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Title:
FAN GUARD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/044627
Kind Code:
A1
Abstract:
A fan guard which reduces fluid noise while holding the conventional function for blocking intrusion of a hand of a person or a foreign matter. In a fan guard (200) constituted of a plurality of crosspieces (110) and arranged at an outlet (6) of an engine driven heat pump (1) having a fan (5), the crosspieces (110) are formed by continuing unit shapes (110a) bending or curving relative to the reference line (S) for constituting the crosspieces (110) on the fan guard (200). The unit shape (110a) is formed to have a wavy shape, for example.

Inventors:
SUGIMOTO KAZUMA (JP)
SAITO MASAHIRO (JP)
NAKAGAWA SHUUICHI (JP)
MURAYAMA MASAAKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/066662
Publication Date:
April 09, 2009
Filing Date:
September 16, 2008
Export Citation:
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Assignee:
YANMAR CO LTD (JP)
SUGIMOTO KAZUMA (JP)
SAITO MASAHIRO (JP)
NAKAGAWA SHUUICHI (JP)
MURAYAMA MASAAKI (JP)
International Classes:
F24F5/00; F24F1/40; F24F1/56
Foreign References:
JP2003130396A2003-05-08
JP2005351546A2005-12-22
JP2005351546A2005-12-22
JP2006300375A2006-11-02
Other References:
See also references of EP 2196739A4
Attorney, Agent or Firm:
YANO, Juichiro (Twin 21 MID Tower 34th Floor1-61, Shiromi 2-chome,Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka, JP)
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Claims:
 送風ファンを有する送風装置の吹き出し口又は吸い込み口に配設され、複数の桟材にて構成されるファンガードにおいて、
 前記桟材は、前記ファンガードにおいて前記桟材が配置される基準線に対して屈折又は屈曲する単位形状を連続させることによって形成されることを特徴とするファンガード。
 請求項1記載のファンガードにおいて、
 前記単位形状は波形状であることを特徴とするファンガード。
 請求項1記載のファンガードにおいて、
 前記単位形状は三角形状であることを特徴とするファンガード。
 請求項1記載のファンガードにおいて、
 前記単位形状は四角形状であることを特徴とするファンガード。
 請求項1記載のファンガードにおいて、
 前記単位形状が波形状、三角形状、又は四角形状である桟材より少なくとも2以上の桟材を組み合わせることを特徴とするファンガード。
 請求項1~5のいずれか1項に記載のファンガードにおいて、
 前記単位形状の屈折位置又は屈曲位置から前記基準線に下ろした垂線を前記送風装置の流れ方向と平行にすることを特徴とするファンガード。
 請求項1~5のいずれか1項に記載のファンガードにおいて、
 前記単位形状の屈折角度又は屈曲角度を二等分する二等分線を前記送風装置の流れ方向と平行にすることを特徴とするファンガード。
Description:
ファンガード

 本発明は、ファンガードに関する。

 従来、空気調和装置の室外機等に設けら る送風装置は公知である。その送風装置の 風ファンの吸い込み部又は吹き出し部には 人の手や異物の侵入を阻止するために、フ ンガードが設けられている。ファンガード 、高い通気性及び静粛性が必要とされてい ため、桟材を組み合わせて構成されている

 送風装置における流体騒音は、ファン音 ガード音に分けられる。ファン音とは、フ ンの回転によって生ずる騒音である。一方 ガード音とは、風がファンガードを通過す ときの風切り音である。ガード音の大きさ 、桟材表面の圧力変動の大きさと、桟材か 発生する渦の相関長と、に比例する。圧力 動とは、気流がファンガードを通過すると 、桟材表面で生じる静圧の変動である。渦 相関長とは、桟材から発生する縦渦の長さ ある。

 日本特開2005-351546号公報は、螺旋形状又 凹凸形状等のガード桟材を用いて、ガード 材から発生する渦の相関長を短くしたファ ガードを開示している。また、日本特開2006- 300375号公報は、ガード桟材表面に毛を付加し 、ガード桟材から発生する渦を抑制し、ガー ド桟材表面の圧力変動を低減したファンガー ドを開示している。このように、送風装置に おける流体騒音の低減は、いくつかの技術が 開示されている。

