JP2018036000A - Air blower with heat exchange function, and air conditioner using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換機能と送風機能とを兼ね備えた熱交換機能付き送風機、及びそれを用いた空調機に関する。 The present invention relates to a blower with a heat exchange function having both a heat exchange function and a blower function, and an air conditioner using the blower.
従来、熱交換器内部を通過する熱媒体と熱交換器外部を通過する空気との熱交換を促進する機器として、羽根車をモータで回転させる送風機が広く普及している。 Conventionally, as a device for promoting heat exchange between a heat medium that passes through the inside of a heat exchanger and air that passes through the outside of the heat exchanger, a blower that rotates an impeller with a motor has been widely used.
その一方で、近年、羽根車内部に熱媒体が流通可能な流路を形成して羽根車自体を熱交換器として利用する熱交換機能付き送風機の研究も行われている。 On the other hand, in recent years, research has also been conducted on a fan with a heat exchange function that forms a flow path through which a heat medium can flow inside an impeller and uses the impeller itself as a heat exchanger.
例えば、特許文献1(特開2011−2187号公報)には、羽根部の内部に冷媒が通過可能な流路を備えた熱交換ファンが開示されている。具体的には、羽根部の回転軸の一端部がモータの中心部に挿通され、その軸内部を冷媒が通過して羽根部内部の冷媒流路に分流する構成である。 For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-2187) discloses a heat exchange fan including a flow path through which a refrigerant can pass inside a blade portion. Specifically, one end portion of the rotating shaft of the blade portion is inserted into the central portion of the motor, and the refrigerant passes through the shaft and is divided into the refrigerant flow path inside the blade portion.
しかしながら、上記熱交換ファンでは、回転力を羽根車の軸に直接伝達して羽根車を回転させる必要があり、かかる場合、軸に回転負荷が直に作用するので、単に冷媒を流通させるだけの管を軸として採用した場合には、その回転負荷に耐えない。それゆえ、耐久性を確保するための軸の高強度化、それに伴うモータの大型化、及び複雑化を招来する。 However, in the above heat exchange fan, it is necessary to transmit the rotational force directly to the shaft of the impeller to rotate the impeller. In such a case, since the rotational load acts directly on the shaft, the refrigerant is simply circulated. When a tube is used as the shaft, it cannot withstand the rotational load. Therefore, the strength of the shaft for ensuring durability and the accompanying increase in size and complexity of the motor are caused.
本発明の課題は、モータの大型化及び複雑化を抑制した熱交換機能付き送風機を提供することにある。 The subject of this invention is providing the air blower with a heat exchange function which suppressed the enlargement and complication of a motor.
本発明の第1観点に係る熱交換機能付き送風機は、固定子と、回転子と、羽根車とを備えている。固定子は、環状であって、コイルを有する。回転子は、固定子の外側に配置され、回転力を受ける。羽根車は、回転子に設けられ、回転子と共に回転する。また、羽根車は、流体を導入する入口部と、流体を流す流路部と、流体を排出する出口部とを有している。そして、入口部若しくは出口部、又は入口部若しくは出口部と流体の熱源側とを連通する連通部が、環状の固定子に囲まれた貫通空間に配置される。 The blower with a heat exchange function according to the first aspect of the present invention includes a stator, a rotor, and an impeller. The stator is annular and has a coil. The rotor is disposed outside the stator and receives a rotational force. The impeller is provided on the rotor and rotates together with the rotor. The impeller has an inlet portion for introducing a fluid, a flow path portion for flowing the fluid, and an outlet portion for discharging the fluid. And the communication part which connects an inlet part or an outlet part, or an inlet part or an outlet part, and the heat source side of a fluid is arrange | positioned in the penetration space enclosed by the cyclic | annular stator.
この熱交換機能付き送風機では、上記の構成によって、回転子は固定子の外側で回転力を得るので、回転子の軸に回転力を直に伝達する必要がない。 In this blower with a heat exchange function, the rotor obtains a rotational force on the outside of the stator by the above configuration, and therefore it is not necessary to directly transmit the rotational force to the rotor shaft.
また、入口部若しくは出口部、又は入口部若しくは出口部と流体の熱源側とを連通する連通部が環状の固定子に囲まれた貫通空間に配置されるので、それらは羽根車の軸上に配置されながらも、そこに作用する負荷は、羽根車の回転負荷に関係なく、当該連通部固有の負荷および摩擦負荷に限定され、ほぼ安定する。 Moreover, since the communication part which connects an inlet part or an outlet part, or an inlet part or an outlet part, and the heat-source side of a fluid is arrange | positioned in the penetration space enclosed by the cyclic | annular stator, they are on the axis | shaft of an impeller. Although arranged, the load acting on the load is limited to the load specific to the communication portion and the friction load regardless of the rotational load of the impeller, and is almost stable.
それゆえ、羽根車の両端軸の強度を殊更高める必要がなく、流体を流す管などを軸として採用することができ、最終的にモータの大型化、及び複雑化を抑制することができる。 Therefore, it is not necessary to particularly increase the strength of the shafts at both ends of the impeller, and a pipe or the like through which a fluid flows can be employed as the shaft, and finally the increase in size and complexity of the motor can be suppressed.
本発明の第2観点に係る熱交換機能付き送風機は、第1観点に係る熱交換機能付き送風機であって、流路部が、入口部と出口部とを連絡する管を含んでいる。 The blower with a heat exchange function according to the second aspect of the present invention is a blower with a heat exchange function according to the first aspect, and the flow path part includes a pipe connecting the inlet part and the outlet part.
この熱交換機能付き送風機では、第1観点の効果により、羽根車の両端軸として管を採用することができるので、羽根車の中間域に位置し、入口部と出口部とを連絡する流路部にも管を採用することができる。それゆえ、汎用規格品の管を採用することによって、低コスト化を図ることができる。 In this blower with a heat exchange function, a pipe can be adopted as both end shafts of the impeller due to the effect of the first aspect, so that the flow path is located in the intermediate region of the impeller and connects the inlet portion and the outlet portion. A pipe can be adopted for the part. Therefore, the cost can be reduced by adopting a general-purpose standardized tube.
本発明の第3観点に係る熱交換機能付き送風機は、第1観点又は第2観点に係る熱交換機能付き送風機であって、流路部が、入口部と出口部との間に配置され、中空構造の羽根を成す中空ブレード群を含んでいる。 The blower with a heat exchange function according to the third aspect of the present invention is a blower with a heat exchange function according to the first aspect or the second aspect, wherein the flow path part is disposed between the inlet part and the outlet part, The hollow blade group which comprises the blade | wing of a hollow structure is included.
この熱交換機能付き送風機では、ブレード群内部に流体が流れ、且つそのブレード群自体が軸周りに回転するので、ブレード群内部を流れる流体とブレード群の外側を流れる空気との熱交換が促進される。 In this blower with a heat exchange function, fluid flows inside the blade group, and the blade group itself rotates around its axis, so that heat exchange between the fluid flowing inside the blade group and the air flowing outside the blade group is promoted. The
本発明の第4観点に係る熱交換機能付き送風機は、第3観点に係る熱交換機能付き送風機であって、流路部が流体分流用中空部材と流体集合用中空部材とをさらに含んでいる。流体分流用中空部材は、入口部と中空ブレード群との間に配置され、入口部から導入した流体を複数に分岐させて中空ブレード群の複数のブレード内に流す。流体集合用中空部材は、中空ブレード群と出口部との間に配置され、中空ブレード群から流れてきた流体を集合させて出口部へ流す。 A blower with a heat exchange function according to a fourth aspect of the present invention is a blower with a heat exchange function according to a third aspect, wherein the flow path portion further includes a fluid diverting hollow member and a fluid collecting hollow member. . The fluid diverting hollow member is disposed between the inlet portion and the hollow blade group, and the fluid introduced from the inlet portion is branched into a plurality of parts to flow into the plurality of blades of the hollow blade group. The fluid collecting hollow member is disposed between the hollow blade group and the outlet portion, collects the fluid flowing from the hollow blade group, and flows the fluid to the outlet portion.
