(57)【要約】  吸い込み側風路の回転軸を中心とした周方向位置に因る不均一性がある場合にも、流入する気流そのものの乱れを低減して、低騒音の送風機を得ることができるようにする。  回転方向に凹状の反りを持つ外周縁１ｃを有する翼１と、翼の吹出し側外周を覆うベルマウス５とを備え、ベルマウスの翼側面を、内径最小位置Ｐｂ３から上流側に延出して回転軸上流方向に凸状に形成された上流第一拡大部５ｃと、上流第一拡大部から連続して更に上流側に延出して回転軸上流方向に凹状に形成された上流第二拡大部５ｄと、から構成する。
2009130954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転方向に凹状の反りを持つ外周縁を有する翼と、該翼の吹出し側外周を覆うベルマウスとを備えた送風機において、
前記ベルマウスの翼側面を、
内径最小位置から上流側に延出して回転軸上流方向に凸状に形成された上流第一拡大部と、
前記上流第一拡大部から連続して更に上流側に延出して回転軸上流方向に凹状に形成された上流第二拡大部と、
から構成したことを特徴とする送風機。
【請求項２】
前記上流第二拡大部は、その上流部分が概ね円錐状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の送風機。
【請求項３】
前記上流第一拡大部から前記上流第二拡大部への移行部が、前記翼の外周縁の最大反り位置よりも下流側にあることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の送風機。
【請求項４】
前記上流第二拡大部から連続して更に上流側に延出して回転軸上流方向に凸状に形成された上流第三拡大部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の送風機。
【請求項５】
前記上流第二拡大部または前記上流第三拡大部が前記翼の外周縁の最大反り部分を覆うことを特徴とする請求項４記載の送風機。
【請求項６】
プロペラファンの翼の外周縁側を吹出し側から吸込み側に反らせたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の送風機。
【請求項７】
プロペラファンの翼の外周縁側を吹出し側から吸込み側に反らせた形状が、前縁から後縁までの中間付近から後縁にかけて、反り方が徐々に小さくなることを特徴とする請求項６に記載の送風機。
【請求項８】
箱体の上面または側面に設けられて送風機が配置された空気吹出し面と、少なくとも他の１面に設けられた熱交換器と、その他の面を囲む複数の側板または熱交換器を有するヒートポンプ装置であって
前記送風機が、回転方向に凹状の反りを持つ外周縁を有する翼と、該翼の吹出し側外周を覆うベルマウスとを備え、
前記ベルマウスの翼側面が、
内径最小位置から全周に形成されて上流側に延出し回転軸上流方向に凸状に形成された上流第一拡大部と、
前記上流第一拡大部から連続して全周に形成されて更に上流側に延出し回転軸上流方向に凹状に形成された上流第二拡大部とからなることを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項９】
前記送風機が、請求項２乃至請求項７のいずれかに記載の送風機であることを特徴とする請求項８記載のヒートポンプ装置。
【請求項１０】
プロペラファンの翼の外周縁側を吹出し側から吸込み側に反らせたことを特徴とする請求項８又は請求項９記載のヒートポンプ装置。
【請求項１１】
箱体の上面または側面に設けられて送風機が配置された空気吹出し面と、少なくとも他の１面に設けられた熱交換器と、その他の面を囲む複数の側板または熱交換器を有するヒートポンプ装置であって
前記送風機が、回転方向に凹状の反りを持つ外周縁を有する翼と、該翼の吹出し側外周を覆うベルマウスとを備え、
前記ベルマウスの翼側面が、
内径最小位置から全周に形成されて上流側に延出し回転軸上流方向に凸状に形成された上流第一拡大部と、
前記上流第一拡大部から連続して全周のうち部分的に形成されて更に上流側に延出し回転軸上流方向に凹状に形成された上流第二拡大部とからなることを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項１２】
前記送風機が、請求項２乃至請求項７のいずれかに記載の送風機であることを特徴とする請求項１１記載のヒートポンプ装置。
【請求項１３】
前記ベルマウスの前記上流第二拡大部の周方向両端部に、回転軸方向に凸状に形成された曲面を有することを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載のヒートポンプ装置。
【請求項１４】
前記ベルマウスの前記上流第一拡大部から部分的に上流側に延びる前記上流第二拡大部がある周方向位置は、前記箱体の前記空気吹出し面を囲む側面の角部に対応する位置であることを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項１５】
前記箱体の吹出し面を囲む側面は、複数の側板からなることを特徴とする請求項１４記載のヒートポンプ装置。
【請求項１６】
前記箱体の吹出し面を囲む側面は、複数の側板と熱交換器とからなることを特徴とする請求項１４記載のヒートポンプ装置。
【請求項１７】
プロペラファンの翼の外周縁側を吹出し側から吸込み側に反らせたことを特徴とする請求項１１乃至請求項１６のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルマウスと羽根車を備えたプロペラファン形式の送風機と、この送風機を用いたヒートポンプ装置に関し、特にベルマウスの構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
騒音の小さな送風機を得るためには、送風機に流入する気流の乱れを極力小さくすることが必要である。従来より、ベルマウスと羽根車を備えた送風機において、ベルマウスの形状の改善による送風騒音の低減化が図られている。例えば、ベルマウス内径が最小となる直管部から上流側へ湾曲状に径拡大し、更にその端部から径方向外側へ直線部を設けることで、この直線部の口縁部で一旦気流に剥離を生じたとしても、これが直線部に沿って流れる間に次第にその内面に再付着し、その後は滑らかな流れでベルマウス内に吸い込まれるようにして、送風音を低減するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
また、ベルマウスの吸込側壁部を、吸込口の内周面から径方向外方に向って略半円状に湾曲する断面形状とすることで、吸込口部分での空気の剥離を抑制して、ファン運転騒音を低減するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。【０００４】
また、空気調和機の室外機の前面パネルを長方形に保ったうえで、ベルマウスの形状を、その周りを取り囲む室外機箱体の上下左右の周側板と羽根車外周との距離に応じて、ベルマウス内径が最小となる部分から上流側の径拡大湾曲部の曲率の大きさを変えることで、羽根車のオリフィス付近の異なった流入気流角に対応するオリフィス形状を設定できるようにし、オリフィス付近での流れの剥離を少なくして、低騒音化を図るようにしたものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８４７９７号公報（図１〜図３）
