JP2001082389A - 軸流送風機の翼設計方法及び軸流送風機 - Google Patents
軸流送風機の翼設計方法及び軸流送風機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 適用範囲の広い軸流送風機を実現できるよう
にすること。 【解決手段】 回転中心を備えたハブ部１９の外周に複
数枚の翼２０が配置されたプロペラファン１６におい
て、上記翼は、周方向断面形状と半径方向断面形状とが
数式にて定義されて構成されたものである。
にすること。 【解決手段】 回転中心を備えたハブ部１９の外周に複
数枚の翼２０が配置されたプロペラファン１６におい
て、上記翼は、周方向断面形状と半径方向断面形状とが
数式にて定義されて構成されたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和装置の室
外機や換気扇、扇風機などに使用される軸流送風機、及
びその軸流送風機の翼設計方法に関する。
外機や換気扇、扇風機などに使用される軸流送風機、及
びその軸流送風機の翼設計方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気調和装置の室外機や換気扇などに適
用される軸流送風機は、多くの風量を得ることと同時
に、騒音が低いものでなければならない。従って、この
ような軸流送風機の翼は、騒音の低減化のために低回転
としても、風量を多量に発生できる翼弦長の長い翼が用
いられる。軸流送風機の直径に対し翼弦長の長い翼は、
軸流送風機の効率を向上させる必要上、３次元曲面形状
を備えたものとなっている。
用される軸流送風機は、多くの風量を得ることと同時
に、騒音が低いものでなければならない。従って、この
ような軸流送風機の翼は、騒音の低減化のために低回転
としても、風量を多量に発生できる翼弦長の長い翼が用
いられる。軸流送風機の直径に対し翼弦長の長い翼は、
軸流送風機の効率を向上させる必要上、３次元曲面形状
を備えたものとなっている。
【０００３】上述のような３次元性の強い翼を設計する
方法は、種々提案されている。例えば、航空機（ヘリコ
プター等）の２次元翼の断面形状を基本とし、この断面
形状を周方向に変形しながら延長して、３次元性の強い
翼を形成する方法がある。ところが、このような翼の設
計方法は、試行錯誤的な設計方法であり、しかも非常に
困難である。
方法は、種々提案されている。例えば、航空機（ヘリコ
プター等）の２次元翼の断面形状を基本とし、この断面
形状を周方向に変形しながら延長して、３次元性の強い
翼を形成する方法がある。ところが、このような翼の設
計方法は、試行錯誤的な設計方法であり、しかも非常に
困難である。
【０００４】そこで、３次元性の強い翼を設計する方法
として、特公平２−２０００号公報に記載の如く、数式
を用いて、現実的に必要な空力性能を有する翼を設計す
る方法が提案されている。
として、特公平２−２０００号公報に記載の如く、数式
を用いて、現実的に必要な空力性能を有する翼を設計す
る方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
公報記載の発明においては、翼の周方向断面形状が単一
の円弧の場合に限られ、従って単純な形状の翼しか設計
できない。このため、このような翼を備えた軸流送風機
は、適用範囲が非常に限定されたものとなっている。
公報記載の発明においては、翼の周方向断面形状が単一
の円弧の場合に限られ、従って単純な形状の翼しか設計
できない。このため、このような翼を備えた軸流送風機
は、適用範囲が非常に限定されたものとなっている。
【０００６】本発明の目的は、上述の事情を考慮してな
されたものであり、適用範囲の広い軸流送風機を実現で
きる軸流送風機の翼設計方法及び軸流送風機を提供する
ことにある。
されたものであり、適用範囲の広い軸流送風機を実現で
きる軸流送風機の翼設計方法及び軸流送風機を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、回転中心を備えたハブ部の外周に配置された翼を設
計する軸流送風機の翼設計方法において、上記翼の周方
向断面形状と半径方向断面形状とを数式にて定義するこ
とにより、上記翼を設計することを特徴とするものであ
る。
は、回転中心を備えたハブ部の外周に配置された翼を設
計する軸流送風機の翼設計方法において、上記翼の周方
向断面形状と半径方向断面形状とを数式にて定義するこ
とにより、上記翼を設計することを特徴とするものであ
る。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上記翼の半径方向断面形状は、当該翼
