JP4794498B2 - 冷凍空調装置 - Google Patents

Description

この発明は冷凍空調装置に関し、特に複数台の送風機を備えた冷凍空調装置に関するものである。

従来の冷凍空調装置としては、例えば「ユニット本体１は、前面部、後板および底板を一体に組合わせた筐体である。この前面部にはベルマウス２が設けられ、熱交換空気の吹出し口３が形成される。背面部と一方の側面部には熱交換空気の吸込み口４，５が設けられる。ユニット本体１内には、吸込み口４，５に沿うようにして室外熱交換器６が配置される。上記室外熱交換器６は、背面部と側面部の外気吸込み口４，５に対向するよう平面視で略Ｌ字状に折り曲げ形成される第１の熱交換器７と、この第１の熱交換器における背面部外気吸込み口４に沿う直状部分に並行で、かつ背面部外気吸込み口側に沿って配置される直状の第２の熱交換器８とから構成される。」（例えば特許文献１参照）というものが提案されている。

また、例えば「第１熱交換器８１と第２熱交換器８２の全体形状は、室外機５の背面から向かって左側面に折り曲げられた平面視略Ｌ字形状でかつ略同一形状に構成されている。第１熱交換器８１と第２熱交換器８２とは、上下方向に所定距離ずらせることにより、上下方向中間の一部が重合するように配置されている。たとえば、ケーシングの外気吸い込み口の形状に対応して上下方向の長さ２４０ｍｍの熱交換器を構成する場合、上下方向の長さ２４０ｍｍに１列の伝熱管を設けた熱交換器では熱交換能力が不十分であり、２列の伝熱管を設けた熱交換器では熱交換能力に余裕がありすぎる場合には、図５に示すように、上下方向の長さが２００ｍｍの第１熱交換器８１および第２熱交換器８２を用いて、中間の重合部分８８のサイズを１６０ｍｍとし、下部非重合部８９および上部非重合部９０のサイズをそれぞれ４０ｍｍに設定する。このことにより、室外熱交換器４０の上下方向の全体的なサイズを２４０ｍｍとし、かつ熱交換能力を１列の場合と２列の場合との中間サイズのものに設定できる。」（例えば特許文献２参照）というものが提案されている。

特開平８−２７０９８５号公報（段落番号００２８〜００３０、図１） 特開２００３−１１４０６５号公報（段落番号００２４、図４，５）

一般的に、冷凍空調装置は、共通の本体サイズによって熱交換能力の異なる複数の機種に対応することで、意匠の統一化、部品の共通化、又は製造ラインの共有化などによるコストダウンが図られている。このようなコストダウンを実現するため、冷凍空調装置本体に配置される熱交換器の列数（伝熱管の列数）を必要な熱交換能力に応じて１列、２列、又は３列など複数列にする構成としている。また、熱交換器の列数の変更だけでは最適なコストで適当な熱交換能力を備えることが困難であるとして、従来より提案されているものの中には、列により大きさの異なる熱交換器を配置しているものもある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
しかしながら、従来の冷凍空調装置では、熱交換能力の最適化は改善されているが、送風機の特性の適正化までは図られていなかった。つまり、熱交換器の列数が異なる範囲を通過するそれぞれの空気流れは流速が異なり、この流速差によって生じる乱流に起因する送風騒音が増加するという問題点があった。また、送風機に要求される昇圧特性と風量のバランスが送風機の特性に対して適性でないという問題点があった。

この発明は、上記のよう課題を解決するためになされたものであり、熱交換器のサイズとコストを最適とした上で低騒音の冷凍空調装置を得るものである。

この発明に係る冷凍空調装置は、空気の吸込み口と吹出し口が形成された本体と、前記吸込み口から空気を吸引し、前記吹出し口から空気を排出させる複数の送風機と、前記吸込み口と前記送風機との間に配置された熱交換器とを備えた冷凍空調装置において、前記熱交換器は、空気流れ上流側に配置された第一熱交換器と、空気流れ下流側に配置された第二熱交換器とからなり、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器は重合して設けられ、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器は大きさが異なり、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との重合部境界が、前記送風機と対向しない位置にあり、前記複数の送風機のうち、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との重合部に対向して設けられた送風機と、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器とが重合しない範囲に対向して設けられた送風機とは、それぞれファン形状が相似するプロペラファンを用い、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との重合部に対向して設けられた該プロペラファンは、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器とが重合しない範囲に対向して設けられた前記プロペラファンと比較して、ファン外径が小さいものである。

