JP2012145250A

JP2012145250A - 空気調和機

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Publication number: JP2012145250A
Application number: JP2011002808A
Authority: JP
Inventors: Masaya Takahashi; 雅也高橋; Masao Otsuka; 大塚　　雅生; Yukishige Shiraichi; 白市　　幸茂
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2012-08-02
Anticipated expiration: 2031-01-11
Also published as: US9175899B2; US20130276473A1; JP5368487B2; WO2012096127A1; CN103370578B; CN103370578A

Abstract

【課題】送風効率の良いクロスフローファン付きの空気調和機を提供する。
【解決手段】筐体内に、吸込口から吹出口に至る通風路と、該通風路の上流側に配置された熱交換器と、前記通風路において熱交換器よりも下流側に配置されたクロスフローファンと、前記クロスフローファンよりも下流域で前記吹出口に至る通風路壁とを備え、前記通風路壁のうちクロスフローファンの軸方向両端の側壁の角部に通風路断面積を絞る形状の絞り部が設けられ、前記絞り部は、クロスフローファンの下流域において上流側から下流側に向かって広がる断面矩形の通風路断面積の拡大率を下げるように通風路断面積を絞る形状とされ、さらに、通風路断面の角部を横切る平滑面からなる絞り面を有し、前記絞り面の断面形状が送風上流側から下流側に向かって徐々に大きくなるように設定されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、クロスフローファンを備えた空気調和機に関するものである。

最近の省エネ化の動向から空気調和機の送風機においても高性能化が求められている。送風機の高性能化とは、送風機が配置される通風路の流量特性を向上させ、かつ低騒音化させることである。

その要望に応えるべく、従来の空気調和機においては、通風路の吸込口を広げたり、送風機を構成するクロスフローファンの前後面に配置されたスタビライザとリアガイダとの間の最短距離を広げたりすることで、送風機の高性能化が図られている。

しかしながら、このような高性能化の手段では、送風機を高性能化できるものの低静圧型の送風機となる。このため、実使用の際に吸込口に配置されたエアフィルタに塵や埃等が多量に付着した場合、すなわち高負荷時には吹出口からの吹出し風量が安定せず、風量特性の低下を招くという問題があった。

さらに、クロスフローファンを備えた空気調和機の特性として、クロスフローファンに負荷が加わった場合、吹出口の左右両端の側壁近傍では、側壁の抵抗の影響により、吹き出し流れが不安定になりやすく、「バサバサ」という異音を引き起こして騒音の原因にもなっていた。

特許文献１では、上記の課題を解決すべく、吹出口の左右両端部の側壁近傍に突起を張り出し形成することで、リアガイダに沿って吹き出されてくる剥離された空気の流れを円滑にして静音化を図る構造としている。

また、特許文献１には、別の形態として、クロスフローファンの下流域の側壁に、通風路の通風方向に２段階の段差を有する突起を形成することで、クロスフローファンの回転軸方向における通風路断面積が送風上流側から下流側に向かうほど拡大するのを、前記２段階の段差により狭め、通風路の回転軸方向の変動成分を軽減し、吹出流の流れを円滑にして静音化を図ろうとしている。

特開２０００−２９１９７３号公報

しかし、特許文献１に例示された突起のいずれも通風路側に角張った状態で突出する角部を備えているため、通風路を流れる空気が前記突出する角部に衝突して乱流を生じ、流れの不安定を完全に解消しきれておらず、静音化の妨げになる。また、２段階の段差は、通風路断面積の変動を軽減する効果はあるが、段差部による段階的な軽減対策に過ぎず、特に不安定になりやすい側壁近傍の送風の安定化を実現しうる、さらなる流れの円滑化対策および静音化対策が望まれていた。

