JP7275257B2

JP7275257B2 - 空気調和装置

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Publication number: JP7275257B2
Application number: JP2021519049A
Authority: JP
Inventors: 惇司河野; 拓矢寺本; 誠栗原; 一樹磯村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2023-05-17
Anticipated expiration: 2039-05-10
Also published as: WO2020230206A1; JPWO2020230206A1

Description

本発明は、空気調和装置に関する。

特開２０１６－０８０２０８号公報には、ベルマウスの上記空気吸込口側の空気吸込面とは反対の背面側に配置された風向板を備える空気調和機が開示されている。風向板は、遠心ファンの回転方向に対して垂直な方向に延在している。

特開２０１６－０８０２０８号公報

しかしながら、上記空気調和機では、風向板が遠心ファンの回転方向に対して垂直な方向に延在しているため、風向板の外周端部で気流が剥離しやすく、剥離に伴い通風抵抗圧力損失が増大しやすい。その結果、上記空気調和機では、遠心ファンの駆動効率が比較的低くなる。

本発明の主たる目的は、上記空気調和機と比べて、遠心ファンの駆動効率が高い空気調和装置を提供することにある。

本発明に係る空気調和装置は、遠心ファンと、空気を遠心ファンに導くベルマウスと、遠心ファンの回転軸に対する径方向において、ベルマウスよりも外周側に配置されている導風部材とを備える。導風部材は、遠心ファンの回転方向において前側を向いた前面を有している。導風部材の前面は、径方向において、最も内周側に位置する第１端部と、最も外周側に位置する第２端部とを有している。第１端部は、回転方向において、第２端部よりも前側に配置されている。

本発明によれば、上記空気調和機と比べて、遠心ファンの駆動効率が高い空気調和装置を提供することができる。

実施の形態１に係る空気調和装置の断面図である。図１に示される空気調和装置の部分斜視図である。図１に示される空気調和装置の部分平面図である。図３に示される部分平面図において遠心ファンの回転方向と導風部材の周囲の気流とを示す図である。図１に示される空気調和装置を示す部分側面図である。実施の形態２に係る空気調和機を示す部分側面図である。実施の形態３に係る空気調和装置を示す部分平面図である。実施の形態４に係る空気調和装置を示す部分平面図である。実施の形態５に係る空気調和装置を示す部分平面図である。図９に示される距離Ｍに対する距離Ｌの比率Ｌ／Ｍと、図９に示される空気調和装置の遠心ファンを回転させるための消費電力との関係を示すグラフである。実施の形態６に係る空気調和装置を示す斜視図である。実施の形態７に係る空気調和装置を示す断面図である。実施の形態１に係る空気調和装置の変形例を示す部分平面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

実施の形態１．
図１～図４は、実施の形態１に係る空気調和装置１００を示す図である。図１および図２に示されるように、実施の形態１に係る空気調和装置１００は、遠心ファン１０と、ベルマウス２０と、導風部材３０と、熱交換器４０と、ケーシング５０と、モータ６０とを備える。遠心ファン１０は、モータ６０によって、回転中心軸Ｏを中心として回転される。以下、回転中心軸Ｏが延在する方向、回転中心軸Ｏに対する径方向、および遠心ファン１０の回転方向を、単に軸方向、径方向、および回転方向とよぶ。なお、図１において、遠心ファン１０については回転中心軸Ｏを通る断面の構成が示されているが、ベルマウス２０および導風部材３０については上記断面と平行な断面の構成が示されている。また、図２では、遠心ファン１０、ベルマウス２０、および導風部材３０以外の部品の図示が省略されている。図３では、ベルマウス２０および導風部材３０以外の部品の図示が省略されている。図４では、ベルマウス２０、導風部材３０、および熱交換器４０以外の部品の図示が省略されている。

遠心ファン１０は、回転中心軸Ｏに対して任意の位数の回転対称とされている。遠心ファン１０は、主板１１と、複数の翼１２と、側板１３とを含む。遠心ファン１０には、上記径方向の中央に配置されておりかつ上記軸方向に向いて開口している吸込口１４と、吸込口１４よりも上記径方向の外側に配置されておりかつ上記軸方向とは交差する方向に向いて開口する吹出口１５とが設けられている。

主板１１は、モータ６０の回転軸に固定されている。主板１１は、上記径方向の中央に配置されておりかつ主板１１を側板１３側から視たときに吸込口１４に向かって凸状であるボス部を有している。主板１１は、例えば上記径方向においてボス部を囲むように設けられておりかつ上記回転軸に垂直な方向に延びている平坦部をさらに有している。

複数の翼１２の各々は、主板１１と側板１３との間に配置されている。各翼１２は、例えば主板１１の上記平坦部と側板１３との間を接続している。各翼１２は、上記回転方向において互いに間隔を隔てて配置されている。各翼１２の内周端部は、例えばボス部の外周端部よりも外周側に配置されている。

側板１３は、上記回転方向に沿って環状に設けられている。側板１３は、遠心ファン１０との吸込口１４を形成するように設けられている内周端部１３ａと、主板１１との間に吹出口１５を形成するように設けられている外周端部１３ｂとを有している。内周端部１３ａは、上記軸方向において、外周端部１３ｂよりも主板１１の上記平坦部から離れた位置に配置されている。上記回転中心軸Ｏに沿った断面において、側板１３は、曲率中心が上記径方向において側板１３よりも外周側に配置された湾曲形状を有している。

