JPH086717B2 - オリフィスシュラウド - Google Patents
オリフィスシュラウドInfo
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- JPH086717B2 JPH086717B2 JP3348976A JP34897691A JPH086717B2 JP H086717 B2 JPH086717 B2 JP H086717B2 JP 3348976 A JP3348976 A JP 3348976A JP 34897691 A JP34897691 A JP 34897691A JP H086717 B2 JPH086717 B2 JP H086717B2
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- plane
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- ellipse
- fan
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/545—Ducts
- F04D29/547—Ducts having a special shape in order to influence fluid flow
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブレード付軸流ファン
用のシュラウドの設計及び構造に関し、特に、工業上、
（ヒートポンプを含む）分割空調システムとして知られ
ているシステムにおいて、圧縮機及び戸外熱交換器を収
容する外箱を介して空気を循環させるファン用のシュラ
ウドに関する。
用のシュラウドの設計及び構造に関し、特に、工業上、
（ヒートポンプを含む）分割空調システムとして知られ
ているシステムにおいて、圧縮機及び戸外熱交換器を収
容する外箱を介して空気を循環させるファン用のシュラ
ウドに関する。
【０００２】
【従来の技術】空調システムの全ての構成部品の設計及
び構造において、効率及び放出される騒音レベルの低減
が課題になっている。典型的な空調システムの多数の構
成部品によって生ずる全騒音の主要な要因は、空気流の
ノイズである。このような構成部品の１つは、外箱内及
び外箱内に収容される冷媒対空気熱交換器上で空気を移
動させるファンである。
び構造において、効率及び放出される騒音レベルの低減
が課題になっている。典型的な空調システムの多数の構
成部品によって生ずる全騒音の主要な要因は、空気流の
ノイズである。このような構成部品の１つは、外箱内及
び外箱内に収容される冷媒対空気熱交換器上で空気を移
動させるファンである。
【０００３】空調システムを適切に動作させるために
は、外側の冷媒対空気熱交換器を横切る空気の流量を最
小にすることが必要とされる。外箱内、即ち、熱交換器
上を流れる空気の全流量は、ファンによって吹き流され
る有効面積とファンを流れる空気の平均速度との関数で
ある。一般に、ファンによって放出される騒音レベル
は、ファンを流れる空気流の速度が増すにつれて増加す
る。
は、外側の冷媒対空気熱交換器を横切る空気の流量を最
小にすることが必要とされる。外箱内、即ち、熱交換器
上を流れる空気の全流量は、ファンによって吹き流され
る有効面積とファンを流れる空気の平均速度との関数で
ある。一般に、ファンによって放出される騒音レベル
は、ファンを流れる空気流の速度が増すにつれて増加す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】 従って、本発明は、空
気流量を最小に維持しつつ、従って、ファンから放出さ
れる騒音レベルを最小に維持しつつ、外箱内に必要な空
気流が通ることができるシュラウドを提供することを目
的とする。
気流量を最小に維持しつつ、従って、ファンから放出さ
れる騒音レベルを最小に維持しつつ、外箱内に必要な空
気流が通ることができるシュラウドを提供することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、設計者は、初めにファンの大きさを増大させるよう
にした。このような単純な解決策に対して、全体の寸法
及び外箱のコストを最小化するなどの他の設計上の考慮
を払い、ファンの効率を改善、従って、騒音を低減させ
るために、より一層精巧な寸法取りが必要となる。
め、設計者は、初めにファンの大きさを増大させるよう
にした。このような単純な解決策に対して、全体の寸法
及び外箱のコストを最小化するなどの他の設計上の考慮
を払い、ファンの効率を改善、従って、騒音を低減させ
るために、より一層精巧な寸法取りが必要となる。
【０００６】他の設計上の考慮は、設計者の課題を複雑
化する。ユニット全体の高さを最小にするために、外箱
のファン及びモータを、熱交換器のコイル状の冷媒管と
の間の環状空間の上部において引っ込めて配置させたも
のがある。設計者は、少なくとも幾らかの空気が熱交換
器の最上部の配管コイル上を流れて、熱交換器の有効な
熱伝達領域が維持されるように、ファン及びそれに組み
合わせるシュラウドを形成しなければならない。安全性
や審美性の点及び他の考慮から、ファンの吐出し口の上
方においてユニットの頂部にカバーグリルを取り付ける
必要がある。グリルからの空気流の騒音は、外箱から放
出される騒音全体に影響を与える。ファン自体から出る
騒音のように、このような騒音は、グリルにおける最大
空気速度を減少させることによって低減させることがで
きる。
化する。ユニット全体の高さを最小にするために、外箱
のファン及びモータを、熱交換器のコイル状の冷媒管と
の間の環状空間の上部において引っ込めて配置させたも
のがある。設計者は、少なくとも幾らかの空気が熱交換
器の最上部の配管コイル上を流れて、熱交換器の有効な
熱伝達領域が維持されるように、ファン及びそれに組み
