JP6692456B2

JP6692456B2 - プロペラファン及び空気調和装置の室外機

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Publication number: JP6692456B2
Application number: JP2018560283A
Authority: JP
Inventors: 勝幸山本; 拓矢寺本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-01-05
Filing date: 2017-01-05
Publication date: 2020-05-13
Anticipated expiration: 2037-01-05
Also published as: JPWO2018127953A1; WO2018127953A1

Description

本発明は、ボス部の外周に配置された翼を備えたプロペラファン及び空気調和装置の室外機に関するものである。

特許文献１には、軸流ファンが記載されている。この軸流ファンは、ハブと、ハブに取り付けられた複数枚の羽根とを有している。羽根の形状は、前縁輪郭線、後縁輪郭線、チップ輪郭線及びハブ輪郭線で規定されている。前縁輪郭線又は後縁輪郭線は、周方向に凸状に形成されている。

特開２００４−３３２６７４号公報

例えば、後縁輪郭線が周方向に凸状に形成される構成では、羽根の径方向における後縁部の一部が空気の流れに沿って延長される。これにより、翼面上での空気の流れを制御できるため、羽根の径方向で負荷分布を調整することができる。しかしながら、特許文献１の軸流ファンでは、後縁部の延長された部分に他の領域の空気の流れが引き込まれる。このため、羽根に沿った空気の流れには、損失となる径方向成分が生じてしまう。したがって、軸流ファンの効率が低下してしまうという課題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、効率を向上させることができるプロペラファン及び空気調和装置の室外機を提供することを目的とする。

本発明に係るプロペラファンは、回転軸上に配置されたボス部と、前記ボス部の外周に配置され、前縁及び後縁を有する翼と、を備え、前記翼は、前記前縁を含む前方翼面部と、前記前方翼面部よりも前記後縁側に位置し前記後縁を含む後方翼面部と、を有しており、前記後方翼面部は、前記後縁の一部を含む第１翼面部と、前記後縁の他の一部を含む第２翼面部と、を有しており、前記第１翼面部は、前記第１翼面部を通る前記翼の周方向断面において、前記前方翼面部の翼形状が前記後縁側に延長された翼形状を有しており、前記第２翼面部は、前記第２翼面部を通る前記翼の周方向断面において、前記前方翼面部の翼形状が前記後縁側に延長された翼形状よりも前記翼の圧力面側に突出した翼形状を有しており、前記第１翼面部と前記第２翼面部との間には側面部が設けられており、前記側面部は、前記前縁側に位置する第１頂点と、前記後縁側に位置し、前記第１翼面部に隣接する第２頂点と、前記後縁側に位置し、前記第２翼面部に隣接する第３頂点と、を有しており、前記第１頂点と前記回転軸との距離は、前記第２頂点と前記回転軸との距離よりも長く、前記第３頂点と前記回転軸との距離よりも短いものである。

本発明に係る空気調和装置の室外機は、上記のプロペラファンを備えたものである。

本発明によれば、翼に沿った空気の流れに径方向成分が生じるのを抑制できるため、プロペラファンの効率を向上させることができる。

本発明の実施の形態１に係るプロペラファンの概略構成を示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係るプロペラファンの概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態１に係るプロペラファンの概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態１の比較例に係るプロペラファンの概略構成を示す斜視図である。本発明の実施の形態２に係るプロペラファンの概略構成を示す斜視図である。本発明の実施の形態２に係るプロペラファンの概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態３に係るプロペラファンの概略構成を示す斜視図である。本発明の実施の形態３に係るプロペラファンの概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態４に係るプロペラファンを回転軸に沿って上流側から見た構成を示す図である。本発明の実施の形態４に係るプロペラファンの概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態５に係るプロペラファンを回転軸に沿って上流側から見た構成を示す図である。本発明の実施の形態５の変形例に係るプロペラファンを回転軸に沿って上流側から見た構成を示す図である。本発明の実施の形態６に係るプロペラファンの概略構成の一例を示す斜視図である。本発明の実施の形態６に係るプロペラファンの概略構成の他の例を示す斜視図である。本発明の実施の形態７に係る空気調和装置の室外機の概略構成を示す模式的な断面図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係るプロペラファンについて説明する。図１は、本実施の形態に係るプロペラファンの概略構成を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係るプロペラファンの概略構成を示す断面図である。図２における（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図１のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ断面をそれぞれ示している。図３における（ａ）及び（ｂ）は、図１のＤ−Ｄ断面及びＥ−Ｅ断面をそれぞれ示している。Ｄ−Ｄ断面及びＥ−Ｅ断面は、翼２０の周方向断面である。なお、図１〜図３を含む以下の図面では、各構成部材の相対的な寸法の関係や形状等が実際のものとは異なる場合がある。

図１〜図３に示すように、プロペラファンは、ボス部１０と、ボス部１０の外周に配置された翼２０と、を備えた羽根車５０を有している。また、プロペラファンは、羽根車５０を回転させるモータ（図１〜図３では図示せず）を有している。

ボス部１０は、羽根車５０の回転軸１１上に配置されている。ボス部１０は、モータの駆動により、回転軸１１を中心として回転方向１２に回転するように設けられている。本例では、ボス部１０の外周には、複数の翼２０が周方向に等間隔で設けられている。図１では１つの翼２０のみを示しているが、複数の翼２０は例えば全て同様の構成を有している。

