JP6415741B2

JP6415741B2 - 送風機、および、それを備えた空気調和装置

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Publication number: JP6415741B2
Application number: JP2017544114A
Authority: JP
Inventors: 惇司河野; 池田　尚史; 尚史池田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-10-07
Filing date: 2015-10-07
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2035-10-07
Also published as: WO2017060987A1; CN108138798A; US20180238351A1; CN108138798B; JPWO2017060987A1; US10634168B2

Description

本発明は、送風機、および、それを備えた空気調和装置に関するものである。

従来、送風機として渦形ケーシングを有する多翼遠心ファンが知られている。多翼遠心ファンは、多数の翼を周縁に備えた羽根車を渦形ケーシングの内部に回動自在に配置している。そして、渦形ケーシングの側面に開口した吸込口から外部の空気を羽根車内に吸い込み、回転する羽根車の複数の翼間から空気を渦形ケーシング内に吹き出し、渦形ケーシングの吹出口から空気を送風する。羽根車は、モータが配置される側の円盤形状の主板と、渦形ケーシングの吸込口側に配置されたリング形状の側板とを複数の翼で接続して構成されている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−７０８８３号公報

このような多翼遠心ファンでは、羽根車の一方側である側板側から羽根車内に空気が流入する。すると、羽根車の側板側と主板側とで翼に流入する空気の角度が異なっている。また、翼から空気が流出する角度も羽根車の側板側と主板側とで異なっている。
このため、翼の形状を側板側と主板側とで同一の形状とすると、翼の側板側と主板側の一方で翼の表面から気流が剥離する現象が起こる。この気流の剥離が起きると騒音が発生するだけではなく、送風効率が著しく低下するという問題があった。

本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、羽根車を備えた送風機において、翼の形状を調整し、翼の表面から気流が剥離することを防止して騒音の抑制、及び、送風効率の向上を実現した送風機、および、それを備えた空気調和装置を得ることを目的とする。

本発明に係る送風機は、吸込口が開口した渦形ケーシングと、円盤形状の主板と、リング形状の側板と、前記主板と前記側板との間に配置された複数の翼と、を備えた羽根車と、を有し、前記羽根車は、前記渦形ケーシング内に収納され、前記翼は、前記主板側に配置された第１翼と、前記第１翼と前記側板との間に配置された第２翼と、を有し、前記第２翼の外周側後縁部における第２翼出口角は、前記第１翼の外周側後縁部における第１翼出口角と異なる角度で構成され、前記第２翼の正圧面と、前記第２翼の負圧面と、の少なくとも一方は、外周側後縁部から内周側前縁部側に延設された平面部を有するものである。

本発明に係る送風機では、第２翼の外周側後縁部における第２翼出口角は、第１翼の外周側後縁部における第１翼出口角と異なる角度で構成され、第２翼の正圧面と、第２翼の負圧面と、の少なくとも一方は、外周側後縁部から延設された平面部を有するため、翼で気流の剥離が低減され、気流の乱れが減少することで送風機の高効率化と低騒音化を図ることができる。

実施の形態１に係る多翼遠心ファンを搭載する空気調和装置の室内機の斜視図である。実施の形態１に係る空気調和装置の内部構成を説明するための斜視図である。実施の形態１に係る羽根車の斜視図である。実施の形態１に係る翼を側板側から回転軸線Ｊの方向に見た拡大図である。実施の形態２に係る翼を側板側から回転軸線Ｊの方向に見た拡大図である。実施の形態２の変形例に係る翼を側板側から回転軸線Ｊの方向に見た拡大図である。実施の形態３に係る翼を側板側から回転軸線Ｊの方向に見た拡大図である。実施の形態４に係る翼を側板側から回転軸線Ｊの方向に見た拡大図である。実施の形態５に係る多翼遠心ファンの斜視図である。実施の形態５に係る多翼遠心ファンを別の角度から見た斜視図である。実施の形態６に係る空気調和装置の構成図である。

以下、本発明に係る送風機の一例である多翼遠心ファンについて、図面を用いて説明する。
なお、以下で説明する構成、動作等は、一例にすぎず、本発明に係る送風機は、そのような構成、動作等に限定されない。また、各図において、同一又は類似するものには、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。

また、以下では、本発明に係る送風機を空気調和装置に適用した場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、例えば、換気装置や送風装置一般に適用してもよい。

実施の形態１．
実施の形態１に係る空気調和装置１を図１、２を用いて説明する。
図１は、実施の形態１に係る多翼遠心ファンを搭載する空気調和装置の室内機の斜視図である。
図２は、実施の形態１に係る空気調和装置の内部構成を説明するための斜視図である。

＜空気調和装置１の構成＞
空気調和装置１は、空調対象空間の天井面に設置されたケーシング２を備えている。ケーシング２は、例えば直方体形状で構成されている。ケーシング２は、上面部２ａと、下面部２ｂと、４面の側面部２ｃとを含んでいる。

４面の側面部２ｃのうちの１面には、例えば矩形状の吹出口３が開口している。吹出口３には、例えば上下方向や左右方向に風向調整が可能なベーン３ａが設置されている。
下面部２ｂには、例えば矩形形状の吸込口４が開口している。吸込口４には、吸込グリル４ａが設置されている。ケーシング２における吸込グリル４ａの内部側には、吸込グリル４ａを通過した後の空気を除塵するフィルタ（図示しない）が設けられている。

空気調和装置１のケーシング２内には、多翼遠心ファン５と、ファンモータ６と、熱交換器７と、が収容されている。多翼遠心ファン５は、渦形ケーシング５ａと、渦形ケーシング５ａの吸込口に形成されたベルマウス５ｂと、渦形ケーシング５ａ内に回転自在に配置された円筒状の羽根車１０とにより構成されている。
ファンモータ６は、ケーシング２の下面部２ｂ上に固定されたモータサポート６ａにより支持されている。また、ファンモータ６は、多翼遠心ファン５の羽根車１０の回転軸６ｂを回転駆動する。

