(57)【要約】【課題】空気調和機の室外機において、通風抵抗が増大する狭い場所に設置する場合でも、流体騒音増加を抑えつつ、必要な熱交換風量を確保できるようにすること。【解決手段】空気調和機の室外機２０１は、吸込口２１１及び吹出口２１２を有する筐体２１３と、室外空気を吸込口２１１から吸込んで吹出口２１２から吹出すように設けられた送風装置２３０と、送風装置２３０の吸込み側に配置された熱交換器２０６とを備えている。送風装置２３０は、複数枚の翼１１０を有するプロペラファン１０１と、このプロペラファン１０１を回転駆動するモータ２０５と、プロペラファン１０１の外周に配置したシュラウド２０３とを備えている。プロペラファンの翼１１０は、室外空気の翼入口側に位置すると共にモータ側に固定される固定翼１０２と、室外空気の翼出口側に位置すると共に固定翼１０２に移動可能に取付けられる移動翼１０３とに分割されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込口及び吹出口を有する筐体と、
室外空気を前記吸込口から吸込んで前記吹出口から吹出すように設けられた送風装置と、
前記送風装置の吸込み側に配置された熱交換器とを備えており、
前記送風装置は、複数枚の翼を有するプロペラファンと、このプロペラファンを回転駆動するモータと、前記プロペラファンの外周に配置したシュラウドとを備えている空気調和機の室外機において、
前記プロペラファンの翼は、室外空気の翼入口側に位置すると共に前記モータ側に固定される固定翼と、室外空気の翼出口側に位置すると共に前記固定翼に移動可能に取付けられる移動翼とに分割されていること、
を特徴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、前記移動翼を前記固定翼に重ねて配置すると共に、前記移動翼を当該固定翼上をスライドして前記固定翼の予め決められた取付け位置に取付け可能としたこと、を特徴とす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を前記吹出口に臨ませて配置し、前記移動翼を前記固定翼のファン圧力面側に重ねて配置すると共に、ファン圧力面側からネジにより前記移動翼を前記固定翼に固定したこと、を特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項４】
請求項１に記載の空気調和機の室外機において、前記移動翼を前記固定翼のファン負圧面側に重ねて配置したこと、を特徴とする空気調和機の室外機。
【請求項５】
請求項１に記載の空気調和機の室外機において、前記固定翼と前記移動翼とを異なる材質で形成し、前記移動翼を制振機能を有する材質としたこと、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、特にプロペラファンを備えた空気調和機の室外機に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機の室外機としては、特開平８−２８４９６号公報（特許文献１）に示されたものがある。この空気調和機の室外機では、プロペラファンの圧力特性と騒音を調節するために、プロペラファン（軸流ファン）の翼（ブレード）の角度が変更できるように構成している。具体的には、プロペラファンの中心を形成するボス（ハブ）と、上記ボスに対し放射状に設けられる複数の翼と、上記翼の外周位置に翼に対し非接触状態に設けられた円筒状のシュラウドとを備え、上記翼と上記ボスとの間を調節機構を介して調節自在としている。ここで用いられる調節機構はネジ式になっており、翼取付角だけでなく、ファン径、翼とシュラウドとの相対位置も調節できるようになっている。これにより、低騒音でかつ設置場所に対応したファン特性を実現する事ができ、また現地で実際に運転してすぐに再調節できるという利点を有する。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２８４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の一般的な空気調和機の室外機は、プロペラファンを搭載しており、このプロペラファンによって熱交換器で熱交換するための必要風量を出している。また、このプロペラファンは必要風量を満足させることの他に、室外機における通風抵抗に打ち勝つ仕事もしている。すなわち、プロペラファンは熱交換風量の確保と室外機における通風抵抗に打ち勝つファン圧力が要求される。
【０００５】
ところで、空気調和機の室外機はいろいろな所に設置される。それは、建物間のわずかな隙間だったり、室外機の上方の非常に近い距離に建物の突出した部分（例えばベランダ）があったりと、最近は、都市部等の人口密集地帯の建物事情により、非常に狭い空間に設置せざるを得ないケースが増えている。
【０００６】
