WO2019230582A1 - プロペラファン及びこれを備えた空気調和機用室外ユニット - Google Patents

プロペラファン及びこれを備えた空気調和機用室外ユニット Download PDF

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江口　剛
芳裕 波良
田中　一成
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三菱重工サーマルシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a propeller fan and an outdoor unit for an air conditioner including the same.
  • a propeller fan In the outdoor unit of the air conditioner, a propeller fan is used to blow air to the outdoor heat exchanger.
  • a propeller fan having a sickle shape in which blades are tilted forward in the rotation direction as shown in Patent Document 1, for example, has been proposed.
  • an outdoor heat exchanger is arranged on the upstream side of the propeller fan, and the front edge side of the blade can be covered with a bell mouth for reasons of arrangement with the outdoor heat exchanger. Only the trailing edge side of the blade is covered with bell mouth. As a result, a complicated flow field in which a flow flowing inward in the radial direction from the tip side (tip side) in the radial direction of the blade and a flow flowing in the axial direction parallel to the central axis from the upstream side of the blade is mixed. .
  • the design of the propeller fan alone that is, the design that only considers the flow flowing in the axial direction does not consider the actual flow field, so the input performance and noise are not reduced, and the performance of the propeller fan is sufficiently improved. I can't let you.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a propeller fan capable of improving performance and an outdoor unit for an air conditioner including the same.
  • a propeller fan includes a shaft portion that rotates around a central axis, and a plurality of blades that have roots connected to an outer periphery of the shaft portion and extend in a radial direction.
  • the trailing edge side area increasing region is larger than the leading edge side area increasing region.
  • the trailing edge side area increasing region is made larger than the leading edge side area increasing region, and more work is performed on the trailing edge side to suppress radial flow in the trailing edge side area increasing region. Thereby, it is possible to suppress the separation of the fluid on the suction surface on the root side of the blade, uniform the flow rate distribution in the blade height direction (radial direction), and improve the performance.
  • the solidity obtained by dividing the blade chord length by the pitch is 0.5 or more and 1.0 or less, preferably 0.6 or more and 0.95 or less. Furthermore, it is preferable that the solidity has a minimum value at a midway position of the blade height.
  • the turning angle obtained by subtracting the outlet angle from the inlet angle is set so as to decrease substantially linearly from the root side to the tip side of the blade.
  • the dimension in the axial direction of the blade when projected onto the meridian plane is substantially constant from the root (blade height ratio 0%) to the blade height ratio of about 35%, and the blade height ratio is about 35%. It is set to increase substantially linearly from the tip to the tip (blade height 100%).
  • the distribution of the blade attachment angle of the blade with respect to the central axis direction from the distribution increases from the root side to the tip side in a substantially linear manner.
  • the amount of change locally increases so as to have a maximum value at the center position of the blade height.
  • the blade mounting angle When the blade mounting angle is increased, that is, when the blade is rotated so that the shortest distance between the front and rear edges of the blade and the adjacent blade is shortened, the pressure is lowered because the blade is in a direction in which it does not work.
  • the blade mounting angle With reference to a distribution that increases substantially linearly from the root side to the tip side of the blade, the blade mounting angle is locally increased so that the amount of change from the distribution has a maximum value at the center position of the blade height.
  • the pressure distribution on the blade surface in the radial direction can be optimized, and the required input to the propeller fan can be reduced to improve the performance.
  • a propeller fan includes a shaft portion that rotates about a central axis, and a plurality of blades that have roots connected to the outer periphery of the shaft portion and extend in the radial direction, With reference to a distribution in which the blade mounting angle with respect to the central axis direction increases approximately linearly from the root side to the tip side of the blade, the amount of change from the distribution has a maximum value at the central position of the blade height. Has increased locally.
  • the pressure is lowered because the blade is in a direction in which it does not work.
  • the blade mounting angle is locally increased so that the amount of change from the distribution has a maximum value at the center position of the blade height.
