(57)【要約】【課題】空気調和機の室外機を小型化しつつ、マウスリングによるプロペラファンの送風性能の向上効果を十分に発揮させる。【解決手段】空気調和機の室外機２０のプロペラファン４を包囲するダクト部を、プロペラファン４の径方向外側を包囲する筒状のベルマウス８と、ベルマウス８の空気吹き出し方向の端部からプロペラファン４の径方向外側に向かって延在させて設けられた平面部９と、平面部９の径方向外側端部から空気吹き出し方向に向かって延在させて設けられた筒状のマウスリング１０で構成し、プロペラファン４の外周端部から径方向外側のマウスリング１０の平面部９との接続部までの距離をＹ、平面部９に対するプロペラファン４の空気の吹き出し角度をθ、マウスリング１０の高さをＸとしたとき、高さＸを、ｔａｎ（θ−５°）×Ｙ≦Ｘ≦ｔａｎ（θ＋５°）×Ｙの関係を満たすように形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、該筐体の上部又は側部に配置されたプロペラファンと、該プロペラファンを包囲して設けられたダクト部と、前記筐体側部に配置された熱交換器とを備え、前記プロペラファンを駆動し前記熱交換器を介して外気を吸い込み、熱交換された空気を前記筐体の外部に吹き出す空気調和機の室外機において、
前記ダクト部は、前記プロペラファンを包囲して、かつ空気吹き出し方向の端部が前記プロペラファンの外周端部の径方向外側に位置する筒状のベルマウスと、該ベルマウスの空気吹き出し方向の端部から前記プロペラファンの径方向外側に向かって延在させて設けられた平面部と、該平面部の径方向外側端部から空気吹き出し方向に向かって延在させて設けられた筒状のマウスリングで構成され、
前記プロペラファンの外周端部から径方向外側の前記マウスリングの前記平面部との接続部までの距離をＹ、前記平面部に対する前記プロペラファンの空気の吹き出し角度をθ、前記マウスリングの高さをＸとすると、Ｘは、
ｔａｎ（θ−５°）×Ｙ≦Ｘ≦ｔａｎ（θ＋５°）×Ｙ
なる第１の関係を満たすことを特長とする空気調和機の室外機。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和機の室外機において、前記プロペラファンは、前記筐体上部に、径方向外側が前記熱交換器と重複するように配置され、前記平面部は、前記熱交換器が配置されていない側より配置されている側に大きく延在して設けられ、
前記マウスリングの高さＸは、該マウスリングの全周にわたって前記第１の関係を満たしてなる空気調和機の室外機。
【請求項３】
請求項１に記載の空気調和機の室外機において、前記プロペラファンは、前記筐体上部に、径方向外側が前記熱交換器と重複するように配置され、前記平面部は、前記熱交換器が配置されていない側より配置されている側に大きく延在して設けられ、
前記平面部が大きく延在して設けられた側の前記マウスリングの高さＸは、
Ｘ≦ｔａｎ（θ−５°）×Ｙ
なる第２の関係を満たし、その他の部分の前記マウスリングの高さＸは、前記第１の関係を満たすことを特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項４】
請求項２に記載の空気調和機の室外機において、前記プロペラファン及び前記ダクト部は、前記プロペラファンの空気吹き出し方向側が、前記熱交換器の配置されている方向に協動して傾斜してな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１乃至４に記載の空気調和機の室外機において、前記筐体に対して、前記プロペラファン及び前記ダクト部の対が複数設けられてな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、外気を熱交換器を介して吸い込み、筐体の外部に吹き出すプロペラファンを備えた室外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の室外機にはさまざまな形態のものが存在する。例えば、家庭用の空気調和機などで使用される室外機では、筐体の側部にプロペラファンを配置して、筐体の他の側部に配置した熱交換器を介して外気を吸い込み、熱交換された空気を横向きに吹き出す形態のものがよく用いられる。また、一台の室外機に複数台の室内機を接続する、いわゆるビル用マルチと呼ばれる室外機では、筐体の上部にプロペラファンを配置して空気を上向きに吹き出す形態のものがよく用いられる。
