特許 7524776 多翼ファン及び室内機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】多翼ファン及び室内機

(51)【国際特許分類】

   F04D 17/04 20060101AFI20240723BHJP

   F04D 29/30 20060101ALI20240723BHJP

   F04D 29/66 20060101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

F04D17/04 B

F04D29/30 101

F04D29/30 C

F04D29/30 F

F04D29/66 M

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021010250

(22)【出願日】2021-01-26

(65)【公開番号】P2022114106

(43)【公開日】2022-08-05

【審査請求日】2023-06-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000006611

【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】澤田 大貴

【審査官】中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１９０７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０５８４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／２０７９０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／００２９８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００３－０２８０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０９４３８７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ １７／０４

Ｆ０４Ｄ ２９／３０

Ｆ０４Ｄ ２９／６６

Ｆ２４Ｆ １／００２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸の軸方向に沿って延ばされると共に、前記回転軸まわりに所定のピッチで配列された複数の翼を備える多翼ファンであって、
前記複数の翼は内周側部と外周側部を有し、
前記複数の翼は前記内周側部を基準としたとき前記外周側部が翼の厚み方向における一方向にずらされると共に前記内周側部と前記外周側部が連結されることで、前記内周側部と前記外周側部の境目に形成される段差部を有する翼を含み、
前記段差部は、前記翼の翼面と交差する端面を有し、
複数の翼の配列方向に隣り合う翼同士は、前記回転軸上でいずれかの翼に前記段差部が形成された位置において、前記回転軸と直交する断面形状が異なって配置され、前記回転軸の軸方向に対する前記端面の傾斜角が互いに異なる、多翼ファン。

【請求項2】

回転軸の軸方向に沿って延ばされると共に、前記回転軸まわりに所定のピッチで配列された複数の翼を備える多翼ファンであって、
前記複数の翼は内周側部と外周側部を有し、
前記複数の翼は前記内周側部を基準としたとき前記外周側部が翼の厚み方向における一方向にずらされると共に前記内周側部と前記外周側部が連結されることで、前記内周側部と前記外周側部の境目に形成される段差部を有する翼を含み、
前記段差部は、前記翼の正圧面に交差して形成された正圧面側の端面と、前記翼の負圧面に交差して形成された負圧面側の端面と、を有し、
前記正圧面側の端面と前記負圧面側の端面は、前記回転軸の軸方向に対する傾斜角が互いに異なり、
複数の翼の配列方向に隣り合う翼同士は、前記回転軸上でいずれかの翼に前記段差部が形成された位置において、前記回転軸と直交する断面形状が異なって配置されている、多翼ファン。

【請求項3】

回転軸の軸方向に沿って延ばされると共に、前記回転軸まわりに所定のピッチで配列された複数の翼を備える多翼ファンであって、
前記複数の翼は内周側部と外周側部を有し、
前記複数の翼は前記内周側部を基準としたとき前記外周側部が翼の厚み方向における一方向にずらされると共に前記内周側部と前記外周側部が連結されることで、前記内周側部と前記外周側部の境目に形成される段差部を有する翼を含み、
前記段差部は、前記翼の翼面と交差する端面を有し、
複数の翼の配列方向に隣り合う翼同士は、前記回転軸上でいずれかの翼に前記段差部が形成された位置において、前記回転軸と直交する断面形状が異なって配置され、前記回転軸の軸方向における前記段差部の前記端面の長さが異なる、多翼ファン。

【請求項4】

前記複数の翼の配列方向に隣り合う翼同士は、翼弦に沿う方向に対する前記段差部の位置が互いに異なる、
請求項１～３のいずれか１項に記載の多翼ファン。

【請求項5】

全ての前記複数の翼は、前記配列方向に隣り合う翼同士において前記回転軸の軸方向に直交する翼の断面形状が互いに異なる、
請求項１～４のいずれか１項に記載の多翼ファン。

【請求項6】

前記複数の翼は、前記段差部を有し、各段差部において、前記内周側部と前記外周側部の一方の各翼面に対して他方の各翼面がずらされる向きが、前記多翼ファンの回転方向に対して同じ向きである、
請求項１～５のいずれか１項に記載の多翼ファン。

【請求項7】

前記段差部において、前記内周側部と前記外周側部の一方の各翼面に対して他方の各翼面は、前記端面に沿う前記他方の厚みよりも大きくずらされている、
請求項１～６のいずれか１項に記載の多翼ファン。

【請求項8】

前記複数の翼は、前記回転軸の回転中心に対する翼の内接円の直径をＡ、翼の外接円の直径をＢとしたとき、翼の内外径比（Ａ／Ｂ）が０．７２０以上、０．８００以下である、
請求項１～７のいずれか１項に記載の多翼ファン。

【請求項9】

前記複数の翼は、前記回転軸の回転中心に対する翼の内接円の直径をＡ、外接円の直径をＢとしたとき、翼の内外径比（Ａ／Ｂ）が０．８００を超える、
請求項１～７のいずれか１項に記載の多翼ファン。