遠心ファン１０を上記軸方向から視たときに、吸込口１４の平面形状は、回転中心軸Ｏを中心とする円形である。遠心ファン１０は、上記回転方向に並んで配置された複数の吹出口１５を有している。各吹出口１５は、上記軸方向において主板１１と側板１３との間に配置され、かつ上記回転方向において隣り合う２つの翼１２間に配置されている。

ベルマウス２０は、空気調和装置１００が駆動されたときにケーシング５０の内部に流入した空気を遠心ファン１０に導くように設けられている。さらに、ベルマウス２０は、ケーシング５０の内部において、ケーシング５０に設けられた吸気口５１と遠心ファン１０の吸込口１４との間に位置する上流側空間と、遠心ファン１０の吹出口１５とケーシング５０に設けられた吹出口５２との間に位置する下流側空間とを仕切るように設けられている。

ベルマウス２０は、上記軸方向において、遠心ファン１０の側板１３に対して主板１１とは反対側に配置されている。ベルマウス２０は、第１部２１および第２部２２を含む。第１部２１および第２部２２は、上記回転方向に沿って環状に設けられている。第１部２１は、第２部２２よりも内周側に配置されている。第１部２１は、ベルマウス２０の内周端部２３を成している内周端部と、第２部２２の内周端部と接続されている外周端部とを有している。ベルマウス２０の内周端部２３は、上記径方向において遠心ファン１０との吸込口１４よりも内周側に配置されており、かつ上記軸方向において吸込口１４よりも主板１１側に配置されている。第１部２１は、上記回転中心軸Ｏに沿った断面において回転中心軸Ｏを挟んで対向する２点間の距離が上記軸方向において遠心ファン１０側に向かうにつれて漸次短くなるように、設けられている。上記回転中心軸Ｏに沿った断面において、第１部２１は、曲率中心が上記径方向において第１部２１よりも外周側に配置された湾曲形状を有している。第２部２２は、第１部２１の上記外周端部と接続されている上記内周端部と、ケーシング５０と接続されている外周端部とを有している。第２部２２は、例えば上記径方向に沿って延びる平坦部を有している。

ベルマウス２０を上記軸方向から視たときに、ベルマウス２０の内周端部２３の平面形状は、回転中心軸Ｏを中心とする円形である。

ベルマウス２０は、上記上流側空間に面している第１面２０Ａと、第１面２０Ａとは反対側に位置する第２面２０Ｂとを有している。第１部２１は、上記径方向において内周を向いた内周面と、上記径方向において外周を向いた外周面とを有している。第２部２２は、上記軸方向において吸気口５１側を向いた正面と、上記軸方向において遠心ファン１０側を向いた背面とを有している。第１面２０Ａは、第１部２１の内周面および第２部２２の正面から成る。第２面２０Ｂは、第１部２１の外周面および第２部２２の背面から成る。

熱交換器４０は、上記径方向において遠心ファン１０の吹出口１５と対向するように配置されている。熱交換器４０は、遠心ファン１０の吹出口１５を囲むように配置されている。熱交換器４０は、遠心ファン１０側を向いた吸気面４１を有している。遠心ファン１０の吹出口１５から吹き出された気体は、熱交換器４０において、熱交換器４０の内部を流れる冷媒と熱交換する。

熱交換器４０を上記軸方向から視たときに、熱交換器４０の吸気面４１の形状は、例えば略四角形状である。吸気面４１は、上記回転方向において並んで配置された第１吸気面４１Ａおよび第２吸気面４１Ｂを有している。第２吸気面４１Ｂは、第１吸気面４１Ａよりも上記回転方向において前側に配置されており、かつ第１吸気面４１Ａと交差する方向に延びている。ベルマウス２０の内周端部２３と熱交換器４０の吸気面４１との間の上記径方向の距離は、上記回転方向において変化する。言い換えると、ベルマウス２０の内周端部２３と熱交換器４０の吸気面４１との間に形成される環状空間は、上記径方向の幅が相対的に狭い狭小空間部と、上記径方向の幅が狭小空間部よりも広い広大空間部とを含む。上記狭小空間部と上記広大空間部とは、上記回転方向に連なっている。

ベルマウス２０の内周端部２３と第１吸気面４１Ａとの間には、第１狭小空間部と、第１および第２広大空間部とが形成されている。第１広大空間部は、第１狭小空間部よりも上記回転方向の後側に配置されている。第２広大空間部は、第１狭小空間部よりも上記回転方向の前側に配置されている。ベルマウス２０の内周端部２３と第２吸気面４１Ｂとの間には、第２狭小空間部と、第３および第４広大空間部とが形成されている。第３広大空間部は、第２広大空間部よりも上記回転方向の前側に配置されており、かつ第２狭小空間部よりも上記回転方向の後側に配置されている。第４広大空間部は、第２狭小空間部よりも上記回転方向の前側に配置されている。第１広大空間部、第１狭小空間部、第２広大空間部、第３広大空間部、第２狭小空間部、および第４広大空間部は、上記回転方向の後側から前側に向けて順に連なっている。

