JPH10103287A - 貫流ファン - Google Patents

貫流ファン

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JPH10103287A
JPH10103287A JP26200396A JP26200396A JPH10103287A JP H10103287 A JPH10103287 A JP H10103287A JP 26200396 A JP26200396 A JP 26200396A JP 26200396 A JP26200396 A JP 26200396A JP H10103287 A JPH10103287 A JP H10103287A
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blade
blades
rotation
cross
blade holding
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JP26200396A
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English (en)
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Yoji Sekine
洋治 関根
Takashi Saotome
隆 早乙女
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流れの一様性に伴い発生する回転音1次、羽
根保持板の左右の非一様形状により生じる回転音2次お
よび左右干渉音(流体音)を低減して、音質がよく、低
騒音で送風性能のよい貫流ファンを提供する。 【解決手段】 回転軸の長手方向に、適宜の間隔で配置
した複数の羽根保持板2と、羽根保持板2の外周寄り周
方向に間隔をおいて設けた多数の羽根4とからなり、羽
根保持板間L1,L2,L3…において、羽根4a,4b
を、外径側の羽根端縁の長手方向ラインが回転中心から
の距離を長手方向の一方に、次第に大にしながら回転方
向に前進するものと、次第に小にしながら回転方向に後
退するものとを回転方向に交互に構成して、回転方向に
おける隣り合う羽根間通路幅G1,G2を異にし、かつ、
長手方向には羽根間通路幅が次第に変化する構成をつく
り、また、羽根保持板2の左右で羽根4の位置形状をほ
ぼ同じにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、貫流ファンに係
り、回転音1次、2次および羽根保持板部における左右
干渉音を低減した、音質が良く、送風性能の良い貫流フ
ァンに関するもので、ルームエアコン、除湿機、エアカ
ーテン等に利用される。
【0002】
【従来の技術】従来の貫流ファンとしては、例えば、図
6に示すような、実開昭60−90590号公報記載の
ものが知られている。図6は、従来の貫流ファンの一例
を示す断面図である。図6に示す貫流ファンは、羽根列
の断面において、多数の羽根を等間隔に配置して隣り合
う羽根と羽根の間の通路形状が全て同一であり、羽根1
0と羽根10との中間に外周側の径11に合わせて弦長
の短い羽根12をガイド(流体流れを案内する整流手
段)として設置したものである。羽根間におけるガイド
の設置位置および長手方向の断面についての記載が不明
瞭であった。
【0003】また、他の従来の貫流ファンとして、実公
平7−40718号公報記載のものが知られている。該
公報記載の貫流ファンは、羽根保持板間において、長手
方向に全ての羽根の勾配を一様にして弦長を変化させ、
羽根保持板間で羽根の外周側端縁を長手方向の一端側に
向かって徐々に内側に沈むように勾配を大にするもので
あったが、羽根列の断面における隣り合う羽根と羽根の
間の通路形状が全て同一であり、さらに、羽根保持板の
左右において、羽根はファン軸(回転軸)の長手方向に
一直線に並ばないようにずらして設けられ、羽根位置が
半径方向に断層状に急激に変わるものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この種貫流ファンは、
