JP3228104B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、空気調和機に関
し、さらに詳しくは省設置スペース化と低運転騒音化と
を両立させた空気調和機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空気調和機における室外機は、
大きな熱交換性能が要求されるところから、大風量の送
風機を必要とする。このような条件のもとで、運転音や
所要動力の低減を図るために、熱交換器の仕様や機内の
空気通路を含めて機内抵抗を小さくするような形態設計
がなされ、通常、大風量、低静圧の使用点に適したプロ
ペラファンが多用されてきている。

【０００３】例えば、実公昭５７ー１２３７０号公報、
実開昭６０ー７５７２号公報等に開示されているよう
に、水平面に垂直な回転軸を有するプロペラファンを箱
状ケーシングの上部に配設し、該プロペラファンの外周
下方に水平面に垂直に熱交換器を配設した形態の室外機
が用いられていたが、熱交換器への吸込空気量を確保す
るためには、室外機を壁面等から所定距離離さなければ
ならず、設置スペースが大きくなり、省スペース化のニ
ーズに合致しないという問題がある。

【０００４】そこで、省スペース化のニーズに対応する
ものとして、水平面に平行な回転軸を有するプロペラフ
ァンの吸込側に水平面に垂直に熱交換器を配設したトラ
ンク形態の室外機が開発され、現在ではこの形式のもの
が用いられることが多い（例えば、実開昭６０ー１３０
３７３号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
タイプのものでも、吸込空気量を確保するためには、空
気吸込口を壁面から所定距離離さなければならないし、
吹出方向に近接して障害物があると、吹出側から吸込側
へのショートサーキットが生じ易いところから吹出側に
も十分な空間を確保する必要があり、設置スペースの低
減には限界がある。

【０００６】上記した公知例における問題点を考慮する
と、ケーシング前面に熱交換器を配設し、小径のプロペ
ラファンを天面に複数台設置する形態とすることによ
り、壁面等にピッタリ接した状態での使用を可能ならし
めるようにすることが考えられるが、ケーシング寸法を
コンパクト化するためには、極めて小径のプロペラファ
ンが要求され、これにより、必要な大風量を確保するた
めには高速回転を要することとなり、運転音が高くなら
ざるを得ないという問題が派生する。また、プロペラフ
ァンの使用個数の増大によるコストアップも免れない。

【０００７】また、別な方法として、ケーシング前面に
熱交換器を配設し、該熱交換器の背面側に、遠心ファン
あるいは斜流ファンを配設する形態とすることも考えら
れるが、室内機のように小風量しか要求されないもので
はともかく、室外機のように大風量を要求されるもので
は、限られた寸法のケーシングに収めようとすると、通
風抵抗が過大となり、ファン所要回転数も大きくしなけ
ればならなくなる。従って、運転音が増大するとともに
所要動力も大きくなるという不具合が生じる。

【０００８】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、運転音を増大させることなく、壁面等にピッタリ
接した状態での使用を可能となすことを目的とするもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願発明の基本構成で
は、上記課題を解決するための手段として、箱状ケーシ
ング１の前面に設けられた吸込グリル２に対向して配設
された熱交換器３と、該熱交換器３の背面側に吸込口６
を有し且つその回転軸５が前記吸込グリル２と略直交す
るように配設された送風機４と、前記箱状ケーシング１
において前記回転軸５と直交する方向の側面のうちの一
つの側面に形成された空気吹出用の吹出グリル７とを備
えた空気調和機において、前記送風機４の背面側に、該
送風機４からの吹出空気流を前記吹出グリル７の方向お
よび該吹出グリル７と反対方向に案内する主吹出流路１
４と、該主吹出流路１４の背面側に位置し且つ前記吹出
グリル７の方向に吹出空気流を案内する副吹出流路１５
とを仕切る仕切板１６を設けるとともに、該仕切板１６
における前記吹出グリル７と反対側には、前記主吹出流
路１４と前記副吹出流路１５とを連通させる開口１７を
設けて、送風機４から吹き出される空気流を主吹出流路
１４と副吹出流路１５との二つの流路を介して吹出グリ
ル７より吹き出し得るようにしている。

