本発明は、シロッコファンに関する。
従来より、空気を送風する送風機として、シロッコファン(多翼型ファン)が知られている。例えば特許文献1に開示のシロッコファンは、調湿装置に搭載されている。
調湿装置は、吸着剤が担持された2つの吸着熱交換器を備え、室外空気を除湿又は加湿して室内へ供給するように構成される。具体的に、調湿装置の運転時には、シロッコファンで構成される給気ファン及び排気ファンが作動する。給気ファンが作動すると、室外空気が吸着熱交換器を通過し、この空気が除湿又は加湿されて室内へ供給される。排気ファンが作動すると、室内空気が吸着熱交換器を通過し、この空気が吸着熱交換器の水分を再生する又は吸着熱交換器に水分を付与し、室外へ排出される。
ところで、シロッコファンでは、ファンケーシングの内部にファンロータが収容され、このファンロータがモータによって回転駆動される。ここで、この種のシロッコファンでは、ファンケーシングの筒軸方向の両側にそれぞれ吸込口が形成されるものがある。
このシロッコファンにおいて、吸込口に吸い込まれる直前の空気を整流する方法として、ファンケーシングの両側に軸方向外方へ膨出する凸状のベルマウスを形成し、ベルマウスの内部に吸込口を形成する構造が考えられる。これにより、ベルマウスの外周側の空気がベルマウスの内壁に沿うように整流化され、ファン性能の向上を図ることができる。
ところが、このように、ファンケーシングの両側にそれぞれ凸状のベルマウスを形成すると、モータと、該モータに隣接するベルマウスとの距離が狭くなってしまう。これにより、モータ寄りのベルマウスでは、モータが吸込空気の障害となり、吸込空気の抵抗が増大してしまう虞がある。この結果、このような吸込空気の抵抗に起因してファン効率がかえって低下してしまうという問題があった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高いファン効率を得ることができるシロッコファンを提供することにある。
第1の発明は、シロッコファンを対象とし、モータ(82)と、該モータ(82)に回転駆動されるファンロータ(84)と、該ファンロータ(84)を収容する略筒状の本体部(90)を有するファンケーシング(85)とを備え、該ファンケーシング(85)は、上記本体部(90)の筒軸方向の両側のうち上記モータ(82)と反対側に配置され、第1吸込口(91a)が形成される第1ベルマウス(91)と、上記本体部(90)の筒軸方向の両側のうち上記モータ(82)側に配置され、第2吸込口(92a)が形成される第2ベルマウス(92)とを有し、上記第2吸込口(92a)の内径をDとし、上記本体部(90)における上記第2ベルマウス(92)側の側面(90b)から上記モータ(82)までの距離をLとすると、上記ファンケーシング(85)は、L/D≦0.4となるように構成され、上記第1ベルマウス(91)は、上記本体部(90)の側面(90a)から軸方向外方へ膨出するように構成され、上記第2ベルマウス(92)は、上記本体部(90)の側面(90b)から軸方向外方へ膨出しない平坦状に構成されることを特徴とする。
第1の発明では、ファンケーシング(85)の本体部(90)の筒軸方向の両側にそれぞれベルマウス(91,92)が形成される。モータ(82)と反対側の第1ベルマウス(91)には、第1吸込口(91a)が形成され、モータ(82)側の第2ベルマウス(92)には、第2吸込口(92a)が形成される。モータ(82)がファンロータ(84)を駆動すると、各吸込口(91a,92a)から空気が吸い込まれ、この空気が所定方向へ吹き出される。
本発明のファンケーシング(85)は、第2吸込口(92a)の内径をDとし、本体部(90)の第2ベルマウス(92)側の側面(90b)からモータ(82)までの距離をLとすると、L/D≦0.4となるように構成される。つまり、第2吸込口(92a)の内径Dに対して、モータ(82)から本体部(90)までの間の距離Lが相対的に小さくなる。従って、第2吸込口(92a)に吸い込まれる空気は、モータ(82)の干渉を受けるため、吸込空気の抵抗が増大し易い。
しかしながら、本発明では、第2ベルマウス(92)が、軸方向外方へ膨出せず平坦状に形成され、ファンケーシング(85)の本体部(90)と略面一に構成される。従って、第2吸込口(92a)とモータ(82)との間の距離が十分確保され、第2吸込口(92a)の吸込空気の抵抗が小さくなる。
一方、第1ベルマウス(91)は、本体部(90)の側面(90a)から径方向に膨出している。このため、第1ベルマウス(91)の第1吸込口(91a)の外周の空気は、第1吸込口(91a)を通過する際に整流化される。
第2の発明は、シロッコファンを対象とし、モータ(82)と、該モータ(82)に回転駆動されるファンロータ(84)と、該ファンロータ(84)を収容する略筒状の本体部(90)を有するファンケーシング(85)とを備え、該ファンケーシング(85)は、上記本体部(90)の筒軸方向の両側のうち上記モータ(82)と反対側に配置され、第1吸込口(91a)が形成される第1ベルマウス(91)と、上記本体部(90)の筒軸方向の両側のうち上記モータ(82)側に配置され、第2吸込口(92a)が形成される第2ベルマウス(92)とを有し、上記ファンケーシング(85)は、L/D≦0.4となるように構成され、上記第1ベルマウス(91)は、上記本体部(90)の側面(90a)から軸方向外方へ膨出するように構成され、上記第2ベルマウス(92)は、上記本体部(90)の側面(90b)から軸方向外方へ膨出するように構成され、上記ファンケーシング(85)は、上記第2ベルマウス(92)の膨出高さH2が、上記第1ベルマウス(91)の膨出高さH1よりも小さくなるように構成されることを特徴とする。
第2の発明では、第1の発明と同様にして、ファンケーシング(85)が、L/D≦0.4となるように構成される。これにより、第2吸込口(92a)に吸い込まれる空気は、モータ(82)の干渉を受けるため、吸込空気の抵抗が増大し易い。
しかしながら、本発明では、第2ベルマウス(92)の膨出高さH2が、第1ベルマウス(91)の膨出高さH1よりも小さい。従って、第2吸込口(92a)とモータ(82)との間の距離が確保され、第2吸込口(92a)の吸込空気の抵抗が小さくなる。
一方、第1ベルマウス(91)の膨出高さH1は、第2ベルマウス(92)の膨出高さH2よりも大きい。このため、第1ベルマウス(91)の第1吸込口(91a)の外周の空気は、第1吸込口(91a)を通過する際に整流化され易くなる。
第3の発明は、第2の発明において、上記ファンケーシング(85)は、L/D=0.4で且つL/H2≧10となるように構成されていることを特徴とする。
第3の発明では、ファンケーシング(85)がL/D=0.4の関係を満たすので、モータ(82)と本体部(90)との距離が過剰に遠くなったり、狭くなったりすることを回避できる。更に、本発明では、L/H2≧10とすることで、モータ(82)と第2吸込口(92a)との間の距離が過剰に狭くなってしまうことを回避でき、第2吸込口(92a)に吸い込まれる吸込空気の抵抗を低減できる。
第1や第2の発明によれば、モータ(82)と本体部(90)との距離が比較的狭い状態であっても、モータ(82)と第2吸込口(92a)との間の距離を十分に確保でき、第2吸込口(92a)の吸込空気の抵抗の低減、ひいてはファン効率の向上を図ることができる。また、モータ(82)と本体部(90)との距離を比較的狭くすることで、シロッコファンの設置スペースを小さくできる。
