JP6163771B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和機に関し、詳しくは、室内機の吹出口にファンガードを備えた空気調和機に関するものである。

従来、空気調和機では、室内機の吹出口から室内機内部へ手指を入れられないようにするために、吹出口にファンガードを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の空気調和機では、室内機筐体の前面下方に設けられ左右方向に長い四方形状に形成された吹出口に、吹出口から室内へ吹き出される空気を上下に偏向させる上下風向板と、左右に偏向させる左右風向板とが備えられており、吹出口の上流側（室内機内部側）に左右風向板が、吹出口の下流側（室内側）に上下風向板が、それぞれ配置されている。そして、左右風向板と上下風向板の間に、ファンガードが配置されている。このファンガードは、例えば、太さ１ｍｍ程度の鉄線からなる複数の縦桟と横桟とが溶接されて格子状に形成されており、隣り合う横桟の間隔は人の手指が入らない寸法とされている。

特開平１０−１３２３１８号公報

図２（Ｂ）は、上述した従来の空気調和機の室内機における、上下風向板とファンガードとの位置関係を説明する要部拡大図であり、２４ｂが上下風向板の上流側の断面形状、３２がファンガードの横桟、Ｗが吹出口から吹き出される空気（図２（Ｂ）では、空気の流れる速度が略等速度となる箇所を結び、空気の流れる方向を矢印で示している）、 Ｌは回動する上下風向板２４ｂの上流側先端部とファンガードの横桟３２とが最も近づいた場合の距離をそれぞれ示している。距離Ｌは、上下風向板２４ｂの上流側先端部が吹出口から吹き出される空気Ｗの抵抗となることを考慮して、また、空気調和機が停止しているときに上下風向板２４ｂが回動して吹出口を塞ぐことを考慮した寸法とされ、通常、距離Ｌは２０ｍｍ以上とされる。

また、図２（Ｂ）に示すように、上下風向板２４ｂの上流側の断面形状は、空気Ｗの流れに対する抵抗が大きくならないよう、上流側に向かうにつれて先端が細くなるよう形成され、例えば、上下風向板２４ｂの上流側先端部の平面部２４２（空気Ｗの流れに対し略垂直となる面）の長さ 寸法Ｔｈ２は、上下風向板２４ｂの厚さ寸法Ｔに対し３０％程度とされる。

一方、近年では室内機の意匠性や設置性を考慮して室内機の小型化が求められており、室内機の奥行寸法や高さ寸法を小さくするために、距離Ｌを２０ｍｍより小さくする場合がある。しかし、上下風向板２４ｂの上流側の形状が、上述したように上流側に向かうにつれて細くなるよう形成されているときに距離Ｌを２０ｍｍより小さくすれば、上下風向板２４ｂの角度によっては、図２（Ｂ）に破線で囲んだ領域Ｓのように、吹出口から吹き出される空気Ｗの流れ が、上下風向板２４ｂの上面に集中することがある。これにより、領域Ｓでは空気Wの流量が多くなって空気の流れる速度（流速）が速くなり、これに起因して上下風向板２４ｂで発生する風切音が大きくなって室内機の送風騒音が大きくなり、使用者に不快感を与える虞があった。

本発明は以上述べた問題点を解決するものであって、上下風向板の形状および上下風向板とファンガードとの距離に起因して送風騒音が大きくなることを抑制できる空気調和機を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するものであって、本発明の空気調和機は、室内機筺体の天面に吸込口を有するとともに室内機筺体の前面下部に吹出口を有し、吸込口と吹出口とを繋ぐ通風路中に配置され吸込口から室内空気を吸い込み吹出口から吹き出すための送風ファンを備えたものであって、送風ファンの下流側に配置され吹出口から吹き出される空気を上下方向に偏向する上下風向板と、送風ファンと上下風向板との間に配置されるファンガードとが備えられらものである。そして、上下風向板における送風ファン側の端部に平面部が設けられ、平面部とファンガードとの距離が１０ミリメートル以上１７ミリメートル以下とされ、平面部の長さ寸法が、上下風向板の厚さ寸法の５０％以上とされているものである。

