WO2022186176A1 - 送風機および室内機 - Google Patents

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WO2022186176A1
WO2022186176A1 PCT/JP2022/008501 JP2022008501W WO2022186176A1 WO 2022186176 A1 WO2022186176 A1 WO 2022186176A1 JP 2022008501 W JP2022008501 W JP 2022008501W WO 2022186176 A1 WO2022186176 A1 WO 2022186176A1
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WO
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outer peripheral
peripheral edge
blower
partition plate
axial direction
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PCT/JP2022/008501
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English (en)
French (fr)
Inventor
大貴 澤田
Original Assignee
株式会社富士通ゼネラル
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/20Three-dimensional
    • F05D2250/29Three-dimensional machined; miscellaneous
    • F05D2250/292Three-dimensional machined; miscellaneous tapered

Definitions

  • the technology of the present disclosure relates to blowers and indoor units.
  • a cross-flow fan includes a plurality of impellers arranged in an axial direction and a plurality of partition plates separating the plurality of impellers.
  • the cross section of the peripheral edge of the partition plate is formed in a triangular shape, so that turbulence and separation of the air colliding with the partition plate can be reduced, and the air volume can be increased and noise can be reduced (Patent Document 1).
  • the air blown from the impeller is blown out in the direction perpendicular to the axial direction, but due to the influence of the boundary layer formed near the partition plate, the width between the adjacent partition plates minus the thickness of the boundary layer is reduced. A stream of air was blowing out. As the width of the airflow narrows, the air volume of the blower decreases.
  • the disclosed technology has been made in view of this point, and aims to provide a fan and an indoor unit that diffuse the blown air in the axial direction.
  • a blower includes a multi-blade fan and a mechanism for rotating the multi-blade fan about a rotation axis.
  • the multi-blade fan has a plurality of impellers arranged in an axial direction parallel to the rotation axis, and partition plates arranged along a plane perpendicular to the rotation axis.
  • the partition plate has a main body portion that separates two of the plurality of impellers, and an outer peripheral portion that surrounds the outer peripheral side of the main body portion on a plane perpendicular to the rotation axis.
  • the outer peripheral portion is formed so as to become thinner as it approaches the outer peripheral edge of the partition plate.
  • the outer peripheral edge of the partition plate is formed from a plurality of peripheral edge portions that are continuous in the circumferential direction.
  • a first position in the axial direction of a first outer peripheral edge portion of the plurality of outer peripheral edge portions is a second outer peripheral edge portion of the plurality of outer peripheral edge portions that is different from the first outer peripheral edge portion in the axial direction. different from the second position in .
  • the disclosed blower and indoor unit can suppress the decrease in air volume.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an indoor unit provided with an air blower according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the blower of the embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view showing the partition plate.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the outer peripheral portion.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing another outer peripheral portion different from the outer peripheral portion.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the air volume and the input amount of the blower of the example, and the relationship between the air volume and the input amount of the blower of the comparative example.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an indoor unit 10 provided with a fan 1 of the embodiment.
  • the air conditioner includes an indoor unit 10 and an outdoor unit (not shown).
  • the outdoor unit is installed outdoors.
  • the indoor unit 10 is installed on the wall surface of an air-conditioned room separated from the outdoors.
  • Indoor unit 10 includes fan 1 , housing 2 , and heat exchanger 3 .
  • An air passage 5 is formed inside the housing 2 .
  • a suction port 6 is formed in the upper portion of the housing 2 to allow the air passage 5 and the outside of the housing 2 to communicate with each other.
  • the heat exchanger 3 is arranged in the air passage 5 .
  • the blower 1 is arranged below the heat exchanger 3 in the air passage 5 .
  • An airflow passing through the heat exchanger 3 is generated by rotationally driving the blower 1 by a mechanism to be described later.
  • the left side is called the front side of the housing 2 and the right side is called the rear side of the housing 2 from the viewpoint of FIG.
  • the blower 1 includes a fan casing 7 and a cross-flow fan 8.
  • the fan casing 7 is arranged inside the housing 2 or formed integrally with the housing 2 and fixed to the housing 2 .
  • the fan casing 7 is formed with an air passage 11 and an air outlet 12 .
  • the air passage 11 is formed inside the fan casing 7 .
  • One end of air passage 11 is connected to a region of air passage 5 between blower 1 and heat exchanger 3 .
  • the blowout port 12 is arranged at the lower end of the fan casing 7 .
  • the other end of the air passage 11 is connected to a blowout port 12 and connected to the outside of the housing 2 of the indoor unit 10 via the blowout port 12 .
  • the cross-flow fan 8 is arranged in the air passage 11 .
  • the fan casing 7 has a front tongue portion 14 and a rear tongue portion 15 .
  • the front tongue portion 14 is arranged on the front side of the housing 2 .
  • the back side tongue portion 15 is arranged on the back side of the housing 2 .
  • FIG. 2 is a perspective view showing the blower 1 of the embodiment.
  • the cross-flow fan 8 is generally rod-shaped, arranged in the air passage 11 along the width direction of the housing 2 (the depth direction from the viewpoint of FIG. 1), and supported by the fan casing 7 so as to be rotatable about a rotation shaft 16. It is
  • the cross-flow fan 8 includes a plurality of impellers 31 , a plurality of partition plates 32 , a first end plate 33 and a second end plate 34 .
  • a plurality of impellers 31 are arranged in an axial direction 35 parallel to the rotating shaft 16 and fixed to each other via a plurality of partition plates 32 .
  • One impeller 36 of the plurality of impellers 31 has a plurality of blades 41 .
  • Each of the plurality of blades 41 has a flat shape in cross section perpendicular to the axial direction 35 as shown in FIG. .
  • the plurality of blades 41 are arranged in a circumferential direction about the rotating shaft 16 and along an axial direction 35 parallel to the rotating shaft 16 .
