(57)【要約】本発明は送風ファン（１１０）を提供する、それによれば、軸方向の送風方向を持ち小さい大きさでも高風量と高風圧が同時に得られる。本発明は駆動モーターに結合されて回転する回転軸（１１）と、回転軸（１１）に固定される円筒形のハブ（１２）と、ハブ（１２）の外周面にらせん状に形成され、ハブ（１２）の半径より小さいか等しい幅を持つ少なくとも１つのブレード（１３）と、一定曲率半径をもって前記少なくとも１つのブレードを囲む円筒形のファンハウジング（１５）と、を含む。また、本発明は駆動モーターに結合されて回転する回転軸（１１）と、回転軸（１１）に固定される円筒形のハブ（１２）と、ハブ（１２）の外周面にらせん状に形成され、ハブ（１２）の半径より小さいか等しい幅を持つ少なくとも１つのブレード（１３）と、を含む。
2006526733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モーターに結合されて回転する回転軸と、
前記回転軸に固定される円筒形のハブと、
前記ハブの外周面にらせん状に形成され、前記ハブの半径より小さいか等しい幅を持つ複数枚のブレードと、
一定曲率半径をもって前記ブレードを囲む円筒形のファンハウジングと、
を備えてなる送風ファン。
【請求項２】
前記ファンハウジングが、中央部から上部及び下部へ行くほど曲率半径が大きくなるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の送風ファン。
【請求項３】
前記ファンハウジングの上部及び下部がそれぞれ、中央部から上下に延びながら拡張されることを特徴とする請求項２に記載の送風ファン。
【請求項４】
前記ファンハウジングの上部及び下部の曲率半径が、互いに異なることを特徴とする請求項３に記載の送風ファン。
【請求項５】
前記ファンハウジングの下部が、上部に比べてより大きい曲率半径を持つことを特徴とする請求項４に記載の送風ファン。
【請求項６】
前記ファンハウジングの中央部が、同じ曲率半径を持つことを特徴とする請求項２に記載の送風ファン。
【請求項７】
前記ファンハウジングの中央部の長さに対する中央部の直径の割合値が、５であることを特徴とする請求項１または６に記載の送風ファン。
【請求項８】
前記ファンハウジングが、前記回転軸を中心に相互対応する形状を持つ第１ファンハウジングと第２ファンハウジングとからなることを特徴とする請求項１または６に記載の送風ファン。
【請求項９】
駆動モーターに結合されて回転する回転軸と、
前記回転軸に固定された円筒形のハブと、
前記ハブの外周面にらせん状に形成され、前記ハブの半径より小さいか等しい幅を持つ複数枚のブレードと、
を備えてなる送風ファン。
【請求項１０】
前記各ブレードが、一定曲率半径をもってハブの外周面から延在することを特徴とする請求項１または９に記載の送風ファン。
【請求項１１】
前記各ブレードが、下端の曲率半径と上端の曲率半径とが異なって形成されることを特徴とする請求項１０に記載の送風ファン。
【請求項１２】
前記各ブレードが、下端の曲率半径が上端の曲率半径よりも大きいことを特徴とする請求項１１に記載の送風ファン。
【請求項１３】
前記各ブレードが、ハブの外周面から一直線に延在することを特徴とする請求項１または９に記載の送風ファン。
【請求項１４】
前記ハブは、上面と下面が閉鎖されていることを特徴とする請求項１または９に記載の送風ファン。
【請求項１５】
前記各ブレードの側端がなす角が、ハブの下部から上部へ行くほど大きくなることを特徴とする請求項１または９に記載の送風ファン。
【請求項１６】
前記各ブレードは、出口角が入口角よりも大きい値を持つように形成されることを特徴とする請求項１または９に記載の送風ファン。
【請求項１７】
前記各ブレードの入口角が、３５゜であることを特徴とする請求項１または９に記載の送風ファン。
【請求項１８】
前記各ブレードが、ハブの外周面から遠ざかるほど厚さが薄くなるように形成されることを特徴とする請求項１または９に記載の送風ファン。
【請求項１９】
前記ブレードの回転軌跡が描く円の直径に対する前記ハブの直径の割合が、０．４〜０．８であることを特徴とする請求項１または９に記載の送風ファン。
【請求項２０】
前記ブレードの回転軌跡が描く円の直径に対する前記ハブの直径の割合が、０．６であることを特徴とする請求項１９に記載の送風ファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機等の家電製品やその他製造設備等に使用される送風ファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気調和機のような家電製品や工場設備の換気システムには、空気を強制に送風させる種々の送風ファンが設置され、これら送風ファンは、空気の流動特性によって軸流型の送風ファンと遠心型の送風ファンとに区分される。
【０００３】
