(57)【要約】【課題】翼外周部と中央部の速度差を抑制しつつプロペラファンの風量向上を図る。【解決手段】プロペラファンは、回転軸を有するハブと、前記ハブの周方向に設けられた複数の翼と、を備え、翼は、ハブに接続されている基部から外縁までの部分のうち基部側に位置する内周部および外縁側に位置する外周部を含み、外周部は、１枚の翼面として形成され、内周部は、所定の間隔で配置された複数の翼素を含んでおり、回転軸から内周部と外周部の境界までの距離ｒと、回転軸から外縁までの距離である半径Ｒとの比ｒ／Ｒが０．４以下であり、外周部における風速をＶ１、内周部における風速をＶ２とした場合、Ｖ１≦Ｖ２×２．０の関係式が成り立つ。【選択図】図２
2019167838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸の周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、
前記翼は、前記ハブに接続されている、前記翼の基部側に位置する内周部、および、前記翼の外縁側に位置する外周部を含み、
前記外周部は、１枚の翼面として形成され、
前記内周部は、所定の間隔で配置された複数の翼素を含んでおり、
前記中心軸から、前記内周部と前記外周部との境界までの距離である半径ｒと、前記中心軸から前記翼の前記外縁までの距離である半径Ｒとの比ｒ／Ｒが０．４以下であり、
前記外周部における風速をＶ１、前記内周部における風速をＶ２とした場合、Ｖ１≦Ｖ２×２．０の関係式が成り立つ、
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】
例えば、空気調和機は、その室外機にプロペラファンを有する。プロペラファンにおける風速は、翼外周部で速く、回転中心に向かうにつれて低下する。近年、空気調和機の省エネルギー性能向上のため、プロペラファンの風量向上が図られている。具体的には、プロペラファンの「大径化および高速回転化など」が行われている。
なお、この分野の技術は、たとえば、特開２０１０−１０１２２３号公報、国際公開２０１１／０１１８９０号公報、特表２００３−５０３６４３号公報および特開２００４−１１６５１１号公報に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０１２２３号公報
【特許文献２】国際公開２０１１／００１１８９０号公報
【特許文献３】特表２００３−５０３６４３号公報
【特許文献４】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】
一般的な技術では、翼における径方向の風速分布が不均一となる。このため、翼の内周部において、下流側から空気を吸い込む等のサージング現象が発生し、運転状態が異常となる。プロペラファンを室外機に使用する場合、サージング現象は、騒音およびプロペラファンの破損につながるおそれがある。また、「風速が遅い、プロペラファンの内周部」は、送風にほぼ寄与しない。このため「プロペラファンの大きさに対して得られる送風量」が少なく、翼面が有効に使えていないと言える。
【０００５】
本開示における１つの目的は、「『翼の、外周部での風速と内周部での風速との差（風速差）』を抑制しつつ、プロペラファンの風量向上を図ること」ができる「プロペラファンおよび空気調和機の室外機」を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様にかかるプロペラファンは、中心軸の周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、翼は、「『ハブに接続されている、翼の基部』側に位置する内周部」および「『翼の外縁』側に位置する外周部」を含み、外周部は、１枚の翼面として形成され、内周部は、所定の間隔で配置された複数の翼素を含んでおり、「中心軸から、『内周部と外周部との境界』までの距離」である半径ｒと、「中心軸から翼の外縁までの距離である半径Ｒ」との比ｒ／Ｒが０．４以下であり、外周部における風速をＶ１、内周部における風速をＶ２とした場合、Ｖ１≦Ｖ２×２．０の関係式が成り立つ。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一態様によれば、翼外周部での風速と内周部（中央部）での風速との差を抑制しつつ、プロペラファンの風量向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施例１（実施例２〜３）にかかるプロペラファンを有する室外機を示す模式図である。
