JP5932966B2 - 空気調和機の室外ユニット - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機の室外ユニットに関するものである。

従来の空気調和機の室外ユニットは、熱交換器、ファン及び圧縮機等の構成機器とそれらを内蔵する箱状のケーシングで構成される。この室外ユニットは、配管で接続された室内ユニットとの間で冷媒を循環させ、上記熱交換器に通風した空気との間で放熱又は吸熱させることにより、部屋を冷房又は暖房する。このような従来の空気調和機の室外ユニットとしては、放熱又は吸熱効率を上げることにより空気調和機の性能の向上を図ったものとして、箱状のケーシングの２面が利用できるように、当該２面に沿って熱交換器をＬ字状に配置したり、圧縮機の配置を工夫して３面が利用できるように、当該３面に沿って熱交換器をコの字状に配置にしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−５７８６４号公報

従来の空気調和機の室外ユニットにおいて、ユニットサイズを大きくすることなくさらに性能を向上させるための１つの方法としては、天板や底板面に沿って熱交換器を配置することが考えられる。しかしながら、このような方法では、天板や底板面近傍に十分な吸い込みスペースを設ける必要があるなど、室外ユニットの設置の際に制約を受けてしまう。また、組立が複雑になるなど製造性の低下を招いてしまう。また、上述の通り、熱交換器が配置可能なスペースは限られているため、熱交換器の実装体積の増加に限界がある。

また、従来の空気調和機の室外ユニットにおいて、ユニットサイズを大きくすることなくさらに性能を向上させるための別の方法としては、熱交換器を通風方向に厚く構成することも考えられる。しかしながら、このような方法では、空気の下流側ほど空気と冷媒との温度差は小さくなるため、厚さの増加とともに熱交換性能の向上は飽和する。さらに、通風抵抗つまりファン入力は熱交換器の厚さにほぼ比例して増加するため、熱交換器の厚さを増加して実装体積を増加してもそれに見合うだけの室外ユニットの性能向上は期待できない。また、風量を増加させると上記空気と冷媒との温度差の低下は抑制されほぼ風量に比例して熱交換性能は増加するが、熱交換器の通過風速増加に伴い通風抵抗つまりファン入力はそれ以上に増加するため、効率よく室外ユニットの性能を向上させることができない。

このように、従来の空気調和機の室外ユニットは、効率良く熱交換器を動作させて室外ユニットの性能を向上させるためには、ユニットサイズを大きくせざるを得ないという問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ユニットサイズを大きくすることなく、熱交換器の実装体積を増加させて熱交換性能の向上と通風抵抗の増加の抑制とを両立させ、効率良く性能を向上させることができる室外ユニットを得ることを目的としている。

本発明に係る空気調和機の室外ユニットは、熱交換器、少なくとも１つのファン、圧縮機、及び、これらを内蔵し、吸込み口及び吹出し口が形成され箱状のケーシングを備えた空気調和機の室外ユニットにおいて、上記熱交換器は複数の熱交換部で構成されており、これら熱交換部は、ジグザグ状に配置され、上記ファンと上記熱交換器は互いに水平方向に配置され、複数の上記熱交換部は、垂直方向に並べられて、ジグザグ状に配置され、上記ファンは、複数の羽根、ボス及びモータを備え、上記羽根の外周部と上記ボスとの間に、隣接する上記羽根を接続する中間リングが形成され、上記ファンの回転軸を含む仮想断面であり、かつ、上記熱交換器を構成する複数の上記熱交換部の並び方向に沿った仮想断面で観察した状態において、隣接する上記熱交換部の端部同士の接続箇所のうちの少なくとも１つの位置は、上記熱交換部の並び方向において、上記中間リングの位置と略一致しているものである。
また、本発明に係る空気調和機の室外ユニットは、熱交換器、少なくとも１つのファン、圧縮機、及び、これらを内蔵し、吸込み口及び吹出し口が形成され箱状のケーシングを備えた空気調和機の室外ユニットにおいて、上記熱交換器は複数の熱交換部で構成されており、これら熱交換部は、ジグザグ状に配置され、上記ファンと上記熱交換器は互いに水平方向に配置され、複数の上記熱交換部は、垂直方向に並べられて、ジグザグ状に配置され、上記熱交換器は、所定の間隔を介して積層された複数のフィンと、これらフィンを貫通するパイプとを備えるとともに、ジグザグ状に配置された複数の上記熱交換部のフィンは、スリットを有する折り曲げ部で曲がった状態の一体のフィンで構成されているものである。
また、本発明に係る空気調和機の室外ユニットは、熱交換器、少なくとも１つのファン、圧縮機、及び、これらを内蔵し、吸込み口及び吹出し口が形成され箱状のケーシングを備えた空気調和機の室外ユニットにおいて、上記熱交換器は複数の熱交換部で構成されており、これら熱交換部は、ジグザグ状に配置され、上記ファンは、複数の羽根、ボス及びモータを備え、上記羽根の外周部と上記ボスとの間に、隣接する上記羽根を接続する中間リングが形成されて、上記ファンの回転軸を含む仮想断面であり、かつ、上記熱交換器を構成する複数の上記熱交換部の並び方向に沿った仮想断面で観察した状態において、隣接する上記熱交換部の端部同士の接続箇所のうちの少なくとも１つの位置は、上記熱交換部の並び方向において、上記中間リングの位置と略一致しているものである。