この発明においては、第一熱交換器と第二熱交換器との重合部境界が、送風機と対向しない位置にあるので、第一熱交換器または第二熱交換器の一方のみを通過する空気流れと、第一熱交換器と第二熱交換器との重合部を通過する空気流れがそれぞれ干渉して乱れることが抑制される。また、第一熱交換器と第二熱交換器との重合部に対向して設けられた送風機と、第一熱交換器と第二熱交換器とが重合しない範囲に対向して設けられた送風機とは、それぞれファン形状が相似するプロペラファンを用い、第一熱交換器と第二熱交換器との重合部に対向して設けられたプロペラファンは、第一熱交換器と第二熱交換器とが重合しない範囲に対向して設けられたプロペラファンと比較して、ファン外径が小さくなっている。つまり、第一熱交換器と第二熱交換器との重合部（通風抵抗の大きい経路）を通過する空気が流入するプロペラファンとして、第一熱交換器と第二熱交換器とが重合しない範囲（通風抵抗の小さい経路）を通過する空気が流入するプロペラファンよりも静圧が大きい状態で比騒音が最小となるプロペラファンを用いている。そのため、熱交換器のサイズとコストを最適とした上で低騒音の冷凍空調装置を得ることができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における冷凍空調装置の室外機の外観斜視図である。また、図２は図１におけるＡ−Ａ断面模式図である。この図１及び図２を用いて、本実施形態１における冷凍空調装置の室外機の構成について説明する。
室外機本体１は、設置床面積を小さくするため、また空気の吹き出し面積や熱交換器の面積を広く取るために上下方向に長さが長い略直方体の箱型形状をしている。この室外機本体１の側面１ａには、上下方向２箇所に略円形の吹出し口（上部吹出し口２ａ、下部吹出し口２ｂ）が設けられている。上部吹出し口２ａには上部ベルマウス３ａが形成されており、この上部ベルマウス３ａと対向して、上部プロペラファン４ａ及び上部プロペラファン４ａを回転駆動するための上部ファンモータ５ａが設けられている。下部吹出し口２ｂには下部ベルマウス３ｂが形成されており、この下部ベルマウス３ｂと対向して、下部プロペラファン４ｂ及び下部プロペラファン４ｂを回転駆動するための下部ファンモータ５ｂが設けられている。これら上部プロペラファン４ａ及び上部ファンモータ５ａと下部プロペラファン４ｂ及び下部ファンモータ５ｂは、それぞれ本発明の送風機に相当する。上部プロペラファン４ａの外径Ｄ１よりも下部プロペラファン４ｂの外径Ｄ２の方が小さい構成となっている。上部ファンモータ５ａ及び下部ファンモータ５ｂは各々モータサポート（図示せず）によって所定の位置に保持されている。また、上部吹出し口２ａ及び下部吹出し口２ｂは、上部プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂに手等が接触することを防止するため、それぞれ上部ファンガード６ａ及び下部ファンガード６ｂで覆われている。

室外機本体１の側面１ｂと側面１ｃには、それぞれ吸込み口７ａ及び吸込み口７ｂが設けられている。吸込み口７ａは、その高さ寸法は側面１ｂの高さ寸法よりやや短く、その幅寸法は側面１ｂの幅寸法よりやや短い長方形状に形成されている。吸込み口７ｂは、その高さ寸法は側面１ｃの高さ寸法よりやや短く、その幅寸法は側面１ｃの幅寸法よりやや短い長方形状に形成されている。室外機本体１内には、この吸込み口７ａ及び吸込み口７ｂを覆うように横断面略Ｌ型形状の第一熱交換器８が配置されている。また、第一熱交換器８の内側（吸込み口７ａ及び吸込み口７ｂと反対側）側面の下側には、第一熱交換器８よりも高さ寸法が短い横断面略Ｌ型形状の第二熱交換器９が第一熱交換器８と重合して配置されている。この第一熱交換器８及び第二熱交換器９が本発明の熱交換器に相当する。第一熱交換器８及び第二熱交換器９は、例えばフィンチューブ型熱交換器である。