【図２】図２は、実施例１（実施例２）にかかるファンを正圧側から見た概略的な平面図である。
【図３】図３は、実施例１にかかるプロペラファンを概略的に示す斜視図である。
【図４】図４は、実施例２にかかるプロペラファンを概略的に示す斜視図である。
【図５】図５は、Ｐ−Ｑ曲線図である。
【図６】図６は、実施例３にかかるプロペラファンを正圧側から見た平面図である。
【図７】図７は、実施例３にかかるプロペラファンの翼のうちの１枚を正圧側から見た平面図である。
【図８】図８は、実施例３にかかるプロペラファンの翼の根本周辺を正圧側から見た斜視図である。
【図９】図９は、実施例３にかかるプロペラファンを負圧側から見た平面図である。
【図１０】図１０は、実施例３にかかるプロペラファンの翼のうちの１枚を負圧側から見た斜視図である。
【図１１】図１１は、実施例３にかかるプロペラファンを示す側面図である。
【図１２】図１２は、実施例３にかかるプロペラファンを示す斜視図である。
【図１３】図１３は、実施例３にかかるプロペラファンの翼のうちの１枚を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、翼素の各翼弦長、合計翼弦長の概略を示す図である。
【図１５】図１５は、半径比と風量および効率との関係を示す曲線図である。
【図１６】図１６は、翼素の最小翼弦長／翼素の合計翼弦長と風量および効率との関係を示す曲線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本開示を実施するための形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下に示す各種の実施形態により、本開示の技術は限定されない。また、以下に示す各種の実施形態は、矛盾しない範囲で、適宜組合せられて実施されてもよい。なお、既出の要素の説明は省略される。
【実施例１】
【００１０】
（室外機の構成）
図１は、「実施形態１にかかるプロペラファン」を有する室外機を示す模式図である。図１に示すように、実施形態１の室外機１は、空気調和機の室外機である。室外機１は、筐体６を有する。筐体６は、その内部に、「冷媒を圧縮する圧縮機３」、「圧縮機３に連結されて、冷媒が流れる熱交換器４」、および、「熱交換器４に送風するプロペラファン５Ａ」を収容する。
【００１１】
筐体６は、「外気を取り込むための吸込み口７」、および、「筐体６内の空気を排出するための吹出し口８」を有する。吸込み口７は、「筐体６の、側面６ａおよび背面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、「筐体６の前面６ｂに対向する背面６ｃ」と側面６ａとにわたって配置されている。プロペラファン５Ａ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）によって回転駆動される。以下の説明では、「プロペラファン５Ａが回転することにより、吹出し口８から排出される風」の方向を正圧側とし、その反対側を負圧側とする。
【００１２】
（実施形態１にかかるプロペラファン）
図２は、実施形態１にかかるプロペラファンを正圧側から見た概略的な平面図である。図２に示すように、実施形態１にかかるプロペラファン５Ａは、外観で円柱状（若しくは多角柱状）のハブ１１、および、複数の翼１２Ａを有している。複数の翼１２Ａは、「ハブ１１の中心軸の周りに設けられた側面１１ａ」に設けられている。ハブ１１および複数枚の翼１２Ａは、「成形材料としての、例えば樹脂材料」を用いて、一体成形されている。翼は、羽根ともいう。ハブ１１は、円柱状に形成されている。ハブ１１は、中心軸Ｏとなる位置に、「ファンモータのシャフト（図示せず）が嵌め込まれるボス（図示せず）」を有する。ハブ１１は、ファンモータの回転に伴って、「ハブ１１の、平面視の中心軸Ｏ」を軸に、図示の“Ｒ”の方向へ回転する。ボス（図示せず）は、負圧側（図３参照）に設けられる。ハブ１１の側面１１ａには、ハブ１１の周方向に沿って所定の間隔をあけて、複数（図２の例では３つ）の翼１２Ａが、ハブ１１と一体に形成されている。翼１２Ａは、板状に形成されている。
