JP2008128499A - Air conditioner and outdoor unit of air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機及び空気調和機の室外機に係り、特に、プロペラファンを包囲してダクト部材が設けられた室外機に関する。 The present invention relates to an air conditioner and an outdoor unit of the air conditioner, and more particularly to an outdoor unit that surrounds a propeller fan and is provided with a duct member.
冷凍サイクルを用いる空気調和機では、室外機に配置された熱交換器で冷媒と外気との熱交換をおこない、冷媒を凝縮又は蒸発させている。この際、熱交換器に対し外気を送風するためにプロペラファンとモータから構成される送風機が用いられている。 In an air conditioner using a refrigeration cycle, heat is exchanged between the refrigerant and the outside air by a heat exchanger arranged in the outdoor unit, and the refrigerant is condensed or evaporated. At this time, a blower composed of a propeller fan and a motor is used to blow outside air to the heat exchanger.
また、室外機の送風機では、プロペラファンの径方向の外周に例えばPP(ポリプロピレン)などの樹脂で形成されたダクト部材を設けることにより、プロペラファンの外周側に向かう気流に高い圧力上昇を与え、また、プロペラファン翼面の剥離や気流の乱れを生じにくくさせて、モータ効率の向上を図ることが知られている。 Moreover, in the blower of the outdoor unit, by providing a duct member formed of a resin such as PP (polypropylene) on the outer periphery in the radial direction of the propeller fan, a high pressure increase is given to the airflow toward the outer periphery of the propeller fan, It is also known to improve motor efficiency by making it difficult for the propeller fan blade surface to peel off or disturb the airflow.
ところで、送風機は、運転時にプロペラファンと周りの空気との接触などに伴っていわゆる風きり音などの騒音が発生することが問題となる。そこで、例えば特許文献1に記載されているように、ダクト部材の空気流路を、プロペラファンの外周に位置する円筒と、これより空気吐出側で拡径された円筒で形成して、拡径された箇所に渦定着室を形成することが知られている。
By the way, a problem with the blower is that noise such as a so-called wind noise is generated when the propeller fan contacts the surrounding air during operation. Therefore, for example, as described in
これによれば、プロペラファンの先端部分に発生する渦を渦定着室に引き寄せ、プロペラファンと渦との接触を少なくして騒音を低減できるとされている。 According to this, it is said that the vortex generated at the tip of the propeller fan is drawn to the vortex fixing chamber, and the contact between the propeller fan and the vortex is reduced to reduce noise.
しかしながら、特許文献1に記載の技術は、ダクト部材の形状を工夫して騒音の元となる風きり音などの発生そのものを抑制することについては考慮されているが、一旦発生した風きり音などが室外機の外へ伝播するのを抑制することに対しては考慮されていない。
However, although the technique described in
すなわち、ダクト部材はプロペラファンを包囲して設けられているので、プロペラファンの回転に伴って発生した風きり音などは、ダクト部材に伝わり、ダクト部材の内部を伝播してそのまま室外機の外へ放射され騒音となる。 In other words, since the duct member is provided so as to surround the propeller fan, wind noise generated by the rotation of the propeller fan is transmitted to the duct member, propagates through the duct member, and is directly outside the outdoor unit. The noise is emitted.
また、風きり音などに起因する振動がダクト部材から室外機の筐体などに伝播することによって室外機全体の振動が発生する場合もある。 In addition, vibration due to wind noise or the like propagates from the duct member to the casing or the like of the outdoor unit, which may cause vibration of the entire outdoor unit.
本発明は、プロペラファンの回転に伴う騒音及び振動を抑制することを課題とする。 An object of the present invention is to suppress noise and vibration associated with rotation of a propeller fan.
