JP2006336514A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 サージングを抑制しつつ，クロスフローファンの駆動モータにおける消費電力の増大や騒音の発生を防止することができる空気調和機を提供することにある。
【解決手段】 スタビライザ３が，前記スタビライザ３の長手方向両端部の近傍を除く部位においてクロスフローファン４からの空気を受ける受け部６２と，前記スタビライザ３の長手方向両端部の近傍に設けられ，該クロスフローファン４からの空気を受ける受け面６１ａの前記クロスフローファン４の外周面４ａに対する傾斜度（傾斜角θ１）が前記受け部６２における前記クロスフローファン４からの空気を受ける受け面６２ａの前記クロスフローファン４の外周面４ａに対する傾斜度（傾斜角θ２）よりも大きい受け部６１と，を有して構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は，クロスフローファンを備えた空気調和機に関し，特に，前記クロスフローファンに対向して配置されるスタビライザの形状に関するものである。

図３に示す空気調和機Ｙ１において，不図示の吸気口から吸気された空気が熱交換器１０１から吹き出し口１０２に導かれる通気経路上に設けられたスタビライザ１０３とクロスフローファン１０４との間に形成される間隙ｔは，前記クロスフローファン１０４の回転数と送風量との関係（送風効率）を大きく左右する。そのため，前記間隙ｔは，前記クロスフローファン１０４の全域に亘って最高風量を得ることができるような一定寸法に設計される。また，前記空気調和機Ｙ１は，前記クロスフローファン１０４から吐出される空気を受ける前記スタビライザ１０３の受け面１０３ａと，前記クロスフローファン１０４の外周面１０４ａとの傾斜角αが小さくなるように，即ち前記受け面１０３ａが前記外周面１０４ａに略沿うように構成されている。なお，図３（ａ）は，前記空気調和機Ｙ１の側断面図を示す図３（ｂ）におけるＣ−Ｃ矢視図，図５（ａ）は前記空気調和機Ｙ１の通気経路における圧力分布を示す図である。
ここで，前記空気調和機Ｙ１では，図５（ａ）に示すように，前記空気調和機Ｙ１の通気経路上においては，前記クロスフローファン１０４から前記吹き出し口１０２に向かう方向（下流方向）に行くにつれて圧力が上昇する正の圧力こう配，いわゆる逆圧力こう配（adverse pressure gradient）の圧力分布が形成されている。そのため，前記逆圧力こう配に打ち勝つ程度の風速が必要となるが，前記クロスフローファン１０４の両端部近傍では，側方への空気の漏れにより風速が小さくなるため，前記逆圧力こう配に打ち勝つ流速が得られず，逆流が生じることがある。逆流が生じるとサージング現象を引き起こし，例えば前記クロスフローファン１０４が著しく振動して騒音を生じることが問題となる。
この問題は，前記クロスフローファン１０４の両端部近傍における風速を前記逆圧力こう配に打ち勝つ程度まで増加させることにより改善することができる。例えば，前記クロスフローファン１０４の両端部だけ前記間隙ｔの幅が狭くなるように構成して，該両端部の風速を前記逆圧力こう配に打ち勝つ程度まで高めることにより逆流を防止してサージングを抑制する技術が知られている（例えば，特許文献１参照）。但し，この場合には，前記スタビライザ１０３と前記クロスフローファン１０４との間隙が不均一となるため，前記クロスフローファン１０４の回転バランスがくずれ，該クロスフローファン１０４からの送風量が低下するという問題が生じる。

一方，図４に示す空気調和機Ｙ２のように，前記スタビライザ１０３の長手方向の全域に亘って形成された受け面１０３ｂと前記クロスフローファン１０４の外周面１０４ａとの傾斜角βを，前記空気調和機Ｙ１における傾斜角α（図３（ｂ）参照）よりも大きく設計して該受け面１０３ｂが該クロスフローファン１０４から風を受ける面積を拡大させることにより，サージングを抑制することも可能である。ここに，図４（ａ）は前記空気調和機Ｙ２の側断面図を示す図４（ｂ）におけるＤ−Ｄ矢視図，図５（ｂ）は前記空気調和機Ｙ２の通気経路における圧力分布を示す図である。
図５（ｂ）に示すように，前記空気調和機Ｙ２では，例えば圧力が３〜０Ｐａの領域Ｐ２が，前記空気調和機Ｙ１におけるその領域Ｐ２（図５（ａ）参照）よりも拡大されている。このように，前記空気調和機Ｙ２における送風経路では，前記スタビライザ１０３近傍の圧力が高められるため，前記クロスフローファン１０４から吐出された空気の逆流が防止され，サージングの発生が抑制される。
なお，前記空気調和機Ｙ２では，前記間隙ｔを，最高風量を得ることができる一定に設計することができるため，前記特許文献１の技術とは異なり前記クロスフローファン１０４の風量は低減しない。
特開平１−３１３６９８号公報