翼２０は、前縁２１、後縁２２及び外周縁２３を有している。前縁２１は、羽根車５０が回転方向１２に回転するときに翼２０の前方に位置する縁部である。後縁２２は、羽根車５０が回転方向１２に回転するときに翼２０の後方に位置する縁部である。外周縁２３は、翼２０の外周に位置し、前縁２１の外周端と後縁２２の外周端との間に設けられた縁部である。

また、翼２０は、圧力面３１と負圧面３２とを有している。圧力面３１は、羽根車５０が回転方向１２に回転したときに圧力が上昇する表面である。負圧面３２は、圧力面３１の裏面側に位置し、羽根車５０が回転方向１２に回転したときに圧力が低下する表面である。図１中では、翼２０の奥側の表面が圧力面３１であり、翼２０の手前側の表面が負圧面３２である。

さらに、翼２０は、前縁２１を含む前方翼面部４０と、前方翼面部４０よりも後縁２２側に位置し、後縁２２を含む後方翼面部と、を有している。後方翼面部は、後縁２２の第１部分２２ａを含む翼面部４１（第１翼面部の一例）と、後縁２２のうち第１部分２２ａよりも外周縁２３側に位置する第２部分２２ｂを含む翼面部４２（第２翼面部の一例）と、を有している。翼面部４１は、翼２０のうち最も内周側に位置しており、ボス部１０に隣接している。翼面部４２は、翼２０のうち最も外周側に位置しており、外周縁２３の一部を含んでいる。翼面部４２は、翼面部４１に対して圧力面３１側（プロペラファンによる送風空気の流れにおいて下流側）に突出している。すなわち、翼面部４２は、圧力面３１側では翼面部４１に対して凸状に形成されており、負圧面３２側では翼面部４１に対して凹状に形成されている。

図３（ａ）に示すように、翼面部４１は、翼面部４１を通る翼２０の周方向断面において、前方翼面部４０の翼形状が後縁２２側に延長された翼形状を有している。すなわち、翼面部４１は、同周方向断面において、前方翼面部４０の翼形状が後縁２２側に延長された仮想の翼形状と重なった翼形状を有している。

図３（ｂ）に示すように、翼面部４２は、翼面部４２を通る翼２０の周方向断面において、前方翼面部４０の翼形状が後縁２２側に延長された仮想の翼形状４２ａよりも圧力面３１側に突出した翼形状を有している。前方翼面部４０と翼面部４２との間では、圧力面３１及び負圧面３２のいずれもが連続的かつ滑らかに接続されている。

また、翼２０は、翼面部４１と翼面部４２との間に段差を形成する第１側面部６１を有している。図１では、第１側面部６１にハッチングを付している。第１側面部６１は、翼面部４１と翼面部４２との間に配置されている。第１側面部６１は、翼面部４１及び翼面部４２の双方に対して傾斜している。第１側面部６１は、概ね翼２０の周方向に沿って形成されている。第１側面部６１によって、翼面部４１に対する翼面部４２の突出状態が形成されている。

第１側面部６１は、三角形状の形状を有している。第１側面部６１は、当該第１側面部６１の前縁２１側に位置する第１頂点６１ａと、当該第１側面部６１の後縁２２側であって負圧面３２側に位置し、翼面部４１に隣接する第２頂点６１ｂと、当該第１側面部６１の後縁２２側であって圧力面３１側に位置し、翼面部４２に隣接する第３頂点６１ｃと、を有している。第１頂点６１ａは、翼２０の周方向において前縁２１と後縁２２との間に位置している。これにより、翼２０のうち第１頂点６１ａよりも前縁２１側の領域では段差が形成されず、翼２０のうち第１頂点６１ａよりも後縁２２側の領域では翼面部４１と翼面部４２との間に段差が形成される。翼面部４１と翼面部４２との間の段差は、後縁２２に近づくほど大きくなる。本例の第１側面部６１は、回転軸１１と平行な平面状の形状を有しているが、第１側面部６１は、曲面状（例えば、回転軸１１を中心とした円筒面状）の形状を有していてもよい。

本実施の形態によって得られる効果について説明する。図４は、本実施の形態の比較例に係るプロペラファンの概略構成を示す斜視図である。図４に示すプロペラファンでは、後縁２２の一部（例えば、径方向中央部）に、空気の流れに沿って延長された延長部７０が形成されている。このような構成では、矢印１０２で示すように、延長部７０の形成された領域に空気の流れを集中させることにより、翼２０の負荷分布を調整することができる。しかしながら、延長部７０は径方向でなだらかに形成されているため、延長部７０には、矢印１０１、１０３で示すように、延長部７０の形成領域以外の領域を流れる空気を引き込む作用が生じる。これにより、翼２０に沿った空気の流れには、ファンの損失となる径方向成分が生じてしまう。

これに対し、図１に示すような本実施の形態に係るプロペラファンの構成では、翼面部４１と翼面部４２との間を段差によって区切ることができる。これにより、径方向への空気の誘引を防ぐことができるため、矢印１０４、１０５、１０６で示すように、空気の流れに径方向成分が生じるのを抑制することができる。したがって、プロペラファンの効率を向上させることができる。

