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WO2013094387A1 - ファン、成型用金型および流体送り装置 - Google Patents

ファン、成型用金型および流体送り装置 Download PDF

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Publication number
WO2013094387A1
WO2013094387A1 PCT/JP2012/081097 JP2012081097W WO2013094387A1 WO 2013094387 A1 WO2013094387 A1 WO 2013094387A1 JP 2012081097 W JP2012081097 W JP 2012081097W WO 2013094387 A1 WO2013094387 A1 WO 2013094387A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
blade
fan
section
cross
rotation axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2012/081097
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
白市 幸茂
大塚 雅生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to CN201280061722.7A priority Critical patent/CN104011397B/zh
Priority to SG11201403269WA priority patent/SG11201403269WA/en
Publication of WO2013094387A1 publication Critical patent/WO2013094387A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02Selection of particular materials
    • F04D29/023Selection of particular materials especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
    • F04D29/282Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers the leading edge of each vane being substantially parallel to the rotation axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/08Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/40Organic materials
    • F05D2300/43Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber

Definitions

  • the present invention generally relates to a fan, a molding die, and a fluid feeding device, and more specifically, a fan such as a cross-flow fan or a centrifugal fan, a molding die used for manufacturing the fan, and the fan.
  • a fluid feeder comprising:
  • Patent Document 1 discloses a once-through fan intended to exhibit excellent air blowing capability.
  • Patent Document 2 discloses a centrifugal fan for the purpose of exhibiting an excellent blowing capacity.
  • the various fans disclosed in Patent Documents 1 to 3 include a plurality of fan blades provided at intervals in the circumferential direction.
  • the fan blade has a blade surface composed of a pressure surface and a suction surface.
  • the fan blade has a blade cross-sectional shape in which concave portions and convex portions are alternately formed on the blade surface when cut by a plane perpendicular to the rotation axis of the fan.
  • Patent Document 4 discloses that while suppressing peak noise and abnormal noise at the same time, even if the blades are inclined, the performance is not deteriorated and power consumption is reduced. A once-through fan aimed at facilitating resin molding is disclosed.
  • the cross-flow fan disclosed in Patent Document 4 is formed by stacking a plurality of impellers including a plurality of blade portions in the central axis direction.
  • the center point of the cross section of the blade part perpendicular to the rotation center line is displaced toward the rotation direction front side or the rotation direction rear side about the rotation center line as it goes from the root part of the blade part toward the tip part. Displace radially outward.
  • Patent Document 5 Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-148196 (Patent Document 5) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-264394 (Patent Document 6) disclose low noise, high efficiency, easy change of blade shape and fan length, and reliability.
  • a cross-flow fan intended to be expensive and inexpensive is disclosed.
  • a plurality of blades having a circular cross section are arranged concentrically between a pair of left and right end plates and inclined at a predetermined angle. ing.
  • a fan blade of a cross-flow fan or a centrifugal fan in which concave and convex portions are alternately formed on the blade surface is known.
  • a vortex (secondary flow) of air flow is generated in the recess, so that the air flow (main flow) passing through the blade surface is generated in the recess. It flows along the outside of the resulting vortex.
  • the fan blade behaves like a thick wing having a blade cross-sectional shape thickened by the amount of vortex formation, so that the fan's blowing ability can be improved.
  • an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a fan, a molding die, and a fluid feeder that are excellent in moldability by resin.
  • the fan according to one aspect of the present invention is a fan formed of resin.
  • the fan has a blade surface composed of a pressure surface arranged on the fan rotation direction side and a suction surface arranged on the back side of the pressure surface, and a plurality of blade portions provided at intervals in the circumferential direction. And a support portion provided at one end of the blade portion in the direction of the rotation axis of the fan and connecting the plurality of blade portions to each other.
  • the blade portion has a blade cross-sectional shape in which a plurality of recesses are formed on at least one of the pressure surface and the suction surface when cut by a plane perpendicular to the rotation axis of the fan.
  • the blade portion is formed so that the area of the blade cross section when cut by a plane orthogonal to the rotation axis of the fan decreases from one end of the blade portion toward the other end in the rotation axis direction of the fan.
  • the first blade cross section is obtained when the blade portion is cut by a plane orthogonal to the rotation axis of the fan at one end of the blade portion in the fan rotation axis direction, and one end and the other end of the blade portion in the fan rotation axis direction are obtained.
  • the second blade cross section is obtained when the blade portion is cut by a plane perpendicular to the rotation axis of the fan. Until the length between the inner edge portion and the outer edge portion becomes equal between the first blade cross section and the second blade cross section, the blade circumference forming the outer periphery of the second blade cross section is outwardly equidistant over the entire circumference.
  • a fan according to another aspect of the present invention is a fan formed of resin.
  • the fan has a blade surface composed of a pressure surface arranged on the fan rotation direction side and a suction surface arranged on the back side of the pressure surface, and a plurality of blade portions provided at intervals in the circumferential direction. And a support portion provided at one end of the blade portion in the direction of the rotation axis of the fan and connecting the plurality of blade portions to each other.
  • the blade portion has a blade cross-sectional shape in which a plurality of recesses are formed on at least one of the pressure surface and the suction surface when cut by a plane perpendicular to the rotation axis of the fan.
  • the blade portion is formed so that the area of the blade cross section when cut by a plane orthogonal to the rotation axis of the fan decreases from one end of the blade portion toward the other end in the rotation axis direction of the fan.
  • the first blade cross section is obtained when the blade portion is cut by a plane orthogonal to the rotation axis of the fan at one end of the blade portion in the fan rotation axis direction, and one end and the other end of the blade portion in the fan rotation axis direction are obtained.
  • the second blade cross section is obtained when the blade portion is cut by a plane perpendicular to the rotation axis of the fan. Until the length between the inner edge portion and the outer edge portion becomes equal between the first blade section and the second blade section, the second blade section before expansion and the second blade section after expansion have a similar relationship.
  • the second blade cross section is enlarged, and the center line of the enlarged second blade cross section is adjusted so that the inner edge and the outer edge on the center line coincide with the inner edge and the outer edge of the first blade cross section, respectively.
  • the blade surface disposed on the back side of the bottom of the recess rather than the length between the bottom of the recess formed in the first blade cross section and the center line of the second blade cross section, and the second blade cross section The length between the center line is larger.
  • the blade portion is formed thick on one end side of the blade portion connected to the support portion and on the back side of the bottom portion of the recess. Accordingly, when the fan made of resin is manufactured, when the molded product of the fan is released from the molding die, it is possible to prevent the molded product of the fan from being broken at one end of the blade portion. Thereby, the moldability of the fan by resin can be improved.
  • the blade portion has a blade cross-sectional shape in which a concave portion formed on one of the pressure surface and the suction surface forms a convex portion on either the pressure surface or the suction surface. More than the length between the bottom part of the recessed part formed in the 1st blade cross section, and the centerline of the 2nd blade cross section, the top part of the convex part arrange
  • the blade portion is formed thick on the convex portion disposed on one side of the blade portion connected to the support portion and on the back side of the bottom portion of the concave portion.
  • the convex portion formed on the first blade cross section corresponds to the convex portion and forms a blade surface having a larger curvature than the convex portion formed on the second blade cross section.
  • the convex portion formed thick in the first blade cross section has a shape protruding more than the convex portion in the second blade cross section. A difference occurs in the curvature of the blade surface to be formed.
  • the blade section is displaced in the fan rotation direction between one end and the other end of the blade section in the fan rotation axis direction when the blade section is cut by a plane orthogonal to the fan rotation axis. To be formed.
  • an inner space is formed inside the plurality of blade portions arranged in the circumferential direction, and an outer space is formed outside the inner space.
  • the fluid is taken into the inner space from the outer space on one side with respect to the rotation axis, and the taken-in fluid is taken into the other side with respect to the rotation axis. It is a once-through fan that is sent to the outer space on the side of the fan. According to the fan configured as described above, it is possible to realize a cross-flow fan excellent in moldability by resin.
  • an inner space is formed inside the plurality of blade portions arranged in the circumferential direction, and an outer space is formed outside the inner space.
  • the fan described in any of the above is a centrifugal fan that sends fluid from the inner space to the outer space. According to the fan configured as described above, it is possible to realize a centrifugal fan that is excellent in resin moldability.
  • the molding die according to the present invention is used for molding the fan described in any of the above. According to the molding die configured as described above, when the molded product of the fan is released from the molding die, the molded product can be prevented from breaking at one end of the blade portion.
  • a fluid feeder according to the present invention includes a blower that includes any one of the above-described fans and a drive motor that is connected to the fans and rotates a plurality of blade portions. According to the fluid feeder configured as described above, the performance of the fluid feeder can be improved by the resin fan having an excellent blowing ability.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a blade cross section between a root portion and a tip portion of the fan blade in FIG. 3. It is sectional drawing which shows the blade
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a fan blade along the line VIII-VIII in FIG. 3.
  • FIG. 13 is another cross-sectional view showing a process of manufacturing the impeller in FIG. 2 using the molding die in FIG. 12.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the fan blade root portion showing the stress generated in the root portion of the fan blade when surface pressure is applied from the movable mold to the pressure surface side of the fan blade when releasing the molded product of the impeller.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the fan blade root portion showing the stress generated in the root portion of the fan blade when surface pressure is applied from the movable mold to the negative pressure surface side of the fan blade during mold release of the impeller. .
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing the blower along the line XX-XX in FIG. 19.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing the blower along the line XX-XX in FIG. 19.
  • FIG. 20 shows the air cleaner using the centrifugal fan in FIG.
  • FIG. 20 shows the blade
  • FIG. It is the figure which expanded the blade
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a blade cross section between a root portion and a tip portion of a fan blade in a fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a blade cross section at the root portion of a fan blade in a fourth embodiment. It is the figure which expanded the blade cross section in FIG. FIG. 10 is another cross-sectional view showing a blade cross section at the root portion of the fan blade in the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a cross-flow fan according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing one of the impellers constituting the cross-flow fan in FIG.
  • cross-flow fan (cross flow fan) 100 in the present embodiment has a plurality of fan blades 21.
  • Cross-flow fan 100 has a substantially cylindrical appearance as a whole, and a plurality of fan blades 21 are arranged on the substantially cylindrical peripheral surface.
  • Cross-flow fan 100 is made of resin.
  • Cross-flow fan 100 rotates in the direction indicated by arrow 103 about a virtual center axis 101 shown in the figure.
  • the cross-flow fan 100 is a fan that blows air in a direction orthogonal to the central axis 101 that is a rotation axis by a plurality of rotating fan blades 21.
  • Cross-flow fan 100 when viewed from the axial direction of central axis 101, takes air from the outer space on one side with respect to central axis 101 into the inner space of the fan, and further captures the air with respect to central axis 101. This is a fan sent out to the outer space on the other side.
  • Cross-flow fan 100 forms an air flow that flows in a direction crossing center axis 101 in a plane orthogonal to center axis 101.
  • Cross-flow fan 100 forms a planar blow-out flow parallel to central axis 101.
  • the cross-flow fan 100 is used at a rotational speed in a low Reynolds number region applied to a fan such as a home electric appliance.
  • the cross-flow fan 100 is configured by combining a plurality of impellers 12 arranged in the axial direction of the central shaft 101.
  • the plurality of fan blades 21 are provided at intervals in the circumferential direction around the central axis 101.
  • the cross-flow fan 100 further has an outer peripheral frame 13 as a support portion.
  • the outer peripheral frame 13 has a ring shape extending annularly around the central axis 101.
  • the outer peripheral frame 13 is provided so as to connect a plurality of fan blades 21 provided in each impeller 12 to each other.
  • the outer peripheral frame 13 has an end surface 13a and an end surface 13b.
  • the end surface 13 a is formed so as to face one direction along the axial direction of the central axis 101.
  • the end surface 13 b is disposed on the back side of the end surface 13 a and is formed to face the other direction along the axial direction of the central axis 101.
  • the impeller 12A includes an outer peripheral frame 13A and a plurality of fan blades 21.
  • the wheel 12 ⁇ / b> B includes an outer peripheral frame 13 ⁇ / b> B and a plurality of fan blades 21, and the impeller 12 ⁇ / b> C includes an outer peripheral frame 13 ⁇ / b> C and a plurality of fan blades 21.
  • the plurality of fan blades 21 provided on the impeller 12A are erected on the end surface 13a of the outer peripheral frame 13A and are formed so as to extend in a plate shape in the direction away from the outer peripheral frame 13A along the axial direction of the central axis 101.
  • the plurality of fan blades 21 provided on the impeller 12B are erected on the end surface 13a of the outer peripheral frame 13B, and extend in a plate shape in the direction away from the outer peripheral frame 13B along the axial direction of the central axis 101. It is connected to the end face 13b of 13A.
  • the plurality of fan blades 21 provided on the impeller 12C are erected on the end surface 13a of the outer peripheral frame 13C, and extend in a plate shape in the direction away from the outer peripheral frame 13C along the axial direction of the central axis 101. It is connected to the end face 13b of 13B.
  • FIG. 2 typically shows an impeller 12A including an outer peripheral frame 13A and a plurality of fan blades 21.
  • the impeller 12 having the form shown in FIG. 2 is manufactured by resin molding.
  • the form of the cross-flow fan 100 in FIG. 1 is obtained by connecting the obtained impellers 12 to each other.
  • FIG. 3 is a front view showing the impeller in FIG. In FIG. 3, the impeller viewed from the axial direction of the central shaft 101, that is, the rotational axis direction of the cross-flow fan 100 is partially shown.
  • the fan blade 21 has an inner peripheral blade tip 28 and an outer blade tip 29.
  • the inner peripheral blade tip 28 is disposed at the inner peripheral end of the fan blade 21.
  • the outer peripheral blade tip 29 is disposed at the outer peripheral end of the fan blade 21.
  • the fan blade 21 is formed to have a thin blade section between the inner peripheral blade tip 28 and the outer blade tip 29.
  • the fan blade 21 has a blade surface 23 composed of a pressure surface 24 and a suction surface 25.
  • the positive pressure surface 24 is disposed on the rotational direction side of the cross-flow fan 100, and the negative pressure surface 25 is disposed on the back side of the positive pressure surface 24.
  • the fan blade 21 as a whole has a curved shape between the inner circumferential blade tip 28 and the outer blade tip 29 so that the pressure surface 24 side is concave and the negative pressure surface 25 side is convex.
  • the fan blade 21 has a root portion 31 and a tip portion 32.
  • the fan blade 21 extends along the axial direction of the central shaft 101 between the root portion 31 and the tip portion 32.
  • the root portion 31 is connected to the end surface 13 a of the outer peripheral frame 13.
  • the front end portion 32 is provided at the front end where the fan blade 21 extends in a direction away from the end surface 13 a of the outer peripheral frame 13.
  • the distal end portion 32 is connected to the end surface 13 b of the outer peripheral frame 13 of the adjacent impeller 12.
  • the blade section 21 ⁇ / b> P obtained when the fan blade 21 is cut by a plane orthogonal to the central axis 101 in the root portion 31 (a plane orthogonal to the rotation axis of the once-through fan 100), and the center at the tip end portion 32.
  • the blade blade 21 is cut by a plane perpendicular to the central axis 101 at an arbitrary position between the blade section 21Q and the root portion 31 and the tip portion 32 when the fan blade 21 is cut by a plane perpendicular to the shaft 101.
  • the blade cross section 21R obtained in this case is shown.