この熱交換機能付き送風機では、入口部又は出口部とブレード群の各ブレードとを個々に連通させる方式よりも、一旦、中空部材において流体を分流又は集合させる方式の方が部品点数、工数の面で合理的である。 In this blower with heat exchange function, the method of once diverting or collecting the fluid in the hollow member is more in terms of the number of parts and man-hours than the method of individually communicating the inlet portion or the outlet portion and each blade of the blade group. Is reasonable.
本発明の第5観点に係る熱交換機能付き送風機は、第1観点から第4観点のいずれか1つに係る熱交換機能付き送風機であって、連通部が、流体の熱源側に対して回転する入口部又は出口部を連結するロータリージョイントである。 A blower with a heat exchange function according to a fifth aspect of the present invention is a blower with a heat exchange function according to any one of the first to fourth aspects, wherein the communicating portion rotates relative to the fluid heat source side. It is the rotary joint which connects the inlet part or outlet part which performs.
この熱交換機能付き送風機では、ロータリージョイントを採用することによって、回転する羽根車の入口部および出口部に流体を流通させることができる。 In this blower with a heat exchange function, the fluid can be circulated to the inlet and outlet of the rotating impeller by adopting the rotary joint.
本発明の第6観点に係る送風機は、第1観点から第5観点のいずれか1つ係る熱交換機能付き送風機を備えた空調機である。 A blower according to a sixth aspect of the present invention is an air conditioner including the blower with a heat exchange function according to any one of the first to fifth aspects.
この空調機では、送風機能と熱交換機能とを兼ね備えた熱交換機能付き送風機を採用することにより、空調機のさらなる小形化を実現することができる。 In this air conditioner, further downsizing of the air conditioner can be realized by employing a blower with a heat exchange function that has both a blower function and a heat exchange function.
本発明の第1観点に係る熱交換機能付き送風機では、上記の構成によって、回転子は固定子の外側で回転力を得るので、回転子の軸に回転力を直に伝達する必要がない。 In the blower with a heat exchange function according to the first aspect of the present invention, the rotor obtains a rotational force on the outside of the stator by the above-described configuration, and therefore it is not necessary to directly transmit the rotational force to the rotor shaft.
また、入口部若しくは出口部、又は入口部若しくは出口部と流体の熱源側とを連通する連通部が環状の固定子に囲まれた貫通空間に配置されるので、それらは羽根車の軸上に配置されながらも、そこに作用する負荷は、羽根車の回転負荷に関係なく、当該連通部固有の負荷および摩擦負荷に限定され、ほぼ安定する。 Moreover, since the communication part which connects an inlet part or an outlet part, or an inlet part or an outlet part, and the heat-source side of a fluid is arrange | positioned in the penetration space enclosed by the cyclic | annular stator, they are on the axis | shaft of an impeller. Although arranged, the load acting on the load is limited to the load specific to the communication portion and the friction load regardless of the rotational load of the impeller, and is almost stable.
それゆえ、羽根車の両端軸の強度を殊更高める必要がなく、流体を流す管などを軸として採用することができ、最終的にモータの大型化、及び複雑化を抑制することができる。 Therefore, it is not necessary to particularly increase the strength of the shafts at both ends of the impeller, and a pipe or the like through which a fluid flows can be employed as the shaft, and finally the increase in size and complexity of the motor can be suppressed.
本発明の第2観点に係る熱交換機能付き送風機では、第1観点の効果により、羽根車の両端軸として管を採用することができるので、羽根車の中間域に位置し、入口部と出口部とを連絡する流路部にも管を採用することができる。それゆえ、汎用規格品の管を採用することによって、低コスト化を図ることができる。 In the blower with a heat exchange function according to the second aspect of the present invention, because of the effect of the first aspect, a pipe can be adopted as both end shafts of the impeller, so that it is located in an intermediate region of the impeller, and has an inlet portion and an outlet. A pipe can also be employed in the flow path portion communicating with the portion. Therefore, the cost can be reduced by adopting a general-purpose standardized tube.
本発明の第3観点に係る熱交換機能付き送風機では、ブレード群内部に流体が流れ、且つそのブレード群自体が軸周りに回転するので、ブレード群内部を流れる流体とブレード群の外側を流れる空気との熱交換が促進される。 In the blower with a heat exchange function according to the third aspect of the present invention, the fluid flows inside the blade group and the blade group itself rotates around the axis, so the fluid flowing inside the blade group and the air flowing outside the blade group Heat exchange with is promoted.
本発明の第4観点に係る熱交換機能付き送風機では、入口部又は出口部とブレード群の各ブレードとを個々に連通させる方式よりも、一旦、中空部材において流体を分流又は集合させる方式の方が部品点数、工数の面で合理的である。 In the blower with a heat exchange function according to the fourth aspect of the present invention, the method of once dividing or collecting the fluid in the hollow member rather than the method of individually communicating the inlet portion or the outlet portion and each blade of the blade group However, it is reasonable in terms of the number of parts and man-hours.
本発明の第5観点に係る熱交換機能付き送風機では、ロータリージョイントを採用することによって、回転する羽根車の入口部および出口部に流体を流通させることができる。 In the blower with a heat exchange function according to the fifth aspect of the present invention, the fluid can be circulated to the inlet and outlet of the rotating impeller by employing the rotary joint.
本発明の第6観点に係る送風機では、送風機能と熱交換機能とを兼ね備えた熱交換機能付き送風機を採用することにより、空調機のさらなる小形化を実現することができる。 In the blower according to the sixth aspect of the present invention, by adopting a blower with a heat exchange function that has both a blower function and a heat exchange function, further downsizing of the air conditioner can be realized.
以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following embodiments are specific examples of the present invention and do not limit the technical scope of the present invention.
