JP2023150523A - 室外機及び冷凍装置 - Google Patents

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作舟 陳
Zuozhou Chen
要 丸山
Kaname Maruyama
知大 石橋
Tomohiro Ishibashi
明楠 ▲高▼田
Anan TAKADA
竜佑 太田黒
Ryusuke Otaguro
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Abstract

【課題】モータの支持機構を通過する空気の渦流を抑制し、多孔質材料による騒音低減の効果を十分に発揮させる。【解決手段】ケーシング(50)は、前記空気通路(S2)の吹出口(62)が形成される吹出側パネル(55)を有し、吹出側パネル(55)は、前記吹出口(62)を形成するベルマウス(65)を含む。さらに、羽根車(41)又はベルマウス(65)が多孔質部(46)を有し、支持機構(70)は、モータ(42)と吹出側パネル(55)とを連結する複数の固定部材(72)を有する。【選択図】図2

Description

本開示は、室外機及び冷凍装置に関するものである。
従来、特許文献1のように、ファンを構成する翼に多孔質材料を用いて騒音を低減する技術が知られている。このファンは、多孔質材料を使用する範囲を翼の一部の範囲に限定し、合成樹脂で多孔質材部分を取り囲む構造とすることで、翼の強度を確保している。
特許第2754862号公報
ファンを駆動するモータは、上下方向に伸長する支柱によってケーシングの底板に固定されるのが一般的である。しかし、ファンの回転により生じる空気流がこのような支柱を通過してファンへ流入すると、空気の渦流が発生及び発達し、空気流がファンと衝突する際に大きな騒音が発生する。そのため、特許文献1のように多孔質材料を用いても、その騒音低減の効果が低減されるという問題があった。
本開示の目的は、室外機において、支持機構を通過する空気の渦流を抑制し、多孔質材料による騒音低減の効果を十分に発揮させることにある。
本開示の第1の態様は、空気通路(S2)が内部に形成されるケーシング(50)と、前記空気通路(S2)に配置される羽根車(41)と、前記羽根車(41)を駆動するモータ(42)と、前記モータ(42)を支持する支持機構(70)と、を備える室外機であって、前記ケーシング(50)は、前記空気通路(S2)の吹出口(62)が形成される吹出側パネル(55)を有し、前記吹出側パネル(55)は、前記吹出口(62)を形成するベルマウス(65)を含み、前記羽根車(41)又は前記ベルマウス(65)が多孔質部(46)を有し、前記支持機構(70)は、前記モータ(42)と前記吹出側パネル(55)とを連結する複数の固定部材(72)を有する。
第1の態様では、羽根車(41)又はベルマウス(65)に搭載された多孔質部(46)により、羽根車(41)又はベルマウス(65)の表面に発生する乱流を抑制し、騒音を低減させることができる。モータ(42)が固定部材(72)によって吹出側パネル(55)へ固定されると、従来のように底面へ固定される構成と比べて、支持機構(70)が空気流れの邪魔にならない。したがって、多孔質部(46)による騒音低減効果を十分に発揮できる。
本開示の第2の態様は、第1の態様において、前記固定部材(72)は、所定方向に延びる細長い形状である。
第2の態様では、固定部材(72)の空気流れへの影響を小さくできるため、多孔質部(46)がより効果的に騒音を低減できる。
本開示の第3の態様は、第2の態様において、前記モータ(42)及び前記支持機構(70)は、前記羽根車(41)よりも前記空気通路(S2)の空気流れの上流側に配置される。
第3の態様では、支持機構(70)が上流側に配置されていても、固定部材(72)により空気流れへの影響を小さくできるため、多孔質部(46)による騒音低減効果を発揮することができる。
本開示の第4の態様は、第3の態様において、前記固定部材(72)と前記羽根車(41)との、前記羽根車(41)の回転軸方向における最短距離は、30mm以上である。
第4の態様では、固定部材(72)による空気流れへの影響を小さくできるため、固定部材(72)と羽根車(41)との距離を近付けても、多孔質部(46)による騒音低減効果を発揮することができる。
本開示の第5の態様は、第2の態様において、前記モータ(42)及び前記支持機構(70)は、前記羽根車(41)よりも前記空気通路(S2)の空気流れの下流側に配置される。
第5の態様では、モータ(42)及び支持機構(70)が羽根車(41)よりも上流にある場合と比べて、空気流れへの影響を小さくできるため、多孔質部(46)による騒音低減効果をさらに発揮することができる。
