JP3879725B2 - Cross flow fan, air conditioner - Google Patents
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Description
この発明は、室内ユニットに少なくとも1つ以上の吸込み口および、吹出し口と、ファンモータに連結されたクロスフローファン、およびそのようなクロスローファンと熱交換機とを有する空気調和機に関する。 The present invention relates to an indoor unit having at least one suction port, a blow-out port, a cross flow fan connected to a fan motor, and an air conditioner having such a cross low fan and a heat exchanger.
クロスフローファンを用いた空気調和機では、例えば、特開平5−195981号公報に示すように、クロスフローファンに吸込まれる空気流を、クロスフローファンの吸込側でその回転方向と逆方向に予旋回させてクロスフローファンの吐出風量を増加させるようにしていた。 In an air conditioner using a cross flow fan, for example, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5-195811, the air flow sucked into the cross flow fan is reversed in the direction of rotation on the suction side of the cross flow fan. A pre-turn was made to increase the discharge air volume of the cross flow fan.
しかしながら、上記の案内羽根の構成では、クロスフローファン動翼の圧力面側に風が当たり、動翼の迎え角が大きくなるため、翼が失速しやすく、ファンモータ入力が大きく、騒音が大きくなったり、ファンモータの消費電力が大きくなる、等の問題点があった。 However, in the configuration of the guide vanes described above, wind hits the pressure surface side of the crossflow fan rotor blade, and the angle of attack of the rotor blade increases, so the blade is likely to stall, the fan motor input is large, and the noise is increased. Or the power consumption of the fan motor increases.
本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、所定の風量を得るのに必要なファンモータの消費電力および回転数を低減し、騒音を小さくすることができるクロスフローファン、空気調和機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and a cross-flow fan and an air conditioner that can reduce power consumption and rotational speed of a fan motor necessary for obtaining a predetermined air volume and reduce noise. The purpose is to provide.
本発明は、クロスフローファンの吸込み部の風上側でスタビライザから離れた個所のみに複数の静翼を備え、これらの静翼により風向きをクロスフローファン動翼の負圧面側に風が当たるよう変向するものである。 The present invention is provided with a plurality of stationary blades only at locations away from the stabilizer on the windward side of the suction portion of the crossflow fan, and the wind direction is changed by these stationary blades so that the wind strikes the suction surface side of the crossflow fan rotor blade. It is intended.
また、本発明は、クロスフローファンの内周側翼先端の形状をエッジ形状にするものである。 In the present invention, the shape of the tip of the inner peripheral blade of the cross flow fan is changed to an edge shape.
本発明のクロスフローファン、空気調和機によれば、所定の風量を得るのに必要なファンモータの消費電力および回転数を低減し、騒音を小さくすることができる。 According to the crossflow fan and the air conditioner of the present invention, it is possible to reduce the power consumption and the rotational speed of the fan motor necessary for obtaining a predetermined air volume, and to reduce the noise.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係わる空気調和機の室内ユニットの断面図、図2は本発明の実施の形態1に係わる室内ユニット内の空気の流跡を表す図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an indoor unit of an air conditioner according to
