JP2011226409A - 多翼ファン及びこれを備えた空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ファン効率に優れた多翼ファン及びこれを備えた空気調和装置を提供する。
【解決手段】多翼ファン１０の渦巻形ケーシング１７は、羽根車１１の回転軸Ｓの軸方向の両側にそれぞれ配設された一対の側板４１と、一対の側板４１の間に配設された胴板４３とを有している。胴板４３は、羽根車１１の周囲に沿って配設された周壁部４３１と、周壁部４３１における回転方向Ｄの基端側の部位から吐出方向Ｔに延設された内側管壁部４３２と、周壁部４３１における回転方向Ｄの先端側の部位から吐出方向Ｔに延設された外側管壁部４３３と、を有している。外側管壁部４３３には、その幅方向に沿って貫通口５１が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、渦巻形ケーシングを備えた多翼ファン、及びこれを備えた空気調和装置に関する。

従来から、例えば空気調和装置の送風機として多翼ファンが用いられている。この多翼ファンは、ファンモータにより回転する羽根車と、渦巻形ケーシングとを備えている。この渦巻形ケーシングは、羽根車を収容するケーシング本体と、このケーシング本体から一方向に突出して端部に吐出口が設けられた吐出管部とを有している。

この多翼ファンでは、ファンモータが駆動して羽根車が回転すると、ケーシング本体の側壁に設けられた吸込口からケーシング本体内に空気が吸い込まれる。ケーシング本体の内部に吸い込まれた空気は、羽根車の回転軸の軸方向に沿って羽根車内に送られ、さらに半径方向外側に送られて羽根同士の隙間を通過する。この隙間を通過した空気は、ケーシング本体の周壁に沿って渦巻状に流れて吐出管部に至る。吐出管部に到達した空気は、吐出管部に案内されて吐出口から渦巻形ケーシングの外部に吹き出される（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−２８１１９８号公報

特許文献１に開示されている従来の多翼ファンでは、渦巻形ケーシングの内部における空気の流れ、及び渦巻形ケーシングの吐出口付近における空気の流れは複雑であるので、吐出口から吐出される空気の流れは不安定になりやすい。この不安定な空気の流れはファン効率の低下の要因となる。

そこで、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、ファン効率に優れた多翼ファン及びこれを備えた空気調和装置を提供することにある。

本発明の多翼ファンは、回転方向（Ｄ）に沿って配列された複数の羽根を有し、回転軸（Ｓ）を中心に回転可能な羽根車（１１）と、前記羽根車（１１）を収容するケーシング本体（１７１）、及び前記ケーシング本体（１７１）から一方向に突出して端部に吐出口（１９）が設けられているとともに前記ケーシング本体（１７１）と連通する吐出管部（１７２）を有する渦巻形ケーシング（１７）と、を備えている。

前記渦巻形ケーシング（１７）は、前記羽根車（１１）の前記回転軸（Ｓ）の軸方向の両側にそれぞれ配設された一対の側板（４１）と、前記一対の側板（４１）の間に配設された胴板（４３）とを有している。

前記一対の側板（４１）は、前記回転軸（Ｓ）の軸方向の両側の側部を覆って前記ケーシング本体（１７１）の両側の側壁を構成する一対の側壁部（４１１）と、各側壁部（４１１）から前記一方向にそれぞれ延設され、前記吐出管部（１７２）の両側の側壁を構成する一対の管壁部（４１２）と、を有している。

前記胴板（４３）は、前記一対の側壁部（４１１）の間において前記羽根車（１１）の周囲に沿って配設されて前記ケーシング本体（１７１）の周壁を構成する周壁部（４３１）と、前記周壁部（４３１）における前記回転方向（Ｄ）の基端側の部位から前記一方向に延設され、前記吐出管部（１７２）の内側の壁を構成する内側管壁部（４３２）と、前記周壁部（４３１）における前記回転方向（Ｄ）の先端側の部位から前記一方向に延設され、前記吐出管部（１７２）の外側の壁を構成する外側管壁部（４３３）と、を有している。前記外側管壁部（４３３）には、その幅方向に沿って貫通口（５１）が設けられている。

この構成では、外側管壁部（４３３）には、その幅方向に沿って貫通口（５１）が設けられているので、ファン効率を向上させることができる。

渦巻形ケーシング（１７）を備えた多翼ファン（１０）では、空気は、渦巻形ケーシング（１７）内において、半径方向外側に位置する胴板（４３）と羽根車（１１）との間を渦巻状に流れる。したがって、胴板（４３）に沿った空気の流れが不安定になりやすく、特に、吐出口（１９）に近い吐出管部（１７２）の外側管壁部（４３３）に沿った空気の流れが不安定になりやすい。