ケーシング５０は、遠心ファン１０、ベルマウス２０、導風部材３０および熱交換器４０を内部に収容している。ケーシング５０には、吸込口１４の下方に室内の空気を吸込口１４に取り込むための吸気口５１が設けられている。吸気口５１には、例えばグリルが取り付けられている。上記径方向において吸気口５１よりも外側には、遠心ファン１０の吹出口１５から吹出され、熱交換器４０において冷媒と熱交換された空気を室内に吹き出すための複数の吹出口５２が設けられている。ケーシング５０は、熱交換器４０の下方に配置されたドレインパン５３を含む。ドレインパン５３は、ケーシング５０の内部において、吹出口１５と吹出口５２との間に配置されている。

図１および図４に示されるように、導風部材３０は、上記径方向において、ベルマウス２０よりも外周側、かつ熱交換器４０よりも内周側に配置されている。導風部材３０は、例えばベルマウス２０の第２面２０Ｂに接続されている。導風部材３０は、例えば第１部２１の上記外周面および第２部２２の上記背面と接続されている。

図２および図３に示されるように、導風部材３０は、上記回転方向において前側を向いた前面３０Ａと、上記回転方向において後側を向いた後面３０Ｂとを有している。前面３０Ａおよび後面３０Ｂは、例えば平面である。

導風部材３０の前面３０Ａは、上記径方向において、最も内周側に位置する第１端部３１と、最も外周側に位置する第２端部３２とを含む。導風部材３０の第１端部３１は、例えばベルマウス２０の第１部２１の上記外周面と接続されている。

導風部材３０の前面３０Ａは、上記軸方向において、遠心ファン１０に最も近い位置にある上方端部３５と、上方端部３５とは反対側に位置する下方端部３６とをさらに含む。導風部材３０の下方端部３６は、例えばベルマウス２０の第１部２１の上記外周面および第２部２２の上記背面と接続されている。

図３に示されるように、第１端部３１は、遠心ファン１０の回転方向において、第２端部３２よりも前側に配置されている。ベルマウス２０を上記軸方向から視たときに、第１端部３１を通るベルマウス２０の接線に対し、導風部材３０の前面３０Ａが成す第１角度θ（図３参照）は、０度超え９０度未満である。上記第１角度θは、好ましくは１５度以上７５度未満であり、より好ましくは３０度以上６０度未満である。なお、第１角度θは、導風部材３０の内角である。

導風部材３０の後面３０Ｂは、上記径方向において、最も内周側に位置する第３端部３３と、最も外周側に位置する第４端部３４とを含む。第３端部３３は、遠心ファン１０の回転方向において、第４端部３４よりも前側に配置されている。

図３に示されるように、導風部材３０の前面３０Ａは、当該導風部材３０の第２端部３２に最も近い位置に配置された熱交換器４０の第１吸気面４１Ａに対して直交する方向に延在している。なお、本明細書における直交とは、製造工程上で発生する形状のばらつきなどによる歪みおよびずれを考慮して、実質的に直交と見なせる構成を含む概念である。導風部材３０の前面３０Ａが熱交換器４０の第１吸気面４１Ａに対して成す角度は、例えば８５度以上９５度以下である。

図３に示されるように、導風部材３０の前面３０Ａは、例えば当該導風部材３０の第２端部３２に最も近い位置に配置された第１吸気面４１Ａよりも上記回転方向の前側に位置し、かつ第１吸気面４１Ａと交差する方向に延びる第２吸気面４１Ｂと平行に延在している。なお、本明細書における平行とは、製造工程上で発生する形状のばらつきなどによる歪みおよびずれを考慮して、実質的に平行と見なせる構成を含む概念である。導風部材３０の前面３０Ａが熱交換器４０の第２吸気面４１Ｂに対して成す角度は、例えば－５度以上５度以下である。

図３に示されるように、導風部材３０は、上記径方向においてベルマウス２０と熱交換器４０との間を最短距離で結ぶ仮想線分と間隔を隔てて配置されている。具体的には、導風部材３０は、上記径方向においてベルマウス２０の内周端部２３と熱交換器４０の第１吸気面４１Ａとの間を最短距離で結ぶ第１仮想線分ＶＬ１、および上記径方向においてベルマウス２０の内周端部２３と熱交換器４０の第２吸気面４１Ｂとの間を最短距離で結ぶ第２仮想線分ＶＬ２と、上記回転方向において間隔を隔てて配置されている。導風部材３０は、上記第１仮想線分よりも上記回転方向の前側に配置されている。言い換えると、導風部材３０の後面３０Ｂは、上記第１仮想線分ＶＬ１よりも、第２吸気面４１Ｂ側に配置されている。導風部材３０の前面３０Ａは、上記第２仮想線分ＶＬ２よりも上記回転方向の後側に配置されている。言い換えると、導風部材３０は、上記第２仮想線分ＶＬ２よりも、第１吸気面４１Ａ側に配置されている。異なる観点から言えば、導風部材３０は、上記第２広大空間部内に配置されている。

導風部材３０の前面３０Ａは、例えば上記軸方向に沿って延びている。導風部材３０を上記軸方向から視たときに、上方端部３５および下方端部３６は、例えば重なるように設けられている。導風部材３０は、例えばベルマウス２０の第２部２２の上記平坦部と直交している。導風部材３０は、例えば板状部材である。導風部材３０の前面３０Ａと後面３０Ｂとは、平行である。

