特許 7457268 遠心ファン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-19

(45)【発行日】2024-03-28

(54)【発明の名称】遠心ファン

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/28 20060101AFI20240321BHJP

   F04D 29/30 20060101ALI20240321BHJP

【ＦＩ】

F04D29/28 K

F04D29/28 F

F04D29/30 D

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023009484

(22)【出願日】2023-01-25

【審査請求日】2023-12-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】寺川 あづみ

(72)【発明者】

【氏名】柏原 貴士

(72)【発明者】

【氏名】多田 林太郎

(72)【発明者】

【氏名】富山 暢仁

【審査官】中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１２７１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２２３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１４７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１４７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－５１２１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ ２９／２８

Ｆ０４Ｄ ２９／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

厚み方向が回転軸（Ａ１）の方向に沿うように配置されるプレート（４１）と、
前記プレートと前記回転軸の方向に間隔を置いて配置され、前記回転軸の方向から見てリング状の形状を有するリング（４２）と、
前記プレートと前記リングとの間に配置され、一端が前記プレートに接合され、他端が前記リングに接合される、第１ブレード（４３ａ）を含む複数のブレード（４３）と、
を備え、
前記第１ブレードの前記プレート側の接合面である第１接合面（５１）は、
前記第１接合面において、前記第１ブレードの回転方向（Ａ２）の先端（９１）と後端（９２）とを結ぶ第１直線（Ｌ１）の中心（９３）を通り、かつ前記第１直線に直交する第２直線（Ｌ２）、よりも前記先端側の部分である第２接合面（５２）と、
前記第１接合面において、前記第２直線よりも前記後端側の部分である第３接合面（５３）と、
を有し、
前記第２接合面の前記第２直線に沿った幅寸法のうち最も大きい第１幅寸法（Ｄ１）は、前記第３接合面の前記第２直線に沿った幅寸法のうち最も大きい第２幅寸法（Ｄ２）の１．３倍以上である、
遠心ファン（３０）。

【請求項2】

前記第１幅寸法は、前記第２幅寸法の３倍以下である、
請求項１に記載の遠心ファン（３０）。

【請求項3】

前記第１幅寸法は、前記第２幅寸法の１．６倍以上である、
請求項２に記載の遠心ファン（３０）。

【請求項4】

前記第２接合面において、前記第１直線よりも前記回転軸側の部分である第４接合面（５４）の面積は、前記回転軸側とは反対側の部分である第５接合面（５５）の面積より大きい、
請求項１から３のいずれか１つに記載の遠心ファン（３０）。

【請求項5】

前記第２接合面における前記第１直線よりも前記回転軸側の部分である第４接合面（５４）の面積は、前記第３接合面における前記第１直線よりも前記回転軸側の部分である第６接合面（５６）の面積より大きい、
請求項１から３のいずれか１つに記載の遠心ファン（３０）。

【請求項6】

前記プレートから前記リングに延びる前記第１ブレードを前記第１直線に沿って見たときに、前記第１ブレードの形状は第１凹部（７３）を含む、
請求項１から３のいずれか１つに記載の遠心ファン（３０）。

【請求項7】

前記第１凹部は、前記リングよりも前記プレートに近い位置に形成される、
請求項６に記載の遠心ファン（３０）。

【請求項8】

複数の前記ブレードは、前記第１ブレードに隣接する第２ブレード（４３ｂ）を含み、
前記第１接合面は、前記回転軸側に第２凹部（７４）が形成された形状であり、
前記第２凹部と、前記第２凹部の両端を結ぶ第３直線（Ｌ３）と、によって囲まれた領域の外に、前記第２ブレードの前記プレート側の接合面である第７接合面（５７）が位置する、
請請求項１から３のいずれか１つに記載の遠心ファン（３０）。

【請求項9】

前記第１接合面は、前記第１ブレードの前記プレート側に形成されている中空部（７１）の周りに位置する、
請求項１から３のいずれか１つに記載の遠心ファン（３０）。

【請求項10】

前記第１ブレードは、樹脂によって成形される、
請求項１から３のいずれか１つに記載の遠心ファン（３０）。

【請求項11】

前記プレートおよび前記リングは、アルミまたはアルミ合金によって成形される、
請求項１から３のいずれか１つに記載の遠心ファン（３０）。

【請求項12】

前記プレートと前記第１ブレードとは、溶接以外の方法によって接合される、
請求項１から３のいずれか１つに記載の遠心ファン（３０）。

【請求項13】

複数の前記ブレードの枚数は、７～１１枚である、
請求項１から３のいずれか１つに記載の遠心ファン（３０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

