JP6222804B2

JP6222804B2 - プロペラファン

Info

Publication number: JP6222804B2
Application number: JP2013060142A
Authority: JP
Inventors: 清水　健; 健清水; 康弘内藤; 小松　由尚; 由尚小松
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2017-11-01
Anticipated expiration: 2033-03-22
Also published as: JP2014185551A

Description

本発明は、プロペラファンに関する。

従来、空気調和機の室外機等に用いられるプロペラファンには、低騒音化のために様々な工夫が施されている。
例えば特許文献１には、ブレード（翼）の前縁部の負圧面側における流れの剥離、ブレードの負圧面における境界層の発達に基づく空力騒音を低減するプロペラファンが開示されている。具体的には、中空のブレードの負圧面の前縁部にブレード内の中空部に連通する複数の小孔を形成し、さらに、負圧面の後縁部にブレード内の中空部に連通する長穴を形成した構造のプロペラファンが開示されている。
このプロペラファンでは、ブレードの後縁部（外周縁部）において発生する翼端渦が長穴に作用することで、ブレードの前縁部において負圧面の流れの一部を小孔からブレード内に吸引する。この吸引作用により、ブレード（翼）の前縁部の負圧面側における流れの剥離、境界層の発達を抑制し、空力騒音の低減を図っている。

特許第３００８９３０号公報

ところで、ブレードの外周縁部において発生する翼端渦もプロペラファンの空力騒音の要因となるため、低騒音化のためには翼端渦の発生を抑制することも必要となる。
しかしながら、特許文献１のプロペラファンでは、翼端渦の発生を抑制することができない。また、特許文献１のプロペラファンでは、そのブレード内部に中空部を形成する必要があるなど、その構造が複雑となるため、プロペラファンの製造コストが高い、という問題もある。

本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、翼端渦に起因する空力騒音を低減でき、かつ、低コストで製造可能なプロペラファンを提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明のプロペラファンは、軸線回りに回転されるハブと、該ハブに放射状に設けられて、正圧面及び負圧面を有し、前記ハブとともに回転することで負圧面側から正圧面側へ前記軸線方向に流体を送る複数のブレードと、を備え、前記ブレードに、正圧面から負圧面まで貫通し、前記ブレードの外周縁に沿うように前縁側から後縁側に向かって延びる長孔が形成され、前記ブレードの径方向における前記長孔の幅寸法が、前縁側から後縁側に向かうにしたがって前記ブレードの径方向内側に張り出すように大きくなることを特徴とする。

翼端渦は、正圧面に沿ってブレードの径方向外側に向けて流れる流体が、ブレードの外周縁に到達し、負圧面側に回り込むことで発生する。上記プロペラファンでは孔部が形成されていることで、正圧面に沿ってブレードの径方向外側に向けて流れる流体の一部が孔部に流入するため、ブレードの外周縁に到達する流体の流れを減少させ、翼端渦を弱めることができる。また、翼端渦はブレードの外周縁よりも径方向内側において負圧面に向かう流れを有するが、この流れは、孔部を通して正圧面から負圧面へ流出した流体の流れによって相殺することができる。したがって、上記プロペラファンによれば、翼端渦の発生を抑制できるため、翼端渦に起因する空力騒音を低減することができる。
また、上記プロペラファンは、ブレードに孔部を形成した簡素な構成であるため、低コストで製造することが可能である。

さらに、長孔がブレードの前縁側から後縁側に向かって延びているので、ブレードの前縁側から後縁側に向かうにしたがって発達する翼端渦を連続して弱めることができる、すなわち、翼端渦の発生を効率よく抑えることが可能である。
また、翼端渦は、ブレードの前縁側から後縁側に向かうにしたがって発達して、翼端渦の径寸法が大きくなるため、翼端渦のうち負圧面に向かう流れは、ブレードの前縁側から後縁側に向かうにしたがってブレードの径方向内側にずれる。
これに対し、上記プロペラファンでは、孔部の開口をブレードの前縁側から後縁側に向かうにしたがってブレードの径方向内側に張り出させているため、流体が孔部を通して正圧面から負圧面へ流出する位置を、ブレードの前縁側から後縁側に向かうにしたがって径方向内側にずらすことができる。
したがって、翼端渦のうち負圧面に向かう流れを、孔部を通して正圧面から負圧面へ流出する流体の流れによって効率よく相殺することができる。

