JP6041895B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、送風手段として用いられる貫流ファンを搭載した空気調和機に関するものである。

特許文献１には、回転軸方向に間隔を隔てて配置された少なくとも２つの支持板と、それら２つの支持板の間に、支持板の周方向に間隔を隔てて配置された複数の翼を有する羽根車とを備えた貫流ファンが開示されている。この貫流ファンでは、羽根車における、回転軸に直交する翼断面での複数の翼の外径は略同一である。また、この貫流ファンでは、翼の長手方向の長さを複数の領域に分割した場合、つまり、支持板に隣接する部分を第１領域、翼リング中央部を第２領域、第１領域及び第２領域の間の部分を第３領域、と分割した場合、各領域の翼外周側端部における翼出口角が、第２領域＜第１領域＜第３領域の順に大きくなる構成を有する。

また、特許文献２には、羽根の前縁部から羽根の負圧面に沿って延びるリブが複数設けられた貫流ファンが開示されている。

さらに、特許文献３には、翼それぞれを金属製薄板で凸状に形成し、その凸状の面に、当該凸方向へと立ち上がるような矩形状の複数の切り起し片が設けられた横流ファンが開示されている。これら切り起し片は、翼軸方向に所要ピッチで並設されている。

特許第４８９６２１３号公報（７ページ、［００２４］、［００２５］、図７） 特開２００６−３２９１００号公報（３ページ、［００１７］、図１） 特開平１０−７７９８９号公報（４ページ、［００３７］、図６）

しかしながら、特許文献１に開示の構成では、翼出口角が変化する各領域の間の接続部表面で羽根車の回転軸方向（翼長手方向）への流れが形成され、フィルタへのホコリ堆積による運転状態の変化などに対し、流れが不安定となり、吹出口からファンへの逆流が生じる恐れがある。

また、特許文献２に開示の構成では、リブの形状が翼外周端から羽根車外部に突出していたり、リブの端部が極めて薄く形成されていたりすると、ファン清掃時の作業性が良好ではない問題がある。また、リブの上流側の端部が平坦面を有する場合、流入流れが平坦面で巻き上げられ、それに伴い周囲の流れも巻き上げられることで、翼負圧面における翼弦方向（羽根車回転軸に直交する方向）の流れが乱れ、送風効率が悪化する恐れがある。さらに、かかる送風効率の悪化に起因し、フィルタ等にホコリが付着して高負荷となると、翼面から流れが剥離しやすくなり、不安定な流れとなって騒音が大きくなる恐れがある。

さらに、特許文献３に開示の構成では、金属片のリブが極めて薄く形成されている場合、ファン清掃時の作業性が良好ではない問題がある。また、リブ形成後には、翼面の折り曲げ前のリブに相当する部位に穴が残るので、穴を通過する流れの乱れによる騒音悪化や、翼面の圧力上昇が低下し送風効率の悪化を招く恐れがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、低騒音化並びに送風効率の向上を図ることができる、貫流ファン及び空気調和機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、前記翼は、羽根車回転軸に直交する翼断面が異なっている複数の領域を有し、前記複数の領域は、前記翼において、前記羽根車回転軸の方向に並んでおり、前記翼はさらに、前記複数の領域を連結する連結部を有しており、前記翼は、少なくとも一つのリブを有しており、該リブは、前記連結部に形成されているか、あるいは、該連結部と隣り合う領域において、該連結部からその隣り合う領域の回転軸方向の長さの２０％分まで離れた範囲内に形成されている。
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、低騒音化並びに送風効率の向上を図ることができる。

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。 羽根車の翼１枚に関する、羽根車回転方向逆側表面（翼負圧面）から見た斜視図である。 貫流ファンの翼に関する、図３のＡ−Ａ線による断面図である。 貫流ファンの翼に関する、図３のＣ−Ｃ線による断面図である。 貫流ファンの翼に関する、図３のＣ−Ｃ線による断面図である。 貫流ファンの翼に関する、図３のＣ−Ｃ線による断面図である。 貫流ファンの翼に関する、図３のＢ−Ｂ線による断面図である。 図６の矢印Ｖａからみた図であって、リブが連結部近傍の翼リング近傍部上に設けられている場合の概要図である。 図６の矢印Ｖａからみた図であって、リブが連結部上に設けられている場合の概要図である。 図６の矢印Ｖａからみた図であって、リブが連結部近傍の翼間部上に設けられている場合の概要図である。 図６の矢印Ｖａからみた図であって、リブが連結部近傍における羽根車回転軸方向で異なった位置に設けられている場合の概要図である。 翼と支持板との取付を示す概要図である。 リブが羽根車回転軸方向の一方の連結部近傍の翼リング近傍部上に設けた場合の、図４に相当する斜視図である。 リブが羽根車回転軸方向の一方の連結部近傍の翼リング近傍部上に設けた場合の、図５に相当する斜視図である。 翼断面が別形態の翼にリブを取り付けた場合の、図４に相当する斜視図である。 リブ側面形状が翼負圧面外周側曲面及び内周側曲面に接する端部傾斜形状である場合の一例を示す図である。

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部分断面図、図４は、図３の貫流ファンの羽根車の翼が１枚設けられた状態の斜視概要図で、吹出側風路（羽根車吹出領域）Ｅ２に位置するときの翼圧力面１３ａ側から見た斜視図、図５は、図３の貫流ファンの羽根車の翼が１枚設けられた状態の斜視概要図で、吸込側風路（羽根車吸込領域）Ｅ１に位置するときの翼負圧面１３ｂ側から見た斜視図である。

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。なお、図３における符号Ｖ１は従来の風速分布を、符号Ｖ２は本実施の形態の風速分布を示す。

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直交す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。なお、羽根車は、一つの上記羽根車単体だけからなる態様も含むものである。

