JPH07310695A - 送風機、その製造法、及び該送風機を具える空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来、空気調和機等に使用されている送風機
は、溶融した樹脂材で成形したファンを使用しているた
め、それ自体には吸音能力がなく、送風機をはじめとす
る空気調和機を構成する機器部材から発生する騒音の低
減は、貼付した吸音材による方法しかなかった。このた
め、機器が大型化し又は風路が狭められる等の不具合が
あった。本発明は、従来の不具合を解消し、低騒音化で
きる送風機と、送風機の製造法、及び空気調和機を提供
することを目的とする。 【構成】 ブレード、ハウジング、およびシュラウドか
らなるファンを、ポリスチレン又はポリエチレンからな
り、直径又は長径が１．４φ〜２．０φの粒状素材を、
６０〜７０％の充填率で加熱成形した多孔質材により形
成した送風機とした。これにより、粒状素材の間に形成
される隙間が、機器から発生する騒音を効果的に吸音
し、吸音材を貼付しなくても、機器の騒音の低減に効果
がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、構成するファンに吸音
力をもたせ、作動により発生する騒音を低減するように
した、送風機と、その送風機の製造方法、及び当該送風
機を具える空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に、従来室内で使用されている空気
調和機（天埋機）の一部断面で示す側面図、およびファ
ンの斜視図を示す。このような空気調和機２０は、天井
０１５の一部を切欠き凹部形成し、その下面開口が天井
０１５の下面と略同一になるようにして埋設された、キ
ャビネット０９の内部に収容され、設置される。そし
て、室内空気の調和を行う空気の流れは、図の矢印で示
すように空気調和機２０内を流れる。すなわち、モータ
０８により駆動されるファン０１により、室内０１６か
ら吸引された空気は、空気調和機２０の下端に設けられ
たフィルタ０２内を下方から上方へ通過し、ファン０１
を構成するシュラウド０３の吸込み口０４より、シュラ
ウド０３とモータハウジング０１４の間に導入され、フ
ァン０１を構成するブレード０５により、流れの方向を
９０°変えて、熱交換器０６に流入する。熱交換器０６
に流入した空気は、ここで熱交換器０６の内部を流れる
冷媒との間で熱交換を行い、調和された温度になって熱
交換器０６から水平方向へ出ていく。熱交換器０６を出
た空気は、さらに、流れの方向を９０°変えて、吹き出
し口０７より下方へ吹き出され、空気調和機０２０から
室内０１６へ流出する。

【０００３】このような、空気調和機０２０において
は、上記の空気の流れを発生させることに伴い、次のよ
うな騒音が発生する。

【０００４】ｉ）調和を行う空気がフィルタ０２、ブレ
ード０５、および熱交換器０６を通過する時に発生する
風切騒音、 ii）ブレード０５および熱交換器０６を通過した空気の
流れ方向を９０°変える時に生じる流れの乱れによる空
力音、 iii ）ファン０１を駆動するモータ０８の騒音、 iv）熱交換器０６内を流れる冷媒の流動騒音（脈動騒
音）。

【０００５】そして、これらの騒音は、熱交換器０６、
ファンモータ０８、ファン０１、等の重量物を天井０１
５の上方で支持するキャビネット０９が、強度を確保す
るため、通常金属材料で、前述したように、天井０１５
に凹部を形成して作られているため、このキャビネット
０９内で反射、増巾するとともに、吸い込み口０４、吹
き出し口０７、あるいはフロントパネル０１０等から放
出されて天井壁０１１の反対側（室内０１６）に放射さ
れる。

【０００６】このために、従来の空気調和機０２０で
は、キャビネット０９の内面側にグラスウール、ウレタ
ンフォーム等の吸音材０１２を貼付け、これによりキャ
ビネット０９内の吸音効果を上げ、キャビネット０９内
での反射、増巾する騒音、および上記ｉ）〜iv）から直
接放出される騒音を吸音し、空気調和機０２０の低騒音
化を行なっている。

