JPWO2015064617A1 - 貫流ファン及び空気調和機 - Google Patents

Abstract

貫流ファン８は、羽根車８ａと、羽根車８ａを回転可能に支持するシャフトとを備えており、貫流ファン８の羽根車８ａは、複数の支持板８ｂと、一対の支持板８ｂの間に周方向に間隔をおいて配置された複数の翼８ｃとを有しており、複数の翼８ｃはそれぞれ、一対の支持板８ｂの間において、その外径及び内径が回転軸方向にわたって同一であり、回転方向に対して前進または後退している領域を、少なくとも一つ有している。

Description

本発明は、貫流ファン及びそれを用いた空気調和機に関するものである。

特許文献１には、各翼をファン軸に対して所定角度傾斜させると共に、翼の取付ピッチを不等間隔に設定した横流ファンが開示されている。また、この横流ファンでは、翼が羽根車長手方向で薄肉になっている。

特許文献２には、回転軸に直交する翼断面が、主表面に連設された羽根部の付け根部から先端部に向かうにつれ小さくなるように形成された軸流ファンが開示されている。また、かかる軸流ファンでは、回転軸に直交する翼断面の中心は、羽根部の付け根部から先端部に向かうに従って回転軸を中心に回転方向前方側または後方側に向けて変位している。さらに、翼断面は、径方向外方に向けて湾曲している。

さらに、特許文献３には、羽根の先端部を根元より回転方向に傾斜させた第１構成部品と、反回転方向に傾斜させた第２の構成部品とを交互に積層して構成されたファンが開示されている。

特許第３１０７７１１号公報 特許第４５４９４１６号公報 特開平９−１５８８９０号公報

しかしながら、上述した従来のファンでは、ファンから吹出された空気は、一対のリング間で特定の方向に斜めに拭き出されるものの、ファン全体でみると、場所毎や時間毎で、風量の疎密が生じている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ファン全体でみて回転軸方向にわたって流れを好適に分散させることができる、貫流ファンを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明の貫流ファンは、羽根車と、該羽根車を回転可能に支持するシャフトとを備える貫流ファンであって、前記羽根車は、複数の支持板と、対応する一対の前記支持板の間に周方向に間隔をおいて配置された複数の翼とを有し、前記複数の翼はそれぞれ、対応する一対の前記支持板の間において、外径及び内径が回転軸方向で同一であり、回転方向に対し前進または後退している領域を、少なくとも一つ有している。
また、前記複数の翼はそれぞれ、対応する一対の前記支持板の間において、少なくとも２つの異なる翼出口角を有しているように構成してもよい。
さらに、前記複数の翼はそれぞれ、対応する一対の前記支持板の間において、外径及び内径が回転軸方向で同一であり、回転軸方向にわたって断面形状と翼出口角とが同一であって且つ回転軸方向にわたって回転方向に対し前進または後退している領域を、複数有しているように構成してもよい。
その場合、前記複数の翼はそれぞれ、中心断面部を中心に左右対称に形成されており、前記中心断面部から離れる向きに順に、一対の翼リング間中央部８ｃｂ、一対の翼間部８ｃｃ、一対の翼リング近傍部８ｃａを含んでおり、前記複数の翼はそれぞれ、前記翼リング間中央部の翼出口角βｂ２及び翼傾斜ずれ角Δ２と、前記翼間部の翼出口角βｂ３及び翼傾斜ずれ角Δ３と、前記翼リング近傍部の翼出口角βｂ１及び翼傾斜ずれ角Δ１とに関し、翼出口角βｂ２＜βｂ１＜βｂ３となり、翼傾斜ずれ角Δ３＜Δ１＜Δ２となるように形成されていてもよい。
また、同目的を達成するため、本発明の空気調和機は、本体内における吸込側風路及び吹出側風路を区画するスタビライザーと、前記吸込側風路及び吹出側風路の間に配置された貫流ファンと、前記本体内に配置された通風抵抗体と、前記貫流ファンから放出された空気を前記本体の吹出口に導くガイドウォールとを備えており、前記貫流ファンは、上記の本発明に係る貫流ファンである。

本発明によれば、ファン全体でみて回転軸方向にわたって流れを好適に分散させることができる。

本発明の実施の形態１を示す空気調和機に関し、部屋内から見たときの設置状態を示す図である。 図１の空気調和機の縦断面図である。 図１の空気調和機に搭載される貫流ファンの羽根車の正面及び側面を示す図である。 貫流ファンの羽根車の翼１枚に関する、羽根車回転方向側表面（翼圧力面）から見た斜視図である。 翼全体を、回転軸方向から投影的に示す図である。 翼における翼リング近傍部を、回転軸方向から投影的に示す図である。 翼における端部側連結部を、回転軸方向から投影的に示す図である。 翼における翼間部を、回転軸方向から投影的に示す図である。 翼における中央側連結部を、回転軸方向から投影的に示す図である。 翼における翼リング間中央部を、回転軸方向から投影的に示す図である。 図３のＡ−Ａ線による断面についての翼形状を説明する図である。 図３のＡ−Ａ線による断面についての翼形状を説明する図である。 図３のＡ−Ａ線による断面についての翼形状を説明する図である。 本発明の実施の形態２に関する、図３と同態様の図である。 図１４のＢ−Ｂ線による断面についての翼形状を説明する図である。 本発明の実施の形態３に関する、図３と同態様の図である。 本発明の実施の形態３に関する、図４と同態様の図である。 図１６のＣ−Ｃ線による断面についての翼形状を説明する図である。