  • the fan blade 21 is formed such that the area of the blade cross section when cut by a plane orthogonal to the central axis 101 decreases from the root portion 31 toward the tip portion 32. That is, the area of the blade cross section 21R at an arbitrary position between the root portion 31 and the tip portion 32 is smaller than the area of the blade cross section 21P at the root portion 31, and the area of the blade cross section 21Q at the tip portion 32 is the blade cross section. It is smaller than the area of 21P and the area of blade cross section 21R.
  • the taper taper shape of the fan blade 21 takes into account the draft when the molded product of the impeller 12 is released from the molding die during resin molding of the impeller 12 shown in FIG. It is.
  • the fan blade 21 is formed such that the blade cross section when cut by a plane orthogonal to the central axis 101 is displaced in the rotational direction of the cross-flow fan 100 between the root portion 31 and the tip portion 32.
  • the fan blade 21 is formed so as to be displaced forward in the rotational direction of the cross-flow fan 100 as indicated by an arrow 103 as its blade cross section moves from the root portion 31 toward the tip end portion 32. That is, the blade cross-section 21R at an arbitrary position between the root portion 31 and the tip portion 32 is positioned more forward than the blade cross-section 21P in the root portion 31 in the rotational direction of the cross-flow fan 100, and the blade cross-section at the tip portion 32.
  • the cross section 21Q is located on the front side in the rotational direction of the cross-flow fan 100 with respect to the blade cross section 21P and the blade cross section 21R.
  • a skew blade having an inclination with respect to the central axis 101 that is the rotation axis of the fan is used as the fan blade 21.
  • FIG 3 shows the center line 106 in the thickness direction of the blade cross section of the fan blade 21 (direction connecting the pressure surface 24 and the suction surface 25).
  • the center line 106 extends in the blade cross section so as to bisect the blade cross section of the fan blade 21 into the pressure surface 24 side and the suction surface 25 side.
  • the fan blade 21 has an outer edge portion 27 at a position where the center line 106 intersects the outer peripheral blade tip portion 29 and an inner edge portion 26 at a position where the center line 106 intersects the inner peripheral blade tip portion 28.
  • the inner edge portion 26 is disposed on the inner peripheral side of the fan blade 21.
  • the outer edge portion 27 is disposed on the outer peripheral side of the fan blade 21.
  • the center line 106 extends continuously between the outer edge 27 and the inner edge 26.
  • the positive pressure surface 24 and the negative pressure surface 25 extend while being curved between the inner edge portion 26 and the outer edge portion 27.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a blade cross section between the root portion and the tip portion of the fan blade in FIG. 4 shows a blade cross section 21R of the fan blade 21 in FIG.
  • the fan blade 21 has a blade cross-sectional shape in which a plurality of concave portions are formed in at least one of the pressure surface 24 and the suction surface 25 of the blade surface 23.
  • a plurality of recesses 41 are formed on the pressure surface 24, and a plurality of recesses 42 are formed on the suction surface 25. More specifically, three recesses 41 are formed on the pressure surface 24, and two recesses 42 are formed on the suction surface 25.
  • the positive pressure surface 24 has a larger number of concave portions 41 than the concave portions 42 formed on the negative pressure surface 25.
  • a plurality of convex portions 46 are further formed on the positive pressure surface 24.
  • the convex portion 46 is formed so as to protrude toward the front side in the rotational direction of the cross-flow fan 100.
  • a concave portion 41 is formed by a valley portion between the convex portions 46 arranged adjacent to each other.
  • the concave portions 41 and the convex portions 46 are formed alternately in the direction connecting the inner edge portion 26 and the outer edge portion 27.
  • a plurality of convex portions 47 are further formed on the negative pressure surface 25.
  • the convex portion 47 is formed to protrude toward the rear side in the rotational direction of the cross-flow fan 100.
  • a concave portion 42 is formed by a valley portion between the convex portions 47 arranged adjacent to each other.
  • the concave portions 42 and the convex portions 47 are formed alternately in the direction connecting the inner edge portion 26 and the outer edge portion 27.
  • the concave portion 41 and the convex portion 47 are formed at positions corresponding to the front and back of the positive pressure surface 24 and the negative pressure surface 25, and the convex portion 46 and the concave portion 42 are formed at positions corresponding to the front and back of the positive pressure surface 24 and the negative pressure surface 25.
  • the concave portion 41 formed on the pressure surface 24 constitutes a convex portion 47 on the negative pressure surface 25
  • the concave portion 42 formed on the negative pressure surface 25 constitutes a convex portion 46 on the positive pressure surface 24.
  • the concave portion and the convex portion formed on the positive pressure surface 24 and the negative pressure surface 25 corresponding to the front and back sides have the same substantially U-shaped cross-sectional shape.
  • the concave portions 41 and 42 have a groove (concave) shape extending along the axial direction of the central shaft 101.
  • the groove formed by the recesses 41 and 42 is formed to extend continuously between one end and the other end of the fan blade 21 in the axial direction of the central shaft 101, that is, between the root portion 31 and the tip end portion 32.
  • a groove portion formed of the concave portions 41 and 42 is formed to extend linearly between the root portion 31 and the tip portion 32.
  • the blade cross-sectional shape of the fan blade 21 has been described with reference to FIG. 4 showing the blade cross-section 21R.
  • the fan blade 21 is similar in any position in the axial direction of the central shaft 101. It has a blade cross-sectional shape.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a blade cross section at the root portion of the fan blade in FIG. 3.
  • FIG. 5 shows a blade cross section 21P of the fan blade in FIG.
  • the center line 106 in the thickness direction of the blade cross section 21R is particularly referred to as a center line 106R
  • the center line 106 in the thickness direction of the blade cross section 21P is particularly referred to as a center line 106P.
  • the inner edge 26 and the outer edge 27 of the blade cross section 21R are referred to as an inner edge 26R and an outer edge 27R, respectively, and the inner edge 26 and the outer edge 27 of the blade cross section 21P are referred to as an inner edge 26P and an outer edge 27P, respectively.
  • the length between the center line 106R and the pressure surface 24 is equal to the length between the center line 106R and the suction surface 25.
  • the length between the center line 106P and the pressure surface 24 is equal to the length between the center line 106P and the suction surface 25.
  • the length between the inner edge portion 26R and the outer edge portion 27R is L1
  • the length between the inner edge portion 26P and the outer edge portion 27P is L2.
  • the length L2 between the inner edge portion 26P and the outer edge portion 27P is larger than the length L1 between the inner edge portion 26R and the outer edge portion 27R (L1 ⁇ L2).
  • FIG. 6 is an enlarged view of the blade section in FIG. 4 to 6, the length L1 between the inner edge portion 26R and the outer edge portion 27R of the blade cross section 21R is equal to the length L2 between the inner edge portion 26P and the outer edge portion 27P of the blade cross section 21P.
  • the blade cross section 21R is enlarged.
  • the blade cross section 21R is enlarged so that the blade circumferential line forming the outer periphery of the blade cross section 21R is moved outward by equal distance g over the entire circumference.
  • the blade circumference forming the outer periphery of the blade cross section 21R is a closed curve. Thereby, blade cross section 21R 'shown in FIG. 6 is obtained.
  • FIG. 7 is another cross-sectional view showing a blade cross section at the root of the fan blade in FIG.
  • the center line 106R of the blade cross section 21R ′ shown in FIG. 6 is superimposed on the blade cross section 21P in FIG. 5 instead of the center line 106P.
  • the center line 106R of the blade cross section 21R ′ is overlapped so that the inner edge portion 26R and the outer edge portion 27R defined on the center line 106R coincide with the inner edge portion 26P and the outer edge portion 27P of the blade cross section 21P, respectively. .
  • the length between the center line 106R becomes larger (T1> T2, T7> T8, T9> T10).
  • the length between the pressure surface 24 disposed on the back side of the recess 42 and the center line 106R is longer than the length between the bottom line of the recess 42 formed on the suction surface 25 of the blade cross section 21P and the center line 106R. The length becomes larger (T3> T4, T5> T6).
  • the recesses 41 and 42 have a groove shape, and the bottoms of the recesses 41 and 42 are positions where the depth of the groove shape is the deepest.
  • the concave portion 41 and the convex portion 47 are formed at positions corresponding to the front and back surfaces of the positive pressure surface 24 and the negative pressure surface 25, and the convex portion 46 and the concave portion 42 correspond to the front and back surfaces of the positive pressure surface 24 and the negative pressure surface 25. It is formed in the position to do.
  • the top of the convex portion 47 disposed on the back side of the concave portion 41 rather than the length between the bottom portion of the concave portion 41 formed on the pressure surface 24 of the blade cross section 21P and the center line 106R,
  • the length between the center line 106R and the center line 106R is larger (a straight line passing through the bottom of the recess 41 and the top of the protrusion 47 disposed on the back side of the recess 41 is drawn, and the straight line and the center line 106R are
  • the length from the top of the convex portion 47 to the intersection is larger than the length from the bottom of the concave portion 41 to the intersection).
  • the length between the bottom of the recess 42 formed on the suction surface 25 of the blade cross section 21P and the center line 106R, the top of the projection 46 disposed on the back side of the recess 42, and the center line 106R becomes larger (a straight line passing through the bottom of the concave portion 42 and the top of the convex portion 46 disposed on the back side of the concave portion 42 is drawn, and the point where the straight line intersects the center line 106R is assumed.
  • the length from the top of the convex portion 46 to the intersection is larger than the length from the bottom of the concave portion 42 to the intersection).
  • the convex portions 46 and 47 have a convex shape, and the top portions of the convex portions 46 and 47 are positions where the convex shape protrudes most.
  • the fan blade 21 In comparison with the blade cross section 21P at the root portion 31, the fan blade 21 has a blade cross section 21R that satisfies the magnitude relationship of T1 to T10 described above, either of the root portion 31 and the tip portion 32. In position.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the fan blade along the line VIII-VIII in FIG. 4 and 5 show a concave portion 41s formed near the center between the inner edge portion 26 and the outer edge portion 27, and a convex portion 47s arranged on the back side thereof.
  • FIG. 8 shows a longitudinal section of the fan blade 21 along the axial direction of the central axis 101, and shows a sectional shape of the fan blade 21 at a position passing through the bottom of the recess 41s and the top of the protrusion 47s. Yes.
  • a virtual straight line 33 located at the center between the root portion 31 and the tip portion 32 is shown. Furthermore, an imaginary straight line 50 connecting a center point 51 between the pressure surface 24 and the suction surface 25 at the tip 32 and a center point 52 between the pressure surface 24 and the suction surface 25 on the straight line 33 is formed. It is shown.
  • the fan blade 21 has a thick portion 56 that is formed thicker in the convex portion 47 on the root portion 31 side than the convex portion 47 on the tip end portion 32 side. For this reason, the center point 53 between the pressure surface 24 and the suction surface 25 in the root portion 31 does not exist on the straight line 50, and is closer to the suction surface 25 side where the convex portion 47 is formed than the straight line 50. Exists in position.
  • the blade cross-sectional shape of the fan blade 21 has been described by showing the cross-section of the position passing through the bottom of the concave portion 41s and the top of the convex portion 47s in FIG.
  • the fan blade 21 has a similar blade cross-sectional shape even at a position passing through the top.
  • convex portions 46 and 47 formed on blade cross section 21P correspond to convex portions 46 and 47 and have a larger curvature than convex portions 46 and 47 formed on blade cross section 21R. Is formed.
  • the convex portion 47s formed on the blade cross section 21P forms the blade surface 23 having a larger curvature than the convex portion 47s formed on the blade cross section 21R.
  • the fan blade 21 is formed thick at the convex portions 46 and 47 on the base portion 31 side so as to satisfy all of the plurality of relationships described above.
  • the fan blade 21 may be formed thick at the convex portions 46 and 47 on the root portion 31 side so as to follow at least one relationship selected from the plurality of relationships described above.
  • the cross-flow fan 100 as a fan in the present embodiment is a fan formed of resin.
  • Cross-flow fan 100 is formed with a blade surface 23 including a pressure surface 24 disposed on the fan rotation direction side and a suction surface 25 disposed on the back side of pressure surface 24, and is spaced apart from each other in the circumferential direction.
  • the center line 106 between the positive pressure surface 24 and the negative pressure surface 25 is formed on the inner peripheral blade tip 28 as the inner peripheral blade tip.
  • tip is generated on the blade surface 23.
  • the fan blade 21 has a blade cross-sectional shape in which a plurality of concave portions 41 and 42 are formed in at least one of the pressure surface 24 and the suction surface 25 when cut by a plane perpendicular to the rotation axis of the fan.
  • the area of the blade cross section becomes smaller from the root portion 31 of the fan blade 21 toward the tip end portion 32 as the other end in the rotation axis direction of the fan. Formed to be.
  • a blade cross section 21P as a first blade cross section is obtained.
  • a blade cross section 21R as a blade cross section is obtained.
  • the blade circumferential line forming the outer periphery of the blade cross section 21R is moved outward by equal distances over the entire circumference until the length between the inner edge portion 26 and the outer edge portion 27 becomes equal between the blade cross section 21P and the blade cross section 21R.
  • the blade cross section 21R is enlarged so that the center line 106R of the enlarged blade cross section 21R matches the inner edge portion 26P and the outer edge portion 27P of the blade cross section 21P with the inner edge portion 26R and the outer edge portion 27R on the center line 106R, respectively.
  • the blade surface 23 disposed on the back side of the bottom of the recess 41, 42 rather than the length between the bottom of the recess 41, 42 formed in the blade cross section 21P and the center line 106R of the blade cross section 21R, The length between the blade section 21R and the center line 106R is larger.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing an air conditioner in which the cross-flow fan in FIG. 1 is used.
  • an air conditioner 210 is installed indoors and an indoor unit 220 provided with an indoor heat exchanger 229, and an outdoor heat exchanger and a compressor installed outside are not shown. It consists of an outdoor unit.
  • the indoor unit 220 and the outdoor unit are connected by piping for circulating the refrigerant gas between the indoor heat exchanger 229 and the outdoor heat exchanger.
  • the indoor unit 220 has a blower 215.
  • the blower 215 includes a cross-flow fan 100, a drive motor (not shown) for rotating the cross-flow fan 100, and a casing 222 for generating a predetermined air flow as the cross-flow fan 100 rotates.
  • the casing 222 has a cabinet 222A and a front panel 222B.
  • the cabinet 222A is supported on the wall surface of the room, and the front panel 222B is detachably attached to the cabinet 222A.
  • a blowout port 225 is formed in the gap between the lower end portion of the front panel 222B and the lower end portion of the cabinet 222A.
  • the outlet 225 is formed in a substantially rectangular shape extending in the width direction of the indoor unit 220 and is provided facing the front lower side.
  • a grid-like suction port 224 is formed on the upper surface of the front panel 222B.
  • An air filter 228 for collecting and removing dust contained in the air sucked from the suction port 224 is provided at a position facing the front panel 222B.
  • an air filter cleaning device (not shown) is provided in a space formed between the front panel 222B and the air filter 228, an air filter cleaning device (not shown) is provided. The dust accumulated in the air filter 228 is automatically removed by the air filter cleaning device.
  • the blowout port 225 is provided with a vertical louver 232 that can change the blowout angle in the left-right direction, and a plurality of horizontal louvers 231 that can change the blowout angle in the vertical direction to the front upper, horizontal, forward lower, and right down directions. It has been.
  • An indoor heat exchanger 229 is disposed between the cross-flow fan 100 and the air filter 228 on the route of the air passage 226.
  • the indoor heat exchanger 229 has meandering refrigerant pipes (not shown) arranged in a plurality of stages in the vertical direction and in a plurality of rows in the front-rear direction.