本発明に係る室外ユニットは、ケーシング内に内蔵されている熱交換器を複数の熱交換部で構成し、これら熱交換部をジグザグ状に配置しているので、ユニットサイズを大きくすることなく熱交換器体積を増加させることができる。また、吸い込み面積が大きくなるようにケーシング内に熱交換器が実装されているので、熱交換性能の増加と通風抵抗の低下によるファン入力の低減の両立が図れ、また、風量を増加させても、通風抵抗の増加つまりはファン入力の増大を抑制しつつ熱交換性能の向上を図ることができる。

本発明の実施の形態１による空気調和機の室外ユニットを示す外観斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ断面模式図である。 本発明の実施の形態１による空気調和機の室外ユニットの別の一例を示す横断面模式図である。 本発明の実施の形態２による空気調和機の室外ユニットを示す外観斜視図である。 図４におけるＢ−Ｂ断面模式図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室外ユニットに内蔵される熱交換器の別の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態３による空気調和機の室外ユニットを示す外観斜視図である。 図７におけるＥ−Ｅ断面模式図である。 本発明の実施の形態４による空気調和機の室外ユニットを示す外観斜視図である。 図９におけるＦ−Ｆ断面模式図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による空気調和機の室外ユニットを示す斜視図である。また、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面模式図である。なお、図２に示す白抜き矢印は、室外ユニットを流れる空気の流れを示すものである。

図１において、室外ユニット５０は、吸込み口６及び吹出し口２が形成された箱状のケーシング１を備えている。ケーシング１は、例えば、底面部となるベース板１ａと、前面部を形成し、吹出し口２が形成されたフロントパネル１ｂと、側面部及び吸込み口６となる範囲以外の後面部を形成するサイドパネル１ｃと、天面部を形成する天板１ｄから構成される。このケーシング１内には、ベース板１ａ上に、熱交換器７及び圧縮機９が固定され、また、ステーを介してファン４が取り付けられている。このファン４は吹出し口２と対向するように配置されており、吸込み口６の外周部には、ファン４の外周部を取り囲むようにベルマウス３が設けられている。ここで、ケーシング１内には、ファン４が駆動することによって吸込み口６から流入した空気が熱交換器７及びファン４を通って吹出し口２へ流れる風路が形成される。圧縮機９は、この風路以外の箇所に固定されている。なお、本実施の形態１においては、ケーシング１内を、仕切り板８により、圧縮機９が内蔵される機械室１０と、熱交換器７及びファン４が内蔵される風路とに仕切っている。

ファン４は軸流ファンであり、ボス４ｂと、このボス４ｂの外周部に設けられた複数の羽根４ａと、ボス４ｂの中心を回転軸としてボス４ｂ及び羽根４ａを回転させるファンモータ５を備えている。本実施の形態１では、羽根幅を狭くまた羽根枚数を多くして、羽根４ａの回転軸方向の厚みが薄くなるように構成している。また、図示しないが、ファンモータ５がボス４ｂ内に内蔵されている。

ここで、熱交換器７は、図２に示すように、５つの熱交換部（熱交換部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ）に分けられ、これら熱交換部７ａ〜７ｅを水平方向に並べてジグザグ状に配置している。つまり、本実施の形態１に係る熱交換器７は、４つの折れ曲がり部（熱交換部の端部同士が接続されている箇所）が形成されている。また、熱交換部７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅのファン４側の端部はファン４に近接し、熱交換器７の通風面積が十分大きくなるように配置されている。なお、熱交換器７つまり熱交換部７ａ〜７ｅは、フィン７１と伝熱管（図示せず）で構成されている。フィン７１は、紙面直交方向（垂直方向）に伸びた短冊状の板で、空気が流れるすきまが形成されるように一定の間隔を介して水平方向に複数積層されている。

ここで、本実施の形態１で示す「垂直方向」は、重力の方向と厳密に一致する方向を示すものではなく、重力の方向から若干傾いていてもよいものである。つまり、本実施の形態１で示す「垂直方向」は、実質的に垂直方向であることを示していることを付言しておく。また、本実施の形態１で示す「水平方向」は、重力と直角に交わる方向と厳密に一致する方向を示すものではなく、重力と直角に交わる方向から若干傾いていてもよいものである。つまり、本実施の形態１で示す「水平方向」は、実質的に水平方向であることを示していることを付言しておく。

