JPH03179198A - プロペラファン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプロペラファン装置に係り、特にマウスリング
の形状に関する。

〔従来の技術〕

従来のプロペラファン装置は実開昭６２−１５２０９８
号公報記載のように、マウスリング（エアガイダと記載
）の断面形状において、プロペラファンの半径方向の外
周に対向した平坦面を主要部として有する単純円筒形（
第８図参照）のものが知られている。また、特開昭６１
−１５３３６７号第９図記載のように、マウスリング（
仕切プレートと記載）の断面形状において、その内方先
端はプロペラファンの半径方向外周に対向して尖り、先
端の吐出側面に切欠きを有する略逆三角形（第９図参照
）のものが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術は通風抵抗が大きい場合に風圧を高め、騒
音を低減させるための配慮が不十分であった。すなわち
、前者の単純円筒形のものは、第８図に示すようにプロ
ペラファン１１の翼の裏と表との圧力差によって径方向
の翼先端に作られる渦Ｂ、を円筒部１２により強制的に
押えつけるため、渦は翼側に大きくなって騒音増大の原
因となり、通風抵抗が増加した場合の吐出側翼先端から
風は斜めないし径方向に向かう吐出しようとする流れＦ
ユの障害となるほか、逆流Ｂ、と翼先端溝Ｂ、および翼
との干渉を招き、騒音増大と風量低下を招く原因となっ
ていた。

一方、後者の逆三角形のものは、第９図に示すようにプ
ロペラファン１３の翼に対向する面積が少ないために圧
力のシール効果が低く、そのため通風抵抗が増加した場
合に高い風圧が得られないばかりか、この場合に吸込流
は翼と最短距離となるマウスリング１４の先端で急転換
して吐出流となるため、翼の径方向先端にできる翼先端
溝Ｂ。

との干渉が大きくなり騒音低減が困難であったほか１通
風抵抗の少ない多風量時には吐出流は軸にほぼ平行にな
るが、この場合にマウスリング１４の吐出側の斜面１４
ａに沿って誘引作用による逆流Ｂ６が生じ、逆流に伴っ
て生じる渦の一部を切欠き部に閉じ込めて騒音低減シ二
役立つが、逆流の一部はマウスリング１４より吐出側に
突出している翼の外周先端に再流入して翼先端溝Ｂ、と
合流し互いに干渉して騒音源となるため、騒音低減には
不十分な点があった。また、翼がマウスリング１４より
も突出する形状であるため使用時に危険であったり、そ
のために製品に内蔵させる場合には危険防止や雨などの
障害を防止する意味から大形になるなどの問題があった
。

本発明の目的は、通風抵抗が大きい場合に低騒音になる
ファンを得るほか、多風量を得るために高風圧を得るこ
とにある。また本発明の他の目的は通風抵抗が小さい場
合にも低騒音で、かつ安全上からも有利なプロペラファ
ン装置を得ようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係るプロペラファ
ン装置の構成は、プロペラファンと、プロペラファンの
径方向外方に包囲して配置したマウスリングを有し、マ
ウスリングにおいて、プロペラファンの径方向外周に対
向した内周円筒面を設け１円筒面の吐出方向先端から径
方向に急拡大する渦定着縦面と、渦定着縦面の外方から
連続して軸方向に向かう渦定着横面とにより渦定着室を
形成し、渦定着横面の先端から急激に外方に向かう吐出
側面を形成し、吐出側面の口径を上記円筒面口径より大
となし、プロペラファンの翼の外周吐出側先端を渦定着
縦面の位置近傍としたものである。

〔作用〕

上記技術的手段による働きは次の通りである。

すなわち、円筒面を設けたことにより１通風抵抗が大と
なって吸込側と吐出側の圧力差が大となっても、円筒面
によるシール効果が大きいために高風圧を得ることがで
きる。また、通常通風抵抗が大きくなると、翼自身の正
圧力面（吐出側）と負圧力（吸込側）の圧力差により生
ずる翼先端溝が大きくなるが、本技術は渦定着室を設け
、特に翼はマウスリング吐出側面より軸方向内方の渦定
着縦面近傍に設置したので、翼先端溝は渦定着室に引き
寄せられるために有効に作用できるプロペラファンの径
が大となり、その９高圧力を得ることが可能となるほか
、翼先端渦と翼との接触が少なくなり騒音低減ができる
。