<第1実施形態>
(1)空調機1の概要
図1は、本発明の第1実施形態に係る熱交換機能付き送風機100を用いた空調機1の構成図である。図1において、空調機1は熱源側ユニット10と利用側ユニット30とを備えている。
<First Embodiment>
(1) Overview of Air Conditioner 1 FIG. 1 is a configuration diagram of an air conditioner 1 using a
熱源側ユニット10は、利用側ユニット30に冷却水を供給する。利用側ユニット30は、配管20によって熱源側ユニット10と結ばれており、熱源側ユニット10で生成された冷却水は、配管20を通って利用側ユニット30に到達し、吸熱して再び配管20を通って熱源側ユニット10へ戻ってくる。
The heat
(1−1)熱源側ユニット10
熱源側ユニット10は、第1ポンプ11と、第2ポンプ12と、熱交換器15と、集合冷却器17とを備えている。熱源側ユニット10には、一つ若しくは二以上の熱交換器15が設けられており、熱交換器15ごとに第1ポンプ11及び第2ポンプ12が設置されている。
(1-1) Heat
The heat
配管20から戻ってきた温度上昇した冷却水は、第1ポンプ11によって熱交換器15へ引き入れられて冷却される。冷却された冷却水は、第1ポンプ11によって再び配管20へ送られる。なお、配管20と第1ポンプ11とは、送水用ヘッダー19aを介して接続されている。また、配管20から戻ってきた水は、返水用ヘッダー19bを介して熱交換器15に流れる。
The cooling water whose temperature has risen returned from the
熱交換器15は冷却水配管16によって集合冷却器17と結ばれており、冷却用水が第2ポンプ12によって熱交換器15と集合冷却器17との間を循環する。
The
したがって、熱交換器15からの排熱によって温度上昇した冷却用水は、集合冷却器17に送られて必要な温度まで冷却され、再び熱交換器15に戻ってくる。
Therefore, the cooling water whose temperature has risen due to the exhaust heat from the
(1−2)利用側ユニット30
図2Aは、利用側ユニット30を吹出口31b下方から視たときの外観図である。また、図2Bは、利用側ユニット30を吸込口31a上方から視たときの外観図である。さらに、図2Cは、利用側ユニット30の側断面図である。
(1-2) User-
FIG. 2A is an external view of the usage-
図2A、図2B及び図2Cにおいて、利用側ユニット30は、吸込口31a及び吹出口31bを有する本体ケーシング31によって外郭が形成されている。図2A及び図2Bに示すように、本体ケーシング31の天面に吸込口31aが設けられ、下面には吹出口31bが形成されている。吹出口31bは、モータ駆動によりスイングするフラップ32によって開閉される。
2A, 2B, and 2C, the usage-
図2Cに示すように、本体ケーシング31内に送風機100が搭載されている。本実施形態では、送風機100は、空気が羽根車60の軸に直角な断面内で通り抜けるクロスフローファン(JIS B 0132)に相当する。
As shown in FIG. 2C, the
図3は、送風機100及びそれを支持する支持枠78の斜視図である。支持枠78は、羽根車60の背面側と下方側とを覆うように略L字状に形成された構造体である。
FIG. 3 is a perspective view of the
羽根車60は、熱媒体が流通可能な熱交換器を兼ねており、送風機100は、熱交換機能付きクロスフローファンである。以下、送風機100について説明する。
The
(2)送風機100の構成
図4は、送風機100の断面図である。図4において、送風機100は、クロスフローファンであり、モータ50と、モータ50によって駆動される羽根車60とを有している。羽根車60は、長細い円筒形状に形成されており、長軸が水平になるように配置される。
(2) Configuration of
(2−1)モータ50
モータ50は、アウターロータ型のモータであり、固定子51と回転子53とを有している。
(2-1)
The
(2−1−1)固定子51
固定子51は、磁界を発生させるための鉄心やコイルなどを収納する円柱部511を有しており、回転子53の内周面と一定の隙間を保って配置される。また、固定子51は、円柱部511の中央を軸方向に貫通する円筒空間である貫通空間510をさらに有している。
(2-1-1)
The
(2−1−2)回転子53
回転子53は、微小な磁石粒を含む樹脂材料により形成されており、固定子51から発生する磁力により回転する。
(2-1-2)
The
回転子53は、固定子51の外径よりも僅かに大きい内径を成す円筒壁531を有しており、その円筒壁531で囲まれた空間内に、固定子51の円柱部511が一定の隙間を保って配置される。つまり、回転子53は、固定子51の径方向外側に配置される。
The
(2−2)羽根車60
図4に示すように、羽根車60は、第1エンドプレート601、第2エンドプレート602、フィンプレート603、第1シャフト611、第2シャフト612、伝熱管63及びブレード64を有している。
(2-2)
As shown in FIG. 4, the
また、図5は、第1シャフト611及び第2シャフト612を外した羽根車60の正面図である。以下、図4及び図5を用いて各部の説明を行う。
FIG. 5 is a front view of the
(2−2−1)第1エンドプレート601、第2エンドプレート602
第1エンドプレート601及び第2エンドプレート602は、円筒形状の羽根車60の両側に配置される円盤状の板であり、剛性の高い金属、例えば、鋼板から成形される。勿論、樹脂で成形されてもよい。第1エンドプレート601には、モータ50の回転子53が同軸上に配置され、機械的に連結されている。
(2-2-1)
The
(2−2−2)フィンプレート603
フィンプレート603は、第1エンドプレート601と第2エンドプレート602との間に配置される円盤状の板であり、熱伝導性の良い金属、例えば、アルミニウム若しくはアルミニウム合金で成形されている。本実施形態では、第1エンドプレート601と第2エンドプレート602との間に19枚のフィンプレート603が同軸上に等間隔で配置されている。
(2-2-2)
The
(2−2−3)第1シャフト611
第1シャフト611は第1エンドプレート601の回転軸線上に配置され、第1エンドプレート601に連結されている。本実施形態では、第1シャフト611は固定子51の貫通空間510に挿入され、固定子51の外側で軸支される。
(2-2-3)
The
また、第1シャフト611には、その中央を軸に沿って貫く貫通孔が形成されており、その内側は予めネジ切りされている。
Further, the
第1シャフト611は、支持枠78側に回転可能に保持され、羽根車60が回転する際の回転軸となる。
The
(2−2−4)第2シャフト612
第2シャフト612は第2エンドプレート602の回転軸線上に配置され、第2エンドプレート602に連結されている。また、第2シャフト612にも、その中央を軸に沿って貫く貫通孔が形成されており、その内側は予めネジ切りされている。
(2-2-4)
The
第2シャフト612は、支持枠78側に回転可能に保持され、羽根車60が回転する際の回転軸となる。
The
(2−2−5)伝熱管63
伝熱管63は、第1エンドプレート601、第2エンドプレート602、フィンプレート603、第1シャフト611、及び第2シャフト612の各中央を貫通するように配置された管であり、内部を熱媒体、例えば水などの流体が流れる。
(2-2-5)
The
伝熱管63と、第1エンドプレート601、第2エンドプレート602、フィンプレート603、第1シャフト611、及び第2シャフト612との結合は、例えば予め、第1エンドプレート601、第2エンドプレート602、フィンプレート603、第1シャフト611、及び第2シャフト612の各中央に伝熱管63の外径より僅かに大きい貫通孔を設けておき、それらの孔に伝熱管63を通した後、伝熱管63を拡管することによって結合が完了する。
The coupling between the
(2−2−6)ブレード64
ブレード64は、第1エンドプレート601から第2エンドプレート602に向かって垂直に延び、フィンプレート603を貫通して第2エンドプレート602に至る、羽根である。
(2-2-6)
The
図6は、羽根車60を図5のA−A線で切断したときの当該羽根車60の断面図である。図6において、複数のブレード64は、フィンプレート603の外周縁に沿って、一定の間隔で、中心を取り囲むように配置されている。
6 is a cross-sectional view of the
ブレード64は軸方向の側面をフィンプレート603で覆われているので、図6の実線矢印B方向に回転しても軸方向からの空気の流入はなく、空気は羽根車60の軸に直角な断面内で通り抜ける(破線矢印参照)。
Since the
図7は、ブレード64の断面図である。図7において、ブレード64は、中空構造である。勿論、ブレード64は、中実構造であっても良いが、本実施形態では中空構造とすることによって軽量化を図っている。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
(2−3)ロータリージョイント71
図4において、ロータリージョイント71は、熱媒体を静止部から回転部へ移送する部材であり、静止部に相当するジョイントハウジング711と回転部に相当するジョイントシャフト713とを有している。ジョイントシャフト713の一部は、ジョイントハウジング711内のベアリング軸受け(図示せず)によって回転可能に保持されている。
(2-3) Rotary joint 71
In FIG. 4, the rotary joint 71 is a member that transfers the heat medium from the stationary part to the rotating part, and includes a
(2−3−1)ジョイントハウジング711
ジョイントハウジング711には、流路711aが形成されている。また、ジョイントハウジング711には、その側方から流路711aに合流する流通口711bが形成されている。流通口711bは、配管20を介して熱源側ユニット10と繋がっており、熱媒体が出入りする。
(2-3-1)
A
(2−3−2)ジョイントシャフト713
ジョイントシャフト713には、回転軸と同心の筒状の流路713aが形成されている。ジョイントシャフト713の先端部は、第1シャフト611の端部に連結されるため、ジョイントシャフト713の先端部は予めネジ切りされている。
(2-3-2)
The
それゆえ、ジョイントシャフト713の先端部を第1シャフト611の貫通孔の内側に螺合させることによって、ジョイントシャフト713の先端部と第1シャフト611の端部との連結が完了する。
Therefore, the connection between the distal end portion of the
同様に、ジョイントシャフト713の先端部を第2シャフト612の貫通孔の内側に螺合させることによって、ジョイントシャフト713の先端部と第2シャフト613の端部との連結が完了する。