そして、前記プロペラファンにおいては、前記負圧面に対する前記孔部の開口位置が、前記ブレードの前縁側から後縁側に向かうにしたがって前記ブレードの径方向内側に変位していると好ましい。

この課題を解決するために、本発明の他のプロペラファンは、軸線回りに回転されるハブと、該ハブに放射状に設けられて、正圧面及び負圧面を有し、前記ハブとともに回転することで負圧面側から正圧面側へ前記軸線方向に流体を送る複数のブレードと、を備え、前記ブレードに、正圧面から負圧面まで貫通し、前記ブレードの外周縁に沿うように前縁側から後縁側に向かって延びる長孔が形成され、前記長孔のうち前記ブレードの径方向内側の内壁面が、前記正圧面から前記負圧面に向かうにしたがって前記ブレードの径方向外側に傾斜する傾斜面であり、前記長孔のうち前記ブレードの径方向外側の内壁面が、ブレードの厚さ方向に延びて前記正圧面に垂直な面又は前記正圧面から前記負圧面に向かうにしたがって前記ブレードの径方向外側に傾斜する傾斜面であることを特徴とする。

上記プロペラファンによれば、孔部が傾斜面を有することで、孔部において正圧面から負圧面に向けて流れる流体の流れ方向を傾斜面に沿う方向に変位させることができる。すなわち、傾斜面によって孔部から負圧面側に流出した流体をブレードの外周縁に向けて流すことができる。このようにブレードの径方向外側に向かう流体の流れにより、翼端渦をブレードの外周縁から径方向外側に追い出すことができる。プロペラファンは、複数のブレードをハブの回転方向に配列して構成されるが、回転方向前方側のブレードにおいて発生した翼端渦が、上記のようにブレードの外周縁から径方向外側に追い出されることで、回転方向後方側のブレードに衝突することを防ぎ、翼端渦の衝突による空力騒音を低減できる。

さらに、前記プロペラファンにおいて、前記長孔の径方向内側において前記負圧面から突出するガイド部を備え、前記ガイド部が、前記長孔の径方向内側の前記傾斜面に連なり、前記負圧面から離れるにしたがって、径方向外側に延びる延長傾斜面を有しているとよい。

上記プロペラファンによれば、孔部から負圧面側に流出した流体を、ガイド部の延長傾斜面によってブレードの外周縁に向けて流すことができる。すなわち、負圧面側においてブレードの径方向外側への流体の流れをさらに強めることができ、翼端渦をより確実にブレードの外周縁から径方向外側に追い出すことができる。

この課題を解決するために、本発明のさらに他のプロペラファンは、軸線回りに回転されるハブと、該ハブに放射状に設けられて、正圧面及び負圧面を有し、前記ハブとともに回転することで負圧面側から正圧面側へ前記軸線方向に流体を送る複数のブレードと、を備え、前記ブレードに、正圧面から負圧面まで貫通し、前記ブレードの外周縁に沿うように前縁側から後縁側に向かって延びる長孔が形成され、前記ブレードが、前記長孔の径方向外側において前記負圧面から突出し、前記長孔の径方向外側の端部から前記ブレードの外周縁まで延在するフィンを備えることを特徴とする。

上記プロペラファンによれば、フィンの遠心作用によって孔部から負圧面側に流出した流体をブレードの外周縁に向けて流すことができ、このブレードの径方向外側に向かう流体の流れにより、翼端渦をブレードの外周縁から径方向外側に追い出すことができる。また、前述したように孔部やガイド部が傾斜面や延長傾斜面を有する場合には、傾斜面や延長傾斜面によって孔部から負圧面側に流れ出てブレードの外周縁に向かう流体の流れを、フィンの遠心作用によってさらに強めることが可能となる。

