(57)【要約】【課題】静圧効率の向上により室外機のファンモータ入力を低減して、セパレート型空気調和機のＣＯＰや期間消費電力を向上させる。【解決手段】室外機１に縦型圧縮機３、熱交換器２、互いに反対方向に回転する翼枚数が１枚からなる２個のプロペラファン５，６を設け、各々１枚の翼２０，２５と動バランスをとるバランサー３０，３１を各々のハブ２４，２９内部に装着し、２個のプロペラファンのうち風上側プロペラファン５を回転させるファンモータ７と、ファンモータ７の回転方向を反転して風下側プロペラファン６を回転させる反転機構８とを備え、２個のプロペラファン５，６は互いに反対方向に回転しながら気流方向は同一となるように構成してなるものである。【選択図】図１
2008096020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、熱交換器と、前記熱交換器の熱交換促進用ファンとして、翼枚数が１枚よりなる２個のプロペラファンを備えて、各々１枚の翼と動バランスをとるバランサーを各々のハブ内部に装着し、前記２個のプロペラファンは同軸上に近接して設け、互いに反対方向に回転しながら気流方向は同一となるように構成したことを特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項２】
１個のファンモータと、前記ファンモータの回転方向を反転して伝達する反転機構とを備え、翼枚数が１枚からなる２個のプロペラファンの内、一方のプロペラファンを前記ファンモータで駆動し、他方のプロペラファンを前記反転機構で駆動するようにしたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機の室外機。
【請求項３】
２個のプロペラファンは、各々翼形状が弦形状の湾曲方向が逆であり、同一軸心方向から見てほぼ線対称に形成され、互いに反対方向に回転しながら気流方向は同一となるように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和機の室外機。
【請求項４】
反転機構は、風上側プロペラファンのハブ内部、もしくは風下側プロペラファンのハブ内部、あるいは風上側及び風下側プロペラファンの両方のハブ内部に収納したことを特徴とする請求項２又は３記載の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などに用いられる熱交換促進用の送風機に関するもので、特に送風機のファン効率（静圧効率）向上にの技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の空気調和機は、熱交換器と送風機とを有する室内機と、圧縮機と熱交換器と送風機とを有する室外機とを配管で結んで冷凍サイクルを形成し、冷凍サイクル内に充填した冷媒の熱搬送によって冷房運転又は暖房運転することによって室内の空気調和を行っている。室外機において、送風機は熱交換器の熱交換促進を行うものとしてファンとファンモータとを備えて構成されるが、この送風機の風量は空気調和機の能力を大きく左右するとともに、騒音まで含めた性能に大きな影響がある。特に、暖房運転において室外機の熱交換器に空気中の水分が凝縮して露となって付着し、それが熱交換器を通過する気流を妨げるようになる。其れがさらに低温になると露が氷や霜となって目詰まりするようにな状態となるため、そのような状況でも風量の低下を抑制し、騒音を低減するためにも送風機のファン効率の向上は重要である。
【０００３】
空気調和機の室外機などに用いられる熱交換促進用の送風機と、その動圧を回収してファン効率を高めることを目的として後置静翼に関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図４は、従来の空気調和機の室外機８０の横断面図である。８３が圧縮機スペース、８４が本体外箱、８１が熱交換器、８２がファンモータ、８７がオリフィスであり、熱交換促進用の送風機８５とその動圧を回収する後置静翼８６をファンモータ８２の同一軸心上に風上側から配置して構成している。
