WO2014006650A1 - 空気調和機の室内機、及びこの室内機を備えた空気調和機 - Google Patents

Abstract

　室内機５０は、熱交換器５の上流側に複数の送風機４を備えたものであり、送風機４と熱交換器５との間を送風機４毎の風路に仕切る仕切り板２０を備えている。そして、室内機５０は、筐体１及び仕切り板２０によって形成される空間の壁面と送風機４のベルマウス１２との間に、吸音材及び消音体のうちの少なくとも一方を有する。

Description

空気調和機の室内機、及びこの室内機を備えた空気調和機

　本発明は、吸音材及び消音体のうちの少なくとも一方を有する空気調和機の室内機、及びこの室内機を備えた空気調和機に関するものである。

　一般に空気調和機は、送風機及び熱交換器とそれらを内包する筐体で構成される。このような従来の空気調和機には、熱交換器の上流側に送風機を配置した空気調和機や、熱交換器の下流側に熱交換器を配置した空気調和機が提案されている。例えば、熱交換器の上流側に送風機を配置した空気調和機の室内機の場合、熱交換器へ気流を吹き付けることで、外部から冷媒が供給される熱交換器において、気流と冷媒との熱交換が行われる。そして、気流が冷却又は加熱され、当該気流が筐体の吹出口から室内へと吹き出されることにより、室内の空気調和を達成する。また例えば、熱交換器の下流側に熱交換器を配置した空気調和機の室内機の場合、熱交換器の下流側から気流を吸い出すことで、外部から冷媒が供給される熱交換器において、気流と冷媒との熱交換が行われる。そして、気流が冷却又は加熱され、当該気流が筐体の吹出口から室内へと吹き出されることにより、室内の空気調和を達成する。

　このような空気調和機には、貫流型、軸流型、斜流型及び遠心型等、様々な形態の送風機が用いられる。例えば一般的に用いられる貫流型送風機は、翼を複数持つファンと、ファンに隣接して設けられ、ファンの背面側に気流を導くケーシングと、ファンに隣接して設けられ、循環渦を定在化するスタビライザと、で構成され、筐体下部の熱交換器下流に設けられる。

　ここで、空気調和機では、送風機の運転に伴って、送風機の羽根枚数Ｚに回転数ｎを乗じた値の整数倍となる卓越周波数騒音、送風機の翼面上での流れの乱れに起因した広帯域な周波数の騒音、及び送風機の電動機の運転に伴った振動騒音が発生する。更に、これらの騒音が筐体内部で気柱共鳴を生じることで、さらなる音圧レベルの増大が発生することもある。

　空気調和機を構成する室外機及び室内機の中でも、特に室内機においては、居室内に設置されるため騒音を低減することが必要不可欠である。そこで、室内機においては、騒音低減を達成するために、送風機の周辺に吸音材や消音体を配置することが一般的である。

　騒音低減に吸音材を用いる場合、吸音できる下限周波数は概ね１ｋＨｚ以上であるから、送風機の卓越周波数騒音で問題となる１ｋＨｚ以下の騒音を低減することができない。また、空気調和機では熱交換器への結露の発生に伴って筐体内で湿度が上昇するため、吸音材の経年劣化が懸念される。

　また、消音体を配置した例として、ベルマウスにヘルムホルツ型消音体を設置して、送風機に起因した卓越周波数騒音を低減した軸流型送風機が提案されている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。

特開平１０－２２７２９９号公報 特開平３－２２９９９８号公報

　熱交換器の上流側となる位置に軸流型又は斜流型の送風機を配置した空気調和機の室内機においては、室内機の小型化が要求される場合、熱交換器に近接して複数の送風機を隣接して配置することがある。このとき、送風機毎の流量の不均一を防止するため、隣接する送風機の間には各々を隔てる分流板を設ける。このような室内機においては、分流板と筐体と送風機のベルマウス（導風路）とで囲まれる領域において、流れの循環の発生に伴って騒音が発生する。更に、分流板と筐体と送風機のベルマウスとで囲まれる領域において、気柱共鳴も増加していることがある。

　しかしながら、軸流型送風機に設けられた従来の消音体は、送風機の卓越周波数騒音が翼周辺から発生する場合に対して騒音低減効果を発揮するものである。つまり軸流型送風機に設けられた従来の消音体は、送風機の単一の音源、卓越周波数騒音に対してその消音体の指向性と設置位置及び周波数を決定しているが、上述の室内機のような場合には音源の位置が複数となり、騒音の周波数特性も単一ではなくなるため騒音低減効果を十分に発揮できないという課題があった。

　また、軸流型送風機に設けられた従来の消音体は、送風機のベルマウスと筐体との間に円環状の空間を必要とするため、筐体に対してファンの直径を一定程度小さくする必要が生じる。一般的に送風機はファンの直径が小さいほど、一定の動力を得るための騒音や消費電力が大きくなる。従って、軸流型送風機に従来の消音体を設けても、当該消音体を設けることによって、ファンからの発生騒音が増大する、あるいは、空気調和機が大型化してしまうという課題もあった。