上記課題を解決するため、本発明の空気調和機の室外機は、筐体と、筐体の上部に配置されたプロペラファンと、プロペラファンを包囲して設けられ円筒状の空気流路を有するダクト部材と、筐体の側部に配置された熱交換器とを備え、プロペラファンを駆動し熱交換器を介して外気を吸い込み、熱交換された空気を筐体の外部に吹き出すものであって、ダクト部材の内部に空隙が形成されてなることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, an outdoor unit of an air conditioner according to the present invention has a casing, a propeller fan arranged at the top of the casing, and a cylindrical air flow path provided surrounding the propeller fan. It includes a duct member and a heat exchanger disposed on the side of the housing, drives a propeller fan, sucks outside air through the heat exchanger, and blows out the heat-exchanged air to the outside of the housing. Thus, a gap is formed inside the duct member.
すなわち、プロペラファンの回転に伴って発生した風きり音などは、ダクト部材に音波として伝播するが、ダクト部材の内部には空隙が形成されているため、ダクト部材の内部で、基材と空隙との音響インピダンスの違いによりその一部は反射される。したがって、室外機の外へ放射される風きり音は低減され、騒音を抑制することができる。また、風きり音に起因する振動も、空隙が形成されているためにダクト部材から筐体などに伝播され難くなり、室外機全体の振動が抑制される。 That is, wind noise generated with the rotation of the propeller fan propagates as sound waves to the duct member, but since a gap is formed inside the duct member, the base member and the gap are formed inside the duct member. Some of them are reflected due to the difference in acoustic impedance. Therefore, wind noise radiated out of the outdoor unit is reduced, and noise can be suppressed. In addition, since vibration is generated due to wind noise, it is difficult for the duct member to propagate from the duct member to the housing and the like, and vibration of the entire outdoor unit is suppressed.
また、このようなダクト部材として内部に複数の気泡などの孔が形成された多孔質部材を用いることが望ましい。特に、プロペラファンの回転軸から離れる方向に、多孔度の異なる複数の層が重ね合わされて形成された多孔質部材を用いることが望ましく、例えば、多孔度の異なる複数の層を、内周側の層と外周側の層の2層で形成し、外周側の層を、内周側の層より多孔度を小さくすることができる。 Further, it is desirable to use a porous member having a plurality of holes such as bubbles formed therein as such a duct member. In particular, it is desirable to use a porous member formed by superposing a plurality of layers having different porosities in a direction away from the rotation axis of the propeller fan. For example, a plurality of layers having different porosities may be used on the inner circumferential side. It is formed by two layers of a layer and an outer peripheral layer, and the outer peripheral layer can have a lower porosity than the inner peripheral layer.
これによれば、ダクト部材の基材に対する孔の体積比率である多孔度が、外周側の層で小さく、内周側の層で大きくなっているので、ダクト部材の外周側では強度を保ちつつ、内周側つまりプロペラファンに対向する側では多数の気泡などの孔で音波を繰り返し反射させて減衰させることができる。また、筐体などへの振動の伝播も抑制される。 According to this, since the porosity, which is the volume ratio of the pores to the base material of the duct member, is small in the outer peripheral layer and large in the inner peripheral layer, the strength is maintained on the outer peripheral side of the duct member. On the inner peripheral side, that is, the side facing the propeller fan, sound waves can be repeatedly reflected and attenuated by holes such as a large number of bubbles. Further, the propagation of vibrations to the housing or the like is also suppressed.
また、多孔度の異なる複数の層を、内周側の層と、外周側の層と、これらの層に挟まれた中心層の3層で形成し、内周側の層及び外周側の層を、中心層より多孔度を小さくすることもできる。これによれば、ダクト部材の内周側と外周側で強度を保ち、音波などは主に中心層の多数の気泡など孔により減衰させることができる。 Further, a plurality of layers having different porosities are formed by three layers of an inner peripheral layer, an outer peripheral layer, and a central layer sandwiched between these layers, and the inner peripheral layer and the outer peripheral layer. The porosity can be made smaller than that of the central layer. According to this, strength can be maintained on the inner peripheral side and outer peripheral side of the duct member, and sound waves can be attenuated mainly by holes such as a large number of bubbles in the central layer.
