JP2016056772A - プロペラファン及びこれを備える空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりもファン入力を低減することができるプロペラファンを提供する。【解決手段】プロペラファン１１は、回転軸Ｏが規定されるボス部１５と、このボス部１５周りに等間隔に複数設けられる翼１６とを有し、翼１６は、回転軸Ｏの軸方向に見た平面視で、翼１６の回転方向に円弧状に設けられた外周縁２１と、外周縁２１の回転方向の前端２１ａとボス部１５との間に設けられた前縁２２と、外周縁２１の回転方向の後端２１ｂとボス部１５との間に設けられた後縁２３と、が形成される板体で構成され、板体は、翼１６の圧力面１６ａ側であって、遠心方向と交差する方向に設けられた凸部２４を有することを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、プロペラファン及びこれを備える空気調和機に関する。

従来、空気調和機の室外機に使用されるプロペラファンとしては、羽根の圧力面における内周部から外周部までの領域が凹曲面で形成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このようなプロペラファンによれば、外周部（翼端部）近傍で圧力面側から負圧面側へ空気流が回り込むことが抑制される。これによりプロペラファンは、翼端渦の発生を防止して騒音を低減することができる。

特開２０１４−８０９７０号公報（図１１参照）

ところで、従来のプロペラファン（例えば、特許文献１参照）では、前記のように翼の圧力面が凹曲面となることで、これとは反対側の負圧面は凸曲面となる。
しかしながら、プロペラファンの翼の負圧面では、気流の剥離が生じ易いところ、負圧面が凸曲面で形成されると気流の剥離が助長されるおそれがある。そして、翼面での気流の剥離が生じると送風効率が低下して所期の送風効率を得るためにファン入力が増大することとなる。

そこで、本発明の課題は、従来よりもファン入力を低減することができるプロペラファン及びこれを備える空気調和機を提供することにある。

前記課題を解決した本発明のプロペラファンは、回転軸が規定されるボス部と、このボス部周りに等間隔に複数設けられる翼とを有し、前記翼は、前記回転軸の軸方向に見た平面視で、前記翼の回転方向に円弧状に設けられた外周縁と、前記外周縁の前記回転方向の前端と前記ボス部との間に設けられた前縁と、前記外周縁の前記回転方向の後端と前記ボス部との間に設けられた後縁と、が形成される板体で構成され、前記板体は、前記翼の圧力面側であって、前記遠心方向と交差する方向に設けられた凸部を有することを特徴とする。
また、前記課題を解決した空気調和機は、前記のプロペラファンを備えることを特徴とする。

本発明によれば、従来よりもファン入力を低減することができるプロペラファン及びこれを備える空気調和機を提供することができる。

本発明の実施形態に係る空気調和機の全体構成図である。 空気調和機の室外機の横断面を模式的に示す模式断面図である。 室外機のファングリルを取り外してマウスリングの開口からプロペラファンが臨む様子を模式的に示す室外機の模式正面図である。 プロペラファンの平面図である。 図４のＶ方向から見たプロペラファンの側面図である。 （ａ）から（ｅ）のそれぞれは、図５のVＩａ−Ｏ断面図、VＩｂ−Ｏ断面図、VＩｃ−Ｏ断面図、VＩｄ−Ｏ断面図、VＩｅ−Ｏ断面図である。 翼の膨出部を説明するための図６（ａ）の拡大断面図である。 図４に示す翼の後縁の部分拡大図である。 （ａ）は、本発明の実施形態（実施例）に係るプロペラファンの動作を説明するための模式図、図９（ｂ）は、比較例に係るプロペラファンの動作を説明するための模式図である。 （ａ）は、本発明の実施例のプロペラファンと、比較例のプロペラファンとにおける風量と、ファン回転速度との関係を示すグラフ、（ｂ）は、風量と、入力するファン動力との関係を示すグラフ、（ｃ）は、風量と、騒音との関係を示すグラフである。 ファン入力低減率と、切欠部の形状を変化させたときの所定の「比ｒ」との関係を示すグラフである。

本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態に係るプロペラファンは、翼の圧力面側であって遠心方向と交差する方向に設けられた凸部を有することを主な特徴とする。
以下では、このプロペラファンを備える空気調和機の全体構成について説明した後に、プロペラファンについて詳細に説明する。

