(57)【要約】【課題】乱流による騒音を抑えることができてノイズ音の低減が可能なクロスフローファンを提供する。【解決手段】複数枚の環状の仕切り板１を互いに略平行に並設すると共に、各仕切り板１、１間に、複数枚の羽根２を円周状に架設して成るクロスフローファンである。羽根２の羽根入口角θを、上記羽根中央部１１よりも仕切り板１側の端部１０側を小する。仕切り板１側の端部１０側の羽根入口角θ２を、その端部１０側でのファン流入相対角度β２の角度に合わせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の環状の仕切り板（１）を互いに略平行に並設すると共に、各仕切り板（１）（１）間に、複数枚の羽根（２）を円周状に架設して成るクロスフローファンであって、羽根入口角（θ）を、上記羽根中央部（１１）よりも仕切り板（１）側の端部（１０）側を小さくしたことを特徴とするクロスフローファン。
【請求項２】
仕切り板（１）側の端部（１０）側の羽根入口角（θ２）を、その端部（１０）側でのファン流入相対角度（β２）の角度に合わせるようにしたことを特徴とする請求項１のクロスフローファン。
【請求項３】
仕切り板（１）側の端部（１０）側の羽根入口角（θ２）を、羽根中央部（１１）の羽根入口角（θ１）よりも最大１５度の範囲で小さくしたことを特徴とする請求項１又は請求項２のクロスフローファン。
【請求項４】
羽根入口角（θ）を、羽根中央部（１１）から端部（１０）側にかけて順次小さくしたことを特徴とする請求項１又は請求項２のクロスフローファン。
【請求項５】
羽根入口角（θ）を小さくする端部（１０）側の範囲（Ｌ１）を、仕切り板（１）から羽根長さ（Ｌ）の２０％以下の範囲としたことを特徴とする請求項１又は請求項２のクロスフローファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クロスフローファンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の室内機において、送風用のファンにクロスフローファンが使用される場合が多い（例えば、特許文献１参照）。すなわち、クロスフローファンは一般には図８に示すように、複数枚の環状の仕切り板（補強プレート）５１・・を所定の間隔でもって互いに略平行に並設すると共に、各仕切り板５１間に、複数枚の羽根５２・・を円周状に架設して成る。また、このクロスフローファンの端部には端板５３、５３が配設されている。
【０００３】
【特許文献１】実開平５−３８３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような羽根５２において、図７（ａ）に示すように、ファン流入相対角度βと、羽根入口角θとが同じのときには、翼面の流れは剥離せずスムーズに流れる。このため、羽根入口角θをこのファン流入相対角度βに合わせるように設定することになる。しかしながら、羽根５２の仕切り板５１側の端部側では、羽根中間部（羽根長手方向中央部）に比べて、図７（ｂ）に示すように、半径方向速度がＣｒからＣｒａに減って、ファン流入絶対速度がＣからＣａに減少する。このため、ファン流入相対角度βが、端部側では上記図７（ａ）よりも角度γだけ小さくなり、βａ（β−γ）となって、羽根入口角θよりも小さくなる。すなわち、羽根５２の仕切り板５１側の端部側においては、風の流れに対して羽根形状が合っておらず、図７（ｃ）に示すように、羽根負圧面５４側において翼面の流れに剥離５６が発生することになって、乱流による騒音が増大すると共に、送風性能が低下する。上記羽根入口角θは、ファンの半径方向を９０度とした場合の角度（半径方向線６０が９０度を成すときの角度）であって、羽根５２の前縁６４におけるキャンバ線６１の接線６２と、ファンの半径方向と直交する直線６３（周速方向に一致する線）とが成す角度である。また、ファン流入相対角度βは、ファン流入相対速度方向線と、周速方向線とが成す角度である。なお、羽根５２は、その凸状湾曲面である外面が負圧面５４となり、その凹状湾曲面である内面が圧力面５５となる。また、図７において、Ｗ、Ｗａはファン流入相対速度であり、Ｕは周速であり、Ｒは羽根５２の反り半径である。ここで、反り半径とは、羽根断面における中心線（キャンバ線６１）の曲率半径である。また、羽根中央部の周速Ｕと、仕切り板５１側の端部側の周速Ｕとをほぼ同じとしている。