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。

図３において、紙面左側の図示部分は、本実施の形態の貫流ファンの羽根車の正面図であり、紙面右側の図示部分は、貫流ファンの羽根車の側面図を示す。また、図６は、図３のＡ−Ａ線による断面図でリブの側面形状を示す。また、図７、図８、図９は、図３における２つの支持板（リング）８ｂ間距離ＷＬに関し、各リング８ｂ表面から羽根車単体８ｄ内方に所定長さＷＬ１である翼リング近傍部８ｃａと、２つのリング８ｂの間の長手方向中心に所定長さＷＬ２である翼リング中央部８ｃｂとの間の所定長さＷＬ３における、翼間部８ｃｃの回転軸に直交するＣ−Ｃ線による断面図である。なお、図７、図８、図９は、一例としての翼断面を示した図である。また、図１０は、図３のＢ−Ｂ線による断面に、Ａ−Ａ線による断面及びＣ−Ｃ線による断面を重ねた図である。Ａ−Ａ線による断面（以下、Ａ−Ａ断面とも称する）は、図３の各リング８ｂ表面から羽根車単体８ｃ内方に所定長さＷＬ１である翼リング近傍部８ｃａの、回転軸に直交する断面である。Ｂ−Ｂ線による断面（以下、Ｂ−Ｂ断面とも称する）は、２つのリング８ｂの間の長手方向中心に所定長さＷＬ２である翼リング中央部８ｃｂの、回転軸に直交する断面である。Ｃ−Ｃ線による断面（以下、Ｃ−Ｃ断面とも称する）は、翼リング近傍部８ｃａと翼リング中央部８ｃｂとの間の所定長さＷＬ３での翼間部８ｃｃの、回転軸に直交する断面である。

図７、図８、図９のように、翼８ｃの外周側端部（外側端部）１５ａ及び内周側端部（内側端部）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８に示すように、翼弦線Ｌの長さはＬｏ（図８では第３領域の翼弦長Ｌｏ３でもある）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７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７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。

図３のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面を重ねた図１０において、翼８ｃの円弧形状の翼外周側端部１５ａの円弧中心Ｐ１と羽根車回転中心Ｏを結ぶ直線Ｏ−Ｐ１の半径Ｒ１は、翼リング近傍部８ｃａ、翼リング中央部８ｃｂ、翼間部８ｃｃともに同じく羽根車回転軸方向で同一半径寸法となり、全翼の外接円の直径となる羽根車有効外径半径は長手方向で同一である。

翼８ｃの回転方向ＲＯ側面（圧力面）１３ａと逆回転側面（負圧面）１３ｂとの肉厚中心線をそり線Ｓｂとし、そり線Ｓｂのうち羽根車回転中心Ｏから所定半径Ｒ０３の位置よりも外周側の部分を、外周側そり線Ｓ１ａとし、そり線Ｓｂのうち羽根車回転中心Ｏから所定半径Ｒ０３の位置よりも内周側の部分を、内周側そり線Ｓ２ａとする。なお、上記の所定半径Ｒ０３（図示せず）の位置とは、翼の出口角が変化する位置である。そして、翼８ｃの翼外周側端部１５ａの円弧中心Ｐ１を通る羽根車回転中心Ｏを中心とした円の接線と、当該円弧中心Ｐ１における翼外周側そり線Ｓ１ａの接線との成す狭角を翼出口角βｂとすると、第１領域（翼リング近傍部８ｃａ）、第２領域（翼リング中央部８ｃｂ）、第３領域（翼リング近傍部８ｃａと翼リング中央部８ｃｂとの間の翼間部８ｃｃ）では、翼出口角が異なる。翼リング中央部８ｃｂの外周側は他の領域よりも最も羽根車回転方向ＲＯに前進し、翼間部８ｃｃの外周側は逆に最も後退した形状で、連結部８ｃｅは隣り合う領域の翼断面形状が徐々に変化する傾斜面で形成されている。つまり、翼８ｃは、一方側のリング８ｂ、翼リング近傍部８ｃａ、連結部８ｃｅ、翼間部８ｃｃ、連結部８ｃｅ、翼リング中央部８ｃｂ、連結部８ｃｅ、翼間部８ｃｃ、連結部８ｃｅ、翼リング近傍部８ｃａ、他方側のリング８ｂの順で５つの領域と４つの連結部８ｃｅで形成され、翼リング近傍部８ｃａ、翼リング中央部８ｃｂ、翼間部８ｃｃ、連結部８ｃｅはそれぞれ所定長さＷＬ１、ＷＬ２、ＷＬ３、ＷＬ４の幅の間では長手方向同一形状で形成されている。

また、図１０において、各領域の翼出口角を第１領域（翼リング近傍部８ｃａ）翼出口角βｂ１、第２領域（翼リング中央部８ｃｂ）翼出口角βｂ２、第３領域（翼リング近傍部８ｃａと翼リング中央部８ｃｂとの間の翼間部８ｃｃ）翼出口角βｂ３とするとき、βｂ２＜βｂ１＜βｂ３となるように形成されている。従って、図４、図５のように翼外周側端部１５ａは第３領域で最も回転方向逆側へ向き、後退した翼断面形状で、第２領域で最も回転方向に前進した翼断面形状となっている。つまり、羽根車回転軸に直交する翼断面が翼の羽根車回転軸方向で隣り合う領域で異なる複数の領域を有している。なお、図１０における符号δは、翼前進角を示し、具体的には、δ１が第１領域の翼前進角を、δ２が第２領域の翼前進角を、δ３が第３領域の翼前進角を示す。また、図１０における符号Ｐ１３は、第３領域の翼先端の円弧中心を示す。