［空気調和機の全体構成］
図１は、本実施形態に係る空気調和機１の全体構成図である。
図１に示すように、空気調和機１は、屋外に配置される室外機２と、室内に配置される室内機３と、室外機２と室内機３とを接続する配管５ａ，５ｂとを備えている。
この空気調和機１は、室外機２と室内機３とが配管５ａ，５ｂで繋がれて、室外機２と室内機３との間を冷媒が循環するように環状の回路が形成されたヒートポンプ式のものである。

ちなみに、暖房運転時の空気調和機１においては、室外機２の後記する圧縮機６（図２参照）が吐出する高温高圧の冷媒（ホットガス）を、四方弁（図示省略）を介して配管５ａに送り出すようになっている。そして、この冷媒は、配管５ａを介して凝縮器として機能する室内機３の室内熱交換器（図示省略）に送り込まれて室内の空気と熱交換を行う。この熱交換によって室内の空気を温めた冷媒は、配管５ｂを介して室外機２の減圧器（図示省略）、次いで蒸発器として機能する後記の室外熱交換器７（図２参照）に送り込まれて外気から熱を汲み上げる。その後、前記した圧縮機６に冷媒が戻され、再び圧縮される一連のサイクルがこの暖房運転で繰り返される。

また、冷房運転時の空気調和機１においては、室外機２の前記した四方弁が切り替えられる。圧縮機６（図２参照）が吐出する高温高圧の冷媒は、この場面では凝縮器として機能する前記の室外熱交換器７（図２参照）に送り込まれて外気に放熱する。これにより冷媒は、前記の減圧器によって低温低圧となる。なお、前記の四方弁の切替は、リモートコントローラ４からの操作信号に応じて室内機３の制御部（図示省略）が配線５ｃを介して行うようになっている。

前記した低温低圧の冷媒は、配管５ｂを介して、この場面では蒸発器として機能する室内機３の室内熱交換器（図示省略）に送り込まれて室内の空気と熱交換を行う。この熱交換によって室内の空気は冷却される。その後、配管５ａを介して室外機２の前記の圧縮機に戻され、再び圧縮される一連のサイクルがこの冷房運転で繰り返される。

次に、室外機２についてさらに詳細に説明する。
図１に示すように、室外機２は、略直方体の外形を呈しており、フロントパネル８ａ、サイドパネル８ｂ、アッパパネル８ｃ等からなる外筺８を備えている。
フロントパネル８ａには、後記するプロペラファン１１（図２参照）と対向するように、通気可能な網体からなるファングリル８ｄが設けられている。回転するプロペラファン１１から吐出される室外機２内の空気は、ファングリル８ｄを介して室外機２外へ排出されることとなる。

図２は、空気調和機１の室外機２の横断面を模式的に示す模式断面図、図３は、室外機２のファングリル８ｄを取り外してマウスリング１３の開口からプロペラファン１１が臨む様子を模式的に示す室外機２の模式正面図である。

室外機２は、図２に示すように、外筺８内に、室外熱交換器７と、圧縮機６と、送風機１０とを備えている。

本実施形態での室外熱交換器７は、前記の冷媒が流通する図示しない伝熱管と、この伝熱管に熱的に接続される熱交換フィンとで形成されるクロスフィン型熱交換器である。
室外熱交換器７は、送風機１０で発生させた気流により前記のように冷媒と外気との熱交換を行う。
本実施形態での室外熱交換器７は、室外機２の側面から背面にかけて略Ｌ字状をなすように配置されている。

外筺８内は、仕切り板９ａによって送風機１０が発生する気流が入り込まないように機械室９が区画されている。
機械室９には、圧縮機６、アキュムレータ（図示省略）、冷媒送り管（図示省略）等が配置されている。また、図示しないが外筺８内には、圧縮機６のモータを駆動するインバータ、その他の電装部品等を収容する電装箱が配置されている。

送風機１０は、後に詳しく説明するプロペラファン１１と、このプロペラファン１１を回転させるファンモータ１２と、回転するプロペラファン１１で発生させた気流を室外機２の排気口８ｅに案内するマウスリング１３とを備えて構成されている。

ファンモータ１２は、プロペラファン１１を回転させるシャフト（図示省略）を有し、このシャフトにはプロペラファン１１の後記するボス部１５が取り付けられる。このファンモータ１２は、プロペラファン１１の吸込み側１８に配置されている。

本実施形態でのファンモータ１２は、前記のフロントパネル８ａと一体に形成される図示しないモータベースに接続されるモータステー１４に取り付けられている。ちなみに、このようなフレーム構造からなるモータステー１４は、プロペラファン１１が発生させる気流の主流の持つ指向性を良好に維持するとともに、気流の圧損を低減している。

