(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板と、この円板の外周方向に複数枚取り付けられた羽根とを有する羽根ブロックと、この羽根ブロックを回転軸方向に複数個積み重ねることで形成された羽根車を有するファンを備え、前記羽根ブロック中の前記羽根の前縁を前記回転軸に対して傾斜させることで、この羽根前縁の一部に回転軸からこの羽根前縁までの外形寸法が最大となる部分を有するようにした空気調和機において、前記最大となる外形寸法部分を境として、一方の羽根の前縁と他方の羽根の前縁の曲率が異なる円弧を描くようにしたファンを備えた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内機の内部にファンを備えた空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、空気調和機においては、省電力化が叫ばれ、同じ電気入力に対する室内熱交換器の熱交換量を増大させる必要がある。熱交換量増大の一要素として、室内ファンの高風量化が考えられるが、高風量化に伴い騒音が増大するため、高風量・低騒音・高効率の室内ファンが求められている。
【０００３】
この室内ファンの高風量化を図る手段として、室内ファンの回転数を上げること、または、室内ファンである貫流ファンの外径を大きくすることが考えられる。
【０００４】
ここで、室内機動作時の乱流騒音（広帯域騒音）は、ファン回転数の７乗乃至８乗、ファン外径の４乗に比例するため、騒音を増大することなく風量を増大するためには、一般的に後者の方法が用いられる。
【０００５】
しかしながら、室内機の奥行寸法は限られており、室内ファンの外径を大きくすると室内ファンと、この室内ファンの外周に取り付けられたノーズとの間に形成される隙間が小さくなり、異音（離散周波数騒音）が発生する。更に、熱交換器と貫流ファンとの距離が小さくなるため、熱交換器内の配管、フィンのスリットから発生する後流をファンの羽根が通過することにより羽根音（離散周波数騒音）が発生してしまうという問題がある。
【０００６】
これらの羽根音を低減させる従来技術として、特開平９−１００７９５号公報が知られている。特に、特開平９−１００７９５号公報の図９には、（ａ）〜（ｃ）の羽根の変形例が記載され、それぞれの変形例の羽根の効果が述べられている。
【０００７】
この従来技術は、ファンブロック（羽根ブロック）の羽根前縁を変化させることによって、羽根前縁とノーズとの位置関係から発生する騒音を低減させたものである。具体的には、羽根前縁を回転軸に対して傾斜させたものである。回転軸に対して羽根前縁の一部に軸から羽根前縁までの外形寸法が大きい部分が存在する。従って、羽根前縁に外形が大きい部分から小さい部分に傾斜部分が形成されるので、この傾斜部分がノーズを通過するときに位相差（時間差）が生じるので、騒音発生スペクトルのピークが分散し、羽根音を防止しつつ、風量を増大できることが記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、貫流ファンと、吸い込み流路と吹出し流路を分離するノーズとの間に形成される隙間を小さくすることによって風量の増加が図れる。特に、上記特開平９−１００７９５号公報の図９（ｃ）の形状であると、一つの羽根ブロックに最大外径部分を頂点として二つの傾斜が形成されるので、一つの傾斜角度が大きくなり、特に羽根音の防止効果は大きい。
【０００９】
しかしながら、上記従来技術では、特開平９−１００７９５号公報の図３、図９に記載された形状の羽根ブロックの成形手段については、何等記載がなく、特に、図９に示されているように、羽根の両側に円板が形成されていると、一方の円板が成形金型の引き抜きを邪魔して引抜くことができない。換言すと図９（ａ）乃至（ｃ）の形状は、円板が両側に付いている限り成形することが出来ない。
【００１０】
