JP2011179331A - 送風機とその送風機を用いた空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】軸流式あるいは斜流式の羽根車をもつ送風機において羽根外周側に流れが片寄りを抑え、外周側での摩擦損失の増加、翼端渦、翼後流渦の変動に伴う損失を小さく抑えモータ入力を低く抑える。
【解決手段】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からなる羽根車と前記羽根車の吐出側外周を囲むオリフィスリングから成り、前記オリフィスリングは、吐出側先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記オリフィスリングの外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングの吸込み側と第２のオリフィスリングの吸込み側をなめらかにつなぐ湾曲部とから成り、前記羽根の周方向の羽根断面形状においてハブ側では翼型とし、所定の半径より外周側ではハブ側より薄い平板状、あるいは翼型にした。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気調和機など室外機に用いられる軸流、あるいは斜流などの羽根車を備えた送風機に関するものである。

近年、空気調和機では、地球温暖化などの対応として省エネが急激に進んでおり、機器の低入力化が促進されている。一方、暖房快適性の向上など室内機、室外機の熱交換性能の向上を求められており、熱交換器の高性能化とともに室内、室外の送風機の高効率高性能も必須となっている。従来、室外機の送風機には、大風量でかつ低騒音の観点から軸流式、あるいは斜流式の送風機が用いられてきた。しかし、空気調和機のさらなる省エネの促進のため、室外機の送風機にも低入力化が必要であり、室外機として所定の風量を維持しつつ、送風機の送風効率をさらに向上することが求められている。

図１１から図１３は、従来の空気調和機用室外ユニットに搭載されたプロペラファンを示すものである（例えば、特許文献１参照）。図１１、図１２において、１０１はプロペラファンで、ファン回転軸Ａに取り付けられるハブ１０２に同一形状の２枚の翼１０３が設けられており、翼１０３はファン回転中の空気流れの流出部にあたる翼後縁部１０３ａに空気流れと逆方向に凹んだ略円弧状、またはＶ字状、あるいは多角形状の後縁凹部１０３ｂが設けられている。また、一方の翼１０３はファン回転軸Ａを中心に１８０°±５°の範囲で他方の翼１０３と反転した状態で配置されている。例えば、一方の翼１０３と他方の翼１０３は、ファン回転軸Ａに対して軸対称に配置されている。１０４は、プロペラファン１０１の吐出側の周囲に翼１０３と所定のクリアランスを保ち設けられたオリフィスリングである。

また、図１３において、本室外機ユニット１１１はユニット本体１１２内に、平面Ｌ形状の室外熱交換器１１３と、先に述べたプロペラファン１０１と、オリフィスリング１０４と、ファンモータ１１４からなる室外送風回路１１５と、コンプレッサ１１６と、四方弁、インバータ等（図示せず）を収容している。室外送風回路１１５とコンプレッサ１１６との間を仕切板１１７により仕切っている。

次に、特許文献１に記載のプロペラファン、および空気調和機用室外ユニットの作用を説明する。まず、ファンモータ１１４により回転軸Ａを介してプロペラファン１０１が回転駆動して、室外熱交換器１１３を介して室外空気を、プロペラファン１０１内に導く。その際、翼１０３と、翼１０３の周囲に設けられたオリフィスリング１０４により、動圧と静圧が付加され送風作用を成す。また、室外熱交換器１１３を通過する際に、コンプレッサ１１６の作動により室外熱交換器１１３の管内を流動する冷媒と熱交換する。

ここで、翼１０３は、ファン回転中の空気流れの流出部にあたる翼後縁部１０３ａに空気流れと逆方向に凹んだ略円弧状、またはＶ字状、あるいは多角形状の後縁凹部１０３ｂが設けることで、翼後縁部１０３ａの形状を複雑化することなく翼１０３の面積を小さく形成でき、翼後流渦、すなわち、翼の正圧面および負圧面に沿う空気流の流れが翼後縁部１０３ａの下流部で衝突することにより生じる渦が小さく抑え、流れのロスが増大するのを抑える。これにより、プロペラファン１０１の回転数を上昇して風量の増加を図った際に、ファンモータ１１４に与える負荷を小さく抑えて、省エネ性の向上化を得ることができる。

