(57)【要約】【課題】プロペラファンの回転に伴う騒音及び振動を抑制する。【解決手段】室外機１０は、筐体３と、筐体３の上部に配置されたプロペラファン５と、プロペラファン５を包囲して設けられ円筒状の空気流路を有するダクト部材８と、筐体３の側部に配置された熱交換器４とを備え、プロペラファン５を駆動し熱交換器４を介して外気を吸い込み、熱交換された空気を筐体３の外部に吹き出すものであって、ダクト部材８の内部に空隙１７、２５を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、該筐体の上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円筒状の空気流路を有するダクト部材と、前記筐体の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、
前記ダクト部材は、内部に空隙が形成されてなることを特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項２】
前記ダクト部材は、多孔質部材で形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。
【請求項３】
前記多孔質部材は、前記プロペラファンの回転軸から離れる方向に、多孔度の異なる複数の層が重ね合わされて形成されてなることを特徴とする請求項２に記載の空気調和機の室外機。
【請求項４】
前記多孔度の異なる複数の層は、内周側の層と外周側の層の２層で形成されてなり、前記外周側の層は、前記内周側の層より多孔度が小さいことを特徴とする請求項３に記載の空気調和機の室外機。
【請求項５】
前記多孔度の異なる複数の層は、内周側の層と、外周側の層と、これらの層に挟まれた中心層の３層で形成されてなり、前記内周側の層及び前記外周側の層は、前記中心層より多孔度が小さいことを特徴とする請求項３に記載の空気調和機の室外機。
【請求項６】
前記ダクト部材は、樹脂の基材と、該基材の内部に配された複数の気泡とで形成されてなり、前記プロペラファンの回転軸に直交する断面における前記気泡の面積分布は、内周側から外周側に向かうにつれて小さくなるか、又は内周側から中心部に向かうにつれて大きくなり、中心部から外周部に向かうにつれて小さくなることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。
【請求項７】
前記ダクト部材は、発泡ウレタンであることを特徴とする請求項６に記載の空気調和機の室外機。
【請求項８】
前記ダクト部材は、ブロー成型により内部に層状の空気層が形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。
【請求項９】
前記空気層に、発泡ウレタン及び液体のいずれか一方が充填されてなることを特徴とする請求項８に記載の空気調和機の室外機。
【請求項１０】
前記液体は、水、液体シリコン樹脂及び液体エポキシ樹脂のいずれか１つであることを特徴とする請求項９に記載の空気調和機の室外機。
【請求項１１】
前記ダクト部材は、表面に耐候塗料が塗布されてなることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の室外機。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の室外機を備えてなる空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機及び空気調和機の室外機に係り、特に、プロペラファンを包囲してダクト部材が設けられた室外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクルを用いる空気調和機では、室外機に配置された熱交換器で冷媒と外気との熱交換をおこない、冷媒を凝縮又は蒸発させている。この際、熱交換器に対し外気を送風するためにプロペラファンとモータから構成される送風機が用いられている。
【０００３】
また、室外機の送風機では、プロペラファンの径方向の外周に例えばＰＰ（ポリプロピレン）などの樹脂で形成されたダクト部材を設けることにより、プロペラファンの外周側に向かう気流に高い圧力上昇を与え、また、プロペラファン翼面の剥離や気流の乱れを生じにくくさせて、モータ効率の向上を図ることが知られている。
【０００４】
ところで、送風機は、運転時にプロペラファンと周りの空気との接触などに伴っていわゆる風きり音などの騒音が発生することが問題となる。そこで、例えば特許文献１に記載されているように、ダクト部材の空気流路を、プロペラファンの外周に位置する円筒と、これより空気吐出側で拡径された円筒で形成して、拡径された箇所に渦定着室を形成することが知られている。
【０００５】
