KR101343213B1

KR101343213B1 - 팬

Info

Publication number: KR101343213B1
Application number: KR1020110081906A
Authority: KR
Inventors: 요시히사 가가와; 오사무 세키구치
Original assignee: 니혼 덴산 서보 가부시키가이샤
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2013-12-18
Also published as: CN102374192A; CN102374192B; US20120045323A1

Abstract

본 발명은, 중심축을 중심으로 회전하는 주판 상에 둘레 방향으로 간격을 두고 고정된 복수의 날개를 가지는 임펠러와, 이 임펠러에 대해서 공기 흡입측에 배치되어 내경이 임펠러 측을 향해 작아지는 부분을 가지는 공기 흡입구를 형성하는 벨 마우스를 구비하고, 각 날개에, 벨 마우스측으로 돌출하여 공기 흡입구의 내측으로 들어가는 돌출부가 형성되어 있는 원심식 팬을 제공한다. 또, 중심축을 중심으로 회전하는 허브와, 이 허브의 외주면에 둘레 방향으로 간격을 두고 고정되어 허브와 함께 중심축을 중심으로 회전하는 것으로써, 중심축 방향의 흡입측으로부터 공기를 흡입하여 중심축 방향의 토출측에 토출하는 복수의 프로펠러 날개를 구비하고, 복수의 프로펠러 날개를 그 외주부에서 링 부재에 의해 서로 연결하고, 프로펠러 날개에 대해서 흡입측에, 공기를 프로펠러 날개에 유도하기 위하여, 토출측을 향해 내경이 작아지는 부분을 가지는 벨 마우스를 마련한 축류식 팬을 제공한다.

Description

팬{FAN}

본 발명은 냉장고의 냉각용 공기 통로와 같이 협소 공간에 이용하기에 매우 적합한 팬에 관한 것이다.

가정용 냉장고는 냉각기에서 냉각된 공기를 저장실(냉동실이나 냉장실)에 보내어, 저장실 내를 냉각하는 구성으로 되어 있다. 이 경우, 예를 들면, 아래의 특허문헌에서 볼 수 있듯이, 냉각기에 통하는 덕트 내에 팬을 배치하여, 저장고 내에 공기를 순환시키도록 구성되지만, 저장실을 가능한 한 넓게 하기 위하여 덕트는 좁게 설정되고, 이 덕트의 협소 공간에 팬을 배치해야 한다.

이러한 종류의 팬으로는, 통상적으로 원심식(遠心式) 팬이나 축류식(軸流式) 팬이 이용된다. 원심식 팬은, 중심축을 중심으로 회전하는 원형의 주판(主板)상에 둘레 방향으로 간격을 두고 고정된 날개를 가지는 임펠러(impeller)와, 이 임펠러에 대해서 공기 흡입측에 배치되어 공기 흡입구를 형성하는 벨 마우스(bell mouse)를 구비하여 구성되어 있다. 또, 축류식 팬은, 중심축을 중심으로 회전하는 허브와, 상기 허브의 외주면에 둘레 방향으로 간격을 두고 고정되고, 허브와 함께 중심축을 중심으로 회전하는 것으로써, 중심축 방향의 일측으로부터 공기를 흡입하여 중심축 방향의 타측에 토출하는 복수의 프로펠러와, 상기 프로펠러의 외주측을 감싸는 원통 내주면을 가지는 하우징을 구비하여 이루어진다.

원심식 팬의 경우, 사용 장소에 따라서는, 벨 마우스(특히 공기 흡입구의 날개에 가장 가까운 부분)와 날개와의 간격(선단틈새)을 넓게 하려는 요구가 있다. 예를 들면, 선단 틈새가 좁은 원심식 팬을 냉장고에 이용하는 경우에는, 날개가 동결에 의해 벨 마우스에 고착할 가능성이 있기때문에, 이를 피하기 위해서이다. 또, 축류식 팬의 경우, 프로펠러 날개의 외주단과 하우징의 내주면과의 간격(선단 틈새)이 작으면, 프로펠러 날개가 동결에 의해 하우징의 내주면에 고착하여, 저장실 내에 냉기를 보낼 수 없게 될 우려가 있기 때문에, 이 선단 틈새를 넓게 하려는 요구가 있다.

그러나, 원심식 팬의 경우, 선단 틈새를 넓게 하면, 공기 흡입구의 내측으로부터 임펠러에 걸쳐 큰 공간이 존재하기 때문에, 이 공간은 공기의 흐름으로서 불안정한 부압(負壓)공간이 되고, 이러한 공간의 용적이 증대하는 결과, 원심식 팬의 작동시(임펠러 회전시)의 소음이 증대한다는 문제를 일으킨다. 또, 축류식 팬의 경우, 선단 틈새를 넓게 하면, 프로펠러 날개의 외주단과 하우징의 내주면과의 사이의 틈새 공간에서, 공기가 토출측에서 흡입측으로 역류하기 쉬워진다. 또, 프로펠러 날개의 외주단으로부터 지름 방향 외측(틈새 공간)에 공기가 새기 쉬워진다. 이 때문에, 축류식 팬의 토출측의 정압(static pressure)(P)과 유량(Q)과의 특성이 악화되는 것과 동시에, 소음이 증대해 버리는 문제가 있다.

미국 특허 제7,331,193호

본 발명의 제1의 목적은, 협소 공간에 설치하는 팬으로서 원심식 팬을 사용하는 경우에는, 벨 마우스와 날개와의 간격인 선단 틈새를 넓게 해도, 원심식 팬의 소음 성능의 악화를 억제할 수 있는 구성을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제2의 목적은, 협소 공간에 설치하는 팬으로서 축류식 팬을 사용하는 경우에는, 축류식 팬의 PQ 특성이나 소음 등에 대한 성능의 악화를 최소한으로 억제할 수 있는 구성을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의한 원심식 팬은, 중심축을 중심으로 회전하는 주판 상에 둘레 방향으로 간격을 두고 고정된 날개를 가지는 임펠러와, 임펠러에 대해서 공기 흡입측에 배치되어 내경이 상기 임펠러 측을 향해 작아지는 부분을 가지는 공기 흡입구를 형성하는 벨 마우스를 구비하고, 각 날개에, 벨 마우스측으로 돌출하여 공기 흡입구의 내측으로 들어가는 돌출부가 형성되어 있는 구성으로 한다.

이 구성의 원심식 팬에 의하면, 날개의 돌출부가 벨 마우스의 공기 흡입구의 내측으로 들어가서, 그 내측 부분에서 흡입이 촉진되므로, 벨 마우스와 날개와의 사이의 선단 틈새를 어느 정도 넓게 해도, 공기 흡입구의 내측 부분에서 공기의 흐름이 안정되게 된다. 이 결과, 공기의 흐름으로서 불안정한 부압 공간의 용적이 작아진다. 따라서, 선단 틈새를 넓게 해도, 원심식 팬의 작동시의 소음 증대를 억제할 수 있다.

또, 본 발명에 의한 축류식 팬은, 중심축을 중심으로 회전하는 허브와, 허브의 외주면에 둘레 방향으로 간격을 두고 고정되어 허브와 함께 중심축을 중심으로 회전하는 것으로써, 중심축 방향의 일측인 흡입측으로부터 공기를 흡입하여 중심축 방향의 타측인 토출측에 토출하는 복수의 프로펠러 날개를 구비하고, 복수의 프로펠러 날개는, 그 외주부에서 링 부재에 의해 서로 연결되고, 프로펠러 날개에 대해서 흡입측에, 프로펠러 날개에 의해 흡입되는 공기를 프로펠러 날개로 유도하기 위한, 토출측을 향해 내경이 작아지는 부분을 가지는 벨 마우스가 설치되어 있는 구성으로 한다.

