(57)【要約】【課題】送風性能の低下を招来することなく、騒音の低減を可能とした送風機、及びこれを用いた空気調和機を提供する。【解決手段】シュラウドの上流側縁部に、ベルマウス８との間の隙間１１を通って羽根前縁４ａ側へ流入する漏れ流れＡ１を羽根後縁４ｂ寄りに偏向させる偏向手段１０を備える。係る構成によれば、漏れ流れＡ１は偏向手段１０により羽根後縁４ｂ寄りに偏向され、羽根４部分における流れ領域が、羽根後縁４ｂ側で且つシュラウド３に近い局所的な領域とされ、その結果、翼間での漏れ流れＡ１と主流流れＡ２との干渉が可及的に防止され、空気流の乱れも少なくなることから、送風音が効果的に低減され、送風機の静音運転が実現される。また、漏れ流れＡ１は消滅されるのではなく、その流れ領域が、羽根４の後縁４ｂ側で且つシュラウド３に近い領域へ偏移されるものであることから、該漏れ流れＡ１が有する主流流れＡ２の流れを促進して送風性能を高めるという効果は維持される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された主板とシュラウドの間に複数枚の羽根を配置してなる羽根車と、該羽根車の上記シュラウドの上流側に該シュラウドとの間に環状の隙間をもってベルマウスを配置してなる送風機であって、
上記シュラウドの上流側縁部に、上記隙間を通って上記羽根の前縁側へ流入する漏れ流れを該羽根の後縁寄りに偏向させる偏向手段を備えたことを特徴とする送風機。
【請求項２】
請求項１において、
上記偏向手段が、上記シュラウドの上流側縁部に上記羽根車の軸方向へ向けて延設した壁体で構成されていることを特徴とする送風機。
【請求項３】
請求項３において、
上記壁体の上記シュラウドの周方向における形成位置が、上記羽根車の軸心位置と、上記シュラウドと上記羽根との接合部における該羽根の前縁寄り端部を結ぶ直線から回転方向後方側へ角度０°〜１０°の範囲に設定されていることを特徴とする送風機。
【請求項４】
請求項２において、
上記羽根車の軸方向における高さ寸法が、上記シュラウドの軸方向における高さ寸法の０．３〜０．７倍に設定されていることを特徴とする送風機。
【請求項５】
請求項２、３又は４において、
上記壁体の上記羽根車の径方向視における形状が、矩形、山形又は弧状形であることを特徴とする送風機。
【請求項６】
ケーシング内の通風路に、送風機と熱交換器を配置して構成される空気調和機であって、上記送風機として請求項１，２，３，４又は５に記載の送風機が用いられていることを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、遠心式又は斜流式送風機、さらに詳しくは該送風機に備えられた羽根車の構造、及びこの送風機を備えて構成される空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１０に示すように、遠心式送風機においては、羽根車１のシュラウド３で形成される空気入口５にベルマウス８側から流入した空気は、主流流れＡ２として、該羽根車１の翼間を通ってその外周側の空気出口６から径方向外方へ向けて吹出される。この場合、上記主流流れＡ２の一部は、シュラウド３の内外の圧力差を駆動力として、該シュラウド３とベルマウス８の間の隙間１１から再び翼間に流入し、漏れ流れＡ１を生じる。
【０００３】
この場合、上記隙間１１が上記羽根車１の軸方向に向けて延出し、且つ絞り作用によって空気流速を高める機能を有することから、上記隙間１１を通って翼間側へ吹出される漏れ流れＡ１は、大きな軸方向速度成分をもち、上記シュラウド３の内面に沿わずに翼幅方向へ吹出されることになる。しかも、この漏れ流れＡ１は、上記羽根車１が回転していることから、該羽根車１の軸方向に直交する方向から見て（即ち、羽根車１の内周側から外周側に見て）、回転方向後方側へ傾斜する流入角をもって流入することになる。
【０００４】
従って、図１１に示すように、上記漏れ流れＡ１は、羽根４の前縁４ａ該から翼間側へ流入した後、上記羽根４翼弦方向の中央部を斜めに横切るように湾曲線状に後縁４ｂ側へ流れ、この結果、上記漏れ流れＡ１が、翼間を翼弦長方向に向けて流れる主流流れＡ２と干渉し、該主流流れＡ２の翼面からの剥離を誘発して空気流の乱れを発生させ、延いては送風音を上昇させる原因にもなっていた。
【０００５】
このような漏れ流れに対する取り組みとして、種々の提案がなされている（例えば、特許文献１〜３  参照）。
【０００６】
