(57)【要約】【課題】整流効果を高め、騒音防止をはかることができる送風機等を得る。【解決手段】回転軸を中心に回転して気体の流れを発生させるファン４と、ファン４の径に合わせて環状の壁面が形成され、気体の流れに対して上流側となる気体流入側及び下流側となる気体流出側の開口部分が湾曲し、気体流入側の終端と気体流出側の終端との間の中間部分における開口部分の径が、気体流入側の開口部分及び気体流出側の開口部分の径よりも小さい湾曲部を有し、ファン４に流入する気体を整流するベルマウス６とを備え、ベルマウス６は、湾曲部における内側面の気体の流入口側から流出口側にかけて、環状に凹凸形状部６ｈが形成されているものである。【選択図】図１
2015055183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転して気体の流れを発生させるファンと、
該ファンの径に合わせて環状の壁面が形成され、前記気体の流れに対して上流側となる気体流入側及び下流側となる気体流出側の開口部分が湾曲し、前記気体流入側の終端と気体流出側の終端との間の中間部分における開口部分の径が、前記気体流入側の開口部分及び前記気体流出側の開口部分の径よりも小さい湾曲部を有し、前記ファンに流入する前記気体を整流するベルマウスとを備え、
前記ベルマウスは、前記湾曲部における内側面の前記気体の流入口側から流出口側にかけて、前記環状に凹凸形状部が形成されていることを特徴とする送風機。
【請求項２】
前記ベルマウスの外側面の周方向の各部においては、前記開口部中心からの径を同じであることを特徴とする請求項１に記載の送風機。
【請求項３】
前記ベルマウスは、外部から流入する前記気体の吸込口に合わせ、前記ベルマウスの気体流入側終端部分から連続的に、前記回転軸方向と垂直となる方向に板状に形成される平板部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の送風機。
【請求項４】
冷媒を圧縮する圧縮機及び冷媒と室外の気体との熱交換を行う室外熱交換器と、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の送風機及び室内の気体との熱交換を行う室内熱交換器を有する空気調和機と
を備える冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空気調和装置等に用いる送風機等に係るものである。特にファンに流入する空気を整流するベルマウスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
送風機は、ファンを回転させ、例えば送風機内に吸入した空気をファンを通過させて送風機外に吹き出す空気の流れを形成する。従来より、ベルマウスを有する送風機があり、ベルマウスを介してファンに送られる空気を整流する。ベルマウスは、例えば回転するファンに合わせて環状（円筒状）に形成した部分を有している。断面においては環状部分が湾曲しており、湾曲部は、ベルマウスの空気の流入側から流出側に向かって一旦径が狭くなった（小さくなった）後、再度、径が広がった（大きくなった）形状をしている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０２４５９５号公報（図４）
【特許文献２】特開２００１−１２４３６０号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、特許文献１の送風機では上下の吸込口を通過した空気がベルマウスの平板部及び湾曲部を介してファンに送られる。したがって、四方向カセット型の空気調和機（室内機）等のように、ファンの回転軸方向から空気を吸い込んで、ベルマウスの湾曲部を介しファンに空気を送る構造の送風機に対しては、性能改善、騒音防止等に充分な効果を得ることができない。
【０００５】
また、特許文献２の送風機はベルマウス湾曲部の入口側にしか凹凸形状を設けることができない構造であるため、湾曲部に入る前の空気のみしか整流することができない。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、整流効果を高め、騒音防止をはかることができる送風機等を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る送風機は、回転軸を中心に回転して気体の流れを発生させるファンと、ファンの径に合わせて環状の壁面が形成され、気体の流れに対して上流側となる気体流入側及び下流側となる気体流出側の開口部分が湾曲し、気体流入側の終端と気体流出側の終端との間の中間部分における開口部分の径が、気体流入側の開口部分及び気体流出側の開口部分の径よりも小さい湾曲部を有し、ファンに流入する気体を整流するベルマウスとを備え、ベルマウスは、湾曲部における内側面の気体の流入口側から流出口側にかけて、環状に凹凸形状部が形成されているものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る送風機においては、ベルマウスの湾曲部の内側面側に、凹凸形状部を形成しているので、凹部を通過する空気と凸部を通過する空気との圧力差による騒音抑制、整流による性能上昇等をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る送風機を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるベルマウス６の斜視図である。
