JP2022147524A - 送風機および室内機 - Google Patents

Abstract

【課題】サージング現象を抑制する。【解決手段】送風機は、軸方向３５に並ぶ複数の羽根車３１を有する貫流ファン８と、軸方向３５に平行である回転軸１６を中心に貫流ファン８を回転させるモータ部とを備えている。複数の羽根車３１は、貫流ファン８の一端に配置される第１羽根車３７と、貫流ファン８の他端に配置される第２羽根車３８と、第１羽根車３７と第２羽根車３８との間に配置される第３羽根車とを含んでいる。貫流ファン８は、第１羽根車３７により送風される空気の速さと、第２羽根車３８により送風される空気の速さとが、第３羽根車により送風される空気の速さより大きくなるように、形成されている。【選択図】図２

Description

本開示の技術は、送風機および室内機に関する。

貫流ファンが設けられた空気調和機の室内機が知られている。貫流ファンは、軸方向に並ぶ複数の羽根車を備えている（特許文献２）。

特開２０１２－７２６７５号公報

貫流ファンから吹き出される空気の流量は、軸方向に関して一様でなく、吹き出し口の両端では流路抵抗が大きくなることから、吹き出し口の両端から吹き出される空気の流量は、吹き出し口の中央から吹き出される空気の流量より小さくなることがある。低流量である吹き出し口の両端の位置において貫流ファンに空気が逆流し、サージング現象が発生し易くなるという問題がある。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、サージング現象を抑制する送風機および室内機を提供することを目的とする。

本開示の一態様による送風機は、軸方向に並ぶ複数の羽根車を有する多翼ファンと、前記軸方向に平行である回転軸を中心に前記多翼ファンを回転させる機構とを備えている。前記複数の羽根車は、前記多翼ファンの一端に配置される第１羽根車と、前記多翼ファンの他端に配置される第２羽根車と、前記第１羽根車と前記第２羽根車との間に配置される第３羽根車とを含んでいる。前記多翼ファンは、前記第１羽根車により送風される空気の速さと、前記第２羽根車により送風される空気の速さとが、前記第３羽根車により送風される空気の速さより大きくなるように、形成される。

開示の送風機および室内機は、サージング現象を抑制することができる。

図１は、実施例１の送風機が設けられた室内機１０を示す断面図である。 図２は、実施例１の送風機を示す斜視図である。 図３は、実施例１の送風機におけるファンケーシングを示す斜視図である。 図４は、実施例１の送風機におけるファンケーシングを示す断面図である。 図５は、図４のＡ－Ｂ－Ｃ線断面を示し、実施例１の送風機におけるファンケーシングを示す他の断面図である。 図６は、実施例１の送風機の吹き出し口に関する複数の位置と複数の風速との関係を示し、比較例の送風機の吹き出し口に関する複数の位置と複数の風速との関係を示すグラフである。 図７は、実施例２の送風機を示す断面図である。 図８は、実施例２の送風機を示す他の断面図である。

以下に、本願が開示する実施形態にかかる送風機および室内機について、図面を参照して説明する。なお、以下の記載により本開示の技術が限定されるものではない。また、以下の記載においては、同一の構成要素に同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。

実施例１の送風機１は、図１に示されているように、空気調和機の室内機１０に設けられている。図１は、実施例１の送風機１が設けられた室内機１０を示す断面図である。空気調和機は、室内機１０を備え、図示されていない室外機を備えている。室外機は、屋外に設置されている。室内機１０は、屋外から隔てられた空調室の壁面に設置されている。室内機１０は、送風機１と筐体２と熱交換器３とを備えている。筐体２の内部には、空気通路５が形成されている。筐体２の上部には、空気通路５と筐体２の外部とを連通させる吸込み口６が形成されている。熱交換器３は、空気通路５に配置されている。送風機１は、空気通路５のうちの熱交換器３の下部に配置されている。送風機１が後述する機構により回転駆動することで、熱交換器３を通過する気流を生成する。

送風機１は、ファンケーシング７と貫流ファン８とを備えている。ファンケーシング７は、筐体２の内部に配置され、または、筐体２と一体に形成され、筐体２に固定されている。ファンケーシング７には、送風路１１と吹き出し口１２とが形成されている。送風路１１は、ファンケーシング７の内部に形成されている。送風路１１の一端は、空気通路５のうちの送風機１と熱交換器３との間の領域に接続されている。吹き出し口１２は、ファンケーシング７の下端に配置されている。送風路１１の他端は、吹き出し口１２に接続され、吹き出し口１２を介して室内機１０の筐体２の外部に接続されている。

