(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風洞を備えるハウジングと、
前記風洞内に配置され、複数のブレードを備えるインペラと、
前記インペラが固定された回転軸を有し、且つ前記ハウジングに固定されたモータと、
を備え、
前記回転軸を中心とする仮想円筒面で前記ブレードを切断したときの断面における前記ブレードの弦と、前記回転軸に対して垂直な面とのなす角度を取付角度と定義したとき、前記ブレードは、前記ブレードの内径側部分と外径側部分との間に、前記内径側部分の取付角度以上で且つ前記外径側部分の取付角度より大きい取付角度を有する中間部分を備え、
前記中間部分は、前記外径側部分の前記弦の長さに対して７２％〜７５％の弦の長さになる部分を含むことを特徴とする軸流送風機。
【請求項２】
請求項１に記載の軸流送風機を複数備え、前記複数の軸流送風機を前記回転軸の軸方向に直列に接続したことを特徴とする直列型軸流送風機。
【請求項３】
吸気側に配置された前記軸流送風機における前記中間部分の前記取付角度は、吐出側に配置された前記軸流送風機における前記中間部分の前記取付角度よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の直列型軸流送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸流送風機及び直列型軸流送風機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、複数のブレードを有するインペラにモータが内蔵された軸流送風機を開示している。また、特許文献２は、第１軸流ファンと、第１軸流ファンに接続された第２軸流ファンとを備える直列式軸流送風機を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２１０８５２号明細書
【特許文献２】特許第５２７３４７５号明細書（米国特許第８３４８５９３号明細書）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のブレードは、基部とハブの周壁部の径方向に対向する位置にある先端部近傍の領域に、回転方向に向かって凸となり、回転方向とは逆の方向に向かって凹となり且つブレードの先端部に沿って延びる逆湾曲部を備えている。また、特許文献１では、ブレードの後端縁の輪郭形状が、逆湾曲部に対応する位置において湾曲している（例えば、図３）。特許文献１には、上記の構成の作用効果として、「従来よりも風量−静圧特性に表れる変曲点における落ち込み量を小さくして、しかも騒音を低減することができる」ことが記載されている。しかしながら、従来では、消費電力の低減を観点として、ブレードの構成が十分に検討されていなかった。
【０００５】
特許文献２（例えば、図５）では、翼の翼弦とインペラの回転面とのなす角が、径方向外方に向かうに従って漸次僅かに大きくなるように、翼は径方向外側の部位ほど立った状態となっている。特許文献２には、上記の構成の作用効果として、「静圧−風量特性が向上する」こと（例えば、図６）が記載されている。しかしながら、特許文献２においても、消費電力の低減を観点として翼の構成が十分に検討されていなかった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、従来と同等の冷却性能を維持しながら消費電力の低減が可能な軸流送風機及び直列型軸流送風機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
例えば、上記課題を解決するために、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例をあげるならば、風洞を備えるハウジングと、前記風洞内に配置され、複数のブレードを備えるインペラと、前記インペラが固定された回転軸を有し、且つ前記ハウジングに固定されたモータと、を備える軸流送風機が提供される。当該軸流送風機において、前記回転軸を中心とする仮想円筒面で前記ブレードを切断したときの断面における前記ブレードの弦と、前記回転軸に対して垂直な面とのなす角度を取付角度として定義したとき、前記ブレードは、前記ブレードの内径側部分と外径側部分との間に、前記内径側部分の取付角度以上で且つ前記外径側部分の取付角度より大きい取付角度を有する中間部を備える。