一般に、例えば空気調和機等に組み込む場合、該貫流フ
ァン周りの空気調和機ケーシングに流れ制御板を非対称
に配置して、吸込み開口部を広く吹き出し開口部を狭く
なるようにし、貫流ファンの一方の外周に遠心力を強く
発生させることにより、強制的に一方の外周から他方の
外周に貫通流を生じさるものである。また、それにより
羽根が一回転の間に吸いこみと吐き出しの全く反対の作
用を行うものである。図7にその一例を示す。
【0005】図7は、貫流ファンを備えた空気調和機の
一例を示す断面図である。図7において、20は空気調
和機、21は貫流ファン、22は貫流ファンの羽根
(翼)、23は、前ケーシングに形成した流れ制御板、
24は、流れ制御板を形成する後ケーシング、25はク
ロスフィンパイプ形の熱交換器、26は入口開口部(吸
込み開口部)、27は出口開口部(吹き出し開口部)、
実線矢印は風の流れを示し、28は、流れが翼部を貫通
することにより生ずる内部渦である。
【0006】図7に示す空気調和機20の例では、流れ
制御板23は、貫流ファン21の回転方向Nに遅れる端
を入口用の前縁23aとなし、他方の回転方向Nに早い
端を出口用の舌部23bとして、その裏側を露受皿23
cとしている。また、流れ制御板を形成する後ケーシン
グ24は、前記前縁23aから約180°ずれた位置を
巻き始点24aとして貫流ファン21の回転方向Nに沿
って次第に遠ざかり約90°余り巻いて巻き終端24b
を形成している。貫流ファン21を流れ制御板23,後
ケーシング24間で回転させることにより、遠心力によ
り内部渦28を発生させ、風は通風路の幅の広い入口開
口部26から吸い込まれ、羽根車内を貫通して通風路の
幅の狭い出口開口部27から吐出される。
【0007】このように、貫流ファンの吸込み側と吹き
出し側では流れ方が異なっているため、前記図6に示し
た貫流ファンでは、羽根間のガイドを吸い込みと吐き出
しの両作用に合わせるための形状と位置の設計が困難で
あるという問題があった。例えば、羽根の外径側端縁が
同一円周上に並んでいるために、流入側では急縮流の損
失が生じ、流出側では急拡大の損失を生じて、風量が少
なくなるという問題があった。
【0008】また、回転面において隣り合う羽根と羽根
との間の通路形状が全て同一であり、一方、前記流れ制
御板はファン外周に近接して、その端縁はファン軸方向
と平行で回転方向に直角に配置されているものである。
したがって、前記流れ制御板に羽根が近接する風の強弱
の周期と、各羽根に対する流れの形態は羽根毎に同じで
あり、このため、羽根が流れ制御板を通過する毎に流れ
の脈動が生じて、笛吹き状の羽根回転音1次(回転数×
羽根数の周波数音)が強く発生し、音感が悪いという問
題があつた。また、長手方向に流れ制御板との距離が同
一であってもファン全幅の中央または羽根保持板間の中
央部では流速が大となるために該中央部で羽根回転音1
次が大きくなるという問題があった。
【0009】また、羽根保持板を境にして左右の羽根の
位置形状が異なつているものは、互いの干渉と羽根の流
れ制御板を通過する周期は半分となつて、羽根回転音2
次(回転数×左と右の合計羽根数の周波数音)も発生す
るという問題があった。また、実公平7−40718号
公報記載のもののように、羽根保持板の左右において羽
根位置が半径方向に断層状に急激に変わるものにおいて
は、羽根保持板の左右で風量が異なり、その流速の違い
から前記羽根回転音2次を助長するほか、半連続的な左
右干渉音(流体音)を生じて騒音レベルを高めるという
問題があった。
【0010】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、流れの一様性に伴い発生する
回転音1次、羽根保持板の左右の非一様形状により生じ
る回転音2次および左右干渉音(流体音)を低減して、
音質がよく、低騒音で送風性能のよい貫流ファンを提供
することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る貫流ファンの基本的な構成は、回転軸
の長手方向に、適宜の間隔で配置した複数の羽根保持板
と、羽根保持板の外周寄り周方向に間隔をおいて設けた
多数の羽根とからなる貫流ファンにおいて、羽根保持板
