JP2005076952A

JP2005076952A - 空気調和機の室内ユニット

Info

Publication number: JP2005076952A
Application number: JP2003306647A
Authority: JP
Inventors: Hisao Kusuhara; 尚夫楠原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】従来の構成の空気調和機は、ブレード枚数が３０〜４０枚と多く、かつ必要な風量を得るには回転数が７００〜１７００ｒｐｍとなり、これによりクロスフローファンの近傍の熱交換器からファンに流入する位置で生じる特異音を抑えることが最大の課題とされている。
【解決手段】室内空気を吸気する吸い込み口が設けられた前面グリルと、前記吸い込み口から吸気された空気と冷媒とが熱交換するための熱交換器と、複数のブレードとこれを支持する支持板からなるクロスフローファン羽根車と、この羽根車を駆動するファンモータとからなる空気調和機において、前記熱交換器の気流出口面において、上下方向に最も風速が大きい箇所近傍のファン軸方向の風速分布を同ファン軸方向に変化を持たせたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、空気調和機の室内ユニットに係り、特にクロスフローファンより上流側の風速分布の改良に関するものである。

従来この種の空気調和機の室内ユニットは、図１３に示すように室内空気を吸気する吸い込み口が設けられた前面グリル１と、前記吸い込み口２から吸気された空気と冷媒とが熱交換するための熱交換器３と、複数のブレード４とこれを支持する支持板７からなるクロスフローファン５と、このクロスフローファン５を駆動するファンモータ６とからなっていた。（例えば特許文献１参照）
この室内ユニットにおいては、送風機としてクロスフローファンが用いられており、これは構造上、空気の流入方向と流出方向が逆方向であること，あるいは送風機を軸方向に延ばすと、ほぼその長さの割合に比例して風量が増加するなど、他の送風機に見られない特徴を有するため、空気調和機に広く用いられている。
実開昭５９−４１６９６号公報

しかしながら、上記従来の構成の空気調和機は、ブレード枚数が３０〜４０枚と多く、かつ必要な風量を得るには回転数が７００〜１７００ｒｐｍとなり、これによりクロスフローファンの近傍の熱交換器からファンに流入する位置で生じる特異音を抑えることが最大の課題とされている。この特異音は、その周波数がクロスフローファン５のブレード４の枚数Ｚと，毎分回転数Ｎｒｐｍの積とその倍音で現れ、通常羽根ピッチ音と呼ばれる。一般にブレード４の枚数が多いほど、また回転数が大きいほど、羽根ピッチ音の周波数が高く、聴感的に笛を吹くような音色として非常にうるさく感じられる。これに対して、この羽根ピッチ音を弱めるため、いろいろな試みが従来から行われており、その代表的な例として、実開昭５９−１６７９９０号公報に示されているような一対策案例がある。第１４図は従来のクロスフローファン５のブレード４の相対位置を示しており、ファン軸中心に対する各ブレード間のピッチ角φは等しく、その周波数特性は、第１５図に示されるように羽根ピッチ音としてＮ×ｚ／６０Ｈｚ、及びその倍音として２×Ｎ×ｚ／６０Ｈｚにピークが現れる。これに対して，対策構造を示す第１６図では、ブレード４間のピッチ角φが乱数的に配列されており、図示の対策例では、この部分から発生する羽根ピッチ音の周波数は３６０×Ｎ／（９×６０）Ｈｚ及び３６０×Ｎ／（１１×６０）Ｈｚとなる。従って、このようにクロスフローファン羽根車において、乱数的にピッチ角を配列すれば、第１７図に示したような特性となり、通常Ｎ×ｚ／６０Ｈｚ、２×Ｎ×ｚ／６０Ｈｚで現れる羽根ピッチ音及びその倍音のピークが互いに干渉し合って分散して現れる。これにより、羽根ピッチ音は聴感的には他の音と混ざって殆ど聞こえなくなる。
しかし，この対策案では第１８図に示すように音圧変動がクロスフローファン羽根車の一回転ごとに同一波形の繰り返しとして現れるため、羽根ピッチ音とは別にクロスフローファン羽根車の回転数に起因し、周波数特性としては顕著に現れないが聴感的にゴロゴロとした不快な回転音が、新たに発生し問題となる。

