JP4647441B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、空気清浄機、除湿機、気化式加湿機等を含んだ空気調和機に関し、特にシロッコファンの吸入口側の風路に関する。

従来この種の空気調和機には吸引ファンとしてシロッコファンユニットを用いたものがある。一般に、シロッコファンユニットは、吹出口に近い、ベルマウス上方が吸い込み量が多い。しかし、空気調和機に装備されたシロッコファンユニットは、そのユニットの下方から吸気する構成を採用したものの場合に、ベルマウス開口部の下方からの流入が多くなり、本来、流速が早く、流量が多い、開口部上方の領域に空気が流入しにくい。そのため、ファンの所定の送風機能が得られず、吹き出し量が低下する。このようなことから、所定の風量を得るためには、ファンの回転数を上げなければならず、ファン用モータの消費電力が増加し、また、運転音が増大するという問題点があった。このような問題点を解決する遠心ファン装置として、例えば「吸込み通路２２内の仕切りガイド部材２３によって形成された通路領域Ｗ２を流れる気流は、吸込み通路２２の奥まで達して、吸込み口１０に吸い込まれる。したがって、シロッコファン１は、吸込み通路２２の奥の領域からも十分に気体を吸い込むことができて、吸込み口１０の全領域からバランスよく気体を吸い込むことができて、騒音を低減でき、風量を増大でき、サージングを起こりにくくできる。仕切りガイド部材２３の湾曲部分２３ａによって、予旋回が与えられる。」というものが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００１−９９０９４号公報（要約、図１、図２）

上記の従来の遠心ファン装置（特許文献１）は、吸込口の開口部にまたがって導風板が配置されているため、旋回しながら、ベルマウスの円弧に沿って流れる空気を部分的に遮断する箇所が存在するため、その遮断箇所近くを通過するファンの羽根の近傍で、風切り音等の異常音が発生し、運転音増大の原因になるという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、少なくとも、吸気口に吸い込まれる空気の分布を改善するとともに、異常音が発生しないようにした空気調和機を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和機は、吸気口と排気口とを有する本体内にケーシングで覆われたシロッコファンを備えた空気調和機において、前記シロッコファンの吸入口が形成された面に立設し、且つ前記吸入口の周縁の外側に配置された少なくとも１枚の整流板を備え、前記整流板は、前記シロッコファンにより前記吸気口から吸引された空気が前記吸入口に流れ込む風路に沿って配置されるとともに、前記整流板の前記吸入口に近い側の一端が、前記吸入口の略中心よりも前記ケーシングの舌部に近い側に配置されたものである。

本発明によれば、整流板を、シロッコファンの吸入口が形成された面に立設し、且つ吸入口の周縁の外側に配置するとともに、シロッコファンにより吸気口から吸引された空気が吸入口に流れ込む風路に沿って配置するとともに、整流板の吸入口に近い側の一端を、吸入口の略中心よりもケーシングの舌部に近い側に配置したことにより、風路からの空気が整流板により整流（案内）されて吸入口に流入するので、吸入口の流入空気の流速分布が改善され、シロッコファンの周方向でのファンの羽根にかかる仕事が均一化され、シロッコファンの仕事の効率が改善される。このため、所定の風量を得るためのファンの回転数を下げることができ、運転音が下がり、また、シロッコファンを駆動するためのモータの消費電力を下げることもできる。また、整流板は吸入口の周縁の外側に配置されており、吸入口の円弧とは干渉しない位置にあるため、吸入口からシロッコファンに流入する旋回流を妨げないので、風切り音等の異常音の発生原因とはならない。

