JP2009270778A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出口の舌部側の逆流を防止し、送風性能が高く、騒音が小さい空気調和機を得ること。
【解決手段】空気調和機は、ファンケーシング３、両吸込型の多翼ファン及びモータからなる送風機を備える。ファンケーシング３は、ファン回転軸に平行な舌部４と、舌部４から多翼ファンを囲むように渦巻状に延びるスクロール部２１と、舌部４及びスクロール部２１の両側に設けられた側面部２２と、両側の側面部２２のそれぞれに設けられた開口部で構成される吸入口１６と、舌部４、スクロール部２１及び両側面部２２から突出して設けられた矩形状の開口部で構成される吐出口１５とを備える。吐出口１５のファン回転軸に垂直な方向の開口寸法は、ファン回転軸の方向における吐出口１５の中央部１５ａ_１よりもその両側部分１５ａ_２の方が小さくなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機に係り、特に送風機に多翼ファンを有する天井吊り型の室内機及び天井埋込み型の室内機を備えた空気調和機に好適なものである。

従来の天井吊り型の室内機を備えた空気調和機としては、図６から図８に示すものがある（従来技術１）。図６は従来技術１の空気調和機の天井吊り型の室内機の縦断面図、図７は図６に用いるファンケーシングの斜視図、図８は図６の室内機のファンケーシングの吐出口の風速分布を示す図である。なお、図８はファンケーシングの吐出口を吐出側から見た風速分布図である。

この空気調和機の室内機６０は、吸込口となる吸込グリル６及び吹出口１０を有する筐体１と、筐体１内に配置された熱交換器７及び電気品箱１２と、室内空気を吸込グリル６より吸い込み熱交換器７を通して吹出口１０から吹き出す送風機５と、熱交換器７に生じる結露水を受けるためのドレンパン８と、吹き出し空気の向きを変えるための風向板９と、を備えている。

筐体１の内部は仕切板２により吸入側空間と吐出側空間とに区画され、吸入側空間に送風機５及び電気品箱１２が配置されるとともに、吐出側空間に熱交換器７及びドレンパン８が配置されている。

送風機５は、両側面より空気を吸入する吸入口１６と前方へ空気を吐出する吐出口１５とを有するファンケーシング３と、ファンケーシング３の内部に配置された両吸込型の多翼ファン４と、多翼ファン４を回転駆動する図示しないモータとを備えている。

ファンケーシング３は、ファン回転軸に平行な舌部１４と、この舌部１４から多翼ファン４を囲むように渦巻状に延びるスクロール部２１と、舌部１４及びスクロール部２１の両側に設けられた側面部２２と、両側の側面部２２のそれぞれに設けられた開口部で構成される吸入口１６と、舌部１４、スクロール部２１及び両側面部２２から突出して設けられた矩形状の開口部で構成される吐出口１５とを備えている。ここで、吐出口１５は、ディフューザー機能を持たせるために、舌部側の面１５ａが舌部１４から下向きになるよう構成され、ファン回転軸に垂直な方向の開口寸法（高さ寸法）が徐々に拡大するように形成されている。

そして、モータにより多翼ファン４を回転駆動させると、筐体外部の空気は、空気流れ１１に示すように吸込グリル６とフィルタ６ａを介してファンケーシング３に吸入され、多翼ファン４で昇圧された後、熱交換器７に向けてファンケーシング３の吐出口１５から空気流れ１７、１８に示すように吐出される。熱交換器７で熱交換された空気は、空気流れ１３に示すように吹出口１０から筐体外部に吹き出される。

別の従来の空気調和機としては、特開平１０−１５９７９８号公報（特許文献１）に示されたものがある（従来技術２）。

この従来技術２の空気調和機は、従来技術１の空気調和機と基本的な構造が同じであり、ファンケーシングの吐出口の吸入口側を軸方向に縮小したものである。このようにすることにより、多翼ファンの吸入側とファンケーシングの側面部との間で空気が逆流することを防止できるとされている。

