JP2007218104A - Propeller fan and fluid feeding device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一般的には空気調和機の室外機、空気清浄機、加湿機、除湿機、ファンヒータ、冷却装置、換気装置等の流体送り装置に用いられるプロペラファンに関し、特定的にはプロペラファンの形状に関するものである。 The present invention generally relates to a propeller fan used in a fluid feeding device such as an outdoor unit of an air conditioner, an air purifier, a humidifier, a dehumidifier, a fan heater, a cooling device, and a ventilating device. It relates to the shape of the fan.
従来から、送風機や冷却機には一般的にプロペラファンが用いられている。たとえば、空気調和機の室外機では空気吹出口にプロペラファンが取付けられている。プロペラファンの回転によって、空気吸込口から室外機内に外気を吸込んだ後、空気吹出口から吹出すように構成されている。 Conventionally, a propeller fan is generally used for a blower or a cooler. For example, in an outdoor unit of an air conditioner, a propeller fan is attached to an air outlet. After the propeller fan rotates, the outside air is sucked into the outdoor unit from the air suction port, and then blown out from the air outlet.
図14は従来の流体送り装置の要部を示す斜視図である。 FIG. 14 is a perspective view showing a main part of a conventional fluid feeder.
図14に示すように、流体送り装置の主要部はプロペラファン2とベルマウス60とから構成される。プロペラファン2は円筒状のボス10と複数の翼20とからなる。翼20はボス10の外周表面の円周方向に沿い、複数枚の翼20、図14に示す例では3枚の翼20が等間隔に配置されて設けられている。プロペラファン2を矢印Qで示す方向に回転させると、プロペラファン2を境にして高圧と低圧を作り出す。すなわち、矢印Pで示す方向に沿ってプロペラファン2の低圧側から高圧側へ流体を送り出す。プロペラファン2が矢印Qで示す方向に回転すると、回転軸40の矢印Pで示す正方向に流れが生じる。
As shown in FIG. 14, the main part of the fluid feeder is composed of a
翼20は、ボス10の回転軸40の正方向を上記のように矢印Pで示す方向に決めると、そのP方向に対して左に捩じれた曲面を形成している。翼20の曲面は、ボス10の側表面11に加えて前縁部21、周縁部22、後縁部23で形成される。一般的に翼先端部24は鎌状に尖った形状を有する。周縁部22は、回転軸40を中心として直径Dの距離を隔てた曲面上にある。
When the positive direction of the rotating
ベルマウス60は、プロペラファン2の外径Dに対して所定の隙間εだけ隔てた位置に設けられ、破線で示すように円弧状オリフィスを有する板状体である。ベルマウス60とプロペラファン2は適宜の手段で同軸上に固定されている。プロペラファン2は、図示しない電動機、内燃機関、プーリ等の駆動手段によって駆動される。
The
プロペラファンの空力性能は迎え角によって規定される。この迎え角は、プロペラファンの回転軸を基準としてプロペラファンに気流が流入する角度と、プロペラファンの食違い角とから計算される。食違い角は、プロペラファンの回転軸と翼弦とがなす角度とする。プロペラファンから所望の性能を得るためには迎え角を適切に設計する必要がある。そこで、プロペラファンの設計時に直接制御可能な食違い角の最適化を行い、迎え角を最適化する。 The aerodynamic performance of a propeller fan is defined by the angle of attack. This angle of attack is calculated from the angle at which the airflow flows into the propeller fan with reference to the rotation axis of the propeller fan and the stagger angle of the propeller fan. The stagger angle is the angle between the rotation axis of the propeller fan and the chord. In order to obtain the desired performance from the propeller fan, it is necessary to design the angle of attack appropriately. Therefore, we will optimize the stagger angle that can be directly controlled when designing the propeller fan, and optimize the angle of attack.
また、プロペラファンはその成型品の容積に対して大きな輸送体積を必要とするので、輸送コストの低減化および省スペース化を図るために様々な方策がとられている。一般的にプロペラファンの保管・輸送方法として、プロペラファンを軸方向に積重ねる方法が採用されている。このため、プロペラファンを数多く積重ねるために羽根の高さを低くする手法や、たとえば、特開2004−308622号公報(特許文献1)に記載されているように、ハブに切り欠き等を設け、吸い込み側ハブ部の径を小さくして重ねやすいように工夫する技術が提案されている。
所望の性能を得るためにプロペラファンを設計すると、迎え角がほぼ一意的に決定されるので、食違い角もある程度固定される。このため、所望の性能を確保し、かつ強度信頼性を確保するためには、食違い角と翼の長さとともに、必要十分なボスの高さを確保する必要がある。 When the propeller fan is designed to obtain the desired performance, the angle of attack is almost uniquely determined, so the stagger angle is also fixed to some extent. For this reason, in order to ensure desired performance and to ensure strength reliability, it is necessary to ensure the necessary and sufficient height of the boss together with the stagger angle and the blade length.
