(57)【要約】【課題】空気調和機をスリム化すると同時に、スリム化された空気調和機に適した流路構造を提供することによって、風量減少を防止するとともに、騒音を減少できる天井型空気調和機を提供する。【解決手段】吸入口１２及び吐出口１３が形成された本体１０と、該本体１０の内部に空気が流動する流路２１を形成するダクト１１と、送風力を発生させる送風ファン２０と、吸入された空気を熱交換する熱交換器１４と、前記送風ファン２０を取り囲み、空気を円滑に吐出させるスクロール３０と、前記送風ファンの吸入部２０ａと吐出部２０ｂとの境界部に発生する過流を防止するスタビライザー４０と、を備えた空気調和機において、前記スクロール３０と前記送風ファン２０との最短距離と、前記スタビライザー４０と前記送風ファン２０との最短距離とが、前記送風ファン２０の直径の５〜８％である天井型空気調和機を構成する。【選択図】図３
2008122056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入口及び吐出口が形成された本体と、
該本体の内部に設置され、空気が流動する流路を形成するダクトと、
前記本体の内部に設置されて送風力を発生させる送風ファンと、
該送風ファンによって吸入された空気を熱交換する熱交換器と、
前記ダクトの一部を形成するものであって、前記送風ファンを取り囲む形態で曲面をなし、前記送風ファンから空気を円滑に吐出させるスクロールと、
該スクロールと一緒に、前記送風ファンから空気が吸入される吸入部と、空気が吐出される吐出部とを区画し、前記吸入部と前記吐出部との境界部で発生する過流を防止するスタビライザーと、
を備えた空気調和機において、
前記スクロールと前記送風ファンとの最短距離と、前記スタビライザーと前記送風ファンとの最短距離とは、前記送風ファン直径の５〜８％であることを特徴とする天井型空気調和機。
【請求項２】
前記スクロールは、前記熱交換器の上側を支持する上側支持部から延長され、前記上側支持部との境界をなす境界部と、該境界部から延長されて所定の曲率半径を有するアーク部と、該アーク部から延長されて吐出口を形成する延長部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の天井型空気調和機。
【請求項３】
前記アーク部の曲率半径は、前記送風ファン直径の６５〜７５％であることを特徴とする請求項２に記載の天井型空気調和機。
【請求項４】
前記アーク部の中心から前記アーク部の一端に延びる直線と、前記アーク部の中心から前記アーク部の他端に延びる直線とがなす角度は、１１０°〜１３０°であることを特徴とする請求項２に記載の天井型空気調和機。
【請求項５】
前記スタビライザーは、前記熱交換器の下側を支持する下側支持部から上側に延長される第１垂直延長部と、該第１垂直延長部から水平方向に曲面をなして延長される曲面延長部と、該曲面延長部から下側に延長されて前記吐出口を形成する第２垂直延長部と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の天井型空気調和機。
【請求項６】
前記送風ファンの中心から前記スクロールの境界部に接するように延びる直線と、前記送風ファンの中心から前記スタビライザーの第１垂直延長部の上部へ延びる直線とがなす角度は、１３８°〜１５０°であることを特徴とする請求項５に記載の天井型空気調和機。
【請求項７】
前記送風ファンの中心と前記吸入口に近い前記アーク部の一端とを結ぶ直線と、前記送風ファンの中心と前記スタビライザーの第２垂直延長部の上部とを結ぶ直線とがなす角度は、１７５°〜１９０°であることを特徴とする請求項５に記載の天井型空気調和機。
【請求項８】
前記第１垂直延長部から延長される直線と、前記スクロールの延長部から延長される直線とが互いに交差してなす角度は、６°〜１１°であることを特徴とする請求項５に記載の天井型空気調和機。
【請求項９】
前記スタビライザーに近い側で前記送風ファンの外周から下向きかつ垂直に延長した延長線と、前記スタビライザーの第２垂直延長部との間の距離は、前記送風ファン直径の１０〜１５％であることを特徴とする請求項５に記載の天井型空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天井型空気調和機に関するもので、詳しくは、送風ファンを取り囲むスクロール及びスタビライザーの設置間隔、形状及び設置角の調節を通して、空気調和機をスリムに形成すると同時に、騒音を減少できる天井型空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
天井型空気調和機は、吐出口の個数によって、４方向吐出型及び１方向吐出型などに分けられるが、本発明は、１方向に吐出される天井型空気調和機に関するものである。
