JP4774609B2

JP4774609B2 - 多翼ファン

Info

Publication number: JP4774609B2
Application number: JP2001060349A
Authority: JP
Inventors: 匡史東田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2021-03-05
Also published as: JP2002257091A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多翼ファン、特に羽根車から発生する可聴音を抑制する多翼ファンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
シロッコファンを代表とする多翼ファンは、様々な用途で用いられている。多翼ファンは、ケーシングと羽根車などから構成されており、外部のモータなどによって羽根車を回転させることにより送風を行う。小型の多翼ファンは、小型の家庭用空気清浄機や空気調和機などにおいて室内の空気循環及び送風のために用いられている。
【０００３】
家庭用空気清浄機などは、機器サイズの制限により、機器内部の通風抵抗が大きい。また、機器サイズに対して、処理する室の規模が大きい。このため、これらの機器に用いられる多翼ファンは、高静圧なものが求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
多翼ファンは、ケーシングと羽根車との隙間を狭くすることによって高静圧にできることが知られている。
【０００５】
しかし、高静圧化を図って隙間を狭くした多翼ファンは、ｎｚ音と呼ばれる異音が発生しやすい。ｎｚ音は、ケーシングが送風口へと延びる部分である舌部において羽根車の羽根との干渉により生じる。すなわち、羽根車が回転することにより、羽根が舌部付近を通過する際に圧力変動を生じさせる。このため、圧力変動の周期に基づいた周波数のｎｚ音が発生する。多翼ファンの回転数が毎分ｎ回転、羽根車の羽根枚数がｚ枚であるとすると、この多翼ファンから生じるｎｚ音の周波数ｆ（Ｈｚ）は、ｆ＝ｎ×ｚ／６０で表される。
【０００６】
ケーシングと羽根車の隙間が狭くなるほど、羽根によって生じる圧力変動が大きくなるため、ｎｚ音が大きくなる。しかし、家庭用空気清浄機などに用いる多翼ファンは、できるだけ異音を抑えることが求められている。このように、小型の多翼ファンには、高静圧化と異音の抑制という相矛盾する機能が求められている。
【０００７】
本発明の課題は、高静圧化を図りつつ羽根車から発生する可聴音を抑制する多翼ファンを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の多翼ファンは、ケーシングと羽根車と駆動部とを備えている。ケーシングは、送風部に舌部を有する。羽根車は、ケーシングの内部に設けられており、複数の羽根を有する。駆動部は、羽根車を回転させる。ケーシングは、羽根車の回転方向に並べられる複数の突起物を舌部に有している。羽根の間隔が複数の突起物の間隔の整数倍である。そして、この多翼ファンは、羽根車が回転する際に舌部の複数の突起物と羽根との干渉により生じるｎｚ音の周波数が８ｋＨｚ以上である。
【０００９】
多翼ファンが回転すると、ケーシングの舌部の複数の突起物と羽根車の羽根とが干渉して圧力変動が生じ、その結果としてｎｚ音が発生する。しかし、ここでは、多翼ファンのｎｚ音の周波数を、人間にとって聞こえにくい８ｋＨｚ以上にしている。人の可聴周波数領域は、２０Ｈｚから２０ｋＨｚと一般に言われている。しかし、高域成分及び低域成分は、可聴周波数であっても聞こえにくい。このため、本発明の多翼ファンから発生するｎｚ音が聞こえにくくなる。
【００１０】
ｎｚ音は、羽根と舌部との干渉による圧力変動により生じる。このため、圧力変動の頻度を増やすことによってｎｚ音の周波数を高くすることができる。ここでは、舌部に複数の突起物を羽根車の回転方向に並べて、羽根と突起物との干渉によりｎｚ音を発生させる。
【００１１】
ここでは、突起物の間隔に対して条件を設けている。羽根の間隔が突起物の間隔に対してＮ倍（Ｎ：整数）である場合、ｎｚ音の周波数ｆ（Ｈｚ）は、ｆ＝ｎ×ｚ×Ｎ／６０となる。このため、羽根枚数を増やさずにｎｚ音の周波数を高くすることができる。
