JP2014066256A - クロスフローファン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の羽根40は、円盤状又は円環状の支持プレートから長手方向に延びている。補助リング60のリング部61は、複数の羽根40の長手方向の中間部分に位置して複数の羽根40の外端40aの外側にて環状に連続して形成されている。補助リング60の複数の接続部62は、リング部61から複数の羽根40の隣接羽根間まで延びて隣接羽根間で羽根40に接合される。
【選択図】図8
Description
図1は、空気調和装置の室内機1の断面の概略を示す図である。室内機1は、本体ケーシング2とエアフィルタ3と室内熱交換器4とクロスフローファン10と垂直フラップ5及び水平フラップ6とを備えている。図1に示されているように、本体ケーシング2の天面の吸込口2aの下流側には、吸込口2aに対向してエアフィルタ3が配置されている。エアフィルタ3のさらに下流側には室内熱交換器4が配置されている。吸込口2aを通過して室内熱交換器4に到達する室内空気は、全てエアフィルタ3を通過して塵埃を除去される。
図2には、クロスフローファン10の羽根車20の概略構造が示されている。羽根車20は、例えば、エンドプレート21と4つのファンブロック30とが接合されて構成される。羽根車20の一端にエンドプレート21が配置され、軸心O上に金属製の回転軸22を有している。そして、羽根車20の他端に配置されるファンブロック30には、通常、ファンモータシャフト(図示せず)と接続されるボス部(図示せず)がその中心部に設けられる。あるいは、羽根車20の他端に配置されるファンブロック30が、ファンモータの一部と結合する部材を持ちかつ中心部に金属軸を持つように構成されるなど、他の構成を有する場合もある。エンドプレート21の回転軸22と羽根車20の他端のファンブロック30のボス部(もしくは金属軸)とが支持されて、羽根車20は軸心Oの周りを回転する。このエンドプレート21には、従来と同じものが用いられている。しかし、本発明を適用するためにエンドプレート21の構造が従来と同じものである必要はなく、エンドプレート21の構造は適宜変更可能である。
本実施形態に係るファンブロック30の詳細な構成を図5乃至図10に示す。図5は、図2に示されている羽根車20を構成する複数のファンブロック30のうちの一つを示す斜視図であり、図6は、そのファンブロック30の側面図である。図5及び図6に示されているファンブロック30は、熱可塑性樹脂を主材料として射出成形などにより一体成形されている複数の羽根40と支持プレート50と補助リング60とからなる。ファンブロック30の回転方向は、図5の矢印が示す方向A1である。
複数の羽根40は、円環状の支持プレート50の第1表面50aから長手方向(軸心Oに沿う方向)に延びている。羽根40が支持プレート50と一体に成形されることで羽根基部40cが支持プレート50の第1表面50aに固定され、羽根40の長手方向における羽根基部40cの反対側が羽根先端部40dになる。羽根40の長さL1(羽根基部40cから羽根先端部40dまでの寸法)は、例えば10cm程度である。羽根40は、負圧面40fと圧力面eを有している。図5の矢印の示す方向A1にファンブロック30が回転すると、羽根40の圧力面40eの側の圧力が高くなり、負圧面40fの側の圧力が低くなる。
図7には、円環状の支持プレート50を底面から見た状態、すなわち第2表面50bの側から見た状態が示されている。支持プレート50の第1表面50aに対向する第2表面50bには、羽根40の嵌まり込む凹部51が形成されている。各凹部51が各羽根40の断面形状よりもわずかに大きな平面形状を有しているから、2つのファンブロック30を重ね合わせるとき、各羽根40が各凹部51にそれぞれ嵌まり込んで嵌合される。支持プレート50の内周に沿って第2表面50bよりも高いリング状の凸部52が形成されている。凸部52は、外周側が斜めに傾斜しており、2つのファンブロック30が重ね合わされるときに羽根40を凹部51に案内する役割を果たす。
補助リング60は、羽根40の長手方向の中間部分に位置しており、羽根基部40cから羽根先端部40dまでの寸法(羽根40の長さL1)の60%の距離だけ羽根基部40cから離れた位置にある。補助リング60の配置位置は、クロスフローファン20の強度を向上させて超音波溶接などの組立工程を容易にするためには、長さL1の55%以上の距離、羽根基部40cから離れていることが好ましい。しかし、羽根基部40cから長さL1の55%以上はなす必要はなく、羽根40の長手方向の中間部分に位置していればよい。上述の説明から分かるように、羽根40の長手方向の中間部分の概念には、真ん中から少しずれた位置にある形態も包含される。
(4−1)
上記実施形態では、一つのファンブロック30に補助リング60を一つ設ける場合について説明したが、一つのファンブロック30に補助リング60を複数設けてもよい。
上記実施形態では、リング部61の外周61aの半径r3が、円環状の支持プレート50の外周51aの半径r1よりも大きい場合について説明したが、リング部61の外周61aの半径r3は、支持プレート50の外周51aの半径r1と同じに設定されてもよい。
上記実施形態では、リング部61の内周61bの半径r4が羽根40の外端40aまでの距離d1よりわずかに大きい場合について説明したが、半径r4が距離d1と等しく、リング部61の内周61bが羽根40の外端40aを通るように構成してもよい。
上記実施形態では、補助リング60の形状が円環状である場合について説明したが、補助リング60の形状は、円環状に限られるものではなく、例えば、羽根40の枚数と同じ数の角を持つ多角形形状であってもよく、外周端にセレーション(多数の刻み目)を入れた形状であってもよい。
