JP2012220163A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】ターボファンからの吹出し風が、熱交換器の開口部を仕切るとともに、熱交換器を固定するバッフルプレートと干渉することにより発生する耳障りなＮＺ音を低減し、聴感が良好な空気調和機を提供することを目的とする。
【解決手段】ユニット本体１０内に設けられているターボファンの周りを取り囲むように、矩形状に折り曲げ成形され、その一コーナ部が開口されている熱交換器１８が配設されており、コーナ部の開口に熱交換器１８により区画されている内側空間２３と外側配管室２４との間を仕切るバッフルプレート２５が設けられている空気調和機において、バッフルプレート２５には、ターボファンの主板側に対応する上半部分のみに複数の穴２５Ａが穿設されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ターボファンの周りを取り囲むように、矩形状に曲げ成形された熱交換器が配設されているタイプの空気調和機に関するものである。

例えば、室内の天井に埋め込んで設置される天井埋め込み型の空気調和機は、ユニット本体の天板部にターボファンが設置され、その周りに略矩形状に曲げ成形された熱交換器が配設された構成とされている。矩形状に曲げ成形された熱交換器は、その一コーナ部が開口されており、該コーナ部の開口に、熱交換器によって区画される内側空間と外側の配管室とを仕切る機能と、熱交換器を本体側に固定するための機能とを兼ね備えたバッフルプレートが設けられている。

このバッフルプレートは、一般に平板状の板とされている。しかし、単なる平板状の板を設置すると、ターボファンから吹出された空気流の大部分は、熱交換器を通過して下流側へと流通されるが、バッフルプレートが設けられている部分では、空気流が下流側へと流通されないため、バッフルプレートとターボファンからの吹出し風とが干渉し、この部分で大きな圧力変動が生ずる。これに伴い、ファンの羽根枚数（Ｚ）と回転数（Ｎ）とによって周波数（ｆ＝ＮＺ／６０（Ｈｚ））が決まる、所謂ＮＺ音が発生し、これが耳障りな突出音となることから、聴感上好ましくなかった。

そこで、特許文献１には、上記熱交換器の両端部間を連結して開口部を仕切る熱交換器連結板（バッフルプレート）に、高さ方向上部に比べ、下部の方が小さい所定の開口率とされた多数の開口（穴）を設けることにより、ターボファンから吹出された主板側の主流を開口率が大きくされている上部側開口（穴）から、その背面側の配管収納スペースに流入させた後、そこから開口率の小さい下部側開口（穴）へとＵターンさせ、そこで減速して再びターボファンの吹出し流路に流出させるようにしたものが提示されている。

特許第４００５０１６号公報

しかしながら、上記特許文献１のものは、熱交換器連結板（バッフルプレート）の配管収納スペース側からターボファン吹出し風路への再流出流れがターボファンに向って増速される現象を解消し、ターボファンからの吹出し風との干渉を抑制することにより、ターボファンからの吹出し風の通風抵抗を減少し、その圧力変動を小さくして低騒音化を図るとともに、熱交換器を通過し切れずに、熱交換器連結板の表面を通過するときに増速されて熱交換器の一辺に向う流れが、フィン先端で剥離することにより発生する２０００〜４５００Ｈｚ付近のヒュルヒュル音を抑制し、聴感を良くするようにしたものである。

このため、ターボファンから吹出された空気流が、バッフルプレートの設置部を通過する際に、該バッフルプレートと直接干渉して発生する大きな圧力変動、これに伴いバッフルプレートとターボファンとの間をファン羽根が通過することに起因して発生するＮＺ音を効果的に抑制することができず、或る特定周波数付近での「ブーン」という耳障りなＮＺ音を十分低減できていなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ターボファンからの吹出し風が、熱交換器の開口部を仕切るとともに、熱交換器を固定するバッフルプレートと干渉することにより発生する耳障りなＮＺ音を低減し、聴感が良好な空気調和機を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明の空気調和機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる空気調和機は、ユニット本体内に設けられているターボファンの周りを取り囲むように、矩形状に折り曲げ成形され、その一コーナ部が開口されている熱交換器が配設されており、前記コーナ部の開口に前記熱交換器により区画されている内側空間と外側配管室との間を仕切るバッフルプレートが設けられている空気調和機において、前記バッフルプレートには、ターボファンの主板側に対応する上半部分のみに複数の穴が穿設されていることを特徴とする。

