JP2006077632A

JP2006077632A - 空調用送風機羽根車

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Publication number: JP2006077632A
Application number: JP2004261052A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Izumi; 善樹泉
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2004-09-08
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2024-09-08
Also published as: JP4572633B2

Abstract

【課題】本発明は、空調用送風機羽根車をファン効率向上の観点から、羽根枚数が２枚から構成し、それから発生する回転騒音を低減することを目的としたものである。
【解決手段】略円錐台状のハブ４に、複数枚の翼２を設けてなる斜流ファン１において、翼枚数が２枚からなる主翼２を設け、主翼２の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼２の外周側前縁に３角形の一辺を合わせる形で３角状の翼１０をつけて、翼の半径を同一とし、主翼２の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼３を設け、補助翼３の半径方向長さＬ_２が主翼２の半径方向長さＬ_１より短く、且つ、補助翼３の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼の羽根高さＨ_１より高く構成した空調用送風機羽根車を構成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機に用いられる空調用送風機羽根車に関するもので、特に、同羽根車の静圧効率の向上と高静圧・低騒音化に関わる構成に関するものである。

従来、主翼に対して補助翼を設けた羽根車が有る（例えば、特許文献１参照）。図１０は特許文献１に記載された従来の空調用送風機羽根車を示すものである。図１０に示すように、ラジエター５０の下流側にシュラウドリング５１と、ハブ５２に固定された主翼５３とに必要なクリアランスをとり、補助翼５４が主翼５３の中心より下流側にオフセットされて主翼５３に設置されている。この構成により、チップクリアランスの隙間の部分の流れを増速して、チップクリアランス部の逆流を減少させて、ファン効率を向上させると言うものである。
特開平１０−２０５３３０号公報

しかしながら、上記の従来の構成では、主翼５３のチップクリアランスに生じる逆流を減少させてファン効率を向上させようとするものであり、補助翼５４によるファン効率改善効果は、微細である。却って、補助翼５４によって騒音が増加するものである。更に、翼枚数は、２枚以上の複数枚であり、空力性能寄与に対する翼面積の投入量が大きく、この事により翼による流体摩擦が大きくなり、ファン効率の向上には、ある程度の限界があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、回転騒音を低減する空調用送風機羽根車を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために請求項１記載の本発明は、略円錐台状のハブに、複数枚の翼を設けてなる斜流ファンにおいて、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼の外周側前縁に３角形の一辺を合わせる形で３角状の翼をつけて、翼の半径を同一とし、主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼を設け、補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

上記構成によって、主翼の枚数が２枚であるので、主に空力性能に寄与する翼面積の投入量が適正であるので、流体摩擦が少なく、ファン効率が高い。また、２枚の主翼のみでは、羽根車の回転騒音が乱流騒音より非常に高く、とても耳障りである。主翼の間に設けられた補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高いので、補助翼は充分に空力仕事に寄与する。そこで、翼枚数ｚと回転数Ｎｒｐｍとすると、全体として、翼枚数は４枚と言え、それぞれ、充分に空力仕事をするので、空力仕事が分散させるので、翼１枚当たりの翼面上の圧力変動のレベルが小さくなり、回転騒音Ｎｚ音のレベルは、乱流騒音のレベルより低く、聴感も良好である。主翼の外周側前縁に３角形の一辺を合わせる形で３角状の翼をつけて、翼の半径を同一とすることで、３角状の翼の頂点を起点として、翼端渦が発生する。この３角状の翼は、翼端渦の発生の状況を規定する作用を有する。補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短いので、主翼から発生する翼端渦に補助翼が、干渉することがなく、羽根車としての騒音も低くできる。更に、斜流ファンであるので遠心力場による圧力上昇があるので、プロペラファンより高静圧を達成する事が出来る。

請求項２に記載の発明は、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼の前縁を回転方向に前傾した略螺旋曲線にて構成し、主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼を設け、補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短く、且つ、補助翼の外周側の羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

