(57)【要約】【課題】消費電力を抑えた省エネ性の高い空気調和装置の室内機を提供する。【解決手段】一面が開口された筐体１と、筐体１の開口と対向する天板１ａに固定台１２を介して取り付けられたＤＣモーター２と、固定台１２とＤＣモーター２との間に設けられたモーター台１３と、吸引側に湾曲する円錐台形状の湾曲部３ａを有し、湾曲部３ａの内側にＤＣモーター２が配置されてＤＣモーター２の回転軸２ａに固定され、湾曲部３ａの側面に周方向に複数の通風穴３ｅを有するターボファン３と、ターボファン３の周りに配置された熱交換器５とを備え、モーター台１３は、湾曲部３ａのＤＣモーター２側の開口面３ｆよりも大きく形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面が開口された筐体と、
前記筐体の開口と対向する板に固定台を介して取り付けられたＤＣモーターと、
前記固定台と前記ＤＣモーターとの間に設けられたモーター台と、
吸引側に湾曲する円錐台形状の湾曲部を有し、当該湾曲部の内側に前記ＤＣモーターが配置されて前記ＤＣモーターの回転軸に固定され、前記湾曲部の側面に周方向に複数の通風穴を有するターボファンと、
前記ターボファンの周りに配置された熱交換器とを備え、
前記モーター台は、前記湾曲部の前記ＤＣモーター側の開口面よりも大きく形成されていることを特徴とする空気調和装置の室内機。
【請求項２】
前記ターボファンとして、ＡＣモーター用のターボファンを用いたことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置の室内機。
【請求項３】
前記モーター台は、正八角形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和装置の室内機。
【請求項４】
前記モーター台は、円形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和装置の室内機。
【請求項５】
前記モーター台の外周縁は、前記筐体の板側に折り曲げられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の空気調和装置の室内機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、パッケージ型エアコンなどに適用される空気調和装置に係わり、さらに詳しくはターボファンを備えた室内機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パッケージエアコンなどの空気調和装置においては、ＡＰＦ（通年エネルギー消費効率）の省エネ基準が制定され、冷房運転時、暖房運転時の消費電力を抑制することが極めて重要となっている。
【０００３】
従来の室内機として、ＡＣモーターでターボファンを駆動し、熱交換器に必要風量を送っているものがある。近年、ＤＣモーターが採用され、モーター効率を上げて消費電力を抑制する室内機が増えている。しかしながら、省エネ性を改善するためには、モーター効率の改善だけではなく、室内機内の空力損失（風量損失）を低減することも重要である。
そこで、熱交換器の流入側と流出側での冷却風のバイパス流を防止する構造で冷房運転時、暖房運転時の風量損失をなくす手段がとられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２２５８９号公報（要約）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した従来の室内機は、ＡＣモーターにターボファンを取り付け、ターボファンの送風を利用してＡＣモーターを冷却する必要があった。そのため、ターボファンの湾曲部に通風穴を設け、ＡＣモーターの冷却のためのバイパス流をつくり、ＡＣモーターに風を当てることによりＡＣモーターを冷却し、ＡＣモーターの温度上昇を抑制する。このバイパス流は、室内機に設けられた熱交換器と熱交換するための送風（本流）の風量を減らすことになる。冷却バイパス流の風量損失分を補填し必要風量を確保するために、相当分のＡＣモーターのトルクを上げ、ターボファンの回転数を上げる必要があった。これは、ＡＣモーターのトルクアップにより相当分の消費電力が増えることとなる。
【０００６】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、消費電力を抑えた省エネ性の高い空気調和装置の室内機を得るものである。
【０００７】
第２の目的は、ＡＣモーターに用いられているターボファンをＤＣモーターに使用して、ＤＣモーターの消費電力を抑えると共に、製造コストの増加を抑えることができる空気調和装置の室内機を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る空気調和装置の室内機は、一面が開口された筐体と、筐体の開口と対向する板に固定台を介して取り付けられたＤＣモーターと、固定台とＤＣモーターとの間に設けられたモーター台と、吸引側に湾曲する円錐台形状の湾曲部を有し、当該湾曲部の内側にＤＣモーターが配置されてＤＣモーターの回転軸に固定され、湾曲部の側面に周方向に複数の通風穴を有するターボファンと、ターボファンの周りに配置された熱交換器とを備え、モーター台は、湾曲部のＤＣモーター側の開口面よりも大きく形成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＤＣモーターのモーター台をターボファンの湾曲部の開口面３よりも大きくして、バイパス流の風路抵抗が大きくなるようにしている。この構成により、バイパス流の風量が抑制され、熱交換器を冷却する本流の風量に還元できるため、ＤＣモーターと熱交換器との冷却に必要な風量を得るためのターボファンの回転数を低減でき、ＤＣモーターの消費電力を下げることができ、省エネ性の高い空気調和装置の室内機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気調和装置の室内機を示す縦断面図。
