JPWO2004055380A1 - 遠心送風機及び遠心送風機を備えた空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、回転軸方向から空気を吸入して回転軸に交差する方向に空気を吹き出す遠心送風機及びそれを備えた空気調和装置において、所望のファンモータの冷却効果を得るとともに、騒音の増加を抑える。空気調和装置(1)の遠心送風機(4)は、ファンモータ(41)と、ハブ(43)と、複数のブレード(44)と、空気案内部(52)とを備えている。ハブ(43)は、冷却用空気孔(43a)を有し、ファンモータ(41)のシャフト(41a)に連結されて回転駆動される。空気案内部(52)は、吹き出された空気の一部をファンモータ(41)の近傍に導いてファンモータ(41)を冷却した後、冷却用空気孔(43a)からハブ(43)の反ファンモータ側に吹き出す際に、旋回方向速度が小さくなるように空気流を案内する。
Description
本発明は、遠心送風機及び遠心送風機を備えた空気調和装置、特に、回転軸方向から空気を吸入して回転軸に交差する方向に空気を吹き出す遠心送風機及びその遠心送風機を備えた空気調和装置に関する。
従来から空気調和装置等に設けられた遠心送風機においては、運転時のファンモータの過熱を防止するために、ファンモータの冷却を促進するための工夫がなされている。
以下に、従来の遠心送風機のファンモータの冷却を促進するためのファンモータ冷却機構を有する遠心送風機を備えた従来の天井埋込型の空気調和装置について説明する。
この空気調和装置は、内部に各種構成機器を収納するケーシングと、ケーシングの下側に配置された化粧パネルとを備えている。化粧パネルの略中央には、空気吸入口が設けられている。ケーシングは、その内部に、空気吸入口から空気を吸入して外周方向に吹き出す遠心送風機と、遠心送風機の外周を囲むように配置された熱交換器とを備えている。
遠心送風機は、ケーシングの天板の略中央に固定されたファンモータと、ファンモータによって回転駆動される羽根車とを有している。羽根車は、主に、ファンモータのシャフトに連結されるハブと、ハブの反ファンモータ側(すなわち、空気吸入口側)に所定の間隔を空けて配置されるシュラウドと、ハブとシュラウドとの間に円周方向に並んで配置される複数のブレードとを有している。シュラウドの略中央には、空気吸入口に対向するように開口が設けられている。また、ハブは、シャフトの外周側で、かつ、複数のブレードの内周側の位置に複数の冷却用空気孔を有している。また、ハブの内周部分は、反ファンモータ側に膨出されており、その膨出した部分に対応するようにファンモータが配置されている。さらに、ハブの反ファンモータ側の面には、ハブとの間に所定の間隔を空けた状態で冷却用空気孔を覆うハブカバーが設けられている。ハブカバーは、そのハブ側の面に、放射状に突出するように設けられた複数の案内羽根を有している。
この遠心送風機では、空気吸入口及びシュラウドの開口を介して羽根車の内部に回転軸方向から空気が吸入される。そして、吸入された空気は、回転軸に交差する方向に流れの向きを変えて、複数のブレードによって羽根車の外周側に吹き出される。この羽根車の外周側に吹き出された空気の一部は、ハブのファンモータ側の空間の静圧とハブの反ファンモータ側の空間(羽根車の内部の空間)の静圧との圧力差によって、ファンモータの近傍を通過してファンモータを冷却させた後、ハブの冷却用空気孔を介して、再び、羽根車の内部の空間に吹き出される。このとき、ハブカバーの案内羽根の送風作用によって、冷却用空気孔から吹き出される空気が羽根車の内部の空間に案内され易くなっているため、冷却用空気孔から吹き出される空気量が増加し、モータの冷却効果を高めることができるとされている(例えば、特開平11−101194号公報参照。)。
上記従来の遠心送風機では、ハブカバーに設けられた放射状の案内羽根によって、冷却用空気孔から吹き出される空気量を増加させることが可能であるが、騒音が増大する傾向にある。
以下に、従来の遠心送風機のファンモータの冷却を促進するためのファンモータ冷却機構を有する遠心送風機を備えた従来の天井埋込型の空気調和装置について説明する。
この空気調和装置は、内部に各種構成機器を収納するケーシングと、ケーシングの下側に配置された化粧パネルとを備えている。化粧パネルの略中央には、空気吸入口が設けられている。ケーシングは、その内部に、空気吸入口から空気を吸入して外周方向に吹き出す遠心送風機と、遠心送風機の外周を囲むように配置された熱交換器とを備えている。
遠心送風機は、ケーシングの天板の略中央に固定されたファンモータと、ファンモータによって回転駆動される羽根車とを有している。羽根車は、主に、ファンモータのシャフトに連結されるハブと、ハブの反ファンモータ側(すなわち、空気吸入口側)に所定の間隔を空けて配置されるシュラウドと、ハブとシュラウドとの間に円周方向に並んで配置される複数のブレードとを有している。シュラウドの略中央には、空気吸入口に対向するように開口が設けられている。また、ハブは、シャフトの外周側で、かつ、複数のブレードの内周側の位置に複数の冷却用空気孔を有している。また、ハブの内周部分は、反ファンモータ側に膨出されており、その膨出した部分に対応するようにファンモータが配置されている。さらに、ハブの反ファンモータ側の面には、ハブとの間に所定の間隔を空けた状態で冷却用空気孔を覆うハブカバーが設けられている。ハブカバーは、そのハブ側の面に、放射状に突出するように設けられた複数の案内羽根を有している。
この遠心送風機では、空気吸入口及びシュラウドの開口を介して羽根車の内部に回転軸方向から空気が吸入される。そして、吸入された空気は、回転軸に交差する方向に流れの向きを変えて、複数のブレードによって羽根車の外周側に吹き出される。この羽根車の外周側に吹き出された空気の一部は、ハブのファンモータ側の空間の静圧とハブの反ファンモータ側の空間(羽根車の内部の空間)の静圧との圧力差によって、ファンモータの近傍を通過してファンモータを冷却させた後、ハブの冷却用空気孔を介して、再び、羽根車の内部の空間に吹き出される。このとき、ハブカバーの案内羽根の送風作用によって、冷却用空気孔から吹き出される空気が羽根車の内部の空間に案内され易くなっているため、冷却用空気孔から吹き出される空気量が増加し、モータの冷却効果を高めることができるとされている(例えば、特開平11−101194号公報参照。)。
上記従来の遠心送風機では、ハブカバーに設けられた放射状の案内羽根によって、冷却用空気孔から吹き出される空気量を増加させることが可能であるが、騒音が増大する傾向にある。
本発明の目的は、回転軸方向から空気を吸入して回転軸に交差する方向に空気を吹き出す遠心送風機及びそれを備えた空気調和装置において、所望のファンモータの冷却効果を得るとともに、騒音の増加を抑えることにある。
請求項1に記載の遠心送風機は、回転軸方向から空気を吸入して回転軸に交差する方向に空気を吹き出す遠心送風機であって、電動機と、主板と、複数の翼と、空気案内部とを備えている。電動機は、回転軸を有する。主板は、冷却用空気孔を有し、回転軸に連結されて回転駆動される。複数の翼は、主板の反電動機側の面において、冷却用空気孔が形成された半径方向位置よりも外周側の位置に設けられている。空気案内部は、吹き出された空気の一部を電動機の近傍に導いて電動機を冷却した後、冷却用空気孔から主板の反電動機側に吹き出す際に、旋回方向速度が小さくなるように空気流を案内する。
