JP2017053295A - 送風機および室外機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ファンの下流側に静翼を設けた送風機において、静圧効率を向上させることを目的とする。【解決手段】送風機は、回転軸を中心として予め定めた方向に回転するファンと、ファンの回転により発生する気流の進行方向下流側に、回転軸を中心として放射状に設けられ、内周部から外周部に向かうに従いファンの回転方向とは反対側に湾曲した複数の静翼とを備え、静翼は、気流が流入する入口縁と回転軸とがなす入口角θ1、および、気流が排出される出口縁と入口縁とを結んだ翼弦と回転軸とがなす翼弦角が、半径方向中央部と比較して内周部および外周部で大きく、出口縁と回転軸とがなす出口角θ2が0°より大きく50°以下であることを特徴とする。【選択図】図6
Description
本発明は、送風機および室外機に関する。
空気調和機の室外機に用いられる送風機として、複数枚の動翼を有し回転するファンと、ファンの下流側に設けられる複数の静翼とを備えたものが存在する。
例えば、特許文献1には、回転するプロペラファンと、プロペラファンの下流側に設けられる複数の放射状桟とを備える空気調和機の室外ユニットが記載されている。この室外ユニットでは、放射状桟が、プロペラファンの軸方向に円弧状に傾斜して延びる形状となっており、これにより、プロペラファンから流入する旋回流の有する動圧エネルギーを静圧エネルギーに変換して回収する機能を有している。
例えば、特許文献1には、回転するプロペラファンと、プロペラファンの下流側に設けられる複数の放射状桟とを備える空気調和機の室外ユニットが記載されている。この室外ユニットでは、放射状桟が、プロペラファンの軸方向に円弧状に傾斜して延びる形状となっており、これにより、プロペラファンから流入する旋回流の有する動圧エネルギーを静圧エネルギーに変換して回収する機能を有している。
ところで、複数の動翼を有するファンの回転により生じる気流は、通常、ファンの半径方向位置により吹き出し方向が異なっている。そして、ファンの下流側に設ける静翼の形状の違いによっては、ファンの回転により生じる気流の動圧を効果的に回収できず、送風機の静圧効率が低下する場合がある。
本発明は、ファンの下流側に静翼を設けた送風機において、静圧効率を向上させることを目的とする。
本発明は、ファンの下流側に静翼を設けた送風機において、静圧効率を向上させることを目的とする。
上記の目的を達成する本発明は、回転軸を中心として予め定めた方向に回転するファンと、前記ファンの回転により発生する気流の進行方向下流側に、前記回転軸を中心として放射状に設けられ、内周部から外周部に向かうに従い当該ファンの回転方向とは反対側に湾曲した複数の静翼とを備え、前記静翼は、前記気流が流入する入口縁と前記回転軸とがなす入口角、および、当該気流が排出される出口縁と当該入口縁とを結んだ翼弦と当該回転軸とがなす翼弦角が、半径方向中央部と比較して内周部および外周部で大きく、当該出口縁と当該回転軸とがなす出口角が0°より大きく50°以下であることを特徴とする送風機である。
ここで、前記静翼は、内周部および外周部における前記出口角が、半径方向中央部における当該出口角と比較して大きいことを特徴とすることができる。
また、前記静翼は、内周部から外周部に亘って、前記出口角が略一定であることを特徴とすることができる。
さらに、前記静翼は、内周部および外周部における前記翼弦の長さが、半径方向中央部における当該翼弦の長さと比較して長いことを特徴とすることができる。
さらにまた、前記ファンの回転方向に隣接する前記静翼の外周端を互いに連結する外周連結部材をさらに備えることを特徴とすることができる。
さらに、前記ファンにより発生する気流の進行方向下流側から進行方向上流側に向かうに従い断面積が大きくなるベルマウス形状を有し、当該ファンを収容する第1収容部材と、前記第1収容部材の前記進行方向下流側における内径と同径または大きい内径の円筒形状を有し当該第1収容部材の当該進行方向下流側に接続され、内周面にて複数の前記静翼の外周部を保持する第2収容部材とをさらに備えることを特徴とすることができる。
ここで、前記静翼は、内周部および外周部における前記出口角が、半径方向中央部における当該出口角と比較して大きいことを特徴とすることができる。
また、前記静翼は、内周部から外周部に亘って、前記出口角が略一定であることを特徴とすることができる。
さらに、前記静翼は、内周部および外周部における前記翼弦の長さが、半径方向中央部における当該翼弦の長さと比較して長いことを特徴とすることができる。
さらにまた、前記ファンの回転方向に隣接する前記静翼の外周端を互いに連結する外周連結部材をさらに備えることを特徴とすることができる。
さらに、前記ファンにより発生する気流の進行方向下流側から進行方向上流側に向かうに従い断面積が大きくなるベルマウス形状を有し、当該ファンを収容する第1収容部材と、前記第1収容部材の前記進行方向下流側における内径と同径または大きい内径の円筒形状を有し当該第1収容部材の当該進行方向下流側に接続され、内周面にて複数の前記静翼の外周部を保持する第2収容部材とをさらに備えることを特徴とすることができる。
また、他の観点から捉えると、本発明は、回転軸を中心として予め定めた方向に回転するファンと、前記ファンの回転により発生する気流の進行方向下流側に、前記回転軸を中心として放射状に設けられ、内周部から外周部に向かうに従い当該ファンの回転方向とは反対側に湾曲した複数の静翼とを備え、前記静翼は、前記気流が流入する入口縁と前記回転軸とがなす入口角、および、当該気流が排出される出口縁と当該入口縁とを結んだ翼弦と当該回転軸とがなす翼弦角が、半径方向中央部と比較して内周部および外周部で大きく、当該出口縁と当該回転軸とがなす出口角が内周部から外周部に亘って略一定であることを特徴とする送風機である。
さらに、他の観点から捉えると、本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒の熱の移動を行う熱交換器と、前記熱交換器と空気との間で熱の授受を行うための送風を行う送風機と、を備え、前記送風機は、回転軸を中心として予め定めた方向に回転するファンと、前記ファンの回転により発生する気流の進行方向下流側に、前記回転軸を中心として放射状に設けられ、内周部から外周部に向かうに従い当該ファンの回転方向とは反対側に湾曲した複数の静翼とを備え、前記静翼は、前記気流が流入する入口縁と前記回転軸とがなす入口角、および、当該気流が排出される出口縁と当該入口縁とを結んだ翼弦と当該回転軸とがなす翼弦角が、半径方向中央部と比較して内周部および外周部で大きく、当該出口縁と当該回転軸とがなす出口角が0°より大きく50°以下であることを特徴とする室外機である。
さらに、他の観点から捉えると、本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒の熱の移動を行う熱交換器と、前記熱交換器と空気との間で熱の授受を行うための送風を行う送風機と、を備え、前記送風機は、回転軸を中心として予め定めた方向に回転するファンと、前記ファンの回転により発生する気流の進行方向下流側に、前記回転軸を中心として放射状に設けられ、内周部から外周部に向かうに従い当該ファンの回転方向とは反対側に湾曲した複数の静翼とを備え、前記静翼は、前記気流が流入する入口縁と前記回転軸とがなす入口角、および、当該気流が排出される出口縁と当該入口縁とを結んだ翼弦と当該回転軸とがなす翼弦角が、半径方向中央部と比較して内周部および外周部で大きく、当該出口縁と当該回転軸とがなす出口角が内周部から外周部に亘って略一定であることを特徴とする室外機である。
本発明によれば、ファンの下流側に静翼を設けた送風機において、静圧効率を向上させることが可能になる。
(実施の形態1)
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、実施の形態1が適用される空気調和機1の概略構成図である。
空気調和機1は、例えば建物の屋上などに設置される室外機10と、建物内の各部に設置される複数の室内機20と、室外機10と室内機20との間に接続されてこれら室外機10および室内機20に循環する冷媒が流通する配管30と、を備えている。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、実施の形態1が適用される空気調和機1の概略構成図である。