　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、熱交換器の上流側となる位置に軸流型又は斜流型の送風機を配置した空気調和機の室内機において、小型化・高効率化・低騒音化を図ることができる空気調和機の室内機、及びこの室内機を備えた空気調和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内機は、上部に複数の吸込口が並設され、前面部下側に吹出口が形成された筐体と、前記吸込口に設けられたベルマウス、及び該ベルマウスの内周側に設けられた軸流型又は斜流型のファンを有する送風機と、前記筐体内における前記送風機の下流側であって前記吹出口の上流側となる位置に設けられ、前記送風機から吹き出された空気と冷媒とが熱交換する熱交換器と、前記熱交換器よりも上流側に設けられ、各前記送風機から送り出される気流を各前記送風機毎の気流に分流する複数の分流板と、を備え、前記筐体及び前記分流板によって形成される空間の壁面と前記ベルマウスとの間に、吸音材及び消音体のうちの少なくとも一方を有するものである。

　また、本発明に係る空気調和機は、本発明に係る空気調和機の室内機を備えたものである。

　本発明に係る空気調和機の室内機は、筐体及び分流板によって形成される空間の壁面とベルマウスとの間に吸音材及び消音体のうちの少なくとも一方を有するので、筐体の内壁面又は分流板とベルマウスとの間に気流が流入することによる気流乱れに起因した騒音の発生を抑制することができる。また、本発明においては、筐体及び分流板によって形成される空間の壁面とベルマウスとの間の空間を活用して吸音や消音を行うことができるので、筐体に対して従来よりもファン径を大きく設計できるため、機器の高密度な実装が可能となり、高効率で低騒音、小型な室内機を実現できる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機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内機の吸込口近傍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内機の縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機における送風機近傍の構成の一例を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機における送風機近傍の構成の別の一例を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機の消音体を下側から見た分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機の消音体を上側から見た分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機における消音体１００の垂直入射吸音率特性図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機における消音体の騒音特性図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機における消音体の消音周波数特性図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室内機の消音体を下側から見た組立斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室内機の消音体を下側から見た分解斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室内機の消音体を上側から見た分解斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室内機における消音体の配置構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室内機の消音体を下側から見た組立斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室内機の消音体を下側から見た分解斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室内機の消音体を上側から見た分解斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室内機における消音体の配置構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態４に係る空気調和機の室内機の消音体を下側から見た組立斜視図である。 本発明の実施の形態４に係る空気調和機の室内機の消音体を下側から見た分解斜視図である。 本発明の実施の形態４に係る空気調和機の室内機における消音体の配置構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態５に係る空気調和機の室内機における消音体の配置構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態６に係る空気調和機の室内機における消音体の配置構成を示す斜視図である。

実施の形態１．
　以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面を参照して説明する。以下の各図面の記載において、同一又は相当部分には同一符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各構成の寸法の比率等は設計により適宜変化する。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる場合があることは勿論である。

　図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機を示す斜視図である。図２は、この空気調和機の室内機の吸込口近傍を示す斜視図である。また、図３は、この空気調和機の室内機の縦断面図である。なお、図１は、筐体を透過させ、内部構造が認識できるように図示している。また、図２は、室内機の側端部を断面として示している。また、図１及び図２では、図３に示す集塵フィルター７や、その上方に設けた格子状のファンガード２ａの図示を省略している。
　以下、図１～図３を参照して、本実施の形態１に係る室内機５０の全体構造について簡単に説明する。

　室内機５０は、冷媒を循環させる冷凍サイクルを利用することで、室内等の空調対象域に空調空気を供給するものである。この室内機５０は、主に、室内空気を内部に吸い込むための吸込口２及び空調空気を空調対象域に供給するための吹出口３が形成されている筐体１と、この筐体１内に収納され、吸込口２から室内空気を吸い込み、吹出口３から空調空気を吹き出す軸流型又は斜流型の送風機４と、送風機４から吹出口３までの風路に配設され、冷媒と室内空気とが熱交換することで空調空気を作り出す熱交換器５と、を有している。

　吸込口２は、筐体１の上部に開口形成されており、送風機４が設けられている。この送風機４は、吸込口２に設けられるダクト状のベルマウス１２、ベルマウス１２の内周側に設けられ、円筒状のボス１４とボス１４の外周面に所定のピッチで取り付けられた複数の羽根１５を有する軸流型又は斜流型のファン１３、ファン１３を回転駆動させるモーター８及び、モーター８を保持するモーター台とベルマウス１２とを連結するモーターステイ１１等を備えている。筐体１の天面を構成するベルマウスサポート１ａには吸込口２となる略円形状の開口部が形成されており、当該開口部にベルマウス１２を挿入することにより、送風機４は筐体１に取り付けられる。また、本実施の形態１に係る室内機５０は、ベルマウス１２の外周側に消音体１００が設けられている（消音体１００の詳細な配置位置や詳細な構成については後述する）。なお、モーター８は、その回転軸がベルマウス１２の開口面の法線方向となるように配置されている。また、ベルマウス１２とモーターステイ１１は、一体で形成されていてもよいし、別体で形成されていてもよい。

　このように筐体１に取り付けられた送風機４の上流側には、ファンガード２ａ及び集塵フィルター７が設けられている。ファンガード２ａは、回転するファン１３に手を触れることができないようにする目的で設置されているものである。集塵フィルター７は、筐体１内へ粉塵が流入し、ファン１３や熱交換器５に塵埃が体積することを防止するために設けられているものである。集塵フィルター７は、着脱自在に筐体１に設けられている。

