JP5011657B2

JP5011657B2 - 軸流型羽根車

Info

Publication number: JP5011657B2
Application number: JP2005146263A
Authority: JP
Inventors: 和郎荻野; 篤長田; 仁志野津; 和弘室町
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2005-05-19
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2025-05-19
Also published as: JP2006322379A

Description

本発明は、空気調和機器に使用される軸流型羽根車に関するものである。

従来、この種の軸流型羽根車は家庭や事務所で使用されているものがあった（例えば特許文献１参照）。

以下、この種の軸流ファンについて、図７および図８を参照しながら説明する。

図に示すように、軸流ファンのブレード１０１は、周方向断面が、前縁１０２から変曲点Ｐまでの間を吸込側へ凹とし、変曲点Ｐから後縁１０３までの間を、逆に凸とした形状となっている。

上記構成により、軸流ファンが回転すると、吸込側に障害物がある場合、ブレード１０１面では斜流の流れとなるが、ブレード１０１の曲率が変曲点を境に凹および凸になっているので、剥離が少なくなり、剥離渦が抑制され乱流騒音が小さくはなるが、周方向につけられた凹および凸形状なので、効果は小さい。
特開昭５６−４１４９４号公報

このような従来の軸流型羽根車では、羽根車のブレードからの発生渦がまだ大きく、羽根車の発生騒音が大きく発生するという課題があり、上記従来例のブレード形状では、さらに騒音を低減することが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ブレード発生騒音を低減し、機器に組み込んだ状態での低騒音の軸流型羽根車を提供することを目的としている。

本発明の軸流型羽根車は、上記目的を達成するために、ブレードの側面の後端が羽根車外周からハブ側まで軸方向にみて順次吐出側にあり、かつ前記ブレードの外周の取付角度が内周側の取付角より大きく外周側へ行くほど大きい羽根車を有し、前記羽根車を囲むベルマウスと前記羽根車の吸い込み側に熱交換するための熱交換器とを長方体の本体に取り付け、前記本体の縦方向寸法は前記羽根車の直径の８〜１５％大きく、前記羽根車を囲むベルマウスは曲率部と円筒部を有し、前記円筒部の吐出側端面と前記羽根車の外周部の吐出側端面とが側面断面で同じ軸方向位置にあり、前記ブレードの入口部から前記ブレードの外周側へと流れる斜流による吐出側での前記ベルマウスとの衝突渦を低減する軸流型羽根車としたものである。

本発明によれば、吸い込み側に熱交換器などの空気抵抗体を有する場合、空気の流れは、ブレードの入口部から周方向よりも、ややブレードの外周側へと流れる斜流となるが、ブレードでの発生渦のみでなく、吐出側でのベルマウスとの衝突渦も低減することができ、発生騒音を抑えることができる。課題となっているブレード発生騒音を低減し、機器に組み込んだ状態での軸流型羽根車の騒音を低減することができる。

本発明によれば、吸い込み側に熱交換器などの空気抵抗体を有する場合、空気の流れは、ブレードの入口部から周方向よりも、ややブレードの外周側へと流れる斜流となるが、ブレードでの発生渦のみでなく、吐出側でのベルマウスとの衝突渦も低減することができ、発生騒音を抑えることができ、ブレード発生騒音を低減し、機器に組み込んだ状態での騒音を低減することができる軸流型羽根車を提供することができる。

本願発明は、ブレードの側面の後端が、羽根車外周からハブ側まで、軸方向にみて順次吐出側にあり、かつ前記ブレードの外周の取付角度が内周側の取付角より大きく外周側へ行くほど大きい羽根車とし、前記羽根車を囲むベルマウスと前記羽根車の吸い込み側に熱交換するための熱交換器とを長方体の本体に取り付け、前記本体の縦方向寸法は前記羽根車の直径の８〜１５％大きく、前記羽根車を囲むベルマウスは曲率部と円筒部を有し、前記円筒部の吐出側端面と前記羽根車の外周部の吐出側端面とが側面断面で同じ軸方向位置にあり、前記ブレードの入口部から前記ブレードの外周側へと流れる斜流による吐出側での前記ベルマウスとの衝突渦を低減したものであり、吸い込み側に熱交換器などの空気抵抗体を有する場合、空気の流れは、ブレードの入口部から周方向よりも、ややブレードの外周側へと流れる斜流となるが、ブレードでの発生渦のみでなく、吐出側でのベルマウスとの衝突渦も低減することができ、発生騒音を抑えることができ、機器に組み込まれている状態で発生する斜流の流れ方向に適したブレード形状とし、ブレードでの発生渦を低減し、騒音を減少させる軸流型羽根車を提供することができる。