空気調和機1は、例えば建物の屋上などに設置される室外機10と、建物内の各部に設置される複数の室内機20と、室外機10と室内機20との間に接続されてこれら室外機10および室内機20に循環する冷媒が流通する配管30と、を備えている。
室外機10は、冷媒を圧縮する圧縮機11と、冷媒の流路を切り換える四路切換弁12と、温度の高い物体から低い物体へ熱を移動させる機器である室外熱交換器13と、凝縮された冷媒液を膨張気化させて低圧・低温にする室外膨張弁14と、蒸発し切れなかった冷媒液を分離するアキュームレータ15と、備えている。また、室外機10は、室外熱交換器13に空気を当てて冷媒と空気との熱交換を促進させる送風機50を備えている。四路切換弁12は、圧縮機11、室外熱交換器13およびアキュームレータ15とそれぞれ配管で接続されている。また、圧縮機11とアキュームレータ15とは配管で接続され、室外熱交換器13と室外膨張弁14とは配管で接続されている。なお、図1では、四路切換弁12の切換接続状態として、暖房運転を行う場合の状態を示している。
また、室外機10は、圧縮機11、室外膨張弁14、送風機50などの作動や、四路切換弁12の切り換えなどを制御する制御装置18を備えている。
また、室外機10は、圧縮機11、室外膨張弁14、送風機50などの作動や、四路切換弁12の切り換えなどを制御する制御装置18を備えている。
室内機20は、図1に示すように、内部に、温度の高い物体から低い物体へ熱を移動させる機器である室内熱交換器21と、室内熱交換器21に空気を当てて冷媒と空気との熱交換を促進させる送風機22と、凝縮された冷媒液を膨張気化させて低圧・低温にする室内膨張弁24と、を備えている。
なお、図1に示す例では、1台の室外機10に対して2台の室内機20が接続されているが、室内機20が1台または3台以上であってもよく、室外機10が複数台であってもよい。
なお、図1に示す例では、1台の室外機10に対して2台の室内機20が接続されているが、室内機20が1台または3台以上であってもよく、室外機10が複数台であってもよい。
配管30は、液化した冷媒が流通する液冷媒配管31と、ガス冷媒が流通するガス冷媒配管32と、を有している。液冷媒配管31は、室内機20の室内膨張弁24と室外膨張弁14との間を冷媒が流通するように配置される。ガス冷媒配管32は、室外機10の四路切換弁12と、室内機20の室内熱交換器21のガス側との間を冷媒が通過するように配置される。
続いて、本実施の形態の送風機50について説明する。図2は、実施の形態1が適用される送風機50の構成を示した概略断面図である。また、図3は、実施の形態1が適用される送風機50の構成を示した概略上面図であり、図2の送風機50をIII方向から見た図に対応する。
本実施の形態の送風機50は、回転軸Pを中心として矢印X方向に回転し室外熱交換器13(図1参照)を冷却するための気流を発生させるファン51と、ファン51を回転駆動する電動機52と、ファン51および電動機52を収容する第1収容部材の一例としての第1ハウジング53と、第1ハウジング53に対してファン51による気流の進行方向下流側に接続される第2収容部材の一例としての第2ハウジング54と、を備えている。本実施の形態では、図3に示すように、ファン51は、3枚の動翼51aを有している。
本実施の形態の送風機50は、回転軸Pを中心として矢印X方向に回転し室外熱交換器13(図1参照)を冷却するための気流を発生させるファン51と、ファン51を回転駆動する電動機52と、ファン51および電動機52を収容する第1収容部材の一例としての第1ハウジング53と、第1ハウジング53に対してファン51による気流の進行方向下流側に接続される第2収容部材の一例としての第2ハウジング54と、を備えている。本実施の形態では、図3に示すように、ファン51は、3枚の動翼51aを有している。
ここで、本実施の形態の送風機50は、ファン51の回転軸方向が鉛直方向となるように設置される。また、図示は省略するが、本実施の形態では、送風機50の第1ハウジング53よりも鉛直下方側に、上述した室外熱交換器13が設けられる。そして、本実施の形態の送風機50では、ファン51が回転することにより室外熱交換器13の近傍から空気が吸い込まれ、破線矢印Yで示すように鉛直下方から鉛直上方に向けて気流が流れるようになっている。
本実施の形態の第1ハウジング53は、筒状の内壁面531を有しており、第1ハウジング53の内部には、内壁面531によって、ファン51により発生した気流が通過する流路が形成されている。本実施の形態の第1ハウジング53では、図2に示すように、内壁面531により形成される流路が、気流の進行方向下流側(図2における上方)から気流の進行方向上流側(図2における下方)に向かうに従い断面積が大きくなるような、所謂ベルマウス形状となっている。
また、本実施の形態の第2ハウジング54は、筒状の内壁面541を有しており、第2ハウジング54の内部には、内壁面541によって、第1ハウジング53を通過した後の気流が通過する流路(出口ダクト)が形成されている。本実施の形態の第2ハウジング54では、図2に示すように、内壁面541により形成される流路が、気流の進行方向上流側(図2における下方)から気流の進行方向下流側(図2における上方)に向かうに従い断面積が大きくなる拡開形状を有している。
本実施の形態では、第2ハウジング54の内壁面541の内径が、第1ハウジング53の内壁面531における気流の進行方向下流側の内径と同径または大きく形成されている。これにより、例えば第2ハウジング54の内壁面541の内径が第1ハウジング53の内壁面531における気流の進行方向下流側の内径よりも小さい場合と比較して、内壁面541と後述する静翼60とに囲まれる空間を通過して気流が流れやすくなる。
本実施の形態では、第2ハウジング54の内壁面541の内径が、第1ハウジング53の内壁面531における気流の進行方向下流側の内径と同径または大きく形成されている。これにより、例えば第2ハウジング54の内壁面541の内径が第1ハウジング53の内壁面531における気流の進行方向下流側の内径よりも小さい場合と比較して、内壁面541と後述する静翼60とに囲まれる空間を通過して気流が流れやすくなる。
さらに、本実施の形態の第2ハウジング54には、内壁面541から回転軸Pに向かって延びる複数の静翼60と、回転軸Pの近傍に設けられ複数の静翼60が連結される内周連結部材65と、が形成されている。言い換えると、本実施の形態の第2ハウジング54には、図2に示すように、内周連結部材65から内壁面541に向けて、複数の静翼60が放射状に設けられている。ここで、それぞれの静翼60は、内周連結部材65側から内壁面541側にかけて、厚さが略均一な板状の形状を有している。また、本実施の形態において複数の静翼60は、互いに等しい形状を有している。以下の説明では、板状の静翼60のうち、ファン51の回転方向Xの上流側を向く面を第1の面60p、第1の面60pとは反対側の面を第2の面60q(後述する図7(a)も参照)と呼ぶ。本実施の形態では、隣接する静翼60の第1の面60pと第2の面60qとが、気流が通過するための空間を介して対向するようになっている。
なお、詳細については後述するが、本実施の形態の送風機50では、ファン51の回転により発生し第1ハウジング53から吹き出された気流は、第2ハウジング54に形成された複数の静翼60同士の間隙を通過して送風機50の外部に排出される。
ここで、静翼60のうち、ファン51に対向しファン51の回転により生じた気流が流入される側の縁を入口縁601、入口縁601とは反対側に位置し気流が排出される側の縁を出口縁602と呼ぶ。また、静翼60のうち、第2ハウジング54の内壁面541に接続される外周側の縁を外周縁60a、内周連結部材65に接続される内周側の縁を内周縁60bと呼ぶ。
ここで、静翼60のうち、ファン51に対向しファン51の回転により生じた気流が流入される側の縁を入口縁601、入口縁601とは反対側に位置し気流が排出される側の縁を出口縁602と呼ぶ。また、静翼60のうち、第2ハウジング54の内壁面541に接続される外周側の縁を外周縁60a、内周連結部材65に接続される内周側の縁を内周縁60bと呼ぶ。