また、第1や第2の発明によれば、第1ベルマウス(91)が軸方向外方へ膨出するため、第1吸込口(91a)で吸込空気を十分に整流化できる。この結果、ファン効率を更に向上できる。
また、第1の発明によれば、第2ベルマウス(92)を軸方向外方へ膨出させる必要がないので、第2ベルマウス(92)の比較的容易な加工により形成できる。
第3の発明によれば、L/H2≧10とすることで、モータ(82)と第2吸込口(92a)との間の距離を十分に確保でき、第2吸込口(92a)の吸込空気の抵抗を確実に低減できる。この結果、ファン効率を更に向上できる。
図1は、実施形態に係る調湿装置の概略構成を示す平面図である。
図2は、実施形態に係る調湿装置の内部構造を示す図1のII矢視図(右面図)である。
図3は、実施形態に係る調湿装置の内部構造を示す図1のIII矢視図(左面図)である。
図4(A)は、冷媒回路の概略の配管系統図であり、第1動作を示すものである。図4(B)は、冷媒回路の概略の配管系統図であり、第2動作を示すものである。
図5は、実施形態に係るシロッコファンの斜視図である。
図6は、実施形態に係るシロッコファンの上面図である。
図7は、実施形態に係るシロッコファンの図6のVII-VII断面図である。
図8は、比較例に係るシロッコファンのL/Dと効率αの関係を示すグラフである。
図9は、実施形態の変形例に係るシロッコファンの上面図である。
図10は、実施形態の変形例に係るシロッコファンのL/H2と効率αの関係を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
本発明の実施形態について説明する。実施形態に係るシロッコファン(80)(多翼ファン)は、調湿装置(10)に適用されている。
調湿装置(10)は、除湿運転と加湿運転とを切り換えて行うように構成される。調湿装置(10)は、ケーシング(20)と、冷媒回路(50)と、2つのファン(60,70)とを備えている。
〈ケーシング〉
図1〜図3に示すように、ケーシング(20)は、上下の高さが低い直方体状の箱形に形成されている。ケーシング(20)は、前面パネル(21)と後面パネル(22)と第1側面パネル(23)と第2側面パネル(24)と底板(25)と天板(26)とを有している。
第1側面パネル(23)は、ケーシング(20)の右側(図1の右側)に形成され、第2側面パネル(24)は、ケーシング(20)の左側(図1の左側)に形成される。第1側面パネル(23)には、上部中間部に外気吸込口(31)が形成され、上部後方部に排気口(32)が形成される。第2側面パネル(24)には、下部中間部に内気吸込口(33)が形成され、下部後方部に給気口(34)が形成される。外気吸込口(31)には、室外に連通する外気ダクト(31a)が接続され、排気口(32)には、室外に連通する排気ダクト(32a)が接続される。内気吸込口(33)には、室内に連通する内気ダクト(33a)が接続され、給気口(34)には、室内に連通する給気ダクト(34a)が接続される。
ケーシング(20)の内部の前面寄りには、第1側面パネル(23)に沿って外気通路(35)と排気通路(36)とが形成される。外気通路(35)は、給気通路(38)の上側に形成され、外気吸込口(31)と連通している。ケーシング(20)の内部の前面寄りには、第2側面パネル(24)に沿って内気通路(37)と給気通路(38)とが形成される。内気通路(37)は、給気通路(38)の下側に形成され、内気吸込口(33)と連通している。
ケーシング(20)の内部の前面寄りの中央部には、第1熱交換器室(41)と第2熱交換器室(42)とが形成される。各熱交換器室(41,42)には、それぞれ4枚のダンパ(45)が面している。第1熱交換器室(41)は、各ダンパ(45)を介して、外気通路(35)、排気通路(36)、内気通路(37)、及び給気通路(38)とそれぞれ断続する。第2熱交換器室(42)は、各ダンパ(45)を介して、外気通路(35)、排気通路(36)、内気通路(37)、及び給気通路(38)とそれぞれ断続する。
ケーシング(20)の内部の後方寄りには、第1側面パネル(23)に沿って排気室(39)が形成され、第2側面パネル(24)に沿って給気室(40)が形成される。排気室(39)は、排気通路(36)及び排気口(32)と連通し、給気室(40)は、給気通路(38)及び給気口(34)と連通している。
〈冷媒回路〉
図4に示すように、調湿装置(10)は、冷媒が充填される冷媒回路(50)を備えている。冷媒回路(50)では、冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。冷媒回路(50)には、圧縮機(51)と第1吸着熱交換器(52)と膨張弁(53)と第2吸着熱交換器(54)と四方切換弁(55)とが接続される。
図1に示すように、圧縮機(51)は、給気室(40)の右側寄りに配置される。各吸着熱交換器(52,54)は、フィン・アンド・チューブ式の熱交換器の表面に水分を吸着又は脱離する吸着剤(収着剤)が担持される。第1吸着熱交換器(52)は、第1熱交換器室(41)に配置され、第2吸着熱交換器(54)は、第2熱交換器室(42)に配置される。
四方切換弁(55)は、圧縮機(51)の吐出側と連通する第1ポートと、圧縮機(51)の吸入側と連通する第2ポートとを有している。四方切換弁(55)は、第1吸着熱交換器(52)のガス側端部と連通する第3ポートと、第2吸着熱交換器(54)のガス側端部と連通する第4ポートとを有している。四方切換弁(55)は、第1ポートと第3ポートが連通し且つ第2ポートと第4ポートが連通する第1の状態(図4(A))と、第1ポートと第4ポートが連通し第2ポートと第3ポートが連通する第2の状態(図4(B))とに切り換わる。
〈シロッコファンの構成〉
排気ファン(60)及び給気ファン(70)は、それぞれ同様の構成のシロッコファン(80)で構成される。図1に示すように、排気ファン(60)は、排気室(39)に配置され、給気ファン(70)は、給気室(40)に配置される。排気ファン(60)の吹出口(61)は、排気口(32)に接続され、給気ファン(70)の吹出口(71)は、給気口(34)に接続される。
シロッコファン(80)の詳細な構成について、図5〜図7を参照しながら説明する。
シロッコファン(80)は、モータ支持台(81)と、モータ(82)と、シャフト(83)と、ファンロータ(84)と、ファンケーシング(85)とを有している。
モータ支持台(81)は、調湿装置(10)の底板(25)に設置されている。モータ支持台(81)は、縦長板状の一対の支持板(81a)と、該一対の支持板(81a)の各下端に亘るベース板(81b)と、一対の支持板(81a)の間に垂直な姿勢で介設される中間板(81c)とを有している。一対の支持板(81a)の上端は、上方に向かって幅が狭くなるテーパ状に形成される。
モータ(82)は、一対の支持板(81a)の各上端部の間に支持されている。モータ(82)は、調湿装置(10)の後面パネル(22)に対向して配置される(図1を参照)。
シャフト(83)の一端は、モータ(82)の軸心部に連結されている。シャフト(83)の他端は、ファンロータ(84)の軸心部に連結されている。
