(57)【要約】【課題】空気調和機用室外ユニットにおいて、熱交換器での熱交換効率を向上させる。【解決手段】空気の流入を許容するように開口した側面部を有する筐体１Ａと、側面部に沿って筐体１Ａの中に配置された熱交換器２と、筐体１Ａの上部に設けられた吹出口３と、筐体１Ａの上部に設けられた送風機４と、送風機４のある側とは反対側においてモータ４Ａの底面を覆っておりかつモータ４Ａから遠ざかるにつれて断面積が減少している整流体５と、を備えている。【選択図】図２Ａ
2014105971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の流入を許容するように開口した側面部を有する筐体と、
前記側面部に沿って前記筐体の中に配置された熱交換器と、
前記熱交換器を通じて前記筐体の内部空間に導かれた空気を前記筐体の上方に向かって吹き出すように前記筐体の上部に設けられた吹出口と、
前記筐体の上部に設けられ、前記筐体の前記内部空間から空気を吸引する送風機と、
前記送風機の下部に設けられ、前記送風機を駆動するモータと、
前記送風機のある側とは反対側において前記モータの底面を覆っており、かつ前記モータから遠ざかるにつれて断面積が減少している整流体と、
を備えた、空気調和機用室外ユニット。
【請求項２】
前記モータの前記底面から離れた位置に前記整流体が配置されることによって前記整流体と前記モータの前記底面との間に第１隙間が形成されており、
前記整流体には、前記モータの前記底面に向かい合う側における前記整流体の上端部と、前記モータの前記底面に向かい合う側とは反対側における前記整流体の下端部と、を貫通する通風孔が形成されており、
前記筐体の前記内部空間は、（ａ）前記通風孔及び前記第１隙間を経由して、前記送風機によって吸引された空気を前記吹出口に流す第１流路と、（ｂ）前記整流体の外側を経由して、前記吸引された空気を前記吹出口に流す第２流路とを含む、請求項１に記載の空気調和機用室外ユニット。
【請求項３】
前記整流体は、前記モータの側面を覆っている筒状部を有し、
前記筒状部の内側面と前記モータの前記側面との間には、前記第１隙間に連通している第２隙間が形成されており、
前記第１流路は、前記通風孔、前記第１隙間及び前記第２隙間を経由して、前記送風機によって吸引された空気を前記吹出口に流す流路である、請求項２に記載の空気調和機用室外ユニット。
【請求項４】
前記モータの回転軸に平行な方向から前記モータ及び前記整流体を平面視したとき、前記モータの前記底面の全部が前記整流体の内側に収まっている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和機用室外ユニット。
【請求項５】
前記整流体は、円錐の形状を有する部材である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和機用室外ユニット。
【請求項６】
前記通風孔は、前記モータの前記回転軸に平行な方向及び前記モータの前記回転軸に垂直な方向の両方に対して傾斜した内周面を有し、
前記通風孔の前記内周面には、前記上端部から前記下端部に向かって延びる溝が形成されている、又は前記上端部から前記下端部に向かって延びる凸部が設けられている、請求項２又は３に記載の空気調和機用室外ユニット。
【請求項７】
前記モータを支持するモータ支持部材をさらに備え、
前記整流体は、前記モータ支持部材に固定されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気調和機用室外ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を筐体の側面部から吸い込み、筐体の上方に向かって吹き出す空気調和機用室外ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機用室外ユニットとしては、空気を筐体の側面部から吸い込み、筐体の上方に向かって吹き出すものが知られている。特許文献１に開示された室外ユニット３０１は、図９に示すように、筐体３０１Ａ、熱交換器３０２、ベルマウス３０３Ａ、送風機３０４及びモータ３０４を備えている。熱交換器３０２は、筐体３０１Ａの側面部に配置されている。筐体３０１Ａの上部には、空気を上方に吹き出すための吹出口３０３を有するベルマウス３０３Ａが設けられている。送風機３０４は、筐体３０１Ａの内部空間の空気を吸引するように筐体３０１Ａの上部に設けられている。送風機３０４の下部にモータ３０４Ａが設けられている。モータ３０４Ａによって送風機３０４が駆動される。
【０００３】