상기의 구성에 의해, 축류식 팬의 흡입측의 근방에 벽이 존재해도, 흡입측의 벨 마우스에 의해, 그 내측을 통하여 흡입되는 공기가 자연스럽게 중심축(팬축) 방향으로 흐르게 되면서 프로펠러 날개로 유도되어, 프로펠러 날개에 있어서 영각(迎角, angle of attack) 증가에 의한 공기 흐름의 분리를 경감할 수 있다. 게다가, 링 부재가, 벨 마우스와 함께, 흡입되는 공기 흐름의 가이드의 역할을 수행하고, 링 부재의 내측을 흐르는 공기가 중심축 방향으로 흐르게 된다. 또, 프로펠러 날개의 외주측을 통 형상의 하우징으로 감싸는 경우에, 프로펠러 날개의 외주단과 하우징의 내주면과의 간격을 크게 해도, 벨 마우스의 주위에 설치되어 벨 마우스를 지지하는 부재 등이, 프로펠러 날개의 외주단과 하우징의 내주면과의 사이의 틈새 공간의 흡입측을 덮는 역할을 수행하므로, 그 틈새 공간을 지나 공기가 토출측에서 흡입측으로 역류하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 링 부재에 의해, 링 부재의 내측을 흐르는 공기가 지름 방향 외측으로 새는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이 축류식 팬을, 그 프로펠러 날개가 동결할 가능성이 있고, 또한 축류식 팬에 대해서 흡입측 및 토출측의 근방에 각각 벽이 존재하는 등의 협소 공간에 배치해도, PQ 특성의 악화를 억제함과 아울러, 소음의 증대를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 원심식 팬을 냉장고의 팬 배치 공간에 배치한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 원심식 팬을 공기 흡입측에서 본 정면도이다.
도 3은 도 1의 원심식 팬을 기울여서 공기 흡입측에서 본 사시도이다.
도 4는 도 1의 원심식 팬의 임펠러를 공기 흡입측에서 본 정면도이다.
도 5는 도 1의 원심식 팬의 임펠러를 기울여서 공기 흡입측에서 본 사시도이다.
도 6은 도 1의 원심식 팬에 있어서의 임펠러의 변형예를 나타낸 사시도이다.
도 7은 실시 형태의 원심식 팬과 비교예의 원심식 팬과의 PQ 특성 및 소음 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 축류식 팬을 냉장고의 팬 배치 공간에 배치한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 8의 축류식 팬의 임펠러(허브 및 프로펠러 날개)를 흡입측으로부터 본 정면도이다.
도 10은 도 8의 축류식 팬의 벨 마우스 형성 부재를 기울여서 흡입측으로부터 본 사시도이다.
도 11은 도 8의 축류식 팬에 있어서의 지지각(支持脚)을 정익(靜翼)으로 대신한 변형예를 나타내는 정면도이다.
도 12는 도 8의 축류식 팬에 있어서의 링 부재의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 13은 도 12의 축류식 팬에 있어서의 정류 부재의 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 의한 축류식 팬을 냉장고의 팬 배치 공간에 배치한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15는 도 8의 축류식 팬과 비교예의 축류식 팬과의 PQ 특성 및 소음 특성을 나타내는 그래프이다.
도 16은 도 8의 축류식 팬과 다른 비교예의 축류식 팬과의 PQ 특성 및 소음 특성을 나타내는 그래프이다.
도 17은 도 8의 축류식 팬과 또 다른 비교예의 축류식 팬과의 PQ 특성 및 소음 특성을 나타내는 그래프이다.
도 18은 도 8의 축류식 팬과 다른 비교예의 축류식 팬과의 PQ 특성 및 소음 특성을 나타내는 그래프이다.

1. 제1의 실시 형태

도 1은 본 발명에 의한 제1의 실시 형태에 의한 원심식 팬(1)을 나타낸다. 이 원심식 팬(1)은, 본 실시 형태에서는, 냉장고의 냉동실(51)에 냉각 공기를 송풍하는 것으로, 냉동실(51)의 안쪽 측에 구획된 팬 배치 공간(52)에 배설(配設)되어 있다. 팬 배치 공간(52)의 안쪽 측에는, 미도시의 냉각기 등이 배치되는 냉각기 배치 공간(53)이 구획되어 있다. 팬 배치 공간(52)과 냉각기 배치 공간(53)은, 상하 방향으로 연장되는 제1구획벽(54)에 의해 구획되고, 냉동실(51)과 팬 배치 공간(52)은, 제1구획벽(54)과 평행하게 상하 방향으로 연장되는 제2구획벽(55)에 의해 구획되어 있다.

팬 배치 공간(52)에는, 원심식 팬(1)을 장착하는 장착 부재(57)가 상하 방향으로 연장되도록 배설되어 있다. 이 장착 부재(57)와 제1구획벽(54)와의 사이의 부분은, 냉각 공기가 통과하는 제1통로(58)로 되어 있고, 장착 부재(57)와 제2구획벽(55)와의 사이의 부분은 냉각 공기가 통과하는 제2통로(59)로 되어 있다. 이들 제1통로(58) 및 제2통로(59)는, 후술하는 주판(3)의 중심축(J)에 대해서 수직인 상하 방향으로 연장되어 있다.

상기 냉각기에서 냉각된 냉각 공기는, 냉각기 배치 공간(53)으로부터 팬 배치 공간(52)의 제1통로(58)에 보내지고, 이 제1통로(58)의 상하 방향으로 흘러서 원심식 팬(1)이 있는 곳에 다다른다. 그리고, 그 냉각 공기는, 원심식 팬(1)에 의해, 팬 배치 공간(52)의 제2통로(59)에 보내지고, 이 제2통로(59)의 상하 방향으로 흐른 후, 제2구획벽(55)에 형성된 미도시의 분출구로부터 냉동실(51)에 분출된다. 이하, 상기 '냉각공기'를 단순하게 '공기'라고 칭한다.

도 1 ~ 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 원심식 팬(1)은, 본 실시 형태에서는, 수평 방향으로 연장되는 중심축(J)을 중심으로 회전하는 주판(3)과, 이 주판(3)상에 둘레 방향으로 간격을 두고 고정된 복수(본 실시 형태에서는 11매)의 날개(4)를 가지는 임펠러(2)를 구비하고 있다. 이 임펠러(2)는, 날개(4)를 사이에 두고 주판(3)과 대향하는 슈라우드(shroud, 보호판)가 구비되지 않은 오픈 임펠러이다. 이하, 주판(3)의 중심축(J)(임펠러(2)의 중심축이기도 하다)를, 단순하게 중심축(J)이라고 칭하고, 중심축(J)이 연장되는 방향(도 1의 좌우 방향)을 중심축 방향이라고 칭한다. 또, 이 중심축 방향과 수직인 방향을 지름 방향이라고 칭한다.

날개(4)는, 주판(3)과 함께 중심축(J)을 중심으로 회전하는 것으로써, 임펠러(2)에 대해서 중심축 방향 일측(주판(3)과는 반대측)인 공기 흡입측(도 1에서 좌측, 즉 제1통로(58)의 옆)으로부터 공기를 흡입하고, 그 공기를, 임펠러(2)의 지름 방향 외측단에서 지름 방향 외측(제2통로(59))으로 토출한다(도 1에 화살표로 나타내는 공기의 흐름을 참조).

도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 복수의 날개(4)는, 날개(4)에 있어서의 공기 흡입측에서, 그리고 지름 방향 외측의 끝에서 링 부재(5)에 의해 서로 연결되고 있다. 주판(3), 날개(4) 및 링 부재(5)는 수지로 이루어지며, 일체로 성형된 것이다.

주판(3)의 중심부는, 공기 흡입측으로 돌출하고 있고, 이에 대응하여, 주판(3)에 대해서 공기 흡입측과는 반대측(도 1에서 우측)에는, 주판(3)을 회전시키는 모터(11)가 배설 가능한 공간이 형성되고 있다. 이 모터(11)는, 중심축(J)을 중심으로 회전하는 로터(12)와, 로터(12)의 내측에 배설된 고정자(固定子, stator)(13)를 가진다. 로터(12)는, 중심축 방향의 양측 중 공기 흡입측만이 폐색된 덮개를 구비한 원통 형상인 로터 홀더(15)와, 이 로터 홀더(15)의 측벽부 내면에 고정된 자계용 자석(16)과, 로터 홀더(15)의 공기 흡입측의 단면부에 있어서의 중심부에 고정되어 로터 홀더(15)와 일체로 회전하는 샤프트(17)를 가진다.

