JP2010127594A - 空気調和機の室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器からファンに至るまでの空気の流れをよりスムーズにして、より熱交換効率が高く、騒音を生じにくい空気調和機の室外機を提供する。
【解決手段】ベルマウス５のスカート５２の側面にアーチ状の導風開口部５３を設け、ファンリング５１に向かう空気の流れを整えて、振動や乱流の発生を抑える。
【選択図】図６

Description

本発明は、空気吸込口に沿って熱交換器が設けられ、空気吹出口にファンを有する空気調和機の室外機に関し、さらに詳しく言えば、空気の流れを整えて安定させるベルマウスの形状および配置に関する。

ビルや商業施設などに設置される大型の空気調和機の室外機は、冷凍サイクル効率を高めるため、大型の熱交換器ユニットを筐体内に収納しており、熱交換器ユニットに隣接して側面に空気吸込口が配置され、上面に空気吹出口およびファンが用いられている。

この種の熱交換器は、上から見てコ字状に形成された状態で筐体内に配置されており、室外機の４つの側面のうち、３つの側面が空気吸込口として開口されている。一般に、ファンには、空気の流れを整えて安定させるベルマウスが配置されている。

特許文献１に示すように、ベルマウスはファンの外周を囲むように配置されるファンリングを備えており、ファンリングの中心にファンが同軸的に配置されるようになっている。これによれば、ベルマウスを設けることで、筐体内で熱交換された空気の流れを整えて外部に効率的に排気することができる。

ベルマウスを筐体に取り付ける方法に当たっては、特許文献１に示すようなファンリングを筐体の天板に取り付ける方法や、特許文献２に示すような筐体のフレームの一部に取り付ける方法もある。

後者の取付方法の場合、ファンリングの下にフランジ状のベースを設けておき、このベースを介して筐体に取り付けるようにしていた。通常、ベルマウスは筐体の大きさに合わせて用意されるが、専用設計にすると金型設計や材料費などが嵩むことは否めず、できるだけ部品の共通化を図りたい。

しかしながら、１種類のベルマウスを複数の筐体で共通で使用できるようにした場合、次のような問題が生じた。すなわち、従来の室外機は、使用環境や負荷状況に応じて熱交換器ユニットの容量を選択的に選んでいた。

そのため、図１１（ａ）に示すように、小型の室外機１ａの場合、熱交換器ユニット２からファン３に至るまでの距離が短く、ファンへの空気の流れが比較的スムーズであるが、図１１（ｂ）に示すように、同じ形状のベルマウスを大型の室外機１ｂに適用した場合、筐体を直方体状に形成して、その中に横長の熱交換器ユニット２を配置しているため、熱交換器ユニット２からファン３までの距離が長く、空気の一部がベースにぶつかり、乱流を生じてしまった。乱流を生じると、熱交換効率に影響が出るばかりでなく、騒音発生するおそれもある。

特開２００４−１５６８２８号公報 特開２００８−２３２５３６号公報

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされてものであって、その目的は、複数の筐体で１種類のベルマウスを共通に使用できるとともに、熱交換器からファンに至るまでの空気の流れをよりスムーズにして、熱交換効率が高く、騒音を生じにくい空気調和機の室外機を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明は以下に示すいくつかの特徴を備えている。請求項１に記載の発明は、 空気吸込口に沿って熱交換器が設けられ、空気吹出口にファンを有する筐体を含み、上記ファンの外周には、ベルマウスが上記ファンの回転軸に同軸的に設けられている空気調和機の室外機において、上記ベルマウスは、上記ファンの外周に同軸的に配置されるファンリングと、上記ファンリングの一端から一体的に形成され、上記ファンリングよりも大型なスカートとを含み、上記スカートの一部には、導風開口部が設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、上記スカートは断面台形状を呈し、互いに対向する２組の側面うち、少なくとも１組の側面に上記導風開口部が形成されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２において、上記筐体は直方体状に形成されており、上記導風開口部は、上記筐体の長手方向に対向する側面に設けられていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、上記請求項１，２または３において、上記導風開口部は、その周縁が所定の曲率で外側に向けて湾曲されていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、空気吸込口に沿って熱交換器が設けられ、空気吹出口にファンを有する筐体を含み、上記ファンの外周には、ベルマウスが上記ファンの回転軸に同軸的に設けられている空気調和機の室外機において、上記ベルマウスは、上記ファンの外周に同軸的に配置されるファンリングと、上記ファンリングの一端から一体的に形成され、上記ファンリングよりも大型なスカートとを含み、上記筐体および上記スカートは、上から見てともに四角形状を呈し、上記筐体の互いに対向する２組の側面のうち、いずれか一方の側面の長さと、上記スカートの互いに対向する２組の側面うち、いずれか一方の側面の長さとが、取付寸法で同じになることを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、上記請求項５において、上記ベルマウスは、上記互いに対向する２組の側面うち、いずれか他方の１組の側面に上記導風開口部が形成されていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、ベルマウスに一体的に形成されたスカートの一部にファンリングに空気を吸い込みやすくさせるための導風開口部を設けたことにより、空気の流れをよりスムーズにすることができ、乱流や騒音の発生を効果的に抑えることができる。

