JP5269155B2 - 風向ガイドユニット、および、空気調和装置の室外ユニット - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置の室外ユニットに配設される風向ガイドユニット、および、空気調和装置の室外ユニットに関する。

従来、正面から排気を行う空気調和装置の室外ユニットが知られている。この室外ユニットでは、通路となる位置への排気を避けるよう設置方向を調整する必要があり、また、排気される側にスペースを確保する必要がある等、設置に関して様々な調整を行う必要があった。そこで、室外ユニットの排気口に排気方向を変化させる風向調整板を配置したものが提案された（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−２０１５４２号公報

ところが、室外ユニットの排気方向を変化させようとして風向調整板等を設けた場合、風向調整板の通風抵抗が大きく、風量低下と、これに伴う機器効率の低下が懸念されていた。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、空気調和装置の室外ユニットにおいて、風量低下や機器効率の低下を抑えつつ、排気の方向を変化させることを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、排気用のプロペラファンを内蔵しこのファンの回転作用により排気がパネルに設けられた排気口のグリルから吐出されると共に、このグリルには風向ガイドユニットが取り付けられる空気調和装置の室外ユニットにおいて、前
記風向ガイドユニットは、略矩形の枠で、その内に、風向ガイド板としての横フィン、および仕切り板としての縦フィンで構成され、前記横フィンは板状部材で形成され、前記枠の幅方向の中央を境にして一側が下方に凸となった曲面で構成された下方流受けフィン、他側が斜め上向きの上方流受けフィンとからなり、前記縦フィンは板状部材で形成され、前記枠の高さ方向の中央を境にして、前記プロペラファンから近い側が前記プロペラファンからの気流が吹き付ける方向に傾斜した面となっている上部縦フィンと、前記プロペラファンから近い側が前記上部縦フィンと対称な面となっている下部縦フィンとからなり、前記上部縦フィンと前記下部縦フィンの前記プロペラファンから離れた側は、前記風向ガイドユニットの正面に向いた面となっていること、を特徴とする空気調和装置の室外ユニットを提供する。

この構成によれば、排気用のプロペラファンから吹き出される旋回流を、通風抵抗を小さく抑えて滑らかに所定方向に導くことにより、効率よく排気の方向を変えることができる。これにより、空気調和装置の室外ユニットにおける風量低下や機器効率の低下を招くことなく、任意の方向に排気させることができる。

本発明において、前記下方流受けフィンと前記上方流受けフィンは、前記プロペラファンからの異なる方向の気流を所定方向に排気するように形成されている構成としてもよい。

この場合、旋回流に対する迎え角が大きい領域に位置する風向ガイド板における通風抵抗が抑えられるので、排気に係る通風抵抗を効果的に抑制し、空気調和装置の室外ユニットにおける排気効率を高めることができる。

また、本発明において、前記複数の風向ガイド板の長手方向の中間部同士を連結する仕切り板を備え、この仕切り板が、前記プロペラファンにより発生した旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されている構成としてもよい。

この場合、仕切り板により複数の風向ガイド板が連結されるので、風向ガイド板の強度を増して耐久性の向上を図るとともに、風向ガイド板が排気から受ける圧力に対し十分に抗して、安定して排気の方向を変えることができる。また、仕切り板自体が、旋回流に与える通風抵抗が抑制され、かつ、滑らかに所定方向に排気可能に形成されているので、排気に係る通風抵抗をより小さく抑え、空気調和装置の室外ユニットにおける排気効率を高めることができる。

本発明の空気調和装置の室外ユニットによれば、排気用のプロペラファンから吹き出される旋回流を、通風抵抗を小さく抑えて滑らかに所定方向に導くことにより、効率よく排気の方向を変えることができるので、風量低下や機器効率の低下を招くことなく、排気方向を変えることが可能となる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明を適用した実施形態に係る空気調和装置の室外ユニットの正面図であり、図２は側面図である。また、図３は室外ユニット本体の構成を示す一部破断正面図であり、図４は室外ユニット本体の外装部の構成を示す分解斜視図であり、図５は室外ユニット本体２に収容される機器の構成を示す分解斜視図である。

本実施形態に係る室外ユニット１は、室外ユニット本体２に、風向ガイドユニット１１、１２を取り付けたものである。室外ユニット本体２は、室外熱交換器、圧縮機、アキュムレータ、レシーバタンク等の機器を備えた冷媒回路を内蔵し、図示しない室内ユニットと接続されることによって空気調和装置を構成する。

