(57)【要約】  背面側空気熱交換器５ａと側面側空気熱交換器５ｂとから構成されるＬ字型の空気熱交換器５と、筐体９の底面パネル９ａ上に設置され、背面側空気熱交換器５ａ及び側面側空気熱交換器５ｂに対して隙間を介して対向するクーラー箱１４と、クーラー箱１４の上方に配置されたプロペラファン１５と、プロペラファン１５の半径方向外側に設置されたベルマウス１８とを有する送風機７と、を備えるヒートポンプ給湯機１において、クーラー箱１４の上面からベルマウスに向かって防止板２１を立設する。防止板２１は、背面に沿った向きに立設されており、ベルマウス１８の外周面との間には隙間を設けている。
2015045114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内の背面に沿って設置された背面側空気熱交換器と、
前記筐体内の一側面に沿って設置された側面側空気熱交換器と、
前記筐体の底板上に設置され、前記背面側空気熱交換器及び前記側面側空気熱交換器に対して隙間を介して対向する機器収納箱と、
前記機器収納箱の上方に配置されたプロペラファンと、前記プロペラファンの半径方向外側に設置されたベルマウスとを有し、外部の空気が前記背面側空気熱交換器及び前記側面側空気熱交換器を通過して流入するように送風する送風機と、
前記機器収納箱の上面から前記ベルマウスに向かって立設された防止板と、
を備えるヒートポンプ給湯機。
【請求項２】
前記背面側空気熱交換器及び前記側面側空気熱交換器は、Ｌ字形状の一体型の空気熱交換器として構成されて成る請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
前記防止板は、前記背面に沿った向きに立設されて成る請求項１または２に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項４】
前記防止板は、前記プロペラファンの中心軸の水平位置よりも前記側面側空気熱交換器が設置された側の範囲に設けられて成る請求項１から３の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項５】
前記防止板は、前記プロペラファンの中心軸の水平位置よりも前記側面側空気熱交換器が設置されていない側の範囲に設けられて成る請求項１から４の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項６】
前記防止板は、前記ベルマウスの外周面との間に隙間を有して成る請求項１から５の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項７】
前記ヒートポンプ給湯機は、
圧縮機と水冷媒熱交換器と膨張弁と前記背面側空気熱交換器及び前記側面側空気熱交換器とが順に配管で接続された冷媒回路と、
前記筐体内を機械室と風路室とに区画するセパレーターと、を有し、
前記圧縮機と前記膨張弁とは前記機械室に配置され、
前記水冷媒熱交換器は前記機器収納箱内に収納され、
前記送風機と前記機器収納箱は前記風路室に配置されて成る請求項１から６の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を用いて湯を沸かすヒートポンプ給湯機が広く用いられている。従来のヒートポンプ給湯機は、筐体基板の後方側に配設されたフィンチューブ熱交換器である空気熱交換器の前方に、水冷媒熱交換器を収納したクーラー箱（機器収納箱）を配置し、このクーラー箱の上に空気熱交換器に通風させるプロペラファン式の送風機を配置する構成が一般的である（例えば、特許文献１参照）。空気熱交換器とクーラー箱との間には、空気が流れる隙間が設けられる。空気熱交換器の前方に位置するプロペラファンが回転すると、外気は空気熱交換器を通過して筐体内に吸い込まれ、筐体前面のファングリルから外部に排出される。【０００３】
ヒートポンプ給湯機では、空気熱交換器が冷凍サイクルの蒸発器に、水冷媒熱交換器が凝縮器にそれぞれ相当し、水冷媒熱交換器において冷媒から水へ熱を伝えて湯を作る。筐体を大きくせずに、製造コストを抑えて、省エネルギー性能を高めるためには、空気熱交換器を通過する風量を高めることが効果的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本特開２０１３−５３７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したようなヒートポンプ給湯機においては、送風機のプロペラファンが回転することにより発生する空力回転音が騒音となる場合がある。本発明者の研究によれば、その主な原因は、次のようなものである。