JP2003184792A

JP2003184792A - 送風機

Info

Publication number: JP2003184792A
Application number: JP2001388966A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Eguchi; 晃弘江口; Seiji Sato; 誠司佐藤
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2021-12-21
Also published as: JP3629702B2

Abstract

(57)【要約】【課題】翼端渦の発生を可及的に抑制し、空気調和機
用室外機ユニット組み込み時の静音性能を向上させる。【解決手段】回転中心となるハブ１４と、該ハブ１４
の外周面に設けられた前縁１３ａおよび後縁１３ｂの外
周端が回転方向前方に位置する複数枚の羽根１３，１
３，１３とを備えてなる送風機において、上記各羽根１
３，１３，１３は、それぞれその外周端部１３ｃが吸い
込み側に反り返り、かつ同反り返り部の半径方向の幅Ｗ
が、上記前縁１３ａ付近から後縁１３ｂ付近にかけて次
第に大きくなるように形成されている。そして、それに
よって当該羽根１３の圧力面１３ｄ側から負圧面１３ｅ
側への翼端渦の回り込みをスムーズにし、翼端渦の拡
大、乱れを防止した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、プロペラファン
等の送風機の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばプロペラファン等の軸流型送風機
は、空気調和機用室外機ユニットの送風機として一般に
使用されている。このようなプロペラファン等の送風機
を送風機として採用した空気調和機用室外機ユニットの
構成を、図２０〜図２２に示す。

【０００３】すなわち、同空気調和機用室外機ユニット
は、例えば図２０〜図２２に示すように、軸流型送風機
としてのプロペラファン４と、該プロペラファン４の外
周側に位置して該プロペラファン４の後方側吸込領域Ｘ
と前方側吹出領域Ｙとを仕切るベルマウス５と、上記プ
ロペラファン４の吹出側（前方側）に位置するファンガ
ード６とから送風ユニット３を構成し、該送風ユニット
３を、本体ケーシング１内において背面空気吸込口１０
ａ側熱交換器２の空気流下流側に配設して構成されてい
る。上記本体ケーシング１内は、さらに仕切板７によっ
て熱交換室８と機械室９との２室に区画されており、上
記熱交換室８には、上記本体ケーシング１の背面側およ
び何れか一方の側面側に各々形成された背面空気吸込口
１０ａ，側面空気吸込口１０ｂに各々対向する横断面形
状がＬ字状の熱交換器２と該熱交換器２の下流側に位置
する上記送風ユニット３とが配設されている一方、上記
機械室９には、圧縮機１１その他の部品が配設されてい
る。なお、符号１２は、上記プロペラファン４を回転駆
動するファンモータであり、上記熱交換器２の下流側に
位置して設けられた図示しないファンモータ取付ブラケ
ットに支持固定されている。

【０００４】そして、上記プロペラファン４は、例えば
図２３に示すように、上記ファンモータ１２の駆動軸１
２ａに連結固定され、当該プロペラファン４の回転中心
となるハブ１４と、該ハブ１４の外周面に一体に設けら
れた複数枚の羽根１３，１３，１３とから構成されてい
る。該羽根１３，１３，１３は、それぞれ当該羽根１３
の前縁１３ａと後縁１３ｂ部分において、その外周端Ｒ
の位置が同部分における内周端Ｓの位置よりも回転方向
Ｆ前方に位置した送風性能の高い前進翼に形成されてい
る。

【０００５】ところで、上記のような構造の室外機ユニ
ットの場合、上記プロペラファン４単体からの騒音に加
え、上記プロペラファン４からの吹出気流がファンガー
ド６等の下流側構造物に衝突して発生する騒音が原因と
なって、運転時の騒音が高くなるという不具合がある。

【０００６】そこで、以上のようにプロペラファン等の
送風機を空気調和機用室外機ユニットの送風機として構
成した時のトータルの騒音を低減するために、これまで
例えばプロペラファン羽根部の翼面形状の最適化や空力
性能に優れたエアフォイル翼化等の対策、検討が行われ
てきた。しかし、これらの静音化手法のみでは、次のよ
うな問題を解決することはできない。

【０００７】すなわち、今例えば図２４のようなプロペ
ラファン４の羽根構造において、該羽根１３が回転する
と、該羽根１３の外周端部１３ｃ側において、圧力の高
い圧力面１３ｄ側から圧力の低い負圧面１３ｅ側へ回り
込む空気流（イ）が発生し、該空気流（イ）によって、
図示のような翼端渦（ロ）が形成される。そして、この
ような羽根１３の外周端部１３ｃ付近において吐き出し
側から吸い込み側へ回り込む空気流（イ）によって生じ
る翼端渦（ロ）による吐き出し気流の乱れは、例えば図
２５および図２６に示すように、下流側に行くに従って
積層されて次第に成長増大するとともに、やがて羽根１
３の負圧面１３ｅから離れ、隣接する羽根１３，１３の
圧力面１３ｄ，１３ｄや上記ベルマウス５の内周面、あ
るいは送風機下流側の構造物であるファンガード６など
と干渉し、さらに騒音を増大させる。特に、図２６に示
すように、上記羽根１３の負圧面１３ｅから離れた翼端
渦（ロ）は、上記のように隣接する羽根１３，１３と干
渉することによって、さらに乱れが大きくなる結果、送
風機下流側で、さらに一層大きな騒音を発生させること
になる。

【０００８】このような現象は、例えば送風機軽量化
（廉価化）のために、上記羽根１３，１３，１３の翼弦
長を短かくすると、当該羽根１３，１３，１３本来の翼
列効果が小さくなるため、例えば図２７に示すように、
より翼端渦（ロ）が負圧面１３ｅから遠のきやすくな
り、上記の場合よりも隣接する羽根１３，１３と早期に
干渉するようになるので、騒音は一層増大しやすくな
る。

【０００９】そこで、上記のような翼端渦を抑制するた
めの手法として、例えば特開平１１−２９４３８９号公
報に示されるように、斜流型送風機において、羽根の半
径方向中間部から外周側部分を吸い込み側に向けて緩や
かな凹状に湾曲させた翼構造が提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
翼構造の場合、一応、当該羽根の圧力面から負圧面に向
かう洩れ流れによって、当該羽根の外周部付近の負圧面
側に発生する翼端渦の生成を、当該羽根の半径方向中間
部から外周側の凹状の湾曲部で促進させることができる
が、他方、羽根全体の湾曲構造から生じる新たな乱れに
より、逆に騒音を増加させてしまう問題がある。

【００１１】本願発明は、上記のような問題を解決する
ためになされたもので、当該送風機の羽根の外周端部
に、その前縁付近から後縁付近にかけて次第に半径方向
の幅が大きくなる反り返り部を設けることによって、羽
根全体の形状を変えることなく翼端渦を確実に抑制し、
プロペラファン等送風機の騒音を有効に低減するように
した送風機を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願発明は、同目的を達
成するために、次のような有効な課題解決手段を備えて
構成されている。

【００１３】（１）請求項１の発明この発明の送風機は、回転中心となるハブ１４と、該ハ
ブ１４の外周面に設けられた、前縁１３ａおよび後縁１
３ｂの外周端が回転方向前方に位置する複数枚の羽根１
３，１３，１３とを備えてなる送風機であって、上記各
羽根１３，１３，１３は、それぞれその外周端部１３ｃ
が吸い込み側に反り返り、かつ同反り返り部の半径方向
の幅Ｗが、前縁１３ａ付近から後縁１３ｂ付近にかけて
次第に大きくなるように形成されていることを特徴とし
ている。

【００１４】以上のように、羽根１３の前縁１３ａと後
縁１３ｂにおいて、その外周端が内周端よりも回転方向
前方に位置した所謂前進翼よりなるプロペラファン等送
風機の羽根１３において、その外周端部１３ｃ部分が吸
い込み側に反り返っていると、当該羽根１３の圧力面１
３ｄ側の気流が羽根外周端側凸円弧面状の圧力面１３ｄ
に沿って滑らかに羽根外周端側凹円弧面状の負圧面１３
ｅ内に回り込むようになり、渦径が小さく安定したもの
となって、負圧面１３ｅ側における羽根外周方向への気
流の流れが当該翼端渦（ロ）と干渉しなくなる。

