JP2004226014A - 一体形空気調和機 - Google Patents
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Abstract
【課題】室外にドレン水を飛散させ難い一体形空気調和機を提供することにある。
【解決手段】圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、室内ファンと、室外ファンとを収納するユニットと、前記室内熱交換器の下部に設けられ凝縮水を受ける露受けと、前記露受けの水を前記室外ファンの下部に導く導水路とを備えた一体形空気調和機において、前記室外熱交換器の室内側に前記室外ファンを配置し、この室外ファンをファン軸方向の空気吸込み口の径をファンの径よりも小さな径としたファンとし、このファンの周囲を囲むファン室の下部に前記導水路からのドレン水を溜める貯水部を設け、前記ユニットの周囲から吸い込んだ空気を前記室外ファンを介して前記室外熱交換器から吹き出させるようにした。
【選択図】 図４
【解決手段】圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、室内ファンと、室外ファンとを収納するユニットと、前記室内熱交換器の下部に設けられ凝縮水を受ける露受けと、前記露受けの水を前記室外ファンの下部に導く導水路とを備えた一体形空気調和機において、前記室外熱交換器の室内側に前記室外ファンを配置し、この室外ファンをファン軸方向の空気吸込み口の径をファンの径よりも小さな径としたファンとし、このファンの周囲を囲むファン室の下部に前記導水路からのドレン水を溜める貯水部を設け、前記ユニットの周囲から吸い込んだ空気を前記室外ファンを介して前記室外熱交換器から吹き出させるようにした。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一体形空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一体形空気調和機では、室内熱交換器によって凝縮された室内空気に含まれる水分は室内熱交換器の下部に配置された露受けで受け、この水を室外ファンであるシロッコファンの下部に導き、シロッコファンの外周に設けた円板リングによって、室外熱交換器を介して吸い込んだ空気と共に半径方向に吹出し、室外に放出することが実開昭４８−１０９７４４号公報（特許文献１）に記載されている。
しかし、このように一体形空気調和機から直接室外に水を吹き出すと、その周囲に霧状の水が散水されるといった問題がある。
【０００３】
また、特開平８−２６１４９９号公報（特許文献２）では、室外熱交換器の内側にプロペラファンを配し、室外ユニットの側面から空気を吸って、室外熱熱交換器に吹き付けて室外に空気を吹き出す構造が知られている。
【０００４】
また、室内側正面中央に設けられた空気吸い込み口の両サイドに空気吸い込み口を設けた一体形空気調和機は、実開昭５３−１５７５５０号公報（特許文献３）に記載されている。
【０００５】
また、特開平８−２６１４９９号公報（特許文献２）では、室外熱交換器の内側にプロペラファンを配し、室外ユニットの側面から室外空気を吸い込んで、室外熱熱交換器に吹き付けて室外熱熱交換器を通して室外に吸い込んだ室外空気を吹き出す構造が知られている。
【０００６】
また、室内側正面中央に設けられた空気吸込み口の両サイドに空気吹出し口を設けた一体形空気調和機が実開昭５３−１５７５５０号公報（特許文献３）に記載されている。
【特許文献１】
実開昭４８−１０９７４４号公報
【特許文献２】
特開平８−２６１４９９号公報
【特許文献３】
実開昭５３−１５７５５０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献２には、ドレン水の処理については記述されていないが、この構成でプロペラファンの下部にドレン水を導き、プロペラファンの外周に設けたスプラッシュリングにより掻き出すことで水を凝縮機となる室外熱交換器に吹き付けることで水を蒸発させると共に、室外熱交換器の効率を向上させることができる。しかしながら、このプロペラファンでは、ドレン水の水面がファンの羽根に当たるまで多くなると、水に羽根が当たる際に水を弾き飛ばし、気流に逆らって室外ユニットの空気吸い込み口からユニット外に飛散させる結果となることがあった。
【０００８】
また、上記特許文献３に記載された一体形空気調和機では、室内空気吹出し口の高さ寸法がほぼユニットと同じ高さ寸法であるため、例えば、室内空気吹出し口の縦はねや横はねをモータで動かそうとする場合、吹出し口最下部若しくは最上部とユニット底板若しくは天板との間に隙間が無くモータを組み込むことができないといった問題がある。すなわち、空気吹出し口の下部または上部に何かを配置しようとした場合、その空間がないといった問題があった。
【０００９】
さらに、一般的な一体形空気調和機では、操作パネルを設けた電気品箱を空気吹出し口の下方に配置しているが、この構造では、空気吹出し口の高さ寸法を更に高くする、その下部または上部に別の何かを配置しようとした場合、その配置のための空間がないという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、室外に水を飛散させ難い一体形空気調和機を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、室内の空気吹出し口の高さ寸法の自由度を確保した一体形空気調和機を提供することに有る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、室内ファンと、室外ファンとを収納するユニットと、前記室内熱交換器の下部に設けられ凝縮水を受ける露受けと、前記露受けの水を前記室外ファンの下部に導く導水路とを備えた一体形空気調和機において、前記室外熱交換器の室内側に前記室外ファンを配置し、この室外ファンをファン軸方向の空気吸込み口の径をファンの径よりも小さな径としたファンとし、このファンの周囲を囲むファン室の下部に前記導水路からのドレン水を溜める貯水部を設け、前記ユニットの周囲から吸い込んだ空気を前記室外ファンを介して前記室外熱交換器から吹き出させるようにすることにより達成される。
【００１３】
また上記他の目的は、圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、室内ファンと、室外ファンとを収納するユニットと、前記室内熱交換器の下部に設けられ凝縮水を受ける露受けと、前記露受けの水を前記室外ファンの下部に導く導水路とを備えた一体形空気調和機において、前記室外熱交換器の室内側に前記室外ファンを配置し、この室外ファンをファン軸方向の空気吸込み口の径をファンの径よりも小さな径としたファンとし、このファンの周囲を囲むファン室の下部に前記導水路からのドレン水を溜める貯水部を設け、前記ユニットの周囲から吸い込んだ空気を前記室外ファンを介して前記室外熱交換器から吹き出させるようにし、前記露受け下部に操作部を設けた電気品箱を配置することにより達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る一実施例を図により説明する。
【００１５】
図１は本発明による一体形空気調和機の一実施例の外観図、図２は本実施例の一体形空気調和機のユニットを下から見た外観図、図３は本実施例の一体形空気調和機の平面図、図４は本実施例の一体形空気調和機の要部断面図である。
【００１６】
図１、図２において、１は一体形空気調和機、２はユニット、３は化粧カバー、４は箱体、５はユニットの構成部品を積載するベース、９は化粧カバー３の空気吸込み口、１０は空気吹出し口、１１は操作部を有する電気部品（電気品収納箱）、１２は上部室外空気吸込み口、１３は側部室外空気吸込み口を示している。また図３、図４において、６は仕切り板を示し、７は仕切り板６によって区画される室外側、８は仕切り板６によって区画される室内側を示している。
【００１７】
そして１４は圧縮機、１５は室外熱交換器、１６は室内熱交換器、１７はファン用電動機、１８はファン用電動機の室外側に装着した室外ファン、１９はファン用電動機の室内側に装着した室内ファン、２０は室内ファン１９のケーシング、２１は室内熱交換器１６が凝縮したドレン水を受ける露受け、２２は導水路、２３は室外ファンの下部に設けた貯水部、２４はファン室、２５はチャンバー、２６はファン室２４のマウスリング、２７は室内側のマウスリングを示している。
【００１８】
これら一体形空気調和機１を構成する主要部品がベース５の上に積載されてユニット２が構成され、ユニット２が外箱４に収納され、前面に化粧カバー３が装着されて一体形空気調和機１となる。
【００１９】
先に説明したように一体形空気調和機１は、ベース５の中央部に設けられた仕切り板６により一体形空気調和機１の内部を室外側７と室内側８に区画化されていて、室内側８には室内熱交換器１６が配置され、室内熱交換器１６の下には露受け２１が設けられている。そして室内熱交換器１６の後部には室外側７に配置されたファン用電動機１７の回転軸が仕切り板６を貫通して室内側８に突出し、その端部に室内ファン１９が装着されている。室内熱交換器１６と室内ファン１９の間にはマウスリング２７が設けられていて、室内ファン１９が回転して吸い込む室内空気はこのマウスリング２７を通って室内ファン１９に吸い込まれることになる。
【００２０】
一方室外側７には、先のファン用電動機１７の室内側回転軸と反対側に設けられた室外側回転軸がチャンバー２５の内部に突出していて、その先端部に室外ファン１８が装着されている。そしてファン用電動機１７が駆動することにより室外ファン１８が駆動して、外箱４の上部空気吸込み口１２と側部空気吸込み口１３を通して室外空気を一体形空気調和機１の内部に吸い込み、室外側７に配置した圧縮機１４やファン用電動機１７を冷却している。そして圧縮機１４やファン用電動機１７を冷却した室外空気をファン室２４のマウスリング２６を通してチャンバー２５内に吸い込む。その室外空気中に室外ファン１８の下部に溜まっているドレン水を飛散させて霧状にし、霧状のドレン水を含んだ室外空気を室外熱交換器１５に吹き付けて室外熱交換器１５を冷却する。これにより室外熱交換器１５の表面でドレン水を蒸散処理している。
【００２１】
化粧カバー３の下部にある操作部を有する電気部品１１の電源スイッチを入れることにより、一体形空気調和機１が運転を開始する。一体形空気調和機１の運転モードは冷凍サイクル部品の配置や組合わせ等の構成を変えることにより、冷房運転あるいは暖房運転、その他の運転モードを構成することができるが、本実施例の説明では冷房運転について説明する。
【００２２】
電源スイッチを入れることにより、圧縮機１４から高温高圧のガス状の冷媒が室外熱交換器１５に送り出され、室外熱交換器１５に入った冷媒は室外ファン１８が吹き付ける室外空気で冷却されて、温度の下がった高圧の液状冷媒に変化して室外熱交換器１５を出てくる。室外熱交換器１５を出てきた冷媒は減圧装置（図示せず）により圧力を下げられて、低圧の液状冷媒として室内熱交換器１６に入ることになる。室内熱交換器１６に入った低圧の液状冷媒は、室内ファン１９が室内熱交換器１６を通して吸い込む室内空気から熱を奪って蒸発し、温度の低い低圧のガス状冷媒に変化して圧縮機１４に吸い込まれ、圧縮機１４で圧縮されて高温高圧のガス状冷媒として再び一体形空気調和機１の冷凍サイクルを循環する。
【００２３】
一方室内ファン１９で吸い込まれる室内空気は、室内熱交換器１６を通過する際に冷媒に熱を奪われて冷却されるとともに、空気中に含まれている水分を凝縮して除湿され、乾燥した冷たい空気になって室内空気吹出し口１０から室内に吹き出される。これを繰り返すことにより室内の環境は生活に適した快適な状態に調和されてゆく。
【００２４】
また室内熱交換器１６で凝縮されたドレン水は、室内熱交換器１６の下部に設けられた露受け２１に集められて、導水路２２に導かれて仕切り板６を貫通し、室外ファン１８の下部に設けられた貯水部２３に溜められ、室外ファン１８に設けられたスプラッシュリング１８ｃにより飛散処理されることになる。
【００２５】
特許文献２に記載された一体形空気調和機では、室外ファンにプロペラファンを使用している。図１０に基づいて説明する。先にも説明したように室外ファンにプロペラファンを使用した場合には、ドレン水を掻き揚げた水滴とプロペラファンの羽根とが衝突する衝突音や、プロペラファンの羽根で弾かれて砕けた水滴が室外熱交換器のフィンに衝突する衝突音が高くなるという問題があった。またプロペラファンの風の流れを調整するガイドリングは、プロペラファンの羽根の外周に沿ってしか設けることができないためガイドリングの径が大きくなり、羽根で弾けて飛ばされた水滴がガイドリング部からファン室の外部に飛び出し、一体形空気調和機の室外空気吸込み口から室外に水滴のまま飛散するという問題があった。
【００２６】
またドレン水を掻き揚げるプロペラファンに設けたスプラッシュリングは、プロペラファンの羽根との距離を離して径を大きくすると強度が弱くなるため、プロペラファンの羽根との間隔を充分に確保することができないという問題があった。そのため室外熱交換器の下部に設けた貯水部のドレン水の量が多くなると、ドレン水の水面にスプラッシュリングだけでなくプロペラファンの羽根まで接触することになり、羽根がドレン水を叩く音を発生するとともに、羽根で弾かれたドレン水が空気吸込み口から一体形空気調和機の外部に飛散するという問題があった。
【００２７】
一方、特許文献１では室外ファンにシロッコファンを採用して、室外熱交換器側から室外熱交換器を通して室外空気を吸い込んでいる。そしてケーシングに吸い込んだ室外空気に対してシロッコファンのスプラッシュリングでドレン水を飛散させて、そのまま室外熱交換器の脇に設けた室外空気吹出し口から室外に吹き出している。シロッコファンは室外熱交換器を通して吸い込まれた室外空気を、ケーシングのマウスリングを通して吸い込んでいるので、スプラッシュリングで飛散させたドレン水を室外熱交換器に散布して、蒸散処理させることができない。