遠心ファンに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１（特開２０１９－１００２０９号公報）に示されているように、厚み方向が回転軸の方向に沿うように配置されるプレートと、プレートと回転軸の方向に間隔を置いて配置され、回転軸の方向から見てリング状の形状を有するリングと、プレートとリングとの間に配置され、一端がプレートに接合され、他端がリングに接合される、複数のブレードと、を備える、遠心ファンが知られている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

遠心ファンは、ブレードが高速回転するため、ブレードに作用する遠心力が大きい。そのため、ブレードとプレートとの接合強度をさらに高めることが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0004】

第１観点の遠心ファンは、プレートと、リングと、複数のブレードと、を備える。プレートは、厚み方向が回転軸の方向に沿うように配置される。リングは、プレートと回転軸の方向に間隔を置いて配置される。リングは、回転軸の方向から見てリング状の形状を有する。複数のブレードは、プレートとリングとの間に配置される。複数のブレードは、一端がプレートに接合され、他端がリングに接合される。複数のブレードは、第１ブレードを含む。第１接合面は、第１ブレードのプレート側の接合面である。第１接合面は、第２接合面と、第３接合面と、を有する。第２接合面は、第１接合面において、第２直線よりも先端側の部分である。第２直線は、第１直線の中心を通り、かつ第１直線に直交する。第１直線は、第１ブレードの回転方向の先端と後端とを結ぶ。第３接合面は、第１接合面において、第２直線よりも後端側の部分である。第１幅寸法は、第２接合面の第２直線に沿った幅寸法のうち最も大きい。第２幅寸法は、第３接合面の第２直線に沿った幅寸法のうち最も大きい。第１幅寸法は、第２幅寸法の１．３倍以上である。

【0005】

第１ブレードの回転方向の先端側の部分である第２接合面を回転軸側に広げることにより、遠心力によって第１接合面に生じる最大垂直応力の値が小さくなる傾向がある。第１観点の遠心ファンでは、第１幅寸法は、第２幅寸法の１．３倍以上である。第１幅寸法は、第２接合面の第２直線に沿った幅寸法のうち最も大きい。第２幅寸法は、第３接合面の第２直線に沿った幅寸法のうち最も大きい。その結果、遠心ファンは、第１ブレードとプレートとの接合強度を高めることができる。

【0006】

第２観点の遠心ファンは、第１観点の遠心ファンであって、第１幅寸法は、第２幅寸法の３倍以下である。

【0007】

第３観点の遠心ファンは、第１観点または第２観点の遠心ファンであって、第１幅寸法は、第２幅寸法の１．６倍以上である。

【0008】

第４観点の遠心ファンは、第１観点から第３観点のいずれかの遠心ファンであって、第２接合面において、第１直線よりも回転軸側の部分である第４接合面の面積は、回転軸側とは反対側の部分である第５接合面の面積より大きい。

【0009】

第１ブレード４３ａは、遠心力により、第２接合面の回転軸側の部分である第４接合面から剥がれていく傾向がある。第４観点の遠心ファンは、第２接合面において、第４接合面の面積を、第５接合面の面積より大きくすることにより、第１ブレードとプレートとの接合強度を高めることができる。

【0010】

第５観点の遠心ファンは、第１観点から第４観点のいずれかの遠心ファンであって、第２接合面における第１直線よりも回転軸側の部分である第４接合面の面積は、第３接合面における第１直線よりも回転軸側の部分である第６接合面の面積より大きい。

【0011】

第１ブレード４３ａは、遠心力により、第２接合面の回転軸側の部分である第４接合面から剥がれていく傾向がある。第５観点の遠心ファンは、第４接合面の面積を、第６接合面の面積より大きくすることにより、第１ブレードとプレートとの接合強度を高めることができる。

【0012】

第６観点の遠心ファンは、第１観点から第５観点のいずれかの遠心ファンであって、プレートからリングに延びる第１ブレードを第１直線に沿って見たときに、第１ブレードの形状は第１凹部を含む。

【0013】

第７観点の遠心ファンは、第６観点の遠心ファンであって、第１凹部は、リングよりもプレートに近い位置に形成される。

【0014】

第７観点の遠心ファンは、このような構成により、遠心ファンの性能に影響を与えずに、第１幅寸法を確保することができる。

【0015】

第８観点の遠心ファンは、第１観点から第７観点のいずれかの遠心ファンであって、複数のブレードは、第１ブレードに隣接する第２ブレードを含む。第１接合面は、回転軸側に第２凹部が形成された形状である。第２凹部と、第２凹部の両端を結ぶ第３直線と、によって囲まれた領域の外に、第７接合面が位置する。第７接合面は、第２ブレードのプレート側の接合面である。