そこで、本構成では、吐出管部（１７２）の外側管壁部（４３３）に、その幅方向に沿って貫通口（５１）を設けている。この貫通口（５１）を設けることにより、外側管壁部（４３３）に沿って吐出管部（１７２）を流れる空気の一部（微量の空気）が、貫通口（５１）を通じて吐出管部（１７２）から外部に流出する。このように吐出口（１９）よりも上流側の位置に、吐出管部（１７２）から貫通口（５１）を通じて抜ける空気の流れが形成されることにより、外側管壁部（４３３）に沿った吐出管部（１７２）内の空気の流れを安定化させることができる。これにより、スクロール内（ケーシング本体（１７１）の内部）においてスムーズな昇圧が図れるとともに、吐出口（１９）から吹き出された空気と周囲の空気とが混合して生じるエネルギー損失が低減する。以上のように本構成の多翼ファンでは、エネルギー損失を低減することができるので、ファン効率を高めることができる。

また、前記貫通口（５１）は、前記吐出口（１９）の周縁の一部を構成する前記外側管壁部（４３３）の縁部（４３３ａ）に隣接した位置に、前記縁部（４３３ａ）に沿って設けられているのが好ましい。

この構成では、貫通口（５１）が吐出口（１９）の近傍に前記縁部（４３３ａ）に沿って設けられているので、吐出口（１９）から吐出される直前の空気の流れを安定化することができる。これにより、吐出口（１９）から吐出される空気と周囲の空気とが混合して生じるエネルギー損失をより効果的に低減することができる。

また、前記外側管壁部（４３３）の外面には、前記貫通口（５１）を覆うように前記貫通口（５１）に沿って延び、前記吐出管部（１７２）から前記貫通口（５１）を通じて前記吐出管部（１７２）の外部に吹き出される空気を前記外側管壁部（４３３）の幅方向の一方又は両方に案内するためのダクト部材（５３）が配設されているのが好ましい。

この構成では、吐出管部（１７２）の空気が貫通口（５１）から外部にそのまま吹き出されるのではなく、貫通口（５１）を通じて吐出管部（１７２）の外部に出た空気は、貫通口（５１）を覆うように配設されたダクト部材（５３）によって外側管壁部（４３３）の幅方向の一方又は両方に案内されてダクト部材（５３）から吹き出される。このように本構成では、貫通口（５１）がダクト部材（５３）により覆われているので、ダクト部材（５３）が設けられていない場合に比べて貫通口（５１）から空気が吹き出されることに起因する騒音を低減することができる。また、本構成では、ダクト部材（５３）を設けているので、貫通口（５１）を通じて吐出管部（１７２）の外部に出る空気を外側管壁部（４３３）の幅方向の一方又は両方に案内して空気の吹出位置を調整することができる。

また、前記一対の側壁部の少なくとも一方には、空気を前記ケーシング本体（１７１）の内部に吸い込む吸込口が設けられており、前記ダクト部材（５３）は、前記吸込口側に向かって延設されているのが好ましい。

この構成では、ダクト部材（５３）が前記吸込口側に向かって延設されているので、空気が吹き出されるダクト部材（５３）の端部が前記吸込口により近い位置に配置されることになる。したがって、羽根車（１１）の回転時に、前記吸込口を通じてケーシング本体（１７１）内に空気を吸引する吸引力を利用して、ダクト部材（５３）の端部から吹き出される空気を安定的に吸引することができる。すなわち、ダクト部材（５３）内を流れる空気は安定的な前記吸引力によって吸引されるので、吐出管部（１７２）の空気が貫通口（５１）を通じて外部に出やすくなり、吐出管部（１７２）から貫通口（５１）を通じて抜ける空気の流れをより安定化することができる。その結果、安定したファン効率の改善効果を得ることができる。また、安定的な前記吸引力を利用できるので、貫通口（５１）の開口幅、開口面積などをより小さくすることも可能になる。また、空気が吹き出されるダクト部材（５３）の端部が前記吸込口により近い位置に配置されることになるので、ダクト部材（５３）の端部から吹き出される空気を、前記吸込口からケーシング本体（１７１）内に吸い込ませることも可能になる。これにより、ダクト部材（５３）の端部から空気が吹き出されることに起因する騒音をさらに低減することができる。

また、前記貫通口（５１）よりも空気の吹出方向の下流側に配設され、空気が流通する際の抵抗となる抵抗部材（６１）をさらに備えているのが好ましい。

この構成では、貫通口（５１）よりも下流側に配設された抵抗部材（６１）を備えているので、抵抗部材（６１）が設けられていない場合を比べて、貫通口（５１）よりも下流側の空間の圧力を高めることができる。このように貫通口（５１）よりも下流側の空間の圧力が高められると、貫通口（５１）を通じて吐出管部（１７２）から外部に漏れる空気量を増加させることができる。これにより、吐出管部（１７２）から貫通口（５１）を通じて抜ける空気の流れをさらに安定化することができる。

本発明の空気調和装置は、空気の吹出口を有するケーシング（７２）と、前記ケーシング（７２）内に収容された前記多翼ファン（１０）と、前記吐出管部（１７２）の前記吐出口（１９）から空気が吐出される前記ケーシング（７２）内の吐出空間（８１）と前記多翼ファン（１０）における少なくとも前記貫通口（５１）が設けられた部分が位置する空間（８０）とを仕切る仕切り部材（７９）と、前記吐出空間（８１）に配設され、前記空気が流通する際の抵抗となる抵抗部材（７６）と、を備えている。

