JP5460750B2 - Blower, outdoor unit and refrigeration cycle apparatus - Google Patents
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Description
この発明は送風機等に関するものである。特にプロペラファンの翼形状に関するものである。 The present invention relates to a blower or the like. In particular, it relates to the blade shape of a propeller fan.
羽根(プロペラ)を有するプロペラファンを回転させて空気の流れを発生させ、送風(冷却、排熱等)を行う送風機(ファンユニット)がある。このようなプロペラファンを有する送風機は、空気調和装置の室外機(室外ユニット)、冷蔵庫、換気扇、コンピュータ等の冷却装置等、幅広い分野で使われている。 There is a blower (fan unit) that rotates a propeller fan having blades (propellers) to generate an air flow and blows air (cooling, exhaust heat, etc.). A blower having such a propeller fan is used in a wide range of fields such as an outdoor unit (outdoor unit) of an air conditioner, a refrigerator, a ventilation fan, a cooling device such as a computer.
例えば、空気調和装置の室外機では、内部の空間が圧縮機等を設置する機械室と、プロペラファンの駆動により送風機に吸入される空気が流れる送風室とに分かれる。例えば、圧縮機等が大型になって機械室が大きくなることで、機械室と送風室とを仕切る位置によっては、送風室における空気の流れがファンの回転中心側に向かい、プロペラファンの外周側に流れが供給されなくなる場合がある。ここで、外周側を通過する空気ほど、プロペラファンが空気に与える力のモーメントが強くなり、仕事量が増えるため、ファンの回転数を少なくし、また、騒音を抑えるには外周側に空気を通過させる方がよい。 For example, in an outdoor unit of an air conditioner, an internal space is divided into a machine room in which a compressor or the like is installed, and a blower chamber through which air sucked into the blower flows by driving a propeller fan. For example, depending on the position where the machine room and the blower chamber are partitioned by increasing the size of the compressor and the like, the air flow in the blower chamber is directed toward the rotation center of the fan, and the outer side of the propeller fan May not be supplied with flow. Here, as the air passes through the outer periphery, the moment of the force that the propeller fan exerts on the air becomes stronger, increasing the amount of work, reducing the fan speed and reducing the noise on the outer periphery. It is better to let it pass.
そこで、ファンの回転中心側に流入する空気を、外周側を通過させるようにするため、前縁から、ベルマウスとプロペラファンとがラップする(重なり合う)ベルマウス上流端に向けて、翼半径を徐々に大きくし、ファン中心に向かう気流に対し、側面からの吸込み量を確保している送風機が提案されている(例えば、特許文献1参照)。一方、前縁部の翼半径を小さくし、後縁に凹部を設けて最外周部を一部延長する送風機も提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Therefore, in order to allow the air flowing into the rotation center side of the fan to pass through the outer peripheral side, the blade radius is increased from the front edge toward the bellmouth upstream end where the bellmouth and the propeller fan wrap (overlap). A blower has been proposed that gradually increases in size and secures the amount of suction from the side of the airflow toward the center of the fan (see, for example, Patent Document 1). On the other hand, a blower has also been proposed in which the blade radius of the front edge portion is reduced, a recess is provided in the rear edge, and the outermost peripheral portion is partially extended (see, for example, Patent Document 2).
例えば特許文献1の送風機では、前縁のファン径を小さくすれば、中心に偏る吸込み気流を吸い込みやすくすることができるとともに、気流が流れない外側に翼面を配置しないため、滞留する空気をかき混ぜることによる乱れを誘発することがなくなる。ただ、プロペラファンとベルマウスとが軸方向に重なるラップが開始される上流端までファン径を徐々に増加させると、ベルマウスによる流路縮小及びファン径拡大による流路縮小により、風速が急変化して渦が発生し、乱れた流れが生じる。翼とベルマウスとに乱れた流れが衝突すると壁面の圧力変動を発生させて騒音発生の原因となる。さらに前縁の翼半径が小さくなり、翼面積が減少するため、所要送風量を得るためには、回転数を増加させる必要があり、風切り回数を増やしてさらに騒音を増加させるおそれがある。
For example, in the blower of
また、例えば特許文献2について、外周部後縁を一部延長しているが、内周側の後縁部に凹部を設けることにより翼面積が減少している。このため、所要送風量を得るために回転数を増加させなければならず、騒音を増加させるおそれがある。
Further, for example, in
そこで、本発明は気流の乱れを防ぎつつ、送風量に対する回転数を抑えた駆動を行うことができる送風機等を得ることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to obtain a blower or the like that can be driven with a reduced number of rotations with respect to the amount of blown air while preventing airflow disturbance.
