JP5752714B2 - 送風装置およびそれを備えた空気調和機の室外機 - Google Patents

Description

本発明は、送風装置およびそれを備えた空気調和機の室外機に関する。

特許文献１には、プロペラファンの径方向の外側に設けられたベルマウスの吸込側に吸込側円弧部、吹出側に吹出側円弧部をそれぞれ形成した送風装置が記載されている。これにより、プロペラファンの翼外周とベルマウスとの隙間における漏れ流れの成長を抑制することができ、翼端渦とファンガードとが衝突したときの騒音を低減できるようになっている。

特許第４１４０２３６号公報

ところで、近年、省エネ化を目的として、送風装置を構成するプロペラファンの圧力性能向上、ファン効率（仕事率）向上、快適性向上のための騒音低減が課題として挙げられている。どの課題も密接に関係しており、性能向上を対象としたファンがある場合、どれか１つの課題を解決すれば少なからず他の課題に対しても良好な結果となることが知られている。このような状況の中、騒音低減の手段としては、特許文献１に記載の技術の他に、プロペラファンとベルマウスとの隙間を可能な限り縮め、漏れ流れを減らすことが一般的に知られている。しかし、プロペラファンが樹脂製の場合、回転中にプロペラファンの翼が遠心力で変形するため、プロペラファンとベルマウスとの隙間には縮められる限界がある。従来はプロペラファンとベルマウスとが回転中に接触しないように、その変形の径方向成分や経年変化等を考慮してプロペラファンとベルマウスの最小限の隙間を決めていた。また、その他にプロペラファンと、軸方向において重なる（ラップする）ベルマウスの長さを長くしたダクト型として、送風性能を向上させる手段も一般的に知られている。

しかし、特許文献１に記載の技術では、ダクト型のベルマウスとしての効果は望めるものの、プロペラファンとベルマウスとの隙間については、図９に示すように、プロペラファン１０９とベルマウス５００との軸方向Ｇのラップ範囲（円筒部５０１の位置）における翼１０９ａの径方向変形（符号１１３参照）の最大値（後縁側翼外周１０９ｇ）を考慮して決めていたため、送風性能のさらなる向上を望めないという問題があった。

また、一般的な翼の前縁が鎌の形をしたプロペラファンにおいては、図９に示すように、プロペラファン１０９とベルマウス５００のラップ範囲では、翼外周１０９ｄの後縁側における位置（１０９ｇ）での径方向変形の方が、ベルマウス吸込側（１０９ｆ）の翼１０９ａの径方向変形より大きくなる。したがって、プロペラファンとベルマウスの隙間は後縁側における翼の外周位置を基準として決めていたため、プロペラファン１０９とベルマウス５００との隙間をさらに縮めたいときはプロペラファンの変形を小さくするような翼の板厚アップや材料を選択する必要があり、コストアップにつながるという問題があった。しかし、そのような選択ができたとしても、使用者はプロペラファンとベルマウスの隙間が小さく見え、ファン回転中にプロペラファンとベルマウスとが接触するのではないかと不安になる問題もあった。

本発明は前記従来の問題を解決するものであり、使用者に不安を感じさせない意匠を提供でき、しかもファン性能向上を実現することができる送風装置およびそれを備えた空気調和機の室外機を提供することを課題とする。

本発明は、樹脂製のプロペラファンと、このプロペラファンを回転させるファンモータと、前記プロペラファンを囲う円筒形のベルマウスと、を備えた送風装置において、前記ベルマウスは、前記プロペラファンの回転中心に対して同心円状に形成され、それぞれ直径が異なる吸込側円筒部と吹出側円筒部とを備えるとともに、前記吸込側円筒部の直径よりも前記吹出側円筒部の直径の方が大きく形成され、前記プロペラファンの回転軸方向から見て、前記プロペラファンの翼外周と前記吸込側円筒部との間には所定の隙間が形成され、前記翼外周と前記吹出側円筒部との間には所定の隙間が形成されるとともに、前記吸込側円筒部の隙間よりも前記吹出側円筒部の隙間の方が大きく形成され、さらに、前記吹出側円筒部の軸方向の長さより前記吸込側円筒部の軸方向の長さが長く形成されるとともに、前記吸込側円筒部が、前記翼外周の吸込側である前縁側翼外周と吹出側である後縁側翼外周とのほぼ中間の位置、あるいは、前記ほぼ中間の位置よりも吹出側に形成されることを特徴とする。

本発明によれば、使用者に不安を感じさせない意匠を提供でき、しかもファン性能向上を実現することができる。

第１実施形態に係る送風装置を示す正面図である。 第１実施形態に係る送風装置を示す斜視図である。 図１のＰ部拡大図である。 図１のＱ−Ｑ断面図である。 第２実施形態に係る送風装置を示す断面図である。 第３実施形態に係る送風装置を示す断面図である。 本実施形態に係る送風装置を搭載した空気調和機の室外機を示す正面図である。 図７の室外機の内部を上部から見たときの概略図である。 従来の送風装置を示す断面図である。 従来の送風装置を搭載した空気調和機の室外機における問題点を示す説明図である。

