JP2011122517A - 多翼遠心ファンおよびそれを用いた空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】気流をディフューザ部で滑らかに拡大させることができ、下流側での風速分布の均一化を促進することができる多翼遠心ファンおよびそれを用いた空気調和機を提供することを目的とする。
【解決手段】ファンケーシングの吹出し口に、流路が急拡大されたディフューザ部７が一体成形または一体に接続されて設けられている多翼遠心ファンにおいて、ディフューザ部７の流路が急拡大し始める位置の壁面７Ａ上に、気流方向に対して所定の角度傾斜された面を有する縦渦発生用の突起１０が複数設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、建物や自動車用の空気調和機に広く適用できる多翼遠心ファンおよびそれを用いた空気調和機に関するものである。

スクロール形状のファンケーシング内に複数枚のファンブレードを備えた羽根車を回転自在に設けた構成の多翼遠心ファンは、冷凍、空調あるいは換気装置等における送風用のファンとして、幅広く用いられている。この多翼遠心ファンから吹出される気流を、ダクト等を介して下流側に設けられている熱交換ユニット等に導く場合、多翼遠心ファンの吹出し口面積に対する熱交換器面積の比率が大きく、かつ両者間の距離が小さいと、ダクトの断面積を急拡大させなければならない。通常は、ファンケーシングの吹出し口に、流路断面積が急拡大されているディフューザ部を一体成形または一体に接続することによって設置し、その壁面に沿って気流を拡大するようにしている。

熱交換器と多翼遠心ファン間の距離は、空気調和機等をコンパクト化するため可及的に小さくすることが求められており、十分に距離を確保できない場合が多い。従って、ディフューザを用いたとしても、風量によっては、気流を十分に拡散させることができず、高速で吹出された気流が余り拡散することなく熱交換器に供給されることがあり、熱交換器に対する風速分布が悪化するとともに、通風抵抗が増大することとなる。その結果、運転音が高くなり、ファン動力の増大を余儀なくされるとともに、熱交換器での熱交換性能が低下する等の問題が発生する。

そこで、特許文献１に示されるように、流路が急拡大される部分の流路壁面に、凹面状拡大部を形成し、その中に渦流を発生させることによって、該渦の外縁に沿うように流れを誘引し、急拡大されている流路壁面に沿わせるように気流を拡大させ、下流側での風速分布を改善する等の対策が採られている。

特許第３１５８５４３号公報（図１−図４参照）

しかしながら、特許文献１に示されるものは、風量が適正な範囲内にあれば、凹面状拡大部内に適正な渦流を形成することにより、その渦流に沿うように気流を誘引し、壁面に気流を付着させるように拡大させることができるが、風量が変化した場合、所期の効果が得られなくなるという課題を有している。

つまり、風量が少なくなった場合、凹面状拡大部の入口部で発生する小さい渦流の影響により、かえって流れが剥離し易くなり、気流が拡大され難くなってしまう。一方、風量が比較的多くなった場合は、凹面状拡大部よりも渦が大きくなり、凹面状拡大部内に渦流が収まりきらなくなるため、渦が安定せず、かえって流れの乱れを助長させてしまう等の問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、気流をディフューザ部で滑らかに拡大させることができ、下流側での風速分布の均一化を促進することができる多翼遠心ファンおよびそれを用いた空気調和機を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明の多翼遠心ファンおよびそれを用いた空気調和機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる多翼遠心ファンは、ファンケーシングの吹出し口に、流路が急拡大されたディフューザ部が一体成形または一体に接続されて設けられている多翼遠心ファンにおいて、前記ディフューザ部の流路が急拡大し始める位置の壁面上に、気流方向に対して所定の角度傾斜された面を有する縦渦発生用の突起が複数設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、ファンケーシングの吹出し口に設けられているディフューザ部の流路が急拡大し始める位置の壁面上に、気流方向に対して所定の角度傾斜された面を有する縦渦発生用の突起が複数設けられているため、流路が急拡大し始める位置の壁面近傍に、複数の縦渦発生用突起を介して複数の縦渦流を発生させることができ、この複数の縦渦流を介して壁面近傍を流れる低エネルギー流に対して高エネルギー流の一部を誘引することにより、ディフューザ部での境界層の発達による剥離を抑制することができる。従って、ディフューザ部に沿って滑らかに気流を拡大させることができ、その下流側に設けられている熱交換器等に対する風速分布の均一化を促進し、通風抵抗および運転音の低減、熱交換性能の向上等を図ることができる。

