JP2006152988A - 軸流ファン、空気調和機の室外機 - Google Patents

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Abstract

【課題】風量の増加を図りながら、騒音の低減が可能な軸流ファンを提供する。
【解決手段】本軸流ファンは、複数組の翼が互いにハブの軸方向にずれた位置に設けられ、かつ空気の流通方向の上流側に位置する翼に対して、下流側に位置する翼は回転方向に所定角度ずらして設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、軸流ファン、これを用いた空気調和機の室外機に係り、特に翼の配置を改良した軸流ファン、これを用いた空気調和機の室外機に関する。
空気調和機の室外機等には軸流ファンが多く用いられているが、従来の軸流ファンは複数の翼をファン回転軸を中心に等間隔、例えば、図９に示すように２枚翼では１８０°配置あるいは特許文献１に記載されているように３枚翼では１２０°で配置し、かつ、複数の翼を各々回転軸方向同位置に配置するのが一般的であった。
しかしながらファン外径が一定のもとで、このように回転軸方向同位置に翼を配置した場合、翼間隙と翼面積の兼ね合い（隣接翼間の干渉）により送風性能が左右され、風量特性を向上させると騒音特性が悪化し、騒音特性を向上させると風量特性が悪化するといった、問題点があった。
また、図１０に示すように、これら従来の軸流ファン１１を室外機ユニット２００のユニット本体２０１内に収容して使用する場合、風量特性を向上させると騒音特性が悪化し、騒音特性を向上させると風量特性が悪化するといった問題点があった。
なお、第１の翼の前縁部に生じる気流の剥離を抑制するために、この前縁部近傍に第２の翼を設けた軸流ファンが提案されているが、第２の翼により風量の増加を図るとともに、騒音の低減を図るものではない。
特開２００１−９０６９３号公報 特開平７−１４５７９８号公報
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、風量の増加を図りながら、騒音の低減が可能な軸流ファンを提供することを目的とする。
また、本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、風量の増加を図りながら、騒音の低減が可能な空気調和機の室内機を提供することを目的とする。
上述した目的を達成するため、本発明に係る軸流ファンは、回転軸に取付けられる円筒状のハブの周面に複数組の翼を設けてなり、その回転にともなって軸方向に送風する軸流ファンにおいて、前記複数組の翼は、互いにハブの軸方向にずれた位置に設けられ、かつ空気の流通方向の上流側に位置する翼に対して、下流側に位置する翼は回転方向前方に所定角度ずらして設けられていることを特徴とする。
また、本発明に係る空気調和機の室外機は、請求項１に記載の軸流ファンを備える。
本発明に係る軸流ファンによれば、風量の増加を図りながら、騒音の低減が可能な軸流ファンを提供することができる。
また、本発明に係る空気調和機の室内機によれば、風量の増加を図りながら、騒音の低減が可能な空気調和機の室内機を提供することができる。
以下、本発明に係る軸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。
図１は本発明の一実施形態に係る軸流ファンの平面図、図２はその斜視図、図３はその側面図である。
図１〜図３に示すように、本実施形態に係る軸流ファン１は、回転軸（図示せず）に取付けられる円筒状のハブ２の周面に複数組である二対の翼３を設けてなり、その回転にともなって軸方向に送風する多重形式のものであり、二対の翼３は、互いにハブ２の軸方向にずれた位置に設けられている。
例えば、軸流ファン１は風下側に配置される風下側ファンユニット１ｂと風上側ファンユニット１ｕで構成され、風下側ファンユニット１ｂはハブ２の一部を構成する風下側ハブ２ｂとこの風下側ハブ２ｂに１８０°間隔で配置された２枚の風下側翼３ｂとで構成されており、風上側ファンユニット１ｕも、風下側ファンユニット１ｂと同様の形状を有し、ハブ２の一部を構成する風上側ハブ２ｕとこの風上側ハブ部２ｕに１８０°間隔で配置された２枚の風上側翼３ｕとで構成されている。
また、風下側ハブ２ｂと風上側ハブ部２ｕは、分割されているが各々従来のハブに比べて軸方向の寸法Ｄが約１／２になっており、従って、風下側ハブ２ｂ及び風上側ハブ２ｕを重ね合わせても従来のハブの寸法とほぼ同じになっている。
さらに、風下側翼３ｂ及び風上側翼３ｕが独立してファン機能を発揮できるように、風下側翼３ｂと風上側翼３ｕ間には好ましくは１０ｍｍ以上の間隔が形成されている。
これにより、最適な翼間隙と翼面積の関係を維持したままで合計の翼面積を拡大でき、また、隣接翼間の干渉、例えば風下側翼３ｂの後縁部３ｂ１に生じる乱流の影響が風上側翼３ｕに与えるのを最小限度に抑制することができ、さらに、ファン外径を拡大することなく合計の翼面積を拡大できるので、同一風量での回転数を低減できる効果がある。換言すれば、両翼をハブの軸方向及び回転方向に所定量ずらし、同一回転数での発生風量を増加させることが可能となる。また、従来と同様の室外ユニットに軸流ファンの収容が可能となる。
