(57)【要約】  遠心送風機（１００）は、回転駆動される主板（１０）と、主板と対向して配置される環状の側板（２０）と、主板と側板との間に配置されている複数の翼（３０）と、を備え、主板に平行な面による複数の翼の各断面を第１断面（ＣＳ）と定義し、第１断面において、主板の回転軸（ＲＳ）を中心とした複数の翼のそれぞれの内周端（３１）と外周端（３２）との間の直線距離を翼弦距離（Ｄａ）と定義し、主板の外周縁部と側板の外周縁部とによって形成される空気の吹出口の、回転軸の延びる方向の開口幅の中間位置（ＨＢ）を通る回転軸に対する垂直面において、外周端を有する第１断面を中間断面（ＭＳ）と定義した場合に、中間断面よりも側板側の位置にある第１断面において翼弦距離が最大値を有するものである。
2020161850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される主板と、  前記主板と対向して配置される環状の側板と、  前記主板と前記側板との間に配置されている複数の翼と、を備え、  前記主板に平行な面による前記複数の翼の各断面を第１断面と定義し、  前記第１断面において、前記主板の回転軸を中心とした前記複数の翼のそれぞれの内周端と外周端との間の直線距離を翼弦距離と定義し、  前記主板の外周縁部と前記側板の外周縁部とによって形成される空気の吹出口の、前記回転軸の延びる方向の開口幅の中間位置を通る前記回転軸に対する垂直面において、前記外周端を有する前記第１断面を中間断面と定義した場合に、  前記中間断面よりも前記側板側の位置にある前記第１断面において前記翼弦距離が最大値を有する遠心送風機。
【請求項２】
前記翼弦距離が、前記主板から前記側板に向かうにつれて増加し、前記主板と前記側板との間の前記中間断面よりも前記側板側の位置で最大となった後、前記側板に向かうにつれて減少する請求項１に記載の遠心送風機。
【請求項３】
前記回転軸に垂直な面による前記複数の翼の各断面を第２断面と定義した場合に、  前記第２断面における前記複数の翼の入口角は  前記複数の翼の前縁部における前記主板と前記側板との間の中間位置よりも前記側板側の位置にある前記第２断面において最小値を有する請求項１又は２に記載の遠心送風機。
【請求項４】
前記入口角が、最小値となる前記入口角を有する前記第２断面の位置から前記側板に向かうにつれて増加する請求項３に記載の遠心送風機。
【請求項５】
前記回転軸に垂直な面による前記複数の翼の各断面を第２断面と定義し、  前記第２断面において、前記複数の翼のそれぞれにおける前縁部と後縁部とを結んだ直線から翼の中心線まで垂直に結んだ距離を翼の反り高さと定義した場合に、  前記反り高さは、  前記複数の翼の前縁部における前記主板と前記側板との間の中間位置よりも前記側板側の位置にある前記第２断面において最大値を有する請求項１又は２に記載の遠心送風機。
【請求項６】
前記第２断面において、前記複数の翼のそれぞれにおける前縁部と後縁部とを結んだ直線から翼の中心線まで垂直に結んだ距離を翼の反り高さと定義した場合に、  前記反り高さは、  前記複数の翼の前縁部における前記主板と前記側板との間の中間位置よりも前記側板側の位置にある前記第２断面において最大値を有する請求項３又は４に記載の遠心送風機。
【請求項７】
前記反り高さが、最大値となる前記反り高さを有する前記第２断面の位置から前記側板に向かうにつれて減少する請求項５又は６に記載の遠心送風機。
【請求項８】
前記回転軸に垂直な面による前記複数の翼の各断面を第２断面と定義し、  前記第２断面における前記複数の翼の出口角は  前記複数の翼の後縁部における前記主板と前記側板との間の中間位置に対して前記主板側の位置にある前記第２断面の前記出口角よりも前記側板側の位置にある前記第２断面の前記出口角の方が大きい請求項１又は２に記載の遠心送風機。
【請求項９】
前記第２断面における前記複数の翼の出口角は  前記複数の翼の後縁部における前記主板と前記側板との間の中間位置に対して前記主板側の位置にある前記第２断面の前記出口角よりも前記側板側の位置にある前記第２断面の前記出口角の方が大きい請求項３〜７のいずれか１項に記載の遠心送風機。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の遠心送風機と、  熱交換器と、を備えた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、側板から回転軸の軸方向に吸い込んだ空気を径方向に向きを変えて吹き出す遠心送風機及びそれを用いた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、遠心送風機の吹出口の回転軸方向における主板と側板との間の距離の中間よりも主板側の翼外径が側板側の翼外径よりも小さい遠心送風機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２１２５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従来、遠心送風機は、モータの回転軸と連結されるボスを有する主板と、吸い込み導風壁を形成する側板と、主板と側板との間に配置される複数の翼と、を備え、回転軸の軸方向から空気を吸い込み、内部で気流を径方向に転向させて吹き出す構造を有している。遠心送風機は、動作時に遠心送風機の吹出口の回転軸方向における主板と側板との間の距離の中間位置よりも主板側に気流が偏りやすく、主板側に高風速による圧力損失を生じるため、ファン効率が低下しやすい傾向にある。