WO2016071948A1 - プロペラファン、プロペラファン装置および空気調和装置用室外機 - Google Patents
プロペラファン、プロペラファン装置および空気調和装置用室外機 Download PDFInfo
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Definitions
- the present invention relates to a propeller fan, a propeller fan device, and an outdoor unit for an air conditioner.
- Examples of conventional propeller fan shapes include the propeller fan shapes disclosed in Patent Document 1.
- the blade attachment angle ⁇ gradually decreases from the blade root portion to the blade intermediate portion, and the blade attachment angle ⁇ increases from the blade intermediate portion to the blade tip portion. This is because by increasing the blade mounting angle ⁇ at the blade tip and increasing the axial flow velocity at the blade tip, air disturbance at the tip is improved and noise is reduced. The reason why the blade attachment angle ⁇ at the blade root portion is increased is to increase the air volume.
- Patent No. 2590514 (7th page, Fig. 9)
- the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a low-noise propeller fan.
- the propeller fan of the present invention includes a boss and a wing fixed to the boss, and the wing has a shape in which a part of a leading edge protrudes toward the pressure surface side.
- a part of the trailing edge has a shape protruding to the suction surface side, and the radial center of the protrusion is radially outward from the radial position half the blade radius from the rotation center line.
- a propeller fan device of the present invention includes the above-described propeller fan of the present invention, a bell mouth, and a fan grille.
- the portion on the upstream side in the blowing direction of the propeller fan is outside the bell mouth in plan view, and the fan grill is arranged downstream in the blowing direction of the propeller fan.
- the outdoor unit for an air conditioner of the present invention for achieving the same object is equipped with the above-described propeller fan of the present invention.
- a low-noise propeller fan can be provided.
- FIG. 1 is a front view of an outdoor unit for an air-conditioning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 2 is a plan view showing the internal configuration of the outdoor unit for an air-conditioning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 3 is a perspective view of the propeller fan according to the first embodiment of the present invention.
- the air conditioner outdoor unit 100 has a case 51.
- the case 51 is configured as a housing having a pair of left and right side surfaces 51a and 51c, a front surface 51b, a back surface 51d, an upper surface 51e, and a bottom surface 51f.
- the side surface 51a and the back surface 51d have openings for sucking air from the outside (see arrow A).
- an air outlet is formed as an opening for blowing air to the outside (see arrow A).
- the air outlet is covered with a lattice-shaped fan grill 4.
- a propeller fan 1 In the case 51 of the outdoor unit 100 for an air conditioner, a propeller fan 1, a fan motor (drive source) 61, a bell mouth 3, and a heat exchanger 68 are accommodated.
- the propeller fan 1, which is an example, is connected to a fan motor 61 disposed on the back surface 51 d side of the propeller fan 1, and is rotated by the driving force of the fan motor 61.
- the heat exchanger 68 is disposed in the vicinity of the side surface 51a and the back surface 51d, and extends in a substantially L shape in plan view along the side surface 51a and the back surface 51d.
- the bell mouth 3 is arranged on the outer side of the propeller fan 1 in the radial direction.
- the bell mouth 3 has a loop shape (ring shape) along the rotation direction of the propeller fan 1.
- the propeller fan 1 includes a boss 1 a and a plurality of wings 2. As an example, in the first embodiment, the propeller fan 1 includes three blades 2.
- the boss 1a occupies the center of the propeller fan 1. In other words, the rotation center line RC of the propeller fan 1 passes through the boss 1a.
- hub 1a is not specifically limited, For example, it can comprise in a column shape or a cone shape.
- Each of the three wings 2 is fixed to the outer peripheral surface of the boss 1a.
- the wing 2 is partially surrounded by the bell mouth 3 in plan view. That is, the downstream portion of each wing 2 is in a region inside the bell mouth 3 surrounded by the bell mouth 3 in plan view, and the upstream portion of each wing 2 is in plan view, It is outside the area inside the bell mouth 3 surrounded by the bell mouth 3. That is, the upstream portion of each wing 2 is located upstream from the upstream end (inlet end) of the bell mouth 3.
- the fan grill 4 is disposed downstream of the propeller fan 1.
- the present invention is not particularly limited, in the first embodiment, since the three blades 2 have the same shape, only one blade 2 will be described below.
- a part of the leading edge 21 protrudes toward the positive pressure surface 2a or a part of the trailing edge 22 between the radially inner peripheral end 23 and the outer peripheral end 24.
- it has at least one shape of the shape which protrudes to the suction surface 2b side.
- the wing 2 has a shape in which the leading edge 21 protrudes locally toward the pressure surface 2a from the radially innermost periphery to the outermost periphery, or locally, the rear.