この構成では、前記仕切り部材（７９）により、ケーシング（７２）内が吐出空間（８１）と、貫通口（５１）が設けられた部分が位置する空間（８０）とに仕切られており、吐出空間（８１）に抵抗部材（７６）が設けられている。したがって、貫通口（５１）が設けられた部分が位置する空間（８０）よりも吐出空間（８１）の圧力を高くすることができる。これにより、貫通口（５１）を通じて漏れる空気量を増加させることができるので、貫通口（５１）を通じた空気の流れをより安定化することができる。

以上説明したように、本発明によれば、多翼ファンのファン効率を高めることができる。

（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る多翼ファンを示す正面図であり、（Ｂ）は、この多翼ファンの平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 （Ａ）は、第１実施形態に係る多翼ファンの変形例を示す正面図であり、（Ｂ）は、この多翼ファンの平面図である。 第１実施形態に係る多翼ファンの他の変形例を示す平面図である。 （Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る多翼ファンを示す斜視図であり、（Ｂ）は、第２実施形態に係る多翼ファンの変形例を示す斜視図である。 （Ａ）は、第２実施形態に係る多翼ファンの他の変形例を示す正面図であり、（Ｂ）は、この多翼ファンの平面図である。 （Ａ）は、第２実施形態に係る多翼ファンを備えた空気調和装置を示す断面図であり、（Ｂ）は、第２実施形態に係る多翼ファンを備えた空気調和装置の他の例を示す断面図である。 第１実施形態に係る多翼ファンのファン効率の評価結果を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態に係る多翼ファンについて図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
図１（Ａ），（Ｂ）及び図２に示すように、本実施形態の多翼ファン１０は、渦巻形ケーシング１７と、この渦巻形ケーシング１７内に収容された羽根車１１と、この羽根車１１に接続されたモータ９３とを備えている。図２では、モータ９３の図示を省略している。

渦巻形ケーシング１７は、羽根車１１を収容するケーシング本体１７１と、このケーシング本体１７１から空気の吐出方向Ｔに突出する吐出管部１７２とを有している。吐出管部１７２は、ケーシング本体１７１と連通しており、空気の吐出方向Ｔの端部に吐出口１９を有している。渦巻形ケーシング１７は、羽根車１１の回転軸Ｓの軸方向の正面Ｆ側及び背面Ｒ側にそれぞれ配設された一対の側板４１と、これらの側板４１の間に配設された胴板４３とを有している。

図１（Ａ）に示すように、各側板４１は、側壁部４１１と、管壁部４１２とを有している。一方の側壁部４１１は、回転軸Ｓの軸方向の正面Ｆ側の側部を覆い、他方の側壁部４１１は、背面Ｒ側の側部を覆っている。これら一対の側壁部４１１は、ケーシング本体１７１の両側の側壁を構成している。前記軸方向の両側に位置する一対の管壁部４１２は、各側壁部４１１から吐出方向Ｔにそれぞれ延設されており、吐出管部１７２の両側の側壁を構成している。

胴板４３は、周壁部４３１と、内側管壁部４３２と、外側管壁部４３３とを有している。周壁部４３１は、一対の側壁部４１１の間において羽根車１１の周囲に沿って配設されており、ケーシング本体１７１の周壁を構成している。内側管壁部４３２は、周壁部４３１における回転方向Ｄの基端側の部位から吐出方向Ｔに延設されており、吐出管部１７２の内側の壁を構成している。外側管壁部４３３は、周壁部４３１における回転方向Ｄの先端側の部位から吐出方向Ｔに延設されており、吐出管部１７２の外側の壁を構成している。

したがって、ケーシング本体１７１は、各側板４１の側壁部４１１と、胴板４３の周壁部４３１とにより構成されている。吐出管部１７２は、各側板４１の管壁部４１２と、内側管壁部４３２と、外側管壁部４３３とにより構成されている。また、吐出口１９は、吐出方向Ｔの端部における内側管壁部４３２の縁部、外側管壁部４３３の縁部４３３ａ、及び一対の管壁部４１２の各縁部によって形成されている。

図１（Ａ），（Ｂ）及び図２に示すように、渦巻形ケーシング１７は、正面Ｆ側の側板４１に設けられたベルマウス９１を有している。このベルマウス９１は、羽根車１１に対して正面Ｆ側に対向配置されている。ベルマウス９１は、ケーシング１７内へ空気を吸い込む吸込口となる略円形の開口を有し、空気を羽根車１１に案内する役割を果たす。図２に示すように、ベルマウス９１の内周面９１ａは、その内径が正面Ｆ側から背面Ｒ側に向かうにつれて小さくなる湾曲形状を有している。同様に、ベルマウス９１の外周面９１ｂは、その外径が正面Ｆ側から背面Ｒ側に向かうにつれて小さくなる湾曲形状を有している。

