JP2007263436A - 風向ガイドユニット、および、空気調和装置の室外ユニット - Google Patents

風向ガイドユニット、および、空気調和装置の室外ユニット Download PDF

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Abstract

【課題】空気調和装置の室外ユニットにおいて、風量低下や機器効率の低下を抑えつつ、排気の方向を変化させる。
【解決手段】排気用のプロペラファン5を備えた空気調和装置の室外ユニット1に配設され、プロペラファン5の排気を所定方向に導く複数の横フィン12を備え、これら横フィン12は、プロペラファン5により発生した旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、空気調和装置の室外ユニットに配設される風向ガイドユニット、および、空気調和装置の室外ユニットに関する。
従来、正面から排気を行う空気調和装置の室外ユニットが知られている。この室外ユニットでは、通路となる位置への排気を避けるよう設置方向を調整する必要があり、また、排気される側にスペースを確保する必要がある等、設置に関して様々な調整を行う必要があった。そこで、室外ユニットの排気口に排気方向を変化させる風向調整板を配置したものが提案された(例えば、特許文献1参照。)。
特開平11−201542号公報
ところが、室外ユニットの排気方向を変化させようとして風向調整板等を設けた場合、風向調整板の通風抵抗が大きく、風量低下と、これに伴う機器効率の低下が懸念されていた。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、空気調和装置の室外ユニットにおいて、風量低下や機器効率の低下を抑えつつ、排気の方向を変化させることを目的としている。
上記課題を解決するため、本発明は、排気用のプロペラファンを備えた空気調和装置の室外ユニットに配設され、前記プロペラファンの排気を所定方向に導く複数の風向ガイド板を備え、前記風向ガイド板が、前記プロペラファンにより発生した旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されていること、を特徴とする風向ガイドユニットを提供する。
この構成によれば、排気用のプロペラファンから吹き出される旋回流を、通風抵抗を小さく抑えて滑らかに所定方向に導くことにより、通風抵抗を効果的に抑えつつ排気の方向を変えることができる。
本発明において、前記複数の風向ガイド板のうち、旋回流に対する迎え角が大きい領域に位置する風向ガイド板が、前記プロペラファンにより発生した旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されている構成としてもよい。
この場合、旋回流に対する迎え角が大きい領域に位置する風向ガイド板における通風抵抗が抑えられるので、排気に係る通風抵抗を効果的に抑制できる。
また、本発明において、前記複数の風向ガイド板の長手方向の中間部同士を連結する仕切り板を備え、この仕切り板が、前記プロペラファンにより発生した旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されている構成としてもよい。
この場合、仕切り板により複数の風向ガイド板が連結されるので、風向ガイド板の強度を増して耐久性の向上を図るとともに、風向ガイド板が排気から受ける圧力に対し十分に抗して、安定して排気の方向を変えることができる。また、仕切り板自体が、旋回流に与える通風抵抗が抑制され、かつ、滑らかに所定方向に排気可能に形成されているので、排気に係る通風抵抗をより小さく抑えられる。
また、上記課題を解決するため、本発明は、排気用のプロペラファンを備えた空気調和装置の室外ユニットにおいて、前記プロペラファンの排気を所定方向に導く複数の風向ガイド板を備え、前記風向ガイド板が、前記プロペラファンにより発生した旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されていること、を特徴とする空気調和装置の室外ユニットを提供する。
