(57)【要約】【課題】従来と同一風量を得ながら騒音の低減が可能な横流ファンを提供する。【解決手段】本横流ファンは、ファン長手方向に対し垂直に切断した翼断面形状が圧力面側、負圧面側ともに曲線状に形成されるとともに、翼断面の入射角αと出射角βの比α／βを０．２０〜０．３２とし、かつ、横流ファン中心と翼の外周側端縁とを結ぶ直線と、その外周側端縁と内周側端縁とを結ぶ直線とのなす角度である取付角を２０°〜３０°とする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の支持板間に複数枚の翼を環状に配列して形成された横流ファンにおいて、ファン長手方向に対し垂直に切断した翼断面形状が圧力面側、負圧面側ともに曲線状に形成されるとともに、前記翼の外周側端縁における翼曲線の接線と、前記横流ファンの中心と前記外周側端縁とを結ぶ直線の前記外周側端縁における垂線とのなす入射角の角度をαとし、前記翼の内周側端縁における翼曲線の接線と、前記横流ファンの中心と前記内周側端縁とを結ぶ直線の前記内周側端縁における垂線とのなす出射角の角度をβとするとき、入射角度αと出射角度βとの比α／βを０．２０〜０．３２とし、かつ、横流ファン中心と翼の外周側端縁とを結ぶ直線と、その外周側端縁と内周側端縁とを結ぶ直線とのなすである取付角の角度を２０°〜３０°としたことを特徴とする横流ファン。
【請求項２】
請求項１に記載の横流ファンにおいて、前記翼断面形状が、負圧面側の外周側に直線部を有し、その直線部の長さｌと翼の弦長Ｌの比ｌ／Ｌを０．０５〜０．２の範囲としたことを特徴とする横流ファン。
【請求項３】
請求項１または２に記載の横流ファンを備え、ノーズと横流ファン間が最小隙間となる点と横流ファン中心を結んだ線と、ファンケーシングの最上部と横流ファン中心を結んだ線とがなす吸込角の角度θ１を１４５°〜１６０°、前記最上部の延長線と前記最上部を通る水平線とがなす前記ファンケーシングの巻始め角の角度θ２を４５°〜５０°、前記最上部から前記ファンケーシングと前記横流ファン間に形成される最小隙間の巻始め隙間ｔ２となる点までの距離である巻始め長さＬ１と、横流ファン径φとの比Ｌ１／φを０．１８〜０．２２、前記巻始め隙間ｔ２と前記横流ファン径φとの比ｔ２／φを０．０４〜０．０６としたことを特徴とする空気調和機の室内機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は横流ファン及びこの横流ファンを備えた空気調和機の室内機に係り、特に翼の形状及びその取付け角度を改良した横流ファン及びこの横流ファンを備えた空気調和機の室内機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の横流ファンは空気調和機の室内機の室内ファンとして適し、横流ファンが組込まれる室内機は、本体ケーシングの前面に、吸込グリルと吹出グリルとを上下に配設し、これら吸込グリルと吹出グリルとをファンケーシング内の通風路により連通している。そして、この通風路には、室内側熱交換器の下流側に横流ファンを配設し、吸込グリルから本体ケーシング内へ吸込んだ室内空気を室内側熱交換器で熱交換して、冷風又は暖風を横流ファンにより吹出グリルから室外へ再び送風して冷房又は暖房を行なうようになっている。
【０００３】
ところで、上述した空気調和機では、送風時の送風音を低減することが高性能化を図るうえで特に望まれている。
【０００４】
これに対応して、送風効率向上及び騒音低減を目的とする種々の提案がなされている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、外周羽角度、内周羽角度、節弦比との関係を特定することにより、風量及び静圧を向上するようにした横流ファンが記載されている。また、特許文献２には、空気調和機の室内機に組込まれる横流ファンの翼出口角を２３°以下にすることにより、低周波数帯の特異音の低減したものが記載されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２に記載の横流ファンは翼の取付け角度などに改良の余地があり、横流ファンの送風効率及び騒音の低減は、未だ満足できるレベルではない。
【特許文献１】特開平６−３２３２９４号公報
【特許文献２】特開平１１−８３０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、従来と同一風量を得ながら騒音の低減が可能な横流ファン、空気調和機の室内機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記目的実現のために、鋭意研究した結果、横流ファンの翼断面の入射角と出射角の比と、横流ファン中心と翼の外周側端縁とを結ぶ直線とその外周側端縁と内周側端縁とを結ぶ直線とのなす角度である取付角の組合せが騒音に大きく影響していることを突き止め、これらを最適な組合せとすることにより、騒音低減を実現させ、本発明に想到した。
【０００９】
