JP6340694B2 - 送風装置 - Google Patents

Description

本発明は、送風装置に係り、特に、き出し口から吹き出される空気の巻き込みを防止して、空気の整流効果を高めることができ、しかも、高い機外静圧に対応することを可能とした送風装置に関する。

一般に、建屋の天井空間に設置され、室内熱交換器および送風ファンを収容して構成されたユニット本体に、吹き出しダクトが延設されたビルトイン型空気調和機が知られている。このようなビルトイン型空気調和機では、室内熱交換器にて熱交換された空気を、吹き出しダクトを介して室内の適宜位置に導いて室内に吹き出すことができるので、室内の美観を損なうことなく最適な空気調和を実現できる。

従来、この種のビルトイン型空気調和機には、送風ファンとして、例えば、シロッコファンが用いられているが、シロッコファンにおける空気の逆流などにより騒音が発生する問題があった。

このような騒音を除去するための技術として、従来、例えば、翼車を吸込ノズルのあるケーシングに収納し、吸込ノズルの空気流出側端部に、翼車の空気吸込側端面と向かい合う張り出し部材を設けるようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第２５９８９８１号公報

前記特許文献に記載の技術においては、空気流出側端部に張り出し部材を設けることにより、張り出し部材と翼車との隙間を平面的に小さくして、空気の逆流の発生を抑えることは可能であると考えられる。
しかしながら、送風ファンのファンモータが設置された側と設置されていない側とで、左右の風量バランスを崩すため、吹き出し口での左右の圧力差ができ、圧力差が大きい部分に気流の淀みを発生させる。その結果、直進性を失った渦巻く気流により、バサバサ音（騒音）が発生してしまうという問題を有している。
特に、近年、送風ファンに対して、高機外静圧に対応することが望まれており、小型の送風ファンにより、高機外静圧に対応しようとすると、騒音の発生はより顕著となってしまうという問題を有している。

本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、吹き出し口から吹き出される空気の巻き込みを防止して、空気の整流効果を高めることができ、しかも、高い機外静圧に対応することのできる送風装置を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するため、本発明は、ケーシングの両側に設けられた空気の吸い込み口の一方にファンモータを配置し、前記ファンモータの駆動により羽根車を回転駆動させて吹き出し口から空気を吹き出す送風装置において、前記吹き出し口の前記ファンモータの設置側に、吹き出し規制板を配置し、前記吸い込み口の他方に、空気の吸い込み量を規制する吸い込み規制板を設けたことを特徴とする。

また、本発明は、前記構成において、前記吹き出し規制板は、前記吹き出し口の舌部近傍に設置されていることを特徴とする。

また、本発明は、前記構成において、前記羽根車の軸方向ほぼ中央部分に、前記羽根車の内部を前記ファンモータ側と反対側とに分離する仕切り板を設けたことを特徴とする。

また、本発明は、前記構成において、前記羽根車の仕切り板に対して前記ファンモータを設置した側の前記吸い込み口と前記吹き出し口との面積割合と、前記羽根車の仕切り板に対して前記ファンモータを設置していない側の前記吸い込み口と前記吹き出し口との面積割合とを合わせるようにしたことを特徴とする。

また、本発明は、前記構成において、前記ケーシングは、室内空気調和機に収納されるものであることを特徴とする。

本発明によれば、吹き出し口の前記ファンモータの設置側に、吹き出し規制板を配置しているので、吹き出し規制板により、吹き出し口から吹き出される空気の一部の風量を規制することができ、空気の巻き込みを防止することができ、ファンモータの設置側における空気の流れの整流効果を高めることができる。

本発明に係る送風装置を適用した空気調和機の実施形態を示す構成図である。 本実施形態における空気調和機の斜視図である。 本実施形態における空気調和機の内部平面図である。 本実施形態における空気調和機の側面図である。 本実施形態における送風ファンの斜視図である。 本実施形態における送風ファンの分解斜視図である。 図７（ａ）は本実施形態における送風ファンの空気の流れを示す説明図、図７（ｂ）は従来の送風ファンの空気の流れを示す説明図である。 図８（ａ）は本実施形態における送風ファンの空気の流れを示す説明図、図８（ｂ）は従来の送風ファンの空気の流れを示す説明図である。 本実施形態における送風ファンおよび従来の送風ファンの機外静圧と風量との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る送風装置が適用されたビルトイン型空気調和機の実施形態を示したものであり、ダクト仕様のビルトイン型空気調和機を示す側面図である。