本発明によれば、矩形状に折り曲げ成形されている熱交換器の一コーナ部の開口に、該熱交換器により区画されている内側空間と外側配管室との間を仕切るバッフルプレートが設けられており、このバッフルプレートに、ターボファンの主板側に対応する上半部分のみに複数の穴が穿設されているため、ターボファンの主板側から吹出される空気流の主流がバッフルプレート部を通過する際、バッフルプレートの主板側に対応する上半部分のみに設けられている複数の穴を通して外側配管室側に流出され、この外側配管室のバッファー効果によって、ターボファンからの吹出し風がバッフルプレートと干渉することによる大きな圧力変動を緩和することができる。従って、バッフルプレートとターボファンとの間をファン羽根が通過することに伴って発生する、所謂ＮＺ音を低減し、空気調和機の聴感を良化することができる。

さらに、本発明の空気調和機は、上記の空気調和機において、前記バッフルプレートに穿設されている前記複数の穴は、水平方向に細長いスリット穴とされていることを特徴とする。

本発明によれば、バッフルプレートに穿設されている複数の穴が、水平方向に細長いスリット穴とされているため、ターボファンから吹出された空気流を、その空気流に沿うようにバッフルプレートに設けられている水平方向の細長いスリット穴を通して、通風抵抗を増大することなく滑らかに外側配管室側に流出させ、そのバッファー効果により、ターボファンからの吹出し風がバッフルプレート部を通過する際の圧力変動を緩和することができる。従って、バッフルプレートとターボファンとの間での圧力変動をより効果的に緩和し、ＮＺ音を低減することができる。

さらに、本発明の空気調和機は、上述のいずれかの空気調和機において、前記バッフルプレートに穿設されている前記複数の穴は、前記バッフルプレートの上半部分の前記ターボファン回転方向下流側の領域のみに設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、バッフルプレートに穿設されている複数の穴が、バッフルプレートの上半部分のターボファン回転方向下流側の領域のみに設けられているため、ターボファンから吹出される空気流の主流を外側配管室側に流出させ、そのバッファー効果によって吹出し風の圧力変動を緩和しながら、ターボファンからの吹出し風が、バッフルプレートの全面から外側配管室側に流出されることによる熱交換器配管温度検知機能等への影響を抑制することができる。従って、バッフルプレートに穴を設けたことによる機能低下や剛性低下による熱交換器固定機能への影響等を排除しつつＮＺ音を低減し、空気調和機の聴感を向上することができる。

さらに、本発明の空気調和機は、上述のいずれかの空気調和機において、前記バッフルプレートは、前記外側配管室側に凸形状に曲げ成形されていることを特徴とする。

本発明によれば、バッフルプレートが、外側配管室側に凸形状に曲げ成形されているため、バッフルプレートとターボファンとの間の距離を、バッフルプレートを外側配管室側へ凸形状に曲げ成形したことにより可及的に大きくし、かつその距離を略均等に保つことができる。従って、上記距離が大きくされ、かつその距離が略均等に保たれることによる減衰効果によりバッフルプレートとターボファンとの間の圧力変動をより小さくし、ＮＺ音の更なる低減を図ることができる。

さらに、本発明にかかる空気調和機は、ユニット本体内に設けられているターボファンの周りを取り囲むように、矩形状に折り曲げ成形され、その一コーナ部が開口されている熱交換器が配設されており、前記コーナ部の開口に前記熱交換器により区画されている内側空間と外側配管室との間を仕切るバッフルプレートが設けられている空気調和機において、前記バッフルプレートは、前記外側配管室側に凸形状に曲げ成形されていることを特徴とする。

本発明によれば、矩形状に折り曲げ成形されている熱交換器の一コーナ部の開口に、該熱交換器により区画されている内側空間と外側配管室との間を仕切るバッフルプレートが設けられており、このバッフルプレートが、外側配管室側に凸形状に曲げ成形されているため、バッフルプレートとターボファンとの間の距離を、バッフルプレートを外側配管室側へ凸形状に曲げ成形したことにより可及的に大きくし、かつその距離を略均等に保つことができる。従って、上記距離が大きくされ、かつその距離が略均等に保たれることによる減衰効果によってバッフルプレートとターボファンとの間の圧力変動を小さくし、所謂ＮＺ音を低減することにより、空気調和機の聴感を良化することができる。