- the edge 22 has at least one of the shapes protruding toward the suction surface 2b.
- the blade 2 in the illustrated example has both a shape in which a part of the front edge 21 protrudes toward the pressure surface 2a and a shape in which a part of the rear edge 22 protrudes toward the suction surface 2b.
- a part of the protrusion of the front edge 21 described above is downstream in the blowing direction. It is a protrusion to the side, and a part of the protrusion of the rear edge 22 described above is a protrusion to the upstream side in the blowing direction.
- the radial center 28 of the protrusion of the leading edge 21 and the protrusion diameter of the trailing edge 22 are used.
- the direction center 28 is located radially outward from the radial position of 0.5 Rt from the rotation center line RC, that is, from the rotation center line RC to a radial direction that is half the radial position of the blade radius. Located on the outside.
- the radial center 28 of the protrusion of the front edge 21 and the radial center 28 of the protrusion of the rear edge 22 are the start radius position (the innermost position in the radial direction of the protrusion) 26 and the end radius of the protrusion.
- the position in the center in the radial direction between the position (the outermost position in the radial direction in the protrusion) 27 is indicated.
- partial front edge side protruding area 31 starting from the protrusion of the part 21a of the front edge 21 and the partial rear edge side protruding area 32 starting from the protrusion of the part 22a of the rear edge 22 described above are both , Extending in the front-rear direction of the rotation trajectory.
- the protruding height of the partial leading edge side protruding area 31 starting from the protruding portion 21 a of the leading edge 21 is maximum at the leading edge 21 and gradually decreases toward the trailing edge 22.
- the protruding height of the partial trailing edge side protruding area 32 starting from the protruding portion 22 a of the trailing edge 22 is maximum at the trailing edge 22 and gradually decreases toward the leading edge 21.
- the rotation center line RC at a radial position passing through a partial leading edge side protruding area 31 starting from the protrusion of the part 21a of the leading edge 21 and a partial trailing edge side protruding area 32 starting from the protrusion of the part 22a of the trailing edge 22.
- the curve of the blade surface connecting the leading edge 21 (21a) to the trailing edge 22 (22a) is approximately It has an arc shape.
- FIG. 4 is a diagram showing a blown wind speed distribution of the propeller fan of the comparative example.
- FIG. 5 is a diagram showing the blown air velocity distribution of the propeller fan of the present invention.
- FIG. 6 is a graph showing the blown wind speed distribution of the propeller fan of the present invention.
- the blowout wind speed distribution of the propeller fan provided with only the blade 2 ′ having neither the leading edge side protruding area 31 nor the trailing edge side protruding area 32 is the outer peripheral end of the blade 2 ′.
- the wind speed distribution is maximized in the vicinity of 24.
- the reason why the wind speed gradually increases from the inner peripheral end 23 to the outer peripheral end 24 of the blade 2 is that the movement speed of the blade 2 increases as the outer peripheral side of the blade 2 ′ increases, and the work amount of the blade 2 increases.
- noise is generated when the blown airflow from the propeller fan passes through the fan grill 4 installed downstream of the propeller fan. Increases in proportion to the sixth power of the flow velocity, and if there is a maximum portion in the wind speed distribution from the propeller fan, it becomes a large noise source.
- the blowout wind speed distribution of the propeller fan 1 according to the first embodiment of the present invention is configured as described above, so that the swirl direction in the region where the blowout wind speed distribution from the propeller fan 1 is maximized.
- the speed component By reducing the speed component, the work of the blade 2 can be effectively reduced, and the work of the inner peripheral end 23 of the blade 2 can be relatively increased.
- a more uniform blowing wind speed distribution can be realized over the radial direction of the blade 2, and noise generated when passing through the fan grill 4 installed downstream of the propeller fan 1 is reduced. , Propeller fan noise can be reduced.
- the radial position passing through the partial front edge side protruding area 31 starting from the protrusion of the part 21a of the front edge 21 and the partial rear edge side protruding area 32 starting from the protrusion of the part 22a of the rear edge 22 The blade surface connecting the leading edge 21 (21a) to the trailing edge 22 (22a) on the imaginary plane developed by cutting the arcuate section taken along the section line V extending in an arc shape around the rotation center line RC in FIG. Since the curve of Fig. 2 is almost arc-shaped, the flow smoothly follows the blade surface, which can effectively suppress the generation of vortices that are noise sources, and further reduce the noise of the propeller fan. Is supposed to proceed.
- FIG. 6 also compares the propeller fan of the comparative example and the propeller fan 1 of the first embodiment of the present invention with respect to the comparison of the blown wind speed distribution.