また、ダクト部材を、樹脂の基材と、基材の内部に配された複数の気泡とで形成し、プロペラファンの回転軸に直交する断面における気泡の面積分布が、内周側から外周側に向かうにつれて小さくなるか、又は内周側から中心部に向かうにつれて大きくなり、中心部から外周部に向かうにつれて小さくなるよう形成することもできる。このようなダクト部材として、例えば、発泡ウレタンを用いることができる。 Further, the duct member is formed of a resin base material and a plurality of air bubbles arranged inside the base material, and the area distribution of the air bubbles in the cross section perpendicular to the rotation axis of the propeller fan is changed from the inner peripheral side to the outer peripheral side. It can also be formed so that it decreases as it goes to the center, or increases as it goes from the inner periphery to the center, and decreases as it goes from the center to the outer periphery. As such a duct member, for example, urethane foam can be used.
発泡ウレタンのような発泡材を用いれば、上述したような騒音、振動の抑制に加えて、ダクト部材及びプロペラファンの破損を回避することもできる。つまり、ダクト性能を充分に得る為にプロペラファンとダクト部材とのギャップ距離を例えば10〜20mmと小さくすると、ダクト部材とプロペラファンが雨水や雪によって氷結し、その状態で運転を開始してダクト部材あるいはプロペラファンが破損する問題が従来あった。しかし、発泡ウレタンのような発泡材は温度依存率が低いため、ダクト部材とプロペラファンとの氷結を抑制することができる。 If a foam material such as urethane foam is used, in addition to the suppression of noise and vibration as described above, damage to the duct member and the propeller fan can also be avoided. That is, if the gap distance between the propeller fan and the duct member is reduced to, for example, 10 to 20 mm in order to obtain sufficient duct performance, the duct member and the propeller fan are frozen by rainwater or snow, and the operation is started in that state. There has been a problem that a member or a propeller fan is damaged. However, since a foam material such as urethane foam has a low temperature dependency, it is possible to suppress icing between the duct member and the propeller fan.
また、ダクト部材に多孔質部材を用いることに代えて、ブロー成型により内部に層状の空気層が形成された部材を用いることもできる。この場合も上述と同様に、音波などの一部は、ダクト部材内部で基材と空気層との音響インピダンスの違いに起因して反射などを繰り返し、機械的エネルギーから熱エネルギーに変換されるので、室外機の外へ放射される騒音を抑制することができる。また、振動の伝播も抑制されて室外機全体の振動も抑制することができる。 Moreover, it can replace with using a porous member for a duct member, and can also use the member in which the layered air layer was formed in the inside by blow molding. In this case as well, as described above, some of the sound waves and the like are repeatedly reflected inside the duct member due to the difference in acoustic impedance between the base material and the air layer, and converted from mechanical energy to thermal energy. The noise radiated out of the outdoor unit can be suppressed. Further, the propagation of vibration is also suppressed, and the vibration of the entire outdoor unit can also be suppressed.
また、空気層に、発泡ウレタン及び液体のいずれか一方を充填してもよく、充填する液体は、特に水が好ましく、液体シリコン樹脂又は液体エポキシ樹脂を用いることができる。これによれば、騒音低減及び振動低減効果をより一層向上することができる。 The air layer may be filled with either urethane foam or liquid, and the liquid to be filled is preferably water, and a liquid silicon resin or liquid epoxy resin can be used. According to this, noise reduction and vibration reduction effects can be further improved.
また、室外機は、屋外に設置されるので、ダクト部材の表面に耐候塗料を塗布してもよい。 Moreover, since the outdoor unit is installed outdoors, a weather-resistant paint may be applied to the surface of the duct member.
本発明によれば、プロペラファンの回転に伴う騒音及び振動を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the noise and vibration accompanying rotation of a propeller fan can be suppressed.
