(57)【要約】【課題】空気調和機の室内ユニットにおいてベルマウスと遠心ファンのシュラウドとの隙間を一定に保ちつつ、この隙間における漏れ流れを抑制し、室内ユニットの高効率化を図る。【解決手段】シュラウド及びハブを有し、これらの間に翼が配置され、シュラウドの内周側にベルマウスが嵌め合わされるように構成されている遠心ファンにおいて、シュラウドのベルマウス側の端部には、この端部の外径より大きい外径を有するリブを付設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シュラウド及びハブを有し、これらの間に翼が配置され、前記シュラウドの内周側にベルマウスが嵌め合わされるように構成されている遠心ファンにおいて、
前記シュラウドの前記ベルマウス側の端部には、この端部の外径より大きい外径を有するリブが付設されている、遠心ファン。
【請求項２】
前記リブの前記ベルマウス側の表面には、補助翼が付設されている、請求項１記載の遠心ファン。
【請求項３】
前記補助翼の圧力面は、前記ベルマウス側に向かうように構成されている、請求項２記載の遠心ファン。
【請求項４】
前記リブの前記ベルマウス側の表面は、前記ベルマウスの端部よりも吐出し側に配置され、
前記補助翼の端部は、前記ベルマウスの端部よりも吸込側に配置されている、請求項２又は３に記載の遠心ファン。
【請求項５】
前記補助翼の圧力面は、凹面形状である、請求項２〜４のいずれか一項に記載の遠心ファン。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の遠心ファンと、
前記シュラウドの内周側に嵌め合わされたベルマウスと、
前記遠心ファンを駆動するモータと、
前記遠心ファンの外周側に配置された熱交換器と、
前記遠心ファン及び前記熱交換器を収納する筐体と、を備えた、空気調和機の室内ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心ファン及びこれを備えた空気調和機の室内ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気調和機において省エネルギー化への要求が高まっている。その有力な手段として室内ユニットの高効率化があげられる。このため、室内ユニットに設けられた遠心ファン効率向上も重要である。
【０００３】
空気調和装置の室内ユニットを対象とした本技術分野の背景技術としては、特許文献１には、シュラウド及びベルマウス間でシュラウド側に配設される複数の子羽根を有する遠心ファンを用いることにより、漏れ流れの抑制を図る技術が記載されている。また、特許文献２には、ファンガイド（ベルマウス）とシュラウドに空気案内部を設けることにより、漏れ流れの変動を抑制し、騒音増大及び性能低下の抑制を図る技術が記載されている。
【０００４】
一方で、特許文献３には、シュラウドの上流側端部に、ベルマウスとの間の隙間を通って羽根前縁側へ流入する漏れ流れを、羽根後縁寄りに変更させる偏向手段を備えた構成により、漏れ流れと主流流れとの干渉を防止して送風性能の向上を図る技術が記載されている。さらに、特許文献４には、シュラウドの回転方向に沿うラビリンスシール部を設けることにより、漏れ流れの抑制を図る技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９８２６８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９２６２号公報
【特許文献３】特開２００９−２２８４９９号公報