の周方向断面形状を維持したままで変化可能とする最大
半径との差として定義することを特徴とする。
の発明において、上記翼の半径方向断面形状は、当該翼
の周方向断面形状を維持したままで変化可能とする最大
半径との差として定義することを特徴とする。
【０００９】請求項３に記載の発明は、回転中心を備え
たハブ部の外周に複数枚の翼が配置された軸流送風機に
おいて、上記翼は、周方向断面形状と半径方向断面形状
とが数式にて定義されて構成されたことを特徴とするも
のである。
たハブ部の外周に複数枚の翼が配置された軸流送風機に
おいて、上記翼は、周方向断面形状と半径方向断面形状
とが数式にて定義されて構成されたことを特徴とするも
のである。
【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、上記翼の半径方向断面形状は、当該翼
の周方向断面形状を維持したままで変化可能とする最大
半径との差として定義されたことを特徴とするものであ
る。
の発明において、上記翼の半径方向断面形状は、当該翼
の周方向断面形状を維持したままで変化可能とする最大
半径との差として定義されたことを特徴とするものであ
る。
【００１１】請求項１乃至４に記載の発明には、次の作
用がある。
用がある。
【００１２】軸流送風機の翼が、周方向断面形状と半径
方向断面形状とを数式にて定義して構成されたことか
ら、複雑な形状の翼を製作できる。このため、翼面形
状、翼の反り深さ方向の形状、または翼の最大反り深さ
位置のそれぞれを容易に設定できるので、適用範囲の広
い軸流送風機を実現できる。
方向断面形状とを数式にて定義して構成されたことか
ら、複雑な形状の翼を製作できる。このため、翼面形
状、翼の反り深さ方向の形状、または翼の最大反り深さ
位置のそれぞれを容易に設定できるので、適用範囲の広
い軸流送風機を実現できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づき説明する。
面に基づき説明する。
【００１４】図１は、本発明に係る軸流送風機の一実施
の形態であるプロペラファンが適用された空気調和装置
の室外機を示す正面図である。
の形態であるプロペラファンが適用された空気調和装置
の室外機を示す正面図である。
【００１５】空気調和装置は、室外機１０と図示しない
室内機とが冷媒配管（不図示）により接続され、これら
の間を冷媒が循環することにより冷房運転または暖房運
転がなされる。室外機１０は、室外に設置されて外気と
冷媒とを熱交換し、冷房運転時には冷媒を凝縮させて外
気へ熱を放出し、暖房運転時には冷媒を蒸発させて外気
から熱を取り込むものである。
室内機とが冷媒配管（不図示）により接続され、これら
の間を冷媒が循環することにより冷房運転または暖房運
転がなされる。室外機１０は、室外に設置されて外気と
冷媒とを熱交換し、冷房運転時には冷媒を凝縮させて外
気へ熱を放出し、暖房運転時には冷媒を蒸発させて外気
から熱を取り込むものである。
【００１６】室外機１０は、ケーシング１１内に圧縮機
１２、アキュムレータ１３、四方弁１４、熱交換器１
５、及び軸流送風機としてのプロペラファン１６を有し
て構成される。このプロペラファン１６は、図２に示す
ようにファンモータ１７に連結され、このファンモータ
１７が支持板１８に支持されて熱交換器１５の前方に配
置される。このプロペラファン１６のファンモータ１７
による駆動によって、空気（外気）が図２の矢印Ａの如
く熱交換器１５の内側から外側へ送風されて、熱交換器
１５内の冷媒と外気とが熱交換される。
１２、アキュムレータ１３、四方弁１４、熱交換器１
５、及び軸流送風機としてのプロペラファン１６を有し
て構成される。このプロペラファン１６は、図２に示す
ようにファンモータ１７に連結され、このファンモータ
１７が支持板１８に支持されて熱交換器１５の前方に配
置される。このプロペラファン１６のファンモータ１７
による駆動によって、空気（外気）が図２の矢印Ａの如
く熱交換器１５の内側から外側へ送風されて、熱交換器
１５内の冷媒と外気とが熱交換される。
【００１７】さて、上記プロペラファン１６は、図３及
び図４に示すように、ハブ部１９と、このハブ部１９の
外周に所定ピッチで配置された複数枚（例えば３枚）の
同一形状の翼２０とを有して構成される。これらのハブ
部１９及び翼２０は、例えば一体に樹脂成形される。
び図４に示すように、ハブ部１９と、このハブ部１９の
外周に所定ピッチで配置された複数枚（例えば３枚）の
同一形状の翼２０とを有して構成される。これらのハブ
部１９及び翼２０は、例えば一体に樹脂成形される。
【００１８】ハブ部１９は、その回転中心１９Ａにファ
ンモータ１７のモータシャフト２１（図２）が挿通さ
れ、ファンモータ１７の駆動により各翼２０を図４の矢
