(57)【要約】【課題】所定風量時の騒音増加、及びファン振れによる騒音増加を抑制できるようにする。【解決手段】回転翼８の主板１の中心部に形成されたファンボス２の周りに第１のリブ３を設け、第１のリブ３の周りに第２のリブ４を設けて、リブを二重にすることでリブ部の径を大きくする。これにより、外側の第２のリブが主板近くを流れる風に対して障害物となり、主板近くの翼間に流れが集中するのを抑制し、所定風量時の騒音を小さくする。さらに、ファン中心部の重量が大きくなって、ファン振れが生じるのを抑制し、ファン振れによる騒音増加も抑制する。【選択図】図１
2010216272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転翼の主板の中心部に形成されたファンボスの周りに第１のリブを設け、該第１のリブの周りに第２のリブを設けたことを特徴とするシロッコファン。
【請求項２】
前記第２のリブの外径を、ファン径の０．２〜０．６１倍としたことを特徴とする請求項１記載のシロッコファン。
【請求項３】
前記第２のリブの軸方向の幅をファン径の０．２６倍以下としたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のシロッコファン。
【請求項４】
回転翼の主板の中心部に形成されたファンボスの周りに、ファン径の０．２〜０．６１倍の外径を有するリブを設け、前記ファンボスの外径を該リブの内径と略等しくしたことを特徴とするシロッコファン。
【請求項５】
前記リブの軸方向の幅をファン径の０．２６倍以下としたことを特徴とする請求項４記載のシロッコファン。
【請求項６】
前記ファンボスを、ファンの密度よりも大きな密度を有する材質で構成したことを特徴とする請求項４又は請求項５記載のシロッコファン。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のシロッコファンを用いた空気調和機の室内機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、騒音を抑制できるシロッコファンと、このシロッコファンを用いた空気調和機の室内機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の室内機に用いられているシロッコファンは、その回転翼の主板の中心部に、ファンボスと、ファンボスを取り囲むリブが取付けられている。そして、このリブは、風の流れの抵抗とならないように、これまではその外径がファン径の０．２倍未満となるように小さく設定されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０５８４１号公報（図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、シロッコファンは、風方向が軸に対して直角に、遠心方向に流れる。このため、従来のシロッコファンのように、ファンボスを取り囲むリブを流れの抵抗とならないように比較的小径（外径がファン径の０．２倍未満）に設定したものにあっては、主板付近の翼間に流れが集中し、これが騒音発生源の一つとなっていた。
【０００５】
また、リブの小径化に伴ってファンボス径も小さくなり、ファン中心部の重量が小さくなっていた。このため、ファン振れが生じ易くなり、これも騒音発生源の一つとなっていた。
【０００６】
本発明の技術的課題は、所定風量時の騒音増加、及びファン振れによる騒音増加を抑制できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るシロッコファンは、回転翼の主板の中心部に形成されたファンボスの周りに第１のリブを設け、第１のリブの周りに第２のリブを設けたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のシロッコファンによれば、第１のリブの周りに第２のリブを設けて、リブを二重にすることでリブ部の径を大きくしているので、外側の第２のリブが主板近くを流れる風に対して障害物となり、主板近くの翼間に流れが集中するのを抑制することができる。このため、所定風量時の騒音を小さくすることができる。
さらに、ファン中心部の重量が大きくなって、ファン振れが生じるのを抑制することができる。このため、ファン振れによる騒音増加も抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係るシロッコファンの回転翼の主板の構成を示す正面図および側面断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る両吸込みタイプのシロッコファンの回転翼とこれを収容し風路を形成する両吸込みタイプのスクロールケーシングとの関係を概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るシロッコファンのＰ−Ｑ特性を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態１に係るシロッコファンの回転翼とスクロールケーシングを側方から見た断