JPH05288196A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファン構造の改善により、運転騒音の低減及
びファン効率の向上を図る。 【構成】 翼後縁部３a寄りの外側に、翼端３bと径方向
に所定間隔をもってこれを囲繞するようにしてファンガ
イド１１を配置する一方、上記軸流ファンあるいは斜流
ファン２の翼後縁部３aで且つ上記ファンガイド１１よ
りも吹出側寄りの外周部に、環状体で構成され且つその
入口端６aを軸方向外方に向って拡径変化させてなる環
状部材６を、該入口端６aが上記ファンガイド１１の口
縁部１１aに対して所定隙間をもって対向させた状態で
嵌装固定したもの。かかる構成により、翼端における空
気流の回り込みによる翼端渦の発生が上記環状部材６に
よって防止され該翼端渦による運転騒音の低減が図れる
とともに、上記隙間１０を通って逆流する逆流空気流が
該隙間１０内において整流されることで該環状部材６の
入口端６aにおける空気流の乱れが抑制され、運転騒音
の低減及びファン効率の向上が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、空気調和機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来一般の空気調和機に使用される軸流
あるいは斜流ファンにおいては、該ファンの翼後縁部の
外周側に翼外周面と所定間隔をもってこれを囲繞するよ
うにしてファンガイドを配置しているが、このような構
成とした場合には、固定配置されるファンガイドの口縁
部と回転するファンの外周面との間には必ず隙間が存在
することから、翼後縁部においてはこの隙間を通して正
圧側から負圧側への回り込む翼端流により翼端渦が発生
し、これが運転騒音の発生原因の一つとなっていた。

【０００３】このような翼端渦に起因する運転騒音を防
止するものとして、例えば実開昭６３ー１２０９６号公
報に開示されるように、翼後縁部の外周に環状部材を設
けることが提案されている。

【０００４】即ち、このものは、ファンの翼外周面とフ
ァンガイドとの間の隙間は小さくすることはできても、
これを完全に無くすることは不可能であること、またこ
の隙間を無くすることができないのであれば翼端をその
正圧側から負圧側へ回り込む翼端流そのものを防止すれ
ば良いこと、等の観点から、図９に示すように、ファン
２０の翼２１の翼後縁部２１aの外周に、円弧状断面形
状を有する環状部材２６を取り付けてこれを該ファン２
０と一体的に回転させるようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
ファン２０の翼後縁部の外周に環状部材２６を設けた場
合には、翼端流による翼端渦の発生は抑えられるもの
の、該環状部材２６とファンガイド２５の口縁部との間
には依然として隙間２７が存在していることから、図９
に流線Ａで示すように、この隙間２７を通って空気の逆
流現象が生じ、この逆流空気流によって該環状部材２６
の入口端２６a側に乱れが発生する。この場合、この環
状部材入口端２６aにおける乱れた空気流がそのまま翼
２１側に流入することから、運転騒音が大きくなるとと
もに、流速分布がファン２０の径方向内側に偏る偏流状
態が生じてファン効率が低下するとともに、ファンの必
要風量を確保しようとすればそれだけファン回転数を高
めなければならず、逆に運転騒音が増加することとな
り、いずれにしても好ましいものではなかった。

【０００６】そこで本願発明では、環状部材によって翼
端渦の発生を防止する構造のファンを備えた空気調和機
において、運転騒音のより一層の低減及びファン効率の
向上による空気調和機の性能向上を図ることを目的とし
てなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として、請求項１記載の発
明では図２〜図７に例示するように、周方向に複数の翼
３,３,・・を備えた軸流ファンあるいは斜流ファン２の
吸込側あるいは吹出側に熱交換器５を配置してなる空気
調和機において、上記軸流ファンあるいは斜流ファン２
の翼後縁部３a寄りの外側に、翼端３bと径方向に所定間
隔をもってこれを囲繞するようにしてファンガイド１１
を配置する一方、上記翼後縁部３aの上記ファンガイド
１１よりも吹出側寄りの外周部に、環状体で構成され且
つその入口端６aを軸方向外方に向って拡径変化させて
なる環状部材６を、該入口端６aを上記ファンガイド１
１の口縁部１１aに対して所定隙間１０をもって対向せ
しめた状態で嵌装固定したことを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明では、図２〜図７に例
示するように、請求項１記載の空気調和機において、上
記環状部材６の入口端６aを円弧状断面に形成したこと
を特徴としている。