　吹出口３は、筐体１の下部（より詳しくは、筐体１の前面部下側）に開口形成されている。この吹出口３には、気流の吹出し方向を制御する機構である風向制御ベーン９が設けられている。

　ここで、一般的に、空気調和機の室内機は設置スペースに制約があるため、送風機４を大きくできないことが多い。このため、本実施の形態１では、所望の風量を得るために、複数個（図１では３個）の送風機４を筐体１の長手方向に並設している。また、本実施の形態１では、隣接した送風機４の間に、各送風機４から送り出される気流を各送風機４毎の気流に分流する分流板として、仕切り板２０が設けられている。

　これら仕切り板２０は、筐体１の上部内壁面と熱交換器５との間に形成される風路（筐体１内に形成される風路６のうち、熱交換器よりも上流側となる箇所）を送風機４毎に仕切るものである。このため、仕切り板２０は、熱交換器５に接する又は近接する側の端部が、熱交換器に沿った形状になっている。例えば、熱交換器５が、図中の左右方向から見て略∧型に配置されている場合、仕切り板２０の熱交換器５側も略∧型となっている。このように、熱交換器５と送風機４の間の風路を各送風機４毎の風路（本実施の形態では３つの風路）に分割することにより、隣接したファン１３が発生する気流（旋回流）同士の干渉を防ぐことができる。このため、熱交換器５に供給する空気の量が熱交換器５の場所毎に不均一となることを防止できる。また、旋回流同士の干渉による流体のエネルギーのロスを抑制することができ、風速分布の改善と合わせて、室内機５０の圧力損失低減が可能となる。
　なお、仕切り板２０は分流板の一例であり、分流板の形状が仕切り板２０の形状に限定されるものではない。分流板２０は、各送風機４から送り出される気流を各送風機４毎の気流に分流するものであればよく、例えば、筐体１の上部内壁面や熱交換器５と接していない形状であってもよい。

　上記のように構成された室内機５０では、送風機４のファン１３を回転駆動させることにより、室内空気が集塵フィルター７を通過して、空気中の塵埃が除去され、ベルマウス１２により筐体１内の風路に案内される。取り込まれた室内空気は、熱交換器５において熱交換器５の内部を流動する冷媒（外部から供給された冷媒）と熱交換して冷却又は加熱され、空調空気となる。この空調空気は、風向制御ベーン９により所望の風向に制御され、吹出口３より空調対象域に供給される。これにより、室内等の空調対象行きの空気調和を達成する。

　続いて、消音体１００の詳細な配置位置ついて説明する。

　図４は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機における送風機近傍の構成の一例を示す分解斜視図である。なお、図４では、送風機４の下方の構造を詳細に説明するために、熱交換器５側（送風機４の下流側、つまり送風機４の下側）を図の上方、集塵フィルター７側（送風機４の上流側、つまり送風機４の上側）を図の下方として図示している。また、図４では、送風機４近傍の構成の理解を容易とするため、図４の観察方向においてベルマウス１２の手前側に配置されている筐体１の側面又は仕切り板２０の図示を省略している。

　図４に示すように、ベルマウス１２の円筒状導風路１２ａを、ベルマウスサポート１ａの開口部に挿入することで、ベルマウスサポート１ａの下面からベルマウス１２が突出する。このとき、筐体１及び仕切り板２０で各送風機４毎に仕切られた略四角形状の空間の壁面とベルマウス１２の円筒状導風路１２ａとの間には空間が形成される。消音体１００は、この空間内において、開口部が下向きとなるように筐体１の天面の裏面（つまり、ベルマウスサポート１ａの裏面）に設けられている。

　なお、以下、当該位置に消音体を設ける場合について説明するが、当該位置にグラスウール、発泡スチロール、ウレタン及び不織布等の吸音材を設けてもよい。また、当該位置に、吸音特性の互いに異なる複数の吸音材を用いてもよい。

　ここで、特に、ベルマウス１２の円筒状導風路１２ａの内周面は円形断面とすることが一般的であることから、当該ベルマウス１２の円筒状導風路１２ａを構成する壁部の外周面も円形断面とすることが多い。その一方で、筐体１と仕切り板２０とで各送風機４毎に仕切られた略四角形状の空間（ベルマウスサポート１ａと熱交換器５との間の空間）は、その断面が略四角形状となる。このため、筐体１と仕切り板２０とで各送風機４毎に仕切られた略四角形状の空間の四隅部分に特に大きな空間が生じる。また、筐体１とベルマウス１２の円筒状導風路１２ａとの間や、仕切り板２０とベルマウス１２の円筒状導風路１２ａとの間に気流が流れ込むこで、気流が乱れ、騒音の発生原因ともなる。そこで、本実施の形態１においては、当該四隅の空間に消音体１００を設けることで、当該空間への気流の流れ込みを抑制するとともに、当該空間を活用して消音体を設けている。

　なお、そのような消音体を、筐体１及び仕切り板２０で仕切られた略四角形状の空間の壁面とベルマウス１２の円筒状導風路１２ａとの間の全てに設けてもよいし、一部に設けてもよい。また、図５に示すように、熱交換器５の長手方向に沿って、仕切り板２０よりも、高い、低い、あるいは同一高さの壁部１ｂをベルマウスサポート１ａと一体又は別体で設けてもよい。そして、当該壁部１ｂを熱交換器５と筐体１の前壁又は後壁との間に設けることにより、送風機４からの気流を整流するようにしてもよい。また、このような壁部１ｂは、筐体１の前壁及び後壁の両方に設けてもよいし、いずれか一方のみでもよい。また、壁部１ｂを筐体１の側端部側に、当該側端部側の壁面と熱交換器との間に設けるよう、ベルマウスサポート１ａと一体又は別体で設けてもよい。なお、ベルマウスサポート１ａや壁部１ｂは、例えばプラスチック等の樹脂で構成できる。

