(57)【要約】【課題】羽根の外周端縁とベルマウスとの隙間に生ずるジェット気流を低減することにより騒音及び効率を改善した軸流送風機、この軸流送風機を用いた空気調和機及び換気扇を提供する。【解決手段】本発明の軸流送風機は、前進翼型の複数の羽根１３からなる羽根車の外周にベルマウス５が設けられている。ベルマウス５は、送風機の吸込領域と吹出領域とを仕切るように羽根車４の外周に対向して形成された絞り部５２と、この絞り部５２の吸込側を拡開する吸込側開口部５１と、この絞り部５２の吹出側を拡開する吹出側開口部５３とを有する。そして、絞り部５２は、羽根１３の外周端縁Ｒとの間に必要最小限の寸法ｎの隙間ｇを形成する第１絞り部５２ａと、羽根１３の外周端縁Ｒとの間に前記必要最小限の寸法ｎより大きな寸法の隙間を形成する第２絞り部５２ｂとからなるように構成されている。【選択図】図２
2010236372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心となるハブの外周面に複数の前進翼型の羽根が設けられた羽根車と、羽根車の外周に設けられたベルマウスとを備え、
前記ベルマウスは、送風機の吸込側と吹出側とを仕切るように羽根車の外周に対向して形成された絞り部と、この絞り部の吸込側を拡開する吸込側開口部と、この絞り部の吹出側を拡開する吹出側開口部とを有し、
前記絞り部は、運転中に羽根の外周端縁がベルマウスに接触しないように羽根の外周端縁との間に必要最小限の寸法の隙間を形成する第１絞り部と、羽根の外周端縁との間に前記必要最小限の寸法より大きな寸法の隙間を形成する第２絞り部とからなる
ことを特徴とする軸流送風機。
【請求項２】
前記第２絞り部は、前記第１絞り部の吸込側に形成されていることを特徴とする請求項１記載の軸流送風機。
【請求項３】
前記第２絞り部は、回転中心軸と平行な円筒状の面に形成されていることを特徴とする請求項２記載の軸流送風機。
【請求項４】
前記第２絞り部は、吸込側開口部に向けて円錐状に広がる面に形成されていることを特徴とする請求項２記載の軸流送風機。
【請求項５】
前記羽根車は、羽根後縁の外周端部の軸方向の位置が、前記ベルマウスの第１絞り部と吹出側開口部との境界位置に略対応するように配置されていることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の軸流送風機。
【請求項６】
前記吹出側開口部は、吹出側に拡がる円錐状の面に形成されていることを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の軸流送風機。
【請求項７】
前記羽根の外周端部には負圧面側に折り曲げた折り曲げ部が形成され、さらに、この折り曲げ部の半径方向の幅寸法が前縁から後縁に向けて大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の軸流送風機。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の軸流送風機を室外ユニットの送風装置として用いた空気調和機。
【請求項９】
請求項１〜７の何れか１項に記載の軸流送風機を送風装置として用いた換気扇。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、軸流送風機（プロペラファン）の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軸流送風機は、空気調和機用室外ユニットや換気扇の送風機として一般に使用されている。ここで、一般的な軸流送風機を送風装置として採用した空気調和機用室外ユニットの代表的な構成例を図７〜図１０に示す。
【０００３】
これら各図に示すように、一般的な空気調和機用室外ユニットは、空気吸込口１ａ，１ｂを有する本体ケーシング１内に熱交換器２が配置され、熱交換器２の空気流下流側の吹出口（この従来例では前面の吹出口）に送風装置３が配設されている。この送風装置３は、羽根車４及びベルマウス５からなる軸流送風機と、軸流送風機の吹出側（前方側）に位置するファンガード６とから構成されている。
【０００４】
