WO2019030866A1 - プロペラファン、送風装置、及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

プロペラファン、送風装置、及び冷凍サイクル装置 Download PDF

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WO2019030866A1
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wing
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rear edge
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敬英 田所
拓矢 寺本
勝幸 山本
広陽 伊藤
裕樹 宇賀神
慎悟 濱田
池田　尚史
貴史 阿部
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • F25D2317/0681—Details thereof

Definitions

  • the present invention relates to a propeller fan provided with a wing, a blower and a refrigeration cycle apparatus provided with the propeller fan.
  • the present invention has been made to solve the problems as described above, and a propeller fan capable of reducing vortices generated at the trailing edge of a wing, a blower having the propeller fan, and a refrigeration cycle apparatus It is what you get.
  • a propeller fan includes a shaft portion provided on a rotating shaft, and a wing provided on an outer peripheral side of the shaft portion, the wing being a trailing edge formed on the reverse side in the rotational direction.
  • the rear edge portion includes a first rear edge portion located at the innermost side and a second rear edge portion adjacent to the outer peripheral side of the first rear edge portion;
  • a point on the innermost circumferential side of the rear edge is defined as a first connection point, a connection point between the first rear edge and the second rear edge is defined as a second connection point, and the rotation axis and the rotation axis
  • the second connection point is located on the forward side in the rotational direction with respect to the reference line, or on the reference line, and the second trailing edge is It is comprised so that it may reverse to the reverse side of the said rotation direction rather than a said 2nd connection point.
  • the second connection point is located on the forward side in the rotational direction relative to the reference line, or on the reference line, and the second trailing edge is on the reverse side in the rotational direction than the second connection point It is configured to move backward. For this reason, the vortices generated at the first trailing edge and the vortices generated at the second trailing edge mutually weaken each other, and the vortices generated at the trailing edge of the wing can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a propeller fan in a first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a shape of the propeller fan according to Embodiment 1 projected on a plane perpendicular to the rotation axis.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the shape of a propeller fan blade in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the shape of a propeller fan blade in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the shape of a propeller fan blade in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the shape of a propeller fan blade in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a view schematically showing a propeller fan and a motor according to Embodiment 1, and an air flow; It is a figure which unfolds the wing
  • FIG. 5 is a view schematically showing an air flow passing through the wing surface of the propeller fan according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a view for explaining the shape of a propeller fan blade in Comparative Example 1;
  • FIG. 8 is a view for explaining the shape of a propeller fan blade in Comparative Example 2;
  • FIG. 16 is a view for explaining the shape of a propeller fan blade in Comparative Example 3; FIG.
  • FIG. 16 is a view schematically showing an air flow passing through the wing surface of the propeller fan in Comparative Example 3;
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the shape of a propeller fan blade in the second embodiment.
  • FIG. 16 schematically shows the flow of air passing through the wing surface of the propeller fan according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram showing a shape of the propeller fan according to Embodiment 3 projected on a plane perpendicular to the rotation axis.
  • FIG. 16 schematically shows the flow of air passing through the wing surface of the propeller fan according to the third embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram showing a shape of the propeller fan according to the fourth embodiment projected on a plane perpendicular to the rotation axis.
  • FIG. 17 is a diagram showing a shape in which a propeller fan according to a fourth embodiment is rotationally projected onto a plane including a rotation axis.
  • FIG. 21 is a diagram showing a shape in which a propeller fan according to Embodiment 5 is projected on a plane perpendicular to a rotation axis.
  • FIG. 20 is a schematic diagram of an air conditioning apparatus that is a refrigeration cycle apparatus in a sixth embodiment. It is a perspective view when the outdoor unit which is an air blower in this Embodiment 6 is seen from the blower outlet side. It is a figure for demonstrating the structure of an outdoor unit from an upper surface side. It is a figure which shows the state which removed the fan grille from the outdoor unit. It is a figure which removes a fan grill, a front panel, etc. from an outdoor unit, and shows an internal structure.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a propeller fan according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a shape of the propeller fan according to the first embodiment projected on a plane perpendicular to the rotation axis.
  • blade 5, ie, a pressure surface side is shown.
  • the propeller fan 1 includes a boss 3 provided on the rotation axis CL, and a plurality of wings 5 provided on the outer peripheral side of the boss 3.
  • the boss 3 rotates around the rotation axis CL.
  • the plurality of wings 5 radially extend radially outward from the boss 3.
  • the plurality of wings 5 are circumferentially spaced from one another in an equiangular range.
  • the boss 3 corresponds to the “shaft portion” in the present invention.
  • the arrow RD in the drawing indicates the rotational direction RD of the propeller fan 1.
  • Arrow FD in the figure shows the flow direction FD of the air flow.
  • blade 5 is three is illustrated, the number of sheets of the wing
  • the wing 5 has a leading edge 7, a trailing edge 9, an outer peripheral edge 11 and an inner peripheral edge 13.
  • the front edge 7 is formed on the advancing side in the rotational direction RD. That is, the front edge 7 is located forward with respect to the rotational direction RD.
  • the rear edge 9 is formed on the reverse side in the rotational direction RD. That is, the rear edge 9 is located rearward with respect to the rotational direction RD.
  • the inner peripheral edge 13 is a portion extending back and forth between the innermost circumference of the front edge 7 and the innermost circumference of the rear edge 9 in an arc shape.
  • the wing 5 is connected to the outer periphery of the boss 3 at the inner peripheral edge 13.
  • the outer peripheral edge 11 is a portion extending in an arc shape back and forth so as to connect the outermost periphery of the front edge 7 and the outermost periphery of the rear edge 9.
  • the radius of a circle centered on the rotation axis CL and passing through the outer peripheral edge 11 is constant.
  • arrow 8 indicates an air flow which flows to the pressure surface of the wing 5 when the propeller fan 1 rotates.
  • the shape of the outer peripheral edge 11 is not limited to this.
  • the shape of the outer peripheral edge 11 can apply an arbitrary shape.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the shape of a propeller fan blade according to the first embodiment.
  • vertical to the rotating shaft CL is shown.
  • only one wing 5 among the plurality of wings 5 is shown.
  • the trailing edge 9 of the wing 5 has a first trailing edge 9a adjacent to the boss 3 and a second trailing edge 9b adjacent to the first trailing edge 9a.
  • the first rear edge 9 a is a portion located on the innermost side of the rear edge 9.
  • the second rear edge 9 b is a portion of the rear edge 9 adjacent to the outer peripheral side of the first rear edge 9 a.
  • a connection point between the boss 3 and the first rear edge 9a is defined as a first connection point P1. That is, the innermost circumferential point of the first rear edge 9a is defined as a first connection point P1.
  • a connection point between the first rear edge 9a and the second rear edge 9b is defined as a second connection point P2. Further, a straight line passing through the rotation axis CL and the first connection point P1 is defined as a reference line BL.
  • the trailing edge 9 of the wing 5 is configured such that the second connection point P2 is positioned on the forward side in the rotational direction RD relative to the reference line BL.
  • the trailing edge 9 of the wing 5 is configured such that the second trailing edge 9b is retracted to the reverse side in the rotational direction RD relative to the second connection point P2.
  • the trailing edge 9 of the wing 5 is configured such that the first trailing edge 9a is positioned on the forward side in the rotational direction RD relative to the reference line BL. That is, the first rear edge 9a is a portion that advances from the first connection point P1 to the second connection point P2 on the advancing side in the rotational direction RD.
  • the second rear edge 9 b is a portion that retracts toward the reverse side in the rotational direction RD with the second connection point P 2 as a starting point.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the shape of a propeller fan blade according to the first embodiment.
  • vertical to the rotating shaft CL is shown.
  • only one wing 5 among the plurality of wings 5 is shown.
  • a radius of a circle centered on the rotation axis CL and passing through the second connection point P2 is defined as a radius Rp.
  • a radius of a circle passing through the outer peripheral edge 11 of the wing 5 with the rotation axis CL as a center is defined as a radius Ro.
  • a radius of a circle that passes through the first connection point P1 with the rotation axis CL as a center is defined as a radius Ri.
  • a radius between the radius Ro and the radius Ri is defined as a radius Rh. That is, the radius Rh, the radius Ro, and the radius Ri have the following relationship.
  • the trailing edge 9 of the wing 5 has a radius Rp of a circle centered on the rotation axis CL and passing through the second connection point P2 smaller than a radius Rh between the radius Ro and the radius Ri. Is configured as.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the shape of a propeller fan blade according to the first embodiment.
  • vertical to the rotating shaft CL is shown.
  • only one wing 5 among the plurality of wings 5 is shown.
  • a contact point on the innermost circumferential side where the tangent line TL passes through the first connection point P1 is defined as a first vertex P3.
  • the length of the first rear edge 9a is defined as a length L1.