本発明の空気調和機によると、ターボファンの主板側から吹出される空気流の主流がバッフルプレート部を通過する際、バッフルプレートの主板側に対応する上半部分のみに設けられている複数の穴を通して外側配管室側に流出され、この外側配管室のバッファー効果によって、ターボファンからの吹出し風がバッフルプレートと干渉することによる大きな圧力変動を緩和することができるため、バッフルプレートとターボファンとの間をファン羽根が通過することに伴って発生する、所謂ＮＺ音を低減し、空気調和機の聴感を良化することができる。

本発明の空気調和機によると、バッフルプレートとターボファンとの間の距離を、バッフルプレートを外側配管室側へ凸形状に曲げ成形したことにより可及的に大きくし、かつその距離を略均等に保つことができるため、上記距離が大きくされ、かつその距離が略均等に保たれることによる減衰効果によりバッフルプレートとターボファンとの間の圧力変動を小さくし、所謂ＮＺ音を低減することによって、空気調和機の聴感を良化することができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機の概略構成図である。 図１に示す室内ユニットをその天井パネルを取り外して下方から見た状態の平面視図である。 図２に示す室内ユニットをそのターボファンを取り外して下方から見た状態の斜視図である。 図２に示す室内ユニットを上下方向に切断した状態の縦断面図である。 図３に示す室内ユニットを左右方向に切断した状態の縦断面図である。 本発明によるＮＺ音の低減効果を示す図である。

以下に、本発明の一実施形態について、図１ないし図６を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係る空気調和機の概略構成図が示されている。
空気調和機１は、図１に示されるように、室内の天井面等に設置される室内ユニット２（以下、この室内ユニット２をして空気調和機と称することもある。）と、屋外の適所に設置され、上記室内ユニット２に対して液管、ガス管の２本の冷媒配管４および通信線５を介して接続される室外ユニット３とから構成されており、室内ユニット２に接続されているワイヤードリモコン６を介して運転操作されるようになっている。

なお、ここでは、１台の室外ユニット３に室内ユニット２が１台接続されている空気調和機１について説明するが、室内ユニット２が複数台並列に接続されるマルチタイプの空気調和機にも同様に適用できることは云うまでもない。
上記室外ユニット３には、図示省略の冷媒圧縮機、四方切換弁や室外電子膨張弁、室外熱交換器、レシーバ、ファンモータを含む室外ファン、室外コントローラ等の機器が内蔵されている。この室外ユニット３は、室内ユニット２内に設けられる後述の室内熱交換器１８や室内電子膨張弁１９等と共に冷凍サイクルを構成し、室内ユニット２に供給する冷媒の調整機能を担うものである。

室内ユニット２は、図１に示されるように、室内の天井面等に設置されるユニット本体１０と、その下部に装着される天井パネル１１とを備えている。天井パネル１１には、中央部に室内空気を吸込むための吸込みグリル１２が設けられ、その周りに空調風を吹出す風向調整ルーバ１３を備えた空気吹出し口１４が４方向に配設されている。また、ユニット本体１０の内部には、図２ないし図５に示されるように、ファンモータ１５、このファンモータにより駆動されるターボファン１６、ターボファン１６の吸入側に設けられるベルマウス１７、ターボファン１６を取り囲むように配設される室内熱交換器（熱交換器）１８、室内膨張弁１９、室内熱交換器１８の下部に設けられるドレンパン２０、ドレンポンプ２１、室内コントローラ２２等が内蔵されている。

ファンモータ１５は、ユニット本体１０の天板１０Ａの下面中央部に固定設置され、その回転軸１５Ａに、主板１６Ａ、複数枚の羽根１６Ｂおよびシュラウド１６Ｃから構成されるターボファン１６が、鉛直方向の回転軸１５Ａ周りに回転自在に設置されている。このターボファン１６の吸入側に配設されているベルマウス１７は、天井パネル１１の吸込みグリル１２を介して吸込んだ室内空気を、天井パネル１１側に設けられている図示省略のエアフィルタを通してターボファン１６に導くためのものであり、中央部に円形の開口１７Ａを備えている。

