(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンによって空気流を発生させ送風を行なう送風ユニットの前記ファン下流側に設けられ、
通風方向に延び所定の方向に並ぶ複数の主縦桟部と、隣接する前記主縦桟部同士のうち一方の主縦桟部の上端と他方の主縦桟部の下端とを接合する主傾斜桟部とを備えており、前記主傾斜桟部の方向が同じになるように並んだ複数の主桟、
前記主桟同士を接合する副桟であって、隣接する２つの前記主桟において上端同士を接合された前記主縦桟部に隣接する前記主縦桟部は下端同士を接合されるように配置された副桟
を備えた送風ユニットの送風グリル。
【請求項２】
外部の空気が通過する風路を備えた本体、
前記風路に設けられた熱交換器、
前記熱交換器の下流に設けられたファン、
前記ファンを駆動するモータ、
副桟は前記本体の正面から前記本体の背面の方向に垂直であり、主傾斜桟部は主縦桟部の上端に接合されるとともに、前記主縦桟部に前記背面側で隣接する主縦桟部の下端に接合する請求項１に記載の送風ユニットの送風グリル
を備えた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は空気調和装置や冷凍装置などに使用される送風ユニットの送風グリル構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は従来の送風ユニットの構造を示す断面図である。図１６において、送風ユニット１は、空気流を発生させて送風を行なうために回転するファン１ａ、ファン１ａを回転させるための回転駆動力を発生するモータ１ｂ、風路を形成するフレーム１ｃ、ファン１ａの下流側にてファン１ａを覆う送風グリル２とから構成される。
【０００３】
次に動作について説明する。モータ１ｂにより回転駆動されたファン１ａは、フレーム１ｃを介して外部より空気を誘引する。誘引された空気はファン１ａを通過し、その際図１７の拡大断面図に示す速度分布１ｅを与えられ、送風グリル２へと導かれる。空気流は送風グリル２を通過する際、桟後縁２ｃ付近にて乱れを生じ流体騒音を発生する。
【０００４】
従来、送風グリル２は図１７に示すように断面形状が円形の桟２Ａ（線径ｄ＝２mm程度の銅線）にて形成されていたため、ファン１ａにより付与された速度分布１ｅの最大点１ｆにて最大となる騒音を発生する。最大点１ｆにおける風速ｖはファン回転数がモータ１ｂにより回転制御されるため、概ね1〜25m/sであり、発生騒音の中心周波数ｆcは次式で示される。
ｆc＝Ｓt×ｖ／ｄ  （ここでＳt≒0.2）  ・・・  （式１）
また、流体騒音は風速ｖの６乗、送風グリル２の断面積Ａに比例する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の送風ユニットの送風グリルは以上のように構成されているので、速度分布１ｅの最大点１ｆに騒音値が支配され、送風グリルから大きな騒音が発生するという問題点があった。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、ファンから発生する騒音を低減できる送風ユニットの送風グリルを得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る送風ユニットの送風グリルは、ファンによって空気流を発生させ送風を行なう送風ユニットのファン下流側に設けられ、通風方向に延び所定の方向に並ぶ複数の主縦桟部と、隣接する主縦桟部同士のうち一方の主縦桟部の上端と他方の主縦桟部の下端とを接合する主傾斜桟部とを備えており、主傾斜桟部の方向が同じになるように並んだ複数の主桟、および主桟同士を接合する副桟であって、隣接する２つの主桟において上端同士を接合された主縦桟部に隣接する主縦桟部は下端同士を接合されるように配置された副桟を備えたものである。
【０００８】
