JP2011027323A - 空気調和機の室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体を小型化しプロペラファンと正面カバーが接近した場合でも、正面カバーとプロペラファンとの距離を拡大させることで正面カバーの振動を低減できる空気調和機の室外機を得る。
【解決手段】室外機を構成する筐体の側面及び背面に熱交換器を設け、前記筐体の上部に設けられ前記熱交換器に流入する空気の流れを誘起し、上向きに風を吹出すプロペラファンを設け、前記筐体の前面であって前記プロペラファンの高さ位置に正面カバー１００を備える。前記正面カバーは、水平方向断面の中央部に水平方向断面で外向きの凸部１０１が垂直方向に延在するように形成されている。
【選択図】 図６

Description

本発明は、空気調和機の室外機に係り、特にプロペラファンによって熱交換器に流入する空気の流れを誘起する空気調和機の室外機に関する。

近年、空気調和機の市場競争は激化する一方、材料費の高騰による製品原価は増加傾向にあり、より一層のコスト低減が急務である。製品コストを下げる手段としては、使用する板金の薄肉化や製品の小型化、すなわち軽量化が最も効果的な手段の１つである。加えて、使用する材料自体の量を低減することは、地球環境への負荷といった面からも望ましい。

しかしながら、製品の小型化によって、プロペラファンと筐体カバーとが接近し、ファンによる圧力変動がカバー面を加振し、振動や騒音を増大させるという問題が発生する。一方、省エネ化や静音化の観点から、プロペラファンは筐体に収納できるぎりぎりの寸法まで大口径化を狙う傾向にあり、筐体カバーとファンとの距離は更に接近する。このような背景から、筐体カバー、特にプロペラファンが位置する正面カバーの薄肉化が非常に困難であった。

特許文献１に記載された室外機は、プロペラファンと接近する正面カバーに凸部を設け、更に凸部の下面側に空気孔を設けることで、筐体背面側である空気の吸い込み面と、筐体正面側である空気の遮断面との風量バランスの改善を図ると同時に、プロペラファンと正面カバーとの距離を拡大することで、圧力変動を小さくし、振動を低減させている。

特開平１１−３０４１９６号公報

しかしながら、空気孔を設けることで外気からの逆流が生じ、熱交換しない風量が少なからず発生する。また、高速回転するファン近傍に異物や作業者の指が混入するといった安全面の問題や、笛吹き音が発生するおそれがある。詳細については図４及び図５を用いて後述するが、正面カバーの振動は、上下方向で逆相となるようなモードで振動しやすく、正面カバーの上端と下端が筐体の内外に向かって振動することになる。凸部の下端に開口部を設けた片持ち構造は、このような振動を誘発しやすいという欠点がある。

本発明の目的は、筐体を小型化しプロペラファンと正面カバーが接近した場合でも、正面カバーの振動を低減することができる空気調和機の室外機を得ることにある。

上記目的を達成するために、本発明は、筐体の側面及び背面に設けられた熱交換器と、前記筐体の上部に設けられ前記熱交換器に流入する空気の流れを誘起し、上向きに吹出すプロペラファンと、前記筐体の前面であって前記プロペラファンの高さ位置に設けられた正面カバーとを備えた空気調和機の室外機において、前記正面カバーは、水平方向断面の中央部に水平方向断面で外向きの凸部を垂直方向に延在するように形成したことを特徴とする。

また、上記構成において、前記正面カバーの凸部は水平方向断面が略円弧状又は略台形であることが望ましい。

更に、上記構成において、前記正面カバーの上部及び下部に、垂直方向断面が外向き凸形状の補助リブを形成することが望ましい。

また、上記構成において、前記正面カバーの上部及び下部に、垂直方向断面が外向き略半円弧状の補助リブを水平方向に設けてもよい。

また、上記構成において、前記正面カバー外周側の四辺に外向き略半円弧断面の補助リブを設けてもよい。

本発明によれば、プロペラファンの高さ位置に設けられた正面カバーが、水平方向断面の中央部に水平方向断面で外向きの凸部を垂直方向に延在するように形成したので、筐体を小型化しプロペラファンと正面カバーが接近した場合でも正面カバーとプロペラファンとの距離を拡大させることができ、圧力変動を小さくできるので、正面カバーの振動を低減することができる。

