JP2003035438A - 空気調和機用室外ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロペラファンの高風量化、高効率化により
省電力化、低騒音化が図られた空気調和機用室外ユニッ
トを提供する。 【解決手段】 筐体１の内部に熱交換器２及びプロペラ
ファン６を配設すると共に、プロペラファン６に対向し
て、筐体１に、放射状桟８と同心円状桟９とからなる安
全防護グリル２０とを備えてなる空気調和機用室外ユニ
ット３０において、安全防護グリル２０は、断面に所定
の曲率を持たせた放射状桟８と、プロペラファン６の径
方向に千鳥状に配列されていることを同心円状桟９とか
らなることを特徴とする空気調和機用室外ユニットであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ルームエアコンや
パッケージエアコンに係り、特に室外ユニットに用いら
れる送風機安全防護グリルに関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機用室外ユニットにおいては、
省電力化のニーズが強まっており、その手段の一つとし
て室外ユニットの高風量化、高効率化がある。しかし、
高風量化に伴い騒音が増加するため、高風量、高効率で
あるとともに、低騒音のファンが求められている。

【０００３】一般に、空気調和機用室外ファンとしては
プロペラファンが広く用いられている。プロペラファン
はボスの外周部に羽根を配置して構成され、回転による
翼の揚力を利用して送風するものである。その際、吹出
し側のプロペラファン外周側では、ボス近傍に比べてフ
ァンの回転と同一方向に旋回する旋回流が増加する。こ
の旋回流は軸方向の流れ、すなわち軸流に転向させなけ
れば動圧エネルギーの損失となり、プロペラファンの空
力性能が低下すると共に、旋回流が全防護グリルに衝突
して騒音や流体損失が増加していた。ここで、安全防護
グリルとは、空気調和機用室外ユニットにおいて、プロ
ペラファンの吹出し側に、指等が触れたり、異物の侵入
による事故防止のために設けられた線状格子桟である。

【０００４】室外ユニットにおいて、吹出し側における
プロペラファンから流出する旋回流の持つ動圧エネルギ
ーを静圧として回収し、風量を増大させるものとして、
例えば特開昭６０−６２５６７号公報（引用文献１とい
う）、特開昭６０−６２６９３号公報（引用文献２とい
う）記載の技術がある。一般に、プロペラファンにおい
ては、前記プロペラファンの吹出し側に事故防止のため
に、前記引用文献１には放射状に伸びる桟を有する安全
防護グリルが取付けられ、引用文献２には同心円状に配
置する桟と放射状に伸びる桟で格子を形成する安全防護
グリルが取付けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】引用文献１記載の技術
では、プロペラファンの安全防護グリルには同心円状に
配置する桟が無いため、外部からの異物の進入を防ぐた
めには放射状に伸びる桟が多数必要となる。このため、
プロペラファンからの旋回流が、安全防護グリルを通過
する際の損失、騒音ともに大きくなる、という問題があ
った。また、引用文献２記載の技術では、安全防護グリ
ルは、同心円状の桟と、放射状に伸びる桟とで格子状に
形成されているが、この格子状桟が回転軸方向に対して
平行に下流に向かって伸びているため、旋回流を回転軸
方向に転向させることができず動圧エネルギーの損失と
なり、空力性能が低下する、という問題があった。

