JP7309053B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本開示は、ベルマウスと、当該ベルマウスを取付可能なファンケーシングとを有する空気調和機に関する。

特許文献１には、円形の吸入口を有するファンケーシングと、ファンケーシングに取り付けられたベルマウスとを有する空気調和機が開示されている。特許文献１の空気調和機では、ベルマウスの外周側に設けられた爪が、ファンケーシングの吸入口側に沿って均等に円形に配置された切欠きに着脱可能に取り付けられている。

特開２０１１－１０６７００号公報

空気調和機では、ベルマウスを通過する空気の剥離による騒音を抑制するために、ベルマウスの内周側の流入口の一部の形状が大きくなるように変形される場合がある。流入口の一部の形状が変形された場合、特許文献１の空気調和機では、ベルマウスの外周側に設けられた爪は、ベルマウスの中心とベルマウスの外周との距離の最大距離の位置を基準として円形に配置される。したがって、ベルマウスの流入口の周方向において、ベルマウスの外周側とベルマウスの内周側との間隔が拡がる箇所が発生し、ベルマウスの小型化を図るのが困難であった。

本開示は、上述の課題を解決するものであり、ベルマウスの騒音を抑制するとともに、ベルマウスの小型化を図ることが可能な空気調和機を提供することを目的とする。

本開示の空気調和機は、吸入口と吹出口とを有し、前記吸入口から前記吹出口に向けて空気を吹き出すファンを収容するファンケーシングと、前記ファンケーシングに取り付けられ、前記吸入口に前記空気を誘導する環状のベルマウスとを備え、前記ベルマウスは、前記空気が流入する上流側開口部の内径が、前記空気を前記吸入口に誘導する下流側開口部の内径よりも大きい拡管壁と、前記拡管壁の外周側に設けられた外郭壁と、前記下流側開口部の側の前記外郭壁に設けられ、前記ファンケーシングに着脱可能に取り付けられるフックとを有し、前記上流側開口部の周縁部は、前記下流側開口部の中心軸からの距離が最小となる極小部と、前記下流側開口部の前記中心軸からの距離が最大となる極大部とを有し、前記フックは、前記上流側開口部から見た場合において、前記中心軸から前記極大部の方向に離れた位置を中心とした仮想円弧線に沿って複数配置されており、前記仮想円弧線の半径は、前記中心軸と前記極大部との間の距離よりも短い。

本開示では、ベルマウスに設けられたフックは、中心軸から極大部の方向に離れた位置を中心とした仮想円弧線に沿って複数配置されているため、拡管壁と外郭壁との間隔の拡がりを抑制できる。したがって、本開示では、ベルマウスの騒音を抑制するとともに、ベルマウスの小型化を図ることが可能となる。

実施の形態の空気調和機の一例を概略的に示した斜視図である。 図１の空気調和機から下部意匠パネルを取り外した状態を示した正面図である。 図２の領域Ａの拡大図である。 図２の空気調和機からベルマウスとファンケーシングを取り外した状態を示した分解斜視図である。 実施の形態の空気調和機に係るベルマウスの正面図である。 実施の形態の空気調和機に係るベルマウスをファンケーシングに取り付けた状態を示した正面図である。 図６のＸ－Ｘ断面図である。 図７の領域Ｂの拡大図である。 従来のベルマウスの正面図である。 従来のベルマウスを、従来のファンケーシングに取り付けた状態を示した正面図である。 図１０のＹ－Ｙ断面図である。 図１１の領域Ｃの拡大図である。 実施の形態の空気調和機に係るベルマウスをファンケーシングに取り付ける前の状態を示した斜視図である。 実施の形態の空気調和機に係るベルマウスを正面側から見た斜視図である。 実施の形態の空気調和機に係るベルマウスを裏面側から見た斜視図である。 図１５の領域Ｄのフックを拡大して示した斜視図である。 実施の形態の空気調和機に係るファンケーシングを正面側から見た斜視図である。 実施の形態の空気調和機に係るファンケーシングを裏面側から見た斜視図である。 図１８の領域Ｅの係留穴を拡大して示した斜視図である。 実施の形態の空気調和機に係るベルマウスをファンケーシングに係留する方法を概略的に示した斜視図である。 実施の形態の空気調和機に係るベルマウスの正面図である。 図２１の領域Ｆの拡大図である。

