(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸流羽根車と、前記羽根車の後縁部外周を囲み先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記オリフィスリングの外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングを固定し吸込風路と吐出風路とを仕切る仕切板とから成り、第２のオリフィスリングの仕切り板への取付部近傍に通気孔を設けた軸流送風機。
【請求項２】
軸流羽根車と、前記羽根車の後縁部外周を囲み先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記オリフィスリングの外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングを固定し吸込風路と吐出風路とを仕切る仕切板とから成り、前記仕切板と第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングとで包囲された空間と吸込風路との間を連通する通気孔を設けた軸流送風機。
【請求項３】
軸流羽根車と、前記羽根車の後縁部外周を囲み先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記オリフィスリングの外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングを固定し吸込風路と吐出風路とを仕切る仕切板とから成り、第２のオリフィスリングの下端部全周を開放端部とした軸流送風機。
【請求項４】
軸流羽根車と、前記羽根車の後縁部外周を囲み先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記オリフィスリングの外側に設けた第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングとを固定し吸込風路と吐出風路とを仕切る仕切板とから成り、第１のオリフィスリングの中心軸と第２のオリフィスリングの中心軸とを偏心させて取り付けた請求項１から３のいずれかに記載の軸流送風機。
【請求項５】
軸流羽根車と、前記羽根車の後縁部外周を囲み先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記オリフィスリングの外側に設けた第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングとを固定し吸込風路と吐出風路とを仕切る仕切板とから成り、第１のオリフィスリングの吐出側開放端を傾斜させた軸流送風機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機や冷凍冷蔵庫などに幅広く使用されている軸流送風機の静音化と高性能化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気調和機などに用いられている軸流送風機は実開昭６２−１６９２９５号公報に記載されたものが知られている。図１０は空気調和機などの従来の軸流送風機の構造を示しており、１はモ−タ−２に直結された軸流羽根車であり、３はハブ、４はハブ３に固定した複数の羽根板である。５は略円筒形のオリフィスリングリングであり軸流羽根車１の外周に設置してあり、さらに略円筒形のオリフィスリングリング５の回転軸方向の高さｈ２は軸流羽根車１の高さｈ１に対して約０．８倍の高さとし、軸流羽根車１の吐出側に所定距離の風路を設けて構成されている。これにより、軸流送風機の送風性能を向上させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、高静圧な条件では軸流羽根車１の羽根板４の外周部の流速はハブ３側の流れに比べ速く、気流の乱れも羽根板４の外周部で最も大きい、しかも図１１に示すように、軸流羽根車１内部の流れは遠心力の作用で吐出流れが外向き半径方向に偏るためオリフィスリング５の壁面近傍の流速が非常に高速となり、軸流羽根車１の外周部の翼端渦を含んだ流速の速い乱れた気流Ｅは略円筒形のオリフィスリング５に一旦衝突し、オリフィスリング５に沿って流れ壁面との摩擦で翼端渦の一部が崩壊し気流の乱れが増加し、その後オリフィスリング５の先端から流出する際に大きく剥離しさらに乱れの大きな流れとなり乱流騒音が増加する。さらに、気流がオリフィスリング５先端から流出するさいには、偏流した高速の気流が急激に大気開放されるため急激な流速減少と気流の混濁による圧力損失と気流の乱れが生じるため、送風性能が劣化し乱流騒音が増加する。
【０００４】
従って、高静圧な動作点条件では軸流送風機から発生する乱流騒音が増加し、送風性能が劣化するという課題を有していた。特に、近年は製品の小型化が求められており、空気調和機などに用いられる軸流送風機は通風抵抗の高い高静圧条件で使用することが多くなっている。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、通風抵抗の高い高静圧な動作点においても送風性能が高く、乱流騒音の低い軸流送風機を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の軸流送風機は、軸流羽根車と、前記羽根車の後縁部外周を囲み先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記オリフィスリングの外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングを固定し吸込風路と吐出風路とを仕切る仕切り板とで構成したものである。
