JP5186166B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は送風機に多翼ファンを用いた空気調和機に関するものである。

空気調和機の室内機や室外機には様々な形態のものが考案されている。この中には筐体内に設置され仕切り板によって吸入側と吐出側が分離されたスクロールケーシングとスクロールケーシング内部に配置した多翼ファンと、多翼ファンを回転駆動させるためのモータとからなる送風機を使用しているものとして特許文献１や、図５に示されるものがある。

図５の空気調和機は天井吊下げ型と呼ばれる空気調和機の室内機で、筐体１内に設けられた仕切り板２に設置されたスクロールケーシング３と、スクロールケーシング３内に配置された多翼ファン４と、多翼ファン４の中心に回転軸４ａを設置した図示しないモータとで構成される送風機を備えている。また、送風機の上流側には空気の吸い込み口となるフィルタ５と吸い込みグリル６が配置されている。送風機の下流側には熱交換器７と熱交換器７に生じる結露水を受けるためのドレンパン８とを備え、吹き出し空気の向きを変えるための風向板９を配置した吹き出し口１０を備えている。

図６にスクロールケーシング３と多翼ファン４の断面図を示す。スクロールケーシング３には吐出側と吸入側との境界となる部分に舌部１４が設けられている。ここでスクロールケーシングの吐出口１５は、ディフューザーとしての効果を持たせることを目的に、舌部１４側の面１６が舌部から下向きになるよう構成され、スクロールケーシング３の出口２２に向けて吐出口１５の多翼ファン４の回転軸４ａに垂直な方向の寸法が徐々に拡大するように形成されている。例えば特許文献１においては、舌部を少なくとも２つの円弧で形成することで吐出口のディフューザー効果を更に促進させることを狙っている。

特開２００６−２４２５５４号公報

特許文献１や図５に示される空気調和機においてモータにより多翼ファン４を回転駆動させると、図５中の矢印１１に示すように吸い込みグリル６とフィルタ５を介して外部の空気をスクロールケーシング３に吸入し、多翼ファンで昇圧された後、熱交換器７に向けてスクロールケーシングの出口２２から空気を吐出する。熱交換器７で熱交換された空気は矢印１３に示すように吹き出し口１０から外部に向けて吹き出される。一般にスクロールケーシングと多翼ファンからなる送風機は、図５に示すように吐出口の反舌部側の吹き出し空気１７の風速が大きく、舌部１４側の吐出空気１８の風速が小さくなり、圧力や風量、吐出側の機器の配置によっては舌部１４側で吐出口に向けて逆流１９が生じる場合がある。この逆流は送風性能を低減させるほか、流れを乱すことによる異音の発生要因となる場合もある。

本発明の目的はスクロールケーシングと多翼ファンからなる送風機を備えた空気調和機において、スクロールケーシング吐出口舌部側での逆流を防止し、送風性能が高く、騒音が小さい空気調和機を得ることにある。

上記課題を解決するため、請求項1に記載された空気調和機は、筐体内に設置された仕切り板に取り付けられ、該仕切り板によって吸入側と吐出側が分離されたスクロールケーシングと、該スクロールケーシング内部に配置された多翼ファンと、該多翼ファンを回転駆動させるためのモータとからなる送風機を備え、該送風機を駆動することにより、前記筐体に設けられた吸い込み口から空気を吸い込み、前記送風機の吐出側または吸入側に設置された熱交換器に空気を流通させ熱交換を行った後に、前記筐体に設けられた吹き出し口から前記熱交換した空気を吹き出す空気調和機において、前記スクロールケーシングには吐出側と吸入側との境界となる部分に舌部が設けられると共に、前記スクロールケーシング吐出口は前記舌部側の下面と前記舌部と対向する側の上面とから構成され、前記多翼ファンの回転軸に垂直方向の該上面と該下面との間の寸法が、前記舌部から出口に向かうにつれて順次縮小するように構成されたことを特徴とする。

上記請求項1に記載の空気調和機では、吐出空気の流速が遅く逆流が生じやすい吐出口の舌部側の流速を早くし、逆流を生じにくくさせることにより、送風性能を向上し、逆流による騒音を防止できる。

また、請求項２に記載の空気調和機は、上記請求項1に記載の空気調和機において、前記下面は上向きに構成されており、前記熱交換器は前記多翼ファンと前記スクロールケーシングからなる前記送風機の後流側に配置され、更に前記熱交換器と前記スクロールケーシングの間の空間の前記舌部側で前記下面よりも下側に配管あるいは膨張弁等の冷凍サイクルを構成する部材を配置したことを特徴とする。

上記請求項２に記載の空気調和機では、配管あるいは膨張弁等の冷凍サイクルを構成する部材を熱交換器とスクロールケーシングの間の空間に配置することで製品の小型化が図れるとともに、前記配管あるいは膨張弁等にスクロールケーシングから吐出する空気が衝突するのを防ぎ、騒音が増加するのを防ぐことができる。

