JP4403691B2 - Fan guard for blower unit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
【0002】
本願発明は、送風ファンを有する送風ユニットの空気吹出口に装着される送風ユニットのファンガードに関するものである。
【従来の技術】
【0003】
例えば、空気調和装置の室外機に付設される送風ユニットとしては、送風ファンの空気吹出口にファンガードを設けて、送風ファンを防護するように構成されたものがある。
【0004】
上記ファンガードとしては、放射状に配置された多数の放射リブと、同心状に配置された多数の環状リブとを合成樹脂で一体成形したものが従来からよく知られている。このような合成樹脂製のファンガードにおける放射リブおよび環状リブは、強度を維持するとともに通過する空気流の圧力損失を低減するために、送風ファンの回転軸方向に沿う偏平な断面形状とされている。
【0005】
上記構造のファンガードの場合、送風ファンとして軸流ファンを採用すると、放射リブおよび環状リブが送風ファンからファンガードに流入する吹出空気流と干渉するという不具合が生じ易い。そこで、放射リブを、送風ファンの回転軸と平行な基準面に対して傾斜させるように構成したファンガードが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
一般に、軸流ファンからの吹出空気流は、回転方向および軸方向に所定の大きさの速度成分を持つ旋回広がり流れとなっている。そこで、上記特許文献1においては、放射リブを吹出流れ方向に偏平な断面を有する形状とし且つ該放射リブの傾きを、前記旋回吹出流れの傾斜角、即ち、軸方向速度成分と周方向速度成分の速度比から決まる傾斜角に合わせるようにしており、このことにより、吹出気流が放射リブに衝突して生じる騒音および圧力損失を低減させるようにしている。前記放射リブの傾斜角は、送風ファンの吹出空気流速度が最大となる部位における吹出空気流の傾斜角に対応して設定されていた。
【0007】
また、上記特許文献1においては、送風ファン(例えば、軸流ファン)の吹出気流が広がり流れとなることに合わせて、半径方向領域の中央部付近から外側において前記環状リブを外向きに所定の角度傾けることによって、吹出気流の半径方向速度成分と環状リブとが衝突することにより発生する騒音および圧力損失を低減するようにしている。
【0008】
【特許文献1】
特開2002−228192。
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところが、軸流ファンの旋回吹出空気流の傾斜角は、全半径方向領域において一定ではなく、半径方向において変化している。即ち、吹出空気流の傾斜角αは、図13に示すように、半径位置(即ち、無次元R=半径/ファンガード半径)に対して下に凸な曲線(即ち、軸流ファンのハブ側から外周側に向かって漸減し、中央部やや外周側で最小値をもち且つ所定領域において略一定となり、外周近傍で再び漸増する曲線)で変化している。なお、吹出空気流の速度Vは、図14に示すように、半径位置(即ち、無次元R=半径/ファンガード半径)に対して上に凸な曲線(即ち、軸流ファンのハブ側から外周側に向かって漸増し、中央部やや外周側で最大値をもち且つ所定領域で略一定となり、外周近傍で再び漸減する曲線)で変化している。従って、上記特許文献1に開示されているファンガードにおける放射リブでは、吹出空気流の傾斜角と放射リブの傾斜角とが全半径方向領域において一致しないこととなる。そのため、吹出空気流の傾斜角が放射リブの傾斜角と一致しない領域(即ち、閉塞板側や外周側近傍)において、吹出空気流と放射リブとの干渉が発生し、該干渉に起因する騒音および圧力損失が大きくなるおそれがある。
【0010】
また、物体の衝突などによりファンガードが送風ファンの回転軸方向に変形したときに送風ファンの後縁部と接触して破損することを避けるために、送風ファンとファンガードとは、所定の距離だけ離れて配置されるのが一般的である。前記した所定の距離を確保する手段としては、送風ファンとファンガードとの間に円筒形状あるいは矩形形状の壁面(例えば、ケーシング)を設ける場合、あるいはファンガードの外枠に軸方向の厚みを持たせ、下流側に放射リブおよび環状リブを配置する場合がある。いずれの場合も、壁面(例えば、ケーシング)あるいは外枠は、送風ファンの回転軸と平行又は軸心側に傾斜することとなる。この場合、送風ファンの吹出空気流は全体的に外向き拡大流れとなるが、外枠近傍においては壁面あるいは外枠に沿う軸方向又は軸方向内向きに流れることとなる。
【0011】
ところが、上記特許文献1に開示されているファンガードのように、半径方向領域の中央部付近から外側において環状リブを外向きに所定の角度傾けた場合、最外周側の環状リブと外枠壁面の間を通過する気流が閉塞されてしまい、圧力損失が増大するとともに、吹出気流が最外周側の環状リブや外枠と干渉して騒音が増大してしまうという不具合が生ずるおそれがある。
【0012】
本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、吹出空気流との干渉を最小限に抑え得る構成とすることにより、騒音上昇と圧力損失とを低減できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本願発明では、上記課題を解決するための第1の手段として、送風ファン3を有する送風ユニットAの空気吹出口9に装着され、中央部に配設された閉塞板14と外周囲に配設された外枠15との間にあって、前記閉塞板14の中心点を中心として径方向に所定の間隔を隔てて同心配置された多数の環状リブ16,16・・と、前記閉塞板14から前記外枠15に向かって放射状に延び且つ周方向に等間隔で配置された多数の放射リブ17,17・・とからなる送風ユニットのファンガードにおいて、前記放射リブ17,17・・を、前記送風ファン3の回転軸13aに平行な基準面Fにおいて回転軸心に対して傾斜させるとともに、前記放射リブ17,17・・の傾斜角α′を、前記閉塞板14と前記外枠15との間の中間部位において最小値をもち且つ所定の領域において略一定とされる一定領域Z0と、該一定領域Z0を挟んで前記閉塞板14側の漸減領域Z1および前記外枠15側の漸増領域Z2とを有するように設定する一方、前記環状リブ16,16・・を、半径方向領域の略中央部から外側において外周側に傾斜させ且つその傾斜角βを、最外周近傍においては徐々に小さくなるように設定し、前記外枠15を、前記送風ファン3の回転軸13a方向に対して平行または中心側に傾斜させ且つ前記環状リブ16,16・・における最外周環状リブ16Aの傾斜角を、前記外枠15の傾斜角と略同一となしている。
【0014】
