JP5304879B2 - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、斜流式又は遠心式の羽根車を備えた空気調和機に関する。 The present invention relates to an air conditioner including a mixed flow type or centrifugal type impeller.
従来、空気調和機において遠心送風機や斜流送風機が用いられている。遠心送風機は、遠心式の羽根車を有しており、この羽根車内に軸方向に吸い込んだ空気を回転軸から遠ざかる方向(遠心方向)に吹き出す構造を有している。斜流送風機は、斜流式の羽根車を有しており、この羽根車内に軸方向に吸い込んだ空気を遠心方向に対して傾斜した方向に吹き出す構造を有している。 Conventionally, a centrifugal blower or a mixed flow blower is used in an air conditioner. The centrifugal blower has a centrifugal impeller, and has a structure in which air sucked into the impeller in the axial direction is blown away in a direction away from the rotation shaft (centrifugal direction). The mixed flow blower has a mixed flow type impeller, and has a structure in which air sucked into the impeller in the axial direction is blown in a direction inclined with respect to the centrifugal direction.
例えば特許文献1には、斜流式の羽根車を有する天井埋込型の空気調和機が開示されている。この特許文献1には、ハウジングの天板が斜流式の羽根車から吹き出された気流を案内路に円滑に導入するように形成されており、高効率、低騒音の天井埋込型の空気調和機を提供することができる、と記載されている。
For example,
一般に、天井埋込型の空気調和機では、熱交換器が羽根車の周囲全体を取り囲むように設けられており、羽根車から吹き出された気流は、その周囲に設けられた熱交換器をスムーズに吹き抜けた後、ケースの吹出口を通じて室内に供給される。 In general, in a ceiling-embedded air conditioner, a heat exchanger is provided so as to surround the entire periphery of the impeller, and the airflow blown from the impeller smoothly flows through the heat exchanger provided around the impeller. Then, the air is supplied into the room through the air outlet of the case.
ところで、熱交換器が斜流式や遠心式の羽根車の周囲全体ではなく周囲の一部に設けられる空気調和機において、コンパクト化を推し進めると、羽根車とケースの側板の内面とが近接する構造となることに起因して次のような問題が生じる。 By the way, in the air conditioner in which the heat exchanger is provided not in the entire periphery of the mixed flow type or centrifugal type impeller but in a part of the periphery, when the compaction is promoted, the impeller and the inner surface of the side plate of the case come close to each other. The following problems occur due to the structure.
すなわち、コンパクト化された空気調和機では、熱交換器が設けられている領域に向かって羽根車から吹き出された気流は、その熱交換器をスムーズに吹き抜けた後、ケースの吹出口を通じて室内に供給される一方で、熱交換器が設けられていない領域に向かって羽根車から吹き出された気流は、羽根車に近接する側板の内面に跳ね返された後、羽根車のハブと、モータを支持する背板との間の狭い隙間に勢いよく流れ込む。 That is, in a compact air conditioner, the airflow blown out from the impeller toward the area where the heat exchanger is provided blows through the heat exchanger smoothly and then enters the room through the outlet of the case. On the other hand, the airflow blown from the impeller toward the area where the heat exchanger is not provided is bounced back to the inner surface of the side plate adjacent to the impeller, and then supports the hub and motor of the impeller. It flows into the narrow gap between the back plate.
ハブと背板との間の隙間に勢いよく流れ込んだ気流は、その隙間内においてモータやモータを背板に固定する支持部品などに衝突することによって騒音の原因となる。また、ハブと背板との間の隙間に勢いよく流れ込んだ気流は、モータの外周面やモータを背板に固定する支持部品の外面などに衝突すると、再び跳ね返されて当該隙間内において渦流となる。このような渦流は、当該隙間及びその近傍において旋回しながら滞留しやすいため、羽根車から吹き出される気流(主流)と干渉して主流を乱すとともに、ケース内における主流の流路(有効流路)の幅を狭めて主流が流れるときの抵抗を増大させる。その結果、空気調和機の騒音がさらに増大する。 The airflow that has vigorously flowed into the gap between the hub and the back plate causes noise by colliding with the motor or a support component that fixes the motor to the back plate within the gap. In addition, when the airflow that has rushed into the gap between the hub and the back plate collides with the outer peripheral surface of the motor or the outer surface of the support part that fixes the motor to the back plate, it is bounced back again and vortex flows in the gap. Become. Such a vortex is likely to stay while swirling in and around the gap, so that it interferes with the air flow (main flow) blown out from the impeller and disturbs the main flow, and the main flow channel (effective flow channel) in the case ) To increase the resistance when the mainstream flows. As a result, the noise of the air conditioner further increases.
本発明の目的は、熱交換器が羽根車の周囲の一部に設けられる空気調和機において、コンパクト化しつつ騒音の増大を抑制することである。 An object of the present invention is to suppress an increase in noise while reducing the size in an air conditioner in which a heat exchanger is provided in a part of the periphery of an impeller.
