JP2000054992A - プロペラファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空気流の流れの剥離を低減して送風性能の向上
と送風騒音の低減とを共に図る。 【解決手段】ボス部２１周りに複数の翼２２を配設して
いる。各翼２２を、その断面形状がその周方向と半径方
向の両方向でそれぞれ流線形をなすように形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機の室外
機の送風ファン等に好適なプロペラファンに係り、特
に、翼断面形状を改良したプロペラファンに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空気調和機の室外機等では、送
風ファン（室外ファン）としてプロペラファンが多用さ
れている。図９はこの種の従来のプロペラファン１の正
面図であり、ボス部２周りに複数の翼３，３，３を一体
ないし一体的に取り付けている。これら各翼３のボス部
２中心Ｏから半径方向に任意離れた部分の周方向Ａ−Ｂ
の断面形状は図１０（Ａ）に示すようにほほ円弧状をな
し、しかも、図８中矢印で示すファンの回転方向に沿う
前縁３ａから後縁３ｂに向けて先細の流線形状に形成さ
れている。

【０００３】このために、従来のプロペラファンの中で
も、各翼３の周方向断面形状が流線形ではない、すなわ
ち、前縁から後縁にかけてほぼ同一厚さで円弧状である
従来のプロペラファンに比して、低騒音であるという効
果がある。これにより、空気調和機等では、翼の周方向
断面形状が流線形であるファンが室外機用のプロペラフ
ァンと室内機用のターボファン等に種々適用されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の室外機用のプロペラファン１では、図９で示
す各翼３の半径方向Ｏ−Ｃの断面形状が図１０（Ｂ）に
示すように流線形状に形成されていない。

【０００５】しかも、図１１の概略平面図に示すよう
に、例えば室外機用のプロペラファン１はベルマウス４
とのラップ部が小さいうえに、熱交換器５がＵ字形（ま
たはＬ字形でも同じ）であるので、プロペラファン１の
運転中の空気の流れは図１１中矢印に示すように軸方向
の流れのみではなく、プロペラファン１の外周部に、法
線方向に対し種々の角度で流入する流れが発生する。

【０００６】したがって、図９に示すように翼３の一面
上を、例えば図９中Ｄ−Ｅ方向に流れる空気は図１２中
の矢印に示すように前縁３ａおよびその周辺部におい
て、流れの剥離が発生するので、送風性能が低下する一
方、送風騒音が増大するという課題がある。

【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、空気流の流れの剥離を低減して
送風性能の向上と送風騒音の低減とを共に図ることがで
きるプロペラファンを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ボス
部周りに複数の翼を配設しているプロペラファンにおい
て、上記各翼を、その断面形状がその周方向と半径方向
の両方向でそれぞれ流線形をなすように形成したことを
特徴とするプロペラファンである。

【０００９】この発明によれば、各翼の断面形状がその
周方向のみならず、半径方向においても流線形であるの
で、プロペラファンの外周部に、法線方向に対して所要
の角度で流入する空気の流れについても、前縁部におけ
る流れの剥離を低減させることができる。このために、
圧力エネルギーの損失を低減して送風性能の向上と送風
騒音の低減とを共に図ることができる。

【００１０】請求項２の発明は、発泡材を混入した樹脂
材料により型成形されてなることを特徴とする請求項１
記載のプロペラファンである。

【００１１】この発明によれば、請求項１記載の発明と
ほぼ同様の作用効果に加えて、発泡材を混入した樹脂材
料によりプロペラファンを型を用いて形成するので、内
部に発泡層を形成した肉厚の各翼を形成することができ
る。このために、請求項１記載の発明の作用効果による
送風性能の向上と送風騒音の低減効果とを肉厚翼により
一層高めると共に、ファン全体としての軽量化と、成形
サイクルの短縮化と、成形時の変形や反りを抑制して強
度の維持とを共に図ることができる。

【００１２】請求項３の発明は、各翼は、その外周部上
に複数の凸部を周方向に所定の間隔をおいて並設してい
ることを特徴とする請求項１記載のプロペラファンであ
る。

【００１３】この発明によれば、請求項１記載のプロペ
ラファンの各翼の外周部上に、複数の凸部を形成してい
るので、請求項２の発明を採用することなく、各翼の外
周部を容易に肉厚にすることができる。このために、請
求項１の発明とほぼ同様の作用効果に加え、肉厚翼によ
る上記請求項２の発明とほぼ同様の作用効果を奏するこ
とができる。

【００１４】請求項４の発明は、各凸部は、その軸線
が、凸部の中心を垂直方向に通る垂直線に対して３０°
以下で傾斜していることを特徴とする請求項３記載のプ
ロペラファンである。