すなわち、本発明に係る横流ファンは、複数の支持板間に複数枚の翼を環状に配列して形成された横流ファンにおいて、ファン長手方向に対し垂直に切断した翼断面形状が圧力面側、負圧面側ともに曲線状に形成されるとともに、翼断面の入射角αと出射角βの比α／βを０．２０〜０．３２とし、かつ、横流ファン中心と翼の外周側端縁とを結ぶ直線と、その外周側端縁と内周側端縁とを結ぶ直線とのなす角度である取付角を２０°〜３０°としたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る空気調和機の室内機は、請求項１または２に記載の横流ファンを備え、吸込角θ１を１４５°〜１６０°、巻き始め角θ２を４５°〜５０°、巻き始め長さＬ１と横流ファン径φの比Ｌ１／φを０．１８〜０．２２、巻き始め隙間ｔと横流ファン径φの比ｔ／φを０．０４〜０．０６としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る横流ファン、空気調和機の室内機によれば、従来と同一風量を得ながら騒音の低減が可能な横流ファン、空気調和機の室内機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る横流ファンの一実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態に係る横流ファンの斜視図であり、図２はその分解斜視図、図３はその多翼羽車の斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る横流ファン１は、空気調和機の室内機の室内ファンとして組み込んで用いるのに好適であり、支持板を構成する左右一対の円板状の端板１０、１１及び複数の環状の仕切板１２間に、複数の翼１３を同心状に配するとともに、この翼１３を中心軸ｏに対し所定角度傾斜させて横架固着しており、中心軸線ｏ周りに回転することにより送風するようになっている。
【００１５】
図２に示すように、この横流ファン１は一体成形の複数駒の多翼羽車１４を軸方向に順次同心状に固着してなり、図中右端の多翼羽根車１４の端板１０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させるボス部１０ａを同心状に一体、または一体的に形成している。
【００１６】
一方、図中、左端の端板１１は、その図中右隣の多翼羽根車１４の各翼１３の先端部を各嵌合溝１１ａ内に嵌入固着させるものであり、その外面中央部には同心状に軸１１ｂを一体、または一体的に突設している。
【００１７】
図２及び図３に示すように、各多翼羽根車１４は、環状の仕切板１２の一面に、隣り合う多翼羽根車１４の各翼１３の先端部をそれぞれ嵌入させて固着する嵌合凹部１２ａを形成する一方、仕切板１２の他面には、複数の翼１３を周方向に取付ピッチを不等間隔にするとともに、中心軸線ｏに対し所定角度傾斜させて射出成型等により一体に立設している。
【００１８】
次に、翼１３の断面形状について説明する。図４は図１のＡ―Ａ断面、すなわち、横流ファン１の長手方向（中心軸線ｏ）に対し垂直に切断した断面（翼は２枚のみ示す）であり、図５はその要部拡大図である。
【００１９】
翼１３の翼断面形状は圧力面１３ａ、負圧面１３ｂともに曲線状に形成されている。また翼１３の入射角度αと出射角度βとの関係がα／β＝０．２０〜０．３２で、翼の取付角度θを２０°〜３０°となるようにしてある。ここで、入射角度αとは、翼１３の外周側端縁ａにおける翼曲線（肉厚中心）の接線ｂと、中心（軸線）ｏと外周側端縁ａとを結ぶ直線ｃの外周側端縁ａにおける垂線ｄとのなす角度である。
【００２０】
また、出射角度βとは、翼１３の内周側端縁ｅにおける翼曲線の接線ｆと、中心軸線ｏと内周側端縁ｅとを結ぶ直線ｇの内周側端縁ｅにおける垂線ｈとのなす角度である。
【００２１】
さらに、取付角度θとは、翼外周側端縁ａと翼内周側端縁ｅとを結ぶ直線ｉと、中心（軸線）ｏと翼外周側端縁ａを結ぶ直線ｃとのなす角度である。
【００２２】
また、図６に示すように、翼１３の断面形状において、負圧面１３ｂ側の外周側に直線部（平面部）１３ｃを形成し、その直線部１３ｃの長さの割合を翼１３の弦長をＬ、直線部の長さをｌとした場合、ｌ／Ｌ＝０．０５〜０．２０の範囲とするのが好ましい。これにより、全て曲線からなり直線部を設けないものに比較して、吸込み時の剥離低減効果がより大きくなり、騒音は上記実施例に対してさらに低減効果が得られる。また、直線部を翼外周側へ設けることにより、埃付着を軽減でき、サージング特性が向上する。
【００２３】
本発明者等が入射角度αと出射角度βの比α／β、及び取付角度θを変化させて騒音測定試験を行った結果を示した表１から明らかなように、入射角度αと出射角度βの比α／βを０．２０〜０．３２とし、かつ、取付角度を２０°〜３０°とした場合には、同一風量時の騒音低減効果が得られることがわかる。これに対して、α／βまたは取付角度のいずれか一方のみを本発明の条件（数値）範囲にしても、十分な騒音低減効果が得られないことがわかる。
【００２４】
また、上記試験結果を示す図７は、上記数値条件内の実施例と数値条件範囲外の比較例の静圧−風量、ファン効率−風量の関係を示すものであり、実施例は比較例に対して、静圧が向上して空気の流れがよくなり、騒音を低減させることができ、また、ファン効率が向上していることがわかる。当該試験に用いた実施例の翼は、α／βが０．２６、取付角度が２５°のものであり、比較例の翼はα／βが０．３４、取付角度が３０°のものである。