【特許文献４】特開２００１−１１５９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、空気調和機の室内ユニットにおいてベルマウスと遠心ファンのシュラウドとの隙間を一定に保ちつつ、この隙間における漏れ流れを抑制し、室内ユニットの高効率化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、シュラウド及びハブを有し、これらの間に翼が配置され、シュラウドの内周側にベルマウスが嵌め合わされるように構成されている遠心ファンにおいて、シュラウドのベルマウス側の端部には、この端部の外径より大きい外径を有するリブを付設する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、空気調和機の室内ユニットにおいてベルマウスと遠心ファンのシュラウドとの隙間を一定に保ちつつ、この隙間における漏れ流れを抑制し、室内ユニットの高効率化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の遠心ファン及び空気調和機の室内ユニットを示す断面図である。
【図２】実施例２の遠心ファンを示す斜視図である。
【図３】実施例２の遠心ファンにおける補助翼の作用を説明するための部分拡大図である。
【図４】実施例２の遠心ファン及び空気調和機の室内ユニットの作用を説明するための部分断面図である。
【図５】実施例３の空気調和機の室内ユニットを示す部分断面図である。
【図６】実施例４の遠心ファンにおける補助翼の形状を示す部分拡大斜視図である。
【図７】従来の遠心ファン及び空気調和機の室内ユニットを示す断面図である。
【図８】本発明の遠心ファンにおいて補助翼を有しないリブを示す下面図である。
【図９】図８のリブの変形例を示す下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図７は、従来の遠心ファン及びこれを備えた空気調和機の室内ユニットを示す断面図である。
【００１１】
本図において、空気調和機の室内ユニット１００は、天井に嵌め込まれた形態で使用される。室内ユニット１００は、主に、シュラウド３を有する遠心ファン１、ベルマウス２、モータ５、熱交換器６、ドレンパン８及びルーバー９を筐体７の内部に収納した構成となっている。また、室内ユニット１００の下面の室内空気の吸い込み口には、塵埃を除去するフィルタ１０を設けてある。
【００１２】
本図に示すように、通常、遠心ファン１の吸込側には、ベルマウス２が設けられている。遠心ファン１の吐出側と吸込側との圧力差により、ベルマウス２とシュラウド３との間には漏れ流れＸが生じるが、この漏れ流れＸの漏れ流量ＱＬの低減が遠心ファン１の高効率化に寄与することは、一般に公知である。
【００１３】
更に具体的には、遠心ファン１は、室内ユニット１００が必要とする主流Ａの流量Ｑに対し、この漏れ流れＸの漏れ流量ＱＬを含めた翼通過流量（Ｑ＋ＱＬ）に対して仕事をする。よって、遠心ファン１は、必要な流量Ｑに比べ、漏れ流量ＱＬに対応する過大な仕事をしていることになる。
【００１４】
ベルマウス２とシュラウド３との隙間を狭くすれば漏れ流量ＱＬを低減できることは、公知である。しかし、典型的な空気調和機の室内ユニットの遠心ファン１及びベルマウス２は、樹脂で形成することが一般的であるため、樹脂の寸法精度の制約により、隙間を極端に狭くすることには限界がある。
【００１５】
本発明は、隙間を狭くする観点とは異なる手法により漏れ流量ＱＬの低減を図るものである。
【００１６】
以下、実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、実施例１に係る遠心ファン及びこれを有する空気調和機の室内ユニットの代表的な形態を示す断面図である。
【００１８】
空気調和機は、室内ユニット１００と、圧縮機を有する室外ユニット（図示せず）と、を含む構成である。これらは冷媒配管によって繋がれ、圧縮機の作用により冷媒を循環させ、熱を運ぶことにより、冷房及び暖房の運転を行う。
【００１９】
室内ユニット１００は、主に、遠心ファン１、ベルマウス２、モータ５、熱交換器６、ドレンパン８及びルーバー９を筐体７の内部に収納した構成となっている。また、室内ユニット１００の下面の室内空気の吸い込み口には、塵埃を除去するフィルタ１０を設けてある。
【００２０】
