JP3709448B2

JP3709448B2 - プロペラファン用羽根車

Info

Publication number: JP3709448B2
Application number: JP01524197A
Authority: JP
Inventors: 誠司佐藤; 正大西; 志明鄭
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1997-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2017-01-29
Also published as: JPH10213096A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、プロペラファン用羽根車における羽根構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５及び図６には、従来のプロペラファン２１を示している。このプロペラファン２１は、ハブ２４の外周面に周方向に所定ピッチで複数枚の羽根２３，２３，・・を設けてなる羽根車２２と、該羽根車２２の外周側に配置されたファンガイド２５とで構成されている。
【０００３】
ところで、かかるプロペラファン２１においては、空気の流入角の変動に拘わらず空気流の剥離を抑制する（所謂、「エアフォイル効果」を得る）という観点から、羽根２３を、図７及び図８に示すように、飛行機の翼とか鳥の羽根のように厚肉とし且つその厚さに分布を与えた所謂「エアフォイル翼構造」とすることが試みられている。
【０００４】
一方、プロペラファン２１においては、図６に空気流線Ａで示すように、空気の吸い込みは各羽根２３，２３，・・の正面側からだけでなく、その羽根外周縁２３ｅ側からも行われる。このため、厚肉のエアフォイル翼構造の羽根２３を備えたプロペラファン２１においては、羽根２３の羽根外周縁２３ｅの形状がファン性能に大きな影響を及ぼすことになる。
【０００５】
このような背景から、例えば特開平６−１４７１９３号公報には、図９に示すように羽根２３の羽根外周縁２３ｅ部分の圧力面２３ｂ側の角部を円弧状に滑らかに削った形状とすることが提案されており、かかる構造とすることで羽根外周縁２３ｅの近傍における空気を空気流線Ａで示すように滑らかに羽根車２２側に吸い込ませることができるとしている。
【０００６】
また、従来一般に上記羽根２３は、図１０に示すように、その肉厚を羽根外周縁２３ｅからハブ２４の外周面２４ａ側の羽根内周縁２３ｇにかけて略同一に設定されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、空気が羽根車２２側に吸い込まれる場合、その吸込空気のうち、上記羽根２３の圧力面２３ｂに対してこれに略直交する方向から流入する空気流は羽根車２２の回転に伴う遠心力の影響を受ける。このため、上記圧力面２３ｂ側には、図１０に空気流線Ａ₀で示すように、羽根内周縁２３ｇ側から羽根外周縁２３ｅ側に向かう流れ（以下、「遠心流れ」という）が生じることになる。
【０００８】
この結果、図１１に示すように、上記羽根２３を圧力面２３ｂ側から見た場合、羽根前縁２３ｃ及び羽根外周縁２３ｅの前縁寄り部位２３ｈ付近から吸い込まれた空気は、上記遠心流れの影響を受けて、各空気流線Ａ，Ａ，・・で示すように、羽根後縁２３ｄ側に近づくにつれて次第に羽根外周縁２３ｅ寄りに偏向される。従って、実際に羽根外周縁２３ｅ側から滑らかに空気を吸い込むことができるのは、該羽根外周縁２３ｅの全域のうち、羽根前縁２３ｃ側から３０〜５０パーセント程度の範囲であって、それよりも上記羽根後縁２３ｄ寄りの部分においては上記遠心流れによって空気の吸い込み作用が阻害されることになる。