【0016】

遠心力により第１ブレードと第２ブレードとが変形すると、これに応じて、プレートも変形しようとする。このとき、第１ブレードと第２ブレードとが密接していると、プレートが変形できず、第１接合面および第７接合面に大きな負荷がかかる。第８観点の遠心ファンは、第２凹部と、第２凹部の両端を結ぶ第３直線と、によって囲まれた領域の外に、第７接合面が位置する。そのため、遠心ファンは、遠心力による第１ブレードと第２ブレードとの変形に応じて、プレートが変形できるようになるため、第１接合面および第７接合面に大きな負荷がかからない。その結果、遠心ファンは、第１ブレードおよび第２ブレードと、プレートとの接合強度を高めることができる。

【0017】

第９観点の遠心ファンは、第１観点から第８観点のいずれかの遠心ファンであって、第１接合面は、第１ブレードのプレート側に形成されている中空部の周りに位置する。

【0018】

第９観点の遠心ファンは、中空部を形成して第１ブレードを軽くすることにより、第１ブレードに作用する遠心力を弱めることができる。

【0019】

第１０観点の遠心ファンは、第１観点から第９観点のいずれかの遠心ファンであって、第１ブレードは、樹脂によって成形される。

【0020】

第１０観点の遠心ファンは、第１ブレードを射出成形等によって成形することにより、第１ブレードの形状の自由度を高めることができる。

【0021】

第１１観点の遠心ファンは、第１観点から第１０観点のいずれかの遠心ファンであって、プレートおよびリングは、アルミまたはアルミ合金によって成形される。

【0022】

第１２観点の遠心ファンは、第１観点から第１１観点のいずれかの遠心ファンであって、プレートと第１ブレードとは、溶接以外の方法によって接合される。

【0023】

第１２観点の遠心ファンは、溶接トーチを入れるための空間が不要となるため、複数のブレードの枚数を増やし、Ｎｚ音を解消することができる。

【0024】

第１３観点の遠心ファンは、第１観点から第１２観点のいずれかの遠心ファンであって、複数のブレードの枚数は、７～１１枚である。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】室内ユニットの概略構成図である。

【図2】遠心ファンの概略断面図である。

【図3】羽根車の斜視図である。

【図4】プレート側から回転軸の方向に沿って、羽根車を見た図である。

【図5】第１ブレードのプレート側の接合面である第１接合面を示す図である。

【図6】第１ブレードのプレート側の接合面である第１接合面を示す図である。

【図7】第１ブレードのプレート側の接合面である第１接合面を示す図である。

【図8】第１ブレードのリング側の接合面である第８接合面を示す図である。

【図9】プレートからリングに延びる第１ブレードを第１直線に沿って見た図である。

【図10】従来のブレードのプレート側の接合面である第１接合面を示す図である。

【図11】従来のブレードのプレート側の接合面である第１接合面を示す図である。

【図12】第４接合面および第５接合面を示す図である。

【図13】第４接合面および第６接合面を示す図である。

【図14】第１ブレードの第１接合面と、第２ブレードの第７接合面との拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

（１）空気調和装置
空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用して、対象空間の空気調和を行う。本実施形態では、空気調和装置１は、セントラル式の空気調和装置である。空気調和装置１は、主として、室内ユニット１０と、熱源ユニット２０と、を有する。

【0027】

（２）室内ユニット
図１は、室内ユニット１０の概略構成図である。本実施形態では、室内ユニット１０は、エアハンドリングユニットである。図１に示すように、室内ユニット１０は、主として、ケーシング１１と、遠心ファン３０と、熱交換器１２と、電気ヒータ１３と、加湿器１４と、を有する。室内ユニット１０と、熱源ユニット２０とは、熱媒体（例えば、冷媒、水等）が流れる配管９４を介して、接続されている。

【0028】

ケーシング１１は、主として、遠心ファン３０と、熱交換器１２と、電気ヒータ１３と、加湿器１４と、を収容する。ケーシング１１には、第１開口１１ａ、第２開口１１ｂ、および第３開口１１ｃが形成されている。第１開口１１ａは、屋外からケーシング１１内に、屋外空気ＯＡを吸い込むための開口である。第２開口１１ｂは、対象空間からケーシング１１内に、対象空間の室内空気ＲＡを吸い込むための開口である。第３開口１１ｃは、ケーシング１１内から対象空間に向けて、空気調和された供給空気ＳＡを吹き出すための開口である。

【0029】

遠心ファン３０は、第１開口１１ａおよび第２開口１１ｂから、ケーシング１１内に、屋外空気ＯＡおよび室内空気ＲＡを吸い込み、第３開口１１ｃから対象空間に向けて、供給空気ＳＡを吹き出す。遠心ファン３０は、ケーシング１１内に、第１開口１１ａおよび第２開口１１ｂから、第３開口１１ｃに流れる空気流ＡＦを生成する。空気流ＡＦは、ケーシング１１内を、熱交換器１２、電気ヒータ１３、および加湿器１４を、この順に通過する。