  • the indoor side heat exchanger 229 is connected to a compressor of an outdoor unit installed outdoors, and the refrigeration cycle is operated by driving the compressor. By the operation of the refrigeration cycle, the indoor heat exchanger 229 is cooled to a temperature lower than the ambient temperature during the cooling operation, and the indoor heat exchanger 229 is heated to a temperature higher than the ambient temperature during the heating operation.
  • FIG. 10 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the air outlet of the air conditioner in FIG.
  • casing 222 has a front wall portion 251 and a rear wall portion 252.
  • the front wall portion 251 and the rear wall portion 252 are disposed facing each other with a space therebetween.
  • the cross-flow fan 100 is disposed on the route of the air passage 226 so as to be positioned between the front wall portion 251 and the rear wall portion 252.
  • the front wall portion 251 is formed with a protruding portion 253 that protrudes toward the outer peripheral surface of the cross-flow fan 100 and makes the gap between the cross-flow fan 100 and the front wall portion 251 minute.
  • the rear wall portion 252 is formed with a protruding portion 254 that protrudes toward the outer peripheral surface of the cross-flow fan 100 and makes the gap between the cross-flow fan 100 and the rear wall portion 252 minute.
  • Casing 222 has an upper guide portion 256 and a lower guide portion 257.
  • the air passage 226 is defined by the upper guide portion 256 and the lower guide portion 257 on the downstream side of the air flow from the cross-flow fan 100.
  • the upper guide portion 256 and the lower guide portion 257 are continuous from the front wall portion 251 and the rear wall portion 252 and extend toward the outlet 225, respectively.
  • the upper guide portion 256 and the lower guide portion 257 bend the air sent out by the cross-flow fan 100 so that the upper guide portion 256 is on the inner peripheral side and the lower guide portion 257 is on the outer peripheral side. It is formed to guide.
  • the upper guide portion 256 and the lower guide portion 257 are formed so that the cross-sectional area of the air passage 226 increases as it goes from the cross-flow fan 100 toward the outlet 225.
  • the front wall portion 251 and the upper guide portion 256 are formed integrally with the front panel 222B.
  • a rear wall portion 252 and a lower guide portion 257 are formed integrally with the cabinet 222A.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the air flow generated in the vicinity of the air outlet of the air conditioner in FIG.
  • an upstream outer space 246 is formed on the path on the air passage 226 so as to be located on the upstream side of the air flow with respect to the cross-flow fan 100.
  • the inner space 247 is formed on the inner peripheral side of the plurality of fan blades 21 arranged in the direction, and the downstream outer space 248 is formed on the downstream side of the cross-flow fan 100 in the air flow. .
  • an air conditioner has been described as an example.
  • an air purifier, a humidifier, a cooling device, a ventilating device, or the like can be used as a flow-through device in the present invention. It is possible to apply a fan.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a molding die used in manufacturing the cross-flow fan in FIG.
  • the molding die 160 has a fixed side die 164 and a movable side die 162.
  • the fixed-side mold 164 and the movable-side mold 162 define a cavity 166 that has substantially the same shape as the cross-flow fan 100 and into which a fluid resin is injected.
  • the molding die 160 may be provided with a heater (not shown) for enhancing the fluidity of the resin injected into the cavity 166.
  • a heater for enhancing the fluidity of the resin injected into the cavity 166.
  • the installation of such a heater is particularly effective when using a synthetic resin with increased strength such as an AS (acrylonitrile and styrene copolymer compound) resin containing glass fibers.
  • centrifugal fan 10 in Embodiment 2 mentioned later is also manufactured by the metal mold
  • 13A and 13B are cross-sectional views showing a process of manufacturing the impeller in FIG. 2 using the molding die in FIG.
  • a longitudinal section of the fan blade 21 shown in FIG. 8 and a section of the movable side mold 162 corresponding to the longitudinal section are shown.
  • resin is injected into cavity 166 and cured to mold impeller 12 including outer peripheral frame 13 and a plurality of fan blades 21 extending from end surface 13a.
  • the movable side die 162 is slid in the direction away from the outer peripheral frame 13 (the direction indicated by the arrow 107).
  • skew blades having an inclination with respect to the central axis 101 that is the rotation axis of the fan are used as the fan blades 21, so that the movable mold 162 is the rotation axis of the impeller 12. It is necessary to slide the movable mold 162 while rotating around the (center axis 101).
  • FIG. 13B shows, as an example, a case where the rotational speed is slightly higher than the sliding speed of the movable mold 162.
  • a minute gap is generated between the side surface 162b of the movable mold 162 and the positive pressure surface 24 of the fan blade 21, while the side surface 162a of the movable mold 162 and the negative pressure surface 25 of the fan blade 21 interfere with each other.
  • a surface pressure acts on the suction surface 25.
  • FIG. 14 shows the stress at the root portion of the fan blade, showing the stress generated at the root portion of the fan blade when surface pressure is applied from the movable mold to the pressure surface side of the fan blade at the time of mold release of the impeller. It is sectional drawing.
  • FIG. 15 shows the stress at the root part of the fan blade showing the stress generated at the root part of the fan blade when surface pressure is applied from the movable mold to the negative pressure surface side of the fan blade at the time of releasing the molded product of the impeller. It is sectional drawing.
  • the root portion 31 of the fan blade 21 tends to be peeled off from the end face 13 a of the outer peripheral frame 13. As a result, when the molded product of the impeller 12 is released, there is a concern that the fan blade 21 may break at the convex portions 46 and 47 near the root portion 31.
  • thick portions 56 are provided at portions where tensile stress is generated, that is, convex portions 46 and 47 in the vicinity of root portion 31 of fan blade 21.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a phenomenon that occurs on the blade surface of the fan blade in the upstream region shown in FIG.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing a phenomenon that occurs on the blade surface of the fan blade in the downstream region shown in FIG.
  • fan blade 21 has a thin blade cross-sectional shape
  • the blade cross section is equal to the depth of recesses 41 and 42 in which vortices (secondary flow) are formed. It behaves like a thick wing with a thickened shape. As a result, the lift generated by the fan blade 21 can be greatly increased.
  • the depths of the recesses 41 and 42 become small. Therefore, the effect of the thick blades due to the generation of vortices near the root portion 31 of the fan blade 21. Is damaged.
  • the thick portions 56 are provided in the convex portions 46 and 47, the effect of the thick blades by the generation of vortices is sufficiently exhibited.
  • the thick portions 56 are provided on the convex portions 46 and 47 in the vicinity of the root portion 31 of the fan blade 21, the impeller 12 is provided. It is possible to prevent the fan blade 21 from being broken when the molded product is released. Thereby, the moldability of the resin cross flow fan 100 can be improved.
  • the thick portion 56 is provided without impairing the concave shape of the concave portions 41 and 42 formed on the blade surface 23, the effect of improving the blowing capacity by the concave portions 41 and 42 is sufficiently exhibited.
  • the thick part 56 is provided in the location where the tensile stress is generated when the molded product of the impeller 12 is released, it is possible to suppress an unduly increase in the weight of the fan.
  • FIG. 18 is a perspective view showing a centrifugal fan according to Embodiment 2 of the present invention.
  • centrifugal fan 10 in the present embodiment has a plurality of fan blades 21.
  • the centrifugal fan 10 has a substantially cylindrical appearance as a whole, and the plurality of fan blades 21 are disposed on the substantially cylindrical peripheral surface.
  • the centrifugal fan 10 is integrally formed of resin. Centrifugal fan 10 rotates in the direction indicated by arrow 103 around a virtual central axis 101 shown in FIG.
  • the centrifugal fan 10 is a fan that sends air taken from the inner periphery side to the outer periphery side by a plurality of rotating fan blades 21.
  • the centrifugal fan 10 is a fan that sends out air in the radial direction from the rotation center side of the fan using centrifugal force.
  • the centrifugal fan 10 is a sirocco fan. Centrifugal fan 10 is used at a rotational speed in a low Reynolds number region applied to a fan such as a household electric appliance.
  • the centrifugal fan 10 further includes an outer peripheral frame 13p and an outer peripheral frame 13q as support portions.
  • the outer peripheral frame 13p and the outer peripheral frame 13q are formed to extend annularly around the central axis 101.
  • the outer peripheral frame 13p and the outer peripheral frame 13q are respectively arranged at positions spaced apart in the axial direction of the central axis 101.
  • the outer peripheral frame 13p is integrally formed with a boss portion 16 for connecting the centrifugal fan 10 to the drive motor via the disk portion 14.
  • the plurality of fan blades 21 are arranged at intervals from each other in the circumferential direction around the central axis 101.
  • the plurality of fan blades 21 are supported by the outer peripheral frame 13p and the outer peripheral frame 13q at both ends in the axial direction of the central shaft 101.
  • the fan blade 21 is erected on the outer peripheral frame 13p and is formed to extend along the axial direction of the central shaft 101 toward the outer peripheral frame 13q.
  • the outer peripheral frame 13p, the disk portion 14, the boss portion 16, and the plurality of fan blades 21 extending from the outer peripheral frame 13p are integrally manufactured by resin molding. Furthermore, the form of the centrifugal fan 10 in FIG. 18 is obtained by connecting the outer peripheral frame 13q to the manufactured molded product.
  • the fan blade 21 has the same blade cross-sectional shape as the fan blade 21 in FIG.
  • the fan blade 21 has a root portion 31 connected to the outer peripheral frame 13p and a tip portion 32 connected to the outer peripheral frame 13q.
  • the fan blade 21 is formed such that the area of its blade cross section decreases as it goes from the root portion 31 toward the tip portion 32.
  • the fan blade 21 is formed such that its blade cross section is displaced between the root portion 31 and the tip portion 32 in the rotational direction of the cross-flow fan 100.
  • the fan blade 21 has a blade cross-sectional shape in which a plurality of recesses are formed in at least one of the pressure surface 24 and the suction surface 25 of the blade surface 23.
  • the fan blade 21 is formed thick at the convex portion on the root portion 31 side.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing a blower using the centrifugal fan in FIG.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing the blower along the line XX-XX in FIG.
  • blower 320 has drive motor 328, centrifugal fan 10, and casing 329 in exterior casing 326.
  • the output shaft of the drive motor 328 is connected to the boss portion 16 formed integrally with the centrifugal fan 10.
  • the casing 329 has a guide wall 329a.
  • the guide wall 329 a is formed by a substantially 3/4 arc arranged on the outer periphery of the centrifugal fan 10.
  • the guide wall 329 a increases the speed of the airflow while guiding the airflow generated by the rotation of the fan blade 21 in the rotation direction of the fan blade 21.
  • the suction part 330 and the blowing part 327 are formed in the casing 329.
  • the suction part 330 is formed on the extension of the central shaft 101.
  • the blowing portion 327 is formed to be opened from a part of the guide wall 329a to one side in the tangential direction of the guide wall 329a.
  • the blowing portion 327 has a rectangular tube shape protruding from a part of the guide wall 329a to one side in the tangential direction of the guide wall 329a.
  • the centrifugal fan 10 rotates in the direction indicated by the arrow 103 by driving the drive motor 328. At this time, air is taken into the casing 329 from the suction portion 330 and sent out from the inner peripheral space 331 of the centrifugal fan 10 to the outer peripheral space 332. The air sent out to the outer circumferential side space 332 flows in the circumferential direction along the direction indicated by the arrow 304 and is blown to the outside through the blowing part 327.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing an air cleaner using the centrifugal fan in FIG.
  • the air cleaner 340 includes a housing 344, a blower 350, a duct 345, and a (HEPA: High Efficiency Particulate Air Filter) filter 341.
  • HEPA High Efficiency Particulate Air Filter
  • the housing 344 has a rear wall 344a and a top wall 344b.
  • the housing 344 is formed with a suction port 342 for sucking air in a room where the air purifier 340 is installed.
  • the suction port 342 is formed in the rear wall 344a.
  • the housing 344 further has a blowout port 343 that discharges clean air toward the room.
  • the blowout port 343 is formed in the top wall 344b.
  • the air cleaner 340 is installed near the wall so that the rear wall 344a faces the indoor wall.
  • the filter 341 is disposed inside the housing 344 so as to face the suction port 342.
  • the air introduced into the housing 344 through the suction port 342 passes through the filter 341. Thereby, the foreign material in the air is removed.
  • the blower 350 is provided for sucking indoor air into the housing 344 and sending out the air purified by the filter 341 into the room through the outlet 343.
  • the blower 350 includes the centrifugal fan 10, a casing 352, and a drive motor 351.
  • the casing 352 has a guide wall 352a.
  • a suction part 353 and a blowing part 354 are formed in the casing 352.
  • the duct 345 is provided above the blower 350, and is provided as an air guide path that guides clean air from the casing 352 to the outlet 343.
  • the duct 345 has a shape that forms a rectangular tube whose lower end is connected to the blowing portion 354 and whose upper end is open.
  • the duct 345 is formed so as to guide the clean air blown out from the blowing portion 354 to a laminar flow toward the blowing port 343.
  • the fan blade 21 is rotated by driving the blower 350, and the indoor air is sucked into the housing 344 from the suction port 342. At this time, an air flow is generated between the suction port 342 and the blowout port 343, and foreign matters such as dust contained in the sucked air are removed by the filter 341.
  • the clean air obtained through the filter 341 is sucked into the casing 352.
  • the clean air sucked into the casing 352 becomes a laminar flow by the guide wall 352 a around the fan blade 21.
  • the laminar air is guided to the blowing part 354 along the guide wall 352a and is blown into the duct 345 from the blowing part 354. Air is discharged from the outlet 343 toward the external space.
  • the air cleaner has been described as an example, but in addition to this, for example, an air conditioner (air conditioner), a humidifier, a cooling device, a device that sends out fluid such as a ventilation device, etc.
  • air conditioner air conditioner
  • humidifier a humidifier
  • cooling device a device that sends out fluid
  • a device that sends out fluid such as a ventilation device, etc.
  • the centrifugal fan according to the present invention can be applied.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing a blade cross section between the root portion and the tip portion of the fan blade in the first modification.
  • the blade cross section shown in FIG. 22 corresponds to the blade cross section 21R of the fan blade 21 in FIG.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing a blade cross section at the root portion of the fan blade in the first modification.
  • the blade cross section shown in FIG. 23 corresponds to the blade cross section 21P of the fan blade in FIG.
  • two concave portions 41 are formed on the pressure surface 24.
  • the two concave portions 41 are generally arranged so as to be biased toward the side closer to the inner edge portion 26 than the outer edge portion 27.
  • a convex portion 46 is further formed on the positive pressure surface 24.
  • the convex portion 46 is formed so as to protrude toward the front side in the rotational direction of the cross-flow fan 100.
  • One recess 42 is formed in the negative pressure surface 25.
  • the concave portion 42 is disposed so as to be biased closer to the inner edge portion 26 than the outer edge portion 27.
  • a plurality of convex portions 47 are further formed on the negative pressure surface 25.
  • the convex portion 47 is formed to protrude toward the rear side in the rotational direction of the cross-flow fan 100.
  • a concave portion 42 is formed by a valley portion between the convex portions 47 arranged adjacent to each other.
  • the concave portion 41 and the convex portion 47 are formed at positions corresponding to the front and back of the positive pressure surface 24 and the negative pressure surface 25, and the convex portion 46 and the concave portion 42 are formed at positions corresponding to the front and back of the positive pressure surface 24 and the negative pressure surface 25.
  • the center line 106R of the blade cross section 21R is bent at a position corresponding to the concave portions 41 and 42 and the convex portions 46 and 47, whereas the center line 106P of the blade cross section 21P is the concave portions 41 and 42 and the convex portion 46. , 47 are curved at positions corresponding to.
  • FIG. 24 is an enlarged view of the blade cross section in FIG.