【００２８】
そして室外空気中に飛散したドレン水は細かい水滴のまま空気中に存在するため、ドレン水を水滴として室外に吹き出すことになり室外空気吹出し口の周囲を濡らしたり、細かい水滴が集まって一体形空気調和機から水滴を滴下させるという問題があった。また水分を充分に含んだ空気を室外熱交換器に吹き付けることにより室外熱交換器の熱交換効率を高める方法があるが、特許文献１の場合は、室外熱交換器を通して室外空気を最初に吸い込んでいるのでドレン水を飛散させて水分を充分に含んだ室外空気を有効に活用することができない。また空気中で霧状になったドレン水を高温の室外熱交換器に吹き付けことにより、霧状のドレン水を蒸散させることができるが、特許文献１では室外熱交換器に吹き付けることなくそのまま室外空気吹出し口から吹き出しているのでドレン水は水滴のまま存在して種々の問題を引き起こすことになる。
【００２９】
実施例において、室外ファンに遠心ファンを採用して、ドレン水を含んだ室外空気を室外熱交換器に吹き付けて室外熱交換器の熱交換効率を向上させるとともに、一体形空気調和機の空気吹出し口から外部にドレン水を滴下させないようにしている。
【００３０】
遠心ファンは図５あるいは図１３に示すように、回転軸に遠心ファンを固定するボス部を有するハブプレートの円周部に沿ってそれぞれの形状をした羽根の一端を固定し、羽根のもう一方の端部を空気吸込み口を形成するドーナツ状円板のシラウドに固定されている。そして遠心ファンが回転することにより遠心ファンの回転軸方向から空気を吸い込み、ハブプレートで空気の流れを遠心方向に偏向され、羽根の遠心方向から空気を吹き出している。遠心方向へ吹き出した空気を一定の方向に誘導するため一般的にはケーシングが用いられている。
【００３１】
特許文献１では一般的にシロッコファンと呼ばれる前傾翼の遠心ファンを採用し、特許文献３ではターボファンと呼ばれる後傾翼の遠心ファンを採用している。
【００３２】
しかし、遠心ファンを室外ファンに採用した場合には、先に説明したように軸方向から遠心ファンに吸い込まれた空気は吸込み部の反対側にあるハブプレートで流れを偏向されて遠心方向へ吹き出すことになる。したがって軸方向へ空気を流動させるプロペラファンのように吸い込んだ空気をそのまま室外熱交換器に吹き付けることができなかった。そのため室外ファンにシロッコファンを採用している特許文献１の場合は、室外熱交換器を通して室外空気を吸い込んだ後ケーシングの内部に設けた貯水部に溜まっているドレン水を遠心ファンに設けたスプラッシュリングで掻き揚げて室外空気の流れに散水している。しかし、ドレン水を含んだ室外空気を室外熱交換器に吹き付けることができずに、ケーシングで室外熱交換器の脇に設けた空気吹出し口に導いて一体形空気調和機の外部に吹き出している。
【００３３】
また、室外ファンにターボファンを採用した特許文献３の場合は、特許文献１と同じく室外熱交換器を通して室外空気を吸いこみ、その吸い込んだ室外空気をエアガイダーを通して遠心方向へ誘導している。特許文献３の場合にはドレン水の処理については触れていないが、室外ファンから遠心方向へ吹き出された室外空気は、室外熱交換器に吹き付けられることなく室外側通風路に導かれて、室外熱交換器の両側の空気吹出し口から一体形空気調和機の外部へ吹き出している。
【００３４】
以上説明したように遠心ファンを室外ファンに採用した場合には室外熱交換器を通して室外空気を吸い込むことになってしまう。このため、吸い込んだ室外空気にドレン水を散布して湿度の高くなった気流を室外熱交換器に吹き付けることで、室外熱交換器の熱交換効率を改善させることができなかった。本実施例は室外ファンに遠心ファンを採用し、ドレン水を霧状にして遠心ファンから吹き出す室外空気に散布し、霧状のドレン水を含んだ気流を室外熱交換器に吹き付けて室外熱交換器の熱交換効率を改善するとともに、霧状のドレン水を高温の室外熱交換器で蒸散させて一体形空気調和機の外部に水状のドレン水を吹き出させないようにしている。
【００３５】
以下本発明による一体形空気調和機の一実施例について図によって説明する。本実施例では室外ファン１８に図５、図６に示す回転方向に対して羽根の傾斜が後傾している後傾翼の遠心ファンを採用している。そして室外ファン１８のシラウド部１８ａの内径側には空気を吸い込む空気吸込み部１８ｂを設け、円周側にはドレン水を飛散させるスプラッシュリング１８ｃを設けている。そして複数の羽根１８ｄはハブプレート１８ｅとシラウド部１８ａとの間に回転方向に対して後傾するように形成されていて、後傾した羽根１８ｄの外周部は回転軸に対して概略円筒形を成すように形成されている。
【００３６】
なお特許文献１で採用している図１３に示すシロッコファンは、回転方向に対して羽根の傾斜が前傾している遠心ファンである。また特許文献２で採用している図１１に示すプロペラファンファンは、回転方向に羽根を傾斜させることなく、半径方向の法線軸に対して羽根に捩じれを持たせて回転軸方向に風を送ることができる軸流ファンである。
【００３７】
本実施例の室外ファン１８は図７、図８に示すように、室外ファン１８の吸込み部１８ｂをファン用電動機１７側に開放して矢印のように室外空気を吸い込み、室外熱交換器１５とファン室２４で構成されるチャンバー２５内に遠心方向に吹き出す空気を吹き込んでいる。
【００３８】
チャンバー２５の吸込み側はファン室２４に設けたマウスリング２６が設けられている。このマウスリング２６の端部の径（内径）は、室外ファン１８の吸込み部１８ｂの径より小さくなっている。そして、マウスリング２６の端部は吸込み部１８ｂの内側に突出して吸込み部１８ｂに寸法Ｌだけ重複している。
【００３９】
したがってチャンバー２５の内部は外部に対して概略遮蔽され、外部より高い静圧を維持できる状態になっている。
【００４０】
そして一般に遠心ファンから吹き出す気流はケーシングによって一定方向へ誘導しているが、本実施例ではチャンバー２５内に誘導し得るケーシングを設けることなくそのまま吹き出させている。室外ファンから遠心方向へ吹き出した気流はケーシングがないため、吹き出した気流は速度が遅くなり、遅くなった速度成分のエネルギーは静圧を上昇させる成分に変換されるのでチャンバー２５内の静圧が高くなる。チャンバー２５内の静圧が高くなったことにより、室外ファン１８のハブプレート１８ｅの背面まで気流が流れることになり、ハブプレート１８ｅの背面にある室外熱交換器１５も有効に活用することができる。
【００４１】
詳細を説明する。従来のこの種の遠心ファンを用いた場合、室内側の吹出口のように決まった個所から吹き出すように製作されるが、これをこのまま室外側に適用すると、室外熱交換器の一部にしか空気が通流しないので、残りの室外熱交換器は熱交換の寄与度が低いといった問題がある。
【００４２】
室外ファンの吹出口から室外熱交換器に至る空間の静圧が高くなるように、前述のように、巻きケーシング等を施さないようにした。これにより、当該空間の静圧が高くなるため、室外熱交換器の大部分にこの圧力がかかるようになり、ファンから吹き出された空気が室外熱交換器の圧力がかかっている全ての面からフィン間を流れて流出するようになるので、熱交換器の利用率が高くなる。
【００４３】
次にドレン水の処理能力の増大について説明する。従来は室内熱交換器下部に設けられた凝縮水を受ける露受けのドレン水は、あまりにその量が多いと、室外ファンで処理できないため、多くの水が流れないように水溜部を設け、かつ露受けと室外ファン下部の貯水部との間の傾斜を緩やかにしていた。
【００４４】
本実施例では、チャンバー２５の空気吸い込み部が概略遮蔽されているので、室外ファン１８の外周に設けたスプラッシュリング１８ｃが、室外ファン１８の下部に貯水したドレン水を掻き揚げてチャンバー２５内に飛散させても、飛散させたドレン水がファン室２４のマウスリング２６を通してチャンバー２５の外部に飛び出すことがない。このため、箱体４の上部空気吸込み口１２あるいは側部空気吸込み口１３を通して室外に水滴を飛散させたり滴下させたりすることが少なくなる。従って、スプラッシュリング１８ｃによる水の掻き揚げ量を増加させて室外熱交換器１５によるドレン水の処理能力を向上させることができる。
【００４５】
室外側におけるドレン水の処理能力が向上したので、露受け２１と貯水部２４との間に設けられた導水路２２の傾斜を大きくしてドレン水の流出量を多くすることができる。また、水溜部も設ける必要がない。
【００４６】
導水路２２の傾斜を大きくすると、貯水部２４に対して露受け２１の高さ位置が高くなる。すると、露受け２１の下部に空間が生じる。この空間に従来室内空気吹出口１０の下部に設けられていた電気品箱１１を配置することで、室内空気吸込口９の両側に設けられている空気吹出口１０の配置に次の有利な状況を生じる。
【００４７】
第１に空気吹出口１０の開口を大きくすることができ、第２に空気吹出口１０の吹出部分に設けられた風向板を駆動する駆動モータを吹出口１０の上部若しくは下部に設けることができる。
【００４８】
このように、本実施例では、電気品収納箱１１を露受け２１の下部に配置可能となったことから、空気吸込口９に隣接する空間（空気吹出口１０、空気吹出口１０の上部空間若しくは下部空間）を種々の用途に用いることが可能となり、製品設計の自由度が増すといった効果を奏する。
【００４９】
一方、図１０に示す特許文献２のように室外ファンにプロペラファンを採用した場合には、プロペラファンの風の流れを調整するガイドリングがプロペラファンの羽根の外周に沿ってしか設けることができないのでガイドリングの径が大きくなる。そのため羽根で弾けて飛ばされたドレン水が、ガイドリング部の空気吸い込み口からファン室の外部に飛び出し、一体形空気調和機の室外空気吸込み口から室外に水滴のまま飛散するという問題があった。また、本実施例の如く、マウスリング２６の内径をファンの外径よりも小さくしても、ファンの羽根が水面を叩いたときの水しぶきがマウスリングから外に飛び散る可能性がある。
【００５０】
しかし本実施例の場合には、遠心ファンである室外ファン１８の吸込み部１８ｂがファン室２４のマウスリング２６の端部と重複しているため、チャンバー２５の内部と外部が概略遮蔽されたような状態になっているので、チャンバー２５の内部に飛散したドレン水の飛沫が一体形空気調和機１の空気吸込み口を通して外部に飛散することがない。このため、前述したような効果を生ずる。
【００５１】
室外ファン１８のスプラッシュリング１８ｃで掻き揚げられてファン室２４の天井面に付着した飛沫は、図９に示すようにファン室２４の天井面から滴下して室外ファン１８の羽根１８ｄと衝突することになる。本実施例の室外ファン１８は、先に説明したように羽根１８ｄが回転方向Ｔに対して後傾していて、また羽根１８ｄの外周端部は羽根１８ｄの回転軸に対してほぼ円筒状を成している。落下する水滴は羽根１８ｄの外周面に相当するＡ、Ｂの範囲で降り注ぐことになるが、羽根１８ｄがＴ方向に回転しているので、範囲Ａでは羽根１８ｄと落下する水滴はそれぞれの速度の和で衝突し、範囲Ｂではそれぞれの速度の差で衝突することになる。水滴が円筒状の羽根１８ｄの表面に到達する自由落下速度は約１ｍ／ｓ程度なので、羽根１８ｄの外周の回転速度よりはるかに小さく、落下する水滴と羽根１８ｄが衝突して発生する騒音は範囲Ａの水滴によるものと考えてよい。そして本実施例の場合、落下する水滴は羽根１８ｄの一枚当りの外周面Ｃに降り注ぐような状態で衝突することになるので、その衝突する相対速度は羽根１８ｄの半径方向の変位速度と水滴が円筒状の羽根１８ｄの表面に到達する自由落下速度との和と考えられる。
【００５２】
本実施例では、室外ファン１８の径は約２９０ｍｍ、羽根１８ｄの枚数は７枚、室外ファン１８の回転数は約１２００ｒｐｍで、羽根１８ｄ一枚あたりの円周方向の移動量Ｌは約５０ｍｍなので、羽根と水滴が衝突する相対速度は約８ｍ／ｓ程度と考えられる。
【００５３】
これに対し室外ファンにプロペラファンを採用した場合は図１１に示すように、羽根が半径方向の法線軸に直立しているため、ファン室の天井面から滴下した水滴はプロペラファンの羽根と接線方向の速度Ｖで衝突することになる。したがって自由落下する水滴の速度と羽根の接線方向の速度を合成した相対速度で衝突することになり、その相対速度は約１８ｍ／ｓ程度と考えられる。
【００５４】
落下する水滴が回転する羽根と衝突する時に発生する騒音はエネルギーなので、質量ｍの水滴が有しているエネルギーに比例するものと考えられる。相対速度Ｖで衝突する水滴ｍが有している運動エネルギーＰはＰ＝ｍ＊Ｖ２／２なので、水滴と羽根が衝突するときの騒音のレベルは相対速度の二乗に比例する。
【００５５】
本実施例の室外ファン１８の場合には衝突時の相対速度はプロペラファンの約４５％なので、そのエネルギーＰはプロペラファンに対して約２０％程度と少なくなり、騒音レベルの低い一体形空気調和機１を得ることができる。
【００５６】
またプロペラファンの場合、エネルギーＰを有する水滴ｍは相対速度Ｖで衝突した後、逆方向に速度Ｖ’で飛散させられることになるので、それらの運動量に相当するエネルギーを回転するファンが水滴ｍに与えることになり、その分ファン用電動機は余分な動力を消費することになる。 しかし本実施例の室外ファン１８は、羽根１８ｄの表面に降り注いだ水滴を羽根１８ｄの表面を流れる気流に乗せて羽根１８ｄの外周端部から飛散させて霧状にしているので、ファン用電動機１７は水滴ｍを飛散させるための余分なエネルギーを必要とせず、室外ファン１８を駆動するだけで余分な動力を消費することがなく、省電力形の一体形空気調和機１を得ることができる。
【００５７】
また室外ファンにシロッコファンを採用した場合には、ファン室の天井面から落下する水滴はシロッコファンの回転する羽根の円筒状面に降り注ぐことになるので水滴が衝突する騒音は低くなる。しかしシロッコファンの羽根が前傾しているので、落下する水滴は回転する羽根によりプロペラファンと同様の相対速度で接線方向に飛散させられることになり、ファン用電動機はプロペラファンと同様にその分余分なエネルギーを消費することになる。
【００５８】
