(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内ユニット及び圧縮機、熱交換器、送風用ファンを有する室外ユニットが接続された冷凍サイクルを備えた空気調和機において、
前記冷凍サイクルを循環する冷媒はＨＦＣ系冷媒とされ、
前記室外ユニットは、前記送風用ファンの最外円周の長さを前記送風用ファンを構成する翼の枚数で除した値に対する前記翼１枚の外周部の周方向長さとの比が０．８以上とされた前記送風用ファンと、前記送風用ファンの外周に設けられ、円筒状であり、その円周の周方向の一部において内径が径方向に拡大された形状を有するベルマウスと、外形がループ状とされその直径が異なる複数のループ線材が配置され、最大外形が前記ベルマウスの内径と略等しく前記ベルマウスの開口部を覆うようにされたファンガードと、を備え、前記ループ線材は複数の平面状に配置され、隣接するものが互い違いに段差がつくように配置されたことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和機、冷凍機に利用されている冷凍空調装置の騒音低減に関し、特に地球環境保護に適し、リサイクル性を考慮してキャビネットサイズ（外径寸法）を小型化したものに好適である。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の環境保護に対する対策としては、オゾン層を破壊しないことが条件とされ、塩素を含まない代替フロン、具体的にはＨＦＣ系冷媒を使用することが望ましい。しかし、環境に配慮するためには、単にHFC系冷媒を使用するだけでなく、製品のライフサイクルを通じたリサイクル性、易分解構造、省エネルギ等が必要とされている。
【０００３】
特に、空気調和機のキャビネットサイズ（外径寸法）が冷房能力にたいして小型であることは、リサイクル性を良くする点からも要求されが、騒音低減のためには外径寸法を大きくすることが有利であり、小型化と相反する問題がある。
【０００４】
さらに、室外ユニットの騒音低減に関しては、空力騒音の低減を図るため、プロペラファン外周に対向して円筒面を設け、軸方向に渦定着面室と呼ばれる空間を形成することが知られ、例えば特開平３−１７９１９８号公報に記載されている。また、ファンガードの衝突音低減を図るため風速の速いところのファンガードの線材ピッチを広くしたり、線材の線径を小さくしたりして騒音を低減することが特開平３−２０６３９２号公報に記載されているように知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、室外ユニットを据え付ける上で設置スペースを広くとる必要があり据え付け性の面で問題があるだけでなく、特に幅寸法が大きいため、リサイクルなどのためエレベータに載せて搬送する場合、大型エレベータが必要とされるなど環境、特にリサイクル性に充分考慮されているとは言い難い問題があった。
【０００６】
また特に特開平３−１７９１９８号公報に記載のものは、円筒部の外径をプロペラファンの外径に対し十分大きくする必要があり、またベルマウス流出口に設置しているファンガードでの衝突音の増大、ファン周辺部品との干渉による風切音の増大、必要風量を確保するため回転数増大によるプロペラファンの風切音増大の問題があった。
【０００７】
さらに、ＨＦＣ系冷媒あるいは非共沸混合冷媒、特にR407C冷媒を用いた場合、従来と同条件の運転を行う場合、従来に比べ熱交換器の伝熱面積を大きく確保する必要があり、小型化は不利となる。よって、環境、特にリサイクル性を高めるためには、単に塩素を含まない代替フロン系冷媒を使用するだけでは不十分である問題がある。
【０００８】
本発明の目的は上記問題を解決し、環境、特に騒音低減に適した空気調和機およびそれらに用いられる室外ユニットを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、室内ユニット及び圧縮機、熱交換器、送風用ファンを有する室外ユニットが接続された冷凍サイクルを備えた空気調和機において、前記冷凍サイクルを循環する冷媒はＨＦＣ系冷媒とされ、前記室外ユニットは、前記送風用ファンの最外円周の長さを前記送風用ファンを構成する翼の枚数で除した値に対する前記翼１枚の外周部の周方向長さとの比が０．８以上とされた前記送風用ファンと、前記送風用ファンの外周に設けられ、円筒状であり、その円周の周方向の一部において内径が径方向に拡大された形状を有するベルマウスと、外形がループ状とされその直径が異なる複数のループ線材が配置され、最大外形が前記ベルマウスの内径と略等しく前記ベルマウスの開口部を覆うようにされたファンガードと、を備え、前記ループ線材は複数の平面状に配置され、隣接するものが互い違いに段差がつくように配置されたものである。