また、プロペラファンは、外周側ほど効率良く仕事をする。本実施の形態に係るプロペラファンでは、翼２０で最も外周側に位置する翼面部４２が圧力面３１側に突出している。これにより、本実施の形態に係るプロペラファンでは、空気の流れに径方向成分が生じるのを抑制しつつ、外周側の翼面部での仕事量を増大させることができる。したがって、翼２０の径方向で設計を細分化できるとともに、プロペラファンの効率をさらに向上させることができる。また、プロペラファンの効率を向上させることにより、所定風量を得るために必要な回転数を減少させることができるため、プロペラファンの騒音を低減することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係るプロペラファンは、回転軸１１上に配置されたボス部１０と、ボス部１０の外周に配置され、前縁２１及び後縁２２を有する翼２０と、を備えている。翼２０は、前縁２１を含む前方翼面部４０と、前方翼面部４０よりも後縁２２側に位置し後縁２２を含む後方翼面部と、を有している。後方翼面部は、後縁２２の第１部分２２ａを含む翼面部４１（第１翼面部の一例）と、後縁２２の第２部分２２ｂを含む翼面部４２（第２翼面部の一例）と、を有している。翼面部４１は、翼面部４１を通る翼２０の周方向断面において、前方翼面部４０の翼形状が後縁２２側に延長された翼形状を有している。翼面部４２は、翼面部４２を通る翼２０の周方向断面において、前方翼面部４０の翼形状が後縁２２側に延長された翼形状よりも翼２０の圧力面３１側に突出した翼形状を有している。

この構成によれば、翼面部４１と翼面部４２との間を段差によって区切ることができる。これにより、径方向への空気の誘引を防ぐことができるため、空気の流れに径方向成分が生じるのを抑制することができる。したがって、プロペラファンの効率を向上させることができる。また、この構成によれば、翼面部４２が翼２０の圧力面３１側に突出しているため、翼面部４２での仕事量を増大させることができる。

また、本実施の形態に係るプロペラファンにおいて、翼面部４２は、翼面部４１よりも外周側に位置している。この構成によれば、外周側の翼面部４２での仕事量を増大させることができるため、プロペラファンの効率をさらに向上させることができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るプロペラファンについて説明する。図５は、本実施の形態に係るプロペラファンの概略構成を示す斜視図である。図６は、本実施の形態に係るプロペラファンの概略構成を示す断面図である。図６における（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図５のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ断面をそれぞれ示している。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図５及び図６に示すように、翼２０は、前方翼面部４０と後方翼面部とを有している。後方翼面部は、後縁２２の第１部分２２ａを含む翼面部４１（第２翼面部の一例）と、後縁２２のうち第１部分２２ａよりも外周縁２３側に位置する第２部分２２ｂを含む翼面部４２（第１翼面部の一例）と、を有している。翼面部４１は、翼２０のうち最も内周側に位置しており、ボス部１０に隣接している。翼面部４２は、翼２０のうち最も外周側に位置しており、外周縁２３の一部を含んでいる。翼面部４１は、翼面部４２に対して圧力面３１側（プロペラファンによる送風空気の流れにおいて下流側）に突出している。すなわち、翼面部４１は、圧力面３１側では翼面部４２に対して凸状に形成されており、負圧面３２側では翼面部４２に対して凹状に形成されている。

翼面部４１は、翼面部４１を通る翼２０の周方向断面において、前方翼面部４０の翼形状が後縁２２側に延長された仮想の翼形状よりも圧力面３１側に突出した翼形状を有している。すなわち、翼面部４１は、図３（ｂ）に示した実施の形態１の翼面部４２と同様の翼形状を有している。一方、翼面部４２は、翼面部４２を通る翼２０の周方向断面において、前方翼面部４０の翼形状が後縁２２側に延長された翼形状を有している。すなわち、翼面部４２は、図３（ａ）に示した実施の形態１の翼面部４１と同様の翼形状を有している。

また、翼２０は、翼面部４１と翼面部４２との間に段差を形成する第１側面部６１を有している。図５では、第１側面部６１にハッチングを付している。第１側面部６１は、翼面部４１と翼面部４２との間に配置されている。第１側面部６１は、翼面部４１及び翼面部４２の双方に対して傾斜している。第１側面部６１は、概ね翼２０の周方向に沿って形成されている。第１側面部６１によって、翼面部４２に対する翼面部４１の突出状態が形成されている。

第１側面部６１は、三角形状の形状を有している。第１側面部６１は、当該第１側面部６１の前縁２１側に位置する第１頂点６１ａと、当該第１側面部６１の後縁２２側であって圧力面３１側に位置し、翼面部４１に隣接する第２頂点６１ｂと、当該第１側面部６１の後縁２２側であって負圧面３２側に位置し、翼面部４２に隣接する第３頂点６１ｃと、を有している。第１頂点６１ａは、翼２０の周方向において前縁２１と後縁２２との間に位置している。これにより、翼２０のうち第１頂点６１ａよりも前縁２１側の領域では段差が形成されず、翼２０のうち第１頂点６１ａよりも後縁２２側の領域では翼面部４１と翼面部４２との間に段差が形成される。翼面部４１と翼面部４２との間の段差は、後縁２２に近づくほど大きくなる。本例の第１側面部６１は、回転軸１１と平行な平面状の形状を有しているが、第１側面部６１は、曲面状（例えば、回転軸１１を中心とした円筒面状）の形状を有していてもよい。

