JP2020020288A

JP2020020288A - 空気調和装置

Info

Publication number: JP2020020288A
Application number: JP2018143406A
Authority: JP
Inventors: 竜佑太田黒; Ryusuke Otaguro; 知之配川; Tomoyuki Haikawa; 東田　匡史; Tadashi Higashida; 匡史東田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2020-02-06

Abstract

【課題】フィルタの形状を工夫することで、ファン効率の低下を抑える。【解決手段】フィルタ（30）は、遠心ファン（40）の内部に入り込むように膨出した膨出部（31）を有する。膨出部（31）の外周壁（31a）における基端側の外径は、外周壁（31a）の先端側の外径よりも大きくなっている。そして、膨出部（31）の外周壁（31a）は、基端側から先端側に向かうにつれて外径が小さくなるように、円錐状に傾斜して形成されている。【選択図】図２

Description

本開示は、空気調和装置に関するものである。

従来より、羽根車の羽根の内側で且つ羽根車と同心状に、円筒状のフィルタエレメントを羽根車に対して着脱可能に設けた空調設備の換気装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６１−１９０１９９号公報

ところで、従来の発明では、羽根車の中心に向けて軸方向から流入した空気は、羽根車の羽根に向かって斜めに吸い込まれることとなる。そのため、円筒状のフィルタの外周壁に対して傾斜した方向から空気が通過することとなり、フィルタの外周壁に略直交する方向から空気が通過する場合に比べて、フィルタにおける空気の通過距離が長くなる。その結果、フィルタの通風抵抗が増加してファン効率が低下するという問題がある。

本開示の目的は、フィルタの形状を工夫することで、ファン効率の低下を抑えることにある。

本開示の第１の態様は、回転軸（46）周りに環状に配置された複数の羽根（44）を有する遠心ファン（40）と、該遠心ファン（40）の上流側に配置されたフィルタ（30）とを備えた空気調和装置を対象としている。そして、前記フィルタ（30）は、前記遠心ファン（40）の内部に入り込むように膨出した膨出部（31）を有し、前記膨出部（31）の外周壁（31a）における基端側の外径は、該外周壁（31a）の先端側の外径よりも大きいことを特徴とする。

第１の態様では、フィルタ（30）の膨出部（31）の外周壁（31a）は、基端側の外径が先端側の外径よりも大きくなっている。そのため、フィルタ（30）の膨出部（31）の外周壁（31a）は、遠心ファン（40）の羽根（44）の前縁部に対して傾斜した状態で配置されることとなる。

これにより、フィルタ（30）の膨出部（31）の外周壁（31a）に略直交する方向からフィルタ（30）を通過する空気の量が多くなり、フィルタ（30）全体として通風抵抗を抑えて風量を確保することができる。

本開示の第２の態様は、第１の態様において、前記膨出部（31）の外周壁（31a）は、基端側から先端側に向かうにつれて外径が小さくなるように形成されていることを特徴とする。

第２の態様では、膨出部（31）の外周壁（31a）が基端側から先端側に向かうにつれて外径が小さくなるように、例えば、円錐状に形成されている。これにより、フィルタ（30）の傾斜面に略直交する方向からフィルタ（30）を通過する空気の量が多くなり、フィルタ（30）全体として通風抵抗を抑えて風量を確保することができる。

本開示の第３の態様は、第１の態様において、前記膨出部（31）の外周壁（31a）は、基端側から先端側にかけて湾曲した形状に形成されていることを特徴とする。

第３の態様では、膨出部（31）の外周壁が基端側から先端側にかけて湾曲している。これにより、フィルタ（30）の湾曲面に略直交する方向からフィルタ（30）を通過する空気の量が多くなり、フィルタ（30）全体として通風抵抗を抑えて風量を確保することができる。

図１は、本実施形態に係る空気調和装置の構成を示す側面断面図である。図２は、遠心ファン及びフィルタの構成を示す側面断面図である。図３（ａ）は、従来の円筒状のフィルタにおける空気の通過距離を説明するための側面断面図であり、図３（ｂ）は、本実施形態のフィルタにおける空気の通過距離を説明するための側面断面図である。図４は、本変形例に係る遠心ファン及びフィルタの構成を示す側面断面図である。

《実施形態》
実施形態について説明する。

図１に示すように、空気調和装置（10）は、天井吊り下げ型や天井埋め込み型の空気調和装置である。空気調和装置（10）は、室外ユニット（図示省略）と、室内ユニット（11）とを有し、これらが冷媒配管で接続されることで、冷媒回路が構成される。

室内ユニット（11）は、天井（C）に設けられた開口に埋め込まれる箱形状を有するケーシング（12）と、ケーシング（12）の下部の開口面を塞ぐように取り付けられたパネル（13）とを備えている。

