JP2013228168A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベルマウス及び該ベルマウス内に設置されたファンを備える空気調和機に関し、特に、ベルマウスに発生する振動を抑制することにより送風音の低騒音化が可能な空気調和機に関する。 The present invention relates to an air conditioner including a bell mouth and a fan installed in the bell mouth, and more particularly, to an air conditioner capable of reducing noise generated by suppressing vibration generated in the bell mouth.
従来の空気調和機の室外機及び室内機は、筐体と、該筐体内に設置された熱交換器と、該熱交換器に熱交換対象となる空気を供給するファンと、該ファンを駆動するファンモーターと、を備えている。また、このような従来の空気調和機としては、筐体の吹出口にベルマウスが設けられ、該ベルマウスの内周側に所定の間隙を介してファンが配置されたものが知られている。この空気調和機は、運転時、ファンをファンモーターで回転駆動することにより、吸込口から筐体内へ熱交換対象となる空気を吸い込み、筐体内風路に設置された熱交換器を通過させ、空気と熱交換器内を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。そして、熱交換器を通過した空気は、ベルマウス及び吹出口から筐体の外部へ放出される。 Conventional outdoor units and indoor units of an air conditioner include a housing, a heat exchanger installed in the housing, a fan that supplies air to be heat exchanged to the heat exchanger, and the fan is driven. A fan motor. As such a conventional air conditioner, a bell mouth is provided at the outlet of the casing, and a fan is arranged on the inner peripheral side of the bell mouth with a predetermined gap. . This air conditioner, during operation, by rotating the fan with a fan motor, sucks air to be heat exchanged from the suction port into the housing, and passes the heat exchanger installed in the air passage in the housing, Heat exchange is performed between the air and the refrigerant flowing in the heat exchanger. And the air which passed the heat exchanger is discharge | released to the exterior of a housing | casing from a bell mouth and a blower outlet.
また、このような従来の空気調和機としては、筐体の吸込口にベルマウスが設けられ、該ベルマウスの内周側に所定の間隙を介してファンが配置されたものも知られている。この空気調和機は、運転時、ファンをファンモーターで回転駆動することにより、吸込口及びベルマウスから筐体内へ熱交換対象となる空気を吸い込み、筐体内風路に設置された熱交換器を通過させ、空気と熱交換器内を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる。そして、熱交換器を通過した空気は、吹出口から筐体の外部へ放出される。 As such a conventional air conditioner, a bell mouth is provided at the suction port of the casing, and a fan is disposed on the inner peripheral side of the bell mouth via a predetermined gap. . During operation, this air conditioner sucks air that is subject to heat exchange from the suction port and bell mouth into the housing by rotating the fan with a fan motor and operates a heat exchanger installed in the air passage in the housing. Heat exchange is performed between the air and the refrigerant flowing through the heat exchanger. And the air which passed the heat exchanger is discharged | emitted from the blower outlet to the exterior of a housing | casing.
このような吸込口又は吹出口にベルマウスを備えた空気調和機では、ファンモーターによってファンが回転駆動することにより、ファンとベルマウスとの間やベルマウスの開口部等で圧力変動が発生する。このファンとベルマウスとの間で発生する圧力変動は羽根の通過周期に起因して発生するため、送風音が発生する基本周波数は、回転数×ファン羽根枚数となる。しかしながら、ファンやベルマウスの変形等の要因により、圧力変動の時間波形は正弦波にはならないため、実際には、送風音の周波数特性は、回転数×ファン羽根枚数の高調波成分を有する特性となる。 In such an air conditioner equipped with a bell mouth at the inlet or outlet, pressure fluctuation occurs between the fan and the bell mouth or at the opening of the bell mouth when the fan is rotationally driven by the fan motor. . Since the pressure fluctuation generated between the fan and the bell mouth is generated due to the passage period of the blades, the fundamental frequency at which the blowing sound is generated is the number of rotations × the number of fan blades. However, due to factors such as fan and bell mouth deformation, the pressure fluctuation time waveform does not become a sine wave, so the frequency characteristic of the blowing sound is actually a characteristic having a harmonic component of the number of rotations x the number of fan blades. It becomes.
