JP2006017028A - Blower - Google Patents

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Masahiro Saito
昌弘 斎藤
Toyohiro Goto
豊博 後藤
Kinji Tsuboi
均志 坪井
Shuichi Nakagawa
修一 中川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly efficient and low-noise blower without enlarging a propeller fan. <P>SOLUTION: In a plurality of blades extending from a hub part of the propeller fan to an outer peripheral side, a distance between an outer peripheral edge C on a downstream side in a rotation direction of the propeller fan and a rotation center O of the propeller fan is set to be longer than a distance between an outer peripheral edge B on an upstream side in the rotation direction of the propeller fan and the rotation center O of the propeller fan. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば空気調和装置の室外機の空気吹き出し部等に備えられる軸流型の送風装置に係る。特に、本発明は、送風装置が発する騒音を低減するための対策に関する。   The present invention relates to an axial-flow type air blower provided in, for example, an air blowing portion of an outdoor unit of an air conditioner. In particular, the present invention relates to measures for reducing noise generated by the blower.

従来より、例えば下記の特許文献1や特許文献2に開示されているように、空気調和装置の室外機の空気吹き出し部には送風装置が設けられている。図12は一般的な室外機に備えられた送風装置を室外機の内側から見た斜視図である。この図に示すように、送風装置は、室外機ケーシングに形成された空気排出口aに備えられたプロペラファン(送風ファン)bと、空気排出口aの開口縁から排気側に向けて延びる円筒形状のシュラウドcとを備えている。つまり、このシュラウドcがプロペラファンbの外縁に対して僅かなチップクリアランス(シュラウドcの内面とプロペラファンbの外縁との間の隙間)を存してその外周部を囲んだ構成となっている。   Conventionally, for example, as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 below, a blower is provided in an air blowing portion of an outdoor unit of an air conditioner. FIG. 12 is a perspective view of a blower provided in a general outdoor unit as viewed from the inside of the outdoor unit. As shown in this figure, the blower includes a propeller fan (blower fan) b provided in an air discharge port a formed in the outdoor unit casing, and a cylinder extending from the opening edge of the air discharge port a toward the exhaust side. And a shroud c having a shape. That is, the shroud c is configured to surround the outer peripheral portion with a slight tip clearance (gap between the inner surface of the shroud c and the outer edge of the propeller fan b) with respect to the outer edge of the propeller fan b. .

そして、空気調和装置の運転時には、図示しないファンモータの駆動に伴ってプロペラファンbが回転し(図12では回転方向を矢印Aで示す)、室外機内に空気導入口から空気排出口aに亘る気流が発生する(図12では紙面手前側から奥側に向けて気流が発生する)。そして、この室外機内に導入した空気と熱交換器内を流れる冷媒との間で熱交換を行って冷媒の凝縮動作(冷房運転時)などを行わせるようにしている。
特開平8−189671号公報 特開平10−238825号公報
When the air conditioner is in operation, the propeller fan b rotates as the fan motor (not shown) is driven (in FIG. 12, the direction of rotation is indicated by an arrow A), and extends from the air inlet to the air outlet a in the outdoor unit. An air flow is generated (in FIG. 12, an air flow is generated from the front side of the paper toward the back side). Then, heat is exchanged between the air introduced into the outdoor unit and the refrigerant flowing through the heat exchanger, so that the refrigerant condensing operation (during cooling operation) is performed.
JP-A-8-189671 Japanese Patent Laid-Open No. 10-238825

ところで、この種の送風装置にあっては、低騒音、省スペース、高効率といったことが求められている。そして、低騒音でありながらも高効率を実現する(大風量を得ることを可能にする)ための一手段として比較的大径のプロペラファンが採用されているが、これでは、上記省スペース化を図ることはできない。   By the way, this type of blower is required to have low noise, space saving, and high efficiency. A propeller fan with a relatively large diameter has been adopted as a means to achieve high efficiency while being low noise (allowing to obtain a large air volume). Can not be planned.

また、ファン騒音は、広帯域騒音と狭帯域ピッチノイズとに大別できるが、空調機用や換気扇用の比較的低速度のプロペラファンでは広帯域騒音が支配的となっている。この広帯域騒音は、空気の乱流発生がその根源であり、プロペラファンのブレード面上の圧力変動やブレード後縁(回転方向上流側縁)を離れた空気の流れが作り出す渦などが音源となっている。   Fan noise can be broadly classified into broadband noise and narrow-band pitch noise. Broadband noise is dominant in propeller fans of relatively low speed for air conditioners and ventilation fans. The origin of this broadband noise is the turbulence of air, and the sound source is the fluctuation of pressure on the blade surface of the propeller fan and the vortex created by the air flow away from the blade trailing edge (upstream side edge in the rotation direction). ing.

このようなファン騒音を低減するために、ブレード形状を前進翼とすることで流れを安定化させたり、翼コード長を長く設定して揚力分布を減少且つ均一化させるなどといった手段が講じられている。   In order to reduce such fan noise, measures have been taken such as stabilizing the flow by making the blade shape a forward blade, and setting the blade cord length longer to reduce and equalize the lift distribution. Yes.

しかし、これら手段は、プロペラファンの強度上及び製作上の都合で限界に近い状況となっている。このため、他の手法によってファン騒音を低減することが求められている。   However, these means are close to the limit due to the strength and manufacturing convenience of the propeller fan. For this reason, it is required to reduce fan noise by other methods.

また、プロペラファンの低騒音化のために、ブレードの先端とシュラウドの先端との距離や上記チップクリアランスを小さくすることが行われている。しかし、これでは、熱的な膨張収縮や予期せぬ機械的な荷重を受けた場合に、ブレードがシュラウドに接触してしまう可能性があり、実用性に欠けるものであった。   In order to reduce the noise of the propeller fan, the distance between the tip of the blade and the tip of the shroud and the tip clearance are reduced. However, in this case, when subjected to thermal expansion / contraction or an unexpected mechanical load, the blade may come into contact with the shroud, which is not practical.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プロペラファンを大型にすることなしに、高効率で低騒音の送風装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is providing the highly efficient and low noise air blower, without enlarging a propeller fan.

