WO2014097625A1 - 空気調和機 - Google Patents

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WO2014097625A1
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flow fan
fan
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opening
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Inventor
大輔 川添
酒井 浩一
靖人 向井
Original Assignee
パナソニック株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0018Indoor units, e.g. fan coil units characterised by fans
    • F24F1/0025Cross-flow or tangential fans
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/02Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal
    • F04D17/04Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal of transverse-flow type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
    • F04D29/282Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers the leading edge of each vane being substantially parallel to the rotation axis
    • F04D29/283Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers the leading edge of each vane being substantially parallel to the rotation axis rotors of the squirrel-cage type

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner used for air conditioning in a house or the like.
  • an air conditioner including a cross flow fan inside an indoor unit is known.
  • friction loss occurs near the side walls that support both ends of the crossflow fan, and the air blowing speed at both ends of the crossflow fan becomes smaller than that of the other portions. For this reason, turbulence (surging) of air flow such as unstable air flow or reverse suction occurs, and an annoying abnormal sound may occur intermittently.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing the internal structure of the indoor unit of the air conditioner described in Patent Document 1. As shown in FIG.
  • the indoor unit of the air conditioner of Patent Document 1 includes a crossflow fan 5, a stabilizer 7, and a rear guider 9. Between the stabilizer 7 and the rear guider 9, a blowout port 11 for blowing out air is formed.
  • the blowout port 11 is provided with a louver 10 that deflects the direction of air blowout air.
  • a block 8 having a substantially fan-shaped cross section is provided at least at one end of the rear guider 9 and between the vicinity of the cross flow fan 5 and the outlet 11. The block 8 is formed so that the angle formed with the rear guider 9 becomes smaller on both the windward side surface and the leeward side surface.
  • the block 8 can suppress and rectify the turbulence of the air flow generated in the vicinity of at least one end of the crossflow fan 5 to suppress annoying abnormal noise.
  • air block disturbance also referred to as turbulent vortex or three-dimensional flow
  • air block disturbance also referred to as turbulent vortex or three-dimensional flow
  • An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide an air conditioner that can suppress generation of an annoying abnormal sound without increasing the ventilation resistance of the air outlet.
  • an air conditioner of the present invention is an air conditioner including a cross flow fan inside an indoor unit, and the cross flow fan includes end plates provided at both ends.
  • the air conditioner according to the present invention by having the above-described configuration, it is possible to further suppress generation of annoying abnormal sound without increasing the ventilation resistance of the air outlet.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an indoor unit of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the indoor unit of FIG.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2, and is a view showing an air flow during the operation of the cross flow fan.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the internal structure of the cross flow fan
  • FIG. 5 is a front view schematically showing a state in which the cross flow fan is attached to the side wall of the indoor unit main body.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing the internal structure of the indoor unit of the air conditioner of Patent Document 1, FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional cross flow fan
  • FIG. 8A is a plan view of a shaft side assembly provided in the cross flow fan of FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line A1-A1 of FIG. 8A
  • FIG. 9A is a plan view of a fan body included in the cross flow fan of FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line A2-A2 of FIG. 9A
  • 10A is a plan view of a boss side assembly provided in the cross flow fan of FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line A3-A3 of FIG. 10A.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the crossflow fan according to the present embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the crossflow fan according to the present embodiment.
  • FIG. 12A is a plan view of a fan body having an opening provided in the cross flow fan of FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line A4-A4 of FIG. 12A.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing another example of the configuration of the crossflow fan according to the present embodiment.
  • the air conditioner of the present invention is an air conditioner including a cross flow fan inside an indoor unit, and the cross flow fan includes end plates provided at both ends and a plurality of blades arranged in an annular shape. And a support plate adjacent to at least one end plate of the cross-flow fan is opened. On the other hand, the support plate located near the center of the cross flow fan is configured to have an opening.
  • the support plate adjacent to the end plate does not have an opening, the support plate causes turbulence of the air flow generated in the vicinity of at least one end of the cross flow fan. Propagation to the side can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the generation of an annoying abnormal sound.
  • support plates other than the support plate adjacent to an end plate have the said opening part. According to this configuration, it is possible to suppress the frictional resistance due to the provision of the support plate having no opening, and it is possible to improve the aerodynamic characteristics of the air conditioner.
  • the said opening part is a circular opening part centering on the rotating shaft of the said crossflow fan. According to this configuration, when the support plate having the opening is rotated by the rotation of the cross flow fan, it is possible to suppress the air flow from being changed by the support plate. Thereby, generation
  • a support plate not having the opening is provided at a position separated from at least one end of the cross flow fan by 5% or more of the entire length of the cross flow fan.
  • the support plate can more effectively suppress the turbulence of the air flow generated in the vicinity of at least one end of the cross flow fan from propagating toward the center of the cross flow fan. Therefore, it is possible to further suppress generation of annoying abnormal sounds.
  • a motor for rotating the cross flow fan is usually attached to one end of the cross flow fan.
  • at least one blade of the fan body located at one end of the crossflow fan is generally missing, and the missing part is generally fixed by a fixing member such as a screw.
  • a fixing member such as a screw.
  • the turbulence of the air flow generated at one end of the cross flow fan increases due to the missing blade.