【０００３】
ところで、プロペラファンを使用した送風機においては、例えば特許文献１に記載されているように、プロペラファンの径方向外周にベルマウスを設け、ベルマウスの空気吐出方向先端から径方向外側に拡大する平面部と、平面部の外方端から連続して空気吐出方向に延在するマウスリングとで渦定着室を形成することが知られている。
【０００４】
これによれば、プロペラファンの先端部分に発生する渦を渦定着室に引き寄せ、有効に作用するプロペラファンの径を大きくできるので、プロペラファンの送風性能を向上し、騒音を低減できるとされている。
【０００５】
さらに、特許文献２には、プロペラファンの全周にわたって平面部を設けるのではなく、プロペラファンの周方向の一部にのみ大きく平面部を設け、全体として平面部の面積を確保することで、送風性能を向上させ騒音を低減しつつ、製品を小型化させることが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１７９１９８号公報
【特許文献２】特開平１１−８２３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１、２に記載の技術は、マウスリングのプロペラファン回転軸方向の高さに関して考慮がなされておらず、送風性能の向上効果が十分に発揮されない場合がある。
【０００８】
すなわち、プロペラファンから吹き出される空気の一部は、プロペラファンの外周方向へ角度をもって吹き出されるため、マウスリングが高すぎれば、吹き出し空気が多量にマウスリングに衝突することによって送風性能が低減する場合がある。逆にマウスリングが低すぎれば、平面部とマウスリングとで形成される渦定着室の容積が小さくなり、プロペラファンの回転に伴って発生する渦を渦定着室に引き寄せる効果が少なくなるので、送風性能の向上効果が抑制されるおそれがある。
【０００９】
本発明は、空気調和機の室外機を小型化しつつ、マウスリングによるプロペラファンの送風性能の向上効果を十分に発揮させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の空気調和機の室外機は、筐体と、筐体の上部又は側部に配置されたプロペラファンと、プロペラファンを包囲して設けられたダクト部と、筐体側部に配置された熱交換器とを備え、プロペラファンを駆動し熱交換器を介して外気を吸い込み、熱交換された空気を筐体の外部に吹き出すよう構成される。そして、ダクト部を、プロペラファンを包囲して、かつ空気吹き出し方向の端部がプロペラファンの外周端部の径方向外側に位置する筒状のベルマウスと、ベルマウスの空気吹き出し方向の端部からプロペラファンの径方向外側に向かって延在させて設けられた平面部と、平面部の径方向外側端部から空気吹き出し方向に向かって延在させて設けられた筒状のマウスリングで構成する。
【００１１】
さらに、プロペラファンの外周端部から径方向外側のマウスリングの平面部との接続部までの距離をＹ、平面部に対するプロペラファンの空気の吹き出し角度をθ、マウスリングの高さをＸとしたとき、高さＸを、下記の数式１の関係を満たすように形成することを特徴とする。
（数式１）
ｔａｎ（θ−５°）×Ｙ≦Ｘ≦ｔａｎ（θ＋５°）×Ｙ
すなわち、プロペラファンの径方向外側に平面部及びマウスリングを設けて渦定着室を形成することで、プロペラファンの回転に伴って発生する渦を渦定着室に吸い込み送風性能を向上することができる。また、マウスリングの高さＸを除々に大きくしていくと渦定着室による渦の吸い込み効果が大きくなり送風性能が向上していくが、大きくしすぎると、吹き出し空気がマウスリングに衝突して損失が生じる。したがって、全体的な送風性能は、マウスリングによる向上と衝突による損失とのバランスで決まることとなり、高さＸが数式１の範囲になるようにマウスリングを形成すると、送風性能は最大限に発揮されることとなる。その結果、マウスリングによるプロペラファンの送風性能の向上効果を十分に発揮させることができ、また、高さＸを不必要に大きくしすぎることもなく、室外機の小型化を図ることができる。
【００１２】
また、上述の空気調和機の室外機において、プロペラファンを、筐体上部に、径方向外側が熱交換器と重複するように配置し、平面部を、熱交換器が配置されていない側より配置されている側に大きく延在して設け、マウスリングの高さＸを、マウスリングの全周にわたって数式１の関係を満たすように形成することが好ましい。