図1において、1はクロスフローファン、2は熱交換器、3は冷媒配管、4はプレフィルタ−、5は空気清浄装置、6は吸込み口、7は吹出し口であり、室内ユニット8を構成している。
次に室内ユニット8の動作について説明する。クロスフローファン1がファンモータ(図示せず。)の回転により回転すると、室内ユニット8の外部にある空気9が吸込み口6から吸引され、プレフィルター4、熱交換器2、クロスフローファン1を経由して、吹出し口7から吹出される。ここで、プレフィルタ−4、空気清浄装置5は空気10に含まれているほこりを除去し、熱交換器2は空気10と熱交換を行い、空気10を冷房運転時は冷却、暖房運転時は加熱する。
In FIG. 1, 1 is a cross flow fan, 2 is a heat exchanger, 3 is a refrigerant pipe, 4 is a prefilter, 5 is an air purifier, 6 is a suction port, 7 is a blowout port, and constitutes an
Next, the operation of the
図2は、室内ユニット8内の空気の流跡を表す図であり、領域11はクロスフローファン1の吸込み領域の一部である。図3は領域11におけるクロスフローファン1の相対速度分布を表す図である。図4は迎え角を表す図である。図5は、本発明の実施の形態1の特徴である複数の静翼21を設置したときの、室内ユニット8の断面図を表す図である。図6および図7は静翼21の形状の定め方を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the air trace in the
図3において、13はクロスフローファン1の翼12の負圧面、14は圧力面である。負圧面13において渦15が生成されている。図4において、点Aは翼12の前縁19の端点、点Bは後縁20の端点であり、迎え角16は直線ABと点Aにおける空気9の相対速度ベクトル18とのなす角度であり、矢印17の方向を正とする。
In FIG. 3, 13 is a suction surface of the
負圧面13で渦が生成されると、所定風量を得るのに必要なファンモータ(図示せず。)の消費電力が大きくなり、ファンモータ(図示せず。)の回転数が大きくなり、室内ユニット8から発生する騒音が大きくなる、という問題がある。かかる問題は、図4に示す迎え角16が大きいときに生じる。かかる問題を解決するため、本発明の実施の形態1では、図5に示すようにクロスフローファン1の吸込み領域の風上側に静翼21を複数枚設置する。なお、静翼21の形状は次のように定める。
When a vortex is generated on the
図6に示すように、クロスフローファン1の吸込み領域に、クロスフローファン1同心円上の円弧22および円弧23を描く。なお、円弧22の半径はクロスフローファン1の半径よりも大きく、円弧23の半径は円弧22の半径よりも大きいものとする。
As shown in FIG. 6, an
次に図7に示すように、円弧22上に複数の点Ci(1≦i≦N、N≧2)を定義する。そして、点Ciにおける絶対速度ベクトルUiを実験、または計算により求める。点Ciを中心に絶対速度ベクトルUiを迎え角16が小さくなるように、すなわち、図7の方向から見た場合、反時計回りにθ度(0<θ<40)回転させる。この絶対速度ベクトルUiを回転したベクトルをViとする。点Ciを通り、ベクトルViと平行な直線を直線CiDiとし、直線CiDiと円弧23との交点をDiとする。そして、点Diにおける絶対速度ベクトルWiを実験、または計算により求める。点Diを通り、ベクトルWiと平行な直線を直線DiEiとする。そして、円弧22と直線DiEiの交点を点Eiとする。三角形CiDiEi内にあり(境界線上を含む)、点Ci、点Diを通る任意の曲線を曲線Fiとする。なお、曲線Fiは1つ以上の線分から構成されてもよい。そして、静翼21の形状は曲線Fiを領域内(境界上を含む)に含むように定める。なお、図上では、絶対速度ベクトルUIや、この絶対速度ベクトルUiを回転したベクトルをVi、絶対速度ベクトルWi等のベクトルには、符号の上にベクトルを示す“→”を付けている。
Next, as shown in FIG. 7, a plurality of points C i (1 ≦ i ≦ N, N ≧ 2) are defined on the
表1は静翼21がある場合とない場合に、吹出し口7から吹出される風量が15m3/minであるときの、ファンモータ(図示せず。)の消費電力、および回転数、室内ユニット8から発生する騒音値を測定した結果を表す図である。なお、騒音値はJIS規格に従って測定してある。図8はこの測定に用いた静翼21の形状を定め方を説明する図である。 Table 1 shows the power consumption, rotational speed, and indoor unit of a fan motor (not shown) when the amount of air blown from the blowout port 7 is 15 m 3 / min with and without the stationary blade 21. 8 is a diagram illustrating a result of measuring a noise value generated from FIG. The noise value is measured in accordance with JIS standards. FIG. 8 is a diagram for explaining how to determine the shape of the stationary blade 21 used for this measurement.
