JP2016188578A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】翼の前縁で生ずる剥離流を低減し、乱流騒音を低減させることのできる送風装置を提供する。
【解決手段】ファンモータ４４により回転駆動され、主板４１と、主板４１に対向配置されるシュラウド４６と、主板４１とシュラウド４６との間に配置される複数の翼４９とを備えた遠心ファン４０と、シュラウド４６の空気流入側にシュラウド４６との間に所定間隙をもって配置されるオリフィス５０と、を備え、オリフィス５０の外周面に、周方向に所定間隔をもって複数のガイドフィン５４を設け、ガイドフィン５４のシュラウド４６側端部は、遠心ファン４０の回転方向側に傾斜して配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、送風装置に係り、特に、空気調和機の室内機などに幅広く用いられる遠心ファンとオリフィスを備えた送風装置に関するものである。

従来から、例えば、空気調和装置の室内機に取付けられ、室内の空気を吸い込んで熱交換後の空気を再び室内に戻すための送風装置が多く用いられている。
この種の送風装置として、従来から、例えば、シュラウドと複数の羽根とを含む羽根車と、シュラウドと空気吸込口との間に配置されるベルマウスと、を備え、ベルマウスの外周面に、周方向に沿って所定の間隔で配列されて外周面から立設された複数の壁部を設けるようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第５１９５９８３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、送風装置を動作させることにより、吸い込んだ空気を羽根により遠心方向に送風するものであるが、羽根車から吹出された空気の一部は、旋回成分を伴いながら、シュラウドとベルマウスとの間隙部分から再流入する。
この場合に、前記従来の技術においては、ベルマウスに羽根の回転軸とほぼ平行に延在する複数の壁部を設けるようにしているので、羽根車に再流入する空気は、壁部に衝突して羽根の回転軸方向に強制されることになる。そのため、再流入する空気が、回転している羽根に衝突して剥離流が発生し、乱流騒音が増大してしまうという問題を有している。

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、翼の前縁で生ずる剥離流を低減し、乱流騒音を低減させることのできる送風装置を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するため本発明の送風装置は、ファンモータにより回転駆動され、主板と、前記主板に対向配置されるシュラウドと、前記主板と前記シュラウドとの間に配置される複数の翼とを備えた遠心ファンと、前記シュラウドの空気流入側に前記シュラウドとの間に所定間隙をもって配置されるオリフィスと、を備え、前記オリフィスの外周面に、周方向に所定間隔をもって複数のガイドフィンを設け、前記ガイドフィンの前記シュラウド側端部は、前記遠心ファンの回転方向側に傾斜して配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、ガイドフィンのシュラウド側端部を遠心ファンの回転方向側に位置するように傾斜して形成するようにしているので、循環流は、ガイドフィンにより、遠心ファンの回転方向に沿って傾斜するように流れ、循環流の動圧を低下させて運動量を低下させることができる。この状態で、循環流が遠心ファンに再流入することにより、循環流の流入角が、翼の高さ方向における入口角に近い角度となり、翼の前端縁で生じる剥離流を低減させることが可能となる。

また、本発明は、前記構成において、前記ガイドフィンの厚さ寸法は、前記オリフィスの空気流入側端部から前記シュラウド側端部に向かって徐々に小さくなることを特徴とする。
この構成によれば、ガイドフィンの厚さ寸法を、オリフィスの空気流入側端部からシュラウド側端部に向かって徐々に小さくなるようにしているので、循環流の動圧を低下させて運動量を低下させることができる。この状態で、循環流が遠心ファンに再流入することにより、循環流の流入角が、翼の高さ方向における入口角に近い角度となり、翼の前端縁で生じる剥離流を低減させることが可能となる。

