JP4583095B2 - クロスフローファン - Google Patents

Description

本発明はクロスフローファンに係り、特にファン翼形状を改良したクロスフローファンに関する。

空気調和機の室内機には、クロスフローファンが多く用いられ、このクロスフローファンの翼断面形状において、従来、図１０に示すように、ファン翼１１の翼断面の弦長を等分割した場合、断面形状は分割線Ｌに対して対称でかつ外周弧と内周弧が平行な２重円弧形状であり、また、ファン内周側Ｓａとファン外周側Ｓｂは等肉厚及び等断面積に形成されていた（特許文献１）。

しかしながら、従来のファン翼形状の場合、クロスフローファンの空気吸い込み部が、熱交換器及び吸込みフィルタ等の影響で高負荷となった場合、送風騒音が増大しまた、ファン駆動用モータにかかる負荷が大きくなり、空気調和機の性能が低下するという問題があった。
特開平１０−１３１８８６号公報

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、高負荷の場合においても、低騒音でかつ、ファン駆動用モータの負荷低減を図ることができて、高効率であり、空気調和機の性能向上を図ることができるクロスフローファンを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係るクロスフローファンは、円形状の端板に複数枚のファン翼を環状に配置したクロスフローファンにおいて、ファン翼長手方向に対し垂直に切断した翼断面の弦長を等分割した場合、断面形状は分割線に対して非対称な流線形をなし、かつ、ファン内周側の断面積をＳａ、ファン外周側の断面積をＳｂとした場合、Ｓａ／Ｓｂ＝１．３〜１．６となり、前記ファン内周側の先端Ｒ部寸法をＲａ、前記ファン外周側の先端Ｒ部寸法をＲｂとした場合、Ｒｂ／Ｒａ＝０．１〜０．８であり、前記翼断面の弦長の中央である翼弦長の５０％の位置における翼断面厚さが最大になることを特徴とする。

本発明に係るクロスフローファンによれば、低騒音でかつ、ファン駆動用モータの負荷低減を図ることができて、高効率であり、空気調和機の性能向上を図ることができるクロスフローファンを提供することができる。

以下、本発明に係るクロスフロー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。

図１は本発明の一実施形態に係るクロスフローファンの斜視図、図２はその横断面図である。

図１及び図２に示すように、本発明に係るクロスフローファン１は、空気調和機の室内機に室内ファンとして組み込む場合等に好適であり、左右一対の円板形状で駆動モータ軸が取り付けられる端板２ａ、回転軸が取り付けられる端板２ｂと、この端板２ａ、２ｂ間に、所定角度傾斜させて同心環状に横架固着され、横断面が円弧状の複数のファン翼３と、各ファン翼３の軸方向中間部に軸方向に所定のピッチで配設された環状（リング状）の仕切板４からなり、ファン軸周りに回転することにより送風するようになっている。

図３及び図４に示すように、上記ファン翼３は、その長手方向に対し垂直に切断した翼断面の弦長を中央位置で分割すなわち等分割した場合、その断面形状は分割線Ｌに対して非対称な流線形をなしており、かつ、ファン内周側の断面積をＳａ、ファン外周側の断面積をＳｂとすると、Ｓａ／Ｓｂ＝１．３〜１．６になっている。図７からわかるように、Ｓａ／Ｓｂが１．３〜１．６の範囲を外れると、騒音とモータ入力共に著しく増大する。

また、図３に示すように、ファン翼３は、翼弦長を等分割したときの翼断面をファン内周側３ｉとファン外周側３ｏとにした場合、ファン内周側３ｉの先端Ｒ部寸法をＲａ、ファン外周側３ｏの先端Ｒ部寸法をＲｂとするとき、Ｒｂ／Ｒａ＝０．１〜０．８であるのが好ましい。図８にからわかるように、Ｒｂ／Ｒａが０．８を超えると騒音が著しく増加し実用上問題があり、モータ入力も著しく増加する。

