JP2003130394A - 空気調和機の室外機 - Google Patents

空気調和機の室外機

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JP2003130394A JP2001325958A JP2001325958A JP2003130394A JP 2003130394 A JP2003130394 A JP 2003130394A JP 2001325958 A JP2001325958 A JP 2001325958A JP 2001325958 A JP2001325958 A JP 2001325958A JP 2003130394 A JP2003130394 A JP 2003130394A
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axial
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Naoki Shikazono
直毅 鹿園
Shigehisa Funabashi
茂久 船橋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機の省エネルギー化、低騒音化を達
成するために、軸流ファンが電気箱等の内部構造物の影
響を受け難く、かつ軸流ファン吹き出し流れの動圧を低
減する構造を有した空気調和機の室外機を提供する。 【解決手段】 ユニット内の少なくとも1側面に熱交換
器、上面に軸流ファンを有し、内部に圧縮機、アキュム
レータ及び配管等の冷凍サイクルを構成する機器類、並
びに電子制御回路等を格納する電気箱を備えた空気調和
機の室外機において、軸流ファンを、その下端が熱交換
器上端よりも上でその外周部が熱交換器上端に重なるよ
うに配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、側面吸込み・上吹
出タイプの空気調和機の室外機に係り、省エネルギー
化、低騒音化に好適な空気調和機の室外機に関する。
【0002】
【従来の技術】図7及び図8に、従来の空気調和機の室
外機の断面図を示す。従来の空気調和機の室外機では、
軸流ファン101の外周を取り囲むように、ユニット背
面と側面に曲げ加工された熱交換器103が、設置され
ている。軸流ファン101は、その下方にあるファンモ
ータ104によって回転される。
【0003】そして、熱交換器103とユニット正面及
び側面の壁面で囲まれる空間内に、圧縮機107、アキ
ュムレータ108及び配管等の冷凍サイクルを構成する
機器類、並びに電子制御回路等を格納する電気箱105
が、配設される。ユニット背面及び側面の熱交換器10
3から吸込まれた横向きの空気の流れ109は、ユニッ
ト内部で上部の軸流ファン101に吸込まれて、流れの
向きを横方向から上方向へと変え、ユニット上方のファ
ンガード106を通過し流出する。マウスリング102
は、逆流を防いで流れを整流するために設けられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の空
気調和機の室外機では、軸流ファン101を取り囲むよ
うに熱交換器103が配設されるため、ファンの回転軸
1010は、図8のようにユニットの中央ではなく、熱
交換器103側のユニット背面側1011よりも、熱交
換器103のないユニット正面側1012に偏心され
る。このような配置となっている理由は、背面側の熱交
換器103から吸込まれた空気が横向きの速度を有して
いるために、上向きに流れの向きを変える際にユニット
正面側1012に偏った流れとなり、この偏った流れを
吸込み易い位置に、軸流ファン101を配置しようとす
る意図からである。
【0005】しかしながら、これは、空気の流れ109
を阻害する障害物がない理想的な場合に適した配置であ
る。実際のユニットでは、熱交換器103のないユニッ
ト正面側1012には、保守点検サービスの利便性等の
理由から、電子制御回路等を格納した電気箱105が設
置される。この電気箱105を設置する位置は、軸流フ
ァン101のすぐ上流となるので、軸流ファン101を
ユニット正面側1012に偏心すればするほど、軸流フ
ァン101へ至る流れがその上流側に設置される電気箱
