JP2007009758A - 送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】低騒音化とファン効率の向上の双方を実現する送風機を提供すること。
【解決手段】略円錐台状のハブ４に設けられた複数枚の薄翼の翼６を備え、前記翼６の前縁２を、前記翼６の子午面上で前記ハブ４と前記翼６の外周端との略中点（Ａ−Ａ）より外周側では風上側に対して凸形状に曲線に、前記略中点（Ａ−Ａ）よりハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成し、かつ、前記翼６の半径方向の断面形状を、前記略中点（Ａ−Ａ）より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記略中点（Ａ−Ａ）よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成したもので、翼６の外周からハブ４側に向かって求心的に流れ込む半径方向流を、翼６の半径方向の断面形状で、略中点（Ａ−Ａ）より外周側では風上側に対して凸形状の曲線部が、誘引させる作用を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気調和機の室外機などに用いられる送風機に関するもので、特に、送風機の静圧効率の向上と低騒音化に関する構成に関わるものである。

略円錐台状のハブ２２に複数枚の薄翼の翼２５を設けてなる斜流送風機羽根車２０は図９に示すとおりである。翼２５の前縁を、翼２５の子午面上でハブ２２と翼２５の外周端２１との中点（Ｒ−Ｒ）付近より外周側では風上側に対して凹形状に曲線に、略中点よりハブ２２側では風上側に対して凸形状の曲線になるように形成し、翼２５の半径方向の断面形状を、略中点より外周側２１では風上側に対して凹形状の曲線で、略中点よりハブ２２側では風上側に対して凸形状の曲線になるように形成した斜流送風機羽根車２０である。ここで、圧力面２３から負圧面２４に向かう洩れ流れがＤである（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２９４３８９号公報

しかしながら、上記従来の構成では、翼２５において圧力面２３から負圧面２４に向かう洩れ流れがＤを起因とする翼端渦を、翼２５の半径方向の断面形状で、略中点より外周側２１では風上側に対して凹形状の曲線で構成した部分で、その翼端渦を保持、そして、渦の生成を促進させるものである。しかし、斜流送風機羽根車２０には、外周からハブ方向にかけて流れる求心的な半径方向流があり、この翼端渦は生成と促進は、半径方向流の自然な流れ型を阻害する作用を有する。

すなわち、翼２５の半径方向の断面形状で、略中点より外周側２１では風上側に対して凹形状の曲線で構成した部分は、半径方向流に対して、適切な形状ではない。これが、流れ制御に関して、低騒音化とファン効率の向上に、ある程度の限界を与えるものであった。

本発明は上記課題を解決するもので、低騒音化とファン効率の向上の双方を実現する送風機を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明の送風機は、略円錐台状のハブに設けられた複数枚の薄翼の翼を備え、前記翼の前縁を、前記翼の子午面上で前記ハブと前記翼の外周端との略中点より外周側では風上側に対して凸形状に曲線に、前記略中点よりハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成し、かつ、前記翼の半径方向の断面形状を、前記略中点より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記略中点よりハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成したもので、翼の外周からハブ側に向かって求心的に流れ込む半径方向流を、翼の半径方向の断面形状で、略中点より外周側では風上側に対して凸形状の曲線部が、誘引させる作用を有する。

そして、翼端渦は、半径方向断面で略中点よりハブ側では風上側に対して凹形状の曲線部で、その渦を保持し生成を促進させるものである。このように、半径方向流と翼端渦という翼面上の流れに対して、最も最適な形状をしているために、低騒音化とファン効率の双方を従来以上に改良できるものである。なお、プロペラファンは、斜流送風機より、負荷の軽い条件では、より低騒音であり、ファン効率も高い。

本発明によれば、低騒音化とファン効率の向上の双方を実現する送風機を提供できる。

第１の発明は、略円錐台状のハブに設けられた複数枚の薄翼の翼を備え、前記翼の前縁を、前記翼の子午面上で前記ハブと前記翼の外周端との略中点より外周側では風上側に対して凸形状に曲線に、前記略中点よりハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成し、かつ、前記翼の半径方向の断面形状を、前記略中点より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記略中点よりハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成したもので、翼の外周からハブ側に向かって求心的に流れ込む半径方向流を、翼の半径方向の断面形状で、略中点より外周側では風上側に対して凸形状の曲線部が、誘引させる作用を有する。

