JP6311427B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置、特に、吸込口側の熱交換器室と仕切られた吹出口側のファン室に回転軸がファン入口の開口方向を向いた状態で後向き羽根の遠心ファンが設けられた空気調和装置に関する。

従来より、特許文献１（特開平６−２８１１９４号公報）に示すように、吸込口側の熱交換ユニット（熱交換器室）と仕切られた吹出口側の送風ユニット（ファン室）に回転軸がファン入口の開口方向を向いた状態で後向き羽根の遠心ファンが設けられた空気調和装置がある。この空気調和装置では、ユニットケース（ケーシング）を遠心ファンの回転軸方向に沿う方向から見た際に、遠心ファンの羽根車を回転軸がケーシングの中央に位置するように配置している。また、熱交換器室には、冷水コイル等（熱交換器）が配置されている。

特許文献１の構成では、ファン入口が鉛直方向を向くように熱交換器室及びファン室が配置されているが、ファン入口が水平方向を向くように熱交換器室及びファン室が配置される形態で使用することも考えられる。そして、この場合、熱交換器室には、熱交換器において発生する結露水を受けるためのドレンパンが、熱交換器室の底側面を構成するケーシングの側部に寄った位置に配置されることになる。

しかし、このように配置されたドレンパンは、熱交換器室における通風抵抗を増大させる原因になるため、これにより、遠心ファンの送風性能が低下するおそれがある。

本発明の課題は、吸込口側の熱交換器室と仕切られた吹出口側のファン室に回転軸がファン入口の開口方向を向いた状態で後向き羽根の遠心ファンが設けられた空気調和装置において、ドレンパンによる遠心ファンの送風性能の低下を抑えることにある。

第１の観点にかかる空気調和装置は、ケーシングと、仕切部材と、熱交換器と、第１ドレンパンと、遠心ファンとを有している。ケーシングには、吸込口と吹出口とが形成されている。仕切部材は、ケーシング内を吸込口側の熱交換器室と吹出口側のファン室とに仕切っており、熱交換器室とファン室とを連通するファン入口が吹出口に対向するように形成されている。熱交換器は、熱交換器室に設けられている。第１ドレンパンは、熱交換器室に設けられており、熱交換器において発生する結露水を受ける。遠心ファンは、複数の後向き羽根を有する羽根車を有しており、回転軸がファン入口及び吹出口の開口方向を向いた状態で羽根車がファン入口と吹出口との回転軸方向間に位置するようにファン室に設けられてファン入口を通じて熱交換器室の空気をファン室に吸い込む。そして、第１ドレンパンは、ファン入口の開口方向に沿うケーシングの側部の１つであるドレンパン近傍側部に寄った位置に配置されており、羽根車は、回転軸がドレンパン近傍側部に対向するケーシングの側部である羽根車近傍側部に寄った位置に配置されている。また、羽根車は、複数の後向き羽根の吹出口側の端部を結ぶとともに回転軸を中心として回転するハブをさらに有している。ここで、羽根車は、ハブの複数の後向き羽根の間に位置する翼間部が切り欠かれた形状をなしている。

ここでは、上記のように、羽根車の回転軸をドレンパン近傍側部に対向する羽根車近傍側部に寄せて配置するようにしている。このため、ここでは、第１ドレンパンが、吸込口から熱交換器室を通じてファン入口に向かう空気の流れを妨げにくくなる。すなわち、ここでは、第１ドレンパンが熱交換器室における通風抵抗を増大させることを抑えることができるようになる。

これにより、ここでは、第１ドレンパンによる遠心ファンの送風性能の低下を抑えることができる。

また、ここでは、上記のように、羽根車がハブの複数の後向き羽根の間に位置する翼間部が切り欠かれた形状をなしているため、羽根車から吹き出された直後の空気の軸方向成分を強めるとともに径方向成分を弱めることができ、ファン室における通風抵抗を低減することができるようになる。

これにより、ここでは、遠心ファンの送風性能を向上させることができる。

第２の観点にかかる空気調和装置は、第１の観点にかかる空気調和装置において、吸込口が、ファン入口に対向している。

ここでは、上記のように、吸込口がファン入口に対向しており、熱交換器室を流れる空気は、吸込口からファン入口に向かって概ね真っ直ぐに流れるようになっている。このため、第１ドレンパンが、熱交換器室における通風抵抗に大きく影響する構成になっている。

しかし、ここでは、上記のように、羽根車の回転軸をドレンパン近傍側部に対向する羽根車近傍側部に寄せて配置することで、第１ドレンパンが、吸込口から熱交換器室を通じてファン入口に向かう空気の流れを極力妨げにくくなるようにしている。

これにより、ここでは、吸込口がファン入口に対向することで第１ドレンパンが熱交換器室における通風抵抗に大きく影響する構成になっているにもかかわらず、第１ドレンパンによる遠心ファンの送風性能の低下を抑えることができる。

第３の観点にかかる空気調和装置は、第１又は第２の観点にかかる空気調和装置において、ファン入口が、回転軸に沿う方向から見た際に、第１ドレンパンに重ならないように配置されている。

ここでは、上記のように、ファン入口を仕切部材に配置するにあたり、回転軸に沿う方向から見た際に、第１ドレンパンに重ならないようにしている。このため、ここでは、第１ドレンパンが、吸込口から熱交換器室を通じてファン入口に向かう空気の流れをさらに妨げにくくなる。すなわち、ここでは、第１ドレンパンが熱交換器室における通風抵抗を増大させることをさらに抑えることができるようになる。

