JP3842900B2 - プロペラファン - Google Patents
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Description
【０００１】
【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周縁が円以外の回転対称の形状に形成され、隣接する突出端同士の間のハブの周縁に羽根を１枚づつ取着して構成されるプロペラファンであって、ハブの突出端先端の曲率半径がハブの外接円の半径以下であり、且つ、ハブの隣接する突出端同士の中間部分の周縁の曲率半径が、ハブの外接円の半径の２倍以上である第１の構成のプロペラファンと、
【０００９】
前記第 1 の構成のプロペラファンにおいて、ハブの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第２の構成のプロペラファンと、
【００１０】
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第３の構成のプロペラファンを提供するものである。
【００１１】
【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。
【００１２】
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−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、曲率の小さい円弧状周縁４と、曲率の大きい円弧状周縁５とが交互に連設されて、三箇所の突出端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】
この場合、突出端２Ａを形成する曲率の大きい円弧状周縁５は、ハブ２の外接円９の半径の０．３倍の曲率半径で形成され、突出端２Ａの間に位置する曲率の小さい円弧状周縁４は外接円９の半径の３倍の曲率半径に形成されている。
【００１４】
そして、ハブ２の隣接する突出端２Ａ・２Ａ同士の間の曲率が小さくて長い円弧状周縁４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。
【００１５】
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６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４に至るリブ７Ａと７Ｂとが配設されている。
【００１６】
リブ７Ａ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７Ｂ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７Ａ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７Ｂ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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
これは、本発明のプロペラファンＰＦは、ハブ２の周縁３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。
【００２３】
なお、ハブ２の突出端２Ａは、曲率半径がハブ２の外接円９の半径以下に形成される。その曲率半径が外接円９の半径より大きいと、突出端２Ａから回転側に位置する周縁３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、送風量の増大効果が損なわれるので、突出端２Ａの曲率半径は外接円９の半径以下とする。
【００２４】
一方、ハブ２の隣接する突出端２Ａ、２Ａ同士の間に位置する曲率の小さい円弧状周縁４は、曲率半径がハブ２の外接円９の半径の２倍以上に形成される。その曲率半径が外接円９の半径の２倍未満であると、ハブ２の形状が円に近づいて前記騒音の低減効果、送風量の増大効果が損なわれるので、円弧状周縁４の曲率半径は外接円９の半径の２倍以上とする。
【００２５】
ところで、羽根１を取り付けるハブ２の周縁３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同士の間の周縁３、すなわち曲率の小さい円弧状周縁４が前記範囲で凹むようにハブ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４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。
【００２６】
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。
【００２７】
また、ハブ２は周縁３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周縁３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。
【００２８】
【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。
【００２９】
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込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（ハブ）を真後ろ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】ファンモータ消費電力を比較した説明図である。
【図７】真後ろから見たハブの形状を示した説明図である。
【図８】真後ろから見た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 曲率の小さい円弧状周縁
５ 曲率の大きい円弧状周縁
６ 取付穴
７Ａ・７Ｂ リブ
８ 空気の流線
９ 外接円
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
【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周縁が円以外の回転対称の形状に形成され、隣接する突出端同士の間のハブの周縁に羽根を１枚づつ取着して構成されるプロペラファンであって、ハブの突出端先端の曲率半径がハブの外接円の半径以下であり、且つ、ハブの隣接する突出端同士の中間部分の周縁の曲率半径が、ハブの外接円の半径の２倍以上である第１の構成のプロペラファンと、
【０００９】
前記第 1 の構成のプロペラファンにおいて、ハブの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第２の構成のプロペラファンと、
【００１０】
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第３の構成のプロペラファンを提供するものである。
【００１１】
【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。
【００１２】
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−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、曲率の小さい円弧状周縁４と、曲率の大きい円弧状周縁５とが交互に連設されて、三箇所の突出端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】
この場合、突出端２Ａを形成する曲率の大きい円弧状周縁５は、ハブ２の外接円９の半径の０．３倍の曲率半径で形成され、突出端２Ａの間に位置する曲率の小さい円弧状周縁４は外接円９の半径の３倍の曲率半径に形成されている。
【００１４】
そして、ハブ２の隣接する突出端２Ａ・２Ａ同士の間の曲率が小さくて長い円弧状周縁４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。
【００１５】
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６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４に至るリブ７Ａと７Ｂとが配設されている。
【００１６】
リブ７Ａ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７Ｂ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７Ａ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７Ｂ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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
これは、本発明のプロペラファンＰＦは、ハブ２の周縁３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。
【００２３】
なお、ハブ２の突出端２Ａは、曲率半径がハブ２の外接円９の半径以下に形成される。その曲率半径が外接円９の半径より大きいと、突出端２Ａから回転側に位置する周縁３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、送風量の増大効果が損なわれるので、突出端２Ａの曲率半径は外接円９の半径以下とする。
【００２４】
一方、ハブ２の隣接する突出端２Ａ、２Ａ同士の間に位置する曲率の小さい円弧状周縁４は、曲率半径がハブ２の外接円９の半径の２倍以上に形成される。その曲率半径が外接円９の半径の２倍未満であると、ハブ２の形状が円に近づいて前記騒音の低減効果、送風量の増大効果が損なわれるので、円弧状周縁４の曲率半径は外接円９の半径の２倍以上とする。
【００２５】
ところで、羽根１を取り付けるハブ２の周縁３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同士の間の周縁３、すなわち曲率の小さい円弧状周縁４が前記範囲で凹むようにハブ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４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。
【００２６】
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。
【００２７】
また、ハブ２は周縁３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周縁３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。
【００２８】
【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。
【００２９】
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込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（ハブ）を真後ろ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】ファンモータ消費電力を比較した説明図である。
【図７】真後ろから見たハブの形状を示した説明図である。
【図８】真後ろから見た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 曲率の小さい円弧状周縁
５ 曲率の大きい円弧状周縁
６ 取付穴
７Ａ・７Ｂ リブ
８ 空気の流線
９ 外接円
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周縁が円以外の回転対称の形状に形成され、隣接する突出端同士の間のハブの周縁に羽根を１枚づつ取着して構成されるプロペラファンであって、ハブの突出端先端の曲率半径がハブの外接円の半径以下であり、且つ、ハブの隣接する突出端同士の中間部分の周縁の曲率半径が、ハブの外接円の半径の２倍以上であることを特徴とするプロペラファン。
- ハブの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に記載のプロペラファン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16885398A JP3842900B2 (ja) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | プロペラファン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16885398A JP3842900B2 (ja) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | プロペラファン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000002196A JP2000002196A (ja) | 2000-01-07 |
| JP3842900B2 true JP3842900B2 (ja) | 2006-11-08 |
Family
ID=15875771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16885398A Expired - Fee Related JP3842900B2 (ja) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | プロペラファン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3842900B2 (ja) |
-
1998
- 1998-06-16 JP JP16885398A patent/JP3842900B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000002196A (ja) | 2000-01-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041013 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060426 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060509 |
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