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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-13
(45)【発行日】2022-06-21
(54)【発明の名称】プロペラファン
(51)【国際特許分類】
F04D 29/38 20060101AFI20220614BHJP
【ＦＩ】
F04D29/38 A
F04D29/38 C
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2020557690
(86)(22)【出願日】2019-11-22
(86)【国際出願番号】 JP2019045878
(87)【国際公開番号】W WO2020110967
(87)【国際公開日】2020-06-04
【審査請求日】2021-03-01
(31)【優先権主張番号】P 2018226036
(32)【優先日】2018-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006611
【氏名又は名称】株式会社富士通ゼネラル
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】澤田 大貴
(72)【発明者】
【氏名】船田 和也
【審査官】岸 智章
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－２１４９３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１２－００１１５０６（ＫＲ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０４Ｄ ２９／３８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
中心軸まわりに側面を有するハブと、前記ハブの前記側面に設けられた複数の翼と、を備え、前記複数の翼は、前記ハブの前記側面に接続される基端から外縁まで延ばされた翼面部を有し、前記翼面部が、前記基端側に位置する内周部及び前記外縁側に位置する外周部を有し、
前記複数の翼の内周部には、前記翼面部の正圧面に、前記ハブの前記側面から前記外縁側へ向かって延びる内周翼がそれぞれ形成され、
前記内周翼は、前記翼面部の前記正圧面から正圧側へ向かって突出すると共に、前記翼の回転方向に並んで配置された複数の翼素を含み、
前記複数の翼素は、前記翼の回転方向における前縁側に配置された第１翼素と、前記翼の回転方向における後縁側において前記第１翼素に隣り合って配置された第２翼素と、を有し、
前記第１翼素は、前記正圧面から突出した前記第１翼素の頂点をＡ、前記中心軸から前記頂点Ａまでの距離をｒ、前記第１翼素の回転方向における前縁において前記中心軸から前記距離ｒとなる点をＢとしたときに、前記頂点Ａと前記点Ｂとを結ぶ方向に沿う前記第１翼素の翼弦に沿う方向と、前記中心軸に直交する平面とがなす翼角度が、所定の第１角度以上、かつ、前記第１角度よりも大きい第２角度以下の範囲になるように形成され、
前記翼面部における、前記第１翼素と前記第２翼素との間には、前記翼面部を負圧側から前記正圧側に貫通する第１開口が形成されている、プロペラファン。
【請求項2】
前記第１角度が２０度、前記第２角度が９０度である、請求項１に記載のプロペラファン。
【請求項3】
前記第１角度が４０度、前記第２角度が９０度である、請求項１に記載のプロペラファン。
【請求項4】
前記翼角度は、８７度である、請求項１に記載のプロペラファン。
【請求項5】
前記第２翼素は、前記第１開口を介して前記翼面部の前記正圧面と負圧面とに跨って形成されている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のプロペラファン。
【請求項6】
前記翼面部における、前記翼の回転方向における後縁と、前記第２翼素との間には、前記翼面部を前記負圧側から前記正圧側に貫通する第２開口が形成されている、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のプロペラファン。
【請求項7】
前記ハブの前記側面には、前記翼の回転方向における後縁と、当該後縁に隣り合う次の前記翼の前記前縁とを連結する補強部材が形成されている、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のプロペラファン。
【請求項8】
前記複数の翼素は、前記翼面部の負圧面から前記負圧側へ向かって突出する、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のプロペラファン。
【請求項9】
中心軸まわりに側面を有するハブと、前記ハブの前記側面に設けられた複数の翼と、を備え、前記複数の翼は、前記ハブの前記側面に接続される基端から外縁まで延ばされた翼面部を有し、前記翼面部が、前記基端側に位置する内周部及び前記外縁側に位置する外周部を有し、
前記複数の翼の内周部には、前記翼面部の負圧面に、前記ハブの前記側面から前記外縁側へ向かって延びる内周翼がそれぞれ形成され、
前記内周翼は、前記翼面部の前記負圧面から負圧側へ向かって突出すると共に、前記翼の回転方向に並んで配置された複数の翼素を含み、
前記複数の翼素は、前記翼の回転方向における前縁側に配置された第１翼素と、前記翼の回転方向における後縁側において前記第１翼素に隣り合って配置された第２翼素と、を有し、
前記翼面部における、前記第１翼素と、前記第２翼素との間には、前記翼面部を前記負圧側から正圧側に貫通する第１開口が形成されている、プロペラファン。
【請求項10】
前記複数の翼素は、前記翼面部の正圧面から前記正圧側へ向かって突出する、請求項９に記載のプロペラファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プロペラファンに関する。
【背景技術】
【0002】
空気調和機の室外機は、内部にプロペラファンを有する。近年、空気調和機の省エネルギー性能を向上するために、プロペラファンの風量の増大が図られている。プロペラファンは、翼の外周部の風速が速く、翼の回転中心である内周部に向かうにつれて風速が低下する傾向にある。翼の内周部における風速低下を補うものとして、特許文献１乃至４が提案されており、プロペラファンの風速を高めることによって風量を増やすために、プロペラファンの大径化、高速回転化などが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１０－１０１２２３号公報
【文献】国際公開第２０１１／００１８９０号
【文献】特表２００３－５０３６４３号公報
【文献】特開２００４－１１６５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１乃至４に記載のように、プロペラファンの大径化、高速回転化を行った場合には、翼の外周部と内周部との風速差が更に大きくなり、風速差に起因する問題が生じる。翼の内周部での風速（風量）の不足を補うためにプロペラファンの大径化や高速回転化をした結果、翼の外周部の風速が速くなることで、翼で発生する気流が、室外機における翼の周囲の構造体と干渉することによって異音が発生するおそれがある。また、翼の外周部に比べて内周部の風速が遅いことによって、内周部で生成された風が、遠心力で外周部へと流れて、外周部で生成された風の流れを乱す。翼の外周部の気流が内周部の気流によって乱された結果、外周部から送られる風量が低下する。