【０００６】本発明は、かかる従来技術の問題点を解決
するためになされたものであり、空気調和機用室外ユニ
ットにおけるファンに関して、旋回流の動圧エネルギー
を静圧として回収することにより、ファンを高効率化
し、モータ入力の低減を図ると共に、安全防護グリルで
の損失を低減し、且つ高風量でも騒音を増加させず、空
気調和機用室外ユニットにおいて従来の空気調和機用室
外ユニットに比して高風量化、省電力化、低騒音化した
空気調和機用室外ユニットを提供することを、その目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る空気調和機用室外ユニットの構成は、
筐体の内部に熱交換器及びファンを配設すると共に、前
記ファンに対向して、前記筐体に放射状桟と同心円状桟
からなる安全防護グリルとを備えてなる空気調和機用室
外ユニットにおいて、前記放射状桟は断面に所定の曲率
を持たせたことを特徴とするものである。本発明に係る
空気調和機用室外ユニットの他の構成は、筐体の内部に
熱交換器及びファンを配設すると共に、前記ファンに対
向して、前記筐体に放射状桟と同心円状桟とからなる安
全防護グリルとを備えてなる空気調和機用室外ユニット
において、前記同心円状桟は、前記ファンの径方向に千
鳥状に配列されていることを特徴とするものである。本
発明に係る空気調和機用室外ユニットのさらに他の構成
は、筐体の内部に熱交換器及びファンを配設すると共
に、前記ファンに対向して、前記筐体に、放射状桟と同
心円状桟とからなる安全防護グリルとを備えてなる空気
調和機用室外ユニットにおいて、前記安全防護グリル
は、断面に所定の曲率を持たせた放射状桟と、前記ファ
ンの径方向に千鳥状に配列されていることを同心円状桟
とからなることを特徴とするものである。本発明に係る
空気調和機用室外ユニットのさらに他の構成は、筐体の
内部に熱交換器及びファンを配設すると共に、前記ファ
ンに対向して、前記筐体に、放射状桟と同心円状桟とか
らなる安全防護グリルとを備えてなる空気調和機用室外
ユニットでおいて、前記ファンの下流側にマウスリング
を設け、該マウスリング内に、複数の旋回流制御板を配
置することを特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１乃至図９を参照して説明する。図１は、本発明の
一実施形態に係る空気調和機用室外ユニットの側面断面
図、図２は、図１の空気調和機用室外ユニットの外観図
である。図２（ａ）は、図１の室外ユニットの吹出し側
から見た正面図、図２（ｂ）は、図１の室外ユニットの
吹出し側からみた斜視図を示すものである。本実施の形
態においては、ファンとして一般に用いられるプロペラ
ファンを使用した実施の形態を説明する。

【０００９】図１において、室外ユニット３０の筐体１
には、伝熱管内を流れる熱媒体と伝熱管外を流れる空気
との間で熱交換させるための熱交換器２と、該熱交換器
２の下流の位置に設けられたプロペラファン６と、該プ
ロペラファン６の吹出し側に設けられたマウスリング４
と、前記プロペラファン６に対向する位置に設けられた
安全防護グリル２０と、電気制御部５とが収納されてい
る。

【００１０】プロペラファン６は、モータステー７で支
持されているファンモータ３の駆動軸にボス６ａで連結
されている。プロペラファン６のボス６ａには羽根６ｂ
が設けられている。前記ファンモータ３が回転すると、
前記プロペラファン６が回転して吹出し口から送風が行
われる。該吹出し口の形状については、図示していない
が、前記プロペラファン６が円形であるのでその投影形
状にならって、該プロペラファン６の外径と略同等の円
形である。この吹出し口には、放射状桟８と同心円状桟
９等からなる安全防護グリル２０が、該安全防護グリル
２０の補強のためにその外縁部に設けられた円形リング
枠材１１を介して装着されている。なお、前記モータス
テー７は、前記熱交換器２からの空気流の圧力損失が極
力小さくなる形状となっている。

【００１１】マウスリング４は、プロペラファン６の外
縁側で、且つ吹出し口側に位置して設けられ、前記プロ
ペラファン６の吹出し口から吹出される空気流を案内す
るものである。前記マウスリング４の前記プロペラファ
ン６から吹出される空気流最下流側端は、吹出し面積が
大きくなるように急拡大構造となっている。このマウス
リング４は、その全体が一体的に成形された金属製でも
よいし、全体を幾つかに分割した別体成形のプラスチッ
クでもよい。５は電気制御部で、例えば前記モータ３及
び図示していない圧縮機の回転数を制御するための電気
回路等を収納している。

【００１２】図１、図２において、安全防護グリル２０
は、断面が所定の曲率を有し、かつ前記プロペラフアン
のボス６に対向する位置に配設された中心部材１０に対
して放射状に伸びる複数の放射状桟８と、該放射状桟８
と組み合わされ前記中心部材１０の中心に対して同心円
状に、かつプロペラファン６の径方向に千鳥状に配置し
た複数の同心円状桟９とから格子状材に形成されてい
る。

【００１３】放射状桟８は、プロペラファン６から吹出
した旋回空気流を軸方向に転向させ、該旋回空気流の有
する動圧エネルギーを静圧エネルギーに変換して回収す
るために、その断面が所定の曲率を有する複数の板状体
（翼素といい、その所定の曲率を有する断面に沿った長
さを翼弦長という）で構成されている。

【００１４】翼素の所定曲率は、プロペラファン６から
吹出される旋回空気流の比率が大きい翼素の先端部は曲
率を小とし、前記旋回空気流が軸方向流になっている比
率が大きい前記翼素の基部は曲率を大として構成するも
のである。また、詳細は後述するが、前記プロペラファ
ン６から吹出される空気流量の最も大きい位置、即ち、
旋回空気流の流入軸方向速度が最大であるプロペラファ
ン６の外径の７０〜８０パーセント付近における吹出し
空気流の角度に合わせた一定の曲率としても良好な結果
が得る構成となる。

