WO2021025153A1

WO2021025153A1 - 冷凍装置の熱源ユニット

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Publication number: WO2021025153A1
Application number: PCT/JP2020/030412
Authority: WO
Inventors: 作舟陳; 丸山　要; 東田　匡史; 重徳近藤; 竜佑太田黒; 弘宣寺岡; 透岩田; 岡本　哲也; 和志久山; 柯壁陳
Original assignee: ダイキン工業株式会社
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2021-02-11
Also published as: EP4001784A1; EP4001784A4; JP2021025727A; JP7051764B2; EP4001784B1

Abstract

本開示の目的は、プロペラファンの回転によって生じる騒音を抑制することにある。　冷凍装置（1）の熱源ユニット（3）は、ケーシング（50）と、熱交換器（60）と、プロペラファン（70）とを備える。ケーシング（50）の背面及び一方の側面に吸込口（53）が形成され、その前面に吹出口（52）が形成される。空気通路（A）を形成する仕切板（51）は、ケーシング（50）の一方の側面と向かい合う。熱交換器（60）は、吸込口（53）に沿って設けられる。プロペラファン（70）の外周円（V）と熱交換器（60）の第２部分（62）との最短距離である第１距離Ｓ１と、プロペラファン（70）の外周円（V）と仕切板（51）との最短距離である第２距離Ｓ２とが、６≦Ｓ１／Ｓ２の関係を満たす。

Description

冷凍装置の熱源ユニット

　本開示は、冷凍装置の熱源ユニットに関するものである。

　従来より、空気調和装置などの冷凍装置において、室外に設置される熱源ユニットが知られている。特許文献１には、ケーシングと室外熱交換器とファン（プロペラファン）等を備える熱源ユニットが開示されている。室外熱交換器は、略Ｌ字状の形状を有しており、ケーシングの左側面に沿って延びている第１部分と、背面に沿って延びている第２部分とを有している。

特開２００９－２０４２９０号公報

　ところで、上記特許文献１のものでは、ファンと室外熱交換器の第１部分とが近接しているため、室外熱交換器を通過してファンに流入する風速は、室外熱交換器の第２部分から流入したものに比べて、室外熱交換器の第１部分から流入したものの方が大きい。そして、このような形状の熱交換器を通過した空気がファンへ吸い込まれる場合、ファンへ吸い込まれる空気の流速が場所によって大きく異なり、ファンの回転に伴って騒音が発生してしまう。

　本開示の目的は、プロペラファンの回転によって生じる騒音を抑制することにある。

　本開示の第１の態様は、背面及び一方の側面に吸込口（53）が形成され、前面に吹出口（52）が形成された箱状のケーシング（50）と、上記ケーシング（50）内に上記ケーシング（50）の一方の側面と向かい合うように設けられ、上記吸込口（53）と上記吹出口（52）とを連通させる空気通路（A）を形成する仕切板（51）と、上記空気通路（A）に設けられ、上記ケーシング（50）の背面に沿う第１部分（61）と、上記ケーシング（50）の一方の側面に沿う第２部分（62）とを有する熱交換器（60）と、上記空気通路（A）に設けられ、上記ケーシング（50）の吹出口（52）に向かって空気を吹き出すプロペラファン（70）とを備える冷凍装置（1）の熱源ユニット（3）であって、上記プロペラファン（70）の外周円（V）と上記熱交換器（60）の第２部分（62）との最短距離である第１距離Ｓ１と、上記プロペラファン（70）の外周円（V）と上記仕切板（51）との最短距離である第２距離Ｓ２とが、６≦Ｓ１／Ｓ２の関係を満たすことを特徴とする。

　第１の態様では、プロペラファン（70）の外周円（V）は、熱交換器（60）の第２部分（62）とある程度離れている。したがって、この態様によれば、プロペラファン（70）の回転によって生じる騒音を抑制できる。

　本開示の第２の態様は、第１の態様において、上記第２距離Ｓ２が４０ｍｍ以下であることを特徴とする。

　第２の態様では、第２距離Ｓ２が十分に小さいので、第１距離Ｓ１を大きく設定することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の外観図である。図２は、室外機の内部を上から見た図である。図３は、図２のIII－III線矢視断面図である。図４は、室外機における送風音の周波数と音響パワーとの関係を示すグラブである。図５は、１２５ＨｚにおけるＳ１／Ｓ２と音響パワーとの関係を示すグラフである。図６は、第２距離Ｓ２と音響パワーとの関係を示すグラフである。

