(57)【要約】【課題】冷気を冷凍室および冷蔵室側に送風させるようにハブの外周面に一定間隔をおいて多数枚のブレードが配設された冷蔵庫の冷気循環用軸流ファンを提供する。【解決手段】ブレードの枚数、スイープ角、ピッチ角、すくい角、最大キャンバー位置および最大キャンバー率などを始めとするファンの設計因子をそれぞれ最適の条件と選定し、比較的広い周波数帯域で流動騒音を低減させ、この流動損失の低減によって消費電力を減少できるようにする。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転軸に連結されたハブと、前記ハブの外周面に一定間隔をおいて配設された多数枚のブレードとから構成されて冷気を循環させる冷蔵庫の冷気循環用軸流ファンにおいて、
前記ブレードは６〜８枚に形成され、スイープ角は５０〜６５°となるように形成されたことを特徴とする冷蔵庫の冷気循環用軸流ファン。
【請求項２】
前記冷蔵庫の冷気循環用軸流ファンは前記ブレードの正圧面から見て反時計方向（ＣＣＷ）に回転することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫の冷気循環用軸流ファン。
【請求項３】
前記ブレードは７枚に形成されることを特徴とする請求項２記載の冷蔵庫の冷気循環用軸流ファン。
【請求項４】
前記スイープ角は５１°±１°であることを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫の冷気循環用軸流ファン。
【請求項５】
前記ブレードは、ピッチ角がブレードハブからブレードチップに行くにつれて減少するように形成されたことを特徴とする請求項４記載の冷蔵庫の冷気循環用軸流ファン。
【請求項６】
前記ピッチ角は、前記ブレードハブからブレードチップに行くにつれて線形的に減少することを特徴とする請求項５記載の冷蔵庫の冷気循環用軸流ファン。
【請求項７】
前記ピッチ角は、前記ブレードハブで４０°±１°であり、前記ブレードチップで３１．５°±１°であることを特徴とする請求項６記載の冷蔵庫の冷気循環用軸流ファン。
【請求項８】
前記ブレードは正圧面方向に所定のすくい角を有するように形成されたことを特徴とする請求項４記載の冷蔵庫の冷気循環用軸流ファン。
【請求項９】
前記すくい角は、正圧面方向に２１°±１°であることを特徴とする請求項８記載の冷蔵庫の冷気循環用軸流ファン。
【請求項１０】
前記ブレードは、最大キャンバー位置が前記ブレードハブから前記ブレードチップまで均一に分布されるように形成されたことを特徴とする請求項４記載の冷蔵庫の冷気循環用軸流ファン。
【請求項１１】
前記最大キャンバー位置は、前記ブレードにおいて前縁部と後縁部をそれぞれ０および１の位置とするとき、０．７±０．１であることを特徴とする請求項１０記載の冷蔵庫の冷気循環用軸流ファン。
【請求項１２】
前記ブレードは、最大キャンバー率が前記ブレードハブから前記ブレードチップまで均一に分布されるように形成されたことを特徴とする請求項１０記載の冷蔵庫の冷気循環用軸流ファン。
【請求項１３】
前記最大キャンバー率が７．０±１％であることを特徴とする請求項１１記載の冷蔵庫の冷気循環用軸流ファン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷気を冷凍室および冷蔵室側に送風させる冷蔵庫の冷気循環用軸流ファンに関し、特に、主要なファンの設計因子を最適の条件とし、比較的広い周波数帯域で流動騒音を低減せしめ得る冷蔵庫の冷気循環用軸流ファンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷蔵庫は、冷凍サイクルを利用して冷気を提供し、飲食物を冷却させたり、腐敗を防止したりして飲食物を新鮮な状態に長期保管するための装置であって、その冷気が冷蔵室または冷凍室側に送風されるように冷気循環用ファンが冷気の循環される流路上に設けられている。