また、図４、図５のように、翼の翼圧力面１３ａ及び翼負圧面１３ｂの羽根車回転軸方向におけるリング８ｂ近傍部である翼リング近傍部８ｃａと隣り合う翼間部８ｃｃとの連結部８ｃｅ近傍の翼リング近傍部８ｃａ上に羽根車回転軸に略直交するように、隣接７する翼へ向け所定高さで立設するリブ１４、１６を形成している。リブ１４、１６は、連結部８ｃｅに形成されているか、あるいは、連結部８ｃｅと隣り合っている連結部８ｃｅの両側の一対の領域のそれぞれにおいて、連結部８ｃｅからその隣り合っている領域の回転軸方向の長さの２０％分まで離れた範囲内に形成されている。すなわち、後述する図１４の例で説明すると、リブ１４、１６は、リブ１４、１６の肉厚中心線ＣＬが、回転軸方向の長さＷＬａで示される範囲であるリブ設置領域に入るように、形成される。このリブ設置領域の長さＷＬａは、連結部８ｃｅ自体の長さＷＬ４と、連結部８ｃｅと隣り合う翼リング近傍部８ｃａの長さＷＬ１の２０％分である０．２×ＷＬ１と、連結部８ｃｅと隣り合う翼間部８ｃｃの長さＷＬ３の２０％分である０．２×ＷＬ３とを合わせた長さである。ただし、ここでいう０．２×ＷＬ１で示す範囲は、翼リング近傍部８ｃａ上の任意に位置での単なる長さではなく、０．２×ＷＬ１で示す範囲の一端は、翼リング近傍部８ｃａと連結部８ｃｅとの境界にあり、０．２×ＷＬ１で示す範囲の他端は、翼リング近傍部８ｃａ上で翼リング近傍部８ｃａと連結部８ｃｅとの境界から０．２×ＷＬ１だけ離れた位置にある。同様に、０．２×ＷＬ３で示す範囲の一端は、翼間部８ｃｃと連結部８ｃｅとの境界にあり、０．２×ＷＬ３で示す範囲の他端は、翼間部８ｃｃ上で翼間部８ｃｃと連結部８ｃｅとの境界から０．２×ＷＬ３だけ離れた位置にある。後述の図１１〜図１４はいずれも、リブ１４、１６が長さＷＬａで示されるリブ設置領域にあるが、特に、図１１は、表裏のリブが共に、０．２×ＷＬ１で示される範囲にある場合の例であり、図１２は、表裏のリブが共に、ＷＬ４で示される範囲にある場合の例であり、図１３は、表裏のリブが共に、０．２×ＷＬ３で示される範囲にある場合の例である。また、図１４は、表裏のリブの一方が０．２×ＷＬ１で示される範囲にあり、表裏のリブの他方が０．２×ＷＬ３で示される範囲にある場合の例である。

前記リブ１４は、図６のように、翼外周側端部１５ａの外径Ｒｔ１と翼内周側端部１５ｂの内径Ｒｔ２との間の領域（その翼における内径Ｒｔ２の仮想円の外側であって外径Ｒｔ１の仮想円の内側の環状の仮想領域）内に形成され、翼負圧面１３ｂ側のリブ１４のリブ外周側端部１４ａは、翼外周側端部１５ａの外径Ｒｔ１と同一面で形成され、リブ１４のリブ内周側端部１４ｂは、内周側端部１５ｂにおける翼弦Ｌに直交する直線よりも翼弦内部側（翼弦に近づく側）に傾斜した形状で形成されている。リブ外周側端部１４ａ及びリブ内周側端部１４ｂにおける立設方向の先端は、共に円弧形状で形成されている。

また、リブ上端部１４ｃは翼弦Ｌに対し直交する方向に翼負圧面１３ｂの曲面を所定距離移動させた曲面で形成されている。リブ上端部１４ｃにおける立設方向の先端は、円弧形状を成している。

また、図１１のように、リブの付け根１４ｄからリブ上端部１４ｃにかけて、翼の最小肉厚である翼外周側端部１５ａの肉厚ｔ１以上で、かつ、翼の最大肉である厚翼弦中央付近の肉厚ｔ３以下で、翼負圧面１３ｂから徐々に肉厚が薄く先細り形状を成している。すなわち、リブ１４の両側の側面１４ｅは、付け根１４ｄから立設方向の先端に向けて間隔が狭くなるように傾斜している。

また、翼圧力面１３ａ側のリブ１６は、図６のように、翼外周側端部１５ａの外径Ｒｔ１と翼内周側端部１５ｂの内径Ｒｔ２との間の領域内に形成され、翼圧力面１３ａ側のリブ１６は、リブ外周端部１６ａが翼外周側端部１５ａの外径Ｒｔ１と同一面で形成され、リブ内周側端部１６ｂは翼弦Ｌに直交する直線よりも翼弦内部側に傾斜した形状で形成されている。リブ外周端部１６ａ及びリブ内周側端部１６ｂにおける立設方向の先端は、共に円弧形状で形成されている。

また、リブ上端部１６ｃは翼弦Ｌに対し直交する方向に翼負圧面１３ｂの曲面を所定距離移動させた曲面で形成されている。リブ上端部１６ｃにおける立設方向の先端は、円弧形状を成している。

また、図１１のように、リブの付け根１６ｄからリブ上端部１６ｃにかけて、翼の最小肉厚である翼外周側端部１５ａの肉厚ｔ１以上で、かつ、翼の最大肉である翼弦中央付近の肉厚ｔ３以下で、翼圧力面１３ａから徐々に肉厚が薄く先細り形状を成している。すなわち、リブ１６の両側の側面１６ｅは、付け根１６ｄから立設方向の先端に向けて間隔が狭くなるように傾斜している。

さらに、翼負圧面側リブ１４、翼圧力面側リブ１６の高さは、両方が設置されることを想定し、図１１〜図１４のように、隣接する翼でのリブが衝突しないように翼ピッチの半分以下で、翼圧力面側リブ１６の高さ＜翼負圧面側リブ１４の高さとなるように形成されている。

また、羽根車８ａは、図１５のように、本発明の翼面にリブが立設された複数の翼８ｃと、翼８ｃがそれぞれ挿入される複数の溝８ｂａを両面に有するリング８ｂとをそれぞれ個別に成形した後、次に、翼８ｃの翼圧力面１３ａと翼負圧面１３ｂの向きが最終的に整列するようにして、リング８ｂの一方面の溝８ｂａに翼８ｃを挿入し、溶着させ固定する。この動作を一度、または複数回行うことで、羽根車単体８ｄを形成する。その後、リング８ｂの他方面の溝８ｂａへ羽根車単体８ｄに固定された翼８ｃを挿入し、溶着させ固定する。この動作を複数回行うことで複数の羽根車単体８ｄを連結し羽根車８ａを形成している。

