JP2005106361A - クロスフローファン、空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】 所定の風量を得るのに必要なファンモータの消費電力および回転数を低減し、騒音を小さくする。
【解決手段】 クロスフローファン１の吸込み領域の風上側に複数の静翼２１を設け、静翼２１により風向きをクロスフローファン１の翼１２の負圧面側に風が当たるよう変向して、翼１２の迎え角１６を小さくする。これにより、クロスフローファン１の翼１２の負圧面１３で発生する渦１５を低減できるため、所定の風量を得るのに必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力および回転数を小さくすることができる。またクロスフローファン１のファン径Ｄとリング間距離Ｌとが（Ｄ＋２０００）／Ｌ≧３８．０の関係を満たすようにしたり、クロスフローファン１のリング間でスタビライザ−先端の突起高さを変えり、クロスフローファン１の内周側先端の形状をエッジ形状にするようにしても良い。
【選択図】 図５

Description

この発明は、室内ユニットに少なくとも１つ以上の吸込み口および、吹出し口と、ファンモータに連結されたクロスフローファン、およびそのようなクロスローファンと熱交換機とを有する空気調和機に関する。

クロスフローファンを用いた空気調和機では、例えば、特開平５−１９５９８１号公報に示すように、クロスフローファンに吸込まれる空気流を、クロスフローファンの吸込側でその回転方向と逆方向に予旋回させてクロスフローファンの吐出風量を増加させるようにしていた。

特開平５−１９５９８１号公報

しかしながら、上記の案内羽根の構成では、クロスフローファン動翼の圧力面側に風が当たり、動翼の迎え角が大きくなるため、翼が失速しやすく、ファンモータ入力が大きく、騒音が大きくなったり、ファンモータの消費電力が大きくなる、等の問題点があった。

本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、所定の風量を得るのに必要なファンモータの消費電力および回転数を低減し、騒音を小さくすることができるクロスフローファン、空気調和機を提供することを目的とする。

本発明は、クロスフローファンの吸込み部の風上側に複数の静翼を備え、これら複数の静翼により風向きをクロスフローファン動翼の負圧面側に風が当たるよう変向するものである。

また、本発明は、クロスフローファンのファン径Ｄと、翼枚数Ｎとが、３.０５≦Ｄ／Ｎ≦３．８の関係を満たすものである。

また、本発明は、クロスフローファンのファン径Ｄと、リング間距離Ｌとが、（Ｄ＋２０００）／Ｌ≧３８．０の関係を満たすものである。

また、本発明は、クロスフローファンのリング間を１ブロックとし、スタビライザ−先端の突起高さを１ブロック内で変化させるものである。

また、本発明は、クロスフローファンの内周側翼先端の形状をエッジ形状にするものである。

本発明のクロスフローファン、空気調和機によれば、所定の風量を得るのに必要なファンモータの消費電力および回転数を低減し、騒音を小さくすることができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係わる空気調和機の室内ユニットの断面図、図２は本発明の実施の形態１に係わる室内ユニット内の空気の流跡を表す図である。

図１において、１はクロスフローファン、２は熱交換器、３は冷媒配管、４はプレフィルタ−、５は空気清浄装置、６は吸込み口、７は吹出し口であり、室内ユニット８を構成している。
次に室内ユニット８の動作について説明する。クロスフローファン１がファンモータ（図示せず。）の回転により回転すると、室内ユニット８の外部にある空気９が吸込み口６から吸引され、プレフィルター４、熱交換器２、クロスフローファン１を経由して、吹出し口７から吹出される。ここで、プレフィルタ−４、空気清浄装置５は空気１０に含まれているほこりを除去し、熱交換器２は空気１０と熱交換を行い、空気１０を冷房運転時は冷却、暖房運転時は加熱する。

図２は、室内ユニット８内の空気の流跡を表す図であり、領域１１はクロスフローファン１の吸込み領域の一部である。図３は領域１１におけるクロスフローファン１の相対速度分布を表す図である。図４は迎え角を表す図である。図５は、本発明の実施の形態１の特徴である複数の静翼２１を設置したときの、室内ユニット８の断面図を表す図である。図６および図７は静翼２１の形状の定め方を説明する図である。

