JP6170783B2 - Outdoor unit of propeller fan and air conditioner - Google Patents
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Description
本発明の実施態様は、プロペラファンおよび、このプロペラファンを用いた空気調和機の室外ユニットに関する。 Embodiments described herein relate generally to a propeller fan and an outdoor unit of an air conditioner using the propeller fan.
一般的な空気調和機は室内ユニットと室外ユニットから構成されていて、送風機としては、室内ユニットに横流ファンが多用され、室外ユニットにプロペラファンが多用される。このプロペラファンを用いることで、室外ユニットの薄型化が図られ、熱交換器に対する熱交換効率の向上を図ることができる。 A general air conditioner is composed of an indoor unit and an outdoor unit. As the blower, a cross-flow fan is frequently used for the indoor unit, and a propeller fan is frequently used for the outdoor unit. By using this propeller fan, the outdoor unit can be made thinner, and the heat exchange efficiency for the heat exchanger can be improved.
プロペラファンとして、たとえば特許文献１のものが知られている。ここでのブレード（翼）は、回転時の空気流出部にあたる翼後縁部一部の輪郭線が、空気流出方向とは逆方向に略円弧状に凹陥する、凹部に形成される。凹部を備えたことにより、プロペラファン回転時の後流渦の発生を抑制し、よって送風騒音の低減を図ることができる。
As a propeller fan, the thing of
しかしながら、従来構造のプロペラファンでは、複数枚あるブレードに形成される凹部が全て同じ形状と大きさとなっている。そのため、プロペラファンの回転時に各ブレードの後流側で周期的に渦が発生し、翼ピッチ音周波数の音圧レベルが増大してしまい、送風騒音の低減効果は期待したほどではないことが判明した。 However, in a propeller fan having a conventional structure, all of the recesses formed in a plurality of blades have the same shape and size. For this reason, vortices are periodically generated on the wake side of each blade during the rotation of the propeller fan, increasing the sound pressure level of the blade pitch sound frequency, and the effect of reducing the blowing noise is not as expected. did.
また、プロペラファンのブレードを、室外ユニットのユニット筐体に設けられるベルマウスで囲み、プロペラファンの回転により導かれる空気流を効率よく案内している。ただし、ベルマウスの幅方向（プロペラファンの軸方向長さ）に対するブレードの凹部との関係については何らの配慮もなされていない。 Also, the blade of the propeller fan is surrounded by a bell mouth provided in the unit housing of the outdoor unit, and the air flow guided by the rotation of the propeller fan is efficiently guided. However, no consideration has been given to the relationship between the concave portion of the blade with respect to the width direction of the bell mouth (the axial length of the propeller fan).
このような事情から、各ブレードの後流側で発生する後流渦の発生周期をずらし、翼ピッチ音による送風騒音を確実に低減するプロペラファンおよびこれを用いた空気調和機用室外ユニットが望まれていた。 Under these circumstances, a propeller fan and an outdoor unit for an air conditioner using the propeller fan that reliably reduce the blowing noise due to the blade pitch noise by shifting the generation cycle of the wake vortex generated on the wake side of each blade are desired. It was rare.
本実施形態のプロペラファンは、筒状のハブの周面に沿って３枚のブレードを設けてなり、回転にともなって軸方向へ送風する。
前記ブレードは、空気の流出側に翼後縁部、空気の導入側に翼前縁部、外周に翼外周部を形成するとともに、翼後縁部に空気の流出方向とは逆方向に凹陥形成した凹部を設けている。
前記翼後縁部は、翼後縁内周側輪郭線α１と、凹部を形成する凹部輪郭線α２、および翼後縁外周側輪郭線α３を連設してなる。
The propeller fan of this embodiment is provided with three blades along the peripheral surface of the cylindrical hub, and blows air in the axial direction as it rotates.
The blade has a blade trailing edge on the air outflow side, a blade leading edge on the air introduction side, a blade outer periphery on the outer periphery, and a recess in the blade trailing edge opposite to the air outflow direction. A recessed portion is provided.
The blade trailing edge is formed by connecting a blade trailing edge inner peripheral side contour line α1, a concave portion contour line α2 forming a concave portion, and a blade trailing edge outer peripheral side contour line α3.
前記翼後縁内周側輪郭線α１と凹部輪郭線α２との交点Ｐ１と、翼後縁外周側輪郭線α３とハブの中心点Ｏから翼後縁外周側輪郭線α３へ引いた接線との交点Ｐ２とを結ぶ線分Ｐ１−Ｐ２の長さを凹部の幅寸法ａとして、各ブレードの凹部の幅寸法をそれぞれａ１、ａ２、ａ３としたとき、互いのブレードで異なるよう ａ１＜ａ２＜ａ３ とするとともに、ファン半径ｒに対する前記各ブレードの凹部の幅寸法ａ１、ａ２、ａ３の割合を所定の範囲の割合で変化させ、ファン半径ｒに対する凹部の幅寸法変化の割合である翼変更率Ψは、 ２％ ≦ Ψ ≦ ６％ に設定する。 The intersection point P1 between the blade trailing edge inner circumferential line α1 and the concave contour line α2, the blade trailing edge outer circumferential line α3, and the tangent drawn from the hub center point O to the blade trailing edge outer circumferential line α3. and the length of the line segment P1-P2 connecting the point of intersection P2 to the width a of the recessed portion, when the width of the recess of each blade were respectively a1, a2, a3, so that different mutual blade a1 <a2 < and a blade change rate which is a ratio of a change in the width dimension of the recess to the fan radius r by changing the ratio of the width dimensions a1, a2 and a3 of the recesses of the blades to the fan radius r in a predetermined range. Ψ is set to 2% ≦ Ψ ≦ 6% .