請求項２に記載の発明によれば、スカートは立体台形状を呈し、互いに対向する２組の側面うち、少なくとも１組の側面に導風開口部を設けることで、空気の流れをよりスムーズに流すことができる。

請求項３に記載の発明によれば、直方体状に形成された筐体の長手方向に対向する側面に導風開口部を設けたことにより、熱交換器からベルマウスまでの距離が長い方向に導風開口部があるため、空気の流れをスムーズにでき、乱流や騒音の発生を抑えることができる。

請求項４に記載の発明によれば、導風開口部の周縁を所定の曲率で外側に向けて湾曲させたことにより、導風開口部の周縁を補強して、空気の流れによって振動の発生を抑えることができる。

請求項５，６に記載の発明によれば、筐体とスカートの互いに対向する２組の側面のうち、いずれか一方の側面の長さ同士が、取付寸法で同じとなるように共通化されていることで、筐体をいずれか他方の側面に沿って大きくしても、ベルマウスを全ての製品で共通に使用することができるばかりでなく、延長された側面に導風開口部が向くことで、ベルマウスに向かう空気の流れを整えることができる。

次に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明するが、本発明はこの限りではない。図１は本発明の一実施形態に係る空気調和機の室外機の斜視図であり、図２は同室外機の平面図であり、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。

図４はファンを組み込んだ状態のベルマウスの斜視図であり、図５は図４の平面図である。図６（ａ）はベルマウスの正面図であり、図６（ｂ）は図５のＢ−Ｂ線断面図である。図７はベルマウスのファンリングの拡大断面図である。

図８はベルマウスの導風開口部の要部拡大断面図であり、図９はベルマウスの固定方法の一例を表す模式図である。図１０（ａ），（ｂ）は、本発明のベルマウスの配置方法を模式的に示した模式図である。図１１（ａ），（ｂ）は、本発明の空気調和機の室外機に関連した関連図である。

図１に示すように、この空気調和機の室外機１は、大型で縦置きされた横長な筐体１０を有し、筐体１０の側面には、空気を取り込むための空気吸込口１１が設けられている。筐体１０の内部には、空気吸込口１１に沿って熱交換器ユニット２が配置されている。この実施形態において、長手方向とは筐体１０の幅方向（図２では左右方向）であり、短手方向とは筐体１０の奥行き方向（図２では上下方向）を示す。

この例において、熱交換器ユニット２は、上から見てコ字型に形成された熱交換器を上下２段に組み上げて形成されており、横長の筐体１０の内周面に沿って配置されている。本発明において熱交換器ユニット２の構成は任意であってよく、その形状や構成は仕様に応じて任意に選択されてよい。

筐体１０の４つの側面のうち、３箇所には空気吸込口１１が形成されており、残りの１つの側面には、筐体１０の内部をメンテナンスしたりする際に開閉されるアクセスパネル４，４が設けられている。アクセスパネル４，４を取り外すことで、筐体１０内の冷凍サイクルユニットや電装品箱（ともに図示しない）などが現れる。

本発明において、冷凍サイクルユニットや電装品箱などの具体的な構成は任意であり、空気調和機用の冷凍サイクルとして用いるものであれば、それらの構成は仕様に応じて自由に構成される。

筐体１０の上部には、筐体１０内の空気を排気する空気吹出口１２が配置されており、空気吹出口１２にはファン３と、ファン３を保護する保護カバー１３が設けられている。これにより、空気吸込口１１から吸い込まれ熱交換器２で熱交換された空気は、ファン３を介して筐体上部の空気吹出口１２から排気されるようになっている。

図３〜図５を併せて参照して、ファン３は、４枚のファンブレード３１をファンモータ３２の半径方向に取り付けたラジアルファン（軸流ファン）からなり、筐体１０内の空気を筐体１０の外側に吹き出すように形成されている。本発明において、ファン３はラジアルファンであれば、その具体的な仕様は任意であってよい。