送風機３０４を動作させると、筐体３０１Ａの側面部から流入した空気が熱交換器３０２を通過し、筐体３０１Ａの内部空間へ流入する。そして、送風機３０４によって筐体３０１Ａの内部空間から空気が吸引され、吹出口３０３を通って上方へと吹き出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５９−８４３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
室外ユニット３０１の性能を向上させるためには、空気の圧力損失を減らして熱交換器３０２での熱交換効率を向上させることが有効である。
【０００６】
本発明は、空気調和機用室外ユニットにおいて、熱交換器での熱交換効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本開示は、
空気の流入を許容するように開口した側面部を有する筐体と、
前記側面部に沿って前記筐体の中に配置された熱交換器と、
前記熱交換器を通じて前記筐体の内部空間に導かれた空気を前記筐体の上方に向かって吹き出すように前記筐体の上部に設けられた吹出口と、
前記筐体の上部に設けられ、前記筐体の前記内部空間から空気を吸引する送風機と、
前記送風機の下部に設けられ、前記送風機を駆動するモータと、
前記送風機のある側とは反対側において前記モータの底面を覆っており、かつ前記モータから遠ざかるにつれて断面積が減少している整流体と、
を備えた、空気調和機用室外ユニットを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
上記の空気調和機用室外ユニットによれば、熱交換器での熱交換効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係る空気調和機用室外ユニットを示す、筐体の上面部及びベルマウスの一部を省略した平面図
【図１Ｂ】図１Ａに示す空気調和機用室外ユニットを示す、筐体の側面部及び熱交換器の側面部を省略した正面図
【図１Ｃ】図１Ａに示す空気調和機用室外ユニットを示す、筐体の側面部及び熱交換器の側面部を省略した側面図
【図２Ａ】図１Ａに示す空気調和機用室外ユニットの内部における空気の流れを示す図
【図２Ｂ】図１Ａに示す空気調和機用室外ユニットの内部の空気の圧力分布を示す図
【図３Ａ】従来の空気調和機用室外ユニットの内部における空気の流れを示す図
【図３Ｂ】従来の空気調和機用室外ユニットの内部の空気の圧力分布を示す図
【図４Ａ】本発明の第２実施形態に係る空気調和機用室外ユニットを示す、筐体の上面部及びベルマウスの一部を省略した平面図
【図４Ｂ】図４Ａに示す空気調和機用室外ユニットを示す、筐体の側面部及び熱交換器の側面部を省略した正面図
【図４Ｃ】図４Ａに示す空気調和機用室外ユニットを示す、筐体の側面部及び熱交換器の側面部を省略した側面図
【図５Ａ】図４Ａに示す空気調和機用室外ユニットの内部における空気の流れを示す図
【図５Ｂ】図１Ａに示す空気調和機用室外ユニットの内部における空気の流れを示す図
【図６Ａ】本発明の第３実施形態に係る整流体の平面図
【図６Ｂ】図６Ａに示す整流体の側面図
【図７】図６Ａに示す空気調和機用室外ユニットの内部における空気の流れを示す図
【図８】図１Ａに示す空気調和機用室外ユニットが用いられるビル用マルチ空気調和システムの構成図
【図９】従来の空気調和機用室外ユニットの正面断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図９に示すように、従来の室外ユニット３０１では、送風機３０４によって筐体３０１Ａの内部空間から吸引される空気がモータ３０４Ａの底面に衝突するため、モータ３０４Ａの底面で大きい圧力損失が発生する。また、モータ３０４Ａの底面に衝突した空気は、モータ３０４Ａの底面から側面を通過して吹出口３０３へと流れるため、モータ３０４Ａの側面において、境界層の剥離に起因して比較的大きい圧力損失が発生する。モータ３０４Ａの底面及び側面で大きい圧力損失が発生すると、筐体３０１Ａの内部空間に流入する空気の量が減少するので、熱交換器３０２での熱交換効率が低下する。
【００１１】
本開示の第１の態様は、
空気の流入を許容するように開口した側面部を有する筐体と、
前記側面部に沿って前記筐体の中に配置された熱交換器と、
前記熱交換器を通じて前記筐体の内部空間に導かれた空気を前記筐体の上方に向かって吹き出すように前記筐体の上部に設けられた吹出口と、
前記筐体の上部に設けられ、前記筐体の前記内部空間から空気を吸引する送風機と、
前記送風機の下部に設けられ、前記送風機を駆動するモータと、
前記送風機のある側とは反対側において前記モータの底面を覆っており、かつ前記モータから遠ざかるにつれて断面積が減少している整流体と、
を備えた、空気調和機用室外ユニットを提供する。
【００１２】
上記の構成によれば、モータの底面を覆う整流体によって、モータの底面に衝突する空気の量を減らすことができる。つまり、モータの底面での圧力損失を低減できる。また、整流体の断面積はモータから遠ざかるにつれて減少している。そのため、整流体によって大きい圧力損失が発生することを回避できる。筐体の内部空間における空気の圧力損失を減らすことによって、筐体の内部空間に流入する空気の量が増加し、熱交換器での熱交換効率を向上させることができる。