　実施形態について説明する。

　　－空気調和装置－
　空気調和装置（1）は、冷凍サイクルを行う冷凍装置である。空気調和装置（1）は、室内の温度を下降させる冷房運転や室内の温度を上昇させる暖房運転等を行う。図１に示すように、空気調和装置（1）は、室内機（2）と室外機（3）と冷媒配管（4）とを備える。室内機（2）は、室内の壁面に取り付けられている。室内機（2）の内部には、室内熱交換器や送風ファン等（図示省略）を備える。室外機（3）は、室外に設置されている。室外機（3）の内部には、後述する室外熱交換器（60）等を備える。冷媒配管（4）は、室内機（2）と室外機（3）を連結している。

　　－室外機－
　室外機（3）は、熱源ユニットである。室外機（3）は、ケーシング（50）と、室外熱交換器（60）（以下、熱交換器という）と、プロペラファン（70）と、ファンモータ（80）と、ベルマウス（90）とを備えている。なお、以下の説明に示す「右」「左」「前」「後」「上」「下」は、図２及び図３に示す方向を意味する。

　　　〈ケーシング〉
　ケーシング（50）は、略直方体の箱状に形成されている。ケーシング（50）の内部には、略上下方向に延びる仕切板（51）が設けられている。この仕切板（51）によって、ケーシング（50）の内部は、機械室（R1）と送風室（R2）とに仕切られている。仕切板（51）は、ケーシング（50）の左側面と向かい合うように設けられている。仕切板（51）は、ケーシング（50）の左側面と略平行に設けられている。仕切板（51）は、前後方向の途中からケーシング（50）の右側面に近づくように傾斜している。

　機械室（R1）は、仕切板（51）の右側に形成されている。機械室（R1）には、圧縮機（55）と、制御ユニット（図示省略）が配置されている。圧縮機（55）は、冷媒配管（4）内を流れる冷媒を圧縮するためのものである。制御ユニットには、圧縮機（55）やファンモータ（80）の駆動制御を行うための制御基板や電装品が収容されている。送風室（R2）は、仕切板（51）の左側に形成されている。送風室（R2）には、後述する熱交換器（60）、プロペラファン（70）、ファンモータ（80）、及びベルマウス（90）が配置されている。

　ケーシング（50）には、吹出口（52）と吸込口（53）とが形成されている。吹出口（52）は、ケーシング（50）の正面（前面）に形成されている。吹出口（52）は、略円形状に形成されている。吸込口（53）は、ケーシング（50）の背面（後面）及び左側面に形成されている。送風室（R2）は、吸込口（53）と吹出口（52）を連通させる空気通路（A）を形成している。言い換えると、仕切板（51）によって、ケーシング（50）内に吸込口（53）と吹出口（52）とを連通させる空気通路（A）が形成されている。

　　　〈熱交換器〉
　熱交換器（60）は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器である。熱交換器（60）は、吸込口（53）を通ってケーシング（50）内に吸い込まれた空気を、冷媒と熱交換させるためのものである。熱交換器（60）は、送風室（R2）に設けられている。言い換えると、熱交換器（60）は、空気通路（A）に設けられている。

　図２に示すように、熱交換器（60）は、平面視で（上から見て）略Ｌ字状に形成されている。熱交換器（60）は、ケーシング（50）の背面から左側面に沿うようにして配置されている。具体的には、熱交換器（60）は、ケーシング（50）の背面に沿って延びる第１部分（61）と、ケーシング（50）の左側面に沿って延びる第２部分（62）とを有する。

　第１部分（61）は、プロペラファン（70）の回転中心軸（Y）に略直交する方向に対して略平行に延びている。第２部分（62）は、プロペラファン（70）の回転中心軸（Y）に対して略平行に延びている。

　　　〈プロペラファン〉
　プロペラファン（70）は、送風室（R2）内の空気を室外機（3）の外部に送るためのものである。プロペラファン（70）は、送風室（R2）に設けられている。言い換えると、プロペラファン（70）は、空気通路（A）に設けられている。プロペラファン（70）は、吹出口（52）寄り（前面寄り）に配置されている。プロペラファン（70）は、正面から見て、熱交換器（60）の第２部分（62）と仕切板（51）の間に配置されている。プロペラファン（70）の回転中心軸（Y）は、ケーシング（50）の前面及び背面と概ね直交している。

　プロペラファン（70）は、複数枚の翼（71）を有する。プロペラファン（70）は、ケーシング（50）の吹出口（52）に向かって空気を吹き出す。プロペラファン（70）は、ケーシング（50）の吹出口（52）に対応する位置に設けられている。

　プロペラファン（70）は、ファンモータ（80）により回転駆動されることで、熱交換器（60）で熱交換された後の空気がケーシング（50）の正面側に流れるように、空気の流れを生成する。

