JP2009150284A - 軸流ファン及びこれを用いた空気調和機の室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】送風効率がよく、静かな軸流ファンを提供する。
【解決手段】本軸流ファンは、風上側に位置する翼に対して、風下側に位置する翼を回転方向前方に６０°ないし７０°ずらし、翼は、空気の流出方向にある翼後縁部と、空気の導入方向にある翼前縁部と、外周を形成する翼外周部を備え、翼後縁部の輪郭線は、空気の流出方向とは反対の導入方向に凹陥する逆円弧状の凹部を有するとともに、翼後縁部の内周側端部から翼外周部までの長さをＡ、凹部の円弧半径をＢとしたとき、０．３５≦Ｂ／Ａ≦０．５３となるように形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は軸流ファン及びこれを用いた空気調和機の室外機に係わり、特に翼形状及び配置を改良した軸流ファン及びこれを用いた空気調和機の室外機に関する。

空気調和機の室外機等には軸流ファンが多く用いられている。従来この軸流ファンとして、複数組の翼を互いにハブの軸方向にずれた位置に設け、かつ空気の流通方向の上流側に位置する翼に対して、下流側に位置する翼を回転方向に所定角度ずらして設け、風量の増加を図りながら、騒音の低減化を図るようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に記載の軸流ファンは、翼の形状についての改良が不十分であり、風上側と風下側の翼間を空気が流れる際に、抵抗となり、送風効率が低下し、改善の余地がある。
特開２００６−１５２９８８号公報

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、送風効率がよく、静かな軸流ファンを提供することを目的とする。

また、本発明に係る空気調和機の室外機によれば、送風効率がよく、静かな軸流ファンを用いた空気調和機の室外機を提供することができる。

上述した目的を達成するため、本発明に係る軸流ファンは、回転軸に取付けられるハブの周面に軸方向にずらして翼を設け、風上側に位置する翼に対して、風下側に位置する翼を回転方向前方に６０°ないし７０°ずらして設けられた軸流ファンにおいて、前記翼は、空気の流出方向にある翼後縁部と、空気の導入方向にある翼前縁部と、外周を形成する翼外周部を備え、前記翼後縁部の輪郭線は、空気の流出方向とは反対の導入方向に凹陥する円弧状の凹部を有するとともに、翼後縁部の内周側端部から翼外周部までの長さをＡ、前記凹部の円弧半径をＢとしたとき、０．３５≦Ｂ／Ａ≦０．５３となるように形成されることを特徴とする。

また、本発明に係る空気調和機の室外機は、上記軸流ファンと、この軸流ファンにより通風される室外熱交換器と、圧縮機とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る軸流ファンによれば、送風効率がよく、静かな軸流ファンを提供することができる。

また、本発明に係る空気調和機の室外機によれば、送風効率がよく、静かな軸流ファンを用いた空気調和機の室外機を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る軸流ファンについて図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る軸流ファンの平面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る軸流ファン１は、回転軸（図示せず）に取付けられる円筒状のハブ２の周面に複数組である二対の翼を設けてなり、その回転にともなって軸方向に送風する多重形式のものであり、二対の翼３は、互いにハブ２の軸方向にずれた位置に設けられている。

軸流ファン１は風上側に配置される風上側ファンユニット１ｕと風下側ファンユニット１ｂで構成される。

風上側ファンユニット１ｕは、ハブ２の一部を構成する風上側ハブ２ｕとこの風上側ハブ部２ｕに１８０°間隔で配置された２枚の風上側翼３ｕとで構成される。

これと同様に、風下側ファンユニット１ｂは、風上側ファンユニット１ｕと同様の形状を有し、ハブ２の一部を構成する風下側ハブ２ｂと、この風下側ハブ２ｂに配置された２枚の風下側翼３ｂとで構成される。

そして、２枚の風下側翼３ｂはいずれも、風上側翼３ｕに対し、軸流ファン１の回転方向前方に６０°ないし７０°例えば６５°ずらして設けられる。

風上側翼３ｕ及び風下側翼３ｂは、同様の形状をなし、空気の流出方向にある翼後縁部３１（３ｕ_１、３ｂ_１）、空気の導入方向にある翼前縁部３２（３ｕ_２、３ｂ_２）及び外周を形成する翼外周部３３（３ｕ_３、３ｂ_３）を備える。