【００１３】
プロペラファン５Ａは、図２に示す平面視において、「翼１２Ａの、内周部１２Ａａおよび外周部１２Ａｂ」を有する。内周部１２Ａａは、「中心軸Ｏをもつ、半径ｒ１の円」の円周内に位置する。外周部１２Ａｂは、「『中心軸Ｏをもつ、半径ｒ１の円』の円周外であって、かつ、『中心軸Ｏをもつ、半径Ｒ１の円』の円周内」に位置する。図２に示すように、「ハブ１１に連結された内周部１２Ａａ」に比べて、「ハブ１１の径方向へ延ばされた外周部１２Ａｂ」は、広い翼面積を有するように形成されている。ここで、半径ｒ１と半径Ｒ１との比ｒ１／Ｒ１（以下、“半径比”と呼ぶ）は、下記（１）式を満たす。  
【００１４】
ｒ１／Ｒ１≦０．４・・・（１）
【００１５】
例えば、半径比ｒ１／Ｒ１＝０．４は、「『中心軸Ｏからの半径ｒ１』によって規定される『翼１２Ａにおける、内周部１２Ａａと外周部１２Ａｂとの境界』が、『中心軸Ｏから、半径Ｒ１の０．４倍の長さの位置』にあること」を意味する。なお、本実施形態では、一例として、ｒ１＝８８［ｍｍ］（φ＝１７６）、および、半径Ｒ１＝２２０［ｍｍ］（φ＝４４０）としている。
【００１６】
また、プロペラファン５Ａは、図２に示す平面視において、翼１２Ａそれぞれの内周部１２Ａａに、翼素１２Ａ−１１および１２Ａ−１２を有する。また、プロペラファン５Ａは、図２に示す平面視において、「翼１２Ａそれぞれの内周部１２Ａａの、翼素１２Ａ−１１と翼素１２Ａ−１２との間」に、孔部１２Ａ−２１を有する。孔部１２Ａ−２１は、「内周部１２Ａａと外周部１２Ａｂとの境界（中心軸Ｏからの半径ｒ１の位置）に接する」ように設けられている。すなわち、各翼１２Ａは、「『翼素１２Ａ−１１の基部１２Ａ−１１ａ、および、翼素１２Ａ−１２の基部１２Ａ−１２ａ』が、内周部１２Ａａにおいて、孔部１２Ａ−２１を形成する」ように、ハブ１１に接続されている。外周部１２Ａｂは、翼素１２Ａ−１１および翼素１２Ａ−１２から連続している。内周部１２Ａａおよび外周部１２Ａｂが、１枚の翼面を形成している。本実施形態では、基部１２Ａ−１１ａおよび基部１２Ａ−１２ａが、特許請求の範囲で示す基部となる。すなわち、基部１２Ａ−１１ａおよび基部１２Ａ−１２ａは、「翼１２Ａの、ハブ１１に接続されている部分」である。
【００１７】
言い換えると、２つの翼素１２Ａ−１１および１２Ａ−１２は、「翼１２Ａの外周部１２Ａｂから、内周部１２Ａａに向かう途中で、翼１２Ａが分岐されること」によって形成される。「翼素１２Ａ−１１と翼素１２Ａ−１２との間」の孔部１２Ａ−２１は、プロペラファン５Ａを通過する気流の流路となる。
【００１８】
図３は、実施形態１にかかるプロペラファンを概略的に示す斜視図である。図３は、「『図２に示す複数の翼１２Ａ』のうちの１つ」を概略的に拡大した斜視図である。図３に示すように、翼１２Ａでは、ハブ１１に対して、「回転方向（図中の“Ｒ”方向）の上流側（後縁側）に位置する翼素１２Ａ−１２」が、「下流側（前縁側）に位置する翼素１２Ａ−１１よりも、正圧側」に接続されている。そして、翼１２Ａの孔部１２Ａ−２１は、中心軸Ｏ方向および周方向に関して、「翼素１２Ａ−１２と翼素１２Ａ−１１との間」に位置している。
【００１９】
そして、プロペラファン５Ａが回転した際の、外周部１２Ａｂにおける最大風速をＶ１［ｍ／ｓ］、内周部１２Ａａにおける最大風速をＶ２［ｍ／ｓ］とした場合、下記（２）式が成り立つ。
【００２０】
Ｖ１≦Ｖ２×２．０・・・（２）
【００２１】
言い換えると、「内周部１２Ａａにおける風速Ｖ２に対する、外周部１２Ａｂにおける風速Ｖ１の比」である風速比Ｖ１／Ｖ２が、下記（３）式を満たすことになる。（３）式は、（２）式を変形することにより得られる。
【００２２】
Ｖ１／Ｖ２≦２．０・・・（３）
【００２３】
なお、「『実施形態１における翼１２Ａ』が有する、翼素１２Ａ−１１、１２Ａ−１２および孔部１２Ａ−２１」の数は、図２および図３に示した数に限られない。翼１２Ａは、３つ以上の翼素および２つ以上の孔部を有してもよい。すなわち、外周部１２Ａｂは、１枚の翼面（たとえば、孔をもたない翼面）として形成（構成）され、内周部１２Ａａは、所定の間隔で配置された複数の翼素を含んでいてもよい。