特に、遠心送風機は、通風抵抗の小さい風路に設置される場合、前記の傾向が顕著になる特性がある。また、遠心送風機は、遠心送風機の吹出口の回転軸方向における主板と側板との間の距離の中間位置よりも側板側に気流が流入しにくいため、主板側に対して側板側の仕事量が小さい。特許文献１の遠心送風機は、遠心送風機の吹出口の回転軸方向における主板と側板との間の距離の中間位置よりも側板側の翼外径が主板側の翼外径よりも大きいため、側板側の仕事量が相対的に増えるが、吹き出される空気の風速分布を均一化するには十分ではない。【０００５】  本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、吹き出される空気の風速分布が均一化された遠心送風機及びそれを用いた空気調和機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明に係る遠心送風機は、回転駆動される主板と、主板と対向して配置される環状の側板と、主板と側板との間に配置されている複数の翼と、を備え、主板に平行な面による複数の翼の各断面を第１断面と定義し、第１断面において、主板の回転軸を中心とした複数の翼のそれぞれの内周端と外周端との間の直線距離を翼弦距離と定義し、主板の外周縁部と側板の外周縁部とによって形成される空気の吹出口の、回転軸の延びる方向の開口幅の中間位置を通る回転軸に対する垂直面において、外周端を有する第１断面を中間断面と定義した場合に、中間断面よりも側板側の位置にある第１断面において翼弦距離が最大値を有するものである。
【発明の効果】
【０００７】  本発明に遠心送風機は、吹出口における回転軸の延びる方向の開口幅の中間位置を通る回転軸に対する垂直面において、外周端を有する第１断面を中間断面と定義した場合に、中間断面よりも側板側の位置にある第１断面において翼弦距離の最大値を有する。遠心送風機は一般に側板側よりも主板側に空気の流れが偏りやすい。しかし、遠心送風機は、主板側と比較して側板側の翼弦距離を大きくし、主板側よりも側板側の翼面積を大きくすることで側板側の風速が増加するため、吹き出だされる空気の風速分布の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る遠心送風機の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る遠心送風機の側面図である。
【図３】図２の遠心送風機の主板と側板と１枚の翼とを側面から見た概念図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る遠心送風機の主板に平行な面における翼の断面を回転軸方向に見た概念図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る遠心送風機の主板に平行な断面における翼の内周端と外周端との間の翼弦距離と、翼の断面の位置との関係を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る遠心送風機の回転軸に垂直な面における翼の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る遠心送風機の側方概念図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る遠心送風機の翼の入口角と、断面ＣＲの位置との関係を示した図である。
【図９】図７及び図８の位置Ｐｂにおける遠心送風機の回転軸に垂直な面における翼の断面図である。
【図１０】図７及び図８の位置Ｐｃにおける遠心送風機の回転軸に垂直な面における翼の断面図である。
【図１１】図７及び図８の位置Ｐｄにおける遠心送風機の回転軸に垂直な面における翼の断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る遠心送風機の回転軸に垂直な面における翼の断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る遠心送風機における翼の反り高さと、断面ＣＲの位置との関係を示した図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る遠心送風機の回転軸に垂直な面における翼の断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る遠心送風機の側方概念図である。
【図１６】本発明の実施の形態４に係る遠心送風機の翼の出口角と、断面ＣＲの位置との関係を示した図である。
【図１７】図１５及び図１６の位置Ｐｅにおける遠心送風機の回転軸に垂直な面における翼の断面図である。
【図１８】図１５及び図１６の位置Ｐｆにおける遠心送風機の回転軸に垂直な面における翼の断面図である。
