JP2007292443A - 空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ほぼ直方体形状の筐体1と、筐体1内に設けられた熱交換器4と、外部から空気を吸い込み、熱交換器4で冷媒と熱交換された空気を外部に吹き出させる送風ファン7と、送風ファン7を取り囲むように筐体1に設けられて、外部に吹き出される空気を通す筒形のベルマウス2とを備え、送風ファン7の回転軸8方向と直交する方向の筐体1の断面の外周がほぼ長方形であり、ベルマウス2の筐体1側へ延びる吸込み側部分の形状がアール面2aを有したラッパ形状に形成されており、筐体1の断面外周の短辺方向のアール面2aの半径をRs、長辺方向のアール面2aの半径をRbとしたとき、0.2≦Rs/Rb、とした空気調和装置。
【選択図】図3
Description
また、風の流れが急激に曲げられることで渦が発生し、送風ファン、ファンガードなどに衝突することで、騒音が発生して騒音性能が悪化する。
また、第2の目的は、騒音性能の向上を図ることができる空気調和装置を提供することである。
図1は本発明の実施の形態1に係る空気調和装置を縦置き配置した状態の背面図、図2は図1の側面図、図3は図1の上面図、図4は図3のベルマウスのA−A部の吸込み側アール面形状を示す説明図(a)と、ベルマウスのB−B部の吸込み側アール面形状を示す説明図(b)である。
この空気調和装置は、ほぼ直方体形状の筐体1と、筐体1内に設けられた熱交換器4と、外部から空気を吸い込み、熱交換器4で冷媒と熱交換された空気を外部に吹き出させる送風ファン(例えばプロペラファン)7と、送風ファン7を取り囲むように筐体1の上部に設けられて、外部に吹き出される空気を通す筒形のベルマウス2と、ファンガード3とを備えている。
筐体1の送風ファン7の回転軸8方向と直交する方向の断面の外周はほぼ長方形であり、短辺部Lsと長辺部Lbとを有している。
ベルマウス2は、吸込み側アール面2aと、吸込み側アール面2aの始点2dから水平面に対し垂直に上方に伸びるストレート部2bと、吸込み側アール面2aの終点2eから筐体1の水平断面形状の外寸とほぼ同じ外寸の水平面部2cを持つ。そして、それらにより、ベルマウスの筐体1側へ延びる吸込み側部分の形状がアール面を有したラッパ形状に形成されている。
また、筐体1の下部から上方に向けて、水平断面(送風ファン7の回転軸8方向と直交する方向の断面)形状がほぼコ字形状の熱交換器4が設置されている。
さらに、熱交換器4の上方にはモータサポート5が設けられ、このモータサポート5にはファンモータ6が固定され、ファンモータ6に回転軸8を介して送風ファン7が取り付けられている。
上記のように構成された筐体1においては、ファンモータ6の駆動により回転軸8を介して送風ファン7が回転する。それにより、筐体1の外部の空気が熱交換器4を通り、そこで熱交換されて筐体1の内部に入る。筐体1の内部に入った空気は、送風ファン7の下方からベルマウス2により縮流されながら上方に向けて流れ、ファンガード3を通り、筐体1の外部に吹出される。
図6は0.2≦Rs/Rb≦1.0の範囲におけるデータであるが、Rs/Rbが0.2より小さい範囲においては、急激に空力性能が低下しており、0.2≦Rs/Rb≦1.0の範囲においては、空力性能がほぼ変わらないことがわかる。また、騒音に関しても、0.2≦Rs/Rb≦1.0の範囲において性能がほぼ変わらない。
なお、ファンモータ6の入力に関しては、0.2≦Rs/Rb≦1.0の範囲において、Rs/Rbが小さい方が若干低入力となる。
図7は本発明の実施の形態2における熱交換器4の水平断面形状(送風ファン7の回転軸8方向と直交する方向の熱交換器4の断面形状)を示す上面図、図8は他の熱交換器4の縦断面形状を示す側面図である。