【図３】実施の形態１に係るベルマウスの要部の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態１に係る送風機を説明する図である。本実施の形態では、図１等に示すように、室内（空調対象空間）に配置する四方向カセット型の空気調和機（室内機）が有する送風機について説明する。ここでは、図１における上方側（鉛直方向）を上側とし、下方側を下側として説明する。例えば、本実施の形態の空気調和機は、冷媒配管により室外機と接続し、冷媒を循環して冷凍、空気調和等を行う冷媒回路を構成する。
【００１１】
図１に示すように、本実施の形態に係る空気調和機は、室内に対して天板が上方となる向きに設置される。筐体１は室内に向けて開口している。筐体１の下方には、筐体１を覆い隠す大きさで、平面視で略四角形状の化粧パネル２が取り付けられて室内に面している。化粧パネル２の中央付近には、空気調和機内への気体（空気）の吸込口となる吸込みグリル３を備えている。場合によっては吸込みグリル３通過後の空気を除塵するフィルタ等（図示せず）を有している。また、化粧パネル２の各辺には、化粧パネル２の各辺に沿って空気の吹出口となるパネル吹出口７が形成されている。各パネル吹出口７は、風向ベーン７ａを有している。
【００１２】
また、筐体１は内部にターボファン８及び熱交換器１０を有している。また、ターボファン８は、ファン（羽根）４、ファンモータ５及びベルマウス６を有している。ターボファン８は、例えば回転軸が鉛直方向に配置された遠心型の送風機である。ファン４は回転によって気流を発生させる。特に限定するものではないが、本実施の形態のファン４は三次元翼を有しているものとする。また、ファンモータ５は、ファン４を回転駆動させる。ベルマウス６はターボファン８の吸込風路を形成し、整流する。ベルマウス６については後述する。そして、ターボファン８は、ファンモータ５を駆動させてファン４を回転させ、回転に伴う吸込みグリル３を介して吸い込んだ室内の空気を、空気調和機の側方（図１の左右方向）に送り出す空気の流れを形成する。
【００１３】
熱交換器１０は、空気の流れにおいてターボファン８の下流側に、ターボファン８を囲むように設置している。例えば本実施の形態のように空気調和機の場合には、熱交換器１０は冷房運転時には蒸発器として機能し、暖房運転時には凝縮器として機能する。
【００１４】
図２は本発明の実施の形態１におけるベルマウス６の斜視図である。図２では、設置時において室内側に向く、下側から見た図である（したがって、図１とは上下が逆になっている）。ベルマウス６は、前述したように、ファン４の回転により吸い込んだ室内の空気を整流してファン４に案内するため、ファン４の下方側に配設している。本実施の形態のベルマウス６は合成樹脂を材料とする成形品である。ここで、図２に示すように、本実施の形態におけるベルマウス６には、電気部品（図示せず）を取り付けるための凹陥部９を、ベルマウス６の開口部６ｃの周囲の所定の領域に形成している。
【００１５】
本実施の形態のベルマウス６は、図１及び図２に示すように、空気調和機における気体（空気）の吸込口となる吸込みグリル３の形状に合わせて形成された略正方形の平板部を有している。また、略正方形の平板部の中央部分に、内側は空間（貫通穴）となっており、回転するファン４（ターボファン８）に合わせて環状（円筒状）に形成された湾曲部とを有している。湾曲部は、開口部６ｃの空間における環（円筒）の径が一律ではなく、中間部分の径が最も小さい。このため、ベルマウスを回転軸方向に切断した断面（以下、断面という）における形状は湾曲している。ここで、本実施の形態のベルマウス６においては、湾曲部は双曲線の回転体のような形状をしており、断面全体が円弧状（曲線）となっているが、例えば、径が最も小さくなる部分を直管とする等、断面の一部に直線を含んでいてもよい。
【００１６】
湾曲部の一方の終端部（空気流入側終端部）の部分は、平板部からほぼ連続的に変化するように連なって形成される。このため、図１及び後述する図３（ａ）に示すように、平板部から空気流入側終端部の断面を見たときには、角部が付かず、略円弧状となっている。また、湾曲部の他方の終端部（空気流出側終端部）は、ファン４側（図１において上側。平板部と垂直となる方向（この方向については、厳密に垂直方向でなくともよい））に突出している。そして、空気流出側終端部によって囲まれた部分は、前述した開口部６ｃとして開口しており、空気調和機に吸い込まれた室内の空気がファン４に向けて通過する。室内の空気が通過する面を内側面とし、その裏面を外側面とする。
【００１７】