【０００８】
なお、前記ブレードの後縁は、切欠け形状を有し、前記中間部分は、前記外径側部分の前記弦の長さに対して８０％以下の弦の長さになる部分を含むことが好ましい。
【０００９】
また、前記中間部分は、前記外径側部分の前記弦の長さに対して７２％〜７５％の弦の長さになる部分を含むことが好ましい。
【００１０】
また、上記の軸流送風機を複数備え、前記複数の軸流送風機を前記回転軸の軸方向に直列に接続した直列型軸流送風機が提供される。
【００１１】
なお、吸気側に配置された前記軸流送風機における前記中間部分の前記取付角度は、吐出側に配置された前記軸流送風機における前記中間部分の前記取付角度よりも大きいことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来と同等の冷却性能を維持しながら消費電力の低減が可能となる。本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】第１実施例の軸流送風機の正面側斜視図である。
【図１Ｂ】第１実施例の軸流送風機の背面側斜視図である。
【図２】第１実施例の軸流送風機の断面図である。
【図３Ａ】第１実施例の軸流送風機におけるインペラの第１の例の斜視図である。
【図３Ｂ】第１実施例の軸流送風機におけるインペラの第１の例の平面図である。
【図４】図３Ｂの仮想円弧の位置で仮想円筒面によってブレードを切断したときの断面図である。
【図５Ａ】第１実施例の軸流送風機におけるインペラの第２の例の斜視図である。
【図５Ｂ】第１実施例の軸流送風機におけるインペラの第２の例の平面図である。
【図６】図５Ｂの仮想円弧の位置で仮想円筒面によってブレードを切断したときの断面図である。
【図７Ａ】第２実施例の直列型軸流送風機を吸気側から見た斜視図である。
【図７Ｂ】第２実施例の直列型軸流送風機を吐出側から見た斜視図である。
【図８】第２実施例の直列型軸流送風機の断面図である。
【図９】第２実施例の直列型軸流送風機と比較例１〜３の直列型軸流送風機とに関する風量−静圧特性及び風量−消費電力特性を示す図である。
【図１０】第２実施例の直列型軸流送風機と比較例１〜３の直列型軸流送風機とに関する風量−静圧特性及び風量−回転速度特性を示す図である。
【図１１Ａ】比較例１の直列型軸流送風機の吸気側に配置された第１の軸流送風機のブレードの断面図である。
【図１１Ｂ】比較例１の直列型軸流送風機の吐出側に配置された第２の軸流送風機のブレードの断面図である。
【図１２Ａ】比較例２の直列型軸流送風機の吸気側に配置された第１の軸流送風機のブレードの断面図である。
【図１２Ｂ】比較例２の直列型軸流送風機の吐出側に配置された第２の軸流送風機のブレードの断面図である。
【図１３Ａ】比較例３の直列型軸流送風機の吸気側に配置された第１の軸流送風機のブレードの断面図である。
【図１３Ｂ】比較例３の直列型軸流送風機の吐出側に配置された第２の軸流送風機のブレードの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
【００１５】
なお、以下の実施例の説明において、各部材の位置関係や方向を上下、前後、左右で説明するときは、あくまで図面における位置関係や方向を示し、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。
【００１６】
［第１実施例］
以下、図面を参照して本発明の第１実施例に係る軸流送風機を詳細に説明する。図１Ａは、第１実施例の軸流送風機１の正面側斜視図であり、図１Ｂは、第１実施例の軸流送風機１の背面側斜視図である。
【００１７】
軸流送風機１は、ファンハウジング２と、ファンハウジング２内に配置されたインペラ３と、インペラ３を回転駆動するモータ４（破線で示す）とを備えている。モータ４は、インペラ３内に内蔵されており、巻線が巻回されたステータと、永久磁石を有する回転子とから構成されている。モータ４は、インペラ３が固定された回転軸５（破線で示す）を有する。モータケース６は、ファンハウジング２の中央に配置されており、モータケース６には、モータ４のステータ（図示省略）が固定されている。複数のウエブ７は、モータケース６から放射状に延びて、ファンハウジング２とモータケース６とを連結している。