図２は本発明の軸流ファンの翼形状の条件を満たす翼後縁部のシミュレーション図である。風上側翼３ｕ及び風下側翼３ｂは、同一形状であるので翼３として説明する。

図２に示すように、翼３は、翼後縁部３１の輪郭線が、空気の流出方向とは反対の導入方向に凹陥する円弧状の凹部３４（３ｕ_４、３ｂ_４）を有するとともに、翼後縁部３１の内周側端部ｐ_１から翼外周部３３までの長さをＡ、凹部３４の円弧半径をＢとしたとき、０．３５≦Ｂ／Ａ≦０．５３になるように設定され、さらに、翼後縁部３１の内周側端部ｐ_１から凹部３４への変極点ｐ_２までの距離をＣとしたとき、０≦Ｃになるように設定される。

図２における翼３は、０．３５＝Ｂ／Ａ、０≦Ｃ≦０．１６Ａの場合を示す。

図３も本発明の軸流ファンの実施形態を示すもので、翼３は、Ｂ／Ａ＝０．５３、Ｃ＝０の場合を示す。

図２に示す形状のファン径５００ｍｍの軸流ファンを用いて、同一風量でＢ／Ａを変化させて、入力、騒音値及び回転数の試験を行い、図４〜図６に示す結果を得た。

図４〜図６からもわかるように、０．３５≦Ｂ／Ａ≦０．５３、０≦Ｃになるように設定する図２及び図３に示す翼３では、同一風量を得ながら、入力、騒音値及び回転数を低い値に抑えることができる。

これに対して、Ｂ／Ａ＜０．３５の場合及び、０．５３＜Ｂ／Ａの場合の翼３では、送風仕事が低下し、回転数や、入力、風量が悪化する。なお、翼後縁部３１の内周側端部ｐ_１から凹部３４への変極点ｐ_２までの距離Ｃは０．１６Ａとすることが望ましい。

次に本実施形態に係る軸流ファンの組み立て構造について説明する。

図７〜図１１に示すように、上述のように風上側ファンユニット１ｕを、風上側ハブ２ｕとこの風上側ハブ部２ｕに１８０°間隔で配置された２枚の風上側翼３ｕとで構成し、これと同様の風下側ファンユニット１ｂを、風下側ハブ２ｂと、この風下側ハブ２ｂに配置された２枚の風下側翼３ｂとで構成する。

一方、風上側ハブ２ｕは、先端部にかぎ状係合部２ｕ_１を備えた係合片２ｕ_２を有し、中央部に軸孔２ｕ_３が設けられ、風下側ハブ２ｂは、係合片２ｕ_２が挿通される係合孔２ｂ_１を有し、中央部に軸孔２ｂ_２が設けられる。

係合片２ｕ_２は９０°の等間隔で４個立設され、係合孔２ｂ_１は係合片２ｕ_２と同様に９０°の等間隔で４個設けられる。

また、風下側ハブ２ｂには係合部２ｕ_１部分が収容される収容凹部２ｂ_３が設けられる。

係合片２ｕ_２を係合孔２ｂ_１に挿入して、係合片２ｕ_２を係合孔２ｂ_１に係合し、風上側ハブ２ｕと風下側ハブ２ｂは一体的に結合される。

これにより、風上側ハブ２ｕと風下側ハブ部２ｂを回転軸と取付ナットの締め付けだけでなく、係合片２ｕ_２及び係合孔２ｂ_１と、係合孔２ｂ_１との係合により、風上側ファンユニット１ｕと風下側ファンユニット１ｂを一体化するので、軸流ファン１の回転中に外れることがない。

なお、係合のみで風上側ハブと風上側ハブを一体化する場合には、必要に応じて分解し、１個のファンユニットでの使用も可能となる。

２枚の風下側翼３ｂはいずれも、風上側翼３ｕと重なった状態から、軸流ファン１の回転方向前方に６０°ないし７０°例えば６５°ずらして設ける。

図１２〜図１４は変形例のハブを用いた風上側ファンユニット及び風下側ファンユニットを示す。図１２〜図１４に示すように、変形例の風上側ハブ２ｕと風下側ハブ２ｂは、互いの対向面に、互いに係合する凹凸部２ｕ_４、２ｂ_４を形成するのが好ましい。これにより、凹凸形状により接触面積が増え、超音波溶接する際に強固な結合が可能となる。

さらに、本実施形態に係る空気調和機の室外機について説明する。

図１５に示すように、本実施形態に係る空気調和機の室外機ユニット２０は、ユニット本体２１内に、平面Ｌ形状の室外熱交換器２２と、本発明に係る軸流ファン１と、コンプレッサ２３、四方弁２４、インバータ等の制御器２５等を収容し、軸流ファン１とコンプレッサ２３との間を仕切板２６により仕切っている。

