JP2007139242A - 空気調和機，空気調和機用室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】 室内機と室外機より成る空気調和機に於いて、室外機に取り付けられる送風グリルの外周フレーム部は、風が通り抜ける開口がないためにこの部分の圧力が高くなり送風機の圧力損失(消費電力の拡大)となる。
【解決手段】
室内機と室外機より成る空気調和機であって、室外機内に圧縮機、熱交換器（凝縮器）、制御基板、送風機等を有し、送風機の下流側に円弧状送風グリルを室外機箱体に備えた空気調和機に於いて、送風グリルが取り付けられる室外機箱体と送風グリル外周を形成するフレームとの間に空気通路が構成されるようにしたものである。
【選択図】 図４

Description

本発明は空気調和機に関し、特に、室外機内に配設される送風機への入力の低減を図った空気調和機に関するものである。

空気調和機は、冷暖房の能力を制御するのに圧縮機及び送風機の回転数を可変させている。すなわち、能力を大きくするときには圧縮機及び送風機の回転数を上げ、能力を小さくするときには圧縮機及び送風機の回転数を下げている。例えば、室温が飽和して目標値に近づいてくると、冷暖房の能力としては大きな能力が必要なくなるので、圧縮機及び送風機の回転数を下げる。すると、冷凍サイクル中の冷媒の循環量が小さくなるために仕事量、すなわち冷暖房の能力が減り、凝縮器での放熱量も小さくなる。換言すると、圧縮機の回転数に基づいて送風機の回転数を可変させ、風量を可変させているということである。

送風機のプロペラファン下流には送風グリルが設けられる。これにより、ファンに触れないよう安全を図るとともに、ファンの保護をも図っている。また、意匠的効果をも目的としている。送風グリルは室外機の意匠を構成する重要な部分でもあるからである。しかし、この送風グリルは流れの抵抗となる。この抵抗、すなわち圧力損失に打ち勝って送風するための圧力を静圧といい、カタログなどではファンの性能を最大静圧（風量が最低値のときの静圧）で表示している。送風グリルが抵抗となる分、送風機が静圧を負担しなければならず、ファンモータの入力を大きくしなければならない。

この抵抗を低減する技術として、例えば、室外機の送風グリルに、断面が円弧状の放射状桟を設け、この桟をねじることが知られている。これを静圧回収という。ファンモータ軸周りの旋回流れをファンモータ軸の軸方向流れに転向して、静圧を回収できた分、送風機の入力を低減させること等ができる。この様子を図７（Ａ）（Ｂ）に示す。破線は静圧回収前、実線は静圧回収後である。ここで、Pを静圧、1/2・ρv^2を動圧という。

特開２００３−２７９０７２号 特開２００３−１７２５２８号

送風グリルを取り付けるとなると、図７に示すように送風グリルの厚さ（Ｇ）が必要になる。

各特許文献に開示されているような技術により、送風グリル前面において、送風流れを実線矢印のように軸方向寄りに向けて静圧を回収することができたとしても、送風グリル外周近辺の厚さ部分においては、圧損に関して特に考慮されていなかった。

上記は機器の効率、すなわち、ファンモータへの入力や、空気調和機の消費電力に関することであるが、最終ユーザにとっては電気代等に効いてくるものである。

また、送風グリルは騒音の発生原因ともなるため、この部分での騒音を抑制する工夫が必要となる。

本発明は、上記に鑑みなされたものであり、ファンモータへの入力を低減し、且つ送風グリルでの騒音を低減することを目的とするものである。また、空気調和機の消費電力を低減し、且つ送風グリルでの騒音を低減することを目的とするものである。

本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的を達成するため、主に次の構成を採用する。

すなわち、室内機と室外機より成る空気調和機であって、室外機内に圧縮機、熱交換器、制御基板、送風機等を有し、送風機の下流側に円弧状送風グリルを室外機箱体に備えた空気調和機に於いて、送風グリルが取り付けられる室外機箱体と送風グリル外周を形成するフレームとの間に空気通路を構成する。

また、送風グリルを樹脂成形品となし、切り欠きをフレームに、しかもフレーム外周全長の１/２以上に形成し、この切り欠きを空気通路とする。

また、送風グリルのフレームと室外機箱体間にディスタントピースを介在し、空気通路を構成する。

また、熱交換器での熱交換を促すファンと、安全等のために前記ファンの前面に設けられた送風グリルと、を有する空気調和機用室外機であって、当該室外機に送風グリルを取り付けることによって、前記室外機と前記送風グリルとの間に空気通路を形成する。