しかし、十分なボス高さを確保すると、所定の高さにおいてプロペラファンの軸方向の積重ね可能な数が減少する。このため、一回当たりに搬送可能なプロペラファンの数が減少するので、搬送回数が増大する。その結果、搬送に係るコストが増大するという問題が生じる。 However, if a sufficient boss height is ensured, the number of propeller fans that can be stacked in the axial direction at a predetermined height decreases. For this reason, since the number of propeller fans that can be transported at one time decreases, the number of transports increases. As a result, there arises a problem that the cost for transport increases.
搬送に係るコストを削減するために、ボスの高さのみを低くすると、ボス部と翼部が重なり合う面積が減少し、プロペラファンの強度信頼性を低下させるといった問題が新たに生じる。さらに、ボスの高さのみを低くすると、翼形状を保持する強度も低下するため、たわみ量が増加する。これにより、プロペラファンの空力性能が劣化するだけではなく、発生する最大応力値もさらに大きくなるので、強度信頼性がさらに低下するという問題がある。 If only the height of the boss is lowered in order to reduce the cost associated with conveyance, a new problem arises in that the area where the boss and the wing overlap is reduced and the strength reliability of the propeller fan is lowered. Further, when only the height of the boss is lowered, the strength for maintaining the wing shape is also lowered, so that the amount of deflection is increased. As a result, not only the aerodynamic performance of the propeller fan is deteriorated, but also the maximum stress value generated is further increased, and there is a problem that the strength reliability is further lowered.
すなわち、プロペラファンの積重ね性の向上と強度信頼性はトレードオフの関係にあるという課題があった。 In other words, there has been a problem that the improvement of propeller fan stackability and strength reliability are in a trade-off relationship.
そこで、この発明の目的は、積重ね性と強度信頼性を同時に満足することが可能な形状を有するプロペラファン、つまり、強度信頼性を損なうことなく、さらに空力性能を劣化させずにボスの高さをさらに小さくし、積み重ね性および運搬性の良好なプロペラファンとそれを備えた流体送り装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a propeller fan having a shape capable of satisfying stackability and strength reliability at the same time, that is, the height of the boss without deteriorating the strength reliability and further degrading the aerodynamic performance. The propeller fan having good stackability and transportability and a fluid feeding device including the propeller fan are further provided.
この発明に従ったプロペラファンは、ボスと、このボスから外方向に向かって延びるように形成された翼とを備え、回転軸を中心として当該プロペラファンを一方向に回転させることによって当該プロペラファンを境にして高圧と低圧を作り出し、当該プロペラファンの低圧側から高圧側へ流体を送り出すプロペラファンである。翼は、回転方向の側に位置づけられる前縁部と、回転方向と逆の方向の側に位置づけられる後縁部と、前縁部の先端縁と後縁部の後端縁とを連結し回転軸の周りに延びる周縁部と、前縁部とボスとを連結する前縁連結部と、後縁部とボスとを連結する後縁連結部とを有する。前縁連結部は、ボスの低圧側端面に連続した表面を有するように形成され、かつ、ボスの低圧側端面よりも低圧側に突出しないように形成されている。ボスの低圧側端面は、翼の低圧側の面上での応力集中部よりも低圧側に位置づけられるように形成されている。 A propeller fan according to the present invention includes a boss and wings formed so as to extend outward from the boss, and the propeller fan is rotated in one direction about a rotation axis so that the propeller fan is rotated. This is a propeller fan that creates high pressure and low pressure at the boundary and sends fluid from the low pressure side to the high pressure side of the propeller fan. The wing rotates by connecting the leading edge positioned on the side of the rotation direction, the trailing edge positioned on the side opposite to the rotation direction, the leading edge of the leading edge and the trailing edge of the trailing edge. A peripheral edge extending around the shaft, a front edge connecting part that connects the front edge part and the boss, and a rear edge connecting part that connects the rear edge part and the boss. The leading edge connecting portion is formed so as to have a continuous surface on the low pressure side end face of the boss, and is formed so as not to protrude to the low pressure side from the low pressure side end face of the boss. The low pressure side end surface of the boss is formed so as to be positioned on the low pressure side of the stress concentration portion on the low pressure side surface of the blade.