以下、本発明に係る空気調和機の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における貫流ファンを搭載した空気調和機の部屋から見たときの設置概要図、図２は、図１の空気調和機の縦断面図、図３は、図１の空気調和機に搭載される貫流ファンの羽根車の正面及び側面を示す図である。

図１に図示されるように、空気調和機（室内機）１００は、本体１及び本体１の前面に設けられる前面パネル１ｂによって、空気調和機１００の外郭が構成されている。ここで、図１では、空気調和機１００が空調対象空間である部屋１１の壁１１ａに設置されている。すなわち、図１では、空気調和機１００が壁掛け型である例を図示しているが、本発明は、かかる態様に限定されるものではなく、例えば、天井埋込型などでもよい。また、空気調和機１００は、部屋１１に設置されることに限定されるものではなく、たとえばビルの一室や倉庫などに設置されていてもよい。

図２に図示されるように、本体１の上部を構成する本体上部１ａには室内空気を空気調和機１００内に吸い込むための吸込グリル２が形成され、本体１の下側には空調空気を室内に供給するための吹出口３が形成され、さらに、後述の貫流ファン８から放出された空気を吹出口３に導くガイドウォール１０が形成されている。

図２に示すように、本体１は、吸込グリル２から吸い込まれる空気中の塵埃などを除去するフィルタ（通風抵抗体）５と、冷媒の温熱又は冷熱を空気に伝達して空調空気を生成する熱交換器（通風抵抗体）７と、吸込側風路Ｅ１及び吹出側風路Ｅ２を区画するスタビライザー９と、吸込側風路Ｅ１及び吹出側風路Ｅ２の間に配置され、吸込グリル２から空気を吸い込み吹出口３から空気を吹き出す貫流ファン８と、貫流ファン８から吹き出された空気の方向を調整する上下風向ベーン４ａ及び左右風向ベーン４ｂとを有している。

吸込グリル２は、貫流ファン８によって強制的に室内空気を空気調和機１００内部に取り込む開口である。吸込グリル２は本体１の上面に開口形成されている。吹出口３は、吸込グリル２から吸い込まれ、熱交換器７を通過した空気を室内に供給する際に、当該空気が通過する開口である。吹出口３は、前面パネル１ｂに開口形成されている。ガイドウォール１０は、スタビライザー９の下面側と協働して、吹出側風路Ｅ２を構成するものである。ガイドウォール１０は、貫流ファン８から吹出口３にかけて渦巻き面を形成している。

フィルタ５は、たとえば網目状に形成され、吸込グリル２から吸い込まれる空気中の塵埃などを除去するものである。フィルタ５は、吸込グリル２から吹出口３までの風路（本体１内部の中央部）のうち、吸込グリル２の下流側であって熱交換器７の上流側に設けられている。

熱交換器７（室内熱交換器）は、冷房運転時において、蒸発器として機能して空気を冷却し、暖房運転時において、凝縮器（放熱器）として機能して空気を加温するものである。この熱交換器７は、吸込グリル２から吹出口３までの風路（本体１内部の中央部）のうち、フィルタ５の下流側であって貫流ファン８の上流側に設けられている。なお、図２では、熱交換器７の形状は、貫流ファン８の前面及び上面を取り囲むような形状をしているが、あくまでも一例であり、特に限定されるものではない。

熱交換器７は、圧縮機、室外熱交換器、及び絞り装置などを有する周知の態様でよい室外機に接続されて冷凍サイクルを構成しているものとする。また、熱交換器７には、例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器が用いられている。

スタビライザー９は、吸込側風路Ｅ１と吹出側風路Ｅ２とを区画するもので、図２に図示されるように熱交換器７の下側に設けられており、吸込側風路Ｅ１は、スタビライザー９の上面側に位置し、吹出側風路Ｅ２は、スタビライザー９の下面側に位置している。スタビライザー９は、熱交換器７に付着した結露水を一時的に貯留するドレンパン６を有している。

貫流ファン８は、吸込グリル２から室内空気を吸い込み、吹出口３から空調空気を吹き出すためのものである。貫流ファン８は、吸込グリル２から吹出口３までの風路（本体１内部の中央部）のうち、熱交換器７の下流側であって吹出口３の上流側に設けられている。

