JPWO2017042865A1 - 空気調和機の室外機 - Google Patents

Abstract

空気調和機の室外機は、軸流ファン、熱交換器及び吹出グリルを備え、吹出グリルは、ボスと対向する中央部と、軸流ファンの回転軸に平行な方向に見たとき翼の回転軌跡よりも外周側に位置する外周部と、中央部と外周部との間に位置する中間部と、を有しており、少なくとも中央部は、円形状の断面形状を有する線状部材により構成されており、回転軸に垂直であって翼の一部と交差する仮想平面を基準面とし、中間部と基準面との距離を第１の距離とし、中央部と基準面との距離を第２の距離とし、外周部と基準面との距離を第３の距離としたとき、第２の距離は、第３の距離よりも長く第１の距離よりも短いものである。

Description

本発明は、吹出グリルを備えた空気調和機の室外機に関する。

特許文献１には、空気調和装置の室外機が記載されている。この室外機は、中心板部材と、中心板部材の周囲に同心円状に配設された複数の環状鋼線と、により構成された吹出グリルを備えている。中心板部材は、中心板部と、中心板部の周囲に配設された複数の相似形状の矩形枠部材とで構成されている。複数の矩形枠部材は、外側に位置するものほどファン側に位置するように配設されている。

特開平５−２４８６６２号公報

特許文献１に記載の構成では、中心板部材を構成する中心板部及び複数の矩形枠部材のそれぞれが、空気の流れ方向に垂直な表面を有している。このため、ファンの中心付近を流れる空気は中心板部材を通過することができるものの、当該空気に対する通風抵抗が大きくなってしまう。したがって、室外機の送風音が増大してしまうという課題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、室外機の送風音を低減することができる空気調和機の室外機を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和機の室外機は、ボスと前記ボスの外周に配置された翼とを有し、空気を送風する軸流ファンと、空気の流れにおいて前記軸流ファンの上流側に配置され、内部を流通する冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器と、空気の流れにおいて前記軸流ファンの下流側に前記軸流ファンと対向して配置され、空気を外部に吹き出す吹出グリルと、を備え、前記吹出グリルは、前記ボスと対向する中央部と、前記軸流ファンの回転軸に平行な方向に見たとき前記翼の回転軌跡よりも外周側に位置する外周部と、前記中央部と前記外周部との間に位置する中間部と、を有しており、少なくとも前記中央部は、円形状の断面形状を有する線状部材により構成されており、前記回転軸に垂直であって前記翼の一部と交差する仮想平面を基準面とし、前記中間部と前記基準面との距離を第１の距離とし、前記中央部と前記基準面との距離を第２の距離とし、前記外周部と前記基準面との距離を第３の距離としたとき、前記第２の距離は、前記第３の距離よりも長く前記第１の距離よりも短いものである。

本発明によれば、室外機の送風音を低減することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機１００の概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機１００の概略構成を示す正面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面の模式的な構成を示す断面図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室外機について説明する。空気調和機の室外機は、室内機及び冷媒配管等と共に空気調和機を構成するものである。図１は、本実施の形態に係る空気調和機の室外機１００の概略構成を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る空気調和機の室外機１００の概略構成を示す正面図である。図２では、室外機１００を軸流ファン２０の回転軸Ｒに平行な方向に見た構成を示している。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面の模式的な構成を示す断面図である。図３では、吹出グリル３０から吹き出される空気の風速分布の例を示すグラフを併せて示している。なお、図１〜図３では、各構成部材の相対的な寸法の関係や形状等が実際のものとは異なる場合がある。

図１〜図３に示すように、空気調和機の室外機１００は、箱形形状の筐体１０を備えている。筐体１０の背面及び一方の側面には、外部から筐体１０の内部に空気を流入させる複数の通風孔１５が形成されている。筐体１０の前面には、筐体１０の内部から外部に空気を流出させる円形状の開口部１６と、筐体１０の内部の空気を開口部１６に案内する円筒状のベルマウス１７と、が形成されている。