図１および図５に示されるように、上記回転中心軸Ｏと直交しかつ遠心ファン１０の側板１３の内周端部１３ａを通る仮想面ＶＳ１を考える。導風部材３０の上方端部３５と仮想面ＶＳ１との間の上記回転軸に沿った方向の距離Ｋは、上記径方向における上方端部３５の位置によらず一定である。なお、導風部材３０の前面３０Ａの上方端部３５は、上記回転中心軸Ｏと直交する面に沿って延びている。導風部材３０の上方端部３５とベルマウス２０の第２部分２２との間の上記回転軸に沿った方向の距離は、上記径方向における上方端部３５の位置によらず一定である。

導風部材３０を構成する材料は、任意の材料であればよいが、例えば樹脂を含む。導風部材３０は、中実であってもよいし、中空であってもよい。導風部材３０は、例えばベルマウス２０と別体として構成されている。この場合、導風部材３０は、ベルマウス２０と任意の方法により固定されていればよく、例えば溶接または接着されている。また、導風部材３０は、ベルマウス２０と一体として構成されていてもよい。この場合、ベルマウス２０および導風部材３０は、射出成型などによって形成されていてもよい。

＜作用効果＞
上述した従来の空気調和機では、風向板が遠心ファンの回転方向に対して垂直な方向に延在しているため、風向板の外周端部で気流が剥離しやすく、剥離に伴い圧力損失が増大しやすい。その結果、上記従来の空気調和機では、遠心ファンの駆動効率が比較的低くなり、遠心ファンを駆動するためのファンモータの消費電力およびファンモータの騒音が大きくなる。

これに対し、空気調和装置１００は、吸気口５１および吹出口５２が設けられたケーシング５０と、ケーシング５０内に収容されており、吸気口５１からケーシング５０内に流入した空気を吹出口５２に送り出す遠心ファン１０と、ケーシング５０内に収容されており、吸気口５１からケーシング５０内に流入した空気を遠心ファン１０に導くベルマウス２０と、ケーシング５０内に収容されており、上記径方向において、ベルマウス２０よりも外周側に配置されている導風部材３０とを備える。導風部材３０は、上記回転方向において前側に位置する前面３０Ａを有している。導風部材３０の前面３０Ａは、上記径方向において、最も内周側に位置する第１端部３１と、最も外周側に位置する第２端部３２とを有している。第１端部３１は、上記回転方向において、第２端部３２よりも前側に配置されている。言い換えると、空気調和装置１００では、上記第１角度θが９０度未満である。

空気調和装置１００において、導風部材３０の前面３０Ａ側に形成される気流ＦＬは、図４中において矢印で示される。図４に示されるように、導風部材３０の前面３０Ａ側には、上記回転方向に沿った第１の気流（旋回流）と、熱交換器４０に流入できずに熱交換器４０から離れる方向への第２の気流とが合流することにより、気流ＦＬが形成される。

導風部材３０の第１端部３１は、遠心ファン１０の回転方向において第２端部３２よりも前側に配置されている。そのため、上記第１の気流は導風部材３０によって妨げられる一方で、上記第２の気流は導風部材３０に沿って流れる。そのため、空気調和装置１００では、上述した従来の空気調和機と比べて、導風部材３０の第２端部３２の前面３０Ａ側での気流の剥離が生じにくく、剥離に伴う圧力損失の増大が抑制されている。その結果、空気調和装置１００のファンモータの消費電力および騒音は従来の空気調和機と比べて低減されている。

また、導風部材３０が設けられておらず上記第１の気流が妨げられない空気調和装置では、モータから遠心ファンに与えられた回転エネルギーの一部が第１の気流の運動エネルギーとして消費されるため、遠心ファンの駆動効率は低い。これに対し、上記第１の気流が導風部材３０によって妨げられる空気調和装置１００では、上記第１の気流が妨げられない空気調和装置と比べて、遠心ファン１０の駆動効率が高い。

なお、上記第２の気流は、上記回転方向において導風部材３０の前側を第２端部３２から第１端部３１に向けて流れたのち、第１端部３１よりも前側において遠心ファン１０の吹出口１５から吹き出された気体の流れと合流して、熱交換器４０の第２吸気面４１Ｂに流入し得る。その結果、空気調和装置１００では、上記従来の空気調和機と比べて、遠心ファン１０の駆動効率および熱交換効率が同時に高められている。

空気調和装置１００において、ベルマウス２０は、上記径方向において外周側を向いた外周面（第１部２１の外周面）を有している。導風部材３０の第１端部３１は、ベルマウス２０の外周面と接続されている。

このような導風部材３０は、第１端部３１がベルマウス２０の外周面と間隔を隔てて配置されている導風部材３０と比べて、上記第１の気流をより効果的に妨げる。

空気調和装置１００は、ケーシング５０内に収容されており、遠心ファン１０と吹出口５２との間に配置された熱交換器４０をさらに備える。熱交換器４０は、遠心ファン１０側を向いた吸気面４１を有している。導風部材３０は、上記径方向において吸気面４１よりも内側に配置されている。導風部材３０は、当該導風部材３０の第２端部３２に最も近い位置に配置された熱交換器４０の第１吸気面４１Ａに対して直交する方向に延在している。

このようにすれば上記第１角度θが比較的大きくなるため、上記第１角度θが比較的小さい場合と比べて、導風部材３０が上記第１の気流をより効果的に妨げる。

なお、空気調和装置１００では、ベルマウス２０の熱交換器４０との間に形成される環状空間を流れる気体の流速は、上記回転方向の位置に応じて変化する。上記狭小空間部を流れる気体の流速は、上記広大空間部を流れる気体の流速よりも速くなる。そのため、導風部材３０を上記軸方向から視たときに導風部材３０が上記仮想線分と重なるように配置されている場合、すなわち導風部材３０が狭小空間部に配置されている場合、狭小空間部を流れる比較的高速の気体が導風部材３０に衝突することにより、当該気体の圧力損失が高くなる。