上記のように構成したことにより、送風ファン3からの吹出空気流Wが、ファンガード4の全半径方向領域において、ファンガード4における放射リブ17,17・・に沿って流れることとなる。従って、吹出空気流の傾斜角が放射リブの傾斜角と一致しない領域(即ち、閉塞板側や外周側近傍)が存在することとなっていた従来のものにおいて発生していた吹出空気流と放射リブとの干渉が発生しなくなり、騒音および圧力損失を低減できる。しかも、半径方向位置(即ち、無次元R=半径/ファンガード半径)に対する吹出空気流Wの傾斜角αの変化(図13参照)と放射リブ17,17・・の傾斜角α′とが全半径方向領域において一致することとなり、吹出空気流Wの傾斜角αが放射リブ17,17・・の傾斜角α′と一致しない領域(即ち、閉塞板14側や外周側近傍)が存在することとなっていた従来のものにおいて発生していた吹出空気流と放射リブとの干渉がほぼ完全に発生しなくなり、騒音および圧力損失を大幅に低減できる。また、前記環状リブ16,16・・を、半径方向領域の略中央部から外側において外向きに傾斜させ且つその傾斜角βを、最外周近傍においては徐々に小さくなるように設定したことにより、送風ファン3からの吹出空気流W(即ち、外向き広がり流れ)が環状リブ16,16・・に沿って通過することとなって、環状リブ16,16・・と吹出空気流Wとの干渉を低減できるし、最外周近傍においては環状リブ16を通過した吹出空気流Wの吹出方向が軸方向に矯正されて、吹出空気流Wの閉塞現象が生ずることがなくなり、圧力損失の低減に寄与する。さらに、前記外枠15を、前記送風ファン3の回転軸13a方向に対して平行または内側に傾斜させるとともに、前記環状リブ16,16・・における最外周環状リブ16Aの傾斜角を、前記外枠15の傾斜角と略同一となしたことにより、最外周環状リブ16Aと外枠15との間を吹出空気流Wがスムーズに通過することとなり、騒音上昇および圧力損失を低減することができる。
【0015】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第2の手段として、上記第1の手段を備えた送風ユニットのファンガードにおいて、前記放射リブ17,17・・の傾斜角α′を、20°〜50°の範囲で徐変するようにすることもでき、そのように構成した場合、放射リブ17,17・・の傾斜角α′を、全半径方向領域において適正に設定できることとなり、騒音および圧力損失をより確実に低減できる。
【0016】
本願発明では、上記課題を解決するための第3の手段として、送風ファン3を有する送風ユニットAの空気吹出口9に装着され、中央部に配設された閉塞板14と外周囲に配設された外枠15との間にあって、前記閉塞板14の中心点を中心として径方向に所定の間隔を隔てて同心配置された多数の環状リブ16,16・・と、前記閉塞板14から前記外枠15に向かって放射状に延びる多数の放射リブ17,17・・とからなる送風ユニットのファンガードにおいて、前記環状リブ16,16・・を、半径方向領域の略中央部から外側において外周側に傾斜させ且つその傾斜角βを、最外周近傍においては徐々に小さくなるように設定する一方、前記外枠15を、前記送風ファン3の回転軸13a方向に対して平行または中心側に傾斜させるとともに、前記環状リブ16,16・・における最外周環状リブ16Aの傾斜角を、前記外枠15の傾斜角と略同一となしている。
【0017】
上記のように構成したことにより、送風ファン3からの外向き広がり流れ(即ち、吹出空気流W)が、環状リブ16,16・・に沿って通過することとなって、環状リブ16,16・・と吹出空気流Wとの干渉を低減できるし、最外周近傍においては環状リブ16を通過した吹出空気流Wの吹出方向が軸方向に矯正されて、吹出空気流Wの閉塞現象が生ずることがなくなり、圧力損失の低減を図ることができる。しかも、最外周環状リブ16Aと外枠15との間を吹出空気流Wがスムーズに通過することとなり、騒音上昇および圧力損失を低減することができる。
【0018】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第4の手段として、上記第1、第2又は第3の手段を備えた送風ユニットのファンガードにおいて、前記放射リブ17,17・・を、前記閉塞板14から前記外枠15にまで連続し且つ周方向に等間隔で配置された複数本の連続リブ17A,17A・・と、該連続リブ17A,17A・・の間にあって前記閉塞板14から半径方向の略中央部にまで至り且つ周方向に等間隔で配置された複数本の内層側リブ17B,17B・・と、前記連続リブ17A,17A・・の間にあって半径方向の略中央部から前記外枠15にまで至り且つ周方向に等間隔で配置された複数本の外層側リブ17C,17C・・とによって構成するとともに、前記内層側リブ17B,17B・・の本数を前記外層側リブ17C,17C・・の本数より少なくすることもでき、そのように構成した場合、環状リブ16,16・・間に異物が侵入したときに環状リブ16,16・・が半径方向に広がるのを防止するに十分な強度を確保できるし、内層側リブ17Bが閉塞板14に連結されているため、内層側リブ17Bの本数を外層側リブ17Cの本数より少なくしても、ファンガード4の中央部における強度が低下することがなくなり、軸方向の荷重負荷がかかったときにファンガード4の撓みを防止し得る強度を確保できるとともに、送風ファン3からの吹出空気流Wの通風抵抗上昇を抑制することができる。その結果、ファンガード4の変形による送風ファン3との接触を防止できるとともに、騒音低減と送風ファン3の入力低減とを図ることができる。しかも、閉塞板14と外枠15とが複数本の連続リブ17Aによって連結されることとなっているため、ファンガード4の軸方向荷重負荷に対する強度がより高くなる。
【0019】
本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第5の手段として、上記第1、第2又は第3の手段を備えた送風ユニットのファンガードにおいて、前記放射リブ17,17・・を、前記閉塞板14から半径方向の略中央部にまで至り且つ周方向に等間隔で配置された多数の内層側リブ17B,17B・・と、半径方向中央部から前記外枠15にまで至り且つ周方向に等間隔で配置された多数の外層側リブ17C,17C・・とによって構成するとともに、前記内層側リブ17B,17B・・の本数を前記外層側リブ17C,17C・・の本数より少なくすることもでき、そのように構成した場合、環状リブ16,16・・間に異物が侵入したときに環状リブ16,16・・が半径方向に広がるのを防止するに十分な強度を確保できるし、内層側リブ17Bが閉塞板14に連結されているため、内層側リブ17Bの本数を外層側リブ17Cの本数より少なくしても、ファンガード4の中央部における強度が低下することがなくなり、軸方向の荷重負荷がかかったときにファンガード4の撓みを防止し得る強度を確保できるとともに、送風ファン3からの吹出空気流Wの通風抵抗上昇を抑制することができる。その結果、ファンガード4の変形による送風ファン3との接触を防止できるとともに、騒音低減と送風ファン3の入力低減とを図ることができる。
【発明の実施の形態】
【0020】
以下、添付の図面を参照して、本願発明を幾つかの好適な実施の形態について説明する。
【0021】
第1の実施の形態
図1ないし図8には、本願発明の第1の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードが示されている。
【0022】
