JP2005331212A - Plug fan chamber for air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機の送風機、特に、二枚の回転円板に回転中心から外側に向かう複数の翼部を配置して遠心力を用いて送風するプラグファン室の技術分野に属する。 The present invention belongs to the technical field of a blower of an air conditioner, and in particular, a plug fan chamber in which a plurality of wings extending outward from the center of rotation are arranged on two rotating disks and blown using centrifugal force.
従来より、空気調和機の送風機は、二枚の回転円板に回転中心から外側に向かう複数の翼部を配置し、翼部と空気の遠心力を用いて送風するプラグファンが知られており、送風出力が大きく騒音も少ないのでクリーンルーム等の多くの空気調和機に設置されており(例えば、特許文献1)、プラグファンの特徴は、シロッコファン等とは異なり翼の湾曲方向がファン回転方向とは反対であり、外周側が広く開放されていることである。
ところで、これら空気調和機のプラグファンは、外周円の周りの空気が吐き出されるが、外周にはそれを覆うように大きなチャンバーを設けて、更に方向を変えて空気をダクトや室内に供給していた。
そこで、本出願人は、空気調和機のプラグファンに大きなチャンバーを設けなくとも、コンパクトなファン室で一定方向の風量を得、かつ、必要とする風量をコンパクトなファン室内のダンパで得ることができるU字状ダンパの風量案内装置を提案している(特許文献2)。
この本出願人による先行技術のファン室の構造は、図10に示すようなものであるが、このプラグファン室は壁面には断熱材を設けた直方体からなり、直方体の前面には円形の空気が流入するベルマウス状の固定開口部fが設けられ、その直後にプラグファン(g)が駆動モータに直結されて設けられプラグファンが回転する。
直方体の右側面aと左側面bの内部には、送風口(g)の対向位置に底部d1がU字状のダンパdが設けられ、このU字状ダンパdの両端は右側面aと左側面bの上部の壁面に固定手段e1、e2によって固定され、プラグファンgによって排出される空気は、U字状ダンパdに沿って上部のダクト等に案内される。
By the way, these air conditioner plug fans discharge air around the outer circumference circle, but a large chamber is provided on the outer circumference to cover it, and the direction is further changed to supply air to the duct and the room. It was.
Therefore, the present applicant can obtain a certain amount of airflow in a compact fan room and a necessary amount of airflow with a damper in the compact fan room without providing a large chamber in the plug fan of the air conditioner. A U-shaped damper air volume guide device is proposed (Patent Document 2).
The structure of the fan chamber of the prior art by the present applicant is as shown in FIG. 10, and this plug fan chamber is formed of a rectangular parallelepiped having a heat insulating material on the wall surface, and a circular air is provided in front of the rectangular parallelepiped. Is provided with a bell mouth-like fixed opening f, and immediately after that, the plug fan (g) is directly connected to the drive motor, and the plug fan rotates.
Inside the right side surface a and the left side surface b of the rectangular parallelepiped, a damper d having a U-shaped bottom d1 is provided at a position opposite to the air blowing port (g), and both ends of the U-shaped damper d are connected to the right side a and the left side. The air fixed to the upper wall surface of the surface b by the fixing means e1 and e2 and discharged by the plug fan g is guided to the upper duct or the like along the U-shaped damper d.
ところで、前述したように大きなチャンバーを設けなくとも、コンパクトなファン室で一定方向の風量を得、かつ、必要とする風量をコンパクトなファン室内のダンパで得ることができるU字状ダンパの風量案内部材を設けた空気調和機のプラグファン室においても、なお、風向が乱れ送風効率を高める余地があることを見出した。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、U字状ダンパの風量案内部材を設けた空気調和機のプラグファン室において、簡単な構成で風向の乱れを少なく送風効率を高める空気調和機のプラグファン室を提供することにある。
By the way, as described above, it is possible to obtain airflow in a certain direction in a compact fan room without providing a large chamber, and to obtain the necessary airflow with a damper in the compact fan room. In the plug fan chamber of the air conditioner provided with the members, it has been found that there is still room for improving the blowing efficiency because the wind direction is disturbed.