【００１３】
これによれば、筐体の上側から空気を吹き出すタイプの室外機において、プロペラファンを熱交換器と高さ方向に重なる位置に配置しているので、熱交換器よりも高い位置にプロペラファンを配置する場合に比べて室外機を高さ方向に小型化することができる。また、マウスリングの高さは、全周にわたって適正な範囲に形成されるので、上述と同様に送風性能の向上効果を十分に発揮することができる。さらに、プロペラファンと熱交換器との高さ方向に重複する部分では、熱交換された空気がプロペラファンの径方向外側からプロペラファンに吸い込まれることとなり、この経路で吸い込まれる空気は、プロペラファンの回転軸下方向から吸い込まれる空気に比べて送風抵抗が少ないので、より一層送風性能の向上に寄与することができる。
【００１４】
また、この場合は、プロペラファン及びダクト部の空気吹き出し方向側を、熱交換器の配置されている方向に協動して傾斜させることが好ましい。
【００１５】
これによれば、マウスリングの高さＸが、熱交換器が配置されている側は平面部が大きく設けられるので大きくなり、逆に熱交換器が配置されていない側は小さくなるという室外機高さ方向のアンバランスを解消し、送風性能を保ったまま室外機の高さ方向の小型化を図ることができる。
【００１６】
また、上述のように、マウスリングの高さＸを全周にわたって数式１の関係を満たすように形成することに代えて、マウスリングの高さＸを、平面部が大きく延在して設けられた側は、下記の数式２を満たすように形成し、その他の部分では数式１の関係を満たすように形成することもできる。
（数式２）
Ｘ≦ｔａｎ（θ−５°）×Ｙ
これによれば、平面部が特に大きく設けられる個所では、マウスリングの高さＸを数式１の範囲でなく、数式１の下限値以下の高さで形成しても渦の吸い込み効果は十分高いので、不必要に高さＸを大きくすることなく送風性能の向上を図ることができる。
【００１７】
また、本発明の空気調和機の室外機では、１つの筐体に対して、プロペラファン及びダクト部の対を複数設けてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、空気調和機の室外機を小型化しつつ、マウスリングによるプロペラファンの送風性能の向上効果を十分に発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を適用してなる空気調和機の室外機の実施形態を図１〜図７を用いて説明する。なお、以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の第１実施例における空気調和機の室外機の断面図である。図１に示すように、空気調和機の室外機２０は、筐体１の上部にモータクランプ２と、モータクランプ２に固定されたモータ３を備えており、モータ３の回転軸先端にはプロペラファン４が接続されている。また、筐体１の側面には熱交換器５が配置され、熱交換器５と対向する側面には電気箱７が取り付けられている。また、筐体１内には圧縮機６などが配置されている。
【００２１】
そして、プロペラファン４に空気を滑らかに吸い込ませるために、プロペラファン４を包囲するようにして筒状のベルマウス８が設けられている。ベルマウス８は、その空気吹き出し方向の端部がプロペラファン４の外周端部の径方向外側に位置するように設けられている。また、ベルマウス８の空気吹き出し方向の端部からプロペラファン４の径方向外側に向かって延在させて平面部９が設けられている。さらに、平面部９の径方向外側端部から空気吹き出し方向に向かって延在させて筒状のマウスリング１０が設けられている。ベルマウス８、平面部９及びマウスリング１０によってプロペラファン４のダクト部が形成されている。
【００２２】
このように構成される空気調和機の室外機２０は、モータ３を駆動することによりプロペラファン４を回転させ、熱交換器５を介して空気を筐体１内に吸い込み、熱交換器５を通過する際に熱交換した空気を筐体１の上部から吹き出すようになっている。
【００２３】
次に、本発明の特徴部である平面部９及びマウスリング１０について詳細に説明する。図２（ａ）は、平面部９及びマウスリング１０を拡大した斜視図であり、図２（ｂ）は、マウスリング１０の中心軸及びプロペラファン４の回転軸を通る平面での断面図である。図２（ｂ）に示すように、マウスリング１０は、中心軸がプロペラファン４の回転軸よりも熱交換器５側にずらされて配置されており、これに伴い、平面部９は、熱交換器５が配置されている側が配置されていない側より大きく形成されている。
