JP2017020713A

JP2017020713A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2017020713A
Application number: JP2015138425A
Authority: JP
Inventors: 高橋　雅也; Masaya Takahashi; 雅也高橋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2017-01-26
Anticipated expiration: 2035-07-10
Also published as: JP6476087B2

Abstract

【課題】クロスフローファンの側端での送風の流量を増やして、クロスフローファンの送風ロスを軽減する。【解決手段】吸込口および吹出口が形成されたキャビネットに、熱交換器および熱交換器を通過した空気を吹出口に送風するクロスフローファンが設けられ、クロスフローファンの側方を空気が流れないようにクロスフローファンの側端を取り囲むカバー部材が設けられる。カバー部材は、クロスフローファンの吸込側におけるファン軸方向内側への囲い幅がクロスフローファンの吹出側の囲い幅よりも大きく形成し、吸込側における空気通路内の乱れを効果的に抑制することができる。【選択図】図９

Description

本発明は、空調運転時の送風のためにクロスフローファンを用いた空気調和機に関する。

空気調和機の室内ユニットでは、クロスフローファンの駆動により、キャビネットの吹出口から温風あるいは冷風が吹き出される。クロスフローファンでは、一般的にブレードの回転により気体の圧力を高める。吸い込んだ空気がキャビネットの内部を通過する際に圧力損失が生じるが、クロスフローファンによって流通する空気の圧力を高めることにより、所望の風量が確保される。

ところで、クロスフローファンの軸方向の一側の側面に支持軸が突設され、支持軸は、キャビネットに回転可能に支持される。クロスフローファンの他側の側面には、ボスが設けられ、ボスの軸孔にモータのモータ軸が嵌め込まれ、モータ軸がボスに固定される。クロスフローファンの左右両側には軸があり、軸のある空間がブレードのない部分となる。ブレードのある部分とない部分において、圧力差が生じ、クロスフローファンの両端近傍の熱交換されていない空気が吸い込まれる。この空気が熱交換器を通過した冷たい空気に触れて、露が生じる。

このような結露を防ぐために、特許文献１では、クロスフローファンの端面を覆う整流部材が設けられる。整流部材は、風路側側壁からクロスフローファンの端面に重なるように形成される。これにより、風路側側壁の軸孔から流入した空気は、クロスフローファンの上流側には流れず、整流されて吹出口側へ向かって流れる。

特許第４００６７０３公報

ところで、クロスフローファンのファン径を大きくして送風流量を増大させる試みがなされている。クロスフローファンのファン径が大きくなると、送風流量が増大するが、静圧が低下する。さらに、吸込口から吹出口に至る空気通路の流路容積が大きくなると、空気の流れが相対的に乱れやすくなる。そのため、意図した空気の流れを生成することができず、強制渦が乱れるなど、送風ロスや逆吸込み現象を引き起こしてしまう。

本発明は、クロスフローファンの側端での送風ロスを改善することができる空気調和機の提供を目的とする。

本発明にかかる空気調和機は、吸込口および吹出口が形成されたキャビネットに、熱交換器および熱交換器を通過した空気を吹出口に送風するクロスフローファンが設けられている。そして、クロスフローファンの側方を空気が流れないようにクロスフローファンの側端を取り囲むカバー部材が設けられる。このカバー部材は、クロスフローファンの吸込側におけるファン軸方向内側への囲い幅がクロスフローファンの吹出側の囲い幅よりも大きく形成されている。

本発明によると、クロスフローファンの側方を空気が流れないようにクロスフローファンの側端を取り囲むカバー部材が設けられているので、クロスフローファンの側方を空気が流れるのを抑制し、吸込口から吹出口に至る空気通路の側方でも空気の乱れを減少させることができる。しかも、カバー部材は、クロスフローファンの吸込側におけるファンの軸方向内側への囲い幅がクロスフローファンの吹出側の囲い幅よりも大きく形成されているので、吸込み側から熱交換された空気の流入を極力抑え、吸込側における空気通路内の乱れを効果的に抑制することができる。