貫流ファン８は、図３に示すように、たとえばガラス繊維入りのＡＳ樹脂（Styrene-AcryloNitrile copolymer）などの熱可塑性樹脂で構成される羽根車８ａと、羽根車８ａを回転させるためのモータ１２と、モータ１２の回転を羽根車８ａに伝達させるモータシャフト１２ａとを有し、羽根車８ａ自身が回転することで、吸込グリル２から室内空気を吸い込み、空調空気を吹出口３に送り込むものである。

羽根車８ａは、複数の羽根車単体８ｄが連結されて構成されており、羽根車単体８ｄそれぞれが、複数の翼８ｃと、それら複数の翼８ｃの端部側に固定される少なくとも一つのリング（支持板）８ｂとを有している。すなわち、羽根車単体８ｄにおいては、複数の翼８ｃのそれぞれが円板状のリング８ｂの外周部側面から当該側面と略垂直となるように延びており、且つ、それら複数の翼８ｃはリング８ｂの周方向に所定間隔で整列しており、羽根車８ａは、そのような複数の羽根車単体８ｄを溶着し連結して一体としたものである。

羽根車８ａは、羽根車８ａの内部（中央）側に突出したファンボス８ｅを有している。ファンボス８ｅは、ネジ等でモータシャフト１２ａに固定される。そして、羽根車８ａは、羽根車８ａの一方側がファンボス８ｅを介してモータシャフト１２ａに支持され、羽根車８ａの他方側がファンシャフト８ｆによって支持されている。これにより、羽根車８ａは、両端側が支持された状態で、羽根車８ａの羽根車回転中心Ｏを中心に回転方向ＲＯに回転し、吸込グリル２から室内空気を吸い込み、吹出口３に空調空気を送り込むことができるようになっている。なお、羽根車８ａについては、後ほど詳しく説明する。

上下風向ベーン４ａは貫流ファン８から吹き出された空気の方向のうちの上下を調整するものであり、左右風向ベーン４ｂは貫流ファン８から吹き出された空気の方向のうちの左右を調整するものである。上下風向ベーン４ａは、左右風向ベーン４ｂよりも下流側に設けられている。なお、説明における上下方向は、図２の上下方向に対応しており、説明における左右方向は、図２の紙面の表裏方向に対応している。

次に、翼８ｃの形状について、図４〜図１０に基づいて、詳細に説明する。図４は、貫流ファンの羽根車の翼１枚に関する、羽根車回転方向側表面（翼圧力面）から見た斜視図である。図５は、翼全体を、回転軸方向から投影的に示す図である。ここで、Ｒ０１は、翼内径であり、Ｒ０２は、翼外径であり、λは、翼回転軸方向前傾角を示す。

翼８ｃは、中心断面部５１を中心に左右対称に形成されている。中心断面部５１は、回転軸方向に直交する断面のうち翼８ｃの回転軸方向の中心に位置する断面のある部分である。翼８ｃは、中心断面部５１から離れる向きに順に、一対の翼リング間中央部８ｃｂ、一対の中央側連結部８ｃｅ、一対の翼間部８ｃｃ、一対の端部側連結部８ｃｄ、一対の翼リング近傍部８ｃａを有している。また、図４には、断面部５３、５５、５７、５９を、便宜上、図示している。断面部５３は、翼リング近傍部８ｃａと端部側連結部８ｃｄとの境界をなしており、断面部５５は、端部側連結部８ｃｄと翼間部８ｃｃとの境界をなしており、断面部５７は、翼間部８ｃｃと中央側連結部８ｃｅとの境界をなしており、断面部５９は、中央側連結部８ｃｅと翼リング間中央部８ｃｂとの境界をなしている。

さらに、図６から図１０に基づいて、翼８ｃの各部の詳細を説明する。図６は、翼における翼リング近傍部８ｃａを、回転軸方向から投影的に示す図である。翼リング近傍部８ｃａは、図４及び図６に示されるように、回転軸方向中央部（中心断面部５１）に近づくほど、回転方向に後退している。また、翼リング近傍部８ｃａは、一定の翼傾斜ずれ角（翼の外周側端部と内周側端部に接する直線と、翼内周側端部の円弧中心と羽根車回転軸中心点Ｏを通る直線との成す角）Δ１及び一定の翼出口角（円弧状の翼の肉厚中心線Ｓｂ（図１３）の翼外周端部の円弧中心での接線と、翼外周端部の肉厚中心と羽根車回転中心点Ｏを結ぶ直線に対する前記翼肉厚中心での垂線との成す角度）βｂ１を有している。