【0030】

熱交換器１２、電気ヒータ１３、および加湿器１４は、空気流ＡＦの流路に配置される。熱交換器１２は、空気流ＡＦと、熱源ユニット２０から供給される配管９４内の熱媒体と、の間で熱交換を行わせる。電気ヒータ１３は、熱交換器１２を通過した空気流ＡＦを加熱する。加湿器１４は、ケーシング１１の外部に設置されたタンク（図示せず）の水を、ノズルから散布することにより、空気流ＡＦを加湿する。

【0031】

（３）遠心ファン
図２は、遠心ファン３０の概略断面図である。本実施形態では、遠心ファン３０は、ターボファンである。図２に示すように、遠心ファン３０は、主として、ファンモータ３１と、羽根車４０と、を有する。羽根車４０は、ボス部材４４を介して、ファンモータ３１と接続される。羽根車４０は、ファンモータ３１を動力として、回転軸Ａ１の周りを回転する。図２では、羽根車４０の回転方向を、「Ａ２」として示している。

【0032】

図３は、羽根車４０の斜視図である。図３に示すように、羽根車４０は、主として、プレート４１と、リング４２と、複数のブレード４３と、を有する。図３では、リング４２が半透明に描かれている。

【0033】

（３－１）プレート
図２，３に示すように、プレート４１は、厚み方向が回転軸Ａ１の方向に沿うように配置される。プレート４１は、アルミまたはアルミ合金によって成形される。図２に示すように、プレート４１は、リング４２に対向する第１プレート面４１ａと、リング４２とは反対側の第２プレート面４１ｂと、を有する。図４は、プレート４１側から回転軸Ａ１の方向に沿って、羽根車４０を見た図である。図４に示すように、プレート４１は、回転軸Ａ１の方向から見てリング状の形状を有する。プレート４１の中央部には、ボス部材４４を固定するための開口４１ｃが形成されている。開口４１ｃの周囲には、ボルトによってボス部材４４を固定するための孔４１ｄが形成されている。図４に示すように、本実施形態では、６個の孔４１ｄが形成されている。プレート４１は、固定されたボス部材４４を介して、ファンモータ３１と接続される。

【0034】

（３－２）リング
図２，３に示すように、リング４２は、プレート４１と回転軸Ａ１の方向に間隔を置いて配置される。リング４２は、アルミまたはアルミ合金によって成形される。図３に示すように、リング４２は、回転軸Ａ１の方向から見てリング状の形状を有する。図２に示すように、リング４２は、プレート４１に対向する第１リング面４２ａと、プレート４１とは反対側の第２リング面４２ｂと、を有する。

【0035】

（３－３）ブレード
図２，３に示すように、複数のブレード４３は、プレート４１とリング４２との間に配置される。複数のブレード４３の枚数は、７～１１枚である。図３，４に示すように、本実施形態では、ブレード４３の枚数は、９枚である。図２に示すように、複数のブレード４３は、一端がプレート４１の第１プレート面４１ａに接合され、他端がリング４２の第１リング面４２ａに接合される。図３，４に示すように、複数のブレード４３は、羽根車４０の回転方向Ａ２（複数のブレード４３の回転方向Ａ２）に沿って、不等ピッチで配置される。

【0036】

以下、複数のブレード４３の内の任意の１つのブレードを、第１ブレード４３ａと記載する。第１ブレード４３ａは、樹脂によって成形される。

【0037】

図５～７は、第１ブレード４３ａのプレート４１側の接合面（第１ブレード４３ａと第１プレート面４１ａとの接合面）である第１接合面５１を示す図である。図５に示すように、第１ブレード４３ａのプレート４１側には、中空部７１が形成されている。第１接合面５１は、中空部７１の周りに位置する。第１接合面５１は、回転軸Ａ１側に第２凹部７４が形成された形状である。図５では、ハッチングによって、第１接合面５１が示されている。第１ブレード４３ａは、第１接合面５１に、第１ブレード４３ａの位置を決めるためのピン８１と、ビスを通すことによって第１ブレード４３ａを第１プレート面４１ａに密着させるための孔８２と、を有する。図５に示すように、本実施形態では、第１ブレード４３ａは、第１接合面５１に、２つのピン８１と、３つの孔８２と、を有する。プレート４１と第１ブレード４３ａとは、溶接以外の方法によって接合される。本実施形態では、ピン８１によって第１ブレード４３ａの位置を決め、ビスを通すことによって第１ブレード４３ａを第１プレート面４１ａに密着させ、接着剤によってプレート４１と第１ブレード４３ａとを接合する。