具体的に、本発明が講じた解決手段は、複数枚のブレードを有するプロペラファンを備えた送風装置を前提とする。この送風装置に対し、各ブレードにおけるプロペラファンの回転方向上流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離と、プロペラファンの回転方向下流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離とを互いに異ならせた形状としている。   Specifically, the solution provided by the present invention is premised on an air blower including a propeller fan having a plurality of blades. For this blower, the distance from the outer peripheral edge of the propeller fan in the rotation direction upstream to the rotation center of the propeller fan in each blade, and the outer peripheral edge of the propeller fan in the rotation direction downstream to the rotation center of the propeller fan. The distance is different from each other.

より具体的には、各ブレードにおける、プロペラファンの回転方向下流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離を、プロペラファンの回転方向上流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離よりも長く設定している。   More specifically, the distance from the outer peripheral edge on the downstream side in the rotation direction of the propeller fan to the rotation center of the propeller fan in each blade is determined from the outer peripheral edge on the upstream side in the rotation direction of the propeller fan to the rotation center of the propeller fan. It is set longer than the distance.

更に、この場合、各ブレードの外周縁の形状として、プロペラファンの回転方向上流側の外周端縁からプロペラファンの回転方向下流側の外周端縁に亘って、プロペラファンの回転中心からの距離が連続的に変化する形状としている。   Furthermore, in this case, as the shape of the outer peripheral edge of each blade, the distance from the rotation center of the propeller fan from the outer peripheral edge on the upstream side in the rotation direction of the propeller fan to the outer peripheral edge on the downstream side in the rotation direction of the propeller fan is The shape changes continuously.

これら特定事項により、プロペラファンを回転駆動するファンモータを支持するためのステー等がブレードに干渉する虞がある場合に、この干渉する虞のある部分の外周径(プロペラファンの回転中心からの距離)を小さくすることでこの干渉を回避できることになる。特に、プロペラファンの回転方向下流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離を大きくしたことで、同一設置面積(プロペラファンを設置するために必要な開口面積)にプロペラファンを設置する場合に、従来のものに比べて、本解決手段のものでは同等以上の効果を奏することができ、送風量の増大を図ることができる。または、同一風量であれば従来のものに比べて騒音低減効果を奏することができる。更には、既存のシュラウドに対して、プロペラファンの外周縁の大部分において上記チップクリアランスを拡大することもでき、ブレードがシュラウドに接触することを確実に回避できる。   If there is a possibility that the stay for supporting the fan motor that rotates the propeller fan may interfere with the blade due to these specific matters, the outer diameter of the portion that may cause the interference (distance from the rotation center of the propeller fan) ) Can be reduced to avoid this interference. In particular, the propeller fan is installed in the same installation area (the opening area necessary for installing the propeller fan) by increasing the distance from the outer peripheral edge on the downstream side in the rotation direction of the propeller fan to the rotation center of the propeller fan. In this case, compared with the conventional one, the present solution can achieve the same or better effect and increase the air flow rate. Or if it is the same air volume, a noise reduction effect can be show | played compared with a conventional thing. Furthermore, the tip clearance can be enlarged over most of the outer peripheral edge of the propeller fan with respect to the existing shroud, and the blade can be reliably prevented from coming into contact with the shroud.

上述した各距離の比として具体的には、「プロペラファンの回転方向下流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離:Dle」の「プロペラファンの回転方向上流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離:Dte」に対する比(Dle/Dte)として、0.8〜1.20(1.0を除く)の範囲が掲げられる。好ましくは、Dle/Dte=1.02〜1.20の範囲が掲げられる。より好ましくは、Dle/Dte=1.05〜1.10の範囲が掲げられる。   Specifically, as the ratio of the distances described above, “from the outer peripheral edge on the upstream side in the rotation direction of the propeller fan” of “the distance from the outer peripheral edge on the downstream side in the rotation direction of the propeller fan to the rotation center of the propeller fan: Dle” As a ratio (Dle / Dte) to the distance to the rotation center of the propeller fan: Dte, a range of 0.8 to 1.20 (excluding 1.0) is listed. Preferably, the range of Dle / Dte = 1.02-1.20 is listed. More preferably, the range of Dle / Dte = 1.05 to 1.10.

尚、上記チップクリアランスtcのプロペラファンの直径Dに対する比(tc/D)として、好ましくは0.01〜0.04の範囲が掲げられる。より好ましくは、tc/D=0.02〜0.03の範囲が掲げられる。このチップクリアランスtcは、ファンの作動条件によって適切な値が存在する。一般には、チップクリアランスtcが小さいほど性能が高いとされているが、本発明の発明者らは、低圧・高風量の条件下ではむしろチップクリアランスtcは大きめに設定した方が良好であることを見出した。図6の実線は静圧が低く且つ大風量で使用した場合の上記比(tc/D)と比騒音との関係の一例を示している。チップクリアランスtcとファン直径Dとの比tc/Dで0.02〜0.04の範囲で良好な値となっている。一方、図6の破線は静圧が高く小風量で使用した場合の結果で、tc/D=0.01〜0.02の範囲で良好な値となる。低静圧の条件でチップクリアランスが大きい場合に騒音低減するのは、シュラウド前後での圧力差が小さく、ブレード正圧面から負圧面への空気の吹き返しが小さく、動圧的効果によって送風されており、流量が減らない或いは増えることがその理由である。また、チップクリアランスを大きくすることで、ブレードとシュラウドとの間で発生する圧力干渉による騒音発生も小さくなることが第2の理由である。高静圧の条件下では、従来技術のようにチップクリアランスはある程度狭い条件の方が性能がよいことが判る。   The ratio (tc / D) of the tip clearance tc to the propeller fan diameter D is preferably in the range of 0.01 to 0.04. More preferably, the range of tc / D = 0.02 to 0.03 is listed. The chip clearance tc has an appropriate value depending on the operating condition of the fan. Generally, the smaller the tip clearance tc, the higher the performance. However, the inventors of the present invention indicate that it is better to set the tip clearance tc larger under low pressure and high air flow conditions. I found it. The solid line in FIG. 6 shows an example of the relationship between the ratio (tc / D) and the specific noise when the static pressure is low and the air flow is large. The ratio tc / D between the tip clearance tc and the fan diameter D is a good value in the range of 0.02 to 0.04. On the other hand, the broken line in FIG. 6 is a result when the static pressure is high and the air flow is used with a small air volume, and a good value is obtained in the range of tc / D = 0.01 to 0.02. Noise is reduced when the tip clearance is large under low static pressure conditions. The pressure difference before and after the shroud is small, the air blown back from the blade pressure surface to the suction surface is small, and air is blown by the dynamic pressure effect. The reason is that the flow rate does not decrease or increases. The second reason is that by increasing the tip clearance, noise generation due to pressure interference generated between the blade and the shroud is also reduced. Under the condition of high static pressure, it can be seen that the chip clearance is better when the tip clearance is somewhat narrow as in the prior art.