以下、本実施形態の送風装置１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃおよびそれを備えた空気調和機の室外機４０１について図１ないし図８を参照して説明する。なお、図４ないし図６は、回転中のプロペラファン１０９とベルマウス１１０，２００，３００との位置関係を示し、図８は、プロペラファン１０９を簡略化して示している。また、以下に示す実施形態では、プロペラファン１０９の直径が約４５０〜６５０ｍｍで、プロペラファン１０９の回転速度の上限値が約１２００回転／分であり、翼１０９ａの肉厚が翼外周１０９ｄで約１〜３ｍｍであり、１２００回転／分のときの後縁側翼外周１０９ｇの径方向の変形が約２〜３ｍｍのものを想定して説明している。

（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係る送風装置１０１Ａは、ファンモータ１０４（図２参照）、プロペラファン１０９、ベルマウス１１０を含んで構成されている。

ファンモータ１０４は、プロペラファン１０９を回転駆動させる駆動源となるものであり、モータクランプ１０３を介して後記する室外機４０１（図８参照）に固定されている。

プロペラファン１０９は、ファンモータ１０４に形成されたモータシャフト（不図示）に連結固定されるハブ１０９ｓと、このハブ１０９ｓの外周面に形成された翼（ファンブレード）１０９ａ，１０９ａ，１０９ａとを有している。なお、翼１０９ａは、３枚に限定されるものではなく、２枚であってもよく、３枚を超えるものであってもよい。

プロペラファン１０９のハブ１０９ｓには、モータシャフト（不図示）が連結固定される軸穴（不図示）が形成されている。なお、プロペラファン１０９は、ガラス繊維を含むＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合体）、ガラス繊維を含むＰＰ樹脂（ポリプロピレン）などの樹脂製であり、射出成形などによって一体成形されている。

なお、プロペラファン１０９は、図１において符号Ｗで示すように反時計回りに回転され、翼１０９ａの表側の面が圧力面となり、裏側の面が負圧面となり、空気の流れを生じさせる。これにより空気は、翼１０９ａの前縁側１０９ｂから後縁側１０９ｃに向かって流れるようになっている。

図２に示すように、翼１０９ａは、略鎌型形状であり、ハブ１０９ｓの周面に軸方向Ｇに対して斜めに連結されるように形成されている。また、翼１０９ａの前縁側１０９ｂは、後縁側１０９ｃよりもハブ１０９ｓに対して軸方向に大きく迫り出すように構成されている。

ベルマウス１１０は、プロペラファン１０９の径方向の外周を覆うように円筒状に形成され、板金をプレス成形することにより、正面（手前）に位置する板状のベルマウス取付板１０２と一体に形成されている。また、図２において、前縁側１０９ｂ（図示奥側）が空気の吸込側となり、後縁側１０９ｃ（図示手前側）が空気の吹出側となる。

また、ベルマウス１１０は、吸込側円筒部１１０ｂと吹出側円筒部１１０ｃとを有し、直径がそれぞれφＡ，φＢ（φＢ＞φＡ）で形成されている。吸込側円筒部１１０ｂおよび吹出側円筒部１１０ｃは、それぞれプロペラファン１０９の回転中心Ｏに対して同心円状に形成されている。

図３に示すように、送風装置１０１Ａは、プロペラファン１０９の翼外周１０９ｄとベルマウス１１０の吸込側円筒部１１０ｂとの間にギャップＧ_Ａで示す隙間１１１が形成されている。また、送風装置１０１Ａは、プロペラファン１０９の翼外周１０９ｄとベルマウス１１０の吹出側円筒部１１０ｃとの間にギャップＧ_Ｂで示す隙間１１２が形成されている。このように、送風装置１０１Ａは、隙間１１１（ギャップＧ_Ａ）よりも隙間１１２（ギャップＧ_Ｂ）が広くなるように形成されている。

図４は、ベルマウス１１０と翼外周１０９ｄとの位置関係が明確になるようにベルマウス１１０をＱ−Ｑ断面で示し、翼１０９ａを模式的に示したものである。図４に示すように、ベルマウス１１０の吸込側円筒部１１０ｂは、軸方向Ｇに長さＬ_Ａとなるように形成されている。また、ベルマウス１１０の吹出側円筒部１１０ｃは、軸方向Ｇに長さＬ_Ｂとなるように形成されている。なお、長さＬ_Ａと長さＬ_Ｂとは、Ｌ_Ａ＞Ｌ_Ｂとなるように設定されている。また、吹出側円筒部１１０ｃの吹出側の端部は、図４において丸印で示すように、翼１０９ａの後縁側翼外周１０９ｇの径方向の延長上に略（おおよそ）位置している。

また、ベルマウス１１０は、吸込側円筒部１１０ｂの吸込側に吸込Ｒ（吸込曲面）１１０ａが形成されている。この吸込Ｒ１１０ａは、軸方向Ｇに対して吸込側円筒部１１０ｂから離れるにしたがって拡径して形成されている。

