JP2003028089A - 空気調和機の貫流ファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貫流ファンのブレードの肉厚分布の与え方と
して、側壁近傍の静圧向上には有効である。しかし、送
風路全域に渡っての高静圧化は困難であり、また送風性
能の向上も見込めない。 【解決手段】 貫流ファンのブレードの肉厚分布の与え
方として、外周端から内周方向に向かって徐々に肉厚が
増加または減少するにあたり、途中で段差を設けて肉厚
が急激に増加する個所を設定したことを特徴とする空気
調和機の貫流ファンである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室内の冷房あるい
は暖房を行う空気調和機に用いられている貫流ファンに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１９は従来の貫流ファンの１つである
クロスフローファン（以下ファンという）の正面図であ
り、図２０はその斜視図で曲線。図２１は従来技術のフ
ァンを搭載した送風機の断面図である。

【０００３】図１９に示すように、従来のファンは一定
の長さを有する複数のブレード１を円柱状に配列した羽
根車２を回転軸方向に複数個組み合わせて構成されてい
る。

【０００４】図２３は図２２に示すファンのブレードの
１枚を拡大して示した断面図であり、図２２、図２３に
示す一点鎖線Ｌ₁は図１９に示すファンの左端部にある
羽根車以外、すなわちＡ₁−Ａ₁線からＡ_N−Ａ_N線で示す
羽根車のブレード１の外側先端の軌跡を示している。

【０００５】このように、ファンの左端部にある羽根車
２の翼弦長Ｌ_Lをそれ以外の羽根車２の翼弦長Ｌａより
長くすることにより、高圧型貫流ファンの特性を得る事
ができる。

【０００６】また図２１に示すようにファンが回転する
際にその左端部にある羽根車のブレード１の外側端部と
リアケーシング３、スタビライザ４との最近接距離が他
の羽根車のブレードの近接距離より小さくなることによ
り高圧型貫流ファンの特性を得る事ができる。

【０００７】すなわちファンの左右両端部において、羽
根車とケーシングの側壁との間の空気の粘性により発生
する通風抵抗の増加に対応して十分な送風性能が出せる
ように、中央部よりも羽根外径のが大きく、またその外
径に応じたブレード形状となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のファンは送風路を規制する側壁近傍の静圧向上には
有効であるが、送風路全域に渡っての高静圧化は困難で
あり、また送風性能の向上も見込めないという問題を有
していた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の
空気調和機の貫流ファンは、複数のブレードを有する羽
根車を具備する貫流ファンにおいて、前記ブレードの前
記貫流ファンの回転軸に垂直な面での断面形状が軸心側
において段差を有することを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の本発明の空気調和機の貫流
ファンは、前記段差または折れ曲がり面を、同一ブレー
ド面で２箇所以上設けたことを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の本発明の空気調和機の貫流
ファンは、前記段差または折れ曲がり面がブレードの両
面に設けられていることを特徴とする。

【００１２】請求項４記載の本発明の空気調和機の貫流
ファンは、前記ブレードの最大肉厚位置が、翼弦長の軸
心側から２％〜３５％の位置にあることを特徴とする。

【００１３】請求項５載の本発明の空気調和機の貫流フ
ァンは、前記ブレードの外周側端部が曲線形状であるこ
とを特徴とする。

【００１４】請求項６記載の本発明の空気調和機の貫流
ファンは、前記段差部の最大幅寸法および前記ブレード
の肉厚が回転軸方向に徐々に変化していることを特徴と
する。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の第１及び第３の実施の形
態における空気調和機の貫流ファンは、貫流ファンのブ
レードの肉厚分布が、途中で段差または折れ曲がり面を
設けて肉厚が急激に増加する個所を設定したものであ
る。このような形状を呈することにより、高静圧化及び
送風性能の向上を図ることができる。

【００１６】本発明の第２の実施の形態における空気調
和機の貫流ファンは、段差または折れ曲がり面を、同一
ブレード面で２箇所以上設けたものである。この様な形
状を呈する事により、剥離による乱流騒音を低減するこ
とができる。

