JP2020200969A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クロスフローファンおよび熱交換器を備えた空気調和機に関する。 The present invention relates to an air conditioner including a cross flow fan and a heat exchanger.
従来の空気調和機には、例えば特許文献1に開示されているように、クロスフローファンおよび熱交換器を備えた構成が知られている。この空気調和機は、具体的には、クロスフローファンの前および後の位置に熱交換器が設けられ、上面に空気の吸込口を有し、前面の下部に空気の吹出口を有する。 Conventional air conditioners are known to include, for example, a cross-flow fan and a heat exchanger, as disclosed in Patent Document 1. Specifically, this air conditioner is provided with heat exchangers at positions in front of and behind the cross flow fan, has an air inlet on the upper surface, and has an air outlet on the lower part of the front surface.
このような空気調和機は、省エネルギーのため、近年、熱交換器やクロスフローファンといった性能基幹部品について大型化が進んでいる。 In recent years, in order to save energy, such air conditioners have been increasing in size in terms of performance key components such as heat exchangers and cross flow fans.
しかしながら、クロスフローファンを単に大型化すると、求められる風量や消費電力などの性能以外に、静圧や音などの特性が悪化方向へ変化することになり、熱交換器やクロスフローファンを効率よく大型化できないという問題点を有している。また、静圧や音の課題に対しては、従来、主に風路形状を変更し、空気の流れを調整することで対応されてきた。しかしながら、このような対応は、空気調和機として求められる風量と消費電力の効率を基本的に悪化させてしまうことになる。 However, simply increasing the size of the cross-flow fan will change the characteristics such as static pressure and sound in the direction of deterioration in addition to the required performance such as air volume and power consumption, making the heat exchanger and cross-flow fan more efficient. It has a problem that it cannot be increased in size. In addition, the problems of static pressure and sound have been dealt with by mainly changing the shape of the air passage and adjusting the air flow. However, such measures basically deteriorate the efficiency of air volume and power consumption required for an air conditioner.
本発明の一態様は、熱交換器やクロスフローファンを効率よく大型化することができる空気調和機の提供を目的とする。 One aspect of the present invention is to provide an air conditioner capable of efficiently increasing the size of a heat exchanger or a cross flow fan.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る空気調和機は、前構成部および後構成部を有し、前記前構成部と前記後構成部とが、山形を形成するように互いに逆方向の斜め傾斜状態に配置されている熱交換器と、前記前構成部と前記後構成部との間に配置されたクロスフローファンであるファンと、前記熱交換器および前記ファンを収容し、前記熱交換器の上方位置に吸込口を有し、前記ファンの下方位置に吹出口を有する筐体とを備えている空気調和機において、前記前構成部の内面と前記ファンの外周面との距離をLa、前記後構成部の内面と前記ファンの外周面との距離をLb、距離Laと距離Lbとの平均値をL、前記ファンの直径をDとした場合、D≧125mm、かつ0.60≧L/(D/2)≧0.45である。 In order to solve the above problems, the air conditioner according to one aspect of the present invention has a front component and a rear component so that the front component and the rear component form a chevron shape. A heat exchanger arranged in an obliquely inclined state in opposite directions, a fan which is a cross-flow fan arranged between the front component and the rear component, and the heat exchanger and the fan are housed. In an air conditioner having a suction port at an upper position of the heat exchanger and a housing having an air outlet at a lower position of the fan, the inner surface of the front component and the outer peripheral surface of the fan. When the distance between the two is La, the distance between the inner surface of the rear component and the outer peripheral surface of the fan is Lb, the average value of the distance La and the distance Lb is L, and the diameter of the fan is D, D ≧ 125 mm. And 0.60 ≧ L / (D / 2) ≧ 0.45.
本発明の一態様によれば、熱交換器やクロスフローファンを効率よく大型化することができる。 According to one aspect of the present invention, the heat exchanger and the cross flow fan can be efficiently increased in size.
〔実施形態1〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。図1は本実施形態の空気調和機1の構成を示す斜視図である。図2は、図3は、空気調和機1の内部構造を側面から見た場合の概略の説明図である。図3は、空気調和機1の内部構造を側面から見た場合の模式図である。
[Embodiment 1]
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the air conditioner 1 of the present embodiment. 2 is a schematic explanatory view of the internal structure of the air conditioner 1 when viewed from the side. FIG. 3 is a schematic view of the internal structure of the air conditioner 1 when viewed from the side.