そして、翼端渦は、半径方向断面で略中点よりハブ側では風上側に対して凹形状の曲線部で、その渦を保持し生成を促進させるものである。このように、半径方向流と翼端渦という翼面上の流れに対して、最も最適な形状をしているために、低騒音化とファン効率を従来以上に改良できるものである。なお、プロペラファンは、斜流送風機より、負荷の軽い条件では、より低騒音であり、ファン効率も高い。

第２の発明は、前縁を直線にて形成し、３角状の小さい翼の一辺を前記直線状の前縁に密着させて、かつ、前記翼の外周と３角状の小さい翼の他の一辺が、略同一半径内に収まるように形成したもので、前縁に付設された３角状の小さい翼の頂点が、翼端渦生成の起点となり、明確に翼端渦の生成を規定促進させるものである。

そして、半径方向断面で略中点よりハブ側では風上側に対して凹形状の曲線部で、その渦を保持し生成を促進させるものである。このように、半径方向流と翼端渦という翼面上の流れに対して、最も最適な形状をしているために、低騒音化とファン効率を従来以上に改良できるものである。

第３の発明は、翼枚数が２枚であるもので、翼枚数が２枚であるために、翼面積による流体摩擦が、最も低減できて、それによりファン効率を最も高くすることができる。

第４の本発明は、第１〜第４のいずれか一つの発明を、熱交換促進用のファンとして用い、室外機側に有する空気調和機を提供してなるもので、ファン効率が高いので、ファンモータ入力を低減できて、空気調和機としてのエネルギー消費効率（ＣＯＰ）を高めることが出来るし、室外機の運転騒音も低くできるものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態を、図１、２、３、７を用いて説明する。図１は、本発明の斜流送風機羽根車の子午面図である。図２は、本発明の斜流送風機羽根車の平面図である。図３は、本発明の斜流送風機羽根車の半径方向断面図である。

図１、２において、略円錐台状のハブ４に複数枚の薄翼の翼６を設けてなる斜流送風機羽根車１において、翼６の螺旋曲線状の前縁２を、翼６の子午面上でハブ４と翼の外周端５との略中点（Ａ−Ａ）より外周側では風上側に対して凸形状に曲線に、略中点よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成し、かつ翼６の半径方向の断面形
状を、略中点より外周端５側では風上側に対して凸形状の曲線で、略中点よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成した斜流送風機羽根車を提供してなるものである。３は、後縁である。次に斜流送風機羽根車１の作動状態を図７を用いて説明する。オリフィス１２に斜流送風機羽根車１を収納し、ファンモータ１３によって駆動することにより送風仕事を実施するものである。

上記の構成によって、翼６の外周端５からハブ４側に向かって求心的に流れ込む半径方向流Ｂを、翼６の半径方向の断面形状で、略中点より外周側では風上側に対して凸形状の曲線部が、誘引させる作用を有する。そして、翼端渦Ｃは、半径方向断面で略中点よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線部で、その渦Ｃを保持し生成を促進させるものである。このように、半径方向流Ｂと翼端渦Ｃという翼面上の流れに対して、最も最適な形状をしているために、低騒音化とファン効率の双方を従来以上に改良できるものである。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態を、図４を用いて説明する。図４は、本発明の斜流送風機羽根車の平面図である。

略円錐台状のハブ４に複数枚の薄翼の翼６を設けてなる斜流送風機羽根車１において、翼１の前縁１０を、翼６の子午面上でハブ４と翼６の外周端５との略中点より外周側では風上側に対して凸形状に曲線に、略中点よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成し、かつ翼６の半径方向の断面形状を、略中点より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、略中点よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成し、かつ前縁１０を直線にて形成し、３角状の小さい翼９の一辺を直線状の前縁１０に密着させて、かつ翼６の外周と３角状の小さい翼９の他の一辺が、ほぼ同一半径内に収まるように形成した斜流送風機羽根車１を提供してなるものである。

上記構成によって、前縁１０に付設された３角状の小さい翼６の頂点が、翼端渦生成の起点となり、明確に翼端渦の生成を規定促進させるものである。そして、半径方向断面で略中点よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線部で、その渦を保持し生成を促進させるものである。このように、半径方向流と翼端渦という翼面上の流れに対して、最も最適な形状をしているために、低騒音化とファン効率を従来以上に改良できるものである。

（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態を、図５を用いて説明する。図５は、本発明の斜流送風機羽根車の平面図である。