  • a support plate not having the opening is provided at a position separated from at least one end of the cross flow fan by 10% or more of the entire length of the cross flow fan.
  • the support plate can more effectively suppress the turbulence of the air flow generated in the vicinity of at least one end of the cross flow fan from propagating toward the center of the cross flow fan. Therefore, it is possible to further suppress generation of annoying abnormal sounds.
  • An air conditioner according to an embodiment of the present invention includes an outdoor unit and an indoor unit that are connected to each other through a refrigerant pipe.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an indoor unit of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the indoor unit of FIG. 1 as viewed from the rotational axis direction of the cross flow fan.
  • the indoor unit main body 21 of the air conditioner according to the present embodiment includes a frame 22 and a front cover 23 attached to the front of the frame 22.
  • a suction grill 24 is provided on the top of the frame 22 and the front cover 23.
  • a cross flow fan 25, a heat exchanger 26, a stabilizer 27, and a rear guider 28 are provided in the indoor unit main body 21, a cross flow fan 25, a heat exchanger 26, a stabilizer 27, and a rear guider 28 are provided.
  • the cross flow fan 25 is configured to be rotatable about a rotation shaft 25A.
  • the heat exchanger 26 is disposed so as to surround the front portion and the upper portion of the cross flow fan 25.
  • the stabilizer 27 and the rear guider 28 constitute a casing 29, and a blowout port 40 for blowing air is formed between the stabilizer 27 and the rear guider 28.
  • the rear guider 28 and the cross flow fan 25 are provided in the direction of the rotation axis of the cross flow fan 25 (perpendicular to the paper surface of FIG. 2). As a result, the two-dimensionality is higher than that in which the positional relationship changes, such as when the two cross each other. For this reason, the aerodynamic characteristic is improved.
  • the stabilizer 27 is disposed below the heat exchanger 26 so as to receive the condensed water condensed in the heat exchanger 26.
  • a convex portion 30 is provided at the upper end portion of the stabilizer 27.
  • the convex portion 30 is a portion having the shortest separation distance from the cross flow fan 25 in the stabilizer 27 when the stabilizer 27 is viewed from the rotation axis direction of the cross flow fan 25. That is, the convex portion 30 is a portion that is closest to the cross flow fan 25 in the stabilizer 27.
  • the stabilizer 27 is provided with a substantially arc-shaped tongue portion 31 at a portion closest to the rear guider 28.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the convex portion 30 and is a diagram showing the air flow when the cross flow fan 25 is in operation.
  • the cross flow fan 25 rotates about the rotation shaft 25 ⁇ / b> A (rotates clockwise in FIG. 3)
  • the convex portion 30 moves to the suction side (upstream side) and the blowout side ( The vortex A is formed inside the cross flow fan 25.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the internal structure of the cross flow fan 25.
  • FIG. 5 is a front view schematically showing a state in which the cross flow fan 25 is attached to the side wall 33 provided in the indoor unit main body 21.
  • the cross flow fan 25 has a configuration in which end plates 25f provided at both ends and a plurality of fan bodies 25c are connected in series.
  • the fan body 25c has a configuration in which a support plate 25a is attached to at least one end of an impeller 25b having a plurality of blades arranged in an annular shape.
  • the outer shape of the support plate 25a and the end plate 25f is circular.
  • the plurality of blades of the impeller 25b extend in the direction of the rotation axis of the cross flow fan 25 and are attached to the outer peripheral portion of the support plate 25a or the end plate 25f.
  • the fan body 25c is preferably formed by injection molding with the support plate 25a and the impeller 25b being integrated.
  • both end portions of the cross flow fan 25 are rotatably supported by the side wall 33 of the indoor unit body 21.
  • a motor 32 for rotating the cross flow fan 25 is attached to one end of the cross flow fan 25 (the right end in FIG. 5).
  • a substantially two-dimensional flow is formed inside the cross flow fan 25.
  • the two-dimensional flow in the vicinity of both ends of the crossflow fan 25 breaks down and a three-dimensional flow is generated.
  • the three-dimensional flow generated in the vicinity of both ends of the cross flow fan 25 propagates to the center side of the cross flow fan 25, and as a result, the three-dimensional flow is also generated at a location different from the vicinity of both ends of the cross flow fan 25. It is formed. This three-dimensional flow can cause annoying abnormal sounds.
  • the support plate 25a1 positioned at the connecting portion between the fan body 25c positioned at both ends of the cross flow fan 25 and the fan body 25c adjacent to the fan body 25c at both ends has the opening 25e.
  • the support plate 25a2 other than the support plate 25a1 is configured to have an opening 25e.
  • the support plate 25a1 adjacent to the end plates 25f located at both ends of the cross flow fan 25 via the impeller 25b does not have the opening 25e, while the support plates 25a2 other than the support plate 25a1 have openings. 25e.
  • the support plate 25a1 since the support plate 25a1 does not have the opening 25e, the three-dimensional flow generated in the vicinity of both ends of the crossflow fan 25 is propagated to the central portion side of the crossflow fan 25 by the support plate 25a1. This can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the generation of an annoying abnormal sound.
  • two support plates 25a1 that do not have openings 25e are provided.