次に、本実施の形態１に係る室外ユニット５０の動作について説明する。
図２において白抜き矢印で空気の流れを示すように、ファン４により発生させる空気の流れは、吸込み口６から、ベース板１ａ、フロントパネル１ｂ、サイドパネル１ｃ及び天板１ｄで形成された風路に流入し、吹出し口２から排出される。つまり、ファン４が駆動することにより、室外ユニット５０近傍の空気は、吸込み口６から風路内に流入し、風路内に配置された熱交換器７のフィン７１間を通って、吹出し口２から排出される。熱交換器７のフィン７１間を通る空気は、この間、熱交換器７と熱交換する。

このように、本実施の形態１においては、熱交換器７を構成する各熱交換部をジグザグ状に配置しているため、熱交換器７の吸込み面積を十分大きく確保できる。このため、熱交換器７の通風速度を下げて熱交換器７の通風抵抗つまりはファン入力を低減させることができる。また、熱交換器７の体積増加に応じて風量を増加させても、通風面積も同時に増加させているため、熱交換器７の通風速度の増加が抑制され、通風抵抗の増大を招くことなく、効率よく熱交換器７の熱交換性能を向上させることができる。

また、図２中の白抜き矢印からわかるように、本実施の形態１に係る室外ユニット５０においては、吸込み口６から吸い込まれた空気は、ほぼ直線状に風路内を通過してファン４から排出される。このため、空気の曲がりや拡大・縮小などに起因する圧力損失、いわゆる形状損失が少なく、風路内での圧力損失の多くは熱交換器を通過する際に発生する圧力損失となるので、ファン入力低減を図ることができる。また、本実施の形態１に係る室外ユニット５０においては、ファン４の回転軸にほぼ並行に空気が流入するという、軸流ファンに適した流入条件となるため、ファン効率が向上する。このため、ファン入力が低減するとともに、乱れの少ない流れがファン４に流入するので、騒音も低減することができる。

また、ファン４の回転軸方向厚みを薄く構成したので、熱交換器７を構成する熱交換部７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅのファン４側端部をより吸込み口６側（つまり、ファン４側）に近づけることができる。このため、ケーシング１内に設置する熱交換器７の実装体積を通風面積とともに増加させることができる。

なお、本実施の形態１では１台のファン４を用いたが、熱交換器７の実装体積増加に応じて風量を増加させる場合、複数のファン４を用いてもよい。例えば、熱交換部７ｂと熱交換部７ｃとの接続部（熱交換部７ｂと熱交換部７ｃとの間の折れ曲がり部）付近と、熱交換部７ｄと熱交換部７ｅとの接続部（熱交換部７ｄと熱交換部７ｅとの間の折れ曲がり部）付近が中心位置となるように、２台のファン４を配置してもよい。しかしながら、本実施の形態１では、羽根径を大きくして１台のファン４で所定の風量を発生させるようにしている。羽根径を大きくして１台のファン４で所定の風量を発生させることにより、ファン４を比較的低回転数で効率良く運転でき、また騒音を抑制することができるからである。このように、１台のファン４と対向する範囲に多くの熱交換部をジグザグ状に配置することにより、つまり、１台のファン４と対向する範囲に多くの折れ曲がり部を配置することにより、１台のファン４に対する熱交換器の体積を増加させることができるため、通風抵抗つまりはファン入力を増加させることなく熱交換性能を向上でき、さらにはファン４の効率向上及び低騒音化を図ることもできる。

また、本実施の形態１では熱交換器７の折れ曲がり数（つまり、熱交換器７を構成する熱交換部同士の接続部の数）を４箇所としたが、折れ曲がり数はこの数に限定されるものではない。例えば、熱交換器７の折れ曲がり数を５箇所以上としてもよい。この場合、通風抵抗の増加も伴うため、熱交換器７を薄くするなど、熱交換器７の仕様を適宜選択するとなお良い。

また、本実施の形態１では、熱交換器７を構成する５つの熱交換部（熱交換部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ）を別体で構成しているが、各熱交換部を一体で製造後、折れ曲がり部で曲げてもよい。熱交換部を一体で製造する場合、折れ曲がり部には予めフィン７１を取り付けない構成にしてもよい。折れ曲がり部にフィン７１を設けなくすることにより、熱交換器７の曲げ加工性が向上する。また、折れ曲がり部はもともと空気が流通しにくく熱交換への寄与は小さいため、熱交換器７の熱交換性能を低下させることなくフィン材料の使用量を削減することができる。

また、本実施の形態１では、熱交換部７ｂと熱交換部７ｃとの接続部（折れ曲がり部）及び熱交換部７ｄと熱交換部７ｅとの接続部（折れ曲がり部）がファン４に近接し、熱交換部７ｃと熱交換部７ｄとの接続部（折れ曲がり部）が吸込み口６に近接するように各熱交換部をジグザグ状に配置したが、これら熱交換部の配置はこの配置に限定されるものではない。例えば図３に示すように、熱交換器７を通風方向に沿って反転させ、熱交換部７ｂと熱交換部７ｃとの接続部（折れ曲がり部）及び熱交換部７ｄと熱交換部７ｅとの接続部（折れ曲がり部）が吸込み口６に近接し、熱交換部７ｃと熱交換部７ｄとの接続部（折れ曲がり部）がファン４のボス４ｂに近接するように各熱交換部をジグザグ状に配置してもよい。