【図１９】図１５及び図１６の位置Ｐｇにおける遠心送風機の回転軸に垂直な面における翼の断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態５に係る遠心送風機が搭載される空気調和機の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  以下、本発明の実施の形態に係る遠心送風機１００及び空気調和機２００について図面を参照しながら説明する。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の相対的な寸法の関係及び形状等が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。また、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」など）を適宜用いるが、それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置あるいは部品の配置及び向きを限定するものではない。
【００１０】実施の形態１．［遠心送風機１００の構成］  図１は、本発明の実施の形態１に係る遠心送風機１００の斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る遠心送風機１００の側面図である。図１及び図２を用いて、遠心送風機１００の基本的な構造について説明する。遠心送風機１００は、モータ等（図示は省略）によって回転駆動され、回転で生じる遠心力により、半径方向外方へ空気を強制的に送出するものである。遠心送風機１００は、回転体である主板１０と、主板１０に対向した略円環状の側板２０と、主板１０及び側板２０との間に設けられた複数の翼３０と、を備えている。
【００１１】（主板１０）  主板１０は、回転軸ＲＳを中心に回転する回転体である。主板１０は、遠心送風機１００の回転軸ＲＳに沿って投影的に見て円形をなしており、主板１０の径方向中央部分は、側板２０に向けて山状に盛り上がる略円錐形状に形成されている。すなわち、主板１０は、中央側から外周側に向かって、後述する吸込口１０２から離れる方向に向かう傾斜面を形成している。主板１０は、主板１０の中心部、すなわち、山状の盛り上がりの頂上部分に、ボス１２を有している。ボス１２は、モータ（図示は省略）の回転軸が固定される部分であり、ボス１２にはモータの回転軸が接続される。主板１０は、モータ（図示は省略）が駆動することにより、回転軸ＲＳを中心に回転駆動される。なお、回転軸ＲＳは、主板１０の回転軸であると共に、遠心送風機１００の回転軸でもある。
【００１２】  主板１０は、ボス１２を有する回転体であればよく、主板１０の形状は、回転軸ＲＳに沿って投影的に見て円形をなし、山状に盛り上がる略円錐形状に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。例えば、主板１０は、円盤状でもよく、あるいは、回転軸ＲＳに沿って投影的に見て多角形の略平板状であってもよい。また、主板１０は、主板１０の径方向中央部分が、山状に盛り上がるように形成され、主板１０の径方向外寄り部分、すなわち、盛り上がった径方向中央部分の周囲の円環状の部分が、略平板状に形成されてもよい。
【００１３】（側板２０）  側板２０は、主板１０と対向して配置されている。側板２０は、断面略円弧状の円環であって、吸込み導風壁を形成している。側板２０は、いわゆるシュラウドである。側板２０は、遠心送風機１００の回転軸ＲＳに沿って投影的に見て円環状をなしており、側板２０は、径方向の外側から中央側に向かって山状に盛り上がっている。そして、側板２０の中央には、吸込口１０２が形成されている。より詳細には、側板２０は、内周縁側の端部２２が遠心送風機１００の吸込口１０２を形成し、吸込口１０２から主板１０に近づくほど径が大きくなるように径方向内側に向けて膨らむ湾曲状に形成されている。円環状に形成された側板２０の外周縁を構成する側板外周縁部２４は、側板２０の構成部分の中で、径が最も大きく、主板１０に最も近い位置に配置されている。側板２０の外径ＯＳは、主板１０の外径ＯＭよりも大きい。なお、遠心送風機１００は、側板２０の外径ＯＳが、主板１０の外径ＯＭよりも大きい構成に限定されるものではなく、側板２０の外径ＯＳが、主板１０の外径ＯＭと等しくてもよく、あるいは、主板１０の外径ＯＭより小さくてもよい。側板２０は、複数の翼３０を連結することで、各翼３０の先端の位置関係を維持し、かつ、複数の翼３０の強度を補強している。
【００１４】  主板１０と側板２０とは、回転軸ＲＳの延びる方向において間隔を隔てて配置されている。遠心送風機１００は、側板２０の側板外周縁部２４と、主板１０の主板外周縁部１４とによって、側板外周縁部２４と主板外周縁部１４との間に吹出口１０４を形成する。側板外周縁部２４は、側板２０の径方向の外周端部であり、側板２０の外周縁を構成する。主板外周縁部１４は、主板１０の径方向の外周端部であり、主板１０の外周縁を構成する。吹出口１０４は、遠心送風機１００の回転によって、吸込口１０２から遠心送風機１００の内部に吸い込まれた空気が、吐出される開口部である。
【００１５】（翼３０）  翼３０は、主板１０が回転しているときに主板１０と共に回転し、主板１０の中心から外周側へと向かう気流を発生させる。複数の翼３０は、主板１０と側板２０との間に配置されている。複数の翼３０はそれぞれ、遠心送風機１００の回転軸ＲＳの軸方向において、一端側が主板１０に接合され、他端側が側板２０に接合されている。複数の翼３０は、回転軸ＲＳを中心とする円周上に配置されており、各翼３０は、主板１０の周方向に所定の間隔をあけて配置されている。翼３０は、主板１０の回転方向Ｒに対して後ろ向きに延びるように形成されている。
