JP2006242554A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は遠心送風機の性能要因の１つであるディフューザ効果を促進し、高静圧で高効率な遠心送風機を実現する。
【解決手段】本発明の空気調和機は、吸い込み部と吹き出し部を設けた室内ユニット１内に送風機室３と熱交換器室４を区画する仕切り板２が設けられ、送風機室内には遠心ファン６を内装したファンケーシング７が配置され、前記遠心ファン６を駆動するモータ８を備え、前記ファンケーシング７のディフューザ１４を構成する舌部９が少なくとも２つの円弧Ｒ１、Ｒ２で形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、分離型空気調和機の室内ユニットに関するものである。

従来、この種の空気調和機としては、例えば、図６に示すような構成が一般に知られている。（特許文献１参照）。
すなわち、図６に示す空気調和機は、天井や屋根裏などの高所に取り付けられ使用されるダクトタイプや天井吊りタイプ等の空気調和機である。この空気調和機はユニット１０１の後部下面に空気吸い込み口１０２を備え、前面および前部下面にそれぞれ空気吹き出し口１０３，１０４を有する。前記ユニット１０１内に、ファン１０５Ａを内装したケーシング１０５、前記ファン１０５Ａを駆動するファンモータ１０５Ｂおよび熱交換器１０６を配設して構成されている。
特公平６―７４９２０号公報

前記従来の空気調和機の構成では、一般的に渦巻き形状のケーシング１０５が用いられ、ケーシング１０５の吹き出し部を構成するディフューザは、ファン１０５Ａに近い舌部を有し、舌部から熱交換器１０６側に延びたケーシングの開口部を備えている。

前記ディフューザはケーシングとともに空気の速度エネルギーを圧力のエネルギーに変換する重要な構成要素であり、ディフューザの長さが長ければ長いほど変換量が大きく、高静圧でかつ高性能な送風性能が得られる。従来からこのディフューザの送風性能のさらなる向上が望まれていた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、送風機のケーシングのディフューザ効果を更に促進させ、より高静圧で高性能な送風性能が得られる空気調和機の提供を目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は吸い込み部と吹き出し部を設けた室内ユニット内に送風機室と熱交換器室を区画する仕切り板が設けられ、送風機室には遠心ファンを内装したファンケーシングが配置され、前記遠心ファンを駆動するモータを備えた空気調和機において、前記ファンケーシングのディフューザを構成する舌部が少なくとも２つの円弧で形成されたことを特徴とするものである。

本発明の空気調和機は、このディフューザを構成する舌部形状によって、ディフューザの実質的な長さを延ばし、送風機のケーシングのディフューザ効果を更に促進させ、より高静圧で高性能な送風性能が得られる。

第１の発明は、ファンケーシングのディフューザを構成する舌部が少なくとも２つの円弧で構成されることによって、ディフューザの実質的な長さを延ばし、送風機のファンケーシングのディフューザ効果を更に促進させ、より高静圧で高性能な送風特性を実現させることができる。

第２の発明は、前記舌部を構成する２つ円弧のそれぞれの両端部に接する接線がなす角度が鈍角であることによって、ファン近傍の空気流れの剥離や逆流を抑えることができる。

第３の発明は、前記舌部を構成する２つの円弧は、曲線でつなぐことにより、空気の流れをより、舌部やディフューザに沿わせて、送風機の効率を向上させることができる。
第４の発明は、前記ケーシングのディフューザを上流から下流にかけて徐々に拡大する舌部形状に構成することにより、ファンから吹き出される空気の速度エネルギーをスムースに圧力エネルギーへ変換させ、高効率な送風機を実現することができる。

第５の発明は、前記遠心ファンの径Ｄと前記舌部を構成する円弧Ｒ１，Ｒ２の関係が０．０２５≦Ｒ１／Ｄ≦０．１１および０．１４≦Ｒ２／Ｄ≦０．２２の範囲内にある送風機を提供する事により、更なる高性能化に対する形状の最適化を可能とし、これにより、汎用性のある高性能な送風機を実現することができる。

第６の発明は、前記舌部に多孔質材料を用いることにより、舌部付近での空気の圧力脈動を抑制し、騒音を低減することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における空気調和機の断面図を示すものである。図１に示すように、空調機本体１の内部は仕切り板２によって、送風機室３と熱交換器室４とに区画されている。