図７は、翼における端部側連結部８ｃｄを、回転軸方向から投影的に示す図である。端部側連結部８ｃｄは、図４及び図７に示されるように、回転軸方向中央部に近づくほど、回転方向に後退している。また、断面部５５の翼傾斜ずれ角Δ３は、断面部５３の翼傾斜ずれ角Δ１よりも小さく、断面部５５の翼出口角βｂ３は、断面部５３の翼出口角βｂ１よりも大きい。すなわち、端部側連結部８ｃｄにおいては、回転軸方向中央部に近づくほど、翼傾斜ずれ角が小さくなり、翼出口角は大きくなっている。

図８は、翼における翼間部８ｃｃを、回転軸方向から投影的に示す図である。翼間部８ｃｃは、図４及び図８に示されるように、回転軸方向中央部に近づくほど、回転方向に後退している。また、翼間部８ｃｃは、一定の翼傾斜ずれ角Δ３及び一定の翼出口角βｂ３を有している。

図９は、翼における中央側連結部８ｃｅを、回転軸方向から投影的に示す図である。中央側連結部８ｃｅは、図４及び図９に示されるように、回転軸方向中央部に近づくほど、外周側端部１５ａ側の部分を除いた大部分が、回転方向に後退している。また、断面部５９の翼傾斜ずれ角Δ２は、断面部５７の翼傾斜ずれ角Δ３よりも大きく、断面部５９の翼出口角βｂ２は、断面部５７の翼出口角βｂ３よりも小さい。すなわち、中央側連結部８ｃｅにおいては、回転軸方向中央部に近づくほど、翼傾斜ずれ角が大きくなり、翼出口角は小さくなっている。また、断面部５９の翼傾斜ずれ角Δ２は、断面部５３の翼傾斜ずれ角Δ１よりも大きく、断面部５９の翼出口角βｂ２は、断面部５３の翼出口角βｂ１よりも小さい。

図１０は、翼における翼リング間中央部８ｃｂを、回転軸方向から投影的に示す図である。翼リング間中央部８ｃｂは、図４及び図１０に示されるように、回転軸方向中央部に近づくほど、回転方向に後退している。また、翼リング間中央部８ｃｂは、一定の翼傾斜ずれ角Δ２及び一定の翼出口角βｂ２を有している。

翼全体でみると、一対のリング間において、翼８ｃは、外径及び内径が回転軸方向で同一であり、回転軸方向にわたって断面形状と翼出口角とが同一であって且つ回転軸方向にわたって回転方向に対し前進または後退している領域を、複数有し、一対のリング間において、翼８ｃは、少なくとも２つの異なる翼出口角を有している。より具体的には、翼８ｃは、翼出口角βｂ２＜βｂ１＜βｂ３となり、翼傾斜ずれ角Δ３＜Δ１＜Δ２となるように形成されている。また、翼８ｃにおける内周側端部１５ｂは、対応する一方のリングから対応する他方のリングに向けて、回転方向に後退した後、再度、回転方向に前進する形状を含んでおり、且つ、外周側端部１５ａも、対応する一方のリングから対応する他方のリングに向けて、回転方向に後退した後、再度、回転方向に前進する形状を含んでいる。換言すると、図４に示されるように、翼８ｃの圧力面を投影的にみた場合、複数の翼８ｃはそれぞれ、内周側端部１５ｂ及び外周側端部１５ａのそれぞれが、上下逆Ｖ字状をなしている。なお、翼は、一対の翼リング近傍部８ｃａのそれぞれのさらに外側（中心断面部５１から離れる側）に、翼断面の、内周側端部１５ｂ及び外周側端部１５ａの位置、翼出口角、並びに、翼傾斜ずれ角を、回転軸方向に維持して延びる部分が設けられていてもよい。

次に、翼８ｃに関する回転軸と直交する方向の断面形状の詳細について説明する。図１１〜図１３はそれぞれ、図３のＡ−Ａ線による断面についての翼形状を説明する図である。

図１１〜図１３のように、翼８ｃの外周側端部１５ａ及び内周側端部１５ｂは、それぞれ円弧形状で形成されている。そして、翼８ｃは、外周側端部１５ａ側が、内周側端部１５ｂ側に対して羽根車回転方向ＲＯに前傾するように、形成されている。すなわち、翼８ｃを縦断面視した際において、翼８ｃの翼圧力面１３ａ及び翼負圧面１３ｂが、羽根車８ａの羽根車回転中心（回転軸）Ｏから翼８ｃの外側に向かうにしたがって、羽根車回転方向ＲＯに湾曲している。

外周側端部１５ａに形成される円弧形状に対応する円の中心をＰ１（円弧中心Ｐ１とも称する）とし、内周側端部１５ｂに形成される円弧形状に対応する円の中心をＰ２（円弧中心Ｐ２とも称する）とする。また、円弧中心Ｐ１、Ｐ２を結ぶ線分を翼弦線（翼弦）Ｌとすると、図１３に示すように、翼弦線Ｌの長さはＬｏとなる（以下、翼弦長Ｌｏとも称する）。

