JP2007040617A - 空調用室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】 遠心送風機の性能低下や騒音増大を抑えつつ、製造するのにより好適な空調用室内機を実現する。
【解決手段】 空調用室内機は、筐体１０と、筐体１０の内面に支持されたモータ１２と、モータ１２のシャフト１４に同軸に設けられた遠心送風機１６とを備え、遠心送風機１６は、空気が軸方向に吸込まれる吸引口１８と空気が周方向に排出される吐出口２０を形成するファンケース２２を有し、ファンケース２２は、吐出口２０から排出される空気の一部をモータ１２の周囲の空間を介してファンケース２２内に戻す開口２４を有し、開口２４から吹出される空気の流れ方向を吐出口２０側に向けて調整する偏向部材としてのガイド板２６が開口２４の開口縁に形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、室内の空気を冷暖する空気調和機の室内機に関する。

オフィスや工場などの室内空気を冷暖する空調用室内機として、筐体と、筐体の内面に支持されたモータと、モータのシャフトに同軸に設けられた遠心送風機とを備えて例えば室内の天井に埋設されるものが知られている。この空調用室内機の遠心送風機は、空気が軸方向に吸込まれる吸引口と空気が周方向に排出される吐出口を形成するファンケースを有する。

このような空調用室内機においては、筐体内の気流を利用してモータの温度上昇を抑えるために、遠心送風機の吐出口から排出される空気の一部をモータの周囲の空間を介してファンケース内に戻すモータ冷却用の開口がファンケースに形成されている。

モータ冷却用の開口を形成した場合、その開口から吹出される空気の流れ方向がファンケース内の吐出口側に向かう主流と異なると、空気流の剥離や渦などの乱流が発生して遠心送風機の性能低下や騒音増大が生じることがある。

このような乱流の発生を抑えるために、モータ冷却用の開口から吹出される空気の流れを吐出口側に向けて調整する補助ハブをシャフト先端のボス部の外周壁に片持ち式に取り付けることが行われる（例えば、特許文献１）。

特開平６−３４１６５９号公報（第７図）

しかし、特許文献１のような方式では、モータ冷却用の開口から吹出される空気の流れを偏向する補助ハブを別部品として用意する必要があるなど、装置の部品点数が増大する。また、補助ハブをボス部の外周壁に片持ち式に取り付ける作業が別に必要になるなど、装置の組立工数が増大して作業が煩雑になる。

本発明の課題は、遠心送風機の性能低下や騒音増大を抑えつつ、製造するのにより好適な空調用室内機を実現することにある。

上記課題を解決するため、本発明の空調用室内機は、筐体と、筐体の内面に支持されたモータと、モータのシャフトに同軸に設けられた遠心送風機とを備え、遠心送風機は、空気が軸方向に吸込まれる吸引口と空気が周方向に排出される吐出口を形成するファンケースを有し、ファンケースは、吐出口から排出される空気の一部をモータの周囲の空間を介してファンケース内に戻す開口を有し、開口から吹出される空気の流れ方向を吐出口側に向けて調整する偏向部材が開口の開口縁に形成されてなることを特徴とする。

これによれば、モータ冷却用として形成された開口から空気がファンケース内に向けて吹出す際に、吹出し空気は偏向部材により吐出口側に向けて偏向される。偏向された空気流は、ファンケース内の吐出口側に向かう主流とほぼ同じ方向になる。換言すると、開口からの空気流が偏向部材により整流される。したがって、ファンケース内での乱流の発生が抑制されるから、遠心送風機の性能低下や騒音増大を抑制できる。そして、ここでの偏向部材は、開口の開口縁に一体不可分として形成されるため、装置の部品点数の低減又は組立工数の簡素化を図ることができる。

この場合において、偏向部材は、ファンケースを成形する際にファンケースの一部分として一体成形することができる。すなわち、ファンケースの成形と同時に偏向部材を形成することにより、装置の組立工数の簡素化を図ることができる。

また、偏向部材は、開口を通気する空気の流れ方向に対して傾斜して形成できる。これにより、開口を通気した空気が偏向部材に達した際は、その空気流は偏向部材に斜めに接触して整流されるので、空気流が偏向部材に垂直に衝突する場合よりも圧力損失を低減できる。

また、ファンケースは、モータのシャフトに設けられたボス部と、ボス部の外周に取り付けられたハブと、ハブに取り付けられた複数のブレードを挟んでハブに対向して設けられたシュラウドを有してなり、偏向部材は、ハブに形成される開口の開口縁に形成することができる。