本実施の形態によって得られる効果について説明する。本実施の形態に係るプロペラファンの構成では、翼面部４１と翼面部４２との間を段差によって区切ることができる。これにより、径方向への空気の誘引を防ぐことができるため、矢印１０４、１０５、１０６で示すように、空気の流れに径方向成分が生じるのを抑制することができる。したがって、プロペラファンの効率を向上させることができる。

また、プロペラファンの下流側には、吹出グリル（例えば、図１５を用いて後述する吹出グリル１３０）等が配置される場合がある。プロペラファンの回転により吹き出される空気の風速は、プロペラファンの外周側ほど大きくなる傾向にある。このような風速分布が形成されている場合、プロペラファンの外周側から吹き出される風速の大きい空気が吹出グリルに衝突することにより、騒音が増大してしまうことがある。これに対し、本実施の形態に係るプロペラファンでは、翼２０で最も内周側に位置する翼面部４１が圧力面３１側に突出している。したがって、本実施の形態では、プロペラファンの内周側から吹き出される空気の風速を増大させることができる。すなわち、本実施の形態では、プロペラファンの径方向における風速分布をより均一にすることができるため、プロペラファンの外周側から吹き出される空気の風速を相対的に低下させることができる。したがって、空気が吹出グリルに衝突する際の騒音を低減することができるため、プロペラファンの騒音を低減することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係るプロペラファンにおいて、翼面部４１（第２翼面部の一例）は、翼面部４２（第１翼面部の一例）よりも内周側に位置している。この構成によれば、プロペラファンの内周側から吹き出される空気の風速を増大させることができ、プロペラファンの径方向における風速分布をより均一にすることができるため、プロペラファンの騒音を低減することができる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係るプロペラファンについて説明する。図７は、本実施の形態に係るプロペラファンの概略構成を示す斜視図である。図８は、本実施の形態に係るプロペラファンの概略構成を示す断面図である。図８は、図７のＡ−Ａ断面を示している。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図７及び図８に示すように、翼２０は、前方翼面部４０と後方翼面部とを有している。後方翼面部は、後縁２２の第１部分２２ａを含む翼面部４１（第１翼面部の一例）と、後縁２２のうち第１部分２２ａよりも外周縁２３側に位置する第２部分２２ｂを含む翼面部４２（第２翼面部の一例）と、後縁２２のうち第２部分２２ｂよりも外周縁２３側に位置する第３部分２２ｃを含む翼面部４３（第１翼面部の一例）と、を有している。翼面部４１は、翼２０のうち最も内周側に位置しており、ボス部１０に隣接している。翼面部４３は、翼２０のうち最も外周側に位置しており、外周縁２３の一部を含んでいる。翼面部４２は、翼面部４１と翼面部４３との間に位置しており、例えば翼２０の径方向中央部を含んでいる。翼面部４２は、翼面部４１及び翼面部４３に対して圧力面３１側に突出している。すなわち、翼面部４２は、圧力面３１側では翼面部４１及び翼面部４３に対して凸状に形成されており、負圧面３２側では翼面部４１及び翼面部４３に対して凹状に形成されている。

翼面部４１は、翼面部４１を通る翼２０の周方向断面において、前方翼面部４０の翼形状が後縁２２側に延長された翼形状を有している。同様に、翼面部４３は、翼面部４３を通る翼２０の周方向断面において、前方翼面部４０の翼形状が後縁２２側に延長された翼形状を有している。すなわち、翼面部４１及び翼面部４３は、図３（ａ）に示した実施の形態１の翼面部４１と同様の翼形状を有している。一方、翼面部４２は、翼面部４２を通る翼２０の周方向断面において、前方翼面部４０の翼形状が後縁２２側に延長された仮想の翼形状よりも圧力面３１側に突出した翼形状を有している。すなわち、翼面部４２は、図３（ｂ）に示した実施の形態１の翼面部４２と同様の翼形状を有している。

また、翼２０は、翼面部４１と翼面部４２との間に段差を形成する第１側面部６１と、翼面部４２と翼面部４３との間に段差を形成する第２側面部６２と、を有している。図７では、第１側面部６１及び第２側面部６２にハッチングを付している。第１側面部６１は、翼面部４１と翼面部４２との間に配置されている。第１側面部６１は、翼面部４１及び翼面部４２の双方に対して傾斜している。第２側面部６２は、翼面部４２と翼面部４３との間に配置されている。第２側面部６２は、翼面部４２及び翼面部４３の双方に対して傾斜している。第１側面部６１及び第２側面部６２のそれぞれは、互いに交差しないように概ね翼２０の周方向に沿って形成されている。第１側面部６１及び第２側面部６２によって、翼面部４１及び翼面部４３に対する翼面部４２の突出状態が形成されている。

