(57)【要約】【課題】各ブレードの内縁側へ空気流が導入されやすくし、各ブレードの圧力面の翼面圧力を均一化して送風効率を向上させることができるプロペラファンを提供する。【解決手段】回転軸線に対して円筒状又は円錐台状に形成されたハブと、前記ハブの外側面に放射状に設けられ、前記ハブの軸方向へ流れる空気流を形成する複数のブレードと、前記複数のブレード同士を互いに連結する連結リング部材と、を備え、前記連結リング部材が、縦断面における端面の形状が軸方向の厚み寸法よりも半径方向の厚み寸法が小さくなるように形成された環状体と、前記環状体が前記ブレードの負圧面側に位置するように当該環状体を前記複数のブレードの前縁、又は、前記複数のブレードの負圧面における前縁近傍に対して接続する複数の接続部とを具備した。【選択図】図１
2016113976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線に対して円筒状又は円錐台状に形成されたハブと、
前記ハブの外側面に放射状に設けられ、前記ハブの軸方向へ流れる空気流を形成する複数のブレードと、
前記複数のブレード同士を互いに連結する連結リング部材と、を備え、
前記連結リング部材が、
縦断面における端面の形状が軸方向の厚み寸法よりも半径方向の厚み寸法が小さくなるように形成された環状体と、
前記環状体が前記ブレードの負圧面側に位置するように当該環状体を前記複数のブレードの前縁、又は、前記複数のブレードの負圧面における前縁近傍に対して接続する複数の接続部とを具備することを特徴とするプロペラファン。
【請求項２】
前記環状体の空気流の流出縁と、前記複数のブレードの負圧面との間に隙間が形成されている請求項１記載のプロペラファン。
【請求項３】
前記環状体が、前記ハブと同軸となるように設けられた両端が開口した概略中空薄肉円筒状のものである請求項１又は２記載のプロペラファン。
【請求項４】
軸方向から見た場合に、前記環状体が前記ブレードの中央部を通るように設けられている請求項１乃至３いずれかに記載のプロペラファン。
【請求項５】
前記環状体が、前記ハブの上流側端面よりもさらに上流側に設けられている請求項１乃至４いずれかに記載のプロペラファン。
【請求項６】
前記環状体が前記回転軸線を中心として前記複数のブレードの外周端よりも小さい所定半径を有するように設けられており、
前記環状体の内側と前記環状体の外側において、半径方向平面に対する前記複数のブレードの傾斜角度であるブレード角度がそれぞれ異ならせてある請求項１乃至５いずれかに記載のプロペラファン。
【請求項７】
前記複数のブレードが前記環状体の設けられている半径において段部を有している請求項１乃至６いずれかに記載のプロペラファン。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれかに記載のプロペラファンを備えた冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハブの外側面に複数設けられたブレード同士を連結する連結リング部材を備えたプロペラファン及び冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にはハブの外側面に設けられる各ブレードを薄くして軽量化を図りつつ、各ブレードの変形を防止する目的で各ブレードを連結する連結リング部材を備えたプロペラファンが示されている。
【０００３】
この連結リング部材は概略薄肉円筒状に形成されており、軸方向から見た場合に各ブレードの翼幅に対して略中央を通るように設けられ、半径方向から見た場合に各ブレードの前縁から後縁までに至るように設けられている。言い換えると、連結リング部材は各ブレードを翼幅の略中央において内縁側と外縁側とを完全に仕切るように設けられている。
【０００４】
ところで、特許文献１に記載のプロペラファンでは連結リング部材が境界壁となってしまうため、連結リング部材の内側と外側で空気流が分流化してしまう。通常、連結リング部材を具備しないプロペラファンであっても各ブレードの内縁側は外縁側と比較して翼面圧力が低下し、仕事率が低くなる傾向がある。連結リング部材により空気流が分流されると、この傾向はさらに顕著となって各ブレードの圧力面における翼面圧力はさらに不均一となり各ブレードの内縁側は送風に寄与しにくくなる。
【０００５】
一方、特許文献２のプロペラファンは、各ブレードの前縁と連結するとともに、各ブレードの内縁側と外縁側を完全には仕切らないように構成された連結リング部材を備えている。
