JP6072274B2 - Propeller fan and blower - Google Patents
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Description
本発明は、プロペラファンおよび送風装置に関する。 The present invention relates to a propeller fan and a blower.
吹き出される風の風圧および風速を変化させることにより、波動のような一定の周期で強弱の波がある風を吹き出す送風装置が知られている(特許文献1)。特許文献1は、頭皮に微動の刺激を与え、頭皮および頭髪の健康維持に寄与できると述べている。その他、送風を吹き付けることによって頭皮のマッサージを行い、ノズルを変更することによってドライヤーとしても使用可能な送風装置も知られている(特許文献2)。
There is known a blower that blows out wind having strong and weak waves at a constant cycle such as a wave by changing the wind pressure and the wind speed of the blown-out wind (Patent Document 1).
一方で、外部から高速の風が吹き付けた場合であっても破壊しにくくするために、後縁から前縁方向に所定の範囲でハブ接合縁に近い領域に、中央部における翼厚よりも翼厚が厚い領域を形成したプロペラが知られている(特許文献3)。その他、軸流ファンの剛性および遠心力に対する強度を向上させるために、翼前縁部とハブ部との接合部から翼前縁に沿って翼外周へ延びる肉厚補強部を設けた軸流ファンも知られている(特許文献4)。その他、回転時の羽根車における羽根根元部の剛性を落とさないために、羽根の根元部における前縁部分に、他の根元部より肉厚を増大させた厚肉部を形成した軸流ファン用羽根車も知られている(特許文献5)。 On the other hand, in order to make it difficult to break even when high-speed wind is blown from the outside, a blade closer to the hub joining edge in a predetermined range from the trailing edge to the leading edge than the blade thickness at the center. A propeller having a thick region is known (Patent Document 3). In addition, in order to improve the rigidity of the axial fan and the strength against centrifugal force, an axial fan provided with a thick reinforcing portion extending from the joint between the blade leading edge and the hub to the blade outer periphery along the blade leading edge. Is also known (Patent Document 4). In addition, for axial fans that have a thickened part with increased thickness compared to other roots at the leading edge of the blade roots so as not to reduce the rigidity of the blade roots of the impeller during rotation An impeller is also known (Patent Document 5).
プロペラファンには、高い直進性と強い風圧とを有する送風を実現することが求められる場合がある。たとえば最近のヘアドライヤには、単に髪を乾かすという機能のみではなく、頭皮をケアする機能も求められている。このようなヘアドライヤに搭載されるプロペラファンの場合、高い直進性と強い風圧とを有する送風によって、毛髪を掻き分けて頭皮まで風を送ることができ、髪の乾燥のみならず、頭皮をケアすることが可能となる。 Propeller fans may be required to achieve blowing with high straightness and strong wind pressure. For example, recent hair dryers are required not only to dry hair but also to care for the scalp. In the case of a propeller fan installed in such a hair dryer, it is possible not only to dry the hair but also to care for the scalp by scraping the hair and sending it to the scalp by blowing with high straightness and strong wind pressure. Is possible.
本発明は、高い直進性と強い風圧とを有する送風を実現することが可能なプロペラファン、およびそのようなプロペラファンを備えた送風装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the propeller fan which can implement | achieve the ventilation which has high linearity and a strong wind pressure, and an air blower provided with such a propeller fan.
本発明の第1局面に基づくプロペラファンは、回転動力を受けて仮想の回転軸周りに回転するプロペラファンであって、ボス部と、上記ボス部から回転半径方向の外側に延出するn(nは2以上の整数)枚の翼と、を備え、上記翼は、回転方向における最も先端に位置する翼先端部と、上記翼先端部から上記ボス部まで延在し、回転方向における上記翼の前縁を形成する前縁部と、上記前縁部よりも回転方向における後側に設けられ、上記ボス部から回転半径方向の外側に向かって延在し、回転方向における上記翼の後縁を形成する後縁部と、上記後縁部の回転半径方向における外側の端部に位置する外周後端部と、上記翼先端部と上記外周後端部とを接続し、回転半径方向における上記翼の外周縁を形成する外周縁部と、を含み、上記回転軸に対して平行な方向から上記翼を平面視した場合において、上記回転軸の位置に中心を有し且つ上記翼に外接する外接円を描き、上記中心と上記翼先端部とを結ぶ直線を第1直線とし、上記第1直線と上記外接円との交点を第1点とし、上記中心と上記外周後端部とを結ぶ直線を第2直線とし、上記第2直線と上記外接円との交点を第2点とし、上記外接円のうちの上記第1点と上記第2点との間に形成される円弧の円周に沿った長さをLmとし、上記外接円上に位置し、(0.1×Lm)の円周に沿った長さ分だけ上記第1点から離れた点を第3点とし、上記中心と上記第3点とを結ぶ直線を第3直線とし、上記第3直線と上記前縁部との交点を内側基準点とし、上記第3直線と上記外周縁部との交点を外側基準点とし、上記内側基準点、上記翼先端部および上記外側基準点をこの順に直線で結んだときに形成される内角をγとすると、12≦γ/n≦17の関係が成立しており、上記外周縁部は、上記外接円上に位置する途中部分を含んでおり、上記外周縁部のうちの上記翼先端部と上記途中部分との間の部分は、上記翼先端部から上記途中部分に向かうにつれて上記中心から遠ざかるように回転半径方向の外側に広がる形状を有し、上記外接円のうちの上記第1点と上記途中部分との間に形成される円弧の円周に沿った長さをLnとすると、0.4≦Ln/Lm≦0.7の関係が成立しており、上記中心と上記翼先端部とを結ぶ線分の長さをR1とし、上記外接円の半径をR0とすると、0.8≦R1/R0≦0.95の関係が成立している。 A propeller fan according to a first aspect of the present invention is a propeller fan that receives rotational power and rotates around a virtual rotation axis, and extends from the boss portion to the outer side in the rotational radial direction from the boss portion. n is an integer greater than or equal to 2), and the wing extends from the wing tip to the boss in the rotation direction, and extends from the wing tip to the boss. A leading edge portion that forms a leading edge of the blade, and a rear edge in the rotational direction from the leading edge portion, extends from the boss portion toward the outside in the radial direction of rotation, and the trailing edge of the blade in the rotational direction Are connected to the rear edge of the outer edge in the rotational radius direction of the trailing edge, the tip of the blade and the rear edge of the outer periphery. An outer peripheral edge forming an outer peripheral edge of the wing, and the rotation When the wing is viewed in plan from a direction parallel to the wing, a circumscribed circle having a center at the position of the rotation axis and circumscribing the wing is drawn, and a straight line connecting the center and the wing tip is formed. A straight line, an intersection of the first straight line and the circumscribed circle is a first point, a straight line connecting the center and the outer peripheral rear end is a second straight line, and an intersection of the second straight line and the circumscribed circle Is the second point, the length along the circumference of the arc formed between the first point and the second point of the circumscribed circle is Lm, and is located on the circumscribed circle, ( 0.1 × Lm) is a point separated from the first point by a length along the circumference of the circumference as a third point, a straight line connecting the center and the third point is a third straight line, and the third The intersection of the straight line and the front edge is an inner reference point, the intersection of the third straight line and the outer peripheral edge is an outer reference point, the inner reference point, If the inner angle formed when the blade tip and the outer reference point are connected in a straight line in this order is γ, the relationship of 12 ≦ γ / n ≦ 17 is established, and the outer peripheral edge is Including a midway portion located on a circle, and a portion of the outer peripheral edge portion between the blade tip and the midway portion moves away from the center from the blade tip toward the midway portion. If the length along the circumference of the arc formed between the first point and the middle part of the circumscribed circle is Ln, 4 ≦ Ln / Lm ≦ 0.7 is established, and when the length of a line segment connecting the center and the blade tip is R1, and the radius of the circumscribed circle is R0, 0.8 ≦ The relationship R1 / R0 ≦ 0.95 is established.
好ましくは、回転によって生成される風の流れる方向において上記プロペラファンよりも下流側に位置し且つ上記回転軸に対して直交する基準平面を描き、上記回転軸に対して平行な方向における上記基準平面からの距離を高さという場合、上記ボス部および上記翼を構成している部位のうち、回転によって生成される風の流れる方向において最も上流側に位置する部分の高さをh0とし、上記翼先端部の高さをh1とし、上記ボス部と上記前縁部とが交わる部分の高さをh2とし、上記ボス部と上記後縁部とが交わる部分の高さをh3とし、h0,h1,h2,h3の各高さにおいて上記回転軸に対して直交する平面で上記ボス部を仮想的に切断したときに形成される上記ボス部の断面形状の面積をそれぞれS0,S1,S2,S3とし、δ1=(−S0+S1)/(h0−h1)とし、δ2=(−S1+S2)/(h1−h2)とし、δ3=(−S2+S3)/(h2−h3)とし、δ1×0.9≦δ2≦δ1×1.1の関係を式1とし、δ2×0.9≦δ3≦δ2×1.1の関係を式2とすると、式1および式2のうちの少なくともいずれかが成立している。
Preferably, a reference plane that is positioned downstream of the propeller fan and orthogonal to the rotation axis in a direction of flow of wind generated by rotation is drawn, and the reference plane is parallel to the rotation axis. When the distance from the height is referred to as the height, the height of the portion that constitutes the boss portion and the blade is located on the most upstream side in the direction of the flow of the wind generated by the rotation, and h The height of the tip portion is h1, the height of the portion where the boss portion and the front edge portion intersect is h2, the height of the portion where the boss portion and the rear edge portion intersect is h3, and h0, h1 , H2, and h3, the areas of the cross-sectional shapes of the boss portions formed when the boss portions are virtually cut along a plane orthogonal to the rotation axis at the respective heights S0, S1, S2, and S3 age, 1 = (− S0 + S1) / (h0−h1), δ2 = (− S1 + S2) / (h1−h2), δ3 = (− S2 + S3) / (h2−h3), and δ1 × 0.9 ≦ δ2 ≦ Assuming that the relationship of δ1 × 1.1 is
好ましくは、上記ボス部と上記後縁部とが交わる部分を後根元部とし、上記翼先端部と上記後根元部とを結ぶ直線を傾斜直線とし、上記傾斜直線と上記回転軸に対して平行な平面とのなす角度をθAとすると、25≦θA≦45の関係が成立している。 Preferably, a portion where the boss portion and the rear edge portion intersect is a rear root portion, a straight line connecting the blade tip portion and the rear root portion is an inclined straight line, and is parallel to the inclined straight line and the rotation axis. Assuming that the angle formed with a flat surface is θA, the relationship of 25 ≦ θA ≦ 45 is established.
本発明の第2局面に基づくプロペラファンは、回転動力を受けて仮想の回転軸周りに回転するプロペラファンであって、ボス部と、上記ボス部から回転半径方向の外側に延出する複数枚の翼と、を備え、上記翼は、回転方向における最も先端に位置する翼先端部と、上記翼先端部から上記ボス部まで延在し、回転方向における上記翼の前縁を形成する前縁部と、上記前縁部よりも回転方向における後側に設けられ、上記ボス部から回転半径方向の外側に向かって延在し、回転方向における上記翼の後縁を形成する後縁部と、上記後縁部の回転半径方向における外側の端部に位置する外周後端部と、上記翼先端部と上記外周後端部とを接続し、回転半径方向における上記翼の外周縁を形成する外周縁部と、を含み、上記回転軸に対して平行な方向における上記翼の厚さを翼厚という場合において、上記翼のうちの回転方向における前方側の部分は、上記前縁部の一部または全部に沿うように帯状に延在するとともに、翼面の一部が膨出するように形成された厚肉部を有し、上記厚肉部は、上記前縁部から上記翼の翼弦長の20%以下の範囲内に最大翼厚が形成される形状を有しており、上記厚肉部のうちの最大翼厚を形成している部分を1つの線で結んだときに描かれる線を最大翼厚線とし、上記翼の翼弦長に沿った方向において、上記最大翼厚線と上記前縁部との間の距離をDとすると、上記最大翼厚線は、回転半径方向における内側から外側に向かうにつれて距離Dが徐々に大きくなる部分を有している。 A propeller fan according to a second aspect of the present invention is a propeller fan that rotates around a virtual rotation axis by receiving rotational power, and a plurality of boss portions and a plurality of sheets extending outward in the rotational radial direction from the boss portions. A wing tip located at the foremost end in the rotation direction, and a leading edge that extends from the wing tip to the boss portion and forms a leading edge of the wing in the rotation direction. A rear edge portion provided on the rear side in the rotational direction from the front edge portion, extending from the boss portion toward the outside in the rotational radial direction, and forming the trailing edge of the blade in the rotational direction; An outer peripheral rear end located at an outer end in the rotational radius direction of the trailing edge, the blade tip and the outer peripheral rear end are connected to form an outer peripheral edge of the blade in the rotational radius. A peripheral portion and a direction parallel to the rotation axis In the case where the thickness of the wing is referred to as the wing thickness, the front portion of the wing in the rotational direction extends in a band shape along a part or all of the front edge, and It has a thick part formed so that a part swells, and the maximum thickness of the thick part is formed within a range of 20% or less of the chord length of the wing from the leading edge. The line drawn when connecting the portions forming the maximum blade thickness of the thick part with one line is the maximum blade thickness line, and is along the chord length of the blade. When the distance between the maximum blade thickness line and the leading edge is D, the maximum blade thickness line is a portion where the distance D gradually increases from the inside to the outside in the rotational radius direction. Have.
好ましくは、上記回転軸に対して平行な方向から上記翼を平面視した場合において、上記回転軸と上記翼先端部とを結ぶ線分の長さをR1とし、上記ボス部と上記前縁部とが交わる部分を前根元部とし、上記回転軸と上記前根元部とを結ぶ線分の長さをR2とし、上記回転軸と上記厚肉部のうちの回転半径方向における最も外側に位置する部分とを結ぶ線分の長さをR3とすると、0.4<(R3−R2)/(R1−R2)の関係が成立している。 Preferably, when the blade is viewed in plan from a direction parallel to the rotation axis, a length of a line segment connecting the rotation shaft and the blade tip is R1, and the boss portion and the leading edge portion Is the front root portion, the length of the line segment connecting the rotary shaft and the front root portion is R2, and is located on the outermost side in the rotational radius direction of the rotary shaft and the thick portion. When the length of the line segment connecting the portions is R3, a relationship of 0.4 <(R3-R2) / (R1-R2) is established.