このような設置状態であると、室外機のプロペラファンは、熱交換風量と室外機における通風抵抗に加えて、設置場所による通風抵抗分も仕事する必要がある。そこで、従来から、ある程度の設置場所に関する通風抵抗を見込んでプロペラファンの設計を行っているが、最近の設置状態では、見込んだ通風抵抗よりも著しく大きな通風抵抗となる設置状態が増えてきている。このような設置状態では、室外機の実力が満足に出せないので、省エネなどの観点から見ても良くない。
【０００７】
このため、従来から、いくつかの解決策が提案されてきた。その中の一つは室外機の小型化である。従来並みの風量と室外機の通風抵抗を有して室外機を小型化し、従来では設置不可であった場所にもある程度の余裕をもって設置できるようになっている。しかし、さらに狭い設置場所でも室外機を設置できるようにして欲しいという要望が多い。
【０００８】
そこで、設置場所に応じてプロペラファンの性能を変更できる、例えば、特許文献１のような空気調和機の室外機が提案されている。しかし、この空気調和機の室外機では、翼全体の取付角度を変更するため、翼入口角度も変更されてしまい、流体騒音が増加するという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、通風抵抗が増大する狭い場所に設置する場合でも、流体騒音増加を抑えつつ、必要な熱交換風量を確保することが可能な空気調和機の室外機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の目的を達成するために、本発明は、吸込口及び吹出口を有する筐体と、室外空気を前記吸込口から吸込んで前記吹出口から吹出すように設けられた送風装置と、前記送風装置の吸込み側に配置された熱交換器とを備えており、前記送風装置は、複数枚の翼を有するプロペラファンと、このプロペラファンを回転駆動するモータと、前記プロペラファンの外周に配置したシュラウドとを備えている空気調和機の室外機において、前記プロペラファンの翼は、室外空気の翼入口側に位置すると共に前記モータ側に固定される固定翼と、室外空気の翼出口側に位置すると共に前記固定翼に移動可能に取付けられる移動翼とに分割されている構成にしたことにある。
【００１１】
係る本発明のより好ましい具体的な構成例は次の通りである。
（１）前記移動翼を前記固定翼に重ねて配置すると共に、前記移動翼を当該固定翼上をスライドして前記固定翼の予め決められた取付け位置に取付け可能としたこと。
（２）前記プロペラファンを前記吹出口に臨ませて配置し、前記移動翼を前記固定翼のファン圧力面側に重ねて配置すると共に、ファン圧力面側からネジにより前記移動翼を前記固定翼に固定したこと。
（３）前記移動翼を前記固定翼のファン負圧面側に重ねて配置したこと。
（４）前記固定翼と前記移動翼とを異なる材質で形成し、前記固定翼及び前記移動翼の何れか一方を制振機能を有する材質としたこと。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、通風抵抗が増大する狭い場所に設置する場合でも、流体騒音増加を抑えつつ、必要な熱交換風量を確保することが可能な空気調和機の室外機を実現できる。
【００１３】
また、本発明の好ましい構成例１によれば、複数枚の翼それぞれの移動後の固定位置の誤差が小さくでき、これによって回転アンバランスも小さくでき、その結果、室外機の振動増加も抑えることができる利点がある。
【００１４】
また、本発明の好ましい構成例２によれば、吹出口から固定用ネジを取外して移動翼を移動させ、固定用ネジで再度固定するだけで、簡単に調整できる利点がある。
【００１５】
また、本発明の好ましい構成例３によれば、翼の圧力面を滑らかにすることができ、これによって負圧面１０４における空気の流れが滑らかとなり、流体騒音の低減に有効である。
【００１６】
また、本発明の好ましい構成例４によれば、固定翼を安価な樹脂で形成し、その固定翼の固有振動数とモータの加振周波数とが一致して共振しようとしても、移動翼が制振機能を有するために、固定翼の共振を抑制して騒音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の空気調和機の室外機を図１から図３を用いて説明する。
【００１８】
まず、本実施形態の空気調和機の室外機の全体構成に関して図１を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施形態の空気調和機の室外機２０１の縦断面図である。
【００１９】
空気調和機は、熱交換器を有して室内に配置された室内機と、熱交換器２０６や圧縮機２０７などを有して室外に配置された室外機２０１とを冷媒配管や電気配線などを介して連結して構成されている。室外機２０１は、吸込口２１１及び吹出口２１２を有する筐体２１０と、室外空気を吸込口２１１から吸込んで吹出口２１２から吹出すように設けた送風装置２２０と、送風装置２２０の吸込み側に配置した熱交換器２０６とを備えて構成されている。本実施形態の室外機２０１は、上吹出しタイプの室外機である。
