(57)【要約】【課題】空気調和機の室外機において、据付面積の縮小を図りつつ、羽根音の低減及び筐体の振動の抑制を可能とすること。【解決手段】空気調和機の室外機は、室外空気の吸込み面２０ａを形成する側面とこれに対面した閉塞面２０ｂを形成する側面とを有する縦長の筐体２０と、筐体２０内に配置され吸込み面２０ｂに沿って縦長に延びる熱交換器４と、吸込み面２０ａ及び熱交換器４を通して室外空気を下方から吸込み上方へ吹出すように筐体２０の上面部に配置されたプロペラファン１とを備える。筐体２０の閉塞面２０ｂに対面する熱交換器４の下流側部分で且つ上部に位置して案内板１０を設け、この案内板２０により室外空気の流れをプロペラファン１の中央側に案内する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外空気の吸込み面を形成する側面とこれに対面した閉塞面を形成する側面とを有する縦長の筐体と、
前記筐体内に配置され前記吸込み面に沿って縦長に延びる熱交換器と、
前記吸込み面及び前記熱交換器を通して室外空気を下方から吸込み上方へ吹出すように前記筐体の上面部に配置されたプロペラファンとを備えた空気調和機の室外機において、
前記筐体の前記閉塞面に対面する前記熱交換器の下流側部分で且つ上部に位置して室外空気の流れを前記プロペラファンの中央側に案内する案内板を設けた
ことを特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項２】
請求項１に記載された空気調和機の室外機において、熱交換器側が低く、熱交換器より離れた側が高い位置になるように、前記案内板を斜めに傾けて設置したことを特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項３】
請求項１または２に記載された空気調和機の室外機において、前記案内板の熱交換器側から中央側に延びる長さを筐体奥行寸法の１５％より短くしたことを特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項４】
請求項１に記載された空気調和機の室外機において、前記プロペラファンを駆動するモータをそのプロペラファンの下方に取付け板を介して前記筐体に取付け、前記取付け板に前記案内板を固定したことを特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項５】
請求項１に記載された空気調和機の室外機において、前記熱交換器の両端部を曲げて前記筐体の両側面に大きく延ばして配置すると共に、前記熱交換器における前記閉塞面に対面する部分の中央部分に幅の短い前記案内板を設置したことを特徴とする空気調和機の室外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の室外機に係わり、特に、上面部に配置されたプロペラファンにより側面に設けた熱交換器を通して室外空気を下方から吸込み上方へ吹出す空気調和機の室外機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の空気調和機の室外機を図７を用いて説明する。この室外機は、室外空気の吸込み面２０ａを形成する側面とこれに対面した閉塞面２０ｂを形成する側面とを有する縦長の筐体２０と、筐体２０内に配置され吸込み面に沿って縦長に延びる熱交換器４と、吸込み面２０ａ及び熱交換器４を通して室外空気を下方から吸込み上方へ吹出すように筐体２０の上面部に配置されたプロペラファン１とを備えて構成されている。プロペラファン１を駆動するモータ３は、そのプロペラファン１の下方に取付け板３ａを介して筐体２０に取り付けられている。筐体２０内の底面には圧縮機６及びアキュムレータ７が搭載されている。また、閉塞面２０ｂ内側の中央部には、電気箱８が設置されている。
【０００３】