(1)本発明の空気調和機は、互いに対向する前板(25)及び背板(26)を有するケース(20)と、前記ケース(20)内に設けられた熱交換器(15)と、前記背板(26)に支持され、回転軸(A)が前記背板(26)に交わる方向に延びるモータ(49)と、前記ケース(20)内に設けられ、前記モータ(49)に取り付けられたハブ(53)を有する斜流式又は遠心式の羽根車(51)と、前記羽根車(51)から吹き出されて前記ハブ(53)と前記背板(26)との間の空間に流れ込む気流を案内するための気流案内部(90)と、を備える。前記ケース内における前記羽根車(51)の径方向外側に位置し、前記羽根車(51)の周りを囲む複数の内壁面には、前記羽根車(51)との間に前記熱交換器(15)が介在する第1内壁面と、前記羽根車(51)との間に前記熱交換器(15)が介在しない第2内壁面とが含まれている。前記第2内壁面と前記羽根車(51)との距離は、前記第1内壁面と前記羽根車(51)との距離よりも近い。前記気流案内部(90)は、前記背板(26)と前記ハブ(53)との間でかつ前記モータ(49)と少なくとも前記第2内壁面との間において前記羽根車(51)の回転方向に沿って延びる外周面(91)を有し、前記外周面(91)は、前板(25)側に向かうにつれて前記回転軸(A)との距離が小さくなるように傾斜又は湾曲している。前記気流案内部(90)は、前記羽根車(51)から吹き出されて前記熱交換器(15)に到達する前に前記第2内壁面に跳ね返されて前記背板(26)と前記ハブ(53)との間の隙間に流れ込んだ気流を、前記モータ(49)に到達する前に前記気流案内部(90)の外周面(91)に到達させて前記外周面(91)の略周方向に沿った流れにすることにより、前記背板(26)と前記ハブ(53)との間の隙間から前記外周面(91)に沿わせて排出する。 (1) The air conditioner of the present invention includes a case (20) having a front plate (25) and a back plate (26) facing each other, and a heat exchanger (15) provided in the case (20). A motor (49) supported by the back plate (26) and extending in a direction in which the rotation shaft (A) intersects the back plate (26); and provided in the case (20), and attached to the motor (49). A mixed flow or centrifugal impeller (51) having a hub (53) attached thereto, and a space between the hub (53) and the back plate (26) blown out from the impeller (51). An airflow guide section (90) for guiding the airflow flowing into the airflow. The heat exchanger (51) is located between the impeller (51) and a plurality of inner wall surfaces that are located radially outside the impeller (51) in the case and surround the impeller (51). 15) includes a first inner wall surface and a second inner wall surface between which the heat exchanger (15) is not interposed between the impeller (51). The distance between the second inner wall surface and the impeller (51) is closer than the distance between the first inner wall surface and the impeller (51). The airflow guide section (90) rotates the impeller (51) between the back plate (26) and the hub (53) and between the motor (49) and at least the second inner wall surface. An outer peripheral surface (91) extending along the direction, and the outer peripheral surface (91) is inclined or curved so that the distance from the rotation axis (A) decreases as it goes toward the front plate (25). Yes. The airflow guide section (90) is blown off from the impeller (51) and bounced back to the second inner wall surface before reaching the heat exchanger (15), and the back plate (26) and the hub ( 53), the airflow flowing into the gap between the airflow guide portion and the airflow guide portion (90) is made to reach the outer peripheral surface (91) of the airflow guide portion (90) before reaching the motor (49). The flow along the outer peripheral surface (91) is discharged from the gap between the back plate (26) and the hub (53).
この構成では、上記のような外周面(91)を有する気流案内部(90)を備えるので、熱交換器(15)が羽根車(51)の周囲の一部に設けられる空気調和機において、コンパクト化しつつ騒音の増大を抑制することができる。具体的に、この構成では、熱交換器(15)が設けられていない領域である第2内壁面側の領域に向かって羽根車(51)から吹き出された気流は、羽根車(51)との距離が近い第2内壁面に跳ね返された後、羽根車(51)のハブ(53)と、モータ(49)を支持する背板(26)との間の狭い隙間に勢いよく流れ込む。そして、この隙間に勢いよく流れ込んだ気流の一部は、モータ(49)に到達する前に、気流案内部(90)の外周面(91)に到達し、この外周面(91)に案内されて外周面(91)の略周方向に沿った流れとなるので、前記隙間からスムーズに排出される。すなわち、気流案内部(90)の外周面(91)は、前板(25)側に向かうにつれて前記回転軸(A)との距離が小さくなるように傾斜又は湾曲しているので、この外周面(91)に到達した気流は、外周面(91)に跳ね返されずに外周面(91)の傾斜形状又は湾曲形状に沿って略周方向に流れやすくなる。つまり、前記隙間においては、羽根車(51)の回転によって回転方向の空気の流れが形成されているので、気流案内部(90)の外周面(91)に到達した気流は、羽根車(51)の回転による空気の流れの影響を受けて気流案内部(90)の外周面(91)の略周方向に沿った流れとなり、その後、前記隙間からスムーズに排出される。したがって、ハブ(53)と背板(26)との隙間において渦流の発生が抑制されるので、騒音の増大を抑制することができる。 In this configuration, the air conditioner (90) having the outer peripheral surface (91) as described above is provided, so in the air conditioner in which the heat exchanger (15) is provided in a part of the periphery of the impeller (51), Increase in noise can be suppressed while downsizing. Specifically, in this configuration, the airflow blown from the impeller (51) toward the region on the second inner wall surface side where the heat exchanger (15) is not provided is the impeller (51). After being bounced back to the second inner wall surface with a short distance, the air flows vigorously into a narrow gap between the hub (53) of the impeller (51) and the back plate (26) supporting the motor (49). A part of the airflow flowing into the gap reaches the outer peripheral surface (91) of the airflow guide (90) before reaching the motor (49), and is guided to the outer peripheral surface (91). Since the flow is substantially along the circumferential direction of the outer peripheral surface (91), it is smoothly discharged from the gap. That is, since the outer peripheral surface (91) of the airflow guide section (90) is inclined or curved so that the distance from the rotation axis (A) becomes smaller toward the front plate (25) side, this outer peripheral surface. The airflow that has reached (91) does not rebound to the outer peripheral surface (91), but easily flows in the circumferential direction along the inclined shape or curved shape of the outer peripheral surface (91). That is, in the gap, since the air flow in the rotational direction is formed by the rotation of the impeller (51), the airflow that has reached the outer peripheral surface (91) of the airflow guide (90) is impeller (51). ) Is influenced by the flow of air due to the rotation of the air flow) and flows along the substantially circumferential direction of the outer peripheral surface (91) of the airflow guide (90), and then is smoothly discharged from the gap. Therefore, since generation | occurrence | production of a vortex | eddy_current is suppressed in the clearance gap between a hub (53) and a backplate (26), the increase in noise can be suppressed.