【０００７】
これにより、通風抵抗の高い高静圧な動作点においても送風性能が高く、乱流騒音の低い軸流送風機が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、軸流羽根車と、前記羽根車の後縁部外周を囲み先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記オリフィスリングの外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングを固定し吸込風路と吐出風路とを仕切る仕切板とから成り、第２のオリフィスリングの仕切り板への取付部近傍に通気孔を設けたものであり、高速で乱れが大きく半径方向の成分を持った軸流羽根車外周部の気流は、第１のオリフィスリングの先端から流出するときに一旦剥離するが、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングとの間の壁面のない空間を流動した後、第２のオリフィスリングに再付着する。このとき、第１のオリフィスリングの先端から一旦剥離した流れは壁面のない空間を流動するので空間内で乱れが緩和され、さらに第２のオリフィスリングに再付着することで、気流の乱れはさらに低減され、乱流騒音の発生を抑制する。また、第１のオリフィスリングの断面積に比べ第２のオリフィスリングの断面積は若干大きく、気流の流路面積は段階的に拡大するため、段階的に流速が減速され動圧の静圧変換が段階的になり静圧特性が向上し、送風性能が向上する。
【００１０】
また、第１のオリフィスリングから流出した気流の一部は通気孔から外部に向かって流出するため、第２のオリフィスリング内では通気孔の方向に気流を誘引する力が作用し、気流を第２のオリフィスリングに安定して再付着させ、外部の風などによる付着流れの再剥離を防止する。気流が安定して再付着することで、乱流騒音の変動を防止する。しかも、通気孔は軸流送風機が吐出方向を上方とする時には、降雨時の排水孔として働き、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングとの間に雨水が溜まるのを防ぐ作用を有する。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、軸流羽根車と、前記羽根車の後縁部外周を囲み先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記オリフィスリングの外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングを固定し吸込風路と吐出風路とを仕切る仕切板とから成り、前記仕切板と第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングとで包囲された空間と吸込風路との間を連通する連通孔を設けたものであり、高速で乱れが大きく半径方向の成分を持った軸流羽根車外周部の気流は、第１のオリフィスリングの先端から流出するときに一旦剥離するが、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングとの間の壁面のない空間を流動した後、第２のオリフィスリングに再付着する。このとき、第１のオリフィスリングの先端から一旦剥離した流れは壁面のない空間を流動するので空間内で乱れが緩和され、さらに第２のオリフィスリングに再付着することで、気流の乱れはさらに低減され、乱流騒音の発生を抑制する。また、第１のオリフィスリングの断面積に比べ第２のオリフィスリングの断面積は若干大きく、気流の流路面積は段階的に拡大するため、段階的に流速が減速され動圧の静圧変換が段階的になり静圧特性が向上し、送風性能が向上する。
【００１２】
また、第２のオリフィスリング内の空気は連通孔を介して軸流送風機の吸込風路に連通しているため、第２のオリフィスリング内の気流は連通孔の方向に強く吸引され、第１のオリフィスリングの先端から流出した気流は第２のオリフィスリングに早期に付着する。気流が早期に再付着することで、気流の乱れがさらに低減し乱流騒音のレベルを低減する。しかも、通気孔は軸流送風機が吐出方向を上方とする時には、降雨時の排水孔として働き、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングとの間に雨水が溜まるのを防ぐ作用を有する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、軸流羽根車と、前記羽根車の後縁部外周を囲み先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記オリフィスリングの外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングを固定し吸込風路と吐出風路とを仕切る仕切板とから成り、第２のオリフィスリングの下端部全周を開放端部としたものであり、
高速で乱れが大きく半径方向の成分を持った軸流羽根車外周部の気流は、第１のオリフィスリングの先端から一旦剥離した流れは壁面のない空間を流動するので空間内で乱れが緩和され、さらに第２のオリフィスリングに再付着することで、気流の乱れはさらに低減され、乱流騒音の発生を抑制する。また、第１のオリフィスリングの断面積に比べ第２のオリフィスリングの断面積は大きく、気流の流路面積は段階的に拡大するため、段階的に流速が減速され動圧の静圧変換が段階的になり静圧特性が向上し、送風性能が向上する。
