JP2009281215A - Air conditioner indoor unit - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、室内機本体の薄型化を図った空気調和機用室内機の構造に関するものである。 The present invention relates to a structure of an indoor unit for an air conditioner in which an indoor unit main body is thinned.
最近では、空気調和機用室内機の室内機ケーシングの奥行方向の寸法を小さくして、可能な限りの薄型化を図る試みがなされている(例えば特許文献1を参照)。 Recently, attempts have been made to reduce the dimension in the depth direction of the indoor unit casing of an indoor unit for an air conditioner so as to make it as thin as possible (see, for example, Patent Document 1).
同特許文献1のものでは、小型で熱交換効率の高いアルミ積層型の熱交換器を回転軸方向の長さを短かくした遠心送風機の左右に配置し、室内機ケーシングの前面側中央部の空気吸込口から吸込んだ空気を、それら熱交換器を介して左右両側の空気吹出口から前方に吹き出すようにすることによって、可能な限り室内機本体の薄型化を図るようにしている。
In the thing of the said
このようなケーシング内に熱交換機と遠心送風機とを配置してなる空気調和機用室内機において、空気調和機本来の熱交換性能を低下させることなく、可及的に奥行方向のコンパクト化(薄型化)を図るためには、熱交換器の熱交換能力および遠心送風機の送風量を必要かつ十分なレベルに維持しつつ、遠心送風機や熱交換器、空気通路を可及的にコンパクト化する必要がある。 In an indoor unit for an air conditioner in which a heat exchanger and a centrifugal fan are arranged in such a casing, the depth direction is made as compact as possible without reducing the original heat exchange performance of the air conditioner (thin type) In order to maintain the heat exchange capacity of the heat exchanger and the air flow rate of the centrifugal fan at a necessary and sufficient level, the centrifugal fan, heat exchanger, and air passage must be made as compact as possible. There is.
しかし、遠心送風機の小型化は送風量の低下を招くし、熱交換器の小型化は熱交換能力の低下を招く。また空気通路のコンパクト化は送風機の圧力損失を増大させ、回転数の増加、送風音の上昇などの悪影響を及ぼす。このため、そのような欠点のない室内機構造および同室内機構造に合った高静圧・大風量で、静音化が可能な高性能の遠心送風機の構造が求められている。 However, the downsizing of the centrifugal blower causes a reduction in the amount of air blown, and the downsizing of the heat exchanger causes a reduction in heat exchange capacity. Further, downsizing of the air passage increases the pressure loss of the blower and has an adverse effect such as an increase in the rotational speed and an increase in the blowing sound. For this reason, there is a demand for a structure of an indoor unit structure that does not have such drawbacks, and a high-performance centrifugal blower that can achieve noise reduction with a high static pressure and a large air volume suitable for the indoor unit structure.
上記特許文献1の場合、前後方向の奥行寸法を小さくして薄型化した室内機ケーシング内空気通路に回転軸方向の長さを短かくした前後方向に等径の羽根を備えた遠心送風機を挟んで、一対の積層型熱交換器を相互に平行に設置して構成されており、回転軸方向の長さを短かくした分だけ遠心送風機の羽根のスパン方向の長さも小さくなり、送風量は低下する。
In the case of the above-mentioned
また、室内機ケーシングの奥行寸法を小さくした分だけ積層型熱交換器の前後幅も小さくなり、熱交換能力が低下する。 In addition, the front-rear width of the stacked heat exchanger is reduced by the amount by which the depth dimension of the indoor unit casing is reduced, and the heat exchange capability is reduced.
さらに、室内機ケーシングの奥行寸法を小さくした分だけ空気通路断面積が小さくなり、遠心送風機の圧損が増大するので、一定の送風量を得ようとすると、回転数のアップを伴い、駆動負荷の増大や送風音の上昇を招く。 Furthermore, the air passage cross-sectional area is reduced by reducing the depth dimension of the indoor unit casing, and the pressure loss of the centrifugal blower is increased. It causes an increase and an increase in blowing sound.
つまり、上記特許文献1の構成の場合、室内機自体の薄型化は実現されているものの、上述の課題は何ら実現されていない。
That is, in the case of the configuration of
本願発明は、このような問題を解決するためになされたもので、上述のように前後方向の奥行寸法を小さくした空気調和機用室内機において、左右一対の熱交換器を、室内機ケーシング内の中央部から左右空気吹出口に延びる一対の空気通路の各々において、相互に室内機ケーシングの前面側で狭く、背面側で広いハの字を形成するように傾斜させて設けることにより、空気通路の奥行寸法を小さくしながらも必要な熱交換面積を確保できるようにする一方、遠心送風機は、その主板側が熱交換器相互の間隔が広い室内機ケーシングの背面側に位置するように設置するとともに、その複数枚の羽根の主板側の径方向長さを側板側よりも長く形成することによって、羽根車から吹き出される空気流主流部の速度を向上させ、かつ同主流が、より空気通路に余裕がある主板側に偏位して流れるようにし、羽根直後の吹出し気流が熱交換器部分に直接衝突するのを避け、より効率的に送風することができるようにした空気調和機用室内機を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve such a problem. In the indoor unit for an air conditioner having a reduced depth dimension in the front-rear direction as described above, the pair of left and right heat exchangers are arranged in the indoor unit casing. In each of the pair of air passages extending from the central portion to the left and right air outlets, the air passages are provided so as to be inclined so as to form a narrow letter C on the front side of the indoor unit casing and on the rear side. While ensuring the necessary heat exchange area while reducing the depth dimension of the centrifugal fan, the centrifugal fan is installed so that its main plate side is located on the back side of the indoor unit casing where the space between the heat exchangers is wide In addition, by forming the radial length of the plurality of blades on the main plate side longer than the side plate side, the speed of the air flow main flow portion blown out from the impeller is improved, and the main flow is more An air conditioner that allows air to flow more efficiently by deflecting it toward the main plate with sufficient air passage, avoiding the blown airflow immediately after the blades from directly colliding with the heat exchanger. The purpose is to provide an indoor unit.