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、プロペラファンと渦との接触を少なくして騒音を低減できるとされている。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１７９１９８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、特許文献１に記載の技術は、ダクト部材の形状を工夫して騒音の元となる風きり音などの発生そのものを抑制することについては考慮されているが、一旦発生した風きり音などが室外機の外へ伝播するのを抑制することに対しては考慮されていない。
【０００８】
すなわち、ダクト部材はプロペラファンを包囲して設けられているので、プロペラファンの回転に伴って発生した風きり音などは、ダクト部材に伝わり、ダクト部材の内部を伝播してそのまま室外機の外へ放射され騒音となる。
【０００９】
また、風きり音などに起因する振動がダクト部材から室外機の筐体などに伝播することによって室外機全体の振動が発生する場合もある。
【００１０】
本発明は、プロペラファンの回転に伴う騒音及び振動を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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円筒状の空気流路を有するダクト部材と、筐体の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ものであって、ダクト部材の内部に空隙が形成されてなることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、プロペラファンの回転に伴って発生した風きり音などは、ダクト部材に音波として伝播するが、ダクト部材の内部には空隙が形成されているため、ダクト部材の内部で、基材と空隙との音響インピダンスの違いによりその一部は反射される。したがって、室外機の外へ放射される風きり音は低減され、騒音を抑制することができる。また、風きり音に起因する振動も、空隙が形成されているためにダクト部材から筐体などに伝播され難くなり、室外機全体の振動が抑制される。
【００１３】
また、このようなダクト部材として内部に複数の気泡などの孔が形成された多孔質部材を用いることが望ましい。特に、プロペラファンの回転軸から離れる方向に、多孔度の異なる複数の層が重ね合わされて形成された多孔質部材を用いることが望ましく、例えば、多孔度の異なる複数の層を、内周側の層と外周側の層の２層で形成し、外周側の層を、内周側の層より多孔度を小さくすることができる。
【００１４】
これによれば、ダクト部材の基材に対する孔の体積比率である多孔度が、外周側の層で小さく、内周側の層で大きくなっているので、ダクト部材の外周側では強度を保ちつつ、内周側つまりプロペラファンに対向する側では多数の気泡などの孔で音波を繰り返し反射させて減衰させることができる。また、筐体などへの振動の伝播も抑制される。
【００１５】
また、多孔度の異なる複数の層を、内周側の層と、外周側の層と、これらの層に挟まれた中心層の３層で形成し、内周側の層及び外周側の層を、中心層より多孔度を小さくすることもできる。これによれば、ダクト部材の内周側と外周側で強度を保ち、音波などは主に中心層の多数の気泡など孔により減衰させることができる。
【００１６】
また、ダクト部材を、樹脂の基材と、基材の内部に配された複数の気泡とで形成し、プロペラファンの回転軸に直交する断面における気泡の面積分布が、内周側から外周側に向かうにつれて小さくなるか、又は内周側から中心部に向かうにつれて大きくなり、中心部から外周部に向かうにつれて小さくなるよう形成することもできる。このようなダクト部材として、例えば、発泡ウレタンを用いることができる。
【００１７】
発泡ウレタンのような発泡材を用いれば、上述したような騒音、振動の抑制に加えて、ダクト部材及びプロペラファンの破損を回避することもできる。つまり、ダクト性能を充分に得る為にプロペラファンとダクト部材とのギャップ距離を例えば１０〜２０ｍｍと小さくすると、ダクト部材とプロペラファンが雨水や雪によって氷結し、その状態で運転を開始してダクト部材あるいはプロペラファンが破損する問題が従来あった。しかし、発泡ウレタンのような発泡材は温度依存率が低いため、ダクト部材とプロペラファンとの氷結を抑制することができる。
【００１８】
また、ダクト部材に多孔質部材を用いることに代えて、ブロー成型により内部に層状の空気層が形成された部材を用いることもできる。この場合も上述と同様に、音波などの一部は、ダクト部材内部で基材と空気層との音響インピダンスの違いに起因して反射などを繰り返し、機械的エネルギーから熱エネルギーに変換されるので、室外機の外へ放射される騒音を抑制することができる。また、振動の伝播も抑制されて室外機全体の振動も抑制することができる。
【００１９】
また、空気層に、発泡ウレタン及び液体のいずれか一方を充填してもよく、充填する液体は、特に水が好ましく、液体シリコン樹脂又は液体エポキシ樹脂を用いることができる。これによれば、騒音低減及び振動低減効果をより一層向上することができる。
