JP2014084771A - Transverse flow blower and indoor unit for air conditioner using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、横断流送風機とそれを用いた空気調和機の室内ユニットに関する。 The present invention relates to a cross flow blower and an indoor unit of an air conditioner using the same.
一般に横断流送風機は空気調和機の室内ユニットに多用されている。図9は従来の横断流送風機が用いられている空気調和機の室内ユニットを示す断面図、図10は同室内ユニットの側壁近傍の部分斜視図である。 In general, a cross flow blower is widely used in an indoor unit of an air conditioner. FIG. 9 is a cross-sectional view showing an indoor unit of an air conditioner in which a conventional cross-flow fan is used, and FIG. 10 is a partial perspective view in the vicinity of the side wall of the indoor unit.
この横断流送風機を用いた室内ユニットは、複数のブレード101から成るクロスフローファン102とその周囲に配置されたリアガイダ103とスタビライザ104とで空気の通風路が形成される。また前記クロスフローファン102の回転軸の垂直方向に配設された左右2個の側壁105により、軸方向の通風路を制約する。
In the indoor unit using the cross flow blower, an air ventilation path is formed by the
空気の流れは、空気調和機であれば吸い込みグリル106、フィルター107及び熱交換器108を通過してクロスフローファン102に流れ込む。さらにリアガイダ103とスタビライザ104と側壁105で形成された通風路(ディフュザー)109を通過して、送風機の吹き出し部から放出される。
In the case of an air conditioner, the air flow passes through the
上記のような構成を有する横断流送風機において、クロスフローファン102から吹き出される流れは、通風路(ディフュザー)109のクロスフローファン102の軸方向の中央部では2次元流れが形成されているが、側壁105の近傍では流体の粘性により2次元流れがくずれている。そのため、側壁105の近傍では流れの変動成分が増大して騒音上昇につながるという課題を有している。
In the cross flow blower having the above-described configuration, the flow blown out from the
また、空気調和機などについては、熱交換器108およびフィルター107の抵抗により流速が失速して側壁105の近傍でさらに2次元流れがくずれる。そのために、剥離が断続的に発生して非定常な流れとなり、クロスフローファン102の流量性能も大きく減少し、さらには騒音上昇にもつながるという課題を有している。
In addition, for an air conditioner or the like, the flow velocity is stalled due to the resistance of the
そこで、出願人は、図10に示すように、クロスフローファン102の吹き出し部から送風機の吹き出し部の通風路(ディフュザー)109において徐々にクロスフローファン102の回転軸方向の通風路を縮小するように側壁形状を変化させて、側壁105近傍での流れの剥離を抑制し、流れを安定化させることで騒音の低減を図ることを提案している(例えば、特許文献1参照)。
Therefore, as shown in FIG. 10, the applicant gradually reduces the ventilation path in the rotational axis direction of the
しかしながら、前記特許文献1に示す構成では、低風量運転時の異音発生には効果的である一方、形状によっては特に高能力運転時のような大風量条件下においては、通風路の大きな抵抗となり、クロスフローファンの動力であるファンモータの消費電力が増大してしまうという課題があった。
However, the configuration shown in
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、スタビライザの形状をクロスフローファ
ンの軸方向に対して適切に変化させることで、側壁近傍での騒音を低減させると共に風量性能を向上させ、省エネルギー性能の高い横断流送風機とそれを用いた空気調和機の室内ユニットを提供することを目的とする。
The present invention solves the above-described conventional problems, and by appropriately changing the shape of the stabilizer with respect to the axial direction of the crossflow fan, noise near the side wall is reduced and air flow performance is improved, thereby saving energy. An object of the present invention is to provide a high-performance cross-flow blower and an indoor unit of an air conditioner using the same.