特開平１０−１５９７９８号公報

上述した従来技術１に用いられる一般的なファンケーシング３及び多翼ファン４からなる送風機５では、図６に示すように、吐出口１５の反舌部側の吹き出し空気１７の風速が速く、舌部側の吐出空気１８の風速が遅くなる傾向にある。高静圧となる状態で送風機５を使用する場合には、舌部側で吐出口１５に向けて逆流１９が生じる場合がある。

そこで、高静圧となる状態で送風機５を使用する場合において、ファンケーシング３の吐出口１５での吐出方向の風速分布を解析したところ、図８の斜線で示すような逆流領域を生ずることが分かった。図８から明らかなように、吐出口１５の舌部側の両側部分にファン回転軸方向おける大きな逆流領域が見られ、この逆流領域がファン軸方向で多翼ファン４にまで達して重なることにより、多翼ファン４の送風性能を大幅に低減させると共に、多翼ファン４の吐出側の流れを乱すことによる異音の発生要因となっていた。

一方、従来技術２では、多翼ファンの吸入側の側面とファンケーシングの側面との間における空気の逆流を防止することについて開示されているものの、吐出口の舌部側の大きな逆流領域については十分な配慮がなされていない。従来技術２の構造を用いて、従来技術１で述べた吐出口の舌部側のファン回転軸方向における大きな逆流領域を解消することが考えられるが、吐出口の吸入口側を多翼ファンにファン軸方向で重なるまで縮小すると、多翼ファン４の送風を阻害し、かえって送風性能が低減するとともに、多翼ファンの吐出側の流れを乱すことによる異音の発生が心配される。

本発明の目的は、吐出口の舌部側の逆流を防止し、送風性能が高く、騒音が小さい空気調和機を得ることにある。

前述の目的を達成するための本発明の第１の態様では、吸込口及び吹出口を有する筐体と、前記筐体内に配置された熱交換器と、筐体外部の空気を前記吸込口より吸い込み前記熱交換器を通して前記吹出口から吹き出す送風機と、を備え、前記送風機は、両側面より空気を吸入する吸入口と前方へ空気を吐出する吐出口とを有するファンケーシングと、前記ファンケーシングの内部に配置された両吸込型の多翼ファンと、前記多翼ファンを回転駆動するモータと、を備え、前記ファンケーシングは、ファン回転軸に平行な舌部と、前記舌部から前記多翼ファンを囲むように渦巻状に延びるスクロール部と、前記舌部及び前記スクロール部の両側に設けられた側面部と、前記両側の側面部のそれぞれに設けられた開口部で構成される前記吸入口と、前記舌部、前記スクロール部及び前記両側面部から突出して設けられた矩形状の開口部で構成される前記吐出口と、を備えた空気調和機において、前記吐出口のファン回転軸に垂直な方向の開口寸法は、ファン回転軸の方向における前記吐出口の中央部よりもその両側部分の方が小さくなっている。

係る本発明の第１の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記吐出口の舌部側の面の中央部とその両側部分との間に段部が形成されると共に、前記吐出口の舌部側の面の中央部が前記舌部から徐々に風路を拡大するように延びていること。
（２）前記吐出口のファン回転軸の方向の全幅寸法に対して前記舌部側の面の両側部分のファン回転軸の方向の幅寸法を１／４以下としたこと。
（３）前記吐出口の舌部側の面の中央部分とその両側部分との境界がファン軸方向で前記多翼ファンに重なる位置にあること。
（４）前記吐出口の舌部側の面の段部をファン回転軸の方向に傾斜する傾斜面で形成したこと。