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載のクロスフローファンでは、図９に示すように、仕切り板５１の外周部に外周側突出部５１ａを設けると共に、仕切り板５１の内周部に内周側突出部５１ｂを設けている。そして、各突出部５１ａ、５１ｂを三角形状としてこの部位の流れ抵抗を減少させている。しかしながら、このような形状とした場合、仕切り板５１による圧力損失の低減を図れても、剥離現象の発生を抑制することができず、乱流による騒音の低減を図ることができなかった。
【０００６】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、乱流による騒音を抑えることができてノイズ音の低減が可能なクロスフローファンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで請求項１のクロスフローファンは、複数枚の環状の仕切り板１を互いに略平行に並設すると共に、各仕切り板１、１間に、複数枚の羽根２を円周状に架設して成るクロスフローファンであって、羽根２の羽根入口角θを、上記羽根中央部１１よりも仕切り板１側の端部１０側を小さくしたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２のクロスフローファンは、仕切り板１側の端部１０側の羽根入口角θ２を、その端部１０側でのファン流入相対角度β２の角度に合わせるようにしたことを特徴としている。
【０００９】
請求項３のクロスフローファンは、仕切り板１側の端部１０側の羽根入口角θ２を、羽根中央部１１の羽根入口角θ１よりも最大１５度の範囲で小さくしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項４のクロスフローファンは、羽根入口角θを、羽根中央部１１から端部１０側にかけて順次小さくしたことを特徴としている。
【００１１】
請求項５のクロスフローファンは、羽根入口角θを小さくする端部１０側の範囲Ｌ１を、仕切り板１から羽根長さＬの２０％以下の範囲としたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１のクロスフローファンによれば、仕切り板側の端部側において、その羽根入口角が、半径方向速度及びファン流入絶対速度が小さくなるような形状となる。このため、仕切り板側の端部側で、風の流れに合った羽根形状とすることができて、仕切り板側の端部側の負圧面側での風の流れの剥離を防止することができ、これによって、乱流による騒音を抑えることができて、ノイズ音の低減が可能となる。
【００１３】
請求項２のクロスフローファンによれば、仕切り板側の端部側の羽根入口角を、その端部側でのファン流入相対角度の角度に合わせるようにしたので、風の流れに合った羽根形状に確実にすることができる。これによって、騒音等の少ない高精度のクロスフローファンとなる。
【００１４】
請求項３のクロスフローファンによれば、仕切り板側の端部側の羽根入口角を、羽根中央部の羽根入口角よりも最大１５度の範囲で小さくしたので、剥離防止精度が向上して、一層の騒音低減を図ることができる。
【００１５】
請求項４のクロスフローファンによれば、羽根入口角を、羽根中央部から端部側にかけて順次小さくしたので、乱流の発生をより一層防止することができる。
【００１６】
請求項５のクロスフローファンによれば、羽根入口角を小さくする端部側の範囲を、仕切り板から羽根長さの２０％以下の範囲としたので、風の流れに対する羽根形状の不一致を効率よく防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、この発明のクロスフローファンの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図２はクロスフローファンの簡略側面図であり、図３は簡略断面図であり、図４は断面側面図である。このクロスフローファンは、複数枚の環状の仕切り板１・・を所定の間隔でもって互いに略平行に並設すると共に、各仕切り板１、１間に、複数枚の羽根２・・を円周状に架設して成る。また、両端部にはそれぞれ端板３、３が配置されている。ここで、所定の間隔とは、不等間隔でも一定間隔であってもよい。
【００１８】