このように構成することにより、ボスの高さを小さくすることができるため、プロペラファンの成型品の搬送に係るコストを削減することができる。また、ボスの低圧側端面は、翼の低圧側の面上での応力集中部よりも低圧側に位置づけられるように形成されているため、強度信頼性、空力性能を劣化させずに、ボスの高さをさらに小さくすることができる。このため、信頼性および所望性能を確保するとともに、プロペラファンの成型品の搬送に係るコストを削減することができる。 By comprising in this way, since the height of a boss | hub can be made small, the cost concerning conveyance of the molded product of a propeller fan can be reduced. In addition, since the low-pressure side end face of the boss is formed so as to be positioned on the low-pressure side of the stress concentration part on the low-pressure side of the blade, the strength reliability and aerodynamic performance are not deteriorated. The height can be further reduced. For this reason, while ensuring reliability and desired performance, the cost concerning conveyance of the molded product of a propeller fan can be reduced.
この発明のプロペラファンにおいては、後縁部の少なくとも一部は、翼の高圧側面と低圧側面とを連結する面であって、回転軸の周りに位置づけられた線分を回転軸を中心として回転させることによって形成された面で形成されているのが好ましい。 In the propeller fan according to the present invention, at least a part of the trailing edge is a surface connecting the high-pressure side surface and the low-pressure side surface of the blade, and a line segment positioned around the rotation axis is rotated about the rotation axis. It is preferable that it is formed by the surface formed by making it.
このように構成することにより、翼の低圧面側と高圧面側の2つの流れが後縁部でスムーズに合流するため、後縁部付近では流れの速度欠損が小さくなる。その結果、後縁部から放出渦の発生量を抑制し、空力騒音を減少させることができ、同時にファン効率が向上する。 By configuring in this way, the two flows on the low pressure surface side and the high pressure surface side of the blade smoothly merge at the trailing edge portion, so that the velocity deficit in the flow is reduced in the vicinity of the trailing edge portion. As a result, the amount of vortices generated from the trailing edge can be suppressed, aerodynamic noise can be reduced, and at the same time fan efficiency is improved.
また、この発明のプロペラファンにおいては、上記の面で形成された後縁部の少なくとも一部は、翼の代表自乗平均半径位置から後縁連結部までの領域に形成されているのが好ましい。 In the propeller fan of the present invention, it is preferable that at least a part of the trailing edge portion formed by the above-mentioned surface is formed in a region from the representative root mean square radius position of the blade to the trailing edge connecting portion.
翼の代表自乗平均半径位置から後縁連結部までの領域は、空力性能に寄与する割合が相対的に小さいので、翼の高圧側面と低圧側面とを連結する面であって、回転軸の周りに位置づけられた線分を回転軸を中心として回転させることによって形成された面を、上記の領域の後縁部に形成しても、空力性能をあまり低下させることなく、放出渦の発生を抑制し、空力騒音を低減することができる。これにより、高効率かつ低騒音のプロペラファンを得ることができる。 The area from the representative root mean square radius position of the wing to the trailing edge connecting portion is a surface connecting the high-pressure side and the low-pressure side of the wing because the ratio contributing to aerodynamic performance is relatively small, and around the rotation axis. Even if the surface formed by rotating the line segment positioned at the center of the rotation axis is formed at the trailing edge of the above region, the generation of vortexes is suppressed without significantly reducing the aerodynamic performance. And aerodynamic noise can be reduced. Thereby, a highly efficient and low noise propeller fan can be obtained.
さらに、この発明のプロペラファンにおいては、後縁連結部は、ボスの高圧側の表面に連続した表面を有するようにボスに連結されているのが好ましい。 Furthermore, in the propeller fan of this invention, it is preferable that the trailing edge connecting portion is connected to the boss so as to have a continuous surface with the high-pressure side surface of the boss.
このように構成することにより、プロペラファンの空力性能を維持するとともに、ボスの端面と後縁部のボス側の終端との接合部分に空間を確保し、十分大きなR部を形成することができる。このため、プロペラファンの回転中に翼のたわみにより生じる応力集中を緩和することができ、強度の信頼性に優れたプロペラファンを提供することができる。 By configuring in this way, the aerodynamic performance of the propeller fan can be maintained, and a space can be secured at the joint portion between the end surface of the boss and the end of the rear edge on the boss side, and a sufficiently large R portion can be formed. . For this reason, the stress concentration caused by the deflection of the blades during rotation of the propeller fan can be alleviated, and a propeller fan excellent in strength reliability can be provided.
この発明のプロペラファンにおいては、後縁連結部がボスの高圧側の端縁よりも高圧側に突出することにより、段差が形成されているのが好ましい。 In the propeller fan according to the present invention, it is preferable that a step is formed by the trailing edge connecting portion projecting to the high-pressure side from the high-pressure end edge of the boss.
このように構成することにより、プロペラファンを軸方向に複数積み重ねる場合に、後縁連結部によるボスの高圧側の端縁における段差が別のボスの低圧側の端縁で抱え込むように複数のプロペラファンを積み重ねることができるので、効率的な荷姿を実現することができる。 With this configuration, when a plurality of propeller fans are stacked in the axial direction, the plurality of propellers are held so that the step at the high-pressure end of the boss is held by the low-pressure end of another boss. Since fans can be stacked, an efficient packaging can be realized.
