JP7245339B2 - プロペラファンの羽根車、送風機、および空気調和機の室外機 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、プロペラファンの羽根車、送風機、および空気調和機の室外機に関する。

空気調和機の室外機の送風機として、プロペラファンが用いられている。プロペラファンは、羽根車と、羽根車の回転駆動力を発生させる電動機と、を備えている。羽根車は、筒状のボス部と、ボス部の外周面から放射状に突出する複数の羽根部と、を備えている。

ボス部は、電動機とプロペラファンとを繋ぐ回転軸が設けられる軸取付部と、軸取付部の外周面からボス部の内壁へ放射状に延びる複数のリブと、複数のリブの間を繋ぐ下流側架設壁部と、下流側架設壁部よりも上流側で複数のリブの間を繋ぐ上流側架設壁部と、を備えている。下流側架設壁部と上流側架設壁部とは、プロペラファンの回転中心線に沿う方向へ重ならない。上流側架設壁部は、羽根部の前縁の基端部の軸心側に設けられている。

特開２０１７－０５３３０１号公報

プロペラファンの回転中、羽根部の前縁の付根部とボス部との接続部分には、最も大きい負荷が生じる。従来のプロペラファンであっても、羽根部の前縁の付根部とボス部との接続部分における応力集中を改善する余地が残されていた。

そこで、本発明は、羽根部の前縁の付根部とボス部との接続部分における応力集中をより効果的に緩和可能なプロペラファンの羽根車を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車は、ボス部と、前記ボス部の外周面から放射状に突出する複数の羽根部と、を備え、前記ボス部は、前記外周面を有して吸込側端から吹出側端へ延びる筒部と、前記筒部の中心線に沿う方向を臨む面を有し、かつ前記吸込側端に連続する接続部を有して前記筒部の内側へ延びる複数の吸込側架設壁部と、前記筒部の中心線に沿う方向を臨む面を有し、かつ前記吸込側架設壁部よりも前記吹出側端に近く、前記筒部の内側へ延びる複数の吹出側架設壁部と、前記筒部の内周面から離れた場所に配置されて環状に連続して前記複数の吸込側架設壁部を一体化する環状部と、を備え、前記吸込側架設壁部は、前記接続部の前記プロペラファンの回転方向において前方に位置する前端と、前記前端より後ろに位置する後端と、を有し、隣り合う前記吸込側架設壁部の前記前端と前記後端とは、一続きに繋がり、それぞれの前記羽根部の前縁の付根部は、前記吸込側端に連続している。

また、本発明の実施形態に係る送風機は、前記プロペラファンと、前記プロペラファンを駆動する電動機と、を備えている。

さらに、本発明の実施形態に係る空気調和機の室外機は、前記送風機と、前記送風機によって流動する空気と熱交換する熱交換器と、を備えている。

本発明の実施形態に係る空気調和機の断面図。 本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車を吸込側から見た斜視図。 本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車を吹出側から見た斜視図。 本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の縦断面図。 本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の第二例を吸込側から見た斜視図。 本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の第二例を吹出側から見た斜視図。 本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の第二例の縦断面図。 本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の第二例のボス部を吸込側から見た図。 本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の第三例を吸込側から見た図。 本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の第三例を吹出側から見た斜視図。 本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の第三例の縦断面図。

本発明に係るプロペラファンの羽根車、送風機、および空気調和機の室外機の実施形態について図１から図１１を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当する構成には同一の符号を付している。

図１は、本発明の実施形態に係る空気調和機の室外機の断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る空気調和機は室外機１００と室内機（図示省略）とを含んでいる。室外機１００は、筐体１０１と、筐体１０１の内部に電動機１０２を含む送風機１０３と、熱交換器１０５と、圧縮機１０６と、四方弁（図示省略）と、制御器（図示省略）と、を備えている。

筐体１０１は、側面を覆う側板１１１と、天井を覆う天板１１２と、底面を覆う底板１１３と、を備えている。筐体１０１の内部には仕切板１１５が設けられている。仕切板１１５は、筐体１０１の内部を機械室１１７と熱交換室１１８とに区画している。

側板１１１は室外機１００内に外気を吸い込む複数の吸込孔１１１ａを有している。

天板１１２の中央部には、側板１１１の吸込孔１１１ａから室外機１００内に吸い込まれた外気を室外機１００の外に排気する吹出孔１１２ａとベルマウス（図示省略）とが設けられている。