  • the present invention is not limited to this, and only one support plate 25a1 that does not have openings 25e is provided. Also good. Even in this case, the three-dimensional flow generated in the vicinity of one end of the crossflow fan 25 can be prevented from propagating to the central portion side of the crossflow fan 25. Increase in resistance and generation of annoying abnormal noise can be suppressed.
  • a power supply unit not shown
  • three or more support plates 25a1 that do not have the opening 25e may be provided.
  • the support plate 25a2 adjacent to the support plate 25a1 shown in FIG. 4 may be replaced with a support plate 25a1 that does not have the opening 25e.
  • the number of support plates 25a1 that do not have the opening 25e increases, the frictional resistance due to the support plates 25a1 cannot be ignored, and the aerodynamic characteristics may be deteriorated.
  • the support plate 25a1 that does not have the opening 25e is disposed in the vicinity of the center of the cross flow fan 25, there is a possibility that the aerodynamic characteristics may be adversely affected. For this reason, as in the present embodiment, it is most preferable to provide the support plates 25a1 that do not have the opening 25e only at two locations on the both ends of the cross flow fan 25.
  • the opening 25e is preferably a circular opening centered on the rotation shaft 25A of the cross flow fan 25. According to this configuration, when the support plate 25a2 is rotated by the rotation of the cross flow fan 25, it is possible to suppress the air flow from being changed by the support plate 25a2. Thereby, generation
  • the disturbance of the air flow that causes an annoying abnormal sound is likely to occur in the range of less than 5% of the entire length of the cross flow fan 25 from both ends of the cross flow fan 25.
  • the support plate 25a1 not having the opening 25e is provided at a position separated from at least one end of the crossflow fan 25 by 5% or more of the entire length of the crossflow fan 25.
  • the support plate 25a1 can more effectively suppress the turbulence of the air flow generated in the vicinity of at least one end of the cross flow fan 25 from propagating toward the center of the cross flow fan 25. it can. Therefore, it is possible to further suppress generation of annoying abnormal sounds.
  • a motor 32 for rotating the cross flow fan 25 is attached to one end of the cross flow fan 25.
  • the motor 32 is fixed by a fixing member such as a screw after a rotation shaft is inserted into a boss (not shown) of the cross flow fan 25, for example.
  • a fixing member such as a screw after a rotation shaft is inserted into a boss (not shown) of the cross flow fan 25, for example.
  • the boss and the fixing member it is necessary to delete at least one blade of the impeller 25b of the fan body 25c located at one end of the cross flow fan 25. If the blades are lost, the turbulence of the air flow generated at one end of the cross flow fan 25 increases.
  • the support plate 25a1 not having the opening 25e is provided at a position away from at least one end of the cross flow fan 25 by 10% or more of the entire length of the cross flow fan 25.
  • the support plate 25a1 can more effectively suppress the turbulence of the air flow generated in the vicinity of at least one end of the cross flow fan 25 from propagating toward the center of the cross flow fan 25. it can. Therefore, it is possible to further suppress generation of annoying abnormal sounds.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional cross flow fan 35.
  • 8A to 10B are plan views or cross-sectional views of components constituting the conventional cross flow fan 35.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional cross flow fan 35.
  • 8A to 10B are plan views or cross-sectional views of components constituting the conventional cross flow fan 35.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional cross flow fan 35.
  • 8A to 10B are plan views or cross-sectional views of components constituting the conventional cross flow fan 35.
  • the conventional cross flow fan 35 includes a shaft side assembly 35a, a plurality of fan bodies 35b, and a boss side assembly 35c.
  • the shaft-side assembly 35a is provided with a circular end plate 35a1 and a rotary shaft that is erected at the center of one surface of the end plate 35a1 and serves as the rotary shaft of the crossflow fan 35. 35a2.
  • the fan body 35b includes a circular support plate 35b1 and a plurality of blades (blades) 35b2 erected on the outer peripheral portion of one surface of the support plate 35b1. .
  • the boss-side assembly 35c includes a circular end plate 35c1, a plurality of blades (blades) 35c2 erected on the outer peripheral portion of one surface of the end plate 35c1, and an end.
  • a boss 35c3 is provided which is erected at the center of the other surface of the plate 35c1 and to which the shaft of the motor 32 is attached.
  • the shaft side assembly 35a and the boss side assembly 35c are provided with grooves (not shown) for inserting the blades 35b2 or 35c2.
  • the cross-flow fan 35 is assembled by inserting the end of the blade 35b2 into the groove of the shaft-side assembly 35a2, and inserting the end of the blade 35b2 or 35c2 into the groove of the fan body 35b, and then ultrasonicating the insertion portion. This is done by welding.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the cross flow fan 45 according to the present embodiment.
  • FIG. 12A is a plan view of a fan body 45b constituting a part of the cross flow fan 45 according to the present embodiment, and
  • FIG. 12B is a cross-sectional view of the fan body 45b.
  • the cross flow fan 45 according to the present embodiment is different from the conventional cross flow fan 35 in that, as shown in FIG. 11, a plurality of fan bodies 35b arranged on the center side are replaced with fan bodies 45b. Is a point.
  • the difference between the fan body 45b and the fan body 35b is that an opening 45b1 is provided at the center of the circular support plate 35b1, as shown in FIGS. 12A and 12B. That is, in the cross flow fan 45 according to the present embodiment, the fan body 45b having the opening 45b1 is used near the center, and the fan body 35b having no opening 45b1 is used at both ends. .