本発明は、上記の課題を解決するために、ファン回転軸を中心に回転して気体の流れを発生させる、複数の翼を有するプロペラファンと、プロペラファンの回転方向に沿って、翼の外周端より外側に、ファン回転軸方向と垂直な方向から見て翼の一部と重なるように壁面を形成し、気体を整流するためのベルマウスとを備え、プロペラファンの回転方向に対する空気の流れにおける翼の前縁の最上流点が、翼において最も長い翼半径となる翼最外径よりも短い翼半径となる位置にあり、ファン回転軸方向の気体の流れに対して上流側となる吸込み側において、プロペラファンとベルマウスとが重なりを開始する点よりもさらに上流側の位置で、翼の縁が翼最外径となるようなプロペラファンとベルマウスとの位置関係とし、翼の後縁において、翼の前縁の最上流点の翼半径に対応する後縁基準点よりも長い翼半径となる部分が、後縁基準点よりも回転方向に対して後退する(空気の流れの下流側となる)位置にあるものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a propeller fan having a plurality of blades that rotate around a fan rotation shaft to generate a gas flow, and the outer periphery of the blades along the rotation direction of the propeller fan. A wall surface is formed outside the end so as to overlap a part of the blade as viewed from the direction perpendicular to the fan rotation axis direction, and a bell mouth for rectifying the gas is provided, and the air flow in the rotation direction of the propeller fan The uppermost flow point of the leading edge of the blade is at a position where the blade radius is shorter than the outermost blade diameter, which is the longest blade radius of the blade, and suction upstream of the gas flow in the fan rotation axis direction On the side, the position of the propeller fan and bell mouth is such that the edge of the wing is the outermost diameter of the wing at a position further upstream than the point where the propeller fan and bell mouth start to overlap. At the edge A portion having a blade radius longer than the trailing edge reference point corresponding to the blade radius of the most upstream point of the leading edge of the blade is retracted with respect to the rotation direction from the trailing edge reference point (becomes downstream of the air flow). ) Is in position.
本発明のプロペラファンでは、ファン中央に偏る流れを吸い込みやすいだけではなく、ファン外周部とベルマウスとが重なり合う場所で流路が急縮小せず、隙間に乱れた流れを発生させない。その結果、ファンとベルマウス表面で発生する圧力変動を抑制することができる。また、翼後縁を回転方向に対して後退させる、すなわち翼長さを伸ばしているため、前縁で翼半径が小さくなり面積が小さくなった分に対する仕事量を補うことができるため、必要仕事を得るために回転数を増加させる必要がない。以上のことから、送風機から発生する騒音を低減させることができる。 In the propeller fan of the present invention, not only is it easy to suck a flow that is biased toward the center of the fan, but the flow path does not rapidly shrink at the place where the fan outer peripheral portion and the bell mouth overlap, and a turbulent flow is not generated in the gap. As a result, pressure fluctuations occurring on the fan and bell mouth surfaces can be suppressed. In addition, since the blade trailing edge is retracted with respect to the rotation direction, that is, the blade length is increased, the work amount for the reduced blade radius and area at the leading edge can be compensated. There is no need to increase the rotational speed in order to obtain From the above, noise generated from the blower can be reduced.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係る送風機のプロペラファン1を正面側から見た図である。プロペラファン1の回転によって空気が流れる方向について、下流側となる面を正面とする。本実施の形態1のプロペラファン1は、ボス(円柱)2の周りに放射状に翼3を複数枚(本実施の形態では3枚)を取り付けて構成している。
