WO2013108519A1 - 空気調和機の室外機 - Google Patents
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- WO2013108519A1 WO2013108519A1 PCT/JP2012/082034 JP2012082034W WO2013108519A1 WO 2013108519 A1 WO2013108519 A1 WO 2013108519A1 JP 2012082034 W JP2012082034 W JP 2012082034W WO 2013108519 A1 WO2013108519 A1 WO 2013108519A1
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- F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
- F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
- F24F1/14—Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units
- F24F1/16—Arrangement or mounting thereof
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- F24F1/18—Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units characterised by their shape
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- F24F1/38—Fan details of outdoor units, e.g. bell-mouth shaped inlets or fan mountings
Definitions
- the present invention generally relates to an outdoor unit of an air conditioner, and more specifically to an outdoor unit of a separate type air conditioner provided separately from the indoor unit.
- Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-364881 discloses an outdoor unit for an air conditioner intended to provide an air passage so as to improve a heat exchange rate.
- the outdoor unit of an air conditioner disclosed in Patent Document 1 has a configuration partitioned into a compressor room and a heat exchanger room by a partition plate.
- the compressor chamber is provided with a compressor
- the heat exchanger chamber is provided with a heat exchanger and a blower fan.
- the heat exchanger is configured by a back surface portion positioned on the front surface of the blower fan, and a side surface portion bent on both sides thereof and positioned on the side of the blower fan.
- the partition plate is formed so that an interval between the partition plate and the side surface portion of the heat exchanger is inclined so that an upstream position is larger than a downstream position of the blower fan.
- Japanese Laid-Open Patent Publication No. 59-81433 discloses an air for the purpose of effectively directing water droplets adhering to the upper surface of the fan cover to the condenser and preventing noise caused by the water droplets falling on the fan.
- a harmony machine is disclosed (Patent Document 2).
- the air conditioner disclosed in Patent Document 2 is an integrated air conditioner in which the interior of an air conditioner main body is divided into an outdoor unit side and an indoor unit side by a partition plate.
- the drain condensed by the cooler on the indoor side by the cooling operation is collected in the drain pan and guided to the propeller fan on the outdoor unit side.
- the drain is scattered by the slinger ring formed on the propeller fan and applied to the condenser.
- Patent Document 3 An outdoor unit of an air conditioner for the purpose of realizing an air path configuration is disclosed (Patent Document 3).
- the outdoor unit of an air conditioner disclosed in Patent Document 3 includes an outdoor unit main body.
- the outdoor unit main body has a right partition plate that partitions the compressor chamber and the blower chamber, and a left partition plate that partitions the electrical component chamber and the blower chamber.
- the outdoor unit of the air conditioner further includes an axial fan provided in the blower room, a flat plate heat exchanger provided to close the suction side of the blower room, and a bell mouth that surrounds the axial fan.
- the right partition plate and the left partition plate have curved surfaces that smoothly connect a quadrangle that covers the front surface of the heat exchanger and a circle that surrounds the outer periphery of the bell mouth.
- the inclined structure of the partition plate guides air to the side surface portion of the heat exchanger without dropping the wind speed along the partition plate.
- the heat exchange rate in the heat exchanger is improved.
- the heat exchanger is composed of a back surface portion and a side surface portion, and has a substantially U shape as a whole.
- Such a configuration is based on the idea of increasing the total amount of heat exchange by increasing the volume of the heat exchanger, but on the other hand, the wind speed distribution in the heat exchanger tends to vary.
- the amount of heat exchange per unit area of the heat exchanger is not improved and the performance of the heat exchanger is not sufficiently extracted.
- simply increasing the volume of the heat exchanger will result in poor resource saving.
- an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an outdoor unit for an air conditioner that is excellent in energy saving and resource saving.
- the outdoor unit for an air conditioner is a separate type air conditioner outdoor unit that is provided separately from the indoor unit.
- the outdoor unit of an air conditioner has a suction part for taking in air and a flat plate-shaped heat exchange part, in which heat is exchanged between the heat medium and the air taken in through the suction part.
- the heat exchange part When the heat exchanger is viewed from the direction of the rotation axis of the propeller fan, the heat exchange part has a substantially square shape.
- the “substantially square” of the heat exchanging part means that the ratio of the length of the first side to the second side intersecting the first side is 1: 1 to 1: 1.1. When it is in range.
- the air flow sent out from the propeller fan basically has a concentric wind speed distribution centering on the rotation center of the propeller fan.
- the shape of the heat exchanging portion is made to be substantially square, thereby suppressing variation in the wind speed distribution in the heat exchanging portion.
- the amount of heat exchange per unit area can be increased efficiently, and energy saving can be achieved.
- the volume of the heat exchanging portion is not increased for the purpose of increasing the heat exchange amount, resource saving can be achieved.
- the center of the heat exchange unit and the rotation center of the propeller fan coincide. According to the outdoor unit of the air conditioner configured as described above, it is possible to more effectively suppress the variation in the wind speed distribution in the heat exchange unit.
- the entire propeller fan is projected onto the heat exchange section in the direction of the rotation axis of the propeller fan.
- the propeller fan does not become too large with respect to the heat exchanger. Thereby, further resource saving can be achieved through downsizing of the outdoor unit.
- the heat exchanger is a parallel flow type heat exchanger.
- the heat exchanging section is provided with a plurality of tube members that are spaced apart from each other and through which the heat medium flows, and fins that are provided between the plurality of tube members.
- the heat exchange part has a substantially square shape with an area A, includes a propeller fan, and the smallest virtual circle centered on the rotation axis of the propeller fan is the area B, B / A ⁇ 0.53 Satisfy the relationship.
- the heat exchanger is a fin-and-tube heat exchanger.
- the heat exchanging unit is composed of a plurality of fins provided at intervals from each other and a tube member that extends through the plurality of fins and through which the heat medium flows.
- the heat exchanging part has a substantially square shape with an area A, includes a propeller fan, and the smallest virtual circle centered on the rotation axis of the propeller fan is the area B, B / A ⁇ 0.48 Satisfy the relationship.
- the fin has a flat plate shape.
- the plurality of heat exchange units are provided side by side in the direction of the rotation axis of the propeller fan.
- the outdoor unit of the air conditioner configured as described above, it is possible to greatly reduce the heat exchange loss in the heat exchanger and further save energy.
- the outdoor unit of the air conditioner further includes a bell mouth provided on the outer periphery of the propeller fan.
- the propeller fan includes a blade front end portion that is disposed closest to the suction side in the rotation axis direction, and a blade rear end portion that is disposed closest to the blowing side. In the direction of the rotation axis of the propeller fan, the blade front end is disposed on the suction side of the bell mouth, and the blade rear end is disposed at a position overlapping the bell mouth.
- the outdoor unit of the air conditioner configured as described above, it is possible to avoid the formation of the air flow flowing into the propeller fan from the outer periphery of the front end portion of the blade on the suction side from being obstructed by the bell mouth. Moreover, on the blowout side, a good blowing performance can be obtained by the bell mouth.
- the blade height of the propeller fan in the direction of the rotation axis is T and the length of the overlap of the propeller fan and the bell mouth in the direction of the rotation axis of the propeller fan is L, 0.30 ⁇ L / The relationship T ⁇ 0.92 is satisfied.
- the outdoor unit of the air conditioner configured as described above, by satisfying the relationship of 0.30 ⁇ L / T, the function as a bell mouth guide is sufficiently exhibited, and the blowing performance of the propeller fan is increased. be able to. Moreover, it can avoid that the power consumption of the air blower required in order to obtain the same air volume deteriorates by satisfy
- filling the relationship of L / T ⁇ 0.92.
- an outdoor unit of an air conditioner that is excellent in energy saving and resource saving can be provided.
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing the outdoor unit of the air conditioner along the line II-II in FIG. 1. It is a front view which shows the outdoor unit seen from the direction shown by the arrow III in FIG. In the outdoor unit shown in FIG. 2, it is a figure which shows the wind speed distribution in a heat exchange part. It is sectional drawing which shows the outdoor unit of the air conditioner used as a comparative example with respect to the outdoor unit in FIG. In the comparative example shown in FIG. 5, it is a figure which shows the wind speed distribution in a heat exchange part. It is sectional drawing which shows the modification of the outdoor unit of the air conditioner shown in FIG. FIG.
- FIG. 8 is a graph showing the relationship between L / T and air volume when the length of the bell mouth is changed in the modification in FIG. 7.
- FIG. 8 is a graph showing a relationship between L / T and power consumption when the length of the bell mouth is changed in the modification in FIG. 7.
- It is sectional drawing which shows the outdoor unit of the air conditioner in Embodiment 3 of this invention. It is a front view which shows the outdoor unit seen from the direction shown by arrow XI in FIG. It is sectional drawing which shows the outdoor unit of the air conditioner used as a comparative example with respect to the outdoor unit in FIG.
- an outdoor unit 10 in the present embodiment is an outdoor unit of an air conditioner (air conditioner) that adjusts the temperature and humidity of air in a room.
- the air conditioner has only a cooling function of the cooling function and the heating function.
- the outdoor unit 10 and an indoor unit (not shown) constitute an air conditioner.
- the outdoor unit 10 of an air conditioner is installed outdoors.
- the outdoor unit 10 of the air conditioner is a separate type outdoor unit provided separately from an indoor unit (not shown).
- the outdoor unit 10 of the air conditioner and the indoor unit (not shown) are connected to each other by piping for circulating the refrigerant.
- the outdoor unit 10 of the air conditioner includes a cabinet 11, a heat exchanger 41, a blower 50, a compressor 26, and electrical components (not shown).
- the cabinet 11 forms a substantially rectangular parallelepiped housing that forms the outline of the outdoor unit 10, and accommodates the heat exchanger 41, the blower 50, the compressor 26, and electrical components (not shown).
- the cabinet 11 includes a bottom plate 12, an upper surface plate 17, a front panel 18 as a first panel, a fan guard 22 as a fan cover body, a left side panel 13 as a second panel, a right side panel 14, A partition plate 15 as a third panel and a support stay 16 are included.