また、請求項３に記載の空気調和機は、上記請求項1または２に記載の空気調和機において、前記多翼ファンと前記スクロールケーシングからなる送風機を複数備え、該送風機のうちの一部は、前記スクロールケーシング吐出口が前記舌部側の下面と前記舌部と対向する側の上面とから構成され、前記多翼ファンの回転軸に垂直方向の該上面と該下面との間の寸法が、前記舌部から出口に向かうにつれて順次縮小するように構成され、該送風機のうちの残りは、前記スクロールケーシング吐出口が前記舌部側の下面と前記舌部と対向する側の上面とから構成され、前記多翼ファンの回転軸に垂直方向の該上面と該下面との間の寸法が、前記舌部から出口に向かうにつれて順次拡大するように構成されたことを特徴とする。

上記請求項３に記載の空気調和機は製品の構成上スクロールケーシングの舌部側で逆流が生じやすい送風機では逆流を生じにくくするとともに、スクロールケーシングの舌部側で逆流が生じにくい側の送風機では流路を拡大してディフューザー効果を得ることで、より送風性能を向上することができる。

本発明によれば、吐出空気の流速が遅く逆流が生じやすい吐出口の舌部側の流速を早くし、逆流を生じにくくさせることにより、送風性能を向上し、逆流による騒音を防止できる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図１は、本発明第１の実施例である空気調和機の縦断面図である。この空気調和機は天井吊下げ型と呼ばれる空気調和機の室内機で、筐体１内に設けられた仕切り板２に設置されたスクロールケーシング３１と、スクロールケーシング３１内に配置された多翼ファン４と、多翼ファンの中心に回転軸４ａを設置した図示しないモータとで構成される送風機を備えている。

ここでスクロールケーシング３１の吐出口は、仕切り板２から飛び出すように設置されている。また、送風機の上流側には空気の吸い込み口となる吸い込みグリル６と、フィルタ５が配置されている。前記スクロールケーシング３１には吐出側と吸入側との境界となる部分に舌部３２が設けられる。送風機の下流側には、熱交換器７と熱交換器７に生じる結露水を受けるためのドレンパン８とを備え、吹き出し空気の向きを変えるための風向板９を配置した吹き出し口１０を備えている。

図２は、本発明第１の実施例で用いられるスクロールケーシング３１と、多翼ファン４の断面図である。ここでスクロールケーシング３１の吐出口３５は舌部３２側である下面３３がやや上向きに、舌部３２に対向する側である上面３４がやや下向きに構成され、すなわち舌部３２からスクロールケーシングの出口３６に向かって吐出口の回転軸４ａに垂直な方向の寸法が順次縮小するように構成されている。具体的には、図２で吐出口の回転軸４ａに垂直な方向の寸法Ｌ１とＬ２が、Ｌ１＞Ｌ２に設定されている。

モータにより多翼ファン４を回転軸４ａを中心に回転駆動させると、図１中の矢印１１に示すように吸い込みグリル６とフィルタ５を介して外部の空気をスクロールケーシング３１に吸入し、多翼ファン４で昇圧された後、熱交換器７に向けてスクロールケーシングの吐出口３６から空気を吐き出す。熱交換器５で熱交換された空気は矢印１３に示すように吹き出し口１０から外部に向けて吹き出される。

このとき、スクロールケーシング３１から吐出される空気は、反舌部側の吐出流れ３７の風速が大きく、舌部３２側の吐出流れ３８の風速が小さくなるが、舌部３２側の面の３３の方向が吐出流れに沿う方向となっており、また吐出口３５を徐々に縮小することで舌部３２側の吐出流れ３８の風速を上げることもできるため、吐出口舌部側に逆流する流れを防止することができ、騒音の発生を抑制することができる。

図３は、本発明第２の実施例である空気調和機の縦断面図である。本実施例において、スクロールケーシング３１の形状は前記第１の実施例と同様である。本実施例において前記第１の実施例と異なっているのは、スクロールケーシング３１と熱交換器７の間の空間の舌部３２側に、冷凍サイクルを構成する配管や膨張弁などの部材４０を配置してある点である。これらの部材４０を空気流路に配置すると空気が衝突し騒音発生の原因となるため、通常は空気流路とは仕切った機械室に配置されているが、本実施例においては、スクロールケーシング３１の舌部３２側から吐出される流れ３８は上向きであるため、この部分に部材４０を配置しても吐出流れ３８が直接衝突することはないため、騒音の発生を防止することができる。