 しかし、日本特開2005-351546号公報及び日 特開2006-300375号公報に開示されたファンガー ドは、桟材の製作困難性、桟材同士の溶接部 の信頼性低下、桟材の塗装の困難性又は耐久 性等、製品化において課題がある点で不利で ある。

 近年、送風装置、並びに送風装置を搭載 る製品は、小型化が求められている。同時 、送風装置は、流体騒音の低減が求められ いる。一方で、空気調和装置の室外機は、 スペース設計のため、熱交換器が小さくさ る。そして、室外機が同じ熱交換能力を出 ためには、風量を増加する必要があるため 必然的に発生する流体騒音が大きくなる。 まり、送風装置は、現状以上に流体騒音の 減が求められている。

 本発明は、人の手や異物の侵入を阻止す 従来機能を保持しつつ、流体騒音を低減す ファンガードを提供することを課題とする

 本発明のファンガードは、送風ファンを する送風装置の吹き出し口又は吸い込み口 配設され、複数の桟材にて構成されるファ ガードにおいて、前記桟材は、前記ファン ードにおいて前記桟材が配置される基準線 対して屈折又は屈曲する単位形状が連続し 形成される。

 本発明のファンガードにおいては、前記 位形状は波形状とすることが好ましい。

 本発明のファンガードにおいては、前記 位形状は三角形状とすることが好ましい。

 本発明のファンガードにおいては、前記 位形状は四角形状とすることが好ましい。

 本発明のファンガードにおいては、前記 位形状が波形状、三角形状、又は四角形状 ある桟材より少なくとも2以上の桟材を組み 合わせることが好ましい。

 本発明のファンガードにおいては、前記 位形状の屈折位置又は屈曲位置から前記基 線に下ろした垂線を前記送風装置の流れ方 と平行にすることが好ましい。

 本発明のファンガードにおいては、前記 位形状の前記屈折角度又は屈曲角度を二等 する二等分線を前記送風装置の流れ方向と 行にすることが好ましい。

 本発明のファンガードによれば、屈折又 屈曲に形成される桟材を用いることで、桟 から発生する渦が抑制され、かつ、桟材表 の圧力変動が低減されるため、流体騒音を 減できる。また、屈折又は屈曲する単位形 が連続して形成する桟材から構成されるフ ンガードは、通常の丸棒又は角棒で構成さ るファンガードをプレス加工することで容 に製作できるので、製品化にも支障がない

 本発明のファンガードによれば、特に、 風装置の吹き出し口のように、流体の流れ 向が予めファンガードに対して傾斜する方 であることが分かっている場合に、上記効 を十分に得ることができる。

本発明に係る送風装置を備えるエンジ 駆動式ヒートポンプの上面構成を示す斜視 である。 桟材の基準線を示す平面図である。 実施形態1の桟材を示す平面図である。 実施形態2の桟材を示す平面図である。 実施形態3の桟材を示す平面図である。 実施形態1の効果を示す平面図である。 渦の相関長の違いを示す断面図である 実施形態4の桟材を示す平面図である。 送風装置の流れ方向を示す断面図であ 。 実施形態5の桟材を示す平面図である 実施形態7のファンガードを示す平面 である。 実施形態8のファンガードを示す平面 である。 実施形態9のファンガードを示す平面 である。 実施形態10のファンガードを示す平面 である。 実施形態10のファンガードを示す平面 である。 実施形態11のファンガードを示す平面 である。 実施形態12のファンガードを示す平面 である。

 図1を用いて、本発明の実施形態であるフ ァンガードを有する送風装置を備える室外機 であるエンジン駆動式ヒートポンプ1につい 説明する。エンジン駆動式ヒートポンプ1は 上部に熱交換室2を構成する室外機である。 熱交換室2は、室外熱交換器3の熱交換のため 外気が通風できる構成とされ、側板8・8・8 8と、天板9と、から構成される筐体である 熱交換室2の内部には、室外熱交換器3・3と ラジエータ(図示略)と、2つのファン5・5と、 ファン電動機(図示略)と、が配設されている 室外熱交換器3・3は、それぞれ熱交換室2の 面及び背面に配設されている。