この構成によれば、排気用のプロペラファンから吹き出される旋回流を、通風抵抗を小さく抑えて滑らかに所定方向に導くことにより、効率よく排気の方向を変えることができる。これにより、空気調和装置の室外ユニットにおける風量低下や機器効率の低下を招くことなく、任意の方向に排気させることができる。
本発明において、前記複数の風向ガイド板のうち、旋回流に対する迎え角が大きい領域に位置する風向ガイド板が、前記プロペラファンにより発生した旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されている構成としてもよい。
この場合、旋回流に対する迎え角が大きい領域に位置する風向ガイド板における通風抵抗が抑えられるので、排気に係る通風抵抗を効果的に抑制し、空気調和装置の室外ユニットにおける排気効率を高めることができる。
また、本発明において、前記複数の風向ガイド板の長手方向の中間部同士を連結する仕切り板を備え、この仕切り板が、前記プロペラファンにより発生した旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されている構成としてもよい。
この場合、仕切り板により複数の風向ガイド板が連結されるので、風向ガイド板の強度を増して耐久性の向上を図るとともに、風向ガイド板が排気から受ける圧力に対し十分に抗して、安定して排気の方向を変えることができる。また、仕切り板自体が、旋回流に与える通風抵抗が抑制され、かつ、滑らかに所定方向に排気可能に形成されているので、排気に係る通風抵抗をより小さく抑え、空気調和装置の室外ユニットにおける排気効率を高めることができる。
本発明によれば、排気用のプロペラファンから吹き出される旋回流を、通風抵抗を小さく抑えて滑らかに所定方向に導くことにより、効率よく排気の方向を変えることができるので、風量低下や機器効率の低下を招くことなく、排気方向を変えることが可能となる。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明を適用した実施形態に係る空気調和装置の室外ユニットの正面図であり、図2は側面図である。また、図3は室外ユニット本体の構成を示す一部破断正面図であり、図4は室外ユニット本体の外装部の構成を示す分解斜視図であり、図5は室外ユニット本体2に収容される機器の構成を示す分解斜視図である。
本実施形態に係る室外ユニット1は、室外ユニット本体2に、風向ガイドユニット11、12を取り付けたものである。室外ユニット本体2は、室外熱交換器、圧縮機、アキュムレータ、レシーバタンク等の機器を備えた冷媒回路を内蔵し、図示しない室内ユニットと接続されることによって空気調和装置を構成する。
まず、室外ユニット本体2の構成について、図3〜図5を参照して説明する。
室外ユニット本体2の外装体20は、天板21、前板22、側板23、底板24、背板25、および、前板22と並んで室外ユニット本体2の前面を構成する排気口パネル26を備えて構成され、その外形形状は略直方体である。前板22および排気口パネル26には、室外ユニット1を持ち運ぶ際に使用される把手36が配され、同様の把手(図示略)が室外ユニット本体2の背面側にも設けられる。また、室外ユニット本体2の下面を構成する底板24の下には複数の脚37が取り付けられる。
外装体20の内部は仕切板31によって2つの空間に区分され、その一方には室外熱交換器32が収容され、他方は機械室40となっている。機械室40には、圧縮機41、圧縮機41に被せられる防音部材42、アキュムレータ43、44、レシーバタンク45等の冷媒回路を構成する機器が収容されるとともに、その下方には、室外ユニット本体2の各部に電源を供給する電源トランス48等を収容する電装ボックス47が配設される。さらに機械室40には、図3の破断部に示すように、外装体20内の冷媒回路に他の室外ユニットや室内ユニットの冷媒回路等を接続するための配管接続部38が設けられる。
また、室外ユニット本体2の室外熱交換器32に近接して、室外ユニット本体2内の空気を強制的に排気する2個のプロペラファン5が配設される。これら2個のプロペラファン5は、それぞれ、電源トランス48からの電源供給を受けて回転するファンモータ33によって駆動される。これら2個のプロペラファン5が排気を行うことで、室外熱交換器32における熱交換が強制的に促進され、さらに、機械室40に収容される圧縮機41や電源トランス48等が発する熱が、室外ユニット本体2の外部へ放出される。