【０００９】請求項３記載の発明では、図５及び図６に
例示するように、請求項１または２記載の空気調和機に
おいて、上記環状部材６の入口端６aに、上記ファンガ
イド１１との間に所定の隙間１０をもった状態で上記入
口端６aから径方向外方へ延出する延出部６１を連続形
成したことを特徴としている。

【００１０】

【作用】本願各発明ではかかる構成とすることによって
それぞれ次のような作用が得られる。

【００１１】 請求項１記載の発明では、ファンガイ
ド１１よりも吹出側に位置する翼後縁部の外周に環状部
材を取り付けているので、該翼後縁部の外周側における
正圧側から負圧側への空気の回り込みを阻止することが
でき、これにより翼端における翼端渦の発生が防止され
るものである。

【００１２】また、上記環状部材６の入口端６aが吸込
側に拡径する形状とされるとともに、これが上記ファン
ガイド１１の口縁部１１aに対して所定隙間１０をもっ
て対向せしめられていることから、該ファンガイド口縁
部１１aにより縮流状態で吹き出される空気流の負圧吸
引作用により該隙間１０を通して外部から吹出風側に向
けて逆流する空気流が生じるが、この逆流空気流は、隙
間１０を通ることで整流されることから、該逆流空気流
による環状部材６の入口端６a部分における空気流の乱
れが可及的に抑制されることになる。このため、翼後縁
部３aに近い翼端３b部分から流入して該翼後縁３a側に
流れる逆流空気流が該翼端３b側を通過する場合に生じ
る騒音が可及的に低減されることになる。

【００１３】また、この逆流空気流は、環状部材６の入
口端６aが吸込側に向って拡径変化する形状とされてい
ることからこの入口端６aの内面のコアンダ効果によっ
て該内面に沿った流れとされるが、この場合、該逆流空
気流は上記隙間１０を通ることで縮流作用を受けその流
速が速くなっていることから、該環状部材６の内面から
の剥離が可及的に抑制され、吹出空気の流速分布は径方
向外方側へ偏った状態とされる。

【００１４】 請求項２記載の発明では、上記記載
の作用に加えて、上記環状部材６の入口端６aが円弧状断
面に形成されていることから、逆流空気流に対するコア
ンダ効果がより一層確実ならしめられ、環状部材６の内
面に沿った流れがより一層整流化されるものである。

【００１５】 請求項３記載の発明では、上記記載
の作用に加えて、環状部材６の入口端６aに、上記ファ
ンガイド１１との間に所定の隙間１０をもった状態で延
出部６１が設けられ、該延出部６１とファンガイド１１
との間においても逆流空気流に対する整流作用が行なわ
れることから、該環状部材６の入口端６a部分における
逆流空気流の乱れがより一層抑制されるものである。

【００１６】

【発明の効果】従って、本願各発明の空気調和機によれ
ば、ファン２の翼後縁部の外周に環状部材６を設けたこ
とによる翼端渦の発生防止作用と、該環状部材６とファ
ンガイド１１との間の隙間１０を通って流れる乱れの低
減された逆流空気流により翼端３b部分に生じる騒音の
発生抑制作用との相乗的作用として、運転騒音が可及的
に低減されその静粛運転が実現されるものである。

【００１７】また、逆流空気流が整流状態で且つ縮流と
して高速で流れることにより環状部材６の入口端６a部
分における空気流の剥離が可及的に抑制され、吹出空気
の流速分布の径方向内側への偏流が抑制されることで、
ファン効率のより一層の向上が図れ、それだけ空気調和
機の能力向上に寄与できるものである。尚、この場合、
空気調和機の要求能力を同じとした場合には、得られる
ファン静圧が高い分だけファン回転数を低下させて運転
騒音の低下を図ることができるものである。

