JP2007093048A - 空調用室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】 筐体の振動を低減するのにより好適な空調用室外機を実現する。
【解決手段】 空調用の室外機１０は、筐体１１と、筐体１１の側面部に周設された熱交換器１２と、筐体１１の天部に立設された筒状のベルマウス１４と、ベルマウス１４内に位置して配設されたプロペラファン１６とを備え、ベルマウス１４は、頂部の空気吹出口の開口縁部に軸方向に凹んで形成された差込用穴１８を有してなり、プロペラファン１６は、差込用穴１８に差し込まれる脚２０が端部に形成されたモータ支持部材２２を介して、ベルマウス１４の空気吹出口側にモータ３２が位置して支持される。
【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外機に関する。

オフィスや工場などの室内空気を冷暖する空気調和機は、屋外に配設される室外機と、室外機から供給される冷媒の潜熱を利用して室内空気を冷暖する室内機とを備えている。

このような空気調和機の室外機として、筐体の側面部に周設された熱交換器と、筐体の天部に立設された筒状の風洞（例えばベルマウス）と、筐体内に取り付けられた支持部材を介して風洞内に空気吹出側が位置して配設された送風機を備えたものが知られている。

この室外機においては、送風機が回転すると、筐体の側面部から熱交換器を介して筐体内に外気が吸込まれ、吸込まれた空気が軸方向に流れを変えた後に風洞内を通気して排出される。ところで、送風機が回転すると、送風機から外径方向に向かう空気流の脈動成分が生じる。生じた脈動成分が筐体の内面に到達して衝突すると、室外機が振動して騒音の発生や機器類の故障の原因になる。そこで、室外機の振動を低減するために、風洞の下縁部の一部を軸方向に延長し、その延長部で脈動成分が筐体の内面に到達するのを遮ることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１７３６０５号公報

しかし、送風機から外径方向に向かう空気流の脈動成分は、風洞の内面にも衝突する。風洞に脈動成分が衝突すると、風洞が振動することから、風洞に結合された筐体も間接的に振動することになる。特許文献１のような従前の方式では、風洞の振動に起因する筐体の振動については配慮しておらず、室外機の振動を低減することに改善すべき余地がある。

本発明の課題は、筐体の振動を低減するのにより好適な空調用室外機を実現することにある。

上記課題を解決するために、本発明の空調用室外機は、筐体と、該筐体の側面部に周設された熱交換器と、前記筐体の天部に立設された筒状の風洞と、該風洞内に位置して配設された送風機とを備え、前記風洞は、頂部の空気吹出口の開口縁部に軸方向に凹んで形成された差込用穴を有してなり、前記送風機は、前記穴に差し込まれる脚が端部に形成された支持部材を介して、前記風洞の前記空気吹出口側に基部が位置して支持されてなることを特徴とする。

これによれば、送風機の支持部材の脚を風洞の差込用穴に差し込むと、差し込まれた脚は、風洞の剛性を高める補強部材としての役割を担うことになる。このように風洞の剛性を高めることにより、送風機から外径方向に生じた空気流の脈動成分が風洞の内面に衝突した際、風洞の振動を低減できる。その結果、風洞に結合された筐体の振動も抑制できるから、室外機自体の振動を低減できる。

また、風洞の剛性が高まることにより、風洞が例えば樹脂系の材料から形成された場合でも、送風機等の荷重に起因する風洞の変形を低減できる。また、送風機の外径方向に生じる圧力脈動に起因する風洞の変形も低減できる。このように風洞の変形を低減することにより、風洞の筒軸と、筒軸に同軸に合わせられる送風機の回転軸との間にズレが生じることを抑制できる。その結果、風洞の内面と送風機の外径縁との間のギャップを所定値に保持できるため、所望の送風性能を維持するのが容易になる。