本発明の目的は、羽根音の発生を抑制しつつ風量の増加を図ることができるファンを備えた空気調和機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、円板と、この円板の外周方向に複数枚取り付けられた羽根とを有する羽根ブロックと、この羽根ブロックを回転軸方向に複数個積み重ねることで形成された羽根車を有するファンを備え、前記羽根ブロック中の前記羽根の前縁を前記回転軸に対して傾斜させることで、この羽根前縁の一部に回転軸からこの羽根前縁までの外形寸法が最大となる部分を有するようにした空気調和機において、前記最大となる外形寸法部分を境として、一方の羽根の前縁と他方の羽根の前縁の曲率が異なる円弧を描くようにしたファンを備えたことにより達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１乃至図８に基づいて詳細に説明する。図１は、ルームエアコン用室内機の正面図であり、一部分を断面したものである。
【００１３】
８は、室内機の外形を形成する化粧枠である。この化粧枠８の内部には、熱交換器４、モータ１５等が収納されている。１４は、熱交換器４、モータ１５の振動を抑える防振ゴムである。この防振ゴム１４の上部には、モータ１５を動作させる電気品６や冷凍サイクル部品１６が配置されており、貫流ファンである羽根車２及び空清フィルタ１２等の主構成部品が納められている。羽根車２は羽根１と円板９から構成されており、室内機を正面から見て下から上に向って回転する。化粧枠８の前面吸い込み口１７に設けたグリル１１と上部グリル３から空清フィルター１２を介して吸い込まれた空気は、熱交換器４で熱交換される。その後、吸い込み流路と吹出し流路を分離するノーズ１０、羽根車２を通過して縦風向板１３、横風向板５のある吹出し口７から吹き出す。
【００１４】
羽根車２を構成する羽根1は、円板９の間で外形寸法が変化しており、円板９間で最大値を取る。このため、羽根車１０の外周で最大外径となる部分は、回転軸に対して凸型となる。
【００１５】
本発明を備えた羽根車の外観を図２に示す。羽根車２はボス１９、端面円板１８、羽根１、円板９、端面板２１、軸２０から構成されている。羽根１の形状が円板９間において変化するため、外観上、ボス１９がある端面円板１８から、羽根車２を構成する羽根ブロックの外径は最大値まで徐々に増加した後、次の円板９に向かって徐々に減少する。これが、軸２０がある端面板２１まで繰り返されて羽根車２が構成される。
【００１６】
図３（a）は羽根車２を構成する羽根ブロックの一つを側面から見たものである。図３（ａ）は、羽根１の最大径が円板９の径D1Sよりも大きいことが特徴である。この図では、羽根ブロックの外径（D2）の最大値となる部分は、最大値部分を中心として羽根ブロックの両側方向L1とL2が等しくなっている。L1とL2の和は、Lになっていればよいので、最大外径（D2）部分は、必ずしも中心部分にある必要はなく、ブロック間のどこにあっても良い。
【００１７】
図３（ｂ）と図３（c）は、外周部の羽根形状が異なる。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。まず、図３（ｂ）では、羽根１の外周側に円板９の片と同じ円弧のエッジが形成されているのに対し、図３（ｃ）の羽根１は外周において丸みを付けた翼型としたものである。これは、金型製作過程において形成されるものであり、詳細は、後述する。
【００１８】
羽根１の外形寸法は、円板９から最大値まで徐々に増加した後、円板９がない方向にかけて徐々に減少する。ファンが回転すると羽根１の最大外形寸法部分が先にノーズ近傍を通過し、同一の羽根ではあるが、ノーズ又は熱交換器内の配管等からの後流を横切る羽根の通過位相を変えることができる。これにより、羽根音のピークを減らすことができる。また、羽根車２の外径を大きくすることにより、ノーズと羽根車２のギャップを詰めることができるため風量を増加させることができる。
【００１９】
図４に同一風量での従来の形態と本実施の形態の比較を示す。横軸は従来のファン回転数を１とした場合の回転数比を、縦軸はそれぞれ従来ファンの風量、入力、騒音を基準とした風量比、入力比、騒音値を表す。従来の形態を○、本実施の形態を●で示す。同一風量で比較すると、本実施の形態では回転数を2.4%、入力を12%、騒音を１dB低減できる。
【００２０】