【００１４】
また、第２のオリフィスリングの下端部全周を開放端部としているため、第２のオリフィスリング内の気流は開放端部からも流出するため、気流が開放端部の方向に強く吸引され、第１のオリフィスリングの先端から流出した気流は第２のオリフィスリング内壁に早期に付着する。気流が早期に再付着することで、気流の乱れがさらに低減し乱流騒音のレベルを低減する。
【００１５】
さらに、軸流送風機が吐出方向を上方とする時には、第２のオリフィスリングの下端部全周の開放端部が降雨時の排水孔として働き、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングとの間に雨水が溜まるのを防ぐ作用を有するとともに、降雪時には第２のオリフィスリングの下端部全周の開放端部から吐出する気流が第１のオリフィスリングおよび第２のオリフィスリング周りの雪を吹き飛ばし、軸流送風機近傍への積雪を防止する。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、軸流羽根車と、前記羽根車の後縁部外周を囲み先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記オリフィスリングの外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングを固定し吸込風路と吐出風路とを仕切る仕切板とから成り、第１のオリフィスリングの中心軸と第２のオリフィスリングの中心軸とを偏心させて取り付けたものであり、
高速で乱れが大きく半径方向の成分を持った軸流羽根車外周部の気流は、第１のオリフィスリングの先端から一旦剥離した流れは壁面のない空間を流動するので空間内で乱れが緩和され、さらに第２のオリフィスリングに再付着することで、気流の乱れはさらに低減され、乱流騒音の発生を抑制する。また、第１のオリフィスリングの断面積に比べ第２のオリフィスリングの断面積は大きく、気流の流路面積は段階的に拡大するため、段階的に流速が減速され動圧の静圧変換が段階的になり静圧特性が向上し、送風性能が向上する。
【００１７】
また、第１のオリフィスリングの中心軸と第２のオリフィスリングの中心軸とを偏心させて取り付けているため、オリフィスリングの風路面積拡大率を部分的に調整することができ、軸流送風機の吸込風路の通風抵抗に部分的なアンバランスがある場合に、通風抵抗の高い部分でオリフィスリングの風路面積拡大率を高くすることで動圧の静圧回収率を高めて吐出損失を減少させることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、軸流羽根車と、前記羽根車の後縁部外周を囲み先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記オリフィスリングの外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングを固定し吸込風路と吐出風路とを仕切る仕切板とから成り、第１のオリフィスリングの吐出側開放端を傾斜させたものであり、
高速で乱れが大きく半径方向の成分を持った軸流羽根車外周部の気流は、第１のオリフィスリングの先端から一旦剥離した流れは壁面のない空間を流動するので空間内で乱れが緩和され、さらに第２のオリフィスリングに再付着することで、気流の乱れはさらに低減され、乱流騒音の発生を抑制する。また、第１のオリフィスリングの断面積に比べ第２のオリフィスリングの断面積は大きく、気流の流路面積は段階的に拡大するため、段階的に流速が減速され動圧の静圧変換が段階的になり静圧特性が向上し、送風性能が向上する。
【００１９】
また、第１のオリフィスリングの吐出側開放端を傾斜させているため、第１のオリフィスリングと軸流羽根車とのラップ寸法を部分的に調整することができ、軸流送風機の吸込風路の通風抵抗に部分的なアンバランスがある場合に、通風抵抗の高い部分で第１のオリフィスリングの高さを高くすることで、第１のオリフィスリングと軸流羽根車とのラップ寸法が大きくなり、高い静圧を発生させ、通風抵抗の引くい部分では第１のオリフィスリングの高さを低くすることで軸流羽根車の外周端と第１のオリフィスリングの内壁との干渉による気流乱れと流動損失とを低減することができる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図９を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の軸流送風機を空気調和機の室外機に搭載した構造を示す断面図である。
【００２１】
図において、６は空気調和機の室外機本体であり、箱体７と、箱体７の側面に設置した熱交換器８と箱体７内に設置した機械室９と機械室９内に設置した圧縮機１０と、箱体７の上面に設置した軸流送風機１１とで構成している。軸流送風機１１は、ハブ１２の周りに複数の羽根板１３を設けた羽根車１４と、羽根車１４に直結したモ−タ−１５と、羽根車１４の後縁部の外周を囲み先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリング１６と、第１のオリフィスリング１６の外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリング１６より軸方向高さの高い第２のオリフィスリング１７を設け、第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング１７を固定した仕切板１８とで構成してあり、第１のオリフィスリング１６と仕切板１８は室外機本体６の天板７ａと一体に形成してあり、軸流送風機１１の吸込側風路１１ａと吐出側とを仕切る構成としてある。