【００１２】
請求項２に記載の多翼ファンは、ケーシングと羽根車と駆動部とを備えている。ケーシングは、送風部に舌部を有する。羽根車は、ケーシングの内部に設けられており、複数の羽根を有する。駆動部は、羽根車を回転させる。羽根の間に１または複数の補助羽根が設けられている。ケーシングは、送風方向に並べられる複数の突起物を舌部に有している。羽根と補助羽根との間隔もしくは補助羽根同士の間隔が複数の突起物の間隔の整数倍である。そして、この多翼ファンは、羽根車が回転する際に、舌部の複数の突起物と、羽根および補助羽根と、の干渉により生じるｎｚ音の周波数が８ｋＨｚ以上となるように、羽根と補助羽根との合計枚数が設定されている。
【００１３】
多翼ファンが回転すると、ケーシングの舌部と羽根車の羽根とが干渉して圧力変動が生じ、その結果としてｎｚ音が発生する。しかし、ここでは、多翼ファンのｎｚ音の周波数を、人間にとって聞こえにくい８ｋＨｚ以上にしている。人の可聴周波数領域は、２０Ｈｚから２０ｋＨｚと一般に言われている。しかし、高域成分及び低域成分は、可聴周波数であっても聞こえにくい。このため、本発明の多翼ファンから発生するｎｚ音が聞こえにくくなる。
【００１４】
多翼ファンの羽根車の回転数が毎分ｎ回転、羽根枚数がｚ枚である場合、この多翼ファンから生じるｎｚ音の周波数ｆ（Ｈｚ）は、ｆ＝ｎ×ｚ／６０で表される。すなわち、ｎｚ音の周波数を高くするためには、羽根枚数を増やす若しくは回転数を上げればよい。
【００１５】
ここでは、羽根同士の間に補助羽根を設けることにより、舌部における圧力変動の頻度を増加させている。補助羽根は、送風にそれほど貢献しない小さな羽根様の物体であり、舌部との干渉による圧力変動に寄与するものである。これにより、補助羽根を設けられていないときに比べてｎｚ音の周波数が高くなる。ｎｚ音の周波数が８ｋＨｚ以上となるように羽根の枚数が設定された羽根車に補助羽根が追加されているときに、補助羽根の枚数がｚ ₁ 枚であるならば、多翼ファンから生じるｎｚ音の周波数ｆ（Ｈｚ）は、ｆ＝ｎ×（ｚ＋ｚ ₁ ）／６０となる。ここでは、羽根と補助羽根との合計枚数を増やすことにより、ｎｚ音の周波数を８ｋＨｚ以上となるよう設定している。
【００１６】
ここでは、突起物の間隔に対して条件を設けている。羽根車に補助羽根が設けられている際に、羽根と補助羽根の間隔、もしくは補助羽根同士の間隔が、複数の突起物の間隔のＮ倍（Ｎ：整数）である場合、ｎｚ音の周波数ｆ（Ｈｚ）は、ｆ＝ｎ×（ｚ＋ｚ ₁ ）×Ｎ／６０となる。これにより、羽根や補助羽根の枚数を増やさずにｎｚ音の周波数を高くすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係る空気清浄機１の分解斜視図を図１に示す。この空気清浄機１の空気循環のために多翼ファンであるシロッコファン１０が用いられている。
【００１８】
空気清浄機１は、前ケーシング１ａ、後ケーシング１ｂ、前面パネル２などによって外枠が形成されており、前ケーシング１ａと後ケーシング１ｂとの間にシロッコファン１０が配置されている。シロッコファン１０は、空気を循環させるためのものである。そして、前面パネル２とシロッコファン１０との間には、空気循環方向の上流側から順に、プレフィルタ３、イオン化部４、ロールフィルタ５及び光触媒部７が設けられている。これらの部材は、空気清浄機１を通風する空気を清浄化するためのものである。なお、ロールフィルタ５は、フィルタケース６に保持されている。
【００１９】
シロッコファン１０の断面図を図２に示す。
【００２０】
シロッコファン１０はケーシング１１と羽根車２０とモータ２１とから構成されている。そして、図１に示すように、モータ２１が支持部材１５を介して前ケーシング１ａに支持されることにより、シロッコファン１０の全体が前ケーシング１ａに支持されている。なお、羽根車２０の外周部には、複数の羽根２２が設けられている。
【００２１】
ケーシング１１は、羽根車２０を覆うほぼ円柱形のケースである。モータ２１は、このケーシング１１の片面に固定されている。また、ケーシング１１には、前面パネル２から空気清浄機１の内部を通風してきた空気を取り込むための開口部１４と、開口部１４から取り込まれて羽根車２０により押し出された空気を吹き出す送風口１２とが設けられている。さらに、ケーシング１１から送風口１２へ続く屈曲部に舌部１１ａが設けられている。
