JP4569199B2 - 送風機用羽根車 - Google Patents

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Description

本願発明は、本願発明は、送風機用の羽根車の構造に関するものである。
例えば空気調和機用室外機などの送風機では、一般に軸流ファン又は斜流ファンなどの羽根車が使用されている。そのような軸流ファン(プロペラファン)の羽根車の構造の一例を図18および図19に示す。
この羽根車1は、円筒状のハブ2と、このハブ2の外周面に一体に連結された複数枚の羽根3,3・・・とを有している。上記ハブ2は、円筒形状の筒部21と、この筒部21の内側中心軸部分に位置する円筒状のモータ軸連結部22と、上記筒部21の内壁面と上記モータ軸連結部22の前端部とを連結する円板部23とからなっている。また上記ハブ2の上記円筒状のモータ軸連結部22には、図示しないモータの回転軸を嵌合して、例えばナットで固定するファンモータ軸嵌合孔22aが設けられている。
ところで、このような羽根車1を多数個製造し、所定個数毎に梱包して輸送する場合、例えば図20、図21のように、同軸状態で羽根位置を合わせ、同じ送風方向に複数個(図示の例では2個)積層して梱包ケース10内に収納するようにしている。
そして、輸送時、羽根車1,1が相対的に回転して羽根3,3・・・同士が衝突干渉しないように、上記ハブ2の筒部21の前端部側(吸込側)端部に凹部21a,21a・・・、ハブ2の後端部側(円板部23側)端部の周辺に、それら凹部21a,21a・・・および凸部21b,21b・・・と相互に嵌合する凸部21b,21b・・・をそれぞれ設け、それらを図示のように相互に嵌合させることにより、羽根車1,1を固定するようにしていた。
ところが、プロペラファン等軸流ファンの羽根車の場合、一般に図18〜図21のような前傾翼構造が採用されており、図21から明らかなように、羽根3,3・・・の前縁部の高さが高く、ハブ2に対する羽根取付角の関係で、特に羽根3,3・・・の前縁部側外周端(チップ部)がハブ2の前端面位置より相当に高く上方に延設されることになる(特に図21の状態を参照)。
そして、ファン高性能化のために、ファン羽根車を大口径にすると、それに応じて羽根高さも高くなる。また、同一外径の羽根車の場合でも、羽根部の高さを高くすると、羽根の翼弦長が長くなり、昇圧勾配が緩やかになるため、性能を向上させやすい。
しかし、そのように羽根の高さを高くすると、やはりハブの前端部面(吸込み側面)と羽根の前縁部外周端(チップ部)の距離が大きくなり積み重ねたときの高さも増大する。そのため、例えば大口径で、しかも羽根3,3・・・の高さが大きいものを梱包ケース10に入れて輸送するようなときには、図21に示す羽根車1の積み重ね時の高さH2がハブ2,2の高さH1に比べて、より一層大きくなり、ひとつの梱包ケース10に入る羽根車の個数が減少し、結果として輸送コスト、保管コストが高くなるという問題がある。
従来、このような問題に対する対策として、例えば上記羽根3,3・・・の根元部をハブ2の軸方向に対して斜め方向に延びるように成形する一方、ハブ2の後端部側において、羽根3,3・・・の根元部前縁に対応する位置に第1の凹部を形成し、またハブ2の前端部側において、羽根3,3・・・の根元部後縁に対応する位置に第2の凹部を形成し、上記第1の凹部を上記羽根3の根元部前縁の近傍が嵌合し得る形状に形成するとともに、上記第2の凹部を羽根3の根元部後縁の近傍が嵌合し得る形状に形成する。
そして、その場合において、上記第1の凹部の根元部前縁が、上記羽根3,3・・・の根元部後縁より前端部側に位置するような深さにし、また上記第2の凹部は羽根3,3・・・の根元部後縁の近傍を嵌入したときに羽根3,3・・・の根元部後縁が羽根3,3・・・の根元部前縁より後端部側に位置するような深さに形成したものがある(例えば特許文献1参照)。