空気調和機の送風音は、風路の圧力損失、ファンの羽根形状及びファン回転数等の運転仕様によって大きく変化するため、これまで風路形状や羽根形状の改善を行い、送風音を低減することが行われてきた。しかしながら、送風音の周波数と、空気調和機のファンやベルマウスの共振周波数が一致した場合、送風によって加振されるファンやベルマウスの振動が増大する。このため、ファンとベルマウスとの間の間隔が変動することで、送風音が増大してしまうという問題点があった。そして、このような問題点が発生した場合、ファン及びベルマウス近傍の構造や運転仕様の変更を行う等の必要が生じ、追加コストが必要になるという問題点があった。 The sound of the air conditioner changes greatly depending on the operating specifications such as the pressure loss of the air passage, the fan blade shape and the fan rotation speed, etc., so far the air passage shape and blade shape have been improved to reduce the air blowing sound. Things have been done. However, when the frequency of the blowing sound matches the resonance frequency of the fan or bell mouth of the air conditioner, the vibration of the fan or bell mouth excited by the blowing increases. For this reason, there existed a problem that ventilation sound will increase because the space | interval between a fan and a bell mouth fluctuates. When such a problem occurs, it is necessary to change the structure and operation specifications in the vicinity of the fan and the bell mouth, and there is a problem that additional costs are required.
このため、従来の空気調和機には、当該問題点の解決を図ったものとして、例えば特許文献1に記載のような空気調和機(より詳しくは、室外機)が提案されている。特許文献1に記載の空気調和機は、空気の吹出口が形成された中空円筒形状のシュラウド(本発明のベルマウスに相当する部材)の外周面に、円周方向略等間隔にリブを設けるものである。また、これらリブの配置は、同文献図3,4に示すシュラウドの楕円形状の共振に対して、同文献図2に示すように、円周方向に3箇所とするものである。この構造の空気調和機によれば、リブを設けることで、シュラウドの1次固有振動モード及びそのモードを生じる周波数が変わり、当該周波数と2枚翼によるプロペラファンによって生じる流体加振力の周波数とが一致しなくなり、シュラウドの振動及びその伝達率が小さくなる。
For this reason, an air conditioner as described in Patent Document 1 (more specifically, an outdoor unit) has been proposed as a conventional air conditioner that has solved the problem. In the air conditioner described in
しかしながら、送風で生じる加振力は、一般的に周波数が低いほど加振力が大きいものの、発生する加振力の周波数は、主に回転数×ファン羽根枚数となる周波数とその整数倍の周波数であるため、高い周波数成分の加振力も発生する。つまり、ファンが一定回転数で運転している時にベルマウスの固有振動数と送風で生じる加振力の周波数とが一致していないとしても、ファンの加速時や停止時、あるいは負荷変動等に応じてファンの回転数が変化した時には、必ずベルマウスの固有振動モードの周波数と送風で生じる加振力の周波数とが一致してしまう。このため、従来の空気調和機は、回転数が変化した時にベルマウスの固有振動モードの周波数と送風で生じる加振力の周波数とが一致してしまい、ベルマウスの振動や送風音が増大してしまうという問題点があった。また、従来の空気調和機は、当該問題点を解消しようとした場合、ファンの回転数使用領域を狭くしなければならないという問題点があった。 However, although the excitation force generated by blowing is generally larger as the frequency is lower, the frequency of the generated excitation force is mainly the frequency that is the number of rotations × the number of fan blades and a frequency that is an integral multiple of the frequency. Therefore, an excitation force with a high frequency component is also generated. In other words, even if the natural frequency of the bell mouth does not match the frequency of the excitation force generated by the air flow when the fan is operating at a constant rotation speed, Accordingly, when the rotational speed of the fan changes, the frequency of the natural vibration mode of the bell mouth always matches the frequency of the excitation force generated by the blowing. For this reason, in the conventional air conditioner, when the rotation speed changes, the frequency of the natural vibration mode of the bell mouth matches the frequency of the excitation force generated by the air blowing, and the vibration of the bell mouth and the blowing sound increase. There was a problem that it was. In addition, the conventional air conditioner has a problem that when the problem is to be solved, the fan rotation speed use region must be narrowed.
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ベルマウスの振動や該ベルマウスの振動による送風音の増大を抑制することができ、ファンの回転数使用領域を広くすることも可能な空気調和機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can suppress the vibration of the bell mouth and the increase of the blowing sound due to the vibration of the bell mouth. An object is to provide an air conditioner that can be widened.
