(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主板と、
前記主板に接続された羽根と、
前記羽根の前記主板と接続された主板側端部に対向する他方の端部であるシュラウド側端部に接続された環状のシュラウドと、を備え、
回転軸を中心として回転することによって前記シュラウドの開口部から流体を吸い込み、前記羽根により径方向に排出する遠心ファンであって、
前記羽根は、
回転方向の前側に位置する当該羽根の縁である前縁と、
前記前縁に対向する縁であり前記前縁よりも前記回転軸から遠くに位置する後縁と、を備え、
前記主板と平行な断面において、前記前縁から前記後縁までの前記羽根の長さを周方向長さとし、前記主板の外周縁と前記シュラウドの外周縁との距離を吹き出し高さとしたときに、前記周方向長さが最も長くなる部分が前記吹き出し高さの中央よりも前記シュラウド側に位置し、
前記前縁は、
前記シュラウドの前記主板側を向いたシュラウド内面と前記前縁とが接続する点Ｐ４に隣接して設けられ、前記点Ｐ４からも前記後縁側に向かって延びた接続部を一部として含み、前記回転軸から見て底部を有する谷形状となった凹部と、
前記凹部よりも前記主板側に位置し、前記回転方向に向かって凸となり、前記回転軸から見て頂部を有する山形状となった１つの凸部と、を有し、
前記吹き出し高さを２ｈとし、前記凸部の両端にある点のうち前記主板側に位置する点を点Ｐ１＿１とし、前記シュラウド側に位置する点を点Ｐ３＿１としたときに、
前記点Ｐ１＿１の前記主板からの距離ｆ１＿１は、
０．０５×２ｈ≦ｆ１＿１≦０．２×２ｈの範囲に設定され、
前記点Ｐ３＿１の前記主板からの距離ｆ３＿１は、
０．８×２ｈ≦ｆ３＿１≦１．３×２ｈの範囲に設定される、遠心ファン。
【請求項２】
前記周方向長さが最も長くなる部分に位置する前記前縁上の点を点Ｐ２＿１としたときに、
前記点Ｐ１＿１から前記点Ｐ２＿１までの区間よりも前記点Ｐ２＿１から前記点Ｐ３＿１までの区間の方が、前記回転軸に沿った方向の距離の変化に対して周方向長さの変化が大きい、請求項１に記載の遠心ファン。
【請求項３】
前記回転軸を含む断面において、前記羽根の前記回転軸側を向いている負圧面と前記シュラウド内面とが接続される点を点Ｑとし、前記点Ｑにおける前記シュラウド内面の接線Ｌ６と前記回転軸に平行な線とが成す角度である角度θｑとしたときに、
前記接線Ｌ６と前記点Ｑにおける前記負圧面の接線Ｌ８とが成す角度である角度θｈは、
０°≦θｈ＜θｑの範囲に設定される、請求項１又は２に記載の遠心ファン。
【請求項４】
主板と、
前記主板に接続された羽根と、
前記羽根の前記主板と接続された主板側端部に対向する他方の端部であるシュラウド側端部に接続された環状のシュラウドと、を備え、
回転軸を中心として回転することによって前記シュラウドの開口部から流体を吸い込み、前記羽根により径方向に排出する遠心ファンであって、
前記羽根は、
回転方向の前側に位置する当該羽根の縁である前縁と、
前記前縁に対向する縁であり前記前縁よりも前記回転軸から遠くに位置する後縁と、を備え、
前記前縁は、
前記シュラウドの前記主板側を向いたシュラウド内面と前記前縁とが接続する点Ｐ４に隣接して設けられ、前記点Ｐ４からも前記後縁側に向かって延びた接続部を一部として含み、前記回転軸から見て底部を有する谷形状となった凹部と、
前記凹部よりも前記主板側に位置し、前記回転方向に向かって凸となり、前記回転軸から見て頂部を有する山形状となった凸部と、を有し、
前記回転軸を含む断面において、前記羽根の前記回転軸側を向いている負圧面と前記シュラウド内面とが接続される点を点Ｑとし、前記点Ｑにおける前記シュラウド内面の接線Ｌ６と前記回転軸に平行な線とが成す角度である角度θｑとしたときに、
前記接線Ｌ６と前記点Ｑにおける前記負圧面の接線Ｌ８とが成す角度である角度θｈは、
０°≦θｈ＜θｑの範囲に設定される、遠心ファン。
【請求項５】
前記点Ｐ４における前記シュラウド内面の接線Ｌ１と前記点Ｐ４における前記前縁の接線Ｌ２とが成す角度は、
９０°以下である、請求項１〜４の何れか１項に記載の遠心ファン。
【請求項６】
前記接線Ｌ１と前記回転軸に平行な直線Ｌ５とが成す角度である角度θｓと、前記接線Ｌ１と前記点Ｐ４における前記前縁の接線Ｌ２とが成す角度である角度θｂとは、
０°≦θｂ＜θｓの範囲に設定される、請求項５に記載の遠心ファン。
【請求項７】
前記角度θｓと前記角度θｂとは、
０°≦θｂ＜θｓ／２の範囲に設定される、請求項６に記載の遠心ファン。
【請求項８】
前記角度θｓは、
０°≦θｓ＜６０°の範囲に設定される、請求項６又は７に記載の遠心ファン。
【請求項９】
前記凸部は、
前記凹部と滑らかに接続される、請求項１〜８の何れか１項に記載の遠心ファン。
【請求項１０】
前記前縁を径方向に投影したときに、前記前縁の形状は、
少なくとも半周期分の正弦曲線形状を含む、請求項９に記載の遠心ファン。
【請求項１１】
熱源機及び負荷側機を備える空気調和機において、
前記熱源機及び前記負荷側機のうち少なくとも一方は、
請求項１〜１０の何れか１項に記載の遠心ファンを備える、空気調和機。
【請求項１２】
前記熱源機は、
筐体の内部に、熱交換器と、前記遠心ファンと、を備え、
前記筐体は、
側面に着脱自在に構成されたパネルを備え、
前記パネルが外された前記側面は、
前記熱源機の吸気口又は吹出口となる、請求項１１に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心ファン及び遠心ファンを備えた空気調和機に関し、特に遠心ファンの羽根形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、いわゆる遠心ファンとしては、例えば先行文献１に開示されたものがあり、空気をはじめとする気体、水、又は冷媒のような液体を輸送する目的で使用される。遠心ファンは、円周方向に複数配置される羽根と、前記羽根の軸方向の一端に円盤状あるいはお椀状のハブとを備えている。前記羽根のハブとは反対の端に円環状のシュラウドを備えている遠心ファンも存在する。また、空気調和機に送風機として遠心ファンを搭載した場合、モータによって遠心ファンが回転し、空気調和機の吸込み口から流体が吸い込まれ、ベルマウスの内周面により遠心ファンのシュラウドに案内され、遠心ファンの回転軸に対し周方向に複数配置された羽根により径方向に排出される。【０００３】