印Ｎ方向に回転させる。また、このハブ部１９は、外径
がほぼ三角柱形状に構成されている。
ンモータ１７のモータシャフト２１（図２）が挿通さ
れ、ファンモータ１７の駆動により各翼２０を図４の矢
印Ｎ方向に回転させる。また、このハブ部１９は、外径
がほぼ三角柱形状に構成されている。
【００１９】上記翼２０は、図３〜図５に示すように、
矢印Ｎ方向の回転により、その翼前縁２２側から翼後縁
２３側へ向かい翼負圧面２４（翼裏面）に沿って空気
（外気）を流動させ、この空気を全体として、プロペラ
ファン１６の裏側から表側へ図２の矢印Ａ方向に送風す
る。
矢印Ｎ方向の回転により、その翼前縁２２側から翼後縁
２３側へ向かい翼負圧面２４（翼裏面）に沿って空気
（外気）を流動させ、この空気を全体として、プロペラ
ファン１６の裏側から表側へ図２の矢印Ａ方向に送風す
る。
【００２０】この翼２０は、図５に示すように、翼面が
空間的に捻れながら、しかも翼前縁２２側が空気の吸込
側に大きく前傾した３次元形状に構成される。この翼２
０の形状（３次元形状）は、図６に示すように、プロペ
ラファン１６の回転中心１９Ａを原点Ｏとする座標系に
おいて、周方向断面形状と半径方向断面形状の２つの断
面形状を用いて定義される。具体的には、プロペラファ
ン１６の送風性能を決定するために重要な周方向断面形
状に重きを置き、原点Ｏから任意の半径ｒにおける周方
向断面形状を数式で定義し、半径方向断面形状について
は、上記周方向断面形状を維持したままで変化させてい
くために、翼２０の最大半径Ｒと上記任意の半径ｒとの
差（ｒ−Ｒ）を上記周方向断面形状に加味することによ
って定義する。
空間的に捻れながら、しかも翼前縁２２側が空気の吸込
側に大きく前傾した３次元形状に構成される。この翼２
０の形状（３次元形状）は、図６に示すように、プロペ
ラファン１６の回転中心１９Ａを原点Ｏとする座標系に
おいて、周方向断面形状と半径方向断面形状の２つの断
面形状を用いて定義される。具体的には、プロペラファ
ン１６の送風性能を決定するために重要な周方向断面形
状に重きを置き、原点Ｏから任意の半径ｒにおける周方
向断面形状を数式で定義し、半径方向断面形状について
は、上記周方向断面形状を維持したままで変化させてい
くために、翼２０の最大半径Ｒと上記任意の半径ｒとの
差（ｒ−Ｒ）を上記周方向断面形状に加味することによ
って定義する。
【００２１】原点Ｏから任意の半径ｒにおける翼２０の
周方向断面形状を図７に示す。この翼２０の周方向断面
形状を示す曲線２５は、翼断面形状の基本となる翼弦直
線２６から曲線２７を減算して求められたものであり、
この曲線２７は、２本の異なる２次曲線２８及び２９を
それぞれのピーク位置で接続して構成したものである。
ここで、図７の横軸は、図６の原点Ｏを通る水平軸Ｘか
ら時計回りに増加する翼２０の周方向角度θであり、縦
軸は翼２０の翼高さＨである。
周方向断面形状を図７に示す。この翼２０の周方向断面
形状を示す曲線２５は、翼断面形状の基本となる翼弦直
線２６から曲線２７を減算して求められたものであり、
この曲線２７は、２本の異なる２次曲線２８及び２９を
それぞれのピーク位置で接続して構成したものである。
ここで、図７の横軸は、図６の原点Ｏを通る水平軸Ｘか
ら時計回りに増加する翼２０の周方向角度θであり、縦
軸は翼２０の翼高さＨである。
【００２２】この曲線２５にて示される翼２０の周方向
断面形状を表す数式に、翼２０の半径方向の関係式（ｒ
−Ｒ）を加味して、翼２０の３次元形状が数式（１）、
（２）のように表記される。
断面形状を表す数式に、翼２０の半径方向の関係式（ｒ
−Ｒ）を加味して、翼２０の３次元形状が数式（１）、
（２）のように表記される。
【００２３】
【数１】
【００２４】
【数２】 ここで、Ｗ1（ｒ）は反り前半角、Ｗ2（ｒ）は反り後半
角であり、曲線２７のピーク位置を決定するパラメータ
であって、後述の式（８）、（９）の如く半径ｒの関数
である。また、θS（ｒ）は翼２０の開始角度（翼前縁
２２側）を示すパラメータであり、半径ｒの関数であ
る。
角であり、曲線２７のピーク位置を決定するパラメータ
であって、後述の式（８）、（９）の如く半径ｒの関数
である。また、θS（ｒ）は翼２０の開始角度（翼前縁
２２側）を示すパラメータであり、半径ｒの関数であ
る。
【００２５】また、式（１）、（２）中のθL（ｒ）は
翼２０の角度範囲を示すパラメータであり、半径ｒの関
数であって次式（３）により定義される。
翼２０の角度範囲を示すパラメータであり、半径ｒの関
数であって次式（３）により定義される。
【００２６】
【数３】 ここで、θE（ｒ）は翼２０の終了角度（翼後縁２３
側）を示すパラメータであり、半径ｒの関数であって次
式（４）で示される。また、ＳＳ（ｒ）は翼２０の翼前