Similarly, the connection between the tip of the
(3)送風機100の動作
モータ50の固定子51に通電されると、回転子53が回転し、その回転子53に同軸に固定された羽根車60も回転する。羽根車60の回転によって、ブレード64が周囲の空気を取り込む。
(3) Operation of the
取り込まれた空気は、羽根車60の中心を貫く伝熱管63、及び伝熱管63に接合されたフィンプレート603の表面を通過して、羽根車60の軸に直角な断面内で通り抜けていく。
The taken-in air passes through the
図1において、熱媒体としての冷却水は、熱源側ユニット10から配管20を介して利用側ユニット30に到達する。図4において、冷却水は一つのロータリージョイント71から入り、伝熱管63を流れる。
In FIG. 1, the cooling water as the heat medium reaches the
冷却水が伝熱管63を通過する際に、伝熱管63及びフィンプレート603を介して羽根車60を通り抜ける空気と熱交換を行う。熱交換によって冷却された空気は利用側ユニット30から吹き出されて、周囲空間を冷却する。
When the cooling water passes through the
一方、熱交換によって温度上昇した冷却水は、もう一つのロータリージョイント71から配管20を経て熱源側ユニット10に戻る。
On the other hand, the cooling water whose temperature has been increased by heat exchange returns from the other rotary joint 71 to the
(4)第1実施形態の特徴
(4−1)
送風機100では、回転子53は固定子51の外側で回転力を得るので、回転子53の軸に回転力を直に伝達する必要がない。
(4) Features of the first embodiment (4-1)
In the
(4−2)
また、入口部61A及び出口部61Bが環状の固定子に囲まれた貫通空間510に配置されるので、それらは羽根車60の軸上に配置されながらも、そこに作用する負荷は、羽根車60の回転負荷に関係なく、当該ロータリージョイント71固有の負荷および摩擦負荷に限定され、ほぼ安定する。
(4-2)
Further, since the
なお、本実施形態では、入口部61A及び出口部61Bが環状の固定子に囲まれた貫通空間510に配置されているが、これに限定されるものではなく、ロータリージョイント71が環状の固定子に囲まれた貫通空間510に配置されてもよい。
In the present embodiment, the
(4−3)
それゆえ、羽根車60の両端軸の強度を殊更高める必要がなく、冷却水を流す伝熱管63などを軸として採用することができ、汎用規格品の管を採用することによって、低コスト化を図ることができる。最終的に、モータの大型化、及び複雑化を抑制することができる。
(4-3)
Therefore, it is not necessary to particularly increase the strength of the shafts at both ends of the
<第1変形例>
図8Aは、第1変形例に係る送風機100Aの断面図である。図8Aにおいて、送風機100Aと図4の送風機100との相違点は、冷却水がブレード64内部にも流れる構成としたことである。
<First Modification>
FIG. 8A is a cross-sectional view of a
(1)構成
それゆえ、送風機100の第1エンドプレート601及び第2エンドプレート602に代えて、第1エンドプレート62A及び第2エンドプレート62Bを設けている。
(1) Configuration Therefore, instead of the
また、送風機100の伝熱管63に代えて、伝熱管63Aを設けている。さらに、送風機100のブレード64に代えてブレード64Aを設けている。
Further, instead of the
他の部材については、送風機100と同じであるので図4に記載の符号と同じ符号を付して説明を省略し、ここでは、第1エンドプレート62A、第2エンドプレート62B、ブレード64A及び伝熱管63Aについて説明する。
The other members are the same as those of the
(1−1)第1エンドプレート62A、第2エンドプレート62B
第1エンドプレート62A及び第2エンドプレート62Bは、羽根車60の両側に配置される円盤状の中空部材であり、熱伝導性の高い金属、例えば、アルミニウム若しくはアルミニウム合金で成形されている。
(1-1)
The
第1エンドプレート62Aの中央には、伝熱管63Aの第1管631及び第2管632が嵌合する程度の貫通孔が設けられている。また、第2エンドプレート62Bの中央には、伝熱管63Aの第2管632及び第3管633が嵌合する程度の貫通孔が設けられている。
At the center of the
また、第1エンドプレート62Aには、ブレード64の一端が嵌合する複数のブレード挿入孔が、その外周縁に沿って、一定の間隔で、中心を取り囲むように設けられている。同様に、第2エンドプレート62Bにも、ブレード64の他端が嵌合する複数のブレード挿入孔が、その外周縁に沿って、一定の間隔で、中心を取り囲むように設けられている。
The
また、第1エンドプレート62Aには、モータ50の回転子53が同軸上に配置され、機械的に連結されている。
Further, the
(1−2)伝熱管63A
伝熱管63Aは、第1管631、第2管632及び第3管633とで構成されている。
(1-2)
The
(1−2−1)第1管631
第1管631は、第1シャフト611を貫通して第1エンドプレート62Aに至る。第1管631の一端は、第1エンドプレート62Aの中空部62Aa内に露出するように第1エンドプレート62Aと接合されている。
(1-2-1)
The
接合方法としては、例えば、第1エンドプレート62Aの中央の貫通孔に第1管631の一端を中空部62Aaに露出するまで挿入し、その状態でロウ付けする方法が採用される。
As a joining method, for example, a method of inserting one end of the
(1−2−2)第2管632
第2管632は、第1エンドプレート62Aと第2エンドプレート62Bとを結ぶ。第2管632の一端は第1エンドプレート62Aの中空部62Aa内に露出するように第1エンドプレート62Aと接合され、第2管632の他端は第2エンドプレート62Bの中空部62Ba内に露出するように第2エンドプレート62Bと接合される。
(1-2-2)
The
接合方法としては、第1エンドプレート62Aの中央の貫通孔に第2管632の一端を中空部62Aaに露出するまで挿入し、さらに第2エンドプレート62Bの中央の貫通穴に第2管632の他端を中空部62Baに露出するまで挿入し、その状態でロウ付けする方法が採用される。
As a joining method, one end of the
(1−2−3)第3管633
第3管633は、第2エンドプレート62Bから突出して第2シャフト612を貫通する。第3管633の一端は、第2エンドプレート62Bの中空部62Ba内に露出するように第2エンドプレート62Bと接合されている。
(1-2-3)
The
接合方法としては、第1管631の場合と同様に、第2エンドプレート62Bの中央の貫通孔に第3管633の一端を中空部62Baに露出するまで挿入し、その状態でロウ付けする方法が採用される。
As a joining method, similarly to the case of the
(1−3)ブレード64A
ブレード64Aは、図7に記載のブレード64と同形状であり、中空構造である。但し、内部に熱媒体を流通させて熱交換機能を持たせるため、熱伝導性の高い金属、例えば、アルミニウム若しくはアルミニウム合金で押出成形されている。
(1-3)
The
ブレード64Aの一端は、第1エンドプレート62Aの中空部62Aa内に露出するように第1エンドプレート62Aと接合されている。また、ブレード64Aの他端は、第2エンドプレート62Bの中空部62Ba内に露出するように第2エンドプレート62Bと接合されている。
One end of the
接合方法としては、第1エンドプレート62Aのブレード挿入孔にブレード64の一端を中空部62Aaに露出するまで挿入し、その状態でロウ付けする方法が採用される。同様に、第2エンドプレート62Bのブレード挿入孔にも、ブレード64Aの他端を中空部62Baに露出するまで挿入し、その状態でロウ付けする方法が採用される。
As a joining method, a method of inserting one end of the
(2)送風機100Aの動作
以上のように構成された送風機100Aの動作について説明する。なお、送風機100の動作との相違点は、熱媒体である冷却水の流れ方であるので、この相違点についてのみ説明する。
(2) Operation of the
図8Aにおいて、冷却水は一つのロータリージョイント71から入り、第1管631を経由して第1エンドプレート62Aの中空部62Aaに流れる。冷却水の水圧に加えて、第1エンドプレート62Aの回転による遠心力で、冷却水は中空部62Aaを隅々まで充たす。その後、冷却水は第2管632、複数のブレード64Aそれぞれの内部を経由して第2エンドプレート62Bに向かう。
In FIG. 8A, the cooling water enters from one rotary joint 71 and flows through the
ブレード64A自体が回転しているので、ブレード64A内を通過する冷却水とブレード64Aの回転によって発生する空気流との熱交換によって、空気流の熱量が冷却水に奪われる。また、冷却水が第2管632を通過する際に、第2管632及びフィンプレート603を介して、ブレード64Aの回転によって発生する空気流と熱交換を行う。このように、熱交換によって冷却された空気は利用側ユニット30から吹き出されて、周囲空間を冷却する。
Since the
冷却水は、熱交換しながら第2エンドプレート62Bに到達する。第2エンドプレート62Bの中空部62Baは、熱交換よって温度上昇した冷却水で満たされるが、後続する冷却水の圧力で中央に集合し、伝熱管63Aの第3管633に流れ、もう一つのロータリージョイント71から出て行く。
The cooling water reaches the
(3)その他の構成
上記第1変形例では、第1エンドプレート62Aと第2エンドプレート62Bとが第2管632で繋がり、冷却水の流通が可能となっているが、使用条件等により複数のブレード64への分流量に影響がある場合には、図8Bに示すように、第2管632のみを塞いでもよい。
(3) Other Configurations In the first modified example, the
(4)第1変形例の特徴
第1変形例は、第1実施形態の特徴に加えて、さらに以下の特徴を有している。
(4) Features of the First Modification The first modification has the following features in addition to the features of the first embodiment.
