JP2015222058A - クロスフローファン及びこれを備える空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】騒音を低減することができるクロスフローファン及びこれを備える空気調和機の室内機を提供する。【解決手段】クロスフローファン（２）は、羽根車（３）と、羽根車（３）を間に挟むように設けられ、吸込口（１２）側の空気を吹出口（１３）側に案内するリアガイダ（４）及びスタビライザ（６）とを備えている。リアガイダ（４）は、羽根車（３）との距離が最も近い最近接部（４１）よりも下流側においてリアガイダ（４）をその厚み方向に貫通し、吸込口（１２）側の流路を流れる空気の一部を羽根車（３）側に流す１つ又は複数の開口部（５１）を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、クロスフローファン及びこれを備える空気調和機に関する。

従来、クロスフローファンは、例えば空気調和機などの機器に使用されている（例えば特許文献１）。クロスフローファンを用いた機器では、クロスフローファンに起因する騒音を低減することが要求される。

クロスフローファンのリアガイダと羽根車との隙間においては、羽根車の回転方向と逆方向の空気の流れである逆流（漏れ流れ）が生じることがある。この逆流は、羽根車との距離が最も近いリアガイダの最近接部（リアガイダの巻き始め部）と羽根車との隙間を通過する。このような逆流が生じると、この逆流に周囲の空気が引き寄せられ、巻き始め部の近傍に不安定な渦流れが形成される。この渦流れは、その近くを羽根車の羽根が通過することによって生じる騒音（特にＮＺ音）の原因となる。

特許文献１に記載の空気調和機では、リアガイダ（背部スクロール）の巻き始め部の近傍における空気流の乱れを抑制するために、背部スクロールの巻き始め部から羽根車（ファンロータ）の回転方向の逆方向に向けて延びる渦安定化部材が設けられている。これにより、ファンロータの外部において、背部スクロールの巻き始め部よりも上流側に渦流れの渦中心を位置させることができ、その結果、背部スクロールの巻き始め部の近傍における空気流の乱れが抑制でき、騒音発生量を低減することができると記載されている。

特開２００１−９０６８９号公報

しかしながら、特許文献１の空気調和機では、渦流れの位置を安定化できたとしても、渦流れは依然として羽根車の近傍に位置しているので、渦流れの近くを羽根車の羽根が通過することによる騒音（特にＮＺ音）の低減効果が必ずしも十分ではない。

本発明の目的は、渦流れに起因する騒音を効果的に低減することができるクロスフローファン及びこれを備える空気調和機を提供することである。

本発明のクロスフローファンは、羽根車（３）と、前記羽根車（３）を間に挟むように設けられ、吸込口（１２）側の空気を吹出口（１３）側に案内するリアガイダ（４）及びスタビライザ（６）とを備えている。前記リアガイダ（４）は、前記羽根車（３）との距離が最も近い最近接部（４１）よりも下流側において前記リアガイダ（４）をその厚み方向に貫通し、前記吸込口（１２）側の流路を流れる空気の一部を前記羽根車（３）側に流す１つ又は複数の開口部（５１）を有している。

この構成では、リアガイダ（４）には、最近接部（４１）よりも下流側においてリアガイダ（４）をその厚み方向に貫通する１つ又は複数の開口部（５１）が設けられている。吸込口（１２）側の流路を流れる空気の一部は開口部（５１）を通じて羽根車（３）側に流れ込む。したがって、上述したような逆流の一部又は全部は、リアガイダ（４）の最近接部（４１）と羽根車（３）との隙間に到達する前に、開口部（５１）を通じて羽根車（３）側に流れ込む気流によって羽根車（３）の内部に戻される又は羽根車（３）の回転方向（Ｄ）の下流側に押し戻される。これにより、リアガイダ（４）の最近接部（４１）と羽根車（３）との隙間を通過する逆流が減少するので、リアガイダ（４）の最近接部（４１）の近傍において上述したような渦流れが形成されるのが抑制される。よって、渦流れに起因する騒音（特にＮＺ音）を効果的に低減することができる。

前記クロスフローファンにおいて、前記複数の開口部（５１）は、前記羽根車（３）の軸方向に互いに間隔をあけて設けられた開口部（５１）を含んでいてもよい。リアガイダ（４）には、羽根車（３）の軸方向に沿って連続する単一の開口部（５１）が設けられていてもよいが、この場合には、リアガイダ（４）の剛性が低下することがある。これに対して、本構成では、複数の開口部（５１）が軸方向に互いに間隔をあけて設けられているので、開口部（５１）を設けることによるリアガイダ（４）の剛性の低下を抑制できる。

前記クロスフローファンにおいて、前記１つ又は複数の開口部（５１）はスリット（５１）を含んでいてもよい。この構成では、スリット（５１）の長手方向に連続した気流を、スリット（５１）を通じて羽根車（３）側に流れ込ませることができる。したがって、渦流れが形成されるのを抑制する効果がスリット（５１）の長手方向において満遍なく得られる。特に、前記スリット（５１）は、前記羽根車（３）の軸方向に沿って延びているのが好ましい。クロスフローファンにおいて最近接部（４１）は一般に羽根車（３）の軸方向に沿って形成されるので、スリット（５１）は、羽根車（３）の軸方向、すなわち最近接部（５１）の形成方向に沿って設けられることになる。したがって、スリット（５１）が軸方向に直交する方向や軸方向に対して傾斜する方向に設けられる場合に比べて、スリット（５１）の長さが同じ場合には、最近接部（４１）が形成されている領域に対して、より広い領域に対応するようにスリット（５１）を設けることができる。