  • the support plate 35b1 since the support plate 35b1 does not have the opening 45b1, the support plate 35b1 propagates the three-dimensional flow generated near both ends of the crossflow fan 45 toward the center of the crossflow fan 45. This can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the generation of an annoying abnormal sound. Further, since the support plate 45b1 in the vicinity of the center portion of the cross flow fan 45 has the opening 45b1, the air volume at the center portion of the cross flow fan 45 can be increased, and the air blowing performance can be improved.
  • the fan body 35b and the fan body 45b have different colors.
  • the fan body 35b is preferably blue and the fan body 45b is preferably black. According to this configuration, since the fan body 35b and the fan body 45b can be clearly distinguished, it is possible to prevent the assembly order from being wrong when they are assembled. As a result, productivity can be improved.
  • the boss-side assembly 35c, the fan body 35b, and the fan body 45b are illustrated as having the same length in the rotation axis direction, but the present invention is not limited to this.
  • the length L2 of the fan body 35b that does not have the opening 45b1 may be different from the length L3 of the fan body 45b that has the opening 45b1. According to this configuration, since the fan body 35b and the fan body 45b can be clearly distinguished, it is possible to prevent the assembly order from being wrong when they are assembled. As a result, productivity can be improved.
  • the length L1 of the boss-side assembly 35c, the length L2 of the fan body 35b, and the length L3 of the fan body 45b may be set so as to satisfy the relationship L2> L3> L1. Good.
  • the boss side assembly 35c, the fan body 35b, and the fan body 45b can be clearly distinguished, it is possible to prevent the assembly order from being wrong when assembling them.
  • the blade lengths are randomly arranged as compared with the case where the blade lengths are sequentially changed such as L1> L2> L3 and L3> L2> L1, the randomness of the generation of blowing noise is reduced. It can promote and reduce noise. In particular, NZ sound (rotation sound) can be reduced.
  • the boss side assembly 35c has been described as having a plurality of blades 35c2.
  • the circular end plate 35c1 and the shaft of the motor 32 are attached to the boss side assembly 35c.
  • a boss 35c3 may be provided, and the shaft-side assembly 35a may have a circular end plate 35a1, a rotating shaft 35a2, and a plurality of blades.
  • the air conditioner according to the present invention can suppress generation of annoying abnormal noise without increasing the ventilation resistance of the air outlet, so that it can be used not only for a wall-mounted type but also for various air conditioners. Applicable to.