【００１５】放射状桟８は、プロペラファン６のボスに
対向する位置に設けた略円状の中心部材１０と、筐体1
のプロペラファン６の吹出し口に設けられたマウスリン
グに装着されるように設けた円状リング枠材１１とに取
付けられている。また、前記円状リング枠材１１は、前
記放射状桟８を補強するためのものであり、前記中心部
材１０は、単に前記放射状桟８を補強するためのみでな
く、プロペラファン６の回転軸心延長上における安全防
護グリルの内側が負圧となるためにプロペラファン６か
ら吹出された空気流が逆流することを防止する作用も有
する。

【００１６】同心円状桟９は、プロペラファン６への異
物、または人の指等の進入による事故を防止するための
ものである。そして、前記同心円状桟９は、プロペラフ
ァン６のボス６ａに対向する位置に設けた略円状の中心
部材１０を中心として、円状リング枠材１１に対して同
心円状に配置されている。前記同心円状桟９は、放射状
桟８と組み合わされることにより補強されているが、該
同心円状桟９の最内側および最外側にそれぞれスパイラ
ル状の棒材を設け、この棒材をそれぞれ前記中心部材１
０および円状リング枠材１１に取付けるように補強をし
てもよい。なお、放射状桟８を補強のためにのみ用いる
場合は、本発明に係る断面が所定の曲率を有する桟を用
いる代わりに、単なる棒桟を用いて差し支えない。

【００１７】同心円状桟９は、上流側に、その風力抵抗
を低減するため、先端部に円味を有するように形成し
（以下、単に同心円状桟という場合には円味を有するも
のをいう）、下流側に、金型で当該同心円状桟９等を製
作する場合生ずる突起１３（後述）を形成し、放射状桟
８に直交して組み合わされ、且つ相互に隣接する桟がジ
クザク形に配置（千鳥状という）されている。

【００１８】同心円状桟９と組み合わせる放射状桟８
に、本発明の放射線桟が用いられる場合には、前記同心
円状桟９は、所定の曲率を有する前記放射状桟８の断面
の直交するように、該断面のプロペラファン６からの空
気流の上流側の位置（以下、上流側という）及び下流側
の位置（以下、下流側という）に挿通して設けられ、千
鳥状に構成されている。前記組み合わせる放射状桟８
に、単なる棒材を用いる場合には、前記同心円状桟９
は、プロペラファン６の回転軸心方向に対して直交し、
且つ前記棒部材で構成した放射線桟８の上流側及び下流
側に交互に配設され、千鳥状に構成される。このように
構成されることにより、従来の単にプロペラファン６の
回転軸心方向に対して直交して、同一面上に平行に配置
された同心円状桟に比べ損失が小さい構成となってい
る。

【００１９】また、マウスリング４と安全防護グリル２
０間の空隙には、放射状桟８の翼素をプロペラファン６
の上流側に向かって延長する構成となっている。これに
より、該プロペラファン６の外径よりも大きい径におい
ても、前記プロペラファン６による旋回流の持つ動圧エ
ネルギーを静圧として効率よく回収することができる。
さらに、前記空隙によりプロペラファン６の流路面積が
広がり、前記プロペラファン６から安全防護グリル２０
に流入する速度を低減することができるため、騒音を低
減することができる。

【００２０】安全防護グリル２０において、放射状桟８
と、中心部材１０と、円状リング枠材１１と、同心円状
桟９とを一体成形品とすることができ、この一体成形品
が筐体１に設けられたプロペラファン６の吹出し口に、
装着されるようになっている。なお、同心円状桟９と、
放射状桟８と、中心部材１０と、円状リング枠材１１
は、別体として成形されしても差し支えない。

【００２１】次に、図３を参照して、千鳥状同心円状桟
の突起を説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る
空気調和機用室外ユニットの安全防護グリルにおける空
気流の説明図であり、図３（ａ）は、本発明に係る空気
調和機用室外ユニットの一実施形態における側面断面
図、図３（ｂ）は従来技術の空気調和機用室外ユニット
における同心円状桟上の突起による空気流の変化説明
図、図３（ｃ）は図３（ａ）における千鳥状に配列され
た同心円状桟上の突起による空気流の説明図である。

