(57)【要約】本発明では軸流ファン及びエアコンを開示する。前記軸流ファンは、ハブ及び前記ハブに設けられた複数のブレードを含み、前記ブレードのブレード縁部は、互いの端部が順次繋がった、ブレード付け根縁部と、ブレード前縁と、ブレード頂縁と、ブレード後縁とを含む。前記ブレードの同じ円周位置で、前記ブレード前縁から前記ブレード後縁までの円周スパンをＤ０とし、前記ブレード付け根縁部とブレード後縁を繋ぐ仕切りストライプから前記ブレード前縁までの円周スパンをＤ１とすると、Ｄ１／Ｄ０∈［０．２，０．４］であり、且つ、当該円周位置では、前記ブレードの前記仕切りストライプの位置における厚さは、他の位置における厚さよりも大きく、前記ブレード後縁の厚さは、前記ブレード前縁の厚さよりも小さい。本発明の軸流ファンによれば、ブレードに発生する乱流を低減し、そして当該ブレードに発生する乱流騒音を低減できる。【選択図】図８
2021504624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブと、前記ハブに設けられた複数のブレードとを含む軸流ファンであって、
前記ブレードのブレード縁部は、互いの端部が順次繋がった、ブレード付け根縁部と、ブレード前縁と、ブレード頂縁と、ブレード後縁とを含み、前記ブレードの同じ円周位置において、前記ブレード前縁から前記ブレード後縁までの円周スパンをＤ０とし、前記ブレード付け根縁部とブレード後縁とを繋ぐ仕切りストライプから前記ブレード前縁までの円周スパンをＤ１としたとき、Ｄ１／Ｄ０∈［０．２，０．４］であり、且つ、当該円周位置において、前記ブレードの前記仕切りストライプの位置における厚さは、他の位置における厚さよりも大きく、前記ブレード後縁の厚さは、前記ブレード前縁の厚さよりも小さい
ことを特徴とする軸流ファン。
【請求項２】
前記仕切りストライプは、前記ブレードをブレード前部とブレード後部とに仕切り、前記ブレードの同じ円周位置において、前記ブレード前部の厚さは、前記仕切りストライプから前記ブレード前縁に向かって次第に減少し、且つ、前記ブレード後部の厚さは、前記仕切りストライプから前記ブレード後縁に向かって次第に減少する
ことを特徴とする請求項１に記載の軸流ファン。
【請求項３】
前記ブレードの前記仕切りストライプの位置における厚さをＨ０とし、前記ブレード前縁の厚さをＨ１とし、前記ブレード後縁の厚さをＨ２とし、△Ｈ１＝Ｈ０−Ｈ１、△Ｈ２＝Ｈ０−Ｈ２としたとき、前記ブレードの同じ円周位置において、△Ｈ１∈［０．３ｍｍ，１．５ｍｍ］、△Ｈ２∈［２．５ｍｍ，５ｍｍ］である
ことを特徴とする請求項１に記載の軸流ファン。
【請求項４】
前記ブレードの同じ径方向位置において、△Ｈ１は一定の定数値であり、或いは、△Ｈ１は前記ブレードの円周半径の増大に伴って次第に増大する
ことを特徴とする請求項３に記載の軸流ファン。
【請求項５】
前記ブレードの同じ径方向位置において、△Ｈ１は一定の定数値であり、或いは、△Ｈ２は前記ブレードの円周半径の増大に伴って次第に減少する
ことを特徴とする請求項３に記載の軸流ファン。
【請求項６】
前記ブレードの同じ径方向位置において、前記ブレードの円周断面が位置する円周半径の増大に伴って、△Ｈ１は次第に増大し、△Ｈ２は次第に減少する
ことを特徴とする請求項３に記載の軸流ファン。
【請求項７】
Ｈ０∈［４．５ｍｍ，７．６ｍｍ］、Ｈ１∈［３．０ｍｍ，７．３ｍｍ］、Ｈ２∈［１．７ｍｍ，２．５ｍｍ］である
ことを特徴とする請求項３に記載の軸流ファン。
【請求項８】
前記ブレードの同じ径方向位置において、前記ブレードの厚さは前記ブレード付け根縁部から前記ブレード頂縁へ次第に減少する
ことを特徴とする請求項１に記載の軸流ファン。
【請求項９】
前記ブレードの同じ円周位置において、前記ブレード前縁と前記ブレード後縁とを繋ぐブレードコードラインと前記軸流ファンの回転平面とのなす夾角をαとしたとき、前記αが前記ブレードの径方向において次第に減少するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の軸流ファン。
【請求項１０】
α∈［２０°，３０°］である
ことを特徴とする請求項９に記載の軸流ファン。
【請求項１１】
α∈［２０°，２８°］である
ことを特徴とする請求項１０に記載の軸流ファン。
【請求項１２】
前記ブレード頂縁が位置する円周半径をＲ０、何れか一つの前記ブレードコードラインが位置する円周の半径をＲｍとし、当該前記ブレードコードラインが位置する円周の半径係数をｋとし、ｋ＝Ｒｍ／Ｒ０、Ｒｍ∈［０，Ｒ０］としたとき、
ｋ∈［０，０．１］の場合、α＝２８−３０ｋであり、
ｋ∈（０．１，０．４］の場合、α＝２６−１０ｋであり、
ｋ∈（０．４，１］の場合、α＝１６．７−３．３ｋである
ことを特徴とする請求項１１に記載の軸流ファン。
【請求項１３】
請求項１に記載の軸流ファンを含む
ことを特徴とするエアコン。
【請求項１４】
前記軸流ファンの仕切りストライプは、前記ブレードをブレード前部とブレード後部とに仕切り、前記ブレードの同じ円周位置において、前記ブレード前部の厚さは、前記仕切りストライプから前記ブレード前縁に向かって次第に減少し、且つ、前記ブレード後部の厚さは、前記仕切りストライプから前記ブレード後縁に向かって次第に減少する