翼８ｃは、羽根車８ａの回転方向ＲＯ側の表面である翼圧力面１３ａと、羽根車８ａの回転方向ＲＯの反対側の表面である翼負圧面１３ｂとを有し、翼８ｃは翼弦線Ｌの中央付近が、翼圧力面１３ａから翼負圧面１３ｂに向かう方向に湾曲した凹形状をしている。

また、翼８ｃは、翼圧力面１３ａ側の円弧形状に対応する円の半径が、羽根車８ａの外周側と、羽根車８ａの内周側とで異なっている。すなわち、図１２に示すように、翼８ｃの翼圧力面１３ａ側の表面は、羽根車８ａの外周側の円弧形状に対応する半径（円弧半径）がＲｐ１である外周側曲面Ｂｐ１と、羽根車８ａの内周側の円弧形状に対応する半径（円弧半径）がＲｐ２である内周側曲面Ｂｐ２とを有しており、多重円弧曲面となっている。さらに、翼８ｃの翼圧力面１３ａ側の表面は、内周側曲面Ｂｐ２の端部のうち内周側の端部に接続され、平面形状をしている平面Ｑｐを有している。

このように、翼８ｃの翼圧力面１３ａ側の表面は、外周側曲面Ｂｐ１、内周側曲面Ｂｐ２及び平面Ｑｐが連続的に接続されて構成されている。なお、翼８ｃを縦断面視した際に、平面Ｑｐを構成する直線は、内周側曲面Ｂｐ２を構成する円弧に接続される点において、接線となっている。

一方、翼８ｃの翼負圧面１３ｂ側の表面は、翼圧力面１３ａ側の表面と対応した表面となっている。具体的には、翼８ｃの翼負圧面１３ｂ側の表面は、羽根車８ａの外周側の円弧形状に対応する半径（円弧半径）がＲｓ１である外周側曲面Ｂｓ１と、羽根車８ａの内周側の円弧形状に対応する半径（円弧半径）がＲｓ２である内周側曲面Ｂｓ２とを有している。さらに、翼８ｃの翼負圧面１３ｂ側の表面は、内周側曲面Ｂｓ２の端部のうち内周側の端部に接続され、平面形状をしている平面Ｑｓを有している。

このように、翼８ｃの翼負圧面１３ｂ側の表面は、外周側曲面Ｂｓ１、内周側曲面Ｂｓ２及び平面Ｑｓが連続的に接続されて構成されている。なお、翼８ｃを縦断面視した際に、平面Ｑｓを構成する直線は、内周側曲面Ｂｓ２を構成する円弧に接続される点において、接線となっている。

次に翼厚について説明する。翼８ｃを縦断面視した際に、その翼面に内接する円の直径を翼厚（肉厚）ｔとすると、図１２に示すように、外周側端部１５ａの翼厚（肉厚）ｔ１は、内周側端部１５ｂの翼厚（肉厚）ｔ２よりも薄い。なお、翼厚ｔ１は、外周側端部１５ａの円弧を構成する円の半径Ｒ１×２に対応し、翼厚ｔ２は、内周側端部１５ｂの円弧を構成する円の半径Ｒ２×２に対応する。

つまり、翼８ｃの翼圧力面１３ａ及び翼負圧面１３ｂに内接する円の直径を翼厚としたとき、翼厚は、外周側端部１５ａが内周側端部１５ｂよりも小さく、外周側端部１５ａから中央へ向け徐々に増加し、中央付近の所定位置で最大となり、内側に向け徐々に薄肉となり、直線部Ｑで略同一の肉厚となるように形成されている。

より詳細には、翼８ｃの翼厚ｔは、外周側端部１５ａ及び内周側端部１５ｂを除く、翼圧力面１３ａと翼負圧面１３ｂで形成される外周側曲面Ｂｐ１、内周側曲面Ｂｐ２、外周側曲面Ｂｓ１、内周側曲面Ｂｓ２の範囲において、外周側端部１５ａから翼８ｃの中央へ向けて徐々に増加し、翼弦線Ｌの中央付近の所定位置で最大肉厚ｔ３となり、内周側端部１５ｂに向けて徐々に薄肉化する。そして、翼厚ｔは、直線部Ｑの範囲、すなわち、平面Ｑｐと平面Ｑｓとの間の範囲において、略一定値である内周側端部肉厚ｔ２となっている。

ここで、翼８ｃのうち内周側端部１５ｂの平面Ｑｐ、Ｑｓを表面として有する部分を直線部Ｑと称する。すなわち、翼８ｃの翼負圧面１３ｂは、羽根車外周側から内周側にかけて多重円弧と直線部Ｑで形成されている。