また、前記送風グリルには、前記ファンと前記送風グリルとの距離を調整するための脚を配設する。

また、前記送風グリルが取り付けられる前記室外機の部分には、前記ファンと前記送風グリルとの距離を調整するための脚を配設する。

また、前記送風グリルが取り付けられる前記室外機の部分には、前記送風グリルの端面を隠すためのくぼみを設ける。

本発明によれば、ファンモータへの入力を低減し且つ送風グリルでの騒音を低減することができる。また、空気調和機の消費電力を低減し且つ送風グリルでの騒音を低減することができる。

以下、空気調和機の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は空気調和機の室外機本体の斜視図であり、図２は室外機本体の横断面図であり、図３は図１の室外機本体を図２のＫ−Ｋ面で切った縦断面図であり、図４は図１のＰ部拡大図であり、図５は図３のＱ部拡大図であり、図６は図５とは異なる実施例を説明する図で、図３のＱ部拡大相当図である。図８，９は図４，５に対応する部分の従来の構成を表す図である。

１は空気調和機の室外機本体、この室外機本体１は、図示しない室内機を伴って空気調和機を構成している。そして、この室外機本体１内には、図２にも示す如く、圧縮機２、Ｌ字熱交換器（凝縮器）３、送風機４、図示しない制御基板等が設けられている。圧縮機２、熱交換器３、図示しない膨張弁、室内機内に配設された熱交換器を環状に接続して、冷房運転、暖房運転、或いは除湿運転を行なう冷凍サイクルを構成している。ここでは、冷房運転のときの説明とするために先のＬ字熱交換器３は凝縮器として働くものとする。

５は、室外機本体１の外郭を構成する室外機箱体である。６は、室外機箱体５の正面５ａ部に取り付けられた円状の送風グリルである。Ｌ字熱交換器３は、室外機箱体５の側面５ｂ及び背面５ｃを覆うように配設されている。また、送風機４はファンモータ４ａ、ファン（プロペラファン）４ｂから構成されており、先の凝縮器３と送風グリル６との間に取り付けられている。送風機４（ファン４ｂ）によって、熱交換器３における空気−冷媒間の熱交換が促される。なお、制御基板等は、圧縮機２、送風機４等の運転を制御するものである。

８は、室外機箱体５から絞り加工で一体に形成されたマウスリングで、上流側内径より下流側内径が拡大するよう構成されている。すなわち、図におけるマウスリング８の先端（後述のＡ）から更に送風グリル６側に行くと、ファンモータ軸を中心とする半径が不連続的に拡大する。これにより送風グリル６側から空気を吸込む逆流が抑制され、効率の良い送風機能が実現される。

そして、ファン４ｂの先端Ａとマウスリング８の先端Ｂとは、図に示すよう、ファンモータ軸方向に可及的に近づけてある。ファン４ｂが一回転した場合、ファン４ｂ自体が最も送風グリル６に近付くのは先端Ａであり、ファン４ｂの先端Ａ−Ａを結ぶ直線Ｘが、マウスリング８の先端Ｂ−Ｂを結ぶ直線Ｙよりも送風グリル６側に出ないように多少の余裕を持たせてある。出てしまうと送風性能の低下が著しいからである。なお、ファン４ｂの先端Ａ−Ａを結ぶ直線Ｘと送風グリル６のフレーム６ｃの後端を結んだ直線Ｚ（直線Ｚは、図３では途中までしか示していない）との間の距離Ｌは、主に室外機箱体５に送風機４をどのように取り付けるかによって決まる。

送風グリル６には、その中央に送風機４の送風の逆流を防止するための邪魔板６ａ（ファン４ｂの中央に位置し風を流さない部分）が設けられており、ファンモータ軸とおおよそ同軸の同心状桟６ｂ、６ｂのうち最も外側であり送風グリル６の外周をなす外側フレーム６ｃ、おおよそファンモータ軸と同軸の点から放射状に広がる放射状桟６ｄが設けられている。

なお、同心状桟６ｂは送風流れが抜け易いよう、ファンモータ軸方向に段差をつけて配設している。この同心状桟６ｂの厚さは2.5mm程度である。また、放射状桟６ｄは静圧回収機能を持たせるため、断面を円弧状にし、更に、ねじって配設してある。

かかる構成を有する送風グリル６は、図３に示すように、室外機箱体５の正面部５ａに載せるように取り付けている。このとき送風グリル６のフレーム６ｃの端面が一部隠れるよう、正面部５ａにくぼみ９を設けている。このくぼみ９は、室外機箱体５の正面部５ａと一体に成形されるものである。このくぼみ９によって送風グリル６の端面が隠されるので、使用者が室外機本体５に触れたときにも、送風グリル６の端面で指を怪我する等ということを防止できる。また、意匠的にも優れた効果を奏するものとなる。