【００２４】
また、マウスリング１０の空気吹き出し方向の高さは、プロペラファン４の外周端部から、マウスリング１０の平面部９との接続部までの距離Ｙ１、Ｙ１´と、平面部９に対するプロペラファン４の空気の吹き出し角度θとの関係に基づいて形成されている。すなわち、熱交換器５が配置されていない側（図２（ｂ）の左側）のマウスリング１０の高さをＸ１、熱交換器５が配置されている側（図２（ｂ）の右側）のマウスリング１０の高さをＸ１´とすると、高さＸ１及びＸ１´は以下の式で与えられる。
（数式３）
ｔａｎ（θ−５°）×Ｙ１≦Ｘ１≦ｔａｎ（θ＋５°）×Ｙ１
（数式４）
ｔａｎ（θ−５°）×Ｙ１´≦Ｘ１´≦ｔａｎ（θ＋５°）×Ｙ１´
このような関係式に基づいて形成されたマウスリング１０は、図２（ａ）のように、周方向に沿って連続的に高さが変化することとなる。
【００２５】
図３は、マウスリング１０の高さを変化させた時のプロペラファン４の動力の変化を示す図である。この図では、マウスリング１０を設けていない時のプロペラファン４の動力を１００％として、図の横軸がマウスリングの高さ、縦軸がプロペラファン４の動力となっている。
【００２６】
図３に示すように、マウスリング１０の高さをＡ点からＢ点にかけて除々に大きくしていくと、プロペラファン４の動力は除々に低くなっている。つまり、マウスリング１０の高さがプロペラファン４の吹き出し空気と衝突するＢ点までは、マウスリング１０の高さを大きくするにしたがい、渦定着室の容積が増大してプロペラファン４の送風性能は増加する。また、Ｂ点からＣ点にかけては、逆にプロペラファン４の動力が高くなっている。つまり、吹き出し空気とマウスリング１０との衝突量が増えるにしたがって、プロペラファン４の送風性能は、除々に低下する。
【００２７】
したがって、特にｔａｎ（θ−５°）×Ｙ≦Ｘ≦ｔａｎ（θ＋５°）×Ｙの範囲にマウスリング１０の高さＸを形成することにより、プロペラファン４の動力を３％以上低減でき、送風性能を最も効果的に向上させることができる。また、本実施例によれば、プロペラファン４を熱交換器５と高さ方向に重なる位置に配置しているので、熱交換器５よりも高い位置にプロペラファン４を配置する場合に比べて室外機を高さ方向に小型化することができる。
【実施例２】
【００２８】
本発明の第２実施例の空気調和機の室外機は、第１実施例の室外機と平面部９及びマウスリング１０が異なるのみあるので、同一部品に関しては説明を省略する。図４（ａ）は、本実施例の平面部９及びマウスリング１０を拡大した斜視図であり、図４（ｂ）は、本実施例のマウスリング１０の中心軸及びプロペラファン４の回転軸を通る平面での断面図である。
【００２９】
図４（ａ）（ｂ）に示すように、熱交換器５が配置されている側の平面部９は、第１実施例に比べて大きく、つまりＹ１´＜Ｙ２´となるように形成されている。そして、熱交換器５が配置されていない側のマウスリングの高さＸ２は、上述の数式３と同様に形成され、熱交換器５が配置されている側の高さＸ２´は、以下の式で与えられる。
（数式５）
Ｘ２´≦ｔａｎ（θ−５°）×Ｙ２´
すなわち、第１実施例のように、マウスリングの高さを全周にわたって数式３の関係を満たすように形成するのではなく、平面部９が特に大きく形成された個所では、マウスリングの高さＸを数式３の下限値以下の高さで固定して形成している。これは、平面部９の面積が大きい個所では、平面部９とマウスリング１０で形成される渦定着室の容積も大きくなるので、マウスリング１０の高さを数式３の範囲まで大きくしなくても渦の吸い込み効果は十分得られるからである。
【００３０】
これによれば、Ｙ２´に対して数式３の範囲になるようにマウスリング１０を形成して、不必要に高さが大きくなることを回避して、室外機の小型化を図り、かつ送風性能の向上効果を十分に発揮することができる。
【実施例３】
【００３１】
図５は、本発明の第３実施例における空気調和機の室外機の断面図である。本実施例が上述の実施例１及び実施例２と異なる点は、モータ３及びプロペラファン４の回転軸の空気吹き出し方向側が鉛直方向から熱交換器５の方向に傾いてモータクランプ２に取り付けられている点である。このプロペラファン４の傾斜にあわせてベルマウス８も傾けて取り付けられ、さらに平面部９及びマウスリング１０もプロペラファン４の傾斜に合わせて傾いて取付けられている。