【０００９】
このように羽根外周縁２３ｅ側において空気の吸い込みが阻害されると、これに起因して、例えば上記圧力面２３ｂの外周部においては負圧面２３ａ側への空気の漏れ流れが増大し、また、羽根後縁２３ｄ側のハブ２４の近傍部位においては有効な送風仕事をしなくなり、これらの結果、羽根車２２の空力性能が低下し、延いてはプロペラファン２１の空力騒音が増大するという問題が生じることになる。
【００１０】
そこで、本願発明は、羽根外周縁からの空気の吸込流れを円滑にすることで羽根車の空力性能を向上させ、以てプロペラファンの空気騒音を低減させ得るようにしたプロペラファン用羽根車を提案することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【００１２】
本願の第１の発明では、ハブ４の外周に周方向に所定ピッチで厚肉の羽根３を複数枚設けてなるプロペラファン用羽根車において、上記羽根３の各半径位置での翼キャンバの長さと該翼キャンバ上での羽根前縁３ｃからの距離との比を同一とする点を各比毎に結んで得られる各曲線又は直線Ｌ₁のそれぞれにおいて上記羽根３の肉厚が羽根外周縁３ｅから羽根車中心Ｑに向けて一旦増加した後にその最大肉厚部３ｆからハブ外周面４ａに向けて次第に減少するように上記羽根３の圧力面３ｂを湾曲させたことを特徴としている。
【００１３】
本願の第２の発明では、ハブ４の外周に周方向に所定ピッチで厚肉の羽根３を複数枚設けてなるプロペラファン用羽根車において、上記羽根３の各半径位置での翼キャンバの長さと該翼キャンバ上での羽根前縁３ｃからの距離との比を同一とする点を各比毎に結んで得られる各曲線又は直線Ｌ₁のそれぞれにおいて上記羽根３の肉厚が羽根外周縁３ｅから羽根車中心Ｑに向けて一旦増加した後、その最大肉厚部３ｆからハブ外周面４ａに向けて次第に減少するとともに上記ハブ外周面４ａの近傍において再び増加するように上記羽根３の圧力面３ｂを湾曲させたことを特徴としている。
【００１４】
本願の第３の発明では、上記第１又は第２の発明にかかるプロペラファン用羽根車において、上記羽根３の圧力面３ｂを湾曲させる範囲を、該羽根３の各半径位置における翼弦長Ｓに対して、羽根前縁３ｃからの距離が０．２Ｓの位置から０．９Ｓの位置までの範囲に設定したことを特徴としている。
【００１５】
本願の第４の発明では、上記第１、第２又は第３の発明にかかるプロペラファン用羽根車において、上記羽根車２の外径をＤ₀、上記ハブ４の外径をＤｈとしたとき、上記羽根３の各半径位置での翼キャンバの長さと該翼キャンバ上での羽根前縁３ｃからの距離との比を同一とする点を各比毎に結んで得られる各曲線又は直線Ｌ₁上における羽根断面の最大肉厚部３ｆの位置を、直径Ｄ｛＝（（Ｄ₀ ²＋Ｄｈ²）／２）^0.5｝で規定される位置と、上記羽根車２の外径Ｄ₀との範囲内に設定したことを特徴としている。
【００１６】
本願の第５の発明では、上記第１、第２、第３又は第４の発明にかかるプロペラファン用羽根車において、上記羽根３を、その肉厚の内部に空洞部６をもつ中空構造としたことを特徴としている。
【００１７】
本願の第６の発明では、上記第１、第２、第３又は第４の発明にかかるプロペラファン用羽根車において、上記羽根３を、その肉厚の内部に空洞部６をもつように板金のプレス成形により形成された中空構造としたことを特徴としている。
【００１８】
本願の第７の発明では、上記第６の発明にかかるプロペラファン用羽根車において、上記羽根３を、上記ハブ４と一体的に板金のプレス成形により形成したことを特徴としている。
【００１９】
【発明の効果】
本願発明ではかかる構成とすることにより次のような効果が得られる。
【００２０】