  • An outdoor unit for an air conditioner includes the propeller fan according to any one of the above, a heat exchanger provided on the upstream side of the propeller fan, and a front edge side of the propeller fan. And a bell mouth provided so as to be exposed and to cover the rear edge side.
  • the performance of the propeller fan can be improved by making the trailing edge side area increasing region larger than the leading edge side area increasing region.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an air conditioner outdoor unit 1 (hereinafter simply referred to as “outdoor unit 1”) as viewed from the side.
  • the outdoor unit 1 is connected to one or more indoor units (not shown) by refrigerant piping.
  • a propeller fan 5 is disposed in the housing 3 of the outdoor unit 1.
  • the housing 3 has a substantially rectangular parallelepiped shape standing on a leg portion 4 installed on the floor surface.
  • the propeller fan 5 is rotated around the central axis L1 by the motor 7. Since the central axis L1 extends in the horizontal direction, the propeller fan 5 is a horizontal blow that allows air to flow in the horizontal direction.
  • the propeller fan 5 is connected to the motor 7 and has a shaft portion 6 that is located on the central axis L1 side and serves as a hub, and three blades 8 that are fixed to the outer peripheral surface of the shaft portion 6.
  • the number of blades 8 may be two or four or more.
  • the blade 8 extends radially outward from the root 8a connected to the shaft portion 6 toward the tip 8b.
  • An outdoor heat exchanger 9 is arranged on the upstream side (right side in the figure) of the air flow of the propeller fan 5.
  • a bell mouth 10 is arranged on the downstream side (left side in the figure) of the air flow of the propeller fan 5.
  • the bell mouth 10 does not exist around the front edge side 5a of the propeller fan 5, but is provided so as to cover the circumference of the rear edge side 5b of the propeller fan 5. In this manner, the front edge side 5a of the propeller fan 5 is exposed from the bell mouth 10.
  • FIG. 2 shows a longitudinal sectional view of the outdoor unit 1 shown in FIG.
  • the outdoor heat exchanger 9 is provided from one left side surface 3a to the back surface 3b of the housing 3, and is bent into an L shape. Since it is set as the outdoor heat exchanger 9 made into such an L shape, the air flow which flows in the propeller fan 5 through the outdoor heat exchanger 9 turns into a complicated flow field.
  • a machine room 12 in which a compressor for compressing the refrigerant is disposed.
  • a space through which air flows by the machine room 12 and the propeller fan 5 is partitioned by a partition wall 14.
  • FIG. 3 shows a front view of the propeller fan 5 viewed from the direction of the central axis L1.
  • the counterclockwise direction is the rotation direction R.
  • the front edge 8c and the rear edge 8d of the blade 8 have a shape in which the tip 8b side protrudes larger than the root 8a side. Further, the front edge 8c of the blade 8 has a sickle shape that is inclined forward in the rotation direction R.
  • the solidity ⁇ of the blade 8 is 0.5 or more and 1.0 or less, preferably 0.6 or more and 0.95 or less. Further, the solidity ⁇ takes a minimum value at a midway position of the blade height.
  • the inclination angle of the front edge 8c with respect to the direction of the central axis L1 is the entrance angle ⁇ 1
  • the inclination angle of the rear edge 8d with respect to the direction of the central axis L1 is the exit angle ⁇ 2.
  • the horizontal axis is the blade height ratio
  • the vertical axis is the turning angle ⁇ .
  • the blade height ratio is 0 (0%) at the root 8a and 1.0 (100%) at the tip 8b.
  • the dimension in the direction of the central axis L1 of the blade 8 when projected onto the meridian plane is substantially constant from the root 8a (blade height ratio 0%) to the blade height ratio of about 35%.
  • the height ratio is set to increase approximately linearly from approximately 35% to the tip (blade height ratio 100%).
  • the horizontal axis is the blade height ratio
  • the vertical axis is the axial dimension (dimension in the direction of the central axis L1) made dimensionless by the diameter at the tip 8b of the blade 8.