本発明に係る空気調和機は、吸込口及び吹出口が形成された筐体と、該筐体の内部に設置された熱交換器と、前記吸込口又は前記吹出口に設けられた中空円筒形状のベルマウスと、該ベルマウスの内周側に設置されたファンと、該ファンを駆動するファンモーターと、減衰特性を有し、前記ベルマウスの外周面に設けられた少なくとも2つの振動部と、を備え、前記ベルマウスの振動モードの節線数をnとし、任意の整数をmとした場合、2つの前記振動部の固有振動数は、前記ベルマウスの節線数nの振動モードの固有振動数と略一致しており、2つの前記振動部の一方は、2つの前記振動部の他方に対して、前記ベルマウスの周方向に{360/4/n+(360/2/n)×m}[°]±(360/4/n)[°]×25[%]の範囲内で設置されているものである。 An air conditioner according to the present invention includes a casing in which an inlet and an outlet are formed, a heat exchanger installed in the casing, and a hollow cylindrical shape provided in the inlet or the outlet. A bell mouth, a fan installed on the inner peripheral side of the bell mouth, a fan motor for driving the fan, at least two vibrating parts having damping characteristics and provided on the outer peripheral surface of the bell mouth, , And the number of nodal lines in the vibration mode of the bell mouth is n, and an arbitrary integer is m, the natural frequencies of the two vibration parts are vibration modes of the number of nodal lines n of the bell mouth. The natural frequency is substantially the same, and one of the two vibration parts is {360/4 / n + (360/2 / n) in the circumferential direction of the bell mouth with respect to the other of the two vibration parts. Xm} [°] ± (360/4 / n) [°] × 25 [%] It is what is installed.
本発明によれば、送風で生じる加振力の周波数と制振対象とするベルマウスの振動モードの固有振動数とが一致した場合に、振動部が振動し、振動部内の減衰で振動エネルギーが消散されることで、ベルマウスの振動を抑制することができる。ここで、送風による加振力の方向は、ファンの回転に伴い、その位置が周方向に移動する。このため、振動部を設置した位置が振動の節に近接する場合、振動抑制効果が低くなることが考えられる。しかしながら、本発明では、少なくとも2つの振動部を上述の間隔で設置している。このため、全ての振動部の設置位置が振動の節とはならず、安定して振動抑制効果を得ることができる。 According to the present invention, when the frequency of the excitation force generated by the air blow matches the natural frequency of the vibration mode of the bell mouth to be controlled, the vibration part vibrates, and the vibration energy is reduced by the attenuation in the vibration part. By being dissipated, the vibration of the bell mouth can be suppressed. Here, the direction of the exciting force by the air blowing moves in the circumferential direction as the fan rotates. For this reason, when the position where the vibration unit is installed is close to the vibration node, the vibration suppressing effect may be reduced. However, in the present invention, at least two vibrating parts are installed at the above-described intervals. For this reason, the installation positions of all the vibration parts do not become vibration nodes, and a vibration suppressing effect can be obtained stably.