このような構成の場合、羽根車を積み重ねた時に、上段側の羽根3の根元部前縁の近傍は、羽根3の根元部前縁が特定段の根元部後縁よりも前端部側に位置するように、上記第1の凹部内に嵌合される。また、下段の根元部後縁の近傍は、根元部後縁が、特定段の根元部前縁より後端部側に位置するように、上記第2の凹部内に嵌合されるようになる。
したがって、複数の羽根車1,1・・・を積み重ねる場合、上記図19〜図21に示す従来の羽根車と比較して、積み重ね時の高さが減少する。また、ハブ2の前後両端部における凹凸嵌合量を大きく取れるので、羽根車1,1・・・を積み重ねやすくすることができる。
特開平8−121387号公報(明細書第1−3頁、図1−6)
しかし、以上のような構成の場合、ハブ2の形状が極めて複雑かつ異質な形状となり、空力性能に与える影響(騒音増大)や羽根支持強度の低下が懸念されるとともに、羽根車の種類によっては採用できない場合が生じる。
また、成形用の金型構造も複雑になり、成形性が悪化し、コストもかかる。
本願発明は、このような事情に基いてなされたもので、例えば羽根車のハブの前端部側同士を対向させて積み重ねることができるようにする一方、羽根同士が回転により接触しないように、同互いに向かい合うハブの前端部に凹部と凸部の両方を設け、同凹部と凸部が梱包時に相互に嵌合するようにすることで、積み重ね易さを損なうことなく、積層時の全体高さを可及的に低くできるようにした送風機の羽根車構造を提供することを目的とするものである。
本願発明は、上記の目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
(1) 第1の課題解決手段
この発明の第1の課題解決手段は、筒状のハブ2と、この筒状のハブ2の外周面に設けられた複数の羽根3,3・・・とを備えてなる送風機の羽根車であって、上記筒状のハブ2の前端部側に、当該前端部側同士を対向させて羽根車を積み重ねた時に相互に嵌合し合う凹部21c,21c・・・と凸部21d,21d・・・とをそれぞれ設けたことを特徴としている。
このような構成によれば、羽根車の前端部側と前端部側同士を相互に対向させた状態で積み重ねることにより、上下一対の羽根車の羽根3,3・・・、3,3・・・部分が、逆向きで、しかも同じ傾斜方向に嵌まり合い、略重なり合う程度に相互に近接した状態で格納されることになる。
したがって、羽根3,3・・・、3,3・・・の後縁部は素より、前縁部の外周端を含めた全体の格納高さH2を略ハブ2,2部分のみの積み重ね高さH1近くまで縮小することができ、全体として従来に比べて大幅に格納高さを低くすることが可能となる。
その結果、梱包ケースも小さなもので足り、トラック等の輸送手段に対しても、一度に従来よりも多数の羽根車を積載することができるようになり、輸送コストも低減される。また、輸送後の保管コストも低減される。
さらに、従来の構成だと、最上部に肉厚の薄い羽根3,3・・・の前縁部外周側先端が斜め上方に突出した状態で位置するようになっていたので、羽根3,3・・・の損傷が懸念されたが、以上のような構成による場合、肉厚の厚い後縁部側が最上部位置(上下両側)にくることになるので、そのような損傷の恐れが解消される。
(2) 第2の課題解決手段
この発明の第2の課題解決手段は、上記第1の課題解決手段の構成において、凹部21c,21c・・・と凸部21d,21d・・・が、ハブ2の前端部側に、各々周方向に沿って所定の間隔で複数個設けられていることを特徴としている。
このように、凹部21c,21c・・・と凸部21d,21d・・・が、ハブ2の前端部側に、周方向に沿って所定の間隔で複数個設けられていると、より安定した係合関係が維持され、安定した状態に固定支持されるようになる。
(3) 第3の課題解決手段
この発明の第3の課題解決手段は、上記第1又は第2の課題解決手段の構成において、凹部21c,21c・・・と凸部21d,21d・・・は、それぞれ1つの凹部21cと1つの凸部21dが1対となり、羽根3,3・・・の枚数に応じた対数だけ設けられていることを特徴としている。