  • FIG. 7 shows the distribution of the leading edge 8c and the trailing edge 8d of the blade 8 when projected onto the meridian plane in the radial direction (horizontal axis) and the axial direction (vertical axis).
  • the axial dimension is larger on the tip 8b side than on the root 8a side of the blade 8 as shown in FIG.
  • front edge side area increasing region S1 projecting from the base 8a side where the axial position of the front edge 8c is constant to the upstream side (lower side in the figure) of the air flow from the tip 8b side.
  • rear edge side area increasing region S2 in which the axial position of the rear edge 8d extends from the base 8a side, which is constant, to the downstream side (upper side in the figure) of the air flow from the tip 8b side.
  • the trailing edge area increasing region S2 is larger than the leading edge area increasing region S1 (S2> S1).
  • the trailing edge side area increasing region S2 is made larger than the leading edge side area increasing region S1, more work is performed on the trailing edge 8d side, thereby suppressing the radial flow in the trailing edge side area increasing region S2. That is, as schematically shown in FIG. 8, the flow having the radial component indicated by the solid line arrow is directed to the horizontal direction (in the direction of the central axis L1) by reducing the radial component as indicated by the broken line arrow. Can do. Thereby, the separation of the fluid on the suction surface on the root 8a side of the blade 8 can be suppressed, the flow rate distribution in the blade height direction can be made uniform, and the performance can be improved.
  • 9 and 10 show the simulation results of this embodiment.
  • the simulation was performed on the condition of the positional relationship among the propeller fan 5, the outdoor heat exchanger 9, and the bell mouth 10, as shown in FIGS. That is, it is not a simulation result of the propeller fan 5 alone.
  • the rotation direction R of the blade 8 is clockwise (clockwise) unlike FIG.
  • FIG. 9 shows a simulation result of a general propeller fan as a comparative example.
  • the critical streamline shown on the suction surface of the blade 8 is directed in the radial direction.
  • the critical streamline shown on the suction surface of the blade 8 has a reduced radial component and substantially follows the rotational direction R. It has become a direction. This tendency is remarkable in the region of the root 8a of the blade 8.
  • the mounting angle of the blade 8 shown in the first embodiment is changed.
  • the blade attachment angle ⁇ 1 is an angle formed by a tangent line L2 in contact with the pressure surface side (belly side) of the blade 8 cut at a predetermined position in the blade height direction and the direction of the central axis L1.
  • an intersection point between a line connecting the center of gravity of the blade 8 and the center axis L1 at the shortest distance and a blade section cut at a predetermined position in the blade height direction is defined as a center position A, and the center position A
  • the performance when the blade attachment angle ⁇ 1 was changed by rotating it around was compared.
  • the rotation direction around the center position A is defined as + (positive) in the counterclockwise direction in FIG. Specifically, the case where the blade 8 was rotated ⁇ 10 ° at positions where the blade height ratio was 25%, 50%, and 75% was examined.
  • FIG. 11 shows a case where the blade attachment angle ⁇ 1 is changed by rotating at a position where the blade height ratio is 25%.
  • the horizontal axis represents the rotation angle around the center position A of the blade 8
  • the vertical axis represents the input ratio of the blade 8, that is, the value obtained by dividing the power required to rotate the blade 8 by the reference value.
  • the input ratio is the smallest when the rotation angle is around + 5 °.
  • FIG. 14 shows limit streamlines on the suction surface of the blade 8 of the present embodiment, as in FIGS. 9 and 10. Comparing FIG. 10 and FIG. 14, it can be seen that the radial component on the root 8a side is further reduced.
  • This embodiment has the following effects.
  • the blade attachment angle ⁇ 1 is increased, that is, when the front edge 8c and the rear edge 8d are rotated so that the shortest distance from the adjacent blade 8 is shortened, the pressure is lowered because the blade 8 is in a direction in which it does not work. . Therefore, with reference to a distribution that increases substantially linearly from the root side to the tip side of the blade 8, the blade attachment angle ⁇ 1 is locally set so that the amount of change from the distribution has a maximum value at the center position of the blade height. Increase. As a result, the pressure distribution on the blade surface in the radial direction can be optimized, and the required input to the propeller fan 5 can be reduced to improve the performance.