このファンガード4は、図1に示すように、空気調和装置の室外ユニットA(送風ユニットの一例)に装着されるものであり、この室外ユニットAは、側面から外気を吸い込み、吸い込まれた外気を冷媒と熱交換させることにより冷却あるいは加熱して空調空気となし、該空調空気を上方に吹き出すように構成された上吹き型とされている。
【0023】
前記室外ユニットAは、3側面に空気吸込口5を有する横断面長方形形状のケーシング1と、該ケーシング1内において前記空気吸込口5に沿うように配設された断面コ字状の熱交換器2と、外気を吸い込み吹き出すための送風ファン3と、前記ケーシング1の上端開口部に配設されたファンガード4とを備えて構成されている。なお、図1には、図示省略されているが、前記室外ユニットAは、前記熱交換器2と対向して前記ケーシング1内に配置された制御部と、冷媒を圧縮する圧縮機とを備えている。
【0024】
前記ケーシング1は、上方が開口した直方体形状のケーシング本体6と、該ケーシング本体6の上部開口を覆う上蓋部材7とを有しており、前記ケーシング本体6は、例えば板金加工により形成された金属薄板からなる箱体とされている。
【0025】
前記上蓋部材7は、合成樹脂の一体成形品からなっており、前記ケーシング本体6の上部開口に載置される断面長方形形状の載置部7aと、該載置部7aの上端から筒状に絞られて延設された円形形状の壁面部7bとからなっており、該壁面部7bの上端は、前記ファンガード4が装着される空気吹出口9とされている。前記上蓋部材7における壁面部7bの上部内面には、概ね円筒形状で上下部分が広がったベルマウス10が設けられている。
【0026】
前記送風ファン3は、中心に位置する筒状のハブ11と該ハブ11の周囲に設けられた複数の羽根12,12・・とからなる軸流ファンとされており、前記ベルマウス10の内方に配置されている。この送風ファン3は、前記ハブ11の中心に枢着された回転軸13aを有するファンモータ13により回転駆動されることとなっている。該ファンモータ13は、前記ケーシング本体6の上端部に対して支持具(図示省略)を介して取り付けられている。
【0027】
前記ファンガード4は、図2に示すように、中央部に配設された円形の閉塞板14と外周囲に配設された円形の外枠15との間にあって、前記閉塞板14の中心点を中心として径方向に所定の間隔を隔てて同心配置された環状リブ16,16・・と、前記閉塞板14から前記外枠15に向かって放射状に延びる放射リブ17,17・・とからなっており、該放射リブ17,17・・は、前記閉塞板14から前記外枠15にまで連続する複数本(本実施の形態の場合、8本)の連続リブ17A,17A・・と、前記閉塞板14から半径方向の略中央部にまで至る内層領域Ziにおいて前記閉塞板14から半径方向の略中央部に至る内層側リブ17B,17B・・と、半径方向の略中央部から前記外枠15にまで至る外層領域Zoにおいて半径方向の略中央部から前記外枠15に至る外層側リブ17C,17C・・とによって構成されている。この場合、連続リブ17A,17A・・は、周方向等間隔に設けられており、隣り合う連続リブ17A,17Aの間には、3本の外層側リブ17C,17C,17Cと2本の内層側リブ17B,17Bとが周方向等間隔に設けられている。つまり、前記内層側リブ17B,17B・・の本数は前記外層側リブ17C,17C・・の本数より8本少なくなっているのである。
【0028】
上記のようにすると、環状リブ16,16・・間に異物が侵入したときに環状リブ16,16・・が半径方向に広がるのを防止するに十分な強度を確保できるし、内層側リブ17Bが閉塞板14に連結されているため、内層側リブ17Bの本数を外層側リブ17Cの本数より少なくしても、ファンガード4の中央部における強度が低下することがなくなり、軸方向の荷重負荷がかかったときにファンガード4の撓みを防止し得る強度を確保できる。また、送風ファン3からの吹出空気流Wの通風抵抗上昇を抑制することができる。しかも、閉塞板14と外枠15とが8本の連続リブ17A,17A・・によって連結されることとなっているため、ファンガード4の軸方向荷重負荷に対する強度がより高くなる。
【0029】
また、前記閉塞板14、前記外枠15、前記連続リブ17A,17A・・、前記内層側リブ17B,17B・・、前記外層側リブ17C,17C・・および前記環状リブ16,16・・は、合成樹脂の一体成形品からなっている(図3参照)。また、前記外枠15は、前記送風ファン3の羽根12,12・・の外径より大径のスリーブ形状とされている。そして、この外枠15を前記壁面部7bの上端の空気吹出口9にはめ込むことにより、ファンガード4が装着されることとなっているのである。
【0030】
前記連続リブ17A,17A・・および前記内層側リブ17B,17B・・は、前記閉塞板14から半径方向に放射状に配置され且つ送風ファン3の回転方向Mの下流側に向かって凸に湾曲して形成されている。また、前記外層側リブ17C,17C・・は、ファンガード4における外層領域Zoにおいて半径方向に放射状に配置され且つ送風ファン3の回転方向Mの下流側に向かって凸に湾曲して形成されている。このようにしたことにより、放射状に広がりながら吹き出される送風ファン3の吹出空気流Wに前記リブ17A,17B,17Cが沿い易くなるのである。具体的には、前記リブ17A,17B,17Cは、ほぼ円弧状となるように回転方向Mの下流側に向かって凸に湾曲して形成されているのである(図4参照)。
【0031】
ところで、送風ファン3(即ち、軸流ファン)の旋回吹出空気流の傾斜角αは、全半径方向領域において一定ではなく、半径方向において変化している。即ち、吹出気流の傾斜角αは、図13に示すように、半径位置(即ち、無次元R=半径/ファンガード半径)に対して下に凸な曲線(即ち、軸流ファンのハブ側から外周側に向かって漸減し、中央部やや外周側で最小値をもち且つ所定領域において略一定となり、外周近傍で再び漸増する曲線)で変化している。つまり、前記傾斜角αは、20°〜50°の範囲で徐変することとなっているのである。
【0032】
そこで、本実施の形態においては、図5に示すように、前記放射リブ(即ち、連続リブ17A、内層側リブ17Bおよび外層側リブ17C)の傾斜角α′は、前記閉塞板14と前記外枠15との間の中間部位において最小値(例えば、約23°)をもち且つ所定領域において略一定とされる一定領域Z0と、該一定領域Z0を挟んで前記閉塞板14側の漸減領域Z1および前記外枠15側の漸増領域Z2とを有するように設定されている。つまり、前記放射リブ(即ち、連続リブ17A、内層側リブ17Bおよび外層側リブ17C)は、前記送風ファン3の回転軸13aに平行な基準面Fにおいて回転軸心に対して傾斜させるとともに、前記放射リブ(即ち、連続リブ17A、内層側リブ17Bおよび外層側リブ17C)の傾斜角α′を、前記送風ファン3の吹出気流Wの吹出角度αに対応するように半径方向で徐変させているのである。ここで、前記放射リブ(即ち、連続リブ17A、内層側リブ17Bおよび外層側リブ17C)の傾斜角α′は、20°〜50°の範囲で徐変させるのが望ましい。
【0033】