図５に同一風量時における、騒音の周波数特性を示す。横軸に周波数を、縦軸に従来ファンの音圧レベルを基準とした相対の音圧レベルを表す。従来の形態と本実施例の形態を比較すると、羽根枚数と回転数の積に等しい周波数における騒音レベルが約−５dB低減している。これらの結果、本発明の形態が不快と感じる羽根音を低減できると共に静音・高風量化を実現し、省電力化に繋がることがわかる。隣合うファンブロックはその効果を最大限に生かすために、溶着又は接着時に位相を変化させてもよい。
【００２１】
図６に本発明を備えた羽根ブロックの製造するための金型の断面図を示す。２２は、雄型。２３は、雌型である。雄型と雌型の２つの金型は、羽根の最大外径を境として軸方向に分離されるようになっている。すなわち、雄型２２は円板のないファンブロックの他端から、ファン外径が最大となる羽根位置までと、羽根ブロックの内径側において、ファン外径の最大径から円板側に向かう羽根の形状が成形され、円板の羽根側面までを形成する。金型２３は、羽根の最大径から円板に向かう羽根の外周を形成する雌型である。それぞれの金型には、羽根ブロックを成形後、金型を離脱させるために各部分には、必要な抜き勾配を設けてある。図６では、羽根１の最大外径を境として左右方向に抜き勾配を設けているが、羽根の厚み方向にも最大外径を境として抜き勾配が設けられている。本金型により成形されたファンブロックの断面形状は、図３に示した形状となる。
【００２２】
金型２２と金型２３の組合せにより形成される空隙部にファン材料の樹脂材を流し込むことで、複数の羽根１と一つの円板９を同時に製作することができる。成形されたファンブロックを軸方向に積み重ね、羽根の先端と円板を溶着、又は接着剤による接着で羽根車２が形成される。
【００２３】
特開平０９−１００７９５号公報の図３に示したように、従来の羽根の最大外形寸法は、円板側に一ヶ所であるため、羽根外周端の傾斜角度は緩やかであった。これに対し、本発明の羽根の傾斜角度が大きいので、仮に、本発明の傾斜角度を従来の傾斜角度と同じ角度とするならば、ファンブロック１個あたりの羽根の長さを長くできるので、従来と同じ長さの羽根２を形成するのに本発明では４個のファンブロックで形成できる。従って、溶着ヶ所が削減できる効果がある。
【００２４】
本発明の他の実施例を図７に示す。ファンブロックを形成する羽根の外周側に変曲点を３つ設け、中央部の変曲点を最大径としたものである。この変曲点の数に制限は無く、図３に比べ羽根１の外径をより大きく取ることができるため、更に高風量化を行うことができる。
【００２５】
本発明の他の実施例を図８に示す。図７と異なり、羽根１の外周を円弧状とすることで羽根１の外径を図３より大きく取ることができる。更に外周部に鋭い変曲点が無いため、高風量化を図ることが可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、羽根音の発生を防止しつつ、高風量・高効率な貫流ファンを備えた空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す正面縦断面図である。
【図２】上記実施の形態の羽根車概観図である。
【図３】上記実施の形態の羽根車部分の正面図と縦断面図である。
【図４】上記実施の形態の効果を示す図である。
【図５】上記実施の形態の効果を示す図である。
【図６】上記実施の形態を製作するための金型断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態の羽根車部分の正面断面図と縦断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態の羽根車部分の正面断面図と縦断面図である。
【符号の説明】
１・・・羽根、２・・・羽根車、３・・・上面グリル、４・・・熱交換器、５・・・横風向板、６・・・電気品、７・・・吹出し口、８・・・化粧枠、９・・・円板または円管、１０・・・ノーズ、１１・・・グリル、１２・・・空清フィルタ、１３・・・縦風向板、１４・・・防振ゴム、１５・・・モータ、１６・・・サイクル部品、１７・・・前面吸い込み口１８・・・端面円板、１９・・・ボス、２０・・・軸、２１・・・端面板、２２・・・金型（雄型）、２３・・・金型（雌型）。
【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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