従来の遠心送風機では、空気案内部がハブカバーに設けられた放射状の案内羽根であるため、その送風作用により、冷却用空気孔から吸入される空気量は増加するが、騒音が増大する傾向にあった。
本願発明者は、この騒音の原因が冷却用空気孔から吸入される空気が空気吸入口側(回転軸方向)から吸入された空気に合流する際の流れの乱れに起因するものであることを見いだした。具体的には、以下のような原因によるものである。
回転軸方向から吸入された空気は、主板近傍まで回転軸方向に向かって流れた後、複数の翼の回転によって流れの方向を外周方向に変える。このとき、回転軸方向から吸入された空気は、翼の前縁部の近傍までは、旋回方向速度がほぼゼロのまま流れている。一方、冷却用空気孔から吹き出される空気は、複数の翼により掻き出されるようにして、外周側に吹き出されたものであるため、回転方向に向かう旋回方向速度を有している。このため、冷却用空気孔から主板の反電動機側へ吹き出された空気が回転軸方向から吸入された空気に合流する際に、冷却用空気孔から吹き出された空気が有する旋回方向速度が回転軸方向から吸入される空気の流れを乱して騒音を増大させている。
このような流れの乱れを防ぐためには、冷却用空気孔から主板の反電動機側に吹き出される空気の旋回方向速度を小さくすればよいため、本発明では、電動機の近傍を通過した空気が冷却用空気孔から主板の反電動機側に吹き出される際の旋回方向速度が小さくなるように案内する空気案内部を設けるようにした。これにより、電動機の冷却に使用した空気を回転軸方向から吸入される空気流に沿って合流させることができるので、騒音の増加を抑えることができる。
請求項2に記載の遠心送風機は、回転軸方向から空気を吸入して回転軸に交差する方向に空気を吹き出す遠心送風機であって、電動機と、主板と、複数の翼と、空気案内部とを備えている。電動機は、回転軸を有する。主板は、冷却用空気孔を有し、回転軸に連結されて回転駆動される。複数の翼は、主板の反電動機側の面において、冷却用空気孔が形成された半径方向位置よりも外周側の位置に設けられている。空気案内部は、吹き出された空気の一部を前記電動機の近傍に導いて前記電動機を冷却した後、前記冷却用空気孔から前記主板の反電動機側に吹き出す際に、前記主板の反回転方向側に向かって吹き出されるように空気流を案内する。
従来の遠心送風機では、空気案内部がハブカバーに設けられた放射状の案内羽根であるため、その送風作用により、冷却用空気孔から吸入される空気量は増加するが、騒音が増大する傾向にあった。
本願発明者は、この騒音の原因が冷却用空気孔から吸入される空気が空気吸入口側(回転軸方向)から吸入された空気に合流する際の流れの乱れに起因するものであることを見いだした。具体的には、以下のような原因によるものである。
回転軸方向から吸入された空気は、主板近傍まで回転軸方向に向かって流れた後、複数の翼の回転によって流れの方向を外周方向に変える。このとき、回転軸方向から吸入された空気は、翼の前縁部の近傍までは、旋回方向速度がほぼゼロのまま流れている。一方、冷却用空気孔から吹き出される空気は、複数の翼により掻き出されるようにして、外周側に吹き出されたものであるため、回転方向に向かう旋回方向速度を有している。このため、冷却用空気孔から主板の反電動機側へ吹き出された空気が回転軸方向から吸入された空気に合流する際に、冷却用空気孔から吹き出された空気が有する旋回方向速度が回転軸方向から吸入される空気の流れを乱して騒音を増大させている。
このような流れの乱れを防ぐためには、冷却用空気孔から主板の反電動機側に吹き出される空気の旋回方向速度を小さくすればよいため、本発明では、電動機の近傍を通過した空気が主板に対して冷却用空気孔から主板の反回転方向側に向かって吹き出されるように案内する空気案内部を設けるようにした。これにより、電動機の冷却に使用した空気を回転軸方向から吸入される空気流に沿って合流させることができるので、騒音の増加を抑えることができる。
請求項3に記載の遠心送風機は、請求項1又は2において、空気案内部は主板に一体に形成されている。
この遠心送風機では、空気案内部が主板に一体に形成されているため、部品点数を少なくできる。
請求項4に記載の遠心送風機は、請求項2において、冷却用空気孔を反電動機側から覆い、かつ、主板と一体回転するように設けられたカバー部材をさらに備えている。空気案内部は、カバー部材と主板との間に形成されている。
請求項5に記載の遠心送風機は、請求項4において、空気案内部はカバー部材の回転方向に後傾した翼形状を有している。
請求項6に記載の遠心送風機は、請求項5において、空気案内部はスクロール翼形状を有している。
請求項7に記載の遠心送風機は、請求項4〜6のいずれかにおいて、空気案内部は、カバー部材に形成されている。
この遠心送風機では、空気案内部が主板とは別部材のカバー部材に形成されているため、従来の主板の構造を変更することなく、騒音の増加を抑えることができる。
請求項8に記載の空気調和装置は、請求項1〜7のいずれかに記載の遠心送風機と、遠心送風機の外周側に配置された熱交換器と、遠心送風機及び熱交換器を収納するケーシングとを備えている。
この空気調和装置では、電動機の近傍を通過した空気が冷却用空気孔から主板の反電動機側に吹き出される際に、旋回方向速度が小さくなるように案内する空気案内部が設けられた遠心送風機を備えているため、騒音の増加を抑えることができる。
請求項1に記載の遠心送風機は、回転軸方向から空気を吸入して回転軸に交差する方向に空気を吹き出す遠心送風機であって、電動機と、主板と、複数の翼と、空気案内部とを備えている。電動機は、回転軸を有する。主板は、冷却用空気孔を有し、回転軸に連結されて回転駆動される。複数の翼は、主板の反電動機側の面において、冷却用空気孔が形成された半径方向位置よりも外周側の位置に設けられている。空気案内部は、吹き出された空気の一部を電動機の近傍に導いて電動機を冷却した後、冷却用空気孔から主板の反電動機側に吹き出す際に、旋回方向速度が小さくなるように空気流を案内する。
従来の遠心送風機では、空気案内部がハブカバーに設けられた放射状の案内羽根であるため、その送風作用により、冷却用空気孔から吸入される空気量は増加するが、騒音が増大する傾向にあった。
本願発明者は、この騒音の原因が冷却用空気孔から吸入される空気が空気吸入口側(回転軸方向)から吸入された空気に合流する際の流れの乱れに起因するものであることを見いだした。具体的には、以下のような原因によるものである。
回転軸方向から吸入された空気は、主板近傍まで回転軸方向に向かって流れた後、複数の翼の回転によって流れの方向を外周方向に変える。このとき、回転軸方向から吸入された空気は、翼の前縁部の近傍までは、旋回方向速度がほぼゼロのまま流れている。一方、冷却用空気孔から吹き出される空気は、複数の翼により掻き出されるようにして、外周側に吹き出されたものであるため、回転方向に向かう旋回方向速度を有している。このため、冷却用空気孔から主板の反電動機側へ吹き出された空気が回転軸方向から吸入された空気に合流する際に、冷却用空気孔から吹き出された空気が有する旋回方向速度が回転軸方向から吸入される空気の流れを乱して騒音を増大させている。
このような流れの乱れを防ぐためには、冷却用空気孔から主板の反電動機側に吹き出される空気の旋回方向速度を小さくすればよいため、本発明では、電動機の近傍を通過した空気が冷却用空気孔から主板の反電動機側に吹き出される際の旋回方向速度が小さくなるように案内する空気案内部を設けるようにした。これにより、電動機の冷却に使用した空気を回転軸方向から吸入される空気流に沿って合流させることができるので、騒音の増加を抑えることができる。