ヒートポンプ給湯機の内部の空気の流れにおいて、クーラー箱の背面に対向する部分の空気熱交換器から流入した空気は、クーラー箱の背面に沿って上向きに流れ、クーラー箱の背面と上面の角で剥離し、プロペラファンの内周寄りに流入する。その結果、クーラー箱の上面近傍では、プロペラファンの外周寄りにおける流入量が少なく、その内周側の流入量が多くなる。つまり、回転する翼を基準として見れば、クーラー箱の上部を通過するときに、その前後に比べ、プロペラファン外周寄りでは流入空気が少なく（回転軸方向ベクトルが小さく）、その内周側では流入空気が多く（回転軸方向ベクトルが大きく）なる。このような流入状態の変化は翼面上の圧力変動を引き起こし、翼からその周期に応じた騒音が発生する。このように、上述した構造のヒートポンプ給湯機は、送風機へ流入する空気の風速分布が不均一になり易く、そのために送風機による耳障りな空力回転音が発生し易い。【０００６】
特許文献１に開示されたヒートポンプ給湯機では、送風機の作動時にクーラー箱の背面に沿って上向きに流れる気流をプロペラファンのプロペラの外周領域に向かう方向に案内するために、ファンモータを固定するモータ支持具の間に案内板を備えている。しかしながら、このような構成では、クーラー箱の側面に対向する部分の空気熱交換器から流入してクーラー箱の側面に沿って上向きに流れる気流を案内することはできない。クーラー箱の側面に沿って上向きに流れる気流は、その後クーラー箱の上面に沿って背面方向に流れ、上述した背面に沿った上昇気流と合流し、プロペラファンの内周寄りに流入してしまう。そこで、例えば上述した案内板を左右方向に拡げることとすると、送風機へ流入する空気の風速分布を均一することに対しては一定の効果があるが、送風負荷の増大に起因するエネルギー効率の低下が問題となる。このように、上述した従来のヒートポンプ給湯機は、エネルギー効率の低下を抑制しつつ送風機へ流入する空気の風速分布を均一して空力回転音を低減する点において、未だ改善の余地を残すものであった。【０００７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、エネルギー効率の低下を抑制しつつ、送風機の空力回転音を低減することのできるヒートポンプ給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るヒートポンプ給湯機は、筐体内の背面に沿って設置された背面側空気熱交換器と、筐体内の一側面に沿って設置された側面側空気熱交換器と、筐体の底板上に設置され、背面側空気熱交換器及び側面側空気熱交換器に対して隙間を介して対向する機器収納箱と、機器収納箱の上方に配置されたプロペラファンと、プロペラファンの半径方向外側に設置されたベルマウスとを有し、外部の空気が背面側空気熱交換器及び側面側空気熱交換器を通過して流入するように送風する送風機と、機器収納箱の上面からベルマウスに向かって立設された防止板と、を備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、機器収納箱の上面からベルマウスに向かって立設された防止板が側面側空気熱交換器を通過してベルマウスの正面側から背面側へ流れる空気を塞き止めるため、プロペラファンの外周部分と内周部分とに流入する空気の流入量（流速）が均一化される。これにより、エネルギー効率の低下を抑制しつつ、送風機の空力回転音を低減することのできるヒートポンプ給湯機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯機が備える冷媒回路の概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯機の外観正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯機の正面側の外観斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯機の背面側の外観斜視図である。
【図５】図２中のヒートポンプ給湯機のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図２中のヒートポンプ給湯機のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯機のプロペラファンおよびファンモータを示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯機の内部を背面側から見た図である。