(4−1)
送風機100Aでは、ブレード64A群内部に冷却水が流れ、且つそのブレード64A群自体が軸周りに回転するので、ブレード64A群内部を流れる冷却水とブレード64A群の外側を流れる空気との熱交換が促進される。
(4-1)
In the
(4−2)
また、送風機100Aでは、一旦、第1エンドプレート62Aにおいて冷却水を分流し、その後、第2エンドプレート62Bにおいて冷却水を集合させる方式を採用しているので、例えば、[入口部61A又は出口部61Bとブレード64A群の各ブレードとを個々に連通させる方式]よりも、部品点数、工数の面で合理的である。
(4-2)
Moreover, in the
<第2変形例>
図9Aは、第2変形例に係る送風機100Bの断面図である。図9Aにおいて、送風機100Bと図8Aの送風機100Bとの相違点は、冷却水がフィンプレート内部にも流れる構成としたことである。
<Second Modification>
FIG. 9A is a cross-sectional view of a
(1)構成
それゆえ、送風機100Bのフィンプレート603に代えて、中空フィンプレート65を設けている。
(1) Configuration Therefore, a
また、送風機100Bの伝熱管63Aに代えて、伝熱管63Bを設けている。また、送風機100Aのブレード64Aに代えてブレード64Bを設けている。さらに、連結プレート66を新たに追加している。
Further, a
他の部材については、送風機100Aと同じであるので図8Aに記載の符号と同じ符号を付して説明を省略し、ここでは、中空フィンプレート65、伝熱管63B、ブレード64B及び連結プレート66について説明する。
The other members are the same as those of the
(1−1)中空フィンプレート65
中空フィンプレート65は、第1エンドプレート62Aと第2エンドプレート62Bとの間に配置される円盤状(短円筒形状)の中空部材であり、熱伝導性の良い金属、例えば、アルミニウム若しくはアルミニウム合金で成形されている。この第2変形例では、第1エンドプレート62Aと第2エンドプレート62Bとの間に19個の中空フィンプレート65が同軸上に等間隔で配置されている。
(1-1)
The
中空フィンプレート65の中央には、伝熱管63Bの第2管632が嵌合する程度の貫通孔が設けられている。また、中空フィンプレート65には、ブレード64Bの一端が嵌合する複数のブレード挿入孔が、その外周縁に沿って、一定の間隔で、中心を取り囲むように設けられている。
In the center of the
(1−2)伝熱管63B
伝熱管63Bは、第1管631、複数の第2管632Bと、第3管633とで構成されている。第1管631及び第3管633は、第1変形例のものと同じであるので、ここでは説明を省略し、第2管632Bについてのみ説明する。
(1-2)
The
第2管632Bは、第1エンドプレート62Aとそれに隣接する中空フィンプレート65との間、及び互いに隣接する中空フィンプレート65の間、並びに中空フィンプレート65とそれに隣接する第2エンドプレート62Bとの間を結ぶ。
The
例えば、第2管632Bの一端が一つの第1エンドプレート62Aの中空部62Aa内に露出するように第1エンドプレート62Aと接合され、第2管632Bの他端が中空フィンプレート65の中空部65a内に露出するように中空フィンプレート65と接合される。
For example, the
同様に、別の第2管632Bの一端が一つの中空フィンプレート65の中空部65a内に露出するように中空フィンプレート65と接合され、当該第2管632Bの他端が隣接する中空フィンプレート65の中空部65a内に露出するように中空フィンプレート65と接合される。
Similarly, the
同様に、さらに別の第2管632Bの一端が一つの中空フィンプレート65の中空部65a内に露出するように中空フィンプレート65と接合され、当該第2管632Bの他端が第2エンドプレート62Bの中空部62Ba内に露出するように第2エンドプレート62Bと接合される。
Similarly, the
第2管632Bと、第1エンドプレート62A、中空フィンプレート65、第2エンドプレート62Bとの接合方法は、第1変形で説明した第2管632の場合と同じ接合方法を適用する。
The joining method of the 2nd pipe |
(1−3)ブレード64B
ブレード64Bは、図7に記載のブレード64と同じ断面形状であり、中空構造である。但し、内部に熱媒体を流通させて熱交換機能を持たせるため、熱伝導性の高い金属、例えば、アルミニウム若しくはアルミニウム合金で押出成形されている。ブレード64Bは、第1ブレード64Baと、第2ブレード64Bbとを含んでいる。
(1-3)
The
また、第1ブレード64Ba群の各ブレードのスキュー角と第2ブレード64Bb群の各ブレードのスキュー角とは異なり、スキュー角が変化しない先行技術(特許文献1)よりも回転音が抑制されている。 Further, unlike the skew angle of each blade of the first blade 64Ba group and the skew angle of each blade of the second blade 64Bb group, the rotational noise is suppressed compared to the prior art (Patent Document 1) in which the skew angle does not change. .