  • the length of the second trailing edge 9b between the second connection point P2 and the first vertex P3 is defined as a length L2.
  • the trailing edge 9 of the wing 5 is configured such that the length L1 of the first trailing edge 9a is equal to or greater than the length L2 of the second trailing edge 9b.
  • the trailing edge 9 of the wing 5 is configured such that the length L1 of the first trailing edge 9a is equal to or less than twice the length L2 of the second trailing edge 9b.
  • the length L1 of the first rear edge 9a and the length L2 of the second rear edge 9b may be substantially the same.
  • FIG. 6 is a view schematically showing a propeller fan and a motor according to Embodiment 1, and an air flow.
  • blade 5 is abbreviate
  • the boss 3 of the propeller fan 1 is attached to a fan motor 61 which is a drive source.
  • the boss 3 of the propeller fan 1 is rotated by the rotational force of the fan motor 61. Due to the rotation of the fan motor 61, the air flow 8 flows in from the front edge 7 of the wing 5, passes between the wings 5 and is released from the rear edge 9.
  • the air flow passing between the blades 5 changes the air flow direction by the inclination and warp of the blades 5 as it flows along the blades 5, and the static pressure is increased by the change in momentum.
  • the air stream immediately before flowing into the front edge portion 7 of the wing 5 includes a turbulent flow 21 in which the wind speed is nonuniform.
  • the turbulent flow 21 is generated by a vortex generated when the fluid passes through the fan motor 61 or the boss 3.
  • the turbulent flow 21 is generated by the increase of the local wind speed when the fluid passes through the flow path narrowed by the presence of the fan motor 61, the presence of the boss 3, or the presence of the vortex.
  • FIG. 7 is a view showing the flow around the wing by developing the wing 5 at a position along the line AA.
  • blade 5 is abbreviate
  • FIG. 7 when the turbulent air flow 21 is included in the air flow just before flowing into the front edge portion 7 of the wing 5, a vortex X is generated at the front edge portion 7. More specifically, the direction 31 of the front edge 7 of the wing 5 on the inner peripheral side, that is, the tangential direction of the front edge 7 in the wing cross section does not coincide with the inflowing air flow direction 33. A vortex X is generated. The vortex X generated at the leading edge 7 flows along the wing surface of the wing 5 and is released from the trailing edge 9.
  • FIG. 8 is a view schematically showing an air flow passing through the wing surface of the propeller fan according to the first embodiment.
  • vertical to the rotating shaft CL is shown.
  • only one wing 5 among the plurality of wings 5 is shown.
  • the vortex X generated at the leading edge 7 flows on the wing surface of the wing 5 along the axis 36 X and is discharged from the trailing edge 9.
  • a vortex Y having an axis 36 Y shaped along the edge of the trailing edge 9 is formed. That is, on the inner peripheral side of the wing 5, in the air flow released from the rear edge 9, the shaft 36Y having a convex shape in the rotational direction RD along the first rear edge 9a and the second rear edge 9b. Vortex Y is formed.
  • the axis 36 X of the vortex X flowing on the wing surface of the wing 5 and the axis 36 Y of the vortex Y intersect at the trailing edge 9. For this reason, the vortex Y discharged from the first trailing edge 9a and the second trailing edge 9b and the vortex X collide with each other, and the air flow forming the vortex Y and the friction between the air flows forming the vortex X Vortex Y and vortex X are weakened.
  • the trailing edge 9 of the wing 5 includes the first trailing edge 9a adjacent to the boss 3 and the second trailing edge 9b adjacent to the first trailing edge 9a.
  • the second connection point P2 is positioned on the forward side in the rotational direction RD relative to the reference line BL, and the second rear edge 9b is configured to retract to the reverse side in the rotational direction RD relative to the second connection point P2. ing. Therefore, the vortex Y generated at the trailing edge 9 of the wing 5 is released with the twisted shaft 36Y, and the vortex Y is weakened by friction.
  • a vortex X having an axis 36X generated at the front edge 7 of the wing 5 and a vortex Y generated at the rear edge 9 of the wing 5 are mixed downstream, and due to the friction between the two, the vortex X and the vortex Y mutually Be weakened. Therefore, the disturbance of the air flow is reduced and the energy loss is reduced. In addition, the turbulence of the air flow caused by the vortex X and the vortex Y can be reduced, and a propeller fan with reduced noise can be realized.
  • propeller fan 1 in the first embodiment will be described in comparison with a comparative example.
  • the same reference numerals as those of the propeller fan 1 of the first embodiment denote corresponding parts.
  • FIG. 9 is a view for explaining the shape of a propeller fan blade in Comparative Example 1;
  • vertical to the rotating shaft CL is shown.
  • FIG. 9 only one wing 5 among the plurality of wings 5 is shown.
  • the propeller fan 1 of Comparative Example 1 is configured such that the second connection point P2 is located on the reverse side in the rotational direction RD relative to the reference line BL. That is, the trailing edge 9 on the inner peripheral side of the wing 5 is formed along the blowing direction of the air flow.
  • the direction of the axis 36X of the vortex X flowing on the blade surface and the axis 36Y of the vortex Y generated at the trailing edge 9 are the same. Therefore, the vortex Y and the vortex X do not cancel each other, and remain downstream, causing energy loss. Further, the turbulence of the air flow of the vortex X and the vortex Y generates noise.
  • propeller fan 1 in the first embodiment can achieve the above-described effect since axis 36X of vortex X and axis 36Y of vortex Y intersect at the rear edge portion 9.
  • FIG. 10 is a view for explaining the shape of a propeller fan blade in Comparative Example 2.
  • vertical to the rotating shaft CL is shown.
  • FIG. 10 only one wing 5 of the plurality of wings 5 is shown.
  • the second connection point P2 is positioned on the reverse side of the rotational direction RD with respect to the reference line BL, and the first rear edge 9a and the second rear edge 9b is a structure located in the reverse side of the rotation direction RD rather than the reference line BL.
  • the propeller fan in Comparative Example 2 has a convex shaft 36Y in the direction opposite to the rotational direction RD along the first rear edge 9a and the second rear edge 9b on the inner peripheral side of the wing 5.
  • Vortex Y is formed. Therefore, the vortex Y discharged from the first rear edge 9a and the vortex Y discharged from the second rear edge 9b are separated from each other, and the air flows forming the vortex Y do not collide with each other, and the vortex Y weakens. There is nothing to be done.
  • propeller fan 1 in the first embodiment exerts the above-described effect since vortex Y discharged from first rear edge 9a and vortex Y discharged from second rear edge 9b collide with each other. be able to.
  • FIG. 11 is a view for explaining the shape of a propeller fan blade in Comparative Example 3.
  • FIG. 12 is a view schematically showing an air flow passing through the wing surface of the propeller fan in Comparative Example 3. As shown in FIG. 11 and 12 show the shape of the propeller fan 1 projected on a plane perpendicular to the rotation axis CL. Further, in FIG. 11 and FIG. 12, only one wing 5 among the plurality of wings 5 is shown.
  • propeller fan 1 of Comparative Example 3 has a configuration in which radius Rp of a circle centered on rotation axis CL and passing through second connection point P2 is larger than radius Rh between the radius Ro and radius Ri. It is.
  • the length L1 of the first rear edge 9a is more than twice the length L2 of the second rear edge 9b.
  • the shape of the shaft 36Y along the first rear edge 9a and the second rear edge 9b approaches a linear shape in the radial direction.
  • the amount of vortices Y released from the first trailing edge 9a is larger than the amount of vortices Y released from the second trailing edge 9b.
  • propeller fan 1 in the first embodiment exerts the above-described effect since vortex Y discharged from first rear edge 9a and vortex Y discharged from second rear edge 9b collide with each other. be able to.
  • propeller fan 1 in the second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
  • the same components as in the first embodiment will be assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the shape of a propeller fan blade in the second embodiment.
  • vertical to the rotating shaft CL is shown.
  • only one wing 5 among the plurality of wings 5 is shown.
  • the trailing edge 9 of the wing 5 is configured such that the second connection point P2 is located on the reference line BL.
  • the trailing edge 9 of the wing 5 is configured such that the first trailing edge 9a is located on the reference line BL. That is, the first rear edge 9a is a portion extending from the first connection point P1 to the second connection point P2 on the reference line BL.
  • the second rear edge 9 b is a portion that retracts toward the reverse side in the rotational direction RD with the second connection point P 2 as a starting point.
  • FIG. 14 is a view schematically showing an air flow passing through the blade surface of the propeller fan according to the second embodiment.
  • vertical to the rotating shaft CL is shown.
  • only one wing 5 among the plurality of wings 5 is shown.
  • the air flow released from the rear edge 9 is directed along the first rear edge 9 a and the second rear edge 9 b in the rotational direction RD.
  • a vortex Y having a convex axis 36Y is formed.
