JP2015140680A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流れの乱れを緩和して、送風性能を向上させ、乱流騒音の発生を低減させること。【解決手段】送風装置１００は、ファン１０１と、ファン１０１の後縁部外周を囲み、内径がＤ１である第１オリフィス１０２ａと、第１オリフィス１０２ａよりも吹出側に、第１オリフィス１０２ａと中心軸が一致するよう配置され、内径Ｄ２がＤ１より大きい第２オリフィス１０２ｂと、第１オリフィス１０２ａの吹出側端と、第２オリフィス１０２ｂとを連接する環状の連接部１０２ｃと、を備え、連接部１０２ｃの環状部分の幅ｔは、（Ｄ２−Ｄ１）／２≰ｔ≰（Ｄ２−Ｄ１）／√３を満たす。【選択図】 図１

Description

本発明は、軸流ファンや斜流ファンなどのファンを備え、空気調和機などに幅広く用いられる送風装置に関する。

一般に、空気調和機などに用いられている送風装置は、モータに直結されたファンと、ファンの外周に設置される略円筒形のオリフィスとで構成されている。ファンは、中心軸の周りに回転する略円筒形のハブに、複数の羽根が固定されて形成されている。

ファンの羽根の外周部における流速はハブ側の流れに比べ速く、気流の乱れも羽根の外周部で最も大きい。また、ファンからの吐出流れは、遠心力の作用で外向き半径方向に偏るため、オリフィスの壁面近傍の流速が非常に高速となる。そして、ファンの外周部における翼端渦を含んだ高速の乱れた気流はオリフィスに一旦衝突し、その後オリフィスに沿って流れるようになる。

ここで、従来の送風装置の一例として、特許文献１に開示されている送風装置について説明する。図１２は、特許文献１に開示されている送風装置１の構成を示す図である。この送風装置１は、ファン２と、オリフィス３とから構成される。

オリフィス３は、吸込側に位置する吸込側壁部３ａと、吹出側に位置する吹出側壁部３ｂとで構成される。図１２に示すように、吹出側壁部３ｂをファン２側へ膨むような曲面形状とすることにより、ファン２から周方向または半径方向へ吹き出される空気は、曲面形状の壁面に沿って流れるようになる。これにより、損失の少ないスムーズな流れを実現し、低騒音化を促進することができるとされる。

特開２００５−２９９４３２号公報

しかし、上述した特許文献１に係る送風装置１では、気流と吹出側壁部３ｂとの摩擦が発生するため、吹出側壁部３ｂの付近に不規則な渦が発生する場合がある。図１３は、特許文献１に係る送風装置１において発生する不規則な渦を示す図である。このような渦が発生すると、ファン２の回転軸方向に吹き出された空気の流れが乱され、送風性能が低下し、乱流騒音が生じるという問題がある。

本発明の目的は、流れの乱れを緩和して、送風性能を向上させ、乱流騒音の発生を低減させることができる送風装置を提供することを目的とする。

本発明に係る送風装置は、ファンと、ファンの後縁部外周を囲み、内径がＤ１である第１オリフィスと、第１オリフィスよりも吹出側に、第１オリフィスと中心軸が一致するよう配置され、内径Ｄ２がＤ１より大きい第２オリフィスと、第１オリフィスの吹出側端と、第２オリフィスとを連接する環状の連接部と、を備え、連接部の環状部分の幅ｔが、（Ｄ２−Ｄ１）／２≦ｔ≦（Ｄ２−Ｄ１）／√３を満たすという構成を採る。

本発明によれば、流れの乱れを緩和して、送風性能を向上し、乱流騒音の発生を低減させることができる。

実施の形態１に係る送風装置の構成の一例を示す断面図 実施の形態１に係る送風装置の空気の流れを示す図 実施の形態１に係る連接部の一例を示す断面図 実施の形態１に係る連接部の一例を示す断面図 気流の数値シミュレーション結果の一例を示す図 気流の数値シミュレーション結果の一例を示す図 気流の数値シミュレーション結果の一例を示す図 実施の形態１に係る第２オリフィスの一例を示す断面図 実施の形態１に係る第２オリフィスの一例を示す断面図 実施の形態１に係る第２オリフィスの一例を示す断面図 実施の形態１に係る第２オリフィスの一例を示す断面図 実施の形態１に係る第２オリフィスの一例を示す断面図 気流の数値シミュレーション結果の一例を示す図 気流の数値シミュレーション結果の一例を示す図 気流の数値シミュレーション結果の一例を示す図 気流の数値シミュレーション結果の一例を示す図 気流の数値シミュレーション結果の一例を示す図 実施の形態１に係る送風装置を備えるセパレート型空気調和機の室外機の一例を示す図 実施の形態２に係る送風装置の構成の一例を示す断面図 実施の形態２に係る送風装置を備えるセパレート型空気調和機の室外機の一例を示す図 実施の形態３に係る送風装置の構成の一例を示す断面図 実施の形態３に係る送風装置を備えるセパレート型空気調和機の室外機の一例を示す図 特許文献１に開示されている送風装置の構成を示す図 特許文献１に係る送風装置において発生する不規則な渦を示す図