この発明のプロペラファンにおいては、後縁部は、ボスの高圧側の端縁よりも高圧側に突出するように形成されているのが好ましい。 In the propeller fan of the present invention, it is preferable that the rear edge portion is formed so as to protrude to the high pressure side rather than the end edge on the high pressure side of the boss.
このように構成することにより、ボスの高さによらずに後縁部の位置を設定することができるため、翼面積を大きくとることができ、プロペラファンの空力性能を効率よく高めることができる。 By configuring in this way, the position of the trailing edge can be set regardless of the height of the boss, so that the wing area can be increased and the aerodynamic performance of the propeller fan can be increased efficiently. .
この発明に従った流体送り装置は、上述の少なくともいずれかの特徴を有するプロペラファンを備える。 A fluid feeder according to the present invention includes a propeller fan having at least one of the above-described features.
この流体送り装置によれば、信頼性および所望性能を確保するとともに、プロペラファンの成型品の搬送に係るコストを削減することができる。 According to this fluid feeder, reliability and desired performance can be ensured, and the cost for transporting the molded product of the propeller fan can be reduced.
以上のようにこの発明によれば、プロペラファンの強度信頼性と空力性能を劣化させずに、ボスの高さをさらに小さくすることができるため、信頼性および所望性能を確保するとともに、プロペラファンの成型品の搬送に係るコストを削減することができる。 As described above, according to the present invention, the height of the boss can be further reduced without deteriorating the strength reliability and aerodynamic performance of the propeller fan. It is possible to reduce the cost for transporting the molded product.
(実施の形態1)
本発明の実施形態1に係るプロペラファンについて説明する。このプロペラファンは、たとえば、ガラス繊維入りAS(acrylonitrile-styrene)樹脂等の合成樹脂により一体成型されたものである。
(Embodiment 1)
A propeller fan according to Embodiment 1 of the present invention will be described. This propeller fan is integrally formed of a synthetic resin such as an AS (acrylonitrile-styrene) resin containing glass fiber.
図1は本発明の実施の形態1に係るプロペラファンの高圧側から見た斜視図、図2は本発明の実施の形態1に係るプロペラファンの低圧側から見た斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view seen from the high pressure side of the propeller fan according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view seen from the low pressure side of the propeller fan according to Embodiment 1 of the present invention.
図1と図2に示すように、プロペラファン1は、円筒状のボス10と複数の翼20、図1と図2に示す例では2枚の翼20からなる。複数の翼20は、ボス10の外周表面の円周方向に沿って等間隔に配置されて設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the propeller fan 1 includes a
プロペラファン1を矢印Qで示す方向に回転させると、プロペラファン1を境にして高圧と低圧を作り出す。すなわち、矢印Pで示す方向に沿ってプロペラファン1の低圧側から高圧側へ流体を送り出す。プロペラファン1が矢印Qで示す方向に回転すると、回転軸40の矢印Pで示す正方向に流れが生じる。
When the propeller fan 1 is rotated in the direction indicated by the arrow Q, high pressure and low pressure are created with the propeller fan 1 as a boundary. That is, the fluid is sent out from the low pressure side to the high pressure side of the propeller fan 1 along the direction indicated by the arrow P. When propeller fan 1 rotates in the direction indicated by arrow Q, a flow is generated in the positive direction indicated by arrow P of
翼20の曲面は、ボス10の側表面11、前縁部21、周縁部22、後縁部23、前縁部21と周縁部22とを滑らかに連結する、前縁部21の先端縁を含む翼先端部24、周縁部22と後縁部23とを滑らかに連結する、後縁部23の後端縁を含む翼後端部25、前縁部21とボス10のボス低圧側連結部12とを滑らかに連結する前縁連結部26、後縁部23とボス10のボス高圧側連結部13とを滑らかに連結する後縁連結部27、後縁部23と後縁連結部27を滑らかに連結する内縁部28によって形成されている。ボス10は、高圧側端面10pと低圧側端面10nとを有する。