本発明は、上記従来の問題点を解消し、騒音のきわめて少ない空気調和機の室内ユニットを提供するものである。

上記課題を解決するために本発明は、
請求項１として、室内空気を吸気する吸い込み口が設けられた前面グリルと、前記吸い込み口から吸気された空気と冷媒とが熱交換するための熱交換器と、複数のブレードとこれを支持する支持板からなるクロスフローファン羽根車と、この羽根車を駆動するファンモータとからなる空気調和機において、前記熱交換器の気流出口面において、上下方向に最も風速が大きい箇所近傍のファン軸方向の風速分布を同ファン軸方向に変化を持たせたものである。

請求項２として、熱交換器の気流出口面において、上下方向に最も風速が大きい箇所近傍のファン軸方向の風速分布を同ファン軸方向にファンの連と対になる位置で変化させたものである。

請求項３として，吸い込みグリルの風速分布の最も大きい箇所近傍の吸い込み面積をファン軸方向に変化させたものである。

請求項４として、吸い込みグリルの風速分布の最も大きい箇所近傍の吸い込み面積をファン軸方向にファンの連と対になる位置で変化させたものである。

請求項５として、吸い込みグリルの風速分布の最も大きい箇所近傍のグリルの横格子の格子角度をファン軸方向に変化させたものである。

請求項６として、吸い込みグリルの風速分布の最も大きい箇所近傍のグリルの横格子の格子角度をファン軸方向にファンの連と対になる位置で変化させたものである。

請求項７として、熱交換器のフィンピッチをファン軸方向に変化させたものである。

請求項８として、熱交換器のフィンピッチをファン軸方向にファンの連と対になる位置ごとに変化させたものである。

請求項９として、熱交換器の上下方向に最も風速が大きい箇所近傍の熱交換器と前記クロスフローファンとの距離を同ファン軸方向に変化させたものである。

請求項１０として、熱交換器の上下方向に最も風速が大きい箇所近傍の熱交換器と前記クロスフローファンとの距離を同ファン軸方向にファンの連と対になる位置で変化させたものである。

以上のような課題を解決するための手段を備えることにより、
請求項１の発明では、クロスフローファンの空気流入部での風速をファン軸方向で変化を持たせることにより特異音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

請求項２の発明では、ファンの連ごとに、特異音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

請求項３の発明では、クロスフローファンの空気流入部での風速をファン軸方向で変化を持たせることにより特異音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

請求項４の発明では、ファンの連ごとに、特異音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

請求項５の発明では、クロスフローファンの空気流入部での風速をファン軸方向で変化を持たせることにより特異音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。
請求項６発明では、ファンの連ごとに、特異音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

請求項７発明では、クロスフローファンの空気流入部での風速をファン軸方向で変化を持たせることにより特異音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

請求項８の発明では、ファンの連ごとに、特異音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

請求項９の発明では、クロスフローファンの空気流入部での風速をファン軸方向で変化を持たせることにより特異音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

請求項１０の発明では、ファンの連ごとに、衝突音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

上記から明らかなように、本発明実施の形態１で、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングをずらせることができる。この様に、クロスフローファン軸方向に風速分布に変化を与えることにより、特異音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

また、本発明の実施の形態２で、風速分布を連ごとに変化を持たせることにより、音の発生のタイミングを連ごとにずらせることができる。この様に、この実施の形態によれば、特異音の発生するタイミングが連ごとに変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

また、本発明実施の形態３で、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングをずらせることができる。この様に、この実施の形態によれば、特異音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

また、本発明の実施の形態４で、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングを連ごとにずらせることができる。この様に、この実施の形態によれば、特異音の発生するタイミングが連ごとに変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

また、本発明の実施の形態５で、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングをずらせることができる。この様に、この実施の形態によれば、特異音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

また、本発明の実施の形態６で、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングを連ごとにずらせることができる。この様に、この実施の形態によれば、特異音の発生するタイミングが連ごとに変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

また、本発明の実施の形態７で、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングをずらせることができる。この様に、この実施の形態によれば、特異音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

また、本発明の実施の形態８で、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングを連ごとにずらせることができる。この様に、この実施の形態によれば、特異音の発生するタイミングが連ごとに変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

また、本発明の実施の形態９で、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングをずらせることができる。この様に、この実施の形態によれば、特異音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

また、本発明の実施の形態１０で、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングを連ごとにずらせることができる。この様に、この実施の形態によれば、特異音の発生するタイミングが連ごとに変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