FIG. 1 is a view of a
図2は本発明の実施の形態1に係る送風機を正面側から見た図である。ここでは、プロペラファン1とベルマウス7との関係等を簡単に示すため、プロペラファン1及びベルマウス7のみ図示する。プロペラファン1はファン回転軸9を中心に回転方向13に回転する。また、回転中心12はファン回転軸9がプロペラファン1を貫く位置(ボス2の中心)となる。翼3は、ファン回転軸9を中心に、同間隔で放射状に取り付けられている。ここで、翼3のボス付け根14から回転方向端部までを前縁15、逆側を後縁16とし、半径外周部分を外周部17とする。また、翼3の外周周り(全周)には、プロペラファン1の一部を覆うようにベルマウス7が配置される。
FIG. 2 is a view of the blower according to
図2に示す破線は、プロペラファン1の回転中心12を中心とする同心円上の線を補助線として示したものである。破線Aは翼最外径Roを翼半径とする線である。また、破線Bは翼最外径よりも小さいRi(<Ro)を翼半径とする線である。ここでは、前縁15において、回転方向13における空気の流れに対して最上流に位置する点(前縁最上流点)18の翼半径(前縁最上流点と回転中心12との距離)がRiであるものとする。
The broken line shown in FIG. 2 shows the line on the concentric circle centering on the
本実施の形態におけるプロペラファン1の翼3においては、前縁最上流点18から回転方向13において後退する方向に外周部17形状を辿ると、翼半径は破線Bから破線Aに向かって徐々に大きくなっていく。そして、破線Aの翼半径(翼最外径)を保ったまま後縁16まで続く。図2において、後縁16と破線Bとの交点19(後縁16において回転中心12からの距離がRiとなる点。以下、後縁基準点という)よりも外周側の後縁(後縁外周部)20a及び内周側の後縁(後縁内周部)20bが回転方向13に対して後退している。ここで、回転中心12と翼面のある位置とを結ぶ線分において、ある線分に対して比較対象となる別の線分が回転方向13(翼3の進む方向)側に位置しているとき別の線分に係る位置は前進しているといい、回転方向13と逆向きの場合を後退していると表現している。後縁16においては、回転中心12と後縁基準点19とを結ぶ線分よりも、回転中心12と後縁外周部20a、後縁内周部20b上の点とを結ぶ線分の方が後退している。このため、後縁基準点19は回転方向13における空気の流れに対して最上流に位置する最上流点となる。
In the
図3は本発明の実施の形態1に係る送風機を側面側から見た図である。図3はファン回転軸9を含み、軸に平行な断面に翼3を1回転させて投影したときに得られる図であり、ファン回転軸9方向の位置を把握するため、3次元の翼面を2次元断面として表した子午面図である。気流10はプロペラファン1の回転により流れる空気を表す。
FIG. 3 is a view of the blower according to
前述したように、前縁15の前縁最上流点18と回転中心12との距離は翼半径Riであり、下流に進むにつれて翼半径は翼最外径Roまで大きくなる。図3においてベルマウス7は断面形状で表している。側面側から見たときにプロペラファン1とベルマウス7とがラップする(重なり合う)ラップ領域21のファン回転軸9方向に対する上流側を、ラップ開始点22とする。本実施の形態のプロペラファン1においては、翼半径が翼最外径Roとなる端点23は、ラップ開始点22よりもファン回転軸9方向の空気の流れに対して上流側に位置する。
As described above, the distance between the leading edge most
図4は本実施の形態の送風機を有する室外機を示す図である。本実施の形態においては、例えば空気調和装置の室外機100について説明する。図4(a)は室外機100の外観を示す図である。また、図4(b)、図4(c)は、それぞれ正面側、背面側から見た内部構成を説明するための図である。室外機100内部の空間は、セパレータ(仕切り板)6により、フィンとパイプ(伝熱管)とを有する室外熱交換器4に空気を通過させるための送風室と、室外熱交換器4に冷媒を送る圧縮機5が置かれた機械室とに分かれる。例えば、図4(c)に示すように、プロペラファン1の外周を囲むように配置されるベルマウス7の吹出し側開口部分と外パネル8の開口部分とが連続し、ベルマウス7と外パネル8とが一体形成されている室外機もある。前述したように、プロペラファン1とベルマウス7とはラップ領域21で重なっており、ベルマウス7の内周側にあるプロペラファン1は、室外機100内外(送風室内外、ファンの吸込み側と吹出し側との間)を仕切っている。
FIG. 4 is a diagram showing an outdoor unit having the blower of the present embodiment. In the present embodiment, for example, an
図5は送風室に流入する空気の流れを説明するための図である。次に室外機100を上面側から見たときのファン回転軸9を含む水平断面図により空気の流れを説明する。ここでは、プロペラファン1に対して、ファン回転軸9方向の空気の流れの上流側(吸込み側)の気流のうち、機械室に近い側を通過する気流10に着目する。気流10は、プロペラファン1に対してファン回転軸9方向の上流側にある室外熱交換器4を通過し、セパレータ6に沿ってプロペラファン1に流入する。例えば機器の能力が高く圧縮機5が大型になると、機械室の容積が多くなり、送風室側にセパレータ6の角部11が急になる。すると、角部11において、空気がセパレータ6の壁面を沿いきれずに離脱(はく離)してしまうことがある。離脱した空気の流れはプロペラファン1の中心(回転軸)側に向かう。このため、プロペラファン1に流入する空気は、中心側に偏り、プロペラファン1の外周側に流れが供給されなくなる。