(1−3−1)第1ブレード64Ba
第1ブレード64Baは、一端が第1エンドプレート62A又は第2エンドプレート62Bに接合され、他端が中空フィンプレート65に接合される。
(1-3-1) First blade 64Ba
One end of the first blade 64Ba is joined to the
第1ブレード64Baの一端は、第1エンドプレート62Aの中空部62Aa内、又は第2エンドプレート62Bの中空部62Ba内に露出するように第1エンドプレート62A又は第2エンドプレート62Bに接合されている。
One end of the first blade 64Ba is joined to the
そして、第1ブレード64Baの他端は、中空フィンプレート65の中空部65a内に露出するように中空フィンプレート65と接合されている。
The other end of the first blade 64Ba is joined to the
なお、第1ブレード64Baと、第1エンドプレート62A、中空フィンプレート65、第2エンドプレート62Bとの接合方法は、第1変形で説明したブレード64Aの場合と同じ接合方法を適用する。
Note that the joining method of the first blade 64Ba, the
(1−3−2)第2ブレード64Bb
第2ブレード64Bbは、一端が互いに隣接する中空フィンプレート65の一方に接合され、他端が他方の中空フィンプレート65に接合される。
(1-3-2) Second blade 64Bb
The second blade 64Bb has one end joined to one of the adjacent
第2ブレード64Bbの両端は、中空フィンプレート65の中空部65a内に露出するように中空フィンプレート65と接合されている。
Both ends of the second blade 64Bb are joined to the
なお、第2ブレード64Bbと中空フィンプレート65との接合方法は、第1変形で説明したブレード64Aの場合と同じ接合方法を適用する。
Note that the same joining method as that of the
(1−4)連結プレート66
連結プレート66は、第1ブレード64Ba群または第2ブレード64Bb群の各ブレードを貫通させて支持する。各ブレードが連結プレート66で支持されることによって、羽根車60が全体的に補強される。なお、連結プレート66は、樹脂又は金属で成形されており、本実施形態では樹脂製である。
(1-4) Connecting
The connecting
(2)送風機100Bの動作
以上のように構成された送風機100Bの動作について説明する。なお、第1変形例の送風機100Aの動作との相違点は、熱媒体である冷却水の流れ方であるので、この相違点についてのみ説明する。
(2) Operation of
図9Aにおいて、冷却水は一つのロータリージョイント71から入り、第1管631を経由して第1エンドプレート62Aの中空部62Aaに流れる。冷却水の水圧に加えて、第1エンドプレート62Aの回転による遠心力で、冷却水は中空部62Aaを隅々まで充たす。その後、冷却水は第2管632B、複数の第1ブレード64Baそれぞれの内部を経由して中空フィンプレート65に至る。
In FIG. 9A, the cooling water enters from one rotary joint 71 and flows through the
冷却水の水圧に加えて、中空フィンプレート65の回転による遠心力で、冷却水は中空部65aを隅々まで充たす。その後、冷却水は第2管632B、複数の第2ブレード64Bbそれぞれの内部を経由して隣接する中空フィンプレート65に至る。このように、分流した冷却水を一旦集合させてから再び分流させる構成を採ることによって、上流側で発生した偏流を解消することができる。冷却水は、この流れを繰返しながら第2エンドプレート62Bに至る。
In addition to the water pressure of the cooling water, the cooling water fills the
ブレード64B自体が回転しているので、ブレード64B内を通過する冷却水とブレード64Bの回転によって発生する空気流との熱交換によって、空気流の熱量が冷却水に奪われる。また、冷却水が第2管632Bを通過する際に、第2管632B及び中空フィンプレート65を介して、ブレード64Bの回転によって発生する空気流と熱交換を行う。このように、熱交換によって冷却された空気は利用側ユニット30から吹き出されて、周囲空間を冷却する。
Since the
冷却水は、熱交換しながら第2エンドプレート62Bに到達する。第2エンドプレート62Bの中空部62Baは、熱交換よって温度上昇した冷却水で満たされるが、後続する冷却水の圧力で中央に集合し、伝熱管63Bの第3管633に流れ、もう一つのロータリージョイント71から出て行く。
The cooling water reaches the
(3)その他の構成
上記第2変形例では、第1エンドプレート62Aと中空フィンプレート65との間、及び中空フィンプレートと第2エンドプレート62Bとの間が第2管632Bで繋がり、冷却水の流通が可能となっているが、使用条件等により複数のブレード64への分流量に影響がある場合には、図9Bに示すように、第2管632Bのみを塞いでもよい。
(3) Other Configurations In the second modified example, the
(4)第2変形例の特徴
第2変形例は、第1実施形態の特徴に加えて、さらに以下の特徴を有している。
(4) Features of Second Modification The second modification has the following features in addition to the features of the first embodiment.
(4−1)
送風機100Bでは、ブレード64B群内部に冷却水が流れ、且つそのブレード64B群自体が軸周りに回転するので、ブレード64B群内部を流れる冷却水とブレード64B群の外側を流れる空気との熱交換が促進される。
(4-1)
In the
(4−2)
また、送風機100Bでは、一旦、第1エンドプレート62Aにおいて冷却水を分流し、その後、第2エンドプレート62Bにおいて冷却水を集合させる方式を採用しているので、例えば、[入口部61A又は出口部61Bとブレード64B群の各ブレードとを個々に連通させる方式]よりも、部品点数、工数の面で合理的である。
(4-2)
In addition, in the
<第2実施形態>
第1実施形態、第1変形例及び第2変形例では、送風機100、送風機100A及び送風機100Bに冷却水を流通させる空調機について説明したが、ここでは、送風機に冷媒を流通させる空調機について説明する。
Second Embodiment
In the first embodiment, the first modification, and the second modification, the air conditioner that distributes the cooling water to the
(1)空調機201の構成
図10は、本発明の第2実施形態に係る熱交換機能付き送風機を用いた空調機の構成図である。空調機201は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転によって、ビル等の室内の冷暖房を行う装置である。空調機201は、熱源側ユニットである一台の室外ユニット220と、それに並列に接続された複数台(本実施形態では、4台)の利用側ユニットである室内ユニット240と、室外ユニット220と室内ユニット240とを接続する液冷媒連絡管281およびガス冷媒連絡管282とを備えている。
(1) Configuration of
空調機201の冷媒回路211は、室外ユニット220と、室内ユニット240と、液冷媒連絡管281およびガス冷媒連絡管282とが接続されることによって構成されている。
The
(1−1)室内ユニット240
室内ユニット240は、ビル等の室内の天井に吊り下げ等により、または、室内の壁面に壁掛け等により設置されている。
(1-1)
The
室内ユニット240は、冷媒回路211の一部を構成する室内側冷媒回路211aを有している。この室内側冷媒回路211aには、室内膨張弁241と、熱交換機能付き送風機200とが含まれている。なお、本実施形態では、室内ユニット240それぞれに室内膨張弁241が設けられているが、これに限らずに、膨張機構(膨張弁を含む)が室外ユニット220に設けられてもよいし、室内ユニット240や室外ユニット220とは独立した接続ユニットに設けられてもよい。
The
(1−1−1)室内膨張弁241
室内膨張弁241は、電動式膨張弁である。室内膨張弁241は、室内側冷媒回路211a内を流れる冷媒の流量の調節等を行うために、熱交換機能付き送風機200の液側に接続される。また、室内膨張弁241は、冷媒の通過を遮断することもできる。
(1-1-1)
The
(1−1−2)熱交換機能付き送風機200
熱交換機能付き送風機200は、第1実施形態の送風機100、その第1変形例の送風機100A、及び第2変形例の送風機100Bのいずれかを原形とし、耐圧性を向上させた上で採用する。ここでは、送風機100Bを原形としたものを送風機200として、図9Aを用いて説明する。
(1-1-2)
The
送風機200は、室内ユニット240内に室内空気を吸入して、自身の熱交換機能を発揮して冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給する。また、送風機200は、空気の風量を所定風量範囲において変更することができる。
The
また、送風機200では、風量固定モードと風量自動モードとをリモコン等の入力装置を介して選択することができる。
Moreover, in the
ここで、風量固定モードとは、風量が最も小さい弱風、風量が最も大きい強風、および弱風と強風との中間程度の中風の3種類の固定風量に設定するモードである。また、風量自動モードとは、過熱度SHや過冷却度SCなどに応じて弱風から強風までの間において自動的に変更するモードである。 Here, the air volume fixed mode is a mode in which three kinds of fixed air volumes are set, namely, the weak wind with the smallest air volume, the strong wind with the largest air volume, and the medium wind between the weak wind and the strong wind. The air volume automatic mode is a mode in which the air volume is automatically changed between a weak wind and a strong wind according to the degree of superheat SH or the degree of supercooling SC.