【請求項10】

熱交換器と、
前記熱交換器を通過した空気が流入する、請求項１～９のいずれか１項に記載の多翼ファンと、
を備える、室内機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多翼ファン及び室内機に関する。

【背景技術】

【0002】

回転軸の軸方向に沿って延ばされると共に回転軸まわりに配列された複数の翼を備える多翼ファンが知られている。この種の多翼ファンとしては、遠心ファンや、例えば空気調和機が備えるクロスフローファン（貫流ファン）がある（特許文献１）。

【0003】

上述した多翼ファンでは、翼の回転時に翼間の気流の風切り音である翼ピッチ音（周期音）が発生し、回転時の騒音になる。この翼ピッチ音は、一般にＮｚ音と呼ばれ、多翼ファンの回転数Ｎと翼の個数ｚの積（Ｎ×ｚ）によって周波数が表される。翼ピッチ音は、翼の個数が多いほど周波数が高くなり、（周波数）＝（回転数）×（翼の個数）で決まる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許２０１４－１９０５４３号公報

【文献】特許昭６０－１７２９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

多翼ファンでは、翼ピッチ音を抑制するために、翼のピッチが異なるように配列（以下、不等ピッチ配列と称する。）する構造が知られている（特許文献２）。しかし、不等ピッチ配列する構造では、隣り合う翼同士の間における翼面に沿う流路全体が狭くなる個所において、流路抵抗が増えるおそれがある。

【0006】

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、翼の回転時に生じる翼ピッチ音による騒音を抑えると共に、不等ピッチ配列と比べて流路抵抗を抑えることができる多翼ファン及び室内機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願の開示する多翼ファンの一態様は、回転軸の軸方向に沿って延ばされると共に、回転軸まわりに所定のピッチで配列された複数の翼を備える多翼ファンであって、複数の翼は内周側部と外周側部を有し、複数の翼は内周側部を基準としたとき外周側部が翼の厚み方向における一方向にずらされると共に内周側部と外周側部が連結されることで、内周側部と外周側部の境目に形成される段差部を有する翼を含み、段差部は、翼の翼面と交差する端面を有し、複数の翼の配列方向に隣り合う翼同士は、回転軸上でいずれかの翼に段差部が形成された位置において、回転軸と直交する断面形状が異なって配置され、回転軸の軸方向に対する端面の傾斜角が互いに異なる。

【発明の効果】

【0008】

本願の開示する多翼ファンの一態様によれば、翼の回転時に生じる翼ピッチ音による騒音を抑えると共に、不等ピッチ配列と比べて流路抵抗を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施例の室内機を示す断面図である。

【図2】図２は、実施例の多翼ファンを示す斜視図である。

【図3】図３は、実施例の多翼ファンを示す断面図である。

【図4】図４は、実施例の多翼ファンの翼の一例を拡大して示す模式図である。

【図5】図５は、実施例の多翼ファンの翼の他の例を拡大して示す模式図である。

【図6】図６は、実施例の多翼ファンにおける複数の翼の段差部の一例を示す断面図である。

【図7】図７は、実施例の多翼ファンにおける複数の翼の段差部の変形例１を示す断面図である。

【図8】図８は、実施例の多翼ファンにおける複数の翼の段差部の変形例１を示す平面図である。

【図9】図９は、実施例の多翼ファンにおける複数の翼の段差部の変形例２を示す平面図である。

【図10】図１０は、実施例の多翼ファンにおける複数の翼の段差部の変形例３を示す平面図である。

【図11】図１１は、実施例の多翼ファンにおける騒音レベルを説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本願の開示する多翼ファン及び室内機の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例によって、本願の開示する多翼ファン及び室内機が限定されるものではない。

【実施例】

【0011】

（室内機の構成）
図１は、実施例の室内機を示す断面図である。図２は、実施例の多翼ファンを示す斜視図である。図１に示すように、実施例の室内機１は、冷凍サイクル装置、例えば、空気調和機（図示せず）を構成する室内機であり、熱交換器５と、熱交換器５を通過した空気が流入する多翼ファン６と、多翼ファン６から送られる気流の流路を形成するファンケーシング７と、熱交換器５、多翼ファン６、ファンケーシング７を内部に収容する本体ケーシング８と、を備える。本体ケーシング８は、空気の吸い込み口８ａ及び吹き出し口８ｂを有する。

【0012】

多翼ファン６は、図２に示すように、複数の翼１２が回転軸１３まわりに配列された羽根車１１を備える。羽根車１１は、回転軸１３の軸方向Ｘに複数配列されており、各羽根車１１の間に仕切板１４を挟んで連結されている。回転軸１３の軸方向Ｘにおける両端には、回転軸１３を備える端板１５が設けられており、ファンケーシング７の図示しない軸受けに多翼ファン６の両端の回転軸１３が回転可能に支持されている。