上記目的を達成するために、本発明は、一定の長さを有する複数のブレードを円柱状に配列した羽根車単体を回転軸方向に組み合わせてなるクロスフローファンと、このクロスフローファンに近接・対向して位置するスタビライザと、通風路を形成するリアガイダと、前記クロスフローファンの回転軸の垂直方向に配置された側壁と、を有し、前記側壁近傍の前記スタビライザの吸込み部と吹出し部を分ける舌部の半径を中央部のスタビライザ舌部の半径より大きくし、かつ前記側壁近傍の前記クロスフローファンに近接する吸込み部端面とスタビライザ舌部を繋ぐ面を中央部のそれより長くなる構成としてある。 In order to achieve the above object, the present invention provides a cross flow fan in which a plurality of blades having a certain length are arranged in a columnar shape and combined with a single impeller in the rotation axis direction, A stabilizer positioned oppositely, a rear guider that forms a ventilation path, and a side wall disposed in a direction perpendicular to a rotation axis of the cross flow fan, and a suction portion and a discharge portion of the stabilizer in the vicinity of the side wall. The radius of the separating tongue is larger than the radius of the stabilizer tongue at the center, and the surface connecting the end surface of the suction portion adjacent to the cross flow fan near the side wall and the stabilizer tongue is longer than that of the center. is there.
これにより、風速が速く、流れが安定している中央部ではスタビライザとリアガイダで構成される風路を最大限に確保できる一方、風速が遅く、流れが不安定な側壁近傍では静圧を向上させ、流れを安定させる構成が可能となるので、風量性能の向上と側壁近傍の流れの剥離に伴う騒音の低減の両立が実現できる。また、スタビライザを構成するブロックのみで完結できるため、現行品のスタビライザブロック、即ち一部の金型の新作もしくは改造で対応が可能であり、少ない投資額で騒音を低減した省エネルギー性能の高い横断流送風機とそれを用いた空気調和機の室内ユニットを提供することができる。 As a result, the wind path composed of the stabilizer and rear guider can be secured to the maximum in the center where the wind speed is fast and the flow is stable, while the static pressure is improved near the side wall where the wind speed is slow and the flow is unstable. Since a structure that stabilizes the flow is possible, it is possible to achieve both improvement in air flow performance and reduction in noise accompanying separation of the flow in the vicinity of the side wall. In addition, because it can be completed with only the blocks that make up the stabilizer, it can be handled with the current stabilizer block, that is, with new or modified parts of some molds. An indoor unit of a blower and an air conditioner using the blower can be provided.
本発明によれば、スタビライザの変更のみで流れの主流となる中央部および側壁近傍の風量性能を向上させると共に、側壁近傍の剥離を抑制することで流れを安定させ、騒音の低減を図ることが出来る。これにより、金型等の設備投資を最小限に抑えた上で省エネルギー性の高い横断流送風機とそれを用いた空気調和機の室内ユニット等を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to improve the air flow performance near the central portion and the side wall, which becomes the main flow only by changing the stabilizer, and stabilize the flow by reducing separation near the side wall, thereby reducing noise. I can do it. Accordingly, it is possible to provide a cross-flow blower with high energy saving performance and an indoor unit of an air conditioner using the same while minimizing capital investment such as a mold.
第1の発明は、一定の長さを有する複数のブレードを円柱状に配列した羽根車単体を回転軸方向に組み合わせてなるクロスフローファンと、このクロスフローファンに近接・対向して位置するスタビライザと、通風路を形成するリアガイダと、前記クロスフローファンの回転軸の垂直方向に配置された側壁と、を有し、前記側壁近傍の前記スタビライザの
吸込み部と吹出し部を分ける舌部の半径を中央部のスタビライザ舌部の半径より大きくし、かつ前記側壁近傍の前記クロスフローファンに近接する吸込み部端面とスタビライザ舌部を繋ぐ面を中央部のそれより長くなるように構成したものである。
A first aspect of the present invention is a cross flow fan formed by combining a single impeller in which a plurality of blades having a certain length are arranged in a columnar shape in the direction of the rotation axis, and a stabilizer positioned close to and opposed to the cross flow fan. And a rear guider that forms a ventilation path, and a side wall that is arranged in a direction perpendicular to the rotation axis of the cross flow fan, and the radius of the tongue that separates the suction portion and the blowout portion of the stabilizer in the vicinity of the side wall. The radius is larger than the radius of the stabilizer tongue at the center, and the surface connecting the end of the suction portion adjacent to the cross flow fan near the side wall and the stabilizer tongue is longer than that at the center.