筐体１０の内部は、仕切板１１によって機械室１３とファン室１２とに仕切られている。機械室１３には、圧縮機１４、冷媒配管及び電気品箱等が収容されている。ファン室１２には、空気を送風する軸流ファン２０と、空気の流れにおいて軸流ファン２０の上流側に配置される熱交換器２１と、が収容されている。

軸流ファン２０は、モータ２２と、モータ２２によって回転軸Ｒを中心として回転駆動される羽根車２３と、を有している。羽根車２３は、ベルマウス１７と同軸かつベルマウス１７の内周側に配置されている。羽根車２３は、回転軸Ｒ上に配置される円筒形状のボス２４と、ボス２４の外周に配置された複数の翼２５と、を有している。ボス２４は、モータ２２の出力軸２２ａに接続されている。複数の翼２５は、ボス２４の周方向に等間隔で配置されている。モータ２２は、空気の流れにおいて羽根車２３の上流側に配置されている。

熱交換器２１は、内部を流通する冷媒と、軸流ファン２０により送風される空気との熱交換を行うものである。熱交換器２１は、全体として断面Ｌ字形に形成されている。熱交換器２１は、通風孔１５がそれぞれ形成された筐体１０の背面及び一方の側面に沿って配置されている。熱交換器２１としては、例えば、複数のフィンと内部に冷媒が流れる伝熱管とを備えたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器が用いられる。

軸流ファン２０の羽根車２３がモータ２２によって駆動されると、通風孔１５を介して、筐体１０の外部の空気が筐体１０の内部に流入する。筐体１０の内部に流入した空気は、熱交換器２１、モータ２２及び羽根車２３をこの順に通過して、開口部１６から筐体１０の前面側に流出する。

筐体１０の前面には、開口部１６を覆うように吹出グリル３０が取り付けられている。吹出グリル３０は、回転軸Ｒに平行な方向に見たとき、開口部１６の全域と重なる長方形状の平面形状を有している。吹出グリル３０は、空気の流れにおいて軸流ファン２０の下流側に、軸流ファン２０の羽根車２３と対向して配置される。吹出グリル３０からは、開口部１６を介して外部に流出する空気が吹き出される。吹出グリル３０は、全体として、軸流ファン２０から離れる方向に凸となるように湾曲している。すなわち、吹出グリル３０は、全体として、空気の流れにおいて下流側に凸となっている。ただし、吹出グリル３０の後述する中央部Ａ近傍は、局所的に、軸流ファン２０に近づく方向に凸となるように湾曲している。すなわち、吹出グリル３０の中央部Ａ近傍は、空気の流れにおいて上流側に凸となっており、下流側から見るとカルデラ状の凹部となっている。

吹出グリル３０は、全域において、円形状の断面形状を有する線状部材により構成されている。本例では、線状部材として鋼線が用いられている。吹出グリル３０は、筐体１０に対して取り付けられる外枠部３１と、外枠部３１よりも内周側に設けられた互いに大きさの異なる複数の内枠部３２と、を有している。外枠部３１は、長方形状の形状を有している。複数の内枠部３２は、円形状、長円形状又は長方形状の形状を有している。外枠部３１及び複数の内枠部３２は、必ずしも同一面内に配置されていない。ただし、回転軸Ｒに平行な方向に見ると、外枠部３１及び複数の内枠部３２の中心はいずれも、概ね回転軸Ｒの延長線上に位置している。

また、吹出グリル３０は、複数の放射状部３３を有している。複数の放射状部３３は、中心部３４から外枠部３１に向かって放射状に延伸しつつ、複数の内枠部３２のそれぞれに接触するように湾曲している。中心部３４は、例えば回転軸Ｒの延長線上に位置している。外枠部３１及び複数の内枠部３２は、複数の放射状部３３によって相互に接続されている。