このようにすると、半径方向位置(即ち、無次元R=半径/ファンガード半径)に対する吹出空気流の傾斜角度αの変化(図13参照)と放射リブ(即ち、連続リブ17A、内層側リブ17Bおよび外層側リブ17C)の傾斜角度α′とが全半径方向領域において一致することとなり、吹出空気流の傾斜角αが放射リブ(即ち、連続リブ17A、内層側リブ17Bおよび外層側リブ17C)の傾斜角α′と一致しない領域(即ち、閉塞板14側や外周側近傍)が存在することとなっていた従来のものにおいて発生していた吹出空気流と放射リブとの干渉がほぼ完全に発生しなくなり、騒音および圧力損失を大幅に低減できる。
【0034】
また、本実施の形態においては、前記環状リブ16,16・・は、図6に示すように、半径方向領域の略中央部から外側において外周側に傾斜させ且つその傾斜角βは、最外周近傍においては徐々に小さくなるように設定されている。この場合、上蓋部材7における壁面部7bおよび前記ファンガード4の外枠15は、送風ファン3の回転軸13aに対して中心側に傾斜されている。このようにすると、送風ファン3からの外向き広がり流れ(即ち、吹出空気流W)が、環状リブ16,16・・に沿って通過することとなって、環状リブ16と吹出空気流Wとの干渉を低減できるし、最外周近傍においては環状リブ16を通過した吹出空気流Wの吹出方向が軸方向に矯正されて、吹出空気流Wの閉塞現象が生ずることがなくなり、圧力損失の低減を図ることができる。
【0035】
前記環状リブ16,16・・における最外周環状リブ16Aの傾斜角βを、前記外枠15の傾斜角と略同一となすのが望ましい。この場合、最外周環状リブ16Aと外枠15との間を吹出空気流Wがスムーズに通過することとなり、騒音上昇および圧力損失を低減することができる。なお、外枠15を送風ファン3の回転軸13a方向と平行とすることもできる。
【0036】
また、内層側リブ17Bの外端と外層側リブ17Cの内端とが連結されている環状リブ16Bの肉厚を他のものより厚くするのが高い強度を確保する上で望ましい。
【0037】
また、図7に示すように、環状リブ16,16・・を、半径方向領域の略中央部から外側において外周側に所定角度β(例えば、β=5°〜15°)で傾斜させるようにしてもよく、図8に示すように、外枠15を送風ファン3の回転軸13a方向と平行とするとともに、環状リブ16,16・・を、半径方向領域の略中央部から外側において外周側に所定角度β(例えば、β=5°〜15°)で傾斜させるようにしてもよい。
【0038】
第2の実施の形態
図9は、本願発明の第2の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードが示されている。
【0039】
この場合、放射リブ17,17・・は、閉塞板14から半径方向の略中央部にまで至る内層領域Ziにおいて前記閉塞板14から半径方向の略中央部に至る内層側リブ17B,17B・・と、半径方向の略中央部から外枠15にまで至る外層領域Zoにおいて半径方向の略中央部から前記外枠15に至る外層側リブ17C,17C・・とによって構成されている。この場合、前記外層側リブ17C,17C・・および前記内層側リブ17B,17B・・は周方向等間隔に設けられており、前記内層側リブ17B,17B・・の本数は前記外層側リブ17C,17C・・の本数の1/2とされている。このようにすると、環状リブ16,16・・間に異物が侵入したときに環状リブ16,16・・が半径方向に広がるのを防止するに十分な強度を確保できるし、内層側リブ17Bが閉塞板14に連結されているため、内層側リブ17Bの本数を外層側リブ17Cの本数より少なくしても、ファンガード4の中央部における強度が低下することがなくなり、軸方向の荷重負荷がかかったときにファンガード4の撓みを防止し得る強度を確保できるとともに、送風ファン3からの吹出空気流Wの通風抵抗上昇を抑制することができる。その結果、ファンガード4の変形による送風ファン3との接触を防止できるとともに、騒音低減と送風ファン3の入力低減とを図ることができる。なお、前記内層側リブ17B,17B・・および前記外層側リブ17C,17C・・の周方向間隔(換言すれば、本数)は、容易に異物(例えば、指等)が入らない程度とされる。その他の構成および作用効果は、第1の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【0040】
第3の実施の形態
図10には、本願発明の第3の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードが示されている。
【0041】
この場合、ファンガード4における閉塞板14および外枠15がともに矩形形状とされており、放射リブ17,17・・の全てが、前記閉塞板14と前記外枠15とを連結するように放射状に延びてほぼ円弧状となるように送風ファン3の回転方向Mの下流側に向かって凸に湾曲して形成されている。なお、閉塞板14を円形としても何ら差し支えない。このようにすると、閉塞板14と外枠15とが全ての放射リブ17,17・・によって直接連結されることとなるため、ファンガード4の強度が向上するが、ファンガード4の外周部における放射リブ17,17・・の周方向間隔を異物侵入が生じない程度の大きさとする必要があるところから、当該周方向間隔によって放射リブ17,17・・の本数が規定されることとなるため、ファンガード4の内周側において放射リブ17,17・・の本数が多くなり過ぎる(換言すれば、放射リブ17,17・・の周方向間隔が必要以上に狭くなり過ぎる)こととなり、送風ファン3からの吹出空気流の通風抵抗上昇につながるおそれがある。その他の構成および作用効果は、第1の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【0042】
第4の実施の形態
図11には、本願発明の第4の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードが示されている。
【0043】
この場合、ファンガード4における閉塞板14が円形形状とされ、外枠15が矩形形状とされており、放射リブ17,17・・の全てが、前記閉塞板14と前記外枠15とを連結し且つ直線的に放射状に延びて形成されている。なお、閉塞板14を矩形としても何ら差し支えない。このようにすると、閉塞板14と外枠15とが全ての放射リブ17,17・・によって直接連結されることとなるため、ファンガード4の強度が向上するが、ファンガード4の外周部における放射リブ17,17・・の周方向間隔を異物侵入が生じない程度の大きさとする必要があるところから、当該周方向間隔によって放射リブ17,17・・の本数が規定されることとなるため、ファンガード4の内周側において放射リブ17,17・・の本数が多くなり過ぎる(換言すれば、放射リブ17,17・・の周方向間隔が必要以上に狭くなり過ぎる)こととなり、送風ファン3からの吹出空気流の通風抵抗上昇につながるおそれがある。その他の構成および作用効果は、第1の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【0044】
第5の実施の形態
