JP2006009577A

JP2006009577A - 多翼ファン

Info

Publication number: JP2006009577A
Application number: JP2004183281A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Ogino; 和郎荻野; Kazuya Omori; 和也大森
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2024-06-22
Also published as: JP4020104B2

Abstract

【課題】多翼ファンは、羽根車の発生騒音が限界に達しているが、一方では、さらに騒音を低減することが要求されている。
【解決手段】片側にベルマウス状のオリフィス１を形成し、ブレード６の内径と同等の内径を有する吸込口２と吐出口３を有する渦巻き状のケーシング４の内部に、環状の側板１０と、この側板１０側に凸部８となる略円錐台形状の絞り部を有する主板１１によって挟むように取り付けられた複数のブレード６を備え、このブレード６の回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって急に細くなる段差部７を有する多翼ファン５としたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、換気送風機器、空気調和機器、除湿器、加湿器、または空気清浄機に使用される多翼ファンに関するものである。

従来、この種の多翼ファンは家庭や事務所で使用されているものがあった（例えば特許文献１参照）。

以下、この種の多翼ファンについて、図１６、図１７を参照しながら説明する。

図に示すように、多翼ファン２０のブレード２１は、背面２２が凸部２５を有する形状となっている。

上記構成により、多翼ファン２０が回転すると、吸込口２４より空気が流入し吐出口２３にでるが、このとき多翼ファン２０のブレード２１に空気が流入したときとき発生したブレード２１の背面２２側での剥離渦は、凸部２５によって抑制され、発生渦が小さく乱流騒音が小さくなる。
特開２００２−１６８１９４号公報

このような従来の多翼ファンでは、羽根車のブレードからの発生渦がまだ大きく、羽根車の発生騒音が大きく発生するという課題があり、上記従来例のブレード形状では、さらに騒音を低減することが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、環状の側板と、この側板側に凸となる略円錐台形状の絞り部を有する主板によって挟むように取り付けられた複数のブレードを備え、このブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって急に細くなる段差部を有するファンとし、静かな多翼ファンを提供することを目的としている。

本発明の多翼ファンは、上記目的を達成するために、片側にベルマウス状のオリフィスを形成し、吸込口と吐出口を有する渦巻き状のケーシング内部に、羽根車を有し、前記羽根車は、複数のブレードを備え、前縁方向から後縁方向に向かって主流がブレード背面に沿うようにするために、ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状を変化させた多翼ファンとしたものである。

本発明によれば、課題となっているブレード発生騒音を低減し、多翼ファン全体の騒音を低減することができる多翼ファンが得られる。

本発明の多翼ファンは、上記目的を達成するために、片側にベルマウス状のオリフィスを形成し、ブレード内径と同等の内径を有する吸込口と吐出口を有する渦巻き状のケーシング内部に、環状の側板と、この側板側に凸となる略円錐台形状の絞り部を有する主板によって挟むように取り付けられた複数のブレードを備え、このブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって急に細くなる段差部を有する多翼ファンとしたものである。

また、他の手段は、ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって急に細くなる段差部を有し、ブレード背面に主流をより沿わすよう回転方向への偏りを急激に行なうためには、段差部７と凸部８とは同直径とするのが効果が大きく、そのため前記段差部と同程度の直径のブレード腹面を凸形状とした多翼ファンとしたものである。

本発明によれば、課題となっているブレード発生騒音をより低減し、多翼ファン全体の騒音を低減することができる多翼ファンが得られる。

また、他の手段は、ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、前記段差部は太い方の肉厚の１／２から１／１０とした多翼ファンとしたものである。

本発明によれば、課題となっているブレード発生騒音をさらに低減し、多翼ファン全体の騒音を低減することができる多翼ファンが得られる。

また、他の手段は、ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、軸方向に部分的に前縁方向から後縁方向に向かって急に細くなる段差部を１個または複数個有する多翼ファンとしたものである。

本発明によれば、課題となっているブレードで発生する最も騒音の大きな個所の騒音を低減し、多翼ファン全体の騒音を低減することができる多翼ファンが得られる。

また、他の手段は、ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を複数有し、１個は内径と外径の差の１／５以内の内径側にあり、もう１個は１／５以内の外径側に位置する遠心ファンとしたものである。

また、他の手段は、ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、軸方向に部分的に前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を１個または複数個有する遠心ファンとしたものである。

本発明によれば、課題となっている背面ブレードで発生する騒音を限定して低減し、多翼ファン全体の騒音を低減することができる多翼ファンが得られる。

また、他の手段は、ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、ブレード背面に主流をより沿わすよう回転方向への偏りを急激に行なうためには、段差部７と凸部８とは同直径とするのが効果が大きく、そのため前記段差部と同程度の直径のブレード腹面を凸形状とし、ブレードの軸方向長さの１／２〜１／３で、主板側のみに前記段差部と凸部をつけた多翼ファンとしたものである。