また、本発明は、前記構成において、前記ガイドフィンは、前記シュラウド側端部の最外端が前記シュラウドの吸入側開口より半径方向外側に位置することを特徴とする。
この構成によれば、ガイドフィンをシュラウド側端部の最外端がシュラウドの吸入側開口より半径方向外側に位置させているので、循環流は、ガイドフィンにより遠心ファンの回転方向に沿って傾斜して案内しながら、遠心ファンに再流入することにより、翼の前端縁で生じる剥離流をさらに低減させることが可能となる。

また、本発明は、前記構成において、前記ガイドフィンは、前記オリフィスの吸入側開口側の最外端部が前記オリフィスの吸入側開口より半径方向外方に位置することを特徴とする。
この構成によれば、ガイドフィンをオリフィスの吸入側開口側の最外端部がオリフィスの吸入側開口より半径方向外方に位置させているので、循環流は、ガイドフィンにより遠心ファンの回転方向に沿って傾斜して案内しながら、遠心ファンに再流入することにより、翼の前端縁で生じる剥離流をさらに低減させることが可能となる。

本発明の送風装置によれば、ガイドフィンのシュラウド側端部を遠心ファンの回転方向側に位置するように傾斜して形成し、循環流を、ガイドフィンにより遠心ファンの回転方向に沿って傾斜するように案内するとともに、運動量を低下させた状態で再流入させることができるので、翼の前端縁で生じる剥離流を低減させることが可能となる。また、乱流騒音を低減させることにより、遠心ファンの送風性能を高めることができ、その結果、遠心ファンを小さくすることできるため、軽量化かつ低コスト化を図ることができる。

本発明に係る送風装置を適用した室内ユニットの第１実施形態を示す縦断面図である。 室内ユニットを室内側から見た平面図である。 室内ユニットのフラップ部分の断面図である。 第１実施形態における送風装置の斜視図である。 第１実施形態における送風装置の断面図である。 第２実施形態における送風装置の斜視図である。 第２実施形態における送風装置の断面図である。

以下、本発明に係る天井埋込型室内ユニットの実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る天井埋込型室内ユニットの側部断面図、図２は、天井埋込型室内ユニットの化粧パネルを室内側から見た平面図である。図３は、天井設置型室内ユニットのフラップ部分の断面図である。
本実施形態においては、図１に示すように、天井埋込型室内ユニット１０は、建屋の天井１１とこの天井１１の下方に設置された天井板１２との間の天井空間１３に設置されるものである。
この天井埋込型室内ユニット１０は、図１に示すように、下面が開放された箱型に形成された空気調和機本体１４を備えており、空気調和機本体１４は、吊りボルト１５で天井からつり下げられる態様で設置される。この空気調和機本体１４の内側には、発泡スチロール製の断熱部材１６が、空気調和機本体１４の側板１７の内面に接した状態で配置され、側板１７における結露を防止している。

空気調和機本体１４の上板の下面には、ファンモータ２１が取り付けられており、このファンモータ２１には、ファンモータ２１の駆動により回転駆動される回転シャフト２２が下方に延在するように設けられている。この回転シャフト２２の下端部分には、羽根車２３が取り付けられており、このファンモータ２１と羽根車２３とで送風装置２０を構成している。
この送風装置２０と断熱部材１６との間には、送風装置２０の側方を取り囲むように、平面視でほぼ四角形状に曲折形成された熱交換器１８が配置されている。

熱交換器１８は、冷房運転時には、冷媒の蒸発器として機能し、暖房運転時、冷媒の放熱器として機能する熱交換器１８である。熱交換器１８は、空気調和機本体１４の内部に吸い込まれる室内の空気と冷媒との熱交換を行って、冷房運転時には、空調室内の空気を冷却し、暖房運転時には、室内の空気を加熱することができるように構成されている。
また、熱交換器１８の下側には、熱交換器１８の下面に対応するようにドレンパン１９が配置されている。このドレンパン１９は、熱交換器１８で発生するドレン水を受けるためのものである。また、ドレンパン１９の中央部分には、送風装置２０の吸い込み口２４が形成されている。

