JP2015108316A - 送風機、およびその送風機を搭載した室外ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和機の室外機やヒートポンプ給湯機の室外ユニットなどに用いられる、静翼を備えた送風機の空力性能の向上させること。
【解決手段】静翼８の固定羽根７は、回転羽根４の略中央より外周側に主流が集中する動翼５の吐出気流に合わせて、固定羽根７の半径方向の中央部よりハブ側の羽根取付角θａに比べて、固定羽根７の中央部より外周側の取付角θｂを大きくする。これにより、ハブ側に比べて入口での旋回速度成分が大きい外周側で、固定羽根７の入口での衝突損失を小さく抑えて、効率良く旋回成分を静圧に回収できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、送風機、特に空気調和機やヒートポンプ式給湯機などの冷凍装置の室外ユニットに搭載されるものに関するものである。

近年、空気調和機などの冷凍装置では、地球温暖化の対応として省エネ化が急激に進んでおり、機器の入力の低減が求められている。また、空気調和機の暖房快適性の向上のためには、室外ユニットの熱交換器の高性能化とともに、室外ユニットに搭載される送風機の低騒音化、大風量化も必須となっている。

従来、室外ユニットの送風機には、低騒音化、大風量化の観点から軸流式、あるいは斜流式の送風機が用いられてきたが、室外ユニットとして低騒音を維持しつつ、送風機の送風性能をさらに向上することが求められている。

このような送風機を低騒音化、大風量化する技術として、プロペラファン（送風機）の下流側に、空気流の有する動圧エネルギを静圧エネルギに変換して回収する静圧回収ベーン（静翼）を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

図１０は、特許文献１に記載された従来の室外ユニットを示すものである。図１０において、室外ユニット１０１は、プロペラファン１０５、プロペラファン１０５の外周に設けられたマウスリング１０６、プロペラファン１０５の吐出側で、マウスリング１０６の内側に設けられた静圧回収ベーン１０７を備えている。

マウスリング１０６は、プロペラファン１０５の後縁側に位置して吹き出される空気流を案内するものであり、このマウスリング１０６の後部には前部より大径の拡大吹き出し口１０６Ａが形成されている。静圧回収ベーン１０７はプロペラファン１０５の後縁より下流側に位置している。また、静圧回収ベーン１０７の翼弦長は中央部から外周に向かうにしたがって大きくなるように形成されている。

以上のように構成された室外ユニットでは、静圧回収ベーン１０７が周方向のエネルギ損失となる旋回流を静圧として回収することで、軸流風量を増加することができる。また、静圧回収ベーン１０７により、プロペラファン１０５からの旋回流を減速することができるため、騒音を低減できる。

特開２０００−１３０７９９号公報

しかしながら、従来の室外ユニットなどに用いられる送風機の回転羽根（動翼）では、羽根の半径方向位置で略中央より外周側に主流が集中するため、旋回方向成分も大きいが軸方向成分も大きくなり、動翼の後流からの流入速度も大きなものとなる。

このため、上記特許文献１のように、静圧回収ベーン（静翼）１０７の翼弦長を中央部から外周に向かうにしたがって大きくすると、羽根表面摩擦損失及び後流のウエイク幅の増加による損失が増加してしまうという課題を有していた。

また、プロペラファン（動翼）１０５の回転羽根とマウスリング（オリフィス）１０６との間の漏れ流れや、動翼の翼端に発生する翼端渦の影響は、下流の静圧回収ベーン（静翼）１０７の前縁にも達する。この影響は、特に静翼の中央部から外周端にかけて大きくなる。このため、上記特許文献１のように、静圧回収ベーン（静翼）１０７の外周端の翼弦長が大きいと、流れを阻害する影響が大きくなり、乱れによる損失が増加するだけで、有効に旋回方向成分を静圧として回収できないという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、空気調和機やヒートポンプ給湯機の室外ユニットなどに用いられる軸流式、あるいは斜流式の送風機において、空力性能を向上（低騒音化、大風量化）させることを目的とするものである。また、送風機を搭載した室外ユニットにより省電力化、低騒音化を実現することを目的とするものである。

上記従来の課題を解決するために、本発明の送風機は、動翼と、静翼とを備え、静翼の固定羽根は、固定羽根の半径方向の中央部より外周側での羽根取付角が、中央部より固定ハブ側での羽根取付角より、大きくなるように設けたものである。

かかる構成とすることにより、静翼の固定羽根の中央部より外周側で、静翼の固定羽根の入口での衝突損失を小さく抑えることができ、効率良く旋回方向成分を静圧に回収できる。