FIG. 5 is a view for explaining the flow of air flowing into the blower chamber. Next, the flow of air will be described with reference to a horizontal sectional view including the
ここで、プロペラファン1が空気に与える仕事は、外周側を通過する空気ほど、力のモーメントが強くなるため大きくなる。このため、ある室外機風路の抵抗に打ち勝つ分の空気に与える必要エネルギーを考えると、外周側を通過させたほうがプロペラファン1の回転数を少なく抑えることができる。また、回転数が少なくなると翼3が空気を切る干渉回数が減少して騒音を抑えることができる。したがって、気流10がプロペラファン1の中心側に流入すると、プロペラファンが空気に与える仕事量が低下する。その分、必要回転数が多くなり、騒音を大きくする恐れがある。
Here, the work that the
本実施の形態の送風機では、空気調和機のセパレータ6で発生するはく離により主流が中心側に偏った空気が前縁15側から流入する。翼3の前縁最上流点18は、吸込み気流が中心側に寄る流れ場に合わせて、翼最外径よりも内周側に位置している。翼面上を通過する気流10は遠心力によって、徐々に外周側に向かって流れが広がる。本実施の形態のプロペラファン1は翼外径を下流方向に向かって大きくした形状であるため、遠心力で外周部に向かう気流10が翼3から漏れることなく、翼3から気流10に与える仕事量を確保することができる。
In the blower of the present embodiment, air whose main flow is biased toward the center side due to the separation generated in the
図6は本発明の実施の形態1に係る送風機における空気の流れを示す模式図である。ここで、図6(a)は本実施の形態におけるプロペラファン1とベルマウス7との位置関係を表している。また、図6(b)は比較のために従来のプロペラファンとベルマウスとの位置関係を表している。ここでは、外周部近くの空気流れ24を考える。例えば、プロペラファン1とベルマウス7とがラップするラップ開始点においては、空気の流路が狭くなる縮小風路になる。図6(b)に示すように、ラップ開始点22において、翼外径が翼最外径まで増加する(変動する)ようなプロペラファンとベルマウスとの位置関係だと、プロペラファン1とベルマウス7とに挟まれた隙間は、プロペラファンとベルマウスとの両側から縮小されるため、風路が急縮小する。急縮小した風路では気流が増速し、ベルマウス表面の低速気流との速度差によって渦25が発生する。渦25が発生すると翼面とベルマウス表面で気流の乱れが強くなり、強い圧力変動を発生させ、騒音を増加させる。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the air flow in the blower according to
本実施の形態の送風機においては、翼半径が翼最外径Roとなる端点23が、ベルマウス7とのラップ開始点22よりも、ファン回転軸9方向の空気の流れに対して上流側に位置する。このため、ラップ開始点22では翼半径が変動せず、隙間の流路縮小が片側のみ(ベルマウス7側からのみ)になる。したがって、従来の送風機に比べて流路幅の変化率が小さくなる。その結果、縮小時に発生する渦を抑制することで、翼3表面やベルマウス7表面で発生する圧力変動を抑制することができ、また、騒音を低減させることができる。
In the blower of the present embodiment, the
図7は本発明の実施の形態1に係る翼面における空気の流れを示す模式図である。図7に示すように、プロペラファン1の翼3を通過する気流26は、遠心力の影響により、モーメントが大きく気流に与える仕事量が大きい外周側へ移動するように流れる。例えば翼3の前縁最上流点18において流入した気流26は後縁外周部20aから流出する。本実施の形態の送風機では、プロペラファン1の後縁16側は後縁基準点19より回転方向13に後退している。このため、気流26にはモーメントが大きい経路を長く通過させることができる。径が小さい場合でも不足する仕事量を補うことができる。また、後縁内周部20bについても、後縁基準点19より回転方向13に後退するようにして翼面積を保つようにしている。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the air flow on the blade surface according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the
以上のように、本実施の形態の送風機によれば、プロペラファン1において、前縁最上流点18が、吸込み気流が中心側に寄る空気の流れ場に合わせて翼最外径よりも内周側に位置しているので、ファン中央に偏る流れを吸い込みやすくすることができる。さらに、プロペラファン1の一部とベルマウス7とのラップ領域21よりもファン回転軸9方向の空気の流れに対して上流側において翼3が翼最外径となるような位置関係としているので、プロペラファン1とベルマウス7と隙間の流路縮小がベルマウス7側からのみとなり、縮小時に発生する渦25を抑制することができ、翼3表面やベルマウス7表面で発生する圧力変動を抑制することができる。また、翼3の後縁16において後縁基準点19より翼半径が大きい部分は回転方向に対して後退させ、下流側に後縁16が伸びるようにしているため、前縁15の翼半径が小さく、面積が小さくなった分に対する仕事量を補い、送風量を確保することができる。このため、必要仕事を得るために回転数を増加させる必要がない。以上のことから、送風量に対して回転数を抑えることができ、省エネルギー化をはかることができる。そして、送風機から発生する騒音を低減させることができ、室外機100から発生する騒音を低減させることができる。
As described above, according to the blower of the present embodiment, in the
実施の形態2.