好ましくは、上記厚肉部のうちの最大翼厚を形成している部分の翼厚をTmaxとし、上記翼の翼弦長の長さをCとし、上記翼のうちの上記前縁部から0.3×Cの位置における翼厚をTnとすると、(Tmax/Tn)<1.35の関係が成立している。 Preferably, the blade thickness of the portion of the thick wall portion forming the maximum blade thickness is Tmax, the chord length of the blade is C, and 0 from the leading edge portion of the blade. When the blade thickness at the position of 3 × C is Tn, the relationship of (Tmax / Tn) <1.35 is established.
好ましくは、上記厚肉部は、回転半径方向の外側に向かうにつれて翼厚が薄くなる形状を有している。 Preferably, the thick part has a shape in which the blade thickness becomes thinner toward the outer side in the rotational radius direction.
本発明に基づく送風装置は、吸入口および吐出口を有する風路形成部材と、駆動モータと、上記駆動モータにより駆動され、上記風路形成部材の中に配置された、上記のプロペラファンと、を備える。 An air blowing device according to the present invention includes an air passage forming member having an inlet and an outlet, a drive motor, the propeller fan driven by the drive motor and disposed in the air passage forming member, Is provided.
本発明によれば、高い直進性と強い風圧とを有する送風を実現することが可能なプロペラファン、およびそのようなプロペラファンを備えた送風装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the propeller fan which can implement | achieve the ventilation which has high linearity and a strong wind pressure, and an air blower provided with such a propeller fan can be provided.
以下、本発明に基づいた各実施の形態および各実験例について、図面を参照しながら説明する。各実施の形態および各実験例の説明において、個数および量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数およびその量などに限定されない。各実施の形態および各実験例の説明において、同一の部品および相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。特に制限が無い限り、各実施の形態に示す構成および各実験例に示す構成を適宜組み合わせて用いることは、当初から予定されていることである。 Embodiments and experimental examples based on the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of each embodiment and each experimental example, when the number and amount are referred to, the scope of the present invention is not necessarily limited to the number and amount unless otherwise specified. In the description of each embodiment and each experimental example, the same parts and corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may not be repeated. Unless there is a restriction | limiting in particular, it is planned from the beginning to use suitably combining the structure shown in each embodiment, and the structure shown in each experiment example.
[実施の形態1]
(全体構成)
図1は、実施の形態1における送風装置100を示す断面図である。送風装置100は、たとえばヘアドライヤであり、本体部10および把持部20を備える。把持部20には操作部23が設けられる。本体部10は、外ケース11、内ケース12、駆動モータ30、プロペラファン50、整流翼40、およびヒータ17を含む。外ケース11および内ケース12は、略筒状の形状をそれぞれ有する。外ケース11は、入口開口13および出口開口14を有する。入口開口13は出口開口14に連通し、入口開口13と出口開口14との間には風路が形成される。[Embodiment 1]
(overall structure)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a
風路形成部材としての内ケース12は、吸入口15および吐出口16を有する。吸入口15は、入口開口13側に位置し、吐出口16は、出口開口14側に位置する。駆動モータ30、プロペラファン50および整流翼40は、内ケース12の内部に設けられる。整流翼40の内側には、モータ支持部44(図2参照)が設けられる。駆動モータ30は、その出力軸31(図2参照)が本体部10の長手方向に対して略平行となるように配置される。
The
プロペラファン50は、駆動モータ30に取り付けられる。プロペラファン50は、駆動モータ30よりも吸入口15の側に配置される。プロペラファン50は、プロペラファン50の回転軸(図2における回転軸80を参照)が本体部10の長手方向に対して略平行となるように配置される。プロペラファン50は、駆動モータ30からの回転動力を受けて回転軸周りに回転し、上流側の入口開口13および吸入口15から下流側の吐出口16および出口開口14に向かって流れる気流(空気流)を発生させる。ヒータ17は、プロペラファン50よりも出口開口14の側に配置される。
The
図2は、図1中のII線に囲まれた領域を拡大して示す断面図である。図示上の便宜のため、図2の断面図は、紙面の上側に吸入口15が位置し、紙面の下側に吐出口16が位置するように図示されている。上述のとおり、駆動モータ30、プロペラファン50および整流翼40は、内ケース12の内部に設けられる。整流翼40の内側には、モータ支持部44が設けられる。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a region surrounded by line II in FIG. For convenience of illustration, the cross-sectional view of FIG. 2 is illustrated such that the
整流翼40は、プロペラファン50よりも下流側に配置される。整流翼40は、板状部42を含む。板状部42は、モータ支持部44の外表面から外方に向かって放射状に延在している。板状部42は、吸入口15から吐出口16に向かって流れる気流の流量を低下させないように、周方向に間隔を空けて配置されている。板状部42は、上流側に上流縁部43を有する。上流縁部43は、平面状の形状を有し、プロペラファン50の回転軸80に対して垂直な方向に沿って延びている。
The rectifying
(プロペラファン50)
図3および図4は、それぞれ、プロペラファン50を示す側面図および平面図である。プロペラファン50は、たとえば、AS(acrylonitrile-styrene)樹脂等の合成樹脂により、樹脂成型品として一体的に作製される。プロペラファン50は、駆動モータ30(図1,2参照)からの回転動力を受けて仮想の回転軸80の周りに矢印AR1方向に回転する。(Propeller fan 50)
3 and 4 are a side view and a plan view showing the
図3および図4に示すように、プロペラファン50は、ボス部60および3枚の翼70を備える。プロペラファン50は、回転対称の形状を有する。回転対称とは、回転軸80の周りにプロペラファン50を回転させたとき、2π/nラジアン(nは正の整数であり、本実施の形態ではn=3である)の回転角度で同じ図形が繰り返される性質を意味する。プロペラファン50は、翼70のうちの一つを回転軸80の周りに360/3=120(°)の回転角度で回転させると、その翼70に隣接する他の翼70に重なるという性質を有している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
プロペラファン50は、たとえば、一枚物の板金を捻り加工することによって作製されてもよいし、曲面を有して形成される一体の薄肉状物から作製されてもよい。これらの場合、そのプロペラファンは、別に成形したボス部60に3枚の翼70を接合する構造としてもよい。プロペラファン50は、3枚以外の複数枚の翼70を備えていてもよいし、1枚のみの翼70を備えていてもよい。プロペラファン50が1枚のみの翼70を備える場合、回転軸80に対して翼70の反対側に、バランサーとしての錘が設けられるとよい。
(ボス部60)
ボス部60は、駆動モータ30からの回転動力を受けることにより、仮想の回転軸80を中心として矢印AR1方向に回転する。ボス部60は、外表面61、内表面68(図2)および軸受部69(図2)を含む。ボス部60は、全体として回転対称の形状を有する。ボス部60の外表面61は、上流端部62、上流面64、上流面64の下流端65、下流面66および下流部67を含む。上流端部62は、外表面61の最も上流側(頂点)の位置に形成される。プロペラファン50が回転している時、上流端部62を通るように、回転軸80が形成される。上流面64は、上流端部62に連続する略円錐面の形状を有し、下流側に向かうにつれてプロペラファン50の回転半径方向の外側に向かって拡径するように延びている。(Boss 60)
The
略円錐面の形状とは、上流面64の回転軸80に沿う方向の断面形状が、略直線からなる面の形状を意味する。略円錐面は、上流面64のうちの上流端部62寄りの部分およびまたは上流面64のうちの下流端65寄りの部分が適宜湾曲している場合も含む。上流面64の形状は、下流側に向かうにつれてプロペラファン50の回転半径方向の外側に向かって拡径するように延びていれば、その全体として湾曲するように形成されていてもよく、円錐面を軸線に近づく向きに湾曲させた形状も、円錐面を軸線から遠ざかる向きに湾曲させた形状も「略円錐面」に含まれる。
The shape of a substantially conical surface means a shape of a surface in which the cross-sectional shape of the
ボス部60の上流端部62は、内角θ1(図2参照)を有している。内角θ1は、50°以上であることが好ましく、本実施の形態では98°である。内角θ1が50°であることにより、プロペラファン50が回転している際に上流側から下流側に向かって毛髪が流れたとしても、駆動モータ30の出力軸31(図2参照)に毛髪が巻き込まれることを抑制することができる。
The
上流面64の下流端65は、上流面64の最も下流側の位置に形成される。上流面64の下流端65を平面視した場合(図4参照)、上流面64の下流端65は円形状の形状を有している。下流部67(図3参照)は、上流面64の下流端65よりもさらに下流側に位置している。下流部67は、外表面61の全体としての最も下流側に位置している。
The
下流面66は、上流面64の下流端65と下流部67とを接続するように形成されている。下流面66は、全体として円柱面の形状を有し、回転軸80に対して平行な方向に沿って延びている。上流面64の下流端65とは、たとえば、上流面64と下流面66との間において曲率半径が最小となる部分である。ボス部60の内表面68(図2)は、外表面61の内側に形成される。軸受部69(図2)は、筒状の形状を有し、内表面68の中央の位置に設けられる。軸受部69は、プロペラファン50を、駆動モータ30(図2)の出力軸31に接続する部位である。
The
ここで、上流面64の回転軸80に対して平行な方向における高さ寸法をH(図3参照)とし、下流面66の回転軸80に対して平行な方向における高さ寸法をh(図3参照)とすると、h/(H+h)の値は1/5以上であることが好ましく、本実施の形態では約1/4である。h/(H+h)の値は、回転軸80に対して平行な方向において、ボス部60の全高(H+h)の中に占める下流面66の高さ寸法hの割合である。換言すると、ボス部60の全高(H+h)の中に占める下流面66の高さ寸法hの割合は、1/5以上であるとよい。h/(H+h)の値が1/5以上であることにより、プロペラファン50が回転している際に上流側から下流側に向かって毛髪が流れたとしても、駆動モータ30の出力軸31(図2参照)に毛髪が巻き込まれることを抑制することができる。
Here, the height dimension in the direction parallel to the
内角θ1の値が50°未満の場合であっても、下流面66の高さ寸法hがある程度確保されることによって、毛髪の巻き込みは抑制可能である。下流面66の高さ寸法hが全体の高さの1/5未満の場合であっても、内角θ1がある程度の値を有しており流れが外表面61から剥離するような形状を有していれば、毛髪の巻き込みは抑制可能である。したがって、内角θ1の特徴とh/(H+h)の特徴とは、ボス部60に対して独立して適用されることができる。なお、駆動モータの出力軸への毛髪の巻き込みをより一層抑制したい場合には、「h/(H+h)=0.0501×内角θ1max+0.0056」の関係が成立するように、内角θ1の最大値が設定されるとより好ましい。
Even when the value of the inner angle θ1 is less than 50 °, the hair hindrance can be suppressed by securing the height dimension h of the
(翼70)
3枚の翼70は、ボス部60の外表面61に設けられ、この外表面61からプロペラファン50の回転半径方向の外側に向かって延出する形状を有する。3枚の翼70は、同一の形状を有している。3枚の翼70は、プロペラファン50の回転方向(矢印AR1方向)において、等間隔に並んで配置されている。3枚の翼70が回転軸80を中心として矢印AR1方向に回転する際、3枚の翼70はボス部60と一体的に回転する。3枚の翼70は、回転軸80を中心として回転することにより、吸入口15(図1,2参照)から吐出口16(図1,2参照)に向かって流れる気流を発生させる。(Wing 70)
The three
図3および図4を参照して、翼70は、翼先端部71、前縁部72、根元部73、後縁部74、外周後端部75および外周縁部76を有する。翼先端部71は、プロペラファン50の回転方向(矢印AR1方向)における最も先端(前方側)に位置している。前縁部72は、翼先端部71からボス部60の外表面61まで延在し、回転方向における翼70の前縁を形成している。前縁部72は、ボス部60の外表面61から回転半径方向の外側に向かうにつれて、回転方向の前方側に向かって延びている(図4参照)。根元部73は、翼70とボス部60の外表面61との間(境目)に形成される。ボス部60と前縁部72とが交わる部分には、前根元部73F(図3)が形成され、ボス部60と後縁部74とが交わる部分には、後根元部73R(図3)が形成される。
With reference to FIGS. 3 and 4, the
後縁部74は、前縁部72よりも回転方向(矢印AR1方向)における後ろ側に設けられ、ボス部60の外表面61から回転半径方向の外側に向かって延在し、プロペラファン50の回転方向(矢印AR1方向)における翼70の後縁を形成している。後縁部74は、ボス部60の外表面61から回転半径方向の外側に向かうにつれて、回転方向のやや前方側に向かって延びている(図4参照)。外周後端部75は、回転半径方向における後縁部74の最も外側の端部(外側端)に形成される。外周縁部76は、翼先端部71と外周後端部75とを接続し、回転半径方向における翼70の外周縁を形成している。
The
翼70は、翼先端部71を先端とする鎌状に尖った形状を有する。翼70は、回転半径方向の内側に向かうにつれて、前縁部72および後縁部74の間の回転方向に沿う方向の幅が急峻に小さくなる形状を有する。換言すると、翼70は、回転半径方向の外側に向かうにつれて、前縁部72および後縁部74の間の回転方向に沿う方向の幅が急峻に大きくなる形状を有する。
The
前縁部72は、翼70の回転方向(矢印AR1方向)の前方側に位置し、回転方向における翼70の前縁を形成している。プロペラファン50を回転軸80に対して平行な方向から見た場合(換言すると、プロペラファン50を平面視した場合)に、前縁部72は、前根元部73Fを起点として、ボス部60の外表面61から回転半径方向の外側に向かうにつれて、回転方向の前方側に向かって延びている。プロペラファン50を回転軸80に対して直交する方向から見た場合(換言すると、プロペラファン50を側面視した場合)に、前縁部72は、前根元部73Fを起点として、ボス部60の外表面61から回転半径方向の外側に向かうにつれて、気流の流れる方向の上流側に向かって延びている。
The leading
翼先端部71は、回転方向(矢印AR1方向)における翼70の最も先端(前方側)に位置するとともに、前縁部72における回転半径方向の最も外側に位置する。翼先端部71は、前縁部72と外周縁部76とが接続される部分であり、前縁部72と外周縁部76との間において曲率半径が最小となる部分である。
The
後縁部74は、翼70の回転方向の後方側に位置し、回転方向における翼70の後縁を形成している。プロペラファン50を回転軸80に対して平行な方向から見た場合(換言すると、プロペラファン50を平面視した場合)に、後縁部74は、後根元部73Rを起点として、回転半径方向の内側から同方向の外側に向けて延びている。プロペラファン50を回転軸80に対して直交する方向から見た場合(換言すると、プロペラファン50を側面視した場合)に、後縁部74は、後根元部73Rを起点として、ボス部60の外表面61から回転半径方向の外側に向かうにつれて、気流の流れる方向のやや上流側に向かって延びている。
The trailing
外周後端部75は、後縁部74における回転半径方向の最も外側に位置する。外周後端部75は、後縁部74と外周縁部76とが接続される部分であり、後縁部74と外周縁部76との間において曲率半径が最小となる部分である。外周縁部76は、翼70の回転方向(回転軸80を中心とする周方向)に沿って延び、翼先端部71と外周後端部75との間を接続するように設けられる。外周縁部76は、全体として、翼先端部71と外周後端部75との間でほぼ円弧状に延びている。プロペラファン50を回転軸80に対して平行な方向から見た場合(換言すると、プロペラファン50を平面視した場合)に、回転軸80(上流端部62)および翼先端部71の間の寸法は、回転軸80(上流端部62)および外周後端部75の間の寸法よりも小さくなっている。