(空気調和機1の構成の概要)
図1から図3に示すように、空気調和機1は、筐体11の内部の中央位置にクロスフローファン12を有し、クロスフローファン12の前および後ろの位置に熱交換器13を有している。
(Outline of configuration of air conditioner 1)
As shown in FIGS. 1 to 3, the air conditioner 1 has a
筐体11は、上面の位置に空気の吸込口21を有し、下面の位置に空気の吹出口22を有している。吹出口22からは空気が前方へ吹き出される。
The
熱交換器13は、前構成部31、後構成部32および前付加部33を有している。前構成部31と後構成部32とは、互いに逆方向の斜め傾斜状態にて山形を形成するように配置され、上端部同士がクロスフローファン12の上方位置にて当接した状態である。前付加部33は後構成部32と対向するように配置されている。これにより、前構成部31、後構成部32および前付加部33は、クロスフローファン12の周りにおいてコの字を形成している。
The
空気調和機1では、クロスフローファン12が回転すると、吸込口21から空気が筐体11の内部へ吸い込まれ、その空気は熱交換器13を通過し、吹出口22から空気調和機1の前方へ吹き出される。熱交換器13を通過する空気は、冷房運転の場合に熱交換器13によって冷やされ、暖房運転の場合に熱交換器13によって暖められる。
In the air conditioner 1, when the
(熱交換器13とクロスフローファン12との距離)
本実施形態の空気調和機1では、前構成部31の内面とクロスフローファン12の外周面との距離をLaとし、後構成部32の内面とクロスフローファン12の外周面との距離をLbとした場合、距離La=距離Lbとなっている。クロスフローファン12の直径Dは、D≧125mmである。
(Distance between
In the air conditioner 1 of the present embodiment, the distance between the inner surface of the
また、空気調和機1では、距離Laと距離Lbとの平均値をL、クロスフローファン12の直径をDとした場合、熱交換器13とクロスフローファン12との距離の下限は、
L/(D/2)≧0.45
を満たすようになっている。熱交換器13とクロスフローファン12との距離を上記のように設定することにより、クロスフローファン12の周りの空気は、流れが安定し易く、乱れの発生が抑制される。これにより、空気調和機1は、静圧の変化による損失や音の発生を抑制しながら、クロスフローファン12および熱交換器13を効率よく大型化することができる。
Further, in the air conditioner 1, when the average value of the distance La and the distance Lb is L and the diameter of the
L / (D / 2) ≧ 0.45
It is designed to meet. By setting the distance between the
また、L/(D/2)の上限は、空気調和機1のサイズによって決まってくるものの、0.60とすることが好ましい。したがって、熱交換器13とクロスフローファン12との適正な距離は、
0.60≧L/(D/2)≧0.45 ……(1)
であることが好ましい。
The upper limit of L / (D / 2) is preferably 0.60, although it is determined by the size of the air conditioner 1. Therefore, the proper distance between the
0.60 ≧ L / (D / 2) ≧ 0.45 …… (1)
Is preferable.
