(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根車と、この羽根車の翼外周を囲い、該羽根車からの風を吹出す円筒状のノズルと、このノズルの吹出側側壁面に設けられた複数の小孔からなり、前記ノズルの吹出側先端へ進むにつれて前記ノズルの外周側へ逃がす風が多くなるように、前記小孔の開口率を前記風の流れの上流側に比べて下流側を大きくし、前記羽根車が回転することにより前記ノズルの内面側から大気と接したノズルの外面側へ前記風を吹出すことで前記吹出側圧力を緩和する圧力変動緩衝部と、を備えたことを特徴とする送風装置。
【請求項２】
前記ノズルが、その吹出側開口部先端側へ進むにつれて該開口面積が大きくなるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項３】
前記圧力変動緩衝部の風路開口部が、前記ノズルの吹出側先端の開口と連通するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項４】
前記羽根車が、前記圧力変動緩衝部の位置とラップするように前記ノズル内に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項５】
風導板が、前記ノズルの外周側に設けられ、前記圧力変動緩衝部が前記ノズルの外周側へ逃がす風を前記ノズルの吹出側へ導くことを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
【請求項６】
前記送風装置が、空気調和機の室外機に用いられたことを特徴とする請求項１乃至５に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、送風装置及びそれを用いた空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の送風装置としては、特開平０６−１３７６０８号公報に示されたものがあり、この構成を図11に示す。この図において、１は羽根車、２はこの羽根車１を同軸的に囲むリング形状のノズル、２ａはこのノズルの吹出側開口部、１７はノズル２を支持する吸込風路板、１８はノズル２に接続され、羽根車からの風を導く円筒形状の吹出風路板、１８ａはこの吹出風路板に設けられ、風をノズル２の外方へ導く湾曲部、１８ｂはこの湾曲部から外方へ延出した湾曲形状の延出部、８はこの湾曲部に取り付けられ、羽根車を覆うファンガードである。
なお、16は風の流れを示す。
【０００３】
次に、この動作について説明する。
まず、羽根車１から吐出された風16は、ノズルの吹出側開口部２ａより径方向（外方方向）へ広がり、円筒形状の吹出風路板１８を経て湾曲部１８ａを通過するとき、この湾曲部１８ａで更に拡散され、この拡散によって風速が低下した空気はファンガード８を介して吐出される。
【０００４】
従って、このような構成では、ファンガード８を通過する風速が低下するので、風切音はある程度低減するものの、湾曲部１８ａで拡散される際、この拡散による風の圧力変動に起因して発生する音を余り低下させることができなかったり、或いは、その圧力変動による気流の乱れによってファンガード８での騒音低下の効果が薄れるものであった。
【０００５】
また、吐出流１６を湾曲部１８ａで径方向（外方）へ広げるため、この広げがった吐出流１６は吸込口の吸引力によってそのまま再び吸込口から吸い込まれ、所謂ショートサーキット現象を引き起すこととなるので、このような構造の送風装置を空気調和機の室外機（図示せず）等に利用すると、前述のショートサーキット現象に起因して発生する温度上昇や、熱交換器の能力低下等の諸問題を引き起すこととなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来の送風装置及び及びそれを用いた空気調和機では、湾曲部４ａでの風圧変動に起因して騒音が発生するという問題があった。
【０００７】
また、ショートサーキットに起因して発生する温度上昇や、熱交換器の能力低下等の諸問題を引き起するという問題があった。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、ノズル吹出口の音を下げた送風装置及びそれを用いた空気調和機を得ることを目的とする。