第１側面部６１は、三角形状の形状を有し、例えば平面状に形成されている。第１側面部６１は、当該第１側面部６１の前縁２１側に位置する第１頂点６１ａと、当該第１側面部６１の後縁２２側であって負圧面３２側に位置し、翼面部４１に隣接する第２頂点６１ｂと、当該第１側面部６１の後縁２２側であって圧力面３１側に位置し、翼面部４２に隣接する第３頂点６１ｃと、を有している。第１頂点６１ａは、翼２０の周方向において前縁２１と後縁２２との間に位置している。本例の第１側面部６１は、回転軸１１と平行な平面状の形状を有しているが、第１側面部６１は、曲面状（例えば、回転軸１１を中心とした円筒面状）の形状を有していてもよい。

第２側面部６２は、三角形状の形状を有し、例えば平面状に形成されている。第２側面部６２は、当該第２側面部６２の前縁２１側に位置する第４頂点６２ａと、当該第２側面部６２の後縁２２側であって圧力面３１側に位置し、翼面部４２に隣接する第５頂点６２ｂと、当該第２側面部６２の後縁２２側であって負圧面３２側に位置し、翼面部４３に隣接する第６頂点６２ｃと、を有している。第４頂点６２ａは、翼２０の周方向において前縁２１と後縁２２との間に位置している。本例の第２側面部６２は、回転軸１１と平行な平面状の形状を有しているが、第２側面部６２は、曲面状（例えば、回転軸１１を中心とした円筒面状）の形状を有していてもよい。

これにより、翼２０のうち第１頂点６１ａ及び第４頂点６２ａよりも前縁２１側の領域では段差が形成されず、翼２０のうち第１頂点６１ａ及び第４頂点６２ａよりも後縁２２側の領域では、翼面部４１と翼面部４２との間に段差が形成されるとともに、翼面部４２と翼面部４３との間に段差が形成される。翼面部４１と翼面部４２との間の段差、及び翼面部４２と翼面部４３との間の段差は、後縁２２に近づくほど大きくなる。翼面部４２は、第１頂点６１ａ及び第４頂点６２ａを起点として、翼面部４１及び翼面部４３に対して相対的に圧力面３１側に傾斜している。

なお、本実施の形態では、翼面部４２のみが圧力面３１側に突出しているが、２つ以上の翼面部が圧力面３１側に突出していてもよい。例えば、翼２０が、後縁２２に沿って内周側から順に第１翼面部、第２翼面部、第３翼面部、第４翼面部及び第５翼面部を有している場合、第２翼面部及び第４翼面部が第１翼面部、第３翼面部及び第５翼面部に対して圧力面３１側に突出していてもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係るプロペラファンは、回転軸１１上に配置されたボス部１０と、ボス部１０の外周に配置され、前縁２１、後縁２２及び外周縁２３を有する翼２０と、を備えている。翼２０は、前縁２１を含む前方翼面部４０と、前方翼面部４０よりも後縁２２側に位置し後縁２２を含む後方翼面部と、を有している。後方翼面部は、後縁２２の第１部分２２ａを含む翼面部４１（第１翼面部の一例）と、後縁２２のうち第１部分２２ａよりも外周縁２３側に位置する第２部分２２ｂを含む翼面部４２（第２翼面部の一例）と、後縁２２のうち第２部分２２ｂよりも外周縁２３側に位置する第３部分２２ｃを含む翼面部４３（第１翼面部の一例）と、を有している。翼面部４２は、翼面部４１及び翼面部４３に対して翼２０の圧力面３１側に突出しており、翼面部４２の突出は、翼面部４１と翼面部４２との間に設けられた第１側面部６１と、翼面部４２と翼面部４３との間に設けられた第２側面部６２と、によって形成されている。

この構成によれば、翼面部４１と翼面部４２との間、及び翼面部４２と翼面部４３との間をそれぞれ段差によって区切ることができる。これにより、径方向への空気の誘引を防ぐことができるため、矢印１０４、１０５、１０６で示すように、空気の流れに径方向成分が生じるのを抑制することができる。したがって、プロペラファンの効率を向上させることができる。また、段差によって区切られた範囲内で負荷調整をすることにより、翼２０の径方向で設計を細分化できるとともに、プロペラファンの効率をさらに向上させることができる。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係るプロペラファンについて説明する。図９は、本実施の形態に係るプロペラファンを回転軸に沿って上流側から見た構成を示す図である。図１０は、本実施の形態に係るプロペラファンの概略構成を示す断面図である。図１０は、図９のＡ−Ａ断面を示している。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図９及び図１０に示すように、翼面部４２（第２翼面部の一例）は、翼面部４１（第１翼面部の一例）に対して圧力面３１側に突出している。すなわち、翼面部４２は、圧力面３１側では翼面部４１に対して凸状に形成されており、負圧面３２側では翼面部４１に対して凹状に形成されている。

翼面部４１は、翼面部４１を通る翼２０の周方向断面において、前方翼面部４０の翼形状が後縁２２側に延長された翼形状を有している。すなわち、翼面部４１は、図３（ａ）に示した実施の形態１の翼面部４１と同様の翼形状を有している。翼面部４２は、翼面部４２を通る翼２０の周方向断面において、前方翼面部４０の翼形状が後縁２２側に延長された仮想の翼形状よりも圧力面３１側に突出した翼形状を有している。すなわち、翼面部４２は、図３（ｂ）に示した実施の形態１の翼面部４２と同様の翼形状を有している。