【００１３】
第２の態様は、第１の態様に加え、前記モータの前記底面から離れた位置に前記整流体が配置されることによって前記整流体と前記モータの前記底面との間に第１隙間が形成されており、前記整流体には、前記モータの前記底面に向かい合う側における前記整流体の上端部と、前記モータの前記底面に向かい合う側とは反対側における前記整流体の下端部と、を貫通する通風孔が形成されており、前記筐体の前記内部空間は、（ａ）前記通風孔及び前記第１隙間を経由して、前記送風機によって吸引された空気を前記吹出口に流す第１流路と、（ｂ）前記整流体の外側を経由して、前記吸引された空気を前記吹出口に流す第２流路とを含む、空気調和機用室外ユニットを提供する。このような構成によれば、送風機によって吸引された空気が通風孔及び第１隙間を経由してモータの底面に接触するので、モータを冷却できる。第１隙間の広さ及び通風孔の大きさを適切に調整すれば、モータの底面に空気が衝突して圧力損失が増加することを効果的に抑制できる。
【００１４】
第３の態様は、第２の態様に加え、前記整流体は、前記モータの側面を覆っている筒状部を有し、前記筒状部の内側面と前記モータの前記側面との間には、前記第１隙間に連通している第２隙間が形成されており、前記第１流路は、前記通風孔、前記第１隙間及び前記第２隙間を経由して、前記送風機によって吸引された空気を前記吹出口に流す流路である、空気調和機用室外ユニットを提供する。このような構成によれば、第２隙間を流れる空気がモータの側面に寄せられる。その結果、モータの側面における境界層の剥離に起因する圧力損失が減少する。また、モータの側面を通過する空気がモータの側面に接触するので、モータを冷却できる。
【００１５】
第４の態様は、第１〜第３の態様のいずれか１つに加え、前記モータの回転軸に平行な方向から前記モータ及び前記整流体を平面視したとき、前記モータの前記底面の全部が前記整流体の内側に収まっている、空気調和機用室外ユニットを提供する。このような構成によれば、モータの底面での圧力損失を確実に低減できる。
【００１６】
第５の態様は、第１〜第４の態様のいずれか１つ加え、前記整流体は、円錐の形状を有する部材である、空気調和機用室外ユニットを提供する。このような構成によれば、整流体によって大きい圧力損失が発生することを確実に回避できる。
【００１７】
第６の態様は、第２又は第３の態様に加え、前記通風孔は、前記モータの前記回転軸に平行な方向及び前記モータの前記回転軸に垂直な方向の両方に対して傾斜した内周面を有し、前記通風孔の前記内周面には、前記上端部から前記下端部に向かって延びる溝が形成されている、又は前記上端部から前記下端部に向かって延びる凸部が設けられている、空気調和機用室外ユニットを提供する。このような構成によれば、送風機によって吸引された空気をモータの側面に導きやすくなるので、モータをより冷却できる。
【００１８】
第７の態様は、第１〜第６の態様のいずれか１つに加え、前記モータを支持するモータ支持部材をさらに備え、前記整流体は、前記モータ支持部材に固定されている、空気調和機用室外ユニットを提供する。このような構成によれば、整流体の設置が容易になる。
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態によって限定されるものではない。
【００２０】
（第１実施形態）
図１Ａ〜図１Ｃは、本発明の第１実施形態における空気調和機用室外ユニットの内部構成について示した図である。
【００２１】
図１Ａ〜図１Ｃに示すように、室外ユニット１は、筐体１Ａ、熱交換器２、ベルマウス３Ａ、送風機４、モータ４Ａ、整流体５、制御ボックス７、圧縮機８、アキュムレータ９及びオイルセパレータ１０を備えている。熱交換器２は、筐体１Ａの中に配置されている。ベルマウス３Ａは、筐体１Ａの上部に設けられ、上端部において開口する吹出口３を有している。送風機４は、ベルマウス３Ａの内部に配置され、吹出口３の下方に位置している。モータ４Ａは、ベルマウス３Ａの内部に配置され、送風機４の下部に位置している。モータ４Ａは、送風機４を駆動する。整流体５は、モータ４Ａの底面を覆っており、かつモータ４Ａから遠ざかるにつれて断面積が減少している。
【００２２】
筐体１Ａは、鉛直方向に長い直方体のケースである。具体的には、筐体１Ａは、第１側面部１Ｂ、第２側面部１Ｃ、第３側面部１Ｄ及び第４側面部１Ｅを有する。第１側面部１Ｂ、第２側面部１Ｃ及び第３側面部１Ｄは、それぞれ、空気の流入を許容するように開口している。第４側面部１Ｅは、空気の通過を禁止するように構成されている。筐体１Ａの内部には、第１側面部１Ｂ、第２側面部１Ｃ及び第３側面部１Ｄの内側に沿うように、平面視でＵ字形状の熱交換器２が配置されている。第４側面部１Ｅの内部には、制御ボックス７が装着及び固定されている。