図12には、本願発明の第5の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードが示されている。
【0045】
この場合、ファンガード4における閉塞板14および外枠15がともに円形形状とされており、放射リブ17,17・・の全てが、前記閉塞板14と前記外枠15とを連結し且つ直線的に放射状に延びて形成されている。なお、閉塞板14を矩形としても何ら差し支えない。このようにすると、閉塞板14と外枠15とが全ての放射リブ17,17・・によって直接連結されることとなるため、ファンガード4の強度が向上するが、ファンガード4の外周部における放射リブ17,17・・の周方向間隔を異物侵入が生じない程度の大きさとする必要があるところから、当該周方向間隔によって放射リブ17,17・・の本数が規定されることとなるため、ファンガード4の内周側において放射リブ17,17・・の本数が多くなり過ぎる(換言すれば、放射リブ17,17・・の周方向間隔が必要以上に狭くなり過ぎる)こととなり、送風ファン3からの吹出空気流の通風抵抗上昇につながるおそれがある。その他の構成および作用効果は、第1の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。
【発明の効果】
【0046】
本願発明の第1の手段によれば、送風ファン3を有する送風ユニットAの空気吹出口9に装着され、中央部に配設された閉塞板14と外周囲に配設された外枠15との間にあって、前記閉塞板14の中心点を中心として径方向に所定の間隔を隔てて同心配置された多数の環状リブ16,16・・と、前記閉塞板14から前記外枠15に向かって放射状に延び且つ周方向に等間隔で配置された多数の放射リブ17,17・・とからなる送風ユニットのファンガードにおいて、前記放射リブ17,17・・を、前記送風ファン3の回転軸13aに平行な基準面Fにおいて回転軸心に対して傾斜させるとともに、前記放射リブ17,17・・の傾斜角α′を、前記閉塞板14と前記外枠15との間の中間部位において最小値をもち且つ所定の領域において略一定とされる一定領域Z0と、該一定領域Z0を挟んで前記閉塞板14側の漸減領域Z1および前記外枠15側の漸増領域Z2とを有するように設定して、送風ファン3からの吹出空気流Wが、ファンガード4の全半径方向領域において、ファンガード4における放射リブ17,17・・に沿って流れ得るようにしたので、吹出空気流Wの傾斜角αが放射リブ17,17・・の傾斜角α′と一致しない領域(即ち、閉塞板14側や外周側近傍)が存在することとなっていた従来のものにおいて発生していた吹出空気流と放射リブとの干渉が発生しなくなり、騒音および圧力損失を低減できるという効果がある。しかも、半径方向位置(即ち、無次元R=半径/ファンガード半径)に対する吹出空気流Wの傾斜角αの変化(図13参照)と放射リブ17,17・・の傾斜角α′とが全半径方向領域において一致することとなり、吹出空気流Wの傾斜角αが放射リブ17,17・・の傾斜角α′と一致しない領域(即ち、閉塞板14側や外周側近傍)が存在することとなっていた従来のものにおいて発生していた吹出空気流と放射リブとの干渉がほぼ完全に発生しなくなり、騒音および圧力損失を大幅に低減できるという効果もある。また、前記環状リブ16,16・・を、半径方向領域の略中央部から外側において外向きに傾斜させ且つその傾斜角βを、最外周近傍においては徐々に小さくなるように設定したことにより、送風ファン3からの吹出空気流W(即ち、外向き広がり流れ)が環状リブ16,16・・に沿って通過することとなって、環状リブ16,16・・と吹出空気流Wとの干渉を低減できるし、最外周近傍においては環状リブ16を通過した吹出空気流Wの吹出方向が軸方向に矯正されて、吹出空気流Wの閉塞現象が生ずることがなくなり、圧力損失の低減に寄与するという効果もある。さらに、前記外枠15を、前記送風ファン3の回転軸13a方向に対して平行または内側に傾斜させるとともに、前記環状リブ16,16・・における最外周環状リブ16Aの傾斜角を、前記外枠15の傾斜角と略同一となしたことにより、最外周環状リブ16Aと外枠15との間を吹出空気流Wがスムーズに通過することとなり、騒音上昇および圧力損失を低減することができるという効果もある。
【0047】
本願発明の第2の手段におけるように、上記第1の手段を備えた送風ユニットのファンガードにおいて、前記放射リブ17,17・・の傾斜角α′を、20°〜50°の範囲で徐変するようにすることもでき、そのように構成した場合、放射リブ17,17・・の傾斜角α′を、全半径方向領域において適正に設定できることとなり、騒音および圧力損失をより確実に低減できる。
【0048】
本願発明の第3の手段によれば、送風ファン3を有する送風ユニットAの空気吹出口9に装着され、中央部に配設された閉塞板14と外周囲に配設された外枠15との間にあって、前記閉塞板14の中心点を中心として径方向に所定の間隔を隔てて同心配置された多数の環状リブ16,16・・と、前記閉塞板14から前記外枠15に向かって放射状に延びる多数の放射リブ17,17・・とからなる送風ユニットのファンガードにおいて、前記環状リブ16,16・・を、半径方向領域の略中央部から外側において外周側に傾斜させ且つその傾斜角βを、最外周近傍においては徐々に小さくなるように設定する一方、前記外枠15を、前記送風ファン3の回転軸13a方向に対して平行または中心側に傾斜させるとともに、前記環状リブ16,16・・における最外周環状リブ16Aの傾斜角を、前記外枠15の傾斜角と略同一となして、送風ファン3からの外向き広がり流れ(即ち、吹出空気流W)が、環状リブ16,16・・に沿って通過し得るようにしたので、環状リブ16,16・・と吹出空気流Wとの干渉を低減できるし、最外周近傍においては環状リブ16を通過した吹出空気流Wの吹出方向が軸方向に矯正されて、吹出空気流Wの閉塞現象が生ずることがなくなり、圧力損失の低減を図ることができるという効果がある。しかも、最外周環状リブ16Aと外枠15との間を吹出空気流Wがスムーズに通過することとなり、騒音上昇および圧力損失を低減することができるという効果もある。
【0049】
本願発明の第4の手段におけるように、上記第1、第2又は第3の手段を備えた送風ユニットのファンガードにおいて、前記放射リブ17,17・・を、前記閉塞板14から前記外枠15にまで連続し且つ周方向に等間隔で配置された複数本の連続リブ17A,17A・・と、該連続リブ17A,17A・・の間にあって前記閉塞板14から半径方向の略中央部にまで至り且つ周方向に等間隔で配置された複数本の内層側リブ17B,17B・・と、前記連続リブ17A,17A・・の間にあって半径方向の略中央部から前記外枠15にまで至り且つ周方向に等間隔で配置された複数本の外層側リブ17C,17C・・とによって構成するとともに、前記内層側リブ17B,17B・・の本数を前記外層側リブ17C,17C・・の本数より少なくすることもでき、そのように構成した場合、環状リブ16,16・・間に異物が侵入したときに環状リブ16,16・・が半径方向に広がるのを防止するに十分な強度を確保できるし、内層側リブ17Bが閉塞板14に連結されているため、内層側リブ17Bの本数を外層側リブ17Cの本数より少なくしても、ファンガード4の中央部における強度が低下することがなくなり、軸方向の荷重負荷がかかったときにファンガード4の撓みを防止し得る強度を確保できるとともに、送風ファン3からの吹出空気流Wの通風抵抗上昇を抑制することができる。その結果、ファンガード4の変形による送風ファン3との接触を防止できるとともに、騒音低減と送風ファン3の入力低減とを図ることができる。しかも、閉塞板14と外枠15とが複数本の連続リブ17Aによって連結されることとなっているため、ファンガード4の軸方向荷重負荷に対する強度がより高くなる。