2個のプロペラファン5は上下に並べて配設され、各々のプロペラファン5に対応して、排気口パネル26には2個の排気口27が形成される。そして、室外ユニット本体2の前面においては、2個の排気口27を覆うグリル28、29が、排気口パネル26にビス止めまたは嵌め込みされて取り付けられる。これらグリル28、29により、排気口27は完全に覆われて、プロペラファン5が排気口27から露出しないよう保護される。
そして、室外ユニット本体2の前面において上下に並ぶグリル28、29には、図1および図2に示すように風向ガイドユニット11が取り付けられる。これら2個の風向ガイドユニット11は、プロペラファン5からの排気を上向きに案内する。
図6は、プロペラファン5の構成を示す斜視図であり、図中矢印Rはプロペラファン5の回転方向を示し、矢印Wは送風方向を示す。図6に示すように、プロペラファン5は回転中心を有するハブ部51に3枚の翼52が立設された構成を有し、翼52の翼面には反りが付されている。プロペラファン5が矢印Rで示す方向に回転すると、それぞれの翼52によって空気が矢印Wで示す方向に押し出され、旋回流を形成する。図6中に矢印Wで示す風向は、翼52の翼面における任意の点で、その点が回転中に描く軌跡(円)の接線に対して60度の角度をなしている。
従って、風向ガイドユニット11に対しては、プロペラファン5の排気が旋回しながら吹き付けられ、この旋回流の旋回角度は、図6の例で60度である。このため、平行な平板を風向ガイド板として並べた構成の風向ガイドを用いた場合、この風向ガイド板の向きが旋回流の向きと一致しないので、通風抵抗が非常に大きく、プロペラファン5の回転が抵抗を受ける。例えば旋回角度が60度の場合、プロペラファン5が空気に与えたエネルギーのうち25%が無駄になると試算されている。
そこで、室外ユニット1が備える風向ガイドユニット11は、プロペラファン5による旋回流の向きに対応して、通風抵抗を減じ、かつ滑らかに上方へ排気を案内する形状となっている。
以下、風向ガイドユニット11の構成について詳述する。
図7から図12は風向ガイドユニット11の構成を示す図であり、図7は斜視図、図8は正面図、図9は右側面図、図10は左側面図、図11は上面図、図12は底面図である。理解の便宜を図るため、図8〜図12においては風向ガイドユニット11とともにプロペラファン5を図示する。
本実施の形態では、風向ガイドユニット11によって排気を上向きに案内する場合を例示し、便宜的に、図1−2、図7−8を基準として上下左右を定めて説明する。勿論、風向ガイドユニット11の設置方向を変えることによって、室外ユニット1の排気方向を横向きや下向きとすることも勿論可能であり、この場合には、以下の説明における上下左右の向きを、風向ガイドユニット11の設置方向に対応して読み変えればよい。
図7に示すように、風向ガイドユニット11は、上面を欠いた3面からなる略矩形の枠16内に、風向ガイド板としての横フィン12、および、仕切り板としての縦フィン13を設けて構成される。また、枠16の四隅には各々2個のビス孔17が設けられ、風向ガイドユニット11はビス孔17を介して室外ユニット本体2の前面にビス止めされる。さらに、枠16の枠下面16Aは斜め上方に向かう滑らかな斜面となっている。これは、室外ユニット1の下側に位置する風向ガイドユニット11によって上方へ案内された排気が枠下面16Aに当たった場合の通風抵抗を減じるためである。
横フィン12は枠16の幅方向(図8の左右方向)に延設される板状部材であり、その断面は下方に凸になる曲面となっている。また、縦フィン13は枠16の高さ方向(図8の上下方向)に延設される板状部材であり、反りが付されている。横フィン12は、枠16の幅方向中央を境にして右側が下方流受けフィン12A、左側が上方流受けフィン12Bとされている。縦フィン13は、枠16の高さ方向を境にして上側が上部縦フィン13A、下側が下部縦フィン13Bとされている。
