(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロスフロー型の羽根車と、該羽根車を挟んで一方向の周側面を覆うリアガイダと他方の周側面に近接配置されたスタビライザとから構成され、吹出し口部を有するケーシングとを備えたクロスフローファンにおいて、前記リアガイダの吸込み側端部に、リアガイダ部材の厚み方向に徐変する厚みを有する突起形状であり、かつ該突起断面形状が円弧状若しくは曲面状の曲線部を有する端部整流突起が設けられ、
前記整流突起は、前記リアガイダのガイド面に対して前記羽根車側及びこれと反対側のいずれかに突出された形状であり、かつ前記整流突起と反対側のリアガイダのガイド面又は背面が直線状になっており、前記整流突起に連続するリアガイダの端縁側と前記直線状のガイド面又は背面とが交差するコーナー部がＲ形状とされたことを特徴とするクロスフローファン。
【請求項２】
クロスフロー型の羽根車と、該羽根車を挟んで一方向の周側面を覆うリアガイダと他方の周側面に近接配置されたスタビライザとから構成され、吹出し口部を有するケーシングとを備えたクロスフローファンにおいて、前記リアガイダの吸込み側端部に、リアガイダ部材の厚み方向に徐変する厚みを有する突起形状であり、かつ該突起断面形状が円弧状若しくは曲面状の曲線部を有する端部整流突起が設けられ、前記整流突起が、前記リアガイダとは別部材で構成されたことを特徴とするクロスフローファン。
【請求項３】
前記整流突起が、前記リアガイダのガイド面に対して前記羽根車側にのみ突出した形状である請求項２に記載のクロスフローファン。
【請求項４】
前記整流突起が、前記リアガイダのガイド面に対して前記羽根車とは逆方向にのみ突出した形状である請求項２に記載のクロスフローファン。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のクロスフローファンを用いた流体送り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動モータと共に送風機を構成するクロスフローファン（横流ファン）と、これを用いた、空気調和機の室内機や空気清浄機、加湿器、除湿器、フアンヒータ、冷却装置、換気装置といった流体送り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境問題やエネルギー問題などの観点から省エネルギー化を望まれている。このような状況において空気調和機の室内機や空気清浄機、加湿器、除湿器、フアンヒータ、冷却装置、換気装置といった流体送り装置においては、省エネルギー化を実現するためには、低騒音でありかつ風量特性も良好な送風系が強く望まれている。
【０００３】
従来の一般的なクロスフローフアンの構成を図１２に示す。図１２において、クロスフローファン２１は、クロスフロー型の羽根車２２と、この羽根車２２を挟んで一方向の周側面を覆うリアガイダ２３と、他方の周側面に近接配置されたスタビライザ２４とで構成され、吹出し口部２５と吸込み口部を有するケーシング２６とを備えている。
【０００４】
このような構成において、羽根車２２の回転によりスタビライザ２４近傍に循環渦が生じ、図１３に示したような流れが生じる。送風運転時には騒音が発生するが、この騒音としては、モーター駆動のための電磁音と、羽枚数と回転数に関係するＮＺ音と、風が流れる音との大きく三つに分けることができる。風の流れを吸い込み側リアガイダ端部のみに注目してみると図１４に示すようである。
【０００５】
図１４において、従来の吸い込み側リアガイダ２３付近の流れ２７は、リアガイダ端部に流入する際、リアガイダ２３のガイド面と反対側において反対側渦領域Ｓ２が発生し、さらに端部からファン側に流入する際に端部で剥離し、羽根車側渦領域Ｓ１を形成しつつ、羽根車２２の影響を受けることにより再びリアガイダ２３側に近づき、その後、リアガイダ２３に沿って流れるようになっている。
【０００６】
