軸流送風機及び空気調和機
【課題】ファン性能を向上させることができる軸流送風機及びこれを備えた空気調和機を提供する。
【解決手段】軸流送風機１０では、羽根車２０のリング部２２における吸込側領域には、湾曲部５０が設けられている。湾曲部５０は、主流ＭＦの上流側に向く第１方向Ｄ１に向かいながら半径方向の外側Ｄ３に延びる第１湾曲部５１と、第１湾曲部５１よりも半径方向の外側Ｄ３に位置し、第１方向Ｄ１の逆方向である第２方向Ｄ２に向かいながら半径方向の外側Ｄ３に延びる第２湾曲部５２とを有している。
【解決手段】軸流送風機１０では、羽根車２０のリング部２２における吸込側領域には、湾曲部５０が設けられている。湾曲部５０は、主流ＭＦの上流側に向く第１方向Ｄ１に向かいながら半径方向の外側Ｄ３に延びる第１湾曲部５１と、第１湾曲部５１よりも半径方向の外側Ｄ３に位置し、第１方向Ｄ１の逆方向である第２方向Ｄ２に向かいながら半径方向の外側Ｄ３に延びる第２湾曲部５２とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸流送風機及び空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機などの用途で軸流送風機が用いられている。軸流送風機は、回転軸の周りに放射状に設けられた複数の羽根を有する羽根車と、空気の流路を区画する仕切部としてのベルマウスと、を備えている。ベルマウスは、羽根車の外周を囲むように配置されている。このような軸流送風機では、羽根の外周付近において空気の渦（翼端渦）が発生することがある。この翼端渦は、大きな圧力損失の要因となり、ファン性能を十分に発揮できないという問題がある。
【０００３】
そこで、複数の羽根の外周縁部に沿って複数の羽根と一体的に設けられた筒状のリング部を有する羽根車を用いることにより、翼端渦の発生を抑制する技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２３６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のようなリング部を有する羽根車を用いる場合には、リング部とベルマウスとの隙間（チップクリアランス）において空気が逆流する現象が発生する。すなわち、この逆流は、リング部の内側の領域を通過する主流の向きとは反対方向に流れる。このような逆流が生じると、主流は逆流を巻き込みながら羽根車を通過するため、リング部における吸込側領域の先端部では大きな剥離が生じる。特に、半開放型の軸流送風機では、羽根車の外周部の吸込側がベルマウスに囲まれておらず開放されているので、この開放されている領域から羽根車に空気が流入しやすい。したがって、半開放型の軸流送風機では、主流が逆流を巻き込みやすく、その結果、リング部における吸込側領域の先端部において剥離が生じやすい。
【０００６】
また、リング部を有していない羽根車に比べて、リング部を有する羽根車では求心的な流れ（回転軸寄りの流れ）が支配的となるため、吸込側領域の先端部において剥離した流れがリング部の内周面に再付着しにくい。このようにリング部の内周面に再付着していない領域においては、羽根が流体に対して負荷を与えられないので、ファン性能が低下する。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ファン性能を向上させることができる軸流送風機及びこれを備えた空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の軸流送風機は、羽根車（２０）と、仕切部（３０ａ）とを備えている。前記羽根車（２０）は、回転軸（Ａ）の周りに設けられた複数の羽根（２１）と、前記複数の羽根（２１）の外周縁部に沿って前記複数の羽根（２１）と一体的に設けられたリング部（２２）とを有する。空気の主流は、前記リング部（２２）の内側を通過する。前記仕切部（３０ａ）は、前記リング部（２２）の外周を囲むように前記リング部（２２）と所定の隙間をあけて配置されている。前記仕切部（３０ａ）は、空気の流路を区画する。前記リング部（２２）における吸込側領域には、湾曲部（５０）が設けられている。前記湾曲部（５０）は、第１湾曲部（５１）と、第２湾曲部（５２）とを有している。前記第１湾曲部（５１）は、前記主流（ＭＦ）の上流側に向く第１方向（Ｄ１）に向かいながら半径方向の外側（Ｄ３）に延びている。前記第２湾曲部（５２）は、前記第１湾曲部（５１）よりも半径方向の外側（Ｄ３）に位置し、前記第１方向の逆方向である第２方向（Ｄ２）に向かいながら半径方向の外側（Ｄ３）に延びている。
【０００９】
この構成では、湾曲部（５０）は、第１湾曲部（５１）と、第２湾曲部（５２）とを有している。したがって、リング部（２２）と仕切部（３０ａ）との間を通過する逆流（ＢＦ）の向きは、湾曲部（５０）に沿って流れる間に所望の方向に矯正されるので、リング部（２２）における吸込側領域での剥離が抑制される。具体的には、次の通りである。
【００１０】
逆流（ＢＦ）は、リング部（２２）と仕切部（３０ａ）との間を通過するときには主流（ＭＦ）に対してほぼ逆方向、すなわち第１方向（Ｄ１）のベクトルを含む方向に向いているが、第１湾曲部（５１）に沿って流れる間に半径方向の外側（Ｄ３）に向きが矯正され、さらにその後、第２湾曲部（５２）に沿って流れる間に、第１方向（Ｄ１）の逆方向である第２方向（Ｄ２）のベクトルを含む方向に向きが矯正される。このように逆流（ＢＦ）の向きが湾曲部（５０）において大きく矯正される過程、及び逆流（ＢＦ）が第２湾曲部（５２）の先端部（５２ｅ）において裏面側の領域（正圧領域）に回り込む過程において、逆流（ＢＦ）の運動量は、従来よりも低減されることになる。その結果、リング部（２２）における第２湾曲部（５２）の先端部（５２ｅ）及びその近傍での剥離が抑制される。よって、ファン性能を向上させることができる。
【００１１】
前記軸流送風機において、前記第２湾曲部（５２）の先端部（５２ｅ）における接線（Ｄｔ）は、半径方向よりも回転軸（Ａ）の方向寄りになるような方向に向いているのが好ましい。
【００１２】
この構成では、逆流（ＢＦ）は、第２湾曲部（５２）に沿って流れる間に第２方向（Ｄ２）のベクトルの割合がより多くなるように矯正される。このように逆流（ＢＦ）の向きが湾曲部（５０）においてより大きく矯正されることにより、逆流（ＢＦ）の運動量の低減効果をより高めることができる。その結果、リング部（２２）における第２湾曲部（５２）の先端部及びその近傍での剥離がさらに抑制される。具体的には、例えば、前記湾曲部（５０）の断面形状が半円弧状である形態が挙げられる。