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。

＜第１の特徴的効果＞
「翼基本断面形状の効果」
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。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。

（１）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。

翼８ｃの翼圧力面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。

（５）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、翼負圧面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、翼負圧面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、円弧半径の異なる内周側曲面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。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を搭載した空気調和機１００を得ることができる。

翼８ｃは、円弧半径Ｒｐ１、Ｒｐ２、Ｒｓ１、Ｒｓ２について、次のような大小関係を満たすように形成するとよい。すなわち、翼８ｃは、Ｒｓ１＞Ｒｐ１＞Ｒｓ２＞Ｒｐ２となるように形成するとよい。この場合、吹出側風路Ｅ２では、翼８ｃが、次のような効果を奏する。

（１０）翼負圧面１３ｂは、外周側曲面Ｂｓ１の円弧半径Ｒｓ１が内周側曲面Ｂｓ２の円弧半径Ｒｓ２より大きく、湾曲の程度が小さい平坦気味の円弧となっている。このため、吹出側風路Ｅ２では、流れが外周側曲面Ｂｓ１の外周側端部１５ａ付近まで沿うこととなり後流渦を小さくすることができる。

（１１）翼圧力面１３ａは、外周側曲面Ｂｐ１の円弧半径Ｒｐ１が内周側曲面Ｂｐ２の円弧半径Ｒｐ２より大きく、湾曲の程度が小さい平坦気味の円弧となるので、流れが翼圧力面１３ａ側に集中せずなだらかに流れるため摩擦損失が小さくできる。

一方、吸込側風路Ｅ１では、翼８ｃが、次のような効果を奏する。

（１２）外周側曲面Ｂｓ１が湾曲の程度が小さい平坦気味の円弧のため急激に流れが転向されない。このため、流れが剥離せず翼負圧面１３ｂに流れを沿わせることができる。

（１３）そして、上記（１０）及び（１１）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を搭載した空気調和機１００を得ることができる。

「翼弦最大反り長さＬｐ、Ｌｓと翼弦長Ｌｏの比Ｌｐ／Ｌｏ、Ｌｓ／Ｌｏとの設定による効果」
まず、図８に示すように、翼圧力面１３ａに接する翼弦線Ｌとの平行線Ｗｐと翼圧力面１３ａとの接点を、最大反り位置Ｍｐとし、翼負圧面１３ｂに接する翼弦線Ｌとの平行線Ｗｓと翼負圧面１３ｂとの接点を最大反り位置Ｍｓとする。また、最大反り位置Ｍｐを通る翼弦線Ｌの垂線との交点を、最大反り翼弦点Ｐｐとし、最大反り位置Ｍｓを通る翼弦線Ｌの垂線との交点を、最大反り翼弦点Ｐｓとする。また、円弧中心Ｐ２と最大反り翼弦点Ｐｐとの距離を、翼弦最大反り長さＬｐとし、円弧中心Ｐ２と最大反り翼弦点Ｐｓとの距離を、翼弦最大反り長さＬｓとする。さらに、最大反り位置Ｍｐと最大反り翼弦点Ｐｐとの線分距離を最大反り高さＨｐとし、最大反り位置Ｍｓと最大反り翼弦点Ｐｓとの線分距離を最大反り高さＨｓとする。そして、翼弦最大反り長さＬｐ、Ｌｓと、翼弦長Ｌｏの比Ｌｐ／Ｌｏ、Ｌｓ／Ｌｏとを以下のように設定することで騒音を低減することができる。

ここで、最大反り位置が外周側すぎると内周側曲面Ｂｓ２が平面に近くなりすぎる。また、最大反り位置が内周側過ぎると外周側曲面Ｂｓ１が平面に近くなりすぎると共に、内周側曲面Ｂｓ２が反りすぎる。このように、翼８ｃにおいて平面に近くなりすぎる部分が生じたり、反りすぎる部分が生じたりすると、吹出側風路Ｅ２で剥離が生じやすく、騒音が悪化してしまう。そこで、本実施の形態では、最適範囲の最大反り位置となるように翼８ｃを形成することとする。

まず、Ｌｓ／Ｌｏ、Ｌｐ／Ｌｏが４０％より小さく、最大反り位置が羽根車内周側に寄っている場合は、翼８ｃの内周側曲面Ｂｓ２、Ｂｐ２の円弧半径が小さいことに相等する。そして、翼８ｃの内周側曲面Ｂｓ２、Ｂｐ２の円弧半径が小さということは、反りが大きくなり急激に湾曲することになる。このため、吹出側風路Ｅ２において、内周側端部１５ｂを通り平面Ｑｓ及び平面Ｑｐを通過した流れは、内周側曲面Ｂｓ２、Ｂｐ２に沿うことができず、剥離して圧力変動が生じる。

また、Ｌｓ／Ｌｏ、Ｌｐ／Ｌｏが５０％より大きく、羽根車外周側に寄っている場合は、翼８ｃの外周側曲面Ｂｓ１、Ｂｐ１の円弧半径が大きいことに相等する。そして、翼８ｃの外周側曲面Ｂｓ１、Ｂｐ１の円弧半径が大きいということは、翼８ｃの反りが小さいこと指す。このため、翼８ｃの外周側曲面Ｂｓ１、Ｂｐ１で流れが剥離し、後流渦が増大してしまう。

さらに、Ｌｐ／Ｌｏ、Ｌｓ／Ｌｏが４０％から５０％の範囲内であっても、Ｌｓ／Ｌｏ＞Ｌｐ／Ｌｏとなっていると、翼負圧面１３ｂの方が翼圧力面１３ａより最大反り位置が外周側にあることとなり、隣り合う翼８ｃ同士の間隔が、内周側端部１５ｂから外周側端部１５ａにかけて増減を繰り返してしまい圧力変動が生じてしまう。

（１４）そこで、本実施の形態では、４０％≦Ｌｓ／Ｌｏ＜Ｌｐ／Ｌｏ≦５０％を満たすように翼８ｃを形成することで、羽根車吸込側、吹出側で翼面での流れの剥離を抑制でき、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を搭載した空気調和機１００を得ることができる。