【００２２】
以上のように構成された軸流送風機と空気調和機の室外機について以下その動作を説明する。
【００２３】
モータ１５が羽根車１４を所定の回転方向に回転させると、軸流送風機１１は送風作用を為し、熱交換器８を介して空気を室外機本体６内に吸い込む。この際、空気は熱交換器８を通過する過程で圧縮機１０より送られた冷媒と熱交換し、温度変化する。温度変化した空気は、さらに軸流送風機１１に吸い込まれ、室外機本体６外に放出される。
【００２４】
次に、軸流送風機１１が送風作用を為すときの気流の動きを図２を用いて詳しく説明する。
【００２５】
図２で示すように、軸流羽根車１４の外周部の気流Ｆは高速で乱れが大きく半径方向の成分を持っており、羽根板１３の外周で発生した翼端渦を含んでいる。この気流Ｆは羽根車１４の後縁部から流出した後、第１のオリフィスリング１６の内壁に一旦短く接触した後、第１のオリフィスリング１６の先端から流出するときに一旦剥離するが、第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング１７との間の壁面のない空間１９を流動した後、第２のオリフィスリング１７に再付着し、さらに軸流送風機１１外に吐出される。このとき、第２のオリフィスリング１７の内径は第１のオリフィスリング１６の内径より大きいため、オリフィスリングの壁面への気流の偏流を抑え、壁面近傍の流速の増大を防止すると共に壁面近傍での翼端渦の崩壊を抑制し、気流乱れの増加を抑制する。また、第１のオリフィスリング１６の先端から一旦剥離した流れは壁面のない空間１９を流動するので空間１９内で乱れが緩和され、第２のオリフィスリング１７に再付着することで気流の乱れはいっそう低減され、乱流騒音の発生を抑制する。さらにまた、第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング１７と仕切板１８とで囲まれた空間は空気層として作用し、乱れた気流Ｆが持つ圧力脈動を緩衝し、乱流騒音を減衰させる効果がある。
【００２６】
また、第１のオリフィスリング１６の断面積に比べ第２のオリフィスリング１７の断面積は若干大きく、気流Ｆの流路面積は段階的に拡大した後、第２オリフィスリング１７から軸流送風機１１外へと風路断面積が拡大するため、段階的に流速が減速され動圧が静圧に変換されるため静圧特性が向上し、送風性能も向上する作用がある。
【００２７】
（実施の形態２）
図３，図４は、本発明の軸流送風機を空気調和機の室外機に搭載した構造を示すものである。
【００２８】
実施の形態１と異なるのは、第２のオリフィスリング２０の仕切板１８への取付部近傍に、オリフィスリング２０の下端部を切り欠いた通気孔２０ａを設けた点にある。
【００２９】
以上のように構成された軸流送風機について以下その動作を説明する。
図４で示すように、羽根車１４の外周部の気流Ｇは高速で乱れが大きく半径方向の成分を持っており、羽根板１３の外周で発生した翼端渦を含んでいる。気流Ｇは羽根車１４の後縁部から流出した後、第１のオリフィスリング１６の内壁に短く接触した後、第１のオリフィスリング１６の先端から流出するときに一旦剥離するが、第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング２０との間の壁面のない空間１９を流動した後、その大部分は第２のオリフィスリング２０に再付着し、さらに軸流送風機１１外に吐出される。また、一部の気流Ｈは第２のオリフィスリング２０の仕切板１８への取付部近傍に設けた通気孔２０ａから外部に流出する。このとき、第２のオリフィスリング２０の内径は第１のオリフィスリング１６の内径より大きいため、オリフィスリングの壁面への気流の偏流を抑え、壁面近傍の流速の増大を防止すると共に壁面近傍での翼端渦の崩壊を抑制し、気流乱れの増加を抑制する。また、第１のオリフィスリング１６の先端から一旦剥離した流れは壁面のない空間１９を流動するので空間１９内で乱れが緩和され、第２のオリフィスリング２０に再付着することで気流の乱れはいっそう低減され、乱流騒音の発生を抑制する。さらにまた、第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング２０と仕切板１８とで囲まれた空間は空気層として作用し、乱れた気流Ｇが持つ圧力脈動を緩衝し、乱流騒音を減衰させる効果がある。空間１９を流動する気流Ｇの主流は第２のオリフィスリング２０の壁面に向かって流動する際、気流Ｇの一部の気流Ｈが第２のオリフィスリング２０の通気孔２０ａから外部に向かって流出するため、第２のオリフィスリング２０内には通気孔２０ａの方向に気流を誘引する力が作用し、気流Ｇの主流は安定して第２のオリフィスリング２０に再付着する。気流Ｇが第２のオリフィスリング２０の壁面に安定して再付着するため、外部の風などにより一旦付着した流れが再剥離して乱流騒音が変動するのを防止する。また、第１のオリフィスリング１６の断面積に比べ第２のオリフィスリング２０の断面積は若干大きく、気流Ｆの流路面積は段階的に拡大した後、第２オリフィスリング２０から軸流送風機外へと風路断面積が拡大するため、段階的に流速が減速され動圧の静圧変換が段階的になり静圧特性が向上し、送風性能も向上する。
