WO2009087985A1 - プロペラファン - Google Patents

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WO2009087985A1
WO2009087985A1 PCT/JP2009/050008 JP2009050008W WO2009087985A1 WO 2009087985 A1 WO2009087985 A1 WO 2009087985A1 JP 2009050008 W JP2009050008 W JP 2009050008W WO 2009087985 A1 WO2009087985 A1 WO 2009087985A1
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WO
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propeller fan
blade
hub
concave
blades
Prior art date
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PCT/JP2009/050008
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English (en)
French (fr)
Inventor
Suguru Nakagawa
Jirou Yamamoto
Original Assignee
Daikin Industries, Ltd.
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Publication date
Application filed by Daikin Industries, Ltd. filed Critical Daikin Industries, Ltd.
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/164—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of an axial flow wheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38—Blades
    • F04D29/384—Blades characterised by form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/20—Rotors
    • F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/304—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the trailing edge of a rotor blade
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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    • F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/307—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the tip of a rotor blade

Definitions

  • the present invention relates to the structure of a propeller fan having a function of suppressing radial outward flow due to centrifugal force, and more particularly to the structure of the blades of the propeller fan.
  • the conventional propeller fan includes a hub 1 and a plurality of blades 2 provided on the hub 1 as shown in, for example, FIGS. 18 and 19.
  • Each blade 2 is generally flat from the front edge 2a to the rear edge 2b.
  • the air flow tends to be concentrated in the vicinity of the outer periphery of the blade 2 due to the radially outward air flow caused by the centrifugal force at the time of fan rotation (see Patent Document 1).
  • the state of the air flow changes in various ways, such as centripetal flow, flow along the rotation axis of the fan, and outward flow.
  • the ventilation resistance of the propeller fan is large, the outward air flow is more likely to be generated. Accordingly, the air flow is biased to the area on the outer peripheral side of the blade 2 and the blade 2 does not function effectively in the region near the hub 1 of the blade 2.
  • a fan has been proposed in which a plate-like rib is provided on the pressure surface of the blade at the outer peripheral end (blade end) of the blade not surrounded by the bell mouth (see Patent Document 2).
  • the heights of the ribs are formed to increase sequentially from the suction side to the discharge side of the blades 2.
  • An object of the present invention is to provide a propeller fan that effectively suppresses an outward air flow caused by a centrifugal force.
  • a hub connected to a fan motor as a drive source, and a plurality of blades provided so as to radially extend around the hub are provided.
  • a propeller fan which extends in the circumferential direction on the pressure surface of the rear edge of each of the blades and is provided along the radial direction, and has a plurality of concave streaks each having a concave face and two adjacent concaves
  • a propeller fan comprising a ridge formed between the ridges.
  • wing can be effectively suppressed by a concave-line part and a convex-line part. That is, in the same configuration, the radial component of the air flow caused by the centrifugal force on the pressure surface of the blade is pressed against the concave surface of the concave portion and the wall surface of the convex portion to effectively flow outward. Is suppressed. As a result, the air flow on the pressure surface of the blade can easily flow along the respective recessed streaks.
  • the air flow is not concentrated on the outer peripheral portion of the blade, and the speed difference and the air volume difference of the air flow between the outer peripheral portion of the blade and the hub become smaller.
  • the amount of air flow at the outer periphery of the vanes is reduced, the amount of air flow near the hub is increased.
  • the propeller fan functions uniformly throughout the radial direction of the blades.
  • each of the concave streaks is a curved surface.
  • Each of the concave streaks is preferably formed of a curved portion. According to this configuration, the outward flow from the hub to the outer peripheral end of the blade can be effectively suppressed by the concave portion and the convex portion including the curved portion.
  • each of the concave streaks has an arc shape in cross section.
  • each of the blades has a negative pressure surface on the opposite side to the positive pressure surface, and a negative pressure surface of the trailing edge of each of the blades is formed with a convex portion corresponding to each of the concave streaks.
  • each of the concave streaks have different widths in the radial direction.
  • the width of each of the concave streaks be formed so as to be away from the hub in the radial direction and to approach the outer peripheral edge of the corresponding blade.
  • the flow from the hub to the outer peripheral portion of the blade which gradually increases in flow rate according to the increasing action of the centrifugal force, is reduced by the concave and convex portions having a width gradually decreasing from the hub toward the outer peripheral portion of the blade. It can be controlled appropriately.
  • each of the concave portions has a different depth. With this configuration, it is possible to effectively suppress the air flow to the radially outer side even when the depths of the rows of the concave streaks are different from each other.
  • the depth of each of the concave streaks is formed so as to be smaller as it goes away from the hub and approaches the outer peripheral edge of the corresponding blade.
  • the bellmouth further includes a bell mouth provided so as to surround the plurality of blades radially outward of the blades, the blades having a predetermined chord length extending from the front edge to the rear edge.
  • each of the concave streaks is provided in an area surrounded by the bell mouth at a trailing edge of the corresponding blade and closer to a trailing edge than a substantially midpoint of a chord length.
  • the change in the radial velocity component of the air flow is large on the surface on the suction side of the blade. Therefore, also on the downstream side surrounded by the bell mouth, the state of the air flow changes in various ways, such as centripetal flow, axial flow of the fan, and radial outward flow.
  • the concave portion is provided in the area surrounded by the bell mouth, the air flow passing through the gap between the outer peripheral end of the blade and the bell mouth and leaking from the pressure surface to the suction surface of the blade is reduced. Edge vortices also become smaller.
  • Each of the vanes has a predetermined chord length extending from the leading edge to the trailing edge, and each of the concaves gradually becomes smaller as it approaches the midpoint of the chord length, and the pressure surface of the corresponding vane It is preferable to form so that it may become the same plane as this.
  • the amount of air flow in the radial direction is still small in the region from the leading edge of the blade to the vicinity of the midpoint of the chord length, and the velocity difference in air flow between the blade near the hub and the outer periphery is also small.
  • the amount of smooth air flow from the leading edge to the trailing edge of the blade is greater than the amount of air flow radially outward.
  • the original flat blade surface functions effectively.
  • the action of the centrifugal force becomes large and the amount of air flow from the hub to the outer periphery of the blade increases, and the amount of air flow between the vicinity of the blade hub and the outer periphery A difference in speed starts to occur.
  • the size of the above-described concave portion is gradually increased, so that the flow in the radial direction is appropriately suppressed according to the flow rate.
  • Each of the blades has a predetermined chord length extending from the leading edge to the trailing edge, and each of the concave portions is formed in a region of 30% to 100% of the chord length from the corresponding leading edge of the blade. Is preferred.
  • each of the concave streaks is formed in part of a region of 0% to 85% of the distance from the hub to the outer peripheral end of the corresponding blade.
  • each of the concave streaks is formed in the entire region of 0% to 85% of the distance from the hub to the outer peripheral end of the corresponding blade.
  • the suppression effect of the air flow directed radially outward is appropriately generated.
  • the blowing performance (efficiency, blowing noise) of the propeller fan is improved as much as possible.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3 and showing a main part of an impeller blade.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG. 3, showing a main part of an impeller blade.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 of FIG. 7 and showing a main part of the blade of the impeller. It is a perspective view which shows the suppression effect
  • a propeller fan according to a first embodiment of the present invention suitable for a blower of an air conditioner outdoor unit unit will be described as an example with reference to FIGS. 1 to 5.
  • a propeller fan (fan) is provided with a cylindrical synthetic resin hub 1 connected to a fan motor 3 as a driving source and as a rotation center of the propeller fan.