本開示の第6の態様は、第5の態様において、前記固定部材(72)と前記羽根車(41)との、前記羽根車(41)の回転軸方向における最短距離は、15mm以上である。
第6の態様では、モータ(42)及び支持機構(70)が羽根車(41)よりも下流に配置されることで、空気流れへの影響をより小さくできるため、固定部材(72)と羽根車(41)との距離をより近付けても、多孔質部(46)による騒音低減効果を発揮することができる。
本開示の第7の態様は、第2~第6の態様のいずれか1つにおいて、前記固定部材(72)は、伸長方向と直交する断面の形状が円形状である。
第7の態様では、固定部材(72)の空気流れへの影響をより小さくできるため、多孔質部(46)による騒音低減効果をより発揮することができる。
本開示の第8の態様は、第2、3又は第5の態様の何れか1つにおいて、前記固定部材(72)は、伸長方向と直交する断面の形状が翼型である。
第8の態様では、固定部材(72)の空気流れへの影響をより小さくできるため、多孔質部(46)による騒音低減効果をより発揮することができる。
本開示の第9の態様は、第8の態様において、前記固定部材(72)と羽根車(41)との、前記羽根車の回転軸方向における最短距離は、10mm以上である。
第9の態様では、固定部材(72)の空気流れへの影響をより小さくできるため、固定部材(72)と羽根車(41)との距離を近付けても、多孔質部(46)による騒音低減効果をより発揮することができる。
本開示の第10の態様は、第8又は第9の態様において、前記固定部材の数が5以上の素数である。
第10の態様では、固定部材(72)の空気流れへの影響を分散できるため、多孔質部(46)による騒音低減効果をより発揮することができる。
本開示の第11の態様は、第1~第10の態様の何れか1つの室外機を備える冷凍装置である。
第11の態様では、室外機(20)を備えた冷凍装置を提供できる。
図1は、実施形態に係る給湯装置の配管系統図である。 図2は、実施形態1の室外機の内部構造を示す概略平面図である。 図3は、実施形態1に係る室外機の概略正面図である。 図4は、実施形態1に係る支持機構の斜視図である。 図5は、固定部材及び多孔質部による騒音低減効果を示すグラフである。 図6は、実施形態1における固定部材及び羽根車の距離と騒音値との関係を示すグラフである。 図7は、実施形態2の室外機の内部構造を示す概略平面図である。 図8は、実施形態3の室外機の内部構造を示す概略平面図である。 図9は、実施形態3に係る支持機構の正面図である。 図10は、実施形態4の室外機の内部構造を示す概略平面図である。 図11は、実施形態4に係る支持機構の斜視図である。 図12は、実施形態4に係る固定部材の断面図である。 図13は、実施形態5に係る室外機の内部構造を示す概略平面図である。
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示される実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想を逸脱しない範囲内で各種の変更が可能である。各図面は、本開示を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために必要に応じて寸法、比または数を誇張または簡略化して表す場合がある。
《実施形態1》
(1)全体構成
本開示の冷凍装置は、温水を生成する給湯装置(10)である。給湯装置(10)は、温水を生成する。給湯装置(10)は、生成した温水を蛇口、お風呂、シャワーなどの対象へ供給する。図1に示すように、給湯装置(10)は、室外機(20)と給湯ユニット(11)とを有する。給湯ユニット(11)は、タンク(13)を有する利用ユニットである。給湯装置(10)は、室外機(20)に設けられる冷媒回路(21)と、水が循環する給湯回路(12)とを有する。給湯回路(12)と冷媒回路(21)とは、水熱交換器(24)を介して互いに接続される。
(1-1)室外機の概要
室外機(20)は室外に設置される。図1に示すように、室外機(20)は、冷媒が充填された冷媒回路(21)を有する。冷媒回路(21)は、冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う。
冷媒回路(21)は、圧縮機(22)と、熱源熱交換器(30)と、膨張弁(23)と、水熱交換器(24)と、四方切換弁(25)とを有する。圧縮機(22)は、冷媒を圧縮する。熱源熱交換器(30)は、空気と、熱媒体である冷媒とを熱交換させる空気熱交換器である。膨張弁(23)は、冷媒を減圧する。水熱交換器(24)は、冷媒回路(21)と繋がる第1流路(24a)と、給湯回路(12)と繋がる第2流路(24b)とを有する。水熱交換器(24)は、第1流路(24a)を流れる冷媒と、給湯回路(12)を流れる水とを熱交換させる。