また、ベルマウス１１０の吸込側の端部は、図４において丸印で示すように、翼外周１０９ｄの前縁側翼外周１０９ｅと後縁側翼外周１０９ｇとのほぼ中間の軸方向中央翼外周１０９ｆに位置している。なお、前縁側翼外周１０９ｅとは、図４において丸印で示すように、翼１０９ａの前縁側１０９ｂの最も外周側に位置する部分である。

また、ベルマウス１１０は、吸込側円筒部１１０ｂと吹出側円筒部１１０ｃとの境界にテーパー部１１０ｄが形成されている。このテーパー部１１０ｄは、吸込側から吹出側にかけてベルマウス１１０の直径が徐々に拡径するように形成されている。

なお、本実施形態では、ベルマウス１１０がテーパー部１１０ｄを備えた構成を例に挙げて説明しているが、このような形状に限定されるものではなく、テーパー部１１０ｄを設けない構成であってもよい。すなわち、吸込側円筒部１１０ｂと吹出側円筒部１１０ｃとが段差部を介して繋がるような形状でもよい。ただし、テーパー部１１０ｄを設けない場合であっても、テーパー部１１０ｄを備えた実施形態と同様に、長さＬ_Ａ＞長さＬ_Ｂとなるように吸込側円筒部１１０ｂおよび吹出側円筒部１１０ｃの長さを設定する。

また、吹出側円筒部１１０ｃよりも吹出側には、吹出側円筒部１１０ｃの直径よりも大きい吹出部１１０ｅが形成されている。この吹出部１１０ｅは、断面Ｌ字状に形成され、吸込側が吹出側円筒部１１０ｃの吹出側と一体に形成され、吹出側がベルマウス取付版１０２と一体に形成されている。

ところで、送風装置１０１Ａにおいては、プロペラファン１０９が回転すると、翼１０９ａの質量と回転速度から決まる遠心力が発生し、これを支持する部位、即ち翼１０９ａとハブ１０９ｓとの境界部に応力が発生する。翼１０９ａはハブ１０９ｓの外周面に軸方向に対して斜めに取り付けられており（図２参照）、回転中は前縁側１０９ｂおよび後縁側１０９ｃが水平になる方向に変形する力が発生する。また、翼１０９ａの前縁側１０９ｂは後縁側１０９ｃよりもハブ１０９ｓに対して軸方向に大きく迫り出しているため、図４において二点鎖線１１３で示すように、翼１０９ａの前縁側１０９ｂの変形が、翼１０９ａの後縁側１０９ｃの変形よりも大きくなる。なお、翼１０９ａの軸方向中央翼外周１０９ｆは、翼１０９ａとハブ１０９ｓとの境界部と径方向に重なる位置であり、かつ、翼１０９ａの重心に近い位置であるため、変形が最も小さくなる。

吸込側円筒部１１０ｂと翼外周１０９ｄとの隙間１１１（ギャップＧ_Ａ）は、吸込側円筒部１１０ｂに対向する翼１０９ａの回転による変形Ｆ１、製作誤差Ｆ２、組立誤差Ｆ３、および経年変化による変形Ｆ４をすべて考慮した上にプロペラファン１０９の回転中に外乱Ｆ５があっても翼外周１０９ｄと吸込側円筒部１１０ｂとが接触しない値（距離）に設定される。

回転による変形Ｆ１とは、プロペラファン１０９がＷ方向（図１参照）へ回転することによって生じる遠心力により発生する変形をいう。なお、遠心力は、質量ｍ×半径ｒ×回転速度ω^２によって決定されるものである。

製作誤差Ｆ２とは、例えば、金型を用いて成形する場合に発生する誤差をいう。なお、製作誤差Ｆ２は、金型を用いた場合に発生する誤差だけではなく、金型を用いない手法、例えば削り出して作製する場合に発生する誤差も含む。

組立誤差Ｆ３とは、プロペラファン１０９をファンモータ１０４に取り付ける際に発生する誤差、ファンモータ１０４をモータクランプ１０３に取り付ける際に発生する誤差、モータクランプ１０３をユニット（後記する室外機４０１）に設置する際の誤差を含む。

経年変化による変形Ｆ４とは、例えば、樹脂の劣化による変形だけではなく、温度変化による変形を含んでいる。例えば、日本の場合は四季があり、翼１０９ａというのは、夏と冬との間において繰り返し使用されることで、あるいは長時間使用されることで、回転中の変形（図４の符号１１３）に近づく性質を有している。例えば５年後に初期の翼１０９ａの形を維持していることはなく、延びた形になる。