  • Other impellers of the plurality of impellers 31 that are different from the impeller 36 are provided with a plurality of blades 41 like the impeller 36 .
  • Each of the plurality of partition plates 32 is formed in a generally disk shape.
  • the plurality of partition plates 32 are arranged so as to be perpendicular to the axial direction 35 .
  • Each of the plurality of partition plates 32 is arranged between two impellers of the plurality of impellers 31 and fixed to the plurality of blades 41 of the two impellers.
  • the first end plate 33 is generally formed in a disc shape.
  • the first end plate 33 is arranged at one end of the cross-flow fan 8 along a plane perpendicular to the axial direction 35, and the plurality of blades of the first impeller 37 arranged at one end of the plurality of impellers 31.
  • the second end plate 34 is generally formed in a disc shape.
  • the second end plate 34 is arranged at the other end of the cross-flow fan 8 along a plane perpendicular to the axial direction 35 , and the plurality of second impellers 38 arranged at the other end of the plurality of impellers 31 . is fixed to the wing 41 of the
  • the front tongue portion 14 is formed in a strip shape and is arranged on the front side of the air passage 11 along a straight line parallel to the axial direction 35 and along the outer peripheral surface of the cross-flow fan 8.
  • the rear-side tongue portion 15 is formed in a strip shape and arranged on the rear side of the air passage 11 along the axial direction 35 and along the outer peripheral surface of the cross-flow fan 8 .
  • the blower 1 further includes a motor section (not shown).
  • the motor section is a mechanism that rotates the cross-flow fan 8 in a predetermined rotation direction 40 around the rotation shaft 16, as shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing the partition plate 42.
  • the partition plate 42 is arranged so that the outer peripheral edge 43 of the partition plate 42 follows a circle centered on the rotating shaft 16 .
  • the partition plate 42 has a body portion 44 and an outer peripheral portion 45 .
  • a bore 46 is formed in the body portion 44 .
  • the hole 46 is formed in the center of the partition plate 42 so that the edge of the hole 46 follows a circle centered on the rotating shaft 16 .
  • the outer peripheral portion 45 is formed so as to surround the outer peripheral side of the body portion 44 perpendicular to the rotation axis.
  • An outer peripheral edge 43 is formed on the outer peripheral portion 45 .
  • the outer peripheral portion 45 is formed of a plurality of outer peripheral portions 48-1 to 48-4 that are continuous in the circumferential direction across boundaries indicated by dashed lines in FIG. At this time, the outer peripheral edge 43 is continuous in the circumferential direction with a boundary indicated by a dashed line in FIG. 4.
  • an outer peripheral edge portion 49-1 (first outer peripheral edge portion) corresponding to the outer peripheral portion 48-1 is formed in the outer peripheral portion 48-1.
  • an outer peripheral edge portion 49-2 (second outer peripheral edge portion) corresponding to the outer peripheral portion 48-2 is formed in the outer peripheral portion 48-2.
  • an outer peripheral edge portion 49-3 (third outer peripheral edge portion) corresponding to the outer peripheral portion 48-3 is formed in the outer peripheral portion 48-3.
  • an outer peripheral edge portion 49-4 (fourth outer peripheral edge portion) corresponding to the outer peripheral portion 48-4 is formed in the outer peripheral portion 48-4.
  • the lengths of the plurality of outer peripheral edge portions 49-1 to 49-4 are different from each other, and the angles of the plurality of central angles ⁇ 1 to ⁇ 4 corresponding to the plurality of outer peripheral edge portions 49-1 to 49-4 are different from each other. different. That is, the center angle ⁇ 1 (first center angle) corresponding to the outer peripheral edge portion 49-1 extends from the center point 50 where the rotating shaft 16 intersects the plane along which the partition plate 42 extends to both ends of the outer peripheral edge portion 49-1. is the angle between two straight lines.
  • the central angle ⁇ 2 (second central angle) corresponding to the outer peripheral edge portion 49-2 is the angle between two straight lines extending from the center point 50 to both ends of the outer peripheral edge portion 49-2.
  • the central angle ⁇ 2 is different from the central angle ⁇ 1.
  • a central angle ⁇ 3 (third central angle) corresponding to the outer peripheral edge portion 49-3 is the angle between two straight lines extending from the center point 50 to both ends of the outer peripheral edge portion 49-3.
  • the central angle ⁇ 3 is different from the central angle ⁇ 1 and is different from the central angle ⁇ 2.
  • a central angle ⁇ 4 (fourth central angle) corresponding to the outer peripheral edge portion 49-4 is the angle between two straight lines extending from the center point 50 to both ends of the outer peripheral edge portion 49-4.
  • the central angle ⁇ 4 is different from the central angle ⁇ 1, is different from the central angle ⁇ 2, and is different from the central angle ⁇ 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the outer peripheral portion 48-1.
  • the outer peripheral portion 48-1 is formed so that the outer peripheral edge portion 49-1 is sharpened, that is, formed so that it becomes thinner as it approaches the outer peripheral edge portion 49-1.
  • the thickness of a portion of the outer peripheral portion 48-1 is generally proportional to the distance between that portion and the outer peripheral edge portion 49-1.
  • the thickness of the end of the outer peripheral portion 48-1 connected to the main body portion 44 is equal to the thickness of the main body portion 44. As shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing another outer peripheral portion 48-2 different from the outer peripheral portion 48-1.
  • the outer peripheral portion 48-2 is formed so that the outer peripheral edge portion 49-2 is sharpened, that is, the outer peripheral edge portion 49-2 is formed to become thinner as it approaches the outer peripheral edge portion 49-2. .
  • the thickness of a portion of the outer peripheral portion 48-2 is generally proportional to the distance between that portion and the outer peripheral edge portion 49-2.
  • the thickness of the end of the outer peripheral portion 48-2 connected to the main body portion 44 is equal to the thickness of the main body portion 44.