【０００７】しかしながら、このような従来の吸音材に
よる低騒音化技術では、次のような問題がある。 ｉ）キャビネット０９内に、分厚い吸音材０１２を貼付
けるため、熱交換器０６とキャビネット０９で囲まれる
円環状の吹き出し通路０１３が狭くなり、風路０１３圧
損が上昇し、風量（能力）が低下する。この風量の回復
を計るためには、ファン０１の回転数を増加させれば良
いが、この場合、ファン０１の回転数増加による空気流
速の増加に伴い空力騒音レベルも増加することとなる。 ii）また、風路０１３の圧損を低減するため、吸音材０
１２の厚みだけキャビネット０９のサイズを大きめにす
ることも考えられるが、この場合キャビネット０９が大
型化し、空気調和機の重量増、コストアップに連がると
ともに、その取付けに制約が生じる等の不具合がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の低騒
音化技術の不具合を解決できる送風機、当該送風機の製
造法及び当該送風機を具える空気調和機を提供すること
を課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の送風
機は次の手段とした。 （１）モータで駆動され回動するファンを粒状素材から
なる多孔質材で形成した。

【００１０】また、他の本発明の送風機は前記（１）の
手段に加え次の手段とした。 （２）前記（１）の手段における粒状素材は、外形形状
が球体若しくは楕円体形状のものにした。

【００１１】また、他の本発明の送風機は前記（１），
（２）の手段に加え、次の手段とした。 （３）前記（２）の手段における、球体若しくは楕円体
形状の粒状素材は、直径若しくは長径が１．４mm以上
２．０mm以下のものとした。

【００１２】また、他の本発明の送風機は前記（１）の
手段に加え、次の手段とした。 （４）前記（１）の手段における、ファン全体の体積に
対する粒状素材の占める体積比、すなわち粒状素材の充
填率を６０％以上、８０％以下とした。

【００１３】また、他の本発明の送風機は前記（１）の
手段に加え、次の手段とした。 （５）前記（１）の手段における粒状素材をポリスチレ
ン若しくはポリエチレンからなるものとした。

【００１４】また、他の本発明の送風機の製造法は、次
の工程からなる焼結成型する方法を採用した。 （６）・ファン形状に形成された型枠に粒状素材を充填
する工程、 ・型枠に充填した粒状素材を加熱する工程、 ・型枠に充填した粒状素材を加圧成型する工程。

【００１５】また、他の本発明の送風機を具える空気調
和機は次の手段とした。 （７）前記（１）の手段のファンを設けた送風機を具え
る空気調和機とした。

【００１６】

【作用】本発明の前記（１）の手段を具える送風機によ
れば、（１）送風機の作動に伴い、発生する空気の流れ
による風切騒音、空力音、あるいは、モータ駆動音がフ
ァンを形成する多孔質材に吸音されて低減する。すなわ
ち、騒音はファンの多孔質材の表面の開口から多孔質材
中の空隙部にはいり、多孔質材中に侵入した騒音の音響
エネルギは、ここで熱エネルギに変換され、減少する。
これにより、送風機のファン近傍に吸音材を設けなくて
も、騒音を低減できることとなり、送風機の周辺をコン
パクトなものにできるとともに、風路面積を狭めること
もなく、風路圧損を減少させることができ、風路圧損の
増加に伴うモータの回転数、出力の増加が不要になる。

【００１７】また、本発明の前記（１），（２）の手段
を具える送風機によれば、上記（１）に加え、（２）フ
ァンを形成する粒状素材の間に、外部と連通する均質な
空隙を多数形成でき、これによりファンの吸音率が高く
なり、送風機の騒音をさらに低減できる。

【００１８】また、本発明の前記（１），（２），
（３）の手段を具える送風機によれば、上記（１），
（２）に加え、（３）送風機の騒音で現在問題となって
いる周波数域の騒音を、効果的に吸音をできる大きさの
空隙部を多孔質材中に均質に形成でき、当該周波数域の
騒音を一層効果的に低減できる。また、多孔質材による
ファンの形成が容易となる。