【００１８】
図２は、第１実施例の軸流送風機１の断面図である。ファンハウジング２は、吸い込み口８ａと吐き出し口８ｂとを有する筒部９を備えており、筒部９の内部空間により風洞１０が構成されている。インペラ３は、風洞１０内で回転する。インペラ３は、周壁部１１ａを有するハブ１１と、３枚のブレード１２とを備えている。ハブ１１の周壁部１１ａの内側には、モータ４の回転子を構成する複数の永久磁石（図示省略）が固定されている。３枚のブレード１２の基部１２ａは、ハブ１１の周壁部１１ａに固定されている。３枚のブレード１２は、ハブ１１の周壁部１１ａから周壁部１１ａの径方向外側に延び、且つ周壁部１１ａの周方向に一定の間隔をあけて設けられている。
【００１９】
図３Ａは、インペラ３の第１の例の斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａのインペラ３の平面図である。ここで、インペラ３の回転軸５を中心とする仮想円弧を想定する。図３Ｂに示すように、ブレード１２の内径側から外径側に向かって、仮想円弧Ａ１、Ａ２、Ａ３を定義する。Ａ１は、ブレード１２の内径側位置にある仮想円弧であり、例えば、ブレード１２の基部１２ａの近傍に位置する仮想円弧である。Ａ３は、ブレード１２の外径側位置にある仮想円弧であり、例えば、ブレード１２の外径側端部１２ｂの近傍に位置する仮想円弧である。Ａ２は、仮想円弧Ａ１とＡ３との間に位置する仮想円弧である。
【００２０】
図４は、図３Ｂの仮想円弧Ａ１〜Ａ３の位置で仮想円筒面によってブレード１２を切断したときの断面図である。図４で示される断面は、仮想円弧Ａ１〜Ａ３の位置で、インペラ３の回転軸５を中心とする仮想円筒面にて切断されたブレード１２の断面を、平面に投影したものである。ここで、図４で示されたブレード１２の断面において、前縁と後縁とを結ぶ直線を定義する。「前縁」とはインペラ３の回転方向ＲＤに対して前側の縁部であり、「後縁」とはインペラ３の回転方向ＲＤに対して後側の縁部である。以下の説明では、図４の断面上において前縁の頂点と後縁の上端とを結ぶ直線を「弦」と称する。また、ブレード１２の弦と、インペラ３の回転軸５に対して垂直な面とのなす角を定義し、この角度を「取付角度」と称する。
【００２１】
本実施例のブレード１２の特徴を説明する。ブレード１２は、ブレード１２の内径側部分と外径側部分との間に、内径側部分の取付角度以上で且つ外径側部分の取付角度より大きい取付角度を有する中間部分を備えている。上記の内径側部分とは、例えば、仮想円弧Ａ１に対応する部分である。上記の外径側部分とは、例えば、仮想円弧Ａ３に対応する部分である。また、上記の中間部分とは、例えば、仮想円弧Ａ２に対応する部分である。
【００２２】
例えば、仮想円弧Ａ１の位置での取付角度を第１の角度と称し、仮想円弧Ａ２の位置での取付角度を第２の角度と称し、仮想円弧Ａ３の位置での取付角度を第３の角度としたとき、本実施例のブレード１２は、以下の式を満たす。
【００２３】
（式１）
第１の角度  ≦  第２の角度  ＞  第３の角度
【００２４】
なお、上記（式１）を満たす中間部分は、図３Ｂの仮想円弧Ａ２の位置に限定されず、例えば、仮想円弧Ａ１とＡ３との間の任意の位置に配置されてよい。上記（式１）を満たす中間部分は、ブレード１２の基部１２ａと外径側端部１２ｂとの略中間位置に配置されてもよいし、ブレード１２の基部１２ａと外径側端部１２ｂとの中間位置に対して径方向内側にずれて配置されてもよいし、ブレード１２の基部１２ａと外径側端部１２ｂとの中間位置に対して径方向外側にずれて配置されてもよい。好ましくは、上記（式１）を満たす中間部分は、ブレード１２の基部１２ａと外径側端部１２ｂとの中間位置よりも径方向外側に位置する。
【００２５】
上述の構成によれば、ブレード１２の内径側部分と外径側部分との間の中間部分の取付角度を大きくすることにより、消費電力に対するインペラ３の仕事量の割合を増大させることができる。従って、従来と同等の冷却性能において、消費電力を低減することができる。
