JPH02173395A - 軸流ファン構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば空気調和機の室外ユニットにおいて
、吸込側に熱交換器が配置され熱交換風を外部に吹出す
送風機であり、特にそのファンを構成する軸流ファン構
造の改良に関する。

（従来の技術） たとえば空気調和機の室外ユニットは、その内部か仕切
り板にて略２分され、一方の室に平面略直角状に屈曲さ
れる熱交換器が配置される。これと離間対向するように
して送風機が配置されていて、上記送風機は、そのファ
ン吸込側を上記熱交換器に対向し、吹出側をユニット本
体前面に設けられる吹出口に対向する。その構成は、架
台に取付固定される電動モータおよびこの電動モータの
回転軸に嵌着されるファンとからなる。

上記ファンの形状構造の選択にあたっては、室外ユニッ
トの薄形化が促進されて内部スペースが狭く、かつ熱交
換器に対する熱交換効率を確保するために、ふつう軸流
ファンが多用される。

従来、上記軸流ファンは、第７図に示すように、上記電
動モータの回転軸に直接嵌着固定される円筒状のボスハ
ブａと、このボスハブａの周面に沿ってその根元部ｂｌ
を一体に設けてなる複数枚の翼であるブレードｂ・・・
とからなり、回転軸方向に沿って風が流れるようになっ
ている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このような空気調和機の室外ユニットは、文
字通り室外に配置されるものであり、隣家と接する場合
が多い環境下では、その静粛化が大きな問題となってい
る。上記送風機において騒音を発生する音源としては、
電動モータとファンの二つだけである。上記電動モータ
の駆動音の発生レベルは比較的低く抑制されているが、
ファンの回転送風にともなう騒音の発生レベルはこれよ
り高いので、低減化のために従来から種々の試みがなさ
れている。

このようなブレードｂは、その根元部ｂ１から周端部ｂ
２にかけて全体的に３次元的に曲成する、いわゆる「ひ
ねり」が加えられた状態で成形される。しかも、翼であ
るブレードｂ・・・の周端部ｂ２側は、ボスハブａに一
体に設けられる根元部ｂ１に比べて大きく回転方向に突
出した形状となっている。通常形状のブレード、すなわ
ちブレードの半径方向の両側縁がその中心から左右対称
に開いたものであると、回転にともなう遠心力によって
、いわゆる境界層の流れが外側に吹き寄せられ、厚くな
ってしまう。上記騒音レベルの大小は上記境界層の厚さ
に比例するので、これを薄くしなければならない。しか
るに、同図に示したような軸流ファン形状であれば、翼
面上の圧力が回転中心から遠くなるにともなって増大す
ることとなり、したかって境界層の発達を抑制し薄くす
るのに役立つ０ ところでこのような軸流ファンのファン直径をＤｏとし
たとき、ブレードｂの吹出側後縁のファン内径Ｄ１は、
すなわち根元部β１の端末全てがボスハブａに固着され
るところから、ポスハブａ自体の直径と同じである。そ
のため、このような軸流ファンにおける吸込側と吹出側
におけるファン内外径比　Ｄ１／Ｄｏ　を変えることが
できない。上記ファン内外径比は、流体性能および送風
騒音と密接な関係にあり、ファン自体の性能向−［およ
び騒音低下を図るため、あるいは室外ユニット内に配置
した状態で熱交換器など他の構成部品との相対配置、据
付はスペース他の条件によっては必ずしもその設定比が
最適とは限らない。不適のちのであれば、当然、流体性
能の低下による電動モータの消費電力増大や送風騒音の
増大などの不具合を招いてしまう。

本発明は上記事情に着目してなされたものてあり、その
目的とするところは、種々のファン内外径比を実測した
結果、最適範囲内に設定でき、大風量を確保するととも
に低騒音化を図り、電動モータの消費電力が少なくてす
む軸流ファン構造を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決する手段） すなわち本発明は、円筒状のボスハブの周面に沿って複
数枚の翼であるブレードの根元部を一体に設けてなる軸
流ファンであり、上記ブレードは、その翼面全体を３次
元的に曲成し、その根元部と上記ボスハブとの間に傾斜
面ボスプレートを介設してなり、ファン直径をＤｏ、フ
ァン全高をＨとしたとき、Ｈ／　Ｄ　ｏ　＝　０　、　
２５−０　、　３であり、かつ上記傾斜面ボスプレー１
・の先端部直径である吹出側後縁のファン内径をり、と
したとき、ファン内外径比Ｄ１／Ｄｏ＝０．３５〜０．
４５の範囲内にあることを特徴とする軸流ファン構造で
ある。