  • the position (second position) in the axial direction 35 of the outer peripheral edge portion 49-2 is different from the position (first position) in the axial direction 35 of the outer peripheral edge portion 49-1.
  • the outer peripheral portion 48-3 is formed such that the outer peripheral edge portion 49-3 is sharpened in substantially the same manner as the outer peripheral portion 48-1.
  • the position (third position) of the outer peripheral edge portion 49-3 in the axial direction 35 differs from the position (first position) of the outer peripheral edge portion 49-1 in the axial direction 35, and is different from the position (first position) of the outer peripheral edge portion 49-2 in the axial direction 35. It is different from the position (second position).
  • the outer peripheral portion 48-4 is formed such that the outer peripheral edge portion 49-4 is sharpened in substantially the same manner as the outer peripheral portion 48-1.
  • the position (fourth position) of the outer peripheral edge portion 49-4 in the axial direction 35 differs from the position (first position) of the outer peripheral edge portion 49-1 in the axial direction 35, and is different from the position (first position) in the axial direction 35 of the outer peripheral edge portion 49-2. It differs from the position (second position) and differs from the position (third position) of the outer peripheral edge portion 49-3 in the axial direction 35. As shown in FIG.
  • other partition plates different from the partition plate 42 have the outer peripheral portion of the partition plate 42 replaced with another outer peripheral edge portion, and the other portions are formed in the same manner as the partition plate 42.
  • the shape of the replaced outer peripheral portion of the partition plate 42 is such that the plurality of central angles corresponding to the plurality of central angles ⁇ 1 to ⁇ 4 of the outer peripheral portion are different from the plurality of central angles ⁇ 1 to ⁇ 4 of the partition plate 42. It is different from the shape of the outer peripheral part.
  • the plurality of partition plates 32 have different shapes such that portions corresponding to the plurality of central angles ⁇ 1 to ⁇ 4 are different.
  • the air conditioner circulates the refrigerant between the indoor unit 10 and the outdoor unit.
  • the outdoor unit exchanges heat between the refrigerant and the outside air.
  • the blower 1 rotates the cross-flow fan 8 in the rotation direction R around the rotating shaft 16 .
  • the blower 1 supplies the air in the air-conditioned room to the air passage 5 from the suction port 6 of the indoor unit 10 by rotating the cross-flow fan 8 .
  • the heat exchanger 3 exchanges heat between the air supplied to the air passage 5 from the suction port 6 and the refrigerant, and adjusts the temperature of the air supplied to the air passage 5 .
  • the blower 1 further blows out the air whose temperature has been adjusted by the heat exchanger 3 from the outlet 12 into the air-conditioned room by rotating the cross-flow fan 8 .
  • the air conditioner can cool or heat the air-conditioned room by such operations.
  • a boundary layer is formed near the surfaces of the plurality of partition plates 32 in which the wind speed is lower than that of the main stream, but the positions of the outer peripheral edges 43 of the plurality of partition plates 32 in the axial direction 35 are different.
  • the indoor unit 10 can reduce the pressure loss of the air passing through the blower 1 by widening the width in the axial direction 35 of the main stream flowing between the adjacent partition plates among the plurality of partition plates 32 .
  • the blower 1 can reduce the sound pressure energy of the pitch sound because the lengths of the plurality of outer peripheral edge portions 49-1 to 49-4 are different from each other.
  • the plurality of partition plates 32 of the blower 1 of the above-described embodiment are replaced with other plurality of partition plates, and other parts are the same as the blower 1 of the above-described embodiment.
  • the replaced diaphragms have a constant outer peripheral thickness equal to the thickness of the main body portion 44 . That is, the outer peripheral edges of the plurality of partition plates are not sharp, and the outer peripheral edges are formed with end faces along the cylindrical surface having the rotating shaft 16 as the central axis.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the air volume and the input amount of the blower 1 of the example, and the relationship between the air volume and the input amount of the blower of the comparative example.
  • the air volume indicates the volume of air blown out from the outlet 12 by the blower 1 or the blower of the comparative example per unit time.
  • the input amount indicates the power consumed by blower 1 or the blower of the comparative example to rotate the cross-flow fan when air is blown out from blowout port 12 .
  • a curve 61 indicates that the input amount of the fan 1 increases as the air volume of the fan 1 increases.
  • a curve 62 indicates that the input amount of the comparative fan increases as the air volume of the comparative fan increases.
  • Curves 61 and 62 indicate that the input amount of fan 1 is smaller than the input amount of the comparative fan when the air volume of fan 1 and the air volume of the comparative example are equal. That is, the curves 61 and 62 show that the blower 1 can reduce the input amount. Curves 61 and 62 further indicate that blower 1 reduces the pressure loss of air passing through cross-flow fan 8 .
  • the blower 1 of the embodiment includes a cross-flow fan 8 and a motor section that rotates the cross-flow fan 8 around a rotating shaft 16 .
  • the cross-flow fan 8 includes a plurality of impellers 31 arranged in an axial direction 35 parallel to the axial direction 35 and a partition plate 42 arranged along a plane perpendicular to the axial direction 35 .
  • the partition plate 42 includes a main body portion 44 separating two impellers of the plurality of impellers 31 and an outer peripheral portion 45 surrounding the outer peripheral side of the main body portion 44 perpendicular to the rotation axis.
  • the outer peripheral portion 45 is formed to become thinner as it approaches the outer peripheral edge 43 of the partition plate 42, that is, the outer peripheral edge 43 is sharp.
  • the outer peripheral edge 43 of the partition plate 42 is formed of a plurality of peripheral edge portions 49-1 to 49-4 continuous in the circumferential direction.
  • the position of the outer peripheral edge portion 49-1 among the plurality of outer peripheral edge portions 49-1 to 49-4 in the axial direction 35 is the position of the outer peripheral edge portion 49-1 and the position in the axial direction 35 of the outer peripheral edge portion 49-2.