この羽根から径方向に排出された流体の一部は、シュラウドの外周面と筐体の間を通過し、ベルマウスの外周面とシュラウドの内周面の隙間を通過して遠心ファンのシュラウドに案内される。以下この流れを循環流と呼ぶ。一方で、遠心ファンの羽根から径方向に排出されて循環流とならない空気は、空気調和機の熱交換器を通過して空気調和機の外側へ排出さる。上記のような循環流は、ベルマウス外周面とシュラウド内周面を通過する際の流速が速い。そのため、循環流がシュラウド内周面を通過後に遠心ファンの羽根の前縁と衝突すると、遠心ファンから発生する騒音が大きくなるとともに、羽根前縁の負圧面におけるシュラウド側の領域で流体の流れのはく離を生じさせる。特に、空気調和機に設けられた熱交換器と遠心ファンの羽根の外径側の後縁とが最も近くなる位置においては、この前縁の負圧面におけるシュラウド側の領域で生じた空気の流れのはく離により失速領域が後縁側へ拡大する。そのため、羽根の負圧面のシュラウド側領域において、前縁から後縁に到るまでの広い範囲が失速領域となり、ひいては遠心ファンの効率が著しく低下する原因となっていた。【０００４】
従来、このような遠心ファンにおいては、各羽根の形状を変化させることで高効率化と低騒音化を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０６８３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
遠心ファンでは、遠心ファンのシュラウドとベルマウスとの間に設けてある隙間から流速の速い循環流が流入する。循環流は、シュラウド内面に沿って羽根に流入する。特許文献１に開示されている構造では、羽根角度をキャンバラインに沿って一定又は減少するように分布を持たせることで循環流に起因する騒音を低減させている。しかし、羽根の前縁で生じるはく離を抑制する効果が低いという課題があった。つまり、従来構造の遠心ファンでは、羽根の負圧面のシュラウド側の領域で流体の流れのはく離が生じやすく、ファン効率が低下するという問題があった。特に、遠心ファンを空気調和機に搭載した場合においては、遠心ファンの羽根と熱交換器との距離が近づいた時に負圧面のシュラウド側の領域で前縁から後縁にわたって大規模に流れの剥離が生じ、遠心ファンの効率低下への影響が大きいという課題があった。【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決しようとするものであり、遠心ファンの羽根の負圧面のシュラウド側で生じる流れのはく離を抑制し、効率を向上させる遠心ファン及び空気調和機を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る遠心ファンは、主板と、前記主板に接続された羽根と、前記羽根の前記主板と接続された主板側端部に対向する他方の端部であるシュラウド側端部に接続された環状のシュラウドと、を備え、回転軸を中心として回転することによって前記シュラウドの開口部から流体を吸い込み、前記羽根により径方向に排出する遠心ファンであって、前記羽根は、回転方向の前側に位置する当該羽根の縁である前縁と、前記前縁に対向する縁であり前記前縁よりも前記回転軸から遠くに位置する後縁と、を備え、前記主板と平行な断面において、前記前縁から前記後縁までの前記羽根の長さを周方向長さとし、前記主板の外周縁と前記シュラウドの外周縁との距離を吹き出し高さとしたときに、前記周方向長さが最も長くなる部分が前記吹き出し高さの中央よりも前記シュラウド側に位置し、前記前縁は、前記シュラウドの前記主板側を向いたシュラウド内面と前記前縁とが接続する点Ｐ４に隣接して設けられ、前記点Ｐ４からも前記後縁側に向かって延びた接続部を一部として含み、前記回転軸から見て底部を有する谷形状となった凹部と、前記凹部よりも前記主板側に位置し、前記回転方向に向かって凸となり、前記回転軸から見て頂部を有する山形状となった１つの凸部と、を有し、前記吹き出し高さを２ｈとし、前記凸部の両端にある点のうち前記主板側に位置する点を点Ｐ１＿１とし、前記シュラウド側に位置する点を点Ｐ３＿１としたときに、前記点Ｐ１＿１の前記主板からの距離ｆ１＿１は、０．０５×２ｈ≦ｆ１＿１≦０．２×２ｈの範囲に設定され、前記点Ｐ３＿１の前記主板からの距離ｆ３＿１は、０．８×２ｈ≦ｆ３＿１≦１．３×２ｈの範囲に設定される。
【０００９】
本発明に係る空気調和機は、熱源機及び負荷側機を備える空気調和機において、前記熱源機及び前記負荷側機の少なくとも一方は、上記の遠心ファンを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、遠心ファンの羽根の前縁の接線と、シュラウド内面の接線が成す角を小さくすることで、羽根の前縁で発生するはく離を抑制でき、遠心ファンから発生する騒音を低減させるとともに、流量が増加しファンの効率を向上させる効果がある。また、遠心ファンを空気調和機に搭載した場合には、遠心ファンの羽根と熱交換器の距離が近づき負圧面の流れ場が不安定になる状況下においても、羽根の前縁でのはく離が抑制されるため、羽根の負圧面において前縁から後縁で生じる大規模な失速領域が生じなくなり、騒音が低減されるとともに流量が大幅に増加しファン効率を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る遠心ファンの斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る遠心ファンを備える熱源機の断面構造の説明図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面の一例を概略的に示す模式図である。
【図４】実施の形態１の遠心ファンの羽根の形状を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る遠心ファンの回転軸Ｘを含む断面における構造の模式図である。
【図６】羽根の凸部上の点の位置と、遠心ファンの入力の増減との関係を示す図である。
【図７】図４の遠心ファンの羽根の接続部周辺の拡大図を示したものである。
【図８】遠心ファンにおいて角度θｂ及び角度θｓを変化させたときの遠心ファンの入力の増減を示した図である。
【図９】図１の遠心ファンをシュラウド側から見た平面図である。
【図１０】図１の遠心ファンの回転軸を含む断面図である。
【図１１】遠心ファンにおいて角度θｑ及び角度θｈを変化させたときの遠心ファンの入力の増減を示した図である。
