JPH1077989A - 横流ファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】送風量を減少させずに送風騒音を有効に低減す
る。 【解決手段】円板状の一対の端板１２，１３間に、複数
の翼１４を周方向に不等ピッチを置いて環状に配して横
架固着し、翼１４の長手方向中間部に仕切板１５を配設
する。各翼１４をファン回転軸Ｏａに対して所定角度傾
斜させると共に、各翼１４を金属製薄板により形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気調和機の室内フ
ァン等に好適な横流ファンに係り、特に、各翼をファン
回転軸に対し所定角度傾斜させたスキュー翼の改良によ
り送風騒音の低減を図った横流ファンに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１はこの種の横流ファンを室内ファ
ンとして組み込む空気調和機の室内機の一般的構成を示
している。この室内機１は本体ケーシング２の前面２ａ
に、吸込グリル３と吹出グリル４とを図中上下に配設
し、これら吸込グリル３と吹出グリル４とをファンケー
シング５内の通風路６により連通している。

【０００３】そして、この通風路６には、室内熱交換器
７の下流側に、室内ファンとして横流ファン８を配設
し、吸込グリル３から本体ケーシング２内へ吸い込んだ
室内空気を室内熱交換器７で熱交換して、冷風または暖
風等の調温空気を横流ファン８により吹出グリル４から
室外へ再び送風して冷房または暖房等を行なうようにな
っている。

【０００４】そして、この種の従来の横流ファン８は、
例えば図１２に示すように左右一対の円板状の端板８
ａ，８ｂ間に、ファン回転軸Ｏに対して所定の角度で傾
斜した複数のスキュー翼８ｃを横架固着している。

【０００５】図１３に示すように各スキュー翼８ｃは一
対の端板８ａ，８ｂに対して周方向に所要のランダムピ
ッチ（不等間隔）を置いて配設され、各スキュー翼８ｃ
の軸方向中間部には環状の仕切板８ｄを軸方向に所要の
等ピッチで並設してランダムスキューファンに構成して
いる。各スキュー翼８ｃは軸横断面が円弧状の帯状板よ
りなり、翼弦長が軸方向ほぼ全長で等しくなるように形
成されている。

【０００６】このような、横流ファン８はスキュー翼８
ｃを備えることによって、図１１で示すファンケーシン
グ５およびノーズ９を横流ファン８のスキュー翼８ｃが
よぎる際に、軸方向にそのタイミングがずれるので、ス
キュー翼８ｃのノーズ９などに対するよぎり音を低減す
ることができる。さらには、各スキュー翼８ｃがランダ
ムピッチに配設されているので、よりよぎり音の低減効
果がある。

【０００７】しかしながら、この種の横流ファン８（ス
キュー翼でないものも含め）においては、その吸い込み
部分と吹き出し部分とが、横流ファン８とノーズ９およ
びファンケーシング５との隙間の付近で分かれているた
め、この２箇所の隙間部分では横流ファン８のスキュー
翼８ｃに対する流速方向が逆転するために大きな圧力変
動が発生し、送風騒音の主音源となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そして、このような従
来の横流ファン８では送風騒音が大きいという課題があ
る。

【０００９】つまり、図１４に示すように従来の横流フ
ァン８を組み付けた送風機では、その内部の空気の流れ
において、スキュー翼８ｃ回りの空気流れがスキュー翼
８ｃの外面から剥離して渦Ｓが発生する。また、この渦
Ｓの発生量が多くなり、ノーズ９近傍に溜まると、ここ
で図１５に示すように偏心渦Ｓｅが形成される。

【００１０】この偏心渦Ｓｅはスキュー翼８ｃのランダ
ムピッチの配列により大きさが変動するので、図１７に
示すように、その変動周期の整数倍の騒音と翼ピッチ音
を含む低周波騒音が発生する。