「最大反り高さの設定による効果」
最大反り高さＨｐ、Ｈｓが大きすぎると、曲面円弧半径が小さく、反りが大きすぎることがあり、最大反り高さＨｐ、Ｈｓが小さすぎると、曲面円弧半径が大きく、反りが小さすぎることがある。また、隣り合う翼８ｃ同士の間隔が広すぎ流れを制御できず翼面で剥離渦が発生し流体異常音が発生したり、逆に狭すぎ風速が増加し騒音が大きくなったりすることがある。そこで、本実施の形態では、最適範囲の最大反り高さとなるように翼８ｃを形成することとする。

Ｈｐ、Ｈｓはそれぞれ翼圧力面１３ａ、翼負圧面１３ｂの最大反り高さなのでＨｓ＞Ｈｐの関係となっている。Ｈｓ／Ｌｏ、Ｈｐ／Ｌｏが１０％より小さい場合には、曲面円弧半径が大きく反りが小さすぎ、隣り合う翼８ｃ同士の間隔が広すぎ流れを制御できず、翼面で剥離渦が発生し流体異常音が発生し、最終的に騒音値が急激に悪化する恐れがある。逆に、Ｈｓ／Ｌｏ、Ｈｐ／Ｌｏが２５％より大きい場合には、隣り合う翼同士の間隔が狭すぎ風速が増加し、急激に騒音が悪化する恐れがある。

（１５）そこで、本実施の形態では、２５％≧Ｈｓ／Ｌｏ＞Ｈｐ／Ｌｏ≧１０％を満たすように翼８ｃを形成することで、羽根車吸込側、吹出側で翼面での流れの剥離を抑制でき、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を搭載した空気調和機１００を得ることができる。

「直線部Ｑの翼弦長さＬｆと翼弦長Ｌｏとの関係による効果」
内周側曲面Ｂｐ２と平面Ｑｐとの接続位置（第１接続位置）及び内周側曲面Ｂｓ２と平面Ｑｓとの接続位置（第２接続位置）に接するように描かれる内接円の中心をＰ４（図９参照）とする。翼８ｃのうち直線部Ｑより外周側であって、内周側曲面Ｂｐ２及び内周側曲面Ｂｓ２との間を通る翼８ｃの中心線を肉厚中心線Ｓｂとする。また、中心Ｐ４と円弧中心Ｐ２とを通る直線を延長線Ｓｆとする。肉厚中心線Ｓｂの中心Ｐ４における接線をＳｂ１とする。接線Ｓｂ１と延長線Ｓｆとのなす角度を屈曲角度θｅとする。さらに、円弧中心Ｐ２を通る翼弦線Ｌの垂線と、中心Ｐ４を通る翼弦線Ｌの垂線との距離を直線部翼弦長さＬｆとする。翼の最大肉厚部における内接円の中心Ｐ３とする。中心Ｐ３を通る翼弦線に対する垂線と翼弦線との交点をＰｔとする。中心Ｐ３を通る翼弦線Ｌの垂線と、円弧中心Ｐ２を通る翼弦線Ｌの垂線との距離を最大肉厚部長さＬｔ（図９では第３領域の翼弦長Ｌｔ３が図示）とする。

翼８ｃの内周側端部１５ｂの直線部Ｑの翼弦長さＬｆが翼弦長Ｌｏに対し大きすぎると、結果的に直線部Ｑより外周側の外周側曲面Ｂｐ１、Ｂｓ１及び内周側曲面Ｂｐ２、Ｂｓ２の円弧半径が小さく反りが大きくなる。このため、流れが剥離傾向となり損失が増加しファンモータ入力が増加する。加えて、翼８ｃ同士の間の距離が内周側から外周側で極端に変化し圧力変動が発生するため、騒音が大きくなる。

逆に、直線部Ｑの翼弦長さＬｆが翼弦長Ｌｏに対し小さすぎ、翼の内周側が殆ど曲面だけとなると、内周側端部１５ｂで流れが衝突後、翼負圧面１３ｂで負圧が生じないため再付着せず剥離し騒音が大きくなる問題が生じる。特にフィルタ５にホコリの堆積が進み通風抵抗が増加した場合には、かかる問題が顕著に生じる。

これに関しては、本発明者の検討によれば、Ｌｆ／Ｌｏが３０％以下であれば、ファンモータ入力の増加を抑えることができ、さらに、Ｌｆ／Ｌｏが５％以上３０％以下であれば、騒音の増大も抑えることできる。

（１６）そこで、本実施の形態では、３０％≧Ｌｆ／Ｌｏ≧５％を満たすように翼８ｃを形成することで、羽根車吸込側、吹出側で翼面での流れの剥離を抑制でき、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を搭載した空気調和機１００を得ることができる。

「屈曲角度θｅの設定による効果」
翼８ｃの羽根車内周側に形成した直線部Ｑの表面である平面Ｑｓ、Ｑｐで形成された直線部Ｑが、羽根車外周側の多重円弧形状部に対し接することにより、または、羽根車回転方向へ屈曲することにより、内周側端部１５ｂの翼肉厚ｔ２が厚肉でも直線表面がない場合に比べ翼負圧面１３ｂへ流れを向けることで内周側端部１５ｂから羽根車内部へ流入する時の後流渦を抑制できる。しかし、屈曲角度が大きすぎると逆に後流渦幅が拡大したり、又は吹出側風路Ｅ２において、内周側端部１５ｂで剥離が大きく発生したりし、効率が悪化しファンモータ入力が増加してしまう恐れがある。

屈曲角度θｅがマイナスである場合、すなわち反回転方向に屈曲する場合には、吹出側風路Ｅ２において、圧力面側である平面Ｑｐで流れが衝突し、負圧面側である平面Ｑｓで剥離してしまい、流れが失速してしまう。また、屈曲角度θｅが１５°より大きくなると、吸込側風路Ｅ１において、直線部Ｑの圧力面側の表面である平面Ｑｐで流れが急激に曲げられ、且つ、流れが集中し風速が増加してしまう。さらに直線部Ｑの負圧面側の表面である平面Ｑｓで流れが剥離してしまい後流渦が大幅に拡大放出され損失が増大する。

