(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ（１５）と、
前記ハブ（１５）の円周方向に並んで配置された複数の羽根（２１）と、
前記羽根（２１）に対して前記ハブ（１５）の反対側に配置されたシュラウド（１９）とを備え、
前記羽根（２１）は、前記シュラウド（１９）における内方へ張り出している部分とつながる接続端部（２１ｃ）が、前記遠心ファン（２３）の回転方向に移動したときに気流が当たる側（２１ｃ１）側へ傾斜するように湾曲した湾曲部（２１ｄ）を有し、
前記ハブ（１５）は、前記羽根（２１）の外周側に突出するハブ側ディフューザリング（２７）を有し、
前記シュラウド（１９）は、前記羽根（２１）の外周側に突出するシュラウド側ディフューザリング（２６）を有する
ことを特徴とする遠心ファン（２３）。
【請求項２】
前記羽根（２１）の後縁（２１ｂ）におけるハブ側端部（２１ｅ）は、当該後縁（２１ｂ）のシュラウド側端部（２１ｆ）よりも前記遠心ファン（２３）の回転方向において前側に位置している、
請求項１に記載の遠心ファン（２３）。
【請求項３】
前記ハブ側ディフューザリング（２７）の外径および前記シュラウド側ディフューザリング（２６）の外径は、それぞれ前記複数の羽根（２１）の外接円の直径の１．１倍以上である、請求項１または２に記載の遠心ファン（２３）。
【請求項４】
前記シュラウド側ディフューザリング（２６）は、前記シュラウド（１９）の縁に連続して前記遠心ファン（２３）の半径方向へ直線状に延びる部分（２６ａ）を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の遠心ファン（２３）。
【請求項５】
前記シュラウド側ディフューザリング（２６）は前記ハブ側ディフューザリング（２７）から離れるように前記遠心ファン（２３）の軸方向へ曲がる部分を有し、前記ハブ側ディフューザリング（２７）は前記遠心ファン（２３）の半径方向に延びている、請求項１から４のいずれか１項に記載の遠心ファン（２３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心ファンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物内部の大規模な空調を行うためのエアハンドリングユニットその他の空調装置などでは、高圧で空気を供給するために、ターボファンなどの遠心ファンが用いられている。ターボファンは、後ろ向き羽根を有するファンであり、半径方向外側に気流を吹き出す構造であるので、シロッコファンのようなスクロールケーシングを必要としないため構造が簡略になるメリットがある。しかし、羽根から出た気流は直後に羽根周囲の物体と干渉し流れが乱れるために騒音の増大や効率の低下を招くという課題がある。
【０００３】
そこで、従来、特許文献１および２に記載されているターボファンのように、ハブと、当該ハブの円周方向に並んで配置された複数の羽根と、当該羽根に対してハブの反対側に配置されたシュラウドとを備えた構成において、羽根の外周側にディフューザリングが設けられている。これらの特許文献１および２に記載されているターボファンでは、シュラウドおよびハブの外径が羽根の外径より大きくなっており、羽根の外側に位置するシュラウド及びハブによりそれぞれディフューザリングが形成されている。
【０００４】
これにより、羽根を出た気流はディフューザリング間を通過する間に減速し、当該気流の運動エネルギーを効果的に圧力へ変換する効果、いわゆるディフューザ効果を発揮し、ファンの効率を向上させることが可能である。
【０００５】
このようなターボファンにおける羽根は、通常、当該ターボファンの回転軸の軸方向に沿って変位するにつれて当該軸方向に直交する断面が一様な断面を有する２次元羽根であり、シュラウドにおける内方へ張り出している部分に対して鋭角につながっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１０８４０３公報
【特許文献２】米国特許公報２００６／０２２８２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１および２に記載されているようなディフューザリングを有するターボファンの構成では、図１３に示されるように、ターボファンの軸方向の断面（例えば、図３に示される遠心ファン２３のＩＶ−ＩＶ線断面に対応する位置における断面）を見た場合、２次元羽根からなる羽根１２１がシュラウド１１９とハブ１１５との間に配置され、羽根１２１とシュラウド１１９とが鋭角につながっている部分１２９において、気流が乱れやすい領域１２９が発生する。その気流の乱れによって、図１４に示されるように、シュラウド１１９側では、空気流入口１１９ａからターボファン内部に流入した気流Ｆ１０の流速が部分的に低下する。これによって、気流Ｆ１０が羽根１２１に沿って空気流入口１１９ａから吹出口１２８へ向かうにつれて、当該気流Ｆ１０がシュラウド１１９の内面から剥離する剥離域１３０が発生するおそれがある。そのため、ハブ１１５およびシュラウド１１９の外周に設けられたディフューザリング１２６、１２７によるディフューザ効果の向上が難しくなる。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ディフューザリングによって気流の運動エネルギーを圧力へ変換するディフューザ効果を向上させることが可能な遠心ファン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】