熱交換器７は、多翼遠心ファン５が送風する空気の流路に配置され、熱交換器７の伝熱管（図示しない）内に流れる熱媒体と空気との間で熱交換を行う。
多翼遠心ファン５の渦形ケーシング５ａは、羽根車１０を囲うように設けられ、羽根車１０から吹出された空気を整流する。渦形ケーシング５ａの吸込口には、ベルマウス５ｂが形成され、多翼遠心ファン５に流入する気流を整流する。ベルマウス５ｂが連通するケーシング２内の吸込側空間２ｄと、渦形ケーシング５ａの吹出口が連通するケーシング２内の吹出側空間２ｅとは、仕切板２ｆにより仕切られている。

空気調和装置１の構成において、羽根車１０が回転すると、空調対象空間の空気は、吸込口４からケーシング２内に吸い込まれる。ケーシング２内に吸い込まれた空気は、多翼遠心ファン５の渦形ケーシング５ａ内にベルマウス５ｂを介して吸い込まれる。渦形ケーシング５ａ内に吸い込まれた空気は、羽根車１０の回転により羽根車１０の径方向外側に吹き出す。そして、吹き出した空気は、羽根車１０と渦形ケーシング５ａの内壁との間で加圧され全圧が上昇する。渦形ケーシング５ａから吹き出した空気は、熱交換器７を通過して温湿度が調整された後、空気調和装置１の吹出口３から空調空間に供給される。

次に、図３、４を用いて実施の形態１に係る多翼遠心ファン５の詳細について説明する。
図３は、実施の形態１に係る羽根車の斜視図である。
図４は、実施の形態１に係る翼を側板側から回転軸線Ｊの方向に見た拡大図である。

＜羽根車１０の構成＞
多翼遠心ファン５の羽根車１０は、図３に示すように円盤形状の主板１０ａとリング形状の側板１０ｂとを平行に対向配置し、円筒形状で構成されている。羽根車１０は、回転軸線Ｊを回転軸として回転方向１２向きに回転する。
主板１０ａの外周縁と、側板１０ｂとの間には、複数の翼１１が回転軸線Ｊと平行に配置されている。複数の翼１１は、羽根車１０の回転軸線Ｊを囲むように設けられている。
また、主板１０ａは、回転軸線Ｊ上にファンモータ６の回転軸６ｂが接続されるボス部１０ｃを備えている。

この羽根車１０は、渦形ケーシング５ａのベルマウス５ｂ側に側板１０ｂが対向して配置され取り付けられる。すなわち、ベルマウス５ｂから渦形ケーシング５ａ内に吸い込まれた空気は、側板１０ｂ側から羽根車１０内に流入する。
羽根車１０は、樹脂成形品として一体成形してもよいし、主板１０ａ、側板１０ｂ、翼１１をそれぞれ別体とし、組み立てる構成としてもよい。材質は、樹脂や各種金属等を適宜採用することが可能である。

＜翼１１の構成＞
複数の翼１１は、同一形状として形成されている。翼１１は、図３に示すように主板１０ａ側に配置された第１翼２０と、側板１０ｂ側に配置された第２翼２１とにより構成されている。第１翼２０と第２翼２１とは一体で成形されてもよいし、別体として組み立てる構成としてもよい。第１翼２０と第２翼２１とは接続部２２で接続されている。

この第１翼２０と第２翼２１とは、図４に示すように翼１１を回転軸線Ｊの方向から見て、取付角度が異なった構成となっている。
第１翼２０は、回転軸線Ｊと平行な板状体で構成された前曲翼形となっている。
一方、第２翼２１は、側板１０ｂ側の側端面２１ｅから第１翼２０につながるよう捻れた形状となっている。
また、図３に示すように、翼１１の回転軸線Ｊ方向の長さＬ１に対して、第２翼２１の回転軸線Ｊ方向の長さ（側端面２１ｅと接続部２２の間の長さ）Ｌ２は、Ｌ２／Ｌ１が１／２以内となるように構成されている。

第１翼２０は、羽根車１０の内周側の一端に位置する内周側前縁部２０ａと、羽根車１０の外周側の他端に位置する外周側後縁部２０ｂと、を有している。また、構成面として、回転方向１２側の翼表面である正圧面２０ｃと、回転方向１２と反対側の翼表面である負圧面２０ｄと、を有している。
第２翼２１は、羽根車１０の内周側の一端に位置する内周側前縁部２１ａと、羽根車１０の外周側の他端に位置する外周側後縁部２１ｂと、を有している。また、構成面として、回転方向１２側の翼表面である正圧面２１ｃと、回転方向１２と反対側の翼表面である負圧面２１ｄと、を有している。

そして、第１翼２０と第２翼２１とは、図４に示すように回転軸線Ｊに垂直な断面において、正圧面２０ｃ、２１ｃが円弧を含む凹面として構成され、負圧面２０ｄ、２１ｄが円弧を含む凸面として構成されている。また、外周側後縁部２０ｂ、２１ｂは、内周側前縁部２０ａ、２１ａよりも回転方向１２に前進した位置に配置されている。この翼１１の形状は、前曲翼形と定義され、一般的にシロッコファンの翼形として採用される。

＜第１翼出口角α１と第２翼出口角β１＞
ここで、外周側後縁部２０ｂ、２１ｂにおける第１翼出口角α１と第２翼出口角β１の定義について説明する。
第１翼出口角α１は、図４に示すように、外周側後縁部２０ｂにおいて、第１翼２０の厚み方向の中心を示す第１翼中心線２０ｆの接線２０ｇと、外周側後縁部２０ｂが通過する第１仮想円３０の接線２０ｈと、が成す角度として定義される。このとき第１翼出口角α１は、図４において、第１仮想円３０の接線２０ｈを基準として第１翼中心線２０ｆの接線２０ｇまで反時計回りに回転したときの回転角となっている。
第２翼出口角β１は、図４に示すように、外周側後縁部２１ｂにおいて、第２翼２１の厚み方向の中心を示す第２翼中心線２１ｆの接線２１ｇと、外周側後縁部２１ｂが通過する第１仮想円３０の接線２１ｈと、が成す角度として定義される。このとき第２翼出口角β１は、図４において、第１仮想円３０の接線２１ｈを基準として第２翼中心線２１ｆの接線２１ｇまで反時計回りに回転したときの回転角となっている。