  • the vortex Y is weakened by the friction of. Further, the vortex Y discharged from the first trailing edge 9a and the second trailing edge 9b is twisted as it goes downstream, the amount of bending of the shaft 36Y increases, and the air flows forming the vortex Y as they go downstream It becomes easy to collide and the vortex Y is weakened.
  • the axis 36 X of the vortex X flowing on the wing surface of the wing 5 and the axis 36 Y of the vortex Y intersect at the trailing edge 9. For this reason, the vortex Y discharged from the first trailing edge 9a and the second trailing edge 9b and the vortex X collide with each other, and the air flow forming the vortex Y and the friction between the air flows forming the vortex X Vortex Y and vortex X are weakened.
  • propeller fan 1 according to the third embodiment will be described focusing on differences from the first and second embodiments.
  • the same reference numerals as in the first and second embodiments denote the same parts as in the first and second embodiments, and a description thereof will be omitted.
  • FIG. 15 is a diagram showing a shape of the propeller fan according to Embodiment 3 projected on a plane perpendicular to the rotation axis.
  • blade 5, ie, a pressure surface side, is shown.
  • connection point between the front edge 7 and the boss 3 is defined as a third connection point P4.
  • the distance between the rotation axis CL and the third connection point P4 is defined as a distance Df.
  • the distance between the rotation axis CL and the first connection point P1 is defined as a distance Db.
  • the boss 3 is configured such that the distance Db between the rotation axis CL and the first connection point P1 is longer than the distance Df between the rotation axis CL and the third connection point P4.
  • the wing 5 is configured such that the distance Dwf between the third connection point P4 and the outer peripheral edge 11 is longer than the distance Dwb between the first connection point P1 and the outer peripheral edge 11. That is, the rear edge 9 of the side wall of the boss 3 is formed radially outward of the front edge 7.
  • FIG. 16 is a diagram schematically showing an air flow passing through the wing surface of the propeller fan in the third embodiment.
  • vertical to the rotating shaft CL is shown.
  • only one wing 5 among the plurality of wings 5 is shown.
  • the distance on the wing surface through which the vortex X generated at the wing leading edge 7 passes is shortened from the distance Dwf to the distance Dwb from the leading edge 7 to the trailing edge 9. That is, the region through which the air flow passes is narrowed by the side wall of the boss 3 and the outer peripheral edge 11.
  • the vortex X passing on the wing surface is contracted and accelerated toward the trailing edge side. Then, the velocity at the time of collision with the vortex Y generated at the trailing edge 9 is increased, and the effect of weakening the vortex Y generated at the trailing edge 9 becomes stronger. Therefore, compared with the first embodiment, the disturbance of the air flow is further reduced, and the energy loss is reduced. Further, compared with the first embodiment, the propeller fan can be realized in which the disturbance of the air flow accompanying the vortex X and the vortex Y is further reduced and the noise is also reduced.
  • propeller fan 1 according to the fourth embodiment will be described focusing on differences from the first to third embodiments.
  • the same reference numerals as in the first to third embodiments denote the same parts as in the first to third embodiments, and a description thereof will be omitted.
  • FIG. 17 is a diagram showing a shape of the propeller fan according to the fourth embodiment projected on a plane perpendicular to the rotation axis.
  • blade 5, ie, the pressure surface side is shown.
  • FIG. 18 is a diagram showing a shape in which the propeller fan according to the fourth embodiment is rotationally projected onto a plane including the rotation axis. That is, FIG. 18 is a view showing the region where the wing 5 is viewed from the side when the propeller fan 1 is rotated.
  • the middle point of the arc connecting the front edge 7 and the rear edge 9 at the inner peripheral edge 13 of the wing 5 at the same radius centering on the rotation axis CL is a first midpoint Define as P5. That is, the middle point of the arc connecting the innermost circumference of the front edge 7 of the wing 5 and the innermost circumference of the rear edge 9 at the same radius centering on the rotation axis CL is a first midpoint P5. Define as Further, a middle point of an arc connecting the front edge portion 7 and the rear edge portion 9 in the outer peripheral edge 11 of the wing 5 at the same radius centering on the rotation axis CL is defined as a second middle point P6.
  • the wing 5 is configured such that the first midpoint P5 is located upstream of the second midpoint P6 in the direction along the rotation axis CL (see FIG. 18). That is, the wing 5 is a so-called aft wing.
  • the configuration of the rear edge portion 9 is the same as any one of the first to third embodiments.
  • the wing 5 is a rearward-tilt wing, the direction in which the wing 5 pushes out the air flow is directed radially inward. Therefore, the flow of the air flow 8 leaking from the outer peripheral edge 11 can be suppressed, and the disturbance of the air flow 8 can be reduced.
  • the air flow 8 is directed to the inner peripheral side, even when the vortex X generated on the inner peripheral side of the wing 5 and the air flow 8 are mixed, they are generated at the rear edge 9 on the inner peripheral side of the wing 5 It can be weakened mutually with the vortex Y. Therefore, even when the wing 5 is a backward-tilted wing, turbulence of the air flow is reduced, energy loss is reduced, and a propeller fan that reduces noise can be realized.
  • Embodiment 5 propeller fan 1 in the fifth embodiment will be described focusing on differences from the above first to fourth embodiments.
  • the same components as those in the first to fourth embodiments are assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
  • FIG. 19 is a diagram showing the shape of the propeller fan according to the fifth embodiment projected on a plane perpendicular to the rotation axis.
  • blade 5, ie, a pressure surface side is shown.
  • the propeller fan 1 is adjacent to the shaft portion 4 provided on the rotation shaft CL, the plurality of blades 5 provided on the outer peripheral side of the shaft portion 4, and the plurality of blades 5 in the circumferential direction. It has a plurality of connecting parts 10 which connect two wings 5 which fit each other.
  • Each of the plurality of connection portions 10 has, for example, a plate-like shape, and is provided adjacent to the outer peripheral side of the shaft portion 4.
  • Each of the plurality of connection portions 10 is a rear edge 9 of the wing 5 located forward in the rotational direction RD of the propeller fan 1 among the two wings 5 adjacent in the circumferential direction, and a rear side in the rotational direction RD It connects with the front edge 7 of the wing 5 located.
  • the propeller fan 1 is a so-called bossless propeller fan that does not have the boss 3.
  • the shaft portion 4, the plurality of wings 5 and the plurality of connection portions 10 are integrally formed of resin. That is, the shaft portion 4, the plurality of wings 5 and the plurality of connection portions 10 constitute an integral wing.
  • the configuration of the trailing edge 9 of the wing 5 is the same as that of any of the first to fourth embodiments. That is, the first rear edge 9 a is located on the innermost side of the rear edge 9. The second rear edge 9 b is a portion of the rear edge 9 adjacent to the outer peripheral side of the first rear edge 9 a.
  • a point on the innermost circumferential side of the first rear edge 9a is a first connection point P1. That is, among the two wings 5 adjacent in the circumferential direction, the rear edge 9 of the wing 5 located forward in the rotational direction RD and the front edge 7 of the wing 5 located rearward in the rotational direction RD The connection point is the first connection point P1.
  • the plurality of wings 5 provided on the outer peripheral side of the shaft portion 4 and the plurality of wings 5 provided adjacent to the shaft portion 4 are adjacent to each other in the circumferential direction. And a connecting portion 10 for connecting the two wings 5 together. According to this configuration, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the present invention relates to high efficiency and low noise reduction of a propeller fan, but if the fan is mounted on a blower, the amount of blast can be increased with high efficiency. Moreover, if it mounts in the air conditioner which is a refrigeration cycle apparatus comprised with a compressor, a heat exchanger, etc. or the hot water supply outdoor unit, the heat exchanger passage air volume can be earned with low noise and high efficiency, Noise reduction and energy saving can be realized.
  • the propeller fan 1 of the first to fifth embodiments is applied to an outdoor unit of an air conditioner as an outdoor unit including a blower.
  • FIG. 20 is a schematic view of an air conditioner which is a refrigeration cycle apparatus according to the sixth embodiment.
  • the air conditioner includes a refrigerant circuit 70 in which a compressor 64, a condenser 72, an expansion valve 74, and an evaporator 73 are connected in order by a refrigerant pipe.
  • a condenser fan 72a that blows air for heat exchange to the condenser 72 is disposed.
  • an evaporator fan 73a for blowing air for heat exchange to the evaporator 73 is disposed.
  • At least one of the condenser fan 72a and the evaporator fan 73a is configured by the propeller fan 1 according to any one of the first to fifth embodiments.
  • the refrigerant circuit 70 may be provided with a four-way valve or the like that switches the flow of the refrigerant to switch the heating operation and the cooling operation.
  • FIG. 21 is a perspective view of the outdoor unit as the air blower according to the sixth embodiment, as viewed from the air outlet side.