図１４から図１６は、特許文献２に記載の空気調和機用の送風機羽根車を示すものであ
る（例えば、特許文献２参照）。図１４、図１５に示すように、空調用送風機羽根車１５１は、回転軸中心にモータ１５０のシャフトを固定して断面が略円錐台状のハブ１５３を中心にして薄断面の翼１５２を放射状に３枚設けている。そして、図１４のように、空調用送風機羽根車１５１のハブ１５３の回転軸中心にモータ１５０のシャフトを固定して、翼１５２外周端の回転軌跡に沿うような適切なケ−シング１５９に納めている。

ここで、図１６（ａ），（ｂ）および（ｃ）に示すように、翼１５２の半径方向の断面形状を、中点線Ｅ−Ｅ付近より外周端６側では風上側に対して凹形状の曲線で、中点線Ｅ−Ｅ付近よりハブ１５３側は風上側に対して凸形状の曲線にて構成している。かつ、中点線Ｅ−Ｅ付近より外周側では風上側に対して凹形状である曲線の曲率半径が、翼１５２の前縁１５４側の半径方向断面部、翼１５２の弦長の中央付近の半径方向断面部、翼１５２の後縁１５５付近の半径方向断面部の順に、その値が大きくなるようにして構成したものである。すなわち、翼１５２の前縁１５４側の半径方向断面部の曲率半径をｒ１、翼１５２の弦長の中央付近の半径方向断面部の曲率半径をｒ２、翼１５２の後縁１５５付近の半径方向断面部の曲率半径をｒ３としたとき、曲率半径の大きさの関係がｒ１＜ｒ２＜ｒ３となるように構成したものである。

次に、特許文献１に記載の空気調和機用の送風機羽根車の作用を説明する。モータ１５０により空調用送風機羽根車１５１を回転させることによって送風作用を生じ、その際、翼１５２と、翼１５２の周囲に設けられたオリフィスリング１５９により、動圧と静圧が付加され送風作用を成す。そして、上記の構成によって、風下側である翼１５２の圧力面１５８から風上側である負圧面１５７に向かい、翼外周端１５６とケーシング１５９間を通過する洩れ流れが生じる。これにより翼１５２の外周付近の負圧面１５７に発生する翼端渦の生成を翼２自体の上記の凹状の曲線部で促進させて低騒音化が図れる。

また、翼端渦は、翼の負圧面１５７に発生し、翼１５２の弦長の中心付近より後縁１５５よりの位置で、翼１５２の負圧面１５７から剥離する傾向にある。しかし、凹形状である曲線の曲率半径が、翼１５２の前縁１５４側の半径方向断面部、翼１５２の弦長の中心付近の半径方向断面部、翼１５２の後縁１５５付近の半径方向断面部の順に、その値が大きくなるようにして、翼１５２の後縁１５５付近の半径方向断面部側の曲率半径ｒ３が充分に大きくしているので、後縁付近の凹部は、この翼端渦の剥離現象が阻害されることはない。したがって、渦剥離による損失が減少して更なる効率の向上が図れる。

特開２００５−１４００８１号公報 特開２００３−１４８３９５号公報

しかしながら、上記のような従来の構成では、翼１０３、１５２の外周側、もしくは外周端１０３ｄ、１５６付近は、翼弦長がハブ側１０３ｃなどや半径方向の中心付近に比べ長く、また、翼端渦を引き寄せたりするため、翼としての仕事量の比率が大きくなり、翼の前縁側からの流れが片寄る。そのため、翼の圧力面１０３Ｐ、１５８、負圧面１０３Ｓ、１５８でも摩擦損失の増加が抑えられない。また、外周端付近でいうと、特許文献１に記載のプロペラファンでは翼弦長は長いままなので、翼後流渦を小さく抑えるには限界がある。