以下本発明の実施の形態について添付図面に基づき説明する。尚、従来例と同じものについては、同じ符号を付して説明は省略する。

（実施の形態１）
図１（ａ）は、本実施の形態の構成の側面図でその断面での風速分布を示している。室内ユニットの吸い込み口２から流入された空気はグリルの格子１１間を通過し、空間部８を経て熱交換器３で熱交換した後クロスフローファン５に吸い込まれかつ吹き出され、室内ユニットの吹き出し口８から再度室内に吹き出される。図１（ａ）図に示すように、クロスフローファンの近傍部９で風速が大きくなっており、この部分で音が発生する。この音は同一のブレードでは同時に発生する。それは、熱交換器から出た空気が同時にブレード部に音を生じさせるためである。

図１（ｂ）はその風速分布をクロスフローファンの軸方向に見た図である。風速分布が、軸方向に均一となっており、音の発生するタイミングが同時であることを示している。図１（ｃ）はこの風速分布をクロスフローファン軸方向に変化を持たせた風速分布図である。この様に、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングをずらせることができる。これに関する実験の周波数特性を、それぞれ図２（ａ）、図２（ｂ）に示す。

また、図３（ａ）、図３（ｂ）は音圧の変化を示している。この様に、クロスフローファン軸方向に風速分布に変化を与えることにより、衝突音の発生するタイミングが変化し、その結果として羽根ピッチ音及びその倍音のピークを分散させることができるとともに、空気流入部及び空気流出部に生じる音圧変動も時間的に変化させることができるので、特異音のない聴感の良い低騒音の室内機が得られる。

（実施の形態２）
図４は、クロスフローファン軸方向に連ごとに風速分布に変化を持たせたことを示す図である。この様に、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングをずらせることができる。

（実施の形態３）
図５（ａ）は本実施の形態の空気調和器の室内ユニットの吸い込みグリルの正面図であり、風速分布の最も大きい箇所近傍の吸い込み面積をファン軸方向に変化させたものである。図５（ｂ）はこの風速分布図である。この様に、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングをずらせることができる。

（実施の形態４）
図６（ａ）は本実施の形態の空気調和器の室内ユニットの吸い込みグリルの正面図であり、風速分布の最も大きい箇所近傍の吸い込み面積をクロスフローファンの連に対応する位置ごとにに吸い込み面積を変化させている。図６（ｂ）はこの風速分布図である。この様に、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングを連ごとにずらせることができる。

（実施の形態５）
図７（ａ）は本実施の形態の空気調和器の室内ユニットの吸い込みグリルの断面図であり、風速分布の最も大きい箇所近傍の断面方向のグリルの横格子１１の格子角度をファン軸方向に変化させたものである。図７（ｂ）はこの風速分布図である。この様に、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングをずらせることができる。

（実施の形態６）
図８（ａ）は本実施の形態の空気調和器の室内ユニットの吸い込みグリルの断面図であり、風速分布の最も大きい箇所近傍の断面方向のグリルの横格子の格子角度をクロスフローファンの連に対応する位置ごとに変化させている。図８（ｂ）はこの風速分布図である。この様に、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングを連ごとにずらせることができる。

（実施の形態７）
図９（ａ）は本実施の形態の空気調和器のクロスフローファンと熱交換器のフィンピッチとの関係を示した図であり、風速分布の最も大きい箇所近傍の熱交換器のフィンピッチをファン軸方向に変化させたものである。図９（ｂ）はこの風速分布図である。この様に、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングをずらせることができる。

（実施の形態８）
図１０（ａ）は本実施の形態の空気調和器のクロスフローファンと熱交換器のフィンピッチとの関係を示した図であり、風速分布の最も大きい箇所近傍の熱交換器のフィンピッチをクロスフローファンの連に対応する位置ごとに変化させている。図１０（ｂ）はこの風速分布図である。この様に、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングを連ごとにずらせることができる。

（実施の形態９）
図１１（ａ）は本実施の形態の空気調和器の室内ユニットの断面図であり、風速分布の最も大きい箇所近傍の熱交換器とクロスフローファンとの距離をファン軸方向に変化させたものである。図１１（ｂ）はクロスフローファンと熱交換器との位置を示す図、図１１（ｃ）はこの風速分布図である。この様に、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングをずらせることができる。

（実施の形態１０）
図１１（ａ）は本実施の形態の空気調和器の室内ユニットの断面図であり、風速分布の最も大きい箇所近傍の熱交換器とクロスフローファンとの距離をクロスフローファンの連に対応する位置ごとに変化させている。図１２（ａ）はクロスフローファンと熱交換器との位置を示す図、図１２（ｂ）はこの風速分布図である。この様に、風速分布に変化を持たせることにより、音の発生のタイミングを連ごとにずらせることができる。