これにより、ここでは、第１ドレンパンによる遠心ファンの送風性能の低下をさらに抑えることができる。

第４の観点にかかる空気調和装置は、第１〜第３の観点にかかる空気調和装置のいずれかにおいて、第１ドレンパンが、回転軸が水平方向を向いた状態でケーシングが配置される場合に熱交換器において発生する結露水を受けるためのドレンパンである。そして、熱交換器室には、回転軸が鉛直方向を向いた状態でケーシングが配置される場合に熱交換器において発生する結露水を受けるための第２ドレンパンがさらに設けられている。

ここでは、上記のように、回転軸が水平方向を向いた状態でケーシングが配置される形態（横置形態）に使用される第１ドレンパン、及び、回転軸が鉛直方向を向いた状態でケーシングが配置される形態（縦置形態）に使用される第２ドレンパンを有している。このため、ここでは、横置形態及び縦置形態の両方に対応できるが、横置形態だけでなく縦置形態においても、第１ドレンパンが熱交換器室における通風抵抗に大きく影響する構成になっている。

しかし、ここでは、上記のように、羽根車の回転軸をドレンパン近傍側部に対向する羽根車近傍側部に寄せて配置することで、第１ドレンパンが、吸込口から熱交換器室を通じてファン入口に向かう空気の流れを極力妨げにくくなるようにしている。

これにより、ここでは、第１及び第２ドレンパンを有することで縦置形態においても第１ドレンパンが熱交換器室における通風抵抗に大きく影響する構成になっているにもかかわらず、第１ドレンパンによる遠心ファンの送風性能の低下を抑えることができる。

第５の観点にかかる空気調和装置は、第１〜第４の観点にかかる空気調和装置のいずれかにおいて、吹出口が、ファン入口に対向しており、少なくとも一部が羽根車近傍側部に対向するケーシングの側部である吹出口近傍側部に寄った位置に配置されている。

ここでは、上記のように、羽根車の回転軸を羽根車近傍側部に寄せて配置し、かつ、吹出口の少なくとも一部を羽根車近傍側部に対向する吹出口近傍側部に寄せて配置するようにしている。このため、ここでは、遠心ファンの羽根車によって吹き出される空気を、その旋回流れやケーシングの側部に沿う流れの傾向を極力変更することなく、スムーズに吹出口に案内することができる。

これにより、ここでは、第１ドレンパンによる遠心ファンの送風性能の低下を抑えるとともに、羽根車によって吹き出される空気を吹出口にスムーズに案内して遠心ファンの送風性能を向上させることができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の観点にかかる空気調和装置では、第１ドレンパンによる遠心ファンの送風性能の低下を抑えることができるとともに、遠心ファンの送風性能を向上させることができる。

第２の観点にかかる空気調和装置では、吸込口がファン入口に対向することで第１ドレンパンが熱交換器室における通風抵抗に大きく影響する構成になっているにもかかわらず、第１ドレンパンによる遠心ファンの送風性能の低下を抑えることができる。

第３の観点にかかる空気調和装置では、第１ドレンパンによる遠心ファンの送風性能の低下をさらに抑えることができる。

第４の観点にかかる空気調和装置では、第１及び第２ドレンパンを有することで縦置形態においても第１ドレンパンが熱交換器室における通風抵抗に大きく影響する構成になっているにもかかわらず、第１ドレンパンによる遠心ファンの送風性能の低下を抑えることができる。

第５の観点にかかる空気調和装置では、第１ドレンパンによる遠心ファンの送風性能の低下を抑えるとともに、羽根車によって吹き出される空気を吹出口にスムーズに案内して遠心ファンの送風性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の外観斜視図（縦置形態）である。 空気調和装置の第１側部を取り外した状態を示す前側面図（縦置形態）である。 空気調和装置の第２側部を取り外した状態を示す後側面図（縦置形態）である。 空気調和装置の第３側部を取り外した右側面図（縦置形態）である。 空気調和装置の第４側部を取り外した左側面図（縦置形態）である。 遠心ファンの羽根車の外観斜視図である。 空気調和装置の外観斜視図（横置形態）である。 空気調和装置の第１側部を取り外した状態を示す右側面図（横置形態）である。 図２のＩ−Ｉ断面図である。 図２のＩＩ−ＩＩ断面図である。 吹出口の全部が吹出口近傍側部に寄った構成を示す図であって、図１０に対応する図である。 ハブの翼間部が切り欠かれた羽根車を示す外観斜視図である。

以下、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる空気調和装置の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（１）空気調和装置の基本構成
まず、空気調和装置１の基本構成について、図１〜図８を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の一実施形態にかかる空気調和装置１の外観斜視図（縦置形態）である。図２は、空気調和装置１の第１側部２３を取り外した状態を示す前側面図（縦置形態）である。図３は、空気調和装置１の第２側部２４を取り外した状態を示す後側面図（縦置形態）である。図４は、空気調和装置１の第３側部２５を取り外した右側面図（縦置形態）である。図５は、空気調和装置１の第４側部２６を取り外した左側面図（縦置形態）である。図６は、遠心ファンの羽根車の外観斜視図である。図７は、空気調和装置１の外観斜視図（横置形態）である。図８は、空気調和装置１の第１側部２３を取り外した状態を示す右側面図（横置形態）である。