さらに、本発明の多翼遠心ファンは、上記の多翼遠心ファンにおいて、前記突起は、前記壁面上に垂直に立設されている板状突起とされていることを特徴とする。

本発明によれば、縦渦発生用の突起が、壁面上に垂直に立設されている板状突起とされているため、気流が板状突起の上端縁を乗り越える際に縦渦が発生され、この連続的に発生される縦渦流を介してディフューザ部での境界層の発達による剥離を抑制することができる。従って、ディフューザ部に沿って滑らかに気流を拡大させることができ、その下流側での風速分布を均一化することができる。

また、本発明の多翼遠心ファンは、上記の多翼遠心ファンにおいて、前記板状突起は、前記壁面から上端までの高さが気流方向の下流側に向って漸次高くされていることを特徴とする。

本発明によれば、板状突起が、壁面から上端までの高さが気流方向の下流側に向って漸次高くされているため、上端が下流側に向って漸次高くされている板状突起を介して漸次大きくなる縦渦を連続的に発生させることができ、その多層状に発生されるより安定した強い縦渦流を介してディフューザ部での境界層の発達による剥離を確実に抑制することができる。これにより、ディフューザ部に沿って滑らかに気流を安定的に拡大させることができ、その下流側での風速分布をより均一化することができる。

さらに、本発明の多翼遠心ファンは、上述のいずれかの多翼遠心ファンにおいて、前記突起の前記傾斜面の気流方向に対する傾斜角θは、２０°ないし６０°の範囲とされていることを特徴とする。

本発明によれば、突起の傾斜面の気流方向に対する傾斜角θが、２０°ないし６０°の範囲とされているため、突起による通風抵抗の増大を適度に抑えながら、突起を介して縦渦流を発生させることにより、ディフューザ部での境界層の発達による剥離を確実に抑制することができる。従って、ファン性能の低下を抑制しつつ、ディフューザ部に沿って滑らかに気流を拡大させ、その下流側での風速分布を均一化することができる。

また、本発明にかかる多翼遠心ファンは、ファンケーシングの吹出し口に、流路が急拡大されたディフューザ部が一体成形または一体に接続されて設けられている多翼遠心ファンにおいて、前記ディフューザ部の流路が急拡大し始める位置の壁面上に、気流方向の上流側に最大高さとされている頂部を持ち、下流側に向って高さが漸次減少され、幅が漸次増大されている三角錐形状の縦渦発生用の突起が複数設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、ファンケーシングの吹出し口に設けられているディフューザ部の流路が急拡大し始める位置の壁面上に、気流方向の上流側に最大高さとされている頂部を持ち、下流側に向って高さが漸次減少され、幅が漸次増大されている三角錐形状の縦渦発生用の突起が複数設けられているため、流路が急拡大し始める位置の壁面近傍に、三角錐形状の複数の縦渦発生用突起を介して複数の縦渦流を発生させることができ、この縦渦流を介して壁面近傍を流れる低エネルギー流に対して高エネルギー流の一部を誘引することにより、ディフューザ部での境界層の発達による剥離を抑制することができる。従って、ディフューザ部に沿って滑らかに気流を拡大させることができ、その下流側に設けられている熱交換器等に対する風速分布の均一化を促進し、通風抵抗および運転音の低減、熱交換性能の向上等を図ることができる。特に、突起を三角錐形状とすることにより、１つの突起から左右一対の縦渦流を発生させることができ、少ない数の突起によって効率よく縦渦流を発生させ、境界層の発達による剥離を抑制することができる。従って、突起による通風抵抗の増大を抑え、ファン性能の低下を抑制しつつ、ディフューザ部に沿って滑らかに気流を拡大させ、その下流側での風速分布を均一化することができる。また、突起の成形性を向上できるとともに、突起自体の強度を十分に確保することができる。