【００２２】図３（ａ）に示す如く、同心円状桟９およ
び放射状桟８と、これらの中央に位置して、これらを支
持する中心部材１０と、前記放射状桟８および同心円状
桟９の外縁側に位置している補強のための円状リング枠
材１１とを一体で構成する場合、金型による製作上、突
起１３が形成される。

【００２３】従来においては、図３（ｂ）に示す如く、
突起１３は、外見を考慮し、安全防護グリル２０の前面
より見ることができない同心円状桟９の上流側に形成さ
れていた。本発明においては、図３（ｃ）に示すよう
に、前記突起１３は、安全防護グリル２０の前面より見
ることができる同心円状桟９の下流側に形成するように
構成した。前記突起１３は、同心円状桟９、放射状桟
８、中心部材１０、円状リング枠材１１を一体的に金型
で製作する場合は勿論、同心円状桟を含んで部分的に金
型で製作する場合も形成される。

【００２４】図１、図２、図３を参照して、このように
構成された空気調和機用屋外ユニットの動作について安
全防護グリルを中心に説明する。まず、プロペラファン
６から吹出した流れが、安全防護グリル２０、特に、同
心円状桟９を通過する際の流れ変化を説明する。

【００２５】図１、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すよう
に、室外ユニット３０はモータ３の駆動によりプロペラ
ファン６が実線矢印Ｑで示す時計方向に回転すると、空
気が室外ユニット３０内の熱交換器２に吸い込まれ、熱
交換されて吹出される。吹出された空気はプロペラファ
ン６に吸い込まれる。前記プロペラファン６は、この吸
い込んだ空気流を安全防護グリルに対して吹出す。この
ようにして、空気は実線矢印Ｐの左方向から右方向へ流
れる。

【００２６】吹出された左方向から右方向へ流れる空気
流を、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）において、
同心円状桟９上で比較した場合、従来の図３（ｂ）の同
心円状桟９では、該同心円状桟９等を金型で一体化製作
したときに生ずる突起１３が前記同心円状桟９の上流側
にあるため、前記同心円状桟９間の空気流路が小さくな
り、その流路幅bが狭くなっている。本発明に係る図３
（ｃ）の同心円状桟９は、前記突起１３が前記同心円状
桟９の下流側にあるため、隣接する該同心円状桟９間の
空気流路を大きくすることができるため、その流路幅ｂ
が広くなっている。

【００２７】このことは、従来のものを示す図３（ｂ）
において、突起１３が、同心円状桟９の上流側で、該同
心円状桟９の表面でプロペラファン６からの空気流の剥
離を起こし、図示前記同心円状桟９の下流側における剥
離域Ｓが大きくなり、空気流路通過面積の流路幅ｂが狭
められていた。

【００２８】本発明は、図３（ｃ）に示す如く、突起１
３が、バックステップ状に構成されていることで、同心
円状桟９の表面でプロペラファン６からの空気流の剥離
域Ｓが小さくなり、空気流路通過面積の流路幅ｂを広く
することができる。

【００２９】ここで、同一風量が両者の安全防護グリル
２０を通過すると仮定した場合、本発明に係るプロペラ
ファン６の径方向に千鳥状に配列された同心円状桟９で
は、従来の平行配列の同心円状桟９に比べて、流路幅ｂ
が大きくなる分、速度を低減することができる。前記同
心円状桟９の圧力損失は、風速の約２乗に比例するた
め、プロペラファン６の径方向に千鳥に状配列すること
により、安全防護グリルでのエネルギー損失を低減する
ことができ、風量を増加することができる。

【００３０】さらに、同心円状桟９をプロペラファン６
の径方向に千鳥状に配列することで、前記プロペラファ
ン６から吹出した空気流が、前記同心円状桟９に衝突す
る際に、時間的位相を変えることができる。これによ
り、離散周波数成分の騒音が低減される。

【００３１】次に、図４を参照して、プロペラファン６
から安全防護グリル２０、特に、放射状桟８に流入する
空気流の旋回流と軸方向流との関係を説明する。図４
は、本発明の一実施形態に係る空気調和機用室外ユニッ
トの安全防護グリルにおける空気流の旋回流と軸方向流
の説明図、図４（ａ）は、本発明に係る空気調和機用室
外ユニットの安全防護グリルに流入する空気流の軸方向
流との関係説明図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の
Ａ−Ａ断面図である。