間における前記多数の羽根は、該羽根の外径側の羽根端
縁の長手方向ラインが回転中心からの距離を長手方向の
一方に次第に大にしながら回転方向に前進するものと、
次第に小にしながら回転方向に後退するものとを回転方
向に交互に配置したものである。
【0012】より具体的には、回転軸の長手方向に、適
宜の間隔で配置した複数の羽根保持板と、羽根保持板の
外周寄り周方向に間隔をおいて設けた多数の羽根とから
なる貫流ファンにおいて、前記羽根保持板の左右におけ
る前記多数の羽根の取付位置と羽根形状をほぼ同一に合
わせるとともに、前記多数の羽根は、該羽根の断面を同
一中心の同一半径の曲率にて形成し、羽根保持板間にお
ける前記多数の羽根は、該羽根の外径側の羽根端縁の長
手方向ラインが回転中心からの距離を長手方向の一方に
次第に大にしながら回転方向に前進するものと、次第に
小にしながら回転方向に後退するものとを回転方向に交
互に配置したものである。
【0013】さらに、前記複数の羽根保持板は、回転軸
周りに多数の羽根挿入用の溝を設けたものであり、全て
の羽根保持板の多数の羽根の溝の位置と形状をほぼ同一
に合わせ、多数の羽根を前記羽根挿入用の溝に挿入して
全数の羽根保持板を貫通するごとき形態に配置し、前記
羽根挿入用の溝を潰して各羽根保持板に前記多数の羽根
を固定させて横長な籠状羽根車として構成したものであ
る。そして、羽根を金属材とし、該羽根の幅方向の一端
を長手方向に直線とし、他端を前記一端を基準に長手方
向ラインの勾配に沿って弦長を変化させたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態 1〕以下、本発明の第一の実施の形態に
ついて図1ないし図3を参照して説明する。図1は、本
発明の一実施の形態に係る貫流ファンの完成形状を示す
要部斜視図、図2は、図1の羽根部分のA−A断面図、
図3は、図1の羽根部分のB−B断面図である。
【0015】図1において、1は駆動軸を取り付けるボ
スである。2は、金属製の羽根保持板で、複数枚の羽根
保持板2は、回転軸の長手方向にボス寄りでは短間隔に
1、中間寄りでは長間隔L2,L3,…に配置されてい
る。各々の羽根保持板2の外径は同じ寸法になってい
る。また、図2,3において、3a,3bは羽根挿入用
溝で、該羽根挿入用溝が羽根挿入後に潰されて残った合
わせ目を示している。ボス1側と他方端(図示せず)の
羽根保持板2は内方穴を各々ボス部品、軸部品(図示省
略)によって閉鎖されている。
【0016】羽根保持板間L1,L2,L3,…は定形化
されない不等間隔である。4a,4bは、前記羽根挿入
用の溝3a,3bにそれぞれ挿入した金属製の羽根であ
って、ファンの横長さに見合う長さとし、羽根保持板2
の溝に半径方向から挿入して羽根保持板2を貫通するご
とき形態として、その後羽根保持板2の外周をロ−ラに
より潰すことにより固着させたものである。このように
して貫流ファンは横長な籠状羽根車として完成してい
る。
【0017】ここで、羽根4a,4bは各々羽根断面の
一端4a1,4b1(下端)の長手ラインを直線に形成
し、他端4a2,4b2(上端)の長手ラインは軸と平行
な一端4a1,4b1を基準に、断面の幅すなわち弦長を
変化させ、羽根保持板間における羽根4a,4bを、外
径側の羽根端縁の長手方向ラインが回転中心からの距離
を長手方向の一方に(左方に)、次第に小にしながら回
転方向Nに後退する羽根4aと、次第に大にしながら回
転方向Nに前進する羽根4bとを回転方向に交互に配置
している。すなわち、回転方向に隣り合う羽根4a,4
bは、長手方向ラインの勾配の量が同じで向きを反対に
形成している。また、同一羽根において、羽根保持板2
を境に長手方向(=軸方向)に勾配を反対にしている。
【0018】図2は、羽根保持板間における一端(右
方)となるA−A断面図、図3は羽根保持板間における
同一羽根上の他端(左方)となるB−B断面図であつ
て、これらの2断面は長手方向に直線の勾配で連続して
おり、断面の曲率半径Rはどの部分においても、羽根4
a,4bとも同じで、長手方向から見て同心にて同半径
上に重なる。
【0019】図2,3において、Daは羽根位置の第一