【００１９】また、本発明の前記（１），（４）の手段
を具える送風機によれば、上記（１）に加え、（４）フ
ァンを形成する多孔質材中に連続する空隙を多数形成で
きるとともに、多孔質材表面の開口度を、吸音に効果的
な大きさのものに形成することができる。また、粒状素
材の相互間の接着を良好にでき、ファンの強度を適正値
に保持できる。

【００２０】また、本発明の前記（１），（５）の手段
を具える送風機によれば、上記（１）に加え、（５）フ
ァンを軽量、低価格に出来るとともに、比較的低温下で
ファンを形成できる。また、ファン強度上も、従来のも
のと同程度の強度のものにできる。

【００２１】また、前記（６）の手段の工程からなる焼
結成型法を採用した送風機の製造法によれば、（６）粒
状素材を充填した型枠に熱風加熱工程と加圧成型工程を
加えることにより、型枠の形状に規制されてファンの外
形形状が形成され、ファンを形成する粒状素材の相互間
の表面が接着し、外表面に開口を有し、内部に連続した
隙間を有する吸音に秀れ、騒音を効果的に低減できる送
風機とすることができる。

【００２２】また、前記（７）の手段を具える送風機を
具える空気調和機によれば、（７）前記（１）の作用を
する空気調和機が得られる。また、空気調和機に組み込
まれる熱交換器内を流れる冷媒の流動騒音も、ファンを
形成する多孔質材に吸音されて、静粛化できるととも
に、空気調和機の重量増、コストアップが回避できる。

【００２３】

【実施例】以下、図面により本発明の送風機、および当
該送風機を具える空気調和機の実施例を図面により説明
する。図１（Ａ）は、本発明の送風機を具える空気調和
機の一実施例を示す一部断面で示す側面図、図１（Ｂ）
は図１（Ａ）のファンの斜視図である。

【００２４】図において、１は送風機で、モータ２およ
び基端部の取付部３からなる固定部と、モータ２の出力
軸４端に固着され、出力軸４とともに回動するハウジン
グ５、ブレード６、およびシュラウド７からなるファン
８とで構成される。このファン８は、前述した従来のフ
ァンに対して、構造、大きさを略同一にされて、粒子の
直径、又は長径が１．４m/m 〜２．０m/m の球形、又は
楕円形のＰＳ（ポリスチレン）、ＰＥ（ポリエチレン）
材の粒状素材で、後述する熱風加熱法で焼結成形されて
いる。そして、送風機１は、天井９を吊持する天井壁１
０から下方へ突設された支持材１２に側部が固着され、
下方に開口する円筒状のキャビネット１３の底板１４の
中央に、取付部３を固着して吊り下げられている。

【００２５】また、送風機１の周囲には、同様に、基端
部がキャビネット１３の底板１４に固着された熱交換器
１５が配設されている。キャビネット１３の側板内面と
熱交換器１５の外側面との間には、熱交換器１５を出た
調和空気を室内２２へ導入するための風路１３が形成さ
れている。さらに、熱交換器１５の下端には、ドレンパ
ン１６を介して円環材１７が固着され、円環材１７の開
口部にフィルタ１８が張設されている。また、上端部が
天井９下面に当接するように、キャビネット１３の外側
面下部に固着されたフロントパネル２０の内周面と円環
材１７の外周面との間には、円環状のベーン２１が複数
枚設置されている。

【００２６】本実施例の送風機を具える空気調和機は、
上述の様に構成されているので、モータ２の駆動により
ファン８が回動し、室内２２の空気は、フィルタ１８を
下方から上方へ通過し、吸込み口２３からハウジング５
とシュラウド７の間に流入し、ブレード６により熱交換
器１５へ送り込まれる。熱交換器１５に流入した空気
は、熱交換器１５の中を流れる冷媒により、調和温度に
されて熱交換器１５より流出し、風路１９を上下から下
方へ流れ、ベーン２１の設定傾きに誘導されて室内２２
へ回流する。