図8はこの測定に用いた静翼21の形状を定め方を説明する図である。
静翼21の形状の定め方を図8を用いて説明する。クロスフローファン1の半径は50mm、円弧22の半径は53mm、円弧23の半径は57mmである。クロスフローファン1の回転中心24から垂線を引き、円弧22との交点を点C2とする。点C2をクロスフローファン1の回転中心24を中心にファン回転方向に10度移動した点を点C1とする。また、点C2をクロスフローファン1の回転中心24を中心にファンの反回転方向に10度、20度、30度、…、80度移動した点をそれぞれ、点C3、点C4、点C5、…、点C10とする。例として、点C3を含む静翼21の形状について説明する。計算から、点C3における絶対速度ベクトルU3を求める。点C3を中心としてU3を反時計回りに10度回転させたベクトルV3を求め、図7に示したように点D3、絶対速度ベクトルW3、点E3を求める。そして、線分C3D3を1:9に内分する点を点G3、線分D3E3を1:9に内分する点を点H3とし、点C3、点G3、点H3、点D3を通るスプライン曲線F3を作成する。曲線F3をクロスフローファン1の回転中心24を中心にファン回転方向に1度移動した曲線F3'を作成する。曲線F3、曲線F3'、円弧C3C3'、円弧D3D3'からなる閉曲面を静翼21の形状とする。ここでは点C3を含む静翼21の形状について説明したが、点C3以外の点Ciを含む静翼21も同様の方法で形状を定める。なお、本実施の形態1では静翼21が10枚の場合について説明したが、2枚以上であればよく、また、点Ciが等間隔である場合について説明したが、不等間隔であってもよい。
FIG. 8 is a diagram for explaining how to determine the shape of the stationary blade 21 used for this measurement.
A method of determining the shape of the stationary blade 21 will be described with reference to FIG. The radius of the
このようにクロスフローファン1の吸込み領域の風上側に静翼21がない従来の場合は、翼12の迎え角16が大きく、翼12の負圧面13で渦15が発生しやすいため、所定の風量を得るのに必要なファンモータ(図示せず。)の消費電力、および回転数が大きく、かつ、室内ユニット8から発生する騒音が大きいという課題がある。
Thus, in the conventional case where there is no stationary blade 21 on the windward side of the suction area of the
本発明の実施の形態1では、このようにクロスフローファン1の吸込み領域の風上側に複数の静翼21を設け、静翼21により風向きをクロスフローファン1の翼12の負圧面側に風が当たるよう変向して、翼12の迎え角16を小さくすることにより、翼12の負圧面13で発生する渦15を低減できるため、表1に示すように所定の風量を得るのに必要なファンモータ(図示せず。)の消費電力、および回転数を小さくすることができ、かつ、室内ユニット8から発生する騒音を低減することができる。
In the first embodiment of the present invention, a plurality of stationary blades 21 are provided on the windward side of the suction region of the
実施の形態2.
図9は本発明の実施の形態2に係わる空気調和機の室内ユニットの断面図、および静翼を表す図である。
図9において、25は風上側静翼、26は風下側静翼、27は円弧であり、円弧27の半径は、円弧22の半径よりも大きく、円弧23の半径よりも小さいものとする。円弧27と曲線CiDiの交点を点Kiとし、風上側静翼25は曲線DiKiを、風下側静翼26は曲線KiCiを含むものとする。
FIG. 9 is a cross-sectional view of an indoor unit of an air conditioner according to
In FIG. 9, 25 is a windward stationary blade, 26 is a leeward stationary blade, 27 is an arc, and the radius of the
クロスフローファン1の回転数を変化させて室内ユニット8を運転する場合、回転数により迎え角16が変化する。これは、迎え角16は相対速度ベクトルVr[m/s]を用いて定義されるものであるが、絶対速度ベクトルをV[m/s]、半径ベクトルをr[m]、回転数をω[rad/s]とすると、次式、
When the
Vr=V−r×ω Vr = V−r × ω
の関係が成り立つ。このため、回転数ω[rad/s]が変わると迎え角16も変わり、回転数毎に最適な静翼21の形状が異なる。
The relationship holds. For this reason, when the rotational speed ω [rad / s] changes, the angle of
表2は表1に示した実験結果を得るのに用いた実験装置、および静翼21を用いて、室内ユニット8から吹出される風量が10m3/minのときのクロスフローファン1の特性を表す実験結果である。
Table 2 shows the characteristics of the
このように、15m3/minのときにファンモータ(図示せず。)の消費電力を低減する効果のあった静翼21は10m3/minのときは逆にファンモータ(図示せず。)の消費電力を悪化させ、回転数も増加させる。 As described above, the stationary blade 21 which has the effect of reducing the power consumption of the fan motor (not shown) at 15 m 3 / min is conversely a fan motor (not shown) at 10 m 3 / min. The power consumption is worsened and the rotation speed is also increased.