【０００９】
また、ショートサーキットが起り難い送風装置及びそれを用いた空気調和機を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明においては、羽根車と、この羽根車の翼外周を囲い、該羽根車からの風を吹出す円筒状のノズルと、このノズルの吹出側側壁面に設けられた複数の小孔からなり、前記ノズルの吹出側先端へ進むにつれて前記ノズルの外周側へ逃がす風が多くなるように、前記小孔の開口率を前記風の流れの上流側に比べて下流側を大きくし、前記羽根車が回転することにより前記ノズルの内面側から大気と接したノズルの外面側へ前記風を吹出すことで前記吹出側圧力を緩和する圧力変動緩衝部と、を備えたものである。
【００１１】
また、前記ノズルが、その吹出側開口部先端側へ進むにつれて該開口面積が大きくなるように構成されたものである。
【００１３】
また、前記圧力変動緩衝部の風路開口部が、前記ノズルの吹出側先端の開口と連通するように構成されたものである。
【００１４】
また、前記羽根車が、前記圧力変動緩衝部の位置とラップするように前記ノズル内に設けられたものである。
【００１５】
また、風導板が、前記ノズルの外周側に設けられ、前記圧力変動緩衝部が前記ノズルの外周側へ逃がす風を前記ノズルの吹出側へ導くものである。
【００１６】
また、前記送風装置が、空気調和機の室外機に用いられたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１を図１、２を用いて説明する。
なお、この図１は送風装置の吐出口付近を吐出側から見た斜視図であり、図２は送風装置の羽根車周辺の断面図である。
また、これらの図において、１は羽根車、１ａはこの羽根車１の翼後縁部、１ｂは羽根車１の翼外周部、１ｃは羽根車の翼前縁ぶ、１ｄは翼外周部１ｂの先端部、２は羽根車の翼外周部１ｂを囲うように設けられ、羽根車１の風を導く円筒状のノズル、２ａはこの円筒状のノズル２の吹出側開口部、２ｂはこの円筒状のノズル２の吸込側開口部、３はノズル吹出側側壁面に設けられ、羽根車からの風を逃がしながら吹出側圧力を緩和する圧力変動緩衝部、４はノズル２の吸込側開口端部と接続され、羽根車１の風の吸込側と吹出側を仕切る仕切板、５は羽根車を駆動するモータである。
【００１８】
次に、このように構成された動作について説明する。
まず、電源が入れられ、モータ５によって羽根車１が駆動され、羽根車１が回転すると、羽根車１の昇圧作用によりノズル２の吸込側開口部から吹出側開口部に向かって風が流れる。この時、羽根車１からの吹出流れは羽根車の回転により旋回成分を含む流れとなっているので、旋回しながら、ノズル２内を流れ、大気状態のノズル吐出側（吹出側）開口部２ａへ流れる。
【００１９】
なお、この時、羽根車１の仕事量を半径方向の位置（距離）で比較すると、羽根車中心から遠ざかるほどモーメントの関係から遠心作用が大きくなり、仕事量も大きくなるため、ノズル２の中心側よりも外方側の方が、流速も速く、圧力も高くなっており、しかも、ノズル面を境に、その外側面は羽根車１の送風能力の影響をほとんど受けない大気状態であるから、ノズル２の内側面と外側面とでは、圧力が相当に相違することになる。
【００２０】
次に、このノズル吹出側開口部のノズル境界面の気流について図３を用いて詳しく説明する。
なお、この図３は図２の破線領域Ａを拡大した図であり、この図において、６は羽根車１から吐出された風の流れであり、６ａはこの風の流れ６が圧力変動緩衝部３を通ってノズルの外側へ流れる風の漏れ流であり、この図に示すように、羽根車の中心から遠く離れたノズル２の内面側は、大気と接したノズル２の外面側（外周側）より圧力が高いため、羽根車から吹出された風６はノズル２の吹出側側面に設けられた圧力変動緩衝部３としての多数の小孔からノズル２の外周側へ吹出されると共に、吹出側開口部２ａからも吹出されるように構成されている。
【００２１】