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るシロッコファンの翼間風量分布を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態１に係るシロッコファンのファン径に対する第２のリブの外径と騒音との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態１に係るシロッコファンのファン径に対する第２のリブの軸方向の幅と騒音との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態２に係るシロッコファンの回転翼の主板の構成を示す正面図および側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施形態１．
以下、図示実施形態により本発明を説明する。
図１は本発明の実施形態１に係る両吸込みタイプのシロッコファンの回転翼の主板の構成を示す正面図および側面断面図である。図２は本実施形態に係るシロッコファンの回転翼とこれを収容し風路を形成する両吸込みタイプのスクロールケーシングとの関係を概略的に示す斜視図である。
【００１１】
図１及び図２において、シロッコファン１０のスクロールケーシング９内には回転翼８が収容され、回転翼８の延長方向の中間部に主板１が配置されている。主板１の中心部には、図示しないファンモーターのモーターシャフトとねじ等により連結されるファンボス２が設けられ、ファンボス２の周りに第１のリブ３が設けられ、第１のリブ３の周りに内向きフランジ４ａを介して第２のリブ４が設けられている。また、主板１の両端面の外縁部には、それぞれ軸方向に延出する複数の翼５が等間隔毎に取り付けられ、これら翼５の各延出端がリング１１ａ，１１ｂに取り付けられている。
【００１２】
次に、本実施形態のシロッコファンの動作について説明する。既述したようにファンボス２とモーターシャフトはねじ等により連結されており、ファンモーターの回転により、シロッコファン１０の回転翼８が回転する。
【００１３】
図３は第２のリブ４を取付けた場合のシロッコファン１０のＰ−Ｑ特性を示すグラフであり、Ｐは静圧、Ｑは風量である。シロッコファン１０の回転翼８は両吸込みタイプであり、回転翼８の径すなわちファン径（図４）はφ１９２mm、ファン幅は３００mm、スクロールケーシング９の高さ（図４）は２４０mm、翼枚数は４０枚、第１のリブ３の外径は３７mm、第１のリブ３の幅は片側９mmである。
【００１４】
Ｐ−Ｑ特性は、ファンの回転数を一定として、通風抵抗である静圧Ｐと、風量Ｑの関係を表したものである。通風抵抗が小さいほど風は流れ易くなり、通風抵抗が大きいほど風は流れ難くなる。よって、静圧が小さいほど、風量は大きくなり、静圧が大きいほど風量は小さくなる。しかし、風量が小さくなっても静圧が小さくなる領域があり、この領域をサージング領域という。サージング領域では、流れが不安定になり易く、異常音の原因となる場合がある。なお、これ以降、高静圧かつ低風量側を締切側（グラフの左上側）、低静圧かつ高風量側を開放側（グラフの右下側）という。
【００１５】
図３のＰ−Ｑ特性のグラフ上にある動作点Ａ，Ｂにおいて、第２のリブ４の有無における騒音値を下表１に比較して示す。動作点Ａは締切側、点Ｂは開放側に位置する。
【００１６】
【表１】
2010216272.tif 000003
【００１７】
表１から明らかなように、動作点Ａ，Ｂいずれの騒音値とも、第２のリブ４がある場合の方が小さく、かつ締切側の動作点Ａの方が、第２のリブ４による騒音低減効果が大きい。
【００１８】
次に、この理由を説明する。
図４はシロッコファン１０の回転翼８とスクロールケーシング９を側方から見た断面図である。図５は動作点Ａにおける各々の翼間風量（縦軸）と、翼の位置（横軸）の関係を表したグラフである。図５の縦軸の符号は、翼間において、ファンの内側から外側へ流れる場合を正（＋）、外側から内側へ流れる場合を負（−）としてあり、横軸の翼の位置は、図４の翼の位置を時計の短針で表現したものである。
【００１９】
図５に示すように、第２のリブ４の有無とも、最大翼間風量は１０：３０付近であるが、その最大値は第２のリブ４がある場合の方が小さい。翼間風量をＱｉ（翼枚数４０枚であるから、ｉ＝１〜４０）とすると、騒音ＳＰＬに関して、概ね、下式（１）が成立する。
ＳＰＬ∝Σ｛１０log10（Ｑｉ）6｝‥‥‥‥‥‥‥‥（１）
【００２０】
式（１）より、騒音値は翼間風量Ｑｉが全て等しい場合に最小となり、翼間風量Ｑｉの最大値が大きいほど、騒音値は増大する。したがって、第２のリブ４がある場合は、ない場合よりも翼間風量Ｑｉの最大値が小さいため、騒音値が小さくなる。
【００２１】
また、動作点Ａの方が、動作点Ｂよりも第２のリブ４による騒音低減効果が大きい。これは、動作点Ｂにおいても第２のリブ４による翼間風量Ｑｉの最大値を小さくする効果があるものの、動作点Ｂは開放側動作点であるため、主板１付近の速度が動作点Ａよりも大きく、第２のリブ４が主板１付近の流れにとって障害物となり、騒音増加の要因になるためである。
【００２２】