さらに、本発明の多翼遠心ファンは、上記の多翼遠心ファンにおいて、前記三角錐形状の突起の頂角αは、３０°ないし９０°の範囲とされていることを特徴とする。

本発明によれば、三角錐形状の突起の頂角αが、３０°ないし９０°の範囲とされているため、三角錐形状の突起による通風抵抗の増大を適正な範囲に抑えながら、突起を介して縦渦流を発生させることによって、ディフューザ部での境界層の発達による剥離を確実に抑制することができる。従って、ファン性能の低下を最小限に抑制しながら、ディフューザ部に沿って滑らかに気流を拡大させ、その下流側での風速分布を均一化することができる。

さらに、本発明の多翼遠心ファンは、上述のいずれかの多翼遠心ファンにおいて、前記複数の突起は、前記壁面上に千鳥状に配設され、下流側の前記突起ほど漸次大きくされていることを特徴とする。

本発明によれば、複数の突起が、壁面上に千鳥状に配設され、下流側の突起ほど漸次大きくされているため、突起の数を増やして縦渦流の発生本数を増やしたとしても、複数の縦渦流同士が互いに干渉しないようにすることができるとともに、流路の拡大により境界層が発達していく場合においても、下流側の大きくされている突起により次々と縦渦流を発生させ、境界層の発達を抑制することができる。従って、ディフューザ部の壁面に沿って気流が拡大して流れ易くすることができ、下流側での風速分布をより均一化することができる。

さらに、本発明にかかる多翼遠心ファンは、ファンケーシングの吹出し口に、流路が急拡大されたディフューザ部が一体成形または一体に接続されて設けられている多翼遠心ファンにおいて、前記ディフューザ部の流路が急拡大し始める位置の壁面上に、該位置の上流から下流にかけて気流方向に延長されている縦渦発生用の溝が複数条設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、ファンケーシングの吹出し口に設けられているディフューザ部の流路が急拡大し始める位置の壁面上に、該位置の上流から下流にかけて気流方向に延長されている縦渦発生用の溝が複数条設けられているため、流路が急拡大し始める位置の前後の壁面近傍に、気流方向に延長されている複数条の縦渦発生用の溝を介して複数の縦渦流を発生させることができ、この複数の縦渦流を介して壁面近傍を流れる低エネルギー流に対して高エネルギー流の一部を誘引することによって、ディフューザ部での境界層の発達による剥離を抑制することができる。従って、ディフューザ部に沿って滑らかに気流を拡大させることができ、その下流側に設けられている熱交換器等に対する風速分布の均一化を促進し、通風抵抗および運転音の低減、熱交換性能の向上等を図ることができる。また、溝によって縦渦を発生させるようにしているため、縦渦発生手段による通風抵抗の増大がなく、圧損増大によるファン性能の低下を無くすることができる。

さらに、本発明の多翼遠心ファンは、上記の多翼遠心ファンにおいて、前記溝は、断面形状が矩形状あるいは逆三角形状とされていることを特徴とする。

本発明によれば、縦渦発生用の溝の断面形状が、矩形状あるいは逆三角形状とされているため、矩形状あるいは逆三角形状の溝に対して気流が流れ込む際にそのエッジ部分で次々と縦渦を発生させ、その縦渦流によってディフューザ部での境界層の発達による剥離を抑制することができる。従って、ディフューザ部に沿って滑らかに気流を拡大させることができ、その下流側での風速分布を均一化することができる。また、複数条の矩形状あるいは逆三角形状の溝により、流路壁の断面二次モーメントを大きくすることができ、ディフューザ部の流路壁の強度確保を容易化することができる。

さらに、本発明の多翼遠心ファンは、上述のいずれかの多翼遠心ファンにおいて、前記溝は、その深さおよび／またはピッチが前記ディフューザ部の流路が急拡大し始める位置において大きくされていることを特徴とする。