また、空気調和機本体１４の下面には、図１および図２に示すように、空気調和機本体１４の下側開口を覆うように、ほぼ四角形状の化粧パネル２５が取り付けられている。
化粧パネル２５の中央部分には、ドレンパン１９の吸い込み口２４に連通する吸い込み口２６が形成されており、この吸い込み口２６部分には、吸い込み口２６を覆う吸い込みグリル２７が着脱可能に取り付けられている。吸い込みグリル２７の空気調和機本体１４側には、空気中の塵などを除去するためのフィルタ２８が設けられている。

化粧パネル２５の吸い込み口２６の外側であって化粧パネル２５の各辺に沿った位置には、空調後の空気を室内に送る吹出口２９がそれぞれ形成されている。そして、ファンモータ２１により回転シャフト２２を回転駆動させて羽根車２３を回転させることにより、室内の空気は、吸い込み口２４，２６から吸い込まれ、フィルタ２８を通過した後に熱交換器１８を通過して熱交換され、吹出口２９から空調後の空気が室内に送られるように構成されている。

また、各吹出口２９には、図２および図３に示すように、風向を変更するフラップ３０がそれぞれ設けられている。各フラップ３０の両端部には、支持軸（図示せず）が設けられており、この支持軸を吹出口２９の両端辺に支持させることにより、支持軸を中心として回動自在に形成されている。また、各フラップ３０の裏面（空気調和機本体側の面）の長手方向ほぼ中央には、ヒンジ部３１が設けられており、このヒンジ部３１をフラップ駆動モータ（図示せず）を介して駆動することにより、各フラップ３０をそれぞれ独立して回動駆動できるように構成されている。

図４は本発明の第１実施形態における送風装置２０の斜視図である。図５は本発明の第１実施形態における送風装置２０の側面断面図である。なお、図４における矢印Ｒは遠心ファン４０の回転進行方向を示している。
図４および図５に示すように、送風装置２０は、遠心ファン４０を備えており、遠心ファン４０は、環状の板状に形成された主板４１を備えている。主板４１は、環状の板部４２と、この板部４２の中心部分に形成され下方に延出する逆円錐台形状のモータ収容部４３とを備えている。
モータ収容部４３には、ファンモータ４４が収容されており、ファンモータ４４の回転軸４５は、下方に延在しモータ収容部４３の底面に連結されている。そして、ファンモータ４４を回転駆動させることにより、回転軸４５を介して主板４１を回転動作させるように構成されている。

主板４１の下方には、シュラウド４６が設けられており、シュラウド４６は、周面が弧状に形成された環状に形成されている。シュラウド４６の上縁は、吐出側開口４７とされており、シュラウド４６の下縁は、吐出側開口４７より小径とされた吸入側開口４８とされている。
主板４１の板部４２とシュラウド４６の内周面との間には、周方向に所定間隔をもって配置される複数の翼４９が一体に形成されている。これら各翼４９は、主板４１に対する取付方向とシュラウド４６に対する取付方向とが異なるようにねじれ形状を有している。

シュラウド４６の下方には、オリフィス５０が配置されており、オリフィス５０は、周面が弧状に形成された環状に形成されている。オリフィス５０の上縁は、シュラウド４６の吸入側開口４８より小径とされた吐出側開口５１とされており、オリフィス５０の下縁は、吐出側開口５１より大径とされた吸入側開口５２とされている。オリフィス５０の吸入側開口５２の外周側には、環状の基板５３が設けられている。

また、本実施形態においては、オリフィス５０の外周面には、周方向に所定間隔をもって配置される複数のガイドフィン５４が設けられている。各ガイドフィン５４のシュラウド４６側端部（図４において上端）における最外端は、シュラウド４６の吸入側開口４８の外径とほぼ同様か、または、吸入側開口４８の外径からわずかに突出する突出長を有しており、ガイドフィン５４の基板５３側端部（図４において下端）は、基板５３の内端部分に位置するように形成されている。