室内熱交換器１８は、プレートフィン＆チューブ型の熱交換器であり、略矩形状に折り曲げ成形され、上記したターボファン１６の周りを取り囲むようにユニット本体１０内に固定配置されている。また、この室内熱交換器１８は、その一コーナ部が熱交換器の両端部により開口された開口部１８Ａとされており、該開口部１８Ａには、室内熱交換器１８によって区画された内側空間２３と、その外側に形成されている配管室２４とを仕切るとともに、室内熱交換器１８の両端部を連結し、ユニット本体１０側に固定設置するためのバッフルプレート２５が設けられている。

室内熱交換器１８の周りを取り囲んでいる外側空間２６は、ターボファン１６から吹出され、室内熱交換器１８を通過することによって冷却または加熱された温調風を、天井パネル１１に設けられている４方向の空気吹出し口１４へと導風するための導風路とされている。また、配管室２４には、室内熱交換器１８に接続される液管およびガス管等の冷媒配管類４と、その液管側に設けられる室内側膨張弁１９等とが配設されている。

上記バッフルプレート２５は、室内熱交換器１８の両端部間に連結されており、図２および図３に示されるように、配管室２４側に凸形状となるように、くの字形状に曲げ成形され、ターボファン１６の外周との距離が可及的に大きく、かつその距離が略均等に保たれるように構成されている。また、このバッフルプレート２５には、図３ないし図５に示されるように、ターボファン１６の主板１６Ａ側から吹出される空気流の主流が吹き付けられる上半部分のみに、水平方向に細長くされている多数のスリット穴（穴）２５Ａが穿設されている。

なお、上記実施形態では、バッフルプレート２５の上半部分の略全面に上下方向に複数列に多数のスリット穴２５Ａを穿設した構成としているが、このスリット穴２５Ａをバッフルプレート２５の上半部分のターボファン１６の回転方向Ｎ（図２参照）の下流側領域のみに設け、バッフルプレート２５の強度を確保するとともに、配管室２４内において室内熱交換器１８と接続される冷媒配管４に設置される温度センサ等に対し、ターボファン１６から吹出された空気流が直接吹き付けられないように構成してもよい。

以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態の空気調和機１は、ワイヤードリモコン６に操作により運転され、運転モード選択ボタンで冷房、除湿、暖房等の運転モードを選択し、温度設定ボタンおよび風量設定ボタンで室温設定値や風量等を任意に設定することにより、冷房、除湿または暖房等の運転がなされる。その結果、室外ユニット３から所定の状態に調整された冷媒が室内ユニット２の室内熱交換器１８に供給され、この冷媒とターボファン１６を介して循環される室内空気とが熱交換されることにより、室内空気が冷却または加熱され、室内が設定された温度となるように空調される。

この際、ターボファン１６から吹出された空気流の大部分は、ターボファン１６を取り囲むように設置されている室内熱交換器１８のフィン間を通過して、その外側空間（導風路）２６より空気吹出し口１４へと流通されるが、室内熱交換器１８の両端部を接続しているバッフルプレート２５が設けられている部分では、空気流が下流側へと流通されないため、バッフルプレート２５とターボファン１６からの吹出し風とが干渉する。

しかるに、本実施形態においては、上記バッフルプレート２５のターボファンの主板側から吹出される空気流の主流と対応する上半部分に、水平方向に細長くされている多数のスリット穴２５Ａを穿設しているため、ターボファン１６から吹出された空気流は、この多数のスリット穴２５Ａを通してその外側の配管室２４側に流出され、該配管室２４のバッファー効果によって、ターボファン１６からの吹出し風がバッフルプレート２５と干渉することによる大きな圧力変動を緩和することができる。

これによって、バッフルプレート２５とターボファン１６との間をファン羽根１６Ｂが通過することに伴って発生する、所謂ＮＺ音を低減し、室内ユニット２の聴感を良化することができる。図６は、このＮＺ音の低減効果を示したものであり、上記構成を採用することにより、１２５Ｈｚ付近での「ブーン」という耳障りなＮＺ音を約１０ｄＢ（Ａ）程低減できることが確認されている。

