JP6153029B2 - Axial blower and air conditioner outdoor unit - Google Patents
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Description
本発明は、軸流送風機に関するものであり、特に空気調和機の室外機の送風機等に使用される軸流送風機に関する。 The present invention relates to an axial blower, and more particularly to an axial blower used for a blower of an outdoor unit of an air conditioner.
従来、この種の軸流送風機は様々な用途を有しており、例えば特許文献1に示すように空気調和機の室外機に用いられている。ここで、空気調和機の室外機に用いられている従来の軸流送風機について、図7および図8を用いて説明する。なお、図7は従来の室外機を上方から見たときの断面図であり、図8は、従来の室外機に用いられている軸流送風機の拡大断面図である。
Conventionally, this type of axial blower has various uses, and for example, as shown in
図7に示すように、従来の室外機50は、外気の吸い込み口51aと吹き出し口51bとを有するケーシング51と、ケーシング51内の吹き出し口51bの近傍に配置された軸流送風機52と、ケーシング51内の吸い込み口51aに配置された熱交換器56とを備える。さらに、室外機50のケーシング51内の図示右側には、圧縮機が配置されている圧縮機室57が設けられている。軸流送風機52は、回転軸53に取り付けられた複数の羽根54と、回転軸53を介してそれぞれの羽根54を回転駆動させるモータ55とを備える。ケーシング51内において、軸流送風機52のそれぞれの羽根54を囲むように、略円筒形状のオリフィスリング58が備えられている。図8に示すように、それぞれの羽根54を囲むオリフィスリング58は一定の高さ(回転軸53沿いの方向の長さ)H3に形成されている。
As shown in FIG. 7, a conventional
ここで、図7の室外機50において、軸流送風機52の吹き出し側を正面(図7の下側)とし、これに対向する吸い込み側を背面(図7の上側)とし、図7の左側を左側面、右側を右側面とする。
Here, in the
このような従来の室外機50では、軸流送風機52を回転駆動させると、背面側および左側面側の吸い込み口51aを通して外気がケーシング51内に取り込まれ、それぞれの熱交換器56を通過することにより、外気との間で熱交換が行われる。その後、ケーシング51内に取り込まれた外気は、オリフィスリング58の内面に沿うようにして吹き出し口51bを通してケーシング51外へと吹き出される。
In such a conventional
このような構成では、それぞれの羽根54の回転駆動によって形成された空気の流れ(気流)を、オリフィスリング58により吹き出し側へと方向付けることができる。これにより、軸流送風機の送風性能の向上と騒音低減という効果を得ることができる。
In such a configuration, the air flow (airflow) formed by the rotational drive of each
しかしながら、このような従来の室外機50では、ケーシング51内の右側面側に圧縮機室57が配置されているため、軸流送風機52により形成される吸い込み側の気流が、回転軸53に関して非軸対称流れとなる。そのため、軸流送風機52の回転軸53に対して左側面側の吸い込み空間と、右側面側の吸い込み空間とでは、吸い込み側通風抵抗が異なる。このような場合にあっては、オリフィスリング58を設けた場合であっても、軸流送風機における適正な送風性能を発揮できないという課題がある。
However, in such a conventional
本発明は、上述の課題を解決するものであって、吸い込み側に非軸対称流れが形成される通風構造の吸い込み通路に適用され、適正な送風性能を実現できる軸流送風機を提供することを目的とする。 This invention solves the above-mentioned subject, and is applied to the suction passage of the ventilation structure in which a non-axisymmetric flow is formed on the suction side, and provides an axial blower capable of realizing appropriate air blowing performance. Objective.
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
本発明の一の態様によれば、回転軸周りに配置された複数の羽根と、前記複数の羽根を囲んで配置されるオリフィスリングとを備え、吸い込み側に非軸対称流れが形成される通路構造の吸い込み通路に適用される軸流送風機であって、前記回転軸周りの異なる位置における前記オリフィスリングの高さが、それぞれの吸い込み通風抵抗の大きさに合わせて異なる、軸流送風機を提供する。 According to one aspect of the present invention, the passage includes a plurality of blades arranged around the rotation axis and an orifice ring arranged to surround the plurality of blades, and a non-axisymmetric flow is formed on the suction side. Provided is an axial blower applied to a suction passage of a structure, wherein the height of the orifice ring at different positions around the rotation shaft is different according to the magnitude of each suction ventilation resistance. .