【００１０】
送風用ファンの最外円周の長さを送風用ファンを構成する翼の枚数で除した値に対する翼１枚の外周部の周方向長さとの比が０．８以上とし、翼面積を大きくしているので、送風用ファンは効率向上を図ることができる。また、ベルマウスは周方向の一部において内径が径方向に拡大されているので、流入口の面積に対して流出口の開口面積が大きくなり、風速が小さくなり、騒音の低減を図ることができる。さらに、ベルマウスの吹出し口に開口部を覆うよう設けられるファンガードは、障害物の侵入を防止できる。これにより、熱交換器の伝熱面積を大きく確保する必要があるHFC系冷媒を用いても、送風用ファンの風量を増加して補い、騒音も増大することがないので、空気調和機を小型化することができ、環境、特に騒音低減に適したものとすることができる。
【００１２】
さらに、本発明は、上記において、ループ線材は複数の平面状に配置され、隣接するものが互いに段違いとなるように配置されたものである。これにより、送風用ファンから吹き出される風の方向は、送風ファンの軸方向に対して斜めとなるため、ファンガードにおける実質的な開口面積を大きくして風を通過させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をパッケ−ジ形空気調和機を実施の形態として第１図ないし第１２図を参照して説明する。図１は、一実施例の形態による室外ユニットの主要部を表わす斜視分解図、図２は、同じく内部構成を示す平面図、図３は、同じく正面図、図４は、同じく側面図、図５は、一実施例の形態による室外ユニットの送風用ファン部分を示す斜視図、図６は、同じくベルマウスを示す正面図、図７は、同じくベルマウスを示す側面図、図８は、一実施例の形態による室外ユニットのプロペラファンを示す正面図、図９は、同じく側面図、図１１は、一実施例の形態による室外ユニットのファンガード断面図、図１２は一実施例の形態による室外ユニットの冷凍サイクルを示す図である。
【００１４】
近年の店舗、オフィースビルの高層化に伴い空調機のマルチ化が望まれ空調機用室外機を設置する場合ビルの屋上に設置される場合が多くなってきている。屋上のスペースを有効に使用するため、またエレベータを用いた屋上への搬送を可能にするためにも空調用室外機の小型化コンパクト化に対する要求が高くなってきている。
【００１５】
室外機の床面積を小さくするは、設置レイアウトを検討する時間を軽減し、搬送性を向上する。よって、空気調和機の工事業者などにとって据え付け工事の簡便化をはかることが可能となる。
【００１６】
図１おいて、室外ユニット本体下端は製品重量を支えるベース１４、およびソコベース１３、外板は正面下側にマエカバシタ１５、正面上側にマエカバウエ１６、正面両サイドをワキカバ１７，１８、製品上側をウエカバ１９でおおわれている。またウエカバ中央部にはベルマウス１１を配しファン１０で送られる風の通風路を構成している。さらにベルマウス１１の出口側にファンガード１２が設けられている。
【００１７】
ソコベース１３上には圧縮機３、アキュムレータ４、Lタンク５をまた冷凍サイクル用配管を介し四方弁６、バルブ７、膨張弁２を配しいわゆる機械室を構成している。熱交換器１からファン１０までの風の通路を広く確保するのに機械室内への前記部品の集積効率を上げ機械室を小さくして通風抵抗を下げ送風騒音の低減をはかっている。また室外機後方には熱交換器１を配しており、床面積が小さくなったことにより必要伝熱面積を確保するのに高さ方向を長くしている。
【００１８】