The present invention has been made in view of the above points. In a plug fan chamber of an air conditioner provided with an air flow guide member of a U-shaped damper, an air conditioner that reduces airflow disturbance and improves air blowing efficiency with a simple configuration. It is to provide a plug fan room for the machine.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、プラグファン室は直方体の形状であり、該直方体の前面には円形の空気が流入する固定開口部を設け、該前面に対向する後面の外部にはファン駆動モータを取り付けたプラグファンを内蔵するファン室において、前記直方体の壁面には断熱材を設け、前記の対向する前後面と直交する側面の内部にはプラグファンの送風口が位置し、該送風口の対向位置には底部がU字状の送風案内部材を設け、前記プラグファンの側周面から吹き出される空気を案内するとともに、前記プラグファンの回転中心がU字状の送風案内部材の中央からずれて偏芯させたことを特徴とする空気調和機のプラグファン室である。 In order to solve the above-mentioned problems, according to the invention of claim 1, the plug fan chamber has a rectangular parallelepiped shape, and a fixed opening through which circular air flows is provided on the front surface of the rectangular parallelepiped, and a rear surface facing the front surface is provided. In a fan chamber containing a plug fan with a fan drive motor installed outside, a heat insulating material is provided on the wall surface of the rectangular parallelepiped, and a blower port of the plug fan is located inside a side surface orthogonal to the opposed front and rear surfaces. In addition, a U-shaped air guide member having a U-shaped bottom is provided at a position opposite to the air outlet, guides the air blown from the side peripheral surface of the plug fan, and the rotation center of the plug fan has a U-shape. It is a plug fan chamber of an air conditioner characterized by being deviated from the center of the air blowing guide member.
請求項2の発明は、請求項1において、前記U字状ダンパは柔軟な材質の板状部材よりなり、該U字状ダンパの両端は前記プラグファン室の直方体の上面の開口調整手段の移動部材に連結しているとともに、前記板状部材は前記プラグファンの送風口の半周以上に対向するようにU字状に吊り下げられ、前記開口調整手段によって板状部材の両端により形成される開口面積が前記移動部材によって可変とする風量調整手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機のプラグファン室である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the U-shaped damper is made of a flexible plate-shaped member, and both ends of the U-shaped damper are moved by the opening adjusting means on the upper surface of the rectangular parallelepiped of the plug fan chamber. The plate-like member is suspended in a U-shape so as to be opposed to more than half a circumference of the blower opening of the plug fan, and is formed at both ends of the plate-like member by the opening adjusting means. The plug fan chamber of an air conditioner according to claim 1, further comprising an air volume adjusting means whose area is variable by the moving member.
本発明は、前記のような構成であるので、空気調和機のプラグファンにおいても、大きなチャンバーを設けなくとも、コンパクトなファン室で一定方向の風量を得、かつ、ファン室内のダンパで必要とする風量を得ることができるという効果が得られ、更に、ファン室となる直方体の壁面を断熱材や防音材を用いたものとしたので、特に断熱材のある枠体内である必要が無く外部に露出してもよく、プラグファンの設置が容易になるという効果が得られる。
また、送風案内部材としてU字状ダンパを用い、更に、ファン室内でのファンの位置を偏芯させるという簡単な構成で、送風がより整流化され、送風効率の向上が計れるという効果が得られる。
Since the present invention is configured as described above, even in a plug fan of an air conditioner, an air flow in a certain direction can be obtained in a compact fan room and a damper in the fan room is necessary without providing a large chamber. In addition, the rectangular parallelepiped wall used as the fan chamber is made of heat insulating material and soundproofing material, so it is not necessary to be inside the frame with heat insulating material. It may be exposed, and the effect of facilitating the installation of the plug fan is obtained.