仕切り板１は、図３と図４に示すように、孔８を有する平板リング体からなり、その一面４側に羽根２・・が突設されている。また、仕切り板１の他面５には嵌合用凹所６・・が設けられている。そして、一枚の仕切り板１と、この仕切り板１の一面４から突設される複数枚の羽根２・・にて羽根集合体Ｓが構成され、複数の羽根集合体Ｓ・・が連結されてクロスフローファンが構成される。すなわち、一の羽根集合体Ｓの嵌合用凹所６に、他の羽根集合体Ｓの羽根２・・の先端部２ａを嵌合させることによって、複数の羽根集合体Ｓを連結する。この場合、羽根集合体Ｓは樹脂の一体成形品である。そして、各羽根２はその断面形状を翼形状とされる。また、羽根２は、その凸状湾曲面である外面が負圧面１５となり、その凹状湾曲面である内面が圧力面１６となる。
【００１９】
この場合、図１に示すように、仕切り板１側の端部１０側の羽根外径Ｄ２を、仕切り板１、１間の羽根中央部１１の羽根外径Ｄ１と同一又はそれ以下とする。また、羽根入口角θを、仕切り板１、１間の羽根中央部１１よりも仕切り板１側の端部１０側を小さくする。羽根入口角θは、ファンの半径方向を９０度としたときの角度（半径方向線２０が９０度を成すときの角度）であって、羽根２の前縁７におけるキャンバ線２１の接線２２と、ファンの半径方向と直交する直線２３（周速方向と一致する線）とが成す角度である。また、ファン流入相対角度βは、ファン流入相対速度方向線と、周速方向線とが成す角度である。端部１０側において、その径方向外端部１０ａでの羽根２の反り半径（キャンバ線２１の曲率半径）を、羽根中央部１１での羽根２の反り半径と相違させることによって、この径方向外端部１０ａを前縁７に向かって隣の羽根２（図面上の上側の羽根２）の負圧面１５側に接近させている。そして、羽根中央部１１の反り半径をＲ１とし、羽根２の端部１０側での径方向外端部１０ａの反り半径をＲ２としたときに、Ｒ１＞Ｒ２となり、Ｄ１≧Ｄ２となるように設定する。羽根外径Ｄ１、Ｄ２は、羽根２・・の前縁７・・が成す外輪円９ａ、９ｂの直径である。なお、図１（ａ）での仮想線の羽根２は端部１０側での羽根２を示し、図１（ｂ）での仮想線の羽根２は羽根中央部１１での羽根２を示している。また、図１において、Ｗ１、Ｗ２はファン相対速度であり、Ｕは周速であり、Ｃｒ１、Ｃｒ２は半径方向速度であり、Ｃ１、Ｃ２はファン流入絶対速度である。また、羽根中央部１１の周速Ｕと、仕切り板１側の端部１０側の周速Ｕとをほぼ同じとしている。
【００２０】
ところで、図１（ａ）に示すようにその羽根入口角θ１をファン流入相対角度β１に合わせたときに、その羽根中央部１１においては、翼面の流れは剥離せずスムーズに流れる。しかしながら、仕切り板１側の端部１０側においても羽根入口角がθ１であれば、この端部１０側において、半径方向速度がＣＲ１からＣＲ２に小さくなり、ファン流入絶対速度がＣ１からＣ２に小さくなる。このため、ファン相対速度がＷ１からＷ２となり角度γだけ外径方向に開き、ファン流入相対角度が上記図１（ａ）よりも角度γだけ小さくなり、β２（β−γ）となる。したがって、この端部１０側では、風の流れに対して羽根形状が合わずに、負圧面１５側において翼面の流れに剥離が発生する。
【００２１】
そこで、上記したように、図１（ｂ）の実線で示すように、羽根中央部１１の反り半径をＲ１とし、羽根２の端部１０側での径方向外端部１０ａの反り半径をＲ２としたときに、Ｒ１＞Ｒ２とすると共に、Ｄ１≧Ｄ２とする。これによって、羽根２の端部１０側での羽根入口角θ２を、上記β２（β−γ）に合わせる。この場合、ファン相対速度がＷ１からＷ２となり角度γだけ外径方向に開き、そのため、半径方向速度がＣＲ１からＣＲ２に小さくなり、ファン流入絶対速度Ｃ１からＣ２に小さくなるような形状となる。すなわち、端部１０側において、風の流れに合った羽根形状とすることができる。
【００２２】
また、上記の実施の形態では、羽根入口角θを、羽根中央部１１から端部１０側にかけて順次小さくしている。さらに、羽根入口角θを小さくする端部１０側の範囲を、図５に示すように、仕切り板１から羽根長さＬの２０％以下の範囲としている。すなわち、羽根長さをＬとし、端部１０側の範囲をＬ１とすれば、Ｌ１≦０．２Ｌとなる。図５において、矢印Ａ・・は、このクロスフローファンの回転によって生じる風の流れを示し、羽根長手方向中央部に比べて端部側では風量（風速、仕事量）が小さくなっている。すなわち、羽根入口角θを小さくする端部１０側の範囲を、風量が少なくなっている範囲に対応させて、この端部１０側での送風能力を低下させている。
【００２３】