空気調和装置１は、建物内に設置されて室内の冷房や暖房を行う装置である。空気調和装置１は、ケーシング２と、仕切部材３と、熱交換器４と、遠心ファン５とを有している。ケーシング２には、吸込口１１と吹出口１２とが形成されている。仕切部材３は、ケーシング２内を吸込口１１側の熱交換器室Ｓ１と吹出口１２側のファン室Ｓ２とに仕切っており、熱交換器室Ｓ１とファン室Ｓ２とを連通するファン入口１３が形成されている。熱交換器４は、熱交換器室Ｓ１に設けられている。遠心ファン５は、複数の後向き羽根５３を有する羽根車５１を有しており、回転軸５２（その軸線を回転軸線Ａとする）がファン入口１３の開口方向Ｂを向いた状態で羽根車５１がファン室Ｓ２に設けられてファン入口１３を通じて熱交換器室Ｓ１の空気をファン室Ｓ２に吸い込む。

また、ここでは、ファン入口１３が吹出口１２に対向しており、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）がファン入口３１の開口方向Ｂ及び吹出口１２の開口方向Ｃを向いた状態になっている。また、ここでは、吸込口１１がファン入口１３に対向しており、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）がファン入口３１の開口方向Ｂ、吹出口１２の開口方向Ｃ及び吸込口１１の開口方向Ｄを向いた状態になっている。

また、ここでは、空気調和装置１が、縦置形態及び横置形態という２つの形態を取り得るようになっている。縦置形態は、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）が鉛直方向Ｚを向いた状態でケーシング２が配置される形態である（図１〜図５参照）。横置形態は、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）が水平方向Ｘを向いた状態でケーシング２が配置される形態である（図７及び図８参照）。

ケーシング２は、上記のように、吸込口１１と吹出口１２とが形成されている。ケーシング２は、主として、上流側部２１と、下流側部２２と、第１側部２３と、第２側部２４と、第３側部２５と、第４側部２６とを有している。これらの側部２１〜２６によって長尺の直方体形状のケーシング２が形成されている。上流側部２１は、縦置形態の場合にケーシング２の底側面を形成し、横置形態の場合にケーシング２の後側面を形成する部材である。下流側部２２は、縦置形態の場合にケーシング２の天側面を形成し、横置形態の場合にケーシング２の前側面を形成する部材である。上流側部２１及び下流側部２２は、ケーシング２の長手方向（回転軸線Ａ及び開口方向Ｂ、Ｃ、Ｄに沿う方向）に互いに離間して配置されている。上流側部２１には、吸込口１１が形成されている。吸込口１１は、上流側部２１の中央に形成された四角孔形状の開口である。下流側部２２には、吹出口１２が形成されている。吹出口１２は、下流側部２２の中央からずらして形成された四角孔形状の開口である。ここでは、吹出口１２は、下流側部２２の第２側部２４側に寄った位置に配置されている。第１側部２３は、縦置形態の場合にケーシング２の前側面を形成し、横置形態の場合にケーシング２の右側面を形成する部材である。第２側部２４は、縦置形態の場合にケーシング２の後側面を形成し、横置形態の場合にケーシング２の左側面を形成する部材である。第１側部２３及び第２側部２４は、ケーシング２の長手方向に直交する方向（縦置形態の場合は回転軸線Ａ及び開口方向Ｂ、Ｃ、Ｄに直交する水平方向Ｘ、横置形態の場合は回転軸線Ａ及び開口方向Ｂ、Ｃ、Ｄに直交する左右方向Ｙ）に互いに離間して配置されている。第３側部２５は、縦置形態の場合にケーシング２の右側面を形成し、横置形態の場合にケーシング２の天側面を形成する部材である。第４側部２６は、縦置形態の場合にケーシング２の左側面を形成し、横置形態の場合にケーシング２の底側面を形成する部材である。第３側部２５及び第４側部２６は、ケーシング２の長手方向に直交する方向（縦置形態の場合は回転軸線Ａ及び開口方向Ｂ、Ｃに直交する左右方向Ｙ、横置形態の場合は回転軸線Ａ及び開口方向Ｂ、Ｃ、Ｄに直交する鉛直方向Ｚ）に互いに離間して配置されている。

また、ここでは、上流側部２１に吸込口１１の外周縁を囲むように複数の突条２１ａが形成されており、下流側部２２に吹出口１２の外周縁を囲むように形成された複数の突条２２ａが形成されている。そして、突条２１ａを介して吸込ダクト１８が接続され、突条２２ａを介して吹出ダクト１９が接続されており、これにより、ここでは、空気調和装置１は、ダクト１８、１９を通じて空調室との間で空気のやりとりを行うダクト接続型の空気調和装置となっている。尚、ここでは、吸込口１１及び吹出口１２が四角孔形状であり、ダクト１８、１９も四角管形状であるが、これに限定されるものではなく、種々の形状を採用してもよい。また、空気調和装置１の型式も、ダクト接続型に限定されるものではなく、吸込口１１や吹出口１２から直接に空調室との間で空気のやりとりを行う型式等であってもよい。