図２に示すように、第二熱交換器９の上端高さＨａ（つまり第一熱交換器８と第二熱交換器９の重合部境界）は、上部プロペラファン４ａの下端高さＨ１と下部プロペラファン４ｂの上端高さＨ２との間に位置する。つまり、第二熱交換器９の上端高さＨａ（つまり第一熱交換器８と第二熱交換器９の重合部境界）は、上部プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂと対向しない位置にある。また、第二熱交換器９の上端高さＨａ（つまり第一熱交換器８と第二熱交換器９の重合部境界）から、上部プロペラファン４ａの下端高さＨ１と下部プロペラファン４ｂの上端高さＨ２との間にかけて、空気の流れを上下で分離する分離板１０が設けられている。分離板１０は、第二熱交換器９側へ下るように傾斜して設けられている。

空気の吸込みとなっていない室外機本体１の側面１ｄ側には、機械室板１１で仕切られた機械室１２が設けられている。この機械室１２には、圧縮機、膨張弁、及び冷媒分配器等の冷凍サイクルに必要な要素部品（図示せず）や、電気回路等（図示せず）が格納されている。また、第二熱交換器９より上部の機械室板１１には、上部プロペラファン４ａにより生じる空気流れの風路側に電気回路の放熱を行う冷却用フィン１３が取り付けられる。

次に室外機本体１の空気流れについて説明する。上部ファンモータ５ａ及び下部ファンモータ５ｂによってそれぞれ回転する上部プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂの昇圧作用によって、室外機本体１内の圧力が低下し、吸込み口７ａ及び吸込み口７ｂから外部の空気が室外機本体１内部に吸込まれる。室外機本体１内部に吸込まれた空気は、第一熱交換器８及び第二熱交換器９を通過する過程で熱交換を行う。例えば、第一熱交換器８及び第二熱交換器９が凝縮器として作用する場合（つまり、室内機が冷房運転時の場合）、熱は第一熱交換器８及び第二熱交換器９から空気へ移動する。また、第一熱交換器８及び第二熱交換器９が蒸発器として作用する場合（つまり、室内機が暖房運転時の場合）、熱は空気から第一熱交換器８及び第二熱交換器９へ移動する。室外機本体１に吸込まれた空気は、上部プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂを介してそれぞれ上部吹出し口２ａ及び下部吹出し口２ｂから室外機本体１の外に排出される。

外部の空気が室外機本体１内部に吸込まれる空気流れには、図２に示す経路Ａと経路Ｂの２経路がある。経路Ａは第一熱交換器８のみを通過して室外機本体１内部に吸込まれる経路である。経路Ｂは第一熱交換器８及び第二熱交換器９、つまり第一熱交換器８と第二熱交換器９の重合部を通過して室外機本体１内部に吸込まれる経路である。経路Ａと比較して、経路Ｂは第二熱交換器９を通過する分だけ通風抵抗が大きくなる。

仮に、分離板１０が無く、第二熱交換器９の上端高さＨａ（つまり第一熱交換器８と第二熱交換器９の重合部境界）が上部プロペラファン４ａの下端高さＨ１よりも高い、又は下部プロペラファン４ｂの上端高さＨ２よりも低いと仮定する。第一熱交換器８を通過した時点での経路Ａの圧力と、第二熱交換器９を通過した時点での経路Ｂの圧力とが同じ場合、経路Ａの流速は経路Ｂの流速よりも速くなる。つまり、経路Ａの流速と経路Ｂの流速は異なる。上部プロペラファン４ａ又は下部プロペラファン４ｂの一方に流速の異なる経路Ａと経路Ｂの空気が流入すると、空気流れの乱れに起因する騒音が増加してしまう。

しかし、本実施形態１における室外機本体１では、第二熱交換器９の上端高さＨａ（つまり第一熱交換器８と第二熱交換器９の重合部境界）は、上部プロペラファン４ａの下端高さＨ１と下部プロペラファン４ｂの上端高さＨ２との間に位置する。つまり、第二熱交換器９の上端高さＨａ（つまり第一熱交換器８と第二熱交換器９の重合部境界）は、上部プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂと対向しない位置にある。このため、経路Ａ及び経路Ｂの空気は、それぞれ上部プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂに分かれて流入する。したがって、空気流れの乱れに起因する騒音を抑制することができる。
また、本実施形態１における室外機本体１には、分離板１０が配置されているので、上部プロペラファン４ａ又は下部プロペラファン４ｂの一方に流速の異なる経路Ａと経路Ｂの空気が流入することをさらに抑制できる。したがって、プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂへ流入する空気流れは乱れが小さく、騒音の小さな室外機とすることができる。