The outer peripheral
翼先端部71、前縁部72、根元部73、後縁部74、外周後端部75および外周縁部76は、翼70の周縁を形成している。この周縁に囲まれた領域の内側の全域に、翼70の翼面が形成される。翼70の翼面は、前縁部72が気流の流れる方向における上流側に位置し、後縁部74が気流の流れる方向における下流側に位置する形状を有している。翼70の翼面は、前縁部72から後縁部74に向かうにつれて、吸入口15(図1,2参照)の側から吐出口16(図1,2参照)の側に向かって全体として滑らかに湾曲するように形成されている。
The
図3を参照して、翼先端部71と後根元部73Rとを結ぶ直線を傾斜直線LFとし、傾斜直線LFと回転軸80に対して平行な平面とのなす角度をθAとすると、25≦θA≦45の関係が成立していることが好ましい。角度θAとは、傾斜直線LFを含み且つ回転軸80に対して平行な方向に沿って延びる平面を描き、さらに、回転軸80に対して直交する方向に沿って延びる平面を描き、これらの2つの平面同士により形成される交線を描いた場合、この交線と傾斜直線LFとの間に形成される角度のことである。本実施の形態では、θA=33.6°である。
Referring to FIG. 3, when a straight line connecting
プロペラファン50が回転している時、翼70の翼面の吐出口16側の面には正圧面が形成され、翼70の翼面の吸入口15の面には負圧面が形成される。プロペラファン50が回転している時、翼70の翼面は、吸入口15から吐出口16に向かって流れる気流を発生させる。プロペラファン50が回転している時、翼面上で空気流れが発生することに伴って、正圧面で相対的に大きく、負圧面で相対的に小さくなる圧力分布が生じる。
When the
回転軸80に対して平行な方向において、翼70は、高さ寸法haおよび高さ寸法hbを有している。高さ寸法haは、回転軸80に対して平行な方向において、翼70における最も下流側の位置(翼70においては後根元部73R)と、前根元部73Fの位置との間の寸法である。高さ寸法hbは、回転軸80に対して平行な方向において、翼70における最も下流側の位置(翼70においては後根元部73R)と、翼先端部71の位置との間の寸法である。
In the direction parallel to the
プロペラファン50を回転軸80に対して直交する方向から見た場合(換言すると、プロペラファン50を側面視した場合)に、前縁部72は、根元部73のうちの回転方向における前端部(前根元部73F)を起点として、ボス部60の外表面61から回転半径方向の外側に向かうにつれて、気流の流れる方向の上流側に向かって延びている。hb/haの値は1.5以上であることが好ましく、本実施の形態においては2.20である。
When the
翼70が回転することに伴って、翼70の翼先端部71の付近には翼先端渦が発生する。この翼先端渦は、翼先端部71の付近を先端として回転方向(矢印AR1方向)の後方側に向かって延びるように発生する。翼70の翼先端部71は、hb/ha≧1.5を満足するように翼70の下流端から離れた位置に形成されており、翼先端渦の発生位置と、翼70の下流端(後縁部74)の付近に発生する渦の発生位置との間の距離が長くなっている。hb/ha≧1.5を満足することにより、吸入口からの空気が吐出口に向かってスムーズに流れることが可能な風路の幅が広くなり、内ケースの内壁面に対する空気の入射角も小さくなる。ここで言う入射角とは、吸入口からの空気が内ケースの内壁面に接触する際に、その空気の流れる方向と内ケースの内壁面との間に形成される角度のことである。
As the
hb/ha≧1.5を満足していることによれば、吸入口からの空気が内ケースの内壁面に接触する際に、回転半径方向の外側に向かう流れは、内ケースの内壁面に接触したとしても弾き返されることはほとんどない。外表面61に沿って流れていた空気が内側に入り込むこともなく、内ケースの内壁面に接触した空気はそのまま下流側に向かって流れることとなる。したがってhb/ha≧1.5を満足していることにより、毛髪などの異物が駆動モータ30の出力軸31に絡みつくことを効果的に抑制することが可能となる。
When hb / ha ≧ 1.5 is satisfied, when the air from the suction port contacts the inner wall surface of the inner case, the flow toward the outer side in the rotational radius direction is applied to the inner wall surface of the inner case. Even if it touches, it is hardly repelled. The air flowing along the
(翼70の詳細構造)
図5は、プロペラファン50の翼70を詳細に示す平面図である。回転軸80に対して平行な方向から翼70を平面視した場合において、回転軸80の位置に中心を有し、且つ翼70に外接する外接円CRを描いたとする。外接円CRは、図5中で一点鎖線で示されている。外接円CRとは、3枚の翼70をその内側に含む最小の円のことである。外接円CRの中心は、ボス部60の上流端部62の位置に一致している。(Detailed structure of wing 70)
FIG. 5 is a plan view showing the
(12≦γ/n≦17)
外接円CRの中心と翼先端部71とを結ぶ直線を第1直線L1とし、第1直線L1と外接円CRとの交点を第1点P1とし、外接円CRの中心と外周後端部75とを結ぶ直線を第2直線L2とし、第2直線L2と外接円CRとの交点を第2点P2とする。外接円CRのうちの第1点P1と第2点P2との間に形成される円弧の円周に沿った長さをLmとし、外接円CR上に位置し、(0.1×Lm)の円周に沿った長さ分だけ第1点P1から離れた点を第3点P3とし、外接円CRの中心と第3点P3とを結ぶ直線を第3直線L3とし、第3直線L3と前縁部72との交点を内側基準点Q1とし、第3直線L3と外周縁部76との交点を外側基準点Q2とする。(12 ≦ γ / n ≦ 17)
A straight line connecting the center of the circumscribed circle CR and the
内側基準点Q1、翼先端部71および外側基準点Q2をこの順に直線で結んだときに形成される内角をγとすると、12≦γ/n≦17の関係が成立している。nは、2以上の整数であり、プロペラファン50に搭載される翼70の枚数である。内角γは、翼70を平面視したときの、翼70の翼先端部71における尖り具合に相当している。本実施の形態では、n=3であり、γ=47°であり、γ/n=15.667である。
When an inner angle formed when the inner reference point Q1, the
(0.4≦Ln/Lm≦0.7)
外周縁部76は、外接円CR上に位置する途中部分P4を含んでいる。途中部分P4とは、外周縁部76を翼先端部71の側から外周後端部75の側に見ていった場合に、外周縁部76が最初に外接円CRに交差する箇所に位置している。すなわち、外周縁部76のうちの翼先端部71と途中部分P4との間の部分は、翼先端部71から途中部分P4に向かうにつれて外接円CRの中心から遠ざかるように回転半径方向の外側に広がる形状を有している。(0.4 ≦ Ln / Lm ≦ 0.7)
The outer
外接円CRのうちの第1点P1と途中部分P4との間に形成される円弧の円周に沿った長さをLnとすると、0.4≦Ln/Lm≦0.7の関係が成立している。Ln/Lmは、外周縁部76が翼先端部71に向かって外周から内側に入り込む部分が、外周縁部76に対してどのくらいを占めているかの割合を表す。Ln/Lmの値が大きい程、内側に入り込んでいる形状となる。本実施の形態では、Ln/Lm=0.587である。
If the length along the circumference of the arc formed between the first point P1 and the middle part P4 in the circumscribed circle CR is Ln, the relationship of 0.4 ≦ Ln / Lm ≦ 0.7 is established. doing. Ln / Lm represents the ratio of the portion of the outer
(0.8≦R1/R0≦0.9)
さらに、外接円CRの中心と翼先端部71とを結ぶ線分の長さをR1とし、外接円CRの半径をR0とすると、0.8≦R1/R0≦0.95の関係が成立している。本実施の形態では、R1/R0=0.904である。翼70は、以上のように構成される。(0.8 ≦ R1 / R0 ≦ 0.9)
Further, if the length of the line segment connecting the center of the circumscribed circle CR and the
(作用および効果)
図6および図7は、それぞれ、プロペラファン50が回転しているときの様子を示す平面図および側面図である。翼70は、12≦γ/n≦17の関係を満足しており、翼先端部71の近傍において先端が細くなる形状を有している。したがって、翼先端部71を起点として発生する翼先端渦(図中の太線矢印を参照)の渦径が細くなる。その結果、渦のエネルギーが強くなり、直進性が高く強い風圧を持った風を遠くまで到達させることができる。(Function and effect)
6 and 7 are a plan view and a side view, respectively, showing a state when the
図8および図9は、それぞれ、実施の形態1の比較例におけるプロペラファン50Zを示す平面図および側面図である。プロペラファン50Zは、ボス部60Zと、7枚の翼70Zを備える。ボス部60の外表面61は、ドーム形状を有している。翼70Zに外接する外接円CRを描き、外接円CRの中心と翼先端部71とを結ぶ線分の長さをR1とし、外接円CRの半径をR0とすると、R1≒R0であり、翼70Zは0.8≦R1/R0≦0.95の関係を満足していない。
8 and 9 are a plan view and a side view, respectively, showing propeller fan 50Z in the comparative example of the first embodiment. The propeller fan 50Z includes a
図10は、プロペラファン50Zの翼70Zを詳細に示す平面図である。実施の形態1と同様に第3直線L3、内側基準点Q1および外側基準点Q2などを定義し、角度γ(図示せず)を算出すると、翼70Zにおいてはγ=80°である。すなわち、翼70Zの場合、翼先端部71を起点として発生する翼先端渦(図中の太線矢印を参照)は翼面からはなれ、渦径は実施の形態1の場合に比べて太くなる。その結果、渦のエネルギーが散逸することにより、直進に寄与する渦のエネルギーが実施の形態1の場合に比べて弱くなり、直進性が高く強い風圧を持った風を遠くまで到達させることは難しくなる。
FIG. 10 is a plan view showing in detail the blade 70Z of the propeller fan 50Z. When the third straight line L3, the inner reference point Q1, the outer reference point Q2, and the like are defined and the angle γ (not shown) is calculated as in the first embodiment, γ = 80 ° in the blade 70Z. That is, in the case of the blade 70Z, the blade tip vortex (see the thick line arrow in the figure) generated from the
図11は、実施の形態1とその比較例における送風装置が動作している様子を対比するための図である。実施の形態1の場合、翼70の作用により、出口開口14から吹き出される風に強い渦成分が発生することで、風に強い回転成分(Vθ)を付与でき、風の持つエネルギーを上昇させることができる。実施の形態1の場合、風は一点鎖線BL1に示すように、直進性が高く強い風圧を持った状態で吹き出されることとなる。
FIG. 11 is a diagram for comparing the state in which the air blower according to
実施の形態1の場合と比較例の場合とで初速のVzが同じになるように構成したとしても(つまり風量を等しくても)、比較例の場合においては回転成分(Vθ)が弱いため、渦が散逸してしまい、風の持つエネルギーは小さい。比較例の場合では、風が広がって効率良く頭皮まで乾かすことができない。比較例の場合、風は破線BL2に示すように、直進性が低く弱い風圧を持った状態で吹き出されることとなる。一方で、実施の形態1の場合では、強い渦成分により、風のエネルギーが上昇し、頭皮まで風がしっかり届くこととなる。すなわち、出口開口14から吹き出される風の空気密度をρとし、回転成分をVθとし、初速をVzとすると、実施の形態1と比較例との間には、次の式が成立することとなる。なお、図中の寸法LL1はたとえば3cmであり、寸法LL2は15cmである。(1/2)×ρ×Vz2<{(1/2)×ρ×Vz2+(1/2)×ρ×Vθ2}
実施の形態1の送風装置100は、毛髪の乾燥およびスタイリングの用途だけでなく、頭皮を十分に乾かすことができる。頭皮に雑菌が繁殖することもなく、かゆみや湿疹、もしくは臭いなどを引き起こすことも十分に抑制できる。送風装置100を頭皮に近づける必要も無いため、熱による頭皮の過乾燥または頭皮付近の髪のダメージに繋がる恐れもほとんどない。Even if the first embodiment and the comparative example are configured so that the initial speed Vz is the same (that is, even if the air volume is the same), the rotational component (Vθ) is weak in the comparative example. The vortex is dissipated and the energy of the wind is small. In the case of the comparative example, the wind spreads and the scalp cannot be efficiently dried. In the case of the comparative example, as shown by the broken line BL2, the wind is blown out in a state where the straightness is low and the wind pressure is weak. On the other hand, in the case of the first embodiment, the wind energy increases due to the strong vortex component, and the wind reaches the scalp firmly. That is, when the air density of the wind blown from the
The
髪のダメージを抑えながら頭皮まで風を到達させることを実現するために、ファンの静圧を上げて到達距離を延ばすという構成が考えられるが、この場合、髪の毛を吸込み口から巻き込んでしまう懸念がある。送風装置100によれば、直進性が高く強い風圧を持った風により、ファンの静圧を上げずに到達距離を延ばすことができるため、そのような懸念もない。静圧を上げずに到達距離を延ばす方法として、吹出し口を絞って吹出風速を高めるという構成も考えられるが、この場合には風量が減少するので、頭皮を十分に乾燥させるだけの風量が得られない。送風装置100によれば、そのような懸念もない。
In order to achieve the wind reaching the scalp while suppressing hair damage, it is possible to increase the static pressure of the fan and extend the reach distance, but in this case, there is a concern that the hair will be caught from the inlet is there. According to the
図12および図13を参照して、12≦γ/n≦17の関係についてさらに説明する。この不等式の中では、角度γを翼の枚数nで除している。図12および図13の中では、翼70Aおよびボス部60Aを備えるプロペラファン50Aが図示されている。翼70Aにおいては、翼先端部71と後根元部73Rとを結ぶ直線を傾斜直線LFとすると、傾斜直線LFと回転軸80に対して平行な平面とは、角度θBをなしている。
The relationship of 12 ≦ γ / n ≦ 17 will be further described with reference to FIGS. In this inequality, the angle γ is divided by the number n of blades. 12 and 13, a
同じ直径で同じ高さを有するファンでは、翼の枚数nが多くなると、翼の傾き(≒角度θB)が急峻になる。すなわち、翼先端部71で発生した翼先端渦の強度は、翼の展開角に対して翼の先端がどれだけ尖っているかで決まってくる。展開角をどれだけ大きく取れるかは、翼の枚数で決まる。翼が3枚の場合、展開角の最大値は120°であり、翼が4枚の場合、展開角の最大値は90°である。すなわち、展開角は、360を翼の枚数で除した値である。
In a fan having the same diameter and the same height, as the number n of blades increases, the blade inclination (≈angle θB) becomes steep. That is, the strength of the blade tip vortex generated at the
同じ直径で同じ高さを有するファンでは、翼の枚数nが多くなると、翼の傾き(≒角度θB)が急峻になる。翼先端部71における翼の尖り具合を示す角度γを比較するために、翼の枚数nで補正する。そこで、γをnで除して評価を行う。上述のとおり、風の速度に回転成分を付与することによって、回転成分を有しない風と比較して、風の直進性が格段に高まり、翼先端渦が長くなり、風は頭皮まで到達できる。翼先端部の尖り具合が風の到達距離に大きく影響するが、翼の先端が必要以上に太っていると、翼先端渦も大きく太り、翼の後方で容易に散逸し、頭皮まで到達するほどの直進性を有しない。また、翼面積は増えるが、ある程度以上増やしても抵抗となるため、風量は増加しない。逆に、翼先端があまりに尖りすぎると、風量が減少する。発生する渦が細すぎると渦の運動エネルギーは弱まってしまう。以上のようなことに鑑みて、γ/nを評価するためにγ/nの値を変更し、風量と上記面積の計測を行ったところ、12≦γ/n≦17が最適であることが分かった。以下、具体的に説明する。