ファンロータ(84)は、外形が略円筒状に形成される羽根車を構成している。ファンロータ(84)の外周側には、複数の羽根(84a)が略等間隔置きに周方向に配列されている。
ファンケーシング(85)は、シャフト(83)の一部、及びファンロータ(84)を収容するケーシングを構成している。本実施形態のファンケーシング(85)は、樹脂性のケース部(86)と、金属製の閉塞部材(87)とを有している。
ケース部(86)は、モータ(82)側が開放された中空状に形成されている。ケース部(86)は、ファンロータ(84)が収容される略筒状の収容部(86a)と、該収容部(86a)の内部と連通する矩形状の吹出口(61,71)とを有している。
閉塞部材(87)は、ケース部(86)のうちモータ(82)側の開放部の全域を覆っている。閉塞部材(87)は、ケース部(86)の上端から調湿装置(10)の底板(25)に亘って延びる略矩形状の閉塞支持板(88)と、該閉塞支持板(88)の上部に配置される吸込板(89)とを有している。吸込板(89)は、閉塞支持板(88)の表面に重なるように該閉塞支持板(88)にビス(締結部材)を介して固定される。閉塞支持板(88)における吸込板(89)に対応する部位には、開口が形成され、この開口を吸込板(89)が覆っている。
本実施形態では、ケース部(86)の収容部(86a)及び閉塞支持板(88)の上側部位が略筒状の本体部(90)を構成している。つまり、本体部(90)は、モータ(82)と同軸となるように、該モータ(82)と隣接するように配置され、ファンロータ(84)の全体を収容している。
本体部(90)の筒軸方向の両側には、それぞれベルマウス(91,92)が形成されている。これらのベルマウス(91,92)のうちモータ(82)と反対側のベルマウスが第1ベルマウス(91)を構成し、モータ(82)側のベルマウスが第2ベルマウス(92)を構成している。
第1ベルマウス(91)は、樹脂性のケース部(86)と一体に成形されている。第1ベルマウス(91)は、本体部(90)におけるモータ(82)と反対側の第1側面(90a)(図6及び図7を参照)から軸方向外方に凸状に膨出している。第1ベルマウス(91)の内部には、第1吸込口(91a)が形成されている。第1吸込口(91a)の内周縁部は、軸方向外方に向かうにつれて内径を拡大させるような略ラッパ形状に構成されている。図1に示すように、排気ファン(60)の第1ベルマウス(91)(第1吸込口(91a))は、排気通路(36)に対向し、給気ファン(70)の第1ベルマウス(91)(第1吸込口(91a))は、給気通路(38)に対向している。
第2ベルマウス(92)は、上記吸込板(89)の中央部に形成されている。第2ベルマウス(92)は、本体部(90)におけるモータ(82)側の第2側面(90b)と略面一に構成されている。つまり、第2ベルマウス(92)は、本体部(90)から軸方向外方へ膨出しておらず、平坦状に構成されている。
第2ベルマウス(92)では、板金を絞り加工することにより、内部に第2吸込口(92a)が形成される。第2吸込口(92a)の内周縁部は、軸方向外方へ向かうにつれて内径を拡大させるような略ラッパ形状に構成されている。
〈シロッコファンの寸法関係〉
本実施形態に係るシロッコファン(80)の寸法関係について図7を参照しながら説明する。ファンケーシング(85)では、本体部(90)の第1側面(90a)から軸方向外方へ第1ベルマウス(91)が膨出している。つまり、第1ベルマウス(91)の膨出高さH1は、0よりも大きい所定長さであり、
一方、ファンケーシング(85)では、本体部(90)の第2側面(90b)から軸方向外方へ第2ベルマウス(92)が膨出していない。つまり、第2ベルマウス(92)の膨出高さH2は、実質的に0ということもできる。
シロッコファン(80)では、モータ(82)におけるファンケーシング(85)側の側面から第2側面(90b)までの距離をLとし、第2ベルマウス(92)の第2吸込口(92a)の内径(厳密には、図5及び7に示す最大内径)をDとすると、L/D≦0.4となっている。つまり、シロッコファン(80)では、第2吸込口(92a)の内径Dに対してモータ(82)と本体部(90)の間隔Lが比較的狭くなっている。距離Lは例えば54mmであり、内径Dは例えば175mmである。つまり、L/Dは約0.3となっている。
−運転動作−
次いで、調湿装置(10)の運転動作について図1〜図4を参照しながら説明する。調湿装置(10)の運転時には、冷媒回路(50)で冷凍サイクルが行われると同時に、給気ファン(70)及び排気ファン(60)が作動状態となる。
[除湿運転]
調湿装置(10)の除湿運転では、第1動作と第2動作とが繰り返し行われる。第1動作では、第1吸着熱交換器(52)が放熱器(凝縮器)となり、第2吸着熱交換器(54)が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。第2動作では、第2吸着熱交換器(54)が放熱器(凝縮器)となり、第1吸着熱交換器(52)が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。
第1動作では、室外空気(OA)が外気通路(35)、第2熱交換器室(42)、給気通路(38)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室外空気(OA)は、第2吸着熱交換器(54)で除湿され、給気通路(38)、給気室(40)、及び給気口(34)を介して供給空気(SA)として室内へ供給される。また、第1動作では、室内空気(RA)が内気通路(37)、第1熱交換器室(41)、排気通路(36)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室内空気(RA)は、第1吸着熱交換器(52)の吸着剤の再生に利用され、排気通路(36)、排気室(39)、及び排気口(32)を介して室外空気(EA)として室外へ排出される。
第2動作では、室外空気(OA)が外気通路(35)、第1熱交換器室(41)、給気通路(38)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室外空気(OA)は、第1吸着熱交換器(52)で除湿され、給気通路(38)、給気室(40)、及び給気口(34)を介して供給空気(SA)として室内へ供給される。また、第2動作では、室内空気(RA)が内気通路(37)、第2熱交換器室(42)、排気通路(36)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室内空気(RA)は、第2吸着熱交換器(54)の吸着剤の再生に利用され、排気通路(36)、排気室(39)、及び排気口(32)を介して室外空気(EA)として室外へ排出される。
[加湿運転]
調湿装置(10)の加湿運転では、第1動作と第2動作とが繰り返し行われる。
第1動作では、室外空気(OA)が外気通路(35)、第1熱交換器室(41)、給気通路(38)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室外空気(OA)は、第1吸着熱交換器(52)で加湿され、給気通路(38)、給気室(40)、及び給気口(34)を介して供給空気(SA)として室内へ供給される。また、第1動作では、室内空気(RA)が内気通路(37)、第2熱交換器室(42)、排気通路(36)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室内空気(RA)は、第2吸着熱交換器(54)の吸着剤へ水分を付与し、排気通路(36)、排気室(39)、及び排気口(32)を介して室外空気(EA)として室外へ排出される。