(2)前記空気調和機において、前記気流案内部(90)の前記外周面(91)は、前記回転方向に連続する環形状を有することが好ましく、この場合には、外周面(91)が前記回転方向において不連続で切れ目や段差を有する場合と比較して、気流の乱れがさらに抑制されるので、騒音をさらに低減できる。 (2) In the air conditioner, the outer peripheral surface (91) of the airflow guide section (90) preferably has a ring shape continuous in the rotation direction, and in this case, the outer peripheral surface (91) is As compared with the case where the rotation direction is discontinuous and has discontinuities or steps, the turbulence of the airflow is further suppressed, so that the noise can be further reduced.
(3)前記空気調和機において、前記気流案内部(90)における径方向外側の端部は、前記ハブ(53)における径方向外側の端部よりも径方向内側に位置しているのが好ましく、この場合には、ケース(20)内における主流の流路(有効流路)の幅が狭められるのをさらに抑制できる。これにより、主流が流れるときの抵抗が増加するのをさらに抑制できる。 (3) In the air conditioner, it is preferable that an end portion on the radially outer side of the airflow guide portion (90) is located on a radially inner side than an end portion on the radially outer side of the hub (53). In this case, it is possible to further suppress the narrowing of the width of the main flow path (effective flow path) in the case (20). Thereby, it can further suppress that resistance when a mainstream flows increases.
(4)前記空気調和機において、前記モータ(49)は、アウターロータ型のモータ(49)であり、前記気流案内部(90)は、前記モータ(49)のロータ(45)よりも径方向外側に位置しているのが好ましく、この場合には、ロータ(45)と気流案内部(90)との接触を確実に防止できる。 (4) In the air conditioner, the motor (49) is an outer rotor type motor (49), and the airflow guide portion (90) is more radial than the rotor (45) of the motor (49). It is preferable that it is located outside, and in this case, contact between the rotor (45) and the airflow guide (90) can be reliably prevented.
本発明によれば、熱交換器が羽根車の周囲の一部に設けられる空気調和機において、コンパクト化しつつ騒音の増大を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the air conditioner in which a heat exchanger is provided in a part of the circumference | surroundings of an impeller, the increase in a noise can be suppressed, making it compact.
以下、本発明の実施形態に係る空気調和機の室内機11について図面を参照して説明する。
Hereinafter, an
<室内機の全体構造>
図1〜図3に示すように、本実施形態の室内機11は、斜流式又は遠心式の羽根車51と、この羽根車51を回転させるモータ49と、羽根車51の両サイドに配置された一対の熱交換器15,15と、これらの熱交換器15,15において生じる結露水を収容するドレンパン30と、気流案内部90と、これらを収容するケース20とを備える。羽根車51とモータ49は、送風機13を構成している。気流案内部90は、羽根車51から吹き出されて後述するハブ53と背板26との間の空間に流れ込む気流を案内するためのものである。気流案内部90の構造については後述する。なお、以下の説明では、室内機11の上方U、下方D、右方R、左方L、前方F及び後方Bを、図1及び図2において矢印で示す方向とする。
<Overall structure of indoor unit>
As shown in FIGS. 1 to 3, the
室内機11のケース20は、前後方向の厚みが薄く、上下方向の高さよりも左右方向の幅の方が大きな直方体形状を有している。室内機11は、モータ49の回転軸Aの軸方向が前後方向に向いた姿勢で送風機13(斜流送風機又は遠心送風機)をケース20内に配置することにより、クロスフローファンを用いる場合に比べて前後方向に薄型化されている。また、室内機11は、熱交換器15を前後方向に対して傾斜させてケース20内に配置することにより、前後方向に薄型化されている。さらに、室内機11は、送風機13の両サイドに熱交換器15を配置することにより、上下方向に小型化されている。
The
室内機11では、ケース20の前部から吸い込まれた空気は、羽根車51の遠心方向又は遠心方向に対して後方B(背板26側)に傾斜した方向に流れ、右方R又は左方Lの熱交換器15において熱交換された後、ケース20の前面両サイドから室内に吹き出される(図4参照)。
In the
図1、図3及び図4に示すように、ケース20は、底板21、天板22、右側板23、左側板24、前板(化粧前板)25、背板26及びベルマウス28を有している。前板25は、吸込口開閉板251と、この吸込口開閉板251の両サイドに配置された一対の吹出口開閉板252,252とを含む。
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the
吸込口開閉板251は、羽根車51の前方Fに配置されており、前板25の大半の領域を占める矩形状を有している。右側の吹出口開閉板252は、右側の熱交換器15の前方Fに配置されており、上下方向に長い矩形状を有している。左側の吹出口開閉板252は、左側の熱交換器15の前方Fに配置されており、上下方向に長い矩形状を有している。ケース20には、ケース20内の空気を室内に吹き出すための一対の吹出口25bが設けられている。一対の吹出口25bは、正面視で吸込口25aの右方Rと左方Lに設けられており、吹出口開閉板252,252の真後ろに位置している。