四方切換弁(25)は、第1ポート(P1)、第2ポート(P2)、第3ポート(P3)、及び第4ポート(P4)を有する。第1ポート(P1)は、圧縮機(22)の吐出側と連通し、第2ポート(P2)は熱源熱交換器(30)のガス端と連通し、第3ポート(P3)は水熱交換器(24)の第1流路(24a)のガス端と連通し、第4ポート(P4)は圧縮機(22)の吸入側と連通する。四方切換弁(25)は、図1の実線で示す第1状態と、図1の破線で示す第2状態とに切り換わる。第1状態の四方切換弁(25)は、第1ポート(P1)と第3ポート(P3)とを連通させ且つ第2ポート(P2)と第4ポート(P4)とを連通させる。この状態では、冷媒回路(21)は、水熱交換器(24)を放熱器として機能させ、熱源熱交換器(30)を蒸発器として機能させる第1冷凍サイクルを行う。第2状態の四方切換弁(25)は、第1ポート(P1)と第2ポート(P2)とを連通させ且つ第3ポート(P3)と第4ポート(P4)とを連通させる。この状態では、冷媒回路(21)は、熱源熱交換器(30)を放熱器として機能させ、水熱交換器(24)を蒸発器として機能させる第2冷凍サイクルを行う。
室外機(20)は、ファン(40)及びポンプ(26)を有する。ファン(40)は、熱源熱交換器(30)を通過する空気を搬送する。ポンプ(26)は、給湯回路(12)の水を搬送する循環ポンプである。ポンプ(26)は、給湯ユニット(11)に設けられてもよい。
(1-2)給湯ユニット
給湯ユニット(11)は、給湯回路(12)に接続されるタンク(13)を有する。タンク(13)は、中空状の容器である。タンク(13)は、水熱交換器(24)で加熱された温水を貯める。タンク(13)の底部の水はポンプ(26)によって水熱交換器(24)に搬送される。タンク(13)で生成された温水は、供給路(14)を経由して対象へ供給される。タンク(13)には、水道管などの水源から水が適宜供給される。
(2)運転動作
給湯装置(10)の通常運転時には、圧縮機(22)及びファン(40)が運転され、四方切換弁(25)が第1状態となり、膨張弁(23)が所定開度に調節される。冷媒回路(21)は、第1冷凍サイクルを行う。
具体的には、圧縮機(22)で圧縮された冷媒は、水熱交換器(24)の第1流路(24a)を流れる。水熱交換器(24)では、第1流路(24a)の冷媒が第2流路(24b)の水へ放熱する。第1流路(24a)で放熱した冷媒は、膨張弁(23)で減圧された後、熱源熱交換器(30)を流れる。熱源熱交換器(30)では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒は、圧縮機(22)に吸入されて再び圧縮される。
第2流路(24b)で加熱された水は、タンク(13)に温水として蓄えられる。タンク(13)の温水は対象へ適宜供給される。
(3)室外機の詳細
実施形態1の室外機(20)を図2から図4に基づいて説明する。以下の各図には、上下や前後左右の方向を矢印で示してある。なお、以下の説明において、「軸方向」とは、羽根車の回転軸の伸長方向と同じ方向である。「径方向」とは、羽根車の回転軸の伸長方向と直交する方向である。「周方向」とは、羽根車の回転軸周りの方向である。
(3-1)ケーシング
室外機(20)は、内部に空気通路(S2)が形成されるケーシング(50)を有する。ケーシング(50)は、下方の底板(51)と、上方の上板(52)と、左右の側板(53)(54)と、前方の前面パネル(55)と、後方の後面パネル(56)とを有し、直方体状に形成される。前面パネル(55)は、吹出側パネルの一例である。
ケーシング(50)の内部には、前後方向に延びる仕切板(57)が立設する。仕切板(57)は、ケーシング(50)の内部空間を、機械室(S1)と空気通路(S2)とに仕切る。機械室(S1)は、仕切板(57)の右側に形成される。機械室(S1)には、圧縮機(22)及び水熱交換器(24)が収容される。空気通路(S2)は、仕切板(57)の左側に形成される。空気通路(S2)には、ファン(40)と、熱源熱交換器(30)が収容される。
ケーシング(50)には、吸込口(61)と吹出口(62)とが形成される。ケーシング(50)の内部には、吸込口(61)から吹出口(62)に亘って空気通路(S2)が形成される。吸込口(61)は、第1吸込口(61A)と第2吸込口(61B)とを含む。第1吸込口(61A)は、後面パネル(56)のうち左側寄りの部分に形成される。第2吸込口(61B)は、第2側板(54)に形成される。吹出口(62)は、前面パネル(55)のうち左寄りの部分に形成される。吹出口(62)は円形の開口によって構成される。
前面パネル(55)は、前板(64)と、前板(64)と一体に形成されるベルマウス(65)とを有する。ベルマウス(65)は、前板(64)から後方に向かって突出する円筒状に形成される。ベルマウス(65)の円筒内部には、後方が上流側となり、前方が下流側となる吹出流路(63)が形成される。吹出流路(63)の下流側端部に吹出口(62)が形成される。