【０００９】
本発明の遠心ファン（２３）は、ハブ（１５）と、前記ハブ（１５）の円周方向に並んで配置された複数の羽根（２１）と、前記羽根（２１）に対して前記ハブ（１５）の反対側に配置されたシュラウド（１９）とを備え、前記羽根（２１）は、前記シュラウド（１９）における内方へ張り出している部分とつながる接続端部（２１ｃ）が、前記遠心ファン（２３）の回転方向に移動したときに気流が当たる側（２１ｃ１）側へ傾斜するように湾曲した湾曲部（２１ｄ）を有し、前記ハブ（１５）は、前記羽根（２１）の外周側に突出するハブ側ディフューザリング（２７）を有し、前記シュラウド（１９）は、前記羽根（２１）の外周側に突出するシュラウド側ディフューザリング（２６）を有することを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、羽根（２１）は、シュラウド（１９）における内方へ張り出している部分とつながる接続端部（２１ｃ）が遠心ファン（２３）の回転方向に移動したときに気流が当たる側（２１ｃ１）側へ傾斜するように湾曲した湾曲部（２１ｄ）を有しているため、シュラウド（１９）と羽根（２１）とが鋭角につながっている部分が解消される。その結果、羽根（２１）とシュラウド（１９）とがつながる部分では気流が円滑に流れることが可能になり、その部分において気流が乱れやすい領域を減少させることが可能になる。これにより、シュラウド（１９）側では、気流の乱れによる気流の流速の低下を抑え、気流がシュラウド（１９）の内面から剥離する剥離域が発生することを抑えることが可能になる。その結果、ハブ（１５）側およびシュラウド側ディフューザリング（２６）における気流の運動エネルギーを圧力に変換するディフューザ効果、特にシュラウド側ディフューザリング（２６）においてディフューザ効果が向上する。
【００１１】
また、前記羽根（２１）の後縁（２１ｂ）におけるハブ側端部（２１ｅ）は、当該後縁（２１ｂ）のシュラウド側端部（２１ｆ）よりも前記遠心ファン（２３）の回転方向において前側に位置しているのが好ましい。
【００１２】
かかる構成によれば、羽根（２１）の後縁（２１ｂ）では、ハブ側端部（２１ｅ）がシュラウド側端部（２１ｆ）よりも回転方向において前側に位置しているので、遠心ファン（２３）の軸方向に対する羽根（２１）の傾きによりシュラウド（１９）側に気流が流れやすくなり、当該シュラウド（１９）側における気流の剥離をさらに抑えることが可能になる。また、これによって、気流が遠心ファン（２３）の軸方向において均一になるので、ハブ（１５）側およびシュラウド側ディフューザリング（２６）における気流の運動エネルギーを圧力に変換するディフューザ効果、特にシュラウド側ディフューザリング（２６）においてディフューザ効果が向上する。
【００１３】
また、前記ハブ側ディフューザリング（２７）の外径および前記シュラウド側ディフューザリング（２６）の外径は、それぞれ前記複数の羽根（２１）の外接円の直径の１．１倍以上であるのが好ましい。
【００１４】
かかる構成によれば、ハブ側ディフューザリング（２７）およびシュラウド側ディフューザリング（２６）における気流の運動エネルギーを圧力に変換するディフューザ効果が確実に得られる。
【００１５】
前記シュラウド側ディフューザリング（２６）は、前記シュラウド（１９）の縁に連続して前記遠心ファン（２３）の半径方向へ直線状に延びる部分（２６ａ）をさらに有するのが好ましい。
【００１６】
かかる構成によれば、シュラウド（１９）の内壁に沿って流れる気流は、シュラウド側ディフューザリング（２６）に到達したときに、直線状に延びる部分（２６ａ）に沿って円滑に流れることが可能である。そのため、シュラウド側ディフューザリング（２６）における気流の剥離を抑制することが可能である。
【００１７】
また、前記シュラウド側ディフューザリング（２６）は前記ハブ側ディフューザリング（２７）から離れるように前記遠心ファン（２３）の軸方向へ曲がる部分を有し、前記ハブ側ディフューザリング（２７）は前記遠心ファン（２３）の半径方向に延びているのが好ましい。
【００１８】