ことを特徴とする請求項１３に記載のエアコン。
【請求項１５】
前記ブレードの前記仕切りストライプの位置における厚さをＨ０とし、前記ブレード前縁の厚さをＨ１とし、前記ブレード後縁の厚さをＨ２とし、△Ｈ１＝Ｈ０−Ｈ１，△Ｈ２＝Ｈ０−Ｈ２としたとき、前記ブレードの同じ円周位置において、△Ｈ１∈［０．３ｍｍ，１．５ｍｍ］、△Ｈ２∈［２．５ｍｍ，５ｍｍ］である
ことを特徴とする請求項１３に記載のエアコン。
【請求項１６】
前記ブレードの同じ径方向位置において、前記ブレードの円周断面が位置する円周半径の増大に伴って、△Ｈ１は次第に増大し、△Ｈ２は次第に減少する
ことを特徴とする請求項１５に記載のエアコン。
【請求項１７】
Ｈ０∈［４．５ｍｍ，７．６ｍｍ］、Ｈ１∈［３．０ｍｍ，７．３ｍｍ］、Ｈ２∈［１．７ｍｍ，２．５ｍｍ］である
ことを特徴とする請求項１５に記載のエアコン。
【請求項１８】
前記ブレードの同じ円周位置において、前記ブレード前縁と前記ブレード後縁とを繋ぐブレードコードラインと前記軸流ファンの回転平面とのなす夾角をαとしたとき、前記αは前記ブレードの径方向において次第に減少するように構成されている
ことを特徴とする請求項１３に記載のエアコン。
【請求項１９】
α∈［２０°，３０°］である
ことを特徴とする請求項１８に記載のエアコン。
【請求項２０】
前記ブレード頂縁が位置する円周半径をＲ０、何れか一つの前記ブレードコードラインが位置する円周の半径をＲｍとし、当該前記ブレードコードラインが位置する円周の半径係数をｋとし、ｋ＝Ｒｍ／Ｒ０、Ｒｍ∈［０，Ｒ０］としたとき、
ｋ∈［０，０．１］の場合、α＝２８−３０ｋであり、
ｋ∈（０．１，０．４］の場合、α＝２６−１０ｋであり、
ｋ∈（０．４，１］の場合、α＝１６．７−３．３ｋである
ことを特徴とする請求項１９に記載のエアコン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエアコンの技術分野に関し、特に軸流ファン及びエアコンに関する。
【背景技術】
【０００２】
軸流ファンは一般的に、家庭用電器製品またはエアコンにおいて通風換気装置として使用されている。軸流ファンが回転する時、その周方向の空気を回転させて気流を形成し、且つこの気流を軸流ファンの軸方向に沿って吹き出すように駆動する。通常の軸流ファンのブレードは、同じ円周の各位置での厚さがほぼ等しく、気流がそのブレードの前縁からその後縁に向かって流れる過程において、気流がその後縁に到達していないときに分離し、それによってこのブレードの後縁に近接する位置で気流が乱れ、比較的大きな乱流騒音が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の主な目的は、ブレードに発生する乱流を低減し、そして当該ブレードに発生する乱流騒音を低減する軸流ファンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を実現するために、本発明では軸流ファン及び前記軸流ファンを含むエアコンを提案する。前記軸流ファンは、ハブと、前記ハブに設けられた複数のブレードとを含み、前記ブレードのブレード縁部は、互いの端部が順次繋がった、ブレード付け根縁部と、ブレード前縁と、ブレード頂縁と、ブレード後縁とを含む。前記ブレードの同じ円周位置において、前記ブレード前縁から前記ブレード後縁までの円周スパンをＤ０とし、前記ブレード付け根縁部とブレード後縁とを繋ぐ仕切りストライプから前記ブレード前縁までの円周スパンをＤ１としたとき、Ｄ１／Ｄ０∈［０．２，０．４］であり、且つ、当該円周位置において、前記ブレードの前記仕切りストライプの位置における厚さは、他の位置における厚さよりも大きく、前記ブレード後縁の厚さは、前記ブレード前縁の厚さよりも小さい。
【０００５】
好ましくは、前記仕切りストライプは、前記ブレードをブレード前部とブレード後部とに仕切り、前記ブレードの同じ円周位置において、前記ブレード前部の厚さは、前記仕切りストライプから前記ブレード前縁に向かって次第に減少し、且つ、前記ブレード後部の厚さは、前記仕切りストライプから前記ブレード後縁に向かって次第に減少する。
【０００６】
好ましくは、前記ブレードの前記仕切りストライプの位置における厚さをＨ０とし、前記ブレード前縁の厚さをＨ１とし、前記ブレード後縁の厚さをＨ２としたとき、前記ブレードの同じ円周位置において、Ｈ０−Ｈ１∈［０．３ｍｍ，１．５ｍｍ］、Ｈ０−Ｈ２∈［２．５ｍｍ，５ｍｍ］である。
【０００７】
好ましくは、Ｈ０∈［４．５ｍｍ，７．６ｍｍ］、Ｈ１∈［３．０ｍｍ，７．３ｍｍ］、Ｈ２∈［１．７ｍｍ，２．５ｍｍ］である。
【０００８】
好ましくは、前記ブレードの同じ径方向位置において、前記ブレードの厚さは前記ブレード付け根縁部から前記ブレード頂縁へ次第に減少する。
【０００９】
好ましくは、前記ブレードの同じ円周位置において、前記ブレード前縁と前記ブレード後縁とを繋ぐブレードコードラインと前記軸流ファンの回転平面とのなす夾角をαとしたとき、前記αが前記ブレードの径方向において次第に減少するように構成されている。
【００１０】
好ましくは、α∈［２０°，３０°］である。