【００１６】  複数の翼３０はいずれも、内周端３１が外周端３２よりも回転軸ＲＳに近い位置にあるように形成されている。内周端３１は、翼３０の前縁であり、外周端３２は、翼３０の後縁である。複数の翼３０の各内周端３１はいずれも、回転軸ＲＳから所定の距離に位置しており、各外周端３２はいずれも、主板外周縁部１４及び側板外周縁部２４の近傍に位置している。各翼３０の内周端３１と外周端３２とを結ぶ直線である弦線の仮想の延長線は、回転軸ＲＳを通らないように延びている。すなわち、内周端３１は、回転軸ＲＳと外周端３２とを結ぶ径方向の仮想線よりも、回転方向Ｒでいう前方に位置している。
【００１７】  そして、回転軸ＲＳから遠い方の面である翼外面３０ａは、回転方向Ｒの後方になる程、回転軸ＲＳから離れた位置にある。また、回転軸ＲＳに近い方の面である翼内面３０ｂは、翼外面３０ａと所定の間隔をとりながら、同様に、回転方向Ｒの後方になる程、回転軸ＲＳから離れた位置にある。当該所定の間隔に相当する翼３０の厚さは、中央側から内周端３１及び外周端３２に近づくにつれて徐々に厚みが小さくなっている。すなわち、翼３０は、回転軸ＲＳに垂直な面における断面が一般的な翼形状に近似している。
【００１８】  図２に示すように、遠心送風機１００は、吹出口１０４における回転軸ＲＳ方向の開口幅の中間位置ＨＢと側板２０との間の範囲ＡＳでは、中間位置ＨＢと比較して、翼外径ＯＷの大きさが大きい。また、遠心送風機１００は、吹出口１０４における回転軸ＲＳ方向の開口幅の中間位置ＨＢと主板１０との間の範囲ＡＭでは、中間位置ＨＢと比較して、翼外径ＯＷの大きさが小さい。そして、遠心送風機１００は、吹出口１０４の回転軸ＲＳ方向の開口幅の中間位置ＨＢよりも側板２０側に翼外径ＯＷの最大値を有し、中間位置ＨＢより主板１０側に翼外径ＯＷの最小値を有する。なお、吹出口１０４の回転軸ＲＳ方向の開口幅とは、回転軸ＲＳ方向における主板１０の主板外周縁部１４と側板２０の側板外周縁部２４との間の距離である。また、翼外径ＯＷは、翼３０部分における遠心送風機１００の直径である。換言すると、翼外径ＯＷは、遠心送風機１００が作動している状態で、遠心送風機１００の回転によって翼３０の外周端３２が描く回転円の直径である。
【００１９】  図３は、図２の遠心送風機１００の主板１０と側板２０と１枚の翼３０とを側面から見た概念図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る遠心送風機１００の主板１０に平行な面における翼３０の断面ＣＳを回転軸ＲＳ方向に見た概念図である。図５は、本発明の実施の形態１に係る遠心送風機１００の主板１０に平行な断面における翼３０の内周端３１と外周端３２との間の翼弦距離Ｄａと、翼３０の断面ＣＳの位置との関係を示した図である。図３〜図５を用いて、翼３０の構成について更に説明する。なお、図３では、翼３０の構成を明らかにするため、複数の翼３０のうち１枚の翼３０のみ図示し、他の翼３０の図示は省略する。なお、主板１０に平行な面における翼３０の断面ＣＳは、翼３０の第１断面と定義する。
【００２０】  図３及び図４に示すように、主板１０に平行な面による複数の翼３０の各断面ＣＳにおいて、主板１０の回転軸ＲＳを中心とした複数の翼３０のそれぞれの内周端３１と外周端３２との間の直線距離を翼弦距離Ｄａと定義する。なお、本発明の実施の形態１に係る遠心送風機１００の主板１０は、略円錐形状に形成されているため、主板１０に平行な面は、略円錐面である。図３に示す、破線は、主板１０に平行な面による翼３０の断面ＣＳの位置を例示している。また、吹出口１０４における回転軸ＲＳの延びる方向の開口幅の中間位置ＨＢを通る回転軸ＲＳに対する垂直面Ｆにおいて、外周端３２を有する断面ＣＳを中間断面ＭＳと定義する。遠心送風機１００は、中間断面ＭＳよりも側板２０側の位置にある断面ＣＳにおいて翼弦距離Ｄａの最大値を有する。そして、遠心送風機１００は、翼３０の内周端３１と外周端３２との間の翼弦距離Ｄａが、主板１０から側板２０に向かって増加し、主板１０と側板２０との間の中間位置ＨＢよりも側板２０側で最大となった後、側板２０に向かうにつれて減少する。
【００２１】［遠心送風機１００の動作］  遠心送風機１００は、ボス１２に接続されたモータの回転によって、主板１０が回転すると、主板１０に固定された翼３０が回転軸ＲＳを中心に周方向に移動する。そして、主板１０が回転方向Ｒに回転すると、遠心送風機１００の外の空気は、吸込口１０２を通じて主板１０及び側板２０と複数の翼３０とで囲まれる空間に吸い込まれる。そして、遠心送風機１００は、翼３０が主板１０と共に回転することで、主板１０と複数の翼３０とで囲まれる空間に吸い込んだ空気を隣接する翼３０同士の間に通して、主板１０の径方向外方に送り出す。
【００２２】［遠心送風機１００の作用効果］  遠心送風機１００は、中間断面ＭＳよりも側板２０側の位置にある断面ＣＳにおいて翼弦距離Ｄａが最大値を有する。遠心送風機は、一般に側板側よりも主板側に空気の流れが偏りやすい。しかし、遠心送風機１００は、主板１０側と比較して側板２０側の翼３０の翼弦距離Ｄａを大きくし、主板１０側よりも側板２０側の翼面積を大きくすることで側板２０側の風速が増加するため、吹き出される空気の風速分布の均一化を図ることができる。また、遠心送風機１００は、主板１０側と比較して側板２０側の翼３０の外径を大きくすることで、側板２０側の翼３０の仕事が増え、風速が増加するため、吹き出される空気の風速分布の均一化を更に図ることができる。そして、遠心送風機１００は、吹出風速の分布を均一化することで、偏った流れによる高風速域による圧力損失が低減されるため、ファン効率を改善することができる。
