JP2000265997A - Vane type propeller fan - Google Patents

Vane type propeller fan

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JP2000265997A
JP2000265997A JP11375746A JP37574699A JP2000265997A JP 2000265997 A JP2000265997 A JP 2000265997A JP 11375746 A JP11375746 A JP 11375746A JP 37574699 A JP37574699 A JP 37574699A JP 2000265997 A JP2000265997 A JP 2000265997A
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JP
Japan
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propeller fan
slit
slits
airfoil
vane
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Application number
JP11375746A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumio Kondo
文男 近藤
Kazuhiro Suzuki
一弘 鈴木
Kei Matsuda
圭 松田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38Blades
    • F04D29/384Blades characterised by form
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/20Rotors
    • F05D2240/30Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/305Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the pressure side of a rotor blade

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the noise, the weight, and materials without impairing aerodynamic characteristics of a vane type propeller fan by providing slits at least in a partial zone of a vane pressure surface in the vane type propeller fan. SOLUTION: This vane type propeller fan 10A is molded of plastic, etc., has a plurality of vanes 11, and has a rotary drive source such as a motor connected to a boss 13. In this case, a lot of slits 12 are formed in a vane face of small curvature side in its cross sectional shape, namely a vane pressure face (venter face) 11a in each vane 11. For example, 11, narrow, long, recessed groove slits 12 are provided along the vane face flow direction in a partial zone of the vane pressure face 11a, however, the slits 12 are preferably to be concentric relative to the rotary shaft 15 in designing. The angle formed between the slits 12 and the flow direction is formed within 20 deg. and the widths of the respective slits 12 are preferably set to 7 mm or less.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機の室外
ユニットや換気扇等に使用される送風機の翼形プロペラ
ファンに係り、特に、空力性能を損なうことなく重量の
低減が可能となる送風機の翼形状に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an airfoil propeller fan for use in an outdoor unit of an air conditioner, a ventilation fan, and the like, and more particularly to a fan capable of reducing weight without impairing aerodynamic performance. Related to wing shape.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、空気調和機の室外ユニットに
おける熱交換器送風ファンや換気扇等として、プロペラ
ファンを比較的低速で回転させて送風する送風機が使用
されている。このプロペラファンには、プラスチック材
料を成形することにより製造されたものが広く採用され
ている。また、このようなプロペラファンに使用される
翼の形状は、低コストで量産に対応するため、薄板で製
作されるものが一般的である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a blower that rotates a propeller fan at a relatively low speed to blow air has been used as a heat exchanger blower fan, a ventilation fan, or the like in an outdoor unit of an air conditioner. As the propeller fan, a fan manufactured by molding a plastic material is widely used. The shape of the blade used in such a propeller fan is generally made of a thin plate in order to cope with mass production at low cost.

【0003】図7は空気調和機の室外ユニットを示して
おり、(a)は平面図、(b)は正面図である。図7に
示される室外ユニットは、住宅用空調装置の室外機であ
る。この室外ユニットは、冷房運転時に放熱器として機
能し、一方、暖房運転時には吸熱機として機能する。い
ずれの運転でも、基本的には空気と冷媒系との熱交換を
するものである。この室外ユニットの中には、主要部品
として送風ファン1、熱交換器2、コンプレッサ3が搭
載されており、送風ファン1と熱交換器2とで熱交系を
形成しており、コンプレッサ3は冷媒の循環ポンプとし
て機能する。また、コンプレッサ3の遮音及び流路の形
成のために、コンプレッサ室を形成する仕切板4が設け
られている。
FIG. 7 shows an outdoor unit of an air conditioner, where (a) is a plan view and (b) is a front view. The outdoor unit shown in FIG. 7 is an outdoor unit of a residential air conditioner. The outdoor unit functions as a radiator during the cooling operation, and functions as a heat absorber during the heating operation. In either operation, basically, heat is exchanged between the air and the refrigerant system. In this outdoor unit, a blower fan 1, a heat exchanger 2, and a compressor 3 are mounted as main components, and the blower fan 1 and the heat exchanger 2 form a heat exchange system. It functions as a refrigerant circulation pump. Further, a partition plate 4 forming a compressor chamber is provided for sound insulation of the compressor 3 and formation of a flow path.

【0004】この室外ユニットの主要な音源は、コンプ
レッサ3の運転音及び送風ファン1の運転音であり、一
般的には送風ファン1の音(以下ファン音)が最も大き
い。これは、ファン音と比較した場合、機械音であるコ
ンプレッサ3の運転音はフィーリング上好ましくないの
で、ファン音によりマスキングするようにしているため
である。
[0004] The main sound sources of this outdoor unit are the operating sound of the compressor 3 and the operating sound of the blower fan 1, and the sound of the blower fan 1 (hereinafter referred to as fan sound) is generally the loudest. This is because the operation sound of the compressor 3, which is a mechanical sound, is not preferable in terms of feeling when compared with the fan sound, so that the masking is performed by the fan sound.