In addition, a simple configuration in which a U-shaped damper is used as the air blowing guide member and the position of the fan in the fan chamber is decentered, so that the air flow is further rectified and the air blowing efficiency can be improved. .
本発明は、空気調和機のプラグファンに専用のコンパクトな直方体のファン室を設け、ファン室内にプラグファンに隣接して送風案内部材を設け、ファン室を断熱材で覆うことが本発明の特徴の一つであり、更に、送風案内部材をU字状ダンパとして送風効率を向上させ、かつ、組み立てが簡単でコンパクトにしたものである。 The present invention is characterized in that a compact rectangular parallelepiped fan chamber is provided for a plug fan of an air conditioner, a ventilation guide member is provided adjacent to the plug fan in the fan chamber, and the fan chamber is covered with a heat insulating material. Furthermore, the air blowing guide member is used as a U-shaped damper to improve the air blowing efficiency, and the assembly is simple and compact.
以下、本発明をプラグファン(送風機)に用いた好適な第1の実施例を図面に沿って説明する。
図1は、実施例1のプラグファン室1の壁面には断熱材を設けた直方体2の側面からの断面図であり、直方体2の前面21には円形の空気が流入するベルマウス状の固定開口部3を設け、ファン室1にはプラグファン4が駆動モータ5に直結されて設けられ、この駆動モータ5は前面21の対向する後面22の外部であって強固な駆動モータ取付架台51に取り付けられている。
固定開口部3は、図1、2に示すように、直方体2の前から空気を吸い込み、プラグファン4の回転中心の空洞部44に導くもので、前面21に固定されている。このプラグファン4は、ランナとなる二枚の上円形外枠41と下円形外枠42から構成され、この二枚の上下円形外枠41,42の間には複数のブレード43が固着され、固定開口部3に続く中心空洞部44の周りに回転中心から外側に向かうように、ブレード43の複数枚が円周上に等間隔に配置してあり、空気自体の遠心力によって、側面の送風口45から円周方向に放出される。
Hereinafter, a preferred first embodiment in which the present invention is used for a plug fan (blower) will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view from the side of a
As shown in FIGS. 1 and 2, the fixed
前述した対向する前後面21,22に直交する右側面23と左側面24の内部にはプラグファン4の送風口45が位置し、これに対向するように送風案内部材6を設けるが、送風案内部材6は送風口45の対向位置には底部61がU字状のダンパ(送風案内部材)6であって、柔軟な材質の板状部材よりなり、U字状ダンパ6の両端はファン室1の直方体の右側面23と左側面24の上部の壁面に固定手段71,72によって固定される。
板状部材は柔軟な材質であるが、例えばステンレス等の板状部材を単に直方体2の右側面23と左側面24の上部の壁面に固定するだけで、プラグファン4の送風口45の半周以上に対向するように、且つ左右対称のU字状の側断面形状に吊り下げられ、送風案内手段が形成される。このU字状ダンパ6によって、プラグファンによって排出される空気は、特に下半分の領域の送風はU字状ダンパ6に沿ってスムーズにプラグファン室1の上部のダクト(図示せず)等に案内される。
An
The plate member is made of a flexible material. For example, a plate member such as stainless steel is simply fixed to the upper wall surface of the
前記プラグファン4を駆動モータ取付架台51に固定するが、図3、図4に示すように、駆動モータ取付架台51は中央からずれた位置にあり、プラグファン4の回転中心も、前記U字状ダンパの送風案内部材の中央からずれて偏芯するような位置にある。
ここで、プラグファン室1の右側面23と左側面24に対する偏芯させる側は、図2に示されるようなブレード43の形状、すなわち、ブレード43の湾曲方向が時計方向である場合には、プラグファン4は反時計回り(矢印A)に回転してU字状ダンパ6に向けて空気を放出するが、ブレード43自体の回転方向の右側面23に空気量が多い傾向がある。したがって、実施例1においては、ファン4は図3に示すように左側に偏芯させた方が好ましい。