The inlet opening /
吸込口開閉板251は、底板21及び天板22に対して前後方向に進退移動可能に図略の支持部材を介して底板21及び天板22に支持されている。吸込口開閉板251は、室内機11の未使用時には、図1において実線で示すように吸込口25aを閉じた閉状態にある。一方、室内機11の使用時には、図1において二点鎖線で示すように吸込口開閉板251が前方Fに移動し、吸込口開閉板251の上縁部251a、下縁部251b及び側縁部と、底板21の前縁部21a、天板22の前縁部22a及び吹出口開閉板252,252の側縁部との間に隙間が形成され、これらの隙間から空気がケース20内に流入する。
The suction opening /
右側の吹出口開閉板252は、その左縁部252aを中心に回動可能に底板21の前縁部21a及び天板22の前縁部22aに支持されている。室内機11の未使用時には、図1において実線で示すように吹出口25bが吹出口開閉板252によって閉じられた状態である。一方、室内機11の使用時には、左縁部252aを中心に吹出口開閉板252が前方Fに回動し、図1において二点鎖線で示すように吹出口開閉板252の右縁部252bと右側板23の前縁部23aとの間に隙間が形成され、この隙間からケース20内の空気が室内に流出する。左側の吹出口開閉板252の動作もこれと同様である。
The right outlet opening /
背板26の右サイドには、右方Rにいくにつれて前方Fに位置するように傾斜した傾斜壁26R(図4参照)が設けられており、右側の熱交換器15は、その側部が傾斜壁26Rに隣接するように配置されている。背板26の左サイドには、左方Lにいくにつれて前方Fに位置するように傾斜した傾斜壁26L(図4参照)が設けられており、左側の熱交換器15は、その側部が傾斜壁26Lに隣接するように配置されている。
On the right side of the
ベルマウス28は、前後方向に円形に開口する吸込口25aを有しており、前板25と羽根車51の間に配置されており、空気を羽根車51に案内する。
The
図2〜図4に示すように、室内機11は、羽根車51から各熱交換器15までの空気流路とドレンパン30の水収容空間とを仕切る板状の仕切り部材41をさらに備える。この仕切り部材41は、底板21に平行な姿勢で羽根車51の下方に配置されている。仕切り部材41は、ドレンパン30の前壁30Fと後壁30Bとの間に架け渡されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
羽根車51は、その径方向外側に位置する複数の内壁面Sに囲まれている。複数の内壁面Sは、右側板23の内面である第1内壁面S1(右側第1内壁面S1)と、左側板24の内面である第1内壁面S1(左側第1内壁面S1)と、天板22の下面である第2内壁面S2(上側第2内壁面S2)と、仕切り部材41の上面である第2内壁面S2(下側第2内壁面S2)とを含む。
The
右側第1内壁面S1と羽根車51との間、及び左側第1内壁面S1と羽根車51との間には熱交換器15が介在している。一方、上側第2内壁面S2と羽根車51との間、及び下側第2内壁面S2と羽根車51との間には熱交換器15が介在していない。上側第2内壁面S2と羽根車51との距離及び下側第2内壁面S2と羽根車51との距離は、右側第1内壁面S1と羽根車51との距離及び左側第1内壁面S1と羽根車51との距離よりも近い。
A
<送風機の構造>
図5に示すように、送風機13は、斜流式の羽根車51を備える斜流送風機である。羽根車51は、モータ49に固定された正面視で円形のハブ53と、ベルマウス28の後端が挿入された開口部を有するシュラウド54と(図3参照)、このシュラウド54とハブ53との間に周方向に沿って配列された複数の羽根55とを含む。
<Blower structure>
As shown in FIG. 5, the
モータ49は、ステータ43、ロータ45及び非回転軸80を有するアウターロータ型モータである。モータ49は、ケース20の背板26の内面に固定されており、上述したように、羽根車51及びモータ49は、回転軸Aの軸方向が前後方向(本実施形態では、背板26に直交する方向)に向く姿勢でケース20内に配置されている。
The
ステータ43は、直径よりも前後方向の厚みの方が小さい扁平な略円柱形状を有している。ステータ43は、その背面がケース20の背板26の内面に対向するように配置されている。ステータ43の後端部には半径方向外側に延びるフランジ部48が設けられている。フランジ部48に取り付けられる後述の気流案内部90によってモータ49は背板26に固定されている。ステータ43の内部にはコイル44が配置されている。ステータ43の中心部には前後方向に貫通する貫通孔46が形成されている。
The
非回転軸80は、回転軸Aの方向に延びる柱状の部材である。非回転軸80の後方B側の部位(後方軸部)がステータ43の貫通孔46内に配置されることにより、非回転軸80は、ステータ43に支持されている。非回転軸80の前方F側の部位(前方軸部)は、ステータ43よりも前方Fに突出している。非回転軸80は、ボルトB1によってステータ43に固定されている。
The
ロータ45は、前後方向に貫通する挿通孔を中央に有する正面視で円環状の固定部45aと、この固定部45aの周縁から後方Bに円筒状に延びるロータ本体45bとを含む。ロータ45は、固定部45aの前面が羽根車51のハブ53の背面に当接した状態でハブ53に固定されている。固定部45aの挿通孔には非回転軸80の前方軸部が挿通されている。ロータ本体45bは、ステータ43の外周面を覆うようにステータ43の半径方向外側に配置されている。ロータ45とステータ43との間には、ロータ45の回転時に両者が接触しないように所定の隙間が設けられている。
The
ハブ53は、回転軸Aの方向における前端に位置する前端面53Fと、後端に位置する後縁53Bと、前端面53Fと後縁53Bとの間に位置する傾斜面53Kと、前端面53F及び傾斜面53Kの背面側に位置し、ロータ45の固定部45aが固定される前述の背面とを有している。ハブ53の後縁53Bは、傾斜面53Kの後端でもある。傾斜面53Kは、後方Bに向かうにつれて外径が大きくなる。各羽根55の後端部は傾斜面53Kに接合されている。後縁53Bは、ステータ43及びロータ本体45bよりも半径方向外側に位置している。
The
ハブ53は、前後方向に貫通する貫通孔を中央に有している。この貫通孔には非回転軸80の前方軸部と、軸受け部60とが配置されている。軸受け部60は、非回転軸80の前方軸部と羽根車51との間に設けられており、羽根車51が非回転軸80の回りに回転可能なように羽根車51を支持している。
The