リアガイダの形状に変化を加え、送風系の風量増加、効率改善を目的とした特開平５−３０２７２９号公報記載の発明においては、図１５に示すような送風系が提案されている。図１５において、４０は空気調和機本体、４１は室内空気と冷媒との間で熱の交換を行う熱交換器、４２は送風を行うためのクロスフローファン、４３はクロスフローフアンの後ろ側に位置する固定リアガイダ、４４はクロスフローファン４２の前側に位置するスタビライザ、４５は空気調和機本体４１室内への吹き出し口、４６は吹き出し口４５に設けた風向調節用のルーバー、４８はリアガイダ舌部上方に設置されたガイダである。このガイダ４８を設けることにより、リアガイダ４３とガイダ４８との間に渦を発生させ、その誘引力を利用して風量特性の向上を図っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ガイダ４８の構成によって風量特性の向上を図る場合、ガイダ４８をキャビネット部に具備しようとしたとき、成型上の問題が発生することが考えられる。
【０００８】
すなわち、図１５中では、熱交換器４１がフロントカバーに隣接した構成になっているが、省エネルギー化を目的とした機種においては、通常リアガイダ４３の方向にも熱交換器が設置されており、そのため、リアガイダ４３若しくはガイダ４８はドレーンパンの役割をするものが必要となる。ドレーンパンを設置し、かつガイダ４８も具備させようとすると、その形状が複雑化するため、非常に複雑な金型を必要とし、生産コストの上昇を生み、あまり実用的とは言い難い。
【０００９】
本発明は、このような状況に鑑み、クロスフローファンの低騒音化を実現すると共に、風量特性も良好でかつ成型の容易な構成を実現することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明においては、クロスフロー型の羽根車と、該羽根車を挟んで一方向の周側面を覆うリアガイダと他方の周側面に近接配置されたスタビライザとから構成され、吹出し口部を有するケーシングとを備えたクロスフローファンにおいて、前記リアガイダの吸込み側端部に、リアガイダ部材の厚み方向に徐変する厚みを有する突起形状であり、かつ該突起断面形状が円弧状若しくは曲面状の曲線部を有する端部整流突起が設けられ、前記整流突起は、前記リアガイダのガイド面に対して前記羽根車側及びこれと反対側のいずれかに突出された形状であり、かつ前記整流突起と反対側のリアガイダのガイド面又は背面が直線状になっており、前記整流突起に連続するリアガイダの端縁側と前記直線状のガイド面又は背面とが交差するコーナー部がＲ形状とされた構成を採用したものである。
【００１１】
上記リアガイダの吸込み側端部の整流突起形状を採用し、かつ前記整流突起と反対側のリアガイダのガイド面又は背面が直線状になっており、前記整流突起に連続するリアガイダの端縁側と前記直線状のガイド面又は背面とが交差するコーナー部がＲ形状とされているので、図１３に示す従来例のように角Ｒを施したリアガイダの吸込み側端部形状に比べて、端部付近での流れの渦領域を最小限に押さえることができて低騒音化が図れ、かつ渦領域を低減できることから、ファンそのものにかかる圧損を低減できてファン効率が向上し、同時に同じ回転数でも風量を上昇させることが可能となって風量特性も良好にできる。
【００１２】
整流突起は、リアガイダ部材の厚み方向に徐変する厚みを有し、かつその突起断面の形状が円弧状若しくは曲面状の曲線部を有するもので、リアガイダのガイド面に対して前記羽根車側及びこれと反対側のいずれかに突出された形状であればよい。例えば、整流突起が、リアガイダのガイド面に対して羽根車側にのみ突出した形状、さらにはリアガイダのガイド面に対して羽根車とは逆方向にのみ突出した形状があげられる。
【００１３】
また、整流突起は、リアガイダ部材と一体成形あるいは別体のいずれであってもよい。整流突起を一体成形する場合、従来からあるリアガイダ用金型において、金型の一部を切削加工などにより改良を加えるだけで容易に整流突起を成形することができる。整流突起をリアガイダとは別部材で構成した場合、低騒音化が可能で風量特性が良好となる形状を発見したとき等、事後の変更を必要とするときに、整流突起部のみを変更すれば足りる点で有効な手段となり得る。
【００１４】
整流突起の材質としては、リアガイダと一体成形する場合、リアガイダの素材に合わせて金属及び合成樹脂のいずれをも採用可能である。例えば、リアガイダを金属板材としたとき、その吸込側端部を円弧状に折り曲げで整流突起を形成することができる。また、整流突起をリアガイダと別部材で構成する場合には、リアガイダの素材を問わず、金属又は合成樹脂のいずれをも採用可能である。