第2動作では、室外空気(OA)が外気通路(35)、第2熱交換器室(42)、給気通路(38)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室外空気(OA)は、第2吸着熱交換器(54)で加湿され、給気通路(38)、給気室(40)、及び給気口(34)を介して供給空気(SA)として室内へ供給される。また、第2動作では、室内空気(RA)が内気通路(37)、第1熱交換器室(41)、排気通路(36)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室内空気(RA)は、第1吸着熱交換器(52)の吸着剤へ水分を付与し、排気通路(36)、排気室(39)、及び排気口(32)を介して室外空気(EA)として室外へ排出される。
〈シロッコファンの作用効果〉
上述した除湿運転や加湿運転では、給気ファン(70)や排気ファン(60)が作動する。これらのシロッコファン(80)では、モータ(82)がファンロータ(84)を回転駆動することで、第1吸込口(91a)及び第2吸込口(92a)からそれぞれ空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は、ファンロータ(84)の周方向(接線方向)に向きを変え、各吹出口(61,71)より吹き出される。
ここで、本実施形態のシロッコファン(80)では、設置スペースを小さくするために、第2吸込口(92a)の内径Dに対し、モータ(82)とファンケーシング(85)の本体部(90)との間の距離Lを相対的に小さくしている。具体的には、ファンケーシング(85)は、L/D≦0.4となるように構成される。ところが、このように、L/Dを小さくしていくと、ファンの効率が低下するという問題が生じる。この点について、図8を参照しながら説明する。
図8は、比較例のシロッコファンについて、L/Dを変化させるとどの程度ファンの効率が低下するかを検証したグラフである。ここで、縦軸の効率αは、η2/η1で求められる。η1は、モータが第2吸込口の吸込空気と干渉しないように、両者を極力離した際のファンの効率(最大効率)である。これに対し、η2は、L/Dを変化させて計測したファンの効率である。つまり、この効率αが低いほど、最大のファン効率η1に対して実際のファン効率η2が低下していることを示す。
なお、比較例のシロッコファンは、ファンケーシングの本体部の両側の側面からそれぞれ同じ膨出高さで軸方向外方へ膨出する一対の凸状のベルマウスを有するものである。
図8に示すように、比較例のシロッコファンでは、L/Dが0.4以下になると急激に効率αが低下してしまうことがわかる。つまり、比較例のシロッコファンにおいて、設置スペースを小さくするために、モータと本体部とを近づけると、モータが第2吸込口に干渉してしまい、第2吸込口に吸い込まれる空気の抵抗が増大してしまう。この結果、縦軸で示す効率αが低下してしまうという問題が生じる。
そこで、本実施形態では、第2ベルマウス(92)を軸方向外方へ膨出させず、平坦状に形成している。これにより、図7に示すように、モータ(82)と第2吸込口(92a)までの距離を十分に確保できるため、モータ(82)が第2吸込口(92a)と干渉することを防止できる。この結果、第2吸込口(92a)の吸込空気の抵抗を低減でき、モータ効率を向上できる。
また、本実施形態では、モータ(82)が隣接しておらず、空気通路(給気通路(38)又は排気通路(36))に面する第1ベルマウス(91)を軸方向外方へ膨出させている。このため、第1ベルマウス(91)では、周囲の空気を整流しながら吸い込むことができ、モータの効率を更に向上できる。
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、モータ(82)とファンケーシング(85)の本体部(90)との距離が比較的狭い状態であっても、モータ(82)と第2吸込口(92a)との間の距離を十分に確保でき、第2吸込口(92a)の吸込空気の抵抗の低減、ひいてはファン効率の向上を図ることができる。また、モータ(82)とファンケーシング(85)の本体部(90)との距離を比較的狭くすることで、シロッコファン(80)の設置スペースを小さくできる。
また、このように、L/Dが0.4以下である条件下において、モータ(82)と第2吸込口(92a)との間の距離を十分に確保できると、第2吸込口(92a)に吸い込まれる空気の流量、ないし流速を増大させることができる。この結果、シロッコファン(80)のファン性能を向上できる。
また、第1ベルマウス(91)が軸方向外方へ膨出するため、第1吸込口(91a)で吸込空気を十分に整流化できる。この結果、ファン効率を更に向上できる。
また、本実施形態では、第2ベルマウス(92)を軸方向外方へ膨出させる必要がないので、板金を絞り加工することで、第2ベルマウス(92)を容易に成形できる。
〈実施形態の変形例〉
実施形態の変形例は、上記実施形態とシロッコファン(80)の構成が異なるものである。図9に示すように、変形例のシロッコファン(80)では、実施形態1と異なり、第2ベルマウス(92)も軸方向外方へ凸状に膨出している。第2ベルマウス(92)の膨出高さH2は、第1ベルマウス(91)の膨出高さH1より小さい。
また、変形例のファンケーシング(85)は、L/D=0.4となるように構成される。これにより、シロッコファン(80)の設置スペースが比較的小さくなる一方、モータ(82)と第2吸込口(92a)との距離が過剰に狭くなることもない。更に、変形例のファンケーシング(85)は、L/H2≧10となるように構成されている。この点について、図10を参照しながら説明する。
図10は、縦軸を上述した効率αとし、横軸をL/H2としたときの両者の関係を示すグラフである。このグラフからわかるように、L/H2が10より小さくなると、効率αが著しく低下する。これは、モータ(82)と本体部(90)との間の距離Lに対して、第2ベルマウス(92)の膨出高さH2が相対的に大きめとなり、モータ(82)が第2吸込口(92a)と干渉し易くなるからである。これに対し、L/H2が10以上になると、効率αがほぼ最大値(α=1.0)に達する。膨出高さH2が小さくなることに起因して、モータ(82)が第2吸込口(92a)と干渉し難くなり、吸込空気の抵抗が小さくなるからである。
以上のように、変形例2では、H2<H1且つL/D=0.4且つL/H2≧10の関係式を満たすことで、第2吸込口(92a)の吸込空気の抵抗を低減でき、且つ第1ベルマウス(91)での整流効果も十分得ることができる。
また、このような条件下において、モータ(82)と第2吸込口(92a)との間の距離を十分に確保できると、第2吸込口(92a)に吸い込まれる空気の流量、ないし流速を増大させることができる。この結果、シロッコファン(80)のファン性能を向上できる。
《その他の実施形態》
上述した実施形態では、給気ファン(70)と排気ファン(60)との双方に本発明に係るシロッコファン(80)を採用しているが、いずれか一方のみに採用してもよい。
