JP2012013397A - 冷凍サイクル装置の室外ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】より風量の大きな送風機を搭載して空調能力の増大化を得られ、筐体の据付けスペースの縮小化を図り、特に部品を追加することなく整流効果を得られる空気調和機の室外ユニットを提供する。
【解決手段】筐体１は、平面視形状が前後方向に短く左右方向に長い矩形状で、上面が開口し、内部に熱交換器９と送風機８を備え、前面パネル１ａ、後面パネル１ｂ、左右側面パネル１ｃを取付ける。天板２は、筐体の上面開口部を覆い、送風ファンＦ外周端を囲み、筐体前後方向寸法と略同一の直径で平面視真円状の吹出し口部６および、この吹出しケーシングと一体で左右方向に長く前後方向は吹出し口部の直径と略同一の略楕円状をなすベルマウス５を備える。整流板部１０は、前面パネルと後面パネルの上端部を送風ファンの外周端に向って略水平方向に一体に折曲げ形成してなる。切欠き部１１は、整流板部に送風ファンとの干渉を避けるために設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、冷凍サイクル装置の室外ユニットに関する。

冷凍サイクルの能力をより増大化させた冷凍サイクル装置を構成する室外ユニットにおいて、筐体の据付けスペースの縮小化を図ることは必要であり、部品材料費とコストの低減化に繋がる要因となる。具体的には、筐体の特に平面視サイズを小型化する一方で、圧縮機の圧縮能力と熱交換器の熱交換量および送風機の送風量の増大化を得なければならない。

風量をより増大化した送風機を備えるには、送風ファン（プロペラファン）の外周径を、筐体の平面視サイズに極く近い値まで大きくする必要がある。そして、送風ファンの外周端を囲む吹出し口部をベルマウス形状にすることで、送風空気の流れを整えて安定させることができる。

［特許文献１］には、下部側本体ケーシングと上部側ファンケーシングとからなり、平面視形状が、左右方向に所定寸法長く、前後方向に短い、略長方形状をなす室外ユニットケーシングが示されている。特に、上部側ファンケーシングの左右方向中央位置の内側には、前後方向の幅一ぱいに略円筒形状のベルマウスが設けられる。

特開２００６−３８３１２号公報

［特許文献１］では、送風ファンの外周径を可及的に大きくすることができ、送風性能のアップを実現しながら、室外ユニット本体の小型、コンパクト化が得られる。さらに、筐体コーナー部に整流ガイド板を取付け、送風ファンの回転にともなって発生する縦渦流を滑らかに流すことで送風騒音の低減化が図られる、と記載されている。

しかしながら、上記整流ガイド板はベルマウスに対して大型であり、傾斜形成しなければならないので、製作手間および取付け手間がかかる。コーナー部全体を閉塞する一枚の整流ガイド板を設ける例も記載されているが、室外ユニットケーシングとは別体に備えることには変りがない。

上記一枚物の整流ガイドも傾斜形成し、かつファンケーシングに正確に嵌め込まなければならず、高精度の仕上げを必要として製作手間がかかる。また、平板状の一枚物整流ガイドを用いる例もあるが、この場合は別途、気流漏れ防止用シール部材を備え、このシール部材上に整流ガイドを載設しなければならないので、部品費と取付け手間が嵩む。

本実施形態は、上記事情にもとづきなされたものであり、より風量の大きな送風機を搭載して冷凍サイクル能力の増大化を得られ、しかも筐体の前後方向寸法を送風機の送風ファン外周径と略同一にして据付けスペースの縮小化を図り、特に部品を追加することなく整流効果を得られる冷凍サイクル装置の室外ユニットを提供しようとするものである。

本実施形態における冷凍サイクル装置の室外ユニットは、
筐体は、平面視形状が前後方向に短く、左右方向に長い矩形状をなし、上面が開口し、内部に熱交換器を収容するとともに、平面視の略中央部に上方へ向けて送風する送風機を備え、前面に前面パネル、後面に後面パネル、左右側面に側面パネルを設けている。
天板は、筐体の上面開口部を覆うように取付け、送風機を構成する送風ファンの外周を囲み、筐体の前後方向寸法と略同一寸法の直径で、かつ平面視で真円状の吹出し口部および、この吹出し口部と一体に形成され、平面視で左右方向に長く、前後方向は吹出し口部の直径と略同一の略楕円状をなすベルマウスを備えている。
整流板部は、前面パネルおよび後面パネルの上端部を、送風機を構成する送風ファンの外周端に向って略水平方向に折曲げ形成してなり、切欠き部は、上記整流板部に、送風ファンとの干渉を避けるために設ける。