- the propeller fan of the comparative example an obvious maximum portion of the wind speed is seen near the radius ratio of 0.8.
- the wind speed near the radius ratio of 0.8 is the comparative example.
- wing of radius ratio 0.6 or less is increasing rather than the case of the propeller fan of the comparative example, compared with the case of the propeller fan of a comparative example.
- the obvious maximum portion of the wind speed as in the case of the propeller fan of the comparative example is not seen, and the wind speed distribution is made more uniform than in the case of the propeller fan of the comparative example.
- the radius ratio is the ratio of the radial position on the blade when the blade radius Rt (propeller fan radius) is 1, and the standardized wind speed is the maximum of the blowout wind speed distribution of the propeller fan of the comparative example.
- the wind speed normalized with a value of 1 is shown.
- FIG. 7 is a diagram showing a plan view of the propeller fan and its peripheral part according to the second embodiment of the present invention.
- the second embodiment is the same as the first embodiment described above except for the contents described below.
- the maximum protrusion radius position 25 is the start radius position 26 of the protrusion and the end radius of the protrusion. It is located on the outer side in the radial direction with respect to the radial position of the radial center 28 of the protrusion, which is the center of the position 27.
- the gradient of the change in the blowing wind speed distribution of the propeller fan 1 is relatively small on the inner peripheral side than the maximum part of the wind speed distribution and relatively large on the outer peripheral side than the maximum part of the wind speed distribution. I understand that.
- the change in the slope of the protrusion of the leading edge 21 and the change in the slope of the protrusion of the trailing edge 22 are better than the slope of the change in wind speed distribution. Therefore, the blowout air velocity distribution from the propeller fan can be made even more uniform, the noise generated when passing through the grill installed downstream of the propeller fan can be reduced, and the propeller fan can be reduced in noise.
- FIG. 7 is a diagram showing a plan view of the propeller fan and its peripheral part according to the third embodiment of the present invention.
- the third embodiment is the same as the first or second embodiment described above except for the contents described below.
- the maximum protrusion radius position 25 is the start of protrusion. It is located radially outside the radial position of the radial center 28 of the protrusion, which is the center of the radial position 26 and the end radius position 27 of the protrusion.
- the maximum protrusion radius position 25 is provided at a position that substantially coincides with the maximum portion of the blowing wind speed distribution. It has been. That is, in setting the position of the maximum projecting radius position 25, a position where the blowing wind speed distribution is obtained and the maximum of the blowing wind speed distribution is obtained with respect to a wing that is different only in the condition that no projection is provided on either the leading edge or the trailing edge.
- the maximum projecting radius position 25 is set. Specifically, as described above with reference to FIG.
- the blowout wind speed distribution of the propeller fan of the comparative example is the maximum portion of the wind speed distribution in the vicinity of the radius ratio 0.8 (the radial position from the rotation center line RC to 0.8 Rt). Therefore, regarding the protrusion of the front edge 21 and the protrusion of the rear edge 22, the maximum protrusion radius position 25 is provided at a radial position of 0.8 Rt from the rotation center line RC.
- the following advantages can be obtained. That is, since the wind speed can be reduced most at the maximum projecting radius position 25 relating to the protrusion of the leading edge 21 and the trailing edge 22 of the blade 2, the position where the wind speed is most reduced is determined as the blowout wind speed distribution of the propeller fan 1. Approximately equal to the maximum portion of the propeller fan 1, the distribution of the blowing wind speed of the propeller fan 1 can be made more uniform, and noise generated when passing through the fan grill 4 installed downstream of the propeller fan 1 is reduced. The noise of the fan can be reduced.
- FIG. 8 is a perspective view of the propeller fan according to the fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a graph of L / Rt and the maximum value of the normalized wind speed of the propeller fan according to the fourth embodiment of the present invention. Note that the fourth embodiment is the same as any one of the first to third embodiments described above except for the contents described below.
- the protrusion height L at the maximum protrusion radius position 25 with respect to the protrusion of the leading edge 21 and the protrusion of the trailing edge 22 of the blade 2 is L / Rt ⁇ It is set to satisfy 0.1.
- the propeller fan is described as an aspect in which the propeller fan is incorporated in the outdoor unit for an air conditioner, but the propeller fan of the present invention is not limited to this.
- the present invention can be implemented as a propeller fan device including the above-described propeller fan, bell mouth, and fan grill.