以下、本発明の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施の形態は一例であり、本発明は、以下の各実施の形態により限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る送風装置１００の構成の一例を示す断面図である。図１は、ファン１０１の回転軸を含む平面で送風装置１００を切断した断面を示している。

この送風装置１００は、ファン１０１とオリフィス１０２とを備える。また、オリフィス１０２は、円筒状の第１オリフィス１０２ａと第２オリフィス１０２ｂとを備える。第１オリフィス１０２ａは仕切り板１０３に固定され、この仕切り板１０３によって、送風装置１００は、吸込側と吐出側とに区画される。

第１オリフィス１０２ａの吹出側端と第２オリフィス１０２ｂの吸込側端とは、環状の連接部１０２ｃによって連接される。そして、第１オリフィス１０２ａは、ファン１０１の後縁部外周を囲むように配置される。

第２オリフィス１０２ｂは、第１オリフィス１０２ａより吹出側に、それらの中心軸が一致するよう形成される。第２オリフィス１０２ｂの内径Ｄ２は、第１オリフィス１０２ａの内径Ｄ１よりも大きく、Ｄ１とＤ２とは、１．０＜Ｄ２／Ｄ１≦１．０９の関係にあることが好ましい。

また、連接部１０２ｃは、図１に示す角度αが、６０°≦α≦１２０°となるように形成される。

ここで、角度αは、第１オリフィス１０２ａ、および、第２オリフィス１０２ｂを、それぞれの中心軸を含む平面で切断した場合に得られる第１オリフィス１０２ａの吹出側端、および、第２オリフィス１０２ｂの吸込側端を結ぶ直線と、上記中心軸と平行な直線との間のなす角度である。

この場合、連接部１０２ｃの環状部分の幅ｔは、（Ｄ２−Ｄ１）／２≦ｔ≦（Ｄ２−Ｄ１）／√３となる。幅ｔをこのような範囲に含まれる値とする理由については後に詳しく説明する。

また、第２オリフィス１０２ｂは、図１に示す角度βが、６０°＜β≦７５°となるように形成される。

ここで、角度βは、第１オリフィス１０２ａ、および、第２オリフィス１０２ｂを、それぞれの中心軸を含む平面で切断した場合に得られる第１オリフィス１０２ａの吹出側端、および、第２オリフィス１０２ｂの吹出側端を結ぶ直線と、上記中心軸に垂直な平面との間のなす角度である。角度βをこのような範囲に含まれる値とする理由については後に詳しく説明する。

ファン１０１は、ハブ１０１ａ、および、複数の羽１０１ｂを備える。ハブ１０１ａは略円筒状の形状を有し、その中心軸はファンの回転軸と一致する。また、ハブ１０１ａには、複数の羽１０１ｂが固定される。

そして、ファン１０１は、ハブ１０１ａに直結されるモータ１０４によって回転する。モータ１０４がファン１０１を所定の回転方向に回転させると、空気が仕切り板１０３の吸込側から吸い込まれ、仕切り板１０３の吹出側へ吹出される。これにより、送風装置１００の送風作用が生じる。

第１オリフィス１０２ａを通過して吹出側へ吹き出す風の平均風速は、約３ｍ／ｓ〜約１０ｍ／ｓ程度である。この平均風速は、後述する空気調和機に送風装置１００が備えられる場合に想定される値である。なお、ファン１０１の回転数の増減により風速は増減する。

つぎに、送風装置１００が送風作用を為すときの空気の流れを、図２を用いて詳しく説明する。図２は、本実施の形態１に係る送風装置１００の空気の流れを示す図である。

図２に示すように、ファン１０１の外周部の気流Ｆは、高速であり、かつ、半径方向の成分を持っている。この気流Ｆは、ファン１０１の後縁部から流出した後、第１オリフィス１０２ａの内壁に一旦短く接触する。その後、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から吹き出す際に、気流Ｆは、第１オリフィス１０２ａの内壁から離脱する。

その際、連接部１０２ｃと第２オリフィス１０２ｂとから形成されるコーナー部分の空間では、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から流出する気流Ｆの一部が、バックステップ流となり、渦流Ｖが形成される。

渦流Ｖが形成されると、第１オリフィス１０２ａの先端から一旦離脱した気流Ｆは、壁面のない空間を渦流Ｖに沿って流動し、送風装置１００の外に吹き出される。このように、気流Ｆが壁面のない空間を渦流Ｖに沿って流動するので、壁面がある場合に生じるような流れの乱れが緩和され、乱流騒音の発生が抑制される。