以下に、本発明の実施および参考の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１および図２は本発明の実施の形態１における軸流型羽根車の側断面図およびブレード取付角を示す図である。

図１および図２において、吸い込み側に熱交換器などの空気抵抗体を有する場合、空気の流れは、ブレード１の入口部２から周方向よりも、ややブレード１の外周３側へと流れる斜流となる。このとき、通常のブレードでは、適した仕事を行わず、渦発生や動力発生が大きくなる。しかし、ブレード１の側面の後端４のブレード１の外周３端Ａからハブ５側ＢのＡＢ間で、軸方向にみて順次Ａより吐出側にあり、かつブレード１の外周３の取付角αが内周側の取付角βより大きく外周３側へ行くほど大きい羽根車６としているので、吸込側に空気抵抗体があり、羽根車の吸込側のハブ５側から吐出口の外周３側に斜めに沿って流れる流れの場合、外周３側での大きな昇圧が必要となるが、外周３側の取付角が大きいので、仕事を渦発生なく効率的に行うことができる。これにより、動力の発生や騒音の発生が小さくて済む。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における軸流型羽根車の側断面図である。

なお、実施の形態１と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。図３に示すように、吸い込み側に熱交換器などの空気抵抗体を有する場合、空気の流れは、ブレード１の入口部２から周方向よりも、ややブレード１の外周３側へと流れる斜流となる。このとき、通常のブレードでは、最適な仕事を行わず、渦発生や動力発生が大きくなる。しかし、ブレード１の側面の後端４のブレード１の外周３端Ａからハブ５側ＢのＡＢ間で、軸方向にみて順次Ａより吐出側にあり、かつブレード１の外周３の取付角αが内周側の取付角βより大きく外周３側へ行くほど大きく、かつブレード１の半径方向断面が吸込側に凸形状のそり７を持つ羽根車６としているので、吸込側に空気抵抗体があり、羽根車の吸込側のハブ５側から吐出口の外周３側に斜めに沿って流れる流れの場合、外周３側での大きな昇圧が必要となるが、吸込側に凸形状のそり７を持つ外周３側の取付角が大きいので、仕事を渦発生なく効率的に行うことができる。また、外周３側での昇圧などの仕事を、渦発生なく効率的に行うことができる。これにより、動力の発生や騒音の発生が小さくて済む。

（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３における軸流型羽根車の断面図である。なお、実施の形態１または２と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図４に示すように、吸い込み側に熱交換器などの空気抵抗体を有する場合、空気の流れは、ブレード１の入口部２から周方向よりも、ややブレード１の外周３側へと流れる斜流となる。このとき、通常のブレードでは、最適な仕事を行わず、渦発生や動力発生が大きくなる。しかし、羽根車６を囲むベルマウス８は、曲率部９と円筒部１０を有し、円筒部１０の吐出側端面Ｃと羽根車６の外周３部の吐出側端面Ａとが、側面断面形状で同じ軸方向位置にしているので、吐出部での流れは、ベルマウスの円筒部１０に衝突することなく、スムーズに流れる。円筒部１０が短く円筒部１０端面Ｃが羽根車６の外周３の吐出側端面Ａより、吸い込み側にある場合には、側面騒音が大きくなるし、逆に円筒部１０端面が長く円筒部１０端面Ｃが羽根車６の外周３部の吐出側端面Ａより、吐き出し側にある場合には、斜めの流れが円筒部に衝突し圧力損失が大きくなる。

これにより、ブレード１での発生渦のみでなく、吐出部でのベルマウス８との衝突渦も低減することができ、発生騒音を抑えることができる。

（参考の形態１）
図５は本発明の参考の形態１における軸流型羽根車の側断面と平面を示す図である。図５（ａ）は本発明の参考の形態１における軸流型羽根車の平面図を示し、図５（ｂ）は同羽根車の側面断面図を示す。