図３において、１３はクロスフローファン１の翼１２の負圧面、１４は圧力面である。負圧面１３において渦１５が生成されている。図４において、点Ａは翼１２の前縁１９の端点、点Ｂは後縁２０の端点であり、迎え角１６は直線ＡＢと点Ａにおける空気９の相対速度ベクトル１８とのなす角度であり、矢印１７の方向を正とする。

負圧面１３で渦が生成されると、所定風量を得るのに必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力が大きくなり、ファンモータ（図示せず。）の回転数が大きくなり、室内ユニット８から発生する騒音が大きくなる、という問題がある。かかる問題は、図４に示す迎え角１６が大きいときに生じる。かかる問題を解決するため、本発明の実施の形態１では、図５に示すようにクロスフローファン１の吸込み領域の風上側に静翼２１を複数枚設置する。なお、静翼２１の形状は次のように定める。

図６に示すように、クロスフローファン１の吸込み領域に、クロスフローファン１同心円上の円弧２２および円弧２３を描く。なお、円弧２２の半径はクロスフローファン１の半径よりも大きく、円弧２３の半径は円弧２２の半径よりも大きいものとする。

次に図７に示すように、円弧２２上に複数の点Ｃ_i（１≦ｉ≦Ｎ、Ｎ≧２）を定義する。そして、点Ｃ_iにおける絶対速度ベクトルＵ_iを実験、または計算により求める。点Ｃ_iを中心に絶対速度ベクトルＵ_iを迎え角１６が小さくなるように、すなわち、図７の方向から見た場合、反時計回りにθ度（０＜θ＜４０）回転させる。この絶対速度ベクトルＵ_iを回転したベクトルをＶ_iとする。点Ｃ_iを通り、ベクトルＶ_iと平行な直線を直線Ｃ_iＤ_iとし、直線Ｃ_iＤ_iと円弧２３との交点をＤ_iとする。そして、点Ｄ_iにおける絶対速度ベクトルＷ_iを実験、または計算により求める。点Ｄ_iを通り、ベクトルＷ_iと平行な直線を直線Ｄ_iE_iとする。そして、円弧２２と直線Ｄ_iE_iの交点を点E_iとする。三角形Ｃ_iＤ_iE_i内にあり（境界線上を含む）、点Ｃ_i、点Ｄ_iを通る任意の曲線を曲線Ｆ_iとする。なお、曲線Ｆ_iは１つ以上の線分から構成されてもよい。そして、静翼２１の形状は曲線Ｆ_iを領域内（境界上を含む）に含むように定める。なお、図上では、絶対速度ベクトルＵ_Iや、この絶対速度ベクトルＵ_iを回転したベクトルをＶ_i、絶対速度ベクトルＷ_i等のベクトルには、符号の上にベクトルを示す“→”を付けている。

表１は静翼２１がある場合とない場合に、吹出し口７から吹出される風量が１５m^３/minであるときの、ファンモータ（図示せず。）の消費電力、および回転数、室内ユニット８から発生する騒音値を測定した結果を表す図である。なお、騒音値はＪＩＳ規格に従って測定してある。図８はこの測定に用いた静翼２１の形状を定め方を説明する図である。

図８はこの測定に用いた静翼２１の形状を定め方を説明する図である。
静翼２１の形状の定め方を図８を用いて説明する。クロスフローファン１の半径は５０mm、円弧２２の半径は５３mm、円弧２３の半径は５７mmである。クロスフローファン１の回転中心２４から垂線を引き、円弧２２との交点を点Ｃ₂とする。点Ｃ₂をクロスフローファン１の回転中心２４を中心にファン回転方向に１０度移動した点を点Ｃ₁とする。また、点Ｃ₂をクロスフローファン１の回転中心２４を中心にファンの反回転方向に１０度、２０度、３０度、…、８０度移動した点をそれぞれ、点Ｃ₃、点Ｃ₄、点Ｃ₅、…、点Ｃ₁₀とする。例として、点Ｃ₃を含む静翼２１の形状について説明する。計算から、点Ｃ₃における絶対速度ベクトルＵ₃を求める。点Ｃ₃を中心としてＵ₃を反時計回りに１０度回転させたベクトルＶ₃を求め、図７に示したように点Ｄ₃、絶対速度ベクトルＷ₃、点E₃を求める。そして、線分Ｃ₃Ｄ₃を1：９に内分する点を点G₃、線分Ｄ₃E₃を1：９に内分する点を点H₃とし、点Ｃ₃、点G₃、点H₃、点Ｄ₃を通るスプライン曲線Ｆ₃を作成する。曲線Ｆ₃をクロスフローファン１の回転中心２４を中心にファン回転方向に１度移動した曲線Ｆ₃'を作成する。曲線Ｆ₃、曲線Ｆ₃'、円弧Ｃ₃Ｃ₃'、円弧Ｄ₃Ｄ₃'からなる閉曲面を静翼２１の形状とする。ここでは点Ｃ₃を含む静翼２１の形状について説明したが、点Ｃ₃以外の点Ｃ_iを含む静翼２１も同様の方法で形状を定める。なお、本実施の形態１では静翼２１が１０枚の場合について説明したが、２枚以上であればよく、また、点Ｃ_iが等間隔である場合について説明したが、不等間隔であってもよい。