貫流ファン８は、送風路１１に配置されている。ファンケーシング７は、前面側舌部１４と背面側舌部１５とを備えている。前面側舌部１４は、送風路１１の前面側に配置されている。背面側舌部１５は、送風路１１の背面側に配置されている。

図２は、実施例１の送風機１を示す斜視図である。貫流ファン８は、概ね円柱状に形成され、回転軸１６に沿うように送風路１１に配置され、回転軸１６を中心に回転可能にファンケーシング７に支持されている。貫流ファン８は、複数の羽根車３１と複数の仕切板３２と第１端板３３と第２端板３４とを備えている。複数の羽根車３１は、回転軸１６に平行である軸方向３５に並び、複数の仕切板３２を介して互いに固定されている。複数の羽根車３１のうちの１つの羽根車３６は、複数の翼４１を備えている。複数の翼４１の各々は、いわゆる翼形に形成されている。複数の翼４１は、それぞれ、回転軸１６を中心とする円周方向に並び、回転軸１６に平行である直線に沿うように配置されている。複数の羽根車３１のうちの羽根車３６と異なる他の羽根車は、羽根車３６と同様に、複数の翼４１を備えている。

複数の仕切板３２は、それぞれ、概ね円板状に形成されている。複数の仕切板３２は、それぞれ、回転軸１６に垂直である複数の平面にそれぞれ沿うように、配置されている。複数の仕切板３２の各々は、複数の羽根車３１のうちの２つの羽根車の間に配置され、その２つの羽根車の複数の翼４１に固定されている。

第１端板３３は、概ね円板状に形成されている。第１端板３３は、回転軸１６に垂直である平面に沿うように貫流ファン８の一端に配置され、複数の羽根車３１のうちの一端に配置される第１羽根車３７の複数の翼４１に固定されている。第２端板３４は、概ね円板状に形成されている。第２端板３４は、回転軸１６に垂直である平面に沿うように貫流ファン８の他端に配置され、複数の羽根車３１のうちの他端に配置される第２羽根車３８の複数の翼４１に固定されている。複数の羽根車３１のうちの第１羽根車３７および第２羽根車３８と異なる第３羽根車は、第１羽根車３７と第２羽根車３８との間に配置されている。

送風機１は、図示されていないモータ部をさらに備えている。モータ部は、図１に示されているように、回転軸１６を中心に貫流ファン８を予め定められた回転方向４０に回転させる機構である。複数の羽根車３１の各々は、貫流ファン８が回転方向４０に回転することにより、空気が送風路１１を吹き出し口１２に向かって流れるように、形成されている。

このとき、第１羽根車３７は、予め定められた回転速度で貫流ファン８が回転するときに、第１速さの空気が第１羽根車３７により送風されるように、形成されている。第２羽根車３８は、予め定められた回転速度で貫流ファン８が回転するときに、第１速さに等しい第２速さの空気が第２羽根車３８により送風されるように、形成されている。第３羽根車は、予め定められた回転速度で貫流ファン８が回転するときに、第１速さおよび第２速さより小さい第３速さの空気が第３羽根車により送風されるように、形成されている。すなわち、第２羽根車３８の複数の翼４１は、第１羽根車３７の複数の翼４１と概ね同様に形成されている。第３羽根車の複数の翼４１は、第１羽根車３７の複数の翼４１と異なる形状に形成され、当然に、第２羽根車３８の複数の翼４１と異なる形状に形成されている。たとえば、第３羽根車の複数の翼４１の翼弦長（翼４１の内周側端部と外周側端部を結ぶ直線の長さ）は、第１羽根車３７の複数の翼４１の翼弦長より小さく、第１羽根車３７の複数の翼４１の翼弦長の８０％（例示）の長さに等しい。なお、第３羽根車は、第１羽根車３７に対して、複数の翼４１の迎え角（空気流れ方向に沿う直線と翼弦線とのなす角）、複数の翼４１の枚数、複数の翼４１の内外径差（翼４１の径方向の幅寸法）を異ならせるように形成されてもよい。