In a fan having the same diameter and the same height, as the number n of blades increases, the blade inclination (≈angle θB) becomes steep. In order to compare the angle γ indicating the sharpness of the blade at the
図14〜図17を参照して、12≦γ/n≦17の関係に関して行なった実験およびその結果について説明する。図14は、本実験のモデルを示す平面図である。翼70の枚数nは3である。図中の線72A,72Bに示すように、前縁部72の形状を種々変更することにより、内側基準点Q1の位置を点Q1A,Q1Bの位置に変化させ、γ/nの値を変化させた。翼先端部71、外周縁部76、外周後端部75、および後縁部74の位置および形状は変更させなかった。プロペラファンの回転数は14000rpmであり、ファン径はφ63mmであり、ファン高さは30mmであり、これらはいずれも一定値とした。
With reference to FIG. 14 to FIG. 17, experiments and results obtained regarding the relationship of 12 ≦ γ / n ≦ 17 will be described. FIG. 14 is a plan view showing a model of this experiment. The number n of
γ/nの値を変化させ、その時の吹出口直後の風量を計測した(図15参照)。風量は、相対値を得るものとし、γ=80°のときに得られる吹出口直後の風量を基準値の1とした。また、吹出し口の直後の風速の平均値をV0とし、γを変化させ、吹出口から15cm先で、風速V0の0.9倍の速さを保っている部分の面積を計測した(図16参照)。この面積についても相対値を得るものとし、γ=80°のときに吹出口から15cm先で0.9×V0となる面積を基準値の1とした。
The value of γ / n was changed, and the air volume immediately after the outlet was measured (see FIG. 15). The air volume was obtained as a relative value, and the air volume immediately after the air outlet obtained when γ = 80 ° was set to 1 as a reference value. Further, the average value of the wind speed immediately after the blowout port is set to V0, γ is changed, and the area of a portion that is 0.9 cm faster than the wind speed V0 is measured 15 cm away from the blowout port (FIG. 16). reference). A relative value was also obtained for this area, and an area that becomes 0.9 ×
図15を参照して、γ/nが10より小さい場合に、風量が低下することが分かった。γ/nが10以上の場合、風量の変化は見られなかった。図16を参照して、12≦γ/n≦17であれば、γ=80°の約2倍(2.5倍)以上の面積で、初速の0.9倍を維持できていることが分かった。したがって、風量の低下がなく、顕著な効果が得られるのは、12≦γ/n≦17であると言える。 Referring to FIG. 15, it was found that when γ / n is smaller than 10, the air volume decreases. When γ / n was 10 or more, no change in the air volume was observed. Referring to FIG. 16, if 12 ≦ γ / n ≦ 17, 0.9 times the initial speed can be maintained in an area that is approximately twice (2.5 times) or more of γ = 80 °. I understood. Therefore, it can be said that 12 ≦ γ / n ≦ 17 is obtained that there is no reduction in the air volume and a remarkable effect is obtained.
図17を参照して、風量と騒音との関係についても検証した。γ/n=17.9の場合、風量が2.0m3/minのとき、騒音は62.9dBであり、風量が2.5m3/minのとき、騒音は68.9dBであった。一方で、γ/n=15.7の場合、風量が2.0m3/minのとき、騒音は61.3dBであり、風量が2.5m3/minのとき、騒音は67.1dBであった。γ/nを変化させることによって、全体的には1dB以上、2.5m3/min時には1.8dB程度の騒音低減の効果が得られた。すなわち、γ/nが15.7の場合は、γ/nが17.9の場合に比べて騒音が低下することが分かった。With reference to FIG. 17, the relationship between the air volume and noise was also verified. In the case of γ / n = 17.9, the noise was 62.9 dB when the air volume was 2.0 m 3 / min, and the noise was 68.9 dB when the air volume was 2.5 m 3 / min. On the other hand, when γ / n = 15.7, the noise is 61.3 dB when the air volume is 2.0 m 3 / min, and the noise is 67.1 dB when the air volume is 2.5 m 3 / min. It was. By changing γ / n, an overall noise reduction effect of 1 dB or more and about 1.8 dB at 2.5 m 3 / min was obtained. In other words, it was found that when γ / n is 15.7, the noise is lower than when γ / n is 17.9.
図18〜図22を参照して、0.4≦Ln/Lm≦0.7の関係についてさらに説明する。上述のとおり、Ln/Lmは、外周縁部76が翼先端部71に向かって外周から内側に入り込む部分が、外周縁部76に対してどのくらいを占めているかの割合を表す。図18には、翼70A1およびボス部60A1を備えるプロペラファン50A1が図示されている。翼70A1における途中部分P4Aは、上述の実施の形態1の場合に比べて外周後端部75の近くに位置しており、翼70Aは、0.4≦Ln/Lm≦0.7の関係を満足していない。途中部分P4Aの位置では、良好な翼先端渦が形成されにくく、直進性などを向上させることは難しい。
The relationship of 0.4 ≦ Ln / Lm ≦ 0.7 will be further described with reference to FIGS. As described above, Ln / Lm represents the ratio of the portion of the outer
図19には、翼70A2およびボス部60A2を備えるプロペラファン50A2が図示されている。翼70A2における途中部分P4Bは、上述の実施の形態1の場合に比べて翼先端部71の近くに位置しており、翼70Bも、0.4≦Ln/Lm≦0.7の関係を満足していない。途中部分P4Bの位置では、翼先端部71が外接円CRに近くなり、翼先端渦が減衰しやすくなり、直進性などを向上させることは難しい。
FIG. 19 shows a propeller fan 50A2 including a blade 70A2 and a boss 60A2. The midway portion P4B in the blade 70A2 is located closer to the
図20〜図22を参照して、0.4≦Ln/Lm≦0.7の関係に関して行なった実験およびその結果について説明する。図20は、本実験のモデルを示す平面図である。翼70の枚数nは3である。図中の線76A,76Bに示すように、外周縁部76の形状を種々変更することにより、Ln/Lmの値を変化させた。翼先端部71の位置は固定とし、翼先端部71における角度γは47°であり、プロペラファンの回転数は14000rpmであり、ファン径はφ63mmであり、ファン高さは30mmであり、これらはいずれも一定値とした。
With reference to FIGS. 20-22, the experiment conducted regarding the relationship of 0.4 <= Ln / Lm <= 0.7 and its result are demonstrated. FIG. 20 is a plan view showing a model of this experiment. The number n of
Ln/Lmの値を変化させ、その時の吹出口直後の風量を計測した(図21参照)。風量は、相対値を得るものとし、Ln/Lm=1のときに得られる吹出口直後の風量を基準値の1とした。また、吹出し口の直後の風速の平均値をV0とし、Ln/Lmの値を変化させ、吹出口から15cm先で、風速V0の0.9倍の速さを保っている部分の面積を計測した(図21参照)。この面積についても相対値を得るものとし、Ln/Lm=1のときに吹出口から15cm先で0.9×V0となる面積を基準値の1とした。
The value of Ln / Lm was changed, and the air volume immediately after the outlet was measured (see FIG. 21). The air volume was obtained as a relative value, and the air volume immediately after the air outlet obtained when Ln / Lm = 1 was set to 1 as the reference value. Also, the average value of the wind speed immediately after the blowout port is V0, the value of Ln / Lm is changed, and the area of the part maintaining 0.9 times the wind speed V0 is measured 15 cm away from the blowout port. (See FIG. 21). A relative value was also obtained for this area, and an area that was 0.9 ×
図21を参照して、Ln/Lmが0.7より小さい場合に、風量が低下することが分かった。0.4≦Ln/Lm≦0.7の場合、風量の変化は見られなかった。図22を参照して、0.4≦Ln/Lm≦0.7であれば、Ln/Lm=1の場合に比べて約10%程度の増加が見込めることがわかる。したがって、風量の低下がほとんどなく、適切な効果が得られるのは、0.4≦Ln/Lm≦0.7であると言える。 Referring to FIG. 21, it was found that the air volume decreases when Ln / Lm is smaller than 0.7. When 0.4 ≦ Ln / Lm ≦ 0.7, no change in the air volume was observed. Referring to FIG. 22, it can be seen that if 0.4 ≦ Ln / Lm ≦ 0.7, an increase of about 10% can be expected as compared to the case of Ln / Lm = 1. Therefore, it can be said that 0.4 ≦ Ln / Lm ≦ 0.7 that the air volume is hardly lowered and an appropriate effect is obtained.
すなわち、Ln/Lmの値が大きすぎる場合には、翼のうちの半径方向の外側部分で働く翼の面積が低下し、ファンの能力が低下してしまう。逆に、Ln/Lmの値が小さすぎる場合には、翼の先端近くまで半径が大きい形状となり、翼先端から発生した翼先端渦の位置が半径方向の外側になる。その結果、後方に吐出された翼先端渦がケーシングに衝突し、渦の有する運動エネルギーがケーシングとの摩擦により損失される。それによって風の直進性および到達距離が低下するものと考えられる。 That is, when the value of Ln / Lm is too large, the area of the blades working in the radially outer portion of the blades is reduced, and the fan performance is reduced. On the other hand, when the value of Ln / Lm is too small, the radius becomes a shape close to the tip of the blade, and the position of the blade tip vortex generated from the blade tip is outside in the radial direction. As a result, the blade tip vortex discharged backward collides with the casing, and the kinetic energy of the vortex is lost due to friction with the casing. This is considered to reduce the straightness and reach of the wind.
図23〜図25を参照して、0.8≦R1/R0≦0.95の関係に関して行なった実験およびその結果について説明する。R1/R0は、翼先端部71の回転半径方向における位置を表す。R1/R0が小さい程、翼先端部71は内側に入り込んでいる。図23は、本実験のモデルを示す平面図である。翼70の枚数nは3である。図中の線71A,71Bに示すように、翼先端部71の位置を種々変更することにより、R1/R0の値を変化させた。途中部分P4の位置は固定とし、翼先端部71における角度γは36°であり、プロペラファンの回転数は14000rpmであり、ファン径はφ63mmであり、ファン高さは30mmであり、これらはいずれも一定値とした。
With reference to FIG. 23 to FIG. 25, the experiment and the result conducted regarding the relationship of 0.8 ≦ R1 / R0 ≦ 0.95 will be described. R1 / R0 represents the position of the
R1/R0の値を変化させ、その時の吹出口直後の風量を計測した(図24参照)。風量は、相対値を得るものとし、R1/R0=1のときに得られる吹出口直後の風量を基準値の1とした。また、吹出し口の直後の風速の平均値をV0とし、R1/R0の値を変化させ、吹出口から15cm先で、風速V0の0.9倍の速さを保っている部分の面積を計測した(図25参照)。この面積についても相対値を得るものとし、R1/R0=1のときに吹出口から15cm先で0.9×V0となる面積を基準値の1とした。
The value of R1 / R0 was changed, and the air volume immediately after the outlet was measured (see FIG. 24). The air volume was obtained as a relative value, and the air volume immediately after the air outlet obtained when R1 / R0 = 1 was set to 1 as a reference value. Moreover, the average value of the wind speed immediately after the outlet is V0, the value of R1 / R0 is changed, and the area of the part maintaining 0.9 times the wind speed V0 is measured 15 cm away from the outlet. (See FIG. 25). A relative value was also obtained for this area, and an area that becomes 0.9 ×
図24を参照して、R1/R0が0.8より小さい場合に、風量が低下することが分かった。R1/R0が0.8以上の場合、風量の変化は見られなかった。図25を参照して、0.8≦R1/R0≦0.95であれば、R1/R0=1の場合に比べて約20%程度の増加が見込めることがわかる。したがって、風量の低下がほとんどなく、適切な効果が得られるのは、0.8≦R1/R0≦0.95であると言える。さらに顕著な効果が得るためには、0.9≦R1/R0≦0.92とすることが望ましいと言える。 Referring to FIG. 24, it was found that the air volume decreases when R1 / R0 is smaller than 0.8. When R1 / R0 was 0.8 or more, no change in the air volume was observed. Referring to FIG. 25, it can be seen that if 0.8 ≦ R1 / R0 ≦ 0.95, an increase of about 20% can be expected compared to the case of R1 / R0 = 1. Therefore, it can be said that 0.8 ≦ R1 / R0 ≦ 0.95 has almost no decrease in the air volume and an appropriate effect can be obtained. In order to obtain a more remarkable effect, it can be said that 0.9 ≦ R1 / R0 ≦ 0.92.