ベルマウス６の湾曲部の内側面について、空気流入側終端部から中間部までは、環状に形成された空間の径が狭まっていく（漸減する）。一方、中間部から空気流出側終端部までは、環状に形成された空間の径が広がっていく（漸増する）フレア形状（テーパ形状）となる。
【００１８】
図３は実施の形態１に係るベルマウスの要部の断面図である。図３（ａ）は本実施の形態に係るベルマウスに係る断面を示す図である。また、図３（ｂ）は従来のベルマウスに係る断面を示す図である。図１、図２及び図３（ａ）に示すように、本実施の形態のベルマウス６では、平板部の内側面側を内側平面部６ａとし、外側面側を外側平面部６ｄとする。また、空気流入側終端部を含む湾曲部の一部の内側面側を流入内側湾曲部６ｂとし、外側面側を流入外側湾曲部６ｅとする。そして、空気流出側終端部を含む湾曲部の残りの部分の内側面側を凹凸形状部６ｈとし、外側面側を環状平面部６ｆとする。
【００１９】
前述したように、空気流入側終端部側から中間部までは環状に形成された空間の径が狭まり、中間部から空気流出側終端部までは径が広がっていく。このため、図３（ａ）に示すように、凹凸形状部６ｈにおいては、空気入口側から空気流出側にかけて湾曲している。一方で、外側面の一部である環状平面部６ｆは開口部６ｃの中心からの径の変化はない。このため、環状平面部６ｆと凹凸形状部６ｈとの間における樹脂の一部が厚肉となる（厚さが異なる）。この部分を厚肉部６ｇとする。
【００２０】
ここで、凹凸形状部６ｈは、厚肉部６ｇにおける領域全体にほぼ一定の間隔で形成されている。例えば、空気調和機に吸い込まれた空気が、湾曲部の内側面側にある流入内側湾曲部６ｂ及び凹凸形状部６ｈを通過する。このとき、凹凸形状部６ｈにおいて、凹部を通過する空気の速さと凸部を通過する空気の速さとが異なり、ファン４の三次元翼を通過する空気の圧力が変わる。この圧力差によって、騒音の防止、整流の性能向上等をはかることができる。
【００２１】
ここで、例えば、図３（ｂ）に示す従来のベルマウスのように構成すると、ベルマウス（成形品）と成形用金型とが互いに入り組んだ構造になることから、単純な金型構造ではベルマウスの成形品を離型できない。このため、上下、前後及び左右の６つの成形用金型により成形することになる。
【００２２】
そこで、本実施の形態のベルマウス６においては、図３（ａ）に示すように、ベルマウス６の湾曲部の外側面の一部を環状平面部６ｆとすることで、ベルマウス６（成形品）と成形用金型とが互いに入り組んだ構造とならないようにする。単純な金型構造でも成形品を容易に離型できるようになり、上下の２つの金型により成形することが可能となる。また、金型構造の複雑化に起因するコスト高を防止することができる。そして、成形設備が使用するスペースを削減することにもつながる。
【００２３】
そして、凹凸形状部６ｈは、凹凸を有することにより、厚肉部６ｇにおいて、成形時に生じるヒケを防止することができる。また、部分的にヒケが発生したとしても、ヒケに伴ってベルマウス６に歪みが生じることも防止できる。凹凸形状部６ｈの幅、間隔等については、具体的な製品設計に際し、前述したように、良好な空気の流れ、静かな送風音がバランスよく実現できる範囲で適宜選定すればよい。
【００２４】
以上のように、実施の形態１の送風機によれば、ベルマウス６の湾曲部の内側面側に、凹凸形状部６ｈを形成しているので、凹部を通過する空気と凸部を通過する空気との圧力差による騒音抑制、整流による性能上昇等をはかることができる。また、湾曲部が厚肉部６ｇを有し、内側面側に凹凸形状部６ｈを形成するようにしたので、樹脂製のベルマウス６を成形する際、ヒケが生じないようにすることができる。そして、成形したベルマウス６が歪むことがないので、形状精度がよいベルマウス６を製造することができる。
【００２５】
さらに、ベルマウス６の湾曲部の外側の面を平面とすることで、単純な金型構造で容易に一体成形することができる。このため、複雑な金型形状、部品の分割等に起因するコスト高の問題を回避することができる。また樹脂成形が可能であるため、ベルマウスを製造するコストを抑えることができる。
【００２６】
実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成例を表す図である。ここで、図４では冷凍サイクル装置として、実施の形態１で説明した空気調和機（室内機）を有する空気調和装置を示している。図４の空気調和装置は、室外機（室外ユニット）３０と、実施の形態１及び実施の形態２において説明した空気調和機（室内機、室内ユニット）２０とをガス冷媒配管４０、液冷媒配管５０により配管接続する。室外機３０は、圧縮機３１、四方弁３２、室外熱交換器３３及び膨張弁３４を有している。
【００２７】
圧縮機３１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。ここで、特に限定するものではないが、圧縮機３１は、例えばインバータ回路等により、運転周波数を任意に変化させることにより、圧縮機３１の容量（単位時間あたりの冷媒を送り出す量）を変化させることができるようにしてもよい。四方弁３２は、例えば冷房運転時と暖房運転時とによって冷媒の流れを切り換えるための弁である。
【００２８】