枠16には、複数の下方流受けフィン12Aおよび上方流受けフィン12Bが平行に並べて配設される。本実施の形態では各々4本の下方流受けフィン12Aおよび上方流受けフィン12Bを等間隔で設けているが、その本数および互いの間隔については任意である。また、上部縦フィン13Aおよび下部縦フィン13Bと下方流受けフィン12A、上方流受けフィン12Bとの交差部においては、それぞれ、上部縦フィン13Aおよび下部縦フィン13Bと下方流受けフィン12Aおよび上方流受けフィン12Bとが連結される。これにより、複数の下方流受けフィン12Aおよび上方流受けフィン12Bが互いに連結されるとともに、所定の間隔を保って支持される。
図8に示すように、風向ガイドユニット11は、プロペラファン5の回転中心が枠16内の中心にほぼ重なるように配設される。このため、プロペラファン5が図中矢印Rの方向に回転すると、枠16のほぼ中心を軸とする旋回流が風向ガイドユニット11に吹き付けられる。この旋回流は、風向ガイドユニット11の高さ方向中心線X−Xを境に異なる向きに吹き、また、幅方向中心線Y−Yを境に異なる向きに吹く。
すなわち、風向ガイドユニット11の幅方向に着目すれば、幅方向中心線Y−Yより右側では、旋回流が下向きに吹き付けられ、左側では旋回流が上向きに吹き付けられる。また、風向ガイドユニット11の高さ方向に着目すれば、高さ方向中心線X−Xより上側では旋回流が右向きに吹き付けられ、下側では旋回流が左向きに吹き付けられる。
横フィン12を構成する下方流受けフィン12Aおよび上方流受けフィン12B、縦フィン13を構成する上部縦フィン13Aおよび下部縦フィン13Bは、旋回流の向きに対応しており、旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されている。
図9の右側面図に示すように、下方流受けフィン12Aは下方に凸となった略V字型の曲面で構成される。プロペラファン5が矢印Rの向きに回転すると、下方流受けフィン12Aには矢印Wで示す下向きの気流が吹き付ける。この下向きの気流を上向きに案内しようとすると、迎え角が大きいために大きな通風抵抗を生じるが、下方流受けフィン12Aはプロペラファン5に近い側に下向きの斜面を有するので、矢印Wで示す気流が抵抗なく下方流受けフィン12Aの間に吹き込まれる。また、プロペラファン5から離れた側は上向きの斜面となっているので、下方流受けフィン12Aの間に吹き込まれた気流は滑らかに上方へ案内される。
また、図10の左側面図に示すように、上方流受けフィン12Bは斜め上方を向くよう傾けて枠16に固定された板状部材であり、若干の反りが付されている。上方流受けフィン12Bの反りは通風抵抗を減じ、かつ滑らかに排気の向きを変える作用があるが、反りがなくても一定の効果が期待できる。プロペラファン5が矢印R方向に回転した場合、上方流受けフィン12Bには矢印Wで示すように上向きに吹く気流が吹き付ける。この気流は、同方向に傾いた上方流受けフィン12Bの間に抵抗無く吹き込み、そのまま滑らかに上方へ案内される。
一方、図11の上面図に示すように、上部縦フィン13Aは斜度の異なる2つの面をつなぎ合わせたような形状となっている。すなわち、プロペラファン5に近い側は右向きに傾いた面となっており、プロペラファン5から離れた側はほぼ風向ガイドユニット11の正面に向いた面となっている。プロペラファン5が矢印R方向に回転した場合、上部縦フィン13Aには矢印Wで示すように図中右向きに気流が吹き付ける。この気流は、同方向に傾いた上部縦フィン13Aに向けて抵抗無く吹き込むとともに、滑らかに風向ガイドユニット11の正面へ向けて案内される。
図12の底面図に示すように、下部縦フィン13Bは斜度の異なる2つの面をつなぎ合わせたような形状となっており、上部縦フィン13Aに対し左右対称である。プロペラファン5が矢印R方向に回転した場合、下部縦フィン13Bには矢印Wで示すように図中左向きに気流が吹き付ける。この気流は、同方向に傾いた下部縦フィン13Bに向けて抵抗無く吹き込むとともに、滑らかに風向ガイドユニット11の正面へ向けて案内される。