これに関連する特許文献としては、例えば特開平１０−２３８８１７号公報（特許文献１）が挙げられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３８８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の室外機の場合、筐体２０の側面に設置された熱交換器４を通して、すなわちプロペラファン１の回転軸に直交する方向から室外空気が筐体２０内部に流入することになる。熱交換器４を通る室外空気の風速分布は、プロペラファン１に近い上部で速く、プロペラファン１から遠い下部で遅いという不均一な風速分布である。このような不均一な風速分布を持った流れとして室外空気が筐体２０内部に流入する。流入した室外空気は筐体２０内部でプロペラファン１の方向に向かって偏向されてプロペラファン１に吸込まれる。この際、熱交換器４の上部から流入した室外空気がプロペラファン１の背面側に吸込まれ、熱交換器４の下部から流入した室外空気がプロペラファン１の前面側に吸い込まれることとなるため、プロペラファン１に吸い込まれる空気流が著しく不均一な風速分布を有することとなっていた。
【０００６】
また、多くの場合、主たる熱交換器４と対面側に位置する閉塞面２０ｂに電気品を収容した電気箱８等が配置され、こういった流れに対しての障害物となり、熱交換器４の下方から入った速度の遅い流れをさらに阻害することになるため、上述したプロペラファン１に吸い込まれる空気流の不均一な風速分布を助長していた。しかも、最近では、室外機の小型化、すなわち据付面積の縮小を図るために、筐体２０の外形を小さくして、プロペラファン１の筐体１に対して相対的に大きくなる傾向にあり、プロペラファン１が吸い込む空気流の風速分布の不均一が増大していた。
【０００７】
一般的に、プロペラファン１は吸込み側の空気流が一様であるときに最も性能が良い状態となるように設計される。特に、回転に対する周方向の不均一流入に対しては、プロペラファン１自体が回転体であるために、ファン設計による対応は難しい。周方向に大きな不均一流入が存在すると、プロペラファン１の翼枚数と回転数の積で決まる周波数、及びその高調波で構成される離散周波数の騒音、いわゆる羽根音が発生する。さらには、プロペラファン１周りの変動する圧力により、筐体２０自体の振動を引き起こす場合もある。
【０００８】
本発明の目的は、据付面積の縮小を図りつつ、羽根音の低減及び筐体の振動の抑制を可能とする空気調和機の室外機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は、室外空気の吸込み面を形成する側面とこれに対面した閉塞面を形成する側面とを有する縦長の筐体と、前記筐体内に配置され前記吸込み面に沿って縦長に延びる熱交換器と、前記吸込み面及び前記熱交換器を通して室外空気を下方から吸込み上方へ吹出すように前記筐体の上面部に配置されたプロペラファンとを備えた空気調和機の室外機において、前記筐体の前記閉塞面に対面する前記熱交換器の下流側部分で且つ上部に位置して室外空気の流れを前記プロペラファンの中央側に案内する案内板を設けた構成にしたことにある。
【００１０】
係る本発明のより好ましい具体的な構成は次の通りである。
（１）熱交換器側が低く、熱交換器より離れた側が高い位置になるように、前記案内板を斜めに傾けて設置したこと。
（２）前記案内板の熱交換器側から中央側に延びる長さを筐体奥行寸法の１５％より短くしたこと。
（３）前記プロペラファンを駆動するモータをそのプロペラファンの下方に取付け板を介して前記筐体に取付け、前記取付け板に前記案内板を固定した。
（４）前記熱交換器の両端部を曲げて前記筐体の両側面に大きく延ばして配置すると共に、前記熱交換器における前記閉塞面に対面する部分の中央部分に幅の短い前記案内板を設置したこと。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、筐体の閉塞面に対面する熱交換器の下流側部分で且つ上部に位置して室外空気の流れをプロペラファンの中央側に案内する案内板を設けたので、据付面積の縮小を図りつつ、羽根音の低減及び筐体の振動の抑制を可能とする空気調和機の室外機を実現できる。
【００１２】
本発明の好ましい構成によれば、熱交換器側が低く、熱交換器より離れた側が高い位置になるように、案内板を斜めに傾けて設置するようにしているので、案内板を水平に設置したものと比較して、熱交換器を通る室外空気の風速分布を均一化できる。
【００１３】
また、本発明の好ましい構成によれば、案内板の熱交換器側から中央側に延びる長さを筐体奥行寸法の１５％より短くしているので、羽根音１次を低減することができる。
【００１４】
また、本発明の好ましい構成によれば、プロペラファンを駆動するモータをそのプロペラファンの下方に取付け板を介して筐体に取付け、取付け板に案内板を固定しているので、簡単に案内板を設けることができる。