仕切部材３は、上記のように、ケーシング２内を吸込口１１側の熱交換器室Ｓ１と吹出口１２側のファン室Ｓ２とに仕切っており、熱交換器室Ｓ１とファン室Ｓ２とを連通するファン入口１３が形成されている。仕切部材３は、主として、ケーシング２の長手方向に直交する方向（回転軸線Ａ及び開口方向Ｂ、Ｃ、Ｄに直交する方向）に平行な四角板形状の仕切本体部３１を有している。ファン入口１３は、仕切本体部３１に形成されており、ここでは、円孔形状である。仕切本体部３１の周縁辺からは、ケーシング２の側部２３〜２６の内面に沿ってファン室Ｓ２側に向かって延びる四角枠形状の仕切周縁部３２が形成されている。

熱交換器４は、上記のように、熱交換器室Ｓ１に設けられている。熱交換器４は、冷房時に熱交換器室Ｓ１を流れる空気を冷媒によって冷却する熱交換器である。また、暖房時には、熱交換器室Ｓ１を流れる空気を冷媒によって加熱することもできる。ここでは、熱交換器４として、多数のフィン及び伝熱管からなるフィンチューブ型熱交換器が採用されている。そして、熱交換器４には、建物外に設置された室外ユニットなどから冷媒が供給されるようになっている。熱交換器４は、ケーシング２の第３側部２５寄りの部分４１と、ケーシング２の第４側部２６寄りの部分４２とを有している。そして、熱交換器４の第３側部２５寄りの部分４１は、ファン入口１３に近い側から吸込口１１に近い側に向かうにつれて、第３側部２５に近づくように傾斜して配置されている。熱交換器４の第４側部２６寄りの部分４２は、ファン入口１３に近い側から吸込口１１に近い側に向かうにつれて、第４側部２６に近づくように傾斜して配置されている。これにより、熱交換器４は、ファン入口１３に近い側から吸込口１１に近い側に向かうにつれて、ケーシング２の第３側部２５側及び第４側部２６に近づくＶ字形状をなしている。尚、熱交換器４の形状は、Ｖ字形状に限定されるものではなく、種々の形状を採用してもよい。

また、熱交換器室Ｓ１には、熱交換器４において発生する結露水を受けるドレンパン４３、４４が設けられている。第１ドレンパン４３は、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）が水平方向Ｘを向いた状態でケーシング２が配置される場合（横置形態）に使用されるドレンパンである。第２ドレンパン４４は、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）が鉛直方向Ｚを向いた状態でケーシング２が配置される場合（縦置形態）に使用されるドレンパンである。第１ドレンパン４３は、ファン入口１３の開口方向Ｂに沿うケーシング２の側部２３〜２６の１つである第４側部２６に寄った位置に配置されている。これにより、第１ドレンパン４３は、横置形態の場合に、ケーシング２の底側面を形成する第４側部２６の上側において、熱交換器４の下方を受けるように配置されていることになる。第２ドレンパン４４は、ファン入口１３の開口方向Ｂに直交する方向に沿うケーシング２の側部２１、２２の１つである上流側部２１に寄った位置に配置されている。これにより、第２ドレンパン４４は、縦置形態の場合に、ケーシング２の底側面を形成する上流側部２１の上側において、熱交換器４の下方を受けるように配置されていることになる。そして、ここでは、縦置形態及び横置形態の両方に対応できるが、縦置形態においても、横置形態に使用される第１ドレンパン４３が熱交換器室Ｓ１に存在し、横置形態においても、縦置形態に使用される第２ドレンパン４４が熱交換器室Ｓ１に存在することになる。

遠心ファン５は、上記のように、複数の後向き羽根５３を有する羽根車５１を有しており、回転軸５２（回転軸線Ａ）がファン入口１３の開口方向Ｂを向いた状態で羽根車５１がファン室Ｓ２に設けられてファン入口１３を通じて熱交換器室Ｓ１の空気をファン室Ｓ２に吸い込む。また、ファン室Ｓ２には、羽根車５１を回転駆動するファンモータ５９が設けられている。ここで、ファン室Ｓ２には、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）に沿って、ファン入口１３に最も近い側に、羽根車５１が配置されており、羽根車５１の風下側にファンモータ５９が配置されている。また、ファン入口１３には、ベルマウス３３が設けられている。ここで、ファン室Ｓ２の羽根車５１の風下側の空間をファン風下空間Ｓ２１とする。これにより、ファンモータ５９は、ファン風下空間Ｓ２１に配置されていることになる。

羽根車５１は、ハブ５４と、シュラウド５５と、ハブ５４とシュラウド５５との間に配置された複数の後向き羽根５３と、を有している。ハブ５４は、複数の後向き羽根５３の吹出口２２側の端部を結ぶとともに回転軸５２（回転軸線Ａ）を中心として回転する。ハブ５４は、その中央にシュラウド５５側に突出するハブ突出部５４ａを有する円板形状の部材である。ハブ突出部５４ａは、ファンモータ５９に連結されている。シュラウド５５は、ハブ５４のファン入口１３側に対向しており、複数の後向き羽根５３のファン入口１３側の端部を結ぶとともに回転軸５２（回転軸線Ａ）を中心として回転する。シュラウド５５には、回転軸５２（回転軸線Ａ）を中心として円孔形状のファン開口５５ａが形成された円環形状の部材である。シュラウド５５は、その外径がハブ５４に近い側に向かうにつれて大きくなる湾曲形状をなしている。複数の後向き羽根５３は、ハブ５４とシュラウド５５との間に回転軸５２（回転軸線Ａ）の周方向に沿って所定の間隔を空けて配置されている。各後向き羽根５３は、ハブ５４の径方向に対して羽根車５１の回転方向Ｒ（ここでは、吹出口２２側から見た際の時計回り方向）の反対向きに傾斜している羽根である。