【００３２】図４（ａ）に示す如く、プロペラファン６
の下流側には、該プロペラファン６から吹出される空気
流を案内するマウスリング４と、吹出される空気流が導
入される断面が所定の曲率を有する放射状桟８、プロペ
ラファン６の径方向に千鳥状に配列された同心円状桟９
等からなる安全防護グリルが配置されており、Ｃｍ_１は
安全防護グリル２０に流入する流入軸流速度の分布を示
している。この流入する空気流は、前記プロペラファン
６の回転軸心方向に対して平行であり、その風量は前記
プロペラファン６の外径の７０から８０％で最大値とな
る。したがって、放射状桟８の断面の所定曲率をこの点
に合わせても差し支えない。

【００３３】図４（ｂ）において、Ｃｕ_１はプロペラフ
ァン６が実線矢印Ｑで示す時計方向に回転した場合の、
安全防護グリルに流入する流入旋回速度の分布である。
最適に設計されたプロペラファン６において、旋回速度
はプロペラファン６の径に比例して大きくなり、前記プ
ロペラファン６の外径端からマウスリング４にかけて急
激に小さくなる。このＣｍ_１とＣｕ_１のベクトル和が、
安全防護グリル２０に流入する流入速度Ｃ_１となる（図
５を参照）。

【００３４】流入軸流速度Ｃｍ_１は、風量に関わる速度
であるが、流入旋回速度Ｃｕ_１はプロペラファン６の回
転軸方向に対して直角、すなわち周方向成分であるため
に風量には関係せず、単に空気を旋回させるだけであ
る。これが軸方向にスムーズに転向しないとエネルギー
損失となる。プロペラファン６の下流において、この旋
回成分のもつ動圧エネルギーは損失となるため、ファン
の効率低下をもたらすことになる。

【００３５】ここで、図５を参照して、プロペラファン
６により発生した空気流の旋回流と軸方向流との変換を
説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る空気調和
機用室外ユニットのプロペラファン回転軸心における所
定半径の円筒面での展開説明図である。図５（ａ）は、
図４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、図５（ｂ）は図４
（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図をそれぞれ表している。こ
こで、図５（ａ）、５（ｂ）において、安全防護グリル
２０の上流側を添字１、下流側を添字２とする。

【００３６】図５（ａ）において、回転しているプロペ
ラファン６からの吹出した流れ、すなわち、放射状桟８
への流入速度Ｃ_１は、プロペラファン６の回転軸の下流
方向に対してβ_１（流入角）の角度となり、前記プロペ
ラファン６の回転軸の下流方向に流入する軸流速度Ｃｍ
_１と、前記プロペラファン６の回転方向に流入する旋回
速度Ｃｕ_１の２方向のベクトル成分とに分けられる。

【００３７】プロペラファン６の下流側においては、放
射状桟８は、断面が所定の曲率をもたせている。例え
ば、前記プロペラファン６の外径における７０から８０
％の位置で風量が最大値であるので、前記断面が前記の
位置での空気流れの吹出し角度に合わせた曲率を持つよ
うに構成して、前記プロペラファン６の軸心方向に対し
て放射状に伸びており、そのとき、翼弦長はＬ１となっ
ている。

【００３８】この場合、旋回流Ｃｕ_２は、上流側の旋回
流Ｃｕ_１に比べて小さくすることができるため、動圧エ
ネルギーを静圧として回収することで、高風量化を図る
ことができる。なお、図５において、９_１、９_２は、放
射状桟８の上流側、下流側に配置された千鳥状の同心円
状桟を示している。

【００３９】さらに、プロペラファン６の外径より外周
側となる図５（ｂ）では、図４（ｂ）にも示したよう
に、プロペラファン６の外周近傍で旋回流Ｃｕ_１が最大
となっており、それに対して、軸方向流速度Ｃｍ_１は小
さいため、プロペラファン６の外周側で動圧エネルギー
の損失が大きいことが分かる。

【００４０】そこで、プロペラファン６の外径より外周
側において、所定の曲率を有する放射状桟８の断面を上
流側に延長する、即ち具体的には、翼弦長Ｌ１をＬ２と
長くする。この結果、翼素の翼面上で、旋回流Ｃｕ₁が緩
やかに減速し、軸方向流速度Ｃｍ_１が緩やかに増速する
ことにより、旋回流Ｃｕ_１の動圧エネルギーを静圧とし
て効率よく回収することができるため、高風量化を図る
ことができる。

【００４１】図６、図７を参照して、本発明に係る空気
調和機用室外ユニットと従来における空気調和機用室外
ユニットの特性を比較説明する。図６は、本発明の一実
施形態に係る空気調和機用室外ユニットの安全防護グリ
ルの特性図、図７は、本発明の一実施形態に係る空気調
和機用室外ユニットの安全防護グリルの安全防護グリル
の他の特性図である。