前記クロスフローファンにおいて、前記複数の開口部（５１）は、前記羽根車（３）の軸方向に沿った第１列と、前記第１列よりも下流側において前記軸方向に沿った第２列に沿って設けられていてもよい。この構成では、第１列と第２列のそれぞれに沿って開口部（５１）が設けられているので、吸込口（１２）側の流路を流れる空気の一部は、第１列に沿って設けられた開口部（５１）を通じて羽根車（３）側に流れ込むとともに、第２列に沿って設けられた開口部（５１）を通じて羽根車（３）側に流れ込む。リアガイダ（４）と羽根車（３）との間を流れる逆流は、まず、第２列に沿った開口部（５１）を通過した気流によって流れの向きが羽根車（３）側に変えられ、その後さらに、第１列に沿った開口部（５１）を通過した気流によっても流れの向きが羽根車（３）側に変えられる。したがって、本構成では、第１列のみに沿って開口部（５１）が設けられている場合に比べて、より多くの逆流を羽根車（３）の内部に戻す又は羽根車（３）の回転方向（Ｄ）の下流側に押し戻すことができる。

前記クロスフローファンにおいて、前記開口部（５１）の上方にはカバー（５２）が設けられているのが好ましい。この構成では、例えば熱交換器（７）などの空気調和機を構成する機器において生じる結露水がその機器から開口部（５１）側に落下した場合であっても、その結露水が開口部（５１）内に流入して開口部（５１）を通過するという不具合がカバー（５２）によって抑制される。これにより、水滴が羽根車（３）に至って吹出口（１３）から室内に吹き出されるのを抑制できる。

本発明の空気調和機は、前記吸込口（１２）側の流路に設けられた熱交換器と、前記クロスフローファンと、を備えている。

本発明によれば、渦流れに起因する騒音を効果的に低減することができる。

本発明の実施形態に係るクロスフローファンを備える空気調和機の室内機を示す断面図である。 前記クロスフローファンの羽根車とリアガイダを示す正面図である。 図１の一部を拡大した断面図である。 本発明の第１実施形態に係るクロスフローファンにおけるリアガイダの一部を示す斜視図である。 図３及び図４に示すクロスフローファンの特性を示すグラフである。 図３及び図４に示すクロスフローファンの特性を示すグラフである。 図３及び図４に示すクロスフローファンの特性を示すグラフである。 図３及び図４に示すクロスフローファンの特性を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係るクロスフローファンにおけるリアガイダの一部を示す斜視図である。 前記実施形態のクロスフローファンの変形例１を示す断面図である。 前記実施形態のクロスフローファンの変形例２を示す断面図である。 （Ａ）は、図３に示す実施形態において開口部がリアガイダを貫通する方向について説明するための断面図であり、（Ｂ）は、図１０に示す変形例１において開口部がリアガイダを貫通する方向について説明するための断面図であり、（Ｃ）は、図１１に示す変形例２において開口部がリアガイダを貫通する方向について説明するための断面図である。 （Ａ）は、前記実施形態の変形例３を示す断面図であり、（Ｂ）は、前記実施形態の変形例４を示す断面図である。 前記実施形態のクロスフローファンの変形例５を示す断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、変形例５の具体例をそれぞれ示す斜視図である。 前記実施形態のクロスフローファンの変形例６を示す断面図である。 参考例のクロスフローファンを示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るクロスフローファン２及びこれを備える空気調和機の室内機１について図面を参照して説明する。

［空気調和機］
図１は、本発明の一実施形態に係るクロスフローファン２を備える空気調和機の室内機１を示す断面図である。図１に示す断面は、クロスフローファン２の羽根車３の軸方向に直交する断面である。空気調和機は、室内機１と図略の室外機とを備える。図１に示す本実施形態では、室内機１が壁掛けタイプであるが、これに限られない。室内機１は、例えば床置きタイプ、天井設置タイプなどであってもよい。室内機１は、冷媒配管によって前記室外機と接続されている。室外機は、図略の蒸発器、熱交換器、ファンなどを備える。空気調和機は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路を備える。

［室内機］
図１に示すように、室内機１は、ケーシング１０、ケーシング１０内に収納されたクロスフローファン２、熱交換器７、エアフィルタ８、ドレンパン１１などを備える。ケーシング１０は、正面パネル１０Ｆ、背面パネル１０Ｒ、天面パネル１０Ｔ、底面パネル１０Ｂなどを有する。ケーシング１０は、空気の吸込口１２と空気の吹出口１３とを有する。本実施形態では、吸込口１２は、正面パネル１０Ｆと天面パネル１０Ｔとの間に形成され、吹出口１３は、正面パネル１０Ｆと底面パネル１０Ｂとの間に形成されているが、これに限られない。