【図２】ＡＣモーターが搭載された室内機の縦断面図。
【図３】同一ターボファンに対するＤＣモーターのモーター台とＡＣモーターのモーター台を透過状態で重ねて示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態
図１は本発明の実施の形態に係る空気調和装置の室内機を示す縦断面図である。なお、本実施の形態では天井埋込型の室内機を一例として説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、ターボファンを搭載した室内機に広く適用できるものである。
【００１２】
図１に示す空気調和装置の室内機１００は、例えば２方向吹出し型で、部屋の天井裏に収納される。室内機１００の筐体１は、天板１ａと天板１ａの周縁部に立設された側板１ｂとで構成され、天板１ａと対向する面が開口されている。この開口は、図示していないが、化粧パネルによって覆われている。この室内機１００は、天板１ａが上方で、化粧パネルが下方になる姿勢で、天井裏に収納されて設置される。この場合、化粧パネルの下面が、天井から僅かに突出した状態で部屋に面している。
【００１３】
化粧パネルの中央部には、室内の空気を吸い込むための吸込グリルが設けられ、この吸込グリルには、室内の空気に含まれる塵埃を取り除くフィルタが設けられている。化粧パネルの各辺のうち吸込グリルを挟む２辺の端部には、それぞれ辺に沿って長く形成された長方形形状の空気吹出口が設けられている。この空気吹出口には、空気の吹き出し方向を可変する風向ベーンが取り付けられている。
【００１４】
筐体１の天板１ａ側にはＤＣモーター２が設置され、ＤＣモーター２の回転軸２ａにはターボファン３が取り付けられている。ターボファン３と吸込グリルとの間には、吸込グリルからターボファン３に至る吸込風路を形成するベルマウス４が設けられている。ターボファン３の外周には、ターボファン３を取り囲むように熱交換器５が設けられている。この熱交換器５の設置により形成される筐体１の側板１ｂとの間の空間部６は、化粧パネルの空気吹出口と連通する吹出風路７と連結している。熱交換器５は、接続配管により室外機に接続される。
【００１５】
ターボファン３は、中央が空気の吸引側に湾曲する円錐台形状の湾曲部３ａと、湾曲部３ａに対向して配置された円環形状のシュラウド３ｂと、湾曲部３ａとシュラウド３ｂとの間に周方向に配置され、両端が湾曲部３ａとシュラウド３ｂとに接合された複数の羽根３ｃと、湾曲部３ａの頂部にＤＣモーター２の回転軸２ａを固定するボス３ｄとを備えている。また、湾曲部３ａの側面には、周方向に複数の通風穴３ｅが設けられている。このターボファン３は、湾曲部３ａの内側にＤＣモーター２が配置された状態で、ＤＣモーター２の回転軸２ａに回転自在に固定されている。
【００１６】
ＤＣモーター２は、筐体１の天板１ａに固定された支持材１１に固定台１２及びモーター台１３を介して取り付けられている。固定台１２は、例えば平面形状が四角形に形成され、支持材１１とモーター台１３との間に設けられている。つまり、固定台１２は、モーター台１３に設置された状態で、ＤＣモーター２の固定用ボルトにより支持材１１に固定されている。
【００１７】
モーター台１３は、ターボファン３の湾曲部３ａの開口面３ｆよりも大きく形成された正八角形状の板金よりなっている。本実施の形態においては、例えば、モーター台１３の大きさは、ターボファン３の外径と同等のサイズである。このモーター台１３は、湾曲部３ａの開口面３ｆよりも上方に隙間を有して配置されている。モーター台１３の外周縁は、折り曲げ加工により板金の厚み方向に折り曲げられている。即ち、モーター台１３の外周縁は、筐体１の天板１ａ側に折り曲げられてＬ字形状をなしている。この周縁部をＬ字形状にすることにより、モーター台１３の強度が向上し、ＤＣモーター２の駆動により生じる振動を軽減できる。
【００１８】
前記のように構成された室内機１００においては、ＤＣモーター２の駆動によりターボファン３が回転すると、室内の空気Ａは、化粧パネルの吸込グリルから吸引され、フィルタを介してベルマウス４内を通過する。ベルマウス４を通過した空気Ａは、ＤＣモーター２の回転軸２ａの軸方向の上方に吸引され、ターボファン３の湾曲部３ａに沿って直角に向きを変えてターボファン３から周方向に吹き出される。ターボファン３から吹き出された空気Ａは、熱交換器５と熱交換し、空間部６を介して吹出風路７を通過し、化粧パネルの空気吹出口から室内へ吹き出される。
【００１９】