【特許文献１】特開２００２−８１６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の構成では、送風機８５の絶対速度Ｃ２の周方向成分Ｖθを後置静翼８６で回収しても、静翼８６による回収ではＶθを回収しきれず、動圧の静圧への変換には限界があった。即ち此処で言う動圧Ｐｄ＝０．５＊ρ＊Ｖθ２（ρ：密度で単位はＫｇ・ｓｅｃ２・ｍ４であり、Ｃ２とＶθの単位はｍ／ｓｅｃ）である。ちなみに、Ф４１５ｍｍの翼枚数２枚からなる送風機８５に後置静翼８６を装着した場合、動作点静圧効率の向上は、比率で約７％であった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、送風機のファン効率（静圧効率）を向上して静圧と風量を大きく増加させる、あるいは送風抵抗に対しても風量の低下を抑制し、騒音を低減することができる空気調和機の室外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】
【０００７】
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は、圧縮機と、熱交換器と、前記熱交換器の熱交換促進用ファンとして、翼枚数が１枚よりなる２個のプロペラファンを備えて各々１枚の翼と動バランスをとるバランサーを各々のハブ内部に装着し、前記２個のプロペラファンは同軸上に近接して設け、互いに反対方向に回転しながら気流方向は同一となるように構成したものである。
【０００８】
これによって、２個のプロペラファンのうち風上側となるプロペラファンの後流の回転
エネルギー（回転に伴う無駄となるエネルギー）を、近接して反回転（互いに反対方向に回転）する風下側となるプロペラファンで回収し、更に風下側プロペラファン後流の回転流をほぼ零とする事ができる。すなわち、空気調和機の室外機にサイズの大きい（奥行きが本発明のプロペラファン２個分と同等程度の）プロペラファン一つのみ使用する場合に比較して、動作点ファン効率を大きく向上することができて、静圧と風量を大きく増加することが出来る。更に、風上下側プロペラファンそれぞれの翼枚数が１枚であるので、翼面積投入が最も少なくて風上下側プロペラファンの回転作用により充分に空力仕事を果たすことが可能なので、流体摩擦が最も少なくなり結果として、動作点のファン効率（静圧効率）をより更に向上させることができる。その結果、ファンモータ入力を大きく低減できて空気調和機のＣＯＰや期間消費電力を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の空気調和機の室外機は、風上側プロペラファン後流の回転エネルギー（回転流に伴う無駄となるエネルギー）を反回転する風下側プロペラファンで回収し、更に風下側プロペラファン後流の回転流をほぼ零とすることができるので、空気調和機の室外機にサイズの大きいプロペラファン一つのみ使用する場合に比較して、静圧と風量を大きく増加させることが出来て、動作点ファン効率を大きく向上させる事が可能となる。更に、風上下側プロペラファンそれぞれの翼枚数が１枚であるので、翼面積投入が最も少なくて充分に空力仕事を果たすことが可能なので、流体摩擦が少なくなり結果として、動作点のファン効率（静圧効率）をより更に向上させることができる。その結果、ファンモータ入力を大きく低減できて空気調和機のＣＯＰや期間消費電力を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第一の発明は、圧縮機と、熱交換器と、前記熱交換器の熱交換促進用ファンとして、翼枚数が１枚よりなる２個のプロペラファンを備えて各々１枚の翼と動バランスをとるバランサーを各々のハブ内部に装着し、前記２個のプロペラファンは同軸上に近接して設け、互いに反対方向に回転しながら気流方向は同一となるように構成したものである。
【００１１】
これによって、２個のプロペラファンのうち風上側となるプロペラファンの後流の回転エネルギー（回転に伴う無駄となるエネルギー）を、近接して反回転（互いに反対方向に回転）する風下側となるプロペラファンで回収し、更に風下側プロペラファン後流の回転流をほぼ零とする事ができる。すなわち、空気調和機の室外機にサイズの大きい（奥行きが本発明のプロペラファン２個分と同等程度の）プロペラファン一つのみ使用する場合に比較して、動作点ファン効率を大きく向上することができて、静圧と風量を大きく増加することが出来る。更に、風上下側プロペラファンそれぞれの翼枚数が１枚であるので、翼面積投入が最も少なくて風上下側プロペラファンの回転作用により充分に空力仕事を果たすことが可能なので、流体摩擦が最も少なくなり結果として、動作点のファン効率（静圧効率）をより更に向上させることができる。その結果、ファンモータ入力を大きく低減できて空気調和機のＣＯＰや期間消費電力を低減することが可能となる。