ベルマウス(65)は、吹出流路(63)の径を変化させ、空気を整流化する。本実施形態のベルマウス(65)は、上流側に位置する縮径部(65a)と、下流側に位置する拡径部(65b)と、縮径部(65a)と拡径部(65b)との間の同径部(65c)を有する。縮径部(65a)は、下流側に向かって吹出流路(63)の径を縮小させる。拡径部(65b)は、上流側に向かって吹出流路(63)の径を拡大させる。同径部(65c)は軸方向の両端に亘って内径が等しい。本実施形態において、ベルマウス(65)は、縮径部(65a)が羽根車(41)の下流側端部の外周に位置する。
(3-2)熱源熱交換器
熱源熱交換器(30)は、本開示の熱交換器の一例である。熱源熱交換器(30)は、空気通路(S2)に配置される。熱源熱交換器(30)は、空気通路(S2)におけるファン(40)の上流側に配置される。熱源熱交換器(30)は、後面パネル(56)及び第1吸込口(61A)に沿って配置される第1熱交換部(30A)と、第2側板(54)及び第2吸込口(61B)に沿って配置される第2熱交換部(30B)とを有し、平面視略L字状である。熱源熱交換器(30)は、例えば、クロスフィン・アンド・チューブ熱交換器である。熱源熱交換器(30)は、複数のフィン(31a)と、伝熱管(31b)とを有する。複数のフィン(31a)は、空気の流れと直交する方向に配置される。伝熱管(31b)は、フィン(31a)の厚さ方向に延び、熱源熱交換器(30)の両端部において折り返されて上下方向に配列する。
(3-3)ファン
ファン(40)は、空気通路(S2)に配置される。ファン(40)は、空気通路(S2)における熱源熱交換器(30)の下流側に配置される。本実施形態のファン(40)は、プロペラ式である。ファン(40)は、羽根車(41)と、羽根車(41)を駆動するモータ(42)とを有する。ファン(40)では、モータ(42)が羽根車(41)よりも空気通路(S2)の空気流れの上流側に位置する。羽根車(41)は、プロペラファンを構成する。羽根車(41)は、ハブ(43)と、複数の翼(44)とを有する。
ハブ(43)は、回転軸(42a)を介してモータ(42)と連結する。ハブ(43)は、円柱状に形成され、モータ(42)の回転軸とハブ(43)の中心軸は一致する。
複数の翼(44)は、ハブ(43)の外周面から径方向外側に向けて延びる。翼(44)の数は、本実施形態において3つであるが、これに限らず、2つや4つ以上であってもよい。翼(44)は、周方向に所定の間隔をおいて配置されている。翼(44)は、周方向に沿って滑らかに湾曲した板状である。翼(44)は、径方向外側に向かって広がる。
各翼(44)は、中実部(45)と、多孔質部(46)とを有する。中実部(45)は、樹脂で形成された硬質な構成部分であり、翼(44)の主要部分である。多孔質部(46)は、連続する複数の微細な気泡を有する。本実施形態において、多孔質部(46)は、正面視して翼(44)の略中央部分に設けられ、その外周を中実部(45)によって囲まれている。多孔質部(46)は、翼(44)の前面から後面に亘って形成される。
多孔質部(46)は、羽根車(41)の回転駆動時に、翼(44)表面における空気の渦流の発生を抑制する。そのため、羽根車(41)は、空気の渦流の発生に起因する回転駆動時の騒音を多孔質部(46)によって抑制することができる。
(3-4)支持機構
室外機(20)は、モータ(42)を支持する支持機構(70)を有する。ファン(40)は、モータ(42)が支持機構(70)に支持されてケーシング(50)内に固定される。支持機構(70)は、モータ(42)を固定する支持部(71)と、支持部(71)から延びてモータ(42)と前面パネル(55)とを連結する複数の固定部材(72)を有する。本実施形態において、モータ(42)及び支持機構(70)は、羽根車(41)よりも空気通路(S2)の空気流れの上流側に配置される。
図4は、実施形態1に係る固定部材の斜視図である。図4に示すように、支持部(71)は、中央に取付孔(71a)を有する円形板状である。支持部(71)の前面が、モータ(42)の後面に固定される。複数の固定部材(72)は、支持部(71)の周縁部から径方向外側へ延びる。固定部材(72)は、ファン(40)の後方から前方へ延び、その端部が前面パネル(55)に固定される。
固定部材(72)は、互いに隣接して略平行に延びる1対の細長い線材により形成される。この線材は伸長方向に直交する断面が円形状である。なお、この円形状には楕円形も含まれる。固定部材(72)を細長い断面円形状の線材で形成することにより、空気通路(S2)の空気流れへの影響を小さくすることができる。固定部材(72)を構成する線材の数は、2本に限らず、1本でも良い。