外径であって最大弦長部分の上端を包絡する円、Dbは
羽根位置の第二外径であって最小弦長部分の上端を包絡
する円、Dsは羽根位置の内径であって、同じ半径位置
にある2種の羽根4a,4bの下端を包絡する円であ
る。また、図2に示すC1,C2は、図1のA−A断面に
おける羽根4a,4bの弦長、図3に示すC1´,C2´
は図1のB−B断面における羽根4a,4bの弦長であ
る。
【0020】さらに、図2に示すθ1,θ2は、図1のA
−A断面における羽根4a,4bの取付角、図3に示す
θ1´,θ2´は、図1のB−B断面における羽根4a,
4bの取付角である。ここで、取付角は、回転中心と羽
根外径側端縁を通る直線と羽根の弦とのなす角である。
例えば、羽根保持板間L2における長手方向の一端に向
かって、羽根4aの弦長はC1からC1´に次第に小とな
り、取付角はθ1からθ1´に次第に小となる。隣接する
羽根4aと羽根4bとでは全て反対に変化している。
【0021】G1,G2、およびG1´,G2´は隣り合う
2種の羽根4a,4b間に形成される最小の羽根通路幅
である。羽根通路幅は長手方向にG1→G1´およびG2
→G´に変化し、回転方向には隣り合う羽根との間で
は、羽根保持板間の一端でGとG2(小と大)の組み
合わせで始まり、他端方向に行くにつれG1は次第に大
きくなってG1´(=G2)となり、G2は次第に小さく
なってG2´(=G)となり、他端においては、前記一
端の通路幅組み合わせ比と反対のG1´とG2´(大と
小)の組み合わせとなる。β1,β2は外周角であって、
回転中心と羽根外径側端縁を結ぶ直線の当端縁における
垂線と当端縁の羽根円弧の接線とのなす角であって、一
般に風の流入流出の角として代表されるものである。
【0022】上記のごとく構成した本発明の貫流ファン
は、回転方向に隣り合う羽根を、外径側の羽根端縁の長
手方向ラインが、回転中心からの距離を長手方向の一方
に次第に大にするものと次第に小にするものとで構成し
ている。すなわち、隣り合う羽根の外径側端縁の長手方
向の勾配を互いに反対にして構成したので、回転面にお
いては、羽根1枚進む毎に、弦長がC1とC2に、取付角
がθ1とθ2に変化する。また、それにより隣り合う羽根
と羽根との間の通路形状および羽根通路幅とその長さ
(流れの方向の距離)を異ならせているばかりか、横長
さ方向にも一端に向かって外径側端縁が回転方向に前進
する相と後退する相を形成している。
【0023】このことにより、周囲の流れ制御板に対し
て傾斜して時間的なづれをつくるばかりか、同一羽根上
において、弦長(C1),取付角(θ1)が変化し、隣り
合う羽根4aと羽根4bとの間の通路形状も羽根通路幅
(G1)とその長さ(流れの方向の距離)が変化し、こ
れにより外周角(β1)も変化し、次の羽根では大小の
関係が反対に変化しているので、羽根通路間における流
れの形態(主に風速分布)、羽根への流入流出時の渦発
生、渦消滅の状況(主に流入流出点が弦長の変化分だけ
径方向と回転方向に変化する)がファン全体で細やかに
変化する。
【0024】以上により、羽根枚数に左右されやすい流
れの脈動をファン全体に無理なく分散させることができ
る。したがって、羽根回転音1次が低減でき、音質を良
好にできる。また、隣り合う羽根(4aと4b)で勾配
を互いに反対にしているので、羽根保持板間(L2)の
中央では羽根位置外径が小(第一外径=第二外径)にな
って、流れ制御板との距離が大になる。これによっても
羽根回転音1次が低減できる。また、羽根4a,4bは
羽根保持板2に半径方向から挿入して羽根保持板2の左
右の位置形状を同一にしてあるので、流れ方が同じにな
って左右干渉がなくなり、羽根回転音2次の発生も少な
くできる。
【0025】一方、送風性能に関しては、羽根の外径側
端縁の長手方向ラインの勾配を、隣り合う羽根(4aと
4b)で反対に構成しているので、長手方向にファン外
径は平均して同一となり、長手方向の風量分布を良好に
できる。また、隣り合う羽根との関係は、回転面におい
て、大なる弦長(C1)と小なる弦長(C2)で補い合
い、小なる取付角(θ1)と大なる取付角(θ2)で補い
合い、小なる外周角(β1)と大なる外周角(β2)で補
い合う。
【0026】さらに、流入時のファン外周においては一
