JP4388993B1 - Propeller fan, fluid feeder and mold - Google Patents
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Abstract
【課題】省エネルギー性や省資源設計の面で大きく貢献するとともに、保管や運搬時の積み重ねを可能とするプロペラファン、を提供する。
【解決手段】プロペラファンは、周方向に離間して設けられ、回転に伴って送風を行なう複数の翼21(21A,21B)と、回転に伴って送風を行なうための翼面36を有し、互いに隣り合う複数の翼21の間で翼21Aおよび翼21Bの根元部同士を連接する連接部31と、翼21の回転中心に配置され、連接部31の吸込側から突出し、翼21の回転軸方向の直交平面に平行な端面42を有するボスハブ部41とを備える。プロペラファンは、さらに、連接部31の吹出側に設けられ、ボスハブ部41を翼21の回転軸方向に投影した場合に、その投影したボスハブ部41の外形よりも大きい外形を有し、端面42に平行な平面44を有する平面部43を備える。
【選択図】図4[Problem] To provide a propeller fan that greatly contributes in terms of energy saving and resource saving design and enables stacking during storage and transportation.
A propeller fan includes a plurality of blades 21 (21A, 21B) that are spaced apart in the circumferential direction and blow air as they rotate, and a blade surface 36 that blows air as they rotate. The connecting portion 31 that connects the base portions of the blade 21A and the blade 21B between a plurality of adjacent blades 21 and the rotation center of the blade 21, protrudes from the suction side of the connecting portion 31, and rotates the blade 21. And a boss hub portion 41 having an end face 42 parallel to an orthogonal plane in the axial direction. The propeller fan is further provided on the blowing side of the connecting portion 31. When the boss hub portion 41 is projected in the direction of the rotation axis of the blade 21, the propeller fan has an outer shape larger than the projected outer shape of the boss hub portion 41. The plane part 43 which has the plane 44 parallel to is provided.
[Selection] Figure 4
Description
この発明は、一般的には、プロペラファン、流体送り装置および成型金型に関し、より特定的には、送風機のためのプロペラファンと、そのようなプロペラファンを樹脂により成型するための成型金型と、そのようなプロペラファンを備えた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とに関する。 The present invention generally relates to a propeller fan, a fluid feeder, and a molding die, and more specifically, a propeller fan for a blower and a molding die for molding such a propeller fan with a resin. And an air conditioner outdoor unit equipped with such a propeller fan, an air purifier, a humidifier, a dehumidifier, a fan heater, a cooling device, and a fluid feeding device such as a ventilation device.
従来のプロペラファンに関して、たとえば、特開平3−88999号公報には、プロペラ翼の正圧力面には正圧力を、負圧力面には負圧力を分離供給してプロペラ翼の揚力を高め、同時に強度も向上させることを目的とした軸流ファンが開示されている(特許文献1)。特許文献1に開示された軸流ファンは、ハブの外周部に形成され、ハブ軸心から半径方向外方に延出する複数枚のプロペラ翼を有する。 Regarding a conventional propeller fan, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-88999 discloses that a positive pressure is separately supplied to a positive pressure surface of a propeller blade and a negative pressure is separately supplied to a negative pressure surface to increase the lift force of the propeller blade. An axial fan intended to improve strength is disclosed (Patent Document 1). The axial fan disclosed in Patent Document 1 has a plurality of propeller blades that are formed on the outer peripheral portion of the hub and extend radially outward from the hub axis.
また、特開2000−314399号公報には、回転軸孔部分のボス部の後加工を必要とせずに、ゲート処理を良好にすることを目的としたプロペラファンが開示されている(特許文献2)。特許文献2に開示されたプロペラファンは、円筒状または円錐状のハブ部と、ハブ部に一体になって設けられた羽根部とを有する。
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-314399 discloses a propeller fan aimed at improving gate processing without requiring post-processing of the boss portion of the rotating shaft hole portion (Patent Document 2). ). The propeller fan disclosed in
また、特開平6−74196号公報には、風の流れを良好にするハブ形状を得るとともに、ハブの頭部、リブ、ボスおよび翼の形状改良に優れた性能が得られ、加えて製造作業が容易で積み重ね性および強度を向上させ、良好な運搬性を得ることを目的としたプロペラファンが開示されている(特許文献3)。特許文献3に開示されたプロペラファンは、回転中央に配置されるボスを有する。ボスは、大きな丸みを帯びた頭部と、円筒部とを外面として構成されている。プロペラファンの製作時、丸みを帯びた頭部がガイドとなるため、製作されたプロペラファンを順に深くまで積み重ねることができる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-74196 obtains a hub shape that improves the flow of wind and has excellent performance in improving the shape of the head, ribs, bosses, and wings of the hub. Has disclosed a propeller fan that is easy to improve, stackability and strength, and has good transportability (Patent Document 3). The propeller fan disclosed in Patent Document 3 has a boss disposed at the center of rotation. The boss is configured with a large rounded head and a cylindrical part as outer surfaces. When the propeller fan is manufactured, the rounded head serves as a guide, so that the manufactured propeller fans can be stacked in sequence.
また、特開平5−133392号公報には、送風性能を何ら阻害することなく、安価で効率的な荷姿を実現することを目的とした軸流羽根車が開示されている(特許文献4)。特許文献4に開示された軸流羽根車においては、吸い込み側のハブの径が一部小さく形成されるとともに、ハブの各端部が丸みを帯びて形成されている。
従来より、送風機や冷却機にプロペラファンが使用され、たとえば、エアコンの室外機には熱交換器に送風を行なうためのプロペラファンが付設されている。プロペラファンには、ファンの外周側と比較して周速の遅いファンの中心部付近で送風能力が弱くなるという特性がある。このような特性により、送風経路内に、たとえば熱交換器などの圧力損失が大きい抵抗物が設置されると、ファン外周側では順方向に送風するが、ファンの中心部付近では逆流が生じ、その結果、ファンの圧力流量特性が高静圧域で悪くなるといった問題が生じる。 Conventionally, a propeller fan is used for a blower or a cooler. For example, an outdoor unit of an air conditioner is provided with a propeller fan for blowing air to a heat exchanger. The propeller fan has a characteristic that the air blowing capability is weak in the vicinity of the center of the fan whose peripheral speed is slow compared to the outer peripheral side of the fan. Due to such characteristics, when a resistor with a large pressure loss, such as a heat exchanger, is installed in the air flow path, the air flows in the forward direction on the fan outer peripheral side, but a reverse flow occurs near the center of the fan, As a result, there arises a problem that the pressure flow characteristic of the fan is deteriorated in a high static pressure region.
一方、上述の特許文献に開示されるように、回転中心に大きなボスハブ部を設け、このボスハブ部の外周から複数枚の翼を延出させた構造のプロペラファンが知られている。このようなプロペラファンにおいては、大きなボスハブ部によってファンの中心部付近の逆流領域が閉塞されるため、逆流を防止し、ファンの圧力流量特性の高静圧域での悪化を抑制することができる。また、通常、翼は迎え角を有しており、翼の根元部をそのまま延長すると複数の翼の根元部同士が、ねじれた位置関係となるが、大きなボスハブ部を設けることによって、送風を行なう複数の翼を簡便に一体に形成することができる。 On the other hand, as disclosed in the above-mentioned patent document, a propeller fan having a structure in which a large boss hub portion is provided at the center of rotation and a plurality of blades are extended from the outer periphery of the boss hub portion is known. In such a propeller fan, the backflow region near the center of the fan is blocked by the large boss hub, so that backflow can be prevented and deterioration of the fan pressure flow characteristics in a high static pressure region can be suppressed. . Usually, the wing has an angle of attack, and if the base of the wing is extended as it is, the base of the plurality of wings will be twisted, but air is blown by providing a large boss hub. A plurality of wings can be easily and integrally formed.
しかしながら、大きなボスハブ部が設けられた上記プロペラファンでは、下記に説明する複数の課題が新たに生じる。 However, in the above-described propeller fan provided with a large boss hub, a plurality of problems described below newly arise.
すなわち、1つ目の課題は、圧力流量特性の高静圧域での悪化をある程度抑制できるものの、低圧大風量域においては、十分に回転中心部を活用できず、送風効率が低下するといった問題である。また、2つ目の課題は、大きなボスハブ部を備えることにより、プロペラファン自体の質量が大きくなるため、駆動用のモータへの負荷が増大し、消費電力が増大するという問題である。また、3つ目の課題は、材料費が増大し、製造コストが増加するといった問題である。これら3つの課題は、昨今の地球環境配慮において、省エネルギー性や省資源設計の面で、著しい不備を生じさせる。 That is, the first problem is that the pressure flow characteristics can be suppressed to some extent in the high static pressure region, but in the low pressure and large air flow region, the rotation center cannot be sufficiently utilized, and the blowing efficiency is lowered. It is. The second problem is that a large boss hub portion increases the mass of the propeller fan itself, increasing the load on the driving motor and increasing the power consumption. The third problem is a problem that the material cost increases and the manufacturing cost increases. These three issues cause significant deficiencies in the aspects of energy saving and resource saving design in consideration of the recent global environment.
また、上述の特許文献3および4に開示されるように、製造されたプロペラファンを保管したり運搬したりする際に、複数のプロペラファンをその回転軸方向に安定して積み重ねるための構造がプロペラファンには必要となる。 Further, as disclosed in Patent Documents 3 and 4 described above, a structure for stably stacking a plurality of propeller fans in the rotation axis direction when storing or transporting the manufactured propeller fans is provided. Necessary for propeller fans.
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、省エネルギー性や省資源設計の面で大きく貢献するとともに、保管や運搬時の積み重ねを可能とするプロペラファンを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a propeller fan that can greatly contribute in terms of energy saving and resource saving design and can be stacked during storage and transportation.
この発明の1つの局面に従ったプロペラファンは、周方向に離間して設けられ、回転に伴って送風を行なう複数の翼と、互いに隣り合う複数の翼の間で翼の根元部同士を連接する連接部と、翼の回転中心に配置され、連接部の吸込側から突出し、翼の回転軸方向の直交平面に平行な端面を有する回転軸部とを備える。プロペラファンを翼の回転軸方向から見て、複数の翼を周方向に離間させるような仮想円を描いた場合に、連接部は、仮想円の内側に規定されるとともに、複数の翼は、仮想円の外側に規定される。連接部は、翼の回転軸を中心として、複数の翼のうちの一の翼と、一の翼に隣接する他の翼との間で延在し、一の翼の根元部および他の翼の根元部を接続する領域に、翼の回転軸からその外周側に向かって延出するように形成されるとともに、回転に伴って送風を行なうための翼面状の表面を有する。プロペラファンを翼の回転軸方向から見た場合に、回転軸に直角に交差する線上における連接部外縁の、回転軸からの最小距離よりも、その線上における回転軸部外縁の、回転軸からの距離の方が小さくなる。プロペラファンは、さらに、連接部の吹出側に設けられ、回転軸部を翼の回転軸方向に投影した場合に、その投影した回転軸部の外径よりも大きい外径を有し、端面に平行な平面を有する平面部を備える。 A propeller fan according to one aspect of the present invention is provided apart from each other in the circumferential direction, and connects a plurality of blades that blow air as it rotates and a plurality of blades adjacent to each other at the bases of the blades. And a rotating shaft portion that is disposed at the rotation center of the blade, protrudes from the suction side of the connecting portion, and has an end surface parallel to a plane orthogonal to the rotation axis direction of the blade. When a virtual circle that draws the propeller fan from the direction of the rotation axis of the blade and separates the plurality of blades in the circumferential direction is drawn, the connecting portion is defined inside the virtual circle, and the plurality of blades are It is defined outside the virtual circle. The connecting portion extends between one wing of the plurality of wings and the other wing adjacent to the one wing with the rotation axis of the wing as a center, and the root portion and the other wing of the one wing. In the region where the root portions of the blades are connected, the blades are formed so as to extend from the rotating shaft of the blade toward the outer peripheral side thereof, and have a blade-like surface for blowing air with rotation. When the propeller fan is viewed from the direction of the rotation axis of the blade, the outer edge of the connection portion on the line perpendicular to the rotation axis is smaller than the minimum distance from the rotation axis, and the outer edge of the rotation shaft portion on the line is closer to the rotation axis. The distance becomes smaller. The propeller fan is further provided on the blowing side of the connecting portion, and has an outer diameter larger than the projected outer diameter of the rotating shaft portion when the rotating shaft portion is projected in the direction of the rotating shaft of the blade, A plane portion having parallel planes is provided.