本願発明は、上記の目的を達成するたに、次のような課題解決手段を備えて構成されている。 In order to achieve the above object, the present invention comprises the following problem solving means.
(1) 請求項1の発明
この発明は、前後方向の奥行寸法が小さい薄型の室内機ケーシングと、該室内機ケーシングの前面側中央部に設けられた空気吸込口と、上記室内機ケーシングの前面側左右に設けられた一対の空気吹出口と、上記室内機ケーシングの内側にあって上記空気吸込口から上記左右一対の空気吹出口に連続する左右一対の空気通路と、該左右一対の空気通路各々の上流側に位置して上記空気吸込口に対応して設けられた遠心送風機と、上記左右一対の空気通路の下流側に位置して上記左右一対の各空気吹出口に対応して設けられた左右一対の熱交換器とを備えてなる空気調和機用室内機であって、上記左右一対の熱交換器は、上記室内機ケーシング内の中央部から左右空気吹出口に延びる左右一対の空気通路の各々において、相互の間隔が室内機ケーシングの前面側で狭く、背面側で広いハの字を形成するように傾斜して設けられている一方、上記遠心送風機は、複数枚の羽根と、該複数枚の羽根のスパン方向一端側を周方向に所定の間隔を保って支持固定する主板と、上記複数枚の羽根のスパン方向他端側に設けられたリング状の側板と、上記主板を介して上記複数枚の羽根を回転させる羽根駆動手段とからなり、上記主板側が上記室内機ケーシングの背面側に、上記側板側が上記室内機ケーシングの前面側に位置して設置されているとともに、上記複数枚の羽根は、上記主板側の径方向長さが上記側板側の径方向長さよりも長く形成されていることを特徴とするものである。
(1) Invention of
このような構成によると、先ず左右一対の熱交換器が、遠心送風機を挟んで室内機ケーシング内の中央部から左右空気吹出口に延びる一対の空気通路の各々において、相互の間隔が室内機ケーシングの前面側で狭く、背面側で広いハの字を形成するように傾斜して設けられているから、空気調和機用室内機の室内機ケーシングの奥行方向の寸法を小さくして、可能な限りの薄型化を図るようにしたとしても、必要かつ十分な熱交換器寸法を確保することができる。したがって、空気調和機用室内機の熱交換器本来の熱交換性能を低下させることなく、室内機本体の奥行方向の寸法を小さくすることが可能となる。 According to such a configuration, first, the pair of left and right heat exchangers are spaced apart from each other in each of the pair of air passages extending from the central portion in the indoor unit casing to the left and right air outlets with the centrifugal fan interposed therebetween. Since it is provided with an inclination so as to form a narrow letter C on the front side and wide on the back side, the dimension in the depth direction of the indoor unit casing of the indoor unit for the air conditioner can be reduced as much as possible. Even if the thickness is reduced, necessary and sufficient heat exchanger dimensions can be secured. Therefore, it is possible to reduce the size of the indoor unit body in the depth direction without deteriorating the original heat exchange performance of the heat exchanger of the air conditioner indoor unit.
次に遠心送風機は、複数枚の羽根と、該複数枚の羽根のスパン方向一端側を周方向に所定の間隔を保って支持固定する主板と、上記複数枚の羽根のスパン方向他端側に設けられたリング状の側板と、上記主板を介して上記複数枚の羽根を回転させる羽根駆動手段とからなり、その主板側が上記室内機ケーシングの背面側に位置して設置されている。 Next, the centrifugal blower has a plurality of blades, a main plate that supports and fixes one end side in the span direction of the plurality of blades at a predetermined interval in the circumferential direction, and the other end side in the span direction of the plurality of blades. It comprises a ring-shaped side plate provided and blade driving means for rotating the plurality of blades via the main plate, and the main plate side is located on the back side of the indoor unit casing.
したがって、同遠心送風機の複数枚の羽根の主流が流れる主板側部分が、左右一対の熱交換器相互間の幅が広い背面側部分に対応するようになり、しかも背面側部分では羽根と熱交換器との距離も大きく、圧損の小さい余裕のある空気通路が形成されているので、羽根車からの主流部が各羽根の主板側に偏位して低圧損で効率良く吹き出されるようになり、熱交換器部分では略全体に亘って均一な風速分布となって通過するようになる。 Accordingly, the main plate side portion through which the main flow of the plurality of blades of the centrifugal blower flows corresponds to the wide back side portion between the pair of left and right heat exchangers, and heat exchange with the blades is performed on the back side portion. Since the air passage with a small pressure loss and a large margin is formed, the main flow part from the impeller is displaced to the main plate side of each blade, and it is efficiently blown out with low pressure loss In the heat exchanger portion, a uniform wind speed distribution is passed through substantially the whole.
その結果、熱交換器内を流れる空気流の偏流も解消され、熱交換器の熱交換効率も向上する。 As a result, the drift of the air flow flowing in the heat exchanger is also eliminated, and the heat exchange efficiency of the heat exchanger is improved.
