JP2000291594A - クロスフローファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】クロスフローファンの低騒音化を図り、風量特
性も良好でかつ成型も容易にする。 【解決手段】クロスフローフアン１のリアガイダ３の吸
い込み側の端部に、リアガイダ部材の厚み方向に徐変す
る厚みを有し、断面形状が円弧状若しくは曲面上の曲線
部を有する突起形状７を形成して、リアガイダ３の端部
における流体の流れの渦領域を最小限に押さえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動モータと共に
送風機を構成するクロスフローファン（横流ファン）
と、これを用いた、空気調和機の室内機や空気清浄機、
加湿器、除湿器、フアンヒータ、冷却装置、換気装置と
いった流体送り装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境問題やエネルギー問題な
どの観点から省エネルギー化を望まれている。このよう
な状況において空気調和機の室内機や空気清浄機、加湿
器、除湿器、フアンヒータ、冷却装置、換気装置といっ
た流体送り装置においては、省エネルギー化を実現する
ためには、低騒音でありかつ風量特性も良好な送風系が
強く望まれている。

【０００３】従来の一般的なクロスフローフアンの構成
を図１２に示す。図１２において、クロスフローファン
２１は、クロスフロー型の羽根車２２と、この羽根車２
２を挟んで一方向の周側面を覆うリアガイダ２３と、他
方の周側面に近接配置されたスタビライザ２４とで構成
され、吹出し口部２５と吸込み口部を有するケーシング
２６とを備えている。

【０００４】このような構成において、羽根車２２の回
転によりスタビライザ２４近傍に循環渦が生じ、図１３
に示したような流れが生じる。送風運転時には騒音が発
生するが、この騒音としては、モーター駆動のための電
磁音と、羽枚数と回転数に関係するＮＺ音と、風が流れ
る音との大きく三つに分けることができる。風の流れを
吸い込み側リアガイダ端部のみに注目してみると図１４
に示すようである。

【０００５】図１４において、従来の吸い込み側リアガ
イダ２３付近の流れ２７は、リアガイダ端部に流入する
際、リアガイダ２３のガイド面と反対側において反対側
渦領域Ｓ２が発生し、さらに端部からファン側に流入す
る際に端部で剥離し、羽根車側渦領域Ｓ１を形成しつ
つ、羽根車２２の影響を受けることにより再びリアガイ
ダ２３側に近づき、その後、リアガイダ２３に沿って流
れるようになっている。

【０００６】リアガイダの形状に変化を加え、送風系の
風量増加、効率改善を目的とした特開平５−３０２７２
９号公報記載の発明においては、図１５に示すような送
風系が提案されている。図１５において、４０は空気調
和機本体、４１は室内空気と冷媒との間で熱の交換を行
う熱交換器、４２は送風を行うためのクロスフローファ
ン、４３はクロスフローフアンの後ろ側に位置する固定
リアガイダ、４４はクロスフローファン４２の前側に位
置するスタビライザ、４５は空気調和機本体４１室内へ
の吹き出し口、４６は吹き出し口４５に設けた風向調節
用のルーバー、４８はリアガイダ舌部上方に設置された
ガイダである。このガイダ４８を設けることにより、リ
アガイダ４３とガイダ４８との間に渦を発生させ、その
誘引力を利用して風量特性の向上を図っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ガ
イダ４８の構成によって風量特性の向上を図る場合、ガ
イダ４８をキャビネット部に具備しようとしたとき、成
型上の問題が発生することが考えられる。

【０００８】すなわち、図１５中では、熱交換器４１が
フロントカバーに隣接した構成になっているが、省エネ
ルギー化を目的とした機種においては、通常リアガイダ
４３の方向にも熱交換器が設置されており、そのため、
リアガイダ４３若しくはガイダ４８はドレーンパンの役
割をするものが必要となる。ドレーンパンを設置し、か
つガイダ４８も具備させようとすると、その形状が複雑
化するため、非常に複雑な金型を必要とし、生産コスト
の上昇を生み、あまり実用的とは言い難い。