【特許文献２】特許第３０８４７９０号公報（図１、図２）
【特許文献３】特許第２７６９２１１号公報（第２図、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ベルマウスの口縁部に径方向外側へ延びる直線部を設け、あるいはベルマウスの吸込側壁部を、吸込口の内周面から径方向外方に向って略半円状に湾曲する断面形状として、送風機の翼から見てベルマウスに隠れる領域から流入する流れなど、翼の外周縁から流入する流れのベルマウス上での剥離を低減するようにしたものにあっては、理想的な風路環境、つまり回転軸を中心として周方向に均一な風路環境の下で送風機が使用されて初めてその機能を発揮できるものである。しかしながら、送風機が運転される実際の風路環境としてそのような理想的な風路環境は稀であり、また風路環境が回転軸を中心として周方向に均一であっても、送風機に向かう流れが安定して高い均一性を有することは殆どなく、回転する翼から見れば流入する流れは常に変動し、乱れが大きなものとなっていて、その機能を十分に発揮できるものではなかった。【０００７】
また、送風機を空気調和機に搭載することを前提として、吸い込み側風路の周方向位置に因る不均一性に対応させてベルマウスの曲率の大きさを変えたものにあっては、ベルマウス上の剥離などを低減する効果に留まり、流入する気流そのものの乱れを低減する効果はなかった。【０００８】
本発明の技術的課題は、吸い込み側風路の回転軸を中心とした周方向位置に因る不均一性がある場合にも、流入する気流そのものの乱れを低減して、低騒音の送風機を得ることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る送風機は、回転方向に凹状の反りを持つ外周縁を有する翼と、翼の吹出し側外周を覆うベルマウスとを備え、ベルマウスの翼側面を、内径最小位置から上流側に延出して回転軸上流方向に凸状に形成された上流第一拡大部と、上流第一拡大部から連続して更に上流側に延出して回転軸上流方向に凹状に形成された上流第二拡大部と、から構成したものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る送風機においては、ベルマウスの翼側面を、内径最小位置から上流側に延出して回転軸上流方向に凸状に形成された上流第一拡大部と、上流第一拡大部から連続して更に上流側に延出して回転軸上流方向に凹状に形成された上流第二拡大部と、から構成しているので、翼の外周縁を囲みつつ、翼の外周縁とベルマウスとの間の距離を大きくとることができる。このため、翼の外周縁から多くの気流を取り込むことができて、翼端渦の乱れに起因するベルマウス面の圧力変動を抑制することができる。さらに、翼の外周縁の周囲の風路を周方向に均一化できて、翼へ流入する気流の変動を抑制することが可能となり、騒音の小さい送風機を得ることができる。さらにまた、上流第二拡大部の軸方向上流側から内径最小位置までを滑らかに続く形状とすることができて、気流そのものの乱れを抑制することができ、騒音を効率よく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る送風機を吹出し側空間から見た正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線矢視断面における翼の外周縁を平面に展開しこれにベルマウスにおける各部の位置を表す線を付加した図である。
【図４】図２の要部拡大図である。
【図５】図３の図にさらに翼の外周縁付近の気流の状態を表す線を付加した図である。
【図６】図２に従来のベルマウスのラインを付加し比較して示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２，６に係る空気調和機の室外機の正面図（ａ）とＣ−Ｃ線矢視断面図（ｂ）である。
【図８】本発明の実施の形態２，６に係る空気調和機の室外機の回転軸から見た風路の方向を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室外機の正面図（ａ）とＤ−Ｄ線矢視断面図（ｂ）とＥ−Ｅ線矢視断面図（ｃ）である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室外機の回転軸から見た風路の方向を説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る空気調和機のベルマウスとプロペラファンの要部を吸込み側から見た部分拡大断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係るヒートポンプ式給湯機の室外機の正面図（ａ）とＦ−Ｆ線矢視断面図（ｂ）とＧ−Ｇ線矢視断面図（ｃ）である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る送風機の要部拡大図である。
【図１４】本発明の実施の形態５に係る送風機の翼の外周縁を平面に展開し、これにベルマウスにおける各部の位置を表す線を付加し、さらに翼の外周縁付近の気流の状態を表す線を付加した図である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係る送風機を従来と比較して示す要部拡大図である。
【図１６】本発明の実施の形態７に係るヒートポンプ装置の空力騒音特性を従来と比較して示すグラフである。
【図１７】本発明の実施の形態７に係るヒートポンプ装置の空力騒音特性を従来と比較して示すグラフである。
【図１８】本発明の実施の形態７に係るプロペラファンの翼の形状を説明する図である。
【図１９】本発明の実施の形態７に係るプロペラファンの翼の形状を説明する図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  翼
１ｃ  外周縁
Ｐｂ３  内径最小位置
Ｐｂ４  点（移行部）
Ｐｆ３  最大反り位置
５  ベルマウス
５ｃ  上流第一拡大部
５ｄ  上流第二拡大部
５ｅ  上流第三拡大部
１３  吹出し面
１５  熱交換器（側面）
１７  箱体の上面
１８  下面板（側面）
２２  分離板（側面）
２３  端部反り（曲面）
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、図示実施形態により本発明を説明する。
図１は本発明の実施の形態１に係る送風機を吹出し側空間から見た正面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線矢視断面における翼の外周縁を平面に展開しこれにベルマウスにおける各部の位置を表す線を付加した図、図４は図２の要部拡大図、図５は図３の図にさらに翼の外周縁付近の気流の状態を表す線を付加した図、図６は図２に従来のベルマウスのラインを付加し比較して示す説明図である。【００１４】