図４は、吐出側の空気流路内に配管や膨張弁などの部材４０を配置した空気調和機の室内機において、従来のスクロールケーシングを使用した実線で示す場合と、本発明の第２実施例をスクロールケーシングを使用した一点鎖線で示す場合の騒音を比較したものである。本実施例のスクロールケーシングを使用することで、風量１８ｍ^３／分で測定した周波数域の全域で騒音の低減効果が認められ、ＯＡ値（オーバーオール値）として約１．５ｄＢの低減効果が認められた。したがって、本実施例により吐出側の空気流路内に配管や膨張弁などの部材を配置することで、機械室の寸法を小さくし、製品の小型化が可能である。

なお、上記の実施例においては天井吊り型の室内機について説明しているが、これは天井埋込み型の室内機や室外機など、多翼ファンを送風機として用いる空気調和機であれば形式にかかわらず適用できる。

また、複数の送風機を備えた空気調和機においては、従来の形状でも舌部３２側で逆流が生じ易い送風機と、生じにくい送風機がある。従って、送風機のデータ或いは実際の動作により逆流の状況を把握し、逆流の生じ易い送風機については、スクロールケーシング吐出口の多翼ファンの回転軸に垂直な方向の寸法が舌部から出口に向かうにつれて順次縮小するように構成とし、逆流が生じにくい送風機については、スクロールケーシング吐出口の多翼ファンの回転軸に垂直な方向の寸法が舌部から出口に向かうにつれて順次拡大するように構成することで、空気調和気全体として騒音の低減が可能となる。

また、上記のような複数送風機の構成とすることにより、一部の送風機では流路を拡大してディフューザー効果が得られるので、より送風性能を向上することができる。

本発明第１の実施例の空気調和機の縦断面図。 本発明第１の実施例のスクロールケーシングと多翼ファンの縦断面図。 本発明第２の実施例の空気調和機の縦断面図。 本発明第２の実施例のスクロールケーシングと従来のスクロールケーシングの騒音特性の比較図。 従来の空気調和機の縦断面図。 従来のスクロールケーシングと多翼ファンの縦断面図。

符号の説明

１…筐体、２…仕切板、３ 、３１…スクロールケーシング、４…多翼ファン、４ａ…回転軸、５…フィルタ、６…グリル、７…熱交換器、８…ドレンパン、９…風向板、１０…吹出口、１１…室内からの吸込流れを表す矢印、１２…電気品箱、１３…室外への吹出流れを表す矢印、３２…スクロールケーシングの舌部、３５…スクロールケーシングの吐出口、３３…スクロールケーシング吐出口の舌部側の面、３７…スクロールケーシングの反舌部側の吐出流れを表す矢印、３８…スクロールケーシングの舌部側の吐出流れを表す矢印、２０…多翼ファンの回転方向を示す矢印、３４…スクロールケーシング吐出口の反舌部側の面、３６…スクロールケーシング吐出口の出口、４０…配管や膨張弁などの部材。

Claims (2)

1. 筐体内に設置された仕切り板に取り付けられ、該仕切り板によって吸入側と吐出側が分離されたスクロールケーシングと、
   該スクロールケーシング内部に配置された多翼ファンと、
   該多翼ファンを回転駆動させるためのモータとからなる送風機を備え、
   該送風機を駆動することにより、前記筐体に設けられた吸い込み口から空気を吸い込み、前記送風機の吐出側または吸入側に設置された熱交換器に空気を流通させ熱交換を行った後に、前記筐体に設けられた吹き出し口から前記熱交換した空気を吹き出す空気調和機において、
   前記スクロールケーシングには吐出側と吸入側との境界となる部分に舌部が設けられると共に、
   前記スクロールケーシング吐出口は前記舌部側の下面と前記舌部と対向する側の上面とから構成され、前記多翼ファンの回転軸に垂直方向の該上面と該下面との間の寸法が、前記舌部から出口に向かうにつれて順次縮小するように構成されると共に、前記舌部側の下面は上向きに構成され、
   前記熱交換器は前記多翼ファンと前記スクロールケーシングからなる前記送風機の後流側に配置され、
   更に前記熱交換器と前記スクロールケーシングの間の空間の前記舌部側で前記上向きに構成された下面よりも下側に配管あるいは膨張弁等の冷凍サイクルを構成する部材を配置したことを特徴とする空気調和機。
2. 請求項1に記載の空気調和機において、
   前記多翼ファンと前記スクロールケーシングからなる送風機を複数備え、
   該送風機のうちの一部は、前記スクロールケーシング吐出口が前記舌部側の下面と前記舌部と対向する側の上面とから構成され、前記多翼ファンの回転軸に垂直方向の該上面と該下面との間の寸法が、前記舌部から出口に向かうにつれて順次縮小するように構成され、
   該送風機のうちの残りは、前記スクロールケーシング吐出口が前記舌部側の下面と前記舌部と対向する側の上面とから構成され、前記多翼ファンの回転軸に垂直方向の該上面と該下面との間の寸法が、前記舌部から出口に向かうにつれて順次拡大するように構成されたことを特徴とする空気調和機。

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