- the bell mouth surrounds the downstream portion of the propeller fan in the air flow direction in plan view, and the upstream portion of the propeller fan in the air blow direction is outside the bell mouth in plan view, and the fan grille It is arrange
- one of the aspects which implemented such a propeller fan apparatus in combination with the heat exchanger is embodiment as an outdoor unit for air conditioning apparatuses demonstrated previously.
- the propeller fan device of the present invention is a refrigeration cycle device other than an air conditioner such as a refrigeration device (a device having a refrigeration circuit including at least a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator). Furthermore, it is also possible to implement as a ventilator, a blower, or a dryer that does not require the provision of a heat exchange element.
- a refrigeration device a device having a refrigeration circuit including at least a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator.
- a ventilator a blower, or a dryer that does not require the provision of a heat exchange element.
- the present invention has a configuration with the number of blades other than three. It is also possible to implement, and even in such a configuration, the above-described excellent operational effects can be obtained.
- the wing has both a shape in which a part of the leading edge protrudes to the pressure surface side and a shape in which a part of the trailing edge protrudes to the suction surface side.
- this aspect is merely an example of the present invention, and the wing relating to the present invention may have the above-described protrusion at the leading edge, but may not have the above-mentioned protrusion at the trailing edge.
- the wing according to the present invention may have a configuration in which the above-described protrusion is provided on the rear edge while the above-described protrusion is not provided on the front edge.
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Abstract
プロペラファン1は、ボス1aと、そのボス1aに固定された翼2とを備え、翼2は、前縁21の一部が、正圧面2a側へ突出している形状か、または、後縁22の一部が、負圧面2b側へ突出している形状かの、少なくともどちらか一方の形状を有しており、その突出の径方向の中心28は、回転中心線RCから翼半径Rtの半分の径方向位置よりも、径方向外側に位置しており、翼2の半径方向にわたって、より均一な吹き出し風速分布を実現でき、低騒音化を進めることができる。
Description
本発明は、プロペラファン、プロペラファン装置および空気調和装置用室外機に関するものである。
従来のプロペラファン形状としては、特許文献1に開示のプロペラファン形状を挙げることができる。このプロペラファンでは、翼根元部から翼中間部に至るまで翼取付角βが徐々に減少し、その翼中間部から翼先端部にかけて翼取付角βは増加するものとなっている。これは、翼先端部の翼取付角βを大きくし、翼先端部の軸流速度を上げることにより、先端部の空気の乱れを改善し、低騒音化を図っているためである。また、翼根元部での翼取付角βを大きくしているのは、風量を大きくとるためのものである。
