JP6616076B2

JP6616076B2 - 空気調和機

Info

Publication number: JP6616076B2
Application number: JP2015023379A
Authority: JP
Inventors: 雅也高橋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2019-12-04
Anticipated expiration: 2035-02-09
Also published as: CN106796035B; WO2016129379A1; JP2016145692A; CN106796035A

Description

本発明は、クロスフローファンを用いた空気調和機に関する。

空気調和機の室内ユニットでは、クロスフローファンの駆動により、キャビネットの吹出口から温風あるいは冷風が吹き出される。クロスフローファンでは、一般的にブレードの回転により気体の圧力を高める。吸い込んだ空気がキャビネット内の空気通路を通過する際に圧力損失が生じるが、クロスフローファンによって流通する空気の圧力を高めることにより、所望の風量が確保される。

クロスフローファンでは、軸方向の端部の風量が中央部に比べて少なくなる。フィルタの目詰まりなどによって送風の抵抗が増して、空気通路が高圧損の状態になると、クロスフローファンの空気の吸い込み量が少なくなり、吹き出し量も減少する。クロスフローファンの端部において、空気の吸い込みが不足するので、風を整流しきれず、クロスフローファンの端部を通る風に乱れが生じる。そのため、クロスフローファンの吹き出し側からの吸い込みが発生して、騒音が生じる。また、クロスフローファンの内部の風の流れは、基本的に２次元流であるが、クロスフローファンの端部に風の乱れがあると、クロスフローファンの軸方向の中央部の流れにも悪影響を及ぼし、通風抵抗が増して、クロスフローファンから吹き出す流量の低下の原因となる。

特許文献１に記載されたクロスフローファンでは、空気通路の側壁形状が出口に向かって徐々に縮小するように形成される。これにより、側壁に沿う空気の流れがスムーズになって、クロスフローファンの吹き出し側からの吸い込みがなくなり、騒音を低減することができる。

特開平８−１２１３９５号公報

空気通路が狭くなると、クロスフローファンの回転数に対する流量が減少して、クロスフローファンの効率の悪くなる。必要な流量を確保するためには、クロスフローファンの回転数を上げなければならず、消費電力が増えてしまう。

本発明は、上記に鑑み、吹出口から吹き出される流量を確保しながら、クロスフローファンの吹き出し側からの吸い込みを防いで騒音を低減できる空気調和機の提供を目的とする。

本発明は、キャビネットに、吸込口から吹出口に至る空気通路が形成され、空気通路に、熱交換器を通過した空気を吹出口に送風するクロスフローファンが設けられた空気調和機であって、クロスフローファンの吹き出し側の軸方向端部からの空気の吸い込みを防ぐ防風体が空気通路壁面から突出するように設けられたものである。

空気通路が高圧損の状態になったとき、クロスフローファンの吹き出し側において、クロスフローファンに向かう空気の流れが生じる状況となる。しかし、防風体があるため、クロスフローファンに向かう流れが生じず、クロスフローファンの吹き出し側からの吸い込みが防止される。

クロスフローファンに対向してスタビライザが設けられ、スタビライザは空気通路の前壁につながり、防風体は、スタビライザと空気通路の前壁との繋ぎ部に設けられる。繋ぎ部に設けられた防風体は送風の妨げにならず、空気通路が狭くなることはない。クロスフローファンから吹き出された空気は、防風体に沿って吹出口に向かう。

本発明によると、クロスフローファンの吹き出し側からの空気の吸い込みがなくなるので、クロスフローファンの軸方向端部における送風の乱れの発生を防止でき、騒音を低減できる。また、防風体は空気通路を狭めることがないので、吹出口から吹き出される流量を確保できる。

本発明の空気調和機の室内ユニットの平面図および正面図室内ユニットの断面図クロスフローファンが装着されたキャビネットの断面図斜め下から見た前面パネルの斜視図クロスフローファンを外した前面パネルの斜視図低圧損の状態のときの空気通路の空気の流れを示す図高圧損の状態のときの空気通路の空気の流れを示す図高圧損の状態のときのクロスフローファンの端部付近の空気の流れを示す図第１実施形態の防風体を下から見た図第１実施形態の防風体を前方斜め下から見た図高圧損の状態のときの防風体のある空気通路の空気の流れを示す図第２実施形態の防風体を下から見た図第２実施形態の防風体を前方斜め下から見た図第３実施形態の防風体を下から見た図第３実施形態の防風体を前方斜め下から見た図第４実施形態の防風体を下から見た図第４実施形態の防風体を前方斜め下から見た図他の形態の防風体を示す図