なお、吹出グリル３０は、樹脂を用いた一体成形により形成されていてもよい。また、吹出グリル３０は、外枠部３１、複数の内枠部３２及び複数の放射状部３３を組み合わせた構成に限られない。例えば、吹出グリル３０は、互いに並列して一方向に延伸した複数の線状部材と、当該複数の線状部材のそれぞれと交差する１つ又は複数の線状部材と、を備えた格子構造であってもよい。

吹出グリル３０は、軸流ファン２０の羽根車２３との位置関係に基づき、軸流ファン２０の径方向に平行な方向に沿って、中央部Ａ、中間部Ｂ及び外周部Ｃの３つの部分に大まかに分けられている。本例の吹出グリル３０において、中央部Ａ、中間部Ｂ及び外周部Ｃはいずれも、円形状の断面形状を有する線状部材により構成されている。

中央部Ａは、ボス２４と対向する領域である。中央部Ａは、回転軸Ｒに平行な方向に見ると、中心部３４を中心とした円形状の形状を有している。本例の中央部Ａは、回転軸Ｒに平行な方向に見たとき、ボス２４とほぼ同一の形状を有している。

外周部Ｃは、回転軸Ｒに平行な方向に見たとき、翼２５の回転軌跡２５ａよりも外周側に位置する枠状の領域である。外周部Ｃの外周端には外枠部３１が設けられている。

中間部Ｂは、中央部Ａと外周部Ｃとの間に位置する領域である。中間部Ｂは、回転軸Ｒに平行な方向に見ると、中心部３４を中心とした円環状の形状を有している。中間部Ｂの大部分は、翼２５と対向している。回転軸Ｒに平行な方向に見ると、中間部Ｂは、翼２５の回転軌跡２５ａの外周端を含む回転軌跡２５ａのほぼ全体と重なっている。図２では、中央部Ａと中間部Ｂとの境界線４１、及び中間部Ｂと外周部Ｃとの境界線４２をそれぞれ破線で示している。

吹出グリル３０の中央部Ａ、中間部Ｂ及び外周部Ｃでは、回転軸Ｒ方向における羽根車２３との間の距離が互いに異なっている。ここで、回転軸Ｒに垂直であって翼２５の一部を含む仮想平面を羽根車２３側の基準面５０と定義する。吹出グリル３０の中央部Ａと基準面５０との間の距離（例えば、距離Ｌ２）は、吹出グリル３０の外周部Ｃと基準面５０との間の距離（例えば、距離Ｌ３）よりも長く、かつ、吹出グリル３０の中間部Ｂと基準面５０との間の距離（例えば、距離Ｌ１）よりも短くなっている（Ｌ３＜Ｌ２＜Ｌ１）。すなわち、吹出グリル３０は、外周部Ｃを基準とすると、環状の中間部Ｂでは空気の流れにおいて下流側に凸となる湾曲形状を有している。また、吹出グリル３０は、中間部Ｂを基準とすると、中間部Ｂの内周側に位置する円形状の中央部Ａでは、空気の流れにおいて上流側に凸となる湾曲形状を有している。

中間部Ｂは、軸流ファン２０の径方向に平行な方向（例えば、図３の左右方向、又は複数の放射状部３３のいずれかに沿う方向）に、基準面５０との間の距離が一定となる領域Ｂ１を有している。すなわち、中間部Ｂは、領域Ｂ１において基準面５０と平行になっている。領域Ｂ１は、吹出グリル３０と基準面５０との間の距離が最も長い領域であり、吹出グリル３０において下流側に最も突出した領域である。図２では、領域Ｂ１の内周端４３及び外周端４４をそれぞれ破線で示している。回転軸Ｒに平行な方向に見ると、領域Ｂ１は、中心部３４を中心とした円環状の形状を有している。また、回転軸Ｒに平行な方向に見ると、領域Ｂ１の全体は、翼２５の回転軌跡２５ａと重なっている。例えば、領域Ｂ１は、面積比で回転軌跡２５ａの１／２以上と重なっている。