これに対し、空気調和装置１００では、導風部材３０は、上記径方向においてベルマウス２０と熱交換器４０との間を最短距離で結ぶ仮想線分と、上記回転方向において間隔を隔てて配置されている。すなわち、導風部材３０は、上記狭小空間部に配置されておらず、上記広大空間部に配置されている。そのため、空気調和装置１００では、導風部材３０が上記第１の気流をより効果的に妨げながらも、上記第１の気流が導風部材３０に衝突することに伴う圧力損失の増大が抑制されている。

実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る空気調和装置１０１を第１吸気面４１Ａ側から視た側面図である。実施の形態２に係る空気調和装置１０１は、実施の形態１に係る空気調和装置１００と基本的に同様の構成を備えるが、導風部材３０の上方端部３５が上記回転方向において下方端部３６よりも後側に配置されている点で、空気調和装置１００とは異なる。なお、図６では、遠心ファン１０、ベルマウス２０、および導風部材３０以外の部品の図示が省略されている。導風部材３０の前面３０Ａは、上記軸方向において、遠心ファン１０側に向いている。

このような空気調和装置１０１では、空気調和装置１００と比べて、導風部材３０の前面３０Ａ側での気流の剥離がさらに生じにくい。そのため、空気調和装置１０１のファンモータの消費電力および騒音は従来の空気調和機と比べて大きく低減されている。

空気調和装置１０１では、少なくとも上記径方向において外周側に位置する導風部材３０の外周端部において、上方端部３５が上記回転方向において下方端部３６よりも後側に配置されていればよい。上記径方向において内周側に位置する導風部材３０の内周端部においては、導風部材３０を上記軸方向から視たときに上方端部３５および下方端部３６が重なるように設けられていてもよい。導風部材３０は、例えば板状部材がねじれたように設けられていてもよい。

実施の形態３．
図７は、実施の形態３に係る空気調和装置１０２の部分平面図である。実施の形態３に係る空気調和装置１０２は、実施の形態１に係る空気調和装置１００と基本的に同様の構成を備えるが、導風部材３０を上記軸方向から視たときに、導風部材３０の前面３０Ａが上記回転方向の前側に向かって凸状に設けられている点で、空気調和装置１００とは異なる。なお、図７では、ベルマウス２０および導風部材３０以外の部品の図示が省略されている。

前面３０Ａは、例えば１つの曲面として構成されている。なお、空気調和装置１０２の前面３０Ａは、上記回転方向の前側に向かって凸状に設けられている限りにおいて任意の構成を備えていればよく、例えば屈曲面として構成されていてもよい。この場合、前面３０Ａは、例えば上記径方向に対する傾きが互いに異なる複数の平面を含む。

このような空気調和装置１０２では、空気調和装置１００と比べて、導風部材３０の前面３０Ａ側での気流の剥離がさらに生じにくい。そのため、空気調和装置１０２のファンモータの消費電力および騒音は従来の空気調和機と比べて大きく低減されている。

なお、空気調和装置１０２は、上記点を除き、空気調和装置１０１と同様の構成を備えていてもよい。空気調和装置１０２において、導風部材３０の上方端部３５は、上記回転方向において下方端部３６よりも後側に配置されていてもよい。

実施の形態４．
図８は、実施の形態４に係る空気調和装置１０３の部分平面図である。実施の形態４に係る空気調和装置１０３は、実施の形態１に係る空気調和装置１００と基本的に同様の構成を備えるが、上記回転方向における前面３０Ａの第１端部３１と後面３０Ｂとの間の距離が、上記回転方向における前面３０Ａの第２端部３２と後面３０Ｂとの間の距離よりも長い点で、空気調和装置１００とは異なる。なお、図８では、ベルマウス２０および導風部材３０以外の部品の図示が省略されている。

ベルマウス２０を上記軸方向から視たときに、第１端部３１を通るベルマウス２０の接線に対して導風部材３０の前面３０Ａが成す上記第１角度θは、第３端部３３を通るベルマウス２０の接線に対して導風部材３０の後面３０Ｂが成す第２角度θ２よりも、小さい。なお、第２角度θ２は、導風部材３０の外角である。言い換えると、上記回転方向における導風部材３０の幅は、上記径方向において内周側から外周側に向かうにつれて漸次狭くなっている。

空気調和装置１０３における第１角度θは、図３に示される空気調和装置１００における第１角度θよりも小さい。第１角度θは、０度超え第２角度θ２未満である。第２角度θ２は、例えば０度超え９０度未満である。

このような空気調和装置１０３では、空気調和装置１００と比べて、導風部材３０の前面３０Ａ側において気流の剥離がさらに生じにくい。そのため、空気調和装置１０３のファンモータの消費電力および騒音は従来の空気調和機と比べて大きく低減されている。

なお、図８に示される空気調和装置１０３では、後面３０Ｂの第３端部３３は、上記回転方向において、第４端部３４よりも前側に配置されているが、これに限られるものではない。空気調和装置１０３では、第１端部３１が上記回転方向において第２端部３２よりも前側に配置されている限りにおいて、後面３０Ｂの第３端部３３が上記回転方向において第４端部３４よりも後側に配置されていてもよい。言い換えると、導風部材３０の外角である上記第２角度は鈍角であってもよい。