また、上記の送風機は、基部に設けられたモータと、該モータの回転軸に取り付けられたボス部と、該ボス部に配設された複数の羽根を有してなり、前記ボス部は、空気吸込側の面が空気の流れに対して凸形に湾曲して形成できる。これによれば、ボス部に向かって流れる空気は、ボス部の表面を空気が通気するに際し、ボス部の湾曲面に沿って整流される。これにより、空気流の渦の発生が低減されることから、騒音の発生を抑制できるし、送風機から風洞の内面に向かう空気流の脈動成分を低減できる。

また、上記の風洞は、前記筐体の天部との間に防振部材を介在して前記筐体に取り付けることができる。これによれば、風洞に生じた振動は、筐体に伝わる前に防振部材により減衰するので、筐体の振動をより一層低減できる。

本発明によれば、筐体の振動を低減するのにより好適な空調用室外機を実現できる。

本発明を適用した空調用室外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、本実施形態の室外機の構成を示す縦断面図である。図２は、図１の室外機を空気吹出口側から見た正面図である。

図１に示すように、オフィスや工場などの室内空気を冷暖する空気調和機に用いられる室外機１０は、筐体１１と、筐体１１の側面部に周設された熱交換器１２と、筐体１１の天部に立設された筒状の風洞としてのベルマウス１４と、ベルマウス１４内に位置して配設された送風機としてのプロペラファン１６などを備えた上吹き型の室外機である。

ここで、本実施形態の室外機１０に適用するベルマウス１４は、頂部の空気吹出口の開口縁部に軸方向に凹んだ差込用穴１８が形成されている。そして、プロペラファン１６は、差込用穴１８に差し込まれる脚２０が端部に形成されたモータ支持部材２２を介して、ベルマウス１４の空気吹出口側に基部であるモータ３２が位置して支持されている。

より詳細に本実施形態の室外機１０について説明する。図１に示すように、筐体１１は、４つの側面と底面で区画されたケーシングである。便宜上、紙面右側の側面を背面と称すると、筐体１１の背面と背面に隣接する両側面は、外気が吸込まれる空気吸込口が形成されている。底面は、圧縮機などの機器類２６が載置されている。筐体１１の背面に対向する正面は、電気品を収納する電気箱２４などの機器のメンテナンス用のカバーが着脱可能にはめ込まれている。また、筐体１１の底面に対向した天部は、ベルマウス１４の通風路と連通する開口が形成されている。この天部の開口縁は、ベルマウス１４を固定するための固定部材が配設されている。ここでの固定部材とは、筐体１１の天部の開口縁部に配設されたステー２８と、ステー２８に取り付けられたゴム材などの防振部材３０を含む。なお、固定部材とベルマウス１４を含めて上カバーと総称してもよい。

熱交換器１２は、空気が表面を通気可能に例えば熱交換管が列段積みして構成されている。この熱交換器１２は、筐体１１の側面部に形成された空気吸込口に沿って配設されている。より具体的には、図２に示すように、熱交換器１２は、横断面において背面側から正面側に向かうにつれて幅が広がって形成されている。

ベルマウス１４は、裾部に空気吸込側の開口部を有し、頂部に空気吹出側の開口部を有してプロペラファン１６の外周を包囲する円筒形の通風路である。ここでの空気吸込側の開口部は、胴部よりも拡径して形成されている。このベルマウス１４は、空気吸込側の拡径部が防振部材３０に係合して筐体１１の天部に取り付けられている。そして、本実施形態のベルマウス１４は、頂部の空気吹出側の開口縁部に差込用穴１８が形成されている。ここでの差込用穴１８は、軸方向に延びた細長の穴である。ただし、この形態に限らず、差込用穴１８は、空気吹出側の開口縁に沿って形成した溝でもよいし、軸方向に穿設された凹部でもよい。要するに、差込用穴１８は、脚２０がはめ込まれる形態であればよい。また、差込用穴１８の深さに関しては、必要に応じて変更すればよいが、ベルマウス１４の上縁部から下縁部の近傍にわたって差込用穴１８を形成するのが望ましい。なお、ベルマウス１４は、差込用穴１８に脚２０を固定するためのねじ固定用穴が形成されている。