以上のような構成を有する貫流ファン、及び、それを搭載した空気調和機においては、次のような効果が得られる。

まず、貫流ファン８の内部から外側へと空気を吹出す場合（すなわち貫流ファン８において図２の紙面でいう下部右寄りの位置にある翼８ｃでの流れの場合、つまり吹出側風路Ｅ２側に位置したときの翼８ｃにおける流れの場合）には、図４で、実線矢印で示すように、内周側端部１５ｂから外周側端部１５ａに向けて流れる。ここで、複数の翼８ｃはそれぞれ、対応する一対のリング間において、外径及び内径が回転軸方向で同一であり、回転軸方向にわたって断面形状と翼出口角とが同一であって且つ回転軸方向にわたって回転方向に対し前進または後退している領域を、少なくとも一つ有しており、しかも、少なくとも２つの異なる翼出口角を有している。このため、各翼の外周側端部が、一方のリングから他方のリングに向けて一様に傾いているだけの場合とは異なり、各翼毎でみて回転軸方向に複数態様で傾き且つ回転方向にも複数態様で傾いた流れが、次々と繰り返し吹出されるので、一対のリング間で満遍なく流れが吹出され、貫流ファンの回転に伴う継続的な流れ状態として、極めて均一な吹出し分布を得ることができる。回転軸方向にわたってみてもファン全体で流れ好適に分散させることができる。また、空気は、内周側端部１５ｂを流れる際、内周側端部１５ｂを端部とする翼端渦を伴い、はく離が抑制された流れとして翼８ｃを流れる。よって、はく離が抑制されることによって、外周側端部１５ａでの吹出しが好適に維持され、それによっても、流れの分散が促進される。

加えて、次のような作用効果が得られる。
（１）翼８ｃの負圧面１３ｂは、羽根車外周側から内周側にかけて多重円弧と直線部Ｑで形成されているため、翼８ｃが吸込側風路Ｅ１を通過する時、翼表面の流れが外周側曲面Ｂｓ１で剥離しかけた時に次の円弧半径が異なる内周側曲面Ｂｓ２により流れが再付着する。

（２）また、翼８ｃが平面Ｑｓを有し、負圧が生成さるため、内周側曲面Ｂｓ２で流れが剥離しかけたとしても再付着する。

（３）また、翼厚ｔが羽根車外周側に比べて羽根車内周側が増加するため、隣り合う翼８ｃとの間の距離が縮小する。

（４）さらに、平面Ｑｓが平坦なので、曲面の場合に比べ翼厚ｔが羽根車外周に向け急激に増加しないので摩擦抵抗が抑制できる。

（５）翼８ｃの圧力面１３ａも、羽根車外周側から内周側にかけて多重円弧と直線部（平面）で形成されている。このため、空気が外周側曲面Ｂｐ１から円弧半径の異なる内周側曲面Ｂｐ２へ流れる際、流れが徐々に加速され、負圧面１３ｂへ圧力勾配を生成するため、剥離を抑制し流体異常音が発生しない。

（６）また、下流側の平面Ｑｐは、内周側曲面Ｂｓ２に対する接線となっている。言い換えれば、翼８ｃは、下流側の平面Ｑｐを有するため、回転方向ＲＯに対して所定角度屈曲した形状となっている。このため、直線表面（平面Ｑｐ）がない場合と比較すると、内周側端部１５ｂの翼肉厚ｔ２が厚肉であったとしても、負圧面１３ｂへ流れを向けることができ、内周側端部１５ｂから羽根車内部へ流入する時の後流渦を抑制できる。

（７）翼８ｃは、内周側端部１５ｂが厚肉となっており、吹出側風路Ｅ２でのさまざまな流入方向に対し剥離しづらくなっている。

（８）また、翼８ｃは、平面Ｑｓの下流側である翼弦中央付近で最大肉厚をもつ。このため、流れが平面Ｑｓを通過後に剥離しそうとなると、内周側曲面Ｂｓ２で翼弦中央付近へ向け翼厚ｔが徐々に厚くなるため流れが沿い剥離が抑制できる。

（９）さらに、翼８ｃは、内周側曲面Ｂｓ２の下流側に、円弧半径の異なる外周側曲面Ｂｓ１を有するため、流れの剥離が抑制され、羽根車からの有効吹出側風路が拡大でき、吹出風速の低減及び均一化が図れ、翼面にかかる負荷トルクが減少できる。

（１０）翼出口角または翼傾斜ずれ角が、少なくとも２種類以上の異なる値に設定されているので、流れの剥離を抑制し低騒音化できる。

（１１）翼出口角は、翼リング側部８ｃａ、翼リング間中央部８ｃｂ、翼間部８ｃｃで異なり、それぞれの翼出口角βｂ１、βｂ２、βｂ３は、βｂ２＜βｂ１＜βｂ３となるように形成されているので、翼リング間中央部８ｃｂの出口角βｂ２が最小で翼回転方向の前方へ突出する。よって、リング間の長手方向中央部に流れが集中しすぎない。さらに、翼間部８ｃｃにおいては、出口角が最も大きく他の領域に比べて相対的に半径方向へ吹出され、回転方向に隣合う翼と翼との間の距離が拡大することで風速を低減できる。また低速な翼リング近傍部８ｃａにおいては、出口角を小さくし翼間距離を縮小したことで、流れの不安定さによる乱れ生成を防止でき、かつ風速を増加できる。