さらに、特許文献１、２に記載の送風機は、プロペラファン１０１、送風機羽根車１５１の吐出側の周囲のみオリフィスリング１０４、１５９で周囲を囲っているため、翼１０
３、１５２の吸い込み側の外周から気流が流れ込む。この際、図１３、図１４に示すようにオリフィスリングの吸込み側は端部１０４ａ、１５９ａを有する形状のため、端部１０４ａ、１５９ａ付近で流れが剥離して、乱れた流れが翼１０３、１５２の吸い込み側の外周から翼間に流れ込むことになり、翼１０３、１５２の外周側、もしくは外周端１０３ｄ、１５６付近の負圧面１０３Ｓ、１５８の翼端渦を後縁１０３ａ、１５５付近で乱すことになり渦変動による損失を抑えられない。また、翼後流渦も乱れ、翼後流渦の変動による損失を小さく抑えることは困難である。また、翼端渦、後流渦の変動に伴う送風騒音の増加を抑えることも困難となる。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、空気調和機の室外ユニットの送風に用いられる軸流式、あるいは斜流式の羽根車をもつ送風機において、翼の外周側に流れが片寄り、翼の圧力面、負圧面での摩擦損失の増加を抑えると共に、翼の吐出側外周を囲うオリフィスリングを用いた場合に翼の吸い込み側外周からの流入気流の乱れを抑え、翼外周側での翼端渦、翼後流渦の変動に伴う損失を小さく抑えて送風機への入力を低く抑え、かつ、翼端渦、後流渦の変動に伴う送風騒音の増加を抑える送風機と、それを用いた所定の熱交換能力を実現するための送風量を確保しつつ、機器の入力の低減と室外送風騒音の増加を抑えた空気調和機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の送風機は、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からなる羽根車と前記羽根車の吐出側外周を囲むオリフィスリングとから成り、前記オリフィスリングは、吐出側先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記第１のオリフィスリングの外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングの吸込み側と第２のオリフィスリングの吸込み側をなめらかにつなぐ湾曲部とから成り、前記羽根の周方向の羽根断面形状においてハブ側では翼型とし、所定の半径より外周側ではハブ側より薄い平板状あるいは翼型にしたものである。

この構成によって、かかる構成により、第１オリフィスリングと第２オリフィスリングの吸込み側がなめらかな湾曲部でつながり吸込み側に端部がないため、オリフィスリングに囲まれていない羽根の外周から気流が流れ込む際に、剥離のないスムーズな流れとなり、翼間に流れ込む。そして、羽根の外周側、もしくは外周端付近で、負圧面の翼端渦を後縁付近で乱すこと無く、翼端渦変動による損失を抑えられる。また、翼後流渦の変動による損失を小さく抑える。

また、羽根車の回転による遠心力により翼間の気流が外周側に偏りハブ側では流入角が安定しない不安定な流入流れに対し、ハブ側は翼型の効果がより発揮され、羽根の負圧面側での大きな剥離を抑え、かつ外周側に片寄ることも抑えられハブ側の羽根の後縁側から吹き出す。

その結果、軸流式、あるいは斜流式の羽根車をもつ送風機において、羽根の吐出側外周を囲うオリフィスリングを用いた場合に羽根の吸い込み側外周からの流入気流の乱れを抑え、羽根外周側での翼端渦、翼後流渦の変動に伴う損失を小さく抑えると共に、ハブ側では羽根の負圧面側での剥離を抑制して、羽根の外周側に流れが片寄り、羽根外周側の圧力面、負圧面での摩擦損失の増加を抑えて、送風機の空気効率を向上し、送風機用モータへの入力を低く抑え、かつ、翼端渦、後流渦、変動、及び負圧面側での剥離に伴う送風騒音の増加を抑えることができる。

本発明の送風機は、羽根の吐出側外周を囲うオリフィスリングを用いた場合に、羽根の吸い込み側外周からの流入気流の乱れを抑え、羽根外周側での翼端渦、翼後流渦の変動に伴う損失を小さく抑えると共に、ハブ側では羽根の負圧面側での剥離を抑え、羽根の外周側が翼弦長が長く、また、外周側の流れを促進しても外周側の気流の流速が大きくならず、外周側の圧力面、負圧面での摩擦損失の増加を抑えて、送風機の空気効率を向上し、送風機用モータへの入力を低く抑え、かつ、翼端渦、後流渦、変動、及び負圧面側での剥離に伴う送風騒音の増加を抑えることができる。