請求項2に記載の遠心送風機は、回転軸方向から空気を吸入して回転軸に交差する方向に空気を吹き出す遠心送風機であって、電動機と、主板と、複数の翼と、空気案内部とを備えている。電動機は、回転軸を有する。主板は、冷却用空気孔を有し、回転軸に連結されて回転駆動される。複数の翼は、主板の反電動機側の面において、冷却用空気孔が形成された半径方向位置よりも外周側の位置に設けられている。空気案内部は、吹き出された空気の一部を前記電動機の近傍に導いて前記電動機を冷却した後、前記冷却用空気孔から前記主板の反電動機側に吹き出す際に、前記主板の反回転方向側に向かって吹き出されるように空気流を案内する。
従来の遠心送風機では、空気案内部がハブカバーに設けられた放射状の案内羽根であるため、その送風作用により、冷却用空気孔から吸入される空気量は増加するが、騒音が増大する傾向にあった。
本願発明者は、この騒音の原因が冷却用空気孔から吸入される空気が空気吸入口側(回転軸方向)から吸入された空気に合流する際の流れの乱れに起因するものであることを見いだした。具体的には、以下のような原因によるものである。
回転軸方向から吸入された空気は、主板近傍まで回転軸方向に向かって流れた後、複数の翼の回転によって流れの方向を外周方向に変える。このとき、回転軸方向から吸入された空気は、翼の前縁部の近傍までは、旋回方向速度がほぼゼロのまま流れている。一方、冷却用空気孔から吹き出される空気は、複数の翼により掻き出されるようにして、外周側に吹き出されたものであるため、回転方向に向かう旋回方向速度を有している。このため、冷却用空気孔から主板の反電動機側へ吹き出された空気が回転軸方向から吸入された空気に合流する際に、冷却用空気孔から吹き出された空気が有する旋回方向速度が回転軸方向から吸入される空気の流れを乱して騒音を増大させている。
このような流れの乱れを防ぐためには、冷却用空気孔から主板の反電動機側に吹き出される空気の旋回方向速度を小さくすればよいため、本発明では、電動機の近傍を通過した空気が主板に対して冷却用空気孔から主板の反回転方向側に向かって吹き出されるように案内する空気案内部を設けるようにした。これにより、電動機の冷却に使用した空気を回転軸方向から吸入される空気流に沿って合流させることができるので、騒音の増加を抑えることができる。
請求項3に記載の遠心送風機は、請求項1又は2において、空気案内部は主板に一体に形成されている。
この遠心送風機では、空気案内部が主板に一体に形成されているため、部品点数を少なくできる。
請求項4に記載の遠心送風機は、請求項2において、冷却用空気孔を反電動機側から覆い、かつ、主板と一体回転するように設けられたカバー部材をさらに備えている。空気案内部は、カバー部材と主板との間に形成されている。
請求項5に記載の遠心送風機は、請求項4において、空気案内部はカバー部材の回転方向に後傾した翼形状を有している。
請求項6に記載の遠心送風機は、請求項5において、空気案内部はスクロール翼形状を有している。
請求項7に記載の遠心送風機は、請求項4〜6のいずれかにおいて、空気案内部は、カバー部材に形成されている。
この遠心送風機では、空気案内部が主板とは別部材のカバー部材に形成されているため、従来の主板の構造を変更することなく、騒音の増加を抑えることができる。
請求項8に記載の空気調和装置は、請求項1〜7のいずれかに記載の遠心送風機と、遠心送風機の外周側に配置された熱交換器と、遠心送風機及び熱交換器を収納するケーシングとを備えている。
この空気調和装置では、電動機の近傍を通過した空気が冷却用空気孔から主板の反電動機側に吹き出される際に、旋回方向速度が小さくなるように案内する空気案内部が設けられた遠心送風機を備えているため、騒音の増加を抑えることができる。
第1図は、本発明の第1実施形態の空気調和装置の外観斜視図である。
第2図は、第1実施形態の空気調和装置の概略側面断面図である。
第3図は、図2の遠心送風機を拡大して示した図である。
第4図は、図3のA矢視図である。
第5図は、図4のB−B断面図である。
第6図は、従来例の空気調和装置の遠心送風機を示す図であって、図3に対応する図である。
第7図は、図6のA矢視図である。
第8図は、第2実施形態の空気調和装置の遠心送風機を示す図であって、図3に対応する図である。
第9図は、図8のA矢視図である。
第10図は、図9のB−B断面図である。
第11図は、第3実施形態の空気調和装置の遠心送風機を示す図であって、図3に対応する図である。
第12図は、図11のA矢視図である。
第13図は、第4実施形態の空気調和装置の遠心送風機を示す図であって、図4に対応する図である。
第14図は、第5実施形態の空気調和装置の遠心送風機を示す図であって、図3に対応する図である。
第15図は、図14のA矢視図である。
第2図は、第1実施形態の空気調和装置の概略側面断面図である。
第3図は、図2の遠心送風機を拡大して示した図である。
第4図は、図3のA矢視図である。
第5図は、図4のB−B断面図である。
第6図は、従来例の空気調和装置の遠心送風機を示す図であって、図3に対応する図である。
第7図は、図6のA矢視図である。
第8図は、第2実施形態の空気調和装置の遠心送風機を示す図であって、図3に対応する図である。
第9図は、図8のA矢視図である。
第10図は、図9のB−B断面図である。
第11図は、第3実施形態の空気調和装置の遠心送風機を示す図であって、図3に対応する図である。
第12図は、図11のA矢視図である。
第13図は、第4実施形態の空気調和装置の遠心送風機を示す図であって、図4に対応する図である。
第14図は、第5実施形態の空気調和装置の遠心送風機を示す図であって、図3に対応する図である。
第15図は、図14のA矢視図である。
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
(1)空気調和装置の全体構成
図1に本発明の第1実施形態の遠心送風機4を備えた空気調和装置1の外観斜視図(天井は省略)を示す。空気調和装置1は、天井埋込型であり、内部に各種構成機器を収納するケーシング2と、ケーシング2の下側に配置された化粧パネル3とを備えている。具体的には、空気調和装置1のケーシング2は、図2に示すように、空調室の天井Uに形成された開口に挿入されて配置されている。そして、化粧パネル3は、天井Uの開口に嵌め込まれて配置されている。
ケーシング2は、天板21と、天板21の周縁部から下方に延びる側板22とを有している。
ケーシング2内には、遠心送風機4が配置されている。遠心送風機4は、ターボファンであり、ケーシング2の天板21の中央部に設けられたファンモータ41(電動機)と、ファンモータ41のシャフト41a(回転軸)に連結されて回転駆動されるターボ羽根車42とを有している。ターボ羽根車42は、ファンモータ41のシャフト41aに連結される円板状のハブ43(主板)と、ハブ43の下側の面(すなわち、反ファンモータ41側の面)の外周部に設けられた複数のブレード44(翼)と、ブレード44の下側に設けられた中央に開口を有する円板状のシュラウド45とを有している。ハブ43の内周部分は、反ファンモータ側に膨出されており、その膨出した部分に対応するようにファンモータ41が配置されている。遠心送風機4は、複数のブレード44の回転によって、ターボ羽根車42の下側からシュラウド45の開口を通じて空調室内の空気を吸入し、ターボ羽根車42の外周側に吸入した空気を吹き出すようになっている。また、ターボ羽根車42のハブ43には、ファンモータ41を冷却するためのファンモータ冷却機構51が設けられているが、詳細は後述する。