【0038】

第１接合面５１は、第２接合面５２と、第３接合面５３と、を有する。ここで、第２接合面５２および第３接合面５３を説明するために、第１直線Ｌ１および第２直線Ｌ２を定義する。図６，７では、第１直線Ｌ１および第２直線Ｌ２等が見易くなるように、中空部７１の構造を省略して、第１接合面５１を描いている。図６に示すように、第１直線Ｌ１は、第１ブレード４３ａの回転方向Ａ２の先端９１と後端９２とを結ぶ直線である。第２直線Ｌ２は、第１直線Ｌ１の中心９３を通り、かつ第１直線Ｌ１に直交する直線である。第２接合面５２は、第１接合面５１において、第２直線Ｌ２よりも先端９１側の部分である。第３接合面５３は、第１接合面５１において、第２直線Ｌ２よりも後端９２側の部分である。図６では、ハッチングによって、第２接合面５２および第３接合面５３が示されている。図６では、ハッチングの線の傾きを区別することにより、第２接合面５２と、第３接合面５３と、を区別している。

【0039】

さらに、第１接合面５１は、第１幅寸法Ｄ１と、第２幅寸法Ｄ２と、を有する。図７に示すように、第１幅寸法Ｄ１は、第２接合面５２の第２直線Ｌ２に沿った幅寸法のうち最も大きい寸法である。第２幅寸法Ｄ２は、第３接合面５３の第２直線Ｌ２に沿った幅寸法のうち最も大きい寸法である。第１幅寸法Ｄ１は、第２幅寸法Ｄ２の１．３倍以上、かつ３倍以下である。第１幅寸法Ｄ１は、第２幅寸法Ｄ２の１．６倍以上であることが好ましい。

【0040】

図８は、第１ブレード４３ａのリング４２側の接続面（第１ブレード４３ａと第１リング面４２ａとの接合面）である第８接合面５８を示す図である。図８に示すように、第１ブレード４３ａのリング４２側には、中空部７２が形成されている。第８接合面５８は、中空部７２の周りに位置する。図８では、ハッチングによって、第８接合面５８が示されている。第１ブレード４３ａは、第８接合面５８に、第１ブレード４３ａの位置を決めるためのピン８３と、ビスを通すことによって第１ブレード４３ａを第１リング面４２ａに密着させるための孔８４と、を有する。図８に示すように、本実施形態では、第１ブレード４３ａは、第８接合面５８に、１つのピン８３と、１つの孔８４と、を有する。プレート４１と第１ブレード４３ａとは、溶接以外の方法によって接合される。本実施形態では、ピン８３によって第１ブレード４３ａの位置を決め、ビスを通すことによって第１ブレード４３ａを第１リング面４２ａに密着させ、接着剤によってリング４２と第１ブレード４３ａとを接合する。

【0041】

図９は、プレート４１からリング４２に延びる第１ブレード４３ａを第１直線Ｌ１に沿って見た図である。図９に示すように、プレート４１からリング４２に延びる第１ブレード４３ａを第１直線Ｌ１に沿って見たときに、第１ブレード４３ａの形状は第１凹部７３を含む。第１凹部７３は、リング４２よりもプレート４１に近い位置に形成される。

【0042】

（４）検証
ここでは、本実施形態における第１ブレード４３ａと、従来のターボファンに用いられるブレード４３’と、を用いて、遠心力によりブレードが破壊されるときの回転数（破壊回転数）を検証した。本検証には、シミュレーションソフトである「ＡＮＳＹＳ」を用いた。

【0043】

本検証における、第１ブレード４３ａおよびブレード４３’の仕様を、以下の表１に示す。

【0044】

【表1】

【0045】

表１に示すように、本検証では、第１ブレード４３ａを有する羽根車４０の直径と、ブレード４３’を有する従来の羽根車の直径とは、５００ｍｍに統一した。また、第１ブレード４３ａの枚数、およびブレード４３’の枚数は、９枚に統一した。また、羽根車４０における第１ブレード４３ａの配置と、従来の羽根車におけるブレード４３’の配置とは、ほぼ同じとした。

【0046】

第１ブレード４３ａの質量は１２００ｇ、ブレード４３’の質量は１３２４ｇである。

【0047】

図１０，１１は、従来のブレード４３’のプレート側の接合面である第１接合面５１’を示す図である。図１０に示すように、ブレード４３’のプレート側には、第１ブレード４３ａとは異なり、中空部は形成されていない。図１０では、ブレード４３’の回転方向を、「Ａ２’」として示している。図１０では、ハッチングによって、第１接合面５１’が示されている。第１ブレード４３ａと同様に、ブレード４３’は樹脂によって成形され、プレートとブレード４３’とは接着剤によって接合されている。図１１では、第１接合面５１’における、第１直線Ｌ１’、第２直線Ｌ２’、第１幅寸法Ｄ１’、および第２幅寸法Ｄ２’が示されている。後の説明のため、図１１では、ハッチングによって、第２接合面５２’が示されている。第１ブレード４３ａの第１接合面５１の面積は９２５０．６３ｍｍ^２、ブレード４３’の第１接合面５１’の面積は９３４１．２７ｍｍ^２である。第１ブレード４３ａの第１幅寸法Ｄ１は８２．２９ｍｍ、ブレード４３’の第１幅寸法Ｄ１’は５７ｍｍである。第１ブレード４３ａの第２幅寸法Ｄ２は４９．９９ｍｍ、ブレード４３’の第２幅寸法Ｄ２’は５３．０６ｍｍである。第１ブレード４３ａにおいて、第１幅寸法Ｄ１は第２幅寸法Ｄ２の１．６５倍、ブレード４３’において、第１幅寸法Ｄ１’は第２幅寸法Ｄ２’の１．０７倍である。