【0050】
本願発明の第5の手段におけるように、上記第1、第2又は第3の手段を備えた送風ユニットのファンガードにおいて、前記放射リブ17,17・・を、前記閉塞板14から半径方向の略中央部にまで至り且つ周方向に等間隔で配置された多数の内層側リブ17B,17B・・と、半径方向中央部から前記外枠15にまで至り且つ周方向に等間隔で配置された多数の外層側リブ17C,17C・・とによって構成するとともに、前記内層側リブ17B,17B・・の本数を前記外層側リブ17C,17C・・の本数より少なくすることもでき、そのように構成した場合、環状リブ16,16・・間に異物が侵入したときに環状リブ16,16・・が半径方向に広がるのを防止するに十分な強度を確保できるし、内層側リブ17Bが閉塞板14に連結されているため、内層側リブ17Bの本数を外層側リブ17Cの本数より少なくしても、ファンガード4の中央部における強度が低下することがなくなり、軸方向の荷重負荷がかかったときにファンガード4の撓みを防止し得る強度を確保できるとともに、送風ファン3からの吹出空気流Wの通風抵抗上昇を抑制することができる。その結果、ファンガード4の変形による送風ファン3との接触を防止できるとともに、騒音低減と送風ファン3の入力低減とを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明の第1の実施の形態にかかるファンガードを用いた送風ユニット(室外ユニット)の一部を断面とした側面図である。
【図2】 本願発明の第1の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードを示す平面図である。
【図3】 本願発明の第1の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードの要部を示す部分拡大斜視図である。
【図4】 本願発明の第1の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードおよび送風ファン部分の一部を欠除した斜視図である。
【図5】 本願発明の第1の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードを構成する放射リブの形状を決定する説明図である。
【図6】 本願発明の第1の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードの要部拡大断面図である。
【図7】 本願発明の第1の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードの変形例を示す要部拡大断面図である。
【図8】 本願発明の第1の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードの他の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図9】 本願発明の第2の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードを示す平面図である。
【図10】 本願発明の第3の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードを示す平面図である。
【図11】 本願発明の第4の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードを示す平面図である。
【図12】 本願発明の第5の実施の形態にかかる送風ユニットのファンガードを示す平面図である。
【図13】 無次元R(半径/ファンガード半径)と軸流ファンにおける吹出空気流の傾斜角α(°)との関係を示す特性図である。
【図14】 無次元R(半径/ファンガード半径)と軸流ファンにおける吹出空気流の速度V(m/s)との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
3は送風ファン、4はファンガード、9は空気吹出口、13はファンモータ、13aは回転軸、14は閉塞板、15は外枠、16は環状リブ、16Aは最外周環状リブ、17は放射リブ、17Aは連続リブ、17Bは内層側リブ、17Cは外層側リブ、Aは送風ユニット(室外ユニット)、Fは基準面、Wは吹出空気流、Z0は略一定領域、Z1は漸減領域、Z2は漸増領域、αは吹出空気流の傾斜角、α′は放射リブの傾斜角、βは環状リブの傾斜角。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
[0002]
The present invention relates to a fan guard for a blower unit that is attached to an air outlet of a blower unit having a blower fan.
[Prior art]
[0003]
For example, as a blower unit attached to an outdoor unit of an air conditioner, there is one configured to protect a blower fan by providing a fan guard at an air outlet of the blower fan.
[0004]
As the above-mentioned fan guard, one in which a large number of radial ribs arranged radially and a large number of annular ribs arranged concentrically are integrally formed of a synthetic resin is well known. Radiation ribs and annular ribs in such synthetic resin fan guards have a flat cross-sectional shape along the rotational axis direction of the blower fan in order to maintain strength and reduce the pressure loss of the air flow passing therethrough. Yes.
[0005]