しかしながら，前記空気調和機Ｙ２（図４参照）では，前記クロスフローファン１０４の長手方向の全域に亘って圧力が高められるため，該クロスフローファン１０４にかかる回転負荷が著しく高くなる。これにより，前記クロスフローファン１０４を駆動する前記駆動モータ１０５の負荷が著しく増大するため，該駆動モータ１０５における消費電力の増大や騒音の発生が問題になる。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，サージングを抑制しつつ，クロスフローファンの駆動モータにおける消費電力の増大や騒音の発生を防止することができる空気調和機を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は，吸気口から吹き出し口への通気経路上に配設され，前記吸気口から吸気した空気を前記吹き出し口から送出する長尺状のクロスフローファンと，前記クロスフローファンの長手方向の略全域との間に所定の間隙を形成すると共に該クロスフローファンから外周方向に吐出される空気を受ける長尺状のスタビライザと，を備えてなる空気調和機に適用されるものであって，前記スタビライザが，前記スタビライザと前記クロスフローファンの長手方向の略全域とが最も近接する近接部から空気の下流側に向けて前記所定の間隙が広くなる傾斜を有してなり，前記近接部に形成される前記所定の間隙が一定，且つ前記スタビライザの長手方向両端部近傍における前記傾斜の傾斜度が該スタビライザの長手方向中央部近傍における前記傾斜の傾斜度よりも大きくなるように形成されてなることを特徴とする空気調和機として構成される。
本発明によれば，前記クロスフローファンの長手方向両端部近傍の圧力を高くすることができるためサージングを抑制することができ，また，前記クロスフローファンの回転負荷を著しく増大させる構成ではないため，該クロスフローファンを駆動する駆動モータにおける消費電力の増大や騒音の発生を防止することができる。さらに，前記近接部に形成される前記所定の間隙を一定に設計しているため，前記クロスフローファンによる送風量の減少を防止することができる。
また，前記スタビライザの長手方向両端部や前記スタビライザの長手方向中央部を前記スタビライザに着脱可能に構成することにより，前記スタビライザにおける長手方向両端部や長手方向中央部各々の形状を容易に変更して所望の送風特性を得ることができ，保守性及び設計の柔軟性に優れる。

本発明によれば，前記クロスフローファンの長手方向両端部近傍の圧力を高くすることができるためサージングを抑制することができ，また，前記クロスフローファンの回転負荷を著しく増大させる構成ではないため，該クロスフローファンを駆動する駆動モータにおける消費電力の増大や騒音の発生を防止することができる。さらに，前記近接部に形成される前記所定の間隙を一定に設計しているため，前記クロスフローファンによる送風量の減少を防止することができる。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る空気調和機Ｘ１の概略構成図であって，図１（ａ）は前記空気調和機Ｘ１の側断面図を示す図１（ｂ）におけるＡ−Ａ矢視図である。
前記空気調和機Ｘ１は，図１（ｂ）に示すように，当該空気調和機Ｘ１の前面下部に設けられた不図示の吸気口から吸気された空気を当該空気調和機Ｘ１の前面上部に設けられた吹き出し口２へ導く通気経路と，該通気経路上に配設された熱交換器１，スタビライザ３，クロスフローファン４及びリアガイダ７とを備えて構成されている。また，前記空気調和機Ｘ１は，図１（ａ）に示すように，前記クロスフローファン４を駆動する駆動モータ５を備えている。
図１（ａ）に示すように長尺状に形成された前記クロスフローファン４は，その全幅から空気を吸気すると共に吸気方向とは異なる方向に空気を吐出する横断流ファンである。ここでは，図１（ｂ）に示すように，前記スタビライザ３と前記クロスフローファン４との間に形成された間隙ｈが，前記リアガイダ７と前記クロスフローファン４との間に形成された間隙ｉよりも小さいため，前記クロスフローファン４が前記駆動モータ５により該駆動モータ５の回転軸を中心に図１（ｂ）において半時計周りに回転されると，図１（ｂ）に矢示するように，室内の空気が前記吸気口（不図示）から吸気され，該空気と冷媒との間で熱交換を行う前記熱交換器１を経て前記吹き出し口２から室内へ送出される。