また、本実施形態においては、ガイドフィン５４のシュラウド４６側端部は、ガイドフィン５４の基板５３側端部に対して遠心ファン４０の回転方向側に位置するように傾斜して形成されている。さらに、ガイドフィン５４は、シュラウド４６側端部の厚さ寸法が、ガイドフィン５４の基板５３側端部からシュラウド４６側端部に向かって徐々に小さくなるように、側面視で上端が狭くなるテーパ状に形成されている。
これにより、各ガイドフィン５４の間に形成される空気の流路は、オリフィス５０の基板５３側の間隔が狭く、シュラウド４６に近づくにつれて徐々に間隔が広くなるように形成されるものである。すなわち、オリフィス５０の基板５３側からシュラウド４６にかけて徐々に空気の流路が大きくなるように構成されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
ファンモータ４４を駆動することにより、回転軸４５を介して遠心ファン４０が所定方向に回転駆動される。この遠心ファン４０の回転駆動により、吸い込み口２４，２６から室内の空気を吸い込み、この吸い込まれた空気は、オリフィス５０の吸入側開口５２からシュラウド４６の吸入側開口４８に送られる（以下、この空気の流れを主流という）。
そして、シュラウド４６の吸入側開口４８から流入した空気は、遠心ファン４０の断面で見たときに、シュラウド４６の周面と、主板４１のモータ収納部４３の外周面とで形成されるほぼ並行な２つの円弧状の流体流路で曲げられ、複数の翼４９によって昇圧されて遠心方向に送られる。遠心方向に送られた空気は熱交換器１８で熱交換された後、吹出口２９から室内に送風される。

一方、遠心ファン４０の遠心方向に送られた空気の一部は、旋回成分を伴いながら、シュラウド４６の吸入側開口４８とオリフィス５０の吐出側開口５１との間の間隙からシュラウド４６の内側に流入して遠心ファン４０に再流入する空気の流れが生成される（以下、この空気の流れを循環流という）。

このとき、本実施形態においては、ガイドフィン５４のシュラウド４６側端部を遠心ファン４０の回転方向側に位置するように傾斜して形成するようにしているので、循環流は、ガイドフィン５４により、遠心ファン４０の回転方向に沿って傾斜するように流れ、ガイドフィン５４をオリフィス５０の基板５３側からシュラウド４６にかけて徐々に空気の流路が大きくなるように形成することで、循環流の動圧を低下させて運動量を低下させることができる。
この状態で、循環流が遠心ファン４０に再流入することにより、循環流の流入角が、翼４９の高さ方向における入口角に近い角度となり、循環流が翼４９の表面に沿った方向で流入することになる。その結果、翼４９の前端縁で生じる剥離流を低減させることが可能となる。

以上述べたように、本実施形態においては、オリフィス５０にガイドフィン５４を形成し、ガイドフィン５４のシュラウド４６側端部を遠心ファン４０の回転方向側に位置するように傾斜して形成するようにしているので、循環流がガイドフィン５４により、遠心ファン４０の回転方向に沿って傾斜するように流れて、遠心ファン４０に再流入することで、翼４９の前端縁で生じる剥離流を低減させることができ、循環流による乱流騒音を著しく低減させることができる。
また、乱流騒音を低減させることにより、遠心ファン４０の送風性能を高めることができ、その結果、遠心ファン４０を小さくすることできるため、軽量化かつ低コスト化を図ることができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図６は本発明の第２実施形態における送風装置２０の斜視図である。図７は本発明の第２実施形態における送風装置２０の側面断面図である。なお、前記第１実施形態と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。