【0013】

また、各羽根車１１は、回転軸１３まわりの周方向、つまり複数の翼１２の配列方向に対して互いにずらされて連結されている。これにより、各羽根車１１は、回転軸１３の軸方向Ｘに並ぶ羽根車１１間で翼ピッチ音に位相差が生じるので、多翼ファン６の回転時の騒音を抑えられる。

【0014】

（多翼ファンの構成）
図３は、実施例の多翼ファン６を示す断面図である。実施例の多翼ファン６は、空気の流れが、回転軸１３の軸方向Ｘと交差する方向に多翼ファン６を貫通する、いわゆる貫流ファンとして用いられている。

【0015】

多翼ファン６は、図２に示すように、回転軸１３の軸方向Ｘに沿って延ばされると共に、図３に示すように、回転軸１３まわりに所定のピッチＰで配列された複数の翼１２を備える（等ピッチ配列）。翼１２の翼面１７は、多翼ファン６の回転方向Ｒとは逆方向に向かって凸となるように湾曲しており、正圧面１７ａと負圧面１７ｂを有する。翼１２は、多翼ファン６の回転中心Ｏ側に位置し、翼１２の翼面を形成する内周側部１８ａと、回転中心Ｏ側とは反対側に位置、翼１２の翼面を形成する外周側部１８ｂと、を有する。なお、実施例の多翼ファン６は、翼１２が等ピッチ配列にされたが、等ピッチ配列に限定するものではなく、翼１２が不等ピッチ配列にされてもよい。

【0016】

図４は、実施例の多翼ファン６の翼１２の一例を拡大して示す模式図である。図４に示すように、複数の翼１２は、翼１２の内周側部１８ａと外周側部１８ｂのうち、一方の各翼面１７に対して他方の各翼面１７が、翼１２の厚み方向における一方向にずらされると共に内周側部１８ａと外周側部１８ｂが連結されることで形成される段差部２０を有する翼１２を含む。言い換えると、本実施例の多翼ファン６では一例として、内周側部１８ａに対して外周側部１８ｂが翼１２の厚み方向に沿って、多翼ファン６の回転方向Ｒにずらされることで段差部２０が形成される共に、正圧面１７ａにおいて内周側部１８ａと外周側部１８ｂとが段差部２０（端面２０ａ）によって連結され、負圧面１７ｂにおいて内周側部１８ａと外周側部１８ｂとが段差部２０（端面２０ｂ）によって連結されている。ここで翼１２の厚み方向は、翼１２の翼弦に沿う方向に直交する方向を指す。なお、この場合、回転軸１３の軸方向に垂直な断面において端面２０ａと内周側部１８ａの正圧面１７ａのなす角が９０度であるが、９０度より大きくても良い。また、回転軸１３の軸方向に垂直な断面において端面２０ｂと外周側部１８ｂの負圧面１７ｂのなす角が９０度であるが、９０度より大きくてもよい。

【0017】

本実施例の多翼ファン６では、例えば、複数の翼１２の全てに段差部２０がそれぞれ形成されるが、この構造に限定されず、複数の翼１２のうちの少なくとも１つの翼１２が段差部２０を有する構造であればよい。そして、本実施例の多翼ファン６は、回転軸１３の軸方向Ｘにおいて段差部２０を通る、翼１２の同一位置で、回転軸１３の軸方向Ｘに直交する翼１２の断面形状（以下、翼１２の断面形状と称する。）が互いに異なる２つの翼１２が、複数の翼１２の配列方向に隣り合って配置されている。言い換えると、複数の翼１２の配列方向に隣り合う翼１２同士は、翼面１７に交差し翼弦に沿う翼１２の断面形状が互いに異なる。なお、多翼ファン６は、複数の翼１２の配列方向において、少なくとも２つの翼１２の断面形状が互いに異なり、この２つの翼１２が隣り合って配置されていればよく、断面形状が異なる翼１２間で、翼ピッチ音の周波数を異ならせることができる。

【0018】

多翼ファン６は、正圧面１７ａ及び負圧面１７ｂが、翼１２の厚み方向における一方向にずらされると共に内周側部１８ａと外周側部１８ｂが連結された段差部２０が形成されることにより、内周側部１８ａと外周側部１８ｂのうちのいずれか一方のみが翼１２の厚み方向にずらされるので、翼１２が不等ピッチ配列される構造のように、隣り合う翼１２同士の間の流路全体のピッチが狭まることで流路抵抗が増えることが抑えられる。すなわち、多翼ファン６は、翼１２が不等ピッチ配列される構造と比べて、隣り合う翼１２同士の間の流路抵抗を抑えられる。言い換えると、多翼ファン６では、隣り合う翼１２同士の間の流路において、段差部２０の箇所で流路抵抗が増えるおそれがあるが、不等ピッチ配列のように、隣り合う翼１２同士の間の流路全体で流路抵抗が増えることを避けられる。