複数の固定部材(72)は、支持部(71)から径方向外側に向かって放射状に延びる。本実施形態において、支持機構(70)は4つの固定部材(72)を、周方向に90°間隔で有する。固定部材(72)の数はこれに限らず、3本や5本以上でもよい。固定部材(72)が配置される角度は90°に限らない。
各固定部材(72)は、傾斜部(72a)、伸長部(72b)、脚部(72c)及び脚固定部(72d)を有する。傾斜部(72a)は、支持部(71)から径方向外側へ向かうにつれて上流側へ延びる。伸長部(72b)は、傾斜部(72a)の径方向外側端部から回転軸方向と略直交する方向に延びる。脚部(72c)は、伸長部(72b)の径方向外側端部から下流側に向かって回転軸方向に延びる。脚固定部(72d)は、脚部(72c)の下流側端部から、前板(64)に沿って径方向外側に延びる。脚固定部(72d)は、前板(64)の後面において、吹出口(62)の外周に固定される。
4つの固定部材(72)は、直径の異なる複数の環状リブ(73a)~(73d)によって周方向に連結される。各環状リブ(73a)~(73d)は、固定部材(72)の線材よりも細い部材で形成される。各環状リブ(73a)~(73d)は、回転軸(42a)を中心とする同心円状に配置される。第1~第3環状リブ(73a)~(73c)は、伸長部(72b)の前側に固定される。第4環状リブ(73d)は、脚部(72c)の下流端において、4つの脚部(72c)に内接して固定される。
モータ(42)を支持する支持機構(70)をこのような構成とすることで、支持機構(70)が空気流れの邪魔にならず、羽根車(41)に搭載した多孔質部(46)による騒音低減効果を十分に発揮することができる。
(4-1)騒音低減効果
図5は、多孔質部(46)及びによる支持機構(70)による騒音低減効果を示すグラフである。図5において、縦軸は、羽根車が発する騒音値[dBA]を表す。図5において、グラフAは羽根車に多孔質部を設けた構成であり、グラフBは羽根車に多孔質部を設けない構成である。図5中、点線部分を含むグラフ領域は、従来の室外機の騒音値を表す。図5中、点線部分を省いた斜線領域は、本実施形態の室外機(20)の騒音値である。図5中、両矢印は、モータの支持機構を本実施形態の支持機構(70)としたときの騒音低減効果の程度を示す。なお、従来の室外機とは、モータの支持機構として、ケーシング底面へ延びる支柱を有する構成である。
図5中、グラフAの斜線領域と両矢印に示されるように、羽根車(41)に多孔質部(46)を搭載し、且つ、上記の支持機構(70)を有する本実施形態では、騒音低減効果が顕著に発揮された。この効果は、多孔質部(46)のみによって得られる騒音低減効果と、支持機構(70)のみによって得られる騒音低減効果とを足し合わせた効果よりも大きかった。本実施形態の室外機(20)は、上記支持機構(70)が多孔質部(46)の乱流抑制効果を十分に発揮させることにより、相乗的な騒音低減効果を得ることができる。
(4-2)固定部材と羽根車との距離
図2に示すように、固定部材(72)と羽根車(41)との回転軸方向における最短距離をLとする。具体的には、固定部材(72)の伸長部(72b)と羽根車(41)の上流端との回転軸方向における最短距離をLとする。本実施形態では、距離Lは30mm以上に設定される。
固定部材(72)と羽根車(41)との距離を短くしていくと、ある距離から騒音が増大する。固定部材(72)が羽根車(41)に近くなりすぎると、羽根車(41)を通過する空気の流れを固定部材(72)が乱してしまうためである。羽根車(41)を通過する空気が乱れると、多孔質部(46)による乱流の抑制効果の機能も十分に得られない。
図6は、本実施形態における固定部材及び羽根車の距離と、羽根車が発する騒音値との関係を示すグラフである。図6において、縦軸は、羽根車が発する騒音値[dBA]を表し、横軸は、固定部材(72)と羽根車(41)との回転軸方向における最短距離L[mm]を表す。
本実施形態では、上記構成の固定部材(72)が羽根車(41)を通過する空気に影響を与え難い。図6に示すように、固定部材(72)と羽根車(41)との距離Lを30mmまで近付けていくと、騒音値は緩やかに上昇する。固定部材(72)と羽根車(41)との距離Lを30mmよりも更に近付けていくと、騒音値の上昇率は大きくなる。本実施形態では、固定部材(72)と羽根車(41)との距離Lを30mmまで近付けても、多孔質部(46)による乱流の抑制効果を十分に発揮させることが可能となり、騒音を効果的に低減できる。
(5)実施形態の効果
(5-1)