このように、凹部21c,21c・・・と凸部21d,21d・・・が、それぞれ1つの凹部21cと1つの凸部21dとが1対となっていて、上述した羽根車の羽根3,3・・・の枚数に応じた対数だけ設けられていると、羽根車回転時の回転バランスが確保され、安定した回転性能を維持できるようになる。
以上の結果、本願発明によると、羽根車積層時の全体高さを有効に低減できるため、一つの梱包ケースにより多くの羽根車を収納することができる。また、その結果、梱包箱の高さを低減できるため、その分多くの梱包箱を積むことができ、輸送コストを低減することができる。また、輸送後の保管コストも低減される。
さらに、積重ね時、肉厚の厚い後縁部側が最上部位置(上下両側)にくることになるので、従来のような羽根損傷の恐れも解消される。
(最良の実施の形態1)
先ず図1〜図7は、本願発明の最良の実施の形態1に係る送風機用羽根車の構造を示している。
図中、符号1A,1Bは、相互に積み重ねられる上下一対の羽根車であり、この実施の形態の場合、それらの各々は、例えば空気調和機用室外機の送風機に適した軸流ファンの一例である3枚羽根のプロペラファンにより構成されている。
これらの羽根車1A,1Bは、それぞれ円筒状のハブ2と、このハブ2の外周面に一体に所定角傾斜して連結された複数枚(3枚)の羽根3,3,3とを有している。上記ハブ2は、円筒形状の筒部21と、この筒部21の内側中心軸部分に位置する円筒状のモータ軸連結部22と、上記筒部21の前端部側内壁面と上記モータ軸連結部22の前端部とを連結一体化する円板部23とからなっている。また上記ハブ2の上記円筒状のモータ軸連結部22には、図示しないファンモータの回転軸を挿入嵌合して、例えばナット等の固定手段で固定するモータ軸嵌合孔22aが設けられている。
そして、この実施の形態の場合、例えば上記各羽根3,3,3は、その前縁および後縁の外周端が回転軸前方に位置する前傾翼構造に形成されている。
そして、上記ハブ2の筒部21の後端部(吹出側端部)には、従来のものと同様に、その周方向に沿って所定の間隔で凹部21a,21a・・・と凸部21b,21b・・・が各々ペア状態で設けられている一方、またハブ2の前端部(吸込側端部)の外周には、その周方向に沿って所定の間隔で相手側羽根車1の前端部側凸部21d,21d・・・が嵌合される凹部22c,22c・・・と上記相手側羽根車1の前端部側凹部21c,21c・・・に嵌合する凸部22d,22d・・・が、それぞれ1対づつ交互に設けられており、それらを例えば図1〜図4のように各羽根3,3,3の位置を逆向きに嵌め合わせながら、例えば図5、図6のように相互に嵌合させることによって固定して、図7のように梱包ケース10の中にコンパクトに収納するようになっている。
そして、この場合、さらに上記梱包ケース10内に2組以上(4個以上)の羽根車を多段に収納したいような場合には、例えば上記図5、図6のように積み重ねた1組の積層羽根車1A,1Bの上に、さらに同様の状態に積み重ねた積層羽根車1A,1Bを、下方側積層羽根車1A,1Bの上段側羽根車1Bのハブ2の後端部側(吹出側)と上方側積層羽根車1A,1Bの下段側羽根車1Aのハブ2の後端部(吹出側)とを相互に対向させ、それら相互の凹凸部21a,21a・・・、21b,21b・・・同士を相互に嵌合させることによって相対回動しないように固定し、これを繰り返すことによって多段(例えば3段位)に積層する。
このような構成によれば、上述の図1〜図4に示すように、上下一対の3枚羽根の羽根車1A,1Bの前後方向(送風方向)を相互に逆にして、同羽根車1A,1Bのハブ2,2の前端部側同士を相互に対向させた状態で各羽根3,3,3位置を合わせ、それらが各々下方から上方、上方から下方に、逆向きに嵌まり合わせるようにして、最終的に図5のように積み重ねることにより、図7に示すように、梱包ケース10内に羽根車1A,1Bの羽根3,3,3部分が同じ傾斜方向に略重なり合う程度に、相互に嵌まり合い、近接した状態で格納されることになる。