【００２６】
本実施例のブレード１２の更なる特徴を説明する。図３Ｂに示すように、ブレード１２の後縁１２ｃは、曲線状の切欠形状を有している。ブレード１２の後縁１２ｃの切欠形状は、以下で説明する中間部分の弦の長さの条件を満たすように回転方向ＲＤに切欠いて形成されている。
【００２７】
なお、図３Ｂに破線で示した仮想線Ｃは、上記の切欠形状を形成しない場合のブレード１２の後縁の輪郭を示している。ブレード１２の後縁１２ｃは、内径側から外径側に向かって仮想線Ｃから徐々に離れるような曲線形状を有する。好ましくは、上記の曲線形状の変曲点は、ブレード１２の基部１２ａと外径側端部１２ｂとの中間位置に対して径方向外側ずれて配置される。
【００２８】
ここで、ブレード１２の内径側部分と外径側部分との間の中間部分は、外径側部分の弦の長さに対して８０％以下の弦の長さになる部分を含む。より好ましくは、ブレード１２の内径側部分と外径側部分との間の中間部分は、外径側部分の弦の長さに対して７２％〜７５％の弦の長さになる部分を含む。
【００２９】
例えば、仮想円弧Ａ１の位置での弦の長さを第１の弦長と称し、仮想円弧Ａ２の位置での弦の長さを第２の弦長と称し、仮想円弧Ａ３の位置での弦の長さを第３の弦長としたとき、以下の式を満たし、且つ、第２の弦長は、第３の弦長の８０％以下の長さ、好ましくは、７２％〜７５％の長さである。
【００３０】
（式２）
第１の弦長  ≦  第２の弦長  ＜  第３の弦長
【００３１】
上述の構成によれば、ブレード１２の後縁１２ｃが切欠形状を有し、且つブレード１２の内径側部分と外径側部分との間の中間部分の弦の長さが従来に比べて小さくなるように構成されている。この構成は、インペラ３の回転効率を向上させ、消費電力に対する仕事量の割合の増大に寄与する。
【００３２】
以下は、図４の内容を表で表したものであり、仮想円弧Ａ１〜Ａ３の位置での取付角度及び弦の長さの数値を示す表である。
【００３３】
【表１】
0005905985.tif 000002
【００３４】
表１の例では、ブレード１２の取付角度は、ブレード１２の基部１２ａから径方向外方に向かうに従って漸次僅かに大きくなり、その後、ブレード１２の外径側端部１２ｂに近づくに従って小さくなる。したがって、好ましくは、ブレード１２の内径側部分と外径側部分との間の中間部分（ここでは、仮想円弧Ａ２に対応する部分）の取付角度は、ブレード１２の内径側部分（仮想円弧Ａ１に対応する部分）の取付角度よりも大きく、且つ、外径側部分（仮想円弧Ａ３に対応する部分）の取付角度よりも大きい。また、表１に示すように、ブレード１２は、ブレード１２の内径側部分と外径側部分との間に、内径側部分よりも大きく且つ外径側部分に対して約７４％の弦の長さを有する中間部分（仮想円弧Ａ２に対応する部分）を含む。
【００３５】
図５Ａは、インペラ３の第２の例の斜視図であり、図５Ｂは、図５Ａのインペラ３の平面図である。インペラ３は、周壁部１１ａを有するハブ１１と、４枚のブレード１２とを備えている。４枚のブレード１２の基部１２ａは、ハブ１１の周壁部１１ａに固定されている。４枚のブレード１２は、ハブ１１の周壁部１１ａから周壁部１１ａの径方向外側に延び、且つ周壁部１１ａの周方向に一定の間隔をあけて設けられている。
【００３６】
ここで、インペラ３の回転軸５を中心とする仮想円弧を想定する。図５Ｂに示すように、ブレード１２の内径側から外径側に向かって、仮想円弧Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を定義する。Ｂ１は、ブレード１２の内径側位置にある仮想円弧であり、例えば、ブレード１２の基部１２ａの近傍に位置する仮想円弧である。Ｂ３は、ブレード１２の外径側位置にある仮想円弧であり、例えば、ブレード１２の外径側端部１２ｂの近傍に位置する仮想円弧である。Ｂ２は、仮想円弧Ｂ１とＢ３との間に位置する仮想円弧である。
【００３７】
図６は、図５Ｂの仮想円弧Ｂ１〜Ｂ３の位置で仮想円筒面によってブレードを切断した断面図である。ここで、図６で示される断面は、図４と同様に、仮想円弧Ｂ１〜Ｂ３の位置で、インペラ３の回転軸５を中心とする仮想円筒面にて切断されたブレード１２の断面を、平面に投影したものである。