また、風下側ファンユニット１ｂは風上側ファンユニット１ｕと重なった状態（図１で両翼の前縁端部３ｂ２、３ｕ２がファンの中心を通る仮想線Ｏ−Ｏにあり投影視一致した状態）から、前縁端部３ｂ２がファンの中心を通る仮想線Ｏ１−Ｏ１の位置まで、回転方向前方に角度にしてθ°、好ましくは２５°〜８５°、より好ましくは５５°ずらして（進めて）ある。
本発明者等が上記形状の軸流ファンを用いて、風下側ファンユニットと風上側ファンユニットの翼ずれ角度を変化させて行って得た図４〜図６に示す騒音、回転数、モータ入力の測定試験結果からもわかるように、同一風量を得ながら、送風騒音の低減、モータに加わる負荷を抑えることができる。翼ずれ角度が２５°〜８５°の範囲を外れると騒音が増大する。
上述のように本実施形態の軸流ファンは、複数対の翼が互いにハブの軸方向にずれた位置に設けられているので、風量特性を悪化させることなく、隣接翼間で干渉し合いながら発生する送風騒音の低減を図り、かつ、軸流ファンを駆動するモータに加わる負荷を極力抑えることができる。
なお、上記実施形態では軸流ファンは、風下側ファンユニットのハブ部と風上側ファンユニットのハブ部を別個に形成し、風下側ファンユニットと風上側ファンユニットの翼を軸方向に間隔を設けて形成する例で説明したが、図７に示すように、軸流ファン１０を、両ハブ部を一体に形成したハブ２とし、両ファンユニット１ｂ，１ｕの翼３ｂ，３ｕを軸方向に間隔Ｅを設けて形成するようにしても、同様の効果が得られる。なお、この間隔Ｅは、ファンユニット１ｂの翼３ｂによる気流と、ファンユニット１ｕの翼３ｕによる気流との干渉を防止するために、１０ｍｍ以上にすることが望ましく、この点は、上記図１から図３に示す両ファンユニットのハブを別個に形成（分割形成）したものも同一である。
次に本発明の軸流ファンを組み込んだ空気調和機の室外機の一実施形態について説明する。
図８は本実施形態に係る空気調和機の室外機の縦断面図である。
図８に示すように、本実施形態に係る空気調和機の室外機ユニット１００は、ユニット本体１０１内に、平面Ｌ形状の室外熱交換器１０２と、本発明に係る軸流ファン１と、コンプレッサ１０３、四方弁１０４、インバータ等の制御器１０５等を収容し、軸流ファン１とコンプレッサ１０３との間を仕切板１０６により仕切っている。
上述のように、軸流ファンは風下側ファンユニットと風上側ファンユニットの２層構造になっていても、従来の室外ユニットに組込み可能な寸法であり、同一風量を得る場合にも、回転数の低減化、送風騒音の低減化が共に実現できるので、本発明の軸流ファンを用いた室外ユニットも、回転数低減効果による低振動化と、送風騒音低減の効果による運転音の低減を実現することができ、換言すれば、風量の増加を図りながら、騒音の低減が可能な空気調和機の室外機を実現することができる。
図３に示すような本発明に係る軸流ファン（実施例）を用い、風下側ファンユニットと風上側ファンユニットの翼ずれ角度を変化させて、回転数、モータ入力、騒音について測定し、図９に示すような従来の１層の軸流ファン（従来例）と比較した。
結果を図４〜図６に示す。
図４に示すように、同一風量において、実施例は翼ずれ角度が２５°〜８５°の範囲で、騒音レベルが従来例より低くなり、特に６５°近傍で騒音が最も低く、従来例より１．６ｄＢ低くできることがわかった。
また、図５に示すように、同一風量において、実施例は翼ずれ角度が２５°〜８５°を含む全ての範囲で従来例に比べて回転数を落とすことが可能であり、特に６５°近傍では従来例の８５％に落とすことができることがわかった。
また、図６に示すように、同一風量において、実施例はモータ入力が従来例に比べて１Ｗほど大きいが、６５°近傍では従来例と大差ないことがわかった。
なお、これまで、風下側ファンユニットと風上側ファンユニットが、夫々一対、すなわち、２枚の翼を有するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、各ファンユニットが３枚以上の翼を有するものであっても良い。
本発明に係る軸流ファンの一実施形態の平面図。 本発明に係る軸流ファンの一実施形態の斜視図。 本発明に係る軸流ファンの一実施形態の側面図。 本発明に係る軸流ファンを用いた翼ずれ角度と騒音の関係を示す試験結果図。 本発明に係る軸流ファンを用いた翼ずれ角度と回転数の関係を示す試験結果図。 本発明に係る軸流ファンを用いた翼ずれ角度とモータ入力の関係を示す試験結果図。 本発明に係る軸流ファンの他の実施形態の側面図。 本発明に係る空気調和機の室外機の一実施形態の平面図。 従来の軸流ファンの一実施形態の斜視図。 従来の空気調和機の室外機の一実施形態の平面図。
符号の説明
１…軸流ファン、１ｂ…風下側ファンユニット、１ｕ…風上側ファンユニット、２…ハブ、２ｂ…風下側ハブ、２ｕ…風上側ハブ、３ｂ…風下側翼、３ｕ…風上側翼。

Claims (2)

  1. 回転軸に取付けられる円筒状のハブの周面に複数組の翼を設けてなり、その回転にともなって軸方向に送風する軸流ファンにおいて、前記複数組の翼は、互いにハブの軸方向にずれた位置に設けられ、かつ空気の流通方向の上流側に位置する翼に対して、下流側に位置する翼は回転方向前方に所定角度ずらして設けられていることを特徴とする軸流ファン。
  2. 請求項１に記載の軸流ファンを備えたことを特徴とする空気調和機の室外機。
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