また、本実施形態では、シロッコファン(80)を調湿装置(10)に搭載しているが、換気装置、空気調和機、空気清浄機等の他の装置(空気を搬送する装置)に本発明に係るシロッコファン(80)を搭載してもよい。
以上説明したように、本発明は、シロッコファンについて有用である。
60 排気ファン(シロッコファン)
70 給気ファン(シロッコファン)
80 シロッコファン
82 モータ
84 ファンロータ
85 ファンケーシング
90 本体部
90a 第1側面
90b 第2側面
91 第1ベルマウス
91a 第1吸込口
92 第2ベルマウス
92a 第2吸込口
本発明は、シロッコファンに関する。
従来より、空気を送風する送風機として、シロッコファン(多翼型ファン)が知られている。例えば特許文献1に開示のシロッコファンは、調湿装置に搭載されている。
調湿装置は、吸着剤が担持された2つの吸着熱交換器を備え、室外空気を除湿又は加湿して室内へ供給するように構成される。具体的に、調湿装置の運転時には、シロッコファンで構成される給気ファン及び排気ファンが作動する。給気ファンが作動すると、室外空気が吸着熱交換器を通過し、この空気が除湿又は加湿されて室内へ供給される。排気ファンが作動すると、室内空気が吸着熱交換器を通過し、この空気が吸着熱交換器の水分を再生する又は吸着熱交換器に水分を付与し、室外へ排出される。
ところで、シロッコファンでは、ファンケーシングの内部にファンロータが収容され、このファンロータがモータによって回転駆動される。ここで、この種のシロッコファンでは、ファンケーシングの筒軸方向の両側にそれぞれ吸込口が形成されるものがある。
このシロッコファンにおいて、吸込口に吸い込まれる直前の空気を整流する方法として、ファンケーシングの両側に軸方向外方へ膨出する凸状のベルマウスを形成し、ベルマウスの内部に吸込口を形成する構造が考えられる。これにより、ベルマウスの外周側の空気がベルマウスの内壁に沿うように整流化され、ファン性能の向上を図ることができる。
ところが、このように、ファンケーシングの両側にそれぞれ凸状のベルマウスを形成すると、モータと、該モータに隣接するベルマウスとの距離が狭くなってしまう。これにより、モータ寄りのベルマウスでは、モータが吸込空気の障害となり、吸込空気の抵抗が増大してしまう虞がある。この結果、このような吸込空気の抵抗に起因してファン効率がかえって低下してしまうという問題があった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高いファン効率を得ることができるシロッコファンを提供することにある。
第1の発明は、シロッコファンを対象とし、モータ(82)と、該モータ(82)に回転駆動されるファンロータ(84)と、該ファンロータ(84)を収容する略筒状の本体部(90)を有するファンケーシング(85)とを備え、該ファンケーシング(85)は、上記本体部(90)の筒軸方向の両側のうち上記モータ(82)と反対側に配置され、第1吸込口(91a)が形成される第1ベルマウス(91)と、上記本体部(90)の筒軸方向の両側のうち上記モータ(82)側に配置され、第2吸込口(92a)が形成される第2ベルマウス(92)とを有し、上記第2吸込口(92a)の内径をDとし、上記本体部(90)における上記第2ベルマウス(92)側の側面(90b)から上記モータ(82)までの距離をLとすると、上記ファンケーシング(85)は、L/D≦0.4となるように構成され、上記第1ベルマウス(91)は、上記本体部(90)の側面(90a)から軸方向外方へ膨出するように構成され、上記ファンケーシング(85)は、上記第2ベルマウス(92)における本体部(90)の側面(90b)から軸方向外方への膨出高さH2が、上記第1ベルマウス(91)における本体部(90)の側面(90a)から軸方向外方への膨出高さH1よりも小さくなるように構成されることを特徴とするシロッコファン。
第1の発明では、ファンケーシング(85)の本体部(90)の筒軸方向の両側にそれぞれベルマウス(91,92)が形成される。モータ(82)と反対側の第1ベルマウス(91)には、第1吸込口(91a)が形成され、モータ(82)側の第2ベルマウス(92)には、第2吸込口(92a)が形成される。モータ(82)がファンロータ(84)を駆動すると、各吸込口(91a,92a)から空気が吸い込まれ、この空気が所定方向へ吹き出される。
本発明のファンケーシング(85)は、第2吸込口(92a)の内径をDとし、本体部(90)の第2ベルマウス(92)側の側面(90b)からモータ(82)までの距離をLとすると、L/D≦0.4となるように構成される。つまり、第2吸込口(92a)の内径Dに対して、モータ(82)から本体部(90)までの間の距離Lが相対的に小さくなる。従って、第2吸込口(92a)に吸い込まれる空気は、モータ(82)の干渉を受けるため、吸込空気の抵抗が増大し易い。
しかしながら、本発明では、第2ベルマウス(92)における本体部(90)の側面(90b)から軸方向外方への膨出高さH2が、上記第1ベルマウス(91)における本体部(90)の側面(90a)から軸方向外方への膨出高さH1よりも小さくなるように構成される。従って、第2吸込口(92a)とモータ(82)との間の距離が十分確保され、第2吸込口(92a)の吸込空気の抵抗が小さくなる。
第1ベルマウス(91)は、本体部(90)の側面(90a)から径方向に膨出している。このため、第1ベルマウス(91)の第1吸込口(91a)の外周の空気は、第1吸込口(91a)を通過する際に整流化される。
第2の発明は、第1の発明において、上記第2ベルマウス(92)は、上記膨出高さH2が0となる平坦状に形成されていることを特徴とする。
本発明では、第2ベルマウス(92)が軸方向外方へ膨出せず平坦状に形成され、ファンケーシング(85)の本体部(90)と略面一に構成される。従って、第2吸込口(92a)とモータ(85)との距離が十分確保され、第2吸込口(92a)の吸込空気の抵抗が小さくなる。
第3の発明は、第1の発明において、上記ファンケーシング(85)は、L/D=0.4で且つL/H2≧10となるように構成されていることを特徴とする。
第3の発明では、ファンケーシング(85)がL/D=0.4の関係を満たすので、モータ(82)と本体部(90)との距離が過剰に遠くなったり、狭くなったりすることを回避できる。更に、本発明では、L/H2≧10とすることで、モータ(82)と第2吸込口(92a)との間の距離が過剰に狭くなってしまうことを回避でき、第2吸込口(92a)に吸い込まれる吸込空気の抵抗を低減できる。
第1や第2の発明によれば、モータ(82)と本体部(90)との距離が比較的狭い状態であっても、モータ(82)と第2吸込口(92a)との間の距離を十分に確保でき、第2吸込口(92a)の吸込空気の抵抗の低減、ひいてはファン効率の向上を図ることができる。また、モータ(82)と本体部(90)との距離を比較的狭くすることで、シロッコファンの設置スペースを小さくできる。
また、第1や第2の発明によれば、第1ベルマウス(91)が軸方向外方へ膨出するため、第1吸込口(91a)で吸込空気を十分に整流化できる。この結果、ファン効率を更に向上できる。
また、第2の発明によれば、第2ベルマウス(92)を軸方向外方へ膨出させる必要がないので、第2ベルマウス(92)の比較的容易な加工により形成できる。