【００２３】  また、遠心送風機１００は、翼３０の内周端３１と外周端３２との間の翼弦距離Ｄａが、主板１０から側板２０に向かって増加し、主板１０と側板２０との間の中間位置ＨＢよりも側板２０側で最大となった後、側板２０に向かうにつれて減少する。遠心送風機１００は、側板２０側の近傍において、翼弦距離Ｄａを減少させることで、側板２０に連結するベルマウスの後流、及び、ベルマウスと側板２０との隙間から流入する空気の漏れ流れ、による乱れた空気の流れの衝突による騒音を抑制することができる。
【００２４】実施の形態２．  図６は、本発明の実施の形態２に係る遠心送風機１００の回転軸ＲＳに垂直な面における翼３０の断面図である。図７は、本発明の実施の形態２に係る遠心送風機１００の側方概念図である。図８は、本発明の実施の形態２に係る遠心送風機１００の翼３０の入口角αと、断面ＣＲの位置との関係を示した図である。図９は、図７及び図８の位置Ｐｂにおける遠心送風機１００の回転軸ＲＳに垂直な面における翼３０の断面図である。図１０は、図７及び図８の位置Ｐｃにおける遠心送風機１００の回転軸ＲＳに垂直な面における翼３０の断面図である。図１１は、図７及び図８の位置Ｐｄにおける遠心送風機１００の回転軸ＲＳに垂直な面における翼３０の断面図である。なお、図１〜図５の遠心送風機１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態２に係る遠心送風機１００は、実施の形態１に係る遠心送風機１００における翼３０の構成を更に特定するものである。従って、以下の説明では、図６〜図１１を用いて、本発明の実施の形態２に係る遠心送風機１００の翼３０の構成を中心に説明する。
【００２５】（翼３０）  図６に示すように、主板１０の回転軸ＲＳに垂直な面による複数の翼３０の各断面ＣＲにおいて、翼３０の入口角αを翼３０の中心線ＣＬと、翼３０の前縁部３５を通る回転軸ＲＳを中心とした仮想の円Ｃ１の前縁部３５における接線ＴＬ１とがなす角度と定義する。なお、主板１０の回転軸ＲＳに垂直な面による複数の翼３０の各断面ＣＲは、翼３０の第２断面と定義する。図７〜図１１に示すように、複数の翼３０の入口角αは、複数の翼３０の前縁部３５における主板１０と側板２０との間の中間位置Ｐｍよりも側板２０側の位置にある断面ＣＲにおいて最小値を有する。より詳細には、位置Ｐｂの入口角α１及び位置Ｐｃの入口角α２が示すように、翼３０の入口角αは、主板１０から側板２０に向かうにつれて減少し、主板１０と側板２０との中間位置Ｐｍよりも側板２０側で最小値となる。そして、位置Ｐｃの入口角α２及び位置Ｐｄの入口角α３が示すように、翼３０の入口角αは、最小値となる入口角α２を有する位置Ｐｃから側板２０に向かうにつれて増加する。なお、前縁部３５における主板１０と側板２０との間の中間位置Ｐｍとは、主板１０と側板２０との間における前縁部３５に沿った長さの中間である。
【００２６】［遠心送風機１００の作用効果］  本発明の実施の形態２に係る遠心送風機１００は、複数の翼３０の入口角αが、複数の翼３０の前縁部３５における主板１０と側板２０との間の中間位置Ｐｍよりも側板２０側の位置にある断面ＣＲにおいて最小値を有する。遠心送風機１００は、中間位置Ｐｍよりも側板２０側の位置の翼３０の入口角αを小さくすることで、翼３０の前縁部３５で気流の剥離が抑制されるため、側板２０側の風速が増加し、更に吹き出される空気の風速分布の均一化を図ることができる。
【００２７】  また、本発明の実施の形態２に係る遠心送風機１００は、翼３０の入口角αが、最小値となる入口角α２を有する位置Ｐｃから側板２０に向かうにつれて増加する。一般に遠心送風機の側板２０の近傍は、側板２０に連結するベルマウスと側板２０との隙間から流入する空気の漏れ流れが生じやすい。空気の漏れ流れは、遠心送風機１００の回転方向Ｒに旋回成分をもって流入するため、遠心送風機１００は、側板２０の近傍における入口角αを拡大することで、翼３０の前縁部３５における気流の剥離による圧力損失を抑制することができる。
【００２８】実施の形態３．  図１２は、本発明の実施の形態３に係る遠心送風機１００の回転軸ＲＳに垂直な面における翼３０の断面図である。図１３は、本発明の実施の形態３に係る遠心送風機１００における翼３０の反り高さＨと、断面ＣＲの位置との関係を示した図である。なお、図１〜図１１の遠心送風機１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態３に係る遠心送風機１００は、実施の形態１又は実施の形態２に係る遠心送風機１００における翼３０の構成を更に特定するものである。従って、以下の説明では、図１２及び図１３を用いて、本発明の実施の形態３に係る遠心送風機１００の翼３０の構成を中心に説明する。
【００２９】（翼３０）  図１２に示すように、回転軸ＲＳに垂直な面における複数の翼３０の各断面ＣＲにおいて、複数の翼３０のそれぞれにおける前縁部３５と後縁部３６とを結んだ直線ＳＬから翼３０の中心線ＣＬまで垂直に結んだ距離を翼３０の反り高さＨと定義する。反り高さＨは、翼３０の前縁部３５及び翼３０の後縁部３６では零となる。図１２に示すように、翼３０の断面ＣＲは、外周側の曲率の大きい曲線と、内周側の曲率の小さい曲線又は直線とから構成され、反り高さＨが最大となる最大反り高さＨａの位置は、前縁部３５と後縁部３６との間を直線で結んだ距離の中間位置ＣＭよりも後縁部３６寄りに位置する。なお、翼３０の断面ＣＲにおいて、外周側とは後縁部３６側であり、内周側とは前縁部３５側である。
