JP2018035745A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機に関する。 The present invention relates to an air conditioner.
従来の空気調和機が備える室内機の構造例として、例えば、特許文献1(特開2009−127875号公報)の図2に示すものがある。空気調和機の室内機は、吸込口および吹出口が形成された室内機の筐体の内部に、室内熱交換器、貫流ファン、エアフィルタ等を収納して構成されている。また、貫流ファンの周囲には、フロントノーズとバックノーズが配置され、吸込口と吹出口を分離している。また、貫流ファンの回転軸方向(左右方向)の長さは有限であり、左右2個の側壁が通風路を制約している。 As an example of the structure of an indoor unit included in a conventional air conditioner, for example, there is one shown in FIG. An indoor unit of an air conditioner is configured by housing an indoor heat exchanger, a cross-flow fan, an air filter, and the like inside a housing of an indoor unit in which an inlet and an outlet are formed. Further, a front nose and a back nose are arranged around the cross-flow fan to separate the inlet and the outlet. Further, the length of the cross-flow fan in the rotation axis direction (left-right direction) is finite, and the left and right side walls restrict the ventilation path.
貫流ファンが回転すると、特許文献1の図8のように、貫流ファンの内部に循環渦が発生し、循環渦の負圧により、吸込口から室内空気を吸引し、室内熱交換器において吸引した室内空気と冷媒との間で熱交換させて調和空気を生成し、その調和空気を吹出口から吹き出して室内を空調するよう構成されている。
When the once-through fan rotates, a circulating vortex is generated inside the once-through fan as shown in FIG. 8 of
このように、貫流ファンは、運転時に貫流ファン内部に生じる循環渦によって送風が行われるものであるが、側壁部では壁面摩擦の影響で循環渦の流れが乱れ、不安定化する。また、貫流ファン内部のモータ軸と貫流ファンとを結合するためのボスが配置されている部分では、貫流ファン内部の通風抵抗が増大するため、送風が不安定になりやすい。 As described above, the cross-flow fan is blown by the circulating vortex generated inside the cross-flow fan during operation. However, the flow of the circulating vortex is disturbed and destabilized at the side wall due to the wall friction. Further, in the portion where the boss for connecting the motor shaft inside the cross-flow fan and the cross-flow fan is disposed, the ventilation resistance inside the cross-flow fan increases, so that the air blowing tends to become unstable.
これらの要因により,空気調和機の使用に伴って、空気調和機のエアフィルタや熱交換器に塵埃が堆積した場合など、通風路の通風抵抗が大きくなる条件においては、貫流ファンの軸方向端部から送風安定性が失われ、バサバサという音と逆流を伴うサージングと呼ばれる現象が発生することがある。 Due to these factors, the axial end of the once-through fan is used under conditions where the ventilation resistance of the ventilation path increases, such as when dust accumulates on the air filter or heat exchanger of the air conditioner when the air conditioner is used. The air blowing stability is lost from the part, and a phenomenon called surging accompanied by a sound and backflow may occur.
そこで、本発明は、エアフィルタや熱交換器に塵埃が堆積した場合など、通風路の通風抵抗が大きくなる運転条件においても、安定して送風することができる空気調和機を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has an object to provide an air conditioner capable of stably blowing air even under operating conditions in which the ventilation resistance of an air passage becomes large, such as when dust accumulates on an air filter or a heat exchanger. And
このような課題を解決するために、本発明に係る空気調和機は、複数のファン要素を軸方向に連結して構成した貫流ファンと、前記貫流ファンの軸方向に沿うように配置されたフロントノーズと、を室内機に有する空気調和機であって、前記フロントノーズの前記貫流ファンに対向する対向面は、前記貫流ファンの両端側に、前記貫流ファンの周方向における長さが前記貫流ファンの中央側よりも長い突出部を有し、前記貫流ファンの軸方向における前記突出部の領域幅Wは、前記貫流ファンの直径をDとした場合、0.08≦W/D≦0.32を満たすように形成されていることを特徴とする。 In order to solve such a problem, an air conditioner according to the present invention includes a cross-flow fan configured by connecting a plurality of fan elements in the axial direction, and a front disposed along the axial direction of the cross-flow fan. An air conditioner having a nose in an indoor unit, the opposing surfaces of the front nose facing the cross-flow fan are at opposite ends of the cross-flow fan, and the length of the cross-flow fan in the circumferential direction is the cross-flow fan. The width W of the projecting portion in the axial direction of the cross-flow fan is 0.08 ≦ W / D ≦ 0.32 where D is the diameter of the cross-flow fan. It is formed so that it may satisfy | fill.
本発明によれば、エアフィルタや熱交換器に塵埃が堆積した場合など、通風路の通風抵抗が大きくなる運転条件においても、安定して送風することができる空気調和機を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the air conditioner which can blow stably can be provided also in the driving | running conditions from which the ventilation resistance of a ventilation path becomes large, such as when dust accumulates on an air filter or a heat exchanger. .