圧縮機１０６は、機械室１１７の底板１１３上に設置されている。また、圧縮機１０６は、熱交換器１０５よりも下方に配置されている。

熱交換器１０５は、熱交換室１１８の中央部に設置されている。

送風機１０３は、熱交換器１０５の上方に位置し、天板１１２の排気孔１１１ａの近傍に設置されている。

室外機１００は、冷媒配管（図示省略）を介して室内機に接続されている。冷凍サイクルの運転が開始されると圧縮機１０６が駆動される。圧縮機１０６は、冷媒配管に冷媒を流通させて熱交換器１０５へ導く。同時に送風機１０３の運転が開始される。電動機１０２はプロペラファン１を回転駆動させる。

外気は、筐体１０１の側面の吸込孔１１１ａから熱交換室１１８に導かれ、熱交換器１０５を通過して、熱交換器１０５内の冷媒と熱交換する。熱交換器１０５で熱交換された空気は、送風機１０３を介してベルマウスに案内され、筐体１００の上方の吹出孔１１２ａから室外機１００の外部へ排出される。

図２は、本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車を吸込側から見た斜視図である。

図３は、本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車を吹出側から見た斜視図である。

図２および図３に示すように、本実施形態に係るプロペラファン１は、図２および図３中に実線矢印で示す回転方向Ｒへ回転して図２および図３中に実線矢印で示す流れ方向Ｆへ流体、もっぱら空気を流動させる。なお、プロペラファン１を回転方向Ｒの反対方向へ回転させると、流体は流れ方向Ｆの反対方向へ流動する。プロペラファン１は、例えば空気調和機の室外機に適用されて、室外熱交換器へ空気を吹き付ける用途に用いられる。

プロペラファン１は、いわゆる軸流ファンである。プロペラファン１は、羽根車２と、羽根車２を回転駆動させる電動機（図示省略）と、を備えている。

電動機は、羽根車２へ回転駆動力を伝達する出力軸（図示省略）を備えている。出力軸は、羽根車２の回転中心である。

図４は、本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の縦断面図である。

図２および図３に加えて図４に示すように、本実施形態に係るプロペラファン１の羽根車２は、いわゆる軸流式（Axial flow impeller）である。羽根車２は、単にプロペラとも呼ばれる。羽根車２は、ボス部５と、ボス部５の外周面５ａから放射状に突出する複数の羽根部６と、を備えている。羽根車２は、例えば樹脂で一体成形されている。

複数の羽根部６は、ボス部５の外周面５ａに沿って羽根車２の周方向、つまりプロペラファン１の回転方向Ｒへ等間隔に並んでいる。羽根車２は、例えば３つの羽根部６を備えている。この場合、３つの羽根部６は、中心角１２０度毎に並んでいる。それぞれの羽根部６はプロペラファン１の回転方向において吸込み側に傾斜してボス部５の外周面５ａに配置されている。羽根部６の前縁部３１の付根部３１ａは、ボス部５の吸込側端１１ｓに一致している。

ボス部５は、ボス部５の外周面５ａを有して吸込側端１１ｓから吹出側端１１ｂへ延びる筒部１１と、筒部１１の中心線に沿う方向を臨む吸込側端面１２ａを有し、かつボス部５の吸込側端１１ｓに連続する接続部１２ｂを有して筒部１１の中心へ向かって延びる複数の吸込側架設壁部１２と、筒部１１の中心線に沿う方向を臨む吹出側端面１３ａを有し、かつ吸込側架設壁部１２よりも吹出側端１１ｂに近く、筒部１１の中心へ向かって延びる複数の吹出側架設壁部１３と、複数の吸込側架設壁部１２および複数の吹出側架設壁部１３を介して筒部１１の中心に設けられる回転軸取付部１５と、を備えている。

回転軸取付部１５は、ボス部５の回転中心線上、かつ羽根車２の回転中心線上に配置されている。回転軸取付部１５には、回転軸が固定される。羽根車２は、回転軸に固定される回転軸取付部１５を介して電動機に接続されている。回転軸取付部１５は、挿入された回転軸を固定するものであっても良いし、インサート成形によって回転軸に一体化されるものであっても良い。

複数の吸込側架設壁部１２は、筒部１１の吸込側端１１ｓから筒部１１の中心へ向かって延びる実質的に一様な厚さの平板部分である。それぞれの吸込側架設壁部１２は、プロペラファン１の回転方向Ｒにおいて前方に位置する前端１６と、前端１６より後ろに位置する後端１７と、を有している。それぞれの吸込側架設壁部１２の外縁は、筒部１１の吸込側端１１ｓに連続して接続されている。