すなわち、R1/R0の値が小さすぎる場合には、翼のうちの半径方向の外側部分で働く翼の面積が低下し、ファンの能力が低下してしまう。逆に、R1/R0の値が大きすぎる場合には、翼の先端近くまで半径が大きい形状となり、翼先端から発生した翼先端渦の位置が半径方向の外側になる。その結果、後方に吐出された翼先端渦がケーシングに衝突し、渦の有する運動エネルギーがケーシングとの摩擦により損失される。それによって風の直進性および到達距離が低下するものと考えられる。 That is, if the value of R1 / R0 is too small, the area of the blades working in the radially outer part of the blades is reduced, and the fan performance is reduced. On the other hand, when the value of R1 / R0 is too large, the shape has a large radius up to the vicinity of the blade tip, and the position of the blade tip vortex generated from the blade tip is outside in the radial direction. As a result, the blade tip vortex discharged backward collides with the casing, and the kinetic energy of the vortex is lost due to friction with the casing. This is considered to reduce the straightness and reach of the wind.
γおよびLn/Lmを固定し、先端の位置を半径方向に移動した場合に、翼先端部が外周に近ければ近いほど、翼先端から発生した翼先端渦の位置が半径方向外側になるため、後方に吐出された翼先端渦がケーシングに衝突し、渦の有する運動エネルギーがケーシングとの摩擦により損失される。それによって風の直進性および到達距離が低下する。また反対に、翼先端部が内側に入り込みすぎると、翼先端渦がボス部に当たって摩擦により渦の強度が減衰する。翼先端渦が外側のケーシングにぶつかる場合と比較して、翼先端渦が内側のボス部にぶつかる場合の方が、抵抗による損失が大きくなり、より渦の強度(運動エネルギー)が減衰する。 When γ and Ln / Lm are fixed and the tip position is moved in the radial direction, the closer the blade tip is to the outer periphery, the closer the blade tip vortex generated from the blade tip is to the outside in the radial direction. The blade tip vortex discharged backward collides with the casing, and the kinetic energy of the vortex is lost due to friction with the casing. This reduces the straightness and reach of the wind. On the other hand, if the blade tip part goes too far into the inside, the blade tip vortex hits the boss part and the strength of the vortex is attenuated by friction. Compared with the case where the blade tip vortex collides with the outer casing, the loss due to the resistance increases when the blade tip vortex collides with the inner boss, and the strength (kinetic energy) of the vortex is further attenuated.
したがって、翼先端渦がケーシングにもボス部にも擦れにくい位置に翼先端部71を設けるのが効果的であり、実施の形態1の送風装置100に用いられる翼70は、12≦γ/n≦17、0.4≦Ln/Lm≦0.7、および0.8≦R1/R0≦0.95の関係をいずれも満足しており、回転時に撓んだ翼先端部が円周上に乗ることにより、回転時にもケーシングと干渉することの無い範囲において、最も効率良くファンを使用可能となっている。頭皮まで風を吹き付けることができれば、頭皮のマッサージ効果も得ることが可能である。スカルプモードとして、リズム風などにしても良い。
Therefore, it is effective to provide the
図26に示すように、翼70の翼面上に翼先端部71を通る流線L71を描いたとすると、前縁部72および外周縁部76は、流線L71に対してほぼ左右対称となるような幅W71Aおよび幅71Bを有して延びていることがさらに望ましい。幅W71Aおよび幅71Bとは、流線L71に対して直交する方向における、流線L71と前縁部72および外周縁部76との間の距離である。当該形状によれば、さらに高い直進性と強い風圧とを有する送風を実現できる。
As shown in FIG. 26, when a streamline L71 passing through the
[実施の形態2]
(プロペラファン50B)
図27〜図38を参照して、実施の形態2におけるプロペラファン50Bについて説明する。図27は、プロペラファン50Bを示す側面図である。プロペラファン50Bは、上述の実施の形態1における12≦γ/n≦17、0.4≦Ln/Lm≦0.7、および0.8≦R1/R0≦0.95の関係を満足していると言う構成に加えて、下記の特徴をさらに備えている。[Embodiment 2]
(Propeller fan 50B)
With reference to FIGS. 27 to 38, propeller fan 50B in the second embodiment will be described. FIG. 27 is a side view showing the propeller fan 50B. Propeller fan 50B satisfies the
プロペラファン50Bは、ボス部60Bおよび翼70Bを備える。翼70Bの回転によって生成される風の流れる方向においてプロペラファン50Bよりも下流側に位置し、且つ回転軸80に対して直交する基準平面CPを描いたとする。回転軸80に対して平行な方向における基準平面CPからの距離を高さという場合、ボス部60Bおよび翼70Bを構成している部位のうち、回転によって生成される風の流れる方向において最も上流側に位置する部分の高さをh0とし、翼先端部71の高さをh1とする。本実施の形態では、h0=h1である。
Propeller fan 50B includes
さらに、ボス部60Bと前縁部72とが交わる部分(すなわち、前根元部73F)の高さをh2とし、ボス部60Bと後縁部74とが交わる部分(すなわち、後根元部73R)の高さをh3とする。h0,h1,h2,h3の各高さにおいて回転軸80に対して直交する平面でボス部60B(プロペラファン50B)を仮想的に切断したときに形成されるボス部60Bの断面形状の面積をそれぞれS0,S1,S2,S3とする。
Furthermore, the height of the portion where the
δ1=(−S0+S1)/(h0−h1)とし、δ2=(−S1+S2)/(h1−h2)とし、δ3=(−S2+S3)/(h2−h3)とし、δ1×0.9≦δ2≦δ1×1.1の関係を式1とし、δ2×0.9≦δ3≦δ2×1.1の関係を式2とすると、プロペラファン50Bにおいては、式1および式2のうちの少なくともいずれかが成立している。
δ1 = (− S0 + S1) / (h0−h1), δ2 = (− S1 + S2) / (h1−h2), δ3 = (− S2 + S3) / (h2−h3), and δ1 × 0.9 ≦ δ2 ≦ Assuming that the relationship of δ1 × 1.1 is
図28は、内ケース12内に配置された翼70Bを模式的に示す図である。便宜上、図28にはボス部60Bのみ図示している。図28を参照して、内ケース12の流路面積をAとすると、流路をふさいでしまうボス部60Bの断面形状の面積はS0に相当するため、高さh0において風が通過可能な面積A0(図中のh0における斜線部分)は、(A−S0)となる。同様に、高さh1,h2,h3において風が通過可能な面積A1,A2,A3は、それぞれ、(A−S1)、(A−S2)、(A−S3)となる。上記のδ1,δ2,δ3の各値は、風が通過可能な面積の変化率を表している。
FIG. 28 is a diagram schematically showing the
すなわち、δ1=(A0−A1)/(h0−h1)とし、この式にA0=(A−S0)と、A1=(A−S1)の式を代入すると、δ1=(−S0+S1)/(h0−h1)の式が得られる。同様に、δ2=(A1−A2)/(h1−h2)とし、この式にA1=(A−S1)と、A2=(A−S2)の式を代入すると、δ2=(−S1+S2)/(h1−h2)の式が得られる。同様に、δ3=(A2−A3)/(h2−h3)とし、この式にA2=(A−S2)と、A3=(A−S3)の式を代入すると、δ3=(−S2+S3)/(h2−h3)の式が得られる。 That is, if δ1 = (A0−A1) / (h0−h1) and A0 = (A−S0) and A1 = (A−S1) are substituted into this equation, δ1 = (− S0 + S1) / ( The equation h0-h1) is obtained. Similarly, when δ2 = (A1−A2) / (h1−h2) and the expressions A1 = (A−S1) and A2 = (A−S2) are substituted into this expression, δ2 = (− S1 + S2) / The formula of (h1-h2) is obtained. Similarly, if δ3 = (A2−A3) / (h2−h3) and the expressions A2 = (A−S2) and A3 = (A−S3) are substituted into this expression, δ3 = (− S2 + S3) / The formula of (h2-h3) is obtained.
本実施の形態では、δ1×0.9≦δ2≦δ1×1.1の関係を式1とし、δ2×0.9≦δ3≦δ2×1.1の関係を式2とすると、式1および式2のうちの少なくともいずれかが成立している。δ1およびδ2の値が近接しており、δ2およびδ3の値が近接している場合には、流路をふさいでしまうボス部60Bの断面形状の面積が徐々に変化することになり、風の通過できる面積が滑らかに狭まるため、効率のよい送風が可能となり、翼先端で発生した渦のエネルギーを増幅させることが可能である。好ましくは、δ1×0.95≦δ2≦δ1×1.05の関係を式1とし、δ2×0.95≦δ3≦δ2×1.05の関係を式2とすると、式1および式2のうちの少なくともいずれかが成立しているとよい。さらに好ましくは、δ1=δ2=δ3であるとよい。
In the present embodiment, assuming that the relationship of δ1 × 0.9 ≦ δ2 ≦ δ1 × 1.1 is
図29を参照して、一方で、ボス部60B1を有するプロペラファンにおいては、δ1×0.9≦δ2≦δ1×1.1の関係を式1とし、δ2×0.9≦δ3≦δ2×1.1の関係を式2とすると、式1および式2のうちのいずれも成立していない。このような場合、風の通過できる面積が急峻に狭まるため、翼先端で発生した渦のエネルギーを増幅させることは難しい。
Referring to FIG. 29, on the other hand, in the propeller fan having the boss portion 60B1, the relationship of δ1 × 0.9 ≦ δ2 ≦ δ1 × 1.1 is expressed by
図30〜図35を参照して、上記の式1および式2の関係に関して行なった実験およびその結果について説明する。図30および図31を参照して、本実験では、実施例1,2として、δ2×0.9≦δ3≦δ2×1.1(式2)を具備するプロペラファン50E1(図32)およびプロペラファン50E2(図33)を準備した。実施例1のプロペラファン50E1は、ボス部60E1および3枚の翼70E1を有しており、風通過面積が略一定の割合を持って減少する形状(換言すると、流路をふさいでしまうボス部の断面形状の面積が略一定の割合を持って増加する形状)を有している(図31参照)。同様に、実施例2のプロペラファン50E2は、ボス部60E2および4枚の翼70E2を有しており、風通過面積が略一定の割合を持って減少する形状を有している(図31参照)。
With reference to FIG. 30 to FIG. 35, the experiment and the result performed on the relationship between the
一方で、比較例1,2として、上記式1および式2のうちのいずれも成立していないプロペラファン50E3(図34参照)およびプロペラファン50E4(図35参照)を準備した。比較例1のプロペラファン50E3は、ボス部60E3および7枚の翼70E3を有しており、風通過面積が略一定の割合では減少しない形状を有している(図31参照)。同様に、比較例2のプロペラファン50E4は、ボス部60E4および4枚の翼70E4を有しており、風通過面積が略一定の割合では減少しない形状を有している(図31参照)。
On the other hand, as Comparative Examples 1 and 2, a propeller fan 50E3 (see FIG. 34) and a propeller fan 50E4 (see FIG. 35) in which neither of the
実施例1,2および比較例1,2のプロペラファンを同一条件で回転させて風量等を検証したところ、実施例1,2では、高さと面積の減り幅が滑らかであり、抵抗が小さく、徐々に風速が速くなることが分かった。静圧のエネルギー(位置エネルギー)を運動エネルギーに変換する際に損失が低減され。静圧のエネルギーを運動エネルギーに変えて、運動エネルギーを増幅することができることが分かった。一方で、比較例1,2では、面積が極端に減少している部分が存在しており、静圧のエネルギー(位置エネルギー)が運動エネルギーに変換されるときにロスが発生することが分かった。 When the propeller fans of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were rotated under the same conditions and the air volume and the like were verified, in Examples 1 and 2, the reduction width of the height and area was smooth, the resistance was small, It was found that the wind speed gradually increased. Loss is reduced when converting static pressure energy (potential energy) into kinetic energy. It was found that kinetic energy can be amplified by changing static pressure energy to kinetic energy. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, there was a portion where the area was extremely reduced, and it was found that loss occurs when static pressure energy (potential energy) is converted to kinetic energy. .