【００３８】
以下は、図６に示したインペラのＢ１〜Ｂ３の位置での取付角度及び弦の長さの数値を示す表である。
【００３９】
【表２】
0005905985.tif 000003
【００４０】
表２の例に示すように、好ましくは、ブレード１２の内径側部分と外径側部分との間の中間部分（ここでは、仮想円弧Ｂ２に対応する部分）の取付角度は、ブレード１２の内径側部分（仮想円弧Ｂ１に対応する部分）の取付角度よりも大きく、且つ、外径側部分（仮想円弧Ｂ３に対応する部分）の取付角度よりも大きい。
【００４１】
また、図５Ｂに示すように、ブレード１２の後縁１２ｃは、曲線状の切欠形状を有している。この構成により、表２で示すように、ブレード１２は、ブレード１２の内径側部分と外径側部分との間に、内径側部分よりも大きく且つ外径側部分に対して約７３％の弦の長さを有する中間部分（仮想円弧Ｂ２に対応する部分）を含む。
【００４２】
上記で説明した例によれば、従来と同等の冷却性能において、すなわち、従来と同等の風量−静圧特性において、消費電力を低減することができる。
【００４３】
なお、ブレード１２の取付角度は、表１及び表２の例に限定されない。インペラ３のブレード１２の取付角度は、そのインペラの用途などにより様々な角度で設定され、例えば、２４°〜６２°の範囲で設定され得る。取付角度がこのような角度範囲内で設定された場合でも、上記（式１）の関係を満たすならば、本発明の効果を得ることができる。
【００４４】
［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例に係る直列型軸流送風機（二重反転式軸流送風機）を詳細に説明する。図７Ａは、第２実施例の直列型軸流送風機を吸気側から見た斜視図であり、図７Ｂは、第２実施例の直列型軸流送風機を吐出側から見た斜視図である。図８は、第２実施例の直列型軸流送風機の断面図である。なお、本実施例の形態を説明する際、上述した実施例と同一の構成要素は原則として同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は可能な限り省略する。
【００４５】
本実施例に係る直列型軸流送風機１００は、第１の軸流送風機２１と第２の軸流送風機２２とを備えている。直列型軸流送風機１００において、第１の軸流送風機２１と第２の軸流送風機２２は、モータの回転軸５の軸方向に直列に接続されている。第１の軸流送風機２１は吸気側に配置され、第２の軸流送風機２２は吐出側に配置される。すなわち、図８の直列型軸流送風機１００では、第１の軸流送風機２１の上側からエアが取り込まれ、第２の軸流送風機２２の下側へとエアが送出されるように、中心軸ｌに沿うエアの流れが発生する。なお、本実施例では、２台の軸流送風機２１，２２を直列に接続しているが、これに限定されず、３台以上の軸流送風機を直列に接続してもよい。
【００４６】
本例において、第１の軸流送風機２１は、図１Ａ、図１Ｂ、及び図２で示した構成である。第２の軸流送風機２２の構造は、第１の軸流送風機２１を上下に反転したものとほぼ同様となる。本実施例の直列型軸流送風機１００では、円筒状の筒部９を備える２つのファンハウジング２、２が直列に接続される。これにより、第１の軸流送風機２１のインペラ３及び第２の軸流送風機２２のインペラ３が、気流方向に沿って順次配置される。第２の軸流送風機２２のインペラ３は、モータ（図示省略）の回転駆動により回転軸５を中心として第１の軸流送風機２１のインペラ３とは反対方向に回転する。これにより、第１の軸流送風機２１のインペラ３の回転により発生する中心軸ｌ方向におけるエアの流れと同方向のエアの流れが発生して、直列型軸流送風機１００の下方へとエアが送出される。
【００４７】
なお、本実施例では、第１の軸流送風機２１のインペラ３の構造は、図３Ａ、図３Ｂ、図４で示した構造である。また、第２の軸流送風機２２のインペラ３の構造は、図５Ａ、図５Ｂ、図６で示した構造である。したがって、本実施例では、第１の軸流送風機２１のインペラ３のブレード１２の枚数は３枚であり、第２の軸流送風機２２のインペラ３のブレード１２の枚数は４枚である。また、第１の軸流送風機２１のインペラ３及び第２の軸流送風機２２のインペラ３の取付角度及び弦の長さの関係は、それぞれ、図４及び図６に示した通りである。