本発明によれば、縦渦発生用の溝の深さおよび／またはピッチが、ディフューザ部の流路が急拡大し始める位置において大きくされているため、ディフューザ部での流路拡大による境界層の発達に応じて、縦渦発生用の溝の深さおよび／またはピッチを大きくすることにより、発生される縦渦を大きくすることができる。従って、ディフューザ部に沿って滑らかに気流を効果的にかつ安定して拡大させることができ、その下流側での風速分布をより均一化することができる。

さらに、本発明にかかる空気調和機は、空気送風用のファンとして、上述のいずれかの多翼遠心ファンが搭載されていることを特徴とする。

本発明によれば、空気調和機に搭載される空気送風用のファンとして、上述のいずれかの多翼遠心ファンが搭載されているため、上述のように、多翼遠心ファンの下流側に接近して配設されている熱交換器に対する風速分布の更なる均一化を促進することができる。従って、運転音およびファン動力の低減、熱交換性能の向上を図り、空気調和機の一層の低騒音化、高性能化に貢献することができる。

本発明の多翼遠心ファンによると、流路が急拡大し始める位置の壁面近傍に、複数の縦渦発生用突起あるいは溝を介して複数の縦渦流を発生させることができ、この複数の縦渦流を介して壁面近傍を流れる低エネルギー流に対して高エネルギー流の一部を誘引することにより、ディフューザ部での境界層の発達による剥離を抑制することができるため、ディフューザ部に沿って滑らかに気流を拡大させることができ、その下流側に設けられている熱交換器等に対する風速分布の均一化を促進し、通風抵抗および運転音の低減、熱交換性能の向上等を図ることができる。

本発明の空気調和機によると、多翼遠心ファンの下流側に接近して配設されている熱交換器に対する風速分布の更なる均一化を促進できることができため、運転音およびファン動力の低減、熱交換性能の向上を図り、空気調和機の一層の低騒音化、高性能化に貢献することができる。

本発明の第１実施形態にかかる多翼遠心ファンを空気調和機の熱交換ユニットに接続した状態の一側面図である。 図１に示す多翼遠心ファンを空気調和機の熱交換ユニットに接続した状態の斜視図である。 図１に示す多翼遠心ファンのディフューザ部の側面図（Ａ）と、その斜視図（Ｂ）である。 本発明の第２実施形態にかかる多翼遠心ファンのディフューザ部の斜視図である。 本発明の第３実施形態にかかる多翼遠心ファンのディフューザ部の平面図である。 本発明の第４実施形態にかかる多翼遠心ファンのディフューザ部の側面図（Ａ）と、その斜視図（Ｂ）および平面図（Ｃ）である。 本発明の第５実施形態にかかる多翼遠心ファンのディフューザ部の斜視図である。 本発明の第６実施形態にかかる多翼遠心ファンのディフューザ部の斜視図（Ａ）と、そのａ−ａ断面図（Ｂ）である。 図８に示す第６実施形態にかかる多翼遠心ファンのディフューザ部の変形例の斜視図（Ａ）と、そのｂ−ｂ断面図（Ｂ）である。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図３を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態にかかる多翼遠心ファンを空気調和機の熱交換ユニットに接続した状態の一側面図が示され、図２には、その斜視図が示されている。
多翼遠心ファン１は、樹脂材によって成形されるスクロール形状のファンケーシング２を備えている。ファンケーシング２には、上面にベルマウスを有する空気吸込み口３が設けられ、また、ノーズ部４の上流側から接線方向に向けて吹出し口５が延長されている。

このファンケーシング２の内部には、多数のブレードを備えた羽根車６が、底面側に設置されているモータ（図示省略）の回転軸を介して回転自在に支持されている。ファンケーシング２の吹出し口５には、流路断面積が急拡大されているディフューザ部７が一体成形または一体に接続されることによって設けられている。多翼遠心ファン１は、このディフューザ部７を介して下流側に配置されている熱交換器８を備えた熱交換ユニット９と接続されている。