本発明のプロペラファンによれば、翼端渦に起因する空力騒音を低減できる。さらに、プロペラファンを低コストで製造することができる。

本発明の第一実施形態に係るプロペラファンを正圧面側から見た状態を示す平面図である。図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図１のプロペラファンをベルマウスに取り付けた状態を示す側面図である。本発明の第二実施形態に係るプロペラファンのブレードを正圧面側から見た状態を示す拡大平面図である。（ａ）は図４のＣ−Ｃ矢視断面図、（ｂ）は図４のＤ−Ｄ矢視断面図、（ｃ）は図４のＥ−Ｅ矢視断面図である。図４のブレードの変形例を示す拡大平面図である。本発明の第三実施形態に係るプロペラファンのブレードを正圧面側から見た状態を示す拡大平面図である。図７のＪ−Ｊ矢視断面図である。図７のブレードの変形例を示す拡大平面図である。（ａ）は図９のＧ−Ｇ矢視断面図、（ｂ）は図９のＨ−Ｈ矢視断面図、（ｃ）は図９のＩ−Ｉ矢視断面図である。

〔第一実施形態〕
以下、図１〜３を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るプロペラファン１は、軸線Ｓ周りに回転される円筒状のハブ２と、ハブ２の外周に放射状に設けられる複数のブレード３とを備える。ブレード３は薄板状に形成され、ハブ２の軸線Ｓに対して傾いた状態でハブ２の外周に支持される（図３参照）。なお、プロペラファン１が射出成型品である場合、ハブ２及び複数のブレード３は一体に形成される。
このプロペラファン１は、ハブ２に接続される動力源によって、ブレード３が軸線Ｓ回りの所定の向き（図１の矢印方向）に回転される。これにより、図１の紙面の奥側から手前側（図３において左側から右側）へと、ブレード３の表面に沿って斜めに拡がるように送風される。以下ではブレード３の回転方向の前方（上流）を回転前方Ｆ、後方（下流）を回転後方Ｂと呼ぶ。

ブレード３は、回転前方Ｆ側に位置する前縁４と、回転後方Ｂ側に位置する後縁５と、前縁４及び後縁５を径方向外側で繋ぐ外周縁６とを有している。前縁４は、外周縁６側の部分が回転前方Ｆに向けて張り出しており、これによってブレード３が鎌形に形成されている。
ハブ２の軸線Ｓから同一半径に沿うブレード３の断面形状は、負圧面３Ａ側に膨出するように湾曲した翼形状となっている。さらに、複数のブレード３は、回転前方Ｆ側に位置するブレード３の負圧面３Ａと回転後方Ｂ側に位置するブレード３の正圧面３Ｂとがハブ２の軸線Ｓ方向に間隔をあけて対向するように配される。これにより、回転するブレード３の正圧面３Ｂによってかきとられる空気（流体）は、前縁４側から回転前方Ｆ側に位置するブレード３の負圧面３Ａと回転後方Ｂ側に位置するブレード３の正圧面３Ｂとの間に押し込まれることで、図１の紙面の奥側から手前側（図３において左側から右側）へと流される。

図１，２に示すように、ブレード３には、外周縁６の近傍において正圧面３Ｂから負圧面３Ａまで貫通する孔部１０が形成されている。本実施形態の孔部１０はブレード３の外周縁６に沿うように前縁４側から後縁５側に向けて延びる長孔となっている。また、本実施形態では、孔部１０の貫通方向がブレード３の厚さ方向に設定されている。さらに、ブレード３の径方向に対応する孔部１０の幅寸法は一定に設定されている。