また、羽根直後の吹出し気流が熱交換器部分に直接衝突するのを避け、より効率的に送風することができる。 Moreover, it can avoid that the blowing airflow immediately after a blade | wing collides directly with a heat exchanger part, and can ventilate more efficiently.
さらに、上記構成では、それらの構成に加えて、上記複数枚の羽根の各々は、その主板側の径方向長さが側板側の長さよりも長く形成されている。 Further, in the above configuration, in addition to these configurations, each of the plurality of blades is formed such that the radial length on the main plate side is longer than the length on the side plate side.
このように各羽根の主板側の径方向長さを側板側の径方向長さよりも長くすると、上記主板側に偏位し、熱交換器との間隔が広い空気通路部分を流れる羽根主流部分の速度分布が大きく改善されて、その静圧−流量特性が全流量域で向上し、送風量がアップするとともに、また比騒音特性も大幅に改善され、羽根主板側の後縁部下流に発生する後流渦の影響をも相対的に弱めることができるようになる。その結果、同後流渦による騒音も有効に低減されるようになる。 Thus, when the radial length on the main plate side of each blade is longer than the radial length on the side plate side, the blade mainstream portion is displaced to the main plate side and flows through the air passage portion having a wide interval from the heat exchanger. Velocity distribution is greatly improved, the static pressure-flow rate characteristics are improved in the entire flow rate range, the air flow rate is increased, and the specific noise characteristics are also greatly improved, occurring downstream of the trailing edge of the blade main plate side. The influence of the wake vortex can be weakened relatively. As a result, noise due to the wake vortex is also effectively reduced.
これらの構成により、この発明では、回転数をアップすることなく、必要かつ十分な送風量を得ることができる。また、可能な限り回転数を低くすることで、吹出気流の旋回成分を減らし、送風機羽根車から発生する騒音を抑えることができる。 With these configurations, in the present invention, it is possible to obtain a necessary and sufficient air flow rate without increasing the rotational speed. Further, by reducing the rotational speed as much as possible, the swirl component of the blown airflow can be reduced, and the noise generated from the blower impeller can be suppressed.
その結果、全風領域において有効に静音化が達成される。 As a result, noise reduction is effectively achieved in all wind regions.
(2) 請求項2の発明
この発明は、上記請求項1の発明の構成において、羽根の主板側径方向長さは、羽根の後縁部を空気吹出方向後方に長く延長することにより、側板側よりも長く形成されていることを特徴としている。
(2) Invention of
このように、羽根の後縁部を空気流後方に長く延長することによって、羽根主板側の径方向長さを側板側よりも長くすると、上述のように、主板側に偏位し、熱交換器との間隔が広い空気通路部分を流れる羽根主流部分の速度分布がより大きく改善されて静圧−流量特性が全流量域で向上し、有効に送風量がアップするとともに、比騒音特性も大幅に改善され、羽根主板側の後縁に発生する後流渦の影響を相対的に弱めることができるようになる。 その結果、同後流渦による騒音が有効に低減される。 In this way, if the radial length of the blade main plate side is made longer than the side plate side by extending the trailing edge of the blade longer to the rear of the air flow, as described above, it is displaced to the main plate side and heat exchange is performed. The speed distribution of the main blade part that flows through the air passage part with a wide space between the air conditioner is greatly improved, the static pressure-flow rate characteristic is improved in the entire flow rate range, the air flow rate is effectively increased, and the specific noise characteristic is also greatly improved. Thus, the influence of the wake vortex generated at the trailing edge of the blade main plate can be relatively weakened. As a result, noise due to the wake vortex is effectively reduced.
また、そのように主流部分の速度を向上させたとしても、同主流が流れる部分では熱交換器との間隔が広いことから、羽根からの吹出し気流が熱交換器部分に直接衝突するのを避けて、より効率的に送風することができる。 In addition, even if the speed of the mainstream part is improved in this way, the airflow from the blades should not directly collide with the heat exchanger part because the distance from the heat exchanger is wide in the part where the mainstream flows. Thus, the air can be blown more efficiently.
これらにより、回転数をアップすることなく必要な風量を得ることができ、また回転数を低くすることで、気流の旋回成分を減らし、羽根車から発生する騒音を抑えることができる。 As a result, the necessary air volume can be obtained without increasing the rotational speed, and by reducing the rotational speed, the swirl component of the airflow can be reduced and the noise generated from the impeller can be suppressed.
その結果、全風領域において有効に静音化が達成される。 As a result, noise reduction is effectively achieved in all wind regions.
なお、上記の場合、より好ましくは、上記羽根後縁部の長さの空気吹出方向後方への延長に対応して、さらに主板の径も合わせて延長するようにすると、遠心送風機の羽根車の構造上の強度をも同時に向上させることができる。 In the above case, more preferably, the length of the trailing edge of the blade is extended to the rear in the air blowing direction, and the diameter of the main plate is further extended to match the length of the impeller of the centrifugal fan. The structural strength can be improved at the same time.