羽根車１１は、背面Ｒ側の側壁部４１１に対向して配置された円盤状の主板８２と、回転方向Ｄに沿って配列された複数の前向き羽根８３と、これらの前向き羽根８３の正面Ｆ側の端部に連結されたリング部８４とを有している。各前向き羽根８３の背面Ｒ側の端部は主板８２につながっている。主板８２は、円盤状の主板本体９８と、この主板本体９８の中心から正面Ｆ側に突出するハブ９７とを有している。

モータ９３は、渦巻形ケーシング１７の背面Ｒ側の側壁部４１１に固定されている。側壁部４１１に設けられた図略の貫通口を通じてモータ９３のシャフト９５がケーシング本体１７１内に挿通されている。このシャフト９５は、羽根車１１のハブ９７に固定されている。このようにして羽根車１１は、その回転軸Ｓを中心に回転可能に渦巻形ケーシング１７に支持されている。

モータ９３により羽根車１１が回転すると、図２において二点鎖線で示すように、ベルマウス９１からケーシング１７内に空気が吸い込まれる。この吸い込まれた空気は、回転軸Ｓの軸方向の正面Ｆ側から前記軸方向に沿って背面Ｒ側に向かって羽根車１１内に流入し、前向き羽根８３同士の隙間を通過して半径方向外側に羽根車１１から流出する。この流出した空気は、渦巻形ケーシング１７のケーシング本体１７１の内部を回転方向Ｄに沿って移動し、吐出管部１７２の吐出口１９から吐出される。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、吐出管部１７２の外側管壁部４３３には、その幅方向（吐出方向Ｔに略直交する方向）に沿って貫通口５１が設けられている。この貫通口５１は、吐出口１９の周縁の一部を構成する外側管壁部４３３の縁部４３３ａに隣接した位置に、この縁部４３３ａに沿って設けられている。

貫通口５１は、外側管壁部４３３の幅方向のほぼ全域に設けられている。貫通口５１は、図１（Ｂ）に示すように扁平な形状を有しており、外側管壁部４３３の幅方向に延びる１つの孔である。貫通口５１の幅Ｗは、多翼ファン１０の大きさ、性能、用途などを考慮して適宜設定すればよく、特に限定されるものではないが、例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度に設定することができる。

また、貫通口５１は、図１（Ｂ）に示すように多翼ファン１０を平面視したとき（外側管壁部４３３の外面に垂直な方向から多翼ファン１０を見たとき）に、羽根車１１の端部（図１（Ｂ）における羽根車１１の左側の端部）と吐出口１９との間の領域に設けられているのが好ましい。また、貫通口５１は、羽根車１１の前記端部と吐出口１９との間の前記領域のうち、羽根車１１の前記端部よりも吐出口１９に近い位置に設けられているのがより好ましい。また、貫通口５１は、本実施形態のように外側管壁部４３３の縁部４３３ａに隣接した位置に設けられているのがさらに好ましい。貫通口５１と外側管壁部４３３の縁部４３３ａとの距離は、特に限定されないが、例えば数ｍｍ〜十数ｍｍ程度、具体的には５ｍｍ〜１５ｍｍ程度、より好ましくは５ｍｍ〜１０ｍｍ程度であるのがよい。

図３（Ａ）は、第１実施形態に係る多翼ファン１０の変形例を示す正面図であり、図３（Ｂ）は、この多翼ファン１０の平面図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、この多翼ファン１０は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示した構成に加え、昇圧部６５をさらに備えている。

この昇圧部６５は、略直方体形状のケーシング６９と、抵抗部材としてのフィルター６１とを有している。ケーシング６９は、図３（Ａ）に示すように正面側から見たときに管壁部４１２の縁部よりも上下に長く、図３（Ｂ）に示すように平面視したときに外側管壁部４３３の縁部４３３ａとほぼ同じ長さである。

ケーシング６９は、吐出口１９と平行な断面の面積が吐出口１９の開口面積よりも大きい。ケーシング６９は、吐出口１９と連通する上流側開口部６５ａと下流側に位置する下流側開口部６５ｂとを有している。上流側開口部６５ａの開口面積は吐出口１９の開口面積とほぼ同じである。下流側開口部６５ｂの開口面積は、上流側開口部６５ａの開口面積よりも大きい。

フィルター６１は、下流側開口部６５ｂのほぼ全体をカバーするように取り付けられている。このフィルター６１は、貫通口５１よりも空気の吐出方向Ｔの下流側に配設されており、吐出口１９から吐出された空気が流通する際の抵抗となる。

図４は、第１実施形態に係る多翼ファン１０の他の変形例を示す平面図である。この多翼ファン１０は、吐出管部１７２の外側管壁部４３３の幅方向に沿って断続的に配列された複数の貫通口５１を有している。各貫通口５１は、外側管壁部４３３の幅方向に延びる扁平な形状を有している。複数の貫通口５１は、外側管壁部４３３の幅方向に１列に並んでいる。