縁２２位置を示すパラメータであり、翼２０の上面投影
図から設定され、次式（５）の如く半径ｒの関数として
示される。
側）を示すパラメータであり、半径ｒの関数であって次
式（４）で示される。また、ＳＳ（ｒ）は翼２０の翼前
縁２２位置を示すパラメータであり、翼２０の上面投影
図から設定され、次式（５）の如く半径ｒの関数として
示される。
【００２７】
【数４】
【００２８】
【数５】 これらの式（４）、（５）において、Ａ1、Ａ2、Ｂ1、
Ｂ2、Ｃ1、Ｃ2、Ｄ1、Ｄ2はそれぞれ定数である。
Ｂ2、Ｃ1、Ｃ2、Ｄ1、Ｄ2はそれぞれ定数である。
【００２９】また、式（１）、（２）中のＨL（ｒ）
は、翼２０の高さ範囲を示すパラメータであり、半径ｒ
の関数であって次式（６）で示される。
は、翼２０の高さ範囲を示すパラメータであり、半径ｒ
の関数であって次式（６）で示される。
【００３０】
【数６】 ここで、ＨE（ｒ）は、翼２０の終了高さ（翼後縁２３
側）であり、任意の値に設定される。また、ＨS（ｒ）
は翼２０の開始高さ（翼前縁２２側）を示すパラメータ
であり、ハブ部１９との接続位置を考慮して設定され、
次式（７）の如く半径ｒの関数として示される。
側）であり、任意の値に設定される。また、ＨS（ｒ）
は翼２０の開始高さ（翼前縁２２側）を示すパラメータ
であり、ハブ部１９との接続位置を考慮して設定され、
次式（７）の如く半径ｒの関数として示される。
【００３１】
【数７】 このＡ3、Ｂ3、Ｃ3、Ｄ3も定数である。
【００３２】前記Ｗ1（ｒ）、Ｗ2（ｒ）は、これらの反
り前半角Ｗ1（ｒ）、反り後半角Ｗ2（ｒ）の比を決定す
る翼変曲点分配率をＰとすると、それぞれ次式（８）、
（９）で示される。
り前半角Ｗ1（ｒ）、反り後半角Ｗ2（ｒ）の比を決定す
る翼変曲点分配率をＰとすると、それぞれ次式（８）、
（９）で示される。
【００３３】
【数８】
【００３４】
【数９】 さらに、式（１）、（２）中のＤ（ｒ）は、翼２０の最
大反り深さ（つまり、図７の翼弦直線２６と曲線２５と
の最大距離）を示すパラメータであり、次式（１０）に
示す如く半径ｒの関数である。
大反り深さ（つまり、図７の翼弦直線２６と曲線２５と
の最大距離）を示すパラメータであり、次式（１０）に
示す如く半径ｒの関数である。
【００３５】
【数１０】 ここで、ＤOは基準最大反り深さを示すパラメータであ
り、翼２０の最大半径Ｒ位置における最大反り深さＤ
（Ｒ）を示す。
り、翼２０の最大半径Ｒ位置における最大反り深さＤ
（Ｒ）を示す。
【００３６】上述の式（１）〜（１０）によって翼２０
の３次元形状が決定されるが、この決定に際しては翼２
０の最外周位置、つまり最大半径Ｒ位置が基準とされ
る。
の３次元形状が決定されるが、この決定に際しては翼２
０の最外周位置、つまり最大半径Ｒ位置が基準とされ
る。
【００３７】また、式（４）、（５）、（７）におい
て、翼２０の半径方向断面形状の関係式（ｒ−Ｒ）が加
味されている。そして、これら翼２０の終了角度θ
E（ｒ）、翼前縁２２位置ＳＳ（ｒ）、翼２０の開始高
さＨS（ｒ）をそれぞれ規定する式（４）、（５）、
（７）は、複数の翼２０を組み合わせて一つのプロペラ
ファン１６を形成したとき、互いの翼２０が干渉しない
ように３次の多項式で定義され、翼２０の翼前縁２２側
形状と翼後縁２３側形状の制約に柔軟に対応できるよう
考慮されている。
て、翼２０の半径方向断面形状の関係式（ｒ−Ｒ）が加
味されている。そして、これら翼２０の終了角度θ
E（ｒ）、翼前縁２２位置ＳＳ（ｒ）、翼２０の開始高
さＨS（ｒ）をそれぞれ規定する式（４）、（５）、
（７）は、複数の翼２０を組み合わせて一つのプロペラ
ファン１６を形成したとき、互いの翼２０が干渉しない
ように３次の多項式で定義され、翼２０の翼前縁２２側
形状と翼後縁２３側形状の制約に柔軟に対応できるよう
考慮されている。
【００３８】更に、翼２０の開始角度θS（ｒ）は、図
７に一点鎖線で示すように、翼２０の半径方向各位置に
おける翼２０の周方向断面形状を示す曲線２５を定義す
るための開始点である。実際の翼２０は、翼２０の開始
角度θS（ｒ）と終了角度θE（ｒ）との間で定義された
上記曲線２５を、翼面の歪みを少なくするために不必要
な部分を切除して形成される。この切除位置が翼２０の
翼前縁２２位置ＳＳ（ｒ）である。また、翼２０の開始
角度θS（ｒ）の値によって、翼２０の半径方向の広が
り方やねじれを設定することができる。
７に一点鎖線で示すように、翼２０の半径方向各位置に
おける翼２０の周方向断面形状を示す曲線２５を定義す
るための開始点である。実際の翼２０は、翼２０の開始
角度θS（ｒ）と終了角度θE（ｒ）との間で定義された
上記曲線２５を、翼面の歪みを少なくするために不必要