遠心送風機4の下側には、遠心送風機4へ空気を案内するためのベルマウス5が配置されている。
遠心送風機4の外周側には、遠心送風機4を取り囲むように、熱交換器6が配置されている。熱交換器6は、屋外等に設置された熱源ユニットに冷媒配管を介して接続されている。これにより、熱交換器6は、冷房運転時には蒸発器として、暖房運転時には凝縮器として機能して、遠心送風機4から吹き出された空気の温度を調節することが可能である。
熱交換器6の下側には、熱交換器6において空気中の水分が凝縮されて生じるドレン水を受けるためのドレンパン7が配置されている。
熱交換器6の上端部とケーシング2の天板21との間には、ケーシング断熱材8が挟まれるように配置されている。ケーシング断熱材8は、熱交換器6の上端部とケーシング2の天板21との間から外側に向かって延び、ケーシング2の側板22の内面全体を覆うように配置されている。これにより、ケーシング2の天板21や側板22から外部への熱損失やケーシング2の結露等を防いでいる。
ケーシング2の下側に配置された化粧パネル3は、その中央部に形成された空気吸入口31と、側縁部に形成された複数個(例えば、4個)の空気吹出口32とを有している。また、化粧パネル3の空気吸入口31には、空気吸込口31から吸込まれた空気中の塵埃を除去するためのフィルタ33が設けられている。さらに、化粧パネル3の上端部とケーシング2の下端部との間には、パネル断熱材9が設けられている。
以上のように、空気調和装置1には、化粧パネル3の空気吸入口31からフィルタ33、ベルマウス5、遠心送風機4及び熱交換器6を経由して、空気吹出口32へ至るメイン空気流路10が形成されている。
(2)モータ冷却機構の構成
次に、モータ冷却機構51の構成について、図3〜図5を用いて説明する。ここで、図3は、図2の遠心送風機4を拡大して示した図である。図4は、図3のA矢視図である。図5は、図4のB−B断面図である。尚、図4の矢印Rは、遠心送風機4のターボ羽根車42(すなわち、ハブ43)の回転方向を示す。
モータ冷却機構51は、冷却用空気孔43aと、冷却用空気孔43aに対応して設けられた空気案内部52とを有している。
冷却用空気孔43aは、ターボ羽根車42によって外周側に吹き出された空気の一部をファンモータ41の近傍に導くために、ハブ43に設けられた孔であり、本実施形態において、ハブ43の同心円上に並んで複数個(本実施形態では、5個)形成された長孔である。また、冷却用空気孔43aは、ブレード44が設けられた半径方向位置よりも内周側に形成されている。
空気案内部52は、冷却用空気孔43aの上面側(ファンモータ側)からハブ43の下面側へ流れる空気を反R方向に向かって吹き出すように案内することが可能である。空気案内部52は、本実施形態において、ハブ43の下面側(空気吸入口側)から各冷却用空気孔43aを覆うように設けられた半パイプ形状の部分であり、その反R方向側に開口が形成されている。また、空気案内部52は、ハブ43に一体に形成されている。
(3)空気調和装置の動作
次に、空気調和装置1の動作について、図2〜5を用いて説明する。
まず、運転が開始されると、ファンモータ41が駆動されて、遠心送風機4のターボ羽根車42が回転する。また、ファンモータ41の駆動とともに、熱交換器6には冷媒が循環される。ここで、熱交換器6は、冷房運転時には蒸発器として、暖房運転時には凝縮器として作用する。そして、ターボ羽根車42の回転に伴って、空調室内の空気が、化粧パネル3の空気吸入口31からフィルタ33及びベルマウス5を介して、遠心送風機4の下側から吸入される。この空気が、ターボ羽根車42によって外周側に吹き出されて熱交換器6に達し、熱交換器6において冷却又は加熱された後、各空気吹出口32から室内に向かって吹き出されて、室内の冷房又は暖房を行うことになる(図2及び図3の矢印C参照)。
上記の運転動作中において、ターボ羽根車42から外周側に吹き出された空気の一部、特に、メイン空気流路10の上部を流れている空気は、図2及び図3に示すように、熱交換器6の内側面に達したところで、上方へ反転されて、天板21とハブ43との間の分岐空気流路11に導入される(図2及び図3の矢印D参照)。この分岐空気流路11を通過した空気は、ファンモータ41の近傍に達し、ファンモータ41を冷却することによって温度上昇される(図3の矢印E参照)。そして、このファンモータ41の冷却に使用された空気は、ハブ43に形成された冷却用空気孔43a及び空気案内部52からメイン空気流路10内に戻り、空気吸入口31から吸入されてメイン空気流路10内を流れる空気流(図3の矢印C参照)に合流される(図3の矢印F参照)。
ここで、ターボ羽根車42から外周側に吹き出された空気は、図4に示すように、R方向の旋回方向速度を有しているため、分岐空気流路11に導入され、ファンモータ41の近傍を通過し、さらに、冷却用空気孔43aからメイン空気流路10に戻される際にも、R方向の旋回方向速度を有している(図4の矢印D、E及びF参照)。
しかし、空気案内部52は、反R方向側が開口しているため、ファンモータ41の近傍を通過した空気が冷却用空気孔43aからメイン空気流路10側に吹き出される際に、旋回方向速度が小さくなるように案内される。具体的には、図4に示すように、冷却用空気孔43aを通過する空気流は、空気案内部52によって、ハブ43に対して反R方向側に流れの向きが変えられて(図5の矢印F参照)、ハブ43に対して速度ベクトルF1を有する流れになる。一方、ハブ43はR方向に回転しているため、結果として、この空気流は、ハブ43の回転速度に相当する速度ベクトルF2と速度ベクトルF1とを合成した速度ベクトルF3を有する流れになって、メイン空気流路10側に吹き出される。
このように、空気案内部52は、冷却用空気孔43aからメイン空気流路10に戻される空気流(矢印F)が空気案内部52に流入する際に有しているR方向の旋回方向速度を打ち消すように作用している。そして、空気流(矢印F)は、空気吸入口31から吸入されてブレード44の前縁部の近傍まで旋回方向速度がほぼゼロのまま流れる空気流(矢印C)にスムーズに合流されるようになっている。
(4)空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置1の遠心送風機4、特に、遠心送風機4に設けられたファンモータ冷却機構51には、従来の空気調和装置901に内蔵された遠心送風機904のファンモータ冷却機構951と比較して、以下のような特徴がある。
まず、従来の空気調和装置901の遠心送風機904について説明する。従来の空気調和装置901の遠心送風機904には、図6及び図7に示すように、ハブ943の冷却用空気孔943aを下側から覆うようにハブカバー946がハブ943に相対回転不能に固定されている。ここで、ハブ943は、冷却用空気孔943aと回転軸941aとの半径方向間に形成された複数(本実施形態では、3個)の位置決め孔943bと、位置決め孔943bの円周方向間に設けられたネジ孔943cとを有している。一方、ハブカバー946は、位置決め孔943aに対応するように設けられたファンモータ側に突出する位置決めピン946aと、ネジ孔943cに対応するように設けられたネジ953が挿入されるネジ孔946bとを有している。これにより、ハブカバー946は、ハブ943と一体回転するように固定されている。