  • the air blower 1 of the embodiment can reduce the pressure loss when the air is blown and the input amount by sharpening the outer peripheral edge 43 of the partition plate 42 . Further, in the blower 1 of the embodiment, the positions of the plurality of outer peripheral edge portions 49-1 to 49-4 in the axial direction 35 are different from each other, so that the air flows between the adjacent partition plates among the plurality of partition plates 32. The width in the axial direction 35 of the mainstream can be increased.
  • the indoor unit 10 provided with the blower 1 of the embodiment can send the temperature-controlled air to the air-conditioned room at a wide angle by dispersing the blown air in the axial direction 35, and the air-conditioned room can be properly controlled. can be cooled or heated to
  • the central angle ⁇ 1 corresponding to the outer peripheral edge portion 49-1 of the blower 1 of the embodiment is different from the central angle ⁇ 2 corresponding to the outer peripheral edge portion 49-2.
  • the central angle ⁇ 1 is the angle between two straight lines extending from the central point 50 where the rotating shaft 16 intersects the plane along which the partition plate 42 extends to both ends of the outer peripheral edge portion 49-1.
  • the central angle ⁇ 2 is the angle between two line segments extending from the central point 50 to both ends of the outer peripheral portion 49-2.
  • the cross-flow fan 8 of the blower 1 of the embodiment further includes another partition plate arranged along another plane parallel to the plane along which the partition plate 42 extends. Similar to the partition plate 42 , the partition plate has a sharp outer peripheral edge 43 , that is, formed to become thinner as it approaches the outer peripheral edge 43 .
  • the outer peripheral edge of the partition plate is formed of a plurality of outer peripheral edge portions whose positions in the axial direction 35 are different from each other, similar to the outer peripheral edge 43 of the partition plate 42 .
  • the air blower 1 of the embodiment is provided with only one partition plate having a plurality of outer peripheral edge portions 49-1 to 49-4. can be further reduced.
  • the plurality of partition plates 32 of the blower 1 of the embodiment have different shapes such that the plurality of central angles ⁇ 1 to ⁇ 4 are different for each partition plate.
  • the positions of the plurality of outer peripheral edge portions 49-1 to 49-4 in the axial direction 35 are not synchronized for each of the plurality of partition plates 32.
  • the partition plates 32 are located adjacent to each other. The width in the axial direction 35 of the main stream flowing between the mating partition plates can be widened.
  • the plurality of central angles ⁇ 1 to ⁇ 4 are different for each of the plurality of partition plates 32, but the plurality of partition plates 32 may have the same shape. Even when the plurality of partition plates 32 have the same shape, the blower can reduce the pressure loss of the blown air in the same manner as the blower 1 of the above-described embodiment.
  • the plurality of partition plates 32 are formed so that the plurality of central angles ⁇ 1 to ⁇ 4 are different from each other. partition plate 32 may be formed.
  • the blower can reduce the pressure loss of the blown air even when the central angles ⁇ 1 to ⁇ 4 are equal to each other, like the blower 1 of the above-described embodiment.
  • the outer peripheral edges 43 of all of the plurality of partition plates 32 are sharp. good.
  • the blower can reduce the pressure loss of the blown air in the same manner as the blower 1 of the above-described embodiment, even when a part of the partition plate having the blunt outer peripheral edge 43 is included.
  • the plurality of partition plates 32 of the blower 1 of the above-described embodiment are provided in the cross-flow fan 8 that sucks air from the radial direction and blows it out in the other radial direction.
  • the cross-flow fan 8 is exemplified by a centrifugal fan that takes in air from the axial direction and blows it out in the radial direction.
  • Such a blower can also reduce the pressure loss of the blown air in the same manner as the blower 1 of the above-described embodiment.
  • blower 1 of the above-described embodiment is used in the indoor unit 10 of the air conditioner, it may be used in other devices different from the indoor unit 10.
  • An example of such a device is an air curtain device.
  • the embodiments have been described above, the embodiments are not limited by the above-described contents.
  • the components described above include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those within the so-called equivalent range.
  • the components described above can be combined as appropriate.
  • at least one of various omissions, replacements, and modifications of components can be made without departing from the gist of the embodiments.