(熱交換器13とクロスフローファン12との適正な距離につての研究の経緯)
クロスフローファン12を大型化した場合、空気調和機1の吹出口22から吹き出される風量は多くなる。一方、風量と静圧とはトレードオフの関係にあり、風量が増加すると静圧が低下する。静圧が低下すると、空気調和機1は、効率が低下し、品質が低下する。
(History of research on the proper distance between the
When the size of the
静圧の低下を抑制する対策としては、
(A)吸込口21の面積を増やすこと
(B)吹出口22の面積を減らすこと
(C)熱交換器13の周辺の空間を広く取ること
が考えられる。
As a measure to suppress the decrease in static pressure,
(A) Increasing the area of the suction port 21 (B) Decreasing the area of the outlet 22 (C) It is conceivable to take a large space around the
(A)の対策は、空気調和機1の製品寸法、すなわち大型化に直結するため、採用には限度ある。(B)の対策は、吹出口22からの吹き出し風量が減少するため、効果的な対応が困難である。そこで、本願発明者は(C)の対策に注目し、この問題を解消できるように研究を重ねた。
Since the measure (A) is directly linked to the product size of the air conditioner 1, that is, the increase in size, its adoption is limited. It is difficult to take the measure (B) effectively because the amount of air blown out from the
研究の結果、本願発明者は、クロスフローファン12の径に対して、熱交換器13とクロスフローファン12との距離を一定の範囲に設定すると、静圧の悪化を抑制し、空気調和機1の効率の低下を抑制できることを見出した。クロスフローファン12は、円周方向に羽根を有し、羽根の回転により圧力変動が生じる。この圧力変動では、より空間が広い方が、圧力変動による損失が少なくなる。圧力変動による損失が改善すると、風量が増加し、かつ消費電力が少なくなる。このようにして見出した、熱交換器13とクロスフローファン12との適正な距離が上記の(1)式である。
As a result of research, the inventor of the present application suppresses the deterioration of static pressure by setting the distance between the
(効果の確認)
図4は、空気調和機1において、クロスフローファン12の直径を一定とし、クロスフローファン12と熱交換器13との距離を変化させた場合のクロスフローファン12の回転数と吹き出し風量との関係を示すグラフである。図5は、空気調和機1において、クロスフローファン12の直径を一定とし、クロスフローファン12と熱交換器13との距離を変化させた場合の空気調和機1の消費電力と吹き出し風量との関係を示すグラフである。
(Confirmation of effect)
FIG. 4 shows the rotation speed of the
ここでは、空気調和機1において、Dを125mmとし、L/(D/2)を変化させた場合のクロスフローファン12の回転数と吹き出し風量との関係、および消費電力と吹き出し風量との関係を調べた結果について説明する。図4および図5では、L/(D/2)を(a)0.69(69%)、(b)0.61(61%)、(c)0.52(52%)、(d)0.48(48%)、(e)0.45(45%)、(f)0.42(42%)、(G)0.38(38%)、(h)0.35(35%)とした。
Here, in the air conditioner 1, the relationship between the rotation speed of the
図4の結果からは、L/(D/2)が0.45以上である場合((a)〜(e))に、0.45未満の場合((f)〜(h))と比較して、同じ回転数に対する風量が大幅に多くなっていることが分かった。また、図5の結果からは、L/(D/2)が0.42以上である場合((a)〜(f))に、0.42未満の場合((g)〜(h))と比較して、同じ風量に対する消費電力が大幅に少なくなっていることが分かった。したがって、図4および図5の結果から、L/(D/2)≧0.45とするのが好ましいことが分かった。 From the results of FIG. 4, when L / (D / 2) is 0.45 or more ((a) to (e)), it is compared with the case where it is less than 0.45 ((f) to (h)). Then, it was found that the air volume for the same rotation speed was significantly increased. Further, from the results of FIG. 5, when L / (D / 2) is 0.42 or more ((a) to (f)) and less than 0.42 ((g) to (h)). It was found that the power consumption for the same air volume was significantly reduced. Therefore, from the results of FIGS. 4 and 5, it was found that it is preferable to set L / (D / 2) ≥ 0.45.
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the present invention will be described below. For convenience of explanation, the same reference numerals will be added to the members having the same functions as the members described in the above embodiment, and the description will not be repeated.