【００２０】
筐体２１０は、筐体底面に底ベース２０２、筐体前面に前面カバー２０９、筐体背面に吸込口２１１、筐体上面に吹出口２１２を有するシュラウド２０３を有して構成されている。筐体２１０内には、送風装置２２０、熱交換器２０６、圧縮機２０７、電気箱２０８、タンク２１４などが収納されている。熱交換器２０６、圧縮機２０７、タンク２１４などにより冷凍サイクルが構成されている。
【００２１】
送風装置２２０は送風機２３０とシュラウド２０３とを備えて構成されている。送風機２３０は、室外空気の送風を行うプロペラファン１０１と、プロペラファン１０１を駆動するモータ２０５とを備えて構成されており、室外機２０１の上部に配置されている。
【００２２】
プロペラファン１０１は、モータ２０５の回転軸に固定されたボス１２１と、このボス１２１の外周面から半径方向に延びるように設けられた複数枚の翼１１０と、翼１１０の外周に配置したシュラウド２０３とを備えて構成されている。プロペラファン１０１は、下方から吸込んで上方へ吹出すように縦向きに設置されている。
【００２３】
シュラウド２０３は、筐体２１０の上面の一部を構成しており、底ベース２０２に対向して配置されている。このシュラウド２０３の上部は、円筒状に形成されており、上方に開口した吹出口２１２を有している。その吹出口２１２は保護網２１３でカバーされている。この保護網２１３はシュラウド２０３に着脱可能に取付けられている。
【００２４】
翼１１０は吹出口２１２に臨むように設置されている。この翼１１０は、室外空気の翼入口側に位置すると共にモータ側に固定される固定翼１０２と、室外空気の翼出口側に位置すると共に固定翼１０２に移動可能に取付けられる移動翼１０２とに分割されている。固定翼１０２はボス１２１を介してモータ２０５の回転軸に固定されており、固定翼１０２とボス１２１とは樹脂で一体に形成されている。
【００２５】
モータ２０５は、ボス１２１及び翼１１０の下方に配置され、モータクランプ２０４により支持されている。モータクランプ２０４は、前面カバー２０９と熱交換器２０６に取付けられている。その結果、モータ２０５は筐体２１０に保持されている。
【００２６】
熱交換器２０６は、並置されたプレートフィンに冷媒配管を通したクロスフィン型熱交換器で構成され、平面から見て略コ字状に形成されている。この熱交換器２０６は、筐体２１０の背面に設けられた吸込口２１１に沿って配置されている。熱交換器２０６はプロペラファン１０１の吸込み側に配置されている。
【００２７】
係る構成の空気調和機の室外機２０１における冷房運転時の動作の概要を説明する。圧縮機２０７を駆動して冷凍サイクルを運転することにより、熱交換器２０６は凝縮器として作用する。モータ２０７を駆動してプロペラファン１０１を回転することにより、室外空気は、筐体２１０の背面に設けられた吸込口２１１から吸込まれ、熱交換器２０６と熱交換して加熱され、プロペラファン１０１を通って吹出口２１２から温風となって上方へ吹出される。
【００２８】
次に、プロペラファン１０１の詳細について、図２から図５を参照しながら説明する。図２は図１のプロペラファン１０１における移動翼１０３の初期取付け状態を示す断面図、図３は図２の初期状態から移動翼１０３を移動した状態を示す断面図、図４は図１におけるプロペラファン１０１の移動翼１０３の取付け構造を示す図、図５は図１の室外機２０１の据付事例を示す図である。
【００２９】
翼１１０は、上述したように固定翼１０２と移動翼１０３とで構成され、図２及び図３に示す回転方向１０７の方向に回転される。この回転により、図２及び図３に示す翼１１０の上面側がファン圧力面１０４、下面側がファン負圧面１０５となり、固定翼１０２の入口側から空気１０６が流れ込む。この場合、ファン軸と直交する線１０８に対してなす角である翼取付角θ、θ´に関係してファン圧力が決まる。一般的には、この翼取付角θ、θ´は大きいほどファン圧力が大きくなる。ただし、翼取付角が９０度を越えると、その限りではない。
【００３０】
移動翼１０３は、固定翼１０２とは重ねて配置され、具体的には、固定翼１０２の圧力面側に形成された凹み部１０２ａに重ねて配置されている。換言すれば、固定翼１０２が負圧面１０５側に、移動翼１０３が圧力面１０４側になるように重ねて配置されている。移動翼１０３及び固定翼１０２は翼１１０を構成するように円弧状に形成され、移動翼１０３と固定翼１０２との重なり面は互いに合致する円弧面で形成されている。
【００３１】