以下、本実施形態を図面にもとづいて説明する。
図１は、空気調和機の室外ユニットＵの概略的な平面図である。
この空気調和機の室外ユニットＵは、ユニット筐体１００内に、平面形状が略Ｌ字状に形成される室外熱交換器Ｎと、回転軸に後述するプロペラファンＦを嵌着したファンモータＭからなる送風機Ｓと、圧縮機Ｋと、四方弁Ｖおよびインバータ等の制御器Ｗなどを収容してなる。
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic plan view of an outdoor unit U of an air conditioner.
The outdoor unit U of this air conditioner includes a fan motor M in which an outdoor heat exchanger N whose planar shape is formed in a substantially L shape and a propeller fan F (to be described later) are fitted in a
ユニット筐体１００内に仕切り板１０１が設けられ、ユニット筐体１００内を、室外熱交換器Ｎと送風機Ｓを収容する熱交換室１０２と、圧縮機Ｋ、四方弁Ｖ、制御器Ｗなどを収容する機械室１０３とに区分している。熱交換室１０２を形成するユニット筐体１００の背面と側面には図示しない吸込み口が設けられる。
A
熱交換室１０２に配置される送風機Ｓと対向するユニット筐体１００の前面にはベルマウス１０５が設けられ、この内部に吹出し口１０４が形成される。なお説明すれば、送風機Ｓを構成するプロペラファンＦは、軸方向に沿って所定長さを有するベルマウス１０５によって囲まれ、ベルマウス１０５内が吹出し口１０４となる。筐体１００の前面には、この吹出し口１０４全体を覆う図示しないファンガードが設けられていて、安全性を確保していることは言うまでもない。
A
このような室外ユニットＵは、冷媒配管等を介して図示しない室内ユニットと連通されて、空気調和機が構成される。冷凍サイクル運転の開始信号が入ると圧縮機Ｋが駆動され、冷媒配管に冷媒が導通されて室外熱交換器Ｎに導かれる。同時に送風機Ｓに運転開始信号が入り、ファンモータＭはプロペラファンＦを回転駆動する。 Such an outdoor unit U is communicated with an indoor unit (not shown) via a refrigerant pipe or the like to constitute an air conditioner. When the start signal of the refrigeration cycle operation is input, the compressor K is driven, the refrigerant is conducted to the refrigerant pipe, and is led to the outdoor heat exchanger N. At the same time, an operation start signal is input to the blower S, and the fan motor M drives the propeller fan F to rotate.
外気はユニット筐体１００の背面と側面に設けられる図示しない吸込み口から熱交換室１０２に入り、室外熱交換器Ｎを流通して、ここに導かれる冷媒と熱交換する。そして、送風機Ｓを介してユニット筐体１００前面に設けられるベルマウス１０５に案内され、吹出し口１０４から外部へ排出される。
Outside air enters the
図２は、プロペラファンＦを翼正圧面側から見た斜視図であり、図３はプロペラファンＦを翼正圧面側から見た正面図である。
プロペラファンＦの基本構成として、中心部に円筒状のハブ１が設けられ、ハブ１の周面に複数枚（ここでは３枚）の翼であるブレード２が所定間隔を存して一体に設けられてなる。プロペラファンＦが回転駆動されると、それにともなって翼負圧面側から翼正圧面側へ、軸方向に沿って送風する。
FIG. 2 is a perspective view of the propeller fan F viewed from the blade pressure surface side, and FIG. 3 is a front view of the propeller fan F viewed from the blade pressure surface side.