【００１５】そして、この作用は、上記のように羽根１
３の前縁１３ａ付近から後縁１３ｂ付近にかけて、上記
羽根外周端部１３ｃの反り返り部の幅Ｗが次第に大きく
なっていると、羽根１３の前縁１３ａ側から後縁１３ｂ
側にかけて、次第に積層増大されて、渦径が拡大される
翼端渦（ロ）の渦径に対応して、同前縁１３ａ側から後
縁１３ｂ側までスムーズに効果を発揮するようになり、
また発生した翼端渦（ロ）が羽根負圧面１３ｅから離れ
にくくなる。

【００１６】そのため、例えば羽根軽量化のために翼弦
長を短かくしたような場合にも、翼端渦（ロ）が隣接す
る羽根１３，１３，１３間で相互に干渉しなくなり、送
風機下流側での吐き出し気流の乱れも少なくなる。その
結果、空気調和機用室外機ユニットに組み込んだ時の騒
音も有効に低減されることになる。

【００１７】（２）請求項２の発明この発明の送風機では、上記請求項１の発明の構成にお
いて、上記反り返り部の半径方向の幅Ｗは、当該羽根１
３の回転中心Ｏから半径方向外周端Ｒまでの長さの１５
％以下であることを特徴としている。

【００１８】このように、反り返り部の半径方向の幅Ｗ
が、後縁付近の最大幅部分で、当該羽根１３の回転中心
Ｏから外周端Ｒまでの長さの１５％以下となるようにす
ると、当該送風機の送風性能を低下させない範囲で、最
も有効に上述の翼端渦抑制効果を発揮させることができ
る。

【００１９】すなわち、上記反り返り部は、翼端渦
（ロ）自体の抑制には有効であるが、送風性能には寄与
しない。したがって、上記反り返り部の幅Ｗを必要以上
に大きくすることは無駄であり、少なくとも後縁１３ｂ
付近の最大幅部分で、当該羽根１３の回転中心Ｏから半
径方向外周端Ｒまでの長さＬａの１５％以下の範囲で、
当該羽根外周端Ｒの前後長さに応じた変化幅（Ｗ＝０〜
０．１５Ｌａ）とすることが好ましい。

【００２０】（３）請求項３の発明この発明の送風機では、上記請求項１又は２の発明の構
成において、任意の羽根半径方向位置における翼弦線Ｃ
において、該翼弦線Ｃの長さをＬ₀、該翼弦線Ｃ上の任
意の点をＰ、羽根前縁１３ａから同任意の点Ｐまでの長
さをＬとする一方、羽根１３の内周端Ｓから外周端Ｒに
亘って上記ＬとＬｏとの比Ｌ／Ｌｏが一定となるような
上記任意の点Ｐを通る半径方向の曲線をＫとし、さらに
該曲線Ｋを回転中心軸Ｏを含む平面に対して回転投影し
た断面中心線Ｋ′において、羽根１３の外周端部１３ｃ
が圧力面１３ｄ側から負圧面１３ｅ側に反り返り始める
点Ｑにおける接線Ａ−Ａ′と回転中心軸Ｏに直交する平
面とのなす角度をθ₁、該断面中心線Ｋ′上の羽根外周
端Ｒにおける接線Ｂ−Ｂ′と上記回転中心軸Ｏに直交す
る平面とのなす角度をθ₂、それらθ₁とθ₂との差を上
記羽根外周端Ｒの反り角度θとしたときに、該反り角度
θを当該羽根１３の外周端Ｒの前縁付近から後縁付近に
亘って次第に変化させたことを特徴としている。

【００２１】上述のように反り返り部を設けた請求項
１，２の発明の構成における当該反り返り部の反り角度
θを、上記のように定義し、かつ上記のような条件の下
において、羽根外周端Ｒの前縁１３ａ付近から後縁１３
ｂ付近にかけて次第に大きくなるようにするか、又は小
さくなるように、当該羽根１３の形態に応じて変化させ
るようにすると、上記請求項１，２の発明における翼端
渦の抑制効果が可及的に有効に発揮される。

【００２２】すなわち、一般に羽根１３の前縁１３ａか
ら後縁１３ｂにかけて増大する圧力面１３ｄと負圧面１
３ｅとの間の圧力差により、同圧力面１３ｄ側から負圧
面１３ｅ側への気流の回り込み（気流方向の変化）の強
さは後縁に近づくにつれて次第に大きくなるが、上記羽
根１３の外周端部１３ｃにおける反り角度θを、上記の
ように前縁１３ａから後縁１３ｂにかけて次第に変化、
例えば次第に大きく（反りをきつく）した構造とするこ
とにより、上述のような翼端渦を羽根負圧面１３ｅの外
周端部側反り返り部に安定的に生成せしめるようにする
と、発生する翼端渦のスケールを可及的に小さくするこ
とができる。また一方、同反り角度θを上記とは逆に、
例えば前縁１３ａ側から後縁１３ｂ側にかけて次第に小
さく（反り返し部の曲率半径を大きく）した構造とする
と、後縁１３ｂ側方向に次第に大きくなる翼端渦の成長
に応じて、該翼端渦が負圧面１３ｅ上の羽根外周端反り
返り部内に確実に保持されるようになって、隣接する羽
根との干渉が抑制される。

【００２３】これらの結果、前縁１３ａ側から後縁１３
ｂ側まで羽根外周端部１３ｃにおける反り角度θを次第
に変化させることによって、翼端渦に起因する空気調和
機組込時の騒音の抑制をも効果的に行なうことができる
ようになる。

【００２４】（４）請求項４の発明この発明の送風機は、上記請求項３の発明の構成におい
て、上記断面中心線Ｋ′上の羽根外周端Ｒにおける接線
Ｂ−Ｂ′と回転中心軸Ｏに直交する平面とのなす角度θ
₂を一定にしたことを特徴としている。

【００２５】このように、上記請求項３の発明の構成に
おける断面中心線Ｋ′上の羽根外周端Ｒにおける接線Ｂ
−Ｂ′と回転中心軸Ｏに直交する平面とのなす角度θ₂
を一定のものにすると、例えば当該羽根１３の前傾角が
前縁１３ａ側で正、後縁１３ｂ側で負となる構成の前進
翼の場合においても、上記請求項１，２又は３の各発明
の構成と作用が適切に実現されるようになる。

【００２６】（５）請求項５の発明この発明の送風機は、上記請求項３又は４の発明の構成
において、上記断面中心線Ｋ′上における羽根外周端Ｒ
の接線Ｂ−Ｂ′と回転中心軸Ｏに直交する平面とのなす
角度θ₂の傾きが、９０度以下であることを特徴として
いる。

【００２７】本来前傾角が大きい羽根１３の場合、当該
羽根１３を合成樹脂成形するようにした場合、型抜きが
困難となり、成形効率が悪化する。

【００２８】ところが、以上のように、上記請求項３又
は４の発明の構成において、断面中心線Ｋ′上における
羽根外周端Ｒの接線Ｂ−Ｂ′と回転中心軸Ｏに直交する
平面とのなす角度θ₂の傾きが、９０度以下となるよう
にすると、適切な抜き勾配を実現でき、成形作業が容易
となり、成形効率も向上する。

【００２９】（６）請求項６の発明この発明の送風機では、上記請求項３，４又は５の発明
の構成において、曲線Ｋを、当該羽根１３の回転中心Ｏ
を通る平面に対して回転投影した当該羽根１３の断面形
状が、ハブ１４側から羽根外周端Ｒまでの間において、
吸い込み側に凹状をなす内周部と、吸い込み側に凸状を
なす中央部と、吸い込み側への反り返り部を有する外周
端部との３つの形状領域からなっている。