【００１３】
本発明の空気調和機は、前記軸流送風機を室外ユニットの送風装置として用いたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、ファン性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る軸流送風機を備えた空気調和機の室外ユニットを示す断面図である。
【図２】前記軸流送風機の羽根車を示す背面図である。
【図３】前記軸流送風機の一部を拡大した断面図である。
【図４】（Ａ）は、前記実施形態に係る軸流送風機における空気の流れを示す模式図であり、（Ｂ）は、半円弧状の湾曲部が設けられていない参考例の軸流送風機における空気の流れを示す模式図である。
【図５】前記実施形態に係る軸流送風機の特性と半円弧状の湾曲部が設けられていない軸流送風機の特性とを比較した結果を示すグラフであり、流量係数と静圧係数との関係を示している。
【図６】前記実施形態に係る軸流送風機の特性と半円弧状の湾曲部が設けられていない軸流送風機の特性とを比較した結果を示すグラフであり、流量係数と比騒音との関係を示している。
【図７】前記実施形態に係る軸流送風機の特性と半円弧状の湾曲部が設けられていない軸流送風機の特性とを比較した結果を示すグラフであり、流量係数と全圧効率との関係を示している。
【図８】前記リング部の変形例１を示す概略図である。
【図９】前記リング部の変形例２を示す概略図である。
【図１０】前記リング部の変形例３を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、軸流送風機１０を備えた空気調和機の室外ユニット４０を示す断面図である。以下の説明において、主流ＭＦの上流側に向き、回転軸Ａに平行な方向を第１方向Ｄ１とし、第１方向Ｄ１の逆方向を第２方向Ｄ２とする。
【００１７】
図１に示すように、室外ユニット４０は、ケーシング４１と、熱交換器４２と、軸流送風機１０とを備えている。ケーシング４１には、空気吸込口４３と空気吹出口４４とが設けられている。熱交換器４２は、上下方向に延びる形状を有しており、ケーシング４１内において空気吸込口４３側に配置されている。空気吹出口４４にはグリル４５が取り付けられている。
【００１８】
軸流送風機１０は、羽根車２０と、ベルマウス３０と、ファンモータ１１とを備えている。軸流送風機１０は、半開放型の軸流送風機である。すなわち、軸流送風機１０では、ベルマウス３０は、羽根車２０の外周部における吹出側（図１における左側）の周りを囲んでおり、羽根車２０の外周部における吸込側（図１における右側）は、ベルマウス３０に囲まれておらず、開放されている。
【００１９】
ファンモータ１１は、グリル４５に取り付けられている。ファンモータ１１は、回転軸Ａを中心に回転するシャフト１２を有している。
【００２０】
図１及び図２に示すように、羽根車２０は、シャフト１２に固定されたハブ２３と、ハブ２３の外周面から半径方向の外側に放射状に延びる複数の羽根２１と、複数の羽根２１の外周縁部２１ａに沿って複数の羽根２１と一体的に設けられたリング部２２とを有している。
【００２１】
ベルマウス３０は、ケーシング４１の前板４１ａに取り付けられている。ベルマウス３０は、グリル４５、ファンモータ１１及び羽根車２０と一体化（モジュール化）された後、前板４１ａに取り付けられる。
【００２２】
ベルマウス３０は、前板４１ａと平行に延びる平板部３０ｂと、円形の空気吹出口４４を区画する仕切部３０ａとを有している。仕切部３０ａは、リング部２２の外周を囲むようにリング部２２と所定の隙間をあけて配置されている。仕切部３０ａにおける背面側の部位（第１方向Ｄ１に延びる形状の部位）は、内周面の内径がほぼ一定の筒形状を有しており、仕切部３０ａにおける前面側の部位は、第２方向Ｄ２に向かうにつれて内周面の内径が大きくなるフレア形状を有している。
【００２３】
リング部２２は、吹出側（前面側）に位置して各羽根２１の外周縁部２１ａにつながっている接続部５３と、吸込側（背面側）に位置する湾曲部５０とを有している。接続部５３は、筒形状を有しており、ベルマウス３０の仕切部３０ａの内周面に対して半径方向に対向している。
【００２４】
湾曲部５０は、主流ＭＦを複数の羽根２１に案内する機能と、後述する逆流ＢＦを案内する機能とを有している。湾曲部５０の周囲は、ベルマウス３０には囲まれていない。湾曲部５０は、各羽根２１の外周縁部２１ａから離隔している。
【００２５】
図３の断面図に示すように、湾曲部５０における背面側の表面（第１方向Ｄ１に向いた表面）は、第１方向Ｄ１に凸の凸曲面であり、湾曲部５０における前面側の表面（第２方向Ｄ２に向いた表面）は、第１方向Ｄ１に凹む凹曲面である。湾曲部５０の断面形状は、半円弧状である。半円弧状とは、前記凸曲面及び前記凹曲面の断面形状が半円又は半円に近い形状であることをいう。
【００２６】
湾曲部５０は、最も第１方向Ｄ１に位置する頂部５０ｃを有している。この頂部５０ｃは、図２に二点鎖線で示すように、湾曲部５０において回転軸Ａを中心とする円上に位置している。
【００２７】
湾曲部５０は、第１湾曲部５１と、第２湾曲部５２とを有している。第１湾曲部５１は、頂部５０ｃよりも半径方向の内側の部位であり、第２湾曲部５２は、頂部５０ｃよりも半径方向の外側の部位である。
【００２８】
第１湾曲部５１は、第１方向Ｄ１に向かいながら半径方向の外側Ｄ３に延びている。すなわち、第１湾曲部５１は、第１方向Ｄ１に向かうにつれて径が大きくなるフレア形状を有している。第１湾曲部５１は、背面側に位置する吸込面（内周面）５１ｓ１と、前面側に位置する逆流案内面（外周面）５１ｓ２とを有している。第２湾曲部５２は、第１湾曲部５１の半径方向外側の端部（頂部５０ｃ）から連続している。
【００２９】
第２湾曲部５２は、第１湾曲部５１よりも半径方向外側に位置している。第２湾曲部５２は、第２方向Ｄ２に向かいながら半径方向外側Ｄ３に延びている。第２湾曲部５２の第２方向Ｄ２の端部である先端部５２ｅは、頂部５０ｃよりも第２方向Ｄ２に位置している。
【００３０】
第２湾曲部５２は、背面側に位置する吸込面（外周面）５２ｓ１と、前面側に位置する逆流案内面（内周面）５２ｓ２とを有している。第１湾曲部５１の吸込面５１ｓ１と、第２湾曲部５２の吸込面５２ｓ１とは、湾曲部５０の前記凸曲面（吸込凸曲面）を構成している。第１湾曲部５１の逆流案内面５１ｓ２と、第２湾曲部５２の逆流案内面５２ｓ２とは、湾曲部５０の前記凹曲面（逆流案内凹曲面）を構成している。この逆流案内凹曲面とベルマウス３０との間の空間は、負圧領域Ｎであり、前記吸込凸曲面側の空間は、正圧領域Ｐである。