吸込口１２の下流側には、吸込口１２に対向してエアフィルタ８が配置されている。エアフィルタ８のさらに下流側には熱交換器７が配置されている。吸込口１２を通過して熱交換器７に到達する室内空気は、エアフィルタ８を通過して塵埃が除去される。

熱交換器７は、ケーシング１０内において正面パネル１０Ｆ側に設けられた正面側熱交換器７Ａと、背面パネル１０Ｒ側に設けられた背面側熱交換器７Ｂとを含む。これらの熱交換器７Ａ，７Ｂは、ケーシング１０の幅方向に沿って延びるとともに、図１に示す断面図において逆Ｖ字状に設けられている。熱交換器７は、例えばフィンアンドチューブタイプの熱交換器を用いることができるが、これに限られない。

フィンアンドチューブタイプの熱交換器７は、複数の伝熱管７１と、伝熱管７１の長手方向に沿って配列された複数のフィン７２とを備えている。図１に示す本実施形態では、正面側熱交換器７Ａにおいては、複数の伝熱管７１によって複数の列が形成されており、背面側熱交換器７Ｂにおいても、複数の伝熱管７１によって複数の列が形成されている。具体的には、背面側熱交換器７Ｂは、伝熱管７１の列が３列の部分と、２列の部分とを有する。ドレンパン１１Ｂによって囲まれた部分（リアガイダ４の背面４０Ｒに対向する部分）は、伝熱管７１の列が２列であり、この部分よりも上には、伝熱管７１の列が３列の部分が設けられている。

ドレンパン１１は、正面側熱交換器７Ａの下端部に沿って配置された正面側ドレンパン１１Ａと、背面側熱交換器７Ｂの下端部に沿って配置された背面側ドレンパン１１Ｂとを含む。

クロスフローファン２は、図１において矢印で示すように吸込口１２、熱交換器７及び吹出口１３の順に流れる気流（主流Ｆ）を形成する。クロスフローファン２は、クロスフロー型の羽根車３（ファンロータ３）と、リアガイダ４（背部スクロール４）と、スタビライザ６（舌部６）とを含む。図１に示す実施形態では、熱交換器７がクロスフローファン２の上部を覆うように熱交換器７及びクロスフローファン２が配置されているが、このような配置に限られない。

図２に示すように、本実施形態では、羽根車３は略円筒形状を有する。羽根車３は、ケーシング１０の幅方向に沿って長く延び、ケーシング１０の幅方向と平行に設けられている。羽根車３は、複数の羽根３１と、１つ又は複数の仕切り３２と、軸方向の両端に設けられた一対の端板３３，３３とを備える。羽根車３の一方の端板３３は、回転軸３Ａ上に配置された軸部３５を有する。この軸部３５は、例えばケーシング１０に支持される。他方の端板３３側にはモータ３４が配置されている。羽根車３は、モータ３４によって回転する。本実施形態では、羽根車３は、熱交換器７に対して空気が流れる方向の下流側に配置されているが、これに限定されず、熱交換器７よりも上流側に配置されていてもよい。

図１に示すように、複数の羽根３１は、羽根車３の回転軸３Ａを中心として周方向に沿って配列されている。隣り合う羽根３１は、所定の間隔をあけて配置されている。各羽根３１は、径方向外側に向かうにつれて回転方向Ｄに湾曲した前向き羽根である。各羽根３１は、圧力面と負圧面とを有する。圧力面は、羽根車３の回転方向Ｄ側の表面であり、負圧面は、羽根車３の回転方向Ｄとは反対側の表面である。負圧面は、回転方向Ｄの反対側に凸の凸曲面である。圧力面は、回転方向Ｄの反対側に凹む凹曲面である。

図１に示すように、リアガイダ４は、羽根車３に対してその径方向に対向する対向面４０を有する。対向面４０は、羽根車３によって形成される主流Ｆを吹出口１３まで案内する案内面として機能する。対向面４０は、羽根車３の径方向外側に位置し、径方向外側に凹む凹曲面である。対向面４０は、羽根車３との間に隙間をあけて設けられている。図２に示すように、羽根車３の回転軸３Ａの軸方向において、対向面４０は、羽根車３と同程度の長さを有している。すなわち、対向面４０は、羽根車３を背面側からカバーする領域に設けられている。

対向面４０は、その一端又はその近傍（本実施形態では上端又はその近傍）に、スクロール形状の始点である巻き始め部Ｓを有する。巻き始め部Ｓは、滑らかに連続するスクロール形状の対向面４０を構成する凹曲面の一端（図１では凹曲面の上端）である。リアガイダ４は、この巻き始め部Ｓ又はその近傍に、羽根車３との距離が最も近い最近接部４１を有する。本実施形態では、最近接部４１の位置は、巻き始め部Ｓの位置と一致しているが、必ずしも巻き始め部Ｓの位置と一致していなくてもよい。最近接部４１よりも下流側（最近接部４１よりも吹出口１３側）においては、対向面４０と羽根車３との距離が次第に大きくなっている。

スタビライザ６は、羽根車３との間に隙間をあけて羽根車３の径方向外側に配置されている。スタビライザ６とリアガイダ４は、羽根車３を間に挟むように設けられている。スタビライザ６は、羽根車３に対してリアガイダ４とは反対側（本実施形態では正面パネル１０Ｆ側）において、羽根車３に近接する表面６１を有する。