【0005】近年、空調装置の省エネ化が叫ばれ、冷媒
システムの高COP(Coefficientof Performance)化が
検討されてきている。これを実現するため、高効率熱交
換器やコンプレッサの開発が行われている。冷房運転の
場合、最も入力に寄与を持つコンプレッサ入力は高圧を
低下させることにより低減される。このコンプレッサの
運転点を改善するために、室外熱交換器2の高性能化が
必要である。このとき、冷媒温度と吸込空気温度との差
が小さくなるので、大量の空気を室外熱交換器2に通過
させる必要がでてくる。さらに、室外熱交換器2の性能
の半分以上の寄与率を有する空気側フィンの圧力損失
(以下圧損)も高性能化のため大きくなる傾向にある。
[0005] In recent years, energy saving of air conditioners has been called for, and high COP (Coefficient of Performance) of refrigerant systems has been studied. To achieve this, high-efficiency heat exchangers and compressors are being developed. In cooling operation, the compressor input that contributes the most is reduced by lowering the high pressure. In order to improve the operating point of the compressor, it is necessary to improve the performance of the outdoor heat exchanger 2. At this time, since the difference between the refrigerant temperature and the suction air temperature becomes small, a large amount of air needs to be passed through the outdoor heat exchanger 2. Furthermore, the pressure loss (hereinafter, pressure loss) of the air-side fins having a contribution rate of half or more of the performance of the outdoor heat exchanger 2 tends to increase for higher performance.

【0006】室外熱交換器2の通風を受け持つのが送風
ファン1であり、そのファン動力は(風量)×(系の圧
損)に、また、その騒音はlog(風量×(系の圧損)
2 )にそれぞれ関連するので、風量及び室外ユニットの
空気圧損の半分以上を占めている熱交換機2の高圧損化
により、送風ファン1は動力ばかりでなく騒音的にも非
常に苦しくなる。このため、送風ファン1には、高静圧
化、高効率化及び低騒音化が要求される。そして、送風
ファン1を高静圧化、高効率化及び低騒音化するための
有力な方法の一つとして、翼の肉厚を厚くした厚肉の翼
断面を採用したプロペラファンがあり、このような厚肉
の翼断面形状を採用したプロペラファンを厚肉プロペラ
ファンと呼ぶことにする。
The ventilation fan 1 is responsible for ventilation of the outdoor heat exchanger 2, and its fan power is (air volume) × (system pressure loss) and its noise is log (air volume × (system pressure loss)).
2 ), the high-pressure loss of the heat exchanger 2 occupying more than half of the air volume and the air pressure loss of the outdoor unit makes the blower fan 1 very difficult not only in power but also in noise. For this reason, the blowing fan 1 is required to have high static pressure, high efficiency, and low noise. As one of the powerful methods for increasing the static pressure, increasing the efficiency, and reducing the noise of the blower fan 1, there is a propeller fan that employs a thicker blade section with a thicker blade. A propeller fan employing such a thick wing cross-sectional shape will be referred to as a thick propeller fan.