このようにクロスフローファン１の吸込み領域の風上側に静翼２１がない従来の場合は、翼１２の迎え角１６が大きく、翼１２の負圧面１３で渦１５が発生しやすいため、所定の風量を得るのに必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力、および回転数が大きく、かつ、室内ユニット８から発生する騒音が大きいという課題がある。

本発明の実施の形態１では、このようにクロスフローファン１の吸込み領域の風上側に複数の静翼２１を設け、静翼２１により風向きをクロスフローファン１の翼１２の負圧面側に風が当たるよう変向して、翼１２の迎え角１６を小さくすることにより、翼１２の負圧面１３で発生する渦１５を低減できるため、表１に示すように所定の風量を得るのに必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力、および回転数を小さくすることができ、かつ、室内ユニット８から発生する騒音を低減することができる。

実施の形態２．
図９は本発明の実施の形態２に係わる空気調和機の室内ユニットの断面図、および静翼を表す図である。
図９において、２５は風上側静翼、２６は風下側静翼、２７は円弧であり、円弧２７の半径は、円弧２２の半径よりも大きく、円弧２３の半径よりも小さいものとする。円弧２７と曲線Ｃ_iＤ_iの交点を点Ｋ_iとし、風上側静翼２５は曲線Ｄ_iＫ_iを、風下側静翼２６は曲線Ｋ_iＣ_iを含むものとする。

クロスフローファン１の回転数を変化させて室内ユニット８を運転する場合、回転数により迎え角１６が変化する。これは、迎え角１６は相対速度ベクトルＶr[m/s]を用いて定義されるものであるが、絶対速度ベクトルをＶ[m/s]、半径ベクトルをr[m］、回転数をω[rad/s]とすると、次式、

Ｖr＝Ｖ−r×ω

の関係が成り立つ。このため、回転数ω[rad/s]が変わると迎え角１６も変わり、回転数毎に最適な静翼２１の形状が異なる。

表２は表１に示した実験結果を得るのに用いた実験装置、および静翼２１を用いて、室内ユニット８から吹出される風量が１０m^３/minのときのクロスフローファン１の特性を表す実験結果である。

このように、１５m^３/minのときにファンモータ（図示せず。）の消費電力を低減する効果のあった静翼２１は１０m^３/minのときは逆にファンモータ（図示せず。）の消費電力を悪化させ、回転数も増加させる。

そのため、回転数に応じて静翼２１による偏向角を変える必要がある。そこで、本実施の形態２の場合、静翼２１を風上側静翼２５と、風下側静翼２６とに分けて、風上側静翼２５と風下側静翼２６とを別々のステッピングモータ２８等により動作させて回転数を変えることにより、変向角を変えるようにする。なお、変向角を変更可能で有れば、静翼２１を風上側静翼２５と、風下側静翼２６と以外に分けるようにしても勿論良い。

ここで、予め、回転数毎に静翼２５、２６の変向角を実験、または計算により定めておく。このように回転数に応じて変向角を変えたときの、室内ユニット８から吹出される風量が５m^３/min、１０m^３/minのときのクロスフローファン１の特性を表３、４に示す。