すると、第１翼出口角α１は回転軸線Ｊの方向で一定となっている。一方、第２翼出口角β１は、側端面２１ｅ上で最大値となり、第２翼２１と第１翼２０との接続部２２に向けて第１翼出口角α１まで漸次減少する。すなわち、第２翼出口角β１は常に第１翼出口角α１よりも大きな値となる。また、第１翼出口角α１と第２翼出口角β１との角度差は、２０°以内となっている。
なお、第２翼２１の外周側後縁部２１ｂの位置は、対応する第１翼２０の外周側後縁部２０ｂの位置よりも回転方向１２に進んだ位置となっている。

＜空気の流れ＞
次に、羽根車１０における空気の流れについて説明する。
はじめに、空気の吹出角γ１の定義について説明する。
空気の吹出角γ１は、図４に示すように、外周側後縁部２０ｂ、２１ｂが通過する第１仮想円３０における吹き出し空気４０の風向と、第１仮想円３０の接線４１と、が成す角度として定義される。
一般的に、前曲翼形を有する多翼遠心ファン（シロッコファン）において、翼１１の主板１０ａ近傍では吹出角γ１が小さく、翼１１の側板１０ｂ近傍では吹出角γ１が大きくなる。

翼１１の出口角が回転軸線Ｊ方向で一定の場合、翼１１の主板１０ａ側では翼１１の第１翼出口角α１と吹出角γ１との角度差が小さくなるように設計し、翼１１の表面から気流が剥離することを防止する。
すると、翼１１の出口角が回転軸線Ｊ方向で一定のため、吹出角γ１が大きい翼１１の側板１０ｂ近傍では、翼１１の第２翼出口角β１と吹出角γ１との角度差が大きくなってしまう。よって、翼１１の側板１０ｂ近傍では気流が乱れやすく、翼１１から気流が剥離することで圧力損失が大きくなる。
これに対し、実施の形態１に係る多翼遠心ファン５では、側板１０ｂ側の第２翼２１の第２翼出口角β１を主板１０ａ側の第１翼２０の第１翼出口角α１よりも大きくしたため、第２翼出口角β１と吹出角γ１との角度差が縮小する。

＜効果＞
実施の形態１に係る多翼遠心ファン５では、翼１１の主板１０ａ側と側板１０ｂ側とで空気の吹出角γ１が異なることに着目し、第１翼出口角α１と第２翼出口角β１とを調整し、翼１１の全面において気流の剥離が生じない構成とした。
すなわち、側板１０ｂ側の第２翼２１の第２翼出口角β１を主板１０ａ側の第１翼２０の第１翼出口角α１よりも大きくし、第２翼出口角β１と吹出角γ１との角度差が縮小させた。
よって、特に第２翼２１で気流の剥離が低減され、気流の乱れが減少することで多翼遠心ファン５の高効率化と低騒音化を図ることができる。
また、翼１１の第１翼２０側は、第２翼２１側に対して空気の通過風速が高く吹出角γ１が安定しており、高効率化に寄与する部位である。よって、第１翼２０の第１翼出口角α１を一定値に固定することで多翼遠心ファン５の高効率化と低騒音化を図ることができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る多翼遠心ファン５を、図５を用いて説明する。
図５は、実施の形態２に係る翼を側板側から回転軸線Ｊの方向に見た拡大図である。
実施の形態２に係る多翼遠心ファンは、羽根車１０、渦形ケーシング５ａ等の基本構成について実施の形態１と同様のため説明を省略する。

＜翼１１の構成＞
複数の翼１１は、同一形状として形成されている。翼１１は、実施の形態１と同様に図３に示すように主板１０ａ側に配置された第１翼２０と、側板１０ｂ側に配置された第２翼２１とにより構成されている。第１翼２０と第２翼２１とは一体で成形されてもよいし、別体として組み立てる構成としてもよい。第１翼２０と第２翼２１とは接続部２２で接続されている。

この第１翼２０と第２翼２１とは、図５に示すように翼１１を回転軸線Ｊの方向から見て、取付角度が異なった構成となっている。
第１翼２０は、回転軸線Ｊと平行な板状体で構成された前曲翼形となっている。
一方、第２翼２１は、側板１０ｂ側の側端面２１ｅから第１翼２０につながるよう捻れた形状となっている。

第１翼２０は、羽根車１０の内周側の一端に位置する内周側前縁部２０ａと、羽根車１０の外周側の他端に位置する外周側後縁部２０ｂと、を有している。また、構成面として、回転方向１２側の翼表面である正圧面２０ｃと、回転方向１２と反対側の翼表面である負圧面２０ｄと、を有している。
第２翼２１は、羽根車１０の内周側の一端に位置する内周側前縁部２１ａと、羽根車１０の外周側の他端に位置する外周側後縁部２１ｂと、を有している。
また、構成面として、回転方向１２側の翼表面である正圧面２１ｃと、回転方向１２と反対側の翼表面である負圧面２１ｄと、を有している。

そして、第１翼２０と第２翼２１とは、図５に示すように回転軸線Ｊに垂直な断面において、正圧面２０ｃ、２１ｃが円弧を含む凹面として構成され、負圧面２０ｄ、２１ｄが円弧を含む凸面として構成されている。また、外周側後縁部２０ｂ、２１ｂは、内周側前縁部２０ａ、２１ａよりも回転方向１２に前進した位置に配置されている。