▲１▼ 本願の第１の発明にかかるプロペラファン用羽根車によれば、羽根３の各半径位置での翼キャンバの長さと該翼キャンバ上での羽根前縁３ｃからの距離との比を同一とする点を各比毎に結んで得られる各曲線又は直線Ｌ₁のそれぞれにおいて上記羽根３の肉厚が羽根外周縁３ｅから羽根車中心Ｑに向けて一旦増加した後にその最大肉厚部３ｆからハブ外周面４ａに向けて次第に減少するように上記羽根３の圧力面３ｂを湾曲させている。
【００２１】
かかる構成とすることで、羽根３の圧力面３ｂに対してこれに略直交する方向から空気が流入する場合、この流入空気の流入方向と上記圧力面３ｂの面方向との間の角度関係から、該流入空気が上記圧力面３ｂから受ける反力の成分の一つとして、ファン回転軸に直交し該ファン回転軸方向に向かう成分が発生する。この反力成分によって、上記羽根車２の回転に伴う遠心力に基づく遠心流れが抑制され、延いては、羽根前縁３ｃ及び羽根外周縁３ｅの前縁側端部３ｈ付近から吸い込まれる空気に対する羽根外周縁３ｅ寄りへの偏向作用が可及的に低減される。この結果、上記圧力面３ｂの外周部での負圧面３ａ側への漏れ流れが減少するとともに、羽根後縁３ｄ側のハブ４の近傍部位における送風仕事が促進され、それだけ羽根車２の空力性能が向上し、空力騒音が低減されるものである。
【００２２】
▲２▼ 本願の第２の発明にかかるプロペラファン用羽根車によれば、上記羽根３の各半径位置での翼キャンバの長さと該翼キャンバ上での羽根前縁３ｃからの距離との比を同一とする点を各比毎に結んで得られる各曲線又は直線Ｌ₁のそれぞれにおいて上記羽根３の肉厚が羽根外周縁３ｅから羽根車中心Ｑに向けて一旦増加した後、その最大肉厚部３ｆからハブ外周面４ａに向けて次第に減少するとともに上記ハブ外周面４ａの近傍において再び増加するように上記羽根３の圧力面３ｂを湾曲させている。
【００２３】
かかる構成とすることで、羽根３の圧力面３ｂに対してこれに略直交する方向から空気が流入する場合、この流入空気の流入方向と上記圧力面３ｂの面方向との間の角度関係から、該流入空気が上記圧力面３ｂから受ける反力の成分の一つとして、ファン回転軸に直交し該ファン回転軸方向に向かう成分が発生する。この反力成分によって、上記羽根車２の回転に伴う遠心力に基づく遠心流れが抑制され、延いては、羽根前縁３ｃ及び羽根外周縁３ｅの前縁側端部３ｈ付近から吸い込まれる空気に対する羽根外周縁３ｅ寄りへの偏向作用が可及的に低減される。この結果、上記圧力面３ｂの外周部での負圧面３ａ側への漏れ流れが減少するとともに、羽根後縁３ｄ側のハブ４の近傍部位における送風仕事が促進され、それだけ羽根車２の空力性能が向上し、空力騒音が低減されるものである。
【００２４】
さらに、上記羽根３の肉厚をハブ外周面４ａの近傍において再び増加させるようにしているので、例えば該羽根３の肉厚を上記最大肉厚部３ｆから上記ハブ外周面４ａの近傍に向けて次第に減少するように構成する場合に比して、該ハブ外周面４ａの近傍における肉厚が大きい分だけ上記羽根３の剛性が高く、それだけ該羽根３の強度上の信頼性、延いては羽根車２の強度上の信頼性が高められるものである。
【００２５】
▲３▼ 本願の第３の発明にかかるプロペラファン用羽根車によれば、上記▲１▼又は▲２▼に記載の効果に加えて次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明では、上記羽根３の圧力面３ｂを湾曲させる範囲を、該羽根３の各半径位置における翼弦長Ｓに対して、羽根前縁３ｃからの距離が０．２Ｓの位置から０．９Ｓの位置までの範囲に設定している。
【００２６】