図4は、実施の形態1が適用される静翼60とファン51との関係を説明するための図であって、静翼60およびファン51を、ファン51の回転軸方向下流側から見た図に対応する。
図4に示すように、それぞれの静翼60は、回転軸方向下流側から見た場合に、半径方向中央部が凸となるように、内周連結部材65に連結される内周部から内壁面541に接続される外周部に向かうに従いファン51の回転方向Xとは反対側に湾曲した形状となっている。すなわち、図4に示すように、それぞれの静翼60は、ファン51の回転中心(回転軸P)および静翼60と内周連結部材65との連結部を通過し内壁面541に延びる直線(図4の一点鎖線)よりも、ファン51の回転方向Xとは反対側に湾曲した形状となっている。
図4に示すように、それぞれの静翼60は、回転軸方向下流側から見た場合に、半径方向中央部が凸となるように、内周連結部材65に連結される内周部から内壁面541に接続される外周部に向かうに従いファン51の回転方向Xとは反対側に湾曲した形状となっている。すなわち、図4に示すように、それぞれの静翼60は、ファン51の回転中心(回転軸P)および静翼60と内周連結部材65との連結部を通過し内壁面541に延びる直線(図4の一点鎖線)よりも、ファン51の回転方向Xとは反対側に湾曲した形状となっている。
また、図4に示すように、それぞれの静翼60は、回転軸方向下流側から見た場合に、出口縁602が、入口縁601に対して回転方向Xにずれて設けられている。すなわち、それぞれの静翼60は、入口縁601から出口縁602に向かうに従い、回転方向Xに傾斜した形状を有している。
なお、本明細書の説明において、ファン51の回転軸Pに沿った方向であって図2において下方から上方に向かう方向を、単に回転軸方向と呼ぶことがある。また、回転軸方向に垂直な方向であって、回転軸Pから内壁面531または内壁面541側に向かう方向を、半径方向と呼ぶことがある。さらに、ファン51や静翼60等の半径方向内側(回転軸P側)を内周側(内周部)と呼び、半径方向外側(内壁面531、541側)を外周側(外周部)と呼ぶことがある。
続いて、ファン51の回転により発生する気流について説明する。図5は、実施の形態1のファン51の回転により発生する気流の速度についての半径方向分布を示した図である。具体的には、図5は、実施の形態1の送風機50において、ファン51の回転により発生し第1ハウジング53から吹き出される気流の軸方向速度および周方向速度の半径方向分布を示している。
本実施の形態では、ファン51の回転により発生する気流は、第1ハウジング53から螺旋状に吹き出している。すなわち、ファン51の回転により発生する気流は、回転軸方向下流側に向かう軸方向成分に加えて、回転方向Xに向かう周方向成分を有している。図5においては、ファン51の回転により発生する気流のうち、軸方向成分の速度を軸方向速度とし、周方向成分の速度を周方向速度としている。
図5に示すように、本実施の形態において、送風機50の内周部および外周部では、内周部と外周部との間に位置する半径方向中央部と比較して、ファン51の回転により発生する気流の軸方向速度が小さくなっている。また、送風機50の内周部および外周部では、半径方向中央部と比較して、ファン51の回転により発生する気流の周方向速度が大きくなっている。
すなわち、第1ハウジング53の内周部および外周部から吹き出される気流では、第1ハウジング53の半径方向中央部から吹き出される気流と比較して、周方向成分が多くなっている。そして、本実施の形態の送風機50では、第1ハウジング53の内周部および外周部から吹き出される気流が、第1ハウジング53の半径方向中央部から吹き出される気流と比較して、ファン51の回転方向X(周方向)に傾斜した状態となっている。
すなわち、第1ハウジング53の内周部および外周部から吹き出される気流では、第1ハウジング53の半径方向中央部から吹き出される気流と比較して、周方向成分が多くなっている。そして、本実施の形態の送風機50では、第1ハウジング53の内周部および外周部から吹き出される気流が、第1ハウジング53の半径方向中央部から吹き出される気流と比較して、ファン51の回転方向X(周方向)に傾斜した状態となっている。
続いて、本実施の形態の静翼60の形状について、より詳細に説明する。
図6は、実施の形態1が適用される静翼60における入口角θ1および出口角θ2の、半径方向位置による変化を示した図である。また、図7(a)〜(c)および図8(a)〜(c)は、実施の形態1が適用される静翼60の断面形状を示した図であり、ファン51の回転方向Xに沿った静翼60の断面形状を示している。ここで、図7(a)および図8(a)は、図4におけるA−A断面図に対応し、静翼60の外周部における断面形状を示している。また、図7(b)および図8(b)は、図4におけるB−B断面図に対応し、静翼60の半径方向中央部における断面形状を示している。さらに、図7(c)および図8(c)は、図4におけるC−C断面図に対応し、静翼60の内周部における断面形状を示している。
図6は、実施の形態1が適用される静翼60における入口角θ1および出口角θ2の、半径方向位置による変化を示した図である。また、図7(a)〜(c)および図8(a)〜(c)は、実施の形態1が適用される静翼60の断面形状を示した図であり、ファン51の回転方向Xに沿った静翼60の断面形状を示している。ここで、図7(a)および図8(a)は、図4におけるA−A断面図に対応し、静翼60の外周部における断面形状を示している。また、図7(b)および図8(b)は、図4におけるB−B断面図に対応し、静翼60の半径方向中央部における断面形状を示している。さらに、図7(c)および図8(c)は、図4におけるC−C断面図に対応し、静翼60の内周部における断面形状を示している。
本実施の形態において、静翼60の入口角θ1とは、静翼60における入口縁601とファン51の回転軸Pとがなす角をいい、静翼60の出口角θ2とは、静翼60における出口縁602とファン51の回転軸Pとがなす角をいう。
具体的に説明すると、図7(a)に示すように、静翼60の断面において、入口縁601から出口縁602に亘って静翼60の厚さ中心を通る中心線L1を引く。上述したように、静翼60は、厚さが略均一な板状であり、入口縁601から出口縁602にかけて湾曲した形状を有している。これに対応して、中心線L1は、図7(a)に示すように湾曲した曲線となる。
本実施の形態では、静翼60の断面において、入口縁601における中心線L1の接線T1と回転軸Pとがなす角を入口角θ1としている。同様に、静翼60の断面において、出口縁602における中心線L1の接線T2と回転軸Pとがなす角を出口角θ2としている。
本実施の形態では、静翼60の断面において、入口縁601における中心線L1の接線T1と回転軸Pとがなす角を入口角θ1としている。同様に、静翼60の断面において、出口縁602における中心線L1の接線T2と回転軸Pとがなす角を出口角θ2としている。
詳細については後述するが、本実施の形態の静翼60では、図6に示すように、出口角θ2が、入口角θ1と比較して小さく、回転軸方向に近い角度となっている。
静翼60がこのような形状を有することにより、本実施の形態の送風機50では、ファン51の回転により発生した気流が静翼60の入口縁601側から流入し出口縁602側から排出される過程で、気流の進行方向を回転軸方向側に変化させ、動圧を回収している。
静翼60がこのような形状を有することにより、本実施の形態の送風機50では、ファン51の回転により発生した気流が静翼60の入口縁601側から流入し出口縁602側から排出される過程で、気流の進行方向を回転軸方向側に変化させ、動圧を回収している。
図6に示すように、本実施の形態では、静翼60の入口角θ1が、ファン51により発生する気流の速度分布(軸方向速度、周方向速度の分布;図5参照)に対応するように、半径方向位置に応じて連続的に変化している。
具体的には、ファン51により発生する気流の軸方向速度が低く、気流の吹き出し方向が回転方向X(周方向)に傾斜した外周部および内周部では、半径方向中央部と比較して、静翼60の入口角θ1が大きくなっている。これに対し、ファン51により発生する気流の軸方向速度が大きく、気流の吹き出し方向が回転軸方向に近い半径方向中央部では、外周部および内周部と比較して、静翼60の入口角θ1が小さくなっている。