このように、クロスフローファン１の回転数に応じて静翼２１の変向角を変えない場合は、回転数が変わると静翼２１により、所定風量を得るのに必要な必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力が増加するという課題がある。

本発明の実施の形態２では、以上の説明から明らかのように、風上側静翼２５と風下側静翼２６を用い、クロスフローファン１の回転数に応じて変向角を可変とすることにより、所定の風量を得るのに必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力を低減することができる。

実施の形態３．
図１０は本発明の実施の形態３に係わるクロスフローファンを表す図であり、図１１はファンモータ（図示せず。）の消費電力を表す図である。
図１１はクロスフローファン１の直径Ｄを９５mm、翼枚数Ｎを２０〜４０枚に変化させたときの、室内ユニット８から吹出される風量が１５m^３/minのときの、ファンモータ（図示せず。）の消費電力と、クロスフローファン１の直径／翼枚数との関係の実験結果を表したものである。

このように、ファンモータ（図示せず。）の消費電力は、クロスフローファン１の直径／翼枚数(Ｄ／Ｎ)が３．４[mm／枚］のとき、最小となる。なお、本実験における測定精度は２Ｗ程度の誤差を含んでいると考えられるため、、クロスフローファン１の直径／翼枚数(Ｄ／Ｎ)が３．０５≦Ｄ／Ｎ≦３．８[mm／枚］のとき、ファンモータ（図示せず。）の消費電力を小さくできる。

つぎに、この理由について説明する。室内ユニット８において、所定風量を得るのに必要なクロスフローファン１を駆動するファンモータ（図示せず。）の消費電力は、クロスフローファン１の翼面上で剥離が生じない場合は、翼枚数が多いと、翼間風速が増加し、翼表面の静圧が低下するため、ファンモータ（図示せず。）の消費電力は増加し、翼枚数が少ないと、翼間風速が低下し、翼表面の静圧が上昇するため、ファンモータ（図示せず。）の消費電力は低下する。しかし、実際の流れでは、クロスフローファン１の翼面上では剥離が生じる。クロスフローファン１の翼枚数が多いと隣接する負圧面１３と圧力面１４との静圧差が大きくなり、翼枚数が少ないと隣接する負圧面１３と圧力面１４との静圧差が小さくなる。なお、静圧は圧力面の方が負圧面よりも高い。

また、流体の流れを規定するナビエ・ストークスの方程式を考えると、圧力項は（静圧差／距離）／密度で表され、加速度と同じ次元である。これより、クロスフローファン１の翼枚数が多いと、隣接する負圧面１３と圧力面１４との静圧差は大きくなり、距離は小さくなる。すなわち、圧力項が大きくなり、圧力面１４から負圧面１３の方向への働く力が大きくなるため、負圧面１３において渦１５が生じにくくなる。一方、クロスフローファン１の翼枚数が少ないと、隣接する負圧面１３と圧力面１４との静圧差は小さくなり、距離は大きくなる。すなわち、圧力項が小さくなり、圧力面１４から負圧面１３の方向への働く力が小さくなるため、負圧面１３において渦１５が生じやすくなる。負圧面１３において渦１５が生じると負圧面１３における静圧が低下し、クロスフローファン１の回転を減速する力が働くため、所定風量を得るのに必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力は大きくなる。

従って、クロスフローファン１の翼枚数が多いと、翼間風速が増加し、翼表面の静圧が低下するためファンモータ（図示せず。）の消費電力は大きくなるが、圧力項が大きくなるため、負圧面１３において渦１５が生じにくくなり、渦１５の発生によるファンモータ（図示せず。）の消費電力の増加を抑制できる。一方、クロスフローファン１の翼枚数が少ないと、翼間風速が低下し、翼表面の静圧が上昇するためファンモータ（図示せず。）の消費電力は小さくなるが、圧力項が小さくなるため、負圧面１３において渦１５が生じやすくなり、ファンモータ（図示せず。）の消費電力が増加しやすくなる。

このように、ファンモータ（図示せず。）の消費電力は、クロスフローファン１の直径Ｄと翼枚数Ｎとの関係が３．０５≦Ｄ／Ｎ≦３．８[mm／枚］を満たさないとき、室内ユニット８から所定の風量を吹出すのに必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力が大きいという課題がある。