また、本発明の第２の態様では、吸込口及び吹出口を有する筐体と、前記筐体内に配置された熱交換器と、室内空気を前記吸込口より吸い込み前記熱交換器を通して前記吹出口から吹き出す送風機と、を備え、前記送風機は、一方の側面より空気を吸入する吸入口と前方へ空気を吐出する吐出口とを有するファンケーシングと、前記ファンケーシングの内部に配置された片側吸込型の多翼ファンと、前記多翼ファンを回転駆動するモータと、を備え、前記ファンケーシングは、ファン回転軸に平行な舌部と、前記舌部から前記多翼ファンを囲むように渦巻状に延びるスクロール部と、前記舌部及び前記スクロール部の両側に設けられた側面部と、前記両側の側面部の一方に設けられた開口部で構成される前記吸入口と、前記舌部、前記スクロール部及び前記両側面部から突出して設けられた横長矩形状の開口部で構成される前記吐出口と、を備えた空気調和機において、前記吐出口のファン回転軸に垂直な方向の開口寸法は、ファン回転軸の方向における反吸入口側部分よりも吸入口側部分の方が小さくなっている。

係る本発明の第２の態様におけるより好ましい具体的構成例は次の通りである。
（１）前記吐出口の舌部側の面の反吸入口側部分とその吸入口側部分との間に段部が形成されると共に、前記吐出口のファン回転軸の方向の全幅寸法に対して前記舌部側の面の吸入口側部分のファン回転軸の方向の幅寸法を１／２以下としたこと。

本発明によれば、吐出口の舌部側の逆流を防止し、送風性能が高く、騒音が小さい空気調和機を得ることができる。

以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態及び従来技術１の図における同一符号は同一物または相当物を示す。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の空気調和機を図１及び図２を用いて説明する。図１は本実施形態の空気調和機の天井吊り型の室内機の縦断面図、図２は図１に用いるファンケーシングの斜視図である。

空気調和機の室内機６０は、吸込口となる吸込グリル６及び吹出口１０を有する筐体１と、筐体１内に配置された熱交換器７及び電気品箱１２と、室内空気を吸込グリル６より吸い込み熱交換器７を通して吹出口１０から吹き出す送風機５と、熱交換器７に生じる結露水を受けるためのドレンパン８と、吹き出し空気の向きを変えるための風向板９と、を備えている。

筐体１の内部空間は、仕切板２により、背面側に位置する吸入側空間１Ａと、その前面側に位置する吐出側空間１Ｂとに区画されている。吸入側空間１Ａには送風機５及び電気品箱１２が配置されている。電気品箱１２は送風機５の後方に配置されている。吐出側空間１Ｂには熱交換器７及びドレンパン８が配置されている。

吸込グリル６は、筐体１の底面の後部に設けられ、筐体外部の空気を吸入側空間１Ａへ吸い込むための吸込部を構成している。吹出口１０は筐体１の前面にほぼ全横幅に設けられ、吐出側空間１Ｂから熱交換器７で空調された空気を筐体外部へ吹き出すための吹出部を構成している。

送風機５は、両側面より空気を吸入する吸入口１６と前方へ空気を吐出する吐出口１５とを有するファンケーシング３と、ファンケーシング３の内部に配置された両吸込型の多翼ファン４と、多翼ファン４を回転駆動する図示しないモータとを備えている。送風機５は吸入側空間１Ａ内に設置され、送風機５の吐出口１５が吐出側空間１Ｂに突出されている。

ファンケーシング３は、舌部１４と、この舌部１４から多翼ファン４を囲むように渦巻状に延びるスクロール部２１と、舌部１４及びスクロール部２１の両側に設けられた側面部２２と、両側の側面部２２のそれぞれに設けられた開口部で構成される吸入口１６と、舌部１４、スクロール部２１及び両側面部２２から突出して設けられた矩形状の開口部で構成される吐出口５とを備えている。なお、吐出口５は、舌部１４、スクロール部２１及び両側面部２２を構成する板材を延長して構成されている。

舌部１４は、スクロール部２１内の吐出風路と吐出口１５の吐出風路との境界を形成する舌部機能を持たせるものであり、ファン回転軸の方向に均等な舌部機能を持たせるためにファン回転軸に平行に延びている。