右側の熱交換器15は、羽根車51の右方Rに配置され、左側の熱交換器15は、羽根車51の左方Lに配置されている。各熱交換器15は、羽根車51よりも空気の流れ方向の下流側に位置している。各熱交換器15は、上下方向に長い直方体形状を有しており、下端部が後述するドレンパン30内に位置し、上端部が天板22に近接又は当接している。図4に示すように、右側の熱交換器15は、前面部15Fが後面部15Bよりも左方Lに位置するように前後方向に対して傾斜して配置されている。同様に、左側の熱交換器15は、前面部15Fが後面部15Bよりも右方Rに位置するように前後方向に対して傾斜して配置されている。
The
各熱交換器15は、扁平な形状を有する複数の金属管と、複数の伝熱フィンとを備える。本実施形態の熱交換器15は、小型で熱交換の効率が高いマイクロチャネル式などの熱交換器(例えばアルミニウム製積層型熱交換器)である。金属管としては、例えば複数の冷媒流路が形成された多穴管を用いることができ、伝熱フィンとしては、例えばコルゲートフィンを用いることができる。
Each
ドレンパン30は、羽根車51及び一対の熱交換器15,15の下方に配置されている。ドレンパン30は、上部が開口し、水を収容する水収容空間を有している。水収容空間は、右側の熱交換器15と、左側の熱交換器15とにまたがる範囲に設けられている。ドレンパン30は、一対の熱交換器15,15の下端部に対向する底部と、この底部の周縁から上方に起立する壁部とを有している。水収容空間は、底部と壁部とによって区画される空間である。
The
図3に示すように、ドレンパン30は、ケース20の底板21よりも高い位置に配置されており、ドレンパン30の下面とケース20の底板21の上面との間には収容空間58が形成されている。収容空間58には、電装品ケース100、ドレンホース56などが収容される。
As shown in FIG. 3, the
<気流案内部材の構造>
気流案内部90は、羽根車51から吹き出されてハブ53と背板26との間の空間に流れ込む気流を案内するためのものである。図3及び図4に示すように、気流案内部90は、背板26とハブ53との間に設けられている。また、気流案内部90は、モータ49のステータ43の周囲に配置されている。言い換えると、気流案内部90は、モータ49のステータ43と、複数の内壁面S1,S2との間に設けられている。
<Structure of airflow guide member>
The
図6(A),(B)に示すように、気流案内部90は、回転軸Aの周りを囲む環状の部材である。気流案内部90は、ほぼ同形状の複数の円弧状部材93(本実施形態では4つの円弧状部材93)により構成されており、これらの円弧状部材93は、回転軸Aの周りにおいて連続する一つの環となるように配置される。このように複数の円弧状部材93によって気流案内部90が構成されることにより、成形性及び組立性(作業性)を向上させることができる。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
気流案内部90は、羽根車51の回転方向に沿って延びる外周面91と、外周面91よりもハブ53側に位置し、回転方向に沿って延びる前面94とを有している。外周面91及び前面94は、回転方向に連続し、回転軸Aの周りを囲む環形状(円形状)を有している。前面94は、外周面91と滑らかに連続する面である。前面94は、ハブ53に対向する面であって背板26と平行な平面又はハブ53側に凸の凸曲面である。本実施形態では、外周面91は、図7(B)に示す気流案内部90の軸方向断面図において、背板26の内面に対して角度θ1で傾斜した直線の部位である。
The
外周面91の背板26側の端部(径方向外側の端部)は、背板26に近接した位置に設けられている。具体的に、図7(A)に示すように、気流案内部90の径方向外側の端部(角部)には、面取り部98が設けられている。外周面91と背板26の内面との間には、この面取り部98が介在している。
An end portion (a radially outer end portion) on the
外周面91は、前板25側に向かうにつれて回転軸Aとの距離が小さくなるように傾斜している。図7(B)に示すように、外周面91と背板26の内面とのなす角度θ1は、鈍角である。外周面91の傾斜角度θ1は、羽根車51、モータ49などとの位置関係に応じて変わる気流案内効果を考慮して適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。
The outer
気流案内部90は、さらに、前面94の径方向内側の縁から下方に延びる内周面95(図6(B)参照)と、内周面95から径方向外側に凹む複数の凹部92と、背面97(図7(B)参照)とを有している。内周面95は、モータ49のステータ43及びロータ45よりも径方向外側に位置している。
The
複数の凹部92(本実施形態では、4つの凹部92)は、周方向にほぼ等間隔に配置されている。各凹部92には、合成ゴムなどにより形成された略C字形状の弾性部材96及びステータ43のフランジ部48が嵌め込まれている。このようにフランジ部48が凹部92に嵌め込まれた状態で、背板26に設けられた貫通孔26aに図略のボルトが挿通されて背面97に設けられたねじ孔90aに螺合されている。これにより、モータ49が背板26に固定されている。したがって、気流案内部90は、モータ49を背板26に固定するための固定部材としての機能も兼ね備えている。したがって、固定部材を別途設ける必要がなく、部品点数の削減及び省スペース化を図ることができる。
The plurality of recesses 92 (four
気流案内部90における径方向外側の端部(外周面91の径方向外側の端部)は、ハブ53における径方向外側の端部よりも径方向内側に位置している。また、気流案内部90は、ロータ本体45bよりも径方向外側に位置している。気流案内部90における前板25側の端部は、ハブ53よりも背板26側に位置しているが、ハブ53よりも前板25側に位置していてもよい。
An end portion on the radially outer side of the airflow guide portion 90 (an end portion on the radially outer side of the outer peripheral surface 91) is located on the radially inner side with respect to the end portion on the radially outer side of the
なお、図8(A),(B)に示す変形例1,2ように、外周面91は、前板25側に向かうにつれて回転軸Aとの距離が小さくなるように凹状又は凸状に湾曲した形態であってもよい。図8(A)に示す変形例1では、外周面91は凸曲面であり、図8(B)に示す変形例2では、外周面91は凹曲面である。
8A and 8B, the outer
変形例1のように外周面91が凸曲面である場合には、凹曲面である場合(変形例2)に比べて、外周面91に到達した気流が外周面91にさらに跳ね返されにくくなる。
When the outer