特許文献１には、シュラウド内周面にラビリンス溝を設け、該ラビリンス溝をベルマウス外周面に近接対向させることで、漏れ流れを抑制する技術が示されている。
【０００７】
特許文献２には、ベルマウスのファンジュラウドに対向する面に、これら両者間の隙間からの漏れ流れを制御する小翼を設け、該小翼によって漏れ流れを整流することで翼前縁での流れの剥離を抑えて騒音を低下させる技術が示されている。
【０００８】
特許文献３には、ベルマウスの環状部から起立した環状リブを設け、該環状リブにより漏れ流れを遮断することで、漏れ流れに起因する騒音を抑制する技術が提案されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１１５９９１号公報
【特許文献２】特開平８−４６８４号公報
【特許文献３】特開２００５−２４１２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、漏れ流れには、上述のような問題を発生させるというデメリットがある反面、ベルマウスから羽根車の翼間に流入する主流流れＡ２の流れを促進して送風性能を高めるというメリットもある。従って、従来のように、単に漏れ流れを遮断する手法では、騒音の低減は図れるものの、送風性能の低下を招来することになり、送風機全体としての性能から考えて好ましいものとは言えない。
【００１１】
そこで本願発明は、送風性能の低下を招来することなく、漏れ流れの乱れを効果的に抑制して騒音を低減させ得るようにした送風機、及びこれを用いた空気調和機を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【００１３】
本願の第１の発明では、対向配置された主板とシュラウドの間に複数枚の羽根を配置してなる羽根車と、該羽根車の上記シュラウドの上流側に該シュラウドとの間に環状の隙間をもってベルマウスを配置してなる送風機において、上記シュラウドの上流側縁部に、上記隙間を通って上記羽根の前縁側へ流入する漏れ流れを該羽根の後縁寄りに偏向させる偏向手段を備えたことを特徴としている。
【００１４】
本願の第２の発明では、上記第１の発明に係る送風機において、上記偏向手段を、上記シュラウドの上流側縁部に上記羽根車の軸方向へ向けて延設した壁体で構成したことを特徴としている。
【００１５】
本願の第３の発明では、上記第２の発明に係る送風機において、上記壁体の上記シュラウドの周方向における形成位置を、上記羽根車の軸心位置と、上記シュラウドと上記羽根との接合部における該羽根の前縁寄り端部を結ぶ直線から回転方向後方側へ角度０°〜１０°の範囲に設定したことを特徴としている。
【００１６】
本願の第４の発明では、上記第２の発明に係る送風機において、上記羽根車の軸方向における高さ寸法を、上記シュラウドの軸方向における高さ寸法の０．３〜０．７倍に設定したことを特徴としている。
【００１７】
本願の第５の発明では、上記第２、第３又は第４の発明に係る送風機において、上記壁体の上記羽根車の径方向視における形状を、矩形、山形又は弧状形としたことを特徴としている。
【００１８】
本願の第６の発明では、ケーシング内の通風路に、送風機と熱交換器を配置して構成される空気調和機において、上記送風機として上記第１、第２、第３、第４又は第５の発明に係る送風機を用いたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本願発明では次のような効果が得られる。
【００２０】
（ａ）本願の第１の発明に係る送風機によれば、上記シュラウドの上流側縁部に、上記隙間を通って上記羽根の前縁側へ流入する漏れ流れを該羽根の後縁寄りに偏向させる偏向手段を備えているので、漏れ流れは上記偏向手段によって羽根の後縁寄りに偏向され、上記羽根部分における流れ領域は、該羽根の後縁側で且つシュラウドに近い局所的な領域とされる。この結果、翼間における上記漏れ流れと翼間を翼弦長方向に向けて流れる主流流れとの干渉が可及的に防止され、該主流流れの翼面からの剥離が抑制され、空気流の乱れも少なくなることから、送風音が効果的に低減され、送風機の静音運転が実現される。
【００２１】
また、この場合、漏れ流れは消滅されるのではなく、その流れ領域が、羽根の後縁側で且つシュラウドに近い領域へ偏移されるものであることから、該漏れ流れが有するメリット、即ち、ベルマウスから羽根車の翼間に流入する主流流れの流れを促進して送風性能を高めるという効果は維持される。
【００２２】
これらの相乗効果として、静音性に優れ且つ高い送風性能をもつ送風機を提供することができるものである。