しかし、本発明の実施の形態３では、このように、ファンモータ（図示せず。）の消費電力は、クロスフローファン１の直径Ｄと翼枚数Ｎとの関係が３．０５≦Ｄ／Ｎ≦３．８[mm／枚］の関係を満たすようにしたので、室内ユニット８から所定の風量を吹出すのに必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力を小さくすることができる。

なお、本実施の形態３では、クロスフローファンのファン径Ｄと翼枚数Ｎとの関係を３.０５≦Ｄ／Ｎ≦３．８[mm／枚］と規定して、クロスフローファンのファン径Ｄまで規定していないが、ファンモータの消費電力を低減する効果からするとファン径Ｄは、Ｄ≦１２０mmの条件を満たすのが良く、風量も考慮すれば、８０≦Ｄ≦１２０mmの条件を満たすファン径Ｄで、かつ、３.０５≦Ｄ／Ｎ≦３．８[mm／枚］の関係を満たすようにすることが、所定の風量を得て、かつ、必要なファンモータの消費電力を低減する点で望ましいことになる。

実施の形態４．
図１２は本発明の実施の形態４に係わるクロスフローファンを表す図である。図１２において、３０はリングであり、クロスフローファン１の中に複数個あり、翼１２を固定している。図１３はクロスフローファン１のファン径Ｄを９０[mm］としリング３０のピッチＬを３０〜６０mmとしたときの、吹出し風量１５m^３/min時におけるファンモータ（図示せず。）の消費電力と（Ｄ＋２０００）／Ｌとの関係の実験結果を表したものである。ただし、（クロスフローファン１の全長−リング３０の個数×リング３０のピッチ）は６２５mmとしてある。すなわち、リング３０の厚さはリング３０のピッチに応じて変えている。

図１４は（Ｄ＋２０００）／Ｌを変えたときの、１５m^３/min時における室内ユニット８から発生する騒音のパワースペクトルを表す図であり、図１５は（Ｄ＋２０００）／Ｌを変えたとき、リング３０間における吹出し風量［m3／min］、および吸込み風量［m3／min］の分布の計算結果を表す図である。

図１３に示すように（Ｄ＋２０００）／Ｌの値が大きいほど、所定風量を得るのに必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力が小さくなる。つぎにこの理由について説明する。図１４に示すように（Ｄ＋２０００）／Ｌ≧３８．０のとき、（Ｄ＋２０００）／Ｌ＝３４．８のときに比べて、周波数６００〜９００[Hz]の領域において室内ユニット８から発生する騒音のパワースペクトルのピーク値がなくなっている。また、図１５に示すようにリング３０の間において、吹出し風量、および吸込み風量の分布が小さくなっている。これは、リングが整流板の働きをしており、リング３０のピッチが小さいほど、リング３０の間における風の乱れが抑制されているため、所定風量を得るのに必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力が小さくなる。

このように、クロスフローファン１のファン径Ｄ[mm］とリング３０のピッチＬ[mm］が（Ｄ＋２０００）／Ｌ＜３８．０のときには、所定風量時が大きいという課題がある。

本発明の実施の形態４では、クロスフローファンのファン径Ｄとリング間距離Ｌが（Ｄ＋２０００）／Ｌ≧３８．０の関係を満たすことにより、リング３０の間における風の乱れが抑制され、所定風量を得るのに必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力が小さくすることができる。

実施の形態５．
図１６は本発明の実施の形態５に係わるスタビライザーを表す図であり、図１７はファンモータの消費電力の実験結果を表す図であり、図１８はクロスフローファンの内部に生成される循環渦の位置を表す図であり、図１９はリング間における循環渦の分布の計算結果を表す図である。

本実施の形態５では、図１６の裏面から表面方向であるスタビライザ３１の幅方向の突起３３の突起高さ３４を、図１２に示すようにリング３０毎に分割、すなわちリング３０とリング３０との間の１ブロック内で変化させる。具体的には、例えば、リング３０とリング３０との間の距離であるブロックの幅をｚ_０、リング３０の一方の端からの距離をｚとしたときに、ブロックにおけるスタビライザの突起３３の突起高さ３４がｚ/ｚ_０＝０．２５、０．７５で最大となる山または鋸歯形のスタビライザをスタビライザ３５、突起３３の突起高さ３４がｚ/ｚ_０＝０．５で最大となる山または鋸歯形のスタビライザをスタビライザ３６、突起高さ３４をブロックの幅方向で変化させないスタビライザをスタビライザ３７とする。