このような構成とすることで、風速が速く、流れが安定している中央部ではスタビライザとリアガイダで構成される風路を最大限に確保できる一方、風速が遅く、流れが不安定な側壁近傍では静圧を向上させ、流れを安定させる構成が可能となるので、風量性能の向上と側壁近傍の流れの剥離に伴う騒音の低減の両立が実現できる。また、スタビライザを構成するブロックのみで完結できるため、現行品のスタビライザブロック、即ち一部の金型の新作もしくは改造で対応が可能であり、少ない投資額で騒音を低減した省エネルギー性能の高い横断流送風機を提供することができる。 By adopting such a configuration, the central part where the wind speed is fast and the flow is stable can secure the maximum air path composed of the stabilizer and the rear guider, while the wind speed is slow and the side of the sidewall where the flow is unstable. Since it is possible to improve the static pressure and stabilize the flow, it is possible to achieve both the improvement of the air flow performance and the reduction of noise caused by the separation of the flow near the side wall. In addition, because it can be completed with only the blocks that make up the stabilizer, it can be handled with the current stabilizer block, that is, with new or modified parts of some molds. A blower can be provided.
第2の発明は、特に、第1の発明において、前記側壁近傍のスタビライザ舌部から本体吹き出し口端面を繋ぐ上面壁を中央部のそれより前記リアガイダ側に配置した構成としてある。 According to a second aspect of the present invention, in particular, in the first aspect of the present invention, an upper surface wall connecting the stabilizer tongue near the side wall and the end face of the main body outlet is disposed on the rear guider side from that of the central portion.
このような構成とすることで、側壁近傍の静圧を向上させ、流れの剥離を更に抑制できるので、特に騒音低減を図った風量性能の高い横断流送風機を実現することができる。 By adopting such a configuration, the static pressure in the vicinity of the side wall can be improved and the flow separation can be further suppressed, so that it is possible to realize a cross-flow blower with high air volume performance that particularly reduces noise.
第3の発明は、特に、第1〜2の発明において、前記中央部と異なる左右側壁近傍の形状の軸方向長さをL、前記クロスフローファンの半径をRとした場合、下記の式を満たす構成としてある。
R/5≦L≦3R
このような構成とすることで、スタビライザとリアガイダで構成される風路を広くとり、風量の大きい中央部の領域を適切に確保できると共に側壁近傍の流れを安定させる領域を適切に確保できるため、特に騒音低減を図った風量性能の高い横断流送風機を提供することができる。
In particular, in the first and second aspects of the invention, when the axial length of the shape near the left and right side walls is different from L and the radius of the cross flow fan is R, It is as composition to satisfy.
R / 5 ≦ L ≦ 3R
By adopting such a configuration, it is possible to widen the air path composed of the stabilizer and the rear guider, and to appropriately secure the area of the central portion where the air volume is large and to appropriately secure the area that stabilizes the flow near the side wall, In particular, it is possible to provide a cross-flow blower with high air volume performance that reduces noise.
第4の発明は、特に、第1〜3の発明において、前記側壁近傍のスタビライザと中央部のスタビライザの段差を滑らかな面で繋ぐ構成としてある。 In a fourth aspect of the invention, in particular, in the first to third aspects of the invention, the step between the stabilizer in the vicinity of the side wall and the stabilizer in the central portion is connected with a smooth surface.
このような構成とすることで、スタビライザ段差部分での流れの剥離を抑制し、特に騒音低減を図った風量性能の高い横断流送風機を提供することができる。 By adopting such a configuration, it is possible to provide a cross flow blower with high air volume performance that suppresses separation of the flow at the stabilizer step portion and particularly reduces noise.