（第１実施形態）
本実施形態の空気調和機の室内ユニットを図１〜３に示す。室内ユニットは、熱交換器１およびクロスフローファン２を備え、これらがキャビネット３に内装されている。キャビネット３の上面から前面の上部にかけて吸込口４が形成され、キャビネット３の前面の下部に吹出口５が形成される。

キャビネット３の内部には、吸込口４から吹出口５に至る空気通路６が形成され、この空気通路６に熱交換器１が配置され、熱交換器１の送風方向下流側にクロスフローファン２が配置される。吸込口４にフィルタが配され、吸込口４から吸込んだ室内の空気から塵埃がフィルタにより除去される。吹出口５には、導風パネル７が開閉可能に設けられている。

キャビネット３は、背面板１０と前面パネル１１とから構成され、背面板１０に前面パネル１１が着脱可能に取り付けられる。図４，５に示すように、前面パネル１１は、背面側が開放された箱状に形成され、前面パネル１１の前面の下部に、吹出口５となる開口が形成されている。

熱交換器１およびクロスフローファン２は、背面板１０に装着される。背面板１０に、熱交換器１から滴下するドレン水を受けるドレンパン１２が着脱可能に設けられる。ドレンパン１２は、熱交換器１の下方でクロスフローファン２よりも前方に配置される。

背面板１０の前側に、後壁１３が前面パネル１１の開口に向かって形成される。ドレンパン１２の下方に、前壁１４が形成される。ドレンパン１２と前壁１４とは一体的に形成される。背面板１０に、左右の側壁１５が前方に向かって形成される。これらの後壁１３、前壁１４および左右の側壁１５によって囲まれた空間が空気通路６となる。キャビネット３の上部から吸い込まれた空気は、熱交換器１を通って、クロスフローファン２に吸い込まれ、クロスフローファン２から前方の吹出口５に向かって吹き出される。

クロスフローファン２とドレンパン１２との間に、スタビライザ１６が設けられる。スタビライザ１６は、クロスフローファン２の前方に近接して配され、前壁１４の送風方向上流側が上側に曲げられるようにして、前壁１４に一体的に形成され、空気通路６の一部を形成する。スタビライザ１６と前壁１４とをつなぐ繋ぎ部１７は、滑らかな曲面に形成される。

クロスフローファン２は、軸方向に沿って並んだ複数の羽根車が連結されてなる。クロスフローファン２の軸方向の一側のエンドプレートにボスが装着されている。クロスフローファン２の他側のエンドプレートに支持軸が突設されている。背面板１０の左右の側壁１５に、クロスフローファン２を回転可能に支持するためのフランジ２０がそれぞれ設けられる。他側のフランジ２０に、軸受２１が設けられ、軸受２１に支持軸が回転可能に支持される。一側のフランジ２０の外側に、モータケース２２に収容されたモータが配置される。モータケース２２からモータ軸２３が突出しており、モータ軸２３は、一側のフランジ２０を貫通して、クロスフローファン２のボスに嵌め込まれ、モータ軸２３がボスに固定される。

クロスフローファン２の左右の側面とフランジ２０との間には隙間がある。クロスフローファン２の側方にある隙間を空気が流れないように、クロスフローファン２の送風方向上流側の側方を囲うカバー部材２４が設けられる。カバー部材２４は、クロスフローファン２の左右の側端にそれぞれ配置される。