The curved surface of the
後縁部23の少なくとも一部は、翼20の高圧側面と低圧側面とを連結する面であって、回転軸40の周りに位置づけられた線分を回転軸を中心として回転させることによって形成された面30(図1において斜線が施された部分)で形成されている。翼先端部24は鎌状に尖った形態を成している。前縁連結部26は、前縁部21から滑らかに湾曲した形状に形成されることにより、翼20に生じる応力を分散させ、強度信頼性を向上させる。
At least a part of the trailing
また、後縁部23は、ボス高圧側連結部13より高圧側に形成されている。すなわち、後縁部23は、ボスの高圧側の端縁よりも高圧側に突出するように形成されている。このため、ボス高さによらずに後縁部23の位置を設定することができるので、翼面積を大きくとることができ、プロペラファン1の空力性能を効率よく高めることができる。
Further, the
ボス10は、翼20が取り付けられる側表面11と、モータのシャフトと固定される固定部(図示せず)と、この固定部と側表面11を連結し、プロペラファン1とベルマウス60(図14)の位置関係が最適となるような位置に形成された連結部とを有する。ボス10の断面は、目的に応じて凹形状、H形状、または斜流形状となるように形成されている。
The
図3は本発明の実施の形態1に係るプロペラファンの後縁連結部27とボス高圧側連結部13の位置関係を示す概略断面図、図4は比較例として後縁連結部27とボス高圧側連結部13とが滑らかに連結されていない場合の概略断面図である。
3 is a schematic sectional view showing the positional relationship between the trailing
図3と図4に示すように、ボス高圧側連結部13が位置するボス10の表面と内縁部28とがなす角度をαとする。図4に示すように、後縁連結部27とボス高圧側連結部13とが滑らかに連結されていない場合、角度αは90度以下となる。しかしながら、図3に示すように、後縁連結部27とボス高圧側連結部13とが滑らかに連結されている場合、角度αは90度以上の角度をとることができる。すなわち、後縁連結部27は、ボス10の高圧側の表面に連続した表面を有するようにボス10に連結されている。このため、プロペラファン1の空力性能を維持するとともに、後縁連結部27とボス高圧側連結部13が位置する高圧側端面10pとの間に空間を確保し、十分大きなR部を形成することができる。このため、プロペラファン1の回転中に翼20のたわみにより生じる応力集中を緩和することができ、強度信頼性に優れたプロペラファン1を提供することができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, an angle formed between the surface of the
図3に示す実施形態ではボス10の断面形状を凹形状としたが、これに限定されるものではない。図5はボス10の断面をH形状とした場合の後縁連結部27とボス高圧側連結部13の位置関係を示す概略断面図、図6はボス10の断面形状を斜流形状とした場合の後縁連結部27とボス高圧側連結部13の位置関係を示す概略断面図である。図5と図6に示すように、後縁連結部27とボス高圧側連結部13は滑らかに連結されているため、図3に示す実施形態と同様の作用効果を達成することができる。
In the embodiment shown in FIG. 3, the cross-sectional shape of the
図7は本発明の実施の形態1に係る前縁連結部26とボス低圧側連結部12の位置関係を示す概略図である。図8は本発明の実施の形態1に係るプロペラファンの高圧側から見た正面図とその側面図である。図9は本発明の実施の形態1に係るプロペラファンの低圧側から見た背面図とその側面図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the positional relationship between the leading
図7に示すように、前縁連結部26は、前縁部21のうち、ボス10と連結する一部(斜線が施された部分)が切断されたように形成され、ボス低圧側連結部12と滑らかに連結されている。すなわち、前縁連結部26は、ボス10の低圧側端面に連続した表面を有するように形成され、かつ、ボス10の低圧側端面10nよりも低圧側に突出しないように形成されている。
As shown in FIG. 7, the front
図8と図9に示すように、プロペラファン1の回転中に生じる翼20のたわみ及び遠心力によって、前縁部21の代表的な接線Aと前縁連結部26の代表的な接線Bとが交わる点付近に応力が集中する。これを応力集中部Sとする。この応力が集中する位置(応力集中部)Sの最大応力値は、前縁連結部26とボス低圧側連結部12の形状及び位置の影響を強く受ける。たとえば、プロペラファン1の強度信頼性及び空力性能を確保するためには、前縁連結部26とボス低圧側連結部12に十分な面積を確保することが必要である。逆に、前縁連結部26の一部を不用意に切断すると、前縁連結部26とボス低圧側連結部12の面積を確保することができず、前縁連結部26およびボス低圧側連結部12にかかる応力が急激に増大し、強度信頼性が損なわれる。また、翼形状を保持する強度も低下し、たわみ量も増加するため、空力性能が劣化するとともに、発生する最大応力値もさらに大きくなり、ますます強度信頼性が低下する。
As shown in FIGS. 8 and 9, the typical tangent line A of the leading
そこで、上記の不具合を回避するために、本実施形態においては、図9の下図に示すように、前縁連結部26の端面が、翼20の低圧面上の応力集中部Sよりやや低圧側の位置において、プロペラファン1の回転軸40に対して垂直な面が形成されるように、前縁連結部26の一部が切断されている。いいかえれば、ボス10の低圧側端面10nは、翼20の低圧側の面上での応力集中部Sよりも低圧側に位置づけられるように形成されている。
Therefore, in order to avoid the above problem, in the present embodiment, as shown in the lower diagram of FIG. 9, the end surface of the leading
このように構成することにより、強度信頼性、空力性能を劣化させずに、ボス10の高さをさらに小さくできるため、信頼性および所望性能を確保するとともに、プロペラファンの成型品の搬送に係るコストを削減することができる。