  • FIG. 25 is another cross-sectional view showing a blade cross section at the root portion of the fan blade in the first modification.
  • the length L1 between the inner edge portion 26R and the outer edge portion 27R of the blade cross section 21R is equal to the length L2 between the inner edge portion 26P and the outer edge portion 27P of the blade cross section 21P.
  • the blade cross section 21R is enlarged.
  • the blade cross section 21R is enlarged so that the blade circumference forming the outer periphery of the blade cross section 21R is moved outward by equal distances over the entire circumference. Thereby, the blade cross section 21R ′ shown in FIG. 24 is obtained.
  • the center line 106R of the blade section 21R ′ shown in FIG. 24 is superimposed on the blade section 21P in FIG. 23 instead of the center line 106P.
  • the center line 106R of the blade cross section 21R ′ is overlapped so that the inner edge portion 26R and the outer edge portion 27R defined on the center line 106R coincide with the inner edge portion 26P and the outer edge portion 27P of the blade cross section 21P, respectively. .
  • the length between 106R becomes larger (T3> T4, T5> T6).
  • the length between the bottom of the recess 42 formed on the suction surface 25 of the blade cross section 21P and the center line 106R, the top of the projection 46 disposed on the back side of the recess 42, and the center line 106R The length between them becomes larger (T1> T2).
  • the fan blade 21 is formed thick at the convex portions 46 and 47 on the root portion 31 side also in this modification.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing a blade cross section between the root portion and the tip portion of the fan blade in the second modified example.
  • the blade cross section shown in FIG. 26 corresponds to the blade cross section 21R of the fan blade 21 in FIG.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing a blade cross section at the root portion of the fan blade in the second modification.
  • the blade cross section shown in FIG. 27 corresponds to the blade cross section 21P of the fan blade in FIG.
  • three concave portions 41 are formed in the pressure surface 24.
  • the three concave portions 41 are generally arranged so as to be biased closer to the inner edge portion 26 than the outer edge portion 27.
  • a concave portion and a convex portion are not formed on the pressure surface 24 in the blade cross section 21R shown in FIG.
  • FIG. 28 is an enlarged view of the blade section in FIG.
  • FIG. 29 is another cross-sectional view showing a blade cross section at the root portion of the fan blade in the second modification.
  • the length L1 between the inner edge portion 26R and the outer edge portion 27R of the blade cross section 21R is equal to the length L2 between the inner edge portion 26P and the outer edge portion 27P of the blade cross section 21P.
  • the blade cross section 21R is enlarged.
  • the blade cross section 21R is enlarged so that the blade circumference forming the outer periphery of the blade cross section 21R is moved outward by equal distances over the entire circumference.
  • a blade cross section 21R ′ shown in FIG. 28 is obtained.
  • the center line 106R of the blade cross section 21R ′ shown in FIG. 28 is superimposed on the blade cross section 21P in FIG. 27 in place of the center line 106P.
  • the center line 106R of the blade cross section 21R ′ is overlapped so that the inner edge portion 26R and the outer edge portion 27R defined on the center line 106R coincide with the inner edge portion 26P and the outer edge portion 27P of the blade cross section 21P, respectively.
  • the length between 106R becomes larger (T1> T2, T3> T4, T5> T6).
  • the fan blade 21 is formed thick on the side of the root portion 31 and on the back side of the recess 41.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view showing a blade cross section between a root portion and a tip portion of a fan blade in a third modification.
  • the blade cross section shown in FIG. 30 corresponds to the blade cross section 21R of the fan blade 21 in FIG.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing a blade cross section at the root of the fan blade in the third modification.
  • the blade cross section shown in FIG. 31 corresponds to the blade cross section 21P of the fan blade in FIG.
  • three concave portions 41 are formed on the pressure surface 24.
  • the three concave portions 41 are generally arranged so as to be biased closer to the inner edge portion 26 than the outer edge portion 27.
  • One recess 42 is formed in the negative pressure surface 25.
  • the concave portion 42 is disposed so as to be biased toward the side closer to the outer edge portion 27 than the inner edge portion 26 as a whole.
  • no convex portion is formed at the position of the negative pressure surface 25 corresponding to the back side of the concave portion 41, and the convex portion is at the position of the positive pressure surface 24 corresponding to the back side of the concave portion 42. Is not formed.
  • FIG. 32 is an enlarged view of the blade section in FIG.
  • FIG. 33 is another cross-sectional view showing a blade cross section at the root portion of the fan blade in the third modification.
  • the length L1 between the inner edge portion 26R and the outer edge portion 27R of the blade cross section 21R is equal to the length L2 between the inner edge portion 26P and the outer edge portion 27P of the blade cross section 21P.
  • the blade cross section 21R is enlarged. At this time, the blade cross section 21R is enlarged so that the blade circumference forming the outer periphery of the blade cross section 21R is moved outward by equal distances over the entire circumference. As a result, a blade cross section 21R ′ shown in FIG. 32 is obtained.
  • the center line 106R of the blade cross section 21R ′ shown in FIG. 32 is superimposed on the blade cross section 21P in FIG. 31 instead of the center line 106P.
  • the center line 106R of the blade cross section 21R ′ is overlapped so that the inner edge portion 26R and the outer edge portion 27R defined on the center line 106R coincide with the inner edge portion 26P and the outer edge portion 27P of the blade cross section 21P, respectively. .
  • the suction surface 25 arranged on the back side of the bottom of the recess 41 and the center line rather than the length between the bottom of the recess 41 formed on the pressure surface 24 of the blade cross section 21P and the center line 106R The length between 106R becomes larger (T1> T2, T3> T4, T5> T6).
  • the pressure surface 24 disposed on the back side of the bottom portion of the concave portion 42 and the center line 106R rather than the length between the bottom portion of the concave portion 42 formed on the negative pressure surface 25 of the blade cross section 21P and the center line 106R. The length between them becomes larger (T7> T8).
  • the fan blade 21 is formed thick on the base portion 31 side and on the back side of the concave portion 41 and the concave portion 42.
  • the cross-flow fan according to the third embodiment of the present invention configured as described above can similarly obtain the effects described in the first embodiment.
  • the fan blade 21 in this modification may be applied to the centrifugal fan in the second embodiment.
  • the cross-flow fan in the present embodiment is the cross-flow fan in the first embodiment in which the blade cross-section 21R is enlarged when the blade cross-section 21R 'in FIG. 6 is obtained from the blade cross-section 21R in FIG. Different from 100.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view showing a blade cross section between the root portion and the tip portion of the fan blade in the fourth embodiment.
  • the blade cross section shown in FIG. 34 corresponds to the blade cross section 21R of the fan blade 21 in FIG. 3 in the first embodiment.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view showing a blade cross section at the root of the fan blade in the fourth embodiment.
  • the blade cross section shown in FIG. 35 corresponds to the blade cross section 21P of the fan blade in FIG.
  • FIG. 36 is an enlarged view of the blade section in FIG. 34 to 36, a length L1 between the inner edge portion 26R and the outer edge portion 27R of the blade cross section 21R is equal to a length L2 between the inner edge portion 26P and the outer edge portion 27P of the blade cross section 21P.
  • the blade cross section 21R is enlarged.
  • the blade cross section 21R is enlarged so that the blade cross section before enlargement and the blade cross section after enlargement satisfy a similar relationship. Thereby, the blade cross section 21R ′ shown in FIG. 36 is obtained.