本実施形態の送風機は、ハブ２の周囲に複数の翼１を有するプロペラファン３をファンモータ７により駆動するもので、翼１は、ハブ２との接合縁と、回転方向に向いた前縁１ａと、前縁１ａと対向する後縁１ｂと、接合縁と対向し前縁１ａと後縁１ｂとを繋ぐ外周縁１ｃと、そしてこれら接合縁、前縁１ａ、後縁１ｂ、及び外周縁１ｃで囲まれる曲面から形成される。曲面は、回転方向１０に向いた面が圧力面１ｄとなり、この圧力面１ｄの裏面が負圧面１ｅとなる。点Ｐｆ１は、前縁１ａと外周縁１ｃとの交点、Ｐｆ２は後縁１ｂと外周縁１ｃとの交点である。外周縁１ｃは、図３のように回転方向１０に凹の反りを有する。点Ｐｆ１と点Ｐｆ２とを結ぶ翼弦線４と外周縁１ｃとの距離が最大となる最大反り位置が点Ｐｆ３となる。【００１５】
なお、図２及び図４において、翼１の線は、前縁１ａ、後縁１ｂ、及び外周縁１ｃの回転軌跡を示している。また、ここではファンモータ７とプロペラファン３の回転中心となる軸を回転軸と呼び、回転軸の吸込み空間方向、つまり図２における紙面左側を回転軸上流方向とし、回転軸の吹出し空間方向、つまり図２における紙面右側を回転軸下流方向とする。【００１６】
翼１は、その吹出し側外周がベルマウス５により覆われている。ベルマウス５は、図４のように翼外周側全体または後縁１ｂ側の一部を覆う位置にある。ベルマウス５の各箇所の特徴を翼側の面における断面形状で分類すると、その点Ｐｂ２から点Ｐｂ３にかけては、翼１の外周縁１ｃとの距離が最も狭い内径最小部５ｂであり、翼１の外周縁１ｃの後縁１ｂ付近を覆っている。点Ｐｂ２から点Ｐｂ１にかけては、湾曲し、回転軸下流方向に風路が拡大する下流拡大部５ａを形成し、点Ｐｂ１において、吸込み側空間αと吹出し側空間βとを隔離するバッフル板６に繋がっている。【００１７】
ベルマウス５の吸込み側方向の風路拡大形状（気流の流れ方向から見れば縮流形状）は、以下のとおりである。すなわち、ベルマウス５の内径最小部５ｂの回転軸上流方向の端部となる点Ｐｂ３から点Ｐｂ４にかけては、回転軸上流方向に凸状に形成された上流第一拡大部５ｃを有する。点Ｐｂ４から点Ｐｂ５にかけては、上流第一拡大部５ｃに続き、回転軸上流方向に凹状に形成された上流第二拡大部５ｄを有する。上流第二拡大部５ｄでは、点Ｐｂ４付近で曲率が大きく、点Ｐｂ５付近で曲率が小さくなり、上流部分である点Ｐｂ５付近で概ね円錐断面となっている。点Ｐｂ５から点Ｐｂ６にかけては、上流第二拡大部５ｄに続き、回転軸上流方向に凸状に形成された上流第三拡大部５ｅを有する。【００１８】
次に、プロペラファン３とベルマウス５との回転軸方向における位置関係を図３及び図４に基づき説明する。図３において、破線Ｌｂ３、Ｌｂ４、Ｌｂ５、Ｌｂ６は図４を用いて先に説明したベルマウス５上の点Ｐｂ３、Ｐｂ４、Ｐｂ５、Ｐｂ６の回転軸方向の位置を示す線である。図４において、破線Ｌｆ３は翼１の外周縁１ｃの最大反り位置Ｐｆ３の回転軸方向の位置を示す線である。ベルマウス５の内径最小部５ｂの回転軸上流方向の端部となる点Ｐｂ３は、翼１の外周縁１ｃの後縁側端部Ｐｂ２よりも回転軸方向上流側にある。ベルマウス５の上流第一拡大部５ｃと上流第二拡大部５ｄとの移行部にある点Ｐｂ４は、翼１の外周縁１ｃの最大反り位置Ｐｆ３よりも回転軸方向下流側に位置する。つまり、翼１の外周縁１ｃの最大反り位置Ｐｆ３の回転軸方向の位置は、上流第二拡大部５ｄに含まれる範囲となっている。【００１９】
次に、本実施形態の送風機の動作について図１乃至図５に基づき説明する。
前述のように構成された送風機において、ファンモータ７の駆動力によりプロペラファン３が回転すると、プロペラファン３が回転する領域内の気体が吹出し側空間βに押し出されるとともに、吸込み側空間αの気体がプロペラファン３の回転する領域に流入する。プロペラファン３へは、翼前縁１ａの回転軌跡からなる面や、翼１の外周縁１ｃの回転軌跡からなる面から気体が流入する。このようにして吸込み側空間αから吹出し側空間βへと気流が生じる。【００２０】
プロペラファン３へ流入した気体の一部は、図５のように外周縁１ｃの外側を介して圧力面１ｄから負圧面１ｅへの漏れ流れ８となる。外周縁１ｃの前縁付近で生じた漏れ流れ８を基点として負圧面１ｅの外周縁１ｃに沿う位置に翼端渦９と呼ぶ渦構造を持つ流れが生じる。翼端渦９は前縁側から後縁側へと移行するにともない成長し、流れの転向が大きくなる外周縁１ｃの最大反り位置Ｐｆ３付近にて翼１の外周縁１ｃから離脱する。外周縁１ｃから離脱した翼端渦９は渦としての構造を弱めながら、吸込み側空間αから吹出し側空間βへの全体的な流れに押されながら徐々に吹出し側空間βへ向かい送風機から放出される。【００２１】
次に、下流側におけるベルマウス５と翼１の外周縁１ｃとの位置関係について述べる。送風機が所要流量を生じさせるためには、吸込み側空間αと吹出し側空間βの間に流量に応じた圧力差を保つ必要がある。翼１とベルマウス５との間が最も狭くなっている箇所は点Ｐｂ２から点Ｐｂ３にかけての内径最小部５ｂと翼１の外周縁１ｃとの間である。本実施形態では、外周縁１ｃの後縁１ｂ付近にこの翼１とベルマウス５との間が最も狭くなる部分を設定している。この距離が広すぎると、送風機前後の通風抵抗が大きい場合に所要圧力差、流量が得られなくなる。このため、ここでは外周縁１ｃの後縁１ｂ付近のベルマウス５と翼１との間の距離を狭くしている。この隙間距離は翼外径（外周縁１ｃの回転円直径）の１〜３％程度が望ましい。【００２２】
次に、上流側におけるベルマウス５と翼１の外周縁１ｃとの位置関係について述べる。既述したように、翼１の外周縁１ｃの回転軌跡からなる面は、気流の流入面となる。広い面積から流入を得ることは、同一流量時の気流の速度が低減され、騒音を低減する効果を有する。この観点から、上流側、つまり気流の流入側におけるベルマウス５と翼１の外周縁１ｃとの距離は十分広く取ることが望ましい。また、翼１の外周縁１ｃは、翼端渦９が生成、成長さらには離脱する場所でもある。翼端渦９は大きな乱れを有する流れであり、近くにベルマウス５などの壁面があると壁面上の圧力変動が大きくなり騒音要因となる。この観点からも上流側におけるベルマウス５と翼１の外周縁１ｃとの間は十分広く取ることが望ましい。【００２３】
しかし、実用的な送風機の使用では、既述したように吸込み側空間αにおいて翼１の周囲が十分に広く、かつ周方向に均一な形状となっている場合は極めて稀である。翼１に流入する気流は、周方向において不均一なものとなり易く、回転する翼１から見た場合、流入する流れが時間的に変動し騒音が大きくなる要因となっている。この観点からすれば、低騒音の送風機を得るためには風路形状を周方向において均一にすることが望ましく、そのためには翼１の外周縁１ｃの周りはベルマウス５で覆われている方が望ましい。【００２４】
つまり、吸込み側空間αと吹出し側空間βとの圧力差を保ちながら、低騒音の送風機を得るためには、ベルマウス５と翼１の外周縁１ｃとの間の距離を、後縁１ｂ付近では狭くし、より上流側では広い空間を確保して多くの気流を流入させるようにすることが望ましい。さらに、翼端渦９に起因するベルマウス壁面の圧力変動を抑制するためには、翼１の外周縁１ｃを囲みつつ、翼１の外周縁１ｃとベルマウス５との間の距離を広くし、風路形状の不均一性による騒音増加を抑制することが望ましい。【００２５】