【００４８】
上述のように、本実施例では、吸気側に配置された第１の軸流送風機２１のインペラ３のブレード１２における中間部分（例えば、仮想円弧Ａ２に対応する部分）の取付角度は、吐出側に配置された第２の軸流送風機２２のインペラ３のブレードにおける中間部分（例えば、仮想円弧Ｂ２に対応する部分）の取付角度よりも大きい。吸気側に配置された第１の軸流送風機２１は、より多くのエアを取り込むことを目的として、ブレード１２の取付角度が吐出側に比べて大きく設定されることが好ましい。吐出側に配置された第２の軸流送風機２２は、圧力を上げることを目的として、ブレード１２の取付角度が吸気側に比べて小さく設定されることが好ましい。
【００４９】
次に、上述した実施例に係る軸流送風機の効果を確認するための試験結果について説明する。図９は、第２実施例の直列型軸流送風機１００と複数の比較例の直列型軸流送風機とに関する風量−静圧特性及び風量−消費電力特性を示す図である。なお、図９では、消費電力の数値を、ある値を１としたときの指数表記で示す。
【００５０】
ここでの試験において、比較例１〜３を用意した。比較例１〜３は、第２実施例の直列型軸流送風機１００と同様の直列型軸流送風機であり、吸気側に配置された第１の軸流送風機と吐出側に配置された第２の軸流送風機とが直列に接続された構成を有するものである。比較例１〜３において、吸気側の第１の軸流送風機のインペラは３枚のブレードを備え、吐出側の第２の軸流送風機のインペラは４枚のブレードを備えている。
【００５１】
図１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ、１３Ｂは、比較例１〜３のブレードの取付角度及び弦の長さ（単位はmm）を示す。具体的には、図１１Ａは、比較例１吸気側の第１の軸流送風機のブレードの断面図であり、図１１Ｂは、比較例１の吐出側の第２の軸流送風機のブレードの断面図である。図１２Ａは、比較例２の吸気側の第１の軸流送風機のブレードの断面図であり、図１２Ｂは、比較例２の吐出側の第２の軸流送風機のブレードの断面図である。図１３Ａは、比較例３の吸気側の第１の軸流送風機のブレードの断面図であり、図１３Ｂは、比較例３の吐出側の第２の軸流送風機のブレードの断面図である。これらの図面は、ブレードの内径側部分、中間部分、及び外径側部分において、インペラの回転軸を中心とする仮想円筒面にて切断されたブレードの断面を、平面に投影したものである。比較例１〜３において、ブレードの内径側部分、中間部分、及び外径側部分とは、吸気側に配置された第１の軸流送風機のブレードの場合、図３ＢのＡ１、Ａ２、Ａ３に対応する部分であり、吐出側に配置された第２の軸流送風機のブレードの場合、図５ＢのＢ１、Ｂ２、Ｂ３に対応する部分である。
【００５２】
比較例１は、上記（式１）を満たさず、且つ、ブレードの後縁に切欠け形状を有さない構成である。図１１Ａに示すように、第１の軸流送風機では、ブレードの取付角度は、ブレードの基部から径方向外方に向かうに従って徐々に小さくなる。また、図１１Ｂに示すように、第２の軸流送風機では、ブレードの取付角度は、ブレードの基部から径方向外方に向かうに従って徐々に大きくなる。また、ブレードの後縁が切欠け形状を有していないため、中間部分の弦の長さは、外径側部分に対して約８１％〜８２％である。
【００５３】
比較例２は、上記（式１）を満たし、且つ、ブレードの中間部分の弦の長さを極端に短くしない（すなわち、本実施例のような極端な切欠け形状を形成していない）構成である。図１２Ａに示すように、第１の軸流送風機では、ブレードの中間部分の取付角度は、内径側部分より大きく、且つ、外径側部分よりも大きい。また、図１２Ｂに示すように、第２の軸流送風機に関しても、ブレードの中間部分の取付角度は、内径側部分より大きく、且つ、外径側部分よりも大きい。また、ブレードの中間部分の弦の長さは、外径側部分の弦の長さに対して約８０％である。
【００５４】
