JP2005016457A - 送風機及び送風機を備えた熱交換ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハブ側15cの羽根15の断面形状が羽根15前縁に丸みを持つ翼型であり、外周側15dの羽根15の断面形状が薄肉の板状であり、羽根15の外周端16を羽根車の流入側に湾曲させることにより、羽根15の外周端16の圧力面側16aから負圧面側16bへ漏れ流れMが回り込む際、形状に沿って回り込むことで剥離せず羽根15の外周端16部で漏れ流れMにより誘因される漏れ渦Sが安定的に形成されるため、漏れ渦Sの乱れによる送風騒音の増加を抑えることができる。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、送風機と、送風機とフィンチューブ型の熱交換器を有して空気と熱交換を行う熱交換ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、建築事情の多様化、近隣騒音への配慮などの消費者意識の高まりなどに伴い、家庭用、業務用の空気調和機、電気給湯機などの室外ユニットは様々な場所に設置され、静粛性が望まれており、それらの室外ユニットに搭載されている送風機とフィンチューブ型の熱交換器からなる空気と熱交換を行う熱交換ユニットについても低騒音化が一層求められてきている。
【0003】
以下、図面を参照しながら、上記従来の熱交換ユニット及び送風機を説明する。
【0004】
図10〜図15に示すように熱交換ユニットの本体1は、箱体2と、箱体2内に設けられた熱交換器3と、箱体2内の熱交換器3の空気吸込側と反対の面に設けられた軸流型の送風機4と、軸流型送風機4の吐出側に設けられたファンガード5とを有する。
【0005】
軸流送風機4は、モータ6と、モータ6にハブ8を取り付けハブ8の周囲に複数の羽根を配設した羽根車7と、羽根車7の周囲を囲むオリフィス9とからなる。
【0006】
羽根車7のハブ8の周囲に設けられた複数の羽根10は、ハブ側10cの同一半径の円筒断面における羽根10の断面形状が羽根10の前縁10aに丸みを持つ翼型であり、外周側10dの同一半径の円筒断面における羽根10の断面形状が薄肉の板状であり、ハブ側10cから外周側10dへの羽根10の断面形状の変化は、ハブ側10cから半径方向の略中央にかけ漸次翼型の肉厚を薄くし半径方向の略中央から外周側10dにかけては略均一の肉厚の薄肉の平板状である。
【0007】
以上のように構成された熱交換ユニット及び送風機について、以下その動作を説明する。
【0008】
まず、熱交換器3の空気吸込側より吸い込まれた空気は、熱交換器3を通過する際に熱交換器3内の冷媒と熱交換し、温度変化する。温度変化した空気はモータ6が羽根車7を所定の回転方向に回転することで、箱体2の熱交換器3の空気吸込側の反対の面に設けられた軸流型送風機4に吸い込まれ、送風機4よりファンガード5を介して箱体2外へ吹き出される。
【0009】
ここで、熱交換器3を通過する際、空気の流れが乱れ、そのまま、羽根車7に吸い込まれるため、羽根10の前縁10aに対する流入気流は不安定となる。さらに、羽根車7の回転による遠心力により羽根車7内部の気流が外周側10dに偏り、ハブ側10cでは流入角が安定しない不安定な流入流れに対し、羽根10の前縁10aに丸みを有する翼型の効果がより発揮され、図14で示すように羽根の負圧面側11cでの大きな剥離を抑え、また、周速も小さいため、翼型により負圧面側11cで増速された吐出流れがファンガード5にて乱れを増加させる影響も外周側10dに比べ遥かに小さい。
【0010】
また、図15で示すように、羽根10の外周側10dでは流入気流が集まりほぼ安定した流入流れとなるので、羽根10の入口角の最適化により外周側10dの前縁10aでの流入気流の流入角と前縁10aの設計入口角が大きく異ならないため、羽根10の外周側10dの薄肉の平板形状でも設計の最適化により流れが大きく剥離せず、かつ、羽根10の負圧面側11d近傍の流速が増速されないので、羽根10の吐出側10bの吐出気流が増速されず、吐出気流がファンガード5の線材を通過する際の吐出気流の乱れが大きくならない。
【0011】
従って、送風機4の羽根10の負圧面側11c、11dでの大きな剥離による送風騒音の増加とファンガード5から発生する流体騒音の増加の両方を抑えられる(特許文献1参照)。
【0012】
【特許文献1】
特開平10−196590号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の送風機4のような構成では、図13で示すように、羽根10の羽根外周端10eで、羽根10の外周側10dが薄肉の平板形状のため、外周端10eの圧力面側12から負圧面側13への漏れ流れMが回り込む際に圧力面側12と負圧面側13の突起状の領線部14で、突起状の形状に沿って回り込まず剥離して乱れるため、羽根10の外周端10e部で漏れ流れMにより誘因される漏れ渦Sが大きく乱れ、送風騒音が増加するという欠点があった。
【0014】