そうして、この構成によって、主翼の前縁を回転方向に前傾した略螺旋曲線にすることで、螺旋曲線の頂点を起点として、主翼の翼端渦が発生するので、翼端渦の発生の状況を規定する作用を有する。そのため、補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短いので、主翼から発生する翼端渦に補助翼が、干渉することなく、主翼の前縁の螺旋曲線の頂点が翼端渦をコントロールできるものであり、羽根車としての騒音も充分に低くできる。また、主翼の間に設けられた補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高いので、補助翼は充分に空力仕事に寄与するので、回転騒音Ｎｚ音のレベルが乱流騒音のレベルより充分に低く、聴感も良好であり、斜流ファンであることは遠心力場による圧力上昇があるので、プロペラファンより高静圧化を達成する事ができる。

請求項３に記載の発明は、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼を設け、補助翼の前縁を回転方向に前傾させた略扇台状で構成し、補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

そうして、この構成によって、補助翼の前縁を回転方向に前傾させた略扇台状にしていることで、補助翼が斜めに空気を切るので、補助翼の前縁が空気を切る時間のタイミングがずれるので、補助翼の空力仕事による騒音が小さくなり、羽根車全体として、更に、低騒音化を図れるものである。また、主翼の間に設けられた補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高いので、補助翼は充分に空力仕事に寄与するので、回転騒音Ｎｚ音のレベルを充分に低減できて、聴感も良好であり、斜流ファンなのでプロペラファンより高静圧化を達成することができる。

請求項４に記載の発明は、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼を設け、補助翼の前縁を回転方向に前傾させた螺旋曲線にて構成し、補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

そうして、この構成によって、補助翼の前縁を回転方向に前傾させた螺旋曲線にしているので、補助翼が斜めに空気を切るので、補助翼の前縁が空気を切る時間のタイミングがずれるので、補助翼の空力仕事による騒音が小さくなり、羽根車全体として、更に、低騒音化を図れるものである。また、主翼の間に設けられた補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高いので、補助翼は充分に空力仕事に寄与するので回転騒音Ｎｚ音のレベルを充分に低減できて、聴感も良好であり、斜流ファンなので遠心力場に夜圧力上昇があるので、プロペラファンより高静圧化を達成することができる。

本発明の空調用送風機羽根車は、主翼の間に設けられた補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高いので、補助翼は充分に空力仕事に寄与する。そこで、翼枚数ｚと回転数Ｎｒｐｍとすると、全体として、翼枚数は４枚と言え、それぞれ、充分に空力仕事をするので、空力仕事が分散させるので、翼１枚当たりの翼面上の圧力変動のレベルが小さくなり、回転騒音Ｎｚ音のレベルは、乱流騒音のレベルより低く、聴感も良好である。主翼の外周側前縁に３角形の一辺を合わせる形で３角状の翼をつけて、翼の半径を同一とすることで、３角状の翼の頂点を起点として、翼端渦が発生する。この３角状の翼は、翼端渦の発生の状況を規定する作用を有する。補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短いので、主翼から発生する翼端渦に補助翼が、干渉することがなく、羽根車としての騒音も低くできる。更に、斜流ファンであるので遠心力場による圧力上昇があるので、プロペラファンより高静圧を達成する事が出来る。また、主翼が２枚なので、翼の流体摩擦が小さく、ファンの静圧効率を従来以上に高くすることが出来る。

第１の発明は、略円錐台状のハブに、複数枚の翼を設けてなる斜流ファンにおいて、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼の外周側前縁に３角形の一辺を合わせる形で３角状の翼をつけて、翼の半径を同一とし、主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼を設け、補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

第２の発明は、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼の前縁を回転方向に前傾した略螺旋曲線にて構成し、主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼を設け、補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短く、且つ、補助翼の外周側の羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

