JP6547132B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、クロスフローファンの近傍に整流翼を備える、空気調和機に関する。

一般に、吸込口と、吹出口を有する本体ケーシング内に通風させる送風回路を形成し、この送風回路内にクロスフローファンを備え、クロスフローファンの上流近傍に熱交換器を配し、クロスフローファンの回転によって吸込口から吸い込まれた空気を熱交換器を通して熱交換した後、吹出口より吹き出す室内ユニットを有する空気調和機が知られている。室内ユニットは、クロスフローファンの回転によって発生する空気の流れを形成するために、リアガイダと、スタビライザとを備える。

クロスフローファンが発生する空気の流れには、クロスフローファンの内部における空気の流れである、クロスフローファンを通過して吹出口から吹き出される流れ（主流）と、クロスフローファンとスタビライザの間で発生して、スタビライザの先端で渦状に循環する流れ（渦流）が存在する。

ここで、従来の室内ユニットの一例として、特許文献１に開示されている空気調和機１について、図４を用いて説明する。空気調和機１は、本体ケーシング２内に熱交換器３と、クロスフローファン４と、クロスフローファン４のケーシングを形成するスタビライザ５と、リアガイダ６とを備え、リアガイダ６の舌部６ａ上方に突起形状のガイダ７を配置している。スタビライザ５とクロスフローファン４との距離が最も近い最近接部と、リアガイダ６とクロスフローファン４との距離が最も近い最近接部とで、クロスフローファン４の上流側、下流側が区分され、熱交換器３に臨む側が上流側となる。

クロスフローファン４が回転することで、空気は熱交換器３を通り抜けるように吸い込まれ、クロスフローファン４を貫流し、スタビライザ５と、リアガイダ６とで形成されるケーシングを介して本体ケーシング２から吹き出される。その際、リアガイダ６とクロスフローファン４との距離が最も近い最近接部の上流側に、クロスフローファン４を貫流せずに逆流する気流が存在し、その気流により、リアガイダ６とクロスフローファン４との距離が最も近い最近接部の上流側に渦流が生じる。

このため、この空気調和機１は、リアガイダ６とクロスフローファン４との距離が最も近い最近接部の上流側に突起形状のガイダ７を設け、クロスフローファン４の回転により生じる最近接部の上流側の渦流でクロスフローファン４の近傍の吸込流れの誘引が目論まれている。

特開平５−３０２７２９号公報

しかしながら、特許文献１に係る空気調和機１では、突起形状のガイダ７が本体ケーシング２の壁面から立ち上がっており、壁面のうちガイダ７の上流側に位置する領域は、渦流れによる誘引の影響を受けず、逆に熱交換器３を通り抜けてくる気流が衝突、滞留する領域となり、実効風路が減少し、送風量低下の要因になるおそれがある。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、リアガイダと、スタビライザとを備える室内ユニットにおいて、吸込口から吸い込まれる空気への干渉を抑制し、吸い込み空気の流れの乱れを緩和させ、クロスフローファンを通風する空気量を増加させることのできる空気調和機の提供を目的とする。

本発明の空気調和機は、吸込口と、吹出口とを備えた本体ケーシングと、前記本体ケーシング内に設けられた送風回路と、前記送風回路に設けられたクロスフローファンと、スタビライザと、リアガイダと、熱交換器と、整流翼とを備え、前記整流翼は、前記リアガイダと前記クロスフローファンとの近接部分より上流側に、前記整流翼と前記リアガイダとの間に第１空隙を介して、設けられたものである。

整流翼を備えることで、クロスフローファンを貫流せず、リアガイダとクロスフローファンとの近接部分より下流側に流れなかった一部の気流が逆流して、発生する気流で生じる渦流を安定させ、かつ、熱交換器を通り抜けてくる気流を誘引でき、風量の増加の効果が得られる。

本発明に係る空気調和機は、リアガイダの上部近傍に渦流を安定的に形成し、実効風路を大きくして、主流として、クロスフローファンを通風することができる空気量を増加させることができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の構成の一例を示す断面図 本発明の実施の形態１に係る空気調和機のリアガイダ近傍を示す拡大図 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の整流翼の部分斜視図 従来の空気調和機の室内ユニットを示す断面図