また、シュラウドの送風方向(プロペラファンの回転軸線の延長方向)の長さ寸法Slのプロペラファンの直径Dに対する比(Sl/D)として、0.03〜0.20の範囲が好ましい。より好ましくは、Sl/D=0.10〜0.15の範囲が掲げられる。図8は上記比(Sl/D)と比騒音との関係を示している。従来技術においてはSl/Dが極端に長いものも存在するが、本解決手段においてはSl/D=0.03〜0.20の範囲が適当である。シュラウドの効果は、ファン前後の圧力差を確保することであり、その意味においてはSl/Dは大きいほど良いことになる。しかし、現実にはシュラウド自体が一種の抵抗体であり、Slが長すぎると逆に流体(空気)の円滑な流れを阻害する。特に、静圧が低い条件ではこの傾向は顕著である。また、ブレードはシュラウドと干渉を起こすため、Slが長すぎる条件では騒音増加を起こしてしまう。このため、上記範囲のSl/Dが適切である。   Further, the ratio (Sl / D) of the length dimension Sl of the shroud blowing direction (extension direction of the rotation axis of the propeller fan) to the diameter D of the propeller fan is preferably in the range of 0.03 to 0.20. More preferably, the range of Sl / D = 0.10-0.15 is mentioned. FIG. 8 shows the relationship between the ratio (Sl / D) and the specific noise. In the prior art, there is a case where Sl / D is extremely long, but in this solution, the range of Sl / D = 0.03 to 0.20 is appropriate. The effect of the shroud is to ensure a pressure difference before and after the fan, and in that sense, the larger the Sl / D, the better. However, in reality, the shroud itself is a kind of resistor, and if S1 is too long, the smooth flow of fluid (air) is hindered. In particular, this tendency is remarkable under conditions where the static pressure is low. Further, since the blade interferes with the shroud, noise increases under the condition that Sl is too long. For this reason, Sl / D within the above range is appropriate.

また、上記目的を達成するための他の解決手段としては、複数枚のブレードを有するプロペラファンと、このプロペラファンの外周縁を囲むように筒状に形成されたシュラウドとを備えた送風装置を前提とする。この送風装置に対し、上記シュラウドに、プロペラファンの回転に伴う送風方向の下流側に向かって次第に開口面積を大きくする拡径部を備えさせている。   As another solution for achieving the above object, there is provided a blower device including a propeller fan having a plurality of blades and a shroud formed in a cylindrical shape so as to surround the outer peripheral edge of the propeller fan. Assumption. In the air blower, the shroud is provided with an enlarged diameter portion that gradually increases the opening area toward the downstream side in the air blowing direction accompanying the rotation of the propeller fan.

シュラウドの形状は、高分子系の材料で製作することを前提に、製作都合を優先すれば型抜きし易いように軸線方向と平行な面で構成しておくこととなる。しかしながら、流体(空気)がブレードによって加速されることによる動圧成分を回収する効果、すなわち圧力回復効果(ディフューザ効果)を得るには、下流側に広がる形状とすればよい。この角度はシュラウド面上にて流れの剥離が発生しない範囲とする必要があり、30°以下が適当な範囲である。   The shape of the shroud is made up of a plane parallel to the axial direction so that it can be easily punched if production is prioritized on the premise that the shroud is made of a polymer material. However, in order to obtain the effect of recovering the dynamic pressure component due to the acceleration of the fluid (air) by the blade, that is, the pressure recovery effect (diffuser effect), the shape may be widened downstream. This angle needs to be within a range where flow separation does not occur on the shroud surface, and an appropriate range is 30 ° or less.

この場合、上記シュラウドに、拡径部よりも送風方向の上流側に位置して送風方向の下流側に向かって次第に開口面積を小さくする縮径部を備えさせ、この縮径部と拡径部との境界部分に、プロペラファンの中心側に向かって膨出する膨出部を形成することが掲げられる。このように縮径部と拡径部との境界部分を曲面で構成し、所謂流線形状とすることで圧力回復効果を更に大きく得ることができる。   In this case, the shroud is provided with a reduced diameter portion which is located upstream of the enlarged diameter portion in the air blowing direction and gradually decreases the opening area toward the downstream side of the air blowing direction, and the reduced diameter portion and the enlarged diameter portion. And forming a bulging portion that bulges toward the center side of the propeller fan. As described above, the boundary portion between the reduced diameter portion and the enlarged diameter portion is formed by a curved surface, and a so-called streamline shape can be used to further increase the pressure recovery effect.

尚、プロペラファンとシュラウドとの位置関係として、シュラウドの吹き出し側端縁からのプロペラファンの突き出し量Plのプロペラファンの直径Dに対する比(Pl/D)を−0.08〜+0.08の範囲に設定している。   As a positional relationship between the propeller fan and the shroud, a ratio (Pl / D) of the propeller fan protrusion amount Pl from the shroud blowing side edge to the propeller fan diameter D is in the range of -0.08 to +0.08. Is set.

