JP2006152886A - Cross-flow fan, and indoor unit of air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は横流ファン及びこの横流ファンを備えた空気調和機の室内機に係り、特に翼の形状及びその取付け角度を改良した横流ファン及びこの横流ファンを備えた空気調和機の室内機に関する。 The present invention relates to a crossflow fan and an air conditioner indoor unit including the crossflow fan, and more particularly to a crossflow fan having an improved blade shape and mounting angle and an air conditioner indoor unit including the crossflow fan.
一般に、この種の横流ファンは空気調和機の室内機の室内ファンとして適し、横流ファンが組込まれる室内機は、本体ケーシングの前面に、吸込グリルと吹出グリルとを上下に配設し、これら吸込グリルと吹出グリルとをファンケーシング内の通風路により連通している。そして、この通風路には、室内側熱交換器の下流側に横流ファンを配設し、吸込グリルから本体ケーシング内へ吸込んだ室内空気を室内側熱交換器で熱交換して、冷風又は暖風を横流ファンにより吹出グリルから室外へ再び送風して冷房又は暖房を行なうようになっている。 In general, this type of cross-flow fan is suitable as an indoor fan for an air conditioner indoor unit, and an indoor unit in which a cross-flow fan is incorporated has a suction grill and a blow-off grill arranged on the front side of the main body casing. The grill and the blow-out grill are communicated with each other through an air passage in the fan casing. In this ventilation path, a cross-flow fan is disposed downstream of the indoor heat exchanger, and the indoor air sucked into the main body casing from the suction grille is heat-exchanged by the indoor heat exchanger, so that cold air or warm air is exchanged. The air is blown again from the blow grill to the outside by a cross-flow fan for cooling or heating.
ところで、上述した空気調和機では、送風時の送風音を低減することが高性能化を図るうえで特に望まれている。 By the way, in the air conditioner mentioned above, reducing the blowing sound at the time of ventilation is especially desired in order to improve performance.
これに対応して、送風効率向上及び騒音低減を目的とする種々の提案がなされている。 In response to this, various proposals have been made for the purpose of improving the air blowing efficiency and reducing noise.
例えば、特許文献1には、外周羽角度、内周羽角度、節弦比との関係を特定することにより、風量及び静圧を向上するようにした横流ファンが記載されている。また、特許文献2には、空気調和機の室内機に組込まれる横流ファンの翼出口角を23°以下にすることにより、低周波数帯の特異音の低減したものが記載されている。
For example, Patent Document 1 describes a cross-flow fan that improves the air volume and static pressure by specifying the relationship between the outer wing angle, the inner wing angle, and the chord ratio. Further,
しかしながら、特許文献1、2に記載の横流ファンは翼の取付け角度などに改良の余地があり、横流ファンの送風効率及び騒音の低減は、未だ満足できるレベルではない。
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、従来と同一風量を得ながら騒音の低減が可能な横流ファン、空気調和機の室内機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a cross-flow fan and an air conditioner indoor unit that can reduce noise while obtaining the same air volume as before.
本発明者等は、上記目的実現のために、鋭意研究した結果、横流ファンの翼断面の入射角と出射角の比と、横流ファン中心と翼の外周側端縁とを結ぶ直線とその外周側端縁と内周側端縁とを結ぶ直線とのなす角度である取付角の組合せが騒音に大きく影響していることを突き止め、これらを最適な組合せとすることにより、騒音低減を実現させ、本発明に想到した。 As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventors have found that the ratio of the incident angle and the exit angle of the cross section of the cross flow fan blade, the straight line connecting the cross flow fan center and the outer peripheral edge of the blade, and the outer periphery thereof. Ascertaining that the combination of mounting angles, which is the angle between the side edge and the straight line connecting the inner peripheral edge, has a significant effect on noise, and making these optimal combinations achieves noise reduction. The present invention has been conceived.
すなわち、本発明に係る横流ファンは、複数の支持板間に複数枚の翼を環状に配列して形成された横流ファンにおいて、ファン長手方向に対し垂直に切断した翼断面形状が圧力面側、負圧面側ともに曲線状に形成されるとともに、翼断面の入射角αと出射角βの比α/βを0.20〜0.32とし、かつ、横流ファン中心と翼の外周側端縁とを結ぶ直線と、その外周側端縁と内周側端縁とを結ぶ直線とのなす角度である取付角を20°〜30°としたことを特徴とする。 That is, the cross-flow fan according to the present invention is a cross-flow fan formed by annularly arranging a plurality of blades between a plurality of support plates, the blade cross-sectional shape cut perpendicularly to the fan longitudinal direction is the pressure surface side, The suction surface side is formed in a curved shape, the ratio α / β of the incident angle α and the outgoing angle β of the blade cross section is 0.20 to 0.32, and the cross flow fan center and the outer peripheral edge of the blade are And a mounting angle that is an angle formed by a straight line connecting the outer peripheral side edge and the inner peripheral side edge is set to 20 ° to 30 °.