上述のように、軸流ファンは同一風量を得ながら、入力、騒音値及び回転数を低い値に抑えることができ、同一風量を得る場合にも、回転数の低減化、送風騒音の低減化が共に実現できるので、本発明の軸流ファンを用いた室外ユニットも、送風効率がよく、静かな運転が可能になる。

本実施形態に係る軸流ファンによれば、送風効率がよく、静かな軸流ファンが実現する。

また、本発明に係る空気調和機の室外機によれば、送風効率がよく、静かな軸流ファンを用いた空気調和機の室外機が実現する。

本発明に係る軸流ファンの斜視図。 本発明に係る軸流ファンの翼後縁部のシミュレーション図。 本発明に係る軸流ファンの翼後縁部のシミュレーション図。 本発明に係る軸流ファンを用いた翼後縁部の長さ／円弧半径と入力の関係を示す試験結果図。 本発明に係る軸流ファンを用いた翼後縁部の長さ／円弧半径と騒音値の関係を示す試験結果図。 本発明に係る軸流ファンを用いた翼後縁部の長さ／円弧半径と回転数の関係を示す試験結果図。 本発明に係る軸流ファンに用いる風上側ハブの縦断面図。 本発明に係る軸流ファンに用いる風下側ハブの縦断面図。 本発明に係る軸流ファンの組み立て時の縦断面図。 本発明に係る軸流ファンの組み立て後の縦断面図。 本発明に係る軸流ファンの組み立て工程の概念図。 本発明に係る軸流ファンのハブに変形例を用いた風上側ファンユニットの縦断面図。 本発明に係る軸流ファンのハブに変形例を用いた風下側ファンユニットの縦断面図。 本発明に係る軸流ファンに変形例のハブを用いた縦断面図。 本発明に係る空気調和機の室外機の一実施形態の平面図。

符号の説明

１…軸流ファン、１ｕ…風上側ファンユニット、１ｂ…風下側ファンユニット、２…ハブ、２ｕ…風上側ハブ、２ｂ…風下側ハブ、２ｂ_１…係合孔、２ｂ_２…軸孔、２ｂ_３…収容凹部、２ｕ_４、２ｂ_４…凹凸部、２ｕ_１…係合部、２ｕ_２…係合片、２ｕ_３…軸孔、３…翼、３ｂ…風下側翼、３ｕ…風上側翼、３１（３ｕ_１、３ｂ_１）…翼後縁部、３２（３ｕ_２、３ｂ_２）…翼前縁部、３３（３ｕ_３、３ｂ_３）…翼外周部、３４（３ｕ_４、３ｂ_４）…凹部、２０…空気調和機の室外機ユニット、２１…ユニット本体、２２…室外熱交換器、２３…コンプレッサ、２４…四方弁、２５…制御器、２６…仕切板。

Claims (4)

1. 回転軸に取付けられるハブの周面に軸方向にずらして翼を設け、風上側に位置する翼に対して、風下側に位置する翼を回転方向前方に６０°ないし７０°ずらして設けられた軸流ファンにおいて、
   前記翼は、空気の流出方向にある翼後縁部と、空気の導入方向にある翼前縁部と、外周を形成する翼外周部を備え、
   前記翼後縁部の輪郭線は、空気の流出方向とは反対の導入方向に凹陥する円弧状の凹部を有するとともに、翼後縁部の内周側端部から翼外周部までの長さをＡ、前記凹部の円弧半径をＢとしたとき、
   ０．３５≦Ｂ／Ａ≦０．５３
   となるように形成されることを特徴とする軸流ファン。
2. 前記ハブは風上側に位置する翼が設けられた風上側ハブと風下側に位置する翼が設けられた風下側ハブとに分割形成され、
   一方のハブに先端部にかぎ状係合部を備えた係合片を設けるとともに、他方のハブに上記係合片が挿通される係合孔を設け、
   前記係合片を係合孔に係合することにより風上側ハブと風下側のハブが一体的に結合されることを特徴とする請求項１に記載の軸流ファン。
3. 前記風上側ハブと前記風下側ハブには、互いの対向面に、互いに係合する凹凸部が形成されることを特徴とする請求項２に記載の軸流ファン。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の軸流ファンと、この軸流ファンにより通風される室外熱交換器と、圧縮機とを備えたことを特徴とする空気調和機の室外機。

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