【0005】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、翼の内周部の風速を高めることができるプロペラファンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願の開示するプロペラファンの一態様は、中心軸まわりに側面を有するハブと、ハブの側面に設けられた複数の翼と、を備える。複数の翼は、ハブの側面に接続される基端から外縁まで延ばされた翼面部を有し、翼面部が、基端側に位置する内周部及び外縁側に位置する外周部を有する。複数の翼の内周部には、翼面部の正圧面に、ハブの側面から外縁側へ向かって延びる内周翼がそれぞれ形成される。内周翼は、翼面部の正圧面から正圧側へ向かって突出すると共に、翼の回転方向に並んで配置された複数の翼素を含む。複数の翼素は、翼の回転方向における前縁側に配置された第１翼素と、翼の回転方向における後縁側において第１翼素に隣り合って配置された第２翼素と、を有する。第１翼素は、正圧面から突出した第１翼素の頂点をＡ、中心軸から頂点Ａまでの距離をｒ、第１翼素の回転方向における前縁において中心軸から距離ｒとなる点をＢとしたときに、頂点Ａと点Ｂとを結ぶ方向に沿う第１翼素の翼弦に沿う方向と、中心軸に直交する平面とがなす翼角度が、所定の第１角度以上、かつ、第１角度よりも大きい第２角度以下の範囲になるように形成されている。翼面部における、第１翼素と第２翼素との間には、翼面部を負圧側から正圧側に貫通する第１開口が形成されている。
【発明の効果】
【0007】
本願の開示するプロペラファンの一態様によれば、翼の内周部における風速を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、本願の開示するプロペラファンの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例によって、本願の開示するプロペラファンが限定されるものではない。
【実施例1】
【0010】
（室外機の構成）
図１は、実施例１のプロペラファンを備える室外機の外観斜視図である。図１において、室外機１の前後方向をＸ方向とし、室外機１の左右方向をＹ方向とし、室外機１の上下方向をＺ方向とする。図１に示すように、実施例１の室外機１は、空気調和機の一部を構成するものであり、冷媒を圧縮する圧縮機３と、圧縮機３の駆動により流入した冷媒と外気を熱交換させる熱交換器４と、熱交換器４へ外気を送風するためのプロペラファン５と、これらの圧縮機３、熱交換器４及びプロペラファン５が内部に収容される筐体６と、を備える。
図１は、実施例１のプロペラファンを備える室外機の外観斜視図である。図１において、室外機１の前後方向をＸ方向とし、室外機１の左右方向をＹ方向とし、室外機１の上下方向をＺ方向とする。図１に示すように、実施例１の室外機１は、空気調和機の一部を構成するものであり、冷媒を圧縮する圧縮機３と、圧縮機３の駆動により流入した冷媒と外気を熱交換させる熱交換器４と、熱交換器４へ外気を送風するためのプロペラファン５と、これらの圧縮機３、熱交換器４及びプロペラファン５が内部に収容される筐体６と、を備える。
【0011】
室外機１の筐体６は、外気を取り込むための吸込み口７と、熱交換器４で冷媒と熱交換した外気を筐体６内から外部へ排出するための吹出し口８と、を有する。吸込み口７は、筐体６の側面６ａと、筐体６の前面６ｂに対向する背面６ｃに設けられている。吹出し口８は、筐体６の前面６ｂに設けられている。熱交換器４は、背面６ｃから側面６ａにわたって配置されている。プロペラファン５は、吹出し口８に対向して配置されており、ファンモータ（図示せず）によって回転される。室外機１は、プロペラファン５を回転させることにより、吸込み口７から吸い込まれた外気が熱交換器４を通過し、熱交換器４を通過した空気を吹き出し口８から排出する。このように外気が熱交換器４を通過するときに、熱交換器４で外気が冷媒と熱交換することで、熱交換器４を流れる冷媒を冷房運転時に冷却又は暖房運転時に加熱する。なお、実施例１のプロペラファン５は、室外機１への用途に限定されるものではない。
【0012】
以下、プロペラファン５において、プロペラファン５が回転したとき、プロペラファン５から吹出し口８へ向かう空気が流れる側を正圧側Ｐとし、その反対側である、熱交換器４からプロペラファン５へ向かう空気が流れる側を負圧側Ｎとする。
【0013】
（プロペラファンの構成）
図２は、実施例１のプロペラファン５を正圧側Ｐから見た斜視図である。図３は、実施例１のプロペラファン５を正圧側Ｐから見た平面図である。図４は、実施例１のプロペラファン５を負圧側Ｎから見た平面図である。図５は、実施例１のプロペラファン５の側面図である。図５は、図３におけるＶ方向から見た側面図である。
図２は、実施例１のプロペラファン５を正圧側Ｐから見た斜視図である。図３は、実施例１のプロペラファン５を正圧側Ｐから見た平面図である。図４は、実施例１のプロペラファン５を負圧側Ｎから見た平面図である。図５は、実施例１のプロペラファン５の側面図である。図５は、図３におけるＶ方向から見た側面図である。
【0014】
図２、図３及び図４に示すように、プロペラファン５は、回転中心部であるハブ１１と、ハブ１１に設けられた複数の翼１２と、を備える。ハブ１１は、中心軸Ｏまわりに側面１１ａを有しており、例えば、円筒状に形成されている。ハブ１１は、プロペラファン５の負圧側Ｎの端部におけるハブ１１の中心軸Ｏの位置に、図示しないファンモータのシャフトが固定されるボスが設けられる。ハブ１１は、ファンモータの回転に伴ってハブ１１の中心軸ＯまわりにＲ方向（図２における右回り）へ回転する。なお、ハブ１１の形状は、円筒状に限定されず、複数の側面１１ａを有する多角形の筒状に形成されてもよい。
【0015】
翼１２は、プロペラファン５の羽根である。ハブ１１の側面１１ａには、図２、図３及び図５に示すように、中心軸Ｏまわりに沿って所定の間隔をあけて複数の翼１２（実施例１では５つの翼１２）が一体に形成されている。複数の翼１２は、ハブ１１の側面１１ａに、ハブ１１の中心軸Ｏから径方向へ延ばされている。複数の翼１２は、ハブ１１の側面１１ａに接続される基端１２ａから外縁１２ｂまで延ばされた翼面部１２ｃを有する。各翼１２は、翼面部１２ｃのうち、基端１２ａ側に位置する内周部１３ａ及び外縁１２ｂ側に位置する外周部１３ｂを有する。翼面部１２ｃは、基端１２ａ側から外縁１２ｂ側に向かって、プロペラファン５の回転方向Ｒに沿う長さが徐々に大きくなるように形成されている。プロペラファン５の翼１２において、正圧側Ｐに臨む翼面を正圧面１２ｐとし、負圧側Ｎに臨む翼面を負圧面１２ｎとする（図５参照）。これらハブ１１と複数の翼１２は、例えば、樹脂材料や金属材料等で形成されている。
【0016】
図２、図３及び図４に示すように、翼１２は、プロペラファン５の回転方向Ｒにおける前方である前縁１２－Ｆと、翼１２の回転方向Ｒにおける後方である後縁１２－Ｒと、を有する。翼１２の前縁１２－Ｆの外周部１３ｂ側は、後縁１２－Ｒ側へ向かって凹となるように湾曲して形成されている。ハブ１１の中心軸Ｏに沿う方向において、翼１２の前縁１２－Ｆよりも後縁１２－Ｒの方が正圧側Ｐに位置しており、翼１２の翼面部１２ｃが中心軸Ｏに対して傾斜している。
【0017】
また、翼１２の後縁１２－Ｒには、後縁１２－Ｒを内周部１３ａ側と外周部１３ｂ側とに分ける切り欠き部１４が設けられている。切り欠き部１４は、翼１２の後縁１２－Ｒから前縁１２－Ｆ側へ向かって延びて形成されており、中心軸Ｏに沿う方向から見て、前縁１２－Ｆ側に向かって先細りとなる略Ｕ字状に形成されている。
【0018】
（内周翼の形状）
図６は、実施例１のプロペラファン５の内周翼を正圧側Ｐから見た要部拡大図である。図６に示すように、複数の翼１２の内周部１３ａには、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐに、ハブ１１の側面１１ａから外縁１２ｂ側に向かって延びる内周翼１５がそれぞれ形成されている。内周翼１５は、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐから正圧側Ｐに向かって突出すると共に、翼１２の回転方向Ｒに沿って並んで配置された第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂを含む。
図６は、実施例１のプロペラファン５の内周翼を正圧側Ｐから見た要部拡大図である。図６に示すように、複数の翼１２の内周部１３ａには、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐに、ハブ１１の側面１１ａから外縁１２ｂ側に向かって延びる内周翼１５がそれぞれ形成されている。内周翼１５は、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐから正圧側Ｐに向かって突出すると共に、翼１２の回転方向Ｒに沿って並んで配置された第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂを含む。
