(57)【要約】【課題】空気調和装置１００において、室外機２０筐体２内部での空気が円滑に滞りなく流れるようにして、熱交換器４２での効率の良い熱交換を可能とし、室外機２０における送風機の消費電力削減や静音化にも寄与する。【解決手段】  筐体２の内部空間を、空気流入口２ａ及び空気流出口２ｂが含まれるとともに空調サイクル関連機器４のうちの熱交換器４２が収容される第１空間Ａと、その他の第２空間Ｂとに仕切る仕切り部材５を設け、前記仕切り部材５における空気流入口２ａ側の表面が下方から上方に向かうに連れ徐々に起立していくように構成した。【選択図】  図４
2013122335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面、底面及び側周面を有し、側周面の所定箇所に空気流入口、上面の所定箇所に空気流出口が形成されるとともに、前記空気流出口に配設された送風機によって前記空気流入口から空気流出口に向かう空気の流れが生じるように構成した筐体と、
前記筐体に収容された空調サイクル関連機器と、
前記筐体の内部空間を、前記空気流入口及び空気流出口が含まれるとともに前記空調サイクル関連機器のうちの熱交換器が収容される第１空間と、その他の第２空間とに仕切る仕切り部材とを具備し、
前記仕切り部材における空気流入口側の表面が下方から上方に向かうに連れ徐々に起立していくように構成されていることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記送風機が回転翼を有するものにおいて、前記仕切り部材の表面に予旋回を設け、該予旋回の延伸方向を、前記回転翼によって惹起される渦巻き状の空気流の仕切り部材表面における傾き方向と同方向に傾かせている請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記第２空間に、前記空調サイクル関連機器のうちの、圧縮機、アキュムレータ及び電気回路を収容している請求項１又は２記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器、圧縮機、アキュムレータ、電気回路などの空調サイクル関連機器を収容する室外機を有した空気調和装置に関するものであり、特に室外機の側周面に空気流入口、上面に空気流出口を有した空気調和装置に好適に適用されるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１、図２に示すように、側周面に空気流入口２ａ、上面に空気流出口２ｂが設けられたこの種の空気調和機における室外機の筐体２には、熱交換器４２以外に、圧縮機４１、アキュムレータ４３、電気回路装置４６、配管４４、その他の補器などが収容されている。
【０００３】
そして、空気流出口２ｂに設けた吸い込み型の送風機３によって、空気が室外機筐体２の内部空間を空気流入口２ａから空気流出口２ｂへ向かって流れるようにして、その空気の流れに、空気流入口２ａに臨むように設けた熱交換器４２が当たるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８５４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、室外機筐体の内部には、上述したように、熱交換器以外に、圧縮機、アキュムレータ、電気回路、配管、その他の補器などが収容されているため、図１に示すように、これら機器類によって前記空気の流れが乱されて筐体内での通風抵抗が大きくなる。そして、その結果、熱交換器での熱交換効率が悪化したり、送風機の消費電力が大きくなったり、あるいは騒音が発生したりするといった問題点が生じる。
【０００６】
これに対して、例えば、縦長直方体状の室外機筐体において、熱交換器を圧縮機等の上部に配置し、これらの間を水平板によって仕切るようにした構成の室外機が、例えば特許文献１の図２等に記載されている。
【０００７】