また、上記構造によって、吐出側面から吸込側あるいは
翼に向かおうとする逆流は渦定着室に一時的に閉じ込め
られ、翼部まで戻さないで吐出流に誘引されて放出でき
ることになるため、翼部流れとの干渉が少なくなり低騒
音化ができる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図および第２図の空気調
和機により説明する。１は上板、２は吸込側にあたる熱
交換器、３はプロペラファン、４はファンモータ、５は
吐出側にあたる危険防止用ファンガードである。６はマ
ウスリングであって、プロペラファン３の径方向外周に
対向した内周円筒面６Ｃを有し、吸込側の先端部に、外
方に曲がった丸み部６４を有し、円筒面６Ｃの吐出方向
先端から径方向に急拡大する渦定着縦面６ｄと、渦定着
縦面６ｄの外方から連続して軸方向に向かう高定着横面
６ｅにより渦定着室６ｇを形成し、高定着横面６ｅの先
端から急激に径方向外方に向かう吐出側面６ｆを形成し
ている。また前記プロペラファン３の翼３ａの外周吐出
側先端３ａａは上記渦定着縦面６ｄの位置近傍に位置し
、前記吐出側面６ｆより軸方向内方にしである。また、
上記マウスリング６はユニットの前板を兼ねて一体に絞
り成形して上板１及びベース７に取付けである本実施例
によれば、プロペラファン３によって熱交換器２を通過
した冷気（暖気）がファンガード５を通って吐出側に送
り出す。この場合、軸方向に面が長いので円筒面６Ｃの
圧力シール効果が大きく、通風抵抗が大となって吸込側
（ファン３と熱交換器２の間）と吐出側の圧力差が大と
なっても高いファン圧力を得ることができる。また、通
常通風抵抗が大きくなると翼３ａの径方向外周にできる
先端溝Ｂ１は大きくなり、またその先端溝８１は下流（
吐出側）に行くにつれ次第に大きく成長したものとなる
が、本実施例では前記円筒面６ｃより径方向外方の渦定
着室６ｇ側に引き寄せられるように形成させられるため
、ファンの軸流作用として働く有効外径Ｄ″（先端溝内
側までの径）が大きくなるため同一回転数でも高い圧力
を得ることができる。従って熱交換器２に露が付着した
場合や霜が成長じた場合においても従来より多くの風量
を得ることができ熱交換性能を向上できるばかりか、熱
交換器２の小形化にも役立てることができる。また、先
端溝Ｂ１は押え付けられることなく広い空間で自然の循
環が行われるので翼３ａとの接触による干渉も少なくな
って騒音も低減できる利点がある。また、翼３ａの吐出
側先端３ａａはマウスリング６の吐出側面６ｆよりも軸
方向内方の渦定着縦面６ｄの近傍に設置しであるので、
吐出側面６ｆより逆流Ｂ２が生じても渦定着室６ｇに一
時的に閉じ込めて、翼部３ａに衝突させることなく再び
吐出流に誘引されて放出することができるため騒音を低
減できる。特に、本発明では、プロペラファン３をマウ
スリング６より軸方向内方にしであるため通風抵抗が少
ない多風量時においても逆流Ｂ２　を翼部３ａまで到達
させることかなくなるので、この場合においても低騒音
を実現できる。また、上記構造により、ファンガード５
もプロペラファン３からの距離を確保することができ、
安全上有利となり小形化もできる上記実施例では、熱交
換器を吸込側後方に配置した空気調和機に採用した構造
を説明したが、熱交換器を吸込側の下方にした冷凍冷蔵
庫においても同様に実施できる。また単なる窓掛換気扇
等にも実施できることは言うまでもない。