そのため、回転数に応じて静翼21による偏向角を変える必要がある。そこで、本実施の形態2の場合、静翼21を風上側静翼25と、風下側静翼26とに分けて、風上側静翼25と風下側静翼26とを別々のステッピングモータ28等により動作させて回転数を変えることにより、変向角を変えるようにする。なお、変向角を変更可能で有れば、静翼21を風上側静翼25と、風下側静翼26と以外に分けるようにしても勿論良い。
Therefore, it is necessary to change the deflection angle by the stationary blade 21 in accordance with the rotational speed. Therefore, in the case of the second embodiment, the stationary blade 21 is divided into the windward
ここで、予め、回転数毎に静翼25、26の変向角を実験、または計算により定めておく。このように回転数に応じて変向角を変えたときの、室内ユニット8から吹出される風量が5m3/min、10m3/minのときのクロスフローファン1の特性を表3、4に示す。
Here, the turning angles of the
このように、クロスフローファン1の回転数に応じて静翼21の変向角を変えない場合は、回転数が変わると静翼21により、所定風量を得るのに必要な必要なファンモータ(図示せず。)の消費電力が増加するという課題がある。
As described above, when the turning angle of the stationary blade 21 is not changed according to the rotational speed of the
本発明の実施の形態2では、以上の説明から明らかのように、風上側静翼25と風下側静翼26を用い、クロスフローファン1の回転数に応じて変向角を可変とすることにより、所定の風量を得るのに必要なファンモータ(図示せず。)の消費電力を低減することができる。
In the second embodiment of the present invention, as is clear from the above description, the windward
実施の形態3.
図10は本発明の実施の形態3に係わるクロスフローファンを表す図であり、図11はファンモータ(図示せず。)の消費電力を表す図である。
図11はクロスフローファン1の直径Dを95mm、翼枚数Nを20〜40枚に変化させたときの、室内ユニット8から吹出される風量が15m3/minのときの、ファンモータ(図示せず。)の消費電力と、クロスフローファン1の直径/翼枚数との関係の実験結果を表したものである。
FIG. 10 is a diagram illustrating a cross flow fan according to
FIG. 11 shows a fan motor (not shown) when the airflow blown from the
このように、ファンモータ(図示せず。)の消費電力は、クロスフローファン1の直径/翼枚数(D/N)が3.4[mm/枚]のとき、最小となる。なお、本実験における測定精度は2W程度の誤差を含んでいると考えられるため、、クロスフローファン1の直径/翼枚数(D/N)が3.05≦D/N≦3.8[mm/枚]のとき、ファンモータ(図示せず。)の消費電力を小さくできる。
Thus, the power consumption of the fan motor (not shown) is minimized when the diameter / number of blades (D / N) of the
つぎに、この理由について説明する。室内ユニット8において、所定風量を得るのに必要なクロスフローファン1を駆動するファンモータ(図示せず。)の消費電力は、クロスフローファン1の翼面上で剥離が生じない場合は、翼枚数が多いと、翼間風速が増加し、翼表面の静圧が低下するため、ファンモータ(図示せず。)の消費電力は増加し、翼枚数が少ないと、翼間風速が低下し、翼表面の静圧が上昇するため、ファンモータ(図示せず。)の消費電力は低下する。しかし、実際の流れでは、クロスフローファン1の翼面上では剥離が生じる。クロスフローファン1の翼枚数が多いと隣接する負圧面13と圧力面14との静圧差が大きくなり、翼枚数が少ないと隣接する負圧面13と圧力面14との静圧差が小さくなる。なお、静圧は圧力面の方が負圧面よりも高い。
Next, the reason for this will be described. In the
また、流体の流れを規定するナビエ・ストークスの方程式を考えると、圧力項は(静圧差/距離)/密度で表され、加速度と同じ次元である。これより、クロスフローファン1の翼枚数が多いと、隣接する負圧面13と圧力面14との静圧差は大きくなり、距離は小さくなる。すなわち、圧力項が大きくなり、圧力面14から負圧面13の方向への働く力が大きくなるため、負圧面13において渦15が生じにくくなる。一方、クロスフローファン1の翼枚数が少ないと、隣接する負圧面13と圧力面14との静圧差は小さくなり、距離は大きくなる。すなわち、圧力項が小さくなり、圧力面14から負圧面13の方向への働く力が小さくなるため、負圧面13において渦15が生じやすくなる。負圧面13において渦15が生じると負圧面13における静圧が低下し、クロスフローファン1の回転を減速する力が働くため、所定風量を得るのに必要なファンモータ(図示せず。)の消費電力は大きくなる。