本実施形態の室外機(20)は、空気通路(S2)が内部に形成されるケーシング(50)と、前記空気通路(S2)に配置される羽根車(41)と、前記羽根車(41)を駆動するモータ(42)と、前記モータ(42)を支持する支持機構(70)と、を備える。前記ケーシング(50)は、前記空気通路(S2)の吹出口(62)が形成される吹出側パネル(55)を有し、前記吹出側パネル(55)は、前記吹出口(62)を形成するベルマウス(65)を含み、前記羽根車(41)又は前記ベルマウス(65)が多孔質部(46)を有する。
羽根車(41)又はベルマウス(65)に搭載された多孔質部(46)により、羽根車(41)又はベルマウス(65)の表面に発生する乱流を抑制し、騒音を低減させることができる。
前記支持機構(70)は、前記モータ(42)と前記吹出側パネル(55)とを連結する複数の固定部材(72)を有する。
モータ(42)が固定部材(72)によって吹出側パネル(55)へ固定されると、従来のように底面へ固定される構成と比べて、支持機構(70)が空気流れの邪魔にならない。したがって、多孔質部(46)による騒音低減効果を十分に発揮できる。
(5-2)
本実施形態の固定部材(72)は、所定方向に延びる細長い形状である。
固定部材(72)が細長い形状であることで、固定部材(72)の空気流れへの影響を小さくできるため、多孔質部(46)がより効果的に騒音を低減できる。
(5-3)
本実施形態のモータ(42)及び支持機構(70)は、前記羽根車(41)よりも前記空気通路(S2)の空気流れの上流側に配置される。
本実施形態によれば、支持機構(70)が上流側に配置されていても、固定部材(72)により空気流れへの影響を小さくできるため、多孔質部(46)による騒音低減効果を発揮することができる。
(5-4)
固定部材(72)と羽根車(41)との、前記羽根車(41)の回転軸方向における最短距離は、30mm以上である。
本実施形態によれば、固定部材(72)による空気流れへの影響を小さくできるため、固定部材(72)と羽根車(41)との距離を近付けても、多孔質部(46)による騒音低減効果を発揮することができる。
《実施形態2》
実施形態2について説明する。図7に示すように、本実施形態の室外機(20)は、羽根車(41)ではなく、ベルマウス(65)が多孔質部(46)を有する点で、上記実施形態1と異なる。本実施形態では、ベルマウス(65)の同径部(65c)の一部に多孔質部(46)を有する。多孔質部(46)を設ける場所はこれに限らない。
多孔質部(46)は、ベルマウス(65)の内周面における空気の渦流の発生を抑制する。そのため、ベルマウス(65)は、空気の渦流の発生に起因する羽根車(41)の回転駆動時の騒音を多孔質部(46)によって抑制することができる。
本実施形態の支持機構(70)は、実施形態1と同様の構成である。支持機構(70)は、多孔質部(46)が羽根車(41)に設けられる場合だけでなく、ベルマウス(65)に設けられる場合も、その多孔質部(46)による騒音低減効果を発揮させるために機能することができる。なお、以下の実施形態は、実施形態1と同様に多孔質部(46)を羽根車(41)に設けた構成を示すが、多孔質部(46)をベルマウス(65)に設けることも可能である。
《実施形態3》
上記実施形態1及び2では、支持機構(70)が、羽根車(41)よりも空気通路(S2)の空気流れの上流側に配置された室外機(20)について説明した。本実施形態では、モータ(42)及び支持機構(70)が、羽根車(41)よりも空気通路(S2)の空気流れの下流側に配置される。
図8に示すように、本実施形態の室外機(20)では、モータ(42)が羽根車(41)よりも空気通路(S2)の空気流れの下流側に位置する。モータ(42)の回転軸(42a)は、後方へ延び、ハブ(43)の前面に連結される。モータ(42)は、支持機構(70)に支持されて、吹出流路(63)内に配置される。
図9は、実施形態3に係る固定部材の正面図である。図9に示すように、支持機構(70)は、モータ(42)を固定する支持部(71)と、支持部(71)から延びてモータ(42)と前面パネル(55)とを連結する複数の固定部材(72)とを有する。支持機構(70)の外形は平面円形状であり、ベルマウス(65)よりも大きな直径を有する。支持機構(70)は、吹出口(62)に架け渡され、前板(64)の前面に固定される。
支持部(71)は、円形板状であり、その中心が回転軸の延長線上に位置する。支持部(71)は、中央に取付孔(71a)を有し、後面がモータ(42)の前面に固定される。支持部(71)の周縁部から径方向外側へ、複数の固定部材(72)が延びる。固定部材(72)は、支持部(71)の周縁部から径方向外側へ延び、その端部が前面パネル(55)に固定される。
固定部材(72)は、互いに隣接して略平行に延びる1対の細長い線材により形成される。この線材は伸長方向に直交する断面が円形状である。なお、この円形状には楕円形も含まれる。固定部材(72)を細長い断面円形状の線材で形成することにより、空気通路(S2)の空気流れへの影響を小さくすることができる。固定部材(72)を構成する線材の数は、2本に限らず、1本でも良い。