【００１１】
好ましくは、α∈［２０°，２８°］である。
【００１２】
好ましくは、前記ブレード頂縁が位置する円周半径をＲ０、何れか一つの前記ブレードコードラインが位置する円周の半径をＲｍとし、当該前記ブレードコードラインが位置する円周の半径係数をｋとし、ｋ＝Ｒｍ／Ｒ０、Ｒｍ∈［０，Ｒ０］としたとき、ｋ∈［０，０．１］の場合、α＝２８−３０ｋであり、ｋ∈（０．１，０．４］の場合、α＝２６−１０ｋであり、ｋ∈（０．４，１］の場合、α＝１６．７−３．３ｋである。
【００１３】
本発明の技術案によれば、前記ブレードに、そのブレード付け根縁部とブレード頂縁とを繋ぐ仕切りストライプを設け、当該仕切りストライプから前記ブレード前縁までの円周スパンと前記ブレード前縁から前記ブレード後縁までの円周スパンとの比をＤ１／Ｄ０∈［０．２，０．４］とし、且つ、当該円周位置において、前記ブレードの前記仕切りストライプの位置における厚さを他の位置における厚さよりも大きくし、前記ブレード後縁の厚さを前記ブレード前縁の厚さよりも小さくすることで、前記ブレードの最大厚さ位置が当該仕切りストライプ上にあり、前記ブレードのブレード面が当該仕切りストライプの位置において他の位置に対して隆起しているようにした。
【００１４】
前記軸流ファンが作動すると、ブレード前縁が前方へ気流をすくい取り、気流がブレード前縁を経てブレードのブレード面を通過して且つ後方へ流れる。気流は、まず前記仕切りストライプに流れ、前記仕切りストライプの隆起勾配の影響を受けて、気流が仕切りストライプの後側のブレードのブレード面へ「接近」して流れる傾向がある。気流が前記仕切りストライプを通過した後、気流は、前記ブレードの前記仕切りストライプの後側に位置するブレード面に沿って後へ移動し続ける。これにより、ブレードのブレード面における気流の分離点を効果的に後へ移動させ、そして乱流の発生を減少させ、乱流騒音を低減する効果を奏する。これにより分かるように、通常の軸流ファンに比べて、本発明の軸流ファンによれば、ブレードのブレード面における気流の分離点を効果的に後へ移動させ、そしてブレードにおける乱流の発生を減少させ、さらには当該ブレードにより発生する乱流騒音を低減することが可能である。
【００１５】
また、前記ブレード後縁の厚さが前記ブレード前縁の厚さよりも小さいので、ブレード前縁に比較的良い強度を持たせて、風速の比較的大きな気流の衝撃に耐えられるようにすることができる一方、ブレード後縁に比較的良い伴流を持たせて、ブレードの後側の伴流の流れを効果的に改善し、伴流騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の実施例及び従来技術の技術案をより明確に説明するため、以下では、実施例或いは従来技術の説明に必要とされる図面を簡単に説明する。下記説明における図面は本発明の一部の実施例に過ぎないことは明らかであって、当業者にとって、創造的な労働を行わないことを前提に、これらの図面が示す構造により他の図面を得ることができる。
【図１】本発明のエアコン室外機の一実施例の構造模式図である。
【図２】本発明の軸流ファンの一実施例の構造模式図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図４】図２における軸流ファンの部分構造模式図である。
【図５】図４のブレードにおいてＲｍを半径とする円周で切断して得られたブレード断面の模式図である。
【図６】図４のブレードにおいて別のＲｍを半径とする円周で切断して得られたブレード断面の模式図である。
【図７−Ａ】気流が通常の軸流ファンのブレードのブレード面上を流れる模式図である。
【図７−Ｂ】気流が本発明の軸流ファンのブレードのブレード面上を流れる模式図である。
【図８】図２における軸流ファンのもう一つの部分構造模式図である。
【図９】図８において異なるＲｍを半径とする円周で切断して得られたブレード断面の対比模式図である。
【図１０】本発明の軸流ファンのブレードのコードラインと前記軸流ファンの回転平面とのなす夾角の径方向における変化状態の模式図である。
【図１１】本発明の軸流ファンと通常の軸流ファンの回転数―風量対比試験グラフである。
【図１２】本発明の軸流ファンと通常の軸流ファンの風量―騒音対比試験グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面を参照して、実施例と組み合わせて本発明の目的の実現、機能特徴及び長所をさらに説明する。
以下では、本発明の実施例における図面と組み合わせ、本発明の実施例における技術案を明確且つ完全に説明する。説明される実施例は本発明の全ての実施例ではなく、本願の一部の実施例に過ぎないことは明らかである。本発明における実施例に基づいて、当業者が創造的な労働を行わないことを前提に得られた全ての他の実施例は、本発明の保護する範囲に属す。
【００１８】
なお、本発明の実施例で方向性指示（例えば上、下、左、右、前、後．．．）に関わる場合、当該方向性指示はある特定の姿勢（添付図面に示す）における各部品間の相対的位置関係、運動状況等を説明するためだけに用いられ、もし当該特定の姿勢が変わる場合、当該方向性指示もそれ相当に変わることを説明しておく。
【００１９】