また、本発明に係る空気調和機の室内機は、請求項1または2に記載の横流ファンを備え、吸込角θ1を145°〜160°、巻き始め角θ2を45°〜50°、巻き始め長さL1と横流ファン径φの比L1/φを0.18〜0.22、巻き始め隙間tと横流ファン径φの比t/φを0.04〜0.06としたことを特徴とする。 Moreover, the indoor unit of the air conditioner according to the present invention includes the cross-flow fan according to claim 1, wherein the suction angle θ1 is 145 ° to 160 °, the winding start angle θ2 is 45 ° to 50 °, and the winding starts. The ratio L1 / φ between the length L1 and the crossflow fan diameter φ is 0.18 to 0.22, and the ratio t / φ between the winding start gap t and the crossflow fan diameter φ is 0.04 to 0.06. To do.
本発明に係る横流ファン、空気調和機の室内機によれば、従来と同一風量を得ながら騒音の低減が可能な横流ファン、空気調和機の室内機を提供することができる。 According to the cross-flow fan and air conditioner indoor unit of the present invention, it is possible to provide a cross-flow fan and air conditioner indoor unit capable of reducing noise while obtaining the same air volume as before.
以下、本発明に係る横流ファンの一実施形態について添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a cross-flow fan according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る横流ファンの斜視図であり、図2はその分解斜視図、図3はその多翼羽車の斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of a cross-flow fan according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view thereof, and FIG. 3 is a perspective view of a multi-blade impeller.
図1に示すように、本実施形態に係る横流ファン1は、空気調和機の室内機の室内ファンとして組み込んで用いるのに好適であり、支持板を構成する左右一対の円板状の端板10、11及び複数の環状の仕切板12間に、複数の翼13を同心状に配するとともに、この翼13を中心軸oに対し所定角度傾斜させて横架固着しており、中心軸線o周りに回転することにより送風するようになっている。
As shown in FIG. 1, the cross-flow fan 1 according to the present embodiment is suitable for being incorporated and used as an indoor fan of an indoor unit of an air conditioner, and includes a pair of left and right disc-shaped end plates that constitute a support plate. A plurality of
図2に示すように、この横流ファン1は一体成形の複数駒の多翼羽車14を軸方向に順次同心状に固着してなり、図中右端の多翼羽根車14の端板10には、図示しないモータ等の回転軸を止めねじ等により着脱自在に結合させるボス部10aを同心状に一体、または一体的に形成している。
As shown in FIG. 2, the cross-flow fan 1 is formed by integrally fixing a plurality of integrally formed
一方、図中、左端の端板11は、その図中右隣の多翼羽根車14の各翼13の先端部を各嵌合溝11a内に嵌入固着させるものであり、その外面中央部には同心状に軸11bを一体、または一体的に突設している。
On the other hand, the
図2及び図3に示すように、各多翼羽根車14は、環状の仕切板12の一面に、隣り合う多翼羽根車14の各翼13の先端部をそれぞれ嵌入させて固着する嵌合凹部12aを形成する一方、仕切板12の他面には、複数の翼13を周方向に取付ピッチを不等間隔にするとともに、中心軸線oに対し所定角度傾斜させて射出成型等により一体に立設している。
As shown in FIGS. 2 and 3, each
次に、翼13の断面形状について説明する。図4は図1のA―A断面、すなわち、横流ファン1の長手方向(中心軸線o)に対し垂直に切断した断面(翼は2枚のみ示す)であり、図5はその要部拡大図である。
Next, the cross-sectional shape of the
翼13の翼断面形状は圧力面13a、負圧面13bともに曲線状に形成されている。また翼13の入射角度αと出射角度βとの関係がα/β=0.20〜0.32で、翼の取付角度θを20°〜30°となるようにしてある。ここで、入射角度αとは、翼13の外周側端縁aにおける翼曲線(肉厚中心)の接線bと、中心(軸線)oと外周側端縁aとを結ぶ直線cの外周側端縁aにおける垂線dとのなす角度である。
The blade cross-sectional shape of the
また、出射角度βとは、翼13の内周側端縁eにおける翼曲線の接線fと、中心軸線oと内周側端縁eとを結ぶ直線gの内周側端縁eにおける垂線hとのなす角度である。
The emission angle β is a perpendicular h at the inner peripheral edge e of a straight line g connecting the tangent line f of the blade curve at the inner peripheral edge e of the
さらに、取付角度θとは、翼外周側端縁aと翼内周側端縁eとを結ぶ直線iと、中心(軸線)oと翼外周側端縁aを結ぶ直線cとのなす角度である。 Further, the attachment angle θ is an angle formed by a straight line i connecting the blade outer peripheral edge a and the blade inner peripheral edge e and a straight line c connecting the center (axis) o and the blade outer peripheral edge a. is there.