多翼遠心ファン１は、熱交換ユニット９の側方に接近して配置されており、比較的小さい面積の吹出し口５から吹出される気流を、面積比率の大きい熱交換器８に対して風速分布が均一となるように急激に流れを拡大して供給する必要がある。このため、多翼遠心ファン１と熱交換ユニット９との間を、流路が急拡大されているディフューザ部７を介して接続しているが、風量の多少にかかわらず、流路の急拡大部で流れの剥離を抑制し、気流を常に安定的にディフューザ部７の壁面に沿わせるように拡散させて熱交換器８側に導くのは難しい。

そこで、本実施形態では、図３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、ディフューザ部７の流路が急拡大し始める位置の壁面７Ａ上に、気流方向に対して所定の角度θだけ傾斜されている面を有する矩形状をした縦渦発生用の板状突起１０を、幅方向に適宜の間隔で複数個設けた構成を採用している。

このように、ディフューザ部７の流路が急拡大し始める位置の壁面７Ａ上に、縦渦発生用の板状突起１０を適宜の間隔で複数個設けることによって、流路が急拡大し始める位置の壁面７Ａの近傍を流れる気流は、板状突起１０の傾斜面に衝突され、その上端縁を乗り越える際に次々と連続的に縦渦Ｓが発生される。この縦渦流Ｓは、複数個の板状突起１０からそれぞれ発生され、板状突起１０よりも下流側の領域に壁面７Ａに沿って縦渦流Ｓによる層が形成されるようになる。

この複数の縦渦流Ｓによって、壁面７Ａの近傍を流れる低エネルギー流に対して高エネルギー流（主流）Ｑの一部を誘引することにより、ディフューザ部７の流路が急拡大する部分での境界層の発達による剥離を抑制することができる。従って、ディフューザ部７の壁面に沿って滑らかに気流を拡大させることができ、その下流側に設けられている熱交換器８に対する風速分布の均一化を促進し、通風抵抗および運転音の低減、熱交換性能の向上等を図ることができる。

なお、板状突起１０により発生される縦渦は、風量に左右されることなく安定して発生させることができるため、風量の多少にかかわりなく、安定して気流をディフューザ部７の流路壁面７Ａに沿わせて拡大させることができ、従って、下流側での風速分布を確実に均一化することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、縦渦発生用の板状突起１１の形状が異なっている。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、縦渦発生用の板状突起１１が、図４に示されるように、ディフューザ部７の壁面７Ａから上端１１Ａまでの高さが気流方向の下流側に向って漸次高くされている三角形状の板状突起１１とされている。

このように、上端１１Ａの高さが気流方向の下流側に向って漸次高くされている三角形状をした板状突起１１を用いることにより、その上端縁を乗り越える際に次々と連続的に発生される縦渦Ｓを漸次大きくなる縦渦Ｓとし、多層状に発生させることができる。そして、この多層状に発生されるより安定した強い縦渦流Ｓを介してディフューザ部７での境界層の発達による剥離を抑制することができる。従って、ディフューザ部７に沿って滑らかに気流を安定的に拡大させることができ、その下流側での風速分布をより均一化することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１および第２実施形態に対して、縦渦発生用の板状突起１０および１１の気流方向に対する傾斜角θを特定している点が異なる。その他の点については、第１および第２実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、図５に示されるように、ディフューザ部７の壁面７Ａ上に設けられる縦渦発生用の板状突起１０，１１の気流方向に対する傾斜角θが、２０°以上、６０°以下の範囲に設定されている。

このように、板状突起１０，１１の気流方向に対する傾斜角θを、２０°ないし６０°の範囲に設定することにより、板状突起１０，１１による通風抵抗の増大を適度に抑えながら、板状突起１０，１１を介して上記の如く縦渦流Ｓを発生させることにより、ディフューザ部７での境界層の発達による剥離を確実に抑制することができる。従って、通風抵抗の増大によるファン性能の低下を抑制しながら、ディフューザ部７に沿って滑らかに気流を拡大させ、その下流側での風速分布を均一化することができる。