本発明の実施例１の空気調和機の室外機の縦断面図。 図１を側面から見た横断面図。 図１の上面図。 空気調和機の室外機においてプロペラファンが回転したときの正面カバーとプロペラファンとの位置関係を説明する図。 図４に示す正面カバーに作用する流体力を説明するための模式図。 本発明の実施例１における正面カバーを示す図で、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ断面図。 本発明の実施例２における正面カバーを示す図で、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ断面図。 本発明の実施例３における正面カバーを示す図で、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ断面，Ｂ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ断面のそれぞれを示す断面図。 本発明の実施例４における正面カバーを示す図で、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ断面，Ｂ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ断面のそれぞれを示す断面図。 本発明の実施例５における正面カバーを示す図で、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ断面，Ｂ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ断面のそれぞれを示す断面図。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１〜図３は本発明の実施例１における空調機の室外機を示す。図１は縦断面図、図２は図１を側面から見た横断面図、図３は図１の上面図であり、これらの図において同一符号を付した部分は同一部分を表わす。

筐体１０４の上部に配置されたファンモータ２０１によりプロペラファン２００を駆動することで、筐体側面から背面にかけて配置された略コ型の熱交換器２０８より外気を吸込む（空気の流れ９００）。外気は熱交換された後、上面カバー２０４，円筒ダクト部２０５，吹出し保護網２０６を通過し、筐体１０４上方に向かって吹出される。尚、正面側に熱交換器２０８を設けない理由は、圧縮機２０９等の冷凍サイクル部品やファンモータ２０１や圧縮機２０９等を制御する電気部品等を収納する電気品箱２０７へのサービス性，メンテナンス性を考慮したためであり、筐体１０４正面側は脱着可能なサービスカバー２１２によって外気を遮断している。

次に、プロペラファン２００と正面カバー１００の位置関係について説明する。プロペラファン２００を駆動するファンモータ２０１は、モータ支持板２０２によって支持され、モータ支持板２０２は、左右の側面カバー２１１に取付けられた正面フレーム２０３と熱交換器２０８によって支持されている。図２に示すように、プロペラファン２００の回転中心は、筐体中心よりも熱交換器２０８の厚み分だけ正面側に位置し、熱交換器２０８とプロペラファン２００とは、高さ方向にラップするように配置されている。このような構成とすることで、プロペラファン２００を熱交換器２０８の上方に配置するよりも、製品高さを抑えることができ、更にはプロペラファン２００の側面からも空気を吸うことができるため、プロペラファン２００の送風性能が向上する。しかしながら、プロペラファン２００が上面カバー２０４よりも下方に位置するため、サービスカバー２１２とは別に、筐体正面側を塞ぐ正面カバー１００が必要になる。サービスカバー２１２と一体の部品としない理由は、メンテナンス中にサービスカバー２１２を取り外した状態でも、作業者がプロペラファン２００に触れないように、安全面を配慮したためである。正面カバー１００は、上面カバー２０４や側面カバー２１１，正面フレーム２０３等にねじで固定されるが、正面カバー１００と上面カバー２０４とのねじ固定部３０１は、上面カバー２０４と円筒ダクト部２０５とを接続するベルマウス部２１３が隣接しており、正面カバー１００の上端中央部へのねじ固定ができないといった制約がある。

一方、送風機の省エネ化や低騒音化を図り、プロペラファン２００は大口径化する傾向にあるが、反面、製品サイズはコンパクト化する傾向にある。特に上吹きタイプの室外機においては、ビルの屋上等に連続設置されることが多く、据付面積の最小化が設置効率の向上につながる。そのため、限られた据付面積の中で、筐体壁面ぎりぎりまでプロペラファン２００を大口径化しており、その結果、正面カバー１００と接近し、プロペラファン２００の圧力変動による振動が増大するといった問題が生じる。