本発明の送風機は、空力性能が向上する。また、本発明の送風機を搭載した室外ユニットは、省電力化、低騒音化を実現できる。

本発明の実施の形態１における送風機の子午断面図 同実施の形態における送風機の吐出側からみた正面図 図１のａ）Ａ−Ａ断面、ｂ）Ｂ−Ｂ断面、ｃ）Ｃ−Ｃ断面での動翼からの吐出気流と静翼の取付角との関係を示す図 同実施の形態における固定羽根の半径方向位置と羽根取付角との関係を示す図 同実施の形態における固定羽根と支持枠との接続部の要部斜視図 同実施の形態における送風機を搭載した室外ユニットの横断面図 同実施の形態における送風機を搭載した他の室外ユニットの縦断面図 本発明の実施の形態２における送風機の子午断面図 同実施の形態における送風機の吐出側からみた正面図 従来の空気調和機の室外ユニットの縦断面図

第１の発明は、回転軸を有する回転ハブと回転ハブの周囲に設けられた複数の回転羽根とを有する動翼と、前記動翼の外周側に設けられたオリフィスと、前記動翼の吐出側に設けられ、固定ハブと固定ハブの周囲に設けられた複数の固定羽根とを有する静翼とを備え、前記固定羽根は、前記固定羽根の半径方向の中央部より外周側での羽根取付角が、前記固定羽根の半径方向の中央部より固定ハブ側での羽根取付角より、大きくなるように設けられた送風機である。

かかる構成とすることにより、動翼から吐出される空気流の主流が集中し、旋回方向成分が大きくなる、静翼の固定羽根の中央部より外周側で、静翼の固定羽根の入口での衝突
損失を小さく抑えることができる。このため、効率良く旋回方向成分を静圧に回収できる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記固定羽根の羽根取付角が、前記固定羽根の半径方向の中央部と外周端との間で最大となるように設けられたものである。

かかる構成とすることにより、固定羽根の外周端の羽根取付角が、中央部から外周側にかけての羽根取付角よりわずかに小さくなるため、固定羽根の外周端で、固定羽根の入口での衝突損失を小さく抑えることができる。このため、固定羽根の中央部から外周側、さらに外周端で効率良く旋回方向成分を静圧に回収できる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記固定羽根の外周端での羽根取付角が、前記固定羽根の半径方向の中央部での羽根取付角より小さくなるように設けられたものである。

かかる構成とすることにより、固定羽根の外周端で、固定羽根の入口での衝突損失を小さく抑えることができる。このため、固定羽根の中央部から外周側で、効率良く旋回方向成分を静圧に回収できるとともに、動翼の回転羽根の漏れ流れや、翼端渦の影響を受ける外周端でも、効率良く旋回方向成分を静圧に回収できる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の固定羽根は、固定ハブ側から外周端までの子午面における高さが一定であるものである。

かかる構成とすることにより、固定羽根の固定ハブ側から外周側にかけて、翼弦長を伸ばさず抑えられるので、固定羽根の表面摩擦損失及び後流のウエイク幅の増加による損失増加を抑えることができる。また、固定羽根の外周端近傍でも、翼弦長を伸ばさず抑えられるので、外周端での翼弦長が長い場合（子午面高さが高い場合）に影響を受けやすい、動翼とオリフィスとの間の漏れ流れや、動翼の翼端に発生する翼端渦の影響を極力抑えることができる。このため、乱れによる損失が増加することを抑えつつ、固定羽根の外周端での空気流の旋回方向成分を静圧に回収することができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の固定羽根は、前記回転軸と垂直な平面において、外周側が固定ハブ側に対して前記動翼の反回転方向に傾斜しているものである。

かかる構成とすることにより、動翼から吐出される空気流が、静翼の固定羽根を通過する際に、半径方向の位置ごとに異なるタイミングで通過することとなるため、静翼を通過する際に発生する騒音の大きさを小さくすることができる。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の送風機を搭載した室外ユニットである。かかる構成により、送風機を駆動するモータの入力低減、および室外ユニット全体への入力低減を図ることができる。また、室外ユニットから発生する騒音を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における送風機の子午断面図である。ここで、子午断面図とは、動翼の回転軸、または、静翼の中心軸を含む平面に動翼の回転羽根、静翼の固定羽根を回転投影した断面図である。また、図２は同実施の形態における送風機の吐出側か
らみた正面図である。