本発明は、上記に鑑み、送風効率を維持し、さらなる流れの円滑化と静音化が可能な空気調和機の提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、筐体内に、吸込口から吹出口に至る通風路と、該通風路の上流側に配置された熱交換器と、前記通風路において熱交換器よりも下流側に配置されたクロスフローファンと、前記クロスフローファンよりも下流域で前記吹出口に至る通風路壁と、前記通風路壁のうちクロスフローファンの軸方向両端の側壁の角部に設けられ、クロスフローファンの下流域において上流側から下流側に向かって広がる通風路断面積の拡大率を下げるように通風路断面積を絞る形状の絞り部とを備え、前記絞り部は、矩形の通風路断面の角部を横切る平滑面からなる絞り面を有し、前記絞り面の断面形状は送風上流側から下流側に向かって徐々に大きくなるように設定されたことを特徴とする。

上記構成によると、クロスフローファンから吹出口に至る通風路壁は筒状で断面矩形に形成されるが、クロスフローファンの送風効率を良好にするため、クロスフローファンの下流域における通風路断面積を徐々に拡大していくのが望ましい。送風方向で上流側から下流側にかけて通風路断面積が変わらない筒状の通風路では、通風路の側壁付近での静圧が高くなり過ぎ、送風効率がよくならない。逆に、クロスフローファンの送風下流域において、送風上流側から下流側に向かって通風路断面積の拡大率を上げ過ぎると、通風路の左右の側壁近傍では静圧が弱くなり過ぎ、左右の側壁近傍での送風の逆流現象が発生して、バサバサ音が発生するなどの不具合がある。

そこで、本例では、送風上流側から下流側に向かって通風路断面積の拡大率を上げ過ぎないように、通風路壁の側壁に絞り部を形成している。この絞り部の断面形状を送風方向で上流側から下流側にかけて、徐々に幅を広げる、または、高さを高くなるように設定すれば、送風効率の安定化を図ることができる。

具体的には断面三角形状の絞り部が例示できる。この場合の通風路に面する絞り面は、送風抵抗にならないように、平面状の平滑面か、あるいは通風路から後退する凹曲面状（断面Ｒ形状）の平滑面に形成することができる。

以上のとおり、本発明によると、通風路の側壁の角部に絞り部を配置し、その形状を通風路断面積を徐変する形状としたので、送風が不安定になりやすい側壁近傍の送風の安定化を図ることができ、通風抵抗を最小限に抑えながら高静圧化を図ることができる。

本実施形態における空気調和機の室内ユニットの外観を示す正面図である。同じく室内ユニットの外観側面図である。同じく吹出口から横ルーバを取り外した状態を示す室内ユニットの正面図である。図３の吹出口の側壁部を示す斜視図である。図３のＡ−Ａ断面図である。図５の吹出口部分Ｈの拡大断面図である。（ａ）は図６のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は図６のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は図６のＤ−Ｄ断面図、（ｄ）は図６のＥ−Ｅ断面図である。図４に示す絞り部とは別形状の絞り部を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、セパレート型空気調和機の室内ユニットを例に説明する。この種の空気調和機は、室内ユニットの内部に収容される熱交換器と、図示しない室外ユニットに収容される圧縮機、四方弁、室外熱交換器、絞り装置（共に図示せず）とが冷媒管によって接続されて冷凍サイクルが構成され、冷房、暖房、除湿などの各種運転モードを実行できるようになっている。

室内ユニットは、図５に示すように、筐体１内に、吸込口２から吹出口３に至る通風路４と、該通風路４の上流側に配置された熱交換器５と、前記通風路４において熱交換器５よりも下流側に配置されたクロスフローファン６と、前記クロスフローファン６よりも下流域で前記吹出口３に至る筒状の通風路壁７とを備えている。そして、前記通風路壁７のうちクロスフローファン６の軸方向両端の左右の側壁８の角部に、通風路断面積を絞る形状の絞り部９が設けられている。この絞り部９は、クロスフローファン６の下流域において上流側から下流側に向かって広がる通風路断面積の拡大率を下げるように、通風路断面積を絞る形状とされている。