〔実施形態２〕
【００２４】
（実施形態２にかかるプロペラファン）
図４は、実施形態２にかかるプロペラファンを概略的に示す斜視図である。実施形態２にかかるプロペラファン５Ｂは、実施形態１にかかるプロペラファン５Ａと同様に、図１に示す室外機１に収容される。また、「プロペラファン５Ｂの、正圧側から見た概略的な平面図」は、「『図２に示す実施形態１にかかるプロペラファン５Ａ』に関する同様の平面図」と同様である。したがって、図２に、実施形態２にかかるプロペラファン５Ｂおよび構成要素の符号を、カッコ書きで示している。
【００２５】
図４は、「図２に示す複数の翼１２Ｂのうちの１つ」を概略的に拡大した斜視図である。図４に示すように、翼１２Ｂは、翼１２Ａの「内周部１２Ａａ、外周部１２Ａｂ、翼素１２Ａ−１１、翼素１２Ａ−１２、基部１２Ａ−１１ａ、基部１２Ａ−１２ａ、孔部１２Ａ−２１」と同様の、「内周部１２Ｂａ、外周部１２Ｂｂ、翼素１２Ｂ−１１、翼素１２Ｂ−１２、基部１２Ｂ−１１ａ、基部１２Ｂ−１２ａ、孔部１２Ｂ−２１」を有する。ただし、翼１２Ｂでは、「回転方向（図中の“Ｒ”方向）の上流側に位置する翼素１２Ｂ−１２」と、「下流側に位置する翼素１２Ｂ−１１」とが、「ハブ１１における、中心軸Ｏ方向の同じ高さ位置」に接続されている。
【００２６】
そして、実施形態２にかかる翼１２Ｂにおいても、実施形態１にかかる翼１２Ａと同様に、上記（１）〜（３）式が成り立つ。
【００２７】
なお、「『実施形態２にかかる翼１２Ｂ』が有する翼素１２Ｂ−１１、１２Ｂ−１２および孔部１２Ｂ−２１」の数は、図２および図４に示した数に限られない。翼１２Ｂは、３つ以上の翼素および２つ以上の孔部を有してもよい。すなわち、外周部１２Ｂｂは、１枚の翼面（たとえば、孔をもたない翼面）として形成（構成）され、内周部１２Ｂａは、所定の間隔で配置された複数の翼素を含んでいてもよい。
【００２８】
（風量と静圧との関係、ならびに、半径比と風速比率との関係について）
図５は、Ｐ−Ｑ曲線図である。図５は、「実施形態１および２のプロペラファンにおいて、半径比を０．４以下とし、風速比Ｖ１／Ｖ２を２．０以下とした根拠」を示す。図５では、風量Ｑ［ｍ３／ｈ］を横軸とし、風圧Ｐ［Ｐａ］を縦軸とする。
【００２９】
ここで、図５は、「風速比Ｖ１／Ｖ２＝１．１、１．３、１．５、１．７、２．０および２．１の場合」についてのＰ−Ｑ曲線を示す。図５では、「内周部１２Ａａ（１２Ｂａ）に、複数の翼素１２Ａ−１１および１２Ａ−１２（１２Ｂ−１１および１２Ｂ−１２）を有する、プロペラファン５Ａ（５Ｂ）」に対応している。各データにかかるプロペラファンでは、「風速比Ｖ１／Ｖ２が、上記の各数値となる」ように、翼素１２Ａ−１１および１２Ａ−１２（１２Ｂ−１１および１２Ｂ−１２）の翼弦長（「翼素の、断面長手方向一端と他端と」を結ぶ直線の長さ）が調整されている。風速比Ｖ１／Ｖ２＝２．１のプロペラファンでは、Ｐ−Ｑ曲線の特性に、三次曲線の極小値および極大値が現れる。このことは、サージング現象が発生していることを意味する（図５中の破線丸囲み部分参照）。
【００３０】
ここで、サージング現象とは、「翼１２Ａにおいて、内周部１２Ａａにおける送風能力が外周部１２Ａｂよりも低くなり、内周部１２Ａａでの風速と外周部１２Ａｂでの風速との差（風速差）が大きくなること」で発生する。サージング現象は、「プロペラファンのＰ−Ｑ特性に、三次曲線の極小値および極大値が現れる」ような流量範囲で発生する。サージング現象は、「上記の流量範囲において、風の『圧力および流量』が、不安定になって、大きく変動する」という現象である。「この現象が発生する流量範囲」でプロペラファンを運転すると、振動および／または逆流が発生する。その結果、「異音および／または圧力脈動など」の発生により、正常運転が困難になる。
他方、風速比Ｖ１／Ｖ２≦２．０では、風速比Ｖ１／Ｖ２が小さいほど、Ｐ−Ｑ曲線がなだらかになり、サージング現象が発生せず、且つ、風量を向上させることができた。
以上より、風速比Ｖ１／Ｖ２が２．０を超えると、翼形状によってはサージング領域が発生してしまうことが分かった。一方、風速比Ｖ１／Ｖ２が２．０以下であれば、翼形状によらず、サージング領域の発生を抑えることができることが分かった。