【0007】図8(a)及び(b)は、従来のプロペラ
ファンに使用される翼の断面形状を示しており、ここで
(a)はプロペラファンの正面図、(b)は(a)のD
−D線に沿う断面図である。図において、符号の10は
プロペラファンを示し、3枚の翼11により構成されて
いる。翼11の断面形状は、上(前)面側11bの曲率
半径が腹(後)面11a側の曲率半径より小さくなるよ
うそれぞれが異なる曲率半径で湾曲した曲面により構成
されており、曲率の小さい腹面側11aを翼圧力面と呼
んでいる。なお、このような翼形状では、翼形プロペラ
ファン10を矢印4の回転方向に回転させると、翼形プ
ロペラファン10の回転面と交差する白抜矢印5の送風
方向へ向けて送風されることになる。
FIGS. 8 (a) and 8 (b) show the cross-sectional shape of a blade used in a conventional propeller fan, where (a) is a front view of the propeller fan, and (b) is (a). D
It is sectional drawing which follows the -D line. In the figure, reference numeral 10 denotes a propeller fan, which is constituted by three blades 11. The cross-sectional shape of the wing 11 is constituted by curved surfaces each having a different radius of curvature such that the radius of curvature of the upper (front) surface 11b is smaller than the radius of curvature of the antinode (rear) surface 11a. The abdominal surface 11a is called a wing pressure surface. In such a blade shape, when the airfoil propeller fan 10 is rotated in the rotation direction of the arrow 4, the air is blown in the airflow direction of the white arrow 5 intersecting with the rotation surface of the airfoil propeller fan 10. become.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した厚
肉の翼断面形状のプロペラファンとすれば、薄肉翼のプ
ロペラファンと比較して、空力特性の面では有利になる
ことが分かっている。ここで、図9に一点鎖線で示す厚
肉プロペラファンと、実線で示す薄肉プロペラファンと
の空力性能及び騒音性能を比較すると、図10に示すよ
うに、厚肉プロペラファンは薄肉プロペラファンよりも
空力性能(静圧効率及び静圧圧力係数)及び騒音性能
(比騒音)がともに優れていることが分かる。図10に
おいて、二点鎖線で表示した右上がりの曲線は送風特性
に対する負荷曲線であり、運転条件またはユニットが変
わることにより変化する。この負荷曲線とプロペラファ
ンによって決まるファン特性(静圧圧力係数)との交点
が運転点Pであり、この運転点Pが決まることにより流
線の方向(流線の形状)は一意的に決まる。プロペラフ
ァンの翼面に沿う流体の流れの流線方向を意味している
のが「流れ方向」である。これらは無次元量であるか
ら、たとえばプロペラファンの回転数が変化しても不変
である。しかし、運転点Pについては、室外熱交換器2
に霜が付いて負荷特性が変わったり、装置が変わったり
した場合に変化する。つまり、同一の装置であれば、設
計点pの負荷に対して負荷が図示のように変化すれば、
設計点pの流れ方向に対して、流れ方向が変わることが
分かる。また、設計点pの負荷に対応する装置に対し
て、装置が変わったため負荷が変わる場合もこの考え方
で流れ方向の変化を予想できることを意味する。
By the way, it has been found that the propeller fan having the above-mentioned thick-walled blade cross section has an advantage in terms of aerodynamic characteristics as compared with a propeller fan having a thin-walled blade. Here, comparing the aerodynamic performance and the noise performance of the thick-walled propeller fan shown by the one-dot chain line in FIG. 9 and the thin-walled propeller fan shown by the solid line, as shown in FIG. It can be seen that both aerodynamic performance (static pressure efficiency and static pressure coefficient) and noise performance (specific noise) are excellent. In FIG. 10, a curve that rises to the right and is indicated by a two-dot chain line is a load curve with respect to the air blowing characteristics, and changes as operating conditions or units change. The intersection of the load curve and the fan characteristic (static pressure coefficient) determined by the propeller fan is the operating point P, and the direction of the streamline (shape of the streamline) is uniquely determined by determining the operating point P. The "flow direction" means the streamline direction of the fluid flow along the blade surface of the propeller fan. Since these are dimensionless quantities, they do not change even if the rotational speed of the propeller fan changes, for example. However, for the operating point P, the outdoor heat exchanger 2
Changes when load characteristics change or the device changes due to frost. That is, for the same device, if the load changes as shown with respect to the load at the design point p,
It can be seen that the flow direction changes with respect to the flow direction at the design point p. Also, when the load changes due to a change in the device corresponding to the load at the design point p, this means that a change in the flow direction can be expected based on this concept.

【0009】上述した図9及び図10に係る翼断面形状
は、厚肉プロペラファンの肉厚が薄肉プロペラファンに
比べ3倍程度厚い。この程度に翼の肉厚が厚くなると、
従来の一般的な低コストプラスチック成形法ではヒケの
問題が生じて成形できず、特殊な成形法を採用する必要
がある。このため、翼形プロペラファンの成形費用はコ
スト高になる。当然のことながら肉厚の厚い分だけ重量
は増大し、振動の原因にもなる。さらに、材料費もかさ
むことになる。
In the blade cross-sectional shapes shown in FIGS. 9 and 10, the thickness of the thick propeller fan is about three times as large as that of the thin propeller fan. If the thickness of the wings is so thick,
The conventional general low-cost plastic molding method cannot be molded due to the problem of sink marks, and it is necessary to employ a special molding method. Therefore, the molding cost of the airfoil propeller fan becomes high. As a matter of course, the weight increases due to the increase in the thickness, which also causes vibration. In addition, material costs will increase.

【0010】このように、従来の翼形プロペラファンが
有する第1の問題点として、翼形をプラスチックで成形
する場合、翼形化は厚肉成形となることから、プラスチ
ックのヒケの問題から従来の低コスト成形法では成形可
能な肉厚に限界を生じることが上げられる。また、第2
の問題点は、肉厚の翼形状は、肉厚になった分だけ翼全
体の重量が増し、プラスチック材料も多く使用するため
コスト高となり、さらに第3の問題点は振動の原因とな
ることである。
As described above, the first problem of the conventional airfoil propeller fan is that, when the airfoil is formed of plastic, the airfoil is formed into a thick wall. In the low cost molding method described above, it is pointed out that there is a limit to the wall thickness that can be molded. Also, the second
The problem is that the thick wing shape increases the weight of the entire wing by the increased thickness, increases the cost due to the use of many plastic materials, and the third problem is that it causes vibration. It is.