【図９】図８中のヒートポンプ給湯機のＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯機の内部を背面側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯機１が備える冷媒回路の概略図である。図１に示すように、本実施形態のヒートポンプ給湯機１が備える冷媒回路は、圧縮機２、水冷媒熱交換器３、膨張弁４、空気熱交換器５が、順次冷媒配管６ａ〜６ｄで接続されて構成される。また、ヒートポンプ給湯機１は、空気熱交換器５に空気を通過させるための送風機７を備えている。
【００１３】
図２は、本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯機１の外観正面図である。図３は、本発明の実施の形態１のヒートポンプ給湯機１の正面側の外観斜視図である。図４は、ヒートポンプ給湯機１の背面側の外観斜視図である。図５は、図２中のヒートポンプ給湯機１のＡ−Ａ断面図である。そして、図６は図２中のヒートポンプ給湯機１のＢ−Ｂ断面図である。
【００１４】
図２乃至図６に示すように、本実施形態のヒートポンプ給湯機１は、概ね直方体形状をなす筐体９を備えている。筐体９は、底面パネル９ａに、正面パネル９ｂと、側面パネル９ｃと、側面パネル９ｄと、背面パネル９ｅとを装着し、これらの天面を天面パネル９ｆで覆うことにより構成されている。図２に示すように、正面パネル９ｂにはベルマウス１８で覆われた送風機７から吹き出す空気を吐出するための円状開口１９が設けられており、円状開口１９を覆うように網状のファングリル１０が備えられている。なお、図２では、送風機７を図示するために、ファングリル１０の図示を一部省略して示している。図４に示すように、側面パネル９ｄ及び背面パネル９ｅには、それぞれ大きな開口部が設けられ、これらの開口部には空気熱交換器５が備えられている。空気熱交換器５は、略Ｌ字状をなしており、背面パネル９ｅの内側に配置された背面側空気熱交換器５ａと側面パネル９ｄの内側に配置された側面側空気熱交換器５ｂとにより構成されている。なお、空気熱交換器５は、背面側空気熱交換器５ａと側面側空気熱交換器５ｂとがＬ字型に一体として構成されていてもよいし、またそれぞれが別体として構成されていてもよい。
【００１５】
底面パネル９ａ上にはセパレーター１１が立設されている。図５に示すように、筐体９内は、このセパレーター１１によって機械室１２と風路室１３とに区画されている。機械室１２には、圧縮機２、膨張弁４等が配置され、風路室１３には、水冷媒熱交換器３を収納するクーラー箱（機器収納箱）１４、空気熱交換器５、送風機７等が配置されている。
【００１６】
略Ｌ字状を成す空気熱交換器５は、背面側空気熱交換器５ａを筐体９の背面側に合わせ、側面側空気熱交換器５ｂを筐体９の一方の側面側に合わせて、底面パネル９ａの上に配置されている。また、図６に示すように、底面パネル９ａの上には、背面側空気熱交換器５ａ及び側面側空気熱交換器５ｂとの間の隙間２０ａ，２０ｂを介してクーラー箱１４が配置されている。クーラー箱１４の上には送風機７が配置されている。このような構成によれば、限られた筐体９のサイズの中で、より大きな空気熱交換器５を搭載し、かつより多くの空気を空気熱交換器５に通過させて、空気熱交換器５の熱交換処理能力を高めて、ヒートポンプサイクルの効率を高めることが可能となる。
【００１７】
送風機７は、複数の翼（羽根）を有するプロペラファン１５と、プロペラファン１５の半径方向外側を覆うように配置されたベルマウス１８と、プロペラファン１５を回転駆動する電動機としてのファンモータ１６とを備えている。ベルマウス１８は、吸込み側および吹出し側が径方向外側に拡がり、吸込み側端１８ａが最小内径部１８ｂよりも半径方向外側に位置している。ファンモータ１６は、モータ支持具１７に固定されている。モータ支持具１７は一対の脚部を有し、両脚部の下端部はクーラー箱１４の上面１４ｃに固定されている。プロペラファン１５の回転中心線は、略水平に、且つ、背面側空気熱交換器５ａに対し略垂直となる向きで配置されている。プロペラファン１５の半径は、プロペラファン１５の回転中心線からクーラー箱１４の上面１４ｃまでの距離よりやや小さくなっている。回転するプロペラファン１５の翼の先端は、クーラー箱１４の上面１４ｃの近傍を通過する。
【００１８】
ここで、プロペラファン１５の部位の名称を説明する。図７は、ヒートポンプ給湯機１のプロペラファン１５およびファンモータ１６を示す斜視図である。図７に示すように、プロペラファン１５の翼の回転方向に面した面を圧力面１５ａ、反対側の面を負圧面１５ｂと呼ぶ。また、回転方向に向いた翼の縁を前縁１５ｃと呼ぶ。
【００１９】