なお、空気調和装置１０３は、上記点を除き、空気調和装置１０１または空気調和装置１０２と同様の構成を備えていてもよい。空気調和装置１０３において、導風部材３０の上方端部３５は、上記回転方向において下方端部３６よりも後側に配置されていてもよい。空気調和装置１０３において、導風部材３０の前面３０Ａが上記回転方向の前側に向かって凸状に設けられていてもよい。

実施の形態５．
図９は、実施の形態５に係る空気調和装置１０４の部分平面図である。実施の形態５に係る空気調和装置１０４は、実施の形態１に係る空気調和装置１００と基本的に同様の構成を備えるが、後述する比率Ｌ／Ｍが０．２以上０．５以下である点で、空気調和装置１００とは異なる。言い換えると、空気調和装置１００では比率Ｌ／Ｍの値は特に制限されていないが、空気調和装置１０４では比率Ｌ／Ｍが０．２以上０．５以下に制限されている。なお、図９では、ベルマウス２０、導風部材３０、および熱交換器４０以外の部品の図示が省略されている。

図９に示されるように、導風部材３０の上記径方向の寸法をＬとする。寸法Ｌは、導風部材３０の第１端部３１と第２端部３２との間の上記径方向の距離である。導風部材３０の第２端部３２と回転中心軸Ｏとを結ぶ仮想線分上での、ベルマウス２０の第２面２０Ｂと吸気面４１との間の距離をＭとする。空気調和装置１０４において、上記距離Ｍに対する寸法Ｌの比率Ｌ／Ｍは、０．２以上０．５以下である。

図１０は、上記比率Ｌ／Ｍとファンモータの消費電力との関係を示すグラフである。図１０の横軸は上記比率Ｌ／Ｍを示し、図１０の縦軸はファンモータの消費電力を示す。図１０に示されるように、上記比率Ｌ／Ｍが０．２未満の場合、上記比率Ｌ／Ｍが０．２以上である場合と比べて消費電力が増大する。これは、上記比率Ｌ／Ｍが０．２未満の場合、上記比率Ｌ／Ｍが０．２以上である場合と比べて、上記第１の流れ（旋回流）を抑制する効果が小さくなるためである。また、上記比率Ｌ／Ｍが０．５超えの場合、上記比率Ｌ／Ｍが０．５以下である場合と比べて消費電力が増大する。これは、上記比率Ｌ／Ｍが０．５超えの場合、上記比率Ｌ／Ｍが０．５以下である場合と比べて、導風部材３０が熱交換器４０に接近して、熱交換器４０に流入する気流に対する通風抵抗が大きくなるためである。よって、空気調和装置１０４では、上記比率Ｌ／Ｍが０．２以上０．５以下であるため、上記比率Ｌ／Ｍが０．２未満または０．５超えとされた空気調和装置１００と比べて、消費電力が低減される。そのため、空気調和装置１０４のファンモータの消費電力および騒音は従来の空気調和機と比べて大きく低減されている。

なお、空気調和装置１０４は、上記点を除き、空気調和装置１０１、空気調和装置１０２または空気調和装置１０３と同様の構成を備えていてもよい。空気調和装置１０４において、導風部材３０の上方端部３５は、上記回転方向において下方端部３６よりも後側に配置されていてもよい。空気調和装置１０４において、導風部材３０の前面３０Ａが上記回転方向の前側に向かって凸状に設けられていてもよい。空気調和装置１０４において、上記回転方向における前面３０Ａの第１端部３１と後面３０Ｂとの間の距離が、上記回転方向における前面３０Ａの第２端部３２と後面３０Ｂとの間の距離よりも長くてもよい。

実施の形態６．
図１１は、実施の形態６に係る空気調和装置１０５の斜視図である。実施の形態６に係る空気調和装置１０５は、実施の形態１に係る空気調和装置１００と基本的に同様の構成を備えるが、空気調和装置１０５では、上記回転軸に沿った方向において、導風部材３０の外周端部とベルマウス２０の第２部２２との間の距離が上記径方向において内周側から外周側に向かうにつれて短くなっている点で、空気調和装置１００とは異なる。なお、図１１では、遠心ファン１０、ベルマウス２０、および導風部材３０以外の部品の図示が省略されている。

上記回転軸に沿った方向において、導風部材３０の第２端部３２と遠心ファン１０との間の距離および導風部材３０の第４端部３４と遠心ファン１０との間の距離は、上記径方向において内周側から外周側に向かうにつれて長くなっている。

言い換えると、上記径方向において、導風部材３０の外周端部と熱交換器４０の吸気面４１（図４参照）との間の距離は、上記回転軸に沿った方向において遠心ファン１０側に向かうにつれて長くなっている。上記径方向において、導風部材３０の第２端部３２と熱交換器４０の第１吸気面４１Ａ（図４参照）との間の距離および導風部材３０の第４端部３４と第１吸気面４１Ａとの間の距離は、上記回転軸に沿った方向において遠心ファン１０側に向かうにつれて長くなっている。

このような空気調和装置１０５では、空気調和装置１００と比べて、熱交換器４０に流入する気流に対する通風抵抗が低減されている。そのため、空気調和装置１０５のファンモータの消費電力および騒音は従来の空気調和機と比べて大きく低減されている。