本実施形態では、リアガイダ４は、背面側ドレンパン１１Ｂと一体に成形されているが、これに限られず、背面側ドレンパン１１Ｂとは別体であってもよい。また、本実施形態では、スタビライザ６は、正面側ドレンパン１１Ａと一体に成形されているが、これに限られず、正面側ドレンパン１１Ａとは別体であってもよい。

モータ３４によって羽根車３が図１に示す実線矢印の回転方向Ｄに回転すると、図１に示す主流Ｆが形成される。すなわち、室内の空気は、ケーシング１０に設けられた吸込口１２を通じてケーシング１０内に吸い込まれる。吸い込まれた空気は、熱交換器７を通過する際に冷媒と熱交換して温度調節される。温度調節された空気は、クロスフローファン２の羽根車３を通過して、ケーシング１０に設けられた吹出口１３から室内に吹き出される。

図１に示すように、背面側熱交換器７Ｂにおいて、伝熱管７１の列が少ない第２部分７Ｂ２は、伝熱管７１の列が多い第１部分７Ｂ１に比べて、空気が熱交換器７Ｂを通過するときの圧力損失が小さい。したがって、第２部分７Ｂ２はリアガイダ４の背面に対向していても、この第２部分７Ｂ２を通過する気流Ｆ１が形成される。この気流Ｆ１は、第２部分７Ｂ２を通過して第２部分７Ｂ２とリアガイダ４の背面４０Ｒとの隙間（吸込口１２側の流路の一部分）をこの背面４０Ｒに沿って流れる。また、リアガイダ４と羽根車３との隙間においては、羽根車３の回転方向Ｄと逆方向の空気の流れである逆流Ｆｒ（漏れ流れ）が生じる。

図１７は、参考例のクロスフローファン１０２を示す断面図である。図１７に示すように、参考例のクロスフローファン１０２は、逆流Ｆｒに起因して最近接部１４１の近傍に生じる渦流れを安定化させるための渦安定化手段１１４を備えている。この渦安定化手段１１４は羽根車３に対向する側面を有し、この側面は、リアガイダ４の最近接部１４１から上方に延びており、最近接部１４１に比べて羽根車１０３との距離が大きい。参考例のクロスフローファン１０２では、渦安定化手段１１４の上端を超えて羽根車３側に流れる気流Ｆ３と逆流Ｆｒとによって形成される渦流れＦｖは、渦安定化手段１１４によってリアガイダ１０４の最近接部１４１よりも上流側に（上方に）渦流れＦｖの渦中心が位置するように安定化される。しかし、参考例のクロスフローファン１０２では、渦流れＦｖの位置を安定化できたとしても、渦流れＦｖは依然として羽根車３の近傍に位置しているので、渦流れＦｖの近くを羽根車３の羽根３１が通過することによる騒音（特にＮＺ音）の低減効果が必ずしも十分ではない。

［渦流抑制手段］
次に、本実施形態のクロスフローファン２に設けられた渦流抑制手段５について詳しく説明する。本実施形態のクロスフローファン２は、上記のような渦流れＦｖが生じるのを抑制するための渦流抑制手段５を備えている。渦流抑制手段５は、羽根車３と最近接部４１との隙間を通過する逆流Ｆｒを減少させることができるので、逆流Ｆｒに起因する渦流れＦｖも減少させることができる。その結果、渦流れＦｖに起因する騒音（特にＮＺ音）を効果的に低減することができる。

渦流抑制手段５は、リアガイダ４に設けられた１つ又は複数の開口部５１によって構成されている。リアガイダ４に設けられた開口部５１は、リアガイダ４の最近接部４１よりも下流側（最近接部４１よりも吹出口１３側）において、リアガイダ４をその厚み方向に貫通している。すなわち、開口部５１は、リアガイダ４の背面４０Ｒから対向面４０に至るところまで延びる貫通孔である。

開口部５１は、熱交換器７（具体的には、背面側熱交換器７Ｂ）と羽根車３との間に設けられている。図１に示すように、リアガイダ４は、羽根車３と熱交換器７（具体的には、背面側熱交換器７Ｂ）との間に介在する上流側リアガイダ４Ａと、羽根車３と熱交換器７との間に介在していない下流側リアガイダ４Ｂとを有している。開口部５１は上流側リアガイダ４Ａに設けられている。

開口部５１は、吸込口１２側の流路を流れる空気の一部を羽根車３側に流す機能を有する。具体的には、図１及び図３に示すように、リアガイダ４の背面４０Ｒに対向する背面側熱交換器７Ｂを通過した気流Ｆ１は、リアガイダ４の背面４０Ｒに沿って流れ、気流Ｆ１の一部Ｆ２は、背面４０Ｒ側から開口部５１に流入し、対向面４０側に流出する。リアガイダ４の背面４０Ｒと背面側熱交換器７Ｂとの隙間（吸込口１２側の流路の一部分）における圧力は、リアガイダ４の対向面４０と羽根車３との隙間における圧力よりも高いので、吸込口１２側の流路を流れる気流Ｆ１は、開口部５１に流入し、開口部５１を通過して対向面４０側の空間、すなわち、リアガイダ４の対向面４０と羽根車３との隙間に流出する。