図8は本発明の実施の形態2に係るプロペラファン1を正面側から見た図である。図8では1枚の翼3を拡大して示している。翼3の半径について、前縁15の前縁最上流点18の半径Riと翼最外径Roとの間の任意の半径Ri2を定義し、RiとRi2との区間と、半径Ri2と翼最外径Roとの区間に区切り、境界となる前縁15上の位置を前縁変曲点15aとして定義する。ここで、翼最外径Ro付近で翼端の丸み付けをする場合は、回転方向13に対して最も後退する位置における位置が翼最外径Roの位置であると定め、翼最外径開始点27とする。
FIG. 8 is a view of the
本実施の形態では、前縁15における翼半径の増加率(回転方向13に単位角度Δθ後退するときの半径変化ΔRの比(割合)ΔR/Δθと定義する)に着目する。図8に示すプロペラファン1における翼3の形状は、RiからRi2までの半径増加率(ΔR1/Δθ1;ΔR=Ri2−Ri)よりも、Ri2から翼最外径Roまでの半径増加率(ΔR2/Δθ2;ΔR=Ro−Ri2)が小さい。ここで、Δθ1は前縁最上流点18と回転中心12と前縁変曲点15aとがなす角度である。また、Δθ2は前縁変曲点15aと回転中心12と翼最外径開始点27とがなす角度である。
In the present embodiment, attention is paid to the increase rate of the blade radius at the leading edge 15 (defined as the ratio (ratio) ΔR / Δθ of the radius change ΔR when the unit angle Δθ moves backward in the rotation direction 13). The shape of the
図9は本発明の実施の形態2に係る送風機を側面側から見た図である。図9は3次元の翼面を2次元断面として表した子午面図である。図9に示すように、ファン回転軸9の方向に対するプロペラファン1とベルマウス隙間の縮小程度が半径RiとRi2との間の区間よりも、翼半径Ri2と翼最外径Roとの間の区間で緩やかになる。
FIG. 9 is a view of the blower according to
以上のように、実施の形態2の送風機によれば、翼半径Riから下流に進むにつれ、前縁変曲点15aを境として、2段階で翼最外径Roまで大きくなるようにしたので、プロペラファン1とベルマウス7とが接近する外周部において、風路縮小を緩やかにすることができ、急縮小による渦発生をさらに抑制することができる。
As described above, according to the blower of the second embodiment, as it progresses downstream from the blade radius Ri, the blade edge outer diameter Ro is increased in two stages with the leading
実施の形態3.
図10は本発明の実施の形態3に係る送風機のプロペラファン1を正面側から見た図である。図10では1枚の翼3を拡大して示している。本実施の形態では、翼3の半径について、前縁15の前縁最上流点18の半径Riと翼最外径Roとの間の任意の半径Ri3を定義し、RiとRi3との区間と、半径Ri3と翼最外径Roとの区間に区切り、境界となる後縁16上の位置を後縁変曲点16aとして定義する。
FIG. 10 is a view of
本実施の形態では、後縁16の翼半径の増加率(回転方向に単位角度Δθ後退するときの半径変化ΔRの比ΔR/Δθと定義する)に着目する。本実施の形態のプロペラファン1はRiからRi3までの半径増加率(ΔR3/Δθ3)が、i2から翼最外径Roまでの半径増加率(ΔR4/Δθ4)よりも小さい。これは、半径Ri以上の回転方向に後退する後縁部16の翼面積が領域が広いことを意味する。ここで、Δθ3は後縁基準点19と回転中心12と後縁変曲点16aとがなす角度である。また、Δθ4は後縁変曲点16aと回転中心12と後縁端点16bとがなす角度である。
In the present embodiment, attention is paid to the increase rate of the blade radius of the trailing edge 16 (defined as the ratio ΔR / Δθ of the radius change ΔR when the unit angle Δθ moves backward in the rotation direction). In the
例えば、翼3に流入した気流は遠心力により、外周側に向かって翼面上を流れる。上記のような翼形状にすれば、気流が外周側に通過する経路が増えるため、気流がプロペラファン1から得る仕事量が増加する。
For example, the airflow that has flowed into the
実施の形態4.