枚毎に羽根(4b)が下流にずれているので羽根間通路
の第一の入口G。が広くて、大なる弦長(C1)にガイ
ドされて第二の入口(G1,G2)にスム−ズに風を取り
込むことができるとともに、流出時のファン外周におい
て一枚毎に上流にずれることになり羽根間通路の出口
(G1,G2)からG。に2段に広くなるので拡大損失が
少なくなり、後流渦の消滅も早くなる。
【0027】また、羽根保持板間L1,L2,L3…を定
形化しない間隔にして、外径側端縁の長手方向ラインの
勾配も羽根毎に反対に変化しているので、他の区間との
共鳴を少なくすることができる。よって、低騒音化と風
量の増加を図ることができる。また、製作に関しては、
羽根4a,4bを貫流ファンの横長さに見合う長さと
し、内周側に位置する一端の長手ラインを基準に長手方
向に沿って直角方向の弦長(C1,C2)を変化させ、そ
の断面は同心の同一の曲率半径Rで構成できるので、金
属プレス加工にて容易に行うことができる。
【0028】強度に関しても、羽根保持板2を境に勾配
を変化させ、第一外径Daの大なる位置で羽根4a,4
bを支持しているので、貫流ファン全体および羽根4
a,4bの振動を少なくし、振動音を低減できる効果が
ある。なお、風量と騒音の両方を配慮した場合、羽根4
a,4bの軸線に対する長手方向の径が変化する適正な
勾配は2〜4(%)、長手方向の回転方向に相のずれる
適正な勾配は2〜8(%)である。
【0029】次に、他の実施形態について、図4,図5
を参照して説明する。 〔実施の形態 2〕図4は、本発明の他の実施形態に係
る貫流ファンの羽根形状を示す要部斜視図である。図
中、図1と同一符号,同一記号のものは先の実施形態と
同等部であるから、その説明を省略する。
【0030】図4に示す第二の実施形態では、同一羽根
4A上において、外径側端縁の長手方向ラインの勾配に
沿って弦長をほぼ同一(C3=C3´)にし、長手方向の
形状を羽根保持板2を境にくの字にすることにより、第
一の実施形態と同じ効果を得るほか、特に、羽根の板取
り性が有効になる利点を得ることができる。
【0030】〔実施の形態 3〕図5は、本発明の他の
実施形態に係る貫流ファンの羽根形状を示す要部斜視図
である。図中、図1と同一符号,同一記号のものは先の
実施形態と同等部であるから、その説明を省略する。図
5において、Hは、外径側端縁の長手方向ラインであ
る。
【0031】図5に示す第三の実施形態では、同一羽根
4B上において、同様に外径側端縁の長手方向ラインの
勾配に沿って弦長をほぼ同一(C4=C4´)にし、加え
て、長手方向の断面形状と取付角、あるいはそのいずれ
か一方を変化させる構成のものである。ここで断面形状
は、曲率半径(R4,R4´)の変化、あるいは一断面を
複数曲率で構成する曲率加減などによって形成される。
これにより、第二の実施形態と同じ効果を得るほか、特
に、送風性能を向上させることができる。
【0032】以上記述したように、本発明の実施形態に
よれば、回転方向と横長さ方向にわたって、流れの形態
(主に風速分布)、流入流出の状況を変化させて、羽根
枚数に左右されやすい流れの脈動をファン全体に分散さ
せるばかりでなく、羽根の回転音1次を効果的に低減
し、送風性能も、隣り合う羽根で回転方向および横長さ
方向について互いに補う送風作用をして均一にするのに
加え、一枚毎に羽根位置をずらして流入流出作用をよく
するので、音質がよく、低騒音で送風性能のよい貫流フ
ァンを提供できる。
【0032】また、羽根保持板の左右の羽根の位置形状
を同一にして羽根回転音2次も小さい貫流ファンを提供
できる。さらに、金属の羽根での製作が特に容易なもの
を提供できるものである。
【0033】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、流れの一様性に伴い発生する回転音1次、羽根保
持板の左右の非一様形状により生じる回転音2次および
左右干渉音(流体音)を低減して、音質がよく、低騒音
で送風性能のよい貫流ファンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る貫流ファンの完成
形状を示す要部斜視図である。