これにより、風速は熱交換器１の送風用ファン１０に近い上部が速く、送風用ファン１０から遠い下部が遅くなり、熱交換器１の上下方向に風速分布を生じることとなる。よって熱交換器１のパス間に温度差が生じ、熱交換器性能が低下するので、これを防止するため風速が速いパスの冷媒配管本数を少なくし、風速の遅いパスの冷媒配管本数を多くしパス間の温度差を小さくしている。ここで、冷凍サイクルを循環、あるいは熱交換器１を流通する冷媒をHFC系冷媒としている。
【００１９】
送風装置は、モータ９、ファン１０、ベルマウス１１、ファンガード１２で構成され、室外機ユニットの上部に配置され、風を上部方向に吹き出す構造となっている。
【００２０】
これにより吹き出した風がショートパスして熱交換器１に吸い込まれるいわゆるショートサーキットが生じない。また室外機ユニットを横連続設置させても隣の室外機が吹き出した風を該室外機の熱交換器１より吸い込むことを回避することができる。よって、小さい設置スペースに複数台の室外機を連続設置することが可能となる。
【００２１】
床面積を小さくするためベルマウス11外径やプロペラファンである送風用ファン１０の外径を小さくすると、ベルマウス１１の流出口に設置しているファンガード１２での衝突音の増大、送風用ファン１０の周辺部品との干渉による風切音の増大、あるいは必要風量を確保するため回転数増大するため送風用ファン１０の風切音が増大する。よって、室外ユニットを小型化するには、ベルマウス１１の円筒部の外径に対し十分大きくする必要があり、本体の幅または奥行き寸法を大きくせざるを得なかった。
【００２２】
図５は、送風用ファン部分を示し、送風用ファン１０の風の流入口でガイドとなるウエカバ19と、風に方向性をもたせ渦発生を押さえ流速を減速させるベルマウス１１と送風用ファン１０に人の手がはいったり物が侵入するのを防止するファンガード１２を有している。またウエカバ１９とベルマウス１１を一体にして通風系を構成することも可能である。
【００２３】
室外機の床面積を小さくするためには、送風用ファン１０の外径寸法が本体のキャビネットサイズの面から制約を受ける。そして一般的には騒音を低減するためには送風用ファン１０の外径を大きくし、回転数を下げることが行われる。しかし冷房能力を確保したり、ＨＦＣ系冷媒あるいは非共沸混合冷媒、とくにＲ４０７Ｃ冷媒を用いるには風量の増加が必要となる。
【００２４】
本実施の形態のベルマウス１１では図６、７に示すように、送風用ファン１０の外周に対向した内周円筒面１１aを設け、円筒の周方向の一部分においてその吐出方向先端から径方向に拡大された形状とし、渦定着縦面１１bと軸方向に渦定着横面11ｃからなる渦定着室１１dを形成している。
【００２５】
これにより送風用ファン１０の翼端から成長する翼端渦が渦定着室１１dに引き寄せられ、ファンの空力性能が向上する。よって翼端渦と翼先端との干渉が減り、空力騒音が低減する。また送風用ファン１０の吐出口で有効な流路面積が増大するため吐出流速が減少しファンガードでの空力音も低減することができる。
【００２６】
次に、送風用ファン１０の形状について図８、９にて説明する。◆送風用ファン10の外径寸法を大きくしないために、翼の揚力を減らし翼一枚当たりの風を掻き出す仕事量を増やし、回転数を減らしている。つまり、翼1枚当たりの風を掻き出す仕事量を増やすため、送風用ファン１０の最外円周の長さを翼の枚数で除した値に対する、翼１枚の外周部の周方向長さ、との比が０．８以上となるよう翼先端を長くしている。
【００２７】
ファンガード１２について図５、１１を参照して説明する。◆本実施の形態のファンガード１２の機能は保護としての機能をもち、障害物の侵入を防止するのに十分な強度を有するようにしている。特に人が誤って手を入れて送風用ファン１０に手が当たるのを防止している。このためファンガード１２全体が手の荷重で曲がることがないよう外周および内側の線材径を太くしている。またベルマウス吹出口で線材で発生する衝突音を低減するべく空気抵抗を極力低減できるよう、また一方手が線材間の隙間から送風用ファンに届かないよう最小限の強度を有した形状として騒音の低減を図っている。
【００２８】
また、図１１に示すよう送風用ファンから吹出される風は通常ファンガード１２に垂直に当たるのではなく、斜めに当たるため風の吹出し方向でファンガード１２の開口部が広くなるよう線材を互い違いに段差をつけ、人の手が当たるケースが多いファンガード１２平面に対し垂直方向に開口部を狭くなるようにして、安全性を図るとともに騒音低減を図っている。
