JP2001280288A

JP2001280288A - 多翼送風機の羽根車構造

Info

Publication number: JP2001280288A
Application number: JP2000097386A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Narukawa; 嘉則成川
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】クロスフローファン等の多翼送風機の送風効
率を向上させるとともに送風騒音を低減する。【解決手段】所定形状のファンハウジング１０，１２
内に、周方向に所定のピッチで並設された多数枚の羽根
１９，１９・・・よりなる羽根車９ａを備えてなる多翼
送風機９であって、上記各羽根１９，１９・・・の羽根
車外周Ｃ₂側の反り線半径Ｒ₂を羽根車内周Ｃ₁側の反り
線半径Ｒ₁よりも大きくした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、クロスフローフ
ァン等多翼送風機の羽根車の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばクロスフローファン（貫流式送風
機）は、一般にうず巻状のファンハウジング内に多数枚
の羽根よりなる羽根車を備え、該羽根車の径方向に空気
が流れる多翼送風機構造となっている。

【０００３】今図６〜図８は、このようなクロスフロー
ファンを空気調和機用室内機に適用した場合の構成例を
示す。

【０００４】先ず図６は、同クロスフローファン９を採
用して構成された当該空気調和機内室内機１の全体的な
構造を示すものである。

【０００５】図６において、符号２は当該空気調和機用
室内機１の本体ケーシングであり、その上面側および前
面側上部には空気吸込グリル３、４がそれぞれ形成さ
れ、前面側下方のコーナ部には空気吹出用開口５が設け
られている。

【０００６】また、上記本体ケーシング２内には上記空
気吸込グリル３、４から上記空気吹出用開口５への送風
系路７が設けられており、この送風系路７上流には上記
空気吸込グリル３、４に対向した断面くの字状の熱交換
器６が、その下流にはクロスフローファン９、舌部１２
およびスクロール部１０が順に併設されている。そし
て、上記舌部１２とスクロール部１０とによって、うず
巻状のファンハウジングが形成され、それらの開口部１
０ａ，１２ａ内には、上記クロスフローファン９の羽根
車（ファンロータ）９ａが矢印方向に回転可能に設置さ
れている。

【０００７】上記舌部１２は、図７に拡大して示すよう
に、空気吸込グリル４側に位置して上記クロスフローフ
ァン９の羽根車（ファンロータ）９ａの外径に沿って所
定の高さを有して設けられている。

【０００８】そして、その下部側は上記熱交換器６下方
のドレンパンと兼用された空気流ガイド部１２ｂに連続
している。そして、この空気流ガイド部１２ｂは、上記
クロスフローファン９の羽根車（ファンロータ）９ａか
ら吹き出された空気流が効率よく上記空気吹出用開口５
方向から吹き出されるように、その下流側は上記スクロ
ール部１０の下流側部分１０ｂと共に上記空気吹出用開
口５方向に向けて図示のようなディフューザー構造の空
気吹出通路８を形成している。

【０００９】なお、符号１４は、上記スクロール部１０
と上記舌部１２下部の空気流ガイド部１２ｂとの間のデ
ィフューザ構造の空気吹出通路８内に設けられた風向変
更板である。

【００１０】そして、上記舌部１２の形状は、図示のよ
うに形成されており、熱交換器６を経て上記クロスフロ
ーファン９の羽根車（ファンロータ）９ａから上記空気
吹出用開口５に到る空気の流れは、鎖線矢印で示すよう
に全体として回転方向に湾曲しながら羽根車（ファンロ
ータ）９ａの回転軸１５と直交する方向に貫流して吹き
出され、その後、上記空気吹出通路８に沿って上記空気
吹出用開口５方向に曲げられて前面側に吹き出されるこ
とになる。

【００１１】次に、図８は、上記クロスフローファン９
の羽根車（ファンロータ）９ａ部分の構造を拡大して示
している。

【００１２】上記羽根車（ファンロータ）９ａは、その
回転軸１５方向に所定の間隔で平行に配設された複数枚
の円形支持プレート１６，１６・・・の外周縁部周方向
に、図示のように、多数枚の長尺の羽根（ブレード）１
９，１９・・・を所定のピッチで上記回転軸１５と平行
な状態で嵌挿支持し、それらの各両端側を円形のハブプ
レート１７，１７により固定して構成されている。

【００１３】そして、ファンモータによって図６のよう
に上記羽根車９ａが回転されると、先ず上記スクロール
部１０の一側面に形成された空気吸込口側から矢印のよ
うに空気を吸込んで上記羽根車９ａの吹出口側において
矢印で示すように遠心方向に空気を吹き出し、その後同
スクロール部１０のスクロール通路終端の空気吹出用開
口５部分から外部に吹き出すようになっている。