【０００９】本発明は、このような状況に鑑み、クロス
フローファンの低騒音化を実現すると共に、風量特性も
良好でかつ成型の容易な構成を実現することを目的とし
ている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明においては、クロスフロー型の羽根車と、こ
の羽根車を挟んで一方向の周側面を覆うリアガイダと他
方の周側面に近接して設けたスタビライザとから構成
し、吹出し口部を有するケーシングとを備えたクロスフ
ローファンにおいて、リアガイダの吸込み側端部に、リ
アガイダ部材の厚み方向に徐変する厚みを有する突起形
状であり、かつその突起断面の形状が円弧状若しくは曲
面状の曲線部を有するものである端部整流突起を設けた
構成を採用したものである。

【００１１】上記リアガイダの吸込み側端部の整流突起
形状を採用することにより、図１３に示す従来例のよう
に角Ｒを施したリアガイダの吸込み側端部形状に比べ
て、端部付近での流れの渦領域を最小限に押さえること
ができて低騒音化が図れ、かつ渦領域を低減できること
から、ファンそのものにかかる圧損を低減できてファン
効率が向上し、同時に同じ回転数でも風量を上昇させる
ことが可能となって風量特性も良好にできる。

【００１２】整流突起は、リアガイダ部材の厚み方向に
徐変する厚みを有し、かつその突起断面の形状が円弧状
若しくは曲面状の曲線部を有するものならば、いかなる
形状であってもよく、例えば、リアガイダのガイド面に
対して羽根車側及びこれと反対側の両方に突出する形
状、若しくはリアガイダのガイド面に対して羽根車側に
のみ突出した形状、さらにはリアガイダのガイド面に対
して羽根車とは逆方向にのみ突出した形状のいずれの形
状をも採用可能である。

【００１３】また、整流突起は、リアガイダ部材と一体
成形あるいは別体のいずれであってもよい。整流突起を
一体成形する場合、従来からあるリアガイダ用金型にお
いて、金型の一部を切削加工などにより改良を加えるだ
けで容易に整流突起を成形することができる。整流突起
をリアガイダとは別部材で構成した場合、低騒音化が可
能で風量特性が良好となる形状を発見したとき等、事後
の変更を必要とするときに、整流突起部のみを変更すれ
ば足りる点で有効な手段となり得る。

【００１４】整流突起の材質としては、リアガイダと一
体成形する場合、リアガイダの素材に合わせて金属及び
合成樹脂のいずれをも採用可能である。例えば、リアガ
イダを金属板材としたとき、その吸込側端部を円弧状に
折り曲げで整流突起を形成することができる。また、整
流突起をリアガイダと別部材で構成する場合には、リア
ガイダの素材を問わず、金属又は合成樹脂のいずれをも
採用可能である。

【００１５】上記のようなクロスフローファンは、駆動
モータと共に送風機を構成するが、この送風機を、空気
調和機の室内機や空気清浄機、加湿器、除湿器、フアン
ヒータ、冷却装置、換気装置といった流体送り装置に用
いれば、これらの流体送り装置の低騒音化が図れ、かつ
風量特性を良好にできる。

【００１６】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］図１は本発
明の第１の実施の形態を示すクロスフローファンの縦断
面図である。図１において、クロスフローフアン１は、
流体が多翼形の羽根車を軸に直角な断面内で通り抜ける
ファンであって、モータ等に接続されて回転するクロス
フロー型の羽根車２と、この羽根車２を挟んで一方向の
周側面（後側）を覆うリアガイダ３と他方の周側面（前
側）に近接して配置された断面つ字形のスタビライザ４
とで構成され、吹き出し口部５を有するケーシング６と
を備えている。

【００１７】リアガイダ３は、合成樹脂により形成され
たものであって、その吸い込み側の端部には、リアガイ
ダ部材の厚み方向に徐変する厚みを有する整流突起７が
一体形成されている。この整流突起７は、図３に示すよ
うに、その突起断面の形状がリアガイダ３のガイド面３
ａに対してこれと直交する方向で両側に突出する円弧状
若しくは曲面状の曲線部７ｂ、７ｃと、これら曲線部７
ｂ、７ｃを連続させる端縁側曲線部７ｄとを有し、全体
として滑らかに連続する複合曲線形状となっている。

【００１８】この整流突起７を備えたクロスフローファ
ン１においては、羽根車２をモータなどの駆動手段によ
り回転させたとき、羽根車２の翼の回転により、羽根車
２内でスタビライザ４付近に渦が発生し、それによって
図２に示すような流れを構成する。