（作用） このようにして構成することにより、騒音レベルおよび
電動モータの消費電力レベルが低下する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図および第２図に示すように、空気調和機の室外ユ
ニットか構成される。すなわち、ユニット本体１内は仕
切り板２にて略２分され、その一方の室１ａの背面側お
よび側部に沿って平面略直角状に屈曲される熱交換器３
が配置される。

これと離間対向するようにして、後述する送風機４が配
置される。上記送風機４は、そのファン吸込側を上記熱
交換器３に対向し、吹出側をユニット本体１前面に設け
られるファンガード５によって覆われる吹出口６に対向
する。また、仕切り板２で区画される他方の室１ｂには
、圧縮機７．サクションカップ８などが収容されてなる
。

上記送風機４は、電動モータ９とファン１０とから構成
され、上記ファン１０は後述するような軸流ファンが用
いられる。

すなわち、上記軸流ファン１０は第３図ないし第５図に
示すようになっていて、円筒状のボスハブ］１の周面に
翼である複数枚のブレード１２・・のそれぞれ根元部１
２ａ・・・か、所定間隔を存して一体に固着される。さ
らに述べれば、上記ボスハブ１１の周面には、複数の半
径方向リブ１３・・・がボスハブ１１の接線とは直交す
る方向に突設され、これら半径方向リブ１３・・・のそ
れぞれ先端部とボスハブ１１周面との間に、それぞれ補
助翼リブ１４・・・が略三角状をなすよう架設される。

そして、半径方向リブ１３と補助翼リブ１４とがなす吸
込側の開口側面を傾斜面ボスプレート１５が閉成するよ
う取着される。上記ブレード１２の根元部１２　ａは、
その大部分が上記傾斜面ボスプレー１・］５に一体に固
着され、かつこれより突出する部分１２ａ′は上記ボス
ハブ１１の周面に直接に同者される。

各ブレード１２・・・の全体的な翼面形状としては、そ
の周端部１２ｂを回転方向側に突出した形状としている
。そしてさらに、翼面全体に亘って３次元的に曲成した
、いわゆる「ひねり」が加えられていて、ブレード１２
の半径方向に沿う断面形状が吸込側に突出するよう曲成
される。そして第３図に示すように、１枚のブレード１
２をその中心点０から半径方向に沿い周端部１２ｂに亘
って切断する切断線ＯＡないしＯＱを５°毎に描き、こ
れら切断線ＯＡないしＯＱとブレード１２の吸込側に突
出する最大突出点である極大点とを交差させて描く極大
点曲線Ｒ−Ｒは、同図に二点鎖線で示す曲線となる。こ
の極大点曲線Ｒ−Ｒは、ブレード１２の根元部１．２　
ａに近接し、かつ前縁吸込側から後縁吹出側に亘って延
出される。

なおここで、第３図および第４図に示すように、ファン
直径をＤＯ（ｍｍ）、ファン全高をＨ（＋ｎｍ）とした
とき、Ｈ／Ｄ０＝０．２５〜０．３の範囲内となるよう
設定する。一方、上記傾斜面ボスプレート１５の先端部
直径であるブレード１２の吹田側後縁のファン内径をＤ
＋（＋ｎｍ）としたとき、ファン内外径比がり、／Ｄ。

＝０．３５−０．４５の範囲内となるよう設定する。好
ましくは、ファン内外径比をＤ＋　／Ｄｏ　＝０．３７
５〜０．４３５の範囲内となるよう設定するとよい。

なお第５図に示すように、上記ボスハブ１１を吸込側か
ら見ると、その中心部である回転軸嵌着部１１．　ａか
ら周面に亘って複数のボスリブ１６・・・が放射状に架
設されていて、充分な強度が保証される。

つぎに、このようにして構成される軸流ファン１０の作
用について説明する。上記ブレード１２・・・の周端部
１２ｂを根元部１２ａに比べて回転方向側に大きく突出
したから、特にブレードＪ２の外周側における翼面上の
圧力が回転中心０から遠くなるにともなって増大するこ
ととなり、したがって境界層の発達を抑制し薄くするの
に役立つ。