以下、本発明を実施するための形態(以下「実施形態」という)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each figure, common portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
≪空気調和機100≫
本実施形態に係る空気調和機100について、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る空気調和機100の構成模式図である。
≪
An
図1に示すように、本実施形態に係る空気調和機100は、室外機1と、室内機2と、を備えている。室外機1は、冷媒を圧縮する圧縮機3と、冷媒の流れの向きを切り替えるための四方弁4と、冷媒と室外空気との間で熱交換させるための室外熱交換器5と、室外空気を室外機1の内部に取り込むためのプロペラファン6と、冷媒を膨張させる膨張弁7と、を備えている。室内機2は、冷媒と室内空気との間で熱交換させるための室内熱交換器8と、室内空気を室内機2の内部に取り込むための貫流ファン9と、を備えている。また、圧縮機3、四方弁4、室外熱交換器5、膨張弁7、および、室内熱交換器8は、配管10で接続され、冷媒が循環することができるようになっている。なお、冷媒は、R410AやR32等の冷媒を用いることができる。
As shown in FIG. 1, an
空気調和機100の冷房運転時において、四方弁4は、図1の実線で示すように接続され、圧縮機3から吐出された冷媒は、室外熱交換器5、膨張弁7、室内熱交換器8の順に流れ、再び圧縮機3に循環するようになっている(図1の実線矢印参照)。一方、空気調和機100の暖房運転時において、四方弁4は、図1の破線で示すように接続され、圧縮機3から吐出された冷媒は、室内熱交換器8、膨張弁7、室外熱交換器5の順に流れ、再び圧縮機3に循環するようになっている(図1の破線矢印参照)。
During the cooling operation of the
室外空気は、プロペラファン6によって室外機1の内部に吸引される(図1の太実線矢印参照)。室外機1の内部では、吸引された室外空気が室外熱交換器5を通過することにより、冷媒と室外空気との間で熱交換ができるようになっている。また、室内空気は、貫流ファン9によって室内機2の内部に吸引される(図1の太実線矢印参照)。室内機2の内部では、吸引された室内空気が室内熱交換器8を通過することにより、冷媒と室内空気との間で熱交換ができるようになっている。そして、冷媒と熱交換することにより加熱または冷却された室内空気である調和空気を室内機2の内部から室内に吹き出すことにより、室内の空調を行うようになっている。
The outdoor air is sucked into the
図2は、本実施形態に係る空気調和機100の室内機2が備える貫流ファン9および室内ファンモータ11を示す図である。なお、図2は、貫流ファン9の軸方向(左右方向)に対して垂直な方向(貫流ファン9の径方向)から見た図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the
図2に示すように、貫流ファン9は、一方の端板9aと、端板9aに設けられた軸9bと、複数のファン要素9cと、ファン要素9dと、他方の端板9eと、端板9eに設けられたボス9fと、で構成されている。ちなみに、本実施形態における貫流ファン9のファン要素の数は、ファン要素9cが8個(図2においては一部省略する。)、ファン要素9dが1個、の合計9個で構成されている。
As shown in FIG. 2, the
また、貫流ファン9のボス9fには、室内ファンモータ11のモータ軸11aが挿入され、さらに止めねじ12で締結されている。なお、ファン要素9dは、端板9eと隣接して配置されるファン要素であり、軸中心にボス9fが配置され、止めねじ12でボス9fとモータ軸11aを締結する際にツールを挿入することができるように、ファン翼の一部が抜けている点でファン要素9cと異なっている。
Further, the
図3は、本実施形態に係る空気調和機100が備える室内機2の断面図である。なお、図3は、貫流ファン9の軸に垂直な面、かつ、貫流ファン9の軸方向長さの略中心位置における断面図を示す(後述する図4のA−A断面図参照)。なお、図3において、前後および上下は、室内機2の前後方向および上下方向を示す。後述する図5から図7についても同様である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
図3に示すように、室内機2は、室内機筐体20と室内機筐体21とで囲まれる空間内に、室内熱交換器8と貫流ファン9とが備えられて構成されている。なお、室内熱交換器8は、複数のアルミ製のフィンを伝熱管が貫く、いわゆるクロスフィンチューブ型の熱交換器である。また、貫流ファン9は、図3において時計回りに回転する。また、室内機筐体20の前面側には、前面パネル22が配置されている。
As shown in FIG. 3, the
室内熱交換器8の上流側の吸込口23には、室内機2の内部に粉塵が入り込むことを防止するエアフィルタ24が存在しており、エアフィルタ24はエアフィルタ枠25により支持されている。また、貫流ファン9の下流側の吹出口26には、上下風向制御板27が配置されている。
An
室内機筐体20には、貫流ファン9に対向し、貫流ファン9の下流側と上流側を分離するフロントノーズ28が形成されている。また、フロントノーズ28の下流側には、貫流ファン9の下流側の風路を構成するフロントケーシング29が形成されている。一方、室内機筐体21には、貫流ファン9に対向し、貫流ファン9の下流側と上流側を分離するバックノーズ30が形成されている。また、バックノーズ30の下流側には、貫流ファン9の下流側の風路を構成するバックケーシング31が形成されている。
The
室内空気は、室内機2の上方の吸込口23から、貫流ファン9の回転により生じる空気の流れにより、室内機2の内部に取り込まれるようになっている。そして、取り込まれた空気は、エアフィルタ24を通過した後、室内熱交換器8において加熱または冷却され、貫流ファン9を通り、フロントケーシング29とバックケーシング31で形成される風路を流れて、室内機2の下方の吹出口26から室内に供給されるようになっている。これにより、室内の空気調和ができるようになっている。