図１、図２に示すように、送風機１は、回転軸２に取り付けられた回転ハブ３と、回転ハブ３の周囲に設けられた２枚の回転羽根４を有する動翼５を備えている。動翼５の吐出側（下流側）には、固定ハブ６と、固定ハブ６の周囲に設けられた１３枚の固定羽根７とを有する静翼８が設けられている。また、動翼５の吐出側の外周、および、静翼８の吸入側（上流側）の外周にあたる位置には、動翼５と静翼８とに所定の隙間を保ち、オリフィス９が設けられている。

回転軸２は、動翼５の吸入側に設けられ、動翼５を回転駆動するモータ１０の駆動軸に連結されている。モータ１０とオリフィス９とがともに筐体（図示せず）に支持されることで、動翼５とオリフィス９との相対的な位置が調整され、保持されている。また、固定羽根７は、支持枠１１を介して筐体に支持されることで、静翼８とオリフィス９との相対的な位置が調整され、保持されている。支持枠１１は、静翼８の外周側に設けられた略環状の部材であり、静翼８と一体に形成されている。

動翼５の回転ハブ３は、円筒形状、または、吐出側に向かって径が拡大する円錐台形状である。回転ハブ３の軸方向長さは、回転羽根４の中央部での子午面高さ（動翼５の回転軸２を含む平面に動翼５の回転羽根４を回転投影した場合の軸方向長さ）ｈ１より短くなるように構成されている。

静翼８の固定ハブ６は、円筒形状であり、その外径は回転ハブ３の吐出側の端面での径（つまり、回転ハブ３のうち最大の径）と同じ径である。また、固定ハブ６の軸方向長さは回転ハブ３より短い。また、固定ハブ６の軸方向長さは、固定羽根７の子午面高さ（静翼８の中心軸を含む平面に静翼８の固定羽根７を回転投影した場合の軸方向長さ）ｈ２と略同一である。

静翼８の外径は、動翼５の外径より大きい、つまり、固定羽根７の半径方向長さは、回転羽根４の半径方向長さより長くなるように構成されている。

オリフィス９は、最小径部９ｘを備えている。最小径部９ｘでは、動翼５の回転羽根４の外周端との隙間が最小となる。なお、図１では、最小径部９ｘは、一定の径で軸方向に延設された直線部を備えた円筒面で構成されているが、直線部を備えない一定の径の円周として構成されていてもよい。オリフィス９は、最小径部９ｘから吐出側にかけて径が拡大し、吐出側の端部に吐出側開口部９ｙが形成されている。また、オリフィス９は、最小径部９ｘから吸入側にかけても径が拡大し、吸入側の端部に吸入側開口部９ｚが形成されている。

動翼５は、回転羽根４の後縁（吐出側の縁）の外周端が、オリフィス９の最小径部９ｘと対向するように、軸方向の位置が調整されている。また、動翼５は、回転ハブ３の吐出側の端部が、オリフィス９の最小径部９ｘと対向するように、または、オリフィス９の最小径部９ｘと吐出側開口部９ｙの間に位置するように、軸方向の位置が調整されている。

静翼８は、固定羽根７の前縁（吸入側の縁）の外周端が、オリフィス９の最小径部９ｘと吐出側開口部９ｙの間に位置するように、軸方向の位置が調整されている。また、静翼８は、固定羽根７の前縁側の外周端とオリフィス９との間に所定の隙間Ｓを形成するように設けられている。静翼８の外径が動翼５の外径より大きく、かつ、オリフィス９が吐出側にむかって径が拡大することによって、隙間Ｓは、動翼５の回転羽根４の後縁の外周端とオリフィス９の最小径部９ｘとの隙間と略同一となる。また、静翼８は、固定ハブ６の吸入側の端部が、オリフィス９の最小径部９ｘと吐出側開口部９ｙの間に位置するように
、軸方向の位置が調整されている。

ここで、静翼８の固定羽根７の形状について詳しく説明する。図１に示すように、固定羽根７の子午面における高さ（子午面高さ）ｈ２は、固定ハブ６側の端（固定ハブ側端）７ａから外周端７ｂまで略一定となるように構成されている。また、図２に示すように、動翼５の回転軸２と垂直な面において、固定羽根７の前縁は、外周端７ｂが固定ハブ側端７ａに対して動翼５の回転羽根４の反回転方向に位置するように、傾斜して設けられている。

