JP2021162173A - Outdoor unit of air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機の室外機に関する。 The present invention relates to an outdoor unit of an air conditioner.
従来の空気調和機の室外機として、特許文献1の図1には、回転軸に設置されるハブの周りに翼を取り付けたプロペラファンと、プロペラファンを囲むように設けられたダクト部と、を備え、ダクト部は、プロペラファンを囲むようにして、かつ空気吹き出し方向の端部がプロペラファンの外周端部の径方向外側に位置する筒状のベルマウスと、ベルマウスの空気吹き出し方向の端部から前記プロペラファンの径方向外側に向かって延在させて設けられた平面部と、平面部の径方向外側端部から空気吹き出し方向に向かって延在させて設けられた筒状のマウスリングで構成され、平面部とマウスリングとで渦定着室を形成しプロペラファンの送風性能を向上した空気調和機の室外機が示されている。
特許文献1に示された室外機では、プロペラファンの翼の最上端部の位置が平面部の位置よりも高い位置になっているため、翼の一部がマウスリング側に突出していた。
As an outdoor unit of a conventional air conditioner, FIG. 1 of Patent Document 1 shows a propeller fan having wings attached around a hub installed on a rotating shaft, a duct portion provided so as to surround the propeller fan, and a duct portion provided so as to surround the propeller fan. The duct portion is provided with a tubular bell mouth that surrounds the propeller fan and whose end in the air blowing direction is located radially outside the outer peripheral end of the propeller fan, and the end of the bell mouth in the air blowing direction. With a flat surface portion extending outward in the radial direction of the propeller fan and a tubular mouth ring extending in the air blowing direction from the radial outer end portion of the flat surface portion. An outdoor unit of an air conditioner is shown in which a vortex fixing chamber is formed by a flat surface portion and a mouth ring to improve the ventilation performance of a propeller fan.
In the outdoor unit shown in Patent Document 1, since the position of the uppermost end portion of the propeller fan blade is higher than the position of the flat surface portion, a part of the blade protrudes toward the mouse ring side.
プロペラファンから吹き出す風は径方向に広がりながら吹き出すが、特許文献1に示された従来技術のように、翼の最上端部の位置が平面部の位置よりも高い位置になっていると、プロペラファンから吹き出す風の全てがマウスリングによって整流されずに吹き出すため、送風効率の向上が抑制されるという問題があった。
上記課題に鑑み、本発明の目的は、プロペラファンから吹き出す風を効率よくベルマウスによって整流させて、送風効率を改善する空気調和機の室外機を提供するものである。
The wind blown from the propeller fan blows out while spreading in the radial direction, but as in the prior art shown in Patent Document 1, if the position of the uppermost end of the wing is higher than the position of the flat surface, the propeller Since all the wind blown from the fan is blown out without being rectified by the mouse ring, there is a problem that the improvement of the blowing efficiency is suppressed.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an outdoor unit of an air conditioner that efficiently rectifies the wind blown from a propeller fan by a bell mouth to improve the blowing efficiency.
本発明の一態様は、回転軸を有し複数の翼を有するプロペラファンと、上部に吹出口及び下部に吸込み口を有する円筒状のベルマウスと、を備え、前記ベルマウスは、前記プロペラファンを囲む円筒状のダクト部と、前記ダクト部の上側に配置されて前記ダクト部の内周径より大きい内周径を有する拡径ダクト部と、前記ダクト部の上端と前記拡径ダクト部の下端とに接続して径方向に延在する段差部とを有し、前記回転軸方向において、前記翼の最上端と前記段差部の内面の高さは、同じ高さである空気調和機の室外機である。 One aspect of the present invention includes a propeller fan having a rotation axis and a plurality of wings, and a cylindrical bell mouth having an air outlet at an upper portion and a suction port at a lower portion, wherein the bell mouth is the propeller fan. A cylindrical duct portion surrounding the duct portion, an enlarged duct portion arranged above the duct portion and having an inner peripheral diameter larger than the inner peripheral diameter of the duct portion, and an upper end of the duct portion and the enlarged duct portion. An air conditioner having a step portion connected to a lower end and extending in the radial direction, and having the same height as the uppermost end of the blade and the inner surface of the step portion in the direction of the rotation axis. It is an outdoor unit.