また、この発明に係る空気調和機は、外部の空気が通過する風路を備えた本体、風路に設けられた熱交換器、熱交換器の下流に設けられたファン、ファンを駆動するモータ、および、副桟は本体の正面から本体の背面の方向に垂直であり、主傾斜桟部は主縦桟部の上端に接合されるとともに、主縦桟部に背面側で隣接する主縦桟部の下端に接合するような前述の送風ユニットの送風グリルを備えたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下この発明の実施の形態を図について説明する。図１は本実施の形態における空気調和装置の室外機を示す正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１の平面図である。図において、１００は箱型の室外機本体、で図示しない配管によって室内機と連結されている。１０１は室外機本体１００正面に形成された空気吸込口、１は室外機本体１００天面に形成された送風ユニット、２は送風ユニットの吹出側端部に形成された送風グリル、１０２は室外機本体１００内の空気吸込口１０１から送風ユニット１へ至る風路に設けられた熱交換器、１ａは送風ユニット１の風路を形成するフレーム内に設けられ、モータ１ｂの回転駆動力によって回転するファンで、ここではプロペラファンが用いられている。２Ａは送風グリルにて、ファン１ｂの回転軸を中心に同心円状に複数形成された同心円状桟、２Ｂは複数の同心円状桟２Ａを連結している放射状桟である。
【００１０】
図４は送風グリル２を示す平面図、図５はファン１ａの風速分布と送風グリル２の桟との対応を示す概念図である。図５において、送風グリル２の同心円状桟２Ａおよび放射状桟２Ｂの断面は直径２mm程度の円形を成す銅線にて形成されている。送風グリル２に流入する空気流はファン１ａにより風速分布１ｅを成しており、ファン外半径との比を半径比Rrとすると、Rr＝0.5〜0.9にて最大となる最大点１ｆがある。最大点１ｆにおける風速ｖはファン回転数がモータ１ｂにより回転制御されるため、概ね１〜２５m/sである。送風グリル２の同心円状桟２Ａおよび放射状桟２Ｂの配置間隔は、この風速分布と比例するように風速の大きな部分では桟間隔は大きくなるよう形成されている。
【００１１】
次に作用について説明する。ファン１ａの回転によって発生した空気流は図５に示すような速度分布１ｅを有し、送風グリル２を通過する。通過する際、風速ｖの６乗、送風グリル２の桟断面積Ａに比例した流体騒音が発生する。本実施の形態では、この風速の速い部分での同心円状桟２Ａの間隔を大きくしているため、従来の同心円状桟が等間隔なものに比べて、流れが通過する面積当たりのグリル断面積Ａは小さく、風速の速い部分で発生する騒音が低下し、全体の騒音の積分値も低下することになる。
【００１２】
実施の形態２．
図６は送風グリル２の桟を示す平面図、図７はファン１ａの風速分布と送風グリル２の桟との対応を示す概念図、図８は桟の断面図である。その他室外機本体の構成は実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。図７において、送風グリル２の同心円状桟２Ａおよび放射状桟２Ｂは銅線または射出成形にて形成されている。同心円状桟２Ａおよび放射状桟２Ｂの断面は図８に示すように半径方向厚みt1＝２mm程度、流れ方向厚みt2＝８mm程度の矩形に形成されている。送風グリル２に流入する空気流はファン１ａにより風速分布１ｅを成しており、ファン外半径との比を半径比Rrとすると、Rr＝0.5〜0.9にて最大となる最大点１ｆがある。最大点１ｆにおける風速ｖはファン回転数がモータ１ｂにより回転制御されるため、概ね１〜２５m/s（平均１０m/s前後）である。送風グリル２の同心円状桟２Ａおよび放射状桟２Ｂの配置間隔は、この風速分布と比例するように風速の大きな部分では桟間隔は大きくなるよう形成されている。
【００１３】