本実施形態の送風機では、回転軸上流方向に凸状に形成された上流第一拡大部５ｃに続き、回転軸上流方向に凹状に形成された上流第二拡大部５ｄを有するので、図６からも明らかなように従来一般的に用いられる内径最小部から回転軸上流方向に凸状に形成された湾曲断面１１（図中に波線で示す）で上流側が拡大する形状よりも、翼１の外周縁１ｃを囲みつつ、翼１の外周縁１ｃとベルマウス５との間の距離を大きくとれることが分かる。これにより、翼１の外周縁１ｃから多くの気流を取り込むことができて、翼端渦９の乱れに起因するベルマウス面の圧力変動を抑制することができる。さらに、翼１の外周縁１ｃの周囲の風路を周方向に均一化できて、翼１へ流入する気流の変動を抑制することが可能となり、騒音の小さい送風機を得ることができる。さらにまた、上流第二拡大部５ｄの軸方向上流側から内径最小位置Ｐｂ３までを滑らかに続く形状とすることができるので、気流の乱れを抑制する効果が高く、騒音を効率よく低減することができる。【００２６】
また、上流第二拡大部５ｄにおいては、上流第一拡大部５ｃ付近で曲率が大きく、より上流側で曲率が小さくなり、上流部分では概ね円錐断面となっているので、上流第二拡大部５ｄの軸方向上流側で開口面積を広く取ることができて、多くの気流を外周縁１ｃとベルマウス５との間の空間に導くことができる。そのため大風量で低騒音の送風機を得ることができる。加えて、上流第二拡大部５ｄに続き、回転軸上流方向に凸状に形成された上流第三拡大部５ｅを有するので、ベルマウス端部から流入する気流を、上流大三拡大部５ｅに沿わせて乱れの小さい流れとして翼１に導くことができる。その結果、より騒音の小さい送風機を得ることができる。【００２７】
次に、本実施形態の送風機における翼１の外周縁１ｃの反りとベルマウス５の拡大形状との位置関係の特徴による効果を述べる。翼端渦９が成長離脱する最大反り付近では渦の変動も大きくなるので、ベルマウス壁面上の圧力変動への影響も大きくなる。ここでは、ベルマウス５の上流第一拡大部５ｃと上流第二拡大部５ｄとの移行部Ｐｂ４を、翼１の外周縁１ｃの最大反り位置Ｐｆ３よりも回転軸方向下流側に位置させているため、最大反り位置Ｐｆ３付近では翼１の外周縁１ｃとベルマウス５との間の距離が大きく、したがってベルマウス壁面の圧力変動を抑制することができる。【００２８】
更に、翼１の外周縁１ｃの最大反り位置Ｐｆ３の回転軸方向の位置は、上流第二拡大部５ｄに含まれる範囲となっているので、翼端渦９が離脱する時に周囲の気流の乱れが小さく、翼端渦９の乱れも小さなものとすることができる。その結果、離脱した翼端渦９に起因する騒音も抑制することができる。【００２９】
なお、ここでは翼１の外周縁１ｃの最大反り位置Ｐｆ３の回転軸方向の位置は、上流第二拡大部５ｄに含まれる範囲となっている形状について述べたが、上流第三拡大部５ｅに含まれる範囲の場合も同様の効果が得られる。【００３０】
実施の形態２．
図７及び図８は本発明の実施の形態２に係るヒートポンプ装置すなわち空気調和機を示すもので、図７は空気調和機の直方体箱型の室外機の正面図（ａ）とそのＣ−Ｃ線矢視断面である回転軸を含む水平断面図（ｂ）、図８は回転軸から見た風路の方向を説明する図であり、図７中、前述の実施形態１と同一部分には同一符号を付してある。なお、送風機の説明にあたっては前述の図１乃至図６を参照するものとする。【００３１】
本実施形態の空気調和機すなわち直方体箱型の室外機１２は、前面に吹出し面１３が設けられ、その対面（裏面）と図面左側の一側面の２面に外気の吸込み面１４が設けられ、これら吸込み面１４を塞ぐようにＬ字状に曲げられた熱交換器１５が設置され、熱交換器１５の近傍に送風機が配置されている。この送風機は、前述の実施形態１の送風機で構成されている。また、熱交換器１５は、内部を冷媒が循環する配管の外表面に伝熱用の多層形状のフィンを設けたものであり、必ずしもＬ字状に形成する必要はなく、例えば裏面側にのみ設けもよいものである。その場合、箱体の吹出し面１３を囲む側面は、複数の側板から形成される。【００３２】
送風機の回転軸方向下流側には、プロペラファン３を保護、あるいは回転体であるプロペラファン３から人などを保護するグリル１６が配置されている。吹出し面１３とベルマウス５は、その周囲を、熱交換器１５、上面板１７、下面板１８、及び分離板２２により囲まれている。分離板２２は、室外機１２内の送風機を収納している機内風路室１９と圧縮機２０を収納している圧縮機室２１とを区画するものである。【００３３】
プロペラファン３の翼１は、図３で説明したようにその外周縁１ｃにおいて回転方向１０に凹状の反りを有する。プロペラファン３の翼外周側全体または後縁側を囲むベルマウス５は、ここでは図８に示す(i)〜(viii)の何れの方向においても、図４で説明したように点Ｐｂ２から点Ｐｂ３にかけて翼１の外周縁１ｃとの距離がもっとも狭い内径最小部５ｂが外周縁１ｃの後縁１ｂ付近を覆っている。そして、点Ｐｂ２から点Ｐｂ１にかけて湾曲し回転軸下流方向に風路が拡大する下流拡大部５ａを有する。吸込み側方向の風路拡大形状（気流の流れ方向から見れば縮流形状）は、内径最小部５ｂの回転軸上流方向の端点Ｐｂ３から点Ｐｂ４にかけて、回転軸上流方向に凸状に形成された上流第一拡大部５ｃを有する。点Ｐｂ４から点Ｐｂ５にかけては上流第一拡大部５ｃに続き、回転軸上流方向に凹状に形成された上流第二拡大部５ｄを有する。上流第二拡大部５ｄでは点Ｐｂ４付近では曲率が大きく、点Ｐｂ５付近では曲率が小さくなり、上流部分である点Ｐｂ５付近では概ね円錐断面となっている。点Ｐｂ５から点Ｐｂ６にかけては上流第二拡大部５ｄに続き、回転軸上流方向に凸状に形成された上流第三拡大部５ｅを有する。【００３４】
プロペラファン３とベルマウス５との回転軸方向においても図４で説明したように、ベルマウス５の内径最小部５ｂの回転軸上流方向の端点Ｐｂ３は翼１の外周縁１ｃの後縁側端部Ｐｂ２よりも回転軸方向上流側にある。上流第一拡大部５ｃと上流第二拡大部５ｄとの移行部Ｐｂ４は、翼１の外周縁１ｃの最大反り位置Ｐｆ３よりも回転軸方向下流側に位置する。つまり、翼１の外周縁１ｃの最大反り位置Ｐｆ３の回転軸方向の位置は、上流第二拡大部５ｄに含まれる範囲となっている。【００３５】
次に、このように構成された本実施形態の空気調和機すなわち室外機１２の動作について説明する。ファンモータ７の駆動力によりプロペラファン３が回転すると、プロペラファン３が回転する領域である機内風路室１９内の気体が吹出し面１３から吹出し側空間βに押し出されるとともに、機外すなわち吸込み側空間αの気体が吸込み面１４から熱交換器１５のフィン間を介して、プロペラファン３の回転する機内風路室１９内に流入する。熱交換器１５内部には機外の気体の温度よりも高温、または低温の冷媒が循環し、機外の気体が熱交換器１５を通過する際に熱交換を行う。機内風路室１９に流入する際に熱交換器１５と熱交換を行い温度が上昇または低下した気体は、先に述べたようにプロペラファン３の回転により機外に吹き出される。【００３６】
プロペラファン３の翼周りの気流の動作に関しては、前述の実施形態１と同様である。すなわち、プロペラファン３へ流入した気体の一部は、図５のように外周縁１ｃの外側を介して圧力面１ｄから負圧面１ｅへの漏れ流れ８となる。そして、外周縁１ｃの前縁付近で生じた漏れ流れ８を基点として負圧面１ｅの外周縁１ｃに沿う位置に翼端渦９が生じ、これが前縁側から後縁側へと移行するにともない成長し、流れの転向が大きくなる外周縁１ｃの最大反り位置Ｐｆ３付近において翼１の外周縁１ｃから離脱する。外周縁１ｃから離脱した翼端渦９は渦としての構造を弱めながら、機内風路室１９から機外への全体的な流れに押され、徐々に機外へ向かい吹出し面１３から放出される。【００３７】