かかる構成によれば、シュラウド側ディフューザリング（２６）を遠心ファン（２３）の軸方向に広げる形状にしているので、ハブ側ディフューザリング（２７）とシュラウド側ディフューザリング（２６）との間の気流の通過をより円滑に行うことが可能である。しかも、ハブ側ディフューザリング（２７）は軸方向に広がらずに半径方向へ延びることによりハブ（１５）の当該ハブ側ディフューザリング（２７）よりも内側の部分と同一平面を構成することが可能になり、ハブ（１５）の加工コストの増加を抑えることが可能である。また、シュラウド（１９）は従来から曲面加工を行なうのでシュラウド側ディフューザリング（２６）を軸方向に広げる形状にしても加工コストの増加を抑えることが可能である。したがって、遠心ファン（２３）全体の加工コストの増加を抑えることが可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、ハブ側ディフューザリングおよびシュラウド側ディフューザリングによって気流の運動エネルギーを圧力へ変換するディフューザ効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態にかかる遠心ファンを備えた空気調和機の室内機の内部を示す縦断面図である。
【図２】図１の遠心ファンの斜視図である。
【図３】図１の遠心ファンを空気吸込口側から見た図である。
【図４】図３のＩＶ―ＩＶ線断面図である。
【図５】図１の遠心ファンの内部における空気の流れを模式的に示す説明図である。
【図６】図１の羽根の後縁付近の部分の拡大図である。
【図７】図１の遠心ファンのハブ側ディフューザリングおよびシュラウド側ディフューザリングのそれぞれの寸法を示す説明図である。
【図８】シュラウド側ディフューザリングおよびハブ側ディフューザリングを両方備えた本発明の実施形態にかかる遠心ファンの静圧効率と、いずれか一方または両方のディフューザリングを備えていない遠心ファンの静圧効率とを並べて示したグラフである。
【図９】本発明の実施形態における３次元羽根を有する遠心ファンにおけるディフューザリングによる最大静圧効率の向上の効果と、本発明の比較例における２次元羽根を有する遠心ファンにおけるディフューザリングによる最大静圧効率の向上の効果とを比較したグラフである。
【図１０】遠心ファンの吹出口付近の風速分布を示した図であり、（ａ）は本発明の実施形態における３次元羽根およびディフューザリングを有する遠心ファンの吹出口付近の風速分布を示した図、（ｂ）は本発明の比較例における２次元羽根およびディフューザリングを有する遠心ファンの吹出口付近の風速分布を示した図である。
【図１１】本発明の変形例にかかる遠心ファンにおいてハブ側ディフューザリングがハブと同一平面を構成する例を示す断面説明図である。
【図１２】本発明のさらに変形例にかかる遠心ファンにおいてシュラウド側ディフューザリングが直線状に延びる部分を有する例を示す断面説明図である。
【図１３】従来の遠心ファンにおける羽根およびその周辺部の断面図である。
【図１４】従来の遠心ファンの内部における空気の流れを模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態にかかる空気調和機の室内機について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１に示される室内機３１は、天井埋込型のカセット室内機である。この室内機３１は、天井Ｃに設けられた開口に埋め込まれる略直方体の筐体３３と、筐体３３の下部に取り付けられた化粧パネル４７とを備えている。化粧パネル４７は、平面視の形状が筐体３３よりも一回り大きく、天井Ｃの開口を覆った状態で室内に露出している。化粧パネル４７は、その中央部に設けられた矩形状の吸込グリル３９と、この吸込グリル３９の各辺に沿って設けられた細長い矩形状の複数（例えば４つ）の吹出口３７とを有している。
【００２３】
室内機３１は、遠心ファン２３を備えた送風機５１と、遠心ファン２３を回転駆動するファンモータ１１と、遠心ファン２３の外側を取り囲む熱交換器４３と、ドレンパン４５と、エアフィルタ４１とを備えている。
【００２４】
送風機５１は、ターボファンである遠心ファン２３と、ベルマウス２５とを備えている。
【００２５】
遠心ファン２３は、図１〜３に示されるように、ハブ１５と、ハブ１５の円周方向に並んで配置された複数（図２〜３では７枚）の羽根２１と、羽根２１に対してハブ１５の反対側に配置されたシュラウド１９とを備えている。図２および図５に示されるように、遠心ファン２３において気流が吹き出す吹出口２８は、ハブ１５、シュラウド１９および２枚の羽根２１により囲まれた空間によってそれぞれ形成されている。
【００２６】
ハブ１５は、筐体３３の天板に固定されたファンモータ１１の回転軸１３に固定されている。
【００２７】
ハブ１５は、羽根２１の外周側に突出するハブ側ディフューザリング２７を有する。具体的には、ハブ側ディフューザリング２７は、リング状を有しており、各羽根２１の後縁２１ｂよりも外側に形成されている。
【００２８】