[実施の形態1,2に関する実験例]
図36〜図38を参照して、上述の実施の形態1,2に関して行った実験例について説明する。図3を参照して上述したように、翼先端部71と後根元部73Rとを結ぶ直線を傾斜直線LFとし、傾斜直線LFと回転軸80に対して平行な平面とのなす角度をθAとすると、25≦θA≦45の関係が成立していることが好ましい。角度θAとは、傾斜直線LFを含み且つ回転軸80に対して平行な方向に沿って延びる平面を描き、さらに、回転軸80に対して直交する方向に沿って延びる平面を描き、これらの2つの平面同士により形成される交線を描いた場合、この交線と傾斜直線LFとの間に形成される角度のことである。[Experimental
With reference to FIGS. 36 to 38, experimental examples performed with respect to the above-described first and second embodiments will be described. As described above with reference to FIG. 3, the straight line connecting
翼の傾斜角度θAを変化させたときの、風量と(図36)、騒音と(図37)、消費電力と(図38)についてそれぞれ測定した。実験条件としては、プロペラファンの平面形状は同一とし、プロペラファンの回転数は14000rpmとした。図36に示すように、風量の観点で言えば、25≦θA≦65であることが好ましいことが分かる。図37に示すように、騒音の観点で言えば、15≦θA≦45であることが好ましいことが分かる。なお、この騒音の値は、風量を1.4m3/minとしたときの値である。図38に示すように、消費電力の観点で言えば、θA≦45であることが好ましいことが分かる。なお、この消費電力の値は、風量を1.4m3/minとし、ヒータをOFFとし、傾斜角θAが10°の時を基準値の1とした場合の値である。The air volume (FIG. 36), noise (FIG. 37), and power consumption (FIG. 38) were measured when the blade inclination angle θA was changed. As experimental conditions, the plane shape of the propeller fan was the same, and the rotation speed of the propeller fan was 14000 rpm. As shown in FIG. 36, it can be seen that 25 ≦ θA ≦ 65 is preferable in terms of air volume. As shown in FIG. 37, it can be seen that 15 ≦ θA ≦ 45 is preferable in terms of noise. This noise value is a value when the air volume is 1.4 m 3 / min. As shown in FIG. 38, it can be seen that θA ≦ 45 is preferable from the viewpoint of power consumption. The power consumption value is a value when the air volume is 1.4 m 3 / min, the heater is turned off, and the reference angle is 1 when the inclination angle θA is 10 °.
すなわち、傾斜角度θAが小さすぎると風量が低下し、さらに直進性の低下を招く。また、傾斜角度θAが大きすぎると、流れが翼面から剥離し、翼先端から発生する翼先端渦が安定しないため、渦が散逸してしまい直進性の低下を招く。また、傾斜角度θAが大きくなると風量はある程度増加するが、騒音および消費電力が増大してしまうという問題も生じる。以上によれば、従来形状より風量が4割程度増加し、騒音が従来形状より悪化することなく、消費電力の増加が5%未満とするためには、25≦θA≦45の関係が成立していることが好ましいことが分かる。 That is, if the inclination angle θA is too small, the air volume is reduced, and the straight travel performance is further reduced. On the other hand, if the inclination angle θA is too large, the flow is separated from the blade surface, and the blade tip vortex generated from the blade tip is not stable, so the vortex is dissipated and the straightness is degraded. Further, when the inclination angle θA is increased, the air volume increases to some extent, but there is a problem that noise and power consumption increase. According to the above, the relationship of 25 ≦ θA ≦ 45 is established in order to increase the power consumption by less than 5% without increasing the air volume by about 40% from the conventional shape and causing the noise to deteriorate from the conventional shape. It turns out that it is preferable.
以上の実施の形態1,2および実施の形態1,2に関する実験例で説明した効果は、本体のスリム化等により、プロペラファンが小さくなった場合にも、翼の枚数を増減することで、同様の効果が得られる。 The effects described in the experimental examples related to the first and second embodiments and the first and second embodiments are obtained by increasing or decreasing the number of blades even when the propeller fan is reduced due to slimming of the main body, etc. Similar effects can be obtained.
[実施の形態3]
(プロペラファン50F)
図39〜図51を参照して、実施の形態3におけるプロペラファン50Fについて説明する。図39および図40は、それぞれ、プロペラファン50Fを示す斜視図および平面図である。プロペラファン50Fは、ボス部60Fおよび翼70Fを備える。図41は、翼70Fを詳細に示す平面図である。図42〜図46は、それぞれ、図40中におけるXLII線、XLIII線、XLIV線、XLV線、およびXLVI線に沿った断面図である。図47は、プロペラファン50Fを示す他の平面図であり、図48は、図47中に示す翼弦長LS1〜LS4に沿った部分の翼厚を示す図である。[Embodiment 3]
(
With reference to FIGS. 39 to 51, the
図39〜図48に示すように、プロペラファン50Fの翼70Fは、回転軸80に対して平行な方向における翼の厚さを翼厚という場合において、翼70Fのうちの回転方向(矢印AR1方向)における前方側の部分は、前縁部72の一部または全部に沿うように帯状に延在するとともに、翼面の一部が膨出するように形成された厚肉部78を有している。ここで言う翼厚とは、翼の正圧面側の面と負圧面側の面との間の距離である。翼面の一部が膨出するように形成された厚肉部78については、正圧面側に膨らんだ形状を有していることが好ましく、正圧面側および負圧面側の双方に膨らんだ形状を有していてもよい。
As shown in FIGS. 39 to 48, the
具体的には、厚肉部78は、前縁部72から翼70Fの翼弦長の20%以下の範囲内に最大翼厚が形成される形状を有しており、厚肉部78のうちの最大翼厚を形成している部分を1つの線で結んだときに描かれる線を最大翼厚線78Mとし、翼70Fの翼弦長に沿った方向において最大翼厚線78Mと前縁部72との間の距離をDとすると、最大翼厚線78Mは、回転半径方向における内側から外側に向かうにつれて距離Dが徐々に大きくなる部分を有している。翼弦長とは、翼形状の前縁部72と後縁部74とを結んだ線分の長さを意味する。厚肉部78は、前縁部72から離れるにつれて徐々に厚くなり、最大翼厚線78Mの位置において翼厚が最大となる形状を有している。
Specifically, the
本実施の形態では、翼弦長の約5%の位置に最大翼厚線78Mが形成されている。図41に示すように、前縁部72の長さを百分率で表したとすると、半径方向内側から30%あたりまで距離Dは増加し(D1<D2<D3)、その後は緩やかに減少している。図42〜図44に示すように、厚肉部78は、正圧面側に膨らんだ形状を有している。図45および図46に示すように、翼先端部71の近傍の位置では、厚肉部78は形成されておらず、翼面の一部が膨出するようにはなっていない。
In the present embodiment, the maximum
(作用および効果)
図49および図50は、それぞれ、プロペラファン50Fが回転しているときの様子を示す平面図および側面図である。翼70Fは、厚肉部78を有し、先端が細く翼先端部71から発生する翼先端渦が小さいため、渦のエネルギーが強くなり直進性の高い風が遠くまで到達する。具体的には、プロペラファン50Fが回転しているとき、翼70Fの正圧面から負圧面に向かって翼端から強い翼端渦が発生し、渦のエネルギーが強くなるため、直進性の高い風が遠くまで到達する。(Function and effect)
49 and 50 are a plan view and a side view, respectively, showing a state when the
ここで、翼端渦が弱いとエネルギーが散逸してしまい、直進性が低下し、渦が遠くまで届かない。この翼端渦に深く関与するのが循環である。厚肉部78の存在により、この循環(循環流)が翼端で正圧面から負圧面に巻き込む流れと効率よく合流し、翼端から離れて翼端渦となる。この翼端渦が強い程、渦のエネルギーが強くなり、直進性の高い風が遠くまで到達する。よって、髪の毛を掻き分けて頭皮まで風が到達できる。循環が強いと、渦のエネルギーが強くなり、直進性の高い風が遠くまで到達する。
Here, if the wing tip vortex is weak, energy is dissipated, the straightness is reduced, and the vortex does not reach far. Circulation is deeply involved in this tip vortex. Due to the presence of the
また、強い渦成分が発生することで風に回転成分(Vθ)を付与でき、風の持つエネルギーが上昇する。一方で、初速のV0を同じ、つまり風量を等しくても、回転成分が弱いと上記渦が散逸してしまい、風の持つエネルギーは小さくなる。したがって、風に回転成分を付与することで風の直進性が高まり、翼先端渦が長く維持される。 In addition, when a strong vortex component is generated, a rotational component (Vθ) can be imparted to the wind, and the energy of the wind increases. On the other hand, even if the initial velocity V0 is the same, that is, the air volume is equal, if the rotational component is weak, the vortex is dissipated and the energy of the wind is reduced. Therefore, by imparting a rotational component to the wind, the straightness of the wind is enhanced and the blade tip vortex is maintained long.
図51を参照して、翼70Fには揚力が働くが、この揚力は、ベルヌーイの定理より、ΔP=ρ(Δu)^2/2であり、流速の差Δuで表される。翼面が揚力を発生している場合には、吹き出し風速に対し、負圧面側では相対的に+Δu(m/s)の流速差が翼周りの渦によって発生し、正圧面側では−Δu(m/s)の流速差が翼周りの渦によって発生している。翼面上では、翼上面の流れが加速されるような循環が常に生成されており、循環は翼全域で繋がっており、これにより翼上下に圧力差がもたらされ、揚力として現れている(図51中の白矢印参照)。
Referring to FIG. 51, lift acts on
図48に示すように、ファンの送風性能を維持させたい場合には、最大翼厚位置を翼弦長の20%までに設けるとよく、また、ファンの送風性能と翼端に発生する翼端渦の強化による頭皮までの風の吹き付けとのバランスを重視する場合には、15%までに設けるのが望ましい。翼端に発生する翼端渦による、風の頭皮までの到達を特化したい場合には、10%までに設けることが望ましく、これによれば顕著な効果が得られる。 As shown in FIG. 48, in order to maintain the blowing performance of the fan, the maximum blade thickness position may be provided up to 20% of the chord length, and the fan blowing performance and the tip of the blade generated at the tip of the blade. If importance is placed on the balance with the blowing of wind up to the scalp by strengthening the vortex, it is desirable to provide up to 15%. When it is desired to specialize the arrival of the wind up to the scalp by the tip vortex generated at the tip, it is desirable to provide up to 10%, and a remarkable effect can be obtained.
また、D1<D2<D3のように、幅が広がる部分を有している構成によると、厚肉部/翼弦長の極端な低下を防ぐことができ、翼全域の循環を適切に強化することが可能となる。さらに、この構成によると、根元部73の付近から徐々に最大厚み位置の幅を広げることが可能となる。この構成によると、循環を強くすべき翼の径方向中央部付近において循環を強くでき、かつ、翼の根元部付近での抗力の増加を防ぐことが可能であるため、翼全域での循環流をより適切に強化することが可能となる。
In addition, according to the configuration having a widened portion such as D1 <D2 <D3, it is possible to prevent an extreme decrease in the thick portion / chord length, and to appropriately strengthen the circulation throughout the blade. It becomes possible. Further, according to this configuration, the width of the maximum thickness position can be gradually increased from the vicinity of the
仮に、最大厚み位置を結んだ線(最大翼厚線78M)と前縁部72との間の距離Dが徐々に小さくなる構成を取っている場合、翼の循環のスパン方向における全域で循環の大きさが異なるため、翼全域におけるバランスが崩れ、翼端から発生する翼端渦が弱くなる。根元部では翼弦長が短いため、厚肉部78の幅(弦長方向の長さ)を大きく取り過ぎると抗力が増大し、性能が低下することも考えられる。また、翼先端部71の側(翼の外側)では、循環流が強く、この部分の循環流を強化してしまうと翼全域における循環流のバランスが崩れる。
If the distance D between the line connecting the maximum thickness positions (maximum
これに対して翼70Fによれば、揚力の発生にも有利な形状となっており、高い直進性と強い風圧とを有する送風を実現することができ、さらに、高速回転によって大きな遠心力を受けた場合であっても、前根元部73Fの強度が向上しているため、超高速回転時の破損等の恐れが低減可能となっている。回転時に撓んだ翼先端部が円周上に乗ることにより、回転時にもケーシングと干渉することの無い範囲において、最も効率良くファンを使用可能となっている。
On the other hand, the
(プロペラファン50G)
図52および図53は、それぞれ、実施の形態3の比較例におけるプロペラファン50Gを示す斜視図および平面図である。プロペラファン50Gは、ボス部60Gおよび翼70Gを備える。図54〜図58は、それぞれ、図53中におけるLIV線、LV線、LVI線、LVII線、およびLVIII線に沿った断面図である。図59は、プロペラファン50Gを示す他の平面図であり、図60は、図59中に示す翼弦長LT1〜LT4に沿った部分の翼厚を示す図である。プロペラファン50Gは、実施の形態3における厚肉部78に相当する部位を有しておらず、前縁部72から翼70Gの翼弦長の30%付近に最大翼厚が形成される形状を有している(図60参照)。(
52 and 53 are a perspective view and a plan view showing
図61および図62は、それぞれ、プロペラファン50Gが回転しているときの様子を示す平面図および側面図である。プロペラファン50Gにおいては、循環(循環流)が翼端で正圧面から負圧面に巻き込む流れと効率よく合流し、翼端から離れて翼端渦となることが少ない。図63に示すように、プロペラファン50Gにおいては、厚肉部78が形成されていないため、翼の形状と迎え角とにより、翼負圧面の流れが加速(Δu)されるような循環流を生成している。これにより、翼上下に圧力差が生じ、揚力が発生している。
61 and 62 are a plan view and a side view, respectively, showing a state when the
図51と図63とを対比すると、主流の速度Uは同一であるところ、厚肉部78の存在は、翼面近傍の流れに影響を与えている。実施の形態3の翼70Fにおいては、翼70Fの負圧面側に流れる風量が増加しており、翼70Fの負圧面側の流れがさらに加速されている(図51中におけるΔu’>図63中におけるΔu)。翼70Fの正圧面側に流れる風量は減少し、翼70Fの正圧面側の流れはさらに減速されている。したがって、実施の形態3の翼70Fにおいては、翼70Fの周りの循環が強化され、翼端に発生する渦がさらに強化されている。渦のエネルギーが強くなるため、高い直進性と強い風圧とを有する送風を実現することが可能となっている。
When FIG. 51 and FIG. 63 are compared, the mainstream velocity U is the same, but the presence of the
[実施の形態4]
図64および図65を参照して、実施の形態4におけるプロペラファン50Hについて説明する。図64は、プロペラファン50Hを示す平面図であり、図65は、プロペラファン50Hの翼70Hを詳細に示す平面図である。プロペラファン50Hは、ボス部60Hおよび4枚の翼70Hを備える。プロペラファン50Hの直径は39mmであり、高さは15mmである。厚肉部78の最大翼厚線78Mについては、実施の形態3の場合と同様に、前縁部72の40%程度まで距離D(図41に示すD1<D2<D3と同様)が増加し、その後は緩やかに減少する形状を有する。[Embodiment 4]
With reference to FIGS. 64 and 65,
[実施の形態5]
図66および図67を参照して、実施の形態5におけるプロペラファン50H1について説明する。図66は、プロペラファン50H1を示す平面図であり、図67は、プロペラファン50H1の翼70H1を詳細に示す平面図である。プロペラファン50H1は、ボス部60H1および3枚の翼70H1を備える。厚肉部78の最大翼厚線78Mについては、前縁部72の30%程度まで距離Dは緩やかに増加し(D1<D2<D3)、それより外側では100%の近傍まで、前縁部72から翼弦長の20%以下の範囲内においてさらに広がる形状を有している。[Embodiment 5]
With reference to FIGS. 66 and 67, propeller fan 50H1 in the fifth embodiment will be described. FIG. 66 is a plan view showing the propeller fan 50H1, and FIG. 67 is a plan view showing the blade 70H1 of the propeller fan 50H1 in detail. Propeller fan 50H1 includes a boss 60H1 and three blades 70H1. For the maximum
[実施の形態6]
図68および図69を参照して、実施の形態6におけるプロペラファン50H2について説明する。図68は、プロペラファン50H2を示す平面図であり、図69は、プロペラファン50H2の翼70H2を詳細に示す平面図である。プロペラファン50H2は、ボス部60H2および3枚の翼70H2を備える。厚肉部78の最大翼厚線78Mについては、前縁部72の30%程度まで距離Dは緩やかに増加し(D1<D2<D3)、それより外側では100%の近傍まで、距離Dが一定となる形状を有している。[Embodiment 6]
68 and 69, propeller fan 50H2 in the sixth embodiment will be described. 68 is a plan view showing the propeller fan 50H2, and FIG. 69 is a plan view showing the blades 70H2 of the propeller fan 50H2 in detail. Propeller fan 50H2 includes boss portion 60H2 and three blades 70H2. For the maximum
[実施の形態7]
図70を参照して、回転軸80に対して平行な方向から翼70H3を平面視した場合において、回転軸80と翼先端部71とを結ぶ線分の長さをR1(図5参照)とし、ボス部60Fと前縁部72とが交わる部分を前根元部73Fとし、回転軸80と前根元部73Fとを結ぶ線分の長さをR2とし、回転軸80と厚肉部78(図示せず)のうちの回転半径方向における最も外側に位置する部分ZTとを結ぶ線分の長さをR3とすると、0.4<(R3−R2)/(R1−R2)の関係が成立していることが好ましい。[Embodiment 7]
Referring to FIG. 70, when the blade 70H3 is viewed in a plan view from a direction parallel to the
すなわち、前縁部72から翼先端部71に向かって曲がる(変曲する)点CQが、前縁部72の長さの概ね0.4(40%)付近にあると送風効率が高くなる。したがって、少なくともその変曲の近傍領域まで厚肉部78を設けることによって、循環を強化して翼端渦を強化する効果をより一層発揮可能となる。上述の実施の形態3では、(R3−R2)/(R1−R2)=0.825であり、この関係を満足している。上述の実施の形態4(図64および図65)では、(R3−R2)/(R1−R2)=0.98であり、この関係を満足している。
That is, if the point CQ that is bent (curved) from the leading
[実施の形態3に関する第1実験]
図71〜76を参照して、上述の実施の形態3に関して行なった第1実験およびその結果について説明する。図71は、本実験のモデルを示す平面図である。プロペラファン50Jは、ボス部60Jおよび3枚の翼70Jを備える。図中の破線および一点鎖線に示すように、最大翼厚線78Mの位置を種々変更させた。距離D1、距離D2および距離D3については、互いに同じ値をとるようにした。すなわち、最大翼厚位置が、前縁部72から一定の幅の位置に設けられるようにして、距離Dが内側から外側に向かって一定になるように厚肉部78を設けた。[First Experiment on Embodiment 3]
With reference to FIGS. 71 to 76, the first experiment and the results conducted with respect to the third embodiment will be described. FIG. 71 is a plan view showing a model of this experiment.