The indoor air is taken into the interior of the
<フロントノーズ28>
次に、本実施形態に係る空気調和機100のフロントノーズ28の形状について、図4を用いて更に説明する。図4は、本実施形態に係る空気調和機100が備える室内機2の下面図である。
<
Next, the shape of the
図4に示すように、フロントノーズ28の形状は、貫流ファン9の軸方向(左右方向)の位置によって、その形状が異なっている。以下、各位置におけるフロントノーズ28の形状(断面形状)について、図5から図7を用いて更に説明する。
As shown in FIG. 4, the shape of the
図5は、図4のA−A断面(以下、第1中央部という。)における室内機2の吹出口26付近の側断面図および流線図である。
FIG. 5 is a side sectional view and a streamline diagram in the vicinity of the
図5に示すように、第1中央部におけるフロントノーズ28Aは、貫流ファン9に対向する対向面28Aaと、風路側に設けられた風路面28Abと、接続面28Acと、を有して構成されている。
As shown in FIG. 5, the
対向面28Aaは、貫流ファン9と対向する面、換言すれば、フロントノーズ28Aにおいて貫流ファン9に最も近い面である。風路面28Abは、バックケーシング31と対向する面であり、下流側で室内機筐体20のフロントケーシング29と繋がるようになっている。接続面28Acは、対向面28Aaと風路面28Abと接続する円弧形状の曲面である。
The facing surface 28Aa is the surface facing the
ここで、第1中央部における対向面28Aaは、平面で構成されている。換言すれば、その断面が図5に示すように略直線状となっている。このような形状とすることにより、貫流ファン9との干渉を減らし、騒音を低減する構造となっている。
Here, the opposing surface 28Aa in the first central portion is configured as a flat surface. In other words, the cross section is substantially linear as shown in FIG. By adopting such a shape, the interference with the
図6は、図4のB−B断面(以下、第2中央部という。)における室内機2の吹出口26付近の側断面図および流線図である。
FIG. 6 is a side sectional view and a streamline diagram in the vicinity of the
図6に示すように、第2中央部におけるフロントノーズ28Bは、貫流ファン9に対向する対向面28Baと、風路側に設けられた風路面28Bbと、接続面28Bcと、を有して構成されている。
As shown in FIG. 6, the
対向面28Baは、貫流ファン9と対向する面、換言すれば、フロントノーズ28Bにおいて貫流ファン9に最も近い面である。風路面28Bbは、バックケーシング31と対向する面であり、下流側で室内機筐体20のフロントケーシング29と繋がるようになっている。接続面28Bcは、対向面28Baと風路面28Bbと接続する円弧形状の曲面である。
The facing surface 28Ba faces the
ここで、第2中央部における対向面28Baは、運転時に貫流ファン9の内部に生じる循環渦の流れに沿うように、曲面で構成されている。具体的には、その断面が図6に示すように貫流ファン9の軸を中心とする円弧形状となっている。換言すれば、貫流ファン9とフロントノーズ28Bの対向面28Baとは、同心円の関係となっている。貫流ファン9に対向する対向面28Baを曲面で構成することにより、循環渦の形状(卵型)に沿うため、流れを安定化することができる。加えて、対向面28Baを貫流ファン9と同心円の形状とすることにより、フロントノーズ28Bを循環渦に近づけることができ、流れをより安定化することができる。
Here, the opposing surface 28Ba in the second central portion is configured by a curved surface so as to follow the flow of the circulating vortex generated in the
図7は、図2のC−C断面(以下、両端部という。)における室内機2の吹出口26付近の側断面図および流線図である。
FIG. 7 is a side sectional view and a streamline diagram in the vicinity of the
図7に示すように、両端部におけるフロントノーズ28Cは、貫流ファン9に対向する対向面28Caと、風路側に設けられた風路面28Cbと、接続面28Ccと、を有して構成されている。
As shown in FIG. 7, the
対向面28Caは、貫流ファン9と対向する面、換言すれば、フロントノーズ28Cにおいて貫流ファン9に最も近い面である。風路面28Cbは、バックケーシング31と対向する面であり、下流側で室内機筐体20のフロントケーシング29と繋がるようになっている。接続面28Ccは、対向面28Caと風路面28Cbと接続する円弧形状の曲面である。
The facing surface 28Ca is a surface facing the
ここで、両端部における対向面28Caは、対向面28Ba(図6参照)と同様に、運転時に貫流ファン9の内部に生じる循環渦の流れに沿うように、曲面で構成されている。具体的には、その断面が図7に示すように貫流ファン9の軸を中心とする円弧形状となっている。換言すれば、貫流ファン9とフロントノーズ28Cの対向面28Caとは、同心円の関係となっている。貫流ファン9に対向する対向面28Caを曲面で構成することにより、循環渦の形状(卵型)に沿うため、流れを安定化することができる。加えて、対向面28Caを貫流ファン9と同心円の形状とすることにより、フロントノーズ28Cを循環渦に近づけることができ、流れをより安定化することができる。