【００２０】
また、室外機は、屋外に設置されるので、ダクト部材の表面に耐候塗料を塗布してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、プロペラファンの回転に伴う騒音及び振動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を適用してなる空気調和機の室外機の実施例を図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】
【００２３】
図１は、第１実施例の空気調和機の室外機の斜視図である。図１に示すように、室外機１０は、底板１とフレーム２などで形成された筐体３と、筐体３の３方向の側部を覆うように配置された熱交換器４と、筐体３の上部であって、かつ熱交換器４よりも上方に配置されたプロペラファン５及びモータ６などで構成されている。
【００２４】
また、円筒状の空気流路を有するダクト部材８は、図の矢印で示すようにプロペラファン５に径方向の外側を包囲する位置にかぶせるようにして設けられ、筐体３などに固定される。また、４枚の板状の意匠板１１が、ダクト部材８の外周位置でフレーム２に固定される。
【００２５】
このように構成される室外機１０は、プロペラファン５を駆動して熱交換器４を介して外気を吸い込み、熱交換器４を通流する冷媒と外気とを熱交換し、熱交換された空気を筐体３の上方に吹き出すものである。
【００２６】
図２は、室外機１０の縦断面の概略図である。このように、室外機１０の内部には、図示していない空気調和機の室内機に配置される部品や上述の熱交換器４などと共に冷凍サイクルを形成する圧縮機１２が配置されている。また、筐体３の側面には、冷凍サイクルの制御などに必要な電気部品などを収納する電気箱１３などが配置されている。そして、ダクト部材８は、筐体３にネジ１５によって締結されている。
【００２７】
次に、本実施例の特徴部であるダクト部材８について詳細に説明する。図３は、図２におけるプロペラファン５とダクト部材８などの一部を拡大した概略図である。本実施例のダクト部材８は、発泡ウレタンで形成されており、図３に示すようにダクト部材８の内部には、発泡剤による気泡１７が複数形成されている。
【００２８】
発泡ウレタンは、特性として吸音・吸振効果があるため、プロペラファン５の回転に伴って発生する風きり音などを直接受けやすいダクト部材８に用いることで室外機１０の周囲に放射される騒音を抑制することができ、また、筐体３などの伝播する振動が抑制されて室外機１０全体の振動を抑制することができる。
【００２９】
すなわち、一般に、音響インピダンスがＺ１（ＭＲａｙｌｓ）である媒質Ａから、音響インピダンスがＺ２（ＭＲａｙｌｓ）である媒質Ｂへ超音波が進行した場合、両媒質の境界面で超音波が反射する割合Ｒ（反射率）は、以下の式で表される。
【００３０】
（数１式）
Ｒ＝│（Ｚ１―Ｚ２）／（Ｚ１＋Ｚ２）│
このように、ある媒質から別のある媒質へ音波が進行した場合の境界面での音波の反射率は、両媒質の音響インピダンスの比率に依存し、両媒質間の音響インピダンスの比率の違いが大きければ大きい程その両媒質の境界面で音波は反射する。
【００３１】
本実施例の場合、発泡ウレタンの基材となるウレタンと、気泡との音響インピダンスの違いによって、発泡ウレタンの内部を伝播する音波は、ウレタンと気泡との界面で反射しながら機械的エネルギーが熱エネルギーに変換される。したがって、室外機１０の周囲に放射される騒音を抑制することができ、また、筐体３などを伝播する振動が抑制されて室外機１０全体の振動を抑制することができる。
【００３２】
さらに、プロペラファン５とダクト部材８とが雨水や雪によって氷結し、プロペラファン５あるいはダクト部材８が破損する問題に対して、温度依存性が小さいという特性を有する発泡ウレタンを用いることにより、両者の氷結を緩和させることができる。また、ダクト部材８はウレタンなどの樹脂成型品なので、軽量化を図ることが可能である。なお、本実施例では、ダクト部材８を発泡ウレタンと板金で一体成型し、板金部分を利用して筐体３へのネジ締結を可能とすることができる。
【実施例２】
【００３３】
第２実施例の室外機について説明する。第２実施例の室外機は、上述の実施例１の室外機と異なるのはダクト部材８だけであるので、ダクト部材８のみ説明し、その他の部分の説明は省略する。
【００３４】
図４は、第２実施例のダクト部材８などの断面を拡大した概略図である。図４に示すように、ダクト部材８は、プロペラファン５の略外周に位置する円筒状の空気流路２０と、これより空気吸い込み側に位置して空気流路２０より口径の大きな円筒状の空気流路２１の口径の異なる２つの空気流路が形成されている。このような２つの空気流路を形成することにより、ダクト部材８は、プロペラファン５に空気をなめらかに吸い込ませるベルマウスの役割を果たし、送風効率を向上することができる。