【００１４】ところで、上記のようなクロスフローファ
ン９の羽根車９ａの各羽根１９，１９・・・は、例えば
図９に示すように、その空気吹出口側で見た場合、当該
羽根１９自体の曲率形状を決める反り線半径Ｒ、空気流
の入口角θ₁、空気流の出口角θ₂、羽根車９ａの内外周
側Ｃ₁，Ｃ₂に対する取付角（羽根車９ａの直径ａに対す
る翼弦ｂの傾斜角）θ₃、板厚Ｄ等の構成要件によって
送風効率および騒音特性が決定される。

【００１５】これに関し、従来のクロスフローファンの
構成では、例えば図９に示すように、上記羽根１９の厚
さＤおよび反り線半径Ｒを羽根車９ａの内周Ｃ₁側から
同羽根車９ａの外周Ｃ₂側にかけて各々一定の単一円弧
面形状に形成して、所望の入口角θ₁、所望の出口角
θ₂、所望の取付角θ₃を設定して、可及的に送風効率が
高く、かつ騒音の低い羽根車構造を得るようにしてい
た。

【００１６】これらの点は、例えば多翼送風機として共
通点の多い所謂シロッコファンの場合にも同様であっ
た。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のよ
うな単一円弧面形状に形成された羽根では、クロスフロ
ーファン９の羽根車９ａの空気流吹出し側領域を羽根１
９が通過する時に、当該羽根１９の後流域Ａでは流れが
大きく剥離することが、コンピュータシミュレーション
及び実験で確認されている。また、音源探査の結果、こ
の羽根後流域Ａでの気流の剥離が、クロスフローファン
の騒音の主要因であることを確認した。

【００１８】そして、上記のようなクロスフローファン
では、図６および図７から明らかなように、羽根車９ａ
の羽根１９が上流側吸込み側領域を通過する場合と下流
側吹出し側領域を通過する場合とでは、当然上記羽根１
９に対する流れの方向は逆の方向になり、上記のような
単一の円弧面形状では、吹出し側領域通過時の羽根後流
域Ａの流れの剥離を抑えるように設計すると、逆に吸込
み側領域での羽根１９周りの流れが悪化して送風効率が
低下するとともに送風騒音が増大する問題がある。

【００１９】本願発明は、このような問題を解決するた
めになされたもので、羽根全体の反り線半径を羽根車内
周側よりも羽根車外周側で大きくすることにより、上記
羽根後流域での剥離量を少なくし、送風効率を上げると
ともに広帯域に亘る騒音を可及的有効に低減できるよう
にした多翼送風機の羽根車構造を提供することを目的と
するものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１〜３
の発明は、上記の目的を達成するために、それぞれ次の
ような課題解決手段を備えて構成されている。

【００２１】（１）請求項１の発明この発明は、例えば図１〜図３に示すように、所定形状
のファンハウジング１０，１２内に、周方向に所定のピ
ッチで並設された多数枚の羽根１９，１９・・・よりな
る羽根車９ａを備えてなる多翼送風機９であって、上記
各羽根１９，１９・・・の羽根車外周Ｃ₂側の反り線半
径Ｒ₂を羽根車内周Ｃ₁側の反り線半径Ｒ₁よりも大きく
したことを特徴としている。

【００２２】このような構成によると、羽根車内周Ｃ₁
側から羽根車外周Ｃ₂側方向に曲率半径の小さい第１の
円弧面と該内周Ｃ₁側曲率の小さい第１の円弧面から外
周Ｃ₂側に延びる曲率半径の大きな第２の円弧面との相
互に滑らかに連続する２組の円弧面からなる羽根形状を
得ることができる。

【００２３】そして、該形状の羽根１９，１９・・・で
は、吹き出し側下流の羽根形状がストレートに近くな
り、各羽根１９，１９・・・間を流れる後流が各羽根１
９，１９・・・面（負圧面）に沿ってスムーズに流れる
ようになり、有効に剥離量が低減される。

【００２４】その結果、可及的に広帯域騒音が低減され
る。

【００２５】（２）請求項２の発明この発明は、例えば図１〜図３に示すように、上記請求
項１の発明の構成において、各羽根１９，１９・・・の
羽根車内周Ｃ₁側から羽根車外周Ｃ₂側にかけての板厚Ｄ
が、略同一であることを特徴としている。