孔部１０の後縁５側の端部の位置は、プロペラファン１を空気調和機の室外機（不図示）に用いる場合に、例えば図３に示すように、ベルマウス９に対するプロペラファン１の取付位置を考慮して設定されることが好ましい。
詳細に説明すれば、ベルマウス９は、室外機に備えられて室外機内の空気を外部に案内するものである。プロペラファン１は、その軸線Ｓ方向下流側の端部がベルマウス９の径方向内側に挿入されるように、室外機内部に配される。これにより、プロペラファン１の空力性能（プロペラファン１の回転により室外機内部（図３においてプロペラファン１の左側）の空気を外部（図３においてプロペラファン１の右側）に排出する性能）が確保される。なお、ブレード３の外周縁６とベルマウス９の内周面とのクリアランスが過度に大きいと、プロペラファン１の空力性能は低下する。

この挿入状態では、前縁４から後縁５まで延びるブレード３の外周縁６のうち後縁５側の部分（後縁５側部分）が、ベルマウス９の内側に位置する。そして、孔部１０がベルマウス９の内側に配されたブレード３の外周縁６近傍に形成されると、ブレード３の外周縁６とベルマウス９の内周面とのクリアランスが実質的に大きくなるのと同様に空力性能が低下し、好ましくない。したがって、孔部１０は、ベルマウス９の外側に位置するブレード３の外周縁６、すなわち外周縁６のうち前縁４側の部分（前縁４側部分）に形成されることが好ましい。
具体的には、ベルマウス９の内側に位置するブレード３の外周縁６の後縁５側部分の長さは、外周縁６の全長の略１／２である。このため、孔部１０の後縁５側の端部の位置は、孔部１０がベルマウス９の内側に入らないように、外周縁６に沿って前縁４から孔部１０の前縁４側の端部に至る距離が外周縁６の全長の略１／２以下となるように設定されるとよい。

以上のように構成されるプロペラファン１を作動させると、空気がブレード３の負圧面３Ａ及び正圧面３Ｂに沿ってブレード３の前縁４から後縁５（回転後方Ｂ）に向けて流れる。ここで、ブレード３は、負圧面３Ａ側に膨出するように湾曲した翼形状に形成されているため、負圧面３Ａに沿って流れる空気の静圧は、正圧面３Ｂに沿って回転後方Ｂに向けて流れる空気の静圧よりも小さい。
また、ブレード３の正圧面３Ｂに沿って流れる空気にはブレード３の回転に伴う遠心力が作用するため、ブレード３の正圧面３Ｂ上を流れる空気の一部は、図２に示すように、ブレード３の径方向外側に向けて流れ、ブレード３の外周縁６に到達する。そして、この空気がブレード３の負圧面３Ａ側に回り込むことで翼端渦Ｖが発生する。

これに対し、本実施形態のブレード３には孔部１０が形成されているため、正圧面３Ｂに沿ってブレード３の径方向外側に向けて流れる空気の一部が正圧面３Ｂ側と負圧面３Ａ側との静圧差によって孔部１０に流入する。これにより、ブレード３の外周縁６に到達する空気の流れを減少させ、翼端渦Ｖを弱めることができる。
また、翼端渦Ｖはブレード３の外周縁６よりも径方向内側において負圧面３Ａに向かう流れを有するが、この流れは、孔部１０を通して正圧面３Ｂから負圧面３Ａへ流出した空気の流れによって相殺することができる。

以上説明したように第一実施形態のプロペラファン１によれば、翼端渦Ｖに供給される空気の流れを減少させることができ、また、翼端渦Ｖのうち負圧面３Ａに向かう流れを相殺することができるため、翼端渦Ｖの発生を抑制することができる。さらに、孔部１０が形成されない場合、翼端渦Ｖはブレード３の外周縁６の前縁４において発生すると共に、後縁５側に向かうにしたがって発達するが、本実施形態では、孔部１０が前縁４側から後縁５側に向けて延びるように形成され、また、ブレード３の前縁４側に寄せて形成されているため、翼端渦Ｖの発生を効率よく抑えることができる。以上のことから、翼端渦Ｖに起因する空力騒音を低減することができる。
また、第一実施形態のプロペラファン１は、ブレード３に孔部１０を形成した簡素な構成であるため、低コストで製造することが可能である。