第3の発明によれば、L/H2≧10とすることで、モータ(82)と第2吸込口(92a)との間の距離を十分に確保でき、第2吸込口(92a)の吸込空気の抵抗を確実に低減できる。この結果、ファン効率を更に向上できる。
図1は、実施形態に係る調湿装置の概略構成を示す平面図である。
図2は、実施形態に係る調湿装置の内部構造を示す図1のII矢視図(右面図)である。
図3は、実施形態に係る調湿装置の内部構造を示す図1のIII矢視図(左面図)である。
図4(A)は、冷媒回路の概略の配管系統図であり、第1動作を示すものである。図4(B)は、冷媒回路の概略の配管系統図であり、第2動作を示すものである。
図5は、実施形態に係るシロッコファンの斜視図である。
図6は、実施形態に係るシロッコファンの上面図である。
図7は、実施形態に係るシロッコファンの図6のVII-VII断面図である。
図8は、比較例に係るシロッコファンのL/Dと効率αの関係を示すグラフである。
図9は、実施形態の変形例に係るシロッコファンの上面図である。
図10は、実施形態の変形例に係るシロッコファンのL/H2と効率αの関係を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
本発明の実施形態について説明する。実施形態に係るシロッコファン(80)(多翼ファン)は、調湿装置(10)に適用されている。
調湿装置(10)は、除湿運転と加湿運転とを切り換えて行うように構成される。調湿装置(10)は、ケーシング(20)と、冷媒回路(50)と、2つのファン(60,70)とを備えている。
〈ケーシング〉
図1〜図3に示すように、ケーシング(20)は、上下の高さが低い直方体状の箱形に形成されている。ケーシング(20)は、前面パネル(21)と後面パネル(22)と第1側面パネル(23)と第2側面パネル(24)と底板(25)と天板(26)とを有している。
第1側面パネル(23)は、ケーシング(20)の右側(図1の右側)に形成され、第2側面パネル(24)は、ケーシング(20)の左側(図1の左側)に形成される。第1側面パネル(23)には、上部中間部に外気吸込口(31)が形成され、上部後方部に排気口(32)が形成される。第2側面パネル(24)には、下部中間部に内気吸込口(33)が形成され、下部後方部に給気口(34)が形成される。外気吸込口(31)には、室外に連通する外気ダクト(31a)が接続され、排気口(32)には、室外に連通する排気ダクト(32a)が接続される。内気吸込口(33)には、室内に連通する内気ダクト(33a)が接続され、給気口(34)には、室内に連通する給気ダクト(34a)が接続される。
ケーシング(20)の内部の前面寄りには、第1側面パネル(23)に沿って外気通路(35)と排気通路(36)とが形成される。外気通路(35)は、給気通路(38)の上側に形成され、外気吸込口(31)と連通している。ケーシング(20)の内部の前面寄りには、第2側面パネル(24)に沿って内気通路(37)と給気通路(38)とが形成される。内気通路(37)は、給気通路(38)の下側に形成され、内気吸込口(33)と連通している。
ケーシング(20)の内部の前面寄りの中央部には、第1熱交換器室(41)と第2熱交換器室(42)とが形成される。各熱交換器室(41,42)には、それぞれ4枚のダンパ(45)が面している。第1熱交換器室(41)は、各ダンパ(45)を介して、外気通路(35)、排気通路(36)、内気通路(37)、及び給気通路(38)とそれぞれ断続する。第2熱交換器室(42)は、各ダンパ(45)を介して、外気通路(35)、排気通路(36)、内気通路(37)、及び給気通路(38)とそれぞれ断続する。
ケーシング(20)の内部の後方寄りには、第1側面パネル(23)に沿って排気室(39)が形成され、第2側面パネル(24)に沿って給気室(40)が形成される。排気室(39)は、排気通路(36)及び排気口(32)と連通し、給気室(40)は、給気通路(38)及び給気口(34)と連通している。
〈冷媒回路〉
図4に示すように、調湿装置(10)は、冷媒が充填される冷媒回路(50)を備えている。冷媒回路(50)では、冷媒が循環することで蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。冷媒回路(50)には、圧縮機(51)と第1吸着熱交換器(52)と膨張弁(53)と第2吸着熱交換器(54)と四方切換弁(55)とが接続される。
図1に示すように、圧縮機(51)は、給気室(40)の右側寄りに配置される。各吸着熱交換器(52,54)は、フィン・アンド・チューブ式の熱交換器の表面に水分を吸着又は脱離する吸着剤(収着剤)が担持される。第1吸着熱交換器(52)は、第1熱交換器室(41)に配置され、第2吸着熱交換器(54)は、第2熱交換器室(42)に配置される。
四方切換弁(55)は、圧縮機(51)の吐出側と連通する第1ポートと、圧縮機(51)の吸入側と連通する第2ポートとを有している。四方切換弁(55)は、第1吸着熱交換器(52)のガス側端部と連通する第3ポートと、第2吸着熱交換器(54)のガス側端部と連通する第4ポートとを有している。四方切換弁(55)は、第1ポートと第3ポートが連通し且つ第2ポートと第4ポートが連通する第1の状態(図4(A))と、第1ポートと第4ポートが連通し第2ポートと第3ポートが連通する第2の状態(図4(B))とに切り換わる。
〈シロッコファンの構成〉
排気ファン(60)及び給気ファン(70)は、それぞれ同様の構成のシロッコファン(80)で構成される。図1に示すように、排気ファン(60)は、排気室(39)に配置され、給気ファン(70)は、給気室(40)に配置される。排気ファン(60)の吹出口(61)は、排気口(32)に接続され、給気ファン(70)の吹出口(71)は、給気口(34)に接続される。
シロッコファン(80)の詳細な構成について、図5〜図7を参照しながら説明する。
シロッコファン(80)は、モータ支持台(81)と、モータ(82)と、シャフト(83)と、ファンロータ(84)と、ファンケーシング(85)とを有している。
モータ支持台(81)は、調湿装置(10)の底板(25)に設置されている。モータ支持台(81)は、縦長板状の一対の支持板(81a)と、該一対の支持板(81a)の各下端に亘るベース板(81b)と、一対の支持板(81a)の間に垂直な姿勢で介設される中間板(81c)とを有している。一対の支持板(81a)の上端は、上方に向かって幅が狭くなるテーパ状に形成される。
モータ(82)は、一対の支持板(81a)の各上端部の間に支持されている。モータ(82)は、調湿装置(10)の後面パネル(22)に対向して配置される(図1を参照)。
シャフト(83)の一端は、モータ(82)の軸心部に連結されている。シャフト(83)の他端は、ファンロータ(84)の軸心部に連結されている。
ファンロータ(84)は、外形が略円筒状に形成される羽根車を構成している。ファンロータ(84)の外周側には、複数の羽根(84a)が略等間隔置きに周方向に配列されている。
ファンケーシング(85)は、シャフト(83)の一部、及びファンロータ(84)を収容するケーシングを構成している。本実施形態のファンケーシング(85)は、樹脂性のケース部(86)と、金属製の閉塞部材(87)とを有している。
ケース部(86)は、モータ(82)側が開放された中空状に形成されている。ケース部(86)は、ファンロータ(84)が収容される略筒状の収容部(86a)と、該収容部(86a)の内部と連通する矩形状の吹出口(61,71)とを有している。