以下、本発明を適用してなる空気調和機の室外機の実施例を図1〜図7を用いて説明する。なお、以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of an outdoor unit of an air conditioner to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. In the following description, the same functional parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、第1実施例の空気調和機の室外機の斜視図である。図1に示すように、室外機10は、底板1とフレーム2などで形成された筐体3と、筐体3の3方向の側部を覆うように配置された熱交換器4と、筐体3の上部であって、かつ熱交換器4よりも上方に配置されたプロペラファン5及びモータ6などで構成されている。
FIG. 1 is a perspective view of an outdoor unit of an air conditioner according to a first embodiment. As shown in FIG. 1, the
また、円筒状の空気流路を有するダクト部材8は、図の矢印で示すようにプロペラファン5に径方向の外側を包囲する位置にかぶせるようにして設けられ、筐体3などに固定される。また、4枚の板状の意匠板11が、ダクト部材8の外周位置でフレーム2に固定される。
The
このように構成される室外機10は、プロペラファン5を駆動して熱交換器4を介して外気を吸い込み、熱交換器4を通流する冷媒と外気とを熱交換し、熱交換された空気を筐体3の上方に吹き出すものである。
The
図2は、室外機10の縦断面の概略図である。このように、室外機10の内部には、図示していない空気調和機の室内機に配置される部品や上述の熱交換器4などと共に冷凍サイクルを形成する圧縮機12が配置されている。また、筐体3の側面には、冷凍サイクルの制御などに必要な電気部品などを収納する電気箱13などが配置されている。そして、ダクト部材8は、筐体3にネジ15によって締結されている。
FIG. 2 is a schematic diagram of a longitudinal section of the
次に、本実施例の特徴部であるダクト部材8について詳細に説明する。図3は、図2におけるプロペラファン5とダクト部材8などの一部を拡大した概略図である。本実施例のダクト部材8は、発泡ウレタンで形成されており、図3に示すようにダクト部材8の内部には、発泡剤による気泡17が複数形成されている。
Next, the
発泡ウレタンは、特性として吸音・吸振効果があるため、プロペラファン5の回転に伴って発生する風きり音などを直接受けやすいダクト部材8に用いることで室外機10の周囲に放射される騒音を抑制することができ、また、筐体3などの伝播する振動が抑制されて室外機10全体の振動を抑制することができる。
Since urethane foam has a sound absorbing / vibrating effect as a characteristic, noise radiated around the
すなわち、一般に、音響インピダンスがZ1(MRayls)である媒質Aから、音響インピダンスがZ2(MRayls)である媒質Bへ超音波が進行した場合、両媒質の境界面で超音波が反射する割合R(反射率)は、以下の式で表される。 That is, generally, when an ultrasonic wave travels from a medium A having an acoustic impedance of Z 1 (MRayls) to a medium B having an acoustic impedance of Z 2 (MRayls), the ratio of the reflection of the ultrasonic wave at the boundary surface between the two media R (reflectance) is expressed by the following equation.
(数1式)
R=│(Z1―Z2)/(Z1+Z2)│
このように、ある媒質から別のある媒質へ音波が進行した場合の境界面での音波の反射率は、両媒質の音響インピダンスの比率に依存し、両媒質間の音響インピダンスの比率の違いが大きければ大きい程その両媒質の境界面で音波は反射する。
(Equation 1)
R = | (Z 1 −Z 2 ) / (Z 1 + Z 2 ) |
In this way, the reflectance of sound waves at the boundary surface when sound waves travel from one medium to another medium depends on the ratio of the acoustic impedance of both media, and the difference in the ratio of the acoustic impedance between the two media is different. The larger the value, the more the sound wave is reflected at the interface between the two media.