図３は、実施例１の送風機１におけるファンケーシング７を示す斜視図である。前面側舌部１４は、帯状に形成され、軸方向３５に平行である直線に沿うように、送風路１１の前面側に配置されている。背面側舌部１５は、帯状に形成され、軸方向３５に平行である直線に沿うように、送風路１１の背面側に配置されている。ファンケーシング７には、第１凹部３９がさらに形成されている。第１凹部３９は、ファンケーシング７のうちの貫流ファン８の第１端板３３に対向する面に形成されている。

図４は、実施例１の送風機１におけるファンケーシング７を示す断面図である。送風路１１は、貫流ファン配置領域５１と上流側流路５２と下流側流路５３とを含んでいる。貫流ファン配置領域５１は、送風路１１のうちの貫流ファン８が配置される領域である。上流側流路５２は、送風路１１のうちの貫流ファン配置領域５１より熱交換器３に近い側の領域である。下流側流路５３は、送風路１１のうちの貫流ファン配置領域５１より吹き出し口１２に近い側の領域である。下流側流路５３の軸方向３５における幅は、上流側流路５２の軸方向３５における幅に等しく、吹き出し口１２の軸方向３５における幅に等しい。

図５は、図４のＡ－Ｂ－Ｃ線断面を示し、実施例１の送風機１におけるファンケーシング７を示す他の断面図である。第１凹部３９の内部には、第１端板３３と第１羽根車３７の一部とが配置されている。ファンケーシング７には、図示されていない第２凹部がさらに形成されている。第２凹部は、第１凹部３９に向かい合うようにファンケーシング７に形成され、ファンケーシング７のうちの貫流ファン８の第２端板３４に対向する面に形成されている。第２凹部の内部には、第２端板３４と第２羽根車３８の一部とが配置される。貫流ファン８は、第１端板３３と第１羽根車３７の一部とが第１凹部３９の内部に配置され、第２端板３４と第２羽根車３８の一部とが第２凹部の内部に配置される。また、貫流ファン８の回転軸１６が回転可能な状態でファンケーシング７に適切に支持される。

下流側流路５３は、下流側流路５３の軸方向３５における幅が、貫流ファン８の軸方向３５における長さより小さくなるように、形成されている。また、上流側流路５２は、図示されていないが、上流側流路５２の軸方向３５における幅が、下流側流路５３の軸方向３５における幅に等しく、すなわち、貫流ファン８の長さより小さくなるように、形成されている。

［空気調和機の動作］
空気調和機は、室内機１０と室外機とに冷媒を循環させる。室外機は、冷媒と外気とを熱交換する。送風機１は、回転軸１６を中心に貫流ファン８を回転方向４０に回転させる。送風機１は、貫流ファン８が回転することにより、空調室の空気を室内機１０の吸込み口６から空気通路５に供給する。熱交換器３は、吸込み口６から空気通路５に供給された空気と冷媒とを熱交換し、空気通路５に供給された空気の温度を調節する。送風機１は、貫流ファン８が回転することにより、さらに、熱交換器３により温度が調節された空気を吹き出し口１２から空調室に吹き出す。空気調和機は、このような動作により空調室を冷房または暖房することができる。

送風路１１には、貫流ファン８が回転方向４０に回転することにより、熱交換器３により温度が調節された空気が流れる。すなわち、上流側流路５２は、温度が調節された空気を貫流ファン８の複数の羽根車３１に供給し、貫流ファン８には、温度が調節された空気が通過する。送風路１１を流れる空気は、ファンケーシング７のうちの送風路１１の軸方向３５に隣接する側壁に接触し、送風路１１を流れる空気のうちの軸方向３５の両端に近い領域を流れる空気ほど風速が低下する。

送風機１の貫流ファン８は、両端の第１羽根車３７と第２羽根車３８とが中央の第３羽根車より大きい風速で送風することにより、送風路１１のうちの軸方向３５における両端の領域を流れる空気の風速を大きくすることができる。送風機１は、送風路１１の両端の領域を流れる空気の風速が大きいことにより、吹き出し口１２から吹き出される空気の速さの軸方向３５における分布を均一化することができる。すなわち、両端の第１羽根車３７と第２羽根車３８の風量が中央の第３羽根車の風量と同等になることで、空気の逆流が防止され、サージング現象を抑制することができる。

