JP4967582B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、汚れた部屋の空気を両吸込型遠心送風機で本体内に吸い込み、その風路に設けた空気浄化フィルタにより清浄して吐出する空気調和機に関するものである。

従来、この種の空気調和機は、本体を小型にし、スリムな外観が求められている。また、圧力損失の上昇を抑え、低騒音な空気調和機が求められている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その空気調和機について図９を参照しながら説明する。

図に示すように、本体ケーシング１０１の底板１０２から天板１０３までの高さに熱交換コイル１０４、プレフィルタ１０５およびメインフィルタ１０６を配置し、外気吸込口１０７と内気還気口１０８、さらに排気口１０９を設け、両吸込型遠心送風機１１０は、空気吸込口１１１の一方を熱交換コイル１０４に対向させるとともに、その高さを熱交換コイル１０４の中央よりやや上方に位置するようにして設置している。これにより本体ケーシング１０１の幅方向および奥行方向の寸法を小さくして、コンパクト化できるものである。
特開平１０−２４６４５６号公報（第６頁、第１図）

このような従来の空気調和機では、両吸込型遠心送風機の流路に十分な空間があるため圧力損失が小さく、また駆動モータを遠心送風機から離れた位置に設けることができる。

しかし、さらに本体を小型化するためには、駆動モータを両吸込型遠心送風機の吸込風路中に配置しなければならず、駆動モータが風路をふさぐため圧力損失が増大することになり、またケーシング吸込口の両面から流入する流量のバランスが悪くなり、送風機性能を低下させ、騒音が増大するという課題があり、駆動モータが風路をふさぐ配置とした場合でも、両吸込型遠心送風機の流量バランスを保ち、送風性能を適正に維持できることが要求されている。

また、プリフィルタとメインフィルタが外気吸込口および内気還気口と両吸込型遠心送風機の中間にあるが、各フィルタの全面に通風するには風路を迂回させなければならず、実際には各フィルタに均等に通風し難いという課題があり、できるだけフィルタ全面に通風して、フィルタの清浄効率を高め、長寿命化することが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、両吸込型遠心送風機の一方の吸込風路中に駆動モータが配置されても、送風機性能を維持して、騒音の発生を抑制することができ、また、フィルタの全面にわたり通風できるようにして、フィルタの浄化性能を向上し、フィルタ寿命を長くすることを目的としている。

本発明の空気調和機は、上記目的を達成するために、箱体状の本体内部を分割する仕切り板と、この仕切り板の中央付近に形成したファン開口部と、このファン開口部に対応して前記仕切り板の一面側に設けた送風手段と、この送風手段により前記本体に設けた本体吸気口から本体吐出口へ通風される風路と、前記仕切り板の他面側に設けた空気浄化フィルタと、この空気浄化フィルタに面して前記仕切り板のファン開口部の外周側に形成した通風開口部を有し、前記送風手段は送風モータにより駆動される両吸込型遠心ファンと、この両吸込型遠心ファンのケーシングと、このケーシングの側面に設けた第１吸込口と、この第１吸込口の反対側の側面に設けた第２吸込口とからなり、前記通風開口部は前記ケーシングと重ならない位置に設け、前記第１吸込口は前記ファン開口部に対応して密接するとともに、前記第２吸込口は前記通風開口部と連通する構成としたものである。