【００３１】
図３に示すように、第２湾曲部５２の先端部５２ｅにおける接線Ｄｔは、半径方向Ｄｒよりも回転軸Ａの方向Ｄａ寄りになるような方向に向いている。すなわち、接線Ｄｔと回転軸Ａの方向Ｄａとのなす角度θ１は、接線Ｄｔと半径方向Ｄｒとのなす角度θ２よりも小さい。なお、先端部５２ｅにおける接線Ｄｔとは、逆流案内面５２ｓ２の第２方向Ｄ２の端部（逆流案内面５２ｓ２の縁部）における接線をいう。角度θ１は０°であってもよい。
【００３２】
先端部５２ｅは、ベルマウス３０の仕切部３０ａにおける背面側の端部３０ｃよりも第１方向Ｄ１に位置している。頂部５０ｃは、仕切部３０ａの端部３０ｃよりも半径方向Ｄｒの外側Ｄ３に位置している。このように頂部５０ｃが半径方向Ｄｒの外側Ｄ３よりに配置されていることによって、負圧領域Ｎの空間を大きくすることができるので、先端部５２ｅ近傍における負圧領域Ｎと正圧領域Ｐとの圧力差（圧力勾配）を小さくすることができる。これにより、第２湾曲部５２の先端部５２ｅ及びその近傍の吸込面５２ｓ１における剥離を抑制できる。
【００３３】
仕切部３０ａの端部３０ｃと第２湾曲部５２の先端部５２ｅとの距離は、仕切部３０ａの端部３０ｃと接続部５３との距離よりも大きい。このように湾曲面５０に案内された逆流ＢＦの出口となる端部３０ｃと先端部５２ｅとの間の距離が大きいことにより、先端部５２ｅ近傍における負圧領域Ｎと正圧領域Ｐとの圧力差（圧力勾配）を小さくすることができる。これにより、第２湾曲部５２の先端部５２ｅ及びその近傍の吸込面５２ｓ１における剥離を抑制できる。
【００３４】
また、図４（Ｂ）に示す参考例の軸流送風機と比較すると、本実施形態の軸流送風機１０では、湾曲部５０の前記逆流案内凹曲面の長さ（逆流ＢＦが案内される長さ）が大きいので、先端部５２ｅ近傍における負圧領域Ｎと正圧領域Ｐとの圧力差（圧力勾配）を小さくすることができる。また、前記逆流案内凹曲面の長さが大きいことにより、この逆流案内凹曲面に沿って案内される間に逆流ＢＦの運動量がより低減される。これにより、第２湾曲部５２の先端部５２ｅ及びその近傍の吸込面５２ｓ１における剥離を抑制できる。
【００３５】
さらに、湾曲部５０が半円弧状であるので、半径方向に近い斜め方向から羽根車２０に流入する吸込み気流（主流ＭＦ及び逆流ＢＦ）は、半円弧状の前記吸込凸曲面に沿って流れやすくなる。これにより、第２湾曲部５２の先端部５２ｅ及びその近傍において一旦剥離した気流が前記吸込凸曲面に再付着しやすくなる。
【００３６】
以上のような軸流送風機１０では、ファンモータ１１により羽根車２０が回転すると、空気吸込口４３からケーシング４１内に外部の空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は、熱交換器４２において冷媒と熱交換した後、図１において二点鎖線の矢印の方向に進み、空気吹出口４４を通じてケーシング４１の外部に吹き出される。一方、前述したように、軸流送風機１０では、空気が逆流する現象が発生する。以下、主流ＭＦと逆流ＢＦについてより詳細に説明する。
【００３７】
図４（Ａ）は、本実施形態に係る軸流送風機１０における空気の流れを示す模式図であり、図４（Ｂ）は、半円弧状の湾曲部が設けられていない参考例の軸流送風機における空気の流れを示す模式図である。
【００３８】
図４（Ｂ）に示す参考例の軸流送風機は、リング部２２の構成が本実施形態に係る軸流送風機１０と異なっている以外は、本実施形態に係る軸流送風機１０と同様の構成を備えている。参考例の軸流送風機では、リング部２２における第１方向Ｄ１の領域（吸込側の領域）は、フレア形状を有しており、第１方向Ｄ１に向かいながら半径方向外側に延びている。ただし、この参考例の軸流送風機のリング部２２には、本実施形態のように第２湾曲部５２は設けられていない。
【００３９】
図４（Ａ）に示す軸流送風機１０及び図４（Ｂ）に示す参考例の軸流送風機では、リング部２２とベルマウス３０の仕切部３０ａとの隙間（チップクリアランス）において空気が逆流する現象が発生する。この逆流ＢＦは、リング部２２の内側を通過する主流ＭＦの向きとは反対方向に流れる。
【００４０】
図４（Ｂ）に示す参考例の軸流送風機では、上記のような逆流ＢＦが生じると、主流ＭＦが逆流ＢＦを巻き込みながら羽根車２０を通過するため、リング部２２の内周面において大きな剥離Ｓ２が生じる。また、この軸流送風機は、半開放型であるので、主流ＭＦが逆流ＢＦを巻き込みやすく、リング部２２における第１方向Ｄ１の先端部及びその近傍において剥離Ｓ２が生じやすい。しかも、リング部２２を有する羽根車２０では回転軸Ａ寄りの流れが支配的となるため、リング部２２の内周面において一旦剥離した気流は、リング部２２の内周面に再付着しにくい。
【００４１】
一方、図４（Ａ）に示す本実施形態に係る軸流送風機１０では、リング部２２は、第１湾曲部５１に加え、さらに第２湾曲部５２を有している。この軸流送風機１０では、逆流ＢＦは、リング部２２の接続部５３とベルマウス３０の仕切部３０ａとの間を通過するときには主流（ＭＦ）に対してほぼ逆方向、すなわち第１方向Ｄ１のベクトルを含む方向に向いているが、第１湾曲部５１に沿って流れる間に半径方向の外側Ｄ３に向きが矯正される。その後、さらに、逆流ＢＦは、第２湾曲部５２に沿って流れる間に、第１方向Ｄ１の逆方向である第２方向Ｄ２のベクトルを含む方向に向きが矯正される。向きが矯正された逆流ＢＦは、第２湾曲部５２の先端部５２ｅにおいて、主流ＭＦの流れに引き込まれるようにして再び向きを第１方向Ｄ１のベクトルを含む方向に向きを変え、主流ＭＦに巻き込まれてリング部２２の内側を流れる。
【００４２】
このように逆流ＢＦの向きが湾曲部５０において大きく矯正される過程、及び逆流ＢＦが第２湾曲部５２の先端部５２ｅにおいて裏面側の領域（正圧領域）に回り込む過程において、逆流ＢＦの運動量は、参考例よりも低減されることになる。その結果、リング部２２における第２湾曲部５２の先端部（５２ｅ）及びその近傍での剥離が抑制される。よって、ファン性能を向上させることができる。
【００４３】
図５〜図７は、本実施形態に係る図４（Ａ）に示す軸流送風機１０の特性と、図４（Ｂ）に示す参考例の軸流送風機の特性とを比較した結果を示すグラフである。図５のグラフでは、横軸が流量係数を示し、縦軸が静圧係数を示している。図６のグラフでは、横軸が流量係数を示し、縦軸が比騒音を示している。図７のグラフでは、横軸が流量係数を示し、縦軸が全圧効率を示している。
【００４４】