【００３０】  図１３に示すように、翼３０の反り高さＨは、複数の翼３０の前縁部３５における主板１０と側板２０との間の中間位置Ｐｍよりも側板２０側の位置にある断面ＣＲにおいて最大値を有する。すなわち、翼３０全体における最大反り高さＨａは、主板１０と側板２０との中間位置Ｐｍよりも側板２０側に位置している。より詳細には、翼３０の反り高さＨは、主板１０から側板２０に向かうにつれて増加し、主板１０と側板２０との中間位置Ｐｍよりも側板２０側で最大値となる。そして、翼３０の反り高さＨは、最大値を有する断面ＣＲの位置から側板２０に向かうにつれて減少する。
【００３１】［遠心送風機１００の作用効果］  本発明の実施の形態３に係る遠心送風機１００の翼３０の反り高さＨは、主板１０と側板２０との間の中間位置Ｐｍよりも側板２０側の位置にある断面ＣＲにおいて最大値を有する。遠心送風機１００は、主板１０と側板２０との間の中間位置Ｐｍよりも側板２０側の反り高さＨを大きくし、側板２０側の仕事を増やすことで、側板２０側の風速を増加させ、更に吹き出される空気の風速分布の均一化を図ることができる。
【００３２】  また、本発明の実施の形態３に係る遠心送風機１００は、翼３０の反り高さＨが、最大値を有する断面ＣＲの位置から側板２０に向かうにつれて減少する。本発明の実施の形態３に係る遠心送風機１００の側板２０近傍は、翼３０の内周端３１と外周端３２との翼弦距離Ｄａが小さくなるため気流が剥離しやすい。そのため、本発明の実施の形態３に係る遠心送風機１００は、反り高さＨを小さくすることで気流の剥離を抑制することができる。
【００３３】実施の形態４．  図１４は、本発明の実施の形態４に係る遠心送風機１００の回転軸ＲＳに垂直な面における翼３０の断面図である。図１５は、本発明の実施の形態４に係る遠心送風機１００の側方概念図である。図１６は、本発明の実施の形態４に係る遠心送風機１００の翼３０の出口角βと、断面ＣＲの位置との関係を示した図である。図１７は、図１５及び図１６の位置Ｐｅにおける遠心送風機１００の回転軸ＲＳに垂直な面における翼３０の断面図である。図１８は、図１５及び図１６の位置Ｐｆにおける遠心送風機１００の回転軸ＲＳに垂直な面における翼３０の断面図である。図１９は、図１５及び図１６の位置Ｐｇにおける遠心送風機１００の回転軸ＲＳに垂直な面における翼３０の断面図である。なお、図１〜図１３の遠心送風機１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態４に係る遠心送風機１００は、実施の形態１に係る遠心送風機１００における翼３０の構成を更に特定するものである。従って、以下の説明では、図１４〜図１９を用いて、本発明の実施の形態４に係る遠心送風機１００の翼３０の構成を中心に説明する。
【００３４】（翼３０）  主板１０の回転軸ＲＳに垂直な面による複数の翼３０の各断面ＣＲにおいて、翼３０の出口角βを翼３０の中心線ＣＬと、翼３０の後縁部３６を通る回転軸ＲＳを中心とした仮想の円Ｃ２の後縁部３６における接線ＴＬ２とがなす角度と定義する。図１５に示すように、翼３０の出口角βは、位置Ｐｅの出口角β１、位置Ｐｆの出口角β２及び位置Ｐｇの出口角β３に示すように、主板１０から側板２０に向うにつれて増加する。すなわち、数の翼３０の出口角βは、複数の翼３０の後縁部３６における主板１０と側板２０との間の中間の位置Ｐｆに対して、主板１０側の位置にある断面ＣＲの出口角βよりも側板２０側の位置にある断面ＣＲの出口角βの方が大きい。なお、後縁部３６における主板１０と側板２０との間の中間の位置Ｐｆとは、主板１０と側板２０との間における後縁部３６に沿った長さの中間である。
【００３５】［遠心送風機１００の作用効果］  本発明の実施の形態４に係る遠心送風機１００は、翼３０の出口角βが、主板１０から側板２０に向うにつれて増加する。本発明の実施の形態４に係る遠心送風機１００は、主板１０側よりも側板２０側の出口角βを大きくし、側板２０側の翼３０の仕事を増やすことで、側板２０側の風速を増加させることができ、更に吹き出される空気の風速分布の均一化を図ることができる。また、遠心送風機１００は、主板１０側より側板２０側の翼外径を大きくすることで側板２０側の気流が増加しているため、側板２０側の出口角βを大きくしても翼面での気流の剥離が抑制されている。
【００３６】実施の形態５．［空気調和機２００の構成］  図２０は、本発明の実施の形態５に係る遠心送風機１００が搭載される空気調和機２００の断面図である。空気調和機２００は、床置形の装置である。ただし、空気調和機２００は、床置形の態様に限定されるものではなく、天井埋設型等他の態様であってもよい。空気調和機２００は、空気調和機２００の外郭を構成する筐体２１０と、筐体２１０の内部に配置される熱交換器２２０と、筐体２１０の内部に配置され熱交換器２２０を通過する空気の流れを形成する遠心送風機１００とを有する。