図１７は、リング３０のピッチを３０〜７０mmとし、スタビライザ３１の突起高さ３４を変えない場合と、スタビライザ３５、スタビライザ３６を用いたときの、室内ユニット８から吹出される風量が１５m^３/minのときの、室内ユニット８から発生する騒音値の実験結果を表す図である。
このように、スタビライザ３５、３６により、スタビライザ３７よりも所定風量時における室内ユニット８から発生する騒音値を小さくすることができる。

次に、この理由について説明する。図１８において、クロスフローファン１の回転中心２４と、クロスフローファン１の内部に生成される循環渦の最も静圧の低い点３８とを直線３９で結び、回転中心２４から垂線４０を下ろし、直線３９と垂線４０のなす角度をθ［deg］とする。図１９は、ブロック３２の間における渦位置θ［deg］の分布を表した図である。図１９に示すように渦位置θ［deg］はｚ/ｚ_０＝０、１、またはｚ／ｚ_０＝０．５付近で最小値をとる。渦位置θ［deg］が小さいと、クロスフローファン１の吸込み領域における翼１２の迎え角１６が大きくなり、負圧面１３上に渦が生成し、ファンモータ（図示せず。）の消費電力の増加の原因となる。一方、スタビライザ３１の突起３２の高さ３４が高いと、渦位置θ［deg］は小さくなり、高さ３４が低いと渦位置θ［deg］は大きくなる。そのため、渦位置θ［deg］が小さくなるｚ/ｚ_０＝０、１、またはｚ／ｚ_０＝０．５付近のどちらかで高さ３４を小さくすると、渦位置θ［deg］は大きくなる。なお、このように高さ３４は０≦ｚ／ｚ_０≦１において異なるが、滑らかに高さ３９が変わるようにする。従って、クロスフローファン１の吸込み領域における翼１２の迎え角１６が大きくならず、負圧面１３上に渦が生成しにくくなり、室内ユニット８から発生する騒音値小さくすることができる。

このように、スタビライザ３１の突起３２の高さ３４をクロスフローファン１の幅方向で変化させないスタビライザ３７では、室内ユニット８から発生する騒音値が大きいという課題がある。

本発明の実施の形態５では、リング３０間を１ブロックとし、スタビライザ３１の突起３２の高さ３４がその１ブロック内でｚ/ｚ_０＝０．２５、０．７５、またはｚ/ｚ_０＝０.５において最大とするスタビライザ３５、３６を設けて、スタビライザ−先端の突起高さを１ブロック内で鋸歯のように変化させることにより、所定風量時の室内ユニット８から発生する騒音値を小さくすることができる。

実施の形態６．
図２０、図２１は本発明の実施の形態６に係わるクロスフローファンの翼を表す図であり、図２２、図２３はクロスフローファンの吹出し領域における静圧分布を表す図である。

図２０は、クロスフローファン１の外周側先端は角取りした形状を表す図、図２１は内周側先端を面取りした、エッジ形状を表す図である。表５にクロスフローファン１の外周側先端は角取りした形状で、内周側先端を面取りしてエッジ形状にした翼４１と、クロスフローファン１の内周側先端をＲ０．１の角取りした翼４２を用いた場合の、室内ユニット８から吹出される風量が１５m^３/minのときの、ファンモータ（図示せず。）の消費電力を示す比較して示す。

つぎに、この理由について説明する。クロスフローファン１の吹出し領域において、翼１２の内周側から外周側に向かって風が流れる。このとき、翼４２のように内周側先端が角取りしている場合は、内周側先端がよどみ点となり、図２２に示すように静圧が上昇し、動圧が低下する。室内ユニット８から吹出される風量は動圧が大きいほど多くなるため、クロスフローファン１の内周側先端でよどみ点が存在すると、室内ユニット８から吹出される風量は低下するためである。一方、翼４１のようにクロスフローファン１の内周側先端が面取りして、エッジ形状である場合は、図２３に示すように内周側先端でよどみ点は生成されない。なお、計算結果ではクロスフローファン１の吹出し領域における翼４１と翼４２の内周側先端における静圧は、翼４２の方が約１０〜２０[Pa]高い。従って、表３に示したように内周側先端が角取りしている場合よりも、面取りしている場合の方が、所定風量を得るのに必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力を低減することができる。