図８は、ヒートポンプ給湯機１の内部を背面側から見た図である。なお、図８では、背面側空気熱交換器５ａ及び側面パネル９ｄを透視した図を示している。また、図８では、側面側空気熱交換器５ｂの位置を破線で示している。図９は、図８中のヒートポンプ給湯機１のＣ−Ｃ断面図であり、プロペラファン１５の回転中心線より下側の部分を拡大した図である。図９に示すように、クーラー箱１４の背面１４ａ（対向面）は、背面側空気熱交換器５ａの下部領域（下側の一部の領域）に対して、隙間２０ａを介して対向している。また、図８に示すように、クーラー箱１４の側面１４ｂは、側面側空気熱交換器５ｂの下部領域（下側の一部の領域）に対して、隙間２０ｂを介して対向している。
【００２０】
図８及び図９に示すように、クーラー箱１４の上面１４ｃには、背面側空気熱交換器５ａに沿って（すなわちクーラー箱１４の長手方向（左右方向）に沿って）防止板２１ａ，２１ｂ（以下、これらを特に区別しない時には、単に「防止板２１」と称する）が設けられている。防止板２１は、送風機７の作動時にクーラー箱１４の背面１４ａに対向する背面側空気熱交換器５ａから流入し、背面側空気熱交換器５ａとクーラー箱１４との間の隙間２０ａを通過する上昇気流と、側面側空気熱交換器５ｂから流入する気流との干渉を防ぐものである。防止板２１ａは、プロペラファン１５の回転中心よりも側面側空気熱交換器５ｂ側の上面１４ｃ上に設けられており、また、防止板２１ｂは、プロペラファン１５の回転中心よりも機械室１２側の上面１４ｃ上に設けられている。なお、防止板２１ａ，２１ｂの高さは、ベルマウス１８の吸込み側端１８ａよりも高く且つベルマウス１８の外周面に対して予め定められた隙間が空くように設定されている。
【００２１】
次に、図１および図５を参照して、本実施形態のヒートポンプ給湯機１の動作について説明する。まず、冷媒回路の動作について説明する。圧縮機２で高温高圧に圧縮された冷媒は、冷媒配管６ａを通って水冷媒熱交換器３に流入する。水冷媒熱交換器３には、筐体９内または外部に設けられたポンプ（図示せず）によって送水された水が水配管８ａから流入している。水冷媒熱交換器３では、水配管８ａから流入した水と、圧縮機２から送られた高温高圧の冷媒とが熱交換し、水が加熱されて温水となって水配管８ｂから流出する。また、高温高圧の冷媒は水との熱交換により冷却されて低温高圧状態となり、冷媒配管６ｂを通って膨張弁４に流入する。そして、冷媒は膨張弁４で低圧状態に減圧され、冷媒配管６ｃを通って空気熱交換器５に流入する。空気熱交換器５に流入した低温低圧の冷媒は、プロペラファン１５により送風される空気と熱交換して加熱され、蒸発してガス化する。そして、ガス化された冷媒は、空気熱交換器５から流出して冷媒配管６ｄを通って圧縮機２へ吸入される。以上によりヒートポンプサイクルが構成されている。
【００２２】
次に、送風機７による空気の流れについて説明する。プロペラファン１５がファンモータ１６により回転駆動されると、プロペラファン１５の圧力面１５ａが翼の回転領域（翼が回転する軌道）にある空気を正面パネル９ｂの円状開口１９から筐体９の外へ排出するとともに負圧面１５ｂ側の圧力が下がり、翼の回転領域に空気が吸い込まれる。プロペラファン１５の吸引作用により、風路室１３内全体の圧力が下がるため、筐体９の外の空気が空気熱交換器５を通過して風路室１３内に吸い込まれる。
【００２３】
上記のような構造のヒートポンプ給湯機１における空気熱交換器５は、図６からも分かるように、プロペラファン１５の回転中心線より低い領域に存在する部分の方が、プロペラファン１５の回転中心線より高い領域に存在する部分より大きい。このため、風路室１３の空気流量は、プロペラファン１５の回転中心線より高い領域と比べ、プロペラファン１５の回転中心線より低い領域の方が大きくなる傾向がある。
【００２４】
以下、図８及び図９を参照して、ヒートポンプ給湯機１におけるクーラー箱１４近傍の空気の流れを説明する。なお、これらの図中の矢印は、クーラー箱１４の背面１４ａ及び側面１４ｂと空気熱交換器５との隙間２０ａ，２０ｂに流入する空気とその後の空気の流れを示している。
【００２５】
図８及び図９に示すように、背面側空気熱交換器５ａを通過して隙間２０ａに流入した空気は、背面１４ａに沿って上昇する（図中の気流Ａ）。一方、側面側空気熱交換器５ｂを通過して隙間２０ｂに流入した空気のうち、ベルマウス１８の吸込み側端１８ａよりも背面側から流入した空気は、側面１４ｂに沿って上昇する（図中の気流Ｂ）。気流Ａおよび気流Ｂはクーラー箱１４の上面１４ｃの背面側および側面側の角部で剥離して、上面１４ｃを超えて更に上昇し、プロペラファン１５の回転領域のうち、中心に近い内周部分に流入する。
【００２６】
側面側空気熱交換器５ｂを通過して隙間２０ｂに流入した空気のうち、ベルマウス１８の吸込み側端１８ａよりも正面側の側面側空気熱交換器５ｂから流入した空気は、側面１４ｂに沿って上昇する（図中の気流Ｃ）。気流Ａ及びクーラー箱１４の上面１４ｃの高さ付近から側面側空気熱交換器５ｂを通過した空気の一部は、防止板２１ａに衝突する。これらの空気流れは、ベルマウス１８の吸込み側端１８ａよりも正面側から風路室１３に流入し、吸込み側端１８ａよりも背面側からプロペラファン１５に流入するので、正面側から背面側へのベクトル成分を持つ。