なお、空気調和装置１０５は、上記点を除き、空気調和装置１０１、空気調和装置１０２、空気調和装置１０３、または空気調和装置１０４と同様の構成を備えていてもよい。空気調和装置１０５において、導風部材３０の上方端部３５は、上記回転方向において下方端部３６よりも後側に配置されていてもよい。空気調和装置１０５において、導風部材３０の前面３０Ａが上記回転方向の前側に向かって凸状に設けられていてもよい。空気調和装置１０５において、上記回転方向における前面３０Ａの第１端部３１と後面３０Ｂとの間の距離が、上記回転方向における前面３０Ａの第２端部３２と後面３０Ｂとの間の距離よりも長くてもよい。空気調和装置１０５において、比率Ｌ／Ｍが０．２以上０．５以下であってもよい。

実施の形態７．
図１２は、実施の形態７に係る空気調和装置１０６の断面図である。実施の形態７に係る空気調和装置１０６は、実施の形態１に係る空気調和装置１００と基本的に同様の構成を備えるが、上記回転軸に沿った方向において、導風部材３０の上方端部３５と仮想面ＶＳ１との間の上記回転軸に沿った方向の距離が上記径方向において内周側から外周側に向かうにつれて長くなっている点で、空気調和装置１００とは異なる。言い換えると、空気調和装置１０５では、上記回転軸に沿った方向において、導風部材３０の上方端部３５とベルマウス２０の第２部２２との間の距離が上記径方向において内周側から外周側に向かうにつれて短くなっている。なお、図１２では、遠心ファン１０、ベルマウス２０、および導風部材３０以外の部品の図示が省略されている。

導風部材３０の前面３０Ａの上方端部３５は、上記仮想面ＶＳ１と交差する方向に延びている。上記回転中心軸Ｏと直交しかつ導風部材３０の上方端部３５の上記径方向の外周端部を通る仮想面ＶＳ２と、上記回転中心軸Ｏと直交しかつ導風部材３０の上方端部３５の上記径方向の内周端部を通る仮想面ＶＳ３とを考える。導風部材３０の上方端部３５と仮想面ＶＳ１との間の上記回転軸に沿った方向の距離は、仮想面ＶＳ１と仮想面ＶＳ３との間の距離以上、仮想面ＶＳ１と仮想面ＶＳ２との間の距離以下である。仮想面ＶＳ１と仮想面ＶＳ３との間の距離はゼロであってもよい。また、仮想面ＶＳ３は仮想面ＶＳ１よりも遠心ファン１０の主板１２側に配置されていてもよい。

上記回転軸に沿った方向において、導風部材３０の外周端部とベルマウス２０の第２部２２との間の距離は、例えば上記径方向において一定である。

このような空気調和装置１０６では、空気調和装置１００と比べて、導風部材３０に気流が衝突することに伴う圧力損失の増大、および上記衝突に伴う騒音の発生が抑制されている。そのため、空気調和装置１０６のファンモータの消費電力および騒音は従来の空気調和機と比べて大きく低減されている。

なお、空気調和装置１０６は、上記点を除き、空気調和装置１０１、空気調和装置１０２、空気調和装置１０３、空気調和装置１０４、または空気調和装置１０５と同様の構成を備えていてもよい。空気調和装置１０６において、導風部材３０の上方端部３５は、上記回転方向において下方端部３６よりも後側に配置されていてもよい。空気調和装置１０６において、導風部材３０の前面３０Ａが上記回転方向の前側に向かって凸状に設けられていてもよい。空気調和装置１０６において、上記回転方向における前面３０Ａの第１端部３１と後面３０Ｂとの間の距離が、上記回転方向における前面３０Ａの第２端部３２と後面３０Ｂとの間の距離よりも長くてもよい。空気調和装置１０６において、比率Ｌ／Ｍが０．２以上０．５以下であってもよい。空気調和装置１０６において、上記回転軸に沿った方向において、導風部材３０の外周端部とベルマウス２０の第２部２２との間の距離が上記径方向において内周側から外周側に向かうにつれて短くなっていてもよい。

実施の形態１～７に係る空気調和装置１００～１０６は、複数の導風部材３０を備えていてもよい。図１３は、複数の導風部材３０を備える空気調和装置１００を示す部分平面図である。図１３に示されるように、複数の導風部材３０の各々は、例えば回転中心軸Ｏに対し互いに回転対称性を有するように設けられている。複数の導風部材３０の各々は、例えば回転中心軸Ｏに対し互いに回転対称性を有するように設けられている。熱交換器４０を上記延在方向から見たときに吸気面４１が四角形状である場合、複数の導風部材３０は、例えば４回の回転対称性を有している。なお、複数の導風部材３０の各々は、上述した構成を備えている限りにおいて、互いに異なる構成を備えていてもよい。複数の導風部材３０の各々は、例えば熱交換器４０の構成に応じて適宜設定され得る。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。

１０遠心ファン、１１主板、１２翼、１３側板、１３ａ，２３内周端部、１３ｂ外周端部、１４吸込口、１５吹出口、２０ベルマウス、２０Ａ第１面、２０Ｂ第２面、２１第１部、２２第２部、３０導風部材、３０Ａ前面、３０Ｂ後面、３１第１端部、３２第２端部、３３第３端部、３４第４端部、３５上方端部、３６下方端部、４０熱交換器、４１吸気面、４１Ａ第１吸気面、４１Ｂ第２吸気面、５０ケーシング、５１吸気口、５２吹出口、５３ドレインパン、６０モータ、１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６空気調和装置。