샤프트(17)은, 로터 홀더(15)의 공기 흡입측의 단면부로부터, 중심축(J)상에서 공기 흡입측과는 반대측으로 연장되어 있고, 축받이(bearing)(20)에 의해 회전 가능하게 지지되고 있다. 또, 로터 홀더(15)의 공기 흡입측의 단면부는, 주판(3)에 있어서의 공기 흡입측으로 돌출한 부분에 설치 고정되고 있다. 이것에 의해, 주판(3)이, 중심축(J)을 중심으로 로터 홀더(15)(로터(12))와 일체로 회전하게 된다.

로터 홀더(15)에 대해서 공기 흡입측과는 반대측에는, 대략 원반 형상의 베이스부(21)가 설치되어 있다. 이 베이스부(21)의 공기 흡입측의 면에 있어서의 중심부에는, 공기 흡입측으로 연장되는 원통 형상의 축받이 지지부(22)가 일체로 형성되어 있다. 이 축받이 지지부(22)의 내측에 있어서의 중심축 방향의 두 곳에 상기 2개의 축받이(20)가 각각 고정되어 있다. 또한, 베이스부(21)는, 후술하는 벨 마우스 지지 부재(32)에, 후술하는 연결 부재(35)를 개재하여 지지된다.

고정자(13)는, 축받이 지지부(22)의 외주면에 설치된, 강판을 중심축 방향으로 적층하여 이루어지는 대략 원통 형상의 고정자 코어(25)와, 이 고정자 코어(25)에 감겨진 코일(26)을 포함한다. 고정자(13)에 있어서의 공기 흡입측과는 반대측의면에는, 회로 기판(28)을 지지하는 기판 지지부(27)가 설치되어 있다. 이 회로 기판(28)을 통하여 코일(26)에 구동 전류를 공급하는 것에 의해, 자계용 자석(16)과 고정자 코어(25)와의 사이에 회전 토크를 발생시키고, 이것에 의해, 임펠러(2)(주판(3) 및 날개(4))가 중심축(J)을 중심으로 회전하게 된다. 임펠러(2)의 회전 방향을 도 4 및 도 5에서 화살표(R)로 나타낸다(후술하는 변형예를 나타내는 도 6도 마찬가지).

본 실시 형태에서는, 원심식 팬(1)은 터보 팬이다. 즉, 임펠러(2)의 각 날개(4)는, 터보 팬의 날개 형상을 이루고 있다. 구체적으로는, 각 날개(4)는, 중심축 방향으로부터 보면, 해당 날개(4)에 있어서의 지름 방향 내측의 끝에서 지름 방향 외측을 향하여, 임펠러(2)(주판 4)의 회전 방향(R)의 후측으로 구부러져 있다.

임펠러(2)에 대해서 공기 흡입측에는, 내경이 임펠러 측을 향해 작아지는 부분을 가지는 공기 흡입구(31a)를 형성하는 벨 마우스(31)가 배치되어 있다. 이 벨 마우스(31)는, 해당 벨 마우스(31)를 그 외주측에서 지지하는 벨 마우스 지지 부재(32)와 일체로 성형되어 있다. 벨 마우스(31)의 공기 흡입구(31a)의 중심은, 중심축(J)과 일치한다. 본 실시 형태에서는, 공기 흡입구(31a)는, 중심축 방향의 전체에 걸쳐서, 내경이 임펠러 측을 향하여 작아지도록 형성되어 있지만, 공기 흡입구(31a)에서의 중심축 방향의 일부(특히 임펠러(2)측의 단부)은 내경이 일정하거나, 내경이 임펠러 측을 향하여 커지는 부분이고, 다른 부분은 내경이 임펠러 측을 향하여 작아지는 부분이어도 괜찮다.

베이스부(21)와 벨 마우스 지지 부재(32)는, 임펠러(2)에 대해서 공기 흡입측과는 반대측 및 지름 방향 외측을 통하여, 또한 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된 복수(본 실시 형태에서는 4개)의 연결 부재(35)에 의하여 서로 연결되어 있다. 이것에 의해, 베이스부(21)가 벨 마우스 지지 부재(32)에 연결 부재(35)를 개재하여 지지되게 된다. 그리고, 벨 마우스 지지 부재(32)의 외주연부에는 플랜지부(32a)가 형성되어 있고, 이 플랜지부(32a)를 개재하여 원심식 팬(1)이 장착 부재(57)에 설치된다. 이 원심식 팬(1)의 설치 상태에서는, 벨 마우스 지지 부재(32)(벨 마우스(31))가 제1통로(58)에 위치하고 있고, 한편, 임펠러(2)에 있어서 공기가 토출되는 지름 방향 외측단이 제2통로(59)에 위치하고 있다. 각 날개(4)에 있어서의 공기 흡입측에서, 또한 지름 방향 내측의 단부(공기 흡입구(31a)와 대향하는 부분)에는, 벨 마우스(31)측으로 돌출하여 공기 흡입구(31a)의 내측으로 들어가는 돌출부(4a)가 형성되어 있다.

여기서, 벨 마우스(31)와 상기 돌출부(4a)를 포함한 날개(4)와의 사이의 간격(선단 틈새)은, 날개(4)가 동결에 의해 벨 마우스(31)에 고착하지 않을 정도의 넓이로 설정되어 있다. 선단 틈새가 이러한 넓이인 경우, 돌출부(4a)가 없다고 하면, 원심 팬(1)의 작동시(임펠러 회전시)의 소음이 증대한다. 그러나, 본 실시 형태와 같이 각 날개(4)에 상기와 같은 돌출부(4a)를 형성하는 것으로써, 선단 틈새를 상기와 같은 넓이로 설정해도, 원심 팬(1)의 작동시의 소음 증대를 억제할 수 있다. 즉, 돌출부(4a)에 의해, 공기 흡입구(31a)의 내측 부분에서 흡입이 촉진되므로, 선단 틈새가 상기와 같은 넓이라도, 공기 흡입구(31a)의 내측 부분에서 공기의 흐름이 안정되게 되어, 이 결과, 공기의 흐름이 불안정한 부압 공간의 용적이 작아진다. 따라서, 원심식 팬(1)의 작동시의 소음 증대를 억제할 수 있다.

각 날개(4)의 중심축 방향에 있어서 돌출부(4a)의 선단면은 공기 흡입구(31a)에서 내경이 임펠러 측을 향해 작아지기 시작하는 축경(縮徑) 개시 위치(본 실시 형태에서는, 공기 흡입구(31a)의 흡입측의 끝)와 대략 같은 위치에 위치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 공기의 흐름이 불안정한 부압 공간의 용적을 가능한 한 저감할 수 있다. 혹은, 돌출부(4a)의 선단면의 위치와 상기 축경 개시 위치와의 중심축 방향에 있어서의 편차량이 0을 넘고 소정치 이하여도 괜찮다. 상기 소정치는, 예를 들면, 공기 흡입구(31a)의 중심축 방향 길이의 10%이다. 특히 바람직한 것은, 돌출부(4a)의 선단면이 상기 축경 개시 위치를 너머 상기 축경 개시 위치와의 중심축 방향에 있어서의 편차량이 0을 넘고 상기 소정치 이하인 것이다(도 1 참조). 즉, 돌출부(4a)가 공기 흡입구(31a)로부터 공기 흡입측의 외측 공간(제1통로(58))으로 상기 소정치 이하로 돌출하는 것이 특히 바람직하다.