As a basic configuration of the propeller fan F, a
前記ブレード２のハブ１と一体に連設される部分を根元部２ａと呼び、プロペラファンＦの回転方向前側を翼前縁部２ｂと呼び、回転方向後側を翼後縁部２ｃと呼び、これら翼前縁部２ｂ外周端と翼後縁部２ｃ外周端を結ぶ端部を翼外周部２ｄと呼ぶ。
The portion of the
プロペラファンＦの回転にともなうブレード２上の空気の流れを基準にすると、翼前縁部２ｂが空気の導入側であり、翼後縁部２ｃが空気の流出側となる。なお、翼前縁部２ｂの先端が根元部２ａの回転側端部よりも回転方向側へ大きく突出することは、従来構造と変りがない。
Based on the air flow on the
特に、翼前縁部２ｂを形成する輪郭線をγ、翼後縁部２ｃを形成する輪郭線をα、翼外周部２ｄを形成する輪郭線をβと呼ぶ。ここでの特徴として、翼後縁部２ｃを形成する輪郭線α一部が、後述するように空気の流出方向とは反対の導入方向に凹陥して、逆円弧状の凹部３に形成されることである。
In particular, the outline forming the
図４は、プロペラファンＦのブレード２一部を拡大した図であり、翼後縁部２ｃの輪郭線αをさらに詳述するための図である。
ブレード２において、プロペラファンＦの回転時に空気流出部にあたる翼後縁部２ｃの輪郭線αは、根元部２ａから形成される直状の翼後縁内周側輪郭線α１と、逆円弧状曲線である凹部輪郭線α２と、翼外周部２ｄの輪郭線βと接する円弧状の翼後縁外周側輪郭線α３とが、連なって形成される。
FIG. 4 is an enlarged view of a part of the
In the
そして、このブレード２において、翼後縁内周側輪郭線α１と凹部輪郭線α２との交点Ｐ１と、翼後縁外周側輪郭線α３とハブ１の中心点Ｏから翼後縁外周側輪郭線α３へ引いた接線との交点Ｐ２を結ぶ線分Ｐ１−Ｐ２の長さを、前記凹部３の幅寸法ａとする。
In this
そして、３枚備えられた、それぞれのブレード２における翼後縁部２ｃに形成される凹部３は、互いのブレード２において深さ寸法は変えずに、幅寸法ａが互いに異なる寸法に設定した。
このことにより、プロペラファンＦの回転時に生じる後流渦に起因する翼ピッチ音の発生周期をずらして、翼ピッチ音による送風騒音が低減する。
The three
As a result, the generation period of the blade pitch sound caused by the wake vortex generated when the propeller fan F rotates is shifted, and the blowing noise due to the blade pitch sound is reduced.
その理由を、以下に述べる。
図３に示すように、プロペラファンＦが時計回り方向に回転すると、空気はプロペラファンＦの回転方向とは逆方向に流れる。すなわち、それぞれのブレード２の翼前縁部２ｂから空気が入って、それぞれブレード２の表面（正圧面）と裏面（負圧面）に沿って流れ、翼後縁部２ｃから出る。
The reason will be described below.
As shown in FIG. 3, when the propeller fan F rotates in the clockwise direction, air flows in a direction opposite to the rotation direction of the propeller fan F. That is, air enters from the
各ブレード２が、回転軸の軸芯方向に対して斜めに捩られて形成されているので、ブレード２に沿って流れる空気は、ブレード２面に沿ってすくい上げられるようにして流れる。ブレード２面を通過した空気は翼後縁部２ｃで剥離して、ブレード２から離間する。
Since each
そして、一方のブレード２を通過した空気と、そのブレード２と他方のブレード２との間を通過した空気とが、互いに衝突し干渉し合って渦が発生する。いわゆる、後流渦であり、翼ピッチ音に影響する。
The air that has passed through one
ところが、翼後縁部２ｃに凹部３を設けることで、後流渦の発生がある程度抑制され、翼ピッチ音が減少することが知られている。
しかしながら、凹部３を、それぞれのブレード２において全て同じ形状と大きさに設定しているので、各ブレード２における翼ピッチ音の発生周期が同一となってしまい、音の合成により音圧レベルが増大する。すなわち、翼ピッチ音の減少は極くわずかでしかない。
However, it is known that by providing the
However, since the
また、それぞれのブレード２において、凹部３の幅寸法を互いに同一にして、深さ寸法のみを変えることで翼ピッチ音の発生周期をずらことができるが、深さ寸法を大に（より深く）するほど、ブレード２の翼面積が深く抉られる状態となって、翼面積が縮小し送風量が低下する可能性がある。
In each
ただし、凹部３の深さ寸法をある程度小に規制し、その代りに凹部３の幅寸法ａを変えることで、ブレード２の翼面積の減少がほとんど影響せず、後流渦の発生をブレード２毎に異ならせることができる。したがって、翼ピッチ音の発生周期が異なり、音圧レベル増大を抑制でき、送風量を確保することが分った。
そこで、上述のようにブレード２の翼後縁部２ｃに設けた凹部３の、幅寸法ａをブレード２毎に互いに異なる寸法に形成する。
However, by restricting the depth dimension of the
Therefore, as described above, the width dimension a of the
図５は、本実施形態のプロペラファンと、従来構造のプロペラファンの、風量に対する送風騒音の特性図である。
図中実線変化が本実施形態のプロペラファンＦであり、破線変化が従来構造のプロペラファンである。互いに３枚羽根（ブレード）であって、ブレード半径（回転軸中心Ｏから翼外周部２ｄ迄の距離ｒ）を２５０ｍｍに設定した。
FIG. 5 is a characteristic diagram of the blowing noise with respect to the air volume of the propeller fan of the present embodiment and the propeller fan of the conventional structure.