【００３１】
なお、風量［ｍ３／ｈ］と入力［Ｗ］との関係については、「風速比Ｖ１／Ｖ２＝２．１のプロペラファン」と比較して、「風速比Ｖ１／Ｖ２≦２．０のプロペラファン」では、「同一風量を出力するための、入力電力（プロペラファンを駆動させるために、図示しないファンモータに投入する電力）」が少なくて済む。また、入力電力が同一であれば、風速比Ｖ１／Ｖ２が大きいほど、風量が大きくなった。また、風量［ｍ３／ｈ］と回転数［ｒｐｍ］との関係については、「風速比Ｖ１／Ｖ２＝２．１のプロペラファン」と比較して、「風速比Ｖ１／Ｖ２≦２．０のプロペラファンプロペラファン」では、同じ風量を得るための回転数が少なくて済む。また、風速比Ｖ１／Ｖ２が大きいほど、風量が大きくなった。
【００３２】
以上から、実施形態１および２において、プロペラファン５Ａおよび５Ｂが、半径比ｒ１／Ｒ１≦０．４、Ｖ１≦Ｖ２×２．０（もしくはＶ１／Ｖ２≦２．０）の２つの条件を満たせば、サージングの発生を抑制することができる。
〔実施形態３〕
【００３３】
図６は、実施形態３にかかるプロペラファンを正圧側から見た平面図である。図７は、「『実施形態３にかかるプロペラファン』の翼のうちの１枚」を正圧側から見た平面図である。図８は、「『実施形態３にかかるプロペラファン』の、翼の根元周辺」を正圧側から見た斜視図である。また、図９は、実施形態３にかかるプロペラファンを負圧側から見た平面図である。図１０は、「『実施形態３にかかるプロペラファン』の翼のうちの１枚」を負圧側から見た斜視図である。
【００３４】
また、図１１は、実施形態３にかかるプロペラファンを示す側面図である。図１２は、実施形態３にかかるプロペラファンを示す斜視図である。図１３は、「『実施形態３にかかるプロペラファン』の翼のうちの１枚」を示す斜視図である。図１４は、翼素の「各翼弦長および合計翼弦長」の概略を示す図である。なお、実施形態３にかかるプロペラファン５Ｃは、「実施形態１にかかるプロペラファン５Ａ、および、実施形態２にかかるプロペラファン５Ｂ」と同様に、図１に示す室外機１に収容される。
【００３５】
図６〜図１４に示すように、実施形態３にかかるプロペラファン５Ｃは、円柱状のハブ１１、および、「ハブ１１の側面に設けられた複数の翼１２Ｃ」を有している。ハブ１１および複数の翼１２Ｃは、「成形材料としての、例えば樹脂材料」を用いて、一体成形されている。ハブ１１の側面１１ａには、ハブ１１の周方向に沿って、所定の間隔をあけて、複数（実施形態３の例では５つ）の翼１２Ｃが、ハブ１１と一体に形成されている。翼１２Ｃは、板状に形成されている。
【００３６】
プロペラファン５Ｃは、図６に示す平面視において、「翼１２Ｃの、内周部１２Ｃａおよび外周部１２Ｃｂ」を有する。内周部１２Ｃａは、「中心軸Ｏをもつ、半径ｒ３の円」の円周内に位置する。外周部１２Ｃｂは、「『中心軸Ｏをもつ、半径ｒ３の円』の円周外であって、かつ、『プロペラファン５Ｃの、半径Ｒ３の円』の円周内」に位置する。図６に示すように、「ハブ１１に連結された内周部１２Ｃａ」に比べて、「ハブ１１の径方向へ延ばされた外周部１２Ｃｂ」は、広い翼面積を有するように形成されている。翼１２Ｃでは、「『翼１２Ｃの回転方向（図６に図示の“Ｒ”の方向）における上流側』である、後縁部１２Ｃ−１」が、「『後縁部１２Ｃ−１の反対側に位置する前縁部１２Ｃ−２』側へ向かって湾曲する」ように形成されている（図１１も参照）。後縁部１２Ｃ−１は、中心軸Ｏの回転軸方向から見て、湾曲している。
【００３７】
そして、翼１２Ｃの表面（翼面）は、「ハブ１１の周方向において、後縁部１２Ｃ−１から前縁部１２Ｃ−２に向かって、プロペラファン５Ｃの負圧側から正圧側に、緩やかに湾曲する」ように形成されている（例えば図９参照）。「このような翼１２Ｃが形成されたプロペラファン５Ｃ」がＲ方向（図６に図示の“Ｒ”の方向）に回転することで、空気は、負圧側から正圧側へ流れる。プロペラファン５Ｃの回転数が大きくなるに従って、「負圧側から正圧側へ流れる空気」の量が多くなる。
【００３８】
ここで、半径ｒ３と半径Ｒ３との比ｒ３／Ｒ３（半径比）は、下記（４）式を満たす。
【００３９】
ｒ３／Ｒ３≦０．７・・・（４）
【００４０】