本発明は、上記課題を解決するもので、送風機の羽根の負圧面側での大きな剥離による送風騒音の増加とファンガードから発生する流体騒音の増加の両方を抑えられる共に、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加を抑える送風機及び送風機を備えた熱交換ユニットを提供するものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の発明は、モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端を羽根車の流入側に湾曲しているものであり、外周端の圧力面側から負圧面側へ漏れ流れが回り込む際に羽根車流入側に湾曲した外周端により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦が安定的に形成されるため、漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加を抑える作用を有する。
【0016】
本発明の請求項2に記載の発明は、モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端の負圧面側に凸状のリブを設け、羽根外周端の圧力面側から負圧面側のリブにかけて丸みのある形状としているものであり、外周端の圧力面側から負圧面側へ漏れ流れが回り込む際に羽根外周端の圧力面側から負圧面側のリブにかけて丸みのある形状により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦が安定的に形成され、漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加を抑えると共に、羽根外周端の圧力面側から負圧面側への漏れ流れの増加を抑制し、羽根外周端での漏れ流れ増加による空力性能の低下を抑制する作用を有する。
【0017】
本発明の請求項3に記載の発明は、モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端の負圧面側、圧力面側の両側に凸状のリブを設け、前記圧力面側の凸状のリブと負圧面側の凸状のリブの領線部が滑らかな丸みのある形状としているものであり、外周端の圧力面側から負圧面側へ漏れ流れが回り込む際に羽根外周端の圧力面側の凸状のリブと負圧面側の凸状のリブの領線部が滑らかな丸みのある形状により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、さらにオリフィスと外周端の最小隙間部が増すため漏れ流れが減少し、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦が小さく安定的に形成され、漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加をさらに抑えると共に、羽根外周端の圧力面側から負圧面側への漏れ流れの減少させ、空力性能の向上する作用を有する。
【0018】
本発明の請求項4に記載の熱交換ユニットの発明は、フィンチューブ型の熱交換器と、請求項1から3のいずれか一項に記載の送風機と、前記熱交喚器と前記送風機とを収納する箱体とから成るものであり、送風機の羽根の負圧面側での大きな剥離による送風騒音の増加とファンガードから発生する流体騒音の増加の両方を抑えられる共に、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加を抑え、また、従来と同等の騒音レベルの場合、送風機の空力性能及び熱交換ユニットの熱交換能力を向上させる作用を有する。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下本発明による送風機及び送風機を備えた熱交換ユニットの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成、同一作用については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0020】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における送風機の断面図であり、図2は同実施の形態の送風機の正面図であり、図3は図2のX−X断面図であり、図4は同実施の形態の送風機のハブ側(A−A)円筒断面展開図であり、図5は同実施の形態の送風機の外周側(B−B)円筒断面展開図である。
【0021】
図1〜図5に示すように、羽根車7のハブ8の周囲に複数の羽根15が設けられ、ハブ側15cの同一半径の円筒断面における羽根15の断面形状が羽根15前縁15aに丸みを持つ翼型であり、外周側15dの同一半径の円筒断面における羽根15の断面形状が薄肉の板状であり、ハブ側15cから外周側15dへの羽根15の断面形状の変化は、ハブ側15cから半径方向の略中央にかけ漸次翼型の肉厚を薄くし、半径方向の略中央から外周側15dにかけては略均一の肉厚の薄肉の平板状である。羽根15の外周端16は、羽根車の流入側に湾曲している。
【0022】
以上のように構成された送風機4について、以下その動作を説明する
まず、図4で示すように、熱交換器3を通過する際、空気の流れが乱れ、そのまま、羽根車7に吸い込まれるため、羽根15の前縁15aに対する流入気流は不安定となる。
【0023】
さらに、羽根車7の回転による遠心力により羽根車7内部の気流が外周側15dに偏り、ハブ側15cでは流入角が安定しない不安定な流入流れに対し、羽根15の前縁15aに丸みを有する翼型の効果がより発揮され、図14で示すように羽根15の負圧面側15c2での大きな剥離を抑え、また、周速も小さいため、翼型により負圧面側15c2で増速された吐出流れがファンガード5にて乱れを増加させる影響も外周側15dに比べ遥かに小さい。
【0024】