このように、本実施形態の空気調和機は、室外機１２における熱交換器１５による熱交換を促進するための送風機を前述の実施形態１の送風機で構成しているので、プロペラファン３の周囲のベルマウス５の形状と、プロペラファン３とベルマウス５の位置関係に特徴を有している。したがって、前述の実施形態１と同様に、送風機の翼１の外周縁１ｃから多くの気流を取り込むことができて、翼端渦９の乱れに起因するベルマウス５面の圧力変動を抑制できる。さらに、翼１の外周縁１ｃの周囲の風路を周方向に均一化できて、翼１へ流入する気流の変動を抑制することが可能となり、騒音の小さい送風機を得ることができる。【００３８】
また、上流第二拡大部５ｄの軸方向上流側から内径最小位置Ｐｂ３までを滑らかに続く形状とすることができるので、気流の乱れを抑制する効果が高く、騒音を効率よく低減することができる。特に、直方体箱型の室外機１２においては、翼１から見たベルマウス５以外の風路端までの距離が、例えば図８の(i)，(iii)，(v)，(vii)の方向では狭く、(ii)，(iv)，(vi)，(viii)の方向では広い。翼１の外周縁１ｃにおける最大反り位置Ｐｆ３とベルマウス５との間の距離が十分に取れていない従来の送風機を用いた室外機では、翼１の回転位置による風路距離の変動による流入流れの変動、翼端渦９の変動が大きいが、本実施形態のように翼１の外周縁１ｃにおける最大反り位置Ｐｆ３部とベルマウス５との間の距離が十分に確保されているようなベルマウス５形状を有する送風機を用いた室外機１２では、翼１の回転位置による風路距離の流入流れの変動を抑制することができ、大きな低騒音効果が得られる。【００３９】
また、翼１の回転位置における流れの変動を小さくすることができるので、ファンモータ７がプロペラファン３から受ける力の変動も小さくなり、ファンモータ７のベアリング磨耗やシャフトのぶれを小さくすることができる。このため、耐久性が増し、長期間の使用において安定した品質の室外機１２を得ることができる。【００４０】
実施の形態３．
前述の実施形態２では、ヒートポンプ装置として、プロペラファン３周囲のベルマウス５が周方向全体に上流第二拡大部５ｄ及びその上流側の上流第三拡大部５ｅを備える空気調和機を例に挙げて説明したが、ベルマウス５の上流第二拡大部５ｄ及びその上流側の上流第三拡大部５ｅは、翼１から見たベルマウス５以外の風路端までの距離が周方向において急激に変化する部分、例えば直方体箱型の室外機１２のコーナに対応する部分（風路端までの距離が長い部分）にのみ設けても初期の目的は達成できるものである。以下、ベルマウス５の周方向に部分的にしか上流第二拡大部５ｄを含む上流の部分を備えていないような形態のヒートポンプ装置すなわち空気調和機の室外機１２について図９乃至図１１に基づき説明する。【００４１】
図９は本発明の実施の形態３に係る空気調和機の室外機の正面図（ａ）とそのＤ−Ｄ線矢視断面である回転軸を含む水平断面図（ｂ）とその回転軸を含むＥ−Ｅ線矢視断面図（ｃ）、図１０は回転軸から見た風路の方向を説明する図、図１１はベルマウスとプロペラファンの要部を吸込み側から見た部分拡大断面図であり、各図中、前述の実施形態１及び実施形態２と同一部分には同一符号を付してある。なお、ここでも送風機の説明にあたっては前述の図１乃至図６を参照するものとする。【００４２】
本実施形態の空気調和機すなわち直方体箱型の室外機１２は、その送風機のプロペラファン３の翼１が、その外周縁１ｃにおいて回転方向１０に凹状の反り（図３参照）を有する。プロペラファン３の翼外周側全体または後縁側を囲むベルマウス５は、図１０に示す(i)，(iii)，(v)，(vii)の方向、つまり翼１から見たベルマウス５以外の風路端までの距離が短い部分では、図９（ｂ）に示すようにベルマウス５の上流側の形状が上流第一拡大部５ｃ（図４参照）までで止まっている。一方、吹出し面１３を囲む側面の角部の方向、つまり分離板２２と上面板１７および下面板１８からなる角部の(ii)，(iv)の方向、熱交換器１５と下面板１８および上面板１７からなる角部の(vi)，(viii)の方向のベルマウス５は、例えば図４を用いて実施形態１で説明したように点Ｐｂ２から点Ｐｂ３にかけて翼１の外周縁１ｃとの距離がもっとも狭い内径最小部５ｂが外周縁１ｃの後縁１ｂ付近を覆う。点Ｐｂ２から点Ｐｂ１にかけて湾曲し回転軸下流方向に風路が拡大する下流拡大部５ａを有する。吸込み側方向の風路拡大形状（気流の流れ方向から見れば縮流形状）は、内径最小部５ｂの回転軸上流方向の端部となる点Ｐｂ３から点Ｐｂ４にかけて、回転軸上流方向に凸状に形成された上流第一拡大部５ｃを有する。点Ｐｂ４から点Ｐｂ５にかけては上流第一拡大部５ｃに続き、回転軸上流方向に凹状に形成された上流第二拡大部５ｄを有する。上流第二拡大部５ｄでは点Ｐｂ４付近では曲率が大きく、点Ｐｂ５付近では曲率が小さくなり、上流部分である点Ｐｂ５付近では概ね円錐断面となっている。点Ｐｂ５から点Ｐｂ６にかけては上流第二拡大部５ｄに続き、回転軸上流方向に凸状に形成された上流第三拡大部５ｅを有する。【００４３】
プロペラファン３と(ii)，(iv)，(vi)，(viii)の方向のベルマウス５との回転軸方向においても、前述の実施形態１で説明したように、ベルマウス５の内径最小部５ｂの回転軸上流方向の端点Ｐｂ３は翼１の外周縁１ｃの後縁側端部Ｐｂ２よりも回転軸方向上流側にある。上流第一拡大部５ｃと上流第二拡大部５ｄとの移行部Ｐｂ４は、翼１の外周縁１ｃの最大反り位置Ｐｆ３よりも回転軸方向下流側に位置する。翼１の外周縁１ｃの最大反り位置Ｐｆ３の回転軸方向の位置は、上流第二拡大部５ｄに含まれる範囲となっている。【００４４】
このように、本実施形態の空気調和機すなわち室外機１２においても、プロペラファン３の周囲のベルマウス５の形状と、プロペラファン３とベルマウス５の位置関係に特徴を有している。したがって、前述の実施形態１，２と同様に、送風機の翼１の外周縁１ｃから多くの気流を取り込むことができて、翼端渦９の乱れに起因するベルマウス５面の圧力変動を抑制することができる。【００４５】
また、上流第二拡大部５ｄの軸方向上流側から内径最小位置Ｐｂ３までを滑らかに続く形状とすることができるので、気流の乱れを抑制する効果が高く、騒音を効率よく低減することができる。特に、室外機１２においては、翼１から見たベルマウス５以外の風路端までの距離が周方向において急激に変化する図８の(ii)，(iv)，(vi)，(viii)の方向では、上流第二拡大部５ｄおよびその上流側の上流第三拡大部５ｅが翼外周を覆うので、流入する気流、翼端渦９の変動を効率的に抑制でき、低騒音効果が得られる。【００４６】
また、翼１の回転位置における流れの変動を小さくすることができるので、ファンモータ７がプロペラファン３から受ける力の変動も小さくなり、ファンモータ７のベアリング磨耗やシャフトのぶれを小さくすることができる。このため、耐久性が増し、長期間の使用において安定した品質の室外機１２を得ることができる。【００４７】