本発明の空気調和機は、上下風向板における送風ファン側の端部に平面部を設け、平面部とファンガードとの距離を１０ミリメートル以上１７ミリメートル以下とするとともに、平面部の長さ寸法を上下風向板の厚さ寸法の５０％以上としている。これにより、上下風向板で発生する風切音を抑制して室内機の送風騒音を抑制することができる。

本発明の実施形態における、空気調和機の室内機の説明図であり、（Ａ）は外観斜視図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ断面図である。 上下風向板とファンガートとの位置関係を説明する図面であり、（Ａ）は図１（Ｂ）におけるＣ部拡大図、（Ｂ）は従来の空気調和機における（Ａ）と同箇所の拡大図である。 上下風向板とファンガートとの距離と、送風騒音レベルとの相関図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、住居の室内の壁面に設置される空気調和機の室内機を例に挙げて説明することとする。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１（Ａ）に示すように、室内機１は、横長の略直方体形状とされた本体筺体である室内機筐体１０を有している。室内機筐体１０の前面には、樹脂材を用いて略四方形状に形成されて室内機筐体１０の前面を覆うように配置され、室内機１の意匠面を形成する前面パネル１１が設けられている。

室内機筐体１０の左右側面は、右側面パネル１２および左側面パネル１３で形成されている。右側面パネル１２および左側面パネル１３は、各々樹脂材を用いて所定の曲率を有する曲面に形成されており、左右対称形状とされている。

室内機筐体１０の天面には、室内機１内部に空気を取り込むための吸込口１４が設けられており、図１（Ｂ）に示すように、吸込口１４を覆うように樹脂材で格子状に形成された吸込グリル１４ａが設けられている。また、前面パネル１１の下方には、室内機１で冷媒と熱交換を行った空気を室内に吹き出すための吹出口１５が設けられている。

図１（Ｂ）に示すように、吸込グリル１４ａで覆われた吸込口１４と吹出口１５とを繋ぐ通風路２０中には、吸込口１４から室内空気を吸い込み、吹出口１５から吹き出するための送風ファン２１が設けられており、また、送風ファン２１の上方には逆Ｖ字型とされた熱交換器２２が配置されている。送風ファン２１や熱交換器２２は、室内機１を壁面に取り付けるためのベース１６に固定されている。

また、通風路２０における熱交換器２２の上流側（熱交換器２２と、前面パネル１１および吸込グリル１４との間）には、室内機１内部に取り込んだ空気に含まれる塵埃を除去するためのフィルタ１８が配置されている。

吹出口１５は、ベース１６の下部と前面パネル２に取り付けられたケーシング１７の下面とで形成されており、吹出口１５には、吹出口１５から吹き出される空気を上下方向に偏向する第１上下風向板２４ａと、第１上下風向板２４ａより下方に配置された第２上下風向板２５とが設けられている。また、第１上下風向板２４ａおよび第２上下風向板２５から見て吹出口１５の上流側（室内機筐体１０の内部側）には、吹出口１５から吹き出される空気を左右方向に偏向する左右風向板２３が設けられている。これら左右風向板２３、第１上下風向板２４ａ、および、第２上下風向板２５は、各々樹脂材で形成されている。

第１上下風向板２４ａ および第２上下風向板２５は、各々図示しない回転軸に固定されており、上下方向に回動することで吹出口１５から吹き出される空気を上下方向に偏向する。また、第１上下風向板２４ａおよび第２上下風向板２５は、室内機１が運転を停止しているときは、吹出口１５を塞ぐことができる形状とされている。