第5の発明は、特に、第1〜4の発明において、前記側壁近傍のスタビライザと中央部のスタビライザの段差を繋ぐ滑らかな面の傾斜を、中央部のスタビライザの面の稜線と、前記側壁近傍のスタビライザと中央部のスタビライザの段差を繋ぐ面の稜線の成す角度が平均60度以下となる構成としてある。 In particular, in the first to fourth inventions, the fifth invention is characterized in that the slope of the smooth surface connecting the step between the stabilizer in the vicinity of the side wall and the stabilizer in the central part, the ridge line of the surface of the stabilizer in the central part, and the vicinity of the side wall The angle formed by the ridgeline of the surface connecting the step between the stabilizer and the stabilizer in the center is an average of 60 degrees or less.
このような構成とすることで、スタビライザ段差部分での流れの剥離を更に抑制し、特に騒音低減を図った風量性能の高い横断流送風機を提供することができる。 By adopting such a configuration, it is possible to provide a cross flow blower with high air volume performance that further suppresses separation of the flow at the step portion of the stabilizer and particularly reduces noise.
第6の発明は、室内ユニット本体の吸込み口と吹き出し口との間に熱交換器と前記第1〜第5の発明のいずれかに記載の横断流送風機を組み込んだ空気調和機の室内ユニットであり、第1の発明の横断流送風機と同様、風量性能の向上と側壁近傍の流れの剥離に伴う騒音の低減の両立が実現でき、しかも少ない投資額で騒音を低減した省エネルギー性能の高い空気調和機の室内ユニットを提供することができる。 6th invention is an indoor unit of the air conditioner which incorporated the heat exchanger and the crossflow fan in any one of the said 1st-5th invention between the suction inlet and the blower outlet of the indoor unit main body. Yes, as with the cross-flow blower of the first aspect of the invention, it is possible to achieve both air flow performance improvement and noise reduction due to flow separation near the side wall, and high energy-saving air conditioning that reduces noise with a small investment amount An indoor unit of the machine can be provided.
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の
形態によって本発明が限定されるものではない。
(Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は本発明の実施の形態1に係る横断流送風機を搭載した空気調和機の室内ユニットの斜視図であり、図2は同室内ユニットの断面図である。
1 is a perspective view of an indoor unit of an air conditioner equipped with a cross flow fan according to
図1、図2において、空気調和機の室内ユニット本体1は、吸込み口10と熱交換器2と吹き出し口11とクロスフローファン3とを備え、クロスフローファン3を運転して吸込み口10より室内の空気を取り入れ、熱交換器2で熱交換された空気を吹き出し口11より吹き出す。
1 and 2, the
横断流送風機の要部となるクロスフローファン3から吹き出し口11までの通風路13においては、クロスフローファン3の前面側に近接した部分で回転軸方向に延設されたスタビライザ4と、スタビライザ4から吹き出し方向に形成された上面壁4aと、クロスフローファン3の背面側から吹き出し口11にかけて下面壁を形成するリアガイダ5と、左右の側壁12(図4、図5等参照)とを備え、更に室内ユニットとして必要な、断面が略円弧状で、吹き出し空気の上下方向の向きを制御する上下羽根6とを備えている。
In the
図3は吹き出し口11(横断流送風機要部)の拡大断面図である。本実施の形態では、側壁近傍のスタビライザ4の吸込み部と吹出し部を分ける舌部4R2の半径を、中央部のスタビライザ4の吸込み部と吹出し部を分ける舌部4R1の半径の2倍とし、側壁近傍のクロスフローファン3に近接する吸込み部端面とスタビライザ舌部を繋ぐ面L2の長さを、中央部のクロスフローファン3に近接する吸込み部端面とスタビライザ舌部を繋ぐ面L1より長くなるように構成している。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the blowout port 11 (the main part of the cross flow fan). In the present embodiment, the radius of the tongue portion 4R2 that separates the suction portion and the blowout portion of the