本発明によれば、回転軸方向において、前記翼の最上端と前記段差部の内面の高さは、同じ高さであることから、翼全体がベルマウスに完全に囲まれるので、プロペラファンから吹き出す風を効率よくベルマウスによって整流させて、送風効率を改善することができる。 According to the present invention, since the height of the uppermost end of the wing and the inner surface of the step portion are the same in the direction of the rotation axis, the entire wing is completely surrounded by the bell mouth, so that the propeller fan can be used. The blowing air can be efficiently rectified by the bell mouth to improve the blowing efficiency.
以下に、本発明に係る空気調和機の室外機の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the outdoor unit of the air conditioner according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
図1は、本発明に係る空気調和機の室外機1の実施例を示す縦断面図であり、図2は、本発明に係る空気調和機の室外機1の実施例を示す平面図である。室外機1は、図示しない室内機と配管で接続されて、冷媒が循環する冷凍回路の一部を構成しており、後述する圧縮機6、室外熱交換器7、送風機2と、および、図示しないオイルセパレータ、四方弁、室外機膨張弁と、を備えている。 FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of the outdoor unit 1 of the air conditioner according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of the outdoor unit 1 of the air conditioner according to the present invention. .. The outdoor unit 1 is connected to an indoor unit (not shown) by a pipe to form a part of a refrigerating circuit in which a refrigerant circulates. It is equipped with an oil separator, a four-way valve, and an outdoor unit expansion valve.
室外機1は、上部に吹出口33及び下部に吸込み口36を有する円筒状のベルマウス3と、ベルマウス3の下方に配置され上部が開口する機械室5とを備えている。ベルマウス3の内部には送風機2が配置され、機械室5の内部には、圧縮機6、室外熱交換器7、電装箱8などが配置されている。本実施例では2つの室外機1を設けているが、室外機1は1つであっても良い。2つの室外機1は同じ構造なので、以下では、一方の室外機について説明する。
機械室5は、前面板51、両側の側面板52、背面板53、底板54を備えた箱型形状であり、前面板51と外部に面する側の側面板52には図示しない吸入口が設けられ、圧縮機6、電装箱8は、底板54の上に配置されている。
The outdoor unit 1 includes a
The machine room 5 has a box shape including a
室外熱交換器7は、前面板51と外部に面する側の側面板52のそれぞれに設けられた吸入口に対向して配置された2枚の熱交換器によって構成され、2枚の熱交換器は、冷凍回路の一部を構成する配管によって一体に接続されている。送風機2は、プロペラファン21とモータ22で構成されている。プロペラファン21は、モータ22の回転軸に取り付けられている。機械室5の上部には、送風機2を取付けるためのモータ台座9が配置されており、モータ22がモータ台座9に対して図示しないボルトにより取付けられて、送風機2は機械室5の上面から突出し、プロペラファン21はベルマウス3に囲われるように配置される。
室外機1は、モータ22を駆動することによりプロペラファン21を回転させて、機械室5の吸入口から機械室5の内部に空気を吸い込み、吸い込まれた空気は室外熱交換器7を通過することにより冷媒と熱交換し、熱交換した空気はベルマウス3の上部に形成された吹出口33から吹き出すようになっている。
The
The outdoor unit 1 rotates the
図4は、ベルマウス3と送風機2の縦断面図である。ベルマウス3は、上部に吹出口33を有し、吹き出す風を上向きにする楕円筒状の拡径ダクト部34と、拡径ダクト部34の下側に配置する円筒状のダクト部35と、ダクト部35の下側に配置し下部に吸込み口36を有する吸込みダクト部37と、拡径ダクト部34とダクト部35を接続する段差部38とで構成されている。吸込みダクト部37の下部は機械室5に取付くベルマウス台座部39を備えている。拡径ダクト部34及びダクト部35の外周面とベルマウス台座部39の上面との間には、拡径ダクト部34及びダクト部35を補強するための縦リブ40が周方向に間隔をおいて配置され、また、拡径ダクト部34及びダクト部35の外周面には、同様に拡径ダクト34部及びダクト部35を補強するための周面リブ41が高さ方向に間隔をおいて配置されている。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of the