また、図6に示すように、翼13の断面形状において、負圧面13b側の外周側に直線部(平面部)13cを形成し、その直線部13cの長さの割合を翼13の弦長をL、直線部の長さをlとした場合、l/L=0.05〜0.20の範囲とするのが好ましい。これにより、全て曲線からなり直線部を設けないものに比較して、吸込み時の剥離低減効果がより大きくなり、騒音は上記実施例に対してさらに低減効果が得られる。また、直線部を翼外周側へ設けることにより、埃付着を軽減でき、サージング特性が向上する。
Further, as shown in FIG. 6, in the cross-sectional shape of the
本発明者等が入射角度αと出射角度βの比α/β、及び取付角度θを変化させて騒音測定試験を行った結果を示した表1から明らかなように、入射角度αと出射角度βの比α/βを0.20〜0.32とし、かつ、取付角度を20°〜30°とした場合には、同一風量時の騒音低減効果が得られることがわかる。これに対して、α/βまたは取付角度のいずれか一方のみを本発明の条件(数値)範囲にしても、十分な騒音低減効果が得られないことがわかる。 As is apparent from Table 1 showing the results of the noise measurement test performed by the inventors changing the ratio α / β of the incident angle α and the outgoing angle β and the mounting angle θ, the incident angle α and the outgoing angle. It can be seen that when the β ratio α / β is 0.20 to 0.32 and the mounting angle is 20 ° to 30 °, a noise reduction effect at the same air volume can be obtained. On the other hand, it can be seen that a sufficient noise reduction effect cannot be obtained even when only one of α / β and the mounting angle is within the condition (numerical value) range of the present invention.
また、上記試験結果を示す図7は、上記数値条件内の実施例と数値条件範囲外の比較例の静圧−風量、ファン効率−風量の関係を示すものであり、実施例は比較例に対して、静圧が向上して空気の流れがよくなり、騒音を低減させることができ、また、ファン効率が向上していることがわかる。当該試験に用いた実施例の翼は、α/βが0.26、取付角度が25°のものであり、比較例の翼はα/βが0.34、取付角度が30°のものである。 Moreover, FIG. 7 which shows the said test result shows the relationship of the static pressure-air volume and fan efficiency-air volume of the Example within the said numerical conditions, and the comparative example outside a numerical condition range, and an Example is a comparative example. On the other hand, it can be seen that the static pressure is improved, the air flow is improved, noise can be reduced, and the fan efficiency is improved. The blade of the example used in the test has an α / β of 0.26 and an attachment angle of 25 °, and the blade of the comparative example has an α / β of 0.34 and an attachment angle of 30 °. is there.
なお、翼断面形状における圧力面13a、負圧面13bの曲線形状は、1つ又は複数の円弧で形成してもよいし、スパイラル曲線等で形成してもよい。特に複数の円弧またはスパイラル曲線で形成すると、上記数値範囲の翼を形成するのが容易である。さらに、スパイラル曲線にした場合には、圧力面13a、負圧面13bの内周側から外周側の全体に渡ってより滑らかな曲線に形成することができ、複数の円弧で形成したものに比べて、剥離を防止して騒音低減効果を増大することができる。
The curved shapes of the
本第1実施形態の横流ファンによれば、上記複数の翼を中心軸oに対し所定角度傾斜させているので、横流ファンを組込んだ装置のノーズとファンケーシングの間隙で発生する圧力を連続的に変動させることができて、横流ファンの回転音を低減することができ、また周方向の取付ピッチを不等間隔に設定しているので、複数翼の傾斜形状により低減せしめた回転音のピーク周波数を分散させることができ、耳障り感を低減して聴感を改善することができるとともに、さらに、翼断面形状が圧力面側、負圧面側ともに曲線状に形成されるとともに、翼断面の入射角度αと出射角度βの比α/βを0.20〜0.32とし、かつ、横流ファン中心と翼の外周側端縁とを結ぶ直線と、その外周側端縁と内周側端縁とを結ぶ直線とのなす角度である取付角度が20°〜30°であるので、同一風量時の騒音低減が可能となる。すなわち、翼の所定角度傾斜させた取付け、取付けピッチの不等間隔化の作用に加えて、入射角度と出射角度の比及び取付け角度の同時規制による作用の相乗効果により、同一風量時の騒音低減が実現される。 According to the cross flow fan of the first embodiment, since the plurality of blades are inclined at a predetermined angle with respect to the central axis o, the pressure generated at the gap between the nose of the apparatus incorporating the cross flow fan and the fan casing is continuously applied. The rotational sound of the cross flow fan can be reduced, and the circumferential mounting pitch is set at unequal intervals. The peak frequency can be dispersed, the harshness can be reduced and the hearing can be improved. In addition, the blade cross-sectional shape is curved on both the pressure side and suction side, and the incidence of the blade cross-section is incident. The ratio α / β of the angle α and the emission angle β is 0.20 to 0.32, the straight line connecting the center of the cross flow fan and the outer peripheral edge of the blade, the outer peripheral edge and the inner peripheral edge The angle formed by the straight line connecting The angle is at 20 ° to 30 °, it is possible to reduce noise at the same air volume. In other words, in addition to the effect of mounting the blades at a predetermined angle and making the mounting pitch non-uniformly spaced, the synergistic effect of the effect of simultaneous control of the ratio of the incident angle and the outgoing angle and the mounting angle reduces noise at the same air volume. Is realized.