【００１５】
上記のようなクロスフローファンは、駆動モータと共に送風機を構成するが、この送風機を、空気調和機の室内機や空気清浄機、加湿器、除湿器、フアンヒータ、冷却装置、換気装置といった流体送り装置に用いれば、これらの流体送り装置の低騒音化が図れ、かつ風量特性を良好にできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の参考例を示すクロスフローファンの縦断面図である。
図１において、クロスフローフアン１は、流体が多翼形の羽根車を軸に直角な断面内で通り抜けるファンであって、モータ等に接続されて回転するクロスフロー型の羽根車２と、この羽根車２を挟んで一方向の周側面（後側）を覆うリアガイダ３と他方の周側面（前側）に近接して配置された断面つ字形のスタビライザ４とで構成され、吹き出し口部５を有するケーシング６とを備えている。
【００１７】
リアガイダ３は、合成樹脂により形成されたものであって、その吸い込み側の端部には、リアガイダ部材の厚み方向に徐変する厚みを有する整流突起７が一体形成されている。この整流突起７は、図３に示すように、その突起断面の形状がリアガイダ３のガイド面３ａに対してこれと直交する方向で両側に突出する円弧状若しくは曲面状の曲線部７ｂ、７ｃと、これら曲線部７ｂ、７ｃを連続させる端縁側曲線部７ｄとを有し、全体として滑らかに連続する複合曲線形状となっている。
【００１８】
この整流突起７を備えたクロスフローファン１においては、羽根車２をモータなどの駆動手段により回転させたとき、羽根車２の翼の回転により、羽根車２内でスタビライザ４付近に渦が発生し、それによって図２に示すような流れを構成する。
【００１９】
この流れの中でリアガイダ３の端部付近の流れに注目すると、図３に示したような流れ方をしている。これを、従来例に示したリアガイダ端部の厚み方向に角Ｒを施した形状における流れの状態と比較すると、端部付近での流れの渦領域Ｓ１，Ｓ２に大きな差異がある。図１３に示す従来例の方が渦領域部分が大きく、この渦領域部分が円滑な流れを阻害する因子となり、騒音の原因ともなるが、本参考例では、流線が整流突起７の曲線部に沿って回り込むような流れとなり、リアガイダ３からの剥離を最小限に押さえることができる。よって、低騒音で効率のよいクロスフローファン１の提供が可能となる。
【００２０】
リアガイダ３の実際の生産を考えた場合、例えば図４または図５に示すように金型の分割方式を採用すれば、リアガイダ３と整流突起７とを一体として容易に成型することができる。
【００２１】
図４はリアガイダ３の成形金型の第１の例であって、リアガイダ３の厚み方向中心線の延長上にパーティングライン１３を採った左右分割型１３ａ，１３ｂを用いた生産方法である。図５は、リアガイダのガイド面と直交する方向で整流突起７の中心部を通る線上にパーティングライン１３を採った上下分割型１３ｃ，１３ｄを用いた生産方法である。いずれの場合も、金型１３ａ〜１３ｄの分割面に整流突起用凹部１８を切削形成するだけで容易に整流突起７が成形できる。
【００２２】
なお、図４及び図５は整流突起の成形方法のあくまで例示であり、分割面や金型を抜く方向は成型可能であれば自由に設定でき、どのような方法によるかは一体で成型するものとの関係を考えて判断するのが望ましい。
【００２３】
図６はリアガイダの吸込み側端部の突起形状を示す断面図である。本参考例における整流突起７は、図１に示す参考例と同様にリアガイダ３のガイド面に対して、これと直交する方向で両側に突出された状態となっているが、その成形方法として、樹脂又は金属などの板状材料からなるリアガイダ３の吸込み側端部を円弧状に折り曲げて形成している。
【００２４】
この整流突起７は、板状材料から成型するため、流れの状態を考えて、材料の端部７ａはリアガイダ３より羽根車２方向とは逆の方向に位置する略Ｃ字形状にすることが望ましい。
【００２５】
図７は本発明の実施形態であるクロスフローファンのリアガイダ端部を示すもので、同図（ａ）はその金型の断面図、（ｂ）はリアガイダ端部の流線図である。その他の構成部分については図１〜図５に示す参考例のものと同様であるので省略する。