【図１２】遠心ファンを適用した空気調和機の室内機の断面構造の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、遠心ファン及び遠心ファンを備える空気調和機の実施の形態について説明する。なお、図面の形態は一例であり、本発明を限定するものではない。また、各図において同一の符号を付したものは、同一のまたはこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であって、本発明は明細書内の記載のみに限定されるものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。また、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る遠心ファン１の斜視図である。遠心ファン１は、主板２と、主板２から立設された複数の羽根４と、主板２との間で複数の羽根４を挟み込む様に設置されたシュラウド５と、を備える。主板２は、中央部にシャフトを通すための穴と、穴の周囲に主板２からシュラウド５に向かう方向に突出して椀状に形成されているハブ３と、を備える。複数の羽根４は、ハブ３の周囲に周方向に複数配置されている。シュラウド５は、羽根４の端部のうち、主板２が取り付けられている側とは反対の端部に取り付けられており、円環状に形成されている。主板２の中央部の穴は、遠心ファン１を回転させるための動力装置と接続するためのシャフトが取り付けられるものであり、遠心ファン１の回転中心に位置している。
【００１４】
図２は、実施の形態１に係る遠心ファン１を備える熱源機４０の断面構造の説明図である。なお、図２では、熱源機４０の内部を模式的に示している。遠心ファン１は、例えば、空気調和機、又は熱源機等に搭載されるものであり、車載用交流発電機又はモータ等の回転電機の回転子に回転軸を取り付けて利用される。実施の形態１においては、一例として、遠心ファン１が空気調和機の熱源機４０に搭載された場合について説明する。なお、実施の形態１においては、遠心ファン１は、熱源機４０に搭載された場合について説明するが、この形態のみに限定されるものではない。遠心ファン１は、空気調和機の室内機、送風機等のその他の機器に搭載されても良い。
【００１５】
熱源機４０は、負荷側機（図示せず）と冷媒配管で接続され冷凍サイクル回路を構成する。空気調和機は、冷凍サイクル回路の冷媒配管に冷媒を循環させることにより、負荷側機が空調対象空間の加温又は冷却を行う。空調対象空間とは、例えば、住宅、ビル、又はマンション等の室内である。熱源機４０は、空気調和機の室外ユニットとして用いられるものであり、負荷側機は、空気調和機の室内ユニットとして用いられるものである。
【００１６】
熱源機４０は、筐体４４の内部に、少なくとも１つの熱交換器４３と、圧縮機４１と、制御箱４２と、遠心ファン１と、ベルマウス４５と、ファンモータ５０と、ドレンパン４７と、を備える。筐体４４は、熱源機４０の外郭を構成するものであり、吸気口４６及び吹出口４８を有している。
【００１７】
吸気口４６及び吹出口４８は、筐体４４の外部と内部とを連通するように筐体４４に開口されている。吸気口４６は、例えば、筐体４４の後面に開口されている。吹出口４８は、例えば筐体４４の正面に開口されている。即ち、熱源機４０は、筐体４４の一側面から空気を取り入れ、筐体４４の異なる一側面から空気を吹き出すように構成されている。
【００１８】
筐体４４の側面は、各面が上下に分割されており、それぞれ着脱自在に構成されており、実施の形態１においては、１つの側面の下部のパネルを取り外して形成された開口が吸気口４６を構成する。また、筐体４４の側面のうち、側面の上部のパネルを取り外して形成された開口が吹出口４８を形成している。
【００１９】
熱交換器４３は、遠心ファン１の下流側と吹出口４８との間に設けられている。ドレンパン４７は、熱交換器４３の下方に設けられ、熱交換器４３から流れ落ちる結露水等を受け止める。遠心ファン１は、回転軸Ｘを有し、回転軸Ｘを中心に回転することで、流体をベルマウス４５から熱交換器４３に搬送するものである。遠心ファン１は、中心Ｏにおいてファンモータ５０と接続され、回転駆動される。
【００２０】
ベルマウス４５は、遠心ファン１の吸い込み側に設置され、吸気風路５１を流れる流体を遠心ファン１に導くものである。ベルマウス４５は、吸気風路５１側の入口から遠心ファン１に向かって徐々に口が狭くなる部分を有している。
【００２１】
図３は、図２のＢ−Ｂ断面の一例を概略的に示す模式図である。筐体４４の内部には、風路仕切り板４９により区画された吸気風路５１、及び吹出風路５２が形成されている。吸気風路５１は、筐体４４の壁面と、吸気口４６に対向して設置される風路仕切り板４９とにより、筐体４４の下部に形成される。吸気風路５１は、吸気口４６と連通することで吸気口４６から取り込まれた空気をベルマウス４５に導くものである。吹出風路５２は、筐体４４の上部に形成され、吹出口４８と連通し、遠心ファン１から吹き出された流体を吹出口４８に導くものである。
【００２２】
図１に示される遠心ファン１の主板２は、図１に示される形状に限定されるものではない。例えば、主板２は、略平板状、平板にリブ等の突起を設けた形状であっても良い。また、主板２は、外周部に重心バランスを取るための突起を設けた形状、軽量化又は冷却用に穴を設けた形状、回転中心がお椀状に膨らんでいるような形状、及び羽根と羽根の間に切り欠きが設けられている形状を有していても良い。又は、主板２は、上記のそれぞれの形状を組み合わせた形状を有していても良い。実施の形態１においては、回転軸Ｘ上に位置するファンモータ５０との接続部である穴３ａの周りにお椀状に膨らんでいるハブ３が設けられている。ハブ３の外周側に平板状の主板２が設けられている。
【００２３】
ハブ３は、図１に示される形状に限定されるものではなく、例えば、回転中心がお椀状に膨らんでいるような形状、軽量化と冷却用に冷却穴を設けた形状、リブ等の突起を設けた形状等であっても良いし、回転時の振動を抑えるための防振ゴムを設けても良い。
【００２４】
主板２又はハブ３に設けられる穴３ａは、円形状、楕円形状、略多角形形状でも良い。穴３ａは、主板２又はハブ３に複数設けても良い。穴３ａを複数設ける場合には、それぞれの穴３ａの形状が異なる形状であっても良い。
【００２５】
羽根４は、主板２から立設されており、遠心ファン１の回転軸Ｘを中心とした周方向に等間隔に配置されている。ただし、複数の羽根４は、不等間隔に配置されていても良い。複数の羽根４は、それぞれの形状が同一であっても、異なっていても良い。羽根４の主板２と接続されている側の端部を主板側端部４ｃと称する。
【００２６】