ハブカバー946は、ハブ943の冷却用空気孔943aが形成された面と間隔を空けて配置されており、その外周部がメイン空気流路910に向かって開口している。さらに、ハブカバー946は、冷却用空気孔943aの円周方向間に、放射状に突出するように設けられた複数の案内羽根952を有している。
遠心送風機904のファンモータ冷却機構951は、ハブ943の冷却用空気孔943aと、ハブカバー946の案内羽根952とから構成されている。
このファンモータ冷却機構951の構成においては、空気吸入口から回転軸941a方向に沿って吸入された空気は、本実施形態と同様、図6に示される矢印Cのように流れる。また、ターボ羽根車942によって外周側に吹き出された空気の一部がケーシング2の天板21とハブ943との間を通過して、冷却用空気孔943aからターボ羽根車942の内部に吹き出される点についても、本実施形態と同様である(図6及び図7の矢印D、E及びF参照)。しかし、冷却用空気孔943aからターボ羽根車942の内部に吹き出される空気流(矢印F)は、図7に示すように、案内羽根952によって、ハブ943に対してほぼ放射状に吹き出されるにすぎないため(図7の速度ベクトルF1参照)、結果として、速度ベクトルF3(ハブ943の回転速度に相当する速度ベクトルF2と速度ベクトルF1とを合成した速度ベクトル)が有する旋回方向速度は、本実施形態のモータ冷却機構51における冷却用空気孔43aから吹き出される空気流の速度ベクトルF3が有する旋回方向速度よりも大きくなってしまう。
以上のように、本実施形態の本実施形態の遠心送風機4のファンモータ冷却機構51は、従来のファンモータ冷却機構951に比べて、冷却用空気孔43aからハブ43の反ファンモータ側に吹き出される空気流(矢印F)の旋回方向速度が小さくなるように案内することが可能である。これにより、冷却用空気孔43aからハブ43の反ファンモータ側に吹き出される空気流がメイン空気流路10を流れる空気流に合流する際に生ずる遠心送風機4の騒音の増加が抑えられ、さらには、空気調和装置1の騒音の増加が抑えられている。具体的には、上記従来例との比較において、所定の風量やファンモータの冷却性能を得ながら、騒音を約1dB低減することが可能である。
また、本実施形態においては、空気案内部52がハブ43に一体に形成されているため、ターボ羽根車42を構成する部品を少なくすることが可能である。
[第2実施形態]
第1実施形態においては、モータ冷却機構51の空気案内部52をハブ43の下面側に設けているが、上面側に設けてもよい。具体的には、本実施形態の空気調和装置101に内蔵された遠心送風機104のファンモータ冷却機構151は、図8〜10に示すように、遠心送風機104のハブ143に形成された冷却用空気孔143aと、冷却用空気孔143aに対応して設けられた空気案内部152とを有している。
冷却用空気孔143aは、第1実施形態と同様、ターボ羽根車142によって外周側に吹き出された空気の一部をファンモータの近傍に導くために、ハブ143に設けられた孔であり、本実施形態において、ハブ143の同心円上に並んで複数個(具体的には、5個)形成された長孔である。
空気案内部152は、本実施形態において、ハブ143の上面側(ファンモータ側)から各冷却用空気孔143aを覆うように設けられた半パイプ形状の部分であり、そのR方向側に開口が形成されている。これにより、冷却用空気孔143aの上面側(ファンモータ側)からハブ143の下面側へ流れる空気を反R方向に向かって吹き出すように案内することが可能になるため(図10の矢印F参照)、第1実施形態と同様に、騒音の増加が抑えられる。
[第3実施形態]
第1及び第2実施形態においては、ファンモータ冷却機構51、151の空気案内部52、152がハブ43、143に一体に形成されているが、従来例のモータ冷却機構951と同様に、ハブカバーに設けてもよい。具体的には、本実施形態の空気調和装置201に内蔵された遠心送風機204のファンモータ冷却機構251は、図11及び図12に示すように、ハブ243に形成された冷却用空気孔243aと、ハブカバー246に設けられたスクロール翼形状の案内羽根252(空気案内部)とから構成されている。ハブカバー246は、従来例のハブカバー946と同様に、ネジ及び位置決めピンを用いて、ハブ243と一体回転するように固定されている。
案内羽根252は、ハブ243の回転方向(R方向)に対して後傾する複数枚(本実施形態では、2枚)のスクロール翼である。これにより、本実施形態では、従来例のファンモータ冷却機構951の案内羽根952と異なり、冷却用空気孔243aの上面側(ファンモータ側)からハブ243の下面側へ向かって流れる空気を反R方向に向かって吹き出すように案内することが可能になる。
具体的には、ターボ羽根車242から外周側に吹き出された空気は、図12に示すように、第1及び第2実施形態と同様、冷却用空気孔243aに流入する際に、R方向の旋回方向速度を有しているが、案内羽根252がR方向に対して後傾しているため、ハブ243に対して反R方向側に流れの向きが変えられて(図12の矢印F参照)、ハブ243に対して速度ベクトルF1を有する流れになる。一方、ハブ243はR方向に回転しているため、結果として、この空気流は、ハブ243の回転速度に相当する速度ベクトルF2と速度ベクトルF1とを合成した速度ベクトルF3を有する流れになって、メイン空気流路210側に吹き出される。
このように、案内羽根252は、第1及び第2実施形態と同様、冷却用空気孔243aからメイン空気流路210に戻される空気流(矢印F)が案内羽根252に流入する際に有しているR方向の旋回方向速度を打ち消すように作用しているため、第1及び第2実施形態と同様に、騒音の増加が抑えられる。
また、ハブカバー246に設ける案内羽根の形状を従来の案内羽根952から案内羽根252に変更するだけで、従来例のターボ羽根車942のハブ943の構造を変更することなく、騒音の増加を抑えることが可能な本実施形態のターボ羽根車242を得ることができる。
[第4実施形態]
第3実施形態においては、案内羽根252がスクロール翼形状であったが、ターボ翼のような形状であってもよい。具体的には、本実施形態の空気調和装置301に内蔵された遠心送風機304のファンモータ冷却機構351は、図13に示すように、ハブ343に形成された冷却用空気孔343aと、ハブカバー346に設けられたターボ翼形状の案内羽根352(空気案内部)とから構成されている。
案内羽根352は、ハブ343の回転方向(R方向)に対して後傾する複数枚(本実施形態では、5枚)のターボ翼である。これにより、冷却用空気孔343aの上面側(ファンモータ側)からハブ343の下面側へ向かって流れる空気を反R方向に向かって吹き出すように案内することが可能になるため、第3実施形態と同様な効果が得られる。
[第5実施形態]
第3及び4実施形態においては、案内羽根252、352がハブカバー246、346に形成されているが、ハブ243、343に形成されていてもよい。例えば、本実施形態の空気調和装置401に内蔵された遠心送風機404のファンモータ冷却機構451は、図14及び図15に示すように、ハブ443に形成された冷却用空気孔443aと、ハブ446に設けられた第4実施形態と同様のターボ翼形状を有する案内羽根452(空気案内部)とから構成されている。