【００１５】請求項５の発明は、各翼の周方向で隣り合
う凸部同士の間隔Ｙは、２〜５mmであり、各凸部の周方
向に沿う幅の長さＸとの比Ｘ／Ｙを、５〜１０の範囲に
設定していることを特徴とする請求項４記載のプロペラ
ファンである。

【００１６】これら請求項４，５記載の発明によれば、
請求項３記載の発明の凸部の幅Ｘと、凸部同士間の間隔
Ｙを所定の範囲に設定しているので、請求項３記載の発
明の諸効果を一層向上させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜
図８に基づいて説明する。なお、これらの図中、同一ま
たは相当部分には同一符号を付している。

【００１８】図４は本発明の第１の実施形態が適用され
る空気調和機の室外機１１の一部切欠斜視図、図５はそ
の室外機１１の概略平面図である。この室外機１１は角
筒状の室外ユニット１２内に、例えば平面Ｌ形状の室外
熱交換器１３と、室外ファンであるプロペラファン１４
と、コンプレッサ１５、四方弁１６、インバータ等の制
御器１７等を収容し、プロペラファン１４とコンプレッ
サ１５との間を仕切板１８により仕切っている。なお、
符号１９はベルマウス、２０は吹出口に装着される吹出
ガードである。

【００１９】そして、プロペラファン１４は図１の正面
図で示すように構成されており、図示しないファンモー
タの回転軸が固定されるボス部２１の外側周面に、例え
ば３枚の翼２２，２２，２２を周方向等配位置にて一体
ないし一体的に取り付けている。

【００２０】図２に示すように、各翼２２は、ボス部２
１の中心Ｏから半径方向に任意に離れた部分での周方向
断面の形状を、ほぼ円弧状に形成すると共に、回転方向
前縁ａから後縁ｂにかけて先細の流線形状に形成し、さ
らに、図３に示すようにボス部２１の中心Ｏから半径方
向の断面形状を、中心Ｏ側から先端ｃに向けて先太の流
線形状に形成している。

【００２１】したがって、各翼２２の断面形状は、その
周方向と半径方向の両方向で流線形状であるので、各翼
２２を周方向と半径方向とにそれぞれ流れる空気の流れ
の剥離を低減することができる。さらに、図６（Ａ）に
示すように、このプロペラファン２１の外周部に、例え
ば法線方向に対し所要の角度で流入して、図中Ｆ−Ｇ方
向にほぼ沿って流れる空気流（図中矢印で示す）につい
ても、図６（Ｂ）に示すように各翼２２のＦ−Ｇ方向に
沿う断面がほぼ流線形状をなしているので、前縁ａおよ
びその周辺部における流れの剥離を防止ないし低減する
ことができる。

【００２２】このため、送風騒音を低減することができ
るうえに、圧力エネルギーの損失を低減することができ
るので、送風性能の向上を図ることができる。

【００２３】なお、この実施形態では、室外熱交換器１
３の平面形状がＬ字形の場合について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、例えば図１１で示
すＵ字形の室外熱交換器５を具備した室外機にも適用す
ることができる。むしろ、このＵ字形の室外熱交換器５
では、プロペラファン１の外周部に、法線方向に対して
所要角度で流入する空気量が多いので、上記実施形態よ
りも上記効果をより顕著に得ることができる。

【００２４】そて、上記プロペラファン１４を、特開平
８−４６９４号公開公報に記載された発明のように、発
泡材を混入した樹脂材料により型成形することにより、
上記各翼２２の前縁ａ部や外周縁部等の肉厚部を局所的
に肉厚に形成してもよい。例えば樹脂材ＡＳ（アクリル
スチレン）もしくはＰＰ（ポリプロピレン）にガラス繊
維ファイバーを重量比で１０〜２５％混入させ、さら
に、これに重量比で１〜５％（好ましくは２％）の発泡
材を混入させて、まずファンの原材料素材を形成する。

【００２５】この後、この原材料素材を成形機の金型に
投入して射出成型する。これにより、特開平８−４６９
４号公開公報に示すように、各翼２２の上記各肉厚部を
局所的に肉厚に形成することができるうえに、各翼２２
の表面側が金型によって発泡材の核が成長し難く、低発
泡状態になり、最も外表面側では金型により冷却され易
いので、殆ど発泡せず、硬質化した硬質層に形成され
る。一方、各翼２２の内部では発泡材の核が成長し易い
条件となり、発泡度合が増し、高発泡状態となるので、
発泡層となる。

【００２６】そして、各翼２２以外のボス部２１は薄肉
であるため、発泡材を混入させた原材料素材であって
も、その表面側と内部とも発泡の核が成長せず、充実し
た肉厚をなす。

【００２７】このために、厚肉の各翼２２の成形冷却時
間を短縮できるので、成形サイクルの短縮化が得られ
る。また、各翼２２の内部が発泡層であるので、従来の
完全に中実肉厚の翼を備えたものと比較して軽量化を図
ることができる。