従って、かかる送風機を搭載した空気調和機は、所定の熱交換能力を実現するための送風量を確保しつつ、機器の入力の低減と室外送風騒音の増加を抑えることができる。

本発明の実施の形態１における一部回転軌跡のある送風機の子午断面図 同実施の形態１における送風機の正面図 図２のＸ−Ｏ（羽根車の半径方向の部分）断面図 （ａ）図２のＡ−Ａ（羽根車の外周側の周方向）断面図（ｂ）図２のＢ−Ｂ（羽根車のハブ側の周方向）断面図 同実施の形態１における羽根のハブ側の翼型を施す部分の径と羽根車外径の比と、所定の空力特性（風量、静圧）を確保した条件での送風機のモータの入力の関係を示す特性図 同実施の形態１における第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングの半径方向の間隔Ｓと羽根車外径Ｄ２の比と、所定の空力特性（風量、静圧）を確保した条件での送風機のモータの入力の関係を示す特性図 同実施の形態１における空気調和機の室外ユニットの断面図 本発明の実施の形態２における一部回転軌跡のある送風機の子午断面図 同実施の形態２における送風機の正面図 （ａ）図９のＣ−Ｃ（羽根車の外周側の周方向）断面図（ｂ）図９のＤ−Ｄ（羽根車のハブ側の周方向）断面図 従来の羽根車の正面図 従来の羽根車の斜視図 従来の空気調和機の室外ユニットの断面図 従来の他の一部回転軌跡のある送風機の子午断面図 従来の他の送風機の正面図 （ａ）図１５のＡ−Ｏ（同羽根車の前縁側半径方向）断面図（ｂ）図１５のＢ−Ｏ（同羽根車の翼の弦長の中央付近の半径方向）断面図（ｃ）図１５のＣ−Ｏ（同羽根車の後縁側半径方向）断面図

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からなる羽根車と前記羽根車の吐出側外周を囲むオリフィスリングから成り、前記オリフィスリングは、吐出側先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記第１のオリフィスリングの外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングの吸込み側と第２のオリフィスリングの吸込み側をなめらかにつなぐ湾曲部とから成り、前記羽根の周方向の羽根断面形状においてハブ側では翼型とし、所定の半径より外周側ではハブ側より薄い平板状あるいは翼型にしたものである。

かかる構成により、第１オリフィスリングと第２オリフィスリングの吸込み側がなめらかな湾曲部でつながり吸込み側に端部がないため、オリフィスリングに囲まれていない羽根の外周から気流が流れ込む際に、剥離のないスムーズな流れとなり、翼間に流れ込む。
そして、羽根の外周側、もしくは外周端付近で、負圧面の翼端渦を後縁付近で乱すこと無く、翼端渦変動による損失を抑えられる。また、翼後流渦の変動による損失を小さく抑える。

また、羽根車の回転による遠心力により翼間の気流が外周側に偏りハブ側では流入角が安定しない不安定な流入流れに対し、ハブ側は翼型の効果がより発揮され、羽根の負圧面側での大きな剥離を抑え、かつ外周側に片寄ることも抑えられ羽根の後縁から吹き出す。

その結果、軸流式、あるいは斜流式の羽根車をもつ送風機において、羽根の吐出側外周を囲うオリフィスリングを用いた場合に羽根の吸い込み側外周からの流入気流の乱れを抑え、羽根外周側での翼端渦、翼後流渦の変動に伴う損失を小さく抑えると共に、ハブ側では羽根負圧面側での剥離を抑制して、羽根の外周側に流れが片寄り、羽根外周側の圧力面、負圧面での摩擦損失の増加を抑えて、送風機の空気効率を向上し、送風機用モータへの入力を低く抑え、かつ、翼端渦、後流渦、変動、及び負圧面側での剥離に伴う送風騒音の増加を抑える。