な部分を切除して形成される。この切除位置が翼２０の
翼前縁２２位置ＳＳ（ｒ）である。また、翼２０の開始
角度θS（ｒ）の値によって、翼２０の半径方向の広が
り方やねじれを設定することができる。
【００３９】次に、上述の式（１）〜（１０）を用い
て、プロペラファン１６における３次元形状の翼２０を
設計する手順を示す。
て、プロペラファン１６における３次元形状の翼２０を
設計する手順を示す。
【００４０】まず、翼２０の最大半径Ｒを数値設定し
（例えばＲ＝２３０（ｍｍ））、翼前縁２２側の迎え角
αと空気の入射角βとを考慮して、基準最大反り深さＤ
O及び翼変曲点分配率Ｐを数値設定する。その他、翼最
外周の翼終了角度θE（Ｒ）及び翼終了高さＨE（Ｒ）
と、翼２０の半径方向断面形状に関する関係式（ｒ−
Ｒ）の項の係数Ａn、Ｂn、Ｃn、Ｄnをそれぞれ数値設定
する。更に、翼２０の開始角度θS（ｒ）を零（θ
S（ｒ）＝０）と設定する。
（例えばＲ＝２３０（ｍｍ））、翼前縁２２側の迎え角
αと空気の入射角βとを考慮して、基準最大反り深さＤ
O及び翼変曲点分配率Ｐを数値設定する。その他、翼最
外周の翼終了角度θE（Ｒ）及び翼終了高さＨE（Ｒ）
と、翼２０の半径方向断面形状に関する関係式（ｒ−
Ｒ）の項の係数Ａn、Ｂn、Ｃn、Ｄnをそれぞれ数値設定
する。更に、翼２０の開始角度θS（ｒ）を零（θ
S（ｒ）＝０）と設定する。
【００４１】ここで、翼２０の迎え角αは、図５に示す
ように、プロペラファン１６（ハブ部１９）の回転中心
１９Ａに直交する平面３０に対する翼前縁２２の角度で
ある。また、空気の入射角βは、上記平面３０に対し空
気がプロペラファン１６へ流れ込む角度である。この空
気の入射角βは、プロペラファン１６の相互の翼２０に
おける空気の干渉や各翼２０の半径方向位置などによっ
てバラツキがあるため、正確に把握することが困難であ
るが、既存のプロペラファンのデータから経験的に決定
する。また、翼２０の迎え角αは、過小である場合には
空気の流れの変化に対応できず、プロペラファン１６が
失速してしまうおそれがあるため、空気の入射角βより
も大きな適切な角度に設定される。
ように、プロペラファン１６（ハブ部１９）の回転中心
１９Ａに直交する平面３０に対する翼前縁２２の角度で
ある。また、空気の入射角βは、上記平面３０に対し空
気がプロペラファン１６へ流れ込む角度である。この空
気の入射角βは、プロペラファン１６の相互の翼２０に
おける空気の干渉や各翼２０の半径方向位置などによっ
てバラツキがあるため、正確に把握することが困難であ
るが、既存のプロペラファンのデータから経験的に決定
する。また、翼２０の迎え角αは、過小である場合には
空気の流れの変化に対応できず、プロペラファン１６が
失速してしまうおそれがあるため、空気の入射角βより
も大きな適切な角度に設定される。
【００４２】図８に示すように、翼２０の迎え角αを例
えば１２度以上とするためには、翼変曲点分配率Ｐを例
えば６５％としたとき、基準最大反り深さＤOの値は４
０（ｍｍ）以上が望ましい。この実施の形態では、α＝
１２（度）、Ｐ＝６５（％）、ＤO＝４０（ｍｍ）にそ
れぞれ数値設定されている。
えば１２度以上とするためには、翼変曲点分配率Ｐを例
えば６５％としたとき、基準最大反り深さＤOの値は４
０（ｍｍ）以上が望ましい。この実施の形態では、α＝
１２（度）、Ｐ＝６５（％）、ＤO＝４０（ｍｍ）にそ
れぞれ数値設定されている。
【００４３】次に、上述のように数値設定されたパラメ
ータＲ、ＤO、Ｐ、θE（Ｒ）、ＨE（Ｒ）、Ａn、Ｂn、
Ｃn、Ｄn、θS（ｒ）の各値を式（４）、（５）、
（３）、（７）、（６）にそれぞれ代入して、パラメー
タθE（ｒ）、ＳＳ（ｒ）、θL（ｒ）、ＨS（ｒ）、ＨL
（ｒ）を算出し、また、式（８）、（９）にそれぞれ代
入してパラメータＷ1（ｒ）、Ｗ2（ｒ）をそれぞれ算出
し、更に式（１０）に代入してパラメータＤ（ｒ）を算
出する。
ータＲ、ＤO、Ｐ、θE（Ｒ）、ＨE（Ｒ）、Ａn、Ｂn、
Ｃn、Ｄn、θS（ｒ）の各値を式（４）、（５）、
（３）、（７）、（６）にそれぞれ代入して、パラメー
タθE（ｒ）、ＳＳ（ｒ）、θL（ｒ）、ＨS（ｒ）、ＨL
（ｒ）を算出し、また、式（８）、（９）にそれぞれ代
入してパラメータＷ1（ｒ）、Ｗ2（ｒ）をそれぞれ算出
し、更に式（１０）に代入してパラメータＤ（ｒ）を算
出する。
【００４４】次に、翼２０の半径方向各位置（例えばｒ
＝２５０、２３０、２１０、１９０、１７０、１５０、
１３０、１１０、９０、７０、５０、３０・・・）にお
ける、上述のパラメータθE（ｒ）、ＳＳ（ｒ）、θ
L（ｒ）、ＨS（ｒ）、ＨL（ｒ）、Ｗ1（ｒ）、Ｗ
2（ｒ）及びＤ（ｒ）の値を算出する。これを整理した
ものが図９である。この図９では、パラメータθ