【００２９】
次に、冷凍サイクルを図1２を参照して説明する。◆冷凍サイクルはアキュムレータ４、圧縮機３、四方弁６、熱交換器１、膨張弁２を冷凍サイクル配管を介し順次連結し構成される。これら要素機器を機械室内にコンパクトに納入することにより、熱交換器１〜ファン１０間の送風機室の容積を大きくしている。
【００３０】
圧縮機３、アキュムレータ４、液タンク５といった重量物はソコベース１３に固定することが必要となる。このためこれら要素機器を縦置きとすることによりソコベースへの積載効率を上げることができソコベースを小型化することができる。
【００３１】
以上述べたように、一実施の形態によれば、以下のような利点がある。◆
（１）室外機の小型化コンパクト化をはかることにより、製品のコスト低減をはかることができる。またベース機を複数台組み合わせ中型機、大型機の開発をおこなうことにより製品開発期間の短縮と製品開発費用の縮減がはかれる。
【００３２】
（２）室外機の設置スペースを小さくすることができ、建屋の屋上、ベランダ、軒先等のスペースを有効活用することができる。
【００３３】
（３）室外機の小型化コンパクト化により室外機の搬送性を向上させることができる。たとえばトラック等の運搬車への積載効率の向上をはかることができる。またビル屋上へ室外機を搬送する場合エレベータを利用することができる。
【００３４】
（４）室外機の小型化コンパクト化にともない室外機の梱包材を小さくすることができ、木材、ダンボール等の使用量を減らすことができ、環境の良い製品を市場に提供することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、翼面積を大きくして送風用ファンの効率向上を図り、ベルマウスの周方向の一部を径方向に拡大し、ベルマウスの開口部を覆うようにファンガードを設けているので、送風用ファンの風量を増加しても騒音が増大しない。よって、空気調和機及びそれに用いられる室外ユニットを小型化することができ、環境、特に騒音低減に適したものとすることができる。
【００３７】
さらに、本発明によれば、ループ線材は複数の平面状に配置され、隣接するものが互いに段違いとなるようしているので、ファンガードにおける実質的な開口面積を大きくして風を通過させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施の形態による外板の構造及び部品を示す部品図。
【図２】  一実施の形態の内部構造を示す平面図。
【図３】  一実施の形態の内部構造を示す正面図。
【図４】  一実施の形態の内部構造を示す側面図。
【図５】  送風機装置の送風機系の部品を示す斜視図。
【図６】  一実施の形態のベルマウスの正面図。
【図７】  一実施の形態のベルマウスの側面図。
【図８】  一実施の形態のプロペラファンの正面図。
【図９】  一実施の形態のプロペラファンの側面図。
【図１１】  一実施の形態のファンガード断面図。
【図１２】  一実施の形態による室外機の冷凍サイクル系統図。
【符号の説明】
１…熱交換器、２…膨張弁、３…圧縮機、４…アキュムレ−タ、５…液タンク、６…四方弁、７…バルブ、８…室外制御装置、９…送風用電動機（室外）、１０…送風用ファン（室外）、１１…ベルマウス、１１a…内周円筒面、１１ｂ…渦定着縦面、１１ｃ…渦定着横面、１１ｄ…渦定着室、１２…ファンガード、１３…ソコベース、１４…ベース、１５…マエカバシタ、１６…マエカバウエ、１７…ワキカバ、１８…ワキカバ、１９…ウエカバ、２０…ホゴアミ。
【図１】
0003725970.tif 000002
【図２】
0003725970.tif 000003
【図３】
0003725970.tif 000004
【図４】
0003725970.tif 000005
【図５】
0003725970.tif 000006
【図６】
0003725970.tif 000007
【図７】
0003725970.tif 000008
【図８】
0003725970.tif 000009
【図９】
0003725970.tif 000010
【図１１】
0003725970.tif 000011
【図１２】
0003725970.tif 000012