ダクト部35はプロペラファン21を囲う部分であり内周面は、プロペラファン21の回転軸に直交する方向の断面が円形である。拡径ダクト部34の内周面は、プロペラファン21の回転軸に直交する方向の断面が楕円形であって、短径はダクト部35の内周面の直径と同一であり、長径はダクト部35の内周面の直径より長くなっている。拡径ダクト部34とダクト部35を接続する段差部38は、向かい合うように長径側に設けられており、短径側には設けられていない。
The
図5は、図4のA部を概略的に示した図である。拡径ダクト部34とダクト部35とに接続する段差部38の内面側には、ダクト部35の内周面の上端から拡径ダクト部34の内周面の下端まで径方向外側に向かって延在する平面部42を有している。平面部42とダクト部35の内周面との交わる角度と、平面部42と拡径ダクト部34の内周面との交わる角度は、それぞれ90°である。つまり、段差部38の平面部42は回転軸に直交する方向に対して平行であって、回転軸に対して傾斜していない。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a part A of FIG. On the inner surface side of the
平面部42は、図2に示すように上方から見たとき、一対の三日月形状であって、三日月形状の両端部が互いに接続し凹側が対向するように配置されている。従って、三日月形状の両端部が互いに接続している部分は、平面部42が存在しないため、縦断面において、拡径ダクト部34の内周面とダクト部35の内周面に段差はなく一直線となる。
As shown in FIG. 2, the
図6は、図4のB部を概略的に示した図である。ダクト部35の下部側に位置する吸込みダクト部37は、ダクト部35の下端と接続して内周径が下側に向かうに従い拡径するベル部43と、ベル部43の下端と接続する矩形状のベルマウス台座部39とを備えている。ベル部43の内周は、軸線方向の断面は円弧状の曲線であり、回転軸と直交する方向の断面は円形である。ベルマウス台座部39は上面が矩形状の上面部44と、上面部44の外縁から下方に向かって折り曲がる外縁部45を備えており、外縁部45が機械室5の上部に固定される。ベルマウス台座部39の内周側がベルマウス3の吸込み口36を構成する。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a portion B of FIG. The
図2に示すように、プロペラファン21は、円柱状のハブ23の周りに4枚の翼24が取り付けられている。ハブ2の形状は円柱状に限らず、三角柱状、円錐状など任意の形状でよい。図2に示す矢印がプロペラファンの回転方向を示す。翼24は、回転方向前側に位置する前側辺25と、回転方向後側に位置する後側辺26と、前側辺25及び後側辺26を結ぶように半径方向の外側に位置する外側辺27と、ハブ23に固定される内側辺とに囲まれた3次元曲面で形成されている。前側辺25は半径方向外側に向かうにしたがって回転方向前側に向かうような凹状の曲線で形成され、後側辺26は半径方向外側に向かうにしたがって回転方向前側に向かうような凸状の緩やかな曲線で形成されている。外側辺27とダクト部35の内周面と間は、外側辺27がダクト部35の内周面に接触しない程度に僅かなクリアランスが設けられている。
As shown in FIG. 2, the
回転軸線方向においては、後側辺26が前側辺25より上に配置され、後側辺26から前側辺25に向かって緩やかに傾斜している。前側辺25の外側辺27側の端部である下部前端28は、前側辺25がハブ23と接続する前側ハブ接続部29より低くなっており、後側辺26の外側辺27側の端部である上部後端30は、ハブ23と接続する後側ハブ接続部31より低くなっている。プロペラファン21は、回転軸線方向において、後側ハブ接続部31が最も高い最上端であり、下部前端28が最も低い最下端となっている。なお、回転軸線はプロペラファン21の回転軸、および、モータ22の回転軸のそれぞれが重なる。
In the direction of the rotation axis, the
次に、図5と図6を用いて、ベルマウス3とプロペラファン21の回転軸線方向における位置関係について説明する。図5に示すように、回転軸線方向高さにおいて、プロペラファン21の後側ハブ接続部31とベルマウス3に設けられた段差部38の平面部42は同じ高さの位置にある。本実施例では、後側ハブ接続部31が最も高い位置となるプロペラファン21であるため、後側ハブ接続部31が平面部42と同じ高さになっているが、例えば、上部後端30が最も高い位置になるように形成されたプロペラファン21の場合は、上部後端30が平面部42と同じ高さになっていればよい。すなわち、プロペラファン21全体が、回転軸と直交する方向から見た場合に、回転軸線方向においてダクト部35に納まっていればよい。
Next, the positional relationship between the
後側ハブ接続部31を平面部42と同じ高さにすることにより、拡径ダクト部34が、プロペラファン21の最も高い位置にある後側ハブ接続部31よりも上側に配置されるため、径方向に広がりながら流れていくプロペラファン21から吹き出す空気の流れが、拡径ダクト部34によって抵抗を受けずに維持することができ、騒音を軽減することができる。また、段差部38の平面部42は回転軸に直交する方向に対して平行であって、回転軸に対して傾斜していないため、段差部38がリブとして機能し、ベルマウス3の強度を保つことができる。