このようなものであれば、熱交換器以外の機器類に空気の流れが阻害されることを確かに防止できるが、直方体状の部屋を単に水平に仕切っただけの構成であり、熱交換器を収容している部屋の形状が、依然、直方体形状を維持しているために、部屋の鉛直起立壁に空気の流れがぶつかって乱流が生じたり、部屋の隅部で空気の流れが滞ったりして、空気の流れが円滑になるとは到底言えず、前記問題点を十分に解決することはできない。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであって、熱交換器を保持する室外機筐体内部での空気が円滑に滞りなく流れるようにして、熱交換器での効率の良い熱交換を可能とし、ひいては、室外機における送風機の消費電力削減や静音化にも寄与すべく図ったものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明に係る空気調和装置は、上面、底面及び側周面を有し、側周面の所定箇所に空気流入口、上面の所定箇所に空気流出口が形成されるとともに、前記空気流出口に配設された送風機によって前記空気流入口から空気流出口に向かう空気の流れが生じるように構成した筐体と、前記筐体に収容された空調サイクル関連機器と、前記筐体の内部空間を、前記空気流入口及び空気流出口が含まれるとともに前記空調サイクル関連機器のうちの熱交換器が収容される第１空間と、その他の第２空間とに仕切る仕切り部材とを具備し、前記仕切り部材における空気流入口側の表面が下方から上方に向かうに連れ徐々に起立していくように構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
このようなものであれば、仕切り部材によって筐体内部が第１空間と第２空間とが仕切られ、前記空気流入口及び空気流出口が含まれる第１空間に熱交換器を収容するようにしているので、熱交換のための空気の流れを実質的に阻害するような他の空調サイクル関連機器を第２空間に収容することによって、該他の空調サイクル関連機器による熱交換への悪影響を排除することができる。
【００１１】
また、仕切り部材における空気流入口側を向く表面が下方から上方に向かうに連れ徐々に起立していくように構成してあるので、第１空間に流入した空気は、仕切り部材の表面にぶつかって乱流を生じたり滞ったりすることなく、この仕切り部材の表面に沿って無理なく、上部の空気流出口に向かって徐々に方向を上向きに変えながら流れていくこととなる。
【００１２】
したがって、熱交換器が配置されている第１空間での極めて円滑な空気の流れを作り出すことができ、熱交換器の効率的な動作を担保できるとともに、ひいては、ファン消費電力の削減や静音化にも寄与し得る。
【００１３】
前記送風機が回転翼を有するものにおいて、送風機での理論全圧を上昇させて、より効率良く空気が流れるようにするには、前記仕切り部材の表面に予旋回を設け、該予旋回の延伸方向を、前記回転翼によって惹起される渦巻き状の空気流の仕切り部材表面における傾き方向と同方向に傾かせていることが望ましい。
【００１４】
熱交換のための空気の流れを実質的に阻害するような他の空調サイクル関連機器としては、圧縮機、アキュムレータ及び電気回路を挙げることができ、これらを前記第２空間に収容しておくことが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成した本発明によれば、熱交換器が配置されている第１空間での極めて円滑な空気の流れを作り出すことができ、熱交換器の効率的な動作を担保できるとともに、静音化や送風機の消費電力削減にも寄与し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の空気調和装置における室外機の内部構造と空気の流れを示す概略正面図。
【図２】従来の空気調和装置における室外機の内部構造を示す概略平面図。
【図３】本発明の一実施形態における空気調和装置の全体模式図。
【図４】同実施形態における室外機の内部構造を示す概略側面図。仕切り部材は破断させてある。
【図５】同実施形態における室外機の内部構造を示す概略正面図。
【図６】同実施形態における室外機の内部構造を示す概略平面図。
【図７】同実施形態における仕切り部材の模式的斜視図。
【図８】予旋回を施していない場合と予旋回を施した場合の空気の流れ方向を示すベクトル図。
【図９】本発明の他の実施形態における空気の流れを示す概略側面図。仕切り部材は破断させてある。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態における室外機の内部構造を示す概略平面図。
【図１１】同実施形態における室外機の内部構造を示す概略正面図。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態における室外機の内部構造を示す概略側面図。仕切り部材は破断させてある。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る空気調和装置１００について説明する。
【００１８】
この空気調和装置１００は、例えば図３に示すように、ビルの屋上や空調機室に設置された１台の室外機２０に対して複数の室内機１０が冷媒が流通できるように接続され、空調サイクルが形成されるようにしたビル用マルチエアコンタイプのものである。