そうして、この構成によって、主翼の前縁を回転方向に前傾した略螺旋曲線にすることで、螺旋曲線の頂点を起点として、主翼の翼端渦が発生するので、翼端渦の発生の状況を規定する作用を有する。そのため、補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短いので、主翼から発生する翼端渦に補助翼が、干渉することなしに、前縁の螺旋曲線の頂点が翼端渦をコントロールできるものであり、羽根車としての騒音も充分に低くできる。また、主翼の間に設けられた補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高いので、補助翼は充分に空力仕事に寄与するので、回転騒音Ｎｚ音のレベルが乱流騒音のレベルより充分に低く、聴感も良好であり、斜流ファンであることは遠心力場による圧力上昇があるので、プロペラファンより高静圧化を達成する事ができる。

第３の発明は、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼を設け、補助翼の前縁を回転方向に前傾させた略扇台状で構成し、補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

第４の発明は、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼を設け、補助翼の前縁を回転方向に前傾させた螺旋曲線にて構成し、補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態における空調用送風機羽根車を、図１〜図３を用いて説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態における空調用送風機羽根車の平面図。図２は、本発明の第１の実施の形態における空調用送風機羽根車の子午面図。図３は、本発明の第１の実施の形態における空調用送風機羽根車の動作状況を示した模式図である。

図１に於いて、略円錐台状のハブ４に、複数枚の翼２を設けてなる斜流１において、翼枚数が２枚からなる主翼２を設け、主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼２の外周側前縁に３角形の一辺を合わせる形で３角状の翼１０をつけて、翼の半径を同一とし、主翼２の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼３を設けている。前縁５から空気が流入し、後縁６から流出する。７がチップ部である。また、図２において、補助翼３の半径方向長さＬ_２が主翼の半径方向長さＬ_１より短く、且つ、補助翼の羽根高さＨ_２が同円周部の主翼の羽根高さＨ_１より高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。また、図１のように、翼端渦Ｄは、主翼２の外周側前縁に設けられた３角状の翼１０から、発生して主翼２上を移動して、主翼２の途中から剥離する。

以上のように構成された空調用送風機羽根車について、以下その動作、作用を説明する。この羽根車１を、図３のように適当なケーシング９に収め、モータ８により回転させる事で空力仕事をさせるものである。図１の主翼２の枚数が２枚であるので、主に空力性能に寄与する翼面積の投入量が適正であるので、流体摩擦が少なく、ファン効率が高い。また、２枚の主翼２のみでは、羽根車１の回転騒音が乱流騒音より非常に高く、とても耳障りである。図２の主翼２の間に設けられた補助翼３の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼の羽根高さＨ_１より高いので、補助翼３は充分に空力仕事に寄与する。そこで、翼枚数ｚと回転数Ｎｒｐｍとすると、全体として、翼枚数は４枚と言え、それぞれ、充分に空力仕事をするので、空力仕事が分散させるので、翼１枚当たりの翼面上の圧力変動のレベルが小さくなり、回転騒音Ｎｚ音のレベルは、乱流騒音のレベルより低く、聴感も良好である。主翼２の外周側前縁に３角形の一辺を合わせる形で３角状の翼１０をつけて、翼の半径を同一とすることで、３角状の翼１０の頂点を起点として、翼端渦が発生する。この３角状の翼１０は、翼端渦の発生の状況を規定する作用を有する。補助翼３の半径方向長さＬ_２が主翼の半径方向長さＬ_１より短いので、主翼２から発生する翼端渦に補助翼３が、干渉することがなく、羽根車１としての騒音も低くできる。更に、斜流ファンであるので遠心力場による圧力上昇があるので、プロペラファンより高静圧を達成する事が出来る。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態における空調用送風機羽根車を、図４と図５を用いて説明する。