実施の形態1では熱交換器4の水平断面形状はほぼコ字形(コの字形状)であるが、実施の形態2では実施の形態1と異なる断面形状の熱交換器4を配置した。たとえば、図7(a)では熱交換器4の水平断面形状が筐体1の周囲を構成する4つの面に対応した面を持つほぼロ字形(ロの字形状)をなし、図7(b)では熱交換器4の水平断面形状が筐体1の周囲を構成する4つの面のうちの対向する2つの面に対応した面を持つほぼニ字形(ニの字形状)をなす。さらに、図8では熱交換器4の縦断面形状がほぼレの字形をなす。 図7、図8のような熱交換器4の断面形状であっても、筐体1の水平断面形状は、短辺部Lsと長辺部Lbを備えるほぼ長方形の形状となる。これらの熱交換器4の断面形状を使用した場合にも、ベルマウス2に実施の形態1の対策を施すことにより、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
図9は本発明の実施の形態3におけるベルマウス2の吸込み側アール面の終点高さを示す説明図である。
実施の形態1では、ベルマウス2の吸込み側のアール面半径について改善したものであるが、実施の形態3では、図9に示すように、ベルマウス2の吸込み側アール面の終点(吸込み側アール面の筐体1側及び熱交換器4側の終点)2eを全周にわたって同じ高さ位置で終わるようにしたものである。
ベルマウス2の吸込み側アール面2aの熱交換器4側の終点が、全周にわたって高さが異なる場合は、意匠性が悪いだけでなく部品の共通化(例えば四隅の柱などの共通化)が困難になる。また、部品自身のバランスが悪い(例えば四隅の高さが違うなど)ために、平面や段積みで保管できず、空間を無駄に使用するため保管や移動にコストがかかる。また、筐体1の段積みを考えた場合には、ベルマウスの水平面部2cの高さが異なるために、異なる高さの梱包材が必要になりその共通化ができない。
しかし、ベルマウス2の吸込み側アール面2aの熱交換器4側の終点を全周にわたって同じ高さにすることで、意匠性が向上し部品の共通化が図れる。また、図3のハッチング部分であるベルマウス2の水平面部2cが同一高さで確保できる。そのため、ベルマウス2の水平面部2cに梱包材などを置くだけの十分な面積が確保でき、段積み性が向上する。また、必要な高さが全周にわたって同じであるため、梱包材などの共通化を図ることもできる。
図10は本発明の実施の形態4におけるベルマウス2の吸込み側アール面2aの範囲を示す断面図である。
実施の形態1では、ベルマウス2の吸込み側のアール面半径について改善したものであるが、実施の形態4では、図10に示すベルマウス2の吸込み側アール面2aの範囲(角度)を規定するものである。
ベルマウス2の吸込み側アール面2aの範囲を規定しない場合には、図11に示すようなベルマウス2の水平面部2c周辺付近に、下方に突出した凸部が生じる可能性がある。そのような凸部があると、ベルマウス2の水平面部2cが占める割合は、この凸部により減少する。そのため、このベルマウス2の水平面部2cに梱包材などを配置するスペースが減少して段積み性が悪化する。
また、回転軸8に平行な断面で空気の流れをみると、筐体1内のベルマウス2の水平面部2c近傍の空気の流れは、ベルマウス2の水平面部2cに沿って流れている流れが、その凸部により下方に流れの向きを変える。空気の流れが向きを変えることで、無駄にエネルギーを消費するため、同じ量の空気を搬送するのに必要なエネルギーは増加する。
さらに、ベルマウス2の水平面部2cより下方に離れた空気の流れは、略直線的に上方のベルマウス2に向かって流れる。このため、ベルマウス2の水平面部2c近傍の下方に向かう流れと、ベルマウス2の水平面部2cより下方に離れた場所の上方に向かう流れとが衝突し、この衝突により無駄にエネルギーが消費される。
加えて、流れの衝突は、空気の流れを乱し、渦が生成され、その渦が送風ファン7やファンガード3などに衝突することで、騒音が発生して騒音性能が悪化する。
このような事態を回避するため、ベルマウス2の吸込み側アール面2aの始点2dを通る接線2hが、水平面に対して90度となるようにベルマウス2の吸込み側アール面2aの始点2dを決定し、ベルマウス2の吸込み側アール面2aの始点2dから90度以下の角度範囲を終点2eとし、その点より水平面部2cを備えるようにベルマウス2の吸込み側アール面2aを設けるのが好ましい。