With this configuration, the height of the
なお、上記と同様の効果を得るための切断可能な限界位置は、翼20の低圧面上の応力集中部Sと同一の位置までである。
It should be noted that the limit position that can be cut to obtain the same effect as described above is the same position as the stress concentration portion S on the low pressure surface of the
図8を参照して、後縁部23の少なくとも一部が、翼20の高圧側面と低圧側面とを連結する面であって、回転軸40の周りに位置づけられた線分を回転軸を中心として回転させることによって形成された面30(図1において斜線が施された部分)で形成されていることについて説明する。後縁部23の少なくとも一部を形成する上記の面は、回転軸40の周りに位置づけられた線分として、プロペラファン1の回転軸40に対称にカットライン30を作成し、回転軸40を中心としてカットライン30を一回転させて形成される回転体と後縁部23とが交差する部分を後縁部23から切断することにより、形成される。
Referring to FIG. 8, at least a part of the trailing
この面30は、プロペラファン1の回転に対して常に接線方向を向くため、回転に対して最も気流に与える影響が少ない形状を得ることができる。したがって、翼20の低圧側面に沿う流れと高圧側面に沿う流れとの2つの流れが後縁部23でスムーズに合流し、後縁部23付近では流れの速度欠損が小さくなる。その結果、後縁部での放出渦の発生量を抑制し、空力騒音を減少させることができる。さらに、プロペラファン1の回転を妨げるように働く抗力を低減し、ファン効率を向上させることができる。
Since the
この理由について図10を参照して説明する。図10は、後縁部23を部分的に拡大し、本発明例と従来例における後縁部23付近の流れおよび渦の挙動を説明するための概略図である。図10(a)は翼の理想的な形状、図10(b)は成型を考慮した形状、図10(c)は金型を用いた成型を考慮した形状、図10(d)は本発明例の形状を示す。
The reason for this will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic diagram for partially enlarging the trailing
翼20の後流では翼20の高圧側面20pに沿う流れと低圧側面20nに沿う流れとが合流する。図10(a)に示すように、理想的な後縁部23は、高圧側面20pと低圧側面20nとが後縁部23の厚みがゼロになる点で交わるため、翼20の高圧側面20pに沿う流れと低圧側面20nに沿う流れとの2つの流れが後縁部23でスムーズに合流するため、後縁部23付近では流れの速度欠損が生じない。
In the wake of the
ところで、成型品の強度確保、および成型時の樹脂流動性を考慮すると、図10(b)に示すように、後縁部23にはある程度の厚みが必要である。さらに、金型で成型する場合、成型コストや金型の耐久性を考慮すると、図10(c)に示すように、後縁部23は金型のスライド方向に平行となる面、すなわち垂直な面で形成されるため、後縁部23に厚みが生じる。この後縁部23の厚みのために、高圧側面20pに沿う流れと低圧側面20nに沿う流れとの2つの流れがスムーズに合流できずに放出渦50を生成し、空力騒音が発生する。
By the way, considering the securing of the strength of the molded product and the resin fluidity at the time of molding, the trailing
しかしながら、図10(d)に示すように、後縁部23が上述した面30を含むことによって、翼20の高圧側面20pに沿う流れと低圧側面20nに沿う流れとの2つの流れが後縁部23でスムーズに合流するため、後縁部23付近では流れの速度欠損が小さくなる。その結果、後縁部23での放出渦の発生量を抑制し、空力騒音を減少させることができるとともに、同時にファン効率を向上させることができる。
However, as shown in FIG. 10D, when the trailing
回転軸40を中心としてカットライン30を一回転させて形成される回転体の形状は、本実施形態のように一部にほぼ円錐台形状の突起を持つような伏せ皿型の形状や、円錐台を円柱に変更した形状、または、ボス10における気流の流れ方向の後ろ側の端面と同一平面となるような形状が可能であり、本実施形態の形状に特に限定されるものではなく、後縁部23がプロペラファン1の回転に対して常に接線方向を向くような形状であれば、上記と同等の作用効果を得ることができる。
The shape of the rotator formed by rotating the
(実施の形態2)
本発明の実施形態2に係るプロペラファンについて説明する。なお、本実施形態のプロペラファンは、以下で特に記載がない構成については、実施形態1および従来のプロペラファンと同様である。したがって、実施形態2に係るプロペラファンについて、同一構成および作用効果を奏する部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
(Embodiment 2)
A propeller fan according to a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the propeller fan of this embodiment is the same as that of Embodiment 1 and the conventional propeller fan about the structure which is not described in particular below. Therefore, the propeller fan according to the second embodiment will be described with a focus on the different points, with the same reference numerals being assigned to the same configuration and parts having the same effects, and the detailed description thereof being omitted.