閉塞部材(87)は、ケース部(86)のうちモータ(82)側の開放部の全域を覆っている。閉塞部材(87)は、ケース部(86)の上端から調湿装置(10)の底板(25)に亘って延びる略矩形状の閉塞支持板(88)と、該閉塞支持板(88)の上部に配置される吸込板(89)とを有している。吸込板(89)は、閉塞支持板(88)の表面に重なるように該閉塞支持板(88)にビス(締結部材)を介して固定される。閉塞支持板(88)における吸込板(89)に対応する部位には、開口が形成され、この開口を吸込板(89)が覆っている。
本実施形態では、ケース部(86)の収容部(86a)及び閉塞支持板(88)の上側部位が略筒状の本体部(90)を構成している。つまり、本体部(90)は、モータ(82)と同軸となるように、該モータ(82)と隣接するように配置され、ファンロータ(84)の全体を収容している。
本体部(90)の筒軸方向の両側には、それぞれベルマウス(91,92)が形成されている。これらのベルマウス(91,92)のうちモータ(82)と反対側のベルマウスが第1ベルマウス(91)を構成し、モータ(82)側のベルマウスが第2ベルマウス(92)を構成している。
第1ベルマウス(91)は、樹脂性のケース部(86)と一体に成形されている。第1ベルマウス(91)は、本体部(90)におけるモータ(82)と反対側の第1側面(90a)(図6及び図7を参照)から軸方向外方に凸状に膨出している。第1ベルマウス(91)の内部には、第1吸込口(91a)が形成されている。第1吸込口(91a)の内周縁部は、軸方向外方に向かうにつれて内径を拡大させるような略ラッパ形状に構成されている。図1に示すように、排気ファン(60)の第1ベルマウス(91)(第1吸込口(91a))は、排気通路(36)に対向し、給気ファン(70)の第1ベルマウス(91)(第1吸込口(91a))は、給気通路(38)に対向している。
第2ベルマウス(92)は、上記吸込板(89)の中央部に形成されている。第2ベルマウス(92)は、本体部(90)におけるモータ(82)側の第2側面(90b)と略面一に構成されている。つまり、第2ベルマウス(92)は、本体部(90)から軸方向外方へ膨出しておらず、平坦状に構成されている。
第2ベルマウス(92)では、板金を絞り加工することにより、内部に第2吸込口(92a)が形成される。第2吸込口(92a)の内周縁部は、軸方向外方へ向かうにつれて内径を拡大させるような略ラッパ形状に構成されている。
〈シロッコファンの寸法関係〉
本実施形態に係るシロッコファン(80)の寸法関係について図7を参照しながら説明する。ファンケーシング(85)では、本体部(90)の第1側面(90a)から軸方向外方へ第1ベルマウス(91)が膨出している。つまり、第1ベルマウス(91)の膨出高さH1は、0よりも大きい所定長さであり、
一方、ファンケーシング(85)では、本体部(90)の第2側面(90b)から軸方向外方へ第2ベルマウス(92)が膨出していない。つまり、第2ベルマウス(92)の膨出高さH2は、実質的に0ということもできる。
シロッコファン(80)では、モータ(82)におけるファンケーシング(85)側の側面から第2側面(90b)までの距離をLとし、第2ベルマウス(92)の第2吸込口(92a)の内径(厳密には、図5及び7に示す最大内径)をDとすると、L/D≦0.4となっている。つまり、シロッコファン(80)では、第2吸込口(92a)の内径Dに対してモータ(82)と本体部(90)の間隔Lが比較的狭くなっている。距離Lは例えば54mmであり、内径Dは例えば175mmである。つまり、L/Dは約0.3となっている。
−運転動作−
次いで、調湿装置(10)の運転動作について図1〜図4を参照しながら説明する。調湿装置(10)の運転時には、冷媒回路(50)で冷凍サイクルが行われると同時に、給気ファン(70)及び排気ファン(60)が作動状態となる。
[除湿運転]
調湿装置(10)の除湿運転では、第1動作と第2動作とが繰り返し行われる。第1動作では、第1吸着熱交換器(52)が放熱器(凝縮器)となり、第2吸着熱交換器(54)が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。第2動作では、第2吸着熱交換器(54)が放熱器(凝縮器)となり、第1吸着熱交換器(52)が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。
第1動作では、室外空気(OA)が外気通路(35)、第2熱交換器室(42)、給気通路(38)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室外空気(OA)は、第2吸着熱交換器(54)で除湿され、給気通路(38)、給気室(40)、及び給気口(34)を介して供給空気(SA)として室内へ供給される。また、第1動作では、室内空気(RA)が内気通路(37)、第1熱交換器室(41)、排気通路(36)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室内空気(RA)は、第1吸着熱交換器(52)の吸着剤の再生に利用され、排気通路(36)、排気室(39)、及び排気口(32)を介して室外空気(EA)として室外へ排出される。
第2動作では、室外空気(OA)が外気通路(35)、第1熱交換器室(41)、給気通路(38)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室外空気(OA)は、第1吸着熱交換器(52)で除湿され、給気通路(38)、給気室(40)、及び給気口(34)を介して供給空気(SA)として室内へ供給される。また、第2動作では、室内空気(RA)が内気通路(37)、第2熱交換器室(42)、排気通路(36)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室内空気(RA)は、第2吸着熱交換器(54)の吸着剤の再生に利用され、排気通路(36)、排気室(39)、及び排気口(32)を介して室外空気(EA)として室外へ排出される。
[加湿運転]
調湿装置(10)の加湿運転では、第1動作と第2動作とが繰り返し行われる。
第1動作では、室外空気(OA)が外気通路(35)、第1熱交換器室(41)、給気通路(38)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室外空気(OA)は、第1吸着熱交換器(52)で加湿され、給気通路(38)、給気室(40)、及び給気口(34)を介して供給空気(SA)として室内へ供給される。また、第1動作では、室内空気(RA)が内気通路(37)、第2熱交換器室(42)、排気通路(36)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室内空気(RA)は、第2吸着熱交換器(54)の吸着剤へ水分を付与し、排気通路(36)、排気室(39)、及び排気口(32)を介して室外空気(EA)として室外へ排出される。