【００３７】（筐体２１０）  筐体２１０は、直方体状に形成されている。なお、筐体２１０の形状は、直方体状に限定されるものではなく、例えば、円柱形状、角柱状、円錐状、複数の角部を有する形状、複数の曲面部を有する形状等、他の形状であってもよい。筐体２１０の上面部２１１には吸込口２１２が形成されており、筐体２１０の下面部２１３には吹出口２１４が形成されている。吸込口２１２は、遠心送風機１００の動作によって筐体２１０の外部から内部へ空気を吸入させるための開口であり、吹出口２１４は、遠心送風機１００の動作によって筐体２１０の内部から外部へ空気を吐出させるための開口である。なお、吸込口２１２と吹出口２１４との形成位置は当該構成に限定されるものではない。例えば、吸込口２１２と吹出口２１４とが同一面に形成されてもよく、あるいは、何れか一方が側面に形成されてもよい。筐体２１０の内部には、遠心送風機１００と、熱交換器２２０とが収容されている。筐体２１０の内部空間は、熱交換器２２０が収容されている空間Ｓ１１と、遠心送風機１００が収容されている空間Ｓ１２とが、仕切板２１５によって仕切られている。筐体２１０には、空気調和機２００を制御するための電気品２５０が設けられている。
【００３８】（遠心送風機１００）  遠心送風機１００は、筐体２１０に形成された吸込口２１２から筐体２１０内に吸い込まれ、筐体２１０に形成された吹出口２１４から空調対象空間へと吹き出される空気の流れを形成する。遠心送風機１００は、ベルマウス２３０を備えている。ベルマウス２３０は、仕切板２１５と遠心送風機１００の間に配置されている。遠心送風機１００は、モータ２４０と接続されている。モータ２４０は、筐体２１０の下面部２１３に固定されたモータサポート２４１によって支持されている。モータ２４０は、出力軸２４２を有する。遠心送風機１００のボス１２は、モータ２４０の出力軸２４２に取り付けられている。なお、筐体２１０内に配置される遠心送風機１００の数は１つに限定されるものではなく、複数でもよい。
【００３９】（熱交換器２２０）  熱交換器２２０は、遠心送風機１００が形成する筐体２１０内の空気の流れ方向において、遠心送風機１００の上流側に配置されている。熱交換器２２０は、筐体２１０の吸込口２１２から筐体２１０内に吸い込まれ、吹出口２１４から空調対象空間へと吹き出される空気の温度を調整する。なお、熱交換器２２０は、公知の構造のものを適用できる。遠心送風機１００が形成する筐体２１０内の空気の流れ方向において、熱交換器２２０の上流側にはフィルタ２２１が着脱自在に配置されている。フィルタ２２１は、熱交換器２２０を通過する前に空気から塵埃を取り除く。熱交換器２２０の下方には、凝縮水を回収するためのドレンパン２２２が設けられている。
【００４０】［空気調和機２００の動作］  遠心送風機１００の翼３０が主板１０と共に回転すると、空調対象空間の空気は、筐体２１０の吸込口２１２を通じて筐体２１０の内部に吸い込まれる。筐体２１０に吸い込まれた空気は、フィルタ２２１を通過した後、熱交換器２２０を通過する。熱交換器２２０を通過する空気は、熱交換器２２０を通過する際に、熱交換器２２０の内部を流れる冷媒と熱交換され、温度及び湿度調整される。熱交換器２２０を通過した空気は、ベルマウス２３０に案内され、遠心送風機１００に吸い込まれる。遠心送風機１００に吸い込まれた空気は、翼３０間を通過し、主板１０の径方向外側に向かって吹き出される。遠心送風機１００から吹き出された空気は、筐体２１０の下面部２１３に形成された吹出口２１４から空調対象空間に吐出される。
【００４１】［空気調和機２００の作用効果］  空気調和機２００は、実施の形態１〜実施の形態４に係る遠心送風機１００のいずれか１つを備えるため、吹き出だされる空気の風速分布の均一化を図ることができ、ファン効率を改善することができる。また、実施の形態１〜実施の形態４に係る遠心送風機１００のいずれか１つを備えるため、ベルマウスの後流及びベルマウスと側板２０との隙間から流入する空気の漏れ流れによる乱れた空気の流れの衝突による騒音を抑制することができる。
【００４２】  以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００４３】  １０  主板、１２  ボス、１４  主板外周縁部、２０  側板、２２  端部、２４  側板外周縁部、３０  翼、３０ａ  翼外面、３０ｂ  翼内面、３１  内周端、３２  外周端、３５  前縁部、３６  後縁部、１００  遠心送風機、１０２  吸込口、１０４  吹出口、２００  空気調和機、２１０  筐体、２１１  上面部、２１２  吸込口、２１３  下面部、２１４  吹出口、２１５  仕切板、２２０  熱交換器、２２１  フィルタ、２２２  ドレンパン、２３０  ベルマウス、２４０  モータ、２４１  モータサポート、２４２  出力軸、２５０  電気品。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年2月12日(2021.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係る遠心送風機は、回転駆動される主板と、主板と対向して配置される環状の側板と、主板と側板との間に配置されている複数の翼と、を備え、主板に平行な面による複数の翼の各断面を第１断面と定義し、第１断面において、主板の回転軸を中心とした複数の翼のそれぞれの内周端と外周端との間の直線距離を翼弦距離と定義し、主板の外周縁部と側板の外周縁部とによって形成される空気の吹出口の、回転軸の延びる方向の開口幅の中間位置を通る回転軸に対する垂直面において、外周端を有する第１断面を中間断面と定義した場合に、中間断面よりも側板側の位置にある第１断面において翼弦距離が最大値を有し、翼弦距離が、主板から側板に向かうにつれて増加し、主板と側板との間の中間断面よりも側板側の位置で最大となった後、側板に向かうにつれて減少するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される主板と、