その結果、ノズル吹出側開口部２ａの近傍において、その周囲の気体と羽根車１からの風が混合する際に、圧力変動緩衝部３から吹出された前述の漏れ分６ａが減少しているので、その分、流速が遅くなり、圧力も小さくなるので、騒音も小さくなる。
しかも、この時、圧力変動緩衝部３から吹出された漏れ流れ６ａも小孔によって減圧され、圧力を小さくし、内外圧力差が小さくなった状態で外周へ吹出されるため、ノズル外周側の音も小さくなる。
【００２２】
言い換えれば、羽根車からの風をノズル吹出側開口部２ａから吹出すと共に、ノズル側壁面の圧力変動緩衝部３からも吹出すので、ノズル吹出側開口部２ａの流速（風速）及び風圧が緩和されると共に、ノズル吹出側側壁面の流速及び風圧が、大気状態よりも高く、かつ、前述のノズル吹出側開口部２ａの流速及び風圧よりも低い状態に維持されるため、ノズルから吹出される風の流速及び風圧分布が急激に変化することなく、なだらかに変化するようになるので、風速、風圧に起因して発生する騒音を抑えられるようになる。
【００２３】
また、このように、羽根車１からの風をノズル吹出側開口部２ａとノズル側壁面に設けられた圧力変動緩衝部３としての小孔とから吹出すようにする時は、その吹出比率をほぼ９対１以下になるように構成すると、送風量を余り低下させることなく、ショートサーキットを防止しながら騒音を下げることできる。
【００２４】
以上説明したように、ノズル吹出側開口部２ａの側面に複数の小孔からなる圧力変動緩衝部３を設け、羽根車１からの風をノズルの吹出側開口部２ａとノズル側面開口部２ｂから吹出すようにしたので、ノズル内側とノズル外側の圧力差及び風速差が小さくなるため、送風量を余り低下させることなく、騒音を下げることできる。
【００２５】
実施の形態２．
この実施の形態２は実施の形態１で説明した送風装置のノズル２の形状に関するものである。
この実施の形態２においては、図４に示すように、ノズル２の吹出側側流路断面積を吹出側側に行くに従って広がるようにしたものである。
なお、こうような形状とすると、更に、ノズル吹出側開口部２ａにおける羽根車１からの風の流速が遅くなり、圧力も小さくなるため、羽根車１からの風と周囲気体が混合する際に、更に騒音が小さくなる。
【００２６】
実施の形態３．
この実施の形態３は実施の形態１から２までに説明したノズル２の圧力変動緩衝部の構造に関するものであり、この構造について図５を用いて説明する。
この図に示すように、複数の小孔からなる圧力変動緩衝部３は、その小孔の開口率を風６の流れの下流側に位置するものを大きく、上流側に位置するものを小さくするようにしたものである。
即ち、小孔が同一面積時は、下流側の小孔の数を多くし、上流側の小孔の数を少なくしたものである。
【００２７】
なお、このような構造にすると、圧力変動緩衝部３を介してノズル２の外周へ吹出される漏れ流れ６ａが多くなり、その結果、ノズル吹出側開口部２ａから吹出される風の流速が、更に遅くなり、圧力も小さくなるため、更に吹出側開口部２ａでの騒音が小さくなると共に、図６に示すように、圧力変動緩衝部３を通過する風６の流速も圧力も下流側、即ちノズル吹出側開口部２ａへ行くほど大きくなり、ノズル吹出側開口部２ａにおけるノズル内面側（内周側）と外面側（外周側）との圧力差を小さくでき、  しかも、ノズル外周側の流速、圧力も上流側へ向かうに従って徐々に小さくなるようにしているため、ノズル外周側の音も小さくできる。
【００２８】
なお、以上の説明では圧力変動緩衝部３の形状を略円形の複数の小孔としたが、多角形の形状でも同様の効果が得られる。
【００２９】
また、図８に示すように、圧力変動緩衝部３をノズル吹出側開口部２ａに近づくにつれて開口面積が広がった孔形状にしても良い。
しかも、この時、この孔をノズル吹出側先端の開口部２ａと連通するようにすると、前述した効果が得られるだけでなく、特に、ノズル２を作るとき、ノズル吹出側開口部２ａと圧力変動緩衝部３としての孔が繋がっているので、吹出側開口部の金型と圧力変動緩衝部の金型とを一体化してもノズルを製作できるようになるため、少ない金型数で、簡単に製作できる経済的な送風装置が得られる。
【００３０】
実施の形態４．
この実施の形態４は、図７に示すように、実施の形態１から３までに説明した羽根車１の先端部をノズル２の上流側の圧力変動緩衝部３まで挿入する構造にしたものである。