（１２）さらに、出口角が異なる複数の領域がそれぞれにおいて回転軸方向に所定長さで延びているように翼形状が変化するので、下流側の吹出口への風速分布の均一化が図れる。よって、回転軸方向で同じ翼形状であるものに比べ、さらに高効率、低騒音な貫流ファンを搭載した省エネで静粛な空気調和装置の室内機が得られる。

（１３）翼傾斜ずれ角Δは、翼リング側部８ｃａ、翼リング間中央部８ｃｂ、翼間部８ｃｃで異なり、それぞれの翼傾斜ずれ角Δ１、Δ２、Δ３は、Δ３＜Δ１＜Δ２となるように形成されているので、翼リング間中央部８ｃｂの翼傾斜ずれ角Δ２が最大で回転方向の前方へ突出し、リング間の長手方向中央部に流れが集中しすぎず、翼間部８ｃｃは翼傾斜ずれ角△３が最小で、他の領域に比べ相対的に半径方向へ吹出され、回転方向に隣合う翼と翼との間の距離も拡大することで風速を低減できる。また、低速な翼リング側部８ｃａは、翼傾斜ずれ角Δ１を小さくし、翼間距離を縮小したことで、流れの不安定さによる乱れ生成を防止でき、かつ風速を増加できる。

さらに、本実施の形態においては、前述した特許文献１〜３に開示された従来の構成に対しても、有利な効果が得られている。まず、特許文献１に開示の構成では、翼が、羽根車の回転軸方向の位置に応じて、翼が薄肉化する構成となっている。また、特許文献２に開示の構成では、翼のリング側の付け根から延びるにつれて、外径が縮小すると共に内径が拡大する先細りの形状に構成され、さらに翼端部が回転軸方向で傾斜し、翼外径が羽根車長手方向で変化している。このため、一方のリングから他方のリングに向かう羽根車回転軸方向の流れが発生してしまう。また、羽根車に対向するスタビライザーやケーシングとの隙間が回転軸方向で拡大するので、流れの漏れ損失が増加するとともに、羽根車回転軸方向で隙間が変化することで、隙間が狭い領域から広い領域へ流れが流出し、さらに漏れ損失が増加する。さらに、効率悪化によりモータ消費電力が増加してしまう。さらに、特許文献３に開示の構成では、２つの構成部品が必要となる。また、羽根車単体ごとに翼の傾斜の向きが交代で変更されているので、流れがリング近傍に集中する領域とリング近傍から離脱する領域とがリングごとに交互に生成され、吹出風速分布の粗密が一つ飛びのリングごとと広い間隔となり、空気調和機の吸込口に設置されたフィルタにホコリなど堆積し圧力損失が増大すると粗密が顕著となり広い粗の領域に最悪逆流が生じる。そのため、冷房時高湿空気が逆流することで結露し、外部へ結露水が放出される恐れある。

（１４）これらの問題に関連し、本実施の形態では、翼８ｃが、羽根車回転軸と直交する翼断面が同じまま、羽根車回転方向に対し翼リング間中央部が羽根車回転方向に対し後退（又は前進）した形態であるので、羽根車に対向するスタビライザー９との隙間が同一となり、上記従来構成では問題であった隙間が長手方向で異なることで循環渦ｇ１による漏れ流れが増大することを抑制できるので高効率化が図れ、駆動するモータ電力が低減できる。

（１５）また、翼が羽根車回転方向に対し後退し、かつ翼端部が羽根車回転軸に対し傾斜する領域を有するので、羽根車に対向するスタビライザー９周辺を翼が通過するとき、羽根車長手方向で翼端部全領域に圧力変動を受けず分散されるので、回転数と翼枚数に起因する耳障りな回転音（ＮＺ音）が低減し、低騒音化が図れる。その結果、羽根車吸込側、吹出側で翼面での流れの剥離を抑制できるので低騒音化が図れ、またファンモータの消費電力が低減できる。つまり、静粛で省エネな貫流ファン８を搭載した室内機１００を得ることができる。

実施の形態２．
次に、図１４及び図１５を参照しながら、本発明の実施の形態２について説明する。図１４は、本発明の実施の形態２に関する、図３と同態様の図であり、図１５は、図１４のＢ−Ｂ線による断面についての翼形状を説明する図である。本実施の形態２は、以下に説明する部分以外の構成は、上述した実施の形態１と同様であるものとする。

本実施の形態２に
おいては、複数の翼１０８ｃはそれぞれ、外径及び内径が回転軸方向で同一であり、一対のリング間が回転方向に対し前進している領域のみ又は後退している領域のみからなる。一方のリング側の翼部分と、他方のリング側の翼部分とは、角度δだけずれている。