開口部５１は、対向面４０側において羽根車３に対向しているので、対向面４０側に開口部５１から流出した気流Ｆ２は、開口部５１と羽根車３との間の空間において、羽根車３側への空気の流れを形成する。したがって、羽根車３とリアガイダ４の対向面４０との隙間を最近接部４１側に向かって流れる逆流Ｆｒの一部又は全部は、気流Ｆ２によって形成された羽根車３側への空気の流れによって羽根車３側に流される（図３における気流Ｆ３）。これにより、リアガイダ４の最近接部４１と羽根車３との隙間を通過する逆流Ｆｒが減少するので、リアガイダ４の最近接部４１の近傍において上述したような渦流れＦｖが形成されるのが抑制される。

リアガイダ４において開口部５１を設ける領域は、特に限定されるものではない。ただし、羽根車３と最近接部４１との隙間を逆流Ｆｒが通過するのを抑制する効果を高める点で、開口部５１は次のような領域に設けられていることが好ましい。図３に示すような羽根車３の回転軸３Ａに直交する断面において、最近接部４１と回転軸３Ａとを通る直線を直線Ｌ１とし、開口部５１における対向面４０側の縁の下端５１Ｅと回転軸３Ａとを通る直線を直線Ｌ２とする。このとき、直線Ｌ１と直線Ｌ２とのなす角度θ１は、４５度以下であるのが好ましく、３０度以下であるのがより好ましく、１５度以下であるのがさらに好ましい。すなわち、開口部５１は、最近接部４１に近い位置に設けられているのが好ましい。なお、開口部５１を設ける領域の好ましい上記の範囲は、後述する第２実施形態及び各変形例においても同様である。

図３に示す具体例では、開口部５１は、リアガイダ４を鉛直方向に貫通するように設けられているが、これに限られない。開口部５１がリアガイダ４を貫通する方向は、例えば後述する図１０に示す変形例１、図１１に示す変形例２、図１３（Ａ）に示す変形例３、図１３（Ｂ）に示す変形例４などのように鉛直方向以外の方向であってもよい。開口部５１がリアガイダ４を貫通する方向は、羽根車３の軸方向に直交する断面（例えば図３に示す断面）において、開口部５１を形成する互いに対向する２つの内面の中心を通る線分（図３に示す線分Ｆ２）の方向である。図３及び図１２（Ａ）に示す本実施形態及び図１２（Ｂ）、図１２（Ｃ）及び図１３（Ａ）に示す後述する変形例１，２，３においては、開口部５１は、羽根車３の軸方向に直交する断面において開口部５１を形成する互いに対向する２つの内面の中心を通る線分Ｆ２を羽根車３側に延長したときに羽根車３と交わるような位置に設けられているが、そのような形態に限られない。例えば図１３（Ｂ）に示す変形例４では、開口部５１は、羽根車３の軸方向に直交する断面において開口部５１を形成する互いに対向する２つの内面の中心を通る線分Ｆ２を延長したときに羽根車３と交わらない位置に設けられている。

図４は、本発明の第１実施形態に係るクロスフローファン２のリアガイダ４の一部を示す斜視図である。第１実施形態では、リアガイダ４に設けられた開口部５１は、スリット５１によって構成されている。図４に示す具体例では、リアガイダ４には、複数のスリット５１が羽根車３の軸方向に互いに間隔をあけて設けられている。各スリット５１は、羽根車３の軸方向に沿って延びている。図４に示す具体例では、各スリット５１の長手方向は、羽根車３の軸方向に平行であるが、これに限られず、羽根車３の軸方向に対して傾斜していてもよい。また、図４に示す具体例では、スリット５１の数は２つであるが、これに限られず、１つであってもよく、３つ以上の複数であってもよい。

図２及び図４に示すように、複数のスリット５１は、軸方向において、最近接部４１が形成されている領域に対応するほぼ全域に設けられている。

図３に示すように、本実施形態のクロスフローファン２は、図１７に示す参考例と同様に渦安定化手段１４を備えている。この渦安定化手段１４は羽根車３に対向する側面を有し、この側面は、リアガイダ４の最近接部４１から上方に延びており、最近接部４１に比べて羽根車３との距離が大きい。ただし、本実施形態のクロスフローファン２は、渦流れが形成されるのを抑制できるので、渦安定化手段１４は必須の構成ではなく、省略してもよい。

図５〜図８は、図４に示す第１実施形態のクロスフローファン２の特性と、図１７に示す参考例のクロスフローファン１０２の特性とを比較したグラフである。図５〜図８に示す特性評価では、開口部５１が図３に示すようにリアガイダ４を鉛直方向に貫通するように設けたクロスフローファン２を用いた。

図５に示すように、渦流抑制手段５がリアガイダ４に設けられた第１実施形態に係るクロスフローファン２は、参考例に比べて、同じ風量のときのモータ入力が約１Ｗ低減されていることがわかる。図５において、横軸の目盛りは、図５に矢印で示す大きさが０．５ｍ^３／ｍｉｎであり、縦軸の目盛りは、図５に矢印で示す大きさが５Ｗである。