  • Outdoor unit (outdoor unit for air conditioner) 3 Housing 3a Left side surface 3b Rear surface 3c Right side surface 4 Leg portion 5 Propeller fan 5a Front edge side 5b Rear edge side 6 Shaft (hub) 7 Motor 8 Blade 8a Root 8b Tip 8c Front edge 8d Rear edge 9 Outdoor heat exchanger 10 Bell mouth 12 Machine room 14 Partition wall A Center position C Cord length L1 Center axis L2 Tangent P Pitch R (Propeller fan) rotation direction ⁇ 1 Inlet angle ⁇ 2 Outlet angle ⁇ 1 Blade mounting angle ⁇ Solidity

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Abstract

性能を向上させることができるプロペラファンを提供する。中心軸線の回りに回転する軸部と、軸部の外周に根元が接続され、半径方向に延在する複数の羽根とを備え、羽根中心軸線を含む子午面に投影した場合に、中心軸線に平行な軸線方向の寸法が、根元側よりも先端側が大きくなる後縁側面積増大領域（Ｓ２）と前縁側面積増大領域（Ｓ１）とを有し、後縁側面積増大領域（Ｓ２）は、前縁側面積増大領域（Ｓ１）よりも大きい。中心軸線方向に対する羽根取付角度が、羽根の根元側から先端側に向かって略線形に増加する分布を基準として、その分布からの変化量が羽根高さの中央位置で極大値を有するように局所的に増大している。

Description

プロペラファン及びこれを備えた空気調和機用室外ユニット
　本発明は、プロペラファン及びこれを備えた空気調和機用室外ユニットに関するものである。
　空気調和機の室外機には、室外熱交換器に対して送風を行うためにプロペラファンが用いられている。プロペラファンは、入力低減や騒音低減のため、例えば特許文献１に示すように羽根を回転方向に前傾させた鎌形形状とされたものが提案されている。
特許第４４６７９５２号公報
　しかし、空気調和機の室外機では、プロペラファンの上流側に室外熱交換器が配置されており、また室外熱交換器との配置上の理由から羽根の前縁側をベルマウスで覆うことができず羽根の後縁側のみがベルマウスで覆われている構成となる。これにより、羽根の半径方向における先端側（チップ側）から半径方向内側に流入する流れと、羽根の上流側から中心軸線に平行な軸線方向に流入する流れとが混在する複雑な流れ場となる。したがって、プロペラファン単体での設計すなわち軸線方向に流入する流れのみを考慮した設計では、現実の流れ場が考慮されていないため、入力低減や騒音低減につながらず、プロペラファンの性能を十分に向上させることができない。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、性能を向上させることができるプロペラファン及びこれを備えた空気調和機用室外ユニットを提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係るプロペラファンは、中心軸線の回りに回転する軸部と、前記軸部の外周に根元が接続され、半径方向に延在する複数の羽根と、を備え、前記羽根は、前記中心軸線を含む子午面に投影した場合に、前記中心軸線に平行な軸線方向の寸法が、前記根元側よりも先端側が大きくなる後縁側面積増大領域と前縁側面積増大領域とを有し、前記後縁側面積増大領域は、前記前縁側面積増大領域よりも大きい。