本実施例の一体形空気調和機１は、室外ファン１８が箱体４の上部空気吸込み口１２や側部空気吸込み口１３から吸い込む室外空気で、高温の圧縮機１４や高温のファン用電動機１７を冷却している。室外空気は高温の圧縮機１４や高温のファン用電動機１７の表面温度に比較すると充分に温度が低いため、高温の圧縮機１４や高温のファン用電動機１７を有効に冷却することができる。そして圧縮機１４やファン用電動機１７を冷却した室外空気を図７に示すように、ファン用電動機１７側からマウスリング２６を通してチャンバー２５に吸い込んで、室外ファン１８の下部に貯水しているドレン水をスプラッシュリング１８ｃで飛散させるとともに、羽根１８ｄの外周端部から気流にのせて霧状にして空気中に散布し、水分の多い湿度の高い気流にして室外熱交換器１５に吹き付けている。その結果、室外熱交換器１５は室内熱交換器１６で凝縮した冷たいドレン水で被われて濡れ表面になり、濡れ表面になることにより室外熱交換器１５の熱貫流率が向上し、水の蒸発潜熱も利用することができるので、室外熱交換器１５の熱交換効率が大幅に向上することになる。
【００５９】
特許文献１の場合には室外ファンにシロッコファンを採用して、シロッコファンの羽根を取り付けた空気吸込み口側のシラウド円板外周部にスプラッシュリングを設けてドレン水を飛散させている。しかし室外空気を室外熱交換器側から吸い込んで、吸い込んだ室外空気にドレン水を飛散させて霧状にしているが、ドレン水を含んで湿気の多くなった気流を室外熱交換器に吹き付けて室外熱交換器の冷却に使用することもなく、室外熱交換器の横に設けた空気吹出し口からそのまま室外に吹き出している。また特許文献３においては室外ファンに遠心ファンを採用しているが、やはり室外熱交換器側から室外空気を吸い込んでいて、ドレン水を室外空気中に飛散させることもなく、室外熱交換器の両側に設けた空気吹出し口からそのまま吹き出している。
【００６０】
以上説明したように本実施例では、外箱４の上部空気吸込み口１２や側部空気吸込み口１３から室外空気を吸い込んで、高温の圧縮機１４や高温のファン用電動機１７を冷却し、その後その室外空気をファン用電動機１７側からファン室２４のマウスリング２６を通して吸い込み、チャンバー２５に吸い込んだ室外空気にドレン水を霧状に散布して湿気の多い気流にして室外熱交換器１５に吹き付け、室外熱交換器１５を濡れ表面にして熱交換効率を向上させている。また室内熱交換器１６で凝縮したドレン水をスプラッシュリング１８ｃで掻き揚げ、室外ファン１８の羽根１８ｄの外周端部から細かい霧状にして気流に散布しているので、室外熱交換器１５の表面でドレン水を容易に蒸散させることができ、一体形空気調和機１の外部にドレン水を水滴として飛散させることがない。また室外ファン１８のスプラッシュリング１８ｃはシラウド１８ａの外周円板と一体に形成されているので、スプラッシュリング１８ｃの強度を落とさずに羽根１８ｄとの距離を充分に確保することができる。これにより室外ファン１８の下部に設けた貯水部２３にドレン水が過剰に溜まっても、室外ファン１８の羽根１８ｄでドレン水の水面を叩くことがないので、羽根１８ｄでドレン水を弾き飛ばして一体形空気調和機の空気吸込み口からドレン水を吹き出したり、ドレン水を叩く騒音を発生させることがない。そして、処理水量を増加させることができる。
【００６１】
次に室内側８について説明する。室外側におけるドレン水の処理量を増加させることで、露受け２１の下部に空間ができ、その空間に電気品収納箱１１を配置することで、空気吹出口１０を設ける空間の設計の自由度が増すことは上記した。しかし、室内熱交換器１６の下部に空間を設ける分、室内熱交換器の寸法を変えないとすれば、全体の高さが高くなる。また、室内熱交換器１６の高さ寸法を変えるとすれば、交換熱量が減少してしまう。この場合、ファン径も小さくなるので風量が小さくなってしまう。このような問題を解決する実施例を以下説明する。
【００６２】
従来は室内側のファンとして、シロッコファンを採用することが多かった。しかし本実施例では室内ファン１９にも図１４に示すような後傾翼のターボファンを採用している。そして図１、図１５に示すように、化粧カバー３の中央部に空気吸込み口９を設け、空気吸込み口９の両側に空気吹出し口１０を設けて、化粧カバー３の両側から冷風を吹き出すようにしている。冷風を化粧カバー３の両側から吹き出すことにより、一つの空気吹出し口から冷風を室内に吹き出す場合よりも、室内の広い範囲に冷風を送り出せるようになり室内を一様に冷房することができる。なお、空気吸込口９の上部にも空気吹出口を設けることは可能である。この場合、天井に向かう空気流が発生するので室内を隈なく冷房することができる。
【００６３】
また一体形空気調和機１を据え付ける際に、空気吹出し口の位置が壁等に近くなり部屋全体に冷風を吹き出すのが困難になるという据付け条件の制約を解消することができる。
【００６４】
図１７に遠心ファンの風量−静圧特性を示す。後傾翼のターボファンの風量−静圧特性カーブはＩとなり、前傾翼のシロッコファンの特性カーブはＩＩで示される。したがって風量が同じ場合には、遠心ファンの静圧は前傾翼のシロッコファンよりも後傾翼のターボファンの方が小さくなり、ケーシングの拡大角度を小さくすることができるので、遠心ファンとケーシングを比較的狭いスペースに納めることが可能できるようになる。
【００６５】
室内ファンにシロッコファンを採用していた場合には、図１６に示すようにシロッコファンのケーシングの拡大角が大きくなり、ケーシングの先端部が大きく広がるので、空気吹出し口の下部や上部から冷風を送風する傾向になっていた。また静圧が高いためケーシングの外周に沿って偏って冷風が流れていて、空気吹出し口から吹き出す冷風も空気吹出し口の全面から一様に吹き出すことがなく、冷風が送風された空気吹出し口の反対側の端部から矢印のように偏って冷風が吹き出していた。
【００６６】
本実施例では上記の課題を解決するために、室内ファン１９として後傾翼のターボファンを採用した。先に説明したように室内ファン１９のケーシング２０の拡大角を小さくすることができるので、ケーシング２０の先端部の広がりを小さくすることができる。図１５に示すようにケーシング２０の先端部の広がりを空気吹出し口１０の高さとほぼ同一高さにして、空気吹出し口１０の横方向から冷風を送風するようにしている。したがって静圧が低くて偏りの少ない冷風を空気吹出し口１０横から送風し、冷風を空気吹出し口１０の全面から一様に吹き出すことができるようになる。
【００６７】
また室内ファンにシロッコファンを採用していた図１６の場合には、ケーシングの拡大角が大きいため電気部品を収納するスペースはケーシングのノーズ部のスペースを利用するしかなかった。したがって電気部品の収納スペースがケーシングのノーズの位置によって制約され、一体形空気調和機の左右いずれか一方の片側に配置されていたので、一体形空気調和機を据え付けるにあたって電気品の操作部が壁面に近づいて操作がし難くならないように、電気品の操作部を壁面から離すという据付け上の課題が発生していた。
【００６８】
先に説明したように、室内ファン１９にターボファンを採用したことによりケーシング２０の拡大角を小さくすることができ、シロッコファンを採用した場合よりもケーシング２０を含めたファンの形状を小型化できる。
【００６９】
このため、露受け２１の高さ位置を高くしてその下部に電気品収納箱１１を配置しても、ファン風量を確保しつつユニット全体の高さを高くしないですむ。
【００７０】
ところで、図１８に示すようにベース５は、ユニット２積載されている部品の質量を支えるため、ベース５の周囲を上部に絞り上げて立上り５ａを設けて必要な強度を確保している。したがってベース５の上部に操作部を有する電気部品１１を収納する高さ寸法Ｈを確保できても、立上り５ａがあるため有効な高さはＨ’になりベース５の上部空間を利用することができない。そのため本実施例では立上り５ａがあるベース５の上部空間に操作部を有する電気部品１１を収納しないで、立上り５ａと反対側のベース５の下部に操作部を有する電気部品１１を収納する空間５ｂを設けて（図２参照）、そこに操作部を有する電気部品１１を収納している。すなわち、ターボファンを室内ファン１９に採用したことにより生じたスペース分露受け２１を高くして、その露受け２１の下部のベース５を露受け２１の高さまで絞り上げてベース５の下部に操作部を有する電気部品１１を収納している。
【００７１】
これによりベース５の強度を確保する立上り５ａはそのまま残して、操作部を有する電気部品１１を化粧カバー３の中央部に配置することができるので、一体形空気調和機１の強度を損なうことなく据付け時の制約条件を解消することができる。また操作部を有する電気部品１１をベース５の下部に収納したことにより、操作部を有する電気部品１１に万が一の支障が発生してサービス作業をする場合、作業を容易にし作業時間を短縮して作業効率を向上させることができる。
【００７２】
また露受け２１の高さを従来の高さより高くすることができるので、室外ファン１８の下部に設けた貯水部２３に露受け２１のドレン水を導く導水路２２の勾配を大きくすることができ、ドレン水を露受け２１や導水路２２から溢れさせることなく確実に貯水部２３に送水することができるようになる。またベース５の立上り５ａがあるため有効に活用できない高さ空間に対し、露受け２１の底の断熱材を厚くして断熱効果を向上させ、熱伝導による操作部を有する電気部品１１への結露の問題を解消することができる。
【００７３】
さらに操作部を有する電気部品１１を一体形空気調和機１の中央部に設けたことにより、空気吹出し口１０の下部に自由なスペースを確保することができるので、そのスペースに小形モータ等を配置して空気吹出し口１０に設けている風向偏向板等を自動運転することも可能になる。 また本実施例では左右２ヵ所に設けた空気吹出し口１０で説明したが、ケーシング２０の拡大角が小さくなったことによりさらに複数の空気吹出し口を設けて、部屋の広い範囲に万遍なく一様な冷風を吹き出すことが可能になる。
【００７４】
また本実施例では一体形空気調和機１を冷房についてのみ説明したが、冷凍サイクルの構成を冷房運転、暖房運転およびその他の運転に切り換えて運転できるようにすることにより、それぞれの運転において上記の効果を得ることができるようになる。
【００７５】
前述したように、プロペラファンを室外ファンとして採用すると、次のような問題があった。プロペラファンの羽根の外周には、ドレン水を掻き上げるためのスリガーリングが取り付けられている。しかしプロペラファンの高風量化を図るためにプロペラファンの外径を大きくすると、ファン外径がプロペラファンの外周に設けたスリガーリングの外径にかなり近づく。このため、水量が多いとプロペラファンの一部がドレン水を掻き上げることになる。プロペラファンの羽根の先端は水面に対してほぼ直角に入射しているので、このプロペラファンの羽根が水を掻き上げると、ファンの羽根が水を直接叩くこととなり、叩かれた水は多方向に飛散することになる。このとき、プロペラファンが水を直接叩く時の音、及び弾かれた水が筐体内部に衝突することで騒音が発生し、この音が低騒音化の障害となっていた。また、特に問題な点は、室外側筐体には、筐体内部に外気を吸込むための喚起口を設けているが、飛散したドレン水が風の流れに逆らって喚起口から室外に飛散してしまう問題があった。また、プロペラファンが直接ドレン水を叩くことで送風機モータ入力が上昇してしまうという問題があった。
【００７６】
本実施例では、後退翼形状をしたターボファンを採用したが、これは主に次の課題を解決するためである。なお、課題を列挙したが、これらの課題は本実施例において狙っている効果であり、発明を限定する物ではない。
【００７７】
凝縮器の上流側（風上側）に室外ファンを配してなる空調機器において、第１にファンの昇圧作用に起因する課題である、凝縮器の中央部分での逆流に伴う充分な熱交換ができない問題、外周部分での吹きだし、内径部分での逆流に起因するショートサーキットする問題、ファンの翼で大きな空気の転向をするために、流れが翼面上で剥離を起し、騒音が高くなるとともに、失速による効率の低下が著しいという問題を解決するものである。第２にファンの外周部に設けるスプラッシュリング及び羽根外周部で露を掻き上げることに起因する課題である、ファンの羽根が水を直接叩く時に発生する音、弾かれた水が筐体内部に衝突することで発生する音の問題、ファンが直接ドレン水を叩くことで送風機モータ入力が上昇してしまうという問題を解決するものである。第３に外気を吸込むための喚起口及び凝縮器吹きだし部からのドレン水の飛散の問題を解決するものである。
【００７８】
以下に本一体型空気調和機に適用した室外ファンの詳細を説明するが、その前にその概要を簡単に説明する。
【００７９】
第１に、ハブと、複数のブレードと、シュラウドによって構成されたファン（遠心式送風機）は、ブレード外径がシュラウド側からハブ側に向かう方向に小さくなる又は変極点を有しつつ小さくなる形態のブレードを備えており、シュラウド外周部には、露飛散作用を有し、かつ外径がブレード外径よりも大きな構造の環状リングを設けている。
【００８０】
第２に、上記遠心式送風機のハブ外周部に、外径がブレード外径よりも大きく、かつ吹きだし空気が通過する穴を有する環状リングを設けている。
【００８１】
第３に、上記遠心式送風機のシュラウドとハブの中間に位置するブレード外周部に、空気が通過する穴を有する環状リングを設けている。
【００８２】
第４に、ハブと、複数のブレードと、シュラウドとを備え、シュラウド側に露飛散作用を有する環状リングを設けた遠心式送風機において、ブレード外径がシュラウド側からハブ側に向かう方向に小さくなる又は変極点を有しつつ小さくなる形態のブレードを備えており、子午面に少なくとも２つの変極点を持つ形状であって吹き出し流が軸方向に向かうシュラウドを備えている。
【００８３】
第５に、上記環状リングを備えた遠心式送風機は、ブレード外径がシュラウド側からハブ側に向かう方向に小さくなる又は変極点を有しつつ小さくなる形態のブレードを備えており、ハブ側ブレード外径は、シュラウド側ブレード外径の８５％未満、シュラウド側ブレード内径は、シュラウド側ブレード外径の７５％以上、ブレード出口幅はブレード外径の２５％以上、ハブ側ブレード内径は、ブレード外径の７５％未満で構成した。