（ａ）本発明の第１の実施形態を示す空気調和機室内ユニットの側断面図（ｂ）本発明の第１の実施形態での風速分布図（ｃ）本発明の第１の実施形態で参考とする従来形態での風速分布図（ａ）本発明の第１の実施形態で参考とする従来形態の周波数特性図（ｂ）本発明の第１の実施形態での周波数特性図（ａ）本発明の第１の実施形態で参考とする従来形態の音圧変化図（ｂ）本発明の第１の実施形態での音圧変化図本発明の第２の実施形態での風速分布図（ａ）本発明の第３の実施形態を示すグリルの正面図（ｂ）本発明の第３の実施形態での風速分布図（ａ）本発明の第４の実施形態を示すグリルの正面図（ｂ）本発明の第４の実施形態での風速分布図（ａ）本発明の第５の実施形態を示す風速分布図（ｂ）（ａ）図でのＢ位置での翼断面図（ｃ）（ａ）図でのＡ位置での翼断面図（ａ）本発明の第６の実施形態を示す風速分布図（ｂ）（ａ）図でのＣ位置での翼断面図（ｃ）（ａ）図でのＢ位置での翼断面図（ｄ）（ａ）図でのＡ位置での翼断面図本発明の第７の実施形態のクロスフローファンと熱交換器のフィンピッチとの関係を示す風速分布図本発明の第８の実施形態のクロスフローファンと熱交換器のフィンピッチとの関係を示す風速分布図（ａ）本発明の第９の実施形態を示す空気調和機室内ユニットの側断面図（ｂ）本発明の第９の実施形態での風速分布図本発明の第１０の実施形態を示す側断面図及びクロスフローファンと熱交換器との位置及び風速分布図従来の空気調和機の室内ユニットの側断面図従来の空気調和機の室内ユニットのクロスフローファンのブレード部拡大断面図従来の空気調和機の室内ユニットのクロスフローファンの騒音周波数特性図従来の他の空気調和機の室内ユニットのクロスフローファンのブレード部拡大断面図従来の他の空気調和機の室内ユニットの騒音周波数特性図従来の他の空気調和機の室内ユニットの音圧変動図

符号の説明

１前面グリル（フロントパネル）
２吸い込み口
３熱交換器
４ブレード
５クロスフローファン
６ファンモータ
７支持板
８空間部
９吹き出し口
１０近傍部
１１グリル横格子

Claims

室内空気を吸気する吸い込み口が設けられた前面グリルと、前記吸い込み口から吸気された空気と冷媒とが熱交換するための熱交換器と、複数のブレードとこれを支持する支持板からなるクロスフローファン羽根車と、この羽根車を駆動するファンモータとからなる空気調和機において、前記熱交換器の気流出口面において、上下方向に最も風速が大きい箇所近傍のファン軸方向の風速分布を同ファン軸方向に変化を持たせた空気調和機の室内ユニット。
熱交換器の気流出口面において上下方向に最も風速が大きい箇所近傍のファン軸方向の風速分布を同ファン軸方向にファンの連と対になる位置で変化させた請求項１に記載の空気調和機の室内ユニット。
吸い込みグリルの風速分布の最も大きい箇所近傍の吸い込み面積をファン軸方向に変化させた請求項１に記載の空気調和機の室内ユニット。
吸い込みグリルの風速分布の最も大きい箇所近傍の吸い込み面積をファン軸方向にファンの連と対になる位置で変化させた請求１、２、３のいずれか一項に記載の空気調和機の室内ユニット。
吸い込みグリルの風速分布の最も大きい箇所近傍のグリルの横格子の格子角度をファン軸方向に変化させた請求項１に記載の空気調和機の室内ユニット。
吸い込みグリルの風速分布の最も大きい箇所近傍のグリルの横格子の格子角度をファン軸方向にファンの連と対になる位置で変化させた請求項１、２、５のいずれか一項に記載の空気調和機の室内ユニット。
熱交換器のフィンピッチをファン軸方向に変化させた請求項１に記載の空気調和機の室内ユニット。
熱交換器のフィンピッチをファン軸方向にファンの連と対になる位置ごとに変化させた請求１、２、７のいずれか一項に記載の空気調和機の室内ユニット。
熱交換器の上下方向に最も風速が大きい箇所近傍の熱交換器と前記クロスフローファンとの距離を同ファン軸方向に変化させた空気調和機の室内ユニット。
熱交換器の上下方向に最も風速が大きい箇所近傍の熱交換器と前記クロスフローファンとの距離を同ファン軸方向にファンの連と対になる位置で変化させた請求１、２、９のいずれか一項に記載の空気調和機の室内ユニット。