　続いて、消音体１００の詳細な構成ついて説明する。

　室内機の稼動時には、ファンの回転に伴う卓越周波数気流音（羽根枚数×回転数）や、モータの回転振動に起因した電動機音（回転数１５次・３０次）や、気流が筐体内部や熱交換器を通過することによる広帯域流体騒音等が発生する。更に、筐体内部では気柱共鳴現象の発生に伴う音圧レベルの広帯域な上昇（共鳴音）が発生する。例えば、本実施の形態１に係る消音体１００が設けられていない従来の室内機においてファンを７００ｒｐｍで駆動した場合、その騒音特性は、後述する図９の従来技術に示すように、４２０Ｈｚの卓越周波数気流音や３００Ｈｚの電動機音とともに、２００Ｈｚ～４００Ｈｚの共鳴音が発生している。そこで、本実施の形態１では、消音体１００を例えば以下に示すような構成とすることにより、当該周波数領域での騒音の低下を図っている。

　図６は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機の消音体を下側から見た分解斜視図である。また、図７は、この消音体を上側から見た分解斜視図である。

　図６及び図７に示すように、消音体１００は、複数（図６，７では３つ）のヘルムホルツ型共鳴消音体を一体成形したものであり、蓋１００ａと箱体１００ｂとを備えている。箱体１００ｂは、略Ｌ型で中空の箱型形状をしており、Ｌ型面の一方が開口した形状となっている。また、箱体１００ｂは、その内部にヘルムホルツ型共鳴消音体の容積部となる３つの略直方体の空間（容積部１００ｂ－１、容積部１００ｂ－２及び容積部１００ｂ－３）が形成されるように、２つの壁面で仕切られている。換言すると、箱体１００ｂは、ヘルムホルツ型共鳴消音体を構成する同一高さの３つの略直方体の箱体が一体形成された構成となっている。なお、本実施の形態１では、容積部１００ｂ－１と容積部１００ｂ－３は同一の容積とし、容積部１００ｂ－２は容積部１００ｂ－１及び容積部１００ｂ－３よりも大きく形成している。また、箱体１００ｂの側面部には、蓋１００ａの後述する爪１００ｃと嵌合する複数の嵌合穴１００ｄが形成されている。これら嵌合穴１００ｄは、爪１００ｃの突起部が貫通可能となるように、箱体１００ｂ開口面と並行に矩形状の貫通穴を設けたものである。

　蓋１００ａは、箱体１００ｂの開口面を閉塞できるよう、箱体１００ｂの外形状の同様の略Ｌ型に形成されている。この蓋１００ａには、容積部１００ｂ－１、容積部１００ｂ－２及び容積部１００ｂ－３に対応する位置（例えば各容積部の断面中心）に、貫通孔１００ａ－１、貫通孔１００ａ－２及び貫通孔１００ａ－３が形成されている。また、蓋１００ａには、箱体１００ｂの嵌合穴１００ｄと嵌合する複数の爪１００ｃが設けられている。これら爪１００ｃは、蓋１００ａの箱体１００ｂと当接する面に垂直に設けられた支持部と、支持部から突出した嵌合突出部を備えている。

　箱体１００ｂの開口面を覆うように蓋１００ａを配置し、爪１００ｃを嵌合穴１００ｄに嵌合することにより、箱体１００ｂと蓋１００ａは一体となり、消音体１００が完成する。本実施の形態１では、ベルマウス１２の円筒状導風路１２ａの熱交換器側端部が消音体１００の下面よりも熱交換器側に配置されるように、消音体１００の高さを設定している。消音体１００の高さをこのように設定することにより、送風機４からベルマウスサポート１ａへと逆流する循環流れを抑制できる。

　ここで、貫通孔１００ａ－１、貫通孔１００ａ－２及び貫通孔１００ａ－３の直径及び高さ（深さ）は、後述の特性設計において求められている。これら貫通孔１００ａ－１、貫通孔１００ａ－２及び貫通孔１００ａ－３の直径及び高さ（長さ）は、各貫通孔毎に各々異なる値となることがある。このような場合、蓋１００ａの厚みを最も高さの低い貫通孔の高さにするとよい。そして、蓋１００ａの厚みよりも高さの高くなる貫通孔は、当該貫通孔が形成される位置において蓋１００ａの箱体１００ｂ側の面（上面）から箱体１００ｂ側へ凸部を突設し、当該凸部の略中央部を貫通するように形成するとよい。なお、凸部の高さは、該凸部に形成される貫通孔の高さから蓋１００ａの厚みを引いたものとなっている。例えば、図６，７に示す消音体１００の場合、各貫通孔のうちで貫通孔１００ａ－１の高さが最も高くなっており、貫通孔１００ａ－２及び貫通孔１００ａ－３の高さは同じになっている。このため、貫通孔１００ａ－１は、貫通孔１００ａ－１が形成される位置において蓋１００ａの箱体１００ｂ側の面から箱体１００ｂ側へ凸部を突設し、当該凸部の略中央部を貫通するように形成されている。