【0019】
第１翼素１５ａは、翼１２の前縁１２－Ｆ側に配置されており、ハブ１１の側面１１ａと翼面部１２ｃとに連結されている。第２翼素１５ｂは、翼１２の後縁１２－Ｒ側において第１翼素１５ａに隣り合って配置されており、ハブ１１の側面１１ａと翼面部１２ｃとに接続されている。翼面部１２ｃは、第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂを有することで、翼１２の内周部１３ａにおいて第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂによって風速が高められる。
【0020】
図７は、実施例１のプロペラファン５の第１開口１６を正圧側Ｐから見た要部拡大斜視図である。図８は、実施例１のプロペラファン５の第１開口１６を負圧側Ｎから見た要部拡大斜視図である。図７に示すように、翼面部１２ｃにおける第１翼素１５ａと第２翼素１５ｂとの間には、翼面部１２ｃを負圧側Ｎから正圧側Ｐに貫通する第１開口１６が形成されている。つまり、第１開口１６は、翼面部１２ｃを貫通する貫通孔である。第１開口１６は、ハブ１１の側面１１ａから翼１２の外縁１２ｂ側に向かって延ばされた第１翼素１５ａの外縁Ｅ１近傍まで延ばされている。図６に示すように、第１開口１６は、中心軸Ｏに沿う方向から見て、互いに対向する第１翼素１５ａの翼面と第２翼素１５ｂの翼面とにそれぞれ連続するように開口している。また、図８に示すように、翼１２の負圧面１２ｎは、正圧面１２ｐ上における第１開口１６の開口縁に滑らかに連続する傾斜面１９ａ、１９ｂ、１９ｃを有する。
【0021】
また、図６に示すように、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐ側において、ハブ１１の側面１１ａから翼１２の外縁１２ｂ側に向かって延ばされた第１翼素１５ａの外縁Ｅ１と、ハブ１１の側面１１ａから翼１２の外縁１２ｂ側に向かって延ばされた第２翼素１５ｂの外縁Ｅ２との間は、翼面部１２ｃの負圧側Ｎから第１開口１６を通って正圧側Ｐに向かう気流が、第１開口１６から翼面部１２ｃの正圧面１２ｐに沿って翼１２の外縁１２ｂ側へ（側面１１ａから翼面部１２ｃの外縁１２ｂ側へ）流れるように、ハブ１１の側面１１ａから翼面部１２ｃの径方向に対して開放されている。言い換えると、図７に示すように、第１翼素１５ａの外縁Ｅ１と、第２翼素１５ｂの外縁Ｅ２との間は、第１開口１６に連続する空間Ｇが確保されており、外縁Ｅ１と外縁Ｅ２との間に、第１開口１６から翼１２の外縁１２ｂ側へ向かう気流を妨げる部分が正圧面１２ｐ上に存在しないように、第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂが形成されている。
【0022】
図９は、実施例１のプロペラファン５の第２翼素１５ｂを説明するための要部拡大側面図である。図９では、第２翼素１５ｂと翼面部１２ｃとの位置関係を示している。図９に示すように、第２翼素１５ｂは、第１開口１６を介して翼面部１２ｃの正圧面１２ｐと負圧面１２ｎとに跨って形成されている。このため、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐと負圧面１２ｎは、第２翼素１５ｂの前縁１５ｂ－Ｆ側の翼面上でつながっている。したがって、第２翼素１５ｂの回転方向Ｒにおける、第２翼素１５ｂの前縁１５ｂ－Ｆは、中心軸Ｏに沿う方向において負圧面１２ｎから負圧側Ｎへ突出しており、負圧面１２ｎよりも負圧側Ｎに位置している。また、第２翼素１５ｂの前縁１５ｂ－Ｆ側の部分は、前縁１５ｂ－Ｆに向かって厚みが徐々に小さくなるように形成されている。
【0023】
このように第２翼素１５ｂが形成されることにより、翼１２の負圧面１２ｎの内周部１３ａに到達した空気は、第１開口１６を通り、第１翼素１５ａと第２翼素１５ｂとの間に沿って流れることで、負圧側Ｎから正圧側Ｐにスムーズに抜けるので、翼１２の内周部１３ａの風速が高められる。また、第２翼素１５ｂは、翼面部１２ｃの負圧面１２ｎ側へ突出する部分を有するので、負圧側Ｎから流れ込む空気を、第１開口１６へ案内し、第２翼素１５ｂに沿って正圧側Ｐに向かって風が流れ、翼１２の内周部１３ａにおける風速が更に高められる。
【0024】
また、翼面部１２ｃにおける、翼１２の後縁１２－Ｒと、第２翼素１５ｂとの間には、翼面部１２ｃを負圧側Ｎから正圧側Ｐに向けて貫通する第２開口１７が形成されている。つまり、第２開口１７は、翼面部１２ｃを貫通する貫通孔である。第２開口１７は、ハブ１１の側面１１ａから、翼面部１２ｃの外縁１２ｂ側に向かって第２翼素１５ｂの外縁Ｅ２近傍まで延ばされている。図６に示すように、第２開口１７は、中心軸Ｏに沿う方向から見て、第２翼素１５ｂの翼面に連続するように開口している。また、図８に示すように、翼１２の負圧面１２ｎには、正圧面１２ｐ上における第２開口１７の開口縁に滑らかに連続する傾斜面２０が形成されている。このように第２開口１７が翼面部１２ｃに形成されることにより、負圧側Ｎから正圧側Ｐに流れる空気が第２開口１７を通り、第２翼素１５ｂに沿って流れるので、翼１２の後縁１２－Ｒ側における内周部１３ａの風速が高められる。
【0025】
この結果、第１翼素１５ａ、第２翼素１５ｂ、第１開口１６、及び、第２開口１７を有する本実施形態のプロペラファン５は、第１翼素１５ａ、第２翼素１５ｂ、第１開口１６、及び、第２開口１７をそれぞれ有さない場合と比べて、内周部１３ａにおける風速が高められる。なお、本実施例１の内周翼１５は、２つの第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂを有するが、３つ以上の翼素を有するように形成されてもよい。
【0026】
（第１翼素及び第２翼素の湾曲形状）
図１０は、実施例１のプロペラファン５の内周翼１５の第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂの湾曲形状を説明するための模式図である。図６及び図１０に示すように、第１翼素１５ａは、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐから正圧側Ｐへ向かって突出すると共に、第１翼素１５ａの回転方向Ｒにおける前縁１５ａ－Ｆが、翼１２の前縁１２－Ｆ側へ向かって凸となるように湾曲して形成されている。より具体的には、第１翼素１５ａの前縁１５ａ－Ｆは、ハブ１１の側面１１ａに接続された第１翼素１５ａの基端における正圧面１２ｐ上に位置する下端Ｅ３と、正圧面１５ｐ上に位置する第１翼素１５ａの外縁Ｅ１とを直線で結ぶ図１０に示す第１基準線Ｓ１から、翼１２の前縁１２－Ｆ側へ離れるように湾曲して形成されている。
図１０は、実施例１のプロペラファン５の内周翼１５の第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂの湾曲形状を説明するための模式図である。図６及び図１０に示すように、第１翼素１５ａは、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐから正圧側Ｐへ向かって突出すると共に、第１翼素１５ａの回転方向Ｒにおける前縁１５ａ－Ｆが、翼１２の前縁１２－Ｆ側へ向かって凸となるように湾曲して形成されている。より具体的には、第１翼素１５ａの前縁１５ａ－Ｆは、ハブ１１の側面１１ａに接続された第１翼素１５ａの基端における正圧面１２ｐ上に位置する下端Ｅ３と、正圧面１５ｐ上に位置する第１翼素１５ａの外縁Ｅ１とを直線で結ぶ図１０に示す第１基準線Ｓ１から、翼１２の前縁１２－Ｆ側へ離れるように湾曲して形成されている。
【0027】