このような構成であっても、冷却用空気孔443aの上面側(ファンモータ側)からハブ443の下面側へ向かって流れる空気を反R方向に向かって吹き出すように案内することが可能になるため、第3及び第4実施形態と同様に、騒音の増加を抑える効果を得ることができる。
また、本実施形態では、ターボ翼形状の案内羽根452(空気案内部)をハブ446に設けた場合について図示して説明したが、これに限定されるものではなく、第3実施形態と同様のスクロール翼形状の案内羽根をハブに設けてもよい。
[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(1)前記実施形態では、ターボ型の遠心送風機を例として説明したが、ファンモータの冷却に遠心送風機から一旦吹き出された空気の一部を利用するタイプであれば、種々のタイプの遠心送風機に適用してもよい。
(2)前記実施形態では、天井埋込型の空気調和装置を例として説明したが、ケーシングの内部に羽根車とファンモータとが配置された遠心送風機を備えたものであれば、種々のタイプの空気調和装置に適用してもよい。
[第1実施形態]
(1)空気調和装置の全体構成
図1に本発明の第1実施形態の遠心送風機4を備えた空気調和装置1の外観斜視図(天井は省略)を示す。空気調和装置1は、天井埋込型であり、内部に各種構成機器を収納するケーシング2と、ケーシング2の下側に配置された化粧パネル3とを備えている。具体的には、空気調和装置1のケーシング2は、図2に示すように、空調室の天井Uに形成された開口に挿入されて配置されている。そして、化粧パネル3は、天井Uの開口に嵌め込まれて配置されている。
ケーシング2は、天板21と、天板21の周縁部から下方に延びる側板22とを有している。
ケーシング2内には、遠心送風機4が配置されている。遠心送風機4は、ターボファンであり、ケーシング2の天板21の中央部に設けられたファンモータ41(電動機)と、ファンモータ41のシャフト41a(回転軸)に連結されて回転駆動されるターボ羽根車42とを有している。ターボ羽根車42は、ファンモータ41のシャフト41aに連結される円板状のハブ43(主板)と、ハブ43の下側の面(すなわち、反ファンモータ41側の面)の外周部に設けられた複数のブレード44(翼)と、ブレード44の下側に設けられた中央に開口を有する円板状のシュラウド45とを有している。ハブ43の内周部分は、反ファンモータ側に膨出されており、その膨出した部分に対応するようにファンモータ41が配置されている。遠心送風機4は、複数のブレード44の回転によって、ターボ羽根車42の下側からシュラウド45の開口を通じて空調室内の空気を吸入し、ターボ羽根車42の外周側に吸入した空気を吹き出すようになっている。また、ターボ羽根車42のハブ43には、ファンモータ41を冷却するためのファンモータ冷却機構51が設けられているが、詳細は後述する。
遠心送風機4の下側には、遠心送風機4へ空気を案内するためのベルマウス5が配置されている。
遠心送風機4の外周側には、遠心送風機4を取り囲むように、熱交換器6が配置されている。熱交換器6は、屋外等に設置された熱源ユニットに冷媒配管を介して接続されている。これにより、熱交換器6は、冷房運転時には蒸発器として、暖房運転時には凝縮器として機能して、遠心送風機4から吹き出された空気の温度を調節することが可能である。
熱交換器6の下側には、熱交換器6において空気中の水分が凝縮されて生じるドレン水を受けるためのドレンパン7が配置されている。
熱交換器6の上端部とケーシング2の天板21との間には、ケーシング断熱材8が挟まれるように配置されている。ケーシング断熱材8は、熱交換器6の上端部とケーシング2の天板21との間から外側に向かって延び、ケーシング2の側板22の内面全体を覆うように配置されている。これにより、ケーシング2の天板21や側板22から外部への熱損失やケーシング2の結露等を防いでいる。
ケーシング2の下側に配置された化粧パネル3は、その中央部に形成された空気吸入口31と、側縁部に形成された複数個(例えば、4個)の空気吹出口32とを有している。また、化粧パネル3の空気吸入口31には、空気吸込口31から吸込まれた空気中の塵埃を除去するためのフィルタ33が設けられている。さらに、化粧パネル3の上端部とケーシング2の下端部との間には、パネル断熱材9が設けられている。
以上のように、空気調和装置1には、化粧パネル3の空気吸入口31からフィルタ33、ベルマウス5、遠心送風機4及び熱交換器6を経由して、空気吹出口32へ至るメイン空気流路10が形成されている。
(2)モータ冷却機構の構成
次に、モータ冷却機構51の構成について、図3〜図5を用いて説明する。ここで、図3は、図2の遠心送風機4を拡大して示した図である。図4は、図3のA矢視図である。図5は、図4のB−B断面図である。尚、図4の矢印Rは、遠心送風機4のターボ羽根車42(すなわち、ハブ43)の回転方向を示す。
モータ冷却機構51は、冷却用空気孔43aと、冷却用空気孔43aに対応して設けられた空気案内部52とを有している。
冷却用空気孔43aは、ターボ羽根車42によって外周側に吹き出された空気の一部をファンモータ41の近傍に導くために、ハブ43に設けられた孔であり、本実施形態において、ハブ43の同心円上に並んで複数個(本実施形態では、5個)形成された長孔である。また、冷却用空気孔43aは、ブレード44が設けられた半径方向位置よりも内周側に形成されている。
空気案内部52は、冷却用空気孔43aの上面側(ファンモータ側)からハブ43の下面側へ流れる空気を反R方向に向かって吹き出すように案内することが可能である。空気案内部52は、本実施形態において、ハブ43の下面側(空気吸入口側)から各冷却用空気孔43aを覆うように設けられた半パイプ形状の部分であり、その反R方向側に開口が形成されている。また、空気案内部52は、ハブ43に一体に形成されている。
(3)空気調和装置の動作
次に、空気調和装置1の動作について、図2〜5を用いて説明する。
まず、運転が開始されると、ファンモータ41が駆動されて、遠心送風機4のターボ羽根車42が回転する。また、ファンモータ41の駆動とともに、熱交換器6には冷媒が循環される。ここで、熱交換器6は、冷房運転時には蒸発器として、暖房運転時には凝縮器として作用する。そして、ターボ羽根車42の回転に伴って、空調室内の空気が、化粧パネル3の空気吸入口31からフィルタ33及びベルマウス5を介して、遠心送風機4の下側から吸入される。この空気が、ターボ羽根車42によって外周側に吹き出されて熱交換器6に達し、熱交換器6において冷却又は加熱された後、各空気吹出口32から室内に向かって吹き出されて、室内の冷房又は暖房を行うことになる(図2及び図3の矢印C参照)。
上記の運転動作中において、ターボ羽根車42から外周側に吹き出された空気の一部、特に、メイン空気流路10の上部を流れている空気は、図2及び図3に示すように、熱交換器6の内側面に達したところで、上方へ反転されて、天板21とハブ43との間の分岐空気流路11に導入される(図2及び図3の矢印D参照)。この分岐空気流路11を通過した空気は、ファンモータ41の近傍に達し、ファンモータ41を冷却することによって温度上昇される(図3の矢印E参照)。そして、このファンモータ41の冷却に使用された空気は、ハブ43に形成された冷却用空気孔43a及び空気案内部52からメイン空気流路10内に戻り、空気吸入口31から吸入されてメイン空気流路10内を流れる空気流(図3の矢印C参照)に合流される(図3の矢印F参照)。