また、図5で示すように、羽根15の外周側15dでは流入気流が集まりほぼ安定した流入流れとなるので、羽根15の入口角の最適化により外周側15dの前縁15aでの流入気流の流入角と前縁15aの設計入口角が大きく異ならないため、羽根15の外周側15dの薄肉の平板形状でも設計の最適化により流れが大きく剥離せず、かつ、羽根15の負圧面側15d2近傍の流速が増速されないので、羽根15の吐出側15bの吐出気流が増速されず、吐出気流がファンガード5の線材を通過する際の吐出気流の乱れが大きくならない。
【0025】
従って、送風機4の羽根15の負圧面側15c2,15d2での大きな剥離による送風騒音の増加とファンガード5から発生する流体騒音の増加の両方を抑えられる。
【0026】
そして、羽根15の外周端16の圧力面側16aから負圧面側16bへ漏れ流れMが回り込む際に羽根車流入側に湾曲した外周端16により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、羽根15の外周端16部で漏れ流れMにより誘因される漏れ渦Sが安定的に形成されるため、漏れ渦Sの乱れによる送風騒音の増加を抑えることができる。
【0027】
このため、送風機4が搭載された熱交換ユニットの送風騒音の増加を抑制することができる。また、従来と同等の騒音レベルの場合、送風機4の空力性能及び熱交換ユニットの熱交換能力を向上させることができる。
【0028】
尚、本発明の実施の形態では、送風機4を軸流型の送風機として説明したが斜流型の送風機でも同様な効果を得られる。
【0029】
(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2における送風機の正面図であり、図7は同実施の形態の送風機のX−X断面図である。なお、実施の形態1と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0030】
図6、図7に示すように、羽根15の外周端17の負圧面側17bに凸状のリブ18を設けており、羽根15の外周端17の圧力面側17aから負圧面側17bのリブ18にかけて丸みのある形状としている。
【0031】
以上のように構成された送風機4について、以下その動作を説明する。
【0032】
外周端17の圧力面側17aから負圧面側17bへ漏れ流れMが回り込む際に羽根15の外周端17の圧力面側17aから負圧面側17bのリブ18にかけて丸みのある形状により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、羽根15の外周端17部で漏れ流れMにより誘因される漏れ渦Sが安定的に形成され、漏れ渦Sの乱れによる送風騒音の増加を抑えると共に、羽根15の外周端17の圧力面17aから負圧面側17b側への漏れ流れMの増加を抑制し、羽根15の外周端17での漏れ流れM増加による送風機4の空力性能の低下を抑制する。
【0033】
このため、送風機4が搭載された熱交換ユニットの送風騒音の増加と空力性能の低下を抑制することができる。また、従来と同等の騒音レベルの場合、送風機4の空力性能及び熱交換ユニットの熱交換能力をさらに向上させることができる。
【0034】
尚、本発明の実施の形態では、送風機4を軸流型の送風機として説明したが斜流型の送風機でも同様な効果を得られる。
【0035】
(実施の形態3)
図8は、本発明の実施の形態3における送風機の正面図であり、図9は同実施の形態の送風機のX−X断面図である。なお、実施の形態1と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0036】
図8、図9において、羽根15の外周端19の圧力面側19a、負圧面側19bの両側に設けた凸状のリブ20,21を設け、圧力面側19aの凸状のリブ20と負圧面側19bの凸状のリブ21の領線部22が滑らかな丸みのある形状としている。
【0037】
以上のように構成された送風機について、以下その動作を説明する。
【0038】
外周端19の圧力面側19aから負圧面側19bへ漏れ流れMが回り込む際に羽根15の外周端19の圧力面側の凸状のリブ20aと負圧面側の凸状のリブ20bの領線部21が滑らかな丸みのある形状により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、さらにオリフィス9(図示せず)と羽根15の外周端19の最小隙間部が増するため漏れ流れMが減少し、羽根15外周端19部で漏れ流れMにより誘因される漏れ渦Sが小さく安定的に形成され、漏れ渦Sの乱れによる送風騒音の増加をさらに抑えると共に、羽根15の外周端19の圧力面側19aから負圧面側19bへの漏れ流れMの減少させ、空力性能の向上する。
【0039】
このため、送風機4が搭載された熱交換ユニットの送風騒音の増加を抑制し、空力性能の向上することができる。また、従来と同等の騒音レベルの場合、送風機4の空力性能及び熱交換ユニットの熱交換能力を大幅に向上させることができる。
【0040】
尚、本発明の実施の形態では、送風機4を軸流型の送風機として説明したが斜流型の送風機でも同様な効果を得られる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1に記載の発明は、モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端を羽根車の流入側に湾曲しているものであり、外周端の圧力面側から負圧面側へ漏れ流れが回り込む際に羽根車流入側に湾曲した外周端により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦が安定的に形成されるため、漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加を抑えることができる。