また、偏向部材は、開口を通気する空気の流路出口を形成し、流路出口は、その出口から吹出される空気の流れ方向が遠心送風機の遠心方向に合わせて形成できる。これにより、流路出口から吹出される空気は、各ブレード間を遠心方向に向けて通気する空気の流れにマッチングするから、空気の剥離などが抑制されるので、遠心送風機の性能低下や騒音増大を一層抑制できる。

また、偏向部材は、開口の回転軸側の縁部から遠心方向に向けて延在して形成されるものとし、回転軸から開口の遠心方向側の縁部までの遠心方向における距離Ｙは、回転軸から偏向部材の先端側の縁部までの遠心方向における距離Ｘ以上として形成できる。これによれば、偏向部材をファンケースに一体成形するための成形型を準備する場合、その成形型に例えば樹脂系材料を射出後にその成形型を互いに逆向きに分離することが可能になるから、偏向部材をファンケースに一体形成するのが容易になる。

また、偏向部材が、開口の遠心方向側の縁部からシャフト側に向けて延在して形成される場合は、回転軸から偏向部材の先端側の縁部までの遠心方向における距離Ｙは、回転軸から開口の回転軸側の縁部までの遠心方向における距離Ｘ以上として形成できる。

本発明によれば、遠心送風機の性能低下や騒音増大を抑えつつ、製造するのにより好適な空調用室内機を実現できる。

（第一の実施形態）
本発明を適用した空調用室内機の第一の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の空調用室内機の構成を示す図である。図２は、偏向部材としてのガイド板を中心とした拡大図である。

図１に示すように、オフィスビルや工場等の室内の天井裏に配設される天井埋込型の空調用室内機は、筐体１０と、筐体１０の内面に支持されたモータ１２と、モータ１２のシャフト１４に同軸に設けられた遠心送風機１６などを備えている。遠心送風機１６は、空気が軸方向に吸込まれる吸引口１８と空気が周方向に排出される吐出口２０とを形成するファンケース２２を有している。ファンケース２２は、吐出口２０から排出される空気の一部をモータ１２の周囲の空間を介してファンケース２２内に戻すためのモータ冷却用の開口２４が形成されている。

そして、本実施形態の空調用室内機は、開口２４から吹出される空気の流れ方向を吐出口２０側に向けて調整する偏向部材としてのガイド板２６が開口２４の開口縁から延在して形成されている。

より詳細に本実施形態の空調用室内機について説明する。筐体１０は、天板２８と、天板２８の周縁から下方に延在した側板３０を有し、底部は開口して形成されている。天板２８の内面の中央部にモータ１２が配設されている。モータ１２は、鉛直方向下向きに延在するシャフト１４を有する。シャフト１４と同軸に遠心送風機１６が取り付けられている。

このような筐体１０は、天井に取り付けられた化粧パネル３１を介して天井裏に配設されている。化粧パネル３１は、室内空気の吸込口としての開口が中央部に形成され、その中央部に吸込みグリル４０がはめ込まれている。また、この化粧パネル３１は、吸込みグリル４０の外周に調和空気の吹出口３７が形成されている。また、吸込みグリル４０の筐体１０側の面に筒状の風洞としてのベルマウス４２が直立して設けられている。ベルマウス４２は、吸込みグリル側に臨んで位置される底部開口と、底部開口よりも縮径された上部開口を有する。

遠心送風機１６は、空気が軸方向に吸込まれる吸引口１８と空気が周方向に排出される吐出口２０を形成するファンケース２２を有する。ファンケース２２は、シャフト１４の先端部に締結されたボス部３２と、ボス部３２の外周に同軸に設けられてケース上部を形成するハブ部３４と、ハブ部３４の内面に回転方向に間隔を空けて配列された複数のブレード３６と、複数のブレード３６の下端縁にハブ部３４の内面に対向してケース下部を形成するシュラウド３８などから構成されている。ファンケース２２の吸引口１８は、所定の間隔（ギャップ）を介してベルマウス４２の上部開口を包囲している。また、ファンケース２２の吐出口２０の下流側に遠心送風機１６を包囲する熱交換器３３が配設されている。熱交換器３３の下縁部にドレンパン４４が設けられている。