このとき、板状突起１０，１１の気流方向に対する傾斜角θが２０°未満では、縦渦流Ｓの発生が不十分であり、壁面７Ａの近傍に高エネルギー流（主流）Ｑの一部を十分に誘引することができず、境界層の発達による剥離を十分抑制することができない。また、傾斜角θが６０°を超えると、気流が板状突起１０，１１の傾斜面に衝突してその上端縁を乗り越える際に発生する渦が横渦となる。この横渦は主流の流れを乱し、通風抵抗を増加する要因となるので、好ましくない。

なお、上記した第１ないし第３実施形態では、図５に示されるように、流路幅方向のセンターを境に左右に配置されている複数の板状突起１０，１１を、互いに反対方向に傾斜させて配設しているが、すべての板状突起１０，１１を同じ方向に傾斜させて配設してもよいことはもちろんである。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１ないし第３実施形態に対して、縦渦発生用の突起１２を三角錐形状としている点が異なる。その他の点については、第１ないし第３実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、ディフューザ部７の流路が急拡大し始める位置の壁面７Ａ上に、気流方向の上流側に最大高さとされている頂部を持ち、下流側に向って高さが漸次減少され、幅が漸次増大されている三角錐形状の縦渦発生用の突起１２を複数個設けた構成を採用している。

この三角錐形状の突起１２は、図６（Ｃ）に示されるように、気流方向の上流側に向っている頂角αが、３０°ないし９０°の範囲とされており、ディフューザ部７の壁面７Ａ上に、ほぼ横一線に等間隔で配設されている。

このように、ディフューザ部７の流路が急拡大し始める位置の壁面７Ａ上に、気流方向の上流側に最大高さとされている頂部を持ち、下流側に向って高さが漸次減少され、幅が漸次増大されている三角錐形状の縦渦発生用の突起１２を複数個設けることにより、流路が急拡大し始める位置の壁面７Ａの近傍に、三角錐形状の複数の縦渦発生用突起１２を介して複数の縦渦流Ｓを発生させることができ、この縦渦流Ｓを介して壁面近傍を流れる低エネルギー流に対して高エネルギー流（主流）Ｑの一部を誘引することにより、ディフューザ部７での境界層の発達による剥離を抑制することができる。

従って、本実施形態によっても、上記した各実施形態と作用同様の効果を得ることができる。特に、縦渦発生用の突起１２を三角錐形状としているため、１つの突起１２から左右一対の縦渦流Ｓを発生させることができ、少ない数の突起１２により効率よく縦渦流Ｓを発生させ、境界層の発達による剥離を抑制することができる。従って、突起１２による通風抵抗の増大を抑え、ファン性能の低下を抑制しつつ、ディフューザ部７に沿って滑らかに気流を拡大させ、その下流側での風速分布を均一化することができる。また、突起１２の成形性を向上できるとともに、突起１２自体の強度を十分に確保することができる。

さらに、三角錐形状の突起１２の頂角αを、３０°ないし９０°の範囲に設定しているため、三角錐形状の突起１２による通風抵抗の増大を適正な範囲に抑えながら、突起１２を介して縦渦流Ｓを発生させ、ディフューザ部７での境界層の発達による剥離を確実に抑制することができる。従って、通風抵抗の増大によるファン性能の低下を最小限に抑制しながら、ディフューザ部７に沿って滑らかに気流を拡大させ、その下流側での風速分布を均一化することができる。