【００４２】ここで、図６の説明に必要な諸元を説明す
る。図１において、Ｌ０は同心円状桟９の軸方向奥行き
寸法を表し、ｔは千鳥状に配置した同心円状桟９の吹出
し側端面間におけるプロペラファン６の回転軸方向寸法
を表すものである。

【００４３】図６において、横軸は、Ｌ０に対するｔの
比を示し、縦軸は、従来の空気調和機用室外ユニットを
基準とした本発明の空気調和機用室外ユニットとの風量
比、騒音比を示している。図６（ａ）は従来の空気調和
機用室外ユニットと本発明の空気調和機用室外ユニット
との風量比、図６（ｂ）は従来の空気調和機用室外ユニ
ットと本発明の空気調和機用室外ユニットとの騒音比を
示している。

【００４４】ここで、プロペラファン６の回転数は一定
とする。Ｑは、本発明に係る空気調和機用室外ユニット
の風量、Ｑ_０は、従来の空気調和機用室外ユニットの風
量、ＳＬは本発明に係る空気調和機用室外ユニットの騒
音、ＳＬ_０は、従来の形態の空気調和機用室外ユニット
の騒音である。

【００４５】従来の空気調和機用室外ユニットにおいて
は、千鳥状に配列されていないため、ｔ＝０となり、し
たがって、ｔ／Ｌ０＝０となる。図示においては、グラ
フ中の○は、従来の空気調和機用室外ユニットにおける
風量Ｑ_０を表している。●は本発明に係る空気調和機用
室外ユニットにおける風量Ｑと従来の空気調和機用室外
ユニットにおける風量Ｑ_０との比を示している。騒音比
においても、風量比と同様である。図６は、本発明に係
る空気調和機用室外ユニットの安全防護グリルにおい
て、同心円状の千鳥状間隔比ｔ／Ｌ０をパラメータとし
て変化させ、効果を示したものである。

【００４６】図６（ａ）、（ｂ）において、ｔ／Ｌ０が
増大した場合、風量比が増加し、騒音比が低減する傾向
を示している。ｔ／Ｌ０＝２．０において風量比で約
０．６％の増加、騒音比で約０．５５ｄＢの低減効果が
あり、ｔ／Ｌ０＞２．０では殆ど効果が飽和して一定と
なることが分かる。しかし、ｔ／Ｌ０＞２．０では外部
から指等の異物が入り込みやすくなるため、安全面は不
適当である。すなわち、同心円状の桟９の軸方向奥行き
寸法Ｌ０に対する吹出し側端面での千鳥状に配列された
同心円状桟９の軸方向寸法ｔの比ｔ／Ｌ０が０を超え、
２．０以下であることが重要となる。

【００４７】図７には、本発明と、従来例との同一風量
時における騒音の周波数特性が示されている。図７にお
いて、横軸に周波数を、縦軸に相対騒音レベルが示され
ている。細線は従来における空気調和機用室外ユニット
の相対騒音レベル、太線は本発明における空気調和機用
室外ユニットの相対騒音レベルを示す。本発明が実施さ
れることにより、羽根音とその高次の周波数における騒
音レベルを低減できる。これは聴感上不快となる離散周
波数音（異音）を低減できることを意味している。

【００４８】図８を参照して、本発明に係る空気調和機
用室外ユニットにおける変形例を説明する。図８は、本
発明に係る空気調和機用室外ユニットにおける変形例の
説明図である。本変形例においては、図1の実施形態にお
けるプロペラファン６および安全防護グリル２０を形成
する放射状桟８、同心円状桟９並びに補強用の中心部材
１０と、同一部材、同一構成となっている。その相違点
は、安全防護グリル２０の外縁部に設けた円状リング枠
材１１の代わりに、四角な角状枠材１４としたことにあ
る。この相違点を中心に説明する。

【００４９】相違点は、図２（ａ）の空気調和機用室外
ユニットに比べて、図８の空気調和機用室外ユニットの
安全防護グリル２０を下流側から見たの吹出し面積を大
きくすることが特徴である。前記吹出し面積を大きくす
ることで、プロペラファン６から吹出し空気流に対する
安全防護グリル２０の抵抗が少なくなり、さらに、損失
を低減することができるため、高風量化を図ることがで
きる。

【００５０】また、吹出し面積を大きくすることで、断
面に所定の曲率を持つ放射状桟８と千鳥状に配列された
同心円状桟９に衝突するプロペラファン６から吹きだし
風量を低減することができるため、安全防護グリル２０
から発生する騒音もより低減することができる。