【００２６】
本例では、図１〜図６に示す参考例と異なり、リアガイダ３の吸込み側整流突起７は、フアン（羽根車２２）方向にのみ厚み方向に徐変する厚みを有し、羽根車側にのみ突出する断面形状が円弧状若しくは曲面上の曲線部７ｂとなっており、この曲線部７ｂと連続する端縁側７ｄも緩やかな曲線状とされ、背面側７ｅはリアガイダ３の背面に連続して直線状とされ、この背面７ｅと前記端縁側の曲線部７ｄとはほぼ直角に交差し、そのコーナー部７ｆは曲率の大きいＲ形状とされている。そして、リアガイダ３は、この整流突起７と、リアガイダ３に対して羽根車方向と逆の方向に配置された、例えば空気調和機のキャビネット等に相当する一体部１２とが一体成形されてなるものである。
【００２７】
このように、リアガイダ３の端部に、一体部１２のように、リアガイダ３に対してフアン方向と逆の方向に一体の成型部分を有する場合、リアガイダ３及び整流突起７とを成形するコア型９を図７（ａ）の矢印８側に抜き、整流突起７の背面に沿ってパーティングライン１３を有するスライドコア１１をコア型９の抜き方向と直交する方向１０に抜き取るようにすれば、容易に成形可能である。
【００２８】
また、整流突起７も羽根車２２側に突出した形状となっているため、図７（ｂ）に示すように、流体の流れも整流突起７の曲線部に沿った流線となり、図１３に示す従来例に比べてファン側の渦領域Ｓ１を最小限に押さえることができ、低騒音化と良好な風量特性が得られることになる。
【００２９】
図８（ａ）（ｂ）は図７の改良型整流突起を示すもので、整流突起７の端縁側の曲線部７ｄと背面側７ｅとが交差するコーナー部７ｆの曲率を大きくして、リアガイダ３の反対側渦領域Ｓ２をも小さくしたものである。
【００３０】
さらに、図８（ａ）に示すように、スライドコア１１を用いた成形方法として、パーティングライン１３をリアガイダ３の厚み方向の中心線の延長上であって整流突起７の端縁側曲線部７ｄの中間部に採ったものである。このようなパーティングライン１３であっても、図７に示すものと同様な効果を有する。
【００３１】
また、図７及び図８に示す一体部１２を有するリアガイダ３の成形も、既存の金型が従来例に示したような形状に形成可能に構成されていた場合においても、その金型を多少改良（例えば、整流突起７の成形部に凹部１８を形成）することによって、安価に騒音及び風量の改善を図ることが可能である。なお、金型の抜く方向は図に記載した方向のみに限らないことは言うまでもない。また、板状材科を使用した場合であっても、羽根車側にのみ突出する整流突起７の形状の作成が可能となる。
【００３２】
図９は整流突起７を図７に示すものとは逆方向にのみ形成したものである。図９（ａ）はその金型の縦断面図、（ｂ）は流線図である。本例においては、整流突起７のリアガイダのガイド面と反対側にのみ突出する円弧状もしくは曲面上の曲線部７ｃと、これに連続する端縁側の曲線部７ｄとを有し、ガイド面側７ｈが直線状になっており、端縁側の曲線部７ｄとガイド面側直線部７ｈとがほぼ直角に交差して曲率の大きいコーナー部７ｇとなっている。そして、図９（ａ）に示すように、分割型１３ｅ、１３ｆのパーティングライン１３がリアガイダのガイド面３ａの延長線上に採られている。
【００３３】
また、図１０（ａ）（ｂ）は図９の改良型の整流突起７を示すもので、ガイド面側の直線部７ｈと端縁側の曲線部７ｄとのコーナー部７ｇが曲率の小さいＲ形状とされている。そして、分割型１３ｇ、１３ｈのパーティングライン１３がリアガイダ３の厚み方向の中心線の延長線上に採られている。
【００３４】
図９及び図１０に示す例では、図１〜図６に示すものと異なり、整流突起７を、リアガイダ３のガイド面に対して羽根車２２とは逆方向にのみ突出した形状としたもので、このような形状においても、図１３に示す従来例に比べて、リアガイダ３端部の流線の渦領域を最小限に押さえることができ、低騒音化及び良好な風量特性が得られる。特に、図１０では図９に示す形状に比べて、整流突起７のコーナー部７ｇの曲率が小さくなっているので、流線の剥離が少なくなっている。
【００３５】
なお、この場合においても、金型を抜く方向は、図に記載した方向のみに限らないことは勿論である。また、その他の構成及び作用は図１〜図５に示すクロスフローファンと同様であるので、その説明を省略する。