マウスリング１３は、プロペラファン１１の吐出し側１９の一部を、その外周側から囲む、軸方向の長さが短い筒体で形成され、前記のフロントパネル８ａと一体に形成されている。
このマウスリング１３は、軸方向の両端で拡径し、軸方向の中央で括れた形状を呈している。

図２中、符号２０は、回転するプロペラファン１１の外径端の位置を示す仮想線である。この仮想線２０が示すように、マウスリング１３で囲まれていないプロペラファン１１部分の外径は、マウスリング１３から離れて室外機２の背面側に向かうほど徐々に拡径している。つまり、本実施形態でのマウスリング１３の内径は、プロペラファン１１の最大外径よりも小さくなるように設定されている。

したがって、図３に示すように、室外機２からファングリル８ｄ（図２参照）を取り外してマウスリング１３の開口からプロペラファン１１を見ると、プロペラファン１１の外周の一部は、マウスリング１３に隠れて見えない。
つまり、プロペラファン１１は、マウスリング１３で囲まれていない吸込み側１８で吐出し側１９よりも外径が大きくなるように設定されているので、室外熱交換器７に流れる冷媒と熱交換を行う外気の風量を大きくすることができる。
また、本実施形態に係るプロペラファン１１は、次に説明するように、特徴的な翼１６（図４参照）の形状により従来よりも送風効率が一段と高まる構成となっている。

［プロペラファン］
次に、本実施形態に係るプロペラファン１１について詳細に説明する。
図４は、プロペラファン１１の平面図である。図５は、図４のＶ方向から見たプロペラファンの側面図である。

なお、図４は、ファンモータ１２（図２参照）によりプロペラファン１１が回転した際に、圧力面１６ａとなる側から回転軸Ｏの軸方向に見たプロペラファン１１の様子を示す平面図である。本実施形態でのプロペラファン１１は、図４に示す平面視で、右回りで回転するものを想定している。また、図５は、図中、白抜き矢印に示す方向にプロペラファン１１が回転した際に、図６の紙面上方にプロペラファン１１の吐出し側１９が規定され、紙面下方にプロペラファン１１の吸込み側１８が規定される。

図４に示すように、本実施形態に係るプロペラファン１１は、ボス部１５と、このボス部１５周りに等間隔に複数設けられる翼１６とを有している。ちなみに、本実施形態での翼１６は、３つであるが、４つ以上とすることもできる。

ボス部１５は、略円筒形状であり、ファンモータ１２（図２参照）の前記したシャフト（図示省略）に対して同軸に取り付けられ、この軸がプロペラファン１１の前記した回転軸Ｏとなる。

翼１６は、湾曲する板体で形成され、平面視で、ボス部１５の全周長を複数の翼１６の数で等分した周長でボス部１５の周面上に各翼１６の付根１７を形成している。ちなみに、本実施形態での翼１６の各付根１７のボス部１５周りでの長さは、平面視でボス部１５の全周長の３分の１の周長となっている。

また、図５に示すように、翼１６の付根１７は、プロペラファン１１の吸込み側１８を図５の紙面の下方とした場合に、ボス部１５の周面に対して下り勾配となるように形成されている。図５中、符号１９は、プロペラファン１１の吐出し側である。
ちなみに、一の翼１６における付根１７の回転方向の後端１７ｂと、この一の翼１６の回転方向後側でこれに隣接する二の翼１６における付根１７の回転方向の前端１７ａとは、回転軸Ｏ方向に位相が一致するように設定されている。

再び図４に戻って、翼１６は、外周縁２１と、前縁２２と、後縁２３とを有している。
外周縁２１は、回転軸Ｏの軸方向に見た平面視で、回転軸Ｏから遠心方向（半径方向外側）に離れた位置で翼１６の回転方向に延びるように円弧を呈している。

この外周縁２１は、この外周縁２１の回転方向の前端２１ａと、この外周縁２１の回転方向の後端２１ｂとを通る、回転軸Ｏを中心とした半径Ｒの円弧よりも半径方向外側に膨出した円弧形状を呈している。つまり、この外周縁２１は、その前端２１ａと後端２１ｂのそれぞれを起点とし、前端２１ａと後端２１ｂとの中間位置で回転軸Ｏから最も離れる円弧形状を呈している。ちなみに、この外周縁２１を形成する円弧形状は、回転軸Ｏから遠心方向にシフトした所定の点を中心とした真円の曲率の円弧とすることができるし、楕円形状の長軸端側に形成される曲率の円弧とすることもできる。
このような外周縁２１と半径Ｒの円弧との間に形成される膨出部３２については、後に詳しく説明する。