送風機室３内には、遠心ファン６を内装したファンケーシング７を備えている。前記遠心ファン６はモータ８により駆動される。送風機室３の後部下面には吸い込み部５を備え、送風機室３内に空気が流入する。また、送風機室３と熱交換器室４の境界部分に前記ファンケーシング７のディフューザ１４の一部を構成する舌部９が配置されている。ディフューザ１４の主要部分は熱交換器室４に配置されている。

熱交換器室４内は、前記ディフューザ１４の開口部と対向させて、側板に支持された熱交換器１０が配置されている。この熱交換器１０の下部にドレンパン１１が設けられている。

また、熱交換器室４の前面には、風向変更装置１２を具備した吹き出し部１３を備えている。
以上のように構成された空気調和機の作用を以下に説明する。モータ８の駆動により、室内の空気は吸い込み部５から送風機室３内に流入する。送風機室３内に流入した空気は、ファンケーシング７の両吸い込み側に沿って、ファンケーシング７内に流入し、遠心ファン６によって昇圧され、その後、ファンケーシング７の渦巻き形状に沿って速度エネルギーから圧力エネルギーへ変換される。更に、空気はディフューザ１４によって、圧力が増加しながらディフューザ１４の開口部より吹き出され、熱交換器１０を通過し、熱交換されて風向変更装置１２により風向が変更され、吹き出し部１３から再び室内へ送り出される。

図２は、本発明の第１と第２の実施の形態における空気調和機のファンケーシング７のディフューザ１４の開口部の一部を省略した要部拡大図を示すものであり、ディフューザ１４の一部を構成している本発明の舌部９の形状を従来の形状（破線）と比較して示している。図３は本発明の実施の形態における空気調和機の要部である舌部を示す要部解説図である。

舌部９は図２および図３に示すように、２つの円弧Ｒ１、Ｒ２から形成されており、かつそれぞれの円弧の両端部に接する接線がなす角度は鈍角（Θ１、Θ２）になっている（図３参照）。この鈍角形状にすることによって、ディフューザ１４を徐々に拡大させ、舌部９の長さを少しでも延ばすことができる。

本発明は図２に示すように、破線に示す従来のような舌部形状よりも直径Ｄの遠心ファン６に近い半径Ｒ１の円弧部から吹き出し側へ少し離れた所に更にもう一つ半径Ｒ２の円弧部を設ける舌部９を形状している。このため、本発明ではファンケーシング７より空気が吹き出される際、まず円弧Ｒ１で、剥離や吸い込み側への空気の逆流が抑制され、従来に比べ実質の舌部の長さが延ばされた舌部９に沿いながら、空気の静圧を上昇させていき、次に、円弧Ｒ２より滑らかに拡大するディフューザに沿って、ディフューザ効果を更に促進させ、高静圧でかつ高効率な送風性能を実現させることができる。

以上のように、本実施の形態１では、ファンケーシング７のディフューザ１４を構成する舌部９を少なくとも２つの円弧Ｒ１、Ｒ２で構成することによって、ディフューザ１４の実質的な長さを延ばし、送風機のファンケーシング７のディフューザ効果を更に促進させ、より高静圧で高性能な送風特性を実現させることができる。

また、本実施の形態１では、舌部９を構成する２つ円弧Ｒ１、Ｒ２のそれぞれの両端部に接する接線がなす角度が鈍角であることによって、遠心ファン６近傍の空気流れの剥離や逆流を抑えることができる。

さらに、本実施の形態１では、舌部９を構成する２つの円弧Ｒ１、Ｒ２は、曲線でつなぐことにより、空気の流れをより、舌部９やディフューザ１４に沿わせて、送風機の効率を向上させることができる。

（実施の形態２）
また本発明の第２の実施の形態では、図２及び図３に示すように、ディフューザ１４も含めて、少なくとも２つの円弧部Ｒ１、Ｒ２を持った舌部９を上流から下流にかけて徐々に拡大する舌部形状に構成としている。具体的には、舌部９を構成する２つの円弧Ｒ１、Ｒ２の接線がなす角度（Θ１、Θ２）は上流側の角度Θ１が下流側の角度Θ２より小さくなっている。

以上のように、本実施の形態では、舌部９を上流から下流にかけて徐々に拡大する舌部形状に構成していることにより、遠心ファン６から吹き出される空気の速度エネルギーをスムースに圧力エネルギーへ変換させ、高効率な送風機を実現することができる。