シュラウド５は、羽根４の主板側端部４ｃに対向する端部に接続されている。羽根４のシュラウド５と接続されている端部をシュラウド側端部４ｄと称する。シュラウド５は、遠心ファン１を回転軸Ｘ方向から見たときに、中央が開口している円環形状に形成されている。実施の形態１においては、シュラウド５は、円環形状に形成されているが、その他の楕円形状、多角形形状等に形成されていても良い。
【００２７】
シュラウド５は、羽根４と接続するために設けられた突起部５ｃを有する。突起部５ｃは、シュラウド外面５ｂ側から見ると表面に突出しているが、シュラウド内面５ａから見ると穴が形成されている。羽根４のシュラウド側端部４ｄは、例えば、突出した挿し込み部（図示せず）が設けられている。羽根４は、シュラウド内面５ａ側から穴に挿し込み部を挿し込まれてシュラウド５と接続される。
【００２８】
遠心ファン１の回転軸Ｘを含む断面において、シュラウド５は、表面が円弧形状に形成されている。ただし、シュラウド５の表面は、回転軸Ｘを含む断面において、楕円弧形状、又は複数の曲線を組み合わせた曲線で形成されていても良い。また、羽根４側に位置するシュラウド５の表面であるシュラウド内面５ａとシュラウド内面５ａの反対側に位置する表面であるシュラウド外面５ｂとは、それぞれの断面形状が異なっていても良い。また、シュラウド５の外周部５ｄは、遠心ファン１のバランスを取るための溝が設けられても良い。さらに、シュラウド５は、例えば、軽量化のために穴を設けた形状、リブ等の突起を設けた形状、及び羽根４が設置されている間の部分に切り欠きを設けた形状の何れかを有していても良いし、又はそれぞれの形状を組み合わせた形状を有していても良い。
【００２９】
図４は、実施の形態１の遠心ファン１の羽根４の形状を示す図である。図４は、羽根４を負圧面４ａ側から見た図であり、即ち、羽根４を遠心ファン１の回転軸Ｘ側から投影した図である。なお、実施の形態１において、羽根４は、平板状ではなく３次元的にねじれた形状に形成されているが、図４においては便宜的に平面に展開した状態で示されている。また、図４において、主板２及びシュラウド５は、羽根４が接続される表面のみが模式的に表されている。
【００３０】
図４の左側に位置する羽根４の縁は、前縁６と称し、遠心ファン１の回転方向前側に位置する縁である。図４の右側に位置する羽根４の縁は、後縁８と称し、遠心ファン１の回転方向の後側に位置する縁である。また、前縁６は、後縁８よりも遠心ファン１の回転軸Ｘに近い。また、後縁８は、遠心ファン１の外周に位置している。
【００３１】
図４において、シュラウド側端部４ｄは、シュラウド５と接合されており、主板側端部４ｃは、主板２と接合されている。図４において、シュラウド側端部４ｄと接しているシュラウド内面５ａは、羽根４のシュラウド側端部４ｄに沿った形状を示しており、羽根４の前縁６から後縁８に向かうに従い、滑らかに主板２に近づく曲線で形成されている。
【００３２】
図４に示されるように、前縁６のうちシュラウド内面５ａの近傍にある接続部６ａは、シュラウド内面５ａに対し鋭角、つまり９０°以下の角度を成して交わっている。つまり、前縁６は、前縁６とシュラウド内面５ａとの交点である点Ｐ４を起点とすると、点Ｐ４から後縁８側に向かって斜めに延びる。
【００３３】
図４に示されるように、羽根４の前縁６は、シュラウド内面５ａとの接続部６ａが鋭角となって接続しており、接続部６ａは、前縁側に凹となる凹部６ｂの一部を構成している。言い換えると、凹部６ｂは、点Ｐ４に隣接して設けられており、回転中心から見て点Ｐ３＿１を底とする谷形状を形成している。前縁６は、凹部６ｂの底部である点Ｐ３＿１から回転方向に延び先端６ｄに至り、先端６ｄから後縁８に向かって延び、回転方向側に凸型形状である凸部６ｃを形成している。即ち、凸部６ｃは、回転中心から見て先端６ｄを頂部とする山形状になっている。凸部６ｃの主板２側の端は、点Ｐ１＿１である。前縁６は、点Ｐ１＿１から主板２に向かって延び、点Ｐ０で主板２と接続している。
【００３４】
つまり、羽根４は、羽根４の前縁６の基準となる曲線を基準線Ｌ３として、前縁６に回転方向側に凸型の形状である凸部６ｃを備える。そして、羽根４は、凸部６ｃの両端の点のうち主板２側の点Ｐ１＿１から主板２に向かって前縁６が回転方向に延び、凸部６ｃの両端の点のうちシュラウド５側の点Ｐ３＿１から前縁６の接続部６ａが回転方向に延びている。
【００３５】
実施の形態１において前縁６の基準線Ｌ３は、凸部６ｃの両端の点Ｐ１＿１と点Ｐ３＿１を通る接線として図２に示されており、主板２からシュラウド５に向かうに従い後縁８側に傾斜した直線として示されている。しかし、基準線Ｌ３は、実際の羽根４の三次元的にねじれた形状に沿って、点Ｐ１＿１と点Ｐ３＿１とを通る曲線である。ただし、基準線Ｌ３は、そのような曲線に限定されるものではない。例えば、主板２に対して垂直な直線、又は主板２に対して傾きを設けた直線であっても良い。又は、主板２から離れるにつれて回転方向に単調に湾曲した曲線、主板２から離れるにつれて回転方向逆向きに単調に湾曲した曲線、若しくは主板２から離れるにつれて径方向若しくは径方向逆向きに湾曲する曲線にしても良い。
【００３６】
図５は、実施の形態１に係る遠心ファン１の回転軸Ｘを含む断面における構造の模式図である。なお、図５において、ベルマウス４５及びシュラウド５の形状は模式的に線で表示されている。図５では、遠心ファン１とベルマウス４５とが接続している部分の様子を模式的に示している。図２に示されているように、遠心ファン１は、ベルマウス４５により吸気風路５１と接続されている。ベルマウス４５は、吸気風路５１側から遠心ファン１に向かって徐々に口が狭くなる縮径形状を有している。図５に示されるように、ベルマウス４５は、遠心ファン１のシュラウド５の中央部に設けられた開口に、縮径側の端部４５ａが入り込んで遠心ファン１と接続されている。
【００３７】
実施の形態１に係る熱源機４０において、遠心ファン１を駆動した場合、遠心ファン１の径方向に排出された流体の一部は、ベルマウス４５の外周面とシュラウドの内周面の隙間を通過して遠心ファン１のシュラウド５に案内される。この筐体４４内を循環する流れを循環流８０と称する。循環流８０は、遠心ファン１から流出した流体がシュラウド５の中央の開口から再び遠心ファン１内に流れ込むものであり、流速が速い。
【００３８】
この速い流れである循環流８０と羽根４の前縁６とが衝突すると、羽根４の負圧面において流れのはく離が生じる。循環流８０は、シュラウド５とベルマウス４５により形成される隙間から流入し、シュラウド内面５ａに近い領域を流れるため、羽根４の負圧面４ａのシュラウド内面５ａ側の領域に失速域を生じさせることになる。負圧面４ａに生じた失速域は、遠心ファン１による流量を低下させ、遠心ファン１の効率を低下させるとともに、騒音の原因となる。