또, 도 6에 나타낸 바와 같이, 각 날개(4)의 돌출부(4a)의 선단면에, 해당 선단면에서의 공기의 와류의 발생을 억제하기 위한 세레이션(serration)(4b)을 형성해도 괜찮다. 이 세레이션(4b)은, 돌출부(4a)의 선단면에 있어서 날개(4)의 길이 방향을 따라 연속적으로 요철하는 것이다. 이러한 세레이션(4b)에 의해, 임펠러(2)에 도입되는 공기가 정류(整流)되기 때문에, 공기 흡입구(31a)의 내측 부분에서 공기의 흐름이 한층 더 안정되고, 이것에 의해, 원심식 팬(1)의 소음 특성이 한층 더 양호해진다.

이상, 본 발명의 제1의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 임펠러(2)의 각 날개(4)는 터보 팬의 날개 형상에 한정되지 않고, 예를 들면, 각 날개(4)가 지름 방향으로 곧게 연장되는(전 날개(4)가 방사 형상으로 배치된다) 것이어도 괜찮다. 또, 임펠러(2)는 오픈 임펠러에 한정되지 않고, 슈라우드를 가지는 케이싱이 설치된 클로우즈 임펠러여도 괜찮다.　또한, 상기 실시 형태에서는, 원심식 팬(1)을, 냉장고의 냉동실(51)에 냉각 공기를 송풍하기 위해서 이용했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 전자 기기 등의 냉각용 송풍기로서 이용해도 괜찮다. 원심식 팬(1)을, 상기 실시 형태와 같이 선단 틈새를 크게 할 필요가 있는 것에 이용하면, 큰 정음(靜音) 효과를 기대할 수 있다.

또, 상기 실시 형태에서는, 원심식 팬(1)에 대해서 공기 흡입측의 근방에 제1구획벽(54)이 존재하지만(이하의 실시예 및 비교예에 있어서 「벽 있음」라고 표현한다), 이러한 제1구획벽(54)이 존재하지 않는 경우에도(제2구획벽(55)도 없어도 된다)(이하의 실시예 및 비교예에 대해 「벽 없음」이라고 표현한다)에도, 본 발명을 적용할 수 있고, 이에 의해, 선단 틈새를 넓게 해도, 원심 팬(1)의 작동시의 소음 증대를 억제할 수 있다.

여기서, 상기 실시 형태와 같은 원심식 팬을 준비하고, 그 원심식 팬에 대해서, 공기가 토출되는 측에서의 유량(풍량)에 대한 정압의 변화(PQ 특성)와, 공기가 토출되는 측에서의 유량(풍량)에 대한 소음 레벨의 변화(소음 특성)를 조사했다. 상기 준비한 원심식 팬에서는, 각 날개(4)에 돌출부(4a)가 형성되고, 이 돌출부(4a)의 선단면이 상기 축경 개시 위치보다도 공기 흡입측으로 어긋나고, 또한 그 돌출부(4a)의 선단면의 위치와 상기 축경 개시 위치와의 중심축 방향에 있어서의 편차량이 상기 소정치 이하이다. 또, 선단 틈새가 상기 실시 형태와 같은 넓이로 설정되어 있다. 그리고, 상기 원심식 팬을, 상기 실시 형태의 제1구획벽(54) 및 제2구획벽(55)과 같은 2개의 벽 사이의 공간에 배치한 경우(실시예(벽 있음))와, 이들 2개의 벽이 없는 공간에 배치한 경우(실시예(벽 없음))에 대해서, PQ 특성과 소음 특성을 조사했다.

또, 비교를 위하여, 각 날개(4)에 돌출부(4a)가 형성되어 있지 않은 원심식 팬(그 외의 구성은, 상기 실시 예의 것과 같음)을, 상기 2개의 벽 사이의 공간에 배치한 경우(비교예(벽 있음))와, 이것들 2개의 벽이 없는 공간에 배치한 경우(비교예(벽 없음))에 대해서, PQ 특성과 소음 특성을 조사했다.

이 결과를, 도 7에 나타낸다. 실시예(벽 있음)와 비교예(벽 있음)를 비교하면, 실시예(벽 있음)가 비교예(벽 있음)보다 소음 레벨이 어느 유량 영역에서도 저감하고 있는 것을 알 수 있다. PQ 특성에 대해서는, 양자의 차이는 거의 볼 수 없고, 소망한 성능을 가지고 있는 것을 알 수 있다. 또, 실시예(벽 없음)와 비교예(벽 없음)를 비교하면, 실시예(벽 없음)가 비교예(벽 없음)보다 소음 레벨이 대부분의 유량 영역에서 저감하고 있는 것을 알 수 있다. PQ 특성에 대해서는, 양자 모두 소망한 성능을 가지고 있다. 따라서, 각 날개(4)에 돌출부(4a)를 형성하는 것으로, 선단 틈새를 넓게 해도, 원심 팬 작동시의 저소음화를 실현하고 있는 것을 알 수 있다.

2. 제2의 실시 형태

다음으로, 본 발명의 제2의 실시 형태에 관한 축류식 팬(101)에 대해서 도 8 ~ 도 11을 이용하여 설명한다. 이 축류식 팬(101)은, 본 실시 형태에서는, 냉장고의 냉동실(151)에 냉각 공기를 송풍하는 것으로, 냉동실(151)의 안쪽 측에 구획된 협소한 팬 배치 공간(152)에 배설되고 있다. 팬 배치 공간(152)의 안쪽 측에는, 미도시의 냉각기 등이 배치되는 냉각기 배치 공간(153)이 구획되어 있다. 팬 배치 공간(152)과 냉각기 배치 공간(153)은, 상하 방향으로 연장되는 제1구획벽(154)에 의해 구획되고, 냉동실(151)과 팬 배치 공간(152)은, 제1구획벽(154)과 평행하게 상하 방향으로 연장되는 제2구획벽(155)에 의해 구획되고 있다.

팬 배치 공간(152)에는, 축류식 팬(101)이 장착되는 장착 부재(157)이 상하 방향으로 연장되도록 배설되고 있다. 이 장착 부재(157)와 제1구획벽(154)와의 사이의 부분은, 냉각 공기가 통과하는 제1통로(158)로 되어 있고, 장착 부재(157)와 제2구획벽(155)와의 사이의 부분은, 냉각 공기가 통과하는 제2통로(159)로 되어 있다. 이들 제1통로(158) 및 제2통로(159)는, 축류식 팬(101)의 팬축(후술하는 중심축(J))에 대해서 수직인 상하 방향으로 연장되어 있다.

냉각기에서 냉각된 냉각 공기는, 냉각기 배치 공간(153)으로부터, 팬 배치 공간(152)의 제1통로(158)에 보내지고, 이 제1통로(158)를 상하 방향으로 흘러서 축류식 팬(101)이 있는 곳에 다다른다. 그리고, 그 냉각 공기는, 축류식 팬(101)에 의해, 팬 배치 공간(152)의 제2통로(159)에 보내지고, 이 제2통로(159)를 상하 방향으로 흐른 후, 제2구획벽(155)에 형성된 미도시의 분출구로부터 냉동실(151)에 토출된다. 이하, 상기 '냉각 공기'를, 간단히 '공기'라고 칭한다.

축류식 팬(101)은, 본 실시 형태에서는, 수평 방향으로 연장되는 중심축(J)을 중심으로 회전하는 원통 형상의 허브(102)와, 이 허브(102)의 외주면에 둘레 방향으로 등간격을 두고 고정된 복수(본 실시 형태에서는, 7개(도 9 참조))의 프로펠러 날개(103)을 구비하고 있다. 프로펠러 날개(103)는, 허브(102)와 일체로 형성된 것이다. 허브(102) 및 프로펠러 날개(103)는, 총칭하여 임펠러로 불린다. 이하, 허브(102)의 중심축(J)를, 단순하게 중심축(J)이라고 칭하고, 중심축(J)이 연장되는 방향(도 1의 좌우 방향)을 중심축 방향이라고 칭한다. 또, 중심축 방향과 수직인 방향을 지름 방향이라고 칭한다.