本発明によれば、課題となっているブレードで発生する渦をさらに低減し、多翼ファン全体の騒音を低減することができる多翼ファンが得られる。

また、他の手段は、ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、ブレードの軸方向の主板側のみに前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有する多翼ファンとしたものである。

また、他の手段は、ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、ブレード背面に主流をより沿わすよう回転方向への偏りを急激に行なうためには、段差部７と凸部８とは同直径とするのが効果が大きく、そのため前記段差部と同程度の直径のブレード腹面を凸形状とし、ブレードの軸方向の主板側のみに前記段差部と凸部をつけた多翼ファンとしたものである。

本発明によれば、課題となっているブレードで発生する渦を大きく低減し、多翼ファン全体の騒音を低減することができる多翼ファンが得られる。

また、他の手段は、ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、かつ段差部には曲率を有する形状とした多翼ファンとしたものである。

本発明によれば、課題となっている背面ブレードで発生する渦をより小さく低減し、多翼ファン全体の騒音を低減することができる多翼ファンが得られる。

また、他の手段は、ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、かつ段差部には三角部の肉盛を有する形状とした多翼ファンとしたものである。

本発明によれば、ブレードで発生した渦により発生する渦をより低減し、多翼ファン全体の騒音を低減することができる多翼ファンが得られる。

また、他の手段は、ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、前記段差部は段差部の直径の線より内径側にへこみを有する形状とした多翼ファンとしたものである。

また、他の手段は、ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、前記段差部は段差部の直径で腹面側にへこみを有する形状とした多翼ファンとしたものである。

また、他の手段は、羽根車の主板の外径は、ブレードの段差部の外径より小さい形状とした多翼ファンとしたものである。

本発明によれば、樹脂製羽根車の場合に、ブレードと主板および側板とブレードを別々に作り組み立てることなく、一体成型で作製が可能となる多翼ファンが得られる。

本発明によれば、ブレードでの発生渦を小さくし、発生騒音を低減し、より騒音の低い遠心ファンを提供することができる。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１および図２は本発明の実施の形態１における多翼ファンの断面図である。

図１および図２において、片側にベルマウス状のオリフィス１を形成した吸込口２と、吐出口３を有する渦巻き状のケーシング４を有し、ケーシング４の中に多翼ファン５を設置している。多翼ファン５が回転させられると、前記多翼ファン５のブレード６の背面は、途中から剥離し、外周に近づくにつれて剥離渦が大きくなり、ブレード吐出口では、最大となっており、このため発生する乱流音が大きい。しかし、ブレード６の背面は、前縁方向から後縁方向に向かって主流がブレード背面に沿うようにするために、ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状を変化させた形状（図２参照）では、急に細くなる段差部７を有しているので、背面での流れが回転方向に偏り、背面で剥離する渦が小さくなる。これにより、ブレード６の吐出側での渦が小さくなり、発生騒音が押さえることができる。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における多翼ファンの断面図である。

なお、実施の形態１と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図３に示すように、多翼ファン５が回転させられると、前記多翼ファン５のブレード６の背面は、途中から剥離し、外周に近づくにつれて剥離渦が大きくなり、ブレード６の吐出側では、最大となっており、このため発生する乱流音が大きい。しかし、ブレード６の回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって急に細くなる段差部７を有し、ブレード背面に主流をより沿わすよう回転方向への偏りを急激に行なうためには、段差部７と凸部８とは同直径とするのが効果が大きく、そのため前記段差部７と凸部８とは同程度の直径のブレード６の腹面部を凸形状としているので、腹面での流れが背面側に押され、回転方向に偏り、背面に設けられた段差部７で、さらに流れが回転方向に大きく偏り、剥離する渦が小さくなる。

これにより、ブレード吐出口での渦が小さくなり、発生騒音を押さえることができる。

（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３における多翼ファンの断面図である。

なお、実施の形態１または２と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図４に示すように、多翼ファンのブレード６の回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、前記背面段差部ａは太い方の肉厚部ｂの例えば１／２から１／１０としている。

これにより、効果的に背面流れがブレードの沿わすことができ、剥離渦を抑えることができ、発生騒音を抑えることができる。

（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態４における多翼ファンの断面図である。

なお、実施の形態１乃至３のいずれかと同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図５に示すように、多翼ファンのブレード６は、回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部７を複数有している。

これにより、発生するブレード背面の乱流渦を、流れを大きく回転方向に転向させることにより、より抑制することができ、発生騒音を抑えることができる。

（実施の形態５）
図６は本発明の実施の形態５における多翼ファンの断面図である。

なお、実施の形態１乃至４のいずれかと同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図６に示すように、多翼ファンのブレード６の回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を複数有し、１個は内径Ｄ１と外径Ｄ２の差の１／５以内の内径側にあり内径からａの位置にあり、もう１個は１／５以内の外径からｂの位置に設置している。