前縁２２は、外周縁２１の回転方向の前端２１ａと、翼１６と付根１７の回転方向の前端１７ａとの間に延在している。
また、本実施形態での前縁２２は、外周縁２１の前端２１ａと回転軸Ｏとを結ぶように規定される仮想線２０よりも回転方向の後方に位置し、回転方向の後方側に凹となるように円弧状に形成されている。

後縁２３は、外周縁２１の回転方向の後端２１ｂと、翼１６と付根１７の回転方向の後端１７ｂと、の間に延在している。
このような翼１６は、回転軸Ｏを中心とする半径方向の翼幅１６ｃが、回転方向の前側から後側に向かうほど概ね広くなっている。
なお、翼１６の後縁２３には、後に詳しく説明する切欠部３０とボス部側切欠部３１とが形成されている。

そして、翼１６は、圧力面１６ａ側に凸となるように湾曲している。この凸部２４に対応するように、翼１６の負圧面１６ｂ側には、窪み部２５が形成されることとなる。
本実施形態で説明する例では、凸部２４（窪み部２５）は、遠心方向と交差する方向に延びるように（延在するように）設けられている。

望ましくは、凸部２４（窪み部２５）は、回転軸Ｏを中心とした翼１６の半径方向の中央部に延在するように形成されたものである。また、より望ましい凸部２４は、外周縁２１と前縁２２との間の中央で延びる中央線２６に沿って形成されたものである。
そして、図４に示すように、凸部２４は、外周縁２１の前端２１ａから後記する切欠部３０の頂点Ａ１までの間を円弧状に延びる中央線２６上に、凸部２４の凸の最も高い部分が延在するものが最も望ましい。

また、凸部２４の高さは、翼１６の回転方向の前側から後側に向けて徐々に高くなっているものが、言い換えれば窪み部２５の深さが、回転方向の前側から後側に向けて徐々に深くなっているものが望ましい。

図６（ａ）は、外周縁２１の前端２１ａと後端２１ｂとの中間位置VＩａ（図４参照）と、回転軸Ｏ（図４参照）とのVＩａ−Ｏ断面図である。図６（ｄ）は、切欠部３０の頂点Ａ１と回転軸Ｏとを結ぶ線分の延長線上における外周縁２１との交点VＩｄ（図４参照）と、回転軸Ｏ（図４参照）とのVＩｄ−Ｏ断面図である。図６（ｂ）は、外周縁２１の前記中間位置VＩａ（図４参照）と前記交点VＩｄ（図４参照）との中間位置VＩｂ（図４参照）と、回転軸Ｏ（図４参照）とのVＩｂ−Ｏ断面図である。図６（ｃ）は、外周縁２１の前記交点VＩｂ（図４参照）と前記交点VＩｄ（図４参照）との中間位置VＩｃ（図４参照）と、回転軸Ｏ（図４参照）とのVＩｃ−Ｏ断面図である。図６（ｅ）は、回転軸Ｏから切欠部３０（図４参照）を横切るように延びる任意の線分の延長線上における外周縁２１との交点VＩｅ（図４参照）と、回転軸Ｏ（図４参照）とのVＩｅ−Ｏ断面図である。

図６（ａ）から図６（ｅ）に示すように、ボス部１５の周面における翼１６の付根１７の高さ１７ｃは、プロペラファン１１の吸込み側１８（図５参照）を下方とすると、翼１６の前縁２２（図４参照）側から後縁２３（図４参照）側に向かって、徐々に高くなっている。
なお、本実施形態では、外周縁２１の前端２１ａから中間位置VＩａ（図４参照）までの翼１６の断面を図示していないが、付根１７の高さ１７ｃは、前端２１ａから中間位置VＩａ側に向かって、徐々に高くなっている。

また、図６（ａ）から図６（ｄ）に示すように、翼１６の半径方向の略中央部に形成される凸部２４の高さ（符号省略）についても、翼１６の前縁２２（図４参照）側から後縁２３（図４参照）側に向かって、徐々に高くなっている。

つまり、圧力面１６ａ側に形成される凸部２４に対応して負圧面１６ｂ側に形成される窪み部２５の深さ２５ａは、翼１６の前縁２２（図４参照）側から後縁２３（図４参照）側に向かって、徐々に深くなっている。
なお、本実施形態では、外周縁２１の前端２１ａから中間位置VＩａ（図４参照）までの翼１６の断面を図示していないが、窪み部２５の深さ２５ａは、前端２１ａから中間位置VＩａ側に向かって、徐々に深くなっている。