프로펠러 날개(103)는, 허브(102)와 함께 중심축(J)을 중심으로 회전하는 것으로써, 중심축 방향의 일측인 흡입측(도 8에서 좌측, 즉 제1통로(158)의 옆)으로부터 공기를 흡입하여 중심축 방향의 타측인 토출측(도 8에서 우측, 즉 제2통로(159)의 옆)으로 토출한다. 허브(102)는, 중심축 방향 양측 중 토출측만이 개방된 컵 형상을 이루고, 허브(102)의 흡입측의 단면부에 있어서의 중심부에는, 샤프트(105)가 허브(102)와 일체로 회전하도록 고정되어 있다. 이 샤프트(105)는, 허브(102)의 흡입측의 단면부로부터, 중심축(J) 상에 있어서 토출측으로 연장되어 있다.

허브(102)에 대해서 토출측에는, 베이스부(110)가 설치되어 있다. 이 베이스부(110)는, 허브(102)의 외경과 대략 동일한 외경을 가지는 원반 형상을 이루고 있다. 베이스부(110)의 흡입측의 면에 있어서의 중심부에는, 흡입측으로 연장되는 원통 형상의 축받이 지지부(111)가 일체로 형성되어 있다. 이 축받이 지지부(111)의 내측에는, 슬리브(sleeve) 축받이(112)가 고정되어 있다. 이 슬리브 축받이(112)에 샤프트(105)가 삽입되어 회전 가능하게 지지되어 있다. 이것으로, 베이스부(110)은, 허브(102)를 회전 가능하게 지지하게 된다. 또한, 베이스부(110)는, 후술하는 하우징(130)에 후술하는 지지각(131)을 개재하여 지지된다.

허브(102)의 내주면과 축받이 지지부(111)의 외주면과의 사이에는, 허브(102)를 회전시키기 위한 모터(115)가 장착되어 있다. 이 모터(115)는, 허브(102)의 내주면에 설치된 로터(116)와, 축받이 지지부(111)의 외주면에 설치된 고정자(120)를 가진다. 로터(116)는, 허브(102)의 내주면에 설치 고정된 자석 홀더(117)와, 이 자석 홀더(117)에 보관 유지된 로터 자석(118)으로 구성되어 있다. 고정자(120)는, 강판을 중심축 방향으로 적층하여 이루어지는 대략 원통 형상의 고정자 코어(121)와, 이 고정자 코어(121)에 감겨진 코일(122)를 포함한다. 이 코일(122)에 구동 전류를 공급하는 것에 의해, 로터 자석(118)과 고정자 코어(121)과의 사이에 회전 토크를 발생시키고, 이것에 의해, 허브(102) 및 프로펠러 날개(103)(임펠러)가 중심축(J)을 중심으로 회전하게 된다. 허브(102) 및 프로펠러 날개(103)의 회전 방향을 도 9 ~ 도 11 및 도 13에서 R로서 나타낸다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 복수의 프로펠러 날개(103)는, 본 실시 형태에서는, 전진익으로 구성되어 있다. 즉, 프로펠러 날개(103)를 중심축 방향으로부터 보면, 각 프로펠러 날개(103)의 회전 방향(R)의 앞 쪽의 끝인 전연(前緣, 앞 가장자리)(103a)과 해당 프로펠러 날개(103)의 외주단(103b)과의 교점(P1)이, 전연(103a)과 허브(102)의 외주면과의 교점(P2)보다, 회전 방향(R)의 앞 쪽에 위치하고 있다.

상기 복수의 프로펠러 날개(103)는, 그 외주부에서 원통 형상의 링 부재(125)에 의해 서로 연결되어 있다. 본 실시 형태에서는, 링 부재(125)는 프로펠러 날개(103)의 외주단에, 허브(102)와 같은 축에 설치되어 있다(링 부재(125)의 중심이 중심축(J) 상에 있다). 링 부재(125)는, 프로펠러 날개(103)와 일체로 형성된 것이다. 링 부재(125)는, 후술하는 벨 마우스(135)와 함께, 프로펠러 날개(103)에 의해 흡입되는 공기 흐름의 가이드의 역할을 수행하고, 링 부재(125)의 내측을 흐르는 공기가 중심축 방향으로 흐르도록 한다. 또, 링 부재(125)는, 링 부재(125)의 내측을 흐르는 공기가 프로펠러 날개(103)의 외주단으로부터 지름 방향 외측으로 새는 것을 방지한다.

링 부재(125)에 있어서의 흡입측의 끝은, 중심축 방향에 있어서, 프로펠러 날개(103)에 있어서의 흡입측의 끝과 대략 같은 위치에 위치한다. 한편, 링 부재(125)에 있어서의 토출측의 끝은, 중심축 방향에 있어서, 프로펠러 날개(103)에 있어서의 흡입측의 끝으로부터, 프로펠러 날개(103)의 중심축 방향 길이의 50% ~ 80% 떨어진 위치에 위치한다. 즉, 링 부재(125)는, 중심축 방향에 있어서, 프로펠러 날개(103)의 흡입측 가까이에 설치되게 된다.

또한, 링 부재(125)의 중심축 방향의 위치는, 프로펠러 날개(103)의 흡입측 가까이의 위치에 한정되는 것은 아니고, 프로펠러 날개(103)의 토출측 가까이의 위치, 프로펠러 날개(103)의 중심축 방향 중앙부, 또는, 프로펠러 날개(103)의 중심축 방향 전체이어도 좋다. 단, 본 실시 형태와 같이, 특히 축류식 팬(100)이 협소한 팬 배치 공간(152)에 배치되어 있는 경우에는, 링 부재(125)를, 중심축 방향에 있어서, 프로펠러 날개(103)의 흡입측 가까이에 마련하는 것이 바람직하다. 즉, 프로펠러 날개(103)에 의해 토출된 공기 흐름은, 최종적으로는, 축류식 팬(101)에 대해서 토출측의 근방에 위치하는 제2구획벽(155)에 당접하여 지름 방향 외측으로 급격하게 구부릴 수 있게 되지만, 프로펠러 날개(103)의 토출측 부분에 링 부재(125)가 없는 경우에는, 공기 흐름의 방향이 토출측을 향하여 지름 방향 외측에 비스듬한 상태로 토출되므로, 후술하는 안내부(141)와 함께, 프로펠러 날개(103)에 의해 토출된 공기 흐름이 지름 방향 외측으로 완만하게 구부러지게 된다.

또, 링 부재(125)는 반드시 프로펠러 날개(103)의 외주단에 마련할 필요가 있는 것은 아니고, 프로펠러 날개(103)의 외주부(예를 들면, 프로펠러 날개(103)의 밑(허브(102)의 외주면)으로부터, 프로펠러 날개 길이의 70% 이상 100% 미만의 위치)에 설치해도 좋다. 단, 본 실시 형태와 같이, 링 부재(125)를 프로펠러 날개(103)의 외주단에 마련하는 편이 바람직하다. 이것은, 흡입되어 프로펠러 날개(103)에 다다른 공기의 모두를, 프로펠러 날개(103)의 외주단으로부터 지름 방향 외측으로 새는 일 없이 토출측에 흘릴 수 있기 때문이다.

축류식 팬(101)은, 프로펠러 날개(103)의 외주측을 감싸도록, 허브(102)와 같은 축에 설치된 통 형상의 하우징(130)을 더 구비하고 있다. 프로펠러 날개(103)의 외주단에 설치된 링 부재(125)의 외주면과 하우징(130)의 내주면과의 간격(선단 틈새)은, 프로펠러 날개(103)이 동결에 의해 하우징(130)의 내주면에 고착하지 않을 정도의 넓이로 설정되어 있다.