次に本実施例のプロペラファン３の単独性能実測結果を
第３図により説明する。プロペラファン３の外径は４２
５＋ｎｍ、回転数は５２０ｍ１ｒｉ”と一定とし、マウ
スリング６は軸方向全厚みＷが８０ｍ、そのうち円筒面
６Ｃの厚み２８ｍｍ、口径４４０閣、その吸込側先端に
１２Ｒの丸みを加え、円筒面６ｃの吐出側先端より径方
向外方に垂直に渦定着縦面６ｄを２Ｏｎ＋ｍ設け、渦定
着縦面６ｄの外方から連続して軸方向に平行して向かう
高定着横面６ｅを４０ｍｍ設けである。プロペラファン
位置は翼３ａの吐出側先端３ａａが、渦定着縦面６ｄと
同一位置にし、通風抵抗を種々変化させ、その都度の風
量と風圧と騒音（吐出側４５°方向１ｍ位置）を測定し
、同様に同一回転数で測定した従来の円筒形マウスリン
グ（全厚み８Ｑｍａ）と比較したものである。

本実施例の性能を一点鎖線、従来例の性能を実線で示す
。第３図かられかるように、通風抵抗の比較的大きい風
量２４　ｒｒｒ／ｍｉｎ以下の点にて、従来品は急激に
風圧（全圧）は下方にたわむのに対し、実施例ではたわ
みが非常に少なく、左上がりの理想に近い高い風圧が得
られている。例えば１７ｒｎ’／ｍｉｎ点で比較すると
風圧は従来品１９．５Ｐａに対し２９，５Ｐａと１．５
２倍にもなっている。これは既に述べたように、翼先端
溝Ｂ１が径方向外方に形成できるためにファンの有効外
径びが大きくなっていることを裏付けるものである。風
圧が速度の２乗に比例することから逆算すると、有効外
径びはＶ丁、５２＝１．２３すなわち２３％も大きくな
っていることになる。一方この時の騒音は風圧が大幅に
増加しているにもかかわらず３ｄＢも低下している。同
一通風抵抗Ａ線上で見ると、本実施例では従来例の１７
ボ／■ｉｎに対し、２０ｒｒｉ’／＋ｉｎと１８％も多
く風量が得られ、騒音は４ｄＢと大幅に低く得られてい
る。これは、翼先端渦Ｂユが径方向外方に形成できたこ
とにより、スペースの大きいところで押え付けられるこ
となく自然に近い形で循環が行なわれ、翼３ａとの接触
が少なくなり、同時にプロペラファンの有効外径びが大
きくなったことにより同一風量でも翼部３ａの流速が小
となったのと合わせて、マウスリング６の吐出側面６ｆ
からの逆流も渦定着室６ｇに閉じ込め、プロペラファン
３の位置がマウスリング６の吐出側面６ｆよりも軸方向
内方に位置していることにより、逆流Ｂ８が翼３ａまで
到達することなく外方に放出できることによるものであ
る。また、通風抵抗の少ない風量２４　ｒｒｌ’／■ｉ
ｎ以上の領域においては風圧は従来例とあまり変わらな
いが、騒音は２ｄＢから次第に最大５ｄＢの低騒音化が
得られている。風圧のあまり変わらない理由は、通風抵
抗が少ない場合はプロペラファン３特有の軸方向流れが
得られ、マウスリング部は吸込側から吐出側に向かって
縮流となっているために、翼先端溝Ｂ１の位置は渦定着
室６ｇ側への移動が少ないためである。それでも騒音の
低減が大幅に得られる理由はマウスリング６の吐出側面
６ｆからの逆流が、渦定着室６ｇに一時的に閉じ込めら
れ、プロペラファン３の位置がマウスリング６の吐出側
面６ｆよりも軸方向内方に位置していることにより、逆
流Ｂ２　が１強い翼先端溝Ｂ０及び翼部３ａの強い流れ
の位置まで到達することなく、再び外方に放出されるこ
とによるものである。

