JPWO2018092262A1 - プロペラファン及び冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係るプロペラファン100Aの斜視図である。図2は、図1におけるプロペラファン100AのI−I断面図である。図3は、図1におけるプロペラファン100AのII−II断面を軸心を含む平面上に投影した投影図である。図1〜図3に基づいて、プロペラファン100Aについて説明する。II−II断面は、プロペラファン100Aを翼弦中心線27で切った断面を表している。
ボス1に取り付けられているモータ(図示省略)が回転駆動することにより、図1に示す3次元立体形状の翼2Aが、ボス1ともに軸心RCを中心に矢印Aの方向に回転する。翼2Aが回転することによって紙面上側から下側に向けての気流(送風流)が発生する。翼2Aの上流側が負圧面となり、下流側が正圧面となる。
図6は、本発明の実施の形態2に係るプロペラファン100Bの斜視図である。図7は、図6におけるプロペラファン100BのIII−III断面図である。図8は、図6におけるプロペラファン100BのII−II断面を軸心を含む平面上に投影した投影図である。図6〜図8に基づいて、プロペラファン100Bについて説明する。II−II断面は、プロペラファン100Bを翼弦中心線27で切った断面を表している。
なお、実施の形態2では実施の形態1との相違点を中心に説明し、実施の形態1と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
なお、プロペラファン100Bの翼2B等、複数存在する部位に関する符号は、代表部分の1ヶ所にのみ付すものとする。そして、主に符号が付された部位について説明し、符号が付されていない部位についての説明は省略する。また、図6では、翼2Bが5枚設けられているプロペラファン100Bを例に示しているが、翼2Bの枚数を図示している枚数に限定するものではない。
図10は、本発明の実施の形態3に係るプロペラファン100Cを翼弦中心線27で切った断面を軸心を含む平面上に投影した投影図である。図10に基づいて、プロペラファン100Cについて説明する。図10は、図3及び図8で示したプロペラファンのII−II断面を軸心を含む平面上に投影した投影図に相当する。
なお、実施の形態3では実施の形態1、2との相違点を中心に説明し、実施の形態1、2と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
なお、プロペラファン100Cの翼2C等、複数存在する部位に関する符号は、代表部分の1ヶ所にのみ付すものとする。そして、主に符号が付された部位について説明し、符号が付されていない部位についての説明は省略する。
なお、ラウンド部28を、実施の形態2に係るプロペラファン100Bの翼2Bに採用してもよい。
図11は、本発明の実施の形態4に係るプロペラファン100Dの斜視図である。図12は、図11におけるプロペラファン100DのIII−III断面図である。図11及び図12に基づいて、プロペラファン100Dについて説明する。
なお、実施の形態4では実施の形態1〜3との相違点を中心に説明し、実施の形態1〜3と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
なお、プロペラファン100Dの翼2D等、複数存在する部位に関する符号は、代表部分の1ヶ所にのみ付すものとする。そして、主に符号が付された部位について説明し、符号が付されていない部位についての説明は省略する。また、図11では、翼2Dが5枚設けられているプロペラファン100Dを例に示しているが、翼2Dの枚数を図示している枚数に限定するものではない。
なお、実施の形態3で説明したラウンド部28を、翼2Dに採用してもよい。
図13は、本発明の実施の形態5に係る冷凍サイクル装置200の冷媒回路構成を概略的に示す回路構成図である。図14は、冷凍サイクル装置200の一部を構成する冷却ユニット210(以下、冷却ユニット210Aと称する)の構成の一例を概略的に示す概略斜視図である。図15は、図14における冷却ユニット210AのIV−IV断面図である。図16は、冷凍サイクル装置200の一部を構成する冷却ユニット210(以下、冷却ユニット210Bと称する)の構成の別の一例を概略的に示す概略構成図である。図13〜図16に基づいて、冷凍サイクル装置200について説明する。
冷凍サイクル装置200は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うものであり、実施の形態1〜4に係るプロペラファンを冷却ユニット210(冷却ユニット210A、冷却ユニット210B)に備えるようにしたものである。なお、実施の形態5では、実施の形態1に係るプロペラファン100Aを備えた場合を例に説明する。
そして、冷凍サイクル装置200は、圧縮機211、第1熱交換器205、絞り装置213、第2熱交換器221が、冷媒配管216によって接続され、冷媒回路が形成されている。
圧縮機211は、冷媒を高温、高圧に圧縮して吐出するものである。圧縮機211は、例えば、インバータ圧縮機などで構成することができる。例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機、往復圧縮機等を圧縮機211として採用することができる。
第1熱交換器205は、凝縮器(放熱器)として機能し、圧縮機211から吐出された冷媒を凝縮させて高圧液冷媒にするものである。第1熱交換器205は、上流側が圧縮機211に接続され、下流側が絞り装置213に接続されている。第1熱交換器205は、例えば、フィン・アンド・チューブ型熱交換器等で構成することができる。第1熱交換器205には、第1熱交換器205に空気を供給するプロペラファン100Aが付設されている。