図６は第２のリブ４の有無による騒音差と第２のリブ４の外径／ファン径の関係を示すグラフである。ここで、騒音差は第２のリブ４なしの騒音値から、第２のリブ４ありの騒音値を差し引いたものであり、第１及び第２のリブ３，４の回転軸方向の幅は片側１０mmとしてある。
【００２３】
図６から明らかなように、第２のリブ４の外径／ファン径が０．２〜０．６１倍の範囲では、第２のリブ４ありの方が騒音が小さい。この理由は、主板１付近の流れにとって第２のリブ４は抵抗となり、主板１付近の翼間風量を低減する効果があるからである。このため、第２のリブ４の外径／ファン径が０．２〜０．６１倍の範囲では、主板１付近の翼間風量が低減したことにより、騒音が低下する。第２のリブ４の外径／ファン径が０．６１倍よりも大きくなると、主板１付近の翼間風量の低減による騒音低減効果よりも第２のリブ４が主板１付近の流れにとって大きな抵抗となることによる騒音増加作用の方が優勢となり、騒音が増加する。
【００２４】
図７は第２のリブ４の有無による騒音差と第２のリブ４の（回転軸方向の）幅／ファン径の関係を示すグラフである。ここでも、騒音差は第２のリブ４なしの騒音値から、第２のリブ４ありの騒音値を差し引いたものであり、第２のリブ４の回転軸方向の幅は、第２のリブ４の片側の幅であり、第２のリブ４の外径はφ１１７．１２mmとしてある。
【００２５】
図７から明らかなように、第２のリブ４の幅／ファン径が０．２６倍以下の場合、第２のリブ４ありの方が騒音が小さい。この理由は、主板１付近の流れにとって第２のリブ４は抵抗となり、主板１付近の翼間風量を低減する効果があるからである。このため、第２のリブ４の幅／ファン径が０．２６倍以下の場合は、主板１付近の翼間風量が低減したことにより、騒音が低下する。第２のリブ４の幅／ファン径が０．２６倍よりも大きくなると、主板１付近の翼間風量の低減による騒音低減効果よりも第２のリブ４が主板１付近の流れにとって大きな抵抗となることによる騒音増加作用の方が優勢となり、騒音が増加する。
【００２６】
このように、本実施形態のシロッコファンにおいては、主板１の中心部に形成されたファンボス２の周りに第１のリブ３を設け、第１のリブ３の周りに第２のリブ４を設けたので、外側の第２のリブが主板１近くを流れる風に対して障害物となり、主板１近くの翼間に流れが集中するのを抑制することができる。このため、所定風量時の騒音を小さくすることができる。
さらに、第２のリブ４によってファン中心部の重量が大きくなり、ファン振れが生じるのを抑制することができる。このため、ファン振れによる騒音増加も抑制することができる。
【００２７】
また、第２のリブ４の外径をファン径の０．２〜０．６１倍の範囲に収まるように設定したので、第２のリブ４が主板１付近の流れにとって大きな抵抗となることはなく、騒音増加作用の影響が拡大するのを抑制することができる。このため、主板１付近の翼間風量の低減による騒音低減効果を安定して得ることができる。
【００２８】
また、第２のリブ４の軸方向の幅をファン径の０．２６倍以下としたので、第２のリブ４が主板１付近の流れにとって大きな抵抗となることはなく、騒音増加作用の影響が拡大するのを抑制することができる。このため、主板１付近の翼間風量の低減による騒音低減効果を安定して得ることができる。
【００２９】
また、このようなシロッコファンを、空気調和機の室内機に用いることで、低騒音・低振動の室内機が得られる。
【００３０】
実施形態２．
図８は本発明の実施形態２に係る両吸込みタイプのシロッコファンの回転翼の主板の構成を示す正面図および側面断面図であり、図中、前述の実施形態１と同一部分には同一符号を付してある。なお、ここでは説明にあたり、前述の図２を参照するものとする。
【００３１】
本実施形態のシロッコファンは、前述の実施形態１のものの第２のリブ４の内向きフランジ４ａと第１のリブ３を削除するとともに、ファンボス２Ａの材質をアルミニウムで構成して、その外形を第２のリブ（以下、単に「リブ」という）４の内径と略等しくなるように大きくしたものである。
【００３２】
これを更に詳述すると、リブ４は、外形がファン径の０．２〜０．６１倍、軸方向の幅がファン径の０．２６倍以下、にそれぞれ設定されている。
【００３３】
一方、シロッコファンは、ファン径がφ１９２mm、ファン幅が３００mm、スクロールケーシング高さが２４０mm、翼枚数が４０枚であり、材質がポリプロピレンで構成されている。
【００３４】
すなわち、本実施形態のシロッコファンは、ファンボス２Ａが、ファンの密度よりも大きな密度を有する材質で構成されている。本実施形態のシロッコファン（図８）の騒音値と前述の実施形態１のシロッコファン（図１）の騒音値を下表２に比較して示す。下表２において、動作点Ａは締切側、動作点Ｂは開放側に位置する。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
表２から明らかなように、図８のシロッコファンの方が図１のシロッコファンよりも騒音値が小さくなる。これは、リブ４の内側の重量が、図８のものの方が大きくなったため、シロッコファン１０の回転翼８の重心が安定し、回転中にファンが振れ難くなったことによるものである。
【００３７】