室外熱交換器３３は、冷媒と空気（室外の空気）との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させ、気化させる。また、冷房運転時においては凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。
【００２９】
絞り装置（流量制御手段）等の膨張弁３４は冷媒を減圧して膨張させるものである。例えば電子式膨張弁等で構成した場合には、制御手段（図示せず）等の指示に基づいて開度調整を行う。
【００３０】
空気調和機２０が有する室内熱交換器２１（実施の形態１において説明した熱交換器１０）は、例えば室内空間の空気と冷媒との熱交換を行う。暖房運転時においては凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。また、冷房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させ、気化させる。また、本実施の形態の空気調和機２０は、実施の形態１で説明したベルマウス６を有する送風機を搭載している。
【００３１】
最初に、冷凍サイクル装置における冷房運転について冷媒の流れに基づいて説明する。冷房運転においては、実線で示す接続関係となるように四方弁３２を切り替える。圧縮機３１により圧縮されて吐出した高温、高圧のガス冷媒は、四方弁３２を通過し、室外熱交換器３３に流入する。そして、室外熱交換器３３内を通過して、室外の空気と熱交換することで凝縮、液化した冷媒（液冷媒）は、膨張弁３４へ流入する。膨張弁３４で減圧されて気液二相状態となった冷媒は室外機３０から流出する。
【００３２】
室外機３０を流出した気液二相冷媒は、液冷媒配管５０を通過して空気調和機２０に流入し、室内熱交換器２１を通過する。そして、送風機２２により送られた室内の空気と熱交換することで蒸発、ガス化した冷媒（ガス冷媒）は、空気調和機２０から流出する。
【００３３】
空気調和機２０から流出したガス冷媒はガス冷媒配管４０を通過して室外機３０に流入する。そして、四方弁３２を通過して再度圧縮機３１に吸入される。以上のようにして空気調和装置の冷媒が循環し、空気調和（冷房）を行う。
【００３４】
次に暖房運転について冷媒の流れに基づいて説明する。暖房運転においては、点線で示す接続関係となるように四方弁３２を切り替える。圧縮機３１により圧縮されて吐出した高温、高圧のガス冷媒は、四方弁３２を通過して室外機３０から流出する。室外機３０を流出したガス冷媒は、ガス冷媒配管４０を通過して空気調和機２０に流入する。そして、室内熱交換器２１を通過中に、例えば送風機２２により送られた室内の空気と熱交換することで凝縮、液化した冷媒は空気調和機２０から流出する。
【００３５】
空気調和機２０から流出した冷媒は液冷媒配管５０を通過して室外機３０に流入する。そして、膨張弁３４で減圧されて気液二相状態となった冷媒は室外熱交換器３３に流入する。そして、室外熱交換器３３内を通過して、室外の空気と熱交換することで蒸発、ガス化した冷媒（液冷媒）は、四方弁３２を通過して再度圧縮機３１に吸入される。以上のようにして空気調和装置の冷媒が循環し、空気調和（暖房）を行う。
【００３６】
以上のように、実施の形態２の空気調和装置（冷凍サイクル装置）においては、実施の形態１で説明した空気調和機２０を用いて構成することで、送風音を抑え、整流による性能上昇等をはかることができる、安価なベルマウス６を有する送風機を空気調和機に使用するので、装置のコスト抑制等をはかることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
上述した実施の形態１等では、四方向に空気を吹き出す四方向カセット形となる天井埋め込み式の室内機について説明したが、例えば、二方向、三方向等に空気を吹き出す室内機についても適用することができる。
【００３８】
また、上述した実施の形態では、冷凍サイクル装置の例として、空気調和装置について説明したが、例えば、他の冷凍サイクル装置である冷凍装置等にも適用することができる。また、例えば換気装置等の送風機として適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  筐体、２  化粧パネル、３  吸込みグリル、４  ファン、５  ファンモータ、６  ベルマウス、６ａ  内側平面部、６ｂ  流入内側湾曲部、６ｃ  開口部、６ｄ  外側平面部、６ｅ  流入外側湾曲部、６ｆ  環状平面部、６ｇ  厚肉部、６ｈ  凹凸形状部、７  パネル吹出口、７ａ  風向ベーン、８  ターボファン、９  凹陥部、１０  熱交換器、２０  空気調和機、２１  室内熱交換器、２２  送風機、３０  室外機、３１  圧縮機、３２  四方弁、３３  室外熱交換器、３４  膨張弁、４０  ガス冷媒配管、５０  液冷媒配管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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