したがって、羽根3,3,3の後縁部は素より、前縁部の外周端を含めた全体の格納高さH2を略ハブ2,2部分のみの積み重ね高さH1近くまで縮小することができ、全体として従来に比べて大幅に格納高さを低くすることが可能となる。
それらを、さらに複数段に積層する場合にも、もちろん同様である。
また、これは上述のような偶数個の組合せの場合に限らず、3個又は5個以上奇数個の場合でも良く、それら奇数個のうちの上側の2個を上述のように積み重ねれば効果がある。
その結果、上記構成によれば、梱包ケース10も小さなもので足り、トラック等の輸送手段に対しても、一度に従来よりも多数の羽根車を積載することができるようになり、輸送コストも低減される。また、輸送後の保管コストも低減される。
さらに、従来の構成だと、最上部に肉厚の薄い羽根3,3・・・の前縁部外周端が位置するようになっていたので、羽根3,3・・・の損傷が懸念されたが、以上のような構成による場合、肉厚の厚い後縁部側が最上部位置(上下両側)にくることになるので、そのような損傷の恐れも解消される。
(最良の実施の形態2)
次に図8〜図12は、本願発明の最良の実施の形態2に係る送風機用羽根車の構造を示している。
この最良の実施の形態は、さらに羽根枚数が4枚の場合のプロペラファンを採用し、その場合において、上述の最良の実施の形態1のものと同様の羽根車構造を適用したことを特徴とするものである。
図中、符号1A,1Bは、相互に積み重ねられる上下一対の羽根車であり、この実施の形態の場合、それらの各々は、例えば空気調和機用室外機の送風機に適した軸流ファンの一例である4枚羽根のプロペラファンにより構成されている。
これらの羽根車1A,1Bは、それぞれ円筒状のハブ2と、このハブ2の外周面に一体に所定角傾斜して連結された複数枚(4枚)の羽根3,3,3,3とを有している。上記ハブ2は、円筒形状の筒部21と、この筒部21の内側中心軸部分に位置する円筒状のモータ軸連結部22と、上記筒部21の前端部側内壁面と上記モータ軸連結部22の前端部とを連結一体化する円板部23とからなっている。また上記ハブ2の上記円筒状のモータ軸連結部22には、図示しないファンモータの回転軸を挿入嵌合して、例えばナット等の固定手段で固定するモータ軸嵌合孔22aが設けられている。
そして、この実施の形態の場合、例えば上記各羽根3,3,3,3は、その前縁および後縁の外周端が回転軸前方に位置する前傾翼構造に形成されている。
そして、上記ハブ2の筒部21の後端部側(吹出部側)には、その周方向に沿って所定の間隔で凹部21a,21a・・・と凸部21b,21b・・・が各々一対のペア状態で、またハブ2の前端部側(吸込部側)の外周には、その周方向に沿って所定の間隔で相手側羽根車1の前端部側凸部21d,21d・・・が嵌合される凹部22c,22c・・・と相手側羽根車1の前端部側凹部21c,21c・・・に嵌合する凸部22d,22d・・・とが各々一対のペア状態で、それぞれ交互に複数対設けられており、それらを例えば図8、図9のように各羽根3,3,3,3の位置を合わせながら、図10、図11のように、各羽根3,3,3,3の先端側を嵌め合わせながら相互に嵌合させ、羽根3,3,3,3部を逆向き方向に重ね合わせることによって固定して、図12に示すように梱包ケース10の中にコンパクトに収納するようになっている。
そして、この場合、さらに上記梱包ケース10内に2組以上(4個以上)の羽根車を多段に収納したいような場合には、例えば上記図10、図11のように積み重ねた1組の積層羽根車1A,1Bの上に、さらに同様の状態に積み重ねた積層羽根車1A,1Bを、下方側積層羽根車1A,1Bの上段側羽根車1Bのハブ2の後端部側(吹出側)と上方側積層羽根車1A,1Bの下段側羽根車1Aのハブ2の後端部(吹出側)とを相互に対向させ、それら相互の凹凸部21a,21a・・・、21b,21b・・・同士を相互に嵌合させることによって相対回動しないように固定し、これを繰り返すことによって多段(例えば3段位)に積層する。