ここで、ターボ羽根車42から外周側に吹き出された空気は、図4に示すように、R方向の旋回方向速度を有しているため、分岐空気流路11に導入され、ファンモータ41の近傍を通過し、さらに、冷却用空気孔43aからメイン空気流路10に戻される際にも、R方向の旋回方向速度を有している(図4の矢印D、E及びF参照)。
しかし、空気案内部52は、反R方向側が開口しているため、ファンモータ41の近傍を通過した空気が冷却用空気孔43aからメイン空気流路10側に吹き出される際に、旋回方向速度が小さくなるように案内される。具体的には、図4に示すように、冷却用空気孔43aを通過する空気流は、空気案内部52によって、ハブ43に対して反R方向側に流れの向きが変えられて(図5の矢印F参照)、ハブ43に対して速度ベクトルF1を有する流れになる。一方、ハブ43はR方向に回転しているため、結果として、この空気流は、ハブ43の回転速度に相当する速度ベクトルF2と速度ベクトルF1とを合成した速度ベクトルF3を有する流れになって、メイン空気流路10側に吹き出される。
このように、空気案内部52は、冷却用空気孔43aからメイン空気流路10に戻される空気流(矢印F)が空気案内部52に流入する際に有しているR方向の旋回方向速度を打ち消すように作用している。そして、空気流(矢印F)は、空気吸入口31から吸入されてブレード44の前縁部の近傍まで旋回方向速度がほぼゼロのまま流れる空気流(矢印C)にスムーズに合流されるようになっている。
(4)空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置1の遠心送風機4、特に、遠心送風機4に設けられたファンモータ冷却機構51には、従来の空気調和装置901に内蔵された遠心送風機904のファンモータ冷却機構951と比較して、以下のような特徴がある。
まず、従来の空気調和装置901の遠心送風機904について説明する。従来の空気調和装置901の遠心送風機904には、図6及び図7に示すように、ハブ943の冷却用空気孔943aを下側から覆うようにハブカバー946がハブ943に相対回転不能に固定されている。ここで、ハブ943は、冷却用空気孔943aと回転軸941aとの半径方向間に形成された複数(本実施形態では、3個)の位置決め孔943bと、位置決め孔943bの円周方向間に設けられたネジ孔943cとを有している。一方、ハブカバー946は、位置決め孔943aに対応するように設けられたファンモータ側に突出する位置決めピン946aと、ネジ孔943cに対応するように設けられたネジ953が挿入されるネジ孔946bとを有している。これにより、ハブカバー946は、ハブ943と一体回転するように固定されている。
ハブカバー946は、ハブ943の冷却用空気孔943aが形成された面と間隔を空けて配置されており、その外周部がメイン空気流路910に向かって開口している。さらに、ハブカバー946は、冷却用空気孔943aの円周方向間に、放射状に突出するように設けられた複数の案内羽根952を有している。
遠心送風機904のファンモータ冷却機構951は、ハブ943の冷却用空気孔943aと、ハブカバー946の案内羽根952とから構成されている。
このファンモータ冷却機構951の構成においては、空気吸入口から回転軸941a方向に沿って吸入された空気は、本実施形態と同様、図6に示される矢印Cのように流れる。また、ターボ羽根車942によって外周側に吹き出された空気の一部がケーシング2の天板21とハブ943との間を通過して、冷却用空気孔943aからターボ羽根車942の内部に吹き出される点についても、本実施形態と同様である(図6及び図7の矢印D、E及びF参照)。しかし、冷却用空気孔943aからターボ羽根車942の内部に吹き出される空気流(矢印F)は、図7に示すように、案内羽根952によって、ハブ943に対してほぼ放射状に吹き出されるにすぎないため(図7の速度ベクトルF1参照)、結果として、速度ベクトルF3(ハブ943の回転速度に相当する速度ベクトルF2と速度ベクトルF1とを合成した速度ベクトル)が有する旋回方向速度は、本実施形態のモータ冷却機構51における冷却用空気孔43aから吹き出される空気流の速度ベクトルF3が有する旋回方向速度よりも大きくなってしまう。
以上のように、本実施形態の本実施形態の遠心送風機4のファンモータ冷却機構51は、従来のファンモータ冷却機構951に比べて、冷却用空気孔43aからハブ43の反ファンモータ側に吹き出される空気流(矢印F)の旋回方向速度が小さくなるように案内することが可能である。これにより、冷却用空気孔43aからハブ43の反ファンモータ側に吹き出される空気流がメイン空気流路10を流れる空気流に合流する際に生ずる遠心送風機4の騒音の増加が抑えられ、さらには、空気調和装置1の騒音の増加が抑えられている。具体的には、上記従来例との比較において、所定の風量やファンモータの冷却性能を得ながら、騒音を約1dB低減することが可能である。
また、本実施形態においては、空気案内部52がハブ43に一体に形成されているため、ターボ羽根車42を構成する部品を少なくすることが可能である。
[第2実施形態]
第1実施形態においては、モータ冷却機構51の空気案内部52をハブ43の下面側に設けているが、上面側に設けてもよい。具体的には、本実施形態の空気調和装置101に内蔵された遠心送風機104のファンモータ冷却機構151は、図8〜10に示すように、遠心送風機104のハブ143に形成された冷却用空気孔143aと、冷却用空気孔143aに対応して設けられた空気案内部152とを有している。
冷却用空気孔143aは、第1実施形態と同様、ターボ羽根車142によって外周側に吹き出された空気の一部をファンモータの近傍に導くために、ハブ143に設けられた孔であり、本実施形態において、ハブ143の同心円上に並んで複数個(具体的には、5個)形成された長孔である。
空気案内部152は、本実施形態において、ハブ143の上面側(ファンモータ側)から各冷却用空気孔143aを覆うように設けられた半パイプ形状の部分であり、そのR方向側に開口が形成されている。これにより、冷却用空気孔143aの上面側(ファンモータ側)からハブ143の下面側へ流れる空気を反R方向に向かって吹き出すように案内することが可能になるため(図10の矢印F参照)、第1実施形態と同様に、騒音の増加が抑えられる。
[第3実施形態]
第1及び第2実施形態においては、ファンモータ冷却機構51、151の空気案内部52、152がハブ43、143に一体に形成されているが、従来例のモータ冷却機構951と同様に、ハブカバーに設けてもよい。具体的には、本実施形態の空気調和装置201に内蔵された遠心送風機204のファンモータ冷却機構251は、図11及び図12に示すように、ハブ243に形成された冷却用空気孔243aと、ハブカバー246に設けられたスクロール翼形状の案内羽根252(空気案内部)とから構成されている。ハブカバー246は、従来例のハブカバー946と同様に、ネジ及び位置決めピンを用いて、ハブ243と一体回転するように固定されている。
案内羽根252は、ハブ243の回転方向(R方向)に対して後傾する複数枚(本実施形態では、2枚)のスクロール翼である。これにより、本実施形態では、従来例のファンモータ冷却機構951の案内羽根952と異なり、冷却用空気孔243aの上面側(ファンモータ側)からハブ243の下面側へ向かって流れる空気を反R方向に向かって吹き出すように案内することが可能になる。