請求項２に記載の発明は、前記羽根の半径方向の断面形状を外周側では吸込み側に対して凹形状の曲線とし、ハブ側では吸込み側に対して凸形状の曲線としたものである。

かかる構成とすることにより、羽根のハブ側では凸形状部の圧力面側に凹みが形成されるので、ハブ側の凸形状部の圧力面側に流れ込んだ気流は羽根から気流にかかる遠心力により大きな半径方向成分を有するが圧力面側に形成される凹みに導かれ羽根後縁から羽根車の吐出側に吹き出す。また、ハブ側の凸形状部の負圧面側に流れ込んだ気流も、凸部頂点より内周側では凸形状部に沿って周方向に流れて後縁から羽根車の吐出側に吹き出す。また、羽根の外周側では、羽根の外周側の凹形状の負圧面側に翼端渦が導かれ、安定して流れるので翼端渦の変動による外周側の流れの乱れを抑制できる。

従って、翼端渦の変動による羽根外周側の流れの乱れをより抑えつつ、ハブ側に比べ翼弦長が長く翼端渦を外周側の凹部の負圧面側に導くことで外周側の流れを促進しても、ハブ側からの流れの外周側への片寄りをより抑えて、外周側の気流の流速が大きくならず、羽根の外周側の圧力面、負圧面での摩擦損失の増加をさらに抑える。

請求項３に記載の発明は、前記羽根の周方向の羽根断面形状は、ハブ側では高揚力型の翼型とし、外周側ではハブ側より薄い低抵抗型の翼型としたものである。

かかる構成とすることにより、羽根のハブ側の空力特性が向上に、羽根車全体で必要な所定の風量のうち、ハブ側の比率が増加し、外周側への流れの片寄りを極力小さくでき半径方向の風量分布の均一化が図れ、外周側の流速の低減が大幅に図れる。また、外周側を低抵抗型とすることで羽根表面の摩擦損失を低減する。従って、さらに、外周側の気流の流速が大きくならず、羽根の外周側の圧力面、負圧面での摩擦損失の増加をさらに抑える。

請求項４に記載の発明は、前記羽根の翼型としたハブ側の領域の径をＤ３とし、羽根車の外径をＤ２とした場合、Ｄ３／Ｄ２を０．４０３〜０．８４５としたものである。

かかる構成とすることにより、円筒型ハブの径を最適化することで、所定の空力特性（風量、静圧）を確保した条件にて、ハブ側の凸部形状の圧力面側、負圧面側に流れ込んだ気流が共に周方向に流れてハブ側での流動損失の抑制効果が最大に発揮され、さらにハブ側に比べ、翼弦長が長く、また、翼端渦を外周側の凹部の負圧面側に導くことで外周側の流れを促進しても、ハブ側からの流れが外周側に片寄らず外周側の気流の流速を低く抑え
、羽根の外周側の圧力面、負圧面での摩擦損失の増加を抑える効果を最大に発揮できる。

請求項５に記載の発明は、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングの半径方向の間隔をＳとし、前記羽根車の外径をＤ２とした場合、Ｓ／Ｄ２を０．０２０〜０．０９２としたものである。

かかる構成とすることにより、第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングの半径方向の間隔を最適化することで、所定の空力特性（風量、静圧）を確保した条件にて、オリフィスリングに囲まれていない羽根の外周から気流が流れ込む際に、翼間へ流れが剥離を最小に抑えたスムーズな流れとなる。そして、羽根の外周側もしくは外周端付近で、負圧面の後縁付近での翼端渦変動の抑制効果が最大に発揮され、翼端渦変動による損失を最小にする。また、翼後流渦の変動による損失を最小にする。

請求項６に記載の発明は、空気と冷媒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５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セパレート型の空気調和機であるものである。

かかる構成により、請求項１から５のいずれか一項に記載の羽根車、あるいは送風機の送風騒音の増加を抑えると共に、送風機の空力効率が向上し、送風機用のモータの低入力化が図れ、かかる送風機を搭載した空気調和機は、所定の熱交換能力を実現するための送風量を確保しつつ、機器の入力の低減と室外送風騒音の増加を抑えることができる。