  • FIG. 22 is a diagram for describing the configuration of the outdoor unit from the upper surface side.
  • FIG. 23 is a view showing the outdoor unit with the fan grill removed.
  • FIG. 24 is a view showing an internal configuration by removing a fan grill, a front panel, and the like from the outdoor unit.
  • the outdoor unit main body 51 which is a casing, is configured as a housing having a pair of left and right side surfaces 51a and 51c, a front surface 51b, a rear surface 51d, an upper surface 51e, and a bottom surface 51f.
  • the side surface 51a and the back surface 51d have an opening portion for drawing in air from the outside. Further, in the front surface 51b, the front panel 52 is formed with an outlet 53 as an opening for blowing air to the outside. Furthermore, the air outlet 53 is covered with a fan grill 54, thereby preventing contact of an object or the like with the propeller fan 1 for safety. Arrow A in FIG. 22 indicates the flow of air.
  • a propeller fan 1 is installed in the outdoor unit body 51.
  • the propeller fan 1 is connected to a fan motor 61, which is a drive source on the rear surface 51d side, via a rotation shaft 62, and is rotationally driven by the fan motor 61.
  • the inside of the outdoor unit body 51 is divided by a partition plate 51g, which is a wall, into an air blowing chamber 56 in which the propeller fan 1 is installed, and a machine chamber 57 in which a compressor 64 and the like are installed.
  • a heat exchanger 68 which extends in a substantially L shape in plan view is provided on the side surface 51 a side and the back surface 51 d side in the air blowing chamber 56. The heat exchanger 68 functions as the condenser 72 during heating operation and functions as the evaporator 73 during cooling operation.
  • a bell mouth 63 is disposed radially outward of the propeller fan 1 disposed in the blowing chamber 56.
  • the bell mouth 63 is located outside the outer peripheral end of the wing 5 and has an annular shape along the rotational direction of the propeller fan 1. Further, the partition plate 51g is positioned on one side of the bell mouth 63, and a part of the heat exchanger 68 is positioned on the other side.
  • the front end of the bell mouth 63 is connected to the front panel 52 of the outdoor unit so as to surround the outer periphery of the air outlet 53.
  • the bell mouth 63 may be configured integrally with the front panel 52, or may be prepared separately as a separate body.
  • the flow path between the suction side and the blow-out side of the bell mouth 63 is configured as an air path near the blowout port 53 by the bell mouth 63. That is, the air passage in the vicinity of the air outlet 53 is separated by the bell mouth 63 from the other space in the air blowing chamber 56.
  • the heat exchanger 68 provided on the suction side of the propeller fan 1 includes a plurality of fins arranged in parallel so that the plate-like faces are in parallel, and a heat transfer tube passing through each fin in the direction in which the fins are arranged. Have. A refrigerant circulating in the refrigerant circuit flows through the heat transfer pipe.
  • the heat exchanger 68 of the present embodiment is configured such that the heat transfer tubes extend in an L-shape across the side surface 51 a and the back surface 51 d of the outdoor unit main body 51 and the heat transfer tubes of multiple stages meander while penetrating the fins. .
  • the heat exchanger 68 is connected to the compressor 64 through the piping 65 and the like, and further connected to the indoor heat exchanger and the expansion valve, etc. (not shown) to constitute the refrigerant circuit 70 of the air conditioner. .
  • a substrate box 66 is disposed in the machine room 57, and a control substrate 67 provided in the substrate box 66 controls equipment mounted in the outdoor unit.
  • this Embodiment 6 demonstrated the outdoor unit of the air conditioning apparatus as an example as an outdoor unit containing a ventilation apparatus, this invention is not limited to this.