　ここで、プロペラファン（70）の外周円（V）と熱交換器（60）の第２部分（62）の内側面との最短距離を第１距離Ｓ１とし、プロペラファン（70）の外周円（V）と仕切板（51）の内側面との最短距離を第２距離Ｓ２とする。本実施形態の室外機（3）では、Ｓ１／Ｓ２＝６となっている。したがって、本実施形態の室外機（3）では、６≦Ｓ１／Ｓ２の関係が満たされる。ここで、図３に示すように、プロペラファン（70）の外周円（V）は、プロペラファン（70）の翼（71）のうちプロペラファン（70）の回転中心軸（Y）から最も遠い部分を通る仮想の円である。また、プロペラファン（70）の外周円（V）の中心は、プロペラファン（70）の回転中心軸（Y）上に位置する。

　プロペラファン（70）の外周円（V）と仕切板（51）の内側面との最短距離である第２距離Ｓ２は、４０ｍｍである。これは、第２距離Ｓ２が４０ｍｍ以下となっている。

　　　〈ファンモータ〉
　ファンモータ（80）は、送風室（R2）に設けられている。言い換えると、空気通路（A）に設けられている。ファンモータ（80）は、プロペラファン（70）の回転駆動源である。ファンモータ（80）は、ケーシング（50）の背面に取り付けられたファンモータ台（図示省略）に固定されている。

　ファンモータ（80）の出力軸は、プロペラファン（70）に接続されている。ファンモータ（80）の出力軸の中心軸は、プロペラファン（70）の回転中心軸（Y）と実質的に一致する。制御ユニットの制御基板から出力される駆動制御用信号によりファンモータ（80）が回転すると、その回転はファンモータ（80）の出力軸を介してプロペラファン（70）に伝達され、プロペラファンは回転する。

　　　〈ベルマウス〉
　ベルマウス（90）は、送風室（R2）に設けられている。ベルマウス（90）は、環状に形成されている。ベルマウス（90）は、プロペラファン（70）を全周に亘って囲むように設けられている。ベルマウス（90）は、プロペラファン（70）及びケーシング（50）の吹出口（52）に対応した位置に設けられている。ベルマウス（90）は、ケーシング（50）に固定されている。

　ベルマウス（90）には、プロペラファン（70）によって生成される空気の流れをケーシング（50）の外部に案内するための開口（図示省略）が形成されている。ケーシング（50）の正面には、上記開口を覆うようにメッシュ状の吹き出しグリル（図示省略）が取り付けられている。

　　－室外機の動作－
　次に、室外機（3）の動作について説明する。

　室外機（3）の運転中は、ファンモータ（80）によってプロペラファン（70）が駆動され、吸込口（53）を通って、ケーシング（50）の内部に空気が吸い込まれる。ケーシング（50）内に吸い込まれた空気は、吸込口（53）に対向して設けられた熱交換器（60）を通過し、冷媒と熱交換する。熱交換器（60）を通過した空気は、ケーシング（50）の前方に向かって流れ、プロペラファン（70）の翼（71）によって前方に送り出される。送り出された空気は、吹出口（52）を通ってケーシング（50）の外部に排出される。

　　－実験例１－
　図４は、室外機（3）における送風音の周波数と音響パワーとの関係を示すグラブである。具体的には、プロペラファン（70）の回転速度が６５０ｒｐｍの場合において、室外機（3）から生じる送風音における各周波数での音響パワーを示したグラフである。なお、本実験における第２距離Ｓ２は、１０ｍｍとした。

　図中のダイヤ印を結んだ実線は、Ｓ１／Ｓ２＝２とした場合の結果である。図中の三角印を結んだ一点鎖線は、Ｓ１／Ｓ２＝６とした場合の結果である。図中の四角印を結んだ二点鎖線は、Ｓ１／Ｓ２＝１１とした場合の結果である。

　同図において、Ｓ１／Ｓ２＝６とした場合における１２５Ｈｚの音（図中の破線）の音響パワーは、Ｓ１／Ｓ２＝２とした場合に比べて、小さくなっていることが確認された。さらに、Ｓ１／Ｓ２＝１１とした場合における１２５Ｈｚの音の音響パワーは、Ｓ１／Ｓ２＝６とした場合よりも小さくなっていることが確認された。これにより、Ｓ１／Ｓ２を変化させることにより、室外機（3）から生じる１２５Ｈｚの音を抑制できることが確認された。

　図５は、１２５ＨｚにおけるＳ１／Ｓ２と音響パワーとの関係を示すグラフである。具体的には、プロペラファン（70）の回転速度が６５０ｒｐｍの場合における室外機（3）から生じる１２５Ｈｚの音において、Ｓ１／Ｓ２が２、６、１１の場合の音響パワーをプロットしたグラフである。

　同図において、Ｓ１／Ｓ２を２から６に変更したとき、音響パワーは６．３ｄＢ（Ａ）減少した。これに対し、Ｓ１／Ｓ２を６から１１に変更したとき、音響パワーは１．２ｄＢ（Ａ）減少した。同図から、６≦Ｓ１／Ｓ２の関係を満たすことで、１２５Ｈｚにおける騒音を抑制できることが確認された。