この場合、上記羽根３は、エアフォイル翼構造をもつものであることから、本来的に、その羽根前縁３ｃ側は肉厚が大きく、羽根後縁３ｄ側は肉厚が小さくなっている。このため、大きな肉厚をもちエアフォイル効果が最も得られる部位である羽根前縁３ｃ側においては上記圧力面３ｂを湾曲させずにその肉厚を維持することで高いエアフォイル効果が確保され、また、肉厚が小さいことから羽根前縁３ｃ側に比してその剛性が低くなっている羽根後縁３ｄにおいては上記圧力面３ｂを湾曲させずにその肉厚を維持することで剛性の低下が防止されることになり、これらの相乗効果として、ファンの空力騒音の低減を図りつつ、エアフォイル効果と羽根３の強度上の信頼性とを両立させることができるものである。
【００２７】
▲４▼ 本願の第４の発明にかかるプロペラファン用羽根車によれば、上記▲１▼，▲２▼又は▲３▼に記載の効果に加えて、次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明では、上記羽根車２の外径をＤ₀、上記ハブ４の外径をＤｈとしたとき、上記羽根３の各半径位置での翼キャンバの長さと該翼キャンバ上での羽根前縁３ｃからの距離との比を同一とする点を各比毎に結んで得られる各曲線又は直線Ｌ₁上における羽根断面の最大肉厚部３ｆの位置を、直径Ｄ｛＝（（Ｄ₀ ²＋Ｄｈ²）／２）^0.5｝で規定される位置と、上記羽根車２の外径Ｄ₀との範囲内に設定している。
【００２８】
この場合、上記直径Ｄは、所謂、羽根２３の全仕事量からみた平均半径であって、この平均半径よりも外側部位は内側部位よりも大きな送風仕事をする部分である。従って、上記直径Ｄと羽根車２の外径Ｄ₀との範囲内に上記羽根２３の最大肉厚部３ｆを設定することで、より大きな送風仕事をする部位と、最も高いエアフォイル効果が得られる部位とが重合することとなり、結果的に羽根車２の空力性能がより一層高められることになる。
【００２９】
▲５▼ 本願の第５の発明にかかるプロペラファン用羽根車によれば、上記▲１▼，▲２▼，▲３▼又は▲４▼に記載の効果に加えて、次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明では、上記羽根３を、その肉厚の内部に空洞部６をもつ中空構造としているので、例えば該羽根３を中実構造とする場合に比して、該羽根３の軽量化が図れ、それだけ羽根車２の必要駆動動力の低減、あるいは強度性能の向上が図れるものである。
【００３０】
▲６▼ 本願の第６の発明にかかるプロペラファン用羽根車によれば、上記▲１▼，▲２▼，▲３▼又は▲４▼に記載の効果に加えて、次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明では、上記羽根３を、その肉厚の内部に空洞部６をもつように板金のプレス成形により形成された中空構造としているので、板金製の羽根に特有の低コスト性を維持しつつ、高いエアフォイル効果を得ることができるものである。
【００３１】
▲７▼ 本願の第７の発明にかかるプロペラファン用羽根車によれば、上記▲６▼に記載の効果に加えて、上記羽根３を上記ハブ４と一体的に板金のプレス成形により形成することで、該羽根３とハブ４とからなる羽根車２の低コスト化と、該羽根車２の取り扱いの容易性とが実現されるものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明にかかるプロペラファン用羽根車を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
第１の実施形態
図１には、本願発明の第１の実施形態にかかる羽根車２を備えたプロペラファン１の要部を示しており、同図において符号３は後に詳述する羽根、４はハブであり、該ハブ４の外周面４ａ上に周方向に所定ピッチで上記羽根３を複数枚取り付けて上記羽根車２が構成される。この羽根車２の外周側にはファンガイド５が配置され、このファンガイド５と上記羽根車２とによって上記プロペラファン１が構成されている。
【００３３】