合わせるシュラウドを形成しなければならない。安全性
や審美性の点及び他の考慮から、ファンの吐出し口の上
方においてユニットの頂部にカバーグリルを取り付ける
必要がある。グリルからの空気流の騒音は、外箱から放
出される騒音全体に影響を与える。ファン自体から出る
騒音のように、このような騒音は、グリルにおける最大
空気速度を減少させることによって低減させることがで
きる。
【０００７】本発明は、分離しない空気流を、外箱内の
最上部にある熱交換器の部分を含む外箱の全ての部品か
らファンに流入させ、ファンの吐出し口を通って外箱か
ら排出させるファンシュラウドに関するものである。
最上部にある熱交換器の部分を含む外箱の全ての部品か
らファンに流入させ、ファンの吐出し口を通って外箱か
ら排出させるファンシュラウドに関するものである。
【０００８】本発明の実施例では、ファンシュラウド
は、組み込まれたときにファンを取り 囲む略トロイダル
状の部材である。ファンシュラウドは、トロイダル部材
の生成軸を通る面によって切断した場合に、ファンシュ
ラウドの入口スロートの領域において略楕円であり、フ
ァンシュラウドの吐出し端に向かって一点に集まるよう
にテーパ状になっている。
は、組み込まれたときにファンを取り 囲む略トロイダル
状の部材である。ファンシュラウドは、トロイダル部材
の生成軸を通る面によって切断した場合に、ファンシュ
ラウドの入口スロートの領域において略楕円であり、フ
ァンシュラウドの吐出し端に向かって一点に集まるよう
にテーパ状になっている。
【０００９】ファンシュラウドは、適当な材料によって
製造できるが、例えば、ブロー成形プロセスによって、
プラスチック材料から作るのが特に適している。
製造できるが、例えば、ブロー成形プロセスによって、
プラスチック材料から作るのが特に適している。
【００１０】
【実施例】図１及び図２は、それぞれ奥まった所に配置
されたファンの回りに適合する２つの異なるタイプの従
来のオリフィスシュラウドを備えた分割空調システムの
外箱の上部を示している。図１及び図２はいずれも、図
示しない空調システムの圧縮機及び他のシステムの構成
部品を含むことができる中央の空洞を取り囲むように配
置したコイル状の管からなる冷媒対空気熱交換器１１を
囲む空気透過型ハウジング１５を備えた外箱を示してい
る。モータ取付台及びグリル装置１４に取り付けられた
ファンモータ１２は、ファン１３を駆動する。
されたファンの回りに適合する２つの異なるタイプの従
来のオリフィスシュラウドを備えた分割空調システムの
外箱の上部を示している。図１及び図２はいずれも、図
示しない空調システムの圧縮機及び他のシステムの構成
部品を含むことができる中央の空洞を取り囲むように配
置したコイル状の管からなる冷媒対空気熱交換器１１を
囲む空気透過型ハウジング１５を備えた外箱を示してい
る。モータ取付台及びグリル装置１４に取り付けられた
ファンモータ１２は、ファン１３を駆動する。
【００１１】図１は、奥まった所に配置されたうす刃タ
イプのシュラウド及びオリフィス装置１６Ａを示し、図
２は、奥まった所に配置された裾広タイプのシュラウド
及びオリフィス装置１６Ｂを示している。
イプのシュラウド及びオリフィス装置１６Ａを示し、図
２は、奥まった所に配置された裾広タイプのシュラウド
及びオリフィス装置１６Ｂを示している。
【００１２】図１及び図２の矢印によって示すように、
ファン１３は、外箱１０Ａまたは１０Ｂから空気透過型
ハウジング１５を通り、冷媒対空気熱交換器１１を横切
るように空気を引き寄せ、その空気をモータ取付台及び
グリル装置１４からユニット外部に排出する。シュラウ
ド及びオリフィス装置１６Ａまたは１６Ｂは、空気流を
ファン１３の入口の方向に向け、少なくとも幾らかの空
気流がファン１３の前縁よりも高い熱交換器１１の部分
の上に供給する。
ファン１３は、外箱１０Ａまたは１０Ｂから空気透過型
ハウジング１５を通り、冷媒対空気熱交換器１１を横切
るように空気を引き寄せ、その空気をモータ取付台及び
グリル装置１４からユニット外部に排出する。シュラウ
ド及びオリフィス装置１６Ａまたは１６Ｂは、空気流を
ファン１３の入口の方向に向け、少なくとも幾らかの空
気流がファン１３の前縁よりも高い熱交換器１１の部分
の上に供給する。
【００１３】図１の矢印も、シュラウド及びうす刃オリ
フィス装置１６Ａの入口及びその下流における分離され
た流れの領域を示している。この空気流の分離の効果
は、ファン１３からの空気の自由な流れを制限し、ファ
ンの有効な放出面積と効率を低減することである。従っ
て、この分離された流れの領域がある場合には、ファン
を通して所望の空気流量を得るために、軸方向の空気の
流速をより一層大きくしなければならず、必然的に、フ
ァン速度またはブレードピッチを大きくする必要があ
り、いずれの場合も、より大きな騒音レベルになる。シ
ュラウド及びオリフィス装置１６Ａは、箱内のその構
造、方向及び位置のために、ごみや水分を集め易く、そ
の箱を通る空気流を分裂させるとともに、他の好ましく
ない結果をもたらす。
フィス装置１６Ａの入口及びその下流における分離され
た流れの領域を示している。この空気流の分離の効果
は、ファン１３からの空気の自由な流れを制限し、ファ
ンの有効な放出面積と効率を低減することである。従っ
て、この分離された流れの領域がある場合には、ファン
を通して所望の空気流量を得るために、軸方向の空気の
流速をより一層大きくしなければならず、必然的に、フ
ァン速度またはブレードピッチを大きくする必要があ
り、いずれの場合も、より大きな騒音レベルになる。シ
ュラウド及びオリフィス装置１６Ａは、箱内のその構
造、方向及び位置のために、ごみや水分を集め易く、そ
の箱を通る空気流を分裂させるとともに、他の好ましく
ない結果をもたらす。
【００１４】図２の矢印は、従来の設計のシュラウド及