【０００３】
従来の１方向に吐出される天井型空気調和機は、図１に示すような外形をなすものであり、一方の側部には空気が吸入される吸入口２が形成され、他方の側部には空気が吐出される吐出口３が形成された本体１を備えている。本体１の内部には、吸入口２に空気を吸入させるための吸入力を発生させる横流ファンからなる送風ファン４と、この送風ファン４によって吸入された空気を熱交換する熱交換器５とが設置される。本体１の内部には、送風ファン４を中心にして、送風ファン４によって空気が吸入される吸入流路６と、送風ファン４から空気が吐出される吐出流路７とが形成されている。
【０００４】
従来の天井型空気調和機は、主にオフィスや商店街などの商業施設に設置されていたが、最近は、アパートや住宅にも多く設置されている。オフィスや商店街などは、アパートや住宅より天井高が高いので、天井型空気調和機を設置するのに何らの問題もないが、アパートや住宅などの天井高が低い場所には、従来の天井型空気調和機を設置することが困難であった。そのため、天井型空気調和機のスリム化が要求されている。
【０００５】
天井型空気調和機に用いられる横流ファンからなる送風ファンは、流路抵抗に弱く、流路構造によって性能（風量、騒音）差を示すが、空気調和機をスリム化しながら、従来の天井型空気調和機の流路構造をそのまま用いると、風量が減少するとともに、騒音が増加するので、流路構造に対する新しい設計が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためのもので、その目的は、空気調和機をスリム化すると同時に、スリム化された空気調和機に適した流路構造を提供することで、風量減少を防止するとともに、騒音を減少できる天井型空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような目的を達成するための本発明に係る空気調和機は、吸入口及び吐出口が形成された本体と、該本体の内部に設置され、空気が流動する流路を形成するダクトと、前記本体の内部に設置されて送風力を発生させる送風ファンと、該送風ファンによって吸入された空気を熱交換する熱交換器と、前記ダクトの一部を形成するもので、前記送風ファンを取り囲む形態で曲面をなし、前記送風ファンから空気を円滑に吐出させるスクロールと、該スクロールと一緒に、前記送風ファンから空気が吸入される吸入部と、空気が吐出される吐出部とを形成し、前記吸入部と前記吐出部との境界部で発生する過流を防止するスタビライザーと、を備えた空気調和機において、前記スクロールと前記送風ファンとの最短距離と、前記スタビライザーと前記送風ファンとの最短距離は、前記送風ファン直径の５〜８％である。
【０００８】
また、前記スクロールは、前記熱交換器の上側を支持する上側支持部から延長され、前記上側支持部との境界をなす境界部と、該境界部から延長されて所定の曲率半径を有するアーク部と、該アーク部から延長されて吐出口を形成する延長部と、を含む。
【０００９】
また、前記アーク部の曲率半径は、前記送風ファン直径の６５〜７５％である。
【００１０】
また、前記アーク部の中心から前記アーク部の一端に延長される直線と、前記アーク部の中心から前記アーク部の他端に延長される直線とがなす角度は、１１０°〜１３０°である。
【００１１】
また、前記スタビライザーは、前記熱交換器の下側を支持する下側支持部から上側に延長される第１垂直延長部と、該第１垂直延長部から水平方向に曲面をなして延長される曲面延長部と、該曲面延長部から下側に延長されて前記吐出口を形成する第２垂直延長部と、を備える。
【００１２】
また、前記送風ファンの中心から、前記スクロールの境界部に接するように延びる直線と、前記送風ファンの中心から、前記スタビライザーの第１垂直延長部の上部に延びる直線とがなす角度は、１３８°〜１５０°である。
【００１３】
また、前記送風ファンの中心と前記吸入口に近い前記アーク部の一端とを結ぶ直線と、前記送風ファンの中心と前記スタビライザーの第２垂直延長部の上部とを結ぶ直線とがなす角度は、１７５°〜１９０°である。
【００１４】
また、前記第１垂直延長部から延びる直線と、前記スクロールの延長部から延びる直線とが互いに交差してなす角度は、６°〜１１°である。
【００１５】
また、前記スタビライザーと近い側で前記送風ファンの外周から下向きかつ垂直に延長した延長線と、前記スタビライザーの第２垂直延長部との間の距離は、前記送風ファン直径の１０〜１５％である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る天井型空気調和機によると、スリム化された天井型空気調和機に最適な流路構造を提供することで、従来の天井型空気調和機に比べて、同一の風量条件で２．０デシベル（ｄＢＡ）〜３．５デシベル（ｄＢＡ）程度の騒音を減少できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な一実施形態に係る天井型空気調和機を、添付の図面に基づいて説明する。