【００１１】さらに、スキュー横流ファンにおいては、
各スキュー翼８ｃはファン回転軸Ｏに対して傾斜してい
るので、図１６に示すように回転軸方向への空気流れが
発生する。このために、ノーズ９近傍の偏心渦Ｓｅの変
動が軸方向に伝播し始める。その結果、偏心渦Ｓｅの不
安定性が増大して図１８に示すように翼ピッチ音と整数
倍音の騒音が一段と増大するというランダムスキューフ
ァン特有の課題がある。

【００１２】そこで本発明は、このような事情を考慮し
てなされたもので、その目的は、送風量を減少させずに
送風騒音を有効に低減することができる横流ファンを提
供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、円板
状または環状の一対の端板間に、複数の翼を周方向に不
等ピッチを置いて環状に配して横架固着し、翼の長手方
向中間部に仕切板を配設し、記各翼をファン回転軸に対
して所定角度傾斜させてなる横流ファンにおいて、上記
各翼を金属製薄板により形成してなることを特徴とす
る。

【００１４】この発明によれば、翼を金属製薄板により
薄く形成しているので、翼回りの空気流れの剥離量を低
減することができる。このために、翼回りの空気流れの
渦の発生量を低減することができるので、ノーズ近傍の
偏心渦の大きさの変動を安定させることができる。これ
により、翼配列ピッチが不等ピッチ（間隔）のランダム
スキュー横流ファン特有の大きな低周波騒音を低減する
ことができる。

【００１５】また、翼回りの空気流れの剥離量を低減し
て渦の発生量を低減することができるので、流路抵抗を
低減して送風量を増加させることができる。しかも、加
工性に優れた金属製薄板により翼を形成するので、翼の
板厚を容易かつ高精度で薄くすることができる。

【００１６】請求項２の発明は、翼は、その板厚が０．
８mm以下であり、かつ端板と仕切板の各嵌合溝に嵌入さ
れてかしめ止めされることを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、翼の板厚を０．８mm以
下に薄くしたので、請求項１の発明と同様の作用効果を
奏することができるうえに、翼を端板と仕切板の各嵌合
溝に嵌入させてかしめ止めするので、これら翼と端板と
仕切板との組付を容易かつ迅速に行なうことができる。

【００１８】請求項３の発明は、翼は、その軸方向への
空気流れを抑制する切り起しを具備していることを特徴
とする。

【００１９】この発明によれば、翼の軸方向への空気流
れを切り起しにより抑制することができるので、ノーズ
近傍に発生する偏心渦の大きさの変動と、翼軸方向への
移動とを抑制して安定させることができる。このため
に、スキューファン特有の低周波騒音を低減することが
できる。

【００２０】請求項４の発明は、翼は、その軸方向への
空気流れを抑制する一方、翼弦方向の空気の流れを通風
させる通風ガイドを具備していることを特徴とする。

【００２１】この発明によれば、翼の通風ガイドにより
翼軸方向への空気流れを抑制することができるので、請
求項３の発明と同様に偏心渦の大きさの変動と翼軸方向
への移動を抑制して安定させることができ、スキューフ
ァン特有の低周波騒音を低減することができる。

【００２２】また、翼弦方向への空気流れは通風ガイド
により抑制せずに通風させるので、送風量が減少するの
を防止することができる。

【００２３】請求項５の発明は、翼は、その傾斜方向を
仕切板を境に反転させてなることを特徴とする。

【００２４】この発明によれば、各翼の傾斜方向を仕切
板を境に反転させているので、仕切板によりそれぞれ仕
切られた各領域から送風される空気流れの軸方向成分が
仕切板の両側では相互に逆向きになり、相互に打ち消し
合う。このために、軸方向への空気流れを抑制して偏心
渦の翼軸方向への移動を抑制して安定させることができ
るので、騒音を低減することができる。