まず、室外ユニット本体２の構成について、図３〜図５を参照して説明する。

室外ユニット本体２の外装体２０は、天板２１、前板２２、側板２３、底板２４、背板２５、および、前板２２と並んで室外ユニット本体２の前面を構成する排気口パネル２６を備えて構成され、その外形形状は略直方体である。前板２２および排気口パネル２６には、室外ユニット１を持ち運ぶ際に使用される把手３６が配され、同様の把手（図示略）が室外ユニット本体２の背面側にも設けられる。また、室外ユニット本体２の下面を構成する底板２４の下には複数の脚３７が取り付けられる。

外装体２０の内部は仕切板３１によって２つの空間に区分され、その一方には室外熱交換器３２が収容され、他方は機械室４０となっている。機械室４０には、圧縮機４１、圧縮機４１に被せられる防音部材４２、アキュムレータ４３、４４、レシーバタンク４５等の冷媒回路を構成する機器が収容されるとともに、その下方には、室外ユニット本体２の各部に電源を供給する電源トランス４８等を収容する電装ボックス４７が配設される。さらに機械室４０には、図３の破断部に示すように、外装体２０内の冷媒回路に他の室外ユニットや室内ユニットの冷媒回路等を接続するための配管接続部３８が設けられる。

また、室外ユニット本体２の室外熱交換器３２に近接して、室外ユニット本体２内の空気を強制的に排気する２個のプロペラファン５が配設される。これら２個のプロペラファン５は、それぞれ、電源トランス４８からの電源供給を受けて回転するファンモータ３３によって駆動される。これら２個のプロペラファン５が排気を行うことで、室外熱交換器３２における熱交換が強制的に促進され、さらに、機械室４０に収容される圧縮機４１や電源トランス４８等が発する熱が、室外ユニット本体２の外部へ放出される。

２個のプロペラファン５は上下に並べて配設され、各々のプロペラファン５に対応して、排気口パネル２６には２個の排気口２７が形成される。そして、室外ユニット本体２の前面においては、２個の排気口２７を覆うグリル２８、２９が、排気口パネル２６にビス止めまたは嵌め込みされて取り付けられる。これらグリル２８、２９により、排気口２７は完全に覆われて、プロペラファン５が排気口２７から露出しないよう保護される。

そして、室外ユニット本体２の前面において上下に並ぶグリル２８、２９には、図１および図２に示すように風向ガイドユニット１１が取り付けられる。これら２個の風向ガイドユニット１１は、プロペラファン５からの排気を上向きに案内する。

図６は、プロペラファン５の構成を示す斜視図であり、図中矢印Ｒはプロペラファン５の回転方向を示し、矢印Ｗは送風方向を示す。図６に示すように、プロペラファン５は回転中心を有するハブ部５１に３枚の翼５２が立設された構成を有し、翼５２の翼面には反りが付されている。プロペラファン５が矢印Ｒで示す方向に回転すると、それぞれの翼５２によって空気が矢印Ｗで示す方向に押し出され、旋回流を形成する。図６中に矢印Ｗで示す風向は、翼５２の翼面における任意の点で、その点が回転中に描く軌跡（円）の接線に対して６０度の角度をなしている。

従って、風向ガイドユニット１１に対しては、プロペラファン５の排気が旋回しながら吹き付けられ、この旋回流の旋回角度は、図６の例で６０度である。このため、平行な平板を風向ガイド板として並べた構成の風向ガイドを用いた場合、この風向ガイド板の向きが旋回流の向きと一致しないので、通風抵抗が非常に大きく、プロペラファン５の回転が抵抗を受ける。例えば旋回角度が６０度の場合、プロペラファン５が空気に与えたエネルギーのうち２５％が無駄になると試算されている。

そこで、室外ユニット１が備える風向ガイドユニット１１は、プロペラファン５による旋回流の向きに対応して、通風抵抗を減じ、かつ滑らかに上方へ排気を案内する形状となっている。

以下、風向ガイドユニット１１の構成について詳述する。

図７から図１２は風向ガイドユニット１１の構成を示す図であり、図７は斜視図、図８は正面図、図９は右側面図、図１０は左側面図、図１１は上面図、図１２は底面図である。理解の便宜を図るため、図８〜図１２においては風向ガイドユニット１１とともにプロペラファン５を図示する。

本実施の形態では、風向ガイドユニット１１によって排気を上向きに案内する場合を例示し、便宜的に、図１−２、図７−８を基準として上下左右を定めて説明する。勿論、風向ガイドユニット１１の設置方向を変えることによって、室外ユニット１の排気方向を横向きや下向きとすることも勿論可能であり、この場合には、以下の説明における上下左右の向きを、風向ガイドユニット１１の設置方向に対応して読み変えればよい。