実施の形態１に係る空気調和機１００について説明する。図１は、実施の形態の空気調和機１００の一例を概略的に示した斜視図である。実施の形態では、空気調和機１００の一例として、床置型の室内機を例示しているが、これに限定されるものではない。また、以下の説明における空気調和機１００の各々の構成部材同士の位置関係、例えば上下、左右、前後等の位置関係は、原則として、空気調和機１００を使用可能な状態に設置したときの位置関係とする。また、図１を含む以下の図面では各構成部材の寸法の関係及び形状が、実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面では、同一の部材若しくは部分又は同一の機能を有する部材若しくは部分には、同一の符号を付すか、又は符号を付すことを省略している。

空気調和機１００は、前面が開口した箱体１と、開口した箱体１の上部を覆う上部意匠パネル２と、開口した箱体１の下部を覆う下部意匠パネル３とを有している。箱体１、上部意匠パネル２、及び下部意匠パネル３は、例えば、プラスチックとの熱可塑性樹脂を鋳型成型することにより形成される。上部意匠パネル２には、例えば、矩形形状の複数の通気穴を有する吹出グリル２ａが形成されている。下部意匠パネル３には、例えば、矩形形状の複数の通気穴を有する吸入グリル３ａが形成されている。空気調和機１００は、下部意匠パネル３の吸入グリル３ａから吸入された空気を、空気調和機１００の内部で熱交換を行い、上部意匠パネル２の吹出グリル２ａから吹き出すものである。

図２は、図１の空気調和機１００から下部意匠パネル３を取り外した状態を示した正面図である。図３は、図２の領域Ａの拡大図である。空気調和機１００には、ファンガード５、ベルマウス１０、及びファンケーシング２０が収容されている。ファンガード５、ベルマウス１０、及びファンケーシング２０は、下部意匠パネル３の裏面に対面する位置に配置されている。ファンガード５は、ベルマウス１０に着脱可能に取り付けられている。ファンガード５には、空気調和機１００の使用者又は空気調和機１００の保守点検作業者等の指がベルマウス１０及びファンケーシング２０に引き込まれるのを防止するものである。ファンガード５には、吸入グリル３ａから通過した空気がベルマウス１０及びに取り込まれるように、複数の円弧状のスリット穴５ａが、同心円状に配置されている。なお、ファンガード５は、空気調和機１００の用途に応じて、省略することもできる。

図４は、図２の空気調和機１００からベルマウス１０とファンケーシング２０を取り外した状態を示した分解斜視図である。

ファンケーシング２０は、ファン３０を収容する筐体２２と、筐体２２に接続されたダクト２４とを有している。ダクト２４の上部末端には、吹出口２４ａが形成されている。吹出口２４ａは、例えば、矩形形状に形成できる。筐体２２には、ベルマウス１０を取り付けるための取付面２６が形成されている。取付面２６には、円形状に開口した吸入口２６ａが形成されている。なお、ファン３０としては、限定しないが、多翼型シロッコファン又はターボファン等の遠心ファンが用いられる。

取付面２６に吸入口２６ａを形成することにより、ファン３０の回転により、ベルマウス１０に誘引された空気がベルマウス１０から吸入口２６ａに誘導され、吸入口２６ａを介して、ファンケーシング２０の筐体２２の内部に誘引される。また、ファン３０の回転により、筐体２２の内部に誘引された空気は、ダクト２４を介して、ダクト２４の上部末端に形成された吹出口２４ａから吹き出される。図示しないが、吹出口２４ａから吹き出された空気は、箱体１に収容された熱交換器で熱交換される。熱交換器で熱交換された空気は、上部意匠パネル２の吹出グリル２ａから吹き出される。