ベルマウス３３は、羽根車５１のファン開口５５ａに対向するように、仕切部材３のファン入口１３に設けられており、熱交換器室Ｓ１からの空気を羽根車５１のファン開口５５ａに案内する。ベルマウス３３は、回転軸５２（回転軸線Ａ）を中心とする円環形状の部材である。ベルマウス３３は、その外径がシュラウド５５に近い側に向かうにつれて大きくなる湾曲形状をなしている。

ファンモータ５９は、ファン風下空間Ｓ２１において、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）と同軸上になるように配置されている。ファンモータ５９は、回転軸５２（回転軸線Ａ）を中心とする円柱形状をなしている。ここでは、ファンモータ５９は、モータ支持台３４を介して仕切部材３に固定されている。具体的には、モータ支持台３４は、仕切部材３の仕切周縁部３２のケーシング２の第３側部２５寄りの部分及び第４側部２６寄りの部分からファンモータ５９の外周面付近に向かって延びる門形状の支持フレーム３５、３６を有している。そして、ファンモータ５９は、その外周面から第３側部２５側及び第４側部２６側に向かって延びる端板部５９ａが、ブラケット３７を介して支持フレーム３５、３６に固定されている。これにより、羽根車５１及びファンモータ５９を含む遠心ファン５は、モータ支持台３４を介して仕切部材３に固定されていることになる。このため、メンテナンス時などにおいては、ケーシング２から仕切部材３を取り外すことによって、遠心ファン５全体を取り外すことができるようになっている。

また、ファン室Ｓ２のファン風下空間Ｓ２１は、吹出口１２に対向する部分である吹出口対向空間Ｓ２２を有している。ここでは、吹出口１２が下流側部２２の第２側部２４側に寄った位置に配置されているため、ケーシング２を吹出口１２側から見た際に、吹出口１２の開口の周縁辺に沿う部分、すなわち、第２側部２４、第３側部２５の第２側部２４寄りの部分、及び、第４側部２６の第２側部２４寄りの部分によって囲まれる空間が吹出口対向空間Ｓ２２になっている。そして、ファン風下空間Ｓ２１のうち吹出口対向空間Ｓ２２を除く部分は、羽根車５１の風下側の位置においてファン入口１３に対向している吹出口非対向面部２７を設けることによって、この吹出口非対向面部２７に対向しているが吹出口１２に対向しない吹出口非対向空間Ｓ２３が形成されている。また、ここでは、吹出口非対向面部２７の吹出口１２側の端部からファン入口１３の開口方向Ｂ及び吹出口１２の開口方向Ｃに沿って吹出口１２側に延びる吹出口周縁面部２８が設けられている。これにより、ここでは、吹出口非対向面部２７、吹出口周縁面部２８、下流側部２２の吹出口１２が形成されていない第１側部２３寄りの部分、第１側部２３、第３側部２５、及び、第４側部２６によって、空気調和装置１を構成する機器の制御に使用される電装品１４が配置される電装品室Ｓ３が形成されている。また、吹出口対向空間Ｓ２２の吹出口１２寄りの部分、すなわち、吹出口周縁面部２８、第２側部２４、第３側部２５の第２側部２４寄りの部分、及び、第４側部２６の第２側部２４寄りの部分によって囲まれる空間が、吹出口１２と同じ開口サイズを有する吹出通路部Ｓ２４になっている。

また、ここでは、ファン室Ｓ２のファン風下空間Ｓ２１に、遠心ファン５の羽根車５１によってファン風下空間Ｓ２１に吹き出された空気を加熱する電気ヒータ６が設けられている。電気ヒータ６は、暖房時にファン室Ｓ２を流れる空気を加熱する加熱手段である。ここでは、電気ヒータ６（加熱手段）として、電熱線をコイル状に形成したヒータエレメントの集合体が採用されている。電気ヒータ６（加熱手段）は、ファン風下空間Ｓ２１のうち吹出口１２に対向する部分である吹出口対向空間Ｓ２２に配置されている。より具体的には、電気ヒータ６（加熱手段）は、吹出口対向空間Ｓ２２のうち吹出口１２寄りの吹出通路部Ｓ２４に配置されている。尚、電気ヒータ６（加熱手段）は、電熱線をコイル状に形成したヒータエレメントの集合体に限定されるものではなく、種々の型式のヒータを採用してもよい。

（２）空気調和装置の基本動作
次に、空気調和装置１の基本動作について、図１〜図８を用いて説明する。

上記の構成を有する空気調和装置１では、ファンモータ５９の駆動によって遠心ファン５の羽根車５１が回転する。これにより、吸込口１１、熱交換器室Ｓ１、ファン入口１３、ファン室Ｓ２、吹出口１２の順にケーシング２内を通過する空気の流れが発生する。

そして、冷房時においては、吸込口１１を通じてケーシング２内に送られた空気は、熱交換器室Ｓ１に流入して、熱交換器４を流れる冷媒によって冷却される。そして、熱交換器４によって冷却された空気は、ファン入口１３を通じてファン室Ｓ２に流入して、遠心ファン５の羽根車５１に吸い込まれる。羽根車５１に吸い込まれた空気は、羽根車５１の風下側のファン風下空間Ｓ２１に吹き出される。このファン風下空間Ｓ２１に吹き出された空気は、吹出口１２を通じてケーシング２外に送られる。