Here, the opposing surfaces 28Ca at both ends are formed in curved surfaces so as to follow the flow of the circulating vortex generated in the
加えて、両端部における対向面28Caは、周方向長さが、第1中央部における対向面28Aaや第2中央部における対向面28Baと比較して、貫流ファン9の回転方向(図7において、時計回り。)と反対の方向(図7において、反時計回り。)に長くなるように構成されている。換言すれば、対向面28Caは、対向面28Aaや対向面28Baよりも、貫流ファン9のから吹出風路(フロントケーシング29およびバックケーシング31で形成される風路)への吐出口Fを狭めるように構成されている。
In addition, the opposing surface 28Ca at both end portions has a circumferential length that is greater than the opposing surface 28Aa at the first central portion and the opposing surface 28Ba at the second central portion in the rotational direction of the cross-flow fan 9 (in FIG. It is configured to be longer in the direction opposite to the clockwise direction (counterclockwise in FIG. 7). In other words, the facing surface 28Ca narrows the discharge port F from the
ここで、両端部では、中央部(第1中央部、第2中央部)と比較して、壁面の摩擦抵抗や貫流ファン9のボス9fや止めねじ12の影響で通風抵抗が大きく、それによりフロントノーズ28近傍と吹出口26とで静圧差を発生させることができない。そのため、フロントノーズ28近傍にできる循環渦は、両端部(図7参照)のほうが中央部(図5,6参照)よりも大きくなり、吹出口26からの吹出風速も遅くなることで、逆流しやすくなることが一般的に知られている。
Here, at both ends, compared with the central portion (first central portion, second central portion), the airflow resistance is large due to the frictional resistance of the wall surface and the influence of the
このような課題に対し、本実施形態に係る空気調和機100では、循環渦が大きくなる両端部において対向面28Caの周方向長さを中央部よりも長くするように構成することで、両端部(側壁付近)においてもフロントノーズ28近傍と吹出口26とで静圧差を発生させ、循環渦の流れを安定化させることで逆流しにくくすることができる。さらに、貫流ファン9の吐出口Fを狭めることで、逆流の流れを遮断する効果と、吹出口26からの風速を高める効果もあるため、より逆流が発生しにくくなる。
With respect to such a problem, the
また、両端部の接続面28Ccは円弧形状であり、その半径は、中央部(第1中央部、第2中央部)の接続面28Ac,28Bcの円弧形状の半径よりも小さく構成されている。このような形状とすることにより、フロントノーズ28Cを周方向へ延長した場合でも、吹出風路の開口Sを狭めすぎずに済むため、縮流によるファン入力の増加を小さくすることができる。
Further, the connection surfaces 28Cc at both ends are arc-shaped, and the radius thereof is configured to be smaller than the arc-shaped radii of the connection surfaces 28Ac and 28Bc at the central portion (first central portion and second central portion). By adopting such a shape, even when the
図8は、貫流ファン9の軸中心側からみたフロントノーズ28の形状を示す斜視図である。なお、図8において、貫流ファン9は取り外された状態であり、図8の左右、前後および上下は、室内機2の左右方向、前後方向(正面背面方向)および上下方向を示す。
FIG. 8 is a perspective view showing the shape of the
図8に示すように、両端部のフロントノーズ28Cは側壁32に接している。なお、図8に示すフロントノーズ28は、第2中央部のフロントノーズ28Bおよび両端部のフロントノーズ28Cが一体の部品として構成され、第1中央部のフロントノーズ28Aが別部品として構成され、それらのアセンブリとしてフロントノーズ28が構成されている。
As shown in FIG. 8, the
図9は、両端部のフロントノーズ28Cを含む部品の斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view of components including the
両端部のフロントノーズ28Cにおいて、貫流ファン9に対向する曲面(対向面28Ca、図8参照)の周方向長さは、中央部から両端部に向かって、略比例的に長くなっている。
In the
また、別の表現を用いれば、フロントノーズ28は、両端部のフロントノーズ28Cにおいて、中央部のフロントノーズ28Bの対向面28Ba(図8参照)と同様の曲面を有する基底部28Cdと、この基底部28Cdから貫流ファン9の吐出口F(図6参照)の方向に突出する突出部28Ceと、備えて構成されている。