以上説明したように、第１実施形態では、吐出管部１７２の外側管壁部４３３に、その幅方向に沿って貫通口５１を設けているので、図１（Ａ）に二点鎖線で示すように外側管壁部４３３に沿って吐出管部１７２を流れる空気の一部Ｐ（微量の空気）が、貫通口５１を通じて吐出管部１７２から外部に流出する。このように吐出管部１７２から貫通口５１を通じて抜ける空気の流れＰが形成されることにより、外側管壁部４３３に沿った吐出管部１７２内の空気の流れを安定化させることができるので、羽根車１１の回転がより円滑になり、羽根車１１の回転時のエネルギー損失が低減する。しかも、この安定化した空気が吐出口１９から吐出されるので、吐出された空気と周囲の空気とが混合して生じるエネルギー損失（混合損失）が低減する。

また、第１実施形態では、貫通口５１が吐出口１９の近傍に設けられているので、吐出口１９から吐出される直前の空気の流れが安定化される。これにより、吐出口１９から吐出される空気と周囲の空気とが混合して生じるエネルギー損失をより効果的に低減することができる。

また、第１実施形態では、貫通口５１よりも下流側に配設されたフィルター６１を備えているので、フィルター６１が設けられていない場合を比べて、貫通口５１よりも下流側の空間の圧力を高めることができる。このように貫通口５１よりも下流側の空間の圧力が高まると、貫通口５１を通じて漏れる空気量を増加させることができるので、貫通口５１を通じた空気の流れをより安定化することができる。

＜第２実施形態＞
図５（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る多翼ファン１０を示す斜視図である。この第２実施形態の多翼ファン１０は、ダクト部材５３をさらに備えている点が第１実施形態と異なっている。なお、ここでは第１実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５（Ａ）に示すように、多翼ファン１０の外側管壁部４３３の外面には、ダクト部材５３が配設されている。ダクト部材５３は、貫通口５１を覆うように貫通口５１に沿って延設された細長い直方体形状を有している。ダクト部材５３の貫通口５１に対向する部位には貫通口５１に沿って溝が形成されている。この溝は、ダクト部材５３の長手方向の両方の端部近傍まで延びている。

この第２実施形態では、ダクト部材５３の両方の端部のうち、ベルマウス９１が設けられている方の端部（図５（Ａ）の手前側の端部）５３ａのみが開口しており、他方の端部５３ｂは閉じている。したがって、貫通口５１は、図５（Ａ）に示すように、その上方の領域と、吐出方向Ｔ側の領域と、吐出方向Ｔの反対側の領域と、ダクト部材５３の端部５３ｂ側の領域とがダクト部材５３により囲まれている。

よって、この第２実施形態では、ダクト部材５３は、吐出管部１７２から貫通口５１を通じて吐出管部１７２の外部に吹き出される空気を外側管壁部４３３の幅方向の一方、すなわちダクト部材５３の端部５３ａに案内し、案内された空気は、ダクト部材５３の端部５３ａの開口から吐出方向Ｔにほぼ直交する方向に吹き出される（流出する）。

図５（Ｂ）は、第２実施形態に係る多翼ファン１０の変形例を示す斜視図である。この多翼ファン１０では、ダクト部材５３は、ベルマウス９１の開口（吸込口）側に向かって延設されている。

具体的には、ダクト部材５３は、ダクト本体５３１と、第１延設部５３２と、第２延設部５３３とを有している。ダクト本体５３１は、外側管壁部４３３の貫通口５１に沿って延設されている。ダクト本体５３１の長手方向（貫通口５１に沿う方向）の一端からは第１延設部５３２が延設されている。ダクト本体５３１の他端（ダクト部材５３の端部５３ｂ）は閉じている。

第１延設部５３２は、外側管壁部４３３と管壁部４１２とが交わる角部においてダクト本体５３１の前記一端につながっており、このダクト本体５３１の前記一端から管壁部４１２に沿って管壁部４１２の幅方向の中央付近まで下方に延設されている。第２延設部５３３は、第１延設部５３２の下端から延設されている。第２延設部５３３は、管壁部４１２から離れる方向に延設されている。

ダクト本体５３１の貫通口５１に対向する部位には、貫通口５１に沿って溝が形成されている。また、第１延設部５３２の管壁部４１２に対向する部位には、第１延設部５３２に沿って溝が形成されている。ダクト本体５３１の溝、及び第１延設部５３２の溝は互いに連通している。

第２延設部５３３は、その長手方向に沿って第１延設部５３２の溝に連通する図略の中空部を有している。この中空部は、第２延設部５３３の先端５３ａにおいて開口している。また、図５（Ｂ）に示すように、第２延設部５３３の先端５３ａ側の下面は下方にも開放されている。

したがって、ダクト本体５３１の溝、及び第１延設部５３２の溝を通じて流れてきた空気は、第２延設部５３３の中空部を通じて第２延設部５３３の先端５３ａ側に流れ、先端５３ａの開口及び先端５３ａ側において下方に開放された領域から外部に吹き出される。第２延設部５３３の端部５３ａは、ベルマウス９１の開口（吸込口）の近傍に配置されているので、第２延設部５３３の端部５３ａから外部に吹き出された空気の一部は、ベルマウス９１を通じてケーシング本体１７１の内部に吸い込まれる。