　なお、貫通孔１００ａ－１、貫通孔１００ａ－２及び貫通孔１００ａ－３のうちの少なくとも１つを次のように形成してもよい。つまり、貫通孔の両端部のうちの少なくとも一方よりも略中央部の断面積が小さくなるように、貫通孔を形成してもよい。例えば、貫通孔の略中央部の断面積が両端部の断面積よりも小さくなる場合、当該貫通孔は、略中央部の断面積が最小となり、両端部に向かうに従って断面積が漸次拡大する形状となる。このように貫通孔を形成することにより、消音性能を向上させることができる。

　以下に、貫通孔１００ａ－１、貫通孔１００ａ－２及び貫通孔１００ａ－３の直径及び高さを求めるための特性設計について説明する。
　消音体１００を構成する各ヘルムホルツ型共鳴消音体の音響減衰特性は、次式（１）に示す垂直入射吸音率α０によって設計する。
　α０＝４＊ｒｒ／（（ｒｒ＋１）＾２＋ｘｒ＾２）…（１）
　ここで、
　Ｚ０は音響特性インピーダンス［Ｐａ・ｓ／ｍ］であり、Ｚ０＝ρ×ｃである。
　Ｚｒは表面音響インピーダンスであり、Ｚｒ＝Ｒ（ｔｕ＋ｉ＊（２＊π＊ｆ＊ρ＊（ｔｕ＋０．８５＊φ）－（φ／２）＾２＊π＊ｎ＊ρ＊ｃ＾２／（２＊π＊ｆ＊Ｖ）））／ψである。
　ｒｒは比音響抵抗比であり、ｒｒ＝Ｒｒ／Ｚ０である。
　Ｒｒは表面の音響抵抗であり、Ｒｒ＝Ｒｅａｌ（Ｚｒ）、つまりＺｒの実部である。
　Ｘｒは表面の音響リアクタンスであり、Ｘｒ＝ｉｍａｇ（Ｚｒ）、つまりＺｒの虚部である。
　ｘｒは表面の比音響リアクタンス比であり、ｘｒ＝Ｘｒ／ρｃである。
　また、
　ρ：空気の密度［ｋｇ／ｍ３］、
　ｃ：空気中の音速［ｍ／ｓ］、
　Ｒ：音響抵抗［Ｐａ・ｓ／ｍ３］、
　ｔｕ：貫通孔の高さ（深さ）［ｍ］、
　ｉ：虚数単位、
　π：円周率、
　ｆ：騒音の周波数［Ｈｚ］、
　φ：貫通孔の直径［ｍ］、
　ｎ：貫通孔の個数［個］、
　Ｖ：容積部の容積［ｍ３］、
　ψ：開口率（孔の面積／開口面の面積）、
　である。
　つまり、設計パラメータは、貫通孔の高さ（深さ）ｔｕ、貫通孔の直径φ、開口率ψ、及び、容積部の容積Ｖである。

　図８は、本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機における消音体１００の垂直入射吸音率特性図である。この図８は、横軸が騒音の周波数を示し、縦軸が垂直入射吸音率を示している。また、図８には、容積部１００ｂ－１及び貫通孔１００ａ－１で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体（図中の１００ｂ－１）、容積部１００ｂ－２及び貫通孔１００ａ－２で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体（図中の１００ｂ－２）、容積部１００ｂ－３及び貫通孔１００ａ－３で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体（図中の１００ｂ－３）、及び、消音体１００全体の垂直入射吸音率を示している。
　本実施の形態１では、発生している騒音の特性を勘案して、容積部１００ｂ－２及び貫通孔１００ａ－２で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体の垂直入射吸音率が最も騒音の大きい３５０Ｈｚで最大となるように、貫通孔１００ａ－２の直径と高さを決定した。また、容積部１００ｂ－１及び貫通孔１００ａ－１で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体の垂直入射吸音率が３００Ｈｚで最大となるように、貫通孔１００ａ－１の直径と高さを決定した。また、容積部１００ｂ－３及び貫通孔１００ａ－３で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体の垂直入射吸音率が４００Ｈｚで最大となるように、貫通孔１００ａ－３の直径と高さを決定した。また、これらの３つのヘルムホルツ型共鳴消音体が一体形成された（隣接して共通の隔壁を有する）消音体１００では、各々の垂直入射吸音率特性が相乗加算される。

　図９は本発明の実施の形態１に係る空気調和機の室内機における消音体の騒音特性図であり、図１０はこの消音体の消音周波数特性図である。なお、図９は、横軸が騒音の周波数を示し、縦軸が音圧レベルを示している。また、図１０は、横軸が騒音の周波数を示し、縦軸が挿入損失を示している。
　図９及び図１０からわかるように、本実施の形態１に係る消音体１００の設置によって、２００Ｈｚ～４００Ｈｚの騒音が低減している。これにより、本実施の形態１に係る消音体１００の設置によって、室内機から発生する騒音を従来よりも低減できることがわかる。