また、バッフルプレート２５に穿設される穴２５Ａが、上記の如く、ターボファン１６から吹出される水平方向の空気流に沿う水平方向に細長いスリット穴２５Ａとされているため、バッフルプレート２５と干渉しようとする空気流を、通風抵抗を増大することなく滑らかに外側の配管室２４側に流出させ、そのバッファー効果により、ターボファン１６からの吹出し風がバッフルプレート２５の設置部を通過する際の圧力変動を緩和することができる。従って、バッフルプレート２５とターボファン１６との間での圧力変動をより効果的に緩和し、ＮＺ音を低減することができる。

なお、バッフルプレート２５に穿設される多数のスリット穴２５Ａは、上記のようにバッフルプレート２５の上半部分のターボファン回転方向Ｎの下流側の領域のみに設けてもよく、この場合、ターボファン１６から吹出される空気流の主流を外側の配管室２４側に流出させ、そのバッファー効果によって吹出し風の圧力変動を緩和しながら、ターボファン１６からの吹出し風が、バッフルプレート２５の全面から配管室２４側に流出されることによる室内熱交換器１８の配管温度検知機能等への影響を抑制することができる。これによって、バッフルプレート２５にスリット穴２５Ａ等の穴を設けたことによる機能低下や剛性低下による熱交換器固定機能への影響等を排除しつつＮＺ音を低減し、室内ユニット２の聴感を向上することができる。

さらに、本実施形態においては、室内熱交換器１８の一コーナ部の開口部１８Ａに設けられるバッフルプレート２５を、外側の配管室２４側に凸形状に曲げ成形した構成としている。このため、バッフルプレート２５とターボファン１６との間の距離を、バッフルプレート２５を配管室２４側へ凸形状に曲げ成形したことにより可及的に大きくし、かつその距離を略均等に保つことができ、その結果、上記距離が大きくされ、かつその距離が略均等に保たれることによる減衰効果によりバッフルプレート２５とターボファン１６との間の圧力変動をより小さくし、ＮＺ音の更なる低減を図ることによって、室内ユニット２の聴感を良化することができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、バッフルプレート２５を配管室２４側へ凸形状に曲げ成形された構成とするため、バッフルプレート２５をくの字状に折り曲げているが、多段に折り曲げても、あるいは滑らかに湾曲された形状としてもよい。

また、バッフルプレート２５に穿設される穴を横長のスリット穴２５Ａとしているが、必ずしもスリット穴２５Ａとする必要はなく、例えば円形穴としてもよいことはもちろんである。なお、上記スリット穴２５Ａをバッフルプレート２５の上半部分のターボファン回転方向Ｎの下流側の領域のみに設ける場合には、バッフルプレート２５の幅方向の概ね半分以下の範囲に設ければよい。

１ 空気調和機
２ 室内ユニット（空気調和機）
３ 室外ユニット
１０ ユニット本体
１６ ターボファン
１６Ａ 主板
１８ 室内熱交換器（熱交換器）
１８Ａ 開口部
２３ 内側空間
２４ 配管室
２５ バッフルプレート
２５Ａ スリット穴（穴）
Ｎ ターボファン回転方向

Claims (5)

1. ユニット本体内に設けられているターボファンの周りを取り囲むように、矩形状に折り曲げ成形され、その一コーナ部が開口されている熱交換器が配設されており、前記コーナ部の開口に前記熱交換器により区画されている内側空間と外側配管室との間を仕切るバッフルプレートが設けられている空気調和機において、
   前記バッフルプレートには、ターボファンの主板側に対応する上半部分のみに複数の穴が穿設されていることを特徴とする空気調和機。
2. 前記バッフルプレートに穿設されている前記複数の穴は、水平方向に細長いスリット穴と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。
3. 前記バッフルプレートに穿設されている前記複数の穴は、前記バッフルプレートの上半部分の前記ターボファン回転方向下流側の領域のみに設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
4. 前記バッフルプレートは、前記外側配管室側に凸形状に曲げ成形されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の空気調和機。
5. ユニット本体内に設けられているターボファンの周りを取り囲むように、矩形状に折り曲げ成形され、その一コーナ部が開口されている熱交換器が配設されており、前記コーナ部の開口に前記熱交換器により区画されている内側空間と外側配管室との間を仕切るバッフルプレートが設けられている空気調和機において、
   前記バッフルプレートは、前記外側配管室側に凸形状に曲げ成形されていることを特徴とする空気調和機。
   

Images