図11は本発明の実施の形態4に係る送風機のプロペラファン1を正面側から見た図である。図11において、前述した翼最外径開始点27は、外周部17において、回転方向13の空気の流れに対して最も上流側で翼最外径Roとなる。
FIG. 11: is the figure which looked at the
図12は本発明の実施の形態4に係るプロペラファン1を側面側から見た図である。図12は、前縁最上流点18から翼最外径開始点27までの外周部17の一部である外周部分28における断面形状をファン回転軸9を含めて示している。本実施の形態の送風機では、翼半径が、プロペラファン1の前縁最上流点18が位置する半径Riから翼最外径Roとなる翼最外径開始点27までの間で、翼断面において、ファン回転軸9方向における傾斜31の角度が変化する傾斜変曲点32を設けていることを特徴とする。傾斜変曲点32は側面側からみた断面形状では点となるが、翼3においては傾斜変曲点32が連続しているために線状となる。
FIG. 12 is a view of the
前縁最上流点18から流入した気流は、遠心力の影響により半径外向きに流れる。ここで、プロペラファン1では、空気(気流10)の流入側となる、回転方向13における空気の流れに対して上流側における部分は径が小さいため、翼先端の気流は翼3から漏れやすい。例えば、翼面の下流側の面29(圧力面29)と上流側の面(負圧面30)との差圧が高くなると、ファン回転軸9方向の空気の流れに対して下流側から上流側に巻き込む強い渦を発生させて翼面で発生する騒音の原因となる。
The airflow flowing in from the leading edge
そこで、本実施の形態のプロペラファン1は、翼半径がRiから翼最外径Roまで変化する外周部分28までの間の傾斜変曲点32を境に、ファン回転軸9方向の空気の流れに対して下流側から上流側に向かって(圧力面29から負圧面30に向かって)、傾斜31の角度が、傾斜31aから傾斜31bとなるように変化させた翼3を形成する。このため、外周部分28における気流10の逆流を許すことになるが、圧力面29と負圧面30との圧力差を緩和して漏れ流れが発生しても強い渦が発生しないようにすることができる。
Therefore, in the
したがって、実施の形態4の送風機では、前縁15側で発生する渦が原因となる乱れ、騒音増加を抑制することができる。
Therefore, in the blower of the fourth embodiment, turbulence caused by the vortex generated on the
実施の形態5.
図13は本発明の実施の形態5に係る室外機100を示す図である。上述したこれまでの実施の形態では、水平方向に空気を吹出す室外機について説明したが、これに限定するものではない。例えばビル用の大型空気調和機の室外機のように、上向きに空気を吹出す(上吹き)室外機についても適用することができる。図15に示すように、本実施の形態の室外機100は、プロペラファン1の正面が略鉛直方向上向きとなるように取り付けられ、室外熱交換器4と外パネル8とで室外機側面を覆う。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 13 shows an
図14はファン回転軸9を含む室外機100の断面を示す図である。気流10は、室外熱交換器4を通過してプロペラファン1に流入する。室外熱交換器4を通過中の気流10は通風抵抗が最小となるように進むため、室外熱交換器4を通過直後の気流はファン回転軸9側から流入する。気流10がファン外周側に急に曲がって流れることは困難であるため、本実施の形態の室外機100においてもプロペラファン1の吸込み気流が中心に偏流する。このため、上述した実施の形態1〜4のプロペラファン1を上吹きの室外機に適用することで、上述した効果と同様の効果を得ることができる。
FIG. 14 is a view showing a cross section of the
実施の形態6.
図15は本発明の実施の形態6に係る空気調和装置の構成図である。本実施の形態では、上述した室外機100を有する冷凍サイクル装置の一例として空気調和装置について説明する。図15の空気調和装置は、前述した室外機100と負荷ユニット(室内機)200とを備え、これらが冷媒配管で連結され、冷媒回路を構成して冷媒を循環させている。冷媒配管のうち、気体の冷媒(ガス冷媒)が流れる配管をガス配管300とし、液体の冷媒(液冷媒。気液二相冷媒の場合もある)が流れる配管を液配管400とする。
FIG. 15 is a configuration diagram of an air-conditioning apparatus according to
室外機100は、上述の実施の形態1〜5で説明した室外機であり、圧縮機5、室外熱交換器4、四方弁102、室外側送風機104及び室外側制御装置105の各装置(手段)で構成する。
The
圧縮機5は、前述したように、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。また、室外熱交換器4は、前述したように、冷媒と空気(室外の空気)との熱交換を行う。ここで、本実施の形態の室外熱交換器4は、例えば、暖房運転時においては蒸発器として機能し、液配管400から流入した低圧の冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発させ、気化させる。また、冷房運転時においては凝縮器として機能し、四方弁102側から流入した圧縮機5において圧縮された冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮して液化させる。また、室外熱交換器4には、冷媒と空気との熱交換を効率よく行うため、上述の実施の形態1〜5で説明した送風機を室外側送風機104として設けている。ここで、室外側送風機104についても、インバータ装置によりファンモータの運転周波数を任意に変化させてプロペラファン1の回転速度を細かく変化させるようにしてもよい。
As described above, the compressor 5 compresses and discharges the sucked refrigerant. Further, as described above, the