【００３９】
図２に示されるように、羽根４の前縁６は、シュラウド内面５ａと前縁６の接続部６ａとが鋭角を成して形成される凹部６ｂと、前縁６の基準線Ｌ３から回転方向に延びる凸部６ｃを設けられている。これにより、循環流８０と前縁６との衝突が緩和させることができ、羽根４の前縁６で発生する流れのはく離を抑制することができる。そのため、羽根４の回転軸Ｘ側に位置する前縁６から外周側に位置する後縁８までの間の負圧面４ａのシュラウド５側の領域で生じる失速領域が大幅に縮小され、遠心ファン１から発生する騒音を低減されるとともに、遠心ファン１の流量が増加する。
【００４０】
なお、遠心ファン１の羽根４の後縁８は、回転軸Ｘと平行な直線形状、螺旋形状、又は複数の螺旋形状を組み合わせた形状でも良い。さらに、後縁８には、複数の三角形状により形成されたノコギリ歯のような形状、又は切り欠きを設けても良い。
【００４１】
実施の形態２．
実施の形態１に係る遠心ファン１は、羽根４の前縁６の形状を変更することができ、特に前縁６の凸部６ｃを複数設けても良い。実施の形態２においては、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。以後、遠心ファン１において、主板２と平行な仮想平面を定義したときに、仮想平面と羽根４の前縁６との交点から仮想平面と羽根４の後縁８との交点までの、負圧面に沿った長さを周方向長さと定義する。
【００４２】
図４に示される遠心ファン１の外周側の流体が吹き出される開口の高さを吹き出し高さと称する。吹き出し高さは、遠心ファン１の外周部において主板２の外周縁からシュラウド５の外周縁までの距離であり、その半分の距離をｈとする。つまり、吹き出し高さは２ｈで表される。
【００４３】
図４に示されるように、羽根４の前縁６と主板２との接続点を点Ｐ０と称する。前縁６上で主板２から１個目の凸部６ｃの開始点を点Ｐ１＿１と称する。前縁６上で主板から１個目の凸部において、羽根４の周方向長さが最も長くなる点を点Ｐ２＿１と称する。前縁６上で主板２から１個目の凸部６ｃの終了点を点Ｐ３＿１と称する。前縁６とシュラウド内面５ａとの接続点を点Ｐ４と称する。なお、図４に示されるように前縁６の基準線Ｌ３と後縁８とが平行である場合には、点Ｐ２＿１と凸部６ｃの先端６ｄとは一致する。
【００４４】
つまり、前縁６が複数の突起を備える場合、主板２から数えてｋ番目に配置されている凸部６ｃの開始点は点Ｐ１＿ｋ、頂点は点Ｐ２＿ｋ、凸部６ｃの終了点は点Ｐ３＿ｋ、と表示される。点Ｐ１＿ｋとは、複数の凸部６ｃのうちｋ番目の凸部６ｃの両端のうち、主板２側に位置する点である。点Ｐ３＿ｋとは、複数の凸部のうち主板２からｋ番目に配置されている凸部６ｃの両端のうち、シュラウド５側に位置する点である。なお、点Ｐ１＿ｋと点Ｐ３＿ｋ−１とは一致する場合がある。
【００４５】
主板２から点Ｐ１＿１までの遠心ファン１の回転軸Ｘ方向の距離は距離ｆ１＿１、主板２から点Ｐ２＿１までの遠心ファン１の回転軸Ｘ方向の距離は距離ｆ２＿１、主板２から点Ｐ３＿１まで遠心ファン１の回転軸Ｘ方向の距離は距離ｆ３＿１、と表す。つまり、主板２からｋ番目の突起においては、ｆ１＿ｋ＜ｆ２＿ｋ＜ｆ３＿ｋの関係が成立する。
【００４６】
図４において、羽根４の点Ｐ２−１における周方向長さが羽根４のＰ１−１よりも長く、さらに羽根４のＰ２−１における周方向長さが、羽根４のＰ３−１よりも長い。このように構成されることで、羽根４の前縁６で生じる流れのはく離が抑制され、遠心ファン１から発生する騒音が低減されるとともに、遠心ファン１の流量を増加させることができる。
【００４７】
なお、図４に示されるように、遠心ファン１の前縁６は、凹部６ｂの主板２側に単一の凸部６ｃを設けているが、複数の凸部６ｃを設けてもよい。前縁６に複数の凸部６ｃ設けられている場合、主板２からｎ個目の凸部６ｃは、点Ｐ２＿ｎにおける羽根４の周方向長さが、点Ｐ１＿ｎにおける周方向長さよりも長く、かつ点Ｐ３＿ｎにおける周方向長さよりも長く設定される。
【００４８】
羽根４の周方向長さが最も長くなる点は、吹き出し高さの半分よりもシュラウド５側に設けられると良い。つまり、図４に示されるように、前縁６に単一の凸部６ｃが設けられている場合において、ｆ２＿１＞ｈとなるように点Ｐ２＿１の位置が設定されている。複数の突起の場合は、任意のｎ番目の凸部６ｃの点Ｐ２＿ｎの位置がｆ２＿ｎ＞ｈとなるように設定する。このように構成されることにより、前縁６で生じる流れのはく離を抑制する効果がある。
【００４９】
特に、空気調和機の熱源機４０等において、羽根４の後流側に熱交換器４３などの圧損体が配置されている場合、羽根４の前縁６で生じる流れのはく離が効率的に抑制される。そして、羽根４の前縁６から羽根４の後縁８までの負圧面４ａのシュラウド側領域で生じる失速領域が大幅に縮小され、遠心ファン１から発生する騒音が低減し、遠心ファン１の流量を増加させることができる。
【００５０】
図６は、羽根４の凸部上の点Ｐ２＿ｎの位置ｆ２＿ｎと、遠心ファン１の入力の増減との関係を示す図である。図６は、遠心ファン１から吹き出す空気の流量が一定の条件下において、羽根４の主板２からｎ番目の突起の頂点である点Ｐ２＿ｎの位置を表すｆ２＿ｎを横軸にとり、遠心ファン１への入力を縦軸で示している。つまり、縦軸に示される遠心ファン１の入力が減少するほど小さい入力で同じ風量を排出でき、遠心ファン１は、ファン効率が高いと言える。
【００５１】
図６に示されるように、羽根４の周方向長さが最も長くなる位置を吹き出し高さの半分位置よりも長いｆ２＿ｎ＞ｈとすることで、遠心ファンの入力を低減でき、ファンの効率を向上させることができる。
【００５２】
羽根４の周方向長さが最も長くなる点Ｐ２＿ｎの位置を１．３ｈ≦ｆ２＿ｎ≦１．８ｈとすることで、更に遠心ファン１への入力を低減させることができる。羽根４の周方向長さが長い点Ｐ２＿ｎが後縁８の高さよりも高い位置にできると、羽根４の前縁６と隣の羽根４との間隔が狭くなり、羽根４同士の間の圧力損失が大きくなるからである。しかし、上記のように羽根４の周方向長さが最も長くなる点Ｐ２＿ｎを後縁８の高さの半分の位置から後縁８の上端の間に位置させることにより、遠心ファン１の効率を向上させることができる。また、凸部６ｃのＰ２＿ｎにおける羽根４の周方向長さは、主板２上の点Ｐ０における羽根４の周方向長さに対して、１．１〜２．０倍に設定すると良い。
【００５３】