前記スタビライザ３は，該スタビライザ３が前記クロスフローファン４に最も近接する近接部において，該クロスフローファン４の長手方向の略全域との間に亘って一定の前記間隙ｈを形成して配設されており，該クロスフローファン４から外周方向に吐出される空気を受けて前記クロスフローファン４の内部に向けて渦流を生成する受け部６を有している。このように，前記空気調和機Ｘでは，前記近接部において前記スタビライザ３と前記クロスフローファン４との間の略全域に亘って形成される前記間隙ｈが一定であるため，該間隙ｈの寸法を送風効率の観点から最適な寸法に設計することによって，該クロスフローファン４による最高風量を得ることができる。
さらに，当該空気調和機Ｘ１は，前記スタビライザ３が前記クロスフローファン４からの空気を受ける前記受け部６の形状に特徴を有している。以下，前記受け部６の特異な形状について説明する。

前記受け部６は，図１に示すように，前記クロスフローファン４からの空気を該クロスフローファン４の長手方向両端部近傍において受ける受け部６１と，前記クロスフローファン４の長手方向両端部近傍を除く部位（長手方向中央部を含む）で前記クロスフローファン４からの空気を受ける受け部６２とを有して構成されている。前記受け部６１及び前記受け部６２は，前記スタビライザ３と前記クロスフローファン４とが最も近接する前記近接部から空気の下流側（吹き出し口２側）に向けて前記クロスフローファン４との間隙が広くなる傾斜を有している。
また，前記受け部６１は前記空気調和機Ｙ２（図４参照）におけるスタビライザ１０３と同様の形状，前記受け部６２は前記空気調和機Ｙ１（図３参照）におけるスタビライザ１０３と同様の形状に各々形成されている。即ち，図１（ｂ）に示すように，前記受け部６１における前記クロスフローファン４からの空気を受ける受け面６１ａの前記クロスフローファン４の外周面４ａに対する傾斜角θ１が，前記受け部６２における前記クロスフローファン４からの空気を受ける受け面６２ａの前記クロスフローファン４の外周面４ａに対する傾斜角θ２よりも大きくなるように，前記受け部６１及び前記受け部６２が設けられている。より具体的には，図１に示すように，前記受け部６１の受け面６１ａは，前記クロスフローファン４の外周面４ａの法線に対して略４５度の傾斜角を有し，即ち傾斜角θ１が略４５度となるように形成されている。他方，前記受け部６２の受け面６２ａは，前記傾斜角θ１よりも小さい傾斜角θ２をなして前記クロスフローファン４の外周面４ａに略沿った形状に形成されている。
したがって，前記クロスフローファン４から吐出された空気の前記受け面６１ａへの衝突量が前記受け面６２ａへの衝突量よりも多くなり，即ち，前記受け部６１の受け面６１ａ近傍における圧力（図５（ｂ）参照）だけが，前記受け部６２の受け面６２ａ近傍における圧力（図５（ａ）参照）よりも高くなる。

以上のように，当該空気調和機Ｘ１では，前記受け部６１が設けられた前記スタビライザ３の長手方向両端部近傍（クロスフローファン４の両端部近傍）の圧力（図５（ｂ）参照）が，前記受け部６２が設けられた前記長手方向両端部近傍を除く前記スタビライザ３の長手方向中央部近傍の圧力（図５（ａ）参照）よりも高くなり，該長手方向両端部における空気の逆流が防止されるため，サージングの発生が抑制される。
さらに，当該空気調和機Ｘ１では，前記前記クロスフローファン４の長手方向両端部近傍のみにおける圧力だけを増加させているに過ぎないため，前記空気調和機Ｙ２（図４参照）で生じていた前記駆動モータ５の負荷の著しい増大という問題が改善されており，該駆動モータ５における消費電力の増大や騒音の発生が防止される。