【００３０】以上のように、任意の羽根半径方向位置に
おける翼弦線Ｃにおいて、該翼弦線Ｃの長さをＬ₀、該
翼弦線Ｃ上の任意の点をＰ、当該羽根前縁１３ａから同
任意の点Ｐまでの長さをＬとする一方、当該羽根１３の
内周端Ｓから外周端Ｒに亘って上記ＬとＬｏとの比Ｌ／
Ｌｏが一定となるような上記任意の点Ｐを通る半径方向
の曲線をＫとし、該曲線Ｋを、当該羽根１３の回転中心
Ｏを通る平面に対して回転投影した時の当該羽根１３の
断面形状が、そのハブ１４側から羽根外周端Ｒまでの間
において、吸い込み側に凹状をなす内周部と、同吸い込
み側に凸状をなす中央部と、同吸い込み側への反り返り
部を有する外周端部との３つの形状領域から形成されて
いると、先ず吸い込み側に凸状をなす内周部の形状によ
り、回転時の遠心力により生じる当該羽根１３の負圧面
１３ｅ側の羽根外周端Ｒ方向への気流が、同負圧面１３
ｅから剥離することなく、同負圧面１３ｅに沿って（付
着して）安定して流れるようになる。

【００３１】したがって、同気流が翼端渦と干渉しにく
くなる。

【００３２】また、次に上記吸い込み側に凸状をなす中
央部の形状により、羽根圧力面１３ｄ側において同圧力
面１３ｄ側から負圧面１３ｅ側へ流れようとする気流の
流速が、事前に抑制されるようになる。

【００３３】その結果、同気流によって形成される翼端
渦自体のスケールを小さなものに抑制することができる
ようになる。

【００３４】さらに、同構成では、それらに加えて、そ
の外周端部が吸い込み側に反り返っているので、当該羽
根１３の圧力面１３ｄ側の気流が羽根外周端Ｒ側凸側円
弧面状の圧力面１３ｄに沿って滑らかに同羽根外周端Ｒ
側凹円弧面状の負圧面１３ｅ内に回り込むようになり、
より渦径が小さく安定したものとなるので、より負圧面
１３ｅ側における羽根外周端Ｒ方向への気流の流れが当
該翼端渦（ロ）と干渉しにくくなる。

【００３５】そして、この羽根外周端部の作用は、上述
のように、羽根１３の前縁１３ａ付近から後縁１３ｂ付
近にかけて、上記羽根外周端部１３ｃの反り返り部の幅
Ｗが次第に大きくなっていると、当該羽根１３の前縁１
３ａ側から後縁１３ｂ側にかけて、次第に積層増大され
て、渦径が拡大される翼端渦（ロ）の渦径に対応して、
同前縁１３ａ側から後縁１３ｂ側まで一層スムーズに気
流ガイド効果を発揮するようになり、また発生した翼端
渦（ロ）が、より羽根負圧面１３ｅから離れにくくな
る。

【００３６】そのため、上述のように、例えば羽根軽量
化のために翼弦長を短かくしたような場合にも、生じた
翼端渦（ロ）が隣接する羽根１３，１３，１３間で相互
に干渉しにくくなり、送風機下流側での吐き出し気流の
乱れも少なくなる。

【００３７】これらの結果、この発明の構成では、以上
の各作用が効果的に組合わされて、空気調和機用室外機
ユニットに組み込んだ時の騒音が、特に有効に低減され
ることになる。

【００３８】（７）請求項７の発明この発明の送風機では、上記請求項３，４又は５の発明
の構成において、曲線Ｋを、当該羽根１３の回転中心Ｏ
を通る平面に対して回転投影した当該羽根１３の断面形
状が、ハブ１４側から羽根外周端Ｒまでの間において、
吸い込み側に直線状をなす内周部と、吸い込み側に凸状
をなす中央部と、吸い込み側への反り返り部を有する外
周端部との３つの形状領域からなっている。

【００３９】以上のように、任意の羽根半径方向位置に
おける翼弦線Ｃにおいて、該翼弦線Ｃの長さをＬ₀、該
翼弦線Ｃ上の任意の点をＰ、当該羽根前縁１３ａから同
任意の点Ｐまでの長さをＬとする一方、羽根１３の内周
端Ｓから外周端Ｒに亘って上記ＬとＬｏとの比Ｌ／Ｌｏ
が一定となるような上記任意の点Ｐを通る半径方向の曲
線をＫとし、該曲線Ｋを、当該羽根１３の回転中心Ｏを
通る平面に対して回転投影した時の当該羽根１３の断面
形状が、そのハブ１４側から羽根外周端Ｒまでの間にお
いて、吸い込み側に直線状をなす内周部と、吸い込み側
に凸状をなす中央部と、同吸い込み側への反り返り部を
有する外周端部との３つの形状領域から形成されている
と、先ず直線状をなす内周部の形状により、回転時の遠
心力により生じる当該羽根１３の負圧面１３ｅ側の羽根
外周端Ｒ方向への気流が、同負圧面１３ｅから剥離する
ことなく、同負圧面１３ｅに沿って（付着して）安定し
て流れるようになる。

【００４０】したがって、同気流が翼端渦と干渉しにく
くなる。

【００４１】また、次に上記吸い込み側に凸状をなす中
央部の形状により、羽根圧力面１３ｄ側において同圧力
面１３ｄ側から負圧面１３ｅ側へ流れようとする気流の
流速が、事前に抑制されるようになる。

【００４２】その結果、同気流によって形成される翼端
渦自体のスケールを小さなものに抑制することができる
ようになる。

【００４３】さらに、同構成では、それらに加えて、そ
の外周端部が吸い込み側に反り返っているので、当該羽
根１３の圧力面１３ｄ側の気流が羽根外周端Ｒ側凸円弧
面状の圧力面１３ｄに沿って滑らかに同羽根外周端Ｒ側
凹円弧面状の負圧面１３ｅ内に回り込むようになり、よ
り渦径が小さく安定したものとなるので、より負圧面１
３ｅ側における羽根外周方向への気流の流れが当該翼端
渦（ロ）と干渉しにくくなる。

【００４４】そして、この羽根外周端部の作用は、上述
のように、羽根１３の前縁１３ａ付近から後縁１３ｂ付
近にかけて、上記羽根外周端部１３ｃの反り返り部の幅
Ｗが次第に大きくなっていると、当該羽根１３の前縁１
３ａ側から後縁１３ｂ側にかけて、次第に積層増大され
て、渦径が拡大される翼端渦（ロ）の渦径に対応して、
同前縁１３ａ側から後縁１３ｂ側まで一層スムーズに気
流ガイド効果を発揮するようになり、また発生した翼端
渦（ロ）が、より羽根負圧面１３ｅから離れにくくな
る。

【００４５】そのため、上述のように、例えば羽根軽量
化のために翼弦長を短かくしたような場合にも、生じた
翼端渦（ロ）が隣接する羽根１３，１３，１３間で相互
に干渉しにくくなり、送風機下流側での吐き出し気流の
乱れも少なくなる。

【００４６】これらの結果、この発明の構成では、以上
の各作用が効果的に組合わされて、空気調和機用室外機
ユニットに組み込んだ時の騒音が、特に有効に低減され
ることになる。

【００４７】（８）請求項８の発明この発明の送風機では、上記請求項１，２，３，４，
５，６又は７の発明の構成において、外周端Ｒの圧力面
１３ｄ側にのみアールを設けたことを特徴としている。

【００４８】このように、上記羽根外周端Ｒの圧力面１
３ｄ側にのみアールを設けると、エッジ部による流れの
乱れがなくなり、より羽根外周端部１３ｃの圧力面１３
ｄ側から負圧面１３ｅ側にスムーズに気流が回り込むよ
うになる。

【００４９】（９）請求項９の発明この発明の送風機は、上記請求項８の発明の構成におい
て、羽根車外径付近における羽根１３の厚さをｔとした
時に、羽根外周端Ｒの羽根圧力面１３ｄ側のアールの大
きさが、ｔ〜３ｔの大きさであることを特徴としてい
る。

【００５０】このように、上記送風機の羽根車外径付近
における各羽根１３，１３，１３の厚さをｔとした時
に、各羽根外周端Ｒの圧力面１３ｄ側のアールの大きさ
が、ｔ〜３ｔの大きさとなるようにすると、上記請求項
８の発明の構成の作用が、前縁１３ａ付近から後縁１３
ｂ付近の全域にかけて、より有効に発揮されるようにな
る。

【００５１】つまり、各羽根１３の外周端Ｒにおいて、
その圧力面１３ｄ側から負圧面１３ｅ側へ気流が回り込
む時の当該気流方向の変化に応じて、その圧力面１３ｄ
側アール面のアール（曲率半径ｒ）を上記のようにｔ〜
３ｔの範囲で変化させるようにすると、その気流方向の
変化に対応して、より滑らかに気流が回り込むようにな
り、効果的に翼端渦が抑制されて、より騒音が低減され
る。