即ち、圧力変動緩衝部３としての上流側の小孔の位置まで、羽根車の翼外周部１ｂの先端部を挿入したものである。
【００３１】
なお、このように、翼の通過による気流の速度変動、圧力変動がともに大きい翼外周部１ｂと上流側の圧力変動緩衝部３とをラップさせると、更に、圧力変動緩衝部３を介してノズル２の外周へ吹出される漏れ流れ６ａを多くして、ノズル吹出側開口部２ａから吹出される風の流速及び圧力を小さくできるため、更に騒音を小さくできる。
しかも、特に、実施の形態３で説明した構成と組み合わせると、ノズル２外周側の風圧がバランス良くノズル吹出側開口部２ａからノズル吸込側に向かって徐々に小さくなり、風圧分布が良くなるので、ノズル外周側の騒音も低下させることができる。
【００３２】
実施の形態５．
この実施の形態５においては、実施の形態１から実施の形態４の送風装置を、図９に示すように、空気調和機に適用したものである。
なお、図９は、この空気調和機の室外機の水平断面図であり、この図において、７は室外機本体の吸込口に対向して配置され、冷媒と外気とを熱交換する熱交換器、８は室外機の本体に取り付けられ、回転物である羽根車１に指などが接触したり、異物等が侵入しないように保護するファンガード、９はモータ５を支持するモータ支持体、10は室外機の本体に設けられ、冷媒を圧縮する圧縮機、11はこの圧縮機１０を収納する収納室、13は室外機の本体に取り付けられ、室外機の吸込口であり、14は室外機の本体内に接続されたノズル２の外側面に対向して配置され、圧力変動緩衝部３からの風をノズル２の吹出側方向へ導く風導板、１５は風の流れを示す。
なお、その他の符号は実施の形態１で説明したので、説明を割愛する。
また、図10は図９の破線領域Ｃの拡大図である。
【００３３】
次に、この動作について説明する。
まず、羽根車１がモータ５よって駆動されると、室外機周囲の気体が室外機の吸込口１３から吸われ、熱交換器７で冷媒から熱を奪い、この熱を奪った気体はノズル吸込側開口部２ｂからノズル２内を通ってノズル吹出側開口部２ａを介して吹出されると共に、ノズルの吹出側側壁面に設けられた圧力変動緩衝部３からもノズル外周側へ吹出されるので、その互いの気体はノズル先端側で混合され、ファンガード８を介して室外機周囲へ吹出される。
【００３４】
なお、この時、前述した通り、羽根車からの風はノズル吹出側開口部２ａを介して吹出されると共に、ノズルの吹出側側壁面の圧力変動緩衝部３からも吹出されるため、ノズル吹出側開口部２ａの流速（風速）及び風圧が緩和されると共に、ノズルの吹出側側壁面の流速及び風圧も大気状態よりも高く、かつ、前述のノズル吹出側開口部２ａの流速及び風圧よりも低い状態に維持されるようになるので、ノズル吹出側の風速及び風圧分布が急激に変化することなく、なだらかに変化するように保たれるため、風速、風圧に起因して発生する騒音を抑えられるようになる。
従って、特に、停止時に大気状態で、運転時にそれよりも高くなるノズル吹出側側壁面近傍の風速、風圧に起因して発生する騒音を抑えられるようになる。
【００３５】
しかも、この時、前述したように、ノズル吹出側の風速及び風圧分布が急激に変化することなく、なだらかに変化するように保たれているために、その後ファンガード８を通過しても、乱れの少ない風がファンガードを通過するようになるので、ファンガード８で発生する騒音も小さくなり、音の静かな空気調和機が得ることとなる。
【００３６】
また、この時、風導板１４が圧力変動緩衝部３からの風をノズル吹出方向へ導くので、図１０に示すように、圧力変動緩衝部３からの風は室外機本体の吸込口に流れないようになるため、ショートサーキットを防止するようになる。
しかも、前述したように、ノズル吹出側のノズル内・外側の圧力差及び風速差が小さくなるため、ノズル内・外側の風速及び風圧分布が急激に変化することなく、風圧が小さい状態で広がるように吹出されるので、吹出側に壁等があっても、圧力変動緩衝部３からの風は壁に沿って流れるようになり、吸込口13へ向かって余り流れなくなるため、ショートサーキット等による温度上昇や、能力低下を防止した信頼性の高い空気調和機を得ることができる。
【００３７】