複数の吹出側架設壁部１３は、筒部１１の吹出側端１１ｂから筒部１１の中心へ向かって延びる実質的に一様な厚さの平板部分である。それぞれの吹出側架設壁部１３は、プロペラファン１の回転方向Ｒにおいて前方に位置する前端１８と、前端１８より後ろに位置する後端１９と、を有している。それぞれの吹出側架設壁部１３の外縁は、筒部１１の吹出側端１１ｂに連続している。なお、吹出側架設壁部１３の外縁は、筒部１１の内部に位置されても良く、吹出側端１１ｂに連続されていなくても良い。

複数の吸込側架設壁部１２と複数の吹出側架設壁部１３とは、プロペラファン１の回転方向Ｒにおいて交互に配置されている。複数の吸込側架設壁部１２と複数の吹出側架設壁部１３とは、プロペラファン１の回転中心線に沿う方向において重ならない。吸込側架設壁部１２、吹出側架設壁部１３、および羽根部６は同数設けられている。吸込側架設壁部１２、吹出側架設壁部１３、および羽根部６は、プロペラファン１の回転中心の回りに規則的に並んでいる。例えば、本実施形態のように、吸込側架設壁部１２、吹出側架設壁部１３、および羽根部６が３ずつ設けられている場合には、複数の吸込側架設壁部１２、複数の吹出側架設壁部１３、および複数の羽根部６の相互の位置関係および寸法関係は、プロペラファン１の回転中心の回りに１２０度毎に同じである。

プロペラファン１の回転中心線方向視において隣り合う吸込側架設壁部１２と吹出側架設壁部１３との間には、プロペラファン１の回転中心線方向に延びる縦通壁部２１が設けられている。縦通壁部２１は、実質的に一様な厚さを有している。縦通壁部２１は複数ある。半数の縦通壁部２１は、それぞれの吸込側架設壁部１２の後端１７とそれぞれの吹出側架設壁部１３の前縁１８とから構成され、他の縦通壁部２１は、それぞれの吸込側架設壁部１２の前端１６とそれぞれの吹出側架設壁部１３の後縁１９とから構成されている。

縦通壁部２１は、筒部１１の内周面１１ａと回転軸取付部１５との間に架け渡されている。複数の縦通壁部２１は、回転軸取付部１５から筒部１１へ放射状に延びている。

換言すると、吸込側架設壁部１２は、隣り合う縦通壁部２１の吸込側端２１ｓ、筒部１１の吸込側端１１ｓ、および回転軸取付部１５の吸込側端１５ｓに渡り、回転軸取付部１５から筒部１１の吸込側端１１ｓに向かって扇形状に拡がっている。回転軸取付部１５は、扇形状の吸込側架設壁部１２の要にあたる。吹出側架設壁部１３は、隣り合う縦通壁部２１の吹出側端２１ｂ、筒部１１の吹出側端１１ｂ、および回転軸取付部１５の吹出側端１５ｂに渡り、回転軸取付部１５の吹出側端１５ｂから筒部１１の吹出側架設壁部に向かって扇形状に拡がっている。回転軸取付部１５は、扇形状の吹出側架設壁部１３の要にあたる。つまり、複数の吸込側架設壁部１２と複数の吹出側架設壁部１３とは、回転軸取付部１５を中心に、交互に放射状に配置されている。

吸込側架設壁部１２の接続部１２ｂの後端１７は、プロペラファン１の回転方向において、最も近い羽根部６の前縁３１の付根部３１ａより後ろに位置している。図２においては、吸込側架設壁部１２の後端１７は、最も近い羽根部６の前縁３１の付根部３１ａより後ろに位置している。

吸込側架設壁部１２の接続部１２ｂの前端１６は、プロペラファン１の回転方向において、最も近い羽根部６の前縁３１の付根部３１ａに一致しても良いし、最も近い羽根部６の前縁３１の付根部３１ａより後ろに位置しても良いし、最も近い羽根部６の前縁３１の付根部３１ａより前に位置しても良い。図２においては、吸込側架設壁部１２の前端１６は、最も近い羽根部６の前縁３１の付根部３１ａより前に位置している。

なお、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａは、吸込側架設壁部１２の接続部１２ｂの前端１６と後端１７との間に挟まれていることが好ましい。換言すると、プロペラファン１の回転方向において、吸込側架設壁部１２の前端１６および後端１７は、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａを挟んでいることが好ましい。

そして、それぞれの羽根部６の前縁３１の付根部３１ａは、筒部１１の吸込側端１１ｓに連続している。つまり、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａと吸込側架設壁部１２の最外縁とは、プロペラファン１の回転方向へオフセットすることなく、筒部１１の吸込側端１１ｓを間に挟んで向き合っている。