【００５２】

【発明の効果】以上の結果、本願発明の送風機による
と、次のような有益な効果を得ることができる。

【００５３】（１）送風機それ自体の騒音を低減する
ことができ、さらに該送風機を空気調和機に組み込んだ
時の騒音をも有効に低減することができるようになる。

【００５４】（２）羽根軽量化（廉価化）のために、
当該羽根の翼弦長を短かくしたような場合においても、
翼端渦が負圧面から離れず、隣接翼と干渉しない。その
ため、騒音低減効果が高く、送風性能が劣化しない。

【００５５】（３）送風性能を決定する羽根全体の形
状に影響を与えることなく、当該羽根の一部である外周
端部分に反り返り部を形成するのみで足りるから、成形
も容易で、低コストに実現することができる。

【００５６】（４）また、その結果、送風性能も低下
しない。

【００５７】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１〜図１７
は、本願発明の実施の形態１に係るプロペラファン等空
気調和機用室外機ユニットに適した送風機の構成および
作用を示している。

【００５８】先ず図１〜図１６は、同送風機の羽根部の
基本的な構成と作用を、また、その中でも特に図９〜図
１３は、同構成および若干の変形例による羽根の翼端渦
抑制作用を、また図１４〜図１６は、同構成の羽根の前
縁側から後縁側にかけての半径方向および外周端部の具
体的な断面形状の変化を、さらに図１７は同送風機の風
量−送風音特性を、それぞれ示している。なお、図１５
中の５つの羽根形状Ｋ−Ｋ′〜Ｏ−Ｏ′は、図１４の羽
根背面図においてＫ−Ｋ′〜Ｏ−Ｏ′の指示線で示され
るＫ−Ｋ′前縁部端面、Ｌ−Ｌ′切断面、Ｍ−Ｍ′切断
面、Ｎ−Ｎ′切断面、Ｏ−Ｏ′後縁部端面の各羽根面の
構成を示している。また、図１６は、当該図１５中の羽
根外周端部の拡大図である。

【００５９】（羽根部の基本構成）先ず図１〜図１６に
おいて、符号１４は当該送風機（プロペラファン）の回
転中心となる合成樹脂製のハブであり、該ハブ１４の外
周面には複数枚（３枚）の羽根１３，１３，１３が一体
に形成されている。

【００６０】該羽根１３，１３，１３は、その前縁１３
ａの外周端と後縁１３ｂの外周端Ｒが、それぞれハブ１
４側の内周端Ｓよりも当該羽根１３の回転方向Ｆ前方に
位置しているとともに、その外周端部１３ｃ部分は図示
のように前縁１３ａ付近から後縁１３ｂ付近にかけて所
定の幅で吸い込み側に反り返っており、該反り返り部の
半径方向の幅Ｗは、上記前縁１３ａ付近から後縁１３ｂ
付近にかけて次第に所定の比率で拡大されたものとなっ
ている（前縁１３ａ部ではＷ＝０、後縁１３ｂ部でＷ＝
最大：図１４〜図１６参照）。

【００６１】この反り返り部の半径方向の幅Ｗは、当該
羽根１３の送風性能を低下させることなく、有効に翼端
渦（ロ）を抑制するためには、例えば上記後縁１３ｂ部
における最大幅部分が、当該当該羽根１３の回転中心
（すなわち、ハブ１４の中心）Ｏから上記羽根１３の外
周端Ｒまでの半径方向の長さＬａの１５％以下の寸法で
あることが望ましい。

【００６２】また、この場合、例えば図３において示さ
れる任意の羽根半径方向位置における翼弦線Ｃにおい
て、該翼弦線Ｃの長さをＬ₀、該翼弦線Ｃ上の任意の点
をＰ、羽根前縁１３ａから同任意の点Ｐまでの長さをＬ
とする一方、羽根１３の内周端Ｓから外周端Ｒに亘って
上記ＬとＬｏとの比Ｌ／Ｌｏが一定となるような上記任
意の点Ｐを通る半径方向の曲線をＫとし、例えば図７に
示されるように、さらに該曲線Ｋを回転中心軸Ｏを含む
平面に対して回転投影した断面中心線Ｋ′において、羽
根１３の外周端部１３ｃが圧力面１３ｄ側から負圧面１
３ｅ側に反り返り始める点Ｑにおける接線Ａ−Ａ′と回
転中心軸Ｏに直交する平面とのなす角度をθ₁、該断面
中心線Ｋ′上の羽根外周端Ｒにおける接線Ｂ−Ｂ′と上
記回転中心軸Ｏに直交する平面とのなす角度をθ₂、そ
れらθ₁とθ₂との差を上記羽根外周端Ｒの反り角度θと
したときに、該反り角度θを当該羽根１３の外周端Ｒの
前縁付近から後縁付近に亘って次第に変化させたものと
している。

【００６３】そして、上記断面中心線Ｋ′上の羽根外周
端Ｒにおける接線Ｂ−Ｂ′と回転中心軸Ｏに直交する平
面とのなす角度θ₂は、例えば図４に示すような当該羽
根１３の前傾角が前縁１３ａ側で正、後縁１３ｂ側で負
となる前進翼を対象として、一定の値としている。

【００６４】一方、上記断面中心線Ｋ′上における羽根
外周端Ｒの接線Ｂ−Ｂ′と回転中心軸Ｏに直交する平面
とのなす角度θ₂の傾きも、例えば前傾角が大きい各羽
根の構造を前提として、成形性が容易な９０度以下のも
のとしている。

【００６５】また、その場合、上記曲線Ｋを、当該羽根
１３の回転中心Ｏを通る平面に対して回転投影した当該
羽根１３の断面形状は、例えば図８および図９に詳細に
示されるように、ハブ１４側から羽根外周端Ｒまでの間
において、吸い込み側に凹状（又は直線状）をなす内周
部と、吸い込み側に凸状をなす中央部と、吸い込み側へ
の反り返り部を有する外周端部との３つの形状領域から
なるように構成されている。

【００６６】なお、この羽根断面形状は、さらに例えば
図１０に詳細に示されるように、第１の変形例として、
上記曲線Ｋを、当該羽根１３の回転中心軸Ｏを通る平面
に対して回転投影した当該羽根１３の断面形状が、ハブ
１４側から羽根外周端Ｒまでの間において、吸い込み側
に相互に連続した凸状部をなす内周部および中央部と、
吸い込み側への反り返り部を有する外周端部との３つの
形状領域からなるようにしたり、また例えば図１１に詳
細に示されるように、第２の変形例として、上記曲線Ｋ
を、当該羽根１３の回転中心軸Ｏを通る平面に対して回
転投影した当該羽根１３の断面形状が、ハブ１４側から
羽根外周端Ｒまでの間において、相互に連続した直線状
部をなす内周部および中央部と、吸い込み側への反り返
り部を有する外周端部との３つの形状領域からなるよう
にすることもできる。

【００６７】さらに上記羽根１３の外周端部１３ｃに
は、例えば図６に示す如く、その圧力面１３ｄ側のエッ
ジ部をカットすることにより、当該圧力面１３ｄ側にの
み所定の大きさ（曲率半径ｒ）のアール面を設けてい
る。

【００６８】そして、その場合、当該送風機の図１に示
す羽根車外径付近における羽根１３の厚さ（肉厚）をｔ
とした時、上記外周端１３ｃの圧力面１３ｄ側の当該ア
ール面の大きさ（曲率半径ｒ）は、ｔ〜３ｔの範囲で変
化させるようにしている。

【００６９】（羽根部の作用）以上のように、この発明
の実施の形態におけるプロペラファン等の送風機は、回
転中心となるハブ１４と、該ハブ１４の外周面に設けら
れた、前縁１３ａおよび後縁１３ｂの外周端が回転方向
Ｆ前方に位置する複数枚の羽根１３，１３，１３とを備
えてなる送風機であって、上記各羽根１３，１３，１３
は、それぞれその外周端部１３ｃが吸い込み側に反り返
り、かつ同反り返り部の半径方向の幅Ｗが、前縁１３ａ
付近から後縁１３ｂ付近にかけて次第に大きくなるよう
に形成されていることを特徴としている。