実施の形態１．
図１（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態１に係る空気清浄機の斜視図及びその断面説明図である。空気清浄機１０は、図１（ａ）に示されるように、本体１１の例えば前面に形成された吸気口１２と、本体１１の上面に形成された排気口１３とを備えている。また、本体１１内部には、図１（ｂ）に示されるように、吸気口１２には集塵、脱臭等をするためのフィルタ２１が設けられており、その上部には電子部品等が搭載された基板２２が設けられている。本体１１の中央部分にはシロッコファン２３及びそれを駆動するモータ２４が設けられており、このモータ２４が回転することによりシロッコファン２３が回転して、空気を吸引して排気口１３に排気する。シロッコファン２３はケーシング２５により覆われている。シロッコファン２３の前部には仕切板２６が設けられおり、仕切板２６のシロッコファン２３に対向した部分は開口部が形成されており、この開口部に、シロッコファン２３の吸入口に相当するベルマウス２７が成されている。なお、この仕切板２６をケーシング２５の一部として構成してもよい。ケーシング２５及び仕切板２６の下部と本体１１の底部との間には風路２８を形成するための空間が設けられている。このようなケーシング２５、仕切板２６及び本体１１の内壁により、フィルタ２１を出た空気がシロッコファン２３に至るまでの風路２８が本体１１内に形成されており、その風路２８は断面Ｕ字状になっている。したがって、フィルタ２１を出た空気は一旦下方に流れた後に、ベルマウス２７側に向かって上方に流れることになる。そして、このベルマウス２７の両側には、仕切板２６と本体１１の内壁とを接続するようにして１対の整流板２９が取り付けられており、ベルマウス２７側に向かって上方に流れた空気は、整流板２９により整流されてベルマウス２７を経由してシロッコファン２３に吸い込まれる。この整流板２９の詳細を図２に基づいて説明する。

図２（ａ）（ｂ）は整流板の斜視図及び整流板による空気の流れを示した説明図である。整流板２９は、図２（ａ）に示されるように、ベルマウス２７の内、シロッコファン２３により吸引された空気が流れ込む風路２８に近い側に配置されており、この例ではベルマウス２７の下側に配置されており、そのベルマウス２７の外側の仕切板２６にそれぞれ立設しても設けられている。この整流板２９の高さは、その上端部が、例えばベルマウス２７の中心位置から、ベルマウス２７の直径の３／４に相当する位置の間になるように設定される。仕切板２６の下部側の風路２８を出てきて上方に向かう空気は、図２（ｂ）に示されるように、その一部は１対の整流板２９の内側に流れてベルマウス２７の下部側に引き込まれるが、他の一部は１対の整流板２９の外側に流れてベルマウス２７の上部側に引き込まれる。

次に、本実施の形態１に係る空気清浄機の動作を説明する。モータ２４が回転するとそれによりシロッコファン２３も回転する。シロッコファン２３の回転により吸気口１２から空気が吸引され、その吸引された空気はフィルタ２１により浄化され、浄化された空気が風路２８を経由して１対の整流板２９により整流され（図２（ｂ）参照）、ベルマウス２７を介してシロッコファン２３に引き込まれて、その後排気口１３から浄化された空気が排気される。

以上のように本実施の形態１においては、１対の整流板２９を仕切板２６のベルマウス２７が形成された面に垂直に、且つベルマウス２７の外側に配置するとともに、ベルマウス２７の内、シロッコファン２３により吸引された空気が流れる風路２８側（この例では下側）に平行に配置したことにより、風路２８からの空気が整流板２９により整流（案内）されて吸気口に流入するので、ベルマウス２７の流入空気の流速分布が改善され、シロッコファン２３の周方向でのファンの羽根にかかる仕事が均一化され、シロッコファン２３の仕事の効率が改善される。このため、所定の風量を得るためのシロッコファン２３の回転数を下げることができ、運転音が下がり、また、モータ２４の消費電力を下げることもできる。また、整流板２９はベルマウス２７の外側に配置されており、ベルマウス２７の円弧とは干渉しない位置にあるため、ベルマウス２７からシロッコファン２３に流入する旋回流を妨げないので、風切り音等の異常音の発生原因とはならない。