なお、本実施の形態６では、翼４２の内周側を面取りして、エッジ形状にした場合について説明したが、外周側も同様に面取りして、エッジ形状にしても同様の効果が得られる。これは、クロスフローファン１の吸込み領域において、翼４２の外周側先端によどみ点が生成されるのを抑制できるため、さらに室内ユニット８から所定風量を得るのに必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力を低減することができる。

このように、クロスフローファン１の内周側先端を面取りしてエッジ形状にしていない場合は、クロスフローファン１の吹出し領域において、翼４２の内周側先端によどみ点が生成されるため、室内ユニット８から所定風量を得るのに必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力が大きいという課題がある。

本発明の実施の形態６では、クロスフローファン１の内周側先端を面取りして、エッジ形状にすることにより、クロスフローファン１の吹出し領域において、翼４２の内周側先端によどみ点が生成されるのを抑制できるため、室内ユニット８から所定風量を得るのに必要なファンモータ（図示せず。）の消費電力を低減することができる。

なお、上記実施の形態１〜６の説明では、主要な請求項の特徴に合せて、その主要な請求項の特徴、例えば複数の静翼２１を設ける、クロスフローファン１の回転数に応じて静翼による風向きの変向角度を変える、クロスフローファン１のファン径Ｄとリング間距離Ｌとが（Ｄ＋２０００）／Ｌ≧３８．０の関係を満たす、クロスフローファン１のリング間でスタビライザ−先端の突起高さを変化させる、クロスフローファン１の内周側先端の形状をエッジ形状にすること等を各実施の形態で別々に説明するようにしたが、本発明では、よりファンモータの消費電力を低減させるために、これらを２つ、またはそれ以上任意に組み合わせるようにしても良い。例えば、複数の静翼２１を設けると共に、クロスフローファン１のファン径Ｄとリング間距離Ｌとが（Ｄ＋２０００）／Ｌ≧３８．０の関係を満たすようにする、あるいはクロスフローファン１のファン径Ｄとリング間距離Ｌとが（Ｄ＋２０００）／Ｌ≧３８．０の関係を満たすようにすると共に、クロスフローファン１のリング間でスタビライザ−先端の突起高さを変化させ、かつ、クロスフローファン１の内周側先端の形状をエッジ形状にする等、実施の形態１〜６の任意の組合せが可能である。

この発明の実施形態１の構成を示す空気調和機の構成図である。 この発明の実施形態１の構成を示す空気調和機内部の流跡である。 この発明の実施形態１の構成を示すクロスフローファンの翼の相対速度分布図である。 この発明の実施形態１の構成を示すクロスフローファンの翼の構成図である。 本発明の実施の形態１の特徴である複数の静翼２１を設置したときの室内ユニット８の断面図を表す図である。 この発明の実施形態１の構成を示す静翼の形状の定め方を示す説明図である。 この発明の実施形態１の構成を示す静翼の形状の定め方を示す説明図である。 この発明の実施形態１の構成を示す静翼の形状の定め方を示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係わる空気調和機の室内ユニットの断面図、および静翼を表す図である。 この発明の実施形態３の構成を示すクロスフローファンの翼の構成図である。 この発明の実施形態３の構成を示すクロスフローファンのファンモータ消費電力と、ファン径／翼枚数との関係を表す図である。 この発明の実施形態４の構成を示すクロスフローファンの構成図である。 この発明の実施形態４の構成を示すクロスフローファンのファンモータ消費電力と、リング間距離との関係を表す図である。 この発明の実施形態４において（Ｄ＋２０００）／Ｌを変えたときの、１５m^３/min時における室内ユニット８から発生する騒音のパワースペクトルを表す図である。 この発明の実施形態４において（Ｄ＋２０００）／Ｌを変えたときのリング３０間における吹出し風量、および吸込み風量の分布の計算結果を表す図である。 本発明の実施の形態５のクロスローファンのスタビライザーを表す図である。 この発明の実施形態５におけるファンモータの消費電力の実験結果を表す図である。 この発明の実施形態５のクロスフローファン内部の循環渦の位置を表す図である。 この発明の実施形態５のクロスフローファンのリング間における循環渦の分布の計算結果を表す図である。 この発明の実施形態６のクロスフローファンの翼と比較するための図である。 この発明の実施形態６のクロスフローファンの翼を表す図である。 この発明の実施形態６のクロスフローファンの翼付近の静圧分布図である。 この発明の実施形態５の構成を示すクロスフローファンの翼付近の静圧分布図である。