第２翼２１の正圧面２１ｃには、外周側後縁部２１ｂから所定の径方向範囲に第１平面部２１ｉが延設されている。第１平面部２１ｉは、外周側後縁部２１ｂから内周側端部２１ｐまで形成されている。
第１平面部２１ｉにおける外周側後縁部２１ｂから内周側端部２１ｐまでの径方向長さＬ３は、回転軸線Ｊ方向において、接続部２２から側板１０ｂ側に向かって漸次拡大する。
また、内周側前縁部２０ａ、２１ａが通過する軌跡を第２仮想円３１とすると、第２仮想円３１と内周側端部２１ｐとの間の回転軸線Ｊを通る半径方向長さＭ２は、第１仮想円３０と第２仮想円３１との間の半径方向長さＭ１に対してＭ１の２／３倍を超える寸法（Ｍ２＞２／３×Ｍ１）となっている。

＜効果＞
以上のように構成された実施の形態２の多翼遠心ファン５によれば、実施の形態１で得られる効果に加えて、第２翼出口角β１を拡大した範囲において、正圧面２１ｃの外周側後縁部２１ｂ側に第１平面部２１ｉを形成する。すると、翼１１から空気が吹き出す際に、第１平面部２１ｉで空気の流れを安定させることができる。よって、特に第２翼２１で気流の剥離が低減され、気流の乱れが減少することで多翼遠心ファン５の高効率化と低騒音化を図ることができる。

また、羽根車１０を樹脂成型する場合に、側板１０ｂ側の第２翼出口角β１を大きくすることで翼間の金型を引き抜けなくなるが、第１平面部２１ｉを形成することで、外周側から金型の引き抜きができるため、主板１０ａ、側板１０ｂ、翼１１の一体成形が可能となる。

また、主板１０ａと翼１１とを別々に成形する場合、翼１１と側板１０ｂとは２分割の金型で一体に成形が可能であり、主板１０ａと翼１１は、例えば超音波溶着で一体に溶着することが可能である。

＜変形例＞
実施の形態２の変形例に係る多翼遠心ファン５を、図６を用いて説明する。
図６は、実施の形態２の変形例に係る翼を側板側から回転軸線Ｊの方向に見た拡大図である。
実施の形態２の変形例に係る多翼遠心ファンは、羽根車１０、渦形ケーシング５ａ等の基本構成について実施の形態１と同様のため説明を省略する。

実施の形態２では、第２翼２１の正圧面２１ｃの外周側後縁部２１ｂから所定の径方向範囲に第１平面部２１ｉが形成されているが、この変形例では、第２翼２１の負圧面２１ｄにおける外周側後縁部２１ｂから所定の径方向範囲に第２平面部２１ｊが形成されている。第２平面部２１ｊは、外周側後縁部２１ｂから内周側端部２１ｑまで形成されている。

第２平面部２１ｊにおける翼１１の肉厚は、外周側に向かって縮小する。
第２平面部２１ｊの外周側後縁部２１ｂから内周側端部２１ｑまでの径方向長さＬ４は、回転軸線Ｊ方向において、接続部２２から側板１０ｂ側に向かって漸次拡大する。
また、内周側前縁部２０ａ、２１ａが通過する軌跡を第２仮想円３１とすると、第２仮想円３１と内周側端部２１ｑとの間の回転軸線Ｊを通る半径方向長さＮ２は、第１仮想円３０と第２仮想円３１との間の半径方向長さＮ１に対してＮ１の２／３倍を超える寸法（Ｎ２＞２／３×Ｎ１）となっている。

＜効果＞
以上のように構成された実施の形態２の変形例に係る多翼遠心ファン５によれば、凸面である第２翼２１の負圧面２１ｄにおいて、気流が一度剥離しても第２平面部２１ｊで再付着しやすい。そのため、負圧面２１ｄにおいて剥離した気流が正圧面２０ｃ、２１ｃへ流入することで正圧面２０ｃ、２１ｃに気流が集中することが抑制され、気流が安定しやすくなる。すると、多翼遠心ファン５の高効率化と低騒音化を図ることができる。
なお、実施の形態２に係る第１平面部２１ｉと、変形例に係る第２平面部２１ｊとは、構成の両方を採用してもよい。この場合、第１平面部２１ｉと、第２平面部２１ｊとにより気流の乱れを抑制する相乗効果が期待できる。
そして、第１平面部２１ｉと、第２平面部２１ｊとの両方が形成された部分の翼１１の肉厚は、一定寸法としてもよい。肉厚を一定にすることで、第２翼２１の外周側後縁部２１ｂの強度を保ちながら気流を整流することができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る多翼遠心ファン５を、図７を用いて説明する。
図７は、実施の形態３に係る翼を側板側から回転軸線Ｊの方向に見た拡大図である。
実施の形態３に係る多翼遠心ファンは、羽根車１０、渦形ケーシング５ａ等の基本構成について実施の形態１と同様のため説明を省略する。

この第１翼２０と第２翼２１とは、図７に示すように翼１１を回転軸線Ｊの方向から見て、翼形状が異なった構成となっている。
第１翼２０は、回転軸線Ｊと平行な板状体で構成された前曲翼形となっている。
一方、第２翼２１は、側板１０ｂ側の側端面２１ｅから第１翼２０につながるよう捻れた形状となっている。
また、図３に示すように、翼１１の回転軸線Ｊ方向の長さＬ１に対して、第２翼２１の回転軸線Ｊ方向の長さ（側端面２１ｅと接続部２２の間の長さ）Ｌ２は、Ｌ２／Ｌ１が１／２以内となるように構成されている。

そして、第１翼２０と第２翼２１とは、図７に示すように回転軸線Ｊに垂直な断面において、正圧面２０ｃ、２１ｃが円弧を含む凹面として構成され、負圧面２０ｄ、２１ｄが円弧を含む凸面として構成されている。また、外周側後縁部２０ｂ、２１ｂは、内周側前縁部２０ａ、２１ａよりも回転方向１２に前進した位置に配置されている。この翼１１の形状は、前曲翼形と定義され、一般的にシロッコファンの翼形として採用される。