図５からわかるように、本実施形態の軸流送風機１０では、参考例の軸流送風機に比べて、全体的に静圧係数が高いことがわかる。また、図６からわかるように、本実施形態の軸流送風機１０では、参考例の軸流送風機に比べて、全体的に比騒音が低減されていることがわかる。さらに、図７からわかるように、本実施形態の軸流送風機１０では、参考例の軸流送風機に比べて、全体的に全圧効率が高いことがわかる。
【００４５】
なお、上記グラフのデータに関する用語の定義は次の通りである。
【００４６】
流量係数Φ＝（Ｑ／６０）／（Ａ・Ｕｔ）
静圧係数ψ＝Ｐｓ／｛（γ／２ｇ）・Ｕｔ２｝
全圧係数ηｔ＝｛Ｑ（Ｐｓ＋Ｐｔ）｝／６１２０・Ｌ
比騒音ＫＳＡ［ｄＢ］＝ＳＰＬＡ−１０ｌｏｇ１０｛（Ｑ・Ｐｓ）／６０｝２．５
軸動力Ｌ［ｋＷ］＝（Ｔ・Ｎ）／９７４
Ｑ：風量(ｍ３／ｍｉｎ)
Ａ：環状流路面積(ｍ２)
Ｕｔ：羽根先端周速度(ｍ／ｓ)
γ：空気の比重量(ｋｇｆ／ｍ３)
Ｐｓ：静圧(ｍｍＡｑ)
Ｐｔ：全圧(ｍｍＡｑ)
ＳＰＬＡ：騒音レベル(ｄＢ)
Ｔ：トルク(ｋｇｆ・ｍ)
Ｎ：ファン回転数(ｒｐｍ)
ｇ：重力加速度
【００４７】
以上説明したように、本実施形態では、湾曲部５０は、第１湾曲部５１と、第２湾曲部５２とを有している。したがって、リング部２２と仕切部３０ａとの間を通過する逆流ＢＦの向きは、湾曲部５０に沿って流れる間に所望の方向に矯正されるので、リング部２２における吸込側領域での剥離が抑制される。
【００４８】
また、本実施形態では、第２湾曲部５２の先端部５２ｅにおける接線Ｄｔは、半径方向Ｄｒよりも回転軸Ａの方向Ｄａに傾いている。したがって、逆流ＢＦは、第２湾曲部５２に沿って流れる間に第２方向Ｄ２のベクトルの割合がより多くなるように矯正される。このように逆流ＢＦの向きが湾曲部５０においてより大きく矯正されることにより、逆流ＢＦの運動量の低減効果をより高めることができる。その結果、リング部２２における第２湾曲部５２の先端部５２ｅ及びその近傍での剥離がさらに抑制される。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記各実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。
【００５０】
例えば、前記実施形態では、湾曲部５０の断面形状が半円弧状である場合を例示したが、これに限定されない。湾曲部５０は、例えば図８〜図１０に示すような変形例１〜３のような形態であってもよい。
【００５１】
図８に示す変形例１の湾曲部５０では、断面形状が半円弧状ではなく、第２湾曲部５２の延出長さ（第２方向Ｄ２に延出する長さ）が図３に示す第２湾曲部５２よりも小さい。そして、第２湾曲部５２の先端部５２ｅにおける接線Ｄｔは、半径方向Ｄｒよりも回転軸Ａの方向Ｄａ寄りになるような方向に向いている。すなわち、接線Ｄｔと回転軸Ａの方向Ｄａとのなす角度θ１は、接線Ｄｔと半径方向Ｄｒとのなす角度θ２よりも大きい。このような変形例１の場合であっても、第２湾曲部５２による剥離抑制効果が得られるので、参考例に比べてリング部２２における剥離を抑制できる。
【００５２】
図９に示す変形例２の湾曲部５０では、断面形状が半円弧状ではなく、第２湾曲部５２の延出長さ（第２方向Ｄ２に延出する長さ）が図３に示す第２湾曲部５２よりもさらに大きい。そして、第２湾曲部５２の先端部５２ｅにおける接線Ｄｔは、回転軸Ａの方向Ｄａよりも半径方向Ｄｒの内側に傾いている。すなわち、接線Ｄｔと半径方向Ｄｒとのなす角度θ２は、鈍角である。このような変形例２の場合、第２湾曲部５２による剥離抑制効果が得られるので、参考例に比べてリング部２２における剥離を抑制できる。
【００５３】
図１０に示す変形例３の湾曲部５０では、第１湾曲部５１と第２湾曲部５２との間に半径方向に延びる平坦部５４が設けられている。この変形例３では、平坦部５４が設けられているので、仕切部３０ａの端部３０ｃと第２湾曲部５２の先端部５２ｅとの距離を、図３に示す形態に比べてさらに大きくすることができる。これにより、先端部５２ｅ近傍における負圧領域Ｎと正圧領域Ｐとの圧力差（圧力勾配）を小さくすることができる。
【００５４】
また、変形例３の湾曲部５０では、平坦部５４が設けられているので、湾曲部５０の前記逆流案内凹曲面の長さ（逆流ＢＦが案内される長さ）を、図３に示す形態に比べてさらに大きくすることができる。これにより、逆流案内凹曲面に沿って案内される間に逆流ＢＦの運動量がより低減される。
【００５５】
前記実施形態では、軸流送風機１０が半開放型である場合を例示したが、これに限定されない。
【００５６】
前記実施形態では、本発明の軸流送風機を空気調和機に適用した例について説明したが、本発明は、冷蔵機、冷凍機、ヒートポンプ給湯器などのような空気調和機以外の冷凍装置や、換気装置などにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 軸流送風機
２０ 羽根車
２１ 羽根
２２ リング部
２３ ハブ
３０ ベルマウス
３０ａ 仕切部
５０ 湾曲部
５０ｃ 頂部
５１ 第１湾曲部
５１ｓ１ 吸込面（内周面）
５１ｓ２ 逆流案内面
５２ 第２湾曲部
５２ｓ１ 吸込面（外周面）
５１ｓ２ 逆流案内面
５２ｅ
５２ｓ 第２湾曲部の内周面
５３ 接続部
５４ 平坦部
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸流送風機及び空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機などの用途で軸流送風機が用いられている。軸流送風機は、回転軸の周りに放射状に設けられた複数の羽根を有する羽根車と、空気の流路を区画する仕切部としてのベルマウスと、を備えている。ベルマウスは、羽根車の外周を囲むように配置されている。このような軸流送風機では、羽根の外周付近において空気の渦（翼端渦）が発生することがある。この翼端渦は、大きな圧力損失の要因となり、ファン性能を十分に発揮できないという問題がある。
【０００３】