105に遮られ、当初の狙いとは逆に軸流ファン101
は、空気を有効に吸い込むことができなくなってしま
う。
【0006】また、圧縮機107、アキュムレータ10
8及び配管等の冷凍サイクルを構成する機器類も、空気
の流れ109を阻害する障害物となるので、これらの障
害物から軸流ファン101までの距離を、極力大きくと
ることも重要な課題である。
【0007】以上述べてきた課題は、軸流ファンの下端
が、熱交換器上端の上方に配置された構造であっても同
様に発生する。また、特開平10−238817号公報
に開示されているように、軸流ファンの下端を熱交換器
上端の上方に配置し、軸流ファンの回転軸をユニット正
面側に偏らせると、熱交換器と軸流ファンとの間に無駄
な空間が生まれ、熱交換器から流出した空気が、軸流フ
ァンに至る過程で熱交換器の上方で渦を発生せしめ、効
率の低下と騒音増大という問題をもたらすので、ガイド
を設置する対策が講じられている。
【0008】また、近年の空気調和機では、地球温暖化
防止の観点から省エネルギー性が強く求められており、
ファンモータの入力も極力小さくすることが望まれてい
る。このため、ユニットの通風抵抗を低減することと、
ファンの吹き出し空気の動圧を抑制することが、極限ま
で追求されている。ユニットの通風抵抗としては、熱交
換器の圧力損失が大きいが、上記電気箱によって流れが
遮られる影響も無視できない。
【0009】ファン吹き出し流れの動圧を抑制して、フ
ァンモータ入力を省力化する上では、ファン径を大きく
してファン吹き出し面積を大きくし、吹き出し流れの速
度を低減することが、第一に有効な手段である。このこ
とは、ファンモータ入力の低減だけでなく、低騒音化に
も非常に有効である。従って、限られたユニット寸法内
に、いかに大径のファンを実装できるかが、空気調和機
の室外機の省エネルギー化と低騒音化の大きなポイント
となる。
【0010】上記の問題点に鑑み、本発明の目的は、空
気調和機の省エネルギー化、低騒音化を達成するため
に、軸流ファンが電気箱等の内部構造物の影響を受け難
く、かつ軸流ファン吹き出し流れの動圧を低減する構造
を有した空気調和機の室外機を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による空気調和機の室外機は、特許請求の範
囲の各請求項に記載されたところを特徴とするものであ
るが、特に独立項としての請求項1に係る発明による空
気調和機の室外機は、ユニット内の少なくとも1側面に
熱交換器、上面に軸流ファンを有し、内部に圧縮機、ア
キュムレータ及び配管等の冷凍サイクルを構成する機器
類、並びに電子制御回路等を格納する電気箱を備えた空
気調和機の室外機において、前記軸流ファンは、その下
端が前記熱交換器上端よりも上でその外周部が前記熱交
換器上端に重なるように配置されたことを特徴とするも
のである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図1ない
し図5を参照しつつ説明する。
【0013】図1に、本発明の第1の実施例である、軸
流ファン101の下端を熱交換器103の上端よりも上
に、かつ軸流ファン外周部が熱交換器上端に重なるよう
に配置した、空気調和機の室外機の側面から見た場合の
縦断面図を示す。これは、空気を側面から吸込み上方向
に吹出すタイプの室外機であり、図2は、その正面から
見た場合の縦断面図、図3は、その水平断面図である。
【0014】空気の流れ109は、熱交換器103から
横向きに吸込まれ、ユニット内部で流れの向きを上向き
に変えて軸流ファン101に吸込まれて上方へ吐き出さ
れる。ユニット背面側1011の熱交換器103から吸
込まれた空気は、横向きの速度を有しているために、上
向きに流れの向きを変える際に急激に曲がりきれず、ユ
ニット正面側1012に偏った流れとなってしまう。と
ころが、熱交換器103のないユニット正面側1012
には、圧縮機107、アキュムレータ108及び配管等
の冷凍サイクルを構成する機器類や、保守点検サービス
の利便性等の理由から電子制御回路等を格納した電気箱
105が、設置される。
【0015】この電気箱105は、軸流ファン101の
すぐ上流に配置されるので、軸流ファン101を本来空