更に、正面カバー１００に作用するプロペラファン２００の圧力変動について、図４を用いて説明する。図４の（ａ）〜（ｃ）は、プロペラファン２００の１枚の翼３０２が正面カバー１００を横切る時の、翼３０２と正面カバー１００との最接近部３００の位置関係を示す。図４の（ｄ）〜（ｆ）は、上面図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ対応した正面カバー１００部分の側面図を示す。正面カバー１００に対し、最初に翼３０２が近づくとき（ａ）の最接近部３００は、正面カバー１００の下端中央部に位置するが（ｄ）、翼３０２が（ｂ），（ｃ）へと回転移動するに伴い、最接近部３００は、正面カバー１００の中央部を下端から上端に向かって移動していく（（ｅ），（ｆ））。従って、図５に示すように、プロペラファン２００の圧力変動は、正面カバー１００の上端と下端とで逆相となるような流体加振力９０１として作用するため、正面カバー１００は上下端で逆相となるような振動を発生しやすいという特徴をもつ。また、流体加振力９０１の大きさは、最接近部３００と正面カバー１００との距離の影響が大きく、距離が近くなればなるほど、圧力変動は大きくなり、振動が増大する。従って、正面カバー１００の中央部では、可能な限りプロペラファン２００との距離を拡大させると同時に、上下逆相に加振させる流体力９０１に対応した正面カバー１００の剛性アップを図るのが望ましい。

図６は本発明の室外機の実施例１における正面カバー１００で、図１〜図５と同一符号を付した部分は同一又は相当する部分を表わす。本実施例では、正面カバー１００において、プロペラファン２００の最接近部３００に位置する部位、すなわち、正面カバー１００の中央部の上端から下端にかけて水平方向断面が外向きに略円弧状となる凸部１０１を設けたことを特徴とする。正面カバー１００における凸部１０１は、少なくともプロペラファン２００の高さ位置に対応した部分に設けることが望ましい。正面カバー１００の上端のねじ固定部３０１は上端中央部に設けた方がよいが、前述の通り、ベルマウス部２１３と隣接するため、中央から各々左右に離れた位置に設けている。正面カバー１００の上端のねじ固定部３０１間を緩やかな円弧状で結ぶ凸部を設けることで、上下逆相に加振させる流体力９０１（図５参照）に対するリブとしての剛性アップを図るとともに、プロペラファン２００と最接近部３００（図４参照）との距離を拡大させている。更に、緩やかな円弧状とすることで、壁面の剥離による騒音増大等の悪影響を防止している。このような構成とすることで、低振動化と低騒音化に優れた空気調和機の室外機を提供でき、更に正面カバー１００の剛性アップにより板厚を薄くできるので、低コスト化と軽量化にも効果がある。

図７は本発明の室外機の実施例２における正面カバー１００で、図１〜図６と同一符号を付した部分は同一又は相当する部分を表わす。実施例１に対し、正面カバー１００の中央の凸部１０１の水平方向断面を台形断面とした場合である。円弧状断面の場合は絞り加工で成形する必要があるのに対し、台形断面は折り曲げ加工での成形が可能であるため加工が容易であるといった利点がある。更に、台形断面により壁面上での急拡大を防ぐことで、剥離を最小限に抑えている。このような構成でも、低振動化と低騒音化に優れた空気調和機の室外機を得ることができ、低コスト化にも好適である。

図８は本発明の室外機の実施例３における正面カバー１００で、図１〜図７と同一符号を付した部分は同一又は相当する部分を表わす。上下逆相の加振力である流体力９０１（図５参照）に対し、正面カバー１００の上下端側に水平方向の補助リブ１０２を追加することで、上下逆相の振動に対する剛性を向上させている。このような構成により、上記の実施例よりも剛性が更にアップするので、低振動化と低騒音化に優れた空気調和機の室外機を得ることができる。そして剛性アップによって薄肉化できるので、低コスト化と軽量化にも効果がある。本実施例では、正面カバー１００の垂直方向断面において、水平方向の補助リブ１０２は略半円弧状の断面としている。図６に示す実施例のように円弧状の緩やかな曲率とするよりも強度がアップする。