また、本発明の実施例において「第一」、「第二」等の説明に関わる場合、当該「第一」、「第二」等の説明は、説明のために利用されるだけであって、その相対的重要性を提示又は暗示する、或いは提示される技術的特徴の数を暗示的に指定するように理解すべきではない。これにより、「第一」、「第二」に限定されている特徴は明示的或いは暗示的に少なくとも一つの当該特徴を含んでもよい。また、各実施例の技術案はお互いに組み合わせることができる。ただし、当業者が実現できることが前提となる。技術案の組み合わせに主張する保護範囲にない矛盾が生じるか、実現できない場合には、このような技術案の組み合わせが存在しない、且つ本発明が主張する保護範囲にないと理解すべきである。
【００２０】
本発明は、軸流ファン及びエアコンを提案する。前記エアコンは窓用エアコン、セパレート型エアコン、又は床置き形エアコンであってもよい。前記エアコンが窓用エアコンであれば、前記軸流ファンは当該窓用エアコンの室外側に設けられ、前記エアコンがセパレート型エアコンであれば、前記軸流ファンは当該セパレート型エアコンの室外機に設けられる。勿論、他の実施例では、当該軸流ファンは扇風機、送風機内に取り付けられてもよい。
【００２１】
図１を参照されたい。本発明の以下の実施例において、前記エアコンはエアコン室外機１００を備えるセパレート型エアコンである。前記エアコン室外機１００は、ケース１１０と、前記ケース１１０に取り付けられる前パネル１２０とを備え、前記前パネル１２０には、吹出口が設けられ、前記吹出口には、吹出ガード１３０が取り付けられ、前記軸流ファンは、前記ケース１１０内に取り付けられ、且つ前記土曜ファンの送風側は前記送風口と対向している。前記軸流ファンはエアコン室外機内に取り付けられている。前記軸流ファンが回転して作動することにより、室外側へ送風し、熱を室外側へ放出する目的を達成する。前記軸流ファンによれば、ブレード３００に発生する乱流を低減し、そして当該ブレード３００に発生する乱流騒音を低減する。本実施例において、当該軸流ファンはエアコン内に取り付けられている。
【００２２】
図２〜図４を参照すると、本発明の軸流ファンの一実施例において、前記軸流ファンは、ハブ２００とハブ２００に設けられた複数のブレード３００とを含み、ブレード３００のブレード縁部は、互いの端部が順次繋がった、ブレード付け根縁部３０ａと、ブレード前縁３０ｂ、ブレード頂縁３０ｄ及びブレード後縁３０ｃ（図２に破線矢印で示すように、ブレードは後から前へ回転する）を含む。ブレード３００の同じ円周位置で、ブレード前縁３０ｂからブレード後縁３０ｃまでの円周スパンをＤ０とし、前記ブレード付け根縁部３０ａとブレード後縁３０ｃを繋ぐ仕切りストライプ３３０からブレード前縁３０ｂまでの円周スパンをＤ１とすると、Ｄ１／Ｄ０∈［０．２，０．４］であり、しかも、当該円周位置では、仕切りストライプ３３０の位置におけるブレード３００の厚さは、他の位置における厚さよりも大きく、ブレード後縁３０ｃの厚さは、ブレード前縁３０ｂの厚さよりも小さい。
【００２３】
具体的には、複数のブレード３００は、ハブ２００の外周に均一な間隔で設けられ、ハブ２００は駆動モータに接続されて、前記駆動モータに駆動されて回動することでブレード３００を回転させて、エアコンの内側の気流を室外側へ案内して、室外側へ排気する。ブレード３００の数については、具体的に限定されるものではなく、３個から５個であってもよく、具体的には、本実施例では、ブレード３００の数は３個である。
【００２４】
図４を参照すると、本実施例では、ブレード３００の同じ円周位置において、ブレード前縁３０ｂからブレード後縁３０ｃまでの円周スパン（即ちＤ０）に対する、仕切りストライプ３３０からブレード前縁３０ｂまでの円周スパン（即ちＤ１）の比はＤ１／Ｄ０∈［０．２，０．４〕であり、仕切りストライプ３３０がブレード前縁３０ｂに比較的近いブレード３００上の０．２Ｄ０〜０．４Ｄ０の位置にあることに相当する。そして、当該円周位置において、仕切りストライプ３３０の位置におけるブレード３００の厚さは、他の位置における厚さよりも大きく、ブレード後縁３０ｃの厚さは、ブレード前縁３０ｂの厚さよりも小さい。つまり、ブレード３００の最大厚さ位置は、仕切りストライプ３３０上にあり、ブレード３００の他の位置における厚さは、いずれも仕切りストライプ３３０における当該ブレード３００の厚さよりも小さく、すなわち、ブレード３００のブレード面は、仕切りストライプ３３０のある位置では他の位置に対して隆起している。当該隆起の勾配が緩やかになるように、当該隆起は、前後両側へブレード３００のブレード面に滑らかに移行しなければならないことは、注意しておく必要がある。なお、ここでは、本実施例及び以下の実施例において、限定される技術的特徴の数値や寸法（厚みを除く）は、いずれも前記軸流ファンを水平に置いた場合に、当該軸流ファンが水平面に投影されて得られる寸法とすることは、説明しておく必要がある。
【００２５】