【００１７】本発明の第４の実施の形態における空気調
和機の貫流ファンは、ブレードの最大肉厚位置が、弦長
の内側から（２％〜３５％）の箇所にあるものである。
このような形状を呈することにより、一段と送風性能が
向上する。

【００１８】本発明の第５の実施の形態における空気調
和機の貫流ファンは、ブレードの外周端が曲線形状とす
るものである。このような形状を呈することにより、ブ
レードの圧力面と負圧面からの流れが合流して後縁後流
領域を小さくすることができる。

【００１９】本発明の第６の実施の形態における空気調
和機の貫流ファンは、段差または折り曲がり面の形状が
回転軸方向に異なるものである。このような形状を呈す
ることにより、樹脂成形効率が向上するため生産性が向
上する。

【００２０】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【００２１】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
におけるファンの正面図、図２は図１に示す正面図の１
００−１００線における断面図であり、さらに図３は図
２に示すブレードのａ部の拡大断面図である。

【００２２】図３に示すように、本実施例におけるファ
ンを構成するブレードは、その外周端Ｏから内周方向に
向かってブレードの肉厚が徐々に拡大してＡ−Ａ位置に
おいて最大肉厚となり、Ａ−Ａ位置からＢ−Ｂ位置まで
ブレードの肉厚は徐々に減少してＢ−Ｂ位置の段差部か
ら急拡大し、さらにＢ−Ｂ位置から内周端Ｉまで肉厚が
徐々に減少するという断面形状を備えている。また外周
端Ｏ及び内周端Ｉにおける断面形状は曲線形状を有して
いる。

【００２３】製造工程においてファンを樹脂成形する金
型は、製品の外形を規定するコアと樹脂を流し内側の形
状を規定するキャビティからなり、その合わさるライン
がキャビティラインである。

【００２４】従来のファンの金型では、このキャビティ
ラインがブレードの外周端で生じるため、ブレードの外
周端がエッジ形状となる。これに対して、本実施例のフ
ァンの金型では、キャビティラインが内周端と外周端の
間で生じるため、ファン形状の中間で段差が生じる様に
設計している。これにより、ファンの外周部分は任意の
形状（曲線形状）を成形することができる。またファン
の内周部分は従来の曲線形状より大きな曲率半径のもの
とすることができる。

【００２５】空気の吹き出し流れで説明すると図４に示
すように、本実施例のファンのブレードの外周端の曲率
半径を小さくすることによって、ブレードの圧力面と負
圧面からの流れが合流して後縁部の後流領域を小さくす
ることができる。

【００２６】一方図５に示すように、従来のファンのブ
レードはその外周端がエッジ形状であるため、エッジの
幅に起因する大きな後縁後流領域を発生することにな
る。

【００２７】これらの理由により、本実施例におけるフ
ァンは後流によるブレードの失速を抑制して送風性能の
向上を図ることができる。さらに、本実施例のブレード
形状は乱流騒音の低減にも効果があり、さらにブレード
先端で発生する風切り音を減少させることができる。

【００２８】また従来のファンではブレードの前縁から
空気流れの剥離が発生して大きな乱流領域を形成する
が、本実施例におけるファンのブレードの前縁ではブレ
ードに形成された段差によって空気流れの剥離は小さ
く、従って本実施例のファンのブレード形状では乱流領
域を抑制することができ、送風性能を向上させるととも
に静圧も上昇させることができる。

【００２９】（実施例２）図６は、本発明の第２の実施
例における図２のａ部の拡大図である。図６に示すよう
に、外周端０から内周方向に向かって肉厚が徐々に拡大
して、（Ａ−Ａ）位置において折り曲がり、（Ａ−Ａ）
位置から（Ｂ−Ｂ）位置まで肉厚が急激に増加する。次
に（Ｂ−Ｂ）から（Ｃ−Ｃ）位置まで、内周方向に向か
って肉厚が徐々に拡大する。次に、（Ｃ−Ｃ）位置にお
いて、段差が設けられ急拡大する。次に、（Ｃ−Ｃ）位
置から（Ｄ−Ｄ）位置まで減少して、（Ｅ−Ｅ）位置の
段差で急拡大する。（Ｆ−Ｆ）位置から内周端Ｉまで肉
厚が徐々に減少する。また、外周端Ｏ及び内周端Ｉにお
いて、曲線形状を呈している。