複数の固定部材(72)は、支持部(71)から径方向外側に向かって放射状に延びる。本実施形態において、支持機構(70)は4つの固定部材(72)を有し、90°間隔で配置されている。固定部材(72)の数はこれに限らず、3本や5本以上でもよい。固定部材(72)が配置される角度は90°に限らない。各固定部材(72)は、回転軸方向と略直交する方向に延びる。固定部材(72)の端部は、吹出口(62)の周縁部において、前板(64)の前面に固定される。
4つの固定部材(72)は、直径の異なる複数の環状リブ(73a)~(73d)によって周方向に連結される。環状リブ(73a)~(73d)は、固定部材(72)の線材よりも細い部材で形成される。環状リブ(73a)~(73d)は、回転軸(42a)を中心とする同心円状に配置される。環状リブ(73a)~(73d)は、4つの固定部材(72)の前側に固定される。
図8に示すように、固定部材(72)と羽根車(41)との回転軸方向における最短距離をLとする。具体的には、固定部材(72)と羽根車(41)の上流端との回転軸方向における最短距離をLとする。本実施形態では、距離Lは15mm以上に設定される。
本実施形態では、上記構成の固定部材(72)及びモータ(42)が羽根車(41)よりも上流にある場合と比べて、空気流れへの影響を小さくできる。そのため、多孔質部(46)による騒音低減効果をさらに発揮することが可能となり、固定部材(72)と羽根車(41)との距離Lを15mmまで近付けても、多孔質部(46)による乱流の抑制効果を十分に発揮させることが可能となり、騒音を効果的に低減できる。
《実施形態4》
図10に示すように、本実施形態では、上記実施形態とは異なる形態の支持機構(70)が、羽根車(41)よりも空気通路(S2)の空気流れの下流側に配置される。
図11に示すように、本実施形態の支持機構(70)は、モータ(42)を固定する支持部(71)と、支持部(71)から延びて、モータ(42)と前面パネル(55)とを連結する複数の固定部材(72)を有する。
支持部(71)は、回転軸の延長線上に軸中心を有する円筒状である。支持部(71)は、中央に取付孔(71a)を有する円形の閉塞面を前側に有し、後側に開口する。支持部(71)は、後側の開口から円筒内部にモータ(42)の前部が固定される。
複数の固定部材(72)は、略板状である。各固定部材(72)は、支持部(71)の外周面からねじれながら径方向外側に向かって延びる。複数の固定部材(72)は、径方向外側端部を枠部材(74)に連結される。
枠部材(74)は円筒状である。枠部材(74)は、複数の固定部材(72)の外周を囲むように設けられる。枠部材(74)の直径は、ベルマウス(65)よりも小さい。枠部材(74)の下流端には、径方向外側へ向かってフランジ部(75)が延びる。フランジ部(75)は、吹出口(62)の周縁部において、前板(64)の前面に固定される。支持部(71)、固定部材(72)及び枠部材(74)は、ベルマウス(65)の内側に位置する。
本実施形態において、支持機構(70)は、13枚の固定部材(72)を有する。13枚の固定部材(72)は、周方向に等間隔に配置される。固定部材(72)の数は、5以上の素数であることが好ましく、例えば、5枚、7枚、11枚である。固定部材(72)の数が、5以上の素数であることで、空気流れへの影響を分散できる。これにより、固定部材(72)は、多孔質部(46)による騒音低減効果をより発揮することが可能となる。
図12に示すように、固定部材(72)は、伸長方向と直交する断面の形状が翼型である。固定部材(72)は、後端部(72e)から前端部(72f)へ向かって、翼弦(72g)に沿って厚みが漸減する。
図10に示すように、固定部材(72)と羽根車(41)との回転軸方向における最短距離をLとする。本実施形態では、距離Lは10mm以上に設定される。
本実施形態では、上記構成の固定部材(72)が、空気流れへの影響を小さくできる。そのため、多孔質部(46)による騒音低減効果をさらに発揮することが可能となり、固定部材(72)と羽根車(41)との距離Lを10mmまで近付けても、多孔質部(46)による乱流の抑制効果を十分に発揮させることが可能となり、騒音を効果的に低減できる。
《実施形態5》
本実施形態では、図13に示すように、上記実施形態4と同様の固定部材(72)を有する支持機構(70)が、ベルマウス(65)の内周面に固定される。支持機構(70)は、羽根車(41)よりも空気通路(S2)の空気流れの上流側に配置される。
ベルマウス(65)は、前端部から後端部までの長さが、ファン(40)及び支持機構(70)の回転軸方向の長さよりも長い。ベルマウス(65)は、羽根車(41)、モータ(42)及び支持機構(70)の外周を覆う。