翼面部４１と翼面部４２との間には、第１側面部６１が形成されている。図９では、第１側面部６１にハッチングを付している。第１側面部６１は、三角形状の形状を有している。第１側面部６１は、当該第１側面部６１の前縁２１側に位置する第１頂点６１ａと、当該第１側面部６１の後縁２２側であって負圧面３２側に位置し、翼面部４１に隣接する第２頂点６１ｂと、当該第１側面部６１の後縁２２側であって圧力面３１側に位置し、翼面部４２に隣接する第３頂点６１ｃと、を有している。

第１側面部６１は、下記の条件１及び２の少なくとも一方を満たすように形成されている。第１側面部６１は、下記の条件１及び２の双方を満たすように形成されるのが望ましい。
条件１：第２頂点６１ｂと回転軸１１との距離が第１頂点６１ａと回転軸１１との距離よりも短い。すなわち、第２頂点６１ｂは、回転軸１１を中心として第１頂点６１ａを通る第１仮想円筒面Ｃ１の内側に位置する。
条件２：第３頂点６１ｃと回転軸１１との距離が第１頂点６１ａと回転軸１１との距離よりも長い。すなわち、第３頂点６１ｃは、第１仮想円筒面Ｃ１の外側に位置する。

以上説明したように、本実施の形態に係るプロペラファンは、回転軸１１上に配置されたボス部１０と、ボス部１０の外周に配置され、前縁２１、後縁２２及び外周縁２３を有する翼２０と、を備えている。翼２０は、前縁２１を含む前方翼面部４０と、前方翼面部４０よりも後縁２２側に位置し後縁２２を含む後方翼面部と、を有している。後方翼面部は、後縁２２の第１部分２２ａを含む翼面部４１と、後縁２２のうち第１部分２２ａよりも外周縁２３側に位置する第２部分２２ｂを含む翼面部４２と、を有している。翼面部４１又は翼面部４２の一方は、翼面部４１又は翼面部４２の他方に対して翼２０の圧力面３１側に突出している。翼面部４１又は翼面部４２の一方の突出は、翼面部４１と翼面部４２との間に設けられた第１側面部６１によって形成されている。第１側面部６１は、前縁２１側に位置する第１頂点６１ａと、後縁２２側に位置し、翼面部４１に隣接する第２頂点６１ｂと、後縁２２側に位置し、翼面部４２に隣接する第３頂点６１ｃと、を有している。第１頂点６１ａと回転軸１１との距離は、第２頂点６１ｂと回転軸１１との距離よりも長く、第３頂点６１ｃと回転軸１１との距離よりも短い。

本実施の形態によれば、互いに風速が異なる翼面部４１と翼面部４２との間隔を、第１頂点６１ａから後縁２２側に向かって徐々に広げることができる。これにより、径方向への空気の誘引をより抑制することができる。

本実施の形態は、図７及び図８に示した第３の実施の形態の構成に適用することもできる。その場合、第１側面部６１は、上記の条件１及び２の少なくとも一方を満たすように形成される。第１側面部６１は、条件１及び２の双方を満たすように形成されるのが望ましい。一方、第２側面部６２は、以下の条件３及び４の少なくとも一方を満たすように形成される。第２側面部６２は、条件３及び４の双方を満たすように形成されるのが望ましい。
条件３：第５頂点６２ｂと回転軸１１との距離が第４頂点６２ａと回転軸１１との距離よりも短い。すなわち、第５頂点６２ｂは、回転軸１１を中心として第４頂点６２ａを通る不図示の第２仮想円筒面の内側に位置する。
条件４：第６頂点６２ｃと回転軸１１との距離が第４頂点６２ａと回転軸１１との距離よりも長い。すなわち、第６頂点６２ｃは、上記第２仮想円筒面の外側に位置する。

実施の形態５．
本発明の実施の形態５に係るプロペラファンについて説明する。図１１は、本実施の形態に係るプロペラファンを回転軸に沿って上流側から見た構成を示す図である。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１１に示すように、翼面部４１（第１翼面部の一例）と第１側面部６１とは、第１頂点６１ａ及び第２頂点６１ｂを通る第１境界線６３ａを介して隣接している。翼面部４２（第２翼面部の一例）と第１側面部６１とは、第１頂点６１ａ及び第３頂点６１ｃを通る第２境界線６３ｂを介して隣接している。第１境界線６３ａ及び第２境界線６３ｂの少なくとも一方は曲線である。本例では、第１境界線６３ａは、翼面部４１側に凸となる曲線であり、第２境界線６３ｂは、翼面部４２側に凸となる曲線である。第１境界線６３ａ及び第２境界線６３ｂはいずれも、第１仮想円筒面Ｃ１と、回転軸１１と第１頂点６１ａとを含む第１仮想平面Ｐ１と、を超えないように設けられている。

以上説明したように、本実施の形態に係るプロペラファンでは、翼面部４１と第１側面部６１とは、第１頂点６１ａ及び第２頂点６１ｂを通る第１境界線６３ａを介して隣接している。翼面部４２と第１側面部６１とは、第１頂点６１ａ及び第３頂点６１ｃを通る第２境界線６３ｂを介して隣接している。第１境界線６３ａ及び第２境界線６３ｂのそれぞれは、回転軸１１を中心として第１頂点６１ａを通る第１仮想円筒面Ｃ１と、回転軸１１と第１頂点６１ａとを含む第１仮想平面Ｐ１と、を超えないように設けられている。