【００１９】
しかして、本実施形態の特徴は、室外機２０の構造にあるため、以下では室外機２０について詳述する。
【００２０】
この室外機２０は、図４〜図７に示すように、縦長直方体状をなし、上面、底面及び側周面（正面、右側面、左側面、背面）を有する筐体２と、筐体２内に配置された空調サイクル関連機器４とを具備したものである。
【００２１】
筐体２は、その正面及び左右側面に空気流入口２ａを開口させるとともに、上面に空気流出口２ｂを開口させたものである。前記空気流出口２ｂには、例えばファンとモータとが一体となった軸流型の送風機たるファンモータ３が設けられており、その回転翼が空気流出口面と平行に回転して、筐体２内部の空気を空気流出口２ｂから排出できるように構成してある。
【００２２】
空調サイクル関連機器４とは、空調サイクルに直接関係する機器、例えば圧縮機４１、アキュムレータ４３、熱交換器４２（蒸発器及び凝縮器）、四方弁（図示しない）、配管４４の他に、オイルセパレータ４５、圧力センサ（図示しない）、制御・計測用の電気回路装置４６などの補機類をも含むものである。
【００２３】
これら空調サイクル関連機器４のうち、前記熱交換器４２は、筐体２の正面及び左右側面に亘り、前記空気流入口２ａに臨むように配設してあって、空気流入口２ａを流れる空気がこの熱交換器４２に当たるように構成してある。
【００２４】
一方、前記熱交換器４２以外の他の主要な空調サイクル関連機器４は、図４に示すように、筐体２の背面側に集中させて配置してある。なお、図４中の符号４７は電気回路装置４６を収容している電気品箱であるが、これを下方に配置しただけでは、電気品箱の後ろ側に、圧縮機４１、配管４４、その他の部品が隠れてしまい、メンテナンス時に交換が行えなくなるので、通常時とメンテナンス時とで位置を変えることができるようにしてそれぞれの状況に応じた最適な電気品箱４７の位置を実現できるようにしてある。
【００２５】
さらに、この実施形態では、図４〜図７に示すように、筐体２を概略正面側と背面側の２つの空間Ａ、Ｂに仕切る仕切り部材５を設けている。２つの空間Ａ、Ｂのうち、正面側の空間、すなわち第１空間Ａには、空気流入口２ａ及空気流出口２ｂが含まれるようにするとともに、前記熱交換器４２及びその前後の配管４４が収容されるようにしている。一方、背面側の第２空間Ｂには、他の主要空調サイクル関連機器４が収容されるようにしている。
【００２６】
詳述すれば、この仕切り部材５（５１）は、例えば、筐体２の底面から上面にかけて設けられた板状の部材であり、この実施形態では、図５〜図７に示すように、正面部材５１、右側面部材５２及び左側面部材５３から構成してある。
【００２７】
正面部材５１は、矩形板を厚み方向に湾曲させた形状をなすものであり、その底辺を筐体２の底部正面側に位置づけるとともに、その上辺を筐体２の上部背面側に位置づけて、正面から背面に向かうに連れ、徐々に起立角度が大きくなるように構成したものである。言い換えると、この正面部材５１において、正面の空気流入口２ａ側を向く表面が下方から上方に向かうに連れ徐々に起立していくように構成されている。
【００２８】
右側面部材５２は、前記正面部材５１の右辺から筐体２の底面に向かって垂下しながら右側方に徐々に広がるように連続して設けた板状部材である。すなわち、この右側面部材５２において、右側面の空気流入口２ａ側を向く表面が下方から上方に向かうに連れ徐々に起立していくように構成されている。
左側面部材５３は、右側面部材５２と対称なので説明は省略する。
【００２９】
なお、前記仕切り部材５の表面の湾曲度合いは、図４に示すように、断面で視て、筐体２内を流れる空気の必要空路曲線（ファンモータ３によって惹起される空気の自然な流れを示す曲線）に沿ったものとしている。
【００３０】
さらにこの実施形態では、前記仕切り部材５の表面に、複数本の予旋回６を設け、該予旋回６の延伸方向を、前記ファンモータ３によって惹起される渦巻き状の空気流の、仕切り部材表面における傾き方向と同方向に傾かせている。予旋回とは、仕切り部材５の表面に設けた突条や有底溝によって形成されるものであり、横断面（予旋回の延伸方向と略直交する方向で切った断面）で言えば、リップル形状（波打つ形状）やのこぎり波形状などを挙げることができる。
【００３１】
しかして、このようなものであれば、仕切り部材５によって仕切られた、前記空気流入口２ａ及び空気流出口２ｂが含まれる第１空間Ａに、熱交換器４２が配置されるとともに、他のほとんどの空調サイクル関連機器４が、第２空間Ｂに収容されるようにしてあるので、該他の空調サイクル関連機器４による熱交換への悪影響を排除することができる。