外乱Ｆ５とは、プロペラファン１０９の回転中に翼１０９ａが欠けたとしても、プロペラファン１０９がベルマウス１１０に接触しないようにするためのギャップを意味している。すなわち、プロペラファン１０９の回転中に翼１０９ａが欠けた場合でも、プロペラファン１０９は回転し続けており、このときファンモータ１０４を支えているモータクランプ１０３も振動するため、プロペラファン１０９がベルマウス１１０に接触するおそれがある。このような外乱Ｆ５も考慮してギャップを決めている。なお、外乱Ｆ５とは、前記した場合だけではなく、後記するように室外機４０１に対して使用者によって衝撃（常識の範囲内）が与えられた場合なども含む。

このように吸込側円筒部１１０ｂと翼外周１０９ｄとの間の必要最小限の隙間１１１は、（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＋Ｆ５＋Ｇ１）で表わされる式に基づいて決定される。なお、前記式におけるＧ１とは、（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＋Ｆ５）である場合、翼１０９ａとベルマウス１１０とが接触すると考え、ベルマウス１１０と翼１０９ａとが接触しないために必要なギャップである。

一方、吹出側円筒部１１０ｃと翼外周１０９ｄとの隙間１１２（ギャップＧ_Ｂ）は、吹出側円筒部１１０ｃに対向する翼１０９ａの回転による変形Ｆ１、製作誤差Ｆ２、組立誤差Ｆ３、および経年変化による変形Ｆ４をすべて考慮した上にプロペラファン１０９の回転中に外乱Ｆ５があっても翼外周１０９ｄと吸込側円筒部１１０ｂとが接触しない値（距離）の１．１倍以上に設定される。なお、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４、Ｆ５およびＧ１については、前記した隙間１１１の場合と同様な条件に基づいて設定される。

このように吹出側円筒部１１０ｃと翼外周１０９ｄとの間の必要最小限の隙間１１２は、（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＋Ｆ５＋Ｇ１）×１．１以上で表わされる式に基づいて決定される。なお、前記式に示す「１．１（倍）以上」とは、使用者が、プロペラファン１０９の回転中に該プロペラファン１０９がベルマウス１１０に接触するのではないかと不安に感じることを解消するために必要な値（倍数）である。

すなわち、使用者が軸方向から送風装置１０１Ａを見た場合、吹出側円筒部１１０ｃが吸込側円筒部１１０ｂより手前側に位置する関係上、使用者にとっては吹出側円筒部１１０ｃとプロペラファン１０９との隙間１１２が最も近い位置になる。そのため、ベルマウス１１０がプロペラファン１０９とどれだけ離れているか使用者が受ける印象としては、隙間１１２に依存する。そこで、吸込側円筒部１１０ｂと翼外周１０９ｄとの隙間１１１を（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＋Ｆ５＋Ｇ１）としたのに対して、吹出側円筒部１１０ｃと翼外周１０９ｄとの隙間１１２については、見た目の安心感を与えるために（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＋Ｆ５＋Ｇ１）×１．１以上として、吸込側の隙間１１１よりも吹出側の隙間１１２が広くなるように形成したものである。換言すると、隙間１１２は、隙間１１１の１．１倍以上である。なお、吹出側円筒部１１０ｃの隙間１１２を吸込側円筒部１１０ｂの隙間１１１の１．１倍以上にしたとしても、吸込側円筒部１１０ｂの隙間１１１については、従来よりも狭く形成することが可能になり、さらに吸込側円筒部１１０ｂの長さＬ_Ａが吹出側円筒部１１０ｃの長さＬ_Ｂよりも長く形成されているので、従来よりもファン性能の向上を達成することができる。また、吹出側円筒部１１０ｃと翼外周１０９ｄとの隙間１１２について、（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＋Ｆ５＋Ｇ１）に掛け合わせる倍数の上限値としては、ファン性能の向上を達成できる範囲内において適宜設定することができる。

以上説明したように第１実施形態に係る送風装置１０１Ａは、プロペラファン１０９の回転軸方向（軸方向Ｇ）から見て、プロペラファン１０９の翼外周１０９ｄとベルマウス１１０の吸込側円筒部１１０ｂとの隙間１１１より、翼外周１０９ｄとベルマウス１１０の吹出側円筒部１１０ｃとの隙間１１２を大きく形成したものである。このように、プロペラファン１０９の翼１０９ａの径方向変形（図４の符号１１３参照）が小さい部分に対向する位置に吸込側円筒部１１０ｂを設けることにより、吸込側円筒部１１０ｂとプロペラファン１０９との隙間１１１を、従来、後縁側翼外周１０９ｇで決めていた隙間１１５（ギャップＧ_Ｃ、図９参照）よりも小さくすることが可能になる。

また、第１実施形態に係る送風装置１０１Ａは、隙間１１１の小さい吸込側円筒部１１０ｂを、吹出側円筒部１１０ｃよりも軸方向に長くなるように構成したので、ダクトタイプのベルマウス１１０の効果である送風性能の向上が図れる。