本実施形態においては、ビルトイン型の空気調和機１０は、建屋の天井１１とこの天井１１の下方に設置された天井板１２との間の天井空間１３に吊り金具により吊下して設置されるものである。空気調和機１０の空気吸い込み側には、天井板１２に開口して室内の空気を取り込む蛇腹状の吸い込みダクト１４が接続されており、空気調和機１０の空気吹き出し側には、同じく天井板１２に開口して室内に熱交換後の空気を室内に送風する吹き出しダクト１５が接続されている。

図２から図４は、空気調和機１０の詳細を示したものであり、空気調和機１０は、箱型のユニット本体２０を備えている。図２から図４に示すように、ユニット本体２０の内部一側面には、熱交換器２１が設置されており、この熱交換器２１は、ユニット本体２０の一側面のほぼ全面を覆うように取り付けられている。熱交換器２１の内部には、熱交換用冷媒配管２２が熱交換器２１の内部において蛇行するように設置されており、この熱交換用冷媒配管２２の両端部には、図示しない室外機から送られる冷媒の冷媒配管（図示せず）が接続される配管接続部２３が設けられている。

また、空気調和機１０のユニット本体２０の他側面には、送風ファンとしてのシロッコファン２４が設置されている。そして、熱交換器２１は、シロッコファン２４を駆動することにより、吸い込みダクト１４から吸い込んだ室内空気を室外機から送られる冷媒と熱交換させ、冷媒の蒸発または凝縮により、室内空気を冷却または温めた後、吹き出しダクト１５を介して室内に送るように構成されている。
また、ユニット本体２０の一端面には、運転制御用の電装箱２５が設置されている。ユニット本体２０の底板は、一側がわずかに低くなるように傾斜して形成されており、この底板は、熱交換器２１から滴下するドレンを回収するためのドレンパンとして機能するように構成されている。

次に、シロッコファン２４について詳細に説明する。
図５および図６は、シロッコファン２４の詳細を示したものであり、シロッコファン２４は、周囲に多数の羽根３０を備えた筒状の羽根車３１と、この羽根車３１を収容するケーシング３２と、羽根車３１の回転軸３３（図８を参照）に連結されて当該羽根車３１を回転駆動させるファンモータ３４とを備えている。
ケーシング３２は、羽根車３１との間に渦巻き状の通風路３５が形成されるように羽根車３１を覆う渦巻き部３６と、渦巻き部３６と吹き出し口３７とを結ぶ筒部３８と、を備えている。また、ケーシング３２は、通風路３５の基点となる舌部３９を備えており、舌部３９は、羽根車３１の外周面に最も接近する部位の近傍部分であり、ケーシング３２の渦巻き部３６と筒部３８の一辺とを結ぶ役割を果たしている。
また、ケーシング３２の両側面には、吸い込み口４０となる円形状の開口が形成されており、吹き出し口３７は、羽根車３１の回転軸３３に対してほぼ直交する向きに空気を吹き出すよう、吸い込み口４０に直交するように形成されている。

ケーシング３２の一方の吸い込み口４０には、ファンモータ３４が設置されている。ファンモータ３４の回転軸３３には、羽根車３１の一端が連結されており、この回転軸３３により、羽根車３１を片持ち支持する構造となっている。また、羽根車３１の軸方向ほぼ中央部分には、仕切り板４１が設けられており、この仕切り板４１により、羽根車３１の内部をファンモータ３４側と反対側とに分離するように構成されている。
そして、ファンモータ３４を駆動して、回転軸３３を介して羽根車３１を回転させることにより、ケーシング３２の両側の吸い込み口４０からユニット本体２０の内部の空気を吸い込み、羽根車３１の多数の羽根３０の隙間から径方向に吹き出し、この空気は、ケーシング３２の吹き出し口３７から吹き出しダクト１５に吹き出されるように構成されている。