また、本実施の形態１ではフィン７１を水平方向に積層したが、フィン７１を垂直方向に積層してもよい。この場合、フィン７１間のすきまが水平方向に拡がっているため、空気は熱交換器７を通過する際水平方向に移動しやすく、このため熱交換器７の通風抵抗がより低減する効果があり、ファン入力をさらに低減することができる。

以上、本実施の形態１に係る室外ユニット５０は、ケーシング１内に内蔵されている熱交換器７を複数の熱交換部で構成し、これら熱交換部をジグザグ状に配置しているので、ユニットサイズを大きくすることなく熱交換器７の実装体積を増加させることができる。また、通風面積が大きくなるように熱交換器７が実装されているので、熱交換性能の増加と通風抵抗（つまりはファン入力）の低減の両立が図れる。また、風量を増加させても、熱交換器７の通風抵抗の増大を抑制しつつ熱交換性能の向上を図ることができる。

また、ケーシングの側面に沿って熱交換器を配置した従来の室外ユニットと、熱交換器７をジグザグ形状にした本実施の形態１に係る室外ユニット５０と、を比較すると、次のような効果を奏する。なお、以下では、熱交換器の体積を、「積み幅長（フィンの積層方向において両端部に配置されたフィン間の距離）」×「フィンの長手方向長さ」×「フィンの短手方向長さ」と定義する。本実施の形態１に係る熱交換器７のように複数の熱交換部で構成されたものの場合、各熱交換部の体積の総和を熱交換器７の体積とする。

（１）フィン７１が水平方向に積層され、フィン７１の長手方向が垂直方向となっている熱交換器７を内蔵した本実施の形態１に係る室外ユニットの場合（図２参照）
従来の室外ユニットと本実施の形態１に係る室外ユニット５０のユニットサイズを同じとし、両室外ユニットに内蔵される熱交換器の体積も同一と仮定した場合、本実施の形態１に係る室外ユニット５０は、熱交換器７の積み幅長（つまり、各熱交換器の積み幅長の総和）を従来の室外ユニットよりも長くできるので、フィン７１の短手方向長さ（つまり、熱交換器７の厚み）を薄くすることが可能となる。また、フィンの短手方向の長さと、フィンの短手方向沿って配置される伝熱管の列数とは、対応関係がある。このため、従来の室外ユニットと本実施の形態１に係る室外ユニット５０のユニットサイズを同じとし、両室外ユニットに内蔵される熱交換器の体積も同一と仮定した場合、本実施の形態１に係る室外ユニット５０は、伝熱管７２の列数を少なくすることも可能となる。

（２）フィン７１が垂直方向に積層されている熱交換器７を内蔵した本実施の形態１に係る室外ユニットの場合
従来の室外ユニットと本実施の形態１に係る室外ユニット５０のユニットサイズを同じとし、両室外ユニットに内蔵される熱交換器の体積も同一と仮定した場合、本実施の形態１に係る室外ユニット５０は、各熱交換器のフィン７１の長手方向長さの総和を従来の室外ユニットよりも長くできるので、フィン７１の短手方向長さ（つまり、熱交換器７の厚み）を薄くすることが可能となる。このため、上述のように、従来の室外ユニットと本実施の形態１に係る室外ユニット５０のユニットサイズを同じとし、両室外ユニットに内蔵される熱交換器の体積も同一と仮定した場合、本実施の形態１に係る室外ユニット５０は、伝熱管７２の列数を少なくすることも可能となる。

つまり、上記（１），（２）からわかるように、熱交換器７の体積を同等とすると、本構成の方が、従来に比べ、積み幅方向を長く、フィン７１の短手方向を短く（列数を少なく）できるので、熱交換性能の向上と通風抵抗の低減を両立でき、本実施の形態１に係る室外ユニット５０は、従来の室外ユニットと比べ、熱交換器７を効率良く動作させることができるので、ユニットサイズを大きくすることなく室外ユニット５０の性能を向上させることができる。換言すると、本実施の形態１に係る室外ユニット５０は、従来の室外ユニットと同等の性能を得ようとした場合、性能向上分だけ熱交換器７の体積を削減できるためコストダウンを図ることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、各熱交換部を水平方向に並べてジグザグ状に配置し、つまり折り曲げ方向を水平方向として熱交換器７を構成していた。これに限らず、例えば次のように構成した熱交換器７をケーシング１に内蔵しても、本発明を実施することができる。なお、本実施の形態２で特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図４は、本発明の実施の形態２による空気調和機の室外ユニットを示す斜視図である。また、図５は、図４におけるＢ−Ｂ断面模式図である。なお、図５に示す白抜き矢印は、室外ユニットを流れる空気の流れを示すものである。