また、第１実施形態に係る送風装置１０１Ａでは、吸込側円筒部１１０ｂと翼外周１０９ｄとの隙間１１１が、吸込側円筒部１１０ｂに対向する翼１０９ａの回転による変形Ｆ１、製作誤差Ｆ２、組立誤差Ｆ３、および経年変化による変形Ｆ４をすべて考慮した上にプロペラファン１０９の回転中に外乱Ｆ５があっても翼外周１０９ｄと吸込側円筒部１１０ｂとが接触しない値に設定され、かつ、吹出側円筒部１１０ｃと翼外周１０９ｄとの隙間が、前記吹出側円筒部に対向する翼の径方向回転による変形Ｆ１、製作誤差Ｆ２、組立誤差Ｆ３、および経年変化による変形Ｆ４をすべて考慮した上にプロペラファン１０９の回転中に外乱Ｆ５があっても翼外周１０９ｄと吹出側円筒部１１０ｃとが接触しない値の１．１倍以上となるように設定したものである。このように、吹出側円筒部１１０ｃの隙間１１２を吸込側円筒部１１０ｂの隙間１１１よりも大きくなるように形成したので、プロペラファン１０９の回転中に使用者がプロペラファン１０９とベルマウス１１０とが接触するのではないかという不安を感じるのを解消することができる。

このように、第１実施形態によれば、使用者に不安を感じさせない意匠を提供できる。しかも、第１実施形態によれば、吹出側の隙間１１２（ギャップＧ_Ｂ）について使用者に不安を感じさせないように従来よりも広く形成したとしても、吸込側の隙間１１１（ギャップＧ_Ａ）を従来よりも狭く形成し、かつ、吸込側円筒部１１０ｂの長さＬ_Ａを吹出側円筒部１１０ｃの長さＬ_Ｂよりも長く形成したので、ファン性能の向上を実現することが可能になる。

（第２実施形態）
図５は第２実施形態に係る送風装置を示す断面図である。第２実施形態に係る送風装置１０１Ｂは、第１実施形態に係る送風装置１０１Ａのベルマウス１１０に替えてベルマウス２００にした構成である。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図５に示すように、ベルマウス２００は、第１実施形態の吹出側円筒部１１０ｃを、吹出側円筒部１１０ｃの吸込側から吹出側にかけて径（ベルマウス１１０の直径φＢ）を徐々に大きくした吹出側ラウンド円筒部２０１ｃとしたものである。この吹出側ラウンド円筒部２０１ｃの翼外周１０９ｄに対向するラウンド形状Ｒ１は、例えば、図５において二点鎖線１１３で示すプロペラファン１０９の翼１０９ａの径方向変形に沿うように形成することが望ましい。

なお、ベルマウス２００は、吹出側ラウンド円筒部２０１ｃの吸込側に第１実施形態と同様に吸込側円筒部２０１ｂが形成され、この吸込側円筒部２０１ｂの吸込側に吸込Ｒ２０１ａが形成されている。なお、ベルマウス２００の吹出側には、吹出側ラウンド円筒部２０１ｃの吹出側からベルマウス取付板１０２にかけて拡径（プロペラファン１０９の中心Ｏからの径が拡大）する吹出Ｒ２０１ｅが形成されている。

また、吸込側円筒部２０１ｂの軸方向Ｇの長さをＬ_Ａとし、吹出側ラウンド円筒部２０１ｃの軸方向Ｇの長さをＬ_Ｂとすると、Ｌ_Ａ＞Ｌ_Ｂとなるように形成されている。なお、吹出側ラウンド円筒部２０１ｃの吹出側の基準は、翼１０９ａの後縁側翼外周１０９ｇと径方向において略（おおよそ）重なる位置に設定されている。なお、第２実施形態では、吸込側円筒部２０１ｂと吹出側ラウンド円筒部２０１ｃとの間にテーパー部２０１ｄを形成したが、第１実施形態で説明したように、テーパー部２０１ｄを設けない構成であってもよい。

また、吹出側ラウンド円筒部２０１ｃとプロペラファン１０９（翼外周１０９ｄ）との隙間１１２（ギャップＧ_Ｂ）は、プロペラファン１０９の翼外周１０９ｄの最も吹出側の位置Ｓ１において対向するベルマウス２００とプロペラファン１０９との間で設定される。なお、ここでの「対向するベルマウス２００」の位置とは、翼１０９ａの後縁側翼外周１０９ｇの径方向の延長上の位置Ｓ１である。すなわち、前記隙間１１２は、前記位置Ｓ１での翼１０９ａの回転による径方向変形Ｆ１、製作誤差Ｆ２、組立誤差Ｆ３、および経年変化による変形Ｆ４をすべて考慮した上にプロペラファン１０９の回転中に外乱Ｆ５があっても翼外周１０９ｄと吹出側ラウンド円筒部２０１ｃとが接触しない値の１．１倍以上に設定される。