図11は、本発明の実施の形態2に係るプロペラファンの高圧側から見た正面図である。
FIG. 11 is a front view of the propeller fan according to
図11を参照して、翼20の代表自乗平均半径Rrの位置付近からボス10側までの領域に形成された面30について説明する。代表自乗平均半径Rrは、Rr=((R2+r2)/2)1/2で規定する。ここで、Rは翼20の代表半径であり、最大外半径をR1、最小外半径をR2とすると、(R1+R2)/2で表される。rはボス10の代表半径であり、最大外半径をr1、最小外半径をr2とすると、(r1+r2)/2で表される。
With reference to FIG. 11, the
一般的に翼の代表自乗平均半径Rrの位置からボス10側までの領域、すなわち、翼の代表自乗平均半径Rrの位置から後縁連結部27までの領域は、空力性能に寄与する割合が相対的に小さい。このため、翼の高圧側面と低圧側面とを連結する面であって、回転軸の周りに位置づけられた線分を回転軸を中心として回転させることによって形成された面30を、上記の領域の後縁部23に形成しても、空力性能をあまり低下させることなく、放出渦の発生を抑制し、空力騒音を低減することができる。これにより、高効率かつ低騒音のプロペラファンを得ることができる。
In general, in the region from the position of the representative mean square radius Rr of the wing to the
(実施の形態3)
本発明の実施形態3に係るプロペラファンについて説明する。なお、本実施形態のプロペラファンは、以下で特に記載がない構成については、実施形態1および従来のプロペラファンと同様である。したがって、実施形態3に係るプロペラファンについて、同一構成および作用効果を奏する部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
(Embodiment 3)
A propeller fan according to Embodiment 3 of the present invention will be described. In addition, the propeller fan of this embodiment is the same as that of Embodiment 1 and the conventional propeller fan about the structure which is not described in particular below. Therefore, the propeller fan according to the third embodiment will be described with a focus on the different points, with the same reference numerals being assigned to the same configuration and parts having the same effects and the detailed description thereof being omitted.
図12は、本発明の実施の形態3に係るプロペラファンの一部を示す概略断面図である。 FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a part of the propeller fan according to Embodiment 3 of the present invention.
図12を参照して、後縁連結部27がボス高圧側連結部13より凸となるように段差が形成されている。すなわち、後縁連結部27がボス10の高圧側の端縁よりも高圧側に突出することにより、段差が形成されている。
Referring to FIG. 12, a step is formed so that trailing
このように後縁連結部27がボス高圧側連結部13より凸となるように段差が形成されているため、プロペラファン1を軸方向に複数積み重ねる場合に、後縁連結部27とボス高圧側連結部13との段差が別のボス低圧側連結部12で抱え込むような形状となり、効率的な荷姿を実現することができる。
Since the step is formed so that the trailing
(実施の形態4)
本発明の実施形態4に係るプロペラファンについて説明する。なお、本実施形態のプロペラファンは、以下で特に記載がない構成については、実施形態1および従来のプロペラファンと同様である。したがって、実施形態4に係るプロペラファンについて、同一構成および作用効果を奏する部分には同一符号を付して詳細な説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
(Embodiment 4)
A propeller fan according to Embodiment 4 of the present invention will be described. In addition, the propeller fan of this embodiment is the same as that of Embodiment 1 and the conventional propeller fan about the structure which is not described in particular below. Therefore, the propeller fan according to the fourth embodiment will be described with a focus on the different points, with the same reference numerals being assigned to the same configuration and the parts having the effects and the detailed description thereof being omitted.
図13は、本発明の実施の形態4に係るプロペラファンの一部を示す概略断面図である。 FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a part of the propeller fan according to Embodiment 4 of the present invention.
図13に示すように、前縁連結部26とボス低圧側連結部12に、前縁連結部26がボス低圧側連結部12より凸となるような段差を設けてもよい。すなわち、前縁連結部26がボス10の低圧側の端縁よりも低圧側に突出することにより、段差が形成されている。このように、前縁連結部26がボス低圧側連結部12より凸となるような段差を設けているため、実施形態3と同様の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 13, the front
さらに、プロペラファンをモータにより駆動する場合、モータが気流から受ける影響を最小限にするために、モータは、プロペラファンより低圧側に配置することが望ましい。この場合、上記の段差がモータ側に位置するため、使用者から見えにくくなり、外観を損ねることがない。 Further, when the propeller fan is driven by a motor, it is desirable that the motor is disposed on the lower pressure side than the propeller fan in order to minimize the influence of the motor from the airflow. In this case, since the step is located on the motor side, it is difficult for the user to see and the appearance is not impaired.