また、１対の整流板２９が、ベルマウス２５が形成された仕切板２６と風路２８を形成している本体１１の内壁とを繋げるようにして取り付けられたことにより、本体（筐体）１１の構造の一部を成しており、本体１１の強度を上げ、モータ２４やシロッコファン２３の加重がかかり易い、ベルマウス２７の周辺部分の変形を防止することが可能になっている。これにより、本体１１の強度を上げるための専用の部品を設けたり、本体１１の部品の肉厚を上げることなく、本体１１の強度を上げることができるので、強度不足による振動や変形の発生を防止することができる。

また、１対の整流板２９は、その端部がベルマウス２７の直径の１／２〜３／４の位置になるようにその高さが設定されており、このため、下方（風路２８側）から流入してきた空気をベルマウス２７の上方に効率良く整流（案内）することができ、ベルマウス２７の流入空気の流速分布を更に一層改善することが可能になっている。

実施の形態２．
図３は上記の整流板の変形例を示した説明図である。１対の整流板２９がベルマウスの外側に配置されいるという点においては上記の実施の形態１と同じであるが、中間部分はベルマウス２７と同心円状の円弧状２９ａに形成されており、また、上端部２９ｂはベルマウス２７側に曲がって形成されている。１対の整流板２９としてこのような形状が採用されたことにより、ベルマウス２７に流れ込む空気の抵抗が軽減され、円滑に流れ込むことになり、ベルマウス２７に流れ込む空気の分布がより一層均一化されたものとなる。また、この図３の構造により、ベルマウス２７の直径によらず整流板２９の入口側の間隔を任意に設定することができるため、整流板２９の高さ調整と合わせ、より柔軟にベルマウス２７上方に導く流量を調整することができる。

実施の形態３．
図４（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態３に係る除湿機の斜視図及びその断面説明図である。除湿機３０は、図４（ａ）に示されるように、本体３１の前面に形成された吸気口３２と、本体３１の上面に形成された排気口３３とを備えている。また、本体３１内部には、図４（ｂ）に示されるように、吸気口３２には集塵、脱臭等をするためのフィルタ４１が設けられており、その背後には熱交換器４２が設置されている。更に、この熱交換器４２の背後には仕切板４３が設けられており、仕切板４３には開口部が形成され、その開口部にベルマウス４４が形成されている。このベルマウス４４に対向してシロッコファン４５及びそれを駆動するモータ４６が設けられており、シロッコファン４５による排気は排気口３３から排気される。ベルマウス４４の両側には、上記の実施の形態１及び２で示されたのと同様な形態からなる１対の整流板２９が立設して配置されており、この整流板２９は熱交換器４２を経由してベルマウス４４側に吸引された空気の流れを整流（案内）する。なお、この１対の整流板２９は、ベルマウス４４の内、シロッコファン４５により吸引された空気が流れ込む風路４９に近い側（この例では上側）に配置されており、この例ではベルマウス４４の上部側に配置されている。また、熱交換器４２の下部には貯水タンク４７及び圧縮機４８が配置されており、貯水タンク４７は熱交換器４２により除湿されて生成された水を貯蔵し、圧縮機４８は冷媒を圧縮して熱交換器４２に供給する。なお、この除湿機３０においても、熱交換器４２から排気口３３までの風路４９は断面Ｕ字状に形成されている。

次に、本実施の形態３に係る除湿機３０の動作を説明する。モータ４６が回転するとそれによりシロッコファン４５も回転する。シロッコファン４５の回転により吸気口３２から空気が吸引され、その吸引された空気はフィルタ４１により浄化され、浄化された空気が熱交換器４２により除湿された後に１対の整流板２９により整流され（図２（ｂ）参照）、ベルマウス４４を介してシロッコファン４５に引き込まれ、その後排気口３３から除湿された空気が排気される。熱交換器４２により除湿されて生成された水は貯水タンク４５に貯蔵される。除湿機３０においてはこのようにして除湿を行うが、特に、１対の整流板２９を設けたことにより、上記の実施の形態１及び２と同様な効果が得られる。

