WO2011030748A1 - プロペラファン、成型用金型および流体送り装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[2枚翼のプロペラファンの構造の説明]
図1は、この発明の実施の形態1における2枚翼のプロペラファンを示す側面図である。図2は、図1中の矢印IIに示す方向(吸込側)から見たプロペラファンを示す平面図である。図3は、図1中の矢印IIIに示す方向(吹出側)から見たプロペラファンを示す平面図である。図4は、図1中のプロペラファンを吸込側から見た斜視図である。
続いて、本実施の形態におけるプロペラファン10によって奏される作用、効果について説明する。
(2)圧力流量特性を向上できるため、ファン性能を向上できる。(近年、たとえば、空気調和機においては、省エネルギー性を向上させるために熱交換器の能力増加に伴い圧力損失が増大する傾向にある。熱交換器の圧力損失が増大すると、風量が低下する(トレードオフの関係)ため、熱交換器の能力増加の効果を十分に得ることができないという課題があった。これに対して、本実施の形態におけるプロペラファン10によれば、圧力流量特性を向上できるため、圧力損失の大きい熱交換器に対しても、風量の低下を抑制でき、その結果、熱交換器の能力増加の効果を十分に得ることができる。)
(3)ファン効率を向上でき、消費電力を低減できる。(近年、たとえば、空気調和機においては、省エネルギー性を向上させるために風量を増加する傾向にある。このため、モータの消費電力が増大するといった問題があった。これに対して、本実施の形態におけるプロペラファン10によれば、風量を増加してもモータの消費電力の増大を抑制できる。風量を増加しない場合には、効率が向上しているため、モータの消費電力を低減できる。)
(4)軽量化により、材料を削減できるとともに、モータの消費電力をさらに低減できる。(ファンの重量が大きいと、モータシャフトのベアリング損失等が増大し、余分な消費電力を必要とする。これに対して、本実施の形態におけるプロペラファン10によれば、ファンを大幅に軽量化でき、その結果、モータシャフトのベアリング損失等を減少できるため、モータの消費電力を低減できる。)
この結果、この発明の実施の形態1におけるプロペラファン10によれば、地球環境保全に対し、省エネルギー性、省資源設計の面で、大きく貢献するプロペラファンを実現することができる。
続いて、図1中のプロペラファン10の構造を適用した3枚翼のプロペラファンの構造について説明する。なお、図1中のプロペラファン10と比較して重複する構造については説明を繰り返さない。
続いて、本実施の形態におけるプロペラファン10,50によって奏される作用、効果を確認するために行なった実施例について説明する。
図23を参照して、本実施例では、H(平面γと、翼21Aの前縁部21bおよび翼21Bの後縁部21cの接続部分との間の距離)/D(翼21の周縁部21aの直径D)の値が異なる複数種類のプロペラファンを準備し、一定の回転数で回転させた。各プロペラファンにおける風量を測定し、その測定結果を図23中のグラフにまとめた。本実施例では、直径Dを460mmとし、回転数を1000rpmとした。
図24を参照して、本実施例では、d(仮想円102の直径)/D(翼21の周縁部21aの直径D)が変化するのに伴って、プロペラファンの最大応力がどのように変化するかをシミュレーションにより測定し、その結果を図24中に示すグラフにまとめた。シミュレーションは、中心軸101を中心にプロペラファンを回転させ、遠心力荷重によりプロペラファン全体に作用する応力を求めた。回転数は、1000rpmで一定とし、プロペラファン全体に作用する応力値の中で最も大きい応力を最大応力とした。
本実施の形態では、まず、実施の形態1における各種プロペラファンを樹脂を用いて成型するための成型用金型の構造について説明する。
Claims (12)
- 2枚翼のプロペラファンであって、
周方向に離間して設けられ、仮想の中心軸(101)を中心に回転するのに伴って送風を行ない、2枚翼をなす第1翼(21A)および第2翼(21B)と、
プロペラファンを前記中心軸(101)の軸方向から見て、前記第1翼(21A)および前記第2翼(21B)を周方向に離間させるような最小の仮想円(102)を描いた場合に、その仮想円(102)の内側に配置され、前記第1翼(21A)および前記第2翼(21B)を連接する連接部(31)とを備え、