(3) 請求項3の発明
この発明は、上記請求項1の発明の構成において、羽根の主板側径方向長さは、羽根の後縁部を、羽根と熱交換器との距離に応じて同距離が大きくなるほど空気吹出方向後方に長く延長することにより、側板側よりも長く形成されていることを特徴している。
(3) Invention of
このように羽根の主板側径方向長さを側板側よりも長くするに際し、羽根の後縁部を、羽根と熱交換器との距離に応じて同距離が大きくなるほど空気吹出方向後方に長く延長することにより、側板側よりも長くするようにすると、羽根車から吹き出される空気流の主流部が、より空気通路に余裕がある主板側に偏位して流れるようになり、羽根からの吹出し気流の速度分布が熱交換器との距離に応じたものとなり、同速度分布に応じて効果的に熱交換器部分に直接衝突するのを避け、より効率的に送風することができる。 As described above, when the length of the blade in the radial direction on the main plate side is made longer than that on the side plate side, the trailing edge of the blade is extended longer in the air blowing direction as the distance increases according to the distance between the blade and the heat exchanger. Therefore, if the length is longer than the side plate side, the main flow part of the air flow blown out from the impeller will be shifted to the main plate side where there is more room in the air passage, and the blowout from the blades The velocity distribution of the airflow is in accordance with the distance from the heat exchanger, and it is possible to avoid the direct collision with the heat exchanger portion effectively according to the velocity distribution and to blow air more efficiently.
これにより、回転数をアップすることなく必要な風量を得ることができる。また回転数を低くすることで、気流の旋回成分を減らし、羽根車から発生する騒音を抑えることができる。 Thereby, the required air volume can be obtained without increasing the rotational speed. Further, by reducing the rotational speed, the swirl component of the airflow can be reduced and the noise generated from the impeller can be suppressed.
その結果、全風領域において有効に静音化が達成される。 As a result, noise reduction is effectively achieved in all wind regions.
(4) 請求項4の発明
この発明は、上記請求項2又は3の発明の構成において、空気吹出方向後方に長く延長された羽根後縁部は、側板側から主板側にかけて徐々に直線状に長くなるように延長されていることを特徴としている。
(4) Invention of
このような構成によると、羽根後縁部の形状が側板側から主板側にかけて直線的な変化で拡大されるテーパ形状となり、主板側に偏位して流れる吹出気流の速度分布の変化に適切に対応したものにすることができる。 According to such a configuration, the shape of the trailing edge of the blade becomes a tapered shape that is enlarged by a linear change from the side plate side to the main plate side, and is suitable for the change in the velocity distribution of the blown airflow that is displaced to the main plate side. It can be made compatible.
(5) 請求項5の発明
この発明は、上記請求項2又は3の発明の構成において、空気吹出方向後方に長く延長された羽根後縁部は、側板側から主板側にかけて徐々に曲線状に長くなるように延長されていることを特徴としている。
(5) Invention of
このような構成によると、羽根後縁部の形状が側板側から主板側にかけて曲線的な変化で拡大されるテーパ形状となり、主板側に偏位して流れる吹出気流の速度分布の変化に、より適切に対応したものにすることができる。 According to such a configuration, the shape of the trailing edge of the blade becomes a tapered shape that is enlarged by a curvilinear change from the side plate side to the main plate side. It can be appropriately handled.
その結果、さらなるファン性能の向上を図ることができる。 As a result, the fan performance can be further improved.
(6) 請求項6の発明
この発明は、上記請求項5の発明の構成において、側板側から主板側にかけて徐々に曲線状に長くなるように延長された後縁部は、同曲線状の延長部の途中に一つ以上の変曲点が存在し、それにより主板側に位置する膨出部を形成していることを特徴としている。
(6) Invention of Claim 6 This invention is the structure of the invention of said
上述のような遠心送風機では、主板近傍の気流が、主板の壁面による粘性の影響で層流せん断層を形成し、これにより主流の流路が狭まり、ファン性能が低下する恐れがある。 In the centrifugal blower as described above, the airflow in the vicinity of the main plate forms a laminar shear layer due to the influence of viscosity due to the wall surface of the main plate, thereby narrowing the main flow path and reducing the fan performance.
ところが、上記のようにして主板側に滑らかに膨出する膨出部を設けると、上記せん断層の発達を効果的に抑制し、ファン性能を向上させることができる。 However, if the bulging portion that bulges smoothly on the main plate side as described above is provided, the development of the shear layer can be effectively suppressed and the fan performance can be improved.
(7) 請求項7の発明
この発明は、上記請求項1,2,3,4,5又は6の発明の構成において、羽根前縁部の主板側部分に、空気吸込方向前方へ所定の長さ延長された段部を設けたことを特徴としている。
(7) Invention of Claim 7 This invention is the structure of the invention of the said
このような構成にすると、空気吸入口を通して送風機の羽根車内に吸入された気流が羽根後縁部から後方に吹き出される際に、当該羽根の負圧面側から剥離しようとする気流を効果的に抑制するようになり、上記送風機の騒音をさらに有効に低減することができるようになる。 With such a configuration, when the air flow sucked into the impeller of the blower through the air suction port is blown rearward from the blade trailing edge, the air flow to be separated from the suction surface side of the blade is effectively prevented. The noise of the blower can be further effectively reduced.
(8) 請求項8の発明
この発明は、上記請求項1,2,3,4,5,6又は7の発明の構成において、左右一対の空気通路が各々スクロール部を有して形成され、空気吹出方向に延長される羽根後縁部の長さは、同スクロール部の設置位置に対応して設定されていることを特徴としている。
(8) Invention of
空気通路にスクロール部がある場合、各羽根の後縁部がスクロール部に所定距離以上接近すると、吹出し気流とスクロール部(固体壁)との干渉が原因で、離散的(回転数[rps]×羽根枚数[枚]×n:n=自然数)の干渉音(いわゆるNZ音)が発生する。 When there is a scroll part in the air passage, if the trailing edge of each blade approaches the scroll part by a predetermined distance or more, it is discrete (number of revolutions [rps] ××) due to interference between the blowing airflow and the scroll part (solid wall). Interference sound (so-called NZ sound) of the number of blades [sheets] × n: n = natural number) is generated.