【００１８】さらに、特に請求項２記載の空気調和機に
おいては、環状部材６の入口端６a部分におけるコアン
ダ効果がより一層確実ならしめられ、環状部材６の内面
に沿った流れの整流化が促進されることから、運転騒音
の静粛化及びファン効率のより一層の向上が図れるもの
である。

【００１９】また、特に請求項３記載の空気調和機によ
れば、環状部材６の入口端６aに形成した延出部６１と
これに対向するファンガイド１１とによる逆流空気流に
対する整流作用の促進により、ファン効率のより一層の
向上が図れるという効果が得られるものである。

【００２０】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいて本願
発明の空気調和機を具体的に説明する。

【００２１】第１実施例 図１には、本願の請求項１及び２記載の発明の実施例に
かかる空気調和機Ｚ₁が示されている。この空気調和機
Ｚ₁は、室外機として使用されるものであって、ケーシ
ング１内に熱交換器５と軸流ファンで構成される後述の
ファン２とを横方向に前後して配置し、上記ケーシング
１の一方側から吸い込んだ空気を熱交換器５において熱
交換させた後、これをケーシング１の他方側から吹き出
すようにしたいわゆる側面吹出式空気調和機である。

【００２２】上記ファン２は、ハブ７の外周に所定ピッ
チで翼３,３,・・を複数枚取り付けるとともに、該翼後
縁部３aの外周に後述する環状部材６を取り付けて構成
されている。この環状部材６は、図２に拡大図示するよ
うに、所定長さの筒体で構成されるものであり、その一
端はこれを軸方向外方に向って拡径するフレア状に形成
して入口端６aとする一方、他端はこれを筒状のままと
して出口端６bとしている。そして、この環状部材６
は、その入口端６aを吸込側に向けた状態で且つ該入口
端６aを各翼３,３,・・の翼後縁部３a,３a,・・間に跨
がらせた状態で嵌装固定することにより該ファン２と一
体化されている。従って、この環状部材６は、ファン２
の回転に伴ってこれと一体的に回転することとなる。こ
のように構成されたファン２は、上記ケーシング１の一
方の側壁１aに形成した開口１２内に、上記環状部材６
部分を外方に位置せしめた状態で嵌装され、且つステー
(図示省略)によりケーシング１側に支持されるととも
に、モータ４によって回転駆動される。

【００２３】ここで、上記側壁１aは、ケーシング１内
の周辺部に導入された空気を上記開口１２側に偏流せし
めるファンガイド１１として機能するものであって、そ
の口縁部１１aは若干外方に向って湾曲せしめられてい
る。そして、この開口１２部分へのファン２の固定状態
においては、図２に示すように、上記環状部材６の入口
端６aがファンガイド１１の口縁部１１aに対してその径
方向に所定寸法だけ重合した状態で近接対向せしめら
れ、該ファンガイド口縁部１１aとの間に所定大きさの
環状隙間１０が形成されている。

【００２４】このように構成された空気調和機Ｚ₁にお
いては、図１に流線で示すように、ファン２の回転によ
り、空気は熱交換器５側からケーシング１内に吸い込ま
れた後、上記開口１２を通って外部へ排出される。この
場合におけるファンガイド口縁部１１aにおける空気の
流れ状態は図２に示す通りである。即ち、ケーシング１
内の周辺部にある空気は、流線Ａ₁で示すように、ファ
ンガイド１１のガイド作用により開口１２側に偏流され
縮流状態で外方に吹き出される。この場合、従来構造の
ものにあっては、翼３の静圧側と負圧側との圧力差が最
も大きくなる翼後縁部３aにおいて該翼３の翼端３bを跨
いで翼端流が生じて翼端渦の発生原因となるが、この実
施例のように該翼後縁部３aに環状部材６を設けて該翼
後縁部３aの外側における隙間を無くすると上記翼端流
の発生を確実に防止することができるものである。従っ
て、翼端渦に起因する運転騒音の発生が防止され、それ
だけファン２の静粛運転が促進されるものである。

【００２５】一方、環状部材６の入口端６aとファンガ
イド１１の口縁部１１aとの間には、両者の相対回転を
許容する関係上、隙間１０が形成されるが、この場合、
この実施例においては、該環状部材６の入口端６aを円
弧状に形成するとともに、これを上記ファンガイド口縁
部１１aに対して所定間隔をもって対向させていること
から、次のような作用効果が得られるものである。