支持機構(70)は、モータ(42)を固定する支持部(71)と、支持部(71)から延びて、モータ(42)とベルマウス(65)とを連結する複数の固定部材(72)を有する。
支持部(71)は、回転軸の延長線上に軸中心を有する円筒状である。支持部(71)は、円形の閉塞面を後側に有し、前側に開口する。支持部(71)は、前側の開口から円筒内部にモータ(42)の後部が固定される。
複数の固定部材(72)は、略板状である。各固定部材(72)は、支持部(71)の外周面からねじれながら径方向外側に向かって延びる。複数の固定部材(72)は、径方向外側端部を枠部材(74)に連結される。枠部材(74)の外周面は、ベルマウス(65)の内周面に固定される。
図13に示すように、固定部材(72)と羽根車(41)との回転軸方向における最短距離をLとする。本実施形態では、距離Lは10mm以上に設定される。
本実施形態では、上記構成の固定部材(72)が、空気流れへの影響を小さくできる。そのため、上記実施形態と同様に、多孔質部(46)による乱流の抑制効果を十分に発揮させることが可能である。
《その他の実施形態》
冷凍装置は、給湯装置(10)でなくてもよく、冷凍サイクルを行うものであれば、他の装置であってもよい。他の装置としては、空気の温度を調節する空気調和装置、空気の湿度を調節する調湿装置、冷蔵庫やコンテナなどの庫内の空気を冷却する冷却装置などがある。
以上、実施形態を説明したが、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。
以上に述べた「第1」、「第2」、「第3」…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。
以上説明したように、本開示は、室外機、及び冷凍装置について有用である。
10 給湯装置(冷凍装置)
20 室外機
40 ファン
41 羽根車
42 モータ
43 ハブ
44 翼
45 中実部
46 多孔質部
50 ケーシング
51 底板
55 前面パネル(吹出側パネル)
56 後面パネル
61 吸込口
62 吹出口
63 吹出流路
64 前板
65 ベルマウス
70 支持機構
71 支持部
72 固定部材
S1 機械室
S2 空気通路
L 固定部材と羽根車との最短距離

Claims (11)

  1. 空気通路(S2)が内部に形成されるケーシング(50)と、前記空気通路(S2)に配置される羽根車(41)と、前記羽根車(41)を駆動するモータ(42)と、前記モータ(42)を支持する支持機構(70)と、を備える室外機であって、
    前記ケーシング(50)は、前記空気通路(S2)の吹出口(62)が形成される吹出側パネル(55)を有し、
    前記吹出側パネル(55)は、前記吹出口(62)を形成するベルマウス(65)を含み、
    前記羽根車(41)又は前記ベルマウス(65)が多孔質部(46)を有し、
    前記支持機構(70)は、前記モータ(42)と前記吹出側パネル(55)とを連結する複数の固定部材(72)を有する
    室外機。
  2. 請求項1において、
    前記固定部材(72)は、所定方向に延びる細長い形状である
    室外機。
  3. 請求項2において、
    前記モータ(42)及び前記支持機構(70)は、前記羽根車(41)よりも前記空気通路(S2)の空気流れの上流側に配置される
    室外機。
  4. 請求項3において、
    前記固定部材(72)と前記羽根車(41)との、前記羽根車の回転軸方向における最短距離Lは、30mm以上である
    室外機。
  5. 請求項2において、
    前記モータ(42)及び前記支持機構(70)は、前記羽根車(41)よりも前記空気通路(S2)の空気流れの下流側に配置される
    室外機。
  6. 請求項5において、
    前記固定部材(72)と前記羽根車(41)との、前記羽根車の回転軸方向における最短距離Lは、15mm以上である
    室外機。
  7. 請求項2~6のいずれか1つにおいて、
    前記固定部材(72)は、伸長方向と直交する断面の形状が円形状である
    室外機。
  8. 請求項2、3又は5のいずれか1つにおいて、
    前記固定部材(72)は、伸長方向と直交する断面の形状が翼型である
    室外機。
  9. 請求項8において、
    前記固定部材(72)と前記羽根車(41)との、前記羽根車の回転軸方向における最短距離Lは、10mm以上である
    室外機。
  10. 請求項8又は9において、
    前記固定部材(72)の数が5以上の素数である
    室外機。
  11. 請求項1~10のいずれか1つに記載の室外機を備える
    冷凍装置。
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