なお、上述のように、気流Ｆは、ファン１０１の後縁部から流出し、第１オリフィス１０２ａの内壁に一旦短く接触した後、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から吹き出すことになる。そのため、送風装置１００で想定される平均風速の範囲においては、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から吹き出す空気の風向はほぼ一定となる。

図３Ａ、図３Ｂは、本実施の形態１に係る連接部１０２ｃの一例を示す断面図である。連接部１０２ｃは、その環状部分の幅ｔが（Ｄ２−Ｄ１）／２≦ｔ≦（Ｄ２−Ｄ１）／√３となるよう形成される。

幅ｔがｔ＝（Ｄ２−Ｄ１）／２となる場合は、第１オリフィス１０２ａの吹出側端と第２オリフィス１０２ｂの吸込側端とが最短距離で連接される場合である。この場合、α＝９０°となる。（Ｄ２−Ｄ１）／２≦ｔ≦（Ｄ２−Ｄ１）／√３という範囲は、６０°≦α≦１２０°という範囲に相当する。

６０°≦αの範囲においては、気流Ｆは、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から一旦離脱し、連接部１０２ｃと第２オリフィス１０２ｂとから形成されるコーナー部分の空間においてバックステップ流によって形成される渦流Ｖに沿って流動する。

この場合、気流Ｆが壁面のない空間を渦流Ｖに沿って流動するので、壁面がある場合に生じるような流れの乱れが緩和され、乱流騒音の発生が抑制される。

９０°≦αの範囲においても、連接部１０２ｃと第２オリフィス１０２ｂとから形成されるコーナー部分にバックステップ流によって渦流Ｖが形成されるので、気流Ｆが渦流Ｖに沿って空間内を移動することにより、乱流騒音発生の抑制効果が得られる。

ただし、９０°≦αの範囲において、（Ｄ２−Ｄ１）／√３＜ｔとなる場合、すなわち１２０°＜αの範囲になると、オリフィス１０２を製造する際に、金型を使用する工法において、金型に非常に鋭角な端部が必要となり、金型の使用時に破損したり、保守の頻度が増大したりするなどの懸念が大きくなる。

そのため、幅ｔは、６０°≦α≦１２０°の範囲に相当する（Ｄ２−Ｄ１）／２≦ｔ≦（Ｄ２−Ｄ１）／√３の範囲とされる。これにより、金型の保守性をより向上することができる。

一方、α＜６０°の範囲（この場合、ｔ＞（Ｄ２−Ｄ１）／√３となる。）では、図３Ｂに示すように、気流Ｆは、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から、連接部１０２ｃ、および、第２オリフィス１０２ｂの壁面に沿って流れる。

さらに、ファン１０１の外周部の高速の気流は、遠心力の作用で外向き半径方向に偏るため、連接部１０２ｃ、および、第２オリフィス１０２ｂの壁面近傍の流速が非常に大きくなる。

そのため、空気が連接部１０２ｃから第２オリフィス１０２ｂに沿って流れる間に、壁面との摩擦により気流の乱れが大きくなり、第２オリフィス１０２ｂの吹出側端近傍では内壁面近傍の境界層の発達により乱流渦が生じる。その結果、送風性能の劣化や、乱流騒音の増加を招いてしまう。

図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、気流の数値シミュレーション結果の一例を示す図である。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに示す送風装置１００のモデルは、図１等に示した送風装置１００を単純化したものである。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃはそれぞれ、αが４５°、５０°、６０°の場合の例である。また、ファン後縁における初速風速は４．２ｍ／ｓ、Ｄ１は７２０ｍｍ、Ｄ２は７５２ｍｍ、βは７３°である。

図４Ａに示すように、α＝４５°の場合、連接部１０２ｃと第２オリフィス１０２ｂとから形成されるコーナー部分の空間に、渦流は形成されない。α＝５０°の場合、渦流Ｖが形成されるものの、連接部１０２ｃの幅よりも小さいため、第１オリフィス１０２ａ近傍の連接部１０２ｃにおいて、連接部１０２ｃの壁面と気流との間で摩擦が生じる。

これに対し、α＝６０°の場合、連接部１０２ｃの幅とほぼ等しい渦流Ｖが生じることがわかる。そのため、第１オリフィス１０２ａ近傍の連接部１０２ｃにおいて、壁面と気流との間での摩擦を抑制できる。このようなことから、αは少なくとも６０°以上とされる。

図５Ａ〜図５Ｅは、本実施の形態１に係る第２オリフィス１０２ｂの一例を示す断面図である。図５Ａに示すように、第２オリフィス１０２ｂの内径Ｄ２は第１オリフィス１０２ａの内径Ｄ１よりも大きく、１．０＜Ｄ２／Ｄ１≦１．０９の関係とすることが好ましい。