Considering the Navier-Stokes equation that defines the flow of fluid, the pressure term is expressed by (static pressure difference / distance) / density, and has the same dimension as acceleration. Accordingly, when the number of blades of the
従って、クロスフローファン1の翼枚数が多いと、翼間風速が増加し、翼表面の静圧が低下するためファンモータ(図示せず。)の消費電力は大きくなるが、圧力項が大きくなるため、負圧面13において渦15が生じにくくなり、渦15の発生によるファンモータ(図示せず。)の消費電力の増加を抑制できる。一方、クロスフローファン1の翼枚数が少ないと、翼間風速が低下し、翼表面の静圧が上昇するためファンモータ(図示せず。)の消費電力は小さくなるが、圧力項が小さくなるため、負圧面13において渦15が生じやすくなり、ファンモータ(図示せず。)の消費電力が増加しやすくなる。
Therefore, if the number of blades of the
このように、ファンモータ(図示せず。)の消費電力は、クロスフローファン1の直径Dと翼枚数Nとの関係が3.05≦D/N≦3.8[mm/枚]を満たさないとき、室内ユニット8から所定の風量を吹出すのに必要なファンモータ(図示せず。)の消費電力が大きいという課題がある。
Thus, the power consumption of the fan motor (not shown) is such that the relationship between the diameter D of the
しかし、本発明の実施の形態3では、このように、ファンモータ(図示せず。)の消費電力は、クロスフローファン1の直径Dと翼枚数Nとの関係が3.05≦D/N≦3.8[mm/枚]の関係を満たすようにしたので、室内ユニット8から所定の風量を吹出すのに必要なファンモータ(図示せず。)の消費電力を小さくすることができる。
However, in the third embodiment of the present invention, the power consumption of the fan motor (not shown) is such that the relationship between the diameter D of the
なお、本実施の形態3では、クロスフローファンのファン径Dと翼枚数Nとの関係を3.05≦D/N≦3.8[mm/枚]と規定して、クロスフローファンのファン径Dまで規定していないが、ファンモータの消費電力を低減する効果からするとファン径Dは、D≦120mmの条件を満たすのが良く、風量も考慮すれば、80≦D≦120mmの条件を満たすファン径Dで、かつ、3.05≦D/N≦3.8[mm/枚]の関係を満たすようにすることが、所定の風量を得て、かつ、必要なファンモータの消費電力を低減する点で望ましいことになる。 In the third embodiment, the relationship between the fan diameter D of the crossflow fan and the number N of blades is defined as 3.05 ≦ D / N ≦ 3.8 [mm / sheet], and the fan of the crossflow fan is used. Although the diameter D is not specified, the fan diameter D should satisfy the condition of D ≦ 120 mm in view of the effect of reducing the power consumption of the fan motor, and the condition of 80 ≦ D ≦ 120 mm should be considered if the air volume is taken into consideration. By satisfying the relationship of fan diameter D to be satisfied and 3.05 ≦ D / N ≦ 3.8 [mm / sheet], a predetermined air volume can be obtained, and the necessary power consumption of the fan motor This is desirable in terms of reducing.