In other words, the
なお、この突出部28Ceは、貫流ファン9の軸中心側から見て、辺28Cfと辺28Cgとを有している。ここで、突出部28Ceの軸方向端側の辺28Cgは、側壁32(図8参照)と最近接する辺であり、辺28Cgの延伸方向は貫流ファン9の周方向と一致する。一方、突出部28Ceの軸方向中央側の辺28Cfの延伸方向は、貫流ファン9の周方向に対して斜めとなっており、貫流ファン9の回転方向と反対方向(図6において反時計回り。)に行くにしたがって、辺28Cfと辺28Cgの間隔が短くなる方向に延伸するようになっている。
The protrusion 28Ce has a side 28Cf and a side 28Cg when viewed from the axial center side of the
さらに換言すれば、突出部28Ceは、貫流ファン9の軸中心側から見て、略三角形の形状を有しており、先(後側)に向かうほど幅(貫流ファン9の軸方向の幅)が狭くなるように構成されている。
In other words, the protrusion 28Ce has a substantially triangular shape when viewed from the axial center side of the
このような構成を有することにより、フロントノーズ28Cの突出部28Ceは、循環渦の流れが最も不安定となる側壁32(図8参照)の付近では、突出部28Ceの周方向長さを長くすることで流れの安定性を高めることができる。そして、貫流ファン9の軸方向の中央部に向かって突出部28Ceの周方向長さをゆるやかに戻す(短くする)ことで、貫流ファン9の吐出口F(図6参照)を広げることにより、通風抵抗の増加による入力の悪化を抑制している。
By having such a configuration, the protrusion 28Ce of the
また、図9に示すように、フロントノーズ28Bの対向面28Ba(図8参照)における周方向長さ(フロントノーズ28Cの基底部28Cdにおける周方向長さ)をLBとし、フロントノーズ28Cの対向面28Ca(図8参照)における周方向長さをLCとし、フロントノーズ28Cの突出部28Ceにおける周方向長さをL(=LC−LB)とする。また、フロントノーズ28Cの突出部28Ceにおける軸方向長さ(側壁32からの長さ)をWとする。
Further, as shown in FIG. 9, the circumferential length of the front surface 28Ba (see FIG. 8) of the
ここで、貫流ファン9の直径(ファン径)Dと突出部28Ceの軸方向長さWとの関係について図10および図11を用いて説明する。図10は、貫流ファン9の風量と静圧の関係の一例を示す特性図である。
Here, the relationship between the diameter (fan diameter) D of the once-through
図10の例において、実線は、ファン径Dを125mm、回転速度を900rpmとした場合の実験結果を示している。また、破線は、ファン径Dを100mmに相似縮小した場合において、実線の例と同一の動作点を通過するように回転速度を設定した場合(回転速度1220rpm)の計算結果を示している。 In the example of FIG. 10, the solid line indicates the experimental results when the fan diameter D is 125 mm and the rotation speed is 900 rpm. The broken line indicates the calculation result when the rotation speed is set so as to pass the same operating point as in the solid line example when the fan diameter D is reduced to 100 mm (rotation speed 1220 rpm).
図10に示すように、ファン径Dが小さい時(破線参照)と比較して、ファン径Dが大きい時(実線参照)のほうが、動作点から最大静圧点までの静圧差が小さくなっている。このことは、エアフィルタ24(図3参照)や室内熱交換器8(図3参照)にほこりが堆積し、通風抵抗が増える(動作静圧が増える)と、ファン径Dが大きいほど、逆流が起きやすくなることを示している。即ち、ファン径Dが大きいほど、流れは不安定となり、壁面側の風量が低下する領域が広がる。 As shown in FIG. 10, the static pressure difference from the operating point to the maximum static pressure point is smaller when the fan diameter D is large (see the solid line) than when the fan diameter D is small (see the broken line). Yes. This is because when dust accumulates on the air filter 24 (see FIG. 3) and the indoor heat exchanger 8 (see FIG. 3) and the ventilation resistance increases (operating static pressure increases), the larger the fan diameter D, the greater the backflow. It is easy to get up. That is, the larger the fan diameter D, the more unstable the flow, and the wider the area where the air volume on the wall surface side decreases.