第１の発明は、吸込口と、吹出口とを備えた本体ケーシングと、前記本体ケーシング内に設けられた送風回路と、前記送風回路に設けられたクロスフローファンと、スタビライザと、リアガイダと、熱交換器と、整流翼とを備え、前記整流翼は、前記リアガイダと前記クロスフローファンとの近接部分より上流側に、前記整流翼と前記リアガイダとの間に第１空隙を介して、設けられたものである。

これによれば、クロスフローファンを通過せずに、リアガイダとクロスフローファンとの近接部分の上流側へ逆流する気流が、整流翼に付着し、整流翼の表面に沿って流れ、再度、クロスフローファンへ流入する流れとなる。これによって、整流翼を中心軸とする安定した循環渦が形成され、熱交換器を通風する気流が循環渦に誘引されるので、クロスフローファンを通風する空気量が増加する。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記第１空隙は、前記整流翼と前記クロスフローファンとの間に設けられた第２空隙より小さいものである。

これによれば、クロスフローファンを通過せずにリアガイダとクロスフローファンとの近接部分の上流側へ逆流する気流が、第１空隙に流入し、整流翼に付着して整流翼の表面に沿って流れ、第２空隙を介して、再度、クロスフローファンへ流入する。この際に、第１空隙に流入した気流がすべて、第２空隙に流入しても、第１空隙を流れる気流より第２空隙を流れる気流の風速が増すことはない。これによって、クロスフローファン近傍での気流の乱れを緩和させ、クロスフローファンを通風する空気量が増加する。

第３の発明は、特に、第２の発明において、前記リアガイダと前記クロスフローファンの最小距離は、前記第２空隙より小さいものである。

これによれば、整流翼によってクロスフローファンの上流側と下流側とが仕切られず、実効風路を狭めないので、クロスフローファンを主流として通風する空気量が増加する。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記整流翼は、前記クロスフローファンの回転軸に垂直な断面において、上方の端部の円弧が、下方の端部の円弧より大きいものである。

これによれば、クロスフローファンを通過せずにリアガイダとクロスフローファンとの近接部分の上流側へ逆流する気流が、第１空隙に流入する際に整流翼の下端に衝突することを抑制し、かつ、第１空隙から整流翼表面に沿って流れる際に整流翼の上端から気流が剥離することを抑制する。これによって、逆流する気流が、再度、クロスフローファンへスムーズに流入するので、クロスフローファン近傍での気流の乱れを緩和させ、クロスフローファンを通風する空気量が増加する。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明において、前記整流翼は、前記送風回路の両端で支持されたものである。

これによれば、送風回路内において、クロスフローファンを通過せずにリアガイダとクロスフローファンとの近接部分の上流側へ逆流する気流には、気流が付着する整流翼以外に障害物がないので、クロスフローファンを通風する空気量が増加する。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明において、前記送風回路は、前記整流翼の上流側に、前記リアガイダ側から前記クロスフローファン側に突出する丘部を備えるものである。

これによれば、クロスフローファンを通過せずにリアガイダとクロスフローファンとの近接部分の上流側へ逆流する気流が、第１空隙に流入した後、丘部によって整流翼に付着しやすい気流方向へ誘導され、再度、クロスフローファンへ流入する流れとなる。これにより、整流翼を中心軸とするより安定した循環渦が形成され、クロスフローファンを通風する空気量が増加する。

第７の発明は、特に、第６の発明において、前記丘部の頂点と前記整流翼との距離は、前記第１空隙より大きいものである。

これによれば、クロスフローファンを通過せずにリアガイダとクロスフローファンとの近接部分の上流側へ逆流する気流が、第１空隙に流入し、丘部によって誘導され、整流翼に付着して整流翼表面に沿って流れ、第２空隙を介して、再度、クロスフローファンへ流入する。この際に、第１空隙に流入した気流が、丘部と整流翼の間を通過しても、第１空隙を流れる気流より、丘部と整流翼の間を流れる気流の風速が増すことはない。これによって、クロスフローファン近傍での気流の乱れを緩和させ、クロスフローファンを通風する空気量が増加する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は一例であり、本発明は実施の形態により限定されるものではない。

