JP7014972B2 - 軸流ファン及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

各羽根の後縁に回転方向に向って凹んだ窪み部を有する軸流ファン、及び当該軸流ファンを備える冷凍サイクル装置

従来より、特許文献１（特開２００５－１４００８１号公報）に記載されているように、各羽根に窪み部（特許文献１では後縁凹部と表現されている。）を有する軸流ファンがある。窪み部は、各羽根の後縁に設けられている。

軸流ファンでは、羽根が回転するときに生じる遠心力によって、回転軸から外側に向う方向の力が羽根に掛かる。上述のような窪み部を有する羽根が回転するときには、窪み部の周囲に応力が集中する。そのため、窪み部を有する軸流ファンにおいて、送風性能を上げるために羽根の厚みを薄くすると、窪み部の周囲で損傷が発生し易くなる。

窪み部を羽根に有する軸流ファンにおいては、送風性能の高い羽根の損傷を抑制するという課題がある。

第１観点の軸流ファンは、回転軸を中心に回転する軸流ファンであって、ハブと、ハブから径方向に延びる複数の羽根とを備えている。各羽根は、回転方向の前方に位置する前縁と後方に位置する後縁とを有している。後縁は、回転方向の前方に向って凹んだ窪み部を有している。各羽根は、少なくとも窪み部の回転方向の最も前方に位置し且つ肉厚が周囲の部分よりも厚い補強用凸部を有する。補強用凸部は、回転軸方向に見て、窪み部と実質的に重なる後端部の径方向内側における回転方向の最後尾の第１端点と後端部の径方向外側における最後尾の第２端点とをそれぞれ通り且つ径方向に対して垂直な第１仮想線と第２仮想線を引いたときに、第１仮想線よりも径方向内側に延び、且つ第２仮想線よりも径方向外側に延びている。

第１観点の軸流ファンは、少なくとも窪み部の回転方向の最も前方に位置する補強用凸部を回転軸に近づく方向と遠ざかる方向に延ばすことで、羽根の窪み部周辺を補強できる。その結果、軸流ファンは、羽根を薄型化して送風性能を向上させ易くなる。

第２観点の軸流ファンは、第１観点の軸流ファンであって、各羽根の補強用凸部を含む箇所の最も厚い部分の肉厚が、補強用凸部の周囲の最も薄い部分の各羽根の肉厚に対して１．５倍以下である。

第２観点の軸流ファンは、補強用凸部の最も厚い部分の肉厚を補強用凸部の周囲の最も薄い部分の肉厚の１．５倍以下に抑えることで、補強用凸部に起因する騒音の増加を抑えられる。

第３観点の軸流ファンは、第１観点または第２観点の軸流ファンであって、補強用凸部は、各羽根の圧力面からの高さが３ｍｍ以下である。

第３観点の軸流ファンは、補強用凸部の高さを３ｍｍ以下に抑えることで、補強用凸部に起因する騒音の増加を抑えられる。

第４観点の軸流ファンは、第１観点から第３観点のいずれかの軸流ファンであって、補強用凸部は、径方向に対して垂直な方向の長さについて、窪み部の回転方向前端よりも回転方向の前の部分の長さが、窪み部の回転方向前端よりも回転方向の後の部分の長さよりも長い。

第４観点の軸流ファンは、補強用凸部の窪み部の回転方向前端よりも前の部分の長さを後の部分の長さよりも長くすることで、騒音の増加の抑制と窪み部の周囲の補強を両立させ易くなる。

第５観点の軸流ファンは、第４観点の軸流ファンであって、窪み部は、回転方向前端よりも回転方向の前の部分の長さが、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。

第６観点の軸流ファンは、第１観点から第５観点のいずれかの軸流ファンであって、窪み部は、回転方向の最も前方に位置する弓形の角部と、角部の径方向内側に位置する第１縁部と、角部の径方向外側に位置する第２縁部とに区画されている。補強用凸部は、角部の径方向内側における回転方向の最後尾の第３端点よりも後方に位置する部分及び角部の径方向外側における最後尾の第４端点よりも後方に位置する部分を有さない。

第６観点の軸流ファンは、補強用凸部が第３端点よりも後方に位置する部分及び第４端点よりも後方に位置する部分を有さないことで、補強用凸部に起因する騒音の増加を抑えることができる。