【００２７】本実施例のファン６を構成する、ハウジン
グ５、ブレード６、およびシュラウド７は、粒状素材に
よる多孔質材で形成されているため、調和される空気が
フィルタ１８、ブレード６、および熱交換器１５を通過
するときに発生する風切音、モータ２の発生する騒音、
調和される空気の流れの乱れによる空力音、又は熱交換
器１５内を流れる冷媒の流動騒音等は、ファン８を構成
する多孔質材の開口からファン８の内部の隙間に入り込
み、当該空隙部で熱エネルギーに変換される。これによ
り、空気調和機の発生する騒音は低減し、静粛化でき
る。また、本実施例では、キャビネット１３の内面にグ
ラスウール、又はウレタンフォーム等の厚みの大きい吸
音材貼付する必要がないため、キャビネット１３の直径
を従来のものより小さくしても、所要の風量を所定の流
速で通過できる風路１９が確保できる。

【００２８】従って、所要の風量を確保するための、モ
ータ２回転数のアップ、又はキャビネット１３の大型化
が不要となり、これらに伴い生じていた従来の不具合を
解消できる。

【００２９】なお、上記実施例は本発明の一実施例とし
ての送風機を設けた空気調和機について、説明したが、
本発明の送風機は空気調和機以外の機器にも適用でき、
同様の効果を奏するものである。また、従来の空気調和
機のように、キャビネット９の内面に吸音材０１２を貼
付した空気調和機に、本実施例の送風機１を採用するこ
とにより、空気調和機のより一層の低騒音化を図ること
もできる。さらには、キャビネット０９の内面の吸音材
０１２の厚みを減らして、その分、風路面積の確保、又
はキャビネット０９のコンパクト化と、低騒音化を同時
に図るようにすることもできるものである。

【００３０】次に、前述した焼結成形によるファン８の
製作について説明する。図２（Ａ）は、図１に示したフ
ァン８の製作に使用する熱プレス機３０の全体図で、３
１はハンドル、３２は支柱、３３は冷却用ゴムホース、
３４は圧力計、３５は油圧開閉弁用レバー、３６は下部
圧縮盤、３７は油圧ポンプ用レバー、３８は親ねじ、３
９は上部圧縮盤、４０は温度調節器、４１は電源表示
灯、４２は上部ヒータスイッチ、４３は電源スイッチ、
４４は下部ヒータスイッチである。

【００３１】図２（Ａ）のＡ部詳細断面図である、図２
（Ｂ）に示すように、上部圧縮盤３９と下部圧縮盤３６
との間に画成され、従来のファンの形状と同じ構造、大
きさに形成された型枠８′内に、粒子の直径、又は長径
が１．４m/m 〜２．０m/m の球形、又は楕円形のＰＳ
（ポリスチレン）、又は、ＰＥ（ポリエチレン）材を充
填する。この粒状素材の充填は、成形后のファン８の体
積に対する粒状素材の体積が６０ないし７０％程度にな
るように行う。次いで、電源スイッチ４３、上部ヒータ
スイッチ４２、下部ヒータスイッチ４３を入れ、上部ヒ
ータ４６および下部ヒータ４７で、型枠８′内の温度を
温度調節器４０で制御しつつ、１３０〜１６０℃に加温
する。型枠８′内の温度が所定の温度に設定された後、
油圧開閉弁用レバー３５を開放して型枠８′の内の圧力
が約３０〜７０kg／cm² （ゲージ圧）になるように加圧
して、隣接する粒状素材相互の表面を接着させ、ファン
８の焼結成形が行われる。