- the bottom plate 12 is disposed on the installation surface of the outdoor unit 10.
- the top plate 17 is provided so as to face the bottom plate 12.
- the left side panel 13 and the right side panel 14 are erected at positions facing each other on the bottom plate 12.
- the left side panel 13 is disposed on the left side when viewed from the front side of the outdoor unit 10.
- the right side panel 14 is disposed on the right side when viewed from the front side of the outdoor unit 10, and is further bent from that position so as to partially cover the back side of the outdoor unit 10.
- a suction portion 36 for taking air into the cabinet 11 is formed between the left side panel 13 and the right side panel 14.
- the suction part 36 is provided only in the back surface among the side surface and the back surface of the outdoor unit 10.
- the front panel 18 is erected on the bottom plate 12.
- the front panel 18 is disposed on the front side of the outdoor unit 10.
- the front panel 18 has a bell mouth 21.
- the bell mouth 21 is formed integrally with the front panel 18.
- the front panel 18 has a circular opening, and the bell mouth 21 is formed by being folded back into the cabinet 11 from the periphery of the opening.
- the bell mouth 21 is formed to extend in a cylindrical shape on the outer periphery of a propeller fan 51 to be described later.
- the fan guard 22 has a stitch shape so that air can flow.
- the fan guard 22 is provided so as to close the opening formed in the front panel 18.
- the fan guard 22 is arranged to face the propeller fan 51 inside the cabinet 11.
- the fan guard 22 forms a blowing portion 37 for sending air out of the cabinet 11.
- the partition plate 15 is erected on the bottom plate 12.
- the partition plate 15 is positioned between the left side panel 13 and the right side panel 14 in the cabinet 11.
- the partition plate 15 is provided so as to partition the inside of the cabinet 11 into a heat exchanger chamber 31 and a compressor chamber 32.
- a heat exchanger 41 and a blower 50 are accommodated in the heat exchanger chamber 31.
- the compressor chamber 32 accommodates the compressor 26 and electrical components (not shown).
- the blower 50 is supported by a support stay 16 erected in the heat exchanger chamber 31.
- the blower 50 includes a propeller fan 51 and a motor 59 as a drive source.
- the propeller fan 51 is connected to the main shaft of the motor 59 and is provided so as to be rotatable about a virtual center axis 101.
- the propeller fan 51 is disposed so as to face the blowing portion 37.
- the heat exchanger 41 is erected on the bottom plate 12.
- the heat exchanger 41 has a flat plate shape as a whole.
- the heat exchanger 41 is disposed on the back side of the outdoor unit 10.
- the heat exchanger 41 is disposed so as to face the suction portion 36.
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing the outdoor unit of the air conditioner along the line II-II in FIG.
- FIG. 3 is a front view showing the outdoor unit viewed from the direction (front side) indicated by an arrow III in FIG.
- the propeller fan 51 is provided so that the central shaft 101 that is the rotation center thereof is orthogonal to the flat plate heat exchanger 41.
- the suction portion 36, the heat exchanger 41, the motor 59, the propeller fan 51, and the blowing portion 37 are provided side by side from the back side to the front side in the order mentioned.
- a blowing path from the suction part 36 toward the blowing part 37 is formed.
- the air flow path is formed in a space surrounded on all sides by the left side panel 13, the bottom plate 12, the partition plate 15, and the upper surface plate 17 on the upstream side, and formed by the bell mouth 21 on the downstream side. Is done.
- the left side panel 13 and the partition plate 15 disposed on both sides of the air blowing path are provided so as to extend in a flat plate shape from the suction portion 36 toward the blowing portion 37.
- the bottom plate 12 and the top plate 17 disposed above and below the air blowing path are provided so as to extend in a flat plate shape from the suction portion 36 toward the blowing portion 37.
- the left side panel 13, the bottom plate 12, the partition plate 15, and the top plate 17 are respectively arranged in the direction of the rotation axis of the propeller fan 51 from the outer edges of the four sides of the heat exchanger 41 when viewed from the direction of the rotation axis of the propeller fan 51. It extends in a flat plate shape.
- the left side panel 13, the bottom plate 12, the partition plate 15, and the top plate 17 are each parallel to four sides of the heat exchanger 41.
- the ventilation path surrounded by the left side panel 13, the bottom plate 12, the partition plate 15, and the top plate 17 has a rectangular opening surface when cut by a plane orthogonal to the central axis 101. More preferably, the air flow path surrounded by the left side panel 13, the bottom plate 12, the partition plate 15, and the top plate 17 is substantially square (first side) when cut by a plane orthogonal to the central axis 101. And the ratio of the length of the second side intersecting the first side is in the range of 1: 1 to 1: 1.1).
- the propeller fan 51 includes a shaft portion 53 and a plurality of blades 52.
- the shaft portion 53 extends in a shaft shape along the central shaft 101 and is connected to the output shaft of the motor 59 at the tip.
- the plurality of blades 52 are formed so as to spread outward from the shaft portion 53 in the radial direction around the central shaft 101.
- the plurality of blades 52 are provided at intervals from each other in the circumferential direction around the central axis 101.
- propeller fan 51 has three blades 52.
- the plurality of wings 52 have the same shape.
- the blade 52 is a blade that connects the blade leading edge 57 positioned on the rotational direction side, the blade trailing edge 58 positioned on the counter-rotating direction, and the blade leading edge 57 and the blade trailing edge 58. And a peripheral edge portion 56.
- the blade surface of the blade 52 is formed at a position surrounded by the blade leading edge 57, the blade trailing edge 58 and the blade peripheral edge 56.
- the blade peripheral portion 56 is formed to extend in the circumferential direction about the central axis 101.
- the heat exchanger 41 is a parallel flow type heat exchanger.
- the heat exchanger 41 has two header pipes 42 and 43, a flat tube 44 as a plurality of tube members, and corrugated fins 45 as fins.
- the heat exchanger 41 is formed from a single material.
- the header pipes 42 and 43, the flat tubes 44 and the corrugated fins 45 constituting the heat exchanger 41 are formed from an aluminum alloy.
- the header pipe 42 and the header pipe 43 are arranged in parallel with a distance from each other.
- the header pipes 42 and 43 extend linearly in the vertical direction.
- the plurality of flat tubes 44 are arranged at intervals from each other.
- the plurality of flat tubes 44 are arranged in parallel to each other.
- the flat tube 44 extends linearly in the horizontal direction.
- the flat tube 44 has a track-shaped cross section in which the vertical direction is the short direction and the horizontal direction is the long direction.
- the corrugated fins 45 are disposed between the adjacent flat tubes 44.
- the corrugated fins 45 are joined to flat tubes 44 disposed on both sides thereof.
- the corrugated fin 45 extends between the header pipe 42 and the header pipe 43 while meandering in a corrugated shape.
- the refrigerant pipes for circulating the refrigerant are formed by the header pipes 42 and 43 and the flat tube 44.
- An air passage in the heat exchanger 41 is formed by a space between the adjacent flat tubes 44.
- the header pipe 42 and the header pipe 43 are formed with a refrigerant supply port and a refrigerant discharge port (not shown), respectively.
- the refrigerant supplied to the heat exchanger 41 through the refrigerant supply port reciprocates between the header pipe 42 and the header pipe 43 through the flat tube 44.
- the refrigerant is finally discharged from the heat exchanger 41 through the refrigerant discharge port.
- the position of the pipe where the refrigerant supply port and the refrigerant discharge port are formed and the refrigerant flow path between the refrigerant supply port and the refrigerant discharge port are not particularly limited.
- the heat exchanging section 46 is configured by a plurality of flat tubes 44 and corrugated fins 45.
- heat is exchanged between the refrigerant flowing through the heat exchanger 41 and the air taken into the cabinet 11 through the suction unit 36. More specifically, heat is exchanged between the refrigerant flowing through the flat tubes 44 and the air flowing between the adjacent flat tubes 44 via the corrugated fins 45.
- the parallel flow type heat exchanger is the same size, the heat exchange amount per unit area is large and the heat exchange loss is reduced compared to the fin-and-tube heat exchanger described in the third embodiment. Easy to do. For this reason, energy efficiency can be improved efficiently, and it can contribute to size reduction and resource saving of an outdoor unit.
- a parallel flow type heat exchanger has a characteristic that it easily forms frost during heating because of a large amount of heat exchange per unit area as described above. In this case, since defrosting time is required, there is a possibility that the operation time is shortened and the average heating capacity is reduced. On the other hand, in this Embodiment, since an air conditioner is only for cooling, such a concern can be eliminated.
- the heat exchange section 46 has a substantially square shape.
- the horizontal length X and the vertical length Y of the heat exchanging portion 46 are the same length.
- the ratio of the horizontal length X to the vertical length Y of the heat exchange unit 46 is in the range of 1: 1 to 1: 1.1, or the ratio of the vertical length Y to the horizontal length X of the heat exchange unit 46 is 1: 1 to 1: 1.1.
- it can be said that the heat exchanging portion 46 has a substantially square shape.
- the entire propeller fan 51 is disposed so as to overlap the heat exchanging portion 46. That is, the entire propeller fan 51 is projected onto the heat exchange unit 46 in the direction of the rotation axis of the propeller fan 51.
- the center of the heat exchange unit 46 (Y / 2 from the upper and lower ends of the heat exchange unit 46, and the left and right of the heat exchange unit 46).
- the position away from the end by X / 2) coincides with the rotation center (center axis 101) of the propeller fan 51.
- a minimum virtual circle 102 including the propeller fan 51 and centering on the rotation axis of the propeller fan 51 is assumed.
- the virtual circle 102 draws a locus centering on the central axis 101 so as to overlap the blade peripheral edge portion 56 of the propeller fan 51.
- the virtual circle 102 has an area B.
- the length of one side of the heat exchange unit 46 and the diameter of the propeller fan 51 are set so as to satisfy the relationship of 0.53 ⁇ B / A ⁇ 0.79.