第２翼素１５ｂも、第１翼素１５ａと同様に、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐから正圧側Ｐへ向かって突出すると共に、第２翼素１５ｂの回転方向Ｒにおける前縁１５ｂ－Ｆが、翼１２の前縁１２－Ｆ側（第１翼素１５ａ側）へ向かって凸となるように湾曲して形成されている。より具体的には、図１０に示すように、第２翼素１５ｂの前縁１５ｂ－Ｆは、ハブ１１の側面１１ａに接続された第２翼素１５ｂの基端において前縁１５ｂ－Ｆが位置する下端Ｅ４と、第２翼素１５ｂの前縁１５ｂ－Ｆにおける外縁Ｅ２とを直線状に結ぶ第２基準線Ｓ２から、第１翼素１５ａ側（翼１２の前縁１２－Ｆ側）へ離れるように湾曲して形成されている。
【0028】
また、第２翼素１５ｂは、第１開口１６を介して翼面部１２ｃの正圧面１２ｐと負圧面１２ｎとに跨って形成されているので、図７に示すように、正圧面１２ｐ上において翼１２の後縁１２－Ｒ側へ向かって湾曲された外縁Ｅ２と、負圧面１２ｎ上において翼１２の後縁１２－Ｒ側へ向かって湾曲された外縁Ｅ２’と、を有する。したがって、第１開口１６の縁部を形成する翼面部１２ｃの一部１２ｄは、第２翼素１５ｂにおける、第１翼素１５ａ側の翼面上に沿ってハブ１１の側面１１ａ側へ延びている。本実施例１における第２翼素１５ｂは、正圧面１２ｐ上の外縁Ｅ２と、負圧面１２ｎ上の外縁Ｅ２’（図１０参照）とが、中心軸Ｏの径方向において同じ位置に形成されている。
【0029】
なお、図示しないが、第２翼素１５ｂの前縁１５ｂ－Ｆも、第１翼素１５ａの前縁１５ａ－Ｆと同様に、前縁１５ｂ－Ｆが正圧面１２ｐ上に位置するように形成されてもよい。この場合には、ハブ１１の側面１１ａに接続された第２翼素１５ｂの基端における正圧面１２ｐ上に位置する下端Ｅ４と、正圧面１５ｐ上に位置する第２翼素１５ｂの外縁Ｅ２とを結ぶ第２基準線Ｓ２から、第１翼素１５ａ側へ離れるように湾曲して形成される。
【0030】
上述のように形成された第１翼素１５ａの湾曲形状は、上記の第１基準線Ｓ１の長さをＬ［ｍｍ］、第１基準線Ｓ１と第１翼素１５ａの前縁１５ａ－Ｆとの距離（第１基準線Ｓ１に対する垂線における前縁１５ａ－Ｆとの交点までの長さ）の最大値である最大離間距離をＨ［ｍｍ］としたとき、
Ｈ／Ｌ≧０．１ ・・・（式１）
を満たす。
Ｈ／Ｌ≧０．１ ・・・（式１）
を満たす。
【0031】
図１１は、実施例１のプロペラファン５の第１翼素１５ａにおけるＨ／Ｌと、プロペラファン５の風量及び効率との関係を説明するためのグラフである。図１１において、横軸が第１翼素１５ａにおけるＨ／Ｌの値であり、図１１ではＨ／Ｌの値が０．１～０．２の範囲を示している。また、縦軸がプロペラファン５の風量［ｍ３／ｈ］及び効率η（＝風量Ｑ／入力）［ｍ３／ｈ／Ｗ］である。また、風量Ｑ１と効率η１がプロペラファン５を空気調和機の定格負荷で回転させているときの風量と効率のそれぞれを示し、風量Ｑ２と効率η２がプロペラファン５を空気調和機の定格負荷よりも高負荷で回転させているときの風量と効率のそれぞれを示す。定格負荷時及び高負荷時のいずれにおいても、効率η１、η２は、そのピーク値（それぞれＨ／Ｌの値が０．２であるときの値）から極端に下がらないことが好ましい。
【0032】
図１１に示すように、実施例１のプロペラファン５の翼１２は、第１翼素１５ａを有していない構造に比べて、翼１２の内周部１３ａの風量を増やすことができるが、内周部１３ａの風量を増やす場合、Ｈ／Ｌの値が０．２以上であることが好ましい。また、Ｈ／Ｌの値が０．１以上、０．２未満であれば、風量Ｑ１、Ｑ２が減少するものの、風量Ｑ１が１０％の減少（定格負荷時）、風量Ｑ２が２０％の減少（高負荷時）に抑えられるので許容範囲である（Ｈ／Ｌの値が０．１未満では、風量Ｑが減少して第１翼素１５ａを設けない構造との風量の差が小さい）。
【0033】
（第１翼素の翼角度）
図１２は、実施例１のプロペラファン５の第１翼素１５ａの翼角度を説明するための側面図である。図６及び図１２に示すように、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐから突出した第１翼素１５ａの頂点をＡ、中心軸Ｏから頂点Ａまでの距離をｒ１、第１翼素１５ａの回転方向Ｒにおける前縁１５ａ－Ｆにおいて中心軸Ｏから距離ｒ１となる点をＢとしたときに、頂点Ａと点Ｂとを結ぶ方向に沿う第１翼素１５ａの全長を、第１翼素１５ａの翼弦長Ｗ１とする。このとき、図１２に示すように、第１翼素１５ａの翼弦に沿う方向と、中心軸Ｏに直交する平面Ｍ（いわゆる回転面）とがなす、第１翼素１５ａの翼角度θが、所定の第１角度以上、第１角度よりも大きい第２角度以下の範囲になるように形成されている。なお、頂点Ａは、第１翼素１５ａにおいて最も正圧側Ｐに位置する点であり、正圧面１２ｐからの突出量が最大となる点である。
図１２は、実施例１のプロペラファン５の第１翼素１５ａの翼角度を説明するための側面図である。図６及び図１２に示すように、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐから突出した第１翼素１５ａの頂点をＡ、中心軸Ｏから頂点Ａまでの距離をｒ１、第１翼素１５ａの回転方向Ｒにおける前縁１５ａ－Ｆにおいて中心軸Ｏから距離ｒ１となる点をＢとしたときに、頂点Ａと点Ｂとを結ぶ方向に沿う第１翼素１５ａの全長を、第１翼素１５ａの翼弦長Ｗ１とする。このとき、図１２に示すように、第１翼素１５ａの翼弦に沿う方向と、中心軸Ｏに直交する平面Ｍ（いわゆる回転面）とがなす、第１翼素１５ａの翼角度θが、所定の第１角度以上、第１角度よりも大きい第２角度以下の範囲になるように形成されている。なお、頂点Ａは、第１翼素１５ａにおいて最も正圧側Ｐに位置する点であり、正圧面１２ｐからの突出量が最大となる点である。
【0034】
図１３は、実施例１のプロペラファン５の第１翼素１５ａの翼角度θと、プロペラファン５の風量及び効率との関係を説明するためのグラフである。図１３において、横軸が第１翼素１５ａの翼角度θであり、縦軸がプロペラファン５の風量［ｍ３／ｈ］及び効率η［ｍ３／ｈ／Ｗ］である。また、風量Ｑ１１と効率η１１がプロペラファン５を空気調和機の定格負荷で回転させているときの風量と効率のそれぞれを示し、風量Ｑ１２と効率η１２がプロペラファン５を空気調和機の定格負荷よりも高負荷で回転させているときの風量と効率のそれぞれを示す。
【0035】
図１３に示すように、第１翼素１５ａの翼角度θが８７度のときに、定格負荷時の効率η１１及び高負荷時の効率η１２がそれぞれピーク値となる。また、定格負荷時においては、第１翼素１５ａの翼角度θが８７度のときに、プロペラファン５の風量１１がピーク値となる。また、定格負荷時において、翼角度θを、第１角度としての４０度以上、第２角度としての９０度以下の範囲としたとき、プロペラファン５の効率η１１は、そのピーク値から１０％程度の減少に抑えられる。また、高負荷時においては、第１翼素の翼角度が２０度の場合であっても、プロペラファン５の効率η１２は、そのピーク値から１０％よりも少ない減少に抑えられる。
【0036】
したがって、実施例１のプロペラファン５の翼１２は、第１翼素１５ａを有していない構造に比べて、翼１２の内周部１３ａの風量を増やすことができるが、第１翼素１５ａの翼角度θを８７度にすることにより、定格負荷時の風量Ｑ１１、効率η１１及び高負荷時の効率η１２をピーク値とすることができる。なお、本実施例１のプロペラファン５では、第１翼素１５ａの翼角度θが８７度のときに風量Ｑ１１、効率η１１及び効率η１２がピーク値となるが、プロペラファンの寸法、形状等に応じて変化する固有の値である。
【0037】
第１翼素１５ａの翼角度θの範囲としては、第１角度としての２０度以上、第２角度としての９０度以下であれば、プロペラファン５の定格負荷時の風量Ｑ１１及び効率η１１と、高負荷時の風量Ｑ１２及び効率η１２をそれぞれ高める効果が得られる。プロペラファン５の定格負荷時及び高負荷時の両方において、効率η１１、η１２がそのピーク値から１０％程度の減少に抑えることを考慮すると、第１翼素１５ａの翼角度θの範囲は、第１角度としての４０度以上、第２角度としての９０度以下が好ましい。なお、第２翼素１５ｂの翼角度についても、第１翼素１５ａの翼角度θと同程度の範囲に形成すればよい。
【0038】
（第１翼素及び第２翼素の翼弦長）