言い換えると、図6および図7(a)〜(c)に示すように、静翼60の外周部における入口角θ1a、および静翼60の内周部における入口角θ1cが、静翼60の半径方向中央部における入口角θ1bと比較して大きくなっている(θ1a>θ1b、θ1c>θ1b)。なお、本実施の形態の静翼60における入口角θ1は、0°よりも大きい。
具体的には、ファン51により発生する気流の軸方向速度が低く、気流の吹き出し方向が回転方向X(周方向)に傾斜した外周部および内周部では、半径方向中央部と比較して、静翼60の入口角θ1が大きくなっている。これに対し、ファン51により発生する気流の軸方向速度が大きく、気流の吹き出し方向が回転軸方向に近い半径方向中央部では、外周部および内周部と比較して、静翼60の入口角θ1が小さくなっている。
言い換えると、図6および図7(a)〜(c)に示すように、静翼60の外周部における入口角θ1a、および静翼60の内周部における入口角θ1cが、静翼60の半径方向中央部における入口角θ1bと比較して大きくなっている(θ1a>θ1b、θ1c>θ1b)。なお、本実施の形態の静翼60における入口角θ1は、0°よりも大きい。
このように、本実施の形態の送風機50では、静翼60の入口角θ1とファン51の回転により発生した気流の吹き出し方向とが対応した関係を有することで、ファン51の回転により発生した気流が入口縁601から静翼60に沿って流入しやすくなる。これにより、本実施の形態では、ファン51の回転により発生した気流が静翼60に流入する際の流入抵抗が低減され、静翼60によって気流の向きを変化させやすくなる。この結果、本構成を採用しない場合と比較して、送風機50における静圧効率を向上させることが可能になる。
ここで、本実施の形態では、静翼60のうち内周連結部材65に連結される最内周部(内周縁60b)を0、内壁面541に連結される最外周部(外周縁60a)を100として、静翼60の半径方向位置を相対的に表した場合に、図6に示すように、半径方向位置(相対値)が50〜60の部分で入口角θ1が最小値をとるようになっている。
ただし、静翼60の入口角θ1は、図6に示した例に限られるものではなく、例えばファン51の形状やファン51の回転により発生する気流の吹き出し方向等に応じて選択することができる。
ただし、静翼60の入口角θ1は、図6に示した例に限られるものではなく、例えばファン51の形状やファン51の回転により発生する気流の吹き出し方向等に応じて選択することができる。
また、本実施の形態では、静翼60の出口角θ2が、静翼60の入口角θ1およびファン51により発生する気流の速度分布に対応するように、半径方向位置に応じて連続的に変化している。
具体的には、図6に示すように、本実施の形態の静翼60は、内周部および外周部の出口角θ2が、半径方向中央部の出口角θ2と比較して大きくなるように、出口角θ2が連続的に変化している。言い換えると、本実施の形態では、図6および図7(a)〜(c)に示すように、静翼60の外周部における出口角θ2a、および静翼60の内周部における出口角θ2cが、静翼60の半径方向中央部における出口角θ2bと比較して大きくなっている(θ2a>θ2b、θ2c>θ2b)。
さらにまた、本実施の形態の静翼60は、図6に示すように、内周部から外周部に亘って、出口角θ2が、0°より大きく且つ50°以下の範囲となっている。
具体的には、図6に示すように、本実施の形態の静翼60は、内周部および外周部の出口角θ2が、半径方向中央部の出口角θ2と比較して大きくなるように、出口角θ2が連続的に変化している。言い換えると、本実施の形態では、図6および図7(a)〜(c)に示すように、静翼60の外周部における出口角θ2a、および静翼60の内周部における出口角θ2cが、静翼60の半径方向中央部における出口角θ2bと比較して大きくなっている(θ2a>θ2b、θ2c>θ2b)。
さらにまた、本実施の形態の静翼60は、図6に示すように、内周部から外周部に亘って、出口角θ2が、0°より大きく且つ50°以下の範囲となっている。
また、本実施の形態では、入口角θ1と出口角θ2との差分(θ1−θ2)が、静翼60の外周部および内周部で、静翼60の半径方向中央部と比較して大きくなっている。具体的には、図6に示すように、静翼60の外周部における差分Da(=θ1a−θ2a)および内周部における差分Dc(=θ1c−θ2c)が、静翼60の半径方向中央部における差分Db(=θ1b−θ2b)と比較して大きくなっている(Da>Db、Dc>Db)。
本実施の形態では、例えば、静翼60の外周部における差分Daおよび内周部における差分Dcを20°より大きくし、静翼60の半径方向中央部における差分Dbを20°未満とすることができる。
なお、図6および図7(a)〜(c)に示す例では、静翼60の外周部における差分Daが、静翼60の内周部における差分Dcよりも大きくなっている(Da>Dc)。
本実施の形態では、例えば、静翼60の外周部における差分Daおよび内周部における差分Dcを20°より大きくし、静翼60の半径方向中央部における差分Dbを20°未満とすることができる。
なお、図6および図7(a)〜(c)に示す例では、静翼60の外周部における差分Daが、静翼60の内周部における差分Dcよりも大きくなっている(Da>Dc)。
続いて、図8(a)に示すように、静翼60をファン51の回転方向Xで切った断面において、入口縁601と出口縁602とを結んだ直線を翼弦Sとする。
本実施の形態の静翼60では、翼弦Sと回転軸Pとがなす翼弦角θ3が、静翼60の入口角θ1およびファン51により発生する気流の速度分布に対応するように、半径方向位置に応じて連続的に変化している。具体的には、図8(a)〜(c)に示すように、本実施の形態では、静翼60の外周部における翼弦角θ3a、および静翼60の内周部における翼弦角θ3cが、静翼60の半径方向中央部における翼弦角θ3bと比較して大きくなっている(θ3a>θ3b、θ3c>θ3b)。なお、本実施の形態の静翼60における翼弦角θ3は、0°よりも大きい。
本実施の形態の静翼60では、翼弦Sと回転軸Pとがなす翼弦角θ3が、静翼60の入口角θ1およびファン51により発生する気流の速度分布に対応するように、半径方向位置に応じて連続的に変化している。具体的には、図8(a)〜(c)に示すように、本実施の形態では、静翼60の外周部における翼弦角θ3a、および静翼60の内周部における翼弦角θ3cが、静翼60の半径方向中央部における翼弦角θ3bと比較して大きくなっている(θ3a>θ3b、θ3c>θ3b)。なお、本実施の形態の静翼60における翼弦角θ3は、0°よりも大きい。
また、本実施の形態の静翼60では、翼弦Sの長さが、静翼60の入口角θ1およびファン51により発生する気流の速度分布に対応するように、半径方向位置に応じて連続的に変化している。具体的には、図8(a)〜(c)に示すように、静翼60の外周部における翼弦Saの長さLa、および静翼60の内周部における翼弦Scの長さLcが、静翼60の半径方向中央部における翼弦Sbの長さLbと比較して長くなっている(La>Lb、Lc>Lb)。
ところで、ファン51による気流の吹き出し方向の下流側に静翼60を有する送風機50では、静翼60が、入口縁601から出口縁602にかけて急激に湾曲した形状を有している場合、静翼60によって動圧を効果的に回収することが困難になる傾向がある。すなわち、静翼60が急激に湾曲した形状を有している場合、静翼60の入口縁601側から流入した気流が出口縁602側へ移動する過程で、気流が静翼60の表面から剥離しやすくなる。気流が静翼60から剥離した場合、静翼60により気流の吹き出し方向を変化させにくくなり、気流の動圧を効果的に回収することが困難になる。
上述したように、静翼60では、入口縁601側から流入した気流の吹き出し方向を変えるために、出口角θ2が入口角θ1と比較して小さくなっている。また、静翼60への気流の流入抵抗を低減させるため、静翼60の内周部および外周部では、静翼60の半径方向中央部と比較して、入口角θ1を大きくしている。したがって、例えば静翼60の出口角θ2、翼弦角θ3および翼弦Sの長さが半径方向位置にかかわらず一定であるような場合には、半径方向中央部と比較して入口角θ1が大きい静翼60の内周側および外周側において、静翼60が急激に湾曲しやすくなる。