前記主板と対向して配置される環状の側板と、
前記主板と前記側板との間に配置されている複数の翼と、
を備え、
前記主板に平行な面による前記複数の翼の各断面を第１断面と定義し、
前記第１断面において、前記主板の回転軸を中心とした前記複数の翼のそれぞれの内周端と外周端との間の直線距離を翼弦距離と定義し、
前記主板の外周縁部と前記側板の外周縁部とによって形成される空気の吹出口の、前記回転軸の延びる方向の開口幅の中間位置を通る前記回転軸に対する垂直面において、前記外周端を有する前記第１断面を中間断面と定義した場合に、
前記中間断面よりも前記側板側の位置にある前記第１断面において前記翼弦距離が最大値を有し、
前記翼弦距離が、前記主板から前記側板に向かうにつれて増加し、前記主板と前記側板との間の前記中間断面よりも前記側板側の位置で最大となった後、前記側板に向かうにつれて減少する遠心送風機。
【請求項２】
回転駆動される主板と、
前記主板と対向して配置される環状の側板と、
前記主板と前記側板との間に配置されている複数の翼と、
を備え、
前記主板に平行な面による前記複数の翼の各断面を第１断面と定義し、
前記第１断面において、前記主板の回転軸を中心とした前記複数の翼のそれぞれの内周端と外周端との間の直線距離を翼弦距離と定義し、
前記主板の外周縁部と前記側板の外周縁部とによって形成される空気の吹出口の、前記回転軸の延びる方向の開口幅の中間位置を通る前記回転軸に対する垂直面において、前記外周端を有する前記第１断面を中間断面と定義した場合に、
前記中間断面よりも前記側板側の位置にある前記第１断面において前記翼弦距離が最大値を有し、
前記回転軸に垂直な面による前記複数の翼の各断面を第２断面と定義した場合に、
前記第２断面における前記複数の翼の入口角は、
前記複数の翼の前縁部における前記主板と前記側板との間の中間位置よりも前記側板側の位置にある前記第２断面において最小値を有し、
前記入口角が、最小値となる前記入口角を有する前記第２断面の位置から前記側板に向かうにつれて増加する遠心送風機。
【請求項３】
回転駆動される主板と、
前記主板と対向して配置される環状の側板と、
前記主板と前記側板との間に配置されている複数の翼と、
を備え、
前記主板に平行な面による前記複数の翼の各断面を第１断面と定義し、
前記第１断面において、前記主板の回転軸を中心とした前記複数の翼のそれぞれの内周端と外周端との間の直線距離を翼弦距離と定義し、
前記主板の外周縁部と前記側板の外周縁部とによって形成される空気の吹出口の、前記回転軸の延びる方向の開口幅の中間位置を通る前記回転軸に対する垂直面において、前記外周端を有する前記第１断面を中間断面と定義した場合に、
前記中間断面よりも前記側板側の位置にある前記第１断面において前記翼弦距離が最大値を有し、
前記回転軸に垂直な面による前記複数の翼の各断面を第２断面と定義し、
前記第２断面において、前記複数の翼のそれぞれにおける前縁部と後縁部とを結んだ直線から翼の中心線まで垂直に結んだ距離を翼の反り高さと定義した場合に、
前記反り高さは、
前記複数の翼の前縁部における前記主板と前記側板との間の中間位置よりも前記側板側の位置にある前記第２断面において最大値を有し、
前記反り高さが、最大値となる前記反り高さを有する前記第２断面の位置から前記側板に向かうにつれて減少する遠心送風機。
【請求項４】
前記回転軸に垂直な面による前記複数の翼の各断面を第２断面と定義した場合に、
前記第２断面における前記複数の翼の入口角は
前記複数の翼の前縁部における前記主板と前記側板との間の中間位置よりも前記側板側の位置にある前記第２断面において最小値を有する請求項１に記載の遠心送風機。
【請求項５】
前記入口角が、最小値となる前記入口角を有する前記第２断面の位置から前記側板に向かうにつれて増加する請求項４に記載の遠心送風機。
【請求項６】
前記第２断面において、前記複数の翼のそれぞれにおける前縁部と後縁部とを結んだ直線から翼の中心線まで垂直に結んだ距離を翼の反り高さと定義した場合に、
前記反り高さは、
前記複数の翼の前縁部における前記主板と前記側板との間の中間位置よりも前記側板側の位置にある前記第２断面において最大値を有する請求項４又は５に記載の遠心送風機。
【請求項７】
前記反り高さが、最大値となる前記反り高さを有する前記第２断面の位置から前記側板に向かうにつれて減少する請求項６に記載の遠心送風機。
【請求項８】
前記回転軸に垂直な面による前記複数の翼の各断面を第２断面と定義し、
前記第２断面における前記複数の翼の出口角は
前記複数の翼の後縁部における前記主板と前記側板との間の中間位置に対して前記主板側の位置にある前記第２断面の前記出口角よりも前記側板側の位置にある前記第２断面の前記出口角の方が大きい請求項１に記載の遠心送風機。
【請求項９】
前記第２断面における前記複数の翼の出口角は
前記複数の翼の後縁部における前記主板と前記側板との間の中間位置に対して前記主板側の位置にある前記第２断面の前記出口角よりも前記側板側の位置にある前記第２断面の前記出口角の方が大きい請求項２〜７のいずれか１項に記載の遠心送風機。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の遠心送風機と、
熱交換器と、
を備えた空気調和機。
【国際調査報告】
2020161850.tif 000023
2020161850.tif 000024
2020161850.tif 000025
2020161850.tif 000026