また、本体ケーシング１は、図９に示すように仕切板７によって左右に区画され、スペースの大きい側が熱交換室８とされ、スペースの狭い側が機械室９とされている。なお、熱交換室８の背面及び側面を成す本体ケーシング１の背面及び側面には、空気吸込口１ａ，１ｂが形成されている。また、熱交換器２は、Ｌ字状に形成され、空気吸込口１ａ，１ｂと対向するように熱交換室８内に配置されている。一方、機械室９には、圧縮機１１及びその他の部品が配設されている。
【０００５】
軸流送風機を構成する羽根車４は、図１０の羽根車平面図からよく分かるように、複数の羽根１３がハブ１４の外周に支持されるようにハブ１４と一体的に形成されている。羽根１３は、それぞれの前縁１３ａと後縁１３ｂにおいて、外周端縁の位置がハブ側基端Ｓ（即ち内周端縁）の位置よりも回転方向Ｆにおける前方に位置する前進翼型に形成されている。また、羽根１３としては、効率及び低騒音化の観点よりエアフォイル翼が採用されている。ハブ１４は、羽根車４の回転中心を成し、羽根車４を回転駆動するファンモータ１２の駆動軸１２ａに連結固定される。なお、ファンモータ１２は、熱交換器２の下流側に位置して設けられた図示しないファンモータ取付ブラケットに支持固定されている。
【０００６】
ベルマウス５は、羽根車４の吸込領域Ｘと吹出領域Ｙとを仕切るように羽根車４の外周に形成されている。なお、このベルマウス５と前述のファンガード６とは、本体ケーシング１の前面板に取り付けられている。
【０００７】
上記のように構成される軸流送風機を搭載した一般の空気調和機用室外ユニットにおいては、次のような問題がある。
すなわち、図１０に示すような羽根構造の羽根車４は、回転すると羽根１３の外周端縁Ｒ側で圧力の高い圧力面１３ｄ側から圧力の低い負圧面１３ｅ側へ回り込む空気流αが発生し、この空気流αによって、図１１及び図１２に図示するような翼端渦βが形成される。このような翼端渦βによる吐き出し気流の乱れは、図１２及び図１３に示すように、下流側に行くにしたがって積層されて次第に成長増大し、やがて羽根１３の負圧面１３ｅから離れ、隣接する羽根１３の圧力面１３ｄやベルマウス５の内周面、或いは軸流送風機の下流側の構造物であるファンガード６などと干渉するようになる。このため騒音がさらに増大する。また、羽根１３の負圧面１３ｅから離れた翼端渦βは、上記のように隣接する羽根１３と干渉することによってさらに乱れが大きくなって下流側に放出されるので、より一層大きな騒音を発生することになる。
【０００８】
また、このような現象は、羽根車４の軽量化やコスト軽減のために羽根１３の翼弦長を短くした場合に特に顕著となる。すなわち、翼弦長を短くすると、図１４に示すように、羽根１３本来の翼列効果が小さくなり翼端渦βが負圧面１３ｅから遠のきやすくなる。このため、翼端渦βが図１３の場合よりも隣接する羽根１３と早期に干渉するようになり、より一層騒音が増大しやすくなる。
【０００９】
そこで、上記のような翼端渦βを抑制するための手法として、図１５〜図１７に示すように、羽根車４において、羽根１３の外周端部を半径方向の所定位置Ｑを起点として負圧面側に向けてＶ字状に折り曲げた折り曲げ部１３ｃが形成されたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。また、この特許文献１におけるものでは、折り曲げ部１３ｃは、前縁１３ａ側から後縁１３ｂ側にかけて、半径方向の幅寸法Ｗを次第に大きくするとともに所定位置Ｑにおける中心側部分の接線に対する折り曲げ部１３ｃの折り曲げ角度θ（図１６参照）を大きくしている。
【００１０】
このような構成によると、図１８に示すように、この羽根１３の圧力面１３ｄ側の空気流αが折り曲げ部１３ｃに沿って滑らかに負圧面１３ｅ内に回り込むようになって、発生する翼端渦βの渦径が小さく安定したものとなるとともに、負圧面１３ｅ側における羽根外周方向への空気流γがこの翼端渦βと干渉しなくなる。また、前縁１３ａ側から後縁１３ｂ側にかけて増大する翼端渦βの渦径に対応して、折り曲げ部１３ｃの幅寸法Ｗを大きくしているので、折り曲げ部１３ｃによる安定化効果が前縁１３ａから後縁１３ｂかけて全域にスムーズに発揮される。このため、発生した翼端渦βが負圧面１３ｅから離れにくくなる。また、羽根１３の半径方向の所定位置Ｑが、圧力面１３ｄ側から負圧面１３ｅ側への空気流αの漏れ始めの起点となり確実に決定されるので、空気流αの漏れ量が一定となり、生ずる翼端渦βが安定する。また、前縁１３ａ側から後縁１３ｂ側にかけて増大する翼端渦βの渦径に対応して折り曲げ部１３ｃの折り曲げ角度θを大きくしているので、翼端渦βの安定化を促進するとともに、翼端渦βのスケールを小さくすることができる。