吐出口１５の舌部側の面１５ａは、ファン回転軸の方向において、中央部１５ａ_１とその両側部分１５ａ_２とに分けられる。吐出口１５は、ファン回転軸に垂直な方向の開口寸法（高さ寸法）がファン回転軸の方向における中央部１５ａ_１よりもその両側部分１５ａ_２の方が小さくなるように形成されている。

具体的には、吐出口１５の舌部側の面１５ａの中央部１５ａ_１とその両側部分１５ａ_２とは段部１５ａ_３を介して接続されている。中央部１５ａ_１と両側部分１５ａ_２との境界部分はファン軸方向で多翼ファン４に重なる位置にあり、両側部分１５ａ_２が多翼ファン４に重なっている。また、中央部１５ａ_１は、ファン回転軸に垂直な方向の開口寸法が舌部４から徐々に拡大するように傾斜して延びている。これによって、吐出口１５の中央部１５ａ_１の風速の速い部分にディフーザ機能を維持することができる。また、吐出口１５の両側部分１５ａ_２のファン回転軸の方向の幅寸法Ｂは、吐出口１５のファン回転軸の方向の全幅寸法Ａに対して１／４以下に設定されている。これによって、中央部１５ａ_１のディフューザー機能を有効に確保しつつ、両側部分１５ａ_２における逆流を防止することができる。

多翼ファン４は、ファン回転軸の方向の中心部に設けられた円板状の心板と、この心板の周縁部に周方向に沿って等間隔に配設された多数の翼と、これらの翼の先端側に設けられたリング状の側板とから形成されている。

係る構成において、モータにより多翼ファン４を回転駆動させると、筐体外部の空気は、空気流れ１１に示すように吸込グリル６とフィルタ６ａを介して吸入側空間１Ａへ吸い込まれる。吸入側空間１Ａへ吸い込まれた空気は、ファンケーシング３の両側に設けられた吸入口１６を通して多翼ファン４に両側から吸入される。多翼ファン４に吸い込まれた空気は、ファンケーシング３のスクロール部２１内に流出されて昇圧され、ファンケーシング３の吐出口１５から吐出側空間１Ｂへ空気流れ１７、１８に示すように熱交換器７に向けて吐出される。ここで、吐出口１５の反舌部側の吹き出し空気１７の風速が速く、舌部側の吐出空気１８の風速が遅くなる傾向にあるが、後述するように吐出口１５の舌部側における逆流は防止されるようになっている。そして、熱交換器７で熱交換された空気は、空気流れ１３に示すように吹出口１０から筐体外部に吹き出される。

本実施形態では、吐出口１５は、ファン回転軸に垂直な方向の開口寸法（高さ寸法）がファン回転軸の方向における中央部１５ａ_１よりもその両側部分１５ａ_２の方が小さくなるように形成されているので、高静圧となる状態で送風機５を使用しても、従来の一般的な送風機で見られたような舌部側の両側部分の大きな逆流領域を防止することができるとともに、多翼ファン４の吐出側の流れの乱を防止することができる。これによって、多翼ファン４の送風性能が大幅に改善されるとともに、異音の発生を防止することができる。換言すれば、多翼ファンを用いた空気調和機において、ファンケーシング３の吐出口１５への逆流が生じやすい舌部側の両側部分を塞いで多翼ファン４への逆流を防止するとともに、逆流が生じにくい舌部側の中央部は開放して流路抵抗を下げることで、騒音の増加を防ぎ、送風性能を向上することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３を用いて説明する。図３は本発明の第２実施形態の空気調和機の室内機に用いるファンケーシングの斜視図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第２実施形態では、ファンケーシング３の吐出口１５の反舌部側の面１５ｂの両側部分１５ｂ_２でも開口が小さくなるように構成している。即ち、吐出口１５の反舌部側の面１５ｂの中央部１５ｂ_１とその両側部分１５ｂ_２とが段部１５ｂ_３を介して接続されている。このような構成とすることで、反舌部側からも空気が逆流することを防ぎ、より送風性能を高めることができる。