  • FIG. 37 is another cross-sectional view showing a blade cross section at the root portion of the fan blade in the fourth embodiment.
  • the center line 106R of the blade section 21R ′ shown in FIG. 36 is superimposed on the blade section 21P in FIG. 35 instead of the center line 106P.
  • the center line 106R of the blade cross section 21R ′ is overlapped so that the inner edge portion 26R and the outer edge portion 27R defined on the center line 106R coincide with the inner edge portion 26P and the outer edge portion 27P of the blade cross section 21P, respectively. .
  • T1> T2, T7> T8, T9> T10 the length between the pressure surface 24 disposed on the back side of the recess 42 and the center line 106R is longer than the length between the bottom line of the recess 42 formed on the suction surface 25 of the blade cross section 21P and the center line 106R. The length becomes larger (T3> T4, T5> T6).
  • the cross-flow fan according to the fourth embodiment of the present invention configured as described above can similarly obtain the effects described in the first embodiment.
  • the structure of the fan blade described in the present embodiment may be applied to the centrifugal fan in the second embodiment and various modifications of the fan blade in the third embodiment.
  • the present invention is mainly applied to household electric equipment having a blowing function such as an air purifier or an air conditioner.

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Abstract

 貫流ファンは、樹脂により形成されるファンである。貫流ファンは、正圧面(24)と負圧面(25)とからなる翼面(23)が形成される複数のファンブレード(21)と、ファンブレード(21)の根元部(31)に設けられ、複数のファンブレード(21)を互いに接続する外周枠(13)とを備える。ファンブレード(21)は、正圧面(24)および負圧面(25)の少なくともいずれか一方に複数の凹部が形成される翼断面形状を有する。ファンブレード(21)は、その翼断面の面積がファンブレード(21)の根元部(31)から先端部(32)に向かうに従って小さくなるように形成される。ファンブレード(21)は、根元部(31)側の凸部において厚肉に形成されている。このような構成により、樹脂による成型性に優れたファン、成型用金型および流体送り装置を提供する。

Description

ファン、成型用金型および流体送り装置
 この発明は、一般的には、ファン、成型用金型および流体送り装置に関し、より特定的には、貫流ファンや遠心ファンなどのファン、そのファンの製造に用いられる成型用金型およびそのファンを備える流体送り装置に関する。
 従来のファンに関して、たとえば、特開2011-58414号公報(特許文献1)には、優れた送風能力を発揮することを目的とした貫流ファンが開示されている。また、特開2011-58413号公報(特許文献2)および特開2011-85144号公報(特許文献3)には、優れた送風能力を発揮することを目的とした遠心ファンが開示されている。
 特許文献1~3に開示された各種のファンは、周方向に互いに間隔を隔てて設けられる複数のファンブレードを備える。ファンブレードには、正圧面と負圧面とからなる翼面が形成される。ファンブレードは、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合に、翼面に凹部と凸部とが交互に形成される翼断面形状を有する。
 また、特開2010-101222号公報(特許文献4)には、ピーク音と異音とを同時に抑制しつつ、翼を傾斜させても性能が劣化せず消費電力を低減するとともに、金型による樹脂成型を容易にすることを目的とした貫流ファンが開示されている。
 特許文献4に開示された貫流ファンは、複数の羽根部を含む羽根車を、中心軸線方向に複数積層することによって形成されている。回転中心線に対して垂直な羽根部の断面の中心点は、羽根部の付根部から先端部に向かうに従って、回転中心線を中心として回転方向前方側もしくは回転方向後方側に向けて変位するとともに、径方向外側に変位する。
 また、特開平10-148196号公報(特許文献5)および特開平11-264394号公報(特許文献6)には、低騒音で高効率、かつ翼形状やファン長の変更が容易で信頼性が高く、安価であることを目的とした横流ファンが開示されている。特許文献5および6に開示された横流ファンにおいては、横断面が円弧状の複数の翼が、左右一対の端板間に同心状に環状に配されるとともに、所定角度だけ傾斜して設けられている。
特開2011-58414号公報 特開2011-58413号公報 特開2011-85144号公報 特開2010-101222号公報 特開平10-148196号公報 特開平11-264394号公報
 上述の特許文献1~3に開示されるように、貫流ファンもしくは遠心ファンのファンブレードとして、翼面に凹部と凸部とを交互に形成したものが知られている。このようなファンブレードの翼断面形状によれば、ファンの回転時、凹部に空気流れの渦(2次流れ)が生成されることによって、翼面を通過する空気流れ(主流)は、凹部に生じた渦の外側に沿って流れる。これにより、ファンブレードは、渦が形成された分だけ翼断面形状が厚肉化された厚肉翼のような挙動を示すため、ファンの送風能力を向上させることができる。
 一方、このようなファンを樹脂により形成する場合、樹脂成型用の金型からファンの成型品を離型させる必要がある。しかしながら、離型時における金型とファンの成型品との相互の挙動によっては、金型の側面からファンブレードの翼面に面圧が作用する。これにより、翼面に形成された凸部の位置で引っ張り応力が発生し、ファンの成型品がファンブレードの根元部で破断する懸念がある。特に、ファンブレードとしてファンの回転軸に対して傾斜を有するスキュー翼を用いた場合、離型時に金型とファンの成型品とを相対的に回転させつつ成型品を金型から引き抜く必要がある。この場合、相対的な回転速度のわずかなずれによって、ファンブレードの翼面に過大な面圧が作用するため、ファンの成型品がファンブレードの根元部で破断する懸念が増大する。
 そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、樹脂による成型性に優れたファン、成型用金型および流体送り装置を提供することである。
 この発明の1つの局面に従ったファンは、樹脂により形成されるファンである。ファンは、ファンの回転方向の側に配置される正圧面と、正圧面の裏側に配置される負圧面とからなる翼面が形成され、周方向に互いに間隔を隔てて設けられる複数の羽根部と、ファンの回転軸方向における羽根部の一方端に設けられ、複数の羽根部を互いに接続する支持部とを備える。羽根部は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合に、正圧面と負圧面との間の中心線が内周側の翼先端に交わる内縁部と、その中心線が外周側の翼先端に交わる外縁部とを有する。ファンの回転に伴って、翼面上には内縁部と外縁部との間を流れる流体流れが発生する。
 羽根部は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合に、正圧面および負圧面の少なくともいずれか一方に複数の凹部が形成される翼断面形状を有する。羽根部は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合の翼断面の面積が、ファンの回転軸方向における羽根部の一方端から他方端に向かうに従って小さくなるように形成される。
 ファンの回転軸方向における羽根部の一方端で羽根部をファンの回転軸に直交する平面により切断した場合に第1翼断面が得られ、ファンの回転軸方向における羽根部の一方端と他方端との間で羽根部をファンの回転軸に直交する平面により切断した場合に第2翼断面が得られる。内縁部および外縁部の間の長さが第1翼断面と第2翼断面とで互いに等しくなるまで、第2翼断面の外周をなす翼周線をその全周に渡って等距離ずつ外側に移動させるように第2翼断面を拡大するとともに、拡大した第2翼断面の中心線を、その中心線上の内縁部および外縁部がそれぞれ第1翼断面の内縁部および外縁部と一致するように第1翼断面に重ね合わせる。この場合に、第1翼断面に形成された凹部の底部と、第2翼断面の中心線との間の長さよりも、凹部の底部の裏側に配置される翼面と、第2翼断面の中心線との間の長さの方が大きい。
 この発明の別の局面に従ったファンは、樹脂により形成されるファンである。ファンは、ファンの回転方向の側に配置される正圧面と、正圧面の裏側に配置される負圧面とからなる翼面が形成され、周方向に互いに間隔を隔てて設けられる複数の羽根部と、ファンの回転軸方向における羽根部の一方端に設けられ、複数の羽根部を互いに接続する支持部とを備える。羽根部は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合に、正圧面と負圧面との間の中心線が内周側の翼先端に交わる内縁部と、その中心線が外周側の翼先端に交わる外縁部とを有する。ファンの回転に伴って、翼面上には内縁部と外縁部との間を流れる流体流れが発生する。
 羽根部は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合に、正圧面および負圧面の少なくともいずれか一方に複数の凹部が形成される翼断面形状を有する。羽根部は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合の翼断面の面積が、ファンの回転軸方向における羽根部の一方端から他方端に向かうに従って小さくなるように形成される。
 ファンの回転軸方向における羽根部の一方端で羽根部をファンの回転軸に直交する平面により切断した場合に第1翼断面が得られ、ファンの回転軸方向における羽根部の一方端と他方端との間で羽根部をファンの回転軸に直交する平面により切断した場合に第2翼断面が得られる。内縁部および外縁部の間の長さが第1翼断面と第2翼断面とで互いに等しくなるまで、拡大前の第2翼断面と拡大後の第2翼断面とが相似形の関係となるように第2翼断面を拡大するとともに、拡大した第2翼断面の中心線を、その中心線上の内縁部および外縁部がそれぞれ第1翼断面の内縁部および外縁部と一致するように第1翼断面に重ね合わせる。この場合に、第1翼断面に形成された凹部の底部と、第2翼断面の中心線との間の長さよりも、凹部の底部の裏側に配置される翼面と、第2翼断面の中心線との間の長さの方が大きい。
 このように構成されたファンによれば、羽根部は、支持部に接続される羽根部の一方端側であって凹部の底部の裏側において、厚肉に形成される。これにより、樹脂製のファンの製造時、成型用金型からファンの成型品を離型させる際に、ファンの成型品が羽根部の一方端で破断することを防止できる。これにより、樹脂によるファンの成型性を高めることができる。
 また好ましくは、羽根部は、正圧面および負圧面のいずれか一方に形成された凹部が、正圧面および負圧面のいずれか他方に凸部を形成する翼断面形状を有する。第1翼断面に形成された凹部の底部と、第2翼断面の中心線との間の長さよりも、凹部の底部の裏側に配置される凸部の頂部と、第2翼断面の中心線との間の長さの方が大きい。
 このように構成されたファンによれば、羽根部は、支持部に接続される羽根部の一方端側であって凹部の底部の裏側に配置される凸部において、厚肉に形成される。樹脂製のファンの製造時、成型用金型からファンの成型品を離型させる際に、ファンの成型品が羽根部の一方端で破断することを防止できる。これにより、樹脂によるファンの成型性を高めることができる。
 また好ましくは、第1翼断面に形成される凸部は、その凸部に対応し、第2翼断面に形成される凸部よりも大きい曲率の翼面を形成する。このように構成されたファンによれば、第1翼断面において厚肉に形成された凸部は、第2翼断面における凸部よりもより突出した形状となるため、各翼断面の凸部により形成される翼面の曲率に差が生じる。
 また好ましくは、羽根部は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合の翼断面が、ファンの回転軸方向における羽根部の一方端と他方端との間でファンの回転方向に変位するように形成される。
 このように構成されたファンによれば、成型用金型からファンの成型品を離型させる際に金型から翼面に面圧が作用する懸念が大きいにもかかわらず、ファンの成型品が羽根部の一方端で破断することをより確実に防止できる。
 また好ましくは、周方向に配列された複数の羽根部の内側に内側空間が形成され、その外側に外側空間が形成される。上述のいずれかに記載のファンは、ファンの回転軸方向から見た場合に、回転軸に対して一方の側の外側空間から内側空間に流体を取り込み、取り込んだ流体を回転軸に対して他方の側の外側空間に送り出す貫流ファンである。このように構成されたファンによれば、樹脂による成型性に優れた貫流ファンを実現することができる。
 また好ましくは、周方向に配列された複数の羽根部の内側に内側空間が形成され、その外側に外側空間が形成される。上述のいずれかに記載のファンは、内側空間から外側空間に流体を送り出す遠心ファンである。このように構成されたファンによれば、樹脂による成型性に優れた遠心ファンを実現することができる。
 この発明に従った成型用金型は、上述のいずれかに記載のファンを成型するために用いられる。このように構成された成型用金型によれば、成型用金型からファンの成型品を離型させる際、成型品が羽根部の一方端で破断することを防止できる。
 この発明に従った流体送り装置は、上述のいずれかに記載のファンと、ファンに連結され、複数の羽根部を回転させる駆動モータとから構成される送風機を備える。このように構成された流体送り装置によれば、送風能力に優れた樹脂製のファンによって、流体送り装置の性能を向上させることができる。
 以上に説明したように、この発明に従えば、樹脂による成型性に優れたファン、成型用金型および流体送り装置を提供することができる。
この発明の実施の形態1における貫流ファンを示す斜視図である。 図1中の貫流ファンを構成する羽根車の1つを示す斜視図である。 図2中の羽根車を示す正面図である。 図3中のファンブレードの根元部と先端部との間における翼断面を示す断面図である。 図3中のファンブレードの根元部における翼断面を示す断面図である。 図4中の翼断面を拡大した図である。 図3中のファンブレードの根元部における翼断面を示す別の断面図である。 図3中のVIII-VIII線上に沿ったファンブレードを示す断面図である。 図1中の貫流ファンが用いられる空気調和機を示す断面図である。 図9中の空気調和機の吹き出し口近傍を拡大して示す断面図である。 図9中の空気調和機の吹き出し口近傍に生じる空気流れを示す断面図である。 図1中の貫流ファンの製造時に用いられる成型用金型を示す断面図である。 図12中の成型用金型を用いて図2中の羽根車を製造する工程を示す断面図である。 図12中の成型用金型を用いて図2中の羽根車を製造する工程を示す別の断面図である。 羽根車の成型品の離型時に、可動側金型からファンブレードの正圧面側に面圧が作用した場合にファンブレードの根元部に発生する応力を示すファンブレード根元部での断面図である。 羽根車の成型品の離型時に、可動側金型からファンブレードの負圧面側に面圧が作用した場合にファンブレードの根元部に発生する応力を示すファンブレード根元部での断面図である。 図10中に示す上流側領域において、ファンブレードの翼面上で生じる現象を表わした断面図である。 図10中に示す下流側領域において、ファンブレードの翼面上で生じる現象を表わした断面図である。 この発明の実施の形態2における遠心ファンを示す斜視図である。 図18中の遠心ファンを用いた送風機を示す断面図である。 図19中のXX-XX線上に沿った送風機を示す断面図である。 図18中の遠心ファンを用いた空気清浄機を示す断面図である。 第1変形例におけるファンブレードの根元部と先端部との間における翼断面を示す断面図である。 第1変形例におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す断面図である。 図22中の翼断面を拡大した図である。 第1変形例におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す別の断面図である。 第2変形例におけるファンブレードの根元部と先端部との間における翼断面を示す断面図である。 第2変形例におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す断面図である。 図26中の翼断面を拡大した図である。 第2変形例におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す別の断面図である。 第3変形例におけるファンブレードの根元部と先端部との間における翼断面を示す断面図である。 第3変形例におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す断面図である。 図30中の翼断面を拡大した図である。 第3変形例におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す別の断面図である。 実施の形態4におけるファンブレードの根元部と先端部との間における翼断面を示す断面図である。 実施の形態4におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す断面図である。 図34中の翼断面を拡大した図である。 実施の形態4におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す別の断面図である。
 この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
 [実施の形態1]
 (貫流ファンの構造の説明)
 図1は、この発明の実施の形態1における貫流ファンを示す斜視図である。図2は、図1中の貫流ファンを構成する羽根車の1つを示す斜視図である。