本実施形態に係る、空気調和機の室外ユニットの外観斜視図。 同実施の形態に係る、室外ユニットの平面図。 同実施の形態に係る、室外ユニット上部を一部省略し、拡大した斜視図。 同実施の形態に係る、室外ユニットを構成する天板の斜視図。 同実施の形態に係る、天板の平面図。 同実施の形態に係る、天板を取外した状態の室外ユニットの平面図。 同実施の形態に係る、天板を取外した室外ユニット一部の斜視図。 同実施の形態に係る、室外ユニット要部の概略の縦断面図。

以下、本実施形態を、図面にもとづいて説明する。
図１は、冷凍サイクル装置としての空気調和機を構成する室外ユニットＳの外観斜視図である。図２は、室外ユニットＳの平面図である。図３は、室外ユニットＳ上端部の一部を省略した斜視図である。

この室外ユニットＳは、筐体１と、この筐体１の上端部に取付けられる天板２とから構成される。筐体１および天板２の平面視形状では、前後方向（Ｙａ−Ｙｂ）に短く、左右方向（Ｘａ−Ｘｂ）に長い、略矩形状をなす。

筐体１の前面には前面パネル１ａが取付けられ、ここでは図示しない後面（図２、図６、図８に図示）には後面パネル１ｂが取付けられる。また、図示しない左側面（図２、図６に図示）と、右側面には、それぞれ側面パネル１ｃが取付けられ、図示しない底板を備えている。上面は開口されていて、上記天板２は筐体１の上面開口部を覆う。

前後左右側面の各パネル１ａ〜１ｃの高さ方向（Ｚａ−Ｚｂ）の上端から略中間部に亘って、多数の孔部からなる吸込み口３が設けられる。前面パネル１ａの、吸込み口３より下方部位には電気部品箱の前面扉が取付けられ、電気部品の点検時に開放操作される。さらに、配管接続部が設けられ図示しない室内ユニットと連通する冷媒管が接続される。

上記筐体１の上端部に取付けられる天板２は、筐体１の外周面に嵌め込まれる平板部４と、この平板部４から立ち上がり形成されるベルマウス５および、上記ベルマウス５の上端部に一体に連設される吹出し口部６とから構成される。

上記ベルマウス５の基端部である平板部４との連結部５ａは、平面視で略楕円状をなすが、ベルマウス５の上端部である上記吹出し口部６との連結部５ｂは、平面視で真円状に形成される。上記吹出し口部６は、基端部から上端部に亘って平面視で真円状をなし、すなわち略円筒状に形成される。

図１と図２のみ示すように、吹出し口部の６上端部には、針金を同心円状に曲成するとともに、これらを連結したファンガード７が設けられる。このファンガード７から筐体１内部に配置される送風機８を構成する送風ファンＦが見える。図３では、吹出し口部６からファンガード７を取外し、送風ファンＦを露出して示している。

上記送風機８は、筐体１の平面視で左右方向（Ｘａ−Ｘｂ）と前後方向（Ｙａ−Ｙｂ）との略中央部に収容されていて、この軸方向を垂直方向に向けている。後述（図８に図示）するように、送風機８は、回転軸を上方に向けて支持されるファンモータＭと、このファンモータＭの回転軸に嵌着される送風ファンＦとからなる。

送風ファンＦの外周端は吹出し口部６に囲まれ、かつ前後左右側面パネル１ａ〜１ｃの上端部と対向する。送風機８が駆動され送風ファンＦが回転すると、各パネル１ａ〜１ｃに設けられる吸込み口３から室外空気が筐体１内に吸込まれ、送風ファンＦの下部側から上方へ導かれて、吹出し口部６から外部へ吹出されるようになっている。

図４は、筐体１から天板２を取外した、天板２のみの斜視図である。図５は、その天板２の平面図である。
上述したように天板２は、平板部４と、ベルマウス５および吹出し口部６が一体形成されてなる。

上記平板部４の平面視は、前後方向（Ｙａ−Ｙｂ）に短く、左右方向（Ｘａ−Ｘｂ）に長い矩形状をなす。平板部４の周面に沿って立て壁部４ａが設けられ、筐体１の上端外周面に嵌め込まれる。立て壁部４ａと上記ベルマウス５の基端部５ａとの間の平板部４は水平で平板状をなし、筐体の各面パネル１ａ〜１ｃとは直角に形成される。

上述したように吹出し口部６は、平面視で真円状をなし、略円筒状に形成される。この吹出し口部６と連結するベルマウス５の上端部５ｂも平面視で真円状をなすが、平板部４と連結するベルマウス５の基端部５ａは、平面視で左右方向（Ｘａ−Ｘｂ）に長く、前後方向（Ｙａ−Ｙｂ）に短い略楕円状をなす。