図８は一般の冷蔵庫を示す側断面図であり、図９および図１０は従来技術による冷蔵庫の冷気循環用軸流ファンを示す正面図および側面図である。
【０００３】
冷蔵庫は通常、図８に示すように、前面が開放されるように外郭を形成するアウトケース１の内側に所定の間隔をおいてインナーケース２が設置され、前記インナーケース２内の上／下側にそれぞれ冷蔵室Ａと冷凍室Ｂが形成されるとともに、前記冷凍室Ｂの下側には機械室Ｃが形成され、前記アウトケース１の前面の上／下側にそれぞれドア３，４がヒンジ連結されている。
ここで、前記アウトケース１とインナーケース２との間には前記冷蔵室Ａまたは冷凍室Ｂ側に冷気が循環される別途の流路が形成され、前記冷凍室Ｂ側の流路上には空気を熱交換させて冷気を生成させる蒸発器５が配設され、前記蒸発器５の上側流路上には前記蒸発器５を通過した冷気を上側方向に送風させる送風装置１０が配設される。
【０００４】
このとき、前記機械室Ｃには、前記蒸発器５と冷媒配管を介して連結される圧縮機６、凝縮器（図示せず）、膨張装置（図示せず）が設けられて冷凍サイクルを構成することによって、冷気を生成して前記冷蔵室Ａおよび冷凍室Ｂが低温を保持できるようにする。
ここで、前記送風装置１０は、モータの回転軸に連結されて回転されることによって冷気を送風させる軸流ファン１２が含まれるが、該軸流ファン１２は、図９に示すように、モータと回転軸に連結されて駆動力を伝達するハブ１２ａと、前記ハブ１２ａの外周面に一定間隔をおいて配設された４枚のブレード１２ｂとを含めて構成される。
【０００５】
通常、前記ブレード１２ｂにおいて、回転方向に位置した一側端が前縁部（リーディングエッジ：ＬＥ）であり、この前縁部（ＬＥ）と対向する他側端が後縁部（トレーリングエッジ：ＴＥ）であり、前記前縁部（ＬＥ）と後縁部（ＴＥ）の上端を連結した部分がブレードチップ（ＢＴ）であり、前記ハブ１２ａと連結される部分がブレードハブ（ＢＨ）である。
そして、前記ブレード１２ｂにおいて、冷気が吸入されて圧力が作用する前面が正圧面（Ｐ）であり、この正圧面（Ｐ）に対向する背面が負圧面（Ｄ）である。
特に、前記ブレード１２ｂがスイープ角（α）が２５°程度と比較的小さく形成される。
【０００６】
ここで、前記スイープ角（α）は前記ブレード１４ｂの回転方向に対する偏り程度を表すものであり、前記ブレードハブ（ＢＨ）の中心と前記ブレードチップ（ＢＴ）の中心を互いに連結した直線と、前記ハブ１２ａの中心とブレードハブ（ＢＨ）の中心を互いに連結した直線がなす角度である。
しかし、このように構成された従来の冷蔵庫の冷気循環用軸流ファン１２は、前記モータによって駆動されるとき、前記スイープ角（α）が比較的小さいので、大型化しつつある冷蔵庫の大きい圧力損失と複雑な流路特性に好適な流動を生成できないことは勿論、流動が軸方向に前進する傾向が目立つことから騒音が大きくなる問題点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ブレードの枚数、スイープ角などを始めとするファンの設計因子をそれぞれ最適化して冷蔵庫の大きい圧力損失と複雑な流路特性に好適な冷気の流動を生成できるようにすると同時に、騒音を低減せしめ得る冷蔵庫の冷気循環用軸流ファンを提供することにその目的がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明による冷蔵庫の冷気循環用軸流ファンは、モータの回転軸に連結されたハブと、前記ハブの外周面に一定間隔をおいて配設された多数枚のブレードとから構成されて冷気を循環させる冷蔵庫の冷気循環用軸流ファンにおいて、前記ブレードは６〜８枚、スイープ角は５０°〜６５°となるように形成する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１および図２はそれぞれ、本発明による冷気循環用軸流ファンの正面図および側面図であり、図３および図４はそれぞれ、本発明による冷気循環用軸流ファンのブレード枚数およびスイープ角による騒音を表すグラフである。