ここで、舌部側の面１５ａの両側部分１５ａ_２の各幅をＢとし、反舌部側の面１５ｂの両側部分１５ｂ_２の各幅をＣとすると、Ｃ＜Ｂとすることで、より効果的に送風性能を向上し、騒音を低減することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図４を用いて説明する。図４は本発明の第３実施形態の空気調和機の室内機に用いるファンケーシングの斜視図である。この第３実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第３実施形態では、吐出口１５の舌部側の面１５ａの段部１５ａ_３をファン回転軸の方向に傾斜する傾斜面で形成している。このようにすることにより、吐出口１５の幅が変わる部分で流れが急変することを防ぎ、より効果的に送風性能を向上できる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図５を用いて説明する。図５は本発明の第４実施形態の空気調和機の室内機に用いるファンケーシングの斜視図である。この第４実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第４実施形態では、片側吸い込み型のファンケーシング３を用いた送風機を使用している。片側吸い込み型のファンケーシング３を用いた送風機は両吸い込み型のファンケーシングを用いた送風機をその中央で切断したのと同様の構造であり、吐出口１５の回転軸に垂直な方向の幅が吸入口側１５ｃ_２においてファンケーシングの反吸入口側１５ｃ_１よりも小さく構成されている。即ち、吐出口１５のファン回転軸に垂直な方向の開口寸法を、ファン回転軸の方向における反吸入口側部分１５ｃ_１よりも吸入口側部分１５ｃ_２の方が小さくなるようにしている。反吸入口側部分１５ｃ_１と吸入口側部分１５ｃ_２との間には段部１５ｃ_３が設けられている。反吸入口側部分１５ｃ_１と吸入口側部分１５ｃ_２との間には段部１５ｃ_３とにより吐出口１５の舌部側の面１５ｃが攻勢されている。

係る構成とすることにより、両吸い込み型の場合と同様に吐出口１５からの空気の逆流を防ぎ、騒音の増加を防止し、送風性能を向上することができる。

特に、ファンケーシング３の吐出口１５の幅をＡ、ファンケーシング３の吸入口側における吐出口の寸法が小さい部分の幅をＢとしたとき、Ｂ＜Ａ×１／２とすることで、吐出口１５から吹き出す空気の流れを阻害することなく、送風性能を高めることができる。

なお、上記の各実施形態においては天井吊り型の室内機について説明したが、本発明は、天井埋込み型の室内機などに適用できるものである。

本発明の第１実施形態の空気調和機の天井吊り型の室内機の縦断面図である。 図１に用いるファンケーシングの斜視図である。 本発明の第２実施形態の空気調和機の室内機に用いるファンケーシングの斜視図である。 本発明の第３実施形態の空気調和機の室内機に用いるファンケーシングの斜視図である。 本発明の第４実施形態の空気調和機の室内機に用いるファンケーシングの斜視図である。 従来技術１の空気調和機の天井吊り型の室内機の縦断面図である。 図６に用いるファンケーシングの斜視図である。 図６の室内機のファンケーシングの吐出口の風速分布を示す図である。

符号の説明

１…筐体、１Ａ…吸入側空間、１Ｂ…吐出側空間、２…仕切板、３…ファンケーシング、４…多翼ファン、５…送風機、６…吸込グリル（吸込口）、６ａ…フィルタ、７…熱交換器、８…ドレンパン、９…風向板、１０…吹出口、１１…空気流れ、１２…電気品箱、１３…空気流れ、１４…舌部、１５…吐出口、１５ａ…舌部側の面、１５ａ_１…中央部、１５ａ_２…両側部分、１５ａ_３…段部、１５ｂ…反舌部側の面、１５ｂ_１…中央部、１５ｂ_２…両側部分、１５ｂ_３…段部、１５ｃ…舌部側の面、１５ｃ_１…反吸入口側部分、１５ｃ_２…吸入口側部分、１５ｃ_３…段部、１６…舌部側の面吸入口、１７…空気流れ、１８…空気流れ、１９…逆流の空気流れ、２１…スクロール部、２２…側面部、６０…室内機。