動作点Ａ（締切側）よりも、動作点Ｂ（開放側）の方が騒音低減効果が大きいが、これは風量の大きい動作点Ｂの方が、図１のシロッコファンにおいてはファン振れが大きいためである。
【００３８】
次に、ファンの破壊強度を評価するため、スクロールケーシング９のない状態で図１、図８のファンを回転させ、ファンが破壊する最小の回転数を求めた結果を下表３に示す。
【００３９】
【表３】
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【００４０】
表３から明らかなように、図８のファンの方が破壊する最小の回転数が大きくなり、ファンの破壊強度が向上している。これは、リブ４の内側の重量が、図８の方が大きくなったため、シロッコファン１０の回転翼８の重心が安定し、回転中にファンが振れ難くなったためである。
【００４１】
次に、ファンボス２Ａの材質、シロッコファン１０の回転翼８等の材質を変えた場合について説明する。一般に、ファンボスの材質はアルミニウム、シロッコファンの材質はポリプロピレン等のプラスチック樹脂や、鉄を主原料とする鋼板が用いられる。これらの材質と密度の関係を下表４に示す。
【００４２】
【表４】
2010216272.tif 000006
【００４３】
図８の状態で、ファンボス２Ａの材質だけをアルミニウムから銅に変え、スクロールケーシング９のない状態でファンを回転させ、ファンが破壊する最小の回転数を求めた結果を下表５に示す。ただし、シロッコファン１０の回転翼８の材質はポリプロピレンである。
【００４４】
【表５】
2010216272.tif 000007
【００４５】
表５から明らかなように、ファンボス２Ａの材質が銅の方がファンが破壊する最小の回転数が大きくなり、ファンの破壊強度が向上している。これは、リブ４の内側の重量が、銅の方が大きいため、シロッコファン１０の回転翼８の重心が安定し、回転中にファンが振れ難くなったためである。
【００４６】
次に、図８の状態でシロッコファン１０の回転翼８の材質を鉄とし、ファンボス２Ａの材質をアルミニウムから銅に変え、スクロールケーシング９のない状態でファンを回転させ、ファンが破壊する最小の回転数を求めた結果を下表６に示す。
【００４７】
【表６】
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【００４８】
表６から明らかなように、ファンボス２Ａの材質が銅の方がファンが破壊する最小の回転数が大きくなり、ファンの破壊強度が向上している。これは、リブ４の内側の重量が、銅の方が大きいため、シロッコファン１０の回転翼８の重心が安定し、回転中にファンが振れ難くなったためである。
【００４９】
表５、表６より、ファンボス２Ａの材質は密度が大きいほど、ファンが破壊する最小の回転数を大きくできることが分かる。さらに、ファンボス２Ａの材質の密度が、シロッコファン１０の回転翼８の材質の密度よりも大きければ、確実にファンが破壊する最小の回転数を大きくできることが分かる。
【００５０】
また、リブ４の外径をファン径の０．２〜０．６１倍の範囲に収まるように設定したので、リブ４が主板１付近の流れにとって大きな抵抗となることはなく、騒音増加作用の影響が拡大するのを抑制することができる。このため、主板１付近の翼間風量の低減による騒音低減効果を安定して得ることができる。
【００５１】
また、リブ４の軸方向の幅をファン径の０．２６倍以下としたので、リブ４が主板１付近の流れにとって大きな抵抗となることはなく、騒音増加作用の影響が拡大するのを抑制することができる。このため、主板１付近の翼間風量の低減による騒音低減効果を安定して得ることができる。
【００５２】
また、このようなシロッコファンを、空気調和機の室内機に用いることで、低騒音・低振動の室内機が得られる。
【００５３】
このように、本実施形態のシロッコファンによれば、ファンボス２Ａの周りにファン径の０．２〜０．６１倍の外径を有するリブ４を設け、ファンボス２Ａの外径をリブ４の内径と略等しくなるように大きくしたので、騒音値が小さくなり、かつ破壊強度を向上させることができる。またこれに加え、ファンボス２Ａの材質の密度を、シロッコファンの材質の密度よりも大きくすることで、さらに破壊強度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  主板、２，２Ａ  ファンボス、３  第１のリブ、４  第２のリブ（リブ）、５  翼、８  回転翼、９  スクロールケーシング、１０  シロッコファン。
【図１】
2010216272.tif 000009
【図２】
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【図３】
2010216272.tif 000011
【図４】
2010216272.tif 000012
【図５】
2010216272.tif 000013
【図６】
2010216272.tif 000014
【図７】
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【図８】
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