また、図２（Ａ）に示すように、第１上下風向板２４ａの上流側先端部の形状は、図２（Ｂ）に示す従来の上下風向板２４ｂのように上流側に向かうにつれて細くするのではなく、上流側先端部から下流側端部まで同じ厚さ寸法Ｔとされており、上流側先端部には、第１上下風向板２４ａが図２（Ａ）に示す角度に回動したときに風Ｗの流れに略垂直となる面である平面部２４１が形成されている。平面部２４１の長さ寸法Ｔｈ１は、従来の上下風向板２４ｂにおける平面部２４２の長さ寸法Ｔｈ２より大きくされており、例えば、従来の上下風向板２４ｂにおける厚さ寸法Ｔに対する平面部２４２の長さ寸法Ｔｈ２の割合（Ｔｈ２／Ｔ）が３０％であるのに対し、第１上下風向板２４ａにおける厚さ寸法Ｔに対する平面部２４１の長さ寸法Ｔｈ１の割合（Ｔｈ１／Ｔ）が５０％とされる。

また、図１（Ｂ）に示すように、左右風向板２３と第１上下風向板２４ａおよび第２上下風向板２５との間には、ファンガード３０が配置されている。ファンガード３０は、複数の縦桟３１および複数の横桟３２を格子状に組み合わせて構成されており、縦桟３１および横桟３２は、例えば、所定の太さ（例えば、直径１ｍｍ）の鉄線を用いて形成される。縦桟３１は、左右風向板２３の形状に対応するよう、吹出口１５の下流側に凸となるように折り曲げられている。また、横桟３２は、人の手指が入らない寸法間隔で上下方向に並べて配置されている。

次に、図１乃至図３を用いて、本実施形態における、第１上下風向板２４ａとファンガード３０との距離および第１上下風向板２４ａの上流側の形状が、吹出口１５で発生する送風騒音に与える影響について説明する。

以下の説明では、上述した第１上下風向板２４ａおよび従来の上下風向板２４ｂの厚さ寸法：Ｔ、第１上下風向板２４ａの平面部の長さ寸法：Ｔｈ１、従来の上下風向板２４ｂの平面部の長さ寸法：Ｔｈ２、吹出口１５から吹き出される風の流れ：Ｗ、に加えて、第１上下風向板２４ａの平面部２４１あるいは従来の上下風向板２４ｂの平面部２４２とファンガード３０（の横桟３２）との距離をＬ（単位：ｍｍ）、吹出口１５で発生する送風騒音レベルをＮ（単位：ｄＢ）、として説明する（図２を参照）。尚、上記距離Ｌは、回動する第１上下風向板２４ａの平面部２４１あるいは従来の上下風向板２４ｂの平面部２４２と、ファンガード３０の横桟３２とが最も近づいた場合の距離である。

また、個別に言及が必要でない場合は、第１上下風向板２４ａおよび従来の上下風向板２４ｂを上下風向板２４、上下風向板２４の平面部の長さ寸法をＴｈとして説明する。また、特に言及が必要でない場合は、第１上下風向板２４ａの平面部２４１あるいは従来の上下風向板２４ｂの平面部２４２とファンガード３０（の横桟３２）との距離Ｌを、上下風向板２４とファンガード３０との距離Ｌ、と記載する。

図３は、上下風向板２４とファンガード３０との距離Ｌおよび平面部の長さ寸法と、吹出口１５における送風騒音レベルＮとの相関関係を示す距離−送風騒音レベル相関図１００である。この距離−送風騒音レベル相関図１００は、吹出口１５から吹き出される空気の風速が５．５ｍ／秒 となるように送風ファン２１を駆動して測定したものであり、縦軸が送風騒音レベルＮ（４２ｄＢ〜５１ｄＢ）、横軸が上下風向板２４とファンガード３０との距離Ｌ（８ｍｍ〜２７ｍｍ）となっている。

また、Ｔｈ／Ｔは、上下風向板２４の厚さ寸法Ｔに対する平面部の長さ寸法Ｔｈの割合を示すものであり、距離−送風騒音レベル相関図１００では、Ｔｈ／Ｔ＝３０％、４０％、および５０％の場合について、距離Ｌと送風騒音レベルＮとの関係を表している。