また、本実施形態においては、ベルマウス５の上流第二拡大部５ｄを含む上流部分が外周縁１ｃの周方向に部分的にしか存在しないために、先に述べた流入する気流、翼端渦９の変動を抑制する効果が、前述の実施形態２のように全周に存在する場合に比べて低減するが、その替わりとしてプロペラファン３の径を大きく採ることができる。そして、プロペラファン３の径を大きくすることにより、所要の風量を得るためのファン回転数を低減できるので、低騒音効果を高めることができる。さらに、プロペラファン３から吹き出してグリル１６に流入する気体の速度を低減できるので、グリル１６から発生する騒音を低減することができ、よって低騒音の室外機１２とすることができる。【００４８】
また、グリル１６を通過する気体の速度の低減により、グリル１６の通風抵抗を低くできるので、必要な動力を低減でき、省エネルギ効果の高い室外機１２を得ることができる。加えて、グリル１６の通風抵抗が小さいことは、プロペラファン３の所要昇圧を低減できることであり、この点からもプロペラファン３の騒音を小さくでき、より低騒音の室外機１２を得ることができる。【００４９】
また、ベルマウス５は、上流第二拡大部５ｄの領域で回転軸と垂直な断面で表す図１１のように上流第二拡大部５ｄの周方向両端部に、回転軸方向に凸状に形成された曲面である端部反り２３を有する。これにより、周方向において上流第二拡大部５ｄが存在する部分から存在しない部分への移行部、例えば(vii)方向から(viii)方向、(viii)方向から(i)方向への移行部を滑らかに形成できて、ベルマウス５へ流入する気流の剥離による変動を前記移行部においても抑制することが可能となり、低騒音効果を得易くすることができる。【００５０】
実施の形態４．
図１２は本発明の実施の形態４に係るヒートポンプ装置すなわちヒートポンプ式給湯機の直方体箱型の室外機の正面図（ａ）とそのＦ−Ｆ線矢視断面である回転軸を含む水平断面図（ｂ）とその回転軸を含むＧ−Ｇ線矢視断面図（ｃ）であり、図中、前述の実施形態１及び実施形態３と同一部分には同一符号を付してある。なお、ここでも送風機の説明にあたっては前述の図１乃至図６を参照するものとする。【００５１】
本実施形態のヒートポンプ式給湯機すなわち直方体箱型の室外機２５において、送風機は前述の実施形態３のものと同一構成を有しているため説明を省略し、主に前記実施形態３との構成上の差異点について説明する。本実施形態のヒートポンプ式給湯機は、図１２のように室外機２５の前面に吹出し面１３が設けられ、その対面（裏面）と図面左側の一側面の２面に外気の吸込み面１４が設けられ、これら吸込み面１４を塞ぐようにＬ字状に曲げられた熱交換器１５が設置されている。また、機内風路室１９の下部に、冷媒と水との間で熱交換を行う水熱交換器２４が設置されている。水熱交換器２４は、機内風路室１９の下部を占めており、プロペラファン３側から見れば、前述の実施形態３における下面板１８が水熱交換器２４の上面２４ａに置き換わった形態となっており、実施の形態３で述べた送風機による効果は、本実施形態のヒートポンプ式給湯機の室外機２５でも同様に得られ、低騒音で長期に渡り品質を保持できる室外機２５を得ることができる。【００５２】
実施の形態５．
本実施の形態の送風機は、前述の実施形態１で述べた特徴に加えて、翼１の外周縁側を吹出し側（β）から吸込み側（α）へと反らせたことを特徴とする。先ず翼外周縁側を吹出し側から吸込み側へ反らせる形状について説明する。翼形状以外のベルマウス５の特徴やプロペラファン３とベルマウス５との相対位置、ファンモータ７との構成などは実施形態１と同じである。したがって、ここでも送風機の説明にあたっては前述の図１乃至図６を参照するものとする。【００５３】
図１３は本発明の実施の形態５に係る送風機の前記図４相当の要部拡大図で、破線Ld1 〜Ld11は回転軸を中心とする翼の放射方向断面を等分割し、分割点をハブ側から外周縁側へ繋ぐ線を回転軸中心に回転させて、回転軸を含む平面に投影させた分割子午線であり、その半分よりも外周縁側を示している。図では前縁から後縁までを１２分割している。分割子午線は翼外周縁側に引いたLf4 の前後でその外周縁側が吹出し側（吹出し空間β側）から吸込み側（吸込み空間α側）に向けて反っている。本図で示す反り方は、前縁から後縁にかけての中間付近となるLd5 からLd7 にかけて反り量が大きく、そこから前縁、後縁にかけては徐々に反り量が小さくなり、分割子午線の端部となる前縁１ａ、後縁１ｂ（図１３では子午線として表現）では反っていない。【００５４】
次に、このように翼外周縁側を吸込み側へ反らせた本実施形態のプロペラファン３を搭載した送風機の動作について説明する。前述のように、ファンモータ７の駆動力によりプロペラファン３が回転すると、プロペラファン３が回転する領域内の気体が吹出し側空間βに押し出されるとともに、吸込み側空間αの気体がプロペラファン３の回転する領域に翼前縁１ａの回転軌跡からなる面や、翼１の外周縁１ｃの回転軌跡からなる面から気体が流入する。【００５５】
図１４は前記図５と同じように翼外周縁を平面に展開し外周縁付近の気流の状態を表す線を付加した図である。プロペラファン３へ流入した気体の一部は、図１４のように外周縁１ｃの外側を介して圧力面１ｄから負圧面１ｅへの漏れ流れ８となる。本実施形態では、翼外周縁側を吸込み側に反らせているので、外周縁１ｃにおける圧力面１ｄと負圧面１ｅとの圧力差が小さくなるとともに、圧力面１ｄから負圧面１ｅに流れ込む漏れ流れ８が滑らかになる。このため、外周縁１ｃの前縁付近で生じた漏れ流れ８を基点として負圧面１ｅの外周縁１ｃに沿う位置に生じる翼端渦９の中心圧は外周縁側を吸込み側に反らせていない場合よりも高くなり、渦としては弱いものとなる。【００５６】
翼端渦９は前縁１ａ側から後縁１ｂ側へと移行するにともない成長し、流れの転向が大きくなる外周縁１ｃの最大反り位置Ｐｆ３付近にて翼１の外周縁１ｃから離脱する。外周縁１ｃから離脱した翼端渦９は渦としての構造を弱めながら、吸込み側空間αから吹出し側空間βへの全体的な流れに押されながら徐々に吹出し側空間βへ向かい送風機から放出される。【００５７】
外周縁１ｃから離脱した渦はベルマウス５や隣接する翼と干渉し騒音源となる他に吸込み側空間αから吹出し側空間βへの流れを阻害する抵抗ともなり、所要の風量、圧力を得るためにファン回転数を高めることとなり騒音が増加する。本実施形態のように翼外周縁側を上流側に反らせることにより、翼端渦９を弱くすることができて、翼端渦９による騒音増加を抑制することができる。【００５８】
しかしながら、翼外周縁側を吸込み側へ反らせた場合の翼端渦９は、中心圧が比較的高まり、渦としては弱くなるものの、渦位置や渦径が変化し易い不安定な渦となる。このために、図１５に示すような上流第一拡大部しか有しない従来のベルマウス２５においては、その効果を十分に得ることができない。既述したように、実際の送風機の使用では吸込み側空間αにおいて翼１の周囲が十分に広く、かつ周方向に均一な形状となっている場合は極めて稀である。実線で示すような第一拡大部が小さいベルマウス２４の場合には、周囲の変動の影響を受け易く、弱く不安定な翼端渦９はさらに不安定となり、流れ場を乱す要因となり騒音を誘発する。また、一点鎖線で示すような第一拡大部が大きいベルマウス２５の場合には、外周縁周囲の変動の影響が緩和されるが、外周縁１ｃからの流入風路を狭くしているために、外周縁１ｃからの気体の流入がより回転軸方向上流側で低減し、同時に圧力面１ｄから負圧面１ｅへの漏れ流れ８も低減する。そのため、翼端渦９の成長領域が短く、このようなものに本発明に係る外周縁１ｃ側を上流側に反らせる技術を適用した場合、翼端渦９が弱くなることに絡み、翼からの離脱も早くなる。その結果、ベルマウスや隣接する翼との干渉が起こり易くなり、流れ場を乱す領域が広くなるなどの騒音に対しての悪化要因がある。このように、従来の翼の外周縁を吸込み側へ反らせたプロペラファンを従来のベルマウスと組合せた場合には低騒音効果を十分に得られない。【００５９】