＜第１翼入口角α２と第２翼入口角β２＞
ここで、内周側前縁部２０ａ、２１ａにおける第１翼入口角α２と第２翼入口角β２の定義について説明する。
第１翼入口角α２は、図７に示すように、内周側前縁部２０ａにおいて、第１翼２０の厚み方向の中心を示す第１翼中心線２０ｆの接線２０ｍと、内周側前縁部２０ａが通過する第２仮想円３１の接線２０ｋと、が成す角度として定義される。このとき第１翼入口角α２は、図７において、第２仮想円３１の接線２０ｋを基準として第１翼中心線２０ｆの接線２０ｍまで反時計回りに回転したときの回転角となっている。
第２翼入口角β２は、図７に示すように、内周側前縁部２１ａにおいて、第２翼２１の厚み方向の中心を示す第２翼中心線２１ｆの接線２１ｍと、内周側前縁部２１ａが通過する第２仮想円３１の接線２１ｋと、が成す角度として定義される。このとき第２翼入口角β２は、図７において、第２仮想円３１の接線２１ｋを基準として第２翼中心線２１ｆの接線２１ｍまで反時計回りに回転したときの回転角となっている。

すると、第１翼入口角α２は回転軸線Ｊの方向で一定となっている。一方、第２翼入口角β２は、側端面２１ｅ上で最小値となり、第２翼２１と第１翼２０との接続部２２に向けて第１翼入口角α２まで漸次増加する。すなわち、第２翼入口角β２は常に第１翼入口角α２よりも小さい値となる。また、第２翼２１の第２翼入口角β２を第１翼入口角α２より縮小する回転軸線Ｊ方向の範囲は、実施の形態１に係る第２翼出口角β１の出口角を第１翼出口角α１より大きくした範囲内とする。
なお、第２翼２１の内周側前縁部２１ａの位置は、対応する第１翼２０の内周側前縁部２０ａの位置よりも回転方向１２に進んだ位置となっている。

＜効果＞
以上のように構成された実施の形態３に係る多翼遠心ファン５によれば、空気の流入角γ２を、図７に示すように、内周側前縁部２０ａ、２１ａが通過する第２仮想円３１における流入空気５０の風向と、第２仮想円３１の接線５１と、が成す角度として定義する。すると、主板１０ａ側に対し風量が小さく気流の流入角γ２が小さくなる側板１０ｂ側の第２翼２１において、第２翼２１の第２翼入口角β２と流入角γ２との角度差が小さくなる。よって、第２翼２１の内周側前縁部２１ａの負圧面２１ｄにおいて、気流の剥離が生じにくくなる。また、内周側前縁部２１ａにおける気流の剥離から、気流が正圧面２０ｃ、２１ｃへ流入することで正圧面２０ｃ、２１ｃに気流が集中することが抑制され、気流が安定しやすくなる。すると、多翼遠心ファン５の高効率化と低騒音化を図ることができる。

実施の形態４．
実施の形態４に係る多翼遠心ファン５を、図８を用いて説明する。
図８は、実施の形態４に係る翼を側板側から回転軸線Ｊの方向に見た拡大図である。
実施の形態４に係る多翼遠心ファンは、羽根車１０、渦形ケーシング５ａ等の基本構成について実施の形態１と同様のため説明を省略する。

実施の形態４に係る多翼遠心ファン５では、ベルマウス５ｂの最小内径５ｃが内周側前縁部２０ａ、２１ａが通過する第２仮想円３１の直径よりも大きくなるように形成される。

＜効果＞
以上のように構成された実施の形態４に係る多翼遠心ファン５によれば、実施の形態１に係る多翼遠心ファン５の効果に加え、翼１１の側端面２１ｅ側からも翼１１の間に気流が流入するため、第２翼２１の翼間における風量が増加する。すると、翼１１の正圧面２０ｃ、２１ｃの外周側後縁部２０ｂ、２１ｂで気流が剥離しにくくなり、気流の乱れが抑制される。

実施の形態５．
実施の形態５に係る多翼遠心ファン５を、図９、１０を用いて説明する。
図９は、実施の形態５に係る多翼遠心ファンの斜視図である。
図１０は、実施の形態５に係る多翼遠心ファンを別の角度から見た斜視図である。

＜羽根車１０の構成＞
多翼遠心ファン５の羽根車１０は、図９、１０に示すように円盤形状の主板１０ａと、主板１０ａの両端部に２枚配置されたリング形状の側板１０ｂとを平行に配置し、円筒形状で構成されている。羽根車１０は、回転軸線Ｊを回転軸として回転方向１２向きに回転する。
主板１０ａの外周縁と、２枚の側板１０ｂとの間には、複数の翼１１が回転軸線Ｊと平行に配置されている。複数の翼１１は、羽根車１０の回転軸線Ｊを囲むように設けられている。

また、主板１０ａは、回転軸線Ｊ上にファンモータ６の回転軸６ｂが接続されるボス部１０ｃを備えている。ファンモータ６は、図１０に示すように２枚の側板１０ｂのうちの一方側に配置されている。
この羽根車１０は、渦形ケーシング５ａの対向する２面に配置された２つのベルマウス５ｂに側板１０ｂが対向して配置され取り付けられる。すなわち、ベルマウス５ｂから渦形ケーシング５ａ内に吸い込まれた空気は、２枚の側板１０ｂの両側から羽根車１０内に流入する。
羽根車１０は、樹脂成形品として一体成形してもよいし、主板１０ａ、側板１０ｂ、翼１１をそれぞれ別体とし、組み立てる構成としてもよい。材質は、樹脂や各種金属等を適宜採用することが可能である。

＜翼の構成＞
複数の翼１１は、主板１０ａの一面側に配置された翼Ａ（１１Ａ）と、主板１０ａの他面側に配置された翼Ｂ（１１Ｂ）とでそれぞれ同一形状として形成されている。翼Ａ（１１Ａ）は、図９に示すように主板１０ａ側に配置された第１翼２０Ａと、側板１０ｂ側に配置された第２翼２１Ａとにより構成されている。また、翼Ｂ（１１Ｂ）は、図９に示すように主板１０ａ側に配置された第１翼２０Ｂと、側板１０ｂ側に配置された第２翼２１Ｂとにより構成されている。第１翼２０Ａと第２翼２１Ａとは接続部２２Ａで接続されている。また、第１翼２０Ｂと第２翼２１Ｂとは接続部２２Ｂで接続されている。