シュラウド１９は、ハブ１５に対して回転軸１３の軸方向Ａの前面側Ｆ（図１参照）に対向配置されている。シュラウド１９は、回転軸１３を中心として円形に開口する空気吸込口１９ａを有している。シュラウド１９の外径は、背面側Ｒ（図１参照）に向かうにつれて大きくなっている。いいかえれば、図４〜５に示されるように、シュラウド１９は、空気吸込口１９ａから吹出口２８にかけて遠心ファン２３の内方へ湾曲して張り出している部分１９ｂを有する。
【００２９】
シュラウド１９は、羽根２１の外周側に突出するシュラウド側ディフューザリング２６を有する。シュラウド側ディフューザリング２６は、各羽根２１の後縁２１ｂよりも外側に形成され、ハブ側ディフューザリング２７に対向するように配置されている。
【００３０】
ハブ側ディフューザリング２７およびシュラウド側ディフューザリング２６の互いに対向する面は、それぞれハブ１５およびシュラウド１９の互いに対向する面に滑らかに連続している。
【００３１】
しかも、当該ディフューザリング２７、２６間の間隔は、図５に示されるように、遠心ファン２３の外周に向かうにしたがい、徐々に拡大するように設定されている。
【００３２】
複数の羽根２１は、ハブ１５とシュラウド１９との間に空気吸込口１９ａの周方向に沿って所定の間隔をあけて配列されている。各羽根２１の前面側Ｆ（図１参照）の端部は、シュラウド１９の内面に接合されている。各羽根２１の背面側Ｒ（図１参照）の端部はハブ１５に接合されている。図３に示すように、各羽根２１は、ハブ１５の半径方向に対して回転方向Ｂの反対向き（後ろ向き）に向かうにつれて半径方向外側へ向かうように傾斜した（すなわち、図３に示される羽根２１の後縁２１ｂが前縁２１ａよりも半径方向外側に配置された）後ろ向き羽根である。
【００３３】
また、図２〜６に示される各羽根２１は、モータ１１の回転軸１３の軸方向Ａに沿って変位するにつれて当該軸方向Ａに直交する断面形状が変化する形状を有する羽根、いわゆる３次元形状羽根によって構成されている。いいかえれば、このような３次元羽根からなる羽根２１では、図２に示されるように、当該羽根２１の前縁２１ａと後縁２１ｂとがねじれの位置関係を有し、かつ、当該羽根２１の前面側Ｆの端部と背面側Ｒの端部とがねじれの関係を有する。
【００３４】
各羽根２１は、図３〜５に示されるように、ハブ１５に接合された主部２１ｈと、当該主部２１ｈのシュラウド１９側の端部に連続する湾曲部２１ｄと、当該湾曲部２１ｄのシュラウド側１９の端部に連続する接続端部２１ｃとを有する。なお、図４における回転方向Ｂは、図４の紙面に対して手前側に垂直に延びる方向である。
【００３５】
接続端部２１ｃは、シュラウド１９における内方へ張り出している部分１９ｂとつながっている。シュラウド１９における内方へ張り出している部分１９ｂは、具体的には、図４に示されるように、湾曲して遠心ファン２３の内側に張り出している部分であって半径方向内側に向かって直線的に延びている部分を除いた部分である。
【００３６】
湾曲部２１ｄは、接続端部２１ｃが前記遠心ファン２３の回転方向Ｂに移動したときに気流が当たる側２１ｃ１へ傾斜するように湾曲している。
【００３７】
具体的には、湾曲部２１ｄは、羽根２１においてシュラウド１９に近い側の部分を回転方向Ｂに移動したときに気流が当たる側２１ｄ１とは反対側へ主部２１ｈに対して張り出させることにより形成されている。接続端部２１ｃは、シュラウド１９の内方に張り出す部分１９ｂに対して、当該部分１９ｂの内面の接線Ｃ（図４参照）と略直交するように接続されている。湾曲部２１ｄは、図５に示されるように、羽根２１の前縁２１ａから後縁２１ｂにかけて連続して形成されている。
【００３８】
これにより、図４〜５に示されるように、羽根２１の接続端部２１ｃにおいて当該接続端部２１ｃが回転方向Ｂに移動したときに気流が当たる側２１ｃ１には、羽根２１とシュラウド１９とが鋭角につながる部分が解消され、その代わりに当該気流が当たる側２１ｃ１とは反対方向へ凹んで拡大された領域（すなわち、拡張凹部）２９が、羽根２１ａの前縁２１ａから後縁２１ｂにかけて形成される。この拡張凹部２９によって十分な広さの空気通路が確保される。その結果、接続端部２１ｃ付近において、気流Ｆ０の流速の低下を抑えることが可能である。
【００３９】
また、図６に示されるように、羽根２１の後縁２１ｂにおけるハブ側端部２１ｅは、当該後縁２１ｂのシュラウド側端部２１ｆよりも遠心ファン２３の回転方向Ｂにおいて前側に位置している。
【００４０】
このように、羽根２１の後縁２１ｂにおいて上記のようにハブ側端部２１ｅを回転方向Ｂの前側に位置することにより、図６の矢印Ｆ１のように気流が羽根２１の傾斜した前面２１ｇ（すなわち、回転方向Ｂ側の面）に沿って流れることによりシュラウド１９側に流れやすくなる。これにより、図５に示されるように、遠心ファン２３内部を通過する気流Ｆ０が遠心ファン２３の軸方向Ａにおいて均一になり、これによって、一対のディフューザリング２６、２７におけるディフューザ効果、すなわち、気流Ｆ１の運動エネルギーを静圧に変換する効果、とくにシュラウド１９側におけるディフューザ効果を向上することが可能である。