分離板１０は、経路Ａ及び経路Ｂの空気の流れを上下で分離する効果の他にも低騒音化に効果を発揮する。一般的に、プロペラファンが回転すると室外機本体内の空気の速度、圧力が変動する。複数台のプロペラファンを有する場合には、一方のプロペラファンに起因する速度、圧力の変動が別のプロペラファンへ影響を及ぼし騒音を増加させる。しかしながら、分離板１０は、室外機本体１内を上部プロペラファン４ａが設けられた上部空間と、下部プロペラファン４ｂが設けられた下部空間に分離するため、上部プロペラファン４ａと下部プロペラファン４ｂが互いに影響を及ぼし騒音を増加させることを抑制する。また、上部吹出し口２ａから室外機本体１内に侵入する雨水等から下部のファンモータを保護する役目も果し、耐候性を高めることができる。さらに、分離板１０は第二熱交換器９側へ下るように傾斜して設けられているので、進入した水は第一熱交換器８及び第二熱交換器９を通じて速やかに排水される。したがって、水が室外機本体１内部に留まり凍結やさび等の腐食の要因となることを防ぐ効果を有する。

冷凍空調装置の空力騒音は搭載したファンの騒音特性の影響が大きい。つまり、本実施形態１における冷凍空調装置の室外機においては、上部プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂの騒音特性の影響が大きい。一般的に、プロペラファンの騒音特性は、風量と静圧のバランスで整理されることが多い。所要の風量及び静圧に対して、騒音は、（騒音）＝（比騒音）＋ｌｏｇ（（風量）×（静圧^2.5 ））で整理される。この式の中の比騒音は、静圧と風量から定義される損失係数に応じて値が変化する。ここで、個々のプロペラファンにおける損失係数は（損失係数）＝（静圧）／（風量² ）で表される。つまり、冷凍空調装置に必要な風量及び静圧に対して、比騒音の小さなファンを配置することが騒音の小さな冷凍空調装置を実現することになる。

図３は、本実施形態１における上部プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂの空力特性図であり、（ａ）は風量−比騒音特性図、（ｂ）は風量−静圧特性図である。（ｂ）に示す上部プロペラファン４ａの風量−静圧特性図は、例えばファン外径４００ｍｍであり、回転数が８００ｒｐｍのものである。また、（ｂ）に示す下部プロペラファン４ｂの風量−静圧特性図は、例えば３５０ｍｍであり、回転数が１０４０ｒｐｍのものである。なお、上部プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂは外径は異なるが、類似のファン形状のものを用いている。
上述したように、経路Ａと比較して、経路Ｂは第二熱交換器９を通過する分だけ通風抵抗が大きくなる。このため、同量の風量を得るためには、経路Ａと比較して経路Ｂの方が静圧が高くなり、図３（ｂ）に示すように負荷曲線は経路Ａと経路Ｂで異なるものとなる。例えば、経路Ａにおいて必要な風量が３０ｍ³ ／ｍｉｎ、必要な静圧が２５Ｐａとすると、このときの上部プロペラファン４ａの比騒音は約１２ｄＢであり最も比騒音の低い使い方ができている。経路Ｂにおいて必要な風量が２６ｍ³ ／ｍｉｎ、必要な静圧が３２Ｐａとすると、仮に下部プロペラファン４ｂに上部プロペラファン４ａと同じプロペラファンを用いた場合、比騒音は約１７ｄＢとなる。一方、ファン外径３５０ｍｍの下部プロペラファン４ｂでは比騒音は約１２ｄＢとなり、ファン外径４００ｍｍの場合と比べて約５ｄＢ低い運転とすることができる。

このように、通風抵抗の大きい経路Ｂの空気、つまり第一熱交換器８と第二熱交換器９の重合部を通過が流入する下部プロペラファン４ｂに、通風抵抗の小さい経路Ａの空気が流入する上部プロペラファン４ａよりも静圧が大きい状態で比騒音が最小となるプロペラファンを用いることで、より騒音の小さい冷凍空調装置とすることができる。