　以上、本実施の形態１のように構成された室内機５０においては、筐体１及び仕切り板２０によって形成される空間の壁面とベルマウス１２との間に消音体１００を設けているので、筐体１の内壁面又は仕切り板とベルマウスとの間に気流が流入することによる気流乱れに起因した騒音の発生を抑制することができる。また、筐体１及び仕切り板２０によって形成される空間の壁面とベルマウス１２との間の空間を有効活用して消音を行うことができるので、筐体１に対して従来よりもファン径を大きく設計できるため、機器の高密度な実装が可能となり、高効率で低騒音、小型な室内機５０を実現できる。
　なお、本実施の形態１では室内機５０に消音体１００（又は吸音材）を設置する例について説明したが、本実施の形態１で示した消音体１００（又は吸音材）の設置構成を他の機器に採用しても勿論よい。熱交換器のような大きな圧損を有する部材と近接し、筺体に収められる送風機構を有する機器であれば、本実施の形態１で示した効果と同等の効果を得られる。

　また、本実施の形態１のように構成された室内機５０においては、消音特性が異なる複数のヘルムホルツ型共鳴消音体によって消音体１００を構成したので、指向性が広角化し、広い周波数幅にわたる騒音が発生する場合であっても、そのような広い周波数幅にわたって騒音を抑制することができる。
　なお、本実施の形態１では蓋１００ａに形成される貫通孔の直径や高さを変更することによって、各ヘルムホルツ型共鳴消音体の垂直入射吸音率が最大となる周波数を調整した。これに限らず、各ヘルムホルツ型共鳴消音体の容積部の容積を異ならせることによって垂直入射吸音率が最大となる周波数を調整しても、同様の効果を得ることができる。
　また、消音特性が異なる複数のヘルムホルツ型共鳴消音体を一体形成して消音体１００を構成する場合、樹脂で消音体１００を形成することにより、消音体１００の製造が容易となる。

　また、消音体１００を構成する各ヘルムホルツ型共鳴消音体は、その下面が同一平面上に配置されているので、筐体１又は仕切り板２０とベルマウス１２との間において気流が乱れて騒音が発生することを抑制できる。

　また、ベルマウス１２の円筒状導風路１２ａの熱交換器側端部が消音体１００の下面よりも熱交換器側に配置されるように、消音体１００の高さを設定しているので、送風機４からベルマウスサポート１ａ側へと逆流する循環流れを抑制できる。つまり、筐体１又は仕切り板２０とベルマウス１２との間において気流が乱れて騒音が発生することを抑制できる。

　また、蓋１００ａの厚みよりも高い貫通孔を蓋１００ａに形成する場合、当該貫通孔が形成される位置において蓋１００ａの箱体１００ｂ側の面（上面）から箱体１００ｂ側へ凸部を突設し、当該凸部の略中央部を貫通するように当該貫通孔を形成している。このため、筐体１又は仕切り板２０とベルマウス１２との間の気流を当該凸部で乱すことを抑制でき、気流が乱れることによって発生する騒音を抑制できる。

実施の形態２．
　実施の形態１では、断面が略四角形状（正方形状や長方形状）の容積部を有するヘルムホルツ型共鳴消音体を複数組み合わせることにより、消音体１００を構成した。しかしながら、本発明に係る消音体は実施の形態１で示した消音体１００の構成に限定されるものではなく、例えば以下のように消音体を構成してもよい。なお、本実施の形態２で特に記述しない構成については実施の形態１と同様とする。

　図１１は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室内機の消音体を下側から見た組立斜視図である。図１２は、この消音体を下側から見た分解斜視図である。図１３は、この消音体を上側から見た分解斜視図である。また、図１４は、本発明の実施の形態２に係る空気調和機の室内機における消音体の配置構成を示す斜視図である。なお、図１４は、熱交換器５側を図の上方、集塵フィルター７側を図の下方として図示したものである。

　本実施の形態２に係る消音体１０１は、実施の形態１と同様に、蓋１０１ａ及び箱体１０１ｂで構成されている。この消音体１０１は、実施の形態１と同様に、３つのヘルムホルツ型共鳴消音体（容積部１０１ｂ－１及び貫通孔１０１ａ－１で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体、容積部１０１ｂ－２及び貫通孔１０１ａ－２で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体、容積部１０１ｂ－３及び貫通孔１０１ａ－３で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体）が一体形成されたものとなっている。しかしながら、本実施の形態２に係る消音体１０１は、各ヘルムホルツ型共鳴消音体の容積部の断面形状が略円形状となっている。

　本実施の形態２のように消音体１０１を構成することにより、限られた空きスペースに消音体１０１を詰め込むこと（消音体１０１の詰め込み密度を上げること）が可能となる。また、各容積部の半径を異ならせることにより、広い周波数幅で消音効果を生じさせることができる。

実施の形態３．
　実施の形態１及び実施の形態２で示した消音体は、各容積部の断面形状が同一となっており、また、３つのヘルムホルツ型共鳴消音体を一体形成したものとなっていた。これに限らず、容積部の断面形状が異なるヘルムホルツ型共鳴消音体を一体形成してもよく、一体形成されるヘルムホルツ型共鳴消音体の数も３つに限定されるものではない。このため、例えば以下のように消音体を構成してもよい。なお、本実施の形態３で特に記述しない構成については実施の形態１と同様とする。