符号の説明

１ クロスフローファン、 ２ 熱交換器、 ３ 冷媒配管、 ４ プレフィルタ、 ５ 空気清浄装置、 ６ 吸込み口、 ７ 吹出し口、 ８ 室内ユニット、 ９ ファンモータ、 １０ 空気、 １１ 領域、１２ 翼、 １３ 負圧面、 １４ 圧力面、 １５ 渦、 １６ 迎え角、 １７ 矢印、 １８ 相対速度ベクトル、 １９ 前縁、 ２０ 後縁、 ２１ 静翼、 ２２ 円弧、 ２３ 円弧、 ２４ 回転中心、 ２５ 風上側静翼、 ２６ 風下側静翼、 ２７ 円弧、 ２８ ステッピングモータ、 ２９ ステッピングモータ、 ３０ リング、 ３１ スタビライザ、 ３２ ブロック、 ３３ 突起、 ３４ 突起高さ、 ３５ スタビライザ、 ３６ スタビライザ、 ３７ スタビライザ、 ３８ 渦中心、 ３９ 垂線、 ４０ 直線、 ４１ 翼、 ４２ 翼。

Claims (11)

1. 室内ユニットに少なくとも１つ以上の吸込み口および、吹出し口と、ファンモータに連結されたクロスフローファンであって、クロスフローファンの吸込み部の風上側に複数の静翼を備え、これらの静翼により風向きをクロスフローファン動翼の負圧面側に風が当たるよう変向することを特徴とするクロスフローファン。
2. さらに、前記複数の静翼の変更角度は可動可能であり、前記クロスフローファンの回転数に応じて静翼による風向きの変向角度を変えることを特徴とする請求項１記載のクロスフローファン。
3. さらに、前記複数の静翼の形状が、１枚ずつ異なることを特徴とする請求項１または請求項２記載のクロスフローファン。
4. 室内ユニットに少なくとも１つ以上の吸込み口および、吹出し口と、ファンモータに連結されたクロスフローファンであって、クロスフローファンのファン径Ｄと、翼枚数Ｎとが、３.０５≦Ｄ／Ｎ≦３．８の関係を満たすことを特徴とするクロスフローファン。
5. さらに、前記クロスフローファンのファン径Ｄが、Ｄ≦１２０mmの条件を満たすことを特徴とする請求項４記載のクロスフローファン。
6. さらに、前記クロスフローファンのファン径Ｄが、８０≦Ｄ≦１２０mmの条件を満たすことを特徴とする請求項４記載のクロスフローファン。
7. 室内ユニットに少なくとも１つ以上の吸込み口および、吹出し口と、ファンモータに連結されたクロスフローファンであって、クロスフローファンのファン径Ｄと、リング間距離Ｌとが、（Ｄ＋２０００）／Ｌ≧３８．０の関係を満たすことを特徴とするクロスフローファン。
8. 室内ユニットに少なくとも１つ以上の吸込み口および、吹出し口と、ファンモータに連結されたクロスフローファンであって、リング間を１ブロックとし、スタビライザ−先端の突起高さを１ブロック内で変化させることを特徴とするクロスフローファン。
9. 室内ユニットに少なくとも１つ以上の吸込み口および、吹出し口と、ファンモータに連結されたクロスフローファンであって、クロスフローファンの内周側翼先端の形状をエッジ形状にすることを特徴とするクロスフローファン。
10. さらに、前記クロスフローファンの翼先端の外周側を角取りしたことを特徴とする請求項９記載のクロスフローファン。
11. 前記請求項１〜請求項１０のいずれかの請求項に記載のクロスフローファンと、熱交換器とを有することを特徴とする空気調和機。

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