実施の形態４．
図５（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態４に係る加湿機の斜視図及びその断面説明図である。この加湿機５０は、実施の形態１の空気清浄機１０と基本構成は同じであり、風路２８の途中に気化フィルタ５１及びそれに付随する部材（図示せず）が配置されている点が相違する。この加湿機５０は、モータ２４が回転するとそれによりシロッコファン２３も回転し、シロッコファン２３の回転により吸気口１２から空気が吸引され、その吸引された空気はフィルタ２１により浄化され、浄化された空気が風路２８を経由して気化フィルタ５１を通過する。乾燥した空気が気化フィルタ５１を通過することにより水分を含んだものとなり、１対の整流板２９により整流され（図２（ｂ）参照）、ベルマウス２７を介してシロッコファン２３に引き込まれた後に、排気口１３から排気されて室内を加湿する。加湿機５０においてはこのようにして加湿を行うが、特に、１対の整流板２９を設けたことにより、上記の実施の形態１及び２と同様な効果が得られる。

実施の形態５．
図６は本発明の実施の形態５に係る整流板の他の構成例を示した説明図である。上述の実施の形態では何れも１対の整流板２９を設けた例について説明したが、整流板２９は１枚であってもよい。ベルマウス２７への空気の流入バランスをとるための整流板２９の取付は任意ではあるが、ケーシング２８の舌部２５ａと反対側に形成するのが好ましい。ケーシング２８の舌部２５ａ側は効率が良いので空気流入は少なくても良く、このため、舌部２５ａとは反対側により多くの空気を導くようにすることで、全体のバランスがとれる。

発明の実施の形態１に係る空気清浄機の斜視図及びその断面説明図である。 整流板の斜視図及び整流板による空気の流れを示した説明図である。 整流板の変形例を示した説明図である。 本発明の実施の形態３に係る除湿機の斜視図及びその断面説明図である。 本発明の実施の形態４に係る加湿機の斜視図及びその断面説明図である。 本発明の実施の形態５に係る整流板の他の構成例を示した説明図である。

符号の説明

１０ 空気清浄機、１１ 本体、１２ 吸気口、１３ 排気口、２１ フィルタ、２２ 基板、２３ シロッコファン、２４ モータ、２５ ケーシング、２６ 仕切板、２７ ベルマウス、２８ 風路、２９ 整流板、３０ 除湿機、３１ 本体、３２ 吸気口、３３ 排気口、４１ フィルタ、４２ 熱交換器、４３ 仕切板、４４ ベルマウス、４５ シロッコファン、４６ モータ、４７ 貯水タンク、４８ 圧縮機、４９ 風路、５０ 加湿機、５１ 気化フィルタ。

Claims (6)

1. 吸気口と排気口とを有する本体内にケーシングで覆われたシロッコファンを備えた空気調和機において、
   前記シロッコファンの吸入口が形成された面に立設し、且つ前記吸入口の周縁の外側に配置された少なくとも１枚の整流板を備え、
   前記整流板は、前記シロッコファンにより前記吸気口から吸引された空気が前記吸入口に流れ込む風路に沿って配置されるとともに、前記整流板の前記吸入口に近い側の一端が、前記吸入口の略中心よりも前記ケーシングの舌部に近い側に配置されたことを特徴とする空気調和機。
2. 前記整流板を前記吸入口の周縁の外側に１対配置したことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 前記１対の整流板は、吸気方向に平行に配置されたこと特徴とする請求項２記載の空気調和機。
4. 前記整流板は、前記吸入口の曲線に沿った曲面を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気調和機。
5. 前記整流板は、前記吸入口が形成された板部材と、その部材に対応して風路を形成する板部材とを接続したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気調和機。
6. 前記整流板の前記吸入口に近い側の一端部が、前記吸入口の直径の１／２〜３／４の位置になるように設定されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の空気調和機。

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