【００２８】特に、各翼２２の厚肉部と、ボス部２１等
の薄肉部とに、成形時における温度差を小さくできるの
で、薄肉部の反りや変形等を抑制してファン全体のバラ
ンスと送風作用に伴う振動を低減させることができる。

【００２９】図７は本発明の第２実施形態に係るプロペ
ラファン１４Ａの概略正面図、図８はその要部の周方向
断面図である。このプロペラファン１４Ａは各翼２２の
外周縁部の一面上に、複数の突部２３，２３，…を周方
向に所定の間隔Ｙを置いて、肉厚部を局所的に形成する
ことにより、各翼２２の周方向と半径方向の両方向で流
線形に形成する点に特徴がある。

【００３０】各突部２３は、例えば平面形状が矩形をな
し、周方向の幅Ｘが例えば２〜５mmに形成されている。
これら突部２３，２３，…はボス部２１の中心Ｏから所
定の半径ｒ上にて周方向に所定の間隔Ｙを置いて配設さ
れることにより、各翼２２の周方向と半径方向の両断面
形状を共にほぼ流線形をなすように形成され、かつ配設
されている。

【００３１】各突部２３は、その中心を軸方向に通る各
軸線Ｏａと、各突部２３の中心を垂直方向に通る垂直線
Ｏｂとのなす角度θが０〜３０°の範囲内に入るように
斜めに配設されている。

【００３２】また、図８に示すように、各突部２３の周
方向の幅Ｘと、これら各突部２３同士の間隔Ｙとの比Ｘ
／Ｙが５〜１０をなすように形成されている。

【００３３】このような複数の突部２３により各翼２２
の周方向と半径方向の両断面を共に流線形に形成したプ
ロペラファン１４Ａについて送風実験を行なったとこ
ろ、上記第１の実施形態に係るプロペラファン１４とほ
ぼ同様の送風能力の向上と送風騒音の低減とを共に図る
ことができた。また、上記軸線Ｏａと垂直線Ｏｂとのな
す角度θが３０°を超えると、送風抵抗が増大して上記
効果が低減することも判明した。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、プロペラ
ファンの各翼を、その断面形状が、その周方向と半径方
向の両方向で流線形になるように形成したので、送風騒
音の低減と送風性能の向上とを共に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るプロペラファン
の正面図。

【図２】図１で示す各翼の周方向断面図。

【図３】図１で示す各翼の半径方向断面図。

【図４】図１で示すプロペラファンを室外ファンとして
組み付けている室外機の一部切欠斜視図。

【図５】図４で示す室外機の概略平面図。

【図６】（Ａ）は図１等で示すプロペラファン回りの空
気の流れを示す一部拡大正面図、（Ｂ）は同（Ａ）のＦ
−Ｇ線に沿う翼切断部の断面図。

【図７】本発明の第２の実施形態に係るプロペラファン
の一部切欠正面図。

【図８】図７で示す各翼の要部周方向断面図。

【図９】従来のプロペラファンの正面図。

【図１０】（Ａ）は図９で示す従来のプロペラファンの
各翼の周方向断面図、（Ｂ）は同各翼の半径方向断面
図。

【図１１】図９で示す従来のプロペラファンを室外ファ
ンとして組み付けた室外機の概略平面図。

【図１２】図９で示す従来のプロペラファンのＤ−Ｅ線
切断部に沿う縦断面図。

【符号の説明】

１４，１４Ａ プロペラファン ２１ ボス部 ２２ 翼 ２３ 突部 ａ 前縁 ｂ 後縁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボス部周りに複数の翼を配設しているプ
   ロペラファンにおいて、上記各翼を、その断面形状がそ
   の周方向と半径方向の両方向でそれぞれ流線形をなすよ
   うに形成したことを特徴とするプロペラファン。
2. 【請求項２】 発泡材を混入した樹脂材料により型成形
   されてなることを特徴とする請求項１記載のプロペラフ
   ァン。
3. 【請求項３】 各翼は、その外周部上に複数の凸部を周
   方向に所定の間隔をおいて並設していることを特徴とす
   る請求項１記載のプロペラファン。
4. 【請求項４】 各凸部は、その軸線が、凸部の中心を垂
   直方向に通る垂直線に対して３０°以下で傾斜している
   ことを特徴とする請求項３記載のプロペラファン。
5. 【請求項５】 各翼の周方向で隣り合う凸部同士の間隔
   Ｙは、２〜５mmであり、各凸部の周方向に沿う幅の長さ
   Ｘとの比Ｘ／Ｙを、５〜１０の範囲に設定していること
   を特徴とする請求項４記載のプロペラファン。