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について、図４，５を参照して、第一実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第一実施形態と共通する構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図４，５に示すように、本実施形態のブレード３には、第一実施形態と同様の孔部１１が形成されている。すなわち、孔部１１は、ブレード３の外周縁６の近傍において正圧面３Ｂから負圧面３Ａまで貫通し、その貫通方向がブレード３の厚さ方向に設定されている。また、孔部１１は、ブレード３の外周縁６に沿うように前縁４側から後縁５側に向けて延びる長孔となっている。さらに、孔部１１の延在方向の両端部の位置も、第一実施形態の孔部１０と同様に設定されている。
ただし、本実施形態では、負圧面３Ａ及び正圧面３Ｂに対する孔部１１の開口位置が、ブレード３の前縁４側から後縁５側に向かうにしたがってブレード３の径方向内側に変位している。

以上のように構成される本実施形態のプロペラファンでは、第一実施形態と同様の効果を奏することに加え、第一実施形態のプロペラファン１の場合と比較して、翼端渦Ｖの発生を効率よく抑えることができる。以下、詳細を説明する。
図５に示すように、翼端渦Ｖはブレード３の前縁４側から後縁５側に向かうにしたがって発達し、翼端渦Ｖの径寸法が大きくなるため、翼端渦Ｖのうち負圧面３Ａに向かう流れは、ブレード３の前縁４側から後縁５側に向かうにしたがってブレード３の径方向内側にずれる。これに対し、本実施形態のプロペラファンでは、負圧面３Ａに対する孔部１１の開口位置が前縁４側から後縁５側に向かうにしたがって径方向内側に変位するため、空気が孔部１１を通して正圧面３Ｂから負圧面３Ａへ流出する位置を、ブレード３の前縁４側から後縁５側に向かうにしたがって径方向内側にずらすことができる。したがって、翼端渦Ｖの大きさが変化しても、翼端渦Ｖのうち負圧面３Ａに向かう流れを、孔部１１を通して正圧面３Ｂから負圧面３Ａへ流出する空気の流れによって効率よく相殺することが可能となり、翼端渦Ｖの発生を効率よく抑制できる。

上記第二実施形態では、負圧面３Ａ及び正圧面３Ｂに対する孔部１１の開口位置が、ブレード３の前縁４側から後縁５側に向かうにしたがってブレード３の径方向内側に変位しているが、少なくとも負圧面３Ａに対する孔部１１の開口位置がブレード３の前縁４側から後縁５側に向かうにしたがってブレード３の径方向内側に変位していれば、上記第二実施形態と同様の効果を奏する。

また、上記第二実施形態では、ブレード３の径方向に対応する孔部１１の幅寸法が、一定に設定されているが、例えば図６に示すように、ブレード３の前縁４側から後縁５側に向かうにしたがって径方向内側に張り出すように大きくなっていてもよい。
この場合でも、上記第二実施形態の場合と同様に、空気が孔部１１を通して正圧面３Ｂから負圧面３Ａへ流出する位置を、ブレード３の前縁４側から後縁５側に向かうにしたがって径方向内側にずらすことができるため、翼端渦Ｖの発生を効率よく抑制できる。

〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態について、図７，８を参照して、第一実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第一実施形態と共通する構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図７，８に示すように、本実施形態のブレード３には、第一実施形態の孔部１０と同様に、ブレード３の外周縁６の近傍において正圧面３Ｂから負圧面３Ａまで貫通する孔部１２が形成されている。また、孔部１２は、ブレード３の外周縁６に沿うように前縁４側から後縁５側に向けて延びる長孔となっている。さらに、孔部１２の延在方向の両端部の位置も、第一実施形態の孔部１０と同様に設定されている。
ただし、本実施形態では、孔部１２のうちブレード３の径方向内側の内壁面が、正圧面３Ｂから負圧面３Ａに向かうにしたがってブレード３の径方向外側に傾斜する傾斜面１２Ａとなっている。なお、孔部１２のうち傾斜面１２Ａに対向するブレード３の径方向外側の内壁面（対向面１２Ｂ）は、ブレード３の厚さ方向に延びている。