本発明の第１の実施形態である空気調和機の室内ユニットの斜視図である。室内ユニットの断面図である。クロスフローファンが装着されたキャビネットの断面図およびクロスフローファンの側端の拡大断面図である。キャビネットの前面パネル、キャビネット内の熱交換器、クロスフローファンおよび側部の電子部品を取り外した状態の正面図である。図４の斜視図である。図４の側面図である。図４のＡ−Ａ断面図である。図４のカバー部材を分解した状態を示す要部分解斜視図である。図８のカバー部材の概略を示す要部拡大分解斜視図である。案内壁側のカバー構成部材と側壁側のカバー構成部材との合わせ面を示す断面図である。第２の実施形態である、カバー部材とギャップ覆い片との関係を示す要部拡大分解斜視図である。第３の実施形態である、カバー部材とギャップ覆い片との関係を示す要部拡大分解斜視図である。

本実施形態に係る空気調和機の室内ユニットを図１〜３に示す。室内ユニットは、熱交換器１およびクロスフローファン２を備え、これらがキャビネット３に内装されている。キャビネット３の上面に吸込口４が形成され、キャビネット３の前面の下部に吹出口５が形成される。

キャビネット３の内部には、吸込口４から吹出口５に至る空気通路６が形成される。この空気通路６には熱交換器１が配置され、熱交換器１の送風方向下流側にクロスフローファン２が配置される。吸込口４と熱交換器１との間にフィルタ７が配置される。フィルタ７は、吸込口４から吸込んだ室内の空気から塵埃を除去する。吹出口５には、導風パネル８が開閉可能に設けられている。

キャビネット３は、背面板１０と前面パネル１１とから構成され、背面板１０に前面パネル１１が着脱可能に取り付けられる。前面パネル１１は、背面側が開放された箱状に形成される。前面パネル１１の前面の中間部から上側には前カバー１１ａが開閉自在に取り付けられている。前カバー１１ａの下端と前面パネル１１との間にも室内空気を吸い込む吸込み用空間が形成される。前面パネル１１の下部に、吹出口５となる開口が形成されている。

熱交換器１およびクロスフローファン２は背面板１０に装着される。背面板１０の前側に、空気通路６の後側ガイドの一部を構成する案内壁１２が湾曲面状に形成される。また、背面板１０の前側には、熱交換器１から滴下するドレン水を受けるドレンパンユニット１３が装着される。ドレンパンユニット１３は、熱交換器１の下方でクロスフローファン２よりも前方に配置される。ドレンパンユニット１３は筒状に形成される。ドレンパンユニットの上面に熱交換器から滴下するドレン水を受ける受け皿が形成される。ドレンパンユニット１３の筒状の中空部分と、背面板１０の案内壁１２と、背面板１０の左右の側壁１６とにより空気通路６が形成される。クロスフローファン２は、ドレンパンユニット１３と背面板１０の案内壁１２との間に位置する。

クロスフローファン２は、軸方向に沿って並んだ複数の羽根車が連結されてなる。各羽根車の外周に多数の翼２ａが放射状に配列されている。クロスフローファン２の軸方向の一側のエンドプレートにはボスが装着されている。まあ、クロスフローファン２の他側のエンドプレートには支持軸１５が突設されている。

背面板１０には空気通路６の左右の壁面を構成する側壁１６が左右一対に形成される。左右の側壁１６に、クロスフローファン２の側方を空気が流れないようにクロスフローファン２の側端を取り囲むカバー部材３０が設けられる。カバー部材３０は、クロスフローファン２の左右の側端にそれぞれ配置され、クロスフローファン２を回転可能に支持する。

図３に示すように、一側のカバー部材３０の外側に、モータケース１９に収容されたモータ２０が配置される。モータケース１９からモータ軸２１が突出しており、モータ軸２１は、一側のカバー部材３０を貫通して、クロスフローファン２のボスに嵌め込まれ、モータ軸２１がボスに固定される。他側のカバー部材３０の軸方向端部には軸受１８が設けられ、クロスフローファン２の支持軸１５が回転可能に支持される。