次に本発明の横流ファンを組み込んだ空気調和機の室内機の一実施形態について説明する。 Next, an embodiment of an indoor unit of an air conditioner incorporating the cross-flow fan of the present invention will be described.
図8は本実施形態に係る空気調和機の室内機の縦断面図である。 FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the indoor unit of the air conditioner according to the present embodiment.
図8に示すように、本実施形態に係る空気調和機の室内機100は、本体ケーシング101の前面101aに、吸込グリル102と吹出グリル103とを図中上下に配設し、これら吸込グリル102と吹出グリル103とをファンケーシング104内の通風路105により連通している。
As shown in FIG. 8, the
この通風路105には、室内側熱交換器106の下流側に室内ファンとして本発明に係る横流ファン1を配設し、吸込グリル102から本体ケーシング101内へ吸込んだ室内空気を室内側熱交換器106で熱交換して、冷風又は暖風を横流ファン1により吹出グリル103から室外へ再び送風して冷房又は暖房を行なうようになっている。
In this
図9に示すように、吸込角θ1、すなわちノーズ107と横流ファン1との最小隙間t1となる点と横流ファン中心oとを結んだ線jと、ファンケーシング104の最上部104aと横流ファン中心oとを結んだ線kとの角度を145°〜160°、ファンケーシング104の巻始め角θ2、すなわちファンケーシング104の最上部104aの延長線lと最上部104aを通る水平線mとの角度を45°〜50°、ファンケーシング104の巻始め長さL1すなわち最上部104aとファンケーシング104と横流ファンと最小隙間t2となる点104bとの距離を横流ファン径φに対して、L1/φ=0.18〜0.22、巻始め隙間t2をt2/φ=0.04〜0.06とする。
As shown in FIG. 9, the line j connecting the suction angle θ 1, that is, the point where the
本実施形態に係る空気調和機の室内機は、上述した本発明の横流ファンを組込み、吸込角度θ1を145°〜160°、巻始め角度θ2を45°〜50°、巻始め長さL1と横流ファン径φの比L1/φを0.18〜0.22、巻始め隙間tと横流ファン径φの比t/φが0.04〜0.06としたので、上述した本発明の横流ファン単体の騒音低減効果との相乗作用によって、同一風量当りの騒音がより低減可能となり、またファン効率が向上して、外周側での埃付着量が低減できサージング特性が向上する。 The indoor unit of the air conditioner according to the present embodiment incorporates the above-described cross-flow fan of the present invention, the suction angle θ1 is 145 ° to 160 °, the winding start angle θ2 is 45 ° to 50 °, and the winding start length L1 is The ratio L1 / φ of the crossflow fan diameter φ is 0.18 to 0.22, and the ratio t / φ of the winding start gap t and the crossflow fan diameter φ is 0.04 to 0.06. The synergistic effect with the noise reduction effect of the fan alone makes it possible to further reduce the noise per unit air flow, improve the fan efficiency, reduce the amount of dust adhesion on the outer peripheral side, and improve the surging characteristics.
なお、上記実施形態では、横流ファンは複数の翼を中心軸線に対し所定角度傾斜するとともに、周方向に取付けピッチを不等間隔にした例で説明したが、本発明に係る横流ファンはこれに限定されるものではない。
1…横流ファン、10、11…端板、11b…軸、12…仕切板、13…翼、13a…圧力面、13b…負圧面、14…多翼羽車。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cross-flow fan, 10, 11 ... End plate, 11b ... Shaft, 12 ... Partition plate, 13 ... Blade | wing, 13a ... Pressure surface, 13b ... Negative pressure surface, 14 ... Multi-blade impeller.
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