図７に示すように、風向ガイドユニット１１は、上面を欠いた３面からなる略矩形の枠１６内に、風向ガイド板としての横フィン１２、および、仕切り板としての縦フィン１３を設けて構成される。また、枠１６の四隅には各々２個のビス孔１７が設けられ、風向ガイドユニット１１はビス孔１７を介して室外ユニット本体２の前面にビス止めされる。さらに、枠１６の枠下面１６Ａは斜め上方に向かう滑らかな斜面となっている。これは、室外ユニット１の下側に位置する風向ガイドユニット１１によって上方へ案内された排気が枠下面１６Ａに当たった場合の通風抵抗を減じるためである。

横フィン１２は枠１６の幅方向（図８の左右方向）に延設される板状部材であり、その断面は下方に凸になる曲面となっている。また、縦フィン１３は枠１６の高さ方向（図８の上下方向）に延設される板状部材であり、反りが付されている。横フィン１２は、枠１６の幅方向中央を境にして右側が下方流受けフィン１２Ａ、左側が上方流受けフィン１２Ｂとされている。縦フィン１３は、枠１６の高さ方向を境にして上側が上部縦フィン１３Ａ、下側が下部縦フィン１３Ｂとされている。

枠１６には、複数の下方流受けフィン１２Ａおよび上方流受けフィン１２Ｂが平行に並べて配設される。本実施の形態では各々４本の下方流受けフィン１２Ａおよび上方流受けフィン１２Ｂを等間隔で設けているが、その本数および互いの間隔については任意である。また、上部縦フィン１３Ａおよび下部縦フィン１３Ｂと下方流受けフィン１２Ａ、上方流受けフィン１２Ｂとの交差部においては、それぞれ、上部縦フィン１３Ａおよび下部縦フィン１３Ｂと下方流受けフィン１２Ａおよび上方流受けフィン１２Ｂとが連結される。これにより、複数の下方流受けフィン１２Ａおよび上方流受けフィン１２Ｂが互いに連結されるとともに、所定の間隔を保って支持される。

図８に示すように、風向ガイドユニット１１は、プロペラファン５の回転中心が枠１６内の中心にほぼ重なるように配設される。このため、プロペラファン５が図中矢印Ｒの方向に回転すると、枠１６のほぼ中心を軸とする旋回流が風向ガイドユニット１１に吹き付けられる。この旋回流は、風向ガイドユニット１１の高さ方向中心線Ｘ−Ｘを境に異なる向きに吹き、また、幅方向中心線Ｙ−Ｙを境に異なる向きに吹く。

すなわち、風向ガイドユニット１１の幅方向に着目すれば、幅方向中心線Ｙ−Ｙより右側では、旋回流が下向きに吹き付けられ、左側では旋回流が上向きに吹き付けられる。また、風向ガイドユニット１１の高さ方向に着目すれば、高さ方向中心線Ｘ−Ｘより上側では旋回流が右向きに吹き付けられ、下側では旋回流が左向きに吹き付けられる。

横フィン１２を構成する下方流受けフィン１２Ａおよび上方流受けフィン１２Ｂ、縦フィン１３を構成する上部縦フィン１３Ａおよび下部縦フィン１３Ｂは、旋回流の向きに対応しており、旋回流に与える通風抵抗を減じ、かつ滑らかに所定方向に排気可能に形成されている。

図９の右側面図に示すように、下方流受けフィン１２Ａは下方に凸となった略Ｖ字型の曲面で構成される。プロペラファン５が矢印Ｒの向きに回転すると、下方流受けフィン１２Ａには矢印Ｗで示す下向きの気流が吹き付ける。この下向きの気流を上向きに案内しようとすると、迎え角が大きいために大きな通風抵抗を生じるが、下方流受けフィン１２Ａはプロペラファン５に近い側に下向きの斜面を有するので、矢印Ｗで示す気流が抵抗なく下方流受けフィン１２Ａの間に吹き込まれる。また、プロペラファン５から離れた側は上向きの斜面となっているので、下方流受けフィン１２Ａの間に吹き込まれた気流は滑らかに上方へ案内される。

また、図１０の左側面図に示すように、上方流受けフィン１２Ｂは斜め上方を向くよう傾けて枠１６に固定された板状部材であり、若干の反りが付されている。上方流受けフィン１２Ｂの反りは通風抵抗を減じ、かつ滑らかに排気の向きを変える作用があるが、反りがなくても一定の効果が期待できる。プロペラファン５が矢印Ｒ方向に回転した場合、上方流受けフィン１２Ｂには矢印Ｗで示すように上向きに吹く気流が吹き付ける。この気流は、同方向に傾いた上方流受けフィン１２Ｂの間に抵抗無く吹き込み、そのまま滑らかに上方へ案内される。