【００５１】図９を参照して、本発明に係る空気調和器
用ユニットにおける他の変形例を説明する。図９は、本
発明に係る空気調和器用ユニットにおける他の変形例の
説明図である。図９（ａ）は本発明に係る空気調和器用
ユニットにおける他の変形例の側面断面図、図９（ｂ）
は、図９（ａ）におけるＤ−Ｄ断面の一の展開図、図９
（ｃ）は、図９（ａ）におけるＤ−Ｄ断面の他の展開図
である。

【００５２】図９（ａ）に示す如く、図1の実施形態に
おけるプロペラファン６および安全防護グリル２０を形
成する放射状桟８、同心円状桟９並びに補強用の中心部
材１０、円状リング枠材１１は、本変形例においては同
一構成、同一部材が用いられている。その相違点は、図
９（ｂ）、図９（ｃ）に示す如く、前記プロペラファン
６の吹出し口側にマウスリング４が配置され、このマウ
スリング４内の吹出し側にプロペラファン６の回転方向
Ｑに対して、複数個の旋回流制御板１５を配置したもの
である。この相違点を中心に説明する。

【００５３】図９（ｂ）において、旋回流制御板１５
は、板状体であり、マウスリング４内の吹出し側にプロ
ペラファン６の回転方向Ｑの対向する位置に複数個配置
されていることを特徴とするものである。前記旋回流制
御板１５は、プロペラファン６の旋回流の持つ動圧エネ
ルギーを静圧として回収するものである。これにより、
図５で説明した放射状桟８と同様の効果を持ち、プロペ
ラファン６の高風量化を図ることができる。

【００５４】図９（ｃ）において、旋回流制御板１５
が、マウスリング４内の吹出し側に、プロペラファン６
の回転軸と平行に旋回流制御板１５を複数個配置するこ
とを特徴とするものである。図９（ｃ）においては、図
９（ｂ）と比較して、旋回流制御板１５が、前記プロペ
ラファン６の回転方向と対向するように設置されていな
いため、その効果が弱まるが、旋回速度を小さくし、プ
ロペラファン６の旋回流における動圧エネルギーを静圧
として回収することできる。これにより、前記プロペラ
ファン６の入力増加を伴わないで、風量を増加すること
できるため、高効率、省電力の効果がある。図９
（ｂ）、９（ｃ）では、この旋回流制御板１５はマウス
リング４と一体に成形されてもよく、別体でも差し支え
ない。

【００５５】本実施形態の説明においては、プロペラフ
ァンを例にとり、説明したが、斜流ファンにも適用する
ことができる。これらのプロペラファンや斜流ファンを
用いた空気調和機用屋外ユニットにおいて、送風機構の
騒音が低減すると共に、安全防護グリルのエネルギー損
失が低減し、且つプロペラファン、斜流ファンからの旋
回流の動圧エネルギーが静圧として回収されることによ
り、モータ入力を増加させることなく、風量を増やすこ
とができ、プロペラファン、斜流ファン及び安全防護グ
リルから発生する騒音が抑えられ、高風量・省電力化す
ることができる。また、同一風量の場合にはプロペラフ
ァン、斜流ファンを小型化することが可能となるため、
低コスト、小型ユニットの実現が可能となる。

【００５６】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く、本発明の構成
によれば、空気調和機用室外ユニットにおけるファンに
関して、旋回流の動圧エネルギーを静圧として回収する
ことにより、ファンを高効率化し、モータ入力の低減を
図ると共に、安全防護グリルでのエネルギー損失を低減
し、且つ高風量でも騒音を増加させず、空気調和機用室
外ユニットにおいて従来の空気調和機用室外ユニットに
比して高風量化、省電力化、低騒音化した空気調和機用
室外ユニットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和機用室外ユ
ニットの側面断面図である。