【００２６】上記請求項１の発明の作用は、当該羽根車
９の各羽根１９，１９・・・の羽根車内周Ｃ₁側から羽
根車外周Ｃ₂側にかけての板厚Ｄが、略同一の場合にも
有効に実現される。

【００２７】（３）請求項３の発明この発明は、例えば図１〜図３に示すように、上記請求
項１の発明の構成において、各羽根１９，１９・・・の
羽根車内周Ｃ₁側から羽根車外周Ｃ₂側にかけての板厚Ｄ
が、羽根車内周Ｃ₁側で大きく、羽根車外周Ｃ₂側方向に
次第に小さくなることを特徴としている。

【００２８】上記請求項１の発明の作用は、当該羽根車
９ａの各羽根１９，１９・・・の羽根車内周Ｃ₁側から
羽根車外周Ｃ₂側にかけての板厚Ｄが、当該羽根車内周
Ｃ₁側で大きく、当該羽根車外周Ｃ₂側に行くに従って次
第に小さくなるエアフオイル形状のものの場合には、上
記羽根車９ａの空気吹出側領域上流部でのエアフオイル
効果を有効に実現することができるようになり、当該領
域において羽根１９，１９・・・の上流域から下流域全
体での流れの剥離を有効に低減できるようになり、さら
に有効に送風効率を向上させ、かつ送風騒音を低減する
ことができる。

【００２９】

【発明の効果】以上の結果、本願各発明の多翼送風機の
羽根車の構造によると、できるだけ送風効率が高く、か
つ空力騒音の低い高性能の多翼送風機を提供することが
可能となる。

【００３０】

【発明の実施の形態】図１〜図４は、本願発明の実施の
形態に係る多翼送風機の羽根車構造の構成と作用を示し
ている。

【００３１】先ず、図１は、前述の従来例と同様の空気
調和機用室内機１（図６参照）の舌部１２およびスクロ
ール部１０間に適用された多翼送風機の一例であるクロ
スフローファン９の羽根車（ファンロータ）９ａ部分の
構造を拡大して示している。

【００３２】同羽根車（ファンロータ）９ａは、その回
転軸１５方向に所定の間隔で平行に配設された複数枚の
円形支持プレート１６，１６・・・の外周縁部の周方向
に、図示のように、所定の取付角θ₃で多数枚の長尺の
羽根（ブレード）１９，１９・・・を所定のピッチで上
記回転軸１５と平行に嵌挿支持して並設し、それら各羽
根１９，１９・・・の両端側をハブプレート１７，１７
により固定して構成されている。

【００３３】そして、図示しないファンモータによって
図１のように上記羽根車９ａが回転されると、先ず上記
スクロール部１０の一側面に形成された上流側空気吸込
口から矢印のように空気を吸込んで上記羽根車９ａの下
流側遠心方向に空気を吹き出し、その後同スクロール部
１０のスクロール通路８終端の空気吹出用開口部分から
外部に吹き出すようになっている。

【００３４】そして、この実施の形態の場合、上記羽根
車９ａの上記各羽根１９，１９・・・は、例えば図２に
示すように、その板厚Ｄが略一定で、当該羽根車９ａの
外周Ｃ₂側の反り線半径Ｒ₂を同羽根車９ａの内周Ｃ₁側
の反り線半径Ｒ₁よりも大きくして構成され（例えば一
例としてＲ₁＝１１ｍｍ，Ｒ₂＝２０ｍｍ）、入口角
θ₁、出口角θ₂が最適な値となるように、所望の取付角
θ₃で取り付けられている。

【００３５】したがって、このような構成によると、上
記羽根車９ａの内周Ｃ₁側から外周Ｃ₂側方向に曲率半径
の小さい第１の円弧面と該内周側曲率半径の小さい第１
の円弧面から外周Ｃ₂側方向に延びる曲率半径の大きな
第２の円弧面との相互に滑らかに連続する２組の円弧面
からなる図示のような羽根形状を得ることができる。

【００３６】そして、該形状の羽根１９，１９・・・で
は、羽根車９ａの吹き出し側後流域Ａの羽根形状がスト
レートに近くなり、例えば図３に示すように、各羽根１
９，１９・・・間を流れる後流が羽根面（負圧面）に沿
ってスムーズに流れるようになり、従来に比べて有効に
剥離量が低減される（図１０の従来例と対比参照）。

【００３７】その結果、例えば図４のグラフに示される
ように、従来例の場合と比べて、小風量域から大風量域
までの全領域において可及的に広帯域騒音が低減され
る。

【００３８】以上の結果、この発明の実施の形態に係る
多翼送風機の羽根車の構造によると、できるだけ空力騒
音が低く、かつファン効率の高い多翼送風機を提供する
ことが可能となる。