 図1および図2を参照して、本実施の形態における貫流ファン(クロスフローファン)100は、複数のファンブレード21を有する。貫流ファン100は、全体として略円筒形の外観を有し、複数のファンブレード21は、その略円筒形の周面に配置されている。貫流ファン100は、樹脂により形成されている。貫流ファン100は、図中に示す仮想上の中心軸101を中心に、矢印103に示す方向に回転する。
 貫流ファン100は、回転する複数のファンブレード21によって、回転軸である中心軸101に直交する方向に送風するファンである。貫流ファン100は、中心軸101の軸方向から見た場合に、中心軸101に対して一方の側の外側空間からファンの内側空間に空気を取り込み、さらに取り込んだ空気を中心軸101に対して他方の側の外側空間に送り出すファンである。貫流ファン100は、中心軸101に直交する平面内において中心軸101に交差する方向に流れる空気流れを形成する。貫流ファン100は、中心軸101に平行な平面状の吹き出し流れを形成する。
 貫流ファン100は、家庭用の電気機器などのファンに適用される低レイノルズ数領域の回転数で使用される。
 貫流ファン100は、中心軸101の軸方向に並べられた複数の羽根車12が組み合わさって構成されている。各羽根車12において、複数のファンブレード21は中心軸101を中心にその周方向に互いに間隔を隔てて設けられている。
 貫流ファン100は、支持部としての外周枠13をさらに有する。外周枠13は、中心軸101を中心に環状に延在するリング形状を有する。外周枠13は、各羽根車12に設けられた複数のファンブレード21を互いに接続するように設けられている。外周枠13は、端面13aおよび端面13bを有する。端面13aは、中心軸101の軸方向に沿った一方の方向に面して形成されている。端面13bは、端面13aの裏側に配置され、中心軸101の軸方向に沿った他方の方向に面して形成されている。
 中心軸101の軸方向に順に並ぶ、図1中の羽根車12A、羽根車12Bおよび羽根車12Cに注目すると、羽根車12Aは、外周枠13Aと、複数のファンブレード21とから構成され、羽根車12Bは、外周枠13Bと、複数のファンブレード21とから構成され、羽根車12Cは、外周枠13Cと、複数のファンブレード21とから構成されている。
 羽根車12Aに設けられる複数のファンブレード21は、外周枠13Aの端面13a上に立設され、中心軸101の軸方向に沿って外周枠13Aから離れる方向に板状に延在するように形成されている。羽根車12Bに設けられる複数のファンブレード21は、外周枠13Bの端面13a上に立設され、中心軸101の軸方向に沿って外周枠13Bから離れる方向に板状に延在し、外周枠13Aの端面13bに接続されている。羽根車12Cに設けられる複数のファンブレード21は、外周枠13Cの端面13a上に立設され、中心軸101の軸方向に沿って外周枠13Cから離れる方向に板状に延在し、外周枠13Bの端面13bに接続されている。
 図2中には、代表的に、外周枠13Aと、複数のファンブレード21とから構成される羽根車12Aが示されている。貫流ファン100の製造工程においては、図2中に示す形態の羽根車12が樹脂成型により製造される。さらに、得られた複数の羽根車12が互いに接続されることにより、図1中の貫流ファン100の形態が得られる。
 図3は、図2中の羽根車を示す正面図である。図3中には、中心軸101の軸方向、すなわち貫流ファン100の回転軸方向から見た羽根車が部分的に示されている。
 図2および図3を参照して、ファンブレード21は、内周側翼先端部28および外周側翼先端部29を有する。内周側翼先端部28は、ファンブレード21の内周側の端部に配置されている。外周側翼先端部29は、ファンブレード21の外周側の端部に配置されている。ファンブレード21は、内周側翼先端部28と外周側翼先端部29との間で薄肉の翼断面を有するように形成されている。
 ファンブレード21には、正圧面24および負圧面25からなる翼面23が形成されている。正圧面24は、貫流ファン100の回転方向の側に配置され、負圧面25は、正圧面24の裏側に配置されている。貫流ファン100の回転時、翼面23上で空気流れが発生するのに伴って、正圧面24で相対的に大きく、負圧面25で相対的に小さくなる圧力分布が生じる。ファンブレード21は、全体として、正圧面24側が凹となり、負圧面25側が凸となるように、内周側翼先端部28と外周側翼先端部29との間で湾曲した形状を有する。
 ファンブレード21は、根元部31および先端部32を有する。ファンブレード21は、根元部31と先端部32との間で中心軸101の軸方向に沿って延在している。根元部31は、外周枠13の端面13aに接続されている。先端部32は、ファンブレード21が外周枠13の端面13aから遠ざかる方向に延びる先端に設けられている。先端部32は、隣接する羽根車12の外周枠13の端面13bに接続される。
 図3中には、根元部31において中心軸101に直交する平面(貫流ファン100の回転軸に直交する平面)によりファンブレード21を切断した場合に得られる翼断面21Pと、先端部32において中心軸101に直交する平面によりファンブレード21を切断した場合に得られる翼断面21Qと、根元部31と先端部32との間の任意の位置において中心軸101に直交する平面によりファンブレード21を切断した場合に得られる翼断面21Rとが示されている。
 ファンブレード21は、中心軸101に直交する平面により切断された場合の翼断面の面積が、根元部31から先端部32に向かうに従って小さくなるように形成されている。すなわち、根元部31と先端部32との間の任意の位置における翼断面21Rの面積は、根元部31における翼断面21Pの面積よりも小さく、先端部32における翼断面21Qの面積は、翼断面21Pの面積および翼断面21Rの面積よりも小さい。
 このようなファンブレード21が有する先細りのテーパ形状は、図2中に示す羽根車12の樹脂成型時、成型用金型から羽根車12の成型品を離型する際の抜き勾配を考慮したものである。
 ファンブレード21は、中心軸101に直交する平面により切断された場合の翼断面が、根元部31と先端部32との間で貫流ファン100の回転方向に変位するように形成されている。本実施の形態では、ファンブレード21が、その翼断面が根元部31から先端部32に向かうに従って、矢印103に示す貫流ファン100の回転方向前方側に変位するように形成されている。すなわち、根元部31と先端部32との間の任意の位置における翼断面21Rは、根元部31における翼断面21Pよりも貫流ファン100の回転方向前方側にずれて位置し、先端部32における翼断面21Qは、翼断面21Pおよび翼断面21Rよりも貫流ファン100の回転方向前方側に位置する。
 このように本実施の形態における貫流ファン100においては、ファンブレード21として、ファンの回転軸である中心軸101に対して傾斜を有するスキュー翼が用いられている。
 図3中には、ファンブレード21の翼断面の厚み方向(正圧面24と負圧面25とを結ぶ方向)における中心線106が示されている。
 中心線106は、ファンブレード21の翼断面を正圧面24側と負圧面25側とに二分するように翼断面中を延びている。ファンブレード21は、中心線106が外周側翼先端部29に交わる位置に外縁部27を有し、中心線106が内周側翼先端部28に交わる位置に内縁部26を有する。内縁部26は、ファンブレード21の内周側に配置されている。外縁部27は、ファンブレード21の外周側に配置されている。中心線106は、外縁部27と内縁部26との間で連続的に延びている。正圧面24および負圧面25は、内縁部26と外縁部27との間で湾曲しながら延びている。
 図4は、図3中のファンブレードの根元部と先端部との間における翼断面を示す断面図である。図4中には、図3中のファンブレード21の翼断面21Rが示されている。
 図3および図4を参照して、ファンブレード21は、翼面23の正圧面24および負圧面25の少なくともいずれか一方に複数の凹部が形成される翼断面形状を有する。本実施の形態では、正圧面24に複数の凹部41が形成され、負圧面25に複数の凹部42が形成されている。より具体的には、正圧面24に3つの凹部41が形成され、負圧面25に2つの凹部42が形成されている。正圧面24には、負圧面25に形成された凹部42よりも多い数の凹部41が形成されている。
 正圧面24には、複数の凸部46がさらに形成されている。凸部46は、貫流ファン100の回転方向前方側に向けて突出して形成されている。互いに隣り合って配置された凸部46間の谷部分によって、凹部41が形成されている。凹部41と凸部46とは、内縁部26と外縁部27とを結ぶ方向において交互に並んで形成されている。
 負圧面25には、複数の凸部47がさらに形成されている。凸部47は、貫流ファン100の回転方向後方側に向けて突出して形成されている。互いに隣り合って配置された凸部47間の谷部分によって、凹部42が形成されている。凹部42と凸部47とは、内縁部26と外縁部27とを結ぶ方向において交互に並んで形成されている。
 凹部41と凸部47とは、正圧面24および負圧面25の表裏対応する位置に形成され、凸部46と凹部42とは、正圧面24および負圧面25の表裏対応する位置に形成されている。すなわち、本実施の形態では、正圧面24に形成される凹部41が、負圧面25において凸部47を構成し、負圧面25に形成される凹部42が、正圧面24において凸部46を構成する。正圧面24および負圧面25において表裏対応して形成される凹部および凸部は、略U字状の同一の断面形状を有する。
 凹部41,42は、中心軸101の軸方向に沿って延びる溝(凹)形状をなす。凹部41,42からなる溝部は、中心軸101の軸方向におけるファンブレード21の一方端と他方端との間、すなわち根元部31と先端部32との間で連続的に延びて形成されている。凹部41,42からなる溝部は、根元部31と先端部32との間で直線状に延びて形成されている。
 なお、上記においては、翼断面21Rを示した図4を参照して、ファンブレード21の翼断面形状について説明したが、ファンブレード21は、中心軸101の軸方向におけるいずれの位置においても同様の翼断面形状を有する。
 本実施の形態における貫流ファン100においては、ファンブレード21が、根元部31側の凸部46,47において厚肉に形成されている。以下、その構造について詳細に説明する。図5は、図3中のファンブレードの根元部における翼断面を示す断面図である。図5中には、図3中のファンブレードの翼断面21Pが示されている。
 図4および図5を参照して、翼断面21Rの厚み方向における中心線106を特に中心線106Rといい、翼断面21Pの厚み方向における中心線106を特に中心線106Pという。翼断面21Rの内縁部26および外縁部27をそれぞれ、内縁部26Rおよび外縁部27Rといい、翼断面21Pの内縁部26および外縁部27をそれぞれ、内縁部26Pおよび外縁部27Pという。翼断面21Rにおいて、中心線106Rと正圧面24との間の長さは、中心線106Rと負圧面25との間の長さと等しい。翼断面21Pにおいて、中心線106Pと正圧面24との間の長さは、中心線106Pと負圧面25との間の長さと等しい。
 翼断面21Rでは、内縁部26Rと外縁部27Rとの間の長さがL1であり、翼断面21Pでは、内縁部26Pと外縁部27Pとの間の長さがL2である。先細りのテーパ形状を有するファンブレード21において、内縁部26Pと外縁部27Pとの間の長さL2は、内縁部26Rと外縁部27Rとの間の長さL1よりも大きい(L1<L2)。
 図6は、図4中の翼断面を拡大した図である。図4から図6を参照して、翼断面21Rの内縁部26Rと外縁部27Rとの間の長さL1が翼断面21Pの内縁部26Pと外縁部27Pとの間の長さL2と等しくなるように、翼断面21Rを拡大する。この際、本実施の形態では、翼断面21Rの外周をなす翼周線をその全周に渡って等距離gずつ外側に移動させるように、翼断面21Rを拡大する。翼断面21Rの外周をなす翼周線は、閉曲線である。これにより、図6中に示す翼断面21R´が得られる。
 図7は、図3中のファンブレードの根元部における翼断面を示す別の断面図である。図7を参照して、図5中の翼断面21Pに、中心線106Pに替えて、図6中に示す翼断面21R´の中心線106Rを重ね合わせる。このとき、中心線106R上に規定された内縁部26Rおよび外縁部27Rが、それぞれ、翼断面21Pの内縁部26Pおよび外縁部27Pと一致するように、翼断面21R´の中心線106Rを重ね合わせる。
 本実施の形態における貫流ファン100においては、翼断面21Pの正圧面24に形成された凹部41の底部と、中心線106Rとの間の長さよりも、凹部41の裏側に配置された負圧面25と、中心線106Rとの間の長さの方が大きくなる(T1>T2,T7>T8,T9>T10)。また、翼断面21Pの負圧面25に形成された凹部42の底部と、中心線106Rとの間の長さよりも、凹部42の裏側に配置された正圧面24と、中心線106Rとの間の長さの方が大きくなる(T3>T4,T5>T6)。
 なお、凹部41,42は、溝形状をなし、凹部41,42の底部は、その溝形状の深さが最も深くなる位置である。
 本実施の形態では、凹部41と凸部47とが、正圧面24および負圧面25の表裏対応する位置に形成され、凸部46と凹部42とが、正圧面24および負圧面25の表裏対応する位置に形成されている。
 このような構成においては、翼断面21Pの正圧面24に形成された凹部41の底部と、中心線106Rとの間の長さよりも、凹部41の裏側に配置された凸部47の頂部と、中心線106Rとの間の長さの方が大きくなる(凹部41の底部と、その凹部41の裏側に配置された凸部47の頂部とを通る直線を引き、その直線と中心線106Rとが交わる点を想定した場合に、凸部47の頂部からその交点までの長さが、凹部41の底部からその交点までの長さよりも大きくなる)。また、翼断面21Pの負圧面25に形成された凹部42の底部と、中心線106Rとの間の長さよりも、凹部42の裏側に配置された凸部46の頂部と、中心線106Rとの間の長さの方が大きくなる(凹部42の底部と、その凹部42の裏側に配置された凸部46の頂部とを通る直線を引き、その直線と中心線106Rとが交わる点を想定した場合に、凸部46の頂部からその交点までの長さが、凹部42の底部からその交点までの長さよりも大きくなる)。
 なお、凸部46,47は、凸形状をなし、凸部46,47の頂部は、その凸形状が最も突出する位置である。
 ファンブレード21は、根元部31における翼断面21Pとの比較において、以上に説明したT1~T10の大小関係を満たすような翼断面21Rを、根元部31と先端部32との間のいずれかの位置に有する。
 図8は、図3中のVIII-VIII線上に沿ったファンブレードを示す断面図である。図4および図5中には、内縁部26と外縁部27との間の中央付近に形成された凹部41sと、その裏側に配置される凸部47sとが示されている。図8中には、中心軸101の軸方向に沿ったファンブレード21の縦断面であって、凹部41sの底部と凸部47sの頂部とを通る位置のファンブレード21の断面形状が示されている。
 図8を参照して、根元部31と先端部32との間の中心に位置する仮想上の直線33が示されている。さらに、先端部32における正圧面24と負圧面25との間の中心点51と、直線33上における正圧面24と負圧面25との間の中心点52とを結んだ仮想上の直線50が示されている。
 本実施の形態では、ファンブレード21が、根元部31側の凸部47において、先端部32側の凸部47と比較して厚肉に形成された厚肉部56を有する。このため、根元部31における正圧面24と負圧面25との間の中心点53は、直線50上に存在せず、直線50よりも、凸部47が形成された負圧面25側に寄った位置に存在する。
 なお、上記においては、図8中に凹部41sの底部と凸部47sの頂部とを通る位置の断面を示してファンブレード21の翼断面形状について説明したが、他の凹部の底部と凸部の頂部とを通る位置においても、ファンブレード21は同様の翼断面形状を有する。
 図4および図5を参照して、翼断面21Pに形成される凸部46,47は、その凸部46,47に対応し、翼断面21Rに形成される凸部46,47よりも大きい曲率を有する翼面23を形成する。たとえば、翼断面21Pに形成される凸部47sは、翼断面21Rに形成される凸部47sよりも大きい曲率を有する翼面23を形成する。
 本実施の形態における貫流ファン100においては、以上に説明した複数の関係を全て満たすように、ファンブレード21が根元部31側の凸部46,47において厚肉に形成されている。なお、ファンブレード21は、以上に説明した複数の関係から選ばれた少なくとも1つの関係に従うように、根元部31側の凸部46,47において厚肉に形成されてもよい。
 以上に説明した、この発明の実施の形態1における貫流ファン100の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態におけるファンとしての貫流ファン100は、樹脂により形成されるファンである。貫流ファン100は、ファンの回転方向の側に配置される正圧面24と、正圧面24の裏側に配置される負圧面25とからなる翼面23が形成され、周方向に互いに間隔を隔てて設けられる複数の羽根部としてのファンブレード21と、ファンの回転軸方向におけるファンブレード21の一方端としての根元部31に設けられ、複数のファンブレード21を互いに接続する支持部としての外周枠13とを備える。ファンブレード21は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合に、正圧面24と負圧面25との間の中心線106が内周側の翼先端としての内周側翼先端部28に交わる内縁部26と、その中心線106が外周側の翼先端としての外周側翼先端部29に交わる外縁部27とを有する。ファンの回転に伴って、翼面23上には内縁部26と外縁部27との間を流れる流体流れとしての空気流れが発生する。
 ファンブレード21は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合に、正圧面24および負圧面25の少なくともいずれか一方に複数の凹部41,42が形成される翼断面形状を有する。ファンブレード21は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合の翼断面の面積が、ファンの回転軸方向におけるファンブレード21の根元部31から他方端としての先端部32に向かうに従って小さくなるように形成される。
 ファンの回転軸方向におけるファンブレード21の根元部31でファンブレード21をファンの回転軸に直交する平面により切断した場合に第1翼断面としての翼断面21Pが得られ、ファンの回転軸方向におけるファンブレード21の根元部31と先端部32との間でファンブレード21をファンの回転軸に直交する平面により切断した場合に翼断面としての翼断面21Rが得られる。内縁部26および外縁部27の間の長さが翼断面21Pと翼断面21Rとで互いに等しくなるまで、翼断面21Rの外周をなす翼周線をその全周に渡って等距離ずつ外側に移動させるように翼断面21Rを拡大するとともに、拡大した翼断面21Rの中心線106Rを、その中心線106R上の内縁部26Rおよび外縁部27Rがそれぞれ翼断面21Pの内縁部26Pおよび外縁部27Pと一致するように翼断面21Pに重ね合わせる。この場合に、翼断面21Pに形成された凹部41,42の底部と、翼断面21Rの中心線106Rとの間の長さよりも、凹部41,42の底部の裏側に配置される翼面23と、翼断面21Rの中心線106Rとの間の長さの方が大きい。
 (空気調和機および成型用金型の構造の説明)
 図9は、図1中の貫流ファンが用いられる空気調和機を示す断面図である。図9を参照して、空気調和機210は、室内に設置され、室内側熱交換器229が設けられる室内機220と、室外に設置され、室外側熱交換器および圧縮機が設けられる図示しない室外機とから構成されている。室内機220および室外機は、室内側熱交換器229と室外側熱交換器との間で冷媒ガスを循環させるための配管により接続されている。
 室内機220は、送風機215を有する。送風機215は、貫流ファン100と、貫流ファン100を回転させるための図示しない駆動モータと、貫流ファン100の回転に伴って、所定の気流を発生させるためのケーシング222とから構成されている。