【００２３】
制御ボックス７は、送風機４等の電気部品を制御する制御回路（図示せず）を内蔵する直方体のケースであって、第４側面部１Ｅの内側面にねじによって固定されている。制御ボックス７の内側側面７Ａは、長方形の平坦面を有している。
【００２４】
なお、熱交換器２の配置は、上記の配置に限定されない。例えば、第４側面部１Ｅの一部が空気の流入を許容するように構成されているとき、第４側面部１Ｅの一部の内側に沿うように、熱交換器２が配置されていてもよい。熱交換器２が鉛直方向に対して平行に配置されていることも必須ではない。熱交換器２が鉛直方向及び水平方向の両方に対して傾斜していてもよい。例えば、熱交換器２がＶ字の形状をなすように筐体１Ａの内部に熱交換器２が配置されていてもよい。
【００２５】
ベルマウス３Ａは、熱交換器２の上端部より上方に設けられ、ラッパ状に開口する円筒部材である。ベルマウス３Ａの下端部の開口の直径は、ベルマウス３Ａの吹出口３（上端部の開口）の直径より大きい。ベルマウス３Ａの内部には、送風機４が配置されている。
【００２６】
送風機４は、送風機４の下部に配置されたモータ４Ａによって回転し、筐体１Ａの内部空間から空気を吸引する。送風機４は、複数（例えば４枚）の羽根を有している。送風機４の中心軸は、吹出口３の中心（ベルマウス３Ａの中心）と一致している。送風機４の最大外径は、ベルマウス３Ａの最小内径である吹出口３の直径より小さい。送風機４及びモータ４Ａの鉛直方向の長さは、ベルマウス３Ａのより鉛直方向の長さより小さい。すなわち、送風機４及びモータ４Ａは、ベルマウス３Ａの内部に配置されている。
【００２７】
室外ユニット１は、さらに第１支持部材６Ａ及び第２支持部材６Ｂを備えている。第１支持部材６Ａ及び第２支持部材６Ｂは、それぞれ、熱交換器２の上端部の位置において、第２側面部１Ｃの上部と第４側面部１Ｅの上部とを連結している。第１支持部材６Ａ及び第２支持部材６Ｂは、第１側面部１Ｂ及び第３側面部１Ｄと平行に配置された平板かつ棒状の部材である。第１支持部材６Ａ及び第２支持部材６Ｂは、モータ４Ａの中心軸からそれぞれ第１側面部１Ｂ及び第３側面部１Ｄ側に離れている。モータ４Ａの中心軸と第１支持部材６Ａとの間の距離は、モータ４Ａの中心軸とび第２支持部材６Ｂとの間の距離と同一である。第１支持部材６Ａ及び第２支持部材６Ｂは、第２側面部１Ｃにおける熱交換器２の上部及び制御ボックス７の上部を横切っている。
【００２８】
室外ユニット１は、さらに第３支持部材６Ｃ及び第４支持部材６Ｄを備えている。第３支持部材６Ｃ及び第４支持部材６Ｄは、それぞれ、第１支持部材６Ａ及び第２支持部材６Ｂの上面にねじにより固定されている。第３支持部材６Ｃ及び第４支持部材６Ｄは、第２側面部１Ｃ及び第４側面部１Ｅと平行に配置された平板かつ棒状の部材である。第３支持部材６Ｃ及び第４支持部材６Ｄは、モータ４Ａの中心軸からそれぞれ第２側面部１Ｃ及び第４側面部１Ｅ側に離れている。モータ４Ａの中心軸と第３支持部材６Ｃとの間の距離は、モータ４Ａの中心軸とび第４支持部材６Ｄとの間の距離と同一である。
【００２９】
モータ４Ａの下端部は、第３支持部材６Ｃ及び第４支持部材６Ｄにねじにより固定されている。なお、モータ４Ａは、送風機４の下端部に装着された円筒状のケース部材に内蔵されている。このケース部材もモータ４Ａの一部を構成している。従って、モータ４Ａの下端部は、円筒状のケース部材の下端部を意味している。
【００３０】
熱交換器２は、第１側面部１Ｂ、第２側面部１Ｃ及び第３側面部１Ｄのそれぞれに対応する内側部分として、第１熱交換部２Ａ、第２熱交換部２Ｂ及び第３熱交換部２Ｃを有している。また、送風機４の中心軸と第１熱交換部２Ａとの間の最小距離は、送風機４の中心軸と第２熱交換部２Ｂとの間の最小距離及び送風機４の中心軸と第３熱交換部２Ｃとの間の最小距離と同一である。また、送風機４の中心軸と第１熱交換部２Ａとの間の最小距離は、送風機４の中心軸と制御ボックス７の内側側面７Ａとの間の最小距離と同一である。すなわち、第１側面部１Ｂ、第２側面部１Ｃ、第３側面部１Ｄ及び制御ボックス７の内側側面７Ａで囲まれる領域は、平面視で正方形となっている。
【００３１】
図２Ａに示すように、整流体５は、本体部５Ａと、本体部５Ａの上端部５Ｅと下端部５Ｆとを貫通するように形成された通風孔５Ｂと、を有している。整流体５は、モータ４Ａの底面から下方に離れた位置に配置されている。整流体５の上端部５Ｅとモータ４Ａの底面との間に第１隙間５Ｃが形成されている。通風孔５Ｂは、本体部５Ａの中央部を貫通する１つの貫通孔である。通風孔５Ｂは、本体部５Ａの上端部５Ｅ及び本体部５Ａの下端部５Ｆの中央部にそれぞれ円形の開口部を有している。これらの開口部の直径は同一である。なお、通風孔５Ｂの配置、開口形状及び個数は、これらに限定されるものではない。