本実施例の場合、発泡ウレタンの基材となるウレタンと、気泡との音響インピダンスの違いによって、発泡ウレタンの内部を伝播する音波は、ウレタンと気泡との界面で反射しながら機械的エネルギーが熱エネルギーに変換される。したがって、室外機10の周囲に放射される騒音を抑制することができ、また、筐体3などを伝播する振動が抑制されて室外機10全体の振動を抑制することができる。
In the case of this example, due to the difference in acoustic impedance between the urethane that is the base material of the urethane foam and the bubbles, the sound waves propagating inside the urethane foam are reflected at the interface between the urethane and the bubbles while the mechanical energy is heated. Converted into energy. Therefore, the noise radiated around the
さらに、プロペラファン5とダクト部材8とが雨水や雪によって氷結し、プロペラファン5あるいはダクト部材8が破損する問題に対して、温度依存性が小さいという特性を有する発泡ウレタンを用いることにより、両者の氷結を緩和させることができる。また、ダクト部材8はウレタンなどの樹脂成型品なので、軽量化を図ることが可能である。なお、本実施例では、ダクト部材8を発泡ウレタンと板金で一体成型し、板金部分を利用して筐体3へのネジ締結を可能とすることができる。
Furthermore, both the
第2実施例の室外機について説明する。第2実施例の室外機は、上述の実施例1の室外機と異なるのはダクト部材8だけであるので、ダクト部材8のみ説明し、その他の部分の説明は省略する。
The outdoor unit of the second embodiment will be described. In the outdoor unit of the second embodiment, only the
図4は、第2実施例のダクト部材8などの断面を拡大した概略図である。図4に示すように、ダクト部材8は、プロペラファン5の略外周に位置する円筒状の空気流路20と、これより空気吸い込み側に位置して空気流路20より口径の大きな円筒状の空気流路21の口径の異なる2つの空気流路が形成されている。このような2つの空気流路を形成することにより、ダクト部材8は、プロペラファン5に空気をなめらかに吸い込ませるベルマウスの役割を果たし、送風効率を向上することができる。
FIG. 4 is an enlarged schematic view of the cross section of the
なお、全圧効率や騒音の性能向上に関しては、プロペラファン5の位置に対して、空気流路20から空気流路21に拡径される位置に適正値が存在するが、成形性の自由度の高い発泡ウレタンを用いることにより、適正値を容易に確保することができる。また、成形性の自由度が高いので、角部22などを適宜曲面に加工することも可能である。
Regarding the improvement of the total pressure efficiency and the noise performance, there is an appropriate value at the position where the diameter of the
第3実施例の室外機について説明する。第3実施例の室外機は、上述の実施例1の室外機と異なるのはダクト部材8だけであるので、ダクト部材8のみ説明し、その他の部分の説明は省略する。
An outdoor unit according to a third embodiment will be described. Since the outdoor unit of the third embodiment is different from the outdoor unit of the above-described first embodiment only in the
図5は、第3実施例のダクト部材8などの断面を拡大した概略図である。図5に示すように、ダクト部材8は、プロペラファン5の回転軸から離れる方向に、多孔度の異なる内周層8aと外周層8bが重ね合わされて形成されている。ウレタン基材の体積に対する気泡17の体積比率である多孔度は、内周層8aより外周層8bのほうが小さくなっている。
FIG. 5 is an enlarged schematic view of the cross section of the
これによれば、ダクト部材8の表面側を高密度発泡ウレタンとし、プロペラファン5からの風きり音を直接受ける内周側では低密度発泡ウレタンとしているので、高密度発泡ウレタンにより強度を確保しつつ実施例1で述べたように吸音、吸振効果を保持することができる。
According to this, since the surface side of the
また、図6に示すように、内周層8aと外周層8bだけでなく、これらの層の間に中心層8cを形成することもできる。この場合、図6に示すように、中心層8cの多孔度を大きくし、内周層8aと外周層8bの多孔度を小さくするのが好ましい。 Further, as shown in FIG. 6, not only the inner peripheral layer 8a and the outer peripheral layer 8b but also a center layer 8c can be formed between these layers. In this case, as shown in FIG. 6, it is preferable to increase the porosity of the center layer 8c and decrease the porosity of the inner peripheral layer 8a and the outer peripheral layer 8b.