図３は、ａ）ハブ側（図１中のＡ−Ａ断面）、ｂ）外周側（図１中のＢ−Ｂ断面）、ｃ）外周端（図１中のＣ−Ｃ断面）の同一半径位置における断面での回転羽根４と固定羽根７の断面形状、および、動翼５から吐出される空気流と固定羽根７の羽根取付角の関係を示す図である。図４は、固定羽根７の半径方向位置と羽根取付角との関係を示す図である。

図３に示すように、回転羽根４は、動翼５の反回転方向に凸となる円弧状、または、翼状の断面を有しており、後縁が吐出側に位置するように回転軸２に対して傾斜して、回転ハブ３に固定されている。固定羽根７は、動翼５の回転方向に凸となる円弧状、または、翼状の断面を有しており、前縁が吸入側に位置するように、固定ハブ６の中心軸に垂直な面に対して傾斜する羽根取付角θを有して、固定ハブ６に固定されている。ここで、羽根取付角θは、固定羽根７の前縁と後縁を結ぶ直線と、固定ハブ６の中心軸に垂直な水平面とが成す角度であり、固定ハブ６の中心軸に垂直な水平面から吸入側、または、動翼５の反回転方向側にいくほど大きくなる角度である。

そして、固定羽根７の羽根取付角θは、固定羽根７の半径方向の位置によって異なるように構成されている。

図３、図４に示すように、固定羽根７と固定ハブ６との接する端（固定ハブ側端７ａ）では、羽根取付角θａは最小となる。そして、固定羽根７の半径方向の外周側にいくにしたがって、羽根取付角θは拡大し、固定羽根７の中央部７ｍでは、羽根取付角θｍとなる。中央部７ｍよりさらに外周側にいくにしたがい、羽根取付角θはさらに拡大し、中央部７ｍと固定羽根７の外周端７ｂとの間で最大（羽根取付角θｂ）となる。羽根取付角θｂとなる位置よりさらに外周側では、羽根取付角θは徐々に小さくなり固定羽根７の外周端７ｂで羽根取付角θｃとなる。羽根取付角θｃは、固定ハブ側端７ａでの羽根取付角θａより大きく、中央部７ｍでの羽根取付角θｍより小さくなる。

つまり、中央部７ｍより外周側での羽根取付角θｂｃは、中央部７ｍより固定ハブ６側の羽根取付角θａｂに比べて大きくなる。また、中央部７ｍより外周側で、羽根取付角θｂが最大となる。

そして、固定羽根７の子午面高さは、半径方向の位置によらず略一定であり、固定羽根７の羽根取付角θは、半径方向の位置によって異なることから、固定羽根７は、固定ハブ６と接する固定ハブ側端７ａで、最も円弧の曲率が小さくなり、中央部７ｍと外周端７ｂとの間で円弧の曲率が最大となる。また、外周端７ｂでの円弧の曲率は、固定ハブ側端７ａでの円弧の曲率より大きく、中央部７ｍでの円弧の曲率より小さくなる。また、中央部７ｍより外周側での円弧の曲率は、中央部７ｍより固定ハブ６側での円弧の曲率に比べて大きくなる。

次に、静翼８の固定羽根７と支持枠１１との接続部の形状について詳しく説明する。図５は、静翼８の固定羽根７と支持枠１１との接続部を固定羽根７の後縁側からみた要部斜
視図である。図５に示すように、固定羽根７の外周端７ｂには、固定羽根７の後縁側のみに固定羽根７を半径方向に延長した板状の延長部１２が設けられている。延長部１２の一面（固定羽根７において凹となる側の面）は、固定羽根７の円弧の凹側と同じ曲率で形成されている一方、裏面は固定ハブ６の中心軸と平行となる面で形成されている。このため、延長部１２の厚みは、後縁側では固定羽根７の厚みと同一であるが、前縁側にいくほど厚くなるように形成されている。また、延長部１２の中心軸方向の長さ（子午断面高さ）は、後述する脚部１３の中心軸方向の長さより短くなるように形成されている。また、延長部１２の子午断面高さは、半径方向の位置によらず略一定となるように形成されている。

一方、支持枠１１には、吐出側に突出する脚部１３が設けられている。脚部１３は、両面が固定ハブ６の中心軸と平行となる面で形成された板状の部材であり、脚部１３の厚みは、固定羽根７の厚みと同一である。また、脚部１３の中心軸方向の長さは、固定羽根７の子午面高さｈ２より短くなるように形成されている。また、脚部１３は、オリフィス９の吐出側開口部９ｙより外周側となる半径方向の位置で、固定羽根７を支持するように設けられている。