　　－実験例２－
　図６は、第２距離Ｓ２と音響パワーとの関係を示すグラフである。具体的には、プロペラファン（70）の回転速度が６５０ｒｐｍの場合において、第２距離Ｓ２が１０ｍｍ、３５ｍｍ、６０ｍｍの場合の室外機における送風音の音響パワーをプロットしたグラフである。

　同図において、第２距離Ｓ２を６０ｍｍから３５ｍｍに変更した場合、１．３ｄＢ（Ａ）減少した。これに対し、第２距離Ｓ２を３５ｍｍから１０ｍｍに変更した場合、０．１ｄＢ（Ａ）減少した。同図から、第２距離Ｓ２が４０ｍｍ以下であれば、ファンの回転に伴う騒音を抑制できることが確認された。

　　－実施形態の効果－
　本実施形態では、空気調和装置（1）の室外機（3）は、背面及び左側面に吸込口（53）が形成され、前面に吹出口（52）が形成された箱状のケーシング（50）と、ケーシング（50）内にケーシング（50）の左側面と向かい合うように設けられ、吸込口（53）と吹出口（52）とを連通させる空気通路（A）を形成する仕切板（51）と、空気通路（A）に設けられ、ケーシング（50）の背面に沿う第１部分（61）と、ケーシング（50）の左側面に沿う第２部分（62）とを有する熱交換器（60）と、空気通路（A）に設けられ、ケーシング（50）の吹出口（52）に向かって空気を吹き出すプロペラファン（70）とを備えている。そして、プロペラファン（70）の外周円（V）と熱交換器（60）の第２部分（62）との最短距離である第１距離Ｓ１と、プロペラファン（70）の外周円（V）と仕切板（51）との最短距離である第２距離Ｓ２とが、６≦Ｓ１／Ｓ２の関係を満たしている。

　したがって、プロペラファン（70）の外周円（V）は、熱交換器（60）の第２部分（62）とある程度離れているので、熱交換器（60）の第１部分（61）に近い所と熱交換器（60）の第２部分（62）に近い所の風速の差が、従来よりも小さくなる。このため、プロペラファン（70）の回転によって生じる騒音を抑制できる。

　また、本実施形態の室外機（3）では、第２距離Ｓ２が４０ｍｍ以下である。

　したがって、第２距離Ｓ２が十分に小さいので、第１距離Ｓ１を大きく設定することができる。これにより、熱交換器（60）の第１部分（61）に近い所と熱交換器（60）の第２部分（62）に近い所の風速の差が、従来よりも小さくなる。このため、プロペラファン（70）の回転によって生じる騒音を抑制できる。

　《その他の実施形態》
　上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

　上記実施形態のケーシング（50）において、仕切板（51）の右側に送風室（R2）が形成されていてもよい。言い換えると、吸込口（53）はケーシング（50）の右側面に形成され、熱交換器（60）の第２部分（62）はケーシングの右側面に形成されていてもよい。

　以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。

　以上説明したように、本開示は、冷凍装置の熱源ユニットについて有用である。

　 1　　空気調和装置（冷凍装置）
　 3　　室外機（熱源ユニット）
　50　　ケーシング
　51　　仕切板
　52　　吹出口
　53　　吸込口
　60　　熱交換器
　61　　第１部分
　62　　第２部分
　70　　プロペラファン
　Ａ　　空気通路
　Ｖ　　外周円

Claims

　背面及び一方の側面に吸込口（53）が形成され、前面に吹出口（52）が形成された箱状のケーシング（50）と、
　上記ケーシング（50）内に上記ケーシング（50）の一方の側面と向かい合うように設けられ、上記吸込口（53）と上記吹出口（52）とを連通させる空気通路（A）を形成する仕切板（51）と、
　上記空気通路（A）に設けられ、上記ケーシング（50）の背面に沿う第１部分（61）と、上記ケーシング（50）の一方の側面に沿う第２部分（62）とを有する熱交換器（60）と、
　上記空気通路（A）に設けられ、上記ケーシング（50）の吹出口（52）に向かって空気を吹き出すプロペラファン（70）とを備える冷凍装置の熱源ユニットであって、
　上記プロペラファン（70）の外周円（V）と上記熱交換器（60）の第２部分（62）との最短距離である第１距離Ｓ１と、上記プロペラファン（70）の外周円（V）と上記仕切板（51）との最短距離である第２距離Ｓ２とが、６≦Ｓ１／Ｓ２の関係を満たすことを特徴とする冷凍装置の熱源ユニット。
　請求項１において、
　上記第２距離Ｓ２が４０ｍｍ以下であることを特徴とする冷凍装置の熱源ユニット。