Claims

遠心ファンと、
空気を前記遠心ファンに導くベルマウスと、
前記遠心ファンの回転軸に対する径方向において、前記ベルマウスよりも外周側に配置されている複数の導風部材とを備え、
前記複数の導風部材の各々は、前記回転軸に対して互いに回転対称性を有するように設けられており、
前記複数の導風部材の各々は、前記遠心ファンの回転方向において前側を向いた前面を有し、
前記複数の導風部材の各々の前記前面は、前記径方向において、最も内周側に位置する第１端部と、最も外周側に位置する第２端部とを有し、
前記第１端部は、前記回転方向において、前記第２端部よりも前側に配置されており、
前記導風部材を前記回転軸に沿った方向から視たときに、前記前面は、前記回転方向の前側に向かって凸状に設けられている、空気調和装置。
遠心ファンと、
空気を前記遠心ファンに導くベルマウスと、
前記遠心ファンの回転軸に対する径方向において、前記ベルマウスよりも外周側に配置されている複数の導風部材とを備え、
前記複数の導風部材の各々は、前記回転軸に対して互いに回転対称性を有するように設けられており、
前記複数の導風部材の各々は、前記遠心ファンの回転方向において前側を向いた前面を有し、
前記複数の導風部材の各々の前記前面は、前記径方向において、最も内周側に位置する第１端部と、最も外周側に位置する第２端部とを有し、
前記第１端部は、前記回転方向において、前記第２端部よりも前側に配置されており、
前記導風部材は、前記回転方向において前側を向いた後面を有し、
前記回転方向における前記前面の前記第１端部と前記後面との間の距離は、前記回転方向における前記前面の前記第２端部と前記後面との間の距離よりも長い、空気調和装置。
前記導風部材の前記前面は、前記遠心ファンの回転軸に沿った方向において、前記遠心ファンに最も近い位置にある上方端部と、前記上方端部とは反対側に位置する下方端部とを含み、
前記上方端部は、前記遠心ファンの回転方向において、前記下方端部よりも後側に配置されている、請求項１または２に記載の空気調和装置。
前記回転軸に沿った方向において、前記導風部材の前記上方端部と前記遠心ファンとの間の距離は、前記径方向において内周側から外周側に向かうにつれて長くなっている、請求項３に記載の空気調和装置。
前記回転軸に沿った方向において、前記導風部材の外周端部と前記遠心ファンとの間の距離は、前記径方向において内周側から外周側に向かうにつれて長くなっている、請求項１～４のいずれか１項に記載の空気調和装置。
平面視において、前記導風部材が前記ベルマウスの接線に対して成す角度は、９０度未満である、請求項１～５のいずれか１項に記載の空気調和装置。
前記ベルマウスは、前記径方向において外周側を向いた外周面を有し、
前記導風部材の前記第１端部は、前記ベルマウスの前記外周面と接続されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の空気調和装置。
前記径方向において前記遠心ファンの外周側に配置された熱交換器をさらに備え、
前記熱交換器は、前記遠心ファン側を向いた吸気面を有し、
前記導風部材は、前記径方向において前記吸気面よりも内側に配置されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の空気調和装置。
前記導風部材は、前記吸気面に対して直交する方向に延在している、請求項８に記載の空気調和装置。
前記ベルマウスと前記熱交換器との間の前記径方向の距離は、前記回転方向において変化し、
前記導風部材は、前記径方向において前記ベルマウスと前記熱交換器との間を最短距離で結ぶ仮想線分と、前記回転方向において間隔を隔てて配置されている、請求項８または９に記載の空気調和装置。
前記導風部材の前記第２端部と前記遠心ファンの回転軸とを結ぶ仮想線分上での前記ベルマウスと前記吸気面との間の距離をＭとし、前記導風部材の前記径方向の寸法をＬとしたときに、前記距離Ｍに対する前記寸法Ｌの比率Ｌ／Ｍは、０．２以上０．５以下である、請求項８～１０のいずれか１項に記載の空気調和装置。
遠心ファンと、
空気を前記遠心ファンに導くベルマウスと、
前記遠心ファンの回転軸に対する径方向において、前記ベルマウスよりも外周側に配置されている複数の導風部材とを備え、
前記複数の導風部材の各々は、前記回転軸に対して互いに回転対称性を有するように設けられており、
前記複数の導風部材の各々は、前記遠心ファンの回転方向において前側を向いた前面を有し、
前記複数の導風部材の各々の前記前面は、前記径方向において、最も内周側に位置する第１端部と、最も外周側に位置する第２端部とを有し、
前記第１端部は、前記回転方向において、前記第２端部よりも前側に配置されており、
前記径方向において前記遠心ファンの外周側に配置された熱交換器をさらに備え、
前記熱交換器は、前記遠心ファン側を向いた吸気面を有し、
前記導風部材は、前記径方向において前記吸気面よりも内側に配置されており、
前記導風部材の前記第２端部と前記遠心ファンの回転軸とを結ぶ仮想線分上での前記ベルマウスと前記吸気面との間の距離をＭとし、前記導風部材の前記径方向の寸法をＬとしたときに、前記距離Ｍに対する前記寸法Ｌの比率Ｌ／Ｍは、０．２以上０．５以下である、空気調和装置。