【００１９】この流れの中でリアガイダ３の端部付近の
流れに注目すると、図３に示したような流れ方をしてい
る。これを、従来例に示したリアガイダ端部の厚み方向
に角Ｒを施した形状における流れの状態と比較すると、
端部付近での流れの渦領域Ｓ１，Ｓ２に大きな差異があ
る。図１３に示す従来例の方が渦領域部分が大きく、こ
の渦領域部分が円滑な流れを阻害する因子となり、騒音
の原因ともなるが、本実施の形態では、流線が整流突起
７の曲線部に沿って回り込むような流れとなり、リアガ
イダ３からの剥離を最小限に押さえることができる。よ
って、低騒音で効率のよいクロスフローファン１の提供
が可能となる。

【００２０】リアガイダ３の実際の生産を考えた場合、
例えば図４または図５に示すように金型の分割方式を採
用すれば、リアガイダ３と整流突起７とを一体として容
易に成型することができる。

【００２１】図４はリアガイダ３の成形金型の第１の例
であって、リアガイダ３の厚み方向中心線の延長上にパ
ーティングライン１３を採った左右分割型１３ａ，１３
ｂを用いた生産方法である。図５は、リアガイダのガイ
ド面と直交する方向で整流突起７の中心部を通る線上に
パーティングライン１３を採った上下分割型１３ｃ，１
３ｄを用いた生産方法である。いずれの場合も、金型１
３ａ〜１３ｄの分割面に整流突起用凹部１８を切削形成
するだけで容易に整流突起７が成形できる。

【００２２】なお、図４及び図５は整流突起の成形方法
のあくまで例示であり、分割面や金型を抜く方向は成型
可能であれば自由に設定でき、どのような方法によるか
は一体で成型するものとの関係を考えて判断するのが望
ましい。

【００２３】［第２の実施の形態］図６は第２の実施の
形態を示すリアガイダの吸込み側端部の突起形状を示す
断面図である。この実施の形態における整流突起７は、
第１の実施の形態と同様にリアガイダ３のガイド面に対
して、これと直交する方向で両側に突出された状態とな
っているが、その成形方法として、樹脂又は金属などの
板状材料からなるリアガイダ３の吸込み側端部を円弧状
に折り曲げて形成している。

【００２４】この整流突起７は、板状材料から成型する
ため、流れの状態を考えて、材料の端部７ａはリアガイ
ダ３より羽根車２方向とは逆の方向に位置する略Ｃ字形
状にすることが望ましい。その他の構成及び作用は、第
１の実施の形態と同様であるため、その説明を省略す
る。

【００２５】［第３の実施の形態］図７は第３の実施の
形態を示すクロスフローファンのリアガイダ端部を示す
もので、同図（ａ）はその金型の断面図、（ｂ）はリア
ガイダ端部の流線図である。その他の構成部分について
は第１の実施の形態と同様であるので省略する。

【００２６】本実施の形態では、上記第１及び第２の実
施の形態と異なり、リアガイダ３の吸込み側整流突起７
は、フアン（羽根車２２）方向にのみ厚み方向に徐変す
る厚みを有し、羽根車側にのみ突出する断面形状が円弧
状若しくは曲面上の曲線部７ｂとなっており、この曲線
部７ｂと連続する端縁側７ｄも緩やかな曲線状とされ、
背面側７ｅはリアガイダ３の背面に連続して直線状とさ
れ、この背面７ｅと前記端縁側の曲線部７ｄとはほぼ直
角に交差し、そのコーナー部７ｆは曲率の大きいＲ形状
とされている。そして、リアガイダ３は、この整流突起
７と、リアガイダ３に対して羽根車方向と逆の方向に配
置された、例えば空気調和機のキャビネット等に相当す
る一体部１２とが一体成形されてなるものである。

【００２７】このように、リアガイダ３の端部に、一体
部１２のように、リアガイダ３に対してフアン方向と逆
の方向に一体の成型部分を有する場合、リアガイダ３及
び整流突起７とを成形するコア型９を図７（ａ）の矢印
８側に抜き、整流突起７の背面に沿ってパーティングラ
イン１３を有するスライドコア１１をコア型９の抜き方
向と直交する方向１０に抜き取るようにすれば、容易に
成形可能である。