このような構成によれば、上記実施の形態1の場合と同様に羽根車1A,1Bの前後方向(送風方向)を逆にして羽根車1A,1Bのハブ2の前端部側同士を相互に対向させた状態で図11,図12のように積み重ねることにより、羽根車1A,1Bの羽根3,3,3,3部分が、逆向きで、しかも同じ傾斜方向に所定幅重なり合う程度に相互に嵌まり合い、近接した状態で格納されることになる。
したがって、羽根3,3,3,3の後縁部は素より、前縁部の外周端を含めた全体の格納高さH2を略ハブ2,2部分のみの積み重ね高さH1近くまで縮小することができ、全体として従来に比べて大幅に格納高さを低くすることが可能となる。もちろん、それらを複数段上下方向に組み合わせる場合にも、全く同様である。
その結果、梱包ケース10も小さなもので足り、トラック等の輸送手段に対しても、一度に従来よりも多数の羽根車を積載することができるようになり、輸送コストも低減される。また、輸送後の保管コストも低減される。
さらに、従来の構成だと、最上部に肉厚の薄い羽根3,3・・・の前縁部側先端が位置するようになっていたので、羽根3,3・・・の損傷が懸念されたが、以上のような構成による場合、肉厚の厚い後縁部側が最上部位置(上下両側位置)にくることになるので、そのような損傷の恐れが解消される。
(最良の実施の形態3)
さらに図13〜図17は、本願発明の最良の実施の形態3に係る送風機用羽根車の構造を示している。
この最良の実施の形態は、例えば羽根枚数が2枚の場合のプロペラファンを採用し、その場合において、上述の最良の実施の形態1のものと同様の羽根車構造を適用したことを特徴とするものである。
図中、符号1A,1Bは、相互に積み重ねられる上下一対の羽根車であり、この実施の形態の場合、それらの各々は、例えば空気調和機用室外機の送風機に適した軸流ファンの一例である2枚羽根のプロペラファンにより構成されている。
これらの羽根車1A,1Bは、それぞれ円筒状のハブ2と、このハブ2の外周面に一体に所定角傾斜して連結された複数枚(2枚)の羽根3,3とを有している。上記ハブ2は、円筒形状の筒部21と、この筒部21の内側中心軸部分に位置する円筒状のモータ軸連結部22と、上記筒部21の前端部側内壁面と上記モータ軸連結部22の前端部とを連結一体化する円板部23とからなっている。また上記ハブ2の上記円筒状のモータ軸連結部22には、図示しないファンモータの回転軸を挿入嵌合して、例えばナット等の固定手段で固定するモータ軸嵌合孔22aが設けられている。
そして、上記ハブ2の筒部21の後端部側(吹出部側)には、その周方向に沿って所定の間隔で凹部21a,21a・・・と凸部21b,21b・・・が各々一対のペア状態で、またハブ2の前端部側(吸込部側)の外周には、その周方向に沿って所定の間隔で相手側羽根車1の前端部側凸部21d,21d・・・が嵌合される凹部22c,22c・・・と相手側羽根車1の前端部側凹部21c,21c・・・に嵌合する凸部22d,22d・・・とが各々一対のペア状態で、それぞれ交互に複数対設けられており、それらを例えば図13、図14のように各羽根3,3,3,3の位置を合わせながら、図15から図16のように、各羽根3,3,3,3の先端側を嵌め合わせながら相互に嵌合させ、羽根3,3,3,3部を逆向き方向に重ね合わせることによって固定して、図17に示すように梱包ケース10の中にコンパクトに収納するようになっている。
そして、この場合、さらに上記梱包ケース10内に2組以上(4個以上)の羽根車を多段に収納したいような場合には、例えば上記図15、図16のように積み重ねた1組の積層羽根車1A,1Bの上に、さらに同様の状態に積み重ねた積層羽根車1A,1Bを、下方側積層羽根車1A,1Bの上段側羽根車1Bのハブ2の後端部側(吹出側)と上方側積層羽根車1A,1Bの下段側羽根車1Aのハブ2の後端部(吹出側)とを相互に対向させ、それら相互の凹凸部21a,21a・・・、21b,21b・・・同士を相互に嵌合させることによって相対回動しないように固定し、これを繰り返すことによって多段(例えば3段位)に積層する。