　後縁側面積増大領域を前縁側面積増大領域よりも大きくして、後縁側でより多くの仕事をさせて半径方向流れを後縁側面積増大領域で抑え込むこととした。これにより、羽根の根元側の負圧面における流体のはく離を抑制し、羽根高さ方向（半径方向）の流量分布を均一化して、性能を向上させることができる。
　例えば、羽根のコード長をピッチで除算したソリディティは、０．５以上１．０以下、好ましくは０．６以上０．９５以下とされる。さらに、羽根高さの途中位置でソリディティが極小値をとることが好ましい。
　また、例えば、入口角度から出口角度を減算した転向角度は、羽根の根元側から先端側にかけて略線形に減少するように設定される。
　また、例えば、子午面に投影した場合の羽根の軸線方向の寸法は、根元（羽根高さ比０％）から羽根高さ比が略３５％まで略一定とし、羽根高さ比が略３５％から先端（羽根高さ１００％）にかけて略線形に増大するように設定される。
　さらに、本発明の一態様に係るプロペラファンでは、前記中心軸線方向に対する前記羽根の羽根取付角度が、羽根の根元側から先端側に向かって略線形に増加する分布を基準として、その分布からの変化量が羽根高さの中央位置で極大値を有するように局所的に増大している。
　羽根の取付角度を増大させると、すなわち羽根の前縁および後縁と隣の羽根との最短距離が短くなるように回転させると、羽根が仕事をしない方向になるので圧力が低くなる。羽根の根元側から先端側に向かって略線形に増加する分布を基準として、その分布からの変化量が羽根高さの中央位置で極大値を有するように局所的に羽根取付角度を増大させることで、半径方向における羽根表面の圧力分布を適正化することができ、プロペラファンへの必要入力を減らして性能を向上させることができる。
　また、本発明の一態様に係るプロペラファンは、中心軸線の回りに回転する軸部と、前記軸部の外周に根元が接続され、半径方向に延在する複数の羽根と、を備え、前記中心軸線方向に対する前記羽根の取付角度が、羽根の根元側から先端側に向かって略線形に増加する分布を基準として、その分布からの変化量が羽根高さの中央位置で極大値を有するように局所的に増大している。
　羽根の取付角度を増大させると、すなわち羽根の前縁および後縁と隣の羽根との最短距離が短くなるように回転させると、羽根が仕事をしない方向になるので圧力が低くなる。羽根の根元側から先端側に向かって略線形に増加する分布を基準として、その分布からの変化量が羽根高さの中央位置で極大値を有するように局所的に羽根取付角度を増大させることで、半径方向における羽根表面の圧力分布を適正化することができ、プロペラファンへの必要入力を減らして性能を向上させることができる。
　また、本発明の一態様に係る空気調和機用室外ユニットは、上記のいずれかに記載のプロペラファンと、前記プロペラファンの上流側に設けられた熱交換器と、前記プロペラファンの前縁側を露出させるとともに後縁側を覆うように設けられたベルマウスと、を備えている。
　後縁側面積増大領域を前縁側面積増大領域よりも大きくすることによって、プロペラファンの性能を向上させることができる。
空気調和機用室外ユニットを側面視した縦断面図である。 空気調和機用室外ユニットを平面視した縦断面図である。 プロペラファンの中心軸線方向から見た正面図である。 ２枚の羽根を所定の羽根高さ位置で切断した断面図である。 羽根高さ比に対して転向角度を示したグラフである。 羽根高さ比に対して羽根の軸方向寸法を示したグラフである。 子午面に投影した場合の羽根の前縁及び後縁の分布を示したグラフである。 羽根を子午面に投影して示した模式図である。 一般的なプロペラファンの負圧面を中心軸線方向から見た正面図に限界流線を示したシミュレーション結果である。 第１実施形態に係るプロペラファンの負圧面を中心軸線方向から見た正面図に限界流線を示したシミュレーション結果である。 第２実施形態に係り、羽根高さ２５％の位置で羽根取付角度を変化させた入力比を示したグラフである。 羽根高さ５０％の位置で羽根取付角度を変化させた入力比を示したグラフである。 羽根高さ７５％の位置で羽根取付角度を変化させた入力比を示したグラフである。 第２実施形態に係るプロペラファンの負圧面を中心軸線方向から見た正面図に限界流線を示したシミュレーション結果である。