図４は、本発明の第２の実施の形態における空調用送風機羽根車の平面図。図５は、本発明の第２の実施の形態における空調用送風機羽根車の子午面図である。

図４に於いて、翼枚数が２枚からなる主翼２を設け、主翼２の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼２の前縁１１を回転方向に前傾した略螺旋曲線にて構成し、主翼２の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼３を設け、補助翼３の半径方向長さＬ_２が主翼の半径方向長さＬ_１より短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼の羽根高さＨ_１より高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

以上のように構成されて空調用送風機羽根車の動作、作用を説明する。主翼２の前縁１１を回転方向に前傾した略螺旋曲線にすることで、螺旋曲線の頂点を起点として、主翼２の翼端渦が発生するので、翼端渦の発生の状況を規定する作用を有する。そのため、補助翼３の半径方向長さＬ_２が主翼の半径方向長さＬ_１より短いので、主翼２から発生する翼端渦に補助翼３が、干渉することなしに、前縁１１の螺旋曲線の頂点が翼端渦をコントロールできるものであり、羽根車１としての騒音も充分に低くできる。また、主翼２の間に設けられた補助翼３の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼２の羽根高さＨ_１より高いので、補助翼３は充分に空力仕事に寄与するので回転騒音Ｎｚ音のレベルを充分に低減できる。斜流ファン１なので、遠心力場による圧力上昇があり、プロペラファンより高静圧にできる。

（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態における空調用送風機羽根車を、図６と図７を用いて説明する。

図６は、本発明の第３の実施の形態における空調用送風機羽根車の平面図。図７は、本発明の第３の実施の形態における空調用送風機羽根車の子午面図である。

図６において、翼枚数が２枚からなる主翼２を設け、主翼２の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼２の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼３を設け、補助翼３の前縁１２を回転方向に前傾させた略扇台状で構成し、補助翼３の半径方向長さＬ_２が前記主翼の半径方向長さＬ_１より短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼の羽根高さＨ_１より高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

以上のように構成されて空調用送風機羽根車の動作、作用を説明する補助翼３の前縁１２を回転方向にα度前傾させた略扇台状にしていることで、補助翼３が斜めに空気を切るので、補助翼３の前縁１２が空気を切る時間のタイミングがずれるので、補助翼３の空力仕事による騒音が小さくなり、羽根車１全体として、更に、低騒音化を図れるものである。また、主翼２の間に設けられた補助翼３の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼２の羽根高さＨ_１より高いので、補助翼３は充分に空力仕事に寄与するので回転騒音Ｎｚ音のレベルを充分に低減でき、聴感も良好である。更に、斜流ファン１なので、遠心力場による圧力上昇があり、プロペラファンより高静圧である。

（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態における空調用送風機羽根車を、図８と図９を用いて説明する。

図８は、本発明の第４の実施の形態における空調用送風機羽根車の平面図。図９は、本発明の第４の実施の形態における空調用送風機羽根車の子午面図である。

図８において、翼枚数が２枚からなる主翼２を設け、主翼２の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼２の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼３を設け、補助翼３の前縁１３を回転方向に前傾させた螺旋曲線にて構成し、補助翼３の半径方向長さＬ_２が主翼の半径方向長さＬ_１より短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼の羽根高さＨ_１より高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

以上のように構成されて空調用送風機羽根車の動作、作用を説明する。補助翼３の前縁１３を回転方向に前傾させた螺旋曲線にしているので、補助翼３が斜めに空気を切るので、補助翼３の前縁１３が空気を切る時間のタイミングがずれるので、補助翼３の空力仕事による騒音が小さくなり、羽根車全体として、更に、低騒音化を図れるものである。また、主翼２の間に設けられた補助翼３の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼２の羽根高さＨ_１より高いので、補助翼３は充分に空力仕事に寄与するので回転騒音Ｎｚ音のレベルを充分に低減できる。更に、斜流ファン１であるので、遠心力場による圧力上昇によって、プロペラファンより高静圧化を図れる。