【００１５】
また、本発明の好ましい構成によれば、熱交換器の両端部を曲げて筐体の両側面に大きく延ばして配置すると共に、熱交換器における閉塞面に対面する部分の中央部分に幅の短い案内板を設置しているので、熱交換器面積を十分に確保しつつ、安価な案内板で騒音低減及び振動抑制の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の複数の実施例について図を用いて説明する。各実施例及び従来例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【００１７】
まず、本発明の第１実施例の空気調和機の室外機を図１から図３を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施例の空気調和機の室外機の縦断面図、図２は図１の室外機の機器配置構成を示す図、図３は図１の室外機の騒音特性図である。
【００１８】
本実施例の室外機は、筐体２０内に、熱交換器４、プロペラファン１、モータ３、圧縮機６、アキュムレータ７、電気箱８及び案内板１０を収納して構成されている。
【００１９】
筐体２０は、室外空気の吸込み面２０ａを形成する側面とこれに対面した閉塞面２０ｂを形成する側面とを有する縦長の矩形状をしている。なお、本実施例では、閉塞面２０ｂが正面を構成し、吸込み面２０ａが背面を構成しており、さらには、筐体２０の両側面が閉塞された面で構成されている。この筐体２０の構造は、角部を構成するフレームと、各面を構成するパネルとからなっており、閉塞面２０ｂは前面パネルを構成している。吸込み面２０ａは背面のほぼ全面にわたって室外空気を吸込むように形成されており、本実施例の筐体２０では背面のみに吸込み面が形成されている。
【００２０】
熱交換器４は吸込み面２０ａに沿って縦長に延びている。熱交換器４はプレートフィンチューブ型熱交換器で構成され、図２に示すように両側部分が若干曲げられて平面からみて浅いＵ字状に形成されている。熱交換器４は、吸込み面２０ａ及び閉塞面２０ｂとほぼ同じ面積を有し、これらに対面するように設けられている。熱交換器４は、圧縮機６、減圧装置、室内機の熱交換器、およびアキュムレータ７等と配管で接続されて冷凍サイクルを構成している。冷凍サイクル中には冷媒が封入されている。
【００２１】
プロペラファン１は、吸込み面２０ａ及び熱交換器４を通して室外空気を下方から吸込み上方へ吹出すように、筐体２０の上面部に設置されてマウスリング２内に配置されている。プロペラファン１は、熱交換器４の内面と閉塞面２０ｂの内面との間隔にほぼ等しい大きな外径を有している。すなわち、筐体２０の外形、すなわち据付面積を小さくすることにより、プロペラファン１の外径が筐体２０の外形に対して相対的に大きくなっている。プロペラファン１の上面を覆うようにファンガード５が設置されている。
【００２２】
プロペラファン１を駆動するモータ３は、そのプロペラファン１の下方に配置されている。このモータ３は取付け板３ａを介して筐体２０に取り付けられている。取付け板３ａはフレームで形成されている。
【００２３】
圧縮機６及びアキュムレータ７は筐体２０内の底面に搭載されている。電気箱８は、例えば圧縮機６を制御するインバータ等の電気品を収容したものであり、閉塞面２０ｂ内側の上下方向中央部に設置されている。
【００２４】
案内板１０は、熱交換器４を通して筐体２０内に吸込まれた室外空気の流れをプロペラファン１の中央側に案内するものであり、筐体２０の閉塞面２０ｂに対面する熱交換器４の下流側部分で且つ上部に位置して設けられている。この案内板１０は、図１に示すように熱交換器４の内面から水平に延び、図２に示すようにプロペラファン１の外径より大きい幅を有してプロペラファン１の外周部と一部重なって形成されている。そして、案内板１０は取付け板３ａに固定されており、これにより簡単に設置することができる。
【００２５】
係る構成の室外機の動作を説明する。空気調和機の運転スイッチがオンされると、圧縮機６が駆動されて冷凍サイクルが動作すると共に、モータ３が駆動されてプロペラファン１が回転する。プロペラファン１が回転すると、空気の流れが発生し、吸込み面２０ａ及び熱交換器４を通って、室外空気が筺体２０内部に流入する。この際、流入する室外空気と熱交換器４との間で熱交換が行なわれる。熱交換された空気はプロペラファン１を通って筺体２０上方から外部に排出される。