  • the air blower can be implemented as an outdoor unit such as a water heater, and can be widely applied as an apparatus for blowing air, and can also be applied to an apparatus or facility other than an outdoor unit. is there.
  • 1 propeller fan 3 boss, 5 wings, 7 front edge, 9 rear edge, 9a first rear edge, 9b second rear edge, 11 outer peripheral edge, 13 inner peripheral edge, 31 direction, 33 air flow direction, 51 Outdoor unit body, 51a side, 51b front, 51c side, 51d back, 51e top, 51f bottom, 51g partition plate, 52 front panel, 53 outlet, 54 fan grille, 56 air chamber, 57 machine room, 61 fan motor, 62 rotary shaft, 63 bellmouth, 64 compressor, 65 piping, 66 board box, 67 control board, 68 heat exchanger, 70 refrigerant circuit, 72 condenser, 72a fan for condenser, 73 evaporator, 73a fan for evaporator, 74 expansion valve.

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Abstract

本発明に係るプロペラファンは、回転軸上に設けられた軸部と、前記軸部の外周側に設けられた翼と、を備え、前記翼は、回転方向の後進側に形成された後縁部を有し、前記後縁部は、最も内周側に位置する第１後縁部と、前記第１後縁部の外周側に隣接する第２後縁部と、を含み、前記第１後縁部の最も内周側の点を第１接続点と定義し、前記第１後縁部と前記第２後縁部との接続点を第２接続点と定義し、前記回転軸と前記第１接続点とを通る直線を基準線と定義したとき、前記第２接続点が、前記基準線よりも前記回転方向の前進側、又は前記基準線上に位置し、前記第２後縁部が、前記第２接続点よりも前記回転方向の後進側に後退するように構成されたものである。

Description

プロペラファン、送風装置、及び冷凍サイクル装置
　本発明は、翼を備えたプロペラファン、そのプロペラファンを備えた送風装置及び冷凍サイクル装置に関する。
　従来、低騒音及び高効率な送風装置を実現するためのプロペラファンの翼形状について、幾つかの事例が提案されている。送風装置の騒音及びエネルギー損失は、気流の乱れ、例えば渦により生じるものである。例えば、ファン駆動用に内周側上流に配置されたファンモータが、プロペラファンの翼に入る気流を乱す。このため、翼の内周側においては気流が翼に沿わない事が起こり、気流の乱れ及び渦が発生しやすい。
　そこで、流れの乱れを低減する翼形状、及び渦を低減する翼形状が提案されている。例えば特許文献１には、翼内周の後縁部を削減して、後縁部に回転方向と逆方向に凸部を設けて、翼面積を増加させて静圧上昇量を増加させるものが開示されている。
特開２０１５－１９０３３２号公報
　特許文献１に記載のプロペラファンは、翼の内周側の後縁部が気流の吹出し方向に沿っており、後縁部で生じた渦の軸が翼面を通過する気流方向に沿ったものとなる。このため、前縁部から翼面上を発達した渦が、後縁部で生じた渦と合わさり、吹出し後の下流まで渦が残る、という課題がある。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、翼の後縁部に発生する渦を低減することができるプロペラファン、そのプロペラファンを備えた送風装置及び冷凍サイクル装置を得るものである。
　本発明に係るプロペラファンは、回転軸上に設けられた軸部と、前記軸部の外周側に設けられた翼と、を備え、前記翼は、回転方向の後進側に形成された後縁部を有し、前記後縁部は、最も内周側に位置する第１後縁部と、前記第１後縁部の外周側に隣接する第２後縁部と、を含み、前記第１後縁部の最も内周側の点を第１接続点と定義し、前記第１後縁部と前記第２後縁部との接続点を第２接続点と定義し、前記回転軸と前記第１接続点とを通る直線を基準線と定義したとき、前記第２接続点が、前記基準線よりも前記回転方向の前進側、又は前記基準線上に位置し、前記第２後縁部が、前記第２接続点よりも前記回転方向の後進側に後退するように構成されたものである。
　本発明に係るプロペラファンは、第２接続点が、基準線よりも回転方向の前進側、又は基準線上に位置し、第２後縁部が、第２接続点よりも回転方向の後進側に後退するように構成されたものである。このため、第１後縁部に発生した渦と第２後縁部に発生した渦とが相互に弱め合い、翼の後縁部に発生する渦を低減することができる。
実施の形態１におけるプロペラファンの概略構成を示す斜視図である。 実施の形態１におけるプロペラファンを回転軸に垂直な面に投影した形状を示す図である。 実施の形態１におけるプロペラファンの翼の形状を説明する図である。 実施の形態１におけるプロペラファンの翼の形状を説明する図である。 実施の形態１におけるプロペラファンの翼の形状を説明する図である。 実施の形態１におけるプロペラファン及びモータと、気流の様子とを模式的に示す図である。 翼５をＡ－Ａ線に沿う位置で展開して翼周りの流れを示す図である。 実施の形態１におけるプロペラファンの翼面を通過する気流の様子を模式的に示す図である。 比較例１におけるプロペラファンの翼の形状を説明する図である。 比較例２におけるプロペラファンの翼の形状を説明する図である。 比較例３におけるプロペラファンの翼の形状を説明する図である。 比較例３におけるプロペラファンの翼面を通過する気流の様子を模式的に示す図である。 実施の形態２におけるプロペラファンの翼の形状を説明する図である。 実施の形態２におけるプロペラファンの翼面を通過する気流の様子を模式的に示す図である。 実施の形態３におけるプロペラファンを回転軸に垂直な面に投影した形状を示す図である。 実施の形態３におけるプロペラファンの翼面を通過する気流の様子を模式的に示す図である。 実施の形態４におけるプロペラファンを回転軸に垂直な面に投影した形状を示す図である。 実施の形態４におけるプロペラファンを、回転軸を含む面に回転投影した形状を示す図である。 実施の形態５におけるプロペラファンを回転軸に垂直な面に投影した形状を示す図である。 実施の形態６における冷凍サイクル装置である空気調和装置の概要図である。 本実施の形態６における送風装置である室外機を、吹出口側から見たときの斜視図である。 上面側から室外機の構成を説明するための図である。 室外機からファングリルを外した状態を示す図である。 室外機からファングリル及び前面パネル等を除去して、内部構成を示す図である。
　以下、本発明に係るプロペラファンの実施の形態について図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
実施の形態１．
（全体構成）
　図１は、実施の形態１におけるプロペラファンの概略構成を示す斜視図である。
　図２は、実施の形態１におけるプロペラファンを回転軸に垂直な面に投影した形状を示す図である。なお、図２においては、翼５の表面の気流を押す側の面、すなわち圧力面側から見た形状を示す。
　図１及び図２に示すように、プロペラファン１は、回転軸ＣＬ上に設けられたボス３と、ボス３の外周側に設けられた複数の翼５とを備える。ボス３は、回転軸ＣＬを中心に回転する。複数の翼５は、ボス３から径方向外側に放射状に延びて構成されている。複数の翼５は、相互に等角度範囲で周方向に離隔している。
　なお、ボス３は、本発明における「軸部」に相当する。
　なお、図中矢印ＲＤは、プロペラファン１の回転方向ＲＤを示す。図中矢印ＦＤは、気流の流れ方向ＦＤを示している。また、本実施の形態１においては、翼５が３枚である態様を例示しているが、翼５の枚数はこれに限定されない。
　翼５は、前縁部７と、後縁部９と、外周縁１１と、内周縁１３とを有している。前縁部７は、回転方向ＲＤの前進側に形成されている。すなわち、前縁部７は、回転方向ＲＤに対して前方に位置している。後縁部９は、回転方向ＲＤの後進側に形成されている。すなわち、後縁部９は、回転方向ＲＤに対して後方に位置している。内周縁１３は、前縁部７の最内周部と後縁部９の最内周部との間で前後に、且つ弧状に延びる部分である。翼５は、内周縁１３においてボス３の外周に接続されている。外周縁１１は、前縁部７の最外周部と後縁部９の最外周部とを接続するように前後に、且つ弧状に延びる部分である。例えば、回転軸ＣＬを中心とし外周縁１１を通る円の半径は、一定である。なお、図中矢印８は、プロペラファン１の回転時に、翼５の圧力面に流れる気流を示している。
　なお、本実施の形態１においては、外周縁１１を通る円の半径が一定である態様を例示しているが、外周縁１１の形状はこれに限定されない。外周縁１１の形状は、任意の形状を適用することが可能である。
（後縁部９の構成）
　次に、後縁部９の構成の詳細について説明する。
　図３は、実施の形態１におけるプロペラファンの翼の形状を説明する図である。なお、図３においては、プロペラファン１を回転軸ＣＬに垂直な面に投影した形状を示す。また、図３においては、複数の翼５のうち１枚の翼５のみを示す。