以上説明したように、本発明では、プロペラファンを構成している各ブレードの形状を改良したり、シュラウドの形状を改良することにより、プロペラファンを大型にすることなしに、高効率で低騒音の送風装置を提供することが可能になる。これにより、送風装置の静粛化と高性能化とを両立できる。   As described above, according to the present invention, the shape of each blade constituting the propeller fan is improved, and the shape of the shroud is improved, so that the propeller fan is not increased in size and is highly efficient and low noise. It becomes possible to provide a blower. Thereby, both quietness and high performance of the blower can be achieved.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本形態では、GHP(ガスヒートポンプ)の室外機の空気吹き出し部に備えられた送風ユニット(送風装置)に本発明を適用した場合について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This form demonstrates the case where this invention is applied to the ventilation unit (air blower) with which the air blowing part of the outdoor unit of GHP (gas heat pump) was equipped.

−GHP室外機の全体構成−
図1は本形態に係るGHP室外機の内部構成を示す斜視図、図2はその正面図、図3はその平面図である。
-Overall configuration of GHP outdoor unit-
FIG. 1 is a perspective view showing an internal configuration of a GHP outdoor unit according to this embodiment, FIG. 2 is a front view thereof, and FIG. 3 is a plan view thereof.

これら図に示すように、GHP室外機のパッケージ4は上下に分割された2つの装置室1,2で構成されており、上側が熱交換室1であり、下側がエンジンルーム2となっている。ここで、熱交換室1は、後述する熱交換のために外気が通風できる空間であり、エンジンルーム2は吸気管や排気管を通じてのみ外部とつながる略密閉状態である。尚、上記熱交換室1には、GHPの冷媒回路の室外熱交換器(図示省略)や、エンジン冷却水回路のラジエータ(図示省略)が収容されており、この熱交換室1に導入された空気が、室外熱交換器内を流れる冷媒やラジエータ内を流れる冷却水との間で熱交換を行うようになっている。   As shown in these drawings, the package 4 of the GHP outdoor unit is composed of two apparatus chambers 1 and 2 that are divided into upper and lower parts, the upper side being the heat exchange chamber 1, and the lower side being the engine room 2. . Here, the heat exchange chamber 1 is a space through which outside air can be ventilated for heat exchange described later, and the engine room 2 is in a substantially sealed state connected to the outside only through the intake pipe and the exhaust pipe. The heat exchange chamber 1 accommodates an outdoor heat exchanger (not shown) for the refrigerant circuit of the GHP and a radiator (not shown) for the engine coolant circuit, and is introduced into the heat exchange chamber 1. The air exchanges heat with the refrigerant flowing in the outdoor heat exchanger and the cooling water flowing in the radiator.

エンジンルーム2内には、エンジン31、冷媒圧縮機21及びアキュムレータ27等が設置され、エンジン31には吸気サイレンサ8や排気サイレンサ9等が付設されている。また、エンジン31の底部付近には、エンジン31の潤滑油を貯留するオイルパン5及びこのオイルパン5に連通する補助オイルパン6が配置されている。また、このエンジンルーム2内には、制御装置等の電装部材が収納された電装ボックス11及び冷媒回路20を構成する配管等が設置されるとともに、オイルパン5とは別個に設けられ潤滑油を貯留しているオイルタンク10が配置されている。   An engine 31, a refrigerant compressor 21, an accumulator 27, and the like are installed in the engine room 2, and an intake silencer 8, an exhaust silencer 9, and the like are attached to the engine 31. Further, an oil pan 5 for storing lubricating oil of the engine 31 and an auxiliary oil pan 6 communicating with the oil pan 5 are disposed near the bottom of the engine 31. The engine room 2 is provided with an electrical box 11 in which electrical components such as a control device are housed, piping and the like constituting the refrigerant circuit 20, and provided separately from the oil pan 5 for lubricating oil. A stored oil tank 10 is arranged.

このオイルタンク10と上記補助オイルパン6とは連結されており、連結途中に介装された潤滑油ポンプ18により、オイルタンク10内に貯留された潤滑油を補助オイルパン6へ補充するように構成されている。   The oil tank 10 and the auxiliary oil pan 6 are connected to each other so that the lubricating oil stored in the oil tank 10 is replenished to the auxiliary oil pan 6 by a lubricating oil pump 18 interposed in the middle of the connection. It is configured.

また、エンジンルーム2の上側に設けられている上記熱交換室1の天井面には、放熱用のファン(プロペラファン)15,15を備えた送風ユニット50が設けられている。一方、熱交換室1の側面には、この熱交換室1に外気を導入するための導入開口が形成されている。そして、上記室外熱交換器やラジエータは、この導入開口に臨む位置に配置されている。これにより、上記放熱用のファン15,15が回転駆動すると、上記導入開口から送風ユニット50の排出開口に向かう気流が発生して、室外熱交換器内を流れる冷媒やラジエータ内を流れる冷却水と、熱交換室1に導入された外気との間で熱交換が行われるようになっている。つまり、室外熱交換器内を流れる冷媒と外気との間での熱交換によって、冷房運転時には冷媒の凝縮動作が、暖房運転時には冷媒の蒸発動作が行われる。また、ラジエータ内を流れる冷却水と外気との間での熱交換によって、エンジンのウォータジャケット内を流れる冷却水温度を低くしてエンジンのオーバヒートを防止している。尚、放熱用のファン15の吹き出し側には、このファン15を保護するためのファンガード51が配設されている。   In addition, on the ceiling surface of the heat exchange chamber 1 provided on the upper side of the engine room 2, a blower unit 50 including heat radiating fans (propeller fans) 15 and 15 is provided. On the other hand, an introduction opening for introducing outside air into the heat exchange chamber 1 is formed on the side surface of the heat exchange chamber 1. And the said outdoor heat exchanger and a radiator are arrange | positioned in the position which faces this introduction opening. As a result, when the heat dissipating fans 15 and 15 are rotationally driven, an air flow from the introduction opening to the discharge opening of the blower unit 50 is generated, and the refrigerant flowing in the outdoor heat exchanger and the cooling water flowing in the radiator The heat exchange with the outside air introduced into the heat exchange chamber 1 is performed. That is, by the heat exchange between the refrigerant flowing in the outdoor heat exchanger and the outside air, the refrigerant condensing operation is performed during the cooling operation, and the refrigerant evaporating operation is performed during the heating operation. Further, the temperature of the cooling water flowing in the water jacket of the engine is lowered by heat exchange between the cooling water flowing in the radiator and the outside air, thereby preventing the engine from overheating. A fan guard 51 for protecting the fan 15 is disposed on the blowing side of the heat dissipation fan 15.