【００２５】請求項６の発明は、翼は、仕切板同士間お
よび仕切板と端板同士間にて外方に凸の湾曲面に形成さ
れてなることを特徴とする。

【００２６】この発明によれば、翼を仕切板同士間にて
外方に凸の湾曲面に形成しているので、仕切板によりそ
れぞれ仕切られた各領域からは送風が各翼の湾曲面の法
線方向外方へ放射状に送風される。したがって、仕切板
を境に隣り合う領域から送風された空気流れの軸方向成
分が仕切板の両側では相互に逆向きになるので、相互に
打ち消し合う。このために、この発明によっても請求項
５の発明と同様に騒音を低減することができる。

【００２７】請求項７の発明は、翼は、その板厚方向で
円弧状に突出する凸部と、円弧状に凹む凹部とが軸方向
で交互に繰り返す波板状に形成されてなることを特徴と
する。

【００２８】この発明によれば、翼を、その板厚方向で
円弧状に突出する凸部と、円弧状に凹む凹部とが軸方向
で交互に繰り返す波板状に形成しているので、これらの
各翼の隣り合う凹凸部の送風の軸方向成分が互いに逆向
きになるから、相互に打ち消し合う。このために、請求
項５の発明と同様に騒音を低減することができる。そし
て、各翼の凹凸部は翼軸方向に交互に繰り返すように複
数形成されるので、その騒音低減効果も大きい。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜
図１０に基づいて説明する。なお、これらの図中、同一
または相当部分には同一符号を付している。

【００３０】図１は本発明の第１の実施形態に係る横流
ファン１１の全体構成の正面図、図２は図１のII−II線
矢視断面図、図３は図１の分解斜視図であり、これらの
図において、横流ファン１１は、例えば図１１で示す空
気調和機の室内機１に室内ファンとして組み込む場合等
に好適な横流ファンであり、左右一対の円板状の端板１
２，１３間に、横断面が円弧状の複数の翼１４を同心状
に環状に配すると共に、ファン回転軸Ｏａに対して所定
角度傾斜させて横架固定している。各翼１４の軸方向中
間部には環状（リング状）の仕切板１５を軸方向に所要
のピッチで配設しており、ファン回転軸Ｏａ周りに回転
することにより遠心軸方向外方へ送風するようになって
いる。

【００３１】一方の端板、例えば１３の外側面中央部に
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
自在に結合せしめるボス部１６を同心状に一体、または
一体的に突設している。他方の端板１２ａの外側面中央
部には同心状に軸１７を一体、または一体的に突設して
いる。軸１７は図示しない軸受により回転自在に支承さ
れる。

【００３２】各翼１４は板厚が０．８mm以下の金属製薄
板により、横断面形状がファン回転方向に対して前向き
に傾斜する円弧状をなすように形成され、しかも、各翼
１４の回転方向前縁がファン回転方向へファン回転軸Ｏ
ａに対して所定角度直線的に傾斜するように一対の端板
１２，１３間に横架されて固定され、スキュー翼に構成
されている。

【００３３】そして、一対の端板１２，１３と各仕切板
１５の外周縁部には円弧状の嵌合溝１２ａ，１３ａ，１
５ａを周方向に不等ピッチ（ランダムピッチ）を置いて
形成している。これら各嵌合溝１２ａ，１３ａ，１５ａ
には各翼１４の軸方向両端部と中間部とがそれぞれ嵌入
され、これら嵌合部の図示しない切り起し片をかしめる
ことにより固定されている。したがって、図２に示すよ
うに、各翼１４は一対の端板１２，１３に対してランダ
ムピッチで配列されている。

【００３４】図４はこのように金属製薄板により板厚が
０．８mm以下に形成された円弧状スキュー翼１４回りの
空気流れを示している。つまり、各スキュー翼１４の板
厚が薄いので、各翼１４の凸状円弧面（図４では上面）
側に沿って流れる空気流れの剥離量を減少させることが
できる。このために、その流れの剥離に起因する渦Ｓの
発生量を減少させることができる。