そして、延長部１２の外周側端部と脚部１３の固定ハブ６側端部とを接合させることにより、固定羽根７の前縁側は支持枠１１との間に所定の隙間Ｔを形成して、支持枠１１に支持される。なお、固定羽根７、延長部１２、脚部１３、支持枠１１は一体に形成されることが、強度を確保する上で望ましい。

また、図５に示すように、脚部１３の吹出側の端部１３ｅは、延長部１２の吹出側の端部１２ｅ、固定羽根７の後縁７ｅと同一面に位置するように接合される。このため、固定羽根７の前縁は、支持枠１１より吸入側に突出するようになる。また、固定羽根７の後縁は、支持枠１１より吐出側に突出するようになる。

なお、図２に示すように、延長部１２が固定羽根７と支持枠１１との接続する長さ（延長部１２の半径方向長さ）は、固定羽根７が取り付けられる位置によって異なっている。重力方向の上下左右に位置する固定羽根７の延長部１２は短く、その他に位置する固定羽根７の延長部は長くなっている。これによれば、静翼８を支持枠１１に保持する十分な強度の確保が容易となる。

以上のように構成された送風機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、モータ１０により回転軸２を回転駆動させると、図２に示すように動翼５が反時計方向に回転し、モータ１０が配置された側から空気が動翼５に導かれる。その際、複数の回転羽根４と、回転羽根４の周囲に設けられたオリフィス９とにより、空気に動圧と静圧が付加される。

そして、動翼５から吐出された空気（吐出気流）は、静翼８に導かれる。図３に示すように、静翼８に導かれる空気の流入速度Ｖは、回転軸２の軸方向に対して角度を有しており、軸方向に流れる軸流方向成分Ｖａと、動翼５の回転方向に流れる旋回方向成分Ｖｔとを有している。軸流方向成分Ｖａは風量に関わる速度であるが、旋回方向成分Ｖｔは軸方向に対して直角、すなわち周方向成分であるために、風量には関係せず、単に空気を掻き回すだけであり、軸方向にスムーズに転向させないと損失エネルギとなる。

そこで、複数の固定羽根７を有する静翼８により、動翼５の吐出気流の旋回方向成分を小さくし、エネルギ損失となる旋回方向成分（旋回流）を静圧として回収することで、静圧効率を向上させつつ送風作用を成す。

ここで、回転羽根４の中央部より外周側に主流が集中する動翼５の吐出気流に合わせて、固定羽根７の羽根取付角は、中央部７ｍより固定ハブ６側の羽根取付角θａに比べて、中央部７ｍより外周側の羽根取付角θｂを大きくしている。このため、中央部７ｍより固定ハブ６側の領域に比べて、静翼８の入口での旋回方向成分が大きい中央部７ｍより外周側の領域で、固定羽根７の入口での衝突損失を小さく抑えて、効率良く旋回速度成分を静圧に回収できる。

また、動翼５を、軸流式、あるいは斜流式とし、動翼５の回転羽根４の吐出側のみをオリフィス９で囲う構成とした場合には、回転羽根４の外周に大きな翼端渦が発生し、動翼５の外周側の吐出気流速度は大きく低下する。特に、翼端渦に影響され、オリフィス９と回転羽根４との隙間から吸込側に逆流する漏れ流れが生じると、吐出気流の軸方向成分の低下が非常に大きくなる。しかし、本実施の形態では、それに合わせて、中央部７ｍと外周端７ｂとの間で羽根取付角度が最大となるようにし、固定羽根７の外周端７ｂでの羽根取付角θｃが、中央部７ｍでの羽根取付角θｍより小さくなるようにしているので、静翼８の固定羽根７の外周端７ｂにおける固定羽根７の入口での衝突損失を小さく抑えることができる。

このため、固定羽根７の中央部７ｍから外周側で、効率良く旋回速度成分を静圧に回収できるとともに、動翼５の回転羽根４の漏れ流れや翼端渦の影響を受けやすい固定羽根７の外周端７ｂでも、効率良く旋回速度成分を静圧に回収できる。

固定羽根７の固定ハブ側端７ａから外周側の羽根取付角θが最大となる部分にかけての領域では、固定羽根７の羽根取付角θ、特に入口角が、動翼５の吐出気流角度に一致するので、固定羽根７の子午面高さｈ２を高くして翼弦長を長くしなくても、動翼５の吐出気流の旋回速度成分を効率よく静圧に変換できる。