하우징(130)의 토출측의 개구부에는, 지름 방향으로 곧게 연장되는 복수(프로펠러 날개(103)와 같은 수라도 괜찮고, 다른 수라도 괜찮음(도면의 예에서는, 8개))의 지지각(131)이 둘레 방향으로 등간격을 두고 설치되어 있다. 각 지지각(131)의 지름 방향 외측의 끝은, 하우징(130)의 내주면에 있어서의 토출측 단부에 고정되어 있고, 한편, 지름 방향 내측의 끝은, 베이스부(110)의 외주면에 고정되어 있다.

여기서, 도 11은, 후술과 같이 지지각(131)을 정익(靜翼)(131'으로 대신한 변형예이지만, 이 변형예와 본 실시 형태에서, 하우징(130)은 같은 형상이다. 여기서, 도 11을 참조하여, 하우징(130)의 외형은, 중심축 방향으로부터 보면, 대략 직사각형 형상을 이루고, 4개의 각부(角部) 근방에는, 후술하는 벨 마우스 형성 부재(136)가 고정되는 고정부(130a)가 각각 설치되어 있다. 각 고정부(130a)에는, 벨 마우스 형성 부재(136)을 고정하기 위한 나사가 감합되는 나사 구멍(130b)이 각각 형성되어 있다.

프로펠러 날개(103)에 대해서 흡입측(상세하게는, 하우징(130)의 중심축 방향의 외측으로, 하우징(130)에 있어서의 흡입측의 개구부의 근방)에는, 프로펠러 날개(103)에 의해 흡입되는 공기를 프로펠러 날개(103)로 유도하기 위한, 토출측을 향해 내경이 작아지는 부분을 가지는 벨 마우스(135)가 설치되어 있다. 이 벨 마우스(135)는, 벨 마우스 형성 부재(136)의 외주부를 제외한 부분에 형성되어 있다. 이 벨 마우스 형성 부재(136)은, 벨 마우스(135)가 허브(102)와 같은 축이 되도록 하우징(130)에 고정되어 있다.

벨 마우스 형성 부재(136)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 중심축 방향에서 보면, 대략 직사각형 형상을 이루고 있다. 벨 마우스 형성 부재(136)의 토출측의 면에 있어서의 4개의 각부 근방에는, 하우징(130)의 4개의 고정부(130a)에 각각 대응하여, 보스(boss)(136a)(도 8 참조)가 토출측으로 돌출 형성되어 있고, 각 보스(136a)의 선단면은 각 고정부(130a)에 각각 당접하고 있다. 각 보스(136a)의 중심부에는, 상기 나사가 삽통되는 관통공(136b)이 형성되어 있고, 각 관통공(136b)에 상기 나사를 삽통하여 해당 나사를 고정부(130a)의 나사 구멍(130b)에 감합시키는 것으로, 벨 마우스 형성 부재(136)가 하우징(130)에 고정되어 지지되게 된다. 이와 같이 벨 마우스 형성 부재(136)의 외주부는, 벨 마우스(135)를 지지하는 역할을 수행한다.

벨 마우스 형성 부재(136)의 토출측의 면에 있어서의 주연부 전 주위에는, 토출측으로 연장되는 측벽부(136c)가 일체로 형성되고, 이 측벽부(136c)의 내측에 하우징(130)의 흡입측의 단부가 감합하고 있다. 측벽부(136c)는, 장착 부재(157)에 형성된 개구부에 감합되어 고정되고 있다. 하우징(130)은, 벨 마우스 형성 부재(136)을 개재하여 장착 부재(157)에 고정되게 된다. 또한, 하우징(130)을 장착 부재(157)에 고정하도록 해도 괜찮다.

이렇게 하여 축류식 팬(101)이, 장착 부재(157)에 설치 고정된다. 이 설치 상태에서는, 벨 마우스 형성 부재(136)(벨 마우스(135))가 제1통로(158)에 위치하고 있어, 제1구획벽(154)과 대향하고 있다. 한편, 하우징(130)의 토출측의 개구부는, 제2통로(159)에 위치하고 있어, 제2구획벽(155)과 대향하고 있다.

이와 같이 축류식 팬(101)에 대해서 흡입측의 근방에 제1구획벽(154)이 존재하여, 벨 마우스(135)가 벨 마우스(135)의 내측(토출측을 향해 내경이 작아지는 부분의 내측)을 지나 흡입되는 공기를 자연스럽게 중심축 방향으로 흐르도록 하면서 프로펠러 날개(103)로 유도하고, 프로펠러 날개(103)에 있어서 영각 증가에 의한 공기 흐름의 분리를 경감한다. 또, 벨 마우스 형성 부재(136)의 외주부(측벽부(136c)를 포함함)가, 링 부재(125)의 외주면과 하우징(130)의 내주면과의 사이의 틈새 공간의 흡입측을 덮는 역할을 수행하고, 선단 틈새가 넓어도, 그 틈새 공간을 지나 공기가 토출측에서 흡입측으로 역류하는 것을 억제한다.

본 실시 형태에서는, 벨 마우스(135)의 최소 내경(벨 마우스(135)의 토출측의 끝의 내경)이, 링 부재(125)에 있어서의 흡입측의 끝의 내경 이하로 되어 있다. 이것에 의해, 벨 마우스(135)의 내측을 지나 흡입되는 공기의 모두를 링 부재(125)의 내측에 도입할 수 있다. 또한, 가능한 한 많은 공기를 링 부재(125)의 내측에 완만하게 흡입하는 관점으로부터, 벨 마우스(135)의 최소 내경은, 링 부재(125)에 있어서의 흡입측의 끝의 내경과 같거나, 또는 그 흡입측의 끝의 내경과 비교하여 작거나 가까운 값인 것이 바람직하다.

벨 마우스(135)의 내측에는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 프로펠러 날개(103)에 의해 흡입되는 공기를 정류하기 위한 지름 방향으로 연장되는 복수의 정류 부재(137)(프로펠러 날개(103)와 같은 수라도 괜찮고, 다른 수라도 괜찮다(도면의 예에서는, 9개))가 둘레 방향으로 등간격을 두고 설치되어 있다. 각 정류 부재(137)의 지름 방향 외측의 끝은, 벨 마우스(135)의 내주면에 고정되고, 또한, 지름 방향 내측의 끝은, 허브(102)의 외경과 대략 같은 외경을 가지는 원반 형상을 이루는 중심부(138)의 외주면에 고정되어 있다. 정류 부재(137) 및 중심부(138)는, 벨 마우스(135)(벨 마우스 형성 부재(136))와 일체로 형성되어 있다. 각 정류 부재(137)는, 중심축 방향으로부터 보면, 지름 방향 내측의 끝으로부터 지름 방향 외측으로 향하여, 회전 방향(R)의 뒷 쪽으로 구부러지고 있다. 각 정류 부재(137)는, 벨 마우스(135)의 내측을 지나 흡입되는 공기 흐름의 흔들림을 완화한다.

프로펠러 날개(103)에 대해서 토출측(베이스부(110)의 토출측의 면과 제2구획벽(155)과의 사이)에는, 프로펠러 날개(103)에 의해 토출측을 향해 토출된 공기를 지름 방향 외측에 흐르도록 안내하는 안내부(141)가 설치되어 있다. 이 안내부(141)는, 베이스부(110)의 토출측의 면에 설치 고정된 원추 형상의 안내 부재(142)의 원추면으로 구성되고, 토출측을 향해 지름 방향 외측에 비스듬하게 연장되어 있다. 안내부(141)는, 프로펠러 날개(103)에 의해 토출된 공기를 지름 방향 외측에 완만하게 흐르도록 유도한다.

또, 하우징(130)의 외주면에 있어서의 토출측의 단부의 전 주위에는, 안내부(141)과 함께, 프로펠러 날개(103)에 의해 토출된 공기의 유로를 형성하기 위한 유로 형성 부재(143)가 설치되어 있다. 이 유로는, 그 단면적이 공기의 흐름 방향을 향하여 서서히 확대하도록 형성되고 있다. 즉, 안내부(141) 및 유로 형성 부재(143)는 디퓨저(diffuser)의 역할을 수행하고, 이것에 의해, 토출측의 정압이 증대한다.