【００１０】本願発明の基本構成において、前記開口１
７における送風機４側口縁に、前記主吹出流路１４から
副吹出流路１５へ回り込む吹出空気流を円滑に案内する
膨出部１８を形成した場合、主吹出流路１４から副吹出
流路１５へ回り込む空気流の圧力損失を低減できる点で
好ましい。

【００１１】また、前記主吹出流路１４に、円滑な拡大
流路を形成するための舌部１９およびガイド部２０を前
記送風機４を取り巻くように設けた場合、主吹出流路１
４および副吹出流路１５における吹出空気流の流れが円
滑になる点で好ましい。

【００１２】また、前記送風機４を、円盤状の主板１１
の外周部に突設された多数の羽根１２を有する羽根車１
０と、該羽根車１０を回転駆動させる電動機１３とから
なる遠心ファンとし、あるいは円錐台状の主板２２の外
周部に突設された多数の羽根２３を有する羽根車２１
と、該羽根車２１を回転駆動させる電動機２４とからな
る斜流ファンとした場合、主吹出流路１４および副吹出
流路１５における空気流の流れがスムーズとなる点で好
ましい。

【００１３】また、前記送風機４として遠心ファンある
いは斜流ファンを用い、前記舌部１９およびガイド部２
０内に、前記送風機４の吸込側と前記仕切板１６の背面
側に区画形成された空気通路２６とを連通させる貫通流
路２７をそれぞれ形成するとともに、前記仕切板１６お
よび前記羽根車１０あるいは２１の主板１１あるいは２
２に、前記空気通路２６と羽根車１０あるいは２１の前
面側とを連通させる連通穴２８，３１をそれぞれ形成し
た場合、熱交換器４の外周部分を通過する空気流が貫通
流路２７を介して遠心ファンあるいは斜流ファンに吸い
込まれることとなり、有効熱交換面積を増大できる点で
好ましい。

【００１４】また、前記送風機４として遠心ファンを用
い、前記舌部１９およびガイド部２０内に、前記送風機
４の吸込側と前記仕切板１６の背面側に区画形成された
空気通路２６とを連通させる貫通流路２７を形成すると
ともに、前記仕切板１６に、前記空気通路２６と羽根車
１０の背面側とを連通させる連通穴２８を形成し且つ前
記羽根車主板１１の背面側外周部に、多数の補助羽根２
９を突設した場合、熱交換器４の外周部分を通過する空
気流が貫通流路２７を介して遠心ファンあるいは斜流フ
ァンに吸い込まれることとなり、有効熱交換面積を増大
できる点で好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
願発明の幾つかの好適な実施の形態について詳述する。

【００１６】第１の実施の形態図１ないし図３には、本
願発明の第１の実施の形態にかかる空気調和機が示され
ている。

【００１７】この空気調和機は、室外機として使用され
るものであり、箱状ケーシング１の前面に設けられた吸
込グリル２に対向して配設された熱交換器３と、該熱交
換器３の背面側に吸込口６を有し且つその回転軸５が前
記熱交換器３と略直交するように配設された送風機（例
えば、遠心ファン）４と、前記箱状ケーシング１におけ
る前記回転軸５と直交する１方向側面（この場合、天
面）に形成された空気吹出用の吹出グリル７とを備えて
構成されている。符号８は機械室、９は圧縮機である。

【００１８】前記遠心ファン４は、円盤状の主板１１の
外周部に突設された多数の羽根１２，１２・・を有する
羽根車１０と、該羽根車１０を回転駆動させる電動機１
３とによって構成されている。

【００１９】そして、前記遠心ファン４の背面側には、
該遠心ファン４からの吹出空気流を前記吹出グリル７の
方向（即ち、上方）および該吹出グリル７と反対方向
（即ち、下方）に案内する主吹出流路１４と、該主吹出
流路１４の背面側に位置し且つ前記吹出グリル７の方向
（即ち、上方）に吹出空気流を案内する副吹出流路１５
とを仕切るとともに前記主吹出流路１４と副吹出流路１
５とを連通させる開口１７を前記吹出グリル７と反対方
向（即ち、下方）に有する仕切板１６が設けられてい
る。なお、前記電動機１３はこの仕切板１６の前面に固
定されている。