【００２２】
次に動作について説明する。
【００２３】
シロッコファン１０の羽根車２０がモータ２１によって図２の矢印Ｒ方向に回転されると、羽根２２によってシロッコファン１０の内部にある空気が外部に押し出される。これにより、前面パネル２に設けられたスリットから室内の空気が取り込まれる。そして、空気清浄機１に取り込まれた空気は、プレフィルタ３によってその中に含まれる比較的大きなゴミや塵を除去され、イオン化部４に送られる。イオン化部４では、空気中の汚れの粒子を帯電させ、ロールフィルタ５によってイオン化部４で帯電した汚れの粒子が集塵される。イオン化部４及びロールフィルタ５を通風した空気は、光触媒部７に送られる。光触媒部７では、紫外線などを含む光を発する光源ランプ８が照射されることにより、空気中の細菌や臭気成分などが分解される。その後、空気は、シロッコファン１０により空気清浄機１の上面から室内へ図１の矢印方向に送風される。
【００２４】
以上のような運転中におけるｎｚ音について説明する。
【００２５】
シロッコファン１０は、羽根車２０の羽根２２と舌部１１ａとの干渉により生じる圧力変動によって、干渉音であるｎｚ音を発する。ｎｚ音の周波数ｆ（Ｈｚ）は、羽根車２０の回転数が毎分ｎ回転、羽根２２がｚ枚である場合、ｆ＝ｎ×ｚ／６０で表される。羽根車２０と舌部１１ａとの間隔が狭いほど、ｎｚ音が大きくなる。これは、羽根車２０と舌部１１ａとの干渉による圧力変動が大きくなるためである。
【００２６】
本実施形態のシロッコファン１０は、ｎｚ音の周波数が８ｋＨｚとなるように設定しているため、空気清浄機の使用者にほぼ聞こえなくなり、実質的な静音化を実現できる。
【００２７】
＜他の実施例＞
（Ａ）
本実施形態におけるシロッコファン１０の羽根車２０は、同一形状の羽根２２を複数備えて送風を行っている。しかし、ｎｚ音の周波数を高くするために羽根２２を増やすことにより、送風効率が低下することもある。羽根２２の通風効率が低下するためである。このため、羽根２２を無制限に増やしてｎｚ音の周波数を高くすることは、シロッコファン１０の静圧低下を伴うため好ましくない。
【００２８】
ここで、圧力変動の頻度を増やすことにより、ｎｚ音の周波数を高くすることができる。具体的には、羽根車２０の羽根２２同士の間に１または複数の補助羽根を設けることによって、圧力変動の頻度を増やすことができ、その結果ｎｚ音の周波数を高くすることができる。
【００２９】
ｎｚ音の周波数ｆ（Ｈｚ）は、羽根車２０の羽根２２がｚ枚、補助羽根２３がｚ₁枚、回転数が毎分ｎ回転である場合、ｆ＝ｎ×（ｚ＋ｚ₁）／６０となり、補助羽根がない場合に比べてｎｚ音の周波数が高くなる。
【００３０】
図３は、本変形例のシロッコファン１０の舌部１１ａの近傍における断面図である。本変形例において、補助羽根２３は、図３に示すように、羽根２２同士の間に２枚設けられている。補助羽根２３は、圧力変動を生じさせるための羽根であり、送風にそれほど寄与しない小さな羽根様の物体である。羽根２２、補助羽根２３の枚数が、例えば、羽根車２０の羽根２２の羽根枚数が５０枚、補助羽根２３の羽根枚数が１００枚であるときに、回転数が毎分３２００回転であれば、ｎｚ音の周波数が８ｋＨｚとなり、補助羽根がない場合のｎｚ音の周波数である約２．７ｋＨｚに比べて高くなる。
【００３１】
（Ｂ）
本実施形態におけるシロッコファン１０の舌部１１ａにおいて、羽根２２又は補助羽根２３との干渉による圧力変動によってｎｚ音が生じる。
【００３２】
ここで、舌部１１ａに圧力変動を生じさせる物体を設けることによって、圧力変動の頻度を増加させて、ｎｚ音の周波数を高くすることができる。
【００３３】
図４は、本変形例のシロッコファン１０の舌部１１ａの近傍における断面図である。本変形例において、舌部１１ａに５つの突起物１３を図４に示すように設ける。このときに、羽根２２の間隔Ｌが突起物１３の設置間隔ＳのＮ倍（Ｎ：整数）となるように突起物１３を設ける。
【００３４】