したがって、空気通路にスクロール部がある時には、各羽根とスクロール部との距離を接近させすぎないようにするために、延長される羽根後縁部の延長量も同干渉音を発生しない範囲で決定される。 Therefore, when there is a scroll part in the air passage, the extension amount of the extended trailing edge of the blade is also determined within a range that does not generate the interference sound so as not to make the distance between each blade and the scroll part too close. Is done.
(9) 請求項9の発明
この発明は、上記請求項1,2,3,4,5,6,7又は8の発明の構成において、複数枚の羽根は、それぞれ主板と側板との間を捩れながら軸方向に延びる三次元形状の羽根であることを特徴としている。
(9) Invention of Claim 9 This invention is the structure of the invention of
このように複数枚の羽根の各々が主板と側板との間を捩れながら軸方向に延びる三次元形状の羽根により形成されていると、従来の平面的に描かれた翼素を基礎に作られた二次元的な羽根の形状と比較して、翼面の負荷分布及び翼間を通過する気流の圧力変動が大きく改善される。 Thus, when each of the plurality of blades is formed by a three-dimensional blade extending in the axial direction while twisting between the main plate and the side plate, the blade is made based on a conventional blade element drawn in a plane. Compared with the two-dimensional blade shape, the load distribution on the blade surface and the pressure fluctuation of the airflow passing between the blades are greatly improved.
したがって、そのような三次元形状の羽根に対して、さらに上述のような作用を有する請求項1,2,3,4,5,6,7又は8の発明の構成を組み合わせると、より一層効果的に上記後流渦の影響を解消することができる。
Therefore, a further effect can be obtained by combining the structure of the invention according to
以上の結果、本願発明によると、必要かつ十分な熱交換能力および送風量を維持しながら、しかも可及的にコンパクトで、かつ静音性に優れた空気調和機用室内機を提供することが可能となる。 As a result of the above, according to the present invention, it is possible to provide an indoor unit for an air conditioner that is as compact as possible and excellent in silence while maintaining necessary and sufficient heat exchange capacity and air flow rate. It becomes.
図1〜図9は、一例として床置型のものとして構成した本願発明の最良の実施の形態に係る空気調和機用室内機の全体および各部の構成を示している。 FIGS. 1-9 has shown the structure of the whole indoor unit for air conditioners based on the best embodiment of this invention comprised as a floor type thing as an example, and each part.
同空気調和機用室内機1の全体的な構成を示す図1において、先ず符号Aは、当該空気調和機用室内機1の前後方向の奥行寸法(製品厚さ)Wを可及的に小さくした薄型の本体ケーシングである。該本体ケーシングAは、その前面側に吸気・吹出パネル(前面板)4、背面側にファンモータ取付面となる背面パネル(背面板)2、左右両面側に側面パネル(側面板)3,3、上面側に上面パネル(天板・・・図示省略)、下面側に下面パネル(底板・・・図示省略)がそれぞれ設けられている。
In FIG. 1 showing the overall configuration of the air conditioner
そして、上記本体ケーシングAの上記前面側吸気・吹出パネル4には、中央部にベルマウス形状の空気吸込口5aを形成したベルマウス5が設けられ、さらに、その内側には同軸方向に遠心送風機の一例であるターボファン13が連設されている。
The front side intake /
このターボファン13は、例えば図1および図3、図4に示されるように、複数枚の羽根12,12・・・と、該複数枚の羽根12,12・・・のスパン方向一端側を周方向に所定の間隔を保って支持固定する主板10と、上記複数枚の羽根12,12・・・のスパン方向他端側に設けられたリング状の側板11と、上記主板10を介して上記複数枚の羽根12,12・・・を回転させるファンモータ8とからなり、その主板10側が上記室内機1の本体ケーシングAの背面パネル2側に、上記側板11側が上記室内機本体ケーシングAの前面側吸気・吹出パネル4側に位置して設置されている。
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, for example, the
なお、上記主板10は、凹溝部を形成した中央部10a側をファンモータ8の駆動軸8aに取り付けて支持され、フラットな外周部10b部分に羽根12,12・・・を取り付けている。
The
このターボファン13は、上記室内機本体ケーシングAの奥行寸法Wを小さくしたことに合わせて、その回転軸方向の長さ(羽根12,12・・・のスパン方向の長さを含めて)を可及的に短かくして構成されている。
The
また、その羽根12,12・・・の形状は、上記主板10と側板11との間を、例えば図3〜図6に示すように、相互に逆回転方向に捩れながらスパン方向に延びる三次元形状を有している。
Further, the shape of the
また、上記本体ケーシングAの前面側吸気・吹出パネル4の上記空気吸込口5aの左右には、所定の幅で上下方向に延びる一対の長方形状の空気吹出口7,7が設けられている。
In addition, a pair of rectangular air outlets 7 and 7 extending in the vertical direction with a predetermined width are provided on the left and right sides of the
そして、上記本体ケーシングA内には、上記ベルマウス形状の空気吸込口5aから上記左右両側の空気吹出口7,7方向に到る左右一対の空気通路6,6が形成されており、該空気通路6,6の上記空気吸込口5aの背後に位置して、その空気吸込側側板11の先端11aを外側に嵌合させる形で上述のターボファン13が設置され、駆動軸8a、ファンモータ8を介して上記本体ケーシングAの背面パネル2に対して固定されている。
In the main body casing A, a pair of left and right air passages 6, 6 extending from the bell mouth-shaped