実施の形態4.
図12は本発明の実施の形態4に係わるクロスフローファンを表す図である。図12において、30はリングであり、クロスフローファン1の中に複数個あり、翼12を固定している。図13はクロスフローファン1のファン径Dを90[mm]としリング30のピッチLを30〜60mmとしたときの、吹出し風量15m3/min時におけるファンモータ(図示せず。)の消費電力と(D+2000)/Lとの関係の実験結果を表したものである。ただし、(クロスフローファン1の全長−リング30の個数×リング30のピッチ)は625mmとしてある。すなわち、リング30の厚さはリング30のピッチに応じて変えている。
FIG. 12 is a diagram showing a cross flow fan according to
図14は(D+2000)/Lを変えたときの、15m3/min時における室内ユニット8から発生する騒音のパワースペクトルを表す図であり、図15は(D+2000)/Lを変えたとき、リング30間における吹出し風量[m3/min]、および吸込み風量[m3/min]の分布の計算結果を表す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a power spectrum of noise generated from the
図13に示すように(D+2000)/Lの値が大きいほど、所定風量を得るのに必要なファンモータ(図示せず。)の消費電力が小さくなる。つぎにこの理由について説明する。図14に示すように(D+2000)/L≧38.0のとき、(D+2000)/L=34.8のときに比べて、周波数600〜900[Hz]の領域において室内ユニット8から発生する騒音のパワースペクトルのピーク値がなくなっている。また、図15に示すようにリング30の間において、吹出し風量、および吸込み風量の分布が小さくなっている。これは、リングが整流板の働きをしており、リング30のピッチが小さいほど、リング30の間における風の乱れが抑制されているため、所定風量を得るのに必要なファンモータ(図示せず。)の消費電力が小さくなる。
As shown in FIG. 13, as the value of (D + 2000) / L increases, the power consumption of a fan motor (not shown) necessary to obtain a predetermined air volume decreases. Next, the reason will be described. As shown in FIG. 14, when (D + 2000) /L≧38.0, the noise generated from the
このように、クロスフローファン1のファン径D[mm]とリング30のピッチL[mm]が(D+2000)/L<38.0のときには、所定風量時が大きいという課題がある。
Thus, when the fan diameter D [mm] of the
本発明の実施の形態4では、クロスフローファンのファン径Dとリング間距離Lが(D+2000)/L≧38.0の関係を満たすことにより、リング30の間における風の乱れが抑制され、所定風量を得るのに必要なファンモータ(図示せず。)の消費電力が小さくすることができる。
In
実施の形態5.
図16は本発明の実施の形態5に係わるスタビライザーを表す図であり、図17はファンモータの消費電力の実験結果を表す図であり、図18はクロスフローファンの内部に生成される循環渦の位置を表す図であり、図19はリング間における循環渦の分布の計算結果を表す図である。
Embodiment 5 FIG.
16 is a diagram showing a stabilizer according to Embodiment 5 of the present invention, FIG. 17 is a diagram showing experimental results of power consumption of the fan motor, and FIG. 18 is a circulating vortex generated inside the crossflow fan. FIG. 19 is a diagram showing a calculation result of the distribution of the circulating vortex between the rings.