この時、ターボファン３と熱交換器５との間の空気圧が湾曲部３ａ内に位置するＤＣモーター２周辺の空気圧よりも高くなる。このため、その圧力差により、空気Ａの一部がモーター台１３と湾曲部３ａとの間の隙間から流入して、複数の通風穴３ｅから抜けるバイパス流Ｂが発生する。この空気のバイパス流Ｂにより、ＤＣモーター２が冷却される。
【００２０】
ここで、本実施の形態に係る室内機とＡＣモーターが搭載された室内機とを比較して説明する。
図２はＡＣモーターが搭載された室内機の縦断面図、図３は同一ターボファンに対するＤＣモーターのモーター台とＡＣモーターのモーター台を透過状態で重ねて示す平面図である。なお、図１で説明した室内機と同様の部分には同じ符号を付している。
【００２１】
本実施の形態に係る室内機１００には、ＤＣモーター２が使用されているのに対し、図２に示す室内機２００には、ＡＣモーター２１が用いられている。また、図１及び図３に示すように、室内機１００には、ターボファン３の湾曲部３ａの開口面３ｆよりも大きく形成されたモーター台１３が使用されているのに対し、室内機２００には、図２及び図３に示すように、湾曲部３ａの開口面３ｆよりも小さい四角形状のモーター台２２が用いられている。
【００２２】
そのモーター台２２を用いることで、モーター台２２の外周と湾曲部３ａの開口面３ｆの内周との間の空間が広く、風路抵抗を極力小さくしているので、ターボファン３の回転によって発生するバイパス流Ｃの風量がモーター台１３を使用した場合よりも多くなる。これは、ＡＣモーター２１の駆動時の発熱が、ＤＣモーター２よりも高く、ＡＣモーター２１を冷却するためである。一方、実施の形態においては、前述の如く、モーター台１３が湾曲部３ａの開口面３ｆよりも大きく、その開口面３ｆとの間の隙間を狭くして風路抵抗を大きくしているので、ターボファン３の回転によって発生するバイパス流Ｂの風量は抑制されている。この抑制された風量は、ＤＣモーター２を冷却するのに必要な冷却風である。
【００２３】
前述したように、本実施の形態に係る室内機１００と図２に示す室内機２００は、モーターの機種とモーター台１３、２２の大きさが異なるだけで、その他は同じ部品（ターボファン３も含む）で構成されている。なお、ターボファン３の湾曲部３ａに設けられた通風穴３ｅの大きさと個数は同じである。同じ仕様のターボファン３を使用することで、異種のターボファンの製造によるコスト高、異種のターボファンの成型時のピンの使い分けによる生産性の悪化を抑えることが可能になる。また、機種の異なるモーター（ＡＣ又はＤＣモーター）に対するターボファン、付属部品などの誤った組み込みのないようにする製造管理工程の追加を行う必要がない。
【００２４】
以上のように実施の形態によれば、ＤＣモーター２のモーター台１３をターボファン３の湾曲部３ａの開口面３ｆよりも大きくして、バイパス流Ｂの風路抵抗が大きくなるようにしている。この構成により、バイパス流Ｂの風量が抑制され、熱交換器５を冷却する本流Ａの風量に還元できるため、ＤＣモーター２と熱交換器５との冷却に必要な風量を得るためのターボファン３の回転数を低減でき、ＤＣモーター２の消費電力を下げることができる。
【００２５】
また、ＤＣモーター２のモーター台１３は、ＡＣモーター２１のモーター台２２よりも表面積が大きいために、ＤＣモーター２からモーター台１３（板金製）への放熱（熱伝達）も改善され、ＤＣモーター２の温度上昇を低減できる。
【００２６】
さらに、ＤＣモーター２と熱交換器５との冷却に必要な風量を得るためのターボファン３の回転数を低減できるので、室内機１００の低騒音化を図ることができる。
【００２７】
また、ＡＣモーター２１に用いられているターボファン３をＤＣモーター２に使用しているので、製造コストを上げることなく室内機１００を製造できる。この場合、モーター台１３、２２の使い分けることで、ＡＣモーター２１を搭載する室内機２００の製造も継続して行えるので、製造管理が容易で、ターボファン３の製造ロットの減少によるコスト高がない。
【００２８】
なお、実施の形態では、２方向吹出し型の室内機１００として説明したが、４方向吹出し型の室内機にも適用しても良い。その場合、ターボファンの湾曲部の開口面よりも大きいモーター台とすることにより、バイパス流の風量を抑制でき、ＤＣモーターの消費電力を下げることができることは言うまでもない。
【００２９】
また、実施の形態では、ＤＣモーター２のモーター台１３を正八角形状としたが、これに代えて、円形状のモーター台でも良い。この場合も、モーター台をターボファン３の湾曲部３ａの開口面３ｆよりも大きくする。具体的には、モーター台の大きさをターボファン３の外径と同等のサイズとする。
【符号の説明】
【００３０】
１  筐体、１ａ  天板、１ｂ  側板、２  ＤＣモーター、２ａ  回転軸、３  ターボファン、３ａ  湾曲部、３ｂ  シュラウド、３ｃ  羽根、３ｄ  ボス、３ｅ  通風穴、３ｆ  開口面、４  ベルマウス、５  熱交換器、６  空間部、７  吹出風路、１１  支持材、１２  固定台、１３  モーター台、２１  ＡＣモーター、２２  モーター台、Ａ  空気（本流）、Ｂ、Ｃ  バイパス流、１００、２００  室内機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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