このように、風向ガイドユニット11は、プロペラファン5が排出する旋回流に対応して、その幅方向中央を境にして下方流受けフィン12Aおよび上方流受けフィン12Bを備えている。同様に、風向ガイドユニット11は、その高さ方向中央を境にして上部縦フィン13A、下部縦フィン13Bを備えている。従って、風向ガイドユニット11のプロペラファン5側の面においては、旋回流とほぼ同方向に向いた斜面が並んでいるため、プロペラファン5からの排気が非常に低い抵抗で風向ガイドユニット11内に吹き込む。また、プロペラファン5から離れた側では、下方流受けフィン12Aと上方流受けフィン12Bとがほぼ同じ向きの斜面となっているので、旋回流が上向きの流れとなって、風向ガイドユニット11から排気される。同様に、風向ガイドユニット11のプロペラファン5から離れた側で、上部縦フィン13Aと下部縦フィン13Bとが風向ガイドユニット11のほぼ正面を向いているので、旋回流が正面向きの流れとなって排気される。
従って、風向ガイドユニット11全体としては、旋回流を概ね上向きの気流として排気する。
これにより、プロペラファン5によって室外ユニット本体2から吹き出される排気の向きを、通風抵抗を極めて小さく抑えながら、滑らかに所定方向(本実施の形態では上方)へ変えることができる。従って、室外ユニット1におけるプロペラファン5の風量低下やエネルギーロス、機器効率の低下等を招くことなく、排気方向を任意の向きに変えることができる。また、通風抵抗が小さくなることでプロペラファン5の回転に係る抵抗が弱まるので、風量の増大が期待でき、排気効率を大幅に高めることができる。
特に、プロペラファン5の旋回流に対する迎え角が大きい領域、すなわち幅方向中心線Y−Y(図8)より右側に位置する下方流受けフィン12Aは、旋回流とほぼ同方向に傾く斜面を有するので、通風抵抗が効果的に抑えられ、排気に係る通風抵抗を効果的に抑制できる。
さらに、上部縦フィン13A、下部縦フィン13Bにより、複数の下方流受けフィン12A、上方流受けフィン12Bが相互に連結されるので、下方流受けフィン12Aおよび上方流受けフィン12Bの強度を増してプロペラファン5の排気により加わる圧力に十分に抗することができ、耐久性の向上と安定動作を図ることができる。この上部縦フィン13A、下部縦フィン13Bそのものが、旋回流に与える通風抵抗を抑制し、かつ、滑らかに所定方向に排気可能に形成されているので、排気に係る通風抵抗をより小さく抑え、室外ユニット1における排気効率を高めることができる。
そして、プロペラファンの吹き出し側に配設される風向ガイドユニットにおいて、プロペラファン側に複数の風向ガイド板としての横フィンの基端部が露出し、これら横フィンの基端部は、プロペラファンの回転中心の位置を境として異なる方向に傾いた斜面で構成されている。これにより、通風抵抗が非常に小さく抑えられる。また、風向ガイド板としての横フィンの先端部は、プロペラファンの回転中心の両側で、ほぼ同方向を向いた面で構成されている。このため、プロペラファンからの排気が滑らかに所定方向に排気されるので、通風抵抗を抑えながら任意の方向へ排気させることができる。
さらに、複数の横フィンの長手方向の中間部同士を連結する仕切り板としての縦フィンを備え、この縦フィンの基端部はプロペラファン側に露出し、この縦フィンの基端部はプロペラファンの回転中心の位置を境として異なる方向に傾いた斜面として構成されている。このため、複数の横フィンが互いに連結されて強度が増し、プロペラファンの排気による圧力に十分に抗することが可能となるので、耐久性を増すとともに安定した動作が可能となる。また、プロペラファンからの旋回流が生じる通風抵抗を小さく抑えられる。さらに、縦フィンの先端部はプロペラファンの回転中心の両側でほぼ同方向を向いているので、プロペラファンからの排気を滑らかに所定方向に案内して、通風抵抗を抑えながら任意の方向へ排気させることができる。