図６（Ａ）は、第２実施形態に係る多翼ファン１０の他の変形例を示す正面図であり、図６（Ｂ）は、この多翼ファン１０の平面図である。この多翼ファン１０では、ダクト部材５３は、ダクト本体５３１と、第１延設部５３２とを有している。

ダクト本体５３１は、外側管壁部４３３の貫通口５１に沿って延設されている。ダクト本体５３１の長手方向（貫通口５１に沿う方向）の一端からは第１延設部５３２が延設されている。ダクト本体５３１の他端（ダクト部材５３の端部５３ｂ）は閉じている。

第１延設部５３２は、外側管壁部４３３と管壁部４１２とが交わる角部においてダクト本体５３１の前記一端につながっている。この第１延設部５３２は、図６（Ａ）に示す正面視において、ダクト本体５３１の前記一端から側板４１に沿って下方に延設され、途中から右斜め下方に側板４１に沿ってベルマウス９１の吸込口に向かって延設されている。

ダクト本体５３１及び第１延設部５３２は、図５（Ｂ）に示す変形例と同様の溝をそれぞれ有している。第１延設部５３２の先端５３ａは、ベルマウス９１の吸込口に隣接する位置に設けられており、この吸込口側に開口している。

したがって、ダクト本体５３１の溝を通じて流れてきた空気は、第１延設部５３２の溝を通じて先端５３ａ側に流れ、その先端部から吹き出される。この吹き出される空気の大半は、ベルマウス９１を通じてケーシング本体１７１の内部に吸い込まれる。

図７（Ａ）は、第２実施形態に係る多翼ファン１０を備えた空気調和装置を示す断面図である。図７（Ａ）に示すように、この室内機７１は、天井に埋め込まれて用いられる天井埋込ビルトイン形の室内機である。この室内機７１は、略直方体形状のケーシング７２の内部に、抵抗部材としての熱交換器７６と、多翼ファン１０と収容している。熱交換器７６は、例えばクロスフィンチューブ形の熱交換器などが用いられ、空気が流通する際の抵抗となる。

ケーシング７２は、ケーシング７２内に空気を吸い込むための吸込口７３を後部の下面に有し、ケーシング７２内の空気を外部に吹き出すための吹出口７７を前部の正面に有している。吸込口７３には、グリル７４が取り付けられており、このグリル７４の内側にはグリル７４に沿ってフィルター７５が配置されている。吹出口７７には、ダクト７０が接続されている。

ケーシング７２の内部は、仕切り部材としての仕切り板７９により前後２つの空間８０，８１に分けられている。ケーシング７２の内部の後方の空間８０には、吸込口７３が設けられており、多翼ファン１０が配置されている。前方の空間（吐出空間）８１には、吹出口７７が設けられており、熱交換器７６が配置されている。熱交換器７６は、多翼ファン１０の吐出口１９と、吹出口７７との間に配置されている。この室内機７１の多翼ファン１０は、吐出空間８１を介してダクト７０に連通している。

仕切り板７９は、ケーシング７２の内部空間において前後方向の中央付近に位置し、吸込口７３の前端近傍に略鉛直方向に配置された板状の部材である。この仕切り板７９の上部の領域には貫通口が設けられており、この貫通口に多翼ファン１０の吐出管部１７２の端部が嵌り込むように配置されている。

吐出空間８１は、吹出口７７と多翼ファン１０の吐出口１９との間に設けられた空間である。図７（Ａ）に示すように、この吐出空間８１における吐出口１９と平行な断面の面積は、吐出口１９の開口面積よりも大きい。

この空気調和装置７１では、モータ９３が駆動して羽根車１１が回転すると、吸込口７３から空気がケーシング７２内に吸い込まれ、多翼ファン１０のベルマウス９１に沿って渦巻形ケーシング１７内に吸い込まれる。渦巻形ケーシング１７内に吸い込まれた空気は、渦巻形ケーシング１７内を渦巻状に進み、吐出口１９から吐出空間８１に吐出される。吐出空間８１に吐出された空気は、熱交換器７６を通過し、吹出口７７を通じてダクト７０に送られる。

吐出空間８１には熱交換器７６が配設されているので、空気が流れる際の抵抗になる。したがって、吐出空間８１は、空間８０よりも圧力が高くなる。これにより、貫通口５１を通じて漏れる空気量を増加させることができるので、貫通口５１を通じた空気の流れをより安定化することができる。しかも、ダクト部材５３の先端５３ａは、ベルマウス９１の吸込口に隣接する位置に設けられているので、第２延設部５３３の先端部から吹き出される空気の大半は、ベルマウス９１を通じてケーシング本体１７１の内部に吸い込まれる。これにより、貫通口５１を通じた空気の流れをさらに安定化することができる。

図７（Ｂ）は、第２実施形態に係る多翼ファン１０を備えた空気調和装置の他の例を示す断面図である。図７（Ｂ）に示すように、この室内機７１は、天井吊り形の室内機である。この室内機７１については、図７（Ａ）との相違点を説明し、他の部位については図５（Ａ）と同じ符号を付してその説明を省略する。