【００２０】また、前記仕切板１６の開口１７における
遠心ファン側（即ち、上部）口縁には、前記主吹出流路
１４から副吹出流路１５へ回り込む吹出空気流を円滑に
案内する膨出部１８が形成されている。

【００２１】さらに、前記主吹出流路１４には、図３に
示すように、円滑な拡大流路を形成するための舌部１
９，１９およびガイド部２０が前記遠心ファン４を取り
巻くように設けられている。前記舌部１９，１９は、主
吹出流路１４の上下隅部に略対称に設けられた断面略三
角形状の突部とされており、前記ガイド部２０は、主吹
出流路１４において前記上部舌部１９と対向する上部隅
部に設けられた断面略三角形状の突部とされている。こ
れらの舌部１９，１９およびガイド部２０により主吹出
流路１４が円滑な拡大流路を構成することとなる。

【００２２】上記のように構成された空気調和機は、次
のように作用する。

【００２３】吸込グリル２から吸い込まれた空気Ａは、
熱交換器３を通過する過程で該熱交換器３内を流通する
冷媒と熱交換して加熱あるいは冷却された後、吸込口６
から遠心ファン４に吸い込まれる。遠心ファン４からの
吹出空気流は、主吹出流路１４を通って吹出グリル７に
向かって流れる主吹出空気流Ａ₁と、該主吹出流路１４
から開口１７を経た後副吹出流路１５を通って吹出グリ
ル７に向かって流れる副吹出空気流Ａ₂とに分かれ、そ
の後吹出グリル７から吹き出される。

【００２４】従って、遠心ファン４からの吹出空気流
は、主吹出流路１４と副吹出流路１５との二つの流路を
通って吹き出されることとなるため、流路断面積が大幅
に増大することとなり、通風抵抗が低減されることとな
る。つまり、遠心ファン４の回転数をあまり高くしなく
とも、十分な風量を確保できることとなり、運転音およ
び所要動力の増大を抑えることができるのである。

【００２５】しかも、副吹出流路１５は、従来デッドス
ペースとなっている部分に形成されるとともに、前面吸
込、天面吹出となっているため、図２に示すように、箱
状ケーシング１の背面側を壁面Ｗにピッタリ接した状態
での設置が可能となるところから、設置スペースを可及
的に小さく抑えることができる。

【００２６】また、仕切板１６の開口１７における遠心
ファン側（即ち、上部）口縁に、前記主吹出流路１４か
ら副吹出流路１５へ回り込む吹出空気流を円滑に案内す
る膨出部１８を形成したことにより、主吹出流路１４か
ら副吹出流路１５へ回り込む空気流の圧力損失が低減で
きる。

【００２７】さらに、主吹出流路１４に、円滑な拡大流
路を形成するための舌部１９，１９およびガイド部２０
を前記遠心ファン４を取り巻くように設けたことによ
り、主吹出流路１４および副吹出流路１５における吹出
空気流Ａ₁およびＡ₂の流れがより円滑になる。なお、こ
の舌部１９，１９およびガイド部２０は必ずしも必要で
はない。

【００２８】ところで、この空気調和機は、図４および
図５に示すように、吹出グリル７が横向きとなるような
姿勢でも使用することができ、この場合においても、箱
状ケーシング１の背面側を壁面Ｗにピッタリ接した状態
での設置が可能となる。

【００２９】第２の実施の形態図６には、本願発明の第
２の実施の形態にかかる空気調和機が示されている。

【００３０】この場合の送風機４は、円錐台状の主板２
２の外周部に突設された多数の羽根２３，２３・・を有
する羽根車２１と、該羽根車２１を回転駆動させる電動
機２４とからなる斜流ファンとされている。送風機４を
斜流ファンとした場合、吸込口６が前述の遠心ファンの
場合に比べて大きく形成できるため、熱交換器３の有効
熱交換面積が増大する点で第１の実施の形態におけるよ
り有利となる。その他の構成および作用効果は第１の実
施の形態と同様なので説明を省略する。