【００２６】
このような構造の室外機の場合、熱交換器４における風速分布はプロペラファン１に近い上方で速く、プロペラファン１から遠い下方で遅い不均一な風速分布を持った流れとして室外空気が筐体２０内部に流入する。従来例では、流入した室外空気は筐体２０内部でプロペラファン１の方向に向かって単に偏向されてプロペラファン１に吸込まれるため、プロペラファン１に吸い込まれる空気流が著しく不均一な風速分布を有することとなっていた。
【００２７】
そこで、本実施例では、上述した構成の案内板１０を設けることによって、プロペラファン１に吸い込まれる空気流の風速分布を良好なものとしている。すなわち、熱交換器４通過後の室外空気はプロペラファン１のある上方に向かって偏向を開始しようとするが、水平方向に渡って設けられた案内板１０により、その一部の偏向が阻害されて遅くされる。つまり、案内板１０のすぐ下に位置する熱交換器部分から流入した流れについては、もし、案内板１０がなければすぐに上方に向かって偏向し始めるために、筐体背面側の元々、流速が大きい流れと一緒になってプロペラファン１に流入するが、案内板１０もうけることにより、それらの流れの偏向が遅れ、筐体正面側の、元々は流速が低い流れと一緒になってプロペラファン１に流入することになる。
【００２８】
この案内板１０の作用によって、従来例に比べて、プロペラファン１に吸い込む空気流の風速分布は均一に近い状態が実現され、その結果、プロペラファン１の翼枚数と回転数の積で決まる周波数、及びその高調波で構成される離散周波数の騒音、いわゆる羽根音を低減し、筐体自体の振動をも抑制することができる。
【００２９】
係る案内板１０の騒音特性を図３を参照しながら説明する。図３は案内板１０の熱交換器４から突き出す長さＬとプロペラファン１の羽根音の低減量ΔＳＬとの関係を表すグラフである。なお、横軸は長さＬを筐体奥行寸法Ｄで割った無次元量で示している。
【００３０】
筐体２０、熱交換器４及びプロペラファン１の寸法や、案内板１０を取り付ける上下方向の位置等によっても変わるが、おおむね筐体奥行寸法の７％程度で最も効果が大きく、１５％を越えると、逆に悪化してしまう。これは案内板１０が長すぎれば逆に筐体正面側において風速が大きくなりすぎるためである。ある程度小型の方が効果が大きいということは、案内板１０の製作、設置が容易となるので、本実施例を適用するにあたっては好都合である。
【００３１】
次に、本発明の第２実施例について図４及び図５を用いて説明する。図４は本発明の第２実施例の空気調和機の室外機の縦断面図、図５は本実施例の室外機における熱交換器上下方向に渡る風速分布を従来例及び第１実施例と比較して示す特性図である。但し、図４において、横軸は風速Ｖをその平均値Ｖａｖｅで無次元化したＶ／Ｖａｖｅで、縦軸は底面からの距離ｙをその最大値ｙｍａｘで無次元化したｙ／ｙｍａｘで示している。
【００３２】
この第２実施例は、次に述べる点で第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００３３】
案内板１０は、上方の速い流速領域の流れの一部を下方の遅い流速領域の流れと一緒にして、プロペラファン１の中央側（前パネル２０ｂ側）に案内し、プロペラファン１の吸込み位置での風速分布の均一化を図るものである。従って、図５に示す熱交換器４の上下方向に渡る風速分布において、風量がほぼ半分に分けられる位置よりも上方になくてはならない。通常は、図５のように上方の流速の方が速いので、風量がほぼ半分に分けられる位置はｙ／ｙｍａｘが０.５以上の位置になる。この例では案内板をｙ／ｙｍａｘが約０.８となる位置に設けている。
【００３４】
第１実施例においては、水平方向に渡って設けた案内板１０が熱交換器から流入した流れの一部の偏向を遅らせることでその効果を得ているが、一方で、案内板１０の存在が熱交換器４における風速分布にも影響を与える。図５に示すように、従来例の室外機では、熱交換器４の下から上に向かって風速が単調増加となる風速分布を有していた。しかしながら、第１実施例の室外機では、熱交換器４の背後すぐのところに水平に案内板１０があるために、案内板１０のすぐ下に位置する流れに対しては、従来例よりも風速が低くなり、風速分布に対して不連続性が強まる。
【００３５】