カバー部材３０は、クロスフローファン２の軸方向の側端を取り囲み、かつクロスフローファン２を回転可能に支持している。したがって、カバー部材３０は、側壁１６よりもクロスフローファン２の軸方向外側に突出して、クロスフローファン２の側端を囲むように配置されている。本実施形態では、カバー部材３０は、側壁１６よりもクロスフローファン２の軸方向内側にも突出し、クロスフローファン２の側方へ空気が流れないように、クロスフローファン２を取り囲んでいる。

そして、カバー部材３０は、側壁１６よりもクロスフローファン２の軸方向内側に突出する囲い部において、クロスフローファン２の吸込側におけるクロスフローファン２の軸方向内側への囲い幅が、クロスフローファンの吹出側の囲い幅よりも幅Ｄだけ大きく形成されている。これにより、熱交換されてクロスフローファン２の吸込側に流入する空気がクロスフローファン２の軸方向端部側に流れるのを阻止することができる。幅Ｄは熱交換された空気がクロスフローファン２の端部側に流れるのを防止して、吸込み側の空気流の乱れを防止できる寸法であればよい。

ところで、図２に示すように、クロスフローファン２とその前側に位置するスタビライザ３２(図２参照)との間のフロント側ギャップと、クロスフローファン２とその後ろ側に位置する案内壁１２との間のリア側ギャップｄ２（フロント側ギャップもｄ２）とが設けられている。これらのギャップｄ２とカバー部材３０との配置関係は、クロスフローファン２とこれを囲むカバー部材３０の内側面との間のギャップｄ１が、フロント側のギャップおよびリア側のギャップｄ２よりも狭くなるようにカバー部材３０の径寸法が設定されている。つまり、カバー部材３０とクロスフローファン２の外周との間の隙間ｄ１を小さく形成し、空気通路６を流れる空気がその隙間に極力入らないようにしている。

また、キャビネット内の吸込口４から吹出口５に至る空気通路６のクロスフローファン２の軸方向両端部付近で、空気通路６を流れる空気がカバー部材３０の吸込側に流れるのを阻止するよう、クロスフローファン２の軸方向両端付近のフロント側のギャップおよびリア側のギャップｄ２を覆うギャップ覆い片３５、３６が設けられている。

このギャップ覆い片３５，３６のうち、リア側のギャップ覆い片３５は、案内壁１２側に一体成形され、その先端がカバー部材３０に近接または接触している。これにより、クロスフローファン２の吸込み側の空気がリア側のギャップ覆い片３５によりクロフローファン２の端部側に流れるのを阻止する。フロント側のギャップ覆い片３６は、カバー部材３０のうち側壁１６の囲い部と一体成形され、フロント側のギャップを覆っている。これにより、熱交換された空気がクロスフローファン２の軸方向端部でフロント側のギャップに流れるのを阻止する。

カバー部材３０は、いくつかの構成部材で周方向に分割して形成することができる。本実施形態では、空気通路６を形成する複数の構成部材を寄せ集めて一つのカバー部材３０を形成している。

図９は複数のカバー構成部材からカバー部材が構成されていることを示す概略図である。クロスフローファン２を支持する軸受部などは省略して示している。ところで、本実施形態では、空気通路６が、キャビネット内の左右の側壁１６と、後側の案内壁１２と、スタビライザ３２付きのドレンパンユニット１３とを利用して形成されている。そこで、カバー部材３０として、これらの側壁１６、案内壁１２およびドレンパンユニット１３にカバー構成部材を一体成形した例を示す。

すなわち、本実施形態のカバー部材３０は、周方向に分割された複数のカバー構成部材３７、３８、３９から構成されている。すなわち、カバー部材３０は、案内壁１２側のカバー構成部材３７と、ドレンパンユニット側のカバー構成部材３８と、側壁１６側のカバー構成部材３９とが互いに合わせられて円筒状に形成される。