【００３５】したがって、この渦Ｓの減少が図１５で示
すようにノーズ９近傍に溜まって発生する偏心渦Ｓｅの
発生量を減少させることができるので、この偏心渦Ｓｅ
に起因するランダムスキュー横流ファンに特有の低周波
騒音を低減することができる。

【００３６】また、翼１４回りの空気流れの剥離量を低
減して渦Ｓの発生量を低減することができるので、流路
抵抗を低減して送風量を増加させることができる。しか
も、加工性に優れた金属製薄板により翼１４を形成する
ので、翼１４の板厚を容易かつ高精度で薄くすることが
できる。

【００３７】図５（Ａ）は本発明の第２の実施形態に係
る横流ファン１１Ａの正面図、図５（Ｂ）は同図（Ａ）
のＢ部拡大図であり、この横流ファン１１Ａは図６にも
示すように、各翼１４の凸状円弧面（図６中上面）より
凸状方向へほぼ垂直に起立する矩形状の複数の切り起し
片１８を翼軸方向に所要のピッチを置いて並設する点に
特徴がある。

【００３８】各切り起し片１８は各翼１４の凸状円弧面
を例えばコの字状に切り込みを入れ、その切り込みをほ
ぼ垂直方向外方へ起立させることにより形成される。

【００３９】したがって、図６中矢印で示すように翼１
４の軸方向へ流れる気流を各切り起し片１８の側面に衝
突させることにより抑制することができるので、ノーズ
９近傍に発生する偏心渦Ｓｅが翼軸方向の気流により軸
方向へ移動するのを抑制することができる。したがっ
て、この偏心渦Ｓｅが翼軸方向へ移動することにより増
大するランダムスキュー横流ファンに特有の低周波騒音
の一層の増大を抑制することができる。

【００４０】図７はこれらの各切り起し片１８を、通風
ガイドである通風筒１９にそれぞれ置換した場合の第３
の実施形態の一部切欠要部斜視図である。

【００４１】各通風筒１９は例えばコ字状金属板のコ字
状開口端を翼１４の凸状円弧面上に固着して、角筒状に
構成され、閉塞両側面を翼軸方向に向ける一方、開口両
端を翼弦方向に向けている。

【００４２】したがって、この実施形態によっても、図
７中矢印で示す軸方向の気流を各通風筒１９の閉塞側面
に衝突させることにより抑制することができるので、上
記第２の実施形態とほぼ同様にランダムスキューファン
に特有の低周波騒音を低減することができる。

【００４３】しかも、各通風筒１９は翼１４の翼弦方向
の気流を通風させることができるので、送風量が減少す
るのを抑制することができる。

【００４４】図８は本発明の第４の実施形態に係る横流
ファン１１Ｂの正面図であり、これは各仕切板１５によ
りそれぞれ仕切られた各領域の各翼１４ｂの傾斜方向
（スキュー方向）を各仕切板１５を境にして反転させた
点に特徴がある。

【００４５】この横流ファン１１Ｂによれば、各仕切板
１５により仕切られた各領域からは各翼１４ｂの傾斜に
対してはぼ垂直方向に送風されるので、所要の仕切板１
５の両側の各送風中の軸方向成文は互いに逆向きになる
ので、相互に打ち消し合う。

【００４６】したがって、送風中の軸方向成分を減少さ
せることができるので、偏心渦Ｓｅの翼軸方向への移動
に起因するランダムスキュー横流ファンに特有の低周波
騒音を低減することができる。

【００４７】図９は本発明の第５の実施形態に係る横流
ファン１１Ｃの正面図であり、これは上記第１の実施形
態に係る各翼１４を、各仕切板１５によりそれぞれ仕切
られる各領域毎に、外方に凸の湾曲面に折曲された湾曲
翼１４ｃにそれぞれ置換した点に特徴がある。