(距離Laと距離Lbとの関係)
図6は、本実施形態の空気調和機2の内部構造を側面から見た場合の模式図である。空気調和機2では、前構成部31の内面とクロスフローファン12の外周面との距離Laと後構成部32の内面とクロスフローファン12の外周面との距離Lbの関係を距離La>距離Lbとしている。
(Relationship between distance La and distance Lb)
FIG. 6 is a schematic view of the internal structure of the air conditioner 2 of the present embodiment when viewed from the side. In the air conditioner 2, the relationship between the distance La between the inner surface of the
距離Laと距離Lbとの関係は、前記空気調和機1のように、距離La=距離Lbとするのが吹き出し風量の減少を防ぐために好ましい。しかしながら、距離Laと距離Lbとの関係は、距離La>距離Lbとしてもよい。空気調和機2では、構造上、後部側よりも前部側の方が熱交換器13の配置空間を確保し易い。したがって、距離La>距離Lbとすれば、(1)式のL/(D/2)≧0.45を満たように距離Laと距離Lbとの平均値Lを確保するのが容易である。
As for the relationship between the distance La and the distance Lb, it is preferable that the distance La = the distance Lb as in the air conditioner 1 in order to prevent a decrease in the blown air volume. However, the relationship between the distance La and the distance Lb may be such that the distance La> the distance Lb. In the air conditioner 2, structurally, it is easier to secure a space for arranging the
(距離La>距離Lbの場合の風量)
図7は、図6に示した空気調和機2において、クロスフローファン12と後構成部32との距離Lbが変化した場合の吹き出し風量の変化を示すグラフである。
(Air volume when distance La> distance Lb)
FIG. 7 is a graph showing a change in the blown air volume when the distance Lb between the
ここでは、クロスフローファン12と前構成部31のとの距離Laを固定とし、クロスフローファン12と後構成部32のとの距離Lbを変化させた場合の吹き出し風量の変化について調べた。なお、クロスフローファン12の回転数は一定である。また、図7において、横軸は距離Laに対する距離Lbの比(Lb/La)であり、縦軸は、距離La=距離Lbの場合に対する風量比である。
Here, the change in the blown air volume when the distance La between the
図7から分かるように、吹き出し風量は、Lb/Laが90%付近から減少し始め、Lb/Laが80%付近までは減少幅が小さく、Lb/Laが80%を下回ると減少幅が増大している。この結果から、Lb/Laは、90%以上とするのが理想的であるものの、風量の減少幅と空間効率も考慮すると、80%以上が許容範囲であり、設計目標となる。この結果から、Lb/Laは、1>Lb/La≧0.8とするのが好ましい。 As can be seen from FIG. 7, the blowout air volume starts to decrease from around 90% for Lb / La, decreases little until around 80% for Lb / La, and increases when Lb / La falls below 80%. doing. From this result, it is ideal that Lb / La is 90% or more, but considering the reduction width of the air volume and the space efficiency, 80% or more is an allowable range, which is a design target. From this result, it is preferable that Lb / La is 1> Lb / La ≧ 0.8.
〔実施形態3〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 3]
Still other embodiments of the present invention will be described below. For convenience of explanation, the same reference numerals will be added to the members having the same functions as the members described in the above embodiment, and the description will not be repeated.
図8は、本実施形態の空気調和機3の内部構造を側面から見た場合の模式図である。図8に示すように、空気調和機3は、熱交換器13が前構成部31および後構成部32を有し、前述の前付加部33を有していない構成である。熱交換器13は、性能上、前付加部33を有していることが好ましいものの、例えば低価格の機種に使用する熱交換器13として、このような構成であってもよい。
FIG. 8 is a schematic view of the internal structure of the
〔実施形態4〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 4]
Still other embodiments of the present invention will be described below. For convenience of explanation, the same reference numerals will be added to the members having the same functions as the members described in the above embodiment, and the description will not be repeated.
図9は、本実施形態の空気調和機が備えるクロスフローファン12の翼41の翼絃線42とクロスフローファン12の中心Oと翼41の外縁部とを結ぶ線43とのなす角度の説明図である。図9に示すように、クロスフローファン12の翼41の翼絃線42は、クロスフローファン12の中心Oと翼41の外縁部とを結ぶ線43に対して傾斜しており、両線のなす角度θは、26°≧θ≧22°となっている。
FIG. 9 shows an explanation of the angle formed by the
クロスフローファン12は、一般に、角度θが26°程度である場合に、吸い込みおよび吹き出しの流量効率が最も良いと言われている。一方、静圧の減少を防止する観点では、角度θは大きい方が好ましく、例えば28°〜30°とするのが好ましい。しかしながら、この場合には、上記流量効率が悪化する。
The
一方、前記空気調和機1では、前述したように、静圧の減少を抑制しているので、角度θを26°≧θ≧22°とすることにより、静圧の減少を抑制しながら吹き出し風量の低下を防止することできる。この点は、空気調和機2〜3についても同様である。