四方弁102は、室外側制御装置105からの指示に基づいて冷房運転時と暖房運転時とによって冷媒の流れを切り換える。また、室外側制御装置105は、例えばマイクロコンピュータ等からなる。負荷側制御装置204と有線又は無線通信することができ、例えば、空気調和装置内の各種検知手段(センサ)の検知に係るデータに基づいて、インバータ回路制御による圧縮機5の運転周波数制御等、空気調和装置に係る各手段を制御して空気調和装置全体の動作制御を行う。
The four-
一方、負荷ユニット200は、負荷側熱交換器201、負荷側絞り装置(膨張弁)202、負荷側送風機203及び負荷側制御装置204で構成される。負荷側熱交換器201は冷媒と空気との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては凝縮器として機能し、ガス配管300から流入した冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮させて液化(又は気液二相化)させ、液配管400側に流出させる。一方、冷房運転時においては蒸発器として機能し、負荷側絞り装置202により低圧状態にされた冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒に空気の熱を奪わせて蒸発させて気化させ、ガス配管300側に流出させる。また、負荷ユニット200には、熱交換を行う空気の流れを調整するための負荷側送風機203が設けられている。この負荷側送風機203の運転速度は、例えば利用者の設定により決定される。負荷側絞り装置202は、開度を変化させることで、負荷側熱交換器201内における冷媒の圧力を調整するために設ける。
On the other hand, the
また、負荷側制御装置204もマイクロコンピュータ等からなり、例えば室外側制御装置105と有線又は無線通信することができる。室外側制御装置105からの指示、居住者等からの指示に基づいて、例えば室内が所定の温度となるように、負荷ユニット200の各装置(手段)を制御する。また、負荷ユニット200に設けられた検知手段の検知に係るデータを含む信号を送信する。
The load-
以上のように実施の形態6の空気調和装置では、実施の形態1〜5において説明した送風機を室外側送風機104として室外機100に用いることで、室外機100の省エネルギー化をはかり、また、騒音を抑制することができる。
As described above, in the air conditioner of the sixth embodiment, by using the blower described in the first to fifth embodiments as the
本発明の活用例として、冷凍サイクル装置を構成する室外機、例えば給湯器などの室外機、その他、送風機が設置される各種装置や設備などに広く利用することができる。 As an application example of the present invention, the present invention can be widely used for an outdoor unit constituting a refrigeration cycle apparatus, for example, an outdoor unit such as a water heater, and various other devices and facilities in which a blower is installed.
1 プロペラファン、2 ボス、3 翼、4 室外熱交換器、5 圧縮機、6 セパレータ、7 ベルマウス、8 外パネル、9 ファン回転軸、10 気流、11 角部、12 回転中心、13 回転方向、14 ボス付け根、15 前縁、15a 前縁変曲点、16 後縁、16a 後縁変曲点、16b 後縁端点、17 外周部、18 前縁最上流点、19 後縁基準点、20a 後縁外周部、20b 後縁内周部、21 ラップ領域、22 ラップ開始点、23 端点、24 空気流れ、25 渦、26 気流、27 翼最外径開始点、28 外周部分、29 圧力面、30 負圧面、31,31a,31b 傾斜、32 傾斜変曲点、100 室外機、102 四方弁、104 室外側送風機、105 室外側制御装置、200 負荷ユニット、201 負荷側熱交換器、202 負荷側絞り装置、203 負荷側送風機、204 負荷側制御装置、300 ガス配管、400 液配管。 1 propeller fan, 2 bosses, 3 blades, 4 outdoor heat exchanger, 5 compressor, 6 separator, 7 bell mouth, 8 outer panel, 9 fan rotation shaft, 10 air current, 11 corner, 12 rotation center, 13 rotation direction , 14 boss root, 15 leading edge, 15a leading edge inflection point, 16 trailing edge, 16a trailing edge inflection point, 16b trailing edge end point, 17 outer periphery, 18 leading edge most upstream point, 19 trailing edge reference point, 20a Trailing edge outer periphery, 20b Trailing edge inner periphery, 21 lap region, 22 wrap start point, 23 end point, 24 air flow, 25 vortex, 26 airflow, 27 blade outermost diameter start point, 28 outer periphery portion, 29 pressure surface, 30 Negative pressure surface, 31, 31a, 31b Inclination, 32 Inflection point, 100 Outdoor unit, 102 Four-way valve, 104 Outdoor fan, 105 Outdoor controller, 200 Load unit, 201 Load side Exchanger, 202 load-side throttle device, 203 a load-side fan, 204 load controller, 300 a gas pipe, 400 liquid pipe.