本実施の形態によれば、互いに風速が異なる翼面部４１と翼面部４２との間隔を、実施の形態４よりもさらに広くすることができる。これにより、径方向への空気の誘引をより抑制することができる。

本実施の形態は、図７及び図８に示した第３の実施の形態の構成に適用することもできる。その場合、第１側面部６１は、上記実施の形態４の条件１及び２の少なくとも一方（例えば、双方）を満たすように形成され、第２側面部６２は、上記実施の形態４の条件３及び４の少なくとも一方（例えば、双方）を満たすように形成される。第１頂点６１ａ及び第２頂点６１ｂを通る第１境界線６３ａは、翼面部４１側に凸となる曲線であり、第１頂点６１ａ及び第３頂点６１ｃを通る第２境界線６３ｂは、翼面部４２側に凸となる曲線である。第１境界線６３ａ及び第２境界線６３ｂはいずれも、第１仮想円筒面Ｃ１と、回転軸１１と第１頂点６１ａとを含む第１仮想平面Ｐ１と、を超えないように設けられる。翼面部４２と第２側面部６２とは、第４頂点６２ａ及び第５頂点６２ｂを通る第３境界線を介して隣接している。翼面部４３と第２側面部６２とは、第４頂点６２ａ及び第６頂点６２ｃを通る第４境界線を介して隣接している。第３境界線は、翼面部４２側に凸となる曲線であり、第４境界線は、翼面部４３側に凸となる曲線である。第３境界線及び第４境界線はいずれも、回転軸１１を中心として第４頂点６２ａを通る第２仮想円筒面と、回転軸１１と第４頂点６２ａとを含む第２仮想平面と、を超えないように設けられる。

図１２は、本実施の形態の変形例に係るプロペラファンを回転軸に沿って上流側から見た構成を示す図である。図１２に示すように、本例では、第１境界線６３ａ及び第２境界線６３ｂの双方は、第１側面部６１側に凸となる曲線である。第１境界線６３ａ及び第２境界線６３ｂはいずれも、第１仮想円筒面Ｃ１と、回転軸１１と第１頂点６１ａとを含む第１仮想平面Ｐ１と、を超えないように設けられている。

本変形例によれば、プロペラファンの回転数が比較的速い場合などに、翼面部４１に沿う空気の流れと、翼面部４２に沿う空気の流れとを、徐々に離すことができる。

本変形例も同様に、図７及び図８に示した第３の実施の形態の構成に適用することができる。

実施の形態６．
本発明の実施の形態６に係るプロペラファンについて説明する。本実施の形態に係るプロペラファンは、実施の形態１〜５に係るプロペラファンの第１側面部６１及び第２側面部６２の一部又は全体に切欠きが形成された構成を有している。図１３は、本実施の形態に係るプロペラファンの概略構成の一例を示す斜視図である。図１３に示す例では、図７及び図８に示した第３の実施の形態と同様の構成において、第１側面部６１の全体に切欠き８１が形成され、第２側面部６２の全体に切欠き８２が形成されている。すなわち、翼面部４１（第１翼面部の一例）と翼面部４２（第２翼面部の一例）との間には、切欠き８１が形成されている。翼面部４２と翼面部４３（第１翼面部の一例）との間には、切欠き８２が形成されている。切欠き８１、８２のそれぞれは、例えば、翼２０が後縁２２側から三角形状に切り欠かれた形状を有している。なお、実施の形態１と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

空気は粘性を有するため、翼２０の周囲の空気は翼面に沿って流れる。このため、第１側面部６１及び第２側面部６２の一部又は全体に切欠き８１、８２が形成されていても、翼面部４１と翼面部４２との間、及び翼面部４２と翼面部４３との間をそれぞれ段差によって区切ることができる。これにより、径方向への空気の誘引を防ぐことができる。

図１４は、本実施の形態に係るプロペラファンの概略構成の他の例を示す斜視図である。図１４に示すように、切欠き８１、８２の切欠き幅が広い場合、切欠き８１、８２に隣接する各翼面部の端部では、圧力面３１側と負圧面３２側との間の圧力差によって縦渦８３が発生する。これにより、風速の速い負圧面３２側の空気の流れが切欠き８１、８２を介して圧力面３１側に抜けようとするのを縦渦８３によって防ぐことができる。したがって、翼２０の翼面部毎に、より独立した設計を行うことができる。

実施の形態７．
本発明の実施の形態７に係る空気調和装置の室外機について説明する。図１５は、本実施の形態に係る空気調和装置の室外機の概略構成を示す模式的な断面図である。図１５中の下方は室外機の正面側を表しており、図１５中の上方は室外機の背面側を表している。図１５に示すように、空気調和装置の室外機は、箱形形状の筐体１１０を備えている。筐体１１０の背面及び一方の側面には、外部から筐体１１０の内部に空気を流入させる通風孔１１５が形成されている。筐体１１０の前面には、筐体１１０の内部から外部に空気を流出させる開口部１１６と、筐体１１０の内部の空気を開口部１１６に案内する円筒状のベルマウス１１７と、が形成されている。筐体１１０の前面には、開口部１１６を覆うように吹出グリル１３０が取り付けられている。