また、暖房時においては、吸込口１１を通じてケーシング２内に送られた空気は、熱交換器室Ｓ１に流入して、熱交換器４を流れる冷媒によって加熱される。この熱交換器４によって加熱された空気は、ファン入口１３を通じてファン室Ｓ２に流入して、遠心ファン５の羽根車５１に吸い込まれる。羽根車５１に吸い込まれた空気は、羽根車５１の風下側のファン風下空間Ｓ２１に吹き出される。このファン風下空間Ｓ２１に吹き出された空気は、電気ヒータ６（加熱手段）によってさらに加熱された後に、吹出口１２を通じてケーシング２外に送られる。

（３）ドレンパンによる遠心ファンの送風性能の低下を抑えるための構成
上記の基本構成を有する空気調和装置１では、縦置形態の場合には、ファン入口１３が鉛直方向Ｚを向くように熱交換器室Ｓ１及びファン室Ｓ２が配置され（図１〜図６参照）、横置形態の場合には、ファン入口１３が水平方向Ｘを向くように熱交換器室Ｓ１及びファン室Ｓ２が配置される（図７及び図８参照）。そして、この場合、熱交換器室Ｓ１には、熱交換器４において発生する結露水を受けるための第１ドレンパン４３が、横置形態においては熱交換器室Ｓ１の底側面を構成し、縦置形態においては熱交換器室Ｓ１の左側面を構成するケーシング２の第４側部２６（ドレンパン近傍側部）に寄った位置に配置されている。

しかし、このように配置された第１ドレンパン４３は、熱交換器室Ｓ１における通風抵抗を増大させる原因になるため、これにより、遠心ファン５の送風性能が低下するおそれがある。また、ここでは、上記のように、回転軸５２（回転軸線Ａ）が水平方向Ｘを向いた状態でケーシング２が配置される形態（横置形態）に使用される第１ドレンパン４３、及び、回転軸５２（回転軸線Ａ）が鉛直方向Ｚを向いた状態でケーシング２が配置される形態（縦置形態）に使用される第２ドレンパン４４を有している。このため、ここでは、横置形態及び縦置形態の両方に対応できるが、横置形態だけでなく縦置形態においても、第１ドレンパン４３が熱交換器室Ｓ１における通風抵抗に大きく影響する構成になっている。

そこで、ここでは、遠心ファン５の羽根車５１の配置上の工夫を施している。具体的には、羽根車５１は、回転軸５２（回転軸線Ａ）が第４側部２６（ドレンパン近傍側部）に対向するケーシング２の側部２３〜２６である第３側部２５（羽根車近傍側部）に寄った位置に配置されている（図２、図３、図８及び図９参照）。すなわち、ここでは、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）が、第３側部２５と第４側部２６との間の中央線Ｅに対して、第４側部２６（ドレンパン近傍側部）とは反対側の第３側部２５（羽根車近傍側部）寄りにずらして配置されている。また、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）が第３側部２５（羽根車近傍側部）に寄った位置に配置されることから、ファン入口１３及びベルマウス３３についても、仕切部材３の第３側部２５（羽根車近傍側部）に寄った位置に配置されることになる。ここで、図９は、図２のＩ−Ｉ断面図である。

尚、ここでは、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）が第３側部２５に寄った位置に配置され、かつ、第１ドレンパン４３が第４側部２６に寄った位置に配置されているが、これに限定されるものではない。例えば、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）が第４側部２６に寄った位置に配置され、かつ、第１ドレンパン４３が第３側部２５に寄った位置に配置される等のように、別の側部に寄った位置であってもよい。

このように、ここでは、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）をドレンパン近傍側部（第４側部２６）に対向する羽根車近傍側部（第３側部２５）に寄せて配置するようにしている。このため、ここでは、第１ドレンパン４３が、吸込口１１から熱交換器室Ｓ１を通じてファン入口１３に向かう空気の流れを妨げにくくなる。すなわち、ここでは、第１ドレンパン４３が熱交換器室Ｓ１における通風抵抗を増大させることを抑えることができるようになる。

これにより、ここでは、第１ドレンパン４３による遠心ファン５の送風性能の低下を抑えることができる。また、ここでは、第１及び第２ドレンパン４３、４４を有することで縦置形態においても第１ドレンパン４３が熱交換器室Ｓ１における通風抵抗に大きく影響する構成になっているにもかかわらず、第１ドレンパン４３による遠心ファン５の送風性能の低下を抑えることができる。

また、ここでは、上記のように、吸込口１１が、ファン入口１３に対向しており（図１〜図８及び図９参照）、熱交換器室Ｓ１を流れる空気は、吸込口１１からファン入口１３に向かって概ね真っ直ぐに流れるようになっている。このため、第１ドレンパン４３が、熱交換器室Ｓ１における通風抵抗に大きく影響する構成になっている。

しかし、ここでは、上記のように、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）をドレンパン近傍側部（第４側部２６）に対向する羽根車近傍側部（第３側部２５）に寄せて配置することで、第１ドレンパン４３が、吸込口１１から熱交換器室Ｓ１を通じてファン入口１３に向かう空気の流れを極力妨げにくくなるようにしている。

これにより、ここでは、吸込口１１がファン入口１３に対向することで第１ドレンパン４３が熱交換器室Ｓ１における通風抵抗に大きく影響する構成になっているにもかかわらず、第１ドレンパン４３による遠心ファン５の送風性能の低下を抑えることができる。