【００３０】
しかも、通気孔２０ａは本発明の軸流送風機が吐出方向を上方とする時に、降雨時の排水孔として働き、第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング２０との間に雨水が溜まるのを防ぐことができる。
【００３１】
（実施の形態３）
図５は、本発明の軸流送風機を空気調和機の室外機に搭載した構造を示すものである。
【００３２】
実施の形態１，２と異なるのは、仕切板２１と第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング１７とで包囲された空間１９と吸込風路１１ａとの間を連通する連通孔２１ａを設けた点である。
【００３３】
以上のように構成された軸流送風機について以下その動作を説明する。
図５で示すように、羽根車１４の外周部の気流Ｉは高速で乱れが大きく半径方向の成分を持っている。気流Ｉは羽根車１４の後縁部から流出した後、第１のオリフィスリング１６の内壁に一旦付着した後、第１のオリフィスリング１６の先端から流出するときに一旦剥離するが、第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング１７との間の壁面のない空間１９を流動した後、第２のオリフィスリング１７に再付着し、さらに軸流送風機１１外に吐出される。
【００３４】
このとき、第１のオリフィスリング１６の先端から一旦剥離した流れは壁面のない空間１９を流動するので空間１９内で乱れが緩和される。空間１９内の空気は、仕切板２１に設けた連通孔２１ａを介して圧力の低い吸込風路１１ａ内に吸引されるため、空間１９内に負圧が発生し、第１のオリフィスリング１６の先端から流出した気流Ｉが第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング１７との間の壁面のない空間１９を流動する際の流路を下方に変更させ、気流Ｉは早期に第２のオリフィスリング１７に再付着する。気流Ｉが第２のオリフィスリング１７の壁面に早期に再付着することで、気流の乱れの低減量が大きく、乱流騒音の発生レベルを低減する。また、第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング１７と仕切板２１とで囲まれた空間は空気層として動作し、乱れた気流Ｆが持つ圧力脈動を吸収し、乱流騒音を減衰させる効果がある。また、第１のオリフィスリング１６の断面積に比べ第２のオリフィスリング１７の断面積は若干大きく、気流Ｆの流路面積は段階的に拡大した後、第２オリフィスリング１７から軸流送風機外へと風路断面積が拡大するため、段階的に流速が減速され動圧の静圧変換が段階的になり静圧特性が向上し、送風性能も向上する。
【００３５】
しかも、連通孔２１ａは本発明の軸流送風機が吐出方向を上方とする時に、降雨時の排水孔として働き、第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング１７との間に雨水が溜まるのを防ぐことができる。
【００３６】
（実施の形態４）
図６は、本発明の軸流送風機を空気調和機の室外機に搭載した構造を示すものである。
【００３７】
実施の形態１〜３と異なるのは、第２のオリフィスリング２２を略円筒形状としたうえで下端部２２ａ全周を開放端部とし、第２のオリフィスリング２２を支持具２３を介して第１のオリフィスリング１６に取り付け、仕切板１８と第２のオリフィスリング２２の下端部２２ａとの間の全周に開口部２４を設けた点である。
【００３８】
以上のように構成された軸流送風機について以下その動作を説明する。
図６で示すように、羽根車１４の外周部の気流Ｉは高速で乱れが大きく半径方向の成分を持っている。気流Ｋは羽根車１４の後縁部から流出した後、第１のオリフィスリング１６の内壁に一旦付着した後、第１のオリフィスリング１６の先端から流出するときに一旦剥離するが、第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング２２との間の壁面のない空間１９を流動した後、第２のオリフィスリング２２に再付着し、さらに軸流送風機１１外に吐出される。
【００３９】
このとき、第１のオリフィスリング１６の先端から一旦剥離した流れは壁面のない空間１９を流動するので空間１９内で乱れが緩和される。空間１９内の空気の一部は、仕切板１８と第２のオリフィスリング２２の下端部２２ａの間の全周に開口部２１から流出する（気流Ｌ）ため、第１のオリフィスリング１６の先端から流出した気流Ｋが第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング２２との間の壁面のない空間１９を流動する際の流路を下方に変更させ、気流Ｋは早期に第２のオリフィスリング２２に再付着する。気流Ｋが第２のオリフィスリング２２の壁面に早期に再付着することで、気流の乱れの低減量が大きく、乱流騒音の発生レベルを低減する。
【００４０】
また、第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング２２と仕切板１８とで囲まれた空間１９は空気層として動作し、乱れた気流Ｋが持つ圧力脈動を吸収し、乱流騒音を減衰させる効果がある。また、第１のオリフィスリング１６の断面積に比べ第２のオリフィスリング２２の断面積は若干大きく、気流Ｋの流路面積は段階的に拡大した後、第２オリフィスリング２２から軸流送風機外へと風路断面積が拡大するため、段階的に流速が減速され動圧の静圧変換が段階的になり静圧特性が向上し、送風性能も向上する。