また、上記熱交換室1の天井面には、排気口14が開口され、排気サイレンサ9を通過した後のエンジン31からの排気をこの排気口14から外部へ排出するように構成されている。   An exhaust port 14 is opened on the ceiling surface of the heat exchange chamber 1, and exhaust from the engine 31 after passing through the exhaust silencer 9 is discharged from the exhaust port 14 to the outside.

−送風ユニットの構成−
本実施形態の特徴は、上記室外熱交換器を流れる冷媒やラジエータを流れる冷却水との間で熱交換を行うための外気を熱交換室1内に導入するための上記送風ユニット50にある。この送風ユニット50は、熱交換室1の天井面に形成された空気排出口に備えられた上記プロペラファン15と、空気排出口の開口縁から排気側(本形態のものでは上側)に向けて延びる円筒形状のシュラウド52とを備えている。つまり、このシュラウド52がプロペラファン15の外縁に対して僅かなチップクリアランスを存してその外周部を囲んだ構成となっている。以下、この送風ユニット50についての複数の実施形態について説明する。
-Blower unit configuration-
The feature of this embodiment resides in the blower unit 50 for introducing outside air into the heat exchange chamber 1 for heat exchange with the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger and the cooling water flowing through the radiator. The blower unit 50 has the propeller fan 15 provided in the air discharge port formed on the ceiling surface of the heat exchange chamber 1 and the opening edge of the air discharge port toward the exhaust side (the upper side in the present embodiment). An extending cylindrical shroud 52 is provided. That is, the shroud 52 is configured to surround the outer peripheral portion with a slight tip clearance with respect to the outer edge of the propeller fan 15. Hereinafter, several embodiment about this ventilation unit 50 is described.

(第1実施形態)
本実施形態に係るプロペラファン15は、図4(プロペラファン15の平面図であって回転方向は矢印A)に示すように、ハブ部15aから外周側に延びる複数枚(本形態のものは4枚)のブレード15b,15b,…を備えている。そして、これらブレード15b,15b,…における、プロペラファン15の回転方向上流側の外周端縁(図4におけるポイントB)からプロペラファン15の回転中心(図4におけるポイントO)までの距離Dteと、プロペラファン15の回転方向下流側の外周端縁(図4におけるポイントC)からプロペラファン15の回転中心(図4におけるポイントO)までの距離Dleとが互いに異なるような形状とされている。より具体的には、プロペラファン15の回転方向下流側の外周端縁からプロペラファン15の回転中心までの距離Dleの方が、プロペラファンの回転方向上流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離Dteよりも長く設定されている。また、各ブレード15b,15b,…は互いに同一形状であって、そのブレード15bの外周縁は、プロペラファン15の回転方向上流側の外周端縁Bからプロペラファン15の回転方向下流側の外周端縁Cに亘って、プロペラファン15の回転中心Oからの距離が連続的に変化する(連続的に大きくなっていく)形状となっている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 4 (a plan view of the propeller fan 15 and the direction of rotation is an arrow A), the propeller fan 15 according to the present embodiment includes a plurality of propeller fans 15 extending from the hub portion 15a to the outer peripheral side (four in this embodiment). ) Blades 15b, 15b,... And in these blades 15b, 15b,..., A distance Dte from the outer peripheral edge (point B in FIG. 4) on the upstream side in the rotation direction of the propeller fan 15 to the rotation center (point O in FIG. 4) of the propeller fan 15; The distance Dle from the outer peripheral edge (point C in FIG. 4) on the downstream side in the rotation direction of the propeller fan 15 to the rotation center (point O in FIG. 4) of the propeller fan 15 is different from each other. More specifically, the distance Dle from the outer peripheral edge on the downstream side in the rotation direction of the propeller fan 15 to the rotation center of the propeller fan 15 is the rotation center of the propeller fan from the outer peripheral edge on the upstream side in the rotation direction of the propeller fan. Is set to be longer than the distance Dte. The blades 15b, 15b,... Have the same shape, and the outer peripheral edge of the blade 15b is the outer peripheral edge B on the downstream side in the rotational direction of the propeller fan 15 from the outer peripheral edge B on the upstream side in the rotational direction of the propeller fan 15. A distance from the rotation center O of the propeller fan 15 continuously changes (continuously increases) over the edge C.

具体的には、「プロペラファン15の回転方向下流側の外周端縁からプロペラファン15の回転中心までの距離Dle」の「プロペラファン15の回転方向上流側の外周端縁からプロペラファン15の回転中心までの距離Dte」に対する比(Dle/Dte)として、1.02〜1.20の範囲が掲げられる。好ましくは、Dle/Dte=1.05〜1.10の範囲が掲げられる。より具体的には、プロペラファン15の回転方向下流側の外周端縁からプロペラファン15の回転中心までの距離Dleを300mmとし、プロペラファン15の回転方向上流側の外周端縁からプロペラファン15の回転中心までの距離Dteを270mmとする等が掲げられる。尚、この寸法に限られるものではない。   Specifically, “the distance Dle from the outer peripheral edge on the downstream side in the rotation direction of the propeller fan 15 to the rotation center of the propeller fan 15” “the rotation of the propeller fan 15 from the outer peripheral edge on the upstream side in the rotation direction of the propeller fan 15”. As a ratio (Dle / Dte) to the distance Dte to the center, a range of 1.02 to 1.20 is listed. Preferably, the range of Dle / Dte = 1.05 to 1.10. More specifically, the distance Dle from the outer peripheral edge on the downstream side in the rotation direction of the propeller fan 15 to the rotation center of the propeller fan 15 is set to 300 mm, and from the outer peripheral edge on the upstream side in the rotation direction of the propeller fan 15. For example, the distance Dte to the center of rotation is set to 270 mm. Note that the dimensions are not limited to this.