 天板9には、2つの吹き出し口6・6が形成さ れている。吹き出し口6には、ファンガード20 0が配設されている。ファンガード200は、桟 100・100・・・を組み合わせることによって 成されている。この桟材100はファンガード 構成する従来の桟材である。ファン5は、外 を正面及び背面より吸込み、室外熱交換器3 にて熱交換させ、吹き出し口6から上方へ吹 出すように通風する。この通風構成によっ 、ラジエータ(図示略)でも同様に熱交換が行 なわれる。

 図2を用いて、本発明の一実施形態であるフ ァンガード200について説明する。ファンガー ド200は、桟材100・100・・・により構成される 保護網である。ファンガード200は、人の手や 異物のファン5への侵入を防止する機能を有 る。ファンガード200上において、桟材100・10 0・・・が配置される基準線を、基準線S(以下 、図における破線)と定義する。また、以下 は、単に流れ方向とは、通風方向を示すも と定義する。
 以下に、図3~10を用いて、ファンガード200を 構成する桟材についての実施形態1~5について 説明する。

 [実施形態1]
 図3に示すように、桟材110は、基準線Sに対 て波形状である単位形状110aを連続させるこ によって形成されている。また、単位形状1 10aの長さは、ファンガード200を構成したとき に、少なくとも各桟材110間の隙間より小さい ものとする。なお、単位形状110aの各部の屈 率については、特に限定しない。また、本 施形態では、流れ方向に対する桟材110の配 は限定しない。

 [実施形態2]
 図4に示すように、桟材120は、基準線Sに対 て三角形状である単位形状120aを連続させる とによって形成されている。この単位形状1 20aは、基準線Sの一部を含む三角形の二辺で り、かつ、基準線Sを除く二辺により構成さ ている。また、単位形状120aの長さは、ファ ンガード200を構成したときに、少なくとも各 桟材120間の隙間より小さいものとする。なお 、単位形状120aの各部の屈折角度については 特に限定しない。また、本実施形態では、 れ方向に対する桟材120の配置は限定しない

 [実施形態3]
 図5に示すように、桟材130は、基準線Sに対 て四角形状である単位形状130aを連続させる とによって形成されている。この単位形状1 30aは、基準線Sの一部を含む四角形の三辺で り、かつ、基準線Sを除く三辺により構成さ ている。また、単位形状130aの長さは、ファ ンガード200を構成したときに、少なくとも各 桟材130間の隙間より小さいものとする。なお 、単位形状130aの四角形各辺の長さ比につい は、特に限定しない。また、本実施形態で 、流れ方向に対する桟材130の配置は限定し い。

 図6及び7を用いて、桟材110の効果につい 説明する。図6(a)において、流れ方向F(図に ける白抜き矢印、以下同じ)は、紙面におい 左から右へ向かう方向であって、基準線Sに 対して垂直である。まず、単位形状110の屈曲 によって渦が切断され、渦の相関長を短くす ることができる(図における渦P)。また、単位 形状110aの屈曲によって、切断された渦は、 材110下流において、桟材110の各単位形状110a 垂直方向に変更され、かつ、桟材110の各単 形状110aに平行な中心軸を持つ渦となる。渦 の中心軸は、屈曲により角度が異なるため、 隣り合う渦(図における渦Q)は互いに干渉し打 ち消しあう。そのため、渦の相関長は、さら に短くされる。このようにして、渦の発生が 抑制され、桟材110表面の圧力変動を低減でき る。

 図6(b)において、流れ方向Fは、紙面にお て手前から奥行きへ向かう方向であって、 準線Sに対して垂直である。なお、桟材110は 下流の渦を分かり易くするため、破線で表 ている。まず、単位形状110aの屈曲によって 渦が切断され、渦の相関長を短くすることが できる(図における渦P)。また、渦の中心軸は 、屈曲により角度が異なるため、隣り合う渦 は互いに干渉し打ち消しあう(図におけるR)。 ただし、隣り合うそれぞれの渦は、図6(a)の 合に比較して、干渉の度合いは小さいため 打ち消しあう効果は小さい。このようにし 、渦の発生が抑制され、桟材110表面の圧力 動を低減できる。