【００１１】
また、それと同時に、折り曲げ部１３ｃの圧力面１３ｄ側には、上記起点を決定する所定位置Ｑ以降で生じた剥離によって縦渦δが生成される。その結果、図１９に示すように、ある羽根１３で生じた縦渦（相殺渦）δと、この羽根１３に隣接する羽根１３のうち羽根車４の回転方向Ｆの前方側に位置するもので生じた翼端渦βとは、各羽根１３の後縁１３ｂ部付近でそれぞれ羽根面から離れ、例えば図１９に示すように向流状態で衝突し、相互に打ち消し合うようになる。そして、このように縦渦δと翼端渦βとが互いに打ち消し合うことで、下流方向への放出渦が効果的に抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特表２００３−７２９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以上のように、特許文献１に記載の従来の軸流送風機は、羽根１３の外周側端部を負圧面１３ｅ側に折り曲げることにより効果的に渦の安定化が行われるとともに、下流方向への放出渦が効果的に抑制されている。
【００１４】
ところで、上記従来の軸流送風機は、図２０に示すように、ベルマウス５が一般的な軸流送風機と同様の形状に形成されている。すなわち、ベルマウス５は、送風機の吸込領域Ｘと吹出領域Ｙとを仕切るように羽根車４の外周に対向して形成された絞り部５２と、この絞り部５２の吸込側を拡開する吸込側開口部５１と、この絞り部５２の吹出側を拡開する吹出側開口部５３とを有している。そして、絞り部５２は、単純な円筒状の孔部として形成されたものであって、運転中の羽根１３の外周端縁Ｒがベルマウス５に接触しないように、羽根１３の外周端縁Ｒとの間に必要最小限の寸法ｎの隙間ｇが形成されている。なお、この必要最小限の寸法ｎには、ベルマウス５や羽根１３の製作誤差を見込んだ公差や、羽根車４の回転時の遠心力による羽根１３の変形分などが含まれる。
【００１５】
しかしながら、隙間ｇの部分は、圧力面１３ｄと負圧面１３ｅとの圧力差が最大となる領域となるため、図２１に示すようにこの隙間ｇから非常に速い漏れ気流（以下ではジェット気流Ｊと称する）が生ずる。そして、このジェット気流Ｊは、翼端渦βに合流して翼端渦βを強くするので、翼端渦βによる損失を増大させている。また、このジェット気流Ｊが、羽根１３の外周端縁Ｒとベルマウス５との間の隙間ｇを通るときに大きな乱れをも作り出して送風機の騒音を上げる要因にもなっている。
【００１６】
このように従来の軸流送風機は、ベルマウス５と羽根１３の外周端縁Ｒとの隙間ｇに起因する騒音を低減することについては格別の対策が講じられていなかった。したがって、従来の軸流送風機は、この点においてなお騒音改善の余地が残されていた。
【００１７】
本発明は、従来技術に存在するこのような問題点に着目してなされたものであって、羽根の外周端縁とベルマウスとの隙間に生ずるジェット気流を低減することにより騒音及び効率を改善した軸流送風機を提供することを目的とする。また、本発明は、このような軸流送風機を用いた空気調和機用室外ユニット及び換気扇を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係る軸流送風機は、回転中心となるハブの外周面に複数の前進翼型の羽根が設けられた羽根車と、羽根車の外周に設けられたベルマウスとを備え、前記ベルマウスは、送風機の吸込側と吹出側とを仕切るように羽根車の外周に対向して形成された絞り部と、この絞り部の吸込側を拡開する吸込側開口部と、この絞り部の吹出側を拡開する吹出側開口部とを有し、前記絞り部は、運転中に羽根の外周端縁がベルマウスに接触しないように羽根の外周端縁との間に必要最小限の寸法の隙間を形成する第１絞り部と、羽根の外周端縁との間に前記必要最小限の寸法より大きな寸法の隙間を形成する第２絞り部とからなることを特徴とする。