第１オリフィス１０２ａを通過して吹出側へ吹き出す風の平均風速が、約３ｍ／ｓ〜約１０ｍ／ｓ程度では、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から吹き出した気流Ｆが渦流Ｖに沿って流動し、第２オリフィス１０２ｂの吹出側端近傍に再付着する。このように、気流Ｆが第２オリフィス１０２ｂに再付着することで、気流の乱れはいっそう低減され、乱流騒音の発生が抑制される。

また、第２オリフィス１０２ｂの内径Ｄ２は第１オリフィス１０２ａの内径Ｄ１より大きいので、第１オリフィス１０２ａの流路断面積に比べて、第２オリフィス１０２ｂの流路断面積は大きくなる。

そのため、気流Ｆが、第１オリフィス１０２ａから第２オリフィス１０２ｂへ、第２オリフィス１０２ｂから送風装置１００外へと流れるにつれ、流路断面積が段階的に拡大する。これにより、流速が段階的に減速され、動圧が静圧に変換されるため、静圧特性が向上し、送風性能も向上する。

しかし、図５Ｂに示すように、第２オリフィス１０２ｂの内径Ｄ２が第１オリフィス１０２ａの内径Ｄ１に対して過剰に大きい（Ｄ２／Ｄ１＞１．０９）場合、連接部１０２ｃと第２オリフィス１０２ｂとから形成されるコーナー部分の空間に渦流Ｖが形成されない。

この場合、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から直接、送風装置１００外へと気流Ｆが吹き出すことになる。この場合、風路断面積が急拡大するため、静圧特性の向上が得られず、送風性能の向上も望めない。

また、Ｄ２／Ｄ１＞１．０９の場合には、気流Ｆと第２オリフィス１０２ｂの壁面とは乖離しており、その間に広い空間が形成される。この空間にもともと存在した空気は、気流Ｆに巻き込まれ、さらに第２オリフィス１０２ｂの外側の空気も気流Ｆに巻き込まれる。

その結果、第１オリフィス１０２ａの吹出側端の付近、および、第２オリフィス１０２ｂの吹出側端の付近で、大きく方向が変化する乱れた流れが誘引される。そして、この乱れた流れにより乱流騒音が増大してしまう。このようなことから、Ｄ１とＤ２とは、１．０＜Ｄ２／Ｄ１≦１．０９の関係を満たすことが好ましい。

また、図５Ｃに示すように、第２オリフィス１０２ｂは、角度βが、６０°≦β≦７５°となるように形成される。ここで、角度βは、第１オリフィス１０２ａ、および、第２オリフィス１０２ｂを、それぞれの中心軸を含む平面で切断した場合に得られる第１オリフィス１０２ａの吹出側端、および、第２オリフィス１０２ｂの吹出側端を結ぶ直線と、上記中心軸に垂直な平面との間のなす角度である。

第１オリフィス１０２ａを通過して吹出側へ吹き出す風の平均風速が約３ｍ／ｓ〜約１０ｍ／ｓ程度では、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から吹き出した気流Ｆが渦流Ｖに沿って流動し、第２オリフィス１０２ｂの吹出側端近傍に再付着する。気流Ｆの再付着により、気流の乱れはいっそう低減され、乱流騒音の発生が抑制される。

しかし、図５Ｄに示すように、β＜６０°の場合、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から吹き出した気流Ｆが渦流Ｖに沿って流動した後、第２オリフィス１０２ｂに再付着せず、送風装置１００外へと吹き出すことになる。

つまり、気流Ｆは、第２オリフィス１０２ｂの吹出側端よりも上方を通過するため、気流Ｆと第２オリフィス１０２ｂの吹出側端とが乖離し、その間に空間が形成される。そして、この空間にもともと存在した空気は気流Ｆに巻き込まれ、さらに第２オリフィス１０２ｂの外側の空気まで気流Ｆに巻き込まれて、第２オリフィス１０２ｂの吹出側端の付近で大きく方向が変化する乱れた流れが誘引される。そして、この乱れた流れにより乱流騒音が増大してしまう。

また、図５Ｅに示すように、β＞７５°の場合、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から吹き出した気流Ｆは、渦流Ｖに沿って流動し、第２オリフィス１０２ｂに再付着した後、第２オリフィス１０２ｂの内壁面に沿って流れる。

さらに、ファン１０１の外周部の高速の気流は、遠心力の作用で外向き半径方向に偏るため、第２オリフィス１０２ｂの壁面近傍の流速が非常に高速となる。そのため、空気が第２オリフィス１０２ｂに沿って流れる間に、壁面との摩擦で気流の乱れが大きくなり、第２オリフィス１０２ｂの吹出側端近傍では内壁面近傍の境界層の発達により乱流渦が生じる。その結果、送風性能の劣化や、乱流騒音の増加を招いてしまう。このようなことから、βの範囲は、６０°≦β≦７５°とすることが好ましい。