【００２８】また、整流突起７も羽根車２２側に突出し
た形状となっているため、図７（ｂ）に示すように、流
体の流れも整流突起７の曲線部に沿った流線となり、図
１３に示す従来例に比べてファン側の渦領域Ｓ１を最小
限に押さえることができ、低騒音化と良好な風量特性が
得られることになる。

【００２９】図８（ａ）（ｂ）は図７の改良型整流突起
を示すもので、整流突起７の端縁側の曲線部７ｄと背面
側７ｅとが交差するコーナー部７ｆの曲率を大きくし
て、リアガイダ３の反対側渦領域Ｓ２をも小さくしたも
のである。

【００３０】さらに、図８（ａ）に示すように、スライ
ドコア１１を用いた成形方法として、パーティングライ
ン１３をリアガイダ３の厚み方向の中心線の延長上であ
って整流突起７の端縁側曲線部７ｄの中間部に採ったも
のである。このようなパーティングライン１３であって
も、図７に示すものと同様な効果を有する。

【００３１】また、図７及び図８に示す一体部１２を有
するリアガイダ３の成形も、既存の金型が従来例に示し
たような形状に形成可能に構成されていた場合において
も、その金型を多少改良（例えば、整流突起７の成形部
に凹部１８を形成）することによって、安価に騒音及び
風量の改善を図ることが可能である。なお、金型の抜く
方向は図に記載した方向のみに限らないことは言うまで
もない。また、板状材科を使用した場合であっても、羽
根車側にのみ突出する整流突起７の形状の作成が可能と
なる。

【００３２】［第４の実施の形態］図９は整流突起７を
上記第３の実施の形態とは逆方向にのみ形成したもので
あって、同図（ａ）はその金型の縦断面図、（ｂ）は流
線図である。この実施の形態においては、整流突起７の
リアガイダのガイド面と反対側にのみ突出する円弧状も
しくは曲面上の曲線部７ｃと、これに連続する端縁側の
曲線部７ｄとを有し、ガイド面側７ｈが直線状になって
おり、端縁側の曲線部７ｄとガイド面側直線部７ｈとが
ほぼ直角に交差して曲率の大きいコーナー部７ｇとなっ
ている。そして、同図（ａ）に示すように、分割型１３
ｅ、１３ｆのパーティングライン１３がリアガイダのガ
イド面３ａの延長線上に採られている。

【００３３】また、図１０（ａ）（ｂ）は図９の改良型
の整流突起７を示すもので、ガイド面側の直線部７ｈと
端縁側の曲線部７ｄとのコーナー部７ｇが曲率の小さい
Ｒ形状とされている。そして、分割型１３ｇ、１３ｈの
パーティングライン１３がリアガイダ３の厚み方向の中
心線の延長線上に採られている。

【００３４】図９及び図１０に示す実施の形態では、上
記第１〜第３の実施の形態と異なり、整流突起７を、リ
アガイダ３のガイド面に対して羽根車２２とは逆方向に
のみ突出した形状としたもので、このような形状におい
ても、図１３に示す従来例に比べて、リアガイダ３端部
の流線の渦領域を最小限に押さえることができ、低騒音
化及び良好な風量特性が得られる。特に、図１０では図
９に示す形状に比べて、整流突起７のコーナー部７ｇの
曲率が小さくなっているので、流線の剥離が少なくなっ
ている。

【００３５】なお、この場合においても、金型を抜く方
向は、図に記載した方向のみに限らないことは勿論であ
る。また、その他の構成及び作用は上記第１の実施の形
態と同様であるので、その説明を省略する。

【００３６】［第５の実施の形態］図１１は第５の実施
の形態を示すクロスフローファンの縦断面図である。本
実施の形態では、上記第１〜第４の実施の形態と異な
り、リアガイダ３の吸込み側端部に、別部材にて構成さ
れた整流突起７を含む延長端部１５を取付冶具１６によ
り取り付けたものである。

【００３７】整流突起７を含む延長端部１５をリアガイ
ダ３とは別部品に分割することには大きな意義がある。
すなわち、クロスフローフアン１はその特徴からリアガ
イダ３の長さや端部の形状、リアガイダ３の有する曲面
の形状など、設計上の多くのパラメータを持つために、
元来一つのファンに対して十分な検討を行う必要があ
る。しかし、後に、一度決めた位置に対する検討が更に
進み前の状態よりも更にフアン効率がよくかつ低騒音の
端部形状を発見した場合、リアガイダ３の端部から延長
した整流突起７を含む延長部分のみを変更すれば足りる
構成であることは非常に都合がよく、後の投資を低減で
きるという点で有意義である。