【図２】図１の空気調和機用室外ユニットの外観図であ
る。

【図３】本発明の一実施形態に係る空気調和機用室外ユ
ニットの安全防護グリルにおける空気流の説明図であ
る。

【図４】本発明の一実施形態に係る空気調和機用室外ユ
ニットの安全防護グリルにおける空気流の旋回流と軸方
向流の説明図である。

【図５】本発明の一実施形態に係る空気調和機用室外ユ
ニットのプロペラファン回転軸心における所定半径の円
筒面での展開説明図である。

【図６】本発明の一実施形態に係る空気調和機用室外ユ
ニットの安全防護グリルの特性図である。

【図７】本発明の一実施形態に係る空気調和機用室外ユ
ニットの安全防護グリルの他の特性図である。

【図８】本発明に係る空気調和器用ユニットにおける変
形例の説明図である。

【図９】本発明に係る空気調和器用ユニットにおける他
の変形例の説明図である。

【符号の説明】

１…ユニット、２…熱交換器、３…モータ、４…マウス
リング、５…電気制御部、６…プロペラファン、７…モ
ータステー、８…放射状桟、９…同心円状桟、１０…中
心部材、１１…円状リング枠、１２…放熱フィン、１３
…突起、１４…角状枠、１５…旋回流制御板ｂ…流路
幅、Ｃ_１…流入速度、Ｃ_２…流出速度、Ｃｍ_１…流入軸
流速度、Ｃｍ_２…流出軸流速度、Ｃｕ_１…流入旋回速
度、Ｃｕ_２…流出旋回速度、Ｌ０…同心円状桟の奥行き
寸法、Ｌ１，２…翼弦長、Ｐ…回転軸方向の流れ、Ｑ…
プロペラファンの回転方向、Ｓ…剥離領域、ｔ…吹出し
側端面での千鳥に配列された同心円状桟間の軸方向寸
法、β_１…流入角、β_２…流出角、θ…取付け角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 厚 茨城県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立栃木テクノロジー内 (72)発明者 安永 泰久 茨城県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立栃木テクノロジー内 (72)発明者 福田 崇 茨城県下都賀郡大平町大字富田709番地の ２ 株式会社日立栃木エレクトロニクス内 Ｆターム(参考） 3L054 BA04 BB03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体の内部に熱交換器及びファンを配設
   すると共に、前記ファンに対向して、前記筐体に放射状
   桟と同心円状桟からなる安全防護グリルとを備えてなる
   空気調和機用室外ユニットにおいて、 前記放射状桟は断面に所定の曲率を持たせたことを特徴
   とする空気調和機用室外ユニット。
2. 【請求項２】 前記放射状桟は、前記ファンから空気流
   の最大流量近辺の吹出し角度に合わせて断面に所定の曲
   率を持たせたことを特徴とする請求項１に記載の空気調
   和機用室外ユニット。
3. 【請求項３】 筐体の内部に熱交換器及びファンを配設
   すると共に、前記ファンに対向して、前記筐体に放射状
   桟と同心円状桟とからなる安全防護グリルとを備えてな
   る空気調和機用室外ユニットにおいて、前記同心円状桟
   は、前記ファンの径方向に千鳥状に配列されていること
   を特徴とする空気調和機用室外ユニット。
4. 【請求項４】 筐体の内部に熱交換器及びファンを配設
   すると共に、前記ファンに対向して、前記筐体に、放射
   状桟と同心円状桟とからなる安全防護グリルとを備えて
   なる空気調和機用室外ユニットにおいて、 前記安全防護グリルは、断面に所定の曲率を持たせた放
   射状桟と、前記ファンの径方向に千鳥状に配列された同
   心円状桟とからなることを特徴とする空気調和機用室外
   ユニット。
5. 【請求項５】 前記同心円状桟は、当該同心円状桟の軸
   方向寸法と前記同心円状桟の千鳥状間隔の寸法比が、０
   を超え２以下であることを特徴とする請求項３、４に記
   載の空気調和機用室外ユニット。
6. 【請求項６】 筐体の内部に熱交換器及びファンを配設
   すると共に、前記ファンに対向して、前記筐体に、放射
   状桟と同心円状桟とからなる安全防護グリルとを備えて
   なる空気調和機用室外ユニットでおいて、 断面に所定の曲率を持たせた放射状桟と、前記ファンの
   径方向に千鳥状に配列された同心円状桟とを設け、前記
   同心円状桟を成形する際に、金型により形成される突起
   部を、前記同心円状桟の下流側の位置に、該下流側に向
   かってバックステップ形状とすることを特徴とする空気
   調和機用室外ユニット。
7. 【請求項７】 筐体の内部に熱交換器及びファンを配設
   すると共に、前記ファンに対向して、前記筐体に、放射
   状桟と同心円状桟とからなる安全防護グリルとを備えて
   なる空気調和機用室外ユニットでおいて、 前記ファンの下流側にマウスリングを設け、該マウスリ
   ング内に、複数の旋回流制御板を配置することを特徴と
   する空気調和機用室外ユニット。
8. 【請求項８】 前記放射状桟の断面を前記ファンの上流
   側に対して延設することを特徴とする請求項１、２、
   ３、４、５、６のいずれか一項に記載の空気調和機用室
   外ユニット。