また、同空気通路6,6には、同ターボファン13を左右から挟む状態で、その下流側空気吹出口7,7に対応する位置に、左右一対の空気熱交換器9,9が設けられている。この左右一対の空気熱交換器9,9は、例えば図2に示すように、偏平な伝熱管(多穴管)9a,9a・・・および偏平な伝熱フィン(一例としてコルゲートフィン)9b,9b・・・を備えた極めて伝熱性能の高いコンパクトなアルミ積層型の熱交換器よりなり、その下部側にはそれぞれ冷媒ヘッダ20a,20b、20a,20bが設けられている。そして、これら冷媒ヘッダ20a,20b、20a,20bに対して冷媒配管21a,21bが連接され、冷媒が供給されるようになっている。
The air passages 6 and 6 are provided with a pair of left and right air heat exchangers 9 and 9 at positions corresponding to the downstream air outlets 7 and 7 with the
そして、同左右一対の空気熱交換器9,9は、それぞれ全体として直方体形状をなすように形成され、その偏平な伝熱管9a,9a・・・、偏平な伝熱フィン9b,9b・・・が空気通路6,6の空気流通方向に沿うようにして、上記室内機本体ケーシングA内の中央部から左右に延びる左右一対の空気通路6,6の各々において、それら相互の間隔が上記室内機本体ケーシングAの前面側吸気・吹出パネル4側では狭く、他方背面パネル2側では広い相互にハの字を形成するように傾斜させて設けられている。
The pair of left and right air heat exchangers 9 and 9 are each formed to have a rectangular parallelepiped shape as a whole, and the flat
このように左右一対の空気熱交換器9,9が、室内機本体ケーシングA内の中央部から左右に延びる一対の空気通路6,6の各々において、相互の間隔が室内機本体ケーシングAの前面側吸気・吹出パネル4側では狭く、背面パネル2側では広いハの字を形成するように傾斜して設けられていると、図1の構成からも理解されるように、その前後方向の長さを十分に長くし、かつ空気流通方向の厚さも十分に大きくすることができるので、全体として必要な熱交換面積を十分に確保しながら、しかも室内機本体ケーシングAの前後方向厚さを可及的に小さくすることができ、より一層薄型化を図ることができる。
In this way, the pair of left and right air heat exchangers 9 and 9 are spaced apart from each other at the front of the indoor unit main body casing A in each of the pair of air passages 6 and 6 extending left and right from the central portion in the indoor unit main body casing A. As shown in FIG. 1, the length in the front-rear direction is narrow so that the side intake /
そして、同一対の空気熱交換器9,9は、その後端側を空気通路6,6の背面側コーナ部に、また前端側を吸気・吹出パネル4のベルマウス5側に、さらに下端側を図示しない本体ケーシング底部のドレンパン上に、それぞれ位置決め固定することによって支持されている。
The air heat exchangers 9 and 9 of the same pair have rear end sides at the rear corners of the air passages 6 and 6, front end sides at the
ところが、このように前後方向の奥行寸法を小さくして薄型化した室内機本体ケーシングA内の空気通路6,6に回転軸方向の長さを短かくしたターボファン13を設け、同ターボファン13を挟んで、一対の積層型空気熱交換器9,9を設置すると、そのままでは回転軸方向の長さを短かくした分だけターボファン13の羽根12,12・・・のスパン方向の長さも短かくなり、送風量が低下する。
However, the
また、室内機ケーシングAの奥行寸法Wを小さくした分だけ積層型空気熱交換器9,9の前後幅も小さくなり、熱交換能力が低下する。 Moreover, the front-rear widths of the stacked air heat exchangers 9 and 9 are reduced by the amount by which the depth dimension W of the indoor unit casing A is reduced, and the heat exchange capability is reduced.
さらに、室内機ケーシングAの奥行寸法Wを小さくした分だけ空気通路6,6の断面積が小さくなり、ターボファン13の圧損が増大するので、一定の送風量を得ようとすると、回転数のアップを伴い、駆動負荷の増大や送風音の上昇を招く。
Furthermore, since the cross-sectional area of the air passages 6 and 6 is reduced by an amount corresponding to the reduction of the depth dimension W of the indoor unit casing A, the pressure loss of the
そこで、この実施の形態では、上記ターボファン13の上記複数枚の羽根12,12・・・は、当該羽根12,12・・・の後縁部12b,12b・・・を空気吹出方向後方に側板11側から主板10側にかけて徐々に直線状に長くなるように延長することによって、上記主板10側の径方向長さが上記側板11側の径方向長さよりも長く形成されている。
Therefore, in this embodiment, the plurality of
この場合、例えば同羽根12,12・・・の主板10側径方向の長さは、同羽根12,12・・・の後縁部12b,12b・・・を、例えば羽根12,12・・・と空気熱交換器9,9との距離に応じて、同距離が大きくなればなるほど空気吹出方向後方に長く延長することにより、側板11側よりも長く形成される。
In this case, for example, the length of the
つまり、この実施の形態における羽根12,12・・・の後縁部12bは、その主板10側と側板11側とを、従来例のように軸方向に平行な(主板10に対して垂直な・・・つまり、図8における側板11の外径Daと主板10の外径Dbとが等しい)直線で結ぶのではなく、例えば図5〜図8に示すように、同後縁部12bを側板11側から主板10側にかけて側板11側から主板10側に近付くほど(同後縁部12bと上記空気熱交換器9との間隔が大きくなるほど)延長量が大きくなるように空気流後方に延長することにより、当該ターボファン13の主流F1が通過する主板10側の径方向長さ(翼弦長)を側板11側よりも長くし、それによって図8に示すごとく、翼スパン方向における空気流の速度分布が主板10側で有効に発達するようにしている(F1>F2)。
In other words, the trailing
もちろん、この後縁部12bの延長は、当該三次元翼の翼面形状の変化を変えることなく行われ、同形状の変化に沿う形で行われる。
Of course, the extension of the trailing
また、その場合、もちろん羽根12の主板10側径方向長さの拡大に合わせて主板10そのものの外径も合わせて拡大させている(図8のDb→Db′参照:Db′>Db)。
Further, in this case, of course, the outer diameter of the
このように羽根後縁部12bの長さの延長に対応して、さらに主板10の径も合わせて延長するようにすると、ターボファン羽根車の構造上の強度をも同時に向上させることができる。