【００８４】
第６に、上記環状リングを備えた遠心式送風機には、ブレード出口幅がハブ外径の３０％以上、もしくは、ハブ側ブレード内径がブレード外径の５０％以下となる場合、ブレードとブレードの間に、内径がハブ側ブレード内径よりも大きな小羽根を設けた。
【００８５】
図１９及び図２０を用いて本実施例に係る遠心式送風機を説明する。図１９及び図２０は遠心送風機の斜視概観図と子午面形状を示す図である。
【００８６】
遠心式送風機１８は、回転中心部にファンモータ１７からの回転力を伝達するボス１８ｇを有するハブ１８ｆと、ハブ１８ｆに一定間隔を置いて配置された複数の羽根（ブレード）１８ｄと、ハブ１８ｆの反対側で各ブレードに連結されたシュラウド１８ａで構成している。ブレード１８ｄは、シュラウド１８ａ側を最大外径としてハブ１８ｆ側向けて徐々に外径が小さくなる形状としてもよいし、図に示すように、シュラウド側からハブ側へかけての吹き出し流速分布の適正化のために途中に変極点を有してもよい。また、ブレード１８ｄのハブ側外径は図ではハブ径Ｄ２Ｈと同じであるが、ハブ外径より大きくともよい。また、ブレードのハブ側内径Ｄ１Ｈはシュラウド側内径Ｄ１Ｓよりかなり小さいことも特徴である。
ブレード外径Ｄ２よりも大きな外径Ｄ２ＳＬを有するシュラウド１８ａの外周には、環状のスプラッシュリング１８ｃを備えた構造をしている。このスプラッシュリング１８ｃは図では、その外周部が軸と並行で円筒状の形状であるが露を効果的に掻き揚げるような形状としてもよい。
【００８７】
遠心式送風機１８のスプラッシュリング１８ｃは、ブレード最大外径Ｄ２とスプラッシュリング１８ｃの外径Ｄ２ＳＬの関係は、Ｄ２ＳＬ＞Ｄ２であり、ブレード最大外径Ｄ２から適度な距離を隔てた位置にスプラッシュリング１８ｃが備わっていることから、ドレン水にブレード１８ｄが浸ることは殆ど生じない。
【００８８】
例え、ブレード１８ｄがドレン水に浸る位置まで水位が上昇したとしても、この遠心式送風機はターボファンであり後退翼形状をしているため、水面をブレード１８ｄの翼面で撫でるように通過してゆくことから、水しぶきが室外空気吸込口から外に飛散する可能性が減る。一方で、プロペラファンの場合、プロペラファンのブレードが水面に対する入射角が鋭いため、水面を鋭角にたたいてしまい、水しぶきが四方に広がり一部が室外機の外に飛散するという問題があった。
【００８９】
このことから、ドレン水の掻き上げは理想状態として常にスプラッシュリング１８ｃのみで行なうため、掻き上げ時の騒音が低減することとなる。また、室外ファンとして遠心式送風機を装着すると、遠心式送風機の吸い込み口径Ｄ１Ｓが従来のプロペラファンの口径より小さいため、ドレン水は室外熱交換器側とは異なる方向に飛ばされることが殆ど無いため、室外側筐体に設けてある外気吸込口からのドレン水の飛散がなくなる。従って、スプラッシュリング１８ｃによる水掻き上げ能力を室外機外に飛散させることなく増大することができ、ドレン水の処理能力を増大することができる。
【００９０】
また、ブレード１８ｄの形状をシュラウド側最大外径Ｄ２に対してハブ側外径Ｄ２Ｈは、Ｄ２＞Ｄ２Ｈとすることで、一般的にハブ側の風速、風量が高くなる遠心ファンの出口幅方向の風速、風量分布を適度に調整できるとともに、その分ハブ側での送風機の仕事量が低減できて、回転軸とほぼ並行なブレード外径を有する従来のブレード形状の遠心式送風機に比べてファンモータの消費電力を約８％程度低減できることが確認されている。従って、この遠心式送風機１８を用いることでファンモータの省電力化が可能となる。
【００９１】
次に他の遠心式送風機の実施例を図２１及び図２２を使用して説明する。
【００９２】
遠心式送風機１８は、回転中心部にファンモータからの回転力を伝達するボス１８ｇを有するハブ１８ｆと、ハブ１８ｆに一定間隔を置いて配置された複数のブレード１８ｄと、ハブ１８ｆの反対側で各ブレードに連結されたシュラウド１８ａで構成している。
【００９３】
遠心式送風機１８は、ハブ１８ｆの外周から一定間隔を置いた位置に環状のスプラッシュリング１８ｃを設けており、ハブ１８ｆとスプラッシュリング１８ｃは複数の支柱２０１で連結しており、各支柱２０１間は、空隙２０２を設けた構造をしている。例えばブレード１８ｄの外径を交互に変極点を有するものとほぼ回転軸と並行なものとして、変極点を有するブレード部分のスプラッシュリングは穴を設けてその他のブレード部分でハブ１８ｆとスプラッシュリング１８ｃを連結すると一体成型できる効果がある。
【００９４】
一体型空気調和機の室外側ファンに上記遠心式送風機１８を適用した例を説明する。遠心式送風機のスプラッシュリング１８ｃはハブ１８ｆ側に設けているため、室外熱交換器１０７の近傍にスプラッシュリング１８ｃが配置される構造となる。従って、スプラッシュリング１８ｃで掻き上げたドレン水を直接熱交換器に吹付ける割合が増して、ドレン水を効率よく熱交換処理できるようになる。これによりドレン水の処理量を増加させることができ、室内熱交換器の下部に設けられた露受皿に一時的に水を溜める貯水手段を講ずることなく、ドレン水を余すことなく室外ファンの下部に設けられた貯水部に送ることができる。この結果、露受皿の高さ位置を貯水部よりも高くすることが可能になり、この露受皿の下部の空いた空間に電気品収納箱を配置することができる。この点は上記種々示した実施例と同様である。
【００９５】
図２３及び図２４に、上述のハブ１８ｆ側にスプラッシュリングを設けた別の実施例を示す。ブレード１８ｄの外径変化はシュラウド１８ａ側からハブ１８ｆ側にかけて外径が小さくなる、又は変極点を持ちながら小さくなる構造であるが、ハブ１８ｆまたはハブ１８ｆ近傍にスプラッシュリング１８ｃを別体で装着したもので、送風の効果とスプラッシュの効果を最大限に引き出せる効果がある。
【００９６】
次に別の実施例を図２５及び図２６を使用して説明する。
【００９７】
遠心式送風機１８は、回転中心部にファンモータからの回転力伝達するボス１８ｇを有するハブ１８ｆと、ハブ１８ｆに一定間隔を置いて配置された複数のブレード１８ｄと、ハブ１８ｆの反対側で各ブレードに連結されたシュラウド１８ａで構成している。
【００９８】
遠心式送風機１８は、ブレード１８ｄの外周上に、ブレード１８ｄから一定間隔を置いてスプラッシュリング１８ｃを設けており、スプラッシュリング１８ｃとブレード１８ｄはブレード外径部分で連結している。
【００９９】
一体型空気調和機の室外側ファンに上記遠心式送風機１８を適用することで、上記実施例と同様な効果の他、さらにシュラウド１８ａとハブ１８ｆ間から吹きだす流れの方向を下流側に任意の方向へ転向でき、吹きだした空気の損失を低減できる効果がある。
【０１００】
図ではスプラッシュリング１８ｃが下流側に傾斜しているが、送風作用とスプラッシュ作用を最大限に発揮できるような形状を採用できる。
【０１０１】
次に他の実施例を図２７を使用して説明する。遠心式送風機１８は、回転中心部にファンモータからの回転力伝達するボス１８ｇを有するハブ１８ｆと、ハブ１８ｆに一定間隔を置いて配置された複数のブレード１８ｄと、ハブ１８ｆの反対側で各ブレードに連結されたシュラウド１６で構成している。シュラウド３０の吹出部３０ａの形状は、軸方向に成形されている。シュラウド３０の外周部にはスプラッシュリング１８ｃを備えている。
【０１０２】
一般的に、遠心式送風機は、吸込口４０１から吸引した流体を円周方向に吹き出すものであるが、遠心式送風機１８により、吸込口４０１から吸引した流体は、シュラウド３０に沿って軸方向の流れを生じることになる。
【０１０３】
一体型空気調和機の室外側ファンに遠心式送風機１８を適用することで、送風機の軸方向から吸込んだ空気を軸方向に直接吹出して室外熱交換器に吹付けることができため、熱交換器の伝熱面に対して均等に空気を供給することが可能となる。また、スプラッシュリング１８ｃにより上記実施例と同様の効果を得る。
【０１０４】
次に以上説明した遠心式送風機の諸元について説明する、図１に示した遠心式送風機を例にとり説明する。
【０１０５】
実施例１〜４に示す遠心式送風機は、ハブ側ブレード外径Ｄ２Ｈがシュラウド側ブレード外径Ｄ２の８５％未満、シュラウド側ブレード内径Ｄ１Ｓはシュラウド側ブレード外径Ｄ２の７５％以上、ブレード出口幅ｂ２がハブ外径Ｄ２の２５％以上、ハブ側ブレード内径Ｄ１Ｈがブレード外径Ｄ２の７５％未満で構成される。
【０１０６】
本実施例の遠心式送風機によって、同一風量を基準にした従来の遠心式送風機との比較で作動に必要な消費電力が約８％減少しており、作動騒音に関しても１．５ｄＢ低減できる効果がある。
【０１０７】
次に他の実施例として、図２８を使用して説明する。本実施例の１〜５に示す遠心式送風機１８は、ブレード出口幅ｂ２がブレード外径Ｄ２の３０％以上、もしくは、ハブ側ブレード内径Ｄ１Ｈがブレード外径Ｄ２の５０％以下となる場合、各ブレード１８ｄの間に子羽根１８ｈを配置する。ハブ１８ｆ上に配置した複数の子羽根５００は、シュラウド１８ａとハブ１８ｆに連結している。またはシュラウドに連結しシュラウド１８ａとハブ１８ｆの間の適度な位置に子羽根端面がある構造をもっている。子羽根５００の内径Ｄ１Ｗとハブ側ブレード内径Ｄ１Ｈの関係は、Ｄ１Ｗ＞Ｄ１Ｈである。
【０１０８】
通常高風量を実現する場合、シュラウド内径Ｄ１Ｓを大きくしたり、送風機の出口幅を増やす手段、又は両方の手段を同時にとるが、その際、一般的にはブレード枚数を増やす手段を取らないと逆に送風機の圧力が低下して風量が低下するという問題に直面する。しかし、ただ同じ形状のブレードを増やすと、ブレードの入り口側の流入面積がブレードの厚さのために減少して速度が増すために、期待できる程の高風量化が実現できないことが多い。これは、ブレード入り口付近の面積は減少させず、出口付近でブレード枚数が増加してくれれば、期待できる風量増加を得ることができる。そのために、図２８に示すような子羽根５００を設ける。この子羽根５００の装着は、同一騒音時、風量を５％程度増やせる程度の効果を生み出す。
【０１０９】
以上本実施例を一体型空気調和機を用いて説明したが、空気調和機に限らず、冷却や換気など他分野で使用されている送風機に、本実施形態の遠心式送風機を適用することが可能である。例えば、空気調和機、換気扇、送風機、車両用冷却器（エンジン、空調）の送風などの機器に適用される遠心式送風機である。また、上記遠心式送風機の環状リング（スプラッシュリング１８ｃ）を除去した形状の遠心式送風機として、一体型空調機器の室内ファン、車両用エンジン冷却用ラジエタファン等に用いることも可能である。
【０１１０】
以上説明したように、本実施例によれば次のような効果が期待される。
【０１１１】
前記室外熱交換器の室内側に前記室外ファンを配置し、この室外ファンをファン軸方向の空気吸込み口の径をファンの径よりも小さな径としたファンとし、このファンの周囲を囲むファン室の下部に前記導水路からのドレン水を溜める貯水部を設け、前記ユニットの周囲から吸い込んだ空気を前記室外ファンを介して前記室外熱交換器から吹き出させるようにしたことにより、室外熱交換器の効率を向上させるとともに、一体形空気調和機の空気吸い込み口から一体形空気調和機の外部にドレン水を飛散させることがない。
【０１１２】
前記室外熱交換器の室内側に前記室外ファンを配置し、この室外ファンをファン軸方向の空気吸込み口の径をファンの径よりも小さな径としたファンとし、このファンの周囲を囲むファン室の下部に前記導水路からのドレン水を溜める貯水部を設け、前記ユニットの周囲から吸い込んだ空気を前記室外ファンを介して前記室外熱交換器から吹き出させるようにし、前記露受け下部に操作部を設けた電気品箱を配置したことにより、室内空気吹出し口の縦羽根や横羽根をモータで動かそうとする場合に室内空気吹出し口にモータ等を配置する空間を設けることができた。
【０１１３】
【発明の効果】
以上本発明によれば、室外に水を飛散させ難い一体形空気調和機を提供することができる。
【０１１４】
また本発明によれば、室内空気吹出し口の高さ寸法の自由度を確保した一体形空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一体形空気調和機の一実施例の外観図。
【図２】本実施例の一体形空気調和機のユニットを下から見た外観図。
【図３】本実施例の一体形空気調和機の平面図。
【図４】本実施例の一体形空気調和機の要部断面図。
【図５】室外ファンの外観図。
【図６】室外ファンの断面図。
【図７】室外ファン部の風の流れ説明図。
【図８】室外ファンとマウスリング部の説明図。
【図９】室外ファンによる落下する水滴処理の説明図。
【図１０】プロペラファンによるの風の流れ説明図。
【図１１】プロペラファンによる落下する水滴処理の説明図。
【図１２】シロッコファンによる落下する水滴処理の説明図。
【図１３】シロッコファンの外観図。
【図１４】室内ファンの外観図。
【図１５】化粧カバーを外した室内側の正面図。
【図１６】従来例の化粧カバーを外した室内側の正面図。
【図１７】遠心ファンの風量−静圧特性曲線。
【図１８】電気品収納部の説明図。
【図１９】遠心式送風機斜視図。
【図２０】遠心式送風機の構造を示した断面図。
【図２１】遠心式送風機の構造を示した断面図。
【図２２】遠心式送風機の正面断面図。
【図２３】遠心式送風機の構造を示した断面図。
【図２４】遠心式送風機の正面断面図。
【図２５】遠心式送風機の構造を示した断面図。
【図２６】遠心式送風機の正面断面図。
【図２７】遠心式送風機の構造を示した断面図。
【図２８】遠心式送風機の正面断面図。
【符号の説明】
１…一体形空気調和機、２…ユニット、３…化粧カバー、４…箱体、５…ベース、６…仕切り板、７…室外側、８…室内側、９…空気吸込み口、１０…空気吹出し口、１１…操作部を有する電気部品、１２…上部空気吸込み口、１３…側部空気吸込み口、１４…圧縮機、１５…室外熱交換器、１６…室内熱交換器、１７…ファン用電動機、１８…室外ファン、１９…室内ファン、２０…ケーシング、２１…露受け、２２…導水路、２３…貯水部、２４…ファン室、２５…チャンバー、２６…マウスリング、２７…マウスリング。