The solid line change in the figure is the propeller fan F of the present embodiment, and the broken line change is the propeller fan of the conventional structure. The blade radius (the distance r from the rotation axis center O to the blade outer
互いのブレード２において、翼後縁部２ｃに形成される凹部３の深さ寸法は変えずに、幅寸法ａを互いに異ならせた本実施形態のプロペラファンＦと、凹部を全て同一形状と大きさにした従来構造のプロペラファンとを比較する。全ての風量において、従来構造のプロペラファンよりも、本実施形態のプロペラファンＦの方が、騒音値が低減した。
In each
ここで、ハブ１に前記ブレード２を３枚取付けた、３枚羽根を適用する。前記ブレード２の翼後縁部２ｃに設けられる凹部３の深さ寸法を一定にして、幅寸法ａが互いのブレード２で異なるよう、各ブレード２の凹部３の幅寸法をａ１、ａ２、ａ３とし、かつ ａ１＜ａ２＜ａ３ とする。
Here, three blades in which three
そして、凹部３の幅寸法ａが最も長い、「ａ３」を基準にして、ａ３＝０．３ｒと、ａ３＝０．４ｒと、ａ３＝０．５ｒとした場合の、ａ１とａ２、ａ２とａ３の変更率Ψと、騒音値との関係を、図６に示す。
Then, a1 and a2, and a2 when a3 = 0.3r, a3 = 0.4r, and a3 = 0.5r with reference to “a3” where the width dimension a of the
なお、凹部幅寸法ａの変化の割合である変更率Ψは、ファン半径ｒとした場合、
ａ１とａ２の変更率Ψ＝［（ａ２−ａ１）／ｒ×１００］％
ａ２とａ３の変更率Ψ＝［（ａ３−ａ２）／ｒ×１００］％ で表される。
Note that the change rate Ψ, which is the rate of change of the recess width dimension a, is the fan radius r,
Change rate of a1 and a2 Ψ = [(a2-a1) / r × 100]%
The change rate Ψ = [(a3−a2) / r × 100]% of a2 and a3.
図６は、ａ１とａ２の変更率Ψと、ａ２とａ３の変更率Ψを同一にしている。凹部の形状および大きさを全てのブレードで同一にした従来構造のプロペラファンと、凹部３の深さ寸法は変えずに、幅寸法をそれぞれのブレード２で互いに異なるように設定した本実施形態のプロペラファンＦを、互いに同一風量４０００ｍ３／ｈにして比較した。
In FIG. 6, the change rate Ψ of a1 and a2 is the same as the change rate Ψ of a2 and a3. The propeller fan of the conventional structure in which the shape and size of the recesses are the same for all the blades, and the width dimensions of the
従来構造のプロペラファンにおける凹部の幅寸法ａは、０．４５ｒであって、破線で示す騒音値であった。
本実施形態のプロペラファンＦにおいて、ａ３＝０．３ｒとした場合の対従来構造ファン騒音値の変化を実線で示し、ａ３＝０．４ｒとした場合の対従来構造ファン騒音値の変化を一点鎖線で示し、ａ３＝０．５ｒとした場合の対従来構造ファン騒音値の変化を二点鎖線で示す。
The width dimension a of the recess in the propeller fan having the conventional structure was 0.45r, which was a noise value indicated by a broken line.
In the propeller fan F of the present embodiment, the change in the fan noise value with respect to the conventional structure when a3 = 0.3r is shown by a solid line, and the change in the noise value with respect to the conventional structure fan when a3 = 0.4r is one point. This is indicated by a chain line, and a change in the noise value of the conventional fan when a3 = 0.5r is indicated by a two-dot chain line.
本実施形態のプロペラファンＦでは、翼後縁部２に設けられる凹部３を、いずれの幅寸法に設定しても、変更率Ψが略２％〜６％の範囲内で、対従来構造ファン騒音値が１ｄＢ以上低下することが分った。
In the propeller fan F of the present embodiment, the change rate Ψ is in the range of approximately 2% to 6%, regardless of the width dimension of the
この種のプロペラファンにおいて、普通、騒音値が１ｄＢ低下すれば、騒音低減の効果が分ることは周知である。これに対して上述の範囲では、全て１ｄＢよりも大きい騒音低下であるので、極めて明確に騒音低減を認識できることとなる。 In this kind of propeller fan, it is well known that the noise reduction effect is usually found if the noise value is reduced by 1 dB. On the other hand, in the above-mentioned range, since noise reduction is greater than 1 dB, noise reduction can be recognized very clearly.