第７観点の軸流ファンは、第１観点から第６観点のいずれかの軸流ファンであって、補強用凸部は、各羽根の圧力面から膨出し、負圧面には膨出していない。

第７観点の軸流ファンは、補強用凸部を負圧面に設けないことで、騒音の増加を抑制できる。

第８観点の軸流ファンは、第１観点から第７観点のいずれかの軸流ファンであって、補強用凸部は、後端部が円弧形状であり、回転軸に近い内周端と後端部の円弧形状の中心点とを結ぶ第１線分を引くとともに回転軸から遠い外周端と中心点とを結ぶ第２線分を引いたときに、第１線分と第２線分の後端部の側のなす角が６０度以上１５０度以下である。

第９観点の冷凍サイクル装置は、熱交換器を有し、冷凍サイクルが行われる冷媒回路と、第１観点から第８観点のいずれかに記載の軸流ファンと、を備える。

第９観点の冷凍サイクル装置は、少なくとも窪み部の回転方向の最も前方に位置する補強用凸部を回転軸に近づく方向と遠ざかる方向に延ばすことで、窪み部周辺を補強できる。その結果、軸流ファンは、羽根を薄型化して送風性能を向上させ易くなる。

実施形態に係る空気調和機の冷媒回路を示す回路図。 空気調和機の室外機の外観を示す正面図。 図２の室外機の内部の構造を説明するための模式的な断面図。 図２の室外機に用いられる室外ファンの一例を示す背面図。 図４の室外ファンの正面図。 図５のＩ－Ｉ線に沿って切断したときの室外ファンの拡大断面図。 図５の室外ファンの斜視図。 図５の室外ファンの補強用凸部を説明するための室外ファンの部分拡大平面図。 変形例に係る補強用凸部を説明するための室外ファンの部分拡大平面図。 補強用凸部による補強を説明するための室外ファンの部分拡大平面図。

（１）冷凍サイクル装置の構成
図１には、冷凍サイクル装置の例として、空気調和機１が示されている。空気調和機１は、熱源となる室外機２と、室外機２で得られる熱を利用する室内機３とを備えている。室外機２と室内機３は、冷媒連絡配管４，５で接続されている。室外機２は、冷媒連絡配管４，５と接続するための閉鎖弁２６，２７を有している。

冷媒連絡配管４，５で接続された室外機２と室内機３には、冷媒回路１０が形成される。この冷媒回路１０には、圧縮機２１と、四方弁２２と、室外熱交換器２３と、膨張弁２４と、アキュムレータ２５と、室内熱交換器３１とが含まれている。四方弁２２は、例えば、空気調和機１の冷房運転時と暖房運転時とで、冷媒が流れる方向を切り換える。

冷房運転時には、実線で示されている経路で冷媒を流すように四方弁２２が切り換えられる。冷房運転時には、圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒が、室外熱交換器２３に流れる。室外熱交換器２３では、室外空気と冷媒との間で熱交換が行われる。室外熱交換器２３で熱を奪われた冷媒は、膨張弁２４で減圧される。膨張弁２４で減圧された冷媒は、室内熱交換器３１に流れる。室内熱交換器３１では、室内空気と冷媒との間で熱交換が行われる。室内熱交換器３１で熱を室内空気から得た冷媒は、四方弁２２及びアキュムレータ２５を通って圧縮機２１に吸入される。アキュムレータ２５を通過する際に、冷媒は、ガス冷媒と液冷媒に分離され、主にガス冷媒が圧縮機２１に吸入される。このように、冷媒回路１０で蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われ、室内熱交換器３１での熱交換によって熱を奪われた室内空気で室内が冷房される。室外熱交換器２３には、室外ファン４０により、室外空気が供給される。室内熱交換器３１には、室内ファン３２により、室内空気が供給される。室内ファン３２は、クロスフローファンである。

暖房運転時には、破線で示されている経路で冷媒を流すように四方弁２２が切り換えられる。暖房運転時には、圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒が、四方弁２２を通って室内熱交換器３１に流れる。室内熱交換器３１では、室内空気と冷媒との間で熱交換が行われる。室内熱交換器３１で放熱した冷媒は、膨張弁２４で減圧される。膨張弁２４で減圧された冷媒は、室外熱交換器２３に流れる。室外熱交換器２３では、室外空気と冷媒との間で熱交換が行われる。室外熱交換器２３で熱を室外空気から得た冷媒は、四方弁２２及びアキュムレータ２５を通って圧縮機２１に吸入される。このように、冷媒回路１０で蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われ、室内熱交換器３１での熱交換によって熱を得た室内空気で室内が暖房される。

（２）室外機２の構成
室外機２は、図２及び図３に示されているように、実質的に直方体の外観を持つケーシング２８を有している。室外機２では、ケーシング２８の内部空間が、仕切板２９により送風機室Ｓ１と機械室Ｓ２とに分割されている。機械室Ｓ２には、図３に示されている圧縮機２１以外に、図３では図示を省略されているが、例えば、四方弁２２と膨張弁２４とアキュムレータ２５とが配置される。送風機室Ｓ１には、室外熱交換器２３と室外ファン４０とが配されている。この室外熱交換器２３は、平面視において、Ｌ字型の形状を有する。ただし、室外機２に用いられる室外熱交換器２３の形状は、Ｌ字型の形状を有するものには限られない。

ケーシング２８には、室外熱交換器２３を挟んで室外ファン４０とは反対の側に、送風機室Ｓ１に繋がる開口部２８ａ，２８ｂが形成されている。室外ファン４０が駆動されると、開口部２８ａ，２８ｂから室外熱交換器２３を通過して送風機室Ｓ１に室外空気が流れ込む。ケーシング２８において、室外ファン４０を挟んで室外熱交換器２３とは反対の側にベルマウス２８ｃが配置されている。ベルマウス２８ｃは、室外ファン４０の回転軸方向に見て、円形の開口部２８ｄを有している。室外ファン４０が駆動されると、ベルマウス２８ｃを通して送風機室Ｓ１の内部から室外に向って空気が吹出される。このベルマウス２８ｃの円形の開口部２８ｄは、グリル２８ｅによって覆われている。室外ファン４０が駆動されると、ケーシング２８の開口部２８ａ，２８ｂからケーシング２８の内部に吸い込まれる室外空気は、室外熱交換器２３、室外ファン４０、ベルマウス２８ｃの円形の開口部２８ｄ及びグリル２８ｅを通過して、ケーシング２８の外部に吹出される。このように室外熱交換器２３を通過する室外空気が、室外熱交換器２３の中を流れる冷媒と熱交換される。

ケーシング２８の開口部２８ａ，２８ｂ及びベルマウス２８ｃの開口部２８ｄは、室外ファン４０が駆動していないときでも開放されている。そのため、室外で強風が吹いた場合には、開口部２８ａ，２８ｂまたはベルマウス２８ｃの開口部２８ｄを通して送風機室Ｓ１の中に吹き込む強風が室外ファン４０に当たる。この強風によって、室外ファン４０が高速で回転することにより、室外ファン４０に応力が発生する。

室外ファン４０は、ファンモータ９０によって駆動される。ファンモータ９０は、ファンモータ台９５によって支持されている。ファンモータ台９５は、室外機２が設置されている状態で、ファンモータ９０の回転軸９１が実質的に水平方向に延びるように、ファンモータ９０をケーシング２８に固定している。ここでは、ファンモータ９０が回転軸９１を持つ場合が示されているが、室外ファン４０が回転軸を持つように構成されてもよい。水平方向に延びる回転軸９１に室外ファン４０が取り付けられている場合に、室外ファン４０は、実質的に水平な方向に流れる気流を発生する。

（３）室外ファンの構成の概要
室外ファン４０は、軸流ファンである。室外ファン４０は、ハブ８０と、ハブ８０から径方向に延びる複数の羽根４２を備えている。図４には、室外ファン４０を背面側（室外熱交換器２３の側）から見た状態が示されている。図４に描かれている羽根４２の面が、負圧面４９である。言い換えると、負圧面４９は、室外ファン４０を回転させたときに空気が流入する側（空気の流通方向の上流）の面である。また、圧力面４８は、室外ファン４０を回転させたときに空気が流出する側（空気の流通方向の下流）の面である。

各羽根４２は、回転方向（矢印ＡＲ１，ＡＲ２の方向）の前方に位置する前縁４３と後方に位置する後縁４４とを有している。後縁４４は、回転方向に向って凹んだ窪み部５０を有している。

図５には、室外ファン４０を正面側（グリル２８ｅの側）から見た状態が示されている。図５に描かれている羽根４２の面が、圧力面４８である。図５に示された室外ファン４０の回転方向は、矢印ＡＲ３，ＡＲ４の方向である。

各羽根４２は、少なくとも窪み部５０の回転方向の最も前方に位置し且つ肉厚が周囲の部分よりも厚い補強用凸部６０を有している。各羽根４２は、圧力面４８に、補強用凸部６０を有している。言い換えると、補強用凸部６０は、各羽根４２の圧力面４８から膨出し、負圧面４９には膨出していない。補強用凸部６０の後端部ｒｅ（図５参照）は、回転軸方向に見て、窪み部５０と実質的に一致する部分を持っている。実施形態の補強用凸部６０は、回転軸方向に見て、実質的に、大きな扇形と中心点が同じ小さな扇形（窪み部５０の形状と一部が重なる形状）を大きな扇形から取り除いた形（以下、この形状を扇面形状と呼ぶ。）をしている。補強用凸部６０は、実質的に扇面形状であることが好ましい。しかし、補強用凸部６０の形状は扇面形状に限られるものではない。図６には、図５のＩ－Ｉ線に沿って切断した補強用凸部６０とその周囲の部分６１の切断面の形状が拡大して示されている。また、図７には、室外ファン４０を斜めから見た状態が示されている。

補強用凸部６０の肉厚ｔｈ１は、補強用凸部６０の周囲の部分６１の羽根４２の肉厚ｔｈ２よりも厚い。周囲の部分６１の肉厚ｔｈ２は、周囲の部分６１のうちの最も薄い部分における圧力面４８から負圧面４９までの距離である。補強用凸部６０の肉厚ｔｈ１は、補強用凸部６０の平坦面６０ａから負圧面４９までの距離である。平坦面６０ａの箇所が補強用凸部６０において最も肉厚の厚い部分である。

図５に示されているように、補強用凸部６０は、回転軸方向に見て、窪み部５０と実質的に重なる後端部ｒｅの径方向内側における回転方向の最後尾の第１端点Ｐ１と後端部ｒｅの径方向外側における最後尾の第２端点Ｐ２とをそれぞれ通り且つ径方向に対して垂直な第１仮想線Ｌｉ１と第２仮想線Ｌｉ２を引いたときに、第１仮想線Ｌｉ１よりも径方向内側に延び、且つ第２仮想線Ｌｉ２よりも径方向外側に延びている。

ここで、上述の第１端点Ｐ１と第２端点Ｐ２と第１仮想線Ｌｉ１と第２仮想線Ｌｉ２について、図５を用いて説明する。補強用凸部６０は、回転軸方向に見て、窪み部５０に実質的に一致する後端部ｒｅを持っている。図５において、補強用凸部６０の回転方向の後側のＵ字型の部分が後端部ｒｅである。補強用凸部６０の後端部ｒｅは、径方向内側における回転方向の最後尾の第１端点Ｐ１を有している。また、補強用凸部６０の後端部ｒｅは、後端部ｒｅの径方向外側における最後尾の第２端点Ｐ２を有している。第１端点Ｐ１を通り、径方向に対して垂直な第１仮想線Ｌｉ１を引くことができる。また、第２端点Ｐ２を通り、径方向に対して垂直な第２仮想線Ｌｉ２を引くことができる。図５に示されているように、補強用凸部６０は、第１仮想線Ｌｉ１よりも径方向内側に延び、且つ第２仮想線Ｌｉ２よりも径方向外側に延びている。なお、補強用凸部６０は、後端部ｒｅが、窪み部５０の全体と重なることは無く、後端部ｒｅが、窪み部５０の一部のみと重なる、ように構成される。

ここで、上述の説明をもう少し詳細に説明する。図６に示されているように、補強用凸部６０は、圧力面４８から平坦面６０ａまでの高さｈ１を有する。補強用凸部６０は、平坦面６０ａから圧力面４８に向って緩やかに傾斜している。そこで、補強用凸部６０を、その高さｈ１の２分の１のところで薄く切ったときの輪郭が、補強用凸部６０の境界線ＢＬであるとする。この補強用凸部６０の境界線ＢＬについて第１端点Ｐ１と第２端点Ｐ２を定める。このように境界線ＢＬを定めても定めなくても、第１端点Ｐ１と第２端点Ｐ２の位置に殆ど違いは生じない。しかしながら、より正確に第１端点Ｐ１と第２端点Ｐ２を定めなければならない場合には、境界線ＢＬを用いて定める。

この室外ファン４０は、各羽根４２の後縁４４に窪み部５０を設けることで、送風性能の向上や騒音の抑制を図っている。窪み部５０の回転方向の最も前方に配置された補強用凸部６０を回転軸９１に近づく方向と遠ざかる方向に延ばすことで、窪み部５０の周辺を補強できる。その結果、軸流ファンである室外ファン４０は、複数の羽根４２を薄型化して送風性能を向上させることができている。

（４）室外ファンの詳細構成
室外ファン４０は、プロペラファンである。室外ファン４０は、ファンモータ９０の回転軸９１に取り付けられるハブ８０を備えている。ハブ８０は、円筒状の外壁８１を備えている。円筒状の外壁８１は、実質的に一定の厚みを持っている。複数の羽根４２は、ハブ８０の外壁８１に固定されている。言い換えると、複数の羽根４２は、ハブ８０の外周縁から突出するように形成されている。ハブ８０と複数の羽根４２は、樹脂製である。ハブ８０と複数の羽根４２は、一体成形されている。ハブ８０と複数の羽根４２は、例えば、射出成形により一体的に成形される。

この実施形態では、ハブ８０に固定されている羽根４２が３枚である場合について説明するが、羽根４２の枚数は３枚に限られるものではない。羽根４２の枚数は、２枚であってもよく、４枚以上であってもよい。室外ファン４０は、外周部４０ａを通る円の直径が、例えば５００ｍｍから７００ｍｍである。

複数の羽根４２の形状は、互いに同じである。複数の羽根４２のピッチ角度Ｐｔ１，Ｐｔ２，Ｐｔ３は互いに異なる。言い換えると、室外ファン４０は、不等ピッチのファンである。ピッチ角度Ｐｔ１，Ｐｔ２，Ｐｔ３は、例えば、１１０度、１２０度、１３０度である。回転軸方向に見て、前縁４３は、回転方向に対して凹状の曲線を描く。回転軸方向に見て、前縁４３は、外周部４０ａに近づくに従って、回転方向に迫り出している。言い換えると、回転軸方向に見て、前縁４３とハブ８０との接続部４３ａと回転軸９１を通る直線よりも、前縁４３の外周端４３ｂが回転方向の前方に位置する。各羽根４２の後縁４４は、窪み部５０の部分を除くと、図４に二点差線で示した曲線Ｃｖ１を描く。曲線Ｃｖ１は、回転方向とは逆の方向に対して凸状の滑らかな曲線を描く。回転軸方向に見て、後縁４４とハブ８０との接続部４４ａと回転軸９１を通る直線よりも、後縁４４の外周端４４ｂが回転方向の前方に位置する。この曲線Ｃｖ１よりも回転方向に凹んだ部分が、窪み部５０である。

窪み部５０は、第１縁部５１と、第２縁部５２と、角部５３とに区画されている。角部５３は、回転軸方向に見たときに弓形を呈する。第１縁部５１は、角部５３から回転方向の後方に向って延びている。第２縁部５２は、第１縁部５１よりも回転軸９１から遠い箇所に位置している。第２縁部５２は、角部５３から回転方向の後方に向って延びている。

各羽根４２は、回転軸９１に垂直な平面に対して傾斜している。各羽根４２の後縁４４が前縁４３よりも風の吹出方向（羽根４２からグリル２８ｅに向う方向）に突出している。言い換えると、前縁４３がファンモータ９０に近い位置に配置され、後縁４４がファンモータ９０から遠い位置に配置されている。また、各羽根４２の圧力面４８には凹面が形成され、負圧面４９には凸面が形成されている。羽根４２の肉厚は、ハブ８０と接続部分において大きくなっており、外周部４０ａに向かうにつれて小さくなっている。

図６に示されている補強用凸部６０の肉厚ｔｈ１は、補強用凸部６０の周囲の部分６１の最も薄い部分の各羽根４２の肉厚ｔｈ２に対して１．５倍以下であることが好ましい。各羽根４２の肉厚ｔｈ２は、例えば、３ｍｍから８ｍｍである。補強用凸部６０の肉厚ｔｈ１は、例えば、４．５ｍｍから１２ｍｍであって且つ肉厚ｔｈ２の１．５倍以下という条件を満たす厚みである。また、補強用凸部６０は、羽根４２の圧力面４８からの高さｈ１が３ｍｍ以下であることが好ましい。高さｈ１が小さすぎると補強用凸部６０の強度が弱くなるので、例えば、羽根４２の圧力面４８からの高さｈ１は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されることが好ましい。補強用凸部６０の肉厚ｔｈ１及び／または高さｈ１を前述のように設定すると、補強を行いつつ、騒音の増加を抑制することができる。

図６に示されている回転方向に沿った断面形状において、補強用凸部６０の平坦面６０ａと圧力面４８との間にある傾斜面６０ｃは、外側に向って凸の緩やかな曲線を描く。また、図６に示されている回転方向に沿った断面形状において、補強用凸部６０の外周側端部６０ｄからは、圧力面４８の側に向って凸の緩やかな曲線を描く傾斜面４９ａが形成されている。

羽根４２の後縁４４に形成された窪み部５０は、羽根４２とハブ８０との接続部分よりも外周部４０ａに近い位置に配置されている。言い換えると、角部５３の回転方向前端５３ａを通る円Ｃｒ１の半径ｒ３は、窪み部５０のハブ８０の半径ｒ１と室外ファン４０の外周部４０ａの半径ｒ２の中間の半径よりも大きいということである（ｒ３＞（（ｒ１＋ｒ２）÷２））。

窪み部５０は、回転軸方向に見て、先端が弓形に丸まった楔形の形状を呈する。窪み部５０は、回転方向の最も前方に位置する弓形の角部５３と、角部５３の径方向内側に位置する第１縁部５１と、角部５３の径方向外側に位置する第２縁部５２とに区画されている。補強用凸部６０は、回転軸９１に近づくように少なくとも角部５３から延びている。同時に、補強用凸部６０は、回転軸９１から遠ざかるように少なくとも角部５３から延びている。この実施形態では、角部５３は、円弧状である。円弧形状は、弓形の形状の一種である。図８には、窪み部５０とその周辺が拡大して示されている。角部５３のうち径方向内側における回転方向の最後尾の点が第３端点Ｐ３である。また、角部５３のうち径方向外側における最後尾の点が第４端点Ｐ４である。後端部ｒｅと窪み部５０とが重なる部分のうちの進行方向で最も後方の点を内周端Ｐ５と外周端Ｐ６とする。この境界線ＢＬは、補強用凸部６０を、その高さｈ１の２分の１のところで薄く切ったときの輪郭を示す線である。後端部ｒｅについては、回転軸９１に近い内周端Ｐ５と円弧形状の中心点ＰＯとを結ぶ第１線分Ｌｓ１と回転軸９１から遠い外周端Ｐ６と中心点ＰＯとを結ぶ第２線分Ｌｓ２とのなす角ｋが１８０度以下になるように設定される。なお、なす角ｋは、後端部ｒｅの側の角度である。なす角ｋは、例えば、６０度以上１５０度以下に設定されることが好ましい。

補強用凸部６０は、径方向に対して垂直な方向の長さについて、窪み部５０の回転方向前端５０ａよりも回転方向の前の部分の長さＬｇ１が、窪み部５０の回転方向前端５０ａａよりも回転方向の後の部分の長さＬｇ２よりも長くなるように設定されている。回転方向前端５０ａよりも回転方向の前の部分の補強用凸部６０の長さＬｇ１は、例えば、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定されることが好ましい。