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Abstract

 本発明の空気調和機は、室内機の内部にクロスフローファン25を備える空気調和機であって、クロスフローファン25は、両端部に設けられた端板25fと、環状に配置された複数枚の翼を有する羽根車25bと、前記複数の羽根車25bの間に設けられた複数の支持板25aとを、直列に連結した構成を有し、クロスフローファン25の少なくとも一方の端部に隣接する支持板25a1には開口部25eを設けない一方で、クロスフローファン25の中央部近傍に位置する支持板25a2には開口部25eを設ける。

Description

空気調和機
 本発明は、住宅などの空調に用いられる空気調和機に関するものである。
 従来、室内機の内部にクロスフローファンを備える空気調和機が知られている。当該空気調和機においては、クロスフローファンの両端部を支持する側壁の近傍で摩擦損失が生じ、クロスフローファンの両端部における空気の吹き出し速度が他の部分に比べて小さくなる。このため、不安定空気流や逆吸い込みなどの空気流の乱れ(サージング)が生じ、耳障りな異常音が断続的に発生することがある。
 前記空気流の乱れを抑制する技術として、例えば、特許文献1(特開平5-87087号公報)に記載された技術がある。図6は、特許文献1に記載された空気調和機の室内機の内部構造を模式的に示す斜視図である。
 図6に示すように、特許文献1の空気調和機の室内機は、クロスフローファン5と、スタビライザ7と、リアガイダ9とを備えている。スタビライザ7とリアガイダ9との間には、空気を吹き出す吹き出し口11が形成されている。吹き出し口11には、空気の吹き出し風向を偏向するルーバー10が設けられている。リアガイダ9の少なくとも一方の端部で且つクロスフローファン5の近傍から吹き出し口11までの間には、断面形状が略扇型のブロック8が設けられている。ブロック8は、リアガイダ9と成す角度が風上側の面と風下側の面とも小さくなるように形成されている。
 特許文献1の空気調和機によれば、ブロック8により、クロスフローファン5の少なくとも一方の端部近傍に発生した空気流の乱れを抑制・整流して、耳障りな異常音を抑えることができる。
特開平5-87087号公報
 しかしながら、特許文献1の空気調和機では、ブロック8を設けたことによって、吹き出し口11の通風抵抗が大きくなる。
 また、特許文献1の空気調和機では、クロスフローファン5の両端部近傍で発生した空気流の乱れ(乱れた渦、三次元流れともいう)が、ブロック8によって十分に抑制・整流されずに、クロスフローファン5の中央部側へ伝播し、耳障りな異常音の発生が継続することがある。
 本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、吹き出し口の通風抵抗を増加させることなく、耳障りな異常音の発生を抑えることができる空気調和機を提供することにある。
 前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、室内機の内部にクロスフローファンを備える空気調和機であって、前記クロスフローファンは、両端部に設けられた端板と、環状に配置された複数枚の翼を有する羽根車と、前記複数の羽根車の間に設けられた複数の支持板とを、直列に連結した構成を有し、前記クロスフローファンの少なくとも一方の端板に隣接する支持板は開口部を有しない一方で、前記クロスフローファンの中央部近傍に位置する支持板は開口部を有するように構成されている。
 本発明にかかる空気調和機によれば、前記構成を有することにより、吹き出し口の通風抵抗を増加させることなく、耳障りな異常音の発生を一層抑えることができる。
 本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施の形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
図1は、本発明の実施の形態にかかる空気調和機の室内機を示す斜視図であり、 図2は、図1の室内機の模式断面図であり、 図3は、図2の部分拡大図であり、クロスフローファンの動作時の空気の流れを示す図であり、 図4は、クロスフローファンの内部構造を示す斜視図であり、 図5は、クロスフローファンを室内機本体が備える側壁に取り付けた状態を模式的に示す正面図であり、 図6は、特許文献1の空気調和機の室内機の内部構造を模式的に示す斜視図であり、 図7は、従来のクロスフローファンの構成を示す断面図であり、 図8Aは、図7のクロスフローファンが備える軸側組み立て体の平面図であり、 図8Bは、図8AのA1-A1線断面図であり、 図9Aは、図7のクロスフローファンが備えるファン体の平面図であり、 図9Bは、図9AのA2-A2線断面図であり、 図10Aは、図7のクロスフローファンが備えるボス側組み立て体の平面図であり、 図10Bは、図10AのA3-A3線断面図であり、 図11は、本実施の形態に係るクロスフローファンの構成の一例を示す断面図であり、 図12Aは、図11のクロスフローファンが備える開口部を有するファン体の平面図であり、 図12Bは、図12AのA4-A4線断面図であり、 図13は、本実施の形態に係るクロスフローファンの構成の他の一例を示す断面図である。
 本発明の空気調和機は、室内機の内部にクロスフローファンを備える空気調和機であって、前記クロスフローファンは、両端部に設けられた端板と、環状に配置された複数枚の翼を有する羽根車と、前記複数の羽根車の間に設けられた複数の支持板とを、直列に連結した構成を有し、前記クロスフローファンの少なくとも一方の端板に隣接する支持板は開口部を有しない一方で、前記クロスフローファンの中央部近傍に位置する支持板は開口部を有するように構成されている。
 この構成によれば、端板に隣接する支持板は開口部を有しないので、当該支持板により、クロスフローファンの少なくとも一方の端部近傍に発生した空気流の乱れがクロスフローファンの中央部側へ伝播することを抑制することができる。したがって、耳障りな異常音の発生を抑えることができる。
 また、前記構成によれば、特許文献1の空気調和機のように吹き出し口にブロックを設ける必要がないので、吹き出し口の通風抵抗が増加することを避けることもできる。