S（ｒ）及びＨE（ｒ）の値も表示されている。
＝２５０、２３０、２１０、１９０、１７０、１５０、
１３０、１１０、９０、７０、５０、３０・・・）にお
ける、上述のパラメータθE（ｒ）、ＳＳ（ｒ）、θ
L（ｒ）、ＨS（ｒ）、ＨL（ｒ）、Ｗ1（ｒ）、Ｗ
2（ｒ）及びＤ（ｒ）の値を算出する。これを整理した
ものが図９である。この図９では、パラメータθ
S（ｒ）及びＨE（ｒ）の値も表示されている。
【００４５】その後、この図９の数値を式（１）、
（２）に代入して、翼２０の半径方向各位置（ｒ＝２５
０、２３０、２１０、・・・）での翼２０の周方向断面
形状を表示するθに関する数式を求め、次に、これらの
各数式にθの数値を代入して翼２０の翼高さＨの値を算
出する。これにより、翼２０の３次元形状を表すＨ
（θ、ｒ）の多数の座標データが点群として求められ
る。
（２）に代入して、翼２０の半径方向各位置（ｒ＝２５
０、２３０、２１０、・・・）での翼２０の周方向断面
形状を表示するθに関する数式を求め、次に、これらの
各数式にθの数値を代入して翼２０の翼高さＨの値を算
出する。これにより、翼２０の３次元形状を表すＨ
（θ、ｒ）の多数の座標データが点群として求められ
る。
【００４６】これらの多数の座標データは、例えば３次
元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇ
ｎ）に入力されることにより、３次元形状として見るこ
とができる。
元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇ
ｎ）に入力されることにより、３次元形状として見るこ
とができる。
【００４７】従って、上記実施の形態によれば、プロペ
ラファン１６の翼２０が、周方向断面形状と半径方向断
面形状とを数式（１）〜（１０）を用いて定義して構成
されたことから、図７に示す異なる２次曲線２８及び２
９を用いて翼２０の断面形状を設計できるので、複雑な
形状の翼２０を設計し製作できる。このため、各種パラ
メータの数式を変更して、翼２０の翼面をスムーズな形
状とし、翼面に極端に曲率変化が存在することによる抵
抗の発生を防止したり、翼２０の最大反り深さＤ（ｒ）
の数値を調整してプロペラファン１６による風量を適切
に確保したり、翼２０の最大反り深さＤ（ｒ）の位置
を、翼変曲点分配率Ｐを用いて調整して、翼２０の翼前
縁２２側と翼後縁２３側の働きの相違を明確化すること
などを容易に実施できる。この結果、適用範囲の広いプ
ロペラファン１６を実現できる。
ラファン１６の翼２０が、周方向断面形状と半径方向断
面形状とを数式（１）〜（１０）を用いて定義して構成
されたことから、図７に示す異なる２次曲線２８及び２
９を用いて翼２０の断面形状を設計できるので、複雑な
形状の翼２０を設計し製作できる。このため、各種パラ
メータの数式を変更して、翼２０の翼面をスムーズな形
状とし、翼面に極端に曲率変化が存在することによる抵
抗の発生を防止したり、翼２０の最大反り深さＤ（ｒ）
の数値を調整してプロペラファン１６による風量を適切
に確保したり、翼２０の最大反り深さＤ（ｒ）の位置
を、翼変曲点分配率Ｐを用いて調整して、翼２０の翼前
縁２２側と翼後縁２３側の働きの相違を明確化すること
などを容易に実施できる。この結果、適用範囲の広いプ
ロペラファン１６を実現できる。
【００４８】以上、本発明を上記実施の形態に基づいて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４９】例えば、翼２０の周方向断面形状を表す曲
線２５を定義する際に、２つの２次曲線２８、２９を組
み合わせた曲線２７を用いるものを述べたが、３以上の
異なる２次曲線を組み合わせた曲線を用いて翼２０の周
方向断面形状を定義しても良い。
線２５を定義する際に、２つの２次曲線２８、２９を組
み合わせた曲線２７を用いるものを述べたが、３以上の
異なる２次曲線を組み合わせた曲線を用いて翼２０の周
方向断面形状を定義しても良い。
【００５０】
【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
係る軸流送風機の翼設計方法によれば、翼の周方向断面
形状と半径方向断面形状とを数式にて定義することによ
り翼を設計することから、適用範囲の広い軸流送風機を
実現できる。
係る軸流送風機の翼設計方法によれば、翼の周方向断面
形状と半径方向断面形状とを数式にて定義することによ
り翼を設計することから、適用範囲の広い軸流送風機を
実現できる。
【００５１】請求項３に記載の発明に係る軸流送風機に
よれば、ハブ部の外周に複数枚配置された翼が、周方向
断面形状と半径方向断面形状とを数式にて定義すること
により、構成されたことから、適用範囲の広い軸流送風