【0042】
また、請求項2に記載の発明は、モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端の負圧面側に凸状のリブを設け、羽根外周端の圧力面側から負圧面側のリブにかけて丸みのある形状としているものであり、外周端の圧力面側から負圧面側へ漏れ流れが回り込む際に羽根外周端の圧力面側から負圧面側のリブにかけて丸みのある形状により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦が安定的に形成され、漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加を抑えると共に、羽根外周端の圧力面側から負圧面側への漏れ流れの増加を抑制し、羽根外周端での漏れ流れ増加による空力性能の低下を抑制することができる。
【0043】
また、請求項3に記載の発明は、モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端の負圧面側、圧力面側の両側に凸状のリブを設け、前記圧力面側の凸状のリブと負圧面側の凸状のリブの領線部が滑らかな丸みのある形状としているものであり、外周端の圧力面側から負圧面側へ漏れ流れが回り込む際に羽根外周端の圧力面側の凸状のリブと負圧面側の凸状のリブの領線部が滑らかな丸みのある形状により、形状に沿って回り込むことで剥離せず、さらにオリフィスと外周端の最小隙間部が増すため漏れ流れが減少し、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦が小さく安定的に形成され、漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加をさらに抑えると共に、羽根外周端の圧力面側から負圧面側への漏れ流れの減少させ、空力性能の向上することができる。
【0044】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の送風機と、フィンチューブ型の熱交換器と、前記熱交喚器と前記送風機とを収納する箱体から成るものであり、送風機の羽根の負圧面側での大きな剥離による送風騒音の増加とファンガードから発生する流体騒音の増加の両方を抑えられる共に、羽根外周端部で漏れ流れにより誘因される漏れ渦の乱れによる送風騒音の増加を抑え、また、従来と同等の騒音レベルの場合、送風機の空力性能及び熱交換ユニットの熱交換能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による送風機の実施の形態1の断面図
【図2】同実施の形態の送風機の正面図
【図3】図2のX−X線断面図
【図4】図2のA−A線断面図
【図5】図2のB−B線断面図
【図6】本発明の実施の形態2における送風機の正面図
【図7】図6のX−X線断面図
【図8】本発明の実施の形態3における送風機の正面図
【図9】図8のX−X線断面図
【図10】従来の熱交換ユニットの断面図
【図11】従来の送風機の断面図
【図12】従来の送風機の正面図
【図13】図12のX−X線断面図
【図14】図12のA−A線断面図
【図15】図12のB−B線断面図
【符号の説明】
1 熱交換ユニット
2 箱体
3 熱交換器
4 送風機
5 ファンガード
6 モータ
7 羽根車
8 ハブ
9 オリフィス
15 羽根
15c ハブ側
15d 外周側
16,17,19 外周端
18,20,21 凸状のリブ
22 領線部
Claims (4)
- モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端を羽根車の流入側に湾曲した送風機。
- モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端の負圧面側に凸状のリブを設け、羽根外周端の圧力面側から負圧面側のリブにかけて丸みのある形状とした送風機。
- モータと、前記モータに取り付けられたハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の羽根とからなる羽根車と、前記羽根車の外周を囲むオリフィスと、前記羽根車の吐出側に設けられたファンガードとで構成され、前記羽根のハブ側の羽根断面形状を翼型とし、前記羽根の外周側の羽根断面形状を薄肉の平板状、あるいは薄肉の翼型状にし、前記羽根の外周端の負圧面側、圧力面側の両側に凸状のリブを設け、前記圧力面側の凸状のリブと負圧面側の凸状のリブの領線部が滑らかな丸みのある形状とした送風機。
- 空気との熱交換を行うフィンチューブ型の熱交換器と、請求項1から3のいずれか一項に記載の送風機と、前記熱交喚器と前記送風機とを収納する箱体とから成る熱交換ユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003184193A JP2005016457A (ja) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | 送風機及び送風機を備えた熱交換ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
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