びオリフィス装置が、その装置を使用するファンの効率
を低減によって、どのようにしてより大きなノイズレベ
ルの原因となるかを示している。シュラウド及び裾広オ
リフィス１６Ｂの開口部では、冷媒対空気熱交換器１１
の最上部からファン１３に流れ込む空気が、オリフィス
に入る際にほぼ１８０°方向を変えることを必要とす
る。このような急激な方向変化は、ファンブレードの先
端部付近で流れを分離させる。この分離は、ブレード先
端部に大きな負荷を与え、先端部に漏れや渦流を生じ、
有効なブレードの直径の減少させ、いずれもファンの効
率を低減させる。
びオリフィス装置が、その装置を使用するファンの効率
を低減によって、どのようにしてより大きなノイズレベ
ルの原因となるかを示している。シュラウド及び裾広オ
リフィス１６Ｂの開口部では、冷媒対空気熱交換器１１
の最上部からファン１３に流れ込む空気が、オリフィス
に入る際にほぼ１８０°方向を変えることを必要とす
る。このような急激な方向変化は、ファンブレードの先
端部付近で流れを分離させる。この分離は、ブレード先
端部に大きな負荷を与え、先端部に漏れや渦流を生じ、
有効なブレードの直径の減少させ、いずれもファンの効
率を低減させる。
【００１５】図３は、オリフィスシュラウド２６に適合
する分割空調システムの外箱２０の上部を示している。
オリフィスシュラウドは本発明の一実施例に従って構成
され、奥まった所に配置したファン１３の回りに適合し
ている。外箱２０は、図示しない空調システムの圧縮機
又は他のシステムの構成部品を含むことができる中央の
空洞を取り囲むように配置したコイル状の配管から成る
冷媒対空気熱交換器２１を囲む空気透過型ハウジング２
５を有する。モータ取付台及びグリル装置２４に取り付
けられたファンモータ２２は、ファン２３を駆動する。
する分割空調システムの外箱２０の上部を示している。
オリフィスシュラウドは本発明の一実施例に従って構成
され、奥まった所に配置したファン１３の回りに適合し
ている。外箱２０は、図示しない空調システムの圧縮機
又は他のシステムの構成部品を含むことができる中央の
空洞を取り囲むように配置したコイル状の配管から成る
冷媒対空気熱交換器２１を囲む空気透過型ハウジング２
５を有する。モータ取付台及びグリル装置２４に取り付
けられたファンモータ２２は、ファン２３を駆動する。
【００１６】図４は、生成軸の回りに回転すると本発明
の実施例の原理を具体化するトロイドを生成する平面上
の閉曲線を示している。図４は、以下に詳細に説明する
オリフィスシュラウド２６の付加的な寸法及び特徴を示
している。
の実施例の原理を具体化するトロイドを生成する平面上
の閉曲線を示している。図４は、以下に詳細に説明する
オリフィスシュラウド２６の付加的な寸法及び特徴を示
している。
【００１７】図５は、本発明の実施例の正面断面図であ
る。図５は、オリフィスシュラウド２６、ファンモータ
２２及びファン２３を示し、以下に詳細に説明するオリ
フィスシュラウド２６の付加的な寸法及び特徴を示して
いる。図５の矢印は、オリフィスシュラウド２６を通る
空気流の方向を示し、オリフィスシュラウド２６の上流
すなわち入口端及び下流すなわち吐出し端を明らかにし
ている。分割空調システムの外箱内の通常の配置のた
め、オリフィスシュラウド２６の入口端はその下方端ま
たは同様なものということもでき、吐出し端はその上方
端ということもできる。図示されたオリフィスシュラウ
ド２６の方向は、他に特に重要な意味を持たない。
る。図５は、オリフィスシュラウド２６、ファンモータ
２２及びファン２３を示し、以下に詳細に説明するオリ
フィスシュラウド２６の付加的な寸法及び特徴を示して
いる。図５の矢印は、オリフィスシュラウド２６を通る
空気流の方向を示し、オリフィスシュラウド２６の上流
すなわち入口端及び下流すなわち吐出し端を明らかにし
ている。分割空調システムの外箱内の通常の配置のた
め、オリフィスシュラウド２６の入口端はその下方端ま
たは同様なものということもでき、吐出し端はその上方
端ということもできる。図示されたオリフィスシュラウ
ド２６の方向は、他に特に重要な意味を持たない。
【００１８】本発明の原理に従って構成されたオリフィ
スシュラウドは、そのシュラウドを作動させるファンの
回転軸と一致する同一平面上の生成軸の回りに、平面上
の曲線を回転させることによって生成する表面の形状の
壁構造として示すことができる。本発明の実施例では、
平面上の曲線は平面上の閉曲線であり、従って、その平
面上の閉曲線の回転によって生ずる表面はトロイドであ
る。トロイダルシュラウドを使用するファン及び箱の寸
法の幾つかは、その形状及び寸法を示している。その生
成軸に垂直な平面では、オリフィスシュラウドは略円形
すなわち環状である。
スシュラウドは、そのシュラウドを作動させるファンの
回転軸と一致する同一平面上の生成軸の回りに、平面上
の曲線を回転させることによって生成する表面の形状の
壁構造として示すことができる。本発明の実施例では、
平面上の曲線は平面上の閉曲線であり、従って、その平
面上の閉曲線の回転によって生ずる表面はトロイドであ
る。トロイダルシュラウドを使用するファン及び箱の寸
法の幾つかは、その形状及び寸法を示している。その生
成軸に垂直な平面では、オリフィスシュラウドは略円形
すなわち環状である。
【００１９】図４において、トロイダル部材を生ずる平
面上の閉曲線Ｃは、そのトロイダル部材の前縁及び入口
部分を生ずる曲線の部分すなわち曲線の線分Ｓｉにおい
て略惰円である。この惰円は長軸ＡＭ及び短軸Ａｍを有
する。長軸ＡＭ は生成軸Ａｇに平行である。点ｍは、楕
円とその楕円の回転軸側の短軸との交点であり、また、
回転するとトロイダル部材のスロートすなわち最小直径
部分を画定する曲線上の点である。点Ｅは、回転すると
トロイダル部材の吐出し端を画定する曲線上の点であ
る。また、Ｈ ｏ は、前縁から吐出し端まで軸方向の距離
である。