これによれば、ダクト部材8の表面側とプロペラファン5に対向する側を高密度発泡ウレタンとして強度を保ちつつ、中心層8cを低密度発泡ウレタンとすることで、実施例1で述べたように吸音、吸振効果を保持することができる。
According to this, as described in the first embodiment, the center layer 8c is made of low density foamed urethane while maintaining the strength of the surface side of the
なお、本実施例のように、ダクト部材8の表面の強度を高めると共に、ダクト部材8の表面に耐候塗料を塗布するか、あるいは耐候性樹脂シートを貼り付けることで耐候性を高めて意匠板11を削除し、コストダウンを図ることもできる。
In addition, as in this embodiment, the design of the design plate is enhanced by increasing the strength of the surface of the
第4実施例の室外機について説明する。第4実施例の室外機は、上述の実施例1の室外機と異なるのはダクト部材8だけであるので、ダクト部材8のみ説明し、その他の部分の説明は省略する。
An outdoor unit according to a fourth embodiment will be described. In the outdoor unit of the fourth embodiment, only the
図7は、第4実施例のダクト部材8などの断面を拡大した概略図である。図7に示すように、ダクト部材8の内部には、ブロー成型による空気層25が形成されている。これによれば、第1実施例で説明したのと同様に、プロペラファン5の回転に伴って発生する風きり音などの音波の一部は、ダクト部材8内部でウレタン基材26と空気層25との音響インピダンスの違いに起因して反射するので、室外機の外へ放射される騒音を抑制することができる。また、ダクト部材8の内部を伝播して筐体3などに伝わる振動も抑制されて室外機全体の振動も抑制することができる。
FIG. 7 is an enlarged schematic view of the cross section of the
また、本実施例のように、ダクト部材8の内部に空気層25を1層だけ形成するのではなく、プロペラファン5の回転軸から放射方向に沿って、複数の空気層を形成してもよい。
Further, instead of forming only one
本実施例の変形として、ダクト部材8内部に形成された空気層25に発泡ウレタンを充填することも可能である。これによれば、空気層25を形成するだけの場合に比べて強度を確保でき、一方で、発泡ウレタンの気泡により音波の伝播などを抑制することができる。
As a modification of this embodiment, it is possible to fill the
また、他の変形例としては、空気層25が形成されたダクト部材8を室外機に据え付けた後に、空気層25に液体を充填することも可能である。充填する液体は、例えば水などが好ましく、その他液体シリコン樹脂や液体エポキシ樹脂を使用することもできる。これによれば、より一層、騒音や振動を抑制することができる。
As another modification, it is also possible to fill the
1 底板
2 フレーム
3 筐体
4 熱交換器
5 プロペラファン
6 モータ
8 ダクト部材
10 室外機
11 意匠板
12 圧縮機
13 電気箱
15 ネジ
17 気泡
20、21 空気流路
22 角部
25 空気層
26 ウレタン基材
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記ダクト部材は、内部に空隙が形成されてなることを特徴とする空気調和機の室外機。 A housing, a propeller fan disposed at an upper portion of the housing, a duct member provided to surround the propeller fan and having a cylindrical air flow path, and heat exchange disposed at a side portion of the housing An outdoor unit of an air conditioner that drives the propeller fan and sucks outside air through the heat exchanger, and blows out the heat-exchanged air to the outside of the housing.
An air conditioner outdoor unit, wherein the duct member has a gap formed therein.
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JP2010032138A (en) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Hitachi Appliances Inc | Air blowing guide support structure and air conditioner outdoor unit |
CN106765667A (en) * | 2016-12-05 | 2017-05-31 | 珠海格力电器股份有限公司 | Outdoor unit |
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