また、本実施形態のブレード３は、孔部１２の径方向内側において負圧面３Ａから突出するガイド部１４を備える。このガイド部１４は、孔部１２の傾斜面１２Ａに連なって負圧面３Ａから離れる方向に延びる延長傾斜面１４Ａを有する。延長傾斜面１４Ａは、孔部１２の傾斜面１２Ａと共に同一面をなしている。なお、図示例では、ブレード３の厚さ方向に対する延長傾斜面１４Ａの傾斜角度が一定に設定されているが、例えばガイド部１４の延在方向先端に向かうにしたがって大きくなってもよい。すなわち、延長傾斜面１４Ａは平坦面に限らず湾曲面であってもよい。
本実施形態のガイド部１４は、板状に形成され、傾斜面１２Ａに対応する方向（負圧面３Ａから離れるにしたがってブレード３の径方向外側に傾斜する方向）に延びている。なお、図示例では、ガイド部１４の延出方向先端が、孔部１２のうちブレード３の径方向外側の内壁面（対向面１２Ｂ）よりもブレード３の径方向内側に位置しているが、例えば対向面１２Ｂと同じ径方向位置に位置してもよい。

さらに、本実施形態のブレード３は、孔部１２の径方向外側において負圧面３Ａから突出するフィン１５を備える。フィン１５は、孔部１２の径方向外側の端部からブレード３の外周縁６まで延在している。本実施形態のフィン１５は、板状に形成されている。
なお、図示例では、フィン１５の延在方向が、ブレード３の正圧面３Ｂに沿ってブレード３の径方向外側に向かう空気の流れ方向（図７の矢印方向）に一致しているが、これに限ることはない。また、図示例では、フィン１５の突出高さが、ブレード３の径方向外側に向かうにしたがって小さくなっているが、これに限ることはない。さらに、フィン１５は、孔部１２の延在方向に間隔をあけて複数（図示例では二つ）配列されているが、少なくとも孔部１２の延在方向の中途部に一つだけ設けられていればよい。

また、本実施形態のブレード３は、孔部１２内に形成されて、孔部１２のうちブレード３の径方向内側の内壁面（傾斜面１２Ａ）と径方向外側の内壁面（対向面１２Ｂ）とを接続するリブ１６を備える。リブ１６は、孔部１２の径方向外側に位置するブレード３の部分の剛性を高め、孔部１２の形状を維持する役割を果たす。また、本実施形態のリブ１６は、ガイド部１４の延長傾斜面１４Ａにも接続されており、ガイド部１４の剛性を高める役割も果たす。
さらに、リブ１６は、前述したフィン１５と同様の板状に形成され、フィン１５と共に単一の板材をなすように一体に形成されている。そして、リブ１６は、孔部１２をその延在方向に分割している。図示例では、二つのリブ１６によって孔部１２が三つに分割されているが、これに限ることはない。
なお、ブレード３が射出成型品である場合、これらガイド部１４、フィン１５及びリブ１６はブレード３に一体に形成することが可能である。

以上のように構成される本実施形態のプロペラファンを作動させると、第一実施形態の場合と同様に、正圧面３Ｂに沿ってブレード３の径方向外側に向けて流れる空気の一部が孔部１２に流入するため、ブレード３の外周縁６に到達する空気の流れを減少させ、翼端渦Ｖを弱めることができる。また、翼端渦Ｖのうち負圧面３Ａに向かう流れを、孔部１２を通して正圧面３Ｂから負圧面３Ａへ流出した空気の流れによって相殺することができる。

さらに、本実施形態では孔部１２が傾斜面１２Ａを有するため、孔部１２において正圧面３Ｂから負圧面３Ａに向けて流れる空気の流れ方向を傾斜面１２Ａに沿う方向に変位させることができる。すなわち、傾斜面１２Ａによって孔部１２から負圧面３Ａ側に流出した空気をブレード３の外周縁６に向けて流すことが可能となる。
また、傾斜面１２Ａの負圧面３Ａ側の端部にはガイド部１４の延長傾斜面１４Ａが連なっているため、孔部１２から負圧面３Ａ側に流出した空気を、延長傾斜面１４Ａによってブレード３の外周縁６に向けて流すことができる。