また、他の手段は、送風モータは、ケーシングの第１吸込口または第２吸込口の中心付近に位置し、両吸込型遠心ファンを軸支してなる構成としたものである。

また、他の手段は、両吸込型遠心ファンは主板の両側に長ブレードと短ブレードを整列して配置し、送風モータの取付側に前記長ブレードを配してなる構成としたものである。

また、他の手段は、仕切り板に形成したファン開口部に、ベルマウスと通気性の保護カバーを略一体に形成したものである。

また、他の手段は、保護カバーは送風モータのモータカバーを一体に備え、このモータカバーにより前記送風モータを支持してなる構成としたものである。

また、他の手段は、両吸込型遠心ファンの主板に主板穴を形成し、第１吸込口と第２吸込口を連通させてなる構成としたものである。

また、他の手段は、仕切り板に設ける通風開口部を、ケーシングの外側に複数箇所設けてなる構成としたものである。

また、他の手段は、通風開口部の形状は、一部をケーシングの外周に沿う形状としたものである。

また、他の手段は、通風開口部は、仕切り板のファン開口部を中心として相対する４方向にそれぞれ形成したものである。

また、他の手段は、本体吸込口を本体の前面端部または本体の側面に設けてなる構成としたものである。

これらの手段により、両吸込型遠心送風機の一方の吸込風路中に送風モータが配置されても、送風機性能を維持して、騒音の発生を抑制することができ、また、フィルタの全面にわたり通風できるようにして、フィルタの浄化性能を向上し、フィルタ寿命を長くすることができる空気調和機が得られる。

本発明によれば、両吸込型遠心送風機の一方の吸込風路中に送風モータが配置されても、送風機性能を維持して、騒音の発生を抑制することができるという効果のある空気調和機を提供できる。

また、仕切り板に設けたファン開口部と通風開口部を通して、空気浄化フィルタの略全面にわたり通風できるようにして浄化性能を向上し、空気浄化フィルタの寿命を長くすることができる空気調和機を提供できる。

また、両吸込型遠心ファンの送風モータ側のブレード寸法を長くすることにより、風量バランスを良くし、ケーシング内を流れる空気のアンバランスを解消して、送風機性能を維持するとともに、騒音の発生を抑制することができる空気調和機が得られる。

また、仕切り板に他の部品を一体化して取り付けることにより、部品点数を減らすことができる空気調和機を提供できる。

また、両吸込型遠心ファンの主板に主板穴を設け、吸気された空気が主板穴を通してファン内で流通可能とすることにより、両吸込型遠心ファンの風量バランスを良くして、ケーシング内の気流のアンバランスを解消することができ、送風機性能を適正に保ち、騒音の発生を抑制することができる。

また、通風開口部と第２吸込口とを連通させることにより、第１・第２吸込口へ風量および圧力損失を適正に分散することにより、両吸込型遠心送風機の吸引負荷を処理能力に合わせることができ、送風性能を安定して発揮させることができる。

また、本体吸込口を本体の前面端部または本体の側面に設けたことにより、空気浄化フィルタを通過する気流が、両吸込型遠心送風機の第１吸込口に過剰に流れず、第２吸込口へも適正に配分されるようにすることで、空気浄化フィルタの略全面に通風できることとなり、フィルタの浄化性能を向上し、フィルタ寿命を長くすることができる空気調和機が得られる。

本発明の請求項１に記載の発明は、箱体状の本体内部を分割する仕切り板と、この仕切り板の中央付近に形成したファン開口部と、このファン開口部に対応して前記仕切り板の一面側に設けた送風手段と、この送風手段により前記本体に設けた本体吸気口から本体吐出口へ通風される風路と、前記仕切り板の他面側に設けた空気浄化フィルタと、この空気浄化フィルタに面して前記仕切り板のファン開口部の外周側に形成した通風開口部を有し、前記送風手段は送風モータにより駆動される両吸込型遠心ファンと、この両吸込型遠心ファンのケーシングと、このケーシングの側面に設けた第１吸込口と、この第１吸込口の反対側の側面に設けた第２吸込口とからなり、前記通風開口部は前記ケーシングと重ならない位置に設け、前記第１吸込口は前記ファン開口部に対応して密接するとともに、前記第２吸込口は前記通風開口部と連通する構成としたものであり、空気浄化フィルタの中央付近は、仕切り板のファン開口部を通して、送風手段の第１吸込口から吸引される気流が通過し、空気浄化フィルタの中央を外れた領域では、仕切り板の通風開口部を通して、送風手段の第２吸込口から吸引される気流が通過することにより、空気浄化フィルタの略全面にわたり通風できるようにして浄化性能を向上し、空気浄化フィルタの寿命を長くできるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、送風モータは、ケーシングの第１吸込口または第２吸込口の中心付近に位置し、両吸込型遠心ファンを軸支する構成としたものであり、両吸込型遠心送風機の第１吸込口に送風モータを配置すると、送風モータを両吸込型遠心送風機に略一体化されて省スペース化できるものの、第１吸込口に加わる空気抵抗値が増加して吸込風量が低下することになるが、反対側にある第２吸込口には元から大きな空気抵抗が生じているので、それぞれの吸込口に加わる空気抵抗値の差はかえって少なくなり、両吸込型遠心送風機のアンバランスが軽減されるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、両吸込型遠心ファンは主板の両側に長ブレードと短ブレードを整列して配置し、送風モータの取付側に長ブレードを配する構成としたものであり、送風モータの取り付けられる側のブレード高さを大きくすることにより、吸引能力を向上させることができ、両吸込型遠心ファンの風量および風圧のバランスを改善して、両吸込型遠心送風機の運転を安定化させるという作用を有する。