これにより、通常乱流渦の発生場所は、入口側と吐出側にあるので、発生するブレード背面の乱流渦を、より効果的に抑制することができ、発生騒音を抑えることができる。

（実施の形態６）
図７は本発明の実施の形態６における多翼ファンの断面図である。

なお、実施の形態１乃至５のいずれかと同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図７に示すように、多翼ファンのブレード６の回転軸に垂直な断面における背側の形状が、軸方向に部分的に前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を１個または複数個有したものである。図において多翼ファン５の側板９と主板１０との間に挟まれたブレード６は、側板９側のみがブレード背面に段差部を有する。

これにより、通常多翼ファンに圧力がかからない状態では主板１０側より側板９側が流れが遅く、ブレード背面の剥離も大きいので、ブレード背面乱流渦を側板側のみ部分的に抑制する。そのためブレード全面設置するよりも安価となる。

（実施の形態７）
図８は本発明の実施の形態７における多翼ファンの断面図である。

なお、実施の形態１乃至６のいずれかと同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図８に示すように、ブレード６の回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、ブレード背面に主流をより沿わすよう回転方向への偏りを急激に行なうためには、段差部７と凸部８とは同直径とするのが効果が大きく、そのため前記段差部と同程度の直径のブレード腹面を凸形状とした凸部８を1個または複数個有するものである。

これにより、1個凸部を有するときより、大きく流れを回転方向に転向させ、背面での乱流渦を抑えることができ、発生騒音が小さくなる。

（実施の形態８）
図９は本発明の実施の形態８における多翼ファンの断面図である。

なお、実施の形態１乃至７のいずれかと同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図９に示すように、ブレード６の回転軸に垂直な断面における背側の形状が、ブレードの軸方向の主板側のみに前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有する多翼ファンとしたものである。

これにより、通常多翼ファンに圧力がかかる状態では側板９側より主板１０側が流れが遅く、ブレード背面の剥離も大きいので、ブレード背面乱流渦を主板側のみ部分的に抑制する。そのためブレード全面設置するよりも安価となる。

（実施の形態９）
図１０は本発明の実施の形態９における多翼ファンの断面図である。

なお、実施の形態１乃至８のいずれかと同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図１０に示すように、ブレード６の回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、ブレード背面に主流をより沿わすよう回転方向への偏りを急激に行なうためには、段差部７と凸部８とは同直径とするのが効果が大きく、そのため前記段差部と同程度の直径のブレード腹面を凸形状とし、ブレード６の軸方向の主板側のみに前記段差部と凸部をつけた多翼ファン。

これにより、通常多翼ファンに圧力がかかる状態では側板９側より主板１０側が流れが遅く、ブレード背面の剥離も大きいので、ブレード背面乱流渦を主板側のみ部分的に大きく抑制する。そのためブレード全面設置するよりも安価となる。

（実施の形態１０）
図１１は本発明の実施の形態１０における多翼ファンの断面図である。

なお、実施の形態１乃至９のいずれかと同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図１１に示すように、多翼ファンのブレード６の回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部７を有し、かつ段差部７には曲率部１１を有する多翼ファンとしたものである。

これにより、ブレード背面の段差部７の尖った角で流れの渦が起こりことを防止し、円滑に主流の転向を推進させ、ブレード背面乱流渦を抑制することができ、発生騒音を抑えることができる。

（実施の形態１１）
図１２は本発明の実施の形態１１における多翼ファンの断面図である。

なお、実施の形態１乃至１０のいずれかと同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図１２に示すように、多翼ファンのブレード６の回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部７を有し、かつ段差部には三角部の肉盛１２を有する形状とした多翼ファンとしたものである。

これにより、ブレード背面の段差部７の隅で流れの渦が起こりことを防止し、円滑に主流の転向を推進させ、ブレード背面乱流渦を抑制することができ、発生騒音を抑えることができる。

（実施の形態１２）
図１３は本発明の実施の形態１２における多翼ファンの断面図である。

なお、実施の形態１乃至１１のいずれかと同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図１３に示すように、多翼ファンのブレード６の回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部７を有し、前記段差部７は段差部の直径Ｄ３の線より内径側にへこみ部Ａ１３を有する形状とした多翼ファンとしたものである。

これにより、ブレード６の背面の段差部７がより負圧となり、主流を転向させる効果を大きく推進させ、ブレード背面乱流渦を抑制することができ、発生騒音を抑えることができる。