図６に示すように、渦流抑制手段５がリアガイダ４に設けられた第１実施形態に係るクロスフローファン２は、参考例に比べて、同じ風量のときの送風音が約０．３ｄＢＡ低減されていることがわかる。図６において、横軸の目盛りは、図６に矢印で示す大きさが０．５ｍ^３／ｍｉｎであり、縦軸の目盛りは、図６に矢印で示す大きさが１ｄＢＡである。

図７は、第１実施形態のクロスフローファン２と参考例のクロスフローファンにおいて、同一風量での送風音のスペクトル比較を行った結果を示している。図７に示すように、渦流抑制手段５がリアガイダ４に設けられた第１実施形態に係るクロスフローファン２は、参考例に比べて、ＮＺ音に関連する周波数（７００Ｈｚより少し小さい周波数）において騒音レベルが顕著に低減されていることがわかる。図８は、図７に示すスペクトルのうち、ＮＺ音を含む周波数における騒音レベルを比較したものである。図８に示すように、第１実施形態のクロスフローファン２では、参考例のクロスフローファンに比べて、ＮＺ音を含む周波数においては送風音が約４．２ｄＢＡ低減されていることがわかる。

図９は、本発明の第２実施形態に係るクロスフローファン２におけるリアガイダ４の一部を示す斜視図である。図９に示す第２実施形態におけるリアガイダ４には、多数の開口部５１（多数の細孔５１）によって構成されている。図９に示す具体例では、多数の開口部５１は、羽根車３の軸方向に互いに間隔をあけて設けられている。多数の開口部５１の配列方向は、羽根車３の軸方向に平行であるが、これに限られず、羽根車３の軸方向に対して傾斜していてもよい。各開口部５１の内周面は、その断面形状が円形、楕円形、多角形（矩形など）などである場合を例示できる。

この第２実施形態においても、各開口部５１は、図３に示すようにリアガイダ４を鉛直方向に貫通するように設けられていてもよいが、これに限られない。各開口部５１がリアガイダ４を貫通する方向は、例えば後述する図１０に示す変形例１、図１１に示す変形例２、図１３（Ａ）に示す変形例３、図１３（Ｂ）に示す変形例４などのように鉛直方向以外の方向であってもよい。

［実施形態のまとめ］
上記実施形態のクロスフローファン２では、リアガイダ４には、最近接部４１よりも下流側においてリアガイダ４をその厚み方向に貫通する１つ又は複数の開口部５１が設けられている。吸込口１２側の流路を流れる空気の一部は開口部５１を通じて羽根車３側に流れ込む。したがって、上述したような逆流の一部又は全部は、リアガイダ４の最近接部４１と羽根車３との隙間に到達する前に、開口部５１を通じて羽根車３側に流れ込む気流によって羽根車３の内部に戻される又は羽根車３の回転方向Ｄの下流側に押し戻される。これにより、リアガイダ４の最近接部４１と羽根車３との隙間を通過する逆流が減少するので、リアガイダ４の最近接部４１の近傍において上述したような渦流れが形成されるのが抑制される。よって、渦流れに起因する騒音（特にＮＺ音）を効果的に低減することができる。また、上記実施形態のクロスフローファン２では、逆流Ｆｒの一部又は全部が羽根車３の内部に戻される場合には、羽根車３の内部に戻された気流の動圧を回収して動力を低減することができる。

クロスフローファンにおいて、複数の開口部５１は、羽根車３の軸方向に互いに間隔をあけて設けられた開口部５１を含んでいてもよい。リアガイダ４には、羽根車３の軸方向に沿って連続する１つの開口部５１が設けられていてもよいが、この場合に比べて、本構成では、複数の開口部５１が軸方向に互いに間隔をあけて設けられているので、開口部５１を設けることによるリアガイダ４の剛性の低下を抑制できる。

クロスフローファンにおいて、１つ又は複数の開口部５１はスリット５１を含んでいてもよい。この構成では、開口部５１がスリット５１であるので、スリット５１の長手方向に連続した気流を、スリット５１を通じて羽根車３側に流れ込ませることができる。したがって、渦流れが形成されるのを抑制する効果が、スリット５１の長手方向において満遍なく得られる。特に、スリット５１は、羽根車３の軸方向に沿って延びているのが好ましい。クロスフローファンにおいて最近接部４１は羽根車３の軸方向に沿って形成されるので、スリット５１は、羽根車３の軸方向、すなわち最近接部５１の形成方向に沿って設けられることになる。したがって、スリット５１が軸方向に直交する方向や軸方向に対して傾斜する方向に設けられる場合に比べて、スリット５１の長さが同じ場合には、最近接部４１が形成されている領域に対して、より広い領域に対応するようにスリット５１を設けることができる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、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。

図１０は、クロスフローファン２の変形例１を示す断面図であり、図１１は、クロスフローファン２の変形例２を示す断面図である。図１０に示す変形例１では、開口部５１がリアガイダ４を貫通する方向は水平方向であり、図１１に示す変形例２では、開口部５１がリアガイダ４を貫通する方向は鉛直方向（水平方向）に対して傾斜した斜め下方である。