（実施の形態１）
本実施の形態にかかる空気調和機１００は、冷媒配管で互いに接続された室外ユニット（図示せず）と室内ユニット１０１とで構成されている。図１は、本実施の形態に係る空気調和機１００の室内ユニット１０１の構成を示す断面図である。図２は、本実施の形態に係る空気調和機１００の室内ユニット１０１におけるリアガイダ１０８の近傍を示す拡大図である。また、図３は、本実施の形態に係る空気調和機１００の室内ユニット１０１における整流翼１１０の横端部を示す斜視図であり、ちなみに、図中斜線面は仮想断面である。

室内ユニット１０１は、図１に示すように、吸込口１０２と、吹出口１０３とを備えた本体ケーシング１０４と、本体ケーシング１０４内に設けられた送風回路１０５と、送風回路１０５に設けられたクロスフローファン１０６と、スタビライザ１０７と、リアガイダ１０８と、熱交換器１０９とを備える。

吸込口１０２は、本体ケーシング１０４の上面に設けられている。吹出口１０３は、本体ケーシング１０４の下面側に設けられている。より具体的には、吹出口１０３は、本体ケーシング１０４の前面と下面にわたって設けられている。

熱交換器１０９は、クロスフローファン１０６によって吸込口１０２から吸い込まれた空気を、熱交換によって加熱または冷却するものである。

クロスフローファン１０６は、吸込口１０２から取り入れられた空気を、熱交換器１０９に送風した後、吹出口１０３から室内に吹き出す送風機である。クロスフローファン１０６は、本体ケーシング１０４の横幅方向に設けられた回転軸を中心に回転自在に構成されている。クロスフローファン１０６は、端部に設けられた端板と、複数個のファン体を直列に連結した構成を有している。ファン体は、環状に配置された複数枚の翼（ブレード）を有する羽根車の少なくとも一方の端部に支持板が取り付けられた構成を有している。

スタビライザ１０７は、熱交換器１０９の下方であって、クロスフローファン１０６の下方前方に配置されている。リアガイダ１０８は、クロスフローファン１０６の背面側にスタビライザ１０７と対向して配置されている。

スタビライザ１０７とリアガイダ１０８は、クロスフローファン１０６の回転によって発生する空気の流れを形成するためのものである。スタビライザ１０７とリアガイダ１０８とは、左右壁（図示せず）とともに、送風回路１０５の吹出し側（クロスフローファン１０６の下流側）を構成している。

スタビライザ１０７およびリアガイダ１０８は、クロスフローファン１０６の回転軸方向に、本体ケーシング１０４、または、クロスフローファン１０６のほぼ全幅に亘って設けられている。

また、図２に示すように、室内ユニット１０１は、リアガイダ１０８とクロスフローファン１０６との近接部分より上流側に、整流翼１１０を備えている。より望ましくは、整流翼１１０は、リアガイダ１０８とクロスフローファン１０６の距離が最小となるリアガイダ１０８上の点であるリアガイダ側仕切部１０８ａの上流側に設けられている。整流翼１１０は、クロスフローファン１０６の回転軸方向に垂直な断面の形状が、下方側より上方側が翼厚の厚い翼形状である。

図３に示すように、整流翼１１０は、整流翼１１０の両端を、送風回路１０５の両端に設けられた支持部１１０ｅで、支持されている。支持部１１０ｅは、リアガイダ１０８またはリアガイダ１０８の上方に位置する本体ケーシング１０４の壁面から、クロスフロー
ファン１０６側へと突出する薄板である。

整流翼１１０とリアガイダ１０８との間には、第１空隙１１１が設けられている。第１空隙１１１は、リアガイダ１０８またはリアガイダ１０８の上方に位置する本体ケーシング１０４の壁面を、窪ませることによって形成されている。

整流翼１１０とクロスフローファン１０６との間には、第２空隙１１２が設けられている。

整流翼１１０と、第１空隙１１１および第２空隙１１２は、クロスフローファン１０６の回転軸方向に、本体ケーシング１０４、または、クロスフローファン１０６のほぼ全幅に亘って設けられている。

図２に示すように、整流翼１１０とリアガイダ１０８との間隔である、第１空隙１１１の幅Ｌ１より、整流翼１１０とクロスフローファン１０６との間隔である、第２空隙１１２の幅Ｌ２は大きい。また、リアガイダ側仕切部１０８ａとクロスフローファン１０６との距離である第１距離Ｌ３は、第２空隙１１２の幅Ｌ２よりも小さい。