このような窪み部２５の半径方向の断面積は、翼幅１６ｃ（図４参照）が前縁２２（図４参照）側から後縁２３（図４参照）側に向かって広くなっていることとも相俟って、前縁２２（図４参照）側から後縁２３（図４参照）側に向かって増大している。

次に、翼１６の膨出部３２（図４参照）について説明する。
ちなみに、膨出部３２は、前記したように、回転軸Ｏ（図４参照）を中心とした半径Ｒ（図４参照）の円弧よりも半径Ｒの外側に膨出した部分である。
本実施形態での膨出部３２は、図４に示すように、外周縁２１に沿うように前端２１ａから後端２１ｂに亘って形成され、前端２１ａと後端２１ｂとの中央部で最も幅広に形成されている。

図７は、翼１６の膨出部３２を説明するための図６（ａ）の拡大断面図である。
図７に示すように、膨出部３２は、凸部２４を形成する湾曲部２４ａの半径方向外側に形成され、凸部２４の湾曲の曲率が正から負へと入れ替わる変曲面で形成されている。
つまり、凸部２４の湾曲においては圧力面１６ａ側に凸となってこの曲率を正とすると、膨出部３２を構成する変曲面においては圧力面１６ａ側に凹となってこの曲率は負となる。そして、この曲率が変わる変わり目（変曲線）は、回転軸Ｏ（図４参照）を中心とした半径Ｒ（図４参照）の円弧上に位置することとなる。

次に、後縁２３に形成される切欠部３０及びボス部側切欠部３１について説明する。
図４に示すように、切欠部３０及びボス部側切欠部３１は、翼１６を形成する板体が回転方向の前側、言い換えれば前縁２２に向かって凹むように切り欠かれた形状を有している。

図８は、図４に示す翼１６の後縁２３の部分拡大図である。
図８に示すように、切欠部３０は、回転軸Ｏの軸方向に見た翼１６の平面視で、プロペラファン１１の回転方向（図８中、白抜き矢印で示す）の前側に頂点Ａ１が規定される略三角形状を呈している。

この略三角形状の底辺の両端のそれぞれを外周縁２１側から順番に点Ｂ１及び点Ｃ１とすると、略三角形状の頂点Ａ１から底辺（線分［Ｂ１−Ｃ１］）に下ろす垂線とこの底辺との交点として点Ｄ１が規定される。
ちなみに、本実施形態での切欠部３０を形成する略三角形状の頂点Ａ１及び底辺両端Ｂ１，Ｃ１の各点は、三つの角のそれぞれに対応する部分に形成される円弧線上に規定される。そして、頂点Ａ１及び底辺両端Ｂ１，Ｃ１の各点は、各円弧の最も突出した位置に設定される。

このような略三角形状の切欠部３０は、線分［Ｂ１−Ｄ１］の長さを［Ｌ１］とし、線分［Ｄ１−Ｃ１］の長さを［Ｌ２］とした場合に、［Ｌ１／Ｌ２］の比が０．２以上、０．６以下となるものが望ましい。
また、略三角形状の切欠部３０は、線分［Ｂ１−Ｃ１］の長さを［Ｌ３］とし、線分［２１ｂ−１７ｂ］の長さを［Ｌ４］とした場合に、［Ｌ３／Ｌ４］の比が０．３以上、０．４以下となるものが望ましい。
また、線分［Ｂ１−Ｄ１］の長さを［ｈ１］とした場合に、［ｈ１／Ｌ３］の比が０．３以上、０．７以下となるものが望ましい。
ちなみに、線分［Ｂ１−Ｃ１］は、略三角形状の底辺の長さに相当し、線分［２１ｂ−１７ｂ］は、外周縁２１（図４参照）の後端２１ｂから付根１７（図４参照）の後端１７ｂまでの距離に相当し、線分［Ｂ１−Ｄ１］は、略三角形状の頂点Ａ１から底辺に下ろした垂線の長さに相当する。

ボス部側切欠部３１は、切欠部３０よりもボス部１５寄りに形成され、回転軸Ｏの軸方向に見た翼１６の平面視で、プロペラファン１１の回転方向（図８中、白抜き矢印で示す）の前側に頂点Ａ２が規定される略三角形状を呈している。