前述した実施の形態では，前記スタビライザ３の受け部６１，６２が該スタビライザ３と一体形成されている例について説明したが，これら受け部６１や６２が，前記スタビライザ３と着脱可能に構成される実施例が考えられる。
ここに，図２は，前記受け部６１，６２が前記スタビライザ３と着脱可能に構成された空気調和機Ｘ２を示す図である。なお，前記受け部６１，６２が前記スタビライザ３と着脱可能に構成されている点を除く構成については，前述の空気調和機Ｘ１と同様であるため，同じ符号を付しており，ここではその説明を省略する。
前記空気調和機Ｘ２は，前記受け部６１又は前記受け部６２と前記スタビライザ３との各々に，前記受け部６１又は前記受け部６２と前記スタビライザ３とが相互に係合する係合爪（不図示）が設けられており，該係合爪が係合されることにより前記受け部６１又は前記受け部６２が前記スタビライザ３に装着されるように構成される。
なお，他の実施例として，前記受け部６１又は前記受け部６２のいずれかを前記スタビライザ３と一体形成し，前記受け部６１と前記受け部６２とが相互に係合する係合爪を前記受け部６１，６２各々に設けておき，前記スタビライザ３に一体形成された前記受け部６１（或いは６２）の係合爪に他の受け部６２（或いは６１）の係合爪を係合させることにより該受け部６２（或いは６１）が前記スタビライザ３に装着される構成も考えられる。もちろん，ここで述べた実施例に限られるものではなく，螺子の螺合などの他の結合手法によって前記受け部６１や６２を前記スタビライザ３と着脱可能とする構成であってもかまわない。
以上のように構成された前記空気調和機Ｘ２は，前記スタビライザ３における前記受け部６１や前記受け部６２の形状，即ち前記スタビライザ３の長手方向両端部の形状や前記スタビライザ３の長手方向中央部の形状だけを容易に変更して前記クロスフローファン４の長手方向両端部近傍や長手方向中央部近傍の送風特性を容易に変更することができる保守性及び設計の柔軟性に優れたものである。特に，前記受け部６１や前記受け部６２の形状だけを容易に変更することができる本構成は，前記スタビライザ３が，前記空気調和機Ｙ２の本体筐体やドレンパンなどの他の構成要素と一体形成される場合に好適である。

本発明の実施の形態に係る空気調和機Ｘ１の概略構成を示す図。 本発明の実施例に係る空気調和機Ｘ２の概略構成を示す図。 空気調和機Ｙ１の概略構成を示す図。 空気調和機Ｙ２の概略構成を示す図。 スタビライザの形状による圧力分布の違いを示す図。

符号の説明

１…熱交換器
２…吹き出し口
３…スタビライザ
４…クロスフローファン
４ａ…クロスフローファン４の外周面
５…駆動モータ
６…受け部
７…リアガイダ
６１…受け部
６１ａ，６２ａ…受け面
６２…受け部

Claims (2)

1. 吸気口から吹き出し口への通気経路上に配設され，前記吸気口から吸気した空気を前記吹き出し口から送出する長尺状のクロスフローファンと，
   前記クロスフローファンの長手方向の略全域との間に所定の間隙を形成すると共に該クロスフローファンから外周方向に吐出される空気を受ける長尺状のスタビライザと，
   を備えてなる空気調和機であって，
   前記スタビライザが，
   前記スタビライザと前記クロスフローファンの長手方向の略全域とが最も近接する近接部から空気の下流側に向けて前記所定の間隙が広くなる傾斜を有してなり，前記近接部に形成される前記所定の間隙が一定，且つ前記スタビライザの長手方向両端部近傍における前記傾斜の傾斜度が該スタビライザの長手方向中央部近傍における前記傾斜の傾斜度よりも大きくなるように形成されてなることを特徴とする空気調和機。
2. 前記スタビライザの長手方向両端部及び／又は前記スタビライザの長手方向中央部が前記スタビライザに着脱可能に構成されてなる請求項１に記載の空気調和機。

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