和機１の前方に向けて開口する左右一対の吹出し口６６１のそれぞれにダクトフランジ７を有している。吹出し口６６１は一か所とすることも可能である。

【0028】

基本セクション６５は内部に通気路５の上流側に配置する熱交換器８と、下流側に配置し、ダクトフランジ７に向けて空気を吹出す給気送風機９とを、各吹出し口６６に対応する位置に有し、基本機能部１０のモジュールを構成している。給気送風機９の開口にはガード９１を配置している。

【0029】

上段接続セクション６４と下段接続セクション６３は基本セクション６５と拡充セクション６２を連通する連絡通路を形成している。

【0030】

拡充セクション６２は、内部の通気路５に配置する増設送風機１１を各給気送風機９に対応する位置に有し、拡充機能部１２のモジュールを構成しており、ケーシング６の内部の気流の流れ方向で基本機能部１０が下流側に位置し、拡充機能部１２が上流側に位置している。ここでは、拡充機能部１２に配置する増設送風機１１として、基本機能部１０の給気送風機９と同定格の送風能力を有する同仕様の増設送風機１１を用いている。増設送風機１１は送風能力の定格が給気送風機９と異なる仕様のものを用いることも可能である。

【0031】

吸込セクション６１は、空気調和機１の前方に向けて開口する吸込み口６１１にガラリ１３を有し、内部にフィルター６１２を有している。

【0032】

二次側ユニット４は、吸込セクション６１の吸込み口６１１と吹出セクション６６の吹出し口６６１が共に空気調和機１の前方に向いており、一次側ユニット３はケーシング３１の排風口３１１が、空気調和機１の後方に向いており、排風口３１１から吸込み口６１１へのショートサーキットを抑制できる。

【0033】

上述の構成により、空気調和機１は、一次側ユニット３において熱交換器３２を通して周囲の空気をケーシング３１の内部に吸込み、送風装置３３により排風口３１１から空気調和機１の後方に向けて排気する。熱交換器３２は空気と冷媒の熱交換を行い、ここでは冷房モードにおいて冷媒を凝縮させる。冷媒は冷媒回路（図示省略）を通して二次側ユニット４に循環する。

【0034】

二次側ユニット４では、ガラリ１３、吸込み口６１１、フィルター６１２を通して周囲の空気を吸込セクション６１に吸込み、吸い込んだ空気を拡充機能部１２の増設送風機１１によって拡充セクション６２から下段接続セクション６３および上段接続セクション６４を通して基本セクション６５に吹き込む。

【0035】

基本セクション６５に吹き込まれる空気は、基本機能部１０の熱交換機８を通って給気送風機９に達し、給気送風機９により吹出し口６６１からダクトフランジ７を通して空気調和機１の前方へ向けて吹出す。基本機能部１０の熱交換機８では冷媒が蒸発して空気との熱交換により空気を冷却し、冷媒が冷媒回路（図示省略）を通して一次側ユニット３に循環する。

【0036】

本実施の形態では、基本機能部１０の上流側に設ける拡充機能部１２に増設送風機１１を配置することで、給気送風機９と増設送風機１１が直列に配置される。

【0037】

このため、増設送風機１１から吹出す空気が給気送風機９に流入する際に、給気送風機９の入口側において空気の静圧が増加する。この静圧の増加によって基本機能部１０の空気調和能力に係る定格を変更することなく、基本機能部１０からの吹出し風量を増加させることができる。

【0038】

よって、ショートサーキットを防止するために、二次側ユニット４のケーシング６の内部に熱交換器８および給気送風機９を格納する構造にあっても、給気送風機９の入口側における空気の静圧の増加によって、二次側ユニット４のケーシング６の内部で生じる構造的な空気圧力損失を補いつつ、吹出し風量の増加を実現できる。

【0039】

すなわち、分離型ヒートポンプ空調機の室内機と室外機を使用して、スポットエアコンディショナーとして利用できる空気調和機を構成できる。

【0040】

拡充機能部１２に、基本機能部１０の給気送風機９と同仕様の増設送風機１１を配置することで、給気送風機９および増設送風機１１を同じ制御で運用でき、風量バランスを考慮する必要もない。
（実施例２）
図６から図７に本発明の他の実施の形態を示す。実施例１では、吸込み口６１１にガラリ１３を配し、架台２にキャスター２１を備えたが、実施例２は、ガラリ１３に変えて吸込み口６１１にダクトフランジ７を配し、吹出し口６６１と吸込み口６１１のダクトフランジ７にダクト１４を接続し、空気調和機１から離れた位置に給気している。他の作用効果は実施例１と同様であり、説明を省略する。
（実施例３）
図８から図１２に本発明の他の実施の形態を示す。実施例１との相違点は、ケーシング６が吸込セクション６１と吹出セクション６６を取り外した形態をなす。他の作用効果は実施例１と同様であり、説明を省略する。
（実施例４）
図１３から図１７に本発明の他の実施の形態を示す。実施例１との相違点は、ケーシング６が吸込セクション６１と吹出セクション６６を取り外した形態をなす。さらに、実施例４では、拡充セクション６２の拡充機能部１２に、通気路内の各熱交換器８の上流側に増設熱交換器１５を配置している。増設熱交換器１５は、基本機能部１０の熱交換器８と同定格の能力を有する同仕様のものを用いている。増設熱交換器１５は定格が熱交換器８と異なる仕様のものを用いることも可能である。増設熱交換器１５の増設に伴って一次側ユニット３を２台にしている。

【0041】

このように、拡充機能部１２に、基本機能部１０の給気送風機９、熱交換器８と同仕様の増設送風機１１、増設熱交換器１５を配置することで、給気送風機９および増設送風機１１を同じ制御で運用でき、風量バランスを考慮する必要もない。また、増設熱交換器１５を配置することで空調能力が増加し、基本機能部１０の定格を変更することなく、風量の増加とともに空調能力を倍増でき、二次側ユニット３の吹出し口６６１における吹出温度と吸込み口６１１における吸込温度の差を大きくとることができ、スポットエアコンディショナーとしての能力が向上する。他の作用効果は実施例１と同様であり、説明を省略する。
（実施例５）
図１８から図２２に本発明の他の実施の形態を示す。実施例４との相違点は、ケーシング６が吸込セクション６１と吹出セクション６６を取り外した形態をなす。他の作用効果は実施例１および実施例４と同様であり、説明を省略する。

【符号の説明】

【0042】

１ 空気調和機
２ 架台
３ 一次側ユニット
４ 二次側ユニット
５ 通気路
６ ケーシング
７ ダクトフランジ
８ 熱交換器
９ 給気送風機
１０ 基本機能部
１１ 増設送風機
１２ 拡充機能部
１３ ガラリ
１４ ダクト
１５ 増設熱交換器
２１ キャスター
３１ ケーシング
３２ 熱交換器
３３ 送風装置
６１ 吸込セクション
６２ 拡充セクション
６３ 下段接続セクション
６４ 上段接続セクション
６５ 基本セクション
６６ 吹出セクション
９１ ガード
３１１ 排風口
６１１ 吸込み口
６１２ フィルター
６６１ 吹出し口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】