請求項４に記載の発明は、仕切り板に形成したファン開口部に、ベルマウスと通気性の保護カバーを略一体に形成したものであり、ベルマウスなどの部品点数を減らしてコストダウンできるとともに、仕切り板と両吸込型遠心送風機を省スペースで一体化できるので、本体内での空気漏れを未然に防ぐことができるという作用を有する。

請求項５に記載の発明は、保護カバーは送風モータのモータカバーを一体に備え、このモータカバーにより送風モータを支持する構成としたものであり、モータカバーなどの部品点数を減らしつつ、送風モータを第１吸込口の中心位置に正確に、かつ省スペースで取付できるという作用を有する。

請求項６に記載の発明は、両吸込型遠心ファンの主板に主板穴を形成し、第１吸込口と第２吸込口を連通させてなる構成としたものであり、両吸込型遠心ファン内の風圧および風量バランスがくずれた場合に、主板に設けた主板穴を通して自動的に調整され、両吸込型遠心送風機内のアンバランスを解消して、送風機能を安定させるという作用を有する。

請求項７に記載の発明は、仕切り板に設ける通風開口部を、ケーシングの外側に複数箇所設けてなる構成としたものであり、仕切り板に面した空気浄化フィルタの中心付近より外側の領域に複数箇所から分散して空気を通過させることができ、空気浄化フィルタの通過面積を拡大できるという作用を有する。

請求項８に記載の発明は、通風開口部の形状は、一部をケーシングの外周に沿う形状としたものであり、通風開口部を通過した気流をケーシングの外周に沿うように案内することができるので、通風開口部から第２吸込口に至る風路を最短距離にして、圧力損失を低減できるという作用を有する。

請求項９に記載の発明は、通風開口部は、仕切り板のファン開口部を中心として相対する４方向にそれぞれ形成したものであり、空気浄化フィルタの略全面にわたり通風できるようにして浄化性能を向上し、空気浄化フィルタの寿命を長くするとともに、両吸込型遠心送風機の圧力損失を軽減するという作用を有する。

請求項１０に記載の発明は、本体吸込口を本体の前面端部または本体の側面に設けてなる構成としたものであり、本体吸込口を本体の前面中央を外した位置に設けているので、特に第１吸込口からの空気浄化フィルタの局所的な通風による空気流れを防止することができ、空気浄化フィルタの前面に広範囲にわたり通風できるようにして、フィルタの浄化性能を向上できるという作用を有する。

以下、本発明の空気調和機の形態について、図１〜図７を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１〜図６に示すように、箱体状の本体１の正面下部には本体吸込口２ａを設け、本体１の両側面には本体吸込口２ｂ、２ｃを設け、また本体１の天面には本体吐出口３を設けている。本体１の内部には本体吸込口２ａ、２ｂ、２ｃから本体吐出口３に至る通風路１４を形成し、この通風路１４に空気浄化フィルタ４と両吸込型遠心送風機５を配置している。