また、本実施形態においては、ケーシング３２の吹き出し口３７には、吹き出し規制板４２が設置されており、吹き出し規制板４２は、吹き出し口３７の一部を覆うように配置されるものである。本実施形態においては、吹き出し規制板４２は、風量が少ない吹き出し口３７の舌部３９の近傍であって、かつ、羽根車３１の仕切り板４１よりファンモータ３４の設置側に配置されている。
なお、吹き出し規制板４２を配置する位置、吹き出し規制板４２の大きさなどは適宜設定することができ、吹き出し口３７において、ファンモータ３４を設置した側であれば、いずれに設置するようにしてもよい。

また、本実施形態においては、ケーシング３２のファンモータ３４を配置していない側の吸い込み口４０部分には、吸い込み規制板４３が設けられている。吸い込み規制板４３は、吸い込み口４０の外周部分を塞ぐとともに、中央部分に吸い込み開口４４が形成された環状の板で構成されている。吸い込み規制板４３は、吸い込み口４０から吸い込まれる空気の量を規制するものである。
ファンモータ３４を設置した側の吸い込み口４０は、ファンモータ３４により吸い込み口４０が塞がれることになるため、ファンモータ３４を設置していない側の吸い込み口４０と比べると、その開口面積が小さくなっている。そのため、吸い込み規制板４３を設置することにより、ファンモータ３４を設置していない側の吸い込み口４０の開口面積を小さくして、ファンモータ３４を設置した側の吸い込み口４０の開口面積に近づけるように構成されている。

なお、この吸い込み規制板４３の開口面積は、適宜設定することができる。本実施形態においては、吹き出し規制板４２の大きさおよび吸い込み規制板４３の開口面積を適宜設定することにより、羽根車３１の仕切り板４１に対してファンモータ３４を設置した側の吸い込み口４０と吹き出し口３７との面積割合と、羽根車３１の仕切り板４１に対してファンモータ３４を設置していない側の吸い込み口４０と吹き出し口３７との面積割合とを、合わせるように構成されている。このように構成することにより、吹き出し口３７における風量を均等化させることができるものである。

次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態において空気調和機１０を動作させる場合は、図示しない室外機を駆動して、所定の冷媒を冷媒配管を介して循環させるとともに、シロッコファン２４のファンモータ３４を駆動する。このファンモータ３４の駆動により、回転軸３３を介して羽根車３１を回転させることにより、ケーシング３２の両側の吸い込み口４０からユニット本体２０の内部の空気を吸い込んで羽根車３１の多数の羽根３０の隙間から径方向に吹き出すことで、吸い込みダクト１４から室内空気を吸い込んで熱交換器２１に通過させる。
そして、熱交換器２１により、室内空気を室外機から送られる冷媒と熱交換させ、冷媒の蒸発または凝縮により、室内空気を冷却または温めた後、ケーシング３２の吹き出し口３７から吹き出しダクト１５に吹き出され、室内に送られる。

ここで、一般に、シロッコファン２４においては、吸い込み口４０から吸い込んだ空気を吹き出す際に、舌部３９から離れた筒部３８における風量が多くなる傾向にある。そのため、吹き出し口３７において、図７（ｂ）に示すように、舌部３９の近傍では、空気の巻き込みが発生してしまう。
本実施形態においては、吹き出し規制板４２を、風量が少ない吹き出し口３７の舌部３９の近傍であって、かつ、羽根車３１の仕切り板４１に対してファンモータ３４の設置側に配置するようにしているので、吹き出し口３７から吹き出される空気の流れのうち、舌部３９の近傍における空気の風量を規制することが可能となる。これにより、図７（ａ）に示すように、筒部３８における風量の大きな空気の流れにより、舌部３９における空気を巻き込んでしまうことを防止することができ、ファンモータ３４の設置側における空気の流れの整流効果を高めることができるものである。
なお、舌部３９の近傍では、元々吹き出しの風量が少ないことから、吹き出し規制板４２を設けた場合であっても、吹き出し規制板４２による全体的な風量の低下を防止することができ、さらに、吹き出し規制板４２により吹き出し口３７の開口面積を小さくすることで、風速を高めることができる。