例えば、利用者が「弱風」、「中風」、および「強風」のいずれかを選択した場合には風量固定モードとなり、「自動」を選択した場合には、運転状態に応じて自動的に風量が変更される風量自動モードとなる。 For example, if the user selects one of “weak wind”, “medium wind”, and “strong wind”, the air volume fixing mode is set. If “automatic” is selected, it is automatically set according to the driving state. It becomes the air volume automatic mode in which the air volume is changed.
なお、本実施形態では、送風機200の風量のファンタップは「弱風」、「中風」、および「強風」の3段階で切り換えられる。ここで、この切り換え段数は3段階に限らずに、例えば10段階などであってもよい。
In the present embodiment, the fan tap of the air volume of the
送風機200の風量は、モータ50の回転数によって演算される。ここで、風量の演算は、モータ50の電流値に基づいて演算されてもよいし、設定されているファンタップに基づいて演算されてもよい。
The air volume of the
(1−2)室外ユニット220
室外ユニット220は、ビル等の室外に設置されており、液冷媒連絡管281およびガス冷媒連絡管282を介して室内ユニット240に接続されており、室内ユニット240とともに冷媒回路211を構成している。
(1-2)
The
室外ユニット220は、冷媒回路211の一部を構成する室外側冷媒回路211bを有している。この室外側冷媒回路211bは、圧縮機221と、四路切換弁222と、室外熱交換器223と、室外膨張弁238と、アキュムレータ224と、液側閉鎖弁226と、ガス側閉鎖弁227とを有している。
The
(1−2−1)圧縮機221
圧縮機221は容量可変式圧縮機であり、そのモータ221mの駆動はインバータにより回転数が制御される。本実施形態において、圧縮機221は1台のみであるが、これに限定されず、空調室内機の接続台数等に応じて、2台以上の圧縮機が並列に接続されていても良い。
(1-2-1)
The
(1−2−2)四路切換弁222
四路切換弁222は、冷媒の流れの方向を切り換える弁である。冷房運転時、四路切換弁222は圧縮機221の吐出側と室外熱交換器223のガス側とを接続するとともに圧縮機221の吸入側(具体的には、アキュムレータ224)とガス冷媒連絡管282側とを接続する(冷房運転状態:図1の四路切換弁222の実線を参照)。
(1-2-2) Four-
The four-
その結果、室外熱交換器223は冷媒の凝縮器として、熱交換機能付き送風機200は冷媒の蒸発器として機能する。
As a result, the
暖房運転時、四路切換弁222は、圧縮機221の吐出側とガス冷媒連絡管282側とを接続するとともに圧縮機221の吸入側と室外熱交換器223のガス側とを接続する(暖房運転状態:図1の四路切換弁222の破線を参照)。
During the heating operation, the four-
その結果、熱交換機能付き送風機200は冷媒の凝縮器として、室外熱交換器223は冷媒の蒸発器として機能する。
As a result, the
(1−2−3)室外熱交換器223
室外熱交換器223は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。但し、これに限定されず、他の型式の熱交換器であっても良い。
(1-2-3)
The
室外熱交換器223は、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する。室外熱交換器223は、そのガス側が四路切換弁22に接続され、その液側が室外膨張弁238に接続されている。
The
(1−2−4)室外膨張弁238
室外膨張弁238は、電動膨張弁であり、室外側冷媒回路211b内を流れる冷媒の圧力や流量等の調節を行う。室外膨張弁238は、冷房運転時の冷媒回路211における冷媒の流れ方向において室外熱交換器223の下流側に配置されている。
(1-2-4)
The
(1−2−5)室外ファン228
室外ファン228は、吸入した室外空気を室外熱交換器223に送風して冷媒と熱交換させる。室外ファン228は、室外熱交換器223に送風する際の風量を可変することができる。室外ファン228は、プロペラファン等であり、DCファンモータ等からなるモータ228mによって駆動される。
(1-2-5)
The
(1−2−6)液側閉鎖弁226及びガス側閉鎖弁227
液側閉鎖弁226及びガス側閉鎖弁227は、液冷媒連絡管281及びガス冷媒連絡管282との接続口に設けられる弁である。
(1-2-6) Liquid
The liquid
液側閉鎖弁226は、冷房運転時の冷媒回路211における冷媒の流れ方向において室外膨張弁238の下流側であって液冷媒連絡管281の上流側に配置されている。ガス側閉鎖弁227は、四路切換弁222に接続されている。液側閉鎖弁226及びガス側閉鎖弁227は、冷媒の通過を遮断することができる。
The liquid
(1−3)冷媒連絡管281,282
冷媒連絡管281,282は、空調機201をビル等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。冷媒連絡管281,282は、設置場所や空調室外機と空調室内機との組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用されるので、空調機201の据付時には、冷媒連絡管281,282の長さや管径等の設置条件に応じた適正な量の冷媒が充填される。
(1-3)
The
(2)運転動作
次に、本実施形態に係る空調機201の運転動作について説明する。空調機201では、冷房運転と暖房運転とが切り換えて行われる。
(2) Driving Operation Next, the driving operation of the
(2−1)冷房運転
冷房運転では、図10に示す四路切換弁222が実線で示す状態となり、室外膨張弁238は全開となり、圧縮機221、熱交換機能付き送風機200、室外ファン228が運転状態となる。これにより、冷媒回路211では、室外熱交換器223が凝縮器となり、送風機200が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。
(2-1) Cooling Operation In the cooling operation, the four-
具体的には、圧縮機221で圧縮された高圧冷媒は、室外熱交換器223を流れ、室外空気と熱交換する。室外熱交換器223では、高圧冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器223で凝縮した冷媒は、室内ユニット240へ送られる。室内ユニット240では、冷媒が室内膨張弁241で減圧された後、ロータリージョイント71を介して送風機200の入口部61Aに流入する(図9A参照)。
Specifically, the high-pressure refrigerant compressed by the
冷媒は、第1エンドプレート62A内部に均等に拡散して複数のブレード64Bのそれぞれ内部に分流する。その後、各ブレード64Bを流れる冷媒は中空フィンプレート65で集合し、各ブレード64Bで発生した偏流を解消する。そして、中空フィンプレート65で集合した冷媒は、今度は、複数のブレード64Bのそれぞれの内部に均等に分流し、次の中空フィンプレート65に向かう。冷媒は、このような流れを繰り返して、最終的に第2エンドプレート62Bに集合し、出口部61Bから流出する。
The refrigerant is evenly diffused inside the
室内ユニット240では、室内空気が送風機200を通過する際に、第1エンドプレート62A、第2エンドプレート62B、中空フィンプレート65、及びブレード64Bを介して冷媒と熱交換し、冷媒は室内空気から吸熱して蒸発し、空気は冷媒によって冷却される。
In the
送風機200で冷却された空気は、室内空間へ供給される。また、送風機200で蒸発した冷媒は、ロータリージョイント71を介して室外ユニット220に戻り、圧縮機221に吸入され再び圧縮される。
The air cooled by the
(2−2)暖房運転
暖房運転では、図10に示す四路切換弁222が破線で示す状態となり、室内膨張弁241は全開となり、圧縮機221、熱交換機能付き送風機200、室外ファン228が運転状態となる。これにより、冷媒回路211では、送風機200が凝縮器となり、室外熱交換器223が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。
(2-2) Heating Operation In the heating operation, the four-
具体的には、圧縮機221で圧縮された高圧冷媒は、室内ユニット240の送風機200を流れる。
Specifically, the high-pressure refrigerant compressed by the
室内ユニット240では、冷媒の流れ方向が冷房運転時とは逆方向になるので、ロータリージョイント71を介して送風機200の出口部61Bから流入する(図9A参照)。
In the
そして、冷媒は、第2エンドプレート62B内部に均等に拡散して複数のブレード64Aのそれぞれの内部に分流する。その後、各ブレード64Bを流れる冷媒は中空フィンプレート65で集合し、各ブレード64Aで発生した偏流を解消する。そして、中空フィンプレート65で集合した冷媒は、今度は、複数のブレード64Bのそれぞれの内部に均等に分流し、次の中空フィンプレート65に向かう。冷媒は、このような流れを繰り返して、最終的に第1エンドプレート62Aに集合し、入口部61Aから流出する。
Then, the refrigerant is evenly diffused inside the
室内ユニット240では、室内空気が送風機200を通過する際に、第2エンドプレート62B、第1エンドプレート62A、中空フィンプレート65、ブレード64Bを介して冷媒と熱交換し、冷媒は室内空気へ放熱して凝縮し、空気は冷媒によって加熱される。
In the
送風機200で加熱された空気は、室内空間へ供給される。また、送風機200で凝縮した冷媒は、ロータリージョイント71を介して室外ユニット220に戻り、室外膨張弁238で減圧された後、室外熱交換器223を流れる。室外熱交換器223では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器223で蒸発した冷媒は、圧縮機221に吸入され再び圧縮される。