 なお、端板に隣接する支持板以外の支持板は、前記開口部を有することが好ましい。この構成によれば、開口部を有しない支持板を設けたことによる摩擦抵抗を抑えることができ、空気調和機の空力特性を向上させることができる。
 なお、前記開口部は、前記クロスフローファンの回転軸を中心とする円形の開口部であることが好ましい。この構成によれば、クロスフローファンの回転により開口部を有する支持板が回転したときに、当該支持板により空気流に変動が生じることを抑えることができる。これにより、空力特性に悪影響を与えず、異常音の発生をより一層抑えることができる。
 なお、耳障りな異常音の原因となる空気流の乱れは、クロスフローファンの両端部から当該クロスフローファンの全長の5%未満の範囲に生じやすい。このため、前記クロスフローファンの少なくとも一方の端部から前記クロスフローファンの全長の5%以上離れた位置に、前記開口部を有しない支持板が設けられることが好ましい。
 この構成によれば、前記支持板により、クロスフローファンの少なくとも一方の端部近傍に発生した空気流の乱れがクロスフローファンの中央部側へ伝播することをより効果的に抑えることができる。したがって、耳障りな異常音の発生を一層抑えることができる。
 また、通常、クロスフローファンの一方の端部には、当該クロスフローファンを回転させるためのモータが取り付けられる。このモータは、クロスフローファンの一方の端部に位置するファン体の翼を少なくとも1枚欠損させ、当該欠損させた部分にビス等の固定部材により固定されるのが一般的である。この場合、翼を欠損させたことにより、クロスフローファンの一方の端部に生じる空気流の乱れが大きくなる。このため、前記クロスフローファンの少なくとも一方の端部から前記クロスフローファンの全長の10%以上離れた位置に、前記開口部を有しない支持板が設けられることが好ましい。
 この構成によれば、前記支持板により、クロスフローファンの少なくとも一方の端部近傍に発生した空気流の乱れがクロスフローファンの中央部側へ伝播することをより効果的に抑えることができる。したがって、耳障りな異常音の発生を一層抑えることができる。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
 (実施の形態)
 本発明の実施の形態にかかる空気調和機は、冷媒配管で互いに接続された室外機と室内機とで構成されている。図1は、本発明の実施の形態にかかる空気調和機の室内機を示す斜視図である。図2は、図1の室内機を、クロスフローファンの回転軸方向から見た模式断面図である。
 図1および図2において、本実施の形態にかかる空気調和機の室内機本体21は、台枠22と、この台枠22の前方に取り付けられた前面カバー23とを備えている。台枠22および前面カバー23の上部には、吸い込みグリル24が設けられている。また、室内機本体21内には、クロスフローファン25と、熱交換器26と、スタビライザ27と、リアガイダ28とが設けられている。
 クロスフローファン25は、回転軸25Aを中心として回転自在に構成されている。熱交換器26は、クロスフローファン25の前部および上部を囲むように配置されている。スタビライザ27とリアガイダ28とは、ケーシング29を構成し、両者の間には空気を吹き出す吹き出し口40が形成されている。
 リアガイダ28とクロスフローファン25とは、それぞれクロスフローファン25の回転軸方向(図2の紙面に対して垂直方向)に設けられている。これにより、両者が斜交するなど位置関係が変化するものに比べて2次元性が高くなっている。このため、空力特性が向上している。
 スタビライザ27は、熱交換器26で凝結した結露水を受けるように熱交換器26の下方に配置されている。スタビライザ27の上端部には、凸状部30が設けられている。凸状部30は、スタビライザ27をクロスフローファン25の回転軸方向から見たとき、スタビライザ27の中でクロスフローファン25との離間距離が最も短い部位である。すなわち、凸状部30は、スタビライザ27の中でクロスフローファン25に最も近接している部位である。また、スタビライザ27には、リアガイダ28に最も近接する部分に、略円弧状の舌部31が設けられている。
 図3は、凸状部30の近傍の拡大図であり、クロスフローファン25の動作時の空気の流れを示す図である。図3に示すように、クロスフローファン25が回転軸25Aを中心として回転(図3では時計回りに回転)すると、凸状部30がクロスフローファン25の吸い込み側(上流側)と吹き出し側(下流側)を隔てる隔壁として機能し、クロスフローファン25の内部に渦Aが形成される。
 ここで、空気流の乱れ(サージング)が発生していないとき(以下、通常時という)においては、空気流は舌部31から凸状部30へ流れ、舌部31と凸状部30との間から空気流がクロスフローファン25内に出入りをすることはない。したがって、図2に示す位置で渦Aが定在する。
 しかしながら、空気流の乱れ(サージング)が発生したとき(以下、サージング発生時という)においては、空気流が舌部31と凸状部30との間からクロスフローファン25内に出入りするなどして、渦Aの大きさおよび位置に変化が生じる。
 図4は、クロスフローファン25の内部構造を示す斜視図である。図5は、クロスフローファン25を室内機本体21が備える側壁33に取り付けた状態を模式的に示す正面図である。
 図4および図5に示すように、クロスフローファン25は、両端部に設けられた端板25fと、複数個のファン体25cを直列に連結した構成を有している。ファン体25c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25bの少なくとも一方の端部に支持板25aが取り付けられた構成を有する。本実施の形態において、支持板25a、端板25fの外形は円形である。また、羽根車25bの複数枚の翼は、クロスフローファン25の回転軸方向に延在し、支持板25aまたは端板25fの外周部に取り付けられている。なお、ファン体25cは、支持板25aと羽根車25bとを一体として、射出成型により形成されることが望ましい。
 図5に示すように、クロスフローファン25の両端部は、室内機本体21の側壁33に回転自在に支持されている。クロスフローファン25の一方の端部(図5では右側端部)には、クロスフローファン25を回転させるためのモータ32が取り付けられている。
 通常時においては、クロスフローファン25の内部には、ほぼ2次元流れが形成される。これに対して、サージング発生時においては、クロスフローファン25の両端部近傍の2次元流れがくずれて、3次元流れが生じる。このクロスフローファン25の両端部近傍に生じた3次元流れは、クロスフローファン25の中央部側へ伝播し、その結果、クロスフローファン25の両端部近傍とは異なる箇所にも3次元流れが形成される。この3次元流れは、耳障りな異常音の原因となり得る。