ここで、三角錐形状の突起１２の頂角αが３０°未満の場合は、縦渦流Ｓの発生が不十分であり、壁面７Ａの近傍に高エネルギー流（主流）Ｑの一部を十分に誘引することができず、境界層の発達による剥離を十分抑制することができない。また、頂角αが９０°を超えると、気流が三角錐形状の突起１２に衝突してそれを乗り越える際に発生する渦が横渦となる。この横渦は主流の流れを乱し、通風抵抗を増加する要因となるので、好ましくない。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について、図７を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第４実施形態に対して、三角錐形状とした縦渦発生用突起１２の配置構成が異なっている。その他の点については、第４実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、三角錐形状とした複数の縦渦発生用突起１２を、図７に示されるように、ディフューザ部７の流路が急拡大し始める位置の壁面７Ａ上において、前後２列に千鳥状に配置し、下流側に配置される突起１２を漸次大きくした構成としている。なお、突起１２は、３列以上、千鳥配置してもよい。

このように、複数の縦渦発生用突起１２を、壁面７Ａ上に前後に千鳥状に配設し、下流側の突起１２ほど漸次大きくした構成とすることにより、縦渦発生用突起１２の数を増やして縦渦流Ｓの発生本数を増やした場合でも、複数の縦渦流Ｓ同士が互いに干渉しないようにすることができるとともに、ディフューザ部７での流路の拡大により境界層が発達していく場合においても、下流側の大きくされている突起１２により次々と縦渦流Ｓを発生させ、境界層の発達を抑制することができる。このため、ディフューザ部７の壁面に沿って気流が拡大して流れ易くすることができ、下流側での風速分布をより均一化することができる。

［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態について、図８および図９を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１ないし第５実施形態に対して、突起に代え、縦渦発生用に溝を設けた構成としている点が異なっている。その他の点については、第１ないし第５実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、ディフューザ部７の流路が急拡大し始める位置の壁面７Ａに、該位置の上流側から下流にかけて気流方向に延長されている縦渦発生用の複数条の溝、すなわち図８（Ａ），（Ｂ）に示されるように、断面が矩形状をなす複数条の溝１３、もしくは図９（Ａ），（Ｂ）に示されるように、断面が逆三角形状をなす複数条の溝１４を設けた構成とされている。

この矩形状の溝１３または逆三角形状の溝１４は、その深さおよび／またはピッチが一定の溝であってもよいが、ディフューザ部７の流路が急拡大し始める位置において、深さおよび／またはピッチ大きくされた構成としてもよい。

このように、ディフューザ部７の流路が急拡大し始める位置の壁面７Ａ上に、該位置の上流から下流にかけて気流方向に延長されている縦渦発生用の矩形状断面の溝１３もしくは逆三角形状断面の溝１４を複数条設けた構成とすることによって、流路が急拡大し始める位置の前後の壁面７Ａの近傍に、気流方向に延長されている複数条の溝１３，１４を介して複数の縦渦流Ｓを発生させることができる。つまり、断面が矩形状あるいは逆三角形状をなす溝１３，１４に対して気流が流れ込む際にそのエッジ部分で次々と縦渦Ｓを発生させ、その複数の縦渦流Ｓを介して壁面７Ａの近傍を流れる低エネルギー流に対して高エネルギー流（主流）Ｑの一部を誘引することによって、ディフューザ部７での境界層の発達による剥離を抑制することができる。

従って、本実施形態によっても、上記した各実施形態と同様、ディフューザ部７に沿って滑らかに気流を拡大させることができ、その下流側に設けられている熱交換器８等に対する風速分布の均一化を促進し、通風抵抗および運転音の低減、熱交換性能の向上等を図ることができる。また、溝１３，１４によって縦渦Ｓを発生するようにしているため、縦渦発生手段による通風抵抗の増大がなく、圧損増大によるファン性能の低下を無くすることができる。

さらに、縦渦発生手段を複数条の矩形状あるいは逆三角形状の溝１３，１４とすることにより、流路壁の断面二次モーメントを大きくすることができ、ディフューザ部７の流路壁の強度確保を容易化することができる。また、溝１３，１４の深さおよび／またはピッチをディフューザ部７の流路が急拡大し始める位置において大きくすることにより、ディフューザ部７での流路拡大による境界層の発達に応じて、発生される縦渦Ｓを大きくすることができる。このため、ディフューザ部７に沿って滑らかに気流を効果的にかつ安定して拡大させることができ、その下流側での風速分布をより均一化することができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記した実施形態では、ディフューザ部７をファンケーシング２と一体成形または一体に接続する構成例について説明したが、ファンケーシング２は、一般に上下に２分割された構成とされており、下部側のファンケーシングと下部側のディフューザ部とを一体で成形し、上部側のディフューザ部は別体にて製造し、それを上部側のファンケーシングに接続により一体化する構成としてもよい。