図５に示すように、本実施の形態２に係る熱交換器７は、４つの熱交換部（熱交換部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）に分けられ、これら熱交換部７ａ〜７ｄを垂直方向に並べてジグザグ状に配置している。つまり、本実施の形態２に係る熱交換器７は、３つの折れ曲がり部（熱交換部の端部同士が接続されている箇所）が形成されている。また、熱交換部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄのファン４側の端部はファン４に近接し、熱交換器７の通風面積が十分大きくなるように配置されている。なお、熱交換器７つまり熱交換部７ａ〜７ｄは、フィン７１と伝熱管７２で構成されている。フィン７１は、空気が流れるすきまが形成されるように一定の間隔を介して水平方向に複数積層されている。

以上、本実施の形態２のように構成された室外ユニット５０においては、実施の形態１で示した効果に加え、フィン７１間のすきまが垂直方向に拡がっているため、空気は熱交換器７を通過する際垂直方向に移動しやすく、このため熱交換器７の通風抵抗がより低減する効果があり、ファン入力をさらに低減することができる。また、熱交換器７の実装体積増加に応じて風量を増加させても、通風面積も同時に増加させているため、熱交換器７の通風速度の増加が抑制され、通風抵抗の増大を招くことなく、効率よく熱交換器７の熱交換性能を向上させることができる。

なお、本実施の形態２では熱交換器７の折れ曲がり数（つまり、熱交換器７を構成する熱交換部同士の接続部の数）を３箇所としたが、折れ曲がり数はこの数に限定されるものではない。例えば、熱交換器７の折れ曲がり数を４箇所以上としてもよい。この場合、通風抵抗の増加も伴うため、熱交換器７を薄くするなど、熱交換器７の仕様を適宜選択するとなお良い。

また、本実施の形態２では、熱交換器７を構成する４つの熱交換部（熱交換部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）を別体で構成しているが、折れ曲がり部に配置されるフィン７１にスリットを入れる等して各熱交換部を一体で製造後、折れ曲がり部で曲げてもよい。折れ曲がり部はもともと空気が流通しにくく熱交換への寄与は小さいため、曲げ部にフィン７１がなくても熱交換器７の熱交換性能を低下させることなくフィン材料の使用量を削減することができる。

また、本実施の形態２では、熱交換部７ａと熱交換部７ｂとの接続部（折れ曲がり部）及び熱交換部７ｃと熱交換部７ｄとの接続部（折れ曲がり部）がファン４に近接し、熱交換部７ｂと熱交換部７ｃとの接続部（折れ曲がり部）が吸込み口６に近接するように各熱交換部をジグザグ状に配置したが、これら熱交換部の配置はこの配置に限定されるものではない。例えば、熱交換器７を通風方向に沿って反転させ、熱交換部７ａと熱交換部７ｂとの接続部（折れ曲がり部）及び熱交換部７ｃと熱交換部７ｄとの接続部（折れ曲がり部）が吸込み口６に近接し、熱交換部７ｂと熱交換部７ｃとの接続部（折れ曲がり部）がファン４のボス４ｂに近接するように各熱交換部をジグザグ状に配置してもよい。

また、熱交換器７を図６に示すように構成してもよい。
図６は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室外ユニットに内蔵される熱交換器の別の一例を示す説明図である。なお、図６（ａ）は、図４に示す矢印Ｃから見た熱交換器７の図（背面図）である。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＤ−Ｄ断面模式図である。

図６に示す熱交換器７は、仕切り板８と熱交換器７のサイドプレートを共通化して一体成型してある。このように熱交換器７を構成すれば、部品の共通化によるコストダウン及び熱交換器７と仕切り板８の一体化による組立部品点数削減を図ることができ、さらには組立工程の簡素化を図ることができる。また、仕切り板８に熱交換器７、つまり各熱交換部７ａ〜７ｄを固定できるため、各熱交換部７ａ〜７ｄを垂直方向に所定のジグザグ形状になるように配置するための配置精度が向上する。

実施の形態３．
実施の形態１及び実施の形態２で示した室外ユニット５０に、例えば以下に示すようなファン４を採用してもよい。なお、本実施の形態３で特に記述しない項目については実施の形態１又は実施の形態２と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図７は、本発明の実施の形態３による空気調和機の室外ユニットを示す斜視図である。また、図８は、図７におけるＥ−Ｅ断面模式図である。なお、図８に示す白抜き矢印は、室外ユニットを流れる空気の流れを示すものである。

図７及び図８に示すように、本実施の形態３に係るファン４は、羽根４ａの外周部とボス４ｂとの間に、隣接する羽根４ａを接続する中間リング１００が形成されている。より詳しくは、羽根４ａは、ボス４ｂと中間リング１００との間の内周羽根１０１と、中間リング１００の外周側に設けられた外周羽根１０２と、で構成されている。また、本実施の形態３では、外周羽根１０２の枚数を内周羽根１０１の枚数より多くして、ファン４の空力性能を確保している。また、図８（ファン４の回転軸を含む仮想断面であり、かつ、熱交換器７を構成する熱交換部の並び方向に沿った仮想断面）に示すように、熱交換部７ａと熱交換部７ｂとの接続部（折れ曲がり部）及び熱交換部７ｃと熱交換部７ｄとの接続部（折れ曲がり部）の位置が、熱交換部の並び方向において、中間リング１００の位置と略一致している。