また、整流翼１１０の上方（上流側）の端部（前縁）は、半径Ｒ１の第１円弧１１０ｂによって円弧状となっている。また、整流翼１１０の下方（下流側）の端部（後縁）は、半径Ｒ２の第２円弧１１０ｄによって円弧状となっている。半径Ｒ１は、半径Ｒ２より大きい。

前縁には、整流翼１１０とリアガイダ側仕切部１０８ａとの距離が最大となる整流翼１１０上の点である整流翼最上流点１１０ａが含まれることが望ましい。また、後縁には、整流翼１１０とリアガイダ側仕切部１０８ａとの距離が最小となる整流翼１１０上の点である整流翼最下流点１１０ｃが含まれることが望ましい。

また、整流翼１１０の前縁より上方に位置する、リアガイダ１０８またはリアガイダ１０８上方の本体ケーシング１０４の壁面には、クロスフローファン１０６側に突出する丘部１０８ｂが設けられている。丘部１０８ｂは、整流翼最上流点１１０ａの上流側に位置する、リアガイダ１０８またはリアガイダ１０８上方の本体ケーシング１０４の壁面上に設けられていることが望ましい。丘部１０８ｂは、クロスフローファン１０６の回転軸方向に、本体ケーシング１０４、または、クロスフローファン１０６のほぼ全幅に亘って設けられている。丘部１０８ｂの頂点と整流翼１１０との距離Ｌ４は、第１空隙１１１の幅Ｌ１より大きい。

上述の構成を換言すると、リアガイダ１０８またはリアガイダ１０８上方の本体ケーシング１０４の壁面には、クロスフローファン１０６側に突出する第１突起部であるリアガイダ側仕切部１０８ａと、クロスフローファン１０６側に突出する第２突起部である丘部１０８ｂとが設けられている。整流翼１１０は、第１突起部と第２突起部との間に設けられている。整流翼１１０は、リアガイダ１０８またはリアガイダ１０８上方の本体ケーシング１０４の壁面との間に第１空隙１１１を介して、設けられている。

クロスフローファン１０６は、ブレードの外周の略接線方向に空気を吹き出し、クロスフローファン１０６を通過して吹出口１０３から吹き出される流れ（主流）と、クロスフローファン１０６とスタビライザ１０７の間で発生して渦状に循環する流れ（渦流）とを発生させる。

熱交換器１０９を通じてクロスフローファン１０６に吸い込まれる気流のうち、一部が
クロスフローファン１０６を通過せずにリアガイダ側仕切部１０８ａの上流側へ逆流する。

しかし、本実施の形態に係る空気調和機１００においては、この逆流する気流が第１空隙１１１に流入し、リアガイダ１０８上に設けられた丘部１０８ｂによって、クロスフローファン１０６側へ気流方向を変えられ、整流翼１１０の第１円弧１１０ｂへと沿って付着して流れる。そして、第１円弧１１０ｂに沿う流れは、第２空隙１１２へと流入し、再度、クロスフローファン１０６へと流入する。

このことにより、リアガイダ側仕切部１０８ａの上流側へ逆流する気流を整流翼１１０によって安定させることができる。また、クロスフローファン１０６に再度流入する気流の乱れを緩和できる。また、クロスフローファン１０６を通風する空気量を増加させることができる。また、リアガイダ側仕切部１０８ａの上流側へ逆流する気流が、整流翼１１０の第１円弧１１０ｂへと沿って付着して流れる。そして、第１円弧１１０ｂに沿う流れが、熱交換器１０９を通じてクロスフローファン１０６に吸い込まれる気流を誘引し、クロスフローファン１０６を通風する空気量を増加させることができる。

また、第１空隙１１１の幅Ｌ１よりも、第２空隙１１２の幅Ｌ２は大きいことにより、第１空隙１１１の通風面積よりも第２空隙１１２の面積が大きくなる。このため、第１空隙１１１に流入した気流が、すべて第２空隙１１２に流入しても、気流の風速は増速することはない。これによって、クロスフローファン１０６の近傍での乱れを緩和でき、クロスフローファン１０６を通風する空気量を増加させることができる。

また、リアガイダ側仕切部１０８ａとクロスフローファン１０６との距離である第１距離Ｌ３は、第２空隙１１２の幅Ｌ２よりも小さいことにより、整流翼１１０がクロスフローファン１０６の上流側と下流側とを仕切る部材になることがない。このため、リアガイダ側仕切部１０８ａが、クロスフローファン１０６の上流側と下流側とを仕切り、実効風路を狭めることがなく、クロスフローファン１０６を通風する空気量を増加させることができる。