比較例３は、上記（式１）を満たさず、且つ、ブレードの後縁に切欠け形状を有する構成である。図１３Ａに示すように、第１の軸流送風機では、ブレードの取付角度は、ブレードの基部から径方向外方に向かうに従って徐々に小さくなる。また、図１３Ｂに示すように、第２の軸流送風機では、ブレードの取付角度は、ブレードの基部から径方向外方に向かうに従って徐々に大きくなる。また、ブレードの後縁が切欠け形状を有しているため、中間部分の弦の長さは、外径側部分の弦の長さに対して約７３％である。
【００５５】
図９に示すように、本実施例は、比較例１〜３と同等の風量−静圧特性において、消費電力を低減することができる。例えば、本実施例は、比較例１に比べて消費電力を約７％抑える効果がある。また、比較例１と比較例２、３とを比べると、比較例２、３の方が消費電力を抑えることができる。比較例２は、上記（式１）を満たし、且つ、極端な切欠け形状を有していない構成であるが、このような構成でも比較例１と比べて消費電力の抑制効果があることがわかる。また、ブレードの後縁に切欠け形状を設け、ブレードの中間部分の弦の長さを外径側部分に比べて短く設定した比較例３でも比較例１と比べて消費電力の抑制効果があることがわかる。図９の試験結果が示す通り、最も効果がある構成は、上記（式１）を満たし、且つ、ブレードの後縁に切欠け形状を設けた本実施例である。本実施例は、比較例２及び３と比べても消費電力を約５％抑える効果がある。なお、図９は、２つの軸流送風機を備える直列型軸流送風機での試験結果であるが、軸流送風機単独で使用した場合でも同様の消費電力抑制の効果が期待できる。
【００５６】
図１０は、第２実施例の直列型軸流送風機１００と比較例１〜３の直列型軸流送風機とに関する風量−静圧特性及び風量−回転速度特性を示す図である。なお、図１０において、上側の風量−回転速度特性のグラフは、直列型軸流送風機の吸気側に配置された第１の軸流送風機の風量−回転速度特性を示し、下側の風量−回転速度特性のグラフは、直列型軸流送風機の吐出側に配置された第２の軸流送風機の風量−回転速度特性を示す。なお、図１０では、回転速度の数値を、ある値を１としたときの指数表記で示す。
【００５７】
図１０に示すように、本実施例は、比較例１及び３と比べて回転速度が約５％低くなるという効果も奏する。本実施例は、比較例２と比べた場合、回転速度について同等か、あるいは有利でない箇所もあるが、図９で説明した通り、消費電力の観点では大幅な改善があり、本実施例が有用であることがわかる。
【００５８】
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることもできる。また、各実施例の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換することもできる。
【符号の説明】
【００５９】
１…軸流送風機、２…ファンハウジング、３…インペラ、４…モータ、５…回転軸、６…モータケース、７…ウエブ、８ａ…吸い込み口、８ｂ…吐き出し口、９…筒部、１０…風洞、１１…ハブ、１１ａ…周壁部、１２…ブレード、１２ａブレードの基部、１２ｂ…ブレードの外径側端部、１２ｃ…ブレードの後縁、２１…第１の軸流送風機、２２…第２の軸流送風機、１００…直列型軸流送風機
【要約】
【課題】本発明は、従来と同等の冷却性能を維持しながら消費電力の低減が可能な軸流送風機及び直列型軸流送風機を提供する。
【解決手段】軸流送風機は、風洞を備えるハウジングと、前記風洞内に配置され、複数のブレードを備えるインペラと、前記インペラが固定された回転軸を有し、且つ前記ハウジングに固定されたモータと、を備える。前記回転軸を中心とする仮想円筒面で前記ブレードを切断したときの断面における前記ブレードの弦と、前記回転軸に対して垂直な面とのなす角度を取付角度と定義したとき、前記ブレードは、前記ブレードの内径側部分と外径側部分との間に、前記内径側部分の取付角度以上で且つ前記外径側部分の取付角度より大きい取付角度を有する中間部分を備える。
【選択図】図４【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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