以上説明したように、本実施の形態に係る空気調和機の室外機１００は、ボス２４とボス２４の外周に配置された翼２５とを有し、空気を送風する軸流ファン２０と、空気の流れにおいて軸流ファン２０の上流側に配置され、内部を流通する冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器２１と、空気の流れにおいて軸流ファン２０の下流側に軸流ファン２０と対向して配置され、空気を外部に吹き出す吹出グリル３０と、を備え、吹出グリル３０は、ボス２４と対向する中央部Ａと、軸流ファン２０の回転軸Ｒに平行な方向に見たとき翼２５の回転軌跡２５ａよりも外周側に位置する外周部Ｃと、中央部Ａと外周部Ｃとの間に位置する中間部Ｂと、を有しており、少なくとも中央部Ａは、円形状の断面形状を有する線状部材により構成されており、回転軸Ｒに垂直であって翼２５の一部と交差する仮想平面を基準面５０とし、中間部Ｂと基準面５０との距離を第１の距離Ｌ１とし、中央部Ａと基準面５０との距離を第２の距離Ｌ２とし、外周部Ｃと基準面５０との距離を第３の距離Ｌ３としたとき、第２の距離Ｌ２は、第３の距離Ｌ３よりも長く第１の距離Ｌ１よりも短いものである。

この構成によれば、翼２５と吹出グリル３０の中間部Ｂとの間の距離を長くすることができるため、軸流ファン２０により送風された空気が吹出グリル３０を通過する前に、風速を低下させることができる。したがって、吹出グリル３０での圧力変動を抑制できるため、室外機１００の送風音を低減することができる。

また、この構成では、吹出グリル３０における中央部Ａの周囲には、下流側から見るとカルデラ状の凹部が形成される。このため、ボス２４の外周面に沿って流れる空気は、図３中の太矢印で示すように、上記の凹部によって中心側に向かって吹き出される。したがって、吹出グリル３０から吹き出される空気の風速分布を均一化することができる。

図３の下部のグラフでは、比較例の構成において吹出グリルから吹き出される空気の風速分布の例を破線で示しており、本実施の形態の構成において吹出グリル３０から吹き出される空気の風速分布の例を実線で示している。ここで、比較例の構成では、基準面５０と吹出グリル３０との間の距離をＬ１＝Ｌ２＝Ｌ３とした。図３のグラフに示すように、本実施の形態によれば、吹出グリル３０から吹き出される空気の風速分布を、比較例の構成と比較して均一化することができる。したがって、風速が相対的に大きくなる領域での風速を低下させることができるため、室外機１００の送風音を低減することができる。

また、上記の構成によれば、吹出グリル３０の少なくとも中央部Ａが、円形状の断面形状を有する線状部材により構成されているため、中央部Ａを通過する空気に対する通風抵抗を低減することができる。したがって、室外機１００の送風音を低減することができる。

また、本実施の形態に係る空気調和機の室外機１００において、中間部Ｂは、軸流ファン２０の径方向に平行な方向に、基準面５０との間の距離が一定となる領域Ｂ１を有しており、領域Ｂ１は、基準面５０との間の距離が吹出グリル３０で最も長くなっているようにしてもよい。

この構成によれば、吹出グリル３０のうち下流側に最も突出した領域Ｂ１において、空気の流れを集中させずに拡散させることができる。したがって、吹出グリル３０を通過する空気の風速をより均一化できるため、室外機１００の送風音をより低減することができる。仮に、中間部Ｂに領域Ｂ１が存在しない場合（すなわち、軸流ファン２０の径方向に平行な方向において、中間部Ｂと基準面５０との距離が局所的に最長となる場合）には、基準面５０との距離が最長となる部分に空気の流れが集中する。これにより、風速が局所的に上昇するため、室外機１００の送風音が低減されにくくなる場合がある。