この略三角形状の底辺の両端のそれぞれを外周縁２１側から順番に点Ｂ２及び点１７ｂとすると、略三角形状の頂点Ａ２から底辺（線分［Ｂ２−１７ｂ］）に下ろす垂線とこの底辺との交点として点Ｄ２が規定される。
ちなみに、本実施形態でのボス部側切欠部３１を形成する略三角形状の頂点Ａ２及び点Ｂ２は、角のそれぞれに対応する部分に形成される円弧線上に規定される。そして、頂点Ａ２及び点Ｂ２は、各円弧の最も突出した位置に設定される。
また、点１７ｂは、前記した付根１７（図４参照）の後端である。

このような略三角形状のボス部側切欠部３１は、線分［Ｂ２−１７ｂ］の長さを［Ｌ５］とすると、前記の切欠部３０の前記線分［Ｂ１−Ｃ１］の長さを［Ｌ３］として、その［Ｌ５／Ｌ３］の比が０．５以下となるものが望ましい。
つまり、ボス部側切欠部３１の底辺の長さ［Ｌ５］は、切欠部３０の底辺の長さ［Ｌ３］の１／２以下となるものが望ましい。

また、ボス部側切欠部３１は、線分［Ｂ２−Ｄ２］の長さを［ｈ２］とすると、前記の切欠部３０の前記線分［Ｂ１−Ｄ１］の長さを［ｈ１］として、その［ｈ２／ｈ１］の比が０．５以下となるものが望ましい。
つまり、ボス部側切欠部３１の垂線の長さ［ｈ２］は、切欠部３０の垂線の長さ［ｈ１］の１／２以下となるものが望ましい。

また、ボス部側切欠部３１は、回転軸Ｏの軸方向からプロペラファン１１を見た平面視で、ボス部側切欠部３１の面積が、切欠部３０の面積の３分の１以下であるものが望ましい。

次に、本実施形態に係るプロペラファン１１の奏する作用効果について説明する。
図９（ａ）は、本発明の実施形態（実施例）に係るプロペラファン１１の動作を説明するための模式図、図９（ｂ）は、比較例に係るプロペラファン１１０の動作を説明するための模式図である。

図９（ａ）に示すように、実施例のプロペラファン１１は、後縁２３に切欠部３０とボス部側切欠部３１とが形成されている。また、このプロペラファン１１は、圧力面１６ａ（図４参照）側に凸となる凸部２４（図４参照）が形成されることで、負圧面１６ｂには凸部２４と対応するように、窪み部２５が翼１６の中央線２６に沿うように形成される。

図９（ｂ）に示すように、比較例のプロペラファン１１０は、実施例と異なって凸部２４（窪み部２５）、並びに切欠部３０及びボス部側切欠部３１を有していない。
このような比較例のプロペラファン１１０においては、回転軸Ｏ周りに回転して翼１６０の負圧面１６ｂに沿って流れる気流Ｗ１は、翼面から剥離しやすい。また、気流同士が互いに干渉し合って分岐し、特に翼１６０の下流側では渦流を形成し易い。

また、翼１６０の外周側では、気流Ｗ２が漏れ流れとなって負圧面１６ｂ側で巻き上げられる、いわゆる翼端渦Ｖ１を形成し易い。
また、ボス部１５０寄りの気流Ｗ３は、ボス部１５の周面の影響を受けて乱れる。

したがって、比較例のプロペラファン１１０は、送風効率が不十分となる。よって、比較例のプロペラファン１１０が所期の送風効率を達成するためには、ファン入力を増大させる必要がある。

これに対して、図９（ａ）に示す実施例のプロペラファン１１は、翼１６０の負圧面１６ｂに沿って流れる気流Ｗ１は、負圧面１６ｂに形成される窪み部２５に収束するように流れる。つまり、気流Ｗ１は、前端２１ａから後縁２３の切欠部３０に向かって流れるように方向付けられる。これにより、気流Ｗ１は、分岐や翼面からの剥離が防止される。

また、実施例のプロペラファン１１は、このような窪み部２５による気流Ｗ１の方向付けにより、比較例のプロペラファン１１０とは異なって翼１６の外周側での漏れ流れとなる気流Ｗ２（図９（ｂ）参照）の発生が防止される。つまり翼端渦Ｖ１（図９（ｂ）参照）の発生が防止される。

また、実施例のプロペラファン１１は、切欠部３０により翼１６の中央に収束される気流Ｗ１を効率よく流す。
また、実施例のプロペラファン１１は、ボス部側切欠部３１によりボス部１５寄りに発生する気流Ｗ３をボス部１５の周面に影響されることなく効率よく流す。

