(57)【要約】【課題】空気調和機の室外機のベルマウスと兼用になっているシュラウドを小型化し、コスト低減を図る。【解決手段】羽根部と、該羽根部を周方向に囲むリング部と、を有するリングファンと、該リングファンを回転駆動させるモーターと、前記リングファンの上側を周方向に囲む略環状のシュラウドと、を筐体の上部に備える空気調和機の室外機であって、前記シュラウドは、上下方向に括れ部を有しない形状である空気調和機の室外機。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根部と、該羽根部を周方向に囲むリング部と、を有するリングファンと、
該リングファンを回転駆動させるモーターと、
前記リングファンの上側を周方向に囲む略環状のシュラウドと、
を筐体の上部に備える空気調和機の室外機であって、
前記シュラウドは、上下方向に括れ部を有しない形状であることを特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項２】
羽根部と、該羽根部を周方向に囲むリング部と、を有するリングファンと、
該リングファンを回転駆動させるモーターと、
前記リングファンの上側を周方向に囲む略環状のシュラウドと、
を筐体の上部に備える空気調和機の室外機であって、
前記シュラウドは、上下方向に金型抜きが可能な形状である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に記載の空気調和機の室外機において、
前記シュラウドは、前記リングファンの略出口位置から上方に向かって延びる延長部を有し、前記延長部の内側はリングファン外周を覆い、また、前記延長部は上に凸形であることを特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項４】
請求項３に記載の空気調和機の室外機において、
前記延長部は、リングファンの略出口位置から吹出し側に流路を拡大するように傾斜部または段差部を有することを特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項５】
請求項４に記載の空気調和機の室外機において、
前記延長部において、前記延長部の頂点から外側に向かって下り勾配を成す傾斜を有することを特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項６】
請求項１または２に記載の空気調和機の室外機において、
前記シュラウドは樹脂製であることを特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項７】
請求項１または２に記載の空気調和機の室外機において、
前記リングファンは前記空気調和機の室外機の熱交換器と、水平方向から見て、重なるように配置したことを特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項８】
請求項１または２に記載の空気調和機の室外機において、
さらに、前記筐体の内面に沿って設けられた熱交換器を有しており、
前記リングファンの下部は、前記熱交換器の上端よりも下方に位置する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り、特に、性能向上を図りつつ、コストを低減できる送風システムを備えた室外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の課題として、空調能力の向上がある。これを実現する方法の一つに、室外機の送風システムを性能向上させる方法がある。送風システムの性能向上は、一般的に、プロペラファンの羽根の改良と、そのプロペラファンの周りを囲むベルマウスの改良で実現される。
【０００３】
ところで、プロペラファンの羽根の開発は長期に亘り行われており、その羽根の形状は性能面、製造面の何れにおいても相当程度まで最適化されており、更なる性能向上、製造コスト低減の余地は多くない。一方、ベルマウスにおける送風性能、製造コストの改善は、プロペラファンほど進んでおらず、性能向上、コスト低減の余地が未だ残されている。
【０００４】
従来のベルマウスとして、例えば、特許文献１〜３に開示される構成が知られている。
【０００５】
特許文献１は、空気調和機の室外機に用いられる一般的なベルマウスの構成を示すものであり、同文献の図１、図２等には、ファンの周囲を円筒で覆う円筒部と、円筒部下流側の出口拡大、および、円筒部上流側の入口Ｒを備えたベルマウスが示されている。また、ベルマウスと空気調和機の室外機のシュラウドが別部品であるとコスト増を招くため、特許文献２のように、ベルマウスとシュラウドを一体に成形する例もある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１や特許文献２では、ベルマウスの中央に直径が狭い括れ部があるため、樹脂製のベルマウスを射出成型で製造する際には、金型の抜き方向が上下方向に加えて水平方向にも必須となり、製造コスト高になるという問題がある。