- B / A 0.79
- the length of one side of the heat exchanging section 46 and the diameter of the propeller fan 51 are equal. That is, the relationship of B / A ⁇ 0.79 means that the entire propeller fan 51 is projected onto the heat exchange unit 46 in the direction of the rotation axis of the propeller fan 51.
- FIG. 4 is a diagram showing the wind speed distribution in the heat exchange section in the outdoor unit shown in FIG.
- the distribution of the wind speed passing through the heat exchanging portion 46 is obtained by actual measurement as the propeller fan 51 rotates.
- the horizontal length X and the vertical length Y of the heat exchange part 46 were 510 mm, and the diameter of the propeller fan 51 was ⁇ 460 mm.
- the ratio B / A of the front surface area A of the heat exchange unit 46 to the area B of the virtual circle 102 of the propeller fan 51 is 0.64.
- FIG. 4 shows the wind speed distribution in the heat exchanging section 46 when viewed from the back side of the outdoor unit 10.
- the wind speed has a substantially concentric shape centering on the rotation axis of the propeller fan 51, and becomes a distribution that increases from the inner peripheral side toward the outer peripheral side.
- FIG. 5 is a cross-sectional view showing an outdoor unit of an air conditioner as a comparative example with respect to the outdoor unit in FIG.
- FIG. 6 is a diagram showing the wind speed distribution in the heat exchange section in the comparative example shown in FIG.
- the outdoor unit 200 of the air conditioner in the present comparative example has a heat exchanger 241 instead of the heat exchanger 41 in FIG.
- the heat exchanger 241 has an L-shaped top view. Specifically, the heat exchanger 241 has a back surface portion 250 disposed on the back surface side and a side surface portion 260 disposed on the side surface side, and is bent between the back surface portion 250 and the side surface portion 260.
- a suction part 36 is further formed at the position of the left side panel 13 facing the side part 260.
- the horizontal length X of the heat exchanging portion 46 was 672 mm (total length extending from the back surface portion 250 to the side surface portion 260), the vertical length Y was 490 mm, and the diameter of the propeller fan 51 was 370 mm.
- the ratio B / A of the front surface area A of the heat exchanger of the heat exchanger 241 to the area B of the virtual circle 102 of the propeller fan 51 is 0.33.
- FIG. 6 shows the wind speed distribution in the heat exchanging portion 46 when viewed from the back side and the left side of the outdoor unit 10.
- the wind speed at the side surface portion 260 was relatively small, and air was less likely to be sucked than the back surface portion 250.
- the variation in the wind speed distribution was larger than the wind speed distribution shown in FIG.
- drift index a value obtained by dividing the difference between the maximum wind speed and the minimum wind speed by the average wind speed
- the heat exchange amount per unit area in the heat exchange part 46 becomes 1.34 times by making the average wind speed which passes the heat exchange part 46 1.5 times with respect to a comparative example. . For this reason, the heat exchange loss in the heat exchange part 46 was reduced significantly, and even if it was a case where the volume of the heat exchange part 46 was reduced by 21%, energy saving property could be improved.
- the air flow sent out from the propeller fan 51 basically has a concentric wind speed distribution centered on the rotation center of the propeller fan 51.
- the shape of the heat exchanging portion 46 is made substantially square, so that air can be easily sucked uniformly from the entire surface of the heat exchanging portion 46.
- variation in the wind speed distribution in the heat exchange part 46 is improved significantly, As a result, the heat exchange amount per unit area of the heat exchange part 46 can be increased efficiently.
- the ratio of the front surface area A of the heat exchange section 46 to the area B of the virtual circle 102 of the propeller fan 51 preferably satisfies the relationship of 0.53 ⁇ B / A ⁇ 0.79. It was.
- the outdoor unit 10 of the air conditioner according to the present embodiment is provided separately from the indoor unit.
- This is an outdoor unit for a separate type air conditioner.
- the outdoor unit 10 of the air conditioner has a suction part 36 for taking in air and a flat plate-shaped heat exchange part 46, and the heat exchange part 46 takes in the refrigerant as a heat medium and the suction part 36.
- a blowing part 37 for sending out the air heat-exchanged by the heat exchanger 41.
- the heat exchange unit 46 has a substantially square shape.
- the air speed distribution in the heat exchange unit 46 varies due to the heat exchange unit 46 having a substantially square shape. Suppresses the occurrence. Thereby, the heat exchange amount per unit area of the heat exchange part 46 can be increased efficiently, and energy saving can be achieved. Further, since the volume of the heat exchanging portion 46 is not increased for the purpose of increasing the amount of heat exchange, resource saving can be achieved.
- propeller fan 51 has blade front end portion 52p and blade rear end portion 52q.
- the blade front end portion 52p is a portion of the blade 52 of the propeller fan 51 that is disposed on the most suction side (back side of the outdoor unit) in the axial direction of the central shaft 101.
- the blade rear end portion 52q is a portion of the blade 52 of the propeller fan 51 that is disposed closest to the blowing side (front side of the outdoor unit) in the axial direction of the central shaft 101.
- the bell mouth 21 has a rear side end 21p and a front side end 21q.
- the rear side end portion 21p is a portion of the bell mouth 21 that is disposed on the most suction side (back side of the outdoor unit) in the axial direction of the central shaft 101.
- the front side end portion 21q is a portion of the bell mouth 21 that is disposed closest to the blowout side (front side of the outdoor unit) in the axial direction of the central shaft 101.
- the bell mouth 21 has a reduced diameter portion 81 that is reduced in diameter toward the blowing side from the rear side end portion 21p, a cylindrical portion 82 that extends from the reduced diameter portion 81 toward the blowing side, and has a constant diameter, and a cylindrical portion 82.
- the diameter-increasing portion 83 increases in diameter toward the front side end portion 21q.
- the blade front end portion 52p is disposed on the suction side of the bell mouth 21 in the rotation axis of the propeller fan 51, that is, in the axial direction of the central shaft 101.
- the blade front end portion 52p of the propeller fan 51 is disposed on the suction side with respect to the rear side end portion 21p of the bell mouth 21.
- the blade rear end portion 52 q is disposed at a position overlapping the bell mouth 21.
- the wing rear end portion 52q is disposed at a position overlapping the front side end portion 21q of the bell mouth 21 or closer to the suction side than the front side end portion 21q.
- the blade trailing end portion 52q is disposed at a position overlapping with the enlarged diameter portion 83.
- the propeller fan 51 sucks air mainly from the direction of the rotating shaft, and has a characteristic of sucking some air from the outer periphery of the rotating shaft.
- the blade front end portion 52p is disposed on the suction side with respect to the bell mouth 21
- the air flow flowing into the propeller fan 51 from the outer periphery on the blade front end portion 52p side is formed by the bell mouth 21. You can avoid being disturbed.
- the wing rear end portion 52q is arranged at a position where it overlaps with the bell mouth 21, it is possible to obtain a good blowing performance by the bell mouth 21 without causing the fan guard 22 to protrude more than necessary to the front side of the outdoor unit. Can do.
- FIG. 7 is a sectional view showing a modification of the outdoor unit of the air conditioner shown in FIG.
- propeller fan 51 has a blade height T.
- the blade height T is the length between the blade front end portion 52p and the blade rear end portion 52q in the rotation axis direction of the propeller fan 51.
- L the length in which the propeller fan 51 and the bell mouth 21 overlap in the rotation axis direction of the propeller fan 51.
- L / T 0.61.
- FIG. 8 is a graph showing the relationship between L / T and the air volume when the length of the bell mouth is changed in the modification in FIG.
- FIG. 9 is a graph showing the relationship between L / T and power consumption when the length of the bell mouth is changed in the modification in FIG.
- the air volume when the length of the bell mouth 21 was changed to L / T 0.30, 0.61, 0.98 was measured, and the result is shown in the graph of FIG. As shown in the figure, the air volume increased as the L / T value increased from 0.30, and the maximum air volume was obtained when the L / T value was 0.77. As the L / T value further increased, the air volume gradually decreased.
- Embodiment 1 According to the outdoor unit for an air conditioner according to Embodiment 2 of the present invention configured as described above, the effects described in Embodiment 1 can be obtained in the same manner.
- FIG. 10 is a cross-sectional view showing an outdoor unit of an air conditioner according to Embodiment 3 of the present invention.
- FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 2 in the first embodiment.
- FIG. 11 is a front view showing the outdoor unit viewed from the direction indicated by the arrow XI in FIG.
- the outdoor unit of the air conditioner in the present embodiment basically has the same structure as the outdoor unit 10 of the air conditioner in the first embodiment. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated.
- the air conditioner has both a cooling function and a heating function.
- the outdoor unit 60 of the air conditioner has a heat exchanger 71 instead of the heat exchanger 41 in FIGS. 2 and 3.
- the heat exchanger 71 is a fin-and-tube heat exchanger.
- the heat exchanger 71 includes flat fins 75 as a plurality of fins and refrigerant tubes 74 as tube members.
- the flat fin 75 has a flat plate shape.
- the plurality of flat plate fins 75 are provided to be spaced from each other.
- the plurality of flat plate fins 75 are arranged in parallel to each other.
- the plurality of flat plate fins 75 are arranged in the horizontal direction.
- the refrigerant tube 74 extends so as to penetrate the plurality of flat plate fins 75.
- the refrigerant pipe 74 extends in the vertical direction while alternately repeating a section extending linearly along the horizontal direction while penetrating the plurality of plate fins 75 and a section reversing at both ends of the plurality of plate fins 75. It extends continuously.
- the heat exchanger 71 includes the flat fins 75
- the fins included in the fin-and-tube heat exchanger are not limited to a flat plate shape.
- a fin with a cut and raised portion such as a slit or a louver may be used, or a fin having a corrugated cross-sectional shape may be used. Also good.
- the refrigerant pipe 74 forms a refrigerant passage for circulating the refrigerant.
- An air passage in the heat exchanger 71 is formed by the space between the adjacent flat plate fins 75.