この偏芯の度合いは大きいほど整流効果が認められるが、余り片寄ってプラグファン4が右側面23と左側面24の壁に近接しすぎるとファンの送風作用に支障を来し結果として送風効率が低下する。この送風作用に支障を来す接近距離は一般にプラグファンのランナの直径に関連し、実施例1ではプラグファン4のランナ直径をDとすると、送風作用に支障を来さない接近距離、即ち、性能確保保証条件は0.75Dであるので、実施例1でも図3に示すように、プラグファン4の中心から右側面23の距離は1.5Dとし、プラグファン4の中心から左側面24の距離は0.75Dとしたもので、プラグファン室1の右側面23と左側面24の内部の距離を2.25Dとした。
更に、直方体2の側面21,22,23,24と底面25の各壁面には断熱機能と防音機能を有する断熱材を設け、底面25にはチャンバー等に固定する固定枠体等を設けて容易に固定できるようにし、駆動モータ5は側面22の外部の強固な駆動モータ取付架台51に取り付けられていて、直方体2の強度の負担を軽くしている。
上述した実施例1でのプラグファン4の位置を1.5D/0.75D偏芯の比率した場合と、図10に示す先行技術での偏芯しない比率1との比較実験結果を説明する。なお、両者の構成は偏芯以外は同じである。
The
Here, the side to be eccentric with respect to the
The greater the degree of eccentricity, the more the rectifying effect is recognized. However, if the
Furthermore, heat insulating materials having heat insulating and soundproofing functions are provided on the
A comparison experiment result between the case where the position of the
図5のグラフは風量−静圧の関係を表した図で、ファンの所定回転数におけるファンの性能特性を表したもので、ファンを中央に配置した先行技術である比較例の場合と、実施例1の偏芯させた場合とでの同一回転数での性能を実測した実験結果であり、同じ風量で静圧が大きいほうが性能がよいことになる。
そこで、図5のグラフを検討すると、例えば、風量が10000m3/hでは比較例に比べて実施例1の方が静圧がほぼ250Pa優り、全ての風量で実施例のほうが優っていることが判る。この際の必要な負荷動力を図6の風量−軸動力のグラフで表すが、先行技術の比較例の場合と実施例1の場合とでは負荷動力ほぼ一致し、風量が10000m3/hでは、かえって、実施例1のほうが負荷動力が小さいことが判る。したがって、同じ風量で、静圧が高くてもより多くの軸動力を使っていては仕事量として変わらない場合があるが、実施例1の場合は比較例の場合に比べて静圧が高く且つ仕事量も同じか、それ以下である。
これらのことから、風量と回転数と軸動力の計算にて効率を計算したのが図7のグラフであるが、風量を横軸に静圧効率を縦軸にしており、単純にグラフの線が上にあるほど効率が良いファンであると言えるが、図7のグラフから判るように、例えば、風量が10000m3/hでは実施例1の方がほぼ15%程度静圧効率が優り、全ての風量で静圧効率は実施例1の構成の方が優っていることが判る。
上記の構成であるので、その作用は、従来の空気調和機のように大きなチャンバーを設けなくとも、コンパクトなファン室1で一定方向の風量を得、かつ、ファン室1内のダンパで必要とする風量を得ることができ、この際に、U字状ダンパ6の板状部材は直方体2内に納められていることから、ダンパが側壁に密着していなくとも、送風が外に漏れることなく、全てが開口から吹き出されることになり、また、板状部材のU字状ダンパ6を設け、且つ、プラグファン4の回転中心もU字状ダンパ6の送風案内の中央からずれて偏芯するような位置にあるので、プラグファンの送風をより効率よく導くことができるという作用も有する。
この実施例1の整流作用はU字状ダンパに沿って上部のダクト等に案内されるが、プラグファン室1内でプラグファン4の位置を偏芯することによって、図3の点線と矢印で示すように、空気の流れがより固定され整流効果が向上したものと考えられる。
The graph of FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the air volume and the static pressure, and shows the performance characteristics of the fan at a predetermined number of rotations of the fan. It is the experimental result which measured the performance in the case of making eccentricity of Example 1 and the same rotation speed, and the one where the static pressure is large with the same air volume will have better performance.