【００２６】即ち、上記隙間１０には、縮流状態で開口
１２内を流れる空気流の吸引作用により、図２に流線Ａ
₂で示すように、径方向外方から上記隙間１０を通って
ファン２側に流れ込む逆流空気流が生じる。この場合、
この逆流空気流は、狭い通路である上記隙間１０を通る
ことにより適度に絞られて整流され且つその流速が高め
られるとともに、コアンダ効果によって上記入口端６a
の内面に沿って流入する。従って、上記入口端６a部分
を流れる逆流空気流にはほとんど乱れがなく且つ該入口
端６aの内面からの剥離も可及的に抑制されることとな
る。この結果、空気流の乱れに起因する運転騒音が可及
的に低減されるとともに、乱れがない分だけ吹出空気流
の流速分布が径方向外方寄りに設定され、それだけファ
ン効率が向上し、空気調和機Ｚ₁の性能向上に寄与する
ことができるものである。また、このことは、例えばフ
ァン２の必要風量を同じとした場合には、得られるファ
ン静圧が高い分だけファン回転数を下げてその運転騒音
の低下を図ることができるということである。尚、この
実施例における運転騒音の低減効果及びファン回転数の
低下効果については図８に示すデータの通りである。

【００２７】このように、この実施例のものは、ファン
２に環状部材６を設けるとともに該ファン２の外周側に
ファンガイド１１を配置した構造のものにおいて、その
構造上、必然的に生じる隙間１０を通して流れる逆流空
気流の乱れそのものを該隙間１０における整流作用によ
って消滅せしめるとともに、この逆流空気流を積極的に
利用して吹出空気流の径方向内側への偏流を抑制しもっ
てファン効率の向上が図れるようにしたものであり、上
掲公知例のように環状部材をファンガイドの吸込側と吹
出側とに跨って配置するものに比して、運転騒音の低減
及びファン効率の向上という点において優れるものであ
る。

【００２８】第２実施例 図３には、本願発明の第２実施例にかかる空気調和機に
おけるファンガイド口縁部１１a近傍の構造を示してい
る。この実施例のものは、上記第１実施例のものが環状
部材６の入口端６aのみを円弧状に形成していたのに対
して、入口端６aと出口端６bの両方をともに円弧状に形
成し全体として略半円状断面を有する如くしたものであ
る。

【００２９】このようにした場合には、上記第１実施例
のものと同様の作用効果が得られることは勿論である
が、これに加えて、上記出口端６bから拡散状態で吹き
出された空気流を再び隙間１０側に逆流空気流として取
り込むことができることから、該吹出空気流がもつ流速
が逆流空気流のそれに加算され、該逆流空気流の流速が
より一層高められ、この結果、環状部材６の内面におけ
る空気流の剥離抑制作用がさらに高められ、それだけフ
ァン効率の向上に寄与し得るものである。

【００３０】第３実施例 図４には、本願発明の第３実施例にかかる空気調和機に
おけるファンガイド口縁部１１a近傍の構造が示されて
いる。この実施例のものは、上記第２実施例のものが環
状部材６の入口端６aと出口端６bとをそれぞれ円弧状断
面に形成して全体として略半円状断面を有するようにし
ていたのに対して、円弧状断面をもつ入口端６aと出口
端６bとの間に直筒状の中間部６cを設けたものである。

【００３１】このような構成とすることにより、上記第
１あるいは第２実施例と同様の作用効果が得られるのに
加えて、上記中間部６cにより吹出空気流が整流される
ことから、例えば吹出空気の乱れが生じる場合に比して
高い静圧を得ることが可能となり、それだけファン効率
が高められることになるものである。

【００３２】第４実施例 図５には、本願発明の第４実施例にかかる空気調和機に
おけるファンガイド口縁部１１a近傍の構造が示されて
いる。この実施例のものは、本願の請求項１〜３記載の
発明を適用したものであって、上記第２実施例のものが
環状部材６を全体として略半円状断面を有するように形
成していたのに対して、入口端６aの端部に、上記ファ
ンガイド１１と略平行に延びる延出部６１を連続形成し
たものである。