また、第１円弧１１０ｂの半径Ｒ１が第２円弧１１０ｄの半径Ｒ２より大きいことにより、クロスフローファン１０６を通過せずにリアガイダ側仕切部１０８ａの上流側へ逆流する気流が、第１空隙１１１に流入する際に整流翼１１０の第２円弧１１０ｄに衝突することを抑制できる。かつ、第１空隙１１１を介して整流翼１１０の表面に沿って流れる際に、整流翼１１０の第１円弧１１０ｂから気流が剥離することを抑制し、再度、クロスフローファン１０６へスムーズに流入するようにできる。これによって、クロスフローファン１０６の近傍での気流の乱れを緩和させ、クロスフローファン１０６を通風する空気量を増加させることができる。

また、丘部１０８ｂの頂点と整流翼１１０との第２距離Ｌ４は、第１空隙１１１の幅Ｌ１より大きいことにより、第１空隙１１１の通風面積よりも、丘部１０８ｂの頂点と整流翼１１０との間に構成される面の面積が大きくなる。このため、第１空隙１１１に流入した気流が、すべて丘部１０８ｂと整流翼１１０の間を通過しても、第１空隙１１１を流れる気流より丘部１０８ｂと整流翼１１０の間を流れる気流の風速が増すことはない。これによって、クロスフローファン１０６近傍での気流の乱れを緩和させ、クロスフローファン１０６を通風する空気量を増加させることができる。

また、整流翼１１０を送風回路１０５の両端に設けられた支持部１１０ｅで支持している。これによれば、送風回路１０５内において、クロスフローファン１０６を通過せずにリアガイダ側仕切部１０８ａの上流側へ逆流する気流が付着する整流翼１１０以外に、障
害物となりうる構造物は存在しない。このため、クロスフローファン１０６を通風する空気量を増加させることができる。なお、整流翼１１０を、送風回路１０５を構成する左右壁に設けても、同様の効果が得られる。

本発明に係る空気調和機は、クロスフローファンを通風する空気量を増加できることから、家庭用空調や業務用空調に用いるのに好適である。

１００ 空気調和機
１０１ 室内ユニット
１０２ 吸込口
１０３ 吹出口
１０４ 本体ケーシング
１０５ 送風回路
１０６ クロスフローファン
１０７ スタビライザ
１０８ リアガイダ
１０８ａ リアガイダ側仕切部
１０８ｂ 丘部
１０９ 熱交換器
１１０ 整流翼
１１０ａ 整流翼最上流点
１１０ｂ 第１円弧
１１０ｃ 整流翼最下流点
１１０ｄ 第２円弧
１１０ｅ 支持部
１１１ 第１空隙
１１２ 第２空隙
Ｌ１ 第１空隙の幅
Ｌ２ 第２空隙の幅
Ｌ３ 第１距離
Ｌ４ 第２距離
Ｒ１ 第１円弧の半径
Ｒ２ 第２円弧の半径

Claims (6)

1. 吸込口と、吹出口とを備えた本体ケーシングと、前記本体ケーシング内に設けられた送風回路と、前記送風回路に設けられたクロスフローファンと、スタビライザと、リアガイダと、熱交換器と、整流翼とを備え、
   前記整流翼は、前記リアガイダと前記クロスフローファンとの近接部分より上流側に、前記整流翼と前記リアガイダとの間に第１空隙を介して、設けられ、
   前記送風回路は、前記整流翼の上流側に、前記リアガイダ側から前記クロスフローファン側に突出する丘部を備える、
   空気調和機。
2. 前記第１空隙は、前記整流翼と前記クロスフローファンとの間に設けられた第２空隙より小さい、
   請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記リアガイダと前記クロスフローファンの最小距離は、前記第２空隙より小さい、
   請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記整流翼は、前記クロスフローファンの回転軸に垂直な断面において、上方の端部の円弧が、下方の端部の円弧より大きい、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機。
5. 前記整流翼は、前記送風回路の両端で支持された、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機。
6. 前記丘部の頂点と前記整流翼との距離は、前記第１空隙より大きい、
   請求項１〜５に記載の空気調和機。