【００７０】このように、羽根１３の前縁１３ａと後縁
１３ｂにおいて、その外周端が内周端よりも回転方向Ｆ
前方に位置した所謂前進翼よりなるプロペラファン等送
風機の羽根１３において、その外周端部１３ｃ部分が吸
い込み側に反り返っていると、例えば図５に示すよう
に、当該羽根１３の圧力面１３ｄ側の気流（イ）が外周
端側凸円弧面状の圧力面１３ｄに沿って滑らかに翼端側
円弧状の負圧面１３ｅ内に回り込むようになり、発生す
る翼端渦（ロ）の渦径が小さく安定したものとなって、
負圧面１３ｅ側における羽根外周方向への気流の流れ
（ハ）が当該翼端渦（ロ）と干渉しなくなる。

【００７１】しかも、この作用は、上記のように羽根１
３の前縁１３ａ付近から後縁１３ｂ付近にかけて、上記
羽根外周端部１３ｃの反り返り部の幅Ｗが次第に大きく
なっていることから、例えば図１２に示すように、前縁
１３ａ側から後縁１３ｂ側の全域にかけて、次第に積層
増大されて渦径が拡大される翼端渦（ロ）の渦径に対応
して後縁１３ｂ側下流までスムーズに効果を発揮するよ
うになり、例えば図１３に示すように、発生した翼端渦
（ロ）が羽根負圧面１３ｅから離れにくくなる。

【００７２】そのため、例えば羽根１３を軽量化するた
めに、羽根１３の翼弦長を短かくしたような場合にも、
同図１３に示されるように、発生した翼端渦（ロ）の渦
中心が隣接する羽根１３，１３，１３間をそのまま通過
してしまい、相互に干渉しなくなる。その結果、下流側
での乱れも少なくなる。

【００７３】したがって、当該送風機４を前述の図２０
〜図２２のような空気調和機用室外機ユニットに組み込
んだ場合にも、騒音が有効に低減されることになる。

【００７４】また、同送風機では、上述のように、上記
反り返り部の半径方向の幅Ｗが、当該羽根１３の回転中
心Ｏから半径方向外周端Ｒまでの長さの１５％以下とな
っている。

【００７５】このように、反り返り部の半径方向の幅Ｗ
が、後縁１３ｂ付近の最大幅部分で、当該羽根１３の回
転中心Ｏから外周端Ｒまでの長さの１５％以下となるよ
うにすると、当該送風機の送風性能を低下させない範囲
で、最も有効に上述の翼端渦抑制効果を発揮させること
ができる。

【００７６】すなわち、上記反り返り部は、翼端渦
（ロ）自体の抑制には有効であるが、送風性能には寄与
しない。したがって、上記反り返り部の幅Ｗを必要以上
に大きくすることは無駄であり、少なくとも後縁１３ｂ
付近の最大幅部分で、当該羽根１３の回転中心Ｏから半
径方向外周端Ｒまでの長さＬａの１５％以下の範囲で、
当該羽根外周端Ｒの前後長さに応じた変化幅（Ｗ＝０〜
０．１５Ｌａ）とすることが好ましい。

【００７７】また、同送風機では、例えば図３のよう
に、上記各羽根１３，１３，１３の任意の羽根半径方向
位置における翼弦線Ｃにおいて、該翼弦線Ｃの長さをＬ
₀、該翼弦線Ｃ上の任意の点をＰ、羽根前縁１３ａから
同任意の点Ｐまでの長さをＬとする一方、羽根１３の内
周端Ｓから外周端Ｒに亘って上記ＬとＬｏとの比Ｌ／Ｌ
ｏが一定となるような上記任意の点Ｐを通る半径方向の
曲線をＫとし、さらに、例えば図７に示すように、該曲
線Ｋを回転中心軸Ｏを含む平面に対して回転投影した断
面中心線Ｋ′において、羽根１３の外周端部１３ｃが圧
力面１３ｄ側から負圧面１３ｅ側に反り返り始める点Ｑ
における接線Ａ−Ａ′と回転中心軸Ｏに直交する平面と
のなす角度をθ₁、該断面中心線Ｋ′上の羽根外周端Ｒ
における接線Ｂ−Ｂ′と上記回転中心軸Ｏに直交する平
面とのなす角度をθ₂、それらθ₁とθ₂との差を上記羽
根外周端Ｒの反り角度θとしたときに、該反り角度θを
当該羽根１３の外周端Ｒの前縁付近から後縁付近に亘っ
て次第に変化させたものとなっている。

【００７８】上述のように羽根１３の外周端部１３ｃに
反り返り部を設けた場合、当該反り返り部の反り角度θ
を、上記のように決定し、かつ上記のような条件の下に
おいて、羽根外周端Ｒの前縁１３ａ付近から後縁１３ｂ
付近にかけて次第に大きくなるようにするか、又は小さ
くなるように、当該羽根１３の形態に応じて変化させる
ようにすると、上記翼端渦（ロ）の抑制効果が可及的に
有効に発揮される。

【００７９】すなわち、一般に羽根１３の前縁１３ａか
ら後縁１３ｂにかけて増大する圧力面１３ｄと負圧面１
３ｅとの間の圧力差により、同圧力面１３ｄ側から負圧
面１３ｅ側への気流の回り込み（気流方向の変化）の強
さは後縁に近づくにつれて次第に大きくなるが、上記羽
根１３の外周端部１３ｃにおける反り角度θを、上記の
ように前縁１３ａから後縁１３ｂにかけて次第に変化、
例えば次第に大きく（反りをきつく）した構造とするこ
とにより、上述のような翼端渦を羽根負圧面１３ｅの外
周端部側反り返り部に安定的に生成せしめるようにする
と、発生する翼端渦のスケールを可及的に小さくするこ
とができる。また一方、同反り角度θを上記とは逆に、
例えば前縁１３ａ側から後縁１３ｂ側にかけて次第に小
さく（反り返し部の曲率半径を大きく）した構造とする
と、図１２に示すように、後縁１３ｂ側方向に次第に大
きくなる翼端渦の成長に応じて、該翼端渦が負圧面１３
ｅ上の羽根外周端側反り返り部内に確実に保持されるよ
うになって、隣接する羽根との干渉が抑制される。

【００８０】これらの結果、前縁１３ａ側から後縁１３
ｂ側まで羽根外周端部１３ｃにおける反り角度θを次第
に変化させることによって、翼端渦に起因する空気調和
機組込時の騒音の抑制をも効果的に行なうことができる
ようになる。

【００８１】また、同送風機では、上記断面中心線Ｋ′
（図７参照）上の羽根外周端Ｒにおける接線Ｂ−Ｂ′と
回転中心軸Ｏに直交する平面とのなす角度θ₂を一定に
している。

【００８２】このように、上記断面中心線Ｋ′上の羽根
外周端Ｒにおける接線Ｂ−Ｂ′と回転中心軸Ｏに直交す
る平面とのなす角度θ₂を一定のものにすると、例えば
図４に示すような当該羽根１３の前傾角が前縁１３ａ側
で正、後縁１３ｂ側で負となる前進翼の場合において
も、上記の構成と作用が適切に実現されるようになる。

【００８３】また、同送風機では、上記断面中心線Ｋ′
上における羽根外周端Ｒの接線Ｂ−Ｂ′と回転中心軸Ｏ
に直交する平面とのなす角度θ₂の傾きが、９０度以下
になっている。

【００８４】例えば上記図４に示す前進翼のような、前
傾角が大きい羽根１３の場合、当該羽根１３を合成樹脂
成形した場合、型抜きが困難となり、成形効率が悪化す
る。

【００８５】ところが、以上のように、上記断面中心線
Ｋ′上における羽根外周端Ｒの接線Ｂ−Ｂ′と回転中心
軸Ｏに直交する平面とのなす角度θ₂の傾きが、９０度
以下となるようにすると、適切な抜き勾配を実現するこ
とができ、成形作業が容易となり、成形効率も向上す
る。

【００８６】また、同送風機では、例えば図５〜図８に
示されるように、上述の曲線Ｋを、当該羽根１３の回転
中心Ｏを通る平面に対して回転投影した当該羽根１３の
断面形状が、ハブ１４側から羽根外周端Ｒまでの間にお
いて、吸い込み側に凹状（又は直線状）をなす内周部
と、吸い込み側に凸状をなす中央部と、吸い込み側への
反り返り部を有する外周端部との３つの形状領域からな
っている。