  • a plurality of (three in the case of this embodiment) blades 2 are formed integrally with the hub 1 on the outer peripheral surface of the hub 1.
  • the bell mouth 4 comprises a plate portion 4b and a cylindrical portion (air flow guide for suction and blow-out) 4b.
  • a predetermined space (clearance) 5 is provided between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 4b and the outer peripheral end 2c of the fan blade 2, and the region on the upstream side of the space 5 is an air suction port, the downstream side. Area is the air outlet.
  • the impeller has a predetermined clearance with respect to the cylindrical portion 4b so that the predetermined width of the rear edge 2b of the blade 2 overlaps the cylindrical portion 4b of the bell mouth 4. It is provided to have. As a result, in the propeller fan, the static pressure and the dynamic pressure in the space 5 are increased, and the air blowing performance as effective as possible is obtained.
  • the propeller fan according to this embodiment is characterized in the shape of the blades 2 in order to solve the problem of the decrease in the air blowing function caused by the conventional fan described above.
  • a plurality of (three in this embodiment) concave streaks 21 to 23 extending in the circumferential direction are concentrically formed. It is provided side by side.
  • Each concave portion 21 to 23 has an arc shape in cross section and has a predetermined depth.
  • convex streaks 24 and 25 having predetermined heights are formed between the adjacent concave streaks 21 to 23, respectively.
  • the air flow in the radial direction caused by the centrifugal force is the concave surface of the concave portions 21 to 23 and the convex portion 24 on the outer side of the concave portions 21 to 23,
  • the speed of the air flow is reduced. Therefore, the outward air flow is effectively suppressed.
  • the air flow on the pressure surface of the blade 2 can easily flow along the longitudinal direction of the concave portions 21 to 23 having the arc-shaped cross section.
  • the air flow is not concentrated on the outer peripheral portion of the blade 2, and the velocity difference and the air volume difference of the air flow between the region on the outer peripheral side of the blade 2 and the region near the hub 1 are reduced.
  • the amount of air flow in the region on the outer peripheral side of the blade 2 decreases, while the amount of air flow in the region near the hub 1 of the blade 2 increases.
  • the vanes 2 function uniformly throughout the radial direction.
  • the air flow which passes through the gap of the bell mouth 4 and leaks from the positive pressure surface of the blade 2 to the negative pressure surface decreases, and the tip end vortex also decreases.
  • the blowing performance (efficiency, blowing noise) of the propeller fan is improved.
  • the negative pressure surface of the rear edge portion 2b of the blade 2 has a convex portion 26 with an arc shape in cross section corresponding to the concave portion 21 to 23 of the positive pressure surface of the blade 2 in cross section. To 28 are formed.
  • the trailing edge 2b of the blade 2 is curved in a wave form from the hub 1 to the outer peripheral end 2c. It is possible to easily form concave streaks 21 to 23 of a sufficient depth and convex streaks 24 and 25 of a sufficient height on the pressure surface of the blade 2.
  • the formation of the concave portions 21 to 23 and the convex portions 24 and 25 is easy, and the outward air flow from the hub 1 to the outer peripheral end 2 c of the blade 2 due to the centrifugal force has the same sufficient depth.
  • the concave portions 21 to 23 and the convex portions 24 and 25 having a sufficient height can suppress more reliably.
  • the concave streaks 21 to 23 are surrounded by the bell mouth 4 in the region on the trailing edge side of the approximate midpoint of the chord length passing the camber line of the trailing edge 2 b of the blade 2.
  • the size of the concave portions 21 to 23 gradually decreases near the midpoint of the chord length of the blade 2 and becomes the same plane as the flat surface of the blade 2. According to such a configuration, in the region near the center of the chord length from the leading edge of the blade 2, the amount of air flow radially outward is still small, and the air flow between the hub 1 and the outer peripheral portion of the blade 2 The speed difference is also small. Also, in that region, the amount of smooth air flow from the leading edge to the trailing edge of the blade 2 is greater than the amount of air flow radially outward. Therefore, in such a region, the original flat surface of the blade 2 functions effectively.
  • the area where the concave portions 21 to 23 are provided is, for example, the distance between the leading edge 2a and the trailing edge 2b in the circumferential direction (on the camber line at each position in the radial direction), ie, the chord length front It is preferable that the region be 30% to 100% from the edge (a range in which l 1 / l in FIG. 5 satisfies the following inequality, 0 ⁇ l 1 /l ⁇ 0.7).
  • the concave portions 21 to 23 are a part of a region of 0% to 85% of the distance R (see FIG. 3) from the hub 1 to the outer peripheral end 2c of the blade 2 or from the hub 1 Preferably, it is provided over the entire range of 0% to 85% of the distance R between the outer peripheral end 2 c of the blades 2.
  • the shapes of the concave portions 21 to 23 described above include not only arc surfaces but also various concave surface shapes such as oblong curved surfaces and curved surfaces in which the curvature of the arc surfaces is arbitrarily changed.
  • the shapes of the concave portions 21 to 23 are the same in the following description of the embodiment.
  • the concave portion of the blade 2 on the positive pressure surface side is not changed without changing the outline (edge surface) itself of the rear edge 2b of the blade 2 from the hub 1 to the outer peripheral end 2c.
  • the strip portions 21 to 23 and the side convex portions 26 to 28 of the suction surface are formed.
  • the shape of the trailing edge 2b of the blade 2 may be a curved shape including a waveform consisting of a long wave and a short wave, or may be a sawtooth shape.
  • the widths and numbers of the concave portions 21 to 23 and the convex portions 24 and 25 are as shown in, for example, the concave portions 21a to 21f and the convex portions 24a to 24e in FIG. May be changed to That is, the widths of the concave portions 21a to 21f and the convex portions 24a to 24e may be narrower than those of the first embodiment, and the widths of the concave portions 21a to 21f and the convex portions 24a to 24e The number may be larger than the number of the first embodiment.
  • the widths of the concave portions 21a to 21f and the convex portions 24a to 24e may be gradually narrowed as they approach the outer peripheral end 2c of the blade 2 from the hub 1.
  • the bell mouth 4 is provided in the outer side of the blade
  • a predetermined space 5 is provided between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 4 b of the bell mouth 4 and the outer peripheral end 2 c of the blade 2, the leak flow from the pressure surface of the blade 2 to the suction surface in the space 5 Will occur.
  • This leakage flow becomes a spiral tip vortice having a large-scale vortex structure which gradually increases toward the downstream side to make the core common.
  • the blowing noise increases and the load acting on the fan motor increases, which causes the input power to increase.
  • a plurality of outer peripheral ends 2c of the same blade 2 are used, for example, as shown in FIG.
  • a concave surface or a convex surface is formed.
  • the concave or convex surface extends from near the front edge 2a to the vicinity of the rear edge 2b of the outer peripheral end 2c of the blade 2 (including at least the start point where air flow begins to leak from the pressure side to the suction side) To cover each of the pressure and suction surfaces of the blade 2 at predetermined intervals. That is, an uneven surface having a plurality of inflection points is formed.
  • the grooves A of the grooves of the groove surface or the ridges B of the ridges of the convex surface are formed at equal intervals over a predetermined angle, respectively, and are radiated from the axis of the hub 1 It extends a predetermined length in the direction.
  • the groove A or the ridge B is formed to extend in the same direction as each straight line when a plurality of straight lines extending at an equal predetermined angle in the radial direction are drawn from the axial center of the hub 1 by a predetermined length. It is done.