したがって、実施例のプロペラファン１１によれば、比較例のプロペラファン１１０と比べて送風効率に優れる。よって、実施例のプロペラファン１１によれば、比較例のプロペラファン１１０よりもファン入力を低減することができる。そして、このプロペラファン１１を備える空気調和機１は、比較例のプロペラファン１１０を備えるものよりも成績効率（ＣＯＰ）が向上する。

また、実施例のプロペラファン１１は、翼１６の外周縁２１に沿うように変曲面としての膨出部３２を備えているので、凸部２４の湾曲面の曲率が膨出部３２では反転している。これにより、膨出部３２が無いものと比べて、翼１６の外周側でのマウスリング１３の内周面とのマッチングが、より良好となる。つまり、翼１６の回転方向と、マウスリング１３と翼１６との間で流れる気流の方向とが一致しやすくなる。これによりプロペラファン１１は、さらに送風効率に優れることとなる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の他の形態で実施することができる。

前記実施形態では、切欠部３０及びボス部側切欠部３１の平面形状が略三角形状を呈しているが、本発明は切欠部３０及びボス部側切欠部３１の平面形状が半円形である構成とすることもできる。

また、前記実施形態では、プロペラファン１１を空気調和機１の室外機２に適用する例について説明したが、プロペラファン１１は、換気扇、扇風機、冷蔵庫等の送風機構を備えるあらゆる装置に適用することもできる。

次に本発明のプロペラファン１１の奏する作用効果を検証した実施例について説明する。
図１０（ａ）は、本発明の実施例のプロペラファン１１（図９（ａ）参照）と、比較例のプロペラファン１１０（図９（ｂ）参照）とにおける風量と、ファン回転速度との関係を示すグラフ、図１０（ｂ）は、風量と、入力するファン動力との関係を示すグラフ、図１０（ｃ）は、風量と、騒音との関係を示すグラフである。

図１０（ａ）は、実施例のプロペラファン１１（図９（ａ）参照）の風量の所定量を「＋１」とし、そのときのファン回転速度を「１００」としたときの、比較例のプロペラファン１１０（図９（ｂ）参照）の相対的なファン回転速度を示している。
図１０（ｂ）は、比較例のプロペラファン１１０（図９（ｂ）参照）の風量の所定量を「＋１」とし、そのときのファン動力を「１００」としたときの、実施例のプロペラファン１１（図９（ａ）参照）の相対的なファン動力を示している。
図１０（ｃ）は、風量を図１０（ａ）及び（ｂ）に示す「−１」から「＋１」の範囲に設定したときの、実施例のプロペラファン１１（図９（ａ）参照）及び比較例のプロペラファン１１０（図９（ｂ）参照）における騒音レベルを示している。

図１０（ａ）に示すように、実施例のプロペラファン１１（図９（ａ）参照）と、比較例のプロペラファン１１０（図９（ｂ）参照）とが同一の風量となるように運転したときには、実施例のプロペラファン１１（図９（ａ）参照）のほうが比較例のプロペラファン１１０（図９（ｂ）参照）よりもファン回転速度が「５」大きくなっている。
このことは実施例のプロペラファン１１（図９（ａ）参照）では、切欠部３０及びボス部側切欠部３１によって翼面積が比較例のプロペラファン１１０（図９（ｂ）参照）よりも小さくなっているためと考えられる。

しかしながら、図１０（ｂ）に示すように、実施例のプロペラファン１１（図９（ａ）参照）は、ファン動力が、比較例のプロペラファン１１０（図９（ｂ）参照）よりも「５」低減されている。つまり、実施例のプロペラファン１１（図９（ａ）参照）は、比較例のプロペラファン１１０（図９（ｂ）参照）と比べて、ファン回転速度が大きいにもかかわらず、ファン動力が小さくなっている。
このことから実施例のプロペラファン１１（図９（ａ）参照）は、比較例のプロペラファン１１０（図９（ｂ）参照）と比べて送風効率に優れていることが検証された。
なお、図１０（ｃ）に示すように、騒音については実施例のプロペラファン１１（図９（ａ）参照）は、比較例のプロペラファン１１０（図９（ｂ）参照）と比べて「５」大きくなっているが、この騒音レベルの差は、人の聴音感覚では差がほとんど認められなかった。