【００４１】
また、図７に示されるように、ハブ側ディフューザリング２７の外径Ｄ２およびシュラウド側ディフューザリング２６の外径Ｄ３は、それぞれ、上記のディフューザ効果を確保するために、複数の羽根２１の外接円の直径Ｄ１の１．１倍以上に設定されている。なお、図７では、ハブ側ディフューザリング２７の外径Ｄ２およびシュラウド側ディフューザリング２６の外径Ｄ３は、同一に設定されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの外径Ｄ２およびＤ３は、必ずしも同一にしなくてもよい。
【００４２】
さらに、図７に示されるように、一対のディフューザリング２６、２７の出口側（すなわち、半径方向外側）の間隔Ｈ２は、羽根２１の出口側（すなわち後縁２１ｂ）の高さＨ１よりも大きくなるように設定されている。具体的には、シュラウド側ディフューザリング２６およびハブ側ディフューザリング２７は、それぞれの先端へ向かうにしたがって互いに離れる方向へ傾斜するように配置されている。これにより、気流Ｆ０は一対のディフューザリング２６、２７間をより円滑に通過することが可能である。
【００４３】
上記のように構成された遠心ファン２３は、シュラウド側ディフューザリング２６およびハブ側ディフューザリング２７を備えているので、これらを有しない遠心ファンと比較して静圧効率を大幅に向上することが可能である。
【００４４】
例えば、図８のグラフに示されるように、横軸に流量係数φ、縦軸に静圧効率ηとした場合、本実施形態の遠心ファン２３のようにシュラウド側ディフューザリング２６およびハブ側ディフューザリング２７を両方備えている場合の静圧効率ηは、曲線ＩＶのように流量計数φの全域にわたって、これらのディフューザリングを備えていない場合の静圧効率η（曲線Ｉ）よりも向上することがわかる。
【００４５】
また、ハブ側ディフューザリングのみを備えた場合の静圧効率ηは、曲線ＩＩに示されるように、流量係数φがφ＜約０．２３の領域では向上しているが、流量係数φがφ＞約０．２３の領域では向上しない傾向にある。一方、シュラウド側ディフューザリングのみを備えた場合の静圧効率ηは、曲線ＩＩＩに示されるように、流量係数φがφ＞約０．１５の領域では向上しているが、流量係数φがφ＜約０．１５の領域では向上しない傾向にある。
【００４６】
これら曲線ＩＩ、ＩＩＩの場合と比較して、曲線ＩＶのように、シュラウド側ディフューザリングおよびハブ側ディフューザリングを両方備えている場合には、静圧効率ηは、
流量計数φの全域にわたって静圧効率ηが向上することが図８のグラフからわかる。
【００４７】
また、図９には、本実施形態の遠心ファン２３の最大静圧効率（％）（棒グラフＩ）と、本発明の比較例としての２次元羽根を有する遠心ファンの最大静圧効率（％）（棒グラフＩＩ）とが示されている。なお、ここでいう２次元羽根とは、遠心ファンの回転軸の軸方向に沿って変位するにつれて当該軸方向に直交する断面が一様な断面を有する羽根（例えば、図１３〜１４に示される羽根１２１）をいう。
【００４８】
本実施形態の遠心ファン２３は、上記のように、３次元形状の羽根２１（いわゆる３次元羽根）を有し、かつ、一対のディフューザリング２６、２７を有している。この３次元羽根２１では、シュラウド１９側の接続端部２１ｃが湾曲部２１ｄ(図４〜５参照)を有する。しかも、羽根２１の後縁２１ｂにおけるハブ側端部２１ｅ（図６参照）は、当該後縁２１ｂのシュラウド側端部２１ｆよりも遠心ファン２３の回転方向Ｂにおいて前側に位置している。
【００４９】
図９の棒グラフＩＩからわかるように、本発明の比較例である２次元羽根を有する遠心ファンにおいて、シュラウド側およびハブ側の両方にディフューザリングが設けられている場合の最大静圧効率（棒グラフＩＩのｂ１参照）は、当該ディフューザリングを設けていない場合の最大静圧効率（棒グラフＩＩのｂ２参照）と比較して１．９％向上している。
【００５０】
一方、図９の棒グラフＩで示されているように、本実施形態のように３次元羽根２１を有する遠心ファン２３において、シュラウド側およびハブ側の両方にディフューザリング２６、２７が設けられた場合の最大静圧効率（棒グラフＩのａ１参照）は、当該ディフューザリング２６、２７が設けられていない場合の最大静圧効率（棒グラフＩのａ２参照）と比較して３．３％向上している。
【００５１】
以上の結果から、遠心ファンにおいて、本実施形態のように３次元羽根２１とディフューザリング２６、２７とを組み合わせた構成では、比較例のように２次元羽根とディフューザリングとを組み合わせた構成よりも、ディフューザリングを設けたことによる最大静圧効率（％）の向上の効果が大きいことが理解される。
【００５２】