上記の特許文献1に示す技術では、ファンの下流の風速分布を均一化できていないため、局所的に風速の高い領域ができ、ファンの下流にグリル等の構造物がある場合、騒音が増大するという問題があった。
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、低騒音なプロペラファンを提供することを目的とする。
上述した目的を達成するため、本発明のプロペラファンは、ボスと、前記ボスに固定された翼とを備え、前記翼は、前縁の一部が、正圧面側へ突出している形状か、または、後縁の一部が、負圧面側へ突出している形状を有しており、突出の径方向の中心は、回転中心線から翼半径の半分の径方向位置よりも、径方向外側に位置している。
同目的を達成するための本発明のプロペラファン装置は、上述の本発明のプロペラファンと、ベルマウスと、ファングリルとを備え、前記ベルマウスは、平面的にみて、前記プロペラファンの送風方向の下流側の部分を包囲し、前記プロペラファンの送風方向の上流側の部分は、平面的にみて、前記ベルマウスの外にあり、前記ファングリルは、前記プロペラファンの送風方向の下流に配置されている。
さらに、同目的を達成するための本発明の空気調和装置用室外機は、上述の本発明のプロペラファンを搭載する。
同目的を達成するための本発明のプロペラファン装置は、上述の本発明のプロペラファンと、ベルマウスと、ファングリルとを備え、前記ベルマウスは、平面的にみて、前記プロペラファンの送風方向の下流側の部分を包囲し、前記プロペラファンの送風方向の上流側の部分は、平面的にみて、前記ベルマウスの外にあり、前記ファングリルは、前記プロペラファンの送風方向の下流に配置されている。
さらに、同目的を達成するための本発明の空気調和装置用室外機は、上述の本発明のプロペラファンを搭載する。
本発明によれば、低騒音なプロペラファンを提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、明細書の全文および図面において共通することとして、図中、同一符号は、同一又は対応部分を示すものとする。また、複数枚有する翼に関する符号は、代表の1枚にのみ付すものとする。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の空気調和装置用室外機の正面図である。図2は、本発明の実施の形態1の空気調和装置用室外機の内部構成を平面的に示す図である。図3は、本発明の実施の形態1のプロペラファンの斜視図である。
図1は、本発明の実施の形態1の空気調和装置用室外機の正面図である。図2は、本発明の実施の形態1の空気調和装置用室外機の内部構成を平面的に示す図である。図3は、本発明の実施の形態1のプロペラファンの斜視図である。
図1~図3に示すように、空気調和装置用室外機100は、ケース51を有している。ケース51は、左右一対の側面51a,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、外部から空気を吸い込む(矢印A参照)ために開口部分を有している。また、前面51bにおいては、外部に空気を吹き出す(矢印A参照)ための開口部分としての吹出口が形成されている。吹出口は、格子状のファングリル4で覆われている。
空気調和装置用室外機100のケース51内には、プロペラファン1、ファンモータ(駆動源)61、ベルマウス3、熱交換器68が収容されている。一例である、プロペラファン1は、プロペラファン1よりも背面51d側に配置されたファンモータ61と接続されており、そのファンモータ61の駆動力によって回転される。
熱交換器68は、側面51aと背面51dとの近傍に配置されており、それら側面51aと背面51dとに沿うように平面視、略L字状に延びている。
プロペラファン1の径方向外側には、ベルマウス3が配置されている。ベルマウス3は、プロペラファン1の回転方向に沿ってループ状(リング状)をなしている。
なお、図2および図3における、矢印Aは、空気の流れを例示しているが、あくまでも、説明上の図示であり、実際の流れを正確に示しているものではない。
プロペラファン1は、ボス1aと、複数の翼2とを備えている。一例であるが、本実施の形態1では、プロペラファン1は、3つの翼2を備えている。
ボス1aは、プロペラファン1における中心部を占めている。換言すれば、プロペラファン1の回転中心線RCが、ボス1aを通っている。ボス1aの形状は、特に限定されるものではないが、例えば、円柱状や錐体状に構成することができる。
3つの翼2はそれぞれ、ボス1aの外周面に固定されている。翼2は、平面的にみて、部分的に、ベルマウス3に包囲されている。すなわち、それぞれの翼2の下流部は、平面的にみて、ベルマウス3で包囲されたベルマウス3の内側の領域内に入っており、それぞれの翼2の上流部は、平面的にみて、ベルマウス3で包囲されたベルマウス3の内側の領域の外に出ている。つまり、それぞれの翼2の上流部は、ベルマウス3の上流端(入口端)よりも、上流側に位置している。また、ファングリル4は、プロペラファン1の下流に配置されている。
本発明として、特に限定するものではないが、本実施の形態1では、3つの翼2は、同じ形状を有しているので、以下、一つの翼2について説明する。本発明の翼としては、半径方向の内周端23から外周端24に至る間に、前縁21の一部が、正圧面2a側へ突出している形状か、または、後縁22の一部が、負圧面2b側へ突出している形状かの、少なくとも一方の形状を有している。別の言い方をすると、翼2は、半径方向の最内周から最外周に至る間に、局部的に、前縁21が正圧面2a側へ突出している形状か、または、局所的に、後縁22が、負圧面2b側へ突出している形状かの、少なくとも一方の形状を有している。図示例の翼2は、前縁21の一部が、正圧面2a側へ突出している形状と、後縁22の一部が、負圧面2b側へ突出している形状との、両方の形状を有している。また、別の記述態様によれば、回転中心線RCの延びる方向でみた送風方向(図3に矢印Aで例示の方向)に関して、上述した前縁21の一部の突出は、送風方向の下流側への突出であり、上述した後縁22の一部の突出は、送風方向の上流側への突出である。