　図３に示すように、翼５の後縁部９は、ボス３に隣接する第１後縁部９ａと、第１後縁部９ａに隣接する第２後縁部９ｂとを有している。すなわち、第１後縁部９ａは、後縁部９の最も内周側に位置する部分である。第２後縁部９ｂは、後縁部９の、第１後縁部９ａの外周側に隣接する部分である。
　ここで、ボス３と第１後縁部９ａとの接続点を、第１接続点Ｐ１と定義する。すなわち、第１後縁部９ａの最も内周側の点を、第１接続点Ｐ１と定義する。また、第１後縁部９ａと第２後縁部９ｂとの接続点を、第２接続点Ｐ２と定義する。また、回転軸ＣＬと第１接続点Ｐ１とを通る直線を、基準線ＢＬと定義する。
　このように定義した場合、翼５の後縁部９は、第２接続点Ｐ２が、基準線ＢＬよりも回転方向ＲＤの前進側に位置するように構成されている。また、翼５の後縁部９は、第２後縁部９ｂが、第２接続点Ｐ２よりも回転方向ＲＤの後進側に後退するように構成されている。また、翼５の後縁部９は、第１後縁部９ａが、基準線ＢＬよりも回転方向ＲＤの前進側に位置するように構成されている。すなわち、第１後縁部９ａは、第１接続点Ｐ１を起点として、回転方向ＲＤの前進側に、第２接続点Ｐ２まで前進する部分である。第２後縁部９ｂは、第２接続点Ｐ２を起点として、回転方向ＲＤの後進側に向かって後退する部分である。
　図４は、実施の形態１におけるプロペラファンの翼の形状を説明する図である。なお、図４においては、プロペラファン１を回転軸ＣＬに垂直な面に投影した形状を示す。また、図４においては、複数の翼５のうち１枚の翼５のみを示す。
　図４に示すように、回転軸ＣＬを中心とし第２接続点Ｐ２を通る円の半径を、半径Ｒｐと定義する。また、回転軸ＣＬを中心とし翼５の外周縁１１を通る円の半径を、半径Ｒｏと定義する。また、回転軸ＣＬを中心とし第１接続点Ｐ１を通る円の半径を、半径Ｒｉと定義する。また、半径Ｒｏと半径Ｒｉとの中間の半径を、半径Ｒｈと定義する。すなわち、半径Ｒｈ、半径Ｒｏ、及び半径Ｒｉは、以下の関係である。
［数１］
　Ｒｈ＝（Ｒｏ－Ｒｉ）／２
　このように定義した場合、翼５の後縁部９は、回転軸ＣＬを中心とし第２接続点Ｐ２を通る円の半径Ｒｐが、半径Ｒｏと半径Ｒｉとの中間の半径Ｒｈよりも小さくなるように構成されている。
　図５は、実施の形態１におけるプロペラファンの翼の形状を説明する図である。なお、図５においては、プロペラファン１を回転軸ＣＬに垂直な面に投影した形状を示す。また、図５においては、複数の翼５のうち１枚の翼５のみを示す。
　図５に示すように、第２後縁部９ｂのうち、接線ＴＬが第１接続点Ｐ１を通る最も内周側の接点を、第１頂点Ｐ３と定義する。また、第１後縁部９ａの長さを、長さＬ１と定義する。また、第２接続点Ｐ２と第１頂点Ｐ３との間の第２後縁部９ｂの長さを、長さＬ２と定義する。
　このように定義した場合、翼５の後縁部９は、第１後縁部９ａの長さＬ１が、第２後縁部９ｂの長さＬ２以上となるように構成されている。例えば、翼５の後縁部９は、第１後縁部９ａの長さＬ１が、第２後縁部９ｂの長さＬ２の２倍以下となるように構成されている。なお、第１後縁部９ａの長さＬ１と、第２後縁部９ｂの長さＬ２とが略同じ長さであっても良い。
（動作）
　次に、実施の形態１におけるプロペラファン１の動作について説明する。
　図６は、実施の形態１におけるプロペラファン及びモータと、気流の様子とを模式的に示す図である。なお、図６においては、説明の便宜上、翼５の一部の図示を省略している。
　図６に示すように、プロペラファン１のボス３は、駆動源であるファンモータ６１に取り付けられる。プロペラファン１のボス３は、ファンモータ６１の回転力によって回転する。ファンモータ６１の回転により、気流８が翼５の前縁部７から流入し、翼５の間を通過して、後縁部９から放出される。翼５の間を通過する気流は、翼５に沿って流れるときに翼５の傾き及び反りによって気流方向を変えられ、運動量変化により静圧上昇する。
　ここで、ボス３近くの内周側の翼５に流入する気流の流れについて説明する。
　翼５における内周側の上流には、円筒状のボス３及びファンモータ６１が存在する。このため、翼５の前縁部７に流入する直前の気流には、風速が不均一である、乱れた流れ２１が含まれる。例えば、乱れた流れ２１は、流体がファンモータ６１又はボス３を通過するときに発生した渦によって発生する。また例えば、乱れた流れ２１は、ファンモータ６１の存在、ボス３の存在、または渦の存在によって狭くなった流路を流体が通過するときに、局所的な風速の増加によって発生する。
　図７は、翼５をＡ－Ａ線に沿う位置で展開して翼周りの流れを示す図である。なお、図７においては、説明の便宜上、翼５の一部の図示を省略している。
　図７に示すように、翼５の前縁部７に流入する直前の気流に、乱れた流れ２１が含まれると、前縁部７で渦Ｘが発生する。より詳細には、内周側の翼５の前縁部７の向き３１、すなわち翼断面でいう前縁部７の接線方向と、流入する気流方向３３とが一致せず、前縁部７で渦Ｘが発生する。前縁部７で発生した渦Ｘは、翼５の翼面に沿って流れ、後縁部９から放出される。
　図８は、実施の形態１におけるプロペラファンの翼面を通過する気流の様子を模式的に示す図である。なお、図８においては、プロペラファン１を回転軸ＣＬに垂直な面に投影した形状を示す。また、図８においては、複数の翼５のうち１枚の翼５のみを示す。
　図８に示すように、前縁部７で発生した渦Ｘは、翼５の翼面上を軸３６Ｘに沿って流れ、後縁部９から放出される。また、翼５の後縁部９から放出された気流には、後縁部９の縁に沿った形状の軸３６Ｙをもつ渦Ｙが形成される。すなわち、翼５の内周側において、後縁部９から放出された気流には、第１後縁部９ａと第２後縁部９ｂに沿って、回転方向ＲＤに向かって凸状の軸３６Ｙをもつ渦Ｙが形成される。
　このため、第１後縁部９ａから放出された渦Ｙと第２後縁部９ｂから放出された渦Ｙとが互いに衝突し、渦Ｙを形成する気流同士の摩擦によって渦Ｙが弱められる。また、第１後縁部９ａ及び第２後縁部９ｂから放出された渦Ｙは、下流に行くに従い捻れ、軸３６Ｙの屈曲量が増加し、下流に行くに従い渦Ｙを形成する気流同士が衝突し易くなり、渦Ｙが弱められる。
　また、翼５の翼面上を流れる渦Ｘの軸３６Ｘと、渦Ｙの軸３６Ｙは、後縁部９において交差する。このため、第１後縁部９ａ及び第２後縁部９ｂから放出された渦Ｙと、渦Ｘとが互いに衝突し、渦Ｙを形成する気流及び渦Ｘを形成する気流同士の摩擦によって、渦Ｙ及び渦Ｘが弱められる。
（効果）
　以上のように本実施の形態１においては、翼５の後縁部９は、ボス３に隣接する第１後縁部９ａと、第１後縁部９ａに隣接する第２後縁部９ｂとを有する。第２接続点Ｐ２が、基準線ＢＬよりも回転方向ＲＤの前進側に位置し、第２後縁部９ｂが、第２接続点Ｐ２よりも回転方向ＲＤの後進側に後退するように構成されている。
　このため、翼５の後縁部９で発生する渦Ｙが捻れた軸３６Ｙをもって放出され、渦Ｙが摩擦により弱められる。また、翼５の前縁部７で発生した軸３６Ｘをもつ渦Ｘと、翼５の後縁部９で発生する渦Ｙが下流で混合し、両者の摩擦により渦Ｘ及び渦Ｙが相互に弱められる。よって、気流の乱れが小さくなり、エネルギー損失が低減される。また、渦Ｘ及び渦Ｙに伴う気流の乱れが小さくなり、騒音も低減するプロペラファンを実現できる。
　以下、本実施の形態１におけるプロペラファン１の効果を、比較例と対比して説明する。なお、比較例のプロペラファンの説明において、本実施の形態１のプロペラファン１と同一符号は対応部分を示すものとする。
（比較例１）
　図９は、比較例１におけるプロペラファンの翼の形状を説明する図である。なお、図９においては、プロペラファン１を回転軸ＣＬに垂直な面に投影した形状を示す。また、図９においては、複数の翼５のうち１枚の翼５のみを示す。
　図９に示すように、比較例１のプロペラファン１は、第２接続点Ｐ２が、基準線ＢＬよりも回転方向ＲＤの後進側に位置する構成である。すなわち、翼５の内周側の後縁部９が気流の吹出し方向に沿って形成されている。
　このため、比較例１におけるプロペラファンは、翼面上を流れてきた渦Ｘの軸３６Ｘと、後縁部９で発生した渦Ｙの軸３６Ｙの方向が同じ向きになる。よって、渦Ｙと渦Ｘとがお互いに打ち消し合うことがなく、下流側に残り、エネルギー損失が発生する。また、渦Ｘ及び渦Ｙの気流の乱れにより騒音が発生する。
　一方、本実施の形態１におけるプロペラファン１は、渦Ｘの軸３６Ｘと渦Ｙの軸３６Ｙが後縁部９において交差するので、上述した効果を奏することができる。
（比較例２）
　図１０は、比較例２におけるプロペラファンの翼の形状を説明する図である。なお、図１０においては、プロペラファン１を回転軸ＣＬに垂直な面に投影した形状を示す。また、図１０においては、複数の翼５のうち１枚の翼５のみを示す。
　図１０に示すように、比較例２のプロペラファン１は、第２接続点Ｐ２が、基準線ＢＬよりも回転方向ＲＤの後進側に位置し、第１後縁部９ａ及び第２後縁部９ｂが、基準線ＢＬよりも回転方向ＲＤの後進側に位置する構成である。
　このため、比較例２におけるプロペラファンは、翼５の内周側において、第１後縁部９ａと第２後縁部９ｂに沿って、回転方向ＲＤの反対方向に向かって凸状の軸３６Ｙをもつ渦Ｙが形成される。よって、第１後縁部９ａから放出された渦Ｙと第２後縁部９ｂから放出された渦Ｙとが互いに離れ、渦Ｙを形成する気流同士が衝突することが無く、渦Ｙが弱められることはない。
　一方、本実施の形態１におけるプロペラファン１は、第１後縁部９ａから放出された渦Ｙと第２後縁部９ｂから放出された渦Ｙとが互いに衝突するので、上述した効果を奏することができる。
（比較例３）