　［第１実施形態］
　以下に、本発明に係る第１実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１には、空気調和機用室外ユニット１（以下、単に「室外ユニット１」という。）を側面視した断面図が示されている。室外ユニット１は、１又は複数の室内ユニット（図示せず）と冷媒配管によって接続されている。室外ユニット１の筐体３内には、プロペラファン５が配置されている。筐体３は、床面に設置される脚部４上に立設された略直方体形状とされている。
　プロペラファン５は、モータ７によって中心軸線Ｌ１回りに回転する。中心軸線Ｌ１は、水平方向に延在しているので、プロペラファン５は水平方向に空気を流す横吹きとされている。
　プロペラファン５は、モータ７に接続されて中心軸線Ｌ１側に位置してハブとなる軸部６と、軸部６の外周面に固定された３枚の羽根８とを有している。なお、羽根８の枚数は、２枚であっても、４枚以上であっても良い。羽根８は、軸部６に接続された根元８ａから先端８ｂに向かって半径方向外側に延在している。
　プロペラファン５の空気流れの上流側（同図において右側）には、室外熱交換器９が配置されている。プロペラファン５の空気流れの下流側（同図において左側）には、ベルマウス１０が配置されている。
　ベルマウス１０は、プロペラファン５の前縁側５ａの周囲には存在せず、プロペラファン５の後縁側５ｂの周囲を覆うように設けられている。このように、ベルマウス１０からプロペラファン５の前縁側５ａが露出する配置となっている。
　図２には、図１の室外ユニット１を平面視した縦断面図が示されている。同図から分かるように、室外熱交換器９は、筐体３の一方の左側面３ａから背面３ｂにわたって設けられており、Ｌ字状に折り曲げられた形状とされている。このようなＬ字状とされた室外熱交換器９とされているので、室外熱交換器９を通過してプロペラファン５に流入する空気流れは複雑な流れ場となる。
　筐体３の右側面３ｃ側には、冷媒を圧縮する圧縮機などが配置される機械室１２が設けられている。機械室１２とプロペラファン５によって空気が流れる空間とは、仕切壁１４によって区画されている。
　図３には、プロペラファン５を中心軸線Ｌ１方向から見た正面図が示されている。同図において反時計方向が回転方向Ｒとなっている。羽根８の前縁８ｃ及び後縁８ｄは、根元８ａ側よりも先端８ｂ側の方が大きく張り出している形状となっている。また、羽根８の前縁８ｃが回転方向Ｒに前傾した鎌形形状となっている。
　羽根８のソリディティσは、０．５以上１．０以下、好ましくは０．６以上０．９５以下とされている。また、羽根高さの途中位置でソリディティσが極小値をとるようになっている。ソリディティσは、図４に羽根８を模式的に示すように、各羽根高さの断面においてコード長Ｃを羽根８間の距離であるピッチＰで除算した値である（σ＝Ｃ／Ｐ）。同図において、羽根８の回転方向Ｒは下向きであり、空気流れは左から右である。したがって、同図に示すように、中心軸線Ｌ１方向に対する前縁８ｃの傾斜角度が入口角度α１となり、中心軸線Ｌ１方向に対する後縁８ｄの傾斜角度が出口角度α２となる。
　図５に示すように、入口角度α１から出口角度α２を減算した転向角度Δα（＝α１－α２）は、羽根８の根元８ａ側から先端８ｂ側にかけて略線形に減少するように設定される。同図において、横軸が羽根高さ比であり、縦軸が転向角度Δαである。羽根高さ比は、根元８ａが０（０％）となり、先端８ｂが１．０（１００％）となる。