Claims (7)

1. 吸込口及び吹出口を有する筐体と、
   前記筐体内に配置された熱交換器と、
   筐体外部の空気を前記吸込口より吸い込み前記熱交換器を通して前記吹出口から吹き出す送風機と、を備え、
   前記送風機は、両側面より空気を吸入する吸入口と前方へ空気を吐出する吐出口とを有するファンケーシングと、前記ファンケーシングの内部に配置された両吸込型の多翼ファンと、前記多翼ファンを回転駆動するモータと、を備え、
   前記ファンケーシングは、ファン回転軸に平行な舌部と、前記舌部から前記多翼ファンを囲むように渦巻状に延びるスクロール部と、前記舌部及び前記スクロール部の両側に設けられた側面部と、前記両側の側面部のそれぞれに設けられた開口部で構成される前記吸入口と、前記舌部、前記スクロール部及び前記両側面部から突出して設けられた矩形状の開口部で構成される前記吐出口と、を備えた空気調和機において、
   前記吐出口のファン回転軸に垂直な方向の開口寸法は、ファン回転軸の方向における前記吐出口の中央部よりもその両側部分の方が小さくなっている
   ことを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１において、前記吐出口の舌部側の面の中央部とその両側部分との間に段部が形成されると共に、前記吐出口の舌部側の面の中央部が前記舌部から徐々に風路を拡大するように延びていることを特徴とする空気調和機。
3. 請求項２において、前記吐出口のファン回転軸の方向の全幅寸法に対して前記舌部側の面の両側部分のファン回転軸の方向の幅寸法を１／４以下としたことを特徴とする空気調和機。
4. 請求項２において、前記吐出口の舌部側の面の中央部分とその両側部分との境界がファン軸方向で前記多翼ファンに重なる位置にあることを特徴とする空気調和機。
5. 請求項２において、前記吐出口の舌部側の面の段部をファン回転軸の方向に傾斜する傾斜面で形成したことを特徴とする空気調和機。
6. 吸込口及び吹出口を有する筐体と、
   前記筐体内に配置された熱交換器と、
   室内空気を前記吸込口より吸い込み前記熱交換器を通して前記吹出口から吹き出す送風機と、を備え、
   前記送風機は、一方の側面より空気を吸入する吸入口と前方へ空気を吐出する吐出口とを有するファンケーシングと、前記ファンケーシングの内部に配置された片側吸込型の多翼ファンと、前記多翼ファンを回転駆動するモータと、を備え、
   前記ファンケーシングは、ファン回転軸に平行な舌部と、前記舌部から前記多翼ファンを囲むように渦巻状に延びるスクロール部と、前記舌部及び前記スクロール部の両側に設けられた側面部と、前記両側の側面部の一方に設けられた開口部で構成される前記吸入口と、前記舌部、前記スクロール部及び前記両側面部から突出して設けられた横長矩形状の開口部で構成される前記吐出口と、を備えた空気調和機において、
   前記吐出口のファン回転軸に垂直な方向の開口寸法は、ファン回転軸の方向における反吸入口側部分よりも吸入口側部分の方が小さくなっている
   ことを特徴とする空気調和機。
7. 請求項６において、前記吐出口の舌部側の面の反吸入口側部分とその吸入口側部分との間に段部が形成されると共に、前記吐出口のファン回転軸の方向の全幅寸法に対して前記舌部側の面の吸入口側部分のファン回転軸の方向の幅寸法を１／２以下としたことを特徴とする空気調和機。

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