図６および図７に示すように、本実施形態においても前記第１実施形態と同様に、オリフィス５０の外周面には、周方向に所定間隔をもって配置される複数のガイドフィン５４が設けられている。そして、本実施形態においては、各ガイドフィン５４のシュラウド４６側端部における最外端は、シュラウド４６の吸入側開口４８の外径よりも半径方向外方に突出する突出長を有しており、ガイドフィン５４の下端部における最外端は、オリフィス５０の吸入側開口５２の外径より半径方向外方に突出する突出長を有している。すなわち、本実施形態においては、第１実施形態よりもガイドフィン５４の幅寸法を大きく形成するようにしたものである。
その他の部分は、前記第１実施形態と同様の構成である。

本実施形態においても前記第１実施形態と同様に、ファンモータ４４を駆動して遠心ファン４０を回転駆動させることにより、吸い込み口から室内の空気を吸い込み、この吸い込まれた空気は、オリフィス５０およびシュラウド４６を介して遠心ファン４０の内部に送られ、複数の翼４９によって昇圧されて遠心方向に送られる。

一方、遠心ファン４０の循環流は、複数のガイドフィン５４により遠心ファン４０の回転方向に沿って傾斜するように流れ、ガイドフィン５４をオリフィス５０の基板５３側からシュラウド４６にかけて徐々に空気の流路が大きくなるように形成することで、循環流の動圧を低下させて運動量を低下させることができる。
この状態で、循環流が遠心ファン４０に再流入することにより、循環流の流入角が、翼４９の高さ方向における入口角に近い角度となり、循環流が翼４９の表面に沿った方向で流入することになる。その結果、翼４９の前端縁で生じる剥離流を低減させることが可能となる。
この場合に、本実施形態においては、第１実施形態の場合に比較して、ガイドフィン５４の幅寸法を大きく形成するようにしているので、翼４９の前端縁で生じる剥離流をさらに低減させることが可能となる。

以上述べたように、本実施形態においても前記第１実施形態と同様に、ガイドフィン５４のシュラウド４６側端部を遠心ファン４０の回転方向側に位置するように傾斜して形成するようにしているので、循環流がガイドフィン５４により、遠心ファン４０の回転方向に沿って傾斜するように流れて、遠心ファン４０に再流入することで、翼４９の前端縁で生じる剥離流をさらに低減させることができ、循環流による乱流騒音を著しく低減させることができる。
また、乱流騒音を低減させることにより、遠心ファン４０の送風性能を高めることができ、その結果、遠心ファン４０を小さくすることできるため、軽量化かつ低コスト化を図ることができる。

なお、本発明は、前記各実施形態のものに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で必要に応じて種々変更することが可能である。

１０ 天井埋込型室内ユニット
１４ 空気調和機本体
１８ 熱交換器
２０ 送風装置
２１ ファンモータ
２３ 羽根車
２５ 化粧パネル
２９ 吹出口
４０ 遠心ファン
４１ 主板
４４ ファンモータ
４６ シュラウド
４７ 吐出側開口
４８ 吸入側開口
４９ 翼
５０ オリフィス
５１ 吐出側開口
５２ 吸入側開口
５４ ガイドフィン

Claims (4)

1. ファンモータにより回転駆動され、主板と、前記主板に対向配置されるシュラウドと、前記主板と前記シュラウドとの間に配置される複数の翼とを備えた遠心ファンと、
   前記シュラウドの空気流入側に前記シュラウドとの間に所定間隙をもって配置されるオリフィスと、を備え、
   前記オリフィスの外周面に、周方向に所定間隔をもって複数のガイドフィンを設け、前記ガイドフィンの前記シュラウド側端部は、前記遠心ファンの回転方向側に傾斜して配置されていることを特徴とする送風装置。
2. 前記ガイドフィンの厚さ寸法は、前記オリフィスの空気流入側端部から前記シュラウド側端部に向かって徐々に小さくなることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
3. 前記ガイドフィンは、前記シュラウド側端部の最外端が前記シュラウドの吸入側開口より半径方向外側に位置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送風装置。
4. 前記ガイドフィンは、前記オリフィスの吸入側開口側の最外端部が前記オリフィスの吸入側開口より半径方向外方に位置することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の送風装置。

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