 そのため、本実施の形態では、クロスフローファン25の両端部に位置するファン体25cと当該両端部のファン体25cに隣接するファン体25cとの連結部に位置する支持板25a1は開口部25eを有しない一方で、当該支持板25a1以外の支持板25a2は開口部25eを有するように構成している。換言すると、クロスフローファン25の両端部に位置する端板25fに羽根車25bを介して隣接する支持板25a1は開口部25eを有しない一方で、当該支持板25a1以外の支持板25a2は開口部25eを有するように構成している。
 この構成によれば、支持板25a1は開口部25eを有しないので、当該支持板25a1により、クロスフローファン25の両端部近傍に発生した3次元流れがクロスフローファン25の中央部側へ伝播することを抑制することができる。したがって、耳障りな異常音の発生を抑えることができる。
 また、前記構成によれば、特許文献1の空気調和機のように吹き出し口にブロックを設ける必要がないので、吹き出し口40の通風抵抗が増加することを避けることもできる。また、支持板25aに開口部25eを設けることにより、クロスフローファン25の製造に要する材料消費を軽減することができ、低コストでクロスフローファン25を製造することができる。
 なお、本実施の形態では、開口部25eを有しない支持板25a1を2つ設けたが、本発明はこれに限定されず、開口部25eを有しない支持板25a1を1つのみ設けるようにしてもよい。この場合でも、クロスフローファン25の一方の端部近傍に発生した3次元流れがクロスフローファン25の中央部側へ伝播することを抑制することができるので、従来よりも、吹き出し口40の通風抵抗の増加および耳障りな異常音の発生を抑えることができる。なお、この場合には、支持板25a1を、モータ32が接続される側の端板25f側に設けることが望ましい。モータ32が接続される側では、モータ32やモータ32に電気的に接続された電源部(図示せず)が存在することにより、空気流の乱れが生じやすい。しかし、支持板25a1を設けることで、3次元流れがクロスフローファン25の中央部側へ伝播することを抑制し、耳障りな異常音の発生を抑えることができる。
 また、開口部25eを有しない支持板25a1は、3つ以上設けられてもよい。例えば、図4に示す支持板25a1に隣接する支持板25a2を、開口部25eを有しない支持板25a1に置き換えてもよい。この場合、クロスフローファン25の両端部近傍に発生した3次元流れがクロスフローファン25の中央部側へ伝播することをより一層抑制することができる。但し、開口部25eを有しない支持板25a1の数が多くなると、当該支持板25a1による摩擦抵抗を無視できなくなり、空力特性が悪化するおそれがある。特に、開口部25eを有しない支持板25a1を、クロスフローファン25の中央部近傍に配置すると、空力特性に悪影響を与える可能性がある。このため、本実施の形態のように、開口部25eを有しない支持板25a1をクロスフローファン25の両端部側の2箇所のみに設けることが最も好ましい。
 なお、開口部25eは、クロスフローファン25の回転軸25Aを中心とする円形の開口部であることが好ましい。この構成によれば、クロスフローファン25の回転により支持板25a2が回転したときに、当該支持板25a2により空気流に変動が生じることを抑えることができる。これにより、空力特性に悪影響を与えず、異常音の発生をより一層抑えることができる。したがって、より静音で空力特性の高い空気調和機を提供することができる。
 なお、耳障りな異常音の原因となる空気流の乱れは、クロスフローファン25の両端部から当該クロスフローファン25の全長の5%未満の範囲に生じやすい。このため、クロスフローファン25の少なくとも一方の端部からクロスフローファン25の全長の5%以上離れた位置に、開口部25eを有しない支持板25a1が設けられることが好ましい。
 この構成によれば、支持板25a1により、クロスフローファン25の少なくとも一方の端部近傍に発生した空気流の乱れがクロスフローファン25の中央部側へ伝播することをより効果的に抑えることができる。したがって、耳障りな異常音の発生を一層抑えることができる。
 また、クロスフローファン25の一方の端部には、当該クロスフローファン25を回転させるためのモータ32が取り付けられている。このモータ32は、例えば、クロスフローファン25のボス(図示せず)に回転軸が挿入された後、ビスなどの固定部材により固定される。この場合、ボスおよび固定部材を設けるために、クロスフローファン25の一方の端部に位置するファン体25cの羽根車25bの翼を少なくとも一枚欠損させる必要がある。翼を欠損させると、クロスフローファン25の一方の端部に生じる空気流の乱れが大きくなる。このため、クロスフローファン25の少なくとも一方の端部からクロスフローファン25の全長の10%以上離れた位置に、開口部25eを有しない支持板25a1が設けられることが好ましい。
 この構成によれば、支持板25a1により、クロスフローファン25の少なくとも一方の端部近傍に発生した空気流の乱れがクロスフローファン25の中央部側へ伝播することをより効果的に抑えることができる。したがって、耳障りな異常音の発生を一層抑えることができる。
 次に、図7~図10Bを用いて、従来の一般的なクロスフローファン35の構成について説明する。図7は、従来のクロスフローファン35の構成を示す断面図である。図8A~図10Bは、従来のクロスフローファン35を構成する各部品の平面図又は断面図である。
 図7に示すように、従来のクロスフローファン35は、軸側組み立て体35aと、複数個のファン体35bと、ボス側組み立て体35cとを備えている。
 図8A及び図8Bに示すように、軸側組み立て体35aは、円形の端板35a1と、端板35a1の一方の面の中心部に立設され、クロスフローファン35の回転軸となる回転軸35a2とを備えている。
 図9A及び図9Bに示すように、ファン体35bは、円形の支持板35b1と、支持板35b1の一方の面の外周部に立設された複数枚の翼(ブレード)35b2とを備えている。
 図10A及び図10Bに示すように、ボス側組み立て体35cは、円形の端板35c1と、端板35c1の一方の面の外周部に立設された複数枚の翼(ブレード)35c2と、端板35c1の他方の面の中心部に立設され、モータ32の軸が取り付けられるボス35c3とを備えている。