【００１９】
このような構成上の特徴を有する本発明に係る軸流送風機によれば、ベルマウスと羽根の外周端縁との間には、運転中に羽根の外周端縁がベルマウスに接触しないようにするために、必要最小限の寸法の隙間を形成する第１絞り部が形成されているので、送風機の吹出領域と側から吸込領域とを仕切ることができる。なお、この必要最小限の寸法の隙間は、従来の軸流送風機においてベルマウスと羽根の外周端縁との間に形成される必要最小限の寸法の隙間の場合と同一の思想で設定されるものでよい。したがって、この必要最小限の寸法には、前述のように、ベルマウスや羽根の製作誤差を見込んだ公差や、羽根車の回転時の遠心力による羽根の変形分などが含まれる。また、上記構成のベルマウスの軸方向寸法を従来のベルマウスの軸方向寸法と同一とした場合は、第２絞り部を形成することにより第１絞り部の軸方向寸法を小さくすることになる。この結果、羽根の外周端縁との間に必要最小限の寸法の隙間を形成する第１絞り部とラップする羽根の外周端縁の領域が小さくなって羽根の圧力面側から負圧面側に漏れるジェット気流が遅くなり、ジェット気流による翼端渦を増大させる働きが弱くなる。このため、翼端渦が小さくなり、軸流送風機の効率が上昇する。また、ジェット気流が遅くなるため、ジェット気流による騒音が小さくなる。
【００２０】
また、前記第２絞り部は、前記第１絞り部の吸込側に形成されているようにしてもよい。このように構成すると、第１絞り部の吸い込み側の隙間が広がることによって流入面積が増加するので、羽根車４に流入する気流の速度が低下し、干渉音が軽減されるとともに損失が軽減されて効率が向上する。また、ベルマウスの吸込側から吹出側にかけて第２絞り部と第１絞り部とにより流路勾配が順勾配となる２段階の加速型流路が形成されるため、送風機の吹出側から吸込側への逆流が抑制され、送風効率が向上する。
【００２１】
また、前記第２絞り部は、回転中心軸と平行な円筒状の面に形成されているものとしてもよい。このように構成しても、送風機の吹出側から吸込側への逆流を防止することができる。また、羽根の外周端縁との間に前記必要最小限の寸法の隙間を形成する第１絞り部とラップする羽根の外周端縁の領域が小さくなるので、羽根の圧力面側から負圧面側に漏れるジェット気流を遅くすることができる。これにより、送風機の効率を向上させることができるとともにジェット気流による騒音を小さくすることができる。
【００２２】
また、前記第２絞り部は、吹出側開口部に向けて円錐状に広がる面に形成されているものとしてもよい。このように構成しても、送風機の吹出側から吸込側への逆流を防止することができる。また、羽根の外周端縁との間に前記必要最小限の寸法の隙間を形成する第１絞り部とラップする羽根の外周端縁の領域が小さくなるので、羽根の圧力面側から負圧面側に漏れるジェット気流を遅くすることができる。これにより、送風機の効率を向上させることができるとともにジェット気流による騒音を小さくすることができる。
【００２３】
また、前記羽根車は、羽根後縁の外周端縁の軸方向の位置が、ベルマウスにおける前記第２絞り部と吹出側開口部との境界位置に略一致するように配置されていることが好ましい。このように構成すると、羽根後縁の外周側から広がるように吹き出される吹出気流がベルマウスの吹出側開口部に沿うようになり、吹出気流が滑らかに減速するようになるので送風機の静圧向上を図ることができる。
【００２４】
また、前記吹出側開口部は、吹出側に拡がる円錐状の面に形成されていることが好ましい、この吹出側開口部は、円弧等の曲面で吹出側に広がるように形成することも可能であるが、このように構成すると羽根の後縁から吹き出される吹出気流の流れに対し曲面が突出してスムーズな気流の形成を阻害する恐れがある。この点円錐状とするとその恐れを回避することができる。したがって、吹出気流が円滑に拡散するように吹き出される。
【００２５】