また、本体１内には本体１を前後に２分するとともに、中央付近にファン開口部７を備えた仕切り板６を設けている。仕切り板６の前方には空気浄化フィルタ４を、仕切り板６の後方には両吸込型遠心送風機５を配している。両吸込型遠心送風機５は両側面に第１吸込口８と第２吸込口９を開口する渦巻き形状のケーシング１０と、ケーシング１０に収納される両吸込型遠心ファン１１から構成され、両吸込型遠心ファン１１はモータ１２により回転可能に軸支されている。第１吸込口８は仕切り板６のファン開口部７より大口径に形成され、中心を合わせて密接状態で結合されている。

仕切り板６にはファン開口部７の外周側で、ケーシング１０と重ならない位置に複数の通風開口部１３ａ、１３ｂ、１３ｃを設け、両吸込型遠心送風機５の第２吸込口９と連通する吸込風路１４ａが本体１内に形成されている。

また、ファン開口部７には第１吸込口８側に突き出すベルマウス１５が形成され、ファン開口部７を覆うように通気性の保護カバー１６を付設している。また両吸込型遠心ファン１１を軸支するモータ１２を第１吸込口８側に配しており、モータ１２は保護カバー１６に一体に設けたモータカバー１７に固定されている。

また、両吸込型遠心ファン１１は略中央に設けた主板１８の両側に長ブレード１９と短ブレード２０をリング状に配列し、モータ１２を長ブレード１９側に配した位置関係で、回転軸１２ａに主板１８が結合される。主板１８に第１吸込口８と第２吸込口９を連通させてなる主板穴２１を形成している。主板穴２１は扇型形状であり、外径がφ１６０ｍｍおよび内径φ６５ｍｍ及び６０度の角度で形成されている。両吸込型遠心ファン１１の外径をφ２０３、長ブレード１９の羽根高さを４９ｍｍ、短ブレード２０の羽根高さを２１ｍｍとしている。 ケーシング１０は側面部１０ａ、舌部１０ｂ、ディフューザ部１０ｃ、吐出部１０ｄにより構成され、舌部１０ｂは両吸込型遠心ファン１１の外周部との最小隙間を含む部位であり、ディフューザ部１０ｃは舌部１０ｂから渦巻形状に弧を描いて、両吸込型遠心ファン１１の外周部との隙間を徐々に拡大するように構成している。

上記構成において、本体１の操作部（図示せず）を操作して両吸込型遠心送風機５を運転すると、本体吸込口２ａ，２ｂ、２ｃからそれぞれ吸気され、通風路１４に配した空気浄化フィルタ４を通過するときに、汚染空気を浄化して本体吐出口３から清浄空気を吐出する。このとき本体吸込口２ａ，２ｂ、２ｃは本体１の全面下部と側面にあるので、空気浄化フィルタ４の背面中央に面する第１吸込口８から局所的に直接吸引されることはなく、浄化フィルタ４の表面を拡散しつつ、ファン開口部７と複数の通風開口部１３ａ、１３ｂ、１３ｃに向けて広範囲に分散し、フィルタ内を通過すものである。

また、仕切り板６のファン開口部７には、モータ１２がモ−タカバー１７を介して中央付近に固定されているため、吸気面積が小さくなり、第１吸込口８の吸込風量が低下することになるが、反対側にある第２吸込口９には元から大きな空気抵抗が生じているので、それぞれの吸込口に加わる空気抵抗の差は少なくなり、両吸込型遠心送風機５の両吸込口でのアンバランスを軽減することができる。

また、両吸込型遠心ファン１１の主板１８には、モータ１２側に羽根寸法を大きくした長ブレード１９を設け、主板１８の反対側には羽根寸法小なる短ブレード２０を設け、第１吸込口８と第２吸込口９に加わる負荷のバランスを保つように長ブレード１９，短ブレード２０の寸法を設計段階で設定することにより、アンバランスを解消して送風運転を安定化することができる。

また、両吸込型遠心ファン１１の主板１８に開口する主板穴２１を設けることにより、第１吸込口８と第２吸込口９への負荷バランスが崩れた場合でも、主板穴２１を通して余分な気流を一時的に流通させることができるので、自動的にアンバランスを調整することができる。