本発明によれば、吸い込み側に非軸対称流れが形成される通風構造の吸い込み通路に適用可能であって、適正な送風性能を実現できる軸流送風機を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can apply to the suction passage of the ventilation structure in which a non-axisymmetric flow is formed in the suction side, and can provide the axial flow fan which can implement | achieve appropriate ventilation performance.
第1の発明の軸流送風機は、回転軸周りに配置された複数の羽根と、前記複数の羽根を囲んで配置されるオリフィスリングとを備え、吸い込み側に非軸対称流れが形成される通路構造の吸い込み通路に適用される軸流送風機であって、前記回転軸周りの異なる位置における前記オリフィスリングの高さが、それぞれの吸い込み通風抵抗の大きさに合わせて異なるように構成されている。 An axial blower according to a first aspect of the present invention includes a plurality of blades arranged around a rotation axis, and an orifice ring arranged to surround the plurality of blades, and a passage in which a non-axisymmetric flow is formed on the suction side The axial blower is applied to a suction passage having a structure, and the height of the orifice ring at different positions around the rotation shaft is configured to be different according to the magnitude of each suction ventilation resistance.
このような構成によれば、非軸対称流れが形成される通風構造に伴う回転軸周りの回転方向における吸い込み側通風抵抗の大きさの大小を、回転軸周りのそれぞれの位置におけるオリフィスリングの高さを異ならせることにより調整することができる。よって、吸い込み側に非軸対称流れが形成される通風構造の吸い込み通路に適用可能であって、適正な送風性能を実現できる軸流送風機を提供できる。 According to such a configuration, the magnitude of the suction side ventilation resistance in the rotation direction around the rotation axis associated with the ventilation structure in which a non-axisymmetric flow is formed is set to the height of the orifice ring at each position around the rotation axis. It can be adjusted by varying the thickness. Therefore, it is possible to provide an axial flow blower that can be applied to a suction passage having a ventilation structure in which a non-axisymmetric flow is formed on the suction side and can realize an appropriate blowing performance.
第2の発明は、第1の発明の軸流送風機において、前記オリフィスリングにおいて、前記吸い込み通風抵抗の大きい部分の前記オリフィスリングの高さが、前記吸い込み通風抵抗の小さい部分の前記オリフィスリングの高さよりも大きく設定されるようにしている。 According to a second aspect of the present invention, in the axial flow fan of the first aspect, in the orifice ring, a height of the orifice ring in a portion where the suction ventilation resistance is large is a height of the orifice ring in a portion where the suction ventilation resistance is small. It is set to be larger than this.
これにより、オリフィスリングの回転方向のそれぞれの位置における高さを、通風抵抗の大小に応じて設定できる。よって、吸い込み側に非軸対称流れが形成される通風構造の吸い込み通路に適用可能であって、適正な送風性能を実現できる軸流送風機を提供できる。 Thereby, the height in each position of the rotation direction of an orifice ring can be set according to the magnitude of ventilation resistance. Therefore, it is possible to provide an axial flow blower that can be applied to a suction passage having a ventilation structure in which a non-axisymmetric flow is formed on the suction side and can realize an appropriate blowing performance.
第3の発明は、第1または第2の発明の軸流送風機において、前記オリフィスリングは、吸い込み側に向かって拡径する吸い込み側リング部分と、吹き出し側に向かって拡径する吹き出し側リング部分と、前記吸い込み側および前記吹き出し側リング部分をつなぐストレート円筒状の中間リング部分とにより構成され、それぞれの吸い込み通風抵抗の大きさに合わせて、前記中間リング部分の高さを異ならせるようにしている。 A third aspect of the present invention is the axial blower of the first or second aspect, wherein the orifice ring has a suction side ring portion that expands toward the suction side and a blowout side ring portion that expands toward the blowout side. And a straight cylindrical intermediate ring portion that connects the suction side and the blowout side ring portion, and the height of the intermediate ring portion is made different according to the size of each suction ventilation resistance. Yes.
