JP3806513B2 - プロペラファン - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調機の室外機などに組み込まれて送風用途に使用されるプロペラファンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種のファンとしては、図9に示したように複数の羽根1を円筒形のハブ2の外周面に取り付けたものが一般的である。このような形状のプロペラファンPFにおいては、主に羽根1の外周側後端部において送風作用が行われ、ハブ2寄りの内周部分では空気の流れがないか遅く殆ど送風作用は行われていない。
【0003】
そして、送風作用が行われる羽根1の外周側後端部にプロペラファンPFが送風する空気の大半が集中するため、この部分での空気の流速が速く、空気が羽根1から離れるときの騒音が大きくなる。
【0004】
また、送風作用が殆どない羽根1のハブ2寄りの内周部分では、外周側を高速で流れる空気の影響を受けて空気の流れが乱されており、さらにその一部が羽根1の取着部前端1Aの近傍から圧力の低い空気の吸入側に逆流するなどして騒音を一層大きくしている。
【0005】
このため、ハブに膨出部を設けたり、切り込みと補助翼とを設けるなどして騒音を減らすようにしたプロペラファンが、例えば実公平1−21198号公報、特開平3−88999号公報などに提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実公平1−21198号公報、特開平3−88999号公報などに提案されたプロペラファンにおいても、騒音の充分な低減が達成されたとは云い難く、一層の騒音削減が求められていた。また、ハブに加工を施した上記従来のプロペラファンでは、構造が複雑になると云った問題点もあり、構造を複雑化させることなく、騒音を減らす必要があった。さらに、昨今の地球温暖化の問題から、上記課題の解決と同時に省エネルギー化、すなわち送風効率を向上させる必要があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来技術の課題を解決するため、回転手段により回転駆動されるハブの前面側周縁を円以外の回転対称の形状に形成し、背面側周縁を円形に形成し、ハブの非円形周縁と円形周縁との境界部で、非円形に形成した前面側周縁の隣接する突出端同士の間の部分に羽根を1枚づつ取着するようにした第1の構成のプロペラファンと、
【0008】
前記第1の構成のプロペラファンにおいて、ハブの前面側非円形周縁を曲率の異なる円弧状曲線を連設して形成し、羽根を曲率の小さくて長いハブの周縁に取着するようにした第2の構成のプロペラファンと、
【0009】
前記第1または第2の構成のプロペラファンにおいて、羽根をハブの隣接する突出端同士の間の周縁の回転側に片寄せて取着するようにした第3の構成のプロペラファンと
を提供するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図1〜図8に基づいて説明する。なお、理解を容易にするため、これらの図においても前記図9において説明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付した。
【0011】
本発明のプロペラファンPFは、例えばポリプロピレンやアクリルニトリルースチレン共重合体などのプラスチックなどによって一体成形により形成される。羽根1が取着されるハブ2の周縁3は、非円形の回転対称に形成された前面側周縁4と、円形に形成された背面側周縁5とからなっている。
【0012】
この場合の前面側周縁4は、曲率の小さい円弧状周縁6と、曲率の大きい円弧状周縁7とが交互に連設されて、3箇所に突出端2Aが丸みを持った略三角形の回転対称の形状に形成されている。
【0013】
そして、非円形の回転対称に形成された前面側周縁4と、円形に形成された背面側周縁5との境界部で、且つ、隣接する突出端2A・2A同士の間の曲率が小さくて長い円弧状周縁6の部分に羽根1が、ハブ2が回転する側に片寄せて取り付けられている。
【0014】
また、室外機100の電動モータ20の回転軸21を差し込んで固定する取付穴8が形成されているハブ2の中心部から、曲率が小さくて長い、羽根1が取着されている円弧状周縁6に至るリブ9Aと9Bとが配設されている。
【0015】
リブ9Aはハブ2が回転する側に位置する羽根1のハブ2への取着部前端1Aに片寄せ、リブ9Bは取着部前端1Aの反対側に位置する羽根1のハブ2への取着部後端1Bに片寄せ、且つ、羽根1の取着部前端1Aとリブ9Aの取着端部との間の寸法は、羽根1の取着部後端1Bとリブ9Bの取着端部との間の寸法より小さくなるように取り付けられている。
【0016】
本発明のプロペラファンPFは上記のように構成されているので、電動モータ20によって矢印方向に回転されたときには、ハブ2の前面側周縁4の突出端2Aより回転する側に位置する部分では空気が圧縮されて高圧となり、その反対側は低圧となるので、図4に示すように羽根1の外周側を流れる空気の一部はハブ2寄りの内周側に流れる。
【0017】
このため、羽根1の外周部からハブ2側に掛けて空気が平均化されて流れるようになり、外周部後端での空気の流速が低下し、これによって空気流が羽根1の外周部後端を離れるときの騒音発生が抑制される。