【００１２】
第二の発明は、１個のファンモータと、ファンモータの回転方向を反転して伝達する反転機構とを備え、翼枚数が１枚からなる２個のプロペラファンの内、一方のプロペラファンをファンモータで駆動し、他方のプロペラファンを反転機構で駆動するように構成したものである。これによって、１個のファンモータで２個のプロペラファンを互いに反対方向に回転するように駆動することが可能であり、重量のあるファンモータが一つなので空気調和機の室外機の構成部品が少なく、低コストで軽量に生産することができる。
【００１３】
第三の発明は、２個のプロペラファンは、各々翼形状が弦形状の湾曲方向が逆であり、同一軸心方向から見てほぼ線対称に形成され、互いに反対方向に回転しながら気流方向は同一となるように構成してなるものである。この構成によって、２個のプロペラファンの
うち風上側となるプロペラファンの後流の回転エネルギー（回転に伴う無駄となるエネルギー）を、近接して反回転（互いに反対方向に回転）する風下側となるプロペラファンで回収し、更に風下側プロペラファン後流の回転流をほぼ零とする事ができる。すなわち、空気調和機の室外機にサイズの大きい（奥行きが本発明のプロペラファン２個分と同等程度の）プロペラファン一つのみ使用する場合に比較して、動作点ファン効率を大きく向上することができて、静圧と風量を大きく増加することが出来る。更に、風上下側プロペラファンそれぞれの翼枚数が１枚であるので、翼面積投入が最も少なくて風上下側プロペラファンの回転作用により充分に空力仕事を果たすことが可能なので、流体摩擦が最も少なくなり結果として、動作点のファン効率（静圧効率）をより更に向上させることができる。その結果、ファンモータ入力を大きく低減できて空気調和機のＣＯＰや期間消費電力を低減することが可能となる。ファンモータは一つであるが、風上側プロペラファン後流の同一軸心上のギアボックスに内臓されたギア形状などの組み合わせにより、ファンモータの軸の回転方向を風下側プロペラファンに反回転方向として伝達することが可能であり、ファンモータが一つなので空気調和気の室外機の構成部品が少なく低コストに生産できる。
【００１４】
第四の発明は、反転機構は、風上側プロペラファンのハブ内部、もしくは風下側プロペラファンのハブ内部、あるいは風上側及び風下側プロペラファンの両方のハブ内部に収納されたもので、２個のプロペラファンの間に反転機構を配備する必要がなく、風上側及び風下側プロペラファン同士を近接して構成することが可能となるので、室外機を省スペース化できるものである。
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第一の実施の形態における空気調和気の室外機の横断面図である。図２は、同室外機をＡ方向から見た風上側プロペラファンの平面図である。図３は、同室外機をＡ方向から見た風下側プロペラファンの平面図である。
【００１７】
図１において、１は室外機であり、２は熱交換器、３は縦型圧縮機、４は防音版、５は風上側プロペラファン、６は風下側プロペラファン、７はファンモータ、８はファンモータ７の回転方向を反転して伝達するメカニズムを有したギアなどを収納するギアボックス（反転機構）、９はオリフィス、１０は前面グリル、１１はファンモータ台である。風上側プロペラファン５と風下側プロペラファン６は、熱交換器２に送風作用を生じ熱交換促進用の送風機（２重反転ファン）として作用する。
【００１８】
図２において、風上側プロペラファン５の翼２０は、翼枚数が１枚からなり、２１が外周縁を構成するチップ、２２が前縁、２３が後縁、２４がハブである。更に、３０が翼２０との動バランスをとるバランサーである。図３において、風下側プロペラファン６の翼２５は翼枚数が１枚からなり、２６がチップ、２７が前縁、２８が後縁、２９がハブであり、３１が翼２５との動バランスをとるバランサーである。
【００１９】
空気の流動は、それぞれの前縁２２，２７から流入し、後縁２３，２８から流出するのを基本としている。前縁２２，２７は回転方向に前進している。この前縁２２，２７は螺旋曲線で構成されているが、前縁２２，２７は直線状で、３角状の翼（三角翼）を直線状に前縁に密着して外周側に取り付け、そして尚、翼２０，２５の半径をほぼ同一になるように構成しても良い。
【００２０】
すなわち縦型圧縮機３と、熱交換器２と、熱交換器２の熱交換促進用ファンとして翼枚数が１枚よりなる２個のプロペラファン５，６を備えて各々１枚の翼と動バランスをとる
バランサー３０，３１を各々のハブ２４，２９内部に装着し、２個のプロペラファン５，６は同軸上に近接して設け、互いに反対方向に回転しながら気流方向は同一となるように構成したものである。ここで、風上下側プロペラファン５，６のどちらか一方でも厚みを有する翼型形状で構成し、前縁が丸みを有し、後縁が尖った形状をした厚みを有する翼型形状の厚翼で構成しても良い。
【００２１】
上記構成によって、２個のプロペラファン５，６のうち風上側となるプロペラファン５の後流の回転エネルギー（回転に伴う無駄となるエネルギー）を、近接して反回転（互いに反対方向に回転）する風下側となるプロペラファン６で回収し、更に風下側プロペラファン６後流の回転流をほぼ零とする事ができる。すなわち、空気調和機の室外機１にサイズの大きい（奥行きが本発明のプロペラファン２個分と同等程度の）プロペラファン一つのみ使用する場合に比較して、動作点ファン効率を大きく向上することができて、静圧と風量を大きく増加することが出来る。
【００２２】
更に、風上下側プロペラファン５，６それぞれの翼枚数が１枚であるので、翼面積投入が最も少なくて風上下側プロペラファン５，６の回転作用により充分に空力仕事を果たすことが可能なので、最も流体摩擦が少なくなり結果として、動作点のファン効率（静圧効率）をより更に向上させることができる。その結果、ファンモータ７入力を大きく低減できて空気調和機のＣＯＰや期間消費電力を低減することが可能となる。風上下側プロペラファン５，６のどちらか一方でも厚翼で構成した場合は、室外機１の送風騒音をより更に低減できるものである。
【００２３】
（実施の形態２）
図１は、本発明の第二の実施の形態における空気調和機の室外機の横断面図として転用できる。図１において、１個のファンモータ７と、ファンモータ７の回転方向を反転して伝達する反転機構８とを備え、翼枚数が１枚からなる２個のプロペラファン５，６の内、風上側プロペラファン５をファンモータ７で駆動し、風下側プロペラファン６を反転機構８で駆動するように構成したものである。
【００２４】
此れによって、１個のファンモータ７で２個のプロペラファン５，６を互いに反対方向に回転するように駆動することが可能であり、重量のあるファンモータ７が一つなので空気調和機の室外機１の構成部品が少なく、低コストで軽量に生産することができる。
【００２５】
（実施の形態３）
図１から図３を用いて説明する。図１において、室外機１に縦型圧縮機３、熱交換器２、熱交換促進用のファンとして反回転（互いに反対方向に回転）する翼枚数が１枚からなる２個のプロペラファン５，６を設け各々１枚の翼２０，２５と動バランスをとるバランサー３０，３１を各々のハブ２４，２９内部に装着し、２個のプロペラファンのうち風上側プロペラファン５を回転させるファンモータ７と、ファンモータ７の回転方向を反転して伝達する反転機構８とを備え、風上側プロペラファン５の同軸上で下流側に反転機構８により反回転する風下側プロペラファン６を備え、風上側プロペラファン５と風下側プロペラファン６とは、各々翼２０，２５形状が弦形状の湾曲方向が逆であり、同一軸心方向から見てほぼ線対称に形成され、互いに反対方向に回転しながら気流方向は同一となるように構成してなるものである。ここで、風上下側プロペラファン５，６のどちらか一方でも厚みを有する翼型形状の厚翼で構成し、前縁は丸みを有し、後縁が尖った形状をした厚みを有する翼型形状の厚翼で構成しても良い。
【００２６】
上記構成によって、２個のプロペラファンのうち風上側となるプロペラファン５の後流の回転エネルギー（回転に伴う無駄となるエネルギー）を、近接して反回転（互いに反対方向に回転）する風下側となるプロペラファン６で回収し、更に風下側プロペラファン６