送風グリル６には厚さ（例えば図７のＧ）があるので中心部分、外周部分とも、室外機箱体の正面部５ａからファンモータ軸方向に出っ張るように取り付けられている。中心部分では、邪魔板６ａ分のＬ1寸法だけ出っ張るように、また、送風グリル６の外周部分では、少なくともフレーム６ｃとくぼみ９との差の分のＬ2寸法だけ出っ張るように取り付けられているということである。

ここで、送風グリル６により生じる騒音等について考慮すると、ファン４ｂと送風グリル６との位置関係は、送風機４の圧損や騒音の発生等を考慮し、最適の位置関係に設計しなければならない。騒音等はファン４ｂと送風グリル６との距離により、増加したり低減したりできるものと考えられるので、設計の代表値として、Ｌ１やＬが主要な設計値となる。

しかし、Ｌは主に室外機箱体５に送風機４をどのように取り付けるかによって決まってしまい、これを変更しようとすると室外機の外形寸法を変更することになり大変である。

よって、簡易な構成で寸法を変更できるよう、Ｌを変更せず即ち室外機箱体５を変更せず、Ｌ１を調整することとした。調整にあたっては、取付面である平面部５のくぼみ９から送風グリル６の桟を離間するように、フレーム６ｃをファンモータ軸方向に伸ばすこととした。従って、Ｌ１を変更するには、Ｌ２を調整しなければならないことになる。

このようにしてＬ１を主要なパラメータとして実験したところ、Ｌ１を、従来の構成（図９）に比して、大きくとった方が騒音の点で改良された（図３，５）。

斯様な取り付けを行った構成で送風流れを観察してみると、送風グリル６の厚さ部分Ｇ（図７）、つまり、上記のＬ２寸法部分においては、送風流れは当該厚さ部分の内周面から中心に向かって圧力を受けながら軸方向に流れざるを得ない。

これを、図３，４，５，８，９を用いて詳細に説明する。

従来は図８，９に示すようにＬ２が非常に小さかったが、送風グリル外周への送風流れの吹出しはＬ２で規制され、矢印Ｄの流れが最も外方となっていた。

厚さ部分Ｇ（端面でのＬ２部分）が無ければ送風流れは当然拡大して流れるのであるから、矢印Ｄの流れは抵抗を受けていることに他ならず、すなわち圧損を生じていることになる。つまり、ファンモータ４ａに余分な負担がかかっている状態であり、ファンモータ４ａに無駄な入力を入れている状態である。

従って、図４，５に示すようにＬ１を従来よりも大きくとった構成とするならば、Ｇ、即ちＬ２が大きくなり、圧損が増加することを意味する。

そこで、送風グリル６は、伸ばした部分のフレーム６ｃを所々切り欠いている。図４で斜線を施した部分６ｃｃは、フレーム６ｃを切り欠いたことによって生じる端面である。くぼみ９を有する室外機箱体５の正面５ａに、この送風グリル６を取り付けたとき、室外機箱体５と送風グリル６との間には風が通る空気通路１０が構成される。従って、送風グリル６のフレーム６ｃにより、矢印Ｄのように規制されていた送風流れは、空気通路１０によりその規制が緩やかになり、矢印Ｈの如く流れることが可能となる。

以上の如く、フレーム６ｃをファンモータ軸方向に伸ばし、当該伸ばした部分を部分的に切り欠いて、送風グリル６と室外機箱体５とにより空気通路１０を作ることで、流れを逃がす。逃がすというのは、斯様に送風グリル６の厚さ部分と流れとが接する長さをできるだけ小さくし、流れが送風グリル６の厚さ部分から受ける抵抗を小さくするということである。この抵抗は流れに対して垂直である。流れに対する抵抗を低減することにより、送風機４の静圧を回収し、つまり圧損を抑えて送風機４への入力を低減するようにしたものである。延いては、空気調和機の消費電力を低減することも可能である。また、ファン４ｂから送風グリルを離すことで騒音低減をも実現している。

なお、空気通路１０の大きさとしては、送風グリル６の外周をなるべく多く使えるように構成すべきであるので、外周全長の半分以上開口させて空気通路１０を形成するのが望ましい。