【００２７】
防止板２１ａを設けていない場合には、吸込み側端１８ａよりも正面側から流入した流れは、クーラー箱１４の上面１４ｃにおいて背面１４ａおよび側面１４ｂと空気熱交換器５との隙間２０ａおよび２０ｂを上昇する流れ２２ａ、２２ｂと衝突して合流する。この場合、隙間２０ａおよび２０ｂからの気流Ａ及びＢがプロペラファン１５の回転領域へ流入する際に、より中心に近い内周部分に流入することとなる。その結果、プロペラファン１５のクーラー箱１４の近傍においては、プロペラファン１５の回転領域の外周寄り部分への空気の流入量が少なく（流速が遅く）なり、中心に近い内周部分への空気の流入量が多く（流速が速く）なるという不均一な状態が生ずる。このため、回転するプロペラファン１５の翼がクーラー箱１４の上部を通過する度に、前縁１５ｃに入射する空気の向きおよび速度の変動や翼面上の圧力変動が生じ、これに起因してプロペラファン１５の翼から空力回転音（騒音）が発生する。
【００２８】
これに対し、本実施形態のヒートポンプ給湯機１では、防止板２１ａを設けたことにより、上記の空力回転音を低減することができる。すなわち、図９に示すように、ベルマウス１８の吸込み側端１８ａよりも正面側から流入する空気は、ベルマウス１８の吸込み側端１８ａよりも背面側に到達する前に防止板２１ａに塞き止められる。このため、クーラー箱１４の背面１４ａを上昇する気流Ａ及び側面１４ｂから上昇するベルマウス１８の吸込み端１８ａよりも背面側を上昇する気流Ｂが、正面側から背面側へ向かう流れと干渉することが防止される。これにより、気流Ａ及び気流Ｂは、正面側から背面側への成分が付加されないのでプロペラファン１５の回転領域の外周に近い部分に流入する。その結果、プロペラファン１５の回転中心線の下方から空気熱交換器５を備える側面側のクーラー箱の上部の回転領域における、外周部分と内周部分との空気の流入量（流速）の不均一な状態が改善されて均一化される。これにより、回転するプロペラファン１５の翼がクーラー箱１４の上面１４ｃの上を通過する際の前縁１５ｃに入射する空気の向きおよび速度の変動や翼面上の圧力変動が抑制されるので、空力回転音の発生を抑制することができる。更に、プロペラファンの空力回転音を低減できるので、プロペラファンの回転数を高くし、空気熱交換器を通過する空気流量を大きくすることも可能となる。これにより、冷媒サイクルの効率を高め、圧縮機入力を低減し、低入力のヒートポンプ給湯機とすることが可能となる。
【００２９】
次に、防止板２１ｂについて図１０を用いて説明する。図１０は、ヒートポンプ給湯機１の内部を背面側から見た図である。なお、図１０では、背面側空気熱交換器５ａ及び側面パネル９ｄを透視した図を示している。
【００３０】
防止板２１ａに衝突した上昇気流Ｃは、防止板２１ａとベルマウス１８の外側面と正面パネル９ｂとクーラー箱１４の上面１４ｃとで形成される風路を通り、セパレーター１１の側に回り込む気流Dとなる。
【００３１】
ここで、防止板２１ｂを設けていない場合には、セパレーター１１の側に回り込んだ気流Ｄは、セパレーター１１側のクーラー箱１４の上面１４ｃにおいて、クーラー箱１４の背面１４ａとの隙間２０ａを上昇する気流Ａと衝突して合流する。セパレーター側に流れ込んだ気流Ｄは、気流Ａに衝突する際に正面側から背面側へ流れる成分を持っているため、合流後の気流Ａは、プロペラファン１５の回転領域へ流入する際に、より中心に近い内周部分に流入する。その結果、プロペラファン１５の回転領域の外周寄り部分への空気の流入量が少なく（流速が遅く）なり、中心に近い内周部分への空気の流入量が多く（流速が速く）なるという不均一な状態が生ずる。このため、回転するプロペラファン１４の翼がクーラー箱１４の上部を通過する度に、前縁１５ｃに入射する空気の向きおよび速度の変動や翼面上の圧力変動が生じ、これに起因してプロペラファン１５の翼から空力回転音（騒音）が発生する。
【００３２】
これに対し、本実施形態のヒートポンプ給湯機１では、防止板２１ｂを設けたことにより、上記の空力回転音を低減することができる。すなわち、セパレーター１１側に回りこんだ気流Ｄは、防止板２１ｂに塞き止められるので、クーラー箱１４の背面１４ａを上昇する気流Ａが、セパレーター１１側に回り込んだ気流Ｄと干渉することが防がれる。これにより、クーラー箱１４の背面１４ａを上昇する気流Ａには、正面側から背面側への成分が付加されないので、気流Ａはプロペラファン１５の回転領域の外周に近い部分に流入する。その結果、プロペラファン１５の回転中心線の下方から空気熱交換器５を備える側面側のクーラー箱１４の上部の回転領域における、外周部分と内周部分との空気の流入量（流速）の不均一な状態が改善されて均一化される。このため、回転するプロペラファン１５の翼がクーラー箱１４の上面１４ｃの上を通過する際の、前縁１５ｃに入射する空気の向きおよび速度の変動や翼面上の圧力変動が抑制されるので、空力回転音の発生を抑制することができる。また、プロペラファン１５の空力回転音を低減させることができるので、プロペラファン１５の回転数を高くして、空気熱交換器を通過する空気流量を増大させることも可能となる。これにより、冷媒サイクルの効率を高めて圧縮機入力を低減し、低入力のヒートポンプ給湯機を構成することが可能となる。