後述する図5に示すように、回転中心線RCから翼2の外周端24までの半径を翼半径Rtとしたとき、前縁21の突出の径方向の中心28および後縁22の突出の径方向の中心28は、回転中心線RCから0.5Rtの径方向位置よりも、径方向外側に位置しており、すなわち、回転中心線RCから翼半径の半分の径方向位置よりも、径方向外側に位置している。なお、前縁21の突出の径方向の中心28および後縁22の突出の径方向の中心28は、突出の開始半径位置(突出における径方向の最も内側の位置)26と、突出の終了半径位置(突出における径方向の最も外側の位置)27との間の、径方向でいうところの中央の位置を指すものとする。
また、上述した前縁21の一部21aの突出から始まる部分的な前縁側突出エリア31、および、上述した後縁22の一部22aの突出から始まる部分的な後縁側突出エリア32は、共に、回転軌跡の前後方向に延びている。
また、前縁21の一部21aの突出から始まる部分的な前縁側突出エリア31の突出高さは、前縁21で最大であり、後縁22に向け徐々に減少する。同様に、後縁22の一部22aの突出から始まる部分的な後縁側突出エリア32の突出高さは、後縁22で最大であり、前縁21に向け徐々に減少する。つまり、前縁21の一部21aの突出から始まる部分的な前縁側突出エリア31は、正圧面2aにおいて、後縁22に至ることなく消失しており、後縁22の一部22aの突出から始まる部分的な後縁側突出エリア32は、負圧面2bにおいて、前縁21に至ることなく消失している。
また、前縁21の一部21aの突出から始まる部分的な前縁側突出エリア31および後縁22の一部22aの突出から始まる部分的な後縁側突出エリア32を通る半径位置において回転中心線RCを中心とした弧状に延びる断面ラインVで切断した弧状断面を、さらに、平面へ展開した仮想面上では、前縁21(21a)から後縁22(22a)をつなぐ翼面の曲線は、略円弧形状をなしている。
上記のような構成により得られる効果について、図4~図6を用いて説明する。図4は、比較例のプロペラファンの吹き出し風速分布を示す図である。図5は、本発明のプロペラファンの吹き出し風速分布を示す図である。図6は、本発明のプロペラファンの吹き出し風速分布を示すグラフである。
比較例として、上述の前縁側突出エリア31および後縁側突出エリア32のどちらも持たない翼2’のみを備えたプロペラファンの吹き出し風速分布は、図4に示すように、翼2’の外周端24の近傍で極大となるような風速分布を示す。翼2の内周端23から外周端24に向かって次第に風速が大きくなるのは、翼2’の外周側ほど翼2の運動速度が大きくなり、翼2の仕事量が増加するためであり、最も外周端24の近傍で風速が低下するのは、翼2’の外周端24では翼2とベルマウス3の隙間からの漏れがある事や、翼2の送風方向の上流側の一部がベルマウス3から突出しているので元々の仕事量が少ない事による。
こうした比較例のプロペラファンにおいては、プロペラファンからの吹き出し気流が、プロペラファンの下流に設置されたファングリル4を通過すると、騒音を発生するが、一般にファングリル4を気流が通過する際の騒音は、流速の6乗に比例して増大することから、プロペラファンからの吹き出し風速分布に極大部があると、大きな騒音源になってしまう。
これに対して、本発明の実施の形態1のプロペラファン1の吹き出し風速分布は、前述のように構成されていることにより、プロペラファン1からの吹き出し風速分布が極大となる領域の旋回方向の速度成分を減少させて、翼2の仕事量を効果的に減少させるとともに、相対的に翼2の内周端23の仕事を増加させることができる。このため、図5に示すように、翼2の半径方向にわたって、より均一な吹き出し風速分布を実現でき、プロペラファン1の下流に設置されたファングリル4を通過する際に発生する騒音を低減し、プロペラファンを低騒音化できる。
また、前述したように、前縁21の一部21aの突出から始まる部分的な前縁側突出エリア31および後縁22の一部22aの突出から始まる部分的な後縁側突出エリア32を通る半径位置において回転中心線RCを中心とした弧状に延びる断面ラインVで切断した弧状断面を、さらに、平面へ展開した仮想面上において、前縁21(21a)から後縁22(22a)をつなぐ翼面の曲線が、略円弧形状をなしていることにより、流れは翼面に滑らかに沿うこととなり、これによっても、騒音源となる渦の発生を効果的に抑制でき、さらにプロペラファンの低騒音化を進めることとなっている。
また、図6では、吹き出し風速分布の比較に関し、比較例のプロペラファンと本発明の実施の形態1のプロペラファン1とを比較している。比較例のプロペラファンでは、半径比0.8付近に、風速の明らかな極大部がみられるが、本発明の実施の形態1のプロペラファンでは、半径比0.8付近の風速が、比較例のプロペラファンの場合よりも、減少しており、半径比0.6以下の翼の内周側の領域での風速が、比較例のプロペラファンの場合よりも、増加している。つまり、本発明の実施の形態1のプロペラファンでは、比較例のプロペラファンの場合のような風速の明らかな極大部は見られず、比較例のプロペラファンの場合よりも風速分布が均一化されていることが分かる。なお、半径比とは、翼半径Rt(プロペラファンの半径)を1としたときの、翼上の半径位置の比率であり、基準化風速とは、比較例のプロペラファンの吹き出し風速分布の最大値を1として基準化した風速を示す。
以上に説明したように本実施の形態1によれば、低騒音なプロペラファンおよび空気調和装置用室外機を提供することができる。
実施の形態2.