【0011】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、翼形プロペラファンの空力特性を損なうことなく
低騒音化し、かつ、その重量及び材料の低減を図ること
を目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to reduce noise without impairing the aerodynamic characteristics of an airfoil propeller fan and to reduce its weight and material. is there.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため以下の手段を採用した。請求項1に記載の翼
形プロペラファンは、翼形プロペラファンにおける翼圧
力面の少なくとも一部領域にスリットを設けたことを特
徴とするものである。この場合、前記スリットを翼圧力
面の全面に設けてもよい。
The present invention employs the following means to solve the above-mentioned problems. The airfoil propeller fan according to claim 1 is characterized in that a slit is provided in at least a part of a blade pressure surface of the airfoil propeller fan. In this case, the slit may be provided on the entire surface of the blade pressure surface.

【0013】このような翼形プロペラファンとすれば、
翼形プロペラファンの空力性能を維持して低騒音化で
き、かつ、スリットを設けた分だけ成形材料が少なくて
すむので、ファンを軽量化することも可能になる。
With such an airfoil propeller fan,
The aerodynamic performance of the airfoil propeller fan can be maintained to reduce noise, and the amount of molding material can be reduced by the amount provided with the slits, so that the weight of the fan can be reduced.

【0014】また、上記翼形プロペラファンは、前記ス
リットを回転軸に対し同心円状ないし翼面流れ方向に設
けるのが好ましく、好適には前記スリットと流れ方向と
のなす角度を20度以下にするとよい。そして、好適な
前記スリットの幅は7mm以下であり、さらに、前記スリ
ット間に設けられる仕切部の端部をR形状に形成するの
が好ましい。このようにスリットの形状及び配置とすれ
ば、翼形プロペラファンの運転騒音を確実に低く抑える
ことができる。
In the above-mentioned bladed propeller fan, it is preferable that the slit is provided concentrically with respect to the rotation axis or in the blade surface flow direction. Preferably, the angle between the slit and the flow direction is set to 20 degrees or less. Good. The width of the slit is preferably 7 mm or less, and the end of the partition provided between the slits is preferably formed in an R shape. With such a shape and arrangement of the slits, the operating noise of the airfoil propeller fan can be reliably suppressed.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る翼形プロペラ
ファンの一実施形態を図面に基づいて説明する。図1
は、比較的低速で運転される送風機に使用される翼形プ
ロペラファンの第1実施形態を示す正面図で、符号の1
0Aは翼形プロペラファン、11は翼、12はスリッ
ト、13はボスである。この翼形プロペラファン10A
は、プラスチック等の素材を成形してなるもので、図示
の例では複数の翼11を備え、ボス13には図示を省略
した電動機等の回転駆動源が連結されるように構成され
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an airfoil propeller fan according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG.
1 is a front view showing a first embodiment of an airfoil propeller fan used for a blower operated at a relatively low speed, and reference numeral 1 is used.
0A is an airfoil propeller fan, 11 is a wing, 12 is a slit, and 13 is a boss. This airfoil propeller fan 10A
Is formed by molding a material such as plastic. In the example shown in the figure, a plurality of blades 11 are provided, and a boss 13 is connected to a rotation drive source such as an electric motor (not shown).

【0016】各翼11には、図2の各断面図に示すよう
に、その断面形状において曲率の小さい側の翼面、すな
わち翼圧力面(腹面)11aにスリット12が多数設け
られている。図示の例では、翼圧力面11aの一部領域
に翼面流れ方向に沿って細長い凹溝のスリット12が1
1本設けられているが、多くの場合、これらのスリット
12は、設計点で回転軸15に対し同心円状となる。負
荷が変動して流れ方向が変わっても、図6に示すように
θ≒30度の範囲なら騒音特性が変わらない。また、流
れ方向の変化範囲が30度以内に収まるよう、円周方向
に対して角度を付けて溝を設ければよい。
As shown in each sectional view of FIG. 2, each blade 11 is provided with a large number of slits 12 on the blade surface on the side having a smaller curvature in the sectional shape, that is, on the blade pressure surface (belt surface) 11a. In the illustrated example, a slit 12 having a long and narrow groove is formed in a partial area of the blade pressure surface 11a along the blade surface flow direction.
Although one slit is provided, in many cases, these slits 12 are concentric with the rotating shaft 15 at the design point. Even if the load changes and the flow direction changes, the noise characteristics do not change if θ 特性 30 degrees as shown in FIG. Further, the groove may be provided at an angle to the circumferential direction so that the change range of the flow direction falls within 30 degrees.