距離−送風騒音レベル相関図１００より、Ｔｈ／Ｔが大きくなるほど、つまり、上下風向板２４の平面部の長さ寸法Ｔｈが長くなるほど、距離Ｌに関わらず送風騒音レベルＮが小さくなり、Ｔｈ／Ｔ＝５０％の場合が一番小さくなる。尚、図示は省略しているが、Ｔｈ／Ｔが５０％以上であれば、送風騒音レベルＮはＴｈ／Ｔ＝５０％の場合の送風騒音レベルＮ以下あるいは同等であった。 また、従来の上下風向板２４ｂ（Ｔｈ２／Ｔ＝３０％）における距離Ｌ＝２０ｍｍのときの送風騒音レベルＮは４５ｄＢであるが、第１上下風向板２４ａ（Ｔｈ１／Ｔ＝５０）では、同じ送風騒音レベルＮ（＝４５ｄＢ）となるのは距離Ｌ＝１７ｍｍのときであり、従来の上下風向板２４ｂを採用した場合に比べて距離Ｌを３ｍｍ縮めることができる。

また、距離Ｌ：２０ｍｍ以上である場合は、各Ｔｈ／Ｔにおける送風騒音レベルＮの変化率（距離Ｌの変化に伴う送風騒音レベルＮの変化の割合）は略同じであるのに対し、距離Ｌ：２０ｍｍ未満である場合は、各Ｔｈ／Ｔにおける送風騒音レベルＮの変化率が異なり、特に距離Ｌ：１７ｍｍ（図３で破線で囲んだ箇所）以下では、Ｔｈ／Ｔ＝５０％の場合の送風騒音レベルＮの変化率は、Ｔｈ／Ｔ＝３０％および４０％の場合の送風騒音レベルＮの変化率より小さくなる。

例えば、距離Ｌが１７ｍｍであるとき、Ｔｈ／Ｔ＝３０％の場合の送風騒音レベルＮは４６．２ｄＢ、Ｔｈ／Ｔ＝４０％の場合の送風騒音レベルＮは４５．８ｄＢ、Ｔｈ／Ｔ＝５０％の場合の送風騒音レベルＮは４５．０ｄＢであり、Ｔｈ／Ｔを３０％から４０％とした場合の送風騒音レベルＮは０．４ｄＢ低下するのに対し、Ｔｈ／Ｔを４０％から５０％とした場合の送風騒音レベルＮは０．８ｄＢ低下する。つまり、Ｔｈ／Ｔを３０％から４０％とした場合に比べて、Ｔｈ／Ｔを４０％から５０％とした場合の送風騒音レベルＮの低下は０．４ｄＢ大きくなる。図３に明らかなように、このＴｈ／Ｔによる送風騒音レベルＮの低下率の差は、距離Ｌが１７ｍｍより小さくなるにつれて大きくなる。

上述した送風騒音レベルＮの変化率の違いが発生する理由について、図２を用いて説明する。図２（Ｂ）に示す従来の上下風向板２４ｂでは、上下風向板２４ｂの厚さ寸法Ｔに対する平面部２４２の長さ寸法Ｔｈ２の割合（Ｔｈ２／Ｔ）が３０％となっている。この場合、ファンガード３０の横桟３２を通過して上下風向板２４ｂの平面部２４２に到達した風Ｗは、上下風向板２４ｂが図２（Ｂ）に示す角度である場合にその多くが上下風向板２４ｂの上側へ流れる。これにより、上下風向板２４ｂの上側に空気流量の多い領域Ｓが発生し、領域Ｓでの空気Ｗの流速が速くなることに起因して上下風向板２４ｂの上流側で風切音が発生する。この風切音によって送風騒音レベルＮが大きくなり、距離Ｌが近づくにつれて領域Ｓにおける空気流量（空気の流速）が大きくなるために距離Ｌの変化に対する送風騒音レベルＮの変化率は大きくなる。