【００２５】
なお、翼断面形状における圧力面１３ａ、負圧面１３ｂの曲線形状は、１つ又は複数の円弧で形成してもよいし、スパイラル曲線等で形成してもよい。特に複数の円弧またはスパイラル曲線で形成すると、上記数値範囲の翼を形成するのが容易である。さらに、スパイラル曲線にした場合には、圧力面１３ａ、負圧面１３ｂの内周側から外周側の全体に渡ってより滑らかな曲線に形成することができ、複数の円弧で形成したものに比べて、剥離を防止して騒音低減効果を増大することができる。
【００２６】
本第１実施形態の横流ファンによれば、上記複数の翼を中心軸ｏに対し所定角度傾斜させているので、横流ファンを組込んだ装置のノーズとファンケーシングの間隙で発生する圧力を連続的に変動させることができて、横流ファンの回転音を低減することができ、また周方向の取付ピッチを不等間隔に設定しているので、複数翼の傾斜形状により低減せしめた回転音のピーク周波数を分散させることができ、耳障り感を低減して聴感を改善することができるとともに、さらに、翼断面形状が圧力面側、負圧面側ともに曲線状に形成されるとともに、翼断面の入射角度αと出射角度βの比α／βを０．２０〜０．３２とし、かつ、横流ファン中心と翼の外周側端縁とを結ぶ直線と、その外周側端縁と内周側端縁とを結ぶ直線とのなす角度である取付角度が２０°〜３０°であるので、同一風量時の騒音低減が可能となる。すなわち、翼の所定角度傾斜させた取付け、取付けピッチの不等間隔化の作用に加えて、入射角度と出射角度の比及び取付け角度の同時規制による作用の相乗効果により、同一風量時の騒音低減が実現される。
【００２７】
次に本発明の横流ファンを組み込んだ空気調和機の室内機の一実施形態について説明する。
【００２８】
図８は本実施形態に係る空気調和機の室内機の縦断面図である。
【００２９】
図８に示すように、本実施形態に係る空気調和機の室内機１００は、本体ケーシング１０１の前面１０１ａに、吸込グリル１０２と吹出グリル１０３とを図中上下に配設し、これら吸込グリル１０２と吹出グリル１０３とをファンケーシング１０４内の通風路１０５により連通している。
【００３０】
この通風路１０５には、室内側熱交換器１０６の下流側に室内ファンとして本発明に係る横流ファン１を配設し、吸込グリル１０２から本体ケーシング１０１内へ吸込んだ室内空気を室内側熱交換器１０６で熱交換して、冷風又は暖風を横流ファン１により吹出グリル１０３から室外へ再び送風して冷房又は暖房を行なうようになっている。
【００３１】
図９に示すように、吸込角θ１、すなわちノーズ１０７と横流ファン１との最小隙間ｔ１となる点と横流ファン中心ｏとを結んだ線ｊと、ファンケーシング１０４の最上部１０４ａと横流ファン中心ｏとを結んだ線ｋとの角度を１４５°〜１６０°、ファンケーシング１０４の巻始め角θ２、すなわちファンケーシング１０４の最上部１０４ａの延長線ｌと最上部１０４ａを通る水平線ｍとの角度を４５°〜５０°、ファンケーシング１０４の巻始め長さＬ１すなわち最上部１０４ａとファンケーシング１０４と横流ファンと最小隙間ｔ２となる点１０４ｂとの距離を横流ファン径φに対して、Ｌ１／φ＝０．１８〜０．２２、巻始め隙間ｔ２をｔ２／φ＝０．０４〜０．０６とする。
【００３２】
本実施形態に係る空気調和機の室内機は、上述した本発明の横流ファンを組込み、吸込角度θ１を１４５°〜１６０°、巻始め角度θ２を４５°〜５０°、巻始め長さＬ１と横流ファン径φの比Ｌ１／φを０．１８〜０．２２、巻始め隙間ｔと横流ファン径φの比ｔ／φが０．０４〜０．０６としたので、上述した本発明の横流ファン単体の騒音低減効果との相乗作用によって、同一風量当りの騒音がより低減可能となり、またファン効率が向上して、外周側での埃付着量が低減できサージング特性が向上する。
【００３３】
なお、上記実施形態では、横流ファンは複数の翼を中心軸線に対し所定角度傾斜するとともに、周方向に取付けピッチを不等間隔にした例で説明したが、本発明に係る横流ファンはこれに限定されるものではない。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る横流ファンの斜視図。
【図２】本発明に係る横流ファンの分解斜視図。
【図３】本発明に係る横流ファンに用いられる多翼羽根車の斜視図。
【図４】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図５】図４の要部を拡大して示す断面図。
【図６】本発明に係る横流ファンの翼の他の実施例の断面図。
【図７】本発明に係る横流ファンの特性試験の結果図。
【図８】本発明に係る空気調和機の室内機の縦断面図。
【図９】図８の横流ファン及びケーシングの関係を示す説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１…横流ファン、１０、１１…端板、１１ｂ…軸、１２…仕切板、１３…翼、１３ａ…圧力面、１３ｂ…負圧面、１４…多翼羽車。
【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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