【0019】

例えば、図４に示すように、多翼ファン６が有する翼１２の段差部２０は、正圧面１７ａに凹部を形成すると共に、負圧面１７ｂに、正圧面１７ａの凹部の深さに相当する高さの凸部を形成する構造に相当する。つまり、翼１２の厚み方向において、段差部２０によって、内周側部１８ａの正圧面１７ａが外周側部１８ｂの正圧面１７ａよりも窪んでおり、内周側部１８ａの負圧面１７ｂが外周側部１８ｂの負圧面１７ｂよりも突出している。

【0020】

ここで、図示しないが、例えば、翼１２の負圧面１７ｂを変化させずに正圧面１７aに凹部を形成する参考例と、段差部２０が翼１２に形成された実施例とを比較してみる。この場合、実施例における段差部２０を有する翼１２は、翼１２の厚み方向において正圧面１７ａに凹部が形成されると共に負圧面１７ｂに凸部が形成される点で、負圧面１７ｂを変化させずに正圧面１７ａに凹部を形成する参考例と異なる。

【0021】

負圧面１７ｂを変化させずに正圧面１７ａに凹部を形成する参考例では、凹部によって翼ピッチ音に位相差を生じさせる作用を翼１２の一方の翼面１７（正圧面１７ａ）のみに与えられるが、この作用を翼１２の他方の翼面１７（負圧面１７ｂ）に与えられない。これに対して、実施例における翼１２の段差部２０によれば、凹部によって翼ピッチ音に位相差を生じさせる作用を正圧面１７ａに与えられると共に、凸部によって翼ピッチ音に位相差を生じさせる作用を負圧面１７ｂに与えられる。

【0022】

このように、実施例における段差部２０は、翼１２の正圧面１７ａと負圧面１７ｂの両方で翼ピッチ音に位相差を生じさせることで、翼ピッチ音に生じる位相差を大きくできるので、参考例よりも騒音を低減する効果が高い。さらに、実施例の段差部２０では、後述する段差部２０における端面２０ａと端面２０ｂの傾斜角を互いに異ならせることで、正圧面１７ａによって翼ピッチ音に生じる位相差と、負圧面１７ｂによって翼ピッチ音に生じる位相差とを異ならせることが可能であり、翼１２の位置によって風を切るタイミングが異なるので騒音の位相が異なり、それらが干渉して騒音を低減させる効果を高められる。

【0023】

また、例えば、翼１２の一方の翼面１７のみに凹部を形成する参考例では、翼ピッチ音に生じさせる位相差を大きくする場合、凹部を大きく形成する必要があり、凹部によって翼１２の厚みが薄くなることで翼１２の機械的強度が低下する不都合がある。さらに、参考例において、凹部を大きく形成しながら翼１２の機械的強度を確保する場合には、翼１２の厚みを大きくする必要があり、翼１２の厚みを大きくすると隣り合う翼１２同士の間隔が狭まり、隣り合う翼１２同士の間における流路抵抗が増える不都合がある。

【0024】

また、多翼ファン６では、複数の翼１２の配列方向に隣り合う各翼１２において、内周側部１８ａに対して外周側部１８ｂが、多翼ファン６の回転方向Ｒに向かって揃えてずらされることで、隣り合う翼１２間における流路が狭くなることが避けられ、流路抵抗が抑えられる。これにより、翼１２間の流路を翼面１７に沿って通過する気流に圧力損失が生じることが抑えられ、多翼ファン６を駆動するモータ（図示せず）の消費電力の低減を図れる。言い換えると、隣り合う翼１２間における流路で生じる気流の圧力損失を減少させて、多翼ファン６の風量を増やすことができる。

【0025】

なお、複数の翼１２の配列方向に隣り合う各翼１２において、外周側部１８ｂに対して内周側部１８ａがずらされる方向は、多翼ファン６の回転方向Ｒに限定されず、隣り合う翼１２が、回転方向Ｒとは逆方向にずらされてもよい。

【0026】

図示しないが、多翼ファン６は、例えば、段差部２０を有する翼１２と、段差部２０が無い翼１２が隣り合って配置される構造であってもよい。この構造であっても、段差部２０を有する翼１２と、段差部２０が無い翼１２との間で、周波数を異ならせることが可能であり、多翼ファン６の騒音を抑える効果が得られる。

【0027】

上述のように、隣り合う翼１２同士において翼１２の断面形状が異なるとは、隣り合う各翼１２の、回転軸１３の軸方向Ｘに直交する断面形状を、回転軸１３の軸方向Ｘにおいて段差部２０を通る、翼１２の同一位置で比較したときに、翼１２の断面形状が互いに異なることを指す。このように異なる翼１２の断面形状には、段差部２０の断面形状が異なる構造と、翼弦に沿う方向における段差部２０の位置が異なる構造が含まれる。