 このような構成とすることで、渦が切断さ 、渦の相関長を短くすることができる。
 このようにして、波形状である単位形状110a が連続して形成される桟材110を用いることで 、桟材110から発生する渦の相関長が抑制され 、かつ、桟材表面の圧力変動が低減されるた め、流体騒音を低減できる。なお、桟材120・ 130についても、桟材110と同様の作用によって 、同様の効果が得られる。

 図7(a)及び図7(b)を用いて、従来の直線の 材100と、実施形態1である桟材110と、におけ 渦の発生について比較して説明する。流れ 向Fは、紙面における左から右へ向かう方向 であって、基準線Sに対して垂直である。ま 、図7(c)において、流れ方向Fは、紙面手前か ら奥行きに向う方向であって、基準線Sに対 て垂直である。なお、図7(c)において、桟材1 10は、下流の渦を分かり易くするため破線で している。

 図7(a)及び図7(b)において、桟材110の下流か 発生する渦の相関長Lは、従来の桟材100下流 発生する渦の相関長L´に比較して、短いこ が確認できる。
 図7(c)において、屈曲を形成する桟材110を用 いることで、桟材110下流の流れ方向は、屈曲 が著しい部分においては互いに干渉し打ち消 しあうため、渦が抑制され、渦の相関長Lは くなることが確認できる。

 このようにして、屈折又は屈曲を形成す 桟材110を用いることで、桟材110の下流に発 する渦の相関長Lを短くし、同時に桟材110表 面の圧力変動を低減することができる。すな わち、流体騒音を低減することができる。な お、桟材120・130についても桟材110と同様の作 用及び効果が得られる。また、本効果は、各 基準線Sと流れ方向とがどのような場合でも 果を奏する。

 [実施形態4]
 図8を用いて、実施形態4について詳細に説 する。実施形態4は、上述の効果を最大限に るための桟材110・120・130の流れ方向Fに対す る配置についての別実施形態である。例えば 、図8に示すように、桟材110について、単位 状110aの屈折又は屈曲位置Zから基準線Sに垂 T(以下、図における一点鎖線)を下ろし、垂 の足をHと定義する。本実施形態では、桟材1 10は、垂線Tが流れ方向Fと平行であって、か 基準線Sが流れ方向Fと垂直になるように配置 されている。

 このようにして、桟材110の下流から発生 る渦が最大限に互いに干渉し打ち消し合う とにより、渦の相関長を最大限に低減でき かつ桟材110表面の圧力変動を最大限に低減 きる。すなわち、流体騒音を最大限に低減 ることができる。なお、桟材120・130につい も、流れ方向Fに対して同様に配置すること で、桟材110と同様の作用及び効果が得られる 。

 図9を用いて、エンジン駆動式ヒートポン プ1のファンガード200の流れ方向Fについて説 する。ファンガード200の流れ方向Fは、ファ ン5がR方向に回転する場合は、ファン5の鉛直 方向(図9における二点鎖線)に対し傾斜してい る。つまり、流れ方向Fは、ファン5のプロペ 7が風を切るように形成されているため、プ ロペラ7の傾斜方向と略垂直に形成される。 た、流れ方向Fは、風速等によって、製品毎 バラツキを有する。通常、流れ方向Fは、フ ァン5の鉛直方向に対し、15~30°傾斜している

 [実施形態5]
 図10に示すように、桟材125は、屈折位置Zが れ方向Fに向くように形成されている。より 詳しくは、流れ方向Fは、基準線Sの垂直方向 対して、角度β分傾斜している。ここで、 位形状125aの屈折位置Zにおける二等分線V(以 、図における二点鎖線)を定義する。本実施 形態では、屈折位置Zは、二等分線Vと垂線T( 8参照)との形成する角度がβとなるように形 されている。
 また、例えば桟材110のように屈曲形状を有 る場合は、桟材110の単位形状110aにおける適 宜の対称位置での二つの接線の交点の成す角 度を屈曲角度と定義し、その二等分線を定義 することによって、桟材が屈折形状を有する 場合と同様の構成を実現できる。

 このようにして、上述するエンジン駆動 ヒートポンプ1のファン5の流れ方向Fが鉛直 向より傾斜している場合であっても、桟材1 25の屈折位置Zが流れ方向Fを向くように形成 れるため、上述する効果同様に流体騒音を 大限に低減することができる。なお、桟材11 0、130についても、流れ方向Fに対して同様に 折又は屈曲させる桟材115、135を形成するこ で、桟材125と同様の作用及び効果が得られ 。