室外機２０１を工場で製造して出荷する際には、移動翼１０３と固定翼１０２とが図２に示す初期状態に配置されている。この初期状態の配置は、例えば、室外機２０１が設置される場所の周囲に十分な隙間を有するように設置される標準的な状態で、プロペラファン１０１が熱交換風量の確保と室外機２０１における通風抵抗に打ち勝つファン圧力が得られるように設定されている。
【００３２】
そして、室外機２０１が設置される場所の周囲に十分な隙間が確保できない場合（例えば図５に示す設置事例の場合）には、本実施形態では、その据付場所または設置場所に運搬する前などで、図３に示す状態に移動翼１０３を移動した状態にして設置することが可能である。
【００３３】
この図５に示す設置事例では、地面４０２に設置した室外機２０１の上方の天井３０４が低く、室外機２０１の背面側壁面３０５と室外機２０１の熱交換器２０６との間が極めて狭い場合である。このような室外機２０１の上方の天井３０４が低い設置事例において、室外機２０１に何も対策しないと、熱交換器２０６から吸込まれ吹出口２１２から出た空気の流れ３０３は、すぐに天井に衝突し、再び室外機２０１の熱交換器２０６から吸込まれる。これはショートサーキットと呼ばれ、空調性能を大きく低下させる。このため、従来から、ダクト３０２を設け、吹出し流れを吸込み側から大きく離れるようにして、ショートサーキット対策を行っている。従来の室外機のプロペラファンはこのダクト３０２の通風抵抗分までは見込んで設計してあるが、室外機２０１の背面側壁面３０５と室外機２０１の熱交換器２０６との間の狭い分の通風抵抗増加分は見込んでいない。従って、従来の室外機のプロペラファンでは、このような設置場所には対応せず、もし設置してしまった場合、熱交換のための必要風量が低下し空調能力も低下してしまう。
【００３４】
これに対して、本実施形態では、図２に示す状態から図３に示す状態へ移動翼１０３を移動して設置することが可能であるので、流体騒音増加を抑えつつ、必要な熱交換風量を確保することが現地における調整で可能となる。
【００３５】
本実施形態における移動翼１０３の移動は、互いに重なりあった円弧面に沿って固定翼１０２上をスライドすることにより可能である。移動翼１０３を初期状態から固定翼１０２の上をスライドすると、翼１１０の長さが長くなるとともに、翼取付角θ´が初期状態の翼取付角θよりも大きくなる。従って、図３に示す移動後のプロペラファン１０１は図２に示す移動前のプロペラファン１０１よりファン圧力が大きくとれるので、図５に示すように周囲に十分な隙間が確保できない場所に据え付けることにより、設置場所による通風抵抗分が増大しても、熱交換風量を確保することが可能である。
【００３６】
移動翼１０３は固定翼１０２に図４に示す固定構造により固定される。この固定構造は、移動翼１０３及び固定翼１０２の対応する位置に複数のネジ穴１２３を形成しておき、移動翼１０３を固定翼１０２に固定用ネジ１２２を用いて固定するものである。図４は図２の取付け状態を示す図である。図２の状態から図３の状態にするには、図４の状態から固定用ネジ１２２を取外し、移動翼１０３をスライドさせて移動翼１０３と固定翼１０２のネジ穴１２３が合致する所定の位置で再度、固定用ネジ１２２をネジ穴１２３にねじ込んで移動翼１０３を固定翼１０２に固定する。
【００３７】
この固定構造によれば、実際に現地で移動翼１０３を調整する際に、室外機２０１の吹出し口２１２に設けてある保護網２１３を取外し、吹出口２１２から固定用ネジ１２２を取外して移動翼１０３を移動させ、固定用ネジ１２２で再度固定するだけで、簡単に調整できる利点がある。また、固定翼１０２の上をスライドし、取付け位置も予め決めてあるので、複数枚の翼１１０それぞれの移動後の固定位置の誤差が小さくでき、これによって回転アンバランスも小さくできる。その結果、室外機２０１の振動増加も抑えることができる。
【００３８】
また、本実施形態では、移動翼１０３の移動有無にかかわらず、固定翼１０２の位置は不変である。一般的にプロペラファン１０１の流体騒音（翼が空気を切る音）は、翼入口側の空気の流れ１０６に対する翼入口角度に大きく関係している。図２に示すプロペラファン１０１の初期設計で、空調機の中に搭載された状態での翼入口角度が適正状態になっており、流体騒音は小さく設定されている。しかし、従来例のように翼全体の取付角度を変更してしまうと、翼入口角度も変更されてしまい、流体騒音は増加する。これに対して、本実施形態のプロペラファン１０１は、固定翼１０２となっており、翼入口側の角度は不変である。すなわち、流体騒音を増加させずにファン圧力を大きくすることができる。
【００３９】