第１翼素１５ａの翼弦長Ｗ１は、上述したように頂点Ａと点Ｂとを結ぶ方向に沿う第１翼素１５ａの全長である。図６に示すように、第２翼素１５ｂにおいても、第１翼素１５ａの翼弦長Ｗ１と同様に、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐから突出した第２翼素１５ｂの頂点をＣ、中心軸Ｏから頂点Ｃまでの距離をｒ２、第２翼素１５ｂの回転方向Ｒにおける前縁１５ｂ－Ｆにおいて中心軸Ｏから距離ｒ２となる点をＤとしたときに、頂点Ｃと点Ｄとを結ぶ方向に沿う第２翼素１５ｂの全長を、第２翼素１５ｂの翼弦長Ｗ２とする。頂点Ｃは、第２翼素１５ｂにおいて最も正圧側Ｐに位置する点であり、正圧面１２ｐからの突出量が最大となる点である。そして、第１翼素１５ａの翼弦長Ｗ１は、第２翼素１５ｂの翼弦長Ｗ２よりも長い寸法とされている。
第１翼素１５ａの翼弦長Ｗ１は、上述したように頂点Ａと点Ｂとを結ぶ方向に沿う第１翼素１５ａの全長である。図６に示すように、第２翼素１５ｂにおいても、第１翼素１５ａの翼弦長Ｗ１と同様に、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐから突出した第２翼素１５ｂの頂点をＣ、中心軸Ｏから頂点Ｃまでの距離をｒ２、第２翼素１５ｂの回転方向Ｒにおける前縁１５ｂ－Ｆにおいて中心軸Ｏから距離ｒ２となる点をＤとしたときに、頂点Ｃと点Ｄとを結ぶ方向に沿う第２翼素１５ｂの全長を、第２翼素１５ｂの翼弦長Ｗ２とする。頂点Ｃは、第２翼素１５ｂにおいて最も正圧側Ｐに位置する点であり、正圧面１２ｐからの突出量が最大となる点である。そして、第１翼素１５ａの翼弦長Ｗ１は、第２翼素１５ｂの翼弦長Ｗ２よりも長い寸法とされている。
【0039】
なお、上述したように第２翼素１５ｂの前縁１５ｂ－Ｆが、負圧面１２ｎから負圧側Ｎに突出しているので、第２翼素１５ｂの翼弦長Ｗ２は、翼面部１２ｃの負圧面１２ｎから負圧側Ｎに延びる部分と、正圧面１２ｐから正圧側Ｐへ延びる部分とを含む全長である。
【0040】
（第１翼素及び第２翼素の大きさ）
図１４は、実施例１のプロペラファン５の第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂの大きさを説明するための模式図である。図１４に示すように、第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂをハブ１１の中心軸Ｏに沿う平面（図１４の紙面）上、つまり、プロペラファン５の子午断面（プロペラファン５を中心軸Ｏに沿って切断した断面）上に投影したとき、子午断面上で第１翼素１５ａと第２翼素１５ｂとが重なる部分の面積は、子午断面上における第１翼素１５ａの面積の７５％以下である。
図１４は、実施例１のプロペラファン５の第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂの大きさを説明するための模式図である。図１４に示すように、第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂをハブ１１の中心軸Ｏに沿う平面（図１４の紙面）上、つまり、プロペラファン５の子午断面（プロペラファン５を中心軸Ｏに沿って切断した断面）上に投影したとき、子午断面上で第１翼素１５ａと第２翼素１５ｂとが重なる部分の面積は、子午断面上における第１翼素１５ａの面積の７５％以下である。
【0041】
また、ハブ１１の中心軸Ｏに沿う方向において、第２翼素１５ｂの頂点Ｃの位置は、第１翼素１５ａの頂点Ａの位置よりも、正圧側Ｐに位置する。言い換えると、第２翼素１５ｂの頂点Ｃの位置は、第１翼素１５ａの頂点Ａの位置よりも、正圧側Ｐのハブ１１の端面１１ｂに近い。
【0042】
また、第１翼素１５ａは、図５、図１４に示すように、ハブ１１の側面１１ａから徐々に正圧側Ｐへ向かいながら頂点Ａまで延びる上縁１５ａ－Ｕと、頂点Ａから正圧面１５ｐ上における第１翼素１５ａの外縁Ｅ１まで延びる側縁１５ａ－Ｓと、を有する。第２翼素１５ｂも、第１翼素１５ａと同様に、ハブ１１の側面１１ａから徐々に正圧側Ｐへ向かいながら頂点Ｃまで延びる上縁１５ｂ－Ｕと、頂点Ｃから正圧面１５ｐ上における第２翼素１５ｂの外縁Ｅ２まで延びる側縁１５ｂ－Ｓと、を有する。
【0043】
（実施例１と比較例のプロペラファンの静圧の比較）
図１５～図１７を参照して、実施例１と比較例のプロペラファンの静圧の変化を説明する。比較例のプロペラファンは、内周翼１５を有していない点が、実施例１のプロペラファン５と異なる。図１５は、実施例１のプロペラファン５における風量と入力との関係を示すグラフである。図１６は、実施例１のプロペラファン５における風量と回転数との関係を示すグラフである。図１７は、実施例１のプロペラファン５における風量と静圧との関係を示すグラフである。図１５～図１７において、実施例１を実線で示し、比較例を点線で示す。図１５及び図１６は、実施例１と比較例とで、入力に対する風量や回転数に対する風量を比較する際に、静圧が同じ（一定）であることを前提としている。
図１５～図１７を参照して、実施例１と比較例のプロペラファンの静圧の変化を説明する。比較例のプロペラファンは、内周翼１５を有していない点が、実施例１のプロペラファン５と異なる。図１５は、実施例１のプロペラファン５における風量と入力との関係を示すグラフである。図１６は、実施例１のプロペラファン５における風量と回転数との関係を示すグラフである。図１７は、実施例１のプロペラファン５における風量と静圧との関係を示すグラフである。図１５～図１７において、実施例１を実線で示し、比較例を点線で示す。図１５及び図１６は、実施例１と比較例とで、入力に対する風量や回転数に対する風量を比較する際に、静圧が同じ（一定）であることを前提としている。
【0044】
図１５は、プロペラファンの風量がＱ２１［ｍ３／ｈ］のとき入力（投入電力）がＷ１［Ｗ］であり、プロペラファンの風量がＱ２２［ｍ３／ｈ］のとき入力（投入電力）がＷ２［Ｗ］であることを示す。ここで、風量Ｑ２２は、風量Ｑ２１よりも大きい。図１６は、プロペラファンの風量がＱ２１［ｍ３／ｈ］のとき回転数がＲＦ１［ｍｉｎ－１］であり、プロペラファンの風量がＱ２２［ｍ３／ｈ］のとき回転数がＲＦ２［ｍｉｎ－１］であることを示す。ここで、回転数ＲＦ２は、回転数ＲＦ１よりも高い。すなわち、実施例１及び比較例では、風量が同一であれば、入力（投入電力）と回転数が同一であることを示す。なお、図１５及び図１６では、同一である実施例１の実線と比較例の点線とをずらして示すことで、各入力－風量特性や各回転数－風量特性を見やすくしている。
【0045】
一方、図１７に示すように、プロペラファンの風量は、静圧がＰａ１［Ｐａ］の場合、比較例がＱ２１［ｍ３／ｈ］、実施例１がＱ３１［ｍ３／ｈ］となり、実施例１の風量Ｑ３１が比較例の風量Ｑ２１よりも高い値になる。また、プロペラファンの風量は、静圧がＰａ２［Ｐａ］の場合、比較例がＱ２２［ｍ３／ｈ］、実施例１がＱ３２［ｍ３／ｈ］となり、実施例１の風量Ｑ３２が比較例の風量Ｑ２２よりも高い値になる。
【0046】
すなわち、静圧がＰａ１［Ｐａ］で同一であれば、比較例に比べて実施例１では、風量がＱ２１［ｍ３／ｈ］からＱ３１［ｍ３／ｈ］へ増大する。また、静圧がＰａ２［Ｐａ］で同一であれば、比較例に比べて実施例１では、風量がＱ２２［ｍ３／ｈ］からＱ３２［ｍ３／ｈ］へ増大する。言い換えると、実施例１では、比較例よりも静圧が高い場合であっても、比較例と同じ風量を確保することができる。すなわち、図１７に示すように、実施例１によれば、プロペラファン５の風量の増大を図ることができる。図１７においても、実施例１と比較例とで、入力に対する風量や回転数に対する風量を比較する際に、静圧が同じ（一定）であることを前提としている。
【0047】
したがって、実施例１のプロペラファン５が備える内周翼１５は、上述のような、内周翼１５の形状や、翼角度θを有する形状とし、また複数の内周翼１５を有する場合には内周翼１５同士の間に第１開口１６を設けると共に、各内周翼１５の形状の相対関係が所定の関係を満たすことにより、プロペラファン５の内周部１３ａにおける風量の増大が図られている。つまり、上述の各特徴のそれぞれが、プロペラファン５の内周部１３ａにおける風速を高めて、内周部１３ａの風量の増大に寄与している。
【0048】