例えば、半径比ｒ３／Ｒ３＝０．７は、「『中心軸Ｏからの半径ｒ３』によって規定される『翼１２Ｃにおける、内周部１２Ｃａと外周部１２Ｃｂとの境界』が、『中心軸Ｏから、半径Ｒ３の０．７倍の長さの位置』にあること」を意味する。
【００４１】
また、プロペラファン５Ｃは、図８〜図１４に示すように、翼１２Ｃそれぞれの内周部１２Ｃａに、３つの翼素１２Ｃ−１１、１２Ｃ−１２および１２Ｃ−１３を有する。また、プロペラファン５Ｃは、例えば図８に詳細を示すように、「各翼１２Ｃの内周部１２Ｃａの、翼素１２Ｃ−１１と翼素１２Ｃ−１２との間」に、孔部１２Ｃ−２１を有する。さらに、プロペラファン５Ｃは、「各翼１２Ｃの内周部１２Ｃａの、翼素１２Ｃ−１２と翼素１２Ｃ−１３との間」に、孔部１２Ｃ−２２を有する。すなわち、各翼１２Ｃは、「『翼素１２Ｃ−１１の基部１２Ｃ−１１ａ、翼素１２Ｃ−１２の基部１２Ｃ−１２ａ、および、翼素１２Ｃ−１３の基部１２Ｃ−１３ａ』が、内周部１２Ｃａにおいて、孔部１２Ｃ−２１および１２Ｃ−２２を形成する」ように、ハブ１１に接続されている。外周部１２Ｃｂは、「翼素１２Ｃ−１１、１２Ｃ−１２および１２Ｃ−１３」から連続している。内周部１２Ｃａおよび外周部１２Ｃｂが、１枚の翼面を形成している。本実施形態では、「基部１２Ｃ−１１ａ、基部１２Ｃ−１２ａ、および基部１２Ｃ−１３ａ」が、特許請求の範囲で示す基部となる。すなわち、「基部１２Ｃ−１１ａ、基部１２Ｃ−１２ａ、および基部１２Ｃ−１３ａ」は、「翼１２Ｃの、ハブ１１に接続されている部分」である。
【００４２】
言い換えると、３つの翼素１２Ｃ−１１、１２Ｃ−１２および１２Ｃ−１３は、「翼１２Ｃの外周部１２Ｃｂから、内周部１２Ｃａに向かう途中で、翼１２Ｃが分岐されること」によって形成される。「『翼素１２Ｃ−１１と翼素１２Ｃ−１２との間』の孔部１２Ｃ−２１、および、『翼素１２Ｃ−１２と翼素１２Ｃ−１３との間』の孔部１２Ｃ−２２」は、プロペラファン５Ｃを通過する気流の流路となる。
【００４３】
例えば、図７および図８に示すように、１つの翼１２Ｃにおいて、ハブ１１に対して、「回転方向（図中の“Ｒ”方向）の最も上流側（後縁側）に位置する翼素１２Ｃ−１３」の基部１２Ｃ−１３ａが、「下流側（前縁側）に位置する、『翼素１２Ｃ−１２の基部１２Ｃ−１２ａ』および『翼素１２Ｃ−１１の基部１２Ｃ−１１ａ』」と比較して、「中心軸Ｏ方向に関して正圧側」に接続されている。また、「翼素１２Ｃ−１２の基部１２Ｃ−１２ａ」は、「翼素１２Ｃ−１１の基部１２Ｃ−１１ａ」よりも、ハブ１１の「中心軸Ｏ方向に関して正圧側」に接続されている。そして、翼１２Ｃの孔部１２Ｃ−２１は、中心軸Ｏ方向および周方向に関して、「翼素１２Ｃ−１２と翼素１２Ｃ−１１との間」に位置している。翼１２Ｃの孔部１２Ｃ−２２は、中心軸Ｏ方向および周方向に関して、「翼素１２Ｃ−１３と翼素１２Ｃ−１２との間」に位置している。
【００４４】
そして、「内周部１２Ｃａの、各翼素１２Ｃ−１１〜１２Ｃ−１３の翼弦長」の合計である合計翼弦長をＬ０［ｍｍ］とし、「翼素１２Ｃ−１１〜１２Ｃ−１３の各々の翼弦長（『翼素の、断面長手方向一端と他端と』を結ぶ直線の長さ）うちの、最小の翼弦長」をＬｍｉｎ［ｍｍ］とすると、下記（５）式が成り立つ。
【００４５】
Ｌｍｉｎ／Ｌ０≧０．１・・・（５）
【００４６】
例えば、図１４に示すように、翼素１２Ｃ−１１〜１２Ｃ−１３の各翼弦長をＬ１［ｍｍ］、Ｌ２［ｍｍ］およびＬ３［ｍｍ］とし、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の大小関係が成り立つとする。このとき、Ｌｍｉｎ＝Ｌ１であり、Ｌ０＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３であり、上記（５）式から、Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）≧０．１が成り立つ。
【００４７】
また、図６〜図１４では、「孔部１２Ｃ−２１および１２Ｃ−２２が、ハブ１１まで延伸する」ような態様を示している。しかし、上記（４）〜（６）式が満たされれば、「孔部１２Ｃ−２１および１２Ｃ−２２の、形状および態様など」は、適宜、変更可能である。例えば、「孔部１２Ｃ−２１および１２Ｃ−２２が、ハブ１１から、それぞれ所定距離だけ離れた位置まで至る」ような態様も可能である。