上記羽根３は、所謂、エアフォイル翼構造をもつものであって、樹脂材により一体成形されている。尚、この実施形態においては、上記複数の羽根３，３，・・を上記ハブ４と共に一体成形しているが、他の実施形態においては、例えば各羽根３，３，・・をそれぞれ個別に成形し、これら各羽根３，３，・・を、別体形成したハブ４に対してそれぞれ事後的に取り付けるようにすることもできる。
【００３４】
本願発明にかかる羽根車２は、上記羽根３の構造に最大の特徴を有するものであり、以下この羽根３の構造を具体的に説明する。
上記羽根３は、既述した従来の羽根３３と同様にエアフォイル翼構造をもつものであって、図１の曲線Ｌ₁に沿う断面においては、図２に示すような断面形状とされている。即ち、従来一般のエアフォイル翼の基本構造に対応させれば、上記羽根３の負圧面３ａは略直線状に延び、また圧力面は符号３ｂ′を付した鎖線の如く延び、さらに羽根外周縁３ｅ部分は該羽根外周縁３ｅから圧力面３ｂ′にかけて円弧状に滑らかに湾曲させたものとなる。
【００３５】
ところが、この実施形態の羽根３においては、上記負圧面３ａ及び上記羽根外周縁３ｅ側の円弧状部分の形状はこれを従来のものと同様とするも、上記圧力面３ｂの形状については本願発明を適用して同図に実線図示するように湾曲形状としている。具体的には、上記曲線Ｌ₁上の断面位置における上記羽根３の肉厚が、上記羽根外周縁３ｅから羽根内周縁３ｇ側に向うに伴って、一旦増加した後、その最大肉厚部３ｆからは次第に減少変化し、さらに該羽根内周縁３ｇ近傍においては再び増加傾向に転じる変化形態となるように、上記圧力面３ｂを略Ｓ字状に湾曲させている。
【００３６】
ここで、上記曲線Ｌ₁は、上記羽根３の各半径位置での翼キャンバの長さと該翼キャンバ上での羽根前縁３ｃからの距離との比を同一とする点を結んで得られるものであって、該比毎に設定されるものである。従って、上記羽根３は、その羽根前縁３ｃから羽根後縁３ｄの全域に亙って、上記各曲線Ｌ₁，Ｌ₁，・・のそれぞれに対応する位置において図２に示す如き断面形状をもつことになる。
【００３７】
以上の如き構造をもつ上記羽根３を備えた羽根車２においては、以下のような特有の作用効果を奏することになる。即ち、この羽根車２においては、上記羽根３の圧力面３ｂに対してこれに略直交する方向から空気が流入する場合、該圧力面３ｂが上記最大肉厚部３ｆから上記羽根内周縁３ｇに向かうに従って次第に上記負圧面３ａに接近する如く湾曲しているので、上記流入空気が上記圧力面３ｂから受ける反力の成分の一つとして、上記ハブ４の軸心に直交し且つ該軸心方向へ向かう反力成分が発生することになるが、この反力成分は上記羽根車２の回転に伴う遠心力の方向とは逆方向に作用する。このため、この反力成分によって、上記羽根車２の回転に伴う遠心力に基づく遠心流れＡ₀（図２参照）が可及的に抑制され、図１に空気流線Ａで示すように、上記羽根３の羽根前縁３ｃ及び羽根外周縁３ｅの前縁側端部３ｈ付近から吸い込まれる空気は、上記遠心流れＡ₀による羽根外周縁３ｅ寄りへの偏向作用の影響をさほど受けず、従来の羽根３３の場合（図１１を参照）に比して、可及的に直線に近い流れで羽根後縁３ｄ側へ流れることになる。換言すれば、上記羽根３の羽根外周縁３ｅのうち、空気を円滑に吸い込むことができる範囲が、従来の羽根３３の場合に比して、拡大されるということである。
【００３８】
このように上記羽根３の羽根外周縁３ｅのより広い範囲から空気を円滑に吸い込むことができるということは、その裏返しとして、上記圧力面３ｂの外周部における空気の負圧面３ａ側への漏れ流れが減少するということである。また、羽根後縁３ｄ側のハブ４の近傍部位においても高い送風仕事が得られる。これら両者の相乗作用として、上記羽根３、延いては上記羽根車２の空力性能が向上し、それだけ空力騒音が低減されるものである。
【００３９】