また、ここでは、ファン入口１３が、回転軸５２（回転軸線Ａ）に沿う方向から見た際に、第１ドレンパン４３に重ならないように配置されている（図２、図３、図８及び図９参照）。より具体的には、ドレンパン近傍側部（第４側部２６）に平行な方向から第１ドレンパン４３を見た際に、第１ドレンパン４３のファン入口４３寄りの端部がファン入口１３よりもドレンパン近傍側部（第４側部２６）寄りに配置されている。

このように、ここでは、ファン入口１３を仕切部材３に配置するにあたり、回転軸５２（回転軸線Ａ）に沿う方向から見た際に、第１ドレンパン４３に重ならないようにしている。このため、ここでは、第１ドレンパン４３が、吸込口１１から熱交換器室Ｓ１を通じてファン入口１３に向かう空気の流れをさらに妨げにくくなる。すなわち、ここでは、第１ドレンパン４３が熱交換器室Ｓ１における通風抵抗を増大させることをさらに抑えることができるようになる。

これにより、ここでは、第１ドレンパン４３による遠心ファン５の送風性能の低下をさらに抑えることができる。

（４）遠心ファンの送風性能を向上させるための構成
上記の構成を有する空気調和装置１では、ファン入口１３が吹出口１２に対向するように形成されたファン室Ｓ２に回転軸５２（回転軸線Ａ）がファン入口１３及び吹出口１２の開口方向Ｂ、Ｃを向いた状態で後向き羽根５３の遠心ファン５が設けられている。

ここで、遠心ファン５の羽根車５１によって吹き出される空気は、ケーシング２を遠心ファン５の回転軸５２（回転軸線Ａ）に沿う方向（ファン入口１３及び吹出口１２の開口方向Ｂ、Ｃ）から見た際に、羽根車５１の回転方向Ｒへの旋回流れを伴いつつ、ケーシング２の側部２３〜２６に沿って流れる傾向がある（図１０参照）。ここで、図１０は、図２のＩＩ−ＩＩ断面図である。そして、図１０において、矢印は羽根車５１から吹き出される風流れを示し、ハッチングは風速の大きい部分を示している。

したがって、空気調和装置１では、このような遠心ファン５の風流れの傾向を考慮して遠心ファン５の送風性能を向上させることが望まれる。

そこで、ここでは、羽根車５１及び吹出口１２の配置上の工夫を施している。具体的には、吹出口１２が、ファン入口１３に対向しており、その一部（図９及び図１０における吹出口１２の右寄りの部分）が第３側部２５（羽根車近傍側部）に対向するケーシング２の側部である第４側部２６（吹出口近傍側部）に寄った位置に配置されている（図１、図４、図５、図７、図９及び図１０参照）。すなわち、ここでは、吹出口１２が、下流側部２２の第２側部２４寄りにずらして配置されることで、その一部（図１０における吹出口１２の右寄りの部分）が第３側部２５（羽根車近傍側部）に対向する第４側部２６（吹出口近傍側部）に寄った位置に配置されている。ここで、第４側部２６は、ドレンパン近傍側部でもあるため、吹出口近傍側部とドレンパン近傍側部とが一致している。

尚、ここでは、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）が第３側部２５に寄った位置に配置され、かつ、吹出口１２の一部が第４側部２６に寄った位置に配置されているが、これに限定されるものではない。例えば、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）が第４側部２６に寄った位置に配置され、かつ、吹出口１２の一部が第３側部２５に寄った位置に配置される等のように、別の側部に寄った配置であってもよい。また、ここでは、吹出口１２の一部（図１０における吹出口１２の右寄りの部分）が第４側部２６に寄った位置に配置されているが、これに限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、吹出口１２の全部が第３側部２５（羽根車近傍側部）に対向する第４側部２６（吹出口近傍側部、ドレンパン近傍側部）に寄った位置に配置されていてもよい。すなわち、吹出口１２の少なくとも一部が、第３側部２５（羽根車近傍側部）に対向する第４側部２６（吹出口近傍側部、ドレンパン近傍側部）に寄った位置に配置されていればよい。

このように、ここでは、羽根車５１の回転軸５２（回転軸線Ａ）を羽根車近傍側部に寄せて配置し、かつ、吹出口１２の少なくとも一部を羽根車近傍側部に対向する吹出口近傍側部に寄せて配置するようにしている。このため、ここでは、遠心ファン５の羽根車５１によって吹き出される空気を、その旋回流れやケーシング２の側部２３〜２６に沿う流れの傾向を極力変更することなく、スムーズに吹出口１２に案内することができる。

これにより、ここでは、第１ドレンパン４３による遠心ファン５の送風性能の低下を抑えるとともに、羽根車５１によって吹き出される空気を吹出口１２にスムーズに案内して遠心ファン５の送風性能を向上させることができる。

（５）遠心ファンの送風性能の低下をさらに抑えるための構成
上記の構成を有する空気調和装置１では、ファンモータ５９がファン風下空間Ｓ２１に配置されているため、羽根車５１から吹き出された空気によって、ファンモータ５９の冷却を行うことができるようになっている。

そこで、ここでは、ファンモータ５９をファン風下空間Ｓ２１に配置するにあたり、羽根車５１の形状に工夫を施している。具体的には、羽根車５１のハブ５４に、羽根車５１によってファン風下空間Ｓ２１に吹き出された空気の一部を羽根車５１に還流させてファンモータ５９を冷却するためのモータ冷却孔を形成しないようにしている（図６参照）。このため、ここでは、羽根車５１によってファン風下空間Ｓ２１に吹き出された空気の一部がモータ冷却孔を通じて羽根車５１に還流する流れをなくすことができる。