このような効果の相違は、図１０（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施形態および比較例におけるそれぞれの遠心ファンから吹き出す気流の風速分布を比較すれば明らかである。ここで、図１０（ａ）、（ｂ）において、吹出口２８、１２８の出口付近の陰影が薄い部分ほど気流の速度（風速）が早い領域を示す。
【００５３】
図１０（ａ）には、本実施形態における上記の３次元羽根（図４〜６の羽根２１参照）で、かつ一対のディフューザリング２６、２７を有する遠心ファン２３の吹出口２８付近の風速分布が示されている。図１０（ｂ）には比較例として２次元羽根１２１で、かつ、一対のディフューザリング１２６、１２７を有する遠心ファン１２３の吹出口１２８付近の風速分布が示されている。
【００５４】
図１０（ｂ）に示される風速分布では、比較例の遠心ファン１２３の吹出口１２８から吹き出した気流がシュラウド１１９から剥離してシュラウド１１９側からハブ１１５側へ偏って流れるので、吹出口１２８における風速分布は、図１０（ａ）に示される本実施形態における遠心ファン２３の吹出口２８における風速分布と比較して不均一になっている。そのため、比較例の遠心ファン１２３におけるディフューザリング１２６、１２７の役目である動圧を回収する機能（動圧を静圧に変換する機能、すなわち、気流の運動エネルギーを圧力のエネルギーに変換する機能）がうまく働いていないことを示す。したがって、気流の運動エネルギーのうち圧力のエネルギーに変換されない分が大きくなるので、遠心ファン１２３の静圧効率の向上が抑制される。
【００５５】
一方、図１０（ａ）に示される本実施形態の遠心ファン２３の風速分布では、３次元形状の羽根２１によって、吹出口２８から吹き出した気流がハブ１５側に偏らないようにシュラウド側１９のディフューザリング２６の近傍を流れる気流も確保されているので、吹出口２８における風速分布はほぼ均一になる。
【００５６】
具体的には、羽根２１の湾曲部２１ｄによって形成される拡張凹部２９（図４〜５参照）を通して気流がシュラウド１９側が流れるので、シュラウド１９からの気流の剥離が生じにくくなっている。しかも、羽根２１の後縁２１ｂにおけるハブ側端部２１ｅは、当該後縁２１ｂのシュラウド側端部２１ｆよりも遠心ファン２３の回転方向Ｂにおいて前側に位置しているので、図６の矢印Ｆ１のように気流が羽根２１の傾斜した前面２１ｇ（すなわち、回転方向Ｂ側の面）に沿って流れることによりシュラウド１９側に流れやすくなる。
【００５７】
そのため、吹出口２８における風速分布は、ほぼ均一になる。すなわち、吹出口２８から吹き出す気流は、ハブ側１５側のディフューザリング２７の近傍を流れるだけでなく、シュラウド１９側のディフューザリング２６の近傍も流れる。したがって、吹出口２８における風速分布が均一であるため、動圧の回収を良好に行うことができ、気流の運動エネルギーのうち圧力のエネルギーに変換されない分が小さくなるので、遠心ファ１２３の静圧効率を向上することが可能になる。
【００５８】
以上の図９〜１０に示される実験結果を見れば、本実施形態の遠心ファン２３では、３次元形状の羽根２１を有し、かつ、一対のディフューザリング２６、２７を有することにより、２次元羽根および一対のディフューザリングを有する従来の遠心ファンと比較して、静圧効率が向上していることがわかる。
【００５９】
室内機３１のその他の構成は、従来の天井埋込型のカセット室内機の構成と同じである。具体的には、以下の通りである。
【００６０】
図１に示されるように、送風機５１のベルマウス２５は、シュラウド１９に対して軸方向Ａの前面側Ｆに対向配置されている。ベルマウス２５は、その外径が背面側Ｒに向かうにつれて小さくなる湾曲形状を有している。
【００６１】
また、図１に示されるように、熱交換器４３は、厚みの小さな扁平な形状を有している。熱交換器４３は、その下端部に沿って延設された皿状のドレンパン４５から上方に起立した状態で遠心ファン２３の周囲を囲むように配置されている。熱交換器４３は、例えば、多数枚のフィンと、当該フィンを貫通する複数の配管とを備え、各配管内部を通る冷媒とフィンの周囲の空気との間で熱交換される構造を有する。ドレンパン４５は、熱交換器４３において生じる水滴を収容する。収容された水は図略の排水経路を通じて排出される。エアフィルタ４１は、ベルマウス２５の入口を覆う大きさを有し、ベルマウス２５と吸込グリル３９との間に吸込グリル３９に沿って設けられている。エアフィルタ４１は、吸込グリル３９から筐体３３内に吸い込まれた空気に含まれる塵埃を捕捉する。
【００６２】
上記のように構成された室内機３１では、ファンモータ１１の駆動によって送風機５１の遠心ファン２３が回転することにより、室内機３１の内部において、図１に示される気流Ｆ０を発生させることが可能である。すなわち、吸込グリル３９から吸い込まれた室内空気は、送風機５１のベルマウス２５の内部を通って遠心ファン２３へ向かう。遠心ファン２３に到達した空気は、遠心ファン２３の半径方向外側へ吹き出し、遠心ファン２３の外側に配置された熱交換器４３を通過する際に冷媒と熱交換することにより、冷却または加熱される。その後、熱交換された空気は、吹出口３７を通して室内へ供給される。