次に、本開示のベルマウス１０の構造について、図５～図８を用いて説明する。図５は、実施の形態の空気調和機１００に係るベルマウス１０の正面図である。図６は、実施の形態の空気調和機１００に係るベルマウス１０をファンケーシング２０に取り付けた状態を示した正面図である。図７は、図６のＸ－Ｘ断面図である。図８は、図７の領域Ｂの拡大図である。

なお、従来のベルマウス１０Ｘの構造が図９～図１２に示されている。図９～図１２の従来のベルマウス１０Ｘの図面は、それぞれ、図５～図８の本開示のベルマウス１０の図面の比較例となっている。図９は、従来のベルマウス１０Ｘの正面図である。図１０は、従来のベルマウス１０Ｘを、従来のファンケーシング２０Ｘに取り付けた状態を示した正面図である。図１１は、図１０のＹ－Ｙ断面図である。図１２は、図１１の領域Ｃの拡大図である。なお、図９～図１２に従来の構造においては、本開示の構造と異なる部分にのみ符号を表示し、当該符号については、対応する本開示の構造の符号の末尾に「Ｘ」を付したものにしている。

本開示のベルマウス１０は、ファンケーシング２０に取り付けられ、ファンケーシング２０の吸入口２６ａに空気を誘導するものである。ベルマウス１０は、例えば環状に形成される。ベルマウス１０は、ファンケーシング２０の吸入口２６ａに空気を誘導するテーパ形状の風路を形成する拡管壁１２を有している。拡管壁１２は、空気が流入する環形状の上流側開口部１２ａと、空気をファンケーシング２０の吸入口２６ａに誘導する環形状の下流側開口部１２ｂとを有している。拡管壁１２は、上流側開口部１２ａの内径が、空気を吸入口２６ａに誘導する下流側開口部１２ｂの内径よりも大きくなるように形成されている。また、下流側開口部１２ｂは、例えば、円形形状に形成することができる。なお、下流側開口部１２ｂは、空気をファンケーシング２０の吸入口２６ａに誘導できれば、用途等に応じて他の形状にしてもよい。

上流側開口部１２ａの周縁部は、中心軸Ｏ１と上流側開口部１２ａとの間の距離が、最小距離となる上流側開口部１２ａの周縁部の点又は領域である極小部１２ａ１を有している。また、上流側開口部１２ａの周縁部は、中心軸Ｏ１からの距離が最大距離となる上流側開口部１２ａの周縁部の点又は領域である極大部１２ａ２とを有している。図５では、中心軸Ｏ１と極小部１２ａ１との間の距離が第１距離Ｒ１として点線矢印で示されており、中心軸Ｏ１を中心とし、第１距離Ｒ１を半径とした仮想円ＩＣ１が点線で示されている。また、図５では、中心軸Ｏ１と極大部１２ａ２との間の距離が第２距離Ｒ２として実線矢印で示されている。なお、下流側開口部１２ｂの中心軸Ｏ１は、下流側開口部１２ｂの開口領域を法線方向に延びる直線である。例えば、下流側開口部１２ｂが円形形状に形成された場合、下流側開口部１２ｂの中心軸Ｏ１は、下流側開口部１２ｂの円領域を法線方向に延びる直線であり、円の中心を通る。

また、上流側開口部１２ａの周縁部は、極小部１２ａ１と極大部１２ａ２との間を延びる２の曲線部１３を有している。２の曲線部１３は、極小部１２ａ１から極大部１２ａ２に時計回りに延びる第１曲線部１３ａと、極小部１２ａ１から極大部１２ａ２に反時計回りに延びる第２曲線部１３ｂとからなる。２の曲線部１３は、中心軸Ｏ１をから見て凸形状に形成されている。２の曲線部１３は、下流側開口部１２ｂの中心軸Ｏ１と上流側開口部１２ａとの間の距離が周方向に変化する領域を少なくとも一部に有している。