【００３２】
室外ユニット１は、さらに第５支持部材６Ｅ及び第６支持部材６Ｆを備えている。第５支持部材６Ｅ及び第６支持部材６Ｆの上端部は、第１支持部材６Ａ及び第２支持部材６Ｂの下面にねじにより固定されている。第５支持部材６Ｅ及び第６支持部材６Ｆの下端部は、それぞれ送風機４の中心軸方向に向かって突出している。
【００３３】
図１Ｂに示すように、整流体５は、第５支持部材６Ｅ及び第６支持部材６Ｆによって支持され、モータ４Ａの下方に位置している。第５支持部材６Ｅ及び第６支持部材６Ｆの突出した下端部は、それぞれ、整流体５の外周部にねじにより固定されている。モータ４Ａの下端部は、第３支持部材６Ｃ及び第４支持部材６Ｄにねじにより固定されている。また、整流体５の中心軸は、モータ４Ａの中心軸と一致している。なお、整流体５の固定方法はこれに限定されるものではなく、例えば、整流体５の外周部に整流体５の外形より大径のフランジ部を形成し、第５支持部材６Ｅ及び第６支持部材６Ｆをフランジ部にねじにより固定してもよい。
【００３４】
図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、筐体１Ａの内部空間は、通風孔５Ｂ及び第１隙間５Ｃを経由して送風機４によって吸引された空気を吹出口３に流す第１流路１１と、整流体５の外側を経由して吸引された空気を吹出口３に流す第２流路１２と、を有している。第２流路１２を流れる空気の量は、第１流路１１を流れる空気の量より多い。この構成によれば、送風機４によって吸引された空気は、整流体５の外側を経由する第２流路１２を通過することによって、モータ４Ａの底面に衝突する空気の量を減らすことができるので、モータ４Ａの底面での圧力損失を低減できる。筐体１Ａの内部空間における空気の圧力損失を減らすことによって、筐体１Ａの内部空間に流入する空気の量が増加し、熱交換器２での熱交換効率を向上させることができる。また、送風機４によって吸引された空気が通風孔５Ｂ及び第１隙間５Ｃを経由してモータ４Ａの底面に接触するので、モータ４Ａを冷却することができる。
【００３５】
整流体５は、モータ４Ａから下方に遠ざかるにつれて断面積が減少している円錐の形状を有する部材である。図２Ａに示すように、本体部５Ａの上端部５Ｅ及び下端部５Ｆは、平面視で円形である。モータ４Ａの底面は、平面視で円形である。モータ４Ａの底面の外径は、本体部５Ａの上端部５Ｅの外径より小さい。本体部５Ａの下端部５Ｆの外径は、本体部５Ａの上端部５Ｅの外径より小さい。本体部５Ａの下端部５Ｆの外径は、モータ４Ａの底面の外径より小さい。本体部５Ａの下端部５Ｆの外径は、本体部５Ａの下端部５Ｆにおける通風孔５Ｂの開口部より僅かに大きい。この構成によれば、整流体５の断面積はモータ４Ａから遠ざかるにつれて減少しているので、整流体５によって大きい圧力損失が発生することを確実に回避できる。また、整流体５の中心軸がモータ４Ａの中心軸と一致し、本体部５Ａの上端部５Ｅが平面視で円形であり、かつモータ４Ａの底面が平面視で円形であるので、モータ４Ａの周方向の空気の流量分布が均一になる。その結果、モータの側面における境界層の剥離に起因する圧力損失が減少する。なお、整流体５の形状は、円錐の形状に限定されず、例えば、モータ４Ａから下方に遠ざかるにつれて断面積が減少している角錐の形状であってもよい。また、整流体５の形状は、モータ４Ａから下方に遠ざかるにつれて断面積が減少し、かつ整流体５の鉛直方向の位置によって断面積が減少する変化率が異なる複数の角錐からなる形状であってもよい。
【００３６】
モータ４Ａ及び整流体５を平面視したとき、モータ４Ａの底面の全部が整流体５の上端の内側に収まっている。すなわち、整流体５の上端は、モータ４Ａの底面を完全に覆っている。この構成によれば、モータ４Ａの底面での圧力損失を確実に低減できる。
【００３７】
以上のように構成された室外ユニット１について、以下にて、その動作、作用を説明する。
【００３８】
まず、比較として、図３Ａ及び図３Ｂに、従来の室外ユニット４０１の空気の流動の様相を示し、その動作について説明する。なお、従来の室外ユニット４０１は、本実施形態の室外ユニット１から整流体５、第５支持部材６Ｅ及び第６支持部材６Ｆを除いた構成と同一である。筐体４０１Ａ、熱交換器４０２、ベルマウス４０３Ａ、送風機４０４の大きさは、筐体１Ａ、熱交換器２、ベルマウス３Ａ、送風機４の大きさと同一である。モータ４０４Ａの消費電力は、モータ４Ａの消費電力と同一であると仮定する。
【００３９】