- a refrigerant supply port and a refrigerant discharge port are formed at both ends of the refrigerant tube 74, respectively.
- the refrigerant supplied to the heat exchanger 71 through the refrigerant supply port reciprocates in the horizontal direction through the refrigerant pipe 74.
- the refrigerant is finally discharged from the heat exchanger 71 through the refrigerant discharge port.
- the position of the refrigerant pipe 74 where the refrigerant supply port and the refrigerant discharge port are formed and the flow path of the refrigerant pipe 74 between the refrigerant supply port and the refrigerant discharge port are not particularly limited.
- the heat exchange section 76 is configured by the plurality of flat plate fins 75 and the portion of the refrigerant pipe 74 that extends through the plurality of flat plate fins 75.
- heat is exchanged between the refrigerant flowing through the heat exchanger 71 and the air taken into the cabinet 11 through the suction unit 36. More specifically, heat is exchanged between the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 74 and the air flowing between the adjacent flat fins 75 via the flat fins 75.
- the parallel flow heat exchanger described in the first embodiment has a characteristic that it easily forms frost during heating because of a large amount of heat exchange per unit area. In this case, since defrosting time is required, there is a possibility that the operation time is shortened and the average heating capacity is reduced. On the other hand, according to the present embodiment, such a concern can be solved by adopting the fin-and-tube heat exchanger 71 in spite of the air conditioner that is also used for air conditioning.
- the heat exchanger 71 is configured by combining a plurality of heat exchanger cells 72.
- the heat exchanger 71 is configured by combining three heat exchanger cells 72a, 72b, and 72c.
- the heat exchanger cell 72 includes the plurality of flat plate fins 75 and the refrigerant pipe 74 described above.
- the heat exchanger cells 72 a, 72 b, 72 c are stacked along the rotation axis direction of the propeller fan 51.
- the heat exchanger cell 72 has a thickness of 18 mm in the direction of the rotation axis of the propeller fan 51. For this reason, the total thickness of the heat exchanger 71 configured by combining a plurality of heat exchanger cells 72 is 36 mm or more. In the present embodiment, the heat exchanger 71 has a thickness of 54 mm.
- the heat exchanger 71 may be composed of one heat exchanger cell 72 having a thickness of 36 mm or more.
- the heat exchange unit 76 When the heat exchanger 71 is viewed from the axial direction of the central axis 101 that is the rotation axis of the propeller fan 51, the heat exchange unit 76 has a substantially square shape.
- the propeller fan 51 has two blades 52.
- a minimum virtual circle 102 including the propeller fan 51 and centering on the rotation axis of the propeller fan 51 is assumed.
- the virtual circle 102 has an area B.
- the length of one side of the heat exchange unit 76 and the diameter of the propeller fan 51 are set so as to satisfy the relationship of 0.48 ⁇ B / A ⁇ 0.79.
- the air conditioner was evaluated using year-round energy consumption efficiency (APF).
- APF year-round energy consumption efficiency
- the diameter of 51 was set to ⁇ 460 mm. Under this condition, the ratio B / A of the front surface area A of the heat exchange unit 76 to the area B of the virtual circle 102 of the propeller fan 51 is 0.48.
- FIG. 12 is a cross-sectional view showing an outdoor unit of an air conditioner as a comparative example with respect to the outdoor unit in FIG.
- the outdoor unit 300 of the air conditioner in this comparative example has a heat exchanger 371 instead of the heat exchanger 71 in FIG. 10.
- the heat exchanger 371 has an L-shaped top view. Specifically, the heat exchanger 371 has a back surface portion 380 disposed on the back surface side and a side surface portion 390 disposed on the side surface side, and is bent between the back surface portion 380 and the side surface portion 390.
- a suction portion 36 is further formed at the position of the left side panel 13 facing the side surface portion 390.
- the heat exchanger 371 is configured by combining three heat exchanger cells 372 (372a, 372b, 372c).
- the heat exchanger cell 372b and the heat exchanger cell 372c are composed of a back surface portion 380 and a side surface portion 390, and the heat exchanger cell 372a is composed of only the back surface portion 380.
- the horizontal length X of the heat exchanger cell 372b and the heat exchanger cell 372c was 800 mm (total length from the back surface 380 to the side surface 390), and the vertical length Y was 504 mm.
- the horizontal length X of the heat exchanger cell 372a was 600 mm, and the vertical length Y was 504 mm.
- the diameter of the propeller fan 51 was set to ⁇ 420 mm. Under this condition, the ratio B / A of the front surface area A of the heat exchange part of the heat exchanger 371 to the area B of the virtual circle 102 of the propeller fan 51 is 0.34.