さらに、上記最大肉厚部３ｆから羽根内周縁３ｇに向けて次第に減少する肉厚を該羽根内周縁３ｇの近傍において再び増加させるように上記圧力面３ｂの湾曲形状を設定しているので、例えば該羽根３の肉厚を上記羽根内周縁３ｇの近傍において増加させることなくそのまま上記最大肉厚部３ｆから上記羽根内周縁３ｇまで次第に減少させる構成の場合に比して、該羽根内周縁３ｇの近傍（即ち、上記ハブ４との連続部分）における肉厚が大きい分だけ、上記羽根３の剛性が高くなり、それだけ該羽根３の強度上の信頼性、延いては羽根車２の強度上の信頼性が高められることになる。
【００４０】
第２の実施形態
第２の実施形態にかかる羽根車２は、図１に示す上記第１の実施形態にかかる羽根車２の羽根３において、上述の如く上記羽根３の圧力面３ｂを湾曲させる領域を特定するものである。即ち、図１において、上記羽根３の羽根前縁３ｃ寄りに設定した領域線Ｌｆと羽根前縁３ｃ寄りに設定した領域線Ｌｒとで囲まれた範囲のみにおいて、上記圧力面３ｂを図２に示すように湾曲させるものである。また、上記領域線Ｌｆよりも羽根前縁３ｃ寄りに位置する範囲、及び上記領域線Ｌｒよりも羽根後縁３ｄ寄りに位置する範囲においては、エアフォイル翼構造に基づく設定肉厚（図７を参照）が上記最大肉厚部３ｆから上記羽根内周縁３ｇの範囲まで一定に維持される。
【００４１】
ここで、上記領域線Ｌｆと領域線Ｌｒは、上記羽根３の各半径における翼弦長Ｓに対して次のような関係をもっている。即ち、羽根前縁３ｃ寄りの領域線Ｌｆは、各半径における上記翼弦長上での上記羽根前縁３ｃからの距離が「０．２Ｓ」となる点を連続させたものである。また、羽根後縁３ｄ寄りの領域線Ｌｒは、各半径における上記翼弦長上での上記羽根前縁３ｃからの距離が「０．９Ｓ」となる点を連続させたものである。
【００４２】
このような構成とすると、上記圧力面３ｂを湾曲形成した上記領域線Ｌｆと領域線Ｌｒとで囲まれた領域においては上記第１の実施形態におけると同様の作用効果が奏せられることは勿論であるが、かかる湾曲構造をもたない領域、即ち、領域線Ｌｆよりも羽根前縁３ｃ寄りの領域と、領域線Ｌｒよりも羽根後縁３ｄ寄りの領域のそれぞれにおいても、以下のような特有の効果が奏せられる。即ち、上記羽根３は、エアフォイル翼構造をもつものであることから図７に示すように、その羽根前縁３ｃ側は肉厚が大きく、羽根後縁３ｄ側は肉厚が小さくなっている。このため、大きな肉厚をもちエアフォイル効果が最も得られる部位である羽根前縁３ｃ側においては、上記圧力面３ｂを湾曲させずにその肉厚を維持することで高いエアフォイル効果が達成される。また、肉厚が小さいことから羽根前縁３ｃ側に比してその剛性が低くなっている羽根後縁３ｄにおいては、上記圧力面３ｂを湾曲させずにその肉厚を維持することで剛性の低下が防止される。従って、これらの相乗効果として、プロペラファン１の空力騒音の低減を図りつつ、エアフォイル効果と羽根３の強度性能とを両立させることができることになる。
【００４３】
第３の実施形態
第３の実施形態にかかる羽根車２は、図１に示す上記第１の実施形態にかかる羽根車２の羽根３において、上述の如く上記羽根３の圧力面３ｂを湾曲させる場合の基準点となる上記最大肉厚部３ｆの位置を上記羽根３上において特定するものである。即ち、図１において、上記羽根３の羽根外周縁３ｅと領域線Ｌａとで囲まれた範囲内に上記最大肉厚部３ｆを設けるものである。
【００４４】
ここで、上記領域線Ｌａは、上記羽根車２の外径をＤ₀、上記ハブ４の外径をＤｈとしたとき、直径Ｄ＝｛（（Ｄ₀ ²＋Ｄｈ²）／２）^0.5｝で規定される円弧である。また、この直径Ｄは、羽根２３の全仕事量からみた平均半径に該当するものであり、従って、上記領域線Ｌａよりも外側部位は内側部位よりも大きな送風仕事をする部分である。
【００４５】