図11は、吹出風速の低下領域とW/Dとの関係を説明するグラフである。なお、図11は、壁面側において風量が低下する領域を説明するためのものであり、本実施形態のような突出部28Ce(図9参照)を備えておらず、中央部のフロントノーズ28の形状が側壁32(図8参照)まである空気調和機における実験結果を示している。また、図11の例における実験条件は、貫流ファン9のファン径Dを125mmとし、貫流ファン9の回転速度を900rpmとした。
FIG. 11 is a graph for explaining the relationship between the blown-out wind speed drop region and W / D. In addition, FIG. 11 is for demonstrating the area | region where an air volume falls on the wall surface side, and is not provided with the protrusion part 28Ce (refer FIG. 9) like this embodiment, but the
また、図10に示すように、ファン径Dが大きいほど、流れが不安定となる領域(吹出風速の低下領域)が広がることから、図11に示すグラフの横軸は、側壁32(図8参照)からの距離Wと貫流ファン9のファン径Dとの比であるW/Dで示す。また、縦軸は、吹出風速を示す。
Further, as shown in FIG. 10, as the fan diameter D increases, the region where the flow becomes unstable (the region where the blown air speed decreases) widens. Therefore, the horizontal axis of the graph shown in FIG. W / D, which is the ratio of the distance W from the reference) and the fan diameter D of the
■(四角の塗りつぶし)のプロットは、吹出風速であり、W/Dの小さい領域(側壁32の付近、壁面側)では、室内熱交換器8や風路の通風抵抗、さらに壁面の摩擦抵抗等により、吹出風速が、中央側より低下している。
The plot of (square fill) is the blown wind speed, and in the region where W / D is small (near the
また、●(丸の塗りつぶし)のプロットは、室内熱交換器8の通風抵抗を低減した場合、換言すれば、壁面側の抵抗の影響が強い場合の風速分布である。なお、図11においては、室内熱交換器8の通風抵抗に応じて4パターンのグラフを示し、抵抗が低減するほど、風速は高くなっている。
Further, the plot of ● (circle fill) is the wind speed distribution when the ventilation resistance of the
壁面側の抵抗の影響で、W/D<0.08までは、吹出風速が極端に低くなっている。このため、この領域においてフロントノーズ28を周方向に伸ばすことで、流れ場を安定させることができる。また、吹出風速が遅い領域のため、フロントノーズ28を周方向に伸ばすことによる通風抵抗の増加が小さく、省エネ性への影響を最小限に抑えることができる。
Due to the influence of the resistance on the wall surface side, the blown wind speed is extremely low until W / D <0.08. For this reason, the flow field can be stabilized by extending the
また、W/D≦0.32までは、中央側と比較して風速低下が大きいため、この領域までは、フロントノーズ28を周方向に伸ばすことによる送風安定化が非常に有効である。一方、W/D>0.32においては、フロントノーズ28を周方向に伸ばすことによる送風安定化の効果よりも、通風抵抗の増加による省エネ性への影響が現れる。
Further, since W / D ≦ 0.32, the wind speed decrease is larger than that at the center side, so that the airflow stabilization by extending the
よって、図9に示すフロントノーズ28の突出部28Ceの軸方向長さWは、送風安定化と省エネ性とのバランスより、「0.08≦W/D≦0.32」とすることが望ましい。
Therefore, the axial length W of the protruding portion 28Ce of the
また、本実施形態では、図5から図7に示すように、3段階にフロントノーズ28の形状を変化させている。室内熱交換器8と送風路の通風抵抗が大きいと、壁面の摩擦抵抗による送風不安定の影響が貫流ファン9の軸方向の中央側へと伝搬する。そのため、側壁32からフロントノーズ28Bの中央部側端部までの幅WBをWB/D≦0.72とすることが好ましい。これにより、送風安定性を向上させることができる。ここで、フロントノーズ28Bとフロントノーズ28Aの間を繋ぐ曲線部は、WB/D≦0.72の範囲外であっても送風安定性を向上することができる。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 5 to 7, the shape of the
図9に戻り、フロントノーズ28の、貫流ファンに対向する曲面の周方向の延長長さLとLが中央部より長い領域の幅Wの比W:Lを適正化することで、両端部近傍の3次元的な流れの変化に適した形状となり、より送風安定性を高めることができる。
Returning to FIG. 9, in the vicinity of both ends by optimizing the ratio W: L of the width W of the
ここで、軸方向長さWに対して周方向長さLを小さくすると(L/W<1)、送風安定化の効果が十分に得られなくなる。また、L/W>5とすると、流れの変化に対し形状変化が大きくなり、吹出口26から風切り音が聴こえる場合がある。
Here, if the circumferential length L is made smaller than the axial length W (L / W <1), the effect of stabilizing the air flow cannot be obtained sufficiently. Further, when L / W> 5, the shape change increases with respect to the flow change, and a wind noise may be heard from the
よって、図9に示すフロントノーズ28の突出部28Ceの周方向長さL(=LC−LB)と軸方向長さWとの関係は、「1≦L/W≦5」(W≦L≦5W)とすることが望ましい。これにより、吹出口26からの風切音が聴こえることなく、送風安定性を高めることができる。
Therefore, the relationship between the circumferential length L (= LC−LB) of the protrusion 28Ce of the