遠心ファン１は、翼１１、ハブ１８及びシュラウド３で構成されている。翼１１及びハブ１８を取り除いたシュラウド３単体を上面から見た場合、円環状となっている。この円環（シュラウド３単体）の内周側にベルマウス２が嵌め合わされるように構成されている。
【００２１】
シュラウド３のベルマウス２側の端部の外側には、環状のリブ１２が付設されている。このリブ１２の外周部の半径は、ベルマウス２の半径より大きくなっている。言い換えると、リブ１２は、シュラウド３のベルマウス２側の端部に、この端部の外径より大きい外径を有する形で付設されている。リブ１２の下面（ベルマウス側の表面）には、その下面に対して垂直に複数の補助翼４が立設されている。この補助翼４は、その翼面がリブ１２の半径方向に対して平行となるように配置されている。すなわち、リブ１２の下面に垂直に立設された平板状の補助翼４が遠心ファン１の回転軸を中心として放射状に配置されている。
【００２２】
主流Ａは、フィルタ１０及びベルマウス２の内側を通過し、遠心ファン１の翼１１により昇圧され、熱交換器６に流入し、室内に吐き出される。この際、ルーバー９により主流Ａの向きが調整される。
【００２３】
リブ１２及び補助翼４は、シュラウド３とともに回転する。そのため、補助翼４の回転に伴う渦Ｌ１が生じる。遠心ファン１の吐出し側と吸込側との間には圧力差があるため、渦Ｌ３が生じる。渦Ｌ１と渦Ｌ３との間には、この両者の渦の回転の方向に応じた渦Ｌ２が形成される。渦Ｌ３は、従来例の図７に示す遠心ファン１の吐出し側と吸込側の圧力差により生じる漏れ流れＸが変化したものであるといえる。その結果、渦Ｌ１、渦Ｌ２及び渦Ｌ３がシュラウド３とベルマウス２との間の空間に形成されることから、漏れ流れＹ１は、従来例である図７の漏れ流れＸに比べて抑制される。これにより、漏れ流れＹ１の流量ＱＬ１は、従来例である図７の漏れ流れＸの流量ＱＬに比べて低減され、遠心ファン１の効率は向上する。
【実施例２】
【００２４】
実施例２については、図２〜４を用いて説明する。
【００２５】
図２は、実施例２の遠心ファンを示す斜視図である。
【００２６】
本図において、遠心ファン１は、翼１１、ハブ１８及びシュラウド３を主な構成要素としている。シュラウド３のベルマウス側の端部には、環状のリブ１２が付設されている。このリブ１２の外周部の半径は、シュラウド３の内側に嵌め合わされるベルマウスの半径より大きくなっている。シュラウド３のベルマウス側の端部には、リブ１２がベルマウスの反対方向に向かって回転半径方向に突出する形で付設されている。リブ１２の下面（ベルマウス側の表面）には、補助翼４が立設されている。
【００２７】
補助翼４は、遠心ファン１の回転方向に対して反対方向に傾斜している。言い換えると、遠心ファン１が回転する際の補助翼４の圧力面は、ベルマウス側に向かうように構成されている。また、補助翼４は、下に凹の曲率を有している。
【００２８】
図３は、実施例２の遠心ファンにおける補助翼の作用を説明するための部分拡大図である。
【００２９】
本図に示すように、傾斜を有する補助翼４は、回転に伴い、下側すなわちベルマウス側に翼力Ｆを生じさせる。
【００３０】
図４は、実施例２の遠心ファン及び空気調和機の室内ユニットの作用を説明するための部分断面図である。
【００３１】
図３で示す翼力Ｆの作用により、図４において渦Ｌ１及び渦Ｌ２は、符号Ｓの方向にベルマウス３側に押し付けられる。その結果、漏れ流れＹ２は、実施例１の図１の漏れ流れＹ１に比べて抑制される。これにより、漏れ流れＹ２の流量ＱＬ２は、実施例１の図１の漏れ流れＹ１の流量ＱＬ１に比べて低減され、遠心ファン１の効率が向上する。
【実施例３】
【００３２】
図５は、実施例３に係る空気調和機の室内ユニットを示す部分断面図である。
【００３３】
本図に示すように、リブ１２の下面１３は、ベルマウス２の端部１４よりも吐出し側に配置されている。言い換えると、リブ１２のベルマウス２側の表面（下面１３）を含む平面と、ベルマウス２の端部１４を含む平面との間には、距離（隙間）が設けられている。また、補助翼４の端部１５は、ベルマウス２の端部１４よりも吸込側に配置されている。言い換えると、補助翼４の端部１５は、リブ１２のベルマウス２側の表面（下面１３）よりもベルマウス２の外側面に接近している。