【0048】

検証結果を、以下の表２に示す。

【0049】

【表2】

【0050】

表２に示すように、第１ブレード４３ａの破壊回転数は３５００ｒｐｍ、ブレード４３’の破壊回転数は２３００ｒｐｍであった。

【0051】

回転数が２３００ｒｐｍであるときの、第１ブレード４３ａの表面（プレート４１およびリング４２との接合面を除く）に生じる最大応力は２５ＭＰａ、ブレード４３’の表面（プレートおよびリングとの接合面を除く）に生じる最大応力は２８ＭＰａであった。回転数が３１００ｒｐｍであるときの、第１ブレード４３ａの表面（プレート４１およびリング４２との接合面を除く）に生じる最大応力は４４ＭＰａであった。

【0052】

回転数が２３００ｒｐｍであるときの、第１ブレード４３ａの第１接合面５１に生じる最大垂直応力は８．２５ＭＰａ、ブレード４３’の第１接合面５１’に生じる最大垂直応力は１７．８ＭＰａであった。回転数が３１００ｒｐｍであるときの、第１ブレード４３ａの第１接合面５１に生じる最大垂直応力は１５ＭＰａであった。図７では、第１ブレード４３ａの第１接合面５１において、最大垂直応力が生じた箇所を「Ｐ」として示している。図１１では、ブレード４３’の第１接合面５１’において、最大垂直応力が生じた箇所を「Ｐ’」として示している。

【0053】

図７，１１に示すように、第１接合面５１，５１’において、最大垂直応力が生じる箇所Ｐ，Ｐ’は、いずれも第２接合面５２，５２’の回転軸Ａ１，Ａ１’側に位置する。

【0054】

一方、「第１接合面に生じる最大垂直応力（表２）」の値は、第１ブレード４３ａの方がブレード４３’よりも小さい（回転数が３１００ｒｐｍのときの第１接合面５１に生じる最大垂直応力の値でさえ、回転数が２３００ｒｐｍのときの第１接合面５１’に生じる最大垂直応力の値より小さい）。第１接合面５１における最大垂直応力が生じる箇所Ｐは、第１接合面５１’における最大垂直応力が生じる箇所Ｐ’よりも、回転軸に近いため、最大垂直応力が生じる箇所が回転軸に近いほど、最大垂直応力の値は小さくなると推察される。

【0055】

そのため、ブレードは、遠心力により、第２接合面の回転軸側から剥がれていくことになるが、第２接合面を回転軸側に広げることによって、最大垂直応力が生じる箇所が回転軸に近くなり、最大垂直応力の値も小さくなるため、ブレードは剥がれにくくなる、と推察される。

【0056】

その結果、第１ブレード４３ａの方がブレード４３’よりも「破壊回転数（表２）」の値が大きい、ことの要因の１つは、第１ブレード４３ａの方がブレード４３’よりも「第１幅寸法／第２幅寸法（表１）」の値が大きい、ことであると推察される。

【0057】

（５）特徴
（５－１）
従来、厚み方向が回転軸の方向に沿うように配置されるプレートと、プレートと回転軸の方向に間隔を置いて配置され、回転軸の方向から見てリング状の形状を有するリングと、プレートとリングとの間に配置され、一端がプレートに接合され、他端がリングに接合される、複数のブレードと、を備える、遠心ファンが知られている。