【００３３】
このように、本実施の形態のヒートポンプ給湯機１によれば、クーラー箱１４の上面１４ｃに防止板２１を設けることにより、エネルギー効率の低下を抑制しつつ、送風機の空力回転音を低減することができる。
【００３４】
また、本実施の形態のヒートポンプ給湯機１では、ベルマウス１８の吸込み側端１８ａよりも高く且つベルマウス１８の外周面に対して予め定められた隙間が空くように防止板２１の高さが設定されている。このような防止板２１によれば、防止板２１に塞き止められた気流Ｃはセパレーター１１側に向かう際に、上記隙間から周方向に分散しつつベルマウス１８の吸込み側端１８ａを超えてプロペラファン１５の回転領域に流入する。これにより、プロペラファン１５の回転領域への流入が周方向に分散されるので、プロペラファン回転領域への流入速度は不均一な状態にならずにより均一化される。このため、回転するプロペラファン１５の翼がクーラー箱１４の上面１４ｃの上を通過する際の、前縁１５ｃに入射する空気の向きおよび速度の変動や翼面上の圧力変動が抑制されるので、空力回転音の発生を有効に抑制することができる。
【００３５】
ところで、上述した実施の形態のヒートポンプ給湯機１では、防止板２１ａ，２１ｂの両方を設けた構成について説明したが、少なくとも防止板２１ａを設ける構成であれば、空力騒音の低減効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  ヒートポンプ給湯機、  ２  圧縮機、  ３  水冷媒熱交換器、  ４  膨張弁、  ５  空気熱交換器、  ５ａ  背面側空気熱交換器、  ５ｂ  側面側空気熱交換器、  ６  冷媒配管、  ７  送風機、  ８  水配管、  ９  筐体、  ９ａ  底面パネル、  ９ｂ  正面パネル、  ９ｃ  側面パネル、  ９ｄ  側面パネル、  ９ｅ  背面パネル、  ９ｆ  天面パネル、  １０  ファングリル、  １１  セパレーター、  １２  機械室、  １３  風路室、  １４  クーラー箱、  １４ａ  背面、  １４ｂ  側面、  １４ｃ  上面、  １５  プロペラファン、  １５ａ  圧力面、  １５ｂ  負圧面、  １５ｃ  前縁、  １６  ファンモータ、  １７  モータ支持具、  １８  ベルマウス、  １８ａ  吸込み側端、  １８ｂ  最小内径部、  １９  円状開口、  ２０  隙間、  ２１  防止板
【図１】
2015045114.tif 000003
【図２】
2015045114.tif 000004
【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】
2015045114.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2015045114.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成27年11月11日(2015.11.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内の背面に沿って設置された背面側空気熱交換器と、
前記筐体内の一側面に沿って設置された側面側空気熱交換器と、
前記筐体の底板上に設置され、前記背面側空気熱交換器及び前記側面側空気熱交換器に対して隙間を介して対向する機器収納箱と、
前記機器収納箱の上方に配置されたプロペラファンと、前記プロペラファンの半径方向外側に設置されたベルマウスとを有し、外部の空気が前記背面側空気熱交換器及び前記側面側空気熱交換器を通過して流入するように送風する送風機と、
前記機器収納箱の上面から前記ベルマウスに向かって立設された、気流の干渉を防ぐための防止板と、
を備えるヒートポンプ給湯機。
【請求項２】
前記背面側空気熱交換器及び前記側面側空気熱交換器は、Ｌ字形状の一体型の空気熱交換器として構成されて成る請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
前記防止板は、前記背面に沿った向きに立設されて成る請求項１または２に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項４】