【００４８】
後述するように、実施形態３では、プロペラファン５Ｃが、「半径比ｒ３／Ｒ３≦０．７、および、Ｌｍｉｎ／Ｌ０≧０．１の条件」を満たせば、サージングが発生しにくく、且つ、風量を向上させることができる。
【００４９】
なお、「『実施形態３における翼１２Ｃ』が有する、翼素１２Ｃ−１１〜１２Ｃ−１３、および、孔部１２Ｃ−２１および１２Ｃ−２２」の数は、図８〜図１３に示した数に限られない。翼１２Ｃは、２つ翼素および１つ孔部を有してもよい。もしくは、翼１２Ｃは、４つ以上の翼素および３つ以上の孔部を有してもよい。すなわち、外周部１２Ｃｂは１枚の翼面から構成され、内周部１２Ｃａは、「少なくとも１つの孔」と、「該孔を挟むように形成された複数の翼素」とを含んでいてもよい。また、孔部１２Ｃ−２１および１２Ｃ−２２は、「径方向において、内周部１２Ｃａと外周部１２Ｃｂとの境界から、ハブ１１の側面まで」の範囲に形成されてもよい。また、孔部１２Ｃ−２１および１２Ｃ−２２は、「上記の境界とハブ１１の側面との双方に接する」ように形成されていてもよい。
【００５０】
（半径比と風量および効率との関係、ならびに、翼素の最小翼弦長／翼素の合計翼弦長と風量および効率との関係について）
図１５は、半径比と「風量および効率」との関係を示すグラフ（曲線図）である。図１６は、「翼素の『最小翼弦長／翼素の合計翼弦長』」と「風量および効率」との関係を示すグラフ（曲線図）である。図１５は、実施形態３において、半径比を０．７以下とした根拠を示す。また、図１６は、実施形態３において、翼素の最小翼弦長／翼素の合計翼弦長を０．１以上とした根拠を示す。
【００５１】
図１５では、半径比を横軸とし、風量Ｑ［ｍ３／ｈ］および効率η（＝風量Ｑ／入力）［ｍ３／ｈ／Ｗ］を縦軸とする。図１５では、風量Ｑ１１および効率η１１が、「『プロペラファン５Ｃを、空気調和機の定格負荷で回転させているとき』の風量および効率」に相当する。一方、風量Ｑ１２および効率η１２が、「『プロペラファン５Ｃ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』の風量および効率」に相当する。定格負荷時および高負荷時のいずれでも、効率η１１およびη１２が、ピーク値から極端に下がらないことが好適である。
【００５２】
図１５において、半径比ｒ３／Ｒ３≦０．４〜０．５のとき、効率η１１およびη１２がピーク値を示している。よって、定格負荷時において、半径比ｒ３／Ｒ３≦０．７とすると、プロペラファン５Ｃの効率η１１が、「そのピーク値から、ピーク値の概ねマイナス１０％程度以下まで」の範囲に収まった。また、高負荷時において、半径比ｒ３／Ｒ３≦０．５とすると、プロペラファン５Ｃの「風量Ｑ１２および効率η１２」が最高となった。
【００５３】
また、図１６では、「翼素の基部の最小翼弦長／翼素の合計翼弦長（＝Ｌｍｉｎ／Ｌ０）」を横軸とし、風量Ｑ［ｍ３／ｈ］および効率η［ｍ３／ｈ／Ｗ］を縦軸とする。図１６では、風量Ｑ２１および効率η２１が、「『プロペラファン５Ｃを、空気調和機の定格負荷で回転させているとき』の風量および効率」に相当する。一方、風量Ｑ２２および効率η２２が、「『プロペラファン５Ｃ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』の風量および効率」に相当する。
【００５４】
図１６に示すように、定格負荷時の効率η２１に関しては「翼素の最小翼弦長／翼素の合計翼弦長（＝Ｌｍｉｎ／Ｌ０）の全領域」において、定格負荷時の効率η２１の低下量は、「そのピーク値の１０％」と小さい。このため、「翼素の最小翼弦長／翼素の合計翼弦長（＝Ｌｍｉｎ／Ｌ０）」に特に制限はない。一方、図１６において、高負荷時には、「翼素の最小翼弦長／翼素の合計翼弦長（＝Ｌｍｉｎ／Ｌ０）＜０．１」において、風量Ｑ２１の低下率が、そのピーク値の４０％以上となる。このことから、翼素の最小翼弦長／翼素の合計翼弦長（＝Ｌｍｉｎ／Ｌ０）≧０．１とした。
【００５５】