【００３１】第３の実施の形態図７ないし図９には、本
願発明の第３の実施の形態にかかる空気調和機が示され
ている。

【００３２】この場合、第１の実施の形態におけると同
様に送風機４として遠心ファンが用いられており、仕切
板１６の背面側には、補助仕切板２５により区画形成さ
れた空気通路２６が形成されている。また、主吹出流路
１４の出口側中央部にも静翼タイプのガイド部２０が新
たに設けられている。

【００３３】そして、舌部１９，１９およびガイド部２
０，２０内には、前記遠心ファン４の吸込側と前記空気
通路２６とを連通させる貫通流路２７，２７・・がそれ
ぞれ形成されている。さらに、仕切板１６には、前記空
気通路２６と羽根車１０の背面側とを連通させる４個の
連通穴２８，２８・・が円周方向等間隔で形成されてい
る。さらにまた、遠心ファン４における主板１１の背面
側外周部には多数の補助羽根２９，２９・・が突設され
ている。

【００３４】なお、この実施の形態においては、副吹出
流路１５は、機械室８の背面側にまで延設されており、
該延設部に対応する副吹出グリル３０が吹出グリル７に
連続して形成されている。このことにより、吹出空気流
路の断面積がさらに増大することとなる。その他の構成
は第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。

【００３５】上記のように構成したことにより、熱交換
器３の外周部分を通過する空気流Ａ′が貫通流路２７、
空気通路２６および連通穴２８を介して羽根車１０の背
面側に吸い込まれ、補助羽根２９により主吹出流路１４
および副吹出流路１５へ吹き出されることとなる。

【００３６】一般に、遠心ファン４を用いた場合、吸込
口６の径が小さくならざるを得ないことに伴って熱交換
器３の外周部に吸込空気が流通しない部分が生ずるが、
上記した貫通流路２７の形成により、熱交換器３の外周
部を通過する空気流れが確実に得られることとなり、有
効熱交換面積を増大せしめることができる。

【００３７】第４の実施の形態図１０および図１１に
は、本願発明の第４の実施の形態にかかる空気調和機が
示されている。

【００３８】この場合、第３の実施の形態とは、補助羽
根２９が省略されている点と、羽根車１０の主板１１に
仕切板１６の連通穴２８からの空気流を羽根車１０の前
面側に導く４個の連通穴３１が円周方向等間隔で形成さ
れている点とが相異しているのみである。従って、補助
羽根２８を形成する必要がない分だけ箱状ケーシング１
の前後幅寸法を小さくできることとなる。

【００３９】上記のように構成したことにより、この実
施の形態においては、熱交換器３の外周部分を通過する
空気流Ａ′が貫通流路２７、空気通路２６および連通穴
２８，３１を介して羽根車１０の前面側に吸い込まれ、
主吹出流路１４および副吹出流路１５へ吹き出されるこ
ととなる。その他の構成および作用効果は第３の実施の
形態と同様なので説明を省略する。