そこで、複数の羽根の外周縁部に沿って複数の羽根と一体的に設けられた筒状のリング部を有する羽根車を用いることにより、翼端渦の発生を抑制する技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２３６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のようなリング部を有する羽根車を用いる場合には、リング部とベルマウスとの隙間（チップクリアランス）において空気が逆流する現象が発生する。すなわち、この逆流は、リング部の内側の領域を通過する主流の向きとは反対方向に流れる。このような逆流が生じると、主流は逆流を巻き込みながら羽根車を通過するため、リング部における吸込側領域の先端部では大きな剥離が生じる。特に、半開放型の軸流送風機では、羽根車の外周部の吸込側がベルマウスに囲まれておらず開放されているので、この開放されている領域から羽根車に空気が流入しやすい。したがって、半開放型の軸流送風機では、主流が逆流を巻き込みやすく、その結果、リング部における吸込側領域の先端部において剥離が生じやすい。
【０００６】
また、リング部を有していない羽根車に比べて、リング部を有する羽根車では求心的な流れ（回転軸寄りの流れ）が支配的となるため、吸込側領域の先端部において剥離した流れがリング部の内周面に再付着しにくい。このようにリング部の内周面に再付着していない領域においては、羽根が流体に対して負荷を与えられないので、ファン性能が低下する。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ファン性能を向上させることができる軸流送風機及びこれを備えた空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の軸流送風機は、羽根車（２０）と、仕切部（３０ａ）とを備えている。前記羽根車（２０）は、回転軸（Ａ）の周りに設けられた複数の羽根（２１）と、前記複数の羽根（２１）の外周縁部に沿って前記複数の羽根（２１）と一体的に設けられたリング部（２２）とを有する。空気の主流は、前記リング部（２２）の内側を通過する。前記仕切部（３０ａ）は、前記リング部（２２）の外周を囲むように前記リング部（２２）と所定の隙間をあけて配置されている。前記仕切部（３０ａ）は、空気の流路を区画する。前記リング部（２２）における吸込側領域には、湾曲部（５０）が設けられている。前記湾曲部（５０）は、第１湾曲部（５１）と、第２湾曲部（５２）とを有している。前記第１湾曲部（５１）は、前記主流（ＭＦ）の上流側に向く第１方向（Ｄ１）に向かいながら半径方向の外側（Ｄ３）に延びている。前記第２湾曲部（５２）は、前記第１湾曲部（５１）よりも半径方向の外側（Ｄ３）に位置し、前記第１方向の逆方向である第２方向（Ｄ２）に向かいながら半径方向の外側（Ｄ３）に延びている。
【０００９】
この構成では、湾曲部（５０）は、第１湾曲部（５１）と、第２湾曲部（５２）とを有している。したがって、リング部（２２）と仕切部（３０ａ）との間を通過する逆流（ＢＦ）の向きは、湾曲部（５０）に沿って流れる間に所望の方向に矯正されるので、リング部（２２）における吸込側領域での剥離が抑制される。具体的には、次の通りである。
【００１０】
逆流（ＢＦ）は、リング部（２２）と仕切部（３０ａ）との間を通過するときには主流（ＭＦ）に対してほぼ逆方向、すなわち第１方向（Ｄ１）のベクトルを含む方向に向いているが、第１湾曲部（５１）に沿って流れる間に半径方向の外側（Ｄ３）に向きが矯正され、さらにその後、第２湾曲部（５２）に沿って流れる間に、第１方向（Ｄ１）の逆方向である第２方向（Ｄ２）のベクトルを含む方向に向きが矯正される。このように逆流（ＢＦ）の向きが湾曲部（５０）において大きく矯正される過程、及び逆流（ＢＦ）が第２湾曲部（５２）の先端部（５２ｅ）において裏面側の領域（正圧領域）に回り込む過程において、逆流（ＢＦ）の運動量は、従来よりも低減されることになる。その結果、リング部（２２）における第２湾曲部（５２）の先端部（５２ｅ）及びその近傍での剥離が抑制される。よって、ファン性能を向上させることができる。
【００１１】
前記軸流送風機において、前記第２湾曲部（５２）の先端部（５２ｅ）における接線（Ｄｔ）は、半径方向よりも回転軸（Ａ）の方向寄りになるような方向に向いているのが好ましい。
【００１２】
この構成では、逆流（ＢＦ）は、第２湾曲部（５２）に沿って流れる間に第２方向（Ｄ２）のベクトルの割合がより多くなるように矯正される。このように逆流（ＢＦ）の向きが湾曲部（５０）においてより大きく矯正されることにより、逆流（ＢＦ）の運動量の低減効果をより高めることができる。その結果、リング部（２２）における第２湾曲部（５２）の先端部及びその近傍での剥離がさらに抑制される。具体的には、例えば、前記湾曲部（５０）の断面形状が半円弧状である形態が挙げられる。
【００１３】
本発明の空気調和機は、前記軸流送風機を室外ユニットの送風装置として用いたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、ファン性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る軸流送風機を備えた空気調和機の室外ユニットを示す断面図である。
【図２】前記軸流送風機の羽根車を示す背面図である。
【図３】前記軸流送風機の一部を拡大した断面図である。
【図４】（Ａ）は、前記実施形態に係る軸流送風機における空気の流れを示す模式図であり、（Ｂ）は、半円弧状の湾曲部が設けられていない参考例の軸流送風機における空気の流れを示す模式図である。
【図５】前記実施形態に係る軸流送風機の特性と半円弧状の湾曲部が設けられていない軸流送風機の特性とを比較した結果を示すグラフであり、流量係数と静圧係数との関係を示している。
【図６】前記実施形態に係る軸流送風機の特性と半円弧状の湾曲部が設けられていない軸流送風機の特性とを比較した結果を示すグラフであり、流量係数と比騒音との関係を示している。
【図７】前記実施形態に係る軸流送風機の特性と半円弧状の湾曲部が設けられていない軸流送風機の特性とを比較した結果を示すグラフであり、流量係数と全圧効率との関係を示している。
【図８】前記リング部の変形例１を示す概略図である。
【図９】前記リング部の変形例２を示す概略図である。
【図１０】前記リング部の変形例３を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、軸流送風機１０を備えた空気調和機の室外ユニット４０を示す断面図である。以下の説明において、主流ＭＦの上流側に向き、回転軸Ａに平行な方向を第１方向Ｄ１とし、第１方向Ｄ１の逆方向を第２方向Ｄ２とする。
【００１７】
図１に示すように、室外ユニット４０は、ケーシング４１と、熱交換器４２と、軸流送風機１０とを備えている。ケーシング４１には、空気吸込口４３と空気吹出口４４とが設けられている。熱交換器４２は、上下方向に延びる形状を有しており、ケーシング４１内において空気吸込口４３側に配置されている。空気吹出口４４にはグリル４５が取り付けられている。