【発明の属する技術分野】
本発明は一体形空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一体形空気調和機では、室内熱交換器によって凝縮された室内空気に含まれる水分は室内熱交換器の下部に配置された露受けで受け、この水を室外ファンであるシロッコファンの下部に導き、シロッコファンの外周に設けた円板リングによって、室外熱交換器を介して吸い込んだ空気と共に半径方向に吹出し、室外に放出することが実開昭４８−１０９７４４号公報（特許文献１）に記載されている。
しかし、このように一体形空気調和機から直接室外に水を吹き出すと、その周囲に霧状の水が散水されるといった問題がある。
【０００３】
また、特開平８−２６１４９９号公報（特許文献２）では、室外熱交換器の内側にプロペラファンを配し、室外ユニットの側面から空気を吸って、室外熱熱交換器に吹き付けて室外に空気を吹き出す構造が知られている。
【０００４】
また、室内側正面中央に設けられた空気吸い込み口の両サイドに空気吸い込み口を設けた一体形空気調和機は、実開昭５３−１５７５５０号公報（特許文献３）に記載されている。
【０００５】
また、特開平８−２６１４９９号公報（特許文献２）では、室外熱交換器の内側にプロペラファンを配し、室外ユニットの側面から室外空気を吸い込んで、室外熱熱交換器に吹き付けて室外熱熱交換器を通して室外に吸い込んだ室外空気を吹き出す構造が知られている。
【０００６】
また、室内側正面中央に設けられた空気吸込み口の両サイドに空気吹出し口を設けた一体形空気調和機が実開昭５３−１５７５５０号公報（特許文献３）に記載されている。
【特許文献１】
実開昭４８−１０９７４４号公報
【特許文献２】
特開平８−２６１４９９号公報
【特許文献３】
実開昭５３−１５７５５０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献２には、ドレン水の処理については記述されていないが、この構成でプロペラファンの下部にドレン水を導き、プロペラファンの外周に設けたスプラッシュリングにより掻き出すことで水を凝縮機となる室外熱交換器に吹き付けることで水を蒸発させると共に、室外熱交換器の効率を向上させることができる。しかしながら、このプロペラファンでは、ドレン水の水面がファンの羽根に当たるまで多くなると、水に羽根が当たる際に水を弾き飛ばし、気流に逆らって室外ユニットの空気吸い込み口からユニット外に飛散させる結果となることがあった。
【０００８】
また、上記特許文献３に記載された一体形空気調和機では、室内空気吹出し口の高さ寸法がほぼユニットと同じ高さ寸法であるため、例えば、室内空気吹出し口の縦はねや横はねをモータで動かそうとする場合、吹出し口最下部若しくは最上部とユニット底板若しくは天板との間に隙間が無くモータを組み込むことができないといった問題がある。すなわち、空気吹出し口の下部または上部に何かを配置しようとした場合、その空間がないといった問題があった。
【０００９】
さらに、一般的な一体形空気調和機では、操作パネルを設けた電気品箱を空気吹出し口の下方に配置しているが、この構造では、空気吹出し口の高さ寸法を更に高くする、その下部または上部に別の何かを配置しようとした場合、その配置のための空間がないという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、室外に水を飛散させ難い一体形空気調和機を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、室内の空気吹出し口の高さ寸法の自由度を確保した一体形空気調和機を提供することに有る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、室内ファンと、室外ファンとを収納するユニットと、前記室内熱交換器の下部に設けられ凝縮水を受ける露受けと、前記露受けの水を前記室外ファンの下部に導く導水路とを備えた一体形空気調和機において、前記室外熱交換器の室内側に前記室外ファンを配置し、この室外ファンをファン軸方向の空気吸込み口の径をファンの径よりも小さな径としたファンとし、このファンの周囲を囲むファン室の下部に前記導水路からのドレン水を溜める貯水部を設け、前記ユニットの周囲から吸い込んだ空気を前記室外ファンを介して前記室外熱交換器から吹き出させるようにすることにより達成される。
【００１３】
また上記他の目的は、圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、室内ファンと、室外ファンとを収納するユニットと、前記室内熱交換器の下部に設けられ凝縮水を受ける露受けと、前記露受けの水を前記室外ファンの下部に導く導水路とを備えた一体形空気調和機において、前記室外熱交換器の室内側に前記室外ファンを配置し、この室外ファンをファン軸方向の空気吸込み口の径をファンの径よりも小さな径としたファンとし、このファンの周囲を囲むファン室の下部に前記導水路からのドレン水を溜める貯水部を設け、前記ユニットの周囲から吸い込んだ空気を前記室外ファンを介して前記室外熱交換器から吹き出させるようにし、前記露受け下部に操作部を設けた電気品箱を配置することにより達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る一実施例を図により説明する。
【００１５】
図１は本発明による一体形空気調和機の一実施例の外観図、図２は本実施例の一体形空気調和機のユニットを下から見た外観図、図３は本実施例の一体形空気調和機の平面図、図４は本実施例の一体形空気調和機の要部断面図である。
【００１６】
図１、図２において、１は一体形空気調和機、２はユニット、３は化粧カバー、４は箱体、５はユニットの構成部品を積載するベース、９は化粧カバー３の空気吸込み口、１０は空気吹出し口、１１は操作部を有する電気部品（電気品収納箱）、１２は上部室外空気吸込み口、１３は側部室外空気吸込み口を示している。また図３、図４において、６は仕切り板を示し、７は仕切り板６によって区画される室外側、８は仕切り板６によって区画される室内側を示している。
【００１７】
そして１４は圧縮機、１５は室外熱交換器、１６は室内熱交換器、１７はファン用電動機、１８はファン用電動機の室外側に装着した室外ファン、１９はファン用電動機の室内側に装着した室内ファン、２０は室内ファン１９のケーシング、２１は室内熱交換器１６が凝縮したドレン水を受ける露受け、２２は導水路、２３は室外ファンの下部に設けた貯水部、２４はファン室、２５はチャンバー、２６はファン室２４のマウスリング、２７は室内側のマウスリングを示している。
【００１８】
これら一体形空気調和機１を構成する主要部品がベース５の上に積載されてユニット２が構成され、ユニット２が外箱４に収納され、前面に化粧カバー３が装着されて一体形空気調和機１となる。
【００１９】
先に説明したように一体形空気調和機１は、ベース５の中央部に設けられた仕切り板６により一体形空気調和機１の内部を室外側７と室内側８に区画化されていて、室内側８には室内熱交換器１６が配置され、室内熱交換器１６の下には露受け２１が設けられている。そして室内熱交換器１６の後部には室外側７に配置されたファン用電動機１７の回転軸が仕切り板６を貫通して室内側８に突出し、その端部に室内ファン１９が装着されている。室内熱交換器１６と室内ファン１９の間にはマウスリング２７が設けられていて、室内ファン１９が回転して吸い込む室内空気はこのマウスリング２７を通って室内ファン１９に吸い込まれることになる。
【００２０】
一方室外側７には、先のファン用電動機１７の室内側回転軸と反対側に設けられた室外側回転軸がチャンバー２５の内部に突出していて、その先端部に室外ファン１８が装着されている。そしてファン用電動機１７が駆動することにより室外ファン１８が駆動して、外箱４の上部空気吸込み口１２と側部空気吸込み口１３を通して室外空気を一体形空気調和機１の内部に吸い込み、室外側７に配置した圧縮機１４やファン用電動機１７を冷却している。そして圧縮機１４やファン用電動機１７を冷却した室外空気をファン室２４のマウスリング２６を通してチャンバー２５内に吸い込む。その室外空気中に室外ファン１８の下部に溜まっているドレン水を飛散させて霧状にし、霧状のドレン水を含んだ室外空気を室外熱交換器１５に吹き付けて室外熱交換器１５を冷却する。これにより室外熱交換器１５の表面でドレン水を蒸散処理している。
【００２１】
化粧カバー３の下部にある操作部を有する電気部品１１の電源スイッチを入れることにより、一体形空気調和機１が運転を開始する。一体形空気調和機１の運転モードは冷凍サイクル部品の配置や組合わせ等の構成を変えることにより、冷房運転あるいは暖房運転、その他の運転モードを構成することができるが、本実施例の説明では冷房運転について説明する。
【００２２】
電源スイッチを入れることにより、圧縮機１４から高温高圧のガス状の冷媒が室外熱交換器１５に送り出され、室外熱交換器１５に入った冷媒は室外ファン１８が吹き付ける室外空気で冷却されて、温度の下がった高圧の液状冷媒に変化して室外熱交換器１５を出てくる。室外熱交換器１５を出てきた冷媒は減圧装置（図示せず）により圧力を下げられて、低圧の液状冷媒として室内熱交換器１６に入ることになる。室内熱交換器１６に入った低圧の液状冷媒は、室内ファン１９が室内熱交換器１６を通して吸い込む室内空気から熱を奪って蒸発し、温度の低い低圧のガス状冷媒に変化して圧縮機１４に吸い込まれ、圧縮機１４で圧縮されて高温高圧のガス状冷媒として再び一体形空気調和機１の冷凍サイクルを循環する。
【００２３】
一方室内ファン１９で吸い込まれる室内空気は、室内熱交換器１６を通過する際に冷媒に熱を奪われて冷却されるとともに、空気中に含まれている水分を凝縮して除湿され、乾燥した冷たい空気になって室内空気吹出し口１０から室内に吹き出される。これを繰り返すことにより室内の環境は生活に適した快適な状態に調和されてゆく。
【００２４】
また室内熱交換器１６で凝縮されたドレン水は、室内熱交換器１６の下部に設けられた露受け２１に集められて、導水路２２に導かれて仕切り板６を貫通し、室外ファン１８の下部に設けられた貯水部２３に溜められ、室外ファン１８に設けられたスプラッシュリング１８ｃにより飛散処理されることになる。
【００２５】
特許文献２に記載された一体形空気調和機では、室外ファンにプロペラファンを使用している。図１０に基づいて説明する。先にも説明したように室外ファンにプロペラファンを使用した場合には、ドレン水を掻き揚げた水滴とプロペラファンの羽根とが衝突する衝突音や、プロペラファンの羽根で弾かれて砕けた水滴が室外熱交換器のフィンに衝突する衝突音が高くなるという問題があった。またプロペラファンの風の流れを調整するガイドリングは、プロペラファンの羽根の外周に沿ってしか設けることができないためガイドリングの径が大きくなり、羽根で弾けて飛ばされた水滴がガイドリング部からファン室の外部に飛び出し、一体形空気調和機の室外空気吸込み口から室外に水滴のまま飛散するという問題があった。
【００２６】
またドレン水を掻き揚げるプロペラファンに設けたスプラッシュリングは、プロペラファンの羽根との距離を離して径を大きくすると強度が弱くなるため、プロペラファンの羽根との間隔を充分に確保することができないという問題があった。そのため室外熱交換器の下部に設けた貯水部のドレン水の量が多くなると、ドレン水の水面にスプラッシュリングだけでなくプロペラファンの羽根まで接触することになり、羽根がドレン水を叩く音を発生するとともに、羽根で弾かれたドレン水が空気吸込み口から一体形空気調和機の外部に飛散するという問題があった。
【００２７】
一方、特許文献１では室外ファンにシロッコファンを採用して、室外熱交換器側から室外熱交換器を通して室外空気を吸い込んでいる。そしてケーシングに吸い込んだ室外空気に対してシロッコファンのスプラッシュリングでドレン水を飛散させて、そのまま室外熱交換器の脇に設けた室外空気吹出し口から室外に吹き出している。シロッコファンは室外熱交換器を通して吸い込まれた室外空気を、ケーシングのマウスリングを通して吸い込んでいるので、スプラッシュリングで飛散させたドレン水を室外熱交換器に散布して、蒸散処理させることができない。
【００２８】
そして室外空気中に飛散したドレン水は細かい水滴のまま空気中に存在するため、ドレン水を水滴として室外に吹き出すことになり室外空気吹出し口の周囲を濡らしたり、細かい水滴が集まって一体形空気調和機から水滴を滴下させるという問題があった。また水分を充分に含んだ空気を室外熱交換器に吹き付けることにより室外熱交換器の熱交換効率を高める方法があるが、特許文献１の場合は、室外熱交換器を通して室外空気を最初に吸い込んでいるのでドレン水を飛散させて水分を充分に含んだ室外空気を有効に活用することができない。また空気中で霧状になったドレン水を高温の室外熱交換器に吹き付けことにより、霧状のドレン水を蒸散させることができるが、特許文献１では室外熱交換器に吹き付けることなくそのまま室外空気吹出し口から吹き出しているのでドレン水は水滴のまま存在して種々の問題を引き起こすことになる。
【００２９】
実施例において、室外ファンに遠心ファンを採用して、ドレン水を含んだ室外空気を室外熱交換器に吹き付けて室外熱交換器の熱交換効率を向上させるとともに、一体形空気調和機の空気吹出し口から外部にドレン水を滴下させないようにしている。
【００３０】
遠心ファンは図５あるいは図１３に示すように、回転軸に遠心ファンを固定するボス部を有するハブプレートの円周部に沿ってそれぞれの形状をした羽根の一端を固定し、羽根のもう一方の端部を空気吸込み口を形成するドーナツ状円板のシラウドに固定されている。そして遠心ファンが回転することにより遠心ファンの回転軸方向から空気を吸い込み、ハブプレートで空気の流れを遠心方向に偏向され、羽根の遠心方向から空気を吹き出している。遠心方向へ吹き出した空気を一定の方向に誘導するため一般的にはケーシングが用いられている。
【００３１】