［比較例の送風機］
比較例の送風機は、既述の実施例１の送風機１の貫流ファン８が他の貫流ファンに置換され、他の部分は、既述の実施例１の送風機１と同じである。その置換された貫流ファンは、既述の貫流ファン８と同様に、軸方向に並ぶ複数の羽根車を備えている。複数の羽根車は、実施例１の貫流ファン８の第３羽根車と同様の形状を有しており、予め定められた回転速度で貫流ファンが回転するときに、複数の羽根車からそれぞれ送風される複数の空気の速さが互いに等しくなるように、互いに概ね同様に形成されている。

図６は、実施例１の送風機１の吹き出し口１２に関する複数の位置と複数の風速との関係を示し、比較例の送風機の吹き出し口１２に関する複数の位置と複数の風速との関係を示すグラフである。複数の風速のうちのある位置に対応する風速は、吹き出し口１２のうちのその位置から吹き出される空気の速さを示している。曲線６１は、実施例１の送風機１の吹き出し口１２に関する複数の位置と複数の風速との関係を示している。曲線６１は、複数の風速が互いに概ね等しく、実施例１の送風機１の吹き出し口１２から吹き出される空気の速さが位置に関して概ね一様に分布していることを示している。曲線６２は、比較例の送風機の吹き出し口１２に関する複数の位置と複数の風速との関係を示している。曲線６２は、吹き出し口１２の両端の領域から吹き出される空気の速さが、吹き出し口１２の中央から吹き出される空気の速さが最も大きく、吹き出し口１２の両端に近づくにつれて、吹き出される空気の速さが小さくなることを示している。すなわち、実施例１の送風機１は、吹き出し口１２から吹き出される空気の速さの軸方向３５における分布を均一化することができる。これにより、空気の逆流が防止され、サージング現象を抑制することができる。

［実施例１の送風機１の効果］
実施例１の送風機１は、軸方向３５に並ぶ複数の羽根車３１を有する貫流ファン８と、軸方向３５に平行である回転軸１６を中心に貫流ファン８を回転させるモータ部とを備えている。複数の羽根車３１は、貫流ファン８の一端に配置される第１羽根車３７と、貫流ファン８の他端に配置される第２羽根車３８と、第１羽根車３７と第２羽根車３８との間に配置される第３羽根車とを含んでいる。貫流ファン８は、第１羽根車３７により送風される空気の速さと、第２羽根車３８により送風される空気の速さとが、第３羽根車により送風される空気の速さより大きくなるように、形成されている。

このとき、実施例１の送風機１は、送風路１１を通過する空気の送風路１１の軸方向３５の両端の側壁への接触による風速の低下を防止することができ、吹き出し口１２から吹き出される空気の速さの軸方向３５における分布を均一化することができる。このため、実施例１の送風機１は、吹き出し口１２から吹き出される空気の速さの軸方向３５における分布を均一化することができる。これにより、空気の逆流が防止され、サージング現象を抑制することができる。

実施例２の送風機は、図７に示されているように、既述の実施例１の送風機１のファンケーシング７が他のファンケーシング７１に置換され、他の部分は、既述の実施例１の送風機１と同じである。図７は、実施例２の送風機を示す断面図である。ファンケーシング７１は、既述の実施例１の送風機１のファンケーシング７の吹き出し口１２と下流側流路５３とが他の吹き出し口７５と他の下流側流路７２とにそれぞれ置換され、他の部分は、既述のファンケーシング７と同じである。

吹き出し口７５は、既述の吹き出し口１２と同様にファンケーシング７１の下端に配置されている。吹き出し口７５の軸方向３５における幅は、貫流ファン８の軸方向３５における幅より大きい。下流側流路７２は、貫流ファン側流路７３と吹き出し口側流路７４とを含んでおり、空気が流れる方向に貫流ファン側流路７３と吹き出し口側流路７４が順に並んでいる。貫流ファン側流路７３は、貫流ファン配置領域５１に隣接している。

図８は、実施例２の送風機を示す他の断面図である。貫流ファン側流路７３の軸方向３５における幅は、上流側流路５２の軸方向３５における幅に等しい。吹き出し口側流路７４は、貫流ファン配置領域５１と吹き出し口７５との間に配置されている。吹き出し口側流路７４の軸方向３５における幅は、貫流ファン側流路７３の軸方向３５における幅より大きく、吹き出し口７５の軸方向３５における幅に等しい。