したがって、本発明は、上記の振動抑制効果によって、ファンとベルマウスとの間の間隔が安定するため、ベルマウスの振動や該ベルマウスの振動による送風音の増大を抑制することができる。このとき、本発明は、剛性部材によってベルマウスの固有振動数を変更することによってベルマウスの共振を防止する従来の構成と異なり、振動部によってベルマウスの共振時の振動を抑制するものである。このため、本発明は、ファンの回転数使用領域を限定する必要がないので、ファンの回転数使用領域を広くすることもできる。 Therefore, according to the present invention, the distance between the fan and the bell mouth is stabilized by the above-described vibration suppressing effect, so that the vibration of the bell mouth and the increase in the blowing sound due to the vibration of the bell mouth can be suppressed. At this time, in the present invention, unlike the conventional configuration in which the resonance of the bell mouth is prevented by changing the natural frequency of the bell mouth by the rigid member, the vibration at the time of resonance of the bell mouth is suppressed by the vibration portion. . For this reason, since it is not necessary to limit the rotation speed usage area of the fan according to the present invention, the rotation speed usage area of the fan can be widened.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る空気調和機を示す縦断面図である。図2は、この空気調和機を示す平面図である。また、図3は、この空気調和機の振動部近傍を示す斜視図である。なお、図2には、制振対象とするベルマウスの振動モードの形状(振動モード形状14)、及び、振動モード形状14の節線13も示している。以下、これら図1〜図3を参照しながら、本実施の形態1に係る空気調和機1について説明する。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an air conditioner according to
本実施の形態1の空気調和機1(より詳しくは室外機)は、吸込口及び吹出口9が形成された筐体8を備えている。筐体8は、例えば略箱型形状をしており、側面部及び下面部のうちの少なくとも1面に吸込口が形成されている。また、筐体8の上面部には吹出口9が形成されており、吹出口9には、中空円筒形状のベルマウス4が設けられている。この筐体8の内部には、吸込口よりも下流側となる位置に、例えば横断面視V字状の熱交換器3が設置されている。
The air conditioner 1 (more specifically, the outdoor unit) of the first embodiment includes a housing 8 in which a suction port and a blowout port 9 are formed. The housing 8 has, for example, a substantially box shape, and a suction port is formed on at least one of the side surface portion and the lower surface portion. An air outlet 9 is formed on the upper surface of the housing 8, and a hollow
また、熱交換器3の下流側(本実施の形態1においては熱交換器3の上方)にはモーター支持部2が設置されており、モーター支持部2の上部には、ファンモーター6が設置されている。そして、このファンモーター6のモーター軸7には、例えば3枚の羽根を有するプロペラファン5が取り付けられている。このプロペラファン5は、ベルマウス4の内周側に所定の間隙を介して配置されている。換言すると、ベルマウス4は、プロペラファン5の周囲を囲むように設置されている。
In addition, a
また、本実施の形態1に係る空気調和機1は、ベルマウス4の外周面に、減衰特性を有する2つの振動部10(振動部10a,10b)が設けられている。制振対象とするベルマウス4の振動モード形状14の節線13がn本である場合、これら振動部10の設置間隔(より詳しくは、後述する接続部12間の間隔)は、ベルマウス4の周方向に{360/4/n+(360/2/n)×m}[°]となっている。ここで、mは任意の整数である。
つまり、一方の振動部10(例えば振動部10a)の設置位置が振動の節14bの位置となった場合、他方の振動部10(例えば振動部10b)の設置位置が振動の腹14aの位置となるように、2つの振動部10が設けられている。以下、一方の振動部10の設置位置が振動の節14bの位置となった場合に他方の振動部10の設置位置が振動の腹14aの位置となる2つの振動部10の設置間隔を、基準設置間隔ともいう。
In addition, the
That is, when the installation position of one vibration part 10 (for example,
なお、本実施の形態1では、制振対象とするベルマウス4の振動モードを楕円形状とした。つまり、本実施の形態1では節線数nが2となるため、ベルマウス4の周方向に45[°]の間隔を開けた位置に2つの振動部10を設けている。
In the first embodiment, the vibration mode of the
これら振動部10は、図3に示すように梁状部材であり、長さをLとした梁部11、及び、ベルマウス4と梁部11とを接続する接続部12を備えている。より詳しくは、梁部11は、ベルマウス4の軸方向と垂直な断面において、接続部12からベルマウス4の外周面の接線方向に沿って延設されている。つまり、図1〜図3に示すように、軸方向が垂直方向となるようにベルマウス4が設けられている場合、梁部11は、接続部12から水平方向に延設されている。
As shown in FIG. 3, these vibrating
また、本実施の形態1では、梁部11の固有振動数を、ベルマウス4が節線数nで変形する振動モードの固有振動数fnと同じ周波数に合わせている。このような梁部11の諸元と固有振動数fnとの関係は次式で示すことができる。
fn=Kn/2/π×(E×I/ρ/A/L4 )1/2