<作用効果>
本実施形態に係る空気調和機100の作用効果について、図12から図15を用いて説明する。
<Effect>
The effect of the
図12(a)は、本実施形態に係る空気調和機100が備える室内機の通風路の模式図である。
Fig.12 (a) is a schematic diagram of the ventilation path of the indoor unit with which the
貫流ファン9の上流側には、エアフィルタ24および室内熱交換器8が、貫流ファン9の軸方向に同一形状で配置されている。また、貫流ファン9の両端部には、側壁32が配置されているため、壁面摩擦の影響で通風抵抗が増大している。また、室内ファンモータ11側(図12において右側)の通風路には、吸込口23に電気品箱33が配置され、通風抵抗が増大している。
On the upstream side of the
図12(b)は、本実施形態に係る空気調和機100が備える室内機の吹出口26における風速分布を示した図である。なお、横軸は、貫流ファン9の軸方向の位置を示し、縦軸は、吹出風速分布を示している。なお、縦軸は、エアフィルタ24に粉塵が堆積していない場合の吹出平均風速を100%としている。また、V0はエアフィルタ24に粉塵が堆積していない場合の吹出風速分布であり、V1は本実施形態におけるエアフィルタ24に粉塵が堆積した場合の吹出風速分布であり、V2は従来例におけるエアフィルタ24に粉塵が堆積した場合の吹出風速分布である。
FIG.12 (b) is the figure which showed the wind speed distribution in the
エアフィルタ24に粉塵が堆積していない場合においては、吹出風速分布V0に示すように、両端でやや風速下がるも逆流までは至らない。
When dust does not accumulate on the
一方、エアフィルタ24に粉塵が堆積した場合では、全体的に吹出風速が低下する。さらに、元々通風抵抗が大きい室内ファンモータ11側はより不安定となる。このため、従来例における吹出風速分布V2においては、室内ファンモータ11側で逆流が発生している。これに対し、本実施形態では、両端の流れを安定化させて逆流を抑制することができるため、吹出風速分布V1に示すように、風速を高めることができる。
On the other hand, when dust accumulates on the
図13は、本実施形態と従来例の貫流ファン9の特性を説明する図である。なお、図13においては、貫流ファン9を室内熱交換器8やエアフィルタ24を除いて室内機筐体20、室内機筐体21、フロントノーズ28、フロントケーシング29、上下風向制御板27のみに取り付けた状態での特性を示している。これにより、貫流ファン9のみの特性を確認することができる。
FIG. 13 is a diagram for explaining the characteristics of the
図13に示すように、破線で示す従来の貫流ファンに比べ、実線で示す本実施形態では同一風量において発生静圧を増大させることができる。また、従来例は最大静圧となる前から、両端から逆流が開始し、バサバサという音が聴こえていたが、両端部の流れを安定化させることで、バサバサという音が聴こえない領域を広くできる。 As shown in FIG. 13, the generated static pressure can be increased at the same air volume in the present embodiment shown by the solid line, compared to the conventional cross-flow fan shown by the broken line. In addition, in the conventional example, the reverse flow started from both ends before the maximum static pressure was reached and the sound of rustling was heard, but by stabilizing the flow at both ends, the area where the rustling sound cannot be heard can be widened. .
図14は、本実施形態と従来例に係る空気調和機におけるファン入力を比較する図である。 FIG. 14 is a diagram comparing fan inputs in the air conditioner according to the present embodiment and the conventional example.
本実施形態に係る空気調和機100と、フロントノーズ28に突出部28Ceを有しない従来例の空気調和機について、吹出口26での風量が同一の風量となるように制御した。この場合における従来例の貫流ファン9の入力を100%としたとき、本実施形態に係る空気調和機100の貫流ファン9の入力は100.3%となった。このように、本実施形態に係る空気調和機100は、従来例と比較しても、ファン入力の増大が極めてわずかである。
About the
図15は、本実施形態と従来例に係る空気調和機において、入口の静圧を増大させた際の貫流ファン9の回転速度の最大変動値を示すグラフである。なお、本実施形態を実線で示し、従来例を破線で示す。
FIG. 15 is a graph showing the maximum fluctuation value of the rotational speed of the
貫流ファン9の回転速度を900rpmとし、入口の静圧を増大(即ち、通風抵抗を増大)させて、風量が低下した際の、貫流ファン9の回転速度の最大変動値を示している。
図15に示すように、本実施形態では、風量が低下し、不安定な状態でも、貫流ファン9の回転速度の変動が従来例と比較して小さく、貫流ファン9が安定して回転している。換言すれば、風量が低下した場合においても、逆流が起きにくくなるため、貫流ファン9が安定して回転することが分かる。
The maximum fluctuation value of the rotational speed of the
As shown in FIG. 15, in the present embodiment, even when the air volume is reduced and the state is unstable, the fluctuation in the rotational speed of the
以上、本実施形態に係る空気調和機100によれば、エアフィルタや熱交換器に塵埃が堆積した場合など、通風路の通風抵抗が大きくなる運転条件においても、ファン動力の増加を最小限に抑えつつ、サージングによりひき起こる逆流現象を抑制し、安定して送風することができる。
As described above, according to the
≪変形例≫
なお、本実施形態に係る空気調和機100は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
≪Modification≫
The