【００４１】
しかも、軸流送風機１１の吐出方向が上方の場合は、第２のオリフィスリング２２の下端部２２ａ全周の開放端部が降雨時の排水孔として働き、第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング２２との間に雨水が溜まるのを防ぐ作用を有するとともに、降雪時には第２のオリフィスリング２２の下端部２２ａ全周の開放端部から吐出する気流Ｌが第１のオリフィスリング１６および第２のオリフィスリング２２周りの雪を吹き飛ばし、軸流送風機１１近傍への積雪を防止し、積雪による送風性能の劣化を防止する。
【００４２】
（実施の形態５）
図７は、本発明の軸流送風機を空気調和機の室外機に搭載した構造を示すものである。
【００４３】
実施の形態１〜４と異なるのは、第１のオリフィスリング１６の中心軸２６に対して第２のオリフィスリング２５の中心軸２７を熱交換器８の反対側に若干ずらし、第１のオリフィスリング１６の中心軸２６と第２のオリフィスリング２５の中心軸２７とを距離Ｓだけ偏心させた点にある。
【００４４】
以上のように構成された軸流送風機について以下その動作を説明する。
軸流羽根車１４の外周部の気流は高速で乱れが大きく半径方向の成分を持っており、羽根板１３の外周で発生した翼端渦を含んでいる。この気流は羽根車１４の後縁部から流出した後、第１のオリフィスリング１６の内壁に一旦短く接触し、第１のオリフィスリング１６の先端から流出するときに一旦剥離するが、第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング２５との間の壁面のない空間１９を流動した後、第２のオリフィスリング２５に再付着し、さらに軸流送風機１１外に吐出される。このとき、第２のオリフィスリング２５の内径は第１のオリフィスリング１６の内径より大きいため、オリフィスリングの壁面への気流の偏流を抑え、壁面近傍の流速の増大を防止すると共に壁面近傍での翼端渦の崩壊を抑制し、気流乱れの増加を抑制する。また、第１のオリフィスリング１６の先端から一旦剥離した流れは壁面のない空間１９を流動するので空間１９内で乱れが緩和され、第２のオリフィスリング２５に再付着することで気流の乱れはいっそう低減され、乱流騒音の発生を抑制する。さらにまた、第１のオリフィスリング１６と第２のオリフィスリング２５と仕切り板２１とで囲まれた空間は空気層として作用し、乱れた気流が持つ圧力脈動を緩衝し、乱流騒音を減衰させる効果がある。
【００４５】
また、第１のオリフィスリング１６の断面積に比べ第２のオリフィスリング１７の断面積は若干大きく、気流の流路面積は段階的に拡大した後、第２オリフィスリング２５から軸流送風機外へと風路断面積が拡大するため、段階的に流速が減速され動圧が静圧に変換されるため静圧特性が向上し、送風性能も向上する作用がある。
【００４６】
一方、本実施の形態では吸込側風路の一端に熱交換器８を配し、他端に機械室９を配したため、熱交換器８に近い流路を流動する気流Ｍは流路長が短いため通風抵抗が小さく、軸流送風機１１内で軸方向流速成分が大きく周方向成分が小さい、従って軸流羽根車１４から吐出された気流も軸方向流速成分が大きく、送風効率が高い。ところが、熱交換器８の反対側流路を流動する気流Ｎは流路長が長いため通風抵抗が大きく、軸流送風機１１内で軸方向流速成分が小さく円周方向成分が大きくなる。従って、軸流羽根車１４から吐出された気流も円周方向流速成分が大きく、送風効率は低い。
【００４７】
しかし、本実施の形態では第１のオリフィスリング１６の中心軸２６に対して第２のオリフィスリング２５の中心軸２７を熱交換器８の反対側に若干ずらしているため、送風効率が高い熱交換器８に近い流路を流動する気流Ｍが流れる側のオリフィスリングの断面幅の拡大率ＤＡ1 は、第１のオリフィスリング１６の内径半径をＲ1 とし第２のオリフィスリング２５の内径半径をＲ2 とすると、
ＤＡ1 ＝（Ｒ2 −Ｓ）／Ｒ1
となり、送風効率が低い熱交換器８の反対側の流路を流動する気流Ｎが流れる側のオリフィスリングの断面幅の拡大率ＤＡ2 は、
ＤＡ2 ＝（Ｒ2 ）／Ｒ1
となり、送風効率が低い熱交換器８の反対側の流路を流動する気流Ｎが流れる側のオリフィスリングの断面幅の変化率ＤＡ2 は、送風効率が高い熱交換器８に近い流路を流動する気流Ｍが流れる側のオリフィスリングの断面幅の変化率ＤＡ1 より相対的に大きくなる。ここで、オリフィスリングの断面面積の変化率は、オリフィスリングの断面幅の変化率の２乗に比例する。一般に、軸流送風機の軸流羽根車の吐出側では、オリフィスリングの断面積の拡大率が大きい方が、動圧の静圧回収効率が高くなり、送風効率を高めることができる。
【００４８】
従って、本実施の形態ではオリフィスリングの風路面積拡大率を部分的に調整することができ、軸流送風機の吸込風路の通風抵抗に部分的なアンバランスがある場合に、通風抵抗の高い部分でオリフィスリングの風路面積拡大率を高くすることで動圧の静圧回収率を高めて吐出損失を減少させ、送風効率が低い熱交換器８の反対側の流路を流動する気流Ｎが流れる部分の軸流送風機１１の送風効率を改善することができる。
【００４９】
（実施の形態６）
図８は、本発明の軸流送風機を空気調和機の室外機に搭載した構造を示すものである。
【００５０】