次に作用について説明する。ファン１ａの回転によって発生した空気流は図７に示すような速度分布１ｅを有し、送風グリル２を通過する。通過する際、風速ｖの６乗、送風グリル２の桟断面積Ａに比例した流体騒音が発生する。本実施の形態では、この風速の速い部分での同心円状桟２Ａの間隔を大きくしているため、従来の同心円状桟が等間隔なものに比べて、面積当たりのグリル断面積Ａは小さくなる。このため、風速の速い部分で発生する騒音が低下し、全体の騒音の積分値も低下することになる。また、本実施の形態では、最大点１ｆと同心円状桟２Ａとが空気の流れ方向に重ならないよう設計されているので、この部分での騒音発生を避けることができる。
【００１４】
従来の桟断面形状は、直径２mm程度の円形であることから、発生騒音の中心周波数fcは式１で示したようにｆc＝Ｓt×ｖ／ｄ（ここでＳt≒0.2、ｄ＝ｔ1に相当）であり、発生周波数は概ね１００〜２５００Hz程度となる。一方、本実施の形態における矩形断面の桟ではSt≒0.13となり、発生周波数は概ね６５〜１６２５Hz程度となる。人間の聴感において、低周波数の騒音は聞こえにくく、その指標として聴感補正値（Ａ補正値）なるものが一般的に用いられており、この周波数のシフトにより7.1〜0.3db(A)程度騒音が小さく聞こえることとなる。本実施の形態では同心円状桟２Ａおよび放射状桟２Ｂの断面を矩形に形成したが、何れか一方を矩形にしても騒音低減効果は得られる。
【００１５】
実施の形態３．
図９は送風グリル２の桟を示す部分斜視図、図１０は図９における渦の様子を示す概念図である。その他室外機本体の構成や送風グリルの桟パターンは実施の形態２と同様であり、その説明を省略する。図９において、送風グリル２の同心円状桟２Ａおよび放射状桟２Ｂは一体成形品にて形成されている。同心円状桟２Ａおよび放射状桟２Ｂの断面は実施の形態２と同様半径方向厚みt1＝２mm程度、流れ方向厚みt2＝８mm程度の矩形に形成されているが、放射状桟２Ｂの左右側面２ｂ、２ｃは後縁部２ａにかけてそれぞれ交互に不連続なテーパ２ｄ、２ｅが形成されている。
【００１６】
次に作用について説明する。従来ファンの回転によって発生した空気流は送風グリル２の桟を通過する際各桟のスパン方向に一定の長さをもつ渦列を発生していた。送風グリル２から発生する騒音の大きさはこの渦の強さとスパン方向の渦の長さ（相関長さ）に比例する。本実施の形態の送風グリル２は図１０に示すように放射状桟２Ｂの左右側面２ｂ、２ｃから後縁部２ａにかけて渦列よりも短い距離２ｆ毎に交互に不連続なテーパ２ｄ、２ｅが形成されているので、渦列は一定の長さよりも細かく分断され、スパン方向の渦の長さ（相関長さ）を短くできる。これにより、送風グリル２から発生する騒音の大きさを従来に比べて小さくすることができる。尚、本実施の形態では、テーパを放射状桟２Ｂに形成した場合について説明したが、同心円状桟２Ａに形成してもよく、更には両方に形成しても良い。
【００１７】
実施の形態４．
図１１は送風グリル２の桟を示す斜視図である。その他室外機本体の構成や送風グリル２の桟パターンは実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。図１１において、送風グリル２の同心円状桟２Ａおよびこの同心円状桟２Ａと直交する放射状桟２Ｂは一体成形品にて形成されている。同心円状桟２Ａおよび放射状桟２Ｂの断面は略菱形に形成され、同心円状桟２Ａの高さ寸法は放射状桟２Ｂの略半分で、後縁部２ａの端面位置は同一となっている。
【００１８】
次に作用について説明する。ファン１ａの回転によって発生した空気流は図５に示すような速度分布１ｅを有し、送風グリル２を通過する。従来ファンの回転によって発生した空気流は送風グリル２の桟を通過する際各桟のスパン方向に一定の長さをもつ渦列を発生していた。送風グリル２から発生する騒音の大きさはこの渦の強さと相関長さに比例する。本実施の形態では、同心円状桟２Ａと放射状桟２Ｂとの後縁部２ａを同一位置に配置したので、同心円状桟２Ａから発生する渦の相関長さは放射状桟２Ｂの影響を受け、逆に放射状桟２Ｂから発生する渦の相関長さは同心円状桟２Ａの影響を受けることにより、それに伴い騒音も低下する。尚、本実施の形態では、同心円状桟２Ａと放射状桟２Ｂとから構成される送風グリルについて説明したが、主桟と副桟が後縁部を同一位置にして交叉する形状のものであれば、同様の効果が得られる。