図６Ａ〜図６Ｅは、気流の数値シミュレーション結果の一例を示す図である。図６Ａ〜図６Ｅに示す送風装置１００のモデルは、図１等に示した送風装置１００を単純化したものである。図６Ａ〜図６Ｅはそれぞれ、βが４５°、５５°、６０°、７５°、８０°の場合の例である。また、ファン後縁における初速風速は４．２ｍ／ｓ、Ｄ１は７２０ｍｍ、Ｄ２は７５２ｍｍ、αは９０°である。

図６Ａに示すように、β＝４５°の場合、第２オリフィス１０２ｂを乗り越えて外気が流入し、連接部１０２ｃと第２オリフィス１０２ｂとから形成されるコーナー部分の空間に、渦流が形成されない。また、β＝５５°の場合、図６Ｂに示すように、渦流Ｖが形成されるものの、第２オリフィス１０２ｂを乗り越えて、外気が渦流Ｖの方向に誘引され、大きな風向きの変化が生じている。

これに対し、β＝６０°の場合、図６Ｃに示すように、外気は第２オリフィス１０２ｂの吹出側端部で緩やかに方向を変えるので、ファン後縁からの気流の流れに及ぼす影響が小さい。そのため、気流の乱れによる送風性能の劣化や、乱流騒音の増加を抑制することができる。

また、β＝７５°の場合、図６Ｄに示すように、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から吹き出した気流が渦流Ｖに沿って流動し、第２オリフィス１０２ｂの吹出側端近傍に再付着し始める。

そして、β＝８０°の場合、図６Ｅに示すように、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から吹き出した気流が渦流Ｖに沿って流動し、第２オリフィス１０２ｂの壁面に長い距離にわたって付着する。

そのため、壁面との摩擦で気流の乱れが大きくなり、第２オリフィス１０２ｂの吹出側端近傍では内壁面近傍の境界層の発達により乱流渦が生じる。その結果、送風性能の劣化や、乱流騒音の増加を招いてしまう。このようなことから、βは、６０°≦β≦７５°の範囲内の値とすることが好ましい。

図７は、本実施の形態１に係る送風装置１００を備えるセパレート型空気調和機の室外機１５０の一例を示す図である。この室外機１５０は、箱体１５１と、箱体１５１の側面に設置した熱交換器１５２と、箱体１５１の上面に設置した送風装置１００を備える。ここで、送風装置１００の仕切り板１０３は、室外機１５０の天板を兼ねており、送風装置１００の吸込側と吐出側とを仕切っている。

以上のように構成された空気調和機の室外機１５０について、その動作を説明する。まず、モータ１０４がファン１０１を所定の回転方向に回転させると、送風装置１００は送風作用を為し、熱交換器１５２を介して空気を室外機１５０内に吸い込む。この際、空気は熱交換器１５２を通過する過程で冷媒と熱交換し、その温度が変化する。

温度が変化した空気は、さらに送風装置１００に吸い込まれ、室外機１５０外に放出される。ここで、本実施の形態における送風装置１００は、送風騒音の増加を抑えるとともに、送風性能を向上させるものであるため、送風装置１００のモータ１０４の入力電力を低減することができる。

そのため、この送風装置１００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、機器の入力電力を低減することができ、さらに室外送風騒音の増加を抑えることができる。

なお、空気調和機の室外機１５０は、箱体１５１内に、機械室と圧縮機とを備えても良い。例えば、圧縮機は、機械室内に設置される。また、室外機１５０は、箱体１５１の側面に送風装置１００を備え、側面方向に向かって室外機１５０外に空気を放出する構成でも良い。

（実施の形態２）
図８は、本実施の形態２に係る送風装置２００の構成の一例を示す断面図である。図８は、ファン１０１の回転軸を含む平面で送風装置２００を切断した断面を示している。図８において、実施の形態１で説明した送風装置１００と共通の要素については、共通の符号を付している。

この送風装置２００は、ファン１０１とオリフィス１０２とを備える。また、オリフィス１０２は、円筒状の第１オリフィス１０２ａと第２オリフィス１０２ｂとを備える。第２オリフィス１０２ｂは仕切り板１０３に固定され、この仕切り板１０３によって、送風装置２００は、吸込側と吐出側に区画される。

第１オリフィス１０２ａの吹出側端と第２オリフィス１０２ｂの吸込側端とは、環状の連接部１０２ｃによって連接される。第１オリフィス１０２ａは、ファン１０１の後縁部外周を囲むように配置される。

本実施の形態２に係る送風装置２００では、オリフィス１０２が仕切り板１０３の吸込側へ挿入されるように構成されている。オリフィス１０２をこのように構成することで、仕切り板１０３の吹出側から見たときに突出する箇所が無くなる。その結果、送風装置２００の小型化が可能になり、意匠の自由度を増すことができる。

次に、送風装置２００が送風作用を為すときの気流の動きを説明する。本実施の形態２でも、第１オリフィス１０２ａを通過して吹出側へ吹き出す風の平均風速は、約３ｍ／ｓ〜約１０ｍ／ｓ程度である。