特許文献１では一般的にシロッコファンと呼ばれる前傾翼の遠心ファンを採用し、特許文献３ではターボファンと呼ばれる後傾翼の遠心ファンを採用している。
【００３２】
しかし、遠心ファンを室外ファンに採用した場合には、先に説明したように軸方向から遠心ファンに吸い込まれた空気は吸込み部の反対側にあるハブプレートで流れを偏向されて遠心方向へ吹き出すことになる。したがって軸方向へ空気を流動させるプロペラファンのように吸い込んだ空気をそのまま室外熱交換器に吹き付けることができなかった。そのため室外ファンにシロッコファンを採用している特許文献１の場合は、室外熱交換器を通して室外空気を吸い込んだ後ケーシングの内部に設けた貯水部に溜まっているドレン水を遠心ファンに設けたスプラッシュリングで掻き揚げて室外空気の流れに散水している。しかし、ドレン水を含んだ室外空気を室外熱交換器に吹き付けることができずに、ケーシングで室外熱交換器の脇に設けた空気吹出し口に導いて一体形空気調和機の外部に吹き出している。
【００３３】
また、室外ファンにターボファンを採用した特許文献３の場合は、特許文献１と同じく室外熱交換器を通して室外空気を吸いこみ、その吸い込んだ室外空気をエアガイダーを通して遠心方向へ誘導している。特許文献３の場合にはドレン水の処理については触れていないが、室外ファンから遠心方向へ吹き出された室外空気は、室外熱交換器に吹き付けられることなく室外側通風路に導かれて、室外熱交換器の両側の空気吹出し口から一体形空気調和機の外部へ吹き出している。
【００３４】
以上説明したように遠心ファンを室外ファンに採用した場合には室外熱交換器を通して室外空気を吸い込むことになってしまう。このため、吸い込んだ室外空気にドレン水を散布して湿度の高くなった気流を室外熱交換器に吹き付けることで、室外熱交換器の熱交換効率を改善させることができなかった。本実施例は室外ファンに遠心ファンを採用し、ドレン水を霧状にして遠心ファンから吹き出す室外空気に散布し、霧状のドレン水を含んだ気流を室外熱交換器に吹き付けて室外熱交換器の熱交換効率を改善するとともに、霧状のドレン水を高温の室外熱交換器で蒸散させて一体形空気調和機の外部に水状のドレン水を吹き出させないようにしている。
【００３５】
以下本発明による一体形空気調和機の一実施例について図によって説明する。本実施例では室外ファン１８に図５、図６に示す回転方向に対して羽根の傾斜が後傾している後傾翼の遠心ファンを採用している。そして室外ファン１８のシラウド部１８ａの内径側には空気を吸い込む空気吸込み部１８ｂを設け、円周側にはドレン水を飛散させるスプラッシュリング１８ｃを設けている。そして複数の羽根１８ｄはハブプレート１８ｅとシラウド部１８ａとの間に回転方向に対して後傾するように形成されていて、後傾した羽根１８ｄの外周部は回転軸に対して概略円筒形を成すように形成されている。
【００３６】
なお特許文献１で採用している図１３に示すシロッコファンは、回転方向に対して羽根の傾斜が前傾している遠心ファンである。また特許文献２で採用している図１１に示すプロペラファンファンは、回転方向に羽根を傾斜させることなく、半径方向の法線軸に対して羽根に捩じれを持たせて回転軸方向に風を送ることができる軸流ファンである。
【００３７】
本実施例の室外ファン１８は図７、図８に示すように、室外ファン１８の吸込み部１８ｂをファン用電動機１７側に開放して矢印のように室外空気を吸い込み、室外熱交換器１５とファン室２４で構成されるチャンバー２５内に遠心方向に吹き出す空気を吹き込んでいる。
【００３８】
チャンバー２５の吸込み側はファン室２４に設けたマウスリング２６が設けられている。このマウスリング２６の端部の径（内径）は、室外ファン１８の吸込み部１８ｂの径より小さくなっている。そして、マウスリング２６の端部は吸込み部１８ｂの内側に突出して吸込み部１８ｂに寸法Ｌだけ重複している。
【００３９】
したがってチャンバー２５の内部は外部に対して概略遮蔽され、外部より高い静圧を維持できる状態になっている。
【００４０】
そして一般に遠心ファンから吹き出す気流はケーシングによって一定方向へ誘導しているが、本実施例ではチャンバー２５内に誘導し得るケーシングを設けることなくそのまま吹き出させている。室外ファンから遠心方向へ吹き出した気流はケーシングがないため、吹き出した気流は速度が遅くなり、遅くなった速度成分のエネルギーは静圧を上昇させる成分に変換されるのでチャンバー２５内の静圧が高くなる。チャンバー２５内の静圧が高くなったことにより、室外ファン１８のハブプレート１８ｅの背面まで気流が流れることになり、ハブプレート１８ｅの背面にある室外熱交換器１５も有効に活用することができる。
【００４１】
詳細を説明する。従来のこの種の遠心ファンを用いた場合、室内側の吹出口のように決まった個所から吹き出すように製作されるが、これをこのまま室外側に適用すると、室外熱交換器の一部にしか空気が通流しないので、残りの室外熱交換器は熱交換の寄与度が低いといった問題がある。
【００４２】
室外ファンの吹出口から室外熱交換器に至る空間の静圧が高くなるように、前述のように、巻きケーシング等を施さないようにした。これにより、当該空間の静圧が高くなるため、室外熱交換器の大部分にこの圧力がかかるようになり、ファンから吹き出された空気が室外熱交換器の圧力がかかっている全ての面からフィン間を流れて流出するようになるので、熱交換器の利用率が高くなる。
【００４３】
次にドレン水の処理能力の増大について説明する。従来は室内熱交換器下部に設けられた凝縮水を受ける露受けのドレン水は、あまりにその量が多いと、室外ファンで処理できないため、多くの水が流れないように水溜部を設け、かつ露受けと室外ファン下部の貯水部との間の傾斜を緩やかにしていた。
【００４４】
本実施例では、チャンバー２５の空気吸い込み部が概略遮蔽されているので、室外ファン１８の外周に設けたスプラッシュリング１８ｃが、室外ファン１８の下部に貯水したドレン水を掻き揚げてチャンバー２５内に飛散させても、飛散させたドレン水がファン室２４のマウスリング２６を通してチャンバー２５の外部に飛び出すことがない。このため、箱体４の上部空気吸込み口１２あるいは側部空気吸込み口１３を通して室外に水滴を飛散させたり滴下させたりすることが少なくなる。従って、スプラッシュリング１８ｃによる水の掻き揚げ量を増加させて室外熱交換器１５によるドレン水の処理能力を向上させることができる。
【００４５】
室外側におけるドレン水の処理能力が向上したので、露受け２１と貯水部２４との間に設けられた導水路２２の傾斜を大きくしてドレン水の流出量を多くすることができる。また、水溜部も設ける必要がない。
【００４６】
導水路２２の傾斜を大きくすると、貯水部２４に対して露受け２１の高さ位置が高くなる。すると、露受け２１の下部に空間が生じる。この空間に従来室内空気吹出口１０の下部に設けられていた電気品箱１１を配置することで、室内空気吸込口９の両側に設けられている空気吹出口１０の配置に次の有利な状況を生じる。
【００４７】
第１に空気吹出口１０の開口を大きくすることができ、第２に空気吹出口１０の吹出部分に設けられた風向板を駆動する駆動モータを吹出口１０の上部若しくは下部に設けることができる。
【００４８】
このように、本実施例では、電気品収納箱１１を露受け２１の下部に配置可能となったことから、空気吸込口９に隣接する空間（空気吹出口１０、空気吹出口１０の上部空間若しくは下部空間）を種々の用途に用いることが可能となり、製品設計の自由度が増すといった効果を奏する。
【００４９】
一方、図１０に示す特許文献２のように室外ファンにプロペラファンを採用した場合には、プロペラファンの風の流れを調整するガイドリングがプロペラファンの羽根の外周に沿ってしか設けることができないのでガイドリングの径が大きくなる。そのため羽根で弾けて飛ばされたドレン水が、ガイドリング部の空気吸い込み口からファン室の外部に飛び出し、一体形空気調和機の室外空気吸込み口から室外に水滴のまま飛散するという問題があった。また、本実施例の如く、マウスリング２６の内径をファンの外径よりも小さくしても、ファンの羽根が水面を叩いたときの水しぶきがマウスリングから外に飛び散る可能性がある。
【００５０】
しかし本実施例の場合には、遠心ファンである室外ファン１８の吸込み部１８ｂがファン室２４のマウスリング２６の端部と重複しているため、チャンバー２５の内部と外部が概略遮蔽されたような状態になっているので、チャンバー２５の内部に飛散したドレン水の飛沫が一体形空気調和機１の空気吸込み口を通して外部に飛散することがない。このため、前述したような効果を生ずる。
【００５１】
室外ファン１８のスプラッシュリング１８ｃで掻き揚げられてファン室２４の天井面に付着した飛沫は、図９に示すようにファン室２４の天井面から滴下して室外ファン１８の羽根１８ｄと衝突することになる。本実施例の室外ファン１８は、先に説明したように羽根１８ｄが回転方向Ｔに対して後傾していて、また羽根１８ｄの外周端部は羽根１８ｄの回転軸に対してほぼ円筒状を成している。落下する水滴は羽根１８ｄの外周面に相当するＡ、Ｂの範囲で降り注ぐことになるが、羽根１８ｄがＴ方向に回転しているので、範囲Ａでは羽根１８ｄと落下する水滴はそれぞれの速度の和で衝突し、範囲Ｂではそれぞれの速度の差で衝突することになる。水滴が円筒状の羽根１８ｄの表面に到達する自由落下速度は約１ｍ／ｓ程度なので、羽根１８ｄの外周の回転速度よりはるかに小さく、落下する水滴と羽根１８ｄが衝突して発生する騒音は範囲Ａの水滴によるものと考えてよい。そして本実施例の場合、落下する水滴は羽根１８ｄの一枚当りの外周面Ｃに降り注ぐような状態で衝突することになるので、その衝突する相対速度は羽根１８ｄの半径方向の変位速度と水滴が円筒状の羽根１８ｄの表面に到達する自由落下速度との和と考えられる。
【００５２】
本実施例では、室外ファン１８の径は約２９０ｍｍ、羽根１８ｄの枚数は７枚、室外ファン１８の回転数は約１２００ｒｐｍで、羽根１８ｄ一枚あたりの円周方向の移動量Ｌは約５０ｍｍなので、羽根と水滴が衝突する相対速度は約８ｍ／ｓ程度と考えられる。
【００５３】
これに対し室外ファンにプロペラファンを採用した場合は図１１に示すように、羽根が半径方向の法線軸に直立しているため、ファン室の天井面から滴下した水滴はプロペラファンの羽根と接線方向の速度Ｖで衝突することになる。したがって自由落下する水滴の速度と羽根の接線方向の速度を合成した相対速度で衝突することになり、その相対速度は約１８ｍ／ｓ程度と考えられる。
【００５４】
落下する水滴が回転する羽根と衝突する時に発生する騒音はエネルギーなので、質量ｍの水滴が有しているエネルギーに比例するものと考えられる。相対速度Ｖで衝突する水滴ｍが有している運動エネルギーＰはＰ＝ｍ＊Ｖ２／２なので、水滴と羽根が衝突するときの騒音のレベルは相対速度の二乗に比例する。
【００５５】
本実施例の室外ファン１８の場合には衝突時の相対速度はプロペラファンの約４５％なので、そのエネルギーＰはプロペラファンに対して約２０％程度と少なくなり、騒音レベルの低い一体形空気調和機１を得ることができる。
【００５６】
またプロペラファンの場合、エネルギーＰを有する水滴ｍは相対速度Ｖで衝突した後、逆方向に速度Ｖ’で飛散させられることになるので、それらの運動量に相当するエネルギーを回転するファンが水滴ｍに与えることになり、その分ファン用電動機は余分な動力を消費することになる。 しかし本実施例の室外ファン１８は、羽根１８ｄの表面に降り注いだ水滴を羽根１８ｄの表面を流れる気流に乗せて羽根１８ｄの外周端部から飛散させて霧状にしているので、ファン用電動機１７は水滴ｍを飛散させるための余分なエネルギーを必要とせず、室外ファン１８を駆動するだけで余分な動力を消費することがなく、省電力形の一体形空気調和機１を得ることができる。
【００５７】
また室外ファンにシロッコファンを採用した場合には、ファン室の天井面から落下する水滴はシロッコファンの回転する羽根の円筒状面に降り注ぐことになるので水滴が衝突する騒音は低くなる。しかしシロッコファンの羽根が前傾しているので、落下する水滴は回転する羽根によりプロペラファンと同様の相対速度で接線方向に飛散させられることになり、ファン用電動機はプロペラファンと同様にその分余分なエネルギーを消費することになる。
【００５８】
本実施例の一体形空気調和機１は、室外ファン１８が箱体４の上部空気吸込み口１２や側部空気吸込み口１３から吸い込む室外空気で、高温の圧縮機１４や高温のファン用電動機１７を冷却している。室外空気は高温の圧縮機１４や高温のファン用電動機１７の表面温度に比較すると充分に温度が低いため、高温の圧縮機１４や高温のファン用電動機１７を有効に冷却することができる。そして圧縮機１４やファン用電動機１７を冷却した室外空気を図７に示すように、ファン用電動機１７側からマウスリング２６を通してチャンバー２５に吸い込んで、室外ファン１８の下部に貯水しているドレン水をスプラッシュリング１８ｃで飛散させるとともに、羽根１８ｄの外周端部から気流にのせて霧状にして空気中に散布し、水分の多い湿度の高い気流にして室外熱交換器１５に吹き付けている。その結果、室外熱交換器１５は室内熱交換器１６で凝縮した冷たいドレン水で被われて濡れ表面になり、濡れ表面になることにより室外熱交換器１５の熱貫流率が向上し、水の蒸発潜熱も利用することができるので、室外熱交換器１５の熱交換効率が大幅に向上することになる。
【００５９】
特許文献１の場合には室外ファンにシロッコファンを採用して、シロッコファンの羽根を取り付けた空気吸込み口側のシラウド円板外周部にスプラッシュリングを設けてドレン水を飛散させている。しかし室外空気を室外熱交換器側から吸い込んで、吸い込んだ室外空気にドレン水を飛散させて霧状にしているが、ドレン水を含んで湿気の多くなった気流を室外熱交換器に吹き付けて室外熱交換器の冷却に使用することもなく、室外熱交換器の横に設けた空気吹出し口からそのまま室外に吹き出している。また特許文献３においては室外ファンに遠心ファンを採用しているが、やはり室外熱交換器側から室外空気を吸い込んでいて、ドレン水を室外空気中に飛散させることもなく、室外熱交換器の両側に設けた空気吹出し口からそのまま吹き出している。