前記防止板は、前記プロペラファンの中心軸の水平位置よりも前記側面側空気熱交換器が設置された側の範囲に設けられて成る請求項１から３の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項５】
前記防止板は、前記プロペラファンの中心軸の水平位置よりも前記側面側空気熱交換器が設置されていない側の範囲に設けられて成る請求項１から４の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項６】
前記防止板は、前記ベルマウスの外周面との間に隙間を有して成る請求項１から５の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項７】
前記ヒートポンプ給湯機は、
圧縮機と水冷媒熱交換器と膨張弁と前記背面側空気熱交換器及び前記側面側空気熱交換器とが順に配管で接続された冷媒回路と、
前記筐体内を機械室と風路室とに区画するセパレーターと、を有し、
前記圧縮機と前記膨張弁とは前記機械室に配置され、
前記水冷媒熱交換器は前記機器収納箱内に収納され、
前記送風機と前記機器収納箱は前記風路室に配置されて成る請求項１から６の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係るヒートポンプ給湯機は、筐体内の背面に沿って設置された背面側空気熱交換器と、筐体内の一側面に沿って設置された側面側空気熱交換器と、筐体の底板上に設置され、背面側空気熱交換器及び側面側空気熱交換器に対して隙間を介して対向する機器収納箱と、機器収納箱の上方に配置されたプロペラファンと、プロペラファンの半径方向外側に設置されたベルマウスとを有し、外部の空気が背面側空気熱交換器及び側面側空気熱交換器を通過して流入するように送風する送風機と、機器収納箱の上面からベルマウスに向かって立設された、気流の干渉を防ぐための防止板と、を備えるものである。
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月6日(2016.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内の背面に沿って設置された背面側空気熱交換器と、
前記筐体内の一側面に沿って設置された側面側空気熱交換器と、
前記筐体の底板上に設置され、前記背面側空気熱交換器及び前記側面側空気熱交換器に対して隙間を介して対向する機器収納箱と、
前記機器収納箱の上方に配置されたプロペラファンと、前記プロペラファンの半径方向外側に設置されたベルマウスとを有し、外部の空気が前記背面側空気熱交換器及び前記側面側空気熱交換器を通過して流入するように送風する送風機と、
前記機器収納箱の上面から前記ベルマウスに向かって立設された、前記ベルマウスの吸込み側端よりも前記筐体の正面側から流入する気流と前記吸込み側端よりも前記筐体の背面側から流入する気流の干渉を防ぐための防止板と、
を備えるヒートポンプ給湯機。
【請求項２】
前記背面側空気熱交換器及び前記側面側空気熱交換器は、Ｌ字形状の一体型の空気熱交換器として構成されて成る請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
前記防止板は、前記背面に沿った向きに立設されて成る請求項１または２に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項４】
前記防止板は、前記プロペラファンの中心軸の水平位置よりも前記側面側空気熱交換器が設置された側の範囲に設けられて成る請求項１から３の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項５】
前記防止板は、前記プロペラファンの中心軸の水平位置よりも前記側面側空気熱交換器が設置されていない側の範囲に設けられて成る請求項１から４の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項６】
前記防止板は、前記ベルマウスの外周面との間に隙間を有して成る請求項１から５の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項７】
前記ヒートポンプ給湯機は、
圧縮機と水冷媒熱交換器と膨張弁と前記背面側空気熱交換器及び前記側面側空気熱交換器とが順に配管で接続された冷媒回路と、
前記筐体内を機械室と風路室とに区画するセパレーターと、を有し、
前記圧縮機と前記膨張弁とは前記機械室に配置され、
前記水冷媒熱交換器は前記機器収納箱内に収納され、