 図11~17を用いて、桟材110を用いるファン ードの構成について実施形態6~12として説明 る。なお、桟材110の代わりに、桟材115、120 125、130、135を用いることによっても同様の 果及び作用を得られる。

 [実施形態6]
 実施形態6であるファンガード(不図示)は、 ァンガードを構成する桟材長さのうち少な とも30%以上が桟材110の桟材形状により構成 れている。また、その残りは桟材100により 成される。
 このようにして、製作費用又は製作装置の 係で桟材100の全てを桟材110の形状にできな ても、一部を桟材110の形状にすることによ 、一定の効果を得ることができる。例えば 送風ファンの吹き出し方向を予想できる場 は、係る吹き出し方向に応じた箇所のみに 材110の桟材形状を構成することが好ましい
 また、本実施形態において、ファンガード 構成する桟材長さのうち少なくとも30%以上 桟材110、120、又は130の桟材のうち少なくと 2以上の桟材の組み合わせにより構成しても 良い。例えば、平面視直線形状の部位と、平 面視円形状の部位と、に対してそれぞれ異な る桟材を用いることもできる。このようにし て、各部位に対して最適な形状を選択できる ので、ファンガードの設計の自由度を向上で きる。

 [実施形態7]
 図11に示すように、ファンガード220は、桟 110が垂直型格子状に構成されている。
 このような構成とすることで、ファンガー 220は、強度が強く安価に製作することがで る。

 [実施形態8]
 図12に示すように、ファンガード230は、桟 110が菱形格子状に構成されている。
 このような構成とすることで、ファンガー 230は、強度が強く安価に製作することがで る。

 [実施形態9]
 図13に示すように、ファンガード240は、桟 が渦巻き状部241、及び放射状部242の組み合 せにて構成されている。なお、渦巻き状部24 1の各巻線間のピッチは均一ではない。
 このような構成とすることで、ファンガー 240の面積あたりの桟材110の本数を抑制でき ため、ファンガード240として低騒音化及び 圧損化を実現できる。また、渦巻き状部241 のピッチを最小ピッチとすることにより人 手や異物の混入を確実に防ぐように構成す ことができる。

 [実施形態10]
 図14及び15に示すように、ファンガード250、 255は、桟材110が同心円状部251、256、及び放射 状部252、257の組み合わせにて構成されている 。なお、図14に示すように、ファンガード250 おいて、同心円状部251が、放射状部252より 多く構成されている。一方、図15に示すよ に、ファンガード255においては、放射状部25 7が、同心円状部256よりも多く構成されてい 。
 このような構成とすることで、ファンガー 250・255の面積あたりの桟材110の本数を抑制 きるため、低騒音化、低圧損化を実現でき 。また、各同心円状部251・256間のピッチを 小ピッチとすることにより人の手や、異物 混入を確実に防ぐように構成することがで る。

 [実施形態11]
 図16に示すように、ファンガード260は、桟 110が同心円状部261及び放射状短形部262の組 合わせにて構成されている。
 このような構成とすることで、ファンガー 260の面積あたりの桟材110・115・・135本数を 制できるため、低騒音化、低圧損化を実現 きる。また、放射状短形部262間のピッチを 小ピッチとすることにより人の手や、異物 混入を防ぐように構成することができる。

 [実施形態12]
 図17に示すように、ファンガード270は、桟 110が同心円状271、及び渦巻き状部272の組み わせにて構成されている。
 このような構成とすることで、面積あたり 桟材110・115・・135の本数を抑制できるため 低騒音化、低圧損化を実現できる。また、 心円状部271間のピッチを最小ピッチとする とにより人の手や、異物の混入を防ぐよう 構成することができる。

 上述する実施形態6~12におけるファンガー ド220~270の素材については、本実施形態では に限定しない。ファンガード220~270は、金属 を折り曲げ形成した後に溶接等で連結固定 る或いは合成樹脂を用いて射出成形により 体的に製作することで屈折又は屈曲する桟 形状を安価で簡易的に製作することができ 。

 本発明は、送風装置のファンガードに利 可能である。




 
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