面上の閉曲線Ｃは、そのトロイダル部材の前縁及び入口
部分を生ずる曲線の部分すなわち曲線の線分Ｓｉにおい
て略惰円である。この惰円は長軸ＡＭ及び短軸Ａｍを有
する。長軸ＡＭ は生成軸Ａｇに平行である。点ｍは、楕
円とその楕円の回転軸側の短軸との交点であり、また、
回転するとトロイダル部材のスロートすなわち最小直径
部分を画定する曲線上の点である。点Ｅは、回転すると
トロイダル部材の吐出し端を画定する曲線上の点であ
る。また、Ｈ ｏ は、前縁から吐出し端まで軸方向の距離
である。
【００２０】図５に示すように、トロイダル部材は、ス
ロート直径Ｄｔ及び吐出し端の直径Ｄｏを有する。オリ
フィスシュラウド２６とともに動作するように設計され
たファンは、回転軸Ａｒ及び最大ブレードすなわち掃出
し直径Ｄｆを有する。ファンの回転軸Ａｒは、図４に示
す平面上の閉曲線Ｃの生成軸Ａｇと一致している。Ｈ ｆ
は、ファンの回転軸Ａｒから掃出し直径Ｄｆの０．４倍
の所にあるブレード上の点で測定したファンブレードの
前縁から後縁までの軸方向の深さである。
ロート直径Ｄｔ及び吐出し端の直径Ｄｏを有する。オリ
フィスシュラウド２６とともに動作するように設計され
たファンは、回転軸Ａｒ及び最大ブレードすなわち掃出
し直径Ｄｆを有する。ファンの回転軸Ａｒは、図４に示
す平面上の閉曲線Ｃの生成軸Ａｇと一致している。Ｈ ｆ
は、ファンの回転軸Ａｒから掃出し直径Ｄｆの０．４倍
の所にあるブレード上の点で測定したファンブレードの
前縁から後縁までの軸方向の深さである。
【００２１】本発明によるオリフィスシュラウドの実施
例では、惰円の短軸は、ファンの掃出し直径の０．０８
から０．１５倍の範囲内にある。
例では、惰円の短軸は、ファンの掃出し直径の０．０８
から０．１５倍の範囲内にある。
【００２２】すなわち、Ａｍ＝（０．０８から０．１
５）Ｄｆ である。 また、惰円の縦横比（短軸に対する長
軸の比）は、１．５から３．５倍の範囲内にある。
５）Ｄｆ である。 また、惰円の縦横比（短軸に対する長
軸の比）は、１．５から３．５倍の範囲内にある。
【００２３】すなわち、ＡＭ＝（１．５から３．５）Ａ
ｍ である。 また、オリフィスシュラウドの軸方向の深さ
は、惰円の半長軸と、ファンの軸方向の深さの０．５か
ら２．５倍との和である。
ｍ である。 また、オリフィスシュラウドの軸方向の深さ
は、惰円の半長軸と、ファンの軸方向の深さの０．５か
ら２．５倍との和である。
【００２４】すなわち、Ｈｏ＝ＡＭ／２＋（０．５から
２．５）Ｈｆ である。
２．５）Ｈｆ である。
【００２５】最適な性能を得るためには、ファンブレー
ドの先端部とオリフィスシュラウドとの間のクリアラン
スを、最小すなわち理論的に０にすべきである。しか
し、実際には、全てのブレードの長さが同一のファンと
完全に丸いシュラウドオリフィスを製作し、ファンを釣
り合わせ、そのファンをオリフィスシュラウドの中心に
配置することは困難であるため、ほぼ０に近いクリアラ
ンスを有するファン及びシュラウド装置を製作し、輸送
し、組み込み、動作させることはほとんど不可能であ
る。従って、ファンブレードの先端部とシュラウドオリ
フィスとの間に多少のクリアランスを許容しなければな
らない。本発明のオリフィスシュラウドは、ブレードの
先端部のクリアランスＣ ｆ がファンの掃出し直径の約
０．００５から０．０１５倍であるときに最適な結果を
与えることが見出された。
ドの先端部とオリフィスシュラウドとの間のクリアラン
スを、最小すなわち理論的に０にすべきである。しか
し、実際には、全てのブレードの長さが同一のファンと
完全に丸いシュラウドオリフィスを製作し、ファンを釣
り合わせ、そのファンをオリフィスシュラウドの中心に
配置することは困難であるため、ほぼ０に近いクリアラ
ンスを有するファン及びシュラウド装置を製作し、輸送
し、組み込み、動作させることはほとんど不可能であ
る。従って、ファンブレードの先端部とシュラウドオリ
フィスとの間に多少のクリアランスを許容しなければな
らない。本発明のオリフィスシュラウドは、ブレードの
先端部のクリアランスＣ ｆ がファンの掃出し直径の約
０．００５から０．０１５倍であるときに最適な結果を
与えることが見出された。
【００２６】すなわち、Ｃｆ＝（Ｄｔ−Ｄｆ）／２＝
（０．００５から０．０１５）Ｄｆ である。従って、オ
リフィスシュラウドのスロート直径は、ファンの掃出し
直径の１．１０から１．０３０倍に設定すべきである。
（０．００５から０．０１５）Ｄｆ である。従って、オ
リフィスシュラウドのスロート直径は、ファンの掃出し
直径の１．１０から１．０３０倍に設定すべきである。
【００２７】すなわち、Ｄｔ＝（１．０１０から１．０
３０）Ｄｆ である。
３０）Ｄｆ である。
【００２８】オリフィスシュラウドの吐出し端の直径Ｄ
ｏは、外箱、吐出しグリル及び他の設計事項の寸法及び
形状によって決定される。Ｄｏは、他の寸法及び考慮が
許されるものと同程度の大きさにすべきである。
ｏは、外箱、吐出しグリル及び他の設計事項の寸法及び
形状によって決定される。Ｄｏは、他の寸法及び考慮が
許されるものと同程度の大きさにすべきである。
【００２９】上述の範囲内のパラメータ、即ち、Ａｍ＝
０．１Ｄｆ，ＡＭ／Ａｍ＝２．５，Ｈｏ＝ＡＭ／２＋
１．８Ｈｆ及びＤｔ＝１．０２Ｄｆ の物理的特性を持つ
ように構成されたシュラウドを有するファンを試験した
ところ、典型的な従来のシュラウドから生ずる騒音レベ
ルと比べて、７ｄＢａの騒音レベルの低減を示す結果が
得られた。
０．１Ｄｆ，ＡＭ／Ａｍ＝２．５，Ｈｏ＝ＡＭ／２＋
１．８Ｈｆ及びＤｔ＝１．０２Ｄｆ の物理的特性を持つ
ように構成されたシュラウドを有するファンを試験した
ところ、典型的な従来のシュラウドから生ずる騒音レベ
ルと比べて、７ｄＢａの騒音レベルの低減を示す結果が
得られた。
【００３０】断面が楕円の入口端の下流にある内壁及び
外壁の形状は、オリフィスシュラウドの性能に重要なも
のではない。スロートの下流に内壁があることさえも必
要でない。しかし、そのような形状は、図１に示し上述
した従来のシュラウドの如く、ごみや水分の収集など、
従来と同じ不利益の幾つかを受ける。図４に示された平
面上の閉曲線Ｃは、生成軸Ａｇ回りに回転させると、所
望の空気流特性を有し、さらに審美的にも優れているト
ロイダル形状のシュラウドとなる。
外壁の形状は、オリフィスシュラウドの性能に重要なも
のではない。スロートの下流に内壁があることさえも必
要でない。しかし、そのような形状は、図１に示し上述
した従来のシュラウドの如く、ごみや水分の収集など、
従来と同じ不利益の幾つかを受ける。図４に示された平
面上の閉曲線Ｃは、生成軸Ａｇ回りに回転させると、所
望の空気流特性を有し、さらに審美的にも優れているト
ロイダル形状のシュラウドとなる。
【００３１】曲線線分Ｓｅは、回転させると、トロイダ
ルシュラウドの外壁を形成する。外壁の形状は、シュラ
ウドの空気流性能について特に重要なものではない。実
施例では、Ｓｅは、点Ｅで示される吐出し端から延び、
楕円の生成軸から離れた側において楕円に接する直線で
ある。曲線線分Ｓｄは、回転させると、トロイダルシュ
ラウドの内壁を形成する。内壁の正確な形状は、シュラ
ウドの空気流性能について重要ではない。実施例では、
Ｓｄは、半径Ｒと、楕円の短軸Ａ ｍ の生成軸Ａｇから離
れる方向の延長線上にある中心ｃとを有し、点Ｅと点ｍ
を接続する円弧である。点ｍは、楕円と、その楕円の生
成軸Ａｇ 側の短軸Ａｍ との交点である。図示しない内壁
の他の満足すべき形状は、点Ｅから延び、楕円の生成軸
Ａｇ 側で楕円に接する直線を回転させることによって生
成される面である。
ルシュラウドの外壁を形成する。外壁の形状は、シュラ
ウドの空気流性能について特に重要なものではない。実
施例では、Ｓｅは、点Ｅで示される吐出し端から延び、
楕円の生成軸から離れた側において楕円に接する直線で
ある。曲線線分Ｓｄは、回転させると、トロイダルシュ
ラウドの内壁を形成する。内壁の正確な形状は、シュラ
ウドの空気流性能について重要ではない。実施例では、
Ｓｄは、半径Ｒと、楕円の短軸Ａ ｍ の生成軸Ａｇから離
れる方向の延長線上にある中心ｃとを有し、点Ｅと点ｍ
を接続する円弧である。点ｍは、楕円と、その楕円の生
成軸Ａｇ 側の短軸Ａｍ との交点である。図示しない内壁
の他の満足すべき形状は、点Ｅから延び、楕円の生成軸
Ａｇ 側で楕円に接する直線を回転させることによって生
成される面である。
【００３２】上述したように、軸の回りに線を回転させ
ることによって生成される面により全てのオリフィス壁
を描くのは、主として説明を簡単にするためである。オ
リフィス壁のスロート及び前縁を含む入口部は、オリフ
ィスとともに使用するファンの回りで密接に適合させる
ために、必然的に円形でなければならないが、壁の吐出
し部及び後縁は円形である必要はない。オリフィスシュ
ラウドを円形ではない外箱に合わせることが望ましい場
合にさらに適切であるが、後縁が円形でなく別の形状、
例えば、略四角形すなわち略矩形である形状も同様に満
足なものである。いずれの場合でも、後縁によって囲ま
れる面積は、他の設計事項とできるだけ一致する大きさ
にすべきである。オリフィス壁の吐出し部は、スロート
から後縁まで滑らかに変化すべきであり、オリフィスの
吐出し領域においてファンの回転軸に垂直に切断した断
面積が、オリフィスのスロートの断面積よりも小さくな
らないようにすべきである。また、オリフィスの前縁を
含む面と後縁を含む面が平行からずれていてもオリフィ
スの性能に不利な影響を与えないので、これらの面が平
行である必要はない。
ることによって生成される面により全てのオリフィス壁
を描くのは、主として説明を簡単にするためである。オ
リフィス壁のスロート及び前縁を含む入口部は、オリフ
ィスとともに使用するファンの回りで密接に適合させる
ために、必然的に円形でなければならないが、壁の吐出
し部及び後縁は円形である必要はない。オリフィスシュ
ラウドを円形ではない外箱に合わせることが望ましい場
合にさらに適切であるが、後縁が円形でなく別の形状、
例えば、略四角形すなわち略矩形である形状も同様に満
足なものである。いずれの場合でも、後縁によって囲ま
れる面積は、他の設計事項とできるだけ一致する大きさ
にすべきである。オリフィス壁の吐出し部は、スロート
から後縁まで滑らかに変化すべきであり、オリフィスの
吐出し領域においてファンの回転軸に垂直に切断した断
面積が、オリフィスのスロートの断面積よりも小さくな
らないようにすべきである。また、オリフィスの前縁を
含む面と後縁を含む面が平行からずれていてもオリフィ
スの性能に不利な影響を与えないので、これらの面が平
行である必要はない。
【００３３】本発明のシュラウドは、適当な方法によっ
て適当な材料から製造できる。このような材料の一つと
してポリエチレンのようなプラスチックがある。プラス
チッ クのトロイダルシュラウドを製造する適当な方法と
しては、ブロー成形がある。ブロー成形されたトロイダ
ルシュラウドは中空であり、従って、重量が軽く、必要
な材料も少量であり、同一の材料から製造される中実シ
ュラウドよりもコスト的に安く、しかも同一の空気流性
能を有する。
て適当な材料から製造できる。このような材料の一つと
してポリエチレンのようなプラスチックがある。プラス
チッ クのトロイダルシュラウドを製造する適当な方法と
しては、ブロー成形がある。ブロー成形されたトロイダ
ルシュラウドは中空であり、従って、重量が軽く、必要
な材料も少量であり、同一の材料から製造される中実シ
ュラウドよりもコスト的に安く、しかも同一の空気流性
能を有する。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、空気流量を最小に維持