前記羽根の外周端部には負圧面側に折り曲げられた折り曲げ部が形成され、さらに、この折り曲げ部の半径方向の幅寸法が前縁から後縁に向けて大きくなるように形成されているものとすることが好ましい。このように構成すると、折り曲げ部による翼端渦の安定化作用と下流側への放出渦抑制作用とが加えられて送風機の効率向上及び騒音抑制効果が向上する。
【００２６】
また、本発明に係る空気調和機及び換気扇は、上記のように構成される軸流送風機を送風装置として用いていることを特徴とする。このような軸流送風機を用いると、軸流送風機が高効率で低騒音化されているため、空気調和機及び換気扇の効率が向上するとともに低騒音化することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る軸流送風機によれば、羽根の外周端縁との間に必要最小限の寸法の隙間を形成するベルマウスの絞り部の軸方向の寸法が小さくなるので、この絞り部にラップする羽根の外周端縁の領域が小さくなる。この結果、必要最小限の寸法の隙間及びその周辺において圧力面側から負圧面側に漏れるジェット気流が遅くなり、翼端渦を小さくすることができる。これにより、送風機の効率を向上させることができるとともに、ジェット気流による騒音を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る軸流送風機の、羽根車を回転軌跡で示した模式断面図である。
【図２】図１におけるベルマウスと羽根の外周端縁との隙間形成部分の拡大図である。
【図３】同軸流送風機におけるジェット気流の抑制作用を示す説明図である。
【図４】同軸流送風機の羽根車の斜視図である。
【図５】同軸流送風機の羽根車の平面図である。
【図６】変形例に係る軸流送風機に係り、ベルマウスと羽根の外周端縁との隙間を形成する部分の拡大図である。
【図７】従来一般の軸流送風機を採用した空気調和機用室外ユニットの正面図である。
【図８】同室外ユニットの縦断面図である。
【図９】同室外ユニットの水平断面図である。
【図１０】同室外ユニットに搭載されている従来一般の軸流送風機の羽根車の平面図である。
【図１１】同従来一般の軸流送風機における翼端渦発生メカニズムを羽根の断面図上に示した説明図である。
【図１２】同従来一般の軸流送風機における翼端渦発生メカニズムを送風機の斜視図上に示した説明図である。
【図１３】同従来一般の軸流送風機の羽根の隣接翼間の翼端渦干渉現象を示した概略図である。
【図１４】同従来一般の軸流送風機において羽根の翼弦長を短くした場合における隣接翼間の翼端渦干渉現象を示した概略図である。
【図１５】翼端渦を改善した他の従来例に係る軸流送風機の羽根車の斜視図である。
【図１６】同軸流送風機の羽根の半径方向分布、及び羽根の同位置での断面を示した断面図であって、（ａ）は前縁に沿った線上（図１７におけるＡ線上）の断面図であり、（ｂ）は翼弦線の中心点を連ねた線上（図１７におけるＢ線上）の断面図であり、（ｃ）は後縁に沿った線上（図１７におけるＣ線上）の断面図である。
【図１７】同軸流送風機の羽根の平面図である。
【図１８】同軸流送風機における翼端渦及び放出渦の低減作用を示す説明図である。
【図１９】同軸流送風機における放出渦相殺作用を示す説明用展開図である。
【図２０】同軸流送風機の、羽根車を回転軌跡で示した模式断面図である。
【図２１】同軸流送風機におけるジェット気流による影響を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の実施の形態に係る軸流送風機を図１〜図５に基づいて説明する。なお、以下の説明において従来の軸流送風機や空気調和機と共通する部分について述べる場合は、前述の説明における符号と同一の符合を付して説明する。また、図１〜図５において従来の軸流送風機や空気調和機と共通する部分については同一の符号を付すものとする。
【００３０】
本実施の形態に係る軸流送風機は、空気調和機、換気扇などの送風装置として使用することができるものであるが、この実施の形態においては前記図７〜１０に示したような構造の空気調和機用室外ユニットに利用されるものとする。すなわち、空気調和機用室外ユニットは、本体ケーシング１が仕切板７により左右に区画され、一方が熱交換室８で他方が機械室９とされたものであって、熱交換室８の背面及び側面である本体ケーシング１の背面及び側面に空気吸込口１ａ，１ｂが形成され、熱交換室８の前面側の吹出口に送風装置３が設置されたものである。