プロペラファン１６は、軸方向に空気を吸込み、吸込んだ空気を軸方向に排出する送風機である。より具体的には、プロペラファン１６は、モータ支持部材２２に支持される基部に設けられたモータ３２と、モータ３２の回転軸であるモータ軸に取り付けられたボス部３４と、ボス部３４の外周面に所定間隔を空けて配列された複数の羽根３６などから構成される送風機モジュールである。ここでのボス部３４は、空気の流れに対して凸形に形成された湾曲面が形成されている。すなわち、ボス部３４は、プロペラファン１６の空気吸込側に位置する面がほぼ半球状に形成されている。なお、本実施形態ではプロペラファン１６を適用した例を説明したが、例えば軸流ファンを適用してもよい。

モータ支持部材２２は、図１及び図２に示すように、ベルマウス１４の筒軸と同軸にモータ３２を支える中央部４０と、中央部４０から外径方向に延在した複数（例えば４つ）の支持ロッド４２と、各支持ロッド４２の延在端から軸方向に折り曲げられた脚２０などから構成されている。中央部４０は、矩形の板に形成されている。各支持ロッド４２は、中央部４０の四隅から外径方向にベルマウス１４の空気吹出側の開口縁部に至るまで延在している。また、脚２０は、その長さが差込用穴１８の深さに対応して形成されている。なお、この脚２０は、ベルマウス１４に対して固定するためのねじ固定用穴が形成されている。

本実施形態のモータ支持部材２２は、中央部４０を中心として十字形に支持ロッド４２が直交した形態であるが、支持ロッド４２の形態（例えば、腕の数）に関しては、ベルマウス１４の剛性と通風抵抗との関係を考慮して適宜変更してもよい。また、脚２０に関しては、棒状の形態に限らず、各支持ロッド４２間を連結する周方向環状の形態でもよい。脚２０を環状に形成する場合は、ベルマウス１４の開口縁部に形成する差込用穴１８は、脚２０の環状形態に対応させて開口縁部の円周に沿って形成される。

このように構成される室外機１０の動作について図３を参照して説明する。モータ３２を駆動すると、プロペラファン１６が回転する。プロペラファン１６の回転により外気が筐体１１の側面部から筐体１１内に吸込まれる。吸込まれる外気は、熱交換器１２の表面を通気する過程で、熱交換器１２内の通流冷媒との間で熱交換することで冷媒を凝縮又は蒸発させる。なお、凝縮又は蒸発した冷媒は、室内機に供給された後、室内空気を冷暖するのに利用される。熱交換器１２を通気した外気は、ベルマウス１４内を通気した後、大気に排出される。

このような室外機１０においては、プロペラファン１６の回転に伴って、プロペラファン１６から外径方向つまりベルマウス１４の内面側に向かう空気流の脈動成分が生じる。その脈動成分がベルマウス１４の内面に到達して衝突すると、ベルマウス１４が振動することから、ベルマウス１４に結合された筐体１１も振動するおそれがある。

この点、本実施形態によれば、モータ支持部材２２の脚２０をベルマウス１４の差込用穴１８に差し込むと、差し込まれた脚２０は、ベルマウス１４の剛性を高める補強部材としての役割を担うことになる。このようにベルマウス１４の剛性を高めることにより、プロペラファン１６から外径方向に生じた空気流の脈動成分が風洞の内面に衝突した際、ベルマウス１４の振動を低減できる。したがって、ベルマウス１４に結合された筐体１１の振動も抑制できるから、室外機１０自体の振動を低減できる。その結果、室外機１０から生じる騒音を減らすことができるし、機器類の信頼性を確保できる。

また、ベルマウス１４の剛性が高まることにより、ベルマウス１４が例えば樹脂系の材料から形成された場合でも、モータ３２等の荷重に起因するベルマウス１４の変形を低減できる。また、プロペラファン１６の外径方向に生じる圧力脈動に起因するベルマウス１４の変形も低減できる。このようにベルマウス１４の変形を低減することにより、ベルマウス１４の筒軸と、筒軸に同軸に合わせられるプロペラファン１６の回転軸との間にズレが生じることを抑制できる。その結果、ベルマウス１４の内面とプロペラファン１６の外径縁との間のギャップを所定値に保持できるため、所望の送風性能を維持するのが容易になる。