【0017】また、図3に示した第2実施形態の厚肉プ
ロペラファン10Bでは、スリット12が翼圧力面11
aの全面に多数設けられている。図示の例では、翼面流
れ方向に沿って12本のスリット12が設けられてお
り、これらのスリット12は、やはり多くの場合におい
て設計点で回転軸15に対し同心円状(角度θ=0度)
となる。
Further, in the thick propeller fan 10B of the second embodiment shown in FIG.
Many are provided on the entire surface of a. In the illustrated example, twelve slits 12 are provided along the blade surface flow direction, and these slits 12 are also often concentric with the rotating shaft 15 at the design point (the angle θ = 0 °). )
Becomes

【0018】このように、本発明の翼形プロペラファン
では、圧力面である腹面側に多数の細長いスリット12
が設けられており、このスリット加工を施す領域は、翼
圧力面11aの全域あるいは一部領域である。図2で
は、(a)にスリット12の中心線を含む断面(図1の
A−A断面)で切断した翼形断面形状、(b)にスリッ
ト12が設けられていない部分の翼形断面形状(図1の
B−B断面)、(c)にこれらの断面と垂直な断面(図
1のC−C断面)の翼形断面形状を示す。これらの図に
おいて、スリット12の形状は、翼形プロペラファンの
各部位が従来の薄肉成形法で規定されている肉厚となる
ように、換言すれば、各部位が従来の低コスト成形法で
ヒケを生じることなく成形可能な肉厚の範囲内となるよ
うに決定される。
As described above, in the airfoil propeller fan of the present invention, a large number of the elongated slits 12 are formed on the abdominal surface which is the pressure surface.
The area where the slit processing is performed is the entire area or a part of the blade pressure surface 11a. In FIG. 2, (a) is an airfoil cross-sectional shape cut along a cross section including the center line of the slit 12 (AA cross section in FIG. 1), and (b) is an airfoil cross-sectional shape of a portion where the slit 12 is not provided. (Cross section BB in FIG. 1) and (c) show an airfoil cross section shape in a section perpendicular to these sections (C section in FIG. 1). In these figures, the shape of the slit 12 is such that each part of the airfoil propeller fan has a thickness defined by a conventional thin-wall molding method, in other words, each part is formed by a conventional low-cost molding method. The thickness is determined so as to be within the range of the moldable thickness without sink marks.

【0019】また、このスリット12を施す範囲は、厚
肉の翼形で従来の薄肉成形法が使えない領域、すなわち
ある値以上に厚い領域である。このため、翼形プロペラ
ファン10A,10Bの形状において、翼11の全体が
翼形などの厚翼であるときには、図3に示されるように
スリット12が全面に設けられる。しかし、翼負荷の大
きいボス13付近のみが厚翼となっている場合には、図
1のようにボス13付近にのみスリット12を設ければ
よい。
The area in which the slit 12 is formed is a region where the conventional thin-wall molding method cannot be used with a thick airfoil, that is, a region which is thicker than a certain value. For this reason, in the shape of the airfoil propeller fans 10A and 10B, when the entire airfoil 11 is a thick airfoil such as an airfoil, a slit 12 is provided on the entire surface as shown in FIG. However, when only the boss 13 with a large wing load has thick wings, the slit 12 may be provided only near the boss 13 as shown in FIG.

【0020】ここで、上述したスリット12を設けた本
発明の翼形プロペラファンと、スリット12のない翼形
プロペラファンとの空力性能及び騒音性能を比較した実
験結果を図4に示す。図4において、実線がスリットの
ない翼形プロペラファン、○印がスリット付の翼形プロ
ペラファンを示しており、両者の静圧効率、静圧圧力係
数及び比騒音にはほとんど差がないことが分かる。すな
わち、厚肉プロペラファンの翼圧力面11aにスリット
12を設けても、空力性能及び騒音性能に性能差はない
ことを意味している。このため、翼圧力面(翼腹面)1
1aに加工するスリット12の形状を従来の低コスト成
形法で成形可能な最大肉厚をキープするように定めて成
形型を製作すれば、低コストの従来法で容易に成形でき
る。また、スリット化により翼形プロペラファン10
A,10Bが軽量化されるとともに、成形に要する素材
の材料費を低減してコストを下げることも可能となる。
また、軽量化により振動の原因も軽減される。
FIG. 4 shows experimental results comparing the aerodynamic performance and the noise performance of the airfoil propeller fan according to the present invention provided with the slits 12 and the airfoil propeller fan without the slits 12. In FIG. 4, the solid line indicates an airfoil propeller fan without a slit, and the circle indicates an airfoil propeller fan with a slit, and there is almost no difference between the static pressure efficiency, the static pressure coefficient and the specific noise. I understand. That is, even if the slit 12 is provided on the blade pressure surface 11a of the thick propeller fan, there is no difference in aerodynamic performance and noise performance. Therefore, the wing pressure surface (wing surface) 1
If the shape of the slit 12 to be processed into 1a is determined so as to keep the maximum thickness that can be formed by the conventional low-cost molding method, and the molding die is manufactured, it can be easily formed by the low-cost conventional method. In addition, the airfoil propeller fan 10
A and 10B can be reduced in weight, and the cost of the material required for molding can be reduced to lower the cost.
In addition, the cause of vibration is reduced by weight reduction.