- the heat exchange amount per unit area can be improved efficiently by greatly increasing the wind speed passing through the heat exchange section 76, and the heat exchange loss in the heat exchanger 71 can be greatly reduced. Therefore, assuming that the year-round energy consumption efficiency (APF) in the comparative example is 100%, in the embodiment, the year-round energy consumption efficiency (APF) 100% is achieved even though the volume of the heat exchanger 71 is reduced by 7%. We were able to. At this time, the noise was almost equivalent to that of the comparative example. Therefore, since the rotation speed of the propeller fan 51 when the necessary air volume and wind speed are output can be suppressed, an increase in noise can also be suppressed.
- APF year-round energy consumption efficiency
- the ratio of the front surface area A of the heat exchange unit 76 to the area B of the virtual circle 102 of the propeller fan 51 preferably satisfies the relationship of 0.48 ⁇ B / A ⁇ 0.79. It was.
- the outdoor unit 60 in the present embodiment it is possible to increase the wind speed passing through the heat exchange unit 76 while suppressing an increase in noise. For this reason, even if it is a case where the heat exchanger 71 formed by combining a plurality of heat exchanger cells 72 is used, the amount of heat exchange per unit area is efficiently improved and the heat exchange loss is greatly reduced. be able to.
- This invention is applied to a separate type air conditioner outdoor unit provided separately from the indoor unit.
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Abstract
空気調和機の室外機は、空気を取り入れるための吸い込み部(36)と、平板形状の熱交換部を有し、その熱交換部において、冷媒と、吸い込み部(36)を通じて取り入れられた空気との間で熱交換させる熱交換器(41)と、熱交換部と向かい合って配置されるプロペラファン(51)を有し、吸い込み部(36)から熱交換器(41)に向かう空気流れを形成する送風機と、熱交換器(41)により熱交換された空気を送出する吹き出し部(37)とを備える。プロペラファン(51)の回転軸方向から熱交換器(41)を見た場合に、熱交換部は略正方形の形状を有する。このような構成により、省エネルギ化および省資源化に優れた空気調和機の室外機を提供する。
Description
この発明は、一般的には、空気調和機の室外機に関し、より特定的には、室内機とは別体に設けられる、セパレート型の空気調和機の室外機に関する。
従来の空気調和機の室外機に関して、たとえば、特開2002-364881号公報には、熱交換率を向上させるように送風路を設けることを目的とした空気調和機の室外機が開示されている(特許文献1)。
特許文献1に開示された空気調和機の室外機は、仕切り板によって、圧縮機室と熱交換器室とに区画された構成を有する。圧縮機室には、圧縮機が設けられ、熱交換器室には、熱交換器および送風ファンが設けられている。熱交換器は、送風ファンの正面に位置決めされる背面部と、その両側を屈曲し、送風ファンの側方に位置決めされる側面部とによって構成されている。仕切り板は、仕切り板と熱交換器の側面部との間隔が、送風ファンの下流側の位置よりも上流側の位置の方が大きくなるように傾斜して形成されている。
また、特開昭59-81433号公報には、ファンカバー上面に付着した水滴を効果的に凝縮器に向かわせるとともに、水滴がファンに落下することによる騒音の発生を防ぐことを目的とした空気調和機が開示されている(特許文献2)。
特許文献2に開示された空気調和機は、空気調和機本体の内部が、仕切り板によって室外機側と室内機側とが区分けされた一体型の空気調和機である。このような一体型の空気調和機において、冷房運転により室内側の冷却器により凝縮されたドレンがドレンパンに集められ、室外機側のプロペラファンに導かれる。そのドレンは、プロペラファンに成形されたスリンガリングによって飛散され、凝縮器に当てられる。
また、特開平4-278132号公報には、吹き出し空気流の障害を少なくして運転時の騒音の低減を図るとともに、吹き出し空気流のショートサイクルの防止や、構造体として十分な強度を備えた風路構成を実現することを目的とした空気調和機の室外ユニットが開示されている(特許文献3)。
特許文献3に開示された空気調和機の室外ユニットは、室外ユニット本体を備える。室外ユニット本体は、圧縮機室および送風機室を区画する右側仕切り板と、電気品室および送風機室を区画する左側仕切り板とを有する。空気調和機の室外ユニットは、さらに、送風機室内に設けられた軸流ファンと、送風機室の吸い込み側を塞ぐように設けられた平板状の熱交換器と、軸流ファンを囲続するベルマウスとを備える。右側仕切り板および左側仕切り板は、熱交換器の前面を覆う四角形とベルマウスの外周部を囲む円形とを滑らかにつなぐ曲面形状を有する。
近年、地球環境保護の観点から、省エネルギに対して様々な取り組みがなされている。たとえば、上述の特許文献1に開示された空気調和機の室外機においては、仕切り板の傾斜構造により、空気を仕切り板に沿って風速を落とすことなく熱交換器の側面部に導くことで、熱交換器における熱交換率の向上を図っている。
また、特許文献1に開示された空気調和機の室外機では、熱交換器が背面部と側面部とから構成されており、全体として略U字の形状を有する。このような構成は、熱交換器の体積を増やして熱交換量の総量を増大させようとする思想に基づくが、その一方で、熱交換器における風速分布にばらつきが生じ易い。結果として、熱交換器の単位面積当たりにおける熱交換量が改善されず、熱交換器の性能が充分に引き出されていないという問題がある。また、熱交換器の体積をただ増やすだけでは、省資源化という観点においても劣る結果となる。
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、省エネルギ化および省資源化に優れた空気調和機の室外機を提供することである。
この発明に従った空気調和機の室外機は、室内機とは別体に設けられる、セパレート型の空気調和機の室外機である。空気調和機の室外機は、空気を取り入れるための吸い込み部と、平板形状の熱交換部を有し、その熱交換部において、熱媒体と、吸い込み部を通じて取り入れられた空気との間で熱交換させる熱交換器と、熱交換部と向かい合って配置されるプロペラファンを有し、吸い込み部から熱交換器に向かう空気流れを形成する送風機と、熱交換器により熱交換された空気を送出する吹き出し部とを備える。プロペラファンの回転軸方向から熱交換器を見た場合に、熱交換部は略正方形の形状を有する。
なお、本発明において、熱交換部が有する「略正方形」とは、第1辺と、第1辺と交差する第2辺との長さの比が、1:1~1:1.1の範囲にある場合をいう。
このように構成された空気調和機の室外機によれば、プロペラファンから送り出される空気流れは、基本的には、プロペラファンの回転中心を中心とする同心円状の風速分布となる。このため、そのような特性を有するプロペラファンに即して、熱交換部の形状を略正方形にすることによって、熱交換部における風速分布にばらつきが生じることを抑制する。これにより、単位面積当たりにおける熱交換量を効率的に増大させ、省エネルギ化を図ることができる。また、熱交換量の増大を目的に熱交換部の体積を増やすということがないため、省資源化を図ることもできる。
また好ましくは、プロペラファンの回転軸方向から熱交換器および送風機を見た場合に、熱交換部の中心と、プロペラファンの回転中心とが一致する。このように構成された空気調和機の室外機によれば、熱交換部における風速分布にばらつきが生じることをさらに効果的に抑制できる。
また好ましくは、プロペラファンの全体が、プロペラファンの回転軸方向において熱交換部に投影される。このように構成された空気調和機の室外機によれば、プロペラファンが熱交換器に対して大きくなりすぎることがない。これにより、室外機の小型化を通じてさらなる省資源化を図ることができる。
また好ましくは、熱交換器は、パラレルフロー型の熱交換器である。パラレルフロー型の熱交換器においては、熱交換部が、互いに間隔を隔てて設けられ、熱媒体が流通する複数本のチューブ部材と、複数本のチューブ部材間に設けられるフィンとから構成される。熱交換部が面積Aの略正方形の形状を有し、プロペラファンを内包し、プロペラファンの回転軸を中心とする最小の仮想円が面積Bである場合に、B/A≧0.53の関係を満たす。
また好ましくは、熱交換器は、フィンアンドチューブ型の熱交換器である。フィンアンドチューブ型の熱交換器では、熱交換部が、互いに間隔を隔てて設けられる複数枚のフィンと、複数枚のフィンを貫くように延伸し、熱媒体が流通するチューブ部材とから構成される。熱交換部が面積Aの略正方形の形状を有し、プロペラファンを内包し、プロペラファンの回転軸を中心とする最小の仮想円が面積Bである場合に、B/A≧0.48の関係を満たす。
さらに好ましくは、フィンは平板形状を有する。複数の熱交換部は、プロペラファンの回転軸方向に並んで設けられる。
このように構成された空気調和機の室外機によれば、熱交換器における熱交換ロスを大幅に低減して、省エネルギ化をさらに図ることができる。
また好ましくは、空気調和機の室外機は、プロペラファンの外周上に設けられるベルマウスをさらに備える。プロペラファンは、その回転軸方向において最も吸い込み側に配置される翼前端部と、最も吹き出し側に配置される翼後端部とを含む。プロペラファンの回転軸方向において、翼前端部は、ベルマウスよりも吸い込み側に配置され、翼後端部は、ベルマウスと重なる位置に配置される。
このように構成された空気調和機の室外機によれば、吸い込み側において、翼前端部の外周上からプロペラファンに流入する空気流れの形成が、ベルマウスによって妨げられることを回避できる。また、吹き出し側において、ベルマウスにより良好な送風性能を得ることができる。
また好ましくは、プロペラファンのその回転軸方向における翼高さがTであり、プロペラファンの回転軸方向においてプロペラファンとベルマウスとが重なる長さがLである場合に、0.30≦L/T≦0.92の関係を満たす。
このように構成された空気調和機の室外機によれば、0.30≦L/Tの関係を満たすことにより、ベルマウスのガイドとしての機能が十分に発揮され、プロペラファンの送風能力を高めることができる。また、L/T≦0.92の関係を満たすことにより、同一風量を得るために必要な送風機の消費電力が悪化することを回避できる。
以上に説明したように、この発明に従えば、省エネルギ化および省資源化に優れた空気調和機の室外機を提供することができる。