 ケーシング222は、キャビネット222Aおよびフロントパネル222Bを有する。キャビネット222Aは、室内の壁面に支持されており、フロントパネル222Bは、キャビネット222Aに着脱自在に取り付けられている。フロントパネル222Bの下端部とキャビネット222Aの下端部との間隙には、吹き出し口225が形成されている。吹き出し口225は、室内機220の幅方向に延びる略矩形に形成され、前方下方に臨んで設けられている。フロントパネル222Bの上面には、格子状の吸い込み口224が形成されている。
 フロントパネル222Bに対向する位置には、吸い込み口224から吸い込まれた空気に含まれる塵埃を捕集・除去するためのエアフィルタ228が設けられている。フロントパネル222Bとエアフィルタ228との間に形成される空間には、図示しないエアフィルタ清掃装置が設けられている。エアフィルタ清掃装置によって、エアフィルタ228に蓄積した塵埃が自動的に除去される。
 ケーシング222の内部には、吸い込み口224から吹き出し口225に向けて空気が流通する送風通路226が形成されている。吹き出し口225には、左右方向の吹き出し角度を変更可能な縦ルーバ232と、上下方向の吹き出し角度を、前方上方、水平方向、前方下方および真下方向に変更可能な複数の横ルーバ231とが設けられている。
 送風通路226の経路上における、貫流ファン100とエアフィルタ228との間には、室内側熱交換器229が配置されている。室内側熱交換器229は、上下方向に複数段、かつ前後方向に複数列に並設される蛇行した図示しない冷媒管を有する。室内側熱交換器229は、屋外に設置される室外機の圧縮機に接続されており、圧縮機の駆動によって冷凍サイクルが運転される。冷凍サイクルの運転によって、冷房運転時には室内側熱交換器229が周囲温度よりも低温に冷却され、暖房運転時には室内側熱交換器229が周囲温度よりも高温に加熱される。
 図10は、図9中の空気調和機の吹き出し口近傍を拡大して示す断面図である。図9および図10を参照して、ケーシング222は、前方壁部251および後方壁部252を有する。前方壁部251および後方壁部252は、互いに間隔を隔てて向い合って配置されている。
 送風通路226の経路上には、前方壁部251と後方壁部252との間に位置するように貫流ファン100が配置されている。前方壁部251には、貫流ファン100の外周面に向けて突出し、貫流ファン100と前方壁部251との隙間を微小とする突出部253が形成されている。後方壁部252には、貫流ファン100の外周面に向けて突出し、貫流ファン100と後方壁部252との隙間を微小とする突出部254が形成されている。
 ケーシング222は、上側ガイド部256および下側ガイド部257を有する。送風通路226は、貫流ファン100よりも空気流れの下流側において、上側ガイド部256および下側ガイド部257によって規定されている。
 上側ガイド部256および下側ガイド部257は、それぞれ、前方壁部251および後方壁部252から連なり、吹き出し口225に向けて延在している。上側ガイド部256および下側ガイド部257は、貫流ファン100によって送り出された空気を、上側ガイド部256が内周側となり、下側ガイド部257が外周側となるように湾曲させ、前方下方へと案内するように形成されている。上側ガイド部256および下側ガイド部257は、貫流ファン100から吹き出し口225に向かうほど、送風通路226の断面積が拡大するように形成されている。
 本実施の形態では、前方壁部251および上側ガイド部256がフロントパネル222Bに一体に形成されている。後方壁部252および下側ガイド部257がキャビネット222Aに一体に形成されている。
 図11は、図9中の空気調和機の吹き出し口近傍に生じる空気流れを示す断面図である。図9から図11を参照して、送風通路226上の経路上には、貫流ファン100よりも空気流れの上流側に位置して上流側外側空間246が形成され、貫流ファン100の内側(周方向に配列された複数のファンブレード21の内周側)に位置して内側空間247が形成され、貫流ファン100よりも空気流れの下流側に位置して下流側外側空間248が形成されている。
 貫流ファン100の回転時、突出部253,254を境にして送風通路226の上流側領域241には、上流側外側空間246からファンブレード21の翼面23上を通って内側空間247に向かう空気流れ261が形成され、突出部253,254を境にして送風通路226の下流側領域242には、内側空間247からファンブレード21の翼面23上を通って下流側外側空間248に向かう空気流れ261が形成される。このとき、前方壁部251に隣接する位置には、空気流れの強制渦262が形成される。
 なお、本実施の形態では、空気調和機を例に挙げて説明したが、この他に、たとえば、空気清浄機や加湿機、冷却装置、換気装置などの流体を送り出す装置に、本発明における貫流ファンを適用することが可能である。
 図12は、図1中の貫流ファンの製造時に用いられる成型用金型を示す断面図である。図12を参照して、成型用金型160は、固定側金型164および可動側金型162を有する。固定側金型164および可動側金型162により、貫流ファン100と略同一形状であって、流動性の樹脂が注入されるキャビティ166が規定されている。
 成型用金型160には、キャビティ166に注入された樹脂の流動性を高めるための図示しないヒータが設けられてもよい。このようなヒータの設置は、たとえば、ガラス繊維入りのAS(アクリロニトリルおよびスチレンの共重合化合物)樹脂のような強度を増加させた合成樹脂を用いる場合に特に有効である。
 なお、後述する実施の形態2における遠心ファン10も、図12中の成型用金型160と同様の構造を有する金型により製造される。
 (作用、効果の詳細な説明)
 図13Aおよび図13Bは、図12中の成型用金型を用いて図2中の羽根車を製造する工程を示す断面図である。図中には、図8中に示すファンブレード21の縦断面と、その縦断面に対応する可動側金型162の断面とが示されている。
 図13Aを参照して、キャビティ166に樹脂を注入し、樹脂を硬化させることによって、外周枠13と、その端面13aから延出する複数のファンブレード21とを備える羽根車12を成型する。成型後、羽根車12の成型品を成型用金型160から離型させるために、可動側金型162を外周枠13から離れる方向(矢印107に示す方向)にスライド移動させる。この際、本実施の形態では、ファンブレード21として、ファンの回転軸である中心軸101に対して傾斜を有するスキュー翼が用いられているため、可動側金型162を羽根車12の回転軸(中心軸101)を中心に回転させつつ、可動側金型162をスライド移動させる必要がある。
 この場合、可動側金型162の回転とスライド移動との同期にわずかにでもずれが生じると、可動側金型162からファンブレード21の翼面23に面圧が作用してしまう。図13B中には、その一例として、可動側金型162のスライド移動の速度に対して回転速度がやや速い場合が示されている。このとき、可動側金型162の側面162bとファンブレード21の正圧面24との間に微小な隙間が生じる一方で、可動側金型162の側面162aとファンブレード21の負圧面25とが干渉して、負圧面25に面圧が作用する。
 図14は、羽根車の成型品の離型時に、可動側金型からファンブレードの正圧面側に面圧が作用した場合にファンブレードの根元部に発生する応力を示すファンブレード根元部での断面図である。図15は、羽根車の成型品の離型時に、可動側金型からファンブレードの負圧面側に面圧が作用した場合にファンブレードの根元部に発生する応力を示すファンブレード根元部での断面図である。
 図14を参照して、羽根車12の成型品の離型時、可動側金型162からファンブレード21の正圧面24に面圧が作用した場合、正圧面24に形成された凸部46に引っ張り応力が発生し、正圧面24に形成された凹部41に圧縮応力が発生する。図15を参照して、羽根車12の成型品の離型時、可動側金型162からファンブレード21の負圧面25に面圧が作用した場合、負圧面25に形成された凸部47に引っ張り応力が発生し、負圧面25に形成された凹部42に圧縮応力が発生する。
 引っ張り応力が発生した箇所では、ファンブレード21の根元部31が外周枠13の端面13aから引き剥がされようとする。この結果、羽根車12の成型品の離型時に、ファンブレード21が根元部31の付近の凸部46,47において破断する懸念が生じる。
 これに対して、本実施の形態における貫流ファン100においては、引っ張り応力が発生する箇所、すなわち、ファンブレード21の根元部31の付近の凸部46,47に厚肉部56が設けられる。このような構成により、凸部46,47におけるファンブレード21の強度を確保して、ファンブレード21の破断を防ぐことができる。
 仮に厚肉部が凹部41,42に設けられた場合を想定すると、ファンブレード21の破断を防ぐために、特に根元部付近において凹部41,42による溝形状を埋める程度にまで肉付けを行なう必要がある。この場合、ファンブレード21の重量が大きくなって、貫流ファン100を駆動させるモータが大型化するといった問題や、ファンブレード21の原材料の必要量が増大するといった問題が生じる。これに対して、本実施の形態では、引っ張り応力が発生する凸部46,47に厚肉部56が設けられるため、ファンブレード21の破損のおそれがある箇所に効率的に強度を持たせることができる。
 図16は、図10中に示す上流側領域において、ファンブレードの翼面上で生じる現象を表わした断面図である。
 図16を参照して、上流側領域241において、上流側外側空間246から内側空間247に向かう空気流れが形成されるとき、ファンブレード21の翼面23上では、外縁部27から流入し、翼面23上を通過し、内縁部26から流出する空気流れが発生する。この際、正圧面24に形成された凹部41には、反時計回りの空気流れの渦62(2次流れ)が形成され、負圧面25に形成された凹部42には、時計周りの空気流れの渦64が生成される。これにより、翼面23上を通過する空気流れ61,63(主流)は、凹部41,42に生じた渦62,64の外側に沿って流れる。
 図17は、図10中に示す下流側領域において、ファンブレードの翼面上で生じる現象を表わした断面図である。
 図17を参照して、下流側領域242において、内側空間247から下流側外側空間248に向かう空気流れが形成されるとき、ファンブレード21の翼面23上では、内縁部26から流入し、翼面23上を通過し、外縁部27から流出する空気流れが発生する。この際、正圧面24に形成された凹部41には、時計回りの空気流れの渦67(2次流れ)が形成され、負圧面25に形成された凹部42には、反時計周りの空気流れの渦69が生成される。これにより、翼面23上を通過する空気流れ66,68(主流)は、凹部41,42に生じた渦62,64の外側に沿って流れる。
 すなわち、貫流ファン100においては、ファンブレード21が上流側領域241から下流側領域242に移動すると、翼面23上における空気の流れ方向が反転し、これに伴って、凹部41,42に生じる渦の回転方向も反転する。
 本実施の形態における貫流ファン100においては、ファンブレード21が、薄肉の翼断面形状を有するにもかかわらず、渦(2次流れ)が形成された凹部41,42の深さの分だけ翼断面形状が厚肉化された厚肉翼のような挙動を示す。この結果、ファンブレード21で生じる揚力を大幅に増大させることができる。
 仮に厚肉部が凹部41,42に設けられた場合を想定すると、凹部41,42の深さが小さくなるため、ファンブレード21の根元部31の付近において渦の生成による上記厚肉翼の効果が損なわれる。これに対して、本実施の形態では、凸部46,47に厚肉部56が設けられるため、渦の生成による上記厚肉翼の効果が十分に奏される。
 このように構成された、この発明の実施の形態1における貫流ファン100によれば、ファンブレード21の根元部31の付近の凸部46,47に厚肉部56が設けられるため、羽根車12の成型品の離型時にファンブレード21の破断を防ぐことができる。これにより、樹脂製の貫流ファン100の成型性を高めることができる。この際、翼面23に形成された凹部41,42の凹形状を損なうことなく厚肉部56が設けられるため、凹部41,42による送風能力の向上の効果が十分に奏される。また、羽根車12の成型品の離型時に引っ張り応力が発生する箇所に厚肉部56が設けられるため、ファンの重量がいたずらに増大することを抑制できる。
 [実施の形態2]
 本実施の形態では、まず、本発明におけるファンが適用される遠心ファンの構造について説明し、続いて、その遠心ファンが用いられる送風機および空気清浄機の構造について説明する。なお、本実施の形態における遠心ファンは、実施の形態1における貫流ファン100と比較して、部分的に同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
 (遠心ファンの構造の説明)
 図18は、この発明の実施の形態2における遠心ファンを示す斜視図である。図18を参照して、本実施の形態における遠心ファン10は、複数のファンブレード21を有する。遠心ファン10は、全体として略円筒形の外観を有し、複数のファンブレード21は、その略円筒形の周面に配置されている。遠心ファン10は、樹脂により一体に形成されている。遠心ファン10は、図18中に示す仮想上の中心軸101を中心に、矢印103に示す方向に回転する。
 遠心ファン10は、回転する複数のファンブレード21によって、内周側から取り込んだ空気を外周側に送り出すファンである。遠心ファン10は、遠心力を利用して、ファンの回転中心側からその半径方向に空気を送り出すファンである。遠心ファン10は、シロッコファンである。遠心ファン10は、家庭用の電気機器などのファンに適用される低レイノルズ数領域の回転数で使用される。
 遠心ファン10は、支持部としての外周枠13pおよび外周枠13qをさらに有する。外周枠13pおよび外周枠13qは、中心軸101を中心に環状に延在して形成されている。外周枠13pおよび外周枠13qは、中心軸101の軸方向に距離を隔てた位置にそれぞれ配置されている。外周枠13pには、ディスク部14を介して、遠心ファン10を駆動モータに連結するためのボス部16が一体に形成されている。
 複数のファンブレード21は、中心軸101を中心とする周方向に互いに間隔を隔てて配列されている。複数のファンブレード21は、中心軸101の軸方向における両端において、外周枠13pおよび外周枠13qによって支持されている。ファンブレード21は、外周枠13p上に立設され、外周枠13qに向けて中心軸101の軸方向に沿って延びるように形成されている。
 遠心ファン10の製造工程においては、まず、外周枠13p、ディスク部14、ボス部16と、外周枠13pから延出する複数のファンブレード21とが、樹脂成型により一体に製造される。さらに、製造された成型品に外周枠13qが接続されることによって、図18中の遠心ファン10の形態が得られる。
 ファンブレード21は、実施の形態1における図3中のファンブレード21と同じ翼断面形状を有する。
 すなわち、ファンブレード21は、外周枠13pに接続される根元部31と、外周枠13qに接続される先端部32とを有する。ファンブレード21は、その翼断面の面積が、根元部31から先端部32に向かうに従って小さくなるように形成されている。ファンブレード21は、その翼断面が根元部31と先端部32との間で貫流ファン100の回転方向に変位するように形成されている。ファンブレード21は、翼面23の正圧面24および負圧面25の少なくともいずれか一方に複数の凹部が形成される翼断面形状を有する。ファンブレード21は、根元部31側の凸部において厚肉に形成されている。
 (送風機および空気清浄機の構造の説明)
 図19は、図18中の遠心ファンを用いた送風機を示す断面図である。図20は、図19中のXX-XX線上に沿った送風機を示す断面図である。図19および図20を参照して、送風機320は、外装ケーシング326内に、駆動モータ328と、遠心ファン10と、ケーシング329とを有する。
 駆動モータ328の出力軸は、遠心ファン10と一体に成型されたボス部16に連結されている。ケーシング329は、誘導壁329aを有する。誘導壁329aは、遠心ファン10の外周上に配置される略3/4円弧によって形成されている。誘導壁329aは、ファンブレード21の回転により発生する気流をファンブレード21の回転方向に誘導しつつ、気流の速度を増大させる。
 ケーシング329には、吸い込み部330および吹き出し部327が形成されている。吸い込み部330は、中心軸101の延長上に位置して形成されている。吹き出し部327は、誘導壁329aの一部から誘導壁329aの接線方向の一方に開放されて形成されている。吹き出し部327は、誘導壁329aの一部から誘導壁329aの接線方向の一方に突出する角筒形状をなしている。
 駆動モータ328の駆動により、遠心ファン10が矢印103に示す方向に回転する。このとき、空気が吸い込み部330からケーシング329内に取り込まれ、遠心ファン10の内周側空間331から外周側空間332へと送り出される。外周側空間332に送り出された空気は、矢印304に示す方向に沿って周方向に流れ、吹き出し部327を通じて外部に送風される。
 図21は、図18中の遠心ファンを用いた空気清浄機を示す断面図である。図21を参照して、空気清浄機340は、ハウジング344と、送風機350と、ダクト345と、(HEPA:High Efficiency Particulate Air Filter)フィルタ341とを有する。
 ハウジング344は、後壁344aおよび天壁344bを有する。ハウジング344には、空気清浄機340が設置された室内の空気を吸い込むための吸い込み口342が形成されている。吸い込み口342は、後壁344aに形成されている。ハウジング344には、さらに、清浄空気を室内に向けて放出する吹き出し口343が形成されている。吹き出し口343は、天壁344bに形成されている。一般的に、空気清浄機340は、後壁344aを室内の壁に対向させるようにして壁際に設置される。
 フィルタ341は、ハウジング344の内部において、吸い込み口342と向い合って配置されている。吸い込み口342を通じてハウジング344内部に導入された空気は、フィルタ341を通過する。これにより、空気中の異物が除去される。
 送風機350は、室内の空気をハウジング344内部に吸引するとともに、フィルタ341により清浄された空気を、吹き出し口343を通じて室内に送り出すために設けられている。送風機350は、遠心ファン10と、ケーシング352と、駆動モータ351とを有する。ケーシング352は、誘導壁352aを有する。ケーシング352には、吸い込み部353および吹き出し部354が形成されている。
 ダクト345は、送風機350の上方に設けられ、清浄空気をケーシング352から吹き出し口343に導く導風路として設けられている。ダクト345は、その下端が吹き出し部354に連なり、その上端が開放された角筒形をなす形状を有する。ダクト345は、吹き出し部354から吹き出された清浄空気を、吹き出し口343に向けて層流に誘導するように形成されている。
 このような構成を備える空気清浄機340においては、送風機350の駆動により、ファンブレード21が回転し、室内の空気が吸い込み口342からハウジング344内に吸い込まれる。このとき、吸い込み口342および吹き出し口343間に空気流れが発生し、吸い込まれた空気に含まれる塵埃等の異物は、フィルタ341により除去される。
 フィルタ341を通過して得られた清浄空気は、ケーシング352内部に吸い込まれる。この際、ケーシング352内に吸い込まれた清浄空気は、ファンブレード21周りの誘導壁352aによって層流となる。層流とされた空気は、誘導壁352aに沿って吹き出し部354に誘導され、吹き出し部354からダクト345内に送風される。空気は、吹き出し口343から外部空間に向けて放出される。