第２実施形態に係る送風装置１０１Ｂによれば、プロペラファン１０９の翼１０９ａの径方向変形（図５の符号１１３参照）が小さい部分に対向する位置に吸込側円筒部２０１ｂを設けることにより、吸込側円筒部２０１ｂとプロペラファン１０９との隙間１１１を、従来よりも小さくすることが可能になる。さらに、送風装置１０１Ｂによれば、隙間１１１の小さい吸込側円筒部２０１ｂの長さＬ_Ａを、吹出側ラウンド円筒部２０１ｃよりも軸方向に長くなるように構成したので、ダクトタイプのベルマウス２００の効果である送風性能の向上を図ることができる。さらに、送風装置１０１Ｂによれば、吹出側ラウンド円筒部２０１ｃの隙間１１２を吸込側円筒部２０１ｂの隙間１１１よりも大きくなるように形成したので、プロペラファン１０９の回転中に使用者がプロペラファン１０９とベルマウス１１０とが接触するのではないかという不安を感じるのを解消することができる。すなわち、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、使用者に不安を感じさせない意匠を提供でき、しかもファン性能の向上を実現することが可能になる。

（第３実施形態）
図６は第３実施形態に係る送風装置を示す断面図である。第３実施形態に係る送風装置１０１Ｃは、第１実施形態に係る送風装置１０１Ａのベルマウス１１０に替えてベルマウス３００にした構成である。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図６に示すように、ベルマウス３００は、プロペラファン１０９の翼外周１０９ｄに対向するベルマウス３００の径（内径）が、ベルマウス３００の吸込側から吹出側に向かって徐々に大きくなるラウンド円筒部３０１ｂを有している。また、ラウンド円筒部３０１ｂの吸込側には、第１実施形態および第２実施形態と同様に吸込Ｒ３０１ａが形成され、ラウンド円筒部３０１ｂの吹出側には、第２実施形態と同様にラウンド円筒部３０１ｂの吹出側からベルマウス取付板１０２にかけて拡径（プロペラファン１０９の中心Ｏからの径が拡大）する吹出Ｒ３０１ｃが形成されている。

また、ラウンド円筒部３０１ｂとプロペラファン１０９（翼外周１０９ｄ）との隙間１１２（ギャップＧ_Ｂ）は、プロペラファン１０９の翼外周１０９ｄの最も吹出側の位置Ｓ２において対向するベルマウス３００とプロペラファン１０９との間で設定される。なお、ここでの「対向するベルマウス３００」の位置とは、翼１０９ａの前縁側翼外周１０９ｅから後縁側翼外周１０９ｇまでの翼外周１０９ｄと軸方向Ｇでラップする（重なる）ベルマウス３００の部分のうち最も吹出側の位置Ｓ２である。すなわち、前記隙間１１２は、前記位置Ｓ２での翼１０９ａの回転による径方向変形Ｆ１、製作誤差Ｆ２、組立誤差Ｆ３、および経年変化による変形Ｆ４をすべて考慮した上にプロペラファン１０９の回転中に外乱Ｆ５があっても翼外周１０９ｄとラウンド円筒部３０１ｂとが接触しない値の１．１倍以上に設定される。

ところで、ラウンド円筒部３０１ｂは、第１実施形態の吸込側円筒部１１０ｂや吹出側円筒部１１０ｃのように軸方向において同一径を有する円筒形ではなく、プロペラファン１０９（翼１０９ａ）の変形等（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＋Ｆ５＋Ｇ１）に合わせた略ラウンド形状Ｒ２である。しかし、このような略ラウンド形状Ｒ２の場合、プロペラファン１０９の回転中に翼外周１０９ｄとラウンド円筒部３０１ｂとの隙間は軸方向のどの位置でも一定となるが、このような構成では、使用者がプロペラファン１０９とベルマウス３００とが接触するのではないかという不安を解消することはできない。そこで、第３実施形態では、翼１０９ａの後縁側翼外周１０９ｇとラウンド円筒部３０１ｂとの隙間を式（（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＋Ｆ５＋Ｇ１）×１．１以上）に基づいて設定したものである。なお、後縁側翼外周１０９ｇより上流側のラウンド円筒部３０１ｂとプロペラファン１０９との隙間は、翼１０９ａの回転による径方向変形Ｆ１、製作誤差Ｆ２、組立誤差Ｆ３、および経年変化による変形Ｆ４をすべて考慮した上にプロペラファン１０９の回転中に外乱Ｆ５があっても翼外周１０９ｄとラウンド円筒部３０１ｂとが接触しない値の１．１倍未満に設定されることが好ましい。なお、略ラウンド形状Ｒ２は、断面が厳密な円弧（Ｒ）に限定されるものではなく、曲線やテーパー等から形成される略Ｒ状の形状を含むものである。