【図2】図1の羽根部分のA−A断面図である。
【図3】図1の羽根部分のB−B断面図である。
【図4】本発明の他の実施形態に係る貫流ファンの羽根
形状を示す要部斜視図である。
【図5】本発明の他の実施形態に係る貫流ファンの羽根
形状を示す要部斜視図である。
【図6】従来の貫流ファンの一例を示す断面図である。
【図7】貫流ファンを備えた空気調和機の一例を示す断
面図である。
【符号の説明】
1…ボス、2…羽根保持板、3a,3b…溝の合わせ
目、4a,4b,4A,4B…羽根、Da…第一外径、
Db…第二外径、Ds…内径、C1,C2,C3,C4,C
1´,C2´C3´,C4´…弦長、θ1,θ2,θ4,θ
1´,θ2´θ4´…取付角、G1,G2,G1´,G2´…
羽根通路幅、G。…第一入口、R,R4,R4´…曲率半
径、β1,β2…外周角、L1,L2,L3…羽根保持板
間、N…回転方向。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸の長手方向に、適宜の間隔で配置
    した複数の羽根保持板と、羽根保持板の外周寄り周方向
    に間隔をおいて設けた多数の羽根とからなる貫流ファン
    において、 羽根保持板間における前記多数の羽根は、該羽根の外径
    側の羽根端縁の長手方向ラインが回転中心からの距離を
    長手方向の一方に次第に大にしながら回転方向に前進す
    るものと、次第に小にしながら回転方向に後退するもの
    とを回転方向に交互に配置したものであることを特徴と
    する貫流ファン。
  2. 【請求項2】 回転軸の長手方向に、適宜の間隔で配置
    した複数の羽根保持板と、羽根保持板の外周寄り周方向
    に間隔をおいて設けた多数の羽根とからなる貫流ファン
    において、 前記羽根保持板の左右における前記多数の羽根の取付位
    置と羽根形状をほぼ同一に合わせるとともに、 前記多数の羽根は、該羽根の断面を同一中心の同一半径
    の曲率にて形成し、 羽根保持板間における前記多数の羽根は、該羽根の外径
    側の羽根端縁の長手方向ラインが回転中心からの距離を
    長手方向の一方に次第に大にしながら回転方向に前進す
    るものと、次第に小にしながら回転方向に後退するもの
    とを回転方向に交互に配置したものであることを特徴と
    する貫流ファン。
  3. 【請求項3】 前記複数の羽根保持板は、回転軸周りに
    多数の羽根挿入用の溝を設けたものであり、全ての羽根
    保持板の多数の羽根の溝の位置と形状をほぼ同一に合わ
    せ、多数の羽根を前記羽根挿入用の溝に挿入して全数の
    羽根保持板を貫通するごとき形態に配置し、前記羽根挿
    入用の溝を潰して各羽根保持板に前記多数の羽根を固定
    させて横長な籠状羽根車として構成したことを特徴とす
    る請求項2記載の貫流ファン。
  4. 【請求項4】 羽根を金属材とし、該羽根の幅方向の一
    端を長手方向に直線とし、他端を前記一端を基準に長手
    方向ラインの勾配に沿って弦長を変化させたことを特徴
    とする請求項2または3記載のもののいずれかの貫流フ
    ァン。
  5. 【請求項5】 羽根を金属材とし、同一羽根上におい
    て、外径側端縁の長手方向ラインの勾配に沿って弦長を
    ほぼ同一にしたことを特徴とする請求項2または3記載
    のもののいずれかの貫流ファン。
  6. 【請求項6】 羽根を金属材とし、同一羽根上におい
    て、外径側端縁の長手方向ラインの勾配に沿って弦長を
    ほぼ同一にするとともに、該羽根の長手方向の断面形
    状、該羽根の取付角、あるいはそのいずれか一方を変化
    させたことを特徴とする請求項2または3記載のものの
    いずれかの貫流ファン。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115523185A (zh) * 2022-09-26 2022-12-27 珠海格力电器股份有限公司 贯流风叶、风道结构、空调室内机及空调设备
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