次に図６を用いて、空気通路１０の別の形成方法を説明する。

図６は、送風グリル６と正面板５ａとの間に複数個のディスタントピース１１を介在させたものである。従って、ディスタントピース１１の存在する部分は空気通路にはなり得ないが、このディスタントピース１１の無い部分でフレーム６ｃと正面板５ａとの間に空気通路１０を作ることができる。

空気通路１０の作り方として、フレーム６ｃの一部を切り欠いて作る方法及びディスタントピースの例で説明したが、室外機箱体５に突リブを一体成形し、突リブに切り欠きの無いフレーム６ｃを付き合わせるように配設することによって空気通路１０を形成しても良いことはいうまでもない。

以上のフレーム６ｃ、ディスタントピース１１、突リブは、ファン４ｂと送風グリル６との距離を調整する役目を担っており、送風グリル６での騒音を低減するために、そのファンモータ軸方向の長さ（脚と称する）は適当な長さに設計される。また、各脚は部分的に切り欠いてある。この切り欠きは、脚から部分的に切り欠いて形成するもののみに限らず、従来構成の送風グリルから部分的に脚を伸ばして、相対的に切り欠き部を形成するものも含む。

本実施形態は、以上説明した如く構成したものであるから、次のような効果が得られるものである。

すなわち、送風グリルと室外機箱体との間に簡単な構成で、空気通路を形成することができ、ファン４ｂと送風グリル６との距離を調整できる。また、従来から生じていた圧損、更には調整に伴い生じる圧損を低減し、ファンモータへの入力を低減することができ、送風グリル６で生じる騒音も低減できる。また、空気調和機の消費電力量を低減させることができ、送風グリル６で生じる騒音も低減できる。

また、送風グリルを樹脂成形品となし、強度上問題とならない程度に、フレーム外周全長の１/２以上に切り欠きを形成し、圧損、騒音を低減するとともに、信頼性を高く保つことができる。

また、フレームと室外機箱体間にディスタントピースを介在して空気通路を形成すれば、送風グリル側には特段の改良を加えることなく先にも述べた効果が得られるものである。

空気調和機の室外機本体の斜視図である。 図１の室外機の横断面図である。 図３は図１の室外機本体を図２のＫ−Ｋ面で切った縦断面図である。 図１のＰ部拡大図である。 図３のＱ部拡大図である。 図５とは異なる実施例を説明する図で図３のＱ部拡大相当図である。 公知の静圧回収の様子を表す図である。 図４に対応する部分の従来の構成を表す図である。 図５に対応する部分の従来の構成を表す図である。

符号の説明

１ 室外機本体
２ 圧縮機
３ Ｌ字熱交換器(凝縮器)
４ 送風機
４ａ ファンモータ
４ｂ ファン（プロペラファン）
５ 室外機箱体
５ａ 正面
５ｂ 側面
５ｃ 背面
６ 送風グリル
６ａ 邪魔板
６ｂ 同心状桟
６ｃ フレーム
６ｄ 円弧状の放射状桟
７ ネジ
８ マウスリング
９ くぼみ
１０ 空気通路
１１ ディスタントピース

Claims (7)

1. 室内機と室外機より成る空気調和機であって、室外機内に圧縮機、熱交換器、制御基板、送風機等を有し、上記送風機の下流側に送風グリルを室外機箱体に備えた空気調和機に於いて、
   上記送風グリルが取り付けられる室外機箱体と送風グリル外周を形成するフレームとの間に空気通路が構成されるようにしたことを特徴とする空気調和機。
2. 送風グリルを樹脂成形品となし、切り欠きを上記フレームに、しかもフレーム外周全長の１/２以上に形成しこの切り欠きを空気通路としたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 送風グリルのフレームと室外機箱体間にディスタントピースを介在し、空気通路を形成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
4. 熱交換器での熱交換を促すファンと、安全等のために前記ファンの前面に設けられた送風グリルと、を有する空気調和機用室外機であって、
   当該室外機に送風グリルを取り付けることによって、前記室外機と前記送風グリルとの間に空気通路を形成した空気調和機用室外機。
5. 請求項４において、
   前記送風グリルには、前記ファンと前記送風グリルとの距離を調整するための脚が配設されたことを特徴とする空気調和機用室外機。
6. 請求項４において、
   前記送風グリルが取り付けられる前記室外機の部分には、前記ファンと前記送風グリルとの距離を調整するための脚が配設されたことを特徴とする空気調和機用室外機。
7. 請求項４において、
   前記送風グリルが取り付けられる前記室外機の部分には、前記送風グリルの端面を隠すためのくぼみを設けたことを特徴とする空気調和機用室外機。
   

Images