第３実施形態に係る送風装置１０１Ｃは、プロペラファン１０９の翼外周１０９ｄに対向するベルマウス３００の径を、ベルマウス３００の吸込側から吹出側に向かって徐々に大きくなるように構成し、かつ、プロペラファン１０９の翼外周１０９ｄに対向するベルマウス３００の最も吹出側の位置Ｓ２におけるベルマウス３００とプロペラファン１０９との隙間を、前記位置Ｓ２での翼１０９ａの回転による径方向変形Ｆ１、製作誤差Ｆ２、組立誤差Ｆ３、および経年変化による変形Ｆ４をすべて考慮した上にプロペラファン１０９の回転中に外乱Ｆ５があっても翼外周１０９ｄとラウンド円筒部３０１ｂとが接触しない値の１．１倍以上としたものである。これにより、ラウンド円筒部３０１ｂとプロペラファン１０９との隙間を、従来よりも小さくすることが可能になり、ダクトタイプのベルマウス３００の効果である送風性能の向上を図ることができる。さらに、送風装置１０１Ｃによれば、ラウンド円筒部３０１ｂの最も吹出側の位置Ｓ２での隙間を、前記位置Ｓ２よりも上流側での隙間よりも大きくなるように形成したので、プロペラファン１０９の回転中に使用者がプロペラファン１０９とベルマウス１１０とが接触するのではないかという不安を感じるのを解消することができる。すなわち、第３実施形態によれば、第１実施形態および第２実施形態と同様に、使用者に不安を感じさせない意匠を提供でき、しかもファン性能の向上を実現することが可能になる。

次に、送風装置１０１Ａを備えた空気調和機の室外機４０１について図７および図８を参照して説明する。なお、図７および図８では、いずれもファンガードの図示を省略している。なお、以下では、横吹きタイプの室外機４０１に本実施形態の送風装置１０１Ａを適用した場合を例に挙げて説明するが、上吹きタイプの室外機に適用することもでき、同様の効果を得ることができる。また、図７および図８では、送風装置１０１Ａを適用した場合を例に挙げて説明しているが、前記した他の実施形態の送風装置１０１Ｂ，１０１Ｃも同様にして適用できる。

図７に示すように、室外機４０１は、底板４０２、天板４０３、正面板４０４、背板４０５（図８参照）、側板４０６，４０６によって室外機４０１の外壁４１０を構成している。また、前記した本実施形態のベルマウス１１０は、外壁４１０の正面板４０４と板金成形によって一体に構成されている。このように、正面板４０４とベルマウス１１０とを一体に形成することにより、正面板４０４とベルマウス１１０とを別体で構成する場合と比べて低コスト化を図ることが可能になる。

図８に示すように、外壁４１０内には、熱交換器４０７、プロペラファン１０９、このプロペラファン１０９を回転させるファンモータ１０４、圧縮機４０８、ファンモータ１０４や圧縮機４０８を制御する制御装置（不図示）等が配置されている。このような室外機４０１では、熱交換器４０７が、外壁４１０内の背面および一方の側面にかけて上面視Ｌ字状に形成されているので、熱交換性能を向上させることができる。また、ベルマウス１１０の吸込側の位置をプロペラファン１０９の軸方向Ｇ（図２参照）の略中間部分に設けたことで、側面側に設けられた熱交換器４０７での熱交換性能が損なわれるのを低減することができる。

なお、室外機４０１は、熱交換器４０７，プロペラファン１０９及びファンモータ１０４等で送風機室４１１を構成し、また、圧縮機４０８，制御装置（不図示）等で機械室４１２を構成している。また、送風機室４１１と機械室４１２とは仕切板４１３で仕切られている。また、室外機４０１と接続される図示しない室内機は、室内熱交換器や膨張弁等を備えた公知のもので構成され、冷媒配管を介して室外機４０１と接続されている。

このように、本実施形態の送風装置１０１Ａを適用した室外機４０１によれば、従来のベルマウス５００（図９参照）を適用した場合よりも送風性能を向上できるため、必要風量を発生させる際のプロペラファン１０９の回転速度を従来よりも下げることができ、これにより送風騒音を低減することが可能になる。

ところで、図１０に示すように、例えば冬季における降雨６０１時には、室外機５０１の天板５０３や正面板５０４に溜まった（付着した）雨水６０２が流れたとき、ベルマウス５００の位置に雨水６０２が流れ、プロペラファン１０９の後縁に垂れ落ちる。このとき、外気温度が０℃以下となった場合、ベルマウス５００と後縁側翼外周１０９ｇの間が氷結（６０３）するおそれがある。このように氷結（６０３）した状態で室外機５１０の運転が開始されると、プロペラファン１０９が回転したとたんにプロペラファン１０９が割れる（樹脂製のため）おそれがある。

また、このような氷結現象は、冬季運転中に外気温度が略０℃のときに雨が降った場合にも、プロペラファン１０９の吹出し温度が０℃以下となるため、熱交換器５０７の除霜運転時などにも発生する。つまり、暖房運転時には、室外機５１０からは非常に冷たい風が出ているので、外気温度が０℃以下の場合、熱交換器５０７側から空気や雨を吸い込むと、熱交換器等５０７が氷結することになる。このように氷結すると暖房運転ができなくなるので除霜運転を行う必要がある。除霜運転時には熱交換器５０７が熱くなるので、氷が溶け出すことになる。このときプロペラファン１０９は停止しているので、つらら状のものが発生して、プロペラファン１０９とベルマウス５００との間のギャップを埋めてしまう。その後、プロペラファン１０９が回転するとプロペラファン（翼）が割れるおそれがある。