【００２３】
（ｂ）本願の第２の発明に係る送風機によれば、上記（ａ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記偏向手段を、上記シュラウドの上流側縁部に上記羽根車の軸方向へ向けて延設した壁体で構成しているので、該偏向手段を簡単且つ安価に形成することができ、清音化コストの低い送風機を提供することができる。
【００２４】
（ｃ）本願の第３の発明に係る送風機によれば、上記（ｂ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記壁体の上記シュラウドの周方向における形成位置を、上記羽根車の軸心位置と上記シュラウドと上記羽根との接合部における該羽根の前縁寄り端部を結ぶ直線から回転方向後方側へ角度０°〜１０°の範囲に設定している。
【００２５】
ここで、漏れ流れのうちでも、上記羽根の前縁寄り端部近傍を通って翼間側へ流入する漏れ流れは、最も主板寄りへ流れて主流流れと干渉する可能性が高いものであるところ、上記壁体を上記位置に設けることで、この前縁寄り端部近傍を通って翼間側へ流入する漏れ流れを上記壁体によって上記羽根の後縁寄りへ効率的に偏向させることができ、上記壁体による漏れ流れの偏向に伴う効果がより一層顕著となる。
【００２６】
（ｄ）本願の第４の発明に係る送風機によれば、上記（ｂ）に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記羽根車の軸方向における高さ寸法を、上記シュラウドの軸方向における高さ寸法の０．３〜０．７倍に設定している。
【００２７】
ここで、上記羽根車の軸方向における高さ寸法が上記シュラウドの軸方向における高さ寸法の０．３倍以下であると、漏れ流れが上記壁体を乗り越えて羽根の前縁寄り端部近傍を通って翼間側へ流入することとなり好ましくなく、逆に、上記羽根車の軸方向における高さ寸法が上記シュラウドの軸方向における高さ寸法の０．７倍以上であると、上記羽根車の回転に伴う上記壁体による風切音が高くなり、該壁体による漏れ流れの偏向に伴う騒音低減効果が減殺されるので好ましくない。従って、この発明のように、上記羽根車の軸方向における高さ寸法を、上記シュラウドの軸方向における高さ寸法の０．３〜０．７倍に設定することで、より効果的に送風音を低減させることができる。
【００２８】
（ｅ）本願の第５の発明に係る送風機によれば、上記壁体の上記羽根車の径方向視における形状を、矩形、山形又は弧状形としているが、これら各形状の何れにおいても、上記（２）、（３）又は（４）に記載の効果を得ることができるものである。
【００２９】
（ｆ）本願の第６の発明に係る空気調和機によれば、ケーシング内の通風路に、送風機と熱交換器を配置して構成される空気調和機において、上記送風機として上記第１、第２、第３、第４又は第５の発明に係る送風機を用いているので、該送風機が静音性に優れ且つ高い送風性能をもつことから、高い空調性能をもつ空気調和機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
Ｉ：送風機
図１〜図３には、本願発明の実施形態に係る送風機Ｘ（図９参照）に適用される羽根車１を示している。この羽根車１は、図１に示すように、軸心部に一方の面側へ隆起するボス７を備えた円板状の主板２と、上記主板２と略同径の外径寸法をもつ円環体で且つその内周縁部３ａを軸方向外側へ向けて湾曲状に成形してなるシュラウド３を、軸方向に所定間隔をもって対向させるとともに、該主板２とシュラウド３の間に、これらの周方向に所定ピッチで、湾曲板状（図３参照）の羽根４を複数枚取付けて構成される。そして、上記シュラウド３の内周側開口を空気入口５とするとともに、上記主板２とシュラウド３の外周側開口を空気出口６としている。また、上記空気入口５の内側には、ベルマウス８の口縁部分が、該空気入口５の内周面との間に環状の隙間１１をもって配置される。
【００３１】
上記羽根４は、上記空気入口５側に位置する前縁４ａと上記空気出口６側に位置する後縁４ｂを備え、その基端部４ｄは上記主板２の内面に接合され、先端部４ｃは上記シュラウド３の内周面に接合されている。また、上記前縁４ａは、上記基端部４ｄから湾曲状に立ち上がる基端寄り前縁部４ａ１と、上記先端部４ｃから径方向内側へ下降傾斜状に延出する先端寄り前縁部４ａ２からなる屈曲形状とされている。
【００３２】