絞り装置213は、第1熱交換器205を経由した冷媒を膨張させて減圧するものである。絞り装置213は、例えば開度が調整でき冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁等で構成するとよい。なお、絞り装置213としては、電動膨張弁だけでなく、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、または、キャピラリーチューブ等を適用することも可能である。絞り装置213は、上流側が第1熱交換器205に接続され、下流側が第2熱交換器221に接続されている。
第2熱交換器221は、蒸発器として機能し、絞り装置213で減圧された冷媒を蒸発させてガス冷媒にするものである。第2熱交換器221は、上流側が絞り装置213に接続され、下流側が圧縮機211に接続されているものである。第2熱交換器221は、例えば、フィン・アンド・チューブ型熱交換器等で構成することができる。第2熱交換器221には、第2熱交換器221に空気を供給するプロペラファン等のファン222が付設されている。
圧縮機211、第1熱交換器205、プロペラファン100Aは、冷却ユニット210に搭載される。
絞り装置213、第2熱交換器221、ファン222は、利用側ユニット220に搭載される。なお、絞り装置213を、利用側ユニット220ではなく、冷却ユニット210に搭載してもよい。
圧縮機211の吐出側に冷媒流路を切り替える流路切替装置を設けて、第1熱交換器205を蒸発器として機能させ、第2熱交換器221を凝縮器として機能させてもよい。
なお、流路切替装置は、例えば四方弁、2つの二方弁又は三方弁を組み合わせたもので構成することができる。
次に、冷凍サイクル装置200の動作について、冷媒の流れとともに説明する。
圧縮機211を駆動させることによって、圧縮機211から高温高圧のガス状態の冷媒が吐出する。圧縮機211から吐出した高温高圧のガス冷媒は、第1熱交換器205に流れ込む。第1熱交換器205では、流れ込んだ高温高圧のガス冷媒と、プロペラファン100Aによって供給される空気との間で熱交換が行われて、高温高圧のガス冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒になる。
図14及び図15に示すように、冷却ユニット210Aは、電車等の車両に搭載されることを想定したものであり、ベース201と、プロペラファン100Aと、筐体204Aと、モータ206と、第1熱交換器205と、を有している。
筐体204Aは、少なくともプロペラファン100Aを囲繞するようにベース201に設けられ、吐き出し部202及び吸い込み部203を有している。
吐き出し部202は、ベース201の法線方向上向きを正とするz軸及びそれに垂直な方向をx軸と定義したとき、z>0となるz軸平面内に設けられている。つまり、プロペラファン100Aの上方における開口部分が、空気の流出口となる吐き出し部202として機能する。
吸い込み部203は、ベース201のx軸方向に対向するように設けられている。つまり、第1熱交換器205の配置位置における開口部分が、空気の流入口となる吸い込み部203として機能する。
プロペラファン100Aは、吐き出し部202の上流にz軸の正の向きに気流が吐き出されるように筐体204Aのz軸上に配設されている。具体的には、プロペラファン100Aは、吐き出し部202の直下に設けられるとよい。そして、プロペラファン100Aは、吸い込み部203を介して筐体204A内に空気を取り込み、吐き出し部202を介して筐体204A内から外部に空気を吹き出すものである。
モータ206は、プロペラファン100Aを支持するとともに、プロペラファン100Aを駆動させるものである。
図16に示すように、冷却ユニット210Bは、熱源側ユニット(室外ユニット)として利用されることを想定したものであり、外郭を構成する筐体204Bと、筐体204Bの内部に設置されるプロペラファン100Aと、筐体204Bの内部に設置されるモータ206と、筐体204Bの内部に設置される第1熱交換器205と、図13に示した圧縮機211などを有している。
また、プロペラファン100Aは、筐体204Bの内部に設置されるモータ206によって回転駆動される。
Claims (8)
- 軸心を中心に回転するボスと、
前記ボスの外周部に配設される翼と、を有し、
前記翼は、
半径方向において、翼弦中心線が外周側ほど下流側に向かう第1領域を有し、
前記軸心を中心とする円筒断面において、少なくとも前記第1領域における断面形状が翼型であり、かつ、
前記翼弦中心線で切った断面を前記軸心を含む平面上に投影して見たときに、前記翼弦中心線が前記半径方向の全領域で下流側に凸の曲線を成すように構成されている
プロペラファン。 - 前記翼は、
前記軸心を中心とする円筒断面において、全領域における断面形状が翼型である
請求項1に記載のプロペラファン。 - 前記翼は、
前記軸心を中心とする円筒断面において、前記第1領域における断面形状が翼型であり、前記翼弦中心線が外周側ほど上流側に向かう第2領域における断面形状が円弧形状である
請求項1に記載のプロペラファン。 - 前記翼の外周側の下流側端部にラウンド部を設けた
請求項1〜3のいずれか一項に記載のプロペラファン。 - 前記翼は、
前記第2領域の後縁に薄肉部を有している
請求項3に記載のプロペラファン。 - 圧縮機、第1熱交換器、絞り装置、第2熱交換器を配管接続した冷媒回路を有し、
請求項1〜5のいずれか一項に記載のプロペラファンは、
前記第1熱交換器に空気を供給するものとして、前記第1熱交換器とともに冷却ユニットに搭載される
冷凍サイクル装置。 - 前記冷却ユニットは、
吐き出し部及び吸い込み部を有し、前記プロペラファンが前記吐き出し部の上流に設けられる筐体を備え、
前記吐き出し部の吐き出し面の法線と、前記吸い込み部の吸い込み面の法線との成す角度が鋭角を成している
請求項6に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記冷却ユニットは、
車両に搭載される
請求項7に記載の冷凍サイクル装置。
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