상기와 같이, 축류식 팬(101)에 대해서 흡입측 및 토출측의 근방에는, 제1구획벽(154) 및 제2구획벽(155)가 각각 설치되어 있다. 이 때문에, 흡입측에서는, 지름 방향으로부터 공기가 축류식 팬(101)에 흘러들게 된다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 벨 마우스(135)에 의해, 벨 마우스(135)의 내측을 지나 흡입되는 공기가 자연스럽게 중심축 방향으로 흐르게 되어, 프로펠러 날개(103)에 있어서 영각 증가에 의한 공기 흐름의 분리를 경감할 수 있다. 게다가, 링 부재(125)가, 벨 마우스(135)와 함께, 흡입되는 공기 흐름의 가이드의 역할을 수행하고, 링 부재(125)의 내측을 흐르는 공기가 중심축 방향으로 흐르게 된다.

또, 프로펠러 날개(103)이 동결에 의해 하우징(130)의 내주면에 고착하지 않도록 선단 틈새를 넓게 하고 있지만, 벨 마우스 형성 부재(136)의 외주부가, 링 부재(125)의 외주면과 하우징(130)의 내주면과의 사이의 틈새 공간의 흡입측을 덮는 역할을 수행하므로, 그 틈새 공간을 지나 공기가 토출측에서 흡입측으로 역류하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 링 부재(125)에 의해, 링 부재(125)의 내측을 흐르는 공기가 프로펠러 날개(103)의 외주단으로부터 지름 방향 외측으로 새는 것을 방지할 수 있다. 또, 프로펠러 날개(103)의 토출측의 부분에는 링 부재(125)가 설치되지 않기 때문에, 공기가 프로펠러 날개(103)의 외주단으로부터 지름 방향 외측으로 새게 되지만, 전술한 바와 같이, 안내부(141)와 함께, 프로펠러 날개(103)에 의해 토출된 공기 흐름이 지름 방향 외측으로 완만하게 구부러지게 된다.

따라서, 축류식 팬(101)을 협소한 팬 배치 공간(152)에 배치하고, 또한 선단 틈새를 넓게 해도, 축류식 팬(101)의 PQ 특성의 악화를 억제할 수 있음과 동시에, 소음의 증대를 억제할 수 있다.

본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 청구범위의 주지를 벗어나지 않는 범위에서 사용이 가능하다. 예를 들면, 지름 방향으로 연장되는 복수의 지지각(131)을 대신하여, 도 11에 나타낸 바와 같이, 복수의 정익(131')을 둘레 방향으로 등간격을 두고 마련해도 괜찮고, 이 경우, 토출측의 정압을 높이는 것이 가능해진다. 각 정익(131')은, 중심축 방향으로부터 보면, 지름 방향 내측의 끝으로부터 지름 방향 외측으로 향해, 회전 방향(R)의 뒷 쪽으로 구부러져 있다.

또, 상기 실시 형태에서는, 링 부재(125)가, 중심축 방향으로 곧게 연장되어 있지만, 도 12에 예시한 바와 같이, 링 부재(125)에 있어서의 흡입측의 부분이, 흡입측을 향하여 확경(擴徑)해도 괜찮다. 이렇게 하면, 벨 마우스(135)의 내측을 지나 흡입되는 공기를 링 부재(125)의 내측으로 도입하기 쉬워지는 것과 함께, 링 부재(125)의 상기 확경 부분이, 벨 마우스 형성 부재(136)의 외주부와 함께, 링 부재(125)의 외주면과 하우징(130)의 내주면과의 사이의 틈새 공간의 흡입측을 덮는 역할을 수행하고, 그 틈새 공간을 지나 공기가 역류하는 것을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 벨 마우스(135)의 내측에 정류 부재(137)을 마련했지만, 정류 부재(137)는 필수적인 것은 아니고, 없어도 괜찮다. 또한, 정류 부재(137)을 마련하는 경우, 정류 부재(137)의 형상은, 상기 실시 형태와 같은 형상에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 도 13에 나타낸 바와 같이, 4개의 정류 부재(137)가 십자 형상을 이루도록 배치된 것이어도 괜찮다(상기 실시 형태에 있어서의 중심부(138)는 존재하지 않는다).

또, 하우징(130)을 없애는 것도 가능하다. 이 경우, 예를 들면 도 14에 나타낸 바와 같이, 베이스부(110)와 벨 마우스 형성 부재(136)가, 프로펠러 날개(103)에 대해서 토출측 및 지름 방향 외측을 통해, 또한 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 연결 부재(147)에 의해 서로 연결된다. 프로펠러 날개(103)에 대해서 지름 방향 외측에는, 연결 부재(147)만이 존재한다. 베이스부(110)는, 벨 마우스 형성 부재(136) 및 연결 부재(147)을 개재하여 장착 부재(157)에 지지되게 된다. 연결 부재(147)에 있어서의 프로펠러 날개(103)에 대해서 토출측에 상당하는 부분(147a)은, 정익(도 11의 정익(131'과 같은 것)으로서 기능하도록 할 수 있다. 이와 같이 하우징(130)을 없애는 것으로, 프로펠러 날개(103)에 대해서 지름 방향 외측에는, 연결 부재(147)만 존재하게 되고, 공기가 역류하는 유로가 존재하지 않게 된다. 또, 이와 같이 하우징(130)을 없애도, 링 부재(125)에 의해, 공기가 프로펠러 날개의 외주단으로부터 지름 방향 외측으로 새는 일 없이 토출측에 흐른다.

여기서, 상기 실시 형태와 같은 축류식 팬(단, 안내부(141) 및 유로 형성 부재(143) 및 벨 마우스(135) 내측의 정류 부재(137)은 설치되지 않음)에 대해서, 토출측에서의 유량(풍량)에 대한 정압의 변화(PQ 특성)와, 토출측에서의 유량(풍량)에 대한 소음 레벨의 변화(소음 특성)을 조사했다. 그 결과를 도 15에 나타낸다. 도 15의 팬(A)이, 상기 실시 형태와 같은 축류식 팬이다. 팬(A)은, 그 흡입측 및 토출측의 근방에 벽이 각각 존재하는 협소 공간(팬 배치 공간(152)과 같은 공간)에 배치되어 있다.

또, 비교를 위해서, 링 부재(125) 및 벨 마우스(135)(벨 마우스 형성 부재(136))가 존재하지 않는 팬 (B) 및 (C)의 PQ 특성 및 소음 특성을 조사한 결과를 도 15에 모두 나타낸다. 여기서, 팬(B)의 선단 틈새는, 팬(A)의 선단 틈새보다 작다. 팬(B)의 그 외의 구성에 대해서는, 팬(A)과 같다. 팬(B)은, 그 흡입측 및 토출측의 근방에 벽이 존재하지 않는 넓은 공간에 배치되어 있다. 또, 팬(C)의 선단 틈새는, 팬(A)의 선단 틈새와 대략 같다. 팬(C)의 그 외의 구성에 대해서는, 팬(A)과 같다. 팬(C)은, 그 흡입측 및 토출측의 근방에, 팬(A)과 같은 벽이 각각 존재하는 협소 공간에 배치되어 있다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 선단 틈새가 큰 팬(C)을, 링 부재(125) 및 벨 마우스(135)가 없는 상태에서, 협소 공간에 배치한 경우에는, 선단 틈새가 작고 넓은 공간에 배치한 팬(B)에 비해, PQ 특성이 매우 악화된다. 또, 팬(C)의 소음 레벨은, 팬(B)에 비해, 어느 정도의 풍량을 넘으면 커진다. 이에 비해서, 링 부재(125) 및 벨 마우스(135)를 마련한 팬(A)에서는, 최대 풍량이 팬(C)보다 저하하지만, 최대 풍량 부근을 제외하고, 팬(C)에 비해, 정압이 증대하고, 또한 소음 레벨이 저하하는 것을 할 수 있다. 특히, 풍량 제로인 부근을 제외한 저풍량측에서는, 정압 및 소음 레벨이, 팬(B)과 동등하게 되고, 링 부재(125) 및 벨 마우스(135)에 의한 특성의 개선 효과가 극히 높은 것을 알 수 있다.