前記送風機と前記機器収納箱は前記風路室に配置されて成る請求項１から６の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項８】
前記防止板は、高さが前記ベルマウスの吸込み側端よりも高くなるように設けられる請求項１から７の何れか１項に記載のヒートポンプ給湯機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係るヒートポンプ給湯機は、筐体内の背面に沿って設置された背面側空気熱交換器と、筐体内の一側面に沿って設置された側面側空気熱交換器と、筐体の底板上に設置され、背面側空気熱交換器及び側面側空気熱交換器に対して隙間を介して対向する機器収納箱と、機器収納箱の上方に配置されたプロペラファンと、プロペラファンの半径方向外側に設置されたベルマウスとを有し、外部の空気が背面側空気熱交換器及び側面側空気熱交換器を通過して流入するように送風する送風機と、機器収納箱の上面からベルマウスに向かって立設された、ベルマウスの吸込み側端よりも筐体の正面側から流入する気流と吸込み側端よりも筐体の背面側から流入する気流の干渉を防ぐための防止板と、を備えるものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
図８は、ヒートポンプ給湯機１の内部を背面側から見た図である。なお、図８では、背面側空気熱交換器５ａ及び背面パネル９ｅを透視した図を示している。また、図８では、側面側空気熱交換器５ｂの位置を破線で示している。図９は、図８中のヒートポンプ給湯機１のＣ−Ｃ断面図であり、プロペラファン１５の回転中心線より下側の部分を拡大した図である。図９に示すように、クーラー箱１４の背面１４ａ（対向面）は、背面側空気熱交換器５ａの下部領域（下側の一部の領域）に対して、隙間２０ａを介して対向している。また、図８に示すように、クーラー箱１４の側面１４ｂは、側面側空気熱交換器５ｂの下部領域（下側の一部の領域）に対して、隙間２０ｂを介して対向している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
防止板２１ａを設けていない場合には、吸込み側端１８ａよりも正面側から流入した流れは、クーラー箱１４の上面１４ｃにおいて背面１４ａおよび側面１４ｂと空気熱交換器５との隙間２０ａおよび２０ｂを上昇する流れと衝突して合流する。この場合、隙間２０ａおよび２０ｂからの気流Ａ及びＢがプロペラファン１５の回転領域へ流入する際に、より中心に近い内周部分に流入することとなる。その結果、プロペラファン１５のクーラー箱１４の近傍においては、プロペラファン１５の回転領域の外周寄り部分への空気の流入量が少なく（流速が遅く）なり、中心に近い内周部分への空気の流入量が多く（流速が速く）なるという不均一な状態が生ずる。このため、回転するプロペラファン１５の翼がクーラー箱１４の上部を通過する度に、前縁１５ｃに入射する空気の向きおよび速度の変動や翼面上の圧力変動が生じ、これに起因してプロペラファン１５の翼から空力回転音（騒音）が発生する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
次に、防止板２１ｂについて図１０を用いて説明する。図１０は、ヒートポンプ給湯機１の内部を背面側から見た図である。なお、図１０では、背面側空気熱交換器５ａ及び背面パネル９ｅを透視した図を示している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
ここで、防止板２１ｂを設けていない場合には、セパレーター１１の側に回り込んだ気流Ｄは、セパレーター１１側のクーラー箱１４の上面１４ｃにおいて、クーラー箱１４の背面１４ａとの隙間２０ａを上昇する気流Ａと衝突して合流する。セパレーター側に流れ込んだ気流Ｄは、気流Ａに衝突する際に正面側から背面側へ流れる成分を持っているため、合流後の気流Ａは、プロペラファン１５の回転領域へ流入する際に、より中心に近い内周部分に流入する。その結果、プロペラファン１５の回転領域の外周寄り部分への空気の流入量が少なく（流速が遅く）なり、中心に近い内周部分への空気の流入量が多く（流速が速く）なるという不均一な状態が生ずる。このため、回転するプロペラファン１５の翼がクーラー箱１４の上部を通過する度に、前縁１５ｃに入射する空気の向きおよび速度の変動や翼面上の圧力変動が生じ、これに起因してプロペラファン１５の翼から空力回転音（騒音）が発生する。
【国際調査報告】
2015045114.tif 000013
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2015045114.tif 000015
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