しつつ、従って、ファンから放出される騒音レベルを最
小に維持しつつ、外箱内に必要な空気流が通ることがで
きるシュラウドを提供することができる。
しつつ、従って、ファンから放出される騒音レベルを最
小に維持しつつ、外箱内に必要な空気流が通ることがで
きるシュラウドを提供することができる。
【図１】奥まった所に配置されたうす刃ファンオリフィ
スを有する従来のファンシュラウドを使用する分割空調
システムの外箱の上部の正面断面図。
スを有する従来のファンシュラウドを使用する分割空調
システムの外箱の上部の正面断面図。
【図２】裾広ファンオリフィスを有する従来のファンシ
ュラウドを使用する分割空調システムの外箱の上部の正
面断面図。
ュラウドを使用する分割空調システムの外箱の上部の正
面断面図。
【図３】本発明の一実施例のファンシュラウドを使用す
る分割空調システム又はヒートポンプ装置の外箱の上部
の正面断面図。
る分割空調システム又はヒートポンプ装置の外箱の上部
の正面断面図。
【図４】生成軸の回りに回転させると本発明の原理を使
用してトロイドを生成する平面上の閉曲線を示す図。
用してトロイドを生成する平面上の閉曲線を示す図。
【図５】ブレード付軸流ファンの回りに組み込まれた本
発明のファンシュラウドの正面断面図。
発明のファンシュラウドの正面断面図。
１０Ａ，１０Ｂ 外箱 １１ 熱交換器 １２ ファンモータ １３ ファン １４ グリル装置 １６Ａ，１６Ｂ オリフィス装置
Claims (3)
- 【請求項１】 回転軸を有する軸流ファン用のオリフィ
スシュラウドにおいて、 スロートと、前縁を有する入口部と、外側部と、前記ス
ロートの軸流下流にある後縁とを有する壁構造からな
り、 前記壁構造が、前記回転軸と一致する同一平面上の生成
軸の回りに平面上の曲線を回転することによって生成さ
れる面のような形状であり、 前記平面上の曲線が、 短軸と前記回転軸と平行な長軸とを有し、前記生成軸の
回りに回転したときに前記入口部を生成する楕円の線分
と、 前記楕円と前記楕円の前記生成軸側の前記短軸との交点
にあり、前記生成軸の回りに回転したときに前記スロー
トを生成する端部を画定する第１の点と、 前記生成軸の回りに回転したときに前記後縁を生成する
端部を画定する第２の点と、 前記楕円の前記生成軸から離れた側の部分と、前記第２
の点とを接続し、前記生成軸の回りに回転したときに前
記外側部を生成する外側の線分とを有することを特徴と
する、オリフィスシュラウド。 - 【請求項２】 回転軸を有する軸流ファン用のオリフィ
スシュラウドにおいて、 スロートと、入口部と、前記スロートの軸流下流にある
後縁と、外側部とを有する壁構造からなり、 前記壁構造の前記スロート及び入口部が、前記回転軸と
一致する同一平面上の生成軸の回りに平面上の曲線を回
転することによって生成される面のような形状であり、 前記平面上の曲線が、 短軸と前記回転軸と平行な長軸とを有し、前記生成軸の
回りに回転したときに前記入口部を生成する楕円の線分
と、 前記楕円と前記楕円の前記生成軸側の前記短軸との交点
にあり、前記生成軸の回りに回転したときに前記スロー
トを生成する端部を画定する第１の点と、 前記生成軸から離れた側に配置し、前記生成軸の回りに
回転したときに前記入口部から前記外側部まで移行する
領域を生成する線分を画定する第２の点の領域とを有
し、 前記後縁が、平面上の閉曲線上の２つの点を接続し且つ
前記生成軸を通過する全ての直線の長さが前記スロート
の直径以上である形状の平面上の閉曲線であり、前記外
側部が、前記移行する領域を前記後縁に接続する単一の
連続面であることを特徴とする、オリフィスシュラウ
ド。 - 【請求項３】 回転軸から半径方向に延びる複数のブレ
ードを有するとともに、各々のブレードがブレード前縁
部とブレード後縁部と先端部を有し、 前記複数のブレードのうちの１つのブレード上の前記回
転軸から最も遠い点が前記回転軸の回りに回転するとき
に描かれる円の直径である掃出し直径と、 前記回転軸から前記掃出し直径の０．０４倍の所にある
前記ブレード前縁部上の点を通過する前記ファンの回転
軸に垂直な第１の面と、前記回転軸から前記掃し直径の
０．４倍の所にある前記ブレード後縁部上の点を通過す
る前記ファンの回転軸に垂直な第２の面との間の垂直距
離であるブレードの軸方向深さとを有する、軸流形のフ
ァンと、 スロートと、 前縁を有する入口部と、前記スロートの軸流下流にある
後縁と、外側部と、前縁から後縁までの軸方向の間隔を
有する壁構造とを有し、 前記スロート及び入口部分が、前記回転軸と一致する同
一平面上の生成軸の回りに平面上の曲線を回転すること
によって生成される面のような形状であり、 前記平面上の曲線が、 前記掃出し直径の０．０８から０．１５倍の間にある短
軸と、前記回転軸と平行且つ前記短軸の１．５から３．
５倍の間の長軸であって、前記生成軸の回りに回転する
と前記入口部を生成する長軸とを有する楕円の線分と、 前記楕円と前記楕円の前記生成軸側の短軸との交点にあ
り、前記生成軸の回りに回転すると前記スロートを生成
する端部を画定する第１の点と、 前記楕円の前記生成軸から離れた側に配置し、前記入口
部から前記外側部までの移行部を生ずる線分を画定する
第２の点の領域とを有し、 前記後縁が、前記平面上の閉曲線上の２つの点を接続し
且つ前記生成軸を貫通する全ての直線の長さが前記スロ
ートの直径以上となるような形状の平面上の閉曲線であ
り、 前記記外側部が、前記移行部を前記平面上の閉曲線に接
続する単一の連続的な面であり、 前記壁構造の軸方向の間隔が、前記楕円の長軸の０．５
倍と、前記ブレードの軸方向の深さの０．５倍から２．
５倍までを加えたものに等しいことを特徴とする、ファ
ン及びオリフィスシュラウド装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US627,674 | 1990-12-14 | ||