【００３１】
また、送風装置３は、上記空気調和機に採用されているものと同様、羽根車４及びベルマウス５からなる軸流送風機と、軸流送風機の吹出側（前方側）に位置するファンガード６とから構成されているものとする。
【００３２】
そして、軸流送風機は、図１に示すような、羽根車４とベルマウス５とから構成されている。
羽根車４は、図１〜図５に示されるものであって、従来一般のものと同様、複数の羽根１３が円筒状のハブ１４の外周面に支持されるようにハブ１４と樹脂一体成形により形成されている。また、羽根１３は、それぞれの前縁１３ａと後縁１３ｂにおいて、外周端縁の位置がハブ側基端Ｓ（即ち内周端縁）の位置よりも回転方向Ｆにおける前方に位置する前進翼型である（図３〜図５参照）。
【００３３】
この羽根１３は、図１５〜図１９に示した前述の従来のものと比較すると、具体的な寸法、形状の点において若干の相違はあるが、半径方向の所定位置Ｑを起点として外周端部を負圧面側に向けてＶ字状に折り曲げた折り曲げ部１３ｃを備えている点では同様である。また、この折り曲げ部１３ｃは、前縁１３ａ側から後縁１３ｂ側にかけて、半径方向の幅寸法Ｗを次第に大きくするとともに所定位置Ｑにおける中心側部分の接線に対する折り曲げ部１３ｃの折り曲げ角度θを大きくしている点おいても従来一般のものと同様である。
【００３４】
一方、ベルマウス５は、図１に示すように従来一般のものと同様、羽根車４の吸込領域Ｘと吹出領域Ｙとを仕切るように羽根車４の外周に形成されている。また、ベルマウス５は、送風機の吸込領域Ｘと吹出領域Ｙとを仕切るように羽根車４の外周に対向して形成された絞り部５２と、この絞り部５２の吸込側を拡開する吸込側開口部５１と、この絞り部５２の吹出側を拡開する吹出側開口部５３とを有している。
【００３５】
そして、本実施の形態においては、絞り部５２は、運転中に羽根１３の外周端縁Ｒがベルマウス５に接触しないように羽根１３の外周端縁Ｒとの間に必要最小限の寸法ｎの隙間ｇを形成する第１絞り部５２ａと、羽根１３の外周端縁Ｒとの間に前記必要最小限の寸法ｎより大きな寸法の隙間を形成する第２絞り部５２ｂとから構成されている。ここで、必要最小限の寸法ｎの隙間ｇは、従来一般の軸流送風機においてベルマウス５と羽根１３の外周端縁Ｒとの間に形成される必要最小限の寸法ｎの隙間ｇの場合と同一の思想で設定されるものである。すなわち、必要最小限の寸法ｎには、ベルマウス５や羽根１３の製作誤差を見込んだ公差や、羽根車４の回転時の遠心力による羽根１３の変形分などが含まれる。
【００３６】
また、この第２絞り部５２ｂは、回転中心軸Ｏと平行な円筒状の面に形成されたものであって、第１絞り部５２ａの吸込側に形成されている。一方、第１絞り部５２ａも回転中心軸Ｏと平行な円筒状の面に形成されている。
【００３７】
なお、吸込側開口部５１は、この実施の形態においては縦断面形状が曲線となる曲面で第２絞り部５２ｂに連続し、第２絞り部５２ｂを吸込側に拡開するように形成されている。また、吹出側開口部５３は、縦断面形状が吹出側に向けてテーパ状に拡がる面、すなわち円錐状に拡がる面で第１絞り部５２ａに連続し、第１絞り部５２ａを吹出側に拡開するように形成されている。また、第２絞り部５２ｂと第１絞り部５２ａとの境界部は、小さな曲面で連続するように形成されている。
【００３８】
また、ベルマウス５と羽根車４との軸方向の相対位置関係は、図２に示すように、羽根車４における後縁１３ｂの外周端縁Ｒｂがベルマウス５における第１絞り部５２ａと吹出側開口部５３との境界部と一致するように設定されている。
【００３９】
次に、この実施の形態に係る軸流送風機の動作について説明する。
上記構成の軸流送風機は、モータの駆動により羽根車４が回転されると、羽根車４の吸込領域Ｘと吹出領域Ｙとで圧力差が生じ、吸込領域Ｘから吹出領域Ｙに向けて空気が送り出される。
【００４０】