  • Blower 2 Housing 3: Heat exchanger 5: Air passage 6: Suction port 7: Fan casing 8: Cross-flow fan 10: Indoor unit 11: Air passage 12: Blowout port 14: Front side tongue 15: Rear side Tongue portion 16: Rotating shaft 31: Plural impellers 32: Plural partition plates 33: First end plate 34: Second end plate 35: Axial direction 36: Impeller 42: Partition plate 43: Peripheral edge 44: Body portion 45: Peripheral portion 48-1 to 48-4: Plural outer peripheral portions 49-1 to 49-4: Plural outer peripheral edge portions 50: Center point

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  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

送風機(1)は、多翼ファン(8)と、回転軸(16)を中心に多翼ファン(8)を回転させる機構とを備え、多翼ファン(8)は、回転軸(16)に平行である軸方向(35)に並ぶ複数の羽根車(31)と、回転軸(16)に垂直である平面に沿う仕切板(42)とを有し、仕切板(42)は、複数の羽根車(31)のうちの2つの羽根車を隔てる本体部分(44)と、本体部分(44)の外周側を囲む外周部分(45)とを有し、外周部分(45)は、仕切板(42)の外周縁(43)に近づくにつれ薄くなるように形成され、外周縁(43)は、複数の外周縁部分(49-1~49-4)から形成され、複数の外周縁部分(49-1~49-4)のうちの第1外周縁部分(49-1)の軸方向(35)における位置は、複数の外周縁部分(49-1~49-4)のうちの第1外周縁部分(49-1)と異なる第2外周縁部分(49-2)の軸方向(35)における位置と異なる。

Description

送風機および室内機
 本開示の技術は、送風機および室内機に関する。
 貫流ファンが設けられた空気調和機の室内機が知られている。貫流ファンは、軸方向に並ぶ複数の羽根車と、複数の羽根車を隔てる複数の仕切板とを備えている。送風機は、仕切板の周縁の断面が三角形状に形成されることにより、仕切板に衝突する空気の乱流や剥離現象を低減し、風量の増加および低騒音化を図ることができる(特許文献1)。
特開2001-173587号公報
 羽根車から送風される空気が軸方向と直交する方向に吹き出されるが、仕切板付近に形成された境界層の影響で、隣り合う仕切板間の幅に境界層厚さを減じた幅の気流が吹出されていた。当該気流の幅が狭くなることで、送風機の風量が低下してしまう。
 開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、吹き出される空気を軸方向に拡散させる送風機および室内機を提供することを目的とする。
 本開示の一態様による送風機は、多翼ファンと、回転軸を中心に前記多翼ファンを回転させる機構とを備えている。前記多翼ファンは、前記回転軸に平行である軸方向に並ぶ複数の羽根車と、前記回転軸に垂直である平面に沿うように配置される仕切板とを有している。前記仕切板は、前記複数の羽根車のうちの2つの羽根車を隔てる本体部分と、前記本体部分における回転軸に垂直となる平面上の外周側を囲む外周部分とを有している。前記外周部分は、前記仕切板の外周縁に近づくにつれ薄くなるように形成されている。前記仕切板の外周縁は、周方向に連続する複数の外周縁部分から形成されている。前記複数の外周縁部分のうちの第1外周縁部分の前記軸方向における第1位置は、前記複数の外周縁部分のうちの前記第1外周縁部分と異なる第2外周縁部分の前記軸方向における第2位置と異なる。
 開示の送風機および室内機は、風量の低下を抑制させることができる。
図1は、実施例の送風機が設けられた室内機を示す断面図である。 図2は、実施例の送風機を示す斜視図である。 図3は、仕切板を示す平面図である。 図4は、外周部分を示す断面図である。 図5は、外周部分と異なる他の外周部分を示す断面図である。 図6は、実施例の送風機の風量と入力量との関係を示し、比較例の送風機の風量と入力量との関係を示すグラフである。
 以下に、本願が開示する実施形態にかかる送風機および室内機について、図面を参照して説明する。なお、以下の記載により本開示の技術が限定されるものではない。また、以下の記載においては、同一の構成要素に同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。
 実施例の送風機1は、図1に示されているように、空気調和機の室内機10に設けられている。図1は、実施例の送風機1が設けられた室内機10を示す断面図である。空気調和機は、室内機10を備え、図示されていない室外機を備えている。室外機は、屋外に設置されている。室内機10は、屋外から隔てられた空調室の壁面に設置されている。室内機10は、送風機1と筐体2と熱交換器3とを備えている。筐体2の内部には、空気通路5が形成されている。筐体2の上部には、空気通路5と筐体2の外部とを連通させる吸込み口6が形成されている。熱交換器3は、空気通路5に配置されている。送風機1は、空気通路5のうちの熱交換器3の下部に配置されている。送風機1が後述する機構により回転駆動することで、熱交換器3を通過する気流を生成する。なお、以下の説明では、図1視点において左側を筐体2の前面側、右側を筐体2の背面側と呼ぶ。
 送風機1は、ファンケーシング7と貫流ファン8とを備えている。ファンケーシング7は、筐体2の内部に配置され、または、筐体2と一体に形成され、筐体2に固定されている。ファンケーシング7には、送風路11と吹き出し口12とが形成されている。送風路11は、ファンケーシング7の内部に形成されている。送風路11の一端は、空気通路5のうちの送風機1と熱交換器3との間の領域に接続されている。吹き出し口12は、ファンケーシング7の下端に配置されている。送風路11の他端は、吹き出し口12に接続され、吹き出し口12を介して室内機10の筐体2の外部に接続されている。