変形例2のように外周面91が凹曲面である場合、外周面91のハブ53側の端部における接線L1は、回転軸A側に傾斜しているのが好ましい。これにより、この外周面91に到達した気流が外周面91により跳ね返されにくくなり、その結果、外周面91の湾曲形状に沿って略周方向に流れやすくなる。
When the outer
また、図8(C)は、気流案内部90の変形例3を概略的に示す正面図である。図8(C)に示すように、この変形例3では、気流案内部90は、回転軸Aの周りの一部に配置された複数の円弧状部材93(本実施形態では2つの円弧状部材93)により構成されている。各円弧状部材93は、第2内壁面S2と羽根車51との間に配置されている。この変形例3では、各円弧状部材93の中心角θ2が90度である場合を例示しているが、これに限定されない。
FIG. 8C is a front view schematically showing Modification 3 of the
円弧状部材93の中心角θ2は、例えば、円弧状部材93を平面視したときの長さ(円弧状部材93を天板22側から見たときの左右方向の長さ)が例えばロータ45の直径以上となるように設定することができる。これにより、円弧状部材93は、第2内壁面S2に跳ね返されてハブ53と背板26との間の隙間に流れ込む気流の経路のうちの多くの割合をカバーすることができる。このように当該隙間に流れ込む気流の経路のうちの多くの割合がカバーされると、次のようなメリットがある。すなわち、当該隙間に流れ込む気流のうちのより多くの気流を、熱交換器15の方向に、よりスムーズに案内できるようになるため、気流は当該隙間から速やかに流出し、主流との干渉が低減され、主流の乱れを小さくすることができる。また、気流が当該隙間から速やかに流出することにより、ケース20内における気流の流路(有効流路)が狭められるのが抑制されるので、羽根車51から吹き出されて熱交換器15に到達する気流全体で見た場合の流れの抵抗が小さくなる。以上のように、主流の乱れが抑制されること、及び気流の有効流路が狭められるのが抑制されることから、大幅に騒音を低減することができる。
The central angle θ2 of the
図8(D)は、気流案内部90の変形例4を概略的に示す正面図である。この変形例4では、2つの円弧状部材93が回転軸Aに対して点対称の位置にある点で変形例3と同様であるが、次の点で変形例3と異なっている。すなわち、この変形例4は、図8(C)のように2つの円弧状部材93が上下に対称な位置に設けられている形態ではなく、図8(D)に示すように、2つの円弧状部材93が回転軸Aを中心にして羽根車51の回転方向Cにずれた位置に設けられている。
FIG. 8D is a front view schematically showing Modification 4 of the
変形例4では、各円弧状部材93は、回転軸Aを通る上下方向の直線Vに交わる位置に設けられている。各円弧状部材93では、直線Vよりも回転方向C側の領域における周方向の長さは、直線Vよりも回転方向Cの反対方向側の領域における周方向の長さよりも大きい。
In the modified example 4, each
また、変形例4における各円弧状部材93の中心角については、変形例3の中心角θ2と同程度の範囲に調整されるのが好ましい。
In addition, it is preferable that the central angle of each arc-shaped
この変形例4では、第2内壁面S2に跳ね返されてハブ53と背板26との間の隙間に流れ込む気流の経路が回転方向Cにずれている場合に有効である。この場合、各円弧状部材93も回転方向Cにずれた位置に配置されているので、各円弧状部材93は、第2内壁面S2に跳ね返されてハブ53と背板26との間の隙間に流れ込む気流の経路のうちの多くの割合をカバーすることができる。
This modification 4 is effective when the path of the airflow that bounces back to the second inner wall surface S2 and flows into the gap between the
<空気の流れ>
次に、室内機11における空気の流れについて説明する。モータ49によって羽根車51が回転すると、吸込口25aからケース20内に吸い込まれた空気は、図4に二点鎖線で示すように後方Bに向かって羽根車51に流入し、羽根車51内を斜め後方に進み、羽根車51から遠心方向又は遠心方向に対して後方Bに傾斜した方向に流出する。そして、この流出した空気は、右側の熱交換器15又は左側の熱交換器15を通過して右側の吹出口25b又は左側の吹出口25bから室内に吹き出される。
<Air flow>
Next, the flow of air in the
羽根車51から流出した空気の速度は、後方B寄りの領域を流れる気流の方が大きくなる傾向にある。特に、送風機13が斜流送風機である場合には、羽根車51から空気が斜め後方に流出するので、熱交換器15を通過する気流の速度は、前方F寄りの気流F3よりも後方B寄りの気流F1の方が大きくなる。すなわち、気流F1、気流F2及び気流F3の速度を比較すると、気流F1の速度が最も大きく、気流F3の速度が最も小さい。したがって、羽根車51に近接する内壁面が存在する場合、羽根車51から吹き出された気流は、ハブ53と背板26との間の隙間に流れ込みやすくなり、騒音の原因となる。
The velocity of the air that has flowed out of the
本実施形態では、上述した気流案内部90を設けているので、図9(A)〜(C)に示すように、熱交換器15が設けられていない領域である第2内壁面S2側の領域に向かって羽根車51から吹き出された気流は、第2内壁面S2に跳ね返された後、ハブ53と背板26との間の狭い隙間に勢いよく流れ込む。そして、この隙間に勢いよく流れ込んだ気流の一部は、モータ49に到達する前に、気流案内部90の外周面91に到達し、この外周面91に案内されて外周面91の略周方向に沿った流れとなるので、前記隙間からスムーズに排出される(図9(B)参照)。
In the present embodiment, since the
すなわち、気流案内部90の外周面91は、ハブ53側(前板25側)に向かうにつれて回転軸Aとの距離が小さくなるように傾斜しているので、この外周面91に到達した気流は、外周面91に跳ね返されずに外周面91の傾斜形状に沿って略周方向に流れやすくなる(外周面91における気流の衝突が緩和され、外周面91が気流を受け流す)。つまり、前記隙間においては、羽根車51の回転によって回転方向の空気の流れが形成されているので、気流案内部90の外周面91に到達した気流は、羽根車51の回転による空気の流れの影響を受けて気流案内部90の外周面91の略周方向に沿った流れとなり、その後、前記隙間からスムーズに排出される。したがって、ハブ53と背板26との隙間において渦流の発生が抑制されるので、騒音の増大を抑制することができる。