In this way, if the length of the
この場合、上記羽根後縁部12bの延長量は、元のファン回転軸と平行な(主板10に垂直な)後縁形状を有する羽根12の場合の主板10の外径Db(図8)を基準に考えると、拡大後の主板10の外径Db′は元の主板10の外径Dbの10%増までの大きさのものであることが好ましい。
In this case, the extension amount of the
また、同後縁部12bの延長の際は、羽根12の主板10側の翼素の入口角・出口角・取付角・スキュー角等は元の羽根12の値を保ったままとするのが好ましい。
In addition, when extending the trailing
このような構成のターボファン13を、図1のようにハの字型に傾斜させて設置した左右一対の空気熱交換器9,9間に設けると、例えば図9に示すように、同ターボファン13の複数枚の羽根12,12・・・の主流F1が流れる主板10側部分が、左右一対の熱交換器9,9相互間の幅が広い背面パネル2側部分に対応するようになり、しかも同背面パネル2側部分では羽根12,12・・・と熱交換器9,9との距離も大きく、圧損の小さい余裕のある空気通路6,6が形成されているので、ターボファン13の羽根車からの主流F1部が各羽根の主板10側に偏位して低圧損で効率良く吹き出されるようになり、熱交換器9,9部分では略全体に亘って均一な風速分布となって通過するようになる。
When the
その結果、熱交換器9,9内を流れる空気流の偏流も解消され、熱交換器9,9の熱交換効率も向上する。 As a result, the drift of the air flow flowing in the heat exchangers 9 and 9 is also eliminated, and the heat exchange efficiency of the heat exchangers 9 and 9 is improved.
また、羽根車流出直後の吹出し気流が熱交換器9,9部分に直接衝突するのを避け、より効率的に送風することができる。 Moreover, it can avoid that the blowing airflow immediately after impeller outflow collides directly with the heat exchangers 9 and 9 part, and can ventilate more efficiently.
これにより、例えば図10に示すように、従来のもの(図8のDb=Daのもの)に比べて回転数をアップすることなく必要な風量を得ることができる。また回転数を低くすることで、気流の旋回成分を減らし、羽根車から発生する騒音を抑えることができる。 Thereby, for example, as shown in FIG. 10, a necessary air volume can be obtained without increasing the number of revolutions compared to the conventional one (Db = Da in FIG. 8). Further, by reducing the rotational speed, the swirl component of the airflow can be reduced and the noise generated from the impeller can be suppressed.
その結果、例えば図11に示すように、同従来のものに比べて全風量域において有効に静音化が達成される。 As a result, as shown in FIG. 11, for example, noise reduction can be effectively achieved in the entire air volume range as compared with the conventional one.
これは図12に示すように、従来の送風機に対してスペクトルが緩和されることによる。 This is because the spectrum is relaxed as compared to the conventional blower as shown in FIG.
また、以上のように、羽根12,12・・・の後縁部12bを空気流後方に長く延長することによって、羽根12の主板10側の径方向長さを側板11側よりも長くすると、主板10側に偏位して流れる羽根主流F1部分の速度分布自体がより大きく改善されて静圧−流量特性が全流量域で向上し、送風量がアップするとともに、比騒音特性も大幅に改善され、三次元形状の羽根12の主板10側の後縁に発生する後流渦の影響を相対的に弱めることができるようになる。
Further, as described above, by extending the
その結果、同後流渦による騒音をも有効に低減することができる。 As a result, noise caused by the wake vortex can be effectively reduced.
したがって、より騒音低減効果が向上する。 Therefore, the noise reduction effect is further improved.
また、以上のように羽根12,12・・・の主板10側径方向長さを側板11側よりも長くするに際し、羽根12,12・・・の後縁部12bを、羽根12,12・・・と熱交換器9,9との距離に応じて同距離が大きくなるほど空気吹出方向後方に長く延長することにより側板11側よりも長くするようにすると、ターボファン13の羽根車から吹き出される空気流の主流F1部が、より空気通路6,6に余裕がある主板10側に偏位して、よりスムーズに流れるようになり、より効果的に羽根車吹出し直後の吹出し気流が空気熱交換器9,9部分に直接衝突するのを避け、より効率的に送風することができるようになる。
Further, as described above, when the radial length of the
また、この実施の形態では、以上の場合において、上記空気吹出方向後方に長く延長された羽根後縁部12bは、側板11側から主板10側にかけて徐々に直線状に長くなるように延長されている。
Further, in this embodiment, in the above case, the blade trailing
このような構成によると、羽根後縁部12bの形状が、図8のように側板11側から主板10側にかけて直線的な変化で拡大されるテーパ形状となり、主板10側に偏位して流れる主流F1の速度分布の変化に適切に対応したものにすることができる。
According to such a configuration, the shape of the
また、この実施の形態では、以上の構成において、上記複数枚の羽根12,12・・・は、それぞれ三次元形状の羽根12,12・・・により構成されている。
Further, in this embodiment, in the above configuration, the plurality of
このように複数枚の羽根12,12・・・の各々が三次元形状の羽根により形成されていると、従来の平面的に描かれた翼素を基礎に作られた二次元的な羽根の形状と比較して、翼面の負荷分布および翼間を通過する気流の圧力変動が大きく改善される。
In this way, when each of the plurality of
したがって、そのような作用を有する三次元形状の羽根に対して、さらに上述のような構成を組み合わせると、より一層効果的に上記後流渦の影響を解消することができる。 Therefore, when the above-described configuration is further combined with the three-dimensional blade having such an action, the influence of the wake vortex can be more effectively eliminated.