図７（Ｂ）の室内機７１は、図７（Ａ）の室内機７１のようにダクト７０に接続されるものではない点で図７（Ａ）の室内機７１と相違している。この室内機７１では、空気は吹出口７７から室内に直接吹き出される。

また、図７（Ｂ）の室内機７１の仕切り板７９は、多翼ファン１０の吹出方向が水平方向に対して若干下方に傾斜している関係で、上側仕切部７９ａと下側仕切部７９ｂとの間に段差が設けられている。この仕切り板７９により、ケーシング７２の内部は、前後２つの空間８０，８１に分けられている。仕切り板７９に設けられた貫通口に多翼ファン１０の吐出管部１７２の端部が嵌り込むように配置されている。

吐出空間８１は、吹出口７７と多翼ファン１０の吐出口１９との間に設けられた空間である。図７（Ｂ）に示すように、この吐出空間８１の空間における吐出口１９と平行な断面の面積は、吐出口１９の開口面積よりも大きい。

この空気調和装置においても同様に、吐出空間８１には熱交換器７６が配設されているので、空気が流れる際の抵抗になる。したがって、吐出空間８１は、空間８０よりも圧力が高くなる。これにより、貫通口５１を通じて漏れる空気量を増加させることができるので、貫通口５１を通じた空気の流れをより安定化することができる。

以上説明したように、第２実施形態では、吐出管部１７２の空気が貫通口５１から外部にそのまま吹き出されるのではなく、貫通口５１を通じて吐出管部１７２の外部に出た空気は、貫通口５１を覆うように配設されたダクト部材５３によって外側管壁部４３３の幅方向の一方又は両方に案内されてダクト部材５３の端部から吹き出される。これにより、ダクト部材５３が設けられていない場合に比べて貫通口５１から空気が吹き出されることに起因する騒音を低減することができる。

また、第２実施形態では、ダクト部材５３を設けているので、貫通口５１を通じて吐出管部１７２の外部に出る空気の吹出方向を外側管壁部４３３の幅方向の一方に向けることができる。

また、第２実施形態では、ダクト部材５３がベルマウス９１の吸込口側に向かって延設されているので、空気が吹き出されるダクト部材５３の端部が前記吸込口により近い位置に配置されることになる。したがって、羽根車１１の回転により生じる前記吸込口を通じた空気の吸引力を利用して、ダクト部材５３を流れる空気を吸引することができる。これにより、貫通口５１を通じて空気がより吹き出されやすくなり、貫通口５１を通じた空気の流れをより安定化することができる。その結果、安定したファン効率の改善効果を得ることができる。しかも、貫通口５１の開口幅をより小さくすることも可能になる。また、空気が吹き出されるダクト部材５３の端部が前記吸込口により近い位置に配置されることになるので、ダクト部材５３の端部から吹き出される空気を、前記吸込口から吸い込ませることも可能になる。これにより、ダクト部材５３の端部から空気が吹き出されることに起因する騒音をさらに低減することができる。

＜評価結果＞
次に、第１実施形態の多翼ファン１０の評価結果について説明する。

図８は、第１実施形態の多翼ファン１０と従来の多翼ファンのファン効率を比較したグラフである。このグラフのデータは、第１実施形態の多翼ファン１０及び従来の多翼ファンを実際に運転してその際のファン効率を測定し、従来の多翼ファンのファン効率を基準（ゼロ）としたときの第１実施形態の多翼ファン１０のファン効率を示している。したがって、データがプラスである場合には、第１実施形態の多翼ファン１０のファン効率が従来の多翼ファンのファン効率よりも高いことを示している。

第１実施形態の多翼ファン１０としては、図３（Ａ），（Ｂ）に示すものを用いた。また、従来の多翼ファンとしては、貫通口５１を有していない点以外は、図３（Ａ），（Ｂ）に示す多翼ファン１０と同じ構成のものを用いた。すなわち、貫通口５１の有無によるファン効率を比較するために、従来の多翼ファンにも昇圧部６５を配設して評価した。

多翼ファンのファン効率ηｔは、風量Ｑに全圧Ｐｔをかけ算し、軸動力Ｌで割ることにより得られる（ファン効率ηｔ＝（風量Ｑ×全圧Ｐｔ）÷軸動力Ｌ）。全圧Ｐｔは、静圧Ｐｓと吐出口の動圧Ｐｖを足した値である（全圧Ｐｔ＝静圧Ｐｓ＋吐出口の動圧Ｐｖ）。

図８に示すように、第１実施形態の多翼ファン１０は、従来の多翼ファンと比較してファン効率が優れていることがわかる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記各実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。

例えば、前記実施形態では、貫通口５１が、多翼ファン１０を平面視したときに、外側管壁部４３３の縁部４３３ａに隣接した位置に設けられている場合を例示したが、これに限定されない。例えば、貫通口５１は、羽根車１１の端部と吐出口１９との間の領域に、複数設けられていてもよい。また、貫通口５１は、羽根車１１の前記端部と吐出口１９との間の前記領域のうち、吐出口１９よりも羽根車１１の前記端部に近い位置に設けられていてもよい。