これに対し、図２（Ａ）に示す本実施形態における第１上下風向板２４ａでは、上流側先端部に平面部２４１が設けられており、第１上下風向板２４ａの厚さ寸法Ｔに対する平面部２４１の長さ寸法Ｔｈ１の割合（Ｔｈ１／Ｔ）が５０％となっている。第１上下風向板２４ａが上述した上下風向板２４ｂと同じ角度となっているとき、ファンガード３０の横桟３２を通過して第１上下風向板２４ａの平面部２４１に到達して平面部２４１に衝突した風Ｗは、従来の上下風向板２４ｂの場合と比べて第１上下風向板２４ａの上側へ流れる空気量が少なくなる。従って、上下風向板２４ｂの場合のような空気流量の多い領域Ｓが発生せず、第１上下風向板２４ａの上流側で発生する風切音のレベルは従来の上下風向板２４ｂの場合と比べて低下する。これにより、従来の上下風向板２４ｂの場合と比べて送風騒音レベルＮが大きくならず、距離Ｌの変化に対する送風騒音レベルＮの変化率も小さくなる。

以上のことから、上下風向板２４における厚さ寸法Ｔに対する平面部の長さ寸法Ｔｈの割合：Ｔｈ／Ｔは５０％以上であることが好ましい。また、上下風向板２４とファンガード３０との距離Ｌは、１０ｍｍ以上１７ｍｍ以下であることが好ましい。尚、距離Ｌを１０ｍｍ以上としているのは、これ以上、上下風向板２４とファンガード３０とを近づけると、上下風向板２４やファンガード３０の寸法公差や吹出口１５への組み付け時に発生する組み付け誤差等によって、上下風向板２４の回動時に上下風向板２４とファンガード３０とが当たる虞があるためである。

以上説明した通り、本発明の空気調和機は、上下風向板２４における送風ファン２１側の端部に平面部を設け、上下風向板２４の平面部とファンガード３０との距離を１０ミリメートル以上１７ミリメートル以下とするとともに、平面部の長さ寸法Ｔｈを上下風向板２４の厚さ寸法の５０％以上としている。これにより、上下風向板２４で発生する風切音を抑制して室内機１の送風騒音を抑制することができる。

尚、以上説明した実施形態では、上下風向板２４における吹出口の上流側先端部に平面部２４１を設けた場合について説明したが、平面部２４１の上下両端部に、上下風向板２４を製造する際の事情（成型金型の耐久性や 、平面部２４１の上下両端部での打痕や傷の発生予防等）を考慮して、上記効果を逸脱しない範囲で面取りあるいは丸み（Ｒ（アール））を設けてもよい。

１ 室内機
１０ 室内機筐体
１４ 吸込口
１５ 吹出口
１６ ベース
１７ ケーシング
２０ 通風路
２１ 送風ファン
２４ 上下風向板
２４ａ 第１上下風向板
２４ｂ 従来の上下風向板
２４１ 平面部
２４２ 平面部
３０ ファンガード
３１ 縦桟
３２ 横桟
Ｔ 上下風向板の厚さ寸法
Ｔｈ、Ｔｈ１、Ｔｈ２ 平面部の長さ寸法
Ｌ 上下風向板とファンガードとの距離
Ｗ 風

Claims (1)

1. 室内機筺体の天面に吸込口を有するとともに前記室内機筺体の前面下部に吹出口を有し、
   前記吸込口と前記吹出口とを繋ぐ通風路中に配置され、前記吸込口から室内空気を吸い込み前記吹出口から吹き出すための送風ファンを備えた空気調和機であって、
   前記送風ファンの下流側に配置され前記吹出口から吹き出される空気を上下方向に偏向する上下風向板と、前記送風ファンと前記上下風向板との間に配置されるファンガードとが備えられ、
   前記上下風向板における前記ファンガード側の端部に平面部が設けられ、
   前記平面部と前記ファンガードとの距離が１０ミリメートル以上１７ミリメートル以下とされ
   前記平面部の長さ寸法が、前記上下風向板の厚さ寸法の５０％以上とされていることを特徴とする空気調和機。

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