JP7483171B1 - 羽根車、送風機及び空気調和機 - Google Patents
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Abstract
Description
[送風機100]
図1は、実施の形態1に係る羽根車10及びそれを備えた送風機100の構成を示す斜視図である。図1は、送風機100を吸込み側すなわち翼20の負圧面26側から見た構成の一部を示している。図1及び後述する図面において、黒塗りの太矢印Rは、羽根車10の回転方向、すなわち、羽根車10の一部であるボス部12及び翼20の回転方向を表している。また、図中の両向き矢印CDは、羽根車10の周方向を示している。
図2は、実施の形態1に係る羽根車10の基本的な構成を説明するための概念図であり、羽根車10を回転軸11と垂直な平面に投影した図である。なお、図2に記載する羽根車10は、基本的な構成を説明するために用いた概念的な図であり、各構成部材の相対的な寸法の関係及び形状等が実際のものとは異なる場合がある。図2は、翼20の負圧面26側から見た羽根車10の構成を示している。図1及び図2を用いて実施の形態1に係る羽根車10について説明する。
ボス部12は、略円筒状の形状を有している。ボス部12の中心部には、駆動部が備える駆動軸(図示は省略)が接続される。ボス部12は、駆動軸を介して駆動部から回転駆動力が伝達されることにより、回転軸11を中心として回転する。ボス部12は、駆動部により回転駆動され回転軸11を形成する。
複数の翼20は、羽根車10の回転に伴って翼20の間に存在している空気を押すことで空気を搬送する。複数の翼20は、ボス部12の外周側において、概ね等角度間隔で配置されている。複数の翼20のそれぞれは、ボス部12の外周壁から概ね放射状に突出している。複数の翼20はそれぞれ、ボス部12の周囲に形成され、ボス部12から径方向の外側に延びている。
羽根車10は、以下のように構成されている。翼20の外周端部23よりも内周縁部24に近い位置のコード方向断面CS1において、最大極値点33は、キャンバ中点34よりも後縁部22側、且つ、翼弦30よりも空気の吸込み側に存在している。また、キャンバ線31は、前縁部21と最大極値点33との間に少なくとも1つの変曲点32を有する。また、翼20の内周縁部24よりも外周端部23に近い位置のコード方向断面CS2において、最大極値点33は、キャンバ中点34よりも前縁部21側、且つ、翼弦30よりも空気の吸込み側に存在している。羽根車10は、当該構成を有することによって、気流を翼20に沿わせることができるため、翼20の外周側の前縁部21側での気流の剥離を抑制することができる。そのため、羽根車10は、送風性能を向上させ、送風効率を高めることができ、ファン効率の高効率化を図ることができる。
図9は、実施の形態2に係る羽根車10であって、図2のIV-IV線位置のコード方向断面CS1における翼弦30及びキャンバ線31を示した概念図である。図10は、実施の形態2に係る羽根車10であって、図2のV-V線位置のコード方向断面CS2における翼弦30及びキャンバ線31を示した概念図である。次に、実施の形態2に係る羽根車10について説明する。
羽根車10は、回転軸11の径方向における翼20の全域において、キャンバ線31が翼弦30よりも空気の吸込み側に位置するように形成されている。羽根車10は、キャンバ線31が翼20の全域で翼弦30よりも空気の吸込み側に位置するように形成されているため、当該構成を有していない羽根車と比較して、羽根車10の昇圧量を大きくし、ファン効率を改善できる。
図13は、実施の形態3に係る羽根車10であって、図2のIV-IV線位置のコード方向断面CS1における翼弦30及びキャンバ線31を示した概念図である。図14は、実施の形態3に係る羽根車10であって、図2のV-V線位置のコード方向断面CS2における翼弦30及びキャンバ線31を示した概念図である。次に、実施の形態3に係る羽根車10について説明する。
上述したように、翼の前縁部を通過する気流の回転方向成分の大きさは、半径に比例するため、外周端部側の翼の前縁部を通過する気流の回転方向成分の大きさが内周縁部側の翼の前縁部を通過する気流の回転方向成分の大きさよりも大きくなる。また、コード方向断面CSを定義した際の、回転軸11を中心とした翼20の複数の円筒断面の面積は、軸方向の高さが一定のもとでは半径に比例するため、内周縁部24から外周端部23に向かうほど翼弦長を大きくできる。
図15は、実施の形態4に係る送風機100であって、図1に示す送風機100の回転軸11に平行且つ回転軸11を通る任意の面における送風機100の断面を示す概念図である。実施の形態4に係る送風機100について、図15及び既に示した図1を参照しつつ説明する。なお、実施の形態1~実施の形態3と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図15に示すように、送風機100は、回転軸11の軸方向において、空気の吸込み側及び空気の吹出し側に長さεHbだけケーシング80から離れた面よりも内側の領域内に羽根車10を配置することで羽根車10の効果を発揮できる。実施の形態4に係る送風機100は、上記の構成によれば、大きさを変えることなく、羽根車10のファン効率の高効率化及び同一回転数時における風量の増加等を可能とする送風機を得ることができる。