【００４８】この横流ファン１１Ｃによっても、各領域
の送風は各湾曲翼１４ｃの湾曲面の法線方向外方へ放射
状に送風されるので、所要の仕切板１５の両側の各送風
は、その翼軸方向成分が相互に逆向きになり、相互に打
ち消し合う。

【００４９】したがって、この実施形態によっても、送
風中の軸方向成分を減少させることができるので、偏心
渦Ｓｅの翼軸方向への移動に起因するランダムスキュー
横流ファンに特有の低周波騒音を低減することができ
る。

【００５０】図１０は本発明の第６の実施形態に係る横
流ファン１１Ｄの正面図であり、これは図１で示す各ス
キュー翼１４を波形スキュー翼１４ｄにそれぞれ置換し
た点に特徴がある。

【００５１】各波形スキュー翼１４ｄはその板厚方向外
方に突出する凸部と、板厚方向外方に凹む凹部とが軸方
向に交互に繰り返すように波板状に一体に形成されてい
る。

【００５２】したがって、これら隣り合う凹凸部の送風
の軸方向成分が互いに逆向きになるので、相互に打ち消
し合う。このために、各翼１４ｄの軸方向の空気流れの
流量が減少するので、軸方向の空気流れに起因するラン
ダムスキュー横流ファン特有の低周波の騒音を低減する
ことができる。

【００５３】なお、本発明ではこれらの各実施形態を適
宜組み合せてもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明は、
翼を金属製薄板により薄く形成しているので、翼回りの
空気流れの剥離量を低減することができる。このため
に、翼回りの空気流れの渦の発生量を低減することがで
きるので、ノーズ近傍の偏心渦の大きさの変動を安定さ
せることができる。これにより、翼配列ピッチが不等ピ
ッチ（間隔）のランダムスキュー横流ファン特有の大き
な低周波騒音を低減することができる。

【００５５】また、翼回りの空気流れの剥離量を低減し
て渦の発生量を低減することができるので、流路抵抗を
低減して送風量を増加させることができる。しかも、加
工性に優れた金属製薄板により翼を形成するので、翼の
板厚を容易かつ高精度で薄くすることができる。

【００５６】請求項２の発明によれば、翼の板厚を０．
８mm以下に薄くしたので、請求項１の発明と同様の作用
効果を奏することができるうえに、翼を端板と仕切板の
各嵌合溝に嵌入させてかしめ止めするので、これら翼と
端板と仕切板との組付を容易かつ迅速に行なうことがで
きる。

【００５７】請求項３の発明によれば、翼の軸方向への
空気流れを切り起しにより抑制することができるので、
ノーズ近傍に発生する偏心渦の大きさの変動と、翼軸方
向への移動とを抑制して安定させることができる。この
ために、スキュー横流ファン特有の低周波騒音を低減す
ることができる。

【００５８】請求項４の発明によれば、翼の通風ガイド
により翼軸方向への空気流れを抑制することができるの
で、請求項３の発明と同様に偏心渦の大きさの変動と翼
軸方向への移動を抑制して安定させることができ、スキ
ュー横流ファン特有の低周波騒音を低減することができ
る。

【００５９】また、翼弦方向への空気流れは通風ガイド
により抑制せずに通風させるので、送風量が減少するの
を防止することができる。

【００６０】請求項５の発明によれば、各翼の傾斜方向
を仕切板を境に反転させているので、仕切板によりそれ
ぞれ仕切られた各領域から送風される空気流れの軸方向
成分が仕切板の両側では相互に逆向きになり、相互に打
ち消し合う。このために、軸方向への空気流れを抑制し
て偏心渦の翼軸方向への移動を抑制して安定させること
ができるので、騒音を低減することができる。