ここで、空気調和機では、通常、空気通路６の通風抵抗が小さい低圧損の状態にある。このとき、図６に示すように、クロスフローファン２で送風の向きが変えられ、吸い込まれた空気は吹出口５に向かってスムーズに流れる。ところが、フィルタの目詰まりなどによって通風抵抗が大きくなると、空気通路６は高圧損の状態になる。すると、クロスフローファン２の空気の吸込量が減少し、クロスフローファン２からの吹出量も減少する。クロスフローファン２によって送風方向が大きく変えられる前壁１４に近い部分では、クロスフローファン２の上流側からの吸い込みが確保できないので、空気通路６内の定常的な流れが乱れる。特に、クロスフローファン２の軸方向の両端部付近での吹き出しが少なくなる。図７、８に示すように、前壁１４の近くに渦流が発生する。この渦流により、クロスフローファン２の吹き出し側において、軸方向の両端部の近傍に、逆向きの渦流が生じる。その結果、クロスフローファン２の吹き出し側から吸い込まれた空気がクロスフローファン２の側面とフランジ２０との隙間を通って吸い込み側に達するショートサーキットが発生する。このショートサーキットの影響により、クロスフローファン２内の２次元の流れが乱され、騒音が発生する。

そこで、図９，１０に示すように、クロスフローファン２の吹き出し側の軸方向端部からの空気の吸い込みを防ぐ防風体３０が設けられる。防風体３０は、空気通路６の壁面から突出するように、繋ぎ部１７から空気通路６の側壁１５にかけて形成され、繋ぎ部１７と側壁１５とによって囲まれた隅部分を覆う。

防風体３０は、繋ぎ部１７から後方に向かうとともに、スタビライザ１６の上流側、すなわち上方に向かう三角錐状に形成される。防風体３０の軸方向の幅がスタビライザ１６の上流側に向かうにつれて狭くなる。防風体３０の下面および上面は、空気通路６に面する。上面は傾斜面とされ、スタビライザ１６からクロスフローファン２の外周に沿うように形成される。下面は、三角形状とされ、前壁１４と面一にされる。

図１１に示すように、空気通路６が高圧損の状態にあるとき、クロスフローファン２の軸方向の両端部の吹き出し側では、前壁１４の近くに渦流が発生しても、防風体３０により、送風方向上流側、すなわちクロスフローファン２に向かう空気の流れが遮断される。これにより、クロスフローファン２の吹き出し側からの空気の吸い込みがなくなる。したがって、ショートサーキットの発生が抑えられ、クロスフローファン２の送風が乱れず、騒音の発生を抑制できる。

空気通路６が低圧損の状態のとき、クロスフローファン２の吹出量は十分にある。クロスフローファン２の軸方向の端部からも空気が吹き出されるが、クロスフローファンから吹き出された空気は防風体３０の上面に沿って流れ、防風体３０は送風の抵抗にはならない。このように、防風体３０が設けられていても、空気通路６が狭くなることはないので、十分な吹出量を確保できる。

（第２実施形態）
図１２、１３に示すように、本実施形態の防風体３０では、下面が下方に向かって傾斜するように形成される。本防風体３０は、第１実施形態の防風体３０と比べて、軸方向の幅は変わらないが、下面の後端が前壁１４よりも下方に位置する。そのため、防風体３０の下面の面積が増える。その他の構成は、第１実施形態と同じである。このように、防風体３０の下面の面積が増えることにより、送風方向とは逆向きに流れる空気を遮断する効果が高まる。

（第３実施形態）
図１４、１５に示すように、本実施形態の防風体３０では、上面がスタビライザ１６にかかるように形成される。本防風体３０は、第１実施形態の防風体３０と比べて、軸方向の幅は変わらないが、上面の上端がより上方に位置する。下面は前壁１４と面一である。そのため、防風体３０の上面の面積が増え、送風方向に沿って長い傾斜面となる。その他の構成は、第１実施形態と同じである。このように、防風体３０の上面の面積が増えることにより、クロスフローファン２から吹き出された空気の側壁１５に沿う流れを抑制できる。したがって、側壁１５の近傍で発生する送風の乱れが低減され、スムーズな送風を実現できる。

（第４実施形態）
図１６、１７に示すように、本実施形態の防風体３０では、上面がスタビライザ１６にかかり、下面が下方に向かって傾斜するように形成される。下面の後端が前壁１４よりも下方に位置し、上面が送風方向に沿って長い傾斜面となる。そのため、防風体３０の上面および下面の面積が増える。その他の構成は、第１実施形態と同じである。これにより、送風方向とは逆向きに流れる空気を遮断する効果が高まり、側壁１５の近傍で発生する送風の乱れが低減され、スムーズな送風を実現できる。