【００３０】（実施例３）図７は本発明の第３の実施例
における空気調和機の室内機に搭載されているファンの
断面図であり、図８は図７のｂで示す１個のブレードの
拡大断面図である。

【００３１】図８に見られるように、本実施例ではＩＯ
で示す翼弦長を１００としてその内周部の前縁から２％
〜３５％の箇所に最大肉厚位置を設けている。以下、最
大肉厚位置はすべて内周部の前縁からの翼弦長の全翼弦
長に対する比率（％）で示す。

【００３２】すなわち、本実施例のブレードは、外周端
Ｏから内周方向に向かって肉厚が徐々に拡大してＢ−Ｂ
位置の段差部で肉厚が急拡大し、さらに肉厚が徐々に拡
大してＡ−Ａ位置において最大肉厚となり、さらにＡ−
Ａ位置から内周端Ｉまでは肉厚が徐々に減少する形状を
備えている。

【００３３】つぎに本実施例におけるブレードの最大肉
厚位置を翼弦長の２％〜３０％の位置で変化させたブレ
ード形状のＰ−Ｑ特性を図９に、また静圧の高低を表わ
す開放点でのＰ−Ｑ特性の傾斜と最大肉厚位置との関係
を図１０にそれぞれ示す。

【００３４】図１０より明らかなように、静圧の上昇し
ているピークが２０％付近と４％付近にあり、また最大
肉厚位置が内側に移動するほど静圧は上昇する傾向にあ
ることが判る。

【００３５】つぎに最大肉厚位置を翼弦長の１０％〜６
０％の位置で変化させたブレード形状のＰ−Ｑ特性を図
１１に、また静圧の高低を表わす開放点でのＰ−Ｑ特性
の傾斜と最大肉厚位置との関係を図１２にそれぞれ示
す。

【００３６】図より明らかなように、最大肉厚位置が翼
弦長の２％〜３５％の位置で安定して高い静圧が得られ
ることがわかる。

【００３７】最大肉厚位置を翼弦長の２％〜３０％の位
置に変化させたときの一定騒音あたりの風量性能を図１
３に示す。さらに最大肉厚位置を翼弦長の内側から１０
％〜６０％の位置に変化させたときの一定騒音あたりの
風量性能を図１４に示す。図より明らかなように、最大
肉厚位置が翼弦長の２％〜３５％の領域では、ほぼ安定
し一定騒音あたりの風量性能が確保できている。

【００３８】（実施例４）図１５は本発明の第４の実施
例における空気調和機の室内機に搭載されているファン
の正面図であり、図１６、図１７および図１８は図１５
に示すファンのＣ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線およびＥ−Ｅ線にお
けるそれぞれブレード断面の拡大図である。

【００３９】すなわち図１６に示すブレードのＢ−Ｂ位
置から外側へは外周端に向けて徐々にブレードの肉厚が
縮小している。

【００４０】またＢ−Ｂ位置の内側へは内周端に向けて
徐々にブレードの肉厚が拡大している。

【００４１】更に、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線、Ｅ−Ｅ線の順
に翼の全体的な厚さは徐々に薄くなるように形成されて
いる。（図１６、図１７、図１８参照）このように本実
施例の構成を備えてブレードを成形することにより、ブ
レードを安定して樹脂成形することができ、生産性を向
上させることが可能となる。