【０００７】
そこで、特許文献３では、同文献の図１（Ｂ）に示すように、括れ部を持たないベルマウス構造とすることで、ファンの周囲を覆う円筒部と、円筒部下流側の出口拡大と、円筒部上流側の入口Ｒを備えた、高性能のベルマウスであっても、上下方向の金型抜きだけで射出成型できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６−１７３２１０号公報
【特許文献２】特開２００９−１０３３５３号公報
【特許文献３】特開２００１−１７４００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
背景技術欄で説明したように、送風機の性能を向上させるには、特許文献１〜３に示すようなファンの周囲を円筒で覆う円筒部と、出口拡大および入口Ｒを備えたベルマウスを採用するという方法がある。このベルマウスは、それと組み合わされるプロペラファンの圧力性能を大幅に向上させることができるが、一方、プロペラファンの軸方向を大きく囲う必要があるため、大型となるという問題もある。特に、近年の室外機に採用されるベルマウスは、シュラウドと一体になっているため、大型化が更に大きな問題となっている。
【００１０】
ここで、室外機のシュラウドは、樹脂（射出成形）で構成されることが多く、その金型は大きく、また、出口拡大とベルマウスの入口Ｒを備えているため、金型の抜き方向が上下方向に加え水平方向にも必要となり、金型は更に大きくなる。そして、成形後のシュラウドの保管や運搬はシュラウドが大きいため非効率である。すなわち、シュラウドの大型化が、様々な状況でのコスト増を招いている。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決すべく、室外機のベルマウスの一部として機能するシュラウドを小型化し、コスト低減可能な空気調和機の室外機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の空気調和機の室外機においては、羽根部と、該羽根部を周方向に囲むリング部と、を有するリングファンと、該リングファンを回転駆動させるモーターと、前記リングファンの上側を周方向に囲む略環状のシュラウドと、を筐体の上部に備え、前記シュラウドは、上下方向に括れ部を有しない形状とした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、送風性能を低下させることなく、室外機の送風システムのコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の室外機の送風システム構造図
【図２】実施例１の室外機の全体構造図
【図３】実施例１の室外機の平面図
【図４】空気調和機の室外機の従来の送風システム構造図
【図５】空気調和機の室外機の従来の全体構造図
【図６】実施例２の空気調和機の室外機の送風システム構造図
【図７】実施例３の空気調和機の室外機の送風システム構造図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１から図３を用いて、実施例１の空気調和機の室外機の構成を説明する。図１は実施例１の室外機の送風システム構造を示す断面図、図２は実施例１の室外機の全体構造を示す断面図、図３は実施例１の室外機の平面図である。
【００１７】
先ず、図２の断面図を用いて、本実施例の空気調和機の室外機１００の全体構造を説明する。本実施例の室外機１００は、矢印１１１に示すように、上部に設けた送風システムによって、側方から吸った外気を上方へ吹出す上吹きタイプのものである。この室外機１００は、底ベース１０２上に、その外縁に沿った壁面を持つ筐体１０１を配置し、筐体１０１の内側に、熱交換器１１０と圧縮機１０４を配置するとともに、筐体１０１の内面に固定したステー１０５の下方に電気箱１０６を配置している。また、ステー１０５の上方には後述する送風システムを設置している。なお、筐体１０１は、四つの側面と上面から構成されており、ステー１０５を介して設置される送風システム、電気箱１０６等の重さを支える強度を有するとともに、熱交換器１１０に面する側面には通風孔を有するものである。
【００１８】
次に、図１を用いて、本実施例の送風システムの構造を説明する。この送風システムは、ステー１０５に載置されたリングファン１０９（ベルマウス付プロペラファン）と、リングファン１０９の外周を囲む略環状のシュラウド１０３を有している。なお、図１では、リングファン１０９がモータークランプ１０７を介してステー１０５に載置され、シュラウド１０３が筐体１０１に載置される構成を例示しているが、室外機１００の上部に送風システムを設置できるのであれば、他の設置方法を採用しても良い。