次に、図7に基づき、本発明の実施の形態2について説明する。図7は、本発明の実施の形態2に関する、プロペラファンおよびその周辺部を平面的に示す図である。なお、本実施の形態2は、以下に示す説明以外の内容については、上述した実施の形態1と同様であるものとする。
次に、図7に基づき、本発明の実施の形態2について説明する。図7は、本発明の実施の形態2に関する、プロペラファンおよびその周辺部を平面的に示す図である。なお、本実施の形態2は、以下に示す説明以外の内容については、上述した実施の形態1と同様であるものとする。
図7に示すように、本発明の実施の形態2のプロペラファンでは、前縁21の突出および後縁22の突出に関し、最大突出半径位置25が、突出の開始半径位置26と突出の終了半径位置27との中央である突出の径方向の中心28の径方向位置よりも、径方向の外側に位置している。
このような構成により得られる効果について説明する。図6に示したとおり、プロペラファン1の吹き出し風速分布の変化の勾配は、風速分布の極大部よりも内周側では比較的小さく、風速分布の極大部よりも外周側では比較的大きくなっていることが分かる。これに対して、本実施の形態2のような構成にすることにより、前縁21の突出の勾配の変化および後縁22の突出の勾配の変化が、風速分布の変化の勾配と、よりよく一致するため、プロペラファンからの吹き出し風速分布をより一層均一化でき、プロペラファンの下流に設置されたグリルを通過する際に発生する騒音を低減し、プロペラファンを低騒音化できる。
実施の形態3.
次に、図6および図7に基づき、本発明の実施の形態3について説明する。図7は、本発明の実施の形態3に関する、プロペラファンおよびその周辺部を平面的に示す図である。なお、本実施の形態3は、以下に示す説明以外の内容については、上述した実施の形態1または2と同様であるものとする。
次に、図6および図7に基づき、本発明の実施の形態3について説明する。図7は、本発明の実施の形態3に関する、プロペラファンおよびその周辺部を平面的に示す図である。なお、本実施の形態3は、以下に示す説明以外の内容については、上述した実施の形態1または2と同様であるものとする。
図7に示すように、本発明の実施の形態3のプロペラファンでは、上記実施の形態2と同様、前縁21の突出および後縁22の突出に関し、最大突出半径位置25が、突出の開始半径位置26と突出の終了半径位置27との中央である突出の径方向の中心28の径方向位置よりも、径方向の外側に位置している。
上記に加えて、本発明の実施の形態3のプロペラファンでは、前縁21の突出および後縁22の突出に関し、最大突出半径位置25が、吹き出し風速分布の極大部と略一致する位置に設けられている。すなわち、最大突出半径位置25の位置の設定において、前縁にも後縁にも突出が設けられていない条件だけが異なる翼に関して、吹き出し風速分布を得て、その吹き出し風速分布の極大となる位置に、最大突出半径位置25を設定する。具体的には、図6に関して前述したように、比較例のプロペラファンの吹き出し風速分布は、半径比0.8(回転中心線RCから0.8Rtの径方向位置)付近に風速分布の極大部があることから、前縁21の突出および後縁22の突出に関し、最大突出半径位置25は、回転中心線RCから0.8Rtの径方向位置に設けられている。
上記のような構成によれば次のような利点が得られる。すなわち、翼2の前縁21の突出および後縁22の突出に関する最大突出半径位置25において、最も風速を低減することができるので、その最も風速を低減する位置を、プロペラファン1の吹き出し風速分布の極大部と略一致させることで、プロペラファン1の吹き出し風速分布をより一層、均一化でき、プロペラファン1の下流に設置されたファングリル4を通過する際に発生する騒音を低減し、プロペラファンを低騒音化できる。
実施の形態4.