ここで、図１２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照して開口部５１がリアガイダ４を貫通する方向についてさらに詳しく説明する。図１２（Ａ）は、図３に示す実施形態において開口部がリアガイダを貫通する方向について説明するための断面図であり、図３の一部を拡大した図である。図１２（Ａ）において、一点鎖線で示す直線Ｌ２は、開口部５１における対向面４０側の縁の下端５１Ｅと回転軸３Ａとを通る直線であり、一点鎖線で示す直線Ｌ３は、図１２（Ａ）の断面（羽根車３の回転軸３Ａに直交する断面）において、直線Ｌ２に直交する直線である。直線Ｌ３は、開口部５１の出口付近（すなわち下端５１Ｅ付近）を流れる逆流Ｆｒの向きに近い方向に向いている。したがって、開口部５１がリアガイダ４を貫通する方向である直線Ｆ２と、直線Ｌ３とのなす角度は、開口部５１を通過した気流Ｆ２の向きと、開口部５１の出口付近における逆流Ｆｒの向きとのなす角度に近い。図１２（Ａ）に示す実施形態（図３に示す実施形態）では、直線Ｆ２と直線Ｌ３とのなす角度は鈍角である。

図１２（Ｂ）は、図１０に示す変形例１において開口部がリアガイダを貫通する方向について説明するための断面図であり、図１０の一部を拡大した図である。図１２（Ｂ）に示す変形例１（図１０に示す変形例１）では、直線Ｆ２と直線Ｌ３とのなす角度は鋭角である。

図１２（Ｃ）は、図１１に示す変形例２において開口部がリアガイダを貫通する方向について説明するための断面図であり、図１１の一部を拡大した図である。図１２（Ｃ）に示す変形例２（図１１に示す変形例２）では、直線Ｆ２と直線Ｌ３とのなす角度は９０度である。

図１３（Ａ）は、前記実施形態の変形例３を示す断面図である。図１３（Ｂ）は、前記実施形態の変形例４を示す断面図である。

図１３（Ａ）に示す変形例３では、直線Ｆ２と直線Ｌ３とのなす角度は鈍角である。変形例３では、直線Ｆ２は、鉛直方向に対して時計周りに約３０度傾斜している。同様に、図１３（Ｂ）に示す変形例４では、直線Ｆ２と直線Ｌ３とのなす角度は鈍角である。変形例４では、直線Ｆ２は、鉛直方向に対して反時計周りに約１５度傾斜している。なお、直線Ｆ２の鉛直方向に対する傾斜角度は上記の角度に限定されるものではない。

変形例４では、開口部５１は、図１３（Ｂ）の断面において開口部５１を形成する互いに対向する２つの内面の中心を通る線分Ｆ２を延長したときに羽根車３と交わらない位置に設けられている。

開口部５１付近を羽根３１が通過する際に空気の流れ場の乱れを生じにくくできるという観点で、図１２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）及び図１３（Ａ），（Ｂ）に示す形態のうち、図１２（Ａ）に示す実施形態、図１３（Ａ）に示す変形例３、及び図１３（Ｂ）に示す変形例４がより好ましい。すなわち、図１２（Ａ）、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すように、開口部５１がリアガイダ４を貫通する方向は、直線Ｆ２と直線Ｌ３とのなす角度が鈍角に設定されるのが好ましい。角度が鈍角である形態では、鋭角である形態に比べて、開口部５１を通過した気流Ｆ２の向きが羽根車３の回転方向Ｄに近くなるので、空気の流れ場の乱れを生じにくくできると考えられる。

なお、図１２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）及び図１３（Ａ），（Ｂ）の断面図において、直線Ｆ２と直線Ｌ３とのなす角度は、開口部５１の内面と、開口部５１の下端５１Ｅにおける対向面４０の接線方向とのなす角度と同じ又は近似している。したがって、開口部（スリット）５１の内面と、開口部５１の下端５１Ｅにおける対向面４０の接線方向とのなす角度は、鈍角であるのが好ましい。

図１４は、クロスフローファン２の変形例５を示す断面図である。変形例５では、複数の開口部５１は、羽根車３の軸方向に沿った第１列Ｒ１と、第１列Ｒ１よりも下流側において軸方向に沿った第２列Ｒ２に沿って設けられている。この変形例５では、第１列Ｒ１と第２列Ｒ２のそれぞれに沿って開口部５１が設けられている。したがって、図１４に示すようにリアガイダ４の背面４０Ｒに対向する背面側熱交換器７Ｂを通過した気流Ｆ１は、リアガイダ４の背面４０Ｒに沿って流れ、気流Ｆ１の一部Ｆ２は、背面４０Ｒ側から第２列Ｒ２に設けられた開口部５１に流入して対向面４０側に流出するとともに、背面４０Ｒ側から第１列Ｒ１に設けられた開口部５１に流入して対向面４０側に流出する。リアガイダ４と羽根車３との間を流れる逆流Ｆｒは、まず、第２列Ｒ２に沿った開口部５１を通過した気流Ｆ２によって流れの向きが羽根車３側に変えられ、その後さらに、第１列に沿った開口部５１を通過した気流Ｆ２によっても流れの向きが羽根車３側に変えられる（図１４における気流Ｆ３）。したがって、変形例５では、第１列Ｒ１のみに沿って開口部５１が設けられている場合に比べて、より多くの逆流Ｆｒを羽根車３の内部に又は回転方向Ｄの下流側に戻すことができる。