【0028】

（段差部の断面形状）
段差部２０は、図４に示すように、翼１２の翼面１７と交差する２つの端面２０ａ、２０ｂを有する。段差部２０の正圧面１７ａ側の端面２０ａは、翼１２の正圧面１７ａと交差しており、内周側部１８ａ側の正圧面１７ａと外周側部１８ｂ側の正圧面１７ａに跨って形成されている。同様に、段差部２０の負圧面１７ｂ側の端面２０ｂは、翼１２の負圧面１７ｂと交差しており、内周側部１８ａの負圧面１７ｂと外周側部１８ｂの負圧面１７ｂに跨って形成されている。また、端面２０ａと端面２０ｂは、同一面上に位置している。また、段差部２０は、翼１２における回転軸１３の軸方向Ｘにわたって形成されるが、軸方向Ｘにおける翼１２の一部に形成されてもよい。

【0029】

隣り合う翼１２同士で段差部２０の断面形状が異なる構造には、内周側部１８ａの正圧面１７ａに対する外周側部１８ｂの正圧面１７ａの変位量、つまり、翼面１７に交差する方向に対する段差部２０の深さが異なる構造が含まれる。この構造を言い換えると、翼面１７に交差する方向に対する、段差部２０の端面２０ａ、２０ｂの幅が異なる構造である。また、翼１２同士で段差部２０の断面形状が異なる構造には、翼面１７に対する端面２０ａ、２０ｂの傾斜角が異なる構造、つまり翼面１７と端面２０ａ、２０ｂとがなす角度を異なる構造も含まれる。このように複数の翼１２の配列方向に隣り合う翼１２同士の各段差部２０において、端面２０ａ、２０ｂの表面を通過する空気の流れ方向や風速を異ならせることができる。これにより、翼面１７に対する端面２０ａ、２０ｂの傾斜角が異なることで、隣り合う翼１２間で翼ピッチ音の周波数を異ならせることができる。

【0030】

また、段差部２０の深さは、例えば、翼弦長Ｌの中央における翼１２の厚みの１／２程度に設定されているが、深さを限定するものではない。翼１２の厚みが薄い場合には、翼１２間で翼ピッチ音の周波数が適正に変化するように段差部２０の深さを確保できないこともある。この場合、段差部２０の深さは、翼１２の厚みと同等に形成されたり、翼１２の厚みよりも大きく形成されたりしてもよい。また、複数の翼１２は、段差部２０が、翼１２の厚みが最大になる最大肉厚部に端面２０ａ、２０ｂが位置するように形成されている翼１２を含む。翼１２の最大肉厚部は、例えば、翼１２の翼弦に沿う方向において、翼弦長Ｌの中央よりも内周側部１８ａ側に位置しており、内周側部１８ａに段差部２０が形成されている。

【0031】

図５は、実施例の多翼ファン６の翼１２の他の例を拡大して示す模式図である。図５に示すように、他の例の翼１２は、図４に示した翼１２と比べて翼１２の厚みが薄く形成されている。段差部２０において、内周側部１８ａの各翼面１７である正圧面１７ａ及び負圧面１７ｂに対して、外周側部１８ｂの各翼面１７である正圧面１７ａ及び負圧面１７ｂは、端面２０ｂに沿う外周側部１８ｂの厚みよりも大きくずらされている。このように段差部２０の深さは、段差部２０が形成される部分の翼１２の厚み以上に形成されてもよい。

【0032】

図５に示す例の翼１２では、内周側部１８ａの各翼面１７である正圧面１７ａ及び負圧面１７ｂに対して、外周側部１８ｂの各翼面１７である正圧面１７ａ及び負圧面１７ｂは、端面２０ｂに沿う外周側部１８ｂの厚みよりも大きくずらされているので、段差部２０の端面２０ａと端面２０ｂが翼弦に沿う方向に対して離れている。端面２０ａと端面２０ｂとの間の距離は、例えば、端面２０ｂに沿う外周側部１８ｂの厚み程度に形成されており、段差部２０の機械的強度が確保されている。

【0033】

図６は、実施例の多翼ファン６における複数の翼１２の段差部２０の一例を示す断面図である。図６に示すように、複数の翼１２の配列方向に隣り合う翼１２同士は、段差部２０の深さが異なっており、例えば、段差部２０の深さが、多翼ファン６の回転方向Ｒに対して徐々に大きくなるように形成されている。なお、このように段差部２０の深さが、多翼ファン６の回転方向Ｒに沿って徐々に変化する構造に限定されず、例えば、複数の翼１２の配列方向において、隣り合う翼１２同士の各段差部２０の深さが不規則に異なっていてもよい。多翼ファン６は、隣り合う翼１２同士において段差部２０の深さが異なるように形成されていればよく、隣り合う翼１２間で翼ピッチ音の周波数を異ならせることができる。

【0034】

（変形例１）
図７は、実施例の多翼ファン６における複数の翼１２の段差部２０の変形例１を示す断面図である。図８は、実施例の多翼ファン６における複数の翼１２の段差部２０の変形例１を示す平面図である。