この第１翼２０Ａ、２０Ｂと第２翼２１Ａ、２１Ｂとは、それぞれ回転軸線Ｊの方向から見て、取付角度が異なった構成となっている。
第１翼２０Ａ、２０Ｂは、回転軸線Ｊと平行な板状体で構成された前曲翼形となっている。
一方、第２翼２１Ａ、２１Ｂは、側板１０ｂ側の側端面２１ｅから第１翼２０Ａ、２０Ｂにつながるよう捻れた形状となっている。
また、図１０に示すように、翼Ａ（１１Ａ）の第２翼２１Ａにおける回転軸線Ｊ方向の長さＬ５は、翼Ｂ（１１Ｂ）の第２翼２１Ｂにおける回転軸線Ｊ方向の長さＬ６の長さよりも長くなるように構成されている。
そして、ファンモータ６は、翼Ａ（１１Ａ）側に配置されている。
なお、第１翼２０Ａ、２０Ｂ、第２翼２１Ａ、２１Ｂがそれぞれ第１翼出口角α１と第２翼出口角β１を備えた構成は、実施の形態１と同様のため説明を省略する。

＜効果＞
以上のように構成された実施の形態５に係る多翼遠心ファン５によれば、主板１０ａの両端面側から気流を吸い込む両吸込形の多翼遠心ファンにおいて、ファンモータ６を設置した側では、気流の通風抵抗が大きくなる。すると、翼Ａ（１１Ａ）が配置されたファンモータ側は、第２翼出口角β１と吹出角γ１との角度差が大きくなる回転軸線Ｊ方向の長さが拡大する。よって、第２翼２１Ａの長さＬ５を反対側の第２翼２１Ｂの長さＬ６より相対的に長く構成し、第２翼２１Ａにおいて第２翼出口角β１と吹出角γ１との成す角度差を小さくすることができる。したがって、特に第２翼２１Ａで気流の剥離が低減され、気流の乱れが減少することで多翼遠心ファン５の高効率化と低騒音化を図ることができる。

実施の形態６．
図１１は、実施の形態６に係る空気調和装置の構成図である。
実施の形態６では、上述した多翼遠心ファン５を備えた室内機２００を有する空気調和装置について説明する。
空気調和装置は、室外機１００と室内機２００とを有し、これらが冷媒配管で連結されて冷媒回路を構成している。冷媒配管のうち、ガス冷媒が流れる配管をガス配管３００とし、液冷媒または気液二相冷媒が流れる配管を液配管４００とする。

室外機１００は、実施の形態７においては、圧縮機１０１、四方弁１０２、室外側熱交換器１０３、室外側送風機１０４、絞り装置（膨張弁）１０５で構成されている。

圧縮機１０１は、吸入したガス冷媒を圧縮して吐出する。ここで、圧縮機１０１は、インバータ装置等を備え、運転周波数を任意に変化させることにより、圧縮機１０１の容量（単位時間あたりに冷媒を送り出す量）を変化させることができるものとする。四方弁１０２は、制御装置（図示せず）からの指示に基づいて、冷房運転時と暖房運転時によって冷媒の流れを切り換える。

また、室外側熱交換器１０３は、冷媒と室外の空気との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては蒸発器として機能し、液配管４００から流入した低圧の冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発させる。また、冷房運転時においては凝縮器として機能し、圧縮機１０１において圧縮された冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮させる。
室外側熱交換器１０３の近傍には、冷媒と空気との熱交換を効率よく行うため、室外側送風機１０４が配置されている。室外側送風機１０４としては、例えば上述の実施の形態１〜６で記載した多翼遠心ファン５を採用することができる。室外側送風機１０４は、インバータ装置によりファンモータ６の運転周波数を任意に変化させて多翼遠心ファン５の回転速度を変化させるようにしてもよい。絞り装置１０５は、開度を変化させることで、冷媒の前後圧力差を調整する。

一方、室内機２００は、負荷側熱交換器２０１及び負荷側送風機２０２で構成される。負荷側熱交換器２０１は、冷媒と室内の空気との熱交換を行う。負荷側熱交換器２０１は、例えば、暖房運転時においては凝縮器として機能する。負荷側熱交換器２０１は、ガス配管３００から流入した冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮させて、液配管４００側に流出させる。一方、負荷側熱交換器２０１は、冷房運転時において蒸発器として機能する。負荷側熱交換器２０１は、例えば、絞り装置１０５により低圧状態にされた冷媒と空気との熱交換を行い、液冷媒を蒸発させて、ガス配管３００側に流出させる。また、室内機２００には、熱交換を行う空気の流量を調整するための負荷側送風機２０２が設けられている。この負荷側送風機２０２の運転速度は、例えば利用者の設定により決定される。負荷側送風機２０２としては、例えば上記実施の形態１〜６で記載した多翼遠心ファン５を採用することができる。

＜効果＞
以上のように実施の形態６に係る空気調和装置では、実施の形態１〜５において記載した多翼遠心ファン５を室外機１００や室内機２００に採用することで、高効率でありかつ騒音の発生を抑制した空気調和装置を得ることができる。

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。
また、実施の形態１〜６に記載した多翼遠心ファン５の各構成を組み合わせて適宜採用することが可能である。