したがって、左右方向（Ｘａ−Ｘｂ）の頂点部（前後方向の略中間部でもある）Ｘｃでのベルマウス５の断面形状は、前後方向（Ｙａ−Ｙｂ）での断面形状よりも曲率半径が小さい湾曲状をなす。なお説明すると、上記部位Ｘｃでのベルマウス基端部５ａから上端部５ｂに亘る断面形状は、最も曲率半径の小さい湾曲状（Ｒ状）をなしている。

上記部位Ｘｃから前後方向（Ｙａ−Ｙｂ）へ順次位置がずれることで、ベルマウス５の基端部５ａから上端部５ｂに亘る断面形状は曲率半径が漸次大きくなる。前後方向（Ｙａ−Ｙｂ）の頂点部分（左右方向の略中間部でもある）Ｙｃでは、吹出し口部６の直径と略同一であり、最も曲率半径が大になって略直状に近い断面形状である。

図６は、天板２を取外した状態の室外ユニットＳの平面図であり、図７は天板２を取外したうえに一部を省略して示す室外ユニットＳの斜視図であり、図８は室外ユニットＳ上部の概略の縦断面図であり、図６のＡ−Ａ線と同じ位置での縦断面図でもある。

図６と図７に示すように、送風機８の下部に配置される熱交換器９の一部が筐体１の隅部に見える。上記熱交換器９は筐体１の各パネル面に沿うよう平面視で略口字状に形成され、一部は吸込み口３と対向する。さらに筐体１内には、図示しない圧縮機や膨張装置が収容され、室内ユニットと冷凍サイクル回路を構成するよう冷媒管を介して連通される。

先に説明した筐体１を構成する前面パネル１ａと後面パネル１ｂの上端部は、それぞれが略水平方向で内側に向けて一体に折曲形成される整流板部１０となっている。すなわち、整流板部１０は筐体１内部へ向って所定量突出して設けられる。

上述したように、上記送風機８を構成する送風ファンＦの外周端は吹出し口部６下端部およびベルマウス５と対向するとともに、前後左右側面パネル１ａ〜１ｃの上端部とも対向する。したがって、送風ファンＦの外周端は前後面パネル１ａ，１ｂの上端部に折曲形成される整流板部１０の内側端縁とも対向する。

上記筐体１は、平面視で左右方向（Ｘａ−Ｘｂ）は長いので、左右側面パネル１ｃの上端と、送風ファンＦ外周端とはある程度の間隙を存している。これに対して、筐体１の前後方向（Ｙａ−Ｙｂ）は短く、この前後方向長さと、吹出し口部６の直径およびベルマウス５の左右方向略中間部Ｙｃ相互間の寸法とが略同一に形成される。

したがって、整流板部１０がそのまま前後面パネル１ａ，１ｂの全長に亘って設けらると、送風ファンＦの外周端に干渉してしまい、送風ファンＦが回転できなくなる。そのため、整流板部１０には平面視形状が略台形の切欠き部１１が設けられ、送風ファンＦとの干渉を避けている。

結果として上記切欠き部１１は、ベルマウス５の断面形状が曲率半径の最も大きな部位に対向して設けられることになる。この切欠き部１１は、送風ファンＦに接触しない形状であればよいので平面視形状が略台形であるのに限定されず、たとえば曲成された形状であってもよい。

このようにして構成される空気調和機の室外ユニットＳであり、冷凍サイクル運転の開始とともに送風機８が駆動され、送風ファンＦが回転する。室外空気が各パネル１ａ〜１ｃに設けられる吸込み口３から筐体１内に吸込まれ、熱交換器９を流通して、圧縮機から導かれる冷媒と熱交換する。

熱交換器９において熱交換した後の冷媒は、冷凍サイクル回路を循環し、室内ユニットにおいて空調作用をなす。熱交換器９上端から流出した空気は、筐体１の上面開口部を介して天板２に導かれる。ここで後述するように整流板部１０およびベルマウス５によって整流され、さらに吹出し口部６に案内されて室外へ吹出される。

なお説明すると、上記熱交換器９は多数枚のフィンを狭小の間隙を存して並設してなるものである。したがって、室外空気が吸込み口３から筐体１内に略水平方向に吸込まれた直後で、略９０°風向が変更されて熱交換器９を構成するフィン相互間を導かれ、フィンの上端から吹出される。

そのため、熱交換器９上端を出て送風ファンＦに吸込まれるまでの間で、室外空気は強い縦方向の旋回気流である、縦渦流となり易い。この縦渦流がそのまま送風機８の送風ファンＦに衝突すると、送風騒音の発生するところとなり、ユーザーにおいて聴感上の不快感となって現れる。

上述したように筐体１の平面視形状から、左右両側面パネル１ｃ上端部と送風ファンＦの外周端との間には充分な隙間（空間部）が形成されているが、これらの間にベルマウス５が介在される。この部位でのベルマウス５の断面形状は理想の湾曲状をなし、熱交換器９上端から吹出される縦渦流を円滑に案内する。