（実施の形態１３）
図１４は本発明の実施の形態１３における多翼ファンの断面図である。

なお、実施の形態１乃至１２のいずれかと同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図１４に示すように、多翼ファンのブレード６の回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部７を有し、前記段差部７は段差部の直径Ｄ３で腹面側にへこみ部Ｂ１４を有する形状とした多翼ファンとしたものである。

（実施の形態１４）
図１５は本発明の実施の形態１４における多翼ファンの断面図である。

なお、実施の形態１乃至１３のいずれかと同一部分については同一番号を付し、詳細な説明を省略する。

図１５に示すように、多翼ファン２０の羽根車の主板Ａ１５の外径は、ブレード６の段差部７の外径より小さい形状となっており、かつ側板Ａ１６の内径は前記主板Ａ１５の外形より大きい形状となっており、樹脂製羽根車を作製する場合に、一方方向から抜くことが可能となり、ブレードと多翼ファン２０の羽根車の主板Ａ１５および多翼ファン２０の羽根車の側板Ａ１６とブレードを別々に作り組み立てることがなくなる。

これにより、一体成型で作製が可能となり、発生騒音を抑制するのみでなく、コストが安価になる多翼ファンが得られる。

本発明の多翼ファンは、ブレードの背面上の剥離渦を抑制し、発生騒音が小さい効果を有し、換気送風機器用のファンとして有用である。

本発明の実施の形態１の遠心ファンおよびケーシングの側断面図同遠心ファンのブレード断面図同実施の形態２の遠心ファンのブレード断面図同実施の形態３の遠心ファンのブレード断面図同実施の形態４の遠心ファンのブレード断面図同実施の形態５の遠心ファンのブレード断面図同実施の形態６の遠心ファンの矢視図同実施の形態７の遠心ファンのブレード断面図同実施の形態８の遠心ファンの矢視図同実施の形態９の遠心ファンの矢視図同実施の形態１０の遠心ファンのブレード断面図同実施の形態１１の遠心ファンのブレード断面図同実施の形態１２の遠心ファンのブレード断面図同実施の形態１３の遠心ファンのブレード断面図同実施の形態１４の遠心ファンの矢視図従来の遠心ファンおよびケーシングの側断面図従来の遠心ファンのブレード断面図

符号の説明

１オリフィス
２吸込口
３吐出口
４ケーシング
５多翼ファン
６ブレード
７段差部
８凸部
９側板
１０主板
１１曲率部
１２三角部の肉盛
１３へこみ部Ａ
１４へこみ部Ｂ
１５主板Ａ
１６側板Ａ
２０多翼ファン
２１ブレード
２２背面
２３吐出口
２４吸込口
２５凸部

Claims

片側にベルマウス状のオリフィスを形成し、吸込口と吐出口を有する渦巻き状のケーシング内部に、羽根車を有し、前記羽根車は、複数のブレードを備え、前縁方向から後縁方向に向かって主流がブレード背面に沿うようにするために、ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状を変化させた多翼ファン。
片側にベルマウス状のオリフィスを形成し、吸込口と吐出口を有する渦巻き状のケーシング内部に、羽根車を有し、前記羽根車は、複数のブレードを備え、このブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有する多翼ファン。
ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、前記段差部と同程度の直径のブレード腹面を凸形状とした請求項２記載の多翼ファン。
ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、前記段差部は太い方の肉厚の１／２から１／１０とした請求項２または３記載の多翼ファン。
ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を複数有する請求項２〜４いずれか記載の遠心ファン。
ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を複数有し、１個は内径と外径の差の１／５以内の内径側にあり、もう１個は１／５以内の外径側に位置する請求項２〜４いずれか記載の遠心ファン。
ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、軸方向に部分的に前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を１個または複数個有する多翼ファン。
ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、前記段差部と同程度の直径のブレード腹面を凸形状とした部分を１個または複数個有する多翼ファン。
ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、ブレードの軸方向の主板側のみに前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有する多翼ファン。
ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、前記段差部と同程度の直径のブレード腹面を凸形状とし、ブレードの軸方向の主板側のみに前記段差部と凸部をつけた多翼ファン。
ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、かつ段差部には曲率を有する形状とした請求項２〜１０いずれか記載の多翼ファン。
ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、かつ段差部には三角部の肉盛を有する形状とした請求項２〜１０いずれか記載の多翼ファン。
ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、前記段差部は段差部の直径の線より内径側にへこみを有する形状とした請求項２〜１０いずれか記載の多翼ファン。
ブレードの回転軸に垂直な断面における背側の形状が、前縁方向から後縁方向に向かって肉厚の薄くなる段差部を有し、前記段差部は段差部の直径で腹面側にへこみを有する形状とした請求項２〜１０いずれか記載の多翼ファン。
羽根車の主板の外径は、ブレードの段差部の外径より小さい形状とした請求項１〜１４いずれか記載の多翼ファン。