次にプロペラファン３位置の影響を、第３図で行なった
プロペラファン３とマウスリング６を用い同一測定方法
で実測を行なった。その結果を代表的な通風抵抗大中小
３点における従来の円筒形マウスリング（ファンの翼外
周の吐出先端位置はマウスリング厚みの中央）の場合の
結果と比較し、その差を騒音レベルの変化として整理し
て第４図に示す。第４図においてＤはプロペラファン３
の外径を示す６本実施例のマウスリング６の全厚みは０
．１８８Ｄに相当する。第４図かられかるように通風抵
抗の大きいｌ　７　ｎ（／ｗｉｎ位置において、ファン
３が吸込側方向に移動するにつれて騒音は低下する傾向
にある。これは吐出面からの逆流Ｂ２が少なくなること
と逆流Ｂ２が生じても翼部３ａまで到達できなくなるこ
とのほかに、翼先端溝Ｂｉとマウスリング６との対向す
る部分が次第に少なくなることと、マウスリング６から
吸込側にはずれる翼外周部が多くなり、該外周部からも
吸込流人が行なわれるため、翼先端溝Ｂ１の量も少なく
なるためである。一方、翼外周吐出側先端位置３ａａが
渦定着縦面６ｄより吐出側に０．０５Ｄを超えて移動さ
せると騒音は従来例よりも高くなる。これは、翼３ａは
マウスリング６の吐出側面６ｅに近づくため、マウスリ
ング６の吐出側面６ｅよりの逆流Ｂ２が翼先端溝Ｂ□と
干渉したり、翼部３ａにまで流入してくることによるも
のである。また、通風抵抗の小さい３０　ｒｒｒ／ｗｉ
ｎ位置においてもファン３が吸込側方向に移動するにつ
れ騒音は低下する傾向にあり、翼先端位置３ａａが渦定
着縦面６ｄより吐出側に０．０５Ｄより超えて移動させ
ると騒音は従来例よりも高くなる。これは通風抵抗が大
きい場合と同様な理由によるものである。また、通風抵
抗が中程度の２４　ｒｒｒ／＋ｉｎ位置（第３図の本実
施例において改善効果の最も少ない点）においてはプロ
ペラファン３が吸込側方向に０．０５Ｄまで移動しても
騒音低減効果が得られる。これは、上記各風量時と同様
な理由によるものである。しかし、０．０５Ｄを超えて
吸込側方向に移動させると騒音は従来例以上に増加して
くる。これは、当風量領域ではプロペラファン３が軸流
作用と遠心作用の共存するプロペラファン特有のアンバ
ランス領域であることから、従来例に比して円筒面６ｃ
が小であるために、渦定着室６ｇの効果よりも、円筒面
６ｃが小であることと円筒面６ｃへの翼３ａ収納量が小
であることにより翼部３ａの流れが不安定となり、その
ために翼先端渦Ｂ１も変動することが騒音の主要因とな
ってくるためである。−古賀外周吐出側先端位置３ａａ
が渦定着縦面６ｄより吐出側に０．０５Ｄを超えて移動
させると、前記した通風抵抗の大きい場合及び小さい場
合と同様な理由で、騒音は従来例よりも高くなる。

以上のように、本実施例は通風抵抗の大小により効果の
大小があるが、プロペラファン３の翼外周吐出側先端位
置３ａａは、渦定着縦面６ｄの近傍で渦定着縦面６ｄか
ら±０．０５Ｄ　（本実施例の場合、マウスリング６全
厚み８０ｍ、渦定着縦面６ｄがマウスリング厚みの中心
位置であって、それより±２１．３ｍ）が良好であるこ
とがわかる、第４図においては騒音についてのみ代表的
に説明してきたが、風圧については翼外周吐出側先端位
［３ａａが、マウスリング６の円筒面６Ｃから吐出側面
６ｅの範囲内にあれば翼先端渦Ｂ工が渦定着室６ｇ側に
引き寄せられるためにプロペラファンの有効外形びを大
にすることができ高い風圧を得ることができる。尚、本
発明における翼外周吐出側先端位１ｉ３ａａの定義は、
外周と径方向の縁部ラインの交点が明確なものはその交
点とし、なだらかに結ばれた先端位置の場合は、先端溝
Ｂ、の循環の強い領域は外径の９０％位重位置外方に作
られることが多いので、この場合は外径りの９０％位重
位置外周部吐出側先端位［３ａａと定義づけた。