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1における空気調和機の室外機を示す分解組み立て図である。図1を参照して、本実施の形態における室外機10は、部屋内の空気の温度や湿度などを調整する空気調和機(エアコンディショナ)の室外機である。特に本実施の形態では、空気調和機が、冷房機能および暖房機能のうちの冷房機能のみを有する。室外機10は、図示しない室内機と組となって空気調和機を構成している。空気調和機の室外機10は、室外に設置される。
図1は、この発明の実施の形態1における空気調和機の室外機を示す分解組み立て図である。図1を参照して、本実施の形態における室外機10は、部屋内の空気の温度や湿度などを調整する空気調和機(エアコンディショナ)の室外機である。特に本実施の形態では、空気調和機が、冷房機能および暖房機能のうちの冷房機能のみを有する。室外機10は、図示しない室内機と組となって空気調和機を構成している。空気調和機の室外機10は、室外に設置される。
空気調和機の室外機10は、図示しない室内機とは別体に設けられるセパレート型の室外機である。空気調和機の室外機10と、図示しない室内機との間は、冷媒を循環させるための配管により互いに接続されている。
空気調和機の室外機10は、キャビネット11と、熱交換器41と、送風機50と、圧縮機26と、図示しない電装部品とを有する。
キャビネット11は、室外機10の外郭をなす略直方体形状の筐体を形成し、熱交換器41、送風機50、圧縮機26および図示しない電装部品を収容する。キャビネット11は、底板12と、上面板17と、第1パネルとしての前面パネル18と、ファンカバー体としてのファンガード22と、第2パネルとしての左側面パネル13と、右側面パネル14と、第3パネルとしての仕切り板15と、支持ステー16とを含む。
底板12は、室外機10の設置面に配置される。上面板17は、底板12と対向するように設けられている。左側面パネル13および右側面パネル14は、底板12上の互いに対向する位置に立設されている。左側面パネル13は、室外機10の前面側から見て左側に配置されている。右側面パネル14は、室外機10の前面側から見て右側に配置され、さらにその位置から折れ曲がって、室外機10の背面側を部分的に覆うように設けられている。
室外機10の背面側において、左側面パネル13と右側面パネル14との間には、キャビネット11内に空気を取り入れるための吸い込み部36が形成されている。本実施の形態では、室外機10の側面および背面のうち背面にのみ吸い込み部36が設けられている。
前面パネル18は、底板12上に立設されている。前面パネル18は、室外機10の前面側に配置されている。前面パネル18は、ベルマウス21を有する。ベルマウス21は、前面パネル18に一体に成形されている。前面パネル18は、円形状の開口部を有し、ベルマウス21は、その開口部の周縁からキャビネット11内部に折り返されて形成されている。ベルマウス21は、後述するプロペラファン51の外周上で筒状に延びて形成されている。
ファンガード22は、空気が流通可能なように編み目形状を有する。ファンガード22は、前面パネル18に形成された開口部を塞ぐように設けられている。ファンガード22は、キャビネット11内部のプロペラファン51と向かい合って配置されている。ファンガード22によって、キャビネット11内から空気を送出するための吹き出し部37が形成されている。
仕切り板15は、底板12上に立設されている。仕切り板15は、キャビネット11内で左側面パネル13と右側面パネル14との間に位置決めされている。仕切り板15は、キャビネット11内部を熱交換器室31と圧縮機室32とに区画するように設けられている。熱交換器室31には、熱交換器41および送風機50が収容されている。圧縮機室32には、圧縮機26および図示しない電装部品が収容されている。
送風機50は、熱交換器室31内に立設された支持ステー16により支持されている。送風機50は、プロペラファン51と、駆動源としてのモータ59とを含む。プロペラファン51は、モータ59の主力軸に接続され、仮想上の中心軸101を中心に回転可能なように設けられている。プロペラファン51は、吹き出し部37と向かい合って配置されている。
熱交換器41は、底板12上に立設されている。熱交換器41は、全体として平板形状を有する。熱交換器41は、室外機10の背面側に配置されている。熱交換器41は、吸い込み部36と向かい合って配置されている。
図2は、図1中のII-II線上に沿った空気調和機の室外機を示す断面図である。図3は、図2中の矢印IIIに示す方向(前面側)から見た室外機を示す前面図である。
図1から図3を参照して、プロペラファン51は、その回転中心である中心軸101が平板形状の熱交換器41に直交するように設けられている。中心軸101の軸方向おいて、吸い込み部36、熱交換器41、モータ59、プロペラファン51および吹き出し部37が、挙げた順に背面側から前面側に向けて並んで設けられている。
熱交換器室31の内部には、吸い込み部36から吹き出し部37に向けた送風経路が形成されている。その送風経路は、上流側においては、左側面パネル13と、底板12と、仕切り板15と、上面板17とに四方を囲まれた空間に形成され、下流側においては、ベルマウス21によって形成される。
送風経路を挟んでその両側に配置される左側面パネル13および仕切り板15は、吸い込み部36から吹き出し部37に向けて平板形状に延在して設けられている。送風経路を挟んでその上下に配置される底板12および上面板17は、吸い込み部36から吹き出し部37に向けて平板形状に延在して設けられている。左側面パネル13、底板12、仕切り板15および上面板17は、それぞれ、プロペラファン51の回転軸方向から見た場合の熱交換器41が有する四辺の外縁から、プロペラファン51の回転軸方向に平板状に延在して設けられている。左側面パネル13、底板12、仕切り板15および上面板17は、それぞれ、熱交換器41が有する四辺と平行である。左側面パネル13と、底板12と、仕切り板15と、上面板17とに囲まれた送風経路は、中心軸101に直交する平面により切断された場合に矩形形状の開口面を有する。さらに好ましくは、左側面パネル13と、底板12と、仕切り板15と、上面板17とに囲まれた送風経路は、中心軸101に直交する平面により切断された場合に略正方形(第1辺と、第1辺と交差する第2辺との長さの比が、1:1~1:1.1の範囲)の開口面を有する。
プロペラファン51は、軸部53と、複数枚の翼52とから構成されている。軸部53は、中心軸101に沿って軸状に延び、その先でモータ59の出力軸に接続されている。複数枚の翼52は、軸部53から中心軸101を中心とする半径方向外側に広がって形成されている。複数枚の翼52は、中心軸101を中心にその周方向に互いに間隔を隔てて設けられている。本実施の形態では、プロペラファン51が3枚の翼52を有する。
複数枚の翼52は、互いに同一形状を有する。翼52は、回転方向の側に位置する翼前縁部57と、反回転方向の側に位置する翼後縁部58と、翼前縁部57と翼後縁部58との間を繋ぐ翼周縁部56とを有する。翼前縁部57、翼後縁部58および翼周縁部56に囲まれた位置に、翼52の翼面が形成されている。翼周縁部56は、中心軸101を中心にその周方向に延びて形成されている。
熱交換器41は、パラレルフロー型の熱交換器である。その構造について説明すると、熱交換器41は、2本のヘッダパイプ42,43と、複数本のチューブ部材としての偏平チューブ44と、フィンとしての波形フィン45とを有する。熱交換器41は、単一の材料から形成されている。本実施の形態では、熱交換器41を構成するヘッダパイプ42,43、偏平チューブ44および波形フィン45が、アルミニウム合金から形成されている。
ヘッダパイプ42とヘッダパイプ43とは、互いに距離を設けて平行に配置されている。ヘッダパイプ42,43とは、上下方向に直線状に延伸している。複数本の偏平チューブ44は、互いに間隔を隔てて配置されている。複数本の偏平チューブ44は、互いに平行に配置されている。偏平チューブ44は、水平方向に直線状に延伸している。偏平チューブ44は、上下方向が短手方向となり、水平方向が長手方向となるトラック形状の断面を有する。波形フィン45は、隣接する偏平チューブ44間に配置されている。波形フィン45は、その両側に配置された偏平チューブ44に接合されている。波形フィン45は、波形に蛇行しながらヘッダパイプ42とヘッダパイプ43との間で延びている。
ヘッダパイプ42,43と偏平チューブ44とによって、冷媒を流通させるための冷媒通路が形成されている。隣接する偏平チューブ44間の空間によって、熱交換器41における空気通路が形成されている。
ヘッダパイプ42およびヘッダパイプ43には、それぞれ、冷媒供給口および冷媒排出口(図示せず)が形成されている。冷媒供給口を通じて熱交換器41に供給された冷媒は、偏平チューブ44を通ってヘッダパイプ42とヘッダパイプ43との間を往復移動する。冷媒は、最終的に、冷媒排出口を通じて熱交換器41から排出される。
なお、熱交換器41において、冷媒供給口および冷媒排出口が形成されるパイプの位置や、冷媒供給口と冷媒排出口との間における冷媒の流通経路は、特に限定されない。
本実施の形態では、複数本の偏平チューブ44および波形フィン45によって、熱交換部46が構成されている。熱交換部46において、熱交換器41を流通する冷媒と、吸い込み部36を通じてキャビネット11内に取り入れられた空気との間で熱交換される。より具体的には、波形フィン45を介して、偏平チューブ44を流通する冷媒と、隣接する偏平チューブ44間を流通する空気との間で熱交換される。
パラレルフロー型の熱交換器は、同サイズであれば、実施の形態3において説明するフィンアンドチューブ型の熱交換器と比較して、単位面積当たりの熱交換量が大きく、熱交換ロスを低減し易い。このため、省エネルギ性を効率的に高めるとともに、室外機の小型化や省資源化にも貢献することができる。
一方、パラレルフロー型の熱交換器は、上記のとおり、単位面積当たりの熱交換量が大きいため、暖房時に着霜し易いという特性がある。この場合、除霜時間を要するため、運転時間が短くなって平均暖房能力が低下するという可能性がある。これに対して、本実施の形態では、空気調和機が冷房専用であるため、このような懸念を解消することができる。
図2および図3を参照して、プロペラファン51の回転軸である中心軸101の軸方向から熱交換器41を見た場合に、熱交換部46は、略正方形の形状を有する。本実施の形態では、熱交換部46の横長Xと縦長Yとが等しい長さである。熱交換部46の横長Xと縦長Yとの比が、1:1~1:1.1の範囲にある場合、もしくは熱交換部46の縦長Yと横長Xとの比が、1:1~1:1.1の範囲にある場合には、熱交換部46が略正方形の形状であるといえる。
中心軸101の軸方向から熱交換器41およびプロペラファン51を見た場合に、プロペラファン51の全体が、熱交換部46に重なるように配置されている。すなわち、プロペラファン51の全体が、プロペラファン51の回転軸方向において熱交換部46に投影される。
さらに、中心軸101の軸方向から熱交換器41およびプロペラファン51を見た場合に、熱交換部46の中心(熱交換部46の上端および下端からY/2、熱交換部46の左右の端部からX/2だけ離れた位置)と、プロペラファン51の回転中心(中心軸101)とが一致する。
中心軸101の軸方向から熱交換器41を見た場合に、熱交換部46は、前面面積A(=X×Y)を有する。プロペラファン51を内包し、プロペラファン51の回転軸を中心とする最小の仮想円102を想定する。仮想円102は、プロペラファン51の翼周縁部56と重なるように中心軸101を中心とする軌跡を描く。仮想円102は、面積Bを有する。
本実施の形態では、0.53≦B/A≦0.79の関係を満たすように、熱交換部46の一辺の長さおよびプロペラファン51の直径が設定されている。熱交換部46の横長Xと縦長Yとが等しく、B/A=0.79である場合、熱交換部46の一辺の長さとプロペラファン51の直径とが等しくなる。すなわち、B/A≦0.79の関係は、プロペラファン51の全体が、プロペラファン51の回転軸方向において熱交換部46に投影されることを意味している。
続いて、本実施の形態における空気調和機の室外機10によって奏される作用効果と、その作用効果を確認するための実施例とについて説明する。