本実施の形態5では、図16の裏面から表面方向であるスタビライザ31の幅方向の突起33の突起高さ34を、図12に示すようにリング30毎に分割、すなわちリング30とリング30との間の1ブロック内で変化させる。具体的には、例えば、リング30とリング30との間の距離であるブロックの幅をz0、リング30の一方の端からの距離をzとしたときに、ブロックにおけるスタビライザの突起33の突起高さ34がz/z0=0.25、0.75で最大となる山または鋸歯形のスタビライザをスタビライザ35、突起33の突起高さ34がz/z0=0.5で最大となる山または鋸歯形のスタビライザをスタビライザ36、突起高さ34をブロックの幅方向で変化させないスタビライザをスタビライザ37とする。
In the fifth embodiment, the
図17は、リング30のピッチを30〜70mmとし、スタビライザ31の突起高さ34を変えない場合と、スタビライザ35、スタビライザ36を用いたときの、室内ユニット8から吹出される風量が15m3/minのときの、室内ユニット8から発生する騒音値の実験結果を表す図である。
このように、スタビライザ35、36により、スタビライザ37よりも所定風量時における室内ユニット8から発生する騒音値を小さくすることができる。
FIG. 17 shows that when the pitch of the
As described above, the stabilizers 35 and 36 can reduce the noise value generated from the
次に、この理由について説明する。図18において、クロスフローファン1の回転中心24と、クロスフローファン1の内部に生成される循環渦の最も静圧の低い点38とを直線39で結び、回転中心24から垂線40を下ろし、直線39と垂線40のなす角度をθ[deg]とする。図19は、ブロック32の間における渦位置θ[deg]の分布を表した図である。図19に示すように渦位置θ[deg]はz/z0=0、1、またはz/z0=0.5付近で最小値をとる。渦位置θ[deg]が小さいと、クロスフローファン1の吸込み領域における翼12の迎え角16が大きくなり、負圧面13上に渦が生成し、ファンモータ(図示せず。)の消費電力の増加の原因となる。一方、スタビライザ31の突起32の高さ34が高いと、渦位置θ[deg]は小さくなり、高さ34が低いと渦位置θ[deg]は大きくなる。そのため、渦位置θ[deg]が小さくなるz/z0=0、1、またはz/z0=0.5付近のどちらかで高さ34を小さくすると、渦位置θ[deg]は大きくなる。なお、このように高さ34は0≦z/z0≦1において異なるが、滑らかに高さ39が変わるようにする。従って、クロスフローファン1の吸込み領域における翼12の迎え角16が大きくならず、負圧面13上に渦が生成しにくくなり、室内ユニット8から発生する騒音値小さくすることができる。
Next, the reason will be described. In FIG. 18, the
このように、スタビライザ31の突起32の高さ34をクロスフローファン1の幅方向で変化させないスタビライザ37では、室内ユニット8から発生する騒音値が大きいという課題がある。
Thus, the stabilizer 37 that does not change the
本発明の実施の形態5では、リング30間を1ブロックとし、スタビライザ31の突起32の高さ34がその1ブロック内でz/z0=0.25、0.75、またはz/z0=0.5において最大とするスタビライザ35、36を設けて、スタビライザ−先端の突起高さを1ブロック内で鋸歯のように変化させることにより、所定風量時の室内ユニット8から発生する騒音値を小さくすることができる。
In the fifth embodiment of the present invention, the space between the
実施の形態6.
図20、図21は本発明の実施の形態6に係わるクロスフローファンの翼を表す図であり、図22、図23はクロスフローファンの吹出し領域における静圧分布を表す図である。
20 and 21 are views showing the blades of the crossflow fan according to
図20は、クロスフローファン1の外周側先端は角取りした形状を表す図、図21は内周側先端を面取りした、エッジ形状を表す図である。表5にクロスフローファン1の外周側先端は角取りした形状で、内周側先端を面取りしてエッジ形状にした翼41と、クロスフローファン1の内周側先端をR0.1の角取りした翼42を用いた場合の、室内ユニット8から吹出される風量が15m3/minのときの、ファンモータ(図示せず。)の消費電力を示す比較して示す。
FIG. 20 is a diagram showing a chamfered shape at the outer peripheral side tip of the