(5−1)
以上説明したように、補助リング60のリング部61は、複数の羽根40の長手方向の中間部分に位置して複数の羽根40の外端40aの外側に配置される。また、補助リング60の複数の接続部62は、それぞれリング部61から複数の羽根40の隣接羽根間まで延びて隣接羽根間で羽根40に接合される。隣接羽根間とは、換言すれば、複数の羽根40のうちの一つの羽根40の圧力面40eと、その羽根40に隣接する羽根40の負圧面40fとに挟まれた領域のことである。
クロスフローファン10において、各接続部62は、各羽根40の負圧面40fに接合され、各羽根40の圧力面40eには接合されていない。補助リング60があっても、このように、羽根40の圧力面40eに接続部62が存在しないことで、圧力面40eの側での損失が低減されるから、圧力の小さな負圧面40fの側の損失を低減するよりも流路損失の抑制効果を高めることができる。
また、各接続部62は、リング部61から内側に向かって突き出た三角形状に形成されている。そして、三角形状の接続部60の一辺(頂部62aと頂部62cの間の辺)が羽根40の負圧面40fに接合されている。三角形状の接続部62の一辺を羽根40の負圧面40fに接合するので、接続部62の面積の割に接合部分を大きくできる。一方、頂点の一つが他の羽根の圧力面側にあることから接続部によって増加する流路損失を低く抑えることができる。このような構造により、クロスフローファン10の流路損失の低減と強度の低下防止の効果を同時に向上させることができる。上述の接続部60は、各頂部62a,62b,62cの間の辺がほぼ直線状であるが、各辺が多少凸凹していてもよい。
図9に示されているように、補助リング60は、接続部62が羽根40の負圧面40fに接合されている部分の長さL4が羽根40の翼弦長L3の半分以下である。そのため、接続部62の隣接羽根間に占める面積が小さくなり、流路損失が抑えられる。
リング部61の内周の半径r4をクロスフローファン10の中心軸の軸心Oから羽根40の外端40aまでの距離d1に等しいか又はそれ以上とすることで、リング部61の内周よりも中心軸側の空気の流れがリング部61によって妨げられなくなる。それにより、流路損失が抑え易くなるとともに、リング部61の内周から外周までの距離(リング部の幅W2)を大きくすることで補助リング60の強度を上げることができる。
上述のクロスフローファン10においては、補助リング60及び複数の羽根40が樹脂で形成されており、補助リング60は、射出成形などによって、複数の羽根40と一体に成形されている。補助リング60を複数の羽根と一体で成形することにより、補助リングと複数の羽根の組み立てが不要になり、コストを削減することができる。同様に、支持プレート50も樹脂で形成されており、複数の羽根40及び補助リング60と同時に、射出成形などによって、補助リング60及び複数の羽根40と一体に成形されている。そのため、組み立て工数を減らすことによるコストの削減効果がさらに大きくなっている。
また、補助リング60は、リング部61の厚みが内周側から外周側に行くに従って薄くなっている。つまり、内周側の厚みt1が外周側の厚みt2よりも大きくなっている。そのため、補助リング60での空気の流体損失を低減することができ、送風特性を向上させることができる。また、接続部62からリング部61に至るまでも補助リング60の厚みが外周側にいくに従って薄くなる方が好ましい。この場合にも、送風特性をさらに向上させることができる。さらに、補助リング60が内周側よりも外周側の厚みが薄くなることで、射出成形の際に金型からクロスフローファン10のファンブロック30を取り外し易くなる。
20 羽根車
30 ファンブロック
40 羽根
50 支持プレート
60 補助リング
61 リング部
62 接続部
Claims (7)
- 円盤状又は円環状の支持プレート(50)と、
前記支持プレートから長手方向に延びる複数の羽根(40)と、
複数の前記羽根の長手方向の中間部分に位置して複数の前記羽根の外端の外側にて環状に連続して形成されているリング部(61)、及び前記リング部から複数の前記羽根の隣接羽根間まで延びて前記隣接羽根間で前記羽根に接合される複数の接続部(62)を有する補助リング(60)と、
を備える、クロスフローファン。 - 前記補助リングは、複数の前記接続部が、それぞれ複数の前記羽根の各負圧面(40f)に接合されている、
請求項1に記載のクロスフローファン。 - 前記補助リングは、複数の前記接続部が前記リング部から内側に向かって突き出た略三角形状に形成され、前記略三角形状の前記接続部の一辺を前記羽根の前記負圧面に接合されている、
請求項2に記載のクロスフローファン。 - 前記補助リングは、前記接続部が前記羽根の前記負圧面に接合されている部分の長さ(L4)が当該羽根の翼弦長(L3)の半分以下である、
請求項2又は請求項3に記載のクロスフローファン。 - 前記補助リングは、前記リング部が円環状であり、かつ前記リング部の内周の半径(r4)が、前記クロスフローファンの中心軸から前記羽根の外端(40a)までの距離(d1)に等しいか又はそれ以上である、
請求項1から4のいずれか一項に記載のクロスフローファン。 - 前記補助リングは、複数の前記羽根と一体に成形されている、
請求項1から5のいずれか一項に記載のクロスフローファン。 - 前記補助リングは、前記リング部の厚みが内周側から外周側に行くに従って薄くなっている、
請求項1から6のいずれか一項に記載のクロスフローファン。
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