一方、図１１の上面図に示すように、上部縦フィン１３Ａは斜度の異なる２つの面をつなぎ合わせたような形状となっている。すなわち、プロペラファン５に近い側は右向きに傾いた面となっており、プロペラファン５から離れた側はほぼ風向ガイドユニット１１の正面に向いた面となっている。プロペラファン５が矢印Ｒ方向に回転した場合、上部縦フィン１３Ａには矢印Ｗで示すように図中右向きに気流が吹き付ける。この気流は、同方向に傾いた上部縦フィン１３Ａに向けて抵抗無く吹き込むとともに、滑らかに風向ガイドユニット１１の正面へ向けて案内される。

図１２の底面図に示すように、下部縦フィン１３Ｂは斜度の異なる２つの面をつなぎ合わせたような形状となっており、上部縦フィン１３Ａに対し左右対称である。プロペラファン５が矢印Ｒ方向に回転した場合、下部縦フィン１３Ｂには矢印Ｗで示すように図中左向きに気流が吹き付ける。この気流は、同方向に傾いた下部縦フィン１３Ｂに向けて抵抗無く吹き込むとともに、滑らかに風向ガイドユニット１１の正面へ向けて案内される。

このように、風向ガイドユニット１１は、プロペラファン５が排出する旋回流に対応して、その幅方向中央を境にして下方流受けフィン１２Ａおよび上方流受けフィン１２Ｂを備えている。同様に、風向ガイドユニット１１は、その高さ方向中央を境にして上部縦フィン１３Ａ、下部縦フィン１３Ｂを備えている。従って、風向ガイドユニット１１のプロペラファン５側の面においては、旋回流とほぼ同方向に向いた斜面が並んでいるため、プロペラファン５からの排気が非常に低い抵抗で風向ガイドユニット１１内に吹き込む。また、プロペラファン５から離れた側では、下方流受けフィン１２Ａと上方流受けフィン１２Ｂとがほぼ同じ向きの斜面となっているので、旋回流が上向きの流れとなって、風向ガイドユニット１１から排気される。同様に、風向ガイドユニット１１のプロペラファン５から離れた側で、上部縦フィン１３Ａと下部縦フィン１３Ｂとが風向ガイドユニット１１のほぼ正面を向いているので、旋回流が正面向きの流れとなって排気される。

従って、風向ガイドユニット１１全体としては、旋回流を概ね上向きの気流として排気する。

これにより、プロペラファン５によって室外ユニット本体２から吹き出される排気の向きを、通風抵抗を極めて小さく抑えながら、滑らかに所定方向（本実施の形態では上方）へ変えることができる。従って、室外ユニット１におけるプロペラファン５の風量低下やエネルギーロス、機器効率の低下等を招くことなく、排気方向を任意の向きに変えることができる。また、通風抵抗が小さくなることでプロペラファン５の回転に係る抵抗が弱まるので、風量の増大が期待でき、排気効率を大幅に高めることができる。

特に、プロペラファン５の旋回流に対する迎え角が大きい領域、すなわち幅方向中心線Ｙ−Ｙ（図８）より右側に位置する下方流受けフィン１２Ａは、旋回流とほぼ同方向に傾く斜面を有するので、通風抵抗が効果的に抑えられ、排気に係る通風抵抗を効果的に抑制できる。

さらに、上部縦フィン１３Ａ、下部縦フィン１３Ｂにより、複数の下方流受けフィン１２Ａ、上方流受けフィン１２Ｂが相互に連結されるので、下方流受けフィン１２Ａおよび上方流受けフィン１２Ｂの強度を増してプロペラファン５の排気により加わる圧力に十分に抗することができ、耐久性の向上と安定動作を図ることができる。この上部縦フィン１３Ａ、下部縦フィン１３Ｂそのものが、旋回流に与える通風抵抗を抑制し、かつ、滑らかに所定方向に排気可能に形成されているので、排気に係る通風抵抗をより小さく抑え、室外ユニット１における排気効率を高めることができる。

そして、プロペラファンの吹き出し側に配設される風向ガイドユニットにおいて、プロペラファン側に複数の風向ガイド板としての横フィンの基端部が露出し、これら横フィンの基端部は、プロペラファンの回転中心の位置を境として異なる方向に傾いた斜面で構成されている。これにより、通風抵抗が非常に小さく抑えられる。また、風向ガイド板としての横フィンの先端部は、プロペラファンの回転中心の両側で、ほぼ同方向を向いた面で構成されている。このため、プロペラファンからの排気が滑らかに所定方向に排気されるので、通風抵抗を抑えながら任意の方向へ排気させることができる。