略円錐台状のハブ４に２枚の薄翼の翼６を設けてなる斜流送風機羽根車１において、翼６の螺旋曲線状の前縁２を、翼６の子午面上でハブ４と翼の外周端５との略中点より外周側では風上側に対して凸形状に曲線に、略中点よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成し、かつ翼６の半径方向の断面形状を、略中点より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、略中点よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成し、翼枚数を２枚で構成してなる斜流送風機羽根車１を提供してなるものである。

上記構成によって、翼枚数が２枚であるために、翼面積による流体摩擦が、最も低減できて、それによりファン効率を最も高くすることができる。

（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態を、図６を用いて説明する。図６は、本発明のプロペラファンの平面図である。尚、半径方向断面図は、斜流送風機羽根車とハブ形状が違うだけなの
で、省略する。

略円筒状のハブ１１に複数枚の薄翼の翼６を設けてなるプロペラファンにおいて、翼６の螺旋曲線状の前縁２を、翼６の子午面上でハブ４と翼の外周端５との略中点より外周側では風上側に対して凸形状に曲線に、略中点よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成し、かつ翼６の半径方向の断面形状を、略中点より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、略中点よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成したプロペラファンを提供してなるものである。

上記構成によって、翼６の外周からハブ４側に向かって求心的に流れ込む半径方向流を、翼６の半径方向の断面形状で、略中点より外周側では風上側に対して凸形状の曲線部が、誘引させる作用を有する。そして、翼端渦は、半径方向断面で略中点よりハブ４側では風上側に対して凹形状の曲線部で、その渦を保持し生成を促進させるものである。このように、半径方向流と翼端渦という翼面上の流れに対して、最も最適な形状をしているために、低騒音化とファン効率を従来以上に改良できるものである。更に、プロペラファンは、斜流送風機より、負荷の軽い条件では、より低騒音でありとファン効率も高い。

（実施の形態５）
本発明の第５の実施の形態を、図８を用いて説明する。図８は、本発明の送風機を用いた空気調和機室外機の横断面図である。

上記実施の形態に記載の送風機１を、熱交換促進用のファンとして用い、熱交換器１９、圧縮機１７などを有する室外機１４側に設けた空気調和機を提供してなるものである。１８はオリフィスであり、１６は前面グリルであり、そして、１５はファンモータである。

上記構成によって、ファン効率が高いので、ファンモータ１５入力を軽減できて、空気調和機としてのエネルギー消費効率（ＣＯＰ）を高めることが出来るし、室外機１４の運転騒音も低くできるものである。

以上のように本発明にかかる送風機は、半径方向流と翼端渦という翼面上の流れに対して、最も最適な形状をしているために、低騒音化とファン効率の双方を従来以上に改良できるもので、ファンを用いる工業製品である空気調和機や、扇風機、換気扇、コンピュータ冷却用の送風機としても、応用展開が可能である。

本発明の実施の形態１における斜流送風機羽根車の子午面図 同斜流送風機羽根車の平面図 同斜流送風機羽根車の半径方向断面図 本発明の実施の形態２における斜流送風機羽根車の平面図 本発明の実施の形態３における斜流送風機羽根車の平面図 本発明の実施の形態４におけるプロペラファンの平面図 本発明の送風機の作動状態を示す模式図 本発明の実施の形態５における空気調和機室外機の横断面図 従来の斜流送風機羽根車の半径方向断面図

符号の説明

１ 斜流送風機羽根車
２ 前縁
３ 後縁
４ ハブ
５ 外周端
６ 翼
７ 圧力面
８ 負圧面

Claims (4)

1. 略円錐台状のハブに設けられた複数枚の薄翼の翼を備え、前記翼の前縁を、前記翼の子午面上で前記ハブと前記翼の外周端との略中点より外周側では風上側に対して凸形状に曲線に、前記略中点よりハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成し、かつ、前記翼の半径方向の断面形状を、前記略中点より外周側では風上側に対して凸形状の曲線で、前記略中点よりハブ側では風上側に対して凹形状の曲線になるように形成した送風機。
2. 前縁を直線にて形成し、３角状の小さい翼の一辺を前記直線状の前縁に密着させて、かつ、前記翼の外周と３角状の小さい翼の他の一辺が、略同一半径内に収まるように形成した請求項１記載の送風機。
3. 翼枚数が２枚である請求項１記載の斜流送風機羽根車。
4. 請求項１〜３のいずれかの１項に記載の送風機を、熱交換促進用のファンとして用い室外機側に有する空気調和機。

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