実施の形態１〜５と異なるのは、第１のオリフィスリング２８の吐出側開放端２９を傾斜させ、熱交換器８に近い吐出側開放端２９ａの高さＮＨ1 に対して熱交換器８の反対側の吐出側開放端２９ｂの高さＮＨ2 をＮＨ1 ＜ＮＨ2 として点にある。
【００５１】
以上のように構成された軸流送風機について以下その動作を説明する。
軸流羽根車１４の外周部の気流は高速で乱れが大きく半径方向の成分を持っており、羽根板１３の外周で発生した翼端渦を含んでいる。この気流は羽根車１４の後縁部から流出した後、第１のオリフィスリング２８の内壁に一旦短く接触し、第１のオリフィスリング２８の先端から流出するときに一旦剥離するが、第１のオリフィスリング２８と第２のオリフィスリング１７との間の壁面のない空間１９を流動した後、第２のオリフィスリング１７に再付着し、さらに軸流送風機１１外に吐出される。このとき、第２のオリフィスリング１７の内径は第１のオリフィスリング２８の内径より大きいため、オリフィスリングの壁面への気流の偏流を抑え、壁面近傍の流速の増大を防止すると共に壁面近傍での翼端渦の崩壊を抑制し、気流乱れの増加を抑制する。また、第１のオリフィスリング２８の先端から一旦剥離した流れは壁面のない空間１９を流動するので空間１９内で乱れが緩和され、第２のオリフィスリング１７に再付着することで気流の乱れはいっそう低減され、乱流騒音の発生を抑制する。さらにまた、第１のオリフィスリング２８と第２のオリフィスリング１７と仕切板２１とで囲まれた空間は空気層として作用し、乱れた気流が持つ圧力脈動を緩衝し、乱流騒音を減衰させる効果がある。
【００５２】
また、第１のオリフィスリング２８の断面積に比べ第２のオリフィスリング１７の断面積は若干大きく、気流の流路面積は段階的に拡大した後、第２オリフィスリング１７から軸流送風機外へと風路断面積が拡大するため、段階的に流速が減速され動圧が静圧に変換されるため静圧特性が向上し、送風性能も向上する作用がある。
【００５３】
一方、本実施の形態では吸込側風路の一端に熱交換器８を配し、他端に機械室９を配したため、熱交換器８に近い流路を流動する気流Ｐは流路長が短いため通風抵抗が小さく、軸流送風機１１内で軸方向流速成分が大きく周方向成分が小さい、従って軸流羽根車１４から吐出された気流も軸方向流速成分が大きく、送風効率が高い。ところが、熱交換器８の反対側流路を流動する気流Ｑは流路長が長いため通風抵抗が大きく、軸流送風機１１内で軸方向流速成分が小さく円周方向成分が大きくなる。従って、軸流羽根車１４から吐出された気流も円周方向流速成分が大きく、送風効率は低い。
【００５４】
しかし、本実施の形態では第１のオリフィスリング２８の吐出側開放端２９を傾斜させ、熱交換器８に近い部分２９ａの高さＮＨ1 に対して熱交換器８の反対側の部分２９ｂの高さＮＨ2 をＮＨ1 ＜ＮＨ2 としており、熱交換器８に近い部分では軸流羽根車１４の羽根１３と第１のオリフィスリング２８との重なり寸法はＮＨ1 であるのに対し、熱交換器８の反対側の軸流羽根車１４の羽根１３と第１のオリフィスリング２８との重なり寸法はＤとなり、ＮＨ1 ＜Ｄ＜ＮＨ2 となる。一般に、軸流送風機は通風抵抗が高い場合、オリフィスと羽根との重なり寸法を大きくする程静圧が高くとれるが、反対に通風抵抗が低い場合にオリフィスと羽根との重なり寸法を大きくすると羽根の先端とオリフィス先端との干渉によって気流乱れと流動損失を増加させる。
【００５５】
従って、本実施の形態では軸流送風機１１の吸込風路の通風抵抗に部分的なアンバランスがある場合に、通風抵抗の高い部分で第１のオリフィスリング２８の高さを高くすることで、第１のオリフィスリング２８と軸流羽根車１４とのラップ寸法が大きくなり、高い静圧を発生させて送風効率の劣化を防ぎ、通風抵抗の引くい部分では第１のオリフィスリング２８の高さを低くすることで軸流羽根車１１の羽根１３の外周端と第１のオリフィスリング２８の内壁との干渉による気流乱れと流動損失とを低減することができる。
【００５６】
尚、以上の実施の形態１〜６では軸流送風機の吸込側に通風抵抗要素を配置した例で説明したが、軸流送風機の吐出側に通風抵抗要素を配置しても同様の実施効果が得られる。また、第１のオリフィスリングの内径ｄ１と第２のオリフィスリングの内径ｄ２の比率ｒｄ＝ｄ２／ｄ１は、図６で示すようにｒｄ＝１．０３からｒｄ＝１．１１の範囲が望ましく、さらにｒｄ＝１．０７が最も望ましい設定値である。さらに、第１のオリフィスリングの軸方向高さＨ１と第２のオリフィスリングの軸方向高さＨ２の比率ｒ＝Ｈ２／Ｈ１は、ｒ＝１．３からｒ＝１．９の範囲とするのが望ましい。また、本発明の各実施の形態では第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングを略円筒形として各オリフィスリングの吐出側先端部形状を直線形状としたが、第１のオリフィスリングまたは第２オリフィスリングの吐出側先端部形状は吐出端部に向かって内径が拡大するテ−パ形状またはラッパ状形状としても良い。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、軸流羽根車と、前記羽根車の後縁部外周を囲み先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記オリフィスリングの外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングを固定し吸込風路と吐出風路とを仕切る仕切板とから軸流送風機を構成することにより、オリフィスから一旦剥離した気流を再付着させ気流の乱れを低減し、構成した空気層が乱流の圧力脈動を緩和することになり乱流騒音を抑制すると共に、吐出する気流の流路面積を段階的に拡大することで動圧を効果的に静圧に変換して送風性能を向上させることができる。