そして、このとき羽根１３の外周端縁Ｒ側において圧力面１３ｄ側から負圧面１３ｅ側へ回り込む空気流αにより発生する翼端渦βは、従来のものと同様に、羽根１３の外周端部を半径方向の所定位置Ｑを起点として負圧面側に向けてＶ字状に折り曲げた折り曲げ部１３ｃにより、空気流αの漏れ量が一定化されて、渦径の小型化及び安定化が行われる。また、翼端渦βは、回転方向後方の折り曲げ部１３ｃの圧力面１３ｄ側において、所定位置Ｑ以降で生じた剥離によって生じる縦渦δとの衝突により相互に打ち消し合うように作用する。
【００４１】
一方、ベルマウス５と羽根車４と間においては、図２に矢印で示すように、羽根車４の外周側から吸い込まれる空気は、ベルマウス５の吸込側開口部５１が大きな曲率半径の曲面で形成されていることにより、吸込側開口部５１の曲面に沿って流れて吸い込まれる。
【００４２】
また、第１絞り部５２ａの吸込側に第２絞り部５２ｂが形成されていることにより絞り部５２の吸い込み側が広がるため、羽根１３の前縁１３ａの外周側からの気流の有効流入面積が増加する。このため、羽根車４に流入する気流の速度が低下し、羽根１３の端部における気流の干渉音が軽減されるとともに損失が軽減されて効率が向上する。
【００４３】
また、ベルマウス５の第１絞り部５２ａと羽根１３の外周端縁Ｒとの間に形成されている必要最小限の寸法ｎの隙間ｇでは、図３に示すように、圧力面１３ｄと負圧面１３ｅとの圧力差が最大となる領域となるため非常に速い漏れ気流（ジェット気流Ｊ）が生じている。しながら、第２絞り部５２ｂが形成されていることにより第１絞り部５２ａの軸方向寸法が従来に比し小さく形成されているので、第１絞り部５２ａと羽根１３の外周端縁Ｒとのオーバラップ寸法が小さくなり、そこに生ずるジェット気流Ｊが従来のものより弱いものとなっている。このため、ジェット気流Ｊによる翼端渦βへの影響が少なくなって翼端渦βが小さくなり、軸流送風機の効率が上昇する。また、ジェット気流Ｊが遅くなるため、ジェット気流Ｊによる騒音が小さくなる。
【００４４】
また、ベルマウス５の吸い込み側から吹出側にかけては、第２絞り部５２ｂと第１絞り部５２ａとの２段階の絞り構造が形成されるが、この絞り構造は、加速型流路となり流路の圧力勾配が順勾配を形成するため、送風機の吹出側から吸込側への逆流が抑制される。
【００４５】
また、ベルマウス５と羽根車４と間における吹出側開口部５３においては、吹出側開口部５３が断面円錐状に広がるように構成されているので、羽根車４から径方向へ吹き出される空気が円錐状の吹出側開口部５３に沿って流れ、スムーズな流れを実現している。
【００４６】
以上のごとく、本実施の形態に係る軸流送風機によれば次のような効果を奏することができる。
（１）ベルマウス５と羽根１３の外周端縁Ｒとの間には、運転中に羽根１３の外周端縁Ｒがベルマウス５に接触しないようにするために、必要最小限の寸法ｎの隙間ｇを形成する第１絞り部５２ａが形成されているので、送風機の吹出領域Ｙと吸込領域Ｘとの仕切りを行うことができる。
【００４７】
（２）必要最小限の寸法ｎの隙間ｇを形成する第１絞り部５２ａと羽根１３の外周端縁Ｒとのオーバラップ寸法が小さくなるため、隙間ｇに生じるジェット気流Ｊは従来のものより弱くなり、翼端渦βへの影響が少なくなる。この結果、軸流送風機の効率が向上するとともにジェット気流Ｊによる騒音が小さくなる。
【００４８】
（３）羽根１３の外周端縁Ｒとの間に必要最小限の寸法ｎの隙間を形成する第１絞り部５２ａの吸い込み側に第２絞り部５２ｂが形成されているため、羽根車４に流入する気流の速度が低下し、気流の干渉音が軽減されるとともに損失が軽減されて効率が向上する。
【００４９】
（４）また、ベルマウス５と羽根車４との隙間において、第２絞り部５２ｂと第１絞り部５２ａとにより流路勾配が順勾配となる２段階の加速型流路が形成され形成されているため、ベルマウス５と羽根車４との隙間における逆流が抑制され、送風効率が向上する。
【００５０】
（５）ベルマウス５の吹出側開口部５３は断面円錐状に広がるように構成されているので、羽根車４からの径方向への吹き出しが円滑に行われる。
（６）羽根車４は、羽根１３における後縁１３ｂの外周端縁Ｒｂの軸方向の位置が、ベルマウス５における第１絞り部５２ａと吹出側開口部５３との境界位置に略一致するように配置されている。したがって、羽根車４から外周側に広がるように吹き出される吹出気流がベルマウス５の吹出側開口部５３に沿うようになり、吹出気流が滑らかに減速するようになるので送風機の静圧向上を図ることができる。