　図１５は、本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室内機の消音体を下側から見た組立斜視図である。図１６は、この消音体を下側から見た分解斜視図である。図１７は、この消音体を上側から見た分解斜視図である。また、図１８は、本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室内機における消音体の配置構成を示す斜視図である。なお、図１８は、熱交換器５側を図の上方、集塵フィルター７側を図の下方として図示したものである。

　本実施の形態３に係る消音体１０２は、蓋１０２ａ及び箱体１０２ｂで構成されている。この消音体１０２は、５つのヘルムホルツ型共鳴消音体（容積部１０２ｂ－１及び貫通孔１０２ａ－１で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体、容積部１０２ｂ－２及び貫通孔１０２ａ－２で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体、容積部１０２ｂ－３及び貫通孔１０２ａ－３で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体、容積部１０２ｂ－４及び貫通孔１０２ａ－４で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体、容積部１０２ｂ－５及び貫通孔１０２ａ－５で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体）が一体形成されたものとなっている。

　また、消音体１０２は、消音体１０２全体の形状を、筐体１及び仕切り板２０で仕切られた略四角形状の空間の壁面とベルマウス１２の円筒状導風路１２ａとの間の空間を有効活用しやすい断面略三角形状（より詳しくは、２つの頂点が円弧状に形成された略三角形状）としている。そして、断面略三角形状の箱体１０２ｂ内における容積部の詰め込み密度を向上させるため、箱体１０２ｂに形成される容積部は、断面形状が異なったものとなっている。詳しくは、円弧状に形成されていない頂点の近傍に形成された容積部１０２ｂ－２は、その断面形状が略正方形状となっている。円弧状に形成された頂点の近傍に形成された容積部１０２ｂ－１及び容積部１０２ｂ－３は、その断面形状が略円形状となっている。また、容積部１０２ｂ－２と容積部１０２ｂ－１及び容積部１０２ｂ－３との間に形成された容積部１０２ｂ－４及び容積部１０２ｂ－５は、その断面形状が略三角状となっている。

　本実施の形態３のように消音体１０２を構成することにより、限られた空きスペースに消音体１０２を設置すること（消音体１０２の詰め込み密度を上げること）が可能となる。また、各容積部の容積を異ならせることにより、広い周波数幅で消音効果を生じさせることができる。
　なお、各容積部の断面形状は、上記の形状に限定されるものではない。

実施の形態４．
　また例えば、消音体を次のように構成してもよい。なお、本実施の形態２で特に記述しない構成については実施の形態１と同様とする。

　図１９は、本発明の実施の形態４に係る空気調和機の室内機の消音体を下側から見た組立斜視図である。図２０は、この消音体を下側から見た分解斜視図である。また、図２１は、本発明の実施の形態４に係る空気調和機の室内機における消音体の配置構成を示す斜視図である。なお、図２１は、熱交換器５側を図の上方、集塵フィルター７側を図の下方として図示したものである。

　本実施の形態４に係る消音体１０３は、蓋１０３ａ及び箱体１０３ｂで構成されている。この消音体１０３は、６つのヘルムホルツ型共鳴消音体（容積部１０３ｂ－１及び貫通孔１０３ａ－１で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体、容積部１０３ｂ－２及び貫通孔１０３ａ－２で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体、容積部１０３ｂ－３及び貫通孔１０３ａ－３で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体、容積部１０３ｂ－４及び貫通孔１０３ａ－４で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体、容積部１０３ｂ－５及び貫通孔１０３ａ－５で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体、容積部１０３ｂ－６及び貫通孔１０３ａ－６で構成されたヘルムホルツ型共鳴消音体）が一体形成されたものとなっている。

　また、消音体１０３を構成するヘルムホルツ型共鳴消音体の容積部の断面形状は略六角形（容積部１０３ｂ－４は、一部が切り欠かれている）となっており、消音体１０３はハニカム形状となっている。このように消音体１０３を構成することにより、消音体１０３の強度の確保が容易となる。

実施の形態５．
　また例えば、消音体を次のように構成してもよい。なお、本実施の形態５で特に記述しない構成については実施の形態１と同様とする。

　図２２は、本発明の実施の形態５に係る空気調和機の室内機における消音体の配置構成を示す斜視図である。なお、図２２は、熱交換器５側を図の上方、集塵フィルター７側を図の下方として図示したものである。
　実施の形態１～実施の形態４では、筐体１及び仕切り板２０によって形成される空間の壁面とベルマウス１２との間に複数の消音体１００～１０３を配置していた。これに対して、本実施の形態５では、これら複数の消音体を更に一体形成して消音体１０４を構成している。

　本実施の形態５のように消音体１０４を構成することにより、室内機５０を製造する際に消音体１０４の組み込み作業が容易となる。

実施の形態６．
　実施の形態１～実施の形態５では、箱体に形成された容積部と蓋に形成された貫通孔によって消音体を形成していた。これに限らず、例えば次のように消音体を構成してもよい。

　図２３は、本発明の実施の形態６に係る空気調和機の室内機における消音体の配置構成を示す斜視図である。なお、図２３は、熱交換器５側を図の上方、集塵フィルター７側を図の下方として図示したものである。
　本実施の形態２３に係る消音体１０５は、実施の形態１～実施の形態４で示した消音体から下面部（換言すると消音体の蓋）を取り除いた形状となっている。なお、図２３では、実施の形態４で示した消音体１０４の下面部を取り除いた例を例示している。