【００８７】以上のように、任意の羽根半径方向位置に
おける翼弦線Ｃにおいて、該翼弦線Ｃの長さをＬ₀、該
翼弦線Ｃ上の任意の点をＰ、当該羽根前縁１３ａから同
任意の点Ｐまでの長さをＬとする一方、当該羽根１３の
内周端Ｓから外周端Ｒに亘って上記ＬとＬｏとの比Ｌ／
Ｌｏが一定となるような上記任意の点Ｐを通る半径方向
の曲線をＫとし、該曲線Ｋを、当該羽根１３の回転中心
Ｏを通る平面に対して回転投影した時の当該羽根１３の
断面形状が、そのハブ１４側から羽根外周端Ｒまでの間
において、吸い込み側に凹状（又は直線状）をなす内周
部と、同吸い込み側に凸状をなす中央部と、同吸い込み
側への反り返り部を有する外周端部との３つの形状領域
から形成されていると、例えば図９に示されるように、
先ず吸い込み側に凹状（又は直線状）をなす内周部の形
状により、回転時の遠心力により生じる当該羽根１３の
負圧面１３ｅ側の羽根外周端Ｒ方向への気流が、同負圧
面１３ｅから剥離することなく、同負圧面１３ｅに沿っ
て（付着して）安定して流れるようになる。

【００８８】したがって、同気流が翼端渦と干渉しにく
くなる。

【００８９】また、次に上記吸い込み側に凸状をなす中
央部の形状により、羽根圧力面１３ｄ側において同圧力
面１３ｄ側から負圧面１３ｅ側へ流れようとする気流の
流速が、事前に抑制されるようになる。

【００９０】その結果、同気流によって形成される翼端
渦自体のスケールを小さなものに抑制することができる
ようになる。

【００９１】さらに、同構成では、それらに加えて、上
述の如く、その外周端部１３ｃが吸い込み側に反り返っ
ているので、当該羽根１３の圧力面１３ｄ側の気流が羽
根外周端Ｒ側凸円弧面状の圧力面１３ｄに沿って滑らか
に同羽根外周端Ｒ側凹円弧面状の負圧面１３ｅ内に回り
込むようになり、より渦径が小さく安定したものとなる
ので、より負圧面１３ｅ側における羽根外周端Ｒ方向へ
の気流の流れが当該翼端渦（ロ）と干渉しにくくなる。

【００９２】そして、この羽根外周端部の作用は、上述
のように、羽根１３の前縁１３ａ付近から後縁１３ｂ付
近にかけて、上記羽根外周端部１３ｃの反り返り部の幅
Ｗが次第に大きくなっていると、当該羽根１３の前縁１
３ａ側から後縁１３ｂ側にかけて、次第に積層増大され
て、渦径が拡大される翼端渦（ロ）の渦径に対応して、
同前縁１３ａ側から後縁１３ｂ側まで一層スムーズに気
流ガイド効果を発揮するようになり、また発生した翼端
渦（ロ）が、より羽根負圧面１３ｅから離れにくくな
る。

【００９３】そのため、上述のように、例えば羽根軽量
化のために翼弦長を短かくしたような場合にも、生じた
翼端渦（ロ）が隣接する羽根１３，１３，１３間で相互
に干渉しにくくなり、送風機下流側での吐き出し気流の
乱れも少なくなる。

【００９４】これらの結果、同構成では、以上の各作用
が効果的に組合わされて、空気調和機用室外機ユニット
に組み込んだ時の騒音が、特に有効に低減されることに
なる。

【００９５】また、この場合における上記曲線Ｋを、当
該羽根１３の回転中心Ｏを通る平面に対して回転投影し
た当該羽根１３の断面形状は、上述のように第１の変形
例として、例えば図１０に示すように、ハブ１４側から
羽根外周端Ｒまでの間において、吸い込み側に相互に連
続した凸状部をなす内周部および中央部と、吸い込み側
への反り返り部を有する外周端部との３つの形状領域か
ら形成することもできる。

【００９６】このように、任意の羽根半径方向位置にお
ける翼弦線Ｃにおいて、該翼弦線Ｃの長さをＬ₀、該翼
弦線Ｃ上の任意の点をＰ、当該羽根前縁１３ａから同任
意の点Ｐまでの長さをＬとする一方、羽根１３の内周端
Ｓから外周端Ｒに亘って上記ＬとＬｏとの比Ｌ／Ｌｏが
一定となるような上記任意の点Ｐを通る半径方向の曲線
をＫとし、該曲線Ｋを、当該羽根１３の回転中心Ｏを通
る平面に対して回転投影した時の当該羽根１３の断面形
状が、そのハブ１４側から羽根外周端Ｒまでの間におい
て、同図１０に示すように、吸い込み側に相互に連続し
た凸状部をなす内周部および中央部と、同吸い込み側へ
の反り返り部を有する外周端部との３つの形状領域から
形成されていると、同図１０に示すように、先ず吸い込
み側に相互に連続した凸状をなす内周部および中央部の
形状により、羽根外周側の基本形状が同外周側の吸い込
み流れとマッチするようになり、また羽根圧力面１３ｄ
側において同圧力面１３ｄ側から負圧面１３ｅ側へ流れ
ようとする気流（イ）の流速が、半径方向の略全域に亘
って事前に抑制されるようになる。

【００９７】その結果、同気流（イ）によって形成され
る翼端渦（ロ）自体のスケールを小さなものに抑制する
ことができるようになる。

【００９８】さらに、同構成では、それに加えて、その
外周端部が吸い込み側に反り返っているので、当該羽根
１３の圧力面１３ｄ側の気流（イ）が羽根外周端Ｒ側凸
円弧面状の圧力面１３ｄに沿って滑らかに同羽根外周端
Ｒ側凹円弧面状の負圧面１３ｅ内に回り込むようにな
り、より翼端渦（ロ）の渦径が小さく安定したものとな
るので、より負圧面１３ｅ側における羽根外周方向への
気流の流れが当該翼端渦（ロ）と干渉しにくくなる。

【００９９】そして、この羽根外周端部の作用は、上述
のように、羽根１３の前縁１３ａ付近から後縁１３ｂ付
近にかけて、上記羽根外周端部１３ｃの反り返り部の幅
Ｗが次第に大きくなっていると、当該羽根１３の前縁１
３ａ側から後縁１３ｂ側にかけて、次第に積層増大され
て、渦径が拡大される翼端渦（ロ）の渦径に対応して、
同前縁１３ａ側から後縁１３ｂ側まで一層スムーズに気
流ガイド効果を発揮するようになり、また発生した翼端
渦（ロ）が、より羽根負圧面１３ｅから離れにくくな
る。

【０１００】そのため、上述のように、例えば羽根軽量
化のために翼弦長を短かくしたような場合にも、生じた
翼端渦（ロ）が隣接する羽根１３，１３，１３間で相互
に干渉しにくくなり、送風機下流側での吐き出し気流の
乱れも少なくなる。

【０１０１】これらの結果、同構成では、以上の各作用
が効果的に組合わされて、空気調和機用室外機ユニット
に組み込んだ時の騒音が、特に有効に低減されることに
なる。

【０１０２】また、同曲線Ｋを、当該羽根１３の回転中
心Ｏを通る平面に対して回転投影した当該羽根１３の断
面形状は、さらに例えば第２の変形例として、図１１に
示すように、上記ハブ１４側から羽根外周端Ｒまでの間
において、相互に連続した直線状部をなす内周部および
中央部と、吸い込み側への反り返り部を有する外周端部
との３つの形状領域から形成するようにしてもよい。