これにより、騒音低減に寄与する部分である吸い込み側リング部分および吹き出し側リング部分の高さ(長さ)を一定としながら、通風抵抗の大きさに応じて中間リング部分の高さを調整することができる。よって、軸流送風機の送風性能を適正なものとしながら、騒音低減効果を高めることができる。 As a result, the height of the suction ring part and the blow ring part that contribute to noise reduction is kept constant, and the height of the intermediate ring part is adjusted according to the level of ventilation resistance. Can do. Therefore, the noise reduction effect can be enhanced while making the blowing performance of the axial flow fan appropriate.
第4の発明は、第3の発明の軸流送風機において、前記吸い込み側リング部分は、吸い込み側に向かって拡径するとともに一定の曲率の略円弧状断面を有し、前記吹き出し側リング部分は、吹き出し側に向かって拡径するとともに一定の曲率の略円弧状断面を有するようにしている。これにより、軸流送風機の送風性能を適正としながら、騒音低減効果を高めることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the axial-flow fan of the third aspect, the suction side ring portion has a substantially arc-shaped cross section having a constant curvature and a diameter increasing toward the suction side, and the blowout side ring portion is In addition, the diameter is increased toward the blowing side, and a substantially arc-shaped cross section having a certain curvature is provided. Thereby, the noise reduction effect can be enhanced while making the air blowing performance of the axial blower appropriate.
第5の発明の空気調和機の室外機は、第1から第4の発明の軸流送風機と、圧縮機と、熱交換器と、前記軸流送風機とを収容するケーシングとを備え、前記ケーシングは、前記軸流送風機の吸い込み側に非軸対称流れが形成される通路構造の吸い込み通路を内部に形成するものである。これにより、吸い込み側に非軸対称流れが形成される通風構造の吸い込み通路を有する空気調和機の室外機に適用される軸流送風機において、適正な送風性能を実現できる。 An outdoor unit of an air conditioner according to a fifth aspect of the present invention includes the axial fan, the compressor, the heat exchanger, and the casing that houses the axial fan according to the first to fourth aspects, and the casing. Is a suction passage having a passage structure in which a non-axisymmetric flow is formed on the suction side of the axial blower. Thereby, in the axial flow fan applied to the outdoor unit of the air conditioner having a suction passage having a ventilation structure in which a non-axisymmetric flow is formed on the suction side, an appropriate air blowing performance can be realized.
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。尚、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiment.
(実施の形態1)
図1は本発明の一の実施の形態に係る空気調和機の室外機を上方から見た断面図であり、図2はこの室外機に用いられる軸流送風機の詳細断面図である。(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of an outdoor unit of an air conditioner according to an embodiment of the present invention as viewed from above, and FIG. 2 is a detailed cross-sectional view of an axial blower used in the outdoor unit.