このように構成されたプロペラファンによれば、連接部に形成された翼面状の表面を送風に寄与させることにより、翼の回転中心付近においても順方向への送風が可能となる。また、送風に寄与する翼面の面積を増大させるとともに、回転軸部を小型化し、プロペラファンの質量を小さくすることが可能となる。これにより、プロペラファンの駆動に要する力を低減させる。結果、省エネルギー性や省資源設計の面で大きく貢献するプロペラファンを実現できる。 According to the propeller fan configured as described above, the airflow in the forward direction is possible even in the vicinity of the rotation center of the blades by causing the blade-shaped surface formed in the connecting portion to contribute to the airflow. In addition, it is possible to increase the area of the blade surface that contributes to blowing, reduce the size of the rotating shaft, and reduce the mass of the propeller fan. Thereby, the force required for driving the propeller fan is reduced. As a result, a propeller fan that greatly contributes to energy saving and resource saving design can be realized.
また、プロペラファンが、回転軸部の外径よりも大きい外径を有し、端面に平行な平面を有する平面部を備える構成により、回転軸部の端面と平面部の平面とを合わせるようにして、複数のプロペラファンを積み重ねることが可能となる。これにより、保管や輸送の際に、複数のプロペラファンを簡便な方法でかつ安定して積み重ねることができる。 Further, propeller fan has an outer diameter greater than the outer diameter of the rotary shaft portion, the arrangement comprising a flat portion having a plane parallel to the end surface, so as to align the end face of the rotary shaft portion and the plane of the planar portion Thus, a plurality of propeller fans can be stacked. Thus, a plurality of propeller fans can be stably and stably stacked during storage and transportation.
また好ましくは、プロペラファンは、連接部の吹出側から突出し、翼の回転中心に配置
されるリング状の突起部をさらに備える。リング状の突起部の内径は、回転軸部を翼の回転軸方向に投影した場合に、その投影した回転軸部の外径よりも大きい。このように構成されたプロペラファンによれば、積み重ねられた上下のプロペラファン間において、リング状の突起部が回転軸部に嵌合する。これにより、プロペラファンの水平方向における位置ずれが規制されるため、複数のプロペラファンをより安定して積み重ねることができる。
Preferably, the propeller fan further includes a ring-shaped protrusion that protrudes from the blowing side of the connecting portion and is disposed at the rotation center of the blade. The inner diameter of the ring-shaped protrusion is larger than the outer diameter of the projected rotation shaft when the rotation shaft is projected in the direction of the rotation axis of the blade. According to the propeller fan configured as described above, the ring-shaped protrusion is fitted to the rotating shaft portion between the stacked upper and lower propeller fans. Thereby, since the position shift in the horizontal direction of the propeller fan is restricted, a plurality of propeller fans can be stacked more stably.
この発明の別の局面に従ったプロペラファンは、周方向に離間して設けられ、回転に伴って送風を行なう複数の翼と、互いに隣り合う複数の翼の間で翼の根元部同士を連接する連接部と、翼の回転中心に配置され、連接部の吸込側から突出する回転軸部とを備える。プロペラファンを翼の回転軸方向から見て、複数の翼を周方向に離間させるような仮想円を描いた場合に、連接部は、仮想円の内側に規定されるとともに、複数の翼は、仮想円の外側に規定される。連接部は、翼の回転軸を中心として、複数の翼のうちの一の翼と、一の翼に隣接する他の翼との間で延在し、一の翼の根元部および他の翼の根元部を接続する領域に、翼の回転軸からその外周側に向かって延出するように形成されるとともに、回転に伴って送風を行なうための翼面状の表面を有する。プロペラファンを翼の回転軸方向から見た場合に、回転軸に直角に交差する線上における連接部外縁の、回転軸からの最小距離よりも、その線上における回転軸部外縁の、回転軸からの距離の方が小さくなる。プロペラファンは、さらに、連接部の吸込側に設けられ、回転軸部の外周側に配置されるとともに、翼の回転軸方向において回転軸部よりも高い位置まで突出するリング状の突起部を備える。 A propeller fan according to another aspect of the present invention is provided apart from each other in the circumferential direction, and connects a plurality of blades that blow air as it rotates and a plurality of blades adjacent to each other at the bases of the blades. And a rotating shaft portion that is disposed at the rotation center of the blade and protrudes from the suction side of the connecting portion. When a virtual circle that draws the propeller fan from the direction of the rotation axis of the blade and separates the plurality of blades in the circumferential direction is drawn, the connecting portion is defined inside the virtual circle, and the plurality of blades are It is defined outside the virtual circle. The connecting portion extends between one wing of the plurality of wings and the other wing adjacent to the one wing with the rotation axis of the wing as a center, and the root portion and the other wing of the one wing. with a in the area that connects the root portion, it is formed so as to extend toward the outer peripheral side from the axis of rotation of the blades Rutotomoni, the blade surface-like surface for performing the blowing according to the rotation. When the propeller fan is viewed from the direction of the rotation axis of the blade, the outer edge of the connection portion on the line perpendicular to the rotation axis is smaller than the minimum distance from the rotation axis, and the outer edge of the rotation shaft portion on the line is closer to the rotation axis. The distance becomes smaller. The propeller fan further includes a ring-shaped protrusion that is provided on the suction side of the connecting portion, is disposed on the outer peripheral side of the rotation shaft portion, and protrudes to a position higher than the rotation shaft portion in the rotation axis direction of the blade. .
このように構成されたプロペラファンによれば、連接部に形成された翼面状の表面を送風に寄与させることにより、翼の回転中心付近においても順方向への送風が可能となる。また、送風に寄与する翼面の面積を増大させるとともに、回転軸部を小型化し、プロペラファンの質量を小さくすることが可能となる。これにより、プロペラファンの駆動に要する力を低減させる。結果、省エネルギー性や省資源設計の面で大きく貢献するプロペラファンを実現できる。また、プロペラファンがリング状の突起部を備える構成により、複数のプロペラファンをリング状の突起部を介して積み重ねることが可能となる。これにより、保管や輸送の際に、複数のプロペラファンを簡便な方法でかつ安定して積み重ねることができる。 According to the propeller fan configured as described above, the airflow in the forward direction is possible even in the vicinity of the rotation center of the blades by causing the blade-shaped surface formed in the connecting portion to contribute to the airflow. In addition, it is possible to increase the area of the blade surface that contributes to blowing, reduce the size of the rotating shaft, and reduce the mass of the propeller fan. Thereby, the force required for driving the propeller fan is reduced. As a result, a propeller fan that greatly contributes to energy saving and resource saving design can be realized. Further, with the configuration in which the propeller fan includes the ring-shaped protrusion, a plurality of propeller fans can be stacked via the ring-shaped protrusion. Thus, a plurality of propeller fans can be stably and stably stacked during storage and transportation.
また好ましくは、複数の翼のうちの第1翼の翼面と、第1翼に隣り合う第2翼の翼面とが、翼面状の表面を介して連続的に形成されている。このように構成されたプロペラファンによれば、翼の翼面と連接部の翼面状の表面とが一体となって送風に寄与するため、送風能力を大幅に向上させることができる。 Preferably, a blade surface of a first blade of the plurality of blades and a blade surface of a second blade adjacent to the first blade are continuously formed via a blade-shaped surface. According to the propeller fan configured in this way, the blade surface of the blade and the blade-shaped surface of the connecting portion are integrated to contribute to the air blowing, so that the air blowing ability can be greatly improved.
また好ましくは、プロペラファンは、樹脂により成形される。このように構成されたプロペラファンによれば、軽量かつ高剛性のプロペラファンを実現することができる。 Preferably, the propeller fan is molded from a resin. According to the propeller fan configured as described above, a lightweight and highly rigid propeller fan can be realized.
この発明に従った流体送り装置は、上述のいずれかに記載のプロペラファンを備える。このように構成された流体送り装置によれば、本発明におけるプロペラファンを備えることにより、省エネルギー性や省資源設計の面で大きく貢献する流体送り装置を実現できる。 A fluid feeder according to the present invention includes the propeller fan described above. According to the fluid feeder configured as described above, by providing the propeller fan according to the present invention, a fluid feeder that greatly contributes in terms of energy saving and resource saving design can be realized.
この発明に従った成型金型は、上述のいずれかに記載のプロペラファンを樹脂により成型するために用いられる。このように構成された成型金型によれば、軽量かつ高剛性の樹脂製プロペラファンを製造することができる。 The molding die according to the present invention is used for molding the propeller fan described in any of the above using a resin. According to the molding die configured as described above, a lightweight and highly rigid resin propeller fan can be manufactured.
以上に説明したように、この発明に従えば、省エネルギー性や省資源設計の面で大きく貢献するとともに、保管や運搬時の積み重ねを可能とするプロペラファンを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a propeller fan that greatly contributes in terms of energy saving and resource saving design and can be stacked during storage and transportation.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1におけるプロペラファンを示す側面図である。図2は、図1中の矢印IIに示す方向(吸込側)から見たプロペラファンを示す平面図である。図3は、図1中の矢印IIIに示す方向(吹出側)から見たプロペラファンを示す平面図である。図4は、図1中のプロペラファンを吸込側から見た斜視図である。図5は、図4中のV−V線上に沿ったプロペラファンを示す断面図である。
(Embodiment 1)
1 is a side view showing a propeller fan according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the propeller fan viewed from the direction (suction side) indicated by the arrow II in FIG. FIG. 3 is a plan view showing the propeller fan viewed from the direction indicated by arrow III in FIG. FIG. 4 is a perspective view of the propeller fan in FIG. 1 viewed from the suction side. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the propeller fan along the line VV in FIG.