【００３５】
なお、全圧効率や騒音の性能向上に関しては、プロペラファン５の位置に対して、空気流路２０から空気流路２１に拡径される位置に適正値が存在するが、成形性の自由度の高い発泡ウレタンを用いることにより、適正値を容易に確保することができる。また、成形性の自由度が高いので、角部２２などを適宜曲面に加工することも可能である。
【実施例３】
【００３６】
第３実施例の室外機について説明する。第３実施例の室外機は、上述の実施例１の室外機と異なるのはダクト部材８だけであるので、ダクト部材８のみ説明し、その他の部分の説明は省略する。
【００３７】
図５は、第３実施例のダクト部材８などの断面を拡大した概略図である。図５に示すように、ダクト部材８は、プロペラファン５の回転軸から離れる方向に、多孔度の異なる内周層８ａと外周層８ｂが重ね合わされて形成されている。ウレタン基材の体積に対する気泡１７の体積比率である多孔度は、内周層８ａより外周層８ｂのほうが小さくなっている。
【００３８】
これによれば、ダクト部材８の表面側を高密度発泡ウレタンとし、プロペラファン５からの風きり音を直接受ける内周側では低密度発泡ウレタンとしているので、高密度発泡ウレタンにより強度を確保しつつ実施例１で述べたように吸音、吸振効果を保持することができる。
【００３９】
また、図６に示すように、内周層８ａと外周層８ｂだけでなく、これらの層の間に中心層８ｃを形成することもできる。この場合、図６に示すように、中心層８ｃの多孔度を大きくし、内周層８ａと外周層８ｂの多孔度を小さくするのが好ましい。
【００４０】
これによれば、ダクト部材８の表面側とプロペラファン５に対向する側を高密度発泡ウレタンとして強度を保ちつつ、中心層８ｃを低密度発泡ウレタンとすることで、実施例１で述べたように吸音、吸振効果を保持することができる。
【００４１】
なお、本実施例のように、ダクト部材８の表面の強度を高めると共に、ダクト部材８の表面に耐候塗料を塗布するか、あるいは耐候性樹脂シートを貼り付けることで耐候性を高めて意匠板１１を削除し、コストダウンを図ることもできる。
【実施例４】
【００４２】
第４実施例の室外機について説明する。第４実施例の室外機は、上述の実施例１の室外機と異なるのはダクト部材８だけであるので、ダクト部材８のみ説明し、その他の部分の説明は省略する。
【００４３】
図７は、第４実施例のダクト部材８などの断面を拡大した概略図である。図７に示すように、ダクト部材８の内部には、ブロー成型による空気層２５が形成されている。これによれば、第１実施例で説明したのと同様に、プロペラファン５の回転に伴って発生する風きり音などの音波の一部は、ダクト部材８内部でウレタン基材２６と空気層２５との音響インピダンスの違いに起因して反射するので、室外機の外へ放射される騒音を抑制することができる。また、ダクト部材８の内部を伝播して筐体３などに伝わる振動も抑制されて室外機全体の振動も抑制することができる。
【００４４】
また、本実施例のように、ダクト部材８の内部に空気層２５を１層だけ形成するのではなく、プロペラファン５の回転軸から放射方向に沿って、複数の空気層を形成してもよい。
【００４５】
本実施例の変形として、ダクト部材８内部に形成された空気層２５に発泡ウレタンを充填することも可能である。これによれば、空気層２５を形成するだけの場合に比べて強度を確保でき、一方で、発泡ウレタンの気泡により音波の伝播などを抑制することができる。
【００４６】
また、他の変形例としては、空気層２５が形成されたダクト部材８を室外機に据え付けた後に、空気層２５に液体を充填することも可能である。充填する液体は、例えば水などが好ましく、その他液体シリコン樹脂や液体エポキシ樹脂を使用することもできる。これによれば、より一層、騒音や振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施例の空気調和機の室外機の斜視図である。
【図２】室外機の縦断面の概略図である。
【図３】プロペラファンとダクト部材などの一部を拡大した概略図である。
【図４】第２実施例のダクト部材などの断面を拡大した概略図である。
【図５】第３実施例のダクト部材などの断面を拡大した概略図である。
【図６】第３実施例のダクト部材の変形例を示す図である。
【図７】第４実施例のダクト部材などの断面を拡大した概略図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  底板
２  フレーム
３  筐体
４  熱交換器
５  プロペラファン
６  モータ
８  ダクト部材
１０  室外機
１１  意匠板
１２  圧縮機
１３  電気箱
１５  ネジ
１７  気泡
２０、２１  空気流路
２２  角部
２５  空気層
２６  ウレタン基材
【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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