本構成とすることで、風速が速く、流れが安定している中央部ではスタビライザ4とリアガイダ5で構成される通風路13を最大限に確保する一方、風速が遅く、流れが不安定な側壁近傍では静圧を向上させ、流れを安定させることが可能となり、風量性能の向上と側壁近傍の流れの剥離に伴う騒音の低減の両立が実現できる。
By adopting this configuration, the central portion where the wind speed is fast and the flow is stable ensures the
また、本実施の形態では、側壁近傍のスタビライザ4の舌部4R2から本体吹き出し口端面を繋ぐ上面壁4a2を、中央部のスタビライザ4の舌部4R1から本体吹き出し口端面を繋ぐ上面壁4a1より前記リアガイダ5側に配置している。
Further, in the present embodiment, the upper wall 4a2 that connects the tongue 4R2 of the
本構成とすることで、側壁近傍の静圧を向上させるとともに、側壁近傍のスタビライザ4の舌部4R2に衝突した空気が吹き出し口11にかけて流れる際の剥離を抑制し、更なる騒音低減と風量性能の向上を図っている。
By adopting this configuration, the static pressure in the vicinity of the side wall is improved, and separation when the air colliding with the tongue 4R2 of the
図7は本実施の形態において、クロスフローファン3を同一回転数に固定し、中央部と形状の異なる右側壁近傍のスタビライザ4の軸方向長さL3(図5参照)を変化させた場合の風量を示す。ここでRはクロスフローファン3の半径である。
FIG. 7 shows a case where the
本構成では横断流送風機となる室内ユニットの吹き出し口右側壁近傍にフィルター自動掃除機能のノズル収納スペース(図示せず)を確保しているため、特に右側側壁近傍で通風抵抗が高く、L=1.3Rで風量性能がピークとなる。一方比較的通風抵抗の低い左側壁近傍では風量特性図は図示しないが、L=0.7Rで風量性能がピークとなり、通風抵抗の大きさに応じて、中央部と異なる左右側壁近傍のスタビライザ形状の軸方向長さLを下記式の範囲で適宜調整すると風量特性が良いものとなる。
R/5≦L≦3R
また、近年、省エネルギー性能向上のため、本実施の形態の図2に示すように熱交換パイプが3列から4列以上で構成されるなど、熱交換器の高効率化のために通風抵抗が増大
する傾向にあるが、この様な場合には側壁近傍の静圧向上が必要となる。そのため、中央の主風路部の風量性能向上と側壁近傍の静圧向上の両立を実現可能な本発明は、近年の省エネルギー性の高い空気調和機に特に有効である。
In this configuration, since a nozzle storage space (not shown) for the automatic filter cleaning function is secured in the vicinity of the right side wall of the blowout port of the indoor unit serving as the cross flow fan, the ventilation resistance is particularly high near the right side wall, L = 1 The airflow performance reaches a peak at 3R. On the other hand, although the airflow characteristic diagram is not shown in the vicinity of the left side wall with relatively low ventilation resistance, the airflow performance peaks at L = 0.7R, and the stabilizer shape near the left and right side walls differs from the central part depending on the magnitude of the ventilation resistance. When the axial length L is appropriately adjusted within the range of the following formula, the air flow characteristics are improved.
R / 5
Further, in recent years, in order to improve energy saving performance, as shown in FIG. 2 of the present embodiment, the heat exchange pipe is composed of three to four rows or more. In such a case, it is necessary to improve the static pressure near the side wall. Therefore, the present invention capable of realizing both the improvement in the air volume performance of the central main air passage section and the improvement in the static pressure in the vicinity of the side wall is particularly effective for the recent air conditioners with high energy savings.