これに対し、本実施の形態の静翼60では、上述したように、出口角θ2、翼弦角θ3および翼弦Sの長さを、入口角θ1およびファン51により発生する気流の速度分布に対応するように、半径方向位置に応じて変化させている。
より具体的には、本実施の形態では、静翼60の内周部および外周部における出口角θ2および翼弦角θ3を、静翼60の半径方向中央部における出口角θ2および翼弦角θ3と比較して大きくし、静翼60の内周部および外周部における翼弦Sの長さを、静翼60の半径方向中央部における翼弦Sの長さと比較して長くしている。
より具体的には、本実施の形態では、静翼60の内周部および外周部における出口角θ2および翼弦角θ3を、静翼60の半径方向中央部における出口角θ2および翼弦角θ3と比較して大きくし、静翼60の内周部および外周部における翼弦Sの長さを、静翼60の半径方向中央部における翼弦Sの長さと比較して長くしている。
静翼60がこのような構成を有することで、本実施の形態の送風機50では、入口角θ1が大きい静翼60の内周部および外周部においても、静翼60が入口縁601から出口縁602にかけて急激に湾曲することが抑制される。
この結果、本実施の形態の送風機50では、静翼60により、ファン51の回転によって発生した気流の動圧を効果的に回収することができ、本構成を採用しない場合と比較して、送風機50の静圧効率を向上させることが可能になる。
この結果、本実施の形態の送風機50では、静翼60により、ファン51の回転によって発生した気流の動圧を効果的に回収することができ、本構成を採用しない場合と比較して、送風機50の静圧効率を向上させることが可能になる。
さらに、本実施の形態の静翼60では、上述したように、出口角θ2を、内周部から外周部に亘って、0°より大きく且つ50°以下の範囲としている(0°<θ2≦50°)。
ここで、ファン51の回転によって発生した気流の第1ハウジング53からの吹き出し角度は、ファン51の形状等によっても異なるが、通常60°〜70°程度である。したがって、出口角θ2が50°よりも大きい場合には、ファン51の回転によって発生した気流の吹き出し角度と出口角θ2との差が小さいため、気流を回転軸方向側に十分に偏向させることが難しくなる。
ここで、ファン51の回転によって発生した気流の第1ハウジング53からの吹き出し角度は、ファン51の形状等によっても異なるが、通常60°〜70°程度である。したがって、出口角θ2が50°よりも大きい場合には、ファン51の回転によって発生した気流の吹き出し角度と出口角θ2との差が小さいため、気流を回転軸方向側に十分に偏向させることが難しくなる。
また、静翼60の出口角θ2が0°未満の場合、ファン51の回転によって発生した気流の吹き出し角度と、出口角θ2とが、軸方向に対して反対方向を向くことになる。このため、出口角θ2が0°未満の場合には、ファン51の回転によって発生した気流が静翼60に衝突することでロスが生じ、動圧の回収効率が低下しやすい。また、騒音が発生する場合がある。さらに、静翼60の出口角θ2が0°未満の場合、静翼60を樹脂成型で製造する場合にアンダーカット処理を行う必要があり、静翼60の製造コストが上昇する場合がある。
これに対し、本実施の形態では、出口角θ2を0°より大きく且つ50°以下の範囲とすることで、例えば出口角θ2が50°よりも大きい場合と比較して、ファン51の回転によって発生した気流を回転軸方向側に偏向させやすくなる。これにより、本実施の形態の送風機50では、本構成を採用しない場合と比較して、ファン51の回転によって発生した気流の動圧回収効率を向上させることが可能となる。
また、本実施の形態の静翼60では、外周部および内周部における翼弦Sの長さが半径方向中央部と比較して長く形成されることで、静翼60の外周部および内周部において、静翼60の第1の面60pにおける入口縁601から出口縁602までの長さが長くなっている。すなわち、静翼60の外周部および内周部では、静翼60の半径方向中央部と比較して、ファン51の回転により発生した気流が静翼60により案内される経路が長くなっている。
これにより、ファン51の回転により生じる気流において周方向成分が高い外周部および内周部においても、本構成を採用しない場合と比較して、気流の吹き出し方向を効果的に変化させることが可能になり、気流の動圧をより効果的に回収することができる。
これにより、ファン51の回転により生じる気流において周方向成分が高い外周部および内周部においても、本構成を採用しない場合と比較して、気流の吹き出し方向を効果的に変化させることが可能になり、気流の動圧をより効果的に回収することができる。
一方、上述したように、静翼60の半径方向中央部では、内周部および外周部と比較して入口角θ1が小さい。このため、静翼60の半径方向中央部では、内周部および外周部と比較して出口角θ2および翼弦角θ3を小さくしている。これにより、翼弦Sの長さを短くした場合であっても、静翼60が入口縁601から出口縁602にかけて急激に湾曲しにくく、静翼60が急激に湾曲することによる問題は生じにくい。
また、上述したように、半径方向中央部では、内周部および外周部と比較して、ファン51の回転により生じる気流における軸方向成分の割合が高くなっている。本実施の形態では、静翼60の内周部および外周部と比較して、静翼60の半径方向中央部の出口角θ2および翼弦角θ3を小さくし、翼弦Sの長さを短くすることで、本構成を採用しない場合と比較して、半径方向中央部における気流の吹き出し方向を、より回転軸方向側に変化させることができる。この結果、本構成を採用しない場合と比較して、動圧をより効果的に回収することができ、送風機50の静圧効率を向上させることが可能になる。
続いて、本実施の形態の送風機50における静翼60と第2ハウジング54の内壁面541との関係について説明する。図9は、実施の形態1の静翼60と第2ハウジング54における内壁面541との関係を示した図であり、図3をIX方向から見た図である。
図9に示すように、本実施の形態の送風機50では、それぞれの静翼60の外周縁60aが、第2ハウジング54の内壁面541に内接している。より具体的には、図9に示すように、静翼60の外周縁60aが、入口縁601側から出口縁602側に亘って、第2ハウジング54の内壁面541に内接している。
これにより、本実施の形態の送風機50では、それぞれの静翼60が、第2ハウジング54の内壁面541によって保持された状態となっている。
これにより、本実施の形態の送風機50では、それぞれの静翼60が、第2ハウジング54の内壁面541によって保持された状態となっている。
そして、本実施の形態の送風機50では、上述した図2に示すように、静翼60が保持される第2ハウジング54が、第1ハウジング53に取り付けられている。言い換えると、静翼60が保持される第2ハウジング54の内壁面541が、第1ハウジング53のベルマウス形状の内壁面531における気流の進行方向下流側に接続されている。
また、上述したように、第2ハウジング54の内壁面541の内径は、内壁面531における気流の進行方向下流側の内径と同径または大きくなっている。
また、上述したように、第2ハウジング54の内壁面541の内径は、内壁面531における気流の進行方向下流側の内径と同径または大きくなっている。
本実施の形態の送風機50は、第2ハウジング54の内壁面541にて複数の静翼60を保持する構成とすることで、例えば静翼60に外部から力が加わった場合であっても、静翼60の変形や破損が抑制される。そして、例えば樹脂成形等の安価な製造方法を用いて静翼60を製造した場合でも静翼60の変形や破損を抑制することができるため、送風機50のコストを低減することができる。
さらに、本実施の形態の送風機50は、第2ハウジング54の内壁面541に静翼60の外周縁60aが内接し、且つ内壁面541が第1ハウジング53の内壁面531に接続される構成とすることで、ファン51の回転により発生した気流が静翼60の外周側に漏れることが抑制される。これにより、ファン51の回転により発生した気流の吹き出し方向を静翼60によって効果的に変化させることができ、本構成を採用しない場合と比較して、送風機50の静圧効率を向上させることが可能となる。
なお、図2〜図9に示した例では、静翼60の入口角θ1を、半径方向位置に応じて連続的に変化させるものとした。しかし、静翼60の内周部および外周部における入口角θ1が半径方向中央部における入口角θ1と比較して大きいという関係を満たしていれば、入口角θ1の大きさは、静翼60の半径方向位置に応じて段階的に変化させてもよい。同様に、静翼60の出口角θ2、翼弦角θ3、翼弦Sの長さL等についても、静翼60の半径方向位置に応じて段階的に変化させてもよい。