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の連結リング部材は、その縦断面形状が真円状に形成されており、特許文献２の図２に記載されているように各ブレードに吸い込まれる空気流の一部が連結リング部材において円環状の渦が発生してしまう。このため、各ブレードの外縁側に空気流が導入されやすくなっており、各ブレードの圧力面の翼面圧力を均一化することはできない。したがって、特許文献２に記載の連結リング部材であっても、特許文献１の連結リング部材と同様にプロペラファンの仕事率を向上させることはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−０９６０８４号公報
【特許文献２】実開昭６２−２０４０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は上述したような問題を鑑みてなされたものであり、各ブレードの内縁側へ空気流が導入されやすくし、各ブレードの圧力面の翼面圧力を均一化して送風効率を向上させ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】
【０００９】
すなわち、回転軸線に対して円筒状又は円錐台状に形成されたハブと、前記ハブの外側面に放射状に設けられ、前記ハブの軸方向へ流れる空気流を形成する複数のブレードと、前記複数のブレード同士を互いに連結する連結リング部材と、を備え、前記連結リング部材が、縦断面における端面の形状が軸方向の厚み寸法よりも半径方向の厚み寸法が小さくなるように形成された環状体と、前記環状体が前記ブレードの負圧面側に位置するように当該環状体を前記複数のブレードの前縁、又は、前記複数のブレードの負圧面における前縁近傍に対して接続する複数の接続部とを具備することを特徴とする。
【００１０】
このようなものであれば、前記環状体が前記ブレードの負圧面側に位置するように前記接続部が設けられているので、前記連結リング部材は各ブレードの負圧面に対して風上側に存在し、各ブレードの圧力面側には存在しない。このため、前記連結リング部材により各ブレードの内縁側と外縁側が完全に仕切られて空気流が分流されることがない。
【００１１】
さらに、前記環状体が縦断面における端面の形状が軸方向の厚み寸法よりも半径方向の厚み寸法が小さくなるように形成されているので、環状体の周囲で空気流が渦を発生させにくく、各ブレードの内縁側へと空気流が導かれるのを妨げにくい。
【００１２】
したがって、前記連結リング部材によって各ブレードの内縁側に空気流を導く整流効果を発揮させることができるので、各ブレードの圧力面の翼面圧力を均一化し、各ブレードの内縁側においても効率よく送風を行わせることができる。
【００１３】
前記連結リング部材により風下にある前記各ブレードにおいて前記接続部の周辺以外では各ブレードの内源側と外縁側を仕切らないようにして、圧力面の翼面圧力の均一化の効果を高められるようにするには、前記環状体の空気流の流出縁と、前記複数のブレードの負圧面との間に隙間が形成されていればよい。
【００１４】
前記連結リング部材において、流入する空気流が前記環状体の周囲を循環する渦を発生させにくくする具体的な形状としては、前記環状体が、前記ハブと同軸となるように設けられた両端が開口した概略中空薄肉円筒状のものが挙げられる。
【００１５】
前記各ブレードの内縁側に外縁側と略同等の空気流が流入するように整流効果が発揮される前記環状体の配置としては、軸方向から見た場合に、前記環状体が前記ブレードの中央部を通るように設けられているものが挙げられる。
【００１６】
前記連結リング部材による前記各ブレードの内縁側へと空気流が導かれる効果をできる限り各ブレードの広い範囲で享受できるようにするには、前記環状体が、前記ハブの上流側端面よりもさらに上流側に設けられていればよい。
【００１７】
前記連結リング部材の内側と外側において生じる空気流の違いと、各ブレードの回転半径の違いによる回転速度の違いに合わせて空気流を翼面で受けられるようにして、さらに翼面圧力を均一化させるには、前記環状体が前記回転軸線を中心として前記複数のブレードの外周端よりも小さい所定半径を有するように設けられており、前記環状体の内側と前記環状体の外側において、半径方向平面に対する前記複数のブレードの傾斜角度であるブレード角度がそれぞれ異ならせてあればよい。
【００１８】
前記連結リング部材の内側と外側における空気流の違いに合わせて半径方向平面に対する前記複数のブレードの傾斜角度を調節する前記各ブレードの具体的な形状としては、前記複数のブレードが前記環状体の設けられている半径において段部を有しているものが挙げられる。
【００１９】
本発明のプロペラファンを備えた冷蔵庫であれば、ダクト内等の限られた狭いスペースに設けられても、必要な風量を例えば凝縮器に効率よく供給し、冷蔵庫の運転効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