【0035】

図７及び図８に示すように、変形例１では、複数の翼１２の配列方向に隣り合う翼１２同士において、翼弦に沿う方向に対する段差部２０の位置が異なっており、例えば、段差部２０の位置が、多翼ファン６の回転方向Ｒに沿って、内周側部１８ａ側から外周側部１８ｂ側に徐々に変化するように形成されている。なお、このように段差部２０の位置が、回転方向Ｒに沿って徐々に変化する構造に限定されず、例えば、複数の翼１２の配列方向において、隣り合う翼１２同士の各段差部２０の位置が不規則に異なっていてもよい。多翼ファン６は、隣り合う翼１２同士において段差部２０の位置が異なるように形成されていればよく、隣り合う翼１２間で翼ピッチ音の周波数を更に異ならせることができる。

【0036】

なお、隣り合う翼１２同士は、段差部２０の深さと段差部２０の位置を組み合わせることにより、翼１２の断面形状が異なっていてもよく、複数の翼１２の全ての断面形状が異なるように形成されてもよい。

【0037】

図６～図８に示した多翼ファン６では、１つの翼１２において、段差部２０を有する翼１２の断面形状が、回転軸１３の軸方向Ｘにおいて同一形状に形成されているが、１つの翼１２における翼１２の断面形状が回転軸１３の軸方向Ｘに沿って変化するように形成されてもよい。

【0038】

（変形例２）
図９は、実施例の多翼ファン６における複数の翼１２の段差部２０の変形例２を示す平面図である。図９に示すように、１つの翼１２において、段差部２０の端面２０ａ、２０ｂが、回転軸１３の軸方向Ｘに対して傾斜されることで、翼１２の断面形状が回転軸１３の軸方向Ｘにおいて変化している。このため、１つの翼１２において、翼弦に沿う方向における段差部２０の位置（端面２０ａ、２０ｂの位置）が、回転軸１３の軸方向における位置に応じて変化する。また、翼１２は、翼弦に沿う方向における翼１２の厚みが均一ではないので、翼弦に沿う方向における段差部２０の位置が変化することに伴って、段差部２０の深さも変化する。

【0039】

そして、変形例２では、複数の翼１２の配列方向、つまり多翼ファン６の回転方向Ｒにおいて、回転軸１３の軸方向Ｘに対する端面２０ａ、２０ｂの傾斜角θが互いに異なる２つの翼１２が隣り合って配置されている。このため、例えば、図９中のＤ－Ｄ断面において、隣り合う翼１２同士の翼１２の断面形状が異なることにより、隣り合う翼１２間で翼ピッチ音の周波数を異ならせることができる。

【0040】

上述した段差部２０を有する翼１２は、成形金型を用いた射出成形によって形成されており、成形された翼１２を成形金型に対して、翼面１７に交差し翼弦に沿う断面と直交する方向、つまり回転軸１３の軸方向Ｘに抜くことで形成される。このため、翼１２の成形時に成形金型に対する翼１２の抜き勾配を調整することにより、回転軸１３の軸方向Ｘに対する段差部２０の端面２０ａ、２０ｂの傾斜角θを容易に変化させることができる。したがって、隣り合う翼１２同士において、回転軸１３の軸方向Ｘに対する段差部２０の端面２０ａ、２０ｂの傾斜角θを異ならせることで、段差部２０の位置や深さを容易に異ならせることができる。

【0041】

また、段差部２０において、正圧面１７ａ側の端面２０ａと負圧面１７ｂ側の端面２０ｂは、回転軸１３の軸方向Ｘに対する傾斜角が互いに異なる。これにより、段差部２０によって正圧面１７ａ側の気流の翼ピッチ音が発生する位相と、段差部２０によって負圧面１７ｂ側の気流の翼ピッチ音が発生する位相を互いに異ならせることができるので、翼ピッチ音による騒音を低減できる。なお、成形金型で成形された翼１２を成形金型から回転軸１３の軸方向Ｘに抜く場合、成形金型に対する翼１２の抜き方向とは逆方向に向かって、段差部２０の端面２０ａの位置が徐々に内周側部１８ａに近づくと共に、端面２０ｂの位置が徐々に外周側部１８ｂに近くづくように各端面２０ａ、２０ｂが傾斜されている。

【0042】

（変形例３）
図１０は、実施例の多翼ファン６における複数の翼１２の段差部２０の変形例３を示す平面図である。図１０に示すように、変形例３では、複数の翼１２の配列方向に隣り合う翼１２同士において、翼弦に沿う方向における段差部２０の断面形状が同一であり、回転軸１３の軸方向Ｘに対する段差部２０の長さＨが異なる。変形例３では、隣り合う翼１２同士において段差部２０の長さＨが異なるので、例えば、図１０中のＥ－Ｅ断面において、隣り合う翼１２同士の翼１２の断面形状が異なることにより、隣り合う翼１２間で翼ピッチ音の周波数を異ならせることができる。

【0043】

なお、図示しないが、隣り合う翼１２同士において、上述した実施例、変形例１、２の段差部２０の構造と組み合わされて、段差部２０の長さＨが異なるように形成されてもよく、実施例の効果が更に高められる。また、多翼ファン６は、実施例、変形例１～３の各翼１２をそれぞれ備えてもよい。