さらに、フィン１５は、その遠心作用（ブレード３の回転に伴う遠心力）によって、負圧面３Ａ上においてブレード３の径方向外側に向かう空気の流れをさらに強めることができる。さらに、リブ１６も、その遠心作用によって、孔部１２においてブレード３の径方向外側に向かう空気の流れをさらに強めることができる。すなわち、負圧面３Ａ側においてブレード３の外周縁６に向かう空気の流れを強めることができる。
以上のように、負圧面３Ａ側においてブレード３の径方向外側に向かう空気の流れにより、翼端渦Ｖをブレード３の外周縁６から径方向外側に追い出すことができる。

以上説明したように、本実施形態のプロペラファンによれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
さらに、本実施形態のプロペラファンによれば、負圧面３Ａ側においてブレード３の径方向外側に向かう空気の流れにより、翼端渦Ｖをブレード３の外周縁６から径方向外側に追い出すことができる。したがって、回転前方Ｆ側に位置するブレード３において発生した翼端渦Ｖが、回転後方Ｂ側に位置するブレード３に衝突することを防止できる。したがって、翼端渦Ｖの衝突による空力騒音を低減できる。

また、本実施形態の孔部１２は、第一実施形態の孔部１０と同様に、ブレード３の外周縁６の前縁４側部分に形成されているため、プロペラファンが図３に示すようにベルマウス９の内側に挿入された状態で、翼端渦Ｖをブレード３の外周縁６の前縁４側部分においてベルマウス９の径方向外側に追い出すことで、翼端渦Ｖが室外機から外部に出ることを抑制できる。プロペラファンを室外機に用いる場合、騒音の評価は室外機の外部において行われるため、室外機の外部に漏れ出た翼端渦Ｖに基づく空力騒音を低減することができる。

上記第三実施形態では、孔部１２のうち傾斜面１２Ａに対向する対向面１２Ｂが、ブレード３の厚さ方向に延びているが、例えば図９，１０（特に、図１０（ａ）、（ｂ））に示すように、傾斜面１２Ａと平行するように延びてもよい。すなわち、ブレード３の厚さ方向に対する孔部１２の貫通方向が、正圧面３Ｂから負圧面３Ａに向かうにしたがってブレード３の径方向外側に傾斜してもよい。
この構成によれば、孔部１２においてブレード３の径方向外側に向かう空気の流れを強めることができるため、翼端渦Ｖをブレード３の外周縁６から径方向外側に効率よく追い出すことが可能となる。

さらに、ブレード３の厚さ方向に対する孔部１２の貫通方向の傾斜角度（あるいは傾斜面１２Ａの傾斜角度）は、例えば孔部１２の延在方向にわたって一定に設定されてもよいが、例えば図９，１０に示すように、孔部１２の前縁４側の端部から後縁５側の端部に向かうにしたがって小さくなっていてもよい。
この構成によれば、ブレード３の前縁４側における孔部１２の貫通方向の傾斜角度が大きく設定されていることで、翼端渦Ｖが発達する前に、翼端渦Ｖをブレード３の外周縁６から径方向外側に効率よく追い出すことが可能となる。
また、図９，１０に示す構成では、負圧面３Ａに対する孔部１２の開口位置が、孔部１２の前縁４側の端部から後縁５側の端部に向かうにしたがってブレード３の径方向内側に変位するように設定されているため、第二実施形態と同様に、翼端渦Ｖの発達を効率よく抑制できる効果も奏する。