また、前記第１実施形態の前記他の変形例では、複数の貫通口５１が外側管壁部４３３の幅方向に１列に並んでいる場合を例示したが、２列以上に並んでいてもよい。

また、前記第２実施形態では、貫通口５１から出た空気は、ダクト部材５３の溝を通って端部５３ａの開口から吹き出される場合を例示したが、ダクト部材５３は、両方の端部５３ａ，５３ｂが開口していてもよい。

１０ 多翼ファン
１１ 羽根車
１７ 渦巻形ケーシング
１７１ ケーシング本体
１７２ 吐出管部
１９ 吐出口
４１ 側板
４１１ 側壁部
４１２ 管壁部
４３ 胴板
４３１ 周壁部
４３２ 内側管壁部
４３３ 外側管壁部
４３３ａ 縁部
５１ 貫通口
５３ ダクト部材
６１ 抵抗部材
７１ 空気調和装置の室内機
７６ 熱交換器
７９ 仕切り部材
８０ 貫通口が位置する空間
８１ 吐出空間
８３ 前向き羽根
Ｄ 回転方向
Ｆ 回転軸の軸方向の正面側
Ｒ 回転軸の軸方向の背面側
Ｓ 回転軸

Claims (6)

1. 回転方向（Ｄ）に沿って配列された複数の羽根を有し、回転軸（Ｓ）を中心に回転可能な羽根車（１１）と、前記羽根車（１１）を収容するケーシング本体（１７１）、及び前記ケーシング本体（１７１）から一方向に突出して端部に吐出口（１９）が設けられているとともに前記ケーシング本体（１７１）と連通する吐出管部（１７２）を有する渦巻形ケーシング（１７）と、を備えた多翼ファンであって、
   前記渦巻形ケーシング（１７）は、前記羽根車（１１）の前記回転軸（Ｓ）の軸方向の両側にそれぞれ配設された一対の側板（４１）と、前記一対の側板（４１）の間に配設された胴板（４３）とを有し、
   前記一対の側板（４１）は、前記回転軸（Ｓ）の軸方向の両側の側部を覆って前記ケーシング本体（１７１）の両側の側壁を構成する一対の側壁部（４１１）と、各側壁部（４１１）から前記一方向にそれぞれ延設され、前記吐出管部（１７２）の両側の側壁を構成する一対の管壁部（４１２）と、を有し、
   前記胴板（４３）は、前記一対の側壁部（４１１）の間において前記羽根車（１１）の周囲に沿って配設されて前記ケーシング本体（１７１）の周壁を構成する周壁部（４３１）と、前記周壁部（４３１）における前記回転方向（Ｄ）の基端側の部位から前記一方向に延設され、前記吐出管部（１７２）の内側の壁を構成する内側管壁部（４３２）と、前記周壁部（４３１）における前記回転方向（Ｄ）の先端側の部位から前記一方向に延設され、前記吐出管部（１７２）の外側の壁を構成する外側管壁部（４３３）と、を有し、
   前記外側管壁部（４３３）には、その幅方向に沿って貫通口（５１）が設けられている、多翼ファン。
2. 前記貫通口（５１）は、前記吐出口（１９）の周縁の一部を構成する前記外側管壁部（４３３）の縁部（４３３ａ）に隣接した位置に、前記縁部（４３３ａ）に沿って設けられている、請求項１に記載の多翼ファン。
3. 前記外側管壁部（４３３）の外面には、前記貫通口（５１）を覆うように前記貫通口（５１）に沿って延び、前記吐出管部（１７２）から前記貫通口（５１）を通じて前記吐出管部（１７２）の外部に吹き出される空気を前記外側管壁部（４３３）の幅方向の一方又は両方に案内するためのダクト部材（５３）が配設されている、請求項１又は２に記載の多翼ファン。
4. 前記一対の側壁部の少なくとも一方には、空気を前記ケーシング本体（１７１）の内部に吸い込む吸込口が設けられており、
   前記ダクト部材（５３）は、前記吸込口側に向かって延設されている、請求項３に記載の多翼ファン。
5. 前記貫通口（５１）よりも空気の吹出方向の下流側に配設され、空気が流通する際の抵抗となる抵抗部材（６１）をさらに備えている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の多翼ファン。
6. 空気の吹出口を有するケーシング（７２）と、
   前記ケーシング（７２）内に収容された請求項１〜５のいずれか１項に記載の多翼ファン（１０）と、
   前記吐出管部（１７２）の前記吐出口（１９）から空気が吐出される前記ケーシング（７２）内の吐出空間（８１）と前記多翼ファン（１０）における少なくとも前記貫通口（５１）が設けられた部分が位置する空間（８０）とを仕切る仕切り部材（７９）と、
   前記吐出空間（８１）に配設され、前記空気が流通する際の抵抗となる抵抗部材（７６）と、を備えた空気調和装置。

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