以上、実施の形態１〜６に係る発明における送風機は、
（１）吸込口が開口した渦形ケーシング５ａと、円盤形状の主板１０ａと、リング形状の側板１０ｂと、主板１０ａと側板１０ｂとの間に配置された複数の翼１１と、を備えた羽根車１０と、を有し、羽根車１０は、渦形ケーシング５ａ内に収納され、主板１０ａ側に配置された第１翼２０と、前記第１翼と前記側板との間に配置された第２翼と、を有し、第２翼２１の外周側後縁部２１ｂにおける第２翼出口角β１は、第１翼２０の外周側後縁部２０ｂにおける第１翼出口角α１と異なる角度で構成され、第２翼２１の正圧面２１ｃと、第２翼２１の負圧面２１ｄと、の少なくとも一方は、外周側後縁部２１ｂから内周側前縁部２１ａ側に延設された平面部２１ｉ、２１ｊを有するものである。すると、翼１１から空気が吹き出す際に、平面部２１ｉ、２１ｊで空気の流れを安定させることができる。よって、特に第２翼２１で気流の剥離が低減され、気流の乱れが減少することで多翼遠心ファン５の高効率化と低騒音化を図ることができる。

（２）また、上記（１）に記載の送風機において、平面部２１ｉは、第２翼２１の正圧面２１ｃに配置されたものである。
（３）また、上記（１）に記載の送風機において、平面部２１ｊは、第２翼２１の負圧面２１ｄに配置されたものである。
（４）また、上記（１）に記載の送風機において、平面部２１ｉ、２１ｊは、第２翼２１の正圧面２１ｃと負圧面２１ｄの両面に配置されたものである。
上記（２）〜（４）に記載の送風機では、平面部２１ｉ、２１ｊの設置位置が翼１１の正圧面２１ｃ及び負圧面２１ｄの一方または両方に形成されることで、空気の流れを安定させることができる。よって、特に第２翼２１で気流の剥離が低減され、気流の乱れが減少することで多翼遠心ファン５の高効率化と低騒音化を図ることができる。

（５）また、上記（４）に記載の送風機において、平面部２１ｉ、２１ｊにおける第２翼２１の肉厚は一定値となっているため、第２翼２１の外周側後縁部２１ｂの強度を保ちながら気流を整流することができる。

（６）また、上記（２）〜（５）に記載の送風機において、平面部２１ｉ、２１ｊの羽根車１０における径方向長さは、羽根車１０の回転軸線Ｊ方向において、主板１０ａ側から側板１０ｂ側に向かって漸次長くなる。よって、気流が乱れが生じやすい第２翼２１の側板１０ｂ側で平面部２１ｉ、２１ｊの径方向長さを長く取り、気流を安定させることができる。

（７）また、上記（１）〜（６）に記載の送風機において、第２翼出口角β１は、第１翼出口角α１よりも大きく構成されているため、空気の吹出角γ１が大きくなる翼１１の側板１０ｂ側で吹出角γ１と第２翼出口角β１との差を縮小し、気流の剥離を防止して多翼遠心ファン５の高効率化と低騒音化を図ることができる。

（８）また、上記（１）〜（７）に記載の送風機において、第１翼出口角α１は、羽根車の回転軸線Ｊ方向において、一定値となっているため、吹出角γ１が安定した翼１１の主板１０ａ側で気流を翼１１の表面から剥離させることなく高効率に空気を搬送することができる。

（９）また、上記（１）〜（８）に記載の送風機において、第２翼出口角β１は、第２翼２１の側板１０ｂ側から主板１０ａ側に向けて漸次減少する構成となっている。よって、特に吹出角γ１の角度が大きくなる側板１０ｂ側で第２翼出口角β１を大きく取り、気流の剥離を防止して多翼遠心ファン５の高効率化と低騒音化を図ることができる。

（１０）また、上記（１）〜（９）に記載の送風機において、第２翼２１の内周側前縁部２１ａにおける第２翼入口角β２は、第１翼２０の内周側前縁部２０ａにおける第１翼入口角α２と異なる角度で構成されている。このため、翼１１の主板１０ａ側と側板１０ｂ側とで空気の流入角γ２が異なることに対応して、翼１１の全面において気流の剥離が生じない構成とすることができる。

（１１）また、上記（１０）に記載の送風機において、第２翼入口角β２は、第１翼入口角α２よりも小さく構成されているため、空気の流入角γ２が小さくなる翼１１の側板１０ｂ側で流入角γ２と第２翼入口角β２との差を縮小し、気流の剥離を防止して多翼遠心ファン５の高効率化と低騒音化を図ることができる。

（１２）また、上記（１０）または（１１）に記載の送風機において、第２翼入口角β２は、第２翼２１の側板１０ｂ側から主板１０ａ側に向けて漸次増加する構成となっている。よって、特に流入角γ２の角度が小さくなる側板１０ｂ側で第２翼入口角β２を小さく取り、気流の剥離を防止して多翼遠心ファン５の高効率化と低騒音化を図ることができる。

（１３）また、上記（１）〜（１２）に記載の送風機において、渦形ケーシング５ａの吸込口は、ベルマウス５ｂを有し、ベルマウス５ｂの最小径は、第２翼２１の内周側前縁部２１ａが通過する第２仮想円３１の直径よりも大きく構成されている。よって、翼１１の側端面２１ｅ側からも翼１１との間に気流が流入するため、第２翼２１の翼間における風量が増加する。すると、翼１１の正圧面２０ｃ、２１ｃの外周側後縁部２０ｂ、２１ｂで気流が剥離しにくくなり、気流の乱れが抑制される。

（１４）また、上記（１）〜（１３）に記載の送風機において、羽根車１０は、中央に配置された主板１０ａと、主板１０ａを挟んで両端に配置された一対の側板１０ｂと、主板１０ａと一対の側板１０ｂの一方との間に配置された複数の翼１１と、主板１０ａと一対の側板１０ｂの他方との間に配置された複数の翼１１と、により構成され、一対の側板１０ｂの一方側には、羽根車１０を回転駆動するファンモータ６が配置され、側板１０ｂの一方側に配置された第２翼２１の回転軸線Ｊ方向の長さは、側板１０ｂの他方側に配置された第２翼２１の回転軸線Ｊ方向の長さよりも長く構成されている。
主板１０ａの両端面側から気流を吸い込む両吸込形の多翼遠心ファンにおいて、ファンモータ６を設置した側では、気流の通風抵抗が大きくなる。すると、ファンモータ６側は、第２翼出口角β１と吹出角γ１との角度差が大きくなる回転軸線Ｊ方向の長さが拡大する。よって、図１０における第２翼２１Ａの長さＬ５を反対側の第２翼２１Ｂの長さＬ６より相対的に長く構成し、第２翼２１Ａにおいて第２翼出口角β１と吹出角γ１との成す角度差を小さくすることができる。したがって、特に第２翼２１Ａで気流の剥離が低減され、気流の乱れが減少することで多翼遠心ファン５の高効率化と低騒音化を図ることができる。