そして、実施の形態１と同様、第２オリフィス１０２ｂの内径Ｄ２と第１オリフィス１０２ａの内径Ｄ１とは、１．０＜Ｄ２／Ｄ１≦１．０９の関係にあることが好ましい。また、連接部１０２ｃは、その環状部分の幅ｔが（Ｄ２−Ｄ１）／２≦ｔ≦（Ｄ２−Ｄ１）／√３となるように形成される。

この場合、角度αは、６０°≦α≦１２０°となる。ここで、角度αは、角度αは、第１オリフィス１０２ａ、および、第２オリフィス１０２ｂを、それぞれの中心軸を含む平面で切断した場合に得られる第１オリフィス１０２ａの吹出側端、および、第２オリフィス１０２ｂの吸込側端を結ぶ直線と、上記中心軸と平行な直線との間のなす角度である。

さらに、第２オリフィス１０２ｂは、実施の形態１と同様、角度βが、６０°＜β≦７５°となるように形成されることが好ましい。角度βは、第１オリフィス１０２ａ、および、第２オリフィス１０２ｂを、それぞれの中心軸を含む平面で切断した場合に得られる第１オリフィス１０２ａの吹出側端、および、第２オリフィス１０２ｂの吹出側端を結ぶ直線と、上記中心軸に垂直な平面との間のなす角度である。

本実施の形態２に係る送風装置２００の空気の流れは、実施の形態１に係る送風装置１００の空気の流れと同等の流れとなる。つまり、ファン１０１の送風作用によって生じる気流Ｆは、ファン１０１の後縁部から流出した後、第１オリフィス１０２ａの内壁に一旦短く接触した後、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から吹き出す際に、第１オリフィス１０２ａの内壁から離脱する。

その際、連接部１０２ｃと第２オリフィス１０２ｂとから形成されるコーナー部分の空間では、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から流出する気流Ｆの一部がバックステップ流となり、渦流Ｖが形成される。

渦流Ｖが形成されると、第１オリフィス１０２ａの先端から一旦離脱した気流Ｆは、壁面のない空間を渦流Ｖに沿って流動し、送風装置２００の外に吹き出される。このように、気流Ｆが壁面のない空間を渦流Ｖに沿って流動するので、壁面がある場合に生じるような流れの乱れが緩和され、乱流騒音の発生が抑制される。

さらに、送風装置２００において、第１オリフィス１０２ａの吹出側端から吹き出した気流Ｆは、渦流Ｖに沿って流動し、第２オリフィス１０２ｂの吹出側端近傍に再付着する。このように、気流Ｆが第２オリフィス１０２ｂに再付着することで、気流の乱れはいっそう低減され、乱流騒音の発生が抑制される。

図９は、本実施の形態２に係る送風装置２００を備えるセパレート型空気調和機の室外機２５０の一例を示す図である。図９に示すように、この室外機２５０は、送風装置２００と、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２５１と、圧縮機２５２と、送風装置２００、熱交換器２５１、および、圧縮機２５２を収納する箱体２５３とを備える。

ここで、送風装置２００の仕切り板１０３は、室外機２５０の筐体の一部を兼ねており、送風装置１００の吸込側と吐出側とを仕切っている。

モータ１０４がファン１０１を所定の回転方向に回転させると、送風装置２００は送風作用を為し、空気を仕切り板１０３の吸込側から吸い込み、吸い込んだ空気を仕切り板１０３の吹出側へ放出する。

以上のように構成された空気調和機の室外機２５０について、その動作を説明する。まず、モータ１０４がファン１０１を所定の回転方向に回転させると、送風装置２００は送風作用を為し、熱交換器２５１を介して空気を室外機２５０内に吸い込む。この際、空気は熱交換器２５１を通過する過程で冷媒と熱交換し、その温度が変化する。

温度が変化した空気は、さらに送風装置２００に吸い込まれ、室外機２５０外に放出される。ここで、本実施の形態に係る送風装置２００は、送風騒音の増加を抑えるとともに、送風性能を向上させるものであるため、送風装置２００のモータ１０４の入力電力を低減することができる。

そのため、この送風装置２００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、機器の入力電力を低減することができ、さらに室外送風騒音の増加を抑えることができる。

また、このようなセパレート型空気調和機の室外機２５０においては、限られた空間に設置することを求められる場合がある。

このような場合でも、送風装置２００のオリフィス１０２が吸込側へ挿入されるように構成することで、熱交換器２５１や箱体２５３の形状を変更することなく、設置許容空間に室外機２５０を収めることができるため、設置性を高めることができる。

また、送風装置２００のオリフィス１０２が吸込側へ挿入されるように構成することで、室外機２５０の外観上の凹凸が少なくなり、外観がシンプルに構成される。これにより、意匠の自由度を増すことが可能になる。