【００１８】
軸流送風機１０は、羽根車２０と、ベルマウス３０と、ファンモータ１１とを備えている。軸流送風機１０は、半開放型の軸流送風機である。すなわち、軸流送風機１０では、ベルマウス３０は、羽根車２０の外周部における吹出側（図１における左側）の周りを囲んでおり、羽根車２０の外周部における吸込側（図１における右側）は、ベルマウス３０に囲まれておらず、開放されている。
【００１９】
ファンモータ１１は、グリル４５に取り付けられている。ファンモータ１１は、回転軸Ａを中心に回転するシャフト１２を有している。
【００２０】
図１及び図２に示すように、羽根車２０は、シャフト１２に固定されたハブ２３と、ハブ２３の外周面から半径方向の外側に放射状に延びる複数の羽根２１と、複数の羽根２１の外周縁部２１ａに沿って複数の羽根２１と一体的に設けられたリング部２２とを有している。
【００２１】
ベルマウス３０は、ケーシング４１の前板４１ａに取り付けられている。ベルマウス３０は、グリル４５、ファンモータ１１及び羽根車２０と一体化（モジュール化）された後、前板４１ａに取り付けられる。
【００２２】
ベルマウス３０は、前板４１ａと平行に延びる平板部３０ｂと、円形の空気吹出口４４を区画する仕切部３０ａとを有している。仕切部３０ａは、リング部２２の外周を囲むようにリング部２２と所定の隙間をあけて配置されている。仕切部３０ａにおける背面側の部位（第１方向Ｄ１に延びる形状の部位）は、内周面の内径がほぼ一定の筒形状を有しており、仕切部３０ａにおける前面側の部位は、第２方向Ｄ２に向かうにつれて内周面の内径が大きくなるフレア形状を有している。
【００２３】
リング部２２は、吹出側（前面側）に位置して各羽根２１の外周縁部２１ａにつながっている接続部５３と、吸込側（背面側）に位置する湾曲部５０とを有している。接続部５３は、筒形状を有しており、ベルマウス３０の仕切部３０ａの内周面に対して半径方向に対向している。
【００２４】
湾曲部５０は、主流ＭＦを複数の羽根２１に案内する機能と、後述する逆流ＢＦを案内する機能とを有している。湾曲部５０の周囲は、ベルマウス３０には囲まれていない。湾曲部５０は、各羽根２１の外周縁部２１ａから離隔している。
【００２５】
図３の断面図に示すように、湾曲部５０における背面側の表面（第１方向Ｄ１に向いた表面）は、第１方向Ｄ１に凸の凸曲面であり、湾曲部５０における前面側の表面（第２方向Ｄ２に向いた表面）は、第１方向Ｄ１に凹む凹曲面である。湾曲部５０の断面形状は、半円弧状である。半円弧状とは、前記凸曲面及び前記凹曲面の断面形状が半円又は半円に近い形状であることをいう。
【００２６】
湾曲部５０は、最も第１方向Ｄ１に位置する頂部５０ｃを有している。この頂部５０ｃは、図２に二点鎖線で示すように、湾曲部５０において回転軸Ａを中心とする円上に位置している。
【００２７】
湾曲部５０は、第１湾曲部５１と、第２湾曲部５２とを有している。第１湾曲部５１は、頂部５０ｃよりも半径方向の内側の部位であり、第２湾曲部５２は、頂部５０ｃよりも半径方向の外側の部位である。
【００２８】
第１湾曲部５１は、第１方向Ｄ１に向かいながら半径方向の外側Ｄ３に延びている。すなわち、第１湾曲部５１は、第１方向Ｄ１に向かうにつれて径が大きくなるフレア形状を有している。第１湾曲部５１は、背面側に位置する吸込面（内周面）５１ｓ１と、前面側に位置する逆流案内面（外周面）５１ｓ２とを有している。第２湾曲部５２は、第１湾曲部５１の半径方向外側の端部（頂部５０ｃ）から連続している。
【００２９】
第２湾曲部５２は、第１湾曲部５１よりも半径方向外側に位置している。第２湾曲部５２は、第２方向Ｄ２に向かいながら半径方向外側Ｄ３に延びている。第２湾曲部５２の第２方向Ｄ２の端部である先端部５２ｅは、頂部５０ｃよりも第２方向Ｄ２に位置している。
【００３０】
第２湾曲部５２は、背面側に位置する吸込面（外周面）５２ｓ１と、前面側に位置する逆流案内面（内周面）５２ｓ２とを有している。第１湾曲部５１の吸込面５１ｓ１と、第２湾曲部５２の吸込面５２ｓ１とは、湾曲部５０の前記凸曲面（吸込凸曲面）を構成している。第１湾曲部５１の逆流案内面５１ｓ２と、第２湾曲部５２の逆流案内面５２ｓ２とは、湾曲部５０の前記凹曲面（逆流案内凹曲面）を構成している。この逆流案内凹曲面とベルマウス３０との間の空間は、負圧領域Ｎであり、前記吸込凸曲面側の空間は、正圧領域Ｐである。
【００３１】
図３に示すように、第２湾曲部５２の先端部５２ｅにおける接線Ｄｔは、半径方向Ｄｒよりも回転軸Ａの方向Ｄａ寄りになるような方向に向いている。すなわち、接線Ｄｔと回転軸Ａの方向Ｄａとのなす角度θ１は、接線Ｄｔと半径方向Ｄｒとのなす角度θ２よりも小さい。なお、先端部５２ｅにおける接線Ｄｔとは、逆流案内面５２ｓ２の第２方向Ｄ２の端部（逆流案内面５２ｓ２の縁部）における接線をいう。角度θ１は０°であってもよい。
【００３２】
先端部５２ｅは、ベルマウス３０の仕切部３０ａにおける背面側の端部３０ｃよりも第１方向Ｄ１に位置している。頂部５０ｃは、仕切部３０ａの端部３０ｃよりも半径方向Ｄｒの外側Ｄ３に位置している。このように頂部５０ｃが半径方向Ｄｒの外側Ｄ３よりに配置されていることによって、負圧領域Ｎの空間を大きくすることができるので、先端部５２ｅ近傍における負圧領域Ｎと正圧領域Ｐとの圧力差（圧力勾配）を小さくすることができる。これにより、第２湾曲部５２の先端部５２ｅ及びその近傍の吸込面５２ｓ１における剥離を抑制できる。
【００３３】
仕切部３０ａの端部３０ｃと第２湾曲部５２の先端部５２ｅとの距離は、仕切部３０ａの端部３０ｃと接続部５３との距離よりも大きい。このように湾曲面５０に案内された逆流ＢＦの出口となる端部３０ｃと先端部５２ｅとの間の距離が大きいことにより、先端部５２ｅ近傍における負圧領域Ｎと正圧領域Ｐとの圧力差（圧力勾配）を小さくすることができる。これにより、第２湾曲部５２の先端部５２ｅ及びその近傍の吸込面５２ｓ１における剥離を抑制できる。
【００３４】
また、図４（Ｂ）に示す参考例の軸流送風機と比較すると、本実施形態の軸流送風機１０では、湾曲部５０の前記逆流案内凹曲面の長さ（逆流ＢＦが案内される長さ）が大きいので、先端部５２ｅ近傍における負圧領域Ｎと正圧領域Ｐとの圧力差（圧力勾配）を小さくすることができる。また、前記逆流案内凹曲面の長さが大きいことにより、この逆流案内凹曲面に沿って案内される間に逆流ＢＦの運動量がより低減される。これにより、第２湾曲部５２の先端部５２ｅ及びその近傍の吸込面５２ｓ１における剥離を抑制できる。