気が多く流れるユニット正面側1012に偏心すればす
るほど、軸流ファン101へ至る流れがその上流側に設
置される電気箱105に遮られ、当初の狙いとは逆に、
軸流ファン101は、有効に空気を吸込むことができな
くなってしまう。このことを防ぐために、軸流ファン下
端101aを熱交換器上端103aの上に、かつ図3の
水平断面図に示すように軸流ファン101と熱交換器1
03とが、上方から見た時に重なるように配置した。
【0016】このことによって、軸流ファン101と電
気箱105の流れ方向での重なりが相対的に小さくな
り、かつ熱交換器103より空気が流れ出た直後から、
空気の流れ109を軸流ファン101の方向へ引っ張り
上げることで、流れの上方向への転向を促進することが
出来る。この結果、空気が電気箱105等の影響を極力
受けずに軸流ファン101へ至ることが可能となり、通
風抵抗が低下する。
【0017】さらには、従来の軸流ファン101の周り
を熱交換器103が取り囲む構造よりも、ファン径を大
きくすることが出来るので、ファン面積が大きくなり、
同一風量であれば、吹き出し空気速度を下げることが出
来る。吹き出し空気の持つ運動エネルギーは、回収され
ることなく機外へ放出されるので、ファン吹き出し速度
を下げることができれば、その分だけ省エネルギーとな
る。
【0018】また、空気の流れ109の速度が低下する
ので、騒音も低下する。さらに、軸流ファン101の上
方には、安全のためにファンガード106が設置される
が、ファンガード106も、室外機ユニットの通風抵抗
として無視できない抵抗体となっている。その上に、フ
ァンガード106から発生する音も、軸流ファン101
そのものの音と同オーダーとなっており、このファンガ
ード106の通風抵抗と騒音を下げることも重要な課題
である。
【0019】一般に、ファンガード106等の構造体の
通風抵抗は、風速の約2乗、騒音は、風速の約6乗に比
例するため、ファンガード106の形状以上にファンガ
ード106に流入する空気速度、即ち軸流ファン101
から流出する吐き出し速度に第一に依存する。従って、
ファン径を大きくすることは、ファンガード106の通
風抵抗と騒音とを低減させる上で、最も効果が大きい手
段である。
【0020】また、熱交換器上端103aは、空気が流
れることが可能であり、その上部に熱交換器103と重
なるように軸流ファン101を配置しても、流れは十分
に供給されるので、軸流ファン101にとって悪い影響
は出ない。
【0021】逆に、公知例特開平10−238817号
公報に開示されているように、軸流ファン下端を、熱交
換器上端より上に配置した上方で、軸流ファンを熱交換
器と反対側のユニット正面側へと単に移動させてしまう
だけだと、軸流ファンと熱交換器の間に無駄な空間が出
来てその空間で渦が発生してしまい、通風抵抗や騒音が
増加する。公知例特開平10−238817号公報で
は、熱交換器から軸流ファンへ至る円滑なガイドを導入
しているが、本発明の第1の実施例では、側壁と軸流フ
ァン101の間に不要な空間がないため、そのような問
題は発生しない。
【0022】図4は、本発明の第2の実施例である、搭
載される軸流ファン101の回転軸1010を、電気箱
105や圧縮機107等の内部構造物を避けるように室
外ユニットの中央から偏心させたことを特徴とする空気
調和機の室外機の水平断面図である。ユニット内には、
圧縮機107、アキュムレータ108及び配管等の冷凍
サイクルを構成する機器類、並びに電子制御回路等を格
納する電気箱105が配設されているが、これらの機器
類をユニット内のいずれかの角部に高密度に実装するこ
とができれば、それら機器類を避けるように軸流ファン
101の回転軸1010を室外ユニットの中央から偏心
させることが有効となる。
【0023】このような構成にすることで、電気箱10
5等の機器類の空気の流れ109を阻害する影響が弱ま
り、流路の通風抵抗が低下する。なお、図4では側面に
軸流ファン101の回転軸1010を偏心させているが
背面側に偏心させることも有効である。
【0024】図5に、本発明の第3の実施例である熱交
換器上端103aと軸流ファン下端101aとの間に、
微少な空気取入口1013を設けたことを特徴とする、
空気調和機の室外機の縦断面図を示す。熱交換器上端1