【0058】

遠心ファンは、ブレードが高速回転するため、ブレードに作用する遠心力が大きい。そのため、ブレードとプレートとの接合強度をさらに高めることが望ましい。

【0059】

本実施形態の遠心ファン３０は、プレート４１と、リング４２と、複数のブレード４３と、を備える。プレート４１は、厚み方向が回転軸Ａ１の方向に沿うように配置される。リング４２は、プレート４１と回転軸Ａ１の方向に間隔を置いて配置される。リング４２は、回転軸Ａ１の方向から見てリング状の形状を有する。複数のブレード４３は、プレート４１とリング４２との間に配置される。複数のブレード４３は、一端がプレート４１に接合され、他端がリング４２に接合される。複数のブレード４３は、第１ブレード４３ａを含む。第１接合面５１は、第１ブレード４３ａのプレート４１側の接合面である。第１接合面５１は、第２接合面５２と、第３接合面５３と、を有する。第２接合面５２は、第１接合面５１において、第２直線Ｌ２よりも先端９１側の部分である。第２直線Ｌ２は、第１直線Ｌ１の中心９３を通り、かつ第１直線Ｌ１に直交する。第１直線Ｌ１は、第１ブレード４３ａの回転方向Ａ２の先端９１と後端９２とを結ぶ。第３接合面５３は、第１接合面５１において、第２直線Ｌ２よりも後端９２側の部分である。第１幅寸法Ｄ１は、第２接合面５２の第２直線Ｌ２に沿った幅寸法のうち最も大きい。第２幅寸法Ｄ２は、第３接合面５３の第２直線Ｌ２に沿った幅寸法のうち最も大きい。第１幅寸法Ｄ１は、第２幅寸法Ｄ２の１．３倍以上である。

【0060】

第１ブレード４３ａの回転方向Ａ２の先端９１側の部分である第２接合面５２を回転軸Ａ１側に広げることにより、遠心力によって第１接合面５１に生じる最大垂直応力の値が小さくなる傾向がある。本実施形態の遠心ファン３０では、第１幅寸法Ｄ１は、第２幅寸法Ｄ２の１．３倍以上である。第１幅寸法Ｄ１は、第２接合面５２の第２直線Ｌ２に沿った幅寸法のうち最も大きい。第２幅寸法Ｄ２は、第３接合面５３の第２直線Ｌ２に沿った幅寸法のうち最も大きい。その結果、遠心ファン３０は、第１ブレード４３ａとプレート４１との接合強度を高めることができる。

【0061】

（５－２）
本実施形態の遠心ファン３０では、第１幅寸法Ｄ１は、第２幅寸法Ｄ２の３倍以下である。

【0062】

（５－３）
本実施形態の遠心ファン３０では、第１幅寸法Ｄ１は、第２幅寸法Ｄ２の１．６倍以上である。

【0063】

（５－４）
本実施形態の遠心ファン３０は、プレート４１からリング４２に延びる第１ブレード４３ａを第１直線Ｌ１に沿って見たときに、第１ブレード４３ａの形状は第１凹部７３を含む。

【0064】

（５－５）
本実施形態の遠心ファン３０は、第１凹部７３は、リング４２よりもプレート４１に近い位置に形成される。その結果、遠心ファン３０は、遠心ファン３０の性能に影響を与えずに、第１幅寸法Ｄ１を確保することができる。

【0065】

（５－６）
本実施形態の遠心ファン３０では、第１接合面５１は、第１ブレード４３ａのプレート４１側に形成されている中空部７１の周りに位置する。その結果、遠心ファン３０は、中空部７１を形成して第１ブレード４３ａを軽くすることにより、第１ブレード４３ａに作用する遠心力を弱めることができる。

【0066】

（５－７）
本実施形態の遠心ファン３０では、第１ブレード４３ａは、樹脂によって成形される。その結果、遠心ファン３０は、第１ブレード４３ａを射出成形等によって成形することにより、第１ブレード４３ａの形状の自由度を高めることができる。

【0067】

（５－８）
本実施形態の遠心ファン３０では、プレート４１およびリング４２は、アルミまたはアルミ合金によって成形される。

【0068】

（５－９）
本実施形態の遠心ファン３０では、プレート４１と第１ブレード４３ａとは、溶接以外の方法によって接合される。その結果、遠心ファン３０は、溶接トーチを入れるための空間が不要となるため、複数のブレード４３の枚数を増やし、Ｎｚ音を解消することができる。

【0069】

（５－１０）
本実施形態の遠心ファン３０では、複数のブレード４３の枚数は、７～１１枚である。

【0070】

（６）変形例
（６－１）変形例１Ａ
第２接合面５２において、第１直線Ｌ１よりも回転軸Ａ１側の部分である第４接合面５４の面積は、回転軸Ａ１側とは反対側の部分である第５接合面５５の面積より大きくてもよい。

【0071】

図１２は、第４接合面５４および第５接合面５５を示す図である。図１２では、ハッチングによって、第４接合面５４および第５接合面５５が示されている。図１２では、ハッチングの線の傾きを区別することにより、第４接合面５４と、第５接合面５５と、を区別している。

【0072】

第１ブレード４３ａは、遠心力により、第２接合面５２の回転軸Ａ１側の部分である第４接合面５４から剥がれていく傾向がある。そのため、遠心ファン３０は、第２接合面５２において、第４接合面５４の面積を、第５接合面５５の面積より大きくすることにより、第１ブレード４３ａとプレート４１との接合強度を高めることができる。