図1から図5を参照して、まず、本実施の形態におけるプロペラファン10の基本的な構造について説明すると、プロペラファン10は、周方向に離間して設けられ、回転に伴って送風を行なう複数の翼21A,21Bと、回転に伴って送風を行なうための翼面状の表面としての翼面36を有し、互いに隣り合う複数の翼21A,21Bの間で翼21Aおよび翼21Bの根元部同士を連接する連接部31を備える。言い換えれば、プロペラファン10は、送風を行なう複数の翼21A,21Bを回転方向に離間して結合するとともに、その結合した領域を、回転に伴って送風を行なう形状に形成している。
First, the basic structure of the
プロペラファン10は、翼21A,21Bの回転中心に配置され、連接部31の吸込側から突出し、翼21A,21Bの回転軸方向の直交平面に平行な端面42を有する回転軸部としてのボスハブ部41をさらに備える。プロペラファン10をその回転軸方向から見た場合に、回転軸に直角に交差する線上としての仮想線Z上における連接部31外縁の、回転軸からの最小距離L1よりも、仮想線Z上におけるボスハブ部41外縁の、回転軸からの距離L2の方が小さくなる。プロペラファン10は、さらに、連接部31の吹出側に設けられ、ボスハブ部41を翼21A,21Bの回転軸方向に投影した場合に、その投影したボスハブ部41の外形よりも大きい外形を有し、端面42に平行な平面44を有する平面部43を備える。
プロペラファン10は、仮想軸である中心軸101を中心に回転し、図1中の吸込側から吹出側に送風を行なう。図中においては、プロペラファン10を中心軸101の軸方向から見て、翼21Aおよび翼21Bを中心軸101の周方向において互いに離間させるような仮想円102を描いた場合に、仮想円102の内側に連接部31が規定され、仮想円102の外側に翼21Aおよび翼21Bが規定されている。
The
続いて、本実施の形態におけるプロペラファン10の構造について詳細に説明する。プロペラファン10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ている。
Then, the structure of the
プロペラファン10は、2枚翼のファンであり、翼21Aおよび翼21B(以下、特に区別しない場合は翼21という)を有する。
翼21Aおよび翼21Bは、プロペラファン10の回転軸、すなわち中心軸101の周方向において、等間隔に配置されている。翼21Aおよび翼21Bは、同一形状に形成されており、一方の翼を中心軸101を中心に他方の翼に向けて回転させた場合に両者の形状が一致するように形成されている。
The
翼21は、プロペラファン10の回転方向の側に位置する前縁21bと、回転方向の反対側に位置する後縁21cと、中心軸101に対して最も外周側に位置する外縁21aと、前縁21bおよび外縁21aを滑らかに接続する翼先端縁21dと、後縁21cおよび外縁21aを滑らかに接続する翼後端縁21eとを有する。翼先端縁21dは、鎌状の形状を有する。
The
翼21には、プロペラファン10の回転に伴って送風を行なう(吸込側から吹出側に風を送り出す)翼面26が形成されている。
The
翼面26は、吸込側および吹出側に面する側にそれぞれ形成されている。翼面26は、前縁21b、翼先端縁21d、外縁21a、翼後端縁21eおよび後縁21cに囲まれた領域に形成されている。翼面26は、前縁21b、翼先端縁21d、外縁21a、翼後端縁21eおよび後縁21cに囲まれた領域の全面に形成されている。翼21Aおよび翼21Bの翼面26は、それぞれ、前縁21bから後縁21cに向かう周方向において、吸込側から吹出側に傾斜する湾曲面により形成されている。
The
翼21Aおよび翼21Bは、中心軸101の軸周りに配置された連接部31によって互いに接続されている。
The
連接部31は、吸込側および吹出側に面する側にそれぞれ翼面36を有し、翼型に形成されている。翼面36は、翼21Aの翼面26および翼21Bの翼面26からそれぞれ連続して形成されている。翼21Aの翼面26と翼21Bの翼面26とは、翼面36を介して連続的に形成されている。本実施の形態では、翼21Aおよび翼21Bを結ぶ方向において、翼21Aの前縁21bと翼21Bの後縁21cとが対向し、翼21Bの前縁21bと翼21Aの後縁21cとが対向するため、翼21A側の翼面の傾斜方向と、翼21B側の翼面の傾斜方向とが、中心軸101を挟んでねじれた位置関係となる。翼21Aおよび翼21Bの翼面26からそれぞれ連接部31の翼面36に連なるに従って翼面の傾斜は小さくなり、翼21A側の翼面36と翼21B側の翼面36とが、やがて中心軸101を通る線上において滑らかに接続される。すなわち、翼21A,21Bおよび連接部31は、一体的かつ連続的に滑らかに(正接して)形成される、翼面26および翼面36をそれぞれ形成する。
The connecting
本実施の形態におけるプロペラファン10においては、翼21Aと翼21Bとを結合する領域が、回転に伴って送風を行なう形状に形成されている。この翼21Aと翼21Bとを結合する領域は、回転に伴って送風を行なうための翼面状に形成されている。
In
翼21Aの前縁21bの根元部と翼21Bの後縁21cの根元部とが接続されており、翼21Bの前縁21bの根元部と翼21Aの後縁21cの根元部とが接続されている。連接部31は、翼21Aの前縁21bの根元部から翼21Bの後縁21cの根元部に向かうに従って、吸込側から吹出側に延在するように形成され、翼21Bの前縁21bの根元部から翼21Aの後縁21cの根元部に向かうに従って、吸込側から吹出側に延在するように形成されている。
The root portion of the
連接部31は、翼21Aの前縁21bの根元部から翼21Bの後縁21cの根元部に向かうに従って、翼21の翼面26に連なって気流送出方向の吸込側から吹出側に延在し、翼21Bの前縁21bの根元部から翼21Aの後縁21cの根元部に向かうに従って、翼21の翼面26に連なって気流送出方向の吸込側から吹出側に延在するように形成されている。連接部31は、プロペラファン10の気流送出方向の吸込側から吹出側に、空気を送出する働きを有する構成をなすように形成されている。
The connecting
翼21Aおよび翼21Bと連接部31とは、薄肉形状を有し、一体に成形されている。すなわち、本実施の形態におけるプロペラファン10においては、中心軸101を中心にその外周側に延出する1枚物の2枚翼が、翼21Aおよび翼21Bと連接部31とにより一体的に成形されている。プロペラファン10は、翼21Aおよび翼21Bと、翼21Aおよび翼21Bを結合する領域を含めて一体的に成型されている。
The
プロペラファン10は、回転軸部としてのボスハブ部41を有する。ボスハブ部41は、プロペラファン10を、その駆動源である図示しないモータの出力軸に接続する部分である。ボスハブ部41は、円筒形状を有し、中心軸101と重なる位置で連接部31に接続されている。ボスハブ部41は、吸込側の翼面36から中心軸101の軸方向に延びて形成されている。本実施の形態におけるプロペラファン10においては、翼21Aおよび翼21Bを結合する領域を回転中心とし、翼21Aおよび翼21Bを回転駆動するための部材であるボスハブ部41が、プロペラファン10に一体的に設けられている。
The
なお、ボスハブ部41の形状は、円筒形状に限られず、モータの出力軸に対する接続構造に応じて適宜変更される。
The shape of the
連接部31は、ボスハブ部41の外周面からその外周側に延出するように形成されている。言い換えれば、連接部31は、プロペラファン10を中心軸101の軸方向から見た場合に、中心軸101に直角に交差する仮想線Z上における連接部31の外縁の、中心軸101からの最小距離L1よりも、その仮想線Z上におけるボスハブ部41の外縁の、中心軸101からの距離L2の方が小さくなるように形成されている(図2を参照のこと)。
The connecting
プロペラファン10の好ましい形状の一例として、中心軸101と図2中の仮想線Zとを含む仮想平面にてプロペラファン10を切断した断面を略楕円形状に構成し、周方向(長軸)の長さをa、軸方向(短軸)の長さをbとしたとき、aおよびbの比率b/aを0.078とする。
As an example of a preferable shape of the
なお、aおよびbの比率b/aが0.03〜0.15となるように樹脂成型すれば、成型性および送風性能を損なうことなく、かつ、強度的にも問題の無い良好なプロペラファンを得ることができる。 In addition, if resin molding is carried out so that the ratio b / a of a and b is 0.03 to 0.15, a good propeller fan that does not impair moldability and blowing performance and has no problem in strength. Can be obtained.
比率b/aが0.03よりも小さい場合、連結部31の樹脂肉厚が薄くなり過ぎ、強度的に問題が生じる。さらに好ましくは、比率b/aが0.046以上になるように設定する。
When the ratio b / a is smaller than 0.03, the resin thickness of the connecting
比率b/aが0.150よりも大きい場合、連結部31の樹脂肉厚が厚くなり過ぎ、ヒケ等の成型性の問題が生じるとともに、プロペラファンの質量が重くなるため、送風性能が損なわれる。さらに好ましくは、比率b/aが0.089以下になるように設定する。
When the ratio b / a is larger than 0.150, the resin wall thickness of the connecting
図6は、図1中のプロペラファンの一例を示す平面図である。図6を参照して、図中には、中心軸101の軸方向から見た場合にφ460mmの外径を有するプロペラファン10が示されている。
FIG. 6 is a plan view showing an example of the propeller fan in FIG. 1. Referring to FIG. 6,
図7は、図6中のプロペラファンをφ295mmの位置で切断した場合の断面形状を示す斜視図である。図8は、図6中のプロペラファンをφ130mmの位置で切断した場合の断面形状を示す斜視図である。図9は、図6中のプロペラファンをφ95mmの位置で切断した場合の断面形状を示す斜視図である。図7中には、翼21の断面が示され、図8中には、翼21と連接部31との境界部分の断面が示され、図9中には、連接部31の断面が示されている。
FIG. 7 is a perspective view showing a cross-sectional shape when the propeller fan in FIG. 6 is cut at a position of φ295 mm. FIG. 8 is a perspective view showing a cross-sectional shape when the propeller fan in FIG. 6 is cut at a position of φ130 mm. FIG. 9 is a perspective view showing a cross-sectional shape when the propeller fan in FIG. 6 is cut at a position of φ95 mm. 7 shows a cross section of the
図7および図8を参照して、翼21は、前縁21bと後縁21cとを結ぶ、周方向の断面形状の厚みが、翼中心付近から前縁21bおよび後縁21cにそれぞれ向かうほど薄くなり、翼中心よりも前縁21b側に寄った位置に最大厚みを有する翼型形状に形成されている。図9を参照して、連接部31は、上記に説明した翼21と同様の翼型形状に形成されている。すなわち、本実施の形態におけるプロペラファン10は、翼21の外縁21aから中心軸101に向かういずれの断面位置においても翼型の断面形状を有するように形成されている。
Referring to FIGS. 7 and 8, in the
なお、以上においては、合成樹脂により一体成型されるプロペラファン10について説明したが、本発明におけるプロペラファンは樹脂製に限られるものではない。たとえば、一枚物の板金を捻り加工することによってプロペラファン10を形成してもよいし、曲面を有して形成される一体の薄肉状物によりプロペラファン10を形成してもよい。これらの場合、別に成形したエンボス部41をプロペラファン10の回転中心に接合する構造としてもよい。
In addition, although the
次に、保管や運送の際に複数のプロペラファン10を積み重ねるために設けられた構造について詳細に説明する。図10は、図5中の矢印Xに示す方向から見たプロペラファンの中心部を示す平面図である。
Next, a structure provided for stacking a plurality of
図5および図10を参照して、ボスハブ部41は、吸込側の連接部31から中心軸101の軸方向に延びる先端に、端面42を有する。端面42は、中心軸101の軸方向の直交平面に平行に延在する。本実施の形態では、プロペラファン10の吸込側を中心軸101の軸方向から見た場合に、端面42が、外形が円となる形状を有し、中心軸101を中心に外径d1を有する。
Referring to FIGS. 5 and 10,
プロペラファン10は、平面44を形成する平面部43を有する。平面部43は、ボスハブ部41が設けられた吸込側とは反対側、すなわち吹出側の連接部31に設けられている。平面44は、平面部43の端面として形成されており、ボスハブ部41の端面42と平行に延在する。平面44は、連接部31の翼面36よりも中心軸101の軸方向において突出した位置に形成されている。本実施の形態では、プロペラファン10の吹出側を中心軸101の軸方向から見た場合に、平面44が、外形が円となる形状を有し、中心軸101を中心に外径d1よりも大きい外径d2を有する。平面44は、端面42に対して同心軸上に配置されるように形成されている。
The
なお、本実施の形態では、端面42および平面44がそれぞれ外形が円となる形状を有する場合について説明したが、これに限られず、端面42および平面44は、多角形や楕円などの円以外の外形を有してもよい。
In the present embodiment, the
図11は、図5中のプロペラファンを複数枚、積み重ねた状態を示す断面図である。図11を参照して、複数のプロペラファン10が、その高さ方向(中心軸101の軸方向)に積み重ねられている。この際、複数のプロペラファン10は、各プロペラファン10の吸込側および吹出側が上下方向の同じ方向を向くような姿勢で積み重ねられている。複数のプロペラファン10は、下側のプロペラファン10の端面42上に上側のプロペラファン10の平面44が載置されるように積み重ねられている。
11 is a cross-sectional view showing a state in which a plurality of propeller fans in FIG. 5 are stacked. Referring to FIG. 11, a plurality of
本実施の形態におけるプロペラファン10では、翼型の連接部31を設けるため、ボスハブ部41が小型に形成されている。この小型のボスハブ部41に形成された端面42の外形よりも平面44の外形が大きくなるように平面部43を設けることにより、複数のプロペラファン10を安定して積み重ねることができる。
In the
続いて、本実施の形態におけるプロペラファン10によって奏される作用、効果について説明する。
Then, the effect | action and effect which are show | played by the
本実施の形態におけるプロペラファン10においては、翼21Aおよび翼21Bの間を連接する翼型の連接部31が設けられる。このような構成により、従来、ボスハブ部として十分に活用することができていなかった回転中心部においても翼型の断面形状および大きな迎え角を有する翼として有効に活用することができる。これにより、外周側に比べて周速の遅い中心部付近の送風能力を大幅に増強でき、ファン全体の送風性能を大幅に改善することができる。
In
送風を行なう翼の面積を増加させることにより、同一回転数において風量を増加させることができる。さらに、従来、回転中心部に存在していた大きなボスハブ部の大部分を、翼型の断面形状を有する連接部31に置き換えることによって、プロペラファンの質量を低減することができる。これにより、駆動用のモータへの負荷が軽減され、同一風量において消費電力を低減することもできる。
By increasing the area of the blade that blows air, the air volume can be increased at the same rotational speed. Furthermore, the mass of the propeller fan can be reduced by replacing most of the large boss hub portion that has conventionally existed in the rotation center portion with the connecting
さらに、上記作用、効果から導出される効果として、下記の内容を挙げることができる。
(1)同一回転数時の風量を増加できるため、騒音を低減できる。(近年、たとえば、空気調和機においては、省エネルギー性を向上させるために風量を増加する傾向にある。このため、騒音が増大して住環境の快適性が損なわれるといった問題があった。これに対して、本実施の形態におけるプロペラファン10によれば、騒音の増大なしに風量を増加できる。)
(2)圧力流量特性を向上できるため、ファン性能を向上できる。(近年、たとえば、空気調和機においては、省エネルギー性を向上させるために熱交換器の能力増加に伴い圧力損失が増大する傾向にある。熱交換器の圧力損失が増大すると、風量が低下する(トレードオフの関係)ため、熱交換器の能力増加の効果を十分に得ることができないという課題があった。これに対して、本実施の形態におけるプロペラファン10によれば、圧力流量特性を向上できるため、圧力損失の大きい熱交換器に対しても、風量の低下を抑制でき、その結果、熱交換器の能力増加の効果を十分に得ることができる。)
(3)ファン効率を向上でき、消費電力を低減できる。(近年、たとえば、空気調和機においては、省エネルギー性を向上させるために風量を増加する傾向にある。このため、モータの消費電力が増大するといった問題があった。これに対して、本実施の形態におけるプロペラファン10によれば、風量を増加してもモータの消費電力の増大を抑制できる。風量を増加しない場合には、効率が向上しているため、モータの消費電力を低減できる。)
(4)軽量化により、材料を削減できるとともに、モータの消費電力をさらに低減できる。(ファンの重量が大きいと、モータシャフトのベアリング損失等が増大し、余分な消費電力を必要とする。これに対して、本実施の形態におけるプロペラファン10によれば、ファンを大幅に軽量化でき、その結果、モータシャフトのベアリング損失等を減少できるため、モータの消費電力を低減できる)。
Furthermore, the following content can be mentioned as an effect derived | led-out from the said effect | action and effect.
(1) Since the air volume at the same rotation speed can be increased, noise can be reduced. (In recent years, for example, in an air conditioner, there is a tendency to increase the air volume in order to improve energy saving. For this reason, there has been a problem that noise is increased and the comfort of the living environment is impaired. On the other hand, according to
(2) Since the pressure flow characteristics can be improved, the fan performance can be improved. (In recent years, for example, in an air conditioner, the pressure loss tends to increase with an increase in the capacity of the heat exchanger in order to improve energy saving. As the pressure loss of the heat exchanger increases, the air volume decreases ( Because of the trade-off relationship), there is a problem that the effect of increasing the capacity of the heat exchanger cannot be obtained sufficiently, whereas the
(3) Fan efficiency can be improved and power consumption can be reduced. (In recent years, for example, an air conditioner has a tendency to increase the air volume in order to improve energy saving. For this reason, there has been a problem that the power consumption of the motor increases. According to the
(4) By reducing the weight, the material can be reduced and the power consumption of the motor can be further reduced. (If the weight of the fan is large, the bearing loss of the motor shaft and the like increase, and extra power consumption is required. On the other hand, according to the
以上の理由により、本実施の形態におけるプロペラファン10によれば、地球環境保全に対し、省エネルギー性、省資源設計の面で、大きく貢献するプロペラファンを実現することができる。
For the above reasons, according to the
また、本実施の形態におけるプロペラファン10においては、保管や輸送の際に複数のプロペラファン10を積み重ねるための平面部43が設けられている。
Moreover, in the
大型のボスハブ部を有し、そのボスハブ部から外周側に延出するように複数の翼が設けられたプロペラファン(次に説明する図12中の比較のためのプロペラファン110)の場合、上下間においてプロペラファンのボスハブ部同士を組み合わせることによって、複数のプロペラファンを比較的容易に積み重ねることができる。しかしながら、ファンの送風能力を向上させるために、上記プロペラファンにおいてボスハブ部が設けられた部分を翼型の連接部31に置き換えた場合、回転中心に形成された連接部31の翼面36に起因し、プロペラファン10の積み重ねが困難になるという新たな課題が生じる。
In the case of a propeller fan having a large boss hub portion and provided with a plurality of blades extending from the boss hub portion to the outer peripheral side (
これに対して、本実施の形態では、ボスハブ部41が設けられた吸込側とは反対側の吹出側に平面部43を設けることにより、ボスハブ部41および平面部43を介したプロペラファン10の積み重ねが可能となる。結果、保管や輸送の際に、複数のプロペラファン10を簡便な方法でかつ安定して積み重ねることができる。
On the other hand, in the present embodiment, by providing the
続いて、本実施の形態におけるプロペラファン10によって奏される上記作用、効果を確認するため行なった実施例について説明する。
Next, an example performed to confirm the above-described functions and effects achieved by the
図12は、比較のためのプロペラファンを示す平面図である。図12を参照して、比較のためのプロペラファン110においては、回転中心にφ130の外径を有するボスハブ部141が設けられており、さらに、このボスハブ部41からその外周側に延出するように翼121(121A,121B)が設けられている。翼121の形状、大きさは、図6中の翼21とほぼ同一である。
FIG. 12 is a plan view showing a propeller fan for comparison. Referring to FIG. 12,
図13は、本実施例において、プロペラファンの回転数と風量との関係を示すグラフである。図13を参照して、図6中の本実施の形態におけるプロペラファン10と、図12中の比較のためのプロペラファン110とを用いて、回転数を変化させながら各回転数における風量を測定した。図中に示すグラフから明らかなように、いずれの回転数領域においても、本実施の形態におけるプロペラファン10の方が比較のためのプロペラファン110よりも風量が大きくなった。たとえば、回転数が900rpmのとき、比較のためのプロペラファン110では風量が44.49m3/minとなり、本実施の形態におけるプロペラファン10では風量が46.79m3/min(比較例比105.2%)となった。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the rotation speed of the propeller fan and the air volume in the present embodiment. Referring to FIG. 13, using the
図14は、本実施例において、プロペラファンの風量と駆動用のモータの消費電力との関係を示すグラフである。図14を参照して、図6中の本実施の形態におけるプロペラファン10と、図12中の比較のためのプロペラファン110とを用いて、風量を変化させながら、各風量における駆動用のモータの消費電力を測定した。図中に示すグラフから明らかなように、いずれの風量領域においても、本実施の形態におけるプロペラファン10の方が比較のためのプロペラファン110よりも消費電力が小さくなった。たとえば、風量が40m3/minのとき、比較のためのプロペラファン110では消費電力が49.8Wとなり、本実施の形態におけるプロペラファン10では消費電力が46.2W(比較例比効率107.8%)となった。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the air volume of the propeller fan and the power consumption of the driving motor in this embodiment. Referring to FIG. 14, using
以上の実施例により、本実施の形態におけるプロペラファン10によれば、同一回転数における風量を増加させつつ、同一風量における駆動用のモータの消費電力を低減できることを確認できた。
From the above examples, according to the
続いて、本実施の形態におけるプロペラファン10の性能向上のメカニズムについて説明する。
Next, a mechanism for improving the performance of the
図15は、図6中の本実施の形態におけるプロペラファンおよび図12中の比較のためのプロペラファンにおける圧力流量特性を示す図である。図15を参照して、図中には、本実施の形態におけるプロペラファン10(外径φ460mm)と、比較のためのプロペラファン110(外径φ460mm)とを対比して、回転数700rpmにおける圧力流量特性(P:静圧−Q:風量)が示されている。 FIG. 15 is a diagram showing pressure flow characteristics in the propeller fan in the present embodiment in FIG. 6 and the propeller fan for comparison in FIG. Referring to FIG. 15, in the figure, propeller fan 10 (outer diameter φ460 mm) in the present embodiment is compared with propeller fan 110 (outer diameter φ460 mm) for comparison, and the pressure at a rotation speed of 700 rpm. The flow characteristics (P: static pressure-Q: air volume) are shown.
図中に示すグラフから明らかなように、本実施の形態におけるプロペラファン10は、比較のためのプロペラファン110と比較して、同一回転数におけるP−Q特性が向上している。また、同一風量時における駆動用のモータの消費電力が低減しており、モータ効率が大幅に改善される。
As is clear from the graph shown in the figure, the
図16から図18は、本実施の形態におけるプロペラファンのメカニズムを説明するための図である。図16から図18を参照して、本実施の形態におけるプロペラファンの上記メカニズムについて詳細に説明する。 FIGS. 16 to 18 are diagrams for explaining the mechanism of the propeller fan in the present embodiment. With reference to FIGS. 16 to 18, the mechanism of the propeller fan in the present embodiment will be described in detail.
ファンの翼21が駆動して回転することにより、風はファンの翼面26上を通過する。その際、風は、まず翼21の前縁21bと出会い、それから翼面26に沿って流れ、翼21の後縁21cから流出する。
As the
翼21が働く中で最も中心に近い位置の近傍で生ずる現象を考える。比較のためのプロペラファン(図16を参照のこと)の場合、翼21の根元部とボスハブ部141が接する位置の前縁21b(図16中のS1)から風が翼面26に流入する。その後、回転しつつ遠心力の影響を受けるため、流線は、同心円よりもやや外側に広がる形、図16中のR1を描く。このR1より内側の斜線部(面積A)は、風を送る送風機の仕事をなすことができない。
Consider a phenomenon that occurs in the vicinity of the position closest to the center while the
これに対して、本実施の形態におけるプロペラファンは、ボスハブ部41が極めて小さく、比較のためのプロペラファンと比べて、さらに中心に近い位置まで翼として働くため、翼21の根元部との境界をなす連接部31の前縁21b(図17中のS2)から風が翼面36に流入する。その後、流線は、同心円よりもやや外側に広がり、図17中のR2を描く。比較のためのプロペラファンと同様、このR2より内側の斜線部(面積B)は、風を送る送風機の仕事をなすことができない。図18中には、この両者の風を送る送風機の仕事をなすことができない領域の面積差(A−B)が示されている。
On the other hand, the propeller fan in the present embodiment has an extremely small
航空工学において、揚力は面積に比例することが周知である。この面積差(A−B)の分、本実施の形態におけるプロペラファンはファンに生じる揚力が大きくなる。なお、風は、揚力の反作用にて生ずる反力にて送風されることが知られており、揚力が大きいと、その分反力も大きくなり、送風能力が増加する。 It is well known in aeronautical engineering that lift is proportional to area. The propeller fan in the present embodiment increases the lift generated in the fan by the area difference (A−B). It is known that the wind is blown by a reaction force generated by the reaction of the lift force. When the lift force is large, the reaction force is increased correspondingly, and the blowing ability is increased.