ここで、Kn:梁部11のモード次数ごとの係数、L:梁部11の長さ、E:梁部11の縦弾性係数、A:梁部11の断面積、I:梁部11の断面二次モーメント、ρ:梁部11の密度である。
In the first embodiment, the natural frequency of the
fn = Kn / 2 / π × (E × I / ρ / A / L 4 ) 1/2
Here, Kn: coefficient for each mode order of the
なお、梁部11の第一次固有振動数とベルマウス4の固有振動数とを合わせる場合、Knは3.52、梁部11の第二次固有振動数と合わせる場合、Knは22.0となる。
また、梁部11の断面が薄肉の長方形状である場合、梁部11の断面二次モーメントIと断面積Aは、次式となる。
I=bh3 /12
A=bh
ここで、b:梁部11の幅、h:梁部11の板厚である。
When the primary natural frequency of the
Moreover, when the cross section of the
I = bh 3/12
A = bh
Here, b is the width of the
このように構成された空気調和機1においては、例えばプロペラファン5の加速時や停止時、あるいは負荷変動等に応じてプロペラファン5の回転数が変化した時等に送風で生じる加振力の周波数とベルマウス4の固有振動数とが一致した場合、ベルマウス4よりも例えば大きい振幅で振動部10を振動させることができる。つまり、この振動部10の曲げ振動によって、振動部10内にせん断力が生じ、振動部10内の減衰によって熱エネルギーに変換されるため、ベルマウス4を含む系全体の振動エネルギーを低減させ、結果としてベルマウス4の振動を低減することができる。
In the
また、回転するプロペラファン5の羽根の位置の変化に伴って、送風による加振力の振幅値が最大となる位置は、周方向に移動する。このため、励起される振動モード形状14の腹14aと節14bの位置も周方向に移動する場合がある。この場合、振動部10を設置した位置が制振対象とする振動モード形状14の節14bに近接すると、振動部10の振動が小さくなり、結果として振動抑制効果が低くなることが考えられる。しかしながら、本実施の形態1では、上述のように2つの振動部10の設置間隔が、ベルマウス4の周方向に{360/4/n+(360/2/n)×m}[°]となっている。つまり、一方の振動部10の設置位置が振動の節14bの位置となった場合、他方の振動部10の設置位置が振動の腹14aの位置となるように、2つの振動部10が設けられている。このため、全ての振動部10の設置位置が振動の節14bとはなることがなく、安定して振動抑制効果を得ることができる。
Further, with the change in the position of the blades of the
この振動部10による制振効果を確認するため、ベルマウス4に相当する円筒形状部材に諸元の異なる梁状部材(振動部10に相当)を設け、節線数nが2である振動モード形状を制振対象として振動試験を実施した。用いた梁状部材の諸元を表1に示す。また、試験ごとの部材設置条件を表2に示す。なお、表2に示す梁状部材の固有振動数は、試験で用いた円筒形状部材が節線数2で変形する振動モードの固有振動数363[Hz]に合わせた。また、表2に示す梁状部材の設置位置は、図4に示す設置位置を示している。この図4は、振動試験で用いた円筒形状部材の一部を示す図であり、軸方向と垂直な断面で切断した円筒形状部材の一部を示している。図4に示すように、円筒形状部材には梁状部材の設置位置が2カ所(設置位置41,42)設けられており、設置位置41と設置位置42との設置間隔は45[°]となっている。
In order to confirm the vibration damping effect by the
振動試験は、設置位置41又は設置位置42を加振位置とした際の加振位置の振動応答倍率を比較した。試験で得られた設置条件ごとの加振位置の振動応答倍率を図5に示す。詳しくは、図5(a)は、設置位置41を加振位置とした際の、設置条件1〜3における設置位置41の振動応答倍率を示している。また、図5(b)は、設置位置42を加振位置とした際の、設置条件1〜3における設置位置42の振動応答倍率を示している。また、図5(c)は、設置位置41を加振位置とした際の、設置条件4,5における設置位置41の振動応答倍率を示している。
In the vibration test, the vibration response magnification at the vibration position when the
減衰特性を有する梁状部材を設置位置41に設置した条件2に着目すると、図5(a)からわかるように、設置位置41を加振位置とした際、減衰特性を有する梁状部材を設置位置41に設置した条件2は、梁状部材が設けられていない条件1と比較して、設置位置41の応答倍率が低減している。しかしながら、図5(b)からわかるように、設置位置42を加振位置とした際、設置位置41が節になるため、減衰特性を有する梁状部材を設置位置41のみに設置した条件2は、梁状部材が設けられていない条件1に対して応答倍率が低減しない。
Focusing on
一方、減衰特性を有する梁状部材を設置位置41,42の双方に設置した条件3に着目すると、図5(a)からわかるように、設置位置41を加振位置とした際、減衰特性を有する梁状部材を設置位置41に設置した条件3は、減衰特性を有する梁状部材を設置位置41に設置した条件2と同様、設置位置41の応答倍率が低減している。また、図5(b)からわかるように、設置位置42を加振位置とした際、設置位置41は節になるが、条件3は減衰特性を有する梁状部材を設置位置42にも設置しているため、設置位置42の応答倍率も低減する。このことから、全ての梁状部材の設置位置が節にならないように各梁状部材を設置することで、いずれかの梁状部材を振動させることができるので、制振対象とした振動モードを制振できる。
On the other hand, paying attention to the condition 3 in which the beam-shaped members having the attenuation characteristics are installed at both the installation positions 41 and 42, as can be seen from FIG. 5A, when the