【００３２】
また、仕切り部材５における空気流入口２ａ側を向く表面が、空気の必要空路曲線に沿って、下方から上方に向かうに連れ徐々に起立していくように構成してあるので、第１空間Ａに流入した空気は、乱流を生じたり滞ったりすることなく、この仕切り部材５の表面に沿って無理なく、上部の空気流出口２ｂに向かって徐々に方向を上向きに変えながら流れていくこととなる。
【００３３】
したがって、熱交換器４２が配置されている第１空間Ａでの極めて円滑な空気の流れを作り出すことができ、熱交換器４２の効率的な動作を担保できるとともに、ひいては、ファン消費電力の削減や静音化にも寄与し得る。
【００３４】
さらに、仕切り部材５の表面に予旋回６を設けているので、ファンモータ３への空気の絶対流入速度（周方向成分）を大きくすることが出来、ファンモータ３の理論全圧を上昇させることができる。そして、このことによって、筐体２内をより効率良く空気が流れるようにすることができ、上述した効果がより顕著なものとなる。
【００３５】
すなわち、予旋回なしの場合、図８（ａ）に示すように、理論全圧は以下の式（１）で表されるに対し、予旋回ありの場合、図８（ｂ）に示すように、理論全圧は式（２）で表され、これらから明らかなように、予旋回ありの方が理論全圧が大きくなることがわかる。
【００３６】
予旋回なし：理論全圧Pth = ρ・U2・CU2  ・・・（１）
予旋回あり：理論全圧Pth = ρ・(U2・CU2 + U1・CU1)  ・・・（２）
【００３７】
なお、以下に、理論全圧の計算式を示す。
（計算式）
U1  =  π・D・N
CZ1  =  Q／｛ π・D2／4・（1-ν2）｝  
β1  =  tan-1（ U1 ／ CZ1 ） 
CU1  =  - CZ1 tan（α1’） 
理論全圧 Pth = ρ・(U2・CU2 + U1・CU1)
（各符号の意味）
Q：風量、 N：回転数、 D：Fan外径、 ν：ハブ比、  ρ：空気密度
U1 ：羽根入口周速度（回転速度）
U2 ：羽根出口周速度（回転速度）
C1 ：絶対流入速度
C2 ：絶対流出速度
Cz1 ：絶対流入速度（軸方向成分）
Cz2 ：絶対流出速度（軸方向成分）
CU1 ：絶対流入速度（周方向成分）
CU2 ：絶対流出速度（周方向成分）
β1 ：羽根入口相対流入角度
β2 ：羽根出口相対流出角度
【００３８】
ちなみに、図９に示すように、仕切り部材５の表面に予旋回を施さない場合には、空気流入口２ａから遠い位置において、風量が少ない領域ＡＲが形成される恐れがあるが、予旋回６を施しておけば、そのような不具合を低減することができる。
【００３９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、予旋回による効果向上のため、図１０、図１１に示すように、仕切り部材５の平面視の面積を大きくしてもかまわない。ここでは、左右側面部材５２の左右への拡がり角θ’を前記実施形態での拡がり角θ（図２参照）よりも大きくしている。
【００４０】
また、仕切り部材として、平面から視た輪郭形状が、半円形や半楕円形となるもの（例えば、ラッパを縦に半分に切ったような形状）にしても構わない。要は、上方に向かうに連れ、空気流入口２ａからの水平距離が徐々に大きくなるようにすればよい。その他、仕切り部材として、図１０に示すように、段階的に起立角度が変わっていくものでもよいし、仕切り部材の一部だけに、傾斜が変化するような部位を設けたものでもよい。
第１空間には、空気の流れを大きく阻害しないものであれば、熱交換器の他の空調関連機器を収容しても良い。
【００４１】
空気流入口は、筐体の正面、右側面、左側面の全てに設ける必要はなく、その一部でも構わない。また、空気流入口の設けられた位置によって仕切り部材の形状が変わるのはもちろんである。
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１００・・・空気調和装置
２・・・筐体
２ａ・・・空気流入口
２ｂ・・・空気流出口
３・・・送風機（ファンモータ）
４・・・空調サイクル関連機器
４２・・・熱交換器
５・・・仕切り部材
Ａ・・・第１空間
Ｂ・・・第２空間
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013122335.tif 000012
【図１１】
2013122335.tif 000013
【図１２】
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