なお、本実施形態では下部プロペラファン４ｂに上部プロペラファン４ａよりもファン外径が小さいプロペラファンを用いることで、下部プロペラファン４ｂが上部プロペラファン４ａよりも静圧が大きい状態で比騒音が最小となるプロペラファンとした。しかし、これに限らずファン幅やファン形状を変更して、下部プロペラファン４ｂが上部プロペラファン４ａよりも静圧が大きい状態で比騒音が最小となるプロペラファンとしてもよい。また、上部プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂの少なくとも一方を遠心ファン等の他の送風機にすることも可能である。

また、図１では図４（Ａ）のように第一熱交換器８、第二熱交換器９ともに横断面略Ｌ型形状をしているが、（Ｂ）のように第二熱交換器９を平面形状にしてもよく、（Ｃ）のように第一熱交換器８、第二熱交換器９ともに平面形状状としてもよい。冷凍空調装置が要求される熱交換能力に応じて、熱交換器のサイズとコストを最適化を図ることができる適切な形態を選択できる。

このように構成された冷凍空調装置の室外機においては、第二熱交換器９の上端高さＨａ（つまり第一熱交換器８と第二熱交換器９の重合部境界）は、上部プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂと対向しない位置にある。このため、経路Ａ及び経路Ｂの空気は、それぞれ上部プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂに分かれて流入する。したがって、空気流れの乱れに起因する騒音を抑制することができる。そのため、熱交換器のサイズとコストを最適とした上で低騒音の冷凍空調装置を得ることができる。

第二熱交換器９の上端高さＨａ（つまり第一熱交換器８と第二熱交換器９の重合部境界）から、上部プロペラファン４ａの下端高さＨ１と下部プロペラファン４ｂの上端高さＨ２との間にかけて、空気の流れを上下で分離する分離板１０が設けられているので、上部プロペラファン４ａ又は下部プロペラファン４ｂの一方に流速の異なる経路Ａと経路Ｂの空気が流入することをさらに抑制できる。したがって、プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂへ流入する空気流れは乱れが小さく、騒音の小さな室外機とすることができる。

分離板１０は、室外機本体１内を上部プロペラファン４ａが設けられた上部空間と、下部プロペラファン４ｂが設けられた下部空間に分離するため、上部プロペラファン４ａと下部プロペラファン４ｂが互いに影響を及ぼし騒音を増加させることを抑制する。また、上部吹出し口２ａから室外機本体１内に侵入する雨水等から下部のファンモータを保護する役目も果し、耐候性を高めることができる。さらに、分離板１０は水平方向に傾斜しており、第二熱交換器９側が低くなっているので、進入した水は第一熱交換器８及び第二熱交換器９を通じて速やかに排水される。したがって、水が室外機本体１内部に留まり凍結やさび等の腐食の要因となることを防ぐ効果を有する。

通風抵抗の小さい上部プロペラファン４ａにより生じる経路Ａの風路側に電気回路の放熱を行う冷却用フィン１３が取り付けられているので、放熱に必要な風速をモータ入力の小さい上部プロペラファン４ａから得ることができる。したがって、消費電力の小さい冷凍空調装置とすることができる。

通風抵抗の大きい経路Ｂの空気が流入する下部プロペラファン４ｂに、通風抵抗の小さい経路Ａの空気が流入する上部プロペラファン４ａよりも静圧が大きい状態で比騒音が最小となるプロペラファンを用いることで、より騒音の小さい冷凍空調装置とすることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、第二熱交換器９の上端高さＨａ（つまり第一熱交換器８と第二熱交換器９の重合部境界）から、上部プロペラファン４ａの下端高さＨ１と下部プロペラファン４ｂの上端高さＨ２との間にかけて、空気の流れを上下で分離する分離板１０が設けられていたが、本実施形態２では分離板１０のない冷凍空調装置の室外機について説明する。なお、本実施形態２において、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、同一機能については同一の符号を用いて述べることとする。

図５は、本実施形態１における冷凍空調装置の室外機の断面模式図である。本実施形態２においても第二熱交換器９の上端高さＨａ（つまり第一熱交換器８と第二熱交換器９の重合部境界）は、上部プロペラファン４ａの下端高さＨ１と下部プロペラファン４ｂの上端高さＨ２との間に位置しているが、第二熱交換器９の上端高さＨａ（つまり第一熱交換器８と第二熱交換器９の重合部境界）は、上部プロペラファン４ａの下端高さＨ１に近い位置となっている。