図１１は、ファン入力低減率と、切欠部３０の形状を変化させたときの所定の「比ｒ」との関係を示すグラフである。
「比ｒ」は、前記の［Ｌ３／Ｌ４］（図８参照）であり、前記の［ｈ１／Ｌ３］（図８参照）であり、前記の［Ｌ１／Ｌ２］（図８参照）である。
そして、ファン入力で最大効果が得られるファン入力低減率を「１００％」とした場合に、ファン入力低減率は図１１のグラフ線図において変曲点となる「５０％」を境にこの「５０％」以上が望ましい。
つまり、比「ｒ」は、ｒ１以上、ｒ２以下が望ましい。

このｒ１を求めるべくシミュレーション試験を行ったところ、［Ｌ３／Ｌ４］は、０．３であり、［ｈ１／Ｌ３］は、０．３であり、［Ｌ１／Ｌ２］は、０．２であった。
また、ｒ２を求めるべくシミュレーション試験を行ったところ、［Ｌ３／Ｌ４］は、０．４であり、［ｈ１／Ｌ３］は、０．７であり、［Ｌ１／Ｌ２］は、０．６であった。
つまり、前記の［Ｌ３／Ｌ４］は、０．３以上、０．４以下、［ｈ１／Ｌ３］は、０．３以上、０．７以下、［Ｌ１／Ｌ２］は、０．２以上、０．６以下であることが、ファン入力低減に効果的であることが検証された。

１ 空気調和機
２ 室外機
３ 室内機
４ リモートコントローラ
６ 圧縮機
７ 室外熱交換器
８ 外筺
８ａ フロントパネル
８ｂ サイドパネル
８ｃ アッパパネル
８ｄ ファングリル
８ｅ 排気口
１０ 送風機
１１ プロペラファン
１２ ファンモータ
１３ マウスリング
１４ モータステー
１５ ボス部
１６ 翼
１６ａ 圧力面
１６ｂ 負圧面
１６ｃ 翼幅
１７ 付根
１７ａ 付根の前端
１７ｂ 付根の後端
１８ 吸込み側
１９ 吐出し側
２１ 外周縁
２１ａ 外周縁の前端
２１ｂ 外周縁の後端
２２ 前縁
２３ 後縁
２４ 凸部
２４ａ 湾曲部
２５ 窪み部
２６ 中央線
３０ 切欠部
３１ ボス部側切欠部
３２ 膨出部

Claims (7)

1. 回転軸が規定されるボス部と、このボス部周りに等間隔に複数設けられる翼とを有し、
   前記翼は、前記回転軸の軸方向に見た平面視で、
   前記翼の回転方向に円弧状に設けられた外周縁と、
   前記外周縁の前記回転方向の前端と前記ボス部との間に設けられた前縁と、
   前記外周縁の前記回転方向の後端と前記ボス部との間に設けられた後縁と、
   が形成される板体で構成され、
   前記板体は、前記翼の圧力面側であって、前記遠心方向と交差する方向に設けられた凸部を有することを特徴とするプロペラファン。
2. 請求項１に記載のプロペラファンにおいて、
   前記翼の前縁は、前記外周縁の前記前端と前記回転軸とを結ぶように規定される仮想線よりも前記回転方向の後方に位置し、前記回転方向の後方側に凹となるように形成され、
   前記凸部は、前記外周縁と前記前縁との間の中央で延びる中央線に沿って形成されていることを特徴とするプロペラファン。
3. 請求項１に記載のプロペラファンにおいて、
   前記翼は、前記凸部の遠心方向外側には、当該凸部を形成する湾曲の曲率が正から負へと入れ替わる変曲面が前記外周縁に沿うように形成されていることを特徴とするプロペラファン。
4. 請求項３に記載のプロペラファンにおいて、
   前記変曲面は、回転した際に規定される前記翼の圧力面側に凹となる曲面で形成されていることを特徴とするプロペラファン。
5. 請求項１に記載のプロペラファンにおいて、
   前記翼の前記後縁には、前記翼を形成する板体が前記前縁に向かって凹むように切り欠かれて形成される切欠部を有し、
   前記凸部は、前記切欠部に向かって延びるように設けられていることを特徴とするプロペラファン。
6. 請求項５に記載のプロペラファンにおいて、
   前記切欠部は、前記翼の平面視で、前記回転方向の前側に頂点が規定される略三角形状を呈し、
   前記凸部は、前記外周縁の前記前端と、前記頂点との間で延びるように設けられていることを特徴とするプロペラファン。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプロペラファンを備えることを特徴とする空気調和機。

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