このように本発明のプロペラファンによれば、前記連結リング部材が前記各ブレードの風上側に配置されるとともに、その縦断面の端面形状を半径方向よりも空気流の方向である軸方向の方が長くなるように形成してあるので、連結リング部材における渦の発生を防ぎ、前記各ブレードの内縁側へと空気流を導き、翼面圧力の均一化により送風効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロペラファンの模式的側面図及び模式的平面図。
【図２】同実施形態におけるプロペラファンの模式的斜視図。
【図３】同実施形態における別の方向から見たプロペラファンの模式的斜視図。
【図４】従来のプロペラファンの空気流と同実施形態のプロペラファンの空気流を比較した模式図。
【図５】従来のプロペラファンの翼面圧力分布と同実施形態のプロペラファンの翼面圧力分布を比較した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の一実施形態に係るプロペラファン１００及び冷蔵庫について図１乃至図５を参照しながら説明する。
【００２３】
本実施形態のプロペラファン１００は、冷蔵庫の凝縮器に送風するために前記凝縮器とともにダクト内に設けられるものである。
【００２４】
図１乃至図３に示すように、前記プロペラファン１００は樹脂成型により形成するものであり、円筒状のハブ１と、前記ハブ１の外側面に設けられた３枚のブレード２と、前記各ブレード２を連結する連結リング部材３と、を備えたものである。
【００２５】
前記ハブ１は、回転軸線に沿って円筒状に形成してあり、図示しないモータの回転軸が接続されるものである。
【００２６】
前記各ブレード２は、翼形状をなし、図１の側面図において前記ハブ１の底面側から上面側に向かって斜めに傾斜させて取り付けてある。より具体的には、前記各ブレード２は前記ハブ１の上面側に前縁２１が配置され、前記ハブ１の底面側に後縁２２が配置されるようにその内縁２３が前記ハブ１の外側面に設けてある。そして、前記各ブレード２は前記ハブ１の上面側に向かって凸となるように形成してあり、前記ハブ１の上面側であり、前記連結リング部材３が設けられる側の面が負圧面２５、その裏面が圧力面２６となるように配置してある。
【００２７】
さらに図２及び図３に示すように前記各ブレード２は前記連結リング部材３が設けられる位置において段部２７が形成してあり、半径方向平面に対する前記各ブレード２の傾斜角度が前記連結リング部材３の内側と外側で異ならせてある。より具体的には、前記各ブレード２は当該各ブレード２の内縁２３側のほうが、前記各ブレード２の外縁２４側よりも傾斜角度が大きくなるように形成してある。
【００２８】
前記連結リング部材３は、両端が開口した概略薄肉円筒状に形成してあり、図１乃至３に示されるように前記ハブ１と同軸となるように配置してあり、前記ハブ１のよりも風上側（上面側）であり、かつ、前記各ブレード２の負圧面２５よりも風上側に設けてある。
【００２９】
より具体的には前記連結リング部材３は、縦断面における端面の形状が軸方向の厚み寸法よりも半径方向の厚み寸法が小さくなるように形成された環状体３１と、前記環状体３１が前記ブレード２の負圧面２５側に位置するように当該環状体３１を前記複数のブレード２の前縁２１、又は、前記複数のブレード２の負圧面２５における前縁２１近傍に対して接続する３つの接続部３２とを具備する。
【００３０】
本実施形態では、前記環状体３１の縦断面の端面形状を軸方向に延びる長方形状に形成してあり、軸方向の厚み寸法よりも半径方向の厚み方向が小さくなるようにしてある。また、前記環状体３１における空気流の流出端（下流端）と前記各ブレード２の負圧面２５との間には隙間が形成してあり、前記連結リング部材３により空気流が前記各ブレード２において完全に仕切られて分流化しないように構成してある。さらに、前記環状体３１は、前記回転軸線を中心として前記複数のブレード２の外縁２４よりも小さい所定半径を有するように設けてある。本実施形態では前記ブレード２の翼幅に対して略中央部を通るように前記環状体３１の半径を設定してある。
【００３１】
前記接続部３２は、前記各ブレード２において段部２７が形成されている部分であり、かつ、前記各ブレード２の負圧面２５における前縁２１近傍に前記環状体３１を接続している部分である。すなわち、前記接続部３２の配置によって前記環状体３１は設けられている半径において前記各ブレード２の負圧面２５よりも風上側にのみ存在し、裏面の圧力面２６側に全く存在しないようにしてある。
【００３２】
このように構成されたプロペラファン１００について従来のプロペラファン１０１、１０２と比較しながら説明する。
【００３３】
図４及び図５は連結リング部材を具備しない第１のプロペラファン１０１と、特許文献１に示されるプロペラファン１０２と同様に各ブレードの圧力面において連結リング部材が前縁から後縁に至るまでを仕切っている第２のプロペラファン１０２と、本実施形態のプロペラファン１００とを比較したものである。
【００３４】