経路Ａの流速は経路Ｂの流速よりも速くなるために、経路Ａを流れる空気は第一熱交換器８を通過した時点で経路Ｂ側へ広がる。このため、第二熱交換器９の上端高さＨａ（つまり第一熱交換器８と第二熱交換器９の重合部境界）を上部プロペラファン４ａの下端高さＨ１に近い位置とすることにより、経路Ａ及び経路Ｂの空気は、それぞれ上部プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂに分かれて流入する。したがって、空気流れの乱れに起因する騒音を抑制することができる。そのため、熱交換器のサイズとコストを最適とした上で低騒音の冷凍空調装置を得ることができる。

実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３における冷凍空調装置の室内機の外観斜視図である。また、図７は図６におけるＢ−Ｂ断面模式図である。この図６及び図７を用いて、本実施形態３における冷凍空調装置の室内機の構成について説明する。

室内の天井等に設置される室内機本体２１は、室内の床面を有効に活用するため、また床から室内機本体２１までの距離を確保するため、水平方向に長さが長い略直方体の箱型形状をしている。この室内機本体２１の側面１ａには、水平方向２箇所に略円形の吹出し口（左部吹出し口２２ａ、右部吹出し口２２ｂ）が設けられている。左部吹出し口２２ａには左部ベルマウス２３ａが形成されており、この左部ベルマウス２３ａと対向して、本発明の送風機に相当する左部プロペラファン２４ａ及び左部プロペラファン２４ａを回転駆動するための左部ファンモータ２５ａが設けられている。右部吹出し口２２ｂには右部ベルマウス２３ｂが形成されており、この右部ベルマウス２３ｂと対向して、本発明の送風機に相当する右部プロペラファン２４ｂ及び右部プロペラファン２４ｂを回転駆動するための右部ファンモータ２５ｂが設けられている。上部プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂは外径は異なるが、類似のファン形状のものを用いている。また、左部プロペラファン２４ａの外径Ｄ３よりも右部プロペラファン２４ｂの外径Ｄ４の方が小さい構成となっている。左部ファンモータ２５ａ及び右部ファンモータ２５ｂは各々モータサポート（図示せず）によって所定の位置に保持されている。また、左部吹出し口２２ａ及び右部吹出し口２２ｂは、左部プロペラファン２４ａ及び右部プロペラファン２４ｂに手等が接触することを防止するため、それぞれ左部ファンガード２６ａ及び右部ファンガード２６ｂで覆われている。

室内機本体２１の側面１ｂには、吸込み口２７ａが設けられている。吸込み口２７ａは、その高さ寸法は側面１ｂの高さ寸法よりやや短く、その幅寸法は側面１ｂの幅寸法よりやや短い長方形状に形成されている。室内機本体２１内には、この吸込み口２７ａを覆うように平面形状の第一熱交換器２８が配置されている。また、第一熱交換器２８の内側（吸込み口２７ａと反対側）側面の右側には、第一熱交換器２８よりも幅寸法（水平方向の寸法）が短い平面形状の第二熱交換器２９が、第一熱交換器２８と重合して配置されている。この第一熱交換器２８及び第二熱交換器２９が本発明の熱交換器に相当する。第一熱交換器２８及び第二熱交換器２９は、例えばフィンチューブ型熱交換器である。

図７に示すように、第二熱交換器２９の左端Ｗａ（つまり第一熱交換器２８と第二熱交換器２９の重合部境界）は、左部プロペラファン２４ａの右端Ｗ１と右部プロペラファン２４ｂの左端Ｗ２との間に位置する。つまり、第二熱交換器２９の左端Ｗａ（つまり第一熱交換器８と第二熱交換器９の重合部境界）は、左部プロペラファン２４ａ及び右部プロペラファン２４ｂと対向しない位置にある。また、第二熱交換器２９の左端Ｗａ（つまり第一熱交換器２８と第二熱交換器２９の重合部境界）から、左部プロペラファン２４ａの右端Ｗ１と右部プロペラファン２４ｂの左端Ｗ２との間にかけて、空気の流れを左右で分離する分離板３０が設けられている。

次に室内機本体２１の空気流れについて説明する。左部ファンモータ２５ａ及び右部ファンモータ２５ｂによってそれぞれ回転する左部プロペラファン２４ａ及び右部プロペラファン２４ｂの昇圧作用によって、室内機本体２１内の圧力が低下し、吸込み口７ａから室内機本体２１の外部の空気が室内機本体２１内部に吸込まれる。室内機本体２１内部に吸込まれた空気は、第一熱交換器２８及び第二熱交換器２９を通過する過程で熱交換を行う。例えば、第一熱交換器２８及び第二熱交換器２９が凝縮器として作用する場合（つまり、室内機が暖房運転時の場合）、熱は第一熱交換器２８及び第二熱交換器２９から空気へ移動する。また、第一熱交換器２８及び第二熱交換器２９が蒸発器として作用する場合（つまり、室内機が冷房運転時の場合）、熱は空気から第一熱交換器２８及び第二熱交換器２９へ移動する。室内機本体２１に吸込まれた空気は、左部プロペラファン２４ａ及び右部プロペラファン２４ｂを介してそれぞれ左部吹出し口２２ａ及び右部吹出し口２２ｂから室内機本体２１の外に排出される。

室内機本体２１の外部の空気が室内機本体２１内部に吸込まれる空気流れには、図７に示す経路Ａと経路Ｂの２経路がある。経路Ａは、第一熱交換器２８のみを通過して室内機本体２１内部に吸込まれる経路である。経路Ｂは、第一熱交換器２８及び第二熱交換器２９、つまり第一熱交換器２８と第二熱交換器２９の重合部を通過して室内機本体２１内部に吸込まれる経路である。経路Ａと比較して、経路Ｂは第二熱交換器２９を通過する分だけ通風抵抗が大きくなる。

仮に、分離板３０が無く、第二熱交換器２９の左端Ｗａ（つまり第一熱交換器２８と第二熱交換器２９の重合部境界）が左部プロペラファン２４ａの右端Ｗ１よりも左側、又は右部プロペラファン２４ｂの左端Ｗ２よりも右側にあると仮定する。第一熱交換器２８を通過した時点での経路Ａの圧力と、第二熱交換器２９を通過した時点での経路Ｂの圧力とが同じ場合、経路Ａの流速は経路Ｂの流速よりも速くなる。つまり、経路Ａの流速と経路Ｂの流速は異なる。左部プロペラファン２４ａ又は右部プロペラファン２４ｂの一方に流速の異なる経路Ａと経路Ｂの空気が流入すると、空気流れの乱れに起因する騒音が増加してしまう。

しかし、本実施形態３における室内機本体２１では、第二熱交換器２９の左端Ｗａ（つまり第一熱交換器２８と第二熱交換器２９の重合部境界）は、左部プロペラファン２４ａの右端Ｗ１と右部プロペラファン２４ｂの左端Ｗ２との間に位置する。つまり、第二熱交換器２９の左端Ｗａ（つまり第一熱交換器２８と第二熱交換器２９の重合部境界）は、左部プロペラファン２４ａ及び右部プロペラファン２４ｂと対向しない位置にある。このため、経路Ａ及び経路Ｂの空気は、それぞれ左部プロペラファン２４ａ及び右部プロペラファン２４ｂに分かれて流入する。したがって、空気流れの乱れに起因する騒音を抑制することができる。また、本実施形態３における室内機本体２１では、分離板３０が配置されているので、左部プロペラファン２４ａ又は右部プロペラファン２４ｂの一方に流速の異なる経路Ａと経路Ｂの空気が流入することをさらに抑制できる。したがって、プロペラファン４ａ及び右部プロペラファン２４ｂへ流入する空気流れは乱れが小さく、騒音の小さな室外機とすることができる。

分離板３０は、経路Ａ及び経路Ｂの空気の流れを上下で分離する効果の他にも低騒音化に効果を発揮する。複数台のプロペラファンを有する場合には、一方のプロペラファンに起因する速度、圧力の変動が別のプロペラファンへ影響を及ぼし騒音を増加させるが、分離板３０は、室内機本体２１内を左部プロペラファン２４ａが設けられた左部空間と、右部プロペラファン２４ｂが設けられた右部空間に分離するため、左部プロペラファン２４ａと右部プロペラファン２４ｂが互いに影響を及ぼし騒音を増加させることを抑制する。