Therefore, when the graph of FIG. 5 is examined, for example, when the air volume is 10,000 m 3 / h, the static pressure of Example 1 is approximately 250 Pa higher than that of the comparative example, and the example is superior for all the air volumes. I understand. The required load power at this time is represented by the graph of air volume-shaft power in FIG. 6. In the case of the comparative example of the prior art and the case of Example 1, the load power is almost the same, and when the air volume is 10000 m 3 / h, On the contrary, it can be seen that the load power is smaller in Example 1. Therefore, even if the static pressure is high with the same air volume, there is a case where the amount of work does not change if more shaft power is used. However, in the case of Example 1, the static pressure is higher than in the comparative example and The workload is the same or less.
From these facts, the efficiency is calculated by calculating the air volume, the rotation speed, and the shaft power in the graph of FIG. 7, but the air volume is plotted on the horizontal axis and the static pressure efficiency is plotted on the vertical axis. It can be said that the fan is more efficient as the value is higher. However, as can be seen from the graph of FIG. 7, for example, when the air volume is 10,000 m 3 / h, the static pressure efficiency of Example 1 is approximately 15%, It can be seen that the configuration of Example 1 is superior in the static pressure efficiency with the air volume.
Since it is the above configuration, its action is obtained by a compact fan room 1 with a certain amount of airflow and a damper in the fan room 1 without requiring a large chamber as in the conventional air conditioner. In this case, since the plate-like member of the
The rectifying action of the first embodiment is guided along the U-shaped damper to the upper duct or the like, but by decentering the position of the
また、プラグファン4が直方体のファン室に収納され、ファン室が直方体であることから設置が容易となり、このことは、平坦な底面にはファン室を固定する架台を設けることにより更に設置が容易となり、駆動モータ5は側面22の外部の強固な駆動モータ取付架台51に取り付けられ、架台51はチャンバー内や床に固定するので直方体2自体の強度はプラグファンに対応すればよく、プラグファン室自体を軽量にすることができる。
更に、プラグファン室1となる直方体2の壁面は、断熱材や防音材が設けられているので、チャンバー自体に断熱材を設ける必要が無く、場合によってはプラグファン室1をチャンバーの外部に露出してもよい。
Moreover, since the
Furthermore, since the wall surface of the
次に、第2の実施例を図8、図9に沿って説明する。
第2の実施例は、第1の実施例の送風案内部材であるU字状ダンパ6に開口調整手段9を設けて、送風量調整が可能な可動U字状ダンパ8としたもので、それ以外の構成は実施例1と同じである。
可動U字状ダンパ8は柔軟な板状部材であって、図8,図9に示すように、プラグファン4の送風口45の半周以上を、送風口45から所定以上の間隔を保ってU字条に覆ったもので、U字条の上端の一対の移動端部81が左右に移動して開口部Xを形成して、この上端の開口部Xから送風する。
プラグファン4の装着位置は、実施例1と同様に、駆動モータ取付架台51に固定するが、図9に示すように、駆動モータ取付架台51は中央からずれた位置にあり、プラグファン4の回転中心も、前記U字状ダンパの送風案内部材の中央からずれて偏芯するような位置にある。
この偏芯の比率も、実施例1と同様に、実施例2も偏芯の比率を1.5D/0.75Dに設定した。
また、直方体2の側面21,22,23,24と底面25の各壁面には断熱機能と防音機能を有する断熱材を設け、底面25にはチャンバー等に固定する固定枠体を設けて容易に固定できるようにし、駆動モータ5は側面22の外部の強固な駆動モータ取付架台51に取り付けられていて、直方体2の強度の負担を軽くしていることも、実施例1と同じ構成である。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, an opening adjusting means 9 is provided in the
The movable
The mounting position of the
Similarly to Example 1, this eccentricity ratio was set to 1.5D / 0.75D in Example 2.