（実施の形態３）
図１０は、本実施の形態３に係る送風装置３００の構成の一例を示す断面図である。図１０は、ファン１０１の回転軸を含む平面で送風装置３００を切断した断面を示している。図１０において、実施の形態１で説明した送風装置１００と共通の要素については、共通の符号を付している。

送風装置３００は、ファン１０１とオリフィス３０１とを備える。また、オリフィス３０１は、第１オリフィス３０１ａと第２オリフィス３０１ｂとを備える。ここで、第２オリフィス３０１ｂの吐出側端は、仕切り板３０２と連接し、仕切り板３０２と一体に形成されている。この仕切り板３０２によって、送風装置３００は、吸込側と吐出側に区画される。

第１オリフィス３０１ａと第２オリフィス３０１ｂとは、環状の連接部３０１ｃによって連接される。第１オリフィス３０１ａは、ファン１０１の後縁部外周を囲むように配置される。

本実施の形態３に係る送風装置３００では、オリフィス３０１は、板を吸込側に折り曲げることで形成される。これにより、仕切り板３０２の吹出側から見たときに突出する箇所が無くなる。その結果、送風装置２００の小型化が可能になり、意匠の自由度を増すことができる。

また、オリフィス３０１を仕切り板３０２と一体に形成することで、部品材料の削減、組み付け工程の削減、リサイクルの容易化を実現することができる。さらに、この構成では、仕切り板３０２をカラー鋼板で製造する場合、塗装されない端面が吸込側へ収納される。

すなわち、第１オリフィス３０１ａの吸込側端が吸込側へ収納される。このことにより、塗装されない第１オリフィス３０１ａの吸込側端が、風雨にさらされることなく、錆の発生を防ぐことが可能となる。

つぎに、送風装置３００が送風作用を為すときの気流の動きを説明する。本実施の形態３においても、第１オリフィス３０１ａを通過して吹出側へ吹き出す風の平均風速は、約３ｍ／ｓ〜約１０ｍ／ｓ程度である。

そして、実施の形態１と同様、第２オリフィス３０１ｂの内径Ｄ２と第１オリフィス３０１ａの内径Ｄ１とは、１．０＜Ｄ２／Ｄ１≦１．０９の関係にあることが好ましい。また、連接部３０１ｃは、その環状部分の幅ｔが（Ｄ２−Ｄ１）／２≦ｔ≦（Ｄ２−Ｄ１）／√３となるように形成される。

この場合、角度αは、６０°≦α≦１２０°となる。ここで、角度αは、角度αは、第１オリフィス３０１ａ、および、第２オリフィス３０１ｂを、それぞれの中心軸を含む平面で切断した場合に得られる第１オリフィス３０１ａの吹出側端、および、第２オリフィス３０１ｂの吸込側端を結ぶ直線と、上記中心軸と平行な直線との間のなす角度である。

さらに、第２オリフィス３０１ｂは、実施の形態１と同様、角度βが、６０°＜β≦７５°となるように形成されることが好ましい。角度βは、第１オリフィス３０１ａ、および、第２オリフィス３０１ｂを、それぞれの中心軸を含む平面で切断した場合に得られる第１オリフィス３０１ａの吹出側端、および、第２オリフィス３０１ｂの吹出側端を結ぶ直線と、上記中心軸に垂直な平面との間のなす角度である。

本実施の形態３に係る送風装置３００の空気の流れは、実施の形態１に係る送風装置１００の空気の流れと同等の流れとなる。つまり、ファン１０１の送風作用によって生じる気流Ｆは、ファン１０１の後縁部から流出した後、第１オリフィス３０１ａの内壁に一旦短く接触した後、第１オリフィス３０１ａの吹出側端から吹き出す際に、第１オリフィス３０１ａの内壁から離脱する。

その際、連接部３０１ｃと第２オリフィス３０１ｂとから形成されるコーナー部分の空間では、第１オリフィス３０１ａの吹出側端から流出する気流Ｆの一部がバックステップ流となり、渦流Ｖが形成される。

渦流Ｖが形成されると、第１オリフィス３０１ａの先端から一旦離脱した気流Ｆは、壁面のない空間を渦流Ｖに沿って流動し、送風装置３００の外に吹き出される。このように、気流Ｆが壁面のない空間を渦流Ｖに沿って流動するので、壁面がある場合に生じるような流れの乱れが緩和され、乱流騒音の発生が抑制される。

さらに、送風装置３００において、第１オリフィス３０１ａの吹出側端から吹き出した気流Ｆは、渦流Ｖに沿って流動し、第２オリフィス３０１ｂの吹出側端近傍に再付着する。このように、気流Ｆが第２オリフィス３０１ｂに再付着することで、気流の乱れはいっそう低減され、乱流騒音の発生が抑制される。