　図６に示すように、子午面に投影した場合の羽根８の中心軸線Ｌ１方向の寸法は、根元８ａ（羽根高さ比０％）から羽根高さ比が略３５％まで略一定とし、羽根高さ比が略３５％から先端（羽根高さ比１００％）にかけて略線形に増大するように設定されている。同図において、横軸が羽根高さ比であり、縦軸が羽根８の先端８ｂにおける直径で無次元化した軸方向寸法（中心軸線Ｌ１方向の寸法）である。
　図７には、子午面に投影した場合の羽根８の前縁８ｃ及び後縁８ｄの分布が半径方向（横軸）と軸方向（縦軸）で示されている。同図から分かるように、図６に示したように羽根８の根元８ａ側よりも先端８ｂ側の方が軸方向寸法が大きくなっている。
　前縁８ｃの軸方向位置が、一定とされた根元８ａ側から、先端８ｂ側にかけて空気流れの上流側（同図において下側）に張り出す領域（前縁側面積増大領域Ｓ１）が存在する。同様に、後縁８ｄの軸方向位置が、一定とされた根元８ａ側から、先端８ｂ側にかけて空気流れの下流側（同図において上側）に張り出す領域（後縁側面積増大領域Ｓ２）が存在する。そして、後縁側面積増大領域Ｓ２は、前縁側面積増大領域Ｓ１よりも大きくされている（Ｓ２＞Ｓ１）。
　本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
　後縁側面積増大領域Ｓ２を前縁側面積増大領域Ｓ１よりも大きくしたので、後縁８ｄ側でより多くの仕事をさせることで、半径方向流れを後縁側面積増大領域Ｓ２で抑え込むこととした。すなわち、図８に模式的に示したように、実線矢印で示した半径方向成分を有する流れを、破線矢印で示したように半径方向成分を減じて水平方向（中心軸線Ｌ１方向）に向けることができる。これにより、羽根８の根元８ａ側の負圧面における流体のはく離を抑制し、羽根高さ方向の流量分布を均一化して、性能を向上させることができる。
　図９及び図１０には、本実施形態のシミュレーション結果が示されている。シミュレーションは、図１及び図２に示したように、プロペラファン５、室外熱交換器９及びベルマウス１０の位置関係を条件として行われた。つまり、プロペラファン５単体でのシミュレーション結果ではない。図９及び図１０の羽根８の回転方向Ｒは、図３と異なり時計回り（右回り）である。
　図９は、比較例としての一般的なプロペラファンのシミュレーション結果である。同図から分かるように、羽根８の負圧面に示された限界流線は、半径方向に向いていることが分かる。これに対して、本実施形態を適用したプロペラファン５では、図１０に示すように、羽根８の負圧面に示される限界流線は、半径方向成分が減じられ、略回転方向Ｒに沿った方向となっている。この傾向は、羽根８の根元８ａの領域で顕著である。
［第２実施形態］
　本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の羽根に対して部分的に形状を変更したものである。したがって、第１実施形態と共通する事項についてはその説明を省略する。
　第１実施形態に示した羽根８の取付角度を変更する。図４に示すように、羽根取付角度β１は、羽根高さ方向の所定の位置で切断した羽根８の圧力面側（腹側）に接する接線Ｌ２が中心軸線Ｌ１方向となす角度である。本実施形態では、羽根８の重心と中心軸線Ｌ１とを最短距離で結んだ線と、羽根高さ方向の所定の位置で切断した羽根断面との交点を中心位置Ａと定義し、中心位置Ａ回りに回転させることで羽根取付角度β１を変更した場合の性能を比較した。中心位置Ａ回りの回転方向は、図４において反時計回りすなわち羽根８が閉じる方向、すなわち前縁８ｃおよび後縁８ｄが隣の羽根８に近づく方向を＋（正）とした。具体的には、羽根高さ比が２５％、５０％、７５％の位置で羽根８を±１０°回転させた場合を検討した。
　図１１には、羽根高さ比が２５％の位置で回転させて羽根取付角度β１を変化させた場合を示している。同図において、横軸が羽根８の中心位置Ａ回りの回転角度、縦軸が羽根８の入力比、すなわち羽根８を回転させるために必要な動力を基準値で除した値である。同図から分かるように、回転角度が＋５°あたりで最も入力比が小さくなっている。