【００３５】
さらに、湾曲部５０が半円弧状であるので、半径方向に近い斜め方向から羽根車２０に流入する吸込み気流（主流ＭＦ及び逆流ＢＦ）は、半円弧状の前記吸込凸曲面に沿って流れやすくなる。これにより、第２湾曲部５２の先端部５２ｅ及びその近傍において一旦剥離した気流が前記吸込凸曲面に再付着しやすくなる。
【００３６】
以上のような軸流送風機１０では、ファンモータ１１により羽根車２０が回転すると、空気吸込口４３からケーシング４１内に外部の空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は、熱交換器４２において冷媒と熱交換した後、図１において二点鎖線の矢印の方向に進み、空気吹出口４４を通じてケーシング４１の外部に吹き出される。一方、前述したように、軸流送風機１０では、空気が逆流する現象が発生する。以下、主流ＭＦと逆流ＢＦについてより詳細に説明する。
【００３７】
図４（Ａ）は、本実施形態に係る軸流送風機１０における空気の流れを示す模式図であり、図４（Ｂ）は、半円弧状の湾曲部が設けられていない参考例の軸流送風機における空気の流れを示す模式図である。
【００３８】
図４（Ｂ）に示す参考例の軸流送風機は、リング部２２の構成が本実施形態に係る軸流送風機１０と異なっている以外は、本実施形態に係る軸流送風機１０と同様の構成を備えている。参考例の軸流送風機では、リング部２２における第１方向Ｄ１の領域（吸込側の領域）は、フレア形状を有しており、第１方向Ｄ１に向かいながら半径方向外側に延びている。ただし、この参考例の軸流送風機のリング部２２には、本実施形態のように第２湾曲部５２は設けられていない。
【００３９】
図４（Ａ）に示す軸流送風機１０及び図４（Ｂ）に示す参考例の軸流送風機では、リング部２２とベルマウス３０の仕切部３０ａとの隙間（チップクリアランス）において空気が逆流する現象が発生する。この逆流ＢＦは、リング部２２の内側を通過する主流ＭＦの向きとは反対方向に流れる。
【００４０】
図４（Ｂ）に示す参考例の軸流送風機では、上記のような逆流ＢＦが生じると、主流ＭＦが逆流ＢＦを巻き込みながら羽根車２０を通過するため、リング部２２の内周面において大きな剥離Ｓ２が生じる。また、この軸流送風機は、半開放型であるので、主流ＭＦが逆流ＢＦを巻き込みやすく、リング部２２における第１方向Ｄ１の先端部及びその近傍において剥離Ｓ２が生じやすい。しかも、リング部２２を有する羽根車２０では回転軸Ａ寄りの流れが支配的となるため、リング部２２の内周面において一旦剥離した気流は、リング部２２の内周面に再付着しにくい。
【００４１】
一方、図４（Ａ）に示す本実施形態に係る軸流送風機１０では、リング部２２は、第１湾曲部５１に加え、さらに第２湾曲部５２を有している。この軸流送風機１０では、逆流ＢＦは、リング部２２の接続部５３とベルマウス３０の仕切部３０ａとの間を通過するときには主流（ＭＦ）に対してほぼ逆方向、すなわち第１方向Ｄ１のベクトルを含む方向に向いているが、第１湾曲部５１に沿って流れる間に半径方向の外側Ｄ３に向きが矯正される。その後、さらに、逆流ＢＦは、第２湾曲部５２に沿って流れる間に、第１方向Ｄ１の逆方向である第２方向Ｄ２のベクトルを含む方向に向きが矯正される。向きが矯正された逆流ＢＦは、第２湾曲部５２の先端部５２ｅにおいて、主流ＭＦの流れに引き込まれるようにして再び向きを第１方向Ｄ１のベクトルを含む方向に向きを変え、主流ＭＦに巻き込まれてリング部２２の内側を流れる。
【００４２】
このように逆流ＢＦの向きが湾曲部５０において大きく矯正される過程、及び逆流ＢＦが第２湾曲部５２の先端部５２ｅにおいて裏面側の領域（正圧領域）に回り込む過程において、逆流ＢＦの運動量は、参考例よりも低減されることになる。その結果、リング部２２における第２湾曲部５２の先端部（５２ｅ）及びその近傍での剥離が抑制される。よって、ファン性能を向上させることができる。
【００４３】
図５〜図７は、本実施形態に係る図４（Ａ）に示す軸流送風機１０の特性と、図４（Ｂ）に示す参考例の軸流送風機の特性とを比較した結果を示すグラフである。図５のグラフでは、横軸が流量係数を示し、縦軸が静圧係数を示している。図６のグラフでは、横軸が流量係数を示し、縦軸が比騒音を示している。図７のグラフでは、横軸が流量係数を示し、縦軸が全圧効率を示している。
【００４４】
図５からわかるように、本実施形態の軸流送風機１０では、参考例の軸流送風機に比べて、全体的に静圧係数が高いことがわかる。また、図６からわかるように、本実施形態の軸流送風機１０では、参考例の軸流送風機に比べて、全体的に比騒音が低減されていることがわかる。さらに、図７からわかるように、本実施形態の軸流送風機１０では、参考例の軸流送風機に比べて、全体的に全圧効率が高いことがわかる。
【００４５】
なお、上記グラフのデータに関する用語の定義は次の通りである。
【００４６】
流量係数Φ＝（Ｑ／６０）／（Ａ・Ｕｔ）
静圧係数ψ＝Ｐｓ／｛（γ／２ｇ）・Ｕｔ２｝
全圧係数ηｔ＝｛Ｑ（Ｐｓ＋Ｐｔ）｝／６１２０・Ｌ
比騒音ＫＳＡ［ｄＢ］＝ＳＰＬＡ−１０ｌｏｇ１０｛（Ｑ・Ｐｓ）／６０｝２．５
軸動力Ｌ［ｋＷ］＝（Ｔ・Ｎ）／９７４
Ｑ：風量(ｍ３／ｍｉｎ)
Ａ：環状流路面積(ｍ２)
Ｕｔ：羽根先端周速度(ｍ／ｓ)
γ：空気の比重量(ｋｇｆ／ｍ３)
Ｐｓ：静圧(ｍｍＡｑ)
Ｐｔ：全圧(ｍｍＡｑ)
ＳＰＬＡ：騒音レベル(ｄＢ)
Ｔ：トルク(ｋｇｆ・ｍ)
Ｎ：ファン回転数(ｒｐｍ)
ｇ：重力加速度
【００４７】
以上説明したように、本実施形態では、湾曲部５０は、第１湾曲部５１と、第２湾曲部５２とを有している。したがって、リング部２２と仕切部３０ａとの間を通過する逆流ＢＦの向きは、湾曲部５０に沿って流れる間に所望の方向に矯正されるので、リング部２２における吸込側領域での剥離が抑制される。
【００４８】
また、本実施形態では、第２湾曲部５２の先端部５２ｅにおける接線Ｄｔは、半径方向Ｄｒよりも回転軸Ａの方向Ｄａに傾いている。したがって、逆流ＢＦは、第２湾曲部５２に沿って流れる間に第２方向Ｄ２のベクトルの割合がより多くなるように矯正される。このように逆流ＢＦの向きが湾曲部５０においてより大きく矯正されることにより、逆流ＢＦの運動量の低減効果をより高めることができる。その結果、リング部２２における第２湾曲部５２の先端部５２ｅ及びその近傍での剥離がさらに抑制される。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記各実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。