上記クロスフローファンでは、羽根入口角θを、羽根中央部１１よりも端部１０側を小さくしたので、仕切り板１側の端部１０側において、半径方向速度及びファン流入絶対速度が小さくなるような形状となる。このため、仕切り板１側の端部１０側で、風の流れに合った羽根形状とすることができて、仕切り板１側の端部１０側の負圧面１５側での風の流れの剥離を防止することができ、これによって、乱流による騒音を抑えることができて、ノイズ音の低減が可能となる。この際、この実施の形態のように、端部１０側のファン流入相対角度β２の角度に、端部１０側の羽根入口角θ２を合わせば、風の流れに合った羽根形状に確実にすることができる。これによって、騒音等の少ない高精度のクロスフローファンとなる。また、羽根中央部１１の羽根入口角θ１は例えば３０度程度とされるので、仕切り板１側の端部１０側の羽根入口角θ２を、羽根中央部１１よりも最大１５度の範囲で小さくするのが好ましい。これによって、剥離防止精度が向上して、一層の騒音低減を図ることができる。また、羽根入口角θを、羽根中央部１１から端部１０側にかけて順次小さくしたので、乱流の発生をより一層防止することができる。さらに、羽根入口角θを小さくする端部１０側の範囲Ｌ１を、仕切り板１から羽根長さＬの２０％以下の範囲としている。これによって、風の流れに対する羽根形状の不一致を効率よく防止できる。
【００２４】
次に、図６は他の実施の形態を示し、この場合、図６（ｂ）に示すように、羽根２の端部１０側においては、その径方向外端部１０ａに、隣の羽根２（図面上の上側の羽根２）の負圧面１５側へ折曲られている折曲部１３を設け、この折曲部１３の反り線（キャンバ線）を直線状としている。これによって、羽根２の端部１０側での羽根入口角θ２を、上記β２（β−γ）に合わせ、羽根入口角θを、羽根中央部１１よりも端部１０側を小さくしている。そして、仕切り板１側の端部１０側の羽根外径Ｄ２を、仕切り板１、１間の羽根中央部１１の羽根外径Ｄ１と同一又はそれ以下とし、仕切り板１側の端部１０側の羽根入口角θを、羽根中央部１１よりも最大１５度の範囲で小さくし、羽根入口角θを小さくする端部１０側の範囲Ｌ１を、仕切り板１から羽根長さＬの２０％以下の範囲としている。なお、図６（ａ）は羽根中央部１１を示し、図６（ｂ）は羽根２の端部１０側を示している。また、図６（ａ）での仮想線の羽根２は端部１０側での羽根２を示し、図６（ｂ）での仮想線の羽根２は羽根中央部１１での羽根２を示している。
【００２５】
このため、図６に示すクロスフローファンであっても、仕切り板１側の端部１０側で、風の流れに合った羽根形状とすることができて、仕切り板１側の端部１０側での剥離を防止することができる。これによって、図１に示すクロスフローファンと同様、乱流による騒音を抑えることができて、ノイズ音の低減が可能となる等の作用効果を発揮することができる。
【００２６】
以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、羽根２の端部１０側での羽根入口角θ２としては、風の流れに対して羽根形状を合わせることができる範囲で任意に設定できる。また、羽根２の数や反り半径Ｒ１、Ｒ２の変更も可能である。また、端部１０側の羽根外径Ｄ２と羽根中央部１１の羽根外径Ｄ１とを相違させる場合も、剥離による乱流が発生しない範囲で変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明のクロスフローファンの実施形態を示し、（ａ）は羽根中央部の断面図であり、（ｂ）は羽根の端部側の断面図である。
【図２】上記クロスフローファンの全体簡略図である。
【図３】上記クロスフローファンの要部簡略断面図である。
【図４】上記クロスフローファンの要部断面側面図である。
【図５】上記クロスフローファンの簡略図である。
【図６】この発明のクロスフローファンの他の実施形態を示し、（ａ）は羽根中央部の断面図であり、（ｂ）は羽根の端部側の断面図である。
【図７】ファン流入相対速度と周速と半径方向速度とファン流入絶対速度との関係を示し、（ａ）は羽根中央部の断面図であり、（ｂ）は羽根の端部側の断面図であり、（ｃ）は剥離が発生しているときの断面図である。
【図８】従来のクロスフローファンの簡略図である。
【図９】従来のクロスフローファンの要部断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１・・仕切り板、２・・羽根、１０・・端部、１１・・羽根中央部、Ｄ１、Ｄ２・・羽根外径、Ｌ・・羽根長さ、Ｌ１・・範囲、θ、θ１、θ２・・羽根入口角、β、β１、β２・・ファン流入相対角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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