機を実現できる。
よれば、ハブ部の外周に複数枚配置された翼が、周方向
断面形状と半径方向断面形状とを数式にて定義すること
により、構成されたことから、適用範囲の広い軸流送風
機を実現できる。
【図１】本発明に係る軸流送風機の一実施の形態である
プロペラファンが適用された空気調和装置の室外機を示
す正面図である。
プロペラファンが適用された空気調和装置の室外機を示
す正面図である。
【図２】図１の室外機における主要部を示す縦断面図で
ある。
ある。
【図３】図１及び図２のプロペラファンを示す斜視図で
ある。
ある。
【図４】図３のＩＶ矢視図である。
【図５】図３のＶ矢視図である。
【図６】図３のＶＩ矢視図であり、単一の翼のみを示し
た図である。
た図である。
【図７】図６の半径ｒ位置における翼の周方向断面形状
を示す図である。
を示す図である。
【図８】翼前縁の迎え角、翼変曲点分配率、翼の基準最
大反り深さの関係を示すグラフである。
大反り深さの関係を示すグラフである。
【図９】翼の半径方向各位置におけるパラメータの値を
示す図表である。
示す図表である。
１６ プロペラファン（軸流送風機） １９ ハブ部 １９Ａ 回転中心 ２０ 翼
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠谷 義徳 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 牧野 正純 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3H033 AA02 AA14 AA18 BB02 BB08 CC02 DD04 DD27 EE18
Claims (4)
- 【請求項１】 回転中心を備えたハブ部の外周に配置さ
れた翼を設計する軸流送風機の翼設計方法において、 上記翼の周方向断面形状と半径方向断面形状とを数式に
て定義することにより、上記翼を設計することを特徴と
する軸流送風機の翼設計方法。 - 【請求項２】 上記翼の半径方向断面形状は、当該翼の
周方向断面形状を維持したままで変化可能とする最大半
径との差として定義することを特徴とする請求項１に記
載の軸流送風機の翼設計方法。 - 【請求項３】 回転中心を備えたハブ部の外周に複数枚
の翼が配置された軸流送風機において、 上記翼は、周方向断面形状と半径方向断面形状とが数式
にて定義されて構成されたことを特徴とする軸流送風
機。 - 【請求項４】 上記翼の半径方向断面形状は、当該翼の
周方向断面形状を維持したままで変化可能とする最大半
径との差として定義されたことを特徴とする請求項３に
記載の軸流送風機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26299699A JP3754244B2 (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 軸流送風機の翼設計方法及び軸流送風機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26299699A JP3754244B2 (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 軸流送風機の翼設計方法及び軸流送風機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001082389A true JP2001082389A (ja) | 2001-03-27 |
| JP3754244B2 JP3754244B2 (ja) | 2006-03-08 |
Family
ID=17383459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26299699A Expired - Fee Related JP3754244B2 (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 軸流送風機の翼設計方法及び軸流送風機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3754244B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1316164C (zh) * | 2004-08-19 | 2007-05-16 | 保定天威集团有限公司 | 低噪音大风量轴流风机 |
| JP2013217312A (ja) * | 2012-04-10 | 2013-10-24 | Sharp Corp | プロペラファンおよびこれを備えた流体送り装置ならびにプロペラファンの成形用金型 |