従来の室外ユニット４０１の内部の空気の流量分布４３０を図３Ａに示す。従来の室外ユニット４０１では、送風機４０４によって筐体４０１Ａの内部空間４２０から吸引される空気がモータ４０４Ａの底面に衝突するため、モータ４０４Ａの底面で大きい圧力損失が発生する。また、モータ４０４Ａの底面に衝突した空気は、モータ４０４Ａの底面から側面を通過して吹出口４０３へ流れるため、モータ４０４Ａの側面において、境界層の剥離に起因して比較的大きい圧力損失が発生する。モータ４０４Ａの底面及び側面で大きい圧力損失が発生すると、筐体４０１Ａの内部空間４２０に流入する空気の量が減少するので、熱交換器４０２での熱交換効率が低下する。
【００４０】
送風機４０４の中心軸における筐体４０１Ａの内部空間４２０の鉛直方向の空気の圧力分布を図３Ｂに示す。図３Ｂでは、筐体４０１Ａの内部空間４２０の鉛直方向の空気の圧力分布４５０を実線で示し、筐体４０１Ａの周囲圧力である大気圧４０を破線で示す。ここでは、送風機４０４の直下を鉛直方向の基準点とする。送風機４０４の直下とは、モータ４０４Ａの底面の直下、すなわち、熱交換器４０２の上端部の位置である。
【００４１】
次に、図２Ａ及び図２Ｂに、本実施形態の室外ユニット１の内部における空気の流れ及び内部の空気の圧力分布を示し、その動作について説明する。
【００４２】
本実施形態の室外ユニット１の内部の空気の流量分布３０を図２Ａに示す。本実施形態の筐体１Ａの内部空間２０に流入する空気の量は、従来の筐体４０１Ａの内部空間４２０に流入する空気の量より多い。本実施形態では、送風機４によって吸引された空気は、整流体５に沿って第２流路１２を流れるので、モータ４Ａの底面に衝突する空気の量を減らすことができる。つまり、モータ４Ａの底面での圧力損失を低減できる。筐体１Ａの内部空間２０における空気の圧力損失を減らすことによって、筐体１Ａの内部空間２０に流入する空気の量が増加し、熱交換器２での熱交換効率を向上させることができる。
【００４３】
送風機４の中心軸における筐体１Ａの内部空間２０の鉛直方向の空気の圧力分布を図２Ｂに示す。図２Ｂでは、本実施形態の筐体１Ａの内部空間２０の鉛直方向の空気の圧力分布５０を実線で示し、従来の筐体４０１Ａの内部空間４２０の鉛直方向の空気の圧力分布４５０を破線で示し、筐体１Ａの周囲圧力である大気圧４０を破線で示す。ここでは、送風機４の直下を鉛直方向の基準点とする。送風機４の直下とは、モータ４Ａの底面の直下であって、整流体５の上端部５Ｅの位置である。整流体５の上端部５Ｅの位置は、熱交換器５０２の上端部の位置である。
【００４４】
図２Ｂに示すように、第１流路１１における空気の圧力は、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との間の圧力分布５０Ａで特定される。整流体５の下端部５Ｆより下側の空気の圧力は、圧力Ｐ２以上の圧力分布５０Ｂで特定される。圧力分布５０と圧力分布４５０とを比較すると理解できるように、モータ４Ａの底面の直下における空気の圧力は、整流体５を設置することによって上昇する。従って、本実施形態においてモータ４Ａの下部に流れる空気の量は、従来の室外ユニット４０１においてモータ４０４Ａの下部に流れる空気の量より少ない。その結果、モータの底面に衝突する空気の量を減らすことができる。つまり、モータの底面での圧力損失を低減できる。以上のことから、筐体１Ａの内部空間２０に流入する空気の量が増加し、熱交換器２での熱交換効率を向上させることができる。なお、整流体５の下端部５Ｆの圧力Ｐ２は、本実施形態の圧力分布５０と従来の圧力分布４５０との交点であってもよい。
【００４５】
次に、図８を参照して、室外ユニット１が使用されたビル用マルチ空気調和システムを説明する。
【００４６】
ビル用マルチ空気調和システムは、室外ユニット１と、室内ユニット９１Ａ及び９１Ｂと、冷媒配管９３Ａ，９３Ｂ，９６Ａ及び９６Ｂと、を有している。室外ユニット１は、建物９０の室外に配置されている。室内ユニット９１Ａ及び９１Ｂは、それぞれ、建物９０の室内の部屋９０Ａ及び９０Ｂに配置されている。冷媒配管９３Ａ及び９６Ａは、室外ユニット１、と室内ユニット９１Ａとを接続している。冷媒配管９３Ｂ及び９６Ｂは、室外ユニット１と、室内ユニット９１Ｂとを接続している。冷媒配管９３Ａ及び９３Ｂは、それぞれ、室外ユニット１の付近では１つの配管であるが、部屋９０Ｂと部屋９０Ａとの間において２つの配管に分岐している。冷媒配管９６Ａ及び９６Ｂも同様である。本実施形態では、１つの室外ユニット１に対して、２つの室内ユニット９１Ａ及び９１Ｂが並列に接続されているが、室内ユニット９１Ａ及び９１Ｂの数は複数であれば３以上であってもよい。室外ユニット１内には、熱交換器２、圧縮機８（一例としてロータリ圧縮機）、アキュムレータ９、四方弁９２、膨張装置（図示せず）、が配置されている。室内ユニット９１Ａ及び９１Ｂには、それぞれ、膨張装置９４Ａ及び９４Ｂ（一例として膨張弁）並びに室内熱交換器９５Ａ及び９５Ｂが配置されている。
【００４７】