続いて、本発明の変形例1について説明する。
図10は、実施の形態1の変形例1が適用される静翼60の構成を説明するための図であり、静翼60を回転軸方向に見た図である。
図10に示す例では、半径方向中央部に、複数の静翼60が連結され、複数の静翼60を支持する円環状の支持部材68を有している。そして、本実施の形態では、静翼60は、支持部材68によって、内周連結部材65から支持部材68に延びる複数の内周静翼61と、支持部材68から内壁面541に延びる複数の外周静翼62とに分かれている。なお、本実施の形態では、それぞれの内周静翼61は互いに等しい形状を有しており、それぞれの外周静翼62は互いに等しい形状を有している。
図10は、実施の形態1の変形例1が適用される静翼60の構成を説明するための図であり、静翼60を回転軸方向に見た図である。
図10に示す例では、半径方向中央部に、複数の静翼60が連結され、複数の静翼60を支持する円環状の支持部材68を有している。そして、本実施の形態では、静翼60は、支持部材68によって、内周連結部材65から支持部材68に延びる複数の内周静翼61と、支持部材68から内壁面541に延びる複数の外周静翼62とに分かれている。なお、本実施の形態では、それぞれの内周静翼61は互いに等しい形状を有しており、それぞれの外周静翼62は互いに等しい形状を有している。
変形例1の送風機50では、静翼60の半径方向中央部に支持部材68を設けることで、本構成を採用しない場合と比較して、静翼60の強度が向上する。そして、例えば樹脂成形等の安価な製造方法を用いて静翼60を製造した場合でも静翼60の強度を維持することが可能になるため、送風機50のコストを低減することができる。
ここで、本実施の形態の静翼60も、図4等に示した例と同様に、ファン51の回転により生じる気流の速度についての半径方向分布に対応するように、内周静翼61および外周静翼62の形状が半径方向に連続的に変化している。すなわち、本実施の形態では、内周静翼61と外周静翼62とを接続した形状が、図4等に示した静翼60と同様の形状となっている。
具体的には、内周静翼61は、支持部材68側と比較して内周連結部材65側で、入口角θ1(図5参照)、出口角θ2(図5参照)および翼弦角θ3(図8(a)参照)が大きくなっており、翼弦Sが長くなっている。また、外周静翼62は、支持部材68側と比較して内壁面541側で、入口角θ1、出口角θ2および翼弦角θ3が大きくなっており、翼弦Sが長くなっている。
具体的には、内周静翼61は、支持部材68側と比較して内周連結部材65側で、入口角θ1(図5参照)、出口角θ2(図5参照)および翼弦角θ3(図8(a)参照)が大きくなっており、翼弦Sが長くなっている。また、外周静翼62は、支持部材68側と比較して内壁面541側で、入口角θ1、出口角θ2および翼弦角θ3が大きくなっており、翼弦Sが長くなっている。
また、変形例1の静翼60では、図10に示すように、内周静翼61と比較して外周静翼62の本数を多く設けている。これにより、例えば内周静翼61と外周静翼62との本数が等しい場合と比較して、外周静翼62同士の間隔が広くなりすぎることが抑制される。この結果、静翼60の外周側(外周静翼62)においても、ファン51の回転により生じた気流の吹き出し方向を効果的に変化させることが可能になり、本構成を採用しない場合と比較して、動圧をより効果的に回収することができる。
なお、図10に示した例では、1つの支持部材68により静翼60を2つの領域(内周静翼61および外周静翼62)に分ける構成としたが、例えば支持部材68を半径方向に複数設け、静翼60を3つ以上の領域に分ける構成としてもよい。この場合、3つ以上の領域のそれぞれにおいて、静翼60の本数や静翼60同士の間隔を変更してもよい。
続いて、本発明の変形例2について説明する。
図11(a)〜(b)は、実施の形態1の変形例2が適用される静翼60の構成を説明するための図である。ここで、図11(a)は、静翼60を回転軸方向に対して斜め方向から見た図であり、図11(b)は、図11(a)におけるXIB−XIB断面図である。
図11(a)〜(b)に示す例では、複数の静翼60の外周縁60aが、リング状の外周連結部材66により連結された構造を有している。具体的には、図11(a)に示すように、板状の静翼60の第2の面60qにおける外周縁60aと、この静翼60とファン51の回転方向Xに隣接する静翼60の第1の面60pにおける外周縁60aとが、外周連結部材66により連結されている。
図11(a)〜(b)は、実施の形態1の変形例2が適用される静翼60の構成を説明するための図である。ここで、図11(a)は、静翼60を回転軸方向に対して斜め方向から見た図であり、図11(b)は、図11(a)におけるXIB−XIB断面図である。
図11(a)〜(b)に示す例では、複数の静翼60の外周縁60aが、リング状の外周連結部材66により連結された構造を有している。具体的には、図11(a)に示すように、板状の静翼60の第2の面60qにおける外周縁60aと、この静翼60とファン51の回転方向Xに隣接する静翼60の第1の面60pにおける外周縁60aとが、外周連結部材66により連結されている。
そして、図示は省略するが、変形例2の静翼60が適用される送風機50(図2参照)では、複数の静翼60を連結する外周連結部材66が、第1ハウジング53(図2参照)における気流の進行方向下流側に取り付けられる。
変形例2では、複数の静翼60の外周縁60aを外周連結部材66で連結する構成を採用することで、例えば静翼60に外部から力が加わった場合であっても、静翼60の変形や破損を抑制することができる。そして、例えば樹脂成型等の安価な製造方法を用いて静翼60を製造した場合でも静翼60の変形や破損を抑制することができるため、送風機50のコストを低減することができる。
なお、外周連結部材66は、静翼60の外周縁60aに対して半径方向の外周側から外接している場合であっても、同様の効果を得ることができる。
変形例2では、複数の静翼60の外周縁60aを外周連結部材66で連結する構成を採用することで、例えば静翼60に外部から力が加わった場合であっても、静翼60の変形や破損を抑制することができる。そして、例えば樹脂成型等の安価な製造方法を用いて静翼60を製造した場合でも静翼60の変形や破損を抑制することができるため、送風機50のコストを低減することができる。
なお、外周連結部材66は、静翼60の外周縁60aに対して半径方向の外周側から外接している場合であっても、同様の効果を得ることができる。
(実施の形態2)
続いて、本発明の実施の形態2について説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1と同様の構成については同様の符号を用い、ここではその詳細な説明は省略する。
図12は、実施の形態2が適用される静翼60における入口角θ1および出口角θ2の、半径方向位置による変化を示した図である。また、図13(a)〜(c)および図14(a)〜(c)は、実施の形態2が適用される静翼60の断面形状を示した図であり、ファン51の回転方向Xに沿った静翼60の断面形状を示している。ここで、図13(a)および図14(a)は、静翼60の外周部(半径方向位置100)における断面図に対応し、図13(b)および図14(b)は、静翼60の半径方向中央部(半径方向位置50)における断面図に対応し、図13(c)および図14(c)は、静翼60の内周部(半径方向位置0)の断面図に対応する。
続いて、本発明の実施の形態2について説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1と同様の構成については同様の符号を用い、ここではその詳細な説明は省略する。
図12は、実施の形態2が適用される静翼60における入口角θ1および出口角θ2の、半径方向位置による変化を示した図である。また、図13(a)〜(c)および図14(a)〜(c)は、実施の形態2が適用される静翼60の断面形状を示した図であり、ファン51の回転方向Xに沿った静翼60の断面形状を示している。ここで、図13(a)および図14(a)は、静翼60の外周部(半径方向位置100)における断面図に対応し、図13(b)および図14(b)は、静翼60の半径方向中央部(半径方向位置50)における断面図に対応し、図13(c)および図14(c)は、静翼60の内周部(半径方向位置0)の断面図に対応する。