  • the groove A of the groove and the ridge B of the ridge are based on the pressure surface of the blade 2 in the shape of the original flat blade 2 having no uneven surface (the shape shown by the broken line). It is formed on each of the pressure surface and the suction surface of the blade 2 by projecting or bending a part of the outer peripheral end 2c toward the suction surface as a surface at a predetermined distance.
  • the above-described alternating continuous streaks extend substantially all over the front edge 2a to the rear edge 2b of the blade 2
  • the grooves A and the ridges B of the ridges form corrugations of the same thickness as a whole.
  • the shape of the concave surface or the convex surface may be an angular surface formed of a plurality of flat surfaces or a curved surface.
  • the shape of the concave surface or the convex surface is a curved surface, air flows smoothly on the curved surface, so that the vortex can be subdivided smoothly.
  • the concave surface or convex surface is, for example, an outer peripheral area (R 1 / R in FIG. 7 is 80% to 100% of the distance R from the hub 1 to the outer peripheral end 2c of the blade 2 described above). It may be formed in part or all of a range satisfying the following inequality, a range of 0.8 ⁇ R 1 /R ⁇ 1.0).
  • the concave surface or the convex surface is formed in the whole of the above-mentioned region, the continuous flow from the pressure surface of the blade 2 to the suction surface without obstructing the flow of the main flow of the blade 2 itself.
  • Leak flows can be subdivided into finer intermittent flows. This makes it possible to more effectively suppress the growth of tip vortices due to leakage flow.
  • a plurality of concave streaks 21a to 21c and convex streaks 24a to 24c are formed, but the concave streaks 21a to 21c and convex streaks 24a to 24c are formed.
  • the widths a to c in the radial direction of the concave portions 21a to 21c are characterized in that they become smaller as they move away from the hub 1 and approach the outer peripheral end 2c (a> b > C).
  • the width of the groove 21a closest to the hub 1 has the largest width, and the width of the grooves 21b and 21c becomes smaller as it approaches the outer peripheral end 2c.
  • the depth of the concave surface (curved surface) in the concave portions 21a to 21c is constant.
  • the plurality of ridges 24a to 24c can be appropriately suppressed.
  • the concave streaks 21a to 21c and the convex streaks 24a to 24c act in the same manner as the concave streaks 21 to 23 and the convex streaks 26 to 28 in the first embodiment, and the blowing performance of the propeller fan (efficiency , Blowing noise) improve.
  • the widths a to c in the radial direction of the plurality of concave streaks 21a to 21c and the convex streaks 24a to 24c are separated from the hub 1 to the outer circumferential end 2c.
  • the other configuration is the same in that it is formed to be larger as it approaches. (A ⁇ b ⁇ c).
  • the plurality of concave portions 21a to 21c having a width in which the outward air flow from the hub 1 to the outer peripheral end 2c gradually increases in the flow direction according to the increasing action of the centrifugal force The plurality of ridges 24a to 24c can be appropriately suppressed.
  • a plurality of concave streaks 21a to 21c and convex streaks 24a to 24c are formed as in the first embodiment.
  • concave depth of portions 21a ⁇ 21c h 1 ⁇ h 3 is characterized in that it is formed so as gradually becomes shallower toward the outer peripheral edge 2c away from the hub 1, a first embodiment in this respect Different (h1>h2> h3).
  • the width of the curved surface in the concave portions 21a to 21c (the distance between the convex portions 24a to 24c) is constant.
  • the air flow from the hub 1 to the outer peripheral end 2c whose flow rate gradually increases according to the increasing action of the centrifugal force, has a plurality of concave portions having the depth h gradually decreasing from the hub 1 to the outer peripheral end 2c.
  • the plurality of ridges 24a to 24c having the heights 21a to 21c and the heights which become gradually lower accordingly can be appropriately suppressed.
  • the depths of the plurality of concave streaks 21a to 21c are formed so as to be gradually deeper as they move away from the hub 1 and approach the outer peripheral end 2c. This point is different from the seventh embodiment (h1 ⁇ h2 ⁇ h3).
  • the air flow from the hub 1 to the outer peripheral end 2 c gradually increases in flow rate according to the increasing action of the centrifugal force, and has a plurality of concaves having depths gradually getting deeper from the hub 1 toward the outer peripheral end 2 c. It can be appropriately suppressed by the plurality of convex streaks 24a to 24c having heights that gradually increase toward the portions 21a to 21c and the outer peripheral end 2c.
  • the radial widths a to f and the depths h 1 to h 6 of the plurality of concave streaks 21a to 21f are respectively measured from the hub 1 It is characterized in that it is formed so as to be farther away and smaller as it approaches the outer peripheral end 2c, and is different from the first embodiment in this point (a>b>c>d>e> f and h 1 > h 2 > h 3 > h 4 > h 5 > h 6 ).
  • the convex portions 26a to 26f are formed on negative pressure surfaces corresponding to the concave portions 21a to 21e of the positive pressure surfaces.
  • the outward flow from the hub 1 to the outer peripheral end 2c in which the flow rate gradually increases according to the increasing action of the centrifugal force, may be increased in width and depth in the radial direction (the height of the ridges Can be appropriately suppressed by the concave streaks 21a to 21f and the convex streaks 24a to 24e.
  • the widths a to e and the depths h 1 to h 5 in the radial direction of the groove portions 21a to 21e are formed reversely to those in the ninth embodiment. It is also good.
  • the widths a to e and the depths h 1 to h 5 of the concave portions 21 a to 21 e may be formed to be larger as the distance from the hub 1 and the outer peripheral end 2 c approach (a ⁇ b ⁇ c ⁇ d ⁇ e And h 1 > h 2 > h 3 > h 4 > h 5 ).
  • the width and depth (height) in which the air flow from the hub 1 to the outer peripheral end 2c gradually increases in the radial direction as the flow rate gradually increases according to the increasing action of the centrifugal force as in the above case. Can be appropriately suppressed by the concave streaks 21a to 21e and the convex streaks 24a to 24e.
  • the radial width of the groove portions 21a to 21c is different from that of the first embodiment. Specifically, the width c of the groove 21c in the vicinity of the outer peripheral end 2c is the largest, the width a of the groove 21a near the hub 1 is the second largest, and the width b of the groove 21b in the middle is the largest. Small (c> a> b). As described above, in the present embodiment, the radial widths of the concave portions 21a to 21c are irregularly arranged. In this case, the depths of the concave portions 21a to 21c may be constant or may be changed in the same manner as the width.
  • the concave portions 21 to 23 and the convex portions 24 and 25 are formed on the positive pressure surface of the blade 2.
  • the negative pressure surface of the blade 2 is flat. It is characterized in that it is formed.
  • the outward air flow from the hub 1 to the outer peripheral end 2c in which the flow rate gradually increases according to the increasing action of the centrifugal force, may be obtained by the curved surfaces of the plurality of concave portions 21a to 21c shown in FIG.
  • the wall surface of the strip portions 24a to 24c can be appropriately suppressed.
  • the same action as that of the first embodiment is obtained, and the air blowing performance (efficiency, air blowing noise) of the propeller fan is improved.
  • the thickness of the blade 2 itself is large, and it is suitable for a fan of a thick-walled blade which is not easily curved.