Claims (7)
該プロペラファンの回転方向に沿って、前記翼の外周端より外側に、前記ファン回転軸方向と垂直な方向から見て前記翼の一部と重なるように壁面を形成し、前記気体を整流するためのベルマウスとを備え、
前記プロペラファンの回転方向に対する空気の流れにおける前記翼の前縁の最上流点が、前記翼において最も長い翼半径となる翼最外径よりも短い翼半径となる位置にあり、
ファン回転軸方向の気体の流れに対して上流側となる吸込み側において、前記プロペラファンと前記ベルマウスとが重なりを開始する点よりもさらに上流側の位置で、前記翼の縁が翼最外径となるようにし、
前記翼の後縁において、前記翼の前縁の最上流点の翼半径に対応する後縁基準点よりも長い翼半径となる部分が、前記後縁基準点よりも前記回転方向に対して後退する位置にあることを特徴とする送風機。 A propeller fan having a plurality of blades that rotate around a fan rotation axis to generate a gas flow;
A wall surface is formed outside the outer peripheral edge of the blade along the rotation direction of the propeller fan so as to overlap a part of the blade as viewed from a direction perpendicular to the fan rotation axis direction, and the gas is rectified. With a bell mouth for
The most upstream point of the leading edge of the blade in the air flow with respect to the direction of rotation of the propeller fan is at a position where the blade radius is shorter than the outermost diameter of the blade that is the longest blade radius in the blade;
On the suction side, which is upstream with respect to the gas flow in the fan rotation axis direction, the edge of the blade is at the outermost position at a position further upstream than the point where the propeller fan and the bell mouth start to overlap. To be the diameter,
At the trailing edge of the blade, a portion having a blade radius longer than the trailing edge reference point corresponding to the blade radius of the most upstream point of the leading edge of the blade recedes with respect to the rotational direction from the trailing edge reference point. A blower characterized by being in a position to perform.
ファン回転軸方向から見たときの、前記翼の前縁の最上流点と回転中心と前記前縁変曲点とがなす角度に対する前記翼の前縁の最上流点と前記前縁変曲点との翼半径の変化の割合よりも、前記前縁変曲点と回転中心と前記翼最外径となる点とがなす角度に対する前記前縁変曲点と前記翼最外径となる点との翼半径の変化の割合の方が大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載の送風機。 A leading edge inflection point on the leading edge of the blade between the most upstream point of the leading edge of the blade and a point that becomes the outermost diameter of the blade;
The most upstream point and the leading edge inflection point of the leading edge of the blade with respect to the angle formed by the leading edge and the rotation center of the leading edge of the blade and the leading edge inflection point when viewed from the fan rotation axis direction The leading edge inflection point and the blade outermost diameter with respect to the angle formed by the leading edge inflection point, the rotation center and the blade outermost diameter point. The blower according to claim 1 or 2, wherein a rate of change in the blade radius is larger.
前記後縁変曲点と回転中心と前記翼最外径となる後縁端点とがなす角度に対する前記後縁変曲点と前記後縁端点との翼半径の変化の割合よりも、ファン回転軸方向から見たときの、前記後縁基準点と回転中心と前記後縁変曲点とがなす角度に対する前記後縁基準点と前記後縁変曲点との翼半径の変化の割合の方が大きいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の送風機。 A trailing edge inflection point on the trailing edge of the blade between the trailing edge reference point and the point that becomes the outermost diameter of the blade;
The fan rotation axis is larger than the ratio of the change in blade radius between the trailing edge inflection point and the trailing edge end point with respect to the angle formed by the trailing edge inflection point, the rotation center, and the trailing edge end point having the outermost diameter of the blade. When viewed from the direction, the ratio of the change in blade radius between the trailing edge reference point and the trailing edge inflection point with respect to the angle formed by the trailing edge reference point, the rotation center, and the trailing edge inflection point is more The blower according to any one of claims 1 to 3, wherein the blower is large.
ファン回転軸方向の気体の流れに対して下流側から上流側に向かって傾斜角度が変化する傾斜変曲点を、前記翼の前縁の最上流点における翼半径から前記翼最外径までの間に有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の送風機。 In a cross section in which the blade is cut by a plane including the fan rotation axis,
A tilt inflection point where the tilt angle changes from the downstream side to the upstream side with respect to the gas flow in the fan rotation axis direction, from the blade radius at the most upstream point of the leading edge of the blade to the outermost diameter of the blade. It has in between, The air blower as described in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
冷媒と空気との熱交換を行う室外熱交換器と、
該室外熱交換器に前記空気を通過させるための請求項1〜5のいずれかに記載の送風機と
を備えることを特徴とする室外機。 A compressor for compressing the refrigerant;
An outdoor heat exchanger for exchanging heat between refrigerant and air;
An outdoor unit comprising the blower according to any one of claims 1 to 5 for allowing the air to pass through the outdoor heat exchanger.
請求項6に記載の室外機と
を配管接続して冷媒回路を構成することを特徴とする冷凍サイクル装置。 A load unit having a plurality of load-side heat exchangers for exchanging heat between the heat exchange object and the refrigerant, and a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the refrigerant flowing into the load-side heat exchanger;
A refrigerating cycle device comprising a refrigerant circuit connected by piping to the outdoor unit according to claim 6.
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