【０１０３】このように、任意の羽根半径方向位置にお
ける翼弦線Ｃにおいて、該翼弦線Ｃの長さをＬ₀、該翼
弦線Ｃ上の任意の点をＰ、当該羽根前縁１３ａから同任
意の点Ｐまでの長さをＬとする一方、当該羽根１３の内
周端Ｓから外周端Ｒに亘って上記ＬとＬｏとの比Ｌ／Ｌ
ｏが一定となるような上記任意の点Ｐを通る半径方向の
曲線をＫとし、該曲線Ｋを、当該羽根１３の回転中心Ｏ
を通る平面に対して回転投影した時の当該羽根１３の断
面形状を、そのハブ１４側から羽根外周端Ｒまでの間に
おいて、吸い込み側および吐き出し側の何れの側にもフ
ラットな相互に連続した直線状をなす内周部および中央
部と、同吸い込み側への反り返り部を有する外周端部と
の３つの形状領域から形成するようにすると、図１１に
示すように、先ず吸い込み側および吐き出し側の何れに
もフラットな相互に連続した直線状をなす内周部および
中央部の形状により、回転時の遠心力により生じる当該
羽根１３の負圧面１３ｅ側の羽根外周端Ｒ方向への気流
が、同負圧面１３ｅから剥離することなく、同負圧面１
３ｅに沿って略安定して流れるようになる。

【０１０４】したがって、同気流が翼端渦と干渉しにく
くなる。

【０１０５】さらに、同構成では、それに加えて、上述
のものと同様に、その外周端部が吸い込み側に反り返っ
ているので、当該羽根１３の圧力面１３ｄ側の気流
（イ）が当該羽根外周端Ｒ側凸円弧面状の圧力面１３ｄ
に沿って滑らかに同羽根外周端Ｒ側凹円弧面状の負圧面
１３ｅ内に回り込むようになり、より翼端渦（ロ）の渦
径が小さく安定したものとなるので、さらに負圧面１３
ｅ側における羽根外周方向への気流（ハ）の流れが当該
翼端渦（ロ）と干渉しにくくなる。

【０１０６】そして、この羽根外周端部の作用は、上述
のように羽根１３の前縁１３ａ付近から後縁１３ｂ付近
にかけて、上記羽根外周端部１３ｃの反り返り部の幅Ｗ
が次第に大きくなっていると、当該羽根１３の前縁１３
ａ側から後縁１３ｂ側にかけて、次第に積層増大され
て、渦径が拡大される翼端渦（ロ）の渦径に対応して、
同前縁１３ａ側から後縁１３ｂ側まで一層スムーズにガ
イド効果を発揮するようになり、また発生した翼端渦
（ロ）が羽根負圧面１３ｅから離れにくくなる。

【０１０７】そのため、上述のように、例えば羽根軽量
化のために翼弦長を短かくしたような場合にも、翼端渦
（ロ）が隣接する羽根１３，１３，１３間で相互に干渉
しにくくなり、送風機下流側での吐き出し気流の乱れも
少なくなる。

【０１０８】これらの結果、同構成では、以上の各作用
が効果的に組合わされて、空気調和機用室外機ユニット
に組み込んだ時の騒音が、特に有効に低減されることに
なる。

【０１０９】また、同送風機では、上記羽根外周端Ｒの
圧力面１３ｄ側にのみアール面を設けている。

【０１１０】このように、上記羽根外周端Ｒの圧力面１
３ｄ側にのみアール面を設けると、エッジ部による流れ
の乱れがなくなり、より羽根外周端部１３ｃの圧力面１
３ｄ側から負圧面１３ｅ側にスムーズに気流が回り込む
ようになる。

【０１１１】さらに、同送風機では、例えば図６に示す
ように、上記送風機の羽根車外径付近における羽根１３
の厚さをｔとした時に、羽根外周端Ｒの羽根圧力面１３
ｄ側のアール（曲率半径ｒ）の大きさが、ｔ〜３ｔの大
きさの範囲で変化するようにしている。

【０１１２】このように、上記送風機の羽根車外径付近
における各羽根１３，１３，１３の厚さをｔとした時
に、各羽根外周端Ｒの圧力面１３ｄ側のアール（曲率半
径ｒ）の大きさが、ｔ〜３ｔの大きさとなるようにする
と、上記気流ガイド作用が、前縁１３ａ付近から後縁１
３ｂ付近の全域にかけて、より有効に発揮されるように
なる。

【０１１３】つまり、各羽根１３の外周端Ｒにおいて、
その圧力面１３ｄ側から負圧面１３ｅ側へ気流が回り込
む時の当該気流方向の変化に応じて、その圧力面１３ｄ
側アール面のアール（曲率半径ｒ）を上記のようにｔ〜
３ｔの範囲で変化させるようにすると、その気流方向の
変化に対応して、より滑らかに気流が回り込むようにな
り、効果的に翼端渦が抑制されて、より騒音が低減され
る。

【０１１４】以上の結果、同送風機によると、次のよう
な有益な効果を得ることができる。

【０１１５】（１）送風機それ自体の騒音を低減する
ことができ、さらに該送風機を空気調和機に組み込んだ
時の騒音をも有効に低減することができる。

【０１１６】（２）羽根の軽量化（廉価化）のため
に、当該羽根の翼弦長を短かくしたような場合において
も、翼端渦が負圧面から離れず、隣接翼と干渉しない。
そのため、騒音低減効果が高く、送風性能が劣化しな
い。

【０１１７】（３）送風性能を決定する羽根全体の形
状に影響を与えることなく、当該羽根の一部である外周
端部分に反り返り部を形成するのみで足りるから、成形
も容易で、低コストに実現することができる。

【０１１８】（４）また、その結果、送風性能も低下
しない。

【０１１９】（騒音低減効果）以上の構成において、例
えば上記反り返り部の半径方向の幅Ｗを、当該羽根１３
の回転中心Ｏから半径方向外周端Ｒまでの長さの７．５
％とした時の送風機を、前述の図２０〜図２２の構成の
空気調和機用室外機ユニットに組み込んだ時の風量−送
風音特性を測定し、図２０〜図２５の従来のプロペラフ
ァンよりなる空気調和機用室外機ユニットの風量−送風
音特性と比較して見ると、図１７のようになった。

【０１２０】この測定結果からも、上記この発明の実施
の形態の送風機の送風音低減効果の向上作用を十分に理
解することができる（騒音レベルが、１．３ｄＢ低
下）。

【０１２１】（その他の実施の形態）（１）反り返り部の反り角度θについて該反り返り部の反り角度θについて、上記の実施の形態
では、例えば図１４〜図１６の各々に示すように、前縁
１３ａ側から後縁１３ｂ側にかけて、その半径方向の幅
Ｗは大きくなるが、他方その反り角度θ（図７参照）そ
のものは変化させることなく一定のものとなるように構
成した。

【０１２２】しかし、これは例えば実施の形態２とし
て、図１８に示すように、前縁１３ａ側から後縁１３ｂ
側にかけて、反り角度θ自体も次第に大きく（きつく）
なるような構成に変更することもでき、そのようにした
場合にも全く上記実施の形態１の場合と同様の作用効果
を得ることができる。

【０１２３】すなわち、一般に羽根１３の前縁１３ａか
ら後縁１３ｂにかけて増大する圧力面１３ｄと負圧面１
３ｅとの間の圧力差により、同圧力面１３ｄ側から負圧
面１３ｅ側への気流の回り込み（気流方向の変化）の強
さは後縁に近づくにつれて次第に大きくなるが、上記羽
根１３の外周端部１３ｃにおける反り角度θを、上記の
ように前縁１３ａから後縁１３ｂにかけて次第に大きく
（反りをきつく）した構造とすることにより、上述のよ
うな翼端渦を羽根負圧面１３ｅの外周端部側反り返り部
に安定的に生成せしめるようにすると、発生する翼端渦
のスケールを可及的に小さくすることができる。

【０１２４】さらに、また上記のように反り角度θを変
えるようにした場合において、例えば実施の形態３とし
て、図１９に示すように、上記実施の形態２の場合とは
逆に、当該反り角度θを前縁１３ａ側から後縁１３ｂ側
にかけて次第に小さく（緩やかに）することも可能であ
る（曲率半径を大にする）。

【０１２５】先にも述べたように、羽根１３の外周端部
１３ｃでの圧力面１３ｄ側と負圧面１３ｅ側との圧力差
は、前縁１３ａ側から後縁１３ｂ側に行くほど大きくな
り、また翼端渦（ロ）も成長する。その結果、渦径も拡
大する。

【０１２６】そこで、それに対応して上記反り返り部の
反り角度θも次第に緩やかなものにするようにすると、
後縁１３ｂ側方向に次第に大きくなる翼端渦の成長に応
じて、該翼端渦が負圧面１３ｅ上の羽根外周端反り返り
部内に確実に保持されるようになって、隣接する羽根と
の干渉が抑制される。