以上のように、本実施形態に係る羽根車２は、筒部１１の吸込側端１１ｓに連続する羽根部６の前縁３１の付根部３１ａと、筒部１１の吸込側端１１ｓに連続する吸込側架設壁部１２と、を備えている。そのため、羽根車２は、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａに発生する負荷をボス部５の筒部１１、吸込側架設壁部１２、および縦通壁部２１に分散させて、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中を緩和させる。

なお、筒部１１の吸込側端１１ｓが、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａと吸込側架設壁部１２の最外縁との間になく、プロペラファン１の吸込側へ突出して、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａと吸込側架設壁部１２の最外縁との間に挟まれる箇所から離れている場合には、吸込側架設壁部１２が分散する負荷の割合が低下する。つまり、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中の改善は不十分に留まる。

また、吸込側架設壁部１２が羽根部６の前縁３１の付根部３１ａよりもプロペラファン１の回転方向Ｒへオフセットしている場合にも、吸込側架設壁部１２が分散する負荷の割合が低下する。換言すると、プロペラファン１の回転方向において、吸込側架設壁部１２の後端１７が最も近い羽根部６の前縁３１の付根部３１ａより前側に位置して、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａが吸込側架設壁部１２の前端１６と後端１７との間に挟まれていない場合には、吸込側架設壁部１２が分散する負荷の割合が低下する。つまり、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中の改善は不十分に留まる。

ただし、プロペラファン１の回転方向において、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａが吸込側架設壁部１２の前端１６と後端１７との間に挟まれていなくても、吸込側架設壁部１２の前端１６が最も近い羽根部６の前縁３１の付根部３１ａより後ろ側に位置する場合には、吸込側架設壁部１２は、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａに発生する負荷を意図通りに負担して、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中を緩和させる。このような改善は、プロペラファン１の回転方向Ｒにおいて、前方に位置する付根部３１ａに発生する負荷が、筒部１１を介して後ろ側に配置される吸込側架設壁部１２で負担されることによるものと考えられる。

また、本実施形態に係る羽根車２では、吸込側架設壁部１２の後端１７が、プロペラファン１の回転方向Ｒにおいて、最も近い羽根部６の前縁３１の付根部３１ａより後ろに位置している。そのため、羽根車２は、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａに発生する負荷をボス部５の筒部１１および吸込側架設壁部１２に分散させて、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中を緩和させる。

さらに、本実施形態に係る羽根車２は、吸込側架設壁部１２の前端１６と後端１７との間に挟まれる、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａを備えている。そのため、羽根車２は、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａに発生する負荷をボス部５の筒部１１および吸込側架設壁部１２に分散させて、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中をより効果的に緩和させる。

また、本実施形態に係る羽根車２は、プロペラファン１の回転中心線に沿う方向において重ならない、吸込側架設壁部１２と吹出側架設壁部１３とを備えている。そのため、羽根車２は、その回転中心線方向へ分割可能な金型によって、容易に一体成型することができる。

次に、本実施形態に係る羽根車２の他の例を説明する。なお、各例で説明する羽根車２Ａ、および２Ｂにおいて、共通する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図５は、本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の第二例を吸込側から見た斜視図である。

図６は、本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の第二例を吹出側から見た斜視図である。

図７は、本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の第二例の縦断面図である。

図５から図７に示すように、本実施形態に係るプロペラファン１の第二例の羽根車２Ａ（以下、単に「羽根車２Ａ」と呼ぶ。）は、筒部１１の内周面１１ａから離れた場所に配置されて環状に連続する接続部１２ｂを有して環状部４１で一体化される複数の吸込側架設壁部１２Ａを備えている。

吸込側架設壁部１２Ａは、筒部１１の吸込側端１１ｓから吹出側へ向かって凹形状に湾曲した実質的に一様な厚さの板部分である。凹形状の底、つまり吸込側架設壁部１２Ａの最も筒部１１の吸込側端１１ｓから遠い部位は、プロペラファン１の中心に最も近い。

環状部４１は、複数の吸込側架設壁部１２Ａを一体化させている。環状部４１は、吸込側架設壁部１２Ａの一部であって、筒部１１の吸込側端１１ｓから吹出側へ向かって凹形状に湾曲している。複数の吸込側架設壁部１２Ａの筒部１１に近い部分は、羽根部６毎に筒部１１に繋がっている一方で、複数の吸込側架設壁部１２Ａの筒部１１から遠い部分、換言すると、複数の吸込側架設壁部１２Ａの回転軸取付部１５Ａに近い部分は、環状部４１によって一続きに繋がっている。つまり、複数の吸込側架設壁部１２Ａは、筒部１１の内側に配置される環状部４１から筒部１１の内周面１１ａへ向かって放射状に配置されている。

ある吸込側架設壁部１２Ａの接続部１２ｂの前端１６は、プロペラファン１の回転方向において前方に位置する吸込側架設壁部１２Ａの接続部１２ｂの後端１７に連続している。換言すると、隣り合う吸込側架設壁部１２Ａの前端１６と後端１７とは、一続きに繋がっている。この連続する吸込側架設壁部１２Ａの前端１６と後端１７とは、プロペラファン１の回転中心線方向に見て、直線形状を有し、かつ筒部１１の吸込側端１１ｓから吹出側へ向かって凹形状に窪んだ円弧形状を有している。これら連続する前端１６と後端１７とは、縦通壁部２１Ａを介して吹出側架設壁部１３Ａに繋がっている。縦通壁部２１Ａは、これら連続する前端１６と後端１７とに続いてプロペラファン１の回転中心線方向へ平板状に延びている。なお、筒部１１のうち縦通壁部２１Ａを臨む部分、換言すると、筒部１１のうち縦通壁部２１Ａに対面している部分は、羽根部６の支持に支障のない範囲で切り欠かれていても良い。この切欠きによりプロペラファン１の軽量化を図ることができる。

吹出側架設壁部１３Ａは、プロペラファン１の回転中心線方向に見て、吸込側架設壁部１２Ａと筒部１１とに囲まれた部位に設けられている。

環状部４１の内縁には、環状縦通壁部４２が設けられている。環状縦通壁部４２は、環状部４１の内縁から筒部１１の吹出側端１１ｂへ向かって延びている。環状縦通壁部４２は、筒部１１の吹出側端１１ｂに達していても良いし、達していなくても良い。環状縦通壁部４２の吹出側端４２ｂは、回転軸取付部１５Ａに繋がっている。

環状部４１の内縁形状は、プロペラファン１の回転中心線方向に見て、単なる円形であっても良いし、図５のような多角形状であっても良い。多角形状の内縁形状は、例えば、吸込側架設壁部１２Ａと筒部１１との接続部分をプロペラファン１の回転方向へ二等分する線分上に配置される頂点と、吸込側架設壁部１２Ａと筒部１１との非接続に隔てる円弧形状部をプロペラファン１の回転方向へ二等分する線分上に配置される頂点と、を有している。本実施形態のように、吸込側架設壁部１２が３つ設けられている場合には、環状部４１の内縁形状は、六角形を描く。

回転軸取付部１５Ａは、複数の吸込側架設壁部１２Ａが共有する環状部４１よりも筒部１１の吹出側端１１ｂに近いフランジ部４５を備えている。フランジ部４５は、プロペラファン１の回転中心に直行する方向へ広がる壁であり、環状縦通壁部４２の吹出側端４２ｂに繋がっている。フランジ部４５は、環状部４１の内側の境域を塞ぐ壁である。

以上のように、本実施形態に係る羽根車２Ａは、筒部１１の吸込側端１１ｓに連続する羽根部６の前縁３１の付根部３１ａと、筒部１１の吸込側端１１ｓに連続する吸込側架設壁部１２Ａと、を備えている。そのため、羽根車２Ａは、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａに発生する負荷をボス部５の筒部１１および吸込側架設壁部１２Ａに分散させて、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中を緩和させる。

また、本実施形態に係る羽根車２Ａは、吸込側架設壁部１２Ａの後端１７が、プロペラファン１の回転方向Ｒにおいて、最も近い羽根部６の前縁３１の付根部３１ａより後ろに位置している。そのため、羽根車２Ａは、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａに発生する負荷をボス部５の筒部１１および吸込側架設壁部１２Ａに分散させて、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中を緩和させる。

さらに、本実施形態に係る羽根車２Ａは、吸込側架設壁部１２Ａの前端１６と後端１７との間に挟まれる、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａを備えている。そのため、羽根車２Ａは、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａに発生する負荷をボス部５の筒部１１および吸込側架設壁部１２Ａに分散させて、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中をより効果的に緩和させる。

また、本実施形態に係る羽根車２Ａは、プロペラファン１の回転中心線に沿う方向において重ならない、吸込側架設壁部１２Ａと吹出側架設壁部１３Ａとを備えている。そのため、羽根車２Ａは、その回転中心線方向へ分割可能な金型によって、容易に一体成型することができる。

さらに、本実施形態に係る羽根車２Ａは、筒部１１の内周面１１ａから離れた場所に配置されて環状に連続する環状部４１で一体化される複数の吸込側架設壁部１２Ａを備えている。そのため、羽根車２Ａは、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａに発生する応力をボス部５の筒部１１および吸込側架設壁部１２Ａに分散させるとともに、吸込側架設壁部１２Ａが分散する応力を環状部４１にも負担させて、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中をより大きく緩和させる。