なお、以上の実施の形態では、プロペラファンとしてガラス繊維入りAS樹脂により一体成型されたものを例に挙げて説明したが、この他に、ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene)樹脂やポリプロピレン(PP)等の合成樹脂により一体成型されたプロペラファンでもよい。また、マイカ等を含み、強度を増加させた合成樹脂により一体成型されたプロペラファンでもよい。あるいはプロペラファンは一体成型されていなくてもよい。 In the above embodiment, the propeller fan is integrally molded of glass fiber AS resin. However, in addition to this, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) resin or polypropylene (PP) is used. A propeller fan integrally molded with a synthetic resin such as the like may be used. Moreover, the propeller fan integrally molded with the synthetic resin which included mica etc. and increased the intensity | strength may be sufficient. Or the propeller fan may not be integrally molded.
また、上述のプロペラファン1を備えた流体送り装置を構成することにより、プロペラファンの強度信頼性と空力性能を劣化させずに、ボスの高さをさらに小さくすることができるため、信頼性および所望性能を確保するとともに、プロペラファンの成型品の搬送に係るコストを削減することができる。 Further, by configuring the fluid feeder including the propeller fan 1 described above, the height of the boss can be further reduced without degrading the strength reliability and aerodynamic performance of the propeller fan. While ensuring desired performance, the cost concerning conveyance of the molded product of a propeller fan can be reduced.
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものである。 The embodiment disclosed above should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the scope of claims, and includes all modifications and variations within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
この発明に従ったプロペラファンとそれを備えた流体送り装置は、空気調和機の室外機、空気清浄機、加湿機、除湿機、ファンヒータ、冷却装置、換気装置等に適用することができる。 The propeller fan according to the present invention and the fluid feeding device including the propeller fan can be applied to an outdoor unit of an air conditioner, an air purifier, a humidifier, a dehumidifier, a fan heater, a cooling device, a ventilation device, and the like.
1:プロペラファン、10:ボス、10p:高圧側端面、10n:低圧側端面、11:側表面、12:ボス低圧側連結部、13:ボス高圧側連結部、20:翼、21:前縁部、22:周縁部、23:後縁部、24:翼先端部、25:翼後端部、26:前縁連結部、27:後縁連結部、28:内縁部、30:面(カットライン)、40:回転軸。 1: propeller fan, 10: boss, 10p: high pressure side end face, 10n: low pressure side end face, 11: side surface, 12: boss low pressure side connection part, 13: boss high pressure side connection part, 20: blade, 21: leading edge Part: 22: peripheral edge part, 23: trailing edge part, 24: blade tip part, 25: blade trailing edge part, 26: leading edge connecting part, 27: trailing edge connecting part, 28: inner edge part, 30: surface (cut) Line), 40: rotation axis.
Claims (7)
回転軸を中心として当該プロペラファンを一方向に回転させることによって当該プロペラファンを境にして高圧と低圧を作り出し、当該プロペラファンの低圧側から高圧側へ流体を送り出すプロペラファンであって、
前記翼は、回転方向の側に位置づけられる前縁部と、回転方向と逆の方向の側に位置づけられる後縁部と、前記前縁部の先端縁と前記後縁部の後端縁とを連結し回転軸の周りに延びる周縁部と、前記前縁部と前記ボスとを連結する前縁連結部と、前記後縁部と前記ボスとを連結する後縁連結部とを有し、
前記前縁連結部は、前記ボスの低圧側端面に連続した表面を有するように形成され、かつ、前記ボスの低圧側端面よりも低圧側に突出しないように形成され、
前記ボスの低圧側端面は、前記翼の低圧側の面上での応力集中部よりも低圧側に位置づけられるように形成されている、プロペラファン。 A boss and a wing formed to extend outward from the boss,
A propeller fan that creates high pressure and low pressure at the propeller fan as a boundary by rotating the propeller fan in one direction around the rotation axis, and sends fluid from the low pressure side to the high pressure side of the propeller fan,
The wing includes a front edge portion positioned on a rotation direction side, a rear edge portion positioned on a side opposite to the rotation direction, a leading edge of the front edge portion, and a rear edge of the rear edge portion. A peripheral edge portion that connects and extends around the rotation axis, a front edge connection portion that connects the front edge portion and the boss, and a rear edge connection portion that connects the rear edge portion and the boss;
The leading edge connecting portion is formed so as to have a surface continuous with the low pressure side end surface of the boss, and is formed so as not to protrude to the low pressure side from the low pressure side end surface of the boss,
The propeller fan formed so that the low-pressure side end surface of the boss is positioned on the low-pressure side of the stress concentration portion on the low-pressure side surface of the blade.
A fluid feeder comprising the propeller fan according to any one of claims 1 to 6.
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