上流側開口部１２ａの周縁部は、例えば、第１距離Ｒ１を半径とした半円形状の第１円弧部と、第１円弧部に連なり、第１距離Ｒ１を短半径とし、第２距離Ｒ２を長半径とした半楕円形状の第２円弧部とからなる形状にできる。この場合、第１円弧部が上流側開口部１２ａの極小部１２ａ１となり、第１円弧部おける長半径の位置が上流側開口部１２ａの極大部１２ａ２となる。

上流側開口部１２ａの極大部１２ａ２は、下部意匠パネル３の吸入グリル３ａの方向に配置される。ベルマウス１０においては、極大部１２ａ２から極小部１２ａ１に向かうにつれて、同一風量における騒音が大きくなる。また、ベルマウス１０を通過する風量が大きくなるにつれて、騒音が大きくなる。したがって、上流側開口部１２ａの極大部１２ａ２は、風量の多い下部意匠パネル３の吸入グリル３ａの方向に配置することが好ましい。

一方、上流側開口部１２ａの極小部１２ａ１は、風量の多い下部意匠パネル３の吸入グリル３ａから離れる方向に配置する方が好ましい。図５で示すように、ベルマウス１０における極小部１２ａ１と極大部１２ａ２との間の相対位置を、極小部１２ａ１と極大部１２ａ２との間の時計回り方向の中心角θで表す。中心角θを９０度より大きく、かつ、２７０度より小さくすれば、極小部１２ａ１が下部意匠パネル３の吸入グリル３ａから離れる方向に配置されるため、ベルマウス１０における騒音の発生を抑制できる。また、中心角θを１８０度とすれば、極小部１２ａ１が下部意匠パネル３の吸入グリル３ａから最も離れる方向に配置されるため、ベルマウス１０における騒音の発生を更に抑制できる。なお、上の説明では、中心角θの方向を時計回りの方向としたが、中心角θの方向を反時計回りの方向とした場合でも同様の関係が成立する。

また、本開示のベルマウス１０は、拡管壁１２の外周側に設けられた外郭壁１４を有している。拡管壁１２の上流側開口部１２ａの側に位置する外郭壁１４の末端は上流側開口部１２ａの周縁部と連なっている。

従来のベルマウス１０Ｘにおいては、拡管壁１２Ｘの上流側開口部１２ａＸは、下流側開口部１２ｂＸの中心軸Ｏ１Ｘと同軸に円形形状に形成されている。本開示のベルマウス１０においては、拡管壁１２の上流側開口部１２ａの周縁部は、中心軸Ｏ１からの距離が最大距離となる極大部１２ａ２を有している。本開示のベルマウス１０において、拡管壁１２の上流側開口部１２ａが極大部１２ａ２を有することによる効果を、拡管壁１２Ｘの上流側開口部１２ａＸが円形形状に形成された従来のベルマウス１０Ｘと比較して以下に説明する。

図７では、上流側開口部１２ａの極大部１２ａ２と中心軸Ｏ１とを通る断面線による拡管壁１２の断面が示されている。図１１及び図１２に示された従来のベルマウス１０Ｘの拡管壁１２Ｘの断面と比較すると、上流側開口部１２ａの極大部１２ａ２における拡管壁１２の断面の長さは、従来のベルマウス１０Ｘの拡管壁１２Ｘの断面の長さより大きくなっている。すなわち、上流側開口部１２ａの極大部１２ａ２における拡管壁１２の表面積は、従来のベルマウス１０Ｘの拡管壁１２Ｘの表面積よりも大きい。したがって、上流側開口部１２ａの極大部１２ａ２における拡管壁１２では、従来のベルマウス１０Ｘの拡管壁１２Ｘよりも、ベルマウス１０に誘引された空気の剥離が抑制される。したがって、本開示のベルマウス１０では、拡管壁１２の上流側開口部１２ａが極大部１２ａ２を有することにより、極大部１２ａ２における拡管壁１２における空気の剥離を抑制できるため、空気の剥離による騒音を抑制することができる。