【００６３】
上記のように室内機３１が動作している間、図４〜５に示されるように、回転する遠心ファン２３の内部における羽根２１とシュラウド１９とがつながる部分では、羽根２１の接続端部２１ｃの回転方向Ｂへの移動時に気流に当たる側２１ｃ１に形成された拡張凹部２９を通して気流Ｆ０が円滑に流れることが可能になり、羽根２１とシュラウド１９とがつながる部分において気流Ｆ０が乱れやすい領域を減少させることが可能になる。これにより、シュラウド１９側では、気流の乱れによる気流の流速の低下を抑え、気流がシュラウド１９の内面から剥離する剥離域が発生することを抑えることが可能になり、その結果、ディフューザ効果が向上する。
【００６４】
（特徴）
（１）
本実施形態の室内機３１では、ディフューザリングを有する遠心ファン２３を含む送風機５１を備えた構成において、羽根２１は、図４〜５に示されるように、シュラウド１９における内方へ張り出している部分とつながる接続端部２１ｃが遠心ファン２３の回転方向Ｂに移動したときに気流が当たる側２１ｃ１側へ傾斜するように湾曲した湾曲部２１ｄを有している。そのため、シュラウド１９と羽根２１とが鋭角につながっている部分が解消されている。その結果、羽根２１とシュラウド１９とがつながる部分（とくに、接続端部２１ｃの回転方向Ｂへの移動時に気流に当たる側２１ｃ１に形成された拡張凹部２９）では気流Ｆ０が円滑に流れることが可能になり、その部分において気流Ｆ０が乱れやすい領域を減少させることが可能になる。これにより、シュラウド１９側では、気流Ｆ０の乱れによる気流Ｆ０の流速の低下を抑え、気流Ｆ０がシュラウド１９の内面から剥離する剥離域が発生することを抑えることが可能になる。その結果、シュラウド側ディフューザリング２６およびハブ側ディフューザリング２７における気流Ｆ０の運動エネルギーを圧力に変換するディフューザ効果、特にシュラウド側ディフューザリング２６においてディフューザ効果が向上する。
【００６５】
（２）
また、本実施形態の室内機３１では、図６に示されるように、羽根２１の後縁２１ｂでは、ハブ側端部２１ｅがシュラウド側端部２１ｆよりも回転方向Ｂにおいて前側に位置しているので、遠心ファン２３の軸方向に対する羽根２１の傾きによりシュラウド１９側に気流が流れやすくなり、シュラウド１９側における気流の剥離をさらに抑えることが可能になる。また、これによって、気流が遠心ファン２３の軸方向Ａにおいて均一になるので、ハブ１５側およびシュラウド側ディフューザリング２６における気流の運動エネルギーを圧力に変換するディフューザ効果、特にシュラウド側ディフューザリング２６においてディフューザ効果が向上する。
【００６６】
（３）
本実施形態の室内機３１では、図７に示されるように、ハブ側ディフューザリング２７の外径Ｄ２およびシュラウド側ディフューザリング２６の外径Ｄ３は、それぞれ複数の羽根２１の外接円の直径Ｄ１の１．１倍以上であるので、ハブ１５側およびシュラウド側ディフューザリング２６における気流の運動エネルギーを圧力に変換するディフューザ効果が確実に得られる。
【００６７】
（変形例）
（Ａ）
なお、上記実施形態では、シュラウド側ディフューザリング２６およびハブ側ディフューザリング２７が、それぞれの先端へ向かうにしたがって互いに離れる方向へ傾斜するように配置されているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の変形例として、図１１に示されるように、シュラウド側ディフューザリング２６はハブ側ディフューザリング２７から離れるように遠心ファン２３の軸方向Ａへ曲がる部分を有し、ハブ側ディフューザリング２７は遠心ファン２３の半径方向Ｒに延びているようにしてもよい。この構成では、シュラウド側ディフューザリング２６はハブ側ディフューザリング２７から離れるように、シュラウド１９の半径方向外側端部から遠心ファン２３の軸方向Ａへ曲がり、ハブ側ディフューザリング２７は遠心ファン２３の半径方向Ｒに延びている。すなわち、シュラウド側ディフューザリング２６を遠心ファン２３の軸方向Ａに広げる形状にしているので、ハブ側ディフューザリング２７とシュラウド側ディフューザリング２６との間の気流の通過をより円滑に行うことが可能である。しかも、ハブ側ディフューザリング２７は軸方向に広がらずに半径方向へ延びることによりハブ１５の当該ハブ側ディフューザリング２７よりも内側の部分と同一平面を構成することが可能になり、ハブ１５の加工コストの増加を抑えることが可能である。また、シュラウド１９は従来から曲面加工を行なうのでシュラウド側ディフューザリング２６を軸方向Ａに広げる形状にしても加工コストの増加を抑えることが可能である。したがって、遠心ファン２３全体の加工コストの増加を抑えることが可能になる。