【００５１】
（７）羽根１３の外周端部には負圧面側に折り曲げられた折り曲げ部１３ｃが形成され、さらに、この折り曲げ部１３ｃの半径方向の幅寸法Ｗが前縁１３ａから後縁１３ｂに向け大きくなるように形成されているので、折り曲げ部１３ｃによる翼端渦βの安定化作用と下流側への放出渦抑制作用とが加えられて送風機の効率向上及び低騒音化が行われる。
【００５２】
（８）また、本発明に係る空気調和機及び換気扇は、上記のように構成された軸流送風機を送風装置として用いるので、軸流送風機の効率向上及び低騒音化にしたがって空気調和機及び換気扇の効率向上及び低騒音化が行われる。
【００５３】
（変形例）
上記実施の形態において以下のように変更することもできる。
・第２絞り部５２ｂは、回転中心軸Ｏと平行な円筒状の面に形成されているが、図６に示すように、吸込側開口部５１に向けて円錐状に広がる面に形成されているものとしてもよい。このように構成しても、送風機の吹出側から吸込側への逆流を防止することができる。また、羽根１３の外周端縁Ｒとの間に必要最小限の寸法の隙間ｇを形成する第１絞り部５２ａとラップする羽根１３の外周端縁Ｒの領域が小さくなるので、羽根１３の圧力面１３ｄ側から負圧面１３ｅ側に漏れるジェット気流Ｊを遅くすることができる。これにより、送風機の効率を向上させることができるとともにジェット気流Ｊによる騒音を小さくすることができる。
【００５４】
・前述の実施の形態において、吸込側開口部５１は、大きな曲率半径の曲面に形成されているが、これを円錐状の面にしてもよい。
・吹出側開口部５３は、前記実施の形態においては円錐状に形成されているが、これを円弧等の曲面で吹出側に広がるように形成することも可能である。ただしこのように構成した場合は、羽根１３の後縁１３ｂから吹き出される吹出気流の流れに対し曲面が突出してスムーズな気流の形成を阻害する恐れがある。この点円錐状とするとその恐れを回避することができる。
【００５５】
・先の実施の形態においては、羽根１３の後縁１３ｂの外周端縁Ｒｂの軸方向の位置が、ベルマウス５における第１絞り部５２ａと吹出側開口部５３の境界位置に略一致するように配置されているが、本発明はこのような位置に配置されていないものも包含する。ただし、後縁１３ｂの外周端縁Ｒｂの軸方向の位置が第１絞り部５２ａと吹出側開口部５３の境界位置より吸込側になる場合は、後縁１３ｂの外周端縁Ｒｂから吹き出される半径方向に広がる気流が、第１絞り部５２ａと干渉して乱れを発生し送風音が上昇する恐れがある。また、後縁１３ｂの外周端縁Ｒｂの軸方向の位置が第１絞り部５２ａと吹出側開口部５３の境界位置より吹出側になる場合は、後縁１３ｂの外周端縁Ｒｂから吹き出されて半径方向外方に広がる気流が、メインの吹出気流により誘発されて生じる誘発気流と干渉して送風音が上昇する恐れがある。
【００５６】
・本発明は、羽根１３の外周端部に折り曲げ部１３ｃを形成しないものにも適用することができるが、送風機の騒音低下及び効率向上の観点からは折り曲げ部１３ｃの形成されているものの方が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る軸流送風機は、広い範囲の流量域において、ジェット気流による騒音及び動力の増加が軽減されるので、空気調和機の室外ユニットのみならず換気装置、空気清浄機などの各種機器に広く用いられる。
【符号の説明】
【００５８】
ｇ…隙間、ｎ…寸法、β…翼端渦、Ｊ…ジェット気流、Ｏ…回転中心軸、Ｑ…（半径方向の）所定位置、Ｒ…外周端縁、Ｒｂ…（後縁の）外周端縁、Ｗ…幅寸法、Ｘ…吸込領域、Ｙ…吹出領域、３…送風装置、４…羽根車、５…ベルマウス、１３…羽根、１３ａ…前縁、１３ｂ…後縁、１３ｃ…折り曲げ部、１３ｄ…圧力面、１３ｅ…負圧面、１４…ハブ、５１…吸込側開口部、５２…絞り部、５２ａ…第１絞り部、５２ｂ…第２絞り部、５３…吹出側開口部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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