【００３３】かかる構成とすることにより、上記延出部
６１による部分だけ上記隙間１０内における逆流空気流
の流通経路が長くなることから、それだけ該隙間１０に
おける逆流空気流の整流作用が増進され、運転騒音の低
減及びファン効率のより一層の向上が図れるものであ
る。

【００３４】第５実施例 図６には、本願発明の第５実施例にかかる空気調和機に
おけるファンガイド口縁部１１a近傍の構造が示されて
いる。この実施例のものは、上記第４実施例のもが延出
部６１を平板状に形成していたのに対して、該延出部６
１を上記口縁部１１aに連続する円弧状に形成したもの
である。

【００３５】かかる構成とすることにより、隙間１０の
入口部分における通路面積が大きく、しかもこれがその
下流側に向って漸減することから、逆流空気流の導入及
びその縮流による整流作用がより一層促進され、さらに
高い運転騒音の低減効果及びファン効率の向上効果が得
られるものである。

【００３６】第６実施例 図７には、本願発明の第６実施例にかかる空気調和機Ｚ
₂が示されている。この実施例のものは、上記各実施例
のものが側面吹出式の空気調和機であったのに対して、
これを上方吹出式の空気調和機に適用したものであり、
その作用効果は実施例各実施例の場合と同様であるた
め、ここでの説明は省略する。

【００３７】尚、上記各実施例においてはファン２を軸
流ファンで構成しているが、本願発明はこれに限定され
るものではなく、斜流ファンにも適用できることは勿論
である。また、熱交換器５もファン吸込側に配置したも
のに限定されるものではなく、これをファン吹出側に配
置したものにも適用できることも勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１実施例にかかる空気調和機の縦
断面図である。

【図２】図１のII部の拡大図である。

【図３】本願発明の第２実施例にかかる空気調和機にお
ける翼後縁部の構造説明図である。

【図４】本願発明の第３実施例にかかる空気調和機にお
ける翼後縁部の構造説明図である。

【図５】本願発明の第４実施例にかかる空気調和機にお
ける翼後縁部の構造説明図である。

【図６】本願発明の第５実施例にかかる空気調和機にお
ける翼後縁部の構造説明図である。

【図７】本願発明の第６実施例にかかる空気調和機の縦
断面図である。

【図８】図１に示した空気調和機における運転音とファ
ン回転数の従来構造のものに対する比較説明図である。

【図９】従来構造の空気調和機の翼後縁部における空気
の流れ状態説明図である。

【符号の説明】

１はケーシング、２はファン、３は翼、３aは翼後縁
部、３bは翼端、４はモータ、５は熱交換器、６は環状
部材、７はハブ、１０は隙間、１１はファンガイド、１
２は開口である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周方向に複数の翼(３),(３),・・を備え
   た軸流ファンあるいは斜流ファン(２)の吸込側あるいは
   吹出側に熱交換器(５)を配置してなる空気調和機であっ
   て、 上記軸流ファンあるいは斜流ファン(２)の翼後縁部(３
   a)寄りの外側に、翼端(３b)と径方向に所定間隔をもっ
   てこれを囲繞するようにしてファンガイド(１１)を配置
   する一方、 上記翼後縁部(３a)の上記ファンガイド(１１)よりも吹
   出側に位置する外周部に、環状体で構成され且つその入
   口端(６a)を軸方向外方に向って拡径変化させてなる環
   状部材(６)を、該入口端(６a)を上記ファンガイド(１
   １)の口縁部(１１a)に対して所定隙間(１０)をもって対
   向せしめた状態で嵌装固定したことを特徴とする空気調
   和機。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記環状部材(６)の
   入口端(６a)を円弧状断面に形成したことを特徴とする
   空気調和機。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、上記環状部
   材(６)の入口端(６a)に、上記ファンガイド(１１)との
   間に所定の隙間(１０)をもった状態で上記入口端(６a)
   から径方向外方へ延出する延出部(６１)が連続形成され
   ていることを特徴とする空気調和機。