【0044】

（段差部の作用）
以上のように多翼ファン６の隣り合う翼１２同士は、実施例、変形例１～３における段差部２０のいずれかを有することにより、各翼１２の断面形状が異なるので、隣り合う翼１２間で翼ピッチ音の周波数を異ならせる。これにより、隣り合う翼１２同士において、翼ピッチ音の周波数を分散させることが可能になり、翼１２の回転時に生じる翼ピッチ音による騒音が抑えられる。また、翼１２は、内周側部１８ａと外周側部１８ｂが段差部２０によって連結されているので、機械的強度が低下することが抑えられる。

【0045】

図１１は、実施例の多翼ファン６における騒音レベルを説明するための図である。図１１において、縦軸が、騒音レベル［ｄＢ］を示し、横軸が騒音の周波数［Ｈｚ］を示す。図１１において、実施例の多翼ファン６を破線で示し、比較例の多翼ファンを実線で示す。

【0046】

比較例の多翼ファンは、翼１２が段差部２０を有さず、複数の翼１２の配列方向において翼１２の断面形状が同一である。図１１に示すように、実施例の多翼ファン６は、段差部２０を有する翼１２の断面形状が、翼１２の配列方向に隣り合う翼１２同士で異なることで、翼１２間で翼ピッチ音の周波数を異ならせることで、矢印Ｆ１で示す１次の周波数付近と、矢印Ｆ２で示す２次の周波数付近において、騒音レベルを低減できる。

【0047】

（翼の内外径比）
上述した多翼ファン６の複数の翼１２は、図３に示すように、回転軸１３の回転中心Ｏに対する翼１２の内接円Ｃ１の直径（内径）をＡ、翼１２の外接円Ｃ２の直径（外径）をＢとしたとき、翼１２の内外径比（Ａ／Ｂ）が０．７２０以上、０．８００以下である。このような翼１２の内外径比（Ａ／Ｂ）の場合に、実施例における段差部２０によって、翼ピッチ音の周波数を異ならせることにより、段差部２０が無い多翼ファンに比べて騒音を低減できる。

【0048】

また、多翼ファン６の風量を増やすために翼１２の内外径比（Ａ／Ｂ）を拡大し、翼１２の内外径比（Ａ／Ｂ）が０．８００を超える場合には、多翼ファン６を貫通するように翼１２間を通過する風速が増加するので、騒音の悪化を引き起こすおそれがある。このような場合であっても、段差部２０によって翼ピッチ音の位相を異ならせることにより、騒音の悪化を回避しつつ風量を増やすことができる。

【0049】

（効果）
上述したように多翼ファン６において、複数の翼１２は内周側部１８ａと外周側部１８ｂを有し、複数の翼１２は内周側部１８ａを基準としたとき外周側部１８ｂが、翼１２の厚み方向における一方向にずらされると共に内周側部１８ａと外周側部１８ｂが連結されることで、内周側部１８ａと外周側部１８ｂの境目に形成される段差部２０を有する翼１２を含む。回転軸１３の軸方向Ｘにおいて段差部２０を通る、複数の翼１２の配列方向に隣り合う翼１２同士は、回転軸１３上でいずれかの翼１２に段差部２０が形成された位置において、回転軸１３と直交する断面形状が異なって配置されている。これにより、複数の翼１２において、隣り合う翼１２の翼ピッチ音の周波数を変化させることで、翼１２の回転時に生じる翼ピッチ音による騒音を抑えることができる。

【0050】

加えて、多翼ファン６が有する翼１２には、正圧面１７ａ及び負圧面１７ｂが、翼１２の厚み方向における一方向にずらされることで、内周側部１８ａと外周側部１８ｂの境目に形成される段差部２０を有することにより、内周側部１８ａと外周側部１８ｂのうちのいずれか一方のみが翼１２の厚み方向にずらされるので、翼１２が不等ピッチ配列される構造のように、隣り合う翼１２同士の間の流路全体で流路抵抗が増えることが抑えられる。すなわち、多翼ファン６は、翼１２が不等ピッチ配列される構造と比べて、隣り合う翼１２同士の間の流路抵抗を抑えられる。

【0051】

また、多翼ファン６は、段差部２０において内周側部１８ａと外周側部１８ｂが連結されていることで、翼１２の機械的強度の低下を抑えられる。加えて、多翼ファン６では、内周側部１８ａの各翼面１７が外周側部１８ｂの各翼面１７に対して翼１２の厚み方向にずらされることによって段差部２０が形成されることにより、翼弦に沿う方向において翼１２の厚みが大きく変化することが避けられ、翼１２の機械的強度の低下を抑えると共に、成形金型から翼１２を取り出す際の離型性の低下を抑えられえる。