【0021】続いて、図5に示す実験結果のグラフは、
スリット12の幅(スリット幅W)と騒音との関係を示
すものである。この実験結果によれば、スリット幅Wが
7mmを超えると騒音増大量が急激に大きくなって騒音性
能が悪化してくることが分かる。従って、スリット12
の幅Wとしては、低騒音化の観点から7mm以下程度が適
正であると考えられる。これは、スリット幅Wが小さい
と、スリット12を設けてあっても、空調装置における
室外ユニットなどのように比較的低速で運転される翼形
プロペラファンでは、流れは自分のよどみ圧のためスリ
ット12の奥まで到達できないため、スリット12内に
空気の流れが形成されず、あたかもスリット12内に空
気の翼形が形成されたようになって、中実の翼形とほぼ
同じ騒音性能を示しているものと考えられる。
Subsequently, the graph of the experimental result shown in FIG.
It shows the relationship between the width of the slit 12 (slit width W) and noise. According to the experimental results, it is understood that when the slit width W exceeds 7 mm, the noise increase amount sharply increases and the noise performance deteriorates. Therefore, the slit 12
The width W of about 7 mm or less is considered appropriate from the viewpoint of noise reduction. This is because, when the slit width W is small, even if the slit 12 is provided, in an airfoil propeller fan operated at a relatively low speed, such as an outdoor unit in an air conditioner, the flow is reduced due to its own stagnation pressure. 12, the air flow is not formed in the slit 12, and as if an air wing was formed in the slit 12, the noise performance was almost the same as a solid airfoil. It is thought that it is.

【0022】また、隣接するスリット12間の仕切部
は、その表面が基本的な翼形の形状をしている。スリッ
ト12を設けることにより、上述のようにスリット12
内にはほとんど空気の流れは侵入しないが、翼圧力面1
1aの表面付近では、空気の流れがスリット12内に入
り込んだり、あるいは、翼圧力面11aの表面に沿って
流れると考えられる。このため、仕切部14の端面14
a(図2(c)参照)にエッジ部があると、プロペラフ
ァンの作動点が変わったりした場合、流れが迎え角を持
つようになり、端面14aから気流音が出る恐れがあ
る。このため、仕切部14の先端部(翼圧力面11a)
は、図2(c)に示すように、端面14aをR形状にし
て丸みを付ける方がよい。また、スリット12間の仕切
部14の厚みWsは、通常のプラスチック成形の厚みで
ある2〜4mm程度で問題ない。
The surface of the partition between the adjacent slits 12 has a basic airfoil shape. By providing the slit 12, the slit 12 is provided as described above.
Almost no air flow enters the inside, but the wing pressure surface 1
In the vicinity of the surface 1a, it is considered that the air flow enters the slit 12 or flows along the surface of the blade pressure surface 11a. For this reason, the end surface 14 of the partition 14
If there is an edge portion at a (see FIG. 2 (c)), when the operating point of the propeller fan changes, the flow has an angle of attack, and there is a possibility that airflow noise may be emitted from the end face 14a. For this reason, the tip of the partition part 14 (blade pressure surface 11a)
As shown in FIG. 2 (c), it is better to make the end face 14a round and round. Further, the thickness Ws of the partition portion 14 between the slits 12 is about 2 to 4 mm, which is the thickness of ordinary plastic molding, and does not cause any problem.