そこで、本実施形態の送風装置１０１Ａ（送風装置１０１Ｂ，１０１Ｃについても同様）を空気調和機の室外機４０１に適用することにより、プロペラファン１０９の後縁側翼外周１０９ｇとそれに対向するベルマウス１１０との隙間１１２（図４参照）を、必要最小限の隙間である従来のベルマウス５００とプロペラファン１０９との隙間１１５（図９参照）に対して１．１倍以上とすることにより、氷結防止の効果を高めることが可能になる。

なお、本実施形態では、空気調和機の室外機４０１を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、換気扇などに適用してもよい。

１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ 送風装置
１０２ ベルマウス取付板
１０３ モータクランプ
１０４ ファンモータ
１０９ プロペラファン
１０９ａ 翼
１０９ｂ 前縁
１０９ｃ 後縁
１０９ｄ 翼外周
１０９ｅ 前縁側翼外周
１０９ｇ 後縁側翼外周
１０９ｓ ハブ
１１０ ベルマウス
１１０ａ 吸込Ｒ
１１０ｂ 吸込側円筒部
１１０ｃ 吹出側円筒部
１１０ｄ テーパー部
１１０ｅ 開口縁部
１１１ 翼外周とベルマウスの吸込側円筒部との隙間（Ｇ_Ａ）
１１２ 翼外周とベルマウスの吹出側円筒部との隙間（Ｇ_Ｂ）
１１３ 回転中の翼外周形状を表した線
２００ ベルマウス
２０１ａ 吸込Ｒ
２０１ｂ 吸込側円筒部
２０１ｃ 吹出側ラウンド円筒部
２０１ｄ テーパー部
２０１ｅ 吹出Ｒ
３００ ベルマウス
３０１ａ 吸込Ｒ
３０１ｂ ラウンド円筒部
３０１ｃ 吹出Ｒ
４０１ 空気調和機の室外機
４０２ 底板
４０３ 天板
４０４ 正面板
４０５ 背面
４０６ 側面
４０７ 熱交換器
４０８ 圧縮機
Ｇ 軸方向
Ｗ ファン回転方向

Claims (6)

1. 樹脂製のプロペラファンと、このプロペラファンを回転させるファンモータと、前記プロペラファンを囲う円筒形のベルマウスと、を備えた送風装置において、
   前記ベルマウスは、前記プロペラファンの回転中心に対して同心円状に形成され、それぞれ直径が異なる吸込側円筒部と吹出側円筒部とを備えるとともに、前記吸込側円筒部の直径よりも前記吹出側円筒部の直径の方が大きく形成され、
   前記プロペラファンの回転軸方向から見て、前記プロペラファンの翼外周と前記吸込側円筒部との間には所定の隙間が形成され、前記翼外周と前記吹出側円筒部との間には所定の隙間が形成されるとともに、前記吸込側円筒部の隙間よりも前記吹出側円筒部の隙間の方が大きく形成され、さらに、
   前記吹出側円筒部の軸方向の長さより前記吸込側円筒部の軸方向の長さが長く形成されるとともに、前記吸込側円筒部が、前記翼外周の吸込側である前縁側翼外周と吹出側である後縁側翼外周とのほぼ中間の位置、あるいは、前記ほぼ中間の位置よりも吹出側に形成されることを特徴とする送風装置。
2. 請求項１に記載の送風装置において、
   前記吹出側円筒部よりもさらに吹出側には前記吹出側円筒部の直径よりも大きい直径の吹出部が形成され、当該吹出部は、前記軸方向の断面視において略Ｌ字状に形成されることを特徴とする送風装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の送風装置において、
   前記吸込側円筒部と前記翼外周との隙間は、前記吸込側円筒部に対向する翼の回転による径方向変形、製作誤差、組立誤差、および経年変化による変形を考慮した上に前記プロペラファンの回転中に外乱があっても前記翼外周と前記吸込側円筒部とが接触しない値に設定され、かつ、
   前記吹出側円筒部と前記翼外周との隙間は、前記吹出側円筒部に対向する翼の回転による径方向変形、製作誤差、組立誤差、および経年変化による変形を考慮した上に前記プロペラファンの回転中に外乱があっても前記翼外周と前記吹出側円筒部とが接触しない値の１．１倍以上としたことを特徴とする送風装置。
4. 請求項２に記載の送風装置において、
   前記プロペラファンの翼外周の最も吹出側の位置において対向する前記ベルマウスと前記プロペラファンとの隙間は、前記位置での翼の回転による径方向変形、製作誤差、組立誤差、および経年変化による変形を考慮した上に前記プロペラファンの回転中に外乱があっても前記翼外周と前記吹出側円筒部とが接触しない値の１．１倍以上としたことを特徴とする送風装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の送風装置を備えたことを特徴とする空気調和機の室外機。
6. 請求項５に記載空気調和機の室外機において、
   前記ベルマウスと、室外機の外壁を構成する部品が板金成形により一体に構成されていることを特徴とする空気調和機の室外機。

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