【００６０】
以上説明したように本実施例では、外箱４の上部空気吸込み口１２や側部空気吸込み口１３から室外空気を吸い込んで、高温の圧縮機１４や高温のファン用電動機１７を冷却し、その後その室外空気をファン用電動機１７側からファン室２４のマウスリング２６を通して吸い込み、チャンバー２５に吸い込んだ室外空気にドレン水を霧状に散布して湿気の多い気流にして室外熱交換器１５に吹き付け、室外熱交換器１５を濡れ表面にして熱交換効率を向上させている。また室内熱交換器１６で凝縮したドレン水をスプラッシュリング１８ｃで掻き揚げ、室外ファン１８の羽根１８ｄの外周端部から細かい霧状にして気流に散布しているので、室外熱交換器１５の表面でドレン水を容易に蒸散させることができ、一体形空気調和機１の外部にドレン水を水滴として飛散させることがない。また室外ファン１８のスプラッシュリング１８ｃはシラウド１８ａの外周円板と一体に形成されているので、スプラッシュリング１８ｃの強度を落とさずに羽根１８ｄとの距離を充分に確保することができる。これにより室外ファン１８の下部に設けた貯水部２３にドレン水が過剰に溜まっても、室外ファン１８の羽根１８ｄでドレン水の水面を叩くことがないので、羽根１８ｄでドレン水を弾き飛ばして一体形空気調和機の空気吸込み口からドレン水を吹き出したり、ドレン水を叩く騒音を発生させることがない。そして、処理水量を増加させることができる。
【００６１】
次に室内側８について説明する。室外側におけるドレン水の処理量を増加させることで、露受け２１の下部に空間ができ、その空間に電気品収納箱１１を配置することで、空気吹出口１０を設ける空間の設計の自由度が増すことは上記した。しかし、室内熱交換器１６の下部に空間を設ける分、室内熱交換器の寸法を変えないとすれば、全体の高さが高くなる。また、室内熱交換器１６の高さ寸法を変えるとすれば、交換熱量が減少してしまう。この場合、ファン径も小さくなるので風量が小さくなってしまう。このような問題を解決する実施例を以下説明する。
【００６２】
従来は室内側のファンとして、シロッコファンを採用することが多かった。しかし本実施例では室内ファン１９にも図１４に示すような後傾翼のターボファンを採用している。そして図１、図１５に示すように、化粧カバー３の中央部に空気吸込み口９を設け、空気吸込み口９の両側に空気吹出し口１０を設けて、化粧カバー３の両側から冷風を吹き出すようにしている。冷風を化粧カバー３の両側から吹き出すことにより、一つの空気吹出し口から冷風を室内に吹き出す場合よりも、室内の広い範囲に冷風を送り出せるようになり室内を一様に冷房することができる。なお、空気吸込口９の上部にも空気吹出口を設けることは可能である。この場合、天井に向かう空気流が発生するので室内を隈なく冷房することができる。
【００６３】
また一体形空気調和機１を据え付ける際に、空気吹出し口の位置が壁等に近くなり部屋全体に冷風を吹き出すのが困難になるという据付け条件の制約を解消することができる。
【００６４】
図１７に遠心ファンの風量−静圧特性を示す。後傾翼のターボファンの風量−静圧特性カーブはＩとなり、前傾翼のシロッコファンの特性カーブはＩＩで示される。したがって風量が同じ場合には、遠心ファンの静圧は前傾翼のシロッコファンよりも後傾翼のターボファンの方が小さくなり、ケーシングの拡大角度を小さくすることができるので、遠心ファンとケーシングを比較的狭いスペースに納めることが可能できるようになる。
【００６５】
室内ファンにシロッコファンを採用していた場合には、図１６に示すようにシロッコファンのケーシングの拡大角が大きくなり、ケーシングの先端部が大きく広がるので、空気吹出し口の下部や上部から冷風を送風する傾向になっていた。また静圧が高いためケーシングの外周に沿って偏って冷風が流れていて、空気吹出し口から吹き出す冷風も空気吹出し口の全面から一様に吹き出すことがなく、冷風が送風された空気吹出し口の反対側の端部から矢印のように偏って冷風が吹き出していた。
【００６６】
本実施例では上記の課題を解決するために、室内ファン１９として後傾翼のターボファンを採用した。先に説明したように室内ファン１９のケーシング２０の拡大角を小さくすることができるので、ケーシング２０の先端部の広がりを小さくすることができる。図１５に示すようにケーシング２０の先端部の広がりを空気吹出し口１０の高さとほぼ同一高さにして、空気吹出し口１０の横方向から冷風を送風するようにしている。したがって静圧が低くて偏りの少ない冷風を空気吹出し口１０横から送風し、冷風を空気吹出し口１０の全面から一様に吹き出すことができるようになる。
【００６７】
また室内ファンにシロッコファンを採用していた図１６の場合には、ケーシングの拡大角が大きいため電気部品を収納するスペースはケーシングのノーズ部のスペースを利用するしかなかった。したがって電気部品の収納スペースがケーシングのノーズの位置によって制約され、一体形空気調和機の左右いずれか一方の片側に配置されていたので、一体形空気調和機を据え付けるにあたって電気品の操作部が壁面に近づいて操作がし難くならないように、電気品の操作部を壁面から離すという据付け上の課題が発生していた。
【００６８】
先に説明したように、室内ファン１９にターボファンを採用したことによりケーシング２０の拡大角を小さくすることができ、シロッコファンを採用した場合よりもケーシング２０を含めたファンの形状を小型化できる。
【００６９】
このため、露受け２１の高さ位置を高くしてその下部に電気品収納箱１１を配置しても、ファン風量を確保しつつユニット全体の高さを高くしないですむ。
【００７０】
ところで、図１８に示すようにベース５は、ユニット２積載されている部品の質量を支えるため、ベース５の周囲を上部に絞り上げて立上り５ａを設けて必要な強度を確保している。したがってベース５の上部に操作部を有する電気部品１１を収納する高さ寸法Ｈを確保できても、立上り５ａがあるため有効な高さはＨ’になりベース５の上部空間を利用することができない。そのため本実施例では立上り５ａがあるベース５の上部空間に操作部を有する電気部品１１を収納しないで、立上り５ａと反対側のベース５の下部に操作部を有する電気部品１１を収納する空間５ｂを設けて（図２参照）、そこに操作部を有する電気部品１１を収納している。すなわち、ターボファンを室内ファン１９に採用したことにより生じたスペース分露受け２１を高くして、その露受け２１の下部のベース５を露受け２１の高さまで絞り上げてベース５の下部に操作部を有する電気部品１１を収納している。
【００７１】
これによりベース５の強度を確保する立上り５ａはそのまま残して、操作部を有する電気部品１１を化粧カバー３の中央部に配置することができるので、一体形空気調和機１の強度を損なうことなく据付け時の制約条件を解消することができる。また操作部を有する電気部品１１をベース５の下部に収納したことにより、操作部を有する電気部品１１に万が一の支障が発生してサービス作業をする場合、作業を容易にし作業時間を短縮して作業効率を向上させることができる。
【００７２】
また露受け２１の高さを従来の高さより高くすることができるので、室外ファン１８の下部に設けた貯水部２３に露受け２１のドレン水を導く導水路２２の勾配を大きくすることができ、ドレン水を露受け２１や導水路２２から溢れさせることなく確実に貯水部２３に送水することができるようになる。またベース５の立上り５ａがあるため有効に活用できない高さ空間に対し、露受け２１の底の断熱材を厚くして断熱効果を向上させ、熱伝導による操作部を有する電気部品１１への結露の問題を解消することができる。
【００７３】
さらに操作部を有する電気部品１１を一体形空気調和機１の中央部に設けたことにより、空気吹出し口１０の下部に自由なスペースを確保することができるので、そのスペースに小形モータ等を配置して空気吹出し口１０に設けている風向偏向板等を自動運転することも可能になる。 また本実施例では左右２ヵ所に設けた空気吹出し口１０で説明したが、ケーシング２０の拡大角が小さくなったことによりさらに複数の空気吹出し口を設けて、部屋の広い範囲に万遍なく一様な冷風を吹き出すことが可能になる。
【００７４】
また本実施例では一体形空気調和機１を冷房についてのみ説明したが、冷凍サイクルの構成を冷房運転、暖房運転およびその他の運転に切り換えて運転できるようにすることにより、それぞれの運転において上記の効果を得ることができるようになる。
【００７５】
前述したように、プロペラファンを室外ファンとして採用すると、次のような問題があった。プロペラファンの羽根の外周には、ドレン水を掻き上げるためのスリガーリングが取り付けられている。しかしプロペラファンの高風量化を図るためにプロペラファンの外径を大きくすると、ファン外径がプロペラファンの外周に設けたスリガーリングの外径にかなり近づく。このため、水量が多いとプロペラファンの一部がドレン水を掻き上げることになる。プロペラファンの羽根の先端は水面に対してほぼ直角に入射しているので、このプロペラファンの羽根が水を掻き上げると、ファンの羽根が水を直接叩くこととなり、叩かれた水は多方向に飛散することになる。このとき、プロペラファンが水を直接叩く時の音、及び弾かれた水が筐体内部に衝突することで騒音が発生し、この音が低騒音化の障害となっていた。また、特に問題な点は、室外側筐体には、筐体内部に外気を吸込むための喚起口を設けているが、飛散したドレン水が風の流れに逆らって喚起口から室外に飛散してしまう問題があった。また、プロペラファンが直接ドレン水を叩くことで送風機モータ入力が上昇してしまうという問題があった。
【００７６】
本実施例では、後退翼形状をしたターボファンを採用したが、これは主に次の課題を解決するためである。なお、課題を列挙したが、これらの課題は本実施例において狙っている効果であり、発明を限定する物ではない。
【００７７】
凝縮器の上流側（風上側）に室外ファンを配してなる空調機器において、第１にファンの昇圧作用に起因する課題である、凝縮器の中央部分での逆流に伴う充分な熱交換ができない問題、外周部分での吹きだし、内径部分での逆流に起因するショートサーキットする問題、ファンの翼で大きな空気の転向をするために、流れが翼面上で剥離を起し、騒音が高くなるとともに、失速による効率の低下が著しいという問題を解決するものである。第２にファンの外周部に設けるスプラッシュリング及び羽根外周部で露を掻き上げることに起因する課題である、ファンの羽根が水を直接叩く時に発生する音、弾かれた水が筐体内部に衝突することで発生する音の問題、ファンが直接ドレン水を叩くことで送風機モータ入力が上昇してしまうという問題を解決するものである。第３に外気を吸込むための喚起口及び凝縮器吹きだし部からのドレン水の飛散の問題を解決するものである。
【００７８】
以下に本一体型空気調和機に適用した室外ファンの詳細を説明するが、その前にその概要を簡単に説明する。
【００７９】
第１に、ハブと、複数のブレードと、シュラウドによって構成されたファン（遠心式送風機）は、ブレード外径がシュラウド側からハブ側に向かう方向に小さくなる又は変極点を有しつつ小さくなる形態のブレードを備えており、シュラウド外周部には、露飛散作用を有し、かつ外径がブレード外径よりも大きな構造の環状リングを設けている。
【００８０】
第２に、上記遠心式送風機のハブ外周部に、外径がブレード外径よりも大きく、かつ吹きだし空気が通過する穴を有する環状リングを設けている。
【００８１】
第３に、上記遠心式送風機のシュラウドとハブの中間に位置するブレード外周部に、空気が通過する穴を有する環状リングを設けている。
【００８２】
第４に、ハブと、複数のブレードと、シュラウドとを備え、シュラウド側に露飛散作用を有する環状リングを設けた遠心式送風機において、ブレード外径がシュラウド側からハブ側に向かう方向に小さくなる又は変極点を有しつつ小さくなる形態のブレードを備えており、子午面に少なくとも２つの変極点を持つ形状であって吹き出し流が軸方向に向かうシュラウドを備えている。
【００８３】
第５に、上記環状リングを備えた遠心式送風機は、ブレード外径がシュラウド側からハブ側に向かう方向に小さくなる又は変極点を有しつつ小さくなる形態のブレードを備えており、ハブ側ブレード外径は、シュラウド側ブレード外径の８５％未満、シュラウド側ブレード内径は、シュラウド側ブレード外径の７５％以上、ブレード出口幅はブレード外径の２５％以上、ハブ側ブレード内径は、ブレード外径の７５％未満で構成した。
【００８４】
第６に、上記環状リングを備えた遠心式送風機には、ブレード出口幅がハブ外径の３０％以上、もしくは、ハブ側ブレード内径がブレード外径の５０％以下となる場合、ブレードとブレードの間に、内径がハブ側ブレード内径よりも大きな小羽根を設けた。
【００８５】
図１９及び図２０を用いて本実施例に係る遠心式送風機を説明する。図１９及び図２０は遠心送風機の斜視概観図と子午面形状を示す図である。
【００８６】
遠心式送風機１８は、回転中心部にファンモータ１７からの回転力を伝達するボス１８ｇを有するハブ１８ｆと、ハブ１８ｆに一定間隔を置いて配置された複数の羽根（ブレード）１８ｄと、ハブ１８ｆの反対側で各ブレードに連結されたシュラウド１８ａで構成している。ブレード１８ｄは、シュラウド１８ａ側を最大外径としてハブ１８ｆ側向けて徐々に外径が小さくなる形状としてもよいし、図に示すように、シュラウド側からハブ側へかけての吹き出し流速分布の適正化のために途中に変極点を有してもよい。また、ブレード１８ｄのハブ側外径は図ではハブ径Ｄ２Ｈと同じであるが、ハブ外径より大きくともよい。また、ブレードのハブ側内径Ｄ１Ｈはシュラウド側内径Ｄ１Ｓよりかなり小さいことも特徴である。
ブレード外径Ｄ２よりも大きな外径Ｄ２ＳＬを有するシュラウド１８ａの外周には、環状のスプラッシュリング１８ｃを備えた構造をしている。このスプラッシュリング１８ｃは図では、その外周部が軸と並行で円筒状の形状であるが露を効果的に掻き揚げるような形状としてもよい。
【００８７】