実施の形態３．
実施の形態１に係る遠心ファン１は、羽根４の前縁６の凸部６ｃの位置を以下の条件に設定することにより更に効率を向上させることができる。実施の形態３においては、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。
【００５４】
実施の形態３において、羽根４の前縁６に設ける凸部６ｃを一つとしたときに、凸部６ｃは、両端の点Ｐ１＿１及び点Ｐ３＿１の主板２からの距離を、「０．０５×２ｈ≦ｆ１＿１≦０．２×２ｈ」、「０．８×２ｈ≦ｆ３＿１≦１．３×２ｈ」の範囲に設ける。このように構成されることで、図５に示される循環流８０によりシュラウド内面５ａに沿ってに生じる流れの境界層に凹部６ｂが位置し、循環流８０と前縁６の衝突が緩和される。従って、前縁６に設けられる凸部６ｃが一つであっても、効果的に羽根４の前縁６で生じるはく離を抑制でき、遠心ファン１による流量を増加させることができる。なお、点Ｐ３＿１は、凸部６ｃのシュラウド５側の端の点であるが、凹部６ｂの底の点でもあり、凹部６ｂが設けられている位置を意味している。
【００５５】
さらに、前縁６は、シュラウド内面５ａの形状を回転軸Ｘ方向の主板２側に０．３ｈオフセットさせた面とシュラウド内面５ａとの間に点Ｐ３＿１が設けられていても良い。このように構成されることにより、凹部６ｂが、循環流８０によりシュラウド内面５ａに沿って生じる流れの境界層に配置されるため、より効果的に羽根４の前縁６で生じるはく離を抑制でき、遠心ファン１の効率を向上させることができる。
【００５６】
また、凹部６ｂは、後縁８の上端以上の高さに配置されていても良い。つまり、点Ｐ３＿１は、「２ｈ≦ｆ３＿１」の条件を満たすように配置されていても良い。ただし、この場合は、凹部６ｂの底を後縁８側に近づけることができない。
【００５７】
実施の形態４．
実施の形態１に係る遠心ファン１は、羽根４の前縁６の凸部６ｃのシュラウド５側の部分の形状を以下の条件にすることで、更に効率を向上させることができる。実施の形態４においては、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。
【００５８】
図４に示される様に、遠心ファン１の羽根４の前縁６を径方向に投影したとき、前縁６の凸部６ｃの形状は、点Ｐ２＿ｎから点Ｐ３＿ｎの間で形状変化が大きくなるように、滑らかな曲線で構成するのが望ましい。つまり、前縁６は、点Ｐ２＿ｎから点Ｐ３＿ｎの間で、回転軸Ｘ方向に沿ってシュラウド５側に近づくときの周方向長さの変化量が大きい。遠心ファン１の羽根４の前縁６ではシュラウド内面５ａに近い位置では循環流８０により流速が大きくなる。しかし、上記のような前縁６の羽根４を備える遠心ファン１とすることで、循環流８０による影響の大きいシュラウド５側の領域でも流れを羽根４に沿わせることが可能となる。これにより、羽根４の負圧面４ａのシュラウド５側の領域で流れのはく離を抑制し、遠心ファン１の風量を増加させることができる。
【００５９】
実施の形態５．
実施の形態１に係る遠心ファン１に対し、羽根４の前縁６の凸部６ｃのシュラウド５側の部分の形状を以下の様にすることで、効率を向上させることができる。実施の形態５においては、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。
【００６０】
図４に示される様に、遠心ファン１の羽根４の前縁６を径方向に投影したとき、その前縁６の凸部６ｃはＰ２＿ｎからＰ３＿ｎの間で、少なくとも半周期分の正弦曲線形状、又は正弦曲線に近似した形状を含むように構成することができる。遠心ファン１において、羽根４の前縁６の負圧面４ａのシュラウド内面５ａに近い領域では循環流８０により流速が大きくなる。しかし、前縁６を上記のように構成することにより、循環流８０による影響が大きい羽根４の前縁６のシュラウド５側の領域でも負圧面４ａを流れに沿わせることが可能となり、流れのはく離を抑制する効果がある。
【００６１】
仮に遠心ファン１のシュラウド５が回転していない場合を想定すると、ベルマウス４５とシュラウド５との間から流入する循環流８０の回転軸方向の流れはポワズイユ流となる。そのため、流れの流速分布は回転軸Ｘを含む断面内で2次元的に変化する。しかし、実際にはシュラウド５が回転するため、シュラウド５とベルマウス４５との間に流れる流体は、流速の周方向成分が変化する。つまり、シュラウド５に沿って流れる流体の径方向の速度成分は、クエット的になり遠心ファン１の外周側に行くほど速くなる。流体の周方向速度成分と軸方向速度成分が合成されて、流れの速さが定まる。従って、シュラウド５とベルマウス４５との間の流れは、シュラウド５側の流速が速く、ベルマウス４５側の流速が遅い。そのため、遠心ファン１を流れる流体は、ベルマウス４５側（内径側）の流速変化よりもシュラウド側（外径側）の流速変化が小さくなる。流れの乱れ度は流れの速さに依存するため、羽根４の形状は、流れの速さにあわせるように変化させることが望ましい。つまり、羽根４の形状の変化量は、シュラウド５側で小さく、シュラウド５から離れた位置では大きくなるように変化させると効果的である。実施の形態５においては、一例として羽根４の前縁６の形状を正弦曲線、又は正弦曲線に近似した形状としているが、これだけに限定されるものではない。
【００６２】
実施の形態６．
実施の形態１に係る遠心ファン１は、羽根４の前縁６の凸部６ｃのシュラウド５側の部分を以下の条件に設定することもできる。実施の形態６においては、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。
【００６３】
図４に示される様に、遠心ファン１の羽根４の前縁６を径方向に投影したとき、前縁６の主板２からｎ個目の凸部６ｃは、点Ｐ１＿ｎから点Ｐ２＿ｎの間で、周方向長さが最も長くなる。前縁６が複数の凸部６ｃを備える場合、シュラウド５側に位置する凸部６ｃの周方向長さの方が、主板２側に位置する凸部６ｃの周方向長さよりも長くなるように設定される。そして、複数の凸部６ｃは、滑らかな曲線で接続されることにより、遠心ファン１の風量を増加させることができる。
【００６４】
実施の形態７．
実施の形態１に係る遠心ファン１は、さらに羽根４の前縁６の接続部６ａとシュラウド５との成す角度を変更することができる。実施の形態７においては、実施の形態１に対する変更点を中心に説明する。
【００６５】