図１８は、実施例１のプロペラファン５の翼１２のリブを説明するための要部拡大側面図である。図１８に示すように、ハブ１１の側面１１ａには、翼１２の後縁１２－Ｒと、この後縁１２－Ｒに隣り合う次の翼１２の前縁１２－Ｆとを連結する補強部材としてのリブ１８が形成されている。リブ１８は、複数の翼１２の各々の後縁１２－Ｒと前縁１２－Ｆとの間にそれぞれ形成されており、後縁１２－Ｒと前縁１２－Ｆとを連結する板状に形成されている。第２翼素１５ｂに対向するリブ１８の前面は、第２開口１７に連続して形成されている。
【0049】
例えば、翼１２の数が増えることに伴って翼１２全体の大きさが小さくなり、かつ、翼面部１２ｃに第２開口１７が形成されることにより、翼１２における、第２開口１７と翼１２の後縁１２－Ｒとの間の部分の機械的強度が低下するおそれがある。このような場合であっても、隣り合う翼１２同士の間にリブ１８が形成されることで、リブ１８によって翼１２の後縁１２－Ｒを適正に補強することができる。言い換えると、リブ１８が設けられることで、翼面部１２ｃに第２開口１７を大きく確保することが可能になる。
【0050】
（実施例１の効果）
上述したように実施例１のプロペラファン５の内周翼１５において、翼１２の回転方向Ｒにおける前縁１２－Ｆ側に配置された第１翼素１５ａは、図１２を用いて説明したように、頂点Ａと点Ｂとを結ぶ方向に沿う第１翼素１５ａの翼弦に沿う方向と、中心軸Ｏに直交する平面Ｍとがなす翼角度θが、所定の第１角度以上、第１角度よりも大きい第２角度以下の範囲になるように形成されている。これにより、翼１２の内周部１３ａにおける風速を高めることが可能になり、翼１２の内周部１３ａでの風量を向上することができるので、プロペラファン５全体での風量を増やすことができる。プロペラファン５は、内周翼１５を有していないプロペラファンと比べて、同じ回転数における風量が増えるので、内周翼１５を有していないプロペラファンと同じ風量を得るための回転数を下げることができる。したがって、プロペラファン５の効率が高められ、空気調和機の省エネルギー性能を向上することができる。
上述したように実施例１のプロペラファン５の内周翼１５において、翼１２の回転方向Ｒにおける前縁１２－Ｆ側に配置された第１翼素１５ａは、図１２を用いて説明したように、頂点Ａと点Ｂとを結ぶ方向に沿う第１翼素１５ａの翼弦に沿う方向と、中心軸Ｏに直交する平面Ｍとがなす翼角度θが、所定の第１角度以上、第１角度よりも大きい第２角度以下の範囲になるように形成されている。これにより、翼１２の内周部１３ａにおける風速を高めることが可能になり、翼１２の内周部１３ａでの風量を向上することができるので、プロペラファン５全体での風量を増やすことができる。プロペラファン５は、内周翼１５を有していないプロペラファンと比べて、同じ回転数における風量が増えるので、内周翼１５を有していないプロペラファンと同じ風量を得るための回転数を下げることができる。したがって、プロペラファン５の効率が高められ、空気調和機の省エネルギー性能を向上することができる。
【0051】
また、実施例１のプロペラファン５における第１翼素１５ａの翼角度θは、第１角度が２０度、第２角度が９０度である。これにより、図１３を用いて説明したように、プロペラファン５の定格負荷時の風量Ｑ１１及び効率η１１と、高負荷時の風量Ｑ１２及び効率η１２をそれぞれ高める効果を得ることができる。
【0052】
また、実施例１のプロペラファン５における第１翼素１５ａの翼角度θは、第１角度が４０度、第２角度が９０度である。これにより、図１３を用いて説明したように、プロペラファン５の定格負荷時及び高負荷時の両方において、効率η１１、η１２がそのピーク値から１０％程度の減少に抑えることができる。
【0053】
また、実施例１のプロペラファン５における第１翼素１５ａの翼角度θは、８７度である。これにより、図１３を用いて説明したように、プロペラファン５の定格負荷時の風量Ｑ１１、効率η１１及び高負荷時の効率η１２を最大に高めることが可能になる。
【0054】
また、実施例１のプロペラファン５の内周翼１５は、翼１２の回転方向Ｒにおける後縁１２－Ｒ側において第１翼素１５ａに隣り合って配置された第２翼素１５ｂを有しており、第１翼素１５ａと第２翼素１５ｂとの間に、翼面部１２ｃを負圧側Ｎから正圧側Ｐに貫通する第１開口１６が形成されている。これにより、図６を用いて説明したように、プロペラファン５の負圧側Ｎから第１開口１６を通って正圧側Ｐへ空気が流れるので、翼１２の内周部１３ａにおける風速を高めることができる。
【0055】
また、実施例１のプロペラファン５における第２翼素１５ｂは、図７及び図９を用いて説明したように、第１開口１６を介して翼面部１２ｃの正圧面１２ｐと負圧面１２ｎとに跨って形成されている。翼１２に第２翼素１５ｂを設ける場合、第１開口１６と第２翼素１５ｂとが構造の一部を共有することになる。しかし、単に第２翼素１５ｂを翼１２に配置した場合、第２翼素１５ｂの一部が第１開口１６を塞ぐような形状になるおそれがある。このため、第２翼素１５ｂは、第１開口１６を介して翼面部１２ｃの正圧面１２ｐと負圧面１２ｎとに跨って形成されることで、空気が負圧側Ｎから正圧側Ｐへ滑らかに流すことが可能になる。これにより、負圧側Ｎから第２翼素１５ｂによって空気が第１開口１６を通って正圧側Ｐへ流れ易くなるので、翼１２の内周部１３ａにおける風速を更に高めることができる。
【0056】
また、実施例１のプロペラファン５の翼１２の翼面部１２ｃにおいて、翼１２の回転方向Ｒにおける後縁１２－Ｒと、第２翼素１５ｂとの間には、図６を用いて説明したように、翼面部１２ｃを負圧側Ｎから正圧側Ｐに貫通する第２開口１７が形成されている。これにより、翼１２の内周部１３ａにおいて負圧側Ｎから正圧側Ｐへ空気が流れ易くなるので、内周部１３ａにおける風速を高めることができる。
【0057】
また、実施例１のプロペラファン５のハブ１１の側面１１ａには、図１８を用いて説明したように、翼１２の回転方向Ｒにおける後縁１２－Ｒと、この後縁１２－Ｒに隣り合う次の翼１２の前縁１２－Ｆとを連結するリブ１８が形成されている。これにより、翼面部１２ｃに第２開口１７が形成されることに伴う、翼１２の後縁１２－Ｒの機械的強度の低下を抑えることができる。
【0058】
以下、他の実施例について図面を参照して説明する。実施例２において、上述の実施例１と同様の構成部材には、実施例１と同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例2】
【0059】
実施例２のプロペラファン２５の翼１２は、後述する内周翼３５の第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂが、負圧面１２ｎから負圧側Ｎに突出する点を特徴に含む。なお、実施例１のプロペラファン５においても、第１翼素１５ａの前縁１５ａ－Ｆ及び第２翼素１５ｂの前縁１５ｂ－Ｆは、負圧面１２ｎから負圧側Ｎに僅かに突出している（図１２）。しかし、実施例２における第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂは、負圧面１２ｎから負圧側Ｎに突出する突出量が、実施例１と比べて大きく確保されている点で実施例１と異なる。
【0060】
（内周翼の形状）
図１９は、実施例２のプロペラファン２５を正圧側Ｐから見た平面図である。図２０は、実施例２のプロペラファン２５の第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂを正圧側Ｐから見た斜視図である。図２１は、実施例２のプロペラファン２５の第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂを負圧側Ｎから見た斜視図である。
図１９は、実施例２のプロペラファン２５を正圧側Ｐから見た平面図である。図２０は、実施例２のプロペラファン２５の第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂを正圧側Ｐから見た斜視図である。図２１は、実施例２のプロペラファン２５の第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂを負圧側Ｎから見た斜視図である。
【0061】
図１９、図２０及び図２１に示すように、実施例２のプロペラファン２５における内周翼３５は、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐから正圧側Ｐに向かって突出すると共に、翼１２の回転方向Ｒに沿って並んで配置された第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂを含む。