In addition, a heat insulating material having a heat insulating function and a soundproof function is provided on each of the side surfaces 21, 22, 23, 24 and the
この開口部Xは、送風量調整が可能なようにその面積が可変になるように開口調整手段9が設けられる。この開口調整手段9は、プラグファン室1において対向する右側面23と左側面24とに軸受23a,24aとを介して調整ネジ棒91を掛け渡し、この調整ネジ棒91は中央からネジの向きが反対に設けられる。
この調整ネジ棒91に係合して一対のナット部92が設けられ、ナット部92に実施例1と同様に、可動U字状ダンパ8の板状部材の端部には、一対の移動端部81が設けられるが、実施例1と同様に、回動軸を中心にして回動する蝶番を介してナット部92に揺動自在に設けられる。
また、調整ネジ棒91の右側面23と左側面24との一方の外側の端部にはハンドル93が設けられ、ハンドル93を回動することによって調整ネジ棒91が回動し、調整ネジ棒91は中央からネジの向きが反対に設けられていることから、係合するナット部92は、開口が狭まる方向、又は、開口が広がる方向に移動し、開口部Xもそれに応じてその開口面積を変えることができる。
この実施例2は、単に、可動U字状ダンパ8の板状部材を移動端部81を介して吊るだけの構成であるので、実施例1の作用効果に加えて、更に、極めて簡単な構造となり、安価であり、組み立てや保守が容易となる。
The opening X is provided with opening adjusting means 9 so that the area of the opening X can be adjusted so that the air flow rate can be adjusted. The opening adjusting means 9 spans an adjusting
A pair of
In addition, a
Since the second embodiment is simply configured to suspend the plate-like member of the movable
なお、本発明の特徴を損うものでなければ、上記の実施例に限定されるものでないことは勿論である。
本発明の空気調和機のプラグファンのファン室は、空気調和機に限らず、送風機を用いる同種の機器、例えば、冷凍機等にも適用が可能である。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments as long as the features of the present invention are not impaired.
The fan chamber of the plug fan of the air conditioner of the present invention is not limited to an air conditioner and can be applied to the same type of equipment using a blower, for example, a refrigerator.
1…プラグファン室、
2…直方体、21…前面、22…後面、23…右側面、24…左側面、25…底部、
23a,24a…軸受け
3…固定開口部、
4…プラグファン、41…上円形外枠、42…下円形外枠、43…ブレード、
44…空洞部、45…送風口、
5…駆動モータ、51…駆動モータ取付架台、
6…U字状ダンパ(送風案内部材)、61…底部、71,72…固定手段
8…可動U字状ダンパ、81…移動端部、
9…開口調整手段、91…調整ネジ棒、92…ナット部、93…ハンドル、
1 ... Plug fan room,
2 ... rectangular parallelepiped, 21 ... front, 22 ... rear, 23 ... right side, 24 ... left side, 25 ... bottom,
23a, 24a ...
4 ... Plug fan, 41 ... Upper circular outer frame, 42 ... Lower circular outer frame, 43 ... Blade,
44 ... Cavity, 45 ... Blower,
5 ... Drive motor, 51 ... Drive motor mounting base,
6 ... U-shaped damper (air blowing guide member), 61 ... bottom, 71,72 ... fixing means 8 ... movable U-shaped damper, 81 ... moving end,
9 ... Opening adjustment means, 91 ... Adjustment screw rod, 92 ... Nut, 93 ... Handle,
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