【００３２】このようにして、焼結成形されたファン８
の断面は、図３のブレード６の断面に示される外表面に
多数の開口６１が形成されると共に、内部に連通する多
くの均質な隙間６２が設けられた多孔質に形成される。
なお、隙間の大きさは、当然粒子の直径、又は長径の大
きさにより変化するため、低減しようとする音の周波数
レベルによっては、上述した粒子の直径、又は長径の大
きさを変える必要がある。しかし、現状の空気調和機に
おいて問題とされている騒音に対しては、前述した１．
４m/m 〜２．０m/m の径の粒子を使用することが好まし
い。また、充填率を７０％より大きくすると内部の連続
空隙間がつぶれ、また、表面の開口度が小さくなってし
まう。また逆に小さくすると連続空隙間のつぶれはなく
なるが、吸音効果が少ない構造になること、さらには、
粒子表面の接着が不十分となり強度上の問題が生じて来
る。

【００３３】図４は、この充填率と型枠８′内の加熱温
度によるファン８の焼結成形の結果を示す図である。こ
の図から判るように、充填率６０ないし７０％、加熱温
度１３０℃ないし１６０℃で良好なファン８が得られ
た。

【００３４】次に、図５は粒状素材の充填率と吸音性能
を示す図である。図に示すように、充填率７０％の多孔
質材のファン８の吸音率は、背面空気層０m/m において
２０００Hzまででは最大０．４となる。また、粒状素材
の充填率を６５，６０％と下げると、充填率の低下とと
もに吸音率も低下傾向となることを示している。

【００３５】

【発明の効果】以上、述べたように、本発明の送風機に
よれば請求項１に示す構成により、（１）送風機の作動
に伴い発生する空気流れによる風切騒音、空力音あるい
はモータ駆動音がファンを形成する多孔質材に吸音され
て低減できる。これに伴う、従来キャビネットに貼付し
ていた吸音材を不要にでき、又は薄くすることができ、
送風機をコンパクトに出来る。

【００３６】また、請求項２に示す構成により、（２）
ファンを形成する素材表面に多数の開口を形成でき、ま
た素材内部に開口に連結する均質な空隙を形成でき、よ
り一層の騒音の低減が出来る。

【００３７】また、請求項３に示す構成により、（３）
送風機の騒音で問題となる周波数域の騒音を、内部で効
果的に吸音できる大きさの空隙部を均質に形成でき、吸
音率をさらに高めることができ、騒音を一層効果的に低
減できる。さらに、多孔質材によるファンの形成が容易
になる利点もある。

【００３８】また、請求項４に示す構成により、（４）
ファンを形成する多孔質材中に、連続する空隙を多数形
成できるとともに、多孔質材表面の開口度を、吸音に効
果的な大きさのものに形成することができる。また、粒
状素材の相互間の接着を良好にでき、ファンの強度を適
正値に保持できる。

【００３９】また、請求項５に示す構成により、（５）
ファンを軽量、低価格に出来るとともに、比較的低温下
でファンを成形できる。また、ファン強度上も従来のも
のと同程度の強度のものにできる。

【００４０】また、本発明の送風機の製作法によれば請
求項６に示す工程の採用により、（６）粒状素材を充填
した型枠に、熱風加熱工程と、加圧成型工程を加えるこ
とにより、型枠の形状に規制されてファンの外形形状が
形成され、ファンを形成する粒状素材の相互間の表面が
接着し、外表面に開口を有し、内部に連続した隙間を有
する吸音に秀れ、騒音を効果的に低減できる送風機を製
作することができる。