【0073】

（６－２）変形例１Ｂ
第２接合面５２における第１直線Ｌ１よりも回転軸Ａ１側の部分である第４接合面５４の面積は、第３接合面５３における第１直線Ｌ１よりも回転軸Ａ１側の部分である第６接合面５６の面積より大きくしてもよい。

【0074】

図１３は、第４接合面５４および第６接合面５６を示す図である。図１３では、ハッチングによって、第４接合面５４および第６接合面５６が示されている。図１３では、ハッチングの線の傾きを区別することにより、第４接合面５４と、第６接合面５６と、を区別している。

【0075】

第１ブレード４３ａは、遠心力により、第２接合面５２の回転軸Ａ１側の部分である第４接合面から剥がれていく傾向がある。そのため、遠心ファン３０は、第４接合面５４の面積を、第６接合面５６の面積より大きくすることにより、第１ブレード４３ａとプレート４１との接合強度を高めることができる。

【0076】

（６－３）変形例１Ｃ
以下、複数のブレード４３の内、第１ブレード４３ａに隣接する任意の１つのブレードを、第２ブレード４３ｂと記載する。また、第２ブレード４３ｂのプレート４１側の接合面（第２ブレード４３ｂと第１プレート面４１ａとの接合面）を、第７接合面５７と記載する。図１４は、第１ブレード４３ａの第１接合面５１と、第２ブレード４３ｂの第７接合面５７との拡大図である。

【0077】

このとき、図１４に示すように、第１接合面５１の第２凹部７４と、第２凹部７４の両端を結ぶ第３直線Ｌ３と、によって囲まれた領域の外に、第７接合面５７が位置してもよい。

【0078】

遠心力により第１ブレード４３ａと第２ブレード４３ｂとが変形すると、これに応じて、プレート４１も変形しようとする。このとき、第１ブレード４３ａと第２ブレード４３ｂとが密接していると、プレート４１が変形できず、第１接合面５１および第７接合面５７に大きな負荷がかかる。本実施形態の遠心ファン３０は、第２凹部７４と、第２凹部７４の両端を結ぶ第３直線Ｌ３と、によって囲まれた領域の外に、第７接合面５７が位置する。そのため、遠心ファン３０は、遠心力による第１ブレード４３ａと第２ブレード４３ｂとの変形に応じて、プレート４１が変形できるようになるため、第１接合面５１および第７接合面５７に大きな負荷がかからない。その結果、遠心ファン３０は、第１ブレード４３ａおよび第２ブレード４３ｂと、プレート４１との接合強度を高めることができる。

【0079】

（６－４）変形例１Ｄ
本実施形態では、プレート４１およびリング４２は、アルミまたはアルミ合金によって成形されていた。しかしながら、プレート４１およびリング４２は、ブレード４３と同様に、樹脂によって成形されてもよい。

【0080】

（６－５）変形例１Ｅ
本実施形態では、遠心ファン３０は、エアハンドリングユニットに用いられるターボファンであった。しかし、遠心ファン３０は、例えば、ファンコイルユニットに用いられるターボファン、家庭用室外機において換気ファンや加湿ファンとして用いられるターボファン等、ターボファンとして任意の機器に用いられてもよい。

【0081】

（６－６）
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

【符号の説明】

【0082】

３０ 遠心ファン
４１ プレート
４２ リング
４３ ブレード
４３ａ 第１ブレード
４３ｂ 第２ブレード
５１～５７ 第１接合面～第７接合面
７１ 中空部
７３ 第１凹部
７４ 第２凹部
９１ 先端
９２ 後端
９３ 第１直線の中心
Ａ１ 回転軸
Ａ２ 回転方向
Ｄ１ 第１幅寸法
Ｄ２ 第２幅寸法
Ｌ１～Ｌ３ 第１直線～第３直線

【先行技術文献】

【特許文献】

【0083】

【文献】特開２０１９－１００２０９号公報

【要約】

【課題】遠心ファンは、ブレードが高速回転するため、ブレードとプレートとの接合強度をさらに高めることが望ましい。
【解決手段】遠心ファンは、プレートと、リングと、第１ブレード４３ａを含む複数のブレード４３と、を備える。第１接合面５１は、第１ブレード４３ａのプレート側の接合面である。第１接合面５１は、第２接合面５２と、第３接合面５３と、を有する。第２接合面５２は、第１接合面５１において、第２直線Ｌ２よりも先端９１側の部分である。第３接合面５３は、第１接合面５１において、第２直線Ｌ２よりも後端９２側の部分である。第１幅寸法Ｄ１は、第２接合面５２の第２直線Ｌ２に沿った幅寸法のうち最も大きい。第２幅寸法Ｄ２は、第３接合面５３の第２直線Ｌ２に沿った幅寸法のうち最も大きい。第１幅寸法Ｄ１は、第２幅寸法Ｄ２の１．３倍以上である。
【選択図】図７

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】