図９において、各カバー構成部材３７，３８，３９は、円弧状に形成される。案内壁側のカバー構成部材３７は、円弧状に形成され、クロスフローファン２の軸方向で外側端部に側板４３が一体形成される。この側板４３には、図示しない軸受け部１８が取付けられる。案内壁側のカバー構成部材３７は、その空気通路６側に、空気通路６の左右側壁となる垂直面４１が形成される。したがって、案内壁１２には、垂直面４１、カバー構成部材３７および側板４３が一体成形され、さらにギャップ覆い片３５が一体成形されてなる。

ドレンパンユニット１３側のカバー構成部材３８は、円弧状に形成され、クロスフローファン２の軸方向で外側端部に側板４４が一体形成される。この側板４４には、図示しない軸受け部１８が取付けられる。ドレンパンユニット１３側のカバー構成部材３８は、その空気通路６側に、空気通路６の左右側壁となる垂直面４２が形成される。したがって、ドレンパンユニット１３には、垂直面４２、カバー構成部材３８および側板４４が一体成形されている。

側壁１６側のカバー構成部材３９には、半円弧状に形成され、クロスフローファン２の軸方向で外側端部に側板４５が一体形成される。この側板４５には、図示しない軸受け部１８が取付けられる。側壁１６側のカバー構成部材３９は、側壁１６が空気通路６の側壁を形成する。側壁１６側のカバー構成部材３９は、そのフロント側にギャップ覆い片３６が一体成形されている。また、側壁１６側のカバー構成部材３９は、囲い部のファン軸方向内側への囲い幅が、クロスフローファンの吹出側の囲い幅よりも幅Ｄだけ大きく形成されている関係上、そのリア側において、突出幅Ｄだけリア側ギャップ覆い片３５と重なる位置関係となる。そこで、側壁１６側のカバー構成部材３９のリア側で、突出幅Ｄ（図９参照）だけ切欠き４７を形成し、ギャップ覆い片３５との重なり合うのを避けている。

これらのカバー構成部材３７、３８、３９の合わせ面は、図１０に示すように、案内壁１２側のカバー構成部材３７が他のカバー構成部材３８，３９の合わせ面よりもクロスフローファン２の軸方向内側に位置するよう重合される。キャビネットの背面板１０は、室内の壁面に取付けるなど、構造的にも堅牢に形成されている。したがって、背面板１０に形成された案内壁１２が、他の部材に比べて安定した構造となっている。そこで、複数のカバー構成部材のうち案内壁側のカバー構成部材３７により他のカバー構成部材３８，３９を規制するようにすれば、他のカバー構成部材３８，３９が反りなどによりクロスフローファンに接近あるいは接触する危険性を回避することができる。

このように、クロスフローファン２の側端を取り囲むカバー部材３０は、側壁１６、ドレンパンユニット１３、案内壁１２などの空気通路６を形成する複数の部材を利用して形成される。カバー部材３０がクロスフローファン２の側端を取り囲むことにより、空気通路６の空気が囲い部に進入するのを極力避けることができ、クロスフローファン２の側方での空気流の乱れを防止することができる。

上記構成において、クロスフローファン２が駆動されると、熱交換器１を通過して熱交換された空気が空気通路６を通って吹出口５から室内に吹き出される。クロスフローファン２の左右両側では、クロスフローファン２の軸方向両端部が円筒状のカバー部材３０によって囲まれており、その囲い部とクロスフローファン２との隙間は、クロスフローファン２と案内壁１２との間のリアギャップ、及びクロスフローファン２とスタビライザ１３との間のフロントギャップに比べて小さいため、クロスフローファン２の側方を空気が流れるのを抑制し、吸込口から吹出口に至る空気通路の側方でも空気の乱れを減少させることができる。

しかも、カバー部材３０は、クロスフローファン２の吸込側におけるファン軸方向内側への囲い幅（空気通路側への突出幅）がクロスフローファン２の吹出側の囲い幅（空気通路側への突出幅）よりも大きく形成されているので、吸込側における空気通路内の乱れを効果的に抑制することができる。したがって、クロスフローファン２の送風ロスを軽減でき、クロスフローファン２の性能を十分に発揮させることができる。