図７−Ａに示すように（図７−ＡのＷは気流の流れ方向を示す）、前記軸流ファンが作動すると、ブレード３００が回転し、ブレード前縁３０ｂが前方へ気流をすくい取り、気流がブレード前縁３０ｂを経てブレード３００のブレード面を通過して且つ後方へ流れる９。気流は、まず仕切りストライプ３３０に流れ、仕切りストライプ３３０の隆起勾配の影響を受けて、気流が仕切りストライプ３３０の後側のブレード３００のブレード面へ「接近」して流れる傾向がある。気流が仕切りストライプ３３０を通過した後、気流は、仕切りストライプ３３０の後側に位置するブレード３００のブレード面に沿って後へ移動し続ける。これにより、気流のブレード３００ブレード面における分離点を効果的に後へ移動させ、そして乱流の発生を減少させ、乱流騒音を低減する効果を奏する。
【００２６】
図７−Ｂに示すように（図７−ＢのＷは気流の流れ方向を示す）、従来の軸流ファンでは、そのブレード３００の同じ円周位置における厚さはいずれも等しく、気流はこの従来のブレード３００のブレード前縁３０ｂから直接ブレード３００のブレード面に沿って後へ移動し、この気流は、まだブレード後縁３０ｃに到達していない時、ブレード３００のブレード面から分離され、分離された気流は、ブレード３００のブレード面で乱流となることで、大きな乱流騒音を発生させる。
【００２７】
ここで、仕切りストライプ３３０は、実際には、ブレード３００自体の一部であり、Ｄ１は、実際には、仕切りストライプ３３０の径方向の二等分線からブレード前縁３０ｂまでの円周スパンであることは、説明しておく必要がある。Ｄ１／Ｄ０の具体的な値は、０．２、０．２５、０．３、或いは０．３５とすることが可能である。しかし、Ｄ１／Ｄ０は０．２より小さいことは好ましくなく、そうでなければ、仕切りストライプ３３０が気流の分離点を後へ移動させる効果が明らかでなく、騒音低減の効果がよくなくなる。しかも、Ｄ１／Ｄ０が０．４より大きいことは好ましくなく、そうでなければ、仕切りストライプ３３０は気流がブレード３００のブレード面を流れる安定性に影響し、安定した気流を形成しにくくしてしまう。そのため、Ｄ１／Ｄ０を０．２〜０．４の範囲に保つ必要がある。
【００２８】
本発明の軸流ファンにより達成する技術効果を検証するために，ブレード３００の数量および運転状態を同一とした条件で，それぞれ本発明の軸流ファンおよび通常の軸流ファンに対してテストした。測定されたデータは以下のとおりである。
表１．通常の軸流ファンの測定されたパラメーター
【表１】
2021504624.tif 000003
表２．本発明の軸流ファンの測定されたパラメーター
【表２】
2021504624.tif 000004
【００２９】
上記表１及び表２の測定データに基づき、回転数−風量対比試験グラフ（図１１に示す）及び風量−騒音対比試験グラフ（図１２に示す）を作成した。これによりわかるように、同じ回転数条件において、通常の軸流ファンに対して、本発明の軸流ファンの風量及びパワーは通常の軸流ファンとほぼ同じであるが、本発明の軸流ファンの騒音は明らかに低下し，２ｄＢ近く低下し，前記軸流ファンの騒音問題を大幅に改善した。
【００３０】
本発明の技術案によれば、前記ブレード３００に、そのブレード付け根縁部３０ａとブレード頂縁３０ｄとを繋ぐ仕切りストライプ３３０を設け、当該仕切りストライプ３３０からブレード前縁３０ｂまでの円周スパンとブレード前縁３０ｂからブレード後縁３０ｃまでの円周スパンとの比をＤ１／Ｄ０∈［０．２，０．４］とし、且つ、当該円周位置において、仕切りストライプ３３０の位置におけるブレード３００の厚さを他の位置における厚さよりも大きくし、ブレード後縁３０ｃの厚さをブレード前縁３０ｂの厚さよりも小さくすることで、ブレード３００の最大厚さ位置が当該仕切りストライプ３３０上にあるようにし、ブレード３００のブレード面が当該仕切りストライプ３３０の位置において他の位置に対して隆起している。
【００３１】
前記軸流ファンが作動すると、ブレード前縁３０ｂが前方へ気流をすくい取り、気流がブレード前縁３０ｂを経てブレード３００のブレード面を通過して且つ後方へ流れる。気流は、まず仕切りストライプ３３０に流れ、仕切りストライプ３３０の隆起勾配の影響を受けて、気流が仕切りストライプ３３０の後側のブレード３００のブレード面へ「接近」して流れる傾向がある。気流が仕切りストライプ３３０を通過した後、気流は、仕切りストライプ３３０の後側に位置するブレード３００のブレード面に沿って後へ移動し続ける。これにより、気流のブレード３００のブレード面における分離点を効果的に後へ移動させ、そして乱流の発生を減少させ、乱流騒音を低減する効果を奏する。これにより分かるように、通常の軸流ファンに比べて、本発明の軸流ファンによれば、気流のブレード３００のブレード面における分離点を効果的に後へ移動させ、そしてブレード３００における乱流の発生を減少させ、さらには当該ブレード３００により発生する乱流騒音を低減することが可能である。
【００３２】
また、ブレード後縁３０ｃの厚さがブレード前縁３０ｂの厚さよりも小さいので、ブレード前縁３０ｂに比較的良い強度を持たせて、風速の比較的大きな気流の衝撃に耐えられるようにすることができる一方、ブレード後縁３０ｃに比較的良い伴流を持たせて、ブレード３００の後側の伴流の流れを効果的に改善し、伴流騒音を低減することができる。
【００３３】