以下、本発明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、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における一部回転軌跡のある送風機の子午断面図である。図２は、同実施の形態１における送風機の正面図である。図３は、図２のＸ−Ｏ断面（羽根車の半径方向の部分断面）図である。図４の（ａ）は図２のＡ−Ａ（羽根車の外周側の周方向断面）図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ（羽根車のハブ側の周方向断面）図である。図５は同実施の形態１における羽根のハブ側の翼型を施す部分の径と羽根車外径の比と、所定の空力特性（風量、静圧）を確保した条件での送風機のモータの入力の関係を示す図である。図６は同実施の形態１における第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングの半径方向の間隔Ｓと羽根車外径Ｄ２の比と、所定の空力特性（風量、静圧）を確保した条件での送風機のモータの入力の関係の特性を示す図である。図７は同実施の形態１における空気調和機の室外ユニットの断面図である。

まず、図１で示すように、送風機１は、羽根車２と、モータ３と、羽根車２の吐出側の周囲を囲むベルマウス状のオリフィスリング４から成る。オリフィスリング４は、吐出側先端部を開放端５ａとした略円筒形の第１のオリフィスリング５と、第１のオリフィスリング５の外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリング６と、第１のオリフィスリングの吸込み側５ｂと第２のオリフィスリング６の吸込み側６ｂをなめらかにつなぐ湾曲部７とから成る。

また、図１、図２で示すように、羽根車２はモータ３の回転軸３ａと連結した円筒型のハブ８と、ハブ８の周囲に配設された２枚の羽根９から成っている。そして、羽根９は、図２で示すように、外周側９ａがハブ側９ｂに対し羽根車２の回転方向に前傾している。また、図３で示すように、羽根９の半径方向の断面形状を、羽根９の半径方向の中央付近より外周側９ａでは吸込み側に対して凹形状の曲線で、羽根９の半径方向の中央付近よりハブ９ｂ側は吸込み側に対して凸形状の曲線にて構成している。

さらに、図４の（ａ）、（ｂ）で示すように、外周側９ａの略同一半径の周方向断面において羽根９の断面形状が薄肉の板状であり、ハブ側９ｂの略同一半径の周方向断面において羽根９の断面形状が羽根９の前縁１０に丸みを持つ翼型であり、ハブ側９ｂから外周側９ａへの羽根９の周方向の断面形状の変化はハブ側９ｂから半径方向の径Ｄ３（略中央付近）にかけ漸次翼型の肉厚を薄くし、半径方向の径Ｄ３（略中央付近）から外周側９ａにかけては略均一の肉厚の薄肉の平板状である。

以上のように構成された送風機１について、以下その動作を説明する。まず、モ−タ３により回転軸３ａを介して羽根車２が回転し、その際、羽根９と、羽根の９の吐出側の周囲に設けられたオリフィスリング４により、動圧と静圧が付加され送風作用を成す。

ここで、第１オリフィスリング５と第２オリフィスリング６の吸込み側５ｂ、６ｂがなめらかな湾曲部７でつながり吸込み側に端部がないため、オリフィスリング４に囲まれていない羽根９の外周から気流が流れ込む際に、剥離のないスムーズな流れとなり、翼間に流れ込む。そして、羽根９の外周側９ａ、もしくは外周端９ｄ付近で、負圧面１２の翼端渦を後縁付近で乱すこと無く、翼端渦変動による損失を抑えられる。また、翼後流渦の変動による損失を小さく抑える。

また、羽根車２の回転による遠心力により翼間の気流が外周側９ａに偏りハブ側９ｂでは流入角が安定しない不安定な流入流れに対し、ハブ側９ａは翼型の効果がより発揮され、羽根９の負圧面側での大きな剥離を抑え、かつ外周側に片寄ることも抑えられ、羽根９の後縁１１から吹き出す。

その結果、羽根車２を有する送風機１において、羽根９の吐出側外周を囲うオリフィスリング４を用いた場合に羽根９の吸込み側外周からの流入気流の乱れを抑え、羽根９の外周側９ａでの翼端渦、翼後流渦の変動に伴う損失を小さく抑えると共に、ハブ側９ｂでは羽根９の負圧面１２側での剥離を抑制して、羽根９の外周側９ａに流れが片寄り、羽根９の外周側９ａの圧力面１３、負圧面１２での摩擦損失の増加を抑えて、送風機１の空気効率を向上し、送風機１のモータ３への入力を低く抑え、かつ、翼端渦、後流渦、変動、及び羽根９の負圧面１２側での剥離に伴う送風騒音の増加を抑える。