さらに、複数の横フィンの長手方向の中間部同士を連結する仕切り板としての縦フィンを備え、この縦フィンの基端部はプロペラファン側に露出し、この縦フィンの基端部はプロペラファンの回転中心の位置を境として異なる方向に傾いた斜面として構成されている。このため、複数の横フィンが互いに連結されて強度が増し、プロペラファンの排気による圧力に十分に抗することが可能となるので、耐久性を増すとともに安定した動作が可能となる。また、プロペラファンからの旋回流が生じる通風抵抗を小さく抑えられる。さらに、縦フィンの先端部はプロペラファンの回転中心の両側でほぼ同方向を向いているので、プロペラファンからの排気を滑らかに所定方向に案内して、通風抵抗を抑えながら任意の方向へ排気させることができる。

なお、上述した実施形態は、本発明の一実施態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形及び応用可能であることは勿論である。例えば、本実施形態では１台の室外ユニット１について説明したが、この室外ユニット１を複数接続して１つの空気調和装置を構成するものとしてもよく、複数台の室内ユニット（図示略）を接続してもよい。また、上記実施形態では、室外ユニット本体２が上下に並ぶ２個のプロペラファン５を備える構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、より多くのプロペラファン５を備える構成としてもよい。また、例えば複数のプロペラファン５が水平方向に並ぶ構成としてもよく、この場合、複数のプロペラファン５の排気を、上記の風向ガイドユニット１１によって横方向へ案内する構成としてもよい。さらに、上記実施の形態で説明した風向ガイドユニット１１の構成は一例であり、横フィン１２、縦フィン１３の数や湾曲・反りの度合い、枠１６の側面および枠下面１６Ａの幅に対する横フィン１２の幅等については任意であって、その他の室外ユニット１の細部構成についても任意に変更可能であることは勿論である。

本発明の実施形態に係る室外ユニットの正面図である。 室外ユニットの側面図である。 室外ユニット本体の一部破断正面図である。 室外ユニット本体の外装部の構成を示す分解斜視図である。 室外ユニット本体に収容される機器の構成を示す分解斜視図である。 プロペラファンの斜視図である。 風向ガイドユニットの斜視図である。 風向ガイドユニットの正面図である。 風向ガイドユニットの右側面図である。 風向ガイドユニットの左側面図である。 風向ガイドユニットの上面図である。 風向ガイドユニットの底面図である。

１ 室外ユニット
２ 室外ユニット本体
５ プロペラファン
１１ 風向ガイドユニット
１２ 横フィン（風向ガイド板）
１２Ａ 下方流受けフィン
１２Ｂ 上方流受けフィン
１３ 縦フィン（仕切り板）
１３Ａ 上部縦フィン
１３Ｂ 下部縦フィン
１６ 枠
１６Ａ 枠下面
２０ 外装体
２６ 排気口パネル
２７ 排気口
２８、２９ グリル
３２ 室外熱交換器
３３ ファンモータ
４０ 機械室
５１ ハブ部
５２ 翼

Claims (2)

1. 排気用のプロペラファンを内蔵しこのファンの回転作用により排気がパネルに設けられ
   た排気口のグリルから吐出されると共に、このグリルには風向ガイドユニットが取り付けられる空気調和装置の室外ユニットにおいて、前記風向ガイドユニットは、略矩形の枠で、その内に、風向ガイド板としての横フィン、および仕切り板としての縦フィンで構成され、前記横フィンは板状部材で形成され、前記枠の幅方向の中央を境にして一側が下方に凸となった曲面で構成された下方流受けフィン、他側が斜め上向きの上方流受けフィンとからなり、
   前記縦フィンは板状部材で形成され、前記枠の高さ方向の中央を境にして、前記プロペラファンから近い側が前記プロペラファンからの気流が吹き付ける方向に傾斜した面となっている上部縦フィンと、前記プロペラファンから近い側が前記上部縦フィンと対称な面となっている下部縦フィンとからなり、
   前記上部縦フィンと前記下部縦フィンの前記プロペラファンから離れた側は、前記風向ガイドユニットの正面に向いた面となっていること、を特徴とする空気調和装置の室外ユニット。
2. 前記下方流受けフィンと前記上方流受けフィンは、前記プロペラファンから吹き付けられる旋回流を所定方向に排気するように形成されていること、を特徴とする請求項１に記載の空気調和装置の室外ユニット。