図４及び図５を参照されたい。上記実施例によれば、ブレード３００のブレード面を流れる気流の安定性を高め、乱流騒音の発生を低減するために、仕切りストライプ３３０によりブレード３００をブレード前部３１０とブレード後部３２０とに仕切っている。ブレード３００の同じ円周位置において、前記ブレード前部３１０の厚さは、仕切りストライプ３３０からブレード前縁３０ｂに向かって次第に減少し、しかも、ブレード後部３２０の厚さは、仕切りストライプ３３０からブレード後縁３０ｃに向かって次第に減少する。
【００３４】
具体的には、仕切りストライプ３３０の前側の辺と前記ブレード前部３１０との間は、凹弧状の緩やかな移行で繋がっている。前記ブレード前部３１０の厚さが仕切りストライプ３３０からブレード前縁３０ｂに向かって次第に減少することで、ブレード前部３１０にブレード前縁３０ｂへ向かって傾斜した傾斜面が形成されている。仕切りストライプ３３０の後側の辺と前記ブレード後部３２０との間は、凹弧状の緩やかな移行で繋がっている。ブレード後部３２０の厚さが仕切りストライプ３３０からブレード後縁３０ｃに向かって次第に減少することで、ブレード後部３２０にブレード後縁３０ｃへ向かって傾斜した傾斜面が形成されている。
【００３５】
気流がブレード３００のブレード面上を流れるとき、気流は、まずブレード前縁３０ｂから前記ブレード前部３１０の傾斜面に沿って仕切りストライプ３３０へ流れ、仕切りストライプ３３０を通ってから、気流はブレード後部３２０の表面へ向かって流れ、徐々にブレード後部３２０の傾斜面に沿ってブレード後縁３０ｃへ移動する。これにより、気流のブレード３００のブレード面における分離点の後方への移動に大きく寄与している。
【００３６】
図４、図８、および図９を参照されたい。説明を容易にするために、ここでは、ブレード３００において、ハブ２００を中心とし、Ｒｍを半径とする任意の円周で切り出した円周断面をＳｍと定義し、この円周断面Ｓｍは説明のための仮想断面とする。そこで、ブレード３００において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５が位置する円周でブレード３００の円周断面を切り出し、円周断面Ｓ１、円周断面Ｓ２、円周断面Ｓ３、円周断面Ｓ４及び円周断面Ｓ５を順に得た。Ｒ１からＲ５へと順に大きくなっていく。ブレード３００の同じ径方向位置に沿って、各前記円周断面ＳｍでＰ１からＰｍの合計ｍ個のサンプリングポイントを取り、かつ各前記円周断面Ｓｍに対応するＰ１からＰｍのサンプリングポイントの所在位置の厚さを記録する。本実施例では、ｍ＝６を例とすると、Ｐ１及びＰ２がブレード前部３１０に位置し、かつＰ１がブレード前縁３０ｂに属し、Ｐ３が仕切りストライプ３３０に位置し、Ｐ４からＰ６がブレード後部３２０に位置し、且つＰ６がブレード後縁３０ｃに属する。各円周断面ＳｍのＰ１からＰ６のサンプリングポイントの所在位置の厚さデータの記録は以下の表３に示す通りである。
表３．各円周断面の異なる位置における厚さ寸法
【表３】
2021504624.tif 000005
【００３７】
上記の表から分かるように、ブレード３００のいずれか一つの円周位置（すなわち、単一の円周断面）において、ブレード３００の最大厚さ位置は、仕切りストライプ３３０上にあり、且つ、当該円周位置において、前記ブレード前部３１０の厚さは、仕切りストライプ３３０からブレード前縁３０ｂへ次第に減少し、ブレード後部３２０の厚さは仕切りストライプ３３０からブレード後縁３０ｃへ次第に減少する。
【００３８】
図４及び図５を参照されたい。さらに、ブレード３００のブレード面の各位置における厚さの落差が大きすぎると気流の安定した流れに不利になるため、ブレード３００の仕切りストライプ３３０の位置における厚さ、ブレード前縁３０ｂの厚さ及びブレード後縁３０ｃの厚さの３つの厚さの差はあまり大きくしてはいけないと考慮した。したがって、ブレード３００の仕切りストライプ３３０の位置における厚さをＨ０とし、ブレード前縁３０ｂの厚さをＨ１とし、ブレード後縁３０ｃの厚さをＨ２とすると、ブレード３００の同じ円周位置において、Ｈ０−Ｈ１∈［０．３ｍｍ，１．５ｍｍ］、Ｈ０−Ｈ２∈［２．５ｍｍ，５ｍｍ］が好ましい。
【００３９】
説明の便宜上、ここで△Ｈ１＝Ｈ０−Ｈ１、△Ｈ２＝Ｈ０−Ｈ２と定義すると、△Ｈ１∈［０．３ｍｍ，１．５ｍｍ］、△Ｈ２∈［２．５ｍｍ，５ｍｍ］となる。ブレード３００の同じ径方向位置において、△Ｈ１は、例えば０．３ｍｍ、０．５ｍｍまたは１ｍｍのような一定の定数値であってもよいし、または、△Ｈ１はブレード３００の円周半径の増大に伴って次第に増大し、例えば、０．３ｍｍから１ｍｍまたは１．５ｍｍに次第に増大してもよい。同様に、ブレード３００の同じ径方向位置において、△Ｈ２は、例えば３ｍｍ、３．５ｍｍまたは４ｍｍのような一定の定数値であってもよく、または、△Ｈ２はブレード３００の円周半径の増大に伴って次第に減少し、例えば、５ｍｍから２ｍｍまたは２．５ｍｍに次第に減少してもよい。
【００４０】
上記表３のデータを例にとると、下記表４に示すように、各円周断面に対応する△Ｈ１と△Ｈ２の対比データが得られる。
【００４１】
表４．各円周断面に対応する△Ｈ１と△Ｈ２の対比データ
【表４】
2021504624.tif 000006