遠心式送風機１８のスプラッシュリング１８ｃは、ブレード最大外径Ｄ２とスプラッシュリング１８ｃの外径Ｄ２ＳＬの関係は、Ｄ２ＳＬ＞Ｄ２であり、ブレード最大外径Ｄ２から適度な距離を隔てた位置にスプラッシュリング１８ｃが備わっていることから、ドレン水にブレード１８ｄが浸ることは殆ど生じない。
【００８８】
例え、ブレード１８ｄがドレン水に浸る位置まで水位が上昇したとしても、この遠心式送風機はターボファンであり後退翼形状をしているため、水面をブレード１８ｄの翼面で撫でるように通過してゆくことから、水しぶきが室外空気吸込口から外に飛散する可能性が減る。一方で、プロペラファンの場合、プロペラファンのブレードが水面に対する入射角が鋭いため、水面を鋭角にたたいてしまい、水しぶきが四方に広がり一部が室外機の外に飛散するという問題があった。
【００８９】
このことから、ドレン水の掻き上げは理想状態として常にスプラッシュリング１８ｃのみで行なうため、掻き上げ時の騒音が低減することとなる。また、室外ファンとして遠心式送風機を装着すると、遠心式送風機の吸い込み口径Ｄ１Ｓが従来のプロペラファンの口径より小さいため、ドレン水は室外熱交換器側とは異なる方向に飛ばされることが殆ど無いため、室外側筐体に設けてある外気吸込口からのドレン水の飛散がなくなる。従って、スプラッシュリング１８ｃによる水掻き上げ能力を室外機外に飛散させることなく増大することができ、ドレン水の処理能力を増大することができる。
【００９０】
また、ブレード１８ｄの形状をシュラウド側最大外径Ｄ２に対してハブ側外径Ｄ２Ｈは、Ｄ２＞Ｄ２Ｈとすることで、一般的にハブ側の風速、風量が高くなる遠心ファンの出口幅方向の風速、風量分布を適度に調整できるとともに、その分ハブ側での送風機の仕事量が低減できて、回転軸とほぼ並行なブレード外径を有する従来のブレード形状の遠心式送風機に比べてファンモータの消費電力を約８％程度低減できることが確認されている。従って、この遠心式送風機１８を用いることでファンモータの省電力化が可能となる。
【００９１】
次に他の遠心式送風機の実施例を図２１及び図２２を使用して説明する。
【００９２】
遠心式送風機１８は、回転中心部にファンモータからの回転力を伝達するボス１８ｇを有するハブ１８ｆと、ハブ１８ｆに一定間隔を置いて配置された複数のブレード１８ｄと、ハブ１８ｆの反対側で各ブレードに連結されたシュラウド１８ａで構成している。
【００９３】
遠心式送風機１８は、ハブ１８ｆの外周から一定間隔を置いた位置に環状のスプラッシュリング１８ｃを設けており、ハブ１８ｆとスプラッシュリング１８ｃは複数の支柱２０１で連結しており、各支柱２０１間は、空隙２０２を設けた構造をしている。例えばブレード１８ｄの外径を交互に変極点を有するものとほぼ回転軸と並行なものとして、変極点を有するブレード部分のスプラッシュリングは穴を設けてその他のブレード部分でハブ１８ｆとスプラッシュリング１８ｃを連結すると一体成型できる効果がある。
【００９４】
一体型空気調和機の室外側ファンに上記遠心式送風機１８を適用した例を説明する。遠心式送風機のスプラッシュリング１８ｃはハブ１８ｆ側に設けているため、室外熱交換器１０７の近傍にスプラッシュリング１８ｃが配置される構造となる。従って、スプラッシュリング１８ｃで掻き上げたドレン水を直接熱交換器に吹付ける割合が増して、ドレン水を効率よく熱交換処理できるようになる。これによりドレン水の処理量を増加させることができ、室内熱交換器の下部に設けられた露受皿に一時的に水を溜める貯水手段を講ずることなく、ドレン水を余すことなく室外ファンの下部に設けられた貯水部に送ることができる。この結果、露受皿の高さ位置を貯水部よりも高くすることが可能になり、この露受皿の下部の空いた空間に電気品収納箱を配置することができる。この点は上記種々示した実施例と同様である。
【００９５】
図２３及び図２４に、上述のハブ１８ｆ側にスプラッシュリングを設けた別の実施例を示す。ブレード１８ｄの外径変化はシュラウド１８ａ側からハブ１８ｆ側にかけて外径が小さくなる、又は変極点を持ちながら小さくなる構造であるが、ハブ１８ｆまたはハブ１８ｆ近傍にスプラッシュリング１８ｃを別体で装着したもので、送風の効果とスプラッシュの効果を最大限に引き出せる効果がある。
【００９６】
次に別の実施例を図２５及び図２６を使用して説明する。
【００９７】
遠心式送風機１８は、回転中心部にファンモータからの回転力伝達するボス１８ｇを有するハブ１８ｆと、ハブ１８ｆに一定間隔を置いて配置された複数のブレード１８ｄと、ハブ１８ｆの反対側で各ブレードに連結されたシュラウド１８ａで構成している。
【００９８】
遠心式送風機１８は、ブレード１８ｄの外周上に、ブレード１８ｄから一定間隔を置いてスプラッシュリング１８ｃを設けており、スプラッシュリング１８ｃとブレード１８ｄはブレード外径部分で連結している。
【００９９】
一体型空気調和機の室外側ファンに上記遠心式送風機１８を適用することで、上記実施例と同様な効果の他、さらにシュラウド１８ａとハブ１８ｆ間から吹きだす流れの方向を下流側に任意の方向へ転向でき、吹きだした空気の損失を低減できる効果がある。
【０１００】
図ではスプラッシュリング１８ｃが下流側に傾斜しているが、送風作用とスプラッシュ作用を最大限に発揮できるような形状を採用できる。
【０１０１】
次に他の実施例を図２７を使用して説明する。遠心式送風機１８は、回転中心部にファンモータからの回転力伝達するボス１８ｇを有するハブ１８ｆと、ハブ１８ｆに一定間隔を置いて配置された複数のブレード１８ｄと、ハブ１８ｆの反対側で各ブレードに連結されたシュラウド１６で構成している。シュラウド３０の吹出部３０ａの形状は、軸方向に成形されている。シュラウド３０の外周部にはスプラッシュリング１８ｃを備えている。
【０１０２】
一般的に、遠心式送風機は、吸込口４０１から吸引した流体を円周方向に吹き出すものであるが、遠心式送風機１８により、吸込口４０１から吸引した流体は、シュラウド３０に沿って軸方向の流れを生じることになる。
【０１０３】
一体型空気調和機の室外側ファンに遠心式送風機１８を適用することで、送風機の軸方向から吸込んだ空気を軸方向に直接吹出して室外熱交換器に吹付けることができため、熱交換器の伝熱面に対して均等に空気を供給することが可能となる。また、スプラッシュリング１８ｃにより上記実施例と同様の効果を得る。
【０１０４】
次に以上説明した遠心式送風機の諸元について説明する、図１に示した遠心式送風機を例にとり説明する。
【０１０５】
実施例１〜４に示す遠心式送風機は、ハブ側ブレード外径Ｄ２Ｈがシュラウド側ブレード外径Ｄ２の８５％未満、シュラウド側ブレード内径Ｄ１Ｓはシュラウド側ブレード外径Ｄ２の７５％以上、ブレード出口幅ｂ２がハブ外径Ｄ２の２５％以上、ハブ側ブレード内径Ｄ１Ｈがブレード外径Ｄ２の７５％未満で構成される。
【０１０６】
本実施例の遠心式送風機によって、同一風量を基準にした従来の遠心式送風機との比較で作動に必要な消費電力が約８％減少しており、作動騒音に関しても１．５ｄＢ低減できる効果がある。
【０１０７】
次に他の実施例として、図２８を使用して説明する。本実施例の１〜５に示す遠心式送風機１８は、ブレード出口幅ｂ２がブレード外径Ｄ２の３０％以上、もしくは、ハブ側ブレード内径Ｄ１Ｈがブレード外径Ｄ２の５０％以下となる場合、各ブレード１８ｄの間に子羽根１８ｈを配置する。ハブ１８ｆ上に配置した複数の子羽根５００は、シュラウド１８ａとハブ１８ｆに連結している。またはシュラウドに連結しシュラウド１８ａとハブ１８ｆの間の適度な位置に子羽根端面がある構造をもっている。子羽根５００の内径Ｄ１Ｗとハブ側ブレード内径Ｄ１Ｈの関係は、Ｄ１Ｗ＞Ｄ１Ｈである。
【０１０８】
通常高風量を実現する場合、シュラウド内径Ｄ１Ｓを大きくしたり、送風機の出口幅を増やす手段、又は両方の手段を同時にとるが、その際、一般的にはブレード枚数を増やす手段を取らないと逆に送風機の圧力が低下して風量が低下するという問題に直面する。しかし、ただ同じ形状のブレードを増やすと、ブレードの入り口側の流入面積がブレードの厚さのために減少して速度が増すために、期待できる程の高風量化が実現できないことが多い。これは、ブレード入り口付近の面積は減少させず、出口付近でブレード枚数が増加してくれれば、期待できる風量増加を得ることができる。そのために、図２８に示すような子羽根５００を設ける。この子羽根５００の装着は、同一騒音時、風量を５％程度増やせる程度の効果を生み出す。
【０１０９】
以上本実施例を一体型空気調和機を用いて説明したが、空気調和機に限らず、冷却や換気など他分野で使用されている送風機に、本実施形態の遠心式送風機を適用することが可能である。例えば、空気調和機、換気扇、送風機、車両用冷却器（エンジン、空調）の送風などの機器に適用される遠心式送風機である。また、上記遠心式送風機の環状リング（スプラッシュリング１８ｃ）を除去した形状の遠心式送風機として、一体型空調機器の室内ファン、車両用エンジン冷却用ラジエタファン等に用いることも可能である。
【０１１０】
以上説明したように、本実施例によれば次のような効果が期待される。
【０１１１】
前記室外熱交換器の室内側に前記室外ファンを配置し、この室外ファンをファン軸方向の空気吸込み口の径をファンの径よりも小さな径としたファンとし、このファンの周囲を囲むファン室の下部に前記導水路からのドレン水を溜める貯水部を設け、前記ユニットの周囲から吸い込んだ空気を前記室外ファンを介して前記室外熱交換器から吹き出させるようにしたことにより、室外熱交換器の効率を向上させるとともに、一体形空気調和機の空気吸い込み口から一体形空気調和機の外部にドレン水を飛散させることがない。
【０１１２】
前記室外熱交換器の室内側に前記室外ファンを配置し、この室外ファンをファン軸方向の空気吸込み口の径をファンの径よりも小さな径としたファンとし、このファンの周囲を囲むファン室の下部に前記導水路からのドレン水を溜める貯水部を設け、前記ユニットの周囲から吸い込んだ空気を前記室外ファンを介して前記室外熱交換器から吹き出させるようにし、前記露受け下部に操作部を設けた電気品箱を配置したことにより、室内空気吹出し口の縦羽根や横羽根をモータで動かそうとする場合に室内空気吹出し口にモータ等を配置する空間を設けることができた。
【０１１３】
【発明の効果】
以上本発明によれば、室外に水を飛散させ難い一体形空気調和機を提供することができる。
【０１１４】
また本発明によれば、室内空気吹出し口の高さ寸法の自由度を確保した一体形空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一体形空気調和機の一実施例の外観図。
【図２】本実施例の一体形空気調和機のユニットを下から見た外観図。
【図３】本実施例の一体形空気調和機の平面図。
【図４】本実施例の一体形空気調和機の要部断面図。
【図５】室外ファンの外観図。
【図６】室外ファンの断面図。
【図７】室外ファン部の風の流れ説明図。
【図８】室外ファンとマウスリング部の説明図。
【図９】室外ファンによる落下する水滴処理の説明図。
【図１０】プロペラファンによるの風の流れ説明図。
【図１１】プロペラファンによる落下する水滴処理の説明図。
【図１２】シロッコファンによる落下する水滴処理の説明図。
【図１３】シロッコファンの外観図。
【図１４】室内ファンの外観図。
【図１５】化粧カバーを外した室内側の正面図。
【図１６】従来例の化粧カバーを外した室内側の正面図。
【図１７】遠心ファンの風量−静圧特性曲線。
【図１８】電気品収納部の説明図。
【図１９】遠心式送風機斜視図。
【図２０】遠心式送風機の構造を示した断面図。
【図２１】遠心式送風機の構造を示した断面図。
【図２２】遠心式送風機の正面断面図。
【図２３】遠心式送風機の構造を示した断面図。
【図２４】遠心式送風機の正面断面図。
【図２５】遠心式送風機の構造を示した断面図。
【図２６】遠心式送風機の正面断面図。
【図２７】遠心式送風機の構造を示した断面図。
【図２８】遠心式送風機の正面断面図。
【符号の説明】
１…一体形空気調和機、２…ユニット、３…化粧カバー、４…箱体、５…ベース、６…仕切り板、７…室外側、８…室内側、９…空気吸込み口、１０…空気吹出し口、１１…操作部を有する電気部品、１２…上部空気吸込み口、１３…側部空気吸込み口、１４…圧縮機、１５…室外熱交換器、１６…室内熱交換器、１７…ファン用電動機、１８…室外ファン、１９…室内ファン、２０…ケーシング、２１…露受け、２２…導水路、２３…貯水部、２４…ファン室、２５…チャンバー、２６…マウスリング、２７…マウスリング。
Claims (2)
- 圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、室内ファンと、室外ファンとを収納するユニットと、前記室内熱交換器の下部に設けられ凝縮水を受ける露受けと、前記露受けの水を前記室外ファンの下部に導く導水路とを備えた一体形空気調和機において、前記室外熱交換器の室内側に前記室外ファンを配置し、この室外ファンをファン軸方向の空気吸込み口の径をファンの径よりも小さな径としたファンとし、このファンの周囲を囲むファン室の下部に前記導水路からのドレン水を溜める貯水部を設け、前記ユニットの周囲から吸い込んだ空気を前記室外ファンを介して前記室外熱交換器から吹き出させるようにした一体形空気調和機。
- 圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、室内ファンと、室外ファンとを収納するユニットと、前記室内熱交換器の下部に設けられ凝縮水を受ける露受けと、前記露受けの水を前記室外ファンの下部に導く導水路とを備えた一体形空気調和機において、前記室外熱交換器の室内側に前記室外ファンを配置し、この室外ファンをファン軸方向の空気吸込み口の径をファンの径よりも小さな径としたファンとし、このファンの周囲を囲むファン室の下部に前記導水路からのドレン水を溜める貯水部を設け、前記ユニットの周囲から吸い込んだ空気を前記室外ファンを介して前記室外熱交換器から吹き出させるようにし、前記露受け下部に操作部を設けた電気品箱を配置した一体形空気調和機。
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