図1に示すように、空気調和機の室外機10は、外気の吸い込み口1aと吹き出し口1bとを有するケーシング1と、ケーシング1内の吹き出し口1bの近傍に配置された軸流送風機2と、ケーシング1内の吸い込み口1aに配置された熱交換器6とを備える。さらに、室外機10のケーシング1内の図示右側には、圧縮機が配置されている圧縮機室7が設けられている。
As shown in FIG. 1, an
軸流送風機2は、回転軸3に取り付けられた複数の羽根4(あるいは羽根車)と、回転軸3を介してそれぞれの羽根4を回転駆動させるモータ5とを備える。ケーシング1内において、軸流送風機2のそれぞれの羽根4を囲むように、略円筒形状のオリフィスリング8が備えられている。
The
ここで、図1の室外機10において、軸流送風機2の吹き出し側を正面(図1の下側)とし、これに対向する吸い込み側を背面(図1の上側)とし、図1の左側を左側面、右側を右側面とする。
Here, in the
このような本実施の形態の室外機10では、軸流送風機2を回転駆動させると、背面側および左側面側の吸い込み口1aを通して外気がケーシング1内に取り込まれ、それぞれの熱交換器6を通過することにより、外気との間で熱交換が行われる。その後、ケーシング1内に取り込まれた外気は、オリフィスリング8の内面に沿うようにして吹き出し口1bを通してケーシング1外へと吹き出される。
In the
図2に示すように、本実施の形態では、軸流送風機2のそれぞれの羽根4を囲むオリフィスリング8は、回転軸3周り(回転方向あるいは円周方向)のそれぞれの位置において異なる高さ(H1、H2など)を有している点において、従来のオリフィスリング58とは異なる構成を有している。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the
本実施の形態の室外機10では、非軸対称流れが形成される通風構造に伴う回転軸3周りの回転方向における吸い込み側通風抵抗の大きさの大小に応じて、回転軸3周りのそれぞれの位置におけるオリフィスリング8の高さを異ならせている。具体的には、オリフィスリング8において、吸い込み通風抵抗の大きい部分のオリフィスリング8の高さが、吸い込み通風抵抗の小さい部分のオリフィスリング8の高さよりも大きくなるように、オリフィスリング8の高さを設定している。図2に示す例では、左側面側のオリフィスリング8の高さH1よりも、右側面側のオリフィスリング8の高さH2が大きく設定されている。
In the
ここで、室外機10内における軸流送風機2の吸い込み側通風抵抗とオリフィス8の高さとの関係について、図3および図4を用いて説明する。なお、図3(A)は室外機10の上方から見た断面図であり、図3(B)は室外機10を正面側から見た図であり、軸流送風機2とオリフィスリング8との関係を示す図である。また、図4は、オリフィスリング8の回転方向(円周方向)の位置と吸い込み側通風抵抗との関係を示す図である。
Here, the relationship between the suction side ventilation resistance of the
図3(A)に示すように、室外機10では、ケーシング1内の右側面側に圧縮機室7が配置されているため、軸流送風機2により形成される吸い込み側の気流が、回転軸3に関して非軸対称流れとなる。そのため、軸流送風機2の回転軸3に対して左側面側の吸い込み空間と、右側面側の吸い込み空間とでは、吸い込み側通風抵抗が異なる。具体的には、室外機10のケーシング1において、左側面および背面に吸い込み口51aおよび熱交換器6が配置されているのに対して、右側面側には圧縮機室7が配置されている。そのため、軸流送風機2の左側面側の吸い込み空間における通風抵抗よりも、右側面側の吸い込み空間における通風抵抗が大きくなる。なお、本実施の形態では、ケーシング1内において、軸流送風機2の吸い込み側であって、圧縮機室7を除く空間が、吸い込み側通路となっている。
As shown in FIG. 3 (A), in the
ここで、図3(B)に示すように、オリフィスリング8の内周面近傍における右側面側の位置Aを基点(角度θが0(deg))として、反時計方向の角度θが90(deg)の位置をB、角度θが180(deg)の位置をC、角度θが−90(deg)の位置をD(すなわち、角度θが270(deg))とする。オリフィスリング8の内周面近傍における回転軸3周りのそれぞれの位置と、吸い込み側通風抵抗(定性的通風抵抗)との関係は、図4のように表される。
Here, as shown in FIG. 3B, the position A on the right side surface in the vicinity of the inner peripheral surface of the
まず、圧縮機室7に最も近い位置A(θ=0deg)では、吸い込み側通風抵抗RAが最大値となっており、位置B(θ=90deg)あるいは位置D(θ=−90deg)に向かうにしたがって吸い込み側通風抵抗RB、RDは徐々に小さくなっている(すなわち、連続的に小さくなっている)。回転軸3に関して、位置Aと対称の位置にある位置C(θ=180deg)では、吸い込み側通風抵抗RCが最小値となっている。なお、図3(B)に示すオリフィスリング8の内周面近傍の測定点Sにおいて静圧を測定し、測定された静圧の大きさに応じて、通風抵抗を推定したものを定性的通風抵抗として図4に示している。First, at the position A (θ = 0 deg) closest to the
本実施の形態のオリフィスリング8では、回転軸3周りの位置による通風抵抗の大きさに応じて、通風抵抗が大きい位置については、オリフィスリング8の高さを大きく設定し、通風抵抗が小さい位置については、オリフィスリング8の高さを小さく設定している。具体的には、図2に示すように、通風抵抗RCが最小値となる位置Cにおけるオリフィスリング8の高さH1よりも、通風抵抗RAが最大値となる位置Aにおけるオリフィスリング8の高さH2が大きく設定されている(すなわち、H1<H2)。In the