筐体１１０の内部は、仕切板１１１によって機械室１１３とファン室１１２とに仕切られている。機械室１１３には、圧縮機１１４、冷媒配管及び電気品箱等が収容されている。ファン室１１２には、実施の形態１〜６のいずれかに係るプロペラファン１２０と、空気の流れにおいてプロペラファン１２０の上流側に配置される熱交換器１２１と、が収容されている。

プロペラファン１２０は、モータ１２２と、モータ１２２によって回転軸１１を中心として回転駆動される羽根車５０と、を有している。

熱交換器１２１は、内部を流通する冷媒と、プロペラファン１２０により送風される空気との熱交換を行うものである。熱交換器１２１は、全体として断面Ｌ字形に形成されている。熱交換器１２１は、通風孔１１５がそれぞれ形成された筐体１１０の背面及び一方の側面に沿って配置されている。熱交換器１２１としては、例えば、複数のフィンと内部に冷媒が流れる伝熱管とを備えたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器が用いられる。

プロペラファン１２０の羽根車５０がモータ１２２によって駆動されると、通風孔１１５を介して、筐体１１０の外部の空気が筐体１１０の内部に吸い込まれる。筐体１１０の内部に吸い込まれた空気は、熱交換器１２１、モータ１２２及び羽根車５０をこの順に通過し、開口部１１６及び吹出グリル１３０を介して筐体１１０の前面側に吹き出される。

本実施の形態に係る空気調和装置の室外機によれば、実施の形態１〜６のいずれかと同様の効果が得られる。

なお、本実施の形態では空気調和装置の室外機を例に挙げたが、実施の形態１〜６に係るプロペラファンは換気装置に搭載することもできる。

上記の各実施の形態及び変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。

１０ボス部、１１回転軸、１２回転方向、２０翼、２１前縁、２２後縁、２２ａ第１部分、２２ｂ第２部分、２２ｃ第３部分、２３外周縁、３１圧力面、３２負圧面、４０前方翼面部、４１、４２、４３翼面部、４２ａ仮想の翼形状、５０羽根車、６１第１側面部、６１ａ第１頂点、６１ｂ第２頂点、６１ｃ第３頂点、６２第２側面部、６２ａ第４頂点、６２ｂ第５頂点、６２ｃ第６頂点、６３ａ第１境界線、６３ｂ第２境界線、７０延長部、８１、８２切欠き、８３縦渦、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６矢印、１１０筐体、１１１仕切板、１１２ファン室、１１３機械室、１１４圧縮機、１１５通風孔、１１６開口部、１１７ベルマウス、１２０プロペラファン、１２１熱交換器、１２２モータ、１３０吹出グリル、Ｃ１第１仮想円筒面、Ｐ１第１仮想平面。

Claims

回転軸上に配置されたボス部と、
前記ボス部の外周に配置され、前縁及び後縁を有する翼と、を備え、
前記翼は、前記前縁を含む前方翼面部と、前記前方翼面部よりも前記後縁側に位置し前記後縁を含む後方翼面部と、を有しており、
前記後方翼面部は、前記後縁の一部を含む第１翼面部と、前記後縁の他の一部を含む第２翼面部と、を有しており、
前記第１翼面部は、前記第１翼面部を通る前記翼の周方向断面において、前記前方翼面部の翼形状が前記後縁側に延長された翼形状を有しており、
前記第２翼面部は、前記第２翼面部を通る前記翼の周方向断面において、前記前方翼面部の翼形状が前記後縁側に延長された翼形状よりも前記翼の圧力面側に突出した翼形状を有しており、
前記第１翼面部と前記第２翼面部との間には側面部が設けられており、
前記側面部は、
前記前縁側に位置する第１頂点と、
前記後縁側に位置し、前記第１翼面部に隣接する第２頂点と、
前記後縁側に位置し、前記第２翼面部に隣接する第３頂点と、を有しており、
前記第１頂点と前記回転軸との距離は、前記第２頂点と前記回転軸との距離よりも長く、前記第３頂点と前記回転軸との距離よりも短いプロペラファン。
前記第２翼面部は、前記第１翼面部よりも外周側に位置している請求項１に記載のプロペラファン。
前記第２翼面部は、前記第１翼面部よりも内周側に位置している請求項１に記載のプロペラファン。
前記第１翼面部と前記側面部とは、前記第１頂点及び前記第２頂点を通る第１境界線を介して隣接しており、
前記第２翼面部と前記側面部とは、前記第１頂点及び前記第３頂点を通る第２境界線を介して隣接しており、
前記第１境界線及び前記第２境界線のそれぞれは、前記回転軸を中心として前記第１頂点を通る第１仮想円筒面と、前記回転軸と前記第１頂点とを含む第１仮想平面と、を超えないように設けられている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のプロペラファン。
前記第１境界線及び前記第２境界線の少なくとも一方は曲線である請求項４に記載のプロペラファン。
前記第１翼面部と前記第２翼面部との間には、切欠きが形成されている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のプロペラファン。
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のプロペラファンを備えた空気調和装置の室外機。