上記表４のデータを分析して分かるように、ブレード３００の同じ径方向位置において、ブレード上の円周断面Ｓｍが位置する円周半径の増大に伴い、△Ｈ１が次第に増大するが、△Ｈ２が次第に減少する。
【００４２】
上記ブレード３００のブレード前部３１０とブレード後部３２０の厚さの変化が前記軸流ファンに及ぼす影響を検証するために、上記実施例のテスト実験を踏まえて、同一回転数で、さらに当該軸流ファンに対してテストした。実験結果は以下の通りである。
表５．本発明の軸流ファンの測定されたパラメーター
【表５】
2021504624.tif 000007
【００４３】
上記表１、表２及び表５から、同一回転数において、本実施例における軸流ファンの騒音は、通常の軸流ファンに対して２．４ｄＢ近く低減されており、騒音低減効果により優れていることがわかる。即ち、ブレード３００の同じ径方向位置において、ブレード上の円周断面Ｓｍが位置する円周半径の増大に伴い、△Ｈ１が次第に増大するが、△Ｈ２が次第に減少するので、前記軸流ファンでより良い騒音低減効果を達成することができる。
【００４４】
本実施例では、ブレード３００の同じ径方向位置において、ブレード３００の厚さが前記ブレード付け根縁部３０ａからブレード頂縁３０ｄに向かって次第に小さくなる。このようにすれば、ブレード３００の前記ブレード付け根縁部３０ａに近接する部分の厚さを比較的大きくして、ブレード３００とハブ２００との接続の安定性を確保することができる。一方、ブレード３００の前記ブレード付け根縁部３０ａに近接する部分の厚さは比較的小さく、その気流案内能力は比較的良く、風損を低減するのに有利である。
【００４５】
図５を参照されたい。ここで注意すべきことは、ブレード３００の仕切りストライプ３３０の位置における厚さ、ブレード前縁３０ｂの厚さ及びブレード後縁３０ｃの厚さの三者自体も、大きすぎてはならない。大きすぎると、ブレード３００自体の厚さを大きくし、ブレード３００の風の抵抗を比較的大きくし、消費パワーを比較的大きくしてしまう。また、この三者が小さすぎてもよくない。小さすぎると、ブレード３００自体の厚さが小さすぎて、ブレード３００の強度が比較的弱くなり、高速回転中に変形しやすくなる。したがって、好ましくは、Ｈ０∈［４．５ｍｍ，７．６ｍｍ］、Ｈ１∈［３．０ｍｍ，７．３ｍｍ］、Ｈ２∈［１．７ｍｍ，２．５ｍｍ］である。
【００４６】
具体的に、仕切りストライプ３３０については、ブレード３００の径方向において、仕切りストライプ３３０の厚さＨ０は、４．５ｍｍから７ｍｍまたは７．６ｍｍまで次第に大きくなってもよいし、あるいは、Ｈ０は、５ｍｍから７．６ｍｍまで次第に大きくなってもよい。ブレード前縁３０ｂについては、ブレード３００の径方向において、ブレード前縁３０ｂの厚さＨ１は、３．０ｍｍから６ｍｍまたは７ｍｍまで次第に大きくなってもよいし、あるいは、Ｈ１は、４ｍｍから７ｍｍまで次第に大きくなってもよい。ブレード後縁３０ｃについては、ブレード３００の径方向において、ブレード後縁３０ｃの厚さＨ２は、１．７ｍｍから２ｍｍまたは２．５ｍｍまで次第に大きくなってもよいし、あるいは、Ｈ２は、２ｍｍから２．５ｍｍまで次第に大きくなってもよい。
【００４７】
図４及び図６を参照されたい。上記実施例に基づき、軸流ファンの風量及び風圧を向上させて、仕事効率の向上及び騒音の低減を図るために、本実施例では、ブレード３００の同じ円周位置において、ブレード前縁３０ｂとブレード後縁３０ｃとを繋ぐブレードコードライン１０と前記軸流ファンの回転平面２０とのなす夾角をαとしたとき、前記αがブレード３００の径方向において次第に減少するように構成されている。なお、ブレードコードライン１０は、ブレード３００の形状や構造を説明するための仮想線分であることは、説明しておく必要がある。
【００４８】
ここで、ブレードコードライン１０と前記軸流ファンの回転平面２０とのなす夾角αは、騒音低減の効果を達成しやすくために、過大又は過小であってはならないと考えられる。ブレード３００の径方向において、ブレードコードライン１０と前記軸流ファンの回転平面２０とのなす夾角が騒音低減効果に与える影響を検証するために、同じ回転数で以下のような試験を行った。ここで、Ｒ１乃至Ｒ７は、いずれもハブ２００を中心とする円周半径であり、且つＲ１からＲ７へと順次大きくなり、ブレード３００の各円周位置で、異なる大きさの夾角αについて試験した。得られた（α，Ｒ）に対応する騒音値の試験データは下記の表６に示す通りである。
表６．本発明の軸流ファンの測定されたパラメーター
【表６】
2021504624.tif 000008
【００４９】
上記表６により、（２０°，Ｒ１）の場合、騒音値は５１．５ｄＢであり、（２２°，Ｒ２）の場合、騒音値は５１．２ｄＢであり、（２４°，Ｒ３）の場合、騒音値は５０．５ｄＢであり、（２６°，Ｒ４）の場合、騒音値は５０．１ｄＢであり、（２８°，Ｒ５）の場合、騒音値は５０．８ｄＢであり、（３０°，Ｒ６）の場合、騒音値は５１．７ｄＢであることが得られる。
【００５０】