次に、図8および図9に基づき、本発明の実施の形態4について説明する。図8は、本発明の実施の形態4のプロペラファンの斜視図である。図9は、本発明の実施の形態4のプロペラファンのL/Rtと基準化風速の最大値のグラフである。なお、本実施の形態4は、以下に示す説明以外の内容については、上述した実施の形態1~3の何れか一つと同様であるものとする。
次に、図8および図9に基づき、本発明の実施の形態4について説明する。図8は、本発明の実施の形態4のプロペラファンの斜視図である。図9は、本発明の実施の形態4のプロペラファンのL/Rtと基準化風速の最大値のグラフである。なお、本実施の形態4は、以下に示す説明以外の内容については、上述した実施の形態1~3の何れか一つと同様であるものとする。
図8に示すように、本発明の実施の形態4のプロペラファンでは、翼2の前縁21の突出および後縁22の突出に関する最大突出半径位置25の突出高さLは、L/Rt<0.1を満たすように、設定されている。
上記のような構成により得られる効果につき、図9を用いて説明する。図9に示すように、L/Rt<0.1の範囲では、L/Rtが大きくなるにつれ基準化風速の最大値が低減するが、L/Rt≧0.1の範囲では、基準化風速の最大値が一定となる傾向を示している。ここで、上記のように前縁21の一部を正圧面2a側へ突出させたり、後縁22の一部を負圧面2b側へ突出させたりすると、当該突出部分の翼面が回転中心線RCに対して垂直な面(直交する面)に近づくことになり、翼面を流れる気流の相対速度が上昇してしまうことにより、騒音の悪化要因となる可能性がある。特に、L/Rt≧0.1においては、基準化風速の最大値が一定となるため、この騒音悪化要因が支配的となり、十分な騒音低減効果が発揮されない恐れがある。これに対して、本実施の形態4では、上記のようにL/Rt<0.1を満たすように、突出を設けるので、そのような騒音の悪化を回避することができ、プロペラファンのより一層の低騒音化を進めることができる。
以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。
上述した実施の形態では、プロペラファンを、空気調和装置用室外機に組み入れた態様として説明しているが、本発明のプロペラファンは、これに限定されるものではない。本発明は、上述したプロペラファンと、ベルマウスと、ファングリルとを備えたプロペラファン装置として実施することができる。ベルマウスは、平面的にみて、プロペラファンの送風方向の下流側の部分を包囲し、プロペラファンの送風方向の上流側の部分は、平面的にみて、ベルマウスの外にあり、ファングリルは、プロペラファンの送風方向の下流に配置されている。そして、このようなプロペラファン装置を、熱交換器と組み合わせて実施した態様の一つが、先に説明してきた空気調和装置用室外機としての実施の形態である。よって、他の例を挙げると、本発明のプロペラファン装置は、冷凍装置等の空気調和装置以外の冷凍サイクル装置(圧縮機、凝縮器、膨張装置および蒸発器を少なくとも含む冷凍回路を備えた装置)に用いることができ、さらに、熱交換要素の具備を条件としない、換気装置、送風装置、ドライヤとして実施することも可能である。
また、本発明を実施するための最良の形態として、上記に説明した例では、翼の枚数が3枚である場合を図示しているが、本発明は、3枚以外の翼枚数の構成として実施することも可能であり、かかる構成においても、上記の優れた作用効果が得られる。
また、上述した実施の形態では、翼が、前縁の一部が正圧面側へ突出している形状と、後縁の一部が負圧面側へ突出している形状との両方を備えている態様を例示していたが、この態様は、本発明のあくまでも一例であり、本発明に関する翼は、前縁に上記の突出を有する一方、後縁に上記の突出を有しない形態であってもよく、あるいは、本発明に関する翼は、後縁に上記の突出を有する一方、前縁に上記の突出を有しない形態であってもよい。
1 プロペラファン、1a ボス、2 翼、2a 正圧面、2b 負圧面、3 ベルマウス、4 ファングリル、21 前縁、22 後縁、24 外周端、25 最大突出半径位置、28 突出の径方向の中心、100 空気調和装置用室外機。
Claims (6)
- ボスと、
前記ボスに固定された翼とを備え、
前記翼は、前縁の一部が、正圧面側へ突出している形状か、または、後縁の一部が、負圧面側へ突出している形状を有しており、
突出の径方向の中心は、回転中心線から翼半径の半分の径方向位置よりも、径方向外側に位置している、
プロペラファン。 - 突出の最大突出半径位置は、突出の径方向の中心の径方向位置よりも、径方向の外側に位置している、
請求項1のプロペラファン。 - 前記最大突出半径位置は、吹き出し風速分布の極大部と一致する位置に設けられている、
請求項2のプロペラファン。 - 回転中心線から前記翼の外周端までの半径を翼半径Rtとしたとき、
突出の最大突出半径位置の突出高さLは、L/Rt<0.1を満たすように、設定されている、
請求項1~3の何れか一項のプロペラファン。 - 請求項1~4の何れか一項のプロペラファンと、ベルマウスと、ファングリルとを備え、
前記ベルマウスは、平面的にみて、前記プロペラファンの送風方向の下流側の部分を包囲し、
前記プロペラファンの送風方向の上流側の部分は、平面的にみて、前記ベルマウスの外にあり、
前記ファングリルは、前記プロペラファンの送風方向の下流に配置されている、
プロペラファン装置。 - 請求項1~4の何れか一項のプロペラファンを搭載した、
空気調和装置用室外機。
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