図１１は、本実施の形態３に係る送風装置３００を備えるセパレート型空気調和機の室外機３５０の一例を示す図である。図１１に示すように、この室外機３５０は、送風装置３００と、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３５１と、圧縮機３５２と、圧縮機３５２を収納する箱体３５３とを備える。

ここで、送風装置３００の仕切り板３０２は、箱体３５３と一体に形成されており、送風装置３００の吸込側と吐出側とを仕切っている。

モータ１０４がファン１０１を所定の回転方向に回転させると、送風装置３００は送風作用を為し、空気を仕切り板３０２の吸込側から吸い込み、吸い込んだ空気を仕切り板３０２の吹出側へ放出する。

以上のように構成された空気調和機の室外機３５０について、その動作を説明する。まず、モータ１０４がファン１０１を所定の回転方向に回転させると、送風装置３００は送風作用を為し、熱交換器３５１を介して空気を室外機３５０内に吸い込む。この際、空気は熱交換器３５１を通過する過程で冷媒と熱交換し、その温度が変化する。

温度が変化した空気は、さらに送風装置３００に吸い込まれ、室外機３５０外に放出される。ここで、本実施の形態に係る送風装置３００は、送風騒音の増加を抑えるとともに、送風性能を向上させるものであるため、送風装置３００のモータ１０４に対する入力電力を低減することができる。

そのため、この送風装置３００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、機器の入力電力を低減することができ、さらに室外送風騒音の増加を抑えることができる。

このようなセパレート型空気調和機の室外機３５０においては、外観の劣化を可能な限り防ぎ、使用開始時の外観を維持することが求められる場合がある。

例えば、仕切り板３０２をカラー鋼板で製造する場合、第１オリフィス３０１ａの吸込側端が吸込側へ収納されることにより、塗装されない端面となる第１オリフィス３０１ａの吸込側端が風雨にさらされることがなくなる。その結果、錆の発生を防ぐことが可能となり、室外機３５０における外観上、および、品質上の劣化を防ぐことができる。

なお、上記実施の形態１〜３では、連接部１０２ｃ、３０１ｃは、第１オリフィス１０２ａ、３０１ａの吹出側端と、第２オリフィス１０２ｂ、３０１ｂの吸込側端とを連接するものとした。

しかし、連接部１０２ｃ、３０１ｃは、第１オリフィス１０２ａ、３０１ａの吹出側端と、第２オリフィス１０２ｂ、３０１ｂの吸込側端以外の部分（例えば、第２オリフィス１０２ｂ、３０１ｂの吸込側端から吹出側に所定の距離だけ離れた部分）とを連接することとしてもよい。

この場合でも、実施の形態１〜３と同様に、第１オリフィス１０２ａ、３０１ａの吹出側端と、第２オリフィス１０２ｂ、３０１ｂとから形成されるコーナー部分の空間に渦流が形成されるため、流れの乱れを緩和して、送風性能を向上し、乱流騒音の発生を低減させることができる。

本発明は、送風性能を向上し、乱流騒音の発生を低減させることができることから、空気調和機の室外機などの送風装置に利用するのに好適である。

１００，２００，３００ 送風装置
１０１ ファン
１０２，３０１ オリフィス
１０２ａ，３０１ａ 第１オリフィス
１０２ｂ，３０１ｂ 第２オリフィス
１０２ｃ，３０１ｃ 連接部
１０３，３０２ 仕切り板
１０４ モータ
１５０，２５０，３５０ 室外機
１５１，２５３，３５３ 箱体
１５２，２５１，３５１ 熱交換器
２５２，３５２ 圧縮機

Claims (4)

1. ファンと、
   前記ファンの後縁部外周を囲み、内径がＤ１である第１オリフィスと、
   前記第１オリフィスよりも吹出側に、該第１オリフィスと中心軸が一致するよう配置され、内径Ｄ２がＤ１より大きい第２オリフィスと、
   前記第１オリフィスの吹出側端と、前記第２オリフィスとを連接する環状の連接部と、
   を備え、
   前記連接部の環状部分の幅ｔが、
   （Ｄ２−Ｄ１）／２≦ｔ≦（Ｄ２−Ｄ１）／√３
   を満たす送風装置。
2. 前記第１オリフィス、および、前記第２オリフィスを、前記中心軸を含む平面で切断した場合にそれぞれ得られる前記第１オリフィスの吹出側端、および、前記第２オリフィスの吹出側端を結ぶ直線と、前記中心軸に垂直な平面との間のなす角度βが、
   ６０°≦β≦７５°
   を満たす請求項１に記載の送風装置。
3. 前記Ｄ１と前記Ｄ２とは、
   １＜Ｄ２／Ｄ１≦１．０９
   を満たす請求項１または２に記載の送風装置。
4. 空気の吸込側と吹出側とを仕切る仕切板をさらに備え、
   前記仕切板は、前記第２オリフィスと一体に形成される請求項１〜３のいずれか１項に記載の送風装置。

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