【0062】
図１９及び図２０に示すように、翼面部１２ｃにおける第１翼素３５ａと第２翼素３５ｂとの間には、翼面部１２ｃを負圧側Ｎから正圧側Ｐに貫通する第１開口３６が形成されている。また、翼面部１２ｃにおける、翼１２の後縁１２－Ｒと、第２翼素３５ｂとの間には、翼面部１２ｃを負圧側Ｎから正圧側Ｐに向けて貫通する第２開口３７が形成されている。
【0063】
第１翼素３５ａは、翼面部１２ｃの負圧面１２ｎから負圧側Ｎへ向かって突出すると共に、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐから正圧側Ｐへ向かって突出している（図２３参照）。第１翼素３５ａは、図１９に示すように、第１翼素３５ａの回転方向Ｒにおける前縁３５ａ－Ｆが、翼１２の前縁１２－Ｆ側へ向かって凸となるように湾曲して形成されている。また、図１９及び図２０に示すように、第１翼素３５ａの前縁における外周部１３ｂ側と、翼面部１２ｃの前縁１２－Ｆの内周部１３ａ側は、連続して形成されており、第１翼素３５ａと前縁３５ａ－Ｆと翼面部１２ｃの前縁１２－Ｆとの境界部分に、翼１２の後縁１２－Ｒ側へ向かって窪んだ凹部３９が形成されている。
【0064】
第２翼素３５ｂも、第１翼素３５ａと同様に、翼面部１２ｃの負圧面１２ｎから負圧側Ｎへ向かって突出すると共に、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐから正圧側Ｐへ向かって突出している（図２３参照）。第２翼素３５ｂは、図１９に示すように、第２翼素３５ｂの回転方向Ｒにおける前縁３５ｂ－Ｆが、翼１２の前縁１２－Ｆ側（第１翼素３５ａ側）へ向かって凸となるように湾曲して形成されている。また、実施例２の第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂの他の形状は、上述した実施例１の第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂの各形状と同様に形成されている。
【0065】
（実施例２の要部）
図２２は、実施例２のプロペラファン２５の第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂが負圧面１２ｎから負圧側Ｎに突出する形状を説明するための斜視図である。図２３は、実施例２のプロペラファン２５の第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂが負圧面１２ｎから負圧側Ｎに突出する形状を説明するための要部断面図である。
図２２は、実施例２のプロペラファン２５の第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂが負圧面１２ｎから負圧側Ｎに突出する形状を説明するための斜視図である。図２３は、実施例２のプロペラファン２５の第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂが負圧面１２ｎから負圧側Ｎに突出する形状を説明するための要部断面図である。
【0066】
図２２及び図２３に示すように、第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂは、翼面部１２ｃの負圧面１２ｎから負圧側Ｎへ向かって突出している。言い換えると、第１翼素３５ａの前縁３５ａ－Ｆ及び第２翼素３５ｂの前縁３５ｂ－Ｆは、負圧側Ｎに位置するように形成されている。
【0067】
なお、実施例２では、第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂの両方が、翼面部１２ｃの負圧面１２ｎから負圧側Ｎへ向かって突出するが、例えば、第２翼素３５ｂのみであってもよく、内周翼３５の全ての翼素が、翼面部１２ｃの負圧面１２ｎから負圧側Ｎへ向かって突出する構造に限定するものではない。
【0068】
ここで、図２３に示す翼面部１２ｃの断面の定義について、図１９を参照して説明する。図１９に示すように、ハブ１１の径方向における第１開口３６の外縁Ｅ５を通り、ハブ１１の周方向に沿う円Ｊを基準として、円Ｊと外縁Ｅ５で接する接線Ｋに沿って翼１２を切断する断面が、図２３に示す断面である。
【0069】
（第１翼素及び第２翼素の作用）
図２４は、実施例２のプロペラファン２５の第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂによる空気の流れを説明するための側面図である。実施例２では、図２４に示すように、負圧側Ｎから正圧側Ｐへ向かって流れる空気の流れＴ１、Ｔ２が生じるが、空気の流れＴ２が、実施例１と異なる。実施例１では、第１開口１６を通る空気が、第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂの各正圧面に沿って流れる。これに対して、実施例２では、負圧面１２ｎから負圧側Ｎに突出する第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂの突出量が適正に確保されることにより、空気の流れＴ２のように、負圧面１２ｎ上に沿って流れる空気を第１開口３６に導き易くなる。実施例２では、負圧面１２ｎ上に沿って第１開口３６に導かれた空気を、第２翼素３５ｂの正圧面１２ｐで受けるので、第２翼素３５ｂに沿って負圧側Ｎから正圧側Ｐに引き込まれる風量が増える。したがって、翼１２の内周部１３ａにおける風速が高められる。
図２４は、実施例２のプロペラファン２５の第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂによる空気の流れを説明するための側面図である。実施例２では、図２４に示すように、負圧側Ｎから正圧側Ｐへ向かって流れる空気の流れＴ１、Ｔ２が生じるが、空気の流れＴ２が、実施例１と異なる。実施例１では、第１開口１６を通る空気が、第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂの各正圧面に沿って流れる。これに対して、実施例２では、負圧面１２ｎから負圧側Ｎに突出する第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂの突出量が適正に確保されることにより、空気の流れＴ２のように、負圧面１２ｎ上に沿って流れる空気を第１開口３６に導き易くなる。実施例２では、負圧面１２ｎ上に沿って第１開口３６に導かれた空気を、第２翼素３５ｂの正圧面１２ｐで受けるので、第２翼素３５ｂに沿って負圧側Ｎから正圧側Ｐに引き込まれる風量が増える。したがって、翼１２の内周部１３ａにおける風速が高められる。
【0070】
実施例２における第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂは、翼面部１２ｃの正圧面１２ｐから正圧側Ｐに突出し、かつ、負圧面１２ｎから負圧側Ｎへ向かって突出するが、特に、負圧面１２ｎから負圧側Ｎへ向かって突出する形状が、プロペラファン５の風量の増大に支配的に作用する。加えて、第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂにおいて、正圧面１２ｐから正圧側Ｐに突出する形状は、第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂの各翼弦長を長くして適正に確保することにより、翼１２の内周部１３ａの風速を高め、内周部１３ａの風量を増やすように作用する。
【0071】