 貫流ファン8は、送風路11に配置されている。ファンケーシング7は、前面側舌部14と背面側舌部15とを備えている。前面側舌部14は、筐体2の前面側に配置されている。背面側舌部15は、筐体2の背面側に配置されている。
 図2は、実施例の送風機1を示す斜視図である。貫流ファン8は、概ね棒状に形成され、筐体2の幅方向(図1視点における奥行き方向)に沿うように送風路11に配置され、回転軸16を中心に回転可能にファンケーシング7に支持されている。貫流ファン8は、複数の羽根車31と複数の仕切板32と第1端板33と第2端板34とを備えている。複数の羽根車31は、回転軸16に平行である軸方向35に並び、複数の仕切板32を介して互いに固定されている。複数の羽根車31のうちの1つの羽根車36は、複数の翼41を備えている。複数の翼41の各々は、図1に示すように軸方向35に垂直な断面が扁平な形状を有し、回転軸16から外周方向に向かうにつれて回転方向40に湾曲する形状を有している。複数の翼41は、それぞれ、回転軸16を中心とする円周方向に並び、回転軸16に平行である軸方向35に沿うように配置されている。複数の羽根車31のうちの羽根車36と異なる他の羽根車は、羽根車36と同様に、複数の翼41を備えている。
 複数の仕切板32は、それぞれ、概ね円板状に形成されている。複数の仕切板32は、それぞれ、軸方向35に垂直となるように、配置されている。複数の仕切板32の各々は、複数の羽根車31のうちの2つの羽根車の間に配置され、その2つの羽根車の複数の翼41に固定されている。
 第1端板33は、概ね円板状に形成されている。第1端板33は、軸方向35に垂直である平面に沿うように貫流ファン8の一端に配置され、複数の羽根車31のうちの一端に配置される第1羽根車37の複数の翼41に固定されている。第2端板34は、概ね円板状に形成されている。第2端板34は、軸方向35に垂直である平面に沿うように貫流ファン8の他端に配置され、複数の羽根車31のうちの他端に配置される第2羽根車38の複数の翼41に固定されている。
 前面側舌部14は、帯状に形成され、軸方向35に平行である直線に沿うように、かつ、貫流ファン8の外周面に沿うように、送風路11の前面側に配置されている。背面側舌部15は、帯状に形成され、軸方向35に沿うように、かつ、貫流ファン8の外周面に沿うように、送風路11の背面側に配置されている。
 送風機1は、図示されていないモータ部をさらに備えている。モータ部は、図1に示されているように、回転軸16を中心に貫流ファン8を予め定められた回転方向40に回転させる機構である。
 複数の仕切板32のうちの1つの仕切板42は、図3に示されているように、円板状に形成されている。図3は、仕切板42を示す平面図である。仕切板42は、回転軸16を中心とする円に仕切板42の外周縁43が沿うように配置されている。仕切板42は、本体部分44と外周部分45とを備えている。本体部分44には、孔46が形成されている。孔46は、回転軸16を中心とする円に孔46の縁が沿うように、仕切板42の中央に形成されている。外周部分45は、本体部分44の回転軸に垂直となる外周側を囲むように形成されている。外周部分45には、外周縁43が形成されている。
 外周部分45は、図3において一点鎖線で示す境界を隔てて周方向に連続する複数の外周部分48-1~48-4から形成されている。このとき、外周縁43は、図3において一点鎖線で示す境界を隔てて周方向に連続し、複数の外周部分48-1~48-4に対応する複数の外周縁部分49-1~49-4から形成されている。複数の外周縁部分49-1~49-4のうちの外周部分48-1に対応する外周縁部分49-1(第1外周縁部分)は、外周部分48-1に形成されている。複数の外周縁部分49-1~49-4のうちの外周部分48-2に対応する外周縁部分49-2(第2外周縁部分)は、外周部分48-2に形成されている。複数の外周縁部分49-1~49-4のうちの外周部分48-3に対応する外周縁部分49-3(第3外周縁部分)は、外周部分48-3に形成されている。複数の外周縁部分49-1~49-4のうちの外周部分48-4に対応する外周縁部分49-4(第4外周縁部分)は、外周部分48-4に形成されている。
 このとき、複数の外周縁部分49-1~49-4の長さは、互いに異なり、複数の外周縁部分49-1~49-4に対応する複数の中心角θ1~θ4の角度は、互いに異なっている。すなわち、外周縁部分49-1に対応する中心角θ1(第1中心角)は、仕切板42が沿う平面に回転軸16が交差する中心点50から外周縁部分49-1の両端にそれぞれ伸ばした2つの直線の間の角である。外周縁部分49-2に対応する中心角θ2(第2中心角)は、中心点50から外周縁部分49-2の両端にそれぞれ伸ばした2つの直線の間の角である。中心角θ2の角度は、中心角θ1の角度と異なっている。外周縁部分49-3に対応する中心角θ3(第3中心角)は、中心点50から外周縁部分49-3の両端にそれぞれ伸ばした2つの直線の間の角である。中心角θ3の角度は、中心角θ1の角度と異なり、中心角θ2の角度と異なっている。外周縁部分49-4に対応する中心角θ4(第4中心角)は、中心点50から外周縁部分49-4の両端にそれぞれ伸ばした2つの直線の間の角である。中心角θ4の角度は、中心角θ1の角度と異なり、中心角θ2の角度と異なり、中心角θ3と異なっている。
 図4は、外周部分48-1を示す断面図である。外周部分48-1は、外周縁部分49-1が尖るように形成され、すなわち、外周縁部分49-1に近づくにつれ薄くなるように、形成されている。このとき、外周部分48-1のうちのある部分の厚さは、その部分と外周縁部分49-1との間の距離に概ね比例している。さらに、外周部分48-1のうちの本体部分44に繋がる端の厚さは、本体部分44の厚さに等しい。
 図5は、外周部分48-1と異なる他の外周部分48-2を示す断面図である。外周部分48-2は、外周部分48-1と概ね同様に、外周縁部分49-2が尖るように形成され、すなわち、外周縁部分49-2に近づくにつれ薄くなるように、形成されている。このとき、外周部分48-2のうちのある部分の厚さは、その部分と外周縁部分49-2との間の距離に概ね比例している。さらに、外周部分48-2のうちの本体部分44に繋がる端の厚さは、本体部分44の厚さに等しい。外周縁部分49-2の軸方向35における位置(第2位置)は、外周縁部分49-1の軸方向35における位置(第1位置)と異なっている。