【0018】
また、羽根1のハブ2寄りの内周部分にも一定の流速以上の空気の流れができており、且つ、羽根1が回転側の突出端2Aに片寄せて取り付けられているので、空気の乱れた流れや、空気の吸入側への逆流もなくなり、これによってハブ2寄り内周部分での騒音の発生も防止される。
【0019】
図5は、図3に示すような圧縮機22、熱交換器23、および図示しないベルマウス、パネルなどを備えた室外機100に取り付けた状態のフロントパネル前方1mの位置で、本発明のプロペラファンPFと、ハブ2の周縁3全体を円筒形に形成した従来のプロペラファンPFとの騒音を測定して比較したものである。この比較図から判るように、本発明のプロペラファンPFによる騒音は、何れの風量においても従来のプロペラファンPFより1dB程度低くなっている。
【0020】
また、騒音を比較した本発明のプロペラファンPFと従来のプロペラファンPFとのファンモータ消費電力比較を室外機100に取り付けた状態で行い、測定結果を図6に示した。この比較図から判るように、本発明のプロペラファンPFによるファンモータ消費電力は、同風量の従来のプロペラファンPFの消費電力より、何れの風量においても少なくなっている。
【0021】
これは、本発明のプロペラファンPFは、ハブ2の前面側周縁4が略三角形の形に形成されて羽根1の面積が増加したことと、羽根1の外周部だけでなく、内周側でも有効な送風作用を行うために、低騒音化およびトータルの送風効率が向上したものである。
【0022】
ところで、羽根1を取り付けるハブ2の前面側周縁4の形状は、図7(a)に示したように突出端2Aを尖らせた正三角形の状態に形成することもできる。また、図7(b)に示したように、隣接する突出端2A同士の間の前面側周縁4、すなわち曲率の小さい円弧状周縁6が凹むようにハブ2を形成し、この部分に羽根1を取り付けるように構成することもできる。また、図7(c)に示したように突出端2Aと曲率の小さい円弧状周縁6との接続部が、片側では滑らかに接続し、他方では屈曲状態に接続するようにハブ2を形成しても良い。
【0023】
さらに、図8(a)〜図8(d)に示したように、突出端2Aを4箇所に備えたハブ2を、突出端2Aを3箇所に有する図7などに示した前記ハブ2と同様に、曲率の異なる円弧状周縁4と5とを接続して形成することもできる。
【0024】
なお、ハブ2は前面側周縁4の突出端2Aを5箇所以上に形成し、隣接する突出端2A同士の間の周縁3それぞれに羽根1を取り付けるようにすることもできるが、突出端2Aの設置数が多いほど、突出端2Aから回転側に位置する前面側周縁4での空気を圧縮して高圧にする作用が乏しくなり、その反対側では低圧となる程度が小さくなって、騒音の低減効果、送風効率の向上効果が損なわれるので、突出端2Aの数を増やし過ぎるのは好ましくない。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のプロペラファンによれば、騒音は減少し、送風効率が向上すると云った顕著な作用効果がある。
【0026】
特に、請求項3のプロペラファンによれば、羽根のハブ寄り内周部分でも空気の吸入側への逆流が防止され、これにより騒音の一層の低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の一実施形態を示す説明図であり、(a)は前方から見た斜視図、(b)は後方から見た斜視図である。
【図2】一実施形態の要部の説明図であり、(a)は前方から見た説明図、(b)は後方から見た説明図である。
【図3】発明のプロペラファンを室外機に組み込んだ状態を示す説明図である。
【図4】空気の流れる状態を示す説明図である。
【図5】騒音を比較した説明図である。
【図6】ファンモータの消費電力を比較した説明図である。
【図7】ハブの形状を示した説明図である。
【図8】ハブの形状を示した説明図である。
【図9】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
1 羽根
1A 取着部前端
1B 取着部後端
2 ハブ
2A 突出端
3 周縁
4 前面側周縁
5 背面側周縁
6 曲率の小さい円弧状周縁
7 曲率の大きい円弧状周縁
8 取付穴
9A・9B リブ
10 空気の流線
20 電動モータ
21 回転軸
22 圧縮機
23 熱交換器
PF プロペラファン
100 室外機
Claims (3)
- 回転手段により回転駆動されるハブの前面側周縁が円以外の回転対称の形状に形成され、背面側周縁が円形に形成され、ハブの非円形周縁と円形周縁との境界部で、非円形に形成された前面側周縁の隣接する突出端同士の間の部分に羽根が1枚づつ取着されたことを特徴とするプロペラファン。
- ハブの前面側非円形周縁が曲率の異なる円弧状曲線を連設して形成され、羽根が曲率の小さくて長いハブの周縁に取着されたことを特徴とする請求項1記載のプロペラファン。
- 羽根がハブの隣接する突出端同士の間の周縁の回転側に片寄せて取着されたことを特徴とする請求項1または2記載のプロペラファン。
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