図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、変形例５の具体例をそれぞれ示す斜視図である。図１５（Ａ）に示す具体例では、第１列Ｒ１に沿ってスリット５１が形成されているとともに、その下流側の第２列Ｒ２に沿ってスリット５１が形成されている。第１列Ｒ１におけるスリット５１と第２列Ｒ２におけるスリット５１は、羽根車３の回転方向Ｄに互いに間隔をあけて設けられている。図１５（Ａ）に示す具体例では、各スリット５１は、羽根車３の軸方向に平行な方向に延びている。

図１５（Ｂ）に示す具体例では、第１列Ｒ１に沿って多数の開口部５１（細孔５１）が羽根車３の軸方向に互いに間隔をあけて設けられている。図１５（Ｂ）に示す具体例では、各列における多数の開口部５１の配列方向は、羽根車３の軸方向に平行である。第１列Ｒ１における開口部５１と第２列Ｒ２における開口部５１は、羽根車３の回転方向Ｄに互いに間隔をあけて設けられている。

図１６は、実施形態のクロスフローファン２の変形例６を示す断面図である。変形例６では、開口部５１の上方にカバー５２が設けられている。カバー５２は、羽根車３の軸方向に沿って設けられた１つ又は複数の開口部５１の全体を上方から覆うことができるように構成されている。

図１６に示すようにリアガイダ４の背面４０Ｒに対向する背面側熱交換器７Ｂを通過した気流Ｆ１は、リアガイダ４の背面４０Ｒに沿って流れ、気流Ｆ１の一部Ｆ２は、背面４０Ｒ側から開口部５１に流入して対向面４０側に流出する。このとき、気流Ｆ２は、カバー５２とリアガイダ４との間に設けられた隙間から開口部５１に流入する。

この変形例６では、図１６に示すように、例えば熱交換器７などの室内機１の機器において生じる結露水Ｗがその機器から開口部５１側に落下した場合であっても、結露水Ｗが開口部５１内に流入して開口部５１を通過するという不具合がカバー５２によって抑制される。これにより、水滴Ｗが羽根車３に至って吹出口１３から室内に吹き出されるのを抑制できる。

本発明のクロスフローファン２では、以上のような第１実施形態、第２実施形態及び変形例１〜６から選ばれる複数の形態を組み合わせることもできる。

なお、図１７に示す参考例において、例えば渦安定化手段１１４にこの渦安定化手段１１４を貫通する開口部を設けると、渦流を安定化させる効果が低減すると考えられる。

１ 室内機
２ クロスフローファン
３ 羽根車
３Ａ 羽根車の回転軸
４ リアガイダ
５ 渦流抑制手段
６ スタビライザ
７ 熱交換器
７Ａ 正面側熱交換器
７Ｂ 背面側熱交換器
１０ ケーシング
１１ ドレンパン
１２ 吸込口
１３ 吹出口
３１ 羽根
４０ リアガイダの対向面
４０Ｒ リアガイダの背面
４１ 最近接部
５１ 開口部（スリット、細孔）
５１Ｅ 開口部の縁の下端
５２ カバー
Ｄ 羽根車の回転方向
Ｆ 主流
Ｆｒ 逆流
Ｓ 巻き始め部

Claims (7)

1. 羽根車（３）と、前記羽根車（３）を間に挟むように設けられ、吸込口（１２）側の空気を吹出口（１３）側に案内するリアガイダ（４）及びスタビライザ（６）とを備えたクロスフローファンであって、
   前記リアガイダ（４）は、前記羽根車（３）との距離が最も近い最近接部（４１）よりも下流側において前記リアガイダ（４）をその厚み方向に貫通し、前記吸込口（１２）側の流路を流れる空気の一部を前記羽根車（３）側に流す１つ又は複数の開口部（５１）を有するクロスフローファン。
2. 前記複数の開口部（５１）は、前記羽根車（３）の軸方向に互いに間隔をあけて設けられた開口部（５１）を含む、請求項１に記載のクロスフローファン。
3. 前記１つ又は複数の開口部（５１）はスリット（５１）を含む、請求項１又は２に記載のクロスフローファン。
4. 前記スリット（５１）は、前記羽根車（３）の軸方向に沿って延びている、請求項３に記載のクロスフローファン。
5. 前記複数の開口部（５１）は、前記羽根車（３）の軸方向に沿った第１列と、前記第１列よりも下流側において前記軸方向に沿った第２列に沿って設けられている、請求項１〜４の何れか１項に記載のクロスフローファン。
6. 前記開口部（５１）の上方にはカバー（５２）が設けられている、請求項１〜５の何れか１項に記載のクロスフローファン。
7. 前記吸込口（１２）側の流路に設けられた熱交換器（７）と、
   請求項１〜６の何れか１項に記載のクロスフローファン（２）と、を備えた空気調和機。

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