  • the concave portions 21 to 23 and 21a to 21f are preferably selected and set in consideration of the relationship with the entire shape of the blade 2 (for example, the degree of warpage in the radial direction) (for example, the operating state is When changed, it is designed such that the most effective effect is obtained, so that the blade shape of the vanes 2 and the flow pattern match.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

　プロペラファンは、ハブ１と、同ハブ１の外周に放射状に設けられた複数の羽根２とを備える。羽根２の後縁部２ｂの正圧面において、ファンの回転方向に延びる複数の湾曲面状の凹条部２１～２３が径方向に並んで設けられている。隣接する凹条部２１～２３の間には、凸条部２４，２５が形成されている。凹条部２１～２３の湾曲面および凸条部２４，２５によって、遠心力に起因する外向きの気流が抑制される。これにより、羽根２の正圧面上の気流は、上記凹条部２１～２３に沿って流れやすくなる。その結果、羽根２の外周部に気流が集中せず、羽根２の外周端２ｃとハブ１との間における気流の速度差、風量差が小さくな、羽根２がその全体にわたって機能するようになる。したがって、プロペラファンの送風性能（効率、送風音）が向上する。

Description

プロペラファン
　本発明は、遠心力に起因する径方向外向きの流れを抑制する機能を備えたプロペラファンの構造、さらに詳しくは同プロペラファンの羽根の構造に関するものである。
　従来のプロペラファンは、例えば図１８および図１９に示すように、ハブ１と、同ハブ１に設けられた複数の羽根２を備える。各羽根２は、前縁２ａから後縁部２ｂにかけて全体的にフラットに形成されている。ファン回転時の遠心力に起因する径方向外向きの気流により、羽根２の外周付近に気流が集中する傾向がある（特許文献１参照）。
　そして、それにより次のような問題が生じる。
　（１）プロペラファンの運転状態により羽根２の翼面のフローパターンが変化する。
　（２）プロペラファンの運転状態が変化したときに、羽根２のそり形状とフローパターンとが一致しなくなり、プロペラファンの性能が低下する。
　特に、図１８および図１９に示されるような羽根２の一部分のみを取り囲むベルマウス４を備える半開放型のプロペラファンの場合、羽根２の吸い込み側の領域において、気流の半径方向の速度成分の変化が大きい。
　（３）ベルマウス４で囲われている羽根２の下流側の領域においても、気流の状態が求心的な流れ、ファンの回転軸に沿った流れ、外向きの流れと様々に変化する。
　（４）プロペラファンの通風抵抗が大きい時には、より外向きの気流が生じやすくなる。従って、羽根２の外周側の領域に気流が偏り、羽根２のハブ１近傍の領域において羽根２は有効に機能しなくなる。
　上記の理由により、プロペラファンの送風機能は低下することになる。
　これに関して、例えばベルマウスに囲まれていない羽根の外周端部（翼端）において、羽根の正圧面に板状のリブを備えるファンが提案されている（特許文献２参照）。リブの高さは、羽根２の吸込側から吐出側にかけて順次高くなるように形成されている。
　しかしながら、同構成のファンでは、羽根の外周側端部において、羽根の正圧面から負圧面に流れる漏れ渦はリブによって抑制されるものの、上述した遠心力に起因する径方向外向きの気流を抑制することができない。
国際公開ＷＯ２００３／０７２９４８号 特開平５－４４６９５号公報
　本発明の目的は、遠心力に起因する外向きの気流を効果的に抑制するプロペラファンを提供することにある。
　上記の課題を解決するため、本発明の一態様によれば、駆動源であるファンモータに連結されるハブと、該ハブの外周に放射状に延びるように設けられた複数枚の羽根とを備えるプロペラファンであって、上記各羽根の後縁部の正圧面において、周方向に延びるとともに、径方向に並んで設けられ、それぞれ凹部面を有する複数の凹条部と、隣接する２つの前記凹条部の間に形成される凸条部とを備えるプロペラファンが提供される。
　上記のように構成することにより、上記遠心力に起因するハブから羽根の外周端への外向き気流を、凹条部および凸条部によって効果的に抑制し得る。
　すなわち、同構成では、羽根の正圧面において遠心力に起因する気流の半径方向の成分が、上記凹条部の凹部面と上記凸条部の壁面に押しつけられて、効果的に外向きの流れが抑制される。これにより、羽根の正圧面における気流は、各凹条部に沿って流れやすくなる。
　その結果、羽根の外周部に気流が集中せず、羽根の外周部とハブとの間における気流の速度差、風量差が小さくなる。従って、羽根の外周部での気流の量が減少する一方、ハブ付近での気流の量が増加する。その結果、プロペラファンは、羽根の径方向の全体にわたって均一に機能するようになる。
　前記各凹条部の凹部面は、曲面であることが好ましい。
　この構成により、ハブから羽根の外周端への外向き流れを、曲面の凹条部および凸条部によって効果的に抑制し得る。
　前記各凹条部は、湾曲部よりなることが好ましい。
　この構成により、ハブから羽根の外周端への外向き流れを、湾曲部よりなる凹条部および凸条部によって効果的に抑制し得る。
　前記各凹条部は、断面円弧状をなすことが好ましい。
　この構成により、ハブから羽根の外周端への外向き流れを、断面円弧状の凹条部および凸条部によって効果的に抑制し得る。
　前記各羽根は前記正圧面と反対側に負圧面を有し、前記各羽根の後縁部の負圧面には、前記各凹条部に対応した凸部が形成されていることが好ましい。
　この構成により、例えば羽根の後縁部を波形に湾曲させる成形方法を採用する薄翼タイプの羽根であっても、羽根の正圧面に十分な深さの凹条部、十分な高さの凸条部を簡単に形成することができる。
　したがって、ハブから羽根の外周端への外向き流れを十分な深さの凹条部および十分な高さの凸条部によって、より確実に抑制し得る。
　前記各凹条部は、径方向において、それぞれ異なる幅を有することが好ましい。
　この構成により、上記各凹条部の径方向の幅が、それぞれ異なっている場合にも、径方向外側への気流を有効に抑制することができる。
　前記各凹条部の幅は、径方向において、前記ハブから遠ざかり、かつ対応する前記羽根の外周縁に近づくに従って狭くなるように形成されていることが好ましい。
　この構成により、遠心力の増大作用に応じて次第に流量が増えるハブから羽根の外周部への流れを、ハブから羽根の外周部に向かって次第に小さくなる幅を有する凹条部及び凸条部によって適切に制御することができる。
　前記各凹条部は、それぞれ異なる深さを有することが好ましい。
　この構成により、上記凹条部各列の深さが、それぞれ異なっている場合にも、径方向外側への気流を有効に抑制することができる。