また、本実施の形態に係る空気調和機の室外機１００において、回転軸Ｒに平行な方向に見たとき、領域Ｂ１の全体が翼２５の回転軌跡２５ａと重なっていてもよい。

また、本実施の形態に係る空気調和機の室外機１００において、中央部Ａ、中間部Ｂ及び外周部Ｃ（例えば、吹出グリル３０の全体）は、複数の鋼線又は樹脂製の格子により構成されていてもよい。

１０ 筐体、１１ 仕切板、１２ ファン室、１３ 機械室、１４ 圧縮機、１５ 通風孔、１６ 開口部、１７ ベルマウス、２０ 軸流ファン、２１ 熱交換器、２２ モータ、２２ａ 出力軸、２３ 羽根車、２４ ボス、２５ 翼、２５ａ 回転軌跡、３０ 吹出グリル、３１ 外枠部、３２ 内枠部、３３ 放射状部、３４ 中心部、４１、４２ 境界線、４３ 内周端、４４ 外周端、５０ 基準面、１００ 室外機、Ａ 中央部、Ｂ 中間部、Ｂ１ 領域、Ｃ 外周部、Ｒ 回転軸。

本発明に係る空気調和機の室外機は、ボスと前記ボスの外周に配置された翼とを有し、空気を送風する軸流ファンと、空気の流れにおいて前記軸流ファンの上流側に配置され、内部を流通する冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器と、空気の流れにおいて前記軸流ファンの下流側に前記軸流ファンと対向して配置され、空気を外部に吹き出す吹出グリルと、を備え、前記吹出グリルは、前記ボスと対向する中央部と、前記軸流ファンの回転軸に平行な方向に見たとき前記翼の回転軌跡よりも外周側に位置する外周部と、前記中央部と前記外周部との間に位置する中間部と、を有しており、前記回転軸に垂直であって前記翼の一部と交差する仮想平面を基準面とし、前記中間部と前記基準面との距離を第１の距離とし、前記中央部と前記基準面との距離を第２の距離とし、前記外周部と前記基準面との距離を第３の距離としたとき、前記第２の距離は、前記第３の距離よりも長く前記第１の距離よりも短いものである。

Claims (4)

1. ボスと前記ボスの外周に配置された翼とを有し、空気を送風する軸流ファンと、
   空気の流れにおいて前記軸流ファンの上流側に配置され、内部を流通する冷媒と空気との熱交換を行う熱交換器と、
   空気の流れにおいて前記軸流ファンの下流側に前記軸流ファンと対向して配置され、空気を外部に吹き出す吹出グリルと、
   を備え、
   前記吹出グリルは、
   前記ボスと対向する中央部と、
   前記軸流ファンの回転軸に平行な方向に見たとき前記翼の回転軌跡よりも外周側に位置する外周部と、
   前記中央部と前記外周部との間に位置する中間部と、を有しており、
   少なくとも前記中央部は、円形状の断面形状を有する線状部材により構成されており、
   前記回転軸に垂直であって前記翼の一部と交差する仮想平面を基準面とし、
   前記中間部と前記基準面との距離を第１の距離とし、
   前記中央部と前記基準面との距離を第２の距離とし、
   前記外周部と前記基準面との距離を第３の距離としたとき、
   前記第２の距離は、前記第３の距離よりも長く前記第１の距離よりも短いものである空気調和機の室外機。
2. 前記中間部は、前記軸流ファンの径方向に平行な方向に、前記基準面との間の距離が一定となる領域を有しており、
   前記領域は、前記基準面との間の距離が前記吹出グリルで最も長くなっている請求項１に記載の空気調和機の室外機。
3. 前記回転軸に平行な方向に見たとき、前記領域の全体が前記回転軌跡と重なっている請求項２に記載の空気調和機の室外機。
4. 前記中央部、前記中間部及び前記外周部は、複数の鋼線又は樹脂製の格子により構成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の空気調和機の室外機。

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