さらに、上述の変更率Ψ２％〜６％の範囲内で、対従来構造ファン騒音値が最も低下し騒音低減が最も顕著になるのは、一点鎖線で示すａ３＝０．４ｒの変化であり、しかも変更率Ψを４％に設定したときであることも分った。
ａ３＝０．４ｒを基準にして、ａ２はａ３から凹部３の幅寸法をファン半径ｒの４％減じ、ａ１はさらに４％減じることとなる。すなわち、ａ１＝０．３２ｒ、ａ２＝０．３６ｒ、ａ＝０．４ｒと設定すればよい。
Furthermore, within the range of the change rate Ψ 2% to 6% described above, it is the change of a3 = 0.4r indicated by a one-dot chain line that the noise value with respect to the conventional structure fan is the lowest and the noise reduction is most remarkable, In addition, it was found that the change rate Ψ was set to 4%.
Based on a3 = 0.4r, a2 reduces the width dimension of the
実際の数値に当て嵌めると、プロペラファンＦの半径ｒが２５０ｍｍである場合、１枚目のブレード２では凹部３の幅寸法ａ＝１を、０．３２×２５０ｍｍ＝８０ｍｍに設定する。２枚目のブレード２では、凹部３の幅寸法ａ＝２を、０．３６×２５０ｍｍ＝９０ｍｍに設定する。３枚目のブレード２では、凹部３の幅寸法ａ＝３を、０．４×２５０ｍｍ＝１００ｍｍに設定することとなる。
When applied to actual numerical values, when the radius r of the propeller fan F is 250 mm, the width dimension a = 1 of the
このように、プロペラファンＦの半径が２５０ｍｍである場合は、各ブレード２において凹部３の幅寸法ａを、８０ｍｍ、９０ｍｍ、１００ｍｍと、４％ずつ異なるように設定すれば、最も送風騒音の低減が顕著になる。
As described above, when the radius of the propeller fan F is 250 mm, if the width dimension a of the
なお、上述の実施形態においては、各ブレード２における凹部３の幅寸法ａを、順次変更するようにしたが、これに限定されるものではなく、順次変更せず、配置の順を異ならせてもよい。
たとえば、ブレード２毎の配置に規則性が無くても、プロペラファンＦの運転時に生じる後流渦に起因する翼ピッチ音の発生周期をずらせることができ、騒音低減が確実に得られる。
In the above-described embodiment, the width dimension a of the
For example, even if the arrangement of the
また、上述の実施形態は翼後縁凹部の幅寸法ａを、２％〜６％の範囲内で、一定の割合で変化させた例を説明したが、これに限定されるものではなく、２％〜６％の範囲内で、同じ割合、もしくは異なる割合で設定してもよい。このような条件は、以下の図７から判明した。 Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which changed the width dimension a of the wing | blade trailing edge recessed part in the range of 2%-6% by a fixed ratio, it is not limited to this, 2 You may set in the range of% -6%, the same ratio or a different ratio. Such conditions were found from FIG. 7 below.
図７は、本実施形態のプロペラファンの各ブレード間で凹部幅の変化割合（変更率）を一定にしたものと、一定でない場合、および従来構造のプロペラファンの、同一風量における翼後縁凹部幅の変更率と対従来ファン騒音値の特性図である。 FIG. 7 shows the blade trailing edge recesses of the propeller fan of the present embodiment in which the change ratio (change rate) of the recess width is constant, when it is not constant, and in the conventional structure It is a characteristic view of the change rate of a width | variety and a fan noise value with respect to the past.
図に示す破線変化は、従来構造のプロペラファンであって、各ブレードにおいて凹部の幅寸法と深さ寸法を全て同一としたもの。それ以外は、全て本実施形態構造のプロペラファンであって、太い実線変化は、１枚目のブレード（ａ１：以下、同様）と２枚目のブレード（ａ２：以下、同様）との間で４％、２枚目のブレードと３枚目のブレード（ａ３：以下、同様）との間で４％の、凹部幅寸法ａの変更率ΨがあるプロペラファンＦの場合である。 The broken line change shown in the figure is a propeller fan having a conventional structure, in which the width dimension and the depth dimension of the recess are all the same in each blade. Other than that, the propeller fan of the structure of the present embodiment is used, and the thick solid line change is between the first blade (a1: the same) and the second blade (a2: the same). This is the case of the propeller fan F having a change rate Ψ of the recess width dimension a of 4% between the 4% second blade and the third blade (a3: hereinafter the same).
細線変化は、１枚目のブレードと２枚目のブレードとの間で２％、２枚目のブレードと３枚目のブレードとの間で４％の、凹部幅寸法ａの変更率Ψがあるプロペラファンの場合である。
一点鎖線変化は、１枚目のブレードと２枚目のブレードとの間で４％、２枚目のブレードと３枚目のブレードとの間で６％の、凹部幅寸法ａの変更率Ψがあるプロペラファンの場合である。
二点鎖線変化は、１枚目のブレードと２枚目のブレードとの間で４％、２枚目のブレードと３枚目のブレードとの間で８％の、凹部幅寸法ａの変更率Ψがあるプロペラファンの場合である。
The change in the fine line is 2% between the first blade and the second blade, and 4% between the second blade and the third blade. This is the case with some propeller fans.
The dash-dot line change is 4% between the first blade and the second blade, and 6% between the second blade and the third blade. There are cases of propeller fans.