パネル（13）は、平面視の形状がケーシング（12）よりも一回り大きく、天井（C）に設けられた開口を覆った状態で室内に露出している。パネル（13）の中央部には、空気を吸い込むための吸込口（14）が形成されている。吸込口（14）には、吸込グリル（15）と、吸込グリル（15）よりも下流側に配置されたフィルタ（30）とが設けられている。

パネル（13）における吸込口（14）の周りには、複数の吹出口（17）が形成されている。吹出口（17）は、例えば、４つ形成されている。４つの吹出口（17）は、パネル（13）の４つの辺に沿ってそれぞれ延びている。

ケーシング（12）の内部には、ベルマウス（20）と、遠心ファン（40）と、熱交換器（25）と、ドレンパン（26）とが設けられている。

遠心ファン（40）は、羽根車（41）と、羽根車（41）を回転させるファンモータ（45）とを備えている。羽根車（41）は、ハブ（42）と、シュラウド（43）と、複数の羽根（44）とを有する。ハブ（42）は、ケーシング（12）の天板に固定されたファンモータ（45）の回転軸（46）に固定されている。ハブ（42）の中央部は、ケーシング（12）の天板との間にファンモータ（45）を収容するために、パネル（13）側に向かって膨出している。

シュラウド（43）は、ハブ（42）よりもベルマウス（20）側に配置されている。シュラウド（43）は、回転軸（46）を中心として円形に開口する空気の流入口（43a）を有している。シュラウド（43）の外径は、回転軸（46）の軸方向においてハブ（42）側に向かうにつれて大きくなっている。

複数の羽根（44）は、ハブ（42）とシュラウド（43）との間に流入口（43a）の周方向に沿って所定の間隔をあけて配列されている。羽根（44）のシュラウド（43）側の端部は、シュラウド（43）の内面に接合されている。羽根（44）のハブ（42）側の端部は、ハブ（42）に接合されている。シュラウド（43）によって案内される空気は、羽根（44）の前縁部に最初に接した後、羽根（44）の側面に沿って流れ、羽根（44）の後縁部から吹き出される。

ベルマウス（20）は、シュラウド（43）よりもパネル（13）側に配置されている。ベルマウス（20）は、回転軸（46）を中心として円形に開口する空気の吸込口（21）を有している。

ベルマウス（20）の吸込口（21）を構成する周壁部（22）における下流側の端縁部は、シュラウド（43）の空気の流入口（43a）内に配置されている。ベルマウス（20）の吸込口（21）は、その外径がハブ（42）側に向かうにつれて小さくなる湾曲形状を有している。ベルマウス（20）の吸込口（21）の上流側には、電装品箱（50）が配設されている。

熱交換器（25）は、羽根車（41）の周囲を取り囲むように設けられている。熱交換器（25）は、例えば、フィンアンドチューブ式の熱交換器で構成されており、遠心ファン（40）から吹き出された空気が通過する位置に配置されている。熱交換器（25）は、熱交換器（25）の下端部に沿って延設された皿状のドレンパン（26）から上方に起立した姿勢で、羽根車（41）の径方向外側に配置されている。ドレンパン（26）は、熱交換器（25）で生じた水滴を収容する。収容された水は、図示しない排水経路を通じて排出される。

室内ユニット（11）では、遠心ファン（40）の羽根車（41）がファンモータ（45）によって回転すると、ケーシング（12）の内部において、図１において二点鎖線で示す空気の流れが形成される。すなわち、吸込グリル（15）から吸い込まれた空気は、ベルマウス（20）に案内されて羽根車（41）に流入し、羽根車（41）から吹き出される。羽根車（41）から吹き出された空気は、熱交換器（25）を通過するときに冷媒と熱交換することによって冷却又は加熱される。そして、熱交換された空気は、吹出口（17）から室内へ供給される。

フィルタ（30）は、遠心ファン（40）の上流側に配置されている。フィルタ（30）は、吸込グリル（15）からケーシング（12）内に吸い込まれた空気に含まれる塵埃を捕捉する。

フィルタ（30）は、膨出部（31）と、平面部（32）とを有する。膨出部（31）は、遠心ファン（40）のシュラウド（43）の流入口（43a）から遠心ファン（40）の内部に入り込むように膨出している。

膨出部（31）の外周壁（31a）における基端側の外径Ｄ１は、外周壁（31a）の先端側の外径Ｄ２よりも大きくなっている。そして、膨出部（31）の外周壁（31a）は、基端側から先端側に向かうにつれて外径が小さくなるように、円錐状に形成されている。これにより、膨出部（31）の外周壁（31a）は、遠心ファン（40）の羽根（44）の前縁部に対して傾斜した状態で配置されている。

平面部（32）は、膨出部（31）の上流側の周縁部から径方向外方に張り出して吸込グリル（15）に沿って延び、パネル（13）の吸込口（14）を覆っている。

ところで、遠心ファン（40）を回転させると、図２に白塗り矢印で示すように、フィルタ（30）の膨出部（31）の上流側の開口から空気が流入した後で、遠心ファン（40）の羽根（44）に向かって斜めに吸い込まれることとなる。