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1において図5、図10および図11を参照して説明した、保管や輸送の際に複数のプロペラファンを積み重ねるための構造の変形例について説明を行なう。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, a modification of the structure for stacking a plurality of propeller fans described in the first embodiment with reference to FIGS. 5, 10, and 11 will be described.
図19は、複数のプロペラファンを積み重ねるための構造の第1変形例を示す断面図であり、実施の形態1における図5に対応する図である。図20は、図19中の矢印XXに示す方向から見たプロペラファンを示す平面図である。 FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating a first modification of the structure for stacking a plurality of propeller fans, and corresponds to FIG. 5 in the first embodiment. FIG. 20 is a plan view showing the propeller fan viewed from the direction indicated by the arrow XX in FIG.
図19および図20を参照して、本変形例におけるプロペラファン48は、図5中の構成に加えて、突起部45をさらに有する。突起部45は、平面部43が設けられた側と同じ側、すなわち吹出側の連接部31に設けられている。突起部45は、中心軸101を中心とするリング形状を有し、平面44から中心軸101の軸方向に突出するように形成されている。本実施の形態では、プロペラファン48の吹出側を中心軸101の軸方向から見た場合に、突起部45が、断面が円となるリング形状を有し、中心軸101を中心にボスハブ部41の外径d1よりも大きい内径d3を有する。
Referring to FIGS. 19 and 20,
なお、突起部45が有するリング形状の断面は、ボスハブ部41の形状に即するように適宜変更されてもよい。
Note that the ring-shaped cross section of the
図21は、図19中のプロペラファンを複数枚、積み重ねた状態を示す断面図である。図21を参照して、本変形例において、図11中に示す形態と同じように、下側のプロペラファン48の端面42上に上側のプロペラファン48の平面44が載置されるように複数のプロペラファン48を積み重ねると、下側のプロペラファン48のボスハブ部41の外周上に上側のプロペラファン48のリング状の突起部45が嵌合する。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing a state in which a plurality of propeller fans in FIG. 19 are stacked. Referring to FIG. 21, in the present modification, a plurality of
このような構成によれば、ボスハブ部41とリング状の突起部45との嵌合により、プロペラファン48の水平方向における位置ずれを防止できるため、より安定したプロペラファン48の積み重ねが可能となる。
According to such a configuration, since the displacement of the
図22は、複数のプロペラファンを積み重ねるための構造の第2変形例を示す断面図であり、実施の形態1における図5に対応する図である。図23は、図22中の矢印XXIIIに示す方向から見たプロペラファンを示す平面図である。 FIG. 22 is a cross-sectional view showing a second modification of the structure for stacking a plurality of propeller fans, and corresponds to FIG. 5 in the first embodiment. FIG. 23 is a plan view showing the propeller fan viewed from the direction indicated by arrow XXIII in FIG.
図22および図23を参照して、本変形例におけるプロペラファン49は、突起部46を有する。突起部46は、ボスハブ部41が設けられた側と同じ側、すなわち吸込側の連接部31から突出するように形成されている。突起部46は、ボスハブ部41の外周上に配置されるリング形状を有する。すなわち、プロペラファン49の吸込側を中心軸101の軸方向から見た場合に、突起部46は、中心軸101を中心にボスハブ部41の外径d1よりも大きい外径d4を有するリング形状に形成されている。突起部46は、中心軸101の軸方向においてボスハブ部41よりも高い位置まで突出するように形成されている。
With reference to FIGS. 22 and 23,
図24は、図22中のプロペラファンを複数枚、積み重ねた状態を示す断面図である。図24を参照して、複数のプロペラファン49が、その高さ方向(中心軸101の軸方向)に積み重ねられている。この際、複数のプロペラファン49が、各プロペラファン49の吸込側および吹出側が上下方向の同じ方向を向くような姿勢で積み重ねられている。複数のプロペラファン49は、下型のプロペラファン49のリング状の突起部46上に上側のプロペラファン49の吹出側の翼面36が載置されるように積み重ねられている。
24 is a cross-sectional view showing a state in which a plurality of propeller fans in FIG. 22 are stacked. Referring to FIG. 24, a plurality of
このような構成により、複数のプロペラファン49をリング状の突起部46を介して安定して積み重ねることができる。また、リング状の突起部46にバランスピースを取り付けプロペラファン49のアンバランスを解消することも可能となる。
With such a configuration, a plurality of
このように構成された、この発明の実施の形態2におけるプロペラファン48,49によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。
According to the
(実施の形態3)
この発明の実施の形態3におけるプロペラファンは、実施の形態1におけるプロペラファン10と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
(Embodiment 3)
The propeller fan according to the third embodiment of the present invention basically has the same structure as that of the
図25は、この発明の実施の形態3におけるプロペラファンを示す側面図である。図26は、図25中の矢印XXVIに示す方向(吸込側)から見たプロペラファンを示す平面図である。図27は、図25中の矢印XXVIIに示す方向(吹出側)から見たプロペラファンを示す平面図である。図28は、図25中のプロペラファンを吸込側から見た斜視図である。 FIG. 25 is a side view showing a propeller fan according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 26 is a plan view showing the propeller fan viewed from the direction (suction side) indicated by the arrow XXVI in FIG. FIG. 27 is a plan view showing the propeller fan as seen from the direction (outlet side) indicated by the arrow XXVII in FIG. FIG. 28 is a perspective view of the propeller fan in FIG. 25 viewed from the suction side.
図25から図28を参照して、まず、本実施の形態におけるプロペラファン50の基本的な構造について説明すると、プロペラファン50は、周方向に離間して設けられ、回転に伴って送風を行なう複数の翼21(21A,21B,21C)と、回転に伴って送風を行なうための翼面状の表面としての翼面36を有し、互いに隣り合う複数の翼21の間で翼21A、翼21Bおよび翼21Cの根元部同士を連接する連接部31と、翼21A,21B,21Cの回転中心に配置され、連接部31の吸込側から突出し、翼21A,21B,21Cの回転軸方向の直交平面に平行な端面42を有する回転軸部としてのボスハブ部41とを備える。プロペラファン10をその回転軸方向から見た場合に、回転軸に直角に交差する線上としての仮想線Z上における連接部31外縁の、回転軸からの最小距離L1よりも、仮想線Z上におけるボスハブ部41外縁の、回転軸からの距離L2の方が小さくなる。プロペラファン10は、さらに、連接部31の吹出側に設けられ、ボスハブ部41を翼21A,21B,21Cの回転軸方向に投影した場合に、その投影したボスハブ部41の外形よりも大きい外形を有し、端面42に平行な平面44を有する平面部43を備える。
First, the basic structure of the
プロペラファン50は、仮想軸である中心軸101を中心に回転し、図25中の吸込側から吹出側に送風を行なう。図中においては、プロペラファン50を中心軸101の軸方向から見て、翼21A、翼21Bおよび翼21Cを中心軸101の周方向において互いに離間させるような仮想円102を描いた場合に、仮想円102の内側に連接部31が規定され、仮想円102の外側に翼21A、翼21Bおよび翼21Cが規定されている。
プロペラファン50は、3枚翼のファンであり、翼21A、翼21Bおよび翼21Cを有する。翼21A、翼21Bおよび翼21Cは、中心軸101の周方向において、等間隔に配置されている。翼21A、翼21Bおよび翼21Cは、同一形状に形成されている。
翼21A、翼21Bおよび翼21Cは、中心軸101の軸周りに配置された連接部31によって互いに接続されている。本実施の形態におけるプロペラファン50においては、中心軸101を中心にその外周側に延出する1枚物の3枚翼が、翼21A、翼21Bおよび翼21Cと連接部31とにより一体的に成形されている。
The
プロペラファン50は、中心軸部としてのボスハブ部41を有する。連接部31は、ボスハブ部41の外周面からその外周側に延出するように形成されている。
The
このように構成された、この発明の実施の形態3におけるプロペラファン50によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。
With the
なお、本発明におけるプロペラファンは、4枚以上の翼を有して構成されてもよい。
(実施の形態4)
この発明の実施の形態4におけるプロペラファンは、実施の形態1におけるプロペラファン10と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
In addition, the propeller fan in the present invention may be configured to have four or more blades.
(Embodiment 4)
The propeller fan according to the fourth embodiment of the present invention basically has the same structure as that of the
図29は、この発明の実施の形態4におけるプロペラファンを示す側面図である。図30は、図29中の矢印XXXに示す方向から見たプロペラファンを示す平面図である。 FIG. 29 is a side view showing a propeller fan according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 30 is a plan view showing the propeller fan viewed from the direction indicated by the arrow XXX in FIG.
図29および図30を参照して、本実施の形態におけるプロペラファン52においては、連接部31の翼面36が、翼21Aの翼面26から連続的に連なる第1部分としての翼面36Mと、翼21Bの翼面26から連続的に連なる第2部分としての翼面36Nとから構成されている。
29 and 30, in
連接部31は、さらに、非翼面形状の表面としての平面37を有する。平面37は、プロペラファン52の回転時に送風に寄与することのない形状を有し、本実施の形態では、平面状に形成されている。平面37は、翼面36Mと翼面36Nとの間に形成されている。平面37は、中心軸101を中心に配置され、ボスハブ部41からその外周に向けて延出するように形成されている。翼面36Mと翼面36Nとを結ぶ方向において、平面37は、ボスハブ部41よりも大きい幅を有する。
The connecting
図31は、図29および図30中のプロペラファンの変形例を示す平面図である。図31は、図30に対応する図である。図31を参照して、本変形例におけるプロペラファン53においては、翼面36Mと翼面36Nとを結ぶ方向において、平面37が、ボスハブ部41よりも小さい幅を有する。
FIG. 31 is a plan view showing a modification of the propeller fan in FIGS. 29 and 30. FIG. 31 corresponds to FIG. Referring to FIG. 31, in
連接部31が平面37を有する場合であっても、連接部31に形成された翼面36を送風に寄与させることにより、送風性能を向上させることができる。また、図31中に示す変形例のように、平面37の幅を可能な限り小さくすることによって、翼面36Mおよび翼面36Nの面積を増大させ、送風性能をより効果的に向上させることができる。
Even in the case where the connecting
このように構成された、この発明の実施の形態4におけるプロペラファン52,53によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。
According to
(実施の形態5)
この発明の実施の形態5におけるプロペラファンは、実施の形態1におけるプロペラファン10と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
(Embodiment 5)
The propeller fan in the fifth embodiment of the present invention basically has the same structure as that of the
図32は、この発明の実施の形態5におけるプロペラファンを示す平面図である。図32を参照して、本実施の形態におけるプロペラファン56においては、翼21Aおよび翼21Bの後縁21cにそれぞれ凹部22が形成されている。凹部22は、形成された翼21の後縁21cから翼21の回転方向とは反対方向、すなわち前縁21bに向けて凹むように形成されている。凹部22は、翼後端縁21eを鎌状に尖った形状にするように形成されている。
FIG. 32 is a plan view showing a propeller fan according to the fifth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 32, in
本実施の形態では、凹部22が、凹部22の両端を結ぶ線、または端部が明確でない場合の両端部共通接線の長さXが、翼の外径Dの0.33倍以上(0.33≦X/D)となり、凹部の両端を結ぶ線、または上記の接線から凹部の最も深い部分までの長さYが、翼の外径Dの0.068倍以下(Y/D≦0.068)となるように、形成されている。
In the present embodiment, the
図33は、この発明の実施の形態5において、プロペラファンの回転数と風量との関係を示すグラフである。図24を参照して、図23中の本実施の形態におけるプロペラファン56(外径D=460mm、X/D=0.37、Y/D=0.068)と、図9中の比較のためのプロペラファン110とを用いて、回転数を変化させながら各回転数における風量を測定した。 FIG. 33 is a graph showing the relationship between the rotation speed of the propeller fan and the air volume in the fifth embodiment of the present invention. 24, propeller fan 56 (outer diameter D = 460 mm, X / D = 0.37, Y / D = 0.068) in the present embodiment in FIG. 23 and the comparison in FIG. Therefore, the air volume at each rotation speed was measured while changing the rotation speed.