実施の形態2が適用される静翼60は、出口角θ2の半径方向位置による大きさが、実施の形態1が適用される静翼60とは異なっている。
すなわち、図12および図13(a)〜(c)に示すように、実施の形態2が適用される静翼60は、内周部から外周部に亘って、出口角θ2の大きさが略一定となっている。言い換えると、実施の形態2では、静翼60の外周部における出口角θ2a、静翼60の半径方向中央部における出口角θ2bおよび静翼60の内周部における出口角θ2cが、略同じ大きさとなっている(θ2a≒θ2b≒θ2c)。
ここで、本実施の形態において出口角θ2の大きさが「略一定」とは、静翼60の内周部から外周部における出口角θ2の最大値と最小値との差が10°未満であることを意味する。
すなわち、図12および図13(a)〜(c)に示すように、実施の形態2が適用される静翼60は、内周部から外周部に亘って、出口角θ2の大きさが略一定となっている。言い換えると、実施の形態2では、静翼60の外周部における出口角θ2a、静翼60の半径方向中央部における出口角θ2bおよび静翼60の内周部における出口角θ2cが、略同じ大きさとなっている(θ2a≒θ2b≒θ2c)。
ここで、本実施の形態において出口角θ2の大きさが「略一定」とは、静翼60の内周部から外周部における出口角θ2の最大値と最小値との差が10°未満であることを意味する。
また、図12に示すように、実施の形態2が適用される静翼60は、内周部から外周部に亘って、出口角θ2の大きさが、0°より大きく且つ50°以下の範囲となっている(0°<θ2≦50°)。
さらに、図12に示すように、実施の形態2が適用される静翼60は、内周部から半径方向中央部、外周部に亘って、出口角θ2の大きさが入口角θ1よりも小さくなっている。
さらに、図12に示すように、実施の形態2が適用される静翼60は、内周部から半径方向中央部、外周部に亘って、出口角θ2の大きさが入口角θ1よりも小さくなっている。
実施の形態2では、静翼60の出口角θ2を内周部から外周部に亘って略一定とすることで、静翼60にて偏向され排出される気流の吹き出し方向が、静翼60の内周部から外周部に亘って略一定となる。これにより、例えば出口角θ2が半径方向位置によって変化する場合と比較して、静翼60から排出される気流の乱れが抑制される。この結果、本実施の形態の静翼60を適用した送風機50では、騒音の発生が抑制される。
なお、実施の形態2では、実施の形態1と同様に、静翼60の外周部における入口角θ1a、および静翼60の内周部における入口角θ1cが、静翼60の半径方向中央部における入口角θ1bと比較して大きくなっている(θ1a>θ1b、θ1c>θ1b)。言い換えると、実施の形態2でも、実施の形態1と同様に、静翼60の入口角θ1が、ファン51(図2参照)の回転により発生した気流の吹き出し方向と対応した関係を有している。
したがって、実施の形態2の静翼60を適用した送風機50では、実施の形態1と同様に、ファン51の回転により発生した気流が入口縁601から静翼60に沿って流入しやすくなる。これにより、実施の形態1と同様に、ファン51の回転により発生した気流が静翼60に流入する際の流入抵抗が低減され、静翼60によって気流の向きを変化させやすくなる。この結果、実施の形態2においても、送風機50における静圧効率を向上させることが可能になる。
したがって、実施の形態2の静翼60を適用した送風機50では、実施の形態1と同様に、ファン51の回転により発生した気流が入口縁601から静翼60に沿って流入しやすくなる。これにより、実施の形態1と同様に、ファン51の回転により発生した気流が静翼60に流入する際の流入抵抗が低減され、静翼60によって気流の向きを変化させやすくなる。この結果、実施の形態2においても、送風機50における静圧効率を向上させることが可能になる。
さらに、実施の形態2では、実施の形態1と同様に、静翼60の外周部における翼弦角θ3a、および静翼60の内周部における翼弦角θ3cが、静翼60の半径方向中央部における翼弦角θ3bと比較して大きくなっている(θ3a>θ3b、θ3c>θ3b)。
さらにまた、実施の形態2では、実施の形態1と同様に、静翼60の外周部における翼弦Saの長さLa、および静翼60の内周部における翼弦Scの長さLcが、静翼60の半径方向中央部における翼弦Sbの長さLbと比較して長くなっている(La>Lb、Lc>Lb)。
これにより、実施の形態2においても実施の形態1と同様に、ファン51の回転により生じる気流において周方向成分が高い外周部および内周部において、気流の吹き出し方向を効果的に変化させることが可能になり、気流の動圧をより効果的に回収することができる。
さらにまた、実施の形態2では、実施の形態1と同様に、静翼60の外周部における翼弦Saの長さLa、および静翼60の内周部における翼弦Scの長さLcが、静翼60の半径方向中央部における翼弦Sbの長さLbと比較して長くなっている(La>Lb、Lc>Lb)。
これにより、実施の形態2においても実施の形態1と同様に、ファン51の回転により生じる気流において周方向成分が高い外周部および内周部において、気流の吹き出し方向を効果的に変化させることが可能になり、気流の動圧をより効果的に回収することができる。
なお、図示は省略するが、実施の形態2の静翼60についても、実施の形態1と同様に、図10に示した支持部材68や図11に示した外周連結部材66を適用することができる。
以上説明したように、本発明が適用される送風機50では、ファン51の回転により発生する気流の吹き出し方向に対応するように、複数の静翼60が、半径方向位置に応じて変化した形状を有している。これにより、ファン51の回転により発生する気流の周方向速度エネルギー(動圧)を、複数の静翼60により効果的に回収することができる。この結果、本実施の形態では、本構成を採用しない場合と比較して、送風機50における静圧効率を向上させることができる。さらに、本実施の形態では、本構成を採用しない場合と比較して、送風機50において気流により発生する騒音を低減させることができる。
1…空気調和機、10…室外機、20…室内機、50…送風機、51…ファン、52…電動機、53…第1ハウジング、54…第2ハウジング、60…静翼、61…内周静翼、62…外周静翼、65…内周連結部材、66…外周連結部材、68…支持部材、601…入口縁、602…出口縁、θ1…入口角、θ2…出口角、θ3…翼弦角、P…回転軸、S…翼弦
上記の目的を達成する本発明は、回転軸を中心として予め定めた方向に回転するファンと、前記ファンの回転により発生する気流の進行方向下流側に、前記回転軸を中心として放射状に設けられ、内周部から外周部に向かうに従い当該ファンの回転方向とは反対側に湾曲した複数の静翼とを備え、前記静翼は、前記回転軸からの距離が一定の断面において、前記気流が流入する入口縁における静翼の厚さ中心を通る中心線の接線と前記回転軸とがなす入口角、および、当該気流が排出される出口縁と当該入口縁とを結んだ翼弦と当該回転軸とがなす翼弦角が、半径方向中央部と比較して内周部および外周部で大きく、当該出口縁における当該中心線の接線と当該回転軸とがなす出口角が0°より大きく50°以下であることを特徴とする送風機である。
ここで、前記静翼は、内周部および外周部における前記出口角が、半径方向中央部における当該出口角と比較して大きいことを特徴とすることができる。
また、前記静翼は、内周部から外周部に亘って、前記出口角が略一定であることを特徴とすることができる。
さらに、前記静翼は、内周部および外周部における前記翼弦の長さが、半径方向中央部における当該翼弦の長さと比較して長いことを特徴とすることができる。
さらにまた、前記ファンの回転方向に隣接する前記静翼の外周端を互いに連結する外周連結部材をさらに備えることを特徴とすることができる。
さらに、前記ファンにより発生する気流の進行方向下流側から進行方向上流側に向かうに従い断面積が大きくなるベルマウス形状を有し、当該ファンを収容する第1収容部材と、前記第1収容部材の前記進行方向下流側における内径と同径または大きい内径の円筒形状を有し当該第1収容部材の当該進行方向下流側に接続され、内周面にて複数の前記静翼の外周部を保持する第2収容部材とをさらに備えることを特徴とすることができる。