（１５）また、上記（１）〜（１４）に記載の送風機を備えた空気調和装置とすることで、高効率でありかつ騒音の発生を抑制した空気調和装置を得ることができる。

１空気調和装置、２ケーシング、２ａ上面部、２ｂ下面部、２ｃ側面部、２ｄ吸込側空間、２ｅ吹出側空間、２ｆ仕切板、３吹出口、３ａベーン、４吸込口、４ａ吸込グリル、５多翼遠心ファン、５ａ渦形ケーシング、５ｂベルマウス、５ｃ最小内径、６ファンモータ、６ａモータサポート、６ｂ回転軸、７熱交換器、１０羽根車、１０ａ主板、１０ｂ側板、１０ｃボス部、１１翼、１１Ａ翼Ａ、１１Ｂ翼Ｂ、１２回転方向、２０第１翼、２０Ａ第１翼、２０Ｂ第１翼、２０ａ内周側前縁部、２０ｂ外周側後縁部、２０ｃ正圧面、２０ｄ負圧面、２０ｆ第１翼中心線、２０ｇ第１翼中心線の接線、２０ｈ第１仮想円の接線、２０ｋ第２仮想円の接線、２０ｍ第１翼中心線の接線、２１第２翼、２１Ａ第２翼、２１Ｂ第２翼、２１ａ内周側前縁部、２１ｂ外周側後縁部、２１ｃ正圧面、２１ｄ負圧面、２１ｅ側端面、２１ｆ第２翼中心線、２１ｇ第２翼中心線の接線、２１ｈ第１仮想円の接線、２１ｉ第１平面部、２１ｊ第２平面部、２１ｋ第２仮想円の接線、２１ｍ第２翼中心線の接線、２１ｐ内周側端部、２１ｑ内周側端部、２２接続部、２２Ａ接続部、２２Ｂ接続部、３０第１仮想円、３１第２仮想円、４０吹き出し空気、４１第１仮想円の接線、５０流入空気、５１第２仮想円の接線、１００室外機、１０１圧縮機、１０２四方弁、１０３室外側熱交換器、１０４室外側送風機、１０５絞り装置、２００室内機、２０１負荷側熱交換器、２０２負荷側送風機、３００ガス配管、４００液配管、Ａ回転軸線、α１第１翼出口角、α２第１翼入口角、β１第２翼出口角、β２第２翼入口角、γ１吹出角、γ２流入角。

Claims

吸込口が開口した渦形ケーシングと、
円盤形状の主板と、リング形状の側板と、前記主板と前記側板との間に配置された複数の翼と、を備えた羽根車と、
を有し、
前記羽根車は、前記渦形ケーシング内に収納され、
前記翼は、
前記主板側に配置された第１翼と、前記第１翼と前記側板との間に配置された第２翼と、を有し、
前記第２翼の外周側後縁部における第２翼出口角は、前記第１翼の外周側後縁部における第１翼出口角と異なる角度で構成され、
前記第２翼の正圧面と、前記第２翼の負圧面と、の少なくとも一方は、外周側後縁部から内周側前縁部側に延設された平面部を有する送風機。
前記平面部は、前記第２翼の正圧面に配置された請求項１に記載の送風機。
前記平面部は、前記第２翼の負圧面に配置された請求項１に記載の送風機。
前記平面部は、前記第２翼の正圧面と負圧面の両面に配置された請求項１に記載の送風機。
前記平面部における前記第２翼の肉厚は一定値となる請求項４に記載の送風機。
前記平面部の前記羽根車における径方向長さは、前記羽根車の回転軸線方向において、前記主板側から前記側板側に向かって漸次長くなる請求項２〜５のいずれか１項に記載の送風機。
前記第２翼出口角は、前記第１翼出口角よりも大きく構成された請求項１〜６のいずれか１項に記載の送風機。
前記第１翼出口角は、前記羽根車の回転軸線方向において、一定値となる請求項１〜７のいずれか１項に記載の送風機。
前記第２翼出口角は、前記第２翼の前記側板側から前記主板側に向けて漸次減少する請求項１〜８のいずれか１項に記載の送風機。
前記第２翼の内周側前縁部における第２翼入口角は、前記第１翼の内周側前縁部における第１翼入口角と異なる角度で構成された請求項１〜９のいずれか１項に記載の送風機。
前記第２翼入口角は、前記第１翼入口角よりも小さく構成された請求項１０に記載の送風機。
前記第２翼入口角は、前記第２翼の前記側板側から前記主板側に向けて漸次増加する請求項１０または１１に記載の送風機。
前記渦形ケーシングの前記吸込口は、ベルマウスを有し、
該ベルマウスの最小径は、前記第２翼の内周側前縁部が通過する仮想円の直径よりも大きく構成された請求項１〜１２のいずれか１項に記載の送風機。
前記羽根車は、中央に配置された前記主板と、該主板を挟んで両端に配置された一対の前記側板と、前記主板と前記一対の側板の一方との間に配置された前記複数の翼と、前記主板と前記一対の側板の他方との間に配置された前記複数の翼と、により構成され、
前記一対の側板の一方側には、前記羽根車を回転駆動するファンモータが配置され、
前記側板の一方側に配置された前記第２翼の回転軸線方向の長さは、前記側板の他方側に配置された前記第２翼の回転軸線方向の長さよりも長く構成された請求項１〜１３のいずれか１項に記載の送風機。
請求項１〜１４のいずれか１項に記載された送風機を備えた空気調和装置。