On the other hand, in the air conditioner 1, as described above, the decrease in static pressure is suppressed. Therefore, by setting the angle θ to 26 ° ≧ θ ≧ 22 °, the amount of blown air while suppressing the decrease in static pressure. Can be prevented from decreasing. This point is the same for the
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る空気調和機は、前構成部および後構成部を有し、前記前構成部と前記後構成部とが、山形を形成するように互いに逆方向の斜め傾斜状態に配置されている熱交換器と、前記前構成部と前記後構成部との間に配置されたクロスフローファンであるファンと、前記熱交換器および前記ファンを収容し、前記熱交換器の上方位置に吸込口を有し、前記ファンの下方位置に吹出口を有する筐体とを備えている空気調和機において、前記前構成部の内面と前記ファンの外周面との距離をLa、前記後構成部の内面と前記ファンの外周面との距離をLb、距離Laと距離Lbとの平均値をL、前記ファンの直径をDとした場合、D≧125mm、かつ0.60≧L/(D/2)≧0.45である。
[Summary]
The air conditioner according to the first aspect of the present invention has a front component and a rear component, and the front component and the rear component are arranged in an obliquely inclined state in opposite directions so as to form a chevron. A heat exchanger, a fan that is a cross-flow fan arranged between the front component and the rear component, and a position above the heat exchanger that accommodates the heat exchanger and the fan. In an air conditioner having a suction port and a housing having an outlet at a position below the fan, the distance between the inner surface of the front component and the outer peripheral surface of the fan is La, and the rear configuration. When the distance between the inner surface of the portion and the outer peripheral surface of the fan is Lb, the average value of the distance La and the distance Lb is L, and the diameter of the fan is D, D ≧ 125 mm and 0.60 ≧ L / (D). / 2) ≧ 0.45.
本発明の態様2に係る空気調和機は、上記態様1において、前記距離Laと前記距離Lbとの関係は、La=Lbであってもよい。 In the air conditioner according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the relationship between the distance La and the distance Lb may be La = Lb.
本発明の態様3に係る空気調和機は、上記態様1において、前記距離Laと前記距離Lbとの関係は、1>Lb/La≧0.8であってもよい。 In the air conditioner according to the third aspect of the present invention, in the first aspect, the relationship between the distance La and the distance Lb may be 1> Lb / La ≧ 0.8.
本発明の態様4に係る空気調和機は、上記態様1から3のいずれか1態様において、前記ファンの中心と前記ファンの翼の外縁部とを結ぶ線と前記ファンの前記翼の翼絃線とのなす角度θは、26°≧θ≧22°であってもよい。 In any one of the above aspects 1 to 3, the air conditioner according to the fourth aspect of the present invention has a line connecting the center of the fan and the outer edge of the fan blade and a blade wire of the fan blade. The angle θ between the two may be 26 ° ≧ θ ≧ 22 °.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
1〜3 空気調和機
11 筐体
12 クロスフローファン
13 熱交換器
21 吸込口
22 吹出口
31 前構成部
32 後構成部
33 前付加部
41 翼
42 翼絃線
43 線
1-3
Claims (4)
前記前構成部と前記後構成部との間に配置されたクロスフローファンであるファンと、
前記熱交換器および前記ファンを収容し、前記熱交換器の上方位置に吸込口を有し、前記ファンの下方位置に吹出口を有する筐体とを備えている空気調和機において、
前記前構成部の内面と前記ファンの外周面との距離をLa、前記後構成部の内面と前記ファンの外周面との距離をLb、距離Laと距離Lbとの平均値をL、前記ファンの直径をDとした場合、D≧125mm、かつ0.60≧L/(D/2)≧0.45であることを特徴とする空気調和機。 A heat exchanger having a front component and a rear component, wherein the front component and the rear component are arranged in an obliquely inclined state in opposite directions so as to form a chevron.
A fan that is a cross-flow fan arranged between the front component and the rear component,
In an air conditioner that houses the heat exchanger and the fan, and has a housing having a suction port at an upper position of the heat exchanger and an air outlet at a lower position of the fan.
The distance between the inner surface of the front component and the outer peripheral surface of the fan is La, the distance between the inner surface of the rear component and the outer peripheral surface of the fan is Lb, the average value of the distance La and the distance Lb is L, and the fan. An air conditioner characterized in that D ≧ 125 mm and 0.60 ≧ L / (D / 2) ≧ 0.45, where D is the diameter of the air conditioner.
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