【００５０】
例えば、前記実施形態では、湾曲部５０の断面形状が半円弧状である場合を例示したが、これに限定されない。湾曲部５０は、例えば図８〜図１０に示すような変形例１〜３のような形態であってもよい。
【００５１】
図８に示す変形例１の湾曲部５０では、断面形状が半円弧状ではなく、第２湾曲部５２の延出長さ（第２方向Ｄ２に延出する長さ）が図３に示す第２湾曲部５２よりも小さい。そして、第２湾曲部５２の先端部５２ｅにおける接線Ｄｔは、半径方向Ｄｒよりも回転軸Ａの方向Ｄａ寄りになるような方向に向いている。すなわち、接線Ｄｔと回転軸Ａの方向Ｄａとのなす角度θ１は、接線Ｄｔと半径方向Ｄｒとのなす角度θ２よりも大きい。このような変形例１の場合であっても、第２湾曲部５２による剥離抑制効果が得られるので、参考例に比べてリング部２２における剥離を抑制できる。
【００５２】
図９に示す変形例２の湾曲部５０では、断面形状が半円弧状ではなく、第２湾曲部５２の延出長さ（第２方向Ｄ２に延出する長さ）が図３に示す第２湾曲部５２よりもさらに大きい。そして、第２湾曲部５２の先端部５２ｅにおける接線Ｄｔは、回転軸Ａの方向Ｄａよりも半径方向Ｄｒの内側に傾いている。すなわち、接線Ｄｔと半径方向Ｄｒとのなす角度θ２は、鈍角である。このような変形例２の場合、第２湾曲部５２による剥離抑制効果が得られるので、参考例に比べてリング部２２における剥離を抑制できる。
【００５３】
図１０に示す変形例３の湾曲部５０では、第１湾曲部５１と第２湾曲部５２との間に半径方向に延びる平坦部５４が設けられている。この変形例３では、平坦部５４が設けられているので、仕切部３０ａの端部３０ｃと第２湾曲部５２の先端部５２ｅとの距離を、図３に示す形態に比べてさらに大きくすることができる。これにより、先端部５２ｅ近傍における負圧領域Ｎと正圧領域Ｐとの圧力差（圧力勾配）を小さくすることができる。
【００５４】
また、変形例３の湾曲部５０では、平坦部５４が設けられているので、湾曲部５０の前記逆流案内凹曲面の長さ（逆流ＢＦが案内される長さ）を、図３に示す形態に比べてさらに大きくすることができる。これにより、逆流案内凹曲面に沿って案内される間に逆流ＢＦの運動量がより低減される。
【００５５】
前記実施形態では、軸流送風機１０が半開放型である場合を例示したが、これに限定されない。
【００５６】
前記実施形態では、本発明の軸流送風機を空気調和機に適用した例について説明したが、本発明は、冷蔵機、冷凍機、ヒートポンプ給湯器などのような空気調和機以外の冷凍装置や、換気装置などにも適用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 軸流送風機
２０ 羽根車
２１ 羽根
２２ リング部
２３ ハブ
３０ ベルマウス
３０ａ 仕切部
５０ 湾曲部
５０ｃ 頂部
５１ 第１湾曲部
５１ｓ１ 吸込面（内周面）
５１ｓ２ 逆流案内面
５２ 第２湾曲部
５２ｓ１ 吸込面（外周面）
５１ｓ２ 逆流案内面
５２ｅ
５２ｓ 第２湾曲部の内周面
５３ 接続部
５４ 平坦部
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（Ａ）の周りに設けられた複数の羽根（２１）と、前記複数の羽根（２１）の外周縁部に沿って前記複数の羽根（２１）と一体的に設けられたリング部（２２）とを有し、前記リング部（２２）の内側を空気の主流が通過する羽根車（２０）と、
前記リング部（２２）の外周を囲むように前記リング部（２２）と所定の隙間をあけて配置され、空気の流路を区画する仕切部（３０ａ）と、を備え、
前記リング部（２２）における吸込側領域には、湾曲部（５０）が設けられており、
前記湾曲部（５０）は、
前記主流（ＭＦ）の上流側に向く第１方向（Ｄ１）に向かいながら半径方向の外側（Ｄ３）に延びる第１湾曲部（５１）と、
前記第１湾曲部（５１）よりも半径方向の外側（Ｄ３）に位置し、前記第１方向の逆方向である第２方向（Ｄ２）に向かいながら半径方向の外側（Ｄ３）に延びる第２湾曲部（５２）と、を有している軸流送風機。
【請求項２】
前記第２湾曲部（５２）の先端部（５２ｅ）における接線（Ｄｔ）は、半径方向よりも回転軸（Ａ）の方向寄りになるような方向に向いている、請求項１に記載の軸流送風機。
【請求項３】
前記湾曲部（５０）の断面形状は半円弧状である、請求項１又は２に記載の軸流送風機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸流送風機を室外ユニットの送風装置として用いたことを特徴とする空気調和機。
【請求項１】
回転軸（Ａ）の周りに設けられた複数の羽根（２１）と、前記複数の羽根（２１）の外周縁部に沿って前記複数の羽根（２１）と一体的に設けられたリング部（２２）とを有し、前記リング部（２２）の内側を空気の主流が通過する羽根車（２０）と、
前記リング部（２２）の外周を囲むように前記リング部（２２）と所定の隙間をあけて配置され、空気の流路を区画する仕切部（３０ａ）と、を備え、
前記リング部（２２）における吸込側領域には、湾曲部（５０）が設けられており、
前記湾曲部（５０）は、
前記主流（ＭＦ）の上流側に向く第１方向（Ｄ１）に向かいながら半径方向の外側（Ｄ３）に延びる第１湾曲部（５１）と、
前記第１湾曲部（５１）よりも半径方向の外側（Ｄ３）に位置し、前記第１方向の逆方向である第２方向（Ｄ２）に向かいながら半径方向の外側（Ｄ３）に延びる第２湾曲部（５２）と、を有している軸流送風機。
【請求項２】
前記第２湾曲部（５２）の先端部（５２ｅ）における接線（Ｄｔ）は、半径方向よりも回転軸（Ａ）の方向寄りになるような方向に向いている、請求項１に記載の軸流送風機。
【請求項３】
前記湾曲部（５０）の断面形状は半円弧状である、請求項１又は２に記載の軸流送風機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸流送風機を室外ユニットの送風装置として用いたことを特徴とする空気調和機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−５３５３２（Ｐ２０１３−５３５３２Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９０６８１（Ｐ２０１１−１９０６８１）
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Ｆターム（参考）】
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