この実施形態の羽根車２においては、上記圧力面３ｂを湾曲させたことによって上記第１の実施形態と同様の作用効果が得られることは勿論であるが、これに加えて上述のように上記最大肉厚部３ｆの位置を設定したことによって次のような特有の作用効果が奏せられる。即ち、上記直径Ｄと羽根車２の外径Ｄ₀との範囲内に上記羽根２３の最大肉厚部３ｆを設定することで、より大きな送風仕事をする部位と最も高いエアフォイル効果が得られる部位とが重合することとなり、羽根車２の空力性能がより一層高められることになる。
【００４６】
第４の実施形態
第４の実施形態にかかる羽根車２は、上記第１〜第３の実施形態における特徴的構成を合体させたものである。即ち、第１の実施形態における上記羽根３の圧力面３ｂを湾曲させる構成を、第２の実施形態において特定した領域線Ｌｆと領域線Ｌｒで囲まれる領域内に設定し、さらに上記圧力面３ｂの湾曲基準点となる上記最大肉厚部３ｆの位置を上記第３の実施形態において特定した上記直径Ｄと上記羽根３の羽根外周縁３ｅとで囲まれる範囲内に設定するものである。
【００４７】
従って、かかる構成とすれば、上記羽根３の圧力面３ｂにおける湾曲形状は、上記各領域線Ｌｆと領域線Ｌｒと領域線Ｌａとで囲まれる略扇形の領域内のみに特定され、この領域内においては上記圧力面３ｂがそれ以外の領域に対して陥没した状態で存在することになる。そして、かかる構成とすることで、上記各実施形態において得られたと同様の作用効果が同時に得られるものである。
【００４８】
第５の実施形態
第５の実施形態にかかる羽根車２は、図２において鎖線図示するように、樹脂製の上記羽根３をその内部に空洞部６をもった中空構造とするものである。かかる構造とすれば、上記各実施形態におけると同様の作用効果が得られるのに加えて、例えば該羽根３を中実構造とする場合に比して、上記空洞部６の形成部分に対応する分だけ羽根３の軽量化が図れ、それだけ羽根車２の必要駆動動力の低減、あるいは強度性能の向上が図れることになる。
【００４９】
第６の実施形態
図３及び図４には、第６の実施形態にかかる羽根車２の一部をそれぞれ示している。この実施形態の羽根車２は、上記各実施形態における羽根車２がこれを樹脂成形品としていたのに対して、羽根３とハブ４とを一体的に板金のプレス成形により形成したものである。即ち、ハット状に絞り成形されたハブ４の外周側において、該ハブ４から連続する板金部分を折曲加工により二つ折り状に折曲させてその一方の面はこれを略平板状に形成して負圧面３ａとし、他方の面はこれを圧力面３ｂとする。そして、この圧力面３ｂにおいては、これをその羽根外周縁３ｅからハブ４の軸心側に向かって次第に上記負圧面３ａとの間隔が拡大変化する如く円弧状に形成するとともに該円弧状部分の終点に位置する最大肉厚部３ｆから上記ハブ４側の羽根内周縁３ｇにかけてはこれを上記負圧面３ａとの間隔が次第に減少するように湾曲させている。従って、この羽根３は、その内部に空洞部６をもった中空のエアフォイル翼構造とされる。
【００５０】
尚、図３に示すものは上記羽根３の負圧面３ａ側を上記ハブ４に連続させ、その成形後に圧力面３ｂの一端を負圧面３ａ側に溶接固定する構造であり、また図４に示すものは、上記羽根３の圧力面３ｂ側を上記ハブ４に連続させ、その成形後に負圧面３ａの一端を圧力面３ｂ側に溶接固定する構造であり、これら両者は共に上記各実施形態の板金と同様の作用効果が得られるものであるが、これに加えて次のような特有の作用効果も得られる。即ち、この実施形態における羽根車２は、上記羽根３を、その肉厚の内部に空洞部６をもつように板金のプレス成形により形成された中空構造としているので、板金製の羽根に特有の低コスト性を維持しつつ、高いエアフォイル効果を得ることができるものである。また、上記羽根３を上記ハブ４と一体的に板金のプレス成形により形成することで、該羽根３とハブ４とからなる羽根車２の低コスト化と、該羽根車２の取り扱いの容易性とが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明にかかるプロペラファン用羽根車における羽根部分の正面図である。