【００３６】
図１１は本発明の別の形態を示すクロスフローファンの縦断面図である。本例では、リアガイダ３の吸込み側端部に、別部材にて構成された整流突起７を含む延長端部１５を取付冶具１６により取り付けたものである。
【００３７】
整流突起７を含む延長端部１５をリアガイダ３とは別部品に分割することには大きな意義がある。すなわち、クロスフローフアン１はその特徴からリアガイダ３の長さや端部の形状、リアガイダ３の有する曲面の形状など、設計上の多くのパラメータを持つために、元来一つのファンに対して十分な検討を行う必要がある。しかし、後に、一度決めた位置に対する検討が更に進み前の状態よりも更にフアン効率がよくかつ低騒音の端部形状を発見した場合、リアガイダ３の端部から延長した整流突起７を含む延長部分のみを変更すれば足りる構成であることは非常に都合がよく、後の投資を低減できるという点で有意義である。
【００３８】
なお、本例では、この整流突起７を含む延長端部１５を、冶具１６のような保持具とねじ等の保持手段でリアガイダ３の端部に固定しているが、これに限らず、延長端部１５を溶接、溶着等により土台となるリアガイダ３に接着する手法、または、空気調和機の熱交換器のように他の部品を有する機器においては、他の部品に取り付け固定するなど、種々の手法により整流突起７を含む延長端部１５をリアガイダ３の端部側に設置することができる。
【００３９】
また、本例における整流突起７は、図１に示すものと同様に、ガイド面に対し両側に突出する形状のものを例示したが、これに限らず、図７〜図１０に示すように、片側にのみ突出する形状のものを採用してもよいことは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、リアガイダの吸込み側端部に、リアガイダ部材の厚み方向に徐変する厚みを有し、かつ前記整流突起と反対側のリアガイダのガイド面又は背面が直線状になっており、前記整流突起に連続するリアガイダの端縁側と前記直線状のガイド面又は背面とが交差するコーナー部がＲ形状とされているので、リアガイダ端部流れにおける渦領域を最小限に押さえることにより、低騒音で効率のよいクロスフローフアンを提供できる。
また、整流突起をリアガイダとは別部材で構成した場合、低騒音化が可能で風量特性が良好となる形状を発見したとき等、事後の変更を必要とするときに、整流突起部のみを変更すれば足りる点で有効な手段となり得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例を示すクロスフローフアンの概略縦断面図
【図２】同じくその流体の流れの様子を示す図
【図３】同じくリアガイダ端部付近の縦断面における流体の流れの様子を示す図
【図４】同じくリアガイダの生産方法を示す金型の縦断面図
【図５】同じく別の生産方法における金型の縦断面図
【図６】別の参考例におけるリアガイド端部の縦断面図
【図７】本発明の実施形態におけるリアガイダ端部を示すもので、（ａ）は金型の縦断面図、（ｂ）はリアガイダ端部の流線図
【図８】（ａ）は同じく別の生産方法における金型の縦断面図、（ｂ）はリアガイダ端部の流線図
【図９】別の実施形態におけるリアガイダ端部を示すもので、（ａ）は金型の縦断面図、（ｂ）はリアガイダ端部の流線図
【図１０】（ａ）は同じく別の生産方法における金型の縦断面図、（ｂ）はリアガイダ端部の流線図
【図１１】本発明のさらに別の実施形態を示すクロスフローフアンの概略縦断面図
【図１２】従来の技術に関する概略縦断面図
【図１３】同じくクロスフローフアン流れの様子を示す図
【図１４】同じくリアガイダ端部付近の流れの様子を示す図
【図１５】同じく本発明の先行技術に関する流体送り装置の断面図
【符号の説明】
１ クロスフローフアン
２ クロスフロー型の羽根車
３ リアガイダ
４ スタビライザ
５ 吹き出し部
６ ケーシング
７ 整流突起
１３ パーティングライン
１５ 延長部
１６ 冶具
【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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