本実施形態３においても、実施の形態１及び２と同様に、通風抵抗の大きい経路Ｂの空気が流入する下部プロペラファン４ｂに、通風抵抗の小さい経路Ａの空気が流入する上部プロペラファン４ａよりも静圧が大きい状態で比騒音が最小となるプロペラファンを用いることで、より騒音の小さい冷凍空調装置とすることができる。

この発明の実施の形態１における冷凍空調装置の室外機を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１における図１のＡ−Ａ断面を示す断面模式図である。 この発明の実施の形態１における上部プロペラファン４ａ及び下部プロペラファン４ｂの空力特性図であり、（ａ）は風量−比騒音特性図、（ｂ）は風量−静圧特性図である。 この発明の実施の形態１における冷凍空調装置の熱交換器形態の一例を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２における冷凍空調装置の室外機を示す断面模式図である。 この発明の実施の形態３における冷凍空調装置の室外機を示す斜視図である。 この発明の実施の形態３における図６のＢ−Ｂ断面を示す断面模式図である。

符号の説明

１ 室外機本体、１ａ〜ｄ 側面、２ａ 上部吹出し口、２ｂ 下部吹出し口、３ａ 上部ベルマウス、３ｂ 下部ベルマウス、４ａ 上部プロペラファン、４ｂ 下部プロペラファン、５ａ 上部ファンモータ、５ｂ 下部ファンモータ、６ａ 上部ファンガード、６ｂ 下部ファンガード、７ａ 吸込み口、７ｂ 吸込み口、８ 第一熱交換器、９ 第二熱交換器、１０ 分離板、１１ 機械室板、１２ 機械室、１３ 冷却用フィン、２１ 室内機本体、２１ａ，ｂ 側面、２２ａ 左部吹出し口、２２ｂ 右部吹出し口、２３ａ 左部ベルマウス、２３ｂ 右部ベルマウス、２４ａ 左部プロペラファン、２４ｂ 右部プロペラファン、２５ａ 左部ファンモータ、２５ｂ 右部ファンモータ、２６ａ 左部ファンガード、２６ｂ 右部ファンガード、２７ａ 吸込み口、２８ 第一熱交換器、２９ 第二熱交換器、３０ 分離板、Ａ 経路、Ｂ 経路。

Claims (7)

1. 空気の吸込み口と吹出し口が形成された本体と、
   前記吸込み口から空気を吸引し、前記吹出し口から空気を排出させる複数の送風機と、
   前記吸込み口と前記送風機との間に配置された熱交換器と、
   を備えた冷凍空調装置において、
   前記熱交換器は、
   空気流れ上流側に配置された第一熱交換器と、空気流れ下流側に配置された第二熱交換器とからなり、
   前記第一熱交換器と前記第二熱交換器は重合して設けられ、
   前記第一熱交換器と前記第二熱交換器は大きさが異なり、
   前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との重合部境界が、前記送風機と対向しない位置にあり、
   前記複数の送風機のうち、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との重合部に対向して設けられた送風機と、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器とが重合しない範囲に対向して設けられた送風機とは、それぞれファン形状が相似するプロペラファンを用い、
   前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との重合部に対向して設けられた該プロペラファンは、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器とが重合しない範囲に対向して設けられた前記プロペラファンと比較して、ファン外径が小さいことを特徴とする冷凍空調装置。
2. 前記複数の送風機は上下方向に設けられ、
   前記第一熱交換器と前記第二熱交換器は上下方向長さが異なることを特徴とする請求項１に記載の冷凍空調装置。
3. 前記重合部境界から、
   前記複数の送風機間にかけて、
   分離板が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の冷凍空調装置。
4. 前記分離板は、
   前記熱交換器側へ下るように傾斜して設けられたことを特徴とする請求項３に記載の冷凍空調装置。
5. 前記複数の送風機は左右方向に設けられ、
   前記第一熱交換器と前記第二熱交換器は左右方向長さが異なることを特徴とする請求項１に記載の冷凍空調装置。
6. 前記重合部境界から、
   前記複数の送風機間にかけて、
   分離板が設けられたことを特徴とする請求項５に記載の冷凍空調装置。
7. 前記第一熱交換器または前記第二熱交換器の一方のみを通過する空気流れの風路に冷却用フィンを設置したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の冷凍空調装置。

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