In the case of the fan guard having the above-described structure, when an axial fan is employed as the blower fan, there is a problem that the radiating rib and the annular rib interfere with the blown air flow flowing from the blower fan into the fan guard. Therefore, a fan guard configured to incline the radiating rib with respect to a reference plane parallel to the rotation axis of the blower fan has been proposed (for example, see Patent Document 1).
[0006]
In general, the blown air flow from the axial fan is a swirling and spreading flow having a velocity component of a predetermined magnitude in the rotational direction and the axial direction. Therefore, in
[0007]
Moreover, in the said
[0008]
[Patent Document 1]
JP2002-228192A.
[Problems to be solved by the invention]
[0009]
However, the inclination angle of the swirling blown air flow of the axial fan is not constant in the entire radial region, but changes in the radial direction. That is, as shown in FIG. 13, the inclination angle α of the blown air flow is a downwardly convex curve with respect to the radial position (ie, dimensionless R = radius / fan guard radius) (ie, the hub side of the axial fan). Gradually decreases from the outer peripheral side to the outer peripheral side, has a minimum value at the central part and a slightly outer peripheral side, becomes substantially constant in a predetermined region, and gradually increases again in the vicinity of the outer periphery. As shown in FIG. 14, the velocity V of the blown air flow is an upwardly convex curve (ie, from the hub side of the axial fan) with respect to the radial position (ie, dimensionless R = radius / fan guard radius). The curve gradually increases toward the outer peripheral side, has a maximum value at the central part and slightly at the outer peripheral side, becomes substantially constant in a predetermined region, and gradually decreases again in the vicinity of the outer periphery. Therefore, in the radiating rib in the fan guard disclosed in
[0010]
In addition, in order to avoid the fan guard coming into contact with the rear edge of the blower fan and being damaged when the fan guard is deformed in the rotation axis direction of the blower fan due to an object collision or the like, the blower fan and the fan guard are separated from each other by a predetermined distance. It is common for them to be spaced apart. As a means for ensuring the predetermined distance described above, a cylindrical or rectangular wall surface (for example, a casing) is provided between the blower fan and the fan guard, or the outer frame of the fan guard has an axial thickness. In some cases, a radial rib and an annular rib are arranged on the downstream side. In either case, the wall surface (for example, the casing) or the outer frame is inclined parallel to the rotation axis of the blower fan or toward the axial center. In this case, the blown air flow of the blower fan is an outwardly expanded flow as a whole, but in the vicinity of the outer frame, it flows in the axial direction along the wall surface or the outer frame or axially inward.