The change in the two-dot chain line is 4% between the first blade and the second blade, and 8% between the second blade and the third blade. This is the case for a propeller fan with Ψ.
図から分るように、１枚目と２枚目との間と、２枚目と３枚目との間が、互いに４％の凹部幅寸法ａの変更率ΨがあるプロペラファンＦ、すなわち、変更率Ψの割合を一定にしたものが最も送風騒音の低減が顕著であった。
ただし、必ずしも変更率Ψの割合を一定にせず、互いに異なる変更率Ψの割合のものであっても、従来構造のプロペラファンよりも送風騒音の低減を得られることが分った。
As can be seen from the figure, the propeller fan F between the first sheet and the second sheet and between the second sheet and the third sheet has a change rate ψ of the recess width dimension a of 4%. In the case where the rate of change rate Ψ was constant, the reduction of the blowing noise was most remarkable.
However, it has been found that the ratio of the change rate Ψ is not necessarily constant, and even if the ratios are different from each other, the blowing noise can be reduced more than the propeller fan having the conventional structure.
また、凹部３を形成する逆円弧状の曲線α２は、図において１つの曲線から形成されているが、これに限定されるものではなく、２つの曲率半径が異なる曲線の組合せ、もしくは２つの直線を組合せて略Ｖ字状に形成した凹部であってもよい。
In addition, the reverse arc-shaped curve α2 forming the
また、翼後縁内周側輪郭線α１を直状に形成したが、曲線であってもよい。ただし、翼後縁外周側輪郭線α３の長さ、すなわち接点Ｐ２の位置が一定なので、翼後縁内周側輪郭線α１の長さである、接点Ｐ１の位置を変化させるためには、この翼後縁内周側輪郭線α１の長さがゼロ（０）であってはならない。 Further, the blade trailing edge inner peripheral side outline α1 is formed in a straight shape, but may be a curved line. However, since the length of the blade trailing edge outer periphery side contour line α3, that is, the position of the contact point P2, is constant, in order to change the position of the contact point P1, which is the length of the blade trailing edge inner periphery side contour line α1, The length of the blade trailing edge inner peripheral side outline α1 must not be zero (0).
つぎに、プロペラファンＦと、このプロペラファンＦを囲み、内部に吹出し口１０４を形成するベルマウス１０５との関係について説明する。
図８（Ａ）は、同実施形態におけるプロペラファンＦとベルマウス１０５の一部断面図であり、図８（Ｂ）は、比較例として示すプロペラファンＦＸとベルマウス１０５の一部断面図である。
Next, the relationship between the propeller fan F and the
8A is a partial cross-sectional view of the propeller fan F and the
いずれの場合においても、プロペラファンＦ、ＦＸを構成するブレード２、２Ｘの周囲を、室外ユニットＵに設けられるベルマウス１０５で囲むとともに、ベルマウス１０５の空気流入側端部Ｂ１が断面略半円状に形成され、この空気流入側端部Ｂ１から空気流出側先端Ｂ２に至る幅寸法Ｂは同一に設定される。
In any case, the surroundings of the
同実施形態におけるプロペラファンＦ回転時のブレード２空気流出側にあたる翼後縁部２ｃに、空気の流出方向とは逆方向に凹陥形成した凹部３が設けられる。上述したように、凹部３の幅寸法はそれぞれのブレード２毎に異なるよう設定されていることは変わりがない。
In the same embodiment, a
そして、同実施形態においては、ブレード２に設けられる凹部３の軸方向幅寸法Ｈの全てが、ベルマウス１０５の空気流入側端部Ｂ１から空気流出側先端Ｂ２に至る幅寸法Ｂに対向している。換言すれば、ブレード２の凹部３は部分的にもベルマウス１０５からはみ出ることなく、全てベルマウス１０５に対向して設けられることになる。
In the embodiment, all of the axial width dimension H of the
これに対して、比較例おいては、ブレード２Ｘに設けられる凹部３Ｘの軸方向幅寸法ＨＸの一部のみが、ベルマウス１０５の空気流入側端部Ｂ１から空気流出側先端Ｂ２に至る幅寸法Ｂに対向しただけで、残り一部はベルマウスの幅寸法ＢからＸ分だけ、はみ出している。
On the other hand, in the comparative example, only a part of the axial width dimension HX of the
同実施形態の構成では、凹部３の流量がそのままプロペラファンＦ全体の流量となり、送風量の向上を得られる。しかしながら、比較例の構成では、凹部３Ｘでの流量が、凹部３Ｘ以外の流量よりも低下して、プロペラファンＦＸ全体の流量も低下する要因となる。したがって、ブレード２の凹部３は、全てベルマウス１０５に対向して設けられることが望ましい。
In the configuration of the same embodiment, the flow rate of the
図９は、図８（Ａ）に示す同実施形態の構成を採用することを前提にして、送風抵抗等から定められる最適なベルマウス１０５の幅寸法Ｂに対し、ブレード凹部３の軸方向幅寸法Ｈを種々変更して、そのときの送風騒音の低減値を計測した特性図である。破線で示す基準値は、図８（Ｂ）に示す比較例の構成を採用して計測した送風騒音である。
9 assumes that the configuration of the embodiment shown in FIG. 8A is adopted, and the axial width of the
いずれも、プロペラファンＦ、ＦＸの外周径をφ５２０ｍｍにとり、互いに同一風量４０００ｍ３／ｈに設定した。そして、同実施形態の構成において、ベルマウス１０５の空気流出側先端Ｂ２と、詳細は先に図４で説明したブレード翼後縁外周側輪郭線α３とハブ１の中心点Ｏから翼後縁外周側輪郭線α３へ引いた接線との交点Ｐ２に至る距離ｈは、１．４５Ｈ（Ｈ：ブレード凹部３の軸方向幅寸法）である。