ビル用マルチ空気調和システムが冷房モードで動作する場合には、圧縮機８で高温及び高圧の過熱状態とされた冷媒は、四方弁９２を通り、室外ユニット１の熱交換器２へ達する。熱交換器２は、凝縮器として作用し、冷媒から熱交換器２を通過する空気へと熱が放出される。熱交換器２において、冷媒は、高圧の過冷却冷媒となる。冷媒は、その後、冷媒配管９３Ａ及び９３Ｂを通って、室内ユニット９１Ａ及び９１Ｂへ搬送される。冷媒は、膨張装置９４Ａ及び９４Ｂにおいて膨張され、低圧及び低温の気液二相状態となる。その後、冷媒は、室内熱交換器９５Ａ及び９５Ｂへ達する。このとき、室内熱交換器９５Ａ及び９５Ｂは、蒸発器として作用し、冷媒の吸熱作用によって、それぞれ、部屋９０Ａ及び９０Ｂを冷房する。吸熱後、冷媒は冷媒配管９６Ａ及び９６Ｂを通って、室外ユニット１へと戻る。冷媒は、四方弁９２及びアキュムレータ９を通った後、低圧の気相状態で圧縮機８へと戻る。
【００４８】
ビル用マルチ空気調和システムが暖房モードで動作する場合には、高温及び高圧の冷媒は、圧縮機８を出た後、四方弁９２及び冷媒配管９６Ａ及び９６Ｂを通って、室内ユニット９１Ａ及び９１Ｂの室内熱交換器９５Ａ及び９５Ｂへ達する。このとき、室内熱交換器９５Ａ及び９５Ｂが凝縮器として作用するので、冷媒は周囲空気へ放熱する。すなわち、部屋９０Ａ及び９０Ｂが暖房される。高圧の過冷却冷媒は、室内熱交換器９５Ａ及び９５Ｂを出た後、膨張装置９４Ａ及び９４Ｂにおいて膨張し、低圧及び低温の気液二相状態となる。その後、冷媒は、冷媒配管９３Ａ及び９３Ｂを通り、室外ユニット１へと戻る。室外ユニット１では、冷媒は、四方弁９２を通った後、室外ユニット１の熱交換器２へと導かれる。このとき、熱交換器２は、蒸発器として作用するので、冷媒は、熱交換器２を通過する空気から熱を奪う。その後、四方弁９２及びアキュムレータ９を通り、低圧の気相状態で圧縮機８へと戻る。
【００４９】
このように、本実施形態の室外ユニット１を用いた場合でも、従来タイプの室内ユニット９１Ａ及び９１Ｂと組み合わせることにより、ビル用マルチ空気調和システムを構成できる。本実施形態によれば、熱交換器２を通過する空気の流量分布を最適化でき、熱交換器２での熱交換効率が向上することができるので、ビル用マルチ空気調和システムの性能を向上することができる。
【００５０】
具体的には、部屋９０Ａ及び９０Ｂ内を冷房する場合においては、室外ユニット１の熱交換器２での熱交換効率の向上に伴い、室外ユニット１の熱交換器２の放熱量が増加するので、室内ユニット９１Ａ及び９１Ｂの室内熱交換器９５Ａ及び９５Ｂの吸熱量も増加する。その結果、ビル用マルチ空気調和システムの冷房性能が改善されうる。一方、部屋９０Ａ及び９０Ｂ内を暖房する場合においては、同様に、室外ユニット１の熱交換器２での熱交換効率の向上に伴って、室外ユニット１の熱交換器２の吸熱量が増加するので、室内ユニット９１Ａ及び９１Ｂの室内熱交換器９５Ａ及び９５Ｂの放熱量が増加する。その結果、ビル用マルチ空気調和システムの暖房性能が改善されうる。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、図４Ａ〜図４Ｃを参照して、本発明の第２実施形態に係る室外ユニット１０１を説明する。本実施形態の室外ユニット１０１では、整流体１０５の形状が第１実施形態の整流体５と異なっており、整流体５を除く他の構成は、第１実施形態と同一である。なお、本実施形態では、第１実施形態と同一構成部分には、第１実施形態の符号に１００を加えた符号を付し、その説明を省略する。
【００５２】
図４Ａ〜図４Ｃに示すように、整流体１０５は、モータ１０４Ａの側面を覆っている筒状部１０５Ｇをさらに有している。筒状部１０５Ｇは、本体部１０５Ａの上端部の外縁部が上方に突出することによって形成された円筒状の部分である。モータ１０４Ａの底面の外径は、本体部１０５Ａの上端部の外径より小さい。筒状部１０５Ｇの外径は、本体部１０５Ａの上端部の外径と同一である。筒状部１０５Ｇの内径は、モータ１０４Ａの底面の外径より大きい。このため、筒状部１０５Ｇの内側面とモータ１０４Ａの側面との間には、第２隙間１０５Ｄが形成されている。第２隙間１０５Ｄは、本体部１０５Ａの上端部とモータ４Ａの底面との間に形成された第１隙間１０５Ｃに連通している。すなわち、筒状部１０５Ｇの側面は、第１隙間１０５Ｃ及び第２隙間１０５Ｄを覆っている。第１流路１１１は、通風孔１０５Ｂ、第１隙間１０５Ｃ及び第２隙間１０５Ｄを経由して、送風機１０４によって吸引された空気を吹出口１０３に流す流路である。このような構成によれば、第２隙間１０５Ｄを流れる空気がモータ１０４Ａの側面に寄せられるので、モータ１０４Ａの側面における境界層の剥離に起因する圧力損失が減少する。また、モータ１０４Ａの側面を通過する空気がモータ１０４Ａの側面に接触するので、モータ１０４Ａを冷却できる。
【００５３】
次に、第１実施形態の整流体５と比較しながら、整流体１０５の作用を説明する。図５Ａには、第２実施形態における室外ユニット１０１の流動の様相を示し、図５Ｂには、第１実施形態における室外ユニット１の流動の様相を示す。