図72〜図74の翼70J1,翼70J2,翼70J3に示すように、モデル化したそれぞれの翼断面形状はひし形とし、最大厚み78Kはそれぞれの翼断面における翼弦長Cの10%とした。(R3−R2)/(R1−R2)=0.4の位置における、最大翼厚位置を0〜0.5Cまで変化させた時の、最大翼厚位置と送風効率との関係を検証し(図75)、さらに、最大翼厚位置と、吹出口から15cm先で、風速V0の0.9倍の速さを保っている部分の面積との関係について検証した(図76)。送風効率および上記面積については、最大翼厚線78Mが0.3×翼弦長Cの位置に存在する場合の翼型の場合を基準値の1とし、相対値を示している。
As shown in the blade 70J1, the blade 70J2, and the blade 70J3 in FIGS. 72 to 74, each blade cross-sectional shape modeled was a rhombus, and the
図75を参照して、送風効率については、0.3×翼弦長Cの位置に最大翼厚が設けられる場合に最大となることが分かった。最大翼厚位置が0〜0.2×翼弦長Cの範囲では、0に近づくほど送風効率が10%程度減少することが分かった。 Referring to FIG. 75, it was found that the blowing efficiency was maximized when the maximum blade thickness was provided at a position of 0.3 × chord length C. It was found that when the maximum blade thickness position is in the range of 0 to 0.2 × chord length C, the air blowing efficiency decreases by about 10% as it approaches 0.
図76を参照して、一方で、吹出口から15cm先で、風速V0の0.9倍の速さを保っている部分の面積については、最大翼厚位置が0.3×翼弦長Cの位置より小さい場合に向上することが分かった。したがって、最大翼厚位置を0.3×翼弦長Cよりも前に設けることで、たとえばドライヤーとしての機能が向上し、頭皮を乾かす性能が向上することがわかった。
Referring to FIG. 76, on the other hand, the maximum blade thickness position is 0.3 × chord chord length C with respect to the area of the
以上により、ファンの送風性能を維持させたい場合には、最大翼厚位置を翼弦長の15%〜20%までに設けるとよく、また、ファンの送風性能と翼端に発生する翼端渦の強化による頭皮までの風の吹き付けとのバランスを重視する場合には、10%〜15%までに設けるのが望ましい。翼端に発生する翼端渦による、風の頭皮までの到達を特化したい場合には、5%〜10%までに設けることが望ましく、これによれば顕著な効果が得られることがわかる。 As described above, in order to maintain the air blowing performance of the fan, the maximum blade thickness position should be set to 15% to 20% of the chord length, and the fan air blowing performance and the tip vortex generated at the blade tip In the case where importance is attached to the balance with the blowing of wind up to the scalp by strengthening, it is desirable to provide it in 10% to 15%. In the case where it is desired to specialize the arrival of the wind up to the scalp by the tip vortex generated at the tip of the blade, it is desirable to provide it in a range of 5% to 10%, and it can be seen that a remarkable effect can be obtained.
[実施の形態3に関する第2実験]
図77および図78を参照して、実施の形態3に関して行なった第2実験およびその結果について説明する。図77は、本実験のモデルを示す平面図である。プロペラファン50Kは、ボス部60Kおよび3枚の翼70Kを備える。図中の破線および一点鎖線に示すように、最大翼厚線78Mの位置を種々変更させた。検証例K0(図示せず)については、最大翼厚線78Mが0.3×翼弦長Cの位置に存在しているものとした。[Second Experiment on Embodiment 3]
With reference to FIG. 77 and FIG. 78, the second experiment and the result carried out with respect to the third embodiment will be described. FIG. 77 is a plan view showing a model of this experiment. The
検証例K1については、最大翼厚線78Mが前縁部72から翼弦長の20%までの範囲内に設けられ、上記距離Dが内側から外側に向かって減少する(幅が狭まる)ものとした。検証例K2については、最大翼厚線78Mが前縁部72から翼弦長の20%までの範囲内に設けられ、上記距離Dが内側から外側に向かって一定であり、その後滑らかに厚肉部78がなくなるものとした。検証例K3については、最大翼厚線78Mが前縁部72から翼弦長の20%までの範囲内に設けられ、上記距離Dが内側から外側に向かって増加し(幅が広がり)、その後滑らかに厚肉部78がなくなるものとした。それぞれの検証例において、吹出し口から15cm先の位置における初速の0.9倍を保った面積を計測し、検証例1の場合の面積を1として無次元化した。
For the verification example K1, the maximum
図78を参照して、検証例K3の場合において、顕著な効果が得られた。翼全域における循環のバランスが確保できていることに起因しているものと考えられる。検証例K1のように、距離Dが外側に向かって減少する場合には、翼の循環流の半径方向の全域で循環流の大きさが異なるため、翼全域におけるバランスが崩れ、翼端から発生する翼端渦が弱くなることがわかる。この場合、根元部では翼弦長が短いため、厚肉部の幅(翼弦長方向における長さ)を大きく取り過ぎると、抗力が増大して性能が低下することも考えられる。 Referring to FIG. 78, in the case of verification example K3, a remarkable effect was obtained. This is thought to be due to the fact that the balance of circulation throughout the blade is secured. When the distance D decreases toward the outside as in the verification example K1, since the size of the circulating flow is different in the entire radial direction of the circulating flow of the blade, the balance in the entire blade is broken, and is generated from the tip of the blade. It can be seen that the wing tip vortex is weakened. In this case, since the chord length is short at the root portion, if the width of the thick wall portion (the length in the chord length direction) is excessively large, the drag may increase and the performance may deteriorate.
一方で検証例K2の場合のように、距離Dが一定である場合においては、半径方向外側の、周速が速い箇所では、根元部付近と比較して、レイノルズ数が大きくなる(Rn=L×U÷ρ)ことにより、流れの剥離が発生したりして、抗力が大きくなることが考えられる。つまり、検証例K4のような構成を採用することにより、発生する抗力を抑制しながら循環を強めることが可能となり、徐変的に滑らかに翼面が変化する。効率のよい送風が可能となり、厚肉部の減り幅が滑らかとなり、抵抗も小さくすることができる。 On the other hand, in the case where the distance D is constant as in the case of the verification example K2, the Reynolds number is larger at the portion on the outer side in the radial direction where the peripheral speed is faster than in the vicinity of the root portion (Rn = L * U ÷ ρ), it is considered that flow separation occurs and drag increases. That is, by adopting the configuration as in the verification example K4, the circulation can be strengthened while suppressing the generated drag, and the blade surface changes gradually and smoothly. Efficient ventilation is possible, the thickness of the thick-walled portion is smoothed, and the resistance can be reduced.
[実施の形態3に関する第3実験]
厚肉部78のうちの最大翼厚を形成している部分の翼厚をTmaxとし、翼の翼弦長の長さをCとし、翼のうちの前縁部72から0.3×Cの位置における翼厚をTnとすると、(Tmax/Tn)<1.35の関係が成立しているとよい。このことについて検証した。[Third Experiment Regarding Embodiment 3]
The blade thickness of the portion forming the maximum blade thickness of the
実験条件としては、最大翼厚位置が、前縁部72から5%の位置となるようにし、上記の距離Dは内側から外側に向かって増加するものとし、翼の前縁部72における半径方向内側から30%程度まで距離Dは増加し、その後は緩やかに減少するものとし、厚肉部78は、(R3−R2)/(R1−R2)=0.825の位置において消滅する翼形状とした。
As experimental conditions, the maximum blade thickness position is set to 5% from the leading
最大翼厚位置が0.3×Cの位置に設けられた場合の翼厚(Tn)と比較して、0.2×Cよりも前方(前縁部72の側)に設けられた最大翼厚(Tmax)の割合(Tmax/Tn)を、それぞれの翼面で一定にしつつ、Tmax/Tnの値を変化させ、ファンの送風効率(図79)および、直進性の指標である吹出口から15cm先で0.9×V0となる面積(図80)をそれぞれ計測した。Tmax/Tn=1の場合を基準値1としている。
Maximum blade provided forward of 0.2 × C (
図79を参照して、Tmax/Tnが1.35よりも大きいと、送風性能がやや低下した。これは、翼先端付近の形状の厚みが増加することにより、流れが剥離したことによるものと考えられる。Tmax/Tnが1.35よりも大きいと、騒音も大幅に増大した。一方で図80を参照して、Tmax/Tnが1.35未満の場合に、循環を強化して翼端渦を強化する十分な効果が得られることがわかる。 Referring to FIG. 79, when Tmax / Tn was larger than 1.35, the air blowing performance was slightly lowered. This is thought to be due to the separation of the flow due to the increase in the thickness of the shape near the blade tip. When Tmax / Tn was larger than 1.35, the noise increased significantly. On the other hand, referring to FIG. 80, it can be seen that when Tmax / Tn is less than 1.35, a sufficient effect of enhancing the circulation and reinforcing the tip vortex can be obtained.
以上の各実施の形態を総合的に勘案すると、たとえば次のような構成が考えられる。プロペラファンの直径は39mmであり、高さは15mmであり、翼枚数は4枚である。翼の半径方向内側から40%程度まで距離Dを増加させ、その後は緩やかに減少させる。(R3−R2)/(R1−R2)の値は0.98とし、Tmax/Tnの値は1.06である。γ=59°であり、γ/n=14.7である。Ln/Lm=0.498であり、R1/R0=0.918である。δ1=21.4であり、δ2=21.5であり、θA=32.4°である。 Considering each of the above embodiments comprehensively, for example, the following configuration can be considered. The propeller fan has a diameter of 39 mm, a height of 15 mm, and four blades. The distance D is increased from the radially inner side of the wing to about 40%, and then gradually decreased. The value of (R3-R2) / (R1-R2) is 0.98, and the value of Tmax / Tn is 1.06. γ = 59 ° and γ / n = 14.7. Ln / Lm = 0.498 and R1 / R0 = 0.918. δ1 = 21.4, δ2 = 21.5, and θA = 32.4 °.