（５）変形例
（５－１）変形例Ａ
上記実施形態では、補強用凸部６０の後端部ｒｅが第１縁部５１及び第２縁部５２に掛からない場合について説明している。しかし、図９に示されているように、後端部ｒｅが第１縁部５１及び第２縁部５２に掛かるように構成されてもよい。ただし、後端部ｒｅが長すぎると騒音が大きくなるので、後端部ｒｅは、第１縁部５１及び第２縁部５２の途中までにする。後端部ｒｅは、第１縁部５１及び第２縁部５２の中間点を越えないように形成するのが好ましい。なお、図９において、ＩＩ－ＩＩ線に沿って切断した場合の断面形状は、実施形態と同様に、図６に示されているようになる。

（５－２）変形例Ｂ
上記実施形態では、補強用凸部６０が、羽根４２と同じ樹脂で、羽根４２と一体に成形される場合について説明した。しかし、補強用凸部６０は、羽根４２とは異なる材質の部材を貼り付けてもよい。例えば、羽根４２に、樹脂、金属またはセラミックの薄板を接着して補強用凸部６０を形成してもよい。

（６）特徴
（６－１）
上述の軸流ファンである室外ファン４０は、各羽根４２の後縁４４に、回転方向に向って凹んだ窪み部５０を有している。室外ファン４０は、窪み部５０により、送風性能の向上及び騒音の抑制を図っている。室外ファン４０は、窪み部５０の回転方向の最も前方に配置された補強用凸部６０を回転軸９１に近づく方向と遠ざかる方向に延ばすことで、羽根４２の窪み部５０の周辺を補強することができている。室外ファン４０は、具体的には、角部５３に集中する応力を、図１０に示されている、扇面形状の補強用凸部６０の内周側に在る周囲の一部６１ａ、補強用凸部６０の中央部分６０ｂ及び補強用凸部６０の外周側に在る周囲の一部６１ｂなどの広い範囲に分散できる。その結果、室外ファン４０は、羽根４２を薄型化して送風性能を向上させ易くなる。

（６－２）
上述の室外ファン４０は、補強用凸部６０の最も厚い部分の肉厚ｔｈ１を補強用凸部６０の周囲の最も薄い部分の肉厚ｔｈ２の１．５倍以下に抑えることで、補強用凸部６０に起因する騒音の増加を抑えている。逆に、（ｔｈ１÷ｔｈ２）の値が１．６以上であると、顕著な騒音の増加が観測される場合がある。

（６－３）
上述の室外ファン４０は、補強用凸部６０の高さｈ１を３ｍｍ以下に抑えることで、補強用凸部６０に起因する騒音の増加を抑えられる。例えば、補強用凸部６０の高さｈ１を４ｍｍ以上にすると、顕著な騒音の増加が観測される場合がある。

（６－４）
上述の室外ファン４０は、図８に示されているように、補強用凸部６０の窪み部５０回転方向前端５０ａよりも前の部分の長さＬｇ１を後の部分の長さＬｇ２よりも長くすることで、騒音の増加の抑制と角部５３の周囲の補強を両立させ易くなる。

（６－５）
上述の室外ファン４０の角部５３は、回転軸方向に見て弓形である。補強用凸部６０は、角部５３の径方向内側における回転方向の最後尾の第３端点Ｐ３よりも後方に位置する部分及び角部５３の径方向外側における最後尾の第４端点Ｐ４よりも後方に位置する部分を有していない。その結果、第１縁部５１と第２縁部５２に沿って延びる部分をなくすことができ、補強用凸部６０に起因する騒音の増加を抑えることができる。具体的には、回転軸方向に見た形状のみが異なる、図８に示されている補強用凸部６０の方が、図９に示されている補強用凸部６０よりも送風音が小さくなる。なお、ここで弓形とは、弓のように曲がった形をいう。弓形には、例えば、円弧、楕円弧、卵形から一部を切り取った形、長円から一部を切り取った形が含まれる。

（６－６）
上述の室外ファン４０の補強用凸部６０は、負圧面５９には膨出していない。このように、補強用凸部６０を負圧面５９に設けないことで、室外ファン４０は、圧力面５８と負圧面５９の両方にも受ける場合に比べて、騒音の増加を抑制することができる。