（実施の形態３）
図４（Ａ），（Ｂ）は、本発明の遠心ファン６の径Ｄと舌部９の円弧半径Ｒ１，Ｒ２の比に対する遠心ファンの効率の変化を示したグラフである。この結果より、Ｒ１／Ｄの範囲を０．０２５≦Ｒ１／Ｄ≦０．１１とし、Ｒ２／Ｄの範囲を０．１４≦Ｒ２／Ｄ≦０．２２に最適設計することにより、高い効率が維持できる送風機を設計することができる。

直径Ｄの遠心ファン６から吹き出される空気の流れがＲ１部へ流れる際、Ｒ１／Ｄ＜０．０２５の場合はＲ１部の円弧が小さいため、流れの衝突による剥離や、ファン６と円弧Ｒ１の中点との隙間が狭くなり、干渉音が発生しやすくなる。逆にＲ１／Ｄ＞０．１１場合は、ファン６と円弧Ｒ１の中点との隙間が広くなり、漏れが生じやすくなり、吸い込み側への逆流が発生する恐れがある。

また、Ｒ２部よりディフューザは更に拡大されているため、Ｒ２／Ｄ＜０．１４の場合はＲ２部で急にディフューザが拡大され、流れの剥離を起こす恐れがあり、Ｒ２／Ｄ＞０．２２場合はディフューザの長さが短くなり、効率低下を招く恐れがある。

本実施の形態３では、遠心ファン６の径Ｄと舌部９を構成する円弧Ｒ１，Ｒ２の関係が０．０２５≦Ｒ１／Ｄ≦０．１１および０．１４≦Ｒ２／Ｄ≦０．２２の範囲内にある送風機を提供する事により、更なる高性能化に対する形状の最適化を可能とし、これにより、汎用性のある高性能な送風機を実現することができる。

（実施の形態４）
図５は、本発明の第４の実施の形態における送風機室３の要部拡大図を示すものであり、舌部９の先端が多孔質材料１５で形成されるものである。この舌部９は、実施の形態１における舌部９の円弧Ｒ１、Ｒ２を維持しながら多孔質材料１５で形成されるものである。

本実施の形態４では、多孔質材料１５を用いることにより、舌部９付近での空気の圧力脈動を抑制し、騒音を低減することができる。

本発明の空気調和機は、ファンケーシングのディフューザを構成する舌部が少なくとも２つの円弧で構成されることによって、ディフューザの実質的な長さを延ばし、送風機のファンケーシングのディフューザ効果を更に促進させ、より高静圧で高性能な送風特性を実現させることができるので、空気調和関連に限らず、遠心ファンを用いた様々な機器等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における空気調和機の断面図である。 本発明の第１と第２の実施の形態における空気調和機の送風機室の要部拡大図である。 本発明の第１と第２の実施の形態における空気調和機の要部解説図である。 本発明のファンの径Ｄと舌部の円弧半径Ｒ１，Ｒ２の比に対するファンの効率の変化を示したグラフである。 本発明の実施の形態４における空気調和機の送風機室の要部拡大図である。 従来の空気調和機の断面図である。

符号の説明

１ 空調機本体（室内ユニット）
２ 仕切り板
３ 送風機室
４ 熱交換器室
５ 吸い込み部
６ 遠心ファン
７ ファンケーシング
８ モータ
９ 舌部
１０ 熱交換器
１３ 吹き出し部
１４ ディフューザ
１５ 多孔質材

Claims (6)

1. 吸い込み部と吹き出し部を設けた室内ユニット内に送風機室と熱交換器室を区画する仕切り板が設けられ、送風機室には遠心ファンを内装したファンケーシングが配置され、前記遠心ファンを駆動するモータを備えた空気調和機において、
   前記ファンケーシングのディフューザを構成する舌部が少なくとも２つの円弧で形成されたことを特徴とする空気調和機。
2. 前記舌部を構成する２つ円弧のそれぞれの両端部に接する接線がなす角度が鈍角である請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記舌部を構成する２つの円弧は、曲線でつながっている請求項１に記載の空気調和機。
4. 前記ファンケーシングのディフューザまたは舌部が上流から下流にかけて徐々に拡大する請求項１に記載の空気調和機。
5. 前記遠心ファンの径Ｄと前記舌部を構成する円弧Ｒ１、Ｒ２の関係が０．０２５≦Ｒ１／Ｄ≦０．１１、０．１４≦Ｒ２／Ｄ≦０．２２の範囲内にある請求項１に記載の空気調和機。
6. 前記舌部に多孔質材料を用いた請求項１に記載の空気調和機。

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