【００１９】
リングファン１０９は、羽根部１０９ａと、羽根部１０９ａを周方向に囲むリングＲ部１０９ｂおよびリング円筒部１０９ｃを一体化したファンである。なお、リングＲ部１０９ｂは上側で直径が大きくなる部分であり、リング円筒部１０９ｃは高さに拘らず直径が一定の部分である。
【００２０】
また、略環状のシュラウド１０３は、上下方向の金型抜きだけで射出成型が可能な、すなわち、断面視したときの上下方向に括れ部、凹部、凸部等を有しない、上向きに凸の形状で構成されており、その内側には、環状の水平面であるシュラウド拡大部１０３ａと、この外周側と連続する環状の垂直面であるシュラウド内側円筒部１０３ｂが形成され、リングファン１０９の出口側の流路面積を拡大している。そして、リングファン１０９のリングＲ部１０９ｂの上端が、シュラウド拡大部１０３ａの内径と外径の間、かつ、シュラウド内側円筒部１０３ｂの上端と下端の間に収まるように、シュラウド１０３を設計することで、リングファン１０９が吐出した空気がリングファン１０９とシュラウド１０３の隙間に流入するのを防止している。
【００２１】
図３は、図１のリング円筒部１０９ｃの高さにおける、室外機１００の水平断面図である。ここに示すように、本実施例では、筐体１０１の内面に沿って熱交換器１１０をコの字状に配置し、熱交換器１１０を配置しない一面とその対向面にステー１０５を固定した構成を例示しているが、筐体１０１の全ての側面に熱交換器１１０を配置した場合は、他の構成のステー１０５を用いても良い。
【００２２】
次に、実施例１の構成と比較するために、従来の室外機３００の構成を図４、図５を用いて説明する。図４は従来の室外機の送風システム構造を示す断面図であり、図５は従来の室外機の全体構造を示す断面図である。なお、図１から図３と共通する構成については、同一の符号を付し、重複説明を省略する。
【００２３】
図５に示すように、この室外機３００は、実施例１とは異なる送風システムを採用しており、その結果、室外機の高さも異なっている。すなわち、実施例１の送風システムではリングファン１０９と小型のシュラウド１０３を組み合わせているのに対し、図５の送風システムではプロペラファン２０２と大型のシュラウド２０１を組み合わせている。また、実施例１では送風システムが熱交換器１１０の上端よりも下方に入り込んでいるのに対し、図５では送風システムが熱交換器３１０の上方に設けられている。
【００２４】
図４は、図５の送風システムを拡大したものである。ここに示すように、このシュラウド２０１は、プロペラファン２０２を囲うように配置された円筒部２０１ｂと、この円筒部２０１ｂの上側（下流側）に配置された拡大部２０１ａおよび拡大円筒部２０１ｃと、円筒部２０１ｂの下側（上流側）に配置された入口Ｒ２０１ｄと、で構成されている。
【００２５】
以下、図４、図５の従来構成と比較しながら、図１〜図３の本実施例の効果を説明する。
【００２６】
図４に示す従来の送風システムは、背景技術で説明した通り、高効率な送風システムであり、高効率化に特に大きく貢献しているのはシュラウド２０１の形状である。このシュラウド２０１は、入口Ｒ２０１ｄからスムースに吸い込んだ空気を、流路面積を絞った円筒部２０１ｂで圧力性能を向上させた後、流路面積を広げた拡大部２０１ａと拡大円筒部２０１ｃからスムースに吹出すことで、送風システムの高効率化を実現している。
【００２７】
しかしながら、このシュラウド２０１は、少なくともプロペラファン２０２の全体を覆う高さが必要であり、また、室外機３００のシュラウドの役も担っているため、大型化せざるを得ずコスト高である。さらに、その製造時にも、大きな金型を必要とし、途中に内径の凹んだ部分を有するため、上下方向の一回の金型抜きでは製造することはできず、上下方向に加えて水平方向にスライドさせる金型抜きも必要となり、製造コストも高くなってしまうという問題がある。
【００２８】
ところで、従来の送風システムにおいて、最も損失が大きいのは、ファン回転中に発生する翼端渦２０３である。翼端渦２０３は、図４に示すように、プロペラファン２０２の圧力面２０２ａから負圧面２０２ｂへと向かう流れであり、これを小さくすれば、送風システムでの損失を抑制できる。図４の構成にて、翼端渦２０３を小さくするには、円筒部２０１ｂとプロペラファン２０２の隙間を小さく設計する必要があるが、一般的に、回転体と静止体の隙間を小さくすると接触事故等を招くため、このように設計された室外機を高精度に大量生産することは容易ではない。
【００２９】
そこで、本実施例の室外機１００では、羽根部１０９ａとリングＲ部１０９ｂ、リング円筒部１０９ｃが一体となったリングファン１０９を採用している。このリング円筒部１０９ｃによって、羽根部１０９ａの圧力面と負圧面が分離されるため、ファンの圧力面から負圧面に向かう翼端渦２０３は発生しないため、翼端渦２０３に起因する損失が無くなり、送風システムの効率が大きく向上する。また、リング円筒部１０９ｃは従来のシュラウドの円筒部２０１ｂの役割も成し、圧力性能を向上させる。