このため、プロペラファン２５において第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂの各翼弦長が一定の条件では、翼面部１２ｃに対して第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂを、負圧面１２ｎから負圧側Ｎへ向かって突出する突出量がより大きくなるように、負圧側Ｎに寄せて配置することで、翼１２の内周部１３ａにおける風量を更に増やして風速を更に高めることが可能になる。加えて、第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂが、翼面部１２ｃの負圧側Ｎに寄せて配置されることにより、ファンモータの回転軸の周囲の空きスペースを有効利用することができる。このため、ファンモータとプロペラファン２５が室外機１の内部に占める空間を減らすことができるので、室外機１をコンパクトに構成し、室外機１の小型化を図ることが可能になる。
【0072】
（実施例２と実施例１との比較）
図２５及び図２６を参照して、実施例２のプロペラファン２５と実施例１のプロペラファン５とを比較する。実施例１のプロペラファン５は、第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂが負圧面１２ｎから負圧側Ｎに突出する突出量が、実施例２のプロペラファン２５と比べて小さい点で、実施例２と異なる。図２５は、実施例２のプロペラファン２５における風量と入力との関係を、実施例１と比較して示すグラフである。図２６は、実施例２のプロペラファン２５における風量と回転数との関係を、実施例１と比較して示すグラフである。図２５及び図２６において、実施例２を実線で示し、実施例１を点線で示す。図２５及び図２６は、実施例２と実施例１とで、入力に対する風量や回転数に対する風量を比較する際に、静圧が同じ（一定）であることを前提としている。
図２５及び図２６を参照して、実施例２のプロペラファン２５と実施例１のプロペラファン５とを比較する。実施例１のプロペラファン５は、第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂが負圧面１２ｎから負圧側Ｎに突出する突出量が、実施例２のプロペラファン２５と比べて小さい点で、実施例２と異なる。図２５は、実施例２のプロペラファン２５における風量と入力との関係を、実施例１と比較して示すグラフである。図２６は、実施例２のプロペラファン２５における風量と回転数との関係を、実施例１と比較して示すグラフである。図２５及び図２６において、実施例２を実線で示し、実施例１を点線で示す。図２５及び図２６は、実施例２と実施例１とで、入力に対する風量や回転数に対する風量を比較する際に、静圧が同じ（一定）であることを前提としている。
【0073】
図２５に示すように、ファンモータの入力［Ｗ］が同一値の場合、実施例２のプロペラファン２５は、実施例１のプロペラファン５よりも、風量［ｍ３／ｈ］が大きくなる。また、図２６に示すように、ファンモータの回転数［ｍｉｎ－１］が同一値の場合、実施例２のプロペラファン２５は、実施例１のプロペラファン５よりも、風量［ｍ３／ｈ］が大きくなる。したがって、図２５及び図２６によれば、実施例２のように第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂが負圧面１２ｎから負圧側Ｎへ向かって突出する突出量を適正に確保することにより、翼１２の内周部１３ａにおける風速が高められることが明らかである。
【0074】
（実施例２の効果）
実施例２のプロペラファン２５の内周翼３５は、翼面部１２ｃの負圧面１２ｎから負圧側Ｎへ向かって突出すると共に、翼１２の回転方向Ｒに並んで配置された複数の翼素を含む。複数の翼素は、翼１２の前縁１２－Ｆ側に配置された第１翼素３５ａと、翼１２の後縁１２－Ｒ側において第１翼素３５ａに隣り合って配置された第２翼素３５ｂと、を有しており、翼面部１２ｃにおける、第１翼素３５ａと、第２翼素３５ｂとの間に、翼面部１２ｃを負圧側Ｎから正圧側Ｐに貫通する第１開口３６が形成されている。これにより、翼１２の内周部１３ａにおける風速を高めることが可能になり、翼１２の内周部１３ａでの風量を向上することができるので、プロペラファン５全体での風量を増やすことができる。したがって、プロペラファン５の効率が高められ、空気調和機の省エネルギー性能を向上することができる。
実施例２のプロペラファン２５の内周翼３５は、翼面部１２ｃの負圧面１２ｎから負圧側Ｎへ向かって突出すると共に、翼１２の回転方向Ｒに並んで配置された複数の翼素を含む。複数の翼素は、翼１２の前縁１２－Ｆ側に配置された第１翼素３５ａと、翼１２の後縁１２－Ｒ側において第１翼素３５ａに隣り合って配置された第２翼素３５ｂと、を有しており、翼面部１２ｃにおける、第１翼素３５ａと、第２翼素３５ｂとの間に、翼面部１２ｃを負圧側Ｎから正圧側Ｐに貫通する第１開口３６が形成されている。これにより、翼１２の内周部１３ａにおける風速を高めることが可能になり、翼１２の内周部１３ａでの風量を向上することができるので、プロペラファン５全体での風量を増やすことができる。したがって、プロペラファン５の効率が高められ、空気調和機の省エネルギー性能を向上することができる。
【0075】
また、プロペラファン２５において、翼面部１２ｃに対して第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂを、負圧面１２ｎから負圧側Ｎへ向かって突出する突出量がより大きくなるように、負圧側Ｎに寄せて配置することで、翼１２の内周部１３ａにおける風量を更に増やして風速を更に高めることが可能になる。加えて、第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂが、翼面部１２ｃの負圧側Ｎに寄せて配置されることにより、ファンモータの回転軸の周囲の空きスペースを有効利用することができる。このため、ファンモータとプロペラファン２５が室外機１の内部に占める空間を減らすことができるので、室外機をコンパクトに構成し、室外機１の小型化を図ることが可能になる。
【0076】
更に、実施例２における第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂは、実施例１における第１翼素１５ａ及び第２翼素１５ｂと同様に、正圧面１２ｐから正圧側Ｐへ向かって突出する。これにより、第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂの各翼弦長が長くなり、各翼弦長が適正に確保されることで、第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂに沿って流れる空気の風速を高め、翼１２の内周部１３ａにおける風量を増やすことが可能になる。しかし、第１翼素３５ａ及び第２翼素３５ｂは、正圧面１２ｐから正圧側Ｐへ向かって突出する形状よりも、翼面部１２ｃの負圧面１２ｎから負圧側Ｎへ向かって突出する形状が重要であり、負圧側Ｎへ突出する突出量を適正に確保することが風量の増大に寄与する。
【符号の説明】
【0077】
５、２５ プロペラファン
１１ ハブ
１１ａ 側面
１２ 翼
１２－Ｆ 前縁
１２－Ｒ 後縁
１２ａ 基端
１２ｂ 外縁
１２ｃ 翼面部
１２ｐ 正圧面
１２ｎ 負圧面
１３ａ 内周部
１３ｂ 外周部
１５、３５ 内周翼
１５ａ、３５ａ 第１翼素
１５ａ－Ｆ、３５ａ－Ｆ 前縁
１５ｂ，３５ｂ 第２翼素
１５ｂ－Ｆ、３５ｂ－Ｆ 前縁
１６、３６ 第１開口
１７、３７ 第２開口
１８ リブ（補強部材）
Ｏ 中心軸
Ｒ 回転方向
Ｎ 負圧側
Ｐ 正圧側
θ 翼角度
Ａ、Ｃ 頂点
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ２’ 外縁
Ｅ３、Ｅ４ 下端
ｒ１、ｒ２ 距離
１１ ハブ
１１ａ 側面
１２ 翼
１２－Ｆ 前縁
１２－Ｒ 後縁
１２ａ 基端
１２ｂ 外縁
１２ｃ 翼面部
１２ｐ 正圧面
１２ｎ 負圧面
１３ａ 内周部
１３ｂ 外周部
１５、３５ 内周翼
１５ａ、３５ａ 第１翼素
１５ａ－Ｆ、３５ａ－Ｆ 前縁
１５ｂ，３５ｂ 第２翼素
１５ｂ－Ｆ、３５ｂ－Ｆ 前縁
１６、３６ 第１開口
１７、３７ 第２開口
１８ リブ（補強部材）
Ｏ 中心軸
Ｒ 回転方向
Ｎ 負圧側
Ｐ 正圧側
θ 翼角度
Ａ、Ｃ 頂点
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ２’ 外縁
Ｅ３、Ｅ４ 下端
ｒ１、ｒ２ 距離
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】