軸流型の送風ファンは、空気の流動が回転軸と平行に形成され、流量は多く生成されるが、圧力が低い特性を有する。
【０００４】
一方、遠心型の送風ファンは、通常、空気の流入するブレードの入口側の流動は、回転軸方向に形成されるが、空気の流出される出口側の流動は、回転軸に垂直な半径方向に形成される。該遠心型の送風ファンは、遠心力による圧力増加を目的とするもので、流量は少なく生成されるが、圧力が高いという特性がある。
【０００５】
したがって、送風ファンが適用されるシステムでは、送風ファンのそれぞれの特性を考慮して適宜の送風ファンを採択するようになるが、例えば、空気調和機の室内機は高い風圧を要求するので、主としてシロッコファン(sirocco fan)やターボファン(turbo fan)などの遠心型の送風ファンが適用される。
【０００６】
また、換気システムでは、短時間で多量の空気を排出する必要があるので、主として高風量の実現ができる軸流型の送風ファンが使用される。
【０００７】
このようにそれぞれの送風ファンは固有の特性を持つがために、風量と風圧を同時に増加させるのは困難である。したがって、高風圧と高風量を同時に満足させられる送風ファンが要求される場合には、送風ファンの大きさを増大させなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、家電製品では、送風ファンの大きさを増大させると全体的な製品大きさが増加してしまい、システム内で設置位置に多くの制約を受けるという問題点につながる。
【０００９】
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、軸方向の送風方向を持ち小さい大きさでも高風量と高風圧を同時に実現できる送風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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る送風ファンの一形態は、駆動モーターに結合されて回転する回転軸と、前記回転軸に固定される円筒形のハブと、前記ハブの外周面にらせん状に形成され、前記ハブの半径より小さいか等しい幅を持つ複数枚のブレードと、一定曲率半径をもって前記ブレードを囲む円筒形のファンハウジングと、を備えてなる。
【００１１】
前記ファンハウジングは、中央部から上部及び下部へ行くほど曲率半径が大きくなるように形成される。したがって、前記ファンハウジングの上部及び下部はそれぞれ、中央部から上下に延びながら拡張される形態となる。
【００１２】
そして、前記ファンハウジングの上部及び下部の曲率半径は、互いに異なることが好ましく、前記ファンハウジングの下部は、上部に比べてより大きい曲率半径を持つことが好ましい。
【００１３】
また、前記ファンハウジングの中央部は、同じ曲率半径を持つように形成され、前記ファンハウジングの中央部の長さに対する中央部の直径の割合値は、５であると好ましい。
【００１４】
前記ファンハウジングは、前記回転軸を中心に相互対応する形状を持つ第１ファンハウジングと第２ファンハウジングとからなることができる。
【００１５】
一方、本発明に係る送風ファンの他の形態は、駆動モーターに結合されて回転する回転軸と、前記回転軸に固定された円筒形のハブと、前記ハブの外周面にらせん状に形成され、前記ハブの半径より小さいか等しい幅を持つ複数枚のブレードと、を備えてなる。
【００１６】
前記各ブレードは、一定曲率半径をもってハブの外周面から延在する。また、前記各ブレードは、下端の曲率半径と上端の曲率半径とが異なって形成されることが好ましく、特に、下端の曲率半径が上端の曲率半径よりも大きくなるように形成することが好ましい。
【００１７】
また、前記各ブレードは、ハブの外周面から一直線に延在することができ、前記ハブは、上面と下面が閉鎖されていることが好ましい。
【００１８】
また、前記各ブレードの側端がなす角は、ハブの下部から上部へ行くほど大きくなり、したがって、前記各ブレードは、出口角が入口角よりも大きい値を持つようになる。そして、前記各ブレードの入口角は、３５゜であると好ましい。
【００１９】
また、前記各ブレードは、ハブの外周面から遠ざかるほど厚さが薄くなるように形成されることができる。
【００２０】
前記ブレードの回転軌跡が描く円の直径に対する前記ハブの直径の割合は、０．４〜０．８とすることが好ましく、特に、０．６とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の送風ファンによれば、ブレードの構造及びファンハウジング構造を改善したため、小さい大きさでも高風量と高風圧を同時に得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る送風ファンの好適な実施形態について、添付の図面を参照しつつ詳しく説明する。
【００２３】
図１は、本発明による送風ファンを示す斜視図である。
【００２４】
図１に示すように、本発明による送風ファンは、駆動モーター（図示せず）に結合されて回転する回転軸１１と、回転軸１１に固定される円筒形のハブ（hub）１２と、ハブ１２の外周面にらせん状に形成された１対のブレード（blade）１３とを備えてなる。
【００２５】
ここで、ハブ１２は、上面と下面が閉鎖されており、ブレード１３は、ハブ１２の半径Ｄh／２の値と等しいか小さい幅Ｗを持つ。
【００２６】
また、各ブレード１３は、一定曲率半径をもってハブ１２の外周面から延在する。したがって、各ブレード１３は、半円形に湾曲した形状となる。
【００２７】
ここで、各ブレード１３は、円滑な空気流動のために、上端１３ｂの曲率半径と下端１３ａの曲率半径が異なって形成されることが好ましく、特に、下端１３ａの曲率半径が上端１３ｂの曲率半径に比べて大きく形成されると好ましい。
【００２８】
ブレードの下端１３ａは、流入する空気が最初に触れる部分であり、ブレードの上端１３ｂは、空気が吐出されながら触れる部分である。以下では、便宜上、空気が図面において送風ファンの下部を介して流入して上部から吐出されるものにして説明する。
【００２９】
したがって、相対的に曲率半径が大きいブレードの下端１３ａでは、円滑な空気流入が可能になり、相対的に曲率半径の小さいブレードの上端１３ｂでは、空気が集まって吐出されるため、送風ファンの風圧及び風量がともに増加する効果が得られる。
【００３０】
もちろん、各ブレード１３は、ハブ１２の外周面から一直線に延在する等、多様な形状にすることができ、この場合にも、ブレードの幅Ｗは、ハブ１２の半径Ｄｈ／２と等しいか小さい値を持つ。
【００３１】
図２は、図１に示す送風ファンの正面図である。
【００３２】
図２に示すように、各ブレードの側端（side end）１３ｅがなす角は、流動特性向上のために、ハブ１２の下部から上部へ行くほど大きくなる。また、各ブレード１３は、出口角θeが入口角θiよりも大きい値を持つように形成される。
【００３３】
ここで、空気が流入する部分においてブレード側端３ｅの接線と水平線とがなす角を入口角（inlet angle）θiといい、空気が排出される部分においてブレード側端３ｅの接線と水平線とがなす角を出口角（outlet angle）θeという。
【００３４】
したがって、入口角θiは、ブレード下端３ａから流入する空気の流入角度を意味し、出口角θeは、ブレード上端３ｂから排出される空気の流出角度を意味する。
【００３５】
また、入口角θiは、３５゜に形成されることが好ましい。これは、実験から得られたもので、入口角θiの変化による送風ファンの騒音を測定した実験によれば、入口角θiの変化によって送風ファンが生じさせる騒音も変化することがわかる。
【００３６】
すなわち、入口角θiが３５゜である場合、送風ファンの騒音は、略３１ｄＢを表し、それ以外の角度では略３６ｄＢを表した。これは、ブレード１３の入口角θiが略３５゜の場合に、流入する空気の流線（stream line）と入口角θiがほぼ一致し、乱流発生が最小化するためである。
【００３７】
図３は、図１に示す送風ファンの平面図である。
【００３８】
また、各ブレード１３は、図３に示すように、ハブ１２の外周面から遠ざかるほど厚さｔbが減少するように形成されることが好ましい。このようなブレード１３の構造によれば、ブレード１３の重心を内側へ移動させ、送風ファンの回転時に発生するモーメントを減少させられるため、結果として送風ファンの振動を低減することができる。
【００３９】
また、本発明による送風ファンは、高い風量及び風圧を得るべく、ハブ比Ｄh／Ｄbを０．４〜０．８とすることが好ましい。特に、ハブ比Ｄh／Ｄbは０．６にすることが最も好ましい。
【００４０】
ここで、ハブ比Ｄh／Ｄbは、ブレード３の回転軌跡が描く円の直径Ｄbに対するハブ２の直径Ｄhの割合で定義される。
【００４１】
流体力学的観点では、ブレードの大きさが送風ファンの性能に大きく影響を及ぼすと知られているが、現に多様なハブ比Ｄh／Ｄbを持つ送風ファンを製作して実験した結果、ハブ比Ｄh／Ｄbが０．４〜０．８のときに風量及び風圧が良好だったし、特に、ハブ比Ｄh／Ｄbが０．６のときに最適の性能を示した。
【００４２】
図４は、本発明によるファンハウジングを備えた送風ファンを示す斜視図である。
【００４３】
図４に示すように、本発明による送風ファンは、一定曲率半径を持ちながらブレード１２を囲む円筒形のファンハウジング１５をさらに備える。
【００４４】
ファンハウジング１５は、上面と下面が開放されており、送風ファンの下部を通って流入して上部から吐出される空気の流動を導き、かつ、送風ファンの回転力を減殺せず、空気が円滑に流入及び排出されるようにする。また、ファンハウジング１５は、流動空気の静圧（static pressure）を高める役割を担う。
【００４５】
このファンハウジング１５は、中央部から上部及び下部へ行くほど曲率半径が大きくなるように形成される。すなわち、ファンハウジング１５の上部と下部は、中央部から上下に延びながら半径方向の外側に次第に拡張される形状、つまり、じょうご状となる。