このような構成によれば、上記実施の形態1の場合と同様に、羽根車1A,1Bの前後方向(送風方向)を逆にして、それら羽根車1A,1Bのハブ2の前端部側同士を相互に対向させた状態で、図16のように積み重ねることにより、例えば図17に示すように羽根車1A,1Bの羽根3,3部分が、逆向きで、同じ傾斜方向に所定幅重なり合う状態で、相互に近接して格納されることになる。
したがって、羽根3,3部の後縁部は素より、前縁部の外周端を含めた全体の格納高さH2を、略ハブ2,2部分のみの積み重ね高さH1近くまで縮小することができ、全体として従来に比べて大幅に格納高さを低くすることが可能となる。もちろん、それらを複数段上下方向に組み合わせる場合にも、全く同様である。
その結果、梱包ケース10も小さなもので足り、トラック等の輸送手段に対しても、一度に従来よりも多数の羽根車を積載することができるようになり、輸送コストも低減される。また、輸送後の保管コストも低減される。
さらに、従来の構成だと、最上部に肉厚の薄い羽根3,3・・・の前縁部側外周端が位置するようになっていたので、羽根3,3・・・の損傷が懸念されたが、以上のような構成による場合、肉厚の厚い後縁部側が最上部位置(上下両側位置)にくることになるので、そのような損傷の恐れが解消される。
本願発明の最良の実施の形態1に係る送風機用羽根車の積み重ね開始時の平面図である。 同状態の斜視図である。 同状態の側面図である。 同状態の中央縦断面図(図1のA−A)である。 上記送風機用羽根車の積み重ね状態の平面図である。 同積み重ね状態の中央縦断面図(図5のB−B)である。 同積み重ね状態での梱包時の側面図である。 本願発明の最良の実施の形態2に係る送風機用羽根車の積み重ね開始時の平面図である。 同状態の斜視図である。 同状態の中央縦断面図(図8のC−C)である。 上記送風機用羽根車の積み重ね状態の中央縦断面図である。 同積み重ね状態での梱包時の側面図である。 本願発明の最良の実施の形態3に係る送風機用羽根車の積み重ね開始時の平面図である。 同状態の斜視図である。 同状態の中央縦断面図(図13のD−D)である。 上記送風機用羽根車の積み重ね状態の中央縦断面図である。 同積み重ね状態での梱包時の側面図である。 従来の送風機用羽根車の平面図である。 同羽根車の中央縦断面図(図18のE−E)である。 同羽根車の積み重ね状態の中央縦断面図である。 同羽根車の積み重ね状態での梱包時の側面図である。
符号の説明
1,1A,1Bは羽根車、2はハブ、3は羽根、10は梱包ケース、21は筒部、21aは凹部、21bは凸部、21cは凹部、21dは凸部、22はモータ軸連結部、23は円板である。

Claims (3)

  1. 筒状のハブ(2)と、この筒状のハブ(2)の外周面に設けられた複数の羽根(3),(3)・・・とを備えてなる送風機の羽根車であって、上記筒状のハブ(2)の前端部側に、当該前端部側同士を対向させて羽根車を積み重ねた時に相互に嵌合し合う凹部(21c),(21c)・・・と凸部(21d),(21d)・・・とをそれぞれ設けたことを特徴とする送風機用羽根車。
  2. 凹部(21c),(21c)・・・と凸部(21d),(21d)・・・は、ハブ(2)の前端部側に、各々周方向に沿って所定の間隔で複数個設けられていることを特徴とする請求項1記載の送風機用羽根車。
  3. 凹部(21c),(21c)・・・と凸部(21d),(21d)・・・は、それぞれ1つの凹部(21c)と1つの凸部(21d)が1対となり、羽根(3),(3)・・・の枚数に応じた対数だけ設けられていることを特徴とする請求項2記載の送風機用羽根車。
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