【００３８】なお、本実施の形態では、この整流突起７
を含む延長端部１５を、冶具１６のような保持具とねじ
等の保持手段でリアガイダ３の端部に固定しているが、
これに限らず、延長端部１５を溶接、溶着等により土台
となるリアガイダ３に接着する手法、または、空気調和
機の熱交換器のように他の部品を有する機器において
は、他の部品に取り付け固定するなど、種々の手法によ
り整流突起７を含む延長端部１５をリアガイダ３の端部
側に設置することができる。

【００３９】また、本実施の形態における整流突起７
は、第１の実施の形態と同様に、ガイド面に対し両側に
突出する形状のものを例示したが、これに限らず、第３
又は第４の実施の形態に示すように、片側にのみ突出す
る形状のものを採用してもよいことは勿論である。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、リアガイダの吸込み側端部に、リアガイダ部材
の厚み方向に徐変する厚みを有し、かつ曲線部を有する
整流突起を設けたので、リアガイダ端部流れにおける渦
領域を最小限に押さえることにより、低騒音で効率のよ
いクロスフローフアンを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すクロスフロー
フアンの概略縦断面図

【図２】同じくその流体の流れの様子を示す図

【図３】同じくリアガイダ端部付近の縦断面における流
体の流れの様子を示す図

【図４】同じくリアガイダの生産方法を示す金型の縦断
面図

【図５】同じく別の生産方法における金型の縦断面図

【図６】第２の実施の形態におけるリアガイド端部の縦
断面図

【図７】第３の実施の形態におけるリアガイダ端部を示
すもので、（ａ）は金型の縦断面図、（ｂ）はリアガイ
ダ端部の流線図

【図８】（ａ）は同じく別の生産方法における金型の縦
断面図、（ｂ）はリアガイダ端部の流線図

【図９】第４の実施の形態におけるリアガイダ端部を示
すもので、（ａ）は金型の縦断面図、（ｂ）はリアガイ
ダ端部の流線図

【図１０】（ａ）は同じく別の生産方法における金型の
縦断面図、（ｂ）はリアガイダ端部の流線図

【図１１】第５の実施の形態を示すクロスフローフアン
の概略縦断面図

【図１２】従来の技術に関する概略縦断面図

【図１３】同じくクロスフローフアン流れの様子を示す
図

【図１４】同じくリアガイダ端部付近の流れの様子を示
す図

【図１５】同じく本発明の先行技術に関する流体送り装
置の断面図

【符号の説明】

１ クロスフローフアン ２ クロスフロー型の羽根車 ３ リアガイダ ４ スタビライザ ５ 吹き出し部 ６ ケーシング ７ 整流突起 １３ パーティングライン １５ 延長部 １６ 冶具

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クロスフロー型の羽根車と、該羽根車を挟
   んで一方向の周側面を覆うリアガイダと他方の周側面に
   近接配置されたスタビライザとから構成され、吹出し口
   部を有するケーシングとを備えたクロスフローファンに
   おいて、前記リアガイダの吸込み側端部に、リアガイダ
   部材の厚み方向に徐変する厚みを有する突起形状であ
   り、かつ該突起断面形状が円弧状若しくは曲面状の曲線
   部を有する端部整流突起が設けられたことを特徴とする
   クロスフローファン。
2. 【請求項２】前記整流突起が、前記リアガイダのガイド
   面に対して前記羽根車側及びこれと反対側の両方に突出
   された形状である請求項１記載のクロスフローファン。
3. 【請求項３】前記整流突起が、前記リアガイダのガイド
   面に対して前記羽根車側にのみ突出した形状である請求
   項１記載のクロスフローファン。
4. 【請求項４】前記整流突起が、前記リアガイダのガイド
   面に対して前記羽根車とは逆方向にのみ突出した形状で
   ある請求項１記載のクロスフローファン。
5. 【請求項５】前記整流突起が、前記リアガイダとは別部
   材で構成された請求項１、２、３又は４記載のクロスフ
   ローフアン。
6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載のクロスフ
   ローファンを用いた流体送り装置。