図34は、この発明の実施の形態5において、プロペラファンの風量と駆動用のモータの消費電力との関係を示すグラフである。図25を参照して、図23中の本実施の形態におけるプロペラファン56(外径D=460mm、X/D=0.37、Y/D=0.068)と、図9中の比較のためのプロペラファン110とを用いて、風量を変化させながら、各風量における駆動用のモータの消費電力を測定した。
FIG. 34 is a graph showing the relationship between the air volume of the propeller fan and the power consumption of the driving motor in the fifth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 25, propeller fan 56 (outer diameter D = 460 mm, X / D = 0.37, Y / D = 0.068) in the present embodiment in FIG. 23 and the comparison in FIG. Thus, the power consumption of the driving motor at each air volume was measured while changing the air volume using the
図33および図34を参照して、凹部22を設けることによって、効率的に抗力が減少するように翼の面積が減少する。翼の面積が減少するため、同一回転数において風量は減少するが、効率的に抗力が減少するため、同一風量においては消費電力を低減することができる。
Referring to FIG. 33 and FIG. 34, the provision of the
図35は、同一回転数における風量を比較する図である。図中には、X/DおよびY/Dの大きさが異なるプロペラファン(外径D=460mm)を用いた場合に、回転数900rpm時における風量の値が示されている(風量の下に示した割合は、図12中の比較のためのプロペラファン110を用いた場合の風量の値(44.49m3/min)に対する割合である)。
FIG. 35 is a diagram for comparing air volumes at the same rotation speed. In the figure, when a propeller fan (outer diameter D = 460 mm) having different sizes of X / D and Y / D is used, the value of the air volume at a rotation speed of 900 rpm is shown (below the air volume). The indicated ratio is a ratio to the airflow value (44.49 m 3 / min) when the
図36は、同一風量における駆動用のモータの消費電力を比較する図である。図中には、X/DおよびY/Dの大きさが異なるプロペラファン(外径D=460mm)を用いた場合に、風量40m3/minにおける駆動用のモータの消費電力の値が示されている(消費電力の下に示した割合は、図12中の比較のためのプロペラファン110を用いた場合の消費電力の値(49.8W)に対する比効率である)。
FIG. 36 is a diagram comparing the power consumption of the driving motor with the same air volume. In the figure, when propeller fans (outer diameter D = 460 mm) having different sizes of X / D and Y / D are used, the power consumption value of the driving motor at an air volume of 40 m 3 / min is shown. (The ratio shown under the power consumption is the specific efficiency with respect to the power consumption value (49.8 W) when the
図35および図36を参照して、X/Dをほぼ一定にしてY/Dを変化させると、Y/Dを小さくするほど、同一回転数における風量は増大し、その一方で、同一風量における消費電力はほぼ同等となる。この際、凹部22をY/D≦0.068の関係を満たすように形成することにより、図12中の比較のためのプロペラファン110を用いた場合の風量に対する風量減少比をより効果的に小さく抑えることができる。
Referring to FIGS. 35 and 36, when X / D is made substantially constant and Y / D is changed, the air volume at the same rotational speed increases as Y / D is reduced, whereas, at the same air volume. Power consumption is almost the same. At this time, by forming the
また、Y/Dをほぼ一定にして、X/Dを変化させると、X/Dを大きくするほど、同一風量における消費電力は低減する。この際、凹部22を0.33≦X/Dの関係を満たすように形成することにより、図12中の比較のためのプロペラファン110を用いた場合の消費電力に対する比効率を、より効果的に増大させることができる。
Moreover, when Y / D is made substantially constant and X / D is changed, the power consumption at the same air volume decreases as X / D increases. At this time, by forming the
図37は、Y/Dを一定(Y/D=0.068)にした場合に、X/Dを変化させたときの同一風量における駆動用のモータの消費電力を比較するグラフである。図中の縦軸に示された比効率は、風量40m3/minにおける、図12中の比較のためのプロペラファン110を用いた場合の消費電力の値に対する、図32中のプロペラファン56を用いた場合の比効率を示す。
FIG. 37 is a graph comparing the power consumption of the driving motor with the same air volume when X / D is changed when Y / D is constant (Y / D = 0.068). The specific efficiency shown on the vertical axis in the figure indicates that the
図38は、X/Dを一定(X/D=0.33)にした場合に、Y/Dを変化させたときの同一回転数における風量を比較するグラフである。図中の縦軸に示された風量比は、回転数900rpm時における、図12中の比較のためのプロペラファン110を用いた場合の風量の値に対する、図32中のプロペラファン56を用いた場合の風量の割合を示す。
FIG. 38 is a graph comparing the air volume at the same rotational speed when Y / D is changed when X / D is constant (X / D = 0.33). The airflow ratio shown on the vertical axis in the figure uses the
図32中に示すプロペラファン56において、凹部22は、翼21の後縁21cに形成されるため、X/Dの値が0.5を超えることはない。図37を参照して、より好ましくは、凹部22は、0.37≦X/D<0.5の関係を満たすように形成される。また、Y/Dの値が0の場合、実施の形態1のプロペラファン10に相当する。図38を参照して、より好ましくは、凹部22は、0<Y/D≦0.043の関係を満たすように形成される。
In the
続いて、凹部22によって奏される作用、効果のメカニズムについて説明する。
プロペラファンは、送風経路内にたとえば熱交換器といった圧力損失の大きい抵抗物が存在する場合、ファンのうち周速が遅い中央部から流れが翼面から剥離する現象が生じやすい。
Then, the mechanism of the effect | action produced by the recessed
When there is a resistor with a large pressure loss, such as a heat exchanger, in the air blowing path, the propeller fan is likely to cause a phenomenon in which the flow is separated from the blade surface from the central portion where the peripheral speed is slow.
圧力損失がファンにとってその能力を大きく超えるような極めて大きな場合、ファンの翼面のほぼ全域で剥離が生ずる。一方、圧力損失がファンにとってその能力内の場合には、ファンの翼面の一部(中心に近い領域)で剥離が生ずる。 If the pressure loss is so great that it significantly exceeds the capacity of the fan, delamination will occur over almost the entire surface of the fan blade. On the other hand, when the pressure loss is within the capacity of the fan, peeling occurs on a part of the blade surface of the fan (region close to the center).
図18中の斜線部(本実施の形態におけるプロペラファンが比較のためのプロペラファンに対して有利な領域)で完全に剥離してしまうと、本実施の形態におけるプロペラファンにおいても、比較のためのプロペラファンと同様に性能が低下する。この剥離を効果的に抑制する方法があれば、本発明における効果を最大限に発揮させることができる。 18 is completely separated at the hatched portion (the region where the propeller fan in the present embodiment is advantageous to the propeller fan for comparison) in FIG. 18, the propeller fan in the present embodiment is also for comparison. Like the propeller fan, the performance drops. If there is a method for effectively suppressing this peeling, the effect of the present invention can be maximized.
通常、送風経路には圧損があり、翼の中心部近傍は剥離しやすい状況となっている。本実施の形態におけるプロペアファンにおいても、上記の図18中の斜線部の領域で一部剥離が生じている場合も想定される。この斜線部の剥離を完全に防止して、本発明の効果を効率的に引き出すため、以下の構造が採用される。 Usually, there is a pressure loss in the air blowing path, and the vicinity of the center part of the blade is easily peeled off. Also in the case of the prepare fan in the present embodiment, a case where partial peeling occurs in the shaded area in FIG. In order to completely prevent the slashed portion from peeling off and efficiently bring out the effects of the present invention, the following structure is adopted.
すなわち、翼先端縁21dから生ずる渦(翼先端渦)をこの斜線部に導き、運動エネルギーを補充する。後縁21cに凹部22を設けることにより、先端渦をこの位置に固定することができるため、常に図18中の斜線部の領域に運動エネルギーを補充できる。結果、図18中の斜線部の領域における剥離を抑制し、本発明の効果を効率的に引き出すことができる。
That is, a vortex (blade tip vortex) generated from the
このように構成された、この発明の実施の形態5におけるプロペラファン56によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。
According to
なお、以上に説明した実施の形態1から5におけるプロペラファンの構造を適宜組み合わせて新たなプロペラファンを構成してもよい。 In addition, you may comprise a new propeller fan combining the structure of the propeller fan in Embodiment 1-5 demonstrated above suitably.
(実施の形態6)
この発明の実施の形態6におけるプロペラファンは、実施の形態1におけるプロペラファン10と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
(Embodiment 6)
The propeller fan according to the sixth embodiment of the present invention basically has the same structure as that of the
図39は、この発明の実施の形態6におけるプロペラファンを示す平面図である。図39を参照して、本実施の形態におけるプロペラファン57においては、翼21Aおよび翼21Bの前縁21bに、第1凸部として凸部58が形成されている。凸部58は、翼面21の負圧面側(吸込側)に向かって膨らむように形成されている。負圧面側から見て、凸部58は、翼面26の表面から盛り上がる湾曲面により形成されている。凸部58は、連接部31の周縁の近傍に形成されている。
FIG. 39 is a plan view showing a propeller fan according to the sixth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 39, in
このような構成によれば、翼21の回転に伴って凸部58により渦104が形成され、形成された渦104が翼面26,36上を這う。この渦104が、翼面26,36上の領域103または図18中の斜線部の領域に生じる空気流れの剥離を防止する。結果、ファンの性能および効率が向上するとともに、剥離による騒音を低減することができる。また、翼面26,36上の剥離を抑制する効果により、圧力流量特性が向上し、このため、より高い圧損に対応して送風を行なうことができる。
According to such a configuration, the
また、本実施の形態では、翼21Aおよび翼21Bの後縁21cと、連接部31との連結部に、翼21の回転方向と逆方向に向かって膨らむ第2凸部としての凸部59が形成されている。翼21Aの後縁21cに形成された凸部59は、翼21Bの前縁21bに近接する方向に突出するように形成され、翼21Bの後縁21cに形成された凸部59は、翼21Aの前縁21bに近接する方向に突出するように形成されている。
Further, in the present embodiment, a
また、本実施の形態では、翼21Aおよび翼21Bの後縁21cと翼21の外周部(外縁21a)との連結部、すなわち翼後端縁21eに、翼21の回転方向と逆方向に向かって突出する第3凸部としての凸部60が形成されている。翼21Aの翼後端縁21eに形成された凸部60は、翼21Bの翼先端縁21dに近接する方向に突出し、翼21Bの翼後端縁21eに形成された凸部60は、翼21Aの翼先端縁21dに近接する方向に突出するように形成されている。
Further, in the present embodiment, the connecting portion between the
このような構成によれば、凸部59もしくは凸部60が形成された部分における翼弦長を延長し、より強い力で送風を行なうことができる。本来、回転半径が小さい位置では送風能力が小さくなるが、凸部59を設けることによる翼弦長の延長効果により、回転半径が小さいにもかかわらず、より大きい送風能力を得ることができる。一方、ファンは、回転半径が大きい位置で送風能力が最も高くなる。この送風能力が最も高い領域の翼弦長を延長することにより、ファンの同一回転数比風量を増大させ、より大きい送風能力を得ることができる。
According to such a structure, the chord length in the part in which the
なお、本実施の形態では、凸部58〜60が形成されたプロペラファン57について説明したが、凸部58〜60のいずれか1つもしくは適当な組み合わせで凸部が形成されてもよい。
In the present embodiment, the
このように構成された、この発明の実施の形態6におけるプロペラファン57によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。
With the
以上、実施の形態1〜6において、各種プロペラファンの構造について説明したが、これらに限られず、実施の形態1〜6に説明したプロペラファンの構造を適宜組み合わせて、新たなプロペラファンを構成してもよい。 As described above, in the first to sixth embodiments, the structures of various propeller fans have been described. However, the present invention is not limited thereto, and a new propeller fan is configured by appropriately combining the propeller fan structures described in the first to sixth embodiments. May be.