筐体１は、図１〜図３に示すように、背面板１ａと、左右のカバー１ｂ、１ｃと、前面パネル１ｄとルーバユニット１０とが互いに組み合わされて箱形に形成され、室内ユニットの外装を構成している。

背面板１ａは、筐体内部のクロスフローファン６および熱交換器５の一部を保持するよう前面開放の箱形に形成され、その背面は室内壁に取付可能な平面部を備えている。また、背面板１ａの前面側には、クロスフローファン６からの送風を吹出口３に案内する後案内壁１５（リアガイダ）を備えている。さらに、背面板１ａの左右の側壁はクロスフローファン６の回転軸部６ａを回転自在に軸受けしている。

筐体１の左右のカバー１ｂ、１ｃは、背面板１ａの左右両側を覆い、背面板１ａの左右の側壁と左右のカバー１ｂ、１ｃとの間に形成された空間部にクロスフローファン６のモータや電装部品を収容できるようになっている。

吸込口２は、図５に示すように、前面パネル１ｄと背面板１ａとで囲まれた筐体１の天面部に形成され、その裏面側に筐体１の通風路４に吸い込む空気から塵埃を除去するエアフィルタ１１が配置されている。

また、図５に示すように、前面パネル１ｄと内部の熱交換器５との間で、筐体内にはエアフィルタ１１を清掃するブラシ及びダストボックスを備えた清掃ユニット１２が内蔵されている。前記清掃ユニット１２の案内路には前記エアフィルタ１１が組み込まれて吸込口２に沿って移動可能とされている。また、エアフィルタ１１は、前面パネル１ｄを開放することにより、前側から取り出すことができる。

熱交換器５は、通風路４の送風上流側で吸込口２の近傍に設けられる。この熱交換器５は、前面側の熱交換器５ａと背面側の熱交換器５ｂとが側面視で逆Ｖ字形に配置されてなる。

前面側の熱交換器５ａの下方には前記ルーバユニット１０の一構成部材である断面上開放コ字形のドレンパン１３が配置される。背面側の熱交換器５ｂの下方には背面板１ａの後案内壁１５の背面側に形成されたドレンパン１ｅが配置される。

通風路壁７は、前後の送風案内壁と左右の側壁８とか筒状に形成されている。また、通風路壁７は、送風効率を上げるために、上流側から下流側の吹出口３に至るまで前後の送風案内壁が徐々に広がるように設定され、吹出口３の前端部において最大になるように設定される。

通風路壁７のうち前側の送風案内壁は、前記ドレンパン１３の後壁面１３ａおよび底壁面１３ｂから構成される。後側の送風案内壁は、前記筐体１の背面板１ａの前側に形成された後案内壁１５と、これに連続して吹出口３に至る送風案内面を構成する下側部材１６とから構成される。

後案内壁１５は、クロスフローファン６からの送風を前方に案内するよう凹状曲面に形成される。ドレンパン１３の後壁面１３ａと背面板１ａ側の後案内壁１５との間に隙間を空けてクロスフローファン６が配置されている。

左右の側壁８は、クロスフローファン６の回転軸部６ａを軸受けする。左右の側壁８と後側の送風案内壁との角部には前記絞り部９が配置される。絞り部９は左右の側壁８の上下方向の中央部分や左右の側壁８の上部に設けても通風路断面積の絞り効果は得られるが、クロスフローファンから離れた下側（後側）の方が、送風が不安定になりやすい傾向にある。つまり、左右の側壁８と後側の送風案内壁とが交差する角部では、流れがより不安定になりやすく、送風の逆流現象の起点ともなりやすい。そこで、本例では、左右の側壁８と後側の送風案内壁とが交差する角部に絞り部９を設けることで、送風をより安定化させるようにしている。

絞り部９は、前述のごとく、クロスフローファン６の下流域において上流側から下流側に向かって広がる通風路断面積の拡大率を下げるように通風路断面積を絞っている。すなわち、絞り部９は、矩形の通風路断面の角度を横切る平滑面からなる絞り面９ａを有し、前記絞り面９ａの断面形状は送風上流側から下流側に向かって徐々に大きくなるように設定されている。

具体的には、クロスフローファン６から吹出口３に至る送風方向に直交する通風路断面積は、左右横幅が長い矩形形状であるが、断面三角形の絞り部９を側壁８の下部に配置することで、断面六角形の通風路断面に形成している。

しかも、絞り部９は、図７に示すように、断面三角形状に形成され、その左右方向の幅寸法が送風上流側から下流側に向かって徐々に広がり、また、断面三角形状の高さ寸法が送風上流側から下流側に向かって徐々に高くなるように設定されている。

換言すると、絞り部９は、送風方向で上流側から下流側の吹出口３に至るまで、横型の三角錐形状に形成され、送風方向の上流側から下流側に向かって、その断面形状が徐々に大きくなるように設定され、吹出口３の前端において最大になるように設定されている。

さらに、絞り部９は、通風路断面の一辺を構成する絞り面９ａが平面状の平滑面とされ、送風の抵抗にならないように設定される。

図７（ａ）は吹出口３の前端部分における絞り部の形状を、（ｂ）は吹出口３の送風方向で中央部における絞り部の形状、（ｃ）は吹出口のクロスフローファン側の絞り部の形状、（ｄ）はクロスフローファンに最も近い絞り部の形状を夫々示す。図に示すように、絞り部９は、送風方向で上流側から下流側の吹出口３に至るまで、横型の三角錐形状に形成されていることがわかる。

なお、絞り面９ａの形状は、図７に示す断面三角形に限らず、例えば、図８に示すように、通風路４から後退するよう凹曲面状の平滑面に形成してもよい。

また、本例では、メンテナンス時にクロスフローファン６を取外しやすくするため、通風路壁７の一部を含む吹出口３のルーバユニット１０が筐体１から取外し自在とされている。

このルーバユニット１０は、中央部に吹出口３を形成する周縁部材１７と、吹出口３の前方に回動自在に設けられた横ルーバ１８と、横ルーバ１８の後側で吹出口３に配置されクロスフローファン６からの風を整流する整流板１９と、横ルーバ１８の後方に揺動自在に配置された複数の縦ルーバ（図示略）とを備えている。

周縁部材１７は、縦ルーバを揺動自在に支持し背面板１ａ側の後案内壁１５に連続する送風案内面を構成する下側部材１６と、前記左右の側壁８の一部を構成し、吹出口３の側部口壁となる左右の側壁と、ドレンパン１３から構成される上側部材とが枠状に一体形成され、中央部に吹出口３が形成され、左右の側壁の下部に絞り部９が形成されている。ドレンパン１３からなる上側部材は、その底壁面１３ｂが吹出口３の上側口壁面を構成している。

下側部材１６は、筐体１の下側外装を構成するもので、その後端部が背面板１ａの前側部に係止されると共に、周縁部材１７がネジにより筐体１の背面板１ａに固定されている。下側部材１６の上面は、背面板１ａの後案内壁１５に連続するよう緩やかに前方へ下り傾斜した送風案内面とされる。

下側部材１６の送風案内面には、図示しないが複数の縦ルーバが揺動自在に設けられ、クロスフローファン６からの風を左右方向に変更できるようになっている。図３〜図８は、吹出口３の絞り部９の構成を説明するために、縦ルーバを省略した状態を図示している。

クロスフローファン６は、所定長さの複数のブレードが円筒状に配列されて羽根車が構成され、その左右両端に設けられた回転軸が筐体１の左右の側壁（図示略）に回転自在に軸受けされ、熱交換器側から吸い込んだ空気を下方から前方に向かう通風路壁７に沿って吹出口３側に向かって送風するようになっている。