【００４２】

【発明の効果】上記各実施例から明らかなように、本発
明の構成によれば、高静圧化されているため、異常音が
発生しにくく、ブレードの前縁部での空気の流れの剥離
が減少して風量性能が向上し低騒音化することができ、
また最大肉厚位置を翼弦の内側から２％〜３５％の範囲
とすることにより著しく高静圧、高風量の特性を得るこ
とができる。 上記実施例から明らかなように、請求項
１及び２記載の発明は、高静圧化されているため、エア
コン本体に著しい負荷がかかろうともバサバサという異
常音が発生しにくい。ブレードの前縁部での流れの剥離
が減少して風量性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるファン（貫流フ
ァン）の正面図

【図２】同実施例におけるファンの断面図

【図３】同実施例におけるファンを構成するブレードの
拡大断面図

【図４】同実施例におけるファンのブレードにおける送
風の流れ状態を示す概念図

【図５】従来のファンのブレードにおける送風の流れ状
態を示す概念図

【図６】本発明の第２の実施例におけるファンを構成す
るブレードの拡大断面図

【図７】本発明の第３の実施例におけるファンの断面図

【図８】同実施例におけるファンを構成するブレードの
拡大断面図

【図９】同実施例におけるブレードの最大肉厚位置を翼
弦の内側から２％〜３０％変化させた場合のＰ−Ｑ特性
図

【図１０】同実施例における静圧の高低とブレードの最
大肉厚位置の関係をあらわすグラフ

【図１１】同実施例におけるブレードの最大肉厚位置を
翼弦長の内側から１０％〜６０％変化させた場合のＰ−
Ｑ特性図

【図１２】同実施例における静圧の高低とブレードの最
大肉厚位置の関係をあらわすグラフ

【図１３】ブレードの最大肉厚位置が２％〜３０％の場
合の一定騒音あたりの風量性能をあらわすグラフ

【図１４】ブレードの最大肉厚位置が１０％〜６０％の
場合の一定騒音あたりの風量性能をあらわすグラフ

【図１５】本発明の第４の実施例におけるファンの正面
図

【図１６】図１５に示すファンのC-C線におけるブレー
ドの拡大断面図

【図１７】図１５に示すファンのD-D線におけるブレー
ドの拡大断面図

【図１８】図１５に示すファンのE-E線におけるブレー
ドの拡大断面図

【図１９】従来のファンの正面図

【図２０】同ファンの斜視図

【図２１】従来の送風機の構造を示す断面図

【図２２】従来のファンの断面図

【図２３】同ファンのブレードの拡大断面図

【符号の説明】

１ ブレード（貫流ファン） ２ 羽根車単体（貫流ファン） ３ リアケーシング ４ スタビライザ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 清志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 奥谷 隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H031 BA02 3H033 AA02 AA18 BB02 BB09 CC01 DD04 EE06 EE08 EE19 3H035 CC01 CC06 3L049 BB07 BB20 BC01 BD02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のブレードを有する羽根車を具備す
   る貫流ファンにおいて、前記ブレードの前記貫流ファン
   の回転軸に垂直な面での断面形状が軸心側において段差
   を有することを特徴とする貫流ファン。
2. 【請求項２】 前記段差または折れ曲がり面を、同一ブ
   レード面で２箇所以上設けたことを特徴とする請求項１
   記載の空気調和機の貫流ファン。
3. 【請求項３】 前記段差または折れ曲がり面がブレード
   の両面に設けられていることを特徴とする請求項１記載
   の貫流ファン。
4. 【請求項４】 前記ブレードの最大肉厚位置が、翼弦長
   の軸心側から２％〜３５％の位置にあることを特徴とす
   る請求項１記載の貫流ファン。
5. 【請求項５】 前記ブレードの外周側端部が曲線形状で
   あることを特徴とする請求項１記載の貫流ファン。
6. 【請求項６】 前記段差部の最大幅寸法および前記ブレ
   ードの肉厚が回転軸方向に徐々に変化していることを特
   徴とする請求項１記載の貫流ファン。
7. 【請求項７】 請求項１から６いずれか１項に記載の貫
   流ファンを送風回路に具備したことを特徴とする空気調
   和機。