（１７）そこで、本実施の形態では、０°≦θｅ≦１５°を満たすように翼８ｃを形成することで、羽根車吸込側、及び吹出側で翼面での流れの剥離を抑制でき、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を搭載した空気調和機１００を得ることができる。

「Ｌｔ／Ｌｏの設定による効果」
翼８ｃの最大肉厚部が翼弦線Ｌの中点より羽根車外周側の場合（つまりＬｔ／Ｌｏが５０％より大きい場合）には、翼８ｃの負圧面と、この翼８ｃと隣り合う翼８ｃの圧力面とに接するように描かれる内接円の直径であらわされる翼間距離が狭くなる。これにより、通過風速が増加し、通風抵抗が増加し、ファンモータ入力が増加してしまう。

また、最大肉厚部が内周側端部１５ｂ寄りにある場合には、吹出側風路Ｅ２において、内周側端部１５ｂで流れが衝突後、再付着せず下流側の外周側曲面Ｂｐ１、Ｂｓ１まで剥離し通過風速が増加し損失が増加し、ファンモータ入力が増加してしまう。

（１８）そこで、本実施の形態では、４０％≦Ｌｔ／Ｌｏ≦５０％を満たすように翼８ｃを形成することで、羽根車吸込側、吹出側で翼面での流れの剥離を抑制でき、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を搭載した空気調和機１００を得ることができる。

「３次元翼（翼断面が回転軸方向で異なる形状）の効果」
（１９）貫流ファンの羽根車回転軸方向である長手方向において、羽根車回転軸に直交する翼断面図における翼の外周端部の外径は略同一であるので、従来のように外径が羽根車回転軸方向で異なるような翼形状に比べ、羽根車吸込領域と吹出領域を分離するスタビライザーでの漏れ流れを抑制でき効率向上できる。

（２０）また、一対の支持板の間で翼を長手方向で複数の領域に分割し、羽根車に形成した状態での支持板に隣接する両端部の領域を第１領域、翼リング中央部を第２領域、第１領域と第２領域との間の前記翼リング中央部両側に配設する第３領域とした場合、前記各領域は翼出口角が異なる形状で適正な翼出口角とすることで、流れの剥離を抑制し低騒音化できる。よって、長手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機が得られる。

「リブ形状の効果」
（２１）翼の翼圧力面１３ａ及び１３ｂの羽根車回転軸方向におけるリング８ｂ近傍部である翼リング近傍部８ｃａと隣り合う翼間部８ｃｃとの連結部８ｃｅ近傍の翼リング近傍部８ｃａ上に羽根車回転軸に略直交し、隣接する翼へ向け所定高さで立設するリブ１４、１６を形成しているので、リブが無い場合は連結部８ｃｅで隣り合う異なる翼断面の翼の表面を流れる流れが羽根車回転軸方向に揺れ不安定となり、一部の領域に流れが集中し高風速となり、逆に流れが剥離気味となり低風速で乱れる恐れがあったが、風速の均一化や乱れの抑制を図れるので、貫流ファンの低騒音化並びに送風効率の向上によるモータ入力の低減が図れ、静粛で省エネな貫流ファン及びそれを搭載した空気調和機が得られる。

なお、図１６、１７には、羽根車回転軸方向で、リブが片方のみ形成された一例を示しているが、片方のみに形成した場合でも支持板と翼リング近傍部での流れの効果は、少なくともリブ無しの場合に比べ効果は得られる。

図１８に、別の翼の形態を示している。羽根車単体において、回転軸方向中央部の翼リング中央部８ｃｂの翼弦長が翼リング近傍部８ｃａよりも長い形態で、この領域の間は徐々に形状が変化する傾斜面で形成されている連結部で接続され形成されている。このような形態でも、上記の基本的な形態の場合と同様な効果が得られ、少なくとも翼断面が異なる領域の間にリブを設けることで効果が得られる。

＜第２の特徴的効果＞
また、連結部８ｃｅは隣り合う翼断面形状が徐々に変化する傾斜面であるので、翼面上の流れに、羽根車回転軸方向の急激な変化が生じないので、すなわち、段差による乱れが生じない。また、応力集中が回避できるので翼の破損の恐れも無くなり強度向上が図れる。

また、流れ方向で風速分布が均一化され、局所的に高風速域が無くなるので負荷トルクが低減するためモータの消費電力が低減できる。また下流側に配設される風向ベーンにも局所的な高速流が当たらないので通風抵抗が低減し、さらに負荷トルクが低減できる。

さらに、風向ベーンへの風速が均一化し局所的に高速な領域が無くなるので風向ベーン表面での境界層乱れによる騒音も低減できる。

このように、本発明の翼形状は、羽根車外周側及び内周側の両方において、剥離防止や風速分布の均一化などを図れることで、高効率で低騒音な貫流ファン、及びそれを搭載した省エネで静粛な貫流ファン８を搭載した空気調和機１００を得ることができる。

＜第３の特徴的効果＞
リブは、翼外周側端部の外径と翼内周側端部の内径との間の領域内に形成されるので、外周側はリブがありながら良好な作業性を確保でき、かつ羽根車の吸込流れを乱さないので低騒音化が図れる。また内周側も羽根車吹出領域を翼が回転通過しているとき、リブが内周側に突出しないため翼の入口側の流れを乱さないので低騒音化が図れる。さらに、リブが翼の外周側端部から内周側端部の両方にまたぐように形成されているので、外周側のみ設置や内周側のみ設置した場合、リブが無くなる下流側でリブによる流れの規制が無くなるため、一挙に流れが不安定になり翼表面から流れが剥離する現象を抑制できる。よって、低騒音な貫流ファン及びそれを搭載した空気調和機を得られる。