ここで、前記静翼は、内周部および外周部における前記出口角が、半径方向中央部における当該出口角と比較して大きいことを特徴とすることができる。
また、前記静翼は、内周部から外周部に亘って、前記出口角が略一定であることを特徴とすることができる。
さらに、前記静翼は、内周部および外周部における前記翼弦の長さが、半径方向中央部における当該翼弦の長さと比較して長いことを特徴とすることができる。
さらにまた、前記ファンの回転方向に隣接する前記静翼の外周端を互いに連結する外周連結部材をさらに備えることを特徴とすることができる。
さらに、前記ファンにより発生する気流の進行方向下流側から進行方向上流側に向かうに従い断面積が大きくなるベルマウス形状を有し、当該ファンを収容する第1収容部材と、前記第1収容部材の前記進行方向下流側における内径と同径または大きい内径の円筒形状を有し当該第1収容部材の当該進行方向下流側に接続され、内周面にて複数の前記静翼の外周部を保持する第2収容部材とをさらに備えることを特徴とすることができる。
また、他の観点から捉えると、本発明は、回転軸を中心として予め定めた方向に回転するファンと、前記ファンの回転により発生する気流の進行方向下流側に、前記回転軸を中心として放射状に設けられ、内周部から外周部に向かうに従い当該ファンの回転方向とは反対側に湾曲した複数の静翼とを備え、前記静翼は、前記回転軸からの距離が一定の断面において、前記気流が流入する入口縁における静翼の厚さ中心を通る中心線の接線と前記回転軸とがなす入口角、および、当該気流が排出される出口縁と当該入口縁とを結んだ翼弦と当該回転軸とがなす翼弦角が、半径方向中央部と比較して内周部および外周部で大きく、当該出口縁における当該中心線の接線と当該回転軸とがなす出口角が内周部から外周部に亘って略一定であることを特徴とする送風機である。
さらに、他の観点から捉えると、本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒の熱の移動を行う熱交換器と、前記熱交換器と空気との間で熱の授受を行うための送風を行う送風機と、を備え、前記送風機は、回転軸を中心として予め定めた方向に回転するファンと、前記ファンの回転により発生する気流の進行方向下流側に、前記回転軸を中心として放射状に設けられ、内周部から外周部に向かうに従い当該ファンの回転方向とは反対側に湾曲した複数の静翼とを備え、前記静翼は、前記回転軸からの距離が一定の断面において、前記気流が流入する入口縁における静翼の厚さ中心を通る中心線の接線と前記回転軸とがなす入口角、および、当該気流が排出される出口縁と当該入口縁とを結んだ翼弦と当該回転軸とがなす翼弦角が、半径方向中央部と比較して内周部および外周部で大きく、当該出口縁における当該中心線の接線と当該回転軸とがなす出口角が0°より大きく50°以下であることを特徴とする室外機である。
さらに、他の観点から捉えると、本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒の熱の移動を行う熱交換器と、前記熱交換器と空気との間で熱の授受を行うための送風を行う送風機と、を備え、前記送風機は、回転軸を中心として予め定めた方向に回転するファンと、前記ファンの回転により発生する気流の進行方向下流側に、前記回転軸を中心として放射状に設けられ、内周部から外周部に向かうに従い当該ファンの回転方向とは反対側に湾曲した複数の静翼とを備え、前記静翼は、前記回転軸からの距離が一定の断面において、前記気流が流入する入口縁における静翼の厚さ中心を通る中心線の接線と前記回転軸とがなす入口角、および、当該気流が排出される出口縁と当該入口縁とを結んだ翼弦と当該回転軸とがなす翼弦角が、半径方向中央部と比較して内周部および外周部で大きく、当該出口縁における当該中心線の接線と当該回転軸とがなす出口角が内周部から外周部に亘って略一定であることを特徴とする室外機である。
Claims (9)
- 回転軸を中心として予め定めた方向に回転するファンと、
前記ファンの回転により発生する気流の進行方向下流側に、前記回転軸を中心として放射状に設けられ、内周部から外周部に向かうに従い当該ファンの回転方向とは反対側に湾曲した複数の静翼とを備え、
前記静翼は、前記気流が流入する入口縁と前記回転軸とがなす入口角、および、当該気流が排出される出口縁と当該入口縁とを結んだ翼弦と当該回転軸とがなす翼弦角が、半径方向中央部と比較して内周部および外周部で大きく、当該出口縁と当該回転軸とがなす出口角が0°より大きく50°以下であること
を特徴とする送風機。 - 前記静翼は、内周部および外周部における前記出口角が、半径方向中央部における当該出口角と比較して大きいことを特徴とする請求項1に記載の送風機。
- 前記静翼は、内周部から外周部に亘って、前記出口角が略一定であることを特徴とする請求項1に記載の送風機。
- 前記静翼は、内周部および外周部における前記翼弦の長さが、半径方向中央部における当該翼弦の長さと比較して長いことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の送風機。
- 前記ファンの回転方向に隣接する前記静翼の外周端を互いに連結する外周連結部材をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の送風機。
- 前記ファンにより発生する気流の進行方向下流側から進行方向上流側に向かうに従い断面積が大きくなるベルマウス形状を有し、当該ファンを収容する第1収容部材と、
前記第1収容部材の前記進行方向下流側における内径と同径または大きい内径の円筒形状を有し当該第1収容部材の当該進行方向下流側に接続され、内周面にて複数の前記静翼の外周部を保持する第2収容部材と
をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の送風機。 - 回転軸を中心として予め定めた方向に回転するファンと、
前記ファンの回転により発生する気流の進行方向下流側に、前記回転軸を中心として放射状に設けられ、内周部から外周部に向かうに従い当該ファンの回転方向とは反対側に湾曲した複数の静翼とを備え、
前記静翼は、前記気流が流入する入口縁と前記回転軸とがなす入口角、および、当該気流が排出される出口縁と当該入口縁とを結んだ翼弦と当該回転軸とがなす翼弦角が、半径方向中央部と比較して内周部および外周部で大きく、当該出口縁と当該回転軸とがなす出口角が内周部から外周部に亘って略一定であること
を特徴とする送風機。 - 冷媒を圧縮する圧縮機と、
冷媒の熱の移動を行う熱交換器と、
前記熱交換器と空気との間で熱の授受を行うための送風を行う送風機と、を備え、
前記送風機は、
回転軸を中心として予め定めた方向に回転するファンと、
前記ファンの回転により発生する気流の進行方向下流側に、前記回転軸を中心として放射状に設けられ、内周部から外周部に向かうに従い当該ファンの回転方向とは反対側に湾曲した複数の静翼とを備え、
前記静翼は、前記気流が流入する入口縁と前記回転軸とがなす入口角、および、当該気流が排出される出口縁と当該入口縁とを結んだ翼弦と当該回転軸とがなす翼弦角が、半径方向中央部と比較して内周部および外周部で大きく、当該出口縁と当該回転軸とがなす出口角が0°より大きく50°以下であること
を特徴とする室外機。 - 冷媒を圧縮する圧縮機と、
冷媒の熱の移動を行う熱交換器と、
前記熱交換器と空気との間で熱の授受を行うための送風を行う送風機と、を備え、
前記送風機は、
回転軸を中心として予め定めた方向に回転するファンと、
前記ファンの回転により発生する気流の進行方向下流側に、前記回転軸を中心として放射状に設けられ、内周部から外周部に向かうに従い当該ファンの回転方向とは反対側に湾曲した複数の静翼とを備え、
前記静翼は、前記気流が流入する入口縁と前記回転軸とがなす入口角、および、当該気流が排出される出口縁と当該入口縁とを結んだ翼弦と当該回転軸とがなす翼弦角が、半径方向中央部と比較して内周部および外周部で大きく、当該出口縁と当該回転軸とがなす出口角が内周部から外周部に亘って略一定であること
を特徴とする室外機。
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