なお、実施の形態１乃至３のいずれかと同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図５に示すように、吸い込み側に熱交換器などの空気抵抗体を有する場合、空気の流れは、ブレード１の入口部２から周方向よりも、ややブレード１の外周３側へと流れる斜流となる。このとき、通常のブレードでは、最適な仕事を行わず、渦発生や動力発生が大きくなる。しかし、羽根車６を囲むベルマウス８は、曲率部９と円筒部１０を有し、曲率部９は対向する面である対面方向１１の中心断面では１／４円弧を形成し、対面方向１１と略直交し対向する面であるもう一つの対面方向１２の中心断面では、１／４から１／８の範囲の円弧となっているので、本体の一方の寸法を大きくすることなく、高性能を発揮することができる。性能上、吸い込み空気抵抗は、曲率半径を１／８円弧以下の小さいものとすると、羽根車６外周３とベルマウス８の曲率部９の端面との間隔が狭くなり、その結果、空気抵抗が大きくなり、１／４円弧以上の大きなものとしても損失が変化ない。１／４円弧以上では、空気抵抗による損失が同じだが、１／４以下の円弧に比べて寸法が大きくなるため、１／４から１／８の範囲の円弧が、吸い込み空気抵抗と寸法を小さくすることができる。

これにより、ブレード１での発生渦のみでなく、吐出部でのベルマウス８との衝突渦も低減することができ、発生騒音を抑えることができ、さらに本体の寸法を大きくすることがない。

（実施の形態４）
図６は本発明の実施の形態４における軸流型羽根車の断面図である。

なお、実施の形態１乃至３および参考の形態１のいずれかと同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図６に示すように、ベルマウス８と熱交換するための熱交換器１３とを長方体の本体１４に取り付け、前記本体１４の一方向の寸法ａは羽根車６の直径Ｄの８〜１５％大きいとしている。本体１４の寸法ａを８％以下の場合、吸い込み曲率の大きさが小さくなり吸い込み圧力損失が大きくなり、１５％以上にしても性能上の変化は少ない。

これにより、ブレード１での発生渦のみでなく、吐出部でのベルマウス８との衝突渦も低減することができ、発生騒音を抑えることができ、さらに本体１４の寸法を大きくすることがない。

（参考の形態２）
図６は本発明の参考の形態２における軸流型羽根車の断面図である。

なお、実施の形態１乃至４および参考の形態１のいずれかと同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図６に示すように、羽根車６の吸込口に熱交換するための熱交換器１３を有し、羽根車との距離ｂは羽根車の直径の１０〜３０％である。熱交換器１３と羽根車６が羽根車の直径の１０％以下に接近していると熱交換器１３のフィンの後流の乱れの影響を羽根車が受けるので、騒音発生が大きくなり、３０％以上となると乱流の影響を受けないので、１０〜３０％の距離が最適であり、騒音に対する影響は小さい。

これにより、これにより、ブレード１での発生渦のみでなく、吐出部でのベルマウス８との衝突渦も低減することができ、発生騒音を抑えることができ、さらに本体１４の寸法を大きくすることがない。

本発明の軸流型羽根車は、ブレード発生騒音を低減し、機器に組み込んだ状態での騒音を低減することができ、本体も小さくできる軸流型羽根車を提供することができる。

本発明の実施の形態１の軸流型羽根車の側断面図同実施の形態１の軸流型羽根車のブレード取付角を示す図同実施の形態２の軸流型羽根車の側断面図同実施の形態３の軸流型羽根車の側断面図同参考の形態１の軸流型羽根車の側断面図と平面図を示す図同実施の形態４、参考の形態２の軸流型羽根車の側断面図従来の軸流型ファンの正面図従来の軸流型ファンのブレード断面図

符号の説明

１ブレード
２入口部
３外周
４後端
５ハブ
６羽根車
７凸形状のそり
８ベルマウス
９曲率部
１０円筒部
１１対面方向
１２もう一つの対面方向
１３熱交換器
１４本体
１０１ブレード
１０２前縁
１０３後縁

Claims

ブレードの側面の後端が羽根車外周からハブ側まで軸方向にみて順次吐出側にあり、かつ前記ブレードの外周の取付角度が内周側の取付角より大きく外周側へ行くほど大きい羽根車を有し、前記羽根車を囲むベルマウスと前記羽根車の吸い込み側に熱交換するための熱交換器とを長方体の本体に取り付け、前記本体の縦方向寸法は前記羽根車の直径の８〜１５％大きく、前記羽根車を囲むベルマウスは曲率部と円筒部を有し、前記円筒部の吐出側端面と前記羽根車の外周部の吐出側端面とが側面断面で同じ軸方向位置にあり、前記ブレードの入口部から前記ブレードの外周側へと流れる斜流による吐出側での前記ベルマウスとの衝突渦を低減することを特徴とした軸流型羽根車。