また、ケーシング１０とは重ならない位置で、仕切り板６上に複数の通風開口部１３ａ〜１３ｃを設けているが、この通風開口部１３ａ〜１３ｃを通過した清浄空気は、ケーシング１０の側方および後方に設けた吸込風路１４ａを通り、第２吸込口９より吸引されて、本体吐出口３より吐出される。このとき、複数の通風開口部１３ａ〜１３ｃはケーシング１０の外側に位置することになるので、仕切り板６に面した空気浄化フィルタ４の中心付近より外側の領域に空気を通過させることができ、ファン開口部７からの気流と合わせて、空気浄化フィルタ４の略全面に汚染空気を通過させることができるものであり、仕切り板６の限られたスペースを有効に利用して、空気浄化フィルタ４の通風範囲を拡大することができるものである。

なお、本実施の形態では、モータ１２は第１吸込口８側に配したが、第２吸込口９側に配置してもよく、この場合は第１吸込口８と第２吸込口９の開口面積の調整、および長ブレード１９と短ブレード２０の配置を変えることにより、同様の効果が得られる。

また本体１の通風路１４内にモータ１２を収納するスペースがあれば、両吸込型遠心ファン１１をプーリーやベルトを介して駆動するようにしてもよい。

以上のように、空気浄化フィルタ４と両吸込型遠心送風機５の間に仕切り板６を設け、仕切り板６に開口する複数の通風開口部１３ａ、１３ｂ、１３ｃと両吸込型遠心送風機５の第２吸込口９を連通させることにより、両吸込型遠心送風機５の風量バランスを良くすることができ、騒音を抑制して運転することができるとともに、フィルタの全面にわたり通風できるようにして空気清浄効果を高めることができる。

（実施の形態２）
図７に示すように、通風開口部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの形状は、一部をケーシング１０の外周に沿う形状とし、仕切り板６のファン開口部７を中心として相対する４方向にそれぞれ形成されている。

上記構成において、通風開口部１３ａ〜１３ｄを通過した清浄空気は、ケーシング１０の側方および後方に設けた吸込風路１４ａを通り、第２吸込口９より吸引されて、本体吐出口３より吐出される。このとき、複数の通風開口部１３ａ〜１３ｄは一部をケーシング１０の外周に沿う形状としているので、通風開口部１３ａ〜１３ｄを通過した気流をケーシング１０の外周に沿うように案内することができ、通風開口部１３ａ〜１３ｄから第２吸込口９に至る吸込風路１４ａを最短距離にして、圧力損失を低減することができる。

また、通風開口部１３ａ〜１３ｄは、仕切り板６のファン開口部７を中心として相対する４方向にそれぞれ形成しているので、ファン開口部７からの気流と合わせて、空気浄化フィルタ４の略全面にわたり通風できるようにして浄化性能を向上し、空気浄化フィルタ４の寿命を長くするとともに、両吸込型遠心送風機５の圧力損失を軽減することができる。

以上のように、通風開口部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの形状は、一部をケーシング１０の外周に沿う形状とし、仕切り板６のファン開口部７を中心として相対する４方向にそれぞれ形成することにより、吸込風路１４ａの圧力損失を低減することができるとともに、仕切り板６の限られたスペースを有効に利用して、フィルタの全面にわたり通風できるようにして空気清浄効率を高め、長寿命化することができる。

（実施の形態３）
図１〜図３に示すように、本体吸込口２ａを本体１の前面端部、本体吸込口２ｂ、２ｃを本体１の側面にそれぞれ形成している。本体１側面の本体吸込口２ｂ、２ｃの長手方向の長さは、空気浄化フィルタ４の長手方向の長さと略同一寸法としている。

上記構成において、本体吸込口２ａを本体１の前面中央を外した位置に設けているので、特に第１吸込口８からの空気浄化フィルタ４の局所的な通風による空気流れを防止することができ、空気浄化フィルタ４の前面に広範囲にわたり通風できるようにして、フィルタの浄化性能を向上することができる。