また、ファンモータ３４を配置した側の吸い込み口４０は、ファンモータ３４により塞がれているため、この吸い込み口４０における空気の吸い込み量が著しく低下してしまう。そのため、羽根車３１の仕切り板４１に対してファンモータ３４を設置した側の吸い込み口４０から吸い込まれた空気量と、ファンモータ３４を設置していない側の吸い込み口４０から吸い込まれた空気量とに大きな差が生まれ、この差がそのまま吹き出し口３７における風量の差となって表れる。このように吹き出し口３７において、羽根車３１の仕切り板４１の両側で風量の差が生じると、図８（ｂ）に示すように、空気の巻き込みが生じ、空気の流れが乱れることになる。

本実施形態においては、ケーシング３２のファンモータ３４を配置していない側の吸い込み口４０部分に吸い込み規制板４３を設け、しかも、吹き出し規制板４２の大きさおよび吸い込み規制板４３の開口面積を適宜設定することにより、羽根車３１の仕切り板４１に対してファンモータ３４を設置した側の吸い込み口４０と吹き出し口３７との面積割合と、羽根車３１の仕切り板４１に対してファンモータ３４を設置していない側の吸い込み口４０と吹き出し口３７との面積割合とを、合わせるようにしているので、図８（ａ）に示すように、羽根車３１の仕切り板４１の両側で、吹き出し口３７における空気の流量を均等化させることができ、空気の巻き込みを防止することができるものである。

図９は、吸い込み規制板４３および吹き出し規制板４２を設けていない従来のシロッコファン２４および本実施形態によるシロッコファン２４の機外静圧と風量との関係を測定した結果を示す図である。この結果によれば、従来のシロッコファン２４では、２１０Ｐａ程度の機外静圧が限界であり、それ以上の機外静圧を得ようとすると、バサバサ音などの騒音が発生してしまっていた。これに対して、本実施形態においては、２７０ｐａＰａ程度まで機外静圧を高めた場合でも、騒音の発生は認められなかった。

以上述べたように、本実施形態においては、吹き出し口３７に吹き出し規制板４２を設けるとともに、吸い込み口４０に吸い込み規制板４３を設け、羽根車３１の仕切り板４１に対してファンモータ３４を設置した側の吸い込み口４０と吹き出し口３７との面積割合と、羽根車３１の仕切り板４１に対してファンモータ３４を設置していない側の吸い込み口４０と吹き出し口３７との面積割合とを、合わせるようにしているので、羽根車３１の羽根車３１の両側で、吹き出し口３７における空気の流量を均等化させることができ、空気の巻き込みを防止することができる。その結果、空気の流れの整流効果を高めることができ、機外静圧を高めた場合でも、騒音の発生を抑制することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変更が可能である。

１０ 空気調和機
１４ 吸い込みダクト
１５ 吹き出しダクト
２０ ユニット本体
２１ 熱交換器
２４ シロッコファン
２５ 電装箱
３０ 羽根
３１ 羽根車
３２ ケーシング
３３ 回転軸
３４ ファンモータ
３５ 通風路
３６ 渦巻き部
３７ 吹き出し口
３８ 筒部
３９ 舌部
４０ 吸い込み口
４１ 仕切り板
４２ 吹き出し規制板
４３ 吸い込み規制板
４４ 吸い込み開口

Claims (5)

1. ケーシングの両側に設けられた空気の吸い込み口の一方にファンモータを配置し、前記ファンモータの駆動により羽根車を回転駆動させて吹き出し口から空気を吹き出す送風装置において、
   前記吹き出し口の前記ファンモータの設置側に、吹き出し規制板を配置し、
   前記吸い込み口の他方に、空気の吸い込み量を規制する吸い込み規制板を設けたことを特徴とする送風装置。
2. 前記吹き出し規制板は、前記吹き出し口の舌部近傍に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
3. 前記羽根車の軸方向ほぼ中央部分に、前記羽根車の内部を前記ファンモータ側と反対側とに分離する仕切り板を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送風装置。
4. 前記羽根車の仕切り板に対して前記ファンモータを設置した側の前記吸い込み口と前記吹き出し口との面積割合と、前記羽根車の仕切り板に対して前記ファンモータを設置していない側の前記吸い込み口と前記吹き出し口との面積割合とを合わせるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の送風装置。
5. 前記ケーシングは、室内空気調和機に収納されるものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の送風装置。

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