これにより、ここでは、遠心ファン５の送風性能の低下をさらに抑えることができる。

（６）遠心ファンの送風性能をさらに向上させるための構成
上記の構成を有する空気調和装置１では、ファン入口１３が吹出口１２に対向するように形成されたファン室Ｓ２に回転軸５２（回転軸線Ａ）がファン入口１３及び吹出口１２の開口方向Ｂ、Ｃを向いた状態で後向き羽根５３の遠心ファン５が設けられている。

ここで、遠心ファン５の羽根車５１から吹き出された直後の空気は、羽根車５１の径方向に向かう流れ成分（径方向成分）が強く、ファン室Ｓ２における通風抵抗が増大する原因となっている。

そこで、ここでは、羽根車５１の形状にさらに工夫を施している。具体的には、図１２に示すように、ハブ５４の複数の後向き羽根５３の間に位置する翼間部５４ａを切り欠いた羽根車５１を採用するようにしている。ここで、図１２は、ハブ５４の翼間部５４ｂが切り欠かれた羽根車５１を示す外観斜視図である。

このように、翼間部５４ｂを切り欠いた羽根車５１を採用すると、遠心ファン５の羽根車５１から吹き出された直後の空気の軸方向成分を強めるとともに径方向成分を弱めることができ、これにより、斜流流れの傾向を強めることができることができるため、ファン室Ｓ２における通風抵抗を低減することができる。

これにより、ここでは、遠心ファン５の送風性能をさらに向上させることができる。

本発明は、吸込口側の熱交換器室と仕切られた吹出口側のファン室に回転軸がファン入口の開口方向を向いた状態で後向き羽根の遠心ファンが設けられた空気調和装置に対して、広く適用可能である。

１ 空気調和装置
２ ケーシング
３ 仕切部材
４ 熱交換器
５ 遠心ファン
１１ 吸込口
１２ 吹出口
１３ ファン入口
２５ 第３側部（羽根車近傍側部、ドレンパン近傍側部、吹出口近傍側部）
２６ 第４側部（ドレンパン近傍側部、羽根車近傍側部、吹出口近傍側部）
４３ 第１ドレンパン
４４ 第２ドレンパン
５１ 羽根車
５２ 回転軸
５３ 後向き羽根
Ｓ１ 熱交換器室
Ｓ２ ファン室

特開平６−２８１１９４号公報

Claims (5)

1. 吸込口（１１）と吹出口（１２）とが形成されているケーシング（２）と、
   前記ケーシング内を前記吸込口側の熱交換器室（Ｓ１）と前記吹出口側のファン室（Ｓ２）とに仕切っており、前記熱交換器室と前記ファン室とを連通するファン入口（１３）が前記吹出口に対向するように形成されている仕切部材（３）と、
   前記熱交換器室に設けられている熱交換器（４）と、
   前記熱交換器室に設けられており、前記熱交換器において発生する結露水を受けるための第１ドレンパン（４３）と、
   複数の後向き羽根（５３）を有する羽根車（５１）を有しており、回転軸（５２）が前記ファン入口及び前記吹出口の開口方向を向いた状態で前記羽根車が前記ファン入口と前記吹出口との前記回転軸方向間に位置するように前記ファン室に設けられて前記ファン入口を通じて前記熱交換器室の空気を前記ファン室に吸い込む遠心ファン（５）と、
   を備えており、
   前記第１ドレンパンは、前記ファン入口の開口方向に沿う前記ケーシングの側部の１つであるドレンパン近傍側部（２６、２５）に寄った位置に配置されており、
   前記羽根車は、前記回転軸が前記ドレンパン近傍側部に対向する前記ケーシングの側部である羽根車近傍側部（２５、２６）に寄った位置に配置されており、
   前記羽根車は、前記複数の後向き羽根の前記吹出口側の端部を結ぶとともに前記回転軸を中心として回転するハブ（５４）をさらに有しており、
   前記羽根車は、前記ハブの前記複数の後向き羽根の間に位置する翼間部（５４ａ）が切り欠かれた形状をなしている、
   空気調和装置（１）。
2. 前記吸込口（１１）は、前記ファン入口（１３）に対向している、
   請求項１に記載の空気調和装置（１）。
3. 前記ファン入口（１３）は、前記回転軸（５２）に沿う方向から見た際に、前記第１ドレンパン（４３）に重ならないように配置されている、
   請求項１又は２に記載の空気調和装置。
4. 前記第１ドレンパン（４３）は、前記回転軸（５２）が水平方向を向いた状態で前記ケーシング（２）が配置される場合に前記熱交換器（４）において発生する結露水を受けるためのドレンパンであり、
   前記熱交換器室（Ｓ１）には、前記回転軸が鉛直方向を向いた状態で前記ケーシングが配置される場合に前記熱交換器において発生する結露水を受けるための第２ドレンパン（４４）がさらに設けられている、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和装置（１）。
5. 前記吹出口（１２）は、前記ファン入口（１３）に対向しており、少なくとも一部が前記羽根車近傍側部（２５、２６）に対向する前記ケーシングの側部である吹出口近傍側部（２６、２５）に寄った位置に配置されている、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和装置（１）。

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