本実施の形態の送風機では、図１５に破線で示すように、回転軸上流方向に凸状に形成された上流第一拡大部に続き、回転軸上流方向に凹状に形成された上流第二拡大部５ｄを有するので、図からも明らかなように実線や一点鎖線で示した従来のベルマウス形状よりも、翼１の外周縁１ｃを囲みつつ、翼１の外周縁１ｃとベルマウス５との間の距離を大きくとれることが分かる。このことにより、翼１の外周縁１ｃの周囲の風路を周方向に均一化できて、翼１へ流入する気流の変動を抑制することが可能となり、翼端渦の不安定化を抑制することができるとともに、翼１の外周縁１ｃから多くの気流を取り込むことができて、翼端渦９の離脱を抑制することができる。その結果、翼１の外周縁側を吸込み側へ反らせたプロペラファン３の低騒音作用を効果的に得ることができ、騒音の低い送風機を得ることができる。【００６０】
図１３で示した外周縁側が吹出し側から吸込み側に向けて反っている反り方は、前縁１ａから後縁１ｂにかけての中間付近が大きく、後縁１ｂにかけては徐々に反り量が小さくなり、分割子午線の端部となる後縁１ｂでは反っていない。このように、ベルマウス５により翼１の外周縁１ｃからの気体の流入が少なくなり、翼端渦９の生成、成長源となる漏れ流れ８が少なくなる後縁１ｂ側では、外周縁側の吹出し側から吸込み側への反りを小さくすることにより、周速の大きな外周縁側で大きな転向角を得て翼の昇圧を効果的に高めることができる。その結果、所要の風量、圧力を得る回転数を小さくすることができて、翼面上の気流の相対速度を低下できる。翼面上の気流の相対速度の低下は騒音の要因となる圧力変動の低下を意味し、低騒音の送風機を得ることができる。【００６１】
実施の形態６．
ここでは、プロペラファン３の翼外周縁側を吹出し側から吸込み側へ反らせるとともに、ベルマウス５の上流第一拡大部５ｃから連続してその上流側に上流第二拡大部５ｄを周方向全周に有する送風機を備えたヒートポンプ装置、例えば空気調和機について前述の図７及び図８を用いて説明する。なお、送風機の説明にあたっては前述の図１乃至図６を参照するものとする。【００６２】
本実施形態の送風機を適用した空気調和機は、構成、動作が前述の実施形態２と同じであり、実施形態２の持つ効果は同様に得られる。ここでは、プロペラファン３の翼１の外周縁側を吸込み側へ反らせたことに係る部分ついて主に説明する。【００６３】
従来のベルマウス構造の場合には、例えプロペラファン３の翼１の外周縁側を吸込み側へ反らせる形態をとってもその効果を十分に得られないことは既述した通りである。特に、空気調和機などのヒートポンプ装置に搭載される場合、翼外周縁周囲の風路の周方向の均一性が低く、従来のベルマウス構造においては翼外周縁側を吸い込み側へ反らせた場合の低騒音効果を得難くなっている。【００６４】
本実施形態の空気調和機においては、ベルマウスが上流第一拡大部から連続してその上流側に上流第二拡大部を周方向全周に備えるとともに、プロペラファン３の翼１の外周縁側を吸込み側へ反らせているため、外周縁周囲の風路の不均一性の影響を抑制して、外周縁１ｃから気体の流入を確保することができ、かつ翼端渦９を弱めて、低騒音効果を得ることができる。そのため低騒音のヒートポンプ装置を得ることができる。【００６５】
実施の形態７．
ここでは、プロペラファン３の翼外周縁側を吹出し側から吸込み側へ反らせるとともに、ベルマウス５の上流第一拡大部５ｃから連続してその上流側に上流第二拡大部５ｄを周方向に部分的に備えるヒートポンプ装置、例えば空気調和機について説明をする。なお、送風機の説明にあたっては前述の図１乃至図６を参照するものとする。【００６６】
本実施形態の送風機を適用した空気調和機は、構成、動作が前述の図１０及び図１１を用いて説明した実施形態３と同じであり、実施形態３の持つ効果は同様に得られる。ここでは、プロペラファン３の翼１の外周縁側を吸込み側へ反らせたことに係る部分ついて主に説明する。【００６７】
従来のベルマウス構造の場合には、例えプロペラファン３の翼１の外周縁側を吸込み側へ反らせる形態をとってもその効果を十分に得られないことは既述した通りである。特に、空気調和機などのヒートポンプ装置に搭載される場合、翼外周縁周囲の風路の周方向の均一性が低く、ファンの外径を大きくとった場合に周囲の面と翼との距離は近くなり、翼外周縁を吸い込み側へ反らせた場合の低騒音効果を得難くなっている。【００６８】
本実施形態の空気調和機においては、ベルマウスが上流第一拡大部５ｃから連続してその上流側に上流第二拡大部５ｄを、翼と側面の機体内の面との距離が回転する翼から見て変化が大きい部分に備えているので、外周縁周囲の風路の不均一性の影響を効果的に抑制して、外周縁１ｃから気体の流入を確保することができ、かつ翼端渦９を弱めて、低騒音効果を得ることができる。そのため低騒音のヒートポンプ装置を得ることができる。【００６９】
図１６及び図１７は空気調和機の室外機にプロペラファン３の翼１の外周縁側を吸込み側への反りがある場合とない場合、室外機内の分離板と上面板、下面板とでなる角部にベルマウス上流第一拡大部の上流側に上流第二拡大部を備える場合と、従来のベルマウスとの場合を組合せて、風量と空力騒音レベルの関係を試験した結果を示すグラフである。図１６と図１７では翼１の外周縁側を反らせている形状が異なる。ここでは図１６で試験した翼形状をプロペラファンＡ、図１７で試験した翼形状をプロペラファンＢと呼ぶこととする。【００７０】
プロペラファンＡ、プロペラファンＢの反らせ方を具体的に説明する。図１８は前述の図１３と同じく分割子午線を表している。分割子午線の傾きが変化する前後の差の角度をθとして、プロペラファンＡでは前縁１ａから後縁１ｂまでの中央の分割子午線、つまり図１８の分割子午線Ld6 におけるθが最大となり約１４度としている。プロペラファンＢでは中央よりも前縁１ａ側の分割子午線、つまり図１８の分割子午線Ld4 におけるθが最大となり約１４度としている。分割子午線の傾きが変化する基点となる半径位置はどちらも外周径の８５％半径としている。θの最大値（約１４度）は、種々の試験の結果得られたものであり、θの最大値は１４度前後が好ましい。図１９は翼１の外周縁の展開図であり、翼弦線の長さをＬ、翼弦線と翼との最大距離をＤとして、反り比＝Ｄ／Ｌと定義する。反り比を半径比８５％の位置では５．８％、外周半径位置では８．７％と大きくして分割子午線の傾きを実現している。【００７１】