【００１８】
本発明に係る天井型空気調和機は、図２に示すように、本体１０が外形をなしており、この本体１０の内部には、空気が流れる流路２１を形成するダクト１１が設けられ、本体１０の下部には、空気が吸入される吸入口１２及び空気が吐出される吐出口１３が設けられる。
【００１９】
本体１０の内部には、吸入口１２に空気を吸入するための吸入力を発生させる横流ファンからなる送風ファン２０と、この送風ファン２０によって吸入口１２から吸入された空気を熱交換する熱交換器１４とが設置される。熱交換器１４の上側は、ダクト１１の一部を形成する上側支持部１５によって支持され、熱交換器１４の下側は、熱交換器１４から発生した凝縮水を受ける水受け１６ａを形成する下側支持部１６によって支持される。
【００２０】
本体１０の内部に形成された流路２１は、送風ファン２０を中心にして、送風ファン２０に吸入される空気が流れる吸入流路２１ａと、送風ファン２０から吐出される空気が流れる吐出流路２１ｂとに区分される。
【００２１】
吸入流路２１ａ及び吐出流路２１ｂは、上側支持部１５から延長され、送風ファン２０を取り囲む形態で形成されるスクロール３０と、下側支持部１６から延長されるスタビライザー４０によって形成される。スクロール３０及びスタビライザー４０によって、送風ファン２０は、空気が吸入される吸入部２０ａと、空気が吐出される吐出部２０ｂとに分けられる。
【００２２】
スクロール３０は、なだらかな曲面を有し、送風ファン２０から吐出される空気が吐出口１２側に円滑に吐出されるように案内し、スタビライザー４０は、送風ファン２０と近接して送風ファン２０の吸入部２０ａと吐出部２０ｂとの境界を明確にするとともに、吸入部２０ａと吐出部２０ｂとの境界部で発生する過流を防止する。
【００２３】
本発明に係る天井型空気調和機は、アパートや住宅に用いるためにスリム化されたもので、その高さが１３５ｍｍ程度に設計される。
【００２４】
スクロール３０及びスタビライザー４０によって、送風ファン２０が吸入部２０ａと吐出部２０ｂとに区画されるので、スクロール３０とスタビライザー４０とが送風ファン２０から離隔される距離及びスクロール３０とスタビライザー４０との構造によって、空気調和機から吐出される風量及び発生する騒音が影響を受ける。
【００２５】
図３は、本発明に係る天井型空気調和機に設置される送風ファン、スクロール及びスタビライザーの構造を拡大して示した図である。
【００２６】
スクロール３０は、上側支持部１５から延長されて上側支持部１５との境界をなす境界部３１と、この境界部３１から延長されて所定の曲率半径Ｒを有するアーク部３２と、このアーク３２部から延長されて吐出口１３を形成する延長部３３と、を備えている。
【００２７】
スクロール３０は、境界部３１からアーク部３２、アーク部３２から延長部３３に行くほど、送風ファン２０との距離が漸次遠くなるように形成される。すなわち、送風ファン２０から吐出される空気の圧力が、速度成分を持つ動圧と速度成分を持たない静圧との和であるところ、送風ファン２０から吐出される空気は、体積が漸次増加するスクロール３０を通過しながら動圧が静圧に転換されることによって、速度成分を持たなくなる。
【００２８】
スタビライザー４０は、下側支持部１６から上側に延長される第１垂直延長部４１と、この第１垂直延長部４１から水平方向に曲面をなして延長される曲面延長部４２と、この曲面延長部４２から下側に延長され、スクロール３０の延長部３３と一緒に吐出口１３を形成する第２垂直延長部４３と、を備えている。
【００２９】
図３に示すように、送風ファン２０の直径をｄ、アーク部３２の曲率半径をｒ、送風ファン２０の中心をＯ、アーク部３２の中心をＯ’とし、送風ファン２０とスクロール３０との間の最短距離、及び送風ファン２０とスタビライザー４０との最短距離をそれぞれＬ１、Ｌ２とした場合、スクロール３０及びスタビライザー４０がそれぞれ送風ファン２０から離隔される距離Ｌ１，Ｌ２、及び、スクロール３０及びスタビライザー４０の構造によって空気の流動が変化することによって、発生する騒音も変化する。
【００３０】
しかしながら、空気調和機の流路構造によって変化する空気の流動解析は、理論的に究明しにくいので、実験を通して最も適した流路構造を採用した。
【００３１】