図８は、本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の第二例のボス部を吸込側から見た図である。

図８に示すように、本実施形態に係るプロペラファン１の羽根車２Ａは、羽根車２Ａは、吸込側架設壁部１２Ａにボス部５の中心側から外周側へ向かって開口幅が減少する水抜き孔４７を有していても良い。

水抜き孔４７は、それぞれの吸込側架設壁部１２Ａの外周部分に設けられている。水抜き孔４７は、ボス部５の中心側、もしくは吸込側架設壁部１２Ａの内周側へ広がる卵形の形状を有している。水抜き孔４７は、内周側に設けられてボス部５の中心側、もしくは吸込側架設壁部１２Ａの内周側へ凸の第一半円弧形状部４７ａと、第一半円弧形状部４７ａの弦の部分に連続し、かつボス部５の中心側から外周側へ向かって開口幅が実質的に一定の割合で減少する楔形状部４７ｂと、を有している。水抜き孔４７は、プロペラファン１の径方向へ延びる仮想線に対して線対称な形状を有している。

楔形状部４７ｂの最小開口幅部分、つまりボス部５の外縁に最も近い部分は、ボス部５の外縁に沿って台形状に閉じられている。

上記のような水抜き孔４７の構成とすることで、羽根車２Ａは、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中を緩和させつつ、水抜き孔４７の面積を大きくしてボス部５に溜る雨水などの水分を好適に排水できる。水抜き孔４７は、付根部３１ａ近傍に大きく広がる吸込側架設壁部１２Ａに設けられているため、開口面積を大きく確保する自由度を有し、ひいては氷や雹の要因固体の状態の水分であっても、容易に排水することができる。さらに、水抜き孔４７は、ボス部５の中心へ向かって広がっている卵形状を有している。そのため、プロペラファン１の吹き出し側に溜る水分は、吸込側架設壁部１２Ａの傾斜に沿ってプロペラファン１の、容易に排水される。また、水分は、回転するプロペラファン１の外側へ向かう際に、容易に排水される。

図９は、本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の第三例を吸込側から見た図である。

図１０は、本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の第三例を吹出側から見た斜視図である。

図１１は、本発明の実施形態に係るプロペラファンの羽根車の第三例の縦断面図である。

図９に示すように、本実施形態に係るプロペラファン１の第三例の羽根車２Ｂ（以下、単に「羽根車２Ｂ」と呼ぶ。）は、筒部１１の内周面１１ａから離れた場所に配置されて環状に連続する接続部１２ｂを有して環状部４１Ｂで一体化される複数の吸込側架設壁部１２Ｂを備えている。

なお、羽根車２Ｂの縦断面形状は、図７に示される羽根車２Ａの断面形状に準ずるので図示を省略する。

吸込側架設壁部１２Ｂは、筒部１１の吸込側端１１ｓから吹出側へ向かって凹形状に湾曲した実質的に一様な厚さの板部分である。凹形状の底、つまり吸込側架設壁部１２Ｂの最も筒部１１の吸込側端１１ｓから遠い部位は、プロペラファン１の中心に最も近い。

環状部４１Ｂは、複数の吸込側架設壁部１２Ｂを一体化させている。環状部４１Ｂは、吸込側架設壁部１２Ｂの一部であって、筒部１１の吸込側端１１ｓから筒部１１の中心へ向かって延びている。複数の吸込側架設壁部１２Ｂの筒部１１に近い部分は、羽根部６毎に筒部１１に繋がっている一方で、複数の吸込側架設壁部１２Ｂの筒部１１から遠い部分、換言すると、複数の吸込側架設壁部１２Ｂの回転軸取付部１５Ｂに近い部分は、環状部４１Ｂによって一続きに繋がっている。つまり、複数の吸込側架設壁部１２Ｂは、筒部１１の内側に配置される環状部４１Ｂから筒部１１の内周面１１ａへ向かって放射状に配置されている。