| US07/627,674 US5248224A (en) | 1990-12-14 | 1990-12-14 | Orificed shroud for axial flow fan |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04276199A JPH04276199A (ja) | 1992-10-01 |
| JPH086717B2 true JPH086717B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=24515627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3348976A Expired - Lifetime JPH086717B2 (ja) | 1990-12-14 | 1991-12-06 | オリフィスシュラウド |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5248224A (ja) |
| EP (1) | EP0490308B1 (ja) |
| JP (1) | JPH086717B2 (ja) |
| KR (1) | KR950009063B1 (ja) |
| AR (1) | AR247005A1 (ja) |
| AU (1) | AU650308B2 (ja) |
| BR (1) | BR9105385A (ja) |
| DE (1) | DE69105703T2 (ja) |
| ES (1) | ES2064864T3 (ja) |
| MX (1) | MX9102560A (ja) |
| MY (1) | MY107006A (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2683598B1 (fr) * | 1991-11-07 | 1994-03-04 | Ecia | Virole annulaire profilee pour helice de ventilateur et son application aux motoventilateurs d'automobile. |
| US5478201A (en) * | 1994-06-13 | 1995-12-26 | Carrier Corporation | Centrifugal fan inlet orifice and impeller assembly |
| US5655874A (en) * | 1996-06-06 | 1997-08-12 | Carrier Corporation | Elliptical vortex wall for transverse fans |
| US6194798B1 (en) * | 1998-10-14 | 2001-02-27 | Air Concepts, Inc. | Fan with magnetic blades |
| KR100355827B1 (ko) * | 2000-08-17 | 2002-11-07 | 엘지전자 주식회사 | 창문형 에어컨의 터보팬 |
| US6692231B1 (en) * | 2001-02-28 | 2004-02-17 | General Shelters Of Texas S.B., Ltd. | Molded fan having repositionable blades |
| US7201563B2 (en) * | 2004-09-27 | 2007-04-10 | Studebaker Enterprises, Inc. | Louvered fan grille for a shrouded floor drying fan |
| DE102005030426A1 (de) * | 2005-06-30 | 2007-01-04 | Mtu Aero Engines Gmbh | Rotorspalt Steuervorrichtung für einen Verdichter |
| JP2008267176A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Sony Corp | 軸流ファン装置、ハウジング及び電子機器 |
| KR101466337B1 (ko) | 2008-07-04 | 2014-11-28 | 삼성전자 주식회사 | 세탁기 |
| FR2945334B1 (fr) * | 2009-05-11 | 2015-11-13 | France Air | Caisson de ventilation et installation d'acheminement d'air |
| CN101943183B (zh) * | 2010-09-14 | 2012-05-23 | 张家港市东丰特种风机有限公司 | 轴流式热风循环风机旋转锥形导风筒装置 |
| US20130125579A1 (en) * | 2010-09-14 | 2013-05-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Air-sending device of outdoor unit, outdoor unit, and refrigeration cycle apparatus |
| IN2014CN03317A (ja) * | 2011-11-10 | 2015-07-03 | Mitsubishi Electric Corp | |
| DE102011087831A1 (de) * | 2011-12-06 | 2013-06-06 | Robert Bosch Gmbh | Gebläseanordnung |
| CN104024746B (zh) * | 2011-12-19 | 2017-02-22 | 三菱电机株式会社 | 室外机以及具备该室外机的冷冻循环装置 |