本実施形態に係る空気調和機100において、図7に示すように、フロントノーズ28が、対向面が平面のフロントノーズ28A(第1中央部)と、対向面が曲面のフロントノーズ28B(第2中央部)と、対向面が曲面で突出部28Ceを有するフロントノーズ28C(両端部)、で構成されるものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、対向面が平面のフロントノーズ28A(第1中央部)と、対向面が曲面で突出部28Ceを有するフロントノーズ28C(両端部)、で構成されていてもよく、対向面が曲面のフロントノーズ28B(第2中央部)と、対向面が曲面で突出部28Ceを有するフロントノーズ28C(両端部)、で構成されていてもよい。即ち、フロントノーズ28の中央部の形状は、第1中央部の形状または第2中央部の形状のどちらか一方であってもよい。
In the
また、本実施形態に係る空気調和機100において、図7および図8に示すように、突出部28Ceが、フロントノーズ28B,28Cを構成する部品に形成されるものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、フロントノーズ28Cが側壁32に形成されていてもよい。また、突出部28Ceのみが側壁32に形成され、フロントノーズ28Bを構成する部品を側壁32取り付けることにより、フロントノーズ28B,28Cを構成するようにしてもよい。
Further, in the
また、本実施形態に係る空気調和機100において、図8に示すように、辺28Cfが略直線であり、突出部28Ceの形状が略三角形であるものとして説明したがこれに限られるものではない。例えば、突出部28Ceの形状が略台形であってもよい。また、辺28Cfが略直線であるものとして説明したがこれに限られるものではなく、曲線(例えば、単調関数で表される曲線)であってもよく、突出部28Ceの先に向かうほど幅が狭くなるような構成であればよい。
In the
1 室外機
2 室内機
3 圧縮機
4 四方弁
5 室外熱交換器
6 プロペラファン
7 膨張弁
8 室内熱交換器
9 貫流ファン
9a 端板
9b 軸
9c ファン要素
9d ファン要素
9e 端板
9f ボス
10 配管
11 室内ファンモータ
11a モータ軸
12 止めねじ
20 室内機筐体
21 室内機筐体
22 前面パネル
23 吸込口
24 エアフィルタ
25 エアフィルタ枠
26 吹出口
27 上下風向制御板
28,28A,28B,28C フロントノーズ
28Aa,28Ba,28Ca 対向面
28Ab,28Bb,28Cb 風路面
28Ac,28Bc,28Cc 接続面
28Cd 基底部
28Ce 突出部
28Cf,28Cg 辺
29 フロントケーシング
30 バックノーズ
31 バックケーシング
32 側壁
33 電気品箱
100 空気調和機
F 吐出口
S 開口
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記貫流ファンの軸方向に沿うように配置されたフロントノーズと、を室内機に有する空気調和機であって、
前記フロントノーズの前記貫流ファンに対向する対向面は、前記貫流ファンの両端側に、前記貫流ファンの周方向における長さが前記貫流ファンの中央側よりも長い突出部を有し、
前記貫流ファンの軸方向における前記突出部の領域幅Wは、前記貫流ファンの直径をDとした場合、
0.08≦W/D≦0.32
を満たすように形成されている
ことを特徴とする空気調和機。 A once-through fan configured by connecting a plurality of fan elements in the axial direction;
An air conditioner having a front nose arranged along the axial direction of the cross-flow fan in an indoor unit,
The opposing surfaces of the front nose facing the cross-flow fan have protrusions on both end sides of the cross-flow fan that have a longer length in the circumferential direction of the cross-flow fan than the center side of the cross-flow fan,
The area width W of the protrusion in the axial direction of the cross-flow fan is, when the diameter of the cross-flow fan is D,
0.08 ≦ W / D ≦ 0.32
An air conditioner characterized by being formed to satisfy the above.
ことを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。 2. The air conditioner according to claim 1, wherein the facing surface of the front nose is formed such that a length in a circumferential direction of the cross-flow fan becomes longer as it approaches both ends of the cross-flow fan. .
1≦L/W≦5
を満たすように形成されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気調和機。 When the maximum length of the protrusion in the circumferential direction of the cross-flow fan is L,
1 ≦ L / W ≦ 5
The air conditioner according to claim 1 or 2, wherein the air conditioner is formed so as to satisfy.
前記円弧形状の半径は、中央側よりも両端側の方が短い
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の空気調和機。 The connection surface that connects the facing surface of the front nose and the air path surface that is the surface opposite to the facing surface of the front nose is arcuate,
The air conditioner according to any one of claims 1 to 3, wherein a radius of the arc shape is shorter on both end sides than on a central side.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の空気調和機。 The air conditioner according to any one of claims 1 to 4, wherein the facing surfaces of the front nose on both end sides are formed to have a concentric relationship with the cross-flow fan.
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