【００１９】
実施の形態５．
図１２は送風グリル２の桟を示す部分斜視図、図１３は図１２の桟における音の放射方向を示す概念図、図１４は図１２の送風グリルを備えた空気調和機の室外機を示す斜視図である。その他室外機本体の構成は実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。図において、送風グリル２は流れ方向にスパン方向をなすよう配置された主縦桟部２Ｅおよびこの主縦桟部２Ｅの上端から隣の主縦桟部２Ｅの下端を結ぶよう鋭角に延設された主傾斜桟部２Ｆが連続的に同一方向に配列された複数の主桟と、隣り合う主桟の主縦桟部２Ｅ同士を上端同士または下端同士にて接合する副桟２ｇとから形成されている。主傾斜桟部２Ｆは室外機本体１００に対し、背面方向に向って下り勾配となるよう配列されている。
【００２０】
次に作用について説明する。ファン１ａの回転によって発生した空気流は図５に示すような速度分布１ｅを有し、送風グリル２を通過する。通過する際、主縦桟部２Ｅでは、スパン方向に流れが生じ、相関長さの大きな流れは発生せず渦による騒音発生が抑制できる。主傾斜桟部２Ｆでは、主傾斜桟部２Ｆが主縦桟部２Ｅと所定の角度αを成していたとすると、主縦桟部２Ｅのスパン方向と角度（９０−α）を成す方向に流れが生じ、渦放出方向である主傾斜桟部直角方向の通過風速は低下する。この結果渦の強さの低下による騒音発生の抑制、渦放出周波数の低周波数側へのシフトによる聴感騒音の低下が起こる。
【００２１】
図１２、１４に示すように主傾斜桟部２Ｆを室外機本体１００の背面側へ向いている。主傾斜桟部２Ｆにおける渦放出による騒音放射の方向は、主傾斜桟部２Ｆのスパン方向に直交する２極子音源となる。これにより、図１４のように送風グリル２を配置すると、発生騒音を背面側上方に選択的に放射するととなる。従って、送風ユニット周辺において送風グリル２より発生する騒音を局部的に低下させることができる。そして、図１４のように室外機本体１００の正面側にて音が小さくなるよう主傾斜桟部２Ｆの方向を揃えれば、室外機正面側において低騒音の空気調和機が実現できる。
【００２２】
実施の形態６．
図１５は送風グリル２の桟を示す部分斜視図である。その他室外機本体の構成は実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。図において、送風グリル２の同心円状桟２Ａおよび放射状桟２Ｂは銅線材または一体成形品にて形成されている。同心円状桟２Ａの断面は実施の形態２と同様矩形に形成され、放射状桟２Ｂの断面は菱形に形成されている。放射状桟２Ｂはファン１ａの半径方向に形成され、菱形断面の対角線はファン回転軸方向に対して所定角度θを成している。θは半径方向内側では回転方向へ１５°、半径方向外側では６０°となり、さらに内側から外側へいくに従って１５°〜６０°へとスキューが与えられている。即ち所定角度θはファン１ａからの吹出風が桟を通過する際の風向と合致するように設計されている。
【００２３】
次に作用について説明する。ファン１ａの回転によって発生した空気流は遠心方向軸に対して所定角度θをもって送風グリル２へ流入する。この所定角度θはファン半径方向によって変化し、１５°（半径方向内側）〜６０°（半径方向外側）となる。例えば、放射状桟２Ｂの菱形断面の対角線と空気流との角度をβとすると、|β|≧１５°では空気流が桟とぶつかって、渦放出による騒音が増加する。このことより本実施の形態のように半径位置に対してβ≒０°となるように断面姿勢を変更すれば、騒音の増加を抑制することができる。本実施の形態では放射状桟の断面形状を菱形にしたが、実施の形態２のような矩形にしても良く、その場合は底面が空気流方向と垂直で、側面が平行になるよう傾斜させれば良い。また、本実施の形態では放射状桟にスキューを与え連続的に角度θを変化させていたが、実施の形態３のように所定長さ毎に不連続になるよう角度θを段階的に変化させてもよい。また、上記実施の形態では、放射状桟の断面を菱形にしたが、風速分布に応じて適宜優れた形状としてもよく、さらに放射状桟以外に仕様した場合にも同様な仕様状況であれば、本実施の形態と同様な効果が得られる。また、所定角度θは使用するファン１ａにより異なるため、本実施の形態の限りではない。