（６－７）
上述の室外ファン４０は、冷凍サイクル装置に備えられる。冷凍サイクル装置は、冷凍サイクルを実施する装置である。冷凍サイクル装置は、空気調和機１以外に、例えば、ヒートポンプ給湯器、冷蔵庫、及び庫内を冷却する冷却装置に適用することができる。空気調和機１は、冷凍サイクルが行われる冷媒回路１０に設けられ、冷媒回路１０を循環する冷媒と空気との間の熱交換を行う熱交換器である室外熱交換器２３を備えている。室外ファン４０は、室外熱交換器２３に空気の流れを生じさせる軸流ファンである。

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１ 空気調和機（冷凍サイクル装置の例）
１０ 冷媒回路
２３ 室外熱交換器（熱交換器の例）
４０ 室外ファン（軸流ファンの例）
４２ 羽根
４３ 前縁
４４ 後縁
５０ 窪み部
５１ 第１縁部
５２ 第２縁部
５３ 角部
６０ 補強用凸部

特開２００５－１４００８１号公報

Claims (7)

1. 回転軸を中心に回転する軸流ファン（４０）であって、
   ハブ（８０）と、
   前記ハブから径方向に延びる複数の羽根（４２）と
   を備え、
   前記各羽根は、回転方向の前方に位置する前縁（４３）と後方に位置する後縁（４４）とを有し、
   前記後縁は、回転方向の前方に向って凹んだ窪み部（５０）を有し、
   前記各羽根は、少なくとも前記窪み部の回転方向の最も前方に位置し且つ肉厚が周囲の部分よりも厚い補強用凸部（６０）を有し、
   前記補強用凸部は、回転軸方向に見て、前記窪み部の一部のみと重なる後端部（ｒｅ）の径方向内側における回転方向の最後尾の第１端点（Ｐ１）と前記後端部の径方向外側における最後尾の第２端点（Ｐ２）とをそれぞれ通り且つ径方向に対して垂直な第１仮想線と第２仮想線を引いたときに、前記第１仮想線よりも径方向内側に延び、且つ前記第２仮想線よりも径方向外側に延び、
   前記補強用凸部は、径方向に対して垂直な方向の長さについて、前記窪み部の回転方向前端よりも回転方向の前の部分の長さが、前記窪み部の回転方向前端よりも回転方向の後の部分の長さよりも長く、
   前記補強用凸部は、前記後端部が円弧形状であり、前記回転軸に近い内周端（Ｐ５）と前記後端部の円弧形状の中心点とを結ぶ第１線分を引くとともに前記回転軸から遠い外周端（Ｐ６）と前記中心点とを結ぶ第２線分を引いたときに、前記第１線分と前記第２線分の前記後端部の側のなす角が６０度以上１５０度以下である、軸流ファン（４０）。
2. 前記各羽根の前記補強用凸部を含む箇所の最も厚い部分の肉厚が、前記補強用凸部の周囲の最も薄い部分の前記各羽根の肉厚に対して１．５倍以下である、
   請求項１に記載の軸流ファン。
3. 前記補強用凸部は、前記各羽根の圧力面からの高さが３ｍｍ以下である、
   請求項１または請求項２に記載の軸流ファン。
4. 前記窪み部は、回転方向前端よりも回転方向の前の部分の長さが、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である、
   請求項１に記載の軸流ファン。
5. 前記窪み部は、回転方向の最も前方に位置する弓形の角部（５３）と、前記角部の径方向内側に位置する第１縁部（５１）と、前記角部の径方向外側に位置する第２縁部（５２）とに区画され、
   前記補強用凸部は、前記角部の径方向内側における回転方向の最後尾の第３端点（Ｐ３）よりも後方に位置する部分及び前記角部の径方向外側における最後尾の第４端点（Ｐ４）よりも後方に位置する部分を有さない、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の軸流ファン。
6. 前記補強用凸部は、前記各羽根の圧力面（４８）から膨出し、負圧面（４９）には膨出していない、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の軸流ファン。
7. 熱交換器（２３）を有し、冷凍サイクルが行われる冷媒回路（１０）と、
   請求項１から６のいずれかに記載の軸流ファン（４０）と、
   を備える、冷凍サイクル装置（１）。

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