即ち、ブレード３００の径方向において、ブレード３００のブレード面が位置する円周半径の増大につれて、αを１８°から２０°に増大させたとき、前記軸流ファンの騒音は、ほぼ５２ｄＢ以上であり、ひいては５５．４ｄＢに達する。当該方向において、αを２０°から３０°まで次第に増加させた時、前記軸流ファンの騒音は低いレベルに維持され、基本的に５２ｄＢより小さい。当該方向において、αを３０°から次第に増大させた時、前記軸流ファンの騒音は再び５２ｄＢ以上に増大する。これにより分かるように、ブレード３００の同じ円周位置において、αがブレード３００の径方向において２０°から３０°まで次第に増大した時、前記軸流ファンの騒音低減効果は比較的良い。したがって、好ましくは、α∈［２０°，３０°］である。
【００５１】
明らかに、ブレード３００の径方向において、ブレード３００のブレード面が存在する円周半径の増大につれて、αを２０°から２８°まで次第に増大させたとき、前記軸流ファンの騒音低減効果は最もよく、いずれも５１．５ｄＢ以下である。また、この場合、ブレード３００のブレード面全体としての湾曲角度は大きすぎず、軸流ファンの風量と風圧を上げて、騒音を低減できるだけでなく、比較的大きな風量を得ることもできる。したがって、本実施例では、好ましくは、α∈［２０°，２８°］である。
【００５２】
図８及び図９を参照されたい。ブレード３００とハブ２００との接続の安定性を確保し、ブレード３００の送風能力を向上させるために、ブレード３００のブレードコードライン１０と前記軸流ファンの回転平面２０とのなす夾角αを、ハブ２００に近接する位置では急速に小さくなり、ハブ２００から遠く離れた位置ではゆっくりと小さくなるように設定することが考えられる。
【００５３】
本実施例では、ブレード頂縁３０ｄが位置する円周半径をＲ０、何れか一つのブレードコードライン１０が位置する円周の半径をＲｍとし、当該ブレードコードライン１０が位置する円周の半径係数をｋとし、ｋ＝Ｒｍ／Ｒ０、Ｒｍ∈［０，Ｒ０］としたとき、ｋ∈［０，０．１］の場合、α＝２８−３０ｋであり、ｋ∈（０．１，０．４］の場合、α＝２６−１０ｋであり、ｋ∈（０．４，１］の場合、α＝１６．７−３．３ｋである。
【００５４】
図９および図１０を参照されたい。Ｒｍ∈［０，Ｒ０］，ｋ＝Ｒｍ／Ｒ０であるため、ｋ∈［０，１］になり、ブレードコードライン１０が存在する円周の半径Ｒｍの増大につれて、前記半径係数ｋが次第に大きくなる。ｋ∈［０，０．１］の場合、α＝２８−３０ｋであり、即ち、前記半径係数ｋが０から０．１に増大するにつれて、αは２８°から２５°に急速に減少する。ｋ∈（０．１，０．４］の場合、α＝２６−１０ｋであり、即ち、前記半径係数ｋが０．１から０．４に増大するにつれて、αは２５°から２２°に次第に減少する。ｋ∈（０．４，１］の場合、α＝１６．７−３．３ｋであり、即ち、前記半径係数ｋが０．４から１に増大するにつれて、αは２２°から２０°にゆっくりと減少する。
【００５５】
これにより分かるように、αをハブ２００に近接するところで急速に減少するように設定して、ブレード３００のブレード付け根位置とハブ２００との間に比較的大きい取付角度を形成することで、ブレード３００とハブ２００との接続の安定性を強化できるだけではなく、ブレード３００の送風能力を向上させることもできる。また、前記αをハブ２００から遠く離れた位置でゆっくりと減少させることで、ブレード３００のブレード頂部位置でそのブレード面を比較的緩やかとして、ブレード頂部の漏れ渦の形成を減少して、さらには騒音を低減することができる。
【００５６】
以上に述べたことは本発明の好ましい実施例にすぎず、それによって本発明の特許の範囲を制限するわけではない。本発明の発明構想の下で、本発明の明細書及び図面の内容を利用してなされた等価構造変換、或いは他の関連する技術分野への直接／間接的な応用は、何れも本発明の特許の保護範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１００  エアコン室外機
１１０  ケース
１２０  前パネル
１３０  吹出ガード
２００  ハブ
３００  ブレード
３１０  ブレード前部
３２０  ブレード後部
３３０  仕切りストライプ
３０ａ  ブレード付け根縁部
３０ｂ  ブレード前縁
３０ｃ  ブレード後縁
３０ｄ  ブレード頂縁
１０  ブレードコードライン
２０  回転平面
【図１】
2021504624.tif 000009
【図２】
2021504624.tif 000010
【図３】
2021504624.tif 000011
【図４】
2021504624.tif 000012
【図５】
2021504624.tif 000013
【図６】
2021504624.tif 000014
【図７−Ａ】
2021504624.tif 000015
【図７−Ｂ】
2021504624.tif 000016
【図８】
2021504624.tif 000017
【図９】
2021504624.tif 000018
【図１０】
2021504624.tif 000019
【図１１】
2021504624.tif 000020
【図１２】
2021504624.tif 000021
【国際調査報告】
2021504624.tif 000022
2021504624.tif 000023
2021504624.tif 000024
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