また図５は、本発明による冷気循環用軸流ファンのブレードバウンダリーデータに基づいたブレードの実施例を示す部分正面図であり、図６は、本発明による冷気循環用軸流ファンのブレードにおいて最大キャンバー位置を表示するためのものであり、図７は本発明による冷気循環用軸流ファンにおいて周波数による騒音を表すグラフである。
【００１０】
本発明による冷気循環用軸流ファンは、図１および図２に示すように、モータの回転軸が中心に連結されて動力を伝達すると同時に先端および後端５２ａ′、５２ａ″の直径が同一となるように外周面が円筒形に形成されて冷気を遠心方向に送風させるハブ５２ａと、前記ハブ５２ａの外周面に円周方向に一定間隔をおいて取り付けられた６〜８枚のブレード５２ｂとから構成されるものの、特に、前記ブレード５２ｂは７枚が好ましい。
【００１１】
通常、前記ブレード５２ｂにおいて、前記モータの回転によって冷気が吸入される一側端とこれに対向する他側端をそれぞれ前縁部（ＬＥ）と後縁部（ＴＥ）といい、前記ブレード５２ｂの外周端と内周端をそれぞれブレードチップ（ＢＴ）とブレードハブ（ＢＨ）という。
なお、前記ブレード５２ｂにおいて冷気が吸入されて圧力が作用する前面を正圧面（Ｐ）といい、前記正圧面（Ｐ）と対向する背面を負圧面（Ｄ）という。
ここで、前記ブレード５２ｂは、前記後縁部（ＴＥ）が前記前縁部（ＬＥ）より前記ハブの後端５２ａ″側に位置するよう、前記前縁部（ＬＥ）と後縁部（ＴＬ）との間に所定の曲率を有するように形成される。
【００１２】
このとき、前記ブレード５２ｂは、前記ブレードハブの中心（ＣＢＨ）と前記ブレードチップの中心（ＣＢＴ）を互いに連結した第１直線（Ｌ１）と、前記ハブの中心（ＣＨ  ）とブレードハブの中心（ＣＢＨ）を互いに連結した第２直線（Ｌ２）とがなす角度であるスイープ角（α）が５０°〜６５°になるように形成されるが、特に５１°±１°に形成されるのが好ましい。
このように構成される軸流ファン５２は、前記正圧面（Ｐ）から見て反時計方向（ＣＣＷ）に回転するように作動される。
【００１３】
一方、前記軸流ファン５２において騒音に影響する設計因子を実験計画法を通じて分析した結果、比較的騒音に大きく影響を及ぼす設計因子にはブレードの枚数とスイープ角などがあることがわかった。
具体的に、図３のようにファンの設計因子が同一な条件で、ブレードの枚数変化による騒音を測定した結果、前記ブレードが７枚の軸流ファンで騒音が最も低く、図４のようにファンの設計因子が同一な条件で、スイープ角の変化による騒音を測定した結果、スイープ角（α）が５０°〜６５°の軸流ファンで騒音が最も低く表れた。
【００１４】
要するに、前記軸流ファンは、スイープ角（α）が５０°〜６５°の範囲であり、ブレードが７枚の場合、発生する騒音が最小となることがわかる。
さらに具体的に説明すれば、前記ブレード５２ｂは、図５に示すように、前記ハブの後端５２ａ″側の前記ハブの中心（０）を原点（０，０，０）として中心座標を定めた場合、前記ブレードハブ（ＢＨ）、後縁部（ＴＥ）、ブレードチップ（ＢＴ）、前縁部（ＬＥ）のそれぞれにおける１０ヶ所の地点に対するバウンダリーデータ（Ｂｏｕｎｄａｒｙ  ｄａｔａ）が下記［表１］のように形成される。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
このとき、前記ブレード５２ｂは、スイープ角（α）が５０°であり、前記ブレードハブ（ＢＨ）とブレードチップ（ＢＴ）におけるピッチ角（β）がそれぞれ４０°と３１．５°となるように線形的に変形され、前記正圧面（Ｐ）方向にすくい角（γ）が２１°となるように形成される。
勿論、前記スイープ角（α）、ピッチ角（β）およびすくい角（γ）は所定の誤差１°を有することができる。