【００５８】
また、第２のオリフィスリングの仕切板への取付部近傍に通気孔を設けた軸流送風機とすることにより、オリフィスから一旦剥離した気流を誘引作用で安定して再付着させ、構成した空気層が乱流の圧力脈動を緩和することになり乱流騒音の安定させ、かつ抑制すると共に、吐出する気流の流路面積を段階的に拡大し、動圧を効果的に静圧に変換して送風性能を向上させることができる。しかも、軸流送風機を吐出方向を上方として使用する時には、降雨時に通気孔が排水孔として作用し、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングとの間に雨水が溜まるのを防ぐことができる。
【００５９】
また、仕切板と第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングとで包囲された空間と吸込風路との間を連通する通気孔を設けた軸流送風機とすることにより、オリフィスから一旦剥離した気流を吸引作用で早期に再付着させ、構成した空気層が乱流の圧力脈動を緩和することになり乱流騒音を効果的に低減すると共に、吐出する気流の流路面積を段階的に拡大し、ディフュ−ザ効果も得られ動圧を効果的に静圧に変換して送風性能を向上させることができる。しかも、軸流送風機を吐出方向を上方として使用する時には、降雨時に通気孔が排水孔として作用し、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングとの間に雨水が溜まるのを防ぐことができる。
【００６０】
また、第２のオリフィスリングの下端部全周を開放端部とすることにより、さらに、軸流送風機が吐出方向を上方とする時には、第２のオリフィスリングの下端部全周の開放端部が降雨時の排水孔として働き、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングとの間に雨水が溜まるのを防ぐ作用を有するとともに、降雪時には第２のオリフィスリングの下端部全周の開放端部から吐出する気流が第１のオリフィスリングおよび第２のオリフィスリング周りの雪を吹き飛ばし、軸流送風機近傍への積雪を防止する。
【００６１】
また、第１のオリフィスリングの中心軸と第２のオリフィスリングの中心軸とを偏心させて取り付けることにより、さらに、オリフィスリングの風路面積拡大率を部分的に調整することができ、軸流送風機の吸込風路の通風抵抗に部分的なアンバランスがある場合に、通風抵抗の高い部分でオリフィスリングの風路面積拡大率を高くすることで動圧の静圧回収率を高めて吐出損失を減少させることができる。
【００６２】
また、第１のオリフィスリングの吐出側開放端を傾斜させることにより、さらに、第１のオリフィスリングと軸流羽根車とのラップ寸法を部分的に調整することができ、軸流送風機の吸込風路の通風抵抗に部分的なアンバランスがある場合に、通風抵抗の高い部分で第１のオリフィスリングの高さを高くすることで、第１のオリフィスリングと軸流羽根車とのラップ寸法が大きくなり、高い静圧を発生させ、通風抵抗の引くい部分では第１のオリフィスリングの高さを低くすることで軸流羽根車の外周端と第１のオリフィスリングの内壁との干渉による気流乱れと流動損失とを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による軸流送風機を搭載した空気調和機の室外機を示す縦断面図
【図２】同実施の形態の要部縦断面図
【図３】本発明の実施の形態２による軸流送風機を搭載した空気調和機の室外機を示す斜視図
【図４】同実施の形態の要部縦断面図
【図５】本発明の実施の形態３による軸流送風機の要部縦断面図
【図６】本発明の実施の形態４による軸流送風機の要部縦断面図
【図７】本発明の実施の形態５による軸流送風機の要部縦断面図
【図８】本発明の実施の形態６による軸流送風機の要部縦断面図
【図９】本発明の軸流送風機の第１のオリフィスリング内径と第２のオリフィスリングの内径との比と騒音レベルとの関係を示す特性図
【図１０】従来の軸流送風機を示す縦断面図
【図１１】同従来例の要部縦断面図
【符号の説明】
１４    軸流羽根車
１６    第１のオリフィスリング
１７    第２のオリフィスリング
１８    仕切板
２０ａ  通気孔
２１ａ  連通孔
２２ａ  第２のオリフィスリングの開放端部
２６    第１のオリフィスリングの中心軸
２７    第２のオリフィスリングの中心軸
２９    第１のオリフィスリングの吐出側開放端部
【図１】
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【図２】
0003775848.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003775848.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003775848.tif 000007
【図７】
0003775848.tif 000008
【図８】
0003775848.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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