ここで、フィルタ（30）の膨出部（31）の外周壁（31a）は、基端側から先端側に向かうにつれて外径が小さくなるように円錐状に形成されているので、遠心ファン（40）によって吸い込まれた空気の多くが、フィルタ（30）の膨出部（31）の外周壁（31a）に略直交する方向からフィルタ（30）を通過することとなる。

具体的に、図３（ａ）に示すように、フィルタ（30）の膨出部（31）の外周壁（31a）が円筒状に形成されている場合には、外周壁（31a）に対して傾斜した方向から空気が通過することとなり、フィルタ（30）における空気の通過距離ｔ１が長くなる。

一方、図３（ｂ）に示すように、フィルタ（30）の膨出部（31）の外周壁（31a）が円錐状に形成されている場合には、外周壁（31a）に対して略直交する方向から空気が通過することとなり、フィルタ（30）における空気の通過距離ｔ２が、外周壁（31a）が円筒状の場合の通過距離ｔ１よりも短くなる。これにより、フィルタ（30）自体として通風抵抗を抑えることができる。また、フィルタ面積を膨出部（31）が無いときよりも大きくすることができるので、フィルタ（30）全体として通風抵抗を抑えて風量を確保し、ファン効率を高めることができる。

−実施形態の効果−
本実施形態の空気調和装置（10）は、回転軸（46）周りに環状に配置された複数の羽根（44）を有する遠心ファン（40）と、遠心ファン（40）の上流側に配置されたフィルタ（30）とを備えている。そして、フィルタ（30）は、遠心ファン（40）の内部に入り込むように膨出した膨出部（31）を有し、膨出部（31）の外周壁（31a）における基端側の外径は、外周壁（31a）の先端側の外径よりも大きくなっている。

本実施形態では、フィルタ（30）の膨出部（31）の外周壁（31a）は、基端側の外径が先端側の外径よりも大きくなっている。そのため、フィルタ（30）の膨出部（31）の外周壁（31a）は、遠心ファン（40）の羽根（44）の前縁部に対して傾斜した状態で配置されることとなる。

また、本実施形態の空気調和装置（10）は、膨出部（31）の外周壁（31a）は、基端側から先端側に向かうにつれて外径が小さくなるように形成されている。

本実施形態では、膨出部（31）の外周壁（31a）が基端側から先端側に向かうにつれて外径が小さくなるように、円錐状に傾斜して形成されている。これにより、フィルタ（30）の傾斜面に略直交する方向からフィルタ（30）を通過する空気の量が多くなり、フィルタ（30）自体として通風抵抗を抑えることができる。また、フィルタ面積を膨出部（31）が無いときよりも大きくすることができるので、フィルタ（30）全体として通風抵抗を抑えて風量を確保し、ファン効率を高めることができる。

−実施形態の変形例−
図４に示すように、フィルタ（30）の膨出部（31）は、遠心ファン（40）のシュラウド（43）の流入口（43a）から遠心ファン（40）の内部に入り込むように膨出している。膨出部（31）の外周壁（31a）における基端側の外径は、外周壁（31a）の先端側の外径よりも大きくなっている。そして、膨出部（31）の外周壁（31a）は、基端側から先端側にかけて、下流側に向かって凸状に湾曲した形状に形成されている。

これにより、フィルタ（30）の湾曲面に略直交する方向からフィルタ（30）を通過する空気の量が多くなり、フィルタ（30）全体として通風抵抗を抑えて風量を確保することができる。

なお、本変形例では、膨出部（31）の外周壁（31a）は、下流側に向かって凸状に湾曲した形状に形成しているが、例えば、上流側に向かって凸状に湾曲した形状に形成してもよい。

以上、実施形態及び変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態及び変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。

以上説明したように、本開示は、空気調和装置について有用である。

10 空気調和装置
30 フィルタ
31 膨出部
31a 外周壁
40 遠心ファン
44 羽根
46 回転軸

Claims

回転軸（46）周りに環状に配置された複数の羽根（44）を有する遠心ファン（40）と、該遠心ファン（40）の上流側に配置されたフィルタ（30）とを備えた空気調和装置であって、
前記フィルタ（30）は、前記遠心ファン（40）の内部に入り込むように膨出した膨出部（31）を有し、
前記膨出部（31）の外周壁（31a）における基端側の外径は、該外周壁（31a）の先端側の外径よりも大きいことを特徴とする空気調和装置。
請求項１において、
前記膨出部（31）の外周壁（31a）は、基端側から先端側に向かうにつれて外径が小さくなるように形成されていることを特徴とする空気調和装置。
請求項１において、
前記膨出部（31）の外周壁（31a）は、基端側から先端側にかけて湾曲した形状に形成されていることを特徴とする空気調和装置。