本実施形態によれば、プロペラファン15を回転駆動するファンモータを支持するためのステー等がブレード15bに干渉する虞がある場合に、この干渉する虞のある部分の外周径(プロペラファン15の回転中心からの距離)を小さくすることでこの干渉を回避できることになる。特に、プロペラファン15の回転方向下流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離Dleを大きくしたことで、同一設置面積(プロペラファン15を設置するために必要な開口面積)にプロペラファン15を設置する場合に、従来のものに比べて、本実施形態のものでは同等以上の効果を奏することができ、送風量の増大を図ることができる。または、同一風量であれば従来のものに比べて騒音低減効果を奏することができる。更には、既存のシュラウド52に対して、チップクリアランスを拡大することもでき、ブレード15bがシュラウド52に接触することを確実に回避できる。   According to the present embodiment, when there is a possibility that a stay or the like for supporting a fan motor that rotationally drives the propeller fan 15 interferes with the blade 15b, the outer diameter of the portion that is likely to interfere (the propeller fan 15 This interference can be avoided by reducing the distance from the center of rotation. In particular, by increasing the distance Dle from the outer peripheral edge on the downstream side in the rotation direction of the propeller fan 15 to the rotation center of the propeller fan, the propeller fan has the same installation area (the opening area necessary for installing the propeller fan 15). In the case of installing 15, compared to the conventional one, the present embodiment can achieve an effect equal to or greater than that, and can increase the amount of air blown. Or if it is the same air volume, a noise reduction effect can be show | played compared with a conventional thing. Furthermore, the tip clearance can be increased with respect to the existing shroud 52, and the blade 15b can be reliably prevented from coming into contact with the shroud 52.

尚、本形態では、ブレード15bの外周縁が、プロペラファン15の回転方向上流側の外周端縁Bからプロペラファン15の回転方向下流側の外周端縁Cに亘って、プロペラファン15の回転中心Oからの距離が連続的に変化する形状としたが、必ずしも連続的に変化させる必要はない。例えば、プロペラファン15の外周縁とシュラウド52との接触を考慮し、プロペラファン15の外周端面の形状を、回転方向上流側の外周端縁Bから回転方向下流側の外周端縁Cに亘ってS字状の曲線としてもよい。   In this embodiment, the outer peripheral edge of the blade 15b extends from the outer peripheral edge B on the upstream side in the rotation direction of the propeller fan 15 to the outer peripheral edge C on the downstream side in the rotation direction of the propeller fan 15. Although the shape in which the distance from O changes continuously, it is not always necessary to change it continuously. For example, considering the contact between the outer peripheral edge of the propeller fan 15 and the shroud 52, the shape of the outer peripheral end surface of the propeller fan 15 extends from the outer peripheral edge B on the upstream side in the rotational direction to the outer peripheral edge C on the downstream side in the rotational direction. It may be an S-shaped curve.

(第2実施形態)
本実施形態は、図5(プロペラファン15及びシュラウド52を示す平面図)に示すように、上記チップクリアランスtcのプロペラファンの直径Dに対する比(tc/D)として、0.01〜0.04の範囲に設定されている。好ましくは、tc/D=0.02〜0.03の範囲が掲げられる。このチップクリアランスtcは、プロペラファン15の作動条件によって適切な値が存在する。
(Second Embodiment)
In this embodiment, as shown in FIG. 5 (a plan view showing the propeller fan 15 and the shroud 52), the ratio (tc / D) of the tip clearance tc to the diameter D of the propeller fan is 0.01 to 0.04. Is set in the range. The range of tc / D = 0.02 to 0.03 is preferred. The tip clearance tc has an appropriate value depending on the operating conditions of the propeller fan 15.

本実施形態のようにチップクリアランスtcを大きめに設定する理由を図6を用いて説明する。図6の実線は静圧が低く大風量で使用した場合の上記比(tc/D)と比騒音との関係の一例を示している。チップクリアランスtcとファン直径Dとの比tc/Dで0.02〜0.04の範囲で良好な値となっている。このように低静圧の条件でチップクリアランスが大きい場合に騒音低減するのは、シュラウド前後での圧力差が小さく、ブレード正圧面から負圧面への空気の吹き返しが小さく、動圧的効果によって送風されており、流量が減らない或いは増えることがその理由である。また、チップクリアランスを大きくすることで、ブレード15とシュラウド52との間で発生する圧力干渉による騒音発生も小さくなることが第2の理由である。尚、図6の破線は静圧が高く小風量で使用した場合の結果で、tc/D=0.01〜0.02の範囲で良好な値となっている。   The reason why the tip clearance tc is set larger as in the present embodiment will be described with reference to FIG. The solid line in FIG. 6 shows an example of the relationship between the ratio (tc / D) and the specific noise when the static pressure is low and the air flow is used. The ratio tc / D between the tip clearance tc and the fan diameter D is a good value in the range of 0.02 to 0.04. In this way, when the tip clearance is large under low static pressure conditions, the noise is reduced because the pressure difference before and after the shroud is small, the air blown back from the blade pressure surface to the suction surface is small, and the air is blown by the dynamic pressure effect. The reason is that the flow rate does not decrease or increases. The second reason is that by increasing the tip clearance, noise generation due to pressure interference generated between the blade 15 and the shroud 52 is also reduced. In addition, the broken line of FIG. 6 is a result at the time of using a static pressure with high air volume, and has become a favorable value in the range of tc / D = 0.01-0.02.