계속하여, 링 부재(125)의 효과를 조사하기 위해서, 상기 팬(A)과, 팬(A)에 대해서 링 부재(125)가 설치되지 않은 점만이 다른 팬(D)을 비교했다. 팬 (A) 및 (D)은 모두, 팬 배치 공간(152)과 같은 협소 공간에 배치되어 있다. 팬 (A) 및 (D)의 PQ 특성 및 소음 특성을 조사한 결과를 도 16에 나타낸다. 이에 따르면, 팬(A)에서는, 일부의 풍량 범위를 제외하고, 팬(D)에 비해서, 정압이 증대되고 또한 소음 레벨이 저하하는 것을 알 수 있다.

그 다음에, 벨 마우스(135)의 효과를 조사하기 위해서, 상기 팬(A)과 벨 마우스(135)가 설치되지 않은 팬(E) ~ (G)를 비교했다. 팬(E)은, 팬(A)에 대해서 벨 마우스(135)(벨 마우스 형성 부재(136))가 설치되지 않은 점만이 다르다. 팬(F)은, 팬(A)에 대해서 벨 마우스(135)가 설치되지 않은 것과, 링 부재(125)의 프로펠러 날개(103)에 대한 날개 길이 방향의 위치가 다르고, 프로펠러 날개(103)의 밑으로부터, 프로펠러 날개 길이의 80%의 위치에 링 부재(125)가 설치되어 있다. 팬(G)은, 팬(A)에 대해서 벨 마우스(135) 및 링 부재(125)의 양쪽 모두가 설치되지 않은 점이 다르다. 팬(A) 및 (E) ~ (G)는 모두, 팬 배치 공간(152)과 같은 협소 공간에 배치되어 있다.

팬(A) 및 (E) ~ (G)의 PQ 특성 및 소음 특성을 조사한 결과를 도 17에 나타낸다. 이것에 의해, 팬(A)에서는, 최대 풍량이 팬(E) ~ (G)보다 저하하지만, 최대 풍량 부근을 제외하고, 팬(E) ~ (G)에 비해, 정압이 증대되고, 또한 소음 레벨이 저하하고 있는 것을 알 수 있다. 특히 풍량 제로부근을 제외한 저풍량측에서 정압의 증대가 현저하다.

다음에, 정류 부재(137)의 효과를 조사하기 위해서, 상기 팬(A)과 팬(A) 벨 마우스(135)의 내측에, 도 13에 나타내는 정류 부재(137)을 마련한 팬(H)과 팬(A)의 벨 마우스(135)의 내측에, 상기 실시 형태의 정류 부재(137)(도 10에 나타내는 것)를 마련한 팬(I)을 비교했다. 이 결과를 도 18에 나타낸다. 이에 따르면, 벨 마우스(135)의 내측에 정류 부재(137)을 마련하는 것으로, PQ 특성에 대해 풍량이 제로일 때(닫는점)의 정압이 높아지는 것을 알 수 있다. 이것은, 정류 부재(137)에 의해, 벨 마우스(135)의 내측을 지나 흡입되는 공기 흐름의 흔들림이 완화되었기 때문이다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되는 일 없이, 특허 청구의 범위에 기재한 범위에 있어서 여러 가지의 변형이 가능하다.

Claims

중심축을 중심으로 회전하는 주판(主板) 상에 둘레 방향으로 간격을 두고 고정된 복수의 날개를 가지는 임펠러와, 상기 임펠러에 대해서 이격되어 공기 흡입측에 배치되고, 내경이 상기 임펠러 측을 향해 작아지는 부분을 가지는 공기 흡입구를 형성하는 벨 마우스를 구비하는 원심식 팬으로서,
상기 각 날개에, 상기 벨 마우스측으로 돌출하여 상기 공기 흡입구의 내측으로 들어가는 돌출부가 형성되어 있고,
상기 각 날개의 돌출부의 선단면은, 상기 중심축 방향에 있어서, 상기 공기 흡입구에서 내경이 상기 임펠러 측을 향하여 작아지기 시작하는 축경(縮徑) 개시 위치와 대략 같은 위치에 위치하고 있는 원심식 팬.
제 1 항에 있어서, 상기 각 날개는, 상기 중심축 방향으로부터 보면, 해당 날개에 있어서의 주판 지름 방향 내측의 끝으로부터 주판 지름 방향 외측으로 향하여, 주판의 회전 방향의 뒷 쪽으로 구부러지고 있는 원심식 팬.
제 1 항에 있어서, 상기 임펠러는, 상기 날개를 사이에 두어 상기 주판과 대향하는 슈라우드가 설치되지 않은 오픈 임펠러인, 원심식 팬.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 각 날개의 돌출부의 선단면에, 해당 선단면에서의 공기의 와류의 발생을 억제하기 위한 세레이션이 형성되어 있는 원심식 팬.
중심축을 중심으로 회전하는 허브와, 상기 허브의 외주면에 둘레 방향으로 간격을 두고 고정되고, 상기 허브와 함께 상기 중심축을 중심으로 회전하는 것에 의해, 상기 중심축 방향의 일측인 흡입측으로부터 공기를 흡입하여 상기 중심축 방향의 타측인 토출측에 토출하는 복수의 프로펠러 날개를 구비하는 축류식 팬으로서,
상기 복수의 프로펠러 날개는, 그 외주부에서 링 부재에 의해 서로 연결되고,
상기 프로펠러 날개에 대해서 상기 흡입측에, 상기 프로펠러 날개에 의해 흡입되는 공기를 프로펠러 날개로 유도하기 위한, 상기 토출측을 향해 내경이 작아지는 부분을 가지는 벨 마우스가 설치되어 있는 축류식 팬.
제 6 항에 있어서, 상기 벨 마우스의 최소 내경이, 상기 링 부재에 있어서의 상기 흡입측의 끝의 내경 이하인, 축류식 팬.
제 6 항에 있어서, 상기 링 부재는, 상기 프로펠러 날개의 외주단에 설치되어 있는 축류식 팬.
제 6 항에 있어서, 상기 링 부재에 있어서의 상기 흡입측의 부분이, 상기 흡입측을 향해 확경(擴徑)하고 있는 축류식 팬.
제 6 항에 있어서,
상기 벨 마우스의 내측에, 상기 프로펠러 날개에 의해 흡입되는 공기를 정류하기 위한 정류 부재가 설치되고 있는 축류식 팬.
제 6 항에 있어서,
상기 허브에 대해서 상기 토출측에, 상기 허브를 회전 가능하게 지지하는 베이스부가 설치되고,
상기 베이스부와 상기 벨 마우스가, 상기 프로펠러 날개에 대해서 지름 방향 외측을 통하여, 또한 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 연결 부재에 의하여 서로 연결되고,
상기 프로펠러 날개에 대해서 지름 방향 외측에는, 상기 연결 부재만이 존재하는 축류식 팬.
제 6 항에 있어서, 상기 링 부재에 있어서의 흡입측의 끝은, 중심축 방향에 있어서, 프로펠러 날개에 있어서의 흡입측의 끝과 대략 같은 위치에 위치하고,
상기 링 부재에 있어서의 토출측의 끝은, 중심축 방향에 있어서, 프로펠러 날개에 있어서의 흡입측의 끝으로부터, 프로펠러 날개의 중심축 방향 길이의 50% ~ 80% 떨어진 위치에 위치하는 축류식 팬.
제 6 항에 있어서, 상기 프로펠러 날개에 대해서 상기 토출측에, 상기 프로펠러 날개에 의해 상기 토출측을 향해 토출된 공기를 지름 방향 외측에 흐르도록 안내하는 안내부가 설치되어 있는 축류식 팬.