以上の通り、本発明の空気調和機は、キャビネット３に、吸込口４から吹出口５に至る空気通路６が形成され、空気通路６に、熱交換器１を通過した空気を吹出口５に送風するクロスフローファン２が設けられたものであって、クロスフローファン２の吹き出し側の軸方向端部からの空気の吸い込みを防ぐ防風体３０が空気通路壁面から突出するように設けられている。

これにより、クロスフローファン２の吹き出し側からの吸い込みを防止でき、クロスフローファン２の端部での送風の乱れをなくして、騒音を低減することができる。

クロスフローファン２に対向してスタビライザ１６が設けられ、スタビライザ１６は空気通路６の前壁１４につながり、防風体３０は、スタビライザ１６と空気通路６の前壁１４との繋ぎ部１７に設けられる。これにより、防風体３０が前壁１４から突出しないので、空気通路６が狭くならず、クロスフローファン２の送風性能を維持することができる。

防風体３０は、繋ぎ部１７と空気通路６の側壁１５とによって囲まれた隅部分を覆う。これにより、側壁１５に沿ってクロスフローファン２に向かう空気の流れを遮断できる。

防風体３０は、繋ぎ部１７からスタビライザ１６の上流側に向かって形成され、防風体３０の軸方向の幅がスタビライザ１６の上流側に向かうにつれて狭くなる。これにより、クロスフローファン２の端部から吹き出される空気をスムーズに空気通路６内に導くことができる。

防風体３０が空気通路６の前壁１４と面一にされる。これにより、防風体３０が前壁１４の一部となり、送風の抵抗にならない。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。防風体３０の他の形態として、図１８に示すように、防風体３０が空気通路６に突出するように前壁１４に設けられる。防風体３０は、繋ぎ部１７に近い前壁１４の上流側端部から前方に向かって延びるように形成される。防風体３０の前端は、前壁１４から離れた空気通路６内に位置する。防風体３０の軸方向の幅は、前端から後端に向かうにつれて広くなる。これにより、前壁１４に沿って送風方向とは逆向きのクロスフローファン２に向う空気の流れを遮断することができる。

また、防風体３０を空気通路６に突出するように移動可能に設けてもよい。防風体３０の後端が回動可能に前壁１４あるいは繋ぎ部１７に支持され、防風体３０を押し出すためのばねなどの付勢体が設けられる。付勢体の押し出す力により、防風体３０は空気通路６の壁面から離れて、空気通路６内に押し出される。クロスフローファン２から吹き出される空気の風圧に応じて防風体３０は出没する。空気通路６が高圧損の状態にあるとき、風圧は弱いので、付勢体により防風体３０は押し出されて、空気通路６内に突出する。このとき、防風体３０は、クロスフローファン２の吹き出し側からの吸い込みを防止する。空気通路６が低圧損の状態にあるとき、風圧が付勢体の押し出す力よりも強いので、防風体３０は風に押されて、空気通路６の壁面に沿った状態に保持される。このとき、空気通路６内の空気の流れを邪魔しない。

１熱交換器
２クロスフローファン
３キャビネット
４吸込口
５吹出口
６空気通路
１３後壁
１４前壁
１５側壁
１６スタビライザ
１７繋ぎ部
３０防風体

Claims

キャビネットに、吸込口から吹出口に至る空気通路が前壁、後壁および左右の側壁によって形成され、空気通路に、熱交換器を通過した空気を吹出口に送風するクロスフローファンが設けられ、クロスフローファンに対向してスタビライザが設けられ、スタビライザと前壁とをつなぐ繋ぎ部が滑らかな曲面に形成された空気調和機であって、クロスフローファンの吹き出し側の軸方向端部からの空気の吸い込みを防ぐ防風体が繋ぎ部と空気通路の側壁とによって囲まれた隅部分を覆うように設けられ、防風体は、繋ぎ部から後方に向かうとともに、スタビライザの上流側に向かう三角錐状に形成され、防風体の下面は、空気通路の前壁と面一にされ、防風体の上面は、クロスフローファンの外周に沿うように形成された傾斜面とされることを特徴とする空気調和機。
防風体の前記クロスフローファンの前記軸方向の幅がスタビライザの上流側に向かうにつれて狭くなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
防風体の下面が下方に向かって傾斜するように形成され、下面の後端が空気通路の前壁よりも下方に位置することを特徴とする請求項１または２記載の空気調和機。