　図１１は、比較例３におけるプロペラファンの翼の形状を説明する図である。
　図１２は、比較例３におけるプロペラファンの翼面を通過する気流の様子を模式的に示す図である。
　なお、図１１及び図１２においては、プロペラファン１を回転軸ＣＬに垂直な面に投影した形状を示す。また、図１１及び図１２においては、複数の翼５のうち１枚の翼５のみを示す。
　図１１に示すように、比較例３のプロペラファン１は、回転軸ＣＬを中心とし第２接続点Ｐ２を通る円の半径Ｒｐが、半径Ｒｏと半径Ｒｉとの中間の半径Ｒｈよりも大きい構成である。また、第１後縁部９ａの長さＬ１が、第２後縁部９ｂの長さＬ２の２倍を超える構成である。また図１２に示すように、比較例３のプロペラファン１は、第１後縁部９ａと第２後縁部９ｂに沿った軸３６Ｙの形状が、径方向に直線状に近づく。また、第１後縁部９ａから放出された渦Ｙの量が、第２後縁部９ｂから放出された渦Ｙの量よりも多くなる。
　このため、比較例３におけるプロペラファンは、第１後縁部９ａから放出された渦Ｙと、第２後縁部９ｂから放出された渦Ｙとが衝突し難くなり、渦Ｙが相互に弱められる効果が低減する。
　一方、本実施の形態１におけるプロペラファン１は、第１後縁部９ａから放出された渦Ｙと第２後縁部９ｂから放出された渦Ｙとが互いに衝突するので、上述した効果を奏することができる。
実施の形態２．
　以下、実施の形態２におけるプロペラファン１について、上記実施の形態１との相違点を中心に説明する。実施の形態１と共通の構成は、同一符号を付し説明を省略する。
　図１３は、実施の形態２におけるプロペラファンの翼の形状を説明する図である。なお、図１３においては、プロペラファン１を回転軸ＣＬに垂直な面に投影した形状を示す。また、図１３においては、複数の翼５のうち１枚の翼５のみを示す。
　図１３に示すように、翼５の後縁部９は、第２接続点Ｐ２が、基準線ＢＬ上に位置するように構成されている。また、翼５の後縁部９は、第１後縁部９ａが、基準線ＢＬ上に位置するように構成されている。すなわち、第１後縁部９ａは、第１接続点Ｐ１を起点として、基準線ＢＬ上を第２接続点Ｐ２まで延びる部分である。第２後縁部９ｂは、第２接続点Ｐ２を起点として、回転方向ＲＤの後進側に向かって後退する部分である。
　図１４は、実施の形態２におけるプロペラファンの翼面を通過する気流の様子を模式的に示す図である。なお、図１４においては、プロペラファン１を回転軸ＣＬに垂直な面に投影した形状を示す。また、図１４においては、複数の翼５のうち１枚の翼５のみを示す。
　図１４に示すように、翼５の内周側において、後縁部９から放出された気流には、第１後縁部９ａと第２後縁部９ｂに沿って、回転方向ＲＤに向かって凸状の軸３６Ｙをもつ渦Ｙが形成される。
　このため、上記実施の形態１と同様に、第１後縁部９ａから放出された渦Ｙと第２後縁部９ｂから放出された渦Ｙとが互いに衝突し、渦Ｙを形成する気流同士の摩擦によって渦Ｙが弱められる。また、第１後縁部９ａ及び第２後縁部９ｂから放出された渦Ｙは、下流に行くに従い捻れ、軸３６Ｙの屈曲量が増加し、下流に行くに従い渦Ｙを形成する気流同士が衝突し易くなり、渦Ｙが弱められる。
　また、翼５の翼面上を流れる渦Ｘの軸３６Ｘと、渦Ｙの軸３６Ｙは、後縁部９において交差する。このため、第１後縁部９ａ及び第２後縁部９ｂから放出された渦Ｙと、渦Ｘとが互いに衝突し、渦Ｙを形成する気流及び渦Ｘを形成する気流同士の摩擦によって、渦Ｙ及び渦Ｘが弱められる。
実施の形態３．
　以下、実施の形態３におけるプロペラファン１について、上記実施の形態１及び２との相違点を中心に説明する。実施の形態１及び２と共通の構成は、同一符号を付し説明を省略する。
　図１５は、実施の形態３におけるプロペラファンを回転軸に垂直な面に投影した形状を示す図である。なお、図１５においては、翼５の表面の気流を押す側の面、すなわち圧力面側から見た形状を示す。
　図１５に示すように、前縁部７とボス３との接続点を、第３接続点Ｐ４と定義する。また、回転軸ＣＬと第３接続点Ｐ４との距離を、距離Ｄｆと定義する。また、回転軸ＣＬと第１接続点Ｐ１との距離を、距離Ｄｂと定義する。
　このように定義した場合、ボス３は、回転軸ＣＬと第１接続点Ｐ１との距離Ｄｂが、回転軸ＣＬと第３接続点Ｐ４との距離Ｄｆよりも長くなるように構成されている。言い換えると、翼５は、第３接続点Ｐ４と外周縁１１との距離Ｄｗｆが、第１接続点Ｐ１と外周縁１１との距離Ｄｗｂよりも長くなるように構成されている。すなわち、ボス３の側壁は、前縁部７よりも後縁部９が径方向外側に形成されている。
　図１６は、実施の形態３におけるプロペラファンの翼面を通過する気流の様子を模式的に示す図である。なお、図１６においては、プロペラファン１を回転軸ＣＬに垂直な面に投影した形状を示す。また、図１６においては、複数の翼５のうち１枚の翼５のみを示す。
　図１６に示すように、翼の前縁部７に発生した渦Ｘが通過する翼面上の距離は、前縁部７から後縁部９にかけて、距離Ｄｗｆから距離Ｄｗｂへ短くなる。すなわち、ボス３の側壁と外周縁１１で挟まれ、気流が通過する領域が狭くなる。
　このため、翼面上を通過する渦Ｘは、縮流され、後縁側に向かって増速する。すると、後縁部９に発生した渦Ｙとの衝突時の速度が大きくなり、後縁部９に発生した渦Ｙをより弱める効果が強くなる。
　よって、上記実施の形態１と比較して、さらに、気流の乱れが小さくなり、エネルギー損失が低減される。また、上記実施の形態１と比較して、さらに、渦Ｘ及び渦Ｙに伴う気流の乱れが小さくなり、騒音も低減するプロペラファンを実現できる。
実施の形態４．
　以下、実施の形態４におけるプロペラファン１について、上記実施の形態１～３との相違点を中心に説明する。実施の形態１～３と共通の構成は、同一符号を付し説明を省略する。
　図１７は、実施の形態４におけるプロペラファンを回転軸に垂直な面に投影した形状を示す図である。なお、図１７においては、翼５の表面の気流を押す側の面、すなわち圧力面側から見た形状を示す。
　図１８は、実施の形態４におけるプロペラファンを、回転軸を含む面に回転投影した形状を示す図である。つまり、図１８は、プロペラファン１を回転させた際に、側面から見た翼５の存在領域を示した図である。
　図１７及び図１８に示すように、翼５の内周縁１３における前縁部７及び後縁部９を、回転軸ＣＬを中心とした同一の半径で結ぶ円弧の中点を、第１中間点Ｐ５と定義する。すなわち、翼５の前縁部７の最も内周側と後縁部９の最も内周側とを、回転軸ＣＬを中心とした同一の半径で結ぶ円弧の中点を、第１中間点Ｐ５と定義する。また、翼５の外周縁１１における前縁部７及び後縁部９を、回転軸ＣＬを中心とした同一の半径で結ぶ円弧の中点を、第２中間点Ｐ６と定義する。
　このように定義した場合、翼５は、第１中間点Ｐ５が、回転軸ＣＬに沿った方向において第２中間点Ｐ６よりも上流側に位置するように構成されている（図１８参照）。すなわち、翼５は、いわゆる後傾翼である。なお、後縁部９の構成は、上記実施の形態１～３の何れかと同じである。
　翼５は後傾翼であるため、翼５が気流を押し出す向きが、径方向内向きを向く。このため、外周縁１１から漏れる気流８の流れを抑制して、気流８の乱れを低減することができる。
　また、気流８が内周側を向くため、翼５の内周側で発生した渦Ｘと気流８とが混合した場合であっても、翼５の内周側の後縁部９で発生した渦Ｙと相互に弱めることができる。よって、翼５を後傾翼とした場合であっても、気流の乱れが小さくなり、エネルギー損失が低減され、騒音も低減するプロペラファンを実現できる。
実施の形態５．
　以下、実施の形態５におけるプロペラファン１について、上記実施の形態１～４との相違点を中心に説明する。実施の形態１～４と共通の構成は、同一符号を付し説明を省略する。
　図１９は、実施の形態５におけるプロペラファンを回転軸に垂直な面に投影した形状を示す図である。なお、図１９においては、翼５の表面の気流を押す側の面、すなわち圧力面側から見た形状を示す。
　図１９に示すように、プロペラファン１は、回転軸ＣＬに設けられた軸部４と、軸部４の外周側に設けられた複数の翼５と、複数の翼５のうち周方向で隣り合う２つの翼５同士を接続する複数の接続部１０と、を有している。
　軸部４は、回転軸ＣＬを中心に回転する。複数の接続部１０のそれぞれは、例えば板状の形状を有しており、軸部４の外周側に隣接して設けられている。複数の接続部１０のそれぞれは、周方向で隣り合う２つの翼５のうち、プロペラファン１の回転方向ＲＤに向かって前方に位置する翼５の後縁部９と、回転方向ＲＤの後方に位置する翼５の前縁部７とを接続している。
　プロペラファン１は、ボス３を備えないいわゆるボスレス型のプロペラファンである。軸部４、複数の翼５及び複数の接続部１０は、樹脂により一体成形されている。すなわち、軸部４、複数の翼５及び複数の接続部１０は、一体翼を構成している。
　翼５の後縁部９の構成は、上記実施の形態１～４の何れかと同様である。すなわち、第１後縁部９ａは、後縁部９の最も内周側に位置している。また、第２後縁部９ｂは、後縁部９の、第１後縁部９ａの外周側に隣接する部分である。
　第１後縁部９ａの最も内周側の点が、第１接続点Ｐ１である。すなわち、周方向で隣り合う２つの翼５のうち、回転方向ＲＤに向かって前方に位置する翼５の後縁部９と、回転方向ＲＤの後方に位置する翼５の前縁部７との接続点が、第１接続点Ｐ１である。
　以上のように本実施の形態５においては、軸部４の外周側に設けられた複数の翼５と、軸部４に隣接して設けられ、複数の翼５のうち周方向で隣り合う２つの翼５同士を接続する接続部１０と、を備えている。この構成によれば、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