さらに騒音について述べる、空気調和機の室外機２０１の送風系の騒音は大きく分けると３種類ある。一つは通風抵抗でほぼ決まる室外機構造に関する騒音、もう一つはプロペラファン１０１が空気を乱す流体騒音、最後の一つはモータ２０５から出る電磁音である。この電磁音はモータ２０５の種類によって騒音周波数が異なる。例えばＡＣモータであれば、電源周波数６０Ｈｚ地帯で、１２０Ｈｚ、２４０Ｈｚが出やすい。この周波数とプロペラファン１０１が持つ固有周波数とが一致すると、共振を起こし、プロペラファン１０１の翼１１０がスピーカとなって騒音となる。翼１１０の固有周波数は翼形状と材質で決まるが、樹脂でファンを構成した場合、１００〜１２０Ｈｚ、２００〜２４０Ｈｚに必ず固有振動数が存在し、完全な避共振設計は難しい。そこで、本実施形態では、固定翼１０２と移動翼１０３とを異なる材質で形成し、固定翼１０２を従来通りの安価な樹脂で形成し、移動翼１０３を制振効果の大きい材質（例えば、ガラス繊維入り樹脂）で形成している。このように構成すると、たとえ固定翼１０２の固有振動数とモータ２０５の加振周波数とが一致して固定翼１０２が共振しようとしても、移動翼１０３が制振機能を有するために、固定翼１０２の共振が抑制されて騒音を低減することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図６を用いて説明する。図６は本発明の第２実施形態の空気調和機の室外機に用いるプロペラファンの要部断面図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００４０】
この第２実施形態では、移動翼１０３を固定翼１０２のファン負圧面側に重ねて配置したものである。これによって、翼１１０の圧力面１０５を滑らかにすることができ、これによって圧力面１０５における空気の流れが滑らかとなり、流体騒音の低減に有効である。なお、固定翼１０２は、翼入口側から出口側へ、円弧状に形成されると共に、徐々に板厚が薄くなり、表面が円弧面を有するように形成されている。なお、この第２実施形態の場合には、移動翼１０３を移動させるために、プロペラファン１０１をモータ２０５の回転軸より上方（吹出口側）から取外せるようにしておくことが望ましい。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図７を用いて説明する。図７は本発明の第３実施形態の空気調和機の横吹出しタイプ室外機の設置状態を示す断面図である。この第３実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
【００４１】
この第３実施形態では、第１実施形態の送風装置２２０の構成を、横吹出しタイプ室外機に適用したものであり、室外空気は流れ４０５のように流れる。なお、一般的な横吹出しタイプ室外機の一例としては、特開平７−２２５０３５号公報に示すものが挙げられる。
【００４２】
この第３実施形態によれば、吸込み側壁面４０４と熱交換器２０６との隙間が狭く、また吹出し側壁面４０３と吹出口との隙間が狭く、風向変更ガイド４０１にてショートサーキットに対応している場合でも、流体騒音増加を抑えつつ、必要な熱交換風量を確保する設置が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態の空気調和機の室外機の縦断面図である。
【図２】図１のプロペラファンにおける移動翼の初期取付け状態を示す断面図である。
【図３】図２のプロペラファンの初期状態から移動翼を移動した状態を示す断面図である。
【図４】図１におけるプロペラファンの移動翼の取付け構造を示す図である。
【図５】図１の室外機の据付事例を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態の空気調和機の室外機に用いるプロペラファンの要部断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態の空気調和機の横吹き型室外機の設置状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０１…プロペラファン、１０２…固定翼、１０２ａ…凹み部、１０３…移動翼、１０４…ファン圧力面、１０５…ファン負圧面、１０６…翼入口側の空気の流れの向き、１０７…ファン回転方向、１０８…ファン軸と直交する線、１１０…翼、１２１…ボス、１２２…固定用ネジ、２０１…室外機、２０２…底ベース、２０３…シュラウド、２０４…モータクランプ、２０５…モータ、２０６…熱交換器、２０７…圧縮機等のタンク類、２０８…電気箱、２０９…前面カバー、２１０…筐体、２１１…吸込口、２１２…吹出口、２１３…保護網、２１４…タンク、２２０…送風装置、２３０…送風機、３０２…ダクト、３０３…室外機とダクトを通る空気の流れ、３０４…天井、３０５…室外機背面側壁面、４０１…風向変更ガイド、４０２…地面、４０３…吹出し側壁面、４０４…吸込み側壁面、４０５…室外機を通過する空気の流れ、θ、θ´…翼取付角。
【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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