That is, since the outer
図10は、変形例5に係る空気調和機における羽根車51のハブ53とモータ49と気流案内部90との位置関係を示す斜視図であり、この斜視図には軸方向に切断した断面が描かれている。図11(A)は、変形例5に係る空気調和機におけるモータ49と気流案内部90との位置関係を概略的に示す平面図であり、図11(B)は、変形例5に係る空気調和機において、羽根車51から吹き出されてハブと背板との間の空間に流れ込む空気の流れを概略的に示す断面図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a positional relationship among the
この変形例5では、図11(B)に示すように、気流案内部90の外周面91は、背板26の内面側に位置する湾曲面(凹曲面)911と、この湾曲面911よりも前板25側(ハブ53側)に位置する垂直面(回転軸Aに平行な面)912とからなる。
In the fifth modified example, as shown in FIG. 11B, the outer
この変形例5では、外周面91において垂直面912が占める領域はごく一部であるので、外周面91に到達した気流を湾曲面911の形状に沿って略周方向に案内する効果が得られるので、外周面の全体が垂直面である後述の参考例と比較すると、騒音を低減できる。
In the fifth modified example, since the area occupied by the
また、この変形例5では、気流案内部90は、ほぼ同形状の複数の部材99(本実施形態では4つの部材99)により構成されている。これらの部材99は、周方向に等間隔に配置されている。この変形例5では、モータ49の周囲において部材99を設けている領域は、部材99を設けていない領域よりも少ない。気流案内効果を高める点では、モータ49の周囲において部材99を設ける領域は、部材99を設けない領域よりも多くするのが好ましい。なお、変形例5の気流案内部90は、モータ49を固定する機能を兼ね備えている。
Moreover, in this
このように変形例5の気流案内部90は、外周面91の一部に垂直面912を有し、モータ49の周囲において部材99を設けている領域が部材99を設けていない領域よりも少ない。したがって、気流案内効果は、この変形例5よりも上述した図7(A),(B)及び図8(A),(B)に示す気流案内部90の方が高い。
As described above, the
図12(A)は、参考例の空気調和機において、羽根車から吹き出されてハブと背板との間の空間に流れ込む空気の流れを概略的に示す斜視図であり、図12(B)は、前記空気の流れを概略的に示す平面図であり、図12(C)は、前記空気の流れを概略的に示す軸方向断面図である。 FIG. 12 (A) is a perspective view schematically showing the flow of air blown out from the impeller and flowing into the space between the hub and the back plate in the air conditioner of the reference example, and FIG. FIG. 12 is a plan view schematically showing the air flow, and FIG. 12C is an axial sectional view schematically showing the air flow.
図12(A)〜(C)に示すように、参考例の空気調和機では、モータ取付部材190の外周面191は、その全体が回転軸Aに平行な面である。したがって、この参考例では、ハブ53と背板26との間の隙間に勢いよく流れ込んだ気流は、その隙間内においてモータを背板に固定する固定部材(支持部品)190の外周面191やロータ本体45bの外周面に衝突すると、跳ね返されて当該隙間内において渦流となる。このような渦流は、当該隙間及びその近傍において旋回しながら滞留しやすいため、羽根車51から吹き出される気流(主流)と干渉して主流を乱すとともに、ケース20内における主流の流路(有効流路)の幅を狭めて主流が流れるときの抵抗を増大させる。その結果、空気調和機の騒音がさらに増大する。
As shown in FIGS. 12A to 12C, in the air conditioner of the reference example, the outer
以上説明したように、本実施形態では、上記のような外周面91を有する気流案内部90を備えるので、熱交換器15が羽根車51の周囲の一部に設けられる空気調和機において、コンパクト化しつつ騒音の増大を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, since the
また、本実施形態では、気流案内部90の外周面91が、回転方向に連続する環形状を有するので、外周面91が回転方向において不連続で切れ目や段差を有する場合と比較して、気流の乱れがさらに抑制されるので、騒音をさらに低減できる。
Moreover, in this embodiment, since the outer
また、本実施形態では、気流案内部90における径方向外側の端部がハブ53における径方向外側の端部よりも径方向内側に位置しているので、ケース20内における主流の流路(有効流路)の幅が狭められるのをさらに抑制できる。これにより、主流が流れるときの抵抗が増加するのをさらに抑制できる。
In the present embodiment, the radially outer end of the
また、本実施形態では、モータ49は、アウターロータ型のモータ49である。アウターロータ型のモータは、一般に直径が大きくなるので、斜流送風機又は遠心送風機と組み合わせて用いる場合、ハブ53と背板26との隙間に流れ込む気流がロータ45の外周面(ロータ本体45bの外周面)に到達しやすい。気流がこの外周面に到達すると当該隙間及びその近傍において渦流が生じやすい。当該隙間及びその近傍において渦流が生じると、主流との干渉が生じやすい。よって、アウターロータ型のモータと斜流送風機又は遠心送風機と組み合わせて用いる場合には、気流案内部90を備えることが騒音低減の点で特に有効である。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、気流案内部90は、モータ49のロータ45よりも径方向外側に位置しているので、ロータ45と気流案内部90との接触を確実に防止できる。
In the present embodiment, the
<他の実施形態>
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。
<Other embodiments>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the meaning.