＜第４の特徴的効果＞
前記リブの変形例として図１９のように、翼外周側端部の外径と翼内周側端部の内径との間の領域内において、翼負圧面側リブ１４のリブ外周側端部１４ａ及びリブ内周側端部１４ｂは、それぞれ円弧形状の翼外周側端部１５ａ及び翼内周側端部１５ｂに接する傾斜面で、かつ翼負圧面側リブ１４の先端を円弧形状で形成した場合、リブ外周側端部及びリブ内周側端部に流れがそれぞれ流入する時、流れの衝突が抑制されるので、下流側へ向かうにつれ後流幅の発達が抑制でき、乱れを抑制できるので、低騒音化できる。よって、低騒音な貫流ファン及びそれを搭載した空気調和機を得られる。

＜第５の特徴的効果＞
前記リブの肉厚は、翼の最小肉厚以上、最大肉厚以下であるので、最小肉厚より薄肉による樹脂成形時における成形金型での樹脂湯回りが悪くなることや、最大肉厚より厚肉によるヒケが生じることを防止できるので、成形性が向上し、形状のバラツキによる送風性能の変化が小さくできる。よって、高品質な貫流ファン及びそれを搭載した空気調和機が得られる。

＜第６の特徴的効果＞
前記リブの肉厚は、翼面から先端へ向け先細り形状で、かつ翼の外周側及び内周側の先端は円弧形状であるので、成形での離型の際、翼が金型に食い込み破損する恐れが無くなり、成形性が向上する。また、先端がエッジでなく円弧形状なので、貫流ファンを掃除するとき、シャープエッジではないので作業者に過度な緊張を強いることなく良好な作業性が確保され、また流れが流入した場合、滑らかに流入するので乱れが起きず低騒音化が図れる。よって、製造性が高く、安全性も高く、低騒音な貫流ファン及びそれを搭載した空気調和機が得られる。

＜第７の特徴的効果＞
また、リブ高さは、少なくとも隣接する翼ピッチの半分以下であるので、リブが翼の圧力面、負圧面の両方に配置される場合、羽根車回転軸方向で同一回転軸方向位置にリブが設置された時に、互いに干渉せず破損の恐れがない。また、それらのリブが回転軸方向で異なる位置で、それぞれ連結部付近に設置されると、リブ間での隙間が狭くなり通過風速が局所的に高速となるため流体異常音が発生することが無くなり、品質が保たれる。よって、高品質な貫流ファン及びそれを搭載した空気調和機が得られる。

＜第８の特徴的効果＞
翼表面の羽根車回転方向の逆側である翼負圧面は、翼圧力面に比べ不安定な流れになりやすく、この翼負圧面では、連結部で隣り合う異なる翼断面の翼の表面を流れる流れが羽根車回転軸方向に揺れ不安定となり、一部の領域に流れが集中し高風速となり、逆に流れが剥離気味となり低風速で乱れる恐れがあるところ、本実施の形態では、リブを翼負圧面に形成することで、リブにより風速の均一化や乱れの抑制を図ることができる。

＜第９の特徴的効果＞
また、リブを翼表面の羽根車回転方向側である翼圧力面に形成した場合、隣り合う翼の領域で、羽根車回転方向に対し、前進している領域から後退している領域へ流れが移動してしまう現象を抑え、各領域で流れを羽根車回転軸の直交方向へ導風するので、圧力上昇を阻害せず安定した流れが形成される。よって、送風効率が向上し、ファンモータ入力が低減し、省エネな貫流ファン及びそれを搭載した空気調和機が得られる。

＜第１０の特徴的効果＞
リブを翼表面の羽根車回転方向側（翼圧力面側）、回転方向逆側（翼負圧面側）の両方に形成した場合、翼負圧面において、流れは連結部で隣り合う異なる翼断面の翼表面上の流れが羽根車回転軸方向に揺れる不安定流れ現象が抑制され、かつ翼負圧面、翼圧力面の両方では、隣り合う翼の領域で、羽根車回転方向に対し、前進している領域から後退している領域へ流れが移動してしまう現象を抑え、各領域で流れを羽根車回転軸の直交方向へ導風するので、圧力上昇を阻害せず安定した流れが形成される。また、両翼面にリブが形成されることで、さらに支持板とリブとの間の空間が仕切られることで、支持板近傍で別途翼間流路が形成されるので流れが規制され不安定現象が抑制される。よって、送風効率が向上し、ファンモータ入力が低減し、不安定現象による圧力変動が抑制される。その結果、省エネで低騒音な貫流ファン及びそれを搭載した空気調和機が得られる。

＜第１１の特徴的効果＞
翼表面の羽根車回転方向側、逆側の両方に形成したリブの高さは、羽根車回転方向側面（翼圧力面側）に対し逆側（翼負圧面側）の方を高く形成することで、すなわち、不安定流れが生じやすい翼負圧面側の方を高く形成することで、不安定な流れが規制される。これは、同時に、もともと翼面で回転軸に直交方向の翼弦方向流れが形成しやすい翼圧力面でリブ高さを低くすることにもなり、流れの干渉を抑制し、リブ同士の接近しすぎによる隙間での高速流による流体異常音を抑制できる。よって、聴感の滑らかで静粛な貫流ファン及びそれを搭載した空気調和機を得られる。

＜第１２の特徴的効果＞
また、リブは、翼圧力面、負圧面で羽根車回転軸方向位置が異なるように形成した。羽根車の翼断面形状は、回転方向に凸形状となる前進領域と、回転方向に凹形状となる後退領域が、羽根車回転軸方向で見ると交互に現れるように形成されている。また、前進領域と後退領域との間は、連結部にて接続されている。このような翼形状にリブを設置する場合は、リブを翼圧力面と負圧面とで異なる形状にしている。リブは、翼圧力面側及び負圧面側の何れにおいても、連結部、または連結部近傍の前進領域にリブを設けている。これにより、翼圧力面及び翼負圧面では、圧力の高い前進領域から、相対的に圧力の低い後退領域への流れを抑制することが出来る。加えて、翼負圧面では、リブが翼面に鈍角で接続するように形成することで、局所的に空間が狭くなることを抑制し、その位置で流れが局所的に高速になることを抑制している。これにより風速分布の均一化が図れる。その結果、低騒音化及び流れの漏れ抑制による送風効率向上が図れ、低騒音並びに高効率な貫流ファン及びそれを搭載した空気調和機が得られる。