また、図5(c)からわかるように、条件4と条件5を比較すると、円筒形状部材が節線数2で変形する振動モードの固有振動数363[Hz]において条件4よりも減衰比が大きい条件5では、条件4よりも円筒形状部材の振動応答が低減する。このことより、減衰を追加することで、つまり減衰比を大きくすることで、円筒形状部材の振動応答をより低減できることがわかる。
Further, as can be seen from FIG. 5C, when the
なお、2つの振動部10の設置間隔は、厳密に基準設置間隔となっている必要は必ずしもない。
図6は、本発明の実施の形態1に係る空気調和機における振動部10の設置間隔と制振効果との関係を示すグラフである。この図6の横軸に示す「所定間隔とのずれ」は、2つの振動部10の設置間隔を示している。詳しくは、横軸の0[%]は、2つの振動部10の設置間隔が(360/4/n)[°]となっている状態、つまり2つの振動部10の設置間隔が基準設置間隔となっている状態を示している。例えば、節線数nが2の場合、横軸の0[%]は、2つの振動部10の設置間隔が45[°]となっている状態を示す。また、横軸の100[%]は、2つの振動部10の設置間隔が{(360/4/n)±(360/4/n)}[°]となっている状態を示している。つまり、2つの振動部10の設置位置が共に節14bとなりうる振動部10の設置間隔である。例えば、節線数nが2の場合、横軸の100[%]は、2つの振動部10の設置間隔が0[°]又は90[°]となっている状態を示す。
図6からわかるように、2つの振動部10の設置間隔が基準設置間隔から25[%]ずれた場合でも制振効果が得られることがわかる。つまり、本実施の形態1で示した振動抑制効果を得るには、2つの振動部10の一方が、他方の振動部10に対して、ベルマウス4の周方向に{360/4/n+(360/2/n)×m}[°]±(360/4/n)[°]×25[%]の範囲内で設置されていればよい。
It should be noted that the installation interval between the two vibrating
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the installation interval of the
As can be seen from FIG. 6, it can be seen that the vibration damping effect can be obtained even when the installation interval between the two vibrating
このように、本実施の形態1のように構成された空気調和機1においては、ベルマウス4の固有振動数と送風で生じる加振力の周波数とが一致した場合も、全ての振動部10の設置位置が振動の節14bにならないため、安定して振動を抑制することができる。このため、プロペラファン5とベルマウス4との間の間隔が安定するため、ベルマウス4の振動や該ベルマウス4の振動による送風音の増大を抑制することができる。このとき、本実施の形態1に係る空気調和機1は、剛性部材によってベルマウスの固有振動数を変更することによってベルマウスの共振を防止する従来の構成と異なり、振動部10によってベルマウス4の共振時の振動を抑制するものである。このため、プロペラファン5の回転数使用領域を限定する必要がないので、プロペラファン5の回転数使用領域を広くすることもできる。
As described above, in the
また、近年、空気調和機の製造コストを削減するため、構造部材の薄肉化等が行われており、これに伴う振動・騒音の増加が懸念される。しかしながら、本実施の形態1のように構成された空気調和機1においては、振動部10に減衰を付加することで、つまり振動部10の減衰比を大きくすることで、ベルマウス4の振動をより低減することができる。このため、本実施の形態1のように構成された空気調和機1は、ベルマウス4のさらなる軽量化や、空気調和機1のコスト削減が可能である。
In recent years, in order to reduce the manufacturing cost of the air conditioner, structural members have been thinned, and there is a concern about the increase in vibration and noise associated therewith. However, in the
実施の形態2.
振動部10の設置構成は実施の形態1で示した構成に限定されるものではなく、例えば次のように振動部10を設置してもよい。なお、本実施の形態2で特に記述しない項目については実施の形態1と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
The installation configuration of the
図7は、本発明の実施の形態2に係る空気調和機を示す縦断面図である。
図7に示すように、本実施の形態2に係る空気調和機1は、ベルマウス4の外周面に設置した振動部10の梁部11を、ベルマウス4の軸方向に延設している。また、ベルマウス4と梁部11との間に、距離dの空隙を形成している。このような構成によれば、梁部11がベルマウス4の外周面の周方向に位置しないため、振動部10同士が接触することを防止でき、振動部10をベルマウス4の外周面の周方向に設置するのが容易となる。また、梁部11が振動した際にベルマウス4と接触することも防止できる。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing an air conditioner according to
As shown in FIG. 7, in the
なお、本実施の形態2では、梁部11におけるベルマウス4との対向面がベルマウス4の外周面と平行なるように梁部11を形成し、ベルマウス4と梁部11との間に空隙を形成している。これに限らず、梁部11におけるベルマウス4との対向面が接続部12側の端部から他端にかけてベルマウス4から離れるように、つまり、梁部11におけるベルマウス4との対向面がベルマウス4の外周面と角度を持つように梁部11を形成し、ベルマウス4と梁部11との間に空隙を形成しても勿論よい。
In the second embodiment, the
実施の形態3.