 また、軸側組み立て体35a及びボス側組み立て体35cには、翼35b2又は35c2を差し込むための溝(図示せず)が設けられている。クロスフローファン35の組み立ては、軸側組み立て体35a2の溝に翼35b2の端部を差し込むとともに、ファン体35bの溝にブレード35b2又は35c2の端部を差し込んだ後、当該差し込み箇所を超音波などにより溶着することにより行われる。
 次に、図11~図12Bを用いて、本実施の形態に係るクロスフローファン45の構成の一例について説明する。図11は、本実施の形態に係るクロスフローファン45の構成の一例を示す断面図である。図12Aは、本実施の形態に係るクロスフローファン45の一部を構成するファン体45bの平面図であり、図12Bは、ファン体45bの断面図である。
 本実施の形態に係るクロスフローファン45が従来のクロスフローファン35と異なる点は、図11に示すように、中央部側に配置された複数個のファン体35bを、ファン体45bに置き換えた点である。ファン体45bがファン体35bと異なる点は、図12A及び図12Bに示すように、円形の支持板35b1の中央部に開口部45b1を設けている点である。すなわち、本実施の形態に係るクロスフローファン45においては、中央部近傍には開口部45b1を有するファン体45bを用い、両端部には開口部45b1を有しないファン体35bを用いるようにしている。
 この構成によれば、支持板35b1は開口部45b1を有しないので、当該支持板35b1により、クロスフローファン45の両端部近傍に発生した3次元流れがクロスフローファン45の中央部側へ伝播することを抑制することができる。したがって、耳障りな異常音の発生を抑えることができる。また、クロスフローファン45の中央部近傍の支持板45b1が開口部45b1を有することにより、クロスフローファン45の中央部の風量を増加させて、送風性能を向上させることができる。
 なお、ファン体35bとファン体45bとは、色を異ならせることが好ましい。例えば、ファン体35bを青色とし、ファン体45bを黒色にすることが好ましい。この構成によれば、ファン体35bとファン体45bとを明確に区別することができるので、それらを組み立てる際に当該組み立ての順番を誤ることを防止することができる。その結果、生産性を向上させることができる。
 なお、図11では、ボス側組み立て体35cとファン体35bとファン体45bとの回転軸方向の長さがそれぞれ同じであるとして示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図13に示すように、開口部45b1を有しないファン体35bの長さL2と、開口部45b1を有するファン体45bの長さL3とを異なる長さとしてもよい。この構成によれば、ファン体35bとファン体45bとを明確に区別することができるので、それらを組み立てる際に当該組み立ての順番を誤ることを防止することができる。その結果、生産性を向上させることができる。
 さらに、ボス側組み立て体35cの長さL1と、ファン体35bの長さL2と、ファン体45bの長さL3とが、L2>L3>L1の関係を満たすように、それぞれ設定されていてもよい。この場合には、ボス側組み立て体35cとファン体35bとファン体45bとを明確に区別することができるので、それらを組み立てる際に当該組み立ての順番を誤ることを防止することができる。また、L1>L2>L3やL3>L2>L1のように順次、翼の長さを変化させる場合に比べて、翼の長さがランダムな配置となるので、送風騒音の発生のランダム性を助長して低騒音化を図ることができる。特に、NZ音(回転音)を減少させることができる。
 なお、クロスフローファン45においては、ボス側組み立て体35cが複数枚の翼35c2を有するものとして説明したが、ボス側組み立て体35cには、円形の端板35c1と、モータ32の軸が取り付けられるボス35c3とを設け、軸側組み立て体35aが、円形の端板35a1と、回転軸35a2と、複数枚の翼を有するものとしてもよい。
 以上のように、本発明にかかる空気調和機は、吹き出し口の通風抵抗を増加させることなく、耳障りな異常音の発生を抑えることができるので、壁掛け式のみならず各種の空気調和機の用途に適用できる。
 本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
 平成24年12月21日に出願された日本国特許出願No.2012-278991号の明細書、図面、および特許請求の範囲の開示内容は、全体として参照されて本明細書の中に取り入れられるものである。
 21 室内機本体
 22 台枠
 23 前面カバー
 24 吸い込みグリル
 25 クロスフローファン
 25A 回転軸
 25a、25a1、25a2 支持板
 25b 羽根車
 25c ファン体
 25e 開口
 25f 端板
 26 熱交換器
 27 スタビライザ
 28 リアガイダ
 29 ケーシング
 30 凸状部
 31 舌部
 32 モータ
 33 側壁
 40 吹き出し口

Claims (5)

  1.  室内機の内部にクロスフローファンを備える空気調和機であって、
     前記クロスフローファンは、両端部に設けられた端板と、環状に配置された複数枚の翼を有する羽根車と、前記複数の羽根車の間に設けられた複数の支持板とを、直列に連結した構成を有し、
     前記クロスフローファンの少なくとも一方の端板に隣接する支持板は開口部を有しない一方で、前記クロスフローファンの中央部近傍に位置する支持板は開口部を有する、空気調和機。
  2.  前記端板に隣接する支持板以外の支持板は、前記開口部を有する、請求項1に記載の空気調和機。
  3.  前記開口部は、前記クロスフローファンの回転軸を中心とする円形の開口部である、請求項1又は2に記載の空気調和機。
  4.  前記クロスフローファンの少なくとも一方の端部から前記クロスフローファンの全長の5%以上離れた位置に、前記開口部を有しない支持板が設けられている、請求項1~3のいずれか1項に記載の空気調和機。
  5.  前記クロスフローファンの少なくとも一方の端部から前記クロスフローファンの全長の10%以上離れた位置に、前記開口部を有しない支持板が設けられている、請求項1~4のいずれか1項に記載の空気調和機。
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