また、本実施の形態では、側壁近傍のスタビライザ4の舌部4R2から本体吹き出し口端面を繋ぐ上面壁4a2と、中央部のスタビライザ4の舌部4R1から本体吹き出し口端面を繋ぐ上面壁4a1とを繋ぐ面4bを、図4〜図6に示すように、滑らかな面で繋ぐ構成としている。
Further, in the present embodiment, an upper surface wall 4a2 that connects the tongue 4R2 of the
図4に吹き出し口11(横断流送風機要部)の右側壁近傍を斜め下からみた斜視図を、図5に同吹き出し口11(横断流送風機要部)のスタビライザ4を上面壁4a1に平行な角度よりみた平面図を、図6に同吹き出し口(横断流送風機要部)を上面壁4a1に垂直な角度より見た平面図を示す。
FIG. 4 is a perspective view of the vicinity of the right side wall of the outlet 11 (cross flow fan main part) viewed obliquely from below, and FIG. 5 shows the
本構成とすることで、スタビライザ段差部分での流れの剥離を抑制し、特に騒音低減を図った風量性能の高い空気調和機の室内ユニットを実現している。 By adopting this configuration, an indoor unit of an air conditioner with high air volume performance that suppresses flow separation at a stabilizer step portion and particularly reduces noise is realized.
図8に本実施の形態においてクロスフローファン3を同一回転数に固定し、スタビライザ4の上面壁4a1と4a2を繋ぐ面4bと4a1のなす角度D1(図5参照)を変化させた場合の風量を示す。D1が90度、即ち上面壁4a1と4a2が段状である形態の風量を100%とした場合、本実施の形態では角度の縮小と共に風量性能が向上し、D1が25度で風量性能がピークとなる。D1については舌部4R1と4R2の段差の高さ等に応じて適宜選択可能であるが、段差部分の流れの剥離を抑制するため、平均60度以下で構成することが好ましい。
FIG. 8 shows the air flow when the
また、本実施の形態では前記角度D1を全面ほぼ一定で構成しており、本構成により、段差部分での流れの剥離を更に抑制することが可能となる。 Further, in the present embodiment, the angle D1 is configured to be substantially constant over the entire surface. With this configuration, it is possible to further suppress the flow separation at the step portion.
なお、本実施の形態においては、空気調和機の室内ユニットに搭載した横断流送風機を例に説明したが、空気清浄機等の各種機器及びクロスフローファンおよびケーシングで構成される横断流送風機全般に適用でき、特に側壁近傍で通風抵抗の高い送風機に有用である。 In addition, in this Embodiment, although the crossflow fan mounted in the indoor unit of an air conditioner was demonstrated to the example, various apparatuses, such as an air cleaner, and a crossflow fan comprised with a crossflow fan and a casing in general It is applicable to a blower with high ventilation resistance, particularly in the vicinity of the side wall.
本発明は、クロスフローファンを用いた横断流送風機において、主流となる中央部および側壁近傍の風量性能を向上させると共に、側壁近傍の剥離を抑制することで流れを安定させ、騒音の低減を図ることが出来るため、空気調和機の室内ユニットやクロスフローファンを用いた送風機全般に有用である。 The present invention, in a cross flow fan using a cross flow fan, improves the air flow performance near the central portion and the side wall, which is the mainstream, and stabilizes the flow by suppressing separation near the side wall, thereby reducing noise. Therefore, it is useful for air conditioners indoor units and general blowers using cross flow fans.
1 室内ユニット本体
2 熱交換器
3 クロスフローファン
4 スタビライザ
4a、4a1、4a2 スタビライザの上面壁
4b スタビライザ段差部を繋ぐ面
4R1、4R2 スタビライザの舌部
5 リアガイダ
6 上下羽根
10 吸込み口
11 吹き出し口
12 側壁
13 通風路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
R/5≦L≦3R 3. The structure according to claim 1, wherein when the axial length of the shape near the left and right side walls different from the central portion is L and the radius of the cross flow fan is R, the following formula is satisfied. Cross flow blower.
R / 5 ≦ L ≦ 3R
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