図16は、実施の形態5に係る空気調和機200の構成を示す斜視図である。実施の形態5に係る空気調和機200について、図16を参照しつつ説明する。なお、実施の形態1~実施の形態4と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態5では、空気調和機200としてビル用マルチエアコンの室外機を例示しているが、空気調和機200は、ビル用マルチエアコンの室外機に限定されるものではない。
上述したように、送風機100は、従来の羽根車と比較して羽根車の大きさを変えることなく、従来よりも高効率かつ大風量となっている。したがって、実施の形態5に係る空気調和機200によれば、送風機100ではない送風機を有する従来の空気調和機と比較して空気調和機200の寸法を大きくすることなく、従来よりも電力効率を向上させ、大風量で運転することができる。
Claims (7)
- 回転軸上に設けられたボス部と、
前記ボス部の外周に設けられた複数の翼と、
を備え、
前記複数の翼のそれぞれは、
回転方向で前方側の縁部である前縁部と、
前記回転方向で後方側の縁部である後縁部と、
外周側の縁部である外周端部と、
内周側の縁部である内周縁部と、
を有しており、
前記回転軸を中心とした複数の仮想の円筒を想定した場合において、円筒部分にあたる前記複数の翼のそれぞれの仮想の断面をコード方向断面と定義し、
前記コード方向断面において、前記前縁部と前記後縁部とを結ぶ直線を翼弦と定義し、翼断面の中心線をキャンバ線と定義し、
前記コード方向断面において、前記翼弦に対して垂直な方向における前記キャンバ線と前記翼弦との間の距離を反り高さと定義し、
前記キャンバ線上において、前記前縁部と前記後縁部とからの距離が等しくなる位置をキャンバ中点と定義し、
前記キャンバ線上において、前記反り高さが最大となる点を最大極値点と定義する場合に、
前記翼の前記外周端部よりも前記内周縁部に近い位置の前記コード方向断面において、前記最大極値点は、前記キャンバ中点よりも前記後縁部側、且つ、前記翼弦よりも空気の吸込み側に存在しており、前記キャンバ線は、前記前縁部と前記最大極値点との間に少なくとも1つの変曲点を有し、
前記翼の前記内周縁部よりも前記外周端部に近い位置の前記コード方向断面において、前記最大極値点は、前記キャンバ中点よりも前記前縁部側、且つ、前記翼弦よりも空気の吸込み側に存在し、
前記翼の前記外周端部よりも前記内周縁部に近い位置の前記コード方向断面において、前記変曲点は、前記翼弦よりも空気の吸込み側に位置する羽根車。 - 前記キャンバ線は、
前記回転軸の径方向における前記翼の全域において、前記翼弦よりも空気の吸込み側に位置するように形成されている請求項1に記載の羽根車。 - 前記翼の前記外周端部よりも前記内周縁部に近い位置の前記コード方向断面において、前記翼弦に対して垂直な方向における前記最大極値点と前記翼弦との間の距離を距離Hhと定義し、
前記翼の前記内周縁部よりも前記外周端部に近い位置の前記コード方向断面において、前記翼弦に対して垂直な方向における前記最大極値点と前記翼弦との間の距離を距離Htと定義した場合に、
距離Hh<距離Htの関係を満たすように形成されている請求項1又は2に記載の羽根車。 - ベルマウスを有するケーシングと、
前記ケーシングの内部に収容された請求項1又は2に記載された羽根車と、
を備え、
前記回転軸の軸方向において、前記ケーシングの延びる長さを長さHbと定義し、係数εが0<ε≦0.5であると定義した場合に、
前記羽根車が、
前記回転軸の前記軸方向において、空気の吸込み側及び空気の吹出し側に前記長さεHbだけ前記ケーシングから離れた位置にある仮想面よりも内側の領域に配置されている送風機。 - ベルマウスを有するケーシングと、
前記ケーシングの内部に収容された請求項3に記載された羽根車と、
を備え、
前記回転軸の軸方向において、前記ケーシングの延びる長さを長さH b と定義し、係数εが0<ε≦0.5であると定義した場合に、
前記羽根車が、
前記回転軸の前記軸方向において、空気の吸込み側及び空気の吹出し側に前記長さεH b だけ前記ケーシングから離れた位置にある仮想面よりも内側の領域に配置されている送風機。 - 請求項1又は2に記載の羽根車と、
前記羽根車によって供給される空気と内部を流通する冷媒との熱交換を行う熱交換器と、
を備えた空気調和機。 - 請求項3に記載の羽根車と、
前記羽根車によって供給される空気と内部を流通する冷媒との熱交換を行う熱交換器と、
を備えた空気調和機。
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JP2023021682 | 2023-06-12 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2023
- 2023-06-12 JP JP2024501537A patent/JP7483171B1/ja active Active
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