　これに対して、図１２に示すように、羽根高さ比が５０％の位置では、回転角度が＋１０°あたりで最も入力比が小さくなっており、図１３に示すように、羽根高さ比が７５％の位置では、回転角度が＋５°あたりで最も入力比が小さくなっている。
　図１１～図１３から、羽根高さ方向の中央あたりで最も羽根８を＋（正）側に回転させて羽根取付角度β１を大きくすることが好ましいことが分かる。換言すれば、羽根８の根元８ａ側から先端８ｂ側に向かって略線形に増加する分布を基準として、その分布からの変化量が羽根高さの中央位置で極大値を有するように局所的に羽根８の羽根取付角度β１を増大させることが好ましい。
　図１４には、図９及び図１０と同様に、本実施形態の羽根８の負圧面における限界流線が示されている。図１０と図１４を比較すると、根元８ａ側の半径方向成分がより減少していることが分かる。
　本実施形態は、以下の作用効果を奏する。
　羽根取付角度β１を増大させると、すなわち前縁８ｃおよび後縁８ｄが隣の羽根８との最短距離が短くなるように回転させられると、羽根８が仕事をしない方向になるので圧力が低くなる。そこで、羽根８の根元側から先端側に向かって略線形に増加する分布を基準として、その分布からの変化量が羽根高さの中央位置で極大値を有するように局所的に羽根取付角度β１を増大させる。これにより、半径方向における羽根表面の圧力分布を適正化することができ、プロペラファン５への必要入力を減らして性能を向上させることができる。
　なお、第２実施形態は、第１実施形態の羽根の形状を調整するために用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１実施形態の羽根に限らず他の形状の羽根に対しても用いることができる。
１　室外ユニット（空気調和機用室外ユニット）
３　筐体
３ａ　左側面
３ｂ　背面
３ｃ　右側面
４　脚部
５　プロペラファン
５ａ　前縁側
５ｂ　後縁側
６　軸部（ハブ）
７　モータ
８　羽根
８ａ　根元
８ｂ　先端
８ｃ　前縁
８ｄ　後縁
９　室外熱交換器
１０　ベルマウス
１２　機械室
１４　仕切壁
Ａ　中心位置
Ｃ　コード長
Ｌ１　中心軸線
Ｌ２　接線
Ｐ　ピッチ
Ｒ　（プロペラファンの）回転方向
α１　入口角度
α２　出口角度
β１　羽根取付角度
σ　ソリディティ

Claims (4)

  1. 　中心軸線の回りに回転する軸部と、
    　前記軸部の外周に根元が接続され、半径方向に延在する複数の羽根と、
    を備え、
    　前記羽根は、前記中心軸線を含む子午面に投影した場合に、前記中心軸線に平行な軸線方向の寸法が、前記根元側よりも先端側が大きくなる後縁側面積増大領域と前縁側面積増大領域とを有し、
    　前記後縁側面積増大領域は、前記前縁側面積増大領域よりも大きいプロペラファン。
  2. 　前記中心軸線方向に対する前記羽根の羽根取付角度が、前記根元側から前記先端側に向かって略線形に増加する分布を基準として、その分布からの変化量が羽根高さの中央位置で極大値を有するように局所的に増大している請求項１に記載のプロペラファン。
  3. 　中心軸線の回りに回転する軸部と、
    　前記軸部の外周に根元が接続され、半径方向に延在する複数の羽根と、
    を備え、
    　前記中心軸線方向に対する前記羽根の羽根取付角度が、前記羽根の根元側から先端側に向かって略線形に増加する分布を基準として、その分布からの変化量が羽根高さの中央位置で極大値を有するように局所的に増大しているプロペラファン。
  4. 　請求項１から３のいずれかに記載のプロペラファンと、
    　前記プロペラファンの上流側に設けられた熱交換器と、
    　前記プロペラファンの前縁側を露出させるとともに後縁側を覆うように設けられたベルマウスと、
    を備えている空気調和機用室外ユニット。
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