図１１は第２の実施形態を示す。この例はフロント側ギャップ覆い片３６の配置に関する。具体的には、フロント側ギャップ覆い片３６をドレンパンユニット側に配置している。フロント側ギャップ覆い片３６は、空気通路６の側部を覆い、後端がカバー構成部材３９に接触するようにドレンパンの側部に形成されている。

この第２の実施形態においては、フロント側ギャップ覆い片３６を、側壁１６のカバー構成部材に形成する第１の実施形態とは異なり、ドレンパンユニット１３側に形成した例を示す。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

図１２は第３の実施形態を示す。この例は、リア側ギャップ覆い片３５の配置に関する。この例では、第１の実施形態と異なり、リア側のギャップ覆い片３５を側壁側のカバー構成部材３９に一体成形している。側壁１６側のカバー構成部材３９は、基本となる円弧状の囲い部よりも空気通路側に突出する囲い幅Ｄだけ大きい部位で、後端部がギャップ覆い片３５として機能し、ギャップ覆い片３５の後端３５ａが案内壁１２に接触するように、基本となる囲い部の円弧形状と異なる傾斜形状でカバー構成部材３９に一体成形されている。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

この構成においても、クロスフローファン２の左右両側では、クロスフローファン２の軸方向両端部が円筒状のカバー部材３０によって囲まれており、その囲い部とクロスフローファン２との隙間は、クロスフローファン２と案内壁１２との間のリアギャップ、及びクロスフローファン２とスタビライザ１３との間のフロントギャップに比べて小さいため、クロスフローファン２の側方を空気が流れるのを抑制し、吸込口から吹出口に至る空気通路の側方でも空気の乱れを減少させることができる。

しかも、カバー部材３０は、クロスフローファン２の吸込側におけるファン軸方向内側への囲い幅（空気通路側への突出幅）がクロスフローファン２の吹出側の囲い幅（空気通路側への突出幅）よりも大きく形成されているので、吸込側における空気通路内の乱れを効果的に抑制することができる。さらに、ギャップ覆い片３５，３６により、通気通路6内の空気がクロスフローファン２の左右側方に流れるのを阻止することができる。したがって、クロスフローファン２の送風ロスを軽減でき、クロスフローファン２の性能を十分に発揮させることができる。

なお、図９、図１１、図１２にギャップ覆い片３５，３６の配置について説明したが、これらの例に限らず、図１２において、フロント側ギャップ覆い片３６をドレンパンユニット１３側に設ける態様を採用してもよい。

以上の通り、本発明の一態様として、吸込口および吹出口が形成されたキャビネットに、熱交換器１および熱交換器１を通過した空気を吹出口５に送風するクロスフローファン２が設けられた空気調和機であって、クロスフローファン２の側方を空気が流れないようにクロスフローファン２の側端を取り囲むカバー部材３０が設けられ、該カバー部材３０は、クロスフローファン２の吸込側におけるファン軸方向内側への囲い幅がクロスフローファンの吹出側の囲い幅よりも大きく形成する態様を採用することができる。

上記構成によると、クロスフローファン２の側方を空気が流れないようにクロスフローファン２の側端を取り囲むカバー部材３０が設けられているので、クロスフローファン２の側方を空気が流れるのを抑制し、吹出口側からの逆流も抑制することができる。したがって、吸込口から吹出口に至る空気通路の側方での空気の乱れを減少させることができる。、しかも、カバー部材は、クロスフローファンの吸込側におけるファン軸方向内側への囲い幅がクロスフローファンの吹出側の囲い幅よりも大きく形成されているので、吸込側における空気通路内の乱れを効果的に抑制することができる。

また、クロスフローファン２とその前側に位置するスタビライザ１３との間のフロント側ギャップと、クロスフローファン２とその後ろ側に位置する案内壁１２との間のリア側ギャップとが設けられているが、本発明の一態様として、クロスフローファン２とこれを囲むカバー部材３０の内側面との間のギャップが、前記フロント側のギャップおよびリア側のギャップよりも狭くなるように前記カバー部材３０の径寸法を設定する構成を採用することができる。