【００５４】
図５Ｂに示す第１実施形態では、送風機４によって吸引された空気は、整流体５の通風孔５Ｂ及び第１隙間５Ｃを経由する第１流路１１を通過し、さらにモータ４Ａの底面からモータ４Ａの側面を流れる。このため、モータ４Ａの側面において、従来の構成に比べて僅かではあるが、境界層の剥離による渦流（空気の流入方向と逆方向の流れ）が生じることがある。
【００５５】
これに対して、図５Ａに示す第２実施形態では、送風機１０４によって吸引された空気が通風孔１０５Ｂ、第１隙間１０５Ｃ及び第２隙間１０５Ｄを経由してモータ１０４Ａの側面を流れる。このため、筒状部１０５Ｇによって第２隙間１０５Ｄを流れる空気がモータ１０４Ａの側面に寄せられるので、モータ１０４Ａの側面における境界層の剥離に起因する圧力損失を低減できる。従って、第１実施形態に比べて、境界層の剥離による渦流の発生を抑えることができる。
【００５６】
（第３実施形態）
次に、図６Ａ、図６Ｂ及び図７を参照して、本発明の第３実施形態に係る室外ユニット２０１を説明する。本実施形態の室外ユニット２０１では、整流体２０５の形状が第１実施形態の整流体５と異なっており、整流体５を除く他の構成は、第１実施形態と同一である。なお、本実施形態では、第１実施形態と同一構成部分には、第１実施形態の符号に２００を加えた符号を付し、その説明を省略する。
【００５７】
図６Ａ、図６Ｂ及び図７に示すように、整流体２０５の通風孔２０５Ｂは、モータ２０４Ａの回転軸に平行な方向（図７の上下方向）及びモータ２０４Ａの回転軸に垂直な方向（図７の左右方向）の両方に対して傾斜した内周面２０５Ｇを有している。通風孔２０５Ｂは、本体部２０５Ａの上端部の中央部に開口する円形の開口部と、本体部２０５Ａの下端部の中央部に開口する円形の開口部とを有している。本体部２０５Ａの上端部の開口部の直径は、本体部２０５Ａの下端部の開口部の直径より大きい。すなわち、整流体２０５の形状は、漏斗形状である。通風孔２０５Ｂの内周面２０５Ｇには、整流体２０５の下端部から上端部に向かって延びる複数（例えば、８つ）の凸部２０５Ｈが設けられている。凸部２０５Ｈは、通風孔２０５Ｂの内周面２０５Ｇに等間隔かつ放射状に形成された突出部である。このような構成によれば、送風機２０４によって吸引された空気をモータ２０４Ａの側面に導きやすくなるので、モータ２０４Ａをより冷却できる。なお、凸部２０５Ｈに代えて、通風孔２０５Ｂの内周面２０５Ｇに、整流体２０５の下端部から上端部に向かって延びる複数の溝を設けてもよい。
【００５８】
図７に示すように、第３実施形態では、凸部２０５Ｈによって、送風機２０４によって吸引された空気をモータ２０４Ａの側面に導きやすくなるので、モータ２０４Ａの側面における境界層の剥離に起因する圧力損失を低減できる。従って、第１実施形態に比べて、境界層の剥離による渦流の発生を抑えることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１，１０１，２０１，３０１  室外ユニット
１Ａ  筐体
１Ｂ  第１側面部
１Ｃ  第２側面部
１Ｄ  第３側面部
１Ｅ  第４側面部
２  熱交換器
２Ａ  第１熱交換部
２Ｂ  第２熱交換部
２Ｃ  第３熱交換部
３  吹出口
３Ａ  ベルマウス
４  送風機
４Ａ  モータ
５  整流体
５Ａ  本体部
５Ｂ  通風孔
５Ｃ  第１隙間
５Ｅ  上端部
５Ｆ  下端部
６Ａ  第１支持部材
６Ｂ  第２支持部材
６Ｃ  第３支持部材
６Ｄ  第４支持部材
６Ｅ  第５支持部材
６Ｆ  第６支持部材
７  制御ボックス
７Ａ  内側側面
８  圧縮機
９  アキュムレータ
１０  オイルセパレータ
１１  第１流路
１２  第２流路
２０  内部空間
３０  流量分布
４０  大気圧
５０  圧力分布
５０Ａ  圧力分布
５０Ｂ  圧力分布
９０  建物
９０Ａ，９０Ｂ  部屋
９１Ａ，９１Ｂ  室内ユニット
９２  四方弁
９３Ａ，９３Ｂ  冷媒配管
９４Ａ，９４Ｂ  膨張装置
９５Ａ，９５Ｂ  室内熱交換器
９６Ａ，９６Ｂ  冷媒配管
１０５  整流体
１０５Ｄ  第２隙間
１０５Ｇ  筒状部
２０５  整流体
２０５Ｇ  内周面
２０５Ｈ  凸部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
2014105971.tif 000013
【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
2014105971.tif 000015
【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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