【００３２】
これによれば、マウスリング１０の上端の位置を一定の高さとして、室外機を高さ方向に小型化することが可能であり、また、プロペラファン４などを傾けたとしても、最適なマウスリングの高さを保持しているので、送風性能の向上効果を十分に発揮することができる。
【実施例４】
【００３３】
図６は、本発明の第４実施例における空気調和機の室外機の断面図である。本実施例が上述の実施例１〜３と異なる点は、プロペラファン４が熱交換器５の上端よりも上方に設置されている点である。
【００３４】
プロペラファン４の送風騒音を低減するためには、ファンの回転数を低減することが効果的であり、そのためにはファン径をできるだけ大きくすることが必要である。そこで、本実施例では、図６に示すように、プロペラファン４を熱交換器５よりも上に設けることで、プロペラファン４と熱交換器５との干渉を防ぎ、プロペラファン４の大径化を図っている。
【００３５】
図７（ａ）は、本実施例の平面部９及びマウスリング１０を拡大した斜視図である。図７（ｂ）は、本実施例のマウスリング１０の中心軸及びプロペラファン４の回転軸を通る平面での断面図である。本実施例では、なるべく大きなプロペラファンを使用するために、プロペラファン４は筐体１の中央に設置され、プロペラファン４の回転軸とマウスリング１０の中心軸は一致している。したがって、プロペラファン４の外周端部からマウスリング１０の平面部９との接続部までの距離Ｙ３は全周にわたって同一の値であり、マウスリング１０の高さＸ３は、全周に沿って下記の数式で与えられる範囲内で一定の値に形成される。
（数式６）
ｔａｎ（θ−５°）×Ｙ３≦Ｘ３≦ｔａｎ（θ＋５°）×Ｙ３
本実施例によれば、プロペラファン４を大型化することで送風騒音を低減し、かつ、マウスリング１０の高さを最適な範囲内で形成することで送風性能の向上効果を十分に発揮することができる。
【００３６】
なお、以上の実施例１〜４では、筐体内にプロペラファン、ベルマウス、平面部、マウスリングの対を一台のみ備えている例について説明しているが、プロペラファン、ベルマウス、平面部、マウスリングの対を複数台設けてもよい。また、本発明で重要なのはプロペラファンの外周に設けられる平面部及びマウスリングの構造であって、熱交換器や電気箱など室外機筐体内部の構成、配置は実施例に示した場合に限定されない。また、各実施例とも平面部に水抜き穴を設けて、平面部に水あるいは雪等がたまらない構造とすることもできる。
【００３７】
また、実施例１〜４では、筐体の上部にプロペラファン、ベルマウス、平面部、マウスリングの対を設ける場合を例に説明したが、この対を筐体の側面に設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１実施例の空気調和機の室外機の断面図である。
【図２（ａ）】第１実施例の平面部及びマウスリングを拡大した斜視図である。
【図２（ｂ）】第１実施例のマウスリングの中心軸及びプロペラファンの回転軸を通る平面での断面図である。
【図３】マウスリングの高さを変化させた時のプロペラファンの動力の変化を示す図である。
【図４（ａ）】第２実施例の平面部及びマウスリングを拡大した斜視図である。
【図４（ｂ）】第２実施例のマウスリングの中心軸及びプロペラファンの回転軸を通る平面での断面図である。
【図５】第３実施例の空気調和機の室外機の断面図である。
【図６】第４実施例の空気調和機の室外機の断面図である。
【図７（ａ）】第４実施例の平面部及びマウスリングを拡大した斜視図である。
【図７（ｂ）】第４実施例のマウスリングの中心軸及びプロペラファンの回転軸を通る平面での断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  筐体
２  モータクランプ
３  モータ
４  プロペラファン
５  熱交換器
６  圧縮機
７  電気箱
８  ベルマウス
９  平面部
１０  マウスリング
２０  空気調和機の室外機
【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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