【0023】また、スリット12の中心線Lと矢印Rで
示す流れの方向とが角度θを持っている場合について、
その角度θが騒音に及ぼす影響の実験結果を図6に示
す。この実験結果によれば、スリット12と流れのなす
角度θが20度程度までの領域では、騒音増大量が実質
的になくほぼ一定であることが分かる。しかし、その角
度θが30度を超える領域では、角度θが大きくなるほ
ど騒音増大量が急激に大きくなる傾向にあるため、騒音
性能を維持するためには角度θを30度以下に設定する
のが好ましい。このため、厚肉プロペラファン10A,
10Bにスリット12を付加する場合には、設計点であ
れば回転軸15に対し同心円状に設ければ、−30度≦
θ≦30度の流れ変化範囲の負荷変動に対して有効であ
る。また逆にこの変化範囲に収まるように溝の角度を円
周方向に対して傾斜して設けてもよい。
In the case where the center line L of the slit 12 and the flow direction indicated by the arrow R have an angle θ,
FIG. 6 shows an experimental result of the effect of the angle θ on noise. According to the experimental results, it is understood that the noise increase amount is substantially not substantially present and substantially constant in a region where the angle θ between the slit 12 and the flow is up to about 20 degrees. However, in a region where the angle θ exceeds 30 degrees, the noise increase amount tends to increase rapidly as the angle θ increases. Therefore, in order to maintain noise performance, the angle θ should be set to 30 degrees or less. preferable. Therefore, the thick propeller fan 10A,
When the slit 12 is added to 10B, if it is a design point, if it is provided concentrically with respect to the rotating shaft 15, -30 degrees ≦
This is effective for a load change in a flow change range of θ ≦ 30 degrees. Conversely, the angle of the groove may be provided so as to be inclined with respect to the circumferential direction so as to fall within this change range.

【0024】以上、本発明の翼形プロペラファンに係る
翼形状を図面に基づいて説明してきたが、具体的な構成
は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で適宜設計の変更等が可能である。た
とえば、翼形プロペラファンの翼数を3枚あるいは4枚
以上としてもよく、また、スリット12の数についても
翼11の形状・寸法に応じて適宜変更可能である。
The wing profile of the wing type propeller fan of the present invention has been described above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the present embodiment, and does not depart from the gist of the present invention. The design can be changed as needed. For example, the number of blades of the airfoil propeller fan may be three or four or more, and the number of slits 12 may be appropriately changed according to the shape and dimensions of the blades 11.

【0025】[0025]

【発明の効果】上述した本発明の送風機によれば、厚肉
プロペラファンの翼圧力面にスリットを形成したことに
より、空力性能及び騒音性能を損なうことなく重量を低
減できる。また、スリットを設けることで厚肉部がなく
なって成形時におけるヒケの問題が解消されるので、従
来よりある低コストの薄肉成形法を採用でき、さらに、
成形に要する材料も低減できる。このため、翼形プロペ
ラファンの軽量化に伴う性能向上及びランニングコスト
の削減に大きな効果を奏するだけではなく、製造コスト
を低減するためにも有効である。
According to the blower of the present invention described above, the weight can be reduced without impairing the aerodynamic performance and the noise performance by forming the slit on the blade pressure surface of the thick propeller fan. In addition, since the thick portion is eliminated by providing the slit and the problem of sink at the time of molding is eliminated, it is possible to adopt a low-cost thin-wall molding method that is conventionally used.
The material required for molding can also be reduced. For this reason, it is effective not only in improving performance and reducing running costs due to weight reduction of the airfoil propeller fan, but also in reducing manufacturing costs.

【0026】さらに、軽量化により振動の原因が小さく
なる。これは、振動の原因である加振力fは、f=(W
e/g)rω2 で記述されることからも明確である。こ
こに、We:回転体の重量、g:重力加速度、r:偏心
量、ω:回転角速度である。
Furthermore, the cause of vibration is reduced by the weight reduction. This is because the exciting force f that causes vibration is f = (W
is clear from the fact described by e / g) rω 2. Here, We: weight of the rotating body, g: gravitational acceleration, r: eccentricity, and ω: rotational angular velocity.

【0027】特に、スリット幅Wを7mm以下とするこ
と、スリットを回転軸に対し同心円ないし翼面流れ方向
に沿って、好適にはスリットと流れ方向とのなす角度θ
を20度以下に設けること、そして、仕切部の端部をR
形状にすることで、スリットのない中実の翼形プロペラ
ファンとほぼ同様の騒音性能を得ることができ、スリッ
ト化による運転騒音の増加を防止することができる。
In particular, the slit width W should be 7 mm or less, and the slit should be concentric with the axis of rotation or along the flow direction of the blade surface, preferably the angle θ between the slit and the flow direction.
Is set at 20 degrees or less, and the end of the partition is
By adopting the shape, almost the same noise performance as a solid airfoil propeller fan without a slit can be obtained, and an increase in operating noise due to the slit can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る翼形プロペラファンの第1実
施形態を示すもので、翼圧力面の一部領域にスリットを
設けた翼形状の正面図である。
FIG. 1 shows a first embodiment of an airfoil propeller fan according to the present invention, and is a front view of a blade shape in which a slit is provided in a partial region of a blade pressure surface.