ファン３の回りには、ファン３によって生じた空気の流れを整えるベルマウス５が、ファン３の回転軸と同軸的に設けられている。ベルマウス５は合成樹脂の成型品で、ファン３の外周側に配置される円筒状のファンリング５１と、ファンリング５１の下端に形成されるスカート５２とを一体的に備えている。

図６（ａ）および（ｂ）に示すように、ファンリング５１は、軸方向の高さ（図４では上下方向）が、ファン３の軸方向の高さよりも高い円筒状に形成されている。ファンリング５１の外径は、軸方向に沿ってほぼ一定であり、内径５１１は、ファン３の外径よりも若干、大径に形成されている。

図７に示すように、ファンリング５１の肉厚Ｔは、軸方向に沿ってほぼ均一であるが、先端側が内径５１１に対してΔＡ°で外径側に向かって傾斜するテーパ面５１２が形成されている。ファンリング５１の先端はさらに、風雑音や振動を防止するため円弧面５１３に形成されている。テーパ面５１２および円弧面５１３の傾斜度や曲率は、仕様に応じて任意に選択されてよい。

ファンリング５１の外周には、所定間隔で補強リブ５３が円周方向に沿って多数設けられている。補強リブ５３は、ファンリング５１の付け根から先端方向に向かってほぼ垂直に形成された板状リブからなり、この例では所定の間隔で、３０枚の補強リブ５３が回転軸を中心とする点対称となるように配置されている。

これによれば、ファンリング５１の外周に補強リブ５３を設けたことにより、ファンリング５１全体の剛性向上および振動低減を図ることができる。また、補強リブ５３が軸線方向に沿って平行に設けられているため、成型品を金型から軸線方向に沿って簡単に抜き取ることができる。

スカート５２は断面台形状を呈し、その上面側にファンリング５１の下端側が一体的に形成されている。図５に示すように、スカート５２は、上から見てファンリング５１を含むような四角形状に形成されている。

スカート５２は、その下端が長方形状に開放されており、その開口縁には、補強フランジ５２１が形成されている。この例において、補強フランジ５２１は、スカート５２の下端から外周方向に向かって約２ｍｍ突出されている。

補強フランジ５２１を設けたことにより、スカート５２の下端が補強されて振動などを抑えるばかりでなく、スカート５２の周縁が補強フランジ５２１によって肉厚となることでアンカーとなり、上述した補強リブ５３と協働することにより、成形時の熱収縮によって補強フランジ５２１の一部が歪んだり、変形するのを防止することができる。

図４および図６（ｂ）に示すように、スカート５２の互いに対向する２組の側面５Ａ，５Ｂうち、少なくとも１組の側面５Ａには、空気の流れを確保する導風開口部５４，５４が形成されている。導風開口部５４，５４は、同一形状のため、いずれか一方を用いて説明する。

導風開口部５４は、スカート５２の長手方向（図５では左右方向）の側面５Ａ，５Ａの下端側が、ファンリング５１の方向、かつ、幅方向（図６（ｂ）では左右方向）に沿ってアーチ状に開口されている。

この例において、導風開口部５４は、スカート５２の長手方向に対向する側面５Ａ，５Ａに設けられているが、より好ましくは、横長の筐体１０の長手方向に対向する側面に対向する位置に設けられていることが好ましい。

これによれば、図３に示すように、筐体１０の長手方向に対向する側面５Ａ，５Ａに設けられた空気吸込部１１，１１からベルマウス５に至るまでの空気の移動距離が長い場合においても、スカート５２の下端に導風開口部５４，５４が設けられているため、空気吸込口１１からベルマウス５までの空気の流れを妨げず、乱流や振動を抑えることができる。

図８に示すように、導風開口部５４は、その周縁部５４１が所定の曲率で湾曲され、反吸込側（図８では右側）に突出している。これによれば、導風開口部５４の周縁をＲ状に湾曲させることで、より強度を高め、導風開口部５４の縁が空気によって振動することを抑えることができる。

ベルマウス５を筐体１０に取り付けるに当たっては、図９に示すように、筐体１０の側面パネル１５の内側に設けられたＬ字状の係止片１５１によって形成された支持溝１５２内にスカート５２の下端縁を押し込む。

これにより、スカート５２の一部が弾性変形して、係止片１５１との間で弾性的に支持される。しかるのち、ネジ５２２を介して、スカート５２と係止片１５１とを固定することで、筐体１０に固定される。