また、固定羽根７の外周側ほど翼弦長を伸ばさず抑えることができ、固定羽根７の表面摩擦損失及び後流のウエイク幅の増加による損失の増加を抑えることができる。

また、固定羽根７の外周端７ｂでの羽根取付角が、中央部７ｍから外周側の領域での羽根取付角より小さいと、動翼５とオリフィス９との間の漏れ流れや、動翼５の翼端に発生する翼端渦により、動翼５の外周端からの吐出気流の角度が大きく変動する影響を受けやすくなる。しかし、本実施の形態では、固定羽根７の子午面高さｈ２が、固定ハブ側端７ａから外周端７ｂまで略一定となるように設けられていることにより、固定羽根７の外周端７ｂ近傍でも、子午面高さを伸ばさず抑えることができる。このため、静翼８の固定羽根７の外周端７ｂの翼弦長が大きい場合に影響が大きくなる流れの変動を極力抑え、乱れによる損失が増加を抑えつつ、固定羽根７の外周端７ｂでの吐出気流の旋回速度成分を、効率よく静圧に回収することができる。

また、固定羽根７を、動翼５の回転軸２と垂直な平面において、外周側がハブ側に対して、動翼５の反回転方向に傾斜するように設けたことにより、動翼５からの吐出気流が、固定羽根７の半径方向の位置によって異なるタイミングで通過するため、固定羽根７を吐出気流が通過する際に発生する騒音をずらすことができ、静翼８を通過する際に発生する騒音の大きさを小さくすることができる。

また、動翼５の回転羽根４の外周端とオリフィス９との間の所定の隙間が、最小径部９ｘから吐出側開口部９ｙに向かって拡大するとともに、静翼８の固定羽根７の前縁の外周端の軸方向位置を、オリフィス９の最小径部９ｘと吐出側開口部９ｙとの間に位置するように設けることで、動翼５の外周側から外周端にかかる領域での旋回方向成分の大きい吐
出気流を、吐出側開口部９ｙに向かうにしたがって半径方向に広がる流れ（半径方向成分を有する流れ）に移行する前に、固定羽根７の翼間に流入させることができる。このため、旋回方向成分の大きい吐出気流を、強制的に軸方向成分に変換でき、効率的に静圧として回収できる。

また、静翼８の固定羽根７の外周端７ｂ近傍の旋回方向成分の強い流れをすべて強制的に軸方向成分に変換しようとすると、固定羽根７の外周端７ｂ付近の後縁側の流れと静翼８の外周側からの流れとの間に縮流が起き、固定羽根７の外周端７ｂ付近の後縁側で、静圧に変換されない流れが発生する。しかし、本実施の形態では、静翼８の固定羽根７の前縁側の外周端とオリフィス９との間に所定の隙間Ｓを設けているので、前縁の圧力面側から負圧面側に意図的に僅かに漏れ流れを発生させることができる。これによって、外周端７ｂの後縁側で縮流が生じにくくなり、効率的に静圧として回収できる。また、隙間Ｓでの圧力面側から負圧側への僅かな漏れ流れは、オリフィス９の吐出側の拡大する吐出側開口部９ｙに沿ってスムーズに減速させることができるので、流動損失が増加することもない。

また、回転羽根４の外周端付近に発生する翼端渦が下流側に流れて、固定羽根７の外周側から延長部１２に衝突する際に乱れが生じる。しかし、本実施の形態では、静翼８は、固定羽根７の外周端７ｂの後縁側のみが延長された延長部１２によって支持枠１１に固定されており、固定羽根７の前縁側は支持枠１１に固定されていない。つまり、延長部１２を固定羽根７の後縁側に位置させている。このため、固定羽根７の前縁側では延長部１２での気流の乱れを小さくできる。

また、上述したオリフィス９との固定羽根７の作用と同様に、静翼８の固定羽根７の前縁側の外周端と支持枠１１との間に所定の隙間Ｔを設けているので、前縁の圧力面側から負圧面側に意図的に僅かに漏れ流れを発生させることができる。これによって、外周端７ｂの後縁側で縮流が生じにくくなり、効率的に静圧として回収できる。また、隙間Ｔでの圧力面側から負圧側への僅かな漏れ流れは、オリフィス９の吐出側の拡大する吐出側開口部９ｙに沿ってスムーズに減速させることができるので、流動損失が増加することもない。