By making the rear
次に、軸方向における翼24の高さhと拡径ダクト部34の高さHとの関係、および、平面部42の径方向幅Lと拡径ダクト部34の高さHとの関係について説明する。翼24の高さhは、翼24の下部前端28から後側ハブ接続部31までの軸方向の長さ、つまり、翼24の軸方向における全長であって、翼24の最下端部から最高端部までの長さである。拡径ダクト部34の高さHは、軸方向における、平面部42から拡径ダクト部34の上端までの長さである。平面部42の径方向幅Lは、拡径ダクト部34は楕円形状であることから、長径における幅である。拡径ダクト部34の高さHを翼高さhで除した値(H/h)は、0.2≦H/h≦0.5であることが望ましい。また、平面部42の径方向幅Lを拡径ダクト部34の高さHで除した値(L/H)は、0<L/H≦0.4であることが望ましい。拡径ダクト部34の高さHの最小値は、径方向に広がりながら上側に流れていくプロペラファン21から吹き出す空気の流れが、径方向に広がり過ぎないようガイドするのに必要な高さである。拡径ダクト部34の高さHの最大値は、プロペラファン21から吹き出す空気の流れが拡径ダクト部34の内周に沿って流れていくと、抵抗が生ずるため、その抵抗を最小限にする高さである。
Next, the relationship between the height h of the
本実施例では、拡径ダクト部34の内周面は横断面が楕円形であるが、必ずしも楕円形である必要はなく円であっても構わない。ただし、室外機1の設置場所に制約があり、拡径ダクト部34の径を大きく出来ないような場合には、楕円形にすることにより、限られた設置場所でも騒音を軽減することができる効果がある。
次に、図6を用いて、軸方向における、プロペラファン21の下部前端28とベルマウス3のダクト部35の下端46との位置関係について説明する。図6に示すように、円筒状のダクト部35の下端46は、吸込みダクト部37の曲線状に拡径するベル部43の上端と接続しており、内周径が拡径しない部分の最下点である。図6に示すように、軸方向高さにおいて、プロペラファン21の下部前端28はダクト部35の下端46と同じ高さに配置されている。
In this embodiment, the inner peripheral surface of the diameter-expanding
Next, with reference to FIG. 6, the positional relationship between the lower
プロペラファン21の下部前端28とダクト部35の下端46の位置と、風量比との関係、および、プロペラファン21の下部前端28とダクト部35の下端46の位置と、入力比との関係について、実験により得られた結果を図7と図8に基づいて説明する。図7の風量比は、同じモータ出力とした場合における風量の相違を比で示した値であり、値が高いほど能力が高いことを示す。図8の入力比は、同じ風量を出すために必要なモータ出力の相違を比で示した値であり、値が低いほど能力が高いことを示す。図7と図8における横軸は、プロペラファンの下部前端28とダクト部35の下端46との距離X(mm)を表し、距離Xが0(mm)は、プロペラファン21の下部前端28とダクト部35の下端46が同じ高さであることを表し、距離Xがマイナス(−)とは、プロペラファン21の下部前端28がダクト部35の下端46よりも高いことを表し、距離Xがプラス(+)とは、プロペラファン21の下部前端28がダクト部35の下端46よりも低いことを表す。尚、図7と図8の縦軸における数値100%は、従来技術として、プロペラファン21の下部前端28がダクト部35の下端46よりも99(mm)低かった場合の風量比と入力比を示している。
Relationship between the position of the lower
図7、図8から明らかのように、プロペラファン21の下部前端28とダクト部35の下端46が同じ高さの場合(X=0)に、入力比、風量比における能力が最も高くなる結果が得られた。そして、−20(mm)≦X≦+20(mm)において、入力比は約94.0%以下、風量比においても約104.0%以上が見込めるため能力が高く、X<−20(mm)、及び、20(mm)<Xにおいては、入力比、風量比における能力が低くなる結果が得られた。
As is clear from FIGS. 7 and 8, when the lower
次に、ダクト部35の下端からベルマウス台座部39に渡って内周径が拡径するベル部43の曲率半径Rと騒音との関係について説明する。Rが50(mm)以下の場合、騒音値は60.8dBであったのに対し、Rが50(mm)より大きい場合は、騒音値は62.3dBであった。従って、ベル部43の曲率半径Rは50(mm)以下であることが望ましいことが得られた。
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。
Next, the relationship between the radius of curvature R of the
Although the above description has been made with reference to a limited number of embodiments, the scope of rights is not limited thereto, and modifications of the embodiments based on the above disclosure are obvious to those skilled in the art.