 外周部分48-3は、外周部分48-1と概ね同様に、外周縁部分49-3が尖るように形成されている。外周縁部分49-3の軸方向35における位置(第3位置)は、外周縁部分49-1の軸方向35における位置(第1位置)と異なり、外周縁部分49-2の軸方向35における位置(第2位置)と異なっている。外周部分48-4は、外周部分48-1と概ね同様に、外周縁部分49-4が尖るように形成されている。外周縁部分49-4の軸方向35における位置(第4位置)は、外周縁部分49-1の軸方向35における位置(第1位置)と異なり、外周縁部分49-2の軸方向35における位置(第2位置)と異なり、外周縁部分49-3の軸方向35における位置(第3位置)と異なっている。
 複数の仕切板32のうちの仕切板42と異なる他の仕切板は、仕切板42の外周部分が他の外周縁部分に置換され、他の部分は、仕切板42と同様に形成されている。その置換された外周部分の形状は、外周部分のうちの複数の中心角θ1~θ4に対応する複数の中心角が仕切板42の複数の中心角θ1~θ4と異なるように、仕切板42の外周部分の形状と異なっている。このように、複数の仕切板32は、複数の中心角θ1~θ4に対応する部分が異なるように、形状が互いに異なっている。
 空気調和機は、室内機10と室外機とに冷媒を循環させる。室外機は、冷媒と外気とを熱交換する。送風機1は、回転軸16を中心に貫流ファン8を回転方向Rに回転させる。送風機1は、貫流ファン8が回転することにより、空調室の空気を室内機10の吸込み口6から空気通路5に供給する。熱交換器3は、吸込み口6から空気通路5に供給された空気と冷媒とを熱交換し、空気通路5に供給された空気の温度を調節する。送風機1は、貫流ファン8が回転することにより、さらに、熱交換器3により温度が調節された空気を吹き出し口12から空調室に吹き出す。空気調和機は、このような動作により空調室を冷房または暖房することができる。
 熱交換器3により温度調節された空気が送風路11を流れるときに、送風路11を流れる空気の一部が複数の仕切板32の各々の外周縁43に衝突する。送風機1は、外周縁43が尖っていることにより、外周縁部分49-1~49-4において空気の衝突を和らげ、空気の衝突に起因する送風路11を流れる空気の乱流や剥離現象を低減することができ、空気が送風路11を流れるときの圧力損失を低減することができる。送風機1は、圧力損失が低減されることにより、図示しないモータ部が貫流ファン8を回転させるときに消費される電力を低減することができる。送風機1は、さらに、複数の仕切板32の表面付近は主流と比較して風速が遅い境界層が形成されるが、複数の仕切板32の外周縁43の軸方向35における位置が異なっていることにより、周方向に並ぶ翼41間を流れる主流の幅を広げることができる。室内機10は、複数の仕切板32のうちの隣り合う仕切板間を流れる主流の軸方向35の幅を広げることにより、送風機1を通過する空気の圧力損失を低減することができる。送風機1は、さらに、複数の外周縁部分49-1~49-4の長さが互いに異なっていることにより、ピッチ音の音圧エネルギーを低減できる。
[比較例の送風機]
 比較例の送風機は、既述の実施例の送風機1の複数の仕切板32が他の複数の仕切板に置換され、他の部分は、既述の実施例の送風機1と同じである。その置換された複数の仕切板は、外周部分の厚さが、一定であり、本体部分44の厚さに等しい。すなわち、その複数の仕切板の外周縁は、尖っておらず、外周縁には、回転軸16を中心軸とする円柱面に沿う端面が形成されている。
 図6は、実施例の送風機1の風量と入力量との関係を示し、比較例の送風機の風量と入力量との関係を示すグラフである。風量は、送風機1または比較例の送風機が単位時間当たりに吹き出し口12から吹き出す空気の量を示している。入力量は、空気が吹き出し口12から吹き出されるときに、送風機1または比較例の送風機が貫流ファンを回転させるために消費する電力を示している。曲線61は、送風機1の風量が大きいほど送風機1の入力量が大きくなることを示している。曲線62は、比較例の送風機の風量が大きいほど比較例の送風機の入力量が大きくなることを示している。曲線61と曲線62とは、送風機1の風量と比較例の送風機の風量とが等しいときに、送風機1の入力量が比較例の送風機の入力量より小さいことを示している。すなわち、曲線61と曲線62とは、送風機1が入力量を低減することができることを示している。曲線61と曲線62とは、さらに、貫流ファン8を通過する空気の圧力損失を送風機1が低減することを示している。
[実施例の送風機1の効果]
 実施例の送風機1は、貫流ファン8と、回転軸16を中心に貫流ファン8を回転させるモータ部とを備えている。貫流ファン8は、軸方向35に平行である軸方向35に並ぶ複数の羽根車31と、軸方向35に垂直である平面に沿うように配置される仕切板42とを備えている。仕切板42は、複数の羽根車31のうちの2つの羽根車を隔てる本体部分44と、本体部分44の回転軸に垂直となる外周側を囲む外周部分45とを備えている。外周部分45は、仕切板42の外周縁43に近づくにつれ薄くなるように形成され、すなわち、外周縁43は、尖っている。仕切板42の外周縁43は、周方向に連続する複数の外周縁部分49-1~49-4から形成されている。複数の外周縁部分49-1~49-4のうちの外周縁部分49-1の軸方向35における位置は、複数の外周縁部分49-1~49-4のうちの外周縁部分49-1と異なる外周縁部分49-2の軸方向35における位置と異なっている。
 このとき、実施例の送風機1は、仕切板42の外周縁43が尖っていることにより、空気が送風されるときの圧力損失を低減し、入力量を低減することができる。実施例の送風機1は、さらに、複数の外周縁部分49-1~49-4の軸方向35における位置が互いに異なっていることにより、複数の仕切板32のうちの隣り合う仕切板間を流れる主流の軸方向35の幅を広げることができる。実施例の送風機1が設けられた室内機10は、吹き出される空気が軸方向35に分散することにより、温度調節された空気を空調室に向けて広角に送ることができ、空調室を適切に冷房または暖房することができる。