また、延長部１２の一面は、固定羽根７の円弧の凹部と同じ曲率で形成されているため、固定羽根７の後縁側での流れを極力乱すことがなく、効率良く静圧を回収できる。

以上のように、本実施の形態では、静翼８を、オリフィス９を保持する筐体に、支持することによる流れの損失を小さくできるので、静翼８での静圧回収の効率低下を極力抑えることができる。

また、延長部１２の厚みは、後縁側では固定羽根７の厚みと同一で、前縁側にいくほど厚くなっているので、延長部１２の前縁側で気流方向が大きく変動する流れの方向に合わせることが可能となり、延長部１２の下流側にできる剥離による流動損失抑え、固定羽根７を保持するのに必要な強度も確保できる。

また、固定羽根７は、オリフィス９の吐出側開口部９ｙより外周側となる半径方向の位置で支持されているため、脚部１３をオリフィス９の吐出側開口部９ｙに沿って流れる気流の外側に設けることでき、オリフィス９の吐出側の抵抗を低減できる。

また、固定羽根７は、固定羽根７の後端が支持枠１１より吹出側に突出するように、支持されているため、脚部１３をオリフィス９の吐出側開口部９ｙに沿って流れる気流の外側に設けることでき、オリフィス９の吐出側の抵抗を低減できる。

以下、上記の送風機が搭載された室外ユニットについて説明する。図６は、本実施の形態の送風機を搭載した室外ユニットの横断面図である。

図６に示すように、室外ユニットは、外殻を構成する筐体２１に、圧縮機２２、室外熱交換器２３などを備えている。モータ１０が、筐体２１の底部に固定された柱上のモータ固定具２４を介して、筐体２１に固定されることで、送風機１は、オリフィス９の吐出側開口部９ｙが筐体２１の正面部２１ａに一致するように、筐体２１に固定されている。さらに、支持枠１１は、筐体２１の正面部２１ａに固定されることで、送風機１は、筐体２１に固定されている。

さらに、筐体２１の正面部２１ａには、正面部２１ａから前面（吐出側）に突出する静翼８を覆うように、吹出グリル２５が設けられている。吹出グリル２５は、支持枠１１よりさらに外周側となる位置で支持されている。

このような室外ユニットは、室内熱交換器を備えた空気調和機の室内ユニットや、ヒートポンプ式給湯機のユニットと接続されることで、冷凍サイクルを構成する。そして、室外ユニットの周囲の空気を、送風機１により室外熱交換器２３に送風することで、圧縮機２２の動作により室外熱交換器２３の伝熱管内を流動する冷媒と熱交換させる。

以上のように構成された室外ユニットでは、静翼８の固定羽根７と吹出グリル２５とが直接、固定されることなく、それぞれが筐体２１に固定されているので、落下や正面からの人為的な圧力によって吹出グリル２５に、外力がかかったとしても、その外力は筐体２１の正面部２１ａの変形によって、ある程度吸収されるために、静翼８が変形したり、静翼８の固定羽根７とオリフィス９との位置関係がずれたりすることがない。このため、吹出グリル２５の強度を増加させる必要がなく、安価に室外ユニットを構成できる。

また、静翼８の固定羽根７と吹出グリル２５とを別体で構成することができるので、固定羽根７を成型する際の成型精度を向上させることができ、安価に静圧を効率よく回収できる静翼８を製造することができる。例えば、固定羽根７と吹出グリル２５とを一体成形とした際には、固定羽根７と吹出グリル２５とが交差する位置に、アンダーカット解消用のヒレを設ける必要がある。

ここで、アンダーカットとは、成形加工において、金型から成形品を取り出す（離型する）際に、型を開く方向のみでは離型できない形状のことであり、これを解消するためのヒレを設けないと上下方向のみに開く金型では製造することはできず、横方向にスライドするスライドコア（サイドコア）を設ける必要であり、金型費用が高額となり、製作費用が高くなる形状である。

しかし、本実施の形態では、このようなアンダーカット解消用のヒレを設ける必要がなくなるため、固定羽根７にヒレを設けることによって、静翼８が静圧を回収する際の性能劣化を抑えることができる。

なお、本実施の形態の送風機を搭載した室外ユニットは、図６のような正面吹出し形式の室外ユニットでなくてもよく、上面吹出し形式の室外ユニットであってもよい。図７は、本実施の形態における送風機を搭載した上面吹出し形式の室外ユニットの縦断面図である。

図７の室外ユニットが、図６で説明した室外ユニットと異なる点は、送風機１が空気を吹出す方向が、筐体２１の上面部２１ｂから吹出す方向となるのみで、他は図６で説明し
た正面吹出し形式の場合と同様の構成、作用となるので説明は割愛する。
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態１における他の送風機の子午断面図である。図９は同実施の形態における他の送風機の吐出側からみた正面図である。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同じ構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。