また、ブレード１２を半径方向に沿って吸込側に突出す
るように成形したので、翼面上の流線での遠心方向成分
が減少し、翼面に垂直な遠心力の成分か圧縮力として作
用することとなり、この回転にともない吸込側から流入
した空気が翼面上で昇圧する。したがって翼面に境界層
を押し付ける作用をなし、この発達を抑制して特にブレ
ード１２の後縁から発生ずる送風騒音を低減する。

さらにまた特に第３図に示すように、ブレード１２翼面
上における流線の流入角をβ１．流出角をβ２としたと
き、上記極大点曲線Ｒ−Ｒとの関係から、その内周側に
おける流線は流入角β】と流出角β２が大きく、逆に、
極大点曲線Ｒ−Ｒから外周側における流線は流入角β】
と流出角β２が小さくなる。たとえば内周側において、
β１−３０〜４０°、β２＝４０〜６０°としたとき、
外周側においては、β１＝２５〜１５°、β２−４０〜
２５°となる。このように、極大点曲線Ｒ〜Ｒから内周
側と外周側とで流入角β１と流出角β２を大きく変化さ
せることかできるとともに、上記極大点曲線１１−Ｒの
位置が根元部１２ａに近接し、かつ前縁吸込側から後縁
吹出側に亘るので、特にこの線より内周側にある根元部
１２ａおよび・その付近において風の速度エネルギが上
昇するとともに圧力上昇効果が顕著となり、吹出速度が
上昇して風量が増大する。すなわちブレード１２の周速
度の低い内周側では遠心翼作用を得、外周側では従来と
同様の軸流翼作用を得る、ミックスブレード効果を奏す
る。

なお、上述した構成の室外ユニットに軸流ファン１０を
備えた送風機４を駆動し、上記吹出口６における軸流フ
ァン１０の吹出風量が常に１６００ｍ３／ｈを保持し、
かつファン直径をＤｏ（ｍｍ）、　ファン全高をＨ（＋
ｎｍ）としたとき、Ｈ／Ｄｏ　＝０．２５〜０．３の範
囲内となるよう設定する。そしてこのような基本条件の
他に、上記ブレード１２の吹出側におけるファン内外径
比Ｄ　＋　／　Ｄ　ｏ　　を種々変えたものを用意し、
そのときの騒音発生程度および電動モータの消費電力量
を実測した。その結果は第６図に示すようになった。図
からも明らかなように、ファン内外径比Ｄ＋　／Ｄｏ　
＝０．３５〜０．４５　　の範囲内にあるとき、送風騒
音が低下するとともに上記電動モタ９の消費電力が少な
くてすむことが判明した。

さらに好ましくは、ファン内外径比　Ｄ、／Ｄ。

＝０．３７５〜０．４３５　　の範囲内にあるとき、よ
り良い結果が得られた。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ブレードの翼面全
体を３次元的に曲成するとともに、ファン直径とファン
全高との比および吹出側のファン内外径比を最適範囲内
に設定したので、翼面ての昇圧作用を確保して吹田面積
の増大を得、しかも従来と同一外径のファンと比較して
遥かに低騒音化を図れるとともに、ファンを駆動する電
動モータの消費電力の低減化を図れるなどの種々の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す軸流ファンを備えた空
気調和機室外ユニットの一部省略した正面図、第２図は
その概略横断平面図、第３図は軸流ファンの吹出側正面
図、第４図はその一部を省略した縦断面図、第５図はそ
の吸込側要部の正面図、第６図はファン内外径比に対す
る騒音レベルおよび電動モータ消費電力レベルの特性図
、第７図は本発明の従来例を示す軸流ファンの正面図て
゛ある。 １１・・・ボスハブ、１２・・・ブレード、１２ａ・・
・（ブレードの）根元部、１５・・・傾斜面ボスプレー
ト。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円筒状のボスハブの周面に沿って複数枚の翼であるブレ
   ードの根元部を一体に設けてなる軸流ファンであり、上
   記ブレードは、その翼面全体を３次元的に曲成するとと
   もに、上記根元部と上記ボスハブとの間に傾斜面ボスプ
   レートを介設してなり、ファン直径をＤ＿０、ファン全
   高をＨとしたとき、Ｈ／Ｄ＿０＝０．２５〜０．３であ
   り、かつ上記傾斜面ボスプレートの先端部直径である吹
   出側後縁のファン内径をＤ＿１としたとき、ファン内外
   径比Ｄ＿１／Ｄ＿０＝０．３５〜０．４５の範囲内にあ
   ることを特徴とする軸流ファン構造。