整流板１９は、吹出口３の上下方向のほぼ中間位置で、縦ルーバの上方で、かつドレンパン１３の後壁面１３ｂと底壁面１３ａとの角部である下端鼻先部にほぼ対向して配置され、下端鼻先部で起こる乱流を整流して前方に吹出すことができるように扁平な断面楕円形に形成されている。この整流板１９は、周縁部材１７の左右の側壁間に差し渡され、その整流作用と共に、ユーザーの指先が吹出口３から侵入してクロスフローファン６に接触するのを防止する役目も担っている。

横ルーバ１８は、１枚のルーバ部材から構成され、その左右両端部が、軸方向を左右方向とする回動軸周りに回動自在に周縁部材１７の側壁に軸支され、回動軸に連結された横ルーバモータ（図示略）により駆動される。

絞り部９は、ルーバユニット１０の左右の側壁にほとんど形成され、わずかに上流側の三角錐部のみが背面板の左右の側壁に形成されている。絞り部９は、その全てがルーバユニットに形成された態様であってもよい。

上記構成において、クロスフローファン６から吹出口３に至る通風路壁７は、筒状に形成されるが、クロスフローファン６の送風効率を良好にするため、クロスフローファンの下流域における通風路断面積を徐々に拡大していくのが望ましい。クロスフローファン６の下流域において、上流側から下流側にかけて通風路断面積が変わらない筒状の通風路では、側壁の抵抗により、側壁付近での静圧が高くなり過ぎ、送風効率が良くならない。

逆に、クロスフローファンの送風下流域において、送風上流側から下流側に向かって通風路断面積の拡大率を上げ過ぎると、通風路の左右の側壁近傍では静圧が弱くなり過ぎ、左右の側壁近傍での送風の逆流現象が発生して、バサバサ音が発生するなどの不具合がある。

そこで、本例では、送風上流側から下流側に向かって通風路断面積の拡大率を上げ過ぎないように、吹出口３の下側部材と側壁との間に、断面三角形状の絞り部９を形成し、この絞り部９を送風上流側から下流側にかけて、徐々に幅が広がり、また、高さが高くなるように設定することで、送風の安定化を図るものである。

このように、通風路断面積は徐々に変化するように、また、通風路側に突出しないよう平面状の絞り面を備えた絞り部に設定しているため、段差のない形状となっており、特許文献１に比べて通風抵抗を最小限に抑えながら、高静圧化を図ることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。

１筐体
１ａ背面板
１ｂ，１ｃ左右のカバー
１ｄ前面パネル
１ｅドレンパン
２吸込口
３吹出口
４通風路
５熱交換器
５ａ、５ｂ熱交換器
６クロスフローファン
７通風路壁
８側壁
９絞り部
１０ルーバユニット
１１エアフィルタ
１２清掃ユニット
１３ドレンパン
１５後案内壁
１６下側部材
１７周縁部材
１８横ルーバ
１９整流板

Claims

筐体内に、吸込口から吹出口に至る通風路と、該通風路の上流側に配置された熱交換器と、前記通風路において熱交換器よりも下流側に配置されたクロスフローファンと、前記クロスフローファンよりも下流域で前記吹出口に至る通風路壁と、前記通風路壁のうちクロスフローファンの軸方向両端の側壁の角部に設けられ、クロスフローファンの下流域において上流側から下流側に向かって広がる断面矩形の通風路断面積の拡大率を下げるように通風路断面積を絞る形状の絞り部とを備え、
前記絞り部は、通風路断面の角部を横切る平滑面からなる絞り面を有し、前記絞り面の断面形状は送風上流側から下流側に向かって徐々に大きくなるように設定されたことを特徴とする空気調和機。
前記絞り部の送風方向と直交する断面形状が三角形状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記絞り部の送風方向と直交する断面形状が通風路から後退する凹曲面状の平滑面に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
前記絞り部の高さが送風方向で上流側から下流に向かって徐々に高くなるように設定されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和機。
前記絞り部の幅が送風方向で上流側から下流に向かって徐々に広がるように設定されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機。