通常、熱交換器４における冷媒のパス設計、すなわち配管の設計は、熱交換器４における風速分布を考慮して行なわれるが、このように不連続な風速分布への対応は困難である。また、従来の単調変化の風速分布にしたがって設計された熱交換器４に対して本発明の案内板１０を適用する場合には、冷凍サイクル性能にも影響が及んでくるので、本発明を適用するに当たって配慮することが望ましい。
【００３６】
そこで、第２実施例では、図４に示すように、案内板１１を熱交換器４側が低く、熱交換器より離れた側が高い位置になるように、斜めに傾けて設置することで対応したものである。こうすることにより、図４に示すように、案内板１１のすぐ下に位置する流れに対しても、風速の低下が小さく、風速分布の連続性はより従来例に近い状態となる。一方で、プロペラファン１の吸い込む空気流の風速分布もより均一に近い状態が実現されるので、羽根音や振動の低減効果を得ることが出来る。
【００３７】
近年の室外機においては、省エネ性の要求から、熱交換器４の拡大とプロペラファン１の大径化（風量の増加）を図る傾向があり、それと同時にコンパクト性、特に据付面積の縮小が求められている。
【００３８】
側面に設けた熱交換器４から流入した流れを軸流プロペラファン１を経て筐体２０の上方に排気する室外機において、これらの要求に応えようとすると、据付面積を抑制しつつ、熱交換器４を大きくするために、熱交換器４、ひいては筐体２０の高さが大きくなる。一方で、据付面積が小さくなるために、筐体寸法に対してプロペラファン１は相対的には大きくなる。高さ寸法が大きい熱交換器４はその上下の風速分布の不均一も大きい。その不均一な風速分布の著しい流れが、筐体寸法に対して相対的に大きいプロペラファン１に向かって偏向していく。したがって、上方ほど、すなわちプロペラファン１に近いほど、熱交換器４背後の流れが上方に向かう速度成分は大きくなる。
【００３９】
このことから、案内板１０はその熱交換器４から突き出す長さが小さくても効果を発揮するし、第２実施例のように、多少斜めに設置した場合でも、熱交換器４から流入した流れの一部の偏向を遅らせることは可能なのである。
【００４０】
次に、本発明の第３実施例について図６を用いて説明する。図６は本発明の第３実施例の空気調和機の室外機の機器配置構成を示す図である。この第３実施例は、次に述べる点で第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００４１】
この第３実施例では、熱交換器４ａを大きく曲げて筐体両側面まで大きく伸ばして配置した例である。この場合、正面側の側方寄りの両端は、側面に配した熱交換器から入った流れが向かい易いので、プロペラファン１の吸い込む空気流としては、正面側の中央部分のみが風速が低くなり易い。従って、本発明を適用しようとする場合は、流れを案内する箇所が限定されるので、図６に示すように案内板１２は背面側熱交換器４ａの中央部分だけでよい。案内板１２の幅が短くても効果が得られるということは、案内板１２の製作、設置が容易となるので、本発明を適用するにあたってはより好都合である。
【００４２】
また、上述の各実施例においては、各案内板１０はいずれもモータ３の取付け板３ａに取り付けていたが、熱交換器４に密着する形で設置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施例の空気調和機の室外機の縦断面図である。
【図２】図１の室外機の機器配置構成を示す図である。
【図３】図１の室外機の騒音特性図である。
【図４】本発明の第２実施例の空気調和機の室外機の縦断面図である。
【図５】図４の室外機における熱交換器上下方向に渡る風速分布を従来例及び第１実施例と比較して示す特性図である。
【図６】本発明の第３実施例の空気調和機の室外機の機器配置構成を示す図である。
【図７】従来例の室外機の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…プロペラファン、２…マウスリング、３…モータ、３ａ…取付け板、４…熱交換器、５…ファンガード、６…圧縮機、７…アキュムレータ、８…電気箱、１０…案内板、１３…モータクランプ、２０…筐体、２０ａ…吸込み面、２０ｂ…閉塞面（前面パネル）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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