In both cases, the outer diameters of the propeller fans F and FX were set to φ520 mm, and the same air volume was set to 4000 m3 / h. In the configuration of the same embodiment, the air outlet side tip B2 of the
上述したように、プロペラファンＦにおいて、普通、送風騒音値が１ｄＢ低下すれば、騒音低減の効果が分かることは周知である。同図から、ベルマウス１０５の幅寸法Ｂに対するブレード凹部３の軸方向幅Ｈを、 ０．１５Ｂ〜０．４Ｂ の範囲で設定すれば、比較例の構成（基準値）よりも１ｄＢ以上の顕著な送風騒音低減が得られることとなる。
As described above, in the propeller fan F, it is well known that the effect of noise reduction can be understood if the blowing noise value is normally reduced by 1 dB. From the same figure, if the axial width H of the
図１０は、図８（Ａ）に示す同実施形態の構成を採用することを前提にして、凹部Ｈの軸方向幅寸法Ｈに対するベルマウス１０５の空気流出側先端Ｂ２と、詳細は先に図４で説明したブレード翼後縁外周側輪郭線α３とハブ１の中心点Ｏから翼後縁外周側輪郭線α３へ引いた接線との交点Ｐ２に至る距離ｈの比が変化するようにプロペラファンＦのベルマウス１０５の軸方向に対する位置を種々変更して、そのときの送風騒音の低減値を計測した特性図である。
FIG. 10 shows the air outlet side tip B2 of the
プロペラファンＦの外周径をφ５２０ｍｍにとり、風量４０００ｍ３／ｈに設定した。そして、ベルマウス１０５の幅寸法Ｂに対するブレード凹部３の軸方向幅寸法Ｈを、 ０．３Ｂとした。
The outer diameter of the propeller fan F was set to φ520 mm, and the air volume was set to 4000 m3 / h. The axial width dimension H of the
この種のプロペラファンＦにおいて、普通、送風騒音値が１ｄＢ低下すれば、騒音低減の効果が分かることは周知であり、ベルマウス１０５の空気流出側先端Ｂ２と交点Ｐ２との距離ｈを、 １．１５Ｈ ≦ ｈ ≦ １．４Ｈ の範囲で設定すれば、より顕著な送風騒音低減が得られることとなる。
In this type of propeller fan F, it is well known that the noise reduction effect can be understood if the blowing noise value is reduced by 1 dB. The distance h between the air outflow side tip B2 of the
なお、以上の構成は、各ブレード２における凹部３の幅寸法が同一で、凹部３の深さ寸法を異ならせたプロペラファンを備えた空気調和機の室外ユニットにおいても適用可能である。
In addition, the above structure is applicable also to the outdoor unit of the air conditioner provided with the propeller fan in which the width dimension of the recessed
以上、本実施形態を説明したが、上述の実施形態は、例として提示したものであり、実施形態の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換え、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。 As mentioned above, although this embodiment was described, the above-mentioned embodiment is shown as an example and does not intend limiting the range of embodiment. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１…ハブ、２…ブレード、Ｆ…プロペラファン、２ｃ…翼後縁部、２ｂ…翼前縁部、２ｄ…翼外周部、３…凹部、１００…ユニット筐体、１０５…ベルマウス、Ｕ…送風機、Ｎ…熱交換器、Ｕ…室外ユニット。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ブレードは、空気の流出側に翼後縁部、空気の導入側に翼前縁部、外周に翼外周部を形成するとともに、翼後縁部に空気の流出方向とは逆方向に凹陥形成した凹部を設け、
前記翼後縁部は、翼後縁内周側輪郭線α１と、前記凹部を形成する凹部輪郭線α２、および翼後縁外周側輪郭線α３とを連設してなり、
前記翼後縁内周側輪郭線α１と前記凹部輪郭線α２との交点Ｐ１と、前記翼後縁外周側輪郭線α３と前記ハブの中心点Ｏから前記翼後縁外周側輪郭線α３へ引いた接線との交点Ｐ２とを結ぶ線分Ｐ１−Ｐ２の長さを前記凹部の幅寸法ａとして、
各ブレードの凹部の幅寸法をそれぞれａ１、ａ２、ａ３としたとき、
互いのブレードで異なるよう ａ１＜ａ２＜ａ３ とするとともに、
ファン半径ｒに対する前記各ブレードの凹部の幅寸法ａ１、ａ２、ａ３の割合を所定の範囲の割合で変化させ、
ファン半径ｒに対する凹部の幅寸法変化の割合である翼変更率Ψは、
２％ ≦ Ψ ≦ ６％ に設定する
ことを特徴とするプロペラファン。 In the propeller fan that is provided with three blades along the peripheral surface of the cylindrical hub and blows air in the axial direction as it rotates,
The blade has a blade trailing edge on the air outflow side, a blade leading edge on the air introduction side, a blade outer periphery on the outer periphery, and a recess in the blade trailing edge opposite to the air outflow direction. Provided with a recessed portion,
The blade trailing edge portion is formed by continuously connecting a blade trailing edge inner peripheral side contour line α1, a concave portion contour line α2 forming the concave portion, and a blade trailing edge outer peripheral side contour line α3.
The blade trailing edge outer contour line α3 is drawn from the intersection point P1 of the blade trailing edge inner contour line α1 and the recess contour line α2, the blade trailing edge outer contour line α3, and the hub center point O. and the length of the line segment P1-P2 connecting the point of intersection P2 between the tangent line and the width a of the recess,
When the width dimensions of the recesses of each blade are a1, a2, and a3,
A1 <a2 <a3 so that each blade is different ,
The ratio of the width dimensions a1, a2, and a3 of the recesses of the blades to the fan radius r is changed at a ratio in a predetermined range,
The blade change rate Ψ, which is the ratio of the width dimension change of the recess to the fan radius r, is
Propeller fan characterized by setting 2% ≦ ψ ≦ 6% .
ことを特徴とする請求項１記載のプロペラファン。 2. The propeller according to claim 1, wherein a rate of change (blade change rate) Ψ of the width dimensions a <b> 1 and a <b> 2 of the recess and a rate of change (blade change rate) Ψ of a <b> 2 and a <b> 3 are set to the same value. fan.
ことを特徴とする請求項１記載のプロペラファン。 The position of the intersection P2 between the concave contour curve α2 and the tangent drawn from the hub center point O to the blade trailing edge outer contour line α3 is not changed, and the blade trailing edge inner contour α1 and the tangent line are not changed. 2. The propeller fan according to claim 1, wherein the width dimension a of the recess is changed by changing the position of the intersection point P1 with the recess contour α2.
ことを特徴とする空気調和機の室外ユニット。 An outdoor unit of an air conditioner comprising the propeller fan according to claim 1 and a heat exchanger constituting a part of a refrigeration cycle in a unit housing.
前記ブレードの前記翼後縁部に設けられる前記凹部の軸方向幅寸法Ｈの全てが、前記ベルマウスの空気流入側端部Ｂ１から空気流出側先端Ｂ２に至る幅寸法Ｂと対向するとともに、
Ｈ ＝ （０．１５〜０．４）×Ｂ とした
ことを特徴とする請求項４記載の空気調和機の室外ユニット。 An outdoor unit in which the periphery of the blade constituting the propeller fan is surrounded by a bell mouth provided in the unit housing,
All of the axial width dimension H of the recess provided in the blade trailing edge of the blade is opposed to the width dimension B from the air inflow side end B1 to the air outflow side tip B2 of the bell mouth,
The outdoor unit for an air conditioner according to claim 4, wherein H = (0.15 to 0.4) x B.
前記ブレードの前記翼後縁部に設けられる前記凹部の軸方向幅寸法Ｈの全てが、前記ベルマウスの空気流入側端部Ｂ１から空気流出側先端Ｂ２に至る幅寸法Ｂと対向するとともに、
前記凹部の軸方向幅寸法Ｈに対して、前記ベルマウスの空気流出側先端Ｂ２と、前記ブレードの前記翼後縁外周側輪郭線α３と前記ハブの中心点Ｏから前記翼後縁外周側輪郭線α３へ引いた接線との交点Ｐ２に至る距離ｈ、を、
１．１５Ｈ ≦ ｈ ≦ １．４Ｈ とした
ことを特徴とする請求項４および請求項５のいずれか一項に記載の空気調和機の室外ユニット。 An outdoor unit in which the periphery of the blade constituting the propeller fan is surrounded by a bell mouth provided in the unit housing,
All of the axial width dimension H of the recess provided in the blade trailing edge of the blade is opposed to the width dimension B from the air inflow side end B1 to the air outflow side tip B2 of the bell mouth,
With respect to the axial width dimension H of the concave portion, the blade trailing edge outer periphery contour from the air outflow side tip B2 of the bell mouth, the blade trailing edge outer contour line α3 of the blade and the center point O of the hub. The distance h to the intersection P2 with the tangent drawn to the line α3,
The outdoor unit for an air conditioner according to any one of claims 4 and 5 , wherein 1.15H ≤ h ≤ 1.4H.
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