以上のように、本体吸込口２ａを本体１の前面端部、本体吸込口２ｂ、２ｃを本体１の側面にそれぞれ形成することにより、本体１の前面中央から空気浄化フィルタの中央を通過し、第１吸込口に吸引されるという局所的な通風による空気流れを防止することができ、空気浄化フィルタの前面から広範囲にわたり通風できるようにして、空気清浄効率を高めることができる。

本発明にかかる空気調和機は、両吸込型遠心送風機の一方の吸込風路中に送風モータが配置されても、バランスよく送風性能を維持し、小型で低騒音な空気調和機などに有用であり、またフィルタの略全面にわたり通風できるようにして浄化性能を向上し、長寿命化できることにより、表面積大なる空気浄化フィルタを備えた空気調和機などに有用である。

本発明の実施の形態１および実施の形態３における空気調和機の断面図 同空気調和機の斜視図 同空気調和機の断面図 同空気調和機の分解図 同空気調和機の両吸込型遠心ファンの斜視図 本発明の実施の形態１〜３における空気調和機の通風開口部の位置を示す正面図 本発明の実施の形態２における空気調和機の正面図 従来の空気調和機を示す断面図 従来の空気調和機の概略図

符号の説明

１ 本体
２ａ 本体吸込口
２ｂ 本体吸込口
２ｃ 本体吸込口
３ 本体吐出口
４ 空気浄化フィルタ
５ 両吸込型遠心送風機
６ 仕切り板
７ ファン開口部
８ 第１吸込口
９ 第２吸込口
１０ ケーシング
１１ 両吸込型遠心ファン
１２ モータ
１２ａ 回転軸
１３ａ 通風開口部
１３ｂ 通風開口部
１３ｃ 通風開口部
１３ｄ 通風開口部
１４ 通風路
１４ａ 吸込風路
１５ ベルマウス
１６ 保護カバー
１７ モータカバー
１８ 主板
１９ 長ブレード
２０ 短ブレード
２１ 主板穴

Claims (10)

1. 箱体状の本体内部を分割する仕切り板と、この仕切り板の中央付近に形成したファン開口部と、このファン開口部に対応して前記仕切り板の一面側に設けた送風手段と、この送風手段により前記本体に設けた本体吸気口から本体吐出口へ通風される風路と、前記仕切り板の他面側に設けた空気浄化フィルタと、この空気浄化フィルタに面して前記仕切り板のファン開口部の外周側に形成した通風開口部を有し、前記送風手段は送風モータにより駆動される両吸込型遠心ファンと、この両吸込型遠心ファンのケーシングと、このケーシングの側面に設けた第１吸込口と、この第１吸込口の反対側の側面に設けた第２吸込口とからなり、前記通風開口部は前記ケーシングと重ならない位置に設け、前記第１吸込口は前記ファン開口部に対応して密接するとともに、前記第２吸込口は前記通風開口部と連通する構成とした空気調和機。
2. 送風モータは、ケーシングの第１吸込口または第２吸込口の中心付近に位置し、両吸込型遠心ファンを軸支してなる請求項１記載の空気調和機。
3. 両吸込型遠心ファンは主板の両側に長ブレードと短ブレードを整列して配置し、送風モータの取付側に前記長ブレードを配してなる請求項２記載の空気調和機。
4. 仕切り板に形成したファン開口部に、ベルマウスと通気性の保護カバーを略一体に形成した請求項１または２記載の空気調和機。
5. 保護カバーは送風モータのモータカバーを一体に備え、このモータカバーにより前記送風モータを支持してなる請求項４記載の空気調和機。
6. 両吸込型遠心ファンの主板に主板穴を形成し、第１吸込口と第２吸込口を連通させてなる請求項２または３記載の空気調和機。
7. 仕切り板に設ける通風開口部を、ケーシングの外側に複数箇所設けてなる請求項１記載の空気調和機。
8. 通風開口部の形状は、一部をケーシングの外周に沿う形状とした請求項１または７記載の空気調和機。
9. 通風開口部は、仕切り板のファン開口部を中心として相対する４方向にそれぞれ形成した請求項７または８記載の空気調和機。
10. 本体吸込口を本体の前面端部または本体の側面に設けてなる請求項１記載の空気調和機。

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