【図２】図１のII-II拡大断面図である。
【図３】羽根の他の構造例を示す断面図である。
【図４】羽根の他の構造例を示す断面図である。
【図５】従来のプロペラファン用羽根車の正面図である。
【図６】図５のVI-VI断面図である。
【図７】図５のVII-VII拡大断面図である。
【図８】図５のVIII-VIII拡大断面図である。
【図９】図８の拡大図である。
【図１０】従来の羽根における断面方向での空気流れの説明図である。
【図１１】従来の羽根における平面方向での空気流れの説明図である。
【符号の説明】
１はプロペラファン、２は羽根車、３は羽根、３ａは負圧面、３ｂは圧力面、３ｃは羽根前縁、３ｄは羽根後縁、３ｅは羽根外周縁、３ｆは最大肉厚部、３ｇは羽根内周縁、４はハブ、５はファンガイド、６は空洞部、Ｑは羽根車中心である。

Claims

ハブ（４）の外周に周方向に所定ピッチで厚肉の羽根（３）を複数枚設けてなるプロペラファン用羽根車であって、
上記羽根（３）の各半径位置での翼キャンバの長さと該翼キャンバ上での羽根前縁（３ｃ）からの距離との比を同一とする点を各比毎に結んで得られる各曲線又は直線（Ｌ₁）のそれぞれにおいて上記羽根（３）の肉厚が羽根外周縁（３ｅ）から羽根車中心（Ｑ）に向けて一旦増加した後にその最大肉厚部（３ｆ）からハブ外周面（４ａ）に向けて次第に減少するように上記羽根（３）の圧力面（３ｂ）を湾曲させたことを特徴とするプロペラファン用羽根車。
ハブ（４）の外周に周方向に所定ピッチで厚肉の羽根（３）を複数枚設けてなるプロペラファン用羽根車であって、
上記羽根（３）の各半径位置での翼キャンバの長さと該翼キャンバ上での羽根前縁（３ｃ）からの距離との比を同一とする点を各比毎に結んで得られる各曲線又は直線（Ｌ₁）のそれぞれにおいて上記羽根（３）の肉厚が羽根外周縁（３ｅ）から羽根車中心（Ｑ）に向けて一旦増加した後、その最大肉厚部（３ｆ）からハブ外周面（４ａ）に向けて次第に減少するとともに上記ハブ外周面（４ａ）の近傍において再び増加するように上記羽根（３）の圧力面（３ｂ）を湾曲させたことを特徴とするプロペラファン用羽根車。
請求項１又は２において、
上記羽根（３）の圧力面（３ｂ）を湾曲させる範囲を、該羽根（３）の各半径位置における翼弦長（Ｓ）に対して、羽根前縁（３ｃ）からの距離が（０．２Ｓ）の位置から（０．９Ｓ）の位置までの範囲に設定したことを特徴とするプロペラファン用羽根車。
請求項１，２又は３において、
上記羽根車（２）の外径を（Ｄ₀）、上記ハブ（４）の外径を（Ｄｈ）としたとき、上記羽根（３）の各半径位置での翼キャンバの長さと該翼キャンバ上での羽根前縁（３ｃ）からの距離との比を同一とする点を各比毎に結んで得られる各曲線又は直線（Ｌ₁）上における羽根断面の最大肉厚部（３ｆ）の位置を、直径Ｄ｛＝（（Ｄ₀ ²＋Ｄｈ²）／２）^0.5｝で規定される位置と、上記羽根車２の外径（Ｄ₀）との範囲内に設定したことを特徴とするプロペラファン用羽根車。
請求項１，２，３又は４において、
上記羽根（３）が、その肉厚の内部に空洞部（６）をもつ中空構造であることを特徴とするプロペラファン用羽根車。
請求項１，２，３又は４において、
上記羽根（３）が、その肉厚の内部に空洞部（６）をもつように板金のプレス成形により形成された中空構造であることを特徴とするプロペラファン用羽根車。
請求項６において、
上記羽根（３）が、上記ハブ（４）と一体的に板金のプレス成形により形成されていることを特徴とするプロペラファン用羽根車。