例えば、前記実施形態では、気流案内部90がケース20とは別体の部材である場合を例示したが、これに限定されない。気流案内部90は、例えば背板26と一体に形成されてケース20の一部を構成する形態であってもよい。
For example, in the above embodiment, the case where the
前記実施形態では、モータ49としてアウターロータ型モータを用いた場合を例示したが、これに限定されない。モータ49としては、ロータがステータよりも内側に配置されるタイプのモータを用いることもできる。
In the embodiment, the case where an outer rotor type motor is used as the
前記実施形態では、気流案内部90が環形状である場合を例示したが、これに限定されない。気流案内部90は、モータ49と第2内壁面S2との間のみに設けられる形態であってもよい。また、気流案内部90は、楕円形状、多角形状などの非円形状であってもよい。
In the said embodiment, although the case where the
前記実施形態では、気流案内部90における径方向外側の端部がハブ53における径方向外側の端部よりも径方向内側に位置している場合を例示したが、気流案内部90における径方向外側の端部は、ハブ53における径方向外側の端部よりも径方向外側に位置していてもよい。
In the above embodiment, the case where the radially outer end portion of the
前記実施形態では、一方の第2内壁面S2が仕切り部材41の上面である場合を例示したが、仕切り部材41を備えていない室内機の場合には、例えば底板21の上面などであってもよい。
In the said embodiment, although the case where one 2nd inner wall surface S2 was the upper surface of the
前記実施形態では、一対の熱交換器15,15を備え、羽根車51の径方向外側に、互いに対向する一対の第1内壁面S1と、互いに対向する一対の第2内壁面S2とが設けられている場合を例示したが、これに限定されない。例えば、羽根車51の周囲に熱交換器15を略U字状に配置した形態であってもよい。この形態の場合、例えば、複数の内壁面Sは、羽根車51との間に熱交換器15が介在する3つの第1内壁面S1と、羽根車51との間に熱交換器15が介在しない1つの第2内壁面S2とからなる構成が挙げられる。
In the embodiment, a pair of
また、複数の内壁面Sが、羽根車51との間に熱交換器15が介在する1つの第1内壁面S1と、羽根車51との間に熱交換器15が介在しない複数の第2内壁面S2とからなる構成であってもよい。
In addition, a plurality of second inner walls S between which the
また、前記実施形態では、気流案内部90がモータ49を固定する機能も併せ持つ場合を例示したが、これに限定されない。モータ49を固定する固定部材は、気流案内部90とは別に設けられていてもよい。
Moreover, although the case where the
11 室内機
13 送風機
15 熱交換器
20 ケース
21 底板
22 天板
23 右側板
24 左側板
25 前板(化粧前板)
25a 吸込口
25b 吹出口
26 背板
30 ドレンパン
43 ステータ
45 ロータ
49 モータ
51 羽根車
53 ハブ
54 シュラウド
55 羽根
80 非回転軸
90 気流案内部
91 外周面
93 円弧状部材
94 前面
A モータの回転軸
B 後方
D 下方
F 前方
L 左方
R 右方
U 上方
S 内壁面
S1 第1内壁面
S2 第2内壁面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ケース(20)内に設けられた熱交換器(15)と、
前記背板(26)に支持され、回転軸(A)が前記背板(26)に交わる方向に延びるモータ(49)と、
前記ケース(20)内に設けられ、前記モータ(49)に取り付けられたハブ(53)を有する斜流式又は遠心式の羽根車(51)と、
前記羽根車(51)から吹き出されて前記ハブ(53)と前記背板(26)との間の空間に流れ込む気流を案内するための気流案内部(90)と、を備え、
前記ケース内における前記羽根車(51)の径方向外側に位置し、かつ前記羽根車(51)の周りを囲む複数の内壁面には、前記羽根車(51)との間に前記熱交換器(15)が介在する第1内壁面と、前記羽根車(51)との間に前記熱交換器(15)が介在しない第2内壁面とが含まれており、前記第2内壁面と前記羽根車(51)との距離は、前記第1内壁面と前記羽根車(51)との距離よりも近く、
前記気流案内部(90)は、前記背板(26)と前記ハブ(53)との間でかつ前記モータ(49)と少なくとも前記第2内壁面との間において前記羽根車(51)の回転方向に沿って延びる外周面(91)を有し、前記外周面(91)は、前板(25)側に向かうにつれて前記回転軸(A)との距離が小さくなるように傾斜又は湾曲しており、
前記気流案内部(90)は、前記羽根車(51)から吹き出されて前記熱交換器(15)に到達する前に前記第2内壁面に跳ね返されて前記背板(26)と前記ハブ(53)との間の隙間に流れ込んだ気流を、前記モータ(49)に到達する前に前記気流案内部(90)の外周面(91)に到達させて前記外周面(91)の略周方向に沿った流れにすることにより、前記背板(26)と前記ハブ(53)との間の隙間から前記外周面(91)に沿わせて排出する空気調和機。
A case (20) having a front plate (25) and a back plate (26) facing each other;
A heat exchanger (15) provided in the case (20);
A motor (49) supported by the back plate (26) and extending in a direction in which the rotation axis (A) intersects the back plate (26);
A mixed flow or centrifugal impeller (51) provided in the case (20) and having a hub (53) attached to the motor (49);
An airflow guide (90) for guiding the airflow blown out from the impeller (51) and flowing into the space between the hub (53) and the back plate (26),
A plurality of inner wall surfaces that are located radially outside the impeller (51) in the case and surround the impeller (51) are provided between the heat exchanger and the impeller (51). (15) includes a first inner wall surface that interposes, and a second inner wall surface that does not include the heat exchanger (15) between the impeller (51), and the second inner wall surface and the The distance to the impeller (51) is closer than the distance between the first inner wall surface and the impeller (51),
The airflow guide section (90) rotates the impeller (51) between the back plate (26) and the hub (53) and between the motor (49) and at least the second inner wall surface. An outer peripheral surface (91) extending along the direction, and the outer peripheral surface (91) is inclined or curved so that the distance from the rotation axis (A) decreases as it goes toward the front plate (25). And
The airflow guide section (90) is blown off from the impeller (51) and bounced back to the second inner wall surface before reaching the heat exchanger (15), and the back plate (26) and the hub ( 53), the airflow flowing into the gap between the airflow guide portion and the airflow guide portion (90) is made to reach the outer peripheral surface (91) of the airflow guide portion (90) before reaching the motor (49). An air conditioner that discharges along the outer peripheral surface (91) from the gap between the back plate (26) and the hub (53) .
前記気流案内部(90)は、前記モータ(49)のロータ(45)よりも径方向外側に位置している、請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気調和機。 The motor (49) is an outer rotor type motor (49),
The air conditioner according to any one of claims 1 to 3, wherein the airflow guide section (90) is located radially outside the rotor (45) of the motor (49).
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