図4は、図2中に示す室外機において、熱交換部における風速分布を示す図である。図1から図4を参照して、プロペラファン51の回転に伴って、熱交換部46を通過する風速の分布を実測により求めた。本測定では、熱交換部46の横長Xおよび縦長Yを510mmとし、プロペラファン51の直径をφ460mmとした。この条件で、プロペラファン51の仮想円102の面積Bに対する熱交換部46の前面面積Aの割合B/Aは、0.64となる。
図4中には、室外機10の背面側から見た場合の熱交換部46における風速分布が示されている。図中に示すように、風速がプロペラファン51の回転軸を中心にほぼ同心円状の形状で、内周側から外周側に向かうほど大きくなる分布となった。
図5は、図2中の室外機に対して比較例となる空気調和機の室外機を示す断面図である。図6は、図5中に示す比較例において、熱交換部における風速分布を示す図である。
図5および図6を参照して、本比較例における空気調和機の室外機200は、図2中の熱交換器41に替えて、熱交換器241を有する。熱交換器241は、L字状の上面視を有する。具体的には、熱交換器241は、背面側に配置される背面部250と、側面側に配置される側面部260とを有し、背面部250と側面部260との間で折れ曲がった形状を有する。背面側に形成された吸い込み部36に加えて、側面部260と向かい合う左側面パネル13の位置には、吸い込み部36がさらに形成されている。
本比較例では、熱交換部46の横長Xを672mm(背面部250から側面部260に渡る総長さ)とし、縦長Yを490mmとし、プロペラファン51の直径をφ370mmとした。この条件で、プロペラファン51の仮想円102の面積Bに対する熱交換器241の熱交換部の前面面積Aの割合B/Aは、0.33となる。
図6中には、室外機10の背面側および左側面側から見た場合の熱交換部46における風速分布が示されている。図中に示すように、側面部260における風速が比較的小さくなり、背面部250よりも空気が吸い込みにくい結果となった。また、図4中に示す風速分布と比較すると、風速分布のばらつきが大きくなった。具体的には、偏流の1つの指標として、最大風速と最小風速との差を平均風速で除した値(偏流度指標)を比較すると、図4中の実施例では0.28であったのに対して、図6中の比較例では0.68となった。図4中の実施例によれば、偏流度指標を59%改善することができた。
また、上記実施例において、熱交換部46を通過する平均風速を比較例に対して1.5倍にすることにより、熱交換部46における単位面積当たりの熱交換量が1.34倍になる。このため、熱交換部46における熱交換ロスを大幅に低減し、熱交換部46の体積を21%削減した場合であっても省エネルギ性を高めることができた。
上記測定から分かるように、プロペラファン51から送り出される空気流れは、基本的には、プロペラファン51の回転中心を中心とする同心円状の風速分布となる。本実施の形態では、そのような特性を有するプロペラファン51に即して、熱交換部46の形状を略正方形にすることによって、熱交換部46の全面から均一に空気を吸い込み易くなる。これにより、熱交換部46における風速分布のばらつきを大幅に改善し、その結果として、熱交換部46の単位面積当たりの熱交換量を効率的に増大させることができる。
次に、冷房専用の空気調和機が、インバータ技術を搭載せず、一定速度で運転する場合を想定する。この場合に、比較例における冷房定格運転時の成績係数(COP)を100%とすると、実施例では、B/Aの値を大幅に大きくすることによって、熱交換部46の体積を21%削減したにもかかわらず、成績係数(COP)106%を達成することができた。また、必要な風量、風速を出すときのプロペラファン51の回転数を抑制することができるため、騒音の増大を抑制することもできた。
また、上記実施例からプロペラファン51の直径をφ420mmまで小さくし、B/Aの値が0.53となる別の実施例を想定した。この場合、実施例と比較して同一風量時のプロペラファン51の回転数は1.16倍になるが、ファン回転に伴う騒音は上記比較例とほぼ同等となった。さらに、プロペラファン51の直径をφ370mmまで小さくし、B/Aの値が0.41となるさらに別の実施例を想定した。この場合、実施例と比較して同一風量時のプロペラファン51の回転数は1.41倍となり、ファン回転に伴う騒音が大幅に増大した。
また、プロペラファン51の直径を大きくしていくと、送風性能はよくなるがその効果は鈍くなっていった。B/Aの値を0.79(熱交換部46の1辺の長さ=プロペラファン51の直径)よりも大きくした場合、熱交換器41に対してプロペラファン51が大きくなり過ぎるため、送風性能の向上に見合わないほどに室外機が大型化する。
以上の検討から、プロペラファン51の仮想円102の面積Bに対する熱交換部46の前面面積Aの割合は、0.53≦B/A≦0.79の関係を満たすことが好ましいことが確認できた。
以上に説明したこの発明の実施の形態1における空気調和機の室外機の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における空気調和機の室外機10は、室内機とは別体に設けられる、セパレート型の空気調和機の室外機である。空気調和機の室外機10は、空気を取り入れるための吸い込み部36と、平板形状の熱交換部46を有し、その熱交換部46において、熱媒体としての冷媒と、吸い込み部36を通じて取り入れられた空気との間で熱交換させる熱交換器41と、熱交換部46と向かい合って配置されるプロペラファン51を有し、吸い込み部36から熱交換器41に向かう空気流れを形成する送風機50と、熱交換器41により熱交換された空気を送出する吹き出し部37とを備える。プロペラファン51の回転軸方向から熱交換器41を見た場合に、熱交換部46は略正方形の形状を有する。
このように構成された、この発明の実施の形態1における空気調和機の室外機10によれば、熱交換部46の形状を略正方形にすることによって、熱交換部46における風速分布にばらつきが生じることを抑制する。これにより、熱交換部46の単位面積当たりにおける熱交換量を効率的に増大させ、省エネルギ化を図ることができる。また、熱交換量の増大を目的に熱交換部46の体積を増やすということがないため、省資源化を図ることができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、プロペラファン51の外周上に設けられるベルマウス21の構造について詳細に説明する。
本実施の形態では、プロペラファン51の外周上に設けられるベルマウス21の構造について詳細に説明する。
図2を参照して、プロペラファン51は、翼前端部52pおよび翼後端部52qを有する。翼前端部52pは、プロペラファン51の翼52のうち、中心軸101の軸方向において最も吸い込み側(室外機の背面側)に配置される部分である。翼後端部52qは、プロペラファン51の翼52のうち、中心軸101の軸方向において最も吹き出し側(室外機の前面側)に配置される部分である。
ベルマウス21は、背面側端部21pおよび前面側端部21qを有する。背面側端部21pは、ベルマウス21のうち、中心軸101の軸方向において最も吸い込み側(室外機の背面側)に配置される部分である。前面側端部21qは、ベルマウス21のうち、中心軸101の軸方向において最も吹き出し側(室外機の前面側)に配置される部分である。ベルマウス21は、背面側端部21pから吹き出し側に向かうほど縮径する縮径部81と、縮径部81から吹き出し側に向かって延び、一定の直径を有する円筒部82と、円筒部82から前面側端部21qに向かうほど拡径する拡径部83とから構成されている。
プロペラファン51の回転軸、すなわち中心軸101の軸方向において、翼前端部52pは、ベルマウス21よりも吸い込み側に配置されている。言い換えれば、プロペラファン51の翼前端部52pは、ベルマウス21の背面側端部21pよりも吸い込み側に配置されている。プロペラファン51の回転軸、すなわち中心軸101の軸方向において、翼後端部52qは、ベルマウス21と重なる位置に配置されている。言い換えれば、翼後端部52qは、ベルマウス21の前面側端部21qと重なる位置か、前面側端部21qよりも吸い込み側に配置されている。本実施の形態では、翼後端部52qは、拡径部83と重なる位置に配置されている。
プロペラファン51は、主にその回転軸方向から空気を吸い込む一方で、回転軸の外周上からも多少の空気を吸い込む特性を有する。本実施の形態では、翼前端部52pがベルマウス21よりも吸い込み側に配置されているため、翼前端部52p側の外周上からプロペラファン51に流入する空気流れの形成が、ベルマウス21によって妨げられることを回避できる。また、翼後端部52qがベルマウス21と重なる位置に配置される構成によって、ファンガード22を必要以上に室外機の前面側に出っ張らせることなく、ベルマウス21により良好な送風性能を得ることができる。
図7は、図2中に示す空気調和機の室外機の変形例を示す断面図である。図7を参照して、プロペラファン51は、翼高さTを有する。翼高さTは、プロペラファン51の回転軸方向における翼前端部52pと翼後端部52qとの間の長さである。本変形例では、プロペラファン51の回転軸方向において、プロペラファン51とベルマウス21とが重なる長さがLである場合に、0.30≦L/T≦0.92の関係を満たす。図7中に示すベルマウス21では、L/T=0.61となる。
図5中に示す比較例の場合、吸い込み部36および熱交換器241の側面部260と順に流れる空気流れを形成するため、プロペラファン51の外周側において、ベルマウス21を吸い込み側に大きくせり出すことができない。これに対して、熱交換器41が平板形状を有する本変形例では、0.30≦L/Tの関係を満たすことにより、ベルマウス21のガイドとしての機能が十分に発揮され、プロペラファン51の送風能力を高めることができる。
但し、熱交換器41が平板形状を有する場合であっても、必要以上にベルマウス21を吸い込み側にせり出すと、翼前端部52p側の外周上からプロペラファン51に流入する空気流れの形成が阻害されてしまう。この際、L/T≦0.92の関係を満たすことによって、同一風量を得るために必要な送風機50の消費電力が悪化することを回避できる。
図8は、図7中の変形例において、ベルマウスの長さを変化させた場合のL/Tと風量との関係を示すグラフである。図9は、図7中の変形例において、ベルマウスの長さを変化させた場合のL/Tと消費電力との関係を示すグラフである。
ベルマウス21の長さを変化させてL/T=0.30、0.61、0.98とした場合の風量を測定し、その結果を図8中のグラフに表わした。図中に示すように、L/Tの値が0.30から増大するに従って風量も大きくなり、L/Tの値が0.77の時に最大風量が得られた。そして、さらにL/Tの値が増大すると、風量は徐々に小さくなる結果となった。
ベルマウス21の長さを変化させてL/T=0.30、0.61、0.98とした場合に同一風量が得られる時の消費電力を測定し、その結果を、図9中のグラフに表わした。図9中に示すように、L/Tの値が0.30の時を基準に、L/Tの値を増大させるとL/T=0.61の時をピークに消費電力が改善されるものの、L/Tの値が0.92を超えると消費電力が悪化する結果となった。
このように構成された、この発明の実施の形態2における空気調和機の室外機によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。
(実施の形態3)
図10は、この発明の実施の形態3における空気調和機の室外機を示す断面図である。図10は、実施の形態1における図2に対応する図である。図11は、図10中の矢印XIに示す方向から見た室外機を示す前面図である。
図10は、この発明の実施の形態3における空気調和機の室外機を示す断面図である。図10は、実施の形態1における図2に対応する図である。図11は、図10中の矢印XIに示す方向から見た室外機を示す前面図である。
本実施の形態における空気調和機の室外機は、実施の形態1における空気調和機の室外機10と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
図10および図11を参照して、本実施の形態では、空気調和機が冷房機能および暖房機能の両方を有する。空気調和機の室外機60は、図2および図3中の熱交換器41に替えて、熱交換器71を有する。