＜第１３の特徴的効果＞
翼の成形方法としては、成形金型を羽根車径方向に放射状に移動して離型する方法と、成形金型を羽根車回転方向に回転させた後に羽根車径方向に移動して離型する方法とがある。両方法とも、成形金型を移動させる為に翼端部がエッジ形状になるという形状的制約があった。このような制約により、翼上のながれが剥離しやすくなり、その結果騒音が発生するという問題が起きていた。これに対し、本実施の形態では、翼と支持板とをそれぞれ個別に成形し、支持板の外周側の両面に、翼を挿入し固着する溝部を有し、支持板に前記複数の翼を挿入、固着することで羽根車を形成する。このため、上記の従来の問題を伴わない成形が可能で、自由設計が可能となり、さらなる高効率化、低騒音化が可能となる。よって、低騒音で高効率な貫流ファン及びそれを搭載した空気調和機が得られる。

＜第１４の特徴的効果＞
上述した翼面にリブを形成した貫流ファンを、空気調和機に搭載することで、高効率、低騒音、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。

本発明は、熱交換器や空気清浄フィルタなどの通風抵抗体と、羽根車と、吸込側流路及び吹出側流路を分離するスタビライザーと、羽根車の吹出側に設けられた渦巻状のガイドウォールとを有する装置に広く適用することができ、モータ入力の低減、翼面剥離による流体異常音の低減、騒音値の低減、安全性の向上が図れる。その結果、高効率且つ省エネで、聴感が良く低騒音で静粛で、羽根車が結露し外部に結露水を放出することを防止でき、高品質な空気調和機を得ることができる。また、本発明は、翼の正圧面及び負圧面の何れか一方にのみ前述したリブを設けた態様として実施することも可能であろう。

１ 本体、５ フィルタ（通風抵抗体）、７ 熱交換器（通風抵抗体）、８ 貫流ファン、８ａ 羽根車、８ｂ リング（支持板）、８ｂａ 溝、８ｃ 翼、８ｃａ 翼リング近傍部（第１領域）、８ｃｂ 翼リング中央部（第２領域）、８ｃｃ 翼間部（第３領域）、８ｃｅ 連結部、８ｆ ファンシャフト、９ スタビライザー、１０ ガイドウォール、１２ａ モータシャフト、１３ａ 翼圧力面、１３ｂ 翼負圧面、１４ リブ、１４ａ リブ外周側端部、１４ｂ リブ内周側端部、１５ａ 翼外周側端部、１５ｂ 翼内周側端部、１６ リブ、１６ａ リブ外周端部、１６ｂ リブ内周側端部、１００ 空気調和機。

Claims (14)

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、
   前記翼は、羽根車回転軸に直交する翼断面が異なっている複数の領域を有し、
   前記複数の領域は、前記翼において、前記羽根車回転軸の方向に並んでおり、
   前記翼はさらに、前記複数の領域を連結する連結部を有しており、
   前記翼は、少なくとも一つのリブを有しており、該リブは、前記連結部に形成されている、
   貫流ファン。
2. 前記翼は、前記複数の領域として、少なくとも一対の第１領域と、第２領域と、少なくとも一対の第３領域とを含んでおり、
   前記第１領域はそれぞれ、羽根車に形成した状態での支持板に隣接する部分であり、
   前記第２領域は、対応する一対の前記第１領域の間にある部分であり、
   前記第３領域はそれぞれ、前記対応する一対の前記第１領域の間にあって、且つ、前記第２領域と対応する前記第１領域との間にあり、
   前記第１領域と前記第３領域、及び、前記第２領域と前記第３領域は、それぞれ、前記連結部によって連結されており、
   前記第１領域における翼出口角、前記第２領域における翼出口角、前記第３領域における翼出口角は相互に異なっている、
   請求項１の貫流ファン。
3. 前記連結部は対応する隣り合う前記領域における翼断面形状が徐々に変化した傾斜面で形成されている、
   請求項１又は２の貫流ファン。
4. 前記リブは、翼外周側端部の外径と翼内周側端部の内径との間の領域内に形成されている、
   請求項１乃至３の何れか一項の貫流ファン。
5. 前記リブの肉厚は、翼の最小肉厚以上であって最大肉厚以下である、
   請求項１乃至４の何れか一項の貫流ファン。
6. 前記リブの肉厚は、翼面から先端へ向け先細り形状であり、
   リブ外周側端部の先端及びリブ内周側端部の先端は、円弧形状に形成されている、
   請求項１乃至５の何れか一項の貫流ファン。
7. 前記リブのリブ高さは、隣接する翼ピッチの半分以下である、
   請求項１乃至６の何れか一項の貫流ファン。
8. 前記リブは、翼表面のうち、少なくとも羽根車回転方向の逆側である翼負圧面に形成されている、
   請求項１乃至７の何れか一項の貫流ファン。
9. 前記リブは、翼表面のうち、少なくとも羽根車回転方向側である翼圧力面に形成されている、
   請求項１乃至７の何れか一項の貫流ファン。
10. 前記リブは、翼表面のうち、羽根車回転方向の逆側である翼負圧面と、羽根車回転方向側である翼圧力面との双方に形成されている、
    請求項１乃至７の何れか一項の貫流ファン。
11. 前記翼負圧面に形成された前記リブの高さは、前記翼圧力面に形成された前記リブの高さよりも高い、
    請求項１０の貫流ファン。
12. 前記翼負圧面に形成された前記リブの羽根車回転軸方向の形成位置と、前記翼圧力面に形成された前記リブの羽根車回転軸方向の形成位置とは、相互に異なっている、
    請求項１０又は１１の貫流ファン。
13. 前記複数の支持板と前記複数の翼とはそれぞれ個別に成形されており、
    前記支持板の側面には、対応する前記複数の翼を挿入する溝部が形成されており、
    前記複数の翼は、対応する前記溝部に挿入され該溝部に固着されている、
    請求項１乃至１２の何れか一項の貫流ファン。
14. 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乃至１３の何れか一項の貫流ファンである、
    空気調和機。

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