そして、上記シュラウド３の上流側縁部３ａの、上記各羽根４の先端部４ｃと先端寄り前縁部４ａ２の接合部４ｅに対応する位置には、本願発明の要旨である横長矩形の板材で構成なる壁体１０がそれぞれ取付けられている。この壁体１０は、特許請求の範囲の「偏向手段」に該当するものであって、上記シュラウド３に対する取付け位置は、図３に示すように、上記羽根車の軸心位置と上記シュラウドと上記羽根との接合部における該羽根の前縁寄り端部を結ぶ直線Ｌ１から回転方向後方側へ角度θ＝０°〜１０°の範囲に設定されることを基本とするものであるが、この実施形態では、その一例として、角度θ＝０°の場合を示したものである。
【００３３】
このような位置設定とした場合には、漏れ流れＡ１のうちでも、上記羽根４の前縁４ａ寄り端部近傍を通って翼間側へ流入する漏れ流れＡ１は、最も主板２寄りへ流れて主流流れＡ２と干渉する可能性が高いものであるところ、上記壁体１０を上記位置に設けることで、この前縁４ａ寄り端部近傍を通って翼間側へ流入する漏れ流れＡ１を上記壁体１０によって上記羽根４の後縁４ｂ寄りへ効率的に偏向させることができるため、上記壁体１０による漏れ流れＡ１の偏向に伴う効果がより一層顕著になる。
【００３４】
また、この壁体１０の上記羽根車の軸方向における高さ寸法Ｈ（図２参照）は、上記シュラウド３の軸方向における高さ寸法Ｈ０の０．３〜０．７倍に設定されるのが好適である。さらに、上記壁体１０の幅寸法（上記シュラウド３の周方向寸法）は、図３に示すように、上記シュラウド３の軸心位置と上記壁体１０の幅方向中心を結ぶ直線Ｌ１を中心として、その周方向の両側へそれぞれ角度α＝２°〜５°の範囲に対応する寸法とするのが好適である。
【００３５】
この羽根車１は、上記ベルマウス８及び上記空気吹出口７に取付けられるファンモータ９（図９参照）とともに送風機Ｘを構成する。そして、この送風機Ｘでは、上記ファンモータ９によって上記羽根車１が回転駆動されると、上記ベルマウス８を介して上記空気入口５から吸い込まれた空気は、その大部分が主流流れＡ２として、図２に示すように、各翼間を、上記羽根４の翼弦長方向に横切るように流れて上記空気出口６から外方へ向けて吹出される。
【００３６】
一方、上記主流流れＡ２の一部は、上記シュラウド３の内外の圧力差を駆動力として、該シュラウド３とベルマウス８の間の隙間１１から再び翼間６に流入し、漏れ流れを生じることは既述の通りである。
【００３７】
ここで、従来のように上記シュラウド３に上記壁体１０が設けられていない場合には、上記漏れ流れは、上記隙間１１が上記羽根車１の軸方向に向けて延出し、且つ絞り作用によって空気流速を高める機能を有し該隙間１１を通って翼間側へ吹出されることで大きな軸方向速度成分をもち、上記シュラウド３の内面に沿わずに翼幅方向へ吹出されること、及び上記羽根車１が回転しており空気は回転方向後方側へ傾斜する流入角をもって流入することから、図２に鎖線流線Ａ１´で示すように、上記羽根４の前縁４ａ該から翼間側へ流入した後、上記羽根４翼弦方向の中央部を斜めに横切るように湾曲線状に後縁４ｂ側へ流れ、この結果、上記漏れ流れＡ１が、翼間を翼弦長方向に向けて流れる上記主流流れＡ２と干渉し、該主流流れＡ２の翼面からの剥離を誘発して空気流の乱れを発生させ、延いては送風音を上昇させる一因となっていたことは既述の通りである。
【００３８】
これに対して、この実施形態では、上記シュラウド３の上流側縁部３ａ側に上記壁体１０を設けているので、漏れ流れＡ１は、図主板２に実線流線で示すように、上記壁体１０によって上記羽根４の後縁４ｂ寄りに偏向され、上記羽根４部分における流れ領域は、該羽根４の後縁４ｂ側で且つ上記シュラウド３に近い局所的な領域とされる。この結果、翼間における上記漏れ流れＡ１と、と翼間を翼弦長方向に向けて流れる主流流れＡ２との干渉が可及的に防止され、該主流流れＡ２の翼面からの剥離が抑制され、空気流の乱れも少なくなることから、送風音が効果的に低減され、送風機の静音運転が実現されるものである。
【００３９】
また、上記壁体１０を設けても、これによって上記漏れ流れＡ１が消滅されるのではなく、その流れ領域が、上記羽根４の後縁４ｂ側で且つ上記シュラウド３に近い領域へ偏移されるものであることから、該漏れ流れＡ１が有するメリット、即ち、上記ベルマウス８から上記羽根車１の翼間に流入する主流流れＡ２の流れを促進して送風性能を高めるという効果は維持されることになる。
【００４０】
これらの相乗効果として、この実施形態の送風機Ｘは、静音性に優れ且つ高い送風性能をもつことになる。
【００４１】