以上、本実施の形態本実施の形態３のように構成された室外ユニット５０においては、実施の形態１及び実施の形態２で示した効果に加えて以下の効果を奏する。
実施の形態１及び実施の形態２で示したファン４は、羽根４ａの幅を狭くし、羽根４ａの枚数を多くして、回転軸方向の厚みが薄くなるように構成している。本実施の形態３で示したファン４は、中間リング１００で羽根４ａを中継させることによって羽根４ａの根元強度を向上させることができるため、より一層、羽根４ａの幅を狭くし、羽根４ａの枚数を多くできる。このため、本実施の形態３で示したファン４は、実施の形態１及び実施の形態２で示したファン４よりも、回転軸方向の厚みの薄型化を図ることができる。

このように、ファン４の羽根４ａの軸方向厚みがより小さくなるため、室外ユニット５０内に熱交換器７を実装するスペースが増加するので、熱交換器７の実装体積が増加する。また、熱交換器７の折れ曲がり部（隣接する熱交換部同士の接続部）付近では比較的空気が流れにくいが、羽根４ａのない中間リング１００の位置と略一致しているため、中間リング１００を設けたことに起因するファン４の空力性能の低下を防止できる。さらに、中間リング１００への空気流入がないため、吸い込み空気と中間リング１００との干渉による乱れに起因する騒音増加も発生することがない。このように、ファン４の空力性能の低下、騒音の増加を招くことなくファン４の薄型化つまりは熱交換器７の実装体積を増加させることができる。

なお、本実施の形態３では、隣接する羽根４ａを接続するリングを羽根４ａの略中間部に設けたが、隣接する羽根４ａを接続するリングを羽根４ａの外周部に設けても勿論よい。この場合、羽根４ａの強度をさらに向上させることができる。

また、本実施の形態３では、ファン４に近接する熱交換器７の折れ曲がり部（熱交換部同士の接続部）の全てを、熱交換部の並び方向において中間リング１００の位置と略一致させたが、これら折れ曲がり部のうちの少なくとも１つを中間リング１００の位置と略一致させることにより、上記の効果を得ることができる。

実施の形態４．
実施の形態１〜実施の形態３ではケーシング１の側面部に吹出し口２を形成した室外ユニット５０について説明したが、ケーシング１の天面部に吹出し口２を形成した室外ユニット５０において本発明を実施することも勿論可能である。なお、本実施の形態４で特に記述しない項目については実施の形態１〜実施の形態３と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図９は、本発明の実施の形態４による空気調和機の室外ユニットを示す斜視図である。また、図１０は、図９におけるＦ−Ｆ断面模式図である。なお、図１０示す白抜き矢印は、室外ユニットを流れる空気の流れを示すものである。また、図１０に示す丸内に×が書かれた印は、紙面手前側から奥側へ流れる空気の流れを示すものである。

実施の形態１〜実施の形態３に示した室外ユニット５０は、ファン４と熱交換器７とを水平方向に配置して通風するサイドフロー形室外ユニットで構成される場合を示したが、本実施の形態４に係る室外ユニット５０は、ファン４及び熱交換器７を丁度９０度傾けて上下方向に配置して通風させるトップフロー形室外ユニットで構成される。詳しくは、図９及び図１０に示すように、ケーシング１の天面部となる天板１ｄに吹出し口２が形成され、この吹出し口２に対向してファン４が取り付けられている。そして、熱交換器７は、ファン４の下方に配置されている。また、ケーシング１の４つの側面のそれぞれ一部には、吸込み口６が形成されている。つまり、ケーシング１内には、ファン４が駆動することによって吸込み口６から流入した空気が熱交換器７及びファン４を通って吹出し口へ流れる風路が形成される。圧縮機９は、この風路以外の箇所となるケーシング１の下方に配置されている。なお、本実施の形態４では実施の形態１及び実施の形態２で示したファン４を採用しているが、実施の形態３で示したファン４を採用しても勿論よい。

熱交換器７は、４つの熱交換部（熱交換部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）に分けられ、これら熱交換部７ａ〜７ｄを水平方向に並べてジグザグ状に配置している。つまり、本実施の形態４に係る熱交換器７は、３つの折れ曲がり部（熱交換部の端部同士が接続されている箇所）が形成されている。また、熱交換部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄのファン４側の端部はファン４に近接し、熱交換器７の通風面積が十分大きくなるように配置されている。なお、熱交換器７つまり熱交換部７ａ〜７ｄは、フィン７１と伝熱管７２で構成されている。フィン７１は、空気が流れるすきまが形成されるように一定の間隔を介して水平方向に複数積層されている。