【００４０】なお、上記各実施の形態においては、送風
機として遠心ファンあるいは斜流ファンを用いている
が、他の形式のファンを用いてもよいことは勿論であ
る。

【００４１】また、上記各実施の形態においては、室外
機を対象としているが、本願発明は、床置式の室内機に
も適用可能なことは勿論である。

【００４２】

【発明の効果】本願発明によれば、箱状ケーシング１の
前面に設けられた吸込グリル２に対向して配設された熱
交換器３と、該熱交換器３の背面側に吸込口６を有し且
つその回転軸５が前記吸込グリル２と略直交するように
配設された送風機４と、前記箱状ケーシング１において
前記回転軸５と直交する方向の側面のうちの一つの側面
に形成された空気吹出用の吹出グリル７とを備えた空気
調和機において、前記送風機４の背面側に、該送風機４
からの吹出空気流を前記吹出グリル７の方向および該吹
出グリル７と反対方向に案内する主吹出流路１４と、該
主吹出流路１４の背面側に位置し且つ前記吹出グリル７
の方向に吹出空気流を案内する副吹出流路１５とを仕切
る仕切板１６を設けるとともに、該仕切板１６における
前記吹出グリル７と反対側には、前記主吹出流路１４と
前記副吹出流路１５とを連通させる開口１７を設けて、
送風機４から吹き出される空気流を主吹出流路１４と副
吹出流路１５との二つの流路を介して吹出グリル７より
吹き出し得るようにしているので、従来デッドスペース
とされていた部位を副吹出流路１５として利用できると
ころから、箱状ケーシング１の前後寸法を小さくして
も、通風抵抗を増大させることなく大風量の吹出空気流
を確保できるとともに、壁面等へピッタリ接した状態で
の使用も可能となり、省スペース化に大いに寄与すると
いう優れた効果がある。

【００４３】また、前記開口１７における送風機４側口
縁に、前記主吹出流路１４から副吹出流路１５へ回り込
む吹出空気流を円滑に案内する膨出部１８を形成した場
合、主吹出流路１４から副吹出流路１５へ回り込む空気
流の圧力損失を低減できることとなり、通風抵抗をより
低減できる。

【００４４】また、前記主吹出流路１４に、円滑な拡大
流路を形成するための舌部１９およびガイド部２０を前
記送風機４を取り巻くように設けた場合、主吹出流路１
４および副吹出流路１５における吹出空気流の流れが円
滑になり、さらなる通風抵抗の低減を図ることができ
る。

【００４５】また、前記送風機４として遠心ファンある
いは斜流ファンを用い、前記舌部１９およびガイド部２
０内に、前記送風機４の吸込側と前記仕切板１６の背面
側に区画形成された空気通路２６とを連通させる貫通流
路２７をそれぞれ形成するとともに、前記仕切板１６お
よび前記羽根車１０あるいは２１の主板１１あるいは２
２に、前記空気通路１６と羽根車１０あるいは２１の前
面側とを連通させる連通穴２８，３１をそれぞれ形成し
た場合、あるいは前記送風機４として遠心ファンを用
い、前記舌部１９およびガイド部２０内に、前記送風機
４の吸込側と前記仕切板１６の背面側に区画形成された
空気通路２６とを連通させる貫通流路２７を形成すると
ともに、前記仕切板１６に、前記空気通路２６と羽根車
１０の背面側とを連通させる連通穴２８を形成し且つ前
記羽根車主板１１の背面側外周部に、多数の補助羽根２
９を突設した場合、熱交換器４の外周部分を通過する空
気流が貫通流路２７を介して遠心ファンあるいは斜流フ
ァンに吸い込まれることとなり、有効熱交換面積を増大
でき、空気調和機としての性能向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１の実施の形態にかかる空気調和
機の斜視図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図４】本願発明の第１の実施の形態にかかる空気調和
機の他の使用状態を示す横断面図（図２相当図）であ
る。