すなわち、ベルマウス５の基端部５ａは平面視で略楕円形状に形成され、ベルマウスの基端部５ａから上端部５ｂに亘る断面形状は、左右方向（Ｘａ−Ｘｂ）の頂点部Ｘｃでは最も曲率半径が小さく湾曲している。そして、前後方向（Ｙａ−Ｙｂ）の頂点部Ｙｃでは、最も曲率半径が大で略直状に近い断面形状となる。

左右方向（Ｘａ−Ｘｂ）の頂点部Ｘｃおよび、その付近におけるベルマウス５の断面形状のように湾曲成していれば、基端部５ａ側から上端部５ｂ側へ熱交換空気を円滑に導くことができる。ここを導かれる気流に乱流が発生することがなく、送風量の増大に円滑に適応して送風騒音の発生はほとんど無い。

その一方で、筐体１を構成する前後面パネル１ａ，１ｂ上端部と送風ファンＦの外周端との間にほとんど隙間がない。前後方向（Ｙａ−Ｙｂ）のベルマウス５の断面形状は、左右方向（Ｘａ−Ｘｂ）の頂点部Ｘｃから前後方向（Ｙａ−Ｙｂ）の頂点部Ｙｃに向うにつれて湾曲の曲率半径が大きくなる。

そして、頂点部Ｙｃにおいては、湾曲できず、吸込み開口端となるベルマウス基端部５ａから吹出し開口端となるベルマウス上端部５ｂに亘って、略直状（フラット）に形成される。そのままでは頂点部Ｙｃとその付近を流通する空気を整流できずに、乱流が発生し易い。

しかしながら、前後面パネル１ａ，１ｂの上端部は、それぞれが略水平方向で内側に向けて所定量突出するよう折曲形成される整流板部１０となっている。整流板部１０付近を流れる気流は、整流板部１０の下面側である吸込み側で高圧となり、上面側である排出側で低圧となる。
筐体１内に吸込まれた室外空気は、高圧の吸込み側から低圧の排出側へ速やかに押し出され、その間に乱流が整流されて送風騒音の発生を最大限抑制する。

ベルマウス５の断面形状において、湾曲の曲率半径が大きくなる前後方向（Ｙａ−Ｙｂ）においても、左右方向（Ｘａ−Ｘｂ）の頂点部Ｘｃにおける断面形状である小さな曲率半径で湾曲成したのと同様の、作用効果が得られる。結局、ベルマウス５の全周面に亘って、送風騒音が発生することがなく、円滑に気流を案内できる。

そして、送風ファンＦの外周端が接触しないように、整流板部１０に切欠き部１１を備えている。このことから、より風量の大きな送風ファンＦを備えるとともに、送風ファンＦの回転に干渉せずに空調能力の増大化を得られ、しかも筐体１の平面視サイズの縮小化を得られる。

特に、乱流の発生し易い部位で、ベルマウス基端部５ａと整流板部１０との２ヶ所で、送風ファンＦの静圧面から負圧面への漏れを抑制するシール効果がある。
上記整流板部１０は前後面パネル１ａ，１ｂの上端部を一体に折曲形成したものであるから、整流板を別部品として製作し取付ける構成と相違して、製作手間がかからず、取付け手間が不要であり、コストへの影響はごく少なくてすむ。

以上、本実施形態を説明したが、上述の実施形態は、例として提示したものであり、実施形態の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

９…熱交換器、８…送風機、１ａ…前面パネル、１ｂ…後面パネル、１ｃ…側面パネル、１…筐体、Ｆ…送風ファン、６…吹出し口部、５…ベルマウス、２…天板、１０…整流板部、１１…切欠き部。

Claims (1)

1. 平面視形状が、前後方向に短く、左右方向に長い矩形状をなし、上面が開口され、内部に熱交換器を収容するとともに、平面視の略中央部に上方へ向けて送風する送風機を備え、前面に前面パネル、後面に後面パネル、左右両側面に側面パネルがそれぞれ設けられる筐体と、
   この筐体の上面開口部を覆うように取付けられ、上記送風機を構成する送風ファンの外周端を囲み、上記筐体の前後方向寸法と略同一寸法の直径で、かつ平面視で真円状の吹出し口部および、この吹出し口部と一体に形成され、平面視で、左右方向に長く、前後方向は上記吹出し口部の直径と略同一の略楕円状をなすベルマウスを備えた天板と、
   上記前面パネルおよび後面パネルの上端に、上記送風機を構成する送風ファンの外周端に向って略水平方向に一体に折曲げ形成される整流板部と、
   この整流板部に設けられ、上記送風ファンとの干渉を避けるための切欠き部と、
   を具備することを特徴とする空気調和機の室外ユニット。

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