第2動作では、室外空気(OA)が外気通路(35)、第2熱交換器室(42)、給気通路(38)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室外空気(OA)は、第2吸着熱交換器(54)で加湿され、給気通路(38)、給気室(40)、及び給気口(34)を介して供給空気(SA)として室内へ供給される。また、第2動作では、室内空気(RA)が内気通路(37)、第1熱交換器室(41)、排気通路(36)を順に通過するようにダンパ(45)の開閉状態が切り換えられる。これにより、室内空気(RA)は、第1吸着熱交換器(52)の吸着剤へ水分を付与し、排気通路(36)、排気室(39)、及び排気口(32)を介して室外空気(EA)として室外へ排出される。
〈シロッコファンの作用効果〉
上述した除湿運転や加湿運転では、給気ファン(70)や排気ファン(60)が作動する。これらのシロッコファン(80)では、モータ(82)がファンロータ(84)を回転駆動することで、第1吸込口(91a)及び第2吸込口(92a)からそれぞれ空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は、ファンロータ(84)の周方向(接線方向)に向きを変え、各吹出口(61,71)より吹き出される。
ここで、本実施形態のシロッコファン(80)では、設置スペースを小さくするために、第2吸込口(92a)の内径Dに対し、モータ(82)とファンケーシング(85)の本体部(90)との間の距離Lを相対的に小さくしている。具体的には、ファンケーシング(85)は、L/D≦0.4となるように構成される。ところが、このように、L/Dを小さくしていくと、ファンの効率が低下するという問題が生じる。この点について、図8を参照しながら説明する。
図8は、比較例のシロッコファンについて、L/Dを変化させるとどの程度ファンの効率が低下するかを検証したグラフである。ここで、縦軸の効率αは、η2/η1で求められる。η1は、モータが第2吸込口の吸込空気と干渉しないように、両者を極力離した際のファンの効率(最大効率)である。これに対し、η2は、L/Dを変化させて計測したファンの効率である。つまり、この効率αが低いほど、最大のファン効率η1に対して実際のファン効率η2が低下していることを示す。
なお、比較例のシロッコファンは、ファンケーシングの本体部の両側の側面からそれぞれ同じ膨出高さで軸方向外方へ膨出する一対の凸状のベルマウスを有するものである。
図8に示すように、比較例のシロッコファンでは、L/Dが0.4以下になると急激に効率αが低下してしまうことがわかる。つまり、比較例のシロッコファンにおいて、設置スペースを小さくするために、モータと本体部とを近づけると、モータが第2吸込口に干渉してしまい、第2吸込口に吸い込まれる空気の抵抗が増大してしまう。この結果、縦軸で示す効率αが低下してしまうという問題が生じる。
そこで、本実施形態では、第2ベルマウス(92)を軸方向外方へ膨出させず、平坦状に形成している。これにより、図7に示すように、モータ(82)と第2吸込口(92a)までの距離を十分に確保できるため、モータ(82)が第2吸込口(92a)と干渉することを防止できる。この結果、第2吸込口(92a)の吸込空気の抵抗を低減でき、モータ効率を向上できる。
また、本実施形態では、モータ(82)が隣接しておらず、空気通路(給気通路(38)又は排気通路(36))に面する第1ベルマウス(91)を軸方向外方へ膨出させている。このため、第1ベルマウス(91)では、周囲の空気を整流しながら吸い込むことができ、モータの効率を更に向上できる。
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、モータ(82)とファンケーシング(85)の本体部(90)との距離が比較的狭い状態であっても、モータ(82)と第2吸込口(92a)との間の距離を十分に確保でき、第2吸込口(92a)の吸込空気の抵抗の低減、ひいてはファン効率の向上を図ることができる。また、モータ(82)とファンケーシング(85)の本体部(90)との距離を比較的狭くすることで、シロッコファン(80)の設置スペースを小さくできる。
また、このように、L/Dが0.4以下である条件下において、モータ(82)と第2吸込口(92a)との間の距離を十分に確保できると、第2吸込口(92a)に吸い込まれる空気の流量、ないし流速を増大させることができる。この結果、シロッコファン(80)のファン性能を向上できる。
また、第1ベルマウス(91)が軸方向外方へ膨出するため、第1吸込口(91a)で吸込空気を十分に整流化できる。この結果、ファン効率を更に向上できる。
また、本実施形態では、第2ベルマウス(92)を軸方向外方へ膨出させる必要がないので、板金を絞り加工することで、第2ベルマウス(92)を容易に成形できる。
〈実施形態の変形例〉
実施形態の変形例は、上記実施形態とシロッコファン(80)の構成が異なるものである。図9に示すように、変形例のシロッコファン(80)では、実施形態1と異なり、第2ベルマウス(92)も軸方向外方へ凸状に膨出している。第2ベルマウス(92)の膨出高さH2は、第1ベルマウス(91)の膨出高さH1より小さい。
また、変形例のファンケーシング(85)は、L/D=0.4となるように構成される。これにより、シロッコファン(80)の設置スペースが比較的小さくなる一方、モータ(82)と第2吸込口(92a)との距離が過剰に狭くなることもない。更に、変形例のファンケーシング(85)は、L/H2≧10となるように構成されている。この点について、図10を参照しながら説明する。
図10は、縦軸を上述した効率αとし、横軸をL/H2としたときの両者の関係を示すグラフである。このグラフからわかるように、L/H2が10より小さくなると、効率αが著しく低下する。これは、モータ(82)と本体部(90)との間の距離Lに対して、第2ベルマウス(92)の膨出高さH2が相対的に大きめとなり、モータ(82)が第2吸込口(92a)と干渉し易くなるからである。これに対し、L/H2が10以上になると、効率αがほぼ最大値(α=1.0)に達する。膨出高さH2が小さくなることに起因して、モータ(82)が第2吸込口(92a)と干渉し難くなり、吸込空気の抵抗が小さくなるからである。
以上のように、変形例2では、H2<H1且つL/D=0.4且つL/H2≧10の関係式を満たすことで、第2吸込口(92a)の吸込空気の抵抗を低減でき、且つ第1ベルマウス(91)での整流効果も十分得ることができる。
また、このような条件下において、モータ(82)と第2吸込口(92a)との間の距離を十分に確保できると、第2吸込口(92a)に吸い込まれる空気の流量、ないし流速を増大させることができる。この結果、シロッコファン(80)のファン性能を向上できる。
《その他の実施形態》
上述した実施形態では、給気ファン(70)と排気ファン(60)との双方に本発明に係るシロッコファン(80)を採用しているが、いずれか一方のみに採用してもよい。
また、本実施形態では、シロッコファン(80)を調湿装置(10)に搭載しているが、換気装置、空気調和機、空気清浄機等の他の装置(空気を搬送する装置)に本発明に係るシロッコファン(80)を搭載してもよい。
以上説明したように、本発明は、シロッコファンについて有用である。
60 排気ファン(シロッコファン)
70 給気ファン(シロッコファン)
80 シロッコファン
82 モータ
84 ファンロータ
85 ファンケーシング
90 本体部
90a 第1側面
90b 第2側面
91 第1ベルマウス
91a 第1吸込口
92 第2ベルマウス
92a 第2吸込口