| US9885368B2 (en) | 2012-05-24 | 2018-02-06 | Carrier Corporation | Stall margin enhancement of axial fan with rotating shroud |
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| US9618010B2 (en) * | 2013-04-22 | 2017-04-11 | Lennox Industries Inc. | Fan systems |
| KR20150075934A (ko) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 엘지전자 주식회사 | 송풍장치 및 이를 적용한 공기조화기의 실외기. |
| DE102014111767A1 (de) * | 2014-08-18 | 2016-02-18 | Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg | Axialventilator |
| US10197294B2 (en) | 2016-01-15 | 2019-02-05 | Johnson Controls Technology Company | Foam substructure for a heat exchanger |
| WO2017130273A1 (ja) * | 2016-01-25 | 2017-08-03 | 三菱電機株式会社 | 室外機およびそれを備えた空気調和機 |
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| US1752427A (en) * | 1923-06-09 | 1930-04-01 | Elisha N Fales | Device for improving the aerodynamic efficiency of an exhauster fan |
| US2123657A (en) * | 1937-07-23 | 1938-07-12 | Max M Munk | Thrust-relieved propeller |
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| GB897065A (en) * | 1957-12-18 | 1962-05-23 | Gen Electric | Improvements in and relating to axial flow compressors |
| BE747870A (fr) * | 1969-03-27 | 1970-09-24 | Aerospatiale | Perfectionnements apportes aux carenages pour helices ou ventilateurs |
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| JPS6218720U (ja) * | 1985-07-15 | 1987-02-04 | ||
| JPS63124900A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-28 | Yasuaki Kohama | 軸流送風機 |
| US4927328A (en) * | 1989-03-02 | 1990-05-22 | Scoates William D | Shroud assembly for axial flow fans |
-
1990
- 1990-12-14 US US07/627,674 patent/US5248224A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-11-22 MY MYPI91002158A patent/MY107006A/en unknown
- 1991-12-06 JP JP3348976A patent/JPH086717B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-09 EP EP91121036A patent/EP0490308B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-09 DE DE69105703T patent/DE69105703T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-09 ES ES91121036T patent/ES2064864T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-12 AR AR91321379A patent/AR247005A1/es active
- 1991-12-12 BR BR919105385A patent/BR9105385A/pt not_active IP Right Cessation
- 1991-12-13 MX MX9102560A patent/MX9102560A/es not_active IP Right Cessation
- 1991-12-13 AU AU89765/91A patent/AU650308B2/en not_active Ceased
- 1991-12-13 KR KR1019910022902A patent/KR950009063B1/ko not_active IP Right Cessation
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