【００３０】
本実施例では、リングファン１０９を採用することにより、シュラウド１０３からは、従来のシュラウド２０１の円筒部２０１ｂと入口Ｒ２０１ｄに相当する構成を省略した。このような構成を採った場合、入口Ｒ２０１ｄを省略した分、送風システムの性能は低下するが、リング円筒部１０９ｃで翼端渦を発生させないことで低下分に相当する性能向上を確保できる。つまり、図１、図２に示す本実施例のシュラウド１０３を搭載した室外機１００でも、図４、５に示す従来の室外機３００と同様に、高い送風効率を実現することができる。
【００３１】
また、本実施例のシュラウド１０３は、従来のシュラウド１０３における円筒部２０１ｂと入口Ｒ２０１ｄに相当する高さだけ小型化できるため、シュラウド製造、保管などの低コスト化を図ることができる。また、入口Ｒ２０１ｄを省略することで、すなわち、シュラウド中央の括れを省略することで、金型構造を簡素化でき、金型を上下方向のみ抜くことで、金型の簡素化による低コスト化も実現することができる。
【００３２】
以上で説明したように、本実施例の送風システムを搭載した空気調和機の室外機によれば、送風性能を低下させることなく、低コスト化を図ることができる。
【実施例２】
【００３３】
次に、図６を用いて、実施例２の空気調和機の室外機の送風システムを説明する。なお、実施例１と共通する点は重複説明を省略する。
【００３４】
実施例１では、リングファン１０９の回転軸と平行なシュラウド内側円筒部１０３ｂを有するシュラウド１０３を用いたが、実施例２では、回転軸に対して傾斜したシュラウド内側傾斜部４０１ａを有するのシュラウド４０１を用いる。リングファン１０９から吹き出される空気流は、その吹出し口から径方向に広がるように流れる。従って、シュラウド４０１の内面形状を下方から上方に向けて広がる形状にすると、吹き出される空気流がシュラウドで阻害されることがなくなり、また傾斜部４０１ａ沿った空気流が形成され、吹出し口側では乱れることなくスムースに空気が流れるため、実施例１の構成に比べ、送風システムの性能をより向上させることができる。
【実施例３】
【００３５】
次に、図７を用いて、実施例３の空気調和機の室外機の送風システムを説明する。なお、上述の実施例と共通する点は重複説明を省略する。
【００３６】
実施例１のシュラウド１０３や実施例２のシュラウド４０１では、上端に水平面を有していたが、実施例３のシュラウド５０１では、上端の水平面を排除した代わりに尖端部５０２を設け、尖端部５０２の内側に内側傾斜部５０１ａ、尖端部５０２の外側に外側傾斜部５０１ｂを設けている。
【００３７】
暖房運転中の室外機１００からは０℃以下の冷風が吹出すため、実施例１、実施例２のように、雨や雪がシュラウド上部に溜まる構成を採用すると、溜まった雨や雪に冷風が当たり、氷塊に成長する可能性がある。そして、シュラウドに付着した氷塊が、運転中の室外機１００の内部に落下すると、リングファン１０９が破損し、空調運転が不能となる惧れがある。
【００３８】
そこで、本実施例では、シュラウド５０１の上端に尖端部５０２を設けるとともに、尖端部５０２を挟むように内側傾斜部５０１ａと外側傾斜部５０１ｂを設ける構成とした。これにより、シュラウド上部に降った雨や雪は、内側傾斜部５０１ａまたは外側傾斜部５０１ｂから速やかに流れ落ちるため、雨や雪が氷塊に成長する確率を大幅に下げることができる。すなわち、氷塊がリングファン１０９内に落下し、室外機１００が故障する可能性を大幅に抑制でき、空気調和機としての信頼性向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１００、３００：室外機、
１０１、３０１：筐体、
１０２：底ベース、
１０３：実施例１のシュラウド、
１０３ａ：シュラウド拡大部、
１０３ｂ：シュラウド内側円筒部、
１０４：圧縮機、
１０５：ステー、
１０６：電気箱、
１０７：モータークランプ、
１０８：モーター、
１０９：リングファン、
１０９ａ：羽根部、
１０９ｂ：リングＲ部、
１０９ｃ：リング円筒部、
１１０：熱交換器、
１１１：室外機を通過する空気の流れの向き、
２０１：従来のシュラウド、
２０１ａ：拡大部、
２０１ｂ：円筒部、
２０１ｃ：拡大円筒部、
２０１ｄ：入口Ｒ、
２０２：プロペラファン、
２０２ａ：圧力面、
２０２ｂ：負圧面、
２０３：翼端渦（圧力面から負圧面に向かう流れ）、
４０１：実施例２のシュラウド、
４０１ａ：シュラウド内側傾斜部、
５０１：実施例３のシュラウド、
５０１ａ：シュラウド内側傾斜部、
５０１ｂ：シュラウド外側傾斜部、
５０２：シュラウド尖端部
【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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