以上のように、本発明にかかる空調用送風機羽根車は、主翼の枚数が２枚であるので、主に空力性能に寄与する翼面積の投入量が適正であるので、流体摩擦が少なく、ファン効率が高い。また、２枚の主翼のみでは、羽根車の回転騒音が乱流騒音より非常に高く、とても耳障りである。主翼の間に設けられた補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高いので、補助翼は充分に空力仕事に寄与する。そこで、翼枚数ｚと回転数Ｎｒｐｍとすると、全体として、翼枚数は４枚と言え、それぞれ、充分に空力仕事をするので、空力仕事が分散させるので、翼１枚当たりの翼面上の圧力変動のレベルが小さくなり、回転騒音Ｎｚ音のレベルは、乱流騒音のレベルより低く、聴感も良好である。主翼の外周側前縁に３角形の一辺を合わせる形で３角状の翼をつけて、翼の半径を同一とすることで、３角状の翼の頂点を起点として、翼端渦が発生する。この３角状の翼は、翼端渦の発生の状況を規定する作用を有する。補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短いので、主翼から発生する翼端渦に補助翼が、干渉することがなく、羽根車としての騒音も低くできる。更に、斜流ファンであるので遠心力場による圧力上昇があるので、プロペラファンより高静圧を達成する事が出来る。

以上によって、セパレート型ルームエアコン室外機の熱交換促進用の送風機などに利用できるし、また、換気扇や扇風機にも展開が可能である。

本発明の実施の形態１における空調用送風機羽根車の平面図本発明の実施の形態１における空調用送風機羽根車の子午面図本発明の実施の形態１における空調用送風機羽根車の動作状況を示した模式図本発明の実施の形態２における空調用送風機羽根車の平面図本発明の実施の形態２における空調用送風機羽根車の子午面図本発明の実施の形態３における空調用送風機羽根車の平面図本発明の実施の形態３における空調用送風機羽根車の子午面図本発明の実施の形態４における空調用送風機羽根車の平面図本発明の実施の形態４における空調用送風機羽根車の子午面図従来の空調用送風機羽根車を示す模式図

符号の説明

１空調用送風機羽根車
２主翼
３補助翼
４ハブ
５前縁
６後縁
７チップ部
８モータ
９オリフィス
１０３角状の翼
１１前縁
１２補助翼の前縁
１３補助翼の前縁

Claims

略円錐台状のハブに、複数枚の翼を設けてなる斜流ファンにおいて、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、前記主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、前記主翼の外周側前縁に３角形の一辺を合わせる形で３角状の翼をつけて、翼の半径を同一とし、前記主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼を設け、前記補助翼の半径方向長さが前記主翼の半径方向長さより短く、且つ、前記補助翼の外周側羽根高さが同円周部の前記主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車。
翼枚数が２枚からなる主翼を設け、前記主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、前記主翼の前縁を回転方向に前傾した略螺旋曲線にて構成し、前記主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼を設け、前記補助翼の半径方向長さが前記主翼の半径方向長さより短く、且つ、前記補助翼の外周側の羽根高さが同円周部の前記主翼の羽根高さより高く構成した請求項１記載の空調用送風機羽根車。
翼枚数が２枚からなる主翼を設け、前記主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、前記主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる補助翼を設け、前記補助翼の前縁を回転方向に前傾させた略扇状で構成し、前記補助翼の半径方向長さが前記主翼の半径方向長さより短く、且つ、前記補助翼の外周側羽根高さが同円周部の前記主翼の羽根高さより高く構成した請求項１記載の空調用送風機羽根車。
翼枚数が２枚からなる主翼を設け、前記主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、前記主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼を設け、前記補助翼の前縁を回転方向に前傾させた螺旋曲線にて構成し、前記補助翼の半径方向長さが前記主翼の半径方向長さより短く、且つ、前記補助翼の外周側羽根高さが同円周部の前記主翼の羽根高さより高く構成した請求項１記載の空調用送風機羽根車。