[0011]
However, as in the fan guard disclosed in
[0012]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to reduce noise rise and pressure loss by adopting a configuration capable of minimizing interference with the blown air flow. .
[Means for Solving the Problems]
[0013]
In the present invention, as a first means for solving the above-mentioned problems, the
[0014]
With the above configuration, the blown air flow W from the
[0015]
The present invention further provides a first for solving the above-mentioned problems.2As a means of1'sIn the fan guard of the blower unit provided with the means, the inclination angle α ′ of the
[0016]
According to the present invention, a first for solving the above-mentioned problems.3As a means of the above, the
[0017]
By configuring as described above, the outwardly spreading flow (that is, the blown air flow W) from the
[0018]
The present invention further provides a first for solving the above-mentioned problems.4As the means, the first and the firstTwo-wayIs the first3In the fan guard of the blower unit provided with the means, a plurality of continuous ribs that are continuous from the closing
[0019]
The present invention further provides a first for solving the above-mentioned problems.5As the means, the first and the first2Or the second3In the fan guard of the blower unit provided with the above means, a large number of inner layers on the side of the
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0020]
The preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0021]
First embodiment
1 to 8 show a fan guard of a blower unit according to the first embodiment of the present invention.
[0022]
As shown in FIG. 1, the
[0023]
The outdoor unit A includes a
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
As shown in FIG. 2, the
[0028]
As described above, when the foreign matter enters between the
[0029]
Further, the closing
[0030]
The
[0031]
By the way, the inclination angle α of the swirling blown air flow of the blower fan 3 (that is, the axial fan) is not constant in the entire radial direction region but changes in the radial direction. That is, as shown in FIG. 13, the inclination angle α of the blown airflow is a downwardly convex curve (ie, from the hub side of the axial fan) with respect to the radial position (ie, dimensionless R = radius / fan guard radius). The curve gradually decreases toward the outer periphery side, has a minimum value at the center portion and slightly at the outer periphery side, becomes substantially constant in a predetermined region, and gradually changes again in the vicinity of the outer periphery. That is, the inclination angle α gradually changes in the range of 20 ° to 50 °.
[0032]
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the inclination angle α ′ of the radiating ribs (that is, the
[0033]
In this manner, the change in the inclination angle α of the blown air flow with respect to the radial position (ie, dimensionless R = radius / fan guard radius) (see FIG. 13) and the radiating ribs (ie, the
[0034]
Further, in the present embodiment, the
[0035]
It is desirable that the inclination angle β of the outermost peripheral
[0036]
In addition, it is desirable to increase the thickness of the annular rib 16B, to which the outer end of the inner
[0037]
Further, as shown in FIG. 7, the
[0038]
Second embodiment
FIG. 9 shows a fan guard of a blower unit according to a second embodiment of the present invention.
[0039]
In this case, the radiating
[0040]
Third embodiment
FIG. 10 shows a fan guard of a blower unit according to a third embodiment of the present invention.
[0041]
In this case, both the
[0042]
Fourth embodiment
FIG. 11 shows a fan guard of a blower unit according to a fourth embodiment of the present invention.
[0043]
In this case, the closing
[0044]
Fifth embodiment
FIG. 12 shows a fan guard of a blower unit according to a fifth embodiment of the present invention.
[0045]
In this case, the closing
【The invention's effect】
[0046]
According to the first means of the present invention, the closing
[0047]
As in the second means of the present invention, in the fan guard of the blower unit provided with the first means, the inclination angle α ′ of the radiating
[0048]
No. of the present invention3According to this means, it is mounted on the
[0049]
No. of the present invention4As in the first means, the first and secondTwo-wayIs the first3In the fan guard of the blower unit provided with the means, a plurality of continuous ribs that are continuous from the closing
[0050]
No. of the present invention5As in the first means, the first and secondTwo-wayIs the first3In the fan guard of the blower unit provided with the above means, a large number of inner layers on the side of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view in which a part of a blower unit (outdoor unit) using a fan guard according to a first embodiment of the present invention is shown in cross section.
FIG. 2 is a plan view showing a fan guard of the blower unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partially enlarged perspective view showing a main part of a fan guard of the blower unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view in which a part of a fan guard and a blower fan portion of the blower unit according to the first embodiment of the present invention is omitted.
FIG. 5 is an explanatory diagram for determining the shape of the radiating rib constituting the fan guard of the blower unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the fan guard of the blower unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a modification of the fan guard of the blower unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing another modification of the fan guard of the blower unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing a fan guard of a blower unit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a plan view showing a fan guard of a blower unit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a plan view showing a fan guard of a blower unit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a plan view showing a fan guard of a blower unit according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a characteristic diagram showing a relationship between a dimensionless R (radius / fan guard radius) and an inclination angle α (°) of a blown air flow in an axial fan.
FIG. 14 is a characteristic diagram showing the relationship between dimensionless R (radius / fan guard radius) and the velocity V (m / s) of the blown air flow in the axial fan.
[Explanation of symbols]
3 is a blower fan, 4 is a fan guard, 9 is an air outlet, 13 is a fan motor, 13a is a rotating shaft, 14 is a closing plate, 15 is an outer frame, 16 is an annular rib, 16A is an outermost annular rib, 17 is Radiation rib, 17A is a continuous rib, 17B is an inner layer side rib, 17C is an outer layer side rib, A is a blower unit (outdoor unit), F is a reference plane, W is a blown air flow, Z0Is a substantially constant region, Z1Is the gradually decreasing region, Z2Is the gradually increasing region, α is the inclination angle of the blown air flow, α ′ is the inclination angle of the radiation rib, and β is the inclination angle of the annular rib.
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