そして、図１及び図２に示すように、本実施形態の遠心送風機１６に適用するハブ部３４は、回転軸側の部分にモータ冷却用の開口２４が形成されている。開口２４は、シャフト１４の軸方向と平行にハブ部３４を貫通して形成されている。開口２４の回転軸側の開口縁からガイド板２６が吐出口２０側に向けて延在して形成されている。換言すると、ガイド板２６は、開口２４の回転軸側の縁部から遠心方向に向けて延在して形成されている。すなわち、ガイド板２６は、ハブ部３４の主流面側に凸形に隆起して形成されている。ただし、図１及び図２に示す形態に限らず、要は、ガイド板２６を形成するに際し、開口２４を通気する空気の流れ方向に対して傾斜するように延在すればよいし、開口２４とガイド板２６とにより形成される流路出口４８がブレード２０側の方向、つまり遠心方向に向くように延在すればよい。ここでの流路出口４８は、開口２４の遠心方向側の縁部の縁部とガイド板２６の先端側の縁部で形成される開口であり、その出口方向がシャフト１４に対して略垂直に向けて設計されている。

このようなハブ部３４は、主に図２に示すように、シャフト１４から開口２４の遠心方向側の縁部までの遠心方向における距離Ｙは、シャフト１４からガイド板２６の先端側の縁部までの遠心方向における距離Ｘ以上として形成されている。なお、図１及び図２に示す形態では、ガイド板２６は、ハブ部３４の一部分として形成されているが、ボス部３２と一体に成形してもよい。要は、ファンケース２２を成形する際にファンケース２２の一部分としてガイド板２６を成形すればよい。

このように構成される空調用室内機の動作を説明する。空調用室内機が稼動されると、モータ１２が駆動する。モータ１２の駆動に伴って遠心送風機１６が回転することにより、室内の空気が吸込みグリル４０を介してファンケース２２内に吸い込まれる。吸い込まれた空気は、ファンケース２２の吐出口２０から排出される。排出された空気は、熱交換器３３の表面を通気する過程で熱交換器３３内の冷媒と熱交換されることにより、冷暖される。冷暖された調和空気は、吹出口３７から室内に戻される。

このように室内空気を調和する際、ファンケース２２の吐出口２０から排出される空気の一部は、モータ１２の近傍に案内される。案内された空気は、モータ１２の周囲を通気することにより、モータ１２の温度上昇を抑える。モータ１２の周囲を通気した空気は、開口２４からファンケース２２内に戻される。

開口２４から空気がファンケース２２内に向けて吹出す際に、その吹出し空気は、ガイド板２６によりハブ部３４の主流側の面に沿って吐出口２０側に向けて偏向される。偏向された空気流は、ファンケース２２内の吐出口２０側に向かう本来の空気流とほぼ同じ方向になる。すなわち、本実施形態によれば、開口２４からの空気流がガイド板２６により整流される。したがって、例えば、開口２４からの空気流の剥離や渦などの乱流の発生が抑制されるから、遠心送風機１６の性能低下や騒音増大を抑えることができる。

そして、本実施形態でのガイド板２６は、ファンケース２２を例えば樹脂で成形する際にファンケース２２の一部分として一体成形される。すなわち、ガイド板２６は、開口２４の開口縁に一体不可分として形成される。したがって、装置の部品点数の低減、組立工数の簡素化、及びコストの低減を図ることができる。

また、ガイド板２６は、開口２４を通気する空気の流れ方向に対して傾斜して形成されるため、開口２４を通気した空気がガイド板２６に達した際は、その空気流はガイド板２６に斜めに接触して整流される。これにより、開口２４からの空気流がガイド板２６に対して垂直に衝突する場合よりも圧力損失を低減できる。

ここで、図３を参照して、ガイド板２６の整流方向とブレード３６の傾斜方向との関係について追加説明をする。図３は、図１の遠心送風機１６の正面図を示し、図１の遠心送風機１６を室内側（図１に示す矢印Ａの方向）から見た図である。

図３に示すように、遠心送風機１６は、モータ１２のシャフト１４の先端部に締結されたボス部３２と、ボス部３２の外周に同軸に設けられてケース上部を形成するハブ部３４と、ハブ部３４の主流側の面に対向してケース下部を形成するシュラウド３８が同心円状に配置されている。また、ハブ部３４の主流側の面とシュラウド３８の主流側の面との間に複数のブレード３６が回転方向に間隔を空けて形成されている。ここでの回転方向は、反時計回りの方向（図３に示す矢印Ｂの方向）である。各ブレード３６は、遠心方向での断面が流線形の羽根であり、遠心方向に対して外径縁側が反回転方向側に傾斜して設けられている。また、ハブ部３４は、ボス部３２の軸周りに複数のガイド板２６が間隔を空けて形成されている。ガイド板２６のそれぞれは、ハブ部３４に形成された複数の開口２４に対応して形成されている。