実施例２の送風機は、既述の実施例１の送風機１と同様に、送風路１１を通過する空気の送風路１１の軸方向３５の両端の側壁への接触による風速の低下を防止することができる。このため、実施例２の送風機は、吹き出し口７５の軸方向３５における幅が貫流ファン８の軸方向３５における長さより大きい場合でも、吹き出し口７５から吹き出される空気の速さの軸方向３５における分布を均一化することができる。実施例２の送風機は、貫流ファン側流路７３の幅が吹き出し口７５の幅より小さいことにより、第１端板３３と第１凹部との隙間からの空気の逆流が防止され、よりサージング現象を抑制することができる。

実施例３の送風機は、既述の実施例２の送風機の貫流ファン側流路７３が他の貫流ファン側流路に置換され、他の部分は、既述の実施例２の送風機と同じである。その置換された貫流ファン側流路の軸方向３５における幅は、既述の貫流ファン側流路７３の軸方向３５における幅より小さく、上流側流路５２の軸方向３５における幅より小さい。

実施例３の送風機は、既述の実施例１の送風機と同様に、送風路１１を通過する空気の送風路１１の軸方向３５の両端の側壁への接触による風速の低下を防止することができる。このため、実施例３の送風機は、吹き出し口７５の軸方向３５における幅が貫流ファン８の軸方向３５における長さより大きい場合でも、吹き出し口７５から吹き出される空気の速さの軸方向３５における分布を均一化することができる。実施例３の送風機は、貫流ファン側流路の幅が上流側流路５２の幅より小さいことにより、第１端板３３と第１凹部との隙間からの空気の逆流が防止され、よりサージング現象を抑制することができる。

ところで、既述の実施例の送風機は、半径方向から空気を吸い込み他の半径方向に吹き出す貫流ファン８が設けられているが、貫流ファンと異なる多翼ファンが設けられてもよい。多翼ファンとしては、空気を軸方向から吸い込んで半径方向に吹き出す遠心ファン（例えばシロッコファン、ターボファン等）が例示される。このような送風機も、既述の実施例の送風機と同様にして、吹き出し口１２から吹き出される空気の速さの軸方向３５における分布を均一化することができる。

ところで、既述の実施例の送風機１は、空気調和機の室内機１０に利用されているが、室内機１０と異なる他の装置に利用されてもよい。その装置としては、エアカーテン装置が例示される。

以上、実施例を説明したが、前述した内容により実施例が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。

１ ：送風機
３ ：熱交換器
７ ：ファンケーシング
８ ：貫流ファン
１０：室内機
１１：送風路
１２：吹き出し口
１６：回転軸
３１：複数の羽根車
３５：軸方向
５２：上流側流路
５３：下流側流路
７１：ファンケーシング
７３：貫流ファン側流路
７５：吹き出し口

Claims (5)

1. 軸方向に並ぶ複数の羽根車を有する多翼ファンと、
   前記軸方向に平行である回転軸を中心に前記多翼ファンを回転させる機構とを備え、
   前記複数の羽根車は、
   前記多翼ファンの一端に配置される第１羽根車と、
   前記多翼ファンの他端に配置される第２羽根車と、
   前記第１羽根車と前記第２羽根車との間に配置される第３羽根車とを含み、
   前記多翼ファンは、前記第１羽根車により送風される空気の速さと、前記第２羽根車により送風される空気の速さとが、前記第３羽根車により送風される空気の速さより大きくなるように、形成される
   送風機。
2. 前記多翼ファンが格納されるケーシングをさらに備え、
   前記ケーシングには、前記多翼ファンが回転することにより送風される空気が吹き出される吹き出し口が形成され、
   前記吹き出し口の前記軸方向における幅は、前記多翼ファンの前記軸方向における幅より大きい
   請求項１に記載の送風機。
3. 前記ケーシングには、前記吹き出し口と前記多翼ファンとの間に前記空気が流れる下流側流路がさらに形成され、
   前記流路の前記軸方向における幅は、前記多翼ファンの前記軸方向における幅より小さい
   請求項２に記載の送風機。
4. 前記下流側流路は、貫流ファン側流路と吹き出し口側流路を含み、前記多翼ファンに空気を供給する上流側流路がさらに形成され、
   前記吹き出し口側流路の前記軸方向における幅は、前記貫流ファン側流路の前記軸方向における幅より大きい
   請求項３に記載の送風機。
5. 熱交換器と、
   前記熱交換器を通過する気流を生成する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の送風機
   とを備える室内機。

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