このように構成された本実施の形態２においても、実施の形態１と同様な効果が得られる。

実施の形態３．
次に、図１６、図１７及び図１８を参照しながら、本発明の実施の形態３について説明する。図１６は、本発明の実施の形態３に関する、図３と同態様の図であり、図１７は、本発明の実施の形態３に関する、図４と同態様の図であり、図１８は、図１６のＣ−Ｃ線による断面についての翼形状を説明する図である。本実施の形態３は、以下に説明する部分以外の構成は、上述した実施の形態１と同様であるものとする。

本実施の形態３においては、複数の翼２０８ｃはそれぞれ、外径及び内径が回転軸方向で同一であり、一対のリング間が回転方向に対し前進している領域のみ又は後退している領域と、その領域の両側に位置してそれぞれ回転方向に前進も後退もせずに回転軸方向に沿って延びる一対のリング側部分２２０とを有している。一方のリング側部分と、他方のリング側部分とは、角度δだけずれている。

このように構成された本実施の形態３においても、空気の流れに関し、実施の形態１と同様な作用が得られている。さらに、本実施の形態３では、複数の翼はそれぞれ、回転方向に前進も後退もせずに回転軸方向に沿って延びる一対のリング側部分を有していることにより、次のような利点が得られている。すなわち、複数の羽根車単体を積層する時、一つの羽根車単体の翼が積層する別の羽根車単体のリングに溶着される時、翼端が直立なのでリング表面に直立で接するため、組立の作業性がよく、溶着性も向上している。また、両端の翼平行部（リング側部分）で傾斜がなくなることで、リング表面への流れの集中または分散が抑制され、リング付近の流れが安定する。これにより、空気調和機の吸込口に設置されたフィルタにホコリなどが堆積し圧力損失が増大しても、風速分布が均一化され、逆流が防止できる。そのため、冷房時でも結露することなく高品質な空気調和機が得られる。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

例えば、上記実施の形態１は、各部の前進後退関係を逆転させ、上下逆Ｖ字状ではなくＶ字状に構成した翼を用いて実施することも可能である。

１ 本体、８ 貫流ファン、８ａ 羽根車、８ｂ リング（支持板）、８ｃ、１０８ｃ、２０８ｃ、３０８ｃ 翼、８ｃａ 翼リング近傍部、８ｃｂ 翼リング間中央部、８ｃｃ 翼間部８、９ スタビライザー、１５ａ 外周側端部、１５ｂ 内周側端部、１００ 空気調和機。

Claims (5)

1. 羽根車と、該羽根車を回転可能に支持するシャフトとを備える貫流ファンであって、
   前記羽根車は、複数の支持板と、対応する一対の前記支持板の間に周方向に間隔をおいて配置された複数の翼とを有し、
   前記複数の翼はそれぞれ、対応する一対の前記支持板の間において、外径及び内径が回転軸方向で同一であり、回転方向に対し前進または後退している領域を、少なくとも一つ有している、
   貫流ファン。
2. 前記複数の翼はそれぞれ、対応する一対の前記支持板の間において、少なくとも２つの異なる翼出口角を有している、
   請求項１の貫流ファン。
3. 前記複数の翼はそれぞれ、対応する一対の前記支持板の間において、外径及び内径が回転軸方向で同一であり、回転軸方向にわたって断面形状と翼出口角とが同一であって且つ回転軸方向にわたって回転方向に対し前進または後退している領域を、複数有している、
   請求項１又は２の貫流ファン。
4. 前記複数の翼はそれぞれ、中心断面部を中心に左右対称に形成されており、前記中心断面部から離れる向きに順に、一対の翼リング間中央部８ｃｂ、一対の翼間部８ｃｃ、一対の翼リング近傍部８ｃａを含んでおり、
   前記複数の翼はそれぞれ、前記翼リング間中央部の翼出口角βｂ２及び翼傾斜ずれ角Δ２と、前記翼間部の翼出口角βｂ３及び翼傾斜ずれ角Δ３と、前記翼リング近傍部の翼出口角βｂ１及び翼傾斜ずれ角Δ１とに関し、翼出口角βｂ２＜βｂ１＜βｂ３となり、翼傾斜ずれ角Δ３＜Δ１＜Δ２となるように形成されている、
   請求項３の貫流ファン。
5. 本体内における吸込側風路及び吹出側風路を区画するスタビライザーと、
   前記吸込側風路及び吹出側風路の間に配置された貫流ファンと、
   前記本体内に配置された通風抵抗体と、
   前記貫流ファンから放出された空気を前記本体の吹出口に導くガイドウォールとを備えた空気調和機であって、
   前記貫流ファンは、請求項１〜４の何れか一項の貫流ファンである、
   空気調和機。

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