【図2】 図1の翼形形状を示す断面図で、(a)は
図1のA−A線に沿う断面図、(b)は図1のB−B線
に沿う断面図、(c)は図1のC−C線に沿う断面図で
ある。
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views showing the airfoil shape of FIG. 1, wherein FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 2) is a sectional view taken along line CC of FIG.

【図3】 本発明に係る翼形プロペラファンの第2実
施形態を示すもので、翼圧力面の全域にスリットを設け
た翼形状の正面図である。
FIG. 3 is a front view of a blade-shaped propeller fan according to a second embodiment of the present invention, in which a slit is provided in an entire region of a blade pressure surface.

【図4】 スリットを設けた厚肉の翼形プロペラファ
ンと、スリットのない中実厚肉の翼形プロペラファンと
の空力特性及び騒音特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing aerodynamic characteristics and noise characteristics of a thick-walled bladed propeller fan provided with a slit and a solid-walled bladed propeller fan without a slit.

【図5】 本発明における翼形プロペラファンのスリ
ット幅Wと騒音増大量との関係を示す実験結果のグラフ
である。
FIG. 5 is a graph of an experimental result showing a relationship between a slit width W of the airfoil propeller fan according to the present invention and a noise increase amount.

【図6】 本発明における翼形プロペラファンのスリ
ットと流れとのなす角度θと騒音増大量との関係を示す
実験結果のグラフである。
FIG. 6 is a graph of an experimental result showing a relationship between an angle θ between a slit and a flow of the airfoil propeller fan in the present invention and an amount of noise increase.

【図7】 住宅用空調装置の室外ユニットを示す概略
構成図で、(a)は平面図、(b)は正面図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an outdoor unit of a residential air conditioner, where (a) is a plan view and (b) is a front view.

【図8】 従来の(中実)翼形プロペラファンを示す
図で、(a)は正面図、(b)は(a)のD−D線に沿
う断面図である。
8A and 8B are diagrams showing a conventional (solid) airfoil propeller fan, wherein FIG. 8A is a front view, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line DD of FIG.

【図9】 薄肉及び厚肉のプロペラファン翼形断面形
状を重ねて示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing thin and thick propeller fan airfoil cross-sectional shapes in an overlapping manner.

【図10】 図9に示した翼形断面形状を有する薄肉
プロペラファン及び厚肉プロペラファンの空力特性及び
騒音特性を示す図である。
10 is a diagram showing aerodynamic characteristics and noise characteristics of the thin propeller fan and the thick propeller fan having the airfoil cross-sectional shape shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10A,10B 翼形プロペラファン 11 翼 11a 翼圧力面 12 スリット 13 ボス 14 仕切部 15 回転軸 W スリット幅 θ スリットと流れ(方向)とのなす角
10A, 10B Airfoil propeller fan 11 Blade 11a Blade pressure surface 12 Slit 13 Boss 14 Partition 15 Rotation axis W Slit width θ Angle between slit and flow (direction)

フロントページの続き (72)発明者 松田 圭 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町3丁目1 番地 三菱重工業株式会社エアコン製作所 内Continuation of front page (72) Inventor Kei Matsuda 3-1-1 Asahicho, Nishibiwajima-cho, Nishi-Kasugai-gun, Aichi Prefecture Inside Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Air Conditioning Works

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 翼圧力面の少なくとも一部領域にスリ
ットを設けたことを特徴とする翼形プロペラファン。
An airfoil propeller fan characterized in that a slit is provided in at least a part of a blade pressure surface.
【請求項2】 前記スリットを翼圧力面の全面に設け
たことを特徴とする請求項1に記載の翼形プロペラファ
ン。
2. The airfoil propeller fan according to claim 1, wherein the slit is provided on the entire surface of the blade pressure surface.
【請求項3】 前記スリットを回転軸に対し同心円状
ないし翼面流れ方向に設けたことを特徴とする請求項1
又は2に記載の翼形プロペラファン。
3. The slit according to claim 1, wherein the slit is provided concentrically with respect to a rotation axis or in a blade surface flow direction.
Or the airfoil propeller fan according to 2.
【請求項4】 前記スリットと流れ方向とのなす角度
を20度以下にしたことを特徴とする請求項3に記載の
翼形プロペラファン。
4. An airfoil propeller fan according to claim 3, wherein the angle between the slit and the flow direction is set to 20 degrees or less.
【請求項5】 前記スリットの幅を7mm以下にしたこ
とを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の翼
形プロペラファン。
5. The airfoil propeller fan according to claim 1, wherein the width of the slit is set to 7 mm or less.
【請求項6】 前記スリット間に設けられる仕切部の
端部をR形状にしたことを特徴とする請求項1ないし5
のいずれかに記載の翼形プロペラファン。
6. An end portion of a partition provided between the slits is formed in an R-shape.
The propeller fan according to any one of the above.
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