【００４６】
このように、ファンハウジング１５は、上下部が拡張された構造となるため、送風ファンがより円滑に空気を流入及び排出できるようにする。
【００４７】
そして、ファンハウジング１５の上部と下部の曲率半径は、互いに異なって形成されることが好ましい。特に、ファンハウジング１５の下部は、上部よりも大きい曲率半径を持つように形成されることが好ましい。
【００４８】
したがって、相対的に曲率半径の大きいファンハウジング１５の下部では、円滑な空気流入が可能になり、相対的に曲率半径の小さいファンハウジング１５の上部では、空気が集まって吐出される。
【００４９】
また、ファンハウジング１５の中央部は、同じ曲率半径を持つように形成される。これにより、ファンハウジング１５は、中央部が内側に入った凹状のオリフィス（orifice）構造とされ、中央部の前後で圧力差が生じるため、この圧力差により送風ファンはより多量の空気を送風することができる。
【００５０】
一方、ファンハウジング１５は、回転軸１１を中心に互いに対応する形状を持つ第１ファンハウジング１５ａと第２ファンハウジング１５ｂとからなる。
【００５１】
第１及び第２ファンハウジング１５ａ，１５ｂは、送風ファンでのより円滑な空気の流出入のために、それぞれ中央部から上部及び下部へ行くほど曲率半径が大きくなるように形成される。また、第１及び第２ファンハウジング１５ａ，１５ｂの上部と下部の曲率半径は互いに異なって形成され、特に、下部が上部よりも大きい曲率半径を持つように形成されると好ましい。
【００５２】
このような第１及び第２ファンハウジング１５ａ，１５ｂは、空気調和機の室内機などに設置される際に、各隅部が室内機の内壁面に当るように設置される。
【００５３】
図５は、本発明によるファンハウジングを示す断面図である。
【００５４】
図５に示すファンハウジング１５の中央部の長さＬに対する中央部の直径Ｄの割合Ｄ／Ｌは、送風ファンの風量及び騒音特性に影響を及ぼすことが確認された。すなわち、長さＬに対する直径Ｄの割合値（Ｄ／Ｌ）が変化するにつれて送風ファンの風量及び騒音も変化することが実験から明らかになった。
【００５５】
図６は、本発明によるファンハウジングの中央部の長さに中央部の直径の割合値による送風ファンの風量及び騒音度合を示すグラフである。
【００５６】
実験では、ファンハウジング１５の中央部の長さＬに対する中央部の直径Ｄの割合Ｄ／Ｌを２．５と５にしてそれぞれ送風ファンの風量と騒音を測定し、図６に示すように、両者とも送風ファンの風量が増加するほど騒音も増加することがわかった。
【００５７】
しかしながら、Ｄ／Ｌの値が５の場合が２．５の場合に比べて同じ風量で騒音が小さく発生することが確認された。したがって、本発明による送風ファンは、ファンハウジング１５の中央部の長さＬに対する中央部の直径Ｄの割合値Ｄ／Ｌを５とすることが好ましい。
【００５８】
以上の本発明による送風ファンは、空気調和機の室内機に適合するように構成されたものであるが、空気の送風力を求めるシステムのいずれにも同様または類似に適用することができる。
【００５９】
以上説明された実施形態以外にも、本発明がその趣旨と範ちゅうを逸脱しない限度内で様々な特定形態に具体化できるという事実は、該当技術で通常の知識を持つ者にとっては自明である。したがって、本発明の範囲は、上述の実施形態によって限定されてはいけなく、添付された特許請求の範囲及びその同等物により定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明による送風ファンを示す斜視図である。
【図２】図１に示す送風ファンの正面図である。
【図３】図１に示す送風ファンの平面図である。
【図４】本発明によるファンハウジングを備えた送風ファンを示す斜視図である。
【図５】本発明によるファンハウジングを示す断面図である。
【図６】本発明によるファンハウジングの中央部の長さに対する中央部の直径の割合値による送風ファンの風量及び騒音度合を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６１】
１１    回転軸
１２    ハブ
１３    ブレード
１３ａ    ブレードの下端
１３ｂ    ブレードの上端
１３ｅ    ブレードの側端
１５    ファンハウジング
１５ａ    第１ファンハウジング
１５ｂ    第２ファンハウジング
【図１】
2006526733.tif 000003
【図２】
2006526733.tif 000004
【図３】
2006526733.tif 000005
【図４】
2006526733.tif 000006
【図５】
2006526733.tif 000007
【図６】
2006526733.tif 000008
【国際調査報告】
2006526733.tif 000009
2006526733.tif 000010