次に、ベルマウス１０をファンケーシング２０に取り付ける構造及び方法について、図１３～図２０を用いて説明する。図１４は、実施の形態の空気調和機１００に係るベルマウス１０を正面側から見た斜視図である。図１５は、実施の形態の空気調和機１００に係るベルマウス１０を裏面側から見た斜視図である。図１６は、図１５の領域Ｄのフック１６を拡大して示した斜視図である。図１７は、実施の形態の空気調和機１００に係るファンケーシング２０を正面側から見た斜視図である。図１８は、実施の形態の空気調和機１００に係るファンケーシング２０を裏面側から見た斜視図である。図１９は、図１８の領域Ｅの係留穴２８を拡大して示した斜視図である。図２０は、実施の形態の空気調和機１００に係るベルマウス１０をファンケーシング２０に係留する方法を概略的に示した斜視図である。図２０では、ベルマウス１０をファンケーシング２０に取り付ける際の回転方向が矢印で示されている。

ベルマウス１０の下流側に位置する外郭壁１４の先端には、ベルマウス１０をファンケーシング２０に取り付けるためのフック１６が設けられている。フック１６は、フック１６をファンケーシング２０に係留させる爪１６ａと、Ｌ字形状の壁として形成されたアーム１６ｂとを有している。アーム１６ｂは、外郭壁１４に連なる第１アーム１６ｂ１と、第１アーム１６ｂ１の先端から屈曲して延び、先端に爪１６ａが配置された第２アーム１６ｂ２とを有する。また、アーム１６ｂは、第１アーム１６ｂ１と外郭壁１４に連なり、第１アーム１６ｂ１を補強するリブ１６ｂ３を有する。フック１６は、外郭壁１４に一体形成されている。また、外郭壁１４の第１アーム１６ｂ１の接続位置には、外郭壁１４を貫通し、爪１６ａが目視できるように形成された窓１６ｃが設けられている。

また、ファンケーシング２０の吸入口２６ａの外周側に位置するファンケーシング２０の取付面２６には、係留穴２８が形成されている。係留穴２８は、矩形形状又は円弧形状の穴として形成される。また、係留穴２８には、窪み２９ａを有し、フック１６の爪１６ａを窪み２９ａに案内する案内壁２９が設けられている。

係留穴２８にフック１６を通過させて係留させることにより、ベルマウス１０は、ファンケーシング２０に着脱可能に取り付けることが可能となる。ベルマウス１０をファンケーシング２０に取り付ける際は、フック１６を係留穴２８に挿入し、図２０で示した矢印方向にベルマウス１０を回転させることにより、爪１６ａを案内壁２９の窪み２９ａに移動させて係留させる。また、ベルマウス１０が図２０で示した矢印方向と逆方向に回転して、ベルマウス１０がファンケーシング２０から脱離するのを抑制するため、ベルマウス１０はファンケーシング２０にネジ留め等により締結される。なお、フック１６及び係留穴２８の数は、限定しないが、少なくとも３つ設ければ、ベルマウス１０をファンケーシング２０に安定して係留させることができる。

図２１は、実施の形態の空気調和機１００に係るベルマウス１０の正面図である。図２２は、図２１の領域Ｆの拡大図である。

また、フック１６及び係留穴２８は、上流側開口部１２ａから見た場合において、中心軸Ｏ１から上流側開口部１２ａの極大部１２ａ２の方向に離れた位置を中心Ｏ２とした仮想円弧線ＩＣ２に沿って複数配置されている。また、フック１６及び係留穴２８は、仮想円弧線ＩＣ２の半径Ｒ３が、中心軸Ｏ１と極大部１２ａ２との間の第２距離Ｒ２よりも短くなるように配置されている。この構成によれば、上流側開口部１２ａの長軸方向におけるフック１６及び係留穴２８の配置位置が、上流側開口部１２ａから離間しないように調整できるため、ベルマウス１０の小型化を促進することができる。