以下、本実施の形態と、実施の形態１とで異なる点のみを説明する。

図８に示すように、本実施の形態では、延長部１２の前縁側は正面部２１ａと略平行である一方、後縁側は、固定羽根７の外周側にいくにしたがって、正面部２１ａ側に近づくように傾斜している。このため、延長部１２の子午断面高さは、固定羽根７の外周側に向かって短くなるように形成されている。

回転羽根４の外周端付近に発生する翼端渦が下流側に流れて、固定羽根７の外周側から延長部１２に衝突する際に乱れるが、本実施の形態では、延長部１２の子午断面高さを外周側ほど低くすることで、延長部１２での流れの乱れを小さく抑え、流動抵抗を低減できる。

また、図９に示すように、本実施の形態では、複数の固定羽根１７のうち一部の固定羽根のみに延長部１２を設けている。固定羽根１７の全枚数が１３枚であるのに対し、延長部１２を設けた固定羽根１７は５枚である。そして、重力方向の上部では、延長部１２を設けた固定羽根１７ａの隣に、延長部１２を設けていない固定羽根１７ｂを２枚配置し、下部では、延長部１２を設けた固定羽根１７ａの隣に、延長部１２を設けていない固定羽根１７ｂを１枚配置している。つまり、延長部１２を設けた固定羽根１７ａ同士の間に設けられた延長部１２を設けていない固定羽根１７ｂの枚数を、筐体２１の上部より下部の方が少なくしたものである。

この構成により、延長部１２を設けたことによる流れの損失は固定羽根１７の全体ではなく、一部にとどまるため、静翼１８での効率向上を阻害しない。

さらに、重力方向の下部に、重点的に、延長部１２が設けられた固定羽根１７ｂを配置することで、静翼１８を支持枠１１に保持する十分な強度が確保できる。

以上のように、本実施の形態の送風機は、空力性能の向上と、高効率化を両立できる。また、本実施の形態の送風機を搭載した室外ユニットは、省電力化、低騒音化を実現できる。

以上のように、本発明にかかる構成の送風機は、空力性能の向上と、高効率化を両立が可能となるので、家庭用、業務用等エアコンの空調機器、家庭用冷凍冷蔵庫や自動販売機等の冷凍冷蔵機器、給湯機等のヒートポンプ機器、さらに熱電子部品を有する電子機器のみならず、ＡＶ機器、廃熱回収機器などの用途にも適用できる。

１ 送風機
２ 回転軸
３ 回転ハブ
４ 回転羽根
５ 動翼
６ 固定ハブ
７、１７ 固定羽根
７ａ 固定ハブ側端
７ｂ 外周端
７ｍ 中央部
８、１８ 静翼
９ オリフィス
９ｘ 最小径部
９ｙ 吐出側開口部
９ｚ 吸入側開口部
１０ モータ
１１ 支持枠
１２ 延長部
１３ 脚部
２１ 筐体
２１ａ 正面部
２２ 圧縮機
２３ 室外熱交換器
２４ モータ固定具
２５ 吹出グリル

Claims (6)

1. 回転軸を有する回転ハブと回転ハブの周囲に設けられた複数の回転羽根とを有する動翼と、前記動翼の外周側に設けられたオリフィスと、前記動翼の吐出側に設けられ、固定ハブと固定ハブの周囲に設けられた複数の固定羽根とを有する静翼とを備え、前記固定羽根は、前記固定羽根の半径方向の中央部より外周側での羽根取付角が、前記固定羽根の半径方向の中央部より固定ハブ側での羽根取付角より、大きくなることを特徴とした送風機。
2. 前記固定羽根の羽根取付角が、前記固定羽根の半径方向の中央部と外周端との間で最大となることを特徴とした請求項１に記載の送風機。
3. 前記固定羽根の外周端での羽根取付角が、前記固定羽根の半径方向の中央部での羽根取付角より小さくなるように設けられたことを特徴とした請求項１または２に記載の送風機。
4. 前記固定羽根は、固定ハブ側から外周端までの子午面における高さが一定であること特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の送風機。
5. 前記固定羽根は、前記回転軸と垂直な平面において、外周側が固定ハブ側に対して前記動翼の反回転方向に傾斜していることを特徴とした請求項１〜４のいずれか１項に記載の送風機。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の送風機を搭載した室外ユニット。