 また、実施例の送風機1の外周縁部分49-1に対応する中心角θ1の角度は、外周縁部分49-2に対応する中心角θ2の角度と異なっている。中心角θ1は、仕切板42が沿う平面に回転軸16が交差する中心点50から外周縁部分49-1の両端にそれぞれ伸ばした2つの直線の間の角である。中心角θ2は、中心点50から外周縁部分49-2の両端にそれぞれ伸ばした2つの線分の間の角である。このとき、実施例の送風機1は、複数の外周縁部分49-1~49-4の各々の周方向の長さが互いに異なっていることにより、複数の仕切板32のうちの隣り合う仕切板間を流れる主流の軸方向35の幅を広げることができる。
 また、実施例の送風機1の貫流ファン8は、仕切板42が沿う平面に平行である他の平面に沿うように配置される他の仕切板をさらに備えている。その仕切板は、仕切板42と同様に、外周縁43が尖っており、すなわち、外周縁43に近づくにつれ薄くなるように形成されている。その仕切板の外周縁は、仕切板42の外周縁43と同様に、軸方向35における位置が互いに異なる複数の外周縁部分から形成されている。このとき、実施例の送風機1は、複数の外周縁部分49-1~49-4が形成されている仕切板が1つだけ設けられているものに比較して、送風される空気の圧力損失をより低減することができる。
 また、実施例の送風機1の複数の仕切板32は、複数の中心角θ1~θ4の角度が仕切板ごとに異なるように、形状が互いに異なっている。このとき、複数の外周縁部分49-1~49-4の軸方向35における位置は、複数の仕切板32ごとに同期することがない。このため、実施例の送風機1は、複数の外周縁部分49-1~49-4の軸方向35における位置が同期している他の送風機に比較して、複数の仕切板32のうちの隣り合う仕切板間を流れる主流の軸方向35の幅を広げることができる。
 ところで、既述の実施例の送風機1は、複数の中心角θ1~θ4が複数の仕切板32ごとに異なっているが、複数の仕切板32の形状が互いに等しくてもよい。送風機は、複数の仕切板32の形状が互いに等しい場合でも、既述の実施例の送風機1と同様に、送風される空気の圧力損失を低減することができる。
 ところで、既述の実施例の送風機1は、複数の中心角θ1~θ4が互いに異なるように複数の仕切板32が形成されているが、複数の中心角θ1~θ4が互いに等しくなるように複数の仕切板32が形成されてもよい。送風機は、複数の中心角θ1~θ4が互いに等しい場合でも、既述の実施例の送風機1と同様に、送風される空気の圧力損失を低減することができる。
 ところで、既述の実施例の送風機1は、複数の仕切板32の全部の外周縁43が尖っているが、複数の仕切版に外周縁43が尖っていない仕切板42が含まれていてもよい。送風機は、外周縁43が尖っていない仕切板が一部含まれている場合でも、既述の実施例の送風機1と同様に、送風される空気の圧力損失を低減することができる。
 ところで、既述の実施例の送風機1の複数の仕切板32は、空気を半径方向から吸い込んで他の半径方向に吹き出す貫流ファン8に設けられているが、貫流ファンと異なる多翼ファンに設けられてもよい。貫流ファン8としては、空気を軸方向から吸い込んで半径方向に吹き出す遠心ファンが例示される。このような送風機も、既述の実施例の送風機1と同様にして、送風される空気の圧力損失を低減することができる。
 ところで、既述の実施例の送風機1は、空気調和機の室内機10に利用されているが、室内機10と異なる他の装置に利用されてもよい。その装置としては、エアカーテン装置が例示される。
 以上、実施例を説明したが、前述した内容により実施例が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも1つを行うことができる。
 1 :送風機
 2 :筐体
 3 :熱交換器
 5 :空気通路
 6 :吸込み口
 7 :ファンケーシング
 8 :貫流ファン
 10:室内機
 11:送風路
 12:吹き出し口
 14:前面側舌部
 15:背面側舌部
 16:回転軸
 31:複数の羽根車
 32:複数の仕切板
 33:第1端板
 34:第2端板
 35:軸方向
 36:羽根車
 42:仕切板
 43:外周縁
 44:本体部分
 45:外周部分
 48-1~48-4:複数の外周部分
 49-1~49-4:複数の外周縁部分
 50:中心点

Claims (5)

  1.  多翼ファンと、
     回転軸を中心に前記多翼ファンを回転させる機構とを備え、
     前記多翼ファンは、
     前記回転軸に平行である軸方向に並ぶ複数の羽根車と、
     前記回転軸に垂直である平面に沿うように配置される仕切板とを有し、
     前記仕切板は、
     前記複数の羽根車のうちの2つの羽根車を隔てる本体部分と、
     前記本体部分の回転軸に垂直となる外周側を囲む外周部分とを有し、
     前記外周部分は、前記仕切板の外周縁に近づくにつれ薄くなるように形成され、
     前記仕切板の外周縁は、周方向に連続する複数の外周縁部分から形成され、
     前記複数の外周縁部分のうちの第1外周縁部分の前記軸方向における第1位置は、前記複数の外周縁部分のうちの前記第1外周縁部分と異なる第2外周縁部分の前記軸方向における第2位置と異なる
     送風機。
  2.  前記回転軸が前記平面に交差する中心点から前記第1外周縁部分の両端にそれぞれ伸ばした2つの直線の間の第1中心角の角度は、前記中心点から前記第2外周縁部分の両端にそれぞれ伸ばした2つの線分の間の第2中心角の角度と異なる
     請求項1に記載の送風機。
  3.  前記多翼ファンは、前記平面に平行である他の平面に沿うように配置される他の仕切板をさらに有し、
     前記他の仕切板は、
     前記複数の羽根車のうちの前記2つの羽根車と異なる他の2つの羽根車を隔てる他の本体部分と、
     前記他の本体部分の回転軸に垂直となる外周側を囲む他の外周部分とを有し、
     前記他の外周部分は、前記他の仕切板の外周縁に近づくにつれ薄くなるように形成され、
     前記他の仕切板の外周縁は、周方向に連続する他の複数の外周縁部分から形成され、
     前記他の複数の外周縁部分のうちの第3外周縁部分の前記軸方向における第3位置は、前記他の複数の外周縁部分のうちの前記第3外周縁部分と異なる第4外周縁部分の前記軸方向における第4位置と異なる
     請求項1に記載の送風機。
  4.  前記他の外周部分の形状は、前記外周部分の形状と異なる
     請求項3に記載の送風機。
  5.  熱交換器と、
     前記熱交換器を通過する気流を生成する、請求項1に記載の送風機
     とを備える室内機。
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