　また、前記各凹条部の深さは、前記ハブから遠ざかり、かつ対応する前記羽根の外周縁に近づくに従って浅くなるように形成されていることが好ましい。
　この構成により、遠心力の増大作用に応じて次第に流量が増えるハブから羽根外周部への流れを、同ハブから羽根の外周部にかけて次第に浅くなる深さを有する凹条部及び凸条部によって適切に制御することができる。
　前記各羽根の径方向外方において、前記複数の羽根の周囲を取り囲むように設けられたベルマウスを更に備え、前記各羽根は、前縁から後縁部まで延びる所定の翼弦長を有し、前記各凹条部は、対応する前記羽根の後縁部において翼弦長の略中点よりも後縁寄りの上記ベルマウスで囲われた領域に設けられていることが好ましい。
　この構成により、ベルマウスにより羽根の一部分が囲われている半開放型のプロペラファンの場合、羽根の吸い込み側の面において気流の半径方向の速度成分の変化が大きい。したがって、ベルマウスで囲われている下流側においても、気流の状態が求心的な流れ、ファンの軸方向への流れ、径方向外向き流れと様々に変化する。前記凹条部がベルマウスで囲われた領域に設けられている場合、羽根の外周端とベルマウスと間の隙間を通過して羽根の正圧面から負圧面に漏れる気流れが少なくなり、翼端渦も小さくなる。
　前記各羽根は、前縁から後縁部まで延びる所定の翼弦長を有し、上記各凹条部は、翼弦長の中点に近付くに従って徐々に小さくなり、対応する前記羽根の正圧面と同一の平面となるように形成されていることが好ましい。
　この構成により、羽根の前縁から翼弦長の中点付近までの領域では、いまだ径方向への気流の量が少なく、羽根のハブ近傍と外周部との間における気流の速度差も小さい。この領域では、羽根の前縁から後縁に向かうスムーズな気流の量が、径方向外側へ向かう気流の量よりも多い。従って、この領域では、本来のフラットな羽根面が有効に機能する。一方、上記の領域よりも下流の領域では、遠心力の作用が大きくなってハブから羽根の外周部への気流の量が多くなり、羽根のハブ付近と外周部との間において気流の量や速度に差が生じ始める。この領域よりも下流の領域では、上述した凹条部の大きさを徐々に大きく形成されているので、径方向への流れがその流量に応じて適切に抑制される。
　前記各羽根は、前縁から後縁まで延びる所定の翼弦長を有し、上記各凹条部は、対応する前記羽根の前縁から翼弦長の３０％～１００％の領域に形成されていることが好ましい。
　この構成により、径方向外側へ向かう気流の抑制作用が適切に生じる。
　上記各凹条部は、前記ハブから対応する前記羽根の外周端までの間の距離の０％～８５％の領域の一部に形成されていることが好ましい。
　この構成により、径方向外側へ向かう気流の抑制作用が適切に生じる。
　上記各凹条部は、前記ハブから対応する前記羽根の外周端までの間の距離の０％～８５％の領域の全体に形成されていることが好ましい。
　この構成により、径方向外側へ向かう気流の抑制作用が適切に生じる。
　以上の結果、本発明によると、可及的にプロペラファンの送風性能（効率、送風音）が向上する。
本発明の第１の実施の形態に係るプロペラファンの全体的な構成を示す縦断面図である。 図１のプロペラファンの羽根車の正圧面を示す正面図である。 図２の羽根車の羽根を拡大して示す正面図である。 図３の４－４線に沿った断面図であって、羽根車の羽根の要部を示す図である。 図３の５－５線に沿った断面図であって、羽根車の羽根の要部を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係るプロペラファンの羽根車の要部を示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係るプロペラファンの羽根車の羽根の正圧面を示す正面図である。 図７の８－８線に沿った断面図であって、羽根車の羽根の要部を示す図である。 図７の羽根車の羽根における翼端渦の抑制作用を示す斜視図である。 本発明の第５の実施の形態に係るプロペラファンの羽根車の羽根の要部を示す断面図である。 本発明の第６の実施の形態に係るプロペラファンの羽根車の羽根の要部を示す断面図である。 本発明の第７の実施の形態に係るプロペラファンの羽根車の羽根の要部を示す断面図である。 本発明の第８の実施の形態に係るプロペラファンの羽根車の羽根の要部を示す断面図である。 本発明の第９の実施の形態に係るプロペラファンの羽根車の羽根の要部を示す断面図である。 図１４の羽根車の羽根の正圧面を示す斜視図である。 本発明の第１０の実施の形態に係るプロペラファンの羽根車の羽根の正圧面を示す斜視図である。 本発明の第１１の実施の形態に係るプロペラファンの羽根車の羽根の要部を示す断面図である。 従来のプロペラファンの羽根車の羽根の後縁部を示す断面図であって、第１の問題点を示す図である。 同従来のプロペラファンの羽根車の羽根を示す斜視図であって、その羽根の外周端で生じる第２の問題点を示す図である。
発明を実施するための最良の実施の形態
　（第１の実施の形態）
　図１～図５を参照して、一例として空気調和機用室外機ユニットの送風機に適した本発明の第１の実施の形態に係るプロペラファンについて説明する。
　図１および図２において、プロペラファン（送風機）は、駆動源であるファンモータ３に連結され、かつ当該プロペラファンの回転中心となる合成樹脂製の筒状のハブ１を備える。該ハブ１の外周面には複数枚（この実施の形態の場合は３枚）の羽根２が同ハブ１と一体に形成されている。
　これらハブ１および羽根２の外側には、室外機ユニットの仕切板に形成されたベルマウス４が設けられている。該ベルマウス４は、板部４ｂと、筒体部（吸い込みおよび吹き出し用の気流ガイド）４ｂとからなる。筒体部４ｂの内周面とファンの羽根２の外周端２ｃとの間には所定の空間（隙間）５が設けられており、その空間５の上流側の領域が空気吸込口、下流側の領域が空気吹出口となっている。
　このようなプロペラファンにおいて、羽根車は、羽根２の後縁部２ｂの所定幅がベルマウス４の筒体部４ｂに対してオーバラップするように、筒体部４ｂに対して所定のクリアランスを持たせて設けられている。それにより、プロペラファンでは、空間５における静圧および動圧が高められて、可及的に有効な送風性能が得られる。
　この実施の形態のプロペラファンは、前述した従来のファンで生じた送風機能の低下という問題を解決するために、羽根２の形状に特徴を有する。例えば図３および図４に詳細に示すように、羽根２の後縁部２ｂの正圧面において、周方向に延びる複数（この実施の形態では３つ）の凹条部２１～２３が同心状に並んで設けられている。各凹条部２１～２３は断面円弧状をなし、所定の深さを有する。また、隣接する凹条部２１～２３の間には、それぞれ所定の高さを有する凸条部２４，２５が形成されている。
　このような構成によれば、それら凹条部２１～２３の凹曲面および凸条部２４，２５によって、遠心力に起因する径方向外向きの気流、即ち、ハブ１から羽根２の外周端２ｃへの外向きの気流（図４の矢印参照）が効果的に抑制される。
　すなわち、同構成では、羽根２の正圧面において、遠心力に起因する半径方向の気流が、上記凹条部２１～２３の凹曲面と上記凹条部２１～２３の外側の凸条部２４，２５の壁面に押しつけられることにより、気流の速度が低減される。従って、効果的に外向きの気流が抑制される。これにより、羽根２の正圧面における気流は、上記断面円弧状の凹条部２１～２３の長手方向に沿って流れやすくなる。