図４に示すように第１のプロペラファン１０１では、ほとんどの空気流は各ブレードの外縁側に集中する。また、第２のプロペラファン１０２では連結リンク部材が設けられていることで若干の整流効果が発揮され、各ブレードの内縁側にも第１のプロペラファン１０１と比較すると空気流が発生する。しかしながら、第２のプロペラファン１０２では連結リング部材が各ブレードの前縁よりも風下側に設けられており、圧力面側において仕切板として機能する。このため各ブレード２の内縁２３側と外縁２４側において空気流が分流化され、連結リング部材３による整流効果は限定的なものとなっている。
【００３５】
一方、本実施形態のプロペラファン１００では前記各ブレード２の負圧面２５よりも上流側に設けてあるとともに、前記連結リング部材３の流出端側と前記各ブレード２の負圧面２５との間に隙間が形成してある。このため、前記各ブレード２において圧力面２６側には仕切板は存在しないので空気流が分流化されず、前記連結リング部材３により第２のプロペラファン１００よりも内縁２３側に空気流が導かれやすい。したがって、前記各ブレード２面の全体に対して略均一に空気流を導くことができる。
【００３６】
図５は各プロペラファン１００、１０１、１０２の圧力面における翼面圧力分布を示している。
【００３７】
第１のプロペラファン１０１では全体的に翼面圧力が低く、かつ、ブレードの外縁側に圧力が集中している。このため、３つのプロペラファン１００、１０１、１０２の中では最も送風性能が低いものとなる。
【００３８】
また、第２のプロペラファン１０２は連結リング部材が仕切り板としての効果を発揮してしまうため、ブレードの外縁側にのみ翼面圧力が集中していることが分かる。翼面圧力はブレードの外縁側で上昇しているものの内縁側はほとんど翼としての機能を発揮しおらず、送風性能は限定的にしか向上しない。
【００３９】
一方、本実施形態のプロペラファン１００では翼面全体に所定値以上の圧力を発生させるとともに、その均一性も高い。したがって、３つのプロペラファン１００、１０１、１０２の中で最も送風性能を高くできる。これは、図４に示されるように各ブレード２の内縁２３側に従来よりも多くの空気流を導入できているとともに、各ブレード２が内縁２３側と外縁２４側において空気流の違いに応じた半径方向平面に対する傾斜角度を与えていることが寄与している。
【００４０】
このように本実施形態のプロペラファン１００であれば、従来のプロペラファン１０１、１０２と比較して各ブレード２の圧力面２６における翼面圧力を高くするとともにその分布を均一化できるので、送風性能を向上させることができる。
【００４１】
また、本実施形態のプロペラファン１００を用いた冷蔵庫は、凝縮器等における熱交換効率を向上させることができる。
【００４２】
その他の実施形態について説明する。
【００４３】
前記実施形態では、前記各ブレードは半径方向に沿って見た場合に段部を有するものであったが、段部を設けてなくてもよい。すなわち、前記各ブレードは翼幅方向に連続した曲面を有する翼であっても構わない。
【００４４】
前記連結リング部材は、設けられている半径において前記各ブレードの負圧面よりも上流側にあればよい。すなわち、設けられる半径によっては前記ハブの上面よりも下流側であってもよい。また、前記環状体の縦断面における端面の形状は前記実施形態に示したものに限られず、空気流が前記環状体の周りを周回する渦を発生させにくい形状であればよい。すなわち、縦断面における端面の形状が軸方向の厚み寸法よりも半径方向の厚み寸法が小さくなるように前記環状体の形状を決定すればよく、例えば前記環状体が翼形状をなしてもよい。加えて、前記リング部材の半径については前記実施形態に示したものに限られず、ブレードの形状や特性に応じて適宜設定すればよい。
【００４５】
前記ハブは円筒状だけでなく円錐台状に形成されたものであってもよい。また、前記ブレードの数は３つに限られず、その他の複数の枚数であっても構わない。
【００４６】
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や組み合わせを行っても構わない。
【符号の説明】
【００４７】
１００・・・プロペラファン
１    ・・・ハブ
２    ・・・ブレード
２１  ・・・前縁
２２  ・・・後縁
２３  ・・・内縁
２４  ・・・外縁
２５  ・・・負圧面
２６  ・・・圧力面
２７  ・・・段部
３    ・・・連結リング部材
３１  ・・・環状体
３２  ・・・接続部
【図１】
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【図２】
2016113976.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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