The air heated by the
(3)第2実施形態の特徴
(3−1)
送風機200では、回転子53は固定子51の外側で回転力を得るので、回転子53の軸に回転力を直に伝達する必要がない。
(3) Features of the second embodiment (3-1)
In the
(3−2)
また、入口部61A若しくは出口部61B、又は入口部61A若しくは出口部61Bと冷却水の熱源側とを連通するロータリージョイント71が環状の固定子に囲まれた貫通空間510に配置されるので、それらは羽根車60の軸上に配置されながらも、そこに作用する負荷は、羽根車60の回転負荷に関係なく、当該ロータリージョイント71固有の負荷および摩擦負荷に限定され、ほぼ安定する。
(3-2)
Moreover, since the rotary joint 71 which connects the
(3−3)
それゆえ、羽根車60の両端軸の強度を殊更高める必要がなく、冷媒を流す伝熱管63などを軸として採用することができ、汎用規格品の管を採用することによって、低コスト化を図ることができる。最終的に、モータの大型化、及び複雑化を抑制することができる。
(3-3)
Therefore, it is not necessary to further increase the strength of the shafts at both ends of the
(3−4)
送風機200では、ブレード64B群内部に冷媒が流れ、且つそのブレード64B群自体が軸周りに回転するので、ブレード64B群内部を流れる冷媒とブレード64B群の外側を流れる空気との熱交換が促進される。
(3-4)
In the
(3−5)
また、送風機200では、一旦、第1エンドプレート62Aにおいて冷媒を分流し、その後、第2エンドプレート62Bにおいて冷媒を集合させる方式を採用しているので、例えば、[入口部61A又は出口部61Bとブレード64群の各ブレードとを個々に連通させる方式]よりも、部品点数、工数の面で合理的である。
(3-5)
Further, in the
上記の通り、本発明に係る熱交換機能付き送風機は空調機の利用側ユニットに有用であるが、容量の拡大等により将来的には、冷凍装置の熱源側ユニットにも有用である。 As described above, the blower with a heat exchange function according to the present invention is useful for the use side unit of the air conditioner, but is also useful for the heat source side unit of the refrigeration apparatus in the future due to the expansion of the capacity and the like.
51 固定子
53 回転子
60 羽根車
61A 入口部
61B 出口部
62A 第1エンドプレート(流体分流用中空部材)
62B 第2エンドプレート(流体集合用中空部材)
64 ブレード(中空ブレード群)
64A ブレード(中空ブレード群)
64B ブレード(中空ブレード群)
71 ロータリージョイント(連通部)
100 送風機
100A 送風機
100B 送風機
200 送風機
510 貫通空間
51
62B Second end plate (hollow member for fluid assembly)
64 blades (hollow blade group)
64A blade (hollow blade group)
64B blade (hollow blade group)
71 Rotary joint (communication part)
100
Claims (6)
コイルを有する環状の固定子(51)と、
前記固定子の外側に配置され、回転力を受ける回転子(53)と、
前記回転子に設けられ、前記回転子と共に回転する羽根車(60)と、
を備え、
前記羽根車(60)は、
流体を導入する入口部(61A,61B)と、
前記流体を流す流路部と、
前記流体を排出する出口部(61B,61A)と、
を有し、
前記入口部若しくは前記出口部、又は前記入口部若しくは前記出口部と前記流体の熱源側とを連通する連通部(71)が、環状の前記固定子(51)に囲まれた貫通空間(510)に配置される、
熱交換機能付き送風機。 (See Figure 4)
An annular stator (51) having a coil;
A rotor (53) disposed outside the stator and receiving a rotational force;
An impeller (60) provided on the rotor and rotating together with the rotor;
With
The impeller (60)
An inlet (61A, 61B) for introducing a fluid;
A flow path section for flowing the fluid;
Outlet portions (61B, 61A) for discharging the fluid;
Have
A through space (510) in which the communication part (71) communicating the inlet part or the outlet part or the inlet part or the outlet part and the fluid heat source side is surrounded by the annular stator (51) Placed in the
Blower with heat exchange function.
請求項1に記載の熱交換機能付き送風機。 The flow path portion includes a pipe (63) connecting the inlet portion and the outlet portion.
The blower with a heat exchange function according to claim 1.
前記流路部は、前記入口部と前記出口部との間に配置され、中空構造の羽根を成す中空ブレード群(64)を含む、
請求項1又は請求項2に記載の熱交換機能付き送風機。 (See FIGS. 8A and 8B)
The flow path portion includes a hollow blade group (64) disposed between the inlet portion and the outlet portion and forming a blade having a hollow structure.
The blower with a heat exchange function according to claim 1 or 2.
前記入口部と前記中空ブレード群(64)との間に配置され、前記入口部から導入した前記流体を複数に分岐させて前記中空ブレード群(64)の複数のブレード内に流す流体分流用中空部材(62A)と、
前記中空ブレード群(64)と前記出口部との間に配置され、前記中空ブレード群(64)から流れてきた前記流体を集合させて前記出口部へ流す流体集合用中空部材(62B)と、
をさらに含む、
請求項3に記載の熱交換機能付き送風機。 The channel section is
A fluid splitting hollow disposed between the inlet portion and the hollow blade group (64) and branching the fluid introduced from the inlet portion into a plurality of blades and flowing into the plurality of blades of the hollow blade group (64). A member (62A);
A fluid collecting hollow member (62B) that is disposed between the hollow blade group (64) and the outlet portion, and collects the fluid flowing from the hollow blade group (64) and flows the fluid to the outlet portion;
Further including
The blower with a heat exchange function according to claim 3.
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の熱交換機能付き送風機。 The communication part (71) is a rotary joint that connects the inlet part or the outlet part rotating with respect to the heat source side of the fluid.
The blower with a heat exchange function according to any one of claims 1 to 4.
空調機。 A blower with a heat exchange function according to any one of claims 1 to 5,
air conditioner.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016169521A JP2018036000A (en) | 2016-08-31 | 2016-08-31 | Air blower with heat exchange function, and air conditioner using the same |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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-
2016
- 2016-08-31 JP JP2016169521A patent/JP2018036000A/en active Pending
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