なお、上記送風機Ｘの静音性は、実験によって確認されたところである。即ち、図５に示すように上記羽根４の後縁４ｂをその縁方向に１０等分し、上記シュラウド３側から上記主板２側に向けて順次Ｓ１〜Ｓ９と符号を付す。そして、実際に羽根車１を回転させて上記羽根４の各位置Ｓ１〜Ｓ９における空気の乱れエネルギを、上記壁体１０が備えられていない従来構造の場合と、上記壁体１０を備えた本願発明の場合について調べ、これを図４に乱れエネルギ分布曲線として示した。ここで、分布曲線ＥＬ１は従来構造の場合であり、分布曲線ＥＬ２は本願発明の場合である。
【００４２】
この図４からは、上記壁体１０を備えることで、上記羽根４の後縁４ｂの略全域において空気の乱れエネルギが低減されていること、即ち、空気の乱れに起因する騒音が低く抑えられていることがわかる。
【００４３】
なお、上記壁体１０の形状としては、上記実施形態のように横長矩形に限定されるものではなく、図６に示すように、台形状としたり、図７に示すように三角形状としたり、図８に示すように半円板形状等、種々の形状を採用でき、これら何れの形状を採用しても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができるものである。
ＩＩ：空気調和機Ｚ
図９には、本願発明に係る空気調和機の実施形態として、天井埋込型の室内機Ｚを示している。この室内機Ｚは、天井内に埋設配置されるケーシング２０と、中央部に吸込口２３が、外周部に吹出口２４が、それぞれ設けられて天井下面側から上記ケーシング２０の下端開口を覆うように取付けられた室内パネル２５で形成された機内空間内に、ベルマウス８と送風機Ｘ及び熱交換器２２を順次配置して構成される。
【００４４】
そして、この空気調和機Ｚでは、上記送風機Ｘとして、上記実施形態に係る羽根車１を備えた送風機Ｘを採用したものであり、ファンモータ９によって上記羽根車１が回転駆動されることで、上記吸込口２３から吸い込まれた空気は、上記熱交換器２２において熱交換されて温風又は冷風とされ、上記吹出口２４から室内へ吹出されることで、室内の空調を行なうようになっている。
【００４５】
ここで、この空気調和機Ｚでは、上述のように、送風機Ｘとして、上記実施形態に係る羽根車１を備えた送風機Ｘを採用したことから、該送風機Ｘの特性、即ち、送風騒音が低く且つ送風性能が高いという特性が生かされ、静粛性が良好でしかも高い空調能力をもつ空気調和機とされる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本願発明の実施の形態に係る送風機用羽根車の斜視図である。
【図２】図１に示した羽根車の羽根部分の拡大斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】羽根の後縁側における乱れエネルギの分布曲線である。
【図５】図４の分布曲線の測定位置を示す羽根の部分図である。
【図６】シュラウドに設けられる壁体の他の第１の形体を示す羽根の部分図である。
【図７】シュラウドに設けられる壁体の他の第２の形体を示す羽根の部分図である。
【図８】シュラウドに設けられる壁体の他の第３の形体を示す羽根の部分図である。
【図９】本願発明の実施の形態に係る空気調和機の断面図である。
【図１０】従来の送風機における送風状態を示す断面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ矢視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１      ・・羽根車
２      ・・主板
３      ・・シュラウド
４      ・・羽根
５      ・・空気入口
６      ・・空気出口
７      ・・ボス
８      ・・ベルマウス
９      ・・ファンモータ
１０    ・・壁体
１１    ・・隙間
２０    ・・ケーシング
２１    ・・機内空間
２２    ・・熱交換器
２３    ・・吸込口
２４    ・・吹出口
２５    ・・室内パネル
Ａ１    ・・漏れ流れ
Ａ２    ・・主流
Ｘ    ・・送風機
Ｚ    ・・空気調和機
【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】
2009228499.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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