【００４１】また、本発明の送風機を具える空気調和機
によれば、請求項７に示す構成により、（７）前記
（１）の効果を奏する空気調和機が得られる。また、空
気調和機に組み込まれる熱交換器内を流れる冷媒の流動
騒音も、ファンを形成する多孔質材に吸音されて、静粛
化できるとともに、空気調和機の重量増、コストアップ
が回避できる。さらに、ファン自体の形状・大きさを変
えずに、従来のファンに組み換えることができるため、
従来の空気調和機の構造、大きさを変える必要がない。
また、従来の空気調和機内に本発明の送風機を取り付け
る事により、従来の吸音材の吸音力に、さらに、ファン
１３の吸音力が加わって、従来の空気調和機の騒音を一
層低騒音化できる。さらに、本発明の送風機のファンを
使用することにより、キャビネットの内側に、従来貼付
けてある吸音材を少なくする事ができ、内貼りの吸音材
の厚みの減少量だけキャビネットのサイズを小さくで
き、コンパクト化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の送風機を具える空気調和機の一実施例
を示す図で、図１（Ａ）は空気調和機の一部を断面で示
す側面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のファンの斜視図、

【図２】図１（Ａ）のファンを焼結成形するプレス機を
示す図で、図２（Ａ）は全体を示す斜視図、図２（Ｂ）
は図２（Ａ）のＡ部詳細断面図、

【図３】図１（Ａ）のファンを構成するブレードの一部
破断面で示す部分斜視図、

【図４】ファンの焼結成形における充填率と温度条件に
よる結果を示す図、

【図５】粒状素材の充填率毎の吸音率と吸音周波数を示
す図で、図５（Ａ）は充填率６０％、図５（Ｂ）は充填
率６５％、図５（Ｃ）は充填率７０％による結果を示す
図、

【図６】従来の送風機を具える空気調和機を示す図で、
図６（Ａ）は空気調和機の一部を断面で示す側面図、図
６（Ｂ）は図６（Ａ）のファンの斜視図である。

【符号の説明】

１ 送風機 ２ モータ ３ 取付部 ４ （モータ）出力軸 ５ ハウジング ６ ブレード ７ シュラウド ８ ファン ９ 天井 １０ 天井壁 １２ 支持材 １３ キャビネット １４ （キャビネット）底板 １５ 熱交換器 １６ ドレンパン １７ 円環材 １８ フィルタ １９ 風路 ２０ フロントパネル ２１ べーン ２２ 室内 ２３ 吸込み口 ３０ 熱プレス機 ３５ 油圧開閉弁用レバー ３６ 下部圧縮盤 ３７ 油圧ポンプ用レバー ３９ 上部圧縮盤 ４０ 温度調節器 ６１ 開口 ６２ 隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 英之 愛知県西春日井郡西枇杷島町字旭町３丁目 １番地 三菱重工業株式会社エアコン製作 所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半径方向に植設された多数のブレードを
   具えるファンを軸心まわりに回動させ空気流れを発生さ
   せる送風機において、前記ファンが粒状素材よりなる多
   孔質材で形成されていることを特徴とする送風機。
2. 【請求項２】 前記粒状素材は球体、若しくは楕円体の
   外形状のものであることを特徴とする請求項１の送風
   機。
3. 【請求項３】 前記粒状素材は、直径、若しくは長径が
   １．４φないし２．０φである球体、若しくは楕円体の
   外形状のものであることを特徴とする請求項２の送風
   機。
4. 【請求項４】 前記ファン全体の体積に対する前記粒状
   素材の占める割合が６０％ないし８０％であることを特
   徴とする請求項１の送風機。
5. 【請求項５】 前記粒状素材がポリスチレン若しくはポ
   リエチレンであることを特徴とする請求項１の送風機。
6. 【請求項６】 粒状素材をファンの形状に形成された型
   枠に充填する工程と、型枠に充填された粒状素材を加熱
   する工程と、型枠に充填された粒状素材を加圧成型する
   工程とからなり、粒状素材を焼結成形して多孔質のファ
   ンに形成することを特徴とする送風機の製造方法。
7. 【請求項７】 半径方向に植設された多数のブレードを
   具えるファンの軸心まわりの回動により、調和を行う空
   気の流れを発生させる送風機を具える空気調和機におい
   て、前記ファンが粒状素材よりなる多孔質材で形成され
   ている送風機を設けたことを特徴とする送風機を具える
   空気調和機。