そして、図３に示すように、開口２４とガイド板２６とにより形成される流路出口４８は、その流路出口４８から吹出される空気５０の流れ方向がブレード３６の周方向における傾斜に合わせて形成されている。換言すると、流路出口４８は、その流路出口４８から吹出される空気５０の流れ方向がブレード３６の内径縁に向くように形成されている。さらに補足すると、流路出口４８は、その開口が遠心方向に対して反回転方向側に向くように形成されている。より具体的に言えば、流路出口４８から吹出される空気５０が基準線Ｃから反回転方向に９０°の範囲に向くように設計されている。ここでの基準線Ｃは、モータ１２のシャフト１４の法線方向つまり遠心方向に設定された基準線である。要するに、流路出口４８は、その流路出口４８から吹出される空気５０の流れを各ブレード３６に沿って流れる空気の流れに合わせるように形成すればよい。図４は、図３の形態の他の例を示し、流路出口４８の出口方向が基準線Ｃに一致した臨界状態を示す図である。

図３及び図４の形態によれば、流路出口４８から吹出される空気５０は、各ブレード３６間を遠心方向に向けて通気する空気の流れにマッチングするから、空気５０の剥離などが抑制されるので、遠心送風機１６の性能低下や騒音増大を一層抑制できる。

次に、図５を参照して、ハブ部３４にガイド板２６を一体形成するための成形型を説明する。図５は、本実施形態の成形型５２を示す図である。図５に示すように、成形型５２は、コア側の金型５２ａと、キャビ側の金型５２ｂを有する。コア型の金型５２ａは、主としてハブ部３４の外面側つまり反主流面側の形状に対応した型が形成されている。キャビ型の金型５２ｂは、主としてハブ部３４の内面側つまり主流面側の形状に対応した型が形成されている。このような金型５２ａ、５２ｂで形成される型に例えば樹脂系材料を射出してハブ部３４が成形される。

ここで成形型５２は、ハブ部３４を形成するに際してガイド板２６を同時に成形可能に形成されている。より具体的に言えば、成形型５２は、シャフト１４から開口２４の遠心方向側の縁部までの遠心方向における距離Ｙは、シャフト１４からガイド板２６の先端側の縁部までの遠心方向における距離Ｘ以上として設計されている。これにより、成形型５２に例えば樹脂系材料を射出してハブ部３４を成形した後に、金型５２ａ、５２ｂを軸方向に互いに逆向きに外すことが可能になる。すなわち、上下の型割（コア側の金型５２ａ、キャビ側の金型５２ｂ）によりハブ部３４にガイド板２６を一体成形することが容易になる。したがって、装置の部品点数の増加、組立工数の煩雑化、コストの増加を抑制できる。なお、ここでの距離Ｘと距離Ｙは、図２に示すものに対応している。

（第二の実施形態）
本発明を適用した空調用室内機の第二の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、偏向部材の形態が第一の実施形態と相違する。したがって、第一の実施形態と対応する箇所は説明を省略し、相違点を中心に説明する。

図６は、本実施形態の偏向部材としてのガイド板６０を中心とした拡大図である。図６に示すように、ガイド板６０は、開口２４の遠心方向側の縁部からシャフト１４に向かって延在して形成されている。すなわち、ガイド板６０がハブ部６２の反主流面側に凸形に隆起して形成されている点で、ガイド板２６がハブ部３４の主流面側に凸形に形成されている図２の形態と異なる。これにより、遠心送風機１６内を流れる本来の空気の流れ（主流）がより一層整流されることから、遠心送風機１６の性能低下や騒音増大を一層抑制できる。

図７は、ガイド板６０をハブ部６２に一体形成するための成形型７０を示す図である。図７に示すように、成形型７０は、コア側の金型７０ａと、キャビ側の金型７０ｂを有する。コア型の金型７０ａは、主としてハブ部６２の外面側つまり反主流面側の形状に対応した型が形成されている。キャビ型の金型７０ｂは、主としてハブ部６２の内面側つまり主流面側の形状に対応した型が形成されている。このような金型７０ａ、７０ｂで形成される型に例えば樹脂系材料を射出してハブ部６２が成形される。