　このように消音体を構成しても、実施の形態１～実施の形態４で示した容積部に相当する凹部が消音体として機能し、実施の形態１～実施の４で述べた効果に準じた効果を得ることができる。

　１　筐体、１ａ　ベルマウスサポート、１ｂ　壁部、２　吸込口、２ａ　ファンガード、３　吹出口、４　送風機、５　熱交換器、６　風路、７　集塵フィルター、８　モーター、９　風向制御ベーン、　１１　モーターステイ、１２　ベルマウス、１２ａ　円筒状導風路、１３　ファン、１４　ボス、１５　羽根、２０　仕切り板、５０　室内機、１００～１０５　消音体、１００ａ～１０３ａ　蓋、１００ｂ～１０３ｂ　箱体、１００ａ－１～１００ａ－３，１０１ａ－１～１０１ａ－３，１０２ａ－１～１０２ａ－５，１０３ａ－１～１０３ａ－６　貫通孔、１００ｂ－１～１００ｂ－３，１０１ｂ－１～１０１ｂ－３，１０２ｂ－１～１０２ｂ－５，１０３ｂ－１～１０３ｂ－６　容積部、１００ｃ～１０２ｃ　爪、１００ｄ～１０２ｄ　嵌合穴。

Claims (15)

1. 　上部に複数の吸込口が並設され、前面部下側に吹出口が形成された筐体と、
   　前記吸込口に設けられたベルマウス、及び該ベルマウスの内周側に設けられた軸流型又は斜流型のファンを有する送風機と、
   　前記筐体内における前記送風機の下流側であって前記吹出口の上流側となる位置に設けられ、前記送風機から吹き出された空気と冷媒とが熱交換する熱交換器と、
   　前記熱交換器よりも上流側に設けられ、各前記送風機から送り出される気流を各前記送風機毎の気流に分流する複数の分流板と、
   　を備え、
   　前記筐体及び前記分流板によって形成される空間の壁面と前記ベルマウスとの間に、吸音材及び消音体のうちの少なくとも一方を有することを特徴とする空気調和機の室内機。
2. 　当該空気調和機の室内機は、少なくとも前記消音体を有するものであり、
   　前記消音体は、前記送風機の下流側であって前記熱交換器よりも上流の空間と開口部を介して連通する容積部を有するヘルムホルツ型共鳴消音体であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室内機。
3. 　消音特性が互いに異なる複数の前記ヘルムホルツ型共鳴消音体を備えたことを特徴とする請求項２に記載の空気調和機の室内機。
4. 　前記ヘルムホルツ型共鳴消音体は、
   　下面が開口し、内部が前記容積部となる筒状の箱体と、
   　該箱体の下面開口を覆い、前記容積部と連通する前記開口部となる貫通孔が形成された蓋部と、
   　を備え、
   　複数の前記ヘルムホルツ型共鳴消音体の前記蓋部は、その下面が同一平面上に配置され、
   　複数の前記ヘルムホルツ型共鳴消音体の前記貫通孔の一部又は全部は、直径及び高さのうちの少なくとも１つが異なった形状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機の室内機。
5. 　複数の前記ヘルムホルツ型共鳴消音体のうちの一部又は全部が一体形成されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の空気調和機の室内機。
6. 　一体形成された前記ヘルムホルツ型共鳴消音体は、樹脂により一体形成されていることを特徴とする請求項５に記載の空気調和機の室内機。
7. 　複数の前記ヘルムホルツ型共鳴消音体の一部又は全部は、前記容積部の容積が異なっていることを特徴とする請求項３～請求項６のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。
8. 　複数の前記ヘルムホルツ型共鳴消音体の少なくとも１つは、その前記容積部の断面形状が、他の前記ヘルムホルツ型共鳴消音体の前記容積部の断面形状とは異なっていることを特徴とする請求項３～請求項７のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。
9. 　前記ベルマウスの熱交換器側端部を、前記消音体の下面よりも熱交換器側に配置したことを特徴とする請求項２～請求項８のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。
10. 　前記ヘルムホルツ型共鳴消音体は、
    　下面が開口し、内部が前記容積部となる筒状の箱体と、
    　該箱体の下面開口を覆い、前記容積部と連通する前記開口部となる貫通孔が形成された蓋部と、
    　を備え、
    　該貫通孔は、略中央部の断面積が両端部の断面積のうちの少なくとも一方よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項２～請求項９のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。
11. 　前記蓋部の上面に凸部を設け、
    　該凸部を貫通するように前記貫通孔を形成し、
    　前記凸部の高さによって前記貫通孔の高さを調整していることを特徴とする請求項１０に記載の空気調和機の室内機。
12. 　当該空気調和機の室内機は、少なくとも前記吸音材を有するものであり、
    　吸音特性が互いに異なる複数種類の吸音材を有することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室内機。
13. 　前記分流板は、前記筐体の上部内壁面と前記熱交換器との間に形成される空間を前記各送風機毎に仕切る仕切り板であることを特徴とする請求項１～請求項１２のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。
14. 　前記筐体及び前記分流板によって形成される風路の断面は四角形状であり、
    　該風路の隅部に吸音材及び消音体のうちの少なくとも一方が設けられていることを特徴とする請求項１～請求項１３のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機。
15. 　請求項１～請求項１４のいずれか一項に記載の空気調和機の室内機を備えたことを特徴とする空気調和機。

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