| US9726190B2 (en) | 2012-04-10 | 2017-08-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Propeller fan, fluid feeder, electric fan, and molding die |
| JP2017145832A (ja) * | 2017-06-02 | 2017-08-24 | シャープ株式会社 | 扇風機用プロペラファンおよびこれを備えた扇風機ならびに扇風機用プロペラファンの成形用金型 |
| EP2728197A3 (en) * | 2012-10-31 | 2017-12-06 | Samsung Electronics Co., Ltd | Propeller fan and air conditioner having the same |
| CN112901555A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-04 | 华中科技大学 | 叶尖小翼的设计方法、等厚度弯掠轴流叶片和轴流风机 |
| CN117235937A (zh) * | 2023-11-14 | 2023-12-15 | 广东顺威精密塑料股份有限公司 | 一种多翼离心风机叶轮的周向弯曲叶片的设计方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4863817B2 (ja) * | 2006-08-25 | 2012-01-25 | 三洋電機株式会社 | 軸流ファンの追加翼設計方法 |
| US8038406B2 (en) | 2006-08-25 | 2011-10-18 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Axial fan and blade design method for the same |
-
1999
- 1999-09-17 JP JP26299699A patent/JP3754244B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| CN1316164C (zh) * | 2004-08-19 | 2007-05-16 | 保定天威集团有限公司 | 低噪音大风量轴流风机 |
| JP2013217312A (ja) * | 2012-04-10 | 2013-10-24 | Sharp Corp | プロペラファンおよびこれを備えた流体送り装置ならびにプロペラファンの成形用金型 |
| US9726190B2 (en) | 2012-04-10 | 2017-08-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Propeller fan, fluid feeder, electric fan, and molding die |
| EP2728197A3 (en) * | 2012-10-31 | 2017-12-06 | Samsung Electronics Co., Ltd | Propeller fan and air conditioner having the same |
| JP2017145832A (ja) * | 2017-06-02 | 2017-08-24 | シャープ株式会社 | 扇風機用プロペラファンおよびこれを備えた扇風機ならびに扇風機用プロペラファンの成形用金型 |
| CN112901555A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-06-04 | 华中科技大学 | 叶尖小翼的设计方法、等厚度弯掠轴流叶片和轴流风机 |
| CN112901555B (zh) * | 2021-03-16 | 2021-10-08 | 华中科技大学 | 叶尖小翼的设计方法、等厚度弯掠轴流叶片和轴流风机 |
| CN117235937A (zh) * | 2023-11-14 | 2023-12-15 | 广东顺威精密塑料股份有限公司 | 一种多翼离心风机叶轮的周向弯曲叶片的设计方法 |
| CN117235937B (zh) * | 2023-11-14 | 2024-03-26 | 广东顺威精密塑料股份有限公司 | 一种多翼离心风机叶轮的周向弯曲叶片的设计方法 |
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|---|---|
| JP3754244B2 (ja) | 2006-03-08 |
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