ある吸込側架設壁部１２Ｂの接続部１２ｂの前端１６は、プロペラファン１の回転方向において前方に位置する吸込側架設壁部１２Ｂの接続部１２ｂの後端１７に連続している。換言すると、隣り合う吸込側架設壁部１２Ｂの前端１６と後端１７とは、一続きに繋がっている。この連続する吸込側架設壁部１２Ｂの前端１６と後端縁１７とは、プロペラファン１の回転中心線方向に見て、曲線形状、例えば筒部１１の外側、つまり羽根部６側に曲率中心を有する円弧形状を有している。換言すると、これら連続する吸込側架設壁部１２Ｂの前端１６と後端縁１７とは、ボス部５の内側へ向かって凹形状に窪んだ円弧形状を有している。また、この連続する吸込側架設壁部１２Ｂの前端１６と後端１７とは、筒部１１の吸込側端１１ｓから吹出側へ向かって凹形状に窪んだ円弧形状を有している。これら連続する前端１６と後端１７とは、縦通壁部２１Ｂを介して吹出側架設壁部１３Ｂに繋がっている。縦通壁部２１Ｂは、これら連続する前端１６と後端１７とに続いてボス部５の内側へ向かって凹形状に窪んだ円弧形状に湾曲して実質的に一様な厚さで延びている。図１０に示すように、筒部１１のうち縦通壁部２１Ｂを臨む部分、換言すると、筒部１１のうち縦通壁部２１Ｂに対面している部分は、羽根部６の支持に支障のない範囲で切欠きを有している。

吹出側架設壁部１３Ｂは、プロペラファン１の回転中心線方向に見て、吸込側架設壁部１２Ｂと筒部１１とに囲まれた部位に設けられている。

環状部４１Ｂの内縁には、環状縦通壁部４２が設けられている。環状縦通壁部４２は、環状部４１の内縁から筒部１１の吹出側端１１ｂへ向かって延びている。環状縦通壁部４２は、筒部１１の吹出側端１１ｂに達していても良いし、達していなくても良い。環状縦通壁部４２の吹出側端４２ｂは、回転軸取付部１５Ｂに繋がっている。

環状部４１Ｂの内縁形状は、プロペラファン１の回転中心線方向に見て、図９のような単なる円形であっても良いし、多角形状であっても良い。多角形状の内縁形状は、例えば、吸込側架設壁部１２Ｂと筒部１１との接続部分をプロペラファン１の回転方向へ二等分する線分上に配置される頂点と、吸込側架設壁部１２Ｂと筒部１１との非接続に隔てる円弧形状部をプロペラファン１の回転方向へ二等分する線分上に配置される頂点と、を有している。

回転軸取付部１５Ｂは、複数の吸込側架設壁部１２Ｂが共有する環状部４１Ｂよりも筒部１１の吹出側端１１ｂに近いフランジ部４５を備えている。フランジ部４５は、プロペラファン１の回転中心に直行する方向へ広がる壁であり、環状縦通壁部４２の吹出側端４２ｂに繋がっている。フランジ部４５は、環状部４１Ｂの内側の境域を塞ぐ壁である。

以上のように、本実施形態に係る羽根車２Ｂは、筒部１１の吸込側端１１ｓに連続する羽根部６の前縁３１の付根部３１ａと、筒部１１の吸込側端１１ｓに連続する吸込側架設壁部１２Ｂと、を備えている。そのため、羽根車２Ｂは、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａに発生する負荷をボス部５の筒部１１および吸込側架設壁部１２Ｂに分散させて、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中を緩和させる。

また、本実施形態に係る羽根車２Ｂは、吸込側架設壁部１２Ｂの後端１７が、プロペラファン１の回転方向Ｒにおいて、最も近い羽根部６の前縁３１の付根部３１ａより後ろに位置している。そのため、羽根車２Ｂは、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａに発生する負荷をボス部５の筒部１１および吸込側架設壁部１２Ｂに分散させて、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中を緩和させる。

さらに、本実施形態に係る羽根車２Ｂは、吸込側架設壁部１２Ｂの前端１６と後端１７との間に挟まれる、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａを備えている。そのため、羽根車２Ｂは、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａに発生する負荷をボス部５の筒部１１および吸込側架設壁部１２Ｂに分散させて、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中をより効果的に緩和させる。

また、本実施形態に係る羽根車２Ｂは、プロペラファン１の回転中心線に沿う方向において重ならない、吸込側架設壁部１２Ｂと吹出側架設壁部１３Ｂとを備えている。そのため、羽根車２Ｂは、その回転中心線方向へ分割可能な金型によって、容易に一体成型することができる。

さらに、本実施形態に係る羽根車２Ｂは、筒部１１の内周面１１ａから離れた場所に配置されて環状に連続する環状部４１Ｂで一体化される複数の吸込側架設壁部１２Ｂを備えている。そのため、羽根車２Ｂは、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａに発生する応力をボス部５の筒部１１および吸込側架設壁部１２Ｂに分散させるとともに、吸込側架設壁部１２Ｂが分散する応力を環状部４１Ｂにも負担させて、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中をより大きく緩和させる。