【００１７】
ここで、前記ピッチ角（β）は、前記ハブの中心（ＣＨ  ）を通る垂直軸（ｙ）が平行移動された垂直軸（Ｙ）に対して前記前縁部（ＬＥ）と後縁部（ＴＥ）の間を連結した第３直線（Ｌ３）がなす角度であり、前記すくい角（γ）は、前記ハブの中心（ＣＨ  ）を通る垂直軸（ｙ）が平行移動された垂直軸（Ｙ）に対して前記ブレードハブ（ＢＨ）とブレードチップ（ＢＴ）を横切る第４直線（Ｌ４）がなす角度である。
【００１８】
なお、前記ブレード５２ｂは、最大キャンバー位置（ＭＣＰ）が前記ブレードハブ（ＢＨ）から前記ブレードチップ（ＢＴ）まで均一に分布されるように形成されるものの、前記前縁部（ＬＥ）と後縁部（ＴＥ）の位置をそれぞれ０および１とする場合、最大キャンバー位置（ＭＣＰ）が０．７となる。
このとき、前記最大キャンバー位置で最大キャンバー率も前記ブレードハブ（ＢＨ）から前記ブレードチップ（ＢＴ）まで均一に分布されるものの、前記最大キャンバー率は７．０±１％となる。
【００１９】
ここで、前記最大キャンバー位置（ＭＣＰ）は、図６に示すように、前記前縁部（ＬＥ）と後縁部（ＴＥ）を連結した直線であるコード（ＣＬ）からブレード５２ｂの最も遠く離れた地点の位置であり、前記最大キャンバー率は、コード（ＣＬ）長に対して前記最大キャンバー位置（ＭＣＰ）においてコード（ＣＬ）とブレード５２ｂ間の距離である最大キャンバー（ＭＣ）長の比を百分率で表したものである。
【００２０】
一方、図７に示すように、前記本発明によってスイープ角（α）が５０°のブレード７枚が取り付けられた新規ファンは、スイープ角が２５°のブレード４枚が取り付けられた量産ファンと比べ、広帯域にわたって騒音が著しく低減されるだけでなく、平均同一風量対騒音が４．５ｄＢ（Ａ）以上低減されることがわかる。
なお、前述のように発生騒音が減ると流動損失が低減されるし、流動損失が低減されると同一風量対消費電力が減少することは当然である。
【００２１】
【発明の効果】
以上の如く、本発明による冷蔵庫の冷気循環用軸流ファンは、ブレードの枚数、スイーブ角などを始めとするファンの設計因子をそれぞれ最適化するため、その軸流ファンが冷蔵庫の流路上に配設されて作動すると、冷蔵庫の大きい圧力損失を防止するとともに複雑な流路特性に好適な冷気の流動を生成し、広帯域にわたって発生する騒音を著しく減少させるとともに、流動損失を低減させることができる。その結果、同一風量対消費電力を低減させ、且つ、冷蔵庫の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による冷気循環用軸流ファンを示す正面図である。
【図２】本発明による冷気循環用軸流ファンを示す側面図である。
【図３】本発明による冷気循環用軸流ファンにおいてブレード枚数による騒音を表すグラフである。
【図４】本発明による冷気循環用軸流ファンにおいてスイープ角による騒音を表すグラフである。
【図５】本発明による冷気循環用軸流ファンのブレードバウンダリーデータに基づいたブレードの実施例を示す部分正面図である。
【図６】本発明による冷気循環用軸流ファンのブレードにおいて最大キャンバー位置を表すための図である。
【図７】本発明による冷気循環用軸流ファンにおいて周波数による騒音を表すグラフである。
【図８】一般の冷蔵庫を示す側断面図である。
【図９】従来技術による冷気循環用軸流ファンを示す正面図である。
【図１０】従来技術による冷気循環用軸流ファンを示す側面図である。
【符号の説明】
５２ａ…ハブ
５２ｂ…ブレード
【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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【図１０】
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