次に、本実施の形態４に係る室外ユニット５０の動作について説明する。
図１０に示すように、室外ユニット５０の外部の空気は、４つの側面に設けられた吸込み口６から流入後、流れが上方向に転向され、熱交換器７及びファン４を通過して、吹出し口２から排出される。熱交換器７のフィン７１間を通る空気は、この間、熱交換器７と熱交換する。

以上、本実施の形態２のように構成された室外ユニット５０においては、実施の形態１で示した効果に加え、フィン７１間のすきまが垂直方向に拡がっているため、空気は熱交換器７を通過する際垂直方向に移動しやすく、このため熱交換器７の通風抵抗が低減する効果が大きく、ファン入力を低減することができる。また、熱交換器７の実装体積増加に応じて風量を増加させても、通風面積も同時に増加させているため、熱交換器７の通風速度の増加が抑制され、通風抵抗の増大を招くことなく、効率よく熱交換器７の熱交換性能を向上させることができる。

なお、本実施の形態４では１台のファン４を用いたが、熱交換器７の実装体積増加に応じて風量を増加させる場合、複数のファン４を用いてもよい。例えば、熱交換部７ａと熱交換部７ｂとの接続部（折れ曲がり部）付近と、熱交換部７ｃと熱交換部７ｄとの接続部（間の折れ曲がり部）付近が水平方向における中心位置となるように、２台のファン４を配置してもよい。しかしながら、本実施の形態４では、羽根径を大きくして１台のファン４で所定の風量を発生させるようにしている。羽根径を大きくして１台のファン４で所定の風量を発生させることにより、ファン４を比較的低回転数で効率良く運転でき、また騒音を抑制することができるからである。このように、１台のファン４と対向する範囲に多くの熱交換部をジグザグ状に配置することにより、つまり、１台のファン４と対向する範囲に多くの折れ曲がり部を配置することにより、１台のファン４に対する熱交換器の体積を増加させることができるため、通風抵抗つまりはファン入力を増加させることなく熱交換性能を向上でき、さらにはファン４の効率向上及び低騒音化を図ることもできる。

また、本実施の形態４では熱交換器７の折れ曲がり数（つまり、熱交換器７を構成する熱交換部同士の接続部の数）を３箇所としたが、折れ曲がり数はこの数に限定されるものではない。例えば、熱交換器７の折れ曲がり数を４箇所以上としてもよい。この場合、通風抵抗の増加も伴うため、熱交換器７を薄くするなど、熱交換器７の仕様を適宜選択するとなお良い。

また、本実施の形態４では、熱交換器７を構成する４つの熱交換部（熱交換部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）を別体で構成しているが、折れ曲がり部に配置されるフィン７１にスリットを入れる等して各熱交換部を一体で製造後、折れ曲がり部で曲げてもよい。熱交換部を一体で製造する場合、折れ曲がり部には予めフィン７１を取り付けない構成にしてもよい。折れ曲がり部にフィン７１を設けなくすることにより、熱交換器７の曲げ加工性が向上する。また、折れ曲がり部はもともと空気が流通しにくく熱交換への寄与は小さいため、熱交換器７の熱交換性能を低下させることなくフィン材料の使用量を削減することができる。

また、本実施の形態４では、熱交換部７ｂと熱交換部７ｃとの接続部（折れ曲がり部）がファン４のボス４ｂに近接し、熱交換部７ａと熱交換部７ｂとの接続部（折れ曲がり部）及び熱交換部７ｃと熱交換部７ｄとの接続部（折れ曲がり部）が吸込み口６に近接するように各熱交換部をジグザグ状に配置したが、これら熱交換部の配置はこの配置に限定されるものではない。例えば、熱交換器７を通風方向に沿って反転させ、熱交換部７ｂと熱交換部７ｃとの接続部（折れ曲がり部）が吸込み口６に近接し、熱交換部７ａと熱交換部７ｂとの接続部（折れ曲がり部）及び熱交換部７ｃと熱交換部７ｄとの接続部（折れ曲がり部）がファン４に近接するように各熱交換部をジグザグ状に配置してもよい。

以上、上記の実施の形態１から実施の形態４では、ファン４の風上側に熱交換器７を配置した場合を示したが、ファン４の風下側に熱交換器７を配置してもよい。例えば、実施の形態１で示した室外ユニット５０の場合、フロントパネル１ｂ側から空気を吸い込み、風下側となる熱交換器７にこの吸込み空気を供給することもできる。この場合、風速の大きいファン４の吹出し気流が熱交換器７に衝突することによる伝熱促進効果も得られるため、熱交換器７熱交換性能がさらに向上する効果がある。

また、上記の実施の形態１から実施の形態４では、ファンモータ５をボス４ｂに内蔵したファン４を例に本発明の一例を示したが、これに限るものではなく、回転軸方向にボス４ｂから突出して取り付けられた外付けモータをファンモータとしてもよい。