【００２４】
上記各実施の形態はそれぞれの騒音低減効果を発揮する範囲で組み合わせることが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ファンによって空気流を発生させ送風を行なう送風ユニットの前記ファン下流側に設けられ、通風方向に延び所定の方向に並ぶ複数の主縦桟部と、隣接する主縦桟部同士のうち一方の主縦桟部の上端と他方の主縦桟部の下端とを接合する主傾斜桟部とを備えており、主傾斜桟部の方向が同じになるように並んだ複数の主桟、および主桟同士を接合する副桟であって、隣接する２つの主桟において上端同士を接合された主縦桟部に隣接する主縦桟部は下端同士を接合されるように配置された副桟を備えたので、聴感騒音の低下が図れる。
【００２６】
また、外部の空気が通過する風路を備えた本体、風路に設けられた熱交換器、熱交換器の下流に設けられたファン、ファンを駆動するモータ、および、副桟は本体の正面から本体の背面の方向に垂直であり、主傾斜桟部は主縦桟部の上端に接合されるとともに、主縦桟部に背面側で隣接する主縦桟部の下端に接合するような前述の送風ユニットの送風グリルを備えたので、空気調和装置を低騒音化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態における空気調和機の室外機を示す正面図である。
【図２】  内部機構を省略した図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】  この発明の実施の形態における空気調和機の室外機を示す平面図である。
【図４】  この発明の実施の形態１における送風グリルを示す平面図である。
【図５】  ファンの風速分布と送風グリルの桟との対応を示す概念図である。
【図６】  この発明の実施の形態２における送風グリルを示す平面図である
【図７】  ファンの風速分布と送風グリルの桟との対応を示す概念図である。
【図８】  送風グリルの桟の断面図である。
【図９】  この発明の実施の形態３における送風グリルの桟を示す部分斜視図である。
【図１０】  は図９における渦の様子を示す概念図である。
【図１１】  この発明の実施の形態４における送風グリルの桟を示す斜視図である。
【図１２】  この発明の実施の形態５における送風グリルの桟を示す部分斜視図である。
【図１３】  図１２の桟における音の放射方向を示す概念図である。
【図１４】  図１２の送風グリルを備えた空気調和機の室外機を示す斜視図である。
【図１５】  この発明の実施の形態６における送風グリルの桟を示す部分斜視図である。
【図１６】  従来の送風ユニットを示す断面図である。
【図１７】  図１６におけるファンの風速分布と送風グリルの桟との対応を示す概念図である。
【符号の説明】
１  送風ユニット、  １ａ  ファン、  １ｂ  モータ、  １ｃ  フレーム、  １ｅ  風速分布、  １ｆ  最大点、  ２  送風グリル、  ２Ａ  同心円状桟、  ２Ｂ  放射状桟、  ２Ｅ  主縦桟部、  ２Ｆ  主傾斜桟部、  ２ａ  後縁部、  ２ｂ、２ｃ  側面、  ２ｄ、２ｅ  テーパ、  ２ｆ  テーパ長さ、  ２ｇ  副桟、  １００  室外機本体、  １０１  空気吸込口、  １０２  熱交換器。
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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