03aと軸流ファン下端101aとの間に、微小な空気
取入口1013を設けると、熱交換器103を通過しな
いで軸流ファン101に至る空気の流れ1014が発生
するが、この空気の流れ1014によってファン流入空
気の周方向分布が改善され、軸流ファン101にとって
は理想的な流れに近づく。このことにより、軸流ファン
101全体としての効率が向上する。さらに、ファン流
入空気の周方向分布が改善されることで、流れが阻害さ
れ騒音増大の原因となっていた領域での流れが改善し、
騒音も低下する。
【0025】なお、空気取入口1013は、望ましくは
全側面に設けるのが良いが、熱交換器103側にはなく
てもかまわない。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、電気箱等の内部構造物
の流れを阻害する影響を小さくすることができ、かつ熱
交換器から空気が流れ出た直後から流れを軸流ファンの
方向へ引っ張り上げることで、流れの上方向への転向を
促進することが出来る。この結果、空気が電気箱等の影
響を極力受けずに軸流ファンへ至ることが可能となり、
通風抵抗と騒音が低下する。さらには、従来の軸流ファ
ンの周りを熱交換器が取り囲む構造よりもファン径を大
きくすることが出来るので、ファン吹き出し運動エネル
ギーが低下し、省エネルギーかつ低騒音となる。
【0027】図6に、従来の室外機と本発明の室外機の
ファン軸動力と風量の関係を示す。本発明の室外機で
は、同一ファン軸動力での風量が増大していることがわ
かる。
【0028】また、本発明の室外機では、ファンガード
の通風抵抗や騒音を低減することができ、結果として空
気調和機の省エネルギー化と低騒音化が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の空気調和機の室外機の
側面から見た縦断面図である。
【図2】本発明の第1の実施例の空気調和機の室外機の
正面から見た縦断面図である。
【図3】本発明の第1の実施例の空気調和機の室外機の
水平断面図である。
【図4】本発明の第2の実施例の空気調和機の室外機の
水平断面図である。
【図5】本発明の第3の実施例の空気調和機の室外機の
側面から見た縦断面図である。
【図6】本発明の室外機と従来の室外機のファン軸動力
比と風量比の比較を行った図である。
【図7】従来の空気調和機の室外機の側面から見た縦断
面図である。
【図8】従来の空気調和機の室外機の水平断面図であ
る。
【符号の説明】
101…軸流ファン 101a…軸流ファン下端 102…マウスリング 103…熱交換器 103a…熱交換器上端 104…ファンモータ 105…電気箱 106…ファンガード 107,107a,107b…圧縮機 108…アキュムレータ 109…空気の流れ 1010…ファンの回転軸 1011…ユニット背面側 1012…ユニット正面側 1013…空気取入口 1014…空気の流れ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ユニット内の少なくとも1側面に熱交換
    器、上面に軸流ファンを有し、内部に圧縮機、アキュム
    レータ及び配管等の冷凍サイクルを構成する機器類、並
    びに電子制御回路等を格納する電気箱を備えた空気調和
    機の室外機において、 前記軸流ファンは、その下端が前記熱交換器上端よりも
    上でその外周部が前記熱交換器上端に重なるように配置
    されたことを特徴とする空気調和機の室外機。
  2. 【請求項2】 前記軸流ファンは、その下端が前記熱交
    換器上端の直上に配置されたことを特徴とする請求項1
    に記載の空気調和機の室外機。
  3. 【請求項3】 前記軸流ファンの回転軸は、前記電気箱
    や前記圧縮機等の内部構造物を避けるように、前記ユニ
    ットの中央から偏心させたことを特徴とする請求項1又
    は2に記載の空気調和機の室外機。
  4. 【請求項4】 前記熱交換器上端と前記軸流ファン下端
    との間に、空気取入口が設けられたことを特徴とする請
    求項1ないし3のいずれかに記載の空気調和機の室外
    機。
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