第５図〜第７図は要部であるマウスリングの他の実施例
を示すものであり、第５図は渦定着縦面８ｄを軸方向内
方にへこませて渦定着室８ｇを形成したもの、第６図は
渦定着横面９ｅを径方向外方にへこませて渦定着室９ｇ
を形成したもの、第７図は軸方向内方と径方向外方の両
方にへこませて渦定着室Ｌｏｇを形成したものである。

第５図〜第７図は第１図の実施例と同様な効果を有し、
製作上若干の難点があるが、特にへこみ部による渦の定
着性が良く、第工図の実施例に比較して高圧力が得られ
る特徴がある。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明のプロペラファン装
置によれば円筒面を設けたことにより、通風抵抗が大と
なって吸込側と吐出側の圧力差が大となっても、円筒面
によるシール効果が大きいために高風圧を得ることがで
きる。また、通常通風抵抗が大きくなると、翼自身の正
圧力面（吐出側）と負圧力（吸込側）の圧力差により生
ずる翼先端渦が大きくなるが１本技術は渦定着室を設け
、特に翼はマウスリング吐出側面より軸方向内方の渦定
着縦面近傍に位置させ、あるいは円筒面と吐出側面の間
に設置したので、翼先端渦は渦定着室に引き寄せられる
ために有効に作用できるプロペラファンの径が大となり
、その９高圧力を得ることが可能となるほか、翼先端渦
が外方の広い場所で自然に循環できることとなり翼との
接触も少なくなり騒音を低減できる。また、上記構造に
よって、吐出側面から吸込側あるいは翼に向かおうとす
る逆流は渦定着室に一時的に閉じ込められ、翼部まで戻
さないで吐出流または翼先端渦の放出流に誘引されて放
出できることになるため、翼部流れとの干渉が少なくな
り低騒音化ができる。また、プロペラファンは吐出側面
より内方に設置しであるので安全上有利となり、小形の
空気調和機４゜ 等をも得ることができる。また、低騒音で着霜に強い冷
凍冷蔵庫、低騒音換気扇をも得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すプロペラファン装置の
縦断面図、第２図は第１図の要部を示す縦断面図、第３
図は第１図のプロペラファン単独性能説明図、第４図は
プロペラファンの位置と騒音との関係説明図、第５図、
第６図、第７図は本発明各々のプロペラファン装置の他
の実施例を示す縦断面図、第８図及び第９図は従来のプ
ロペラファン装置の縦断面図である。 ３・・・プロペラファン、３ａａ・・・翼外周吐出側先
端６・・・マウスリング、６Ｃ・・・円筒面、６ｄ・・
・渦定着縦面、６ｅ・・・吐出側面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プロペラファンと、プロペラファンの径方向外方に
   包囲して配置したマウスリングを有し、マウスリングに
   おいて、プロペラファンの径方向外周に対向した内周円
   筒面を設け、円筒面の吐出方向先端から径方向に急拡大
   する渦定着縦面と、渦定着縦面の外方から連続して軸方
   向に向かう渦定着横面とにより渦定着室を形成し、渦定
   着横面の先端に位置する吐出側面の口径を上記円筒面口
   径より大となし、プロペラファンの翼の外周吐出側先端
   を渦定着縦面の位置近傍としたことを特徴とするプロペ
   ラファン装置。 ２、プロペラファンの翼の外周吐出側先端を、マウスリ
   ングの吸込側の円筒面から吐出側面の間にしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のプロペラファン装
   置。 ３、プロペラファンの翼の外周吐出側先端を、渦定着縦
   面を基準に、ファン外径をＤとしたとき、吸込側に０．
   ０５Ｄから吐出側に０．０５Ｄの範囲としたことを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載のプロペラファン装置
   。 ４、渦定着縦面を軸方向内方にへこませたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項記載の
   プロペラファン装置。 ５、渦定着横面を径方向外方にへこませたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項記載の
   プロペラファン装置。 ６、渦定着縦面から渦定着横面にわたり軸方向内方から
   径方向外方にわたりへこませたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は第２項又は第３項記載のプロペラフ
   ァン装置。 ７、特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項記載の
   プロペラファン装置と、その吸込側に熱交換器、吐出側
   にファンガードを備えたことを特徴とする空気調和機又
   は冷凍冷蔵庫。