熱交換器71は、フィンアンドチューブ型の熱交換器である。その構造について説明すると、熱交換器71は、複数枚のフィンとしての平板フィン75と、チューブ部材としての冷媒管74とを有する。平板フィン75は、平板形状を有する。複数枚の平板フィン75は、互いに間隔を隔てて設けられている。複数枚の平板フィン75は、互いに平行に配置されている。複数枚の平板フィン75は、水平方向に並んでいる。冷媒管74は、複数枚の平板フィン75を貫通するように延伸している。冷媒管74は、複数枚の平板フィン75を貫通しながら水平方向に沿って直線状に延伸する区間と、複数枚の平板フィン75の両端部で反転する区間とを交互に繰り返しながら、上下方向に連続して延びている。
なお、本実施の形態では、熱交換器71が平板フィン75を備える場合を説明したが、フィンアンドチューブ型の熱交換器が備えるフィンは、平板形状に限定されない。たとえば、フィンと空気との間の熱伝達率を高めることを目的に、スリットやルーバなどの切り起こしが形成されたフィンが用いられてもよいし、波形の断面形状を有するフィンが用いられてもよい。
冷媒管74によって、冷媒を流通させるための冷媒通路が形成されている。隣接する平板フィン75間の空間によって、熱交換器71における空気通路が形成されている。
冷媒管74の両端には、それぞれ、冷媒供給口および冷媒排出口(図示せず)が形成されている。冷媒供給口を通じて熱交換器71に供給された冷媒は、冷媒管74を通って水平方向に往復運動する。冷媒は、最終的に、冷媒排出口を通じて熱交換器71から排出される。
なお、熱交換器41において、冷媒供給口および冷媒排出口が形成される冷媒管74の位置や、冷媒供給口と冷媒排出口との間における冷媒管74の流通経路は、特に限定されない。
本実施の形態では、複数枚の平板フィン75と、複数枚の平板フィン75を貫通しながら延びる冷媒管74の部分とによって、熱交換部76が構成されている。熱交換部76において、熱交換器71を流通する冷媒と、吸い込み部36を通じてキャビネット11内に取り入れられた空気との間で熱交換される。より具体的には、平板フィン75を介して、冷媒管74を流通する冷媒と、隣接する平板フィン75間を流通する空気との間で熱交換される。
実施の形態1において説明したパラレルフロー型の熱交換器は、単位面積当たりの熱交換量が大きいため、暖房時に着霜し易いという特性がある。この場合、除霜時間を要するため、運転時間が短くなって平均暖房能力が低下するという可能性がある。一方、本実施の形態では、冷暖房兼用の空気調和機にもかかわらず、フィンアンドチューブ型の熱交換器71の採用によってこのような懸念を解消することができる。
熱交換器71は、複数の熱交換器セル72が組み合わさって構成されており、本実施の形態では、3つの熱交換器セル72a,72b,72cが組み合わさって構成されている。熱交換器セル72は、上述の複数枚の平板フィン75と冷媒管74とからなる。熱交換器セル72a,72b,72cは、プロペラファン51の回転軸方向に沿って積層されている。熱交換器セル72は、プロペラファン51の回転軸方向において、18mmの厚みを有する。このため、複数の熱交換器セル72が組み合わさって構成される熱交換器71の総厚みは、36mm以上である。本実施の形態では、熱交換器71が54mmの厚みを有する。
なお、熱交換器71は、36mm以上の厚みを有する1つの熱交換器セル72から構成されてもよい。
プロペラファン51の回転軸である中心軸101の軸方向から熱交換器71を見た場合に、熱交換部76は、略正方形の形状を有する。
中心軸101の軸方向から熱交換器71を見た場合に、熱交換部76は、前面面積A(=X×Y)を有する。本実施の形態では、プロペラファン51が2枚の翼52を有する。プロペラファン51を内包し、プロペラファン51の回転軸を中心とする最小の仮想円102を想定する。仮想円102は、面積Bを有する。本実施の形態では、0.48≦B/A≦0.79の関係を満たすように、熱交換部76の一辺の長さおよびプロペラファン51の直径が設定されている。
続いて、本実施の形態における空気調和機の室外機60によって奏される作用効果を確認するための実施例について説明する。
空気調和機が冷暖房兼用である本実施の形態では、通年エネルギ消費効率(APF)を用いて空気調和機の評価を実施した。本実施例では、図10および図11中に示す室外機60において、熱交換部76の横長Xおよび縦長Yをそれぞれ588mmおよび584mmとし(横長X:縦長Y=1.00685:1)、プロペラファン51の直径をφ460mmとした。この条件で、プロペラファン51の仮想円102の面積Bに対する熱交換部76の前面面積Aの割合B/Aは、0.48となる。
図12は、図10中の室外機に対して比較例となる空気調和機の室外機を示す断面図である。
図12を参照して、本比較例における空気調和機の室外機300は、図10中の熱交換器71に替えて、熱交換器371を有する。熱交換器371は、L字状の上面視を有する。具体的には、熱交換器371は、背面側に配置される背面部380と、側面側に配置される側面部390とを有し、背面部380と側面部390との間で折れ曲がった形状を有する。背面側に形成された吸い込み部36に加えて、側面部390と向かい合う左側面パネル13の位置には、吸い込み部36がさらに形成されている。
熱交換器371は、3つの熱交換器セル372(372a,372b,372c)が組み合わさって構成されている。熱交換器セル372bおよび熱交換器セル372cは、背面部380および側面部390からなり、熱交換器セル372aは、背面部380のみからなる。
本比較例では、熱交換器セル372bおよび熱交換器セル372cの横長Xを800mm(背面部380から側面部390に渡る総長さ)とし、縦長Yを504mmとした。熱交換器セル372aの横長Xを600mmとし、縦長Yを504mmとした。また、プロペラファン51の直径をφ420mmとした。この条件で、プロペラファン51の仮想円102の面積Bに対する熱交換器371の熱交換部の前面面積Aの割合B/Aは、0.34となる。
上記実施例では、熱交換部76を通過する風速を大幅に高めることによって、単位面積当たりの熱交換量を効率良く改善し、熱交換器71における熱交換ロスを大幅に低減することができる。このため、比較例における通年エネルギ消費効率(APF)を100%とすると、実施例では、熱交換器71の体積を7%削減したにもかかわらず、通年エネルギ消費効率(APF)100%を達成することができた。このとき、比較例とほぼ同等の騒音となった。したがって、必要な風量、風速を出すときのプロペラファン51の回転数を抑制することができるため、騒音の増大を抑制することもできた。
また、プロペラファン51の直径を大きくしていくと、送風性能はよくなるがその効果は鈍くなっていった。B/Aの値を0.79(熱交換部76の1辺の長さ=プロペラファン51の直径)よりも大きくした場合、熱交換器41に対してプロペラファン51が大きくなり過ぎるため、送風性能の向上に見合わないほどに室外機が大型化する。
以上の検討から、プロペラファン51の仮想円102の面積Bに対する熱交換部76の前面面積Aの割合は、0.48≦B/A≦0.79の関係を満たすことが好ましいことが確認できた。
このように構成された、この発明の実施の形態3における空気調和機の室外機60によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。
また、熱交換器が1列(厚みが18mm以下)の場合、風速が遅くても、空気が通過する距離が短いため、比較的良好に熱交換することができる。しかしながら、熱交換器が2列以上(厚みが36mm以上)の場合、風速が遅いと、熱交換器の上流側で十分に熱交換が行われる一方、下流側での熱交換が不十分となる懸念がある。
これに対して、本実施の形態における室外機60によれば、騒音の増大を抑制しながら熱交換部76を通過する風速を高めることが可能である。このため、複数の熱交換器セル72が組み合わさってなる熱交換器71を用いた場合であっても、単位面積当たりの熱交換量を効率的に改善し、熱交換ロスを大幅に低減することができる。
なお、実施の形態2において説明したベルマウス21の構造を、実施の形態3における空気調和機の室外機60に適用してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
この発明は、室内機とは別体に設けられる、セパレート型の空気調和機の室外機に適用される。
10,60,200,300 室外機、11 キャビネット、12 底板、13 左側面パネル、14 右側面パネル、15 仕切り板、16 支持ステー、17 上面板、18 前面パネル、21 ベルマウス、21p 背面側端部、21q 前面側端部、22 ファンガード、26 圧縮機、31 熱交換器室、32 圧縮機室、36 吸い込み部、37 吹き出し部、41,71,241,371 熱交換器、42,43 ヘッダパイプ、44 偏平チューブ、45 波形フィン、46,76 熱交換部、50 送風機、51 プロペラファン、52 翼、52p 翼前端部、52q 翼後端部、53 軸部、56 翼周縁部、57 翼前縁部、58 翼後縁部、59 モータ、72,72a,72b,72c,372,372a,372b,372c 熱交換器セル、74 冷媒管、75 平板フィン、81 縮径部、82 円筒部、83 拡径部、101 中心軸、102 仮想円、250,380 背面部、260,390 側面部。
Claims (7)
- 室内機とは別体に設けられる、セパレート型の空気調和機の室外機であって、
空気を取り入れるための吸い込み部と、
平板形状の熱交換部を有し、前記熱交換部において、熱媒体と、前記吸い込み部を通じて取り入れられた空気との間で熱交換させる熱交換器と、
前記熱交換部と向かい合って配置されるプロペラファンを有し、前記吸い込み部から前記熱交換器に向かう空気流れを形成する送風機と、
前記熱交換器により熱交換された空気を送出する吹き出し部とを備え、
前記プロペラファンの回転軸方向から前記熱交換器を見た場合に、前記熱交換部は略正方形の形状を有する、空気調和機の室外機。 - 前記プロペラファンの回転軸方向から前記熱交換器および前記送風機を見た場合に、前記熱交換部の中心と、前記プロペラファンの回転中心とが一致する、請求項1に記載の空気調和機の室外機。
- 前記プロペラファンの全体が、前記プロペラファンの回転軸方向において前記熱交換部に投影される、請求項1または2に記載の空気調和機の室外機。
- 前記熱交換器は、前記熱交換部が、互いに間隔を隔てて設けられ、熱媒体が流通する複数本のチューブ部材と、複数本の前記チューブ部材間に設けられるフィンとから構成されるパラレルフロー型の熱交換器であり、
前記熱交換部が面積Aの略正方形の形状を有し、前記プロペラファンを内包し、前記プロペラファンの回転軸を中心とする最小の仮想円が面積Bである場合に、B/A≧0.53の関係を満たす、請求項1から3のいずれか1項に記載の空気調和機の室外機。 - 前記熱交換器は、前記熱交換部が、互いに間隔を隔てて設けられる複数枚のフィンと、複数枚の前記フィンを貫くように延伸し、熱媒体が流通するチューブ部材とから構成されるフィンアンドチューブ型の熱交換器であり、
前記熱交換部が面積Aの略正方形の形状を有し、前記プロペラファンを内包し、前記プロペラファンの回転軸を中心とする最小の仮想円が面積Bである場合に、B/A≧0.48の関係を満たす、請求項1から3のいずれか1項に記載の空気調和機の室外機。 - 前記プロペラファンの外周上に設けられるベルマウスをさらに備え、
前記プロペラファンは、その回転軸方向において最も吸い込み側に配置される翼前端部と、最も吹き出し側に配置される翼後端部とを含み、
前記プロペラファンの回転軸方向において、前記翼前端部は、前記ベルマウスよりも吸い込み側に配置され、前記翼後端部は、前記ベルマウスと重なる位置に配置される、請求項1から5のいずれか1項に記載の空気調和機の室外機。 - 前記プロペラファンのその回転軸方向における翼高さがTであり、前記プロペラファンの回転軸方向において前記プロペラファンと前記ベルマウスとが重なる長さがLである場合に、0.30≦L/T≦0.92の関係を満たす、請求項6に記載の空気調和機の室外機。
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