図１６及び図１７のどちらの場合も翼の外周縁側を吸込み側に反らせていない場合において、従来のベルマウスよりも上流第二拡大部を備えることにより室外機の騒音を低減できることが分かる。翼の外周縁を吸込み側に反らせる場合において、従来のベルマウスでは室外機の騒音をほとんど低減できていないが、上流第二拡大部を備えることにより大幅に室外機の騒音を低減できることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の送風機の適用例として、空気調和機の室外機１２やヒートポンプ式給湯機の室外機２５を例に挙げて説明したが、その他、送風機が設置される各種の装置（例えば、換気扇）や設備などに広く利用することができる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成22年9月15日(2010.9.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転方向に凹状の反りを持つ外周縁を有する翼と、該翼の吹出し側外周を覆う環状のベルマウスとを備えた送風機において、
前記ベルマウスの翼外周縁の回転軌跡からなる面に対向する部分を、
内径最小位置から上流側に延出して回転軸上流方向に対して凸状に形成された上流第一拡大部と、
前記上流第一拡大部から連続して更に上流側に延出して回転軸上流方向に対して凹状に形成された上流第二拡大部と、
から構成したことを特徴とする送風機。
【請求項２】
前記上流第二拡大部は、その上流部分が概ね円錐状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の送風機。
【請求項３】
前記上流第一拡大部から前記上流第二拡大部への移行部が、前記翼の外周縁の最大反り位置よりも下流側にあることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の送風機。
【請求項４】
前記上流第二拡大部から連続して更に上流側に延出して回転軸上流方向に凸状に形成された上流第三拡大部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の送風機。
【請求項５】
前記上流第二拡大部または前記上流第三拡大部が前記翼の外周縁の最大反り部分を覆うことを特徴とする請求項４記載の送風機。
【請求項６】
プロペラファンの翼の外周縁側を吹出し側から吸込み側に反らせたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の送風機。
【請求項７】
プロペラファンの翼の外周縁側を吹出し側から吸込み側に反らせた形状が、前縁から後縁までの中間付近から後縁にかけて、反り方が徐々に小さくなることを特徴とする請求項６に記載の送風機。
【請求項８】
箱体の上面または側面に設けられて送風機が配置された空気吹出し面と、前記箱体の前記空気吹出し面を除く少なくとも他の１面に設けられた空気吸込み面と、前記空気吸込み面を塞ぐように設置された熱交換器と、前記箱体の前記空気吹出し面及び前記空気吸込み面を除く他の面を形成する複数の側板を有するヒートポンプ装置であって、
前記送風機が、回転方向に凹状の反りを持つ外周縁を有する翼と、該翼の吹出し側外周を覆う環状のベルマウスとを備え、
前記ベルマウスの翼外周縁の回転軌跡からなる面に対向する部分が、
内径最小位置から全周に形成されて上流側に延出し回転軸上流方向に対して凸状に形成された上流第一拡大部と、
前記上流第一拡大部から連続して全周に形成されて更に上流側に延出し回転軸上流方向に対して凹状に形成された上流第二拡大部とからなることを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項９】
前記送風機が、請求項２乃至請求項７のいずれかに記載の送風機であることを特徴とする請求項８記載のヒートポンプ装置。
【請求項１０】
箱体の上面または側面に設けられて送風機が配置された空気吹出し面と、前記箱体の前記空気吹出し面を除く少なくとも他の１面に設けられた空気吸込み面と、前記空気吸込み面を塞ぐように設置された熱交換器と、前記箱体の前記空気吹出し面及び前記空気吸込み面を除く他の面を形成する複数の側板を有するヒートポンプ装置であって、
前記送風機が、回転方向に凹状の反りを持つ外周縁を有する翼と、該翼の吹出し側外周を覆う環状のベルマウスとを備え、
前記ベルマウスの翼外周縁の回転軌跡からなる面に対向する部分が、
内径最小位置から全周に形成されて上流側に延出し回転軸上流方向に対して凸状に形成された上流第一拡大部と、
前記上流第一拡大部から連続して全周のうち部分的に形成されて更に上流側に延出し回転軸上流方向に対して凹状に形成された上流第二拡大部とからなることを特徴とするヒートポンプ装置。
【請求項１１】
前記送風機が、請求項２乃至請求項７のいずれかに記載の送風機であることを特徴とする請求項１０記載のヒートポンプ装置。
【請求項１２】
前記ベルマウスの前記上流第二拡大部の周方向両端部に、回転軸方向に凸状に形成された曲面を有することを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載のヒートポンプ装置。
【請求項１３】
前記ベルマウスの前記上流第一拡大部から部分的に上流側に延びる前記上流第二拡大部がある周方向位置は、前記箱体の前記空気吹出し面を囲む側面の角部に対応する位置であることを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれかに記載のヒートポンプ装置。
【請求項１４】
前記箱体の吹出し面を囲む側面は、前記複数の側板からなることを特徴とする請求項１３記載のヒートポンプ装置。
【請求項１５】
前記箱体の吹出し面を囲む側面は、前記複数の側板と熱交換器とからなることを特徴とする請求項１３記載のヒートポンプ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る送風機は、回転方向に凹状の反りを持つ外周縁を有する翼と、翼の吹出し側外周を覆う環状のベルマウスとを備え、ベルマウスの翼外周縁の回転軌跡からなる面に対向する部分を、内径最小位置から上流側に延出して回転軸上流方向に対して凸状に形成された上流第一拡大部と、上流第一拡大部から連続して更に上流側に延出して回転軸上流方向に対して凹状に形成された上流第二拡大部と、から構成したものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る送風機においては、環状のベルマウスの翼外周縁の回転軌跡からなる面に対向する部分を、内径最小位置から上流側に延出して回転軸上流方向に対して凸状に形成された上流第一拡大部と、上流第一拡大部から連続して更に上流側に延出して回転軸上流方向に対して凹状に形成された上流第二拡大部と、から構成しているので、翼の外周縁を囲みつつ、翼の外周縁とベルマウスとの間の距離を大きくとることができる。このため、翼の外周縁から多くの気流を取り込むことができて、翼端渦の乱れに起因するベルマウス面の圧力変動を抑制することができる。さらに、翼の外周縁の周囲の風路を周方向に均一化できて、翼へ流入する気流の変動を抑制することが可能となり、騒音の小さい送風機を得ることができる。さらにまた、上流第二拡大部の軸方向上流側から内径最小位置までを滑らかに続く形状とすることができて、気流そのものの乱れを抑制することができ、騒音を効率よく低減することができる。
【国際調査報告】
2009130954.tif 000022
2009130954.tif 000023
2009130954.tif 000024
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