つぎに、この理由について説明する。クロスフローファン1の吹出し領域において、翼12の内周側から外周側に向かって風が流れる。このとき、翼42のように内周側先端が角取りしている場合は、内周側先端がよどみ点となり、図22に示すように静圧が上昇し、動圧が低下する。室内ユニット8から吹出される風量は動圧が大きいほど多くなるため、クロスフローファン1の内周側先端でよどみ点が存在すると、室内ユニット8から吹出される風量は低下するためである。一方、翼41のようにクロスフローファン1の内周側先端が面取りして、エッジ形状である場合は、図23に示すように内周側先端でよどみ点は生成されない。なお、計算結果ではクロスフローファン1の吹出し領域における翼41と翼42の内周側先端における静圧は、翼42の方が約10〜20[Pa]高い。従って、表3に示したように内周側先端が角取りしている場合よりも、面取りしている場合の方が、所定風量を得るのに必要なファンモータ(図示せず。)の消費電力を低減することができる。
Next, the reason for this will be described. In the blowing region of the
なお、本実施の形態6では、翼42の内周側を面取りして、エッジ形状にした場合について説明したが、外周側も同様に面取りして、エッジ形状にしても同様の効果が得られる。これは、クロスフローファン1の吸込み領域において、翼42の外周側先端によどみ点が生成されるのを抑制できるため、さらに室内ユニット8から所定風量を得るのに必要なファンモータ(図示せず。)の消費電力を低減することができる。
In the sixth embodiment, the case where the inner peripheral side of the
このように、クロスフローファン1の内周側先端を面取りしてエッジ形状にしていない場合は、クロスフローファン1の吹出し領域において、翼42の内周側先端によどみ点が生成されるため、室内ユニット8から所定風量を得るのに必要なファンモータ(図示せず。)の消費電力が大きいという課題がある。
Thus, when the inner peripheral side tip of the
本発明の実施の形態6では、クロスフローファン1の内周側先端を面取りして、エッジ形状にすることにより、クロスフローファン1の吹出し領域において、翼42の内周側先端によどみ点が生成されるのを抑制できるため、室内ユニット8から所定風量を得るのに必要なファンモータ(図示せず。)の消費電力を低減することができる。
In the sixth embodiment of the present invention, the tip of the inner peripheral side of the
なお、上記実施の形態1〜6の説明では、主要な請求項の特徴に合せて、その主要な請求項の特徴、例えば複数の静翼21を設ける、クロスフローファン1の回転数に応じて静翼による風向きの変向角度を変える、クロスフローファン1のファン径Dとリング間距離Lとが(D+2000)/L≧38.0の関係を満たす、クロスフローファン1のリング間でスタビライザ−先端の突起高さを変化させる、クロスフローファン1の内周側先端の形状をエッジ形状にすること等を各実施の形態で別々に説明するようにしたが、本発明では、よりファンモータの消費電力を低減させるために、これらを2つ、またはそれ以上任意に組み合わせるようにしても良い。例えば、複数の静翼21を設けると共に、クロスフローファン1のファン径Dとリング間距離Lとが(D+2000)/L≧38.0の関係を満たすようにする、あるいはクロスフローファン1のファン径Dとリング間距離Lとが(D+2000)/L≧38.0の関係を満たすようにすると共に、クロスフローファン1のリング間でスタビライザ−先端の突起高さを変化させ、かつ、クロスフローファン1の内周側先端の形状をエッジ形状にする等、実施の形態1〜6の任意の組合せが可能である。
In the description of the first to sixth embodiments, in accordance with the features of the main claims, according to the features of the main claims, for example, the rotational speed of the
1 クロスフローファン、 2 熱交換器、 3 冷媒配管、 4 プレフィルタ、 5 空気清浄装置、 6 吸込み口、 7 吹出し口、 8 室内ユニット、 9 ファンモータ、 10 空気、 11 領域、12 翼、 13 負圧面、 14 圧力面、 15 渦、 16 迎え角、 17 矢印、 18 相対速度ベクトル、 19 前縁、 20 後縁、 21 静翼、 22 円弧、 23 円弧、 24 回転中心、 25 風上側静翼、 26 風下側静翼、 27 円弧、 28 ステッピングモータ、 29 ステッピングモータ、 30 リング、 31 スタビライザ、 32 ブロック、 33 突起、 34 突起高さ、 35 スタビライザ、 36 スタビライザ、 37 スタビライザ、 38 渦中心、 39 垂線、 40 直線、 41 翼、 42 翼。
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