さらに、羽根９のハブ側９ｂでは凸形状部の圧力面１３側に凹み１４が形成されるので、ハブ側９ｂの凸形状部の圧力面１３側に流れ込んだ気流は羽根９から気流にかかる遠心力により大きな半径方向成分を有するが圧力面１３側に形成される凹み１４に導かれ羽根９のハブ側９ｂの後縁１１から羽根車２の吐出側に吹き出す。また、ハブ側９ｂの凸形状部の負圧面１２側に流れ込んだ気流も、凸部頂点より内周側では凸形状に沿って周方向に流れて後縁１１から羽根車２の吐出側に吹き出す。また、羽根９の外周側９ａでは、羽根９の外周側９ａの凹形状の負圧面１２側に翼端渦が導かれ、安定して流れるので翼端渦の変動による外周側９ａの流れの乱れを抑制できる。

従って、翼端渦の変動による羽根９の外周側９ａの流れの乱れをより抑えつつ、ハブ側９ｂに比べ翼弦長が長く翼端渦を外周側９ｂの凹形状の負圧面１２側に導くことで外周側９ａの流れを促進しても、ハブ側９ｂからの外周側９ａへの流れの片寄りをより抑えて、外周側９ａの気流の流速が大きくならず、羽根９の外周側９ａの圧力面１３、負圧面１２での摩擦損失の増加をさらに抑える。そして、ここで、羽根９のハブ側９ｂの翼型が施された半径方向の最大の径をＤ３（略中央付近）とし、羽根車２の外径をＤ２とした場合に０．４０３〜０．８４５とすることにより、図５のハブ側９ｂの翼型が施された半径方向の径Ｄ３の羽根車外径Ｄ２の比Ｄ３／Ｄ２と、所定の空力特性（風量、静圧）を確保した条件での送風機１のモータ３の従来の送風機に対する入力の比との関係の特性図で示すよ
うに、従来の送風機に対する入力を１以下と低入力化する傾向が実現できる。

さらに、ここで、第１のオリフィスリング５と第２のオリフィスリング６の半径方向の間隔をＳとし、羽根車２の外径をＤ２とした場合に、Ｓ／Ｄ２を０．０２０〜０．０９２とすることにより、図６の２つのオリフィスリング５、６の間の間隔Ｓと羽根車外径Ｄ２の比Ｓ／Ｄ２と、所定の空力特性（風量、静圧）を確保した条件での送風機１のモータ３の従来のオリフィスリングを有する送風機１に対する入力の比との関係の特性図で示すように、従来のオリフィスリングを有する送風機１に対する入力を１以下と低入力化する傾向が実現できる。

また、図７に示すように、セパレート型の空気調和機１５の室外ユニットは、空気と冷媒の熱交換を行うフィンチューブ型の熱交換器１６と、羽根車２と、モータ３と、オリフィスリング４から成る送風機１と、圧縮機１７を収納する箱体１８とから成ることにより、送風機１の送風騒音の増加を抑えると共に、送風機１の空力効率が向上し、送風機１用のモータ３の低入力化が図れ、かかる送風機１を搭載した空気調和機１５は、所定の熱交換能力を実現するための送風量を確保しつつ、機器の入力の低減と室外送風騒音の増加を抑えることができる。

（実施の形態２）
図８は本発明の実施の形態２における一部回転軌跡のある送風機の子午断面図である。図９は、同実施の形態２における送風機の正面図である。図１０の（ａ）は図９のＣ−Ｃ（羽根車の外周側の周方向断面）図、（ｂ）は図９のＤ−Ｄ（羽根車のハブ側の周方向断面）図である。尚、先の実施の形態１と同じ構成要件については同一の符号を付して説明を省略する。

図８、図９、図１０で示すように、羽根１９のハブ側１９ｂでは、例えば、ＮＡＣＡ４４１２、ＮＡＣＡ２４１０、ｇｏｔｔｉｎｇｅｎシリーズ、ｄａｅシリーズなどに代表される圧力面２０側が平らで、負圧面２１側が羽根１９の翼中心線１９ｏに対し厚みのある非対称形の高揚力型の翼型とし、外周側１９ａではハブ側１９より薄い低抵抗型のＮＡＣＡ１６−００６などに代表される対称形で最大肉厚位置がハブ側１９ｂより後方にある翼型としたものである。