【０１２７】また、同次第に大きくなる渦を圧力面１３
ｄ側から負圧面１３ｅ側に効果的に回り込ませることが
できるようになる。

【０１２８】（２）羽根の種類について以上の各実施の形態では、その何れにあっても薄翼構造
の羽根の場合について説明した。

【０１２９】しかし、この出願の発明の適用対象は、そ
のような薄翼構造のものの場合に限らず、例えば厚肉翼
一般、また厚肉翼であって、その空力性能を一層向上さ
せた各種エアフォイル翼などの場合にも全く同様に採用
できるものであることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態１に係る送風機の羽根車
部の斜視図である。

【図２】同送風機の羽根部の一部切欠斜視図である。

【図３】同送風機のハブおよび羽根部の説明用背面図で
ある。

【図４】同送風機の羽根の３ケ所の半径方向の断面構造
を示す断面図である。

【図５】同送風機の羽根の要部の形状と作用を示す説明
用断面図である。

【図６】同送風機の羽根の要部の形状を示す拡大断面図
である。

【図７】同送風機の羽根の反り角θを示す説明図であ
る。

【図８】同送風機の羽根の半径方向各部の基本形状を示
す説明図である。

【図９】同送風機の羽根の半径方向各部の騒音低減作用
を示す説明図である。

【図１０】同送風機の羽根の第１の変形例に係る羽根の
半径方向各部の騒音低減作用を示す説明図である。

【図１１】同送風機の羽根の第２の変形例に係る羽根の
半径方向各部の騒音低減作用を示す説明図である。

【図１２】同送風機の羽根の翼端渦抑制作用を示す斜視
図である。

【図１３】同送風機の羽根の隣接翼間の作用を示す説明
図である。

【図１４】同送風機の羽根の基本形状を示す背面図であ
る。

【図１５】同送風機の羽根の図１４中に示す前縁線Ｋ−
Ｋ′での端面、切断線Ｌ−Ｌ′、Ｍ−Ｍ′、Ｎ−Ｎ′で
の切断面、後縁線Ｏ−Ｏ′での端面の各形状を示す概略
図である。

【図１６】同送風機の羽根の図１５における各面の要部
の形状を拡大して示す概略図である。

【図１７】同送風機を空気調和機の室外機ユニットに組
み込んだ時の風量−送風音特性を従来一般の送風機によ
る場合の同特性と対比して示す性能比較図である。

【図１８】同送風機の羽根の実施の形態２に係るものの
上記図１５と同様の各面の要部の形状を拡大して示す概
略図である。

【図１９】同送風機の羽根の実施の形態３に係るものの
上記図１５と同様の各面の要部の形状を拡大して示す概
略図である。

【図２０】従来一般の送風機を採用した空気調和機用室
外機ユニットの構成を示す正面図である。

【図２１】同室外機ユニットの縦方向の断面図である。

【図２２】同室外機ユニットの水平方向の断面図であ
る。

【図２３】同室外機ユニットで採用されている従来一般
の送風機（プロペラファン）の背面図である。

【図２４】同従来の送風機の羽根部の断面構造と要部の
作用（問題点）を示す断面図である。

【図２５】同従来の送風機の室外機ユニット対応部の構
造との関係における問題点（翼端渦発生メカニズム）を
示す概略説明図である。

【図２６】同従来の送風機の羽根の隣接翼間の翼端渦干
渉現象を示す概略図である。

【図２７】同従来の送風機の羽根の図２６の場合の翼弦
長を短かくした場合における隣接翼間の翼端渦干渉状態
を示す概略図である。

【符号の説明】

１は本体ケーシング、２は熱交換器、３は送風ユニッ
ト、４はプロペラファン、５はベルマウス、６はファン
ガード、８は熱交換器、１３は羽根、１３ａは前縁、１
３ｂは後縁、１３ｃは外周端部、１３ｄは圧力面、１３
ｅは負圧面、１４はハブである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3H033 AA02 BB02 BB08 CC01 DD03 DD27 EE06 EE08 EE19 3H035 CC01 CC07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転中心となるハブ（１４）と、該ハブ
（１４）の外周面に設けられた、前縁（１３ａ）および
後縁（１３ｂ）の外周端が回転方向前方に位置する複数
枚の羽根（１３），（１３），（１３）とを備えてなる
送風機であって、上記各羽根（１３），（１３），（１
３）は、それぞれその外周端部（１３ｃ）が吸い込み側
に反り返り、かつ同反り返り部の半径方向の幅（Ｗ）
が、前縁（１３ａ）付近から後縁（１３ｂ）付近にかけ
て次第に大きくなるように形成されていることを特徴と
する送風機。
【請求項２】反り返り部の半径方向の幅（Ｗ）は、当
該羽根（１３）の回転中心Ｏから半径方向外周端Ｒまで
の長さの１５％以下であることを特徴とする請求項１記
載の送風機。
【請求項３】任意の羽根半径方向位置における翼弦線
Ｃにおいて、該翼弦線Ｃの長さをＬ₀、該翼弦線Ｃ上の
任意の点をＰ、羽根前縁（１３ａ）から同任意の点Ｐま
での長さをＬとする一方、羽根（１３）の内周端Ｓから
外周端Ｒに亘って上記ＬとＬｏとの比Ｌ／Ｌｏが一定と
なるような上記任意の点Ｐを通る半径方向の曲線をＫと
し、さらに該曲線Ｋを回転中心軸Ｏを含む平面に対して
回転投影した断面中心線Ｋ′において、羽根（１３）の
外周端部（１３ｃ）が圧力面（１３ｄ）側から負圧面
（１３ｅ）側に反り返り始める点Ｑにおける接線Ａ−
Ａ′と回転中心軸Ｏに直交する平面とのなす角度を
θ₁、該断面中心線Ｋ′上の羽根外周端Ｒにおける接線
Ｂ−Ｂ′と上記回転中心軸Ｏに直交する平面とのなす角
度をθ₂、それらθ₁とθ₂との差を上記羽根外周端Ｒの
反り角度θとしたときに、該反り角度θを当該羽根（１
３）の外周端Ｒの前縁（１３ａ）付近から後縁（１３
ｂ）付近に亘って次第に変化させたことを特徴とする請
求項１又は２記載の送風機。
【請求項４】断面中心線Ｋ′上の羽根外周端Ｒにおけ
る接線Ｂ−Ｂ′と回転中心軸Ｏに直交する平面とのなす
角度θ₂を一定にしたことを特徴とする請求項３記載の
送風機。
【請求項５】断面中心線Ｋ′上における羽根外周端Ｒ
の接線Ｂ−Ｂ′と回転中心軸Ｏに直交する平面とのなす
角度θ₂の傾きが、９０度以下であることを特徴とする
請求項３又は４記載の送風機。
【請求項６】曲線Ｋを、当該羽根（１３）の回転中心
Ｏを通る平面に対して回転投影した当該羽根（１３）の
断面形状が、ハブ（１４）側から羽根外周端Ｒまでの間
において、吸い込み側に凹状をなす内周部と、吸い込み
側に凸状をなす中央部と、吸い込み側への反り返り部を
有する外周端部との３つの形状領域からなることを特徴
とする請求項３，４又は５記載の送風機。
【請求項７】曲線Ｋを、当該羽根（１３）の回転中心
Ｏを通る平面に対して回転投影した当該羽根（１３）の
断面形状が、ハブ（１４）側から羽根外周端Ｒまでの間
において、吸い込み側に直線状をなす内周部と、吸い込
み側に凸状をなす中央部と、吸い込み側への反り返り部
を有する外周端部との３つの形状領域からなることを特
徴とする請求項３，４又は５記載の送風機。
【請求項８】羽根外周端（Ｒ）の羽根圧力面（１３
ｄ）側にのみアールを設けたことを特徴とする請求項
１，２，３，４，５，６又は７記載の送風機。
【請求項９】羽根車外径付近における羽根（１３）の
厚さをｔとした時に、羽根外周端（Ｒ）の羽根圧力面
（１３ｄ）側のアールの大きさが、ｔ〜３ｔの大きさで
あることを特徴とする請求項８記載の送風機。