図７は、図４の遠心ファン１の羽根４の接続部６ａ周辺の拡大図を示したものである。即ち、遠心ファン１の羽根４とシュラウド内面５ａの凹部６ｂとの接続部６ａの詳細が示されている。図７に示されるように、遠心ファン１の羽根４とシュラウド内面５ａの交点を点Ｐ４とする。そして、図４及び図７に示される平面上において、シュラウド内面５ａの接線Ｌ１と点Ｐ４を通る回転軸Ｘに平行な直線Ｌ５との成す角度をθｓとする。また、図４及び図７に示される平面上において、シュラウド内面５ａの接線Ｌ１と、点Ｐ４を通る羽根４の前縁６の接線Ｌ２が成す角度をθｂとする。このとき、前縁６とシュラウド５との接続部６ａの形状は、０°≦θｂ＜θｓに設定すると良い。このように設定されることにより、羽根４の前縁６は、シュラウド内面５ａから流入する循環流８０が羽根４の前縁６と衝突して発生する流れのはく離を抑制することができる。遠心ファン１は、羽根４の負圧面４ａ上に流れのはく離によって生じる失速領域が縮小するため、流量が増加しファン効率を向上する。
【００６６】
図７において点Ｐ４は１点であるが、周方向に複数の断面を設定し、設定したどの断面内においても羽根４とシュラウド５との形状を０°≦θｂ＜θｓを満たす様に設定することで、流れのはく離抑制の効果が高められファン効率を向上させることができる。
【００６７】
図８は、遠心ファン１において角度θｂ及び角度θｓを変化させたときの遠心ファン１の入力の増減を示した図である。遠心ファン１を流れる流体が同一の流量であるときに、θｂ−θｓの変化量を横軸にとり、遠心ファン１に与える入力の増減を縦軸に示している。図８は、縦軸の遠心ファン１の入力が減少するほど低い入力で同じ流体の流量を排出できることを示しており、縦軸の値が低いほど遠心ファン１の効率が高いことを示している。
【００６８】
図８において、θｂ−θｓ≧０に設定した場合、前縁６は、シュラウド内面５ａとの接続する部分に凹部６ｂが設けられていないことを意味する。θｂ−θｓ＜０に設定した場合、前縁６は、シュラウド内面５ａとの接続する部分に凹部６ｂが設けられていることを意味する。図８に示されるように、遠心ファン１は、θｂ−θｓ＜０、すなわち０°≦θｂ＜θｓに設定することにより、遠心ファン１の入力を低減することができ、遠心ファン１の効率を向上させることができる。
【００６９】
実施の形態８．
実施の形態１に係る遠心ファン１は、羽根４の前縁６の接続部６ａとシュラウド５との成す角度を変更することができる。実施の形態８においては、実施の形態７に対する変更点を中心に説明する。
【００７０】
上述した実施の形態７では、角度θｂ及び角度θｓは０°≦θｂ＜θｓと設定されているが、０°≦θｂ＜θｓ／２に設定することで、負圧面４ａを流れる流れのはく離抑制の効果が更に高められる。図８に示されるように、角度θｂ及び角度θｓが、θｂ−θｓ＜−θｓ／２を満たす様に設定されると、縦軸の遠心ファン入力が小さくなる。すなわち、角度θｂ及び角度θｓは０°≦θｂ＜θｓ／２に設定されることで、羽根４の前縁６における流れのはく離がより一層低減され、遠心ファン１への入力をより低減させることができるので、遠心ファン１の効率を向上させることができる。
【００７１】
実施の形態９．
実施の形態１に係る遠心ファン１は、羽根４の前縁６の接続部６ａとシュラウド５との成す角度を更に限定することにより、効率が向上する。実施の形態９においては、実施の形態８に対する変更点を中心に説明する。
【００７２】
羽根４の前縁６は、角度θｓを０°≦θｓ＜６０°の範囲に設定することで、羽根４の前縁６における流れのはく離を抑制する効果を高めることができる。遠心ファン１を流れる流体は、シュラウド５、羽根４の前縁６、羽根４の翼面上、羽根４の後縁８と通過した後に遠心ファン１から排気される。そして、流体が遠心ファン１を通過する過程でシュラウド内面５ａと主板２及びハブ３とによって構成される風路が、流れの下流に行くほど断面積が縮小し、流速が増加する。そのため、下流に行くに従い遠心ファン１を流れる流れの乱れ度が低減される。流れの乱れが高いところで前縁６を流体の流れに衝突させると翼面からの流れの剥離が生じやすい。従って、流れの乱れ度が低いところで流体を前縁６に衝突させると翼面からの流れの剥離が低減される。つまり、羽根４の前縁６に凹部６ｂを設けることより、流体と前縁６とが遠心ファン１の外径側で衝突することになり、流れの剥離抑制の効果がより高くなる。よって、シュラウド内面５ａの接線角度である角度θｓが０°≦θｓ＜６０°となる位置で羽根４の前縁６を接続することにより、流れのはく離抑制の効果をさらに高めることができる。なお、６０°≦θｓの範囲においては、羽根４の長さが短くなり、羽根４が流体に対し仕事をしなくなるため、遠心ファン１の効率が向上する効果が抑えられる。
【００７３】
実施の形態１０．
実施の形態１に係る遠心ファン１は、遠心ファン１の回転軸Ｘを含む断面において、羽根４の負圧面４ａとシュラウド内面５ａとの成す角度を更に限定することにより、効率が向上する。
【００７４】
図９は、図１の遠心ファン１をシュラウド５側から見た平面図である。図１０は、図１の遠心ファン１の回転軸Ｘを含む断面図である。図１０は、図９のＡ−Ａ部における断面を示している。図１０に示されるように、Ａ−Ａ断面において、遠心ファン１の羽根４の負圧面４ａを示す線は切断線４ｅであり、切断線４ｅとシュラウド内面５ａの交点を点Ｑとする。また、Ａ−Ａ断面において、シュラウド内面５ａの接線Ｌ６と点Ｑを通る回転軸Ｘに平行な直線Ｌ７と、の成す角度を角度θｑとし、シュラウド内面５ａの接線Ｌ６と点Ｑを通る羽根４の切断線４ｅの接線Ｌ８が成す角度を角度θｈとする。
【００７５】
羽根４の負圧面４ａ及びシュラウド内面５ａは、角度θｑと角度θｈとの関係を、０°≦θｈ＜θｑに設定することができる。このように構成されることにより、シュラウド内面５ａに流入する循環流８０が羽根４の負圧面４ａと衝突して発生する流れのはく離を抑制し、羽根４の負圧面４ａ上に流れのはく離によって生じる失速領域が縮小する。そのため、遠心ファン１は、流量が増加し効率が向上する。なお、Ａ−Ａ部を周方向に任意の位置に設定し、設定したどの断面内においても上記の０°≦θｈ＜θｑの関係が成立するように羽根４の形状とシュラウド５の形状とを設定することで、シュラウド内面５ａを通過し羽根４の負圧面４ａに流入する部分での流れのはく離を抑制できる。これにより、遠心ファン１は、流量が増加する。従って、遠心ファン１は、効率が向上するとともに、流れのはく離によって発生する騒音が低減する。
【００７６】