次に、オリフィスリング8の高さH(H1、H2など)と、軸流送風機2の送風特性との関係について説明する。軸流送風機2の送風特性として、P(静圧)−Q(風量)の特性と、位置Aおよび位置Cにおける通風抵抗特性(吸い込み側通路の通風抵抗と風量との関係)とについて、図5に示す。なお、図5のグラフでは、縦軸に静圧(あるいは通風抵抗)Pを示し、横軸に風量Qを示している。
Next, the relationship between the height H (H1, H2, etc.) of the
図5において、軸流送風機2にてオリフィスリングの高さをH1(H1<H2)とした場合のP−Q特性を点線にて示す(P−Q特性H1)。位置Aの通風抵抗特性曲線および位置Cの通風抵抗特性曲線と、P−Q特性H1との交点、すなわち動作点X1、X2が軸流送風機2にて発揮される特性となる。具体的には、オリフィスリングの高さをH1とした場合には、位置A(動作点X1)にて風量Q1が得られ、位置C(動作点X2)にて風量Q2が得られる。
In FIG. 5, the PQ characteristic when the height of the orifice ring is H1 (H1 <H2) in the
次に、図5において、軸流送風機2にてオリフィスリングの高さをH2(H1<H2)とした場合のP−Q特性を実線にて示す(P−Q特性H2)。位置Aの通風抵抗特性曲線と、P−Q特性H2との交点、すなわち動作点X3が、軸流送風機2にて発揮される特性となる。具体的には、オリフィスリングの高さをH2とした場合には、位置A(動作点X3)にて風量Q3(Q1<Q3<Q2)が得られる。
Next, in FIG. 5, the PQ characteristic when the height of the orifice ring is H2 (H1 <H2) in the
ここで、軸流送風機2全体として送風性能を適正化するためには、位置Aと位置Cとの間の風量の差が小さい方が良い。位置Aにおいて、オリフィスリング8の高さをH1からH2へと変えることにより、風量をQ1からQ3へと増加させることができ、位置Aの風量Q3と位置Cの風量Q2との差を小さくできる。
Here, in order to optimize the air blowing performance as the entire
なお、図5を用いた説明では、オリフィスリング8における位置Aと位置Cとを例としたが、その他の位置についても同様な考え方を適用できる。すなわち、それぞれの位置において通風抵抗の大きさに応じてオリフィスリング8の高さを調整することにより、それぞれの位置間における風量差を低減できる。
In the description using FIG. 5, the position A and the position C in the
このように本実施の形態では、軸流送風機2の回転軸3周りの位置における吸い込み側通風抵抗の大きさに応じて、オリフィスリング8の高さを連続的に変化させることにより、各位置(A〜D)における風量を所定の風量に近づけることにより、送風性能の適正化を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, the height of the
ここで、オリフィスリング8の部分拡大断面図を図6に示す。図6に示すように、オリフィスリング8は、吸い込み側に向かって拡径する(開口径が拡大する)吸い込み側リング部分11と、吹き出し側に向かって拡径する吹き出し側リング部分12と、吸い込み側リング部分11および吹き出し側リング部分12をつなぐストレート円筒状の中間リング部分13とにより構成されている。
Here, a partially enlarged sectional view of the
さらに、吸い込み側リング部分11は、吸い込み側に向かって拡径するとともに一定の曲率(例えば曲率R1)の略円弧状断面を有し、吹き出し側リング部分12は、吹き出し側に向かって拡径するとともに一定の曲率(例えばR2)の略円弧状断面を有する。
Furthermore, the suction
このような構成のオリフィスリング8において、それぞれの位置における吸い込み通風抵抗の大きさに合わせて、中間リング部分13の高さ(長さ)Lを変えることにより、オリフィスリング8の高さを変えている。
In the
このように、オリフィスリング8に、一定の曲率の略円弧状断面を有する吸い込み側リング部分11および吹き出しリング部分12が備えられていることにより、軸流送風機2の送風騒音を低減できる。なお、このように略円弧状断面を有するオリフィスリングは、徐変オリフィスと呼ぶことができる。また、吸い込み側リング部分11および吹き出しリング部分12の形状(曲率や高さなど)を変えることなく、中間リング部分13の高さLを変えることで、オリフィスリング8の高さを変えるようにすることで、送風騒音の低減効果を得ることができるとともに、送風性能を適正化できる。
As described above, since the
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。 It is to be noted that, by appropriately combining arbitrary embodiments of the various embodiments described above, the effects possessed by them can be produced.