　その結果、羽根２の外周部に気流が集中せず、羽根２の外周側の領域とハブ１近傍の領域との間の気流の速度差、及び風量差が低減される。これにより、羽根２の外周側の領域における気流の量が減少する一方、羽根２のハブ１近傍の領域における気流の量が増加する。その結果、羽根２は、径方向の全体にわたって均一に機能するようになる。また、羽根２の外周部において、ベルマウス４の隙間を通過して羽根２の正圧面から負圧面に漏れる気流が少なくなり、翼端渦も小さくなる。
　以上説明したように、プロペラファンの送風性能（効率、送風音）が向上する。
　しかも、この実施の形態の場合、上記羽根２の後縁部２ｂの負圧面には、上記羽根２の正圧面の断面円弧状の凹条部２１～２３に対応した断面円弧状の凸部２６～２８が形成されている。
　したがって、このような構成によれば、羽根２の後縁部２ｂをハブ１から外周端２ｃにかけて波形に湾曲させて成形することにより、図示のような薄翼タイプの羽根２の場合にも、羽根２の正圧面に十分な深さの凹条部２１～２３、及び十分な高さの凸条部２４，２５を簡単に形成することができる。
　したがって、凹条部２１～２３及び凸条部２４，２５の成形が容易であるとともに、上記遠心力に起因するハブ１から羽根２の外周端２ｃへの外向き気流を同十分な深さの凹条部２１～２３および十分な高さの凸条部２４，２５によって、より確実に抑制し得る。
　また、この実施の形態では、上記凹条部２１～２３は、羽根２の後縁部２ｂのキャンバーラインを通る翼弦長の略中点よりも後縁側の領域において、ベルマウス４で囲われた部分に設けられている。
　すでに述べたように、ベルマウス４の筒体部４ｂにより羽根２の一部分が囲われている半開放型のプロペラファンの場合、羽根２の吸い込み側の領域において、気流の半径方向の速度成分の変化が大きい。したがって、ベルマウス４の筒体部４ｂによって囲われている羽根２の下流側においても、気流の状態が求心的な流れ、ファンの回転軸に沿った流れ、外向きの流れと様々に変化する。
　ところが、上述の凹条部２１～２３を、同ベルマウス４の筒体部４ｂで囲われた部分に設けることにより、羽根２の外周部においてベルマウス４との隙間５を通過して羽根２の正圧面から負圧面に漏れる気流が少なくなり、翼端渦も十分に小さくなる。
　また、上記凹条部２１～２３の大きさは、羽根２の翼弦長の中点付近で徐々に小さくなり、羽根２のフラットな面と同一の平面となる。
　このような構成によると、羽根２の前縁から翼弦長の中点付近の領域では、いまだ径方向外側への気流の量が少なく、ハブ１と羽根２の外周部との間の気流の速度差も小さい。また、その領域では、羽根２の前縁から後縁に向かうスムーズな気流の量は、径方向外側へ向かう気流の量よりも多い。従って、このような領域では、羽根２の本来のフラットな面が有効に機能する。一方、翼弦長の中点付近から羽根２の後縁側の領域では、遠心力の作用が大きくなってハブ１から羽根２の外周部への気の量が増大し、羽根２のハブ１近傍と外周部との間において気流の量や速度に差が生じ始める。この領域では、上述した凹条部２１～２３の大きさを徐々に大きくすることにより、径方句外側への気流はその流量に応じて適切に抑制される。
　また、上記凹条部２１～２３が設けられるエリアは、例えば周方向における（径方向の各位置におけるキャンバーライン上で）前縁２ａと後縁２ｂとの間の距離、すなわち翼弦長の前縁から３０％～１００％の領域であることが好ましい（図５中のｌ1／ｌが次の不等式を満たす範囲、０＜ｌ1／ｌ≦０．７）。
　さらに、上記凹条部２１～２３は、上記ハブ１から羽根２の外周端２ｃまでの間の距離Ｒ（図３参照）の０％～８５％の領域の一部か、又は同ハブ１から羽根２の外周端２ｃまでの間の距離Ｒの０％～８５％の領域の全体に設けられることが好ましい。
　なお、上述した凹条部２１～２３の形状は、円弧面はもちろん、同円弧面の曲率を任意に変化させた長楕円形状の曲面や湾曲面など、各種の凹曲面形状を含む。
　この凹条部２１～２３の形状については、以下の実施の形態の説明においても、同様である。
　以下、他の実施の形態についての説明において、第１の実施の形態と同様の点についてはその説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
　（第２の実施の形態）
　なお、上記第１の実施の形態の構成では、羽根２の後縁部２ｂのハブ１から外周端２ｃに向かう輪郭線（縁面）自体を変更することなく、羽根２の正圧面側の凹条部２１～２３と負圧面の側凸部２６～２８が形成されている。これに代えて、例えば、羽根２の後縁部２ｂの形状は、長い波及び短い波からなる波形を含む湾曲した形状であってもよいし、または鋸歯状の形状であってもよい。
　（第３の実施の形態）
　さらに、上記第１の実施の形態において、凹条部２１～２３および凸条部２４，２５の幅および数は、例えば図６の凹条部２１ａ～２１ｆおよび凸条部２４ａ～２４ｅに示すように変更されてもよい。即ち、凹条部２１ａ～２１ｆおよび凸条部２４ａ～２４ｅの幅は、第１の実施の形態よりも狭い幅を有してもよく、凹条部２１ａ～２１ｆおよび凸条部２４ａ～２４ｅの数は、第１の実施の形態の数よりも増やされてもよい。
　また、その場合、ハブ１から羽根２の外周端２ｃに近づくにしたがって、凹条部２１ａ～２１ｆおよび凸条部２４ａ～２４ｅの幅は、次第に狭くなってもよい。
　（第４の実施の形態）
　次に、図７～図９を参照して、本発明の第４の実施の形態に係るプロペラファンについて説明する。
　ところで、上述の図１のように、羽根２の外側にはベルマウス４が設けられている。ベルマウス４の筒体部４ｂの内周面と羽根２の外周端２ｃとの間に所定の空間５を設けられている場合、その空間５では羽根２の正圧面から負圧面に流れ込む漏れ流れが生じる。
　この漏れ流れは、そのままでは、例えば図１９に示すように、下流側に向うにつれて次第に増大してコアを共通にする大規模な渦構造を有する螺旋状の翼端渦となる。その結果、吹出し騒音が上昇するとともに、ファンモータに作用する負荷が増大して、入力電力が増加する原因となる。
　そこで、この実施の形態では、そのような問題を解決するために、上記第１の実施の形態の構成に加えて、同羽根２の外周端２ｃには、例えば図７に示すように、複数の凹条面又は凸条面が形成されている。凹条面又は凸条面は、羽根２の外周端２ｃの前縁２ａ付近から後縁部２ｂ付近にかけて（少なくとも正圧面から負圧面に気流が漏れ始める起点を含めて、それ以降の部分を十分にカバーするように）、羽根２の正圧面および負圧面の各面に所定の間隔で設けられている。即ち、複数の変曲点を有する凹凸面が形成されている。
　この凹条面の凹条の溝Ａ又は凸条面の凸条の山Ｂは、この実施の形態の場合には、それぞれ所定の角度にわたって等間隔に形成され、上記ハブ１の軸心から放射方向に所定の長さ延びている。換言すれば、溝Ａ又は山Ｂは、ハブ１の軸心から放射方向に均等な所定角度で延びる複数本の直線を引いた時の各直線と同じ方向に所定の長さだけ延びるように形成されている。
　これら凹条の溝Ａ及び凸条の山Ｂは、例えば図８に示すように、凹凸面を有しない元のフラットな羽根２の形状（破線で示す形状）において、羽根２の正圧面を基準面として外周端２ｃの一部を負圧面に向かって所定の間隔で突出又は湾曲させることにより、羽根２の正圧面および負圧面の各々に形成される。