この例において、ベルマウス５は、筐体１０の側面パネル１５によって支持されているが、フレームや天板などに支持されていてもよく、ベルマウス５の筐体１０への取付は仕様に応じて任意に選択されてよい。

図１０（ａ）に示すように、横長の筐体１０に設置した場合について例示してきたが、本発明のベルマウス１０は、筐体１０の互いに対向する１組の側面５Ａ，５Ｂのうち、いずれか一方の側面５Ｂ，５Ｂ間の長さＷと、その側面５Ｂ，５Ｂに対向するベルマウス５の側面の間の長さＷとが、取付寸法で同じとなるように共通化されている。

これによれば、図１０（ｂ）に示すような、上から見て正四角柱に近い小型の筐体１０ａの側面５Ｂ，５Ｂの間の長さＷを同じにしておくことで、側面の長さＷが共通していれば、全ての筐体１０に同じベルマウス５に適用することもでき、コストをより抑えることができる。

この実施形態において、室外機１は、空気吸込口１１が筐体１０の側面に配置され、空気吹出口１２が筐体１０の上面に配置された業務用の大型空気調和機用の室外機を例に説明したが、本発明のベルマウス５は、空気吸込口１１と空気吹出口１２とが側面に配置されるタイプの空気調和機に適用されてもよい。さらには、室外機と室内機が一体化されたタイプの空気調和機に適用されてもよく、ラジアルファンのベルマウスとして用いられれば、その他の態様も本発明に含まれる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の室外機の斜視図。 同室外機の平面図。 図２のＡ−Ａ線断面図。 ファンを組み込んだ状態のベルマウスの斜視図。 図４の平面図。 （ａ）ベルマウスの正面図、（ｂ）図５のＢ−Ｂ線断面図。 ベルマウスのファンリングの拡大断面図。 ベルマウスの導風開口部の要部拡大断面図。 ベルマウスの固定方法の一例を表す模式図。 （ａ），（ｂ）は本発明のベルマウスの配置方法を模式的に示した模式図。 （ａ），（ｂ）は本発明の空気調和機の室外機に関連した関連図。

符号の説明

１ 室外機
１０ 筐体
１１ 空気吸込口
１２ 空気吹出口
２ 熱交換器
３ ファン
４ アクセスパネル
５ ベルマウス
５１ ファンリング
５１２ テーパ面
５１３ 円弧面
５２ スカート
５２１ 補強フランジ
５３ 補強リブ
５４ 導風開口部
５４１ 湾曲部

Claims (6)

1. 空気吸込口に沿って熱交換器が設けられ、空気吹出口にファンを有する筐体を含み、上記ファンの外周には、ベルマウスが上記ファンの回転軸に同軸的に設けられている空気調和機の室外機において、
   上記ベルマウスは、上記ファンの外周に同軸的に配置されるファンリングと、上記ファンリングの一端から一体的に形成され、上記ファンリングよりも大型なスカートとを含み、上記スカートの一部には、導風開口部が設けられていることを特徴とする空気調和機の室外機。
2. 上記スカートは断面台形状を呈し、互いに対向する２組の側面うち、少なくとも１組の側面に上記導風開口部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。
3. 上記筐体は直方体状に形成されており、上記導風開口部は、上記筐体の長手方向に対向する側面に設けられていることを特徴としている請求項１または２に記載の空気調和機の室外機。
4. 上記導風開口部は、その周縁が所定の曲率で外側に向けて湾曲されていることを特徴とする請求項１，２または３に記載の空気調和機の室外機。
5. 空気吸込口に沿って熱交換器が設けられ、空気吹出口にファンを有する筐体を含み、上記ファンの外周には、ベルマウスが上記ファンの回転軸に同軸的に設けられている空気調和機の室外機において、
   上記ベルマウスは、上記ファンの外周に同軸的に配置されるファンリングと、上記ファンリングの一端から一体的に形成され、上記ファンリングよりも大型なスカートとを含み、
   上記筐体および上記スカートは、上から見てともに四角形状を呈し、上記筐体の互いに対向する２組の側面のうち、いずれか一方の側面の長さと、上記スカートの互いに対向する２組の側面うち、いずれか一方の側面の長さとが、取付寸法で同じになることを特徴とする空気調和機の室外機。
6. 上記ベルマウスは、上記互いに対向する２組の側面うち、いずれか他方の１組の側面に上記導風開口部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の空気調和機の室外機。

Images