【0052】

また、多翼ファン６において、複数の翼１２の配列方向に隣り合う２つの翼１２は、翼弦に沿う方向に対する段差部２０の位置が互いに異なる。このように隣り合う翼１２同士において、段差部２０の位置を異ならせることにより、隣り合う翼１２間で翼ピッチ音の周波数を異ならせることができるので、翼ピッチ音による騒音を抑えることができる。

【0053】

また、多翼ファン６において、複数の翼１２の配列方向に隣り合う２つの翼１２は、回転軸１３の軸方向Ｘに対する段差部２０の端面２０ａ、２０ｂの傾斜角θが互いに異なる。このように、段差部２０の端面２０ａ、２０ｂの傾斜角θを異ならせることで、翼弦に沿う方向における段差部２０の位置や深さを容易に変化させることができる。また、成形金型に対する翼１２の抜き勾配を調節することで、翼弦に沿う方向における段差部２０の端面２０ａ、２０ｂの位置や段差部２０の深さを容易に調整できる。その結果、翼弦に沿う方向において断面形状が異なる複数の翼１２を容易に形成できる。

【0054】

また、多翼ファン６において、複数の翼１２の配列方向に隣り合う２つの翼１２は、回転軸１３の軸方向Ｘにおける段差部２０の長さＨが異なる。このように隣り合う翼１２同士において、段差部２０の長さＨを異ならせることにより、隣り合う翼１２間で翼ピッチ音の周波数を異ならせることができるので、翼ピッチ音による騒音を抑えることができる。

【0055】

また、多翼ファン６において、複数の翼１２の配列方向に隣り合う翼１２同士は、回転軸１３の軸方向Ｘに直交する翼１２の断面形状が互いに異なる。このように、複数の翼１２の配列方向の全周にわたって、全ての隣り合う翼１２間で翼ピッチ音の周波数を異ならせることにより、翼ピッチ音による騒音を抑える効果を更に高められる。

【0056】

また、多翼ファン６は、複数の翼１２の各段差部２０において、内周側部１８ａと外周側部１８ｂのうち、一方の各翼面１７に対して他方の各翼面１７がずらされる向きが、多翼ファン６の回転方向Ｒに対して同じ向きである。このように各翼１２のずらされる向きが回転方向Ｒに対して一方向に揃えられていることにより、隣り合う翼１２間の流路が狭くならないように流路を適正に確保し、隣り合う翼１２間における気流の圧力損失を抑えて、多翼ファン６の風量を増やすことができる。また、多翼ファン６は、隣り合う翼１２間における気流の流動抵抗が抑えられるので、多翼ファン６を駆動するための消費電力を減らせる。

【0057】

また、多翼ファン６は、段差部２０において、内周側部１８ａと外周側部１８ｂのうち、一方の各翼面１７に対して他方の各翼面１７が、端面２０ａ、２０ｂに沿う他方の厚みよりも大きくずらされている。これにより、翼１２の厚みが薄い場合であっても、翼１２の厚み方向にずらされる内周側部１８ａと外周側部１８ｂとの変位量を適正に確保し、翼１２間で翼ピッチ音の周波数を異ならせることができる。

【0058】

また、多翼ファン６において、複数の翼１２は、回転軸１３の回転中心Ｏに対する翼１２の内接円Ｃ１の直径をＡ、翼１２の外接円Ｃ２の直径をＢとしたとき、翼１２の内外径比（Ａ／Ｂ）が０．７２０以上、０．８００以下である。これにより、このような翼１２の内外径比（Ａ／Ｂ）の場合に、段差部２０によって翼ピッチ音の位相を異ならせることにより、段差部２０が無い多翼ファンに比べて騒音を低減できる。

【0059】

また、多翼ファン６において、複数の翼１２は、回転軸１３の回転中心Ｏに対する翼１２の内接円Ｃ１の直径をＡ、外接円Ｃ２の直径をＢとしたとき、翼１２の内外径比（Ａ／Ｂ）が０．８００を超える。翼１２の内外径比（Ａ／Ｂ）が０．８００を超える場合には、多翼ファン６を貫通するように翼１２間を通過する風速が増加して騒音の悪化を引き起こすおそれがあるが、段差部２０によって翼ピッチ音の位相を異ならせることで、騒音の悪化を回避しつつ風量を増やすことができる。

【0060】

なお、本願の開示する多翼ファンは、実施例において貫流ファンとして用いられたが、貫流ファンに限定されない。多翼ファンは、例えば、シロッコファン等の遠心ファンに適用されてもよく、本実施例と同様の効果が得られる。

【符号の説明】

【0061】

１ 室内機
５ 熱交換器
６ 多翼ファン
１２ 翼
１３ 回転軸
１７ 翼面
１７ａ 正圧面
１７ｂ 負圧面
１８ａ 内周側部
１８ｂ 外周側部
２０ 段差部
２０ａ、２０ｂ 端面
Ａ、Ｂ 直径
（Ａ／Ｂ） 内外径比
Ｃ１ 内接円
Ｃ２ 外接円
Ｈ 長さ
Ｌ 翼弦長
Ｘ 軸方向
θ 傾斜角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】