実施の形態1及び実施の形態2では、振動部10の固有振動数をベルマウス4の1つの振動モード(節線数nの振動モード)の固有振動数に合わせていた。これに限らず、振動部10の1つの固有振動数をベルマウス4の節線数nの振動モードの固有振動数に合わせ、振動部10の異なる固有振動数をベルマウス4の節線数o(o≠n)の振動モードの固有振動数に合わせてもよい。なお、本実施の形態3で特に記述しない項目については実施の形態1又は実施の形態2と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment and the second embodiment, the natural frequency of the
つまり、2つの振動部10のそれぞれにおいて、1つの固有振動数をベルマウス4の節線数nの振動モードの固有振動数に合わせ、異なる固有振動数をベルマウス4の節線数o(o≠n)の振動モードの固有振動数に合わせる。そして、ベルマウス4の周方向に沿って、振動部10の一方が振動部10の他方に対して『{360/4/n+(360/2/n)×m}[°]となり{360/4/n+(360/2/o)×p}[°]となる角度』になるように、2つの振動部10を設置すればよい。ここで、pは任意の整数である。
このような構成によれば、ベルマウス4の複数の振動モードの振動を低減し、送風音を低減することが可能であるため、さらに使用可能なプレペラファン5の回転数領域を広くすることが可能となる。
That is, in each of the two
According to such a configuration, it is possible to reduce the vibration of the plurality of vibration modes of the
なお、実施の形態1の図6で示したように、2つの振動部10の設置間隔が基準設置間隔から25[%]ずれた場合でも制振効果が得られる。このため、本実施の形態3のように構成された空気調和機1においても、ベルマウス4の周方向に沿って、振動部10の一方が他方の振動部10に対して上記の角度から±(360/4/n)[°]×25[%]又は±(360/4/o)[°]×25[%]の範囲のうちの小さい範囲内でずれても、十分に制振効果を得ることができる。
As shown in FIG. 6 of the first embodiment, the vibration damping effect can be obtained even when the installation interval between the two
以上、上記の実施の形態1〜実施の形態3では振動部10の材料について特に言及しなかったが、振動部10を例えば次のような材料で製作すればよい。
例えば、空気調和機1の使用環境の影響等でベルマウス4の温度が変化する場合、この温度変化によって、ベルマウス4と振動部10の固有振動数にずれが発生し、制振効果が低減することが懸念される。このような場合、制振効果の低減を抑制するため、振動部10の材質は、ベルマウス4と同じ材料であることが望ましい。
また例えば、ベルマウス4の温度変化等による固有振動数変化の心配がない場合、振動部10の材料をベルマウス4の材料よりも減衰比が大きい樹脂等の材料にすることで、高い制振効果を得ることが可能である。
また例えば、振動部10を、例えば樹脂と金属というように異なる材料を用いてもよい。つまり、構造や材料を変えて振動で変形しやすい部位を設け、その部位の変形ひずみ量を大きくすることで、効率的に制振効果を高めることも可能である。
As mentioned above, although the material of the
For example, when the temperature of the
Further, for example, when there is no concern about a change in natural frequency due to a temperature change or the like of the
For example, different materials such as resin and metal may be used for the
また、上記の実施の形態1〜実施の形態3では振動部10とベルマウス4の接続構成について特に言及しなかったが、振動部10をベルマウス4と一体で成形することでベルマウス4に設置してもよいし、ねじ等を用いて振動部10をベルマウス4に取り付けてもよい。
In the first to third embodiments, the connection configuration between the vibrating
また、上記の実施の形態1〜実施の形態3では熱交換器3をV字状の配置としたが、熱交換器3の配置はこれに限ったものではない。また、空気調和機1に、圧縮機や電源等の他の機器が搭載してあってもよい。また、プロペラファン5の羽根枚数も、3枚に限定されるものではない。また、上記の制振効果はプロペラファン5を用いた空気調和機1に限定して得られるものではない。円筒形状のベルマウス4内にファンが設置された空気調和機であれば、ベルマウス4の外周面に上述の構成で振動部10を設置することにより上記の制振効果を得ることができる。
Moreover, in said Embodiment 1-Embodiment 3, although the heat exchanger 3 was made into the V-shaped arrangement | positioning, arrangement | positioning of the heat exchanger 3 is not restricted to this. Further, the
また、振動部10の断面形状も長方形状に限定されるものではなく、例えば円形等の形状でもよい。また、上記の実施の形態1〜実施の形態3では制振対象とする振動モードを節線数nが2である振動モードとしたが、もちろん、他の振動モードでも効果が得られる。n=3の振動モードに対しては、例えば、30[°]の間隔を開けて設置することで、効果が得られるし、n=4の振動モードに対しては、例えば22.5[°]の間隔を開けて設置することで効果が得られる。
Moreover, the cross-sectional shape of the
また、上記の実施の形態1〜実施の形態3では2つの振動部10をベルマウス4の外周面に設置する例について説明したが、3つ以上の振動部10をベルマウス4の外周面に設置してもよい。これらの振動部10のうち、少なくとも2つの振動部10の設置構成が上記の構成となっていれば、上記の制振効果を得ることができる。また、上記の実施の形態1〜実施の形態3では吹出口9が筐体8の上面部に形成された空気調和機1(つまり、ベルマウス4が筐体8の上面部に設置された空気調和機1)を例に説明したが、吹出口9の形成位置(つまり、ベルマウス4の設置位置)はあくまでも一例である。例えば、吹出口9が筐体8の側面部に形成された空気調和機であっても、つまり、ベルマウス4が筐体8の側面部に設けられた空気調和機であってもよい。