【００６１】請求項６の発明によれば、翼を仕切板同士
間および仕切板と端板同士間にて外方に凸の湾曲面に形
成しているので、仕切板によりそれぞれ仕切られた各領
域からは送風が各翼の湾曲面の法線方向外方へ放射状に
送風される。したがって、仕切板を境に隣り合う領域か
ら送風された空気流れの軸方向成分が仕切板の両側では
相互に逆向きになるので、相互に打ち消し合う。このた
めに、この発明によっても請求項５の発明と同様に騒音
を低減することができる。

【００６２】請求項７の発明によれば、翼を、その板厚
方向で円弧状に突出する凸部と、円弧状に凹む凹部とが
軸方向で交互に繰り返す波板状に形成しているので、こ
れらの各翼の隣り合う凹凸部の送風の軸方向成分が互い
に逆向きになるから、相互に打ち消し合う。このため
に、請求項５の発明と同様に騒音を低減することができ
る。そして、各翼の凹凸部は翼軸方向に交互に繰り返す
ように複数形成されるので、その騒音低減効果も大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る横流ファンの正
面図。

【図２】図１のII−II線矢視断面図。

【図３】図１の分解斜視図。

【図４】図１で示す各翼の作用を示す模式図。

【図５】（Ａ）は本発明の第２の実施形態に係る横流フ
ァンの正面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＢ部拡大図。

【図６】本発明の第３の実施形態に係る横流ファンの翼
の要部斜視図。

【図７】本発明の第４の実施形態に係る横流ファンの翼
の要部斜視図。

【図８】本発明の第５の実施形態に係る横流ファンの要
部正面図。

【図９】本発明の第６の実施形態に係る横流ファンの要
部正面図。

【図１０】本発明の第７の実施形態に係る横流ファンの
要部正面図。

【図１１】空気調和機の室内機の一般的構成を示す縦断
面図。

【図１２】従来のランダムスキュー式横流ファンの正面
図。

【図１３】図１２のXIII−XIII線矢視断面図。

【図１４】図１２で示す従来の各スキュー翼の作用を示
す模式図。

【図１５】図１２で示す従来の横流ファンの作用を示す
模式図。

【図１６】図１２で示す従来の横流ファンの正面と送風
分布との関係を示す模式図。

【図１７】図１２で示す従来のランダム横流ファンの騒
音周波数特性図。

【図１８】図１２で示す従来のランダムスキュー横流フ
ァンの騒音周波数特性図。

【符号の説明】

１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ 横流ファン １２，１３ 一対の端板 １４，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 翼 １５ 仕切板 １６ ボス部 １７ 軸 １８ 切り起し片 １９ 通風筒

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円板状または環状の一対の端板間に、複
   数の翼を周方向に不等ピッチを置いて環状に配して横架
   固着し、翼の長手方向中間部に仕切板を配設し、記各翼
   をファン回転軸に対して所定角度傾斜させてなる横流フ
   ァンにおいて、上記各翼を金属製薄板により形成してな
   ることを特徴とする横流ファン。
2. 【請求項２】 翼は、その板厚が０．８mm以下であり、
   かつ端板と仕切板の各嵌合溝に嵌入されてかしめ止めさ
   れることを特徴とする請求項１記載の横流ファン。
3. 【請求項３】 翼は、その軸方向への空気流れを抑制す
   る切り起しを具備していることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の横流ファン。
4. 【請求項４】 翼は、その軸方向への空気流れを抑制す
   る一方、翼弦方向の空気の流れを通風させる通風ガイド
   を具備していることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   か１項に記載の横流ファン。
5. 【請求項５】 翼は、その傾斜方向を仕切板を境に反転
   させてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
   項に記載の横流ファン。
6. 【請求項６】 翼は、仕切板同士間および仕切板と端板
   同士間にて外方に凸の湾曲面に形成されてなることを特
   徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の横流ファ
   ン。
7. 【請求項７】 翼は、その板厚方向で円弧状に突出する
   凸部と、円弧状に凹む凹部とが軸方向で交互に繰り返す
   波板状に形成されてなることを特徴とする請求項１〜４
   のいずれか１項に記載の横流ファン。