以上、本発明に基づいた各実施の形態および各実験例について説明したが、今回開示された各実施の形態および各実験例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって示され、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。 As mentioned above, although each embodiment and each experimental example based on this invention were demonstrated, each disclosed embodiment and each experimental example are illustrations in all points, and are not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 本体部、11 外ケース、12 内ケース、13 入口開口、14 出口開口、15 吸入口、16 吐出口、17 ヒータ、20 把持部、23 操作部、30 駆動モータ、31 出力軸、40 整流翼、42 板状部、43 上流縁部、44 モータ支持部、50,50A,50A1,50A2,50B,50E1,50E2,50E3,50E4,50F,50G,50H,50H1,50H2,50J,50K,50Z プロペラファン、60,60A,60A1,60A2,60B,60B1,60E1,60E2,60E3,60E4,60F,60G,60H,60H1,60H2,60J,60K,60Z ボス部、61 外表面、62 上流端部、64 上流面、65 下流端、66 下流面、67 下流部、68 内表面、69 軸受部、70,70A,70A1,70A2,70B,70E1,70E2,70E3,70E4,70F,70G,70H,70H1,70H2,70H3,70J,70J1,70J2,70J3,70K,70Z 翼、71 翼先端部、72 前縁部、73 根元部、73F 前根元部、73R 後根元部、74 後縁部、75 外周後端部、76 外周縁部、78 厚肉部、78K 最大厚み、78M 最大翼厚線、80 回転軸、100 送風装置、C,LS1〜LS4,LT1〜LT4 翼弦長、CP 基準平面、CR 外接円、D,D1,D2,D3 距離、L1 第1直線、L2 第2直線、L3 第3直線、L71 流線、LF 傾斜直線、LL1,LL2 寸法、P1 第1点、P2 第2点、P3 第3点、P4,P4A,P4B 途中部分、Q1 内側基準点、Q2 外側基準点。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Main body part, 11 Outer case, 12 Inner case, 13 Inlet opening, 14 Outlet opening, 15 Intake port, 16 Discharge port, 17 Heater, 20 Gripping part, 23 Operation part, 30 Drive motor, 31 Output shaft, 40 Rectifier blade , 42 plate-like portion, 43 upstream edge portion, 44 motor support portion, 50, 50A, 50A1, 50A2, 50B, 50E1, 50E2, 50E3, 50E4, 50F, 50G, 50H, 50H1, 50H2, 50J, 50K, 50Z propeller Fan, 60, 60A, 60A1, 60A2, 60B, 60B1, 60E1, 60E2, 60E3, 60E4, 60F, 60G, 60H, 60H1, 60H2, 60J, 60K, 60Z Boss portion, 61 outer surface, 62 upstream end portion, 64 Upstream surface, 65 downstream end, 66 downstream surface, 67 downstream portion, 68 inner surface, 69 Bearing part, 70, 70A, 70A1, 70A2, 70B, 70E1, 70E2, 70E3, 70E4, 70F, 70G, 70H, 70H1, 70H2, 70H3, 70J, 70J1, 70J2, 70J3, 70K, 70Z blade, 71 blade tip 72 Front edge portion, 73 root portion, 73F front root portion, 73R rear root portion, 74 rear edge portion, 75 outer peripheral rear end portion, 76 outer peripheral edge portion, 78 thick portion, 78K maximum thickness, 78M maximum blade thickness line , 80 rotating shaft, 100 blower, C, LS1 to LS4, LT1 to LT4 chord length, CP reference plane, CR circumscribed circle, D, D1, D2, D3 distance, L1 first straight line, L2 second straight line, L3 Third straight line, L71 streamline, LF inclined straight line, LL1, LL2 dimensions, P1 first point, P2 second point, P3 third point, P4, P4A, P4B Min, Q1 inner reference point, Q2 outer reference point.
Claims (5)
ボス部と、
前記ボス部から回転半径方向の外側に延出するn(nは2以上の整数)枚の翼と、を備え、
前記翼は、
回転方向における最も先端に位置する翼先端部と、
前記翼先端部から前記ボス部まで延在し、回転方向における前記翼の前縁を形成する前縁部と、
前記前縁部よりも回転方向における後側に設けられ、前記ボス部から回転半径方向の外側に向かって延在し、回転方向における前記翼の後縁を形成する後縁部と、
前記後縁部の回転半径方向における外側の端部に位置する外周後端部と、
前記翼先端部と前記外周後端部とを接続し、回転半径方向における前記翼の外周縁を形成する外周縁部と、を含み、
前記回転軸に対して平行な方向から前記翼を平面視した場合において、
前記回転軸の位置に中心を有し且つ前記翼に外接する外接円を描き、
前記中心と前記翼先端部とを結ぶ直線を第1直線とし、
前記第1直線と前記外接円との交点を第1点とし、
前記中心と前記外周後端部とを結ぶ直線を第2直線とし、
前記第2直線と前記外接円との交点を第2点とし、
前記外接円のうちの前記第1点と前記第2点との間に形成される円弧の円周に沿った長さをLmとし、
前記外接円上に位置し、(0.1×Lm)の円周に沿った長さ分だけ前記第1点から離れた点を第3点とし、
前記中心と前記第3点とを結ぶ直線を第3直線とし、
前記第3直線と前記前縁部との交点を内側基準点とし、
前記第3直線と前記外周縁部との交点を外側基準点とし、
前記内側基準点、前記翼先端部および前記外側基準点をこの順に直線で結んだときに形成される内角をγとすると、12≦γ/n≦17の関係が成立しており、
前記外周縁部は、前記外接円上に位置する途中部分を含んでおり、
前記外周縁部のうちの前記翼先端部と前記途中部分との間の部分は、前記翼先端部から前記途中部分に向かうにつれて前記中心から遠ざかるように回転半径方向の外側に広がる形状を有し、
前記外接円のうちの前記第1点と前記途中部分との間に形成される円弧の円周に沿った長さをLnとすると、0.4≦Ln/Lm≦0.7の関係が成立しており、
前記中心と前記翼先端部とを結ぶ線分の長さをR1とし、
前記外接円の半径をR0とすると、0.8≦R1/R0≦0.95の関係が成立している、
プロペラファン。A propeller fan that receives rotational power and rotates around a virtual rotational axis,
The boss,
N (n is an integer of 2 or more) blades extending outward from the boss portion in the rotational radius direction,
The wing
The blade tip located at the most tip in the direction of rotation;
A leading edge extending from the blade tip to the boss and forming a leading edge of the blade in the rotational direction;
A rear edge portion provided on the rear side in the rotational direction from the front edge portion, extending from the boss portion toward the outer side in the rotational radial direction, and forming a trailing edge of the blade in the rotational direction;
An outer peripheral rear end located at an outer end in the rotational radius direction of the rear edge;
Connecting the blade tip and the outer peripheral rear end, and forming an outer periphery of the blade in the rotational radius direction,
In a plan view of the wing from a direction parallel to the rotation axis,
A circumscribed circle having a center at the position of the rotation axis and circumscribing the wing;
A straight line connecting the center and the blade tip is a first straight line,
An intersection point of the first straight line and the circumscribed circle is a first point,
A straight line connecting the center and the rear end of the outer periphery is a second straight line,
The intersection of the second straight line and the circumscribed circle is the second point,
Lm is a length along the circumference of an arc formed between the first point and the second point of the circumscribed circle,
A point located on the circumscribed circle and separated from the first point by a length along the circumference of (0.1 × Lm) is defined as a third point,
A straight line connecting the center and the third point is a third straight line,
The intersection of the third straight line and the front edge is taken as an inner reference point,
The intersection of the third straight line and the outer peripheral edge is taken as the outer reference point,
When the inner angle formed when the inner reference point, the blade tip and the outer reference point are connected in a straight line in this order is γ, a relationship of 12 ≦ γ / n ≦ 17 is established,
The outer peripheral edge includes an intermediate portion located on the circumscribed circle,
A portion of the outer peripheral edge portion between the blade tip and the middle portion has a shape that spreads outward in the rotational radius direction away from the center from the blade tip toward the middle portion. ,
The relationship of 0.4 ≦ Ln / Lm ≦ 0.7 is established, where Ln is the length along the circumference of the arc formed between the first point of the circumscribed circle and the midway portion. And
The length of the line segment connecting the center and the blade tip is R1,
When the radius of the circumscribed circle is R0, the relationship of 0.8 ≦ R1 / R0 ≦ 0.95 is established.
Propeller fan.
前記回転軸に対して平行な方向における前記基準平面からの距離を高さという場合、
前記ボス部および前記翼を構成している部位のうち、回転によって生成される風の流れる方向において最も上流側に位置する部分の高さをh0とし、
前記翼先端部の高さをh1とし、
前記ボス部と前記前縁部とが交わる部分の高さをh2とし、
前記ボス部と前記後縁部とが交わる部分の高さをh3とし、
h0,h1,h2,h3の各高さにおいて前記回転軸に対して直交する平面で前記ボス部を仮想的に切断したときに形成される前記ボス部の断面形状の面積をそれぞれS0,S1,S2,S3とし、
δ1=(−S0+S1)/(h0−h1)とし、
δ2=(−S1+S2)/(h1−h2)とし、
δ3=(−S2+S3)/(h2−h3)とし、
δ1×0.9≦δ2≦δ1×1.1の関係を式1とし、
δ2×0.9≦δ3≦δ2×1.1の関係を式2とすると、
式1および式2のうちの少なくともいずれかが成立している、
請求項1に記載のプロペラファン。Draw a reference plane that is located downstream of the propeller fan in the direction of the flow of wind generated by rotation and orthogonal to the rotation axis,
When the distance from the reference plane in a direction parallel to the rotation axis is called height,
Of the parts constituting the boss part and the wing, the height of the part located on the most upstream side in the direction of the flow of wind generated by rotation is h0,
The height of the blade tip is h1,
The height of the part where the boss part and the front edge part intersect is h2,
The height of the part where the boss part and the rear edge part intersect is h3,
The area of the cross-sectional shape of the boss portion formed when the boss portion is virtually cut at a plane orthogonal to the rotation axis at each height of h0, h1, h2, and h3 is S0, S1, and S2 and S3
δ1 = (− S0 + S1) / (h0−h1)
δ2 = (− S1 + S2) / (h1−h2),
δ3 = (− S2 + S3) / (h2−h3)
The relationship of δ1 × 0.9 ≦ δ2 ≦ δ1 × 1.1 is expressed by Equation 1,
When the relationship of δ2 × 0.9 ≦ δ3 ≦ δ2 × 1.1 is expressed by Equation 2,
At least one of Formula 1 and Formula 2 is satisfied,
The propeller fan according to claim 1.
ボス部と、
前記ボス部から回転半径方向の外側に延出する複数枚の翼と、を備え、
前記翼は、
回転方向における最も先端に位置する翼先端部と、
前記翼先端部から前記ボス部まで延在し、回転方向における前記翼の前縁を形成する前縁部と、
前記前縁部よりも回転方向における後側に設けられ、前記ボス部から回転半径方向の外側に向かって延在し、回転方向における前記翼の後縁を形成する後縁部と、
前記後縁部の回転半径方向における外側の端部に位置する外周後端部と、
前記翼先端部と前記外周後端部とを接続し、回転半径方向における前記翼の外周縁を形成する外周縁部と、を含み、
前記回転軸に対して平行な方向における前記翼の厚さを翼厚という場合において、
前記翼のうちの回転方向における前方側の部分は、前記前縁部の一部または全部に沿うように帯状に延在するとともに、翼面の一部が膨出するように形成された厚肉部を有し、
前記厚肉部は、前記前縁部から前記翼の翼弦長の20%以下の範囲内に最大翼厚が形成される形状を有しており、
前記厚肉部のうちの最大翼厚を形成している部分を1つの線で結んだときに描かれる線を最大翼厚線とし、
前記翼の翼弦長に沿った方向において、前記最大翼厚線と前記前縁部との間の距離をDとすると、
前記最大翼厚線は、回転半径方向における内側から外側に向かうにつれて距離Dが徐々に大きくなる部分を有している、
プロペラファン。A propeller fan that receives rotational power and rotates around a virtual rotational axis,
The boss,
A plurality of wings extending outward in the rotational radial direction from the boss portion, and
The wing
The blade tip located at the most tip in the direction of rotation;
A leading edge extending from the blade tip to the boss and forming a leading edge of the blade in the rotational direction;
A rear edge portion provided on the rear side in the rotational direction from the front edge portion, extending from the boss portion toward the outer side in the rotational radial direction, and forming a trailing edge of the blade in the rotational direction;
An outer peripheral rear end located at an outer end in the rotational radius direction of the rear edge;
Connecting the blade tip and the outer peripheral rear end, and forming an outer periphery of the blade in the rotational radius direction,
In the case where the thickness of the blade in a direction parallel to the rotation axis is referred to as blade thickness,
A portion on the front side in the rotational direction of the wing extends in a strip shape so as to follow a part or all of the front edge, and a thick wall formed so that a part of the wing surface bulges out. Part
The thick portion has a shape in which the maximum blade thickness is formed within a range of 20% or less of the chord length of the wing from the leading edge portion,
The line drawn when connecting the portion forming the maximum blade thickness of the thick part with one line is the maximum blade thickness line,
In the direction along the chord length of the wing, when the distance between the maximum blade thickness line and the leading edge is D,
The maximum blade thickness line has a portion where the distance D gradually increases from the inside to the outside in the rotational radius direction.
Propeller fan.
前記翼の翼弦長の長さをCとし、
前記翼のうちの前記前縁部から0.3×Cの位置における翼厚をTnとすると、
(Tmax/Tn)<1.35の関係が成立している、
請求項3に記載のプロペラファン。The blade thickness of the portion forming the maximum blade thickness of the thick part is Tmax,
C is the chord length of the wing,
If the blade thickness at a position of 0.3 × C from the leading edge of the blade is Tn,
The relationship of (Tmax / Tn) <1.35 is established,
The propeller fan according to claim 3.
駆動モータと、
前記駆動モータにより駆動され、前記風路形成部材の中に配置された、請求項1から4のいずれか1項に記載のプロペラファンと、を備える、
送風装置。An air passage forming member having a suction port and a discharge port;
A drive motor;
The propeller fan according to any one of claims 1 to 4, which is driven by the drive motor and disposed in the air passage forming member.
Blower device.
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