In the first to third embodiments, the example in which the two vibrating
また、上記の実施の形態1〜実施の形態3では吹出口9にベルマウス4が設置された空気調和機1について説明したが、吸込口にベルマウス4が設置された空気調和機であってもよい。ベルマウス4内にファンが設けられた空気調和機であれば、ベルマウス4が吸込口に設けられている場合でも、上記のような課題(送風で生じる加振力の周波数とベルマウス4の固有振動数とが一致した場合、ベルマウスの振動や送風音が増大してしまうという課題)が発生する。このため、吸込口にベルマウス4が設置された空気調和機においても、ベルマウス4の外周面に上記のような設置構成で振動部10を設置することにより、当該課題を解決することができる。また、上記の実施の形態1〜実施の形態3では室外機のベルマウス4に振動部10を設置する例について説明したが、室内機のベルマウスに上記の設置構成で振動部10を設置しても、上記の制振効果を得ることができる。
Moreover, although said Embodiment 1-Embodiment 3 demonstrated the
1 空気調和機、2 モーター支持部、3 熱交換器、4 ベルマウス、5 プロペラファン、6 ファンモーター、7 モーター軸、8 筐体、9 吹出口、10,10a,10b 振動部、11 梁部、12 接続部、13 節線、14 振動モード形状、14a 腹、14b 節、41 設置位置、42 設置位置。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該筐体の内部に設置された熱交換器と、
前記吸込口又は前記吹出口に設けられた中空円筒形状のベルマウスと、
該ベルマウスの内周側に設置されたファンと、
該ファンを駆動するファンモーターと、
減衰特性を有し、前記ベルマウスの外周面に設けられた少なくとも2つの振動部と、
を備え、
前記ベルマウスの振動モードの節線数をnとし、任意の整数をmとした場合、
2つの前記振動部の固有振動数は、前記ベルマウスの節線数nの振動モードの固有振動数と略一致しており、
2つの前記振動部の一方は、2つの前記振動部の他方に対して、前記ベルマウスの周方向に{360/4/n+(360/2/n)×m}[°]±(360/4/n)[°]×25[%]の範囲内で設置されていることを特徴とする空気調和機。 A housing in which an inlet and an outlet are formed;
A heat exchanger installed inside the housing;
A hollow cylindrical bell mouth provided at the suction port or the outlet,
A fan installed on the inner peripheral side of the bell mouth;
A fan motor for driving the fan;
At least two vibration parts having damping characteristics and provided on the outer peripheral surface of the bell mouth;
With
When the number of nodal lines in the vibration mode of the bell mouth is n and an arbitrary integer is m,
The natural frequencies of the two vibration parts are approximately the same as the natural frequency of the vibration mode of the nodal line number n of the bell mouth,
One of the two vibrating portions is {360/4 / n + (360/2 / n) × m} [°] ± (360 / in the circumferential direction of the bell mouth with respect to the other of the two vibrating portions. 4 / n) An air conditioner that is installed within a range of [°] × 25 [%].
2つの前記振動部の固有振動数は、前記ベルマウスの節線数nの振動モードの固有振動数、及び、前記ベルマウスの節線数oの振動モードの固有振動数と略一致しており、
2つの前記振動部の一方は、2つの前記振動部の他方に対して、前記ベルマウスの周方向に、{360/4/n+(360/2/n)×m}[°]となり{360/4/n+(360/2/o)×p}[°]となる角度から、±(360/4/n)[°]×25[%]又は±(360/4/o)[°]×25[%]の範囲のうちの小さい範囲内で設置されていることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の空気調和機。 When the number of nodal lines of the vibration mode different from the vibration mode of the number of nodal lines n in the bell mouse is set to o and an arbitrary integer is set to p,
The natural frequencies of the two vibration parts are approximately the same as the natural frequency of the vibration mode of the bell mouth nodal number n and the natural frequency of the vibration mode of the bell mouth nodal line o. ,
One of the two vibrating parts is {360/4 / n + (360/2 / n) × m} [°] in the circumferential direction of the bell mouth with respect to the other of the two vibrating parts {360 / 4 / n + (360/2 / o) × p} [°] from the angle ± (360/4 / n) [°] × 25 [%] or ± (360/4 / o) [°] The air conditioner according to any one of claims 1 to 6, wherein the air conditioner is installed within a small range of a range of x25 [%].
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