なお、プロペラファンの吸込側の通風抵抗を減少させる従前の技術として、モータ支持部材を筐体内に取り付けることに代えて、モータ支持部材をベルマウスの頂部開口に取り付ける技術がある（例えば、特開平９−９６４２５号公報）。しかし、この従前の技術は、ベルマウスの剛性向上については配慮しておらず、ベルマウスは、モータ等の荷重に起因して変形するおそれがある。この点、本実施形態によれば、ベルマウス１４の差込用穴１８にモータ支持部材２２の脚２０を差し込むことにより、ベルマウス１４の剛性が向上することから、ベルマウス１４の変形を低減できる。

また、本実施形態によれば、ベルマウス１４とモータ３２とを同軸に配設する組立精度を確保できる。すなわち、モータ支持部材を筐体内に取り付ける従前の技術では、モータの回転軸の位置は、筐体側の構造に制約を受けて決定される。このようなモータの回転軸に対してベルマウスの筒軸を合わせることが必要になるが、ベルマウスの筒軸を微調整することは製造工程等に起因して困難である。この点、本実施形態によれば、ベルマウス１４の筒軸に対してモータ支持部材２２の形態（例えば中央部４０の位置）を微調整するなど、モータ３２の回転軸の位置を臨機応変に変更するのが簡単である。換言すると、ベルマウス１４とモータ３２との関係だけを考慮すればよいから、ベルマウス１４とモータ３２とを同軸に配設するための組立精度を確保できる。

また、本実施形態では、ボス部３４は、空気の流れに対して凸形に形成された湾曲面が形成されていることから、ボス部３４に向かって流れる空気は、ボス部３４の表面を空気が通気するに際し、ボス部３４の湾曲面に沿って整流される。これにより、空気流の渦の発生が低減されることから、騒音の発生を抑制できるし、プロペラファン１６からベルマウス１４の内面に向かう空気流の脈動成分を低減できる。

また、本実施形態では、ベルマウス１４は、筐体１１に直接に接触せず、ゴム材などの防振部材３０を介して筐体１１に結合している。これにより、ベルマウス１４に生じた振動は、筐体１１に伝わる前に防振部材３０により減衰するので、筐体１１の振動をより一層低減できる。

図４ないし図６は、図１の防振部材３０の形態の例を示す図である。まず、図４は、防振部材３０の第一の例を示す図である。

図４に示すように、ベルマウス１４は、その拡径部１４ａが防振部材３０にねじ止めされることによって熱交換器１２の上縁部に結合されている。より具体的には、熱交換器１２は、上縁部にステー５０が配設されている。ステー５０は、熱交換器１２の上縁部に取り付けられる底板部５０ａと、底板部５０ａの内側縁部から鉛直方向上方に起立して形成された起立部５０ｂを有している。すなわち、ステー５０は、縦断面がほぼＬ字形に形成されている。このステー５０は、起立部５０ｂの外側面が弾性部材５２ａを介して防振部材３０の内側面に第一のねじで固定されている。一方、ベルマウス１４の拡径部１４ａは、その内側面が弾性部材５２ｂを介して防振部材３０の外側面に第二のねじで固定されている。要するに、防振部材３０は、ベルマウス１４の拡径部１４ａとステー５０の起立部５０ｂとの間に形成された対峙空間にねじ固定されている。なお、ねじに代えて、他の止め具を適用してもよい。

図４に示す形態によれば、ベルマウス１４は、ゴム部材などの防振部材３０を介して熱交換器１２に結合しているので、ベルマウスの１４の振動が熱交換器１２に伝わることを防振部材３０により低減できる。さらに、防振部材３０を固定するに際し、ベルマウス１４に対する止め具と、ステー５０に対する止め具とを別々に分けているため、ベルマウスの１４の振動が熱交換器１２に伝わることをより一層低減でき、結果として筐体１１の振動を更に低減できる。