これらの結果、この実施の形態によると、必要かつ十分な熱交換能力および送風量を維持しながら、十分にコンパクトで、かつ静音性に優れた空気調和機用室内機を提供することが可能となる。 As a result, according to this embodiment, it is possible to provide an indoor unit for an air conditioner that is sufficiently compact and excellent in quietness while maintaining necessary and sufficient heat exchange capacity and air flow rate. Become.
(変形例1)
なお、以上の構成において、上記空気吹出方向後方に長く延長された羽根後縁部12bは、例えば図13に示すように、側板11側から主板10側にかけて徐々に曲線状に長くなるように延長しても良い。
(Modification 1)
In the above configuration, the blade trailing
このような構成によると、羽根後縁部12bの形状が側板11側から主板10側にかけて曲線的な変化で拡大されるテーパ形状となり、主板10側に偏位して流れる主流F1の速度分布の変化に適切に対応したものにすることができる。
According to such a configuration, the shape of the blade trailing
(変形例2)
また、同変形例1の構成において、上記側板11側から主板10側にかけて徐々に曲線状に長くなるように延長される後縁部12bは、例えば図14に示すように、同曲線状の延長部の途中に一つ以上の変曲点が存在し、それにより主板10側に位置する膨出部12cを形成するようにしても良い。
(Modification 2)
Further, in the configuration of the first modification, the
上述のターボファン13のような遠心送風機では、主板10近傍の気流が、主板10の壁面による粘性の影響で層流せん断層を形成し、これにより主流F1の流路が狭まり、ファン性能が低下する恐れがある。
In the centrifugal fan such as the
ところが、上記のようにして主板10側に滑らかに膨出する膨出部12cを設けると、上記せん断層の発達を効果的に抑制し、ファン性能を向上させることができる。
However, when the bulging
(変形例3)
上記本実施形態の三次元形状の羽根12,12・・・の前縁部12a,12a・・・には、さらに図15に示すように羽根車の内周側に向かって階段状(本例では、2段)に突出する第1,第2の段部12d,12eを設けるようにしてもよい。この第1,第2の2組の段部12d,12eは、上記図1の空気吸込口5aを介してターボファン13の羽根車内に吸入された気流が羽根12,12・・・によって外周側に吹き出される際に、羽根12,12・・・の負圧面側から剥離するのを抑え、それにより送風機の吹出騒音を、さらに小さくするのに寄与する。
(Modification 3)
The
(変形例4)
さらに、この実施の形態では、例えば図16,図17に示すように、必要に応じて暖房運転時に凝縮器として作用し、冷房運転時に蒸発器として作用する過冷却熱交換器19,19が設けられる。この過冷却熱交換器19,19は、上記ターボファン13の空気吹出口7,7側左右一対の空気熱交換器9,9各々の手前側(側板11側)位置してに略対称に配置される。
(Modification 4)
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIGS. 16 and 17, for example, supercooling
このような構成の場合、ターボファン13の側板11側空気通路6の圧損が一層高くなる。したがって、上述の主板10側主流F1の速度分布改善効果がより有効となる。
In the case of such a configuration, the pressure loss of the
(変形例5)
また、この実施の形態の場合、上記左右一対の空気通路6,6が各々スクロール部を有して形成される場合もある。そのような場合、上記空気吹出方向に延長される羽根12の後縁部12bの長さは、同スクロール部の設置位置に対応して適切に設定される。
(Modification 5)
In the case of this embodiment, the pair of left and right air passages 6 and 6 may each be formed with a scroll portion. In such a case, the length of the
空気通路6,6にスクロール部がある場合、各羽根12,12・・・の後縁部がスクロール部に所定距離以上接近すると、吹出し気流とスクロール部(固体壁)との干渉が原因で、離散的(回転数[rps]×羽根枚数[枚]×n:n=自然数)の干渉音(いわゆるNZ音)が発生する。
When the air passages 6 and 6 have a scroll portion, when the trailing edge of each
したがって、空気通路6,6にスクロール部がある時には、各羽根12,12・・・とスクロール部との距離を接近させすぎないようにするために、延長される羽根後縁部12bの延長量も同干渉音を発生しない範囲に設定される。
Therefore, when there is a scroll portion in the air passages 6 and 6, the extension amount of the blade trailing
1は室内機、2は背面パネル、3は側面パネル、4は吸気・吹出パネル、6は空気通路、8はファンモータ、8aは駆動軸、9は空気熱交換器、10は主板、11は側板、12は羽根、12aは羽根前縁部、12bは羽根後縁部、13はターボファンである。 1 is an indoor unit, 2 is a back panel, 3 is a side panel, 4 is an intake / outlet panel, 6 is an air passage, 8 is a fan motor, 8a is a drive shaft, 9 is an air heat exchanger, 10 is a main plate, 11 is A side plate, 12 is a blade, 12a is a blade leading edge, 12b is a blade trailing edge, and 13 is a turbofan.
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