ここで成形型７０は、ハブ部６２を形成するに際してガイド板６０を同時に成形可能に形成されている。より具体的に言えば、成形型７０は、シャフト１４からガイド板６０の先端側の縁部までの遠心方向における距離Ｙは、シャフト１４から開口２４の回転軸側の縁部までの遠心方向における距離Ｘ以上として設計されている。これにより、成形型７０に例えば樹脂系材料を射出してハブ部６２を成形した後に、金型７０ａ、７０ｂを軸方向に互いに逆向きに外すことが可能になる。すなわち、上下の型割（コア側の金型７０ａ、キャビ側の金型７０ｂ）によりハブ部６２にガイド板６０を一体成形することが容易になる。したがって、装置の部品点数の増加、組立工数の煩雑化、コストの増加を抑制できる。なお、ここでの距離Ｘと距離Ｙは、図６に示すものに対応している。

以上、第一及び第二の実施形態により本発明の空調用室内機の例を説明した。このような空調用室内機を空気調和装置に適用した例を図８に示す。図８に示すように、空気調和装置８０は、オフィスや工場の室内に配設される空調用室内機８１と、屋上などに配設される空調用室外機８２を備えている。空調用室内機８１は、図１に示した形態のものである。空調用室外機８２は、ガス冷媒を圧縮する圧縮機８３と、冷房運転時には冷媒の凝縮器として作用し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として作用する熱交換器８４と、熱交換器８４に大気を通気させる送風機８６と、熱交換器８４からの冷媒を減圧して空調用室内機８１に供給する絞り機構８５などから構成できる。

また、第一及び第二の実施形態では、天井埋込型の空調用室内機を説明したが、天井吊り下げ型の室内機や、床据え置き型の室内機にも本発明を適用できる。要するに、モータ冷却用の開口が形成されたファンケースを有する遠心送風機を備えた室内機であれば、いずれの形態のものでも本発明を適用できる。

本発明を適用した第一の実施形態の空調用室内機の構成を示す図である。 図１の偏向部材としてのガイド板を中心とした拡大図である。 図１の遠心送風機の正面図である。 図３の形態の他の例を示す図である。 図１のガイド板をハブ部に一体形成するための成形型を示す図である。 本発明を適用した第二の実施形態の空調用室内機に適用される偏向部材としてのガイド板を中心とした拡大図である。 図６のガイド板をハブ部に一体形成するための成形型を示す図である。 空気調和装置の全体構成を示す系統図である。

符号の説明

１０ 筐体
１２ モータ
１４ シャフト
１６ 遠心送風機
１８ 吸引口
２０ 吐出口
２２ ファンケース
２４ 開口
２６ ガイド板
３２ ボス部
３４ ハブ部
３６ ブレード
３８ シュラウド
５２ａ コア側の金型
５２ｂ キャビ側の金型

Claims (6)

1. 筐体と、該筐体の内面に支持されたモータと、該モータのシャフトに同軸に設けられた遠心送風機とを備え、該遠心送風機は、空気が軸方向に吸込まれる吸引口と空気が周方向に排出される吐出口を形成するファンケースを有し、該ファンケースは、前記吐出口から排出される空気の一部を前記モータの周囲の空間を介して前記ファンケース内に戻す開口を有してなる空調用室内機において、
   前記開口から吹出される空気の流れ方向を前記吐出口側に向けて調整する偏向部材が前記開口の開口縁に形成されてなることを特徴とする空調用室内機。
2. 前記偏向部材は、前記ファンケースを成形する際に該ファンケースの一部分として一体成形されてなることを特徴とする請求項１に記載の空調用室内機。
3. 前記偏向部材は、前記開口を通気する空気の流れ方向に対して傾斜して形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の空調用室内機。
4. 前記偏向部材は、前記開口を通気する空気の流路出口を形成し、該流路出口は、その出口から吹出される空気の流れ方向が前記遠心送風機の遠心方向に合わせて形成されてなることを特徴とする請求項１乃至３に記載の空調用室内機。
5. 前記偏向部材は、前記開口の回転軸側の縁部から遠心方向に向けて延在して形成されるものとし、回転軸から前記開口の遠心方向側の縁部までの遠心方向における距離Ｙは、回転軸から前記偏向部材の先端側の縁部までの遠心方向における距離Ｘ以上として形成されてなることを特徴とする請求項１乃至４に記載の空調用室内機。
6. 前記偏向部材は、前記開口の遠心方向側の縁部から前記シャフト側に向けて延在して形成されるものとし、回転軸から前記偏向部材の先端側の縁部までの遠心方向における距離Ｙは、回転軸から前記開口の回転軸側の縁部までの遠心方向における距離Ｘ以上として形成されてなることを特徴とする請求項１乃至４に記載の空調用室内機。
   

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