これにより、羽根１９のハブ側１９ｂの空力特性が向上に、羽根車２全体で必要な所定の風量のうち、ハブ側１９ｂの比率が増加し、外周側１９ａへの流れの片寄りを極力小さくでき半径方向の風量分布の均一化が図れ、外周側１９ａの流速の低減が大幅に図れる。また、外周側１０ａを低抵抗型とすることで羽根１９の圧力面２０、負圧面２１の表面の摩擦損失を低減する。

従って、さらに、外周側１９ａの気流の流速が大きくならず、羽根１９の外周側１９ａの圧力面２０、負圧面２１での摩擦損失の増加を極力に小さく抑える。

以上のように、本発明にかかる羽根車と、送風機は、羽根外周側では、翼端渦の生成を促進して、翼端渦の崩壊による羽根外周側の流れの乱れを抑えつつ、外周側の流れを促進してもハブ側からの流れが外周側に片寄らず外周側の気流の流速が大きくならず、羽根の外周側の圧力面、負圧面での摩擦損失の増加を抑える。さらに、オリフィスリングに囲まれていない吸込み側外周の流れもスムーズに流入させ、羽根の外周側での翼端渦、後流渦の変動を抑える。従って、かかる羽根車を搭載した送風機の送風騒音の増加を抑えると共に、送風機の空力効率が向上し、送風機用のモータの低入力化が図れる。

従って、かかる羽根車、送風機を用いた室外ユニットの送風効率の向上とヒートポンプユニットとしての高い熱交換能力を両立でき、さらに低騒音化が可能となるので、家庭用、業務用等エアコンの空調機器、家庭用冷凍冷蔵庫や自動販売機等の冷凍冷蔵機器、給湯機等のヒートポンプ機器、さらに熱電子部品を有する電子機器のみならず、ＡＶ機器、廃熱回収機器などの用途にも適用できる。

１ 送風機
２ 羽根車
３ モータ
４ オリフィスリング
５ 第１のオリフィスリング
５ａ 開放端
６ 第２のオリフィスリング
７ 湾曲部
８ ハブ
９、１９ 羽根
９ａ、１９ａ 外周側
９ｂ、１９ｂ ハブ側
１５ 空気調和機
１６ 熱交換器
１８ 箱体

Claims (6)

1. 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からなる羽根車と前記羽根車の吐出側外周を囲むオリフィスリングから成り、前記オリフィスリングは、吐出側先端部を開放端とした略円筒形の第１のオリフィスリングと、前記オリフィスリングの外側に設けた略同心円状でかつ第１のオリフィスリングより軸方向高さの高い第２のオリフィスリングと、第１のオリフィスリングの吸込み側と第２のオリフィスリングの吸込み側をなめらかにつなぐ湾曲部とから成り、前記羽根の周方向の羽根断面形状においてハブ側では翼型とし、所定の半径より外周側ではハブ側より薄い平板状、あるいは翼型にしたことを特徴とした送風機。
2. 前記羽根の半径方向の断面形状を外周側では吸込み側に対して凹形状の曲線とし、ハブ側では吸込み側に対して凸形状の曲線としたことを特徴とした請求項１に記載の送風機。
3. 前記羽根の周方向の羽根断面形状は、ハブ側では高揚力型の翼型とし、外周側ではハブ側より薄い低抵抗型の翼型としたことを特徴とした請求項１から２のいずれかに記載の送風機。
4. 前記羽根の翼型としたハブ側の領域の径をＤ３とし、羽根車の外径をＤ２とした場合、Ｄ３／Ｄ２をＤ３／Ｄ２を０．４０３〜０．８４５としたことを特徴とした請求項１から３のいずれかに記載の送風機。
5. 第１のオリフィスリングと第２のオリフィスリングの半径方向の間隔をＳとし、羽根車の外径をＤ２とした場合、Ｓ／Ｄ２を０．０２０〜０．０９２としたことを特徴とした請求項１から４のいずれかに記載の送風機。
6. 空気と冷媒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５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空気調和機。