この構成によると、カバー部材３０とクロスフローファン２の側方との間の空間の容積を狭くすることで、この空間に流入する空気の乱れを減少させることができる。

また、前記キャビネット内の吸込口４から吹出口５に至る空気通路６において、クロスフローファン２の軸方向両端部付近で、空気通路６を流れる空気が前記カバー部材３０の吸込側に流れるのを阻止するよう、クロスフローファン２の軸方向両端付近のフロントギャップおよびリアギャップを覆うギャップ覆い片３５，３６を設ける構成を採用してもよい。

ギャップ覆い片３５，３６を設けることで、クロスフローファン２の軸方向両端付近のフロントギャップとリアギャップを通じてクロスフローファン２の軸方向両端付近に流入する空気量を減少させることができ、クロスフローファン２の軸方向両端付近の空気の乱れを抑制することができる。

この場合、特に、リア側ギャップのギャップ覆い片３５が案内壁１２側に一体成形され、その先端がカバー部材３０に近接または接触している構成を採用してもよい。ギャップ覆い片を案内壁側から突出させているので、安定した寸法精度を確保することができる。

カバー部材３０は、吸込口４から吹出口５に至る空気通路６を形成するキャビネット内の左右の側壁１６、案内壁１２、およびスタビライザ付きのドレンパンユニット１３を利用して、周方向に分割された複数のカバー構成部材３７，３８，３９が形成され、これらのカバー構成部材３６，３７，３９の合わせ面は互いに交差するように設定され、案内壁側のカバー構成部材３７が他のカバー構成部材３８，３９の合わせ面よりもクロスフローファン２の軸方向内側に位置するようにされた構成を採用することができる。

上記構成によると、キャビネットの背面板１０に形成される案内壁１２が最も安定しているので、複数のカバー構成部材３０のうち案内壁側のカバー構成部材により他のカバー構成部材を規制するようにすれば、他のカバー構成部材が反りなどによりクロスフローファンに接近あるいは接触する危険性を回避することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。

１熱交換器
２クロスフローファン
３キャビネット
５吹出口
１２案内壁
１３ドレンパンユニット
１６側壁
３０カバー部材
３５，３６ギャップ覆い片
３７，３８，３９カバー構成部材

Claims

吸込口および吹出口が形成されたキャビネットに、熱交換器および熱交換器を通過した空気を吹出口に送風するクロスフローファンが設けられた空気調和機であって、クロスフローファンの側方を空気が流れないようにクロスフローファンの側端を取り囲むカバー部材が設けられ、該カバー部材は、クロスフローファンの吸込側におけるファン軸方向内側への囲い幅がクロスフローファンの吹出側の囲い幅よりも大きく形成されたことを特徴とする空気調和機。
クロスフローファンとその前側に位置するスタビライザとの間のフロント側ギャップと、クロスフローファンとその後ろ側に位置する案内壁との間のリア側ギャップとが設けられ、クロスフローファンとこれを囲むカバー部材の内側面との間のギャップが、前記フロント側のギャップおよびリア側のギャップよりも狭くなるように前記カバー部材の径寸法が設定されている、請求項１に記載の空気調和機。
前記キャビネット内の吸込口から吹出口に至る空気通路のクロスフローファンの軸方向両端部付近で、空気通路を流れる空気が前記カバー部材の吸込側に流れるのを阻止するよう、クロスフローファンの軸方向両端付近のフロント側のギャップおよびリア側のギャップを覆うギャップ覆い片が設けられた、請求項２に記載の空気調和機。
リア側ギャップのギャップ覆い片は、案内壁側に一体成形され、その先端がカバー部材に近接または接触している、請求項３に記載の空気調和機。
カバー部材は、吸込口から吹出口に至る空気通路を形成するキャビネット内の左右の側壁、案内壁、およびスタビライザ付きのドレンパンユニットを利用して、周方向に分割された複数のカバー構成部材が形成され、これらのカバー構成部材の合わせ面は案内壁側のカバー構成部材が他のカバー構成部材の合わせ面よりもクロスフローファンの軸方向内側に位置するよう重合された、請求項１〜４のいずれかに記載の空気調和機。