このようにすることで、図11に示すようなベルマウス2の水平面部2c周辺付近に、下方に突出した凸部が形成されなくなるため、ベルマウス2の水平面部2cがより多く確保でき、段積み性が向上する。また、ベルマウス2の、吸込み側アール面2aとベルマウス2の水平面部2cとの間に下方に突出した凸部がないために、筐体1の内部の空気の流れが、ベルマウス2の下方に突出した凸部により乱されることもない。そのため、消費エネルギーの増加や騒音性能の悪化などの性能面の悪化を防止できる。
実施の形態1〜4では、空気調和装置を縦置き配置した状態(送風ファン7が筐体1の上方もしくは下方に配置され空気の流れが筐体1の上方もしくは下方に流れる)において説明したものであるが、実施の形態5では、空気調和装置を横置き配置(送風ファン7が筐体1の左側面部もしくは右側面部に配置され空気の流れが筐体1の側面方向に流れる)したものである。
横置き配置は、縦置き配置した空気調和装置を回転軸8方向と平行の面において90度回転させた(回転軸8が垂直方向から水平方向を向くようにした)ものと考えられる。そのため横置きした場合も、縦置きした場合と同様の効果が得られる。また、縦置き配置した空気調和装置を、回転軸8方向と平行の面において90度回転させた場合の熱交換器4の配置は、回転軸8方向と垂直の断面でみた場合に、図12の断面図に示すように、コの字の配置となるが、これを回転軸8方向と平行の断面でみた場合にコの字の配置となるよう、図13の断面図に示すように、熱交換器4を配置しても同様の効果が得られる。つまり、空気の流れが筐体1の上方や下方に流れる場合だけでなく、筐体1の側面方向に流れる場合にも同様の効果が得られる。
Claims (7)
- ほぼ直方体形状の筐体と、
前記筐体内に設けられた熱交換器と、
外部から空気を吸い込み、前記熱交換器で冷媒と熱交換された空気を外部に吹き出させる送風ファンと、
前記送風ファンを取り囲むように前記筐体に設けられて、前記外部に吹き出される空気を通す筒形のベルマウスとを備え、
前記送風ファンの回転軸方向と直交する方向の前記筐体の断面の外周がほぼ長方形であり、
前記ベルマウスの前記筐体側へ延びる吸込み側部分の形状がアール面を有したラッパ形状に形成されており、
前記筐体の前記断面外周の短辺方向の前記アール面の半径をRs、前記断面外周の長辺方向の前記アール面の半径をRbとしたとき、0.2≦Rs/Rb、としたことを特徴とする空気調和装置。 - Rs/Rb≦1.0、としたことを特徴とする請求項1記載の空気調和装置。
- 前記ベルマウスの前記アール面の前記筐体側は、全周にわたって同じ高さ位置で終わっていることを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和装置。
- 前記ベルマウスの前記アール面の範囲が、90°以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の空気調和装置。
- 前記送風ファンの回転軸方向と直交する方向の前記熱交換器の断面形状が、前記筐体の周囲を構成する4つの面のうちの3つの面に対応した面を持つほぼコ字形であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の空気調和装置。
- 前記送風ファンの回転軸方向と直交する方向の前記熱交換器の断面形状が、前記筐体の周囲を構成する4つの面に対応した面を持つほぼロ字形であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の空気調和装置。
- 前記送風ファンの回転軸方向と直交する方向の前記熱交換器の断面形状が、前記筐体の周囲を構成する4つの面のうちの対向する2つの面に対応した面を持つほぼニ字形であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の空気調和装置。
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