【００３９】（変形例１）この発明の実施の形態の構成
では、上述のように、上記羽根１９，１９・・・の板厚
Ｄを、羽根車９ａの内周Ｃ₁側から外周Ｃ₂側にかけて略
同一に構成した。

【００４０】しかし、この発明の羽根車９ａの各羽根１
９，１９・・・は、例えば図５に示すように、上記実施
の形態の構成において、さらに、その板厚Ｄを、上記各
羽根１９，１９・・・の羽根車内周Ｃ₁側で大きくする
一方、同部分から外周Ｃ₂側にかけて次第に小さくなる
ようなエアフオイル形状に構成しても良い。

【００４１】このように当該羽根車９の各羽根１９，１
９・・・の羽根車内周Ｃ₁側から外周Ｃ₂側にかけての板
厚Ｄを、内周Ｃ₁側で大きく、外周Ｃ₂側に行くに従って
次第に小さくなるようなエアフオイル形状にすると、上
記羽根車９ａの空気吹出側領域上部でエアフオイル効果
を有効に実現することができるようになるので、当該領
域において、羽根１９，１９・・・の上流域から下流域
全体の流れをよりスムーズにすることができ、より送風
効率を向上させることができるようになるとともに、さ
らに有効に広帯域の騒音を低減できるようになる。

【００４２】（変形例２）なお、上記実施の形態と同様
の構成は、上述のようなクロスフローファン９の場合の
みに限らず、例えば所謂シロッコファン等の多翼送風機
に対しても同様に適用することができ、同様の作用を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態に係る多翼送風機（クロ
スフローファン）の羽根車部の構造を示す断面図であ
る。

【図２】同羽根車部の羽根の構成を示す拡大断面図であ
る。

【図３】同羽根車部の羽根の作用を示す説明図である。

【図４】同羽根車部の羽根の構造による後流域の剥離渦
低減効果を従来の羽根の構造による場合と対比して示す
説明図である。

【図５】変形例１に係る羽根車の羽根の構造を示す図で
ある。

【図６】多翼送風機（クロスフローファン）を採用して
構成された空気調和機用室内機の構成を示す断面図であ
る。

【図７】同室内機の多翼送風機（クロスフローファン）
部分の断面図である。

【図８】同多翼送風機（クロスフローファン）の羽根車
部分の構成を示す要部の拡大斜視図である。

【図９】同羽根車部の羽根の一般的な構成要件を示す図
である。

【図１０】同羽根車部の羽根の従来の構造を示す図であ
る。

【図１１】同羽根車の羽根の従来の構造に起因する後流
域の剥離渦発生現象を示す説明図である。

【符号の説明】

９はクロスフローファン、９ａはクロスフローファンの
羽根車、１０はスクロール部、１２は舌部、１９は羽
根、１９ａは内周、１９ｂは外周、θ₁は入口角、θ₂は
出口角、θ₃は取付角、Ｒ₁は内周側反り線半径、Ｒ₂は
外周側反り線半径である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3H031 AA03 AA07 AA13 BA02 BA03 BA05 BA06 BA12 BA15 BA22 BA35 3H033 AA02 AA18 BB02 BB09 CC01 DD06 DD12 DD17 DD19 EE05 EE06 EE08 EE19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定形状のファンハウジング（１０，１
２）内に、周方向に所定のピッチで並設された多数枚の
羽根（１９），（１９）・・・よりなる羽根車（９ａ）
を備えてなる多翼送風機（９）であって、上記各羽根
（１９），（１９）・・・の羽根車外周（Ｃ₂）側の反
り線半径（Ｒ₂）を羽根車内周（Ｃ₁）側の反り線半径
（Ｒ₁）よりも大きくしたことを特徴とする多翼送風機
の羽根車構造。
【請求項２】各羽根（１９），（１９）・・・の羽根
車内周（Ｃ₁）側から羽根車外周（Ｃ₂）側にかけての板
厚（Ｄ）が、略同一であることを特徴とする請求項１記
載の多翼送風機の羽根車構造。
【請求項３】各羽根（１９），（１９）・・・の羽根
車内周（Ｃ₁）側から羽根車外周（Ｃ₂）側にかけての板
厚（Ｄ）が、羽根車内周（Ｃ₁）側で大きく、羽根車外
周（Ｃ₂）側方向に次第に小さくなることを特徴とする
請求項１記載の多翼送風機の羽根車構造。