なお、この風導板１４を実施の形態１から４の送風装置に用いてもほぼ同様の効果が得られる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明においては、羽根車と、この羽根車の翼外周を囲い、該羽根車からの風を吹出す円筒状のノズルと、このノズルの吹出側側壁面に設けられた複数の小孔からなり、前記ノズルの吹出側先端へ進むにつれて前記ノズルの外周側へ逃がす風が多くなるように、前記小孔の開口率を前記風の流れの上流側に比べて下流側を大きくし、前記羽根車が回転することにより前記ノズルの内面側から大気と接したノズルの外面側へ前記風を吹出すことで前記吹出側圧力を緩和する圧力変動緩衝部と、を備えたので、ノズル吹出側の内・外側圧力差及び風速差が小さくなるため、送風量を余り低下させることなく、騒音を下げることができる。
【００３９】
また、前記ノズルが、その吹出側開口部先端側へ進むにつれて該開口面積が大きくなるように構成されたので、更に、ノズル吹出側の内・外側圧力差及び風速差が小さくなるため、送風量を余り低下させることなく、騒音を下げることできる。
【００４１】
また、前記圧力変動緩衝部の風路開口部が、前記ノズルの吹出側先端の開口と連通するように構成されたので、吹出側開口部の金型と圧力変動緩衝部の金型とを一体化してもノズルを製作できるようになるため、少ない金型数で、簡単に製作できる経済的な送風装置が得られる。
【００４２】
また、前記羽根車が、前記圧力変動緩衝部の位置とラップするように前記ノズル内に設けられたので、特に、ノズル２外周側の風圧がバランス良くなるため、ノズル外周側の騒音を低下させた送風装置が得られる。
【００４３】
また、風導板が、前記ノズルの外周側に設けられ、前記圧力変動緩衝部が前記ノズルの外周側へ逃がす風を前記ノズルの吹出側へ導くので、ショートサーキットを防止した送風装置が得られる。
【００４４】
また、前記送風装置が、空気調和機の室外機に用いられたので、ノズル吹出側のノズル内・外側の圧力差及び風速差が小さくなり、ショートサーキットを防止するようになるため、音が静で、ショートサーキットによる温度上昇や、能力低下を防止した信頼性の高い空気調和機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１における送風装置の斜視図である。
【図２】  本発明の実施の形態１における送風装置の断面図である。
【図３】  この図は図２の部分拡大図である。
【図４】  本発明の実施の形態２における送風装置の吹出側の断面図である。
【図５】  本発明の実施の形態３における送風装置のの断面図である。
【図６】  本発明の実施の形態３における送風装置の吹出ノズルの断面図である。
【図７】  本発明の実施の形態４における送風装置の吹出側の断面図である。
【図８】  本発明の実施の形態３におけるノズル吹出側の断面図である。
【図９】  本発明の実施の形態５における空気調和機の水平断面図である。
【図１０】  この図は図９の部分拡大図である。
【図１１】  従来の送風装置を用いた空気調和機の断面図である。
【符号の説明】
１  羽根車、  １ａ  翼後縁部、  １ｂ  翼外周部、  １ｃ  翼前縁部、  １ｄ  翼外周の先端部、  ２  ノズル、  ２ａ  ノズル吹出側開口部、  ２ｂ  ノズル吸込側開口部、  ３  圧力変動緩衝部、  ３ａ  通気孔、  ４  仕切板、  ５  モータ、  ６  風の流れ、  ６ａ  漏れ流れ、  ７  熱交換器、  ８  ファンガード、  ９  モータサポート、  10  圧縮機、  11  回路室、    13    吸込口、  14    風導板、  15  風の流れ。
【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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【図１０】
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【図１１】
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