１ ケーシング、１ａ ベース板、１ｂ フロントパネル、１ｃ サイドパネル、１ｄ 天板、２ 吹出し口、３ ベルマウス、４ ファン、４ａ 羽根、４ｂ ボス、５ ファンモータ、６ 吸込み口、７ 熱交換器、７ａ〜７ｅ 熱交換部、８ 仕切り板、９ 圧縮機、１０ 機械室、５０ 室外ユニット、７１ フィン、７２ 伝熱管、１００ 中間リング、１０１ 内周羽根、１０２ 外周羽根。

Claims (9)

1. 熱交換器、少なくとも１つのファン、圧縮機、及び、これらを内蔵し、吸込み口及び吹出し口が形成され箱状のケーシングを備えた空気調和機の室外ユニットにおいて、
   上記熱交換器は複数の熱交換部で構成されており、
   これら熱交換部は、ジグザグ状に配置され、
   上記ファンと上記熱交換器は互いに水平方向に配置され、
   複数の上記熱交換部は、垂直方向に並べられて、ジグザグ状に配置され、
   上記ファンは、複数の羽根、ボス及びモータを備え、上記羽根の外周部と上記ボスとの間に、隣接する上記羽根を接続する中間リングが形成され、
   上記ファンの回転軸を含む仮想断面であり、かつ、上記熱交換器を構成する複数の上記熱交換部の並び方向に沿った仮想断面で観察した状態において、
   隣接する上記熱交換部の端部同士の接続箇所のうちの少なくとも１つの位置は、上記熱交換部の並び方向において、上記中間リングの位置と略一致していることを特徴とする空気調和機の室外ユニット。
2. 熱交換器、少なくとも１つのファン、圧縮機、及び、これらを内蔵し、吸込み口及び吹出し口が形成され箱状のケーシングを備えた空気調和機の室外ユニットにおいて、
   上記熱交換器は複数の熱交換部で構成されており、
   これら熱交換部は、ジグザグ状に配置され、
   上記ファンと上記熱交換器は互いに水平方向に配置され、
   複数の上記熱交換部は、垂直方向に並べられて、ジグザグ状に配置され、
   上記熱交換器は、所定の間隔を介して積層された複数のフィンと、これらフィンを貫通するパイプとを備えるとともに、ジグザグ状に配置された複数の上記熱交換部のフィンは、スリットを有する折り曲げ部で曲がった状態の一体のフィンで構成されていることを特徴とする空気調和機の室外ユニット。
3. 熱交換器、少なくとも１つのファン、圧縮機、及び、これらを内蔵し、吸込み口及び吹出し口が形成され箱状のケーシングを備えた空気調和機の室外ユニットにおいて、
   上記熱交換器は複数の熱交換部で構成されており、
   これら熱交換部は、ジグザグ状に配置され、
   上記ファンは、複数の羽根、ボス及びモータを備え、上記羽根の外周部と上記ボスとの間に、隣接する上記羽根を接続する中間リングが形成されて、
   上記ファンの回転軸を含む仮想断面であり、かつ、上記熱交換器を構成する複数の上記熱交換部の並び方向に沿った仮想断面で観察した状態において、
   隣接する上記熱交換部の端部同士の接続箇所のうちの少なくとも１つの位置は、上記熱交換部の並び方向において、上記中間リングの位置と略一致していることを特徴とする空気調和機の室外ユニット。
4. 上記圧縮機は、上記吸込み口から流入した空気が上記熱交換器及び上記ファンを通って上記吹出し口へ流れる風路以外の箇所に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機の室外ユニット。
5. １つの上記ファンに対向する範囲の上記熱交換器は、
   上記熱交換部の端部同士の接続箇所である折れ曲がり部が３つ以上形成されるように複数の上記熱交換部がジグザグ状に配置されている、もしくは、複数の上記熱交換部の並び方向に沿った仮想断面において、対向する上記ファン側の端部が当該ファンに近接するようにジグザグ状に配置されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の空気調和機の室外ユニット。
6. 上記ファンと上記熱交換器は互いに水平方向に配置され、
   複数の上記熱交換部は、水平方向に並べられて、ジグザグ状に配置されたことを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の空気調和機の室外ユニット。
7. 上記熱交換部は、所定の間隔を介して積層された複数のフィンと、これらフィンを貫通するパイプと、を備え、
   上記フィンの積層方向が水平方向であることを特徴とする請求項６に記載の空気調和機の室外ユニット。
8. 上記ファンと上記熱交換器は互いに垂直方向に配置され、
   複数の上記熱交換部は、水平方向に並べられて、ジグザグ状に配置されたことを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の空気調和機の室外ユニット。
9. 上記熱交換部は、所定の間隔を介して積層された複数のフィンと、これらフィンを貫通するパイプと、を備え、
   上記フィンの積層方向が水平方向であることを特徴とする請求項８に記載の空気調和機の室外ユニット。

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