【図５】本願発明の第１の実施の形態にかかる空気調和
機の他の使用状態を示す縦断面図（図３相当図）であ
る。

【図６】本願発明の第２の実施の形態にかかる空気調和
機の縦断面図（図２相当図）である。

【図７】本願発明の第３の実施の形態にかかる空気調和
機の斜視図である。

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。

【図９】図７のＩＸ−ＩＸ断面図である。

【図１０】本願発明の第４の実施の形態にかかる空気調
和機の縦断面図（図８相当図）である。

【図１１】本願発明の第４の実施の形態にかかる空気調
和機の縦断面図（図９相当図）である。

【符号の説明】

１は箱状ケーシング、２は吸込グリル、３は熱交換器、
４は送風機（遠心ファンあるいは斜流ファン）、５は回
転軸、６は吸込口、７は吹出グリル、１０は羽根車、１
１は主板、１２は羽根、１３は電動機、１４は主吹出流
路、１５は副吹出流路、１６は仕切板、１７は開口、１
８は膨出部、１９は舌部、２０はガイド部、２１は羽根
車、２２は主板、２３は羽根、２４は電動機、２６は空
気通路、２７は貫通流路、２８は連通穴、２９は補助羽
根、３１は連通穴。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−35839（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−344037（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−77200（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−130373（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−2096（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−175220（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−9596（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−62070（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 5/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 箱状ケーシング（１）の前面に設けられ
   た吸込グリル（２）に対向して配設された熱交換器
   （３）と、該熱交換器（３）の背面側に吸込口（６）を
   有し且つその回転軸（５）が前記吸込グリル（２）と略
   直交するように配設された送風機（４）と、前記箱状ケ
   ーシング（１）において前記回転軸（５）と直交する方
   向の側面のうちの一つの側面に形成された空気吹出用の
   吹出グリル（７）とを備えた空気調和機であって、前記
   送風機（４）の背面側には、該送風機（４）からの吹出
   空気流を前記吹出グリル（７）の方向および該吹出グリ
   ル（７）と反対方向に案内する主吹出流路（１４）と、
   該主吹出流路（１４）の背面側に位置し且つ前記吹出グ
   リル（７）の方向に吹出空気流を案内する副吹出流路
   （１５）とを仕切る仕切板（１６）を設けるとともに、
   該仕切板（１６）における前記吹出グリル（７）と反対
   側には、前記主吹出流路（１４）と前記副吹出流路（１
   ５）とを連通させる開口（１７）を設けたことを特徴と
   する空気調和機。
2. 【請求項２】 前記開口（１７）における送風機（４）
   側口縁には、前記主吹出流路（１４）から副吹出流路
   （１５）へ回り込む吹出空気流を円滑に案内する膨出部
   （１８）を形成したことを特徴とする前記請求項１記載
   の空気調和機。
3. 【請求項３】 前記主吹出流路（１４）には、円滑な拡
   大流路を形成するための舌部（１９）およびガイド部
   （２０）を前記送風機（４）を取り巻くように設けたこ
   とを特徴とする前記請求項１および請求項２のいずれか
   一項記載の空気調和機。
4. 【請求項４】 前記送風機（４）は、円盤状の主板（１
   １）の外周部に突設された多数の羽根（１２）を有する
   羽根車（１０）と、該羽根車（１０）を回転駆動させる
   電動機（１３）とからなる遠心送風機とされていること
   を特徴とする前記請求項１ないし請求項３のいずれか一
   項記載の空気調和機。
5. 【請求項５】 前記送風機（４）は、円錐台状の主板
   （２２）の外周部に突設された多数の羽根（２３）を有
   する羽根車（２１）と、該羽根車（２１）を回転駆動さ
   せる電動機（２４）とからなる斜流送風機とされている
   ことを特徴とする前記請求項１ないし請求項３のいずれ
   か一項記載の空気調和機。
6. 【請求項６】 前記舌部（１９）およびガイド部（２
   ０）内には、前記送風機（４）の吸込側と前記仕切板
   （１６）の背面側に区画形成された空気通路（２６）と
   を連通させる貫通流路（２７）をそれぞれ形成するとと
   もに、前記仕切板（１６）および前記羽根車（１０ある
   いは２１）の主板（１１あるいは２２）には、前記空気
   通路（２６）と羽根車（１０あるいは２１）の前面側と
   を連通させる連通穴（２８），（３１）をそれぞれ形成
   したことを特徴とする前記請求項４および請求項５のい
   ずれか一項記載の空気調和機。
7. 【請求項７】 前記舌部（１９）およびガイド部（２
   ０）内には、前記送風機（４）の吸込側と前記仕切板
   （１６）の背面側に区画形成された空気通路（１６）と
   を連通させる貫通流路（２７）を形成するとともに、前
   記仕切板（１６）には、前記空気通路（２６）と羽根車
   （１０）の背面側とを連通させる連通穴（２８）を形成
   し且つ前記羽根車主板（１１）の背面側外周部には、多
   数の補助羽根（２９）を突設したことを特徴とする前記
   請求項４記載の空気調和機。