　この結果、上述した羽根２の外周端２ｃにおいて、例えば図８および図９に示すように、羽根２の前縁２ａから後縁部２ｂにかけての略全体に亘って、上記交互に連続する凹条の溝Ａおよび凸条の山Ｂが全体として同じ厚さの波形部を形成する。
　そして、このように羽根２の外周端２ｃを波形に形成することにより、同羽根２の外周端２ｃにおいて羽根２の正圧面から負圧面に流れ込む連続的な漏れ流れが、例えば図９に示すように断続的な細かい流れに細分化される。これにより、同漏れ流れによる従来のような共通のコアを有する翼端渦の成長（図１９参照）を可及的に抑制することができる。
　その結果、ファンの騒音やファンモータの駆動負荷を低減することができ、ひいてはファンモータへの入力電力を低減することができる。
　したがって、上述の第１の実施の形態の羽根２の後縁部２ｂの形状による外向き流れの抑制、更には正圧面から負圧面への漏れ渦の低減効果と相俟って、より高い送風性能、及び送風効率を有し、かつ低騒音のプロペラファンを提供することが可能となる。
　なお、本実施の形態において、上記凹条面又は凸条面の形状は複数の平面からなる角面であっても曲面であってもよい。凹条面又は凸条面の形状が曲面である場合、その曲面上を滑らかに空気が流れるため、スムーズに渦の細分化を図ることができる。
　他方、凹条面又は凸条面の形状が角面である場合には、より効果的に渦の細分化を図ることができる。
　なお、上記凹条面又は凸条面は、例えば上述のハブ１から羽根２の外周端２ｃまでの間の距離Ｒの８０％～１００％の外周寄り領域（図７中のＲ1／Ｒが次の不等式を満たす範囲、０．８≦Ｒ1／Ｒ≦１．０の範囲）の一部か、又は全部に形成されてもよい。
　先ず上記凹条面又は凸条面が、上述のハブ１から羽根２の外周端２ｃまでの間の距離Ｒの８０％～１００％の領域の一部に形成されている場合であっても、上記羽根２本来の主流を阻害することなく、上記羽根２の正圧面から負圧面に流れ込む連続的な漏れ流れを断続的な流れに細分化することができる。それにより、効果的に漏れ流れによる翼端渦の成長を抑制することができる。
　また、上記凹条面又は凸条面が、上述の領域の全体に形成されている場合、上記羽根２本来の主流の流れを阻害することなく、上記羽根２の正圧面から負圧面に流れ込む連続的な漏れ流れを、より細かい断続的な流れに細分化することができる。それにより、より効果的に漏れ流れによる翼端渦の成長を抑制することができる。
　（第５の実施の形態）
　次に、図１０を参照して、本発明の第５の実施の形態に係るプロペラファンについて説明する。
　この実施の形態では、例えば図１０に示すように、複数の凹条部２１ａ～２１ｃ及び凸条部２４ａ～２４ｃが形成されているが、それら凹条部２１ａ～２１ｃ及び凸条部２４ａ～２４ｃの幅が上記第１の実施の形態のとは異なる。即ち、上記凹条部２１ａ～２１ｃの径方向の幅ａ～ｃは、ハブ１から遠ざかって外周端２ｃに近づくに従って小さくなるように形成されていることを特徴とするものである（ａ＞ｂ＞ｃ）。ハブ１に最も近い凹条部２１ａの幅は最も大きい幅を有し、外周端２ｃに近づくにしたがって凹条部２１ｂ，２１ｃの幅に小さくなる。なお、この場合、上記凹条部２１ａ～２１ｃ内の凹曲面（湾曲面）の深さ（凸条部２４ａ～２４ｃの高さ）は、一定である。
　このような構成によると、遠心力の増大作用に応じて次第に流量が増えるハブ１から外周端２ｃへの外向き流れを、次第に径方向に小さくなる幅を有する複数の凹条部２１ａ～２１ｃ及び複数の凸条部２４ａ～２４ｃによって適切に抑制することができる。
　したがって、凹条部２１ａ～２１ｃ及び凸条部２４ａ～２４ｃは、第１の実施の形態の凹条部２１～２３及び凸条部２６～２８と同様に作用し、プロペラファンの送風性能（効率、送風音）が向上する。
　（第６の実施の形態）
　次に、図１１を参照して、本発明の第６の実施の形態に係るプロペラファンについて説明する。
　この実施の形態の構成では、例えば図１１に示すように、複数の凹条部２１ａ～２１ｃ及び凸条部２４ａ～２４ｃの径方向の幅ａ～ｃが、ハブ１から遠ざかって外周端２ｃに近づくに従って大きくなるように形成されている点において、第５の実施の形態とは異なりその他の構成については同じである。（ａ＜ｂ＜ｃ）。　このような構成によると、遠心力の増大作用に応じて次第に流量が増えるハブ１から外周端２ｃへの外向きの気流を次第に径方向大きくなる幅を有する複数の凹条部２１ａ～２１ｃと及び複数の凸条部２４ａ～２４ｃとによって適切に抑制することができるようになる。
　したがって、第５の実施の形態と同様の作用が得られ、プロペラファンの送風性能（効率、送風音）が向上する。
　（第７の実施の形態）
　次に、図１２を参照して、本発明の第７の実施の形態に係るプロペラファンについて説明する。
　この実施の形態では、例えば図１２に示すように、上記第１の実施の形態のものと同様に、複数の凹条部２１ａ～２１ｃ及び凸条部２４ａ～２４ｃが形成されているがそれらの凹条部２１ａ～２１ｃの深さｈ1～ｈ3が、ハブ１から遠ざかり外周端２ｃに近づくに従って次第に浅くなるように形成されていることを特徴とし、この点において第１の実施の形態と異なる（ｈ1＞ｈ2＞ｈ3）。なお、この場合、上記凹条部２１ａ～２１ｃ内の湾曲面の幅（凸条部２４ａ～２４ｃ相互間の間隔）は、一定である。
　このような構成によると、遠心力の増大作用に応じて次第に流量が増えるハブ１から外周端２ｃへの気流を、ハブ１から外周端２ｃにかけて次第に浅くなる深さｈを有する複数の凹条部２１ａ～２１ｃとそれに応じて次第に低くなる高さを有する複数の凸条部２４ａ～２４ｃによって適切に抑制することができるようになる。
　したがって、第１の実施の形態と同様の作用が得られ、プロペラファンの送風性能（効率、送風音）が向上する。
　（第８の実施の形態）
　次に、図１３を参照して、本発明の第８の実施の形態に係るプロペラファンについて説明する。
　この実施の形態では、例えば図１３に示すように、複数の凹条部２１ａ～２１ｃの深さが、ハブ１から遠ざかり外周端２ｃに近づくに従って次第に深くなるように形成されていることを特徴とし、この点において第７の実施形態と異なるものである（ｈ1＜ｈ2＜ｈ3）。
　このような構成によると、遠心力の増大作用に応じて次第に流量が増えるハブ１から外周端２ｃへの気流を、ハブ１から外周端２ｃに近づくに従って次第に深くなる深さを有する複数の凹条部２１ａ～２１ｃと同外周端２ｃに近づくに従って次第に高くなる高さを有する複数の凸条部２４ａ～２４ｃによって適切に抑制することができるようになる。
　したがって、第７の実施の形態と同様の作用が得られ、プロペラファンの送風性能（効率、送風音）が向上する。
　（第９の実施の形態）
　次に、図１４および図１５を参照して、本発明の第９の実施の形態に係るプロペラファンについて説明する。
　この実施の形態では、例えば図１４および図１５に示すように、複数の凹条部２１ａ～２１ｆの径方向の幅ａ～ｆおよび深さｈ1～ｈ6の両寸法が、それぞれハブ１から遠ざかり外周端２ｃに近づくに従って小さくなるように形成されていることを特徴とし、この点において第１の実施の形態と異なるものである（ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄ＞ｅ＞ｆかつｈ1＞ｈ2＞ｈ3＞ｈ4＞ｈ5＞ｈ6）。