後流の回転流をほぼ零とする事ができる。すなわち、空気調和機の室外機１にサイズの大きい（奥行きが本発明のプロペラファン２個分と同等程度の）プロペラファン一つのみ使用する場合に比較して、動作点ファン効率を大きく向上することができて、静圧と風量を大きく増加することが出来る。
【００２７】
更に、風上下側プロペラファン５，６それぞれの翼枚数が１枚であるので、翼面積投入が最も少なくて風上下側プロペラファン５，６の回転作用により充分に空力仕事を果たすことが可能なので、流体摩擦が最も少なくなり結果として、動作点のファン効率（静圧効率）をより更に向上させることができる。その結果、ファンモータ７入力を大きく低減できて空気調和機のＣＯＰや期間消費電力を低減することが可能となる。ファンモータ７は一つであるが、風上側プロペラファン５後流の同一軸心上のギアボックス８に内臓されたギア形状などの組み合わせにより、ファンモータ７の軸の回転方向を風下側プロペラファン６に反回転方向として伝達することが可能であり、ファンモータ７が一つなので空気調和気の室外機１の構成部品が少なく低コストに生産できる。風上下側プロペラファン５，６のどちらか一方でも厚翼で構成した場合は、室外機１の送風騒音をより更に低減できるものである。
【００２８】
（実施の形態４）
図１は、本発明の第一の実施の形態における空気調和気の室外機の横断面図であり、此れを転用して説明する。
【００２９】
図１において、反転機構８は、風上側プロペラファン５のハブ２４内部、もしくは風下側プロペラファン６のハブ２９内部、あるいは風上側及び風下側プロペラファン５，６の両方のハブ２４，２９内部に収納されたもので、２個のプロペラファンの間に反転機構８を配備する必要がなく、風上側及び風下側プロペラファン５，６同士を近接して構成することが可能となるので、室外機１を省スペース化できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように本発明のかかる、空気調和機の室外機は、風上側プロペラファン後流の回転エネルギー（回転流に伴う無駄となるエネルギー）を反回転する風下側プロペラファンで回収し、更に風下側プロペラファン後流の回転流をほぼ零とすることができるので、空気調和機の室外機にサイズの大きいプロペラファン一つのみ使用する場合に比較して、静圧と風量を大きく増加させることが出来て、動作点ファン効率を大きく向上させる事が可能となる。更に、風上下側プロペラファンそれぞれの翼枚数が１枚であるので、翼面積投入が最も少なくて充分に空力仕事を果たすことが可能なので、流体摩擦が少なくなり結果として、動作点のファン効率（静圧効率）をより更に向上させることができる。その結果、ファンモータ入力を大きく低減できて空気調和機のＣＯＰや期間消費電力を低減することが可能となる。
【００３１】
この技術は、ルームエアコンや店舗用パケージエアコンなど、各種の空気調和機に適用できるものである。また、この２重反転ファンは、ファンを用いる工業製品である民生用機器に展開可能である。すなわち、換気扇、扇風機、コンピュータ冷却ファンなどとしても展開可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態における空気調和機の室外機の横断面図
【図２】本発明の実施の形態における空気調和機の室外機の風上側プロペラファンのＡ方向平面図
【図３】本発明の実施の形態における空気調和機の室外機の風下側プロペラファンのＡ方向平面図
【図４】従来の実施例の空気調和機の室外機の横断面図
【符号の説明】
【００３３】
１  室外機
２  熱交換器
３  縦型圧縮機
４  防音版
５  風上側プロペラファン
６  風下側プロペラファン
７  ファンモータ
８  反転機構
９  オリフィス
１０  前面グリル
１１  ファンモータ台
２０，２５  翼
２１，２６  チップ
２２，２７  前縁
２３，２８  後縁
２４，２９  ハブ
３０，３１  バランサー
【図１】
2008096020.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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