 なお、本実施の形態では、空気清浄機を例に挙げて説明したが、この他に、たとえば、空気調和機(エアーコンディショナ)や加湿機、冷却装置、換気装置などの流体を送り出す装置に、本発明における遠心ファンを適用することが可能である。
 このように構成された、この発明の実施の形態2における遠心ファン10によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。
 [実施の形態3]
 本実施の形態では、図4から図7中に示すファンブレード21の形状の各種変形例について説明する。
 図22は、第1変形例におけるファンブレードの根元部と先端部との間における翼断面を示す断面図である。図22中に示す翼断面は、図3中のファンブレード21の翼断面21Rに対応する。図23は、第1変形例におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す断面図である。図23中に示す翼断面は、図3中のファンブレードの翼断面21Pに対応する。
 図22および図23を参照して、本変形例では、正圧面24に2つの凹部41が形成されている。2つの凹部41は、全体的に、外縁部27よりも内縁部26に近い側に偏って配置されている。正圧面24には、凸部46がさらに形成されている。凸部46は、貫流ファン100の回転方向前方側に向けて突出して形成されている。
 負圧面25には、1つの凹部42が形成されている。凹部42は、外縁部27よりも内縁部26に近い側に偏って配置されている。負圧面25には、複数の凸部47がさらに形成されている。凸部47は、貫流ファン100の回転方向後方側に向けて突出して形成されている。互いに隣り合って配置された凸部47間の谷部分によって、凹部42が形成されている。
 凹部41と凸部47とは、正圧面24および負圧面25の表裏対応する位置に形成され、凸部46と凹部42とは、正圧面24および負圧面25の表裏対応する位置に形成されている。翼断面21Rの中心線106Rが、凹部41,42および凸部46,47に対応する位置で屈曲しているのに対して、翼断面21Pの中心線106Pは、凹部41,42および凸部46,47に対応する位置で湾曲している。
 図24は、図22中の翼断面を拡大した図である。図25は、第1変形例におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す別の断面図である。
 図22から図24を参照して、翼断面21Rの内縁部26Rと外縁部27Rとの間の長さL1が翼断面21Pの内縁部26Pと外縁部27Pとの間の長さL2と等しくなるように、翼断面21Rを拡大する。この際、翼断面21Rの外周をなす翼周線をその全周に渡って等距離ずつ外側に移動させるように、翼断面21Rを拡大する。これにより、図24中に示す翼断面21R´が得られる。
 図25を参照して、図23中の翼断面21Pに、中心線106Pに替えて、図24中に示す翼断面21R´の中心線106Rを重ね合わせる。このとき、中心線106R上に規定された内縁部26Rおよび外縁部27Rが、それぞれ、翼断面21Pの内縁部26Pおよび外縁部27Pと一致するように、翼断面21R´の中心線106Rを重ね合わせる。
 本変形例では、翼断面21Pの正圧面24に形成された凹部41の底部と、中心線106Rとの間の長さよりも、凹部41の裏側に配置された凸部47の頂部と、中心線106Rとの間の長さの方が大きくなる(T3>T4、T5>T6)。また、翼断面21Pの負圧面25に形成された凹部42の底部と、中心線106Rとの間の長さよりも、凹部42の裏側に配置された凸部46の頂部と、中心線106Rとの間の長さの方が大きくなる(T1>T2)。
 このような構成により、本変形例においても、ファンブレード21が根元部31側の凸部46,47において厚肉に形成されている。
 図26は、第2変形例におけるファンブレードの根元部と先端部との間における翼断面を示す断面図である。図26中に示す翼断面は、図3中のファンブレード21の翼断面21Rに対応する。図27は、第2変形例におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す断面図である。図27中に示す翼断面は、図3中のファンブレードの翼断面21Pに対応する。
 図26および図27を参照して、本変形例では、正圧面24に3つの凹部41が形成されている。3つの凹部41は、全体的に、外縁部27よりも内縁部26に近い側に偏って配置されている。本変形例では、図26中に示す翼断面21Rにおいて、正圧面24に凹部および凸部が形成されていない。
 図28は、図26中の翼断面を拡大した図である。図29は、第2変形例におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す別の断面図である。
 図28を参照して、翼断面21Rの内縁部26Rと外縁部27Rとの間の長さL1が翼断面21Pの内縁部26Pと外縁部27Pとの間の長さL2と等しくなるように、翼断面21Rを拡大する。この際、翼断面21Rの外周をなす翼周線をその全周に渡って等距離ずつ外側に移動させるように、翼断面21Rを拡大する。これにより、図28中に示す翼断面21R´が得られる。
 図29を参照して、図27中の翼断面21Pに、中心線106Pに替えて、図28中に示す翼断面21R´の中心線106Rを重ね合わせる。このとき、中心線106R上に規定された内縁部26Rおよび外縁部27Rが、それぞれ、翼断面21Pの内縁部26Pおよび外縁部27Pと一致するように、翼断面21R´の中心線106Rを重ね合わせる。
 本変形例では、翼断面21Pの正圧面24に形成された凹部41の底部と、中心線106Rとの間の長さよりも、凹部41の底部の裏側に配置された負圧面25と、中心線106Rとの間の長さの方が大きくなる(T1>T2、T3>T4、T5>T6)。
 このような構成により、本変形例においては、ファンブレード21が根元部31側であって凹部41の裏側において厚肉に形成されている。
 図30は、第3変形例におけるファンブレードの根元部と先端部との間における翼断面を示す断面図である。図30中に示す翼断面は、図3中のファンブレード21の翼断面21Rに対応する。図31は、第3変形例におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す断面図である。図31中に示す翼断面は、図3中のファンブレードの翼断面21Pに対応する。
 図30および図31を参照して、本変形例では、正圧面24に3つの凹部41が形成されている。3つの凹部41は、全体的に、外縁部27よりも内縁部26に近い側に偏って配置されている。負圧面25には、1つの凹部42が形成されている。その凹部42は、全体的に、内縁部26よりも外縁部27に近い側に偏って配置されている。本変形例では、図30中に示す翼断面21Rにおいて、凹部41の裏側に対応する負圧面25の位置に凸部が形成されず、凹部42の裏側に対応する正圧面24の位置に凸部が形成されていない。
 図32は、図30中の翼断面を拡大した図である。図33は、第3変形例におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す別の断面図である。
 図32を参照して、翼断面21Rの内縁部26Rと外縁部27Rとの間の長さL1が翼断面21Pの内縁部26Pと外縁部27Pとの間の長さL2と等しくなるように、翼断面21Rを拡大する。この際、翼断面21Rの外周をなす翼周線をその全周に渡って等距離ずつ外側に移動させるように、翼断面21Rを拡大する。これにより、図32中に示す翼断面21R´が得られる。
 図33を参照して、図31中の翼断面21Pに、中心線106Pに替えて、図32中に示す翼断面21R´の中心線106Rを重ね合わせる。このとき、中心線106R上に規定された内縁部26Rおよび外縁部27Rが、それぞれ、翼断面21Pの内縁部26Pおよび外縁部27Pと一致するように、翼断面21R´の中心線106Rを重ね合わせる。
 本変形例では、翼断面21Pの正圧面24に形成された凹部41の底部と、中心線106Rとの間の長さよりも、凹部41の底部の裏側に配置された負圧面25と、中心線106Rとの間の長さの方が大きくなる(T1>T2、T3>T4、T5>T6)。また、翼断面21Pの負圧面25に形成された凹部42の底部と、中心線106Rとの間の長さよりも、凹部42の底部の裏側に配置された正圧面24と、中心線106Rとの間の長さの方が大きくなる(T7>T8)。
 このような構成により、本変形例においては、ファンブレード21が根元部31側であって凹部41および凹部42の裏側において厚肉に形成されている。
 このように構成された、この発明の実施の形態3における貫流ファンによれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。なお、本変形例におけるファンブレード21が、実施の形態2における遠心ファンに適用されてもよい。
 [実施の形態4]
 本実施の形態における貫流ファンは、実施の形態1において図4中の翼断面21Rから図6中の翼断面21R´を得る際に翼断面21Rを拡大する方法が、実施の形態1における貫流ファン100と異なる。
 図34は、実施の形態4におけるファンブレードの根元部と先端部との間における翼断面を示す断面図である。図34中に示す翼断面は、実施の形態1における図3中のファンブレード21の翼断面21Rに対応する。図35は、実施の形態4におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す断面図である。図35中に示す翼断面は、実施の形態1における図3中のファンブレードの翼断面21Pに対応する。
 図36は、図34中の翼断面を拡大した図である。図34から図36を参照して、翼断面21Rの内縁部26Rと外縁部27Rとの間の長さL1が翼断面21Pの内縁部26Pと外縁部27Pとの間の長さL2と等しくなるように、翼断面21Rを拡大する。この際、本実施の形態における貫流ファンでは、拡大前の翼断面と拡大後の翼断面とが相似形の関係を満たすように、翼断面21Rを拡大する。これにより、図36中に示す翼断面21R´が得られる。
 図37は、実施の形態4におけるファンブレードの根元部における翼断面を示す別の断面図である。図37を参照して、図35中の翼断面21Pに、中心線106Pに替えて、図36中に示す翼断面21R´の中心線106Rを重ね合わせる。このとき、中心線106R上に規定された内縁部26Rおよび外縁部27Rが、それぞれ、翼断面21Pの内縁部26Pおよび外縁部27Pと一致するように、翼断面21R´の中心線106Rを重ね合わせる。
 本実施の形態では、翼断面21Pの正圧面24に形成された凹部41の底部と、中心線106Rとの間の長さよりも、凹部41の裏側に配置された負圧面25と、中心線106Rとの間の長さの方が大きくなる(T1>T2,T7>T8,T9>T10)。また、翼断面21Pの負圧面25に形成された凹部42の底部と、中心線106Rとの間の長さよりも、凹部42の裏側に配置された正圧面24と、中心線106Rとの間の長さの方が大きくなる(T3>T4,T5>T6)。
 このように構成された、この発明の実施の形態4における貫流ファンによれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。なお、本実施の形態において説明したファンブレードの構造を、実施の形態2における遠心ファンや、実施の形態3におけるファンブレードの各種変形例に適用してもよい。
 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 この発明は、主に、空気清浄機や空気調和機などの送風機能を有する家庭用の電気機器に適用される。
 10 遠心ファン、12,12A,12B,12C 羽根車、13,13A,13B,13C,13p,31q 外周枠、13a,13b 端面、14 ディスク部、16 ボス部、21 ファンブレード,21P,21Q,21R 翼断面、23 翼面、24 正圧面、25 負圧面、26,26P,26R 内縁部、27,27P,27R 外縁部、28 内周側翼先端部、29 外周側翼先端部、31 根元部、32 先端部、33,50 直線、41,41s,42 凹部、46,47,47s 凸部、51,52,53 中心点、56 厚肉部、62,64,67,69 渦、100 貫流ファン、101 中心軸、106,106P,106R 中心線、110 中心軸、160 成型用金型、162 可動側金型、164 固定側金型、166 キャビティ、210 空気調和機、215 送風機、220 室内機、222 ケーシング、222A キャビネット、222B フロントパネル、224 吸い込み口、225 吹き出し口、226 送風通路、228 エアフィルタ、229 室内側熱交換器、231 横ルーバ、232 縦ルーバ、241 上流側領域、242 下流側領域、246 上流側外側空間、247 内側空間、248 下流側外側空間、251 前方壁部、252 後方壁部、253,254 突出部、256 上側ガイド部、257 下側ガイド部、262 強制渦、320 送風機、326 外装ケーシング、327 吹き出し部、328 駆動モータ、329 ケーシング、329a 誘導壁、330 吸い込み部、331 内周側空間、332 外周側空間、340 空気清浄機、341 フィルタ、342 吸い込み口、343 吹き出し口、344 ハウジング、344a 後壁、344b 天壁、345 ダクト、350 送風機、351 駆動モータ、352 ケーシング、352a 誘導壁、353 吸い込み部、354 吹き出し部。

Claims (9)

  1.  樹脂により形成されるファンであって、
     ファンの回転方向の側に配置される正圧面と、前記正圧面の裏側に配置される負圧面とからなる翼面が形成され、周方向に互いに間隔を隔てて設けられる複数の羽根部と、
     ファンの回転軸方向における前記羽根部の一方端に設けられ、複数の前記羽根部を互いに接続する支持部とを備え、
     前記羽根部は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合に、前記正圧面と前記負圧面との間の中心線が内周側の翼先端に交わる内縁部と、その中心線が外周側の翼先端に交わる外縁部とを有し、
     ファンの回転に伴って、前記翼面上には前記内縁部と前記外縁部との間を流れる流体流れが発生し、
     前記羽根部は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合に、前記正圧面および前記負圧面の少なくともいずれか一方に複数の凹部が形成される翼断面形状を有し、
     前記羽根部は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合の翼断面の面積が、ファンの回転軸方向における前記羽根部の一方端から他方端に向かうに従って小さくなるように形成され、
     ファンの回転軸方向における前記羽根部の一方端で前記羽根部をファンの回転軸に直交する平面により切断した場合に第1翼断面が得られ、ファンの回転軸方向における前記羽根部の一方端と他方端との間で前記羽根部をファンの回転軸に直交する平面により切断した場合に第2翼断面が得られ、
     前記内縁部および前記外縁部の間の長さが前記第1翼断面と前記第2翼断面とで互いに等しくなるまで、前記第2翼断面の外周をなす翼周線をその全周に渡って等距離ずつ外側に移動させるように前記第2翼断面を拡大するとともに、拡大した前記第2翼断面の前記中心線を、その中心線上の前記内縁部および前記外縁部がそれぞれ前記第1翼断面の前記内縁部および前記外縁部と一致するように前記第1翼断面に重ね合わせた場合に、
     前記第1翼断面に形成された前記凹部の底部と、前記第2翼断面の前記中心線との間の長さよりも、前記凹部の底部の裏側に配置される前記翼面と、前記第2翼断面の前記中心線との間の長さの方が大きい、ファン。
  2.  樹脂により形成されるファンであって、
     ファンの回転方向の側に配置される正圧面と、前記正圧面の裏側に配置される負圧面とからなる翼面が形成され、周方向に互いに間隔を隔てて設けられる複数の羽根部と、
     ファンの回転軸方向における前記羽根部の一方端に設けられ、複数の前記羽根部を互いに接続する支持部とを備え、
     前記羽根部は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合に、前記正圧面と前記負圧面との間の中心線が内周側の翼先端に交わる内縁部と、その中心線が外周側の翼先端に交わる外縁部とを有し、
     ファンの回転に伴って、前記翼面上には前記内縁部と前記外縁部との間を流れる流体流れが発生し、
     前記羽根部は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合に、前記正圧面および前記負圧面の少なくともいずれか一方に複数の凹部が形成される翼断面形状を有し、
     前記羽根部は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合の翼断面の面積が、ファンの回転軸方向における前記羽根部の一方端から他方端に向かうに従って小さくなるように形成され、
     ファンの回転軸方向における前記羽根部の一方端で前記羽根部をファンの回転軸に直交する平面により切断した場合に第1翼断面が得られ、ファンの回転軸方向における前記羽根部の一方端と他方端との間で前記羽根部をファンの回転軸に直交する平面により切断した場合に第2翼断面が得られ、
     前記内縁部および前記外縁部の間の長さが前記第1翼断面と前記第2翼断面とで互いに等しくなるまで、拡大前の前記第2翼断面と拡大後の前記第2翼断面とが相似形の関係となるように前記第2翼断面を拡大するとともに、拡大した前記第2翼断面の前記中心線を、その中心線上の前記内縁部および前記外縁部がそれぞれ前記第1翼断面の前記内縁部および前記外縁部と一致するように前記第1翼断面に重ね合わせた場合に、
     前記第1翼断面に形成された前記凹部の底部と、前記第2翼断面の前記中心線との間の長さよりも、前記凹部の底部の裏側に配置される前記翼面と、前記第2翼断面の前記中心線との間の長さの方が大きい、ファン。
  3.  前記羽根部は、前記正圧面および前記負圧面のいずれか一方に形成された凹部が、前記正圧面および前記負圧面のいずれか他方に凸部を形成する翼断面形状を有し、
     前記第1翼断面に形成された前記凹部の底部と、前記第2翼断面の前記中心線との間の長さよりも、前記凹部の底部の裏側に配置される前記凸部の頂部と、前記第2翼断面の前記中心線との間の長さの方が大きい、請求項1または2に記載のファン。
  4.  前記第1翼断面に形成される前記凸部は、その凸部に対応し、前記第2翼断面に形成される前記凸部よりも大きい曲率の前記翼面を形成する、請求項3に記載のファン。
  5.  前記羽根部は、ファンの回転軸に直交する平面により切断された場合の翼断面が、ファンの回転軸方向における前記羽根部の一方端と他方端との間でファンの回転方向に変位するように形成される、請求項1から4のいずれか1項に記載のファン。
  6.  周方向に配列された複数の前記羽根部の内側に内側空間が形成され、その外側に外側空間が形成され、
     ファンの回転軸方向から見た場合に、回転軸に対して一方の側の前記外側空間から前記内側空間に流体を取り込み、取り込んだ流体を回転軸に対して他方の側の前記外側空間に送り出す貫流ファンである、請求項1から5のいずれか1項に記載のファン。
  7.  周方向に配列された複数の前記羽根部の内側に内側空間が形成され、その外側に外側空間が形成され、
     前記内側空間から前記外側空間に流体を送り出す遠心ファンである、請求項1から5のいずれか1項に記載のファン。
  8.  請求項1から7のいずれか1項に記載のファンを成型するために用いられる、成型用金型。
  9.  請求項1から7のいずれか1項に記載のファンと、前記ファンに連結され、複数の前記羽根部を回転させる駆動モータとから構成される送風機を備える、流体送り装置。
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