また、本実施形態に係る羽根車２Ｂは、隣り合う吸込側架設壁部１２Ｂの前端１６と後端１７とが、ボス部５の内側へ凹形状に窪んだ円弧形状を有している。そのため、羽根車２Ｂは、吸込側架設壁部１２Ｂおよび環状部４１Ｂが負担する応力を増大させて、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａにおける応力集中をさらに大きく緩和させる。

したがって、本実施形態に係るプロペラファン１の羽根車２、２Ａ、２Ｂによれば、羽根部６の前縁３１の付根部３１ａとボス部５との接続部分における応力集中をより効果的に緩和できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…プロペラファン、２、２Ａ…羽根車、５…ボス部、５ａ…ボス部の外周面、６…羽根部、１１…筒部、１１ａ…筒部の内周面、１１ｓ…筒部の吸込側端、１１ｂ…筒部の吹出側端、１２、１２Ａ、１２Ｂ…吸込側架設壁部、１２ａ…吸込側端面、１２ｂ…吸込側架設壁部の接続部、１３、１３Ａ、１３Ｂ…吹出側架設壁部、１３ａ…吹出側端面、１５、１５Ａ…回転軸取付部、１５ｓ…回転軸取付部の吸込側端、１５ｂ…回転軸取付部の吹出側端、１６…吸込側架設壁部の前端、１７…吸込側架設壁部の後端、１８…吹出側架設壁部の前縁、１９…吹出側架設壁部の後縁、２１、２１Ａ、２１Ｂ…縦通壁部、２１ｓ…縦通壁部の吸込側端、２１ｂ…縦通壁部の吹出側端、３１…羽根部の前縁、３１ａ…羽根部の前縁の付根部、４１…環状部、４２…環状縦通壁部、４２ｂ…環状縦通壁部の吹出側端、４５…フランジ部、４７…水抜き孔、４８…切欠き。

Claims (9)

1. ボス部と、
   前記ボス部の外周面から放射状に突出する複数の羽根部と、を備えるプロペラファンにおいて、
   前記ボス部は、
   前記外周面を有して吸込側端から吹出側端へ延びる筒部と、
   前記筒部の中心線に沿う方向を臨む面を有し、かつ前記吸込側端に連続する接続部を有して前記筒部の内側へ延びる複数の吸込側架設壁部と、
   前記筒部の中心線に沿う方向を臨む面を有し、かつ前記吸込側架設壁部よりも前記吹出側端に近く、前記筒部の内側へ延びる複数の吹出側架設壁部と、
   前記筒部の内周面から離れた場所に配置されて環状に連続して前記複数の吸込側架設壁部を一体化する環状部と、を備え、
   前記吸込側架設壁部は、前記接続部の前記プロペラファンの回転方向において前方に位置する前端と、前記前端より後ろに位置する後端と、を有し、
   隣り合う前記吸込側架設壁部の前記前端と前記後端とは、一続きに繋がり、
   それぞれの前記羽根部の前縁の付根部は、前記吸込側端に連続するプロペラファンの羽根車。
2. 前記筒部の中心に設けられる回転軸取付部と、
   前記環状部よりも前記筒部の吹出側端に近く、前記回転軸取付部と前記環状部とを繋ぐフランジ部と、を備える請求項１に記載のプロペラファンの羽根車。
3. 前記吸込側架設壁部の前記後端は、前記プロペラファンの回転方向において、最も近い前記羽根部の前記前縁の前記付根部より後ろに位置する請求項１または２に記載のプロペラファンの羽根車。
4. 前記羽根部の前記前縁の前記付根部は、前記吸込側架設壁部の前記前端と前記後端との間に挟まれる請求項３に記載のプロペラファンの羽根車。
5. 前記吸込側架設壁部と前記吹出側架設壁部とは、前記プロペラファンの回転中心線に沿う方向において重ならない請求項１から４のいずれか１項に記載のプロペラファンの羽根車。
6. 隣り合う前記吸込側架設壁部の前記前端と前記後端とが、前記ボス部の内側へ凹形状に窪んだ曲線形状を有する請求項１から５のいずれか１項に記載のプロペラファンの羽根車。
7. 前記吸込側架設壁部は、前記吸込側端から吹出側へ向かって凹形状に湾曲し、かつ前記ボス部の中心側から外周側へ向かって開口幅が減少する水抜き孔を有する請求項１から６のいずれか１項に記載のプロペラファンの羽根車。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載のプロペラファンと、
   前記プロペラファンを駆動する電動機と、を備える送風機。
9. 請求項８に記載の送風機と、
   前記送風機によって流動する空気と熱交換する熱交換器と、を備える空気調和機の室外機。

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