図１１は、遠心ファン１において角度θｑ及び角度θｈを変化させたときの遠心ファン１の入力の増減を示した図である。遠心ファン１を流れる流体が同一の流量であるときに、θｈ−θｑの変化量を横軸にとり、遠心ファン１に与える入力の増減を縦軸に示している。図１１に示されるように、θｈ−θｑ＜０すなわち、０°≦θｈ＜θｑに設定することで、遠心ファン１は、入力を低減することができ、遠心ファン１の効率が向上する。
【００７７】
なお、図１０に示される様に、遠心ファン１において回転軸Ｘを含む断面をとったときに羽根４の肉厚は必ずしも一定ではない。つまり、羽根４の負圧面４ａの形状に拘わらず、羽根４の圧力面４ｂの形状は、適宜形状を設定できる。
【００７８】
実施の形態１１．
遠心ファン１は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態１０に対し更に角度θｈ及び角度θｑとの関係を限定することにより、更に遠心ファン１の効率を向上させることができる。上述した実施の形態１０においては０°≦θｈ＜θｑとしているが、更にθｑ／２≦θｈ＜θｑに設定することで、より遠心ファン１の入力が低減し、遠心ファン１の効率が向上する。
【００７９】
図１１に示されるように、−θｑ／２≦θｈ−θｑ＜０の範囲を取る場合、即ち角度θｈの値をθｑ／２≦θｈ＜θｑに設定することで、遠心ファン１の入力をより一層低減させることができ、遠心ファン１の効率が向上する。羽根４の負圧面４ａの形状を仮に０≦θｈ−θｑ＜θｑ／２に設定した場合、即ち角度θｈを０≦θｈ＜３θｑ／２に設定すると、羽根４の負圧面４ａで流れのはく離の発生が抑えられるものの、羽根４から流体に対して作用する力が小さくなるために流量が低減する。これは、遠心ファン１の流量が同一の条件で比較した場合に、遠心ファン１は、流れのはく離抑制の効果よりも風量低下効果の影響の方が大きくなるためである。このため、θｑ／２≦θｈ＜θｑに設定することで、流量低下の効果よりも流れのはく離を抑制する効果の影響が大きくなり、遠心ファン１の入力を低減することができ、遠心ファン１の効率を向上させることができる。
【００８０】
実施の形態１２．
遠心ファン１は、実施の形態１にて説明した空気調和機の熱源機４０に適用するものに限定されず、その他の機器に適用することが可能である。実施の形態１２においては、一例として、遠心ファン１を適用した空気調和機の室内機５３について説明する。
【００８１】
図１２は、遠心ファン１を適用した空気調和機の室内機５３の断面構造の説明図である。図１２に示されるように、室内機５３は、少なくとも１つの熱交換器４３と、圧縮機４１と、制御箱４２と、遠心ファン１と、ベルマウス４５と、ファンモータ５０と、ドレンパン４７と、を含んで構成されている。熱交換器４３、圧縮機４１、制御箱４２、遠心ファン１、ベルマウス４５、ファンモータ５０、及びドレンパン４７は、室内機５３の外郭を構成する筐体４４の内部に設置されている。
【００８２】
筐体４４は、吸気口４６及び吹出口４８を有している。吸気口４６及び吹出口４８は、筐体４４の外部と内部とを連通するように開口形成されている。吹出口４８は、例えば、筐体４４の吸気口４６と同一面に開口形成されている。つまり、室内機５３は、筐体４４の下面又は上面から、空気を取り入れたり、空気を吹き出したりするもので、筐体４４の同一面から空気を吸い込んだり吹き出すようになっている。図１２に示される様に、実施の形態１２においては、筐体４４の下面の中央部に吸気口４６が開口されており、その周囲に吹出口４８が開口している。
【００８３】
熱交換器４３は、遠心ファン１の下流側と吹出口４８との間に設けられている。遠心ファン１は、回転軸Ｘを有し、回転軸Ｘを中心に回転することで、流体を搬送するものである。遠心ファン１は、ファンモータ５０により回転駆動される。ベルマウス４５は、遠心ファン１の吸い込み側に設置され、吸気風路５１を流れる流体を遠心ファン１に導くものである。ベルマウス４５は、吸気風路５１側の入口から遠心ファン１に向かって徐々に口が狭くなる部分を有している。ドレンパン４７は、熱交換器４３の下方に設けられている。
【００８４】
また、筐体４４の内部には、仕切り板により区画された吸気風路５１及び吹出風路５２が形成されている。吸気風路５１は、筐体４４の下部に形成され、吸気口４６と連通することで吸気口４６から取り込まれた空気をベルマウス４５に導くものである。吹出風路５２は、筐体４４の上部に形成され、吹出口４８と連通することで遠心ファン１から吹き出された流体を吹出口４８に導くものである。
【００８５】
以上のように、空気調和機の室内機５３に遠心ファン１を適用することにより、空気調和機の室内機５３は、ファンの効率が向上し、運転の効率が向上する。
【符号の説明】
【００８６】
１  遠心ファン、２  主板、３  ハブ、３ａ  穴、４  羽根、４ａ  負圧面、４ｂ  圧力面、４ｃ  主板側端部、４ｄ  シュラウド側端部、４ｅ  切断線、５  シュラウド、５ａ  シュラウド内面、５ｂ  シュラウド外面、５ｃ  突起部、５ｄ  外周部、６  前縁、６ａ  接続部、６ｂ  凹部、６ｃ  凸部、６ｄ  先端、８  後縁、４０  熱源機、４１  圧縮機、４２  制御箱、４３  熱交換器、４４  筐体、４５  ベルマウス、４５ａ  端部、４６  吸気口、４７  ドレンパン、４８  吹出口、４９  風路仕切り板、５０  ファンモータ、５１  吸気風路、５２  吹出風路、５３  室内機、８０  循環流、Ｌ１  接線、Ｌ２  接線、Ｌ３  基準線、Ｌ６  接線、Ｌ７  直線、Ｌ８  接線、Ｏ  中心、Ｘ  回転軸、θｂ  角度、θｈ  角度、θｑ  角度、θｓ  角度。
【要約】
遠心ファンの羽根の負圧面のシュラウド側で生じる流れのはく離を抑制し、効率を向上させる遠心ファン及び空気調和機を得ることを目的とする。本発明は、主板と、主板に接続された羽根と、羽根の主板と接続された主板側端部に対向する他方の端部であるシュラウド側端部に接続された環状のシュラウドと、を備え、回転軸を中心として回転することによってシュラウドの開口部から流体を吸い込み、羽根により径方向に排出する遠心ファンである。羽根は、回転方向の前側に位置する当該羽根の縁である前縁と、前縁に対向する縁であり前縁よりも回転軸から遠くに位置する後縁と、を備える。前縁は、シュラウドの主板側を向いたシュラウド内面と前縁とが接続する点Ｐ４に隣接して設けられ、点Ｐ４よりも後縁側に向かって凹となる凹部と、凹部よりも主板側に位置し、回転方向に向かって凸となる凸部と、を有する。【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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