(第3実施形態)
本実施形態は、図7(プロペラファン15及びシュラウド52を側方から見た断面図)に示すように、シュラウド52の送風方向(プロペラファン15の回転軸線の延長方向)の長さ寸法Slのプロペラファンの直径Dに対する比(Sl/D)として、0.03〜0.20の範囲に設定している。好ましくは、Sl/D=0.10〜0.15の範囲が掲げられる。図8は上記比(Sl/D)と比騒音との関係を示している。本実施形態においてはSl/D=0.03〜0.20の範囲が適当としている。シュラウド52の効果は、ファン前後の圧力差を確保することであり、その意味においてはSl/Dは大きいほど良いことになる。しかし、現実にはシュラウド自体が一種の抵抗体であり、Slが長すぎると逆に流体の円滑な流れを阻害する。特に、静圧が低い条件ではこの傾向は顕著である。また、ブレード15bはシュラウド52と干渉を起こすため、Slが長すぎる条件では騒音増加を起こす。このため、本形態では、上記比Sl/Dを0.03〜0.20の範囲に設定している。
(Third embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 7 (a cross-sectional view of the propeller fan 15 and the shroud 52 as viewed from the side), the length dimension S1 in the blowing direction of the shroud 52 (extension direction of the rotation axis of the propeller fan 15) The ratio (Sl / D) to the diameter D of the propeller fan is set in the range of 0.03 to 0.20. Preferably, the range of Sl / D = 0.10-0.15 is hung up. FIG. 8 shows the relationship between the ratio (Sl / D) and the specific noise. In the present embodiment, the range of Sl / D = 0.03 to 0.20 is appropriate. The effect of the shroud 52 is to ensure a pressure difference before and after the fan. In this sense, the larger the Sl / D, the better. However, in reality, the shroud itself is a kind of resistor, and if Sl is too long, the smooth flow of the fluid is hindered. In particular, this tendency is remarkable under conditions where the static pressure is low. Further, since the blade 15b interferes with the shroud 52, the noise increases when Sl is too long. For this reason, in this embodiment, the ratio Sl / D is set in the range of 0.03 to 0.20.

(第4実施形態)
本実施形態は、図9に示すように、上記シュラウド52に、プロペラファン15の回転に伴う送風方向の下流側に向かって次第に開口面積を大きくする拡径部53を備えさせている。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the shroud 52 is provided with a diameter-enlarged portion 53 that gradually increases the opening area toward the downstream side in the blowing direction accompanying the rotation of the propeller fan 15.

シュラウド52の形状は、高分子系の材料で製作することを前提に、製作都合を優先すれば型抜きし易いように軸線方向と平行な面を形成することとなる。一方で、流体がブレード15bによって加速されることによる動圧成分を回収する効果、すなわち圧力回復効果(ディフューザ効果)を得るには、下流側に広がる形状とすればよい。この角度αはシュラウド面上にて流れの剥離が発生しない範囲とする必要があり、30°以下が適当な範囲である。   The shape of the shroud 52 is formed on a surface parallel to the axial direction so that it can be easily punched if priority is given to the manufacturing convenience on the premise that the shroud 52 is manufactured from a polymer material. On the other hand, in order to obtain the effect of recovering the dynamic pressure component due to the fluid being accelerated by the blade 15b, that is, the pressure recovery effect (diffuser effect), the shape may be widened downstream. This angle α needs to be within a range where flow separation does not occur on the shroud surface, and an appropriate range is 30 ° or less.

(第5実施形態)
本実施形態は、図10に示すように、上記シュラウド52に、拡径部53よりも送風方向の上流側に位置して送風方向の下流側に向かって次第に開口面積を小さくする縮径部54を備えさせ、この縮径部54と拡径部53との境界部分に、プロペラファン15の中心側に向かって膨出する膨出部55を形成している。このように縮径部54と拡径部53との境界部分を曲面で構成し、所謂流線形状とすることで圧力回復効果を更に大きく得ることができる。
(Fifth embodiment)
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the shroud 52 is positioned on the upstream side in the blowing direction with respect to the diameter-enlarged portion 53 and gradually reduces the opening area toward the downstream side in the blowing direction. And a bulging portion 55 that bulges toward the center of the propeller fan 15 is formed at the boundary between the reduced diameter portion 54 and the enlarged diameter portion 53. In this way, the boundary portion between the reduced diameter portion 54 and the enlarged diameter portion 53 is formed of a curved surface, and a so-called streamline shape can provide a greater pressure recovery effect.

(第6実施形態)
本実施形態は、プロペラファン15とシュラウド52との位置関係を特定するものである。図7に示すように、シュラウド52の吹き出し側端縁からのプロペラファン15の突き出し量Plのプロペラファン15の直径Dに対する比(Pl/D)を−0.08〜+0.08の範囲に設定している。
(Sixth embodiment)
In the present embodiment, the positional relationship between the propeller fan 15 and the shroud 52 is specified. As shown in FIG. 7, the ratio (Pl / D) of the protrusion amount Pl of the propeller fan 15 from the blower side edge of the shroud 52 to the diameter D of the propeller fan 15 is set in the range of -0.08 to +0.08. is doing.

図11は上記比(Pl/D)と比騒音との関係を示している。この図からも明らかなように、この比(Pl/D)を−0.08〜+0.08の範囲に設定することによって比騒音を低く抑えることができる。   FIG. 11 shows the relationship between the ratio (Pl / D) and the specific noise. As is apparent from this figure, the specific noise can be kept low by setting this ratio (Pl / D) in the range of -0.08 to +0.08.

−その他の実施形態−
上述した実施形態では、GHPの室外機の送風ユニットに本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、他の機器(EHPの室外機など)に備えられる送風ユニットへの適用も可能である。
-Other embodiments-
In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the blower unit of the outdoor unit of the GHP has been described. The present invention is not limited to this, and can be applied to a blower unit provided in another device (such as an outdoor unit of EHP).

また、上述した第1実施形態では、プロペラファンの回転方向下流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離が、プロペラファンの回転方向上流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離よりも長く設定されたものについて説明したが、逆に、プロペラファンの回転方向上流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離が、プロペラファンの回転方向下流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離よりも長く設定するようにしてもよい。   In the first embodiment described above, the distance from the outer peripheral edge on the downstream side in the rotation direction of the propeller fan to the rotation center of the propeller fan is from the outer peripheral edge on the upstream side in the rotation direction of the propeller fan to the rotation center of the propeller fan. However, on the contrary, the distance from the outer peripheral edge on the upstream side of the propeller fan in the rotational direction to the rotational center of the propeller fan is the outer peripheral edge on the downstream side in the rotational direction of the propeller fan. It may be set longer than the distance from the rotation center of the propeller fan.