1…室外機、2…送風機、3…ベルマウス、5…機械室、9…モータ台座、21…プロペラファン、23…ハブ、24…翼、25…前側辺、26…後側辺、27…外側辺、28…下部前端、29…前側ハブ接続部、30…上部後端、31…後側ハブ接続部、33…吹出口、34…拡径ダクト部、35…ダクト部、36…吸込み口、37…吸込みダクト部、38…段差部、39…ベルマウス台座部、42…平面部、43…ベル部、44…上面部、45…外縁部、46…ダクト部の下端、51…前面板、52…側面板、53…背面板、54…底板、55…吸入口 1 ... outdoor unit, 2 ... blower, 3 ... bell mouth, 5 ... machine room, 9 ... motor pedestal, 21 ... propeller fan, 23 ... hub, 24 ... wings, 25 ... front side, 26 ... rear side, 27 ... Outer side, 28 ... lower front end, 29 ... front hub connection, 30 ... upper rear end, 31 ... rear hub connection, 33 ... outlet, 34 ... enlarged duct, 35 ... duct, 36 ... suction port , 37 ... Suction duct part, 38 ... Step part, 39 ... Bellmouth pedestal part, 42 ... Flat part, 43 ... Bell part, 44 ... Top surface part, 45 ... Outer edge part, 46 ... Lower end of duct part, 51 ... Front plate , 52 ... Side plate, 53 ... Back plate, 54 ... Bottom plate, 55 ... Suction port
Claims (5)
上部に吹出口及び下部に吸込み口を有する円筒状のベルマウスと、を備え、
前記ベルマウスは、前記プロペラファンを囲む円筒状のダクト部と、前記ダクト部の上側に配置されて前記ダクト部の内径より大きい内径を有する拡径ダクト部と、前記ダクト部の上端と前記拡径ダクト部の下端とに接続して径方向に延在する段差部とを有し、
前記回転軸方向において、前記翼の最上端と前記段差部の内面の高さは、同じ高さであることを特徴とする空気調和機の室外機。 A propeller fan with a rotating shaft and multiple wings,
A cylindrical bell mouth with an air outlet at the top and a suction port at the bottom.
The bell mouth has a cylindrical duct portion that surrounds the propeller fan, a diameter-expanded duct portion that is arranged above the duct portion and has an inner diameter larger than the inner diameter of the duct portion, and an upper end of the duct portion and the expansion. It has a stepped portion that is connected to the lower end of the diameter duct portion and extends in the radial direction.
An outdoor unit of an air conditioner, characterized in that the heights of the uppermost end of the blade and the inner surface of the step portion are the same in the direction of the rotation axis.
0.2≦H/h≦0.5の範囲であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の空気調和機の室外機。 The ratio of the total length h of the blade to the height H of the diameter-expanding duct portion in the axial direction of the rotation axis, H / h, is
The outdoor unit of the air conditioner according to any one of claims 1 to 3, wherein the range is 0.2 ≦ H / h ≦ 0.5.
0<L/H≦0.4の範囲であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の空気調和機の室外機。 The ratio of the height H of the diameter-expanding duct portion in the axial direction of the rotation axis to the width L of the inner surface of the step portion in the direction orthogonal to the rotation axis, L / H, is.
The outdoor unit of the air conditioner according to any one of claims 1 to 4, wherein the range is 0 <L / H ≦ 0.4.
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