　なお、図４において、凸部２６ａ～２６ｆは、正圧面の凹条部２１ａ～２１ｅに対応して負圧面に形成されている。
　このような構成にすると、遠心力の増大作用に応じて次第に流量が増えるハブ１から外周端２ｃへの外向きの流れを、径方向に次第に大きくなる幅および深さ（凸条部の高さ）を有する凹条部２１ａ～２１ｆと凸条部２４ａ～２４ｅとにより適切に抑制することができるようになる。
　したがって、第１の実施の形態と同様の作用が得られ、プロペラファンの送風性能（効率、送風音）が向上する。
　（第１０の実施の形態）
　なお、上記第９の実施の形態において、凹条部２１ａ～２１ｅの径方向の幅ａ～ｅおよび深さｈ1～ｈ5は、上記第９の実施の形態のとは逆に形成されてもよい。凹条部２１ａ～２１ｅの幅ａ～ｅおよび深さｈ1～ｈ5は、ハブ１から遠ざかり外周端２ｃに近づくに従って大きくなるように形成されてもよい（ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄ＜ｅかつｈ1＞ｈ2＞ｈ3＞ｈ4＞ｈ5）。
　このような構成にしても、上記の場合と同様に遠心力の増大作用に応じて次第に流量が増えるハブ１から外周端２ｃへの気流を径方向に次第に大きくなる幅および深さ（高さ）を有する凹条部２１ａ～２１ｅおよび凸条部２４ａ～２４ｅにより適切に抑制することができる。
　（第１１の実施の形態）
　次に、図１６を参照して、本発明の第１１の実施の形態に係るプロペラファンについて説明する。
　この実施の形態では、例えば図１６に示すように、凹条部２１ａ～２１ｃの径方向の幅が、上記第１の実施の形態と異なる。詳しくは、外周端２ｃ付近の凹条部２１ｃの幅ｃが最も大きく、次にハブ１に近い凹条部２１ａの幅ａが大きく、それらの間の中間の凹条部２１ｂの幅ｂが最も小さい（ｃ＞ａ＞ｂ）。このように、本実施の形態では、凹条部２１ａ～２１ｃの径方向の幅が不規則に配置されていることを特徴とするものである。この場合、凹条部２１ａ～２１ｃの深さは一定でもあってもよいし、また幅と同様に変更されてもよい。
　このような構成にしても、遠心力の増大作用に応じて流量が増えるハブ１から外周端２ｃへの気流を適切に抑制することができる。
　（第１２の実施の形態）
　次に、図１７を参照して、本発明の第１２の実施の形態に係るプロペラファンについて説明する。
　この実施の形態では、羽根２の正圧面に凹条部２１～２３及び凸条部２４，２５が形成されているが、例えば図１７に示すように、羽根２の負圧面がフラットな面に形成されていることを特徴とするものである。
　このような構成によっても、遠心力の増大作用に応じて次第に流量が増えるハブ１から外周端２ｃへの外向きの気流を、図１７に示す複数の凹条部２１ａ～２１ｃの湾曲面と凸条部２４ａ～２４ｃの壁面とにより適切に抑制することができる。
　したがって、第１の実施の形態と同様の作用が得られ、プロペラファンの送風性能（効率、送風音）が向上する。
　この実施の形態では、例えば羽根２自体の肉厚が大きく、容易に湾曲させにくい厚肉翼のファンに適している。
　（その他の実施の形態）
　（１）　凹条部２１～２３、２１ａ～２１ｆの幅ａ～ｆおよび深さｈ1～ｈ6と羽根２の形状との関係について
　以上の各実施の形態に示される凹条部２１～２３、２１ａ～２１ｃ、２１ａ～２１ｅ、２１ａ～２１ｆの湾曲面（凹曲面）の幅および深さ、配置、並びに組み合せは、任意に変更されてもよい。また、凹条部２１～２３、２１ａ～２１ｆは、規則的に配置される場合のみに限らず不規則的に配置される場合にも、十分に必要な外向き流れの抑制作用を得ることができる。凹条部２１～２３、２１ａ～２１ｆは、好ましくは羽根２の全体の形状（例えば、径方向の反り度合など）との関係を考慮して適切に選択して設定され（例えば、運転状態が変化したときに、羽根２のそり形状と流れのパターンとが一致するように）、最も有効な効果が得られるように設計される。
　（２）　ベルマウス４について
　なお、以上の各実施の形態では、それぞれベルマウス４を備えているが、ベルマウス４は省略されてもよい。本発明の主旨に従えば、ベルマウス４を備えていないプロペラファンであっても、同プロペラファンは十分に有効に機能するものであることは言うまでもない。

Claims (14)

  1. 　駆動源であるファンモータに連結されるハブと、該ハブの外周に放射状に延びるように設けられた複数枚の羽根とを備えるプロペラファンであって、上記各羽根の後縁部の正圧面において、周方向に延びるとともに、径方向に並んで設けられ、それぞれ凹部面を有する複数の凹条部と、隣接する２つの前記凹条部の間に形成される凸条部とを備えるプロペラファン。
  2. 　前記各凹条部の凹部面は、曲面であるプロペラファン。
  3. 　前記各凹条部は、湾曲部よりなるプロペラファン。
  4. 　前記各凹条部は、断面円弧状をなす請求項１に記載のプロペラファン。
  5. 　前記各羽根は前記正圧面と反対側に負圧面を有し、前記各羽根の後縁部の負圧面には、前記各凹条部に対応した凸部が形成されている請求項１～４の何れか１項に記載のプロペラファン。
  6. 　前記各凹条部は、径方向において、それぞれ異なる幅を有する請求項１～５の何れか１項に記載のプロペラファン。
  7. 　前記各凹条部の幅は、径方向において、前記ハブから遠ざかり、かつ対応する前記羽根の外周縁に近づくに従って狭くなるように形成されている請求項６に記載のプロペラファン。
  8. 　前記各凹条部は、それぞれ異なる深さを有する請求項１～７の何れか１項に記載のプロペラファン。
  9. 　前記各凹条部深さは、前記ハブから遠ざかり、かつ対応する前記羽根の外周縁に近づくに従って浅くなるように形成されている請求項８に記載のプロペラファン。
  10. 　前記各羽根の径方向外方において、前記複数の羽根の周囲を取り囲むように設けられたベルマウスを更に備え、前記各羽根は、前縁から後縁部まで延びる所定の翼弦長を有し、前記各凹条部は、対応する前記羽根の後縁部において翼弦長の略中点よりも後縁寄りの上記ベルマウスで囲われた領域に設けられている求項１～９の何れか１項に記載のプロペラファン。
  11. 　前記各羽根は、前縁から後縁部まで延びる所定の翼弦長を有し、上記各凹条部は、翼弦長の中点に近付くに従って徐々に小さくなり、対応する前記羽根の正圧面と同一の平面となるように形成されている請求項１～１０の何れか１項に記載のプロペラファン。
  12. 　前記各羽根は、前縁から後縁まで延びる所定の翼弦長を有し、上記各凹条部は、対応する前記羽根の前縁から翼弦長の３０％～１００％の領域に形成されている請求項１～１１の何れか１項に記載のプロペラファン。
  13. 　上記各凹条部は、前記ハブから対応する前記羽根の外周端までの間の距離の０％～８５％の領域の一部に形成されている請求項１～１２の何れか１項に記載のプロペラファン。
  14. 　上記各凹条部は、前記ハブから対応する前記羽根の外周端までの間の距離の０％～８５％の領域の全体に形成されている請求項１～１３の何れか１項に記載のプロペラファン。
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