これにより生じるｎｚ音の周波数ｆ（Ｈｚ）は、羽根車２０の回転数が毎分ｎ回転、羽根２２がｚ枚である場合、ｆ＝ｎ×ｚ×Ｎ／６０となる。例えば、羽根車２０の羽根２２の羽根枚数が５０枚、Ｎが３（図４参照）であるときに、回転数が毎分３２００回転であれば、ｎｚ音の周波数が８ｋＨｚとなる。これにより、羽根２２の枚数を増やさずに突起物１３を設けることによっても、ｎｚ音の周波数を高くすることができる。
【００３５】
また、上記（Ａ）と同様に、羽根車２０の羽根２２同士の間に補助羽根２３を設けることによっても、やはり同様にｎｚ音の周波数を高くすることができる。
【００３６】
図５は、本変形例のシロッコファン１０の舌部１１ａの近傍における断面図である。舌部１１ａに設けられる突起物を図５に示すように設ける。この際に、やはり羽根２２と補助羽根２２との間隔Ｌが突起物１３の設置間隔ＳのＮ倍（Ｎ：整数）となるように突起物１３を設ける。
【００３７】
これにより生じるｎｚ音の周波数ｆ（Ｈｚ）は、羽根車２０の回転数が毎分ｎ回転、羽根２２がｚ枚、補助羽根２３がｚ₁枚である場合、ｆ＝ｎ×（ｚ＋ｚ₁）×Ｎ／６０となる。例えば、羽根車２０の羽根２２、補助羽根２２の羽根枚数がそれぞれ６０枚、Ｎが２（図５参照）であるときに、回転数が毎分２０００回転であれば、ｎｚ音の周波数が８ｋＨｚとなる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の多翼ファンでは、ｎｚ音が８ｋＨｚ以上であるため、多翼ファンから発生するｎｚ音が聞こえづらく、ｎｚ音が大きく発生する場合にも人への影響を抑えることができる。
【００３９】
また、舌部に複数の突起物を有するため、突起物がないときと比べて圧力変動の回数を増やすことができる。これにより、ｎｚ音の周波数を高くすることができる。
【００４０】
さらに、羽根の間隔が複数の突起物の間隔の整数倍であるため、ｎｚ音の周波数を明確に高くすることができる。
【００４１】
請求項２の多翼ファンでは、ｎｚ音が８ｋＨｚ以上であるため、多翼ファンから発生するｎｚ音が聞こえづらく、ｎｚ音が大きく発生する場合にも人への影響を抑えることができる。
【００４２】
また、羽根同士の間に補助羽根が設けられているため、補助羽根がない場合に比べて圧力変動の頻度を増やすことができる。これにより、ｎｚ音の周波数を高くすることができる。
【００４３】
さらに、羽根と補助羽根との間隔もしくは補助羽根同士の間隔が複数の突起物の間隔の整数倍であるため、ｎｚ音の周波数を明確に高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る空気清浄機の分解斜視図。
【図２】シロッコファンの断面図。
【図３】羽根車の羽根同士の間に補助羽根を設けられている、シロッコファンの舌部付近の断面図。
【図４】舌部に突起物が設けられている、シロッコファンの舌部付近の断面図。
【図５】羽根車の羽根同士の間に補助羽根を、舌部に突起物を、それぞれ設けられている、シロッコファンの舌部付近の断面図。
【符号の説明】
１空気清浄機
１０シロッコファン（多翼ファン）
１１ケーシング
１１ａ舌部
１２送風口
１３突起物
２０羽根車
２１モータ（駆動部）
２２羽根
２３補助羽根

Claims

送風部に舌部を有するケーシングと、
前記ケーシングの内部に設けられ、複数の羽根を有する羽根車と、
前記羽根車を回転させる駆動部と、
を備えており、
前記ケーシングは、前記羽根車の回転方向に並べられる複数の突起物を前記舌部に有し、
前記羽根の間隔が前記複数の突起物の間隔の整数倍であり、
前記羽根車が回転する際に、前記舌部の前記複数の突起物と前記羽根との干渉により生じるｎｚ音の周波数が８ｋＨｚ以上である、
多翼ファン。
送風部に舌部を有するケーシングと、
前記ケーシングの内部に設けられ、複数の羽根を有する羽根車と、
前記羽根車を回転させる駆動部と、
を備えており、
前記羽根の間に１または複数の補助羽根が設けられ、
前記ケーシングは、送風方向に並べられる複数の突起物を前記舌部に有し、
前記羽根と前記補助羽根との間隔もしくは前記補助羽根同士の間隔が前記複数の突起物の間隔の整数倍であり、
前記羽根車が回転する際に、前記舌部の前記複数の突起物と、前記羽根および前記補助羽根と、の干渉により生じるｎｚ音の周波数が８ｋＨｚ以上となるように、前記羽根と前記補助羽根との合計枚数が設定されている、
多翼ファン。