具体的には、ターボ羽根車242から外周側に吹き出された空気は、図12に示すように、第1及び第2実施形態と同様、冷却用空気孔243aに流入する際に、R方向の旋回方向速度を有しているが、案内羽根252がR方向に対して後傾しているため、ハブ243に対して反R方向側に流れの向きが変えられて(図12の矢印F参照)、ハブ243に対して速度ベクトルF1を有する流れになる。一方、ハブ243はR方向に回転しているため、結果として、この空気流は、ハブ243の回転速度に相当する速度ベクトルF2と速度ベクトルF1とを合成した速度ベクトルF3を有する流れになって、メイン空気流路210側に吹き出される。
このように、案内羽根252は、第1及び第2実施形態と同様、冷却用空気孔243aからメイン空気流路210に戻される空気流(矢印F)が案内羽根252に流入する際に有しているR方向の旋回方向速度を打ち消すように作用しているため、第1及び第2実施形態と同様に、騒音の増加が抑えられる。
また、ハブカバー246に設ける案内羽根の形状を従来の案内羽根952から案内羽根252に変更するだけで、従来例のターボ羽根車942のハブ943の構造を変更することなく、騒音の増加を抑えることが可能な本実施形態のターボ羽根車242を得ることができる。
[第4実施形態]
第3実施形態においては、案内羽根252がスクロール翼形状であったが、ターボ翼のような形状であってもよい。具体的には、本実施形態の空気調和装置301に内蔵された遠心送風機304のファンモータ冷却機構351は、図13に示すように、ハブ343に形成された冷却用空気孔343aと、ハブカバー346に設けられたターボ翼形状の案内羽根352(空気案内部)とから構成されている。
案内羽根352は、ハブ343の回転方向(R方向)に対して後傾する複数枚(本実施形態では、5枚)のターボ翼である。これにより、冷却用空気孔343aの上面側(ファンモータ側)からハブ343の下面側へ向かって流れる空気を反R方向に向かって吹き出すように案内することが可能になるため、第3実施形態と同様な効果が得られる。
[第5実施形態]
第3及び4実施形態においては、案内羽根252、352がハブカバー246、346に形成されているが、ハブ243、343に形成されていてもよい。例えば、本実施形態の空気調和装置401に内蔵された遠心送風機404のファンモータ冷却機構451は、図14及び図15に示すように、ハブ443に形成された冷却用空気孔443aと、ハブ446に設けられた第4実施形態と同様のターボ翼形状を有する案内羽根452(空気案内部)とから構成されている。
このような構成であっても、冷却用空気孔443aの上面側(ファンモータ側)からハブ443の下面側へ向かって流れる空気を反R方向に向かって吹き出すように案内することが可能になるため、第3及び第4実施形態と同様に、騒音の増加を抑える効果を得ることができる。
また、本実施形態では、ターボ翼形状の案内羽根452(空気案内部)をハブ446に設けた場合について図示して説明したが、これに限定されるものではなく、第3実施形態と同様のスクロール翼形状の案内羽根をハブに設けてもよい。
[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(1)前記実施形態では、ターボ型の遠心送風機を例として説明したが、ファンモータの冷却に遠心送風機から一旦吹き出された空気の一部を利用するタイプであれば、種々のタイプの遠心送風機に適用してもよい。
(2)前記実施形態では、天井埋込型の空気調和装置を例として説明したが、ケーシングの内部に羽根車とファンモータとが配置された遠心送風機を備えたものであれば、種々のタイプの空気調和装置に適用してもよい。
本発明を利用すれば、回転軸方向から空気を吸入して回転軸に交差する方向に空気を吹き出す遠心送風機及びそれを備えた空気調和装置において、所望のファンモータの冷却効果を得るとともに、騒音の増加を抑えることができる。
Claims (8)
- 回転軸方向から空気を吸入して回転軸(41a)に交差する方向に空気を吹き出す遠心送風機(4、104、204、304、404)であって、
前記回転軸を有する電動機(41)と、
冷却用空気孔(43a、143a、243a、343a、443a)を有し、前記回転軸に連結されて回転駆動される主板(43、143、243、343、443)と、
前記主板の反電動機側の面において、前記冷却用空気孔が形成された半径方向位置よりも外周側の位置に設けられた複数の翼(44)と、
吹き出された空気の一部を前記電動機の近傍に導いて前記電動機を冷却した後、前記冷却用空気孔から前記主板の反電動機側に吹き出す際に、旋回方向速度が小さくなるように空気流を案内する空気案内部(52、152、252、352、452)と、
を備えた遠心送風機(4、104、204、304、404)。 - 回転軸方向から空気を吸入して回転軸(41a)に交差する方向に空気を吹き出す遠心送風機(4、104、204、304、404)であって、
前記回転軸を有する電動機(41)と、
冷却用空気孔(43a、143a、243a、343a、443a)を有し、前記回転軸に連結されて回転駆動される主板(43、143、243、343、443)と、
前記主板の反電動機側の面において、前記冷却用空気孔が形成された半径方向位置よりも外周側の位置に設けられた複数の翼(44)と、
吹き出された空気の一部を前記電動機の近傍に導いて前記電動機を冷却した後、前記冷却用空気孔から前記主板の反電動機側に吹き出す際に、前記主板の反回転方向側に向かって吹き出されるように空気流を案内する空気案内部(52、152、252、352、452)と、
を備えた遠心送風機(4、104、204、304)。 - 前記空気案内部(52、152)は、前記主板(43、143)に一体に形成されている、請求項1又は2に記載の遠心送風機(4、104)。
- 前記冷却用空気孔(243a、343a、443a)を反電動機側から覆い、かつ、前記主板(243、343、443)と一体回転するように設けられたカバー部材(246、346、446)をさらに備えており、
前記空気案内部(252、352、452)は、前記カバー部材と前記主板との間に形成されている、請求項2に記載の遠心送風機(204、304、404)。 - 前記空気案内部(252、352、452)は、前記カバー部材(246、346、446)の回転方向に後傾した翼形状を有している、請求項4に記載の遠心送風機(204、304、404)。
- 前記空気案内部(252)は、スクロール翼形状を有している、請求項5に記載の遠心送風機(204)。
- 前記空気案内部(252、352)は、前記カバー部材(246、346)に形成されている、請求項4〜6のいずれかに記載の遠心送風機(204、304)。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の遠心送風機(4、104、204、304、404)と、
前記遠心送風機の外周側に配置された熱交換器(6)と、
前記遠心送風機及び前記熱交換器を収納するケーシング(2)と、
を備えた空気調和装置(1、101、201、301、401)。
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