図９は本発明の室外機の実施例４における正面カバー１００で、図１〜図８と同一符号を付した部分は同一又は相当する部分を表わす。製品の搬入時等に、フォークリフトやトラック運搬，エレベーター等の狭いスペースでの運搬といった際に、凸部１０１が壁や他の製品等に接触した状態で運搬すると、凸部１０１が座屈・変形してしまう恐れがある。凸部１０１の水平方向の幅を小さくすれば座屈を防止できるが、流体加振力９０１（図５参照）に対する剛性が低下し、振動増大を招く。そこで、凸部１０１の幅を小さくした場合には、正面カバー１００の上下端側であってねじ固定部３０１付近まで連続した水平方向の補助リブ１０２を設けることで、流体加振力９０１に対する剛性を向上させている。このような構成でも、低振動化と低騒音化に優れた空気調和機の室外機を得ることができ、更には輸送・搬入等に対する強度アップの効果もある。

図１０は本発明の室外機の実施例５における正面カバー１００で、図１〜図９と同一符号を付した部分は同一又は相当する部分を表わす。図９に示す実施例４を更に発展させ、凸部１０１による流体加振力低減効果に加え、正面カバー１００全体の剛性を向上させるための水平方向の補助リブ１０２と垂直方向の補助リブ１０３とを連続して設けた枠組み状のリブを構成する。正面カバー１００の中央部で受けた流体加振力９０１はリブの枠組み全体で受けるので、正面カバー１００の平坦部に力が伝わりにくく、振動に対して好適である。更に輸送・搬送などに対する強度もアップする。このような構成でも、他の実施例よりも更に剛性がアップするので、低振動化と低騒音化に優れた空気調和機の室外機を得ることができる。そして剛性アップによって薄肉化できるので、低コスト化と軽量化にも効果がある。

１００ 正面カバー
１０１ 凸部
１０２ 水平方向の補助リブ
１０３ 垂直方向の補助リブ
１０４ 筐体
２００ プロペラファン
２０１ ファンモータ
２０２ モータ支持板
２０３ 正面フレーム
２０４ 上面カバー
２０５ 円筒ダクト部
２０６ 吹出し保護網
２０７ 電気品箱
２０８ 熱交換器
２０９ 圧縮機
２１０ ベース
２１１ 側面カバー
２１２ サービスカバー
２１３ ベルマウス部
３００ 最接近部
３０１ ねじ固定部
３０２ プロペラファンの翼
９００ 空気の流れ
９０１ 流体力（流体加振力）

Claims (5)

1. 筐体の側面及び背面に設けられた熱交換器と、
   前記筐体の上部に設けられ前記熱交換器に流入する空気の流れを誘起し、上向きに吹出すプロペラファンと、
   前記筐体の前面であって前記プロペラファンの高さ位置に設けられた正面カバーとを備えた空気調和機の室外機において、
   前記正面カバーは、水平方向断面の中央部に水平方向断面で外向きの凸部を垂直方向に延在するように形成したことを特徴とする空気調和機の室外機。
2. 請求項１において、前記正面カバーの凸部は水平方向断面が略円弧状又は略台形であることを特徴とする空気調和機の室外機。
3. 請求項１又は２において、前記正面カバーの上部及び下部に、垂直方向断面が外向き凸形状の補助リブを形成したことを特徴とする空気調和機の室外機。
4. 請求項１又は２において、前記正面カバーの上部及び下部に、垂直方向断面が外向き略半円弧状の補助リブを水平方向に設けたことを特徴とする空気調和機の室外機。
5. 請求項１又は２において、前記正面カバー外周側の四辺に外向き略半円弧断面の補助リブを設けたことを特徴とする空気調和機の室外機。

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