また、各実施形態では、4枚のブレード15b,15b,…を備えたプロペラファン15について説明したが、これに限らず、3枚以下や5枚以上のブレードを備えたプロペラファンへの適用も可能である。   Moreover, although each embodiment demonstrated propeller fan 15 provided with four blade 15b, 15b, ..., it is not restricted to this, The application to the propeller fan provided with three or less blades or five or more blades is also possible. Is possible.

また、上述した実施形態では、熱交換室1の天井面に備えられた送風ユニット50について説明したが、側面に備えられる送風ユニットに対しても本発明は適用可能である。   Moreover, although embodiment mentioned above demonstrated the ventilation unit 50 with which the ceiling surface of the heat exchange chamber 1 was equipped, this invention is applicable also to the ventilation unit with which a side surface is equipped.

実施形態に係るGHP室外機の内部構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of the GHP outdoor unit which concerns on embodiment. 実施形態に係るGHP室外機の内部構成を示す正面図である。It is a front view which shows the internal structure of the GHP outdoor unit which concerns on embodiment. 実施形態に係るGHP室外機の内部構成を示す平面図である。It is a top view which shows the internal structure of the GHP outdoor unit which concerns on embodiment. 第1実施形態に係るプロペラファンの平面図である。It is a top view of the propeller fan concerning a 1st embodiment. 第2実施形態に係るプロペラファン及びシュラウドを示す平面図である。It is a top view which shows the propeller fan and shroud which concern on 2nd Embodiment. チップクリアランスと比騒音との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a tip clearance and a specific noise. 第3実施形態に係るプロペラファン及びシュラウドを側方から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the propeller fan and shroud which concern on 3rd Embodiment from the side. シュラウド長さと比騒音との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between shroud length and specific noise. 第4実施形態に係るプロペラファン及びシュラウドを側方から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the propeller fan and shroud which concern on 4th Embodiment from the side. 第5実施形態に係るプロペラファン及びシュラウドを側方から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the propeller fan and shroud which concern on 5th Embodiment from the side. シュラウドの突き出し量と比騒音との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the protrusion amount of a shroud, and a specific noise. 従来例における送風装置を室外機の内側から見たの斜視図である。It is the perspective view which looked at the air blower in a prior art example from the inner side of the outdoor unit.

符号の説明Explanation of symbols

15 プロペラファン
15b ブレード
50 送風ユニット(送風装置)
52 シュラウド
53 拡径部
54 縮径部
55 膨出部
15 Propeller fan 15b Blade 50 Blower unit (Blower)
52 shroud 53 enlarged diameter part 54 reduced diameter part 55 bulging part

Claims (5)

複数枚のブレードを有するプロペラファンを備えた軸流型の送風装置において、
上記各ブレードは、プロペラファンの回転方向上流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離と、プロペラファンの回転方向下流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離とを互いに異ならせた形状とされていることを特徴とする送風装置。
In the axial flow type air blower provided with a propeller fan having a plurality of blades,
Each of the blades has a distance from the outer peripheral edge on the upstream side in the rotation direction of the propeller fan to the rotation center of the propeller fan, and a distance from the outer peripheral edge on the downstream side in the rotation direction of the propeller fan to the rotation center of the propeller fan. An air blower characterized by having a different shape.
上記請求項1記載の送風装置において、
各ブレードにおける、プロペラファンの回転方向下流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離が、プロペラファンの回転方向上流側の外周端縁からプロペラファンの回転中心までの距離よりも長く設定されていることを特徴とする送風装置。
In the blower device according to claim 1,
In each blade, the distance from the outer peripheral edge of the propeller fan in the rotation direction downstream to the rotation center of the propeller fan is set longer than the distance from the outer peripheral edge of the propeller fan in the rotation direction upstream to the rotation center of the propeller fan. The air blower characterized by being made.
上記請求項1または2記載の送風装置において、
各ブレードの外周縁は、プロペラファンの回転方向上流側の外周端縁からプロペラファンの回転方向下流側の外周端縁に亘って、プロペラファンの回転中心からの距離が連続的に変化する形状となっていることを特徴とする送風装置。
In the air blower according to claim 1 or 2,
The outer peripheral edge of each blade has a shape in which the distance from the rotation center of the propeller fan continuously changes from the outer peripheral edge on the upstream side in the rotation direction of the propeller fan to the outer peripheral edge on the downstream side in the rotation direction of the propeller fan. The air blower characterized by becoming.
複数枚のブレードを有するプロペラファンと、このプロペラファンの外周縁を囲むように筒状に形成されたシュラウドとを備えた送風装置において、
上記シュラウドは、プロペラファンの回転に伴う送風方向の下流側に向かって次第に開口面積を大きくする拡径部を備えていることを特徴とする送風装置。
In a blower provided with a propeller fan having a plurality of blades and a shroud formed in a cylindrical shape so as to surround the outer peripheral edge of the propeller fan,
The said shroud is equipped with the enlarged diameter part which enlarges an opening area gradually toward the downstream of the ventilation direction accompanying rotation of a propeller fan, The air blower characterized by the above-mentioned.
上記請求項4記載の送風装置において、
上記シュラウドは、拡径部よりも送風方向の上流側に位置して送風方向の下流側に向かって次第に開口面積を小さくする縮径部を備えており、この縮径部と拡径部との境界部分にはプロペラファンの中心側に向かって膨出する膨出部が形成されていることを特徴とする送風装置。
In the air blower according to claim 4,
The shroud includes a reduced diameter portion that is located on the upstream side in the blowing direction from the enlarged diameter portion and gradually decreases the opening area toward the downstream side in the blowing direction. A blower characterized in that a bulging portion bulging toward the center side of the propeller fan is formed at the boundary portion.
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