前記第1翼(21A)および前記第2翼(21B)の各翼は、前記中心軸(101)を中心に、直径Dを有して円弧状に延びる周縁部(21a)と、回転方向の側に配置される前縁部(21b)と、回転方向の反対側に配置され、前記周縁部(21a)に連なる後縁部(21c)と、前記前縁部(21b)と前記周縁部(21a)とを接続し、回転方向に向けて突出する翼先端縁部(21d)とを有し、
前記第1翼(21A)の前記前縁部(21b)と前記第2翼(21B)の前記後縁部(21c)とが、前記連接部(31)を通じて接続され、
前記第1翼(21A)および前記第2翼(21B)の、前記後縁部(21c)および前記周縁部(21a)の各交点(21e)を含み、前記中心軸(101)に直交する平面をγと規定し、
プロペラファンを、前記第1翼(21A)および前記第2翼(21B)の前記翼先端縁部(21d)と、前記中心軸(101)とを含む平面(210)に平行な方向から見た場合に、前記中心軸(101)の線上における、前記平面γと、前記第1翼(21A)の前記前縁部(21b)および前記第2翼(21B)の前記後縁部(21c)の接続部分との間の距離Hは、0.028≦H/D≦0.056の関係を満たす、プロペラファン。 - 前記連接部(31)は、前記第1翼(21A)と前記第2翼(21B)との間で延在し、前記第1翼(21A)の根元部および前記第2翼(21B)の根元部を接続する領域に、回転に伴って送風を行なうための翼面状の表面(36)を有する、請求の範囲1に記載のプロペラファン。
- 前記仮想円(102)の直径dは、0.14≦d/Dの関係を満たす、請求の範囲1に記載のプロペラファン。
- 樹脂により成型される、請求の範囲1に記載のプロペラファン。
- 請求の範囲4に記載のプロペラファンを樹脂により成型するために用いられる、成型用金型。
- 請求の範囲1に記載のプロペラファンを備える、流体送り装置。
- 3枚翼のプロペラファンであって、
周方向に離間して設けられ、仮想の中心軸(101)を中心に回転するのに伴って送風を行ない、3枚翼をなす第1翼(21A)、第2翼(21B)および第3翼(21C)と、
プロペラファンを前記中心軸(101)の軸方向から見て、前記第1翼(21A)、前記第2翼(21B)および前記第3翼(21C)を周方向に離間させるような最小の仮想円(102)を描いた場合に、その仮想円(102)の内側に配置され、前記第1翼(21A)、前記第2翼(21B)および前記第3翼(21C)を連接する連接部(31)とを備え、
前記第1翼(21A)、前記第2翼(21B)および前記第3翼(21C)の各翼は、前記中心軸(101)を中心に、直径Dを有して円弧状に延びる周縁部(21a)と、回転方向の側に配置される前縁部(21b)と、回転方向の反対側に配置され、前記周縁部(21a)に連なる後縁部(21c)と、前記前縁部(21b)と前記周縁部(21a)とを接続し、回転方向に向けて突出する翼先端縁部(21d)とを有し、
前記第2翼(21B)は、前記第1翼(21A)に対して回転方向の側に隣接して配置され、前記第3翼(21C)は、前記第2翼(21B)に対して回転方向の側に隣接して配置され、
前記第1翼(21A)の前記前縁部(21b)と、前記第2翼(21B)の前記後縁部(21c)とが、前記連接部(31)を通じて接続され、
前記第1翼(21A)、前記第2翼(21B)および前記第3翼(21C)の、前記後縁部(21c)および前記周縁部(21a)の各交点(21e)を含み、前記中心軸(101)に直交する平面をγと規定し、
プロペラファンを、前記第3翼(21C)の前記翼先端縁部(21d)と、前記中心軸(101)とを含む平面(220)に直角な方向から見た場合に、前記中心軸(101)の線上における、前記平面γと、前記第1翼(21A)の前記前縁部(21b)および前記第2翼(21B)の前記後縁部(21c)の接続部分との間の距離Hは、0.028≦H/D≦0.056の関係を満たす、プロペラファン。 - 前記連接部(31)は、前記第1翼(21A)、前記第2翼(21B)および前記第3翼(21C)のうちの隣接する翼間で延在し、隣接する翼の根元部同士を接続する領域に、回転に伴って送風を行なうための翼面状の表面(36)を有する、請求の範囲7に記載のプロペラファン。
- 前記仮想円(102)の直径dは、0.14≦d/Dの関係を満たす、請求の範囲7に記載のプロペラファン。
- 樹脂により成型される、請求の範囲7に記載のプロペラファン。
- 請求の範囲10に記載のプロペラファンを樹脂により成型するために用いられる、成型用金型。
- 請求の範囲7に記載のプロペラファンを備える、流体送り装置。
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