流路構造を決定する多くの要因のうち、送風ファン２０とスクロール３０との間の最短距離Ｌ１及び送風ファン２０とスタビライザー４０との最短距離Ｌ２は、空気の流動に最も大きな影響を及ぼす。したがって、同一の風量条件で、送風ファン２０とスクロール３０との間の最短距離Ｌ１による騒音の程度と、送風ファン２０とスタビライザー４０との最短距離Ｌ２による騒音の程度に関して実験した。
【００３２】
図４は、送風ファン２０とスクロール３０との間の最短距離Ｌ１の変化による騒音の大きさを示すグラフで、図５は、送風ファン２０とスタビライザー４０との最短距離Ｌ２の変化による騒音の大きさを示すグラフである。
【００３３】
実験の結果、図４に示すように、送風ファン２０とスクロール３０との間の最短距離Ｌ１が送風ファンの直径ｄの５〜８％であるとき、最大の騒音減少を示した。同じく、図５に示すように、送風ファン２０とスタビライザー４０との最短距離Ｌ２が送風ファン直径ｄの５〜８％であるとき、最大の騒音減少を示した。
【００３４】
一方、アーク部３２の曲率半径ｒも流路構造を形成する主な要素であるので、アーク部３２の曲率半径ｒの変化による騒音の程度に対しても実験した。
【００３５】
図６は、アーク部３２の曲率半径ｒの変化による騒音の大きさを示すグラフである。図６に示すように、アーク部３２の曲率半径ｒが送風ファン直径ｄの６５〜７５％であるとき、最大の騒音減少を示した。
【００３６】
上記のように流路構造を形成する主な因子に対して最適な数値を導出した後、残りの因子に対しても、実験を通して最適な数値を導出した。
【００３７】
送風ファン２０の中心Ｏからスクロール３０の境界部３１に接するように延びる直線ＯＡと、送風ファン２０の中心Ｏからスタビライザー４０の第１垂直延長部４１の上部まで延びる直線ＯＢとがなす角度を吸入角度θ１とした場合、最適な吸入角度θ１は、１３８〜１５０°である。
【００３８】
また、送風ファン２０の中心Ｏとアーク部３２の一端Ｃとを結ぶ直線ＯＣと、送風ファン２０の中心Ｏとスタビライザー４０の第２垂直延長部４３の上部とを結ぶ直線ＯＤとがなす角度を吐出角度θ２とした場合、最適な吐出角度θ２は、１７５〜１９０°である。
【００３９】
また、アーク部３２の中心Ｏ’からアーク部３２の一端に延びる直線Ｏ’Ｃと、アーク部３２の中心Ｏ’からアーク部３２の他端に延びる直線Ｏ’Ｅとがなす角度をアーク角度θ３とした場合、最適なアーク角度θ３は、１１０〜１３０°である。
【００４０】
また、第１垂直延長部４１の延長線と、スクロール３０の延長部３３の延長線とが交差してなす角度を拡散角度θ４とした場合、最適な拡散角度θ４は、６〜１１°である。
【００４１】
また、スタビライザー４０に近い側で送風ファン２０の外周から下向きかつ垂直に延びる延長線ＰＱと、スタビライザー４０の第２垂直延長部４３との間の距離をＬ３とした場合、最適なＬ３は、送風ファン直径ｄの１０〜１５％である。
【００４２】
図７は、上記のように設計された本発明に係る天井型空気調和機と従来の空気調和機とにおける、風量と騒音との間の相関関係を示したグラフである。
図７に示すように、本発明に係る流路構造を有する空気調和機は、既存の流路構造を変更せずにスリム化した空気調和機よりも、同一の風量条件で２．０デシベル（ｄＢＡ）〜３．５デシベル（ｄＢＡ）程度の騒音減少を示した。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来の天井型空気調和機を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る天井型空気調和機を示す断面図である。
【図３】図２に示した送風ファンの設置部位を示す詳細図である。
【図４】送風ファンとスクロールとの間の最短距離による騒音の程度を示すグラフである。
【図５】送風ファンとスタビライザーとの間の最短距離による騒音の程度を示すグラフである。
【図６】スクロールのアーク部の曲率半径による騒音の程度を示すグラフである。
【図７】本発明に係る天井型空気調和機と既存の天井型空気調和機とから発生する騒音の程度を比較したグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１０  本体
１１  ダクト
１４  熱交換器
１５  上側支持部
１６  下側支持部
２０  送風ファン
２１  流路
２１ａ  吸入流路
２１ｂ  吐出流路
３０  スクロール
３１  境界部
３２  アーク部
４０  スタビライザー
４１  第１垂直延長部
４３  第２垂直延長部  
【図１】
2008122056.tif 000003
【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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