【００６８】
なお、上記のような平板状のハブ１５は、当該ハブ１５とは別部品であるボス３０によって、モータ１１の回転軸１３に固定される。ボス３０は、ハブ１５に対して固着されていてもよいし、固着されていなくてもよい。
【００６９】
（Ｂ）
シュラウド側ディフューザリング２６の形状については、本発明ではとくに限定されない。例えば、本実施形態の他の変形例として、図１２に示されるように、シュラウド側ディフューザリング２６は、曲がっている部分２６ｂに加えて、直線状に延びる部分２６ａをさらに備えた構成であってもよい。具体的には、このシュラウド側ディフューザリング２６は、シュラウド１９の縁に連続して直線状に延びる部分２６ａと、当該直線状に延びる部分２６ａから半径方向外側に円弧状に延びる部分２６ｂとを有してもよい。
【００７０】
直線状に延びる部分２６ａは、シュラウド１９の半径方向外側の縁に連続し、半径方向へ向けて直線的に延びている。円弧状に延びる部分２６ｂは、直線状に延びる部分２６ａの半径方向外側の縁に連続し、半径方向へ向かうにつれてハブ側ディフューザリング２７から離れる方向へ円弧状に曲がっている。
【００７１】
図１２に示される変形例では、シュラウド側ディフューザリング２６が直線状に延びる部分２６ａを有しているので、シュラウド１９の内壁に沿って流れる気流Ｆ０は、シュラウド側ディフューザリング２６に到達したときに、直線状に延びる部分２６ａに沿って円滑に流れることが可能である。そのため、シュラウド側ディフューザリング２６における気流Ｆ０の剥離を抑制することが可能である。しかも、直線状に延びる部分２６ａによって、シュラウド１９とシュラウド側ディフューザリング２６とが滑らかに連続するので、シュラウド１９およびシュラウド側ディフューザリング２６を樹脂成形しやすい。
【００７２】
なお、図１２に示されるシュラウド側ディフューザリング２６は、円弧状に延びる部分２６ｂを有しているが、本発明はこれに限定されるものではない。シュラウド側ディフューザリング２６は、円弧状に延びる部分２６ｂの代わりに、半径方向へ向かうにつれてハブ側ディフューザリング２７から離れる方向へ直線状に曲がっている部分を有してもよい。
【００７３】
また、シュラウド側ディフューザリング２６は、直線状に延びる部分２６ａのみ、または円弧状に曲がっている部分２６ｂのみで構成されていてもよい。
【００７４】
（Ｃ）
上記実施形態では、羽根２１の接続端部２１ｃは、シュラウド１９の内方に張り出す部分１９ｂの内面の接線Ｃに対して直交しているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明では、接続端部２１ｃは、シュラウド１９の内方に張り出す部分１９ｂと鋭角につながらない程度の角度、例えば、当該部分１９ｂの内面の接線Ｃに対して直交または９０度以上の角度を向くように配置してもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１５  ハブ
１９  シュラウド
１９ｂ  内方に張り出した部分
２１  羽根
２１ｂ  後縁
２１ｃ  接続端部
２１ｄ  湾曲部
２１ｅ  ハブ側端部
２１ｆ  シュラウド側端部
２３  遠心ファン
２６  シュラウド側ディフューザリング
２７  ハブ側ディフューザリング
３１  室内機
５１  送風機
【要約】
【課題】ディフューザリングによって気流の運動エネルギーを圧力へ変換するディフューザ効果を向上させることが可能な遠心ファンを提供する。
【解決手段】遠心ファン２３は、ハブ１５と、複数の羽根２１と、シュラウド１９とを備えている。各羽根２１は、シュラウド１９における内方へ張り出している部分とつながる接続端部２１ｃが遠心ファン２３の回転方向に移動したときに気流が当たる側２１ｃ１へ傾斜するように湾曲した湾曲部２１ｄを有する。ハブ１５は、羽根２１の外周側に突出するハブ側ディフューザリング２７を有する。シュラウド１９は、羽根２１の外周側に突出するシュラウド側ディフューザリング２６を有する。
【選択図】図５【図１】
0005522306.tif 000002
【図２】
0005522306.tif 000003
【図３】
0005522306.tif 000004
【図４】
0005522306.tif 000005
【図５】
0005522306.tif 000006
【図６】
0005522306.tif 000007
【図７】
0005522306.tif 000008
【図８】
0005522306.tif 000009
【図１１】
0005522306.tif 000010
【図１２】
0005522306.tif 000011
【図１３】
0005522306.tif 000012
【図１４】
0005522306.tif 000013
【図９】
0005522306.tif 000014
【図１０】
0005522306.tif 000015