なお、図９，１０においては、孔部１２の後縁５側の端部における孔部１２の貫通方向がブレード３の厚さ方向に対して傾斜せずに一致しているが、これに限ることはない。また、図９，１０においては、正圧面３Ｂに対する孔部１２の開口位置が、ブレード３の径方向に変位せずに同一の径方向位置に設定されているが、これに限ることはない。
また、第三実施形態のプロペラファンに備えるフィン１５やリブ１６は、図１，２に示す第一実施形態の構成、図４，５に示す第二実施形態の構成、図６に示す第二実施形態の変形例の構成、及び、上述した図９，１０に示す構成のいずれにも適用可能である。このように適用した場合でも、フィン１５の遠心作用によって孔部１２から負圧面３Ａ側に流出した流体をブレード３の外周縁に向けて流すことができ、このブレード３の径方向外側に向かう流体の流れにより、翼端渦Ｖをブレード３の外周縁から径方向外側に追い出す効果を奏する。

以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、ブレード３の外周縁６近傍に形成される孔部１０，１１，１２はブレード３の前縁４側から後縁５側に向けて延びる長孔に限らず、例えばブレード３の前縁４側から後縁５側に向けて配列される複数の小孔であってもよい。この構成では、長孔の場合と比較してブレード３の強度低下を抑えることができる。

１…プロペラファン、２…ハブ、Ｓ…軸線、３…ブレード、３Ａ…負圧面、３Ｂ…正圧面、４…前縁、５…後縁、６…外周縁、９…ベルマウス、１０，１１，１２…孔部、１２Ａ…傾斜面、１２Ｂ…対向面、１４…ガイド部、１４Ａ…延長傾斜面、１５…フィン、１６…リブ、Ｆ…回転前方、Ｂ…回転後方、Ｖ…翼端渦

Claims

軸線回りに回転されるハブと、
該ハブに放射状に設けられて、正圧面及び負圧面を有し、前記ハブとともに回転することで負圧面側から正圧面側へ前記軸線方向に流体を送る複数のブレードと、を備え、
前記ブレードに、正圧面から負圧面まで貫通し、前記ブレードの外周縁に沿うように前縁側から後縁側に向かって延びる長孔が形成され、
前記ブレードの径方向における前記長孔の幅寸法が、前縁側から後縁側に向かうにしたがって前記ブレードの径方向内側に張り出すように大きくなることを特徴とするプロペラファン。
軸線回りに回転されるハブと、
該ハブに放射状に設けられて、正圧面及び負圧面を有し、前記ハブとともに回転することで負圧面側から正圧面側へ前記軸線方向に流体を送る複数のブレードと、を備え、
前記ブレードに、正圧面から負圧面まで貫通し、前記ブレードの外周縁に沿うように前縁側から後縁側に向かって延びる長孔が形成され、
前記ブレードが、前記長孔の径方向外側において前記負圧面から突出し、前記長孔の径方向外側の端部から前記ブレードの外周縁まで延在するフィンを備えることを特徴とするプロペラファン。
前記負圧面に対する前記長孔の開口位置が、前記ブレードの前縁側から後縁側に向かうにしたがって前記ブレードの径方向内側に変位することを特徴とする請求項２に記載のプロペラファン。
前記ブレードの径方向における前記長孔の幅寸法が、前縁側から後縁側に向かうにしたがって前記ブレードの径方向内側に張り出すように大きくなることを特徴とする請求項２に記載のプロペラファン。
前記長孔のうち前記ブレードの径方向内側の内壁面が、前記正圧面から前記負圧面に向かうにしたがって前記ブレードの径方向外側に傾斜する傾斜面であり、前記長孔のうち前記ブレードの径方向外側の内壁面が、ブレードの厚さ方向に延びて前記正圧面に垂直な面又は前記正圧面から前記負圧面に向かうにしたがって前記ブレードの径方向外側に傾斜する傾斜面であるることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプロペラファン。
前記ブレードが、前記長孔の径方向内側において前記負圧面から突出するガイド部を備え、
前記ガイド部が、前記長孔の径方向内側の前記傾斜面に連なり、前記負圧面から離れるにしたがって、径方向外側に延びる延長傾斜面を有することを特徴とする請求項５に記載のプロペラファン。
前記ブレードが、前記長孔の径方向外側において前記負圧面から突出し、前記長孔の径方向外側の端部から前記ブレードの外周縁まで延在するフィンを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプロペラファン。