JPH0121198Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、空気調和機の室外機等に使用される
プロペラフアンに関するものである。

（従来の技術） 最近の動向として、空気調和機の室外機が小形
コンパクト化され、それに伴い機内通風抵抗が大
きくなつてきている。第１図には、従来のプロペ
ラフアンが示されており、このプロペラフアン
は、円筒形状のハブ１の外周面に、４枚の羽根
２，２…を取り付けて構成されている。また、第
６図の点線g₁′，g₂′は、第１図図示のプロペラフ
アンにおける風量に対する静圧特性および運転音
特性を示している。第６図によれば、点線g₁′上
において符号s′で示す旋回失速発生点より低風量
域では点線g₂′で示すように急激に運転音が大き
くなり、また、空気流入側への逆流が発生するこ
とが明らかであり、かかる低風量域においては従
来のプロペラフアンでは、当然使用に耐えないこ
ととなる。

一方、最近の傾向として空気調和機用室外機が
小形コンパクト化し、機内抵抗が相対的に高くな
つてきており、例えば、第６図に符号ｔで示され
る機内抵抗曲線を有する空気調和機用室外機に従
来のプロペラフアン（第１図図示）を用いると、
該プロペラフアンは、点線g₁′上の作動点p₁′で運
転されることとなる。該作動点p′は、旋回失速発
生点s′よりも低風量域にあるところから、当然運
転音が大きくなり、空気の逆流も発生し、実用に
供し得ないこととなる。そのため、従来のプロペ
ラフアンを使用する場合には、空気調和機用室外
機を大型化して、機内抵抗曲線t′で示すように、
機内抵抗を小さくし、旋回失速発生点s′よりも高
風量域の作動点p₁″で運転するようにせざるを得
なかつた。

上記せる如く、従来のプロペラフアンでは、作
動点p₁′が旋回失速発生点s′よりも低風量域側にな
るという欠点があり、室外機の小形コンパクト化
を図りたいという動向に対して大きなネツクとな
つていた。また、従来のプロペラフアンでは、第
１図図示の如く、各羽根２の後縁ハブ側で不安定
領域（渦発生領域）Ｅが存在し、フアン効率低下
の一因ともなつていた。

また、第２図図示の如く、羽根２の面上に複数
枚の補助羽根３，３を略垂直に取り付け、空気流
の流線を径方向に傾斜させるようにしたものは知
られている（例えば、実公昭56−37119号公報参
照）。ところが、この場合には、強制的な径方向
への流線傾斜は可能であるが、一方、音の面から
みれば問題がある。即ち、一般に羽根面上には複
雑な乱流境界層があり、種々のスケールの渦が存
在し、この渦が壁面のエツジを通過するときに、
大きな音のエネルギーが発生されるのであり、例
えば、普通の羽根では、前縁、翼端、後縁が音源
となつている。しかるに、羽根面上に補助羽根
３，３を取り付けると、その前縁３ａ，３ａ、翼
端３ｂ，３ｂおよび後縁３ｃ，３ｃが音源として
更に加わるため、運転音増大につながるという問
題があつた。

（考案の目的） 本考案は、上記の如き従来のプロペラフアンの
問題点を解決し、小形コンパクトな空気調和機用
室外機に使用するに適した新規なプロペラフアン
を提供することを目的とするものである。

（考案の構成） 本考案は、円筒状のハブの外周面に、複数枚の
羽根をその吸込側より吐出側がハブの回転軸線と
平行に延びる基線を基準に反回転方向に順次離隔
距離を増すよう傾斜させて取り付けてなるプロペ
ラフアンにおいて、前記ハブの外周面であつて隣
合う羽根間に、回転方向側に位置する羽根におけ
るハブ側後縁位置、あるいは該ハブ側後縁位置よ
り反回転方向側にずれた位置を通る前記基線を反
回転方向側に向かい且つ前記ハブの外周面から次
第に遠心方向に離れる如く前記回転軸線との平行
状態を保持しつつ移動させて反回転方向側の羽根
の圧力面に到達せしめた時に描かれる軌跡からな
る案内面を有する膨出部を形成した構成を特徴と
している。また、本考案の実施の態様としては、
前記膨出部後端の厚さL₂が羽根後縁の長さL₁に
対して０＜L₂／L₁＜0.4となる如く決定している。

（実施例） 以下、第３図ないし第５図に示す実施例に基づ
いて、本考案のプロペラフアンを説明する。

このプロペラフアンは、円筒状のハブ１の外周
面に、４枚の羽根２，２…をその吸込側より吐出
側がハブ１の回転軸線Ｘと平行に延びる基線Ｙを
基準に反回転方向に順次離隔距離を増すよう傾斜
させて取り付けて構成されている。

そして、前記ハブ１の外周面であつて隣合う羽
根２，２（例えば、第４図図示の２ａ，２ｂ）間
には、回転方向側に位置する羽根２ｂにおけるハ
ブ側後縁位置Ａより反回転方向側にずれた位置Ｂ
を通る前記基線Ｙを反回転方向側に向かい且つ前
記ハブ１の外周面から次第に遠心方向に離れる如
く前記回転軸線Ｘとの平行状態を保持しつつ移動
させて反回転方向側の羽根２ａの圧力面４ａに到
達せしめた時に描かれる軌跡からなる案内面７を
有する膨出部６が形成されている。つまり、本実
施例では、前記案内面７は、ハブ１の回転軸線Ｘ
に平行な線素からなつているのである。また、前
記膨出部６の基線Ｙを、反回転方向側の羽根２ｂ
のハブ側後縁位置Ａを通りハブ１の回転軸線Ｘと
平行に延びる線とすることもできる。

そして、このプロペラフアンでは、矢印Ｍ方向
に回転せしめられることによつて、第４図矢印Ｗ
で示す方向へ吹き出される風が得られるようにな
つている。

本実施例のプロペラフアンにより得られる風の
流線ｆは、第３図図示の如く、従来のプロペラフ
アン（第１図図示のもの）の場合の流線f′に比べ
て、前記膨出部６，６…の存在によつて径方向外
向きの流線となる。即ち、羽根２の圧力面４側を
通る空気は、膨出部６の案内面７に案内されて外
向きに流線が曲げられることとなる。この時、回
転方向側に位置する羽根２におけるハブ側後縁位
置Ａより反回転方向側にずれた位置Ｂを通る前記
基線Ｙを反回転方向側に向かい且つ前記ハブ１の
外周面から次第に遠心方向に離れる如く前記回転
軸線Ｘとの平行状態を保持しつつ移動させて反回
転方向側の羽根２ａの圧力面４ａに到達せしめた
時に描かれる軌跡により前記膨出部６の案内面７
が構成されているため、前記流線ｆが極めて滑ら
かに外向き方向に案内されることとなり、吸入側
より吐出側が前記基線Ｙを基準に反回転方向に順
次離隔距離を増すよう傾斜させて取り付けられた
羽根２，２…を有するプロペラフアン特有の流れ
形態および渦発生形態に基づく不安定領域の発生
形態を十分考慮した上での該不安定領域の封止を
効果的に行い得ることとなるのである。なお、羽
根２の負圧面側の空気は軸方向に進出するもの
の、膨出部案内面７に案内されて外向きに曲げら
れた圧力面側空気流の影響を受けることとなり、
前述した如く、本実施例のプロペラフアンにより
得られる風の流線ｆは、径方向外向きとなるので
ある。この結果、第８図図示の速度三角形に基づ
いて後に詳述するように、本実施例のプロペラフ
アンにおける理論ヘツドＰは、従来のプロペラフ
アン（第１図図示のもの）における理論ヘツド
P′に比べて大きくなるのである。

なお、第８図の速度三角形において、u₂，
u₂′：羽根出口における周速度（ｍ／ｓ）、w₂，
w₂′：羽根出口における相対速度（ｍ／ｓ）、C₂，
C₂′：羽根出口にＺおける絶対速度（ｍ／ｓ）、
Cu₂，Cu₂′：羽根出口における旋回速度（ｍ／
ｓ）、Cm₂，Cm₂′：羽根出口における軸方向速度
（ｍ／ｓ）。なお、点線および「′」付符号は、従
来例のものを、実線および「′」なし符号は、本
実施例のものをそれぞれ示している。

そして、本実施例のプロペラフアンにおける理
論ヘツドＰおよび従来のプロペラフアンにおける
理論ヘツドP′は、次式で与えられる。

Ｐ＝γ／ｇ・u₂Cu₂ (1) P′＝γ／ｇ・u₂′Cu₂′ (2) ここに、γ：空気の比重、ｇ：重力加速度。

上記式(1)，(2)において、周速度u₂，u₂′は、流
線ｆ，f′の通る位置の回転軸線Ｘからの距離Ｒ，
R′に比例するところから、u₂＞u₂′，Cu₂＞Cu₂′と
なり、Ｐ＞P′となる。つまり、本実施例のプロペ
ラフアンにおける理論ヘツドＰは、従来のプロペ
ラフアン（第１図図示のもの）における理論ヘツ
ドP′に比べて大きくなることとなるのである。一
般に、この種プロペラフアンにおいては、理論ヘ
ツドの上昇に比例して静圧も上昇することは良く
知られている事実であることを勘案すると、本実
施例のプロペラフアンにおける静圧上昇は、従来
のプロペラフアンにおけるそれより大きくなるこ
とは自明である。

さらに、第８図図示の速度三角形により明らか
な如く、u₂＞u₂′，Cu₂＞Cu₂′からw₂＞w₂′となる。
つまり、本実施例のプロペラフアンにおける羽根
出口の相対速度w₂は、従来例のものに比べて大
きくなることとなつているのである。

前述した静圧上昇による効果は、第６図図示の
特性図においても確かめられる。

第６図には、本実施例にかかるプロペラフアン
の単体性能の実測結果が実線g₁，g₂で示されてい
る。このらの実線g₁，g₂は、それぞれ風量に対す
る静圧特性および運転音特性を示している。これ
によれば、本実施例のプロペラフアンを、前述の
従来技術の項において説明した小形コンパクト化
された室外機に使用した場合における作動点p₁
（即ち、その時の機内抵抗曲線ｔとの交点）より
も低風量域側に旋回失速発生点ｓが位置せしめら
れることとなり、機内抵抗の比較的大きな小形コ
ンパクト化された室外機用フアンとして使用した
場合であつても、低風量域での運転に十分耐え得
るものとなり、空気流の吸込側への逆流も発生し
ない。また、本実施例のプロペラフアンにおける
運転音p₂は、従来のプロペラフアンにおける運転
音p₂′に比べて非常に小さくなつている。さらに、
従来のプロペラフアンにおいて剥離の発生し易か
つた部位（羽根の後縁ハブ側）が、膨出部６によ
つて閉塞せしめられているため、不安定領域の発
生が防止されることともなるのである。しかも、
本実施例のプロペラフアンにおける作動点p₁は、
従来のプロペラフアンにおける作動点p₁′よりも
大風量側に位置せしめられており、同じ作動点に
おいて比較すれば、運転者の差はさらに大きくな
る。

なお、第３図および第４図図示の実施例のもの
においては、別途成形した膨出部６，６…をハブ
１の外周面に接着等により取り付けるようにして
いるが、第５図図示の実施例の如く、軸方向に２
分割の金型を用いた樹脂による射出成形あるいは
ダイカスト成形により一体成形するようにしても
よく、その場合、各膨出部６内に、中空部８をそ
れぞれ形成するのが望ましい。かかる一体成形時
において、前記膨出部６の案内面７がハブ１の回
転軸線Ｘに平行な線素で構成されているため、２
分割金型により容易に成形できることとなつてい
る。

さらに、第７図には、本実施例のプロペラフア
ンにおける各膨出部６後端の厚さL₂と羽根後縁
５の長さL₁（第３図参照）との比に対する静圧特
性が示されている。これによれば、L₂／L₁＞0.4
では、得られる静圧が膨出部なし（即ち、L₂／
L₁＝０）の場合よりも低下することとなり、旋
回失速発生点ｓが低風量域に移動する効果はある
にせよ、十分なフアン効率が得られなくなるおそ
れがある。従つて、０＜L₂／L₁＜0.4の範囲とす
るのが望ましい。なお、第７図図示の特性図に示
された結果は、本実施例についてのものである
が、本実施例以外のプロペラフアン（即ち、羽根
の形状、諸元等が異なるプロペラフアン）におい
ても、同様なことが推論できることは勿論であ
る。

（考案の効果） 叙上の如く、本考案によれば、円筒状のハブ１
の外周面に、複数枚の羽根２，２…をその吸込側
より吐出側がハブ１の回転軸線Ｘと平行に延びる
基線Ｙを基準に反回転方向に順次離隔距離を増す
よう傾斜させて取り付けてなるプロペラフアンに
おいて、前記ハブ１の外周面であつて隣合う羽根
２，２間に、回転方向側に位置する羽根２におけ
るハブ側後縁位置Ａ、あるいは該ハブ側後縁位置
Ａより反回転方向側にずれた位置Ｂを通る前記基
線Ｙを反回転方向側に向かい且つ前記ハブ１の外
周面から次第に遠心方向に離れる如く前記回転軸
線Ｘとの平行状態を保持しつつ移動させて反回転
方向側の羽根２の圧力面４に到達せしめた時に描
かれる軌跡からなる案内面７を有する膨出部６を
形成したので、該膨出部６による空気流案内効果
および剥離域閉塞効果が得られることとなる結
果、旋回失速発生点ｓが低風量域側へ移動せしめ
られるとともに、空気流の吸込側への逆流が防止
されることとなり、小形コンパクト化された高機
内抵抗の室外機に適用した場合であつても、従来
例のものに比べて高効率、低運転音で運転できる
という実用的な効果がある。

また、従来のプロペラフアンにおいて剥離の発
生し易かつた部位（羽根の後縁ハブ側）を、膨出
部６によつて閉塞せしめるようにしたので、不安
定領域の発生を効果的に防止することができると
いう効果もある。

さらに、膨出部６の案内面７を、回転方向側に
位置する羽根２におけるハブ側後縁位置Ａ、ある
いは該ハブ側後縁位置Ａより反回転方向側にずれ
た位置Ｂを通る前記基線Ｙを反回転方向側に向か
い且つ前記ハブ１の外周面から次第に遠心方向に
離れる如く前記回転軸線Ｘとの平行状態を保持し
つつ移動させて反回転方向側の羽根２の圧力面４
に到達せしめた時に描かれる軌跡により構成した
ので、前記案内面７がハブ１の回転軸線Ｘに平行
な線素で構成されることとなる結果、該案内面７
により案内される流線ｆが極めて滑らかに外向き
方向に案内されることとなり、吸入側より吐出側
がハブ１の回転軸線Ｘと平行に延びる基線Ｙを基
準に反回転方向に順次離隔距離を増すよう傾斜さ
せて取り付けられた羽根２，２…を有するプロペ
ラフアン特有の流れ形態および渦発生形態に基づ
く不安定領域の発生形態を十分考慮した上での該
不安定領域の封止を効果的に行い得ることとなる
とともに、膨出部６を型成形によりハブ１と一体
に成形する場合において、型抜きが極めて容易と
なつて工作作業性が著しく向上するという効果も
ある。

なお、実施態様項記載の如く、前記膨出部６後
端の厚さL₂が羽根後縁５の長さL₁に対して０＜
L₂／L₁＜0.4となる如く決定すれば、プロペラフ
アンにより得られる静圧の低下を抑える上で望ま
しい結果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプロペラフアンの正面図、第２
図はプロペラフアンの他の従来例を示す部分斜視
図、第３図および第４図は本考案の一実施例にか
かるプロペラフアンの正面図および部分斜視図、
第５図は本考案の他の実施例にかかるプロペラフ
アンの部分斜視図、第６図は従来例および本考案
実施例のプロペラフアンにおける風量−静圧特性
図および風量−運転音特性図、第７図は本考案実
施例のプロペラフアンにおける膨出部後端の厚さ
L₂と羽根後縁の長さL₁との比L₂／L₁に対する静
圧特性図、第８図は従来例および本考案実施例の
プロペラフアンにおける羽根出口の速度三角形で
ある。 １……ハブ、２……羽根、４……圧力面、５…
…羽根後縁、６……膨出部、７……案内面、Ａ…
…ハブ側後縁位置、Ｂ……ハブ側後縁位置より反
回転方向側にずれた位置、Ｘ……回転軸線、Ｙ…
…基線、L₁……羽根後縁の長さ、L₂……膨出部
後端の厚さ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 円筒状のハブ１の外周面に、複数枚の羽根
   ２，２…をその吸込側より吐出側がハブ１の回
   転軸線Ｘと平行に延びる基線Ｙを基準に反回転
   方向に順次離隔距離を増すよう傾斜させて取り
   付けてなるプロペラフアンにおいて、前記ハブ
   １の外周面であつて隣合う羽根２，２間には、
   回転方向側に位置する羽根２におけるハブ側後
   縁位置Ａ、あるいは該ハブ側後縁位置Ａより反
   回転方向側にずれた位置Ｂを通る前記基線Ｙを
   反回転方向側に向かい且つ前記ハブ１の外周面
   から次第に遠心方向に離れる如く前記回転軸線
   Ｘとの平行状態を保持しつつ移動させて反回転
   方向側の羽根２の圧力面４に到達せしめた時に
   描かれる軌跡からなる案内面７を有する膨出部
   ６を形成したことを特徴とするプロペラフア
   ン。 ２ 前記膨出部６後端の厚さL₂が羽根後縁５の
   長さL₁に対して０＜L₂／L₁＜0.4となる如く決
   定されている前記実用新案登録請求の範囲第１
   項記載のプロペラフアン。