(実施の形態7)
本実施の形態では、まず、実施の形態1におけるプロペラファン10を樹脂を用いて成型するための成型金型の構造について説明する。
(Embodiment 7)
In the present embodiment, first, the structure of a molding die for molding the
図40は、図1中のプロペラファンの製造に用いられる成型金型を示す断面図である。図40を参照して、成型金型61は、固定側金型62および可動側金型63を有する。固定側金型62および可動側金型63により、プロペラファン10と略同一形状であって、流動性の樹脂が注入されるキャビティが規定されている。
40 is a cross-sectional view showing a molding die used for manufacturing the propeller fan in FIG. 1. Referring to FIG. 40, the molding die 61 has a fixed side die 62 and a movable side die 63. The fixed
成型金型61には、キャビティに注入された樹脂の流動性を高めるための図示しないヒータが設けられてもよい。このようなヒータの設置は、たとえば、ガラス繊維入りAS樹脂のような強度を増加させた合成樹脂を用いる場合に特に有効である。 The molding die 61 may be provided with a heater (not shown) for enhancing the fluidity of the resin injected into the cavity. The installation of such a heater is particularly effective when, for example, a synthetic resin with increased strength such as an AS resin containing glass fiber is used.
なお、図40中に示す成型金型61においては、プロペラファン10における正圧面側表面を固定側金型62によって形成し、負圧面側表面を可動側金型63によって形成することを想定しているが、プロペラファン10の負圧面側表面を固定側金型62によって形成し、プロペラファン10の正圧面側表面を可動側金型63によって形成してもよい。
40, assuming that the pressure surface side surface of the
プロペラファンとして、材料に金属を用い、プレス加工による絞り成型により一体に形成するものがある。これらの成型は、厚い金属板では絞りが困難であり、質量も重くなるため、一般的には薄い金属板が用いられる。この場合、大きなプロペラファンでは、強度(剛性)を保つことが困難である。これに対して、翼部分より厚い金属板で形成したスパイダーと呼ばれる部品を用い、翼部分を回転軸に固定するものがあるが、質量が重くなり、ファンバランスも悪くなるという問題がある。また、一般的には、薄く、一定の厚みを有する金属板が用いられるため、翼部分の断面形状を翼型にすることができないという問題がある。 Some propeller fans are made of metal as a material and are integrally formed by drawing by press working. In these moldings, it is difficult to squeeze with a thick metal plate, and the mass becomes heavy, so that a thin metal plate is generally used. In this case, it is difficult to maintain strength (rigidity) with a large propeller fan. On the other hand, there is a part that uses a part called a spider formed of a metal plate thicker than the wing part and fixes the wing part to the rotating shaft, but there is a problem that the mass becomes heavy and the fan balance is also deteriorated. In general, since a thin metal plate having a certain thickness is used, there is a problem in that the cross-sectional shape of the wing portion cannot be a wing shape.
これに対して、プロペラファン10を樹脂を用いて形成することにより、これらの問題を一括して解決することができる。
On the other hand, these problems can be solved collectively by forming the
図41は、本実施の形態における2枚翼のプロペラファンを製造する成型金型において、ゲート部を設ける位置の例を示す平面図である。図42は、本実施の形態における3枚翼のプロペラファンを製造する成型金型において、ゲート部を設ける位置の例を示す平面図である。 FIG. 41 is a plan view showing an example of a position where a gate portion is provided in a molding die for manufacturing a two-blade propeller fan in the present embodiment. FIG. 42 is a plan view showing an example of a position where the gate portion is provided in the molding die for manufacturing the three-blade propeller fan in the present embodiment.
図41および図42を参照して、成型金型61は、図40中の固定側金型62および可動側金型63により規定されたキャビティ内に樹脂を注入するためのゲート部66を有する。好ましくは、ゲート部66は、連接部31にあって、互いに隣り合う翼21の前縁21bと後縁21cとの境界(2枚翼の場合、翼21Aの前縁21bと翼21Bの後縁21cとの境界、および翼21Bの前縁21bと翼21Aの後縁21cとの境界。3枚翼の場合、翼21Aの前縁21bと翼21Cの後縁21cとの境界、翼21Cの前縁21bと翼21Bの後縁21cとの境界、および翼21Bの前縁21bと翼21Aの後縁21cとの境界。)に対応する位置に設けられる。
Referring to FIGS. 41 and 42, molding die 61 has
図43および図44は、それぞれ、図41および図42中に示す位置以外にゲート部が設けられた場合のプロペラファンを示す比較例である。 43 and 44 are comparative examples showing the propeller fan when the gate portion is provided in addition to the positions shown in FIGS. 41 and 42, respectively.
図43および図44を参照して、上記位置から外れたたとえば図中の位置にゲート部66が設けられた場合、互いに隣り合う翼21の前縁21bと後縁21cとの境界にウェルドライン67(流動性を有する樹脂が金型内部において合流する箇所であり、ウェルドラインは強度的に弱く割れやすい)が生じる場合がある。本実施の形態におけるプロペラファンにおいては、互いに隣り合う翼21の前縁21bと後縁21cとの境界に応力集中が発生するため、ウェルドライン67に沿って割れが生じやすくなり、ファンの破壊強度が著しく低下する。
43 and 44, when
図41および図42を参照して、これに対して、連接部31にあって、互いに隣り合う翼21の前縁21bと後縁21cとの境界に対応する位置にゲート部66を設けることにより、ファンの破壊強度の大きな低下には繋がらない図中の位置にウェルドライン67を生じさせることができる。結果、ファンの破壊強度の低下を未然に防止できる。
41 and FIG. 42, on the other hand, by providing a
図45は、本実施の形態における2枚翼のプロペラファンを製造する成型金型において、ゲート部を設ける位置の別の例を示す平面図である。図46は、本実施の形態における3枚翼のプロペラファンを製造する成型金型において、ゲート部を設ける位置の別の例を示す平面図である。 FIG. 45 is a plan view showing another example of the position where the gate portion is provided in the molding die for manufacturing the two-blade propeller fan in the present embodiment. FIG. 46 is a plan view showing another example of the position where the gate portion is provided in the molding die for manufacturing the three-blade propeller fan in the present embodiment.
図45および図46を参照して、好ましくは、ゲート部66は、翼21の根元部が連なる連接部31の箇所であって、前縁21bの近傍(周方向において各翼21の後縁21cよりも前縁21bに近い位置)に対応する位置に設けられる。
45 and 46, preferably, the
図47および図48は、それぞれ、図45および図46中に示す位置以外にゲート部が設けられた場合のプロペラファンを示す比較例である。 47 and 48 are comparative examples showing the propeller fan when the gate portion is provided in addition to the positions shown in FIGS. 45 and 46, respectively.
図47および図48を参照して、上記位置から外れたたとえば図中の位置にゲート部66が設けられた場合、翼21の根元部が連なる連接部31の箇所であって、前縁21bの近傍にウェルドライン67が生じる場合がある。本実施の形態におけるプロペラファンにおいては、翼21の根元部が連なる連接部31の箇所であって、前縁21bの近傍に応力集中が発生するため、ウェルドライン67に沿って割れが生じやすくなり、ファンの破壊強度が著しく低下する。
47 and 48, when the
図45および図46を参照して、これに対して、翼21の根元部が連なる連接部31の箇所であって、前縁21bの近傍に対応する位置にゲート部66を設けることにより、ファンの破壊強度の大きな低下には繋がらない図中の位置にウェルドライン67を生じさせることができる。結果、ファンの破壊強度の低下を未然に防止できる。
45 and 46, the
続いて、実施の形態1におけるプロペラファン10を有する流体送り装置の一例として空気調和機の室外機について説明する。
Then, the outdoor unit of an air conditioner is demonstrated as an example of the fluid feeder which has the
図49は、図1中のプロペラファンを用いた空気調和機の室外機を示す図である。図49を参照して、空気調和機の室外機75は、実施の形態1におけるプロペラファン10と、駆動用モータ72とを有する送風機73を備える。この送風機73によって流体が送出される。また、室外機75内には室外熱交換器74が設けられ、送風機73によって効率的に熱交換が行なわれる。なお、送風機73は、モータアングル76によって室外機75に設置されている。
FIG. 49 is a view showing an outdoor unit of an air conditioner using the propeller fan in FIG. Referring to FIG. 49,
このような構成によれば、室外機75は、実施の形態1において説明したプロペラファン10を有するため、騒音の発生が抑制されて運転音が静かになる。
According to such a configuration, since the
さらに、プロペラファン10により送風の効率が向上するので、本室外機75では消費エネルギーも低減することができる。なお、実施の形態2〜5においてそれぞれ説明したプロペラファンを用いた場合も、同様の効果が得られる。
Further, since the
なお、本実施の形態では、流体送り装置の一例として、空気調和機の室外機を例に挙げて説明したが、この他に、たとえば、空気清浄機、加湿機、扇風機、ファンヒータ、冷却装置、換気装置などの流体を送出す装置についても本プロペラファンを適用することによって、同様の効果を得ることができる。 In the present embodiment, an example of an air conditioner outdoor unit has been described as an example of a fluid feeder, but in addition to this, for example, an air purifier, a humidifier, a fan, a fan heater, and a cooling device The same effect can be obtained by applying this propeller fan to a device for delivering a fluid, such as a ventilation device.
以下に、本発明におけるプロペラファンの技術的思想についてまとめて示す。
本発明は、回転して送風を行う複数の翼を有し、複数の翼の根元部どうしが連続的に連結される連結部を有するプロペラファンであって、翼の回転中心に位置する回転軸部を含む吸込側、および/または、吹出側に突出した凸部を有し、翼の根元部の周方向の幅よりも凸部の周方向の幅が小さいプロペラファンにおいて、吹出側の回転中心部に、吸込側の凸部の周方向の幅以上の平面部を設けたことを特徴とするプロペラファンである。
Below, the technical idea of the propeller fan in this invention is shown collectively.
The present invention is a propeller fan having a plurality of blades that rotate to blow air and having a connecting portion to which the base portions of the plurality of blades are continuously connected to each other, and a rotating shaft that is positioned at the rotation center of the blade In a propeller fan having a suction side including a projection and / or a projection protruding to the blowout side and having a circumferential width of the projection smaller than the circumferential width of the root portion of the blade, the rotation center on the blowout side The propeller fan is characterized in that a flat portion equal to or larger than the circumferential width of the convex portion on the suction side is provided in the portion.