以上のように、本発明にかかる軸流送風機は、吸い込み側に非軸対称流れが形成される通路構造の吸い込み通路に適用でき、送風性能の適正化を図ることができるため、様々な冷熱機器の軸流送風機に適用できる。 As described above, the axial blower according to the present invention can be applied to the suction passage of the passage structure in which the non-axisymmetric flow is formed on the suction side, and can optimize the blowing performance. Applicable to any axial flow fan.
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。 While the invention has been fully described in connection with preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. Such changes and modifications are to be understood as being included therein, so long as they do not depart from the scope of the present invention according to the appended claims.
2011年7月13日に出願された日本国特許出願No.2011−154534号の明細書、図面、及び特許請求の範囲の開示内容は、全体として参照されて本明細書の中に取り入れられるものである。 Japanese Patent Application No. 1 filed on July 13, 2011. The disclosure of the specification, drawings, and claims of 2011-154534 is incorporated herein by reference in its entirety.
1 ケーシング
2 軸流送風機
3 回転軸
4 羽根
5 モータ
6 熱交換器
7 圧縮機室
8 オリフィスリング
10 室外機DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記オリフィスリングは、吸い込み側に向かって拡径する吸い込み側リング部分と、吹き出し側に向かって拡径する吹き出し側リング部分と、前記吸い込み側および前記吹き出し側リング部分をつなぐストレート円筒状の中間リング部分とにより構成され、
前記中間リング部分の高さのみを異ならせることによって、前記回転軸周りの異なる位置における前記オリフィスリングの高さが、それぞれの吸い込み通風抵抗の大きさに合わせて異なり、前記吸い込み通風抵抗の大きい部分の前記オリフィスリングの高さが、前記吸い込み通風抵抗の小さい部分の前記オリフィスリングの高さよりも大きく設定され、かつ、前記オリフィスリングの高さは、前記オリフィスリングにおける前記吸い込み通風抵抗の最も大きい部分の位置を基点として、前記基点に対する前記回転軸周りの角度の変化に応じて線形に変化することを特徴とする、軸流送風機。 An axial flow applied to a suction passage of a passage structure including a plurality of blades arranged around the rotation axis and an orifice ring arranged to surround the plurality of blades, and a non-axisymmetric flow is formed on the suction side A blower,
The orifice ring includes a suction-side ring part that expands toward the suction side, a blow-out ring part that expands toward the blow-out side, and a straight cylindrical intermediate ring that connects the suction side and the blow-out ring part Composed of parts,
By making only the height of the intermediate ring portion different, the height of the orifice ring at different positions around the rotation axis differs according to the size of each suction ventilation resistance, and the portion where the suction ventilation resistance is large The height of the orifice ring is set to be larger than the height of the orifice ring in the portion where the suction ventilation resistance is small, and the height of the orifice ring is the portion where the suction ventilation resistance is the largest in the orifice ring An axial blower characterized in that it changes linearly according to a change in the angle around the rotation axis with respect to the base point.
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