よって、以上の実施形態１〜３によれば、「『翼１２Ａ、１２Ｂおよび１２Ｃの、それぞれの外周部１２Ａｂ、１２Ｂｂおよび１２Ｃｂ』での風速」向上に依存することなく、「内周部１２Ａａ、１２Ｂａおよび１２Ｃａでの風速」の向上を図れる。このため、「外周部１２Ａｂ、１２Ｂｂおよび１２Ｃｂ」での風速と「内周部１２Ａａ、１２Ｂａおよび１２Ｃａ」での風速との差（風速差）を抑制することができる。これにより、風速差によって生じる「内周部１２Ａａ〜１２Ｃａでの気流乱れ、および、気流失速に起因するサージング現象などの、異常な運転状態」を抑制することができる。その結果、「プロペラファン５Ａ、５Ｂおよび５Ｃの回転により発生させることができる風量」の増大を図ることができる。
【００５６】
以上、実施形態を説明した。ただし、上述した内容により、本願が開示する技術は限定されない。また、上述した構成要素は、「当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、および、いわゆる均等の範囲のもの」を含む。さらに、上述した構成要素は、適宜組み合わせられることが可能である。さらに、実施形態の要旨を逸脱しない範囲で、「構成要素の種々の省略、置換および変更」のうち少なくとも１つを行うことができる。
なお、半径比ｒ１／Ｒ１＝０．４とは、翼１２Ａにおいて、内周部１２Ａａと外周部１２Ａｂの境界が、中心軸Ｏからの半径Ｒ１を１として、中心軸Ｏからの半径ｒ１が半径Ｒ１の０．４倍の長さの位置であることを意味してもよい。半径比ｒ３／Ｒ３＝０．７とは、翼１２Ｃにおいて、内周部１２Ｃａと外周部１２Ｃｂの境界が、中心軸Ｏからの半径Ｒ３を１として、中心軸Ｏからの半径ｒ３が半径Ｒ３の０．７の長さの位置であることを意味してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１  室外機
３  圧縮機
４  熱交換器
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ  プロペラファン
６  筐体
６ａ  側面
６ｂ  前面
６ｃ  背面
７  吸込み口
８  吹出し口
１１  ハブ
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ  翼
１２Ａａ、１２Ｂａ、１２Ｃａ  内周部
１２Ａｂ、１２Ｂｂ、１２Ｃｂ  外周部
１２Ａ−２１、１２Ｂ−２１、１２Ｃ−２１、１２Ｃ−２２  孔部
１２Ｃ−１  前縁部
１２Ｃ−２  後縁部
１２Ａ−１１、１２Ａ−１２、１２Ｂ−１１、１２Ｂ−１２、１２Ｃ−１１、１２Ｃ−１２、１２Ｃ−１３  翼素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年5月31日(2019.5.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸の周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、
前記翼は、前記ハブに接続されている、前記翼の基部側に位置する内周部、および、前記翼の外縁側に位置する外周部を含み、
前記外周部は、１枚の翼面として形成され、
前記内周部は、所定の間隔で配置され、その全てが前記外周部に接続された複数の翼素を含んでおり、
前記中心軸から、前記内周部と前記外周部との境界までの距離である半径ｒと、前記中心軸から前記翼の前記外縁までの距離である半径Ｒとの比ｒ／Ｒが０．４以下であり、
前記外周部における風速をＶ１、前記内周部における風速をＶ２とした場合、Ｖ１≦Ｖ２×２．０の関係式が成り立つ、
プロペラファン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本開示の一態様にかかるプロペラファンは、中心軸の周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、翼は、「『ハブに接続されている、翼の基部』側に位置する内周部」および「『翼の外縁』側に位置する外周部」を含み、外周部は、１枚の翼面として形成され、内周部は、所定の間隔で配置され、その全てが前記外周部に接続された複数の翼素を含んでおり、「中心軸から、『内周部と外周部との境界』までの距離」である半径ｒと、「中心軸から翼の外縁までの距離である半径Ｒ」との比ｒ／Ｒが０．４以下であり、外周部における風速をＶ１、内周部における風速をＶ２とした場合、Ｖ１≦Ｖ２×２．０の関係式が成り立つ。