また、第１実施形態ないし第５実施形態に記載された縦渦発生用の突起と、第６実施形態に記載された縦渦発生用の溝とを組み合わせた構成としてもよく、この場合、縦渦発生用の溝をディフューザ部７の流路が急拡大し始める位置の上流側に設け、縦渦発生用の突起をその下流側に設置すればよい。

さらに、複数設けられる縦渦発生用の突起あるいは溝は、必ずしも一様な大きさにする必要はなく、ディフューザ部での風速分布に応じて複数の突起あるいは溝を異なる大きさとしてもよく、これによって、ディフューザ部での境界層の発達による剥離を、風速分布に応じてきめ細かく制御し、抑制することができる。

１ 多翼遠心ファン
２ ファンケーシング
５ 吹出し口
７ ディフューザ部
７Ａ ディフューザ部の壁面
１０，１１ 板状突起
１１Ａ 突起の上端
１２ 三角錐形状の突起
１３ 矩形状の溝
１４ 逆三角形状の溝
θ 板状突起の傾斜角
α 三角錐形状の突起の頂角
Ｓ 縦渦、縦渦流

Claims (11)

1. ファンケーシングの吹出し口に、流路が急拡大されたディフューザ部が一体成形または一体に接続されて設けられている多翼遠心ファンにおいて、
   前記ディフューザ部の流路が急拡大し始める位置の壁面上に、気流方向に対して所定の角度傾斜された面を有する縦渦発生用の突起が複数設けられていることを特徴とする多翼遠心ファン。
2. 前記突起は、前記壁面上に垂直に立設されている板状突起とされていることを特徴とする請求項１に記載の多翼遠心ファン。
3. 前記板状突起は、前記壁面から上端までの高さが気流方向の下流側に向って漸次高くされていることを特徴とする請求項２に記載の多翼遠心ファン。
4. 前記突起の前記傾斜面の気流方向に対する傾斜角θは、２０°ないし６０°の範囲とされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の多翼遠心ファン。
5. ファンケーシングの吹出し口に、流路が急拡大されたディフューザ部が一体成形または一体に接続されて設けられている多翼遠心ファンにおいて、
   前記ディフューザ部の流路が急拡大し始める位置の壁面上に、気流方向の上流側に最大高さとされている頂部を持ち、下流側に向って高さが漸次減少され、幅が漸次増大されている三角錐形状の縦渦発生用の突起が複数設けられていることを特徴とする多翼遠心ファン。
6. 前記三角錐形状の突起の頂角αは、３０°ないし９０°の範囲とされていることを特徴とする請求項５に記載の多翼遠心ファン。
7. 前記複数の突起は、前記壁面上に千鳥状に配設され、下流側の前記突起ほど漸次大きくされていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の多翼遠心ファン。
8. ファンケーシングの吹出し口に、流路が急拡大されたディフューザ部が一体成形または一体に接続されて設けられている多翼遠心ファンにおいて、
   前記ディフューザ部の流路が急拡大し始める位置の壁面上に、該位置の上流から下流にかけて気流方向に延長されている縦渦発生用の溝が複数条設けられていることを特徴とする多翼遠心ファン。
9. 前記溝は、断面形状が矩形状あるいは逆三角形状とされていることを特徴とする請求項８に記載の多翼遠心ファン。
10. 前記溝は、その深さおよび／またはピッチが前記ディフューザ部の流路が急拡大し始める位置において大きくされていることを特徴とする請求項８または９に記載の多翼遠心ファン。
11. 空気送風用のファンとして、請求項１ないし１０のいずれかに記載された多翼遠心ファンが搭載されていることを特徴とする空気調和機。
    

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