例えば、フック１６及び係留穴２８が、中心軸Ｏ１を中心として第２距離Ｒ２の位置に円形状に均等に配置された場合を考える。この場合、例えば、上流側開口部１２ａの極小部１２ａ１の近傍では、フック１６及び係留穴２８は第２距離Ｒ２の位置に配置されるため、極小部１２ａ１の位置から間隔をあけて配置されることになる。一方、フック１６及び係留穴２８が仮想円弧線ＩＣ２に沿って配置された場合、第２距離Ｒ２より短い半径Ｒ３の位置に円弧形状に均等に配置されるため、拡管壁１２と外郭壁１４との間隔の拡がりを抑制できる。したがって、本開示のベルマウス１０では、極大部１２ａ２を有することにより騒音を抑制できるとともに、フック１６及び係留穴２８が仮想円弧線ＩＣ２に沿って複数配置されることにより小型化を図ることができる。

なお、本開示の内容は、上述の実施の形態に限らず、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態の構成は、室内機以外の空気調和機１００、例えば、室外機、及び一体型の空気調和機１００にも適用可能である。また、本開示の内容は、空気調和機１００のみならず、ベルマウス１０とファンケーシング２０を有する他の冷凍サイクル装置等にも適用可能である。

１ 箱体、２ 上部意匠パネル、２ａ 吹出グリル、３ 下部意匠パネル、３ａ 吸入グリル、５ ファンガード、５ａ スリット穴、１０ ベルマウス、１０Ｘ ベルマウス、１２、１２Ｘ 拡管壁、１２ａ、１２ａＸ 上流側開口部、１２ｂ、１２ｂＸ 下流側開口部、１４ 外郭壁、１６ フック、１６ａ 爪、１６ｂ アーム、１６ｂ１ 第１アーム、１６ｂ２ 第２アーム、１６ｂ３ リブ、２０、２０Ｘ ファンケーシング、２２ 筐体、２４ ダクト、２４ａ 吹出口、２６ 取付面、２６ａ 吸入口、２８ 係留穴、２９ 案内壁、２９ａ 窪み、３０ ファン、１００ 空気調和機。

Claims (2)

1. 吸入口と吹出口とを有し、前記吸入口から前記吹出口に向けて空気を吹き出すファンを収容するファンケーシングと、
   前記ファンケーシングに取り付けられ、前記吸入口に前記空気を誘導する環状のベルマウスと
   を備え、
   前記ベルマウスは、
   前記空気が流入する上流側開口部の内径が、前記空気を前記吸入口に誘導する下流側開口部の内径よりも大きい拡管壁と、
   前記拡管壁の外周側に設けられた外郭壁と、
   前記下流側開口部の側の前記外郭壁に設けられ、前記ファンケーシングに着脱可能に取り付けられるフックと
   を有し、
   前記上流側開口部の周縁部は、
   前記下流側開口部の中心軸からの距離が最小となる極小部と、
   前記下流側開口部の前記中心軸からの距離が最大となる極大部と
   を有し、
   前記フックは、
   前記上流側開口部から見た場合において、
   前記中心軸から前記極大部の方向に離れた位置を中心とした仮想円弧線に沿って複数配置されており、
   前記仮想円弧線の半径は、
   前記中心軸と前記極大部との間の距離よりも短い
   空気調和機。
2. 前記上流側開口部の前記周縁部は、
   半円形状の第１円弧部と、
   前記第１円弧部に連なり、前記第１円弧部の半径よりも大きい長半径を有する半楕円形状の第２円弧部と
   からなり、
   前記極小部は、前記第１円弧部として形成され
   前記極大部は、前記第２円弧部の前記長半径の位置に設けられている
   請求項１に記載の空気調和機。

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