実施の形態６．
　上述したように本発明はプロペラファンの高効率及び低騒音化に関するものであるが、このファンを送風装置に搭載すれば、高効率で送風量を増加することができる。また、圧縮機と熱交換器などで構成される冷凍サイクル装置である空気調和機又は給湯用室外機に搭載すれば、低騒音かつ高効率で熱交換器通過風量を稼ぐことができ、機器の低騒音化と省エネルギー化を実現することができる。本実施の形態６は、そのような一例として、上記実施の形態１～５のプロペラファン１を、送風装置を含む室外機としての空気調和装置の室外機に適用した場合について説明する。
　図２０は、実施の形態６における冷凍サイクル装置である空気調和装置の概要図である。
　図２０に示すように、空気調和装置は、圧縮機６４と凝縮器７２と膨張弁７４と蒸発器７３とを順番に冷媒配管で接続した冷媒回路７０を備えている。凝縮器７２には、熱交換用の空気を凝縮器７２に送風する凝縮器用ファン７２ａが配置されている。また、蒸発器７３には、熱交換用の空気を蒸発器７３に送風する蒸発器用ファン７３ａが配置されている。凝縮器用ファン７２ａ及び蒸発器用ファン７３ａの少なくとも一方は、上記実施の形態１～５の何れかのプロペラファン１によって構成される。なお、冷媒回路７０に、冷媒の流れを切り替える四方弁等を設け、暖房運転と冷房運転とを切り替える構成としても良い。
　図２１は、本実施の形態６における送風装置である室外機を、吹出口側から見たときの斜視図である。
　図２２は、上面側から室外機の構成を説明するための図である。
　図２３は、室外機からファングリルを外した状態を示す図である。
　図２４は、室外機からファングリル及び前面パネル等を除去して、内部構成を示す図である。
　図２１～図２４に示すように、ケーシングである室外機本体５１は、左右一対の側面５１ａ及び側面５１ｃ、前面５１ｂ、背面５１ｄ、上面５１ｅ並びに底面５１ｆを有する筐体として構成されている。側面５１ａ及び背面５１ｄは、外部から空気を吸込むために開口部分を有している。また、前面５１ｂにおいては、前面パネル５２に、外部に空気を吹出すための開口部分としての吹出口５３が形成されている。さらに、吹出口５３は、ファングリル５４で覆われており、それにより、物体等とプロペラファン１との接触を防止し、安全が図られている。なお、図２２の矢印Ａは、空気の流れを示している。
　室外機本体５１内には、プロペラファン１が設置されている。プロペラファン１は、背面５１ｄ側にある駆動源であるファンモータ６１と、回転軸６２を介して接続されており、このファンモータ６１によって回転駆動される。
　室外機本体５１の内部は、壁体である仕切板５１ｇによって、プロペラファン１が設置されている送風室５６と、圧縮機６４等が設置されている機械室５７とに分けられている。送風室５６内における側面５１ａ側と背面５１ｄ側とには、平面視、略Ｌ字状に延びるような熱交換器６８が設けられている。なお、熱交換器６８は、暖房運転時において凝縮器７２として機能し、冷房運転時において蒸発器７３として機能する。
　送風室５６に配置されたプロペラファン１の径方向外側には、ベルマウス６３が配置されている。ベルマウス６３は、翼５の外周端よりも外側に位置し、プロペラファン１の回転方向に沿って環状をなしている。また、ベルマウス６３の一方側の側方には、仕切板５１ｇが位置し、他方側の側方には、熱交換器６８の一部が位置することとなる。
　ベルマウス６３の前端は、吹出口５３の外周を囲むように室外機の前面パネル５２と接続している。なお、ベルマウス６３は、前面パネル５２と一体的に構成されていてもよく、あるいは、別体としてつなげられるものとして用意されていてもよい。このベルマウス６３によって、ベルマウス６３の吸込側と吹出側との間の流路が、吹出口５３近傍の風路として構成される。すなわち、吹出口５３近傍の風路は、ベルマウス６３によって、送風室５６内の他の空間と区切られる。
　プロペラファン１の吸込側に設けられている熱交換器６８は、板状の面が平行になるように並設された複数のフィンと、その並設方向に各フィンを貫通する伝熱管とを備えている。伝熱管内には、冷媒回路を循環する冷媒が流通する。本実施の形態の熱交換器６８は、伝熱管が室外機本体５１の側面５１ａと背面５１ｄとにかけてＬ字状に延び、複数段の伝熱管がフィンを貫通しながら蛇行するように構成される。また、熱交換器６８は、配管６５等を介して圧縮機６４と接続し、さらに、図示省略する室内側熱交換器及び膨張弁等と接続されて、空気調和装置の冷媒回路７０を構成する。また、機械室５７には、基板箱６６が配置されており、この基板箱６６に設けられた制御基板６７によって室外機内に搭載された機器が制御されている。
　本実施の形態６においても、対応する上記実施の形態１～５と同様な利点が得られる。
　なお、本実施の形態６は、送風装置を含む室外機として空気調和装置の室外機を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、送風装置を給湯器等の室外機として実施することも可能であり、さらに、送風を行う装置として、広く適用することができ、室外機以外の装置又は設備等に適用することも可能である。
　１　プロペラファン、３　ボス、５　翼、７　前縁部、９　後縁部、９ａ　第１後縁部、９ｂ　第２後縁部、１１　外周縁、１３　内周縁、３１　向き、３３　気流方向、５１　室外機本体、５１ａ　側面、５１ｂ　前面、５１ｃ　側面、５１ｄ　背面、５１ｅ　上面、５１ｆ　底面、５１ｇ　仕切板、５２　前面パネル、５３　吹出口、５４　ファングリル、５６　送風室、５７　機械室、６１　ファンモータ、６２　回転軸、６３　ベルマウス、６４　圧縮機、６５　配管、６６　基板箱、６７　制御基板、６８　熱交換器、７０　冷媒回路、７２　凝縮器、７２ａ　凝縮器用ファン、７３　蒸発器、７３ａ　蒸発器用ファン、７４　膨張弁。

Claims (10)

  1. 　回転軸上に設けられた軸部と、
    　前記軸部の外周側に設けられた翼と、を備え、
    　前記翼は、回転方向の後進側に形成された後縁部を有し、
    　前記後縁部は、
    　最も内周側に位置する第１後縁部と、
    　前記第１後縁部の外周側に隣接する第２後縁部と、を含み、
    　前記第１後縁部の最も内周側の点を第１接続点と定義し、
    　前記第１後縁部と前記第２後縁部との接続点を第２接続点と定義し、
    　前記回転軸と前記第１接続点とを通る直線を基準線と定義したとき、
    　前記第２接続点が、前記基準線よりも前記回転方向の前進側、又は前記基準線上に位置し、
    　前記第２後縁部が、前記第２接続点よりも前記回転方向の後進側に後退するように構成された
    　プロペラファン。
  2. 　前記第１後縁部が、前記基準線よりも前記回転方向の前進側、又は前記基準線上に位置するように構成された
    　請求項１に記載のプロペラファン。
  3. 　前記回転軸を中心とし前記第２接続点を通る円の半径が、
    　前記回転軸を中心とし前記翼の外周縁を通る円の半径と、前記回転軸を中心とし前記第１接続点を通る円の半径との中間の半径よりも小さい
    　請求項１又は２に記載のプロペラファン。
  4. 　前記第２後縁部のうち、接線が前記第１接続点を通る最も内周側の接点を第１頂点と定義したとき、
    　前記第１後縁部の長さが、前記第２接続点と前記第１頂点との間の前記第２後縁部の長さ以上である
    　請求項１～３の何れか一項に記載のプロペラファン。
  5. 　前記第１後縁部の長さが、前記第２接続点と前記第１頂点との間の前記第２後縁部の長さの２倍以下である
    　請求項４に記載のプロペラファン。
  6. 　前記翼は、前記回転方向の前進側に形成された前縁部を有し、
    　前記前縁部の最も内周側と前記後縁部の最も内周側とを、前記回転軸を中心とした同一の半径で結ぶ円弧の中点を、第１中間点と定義し、
    　当該翼の外周を形成する外周縁の前記前縁部及び前記後縁部を、前記回転軸を中心とした同一の半径で結ぶ円弧の中点を、第２中間点と定義したとき、
    　前記第１中間点が、前記回転軸に沿った方向において前記第２中間点よりも上流側に位置するように構成された
    　請求項１～５の何れか一項に記載のプロペラファン。
  7. 　前記翼は、前記軸部の外周に接続され、
    　前記回転方向の前進側に形成された前縁部と前記軸部との接続点を第３接続点と定義したとき、
    　前記軸部は、
    　前記回転軸と前記第１接続点との距離が、
    　前記回転軸と前記第３接続点との距離よりも長くなるように構成された
    　請求項１～６の何れか一項に記載のプロペラファン。
  8. 　前記翼は、前記軸部の外周側に設けられた複数の翼の１つであり、
    　前記軸部に隣接して設けられ、前記複数の翼のうち前記回転軸を中心とする周方向で隣り合う２つの翼同士を接続する接続部を備えた
    　請求項１～６の何れか一項に記載のプロペラファン。
  9. 　請求項１～８の何れか一項に記載のプロペラファンと、
    　前記プロペラファンに駆動力を付与する駆動源と、
    　前記プロペラファン及び前記駆動源を収容するケーシングと、を備えた
    　送風装置。
  10. 　請求項９に記載の送風装置と、
    　凝縮器及び蒸発器を有する冷媒回路と、を備え、
    　前記送風装置は、
    　前記凝縮器及び前記蒸発器の少なくとも一方に空気を送風する
    　冷凍サイクル装置。
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