なお、上述した実施形態は、本発明の一実施態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形及び応用可能であることは勿論である。例えば、本実施形態では1台の室外ユニット1について説明したが、この室外ユニット1を複数接続して1つの空気調和装置を構成するものとしてもよく、複数台の室内ユニット(図示略)を接続してもよい。また、上記実施形態では、室外ユニット本体2が上下に並ぶ2個のプロペラファン5を備える構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、より多くのプロペラファン5を備える構成としてもよい。また、例えば複数のプロペラファン5が水平方向に並ぶ構成としてもよく、この場合、複数のプロペラファン5の排気を、上記の風向ガイドユニット11によって横方向へ案内する構成としてもよい。さらに、上記実施の形態で説明した風向ガイドユニット11の構成は一例であり、横フィン12、縦フィン13の数や湾曲・反りの度合い、枠16の側面および枠下面16Aの幅に対する横フィン12の幅等については任意であって、その他の室外ユニット1の細部構成についても任意に変更可能であることは勿論である。
本発明を適用した実施形態に係る室外ユニットの正面図である。 室外ユニットの側面図である。 室外ユニット本体の一部破断正面図である。 室外ユニット本体の外装部の構成を示す分解斜視図である。 室外ユニット本体に収容される機器の構成を示す分解斜視図である。 プロペラファンの斜視図である。 風向ガイドユニットの斜視図である。 風向ガイドユニットの正面図である。 風向ガイドユニットの右側面図である。 風向ガイドユニットの左側面図である。 風向ガイドユニットの上面図である。 風向ガイドユニットの底面図である。
符号の説明
1 室外ユニット
2 室外ユニット本体
5 プロペラファン
11 風向ガイドユニット
12 横フィン(風向ガイド板)
12A 下方流受けフィン
12B 上方流受けフィン
13 縦フィン(仕切り板)
13A 上部縦フィン
13B 下部縦フィン
16 枠
16A 枠下面
20 外装体
26 排気口パネル
27 排気口
28、29 グリル
32 室外熱交換器
33 ファンモータ
40 機械室
51 ハブ部
52 翼

Claims (6)

  1. 排気用のプロペラファンを備えた空気調和装置の室外ユニットに配設され、前記プロペラファンの排気を所定方向に導く複数の風向ガイド板を備え、
    前記風向ガイド板が、前記プロペラファンにより発生した旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されていること、
    を特徴とする風向ガイドユニット。
  2. 前記複数の風向ガイド板のうち、旋回流に対する迎え角が大きい領域に位置する風向ガイド板が、前記プロペラファンにより発生した旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されていること、
    を特徴とする請求項1に記載の風向ガイドユニット。
  3. 前記複数の風向ガイド板の長手方向の中間部同士を連結する仕切り板を備え、この仕切り板が、前記プロペラファンにより発生した旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されていること、
    を特徴とする請求項1または2に記載の風向ガイドユニット。
  4. 排気用のプロペラファンを備えた空気調和装置の室外ユニットにおいて、
    前記プロペラファンの排気を所定方向に導く複数の風向ガイド板を備え、
    前記風向ガイド板が、前記プロペラファンにより発生した旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されていること、
    を特徴とする空気調和装置の室外ユニット。
  5. 前記複数の風向ガイド板のうち、旋回流に対する迎え角が大きい領域に位置する風向ガイド板が、前記プロペラファンにより発生した旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されていること、
    を特徴とする請求項4に記載の空気調和装置の室外ユニット。
  6. 前記複数の風向ガイド板の長手方向の中間部同士を連結する仕切り板を備え、この仕切り板が、前記プロペラファンにより発生した旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されていること、
    を特徴とする請求項4または5に記載の空気調和装置の室外ユニット。
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