図５は、防振部材３０の第二の例を示す図である。図５の形態は、ベルマウス１４の下縁部に防振部材３０を一体成形した点で、図４の形態と異なる。より具体的には、図５に示すように、ベルマウス１４は、拡径部１４ａの内面に空間を介して対向して形成された第二の拡径部１４ｂを有している。このベルマウス１４は、拡径部１４ａの内側面と拡径部１４ｂの外側面との間の空間に防振部材３０が形成されている。防振部材３０は、ゴム系の材料でベルマウス１４に一体に成形されるものである。一方、熱交換器１２は、上縁部にステー５４が配設されている。ステー５４は、熱交換器１２の上縁部に取り付けられる底板５４ａと、底板５４ａの外側縁部から熱交換器１２の外周に沿って鉛直方向下方に起立する起立部５４ｂを有している。このステー５０は、底板５４ａの上面が防振部材３０の下面にねじ止めで固定されている。

図６は、防振部材３０の第三の例を示す図である。図６の形態は、防振部材３０がステー５０の起立部５０ｂに差し込まれた点で、図４の形態と異なる。より具体的には、防止部材３０は、その下面から鉛直方向上方に延びる切れ目が形成されている。この防振部材３０の切れ目に起立部５０ｂが挿入されることによって、ベルマウス１４と熱交換器１２が防振部材３０を介して結合される。

図５又は図６に示す形態によれば、ベルマウス１４の振動が熱交換器１２に伝達することを低減することに加えて、ベルマウス１４の取り付け作業が容易になるから、組立コストを低減できる。

上述のとおり、本発明を適用した空調用の室外機１０の実施形態によれば、プロペラファン１６の回転に伴って空気流の圧力脈動が生じても、その圧力脈動に起因するベルマウス１４の振動を低減できるから、ベルマウス１４に結合された室外機１０の振動を低減できる。この際、ベルマウス１４の振動が筐体１１側に伝わることを防振部材３０で一層低減できるから、室外機１０の振動を更に低減できる。その結果、室外機１０の振動に起因する騒音の発生や機器類の故障等を抑制できる。また、ベルマウス１４の変形も低減されることから、ベルマウス１４とプロペラファン１６の軸のズレを抑制できるので、プロペラファン１６の送風性能を確保できる。

本発明を適用した一実施形態の室外機の構成を示す縦断面図である。 図１の室外機を空気吹出口側から見た正面図である。 図１の室外機の動作を説明するための図である。 図１の防振部材の第一の形態を示す図である。 図１の防振部材の第二の形態を示す図である。 図１の防振部材の第三の形態を示す図である。

符号の説明

１０ 室外機
１１ 筐体
１２ 熱交換器
１４ ベルマウス
１６ プロペラファン
１８ 差込用穴
２０ 脚
２２ モータ支持部材
３０ 防振部材
３４ ボス部
４０ 中央部
４２ 支持ロッド

Claims (4)

1. 筐体と、該筐体の側面部に周設された熱交換器と、前記筐体の天部に立設された筒状の風洞と、該風洞内に位置して配設された送風機とを備え、
   前記風洞は、頂部の空気吹出口の開口縁部に軸方向に凹んで形成された差込用穴を有してなり、前記送風機は、前記穴に差し込まれる脚が端部に形成された支持部材を介して、前記風洞の前記空気吹出口側に基部が位置して支持されてなることを特徴とする空調用室外機。
2. 前記送風機は、回転軸が前記風道の筒軸と同軸に合わせられてなることを特徴とする請求項１に記載の空調用室外機。
3. 前記送風機は、基部に設けられたモータと、該モータの回転軸に取り付けられたボス部と、該ボス部に配設された複数の羽根を有してなり、前記ボス部は、空気吸込側の面が空気の流れに対して凸形に湾曲して形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の空調用室外機。
4. 前記風洞は、前記筐体の天部との間に防振部材を介在して前記筐体に取り付けられてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空調用室外機。
   

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