この構成によると、プロペラファンの送風性能を向上させるとともに、非常に簡便な方法で保管や輸送の際にプロペラファンを軸方向(高さ方向)に重ね合わせることができる。 According to this configuration, the air blowing performance of the propeller fan can be improved, and the propeller fan can be superposed in the axial direction (height direction) during storage and transportation by a very simple method.
また本発明は、回転して送風を行う複数の翼を有し、複数の翼の根元部どうしが連続的に連結される連結部を有するプロペラファンであって、翼の回転中心に位置する回転軸部を含む吸込側、および/または、吹出側に突出した凸部を有し、翼の根元部の周方向の幅よりも凸部の周方向の幅が小さいプロペラファンにおいて、吹出側の回転中心部にリング状の突起が設けられ、リング状の突起の内側における周方向の幅が吸込側の凸部の外側における周方向の幅以上であることを特徴とするプロペラファンである。 Further, the present invention is a propeller fan having a plurality of blades that rotate and blown air, and having a connecting portion in which the root portions of the plurality of blades are continuously connected to each other, and the rotation located at the rotation center of the blades In a propeller fan having a convex portion protruding to the suction side including the shaft portion and / or the blow-out side and having a circumferential width smaller than the circumferential width of the root portion of the blade, rotation on the blow-out side The propeller fan is characterized in that a ring-shaped protrusion is provided at the center, and a circumferential width inside the ring-shaped protrusion is equal to or greater than a circumferential width outside the convex part on the suction side.
この構成によると、プロペラファンの送風性能を向上させるとともに、水平方向へのずれを防止することができるため、保管や輸送の際にプロペラファンを軸方向(高さ方向)にさらに安定して重ね合わせることができる。または、リング状の突起にバランスピースを取り付けプロペラファンのアンバランスを解消することができる。 According to this configuration, the propeller fan can improve the blowing performance and prevent horizontal displacement, so the propeller fan can be stacked more stably in the axial direction (height direction) during storage and transportation. Can be matched. Alternatively, the balance piece can be attached to the ring-shaped protrusion to eliminate the unbalance of the propeller fan.
また本発明は、回転して送風を行う複数の翼を有し、複数の翼の根元部どうしが連続的に連結される連結部を有するプロペラファンであって、翼の回転中心に位置する回転軸部を含む吸込側、および/または、吹出側に突出した凸部を有し、翼の根元部の周方向の幅よりも凸部の周方向の幅が小さいプロペラファンにおいて、吸込側の凸部の外周側にリング状の突起が設けられることを特徴とするプロペラファンである。 Further, the present invention is a propeller fan having a plurality of blades that rotate to blow air and having a connecting portion in which the root portions of the plurality of blades are continuously connected to each other, and the rotation located at the rotation center of the blades In a propeller fan having a suction portion including a shaft portion and / or a convex portion projecting to the blow-out side and having a circumferential width smaller than the circumferential width of the root portion of the blade, The propeller fan is characterized in that a ring-shaped protrusion is provided on the outer peripheral side of the portion.
この構成によると、吸込側のリング状の突起の軸方向の高さが凸部の高さよりも大きい場合、プロペラファンの送風性能を向上させるとともに、保管や輸送の際にプロペラファンを軸方向(高さ方向)に重ね合わせることができる。吸込側のリング状の突起の軸方向の高さが凸部の高さよりも小さい場合、リング状の突起にバランスピースを取り付けプロペラファンのアンバランスを解消することができる。 According to this structure, when the axial height of the ring-shaped protrusion on the suction side is larger than the height of the convex portion, the propeller fan is improved in air blowing performance, and the propeller fan is axially moved during storage and transportation ( (Height direction). When the axial height of the ring-shaped projection on the suction side is smaller than the height of the convex portion, the balance piece can be attached to the ring-shaped projection and the unbalance of the propeller fan can be eliminated.
また本発明は、樹脂により成型することを特徴とする、上記のプロペラファンである。この構成によると、材料が金属の場合に比べて、翼部分の断面形状を翼型にすることができ、また、大きなプロペラファンの場合には質量を軽くすることができる。したがって、材料が金属の場合に比べて、翼部分の断面形状を翼型にすることができるため、送風性能を向上させることができ、また、大きなプロペラファンの場合には質量を軽くすることができるため、モータへの負荷が軽減され消費電力を低減することができる。 Moreover, this invention is said propeller fan characterized by shape | molding with resin. According to this structure, compared with the case where a material is a metal, the cross-sectional shape of a wing | blade part can be made into a wing shape, and in the case of a big propeller fan, mass can be made light. Therefore, since the cross-sectional shape of the wing part can be made into a wing shape compared to the case where the material is metal, the air blowing performance can be improved, and in the case of a large propeller fan, the mass can be reduced. Therefore, the load on the motor is reduced and the power consumption can be reduced.
また本発明は、上記に記載のプロペラファンを備えた、流体送り装置である。
また本発明は、上記に記載のプロペラファンを、樹脂により成型するための成型金型である。
Moreover, this invention is a fluid feeder provided with the propeller fan as described above.
Moreover, this invention is a shaping die for shape | molding the propeller fan as described above with resin.
今回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えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10,48,49,50,52,53,56,57 プロペラファン、21,21A,21B,21C 翼、21b 前縁、21c 後縁、22 凹部、26,36,36M,36N 翼面、31 連接部、37 平面、41 ボスハブ部、42 端面、43 平面、44 平面部、45,46 突起部、61 成型金型、66 ゲート部、75 室外機、101 中心軸。 10, 48, 49, 50, 52, 53, 56, 57 Propeller fan, 21, 21A, 21B, 21C Blade, 21b Front edge, 21c Rear edge, 22 Recess, 26, 36, 36M, 36N Blade surface, 31 articulation Part, 37 plane, 41 boss hub part, 42 end face, 43 plane, 44 plane part, 45, 46 projection part, 61 molding die, 66 gate part, 75 outdoor unit, 101 central axis.
Claims (7)
互いに隣り合う複数の前記翼の間で前記翼の根元部同士を連接する連接部と、
前記翼の回転中心に配置され、前記連接部の吸込側から突出し、前記翼の回転軸方向の直交平面に平行な端面を有する回転軸部とを備え、
プロペラファンを前記翼の回転軸方向から見て、複数の前記翼を周方向に離間させるような仮想円を描いた場合に、前記連接部は、前記仮想円の内側に規定されるとともに、複数の前記翼は、前記仮想円の外側に規定され、
前記連接部は、前記翼の回転軸を中心として、複数の前記翼のうちの一の翼と、前記一の翼に隣接する他の翼との間で延在し、前記一の翼の根元部および前記他の翼の根元部を接続する領域に、前記翼の回転軸からその外周側に向かって延出するように形成されるとともに、回転に伴って送風を行なうための翼面状の表面を有し、
プロペラファンを前記翼の回転軸方向から見た場合に、回転軸に直角に交差する線上における前記連接部外縁の、回転軸からの最小距離よりも、その線上における前記回転軸部外縁の、回転軸からの距離の方が小さくなり、さらに、
前記連接部の吹出側に設けられ、前記回転軸部を前記翼の回転軸方向に投影した場合に、その投影した前記回転軸部の外径よりも大きい外径を有し、前記端面に平行な平面を有する平面部を備える、プロペラファン。 A plurality of wings that are spaced apart from each other in the circumferential direction and blow air with rotation;
A connecting portion connecting the base portions of the blades between the plurality of blades adjacent to each other;
A rotation shaft portion disposed at the rotation center of the blade, protruding from the suction side of the connecting portion, and having an end surface parallel to a plane orthogonal to the rotation axis direction of the blade,
When a virtual circle is drawn such that a plurality of the blades are separated in the circumferential direction when the propeller fan is viewed from the rotational axis direction of the blade, the connecting portion is defined inside the virtual circle, and The wings are defined outside the virtual circle,
The connecting portion extends between one wing of the plurality of wings and another wing adjacent to the one wing with the rotation axis of the wing as a center, and a root of the one wing. the parts and areas connected to the root portion of the other blade, from said rotation axis of the blade toward the outer peripheral side is formed so as to extend Rutotomoni, rotating blowing blade surface shaped to perform in accordance with the Has a surface,
When the propeller fan is viewed from the direction of the rotation axis of the blade, the rotation of the outer edge of the rotation shaft on the line is smaller than the minimum distance from the rotation axis of the outer edge of the connection on the line perpendicular to the rotation axis. The distance from the axis is smaller,
Provided on the outlet side of the connecting portion, and when the rotating shaft portion is projected in the direction of the rotating shaft of the blade, the outer shaft has an outer diameter larger than the projected outer diameter of the blade and is parallel to the end surface A propeller fan comprising a flat portion having a flat surface.
前記リング状の突起部の内径は、前記回転軸部を前記翼の回転軸方向に投影した場合に、その投影した前記回転軸部の外径よりも大きい、請求項1に記載のプロペラファン。 A ring-shaped protrusion that protrudes from the blowing side of the connecting portion and is arranged at the rotation center of the blade;
2. The propeller fan according to claim 1, wherein an inner diameter of the ring-shaped projecting portion is larger than an outer diameter of the projected rotation shaft portion when the rotation shaft portion is projected in a rotation shaft direction of the blade.
互いに隣り合う複数の前記翼の間で前記翼の根元部同士を連接する連接部と、
前記翼の回転中心に配置され、前記連接部の吸込側から突出する回転軸部とを備え、
プロペラファンを前記翼の回転軸方向から見て、複数の前記翼を周方向に離間させるような仮想円を描いた場合に、前記連接部は、前記仮想円の内側に規定されるとともに、複数の前記翼は、前記仮想円の外側に規定され、
前記連接部は、前記翼の回転軸を中心として、複数の前記翼のうちの一の翼と、前記一の翼に隣接する他の翼との間で延在し、前記一の翼の根元部および前記他の翼の根元部を接続する領域に、前記翼の回転軸からその外周側に向かって延出するように形成されるとともに、回転に伴って送風を行なうための翼面状の表面を有し、
プロペラファンを前記翼の回転軸方向から見た場合に、回転軸に直角に交差する線上における前記連接部外縁の、回転軸からの最小距離よりも、その線上における前記回転軸部外縁の、回転軸からの距離の方が小さくなり、さらに、
前記連接部の吸込側に設けられ、前記回転軸部の外周側に配置されるとともに、前記翼の回転軸方向において前記回転軸部よりも高い位置まで突出するリング状の突起部を備える、プロペラファン。 A plurality of wings that are spaced apart from each other in the circumferential direction and blow air with rotation;
A connecting portion connecting the base portions of the blades between the plurality of blades adjacent to each other;
A rotation shaft portion disposed at the rotation center of the blade and protruding from the suction side of the connecting portion;
When a virtual circle is drawn such that a plurality of the blades are separated in the circumferential direction when the propeller fan is viewed from the rotational axis direction of the blade, the connecting portion is defined inside the virtual circle, and The wings are defined outside the virtual circle,
The connecting portion extends between one wing of the plurality of wings and another wing adjacent to the one wing with the rotation axis of the wing as a center, and a root of the one wing. the parts and areas connected to the root portion of the other blade, from said rotation axis of the blade toward the outer peripheral side is formed so as to extend Rutotomoni, rotating blowing blade surface shaped to perform in accordance with the Has a surface,
When the propeller fan is viewed from the direction of the rotation axis of the blade, the rotation of the outer edge of the rotation shaft on the line is smaller than the minimum distance from the rotation axis of the outer edge of the connection on the line perpendicular to the rotation axis. The distance from the axis is smaller,
A propeller provided on the suction side of the connecting portion, disposed on the outer peripheral side of the rotating shaft portion, and provided with a ring-shaped protruding portion that protrudes to a position higher than the rotating shaft portion in the rotating shaft direction of the blade. fan.
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