さらに、図５に示すように、翼弦長の中央位置（５０％の位置）における翼断面厚さｔが、最大になるのが好ましい。図９からわかるように、中央位置を外れると騒音とモータ入力が急激に増加する。

上記のような構造を有する本実施形態のクロスフローファンにおいて、ファン翼３は、翼断面の弦長を等分割した場合、その断面形状は分割線に対して非対称な流線形をなしており、ファン翼面上の空気流れの剥離を抑制する作用が働き、Ｓａ／Ｓｂ＝１．３〜１．６となっているので、送風騒音及びファン駆動モータヘの負荷を低減することができる。

また、Ｒｂ／Ｒａ＝０．１〜０．８の範囲であるので、騒音を抑制でき、モータ入力の増加も抑制できる。

さらに、翼断面最大肉厚の位置を円弧長さの中央位置（５０％の位置）にすることで、騒音とモータ入力共最小にできる。

試験１： 図１に示すような本発明に係るクロスフローファンを図６に示す室内機に組み込み、Ｓａ／Ｓｂを変化させ、騒音とモータ入力を調べた。
結果： 図７に示す。図７からもわかるように、Ｓａ／Ｓｂ＝１．３〜１．６の範囲では、騒音とモータ入力共に低い値を示し、１．４〜１．５の範囲では特に低い値を示す。これに対して、１．３〜１．６の範囲を外れると、騒音とモータ入力共に著しく増大することがわかった。

試験２： 試験１と同様に本発明に係るクロスフローファンを用いて、Ｒｂ／Ｒａを変化させ、騒音とモータ入力を調べた。
結果： 図８に示す。図８からもわかるように、Ｒｂ／Ｒａ＝０．１〜０．８の範囲では、騒音はわずかずつ増加するが、実用上問題ない範囲であり、０．８を超えると著しく増加し実用上問題があり、また、０．１〜０．８の範囲では、モータ入力はわずかな増加であるが、０．８を超えると著しく増加することがわかった。

試験３： 試験１と同様に本発明に係るクロスフローファンを用いて、翼断面最大肉厚の位置を移動させて、騒音とモータ入力を調べた。
結果：図９に示す。図９からもわかるように、翼断面最大肉厚の位置は、５０％すなわち円弧長さの中央位置で騒音とモータ入力共最小になり、中央位置を外れると急激に増加することがわかった。

本発明の一実施形態に係るクロスフローファンの斜視図。 本発明の一実施形態に係るクロスフローファンの横断面図。 本発明の一実施形態に係るクロスフローファンに用いられるファン翼の横断面図。 本発明の一実施形態に係るクロスフローファンに用いられるファン翼の横断面図。 本発明の一実施形態に係るクロスフローファンに用いられるファン翼の横断面図。 本発明の一実施形態に係るクロスフローファンを室内機に組み込んだ例を示す概念図。 本発明の一実施形態に係るクロスフローファンを室内機に組み込んで行った試験結果図。 本発明の一実施形態に係るクロスフローファンを室内機に組み込んで行った試験結果図。 本発明の一実施形態に係るクロスフローファンを室内機に組み込んで行った試験結果図。 従来のクロスフローファンに用いられるファン翼の横断面図。

符号の説明

１…クロスフローファン、２ａ…端板、２ｂ…端板、３…ファン翼、４…仕切板。

Claims (1)

1. 円形状の端板に複数枚のファン翼を環状に配置したクロスフローファンにおいて、
   ファン翼長手方向に対し垂直に切断した翼断面の弦長を等分割した場合、断面形状は分割線に対して非対称な流線形をなし、かつ、
   ファン内周側の断面積をＳａ、ファン外周側の断面積をＳｂとした場合、Ｓａ／Ｓｂ＝１．３〜１．６となり、
   前記ファン内周側の先端Ｒ部寸法をＲａ、前記ファン外周側の先端Ｒ部寸法をＲｂとした場合、Ｒｂ／Ｒａ＝０．１〜０．８であり、
   前記翼断面の弦長の中央である翼弦長の５０％の位置における翼断面厚さが最大になることを特徴とするクロスフローファン。

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