【００３４】
これにより、リブ１２の下面１３とベルマウス２の端部１４との間に空間が確保されるため、補助翼４の作用による流れＺが生じる。その結果、漏れ流れＹ３は、実施例１の図１の漏れ流れＹ１に比べて抑制される。これにより、漏れ流れＹ３の流量ＱＬ３は、実施例１の図１の漏れ流れＹ１の流量ＱＬ１に比べて低減され、遠心ファンの高効率化に寄与する。
【実施例４】
【００３５】
図６は、実施例４の遠心ファンのリブにおける補助翼の形状を示す部分拡大図である。
【００３６】
本図において、符号１７は補助翼４の圧力面であり、符号１６は補助翼４の負圧面である。圧力面１７は、凹面形状としてある。一方、負圧面１６は、凸面形状としてある。
【００３７】
補助翼４は、遠心ファン１の吐出し側と吸込側との圧力差を打ち消す作用をもつものである。しかし、補助翼４の外径は、室内ユニットの構造上、遠心ファン１の外径に比べて小さくなる。そのため、この外径の差を翼の形状で補う必要がある。圧力面１７を凹面形状とすることにより、流れＢのように流れの方向を変更することができ、補助翼４により発生できる圧力を増加させることができる。その結果、漏れ流れは、実施例１の図１の漏れ流れＹ１に比べて抑制される。
【００３８】
これにより、漏れ流れの流量は、実施例１の図１の漏れ流れＹ１の流量ＱＬ１に比べて低減され、遠心ファン１の効率を向上することができる。
【実施例５】
【００３９】
図８は、遠心ファンのリブに補助翼を設けない場合を示す下面図である。
【００４０】
本図においては、上述の実施例１〜４とは異なり、円環状のリブ１２の回転に伴うせん断流だけで遠心方向の補助的な気流を発生させる。これにより、ベルマウスの外側に図１に示すような渦Ｌ１を発生させることができる。
【００４１】
図９は、図８のリブの変形例を示す下面図である。
【００４２】
図９においては、リブ１２の形状を単なる円環状ではなく、複数の凸部９２を設けている。リブ１２の厚さを大きくすることにより、リブ１２の回転の際に、凸部９２の回転方向に面する側面（リブ１２の半径方向に平行）が圧力面となるため、図８のリブに比べ、図１に示すような渦Ｌ１の流量を多くすることができる。
【００４３】
なお、凸部９２は、リブ１２の平面部に直交する方向にねじれた形状であってもよい。このような形状の場合、凸部９２が実施例１〜４の補助翼と同様の圧力面としての作用を有することになる。よって、立体的にねじれた形状を有する凸部９２は、本明細書においては補助翼に含まれるものとする。
【００４４】
また、凸部９２の形状は、図９に示すような四角形状だけでなく、三角形状でも円弧形状（楕円弧形状を含む。）であってもよい。
【００４５】
以上の実施例においては、室内ユニットは、天井に嵌め込まれた形態で使用されることを前提として説明したが、室内ユニットは、天井以外の壁面に嵌め込んだ状態で使用しても本発明の作用効果は得られる。
【符号の説明】
【００４６】
１：遠心ファン、２：ベルマウス、３：シュラウド、４：補助翼、５：モータ、６：熱交換器、７：筐体、８：ドレンパン、９：ルーバー、１０：フィルタ、１１：翼、１２：リブ、１３：リブ１２の下面、１４：ベルマウス２の端部、１５：補助翼４の端部、１６：負圧面、１７：圧力面、１８：ハブ、９２：凸部、１００：室内ユニット、Ｘ：従来例における漏れ流れ、Ｙ１：実施例１における漏れ流れ、Ｙ２：実施例２における漏れ流れ、Ｙ３：実施例３における漏れ流れ、Ｚ：流れ、Ｌ１：渦、Ｌ２：渦、Ｌ３：渦、Ｑ：主流Ａの流量、ＱＬ：従来例における漏れ流量、ＱＬ１：実施例１における漏れ流量、ＱＬ２：実施例２における漏れ流量、ＱＬ３：実施例３における漏れ流量、Ａ：主流、Ｓ：方向、Ｂ：補助翼間の流れ。
【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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