JP2008157113A

JP2008157113A - 送風機

Info

Publication number: JP2008157113A
Application number: JP2006346975A
Authority: JP
Inventors: Toru Iwata; 透岩田; Akira Komatsu; 彰小松
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2008-07-10

Abstract

【課題】送風機の送風翼の低圧側翼面に送風音低減用の溝又は突起を形成するにあたり、その騒音低減効果を増進させること。
【解決手段】複数の送風翼をそなえた送風機において、前記送風翼の低圧側翼面に同低圧側翼面に沿って流れる空気流の流線に対して傾斜した直線状のエッジをもつ多数の溝又は突起を設ける。
各送風翼に形成した溝又は突起は、空気流の流線に対して傾斜した直線状のエッジをもつようにされているので、空気流が傾斜エッジと接触する長さが長くなり、上記の境界層剥離防止効果が大きくなる。
溝又は突起はその傾斜方向が同一方向とされていてもよく、その傾斜方向が相互に交叉する方向とされていてもよい。
溝又は突起はその形状がＶ字型又は略Ｖ字型であり、そのＶ字屈曲部が送風翼の低圧側翼面に沿って流れる空気流の上流側又は下流側に向いているようにすることができる。
【選択図】図９

Description

本願発明は、空気調和機用プロペラファンなどの送風機に関するものである。

一般に空気調和機用のプロペラファンなどの送風機では、たとえば図１７に示すように、モータ等の回転駆動手段に連結されるボス部１に固定して設けられたハブ３の外周に所定のピッチと翼角をもって複数枚の翼２，２・・・を植設して構成されており、その翼列は上記翼２，２・・・の根元部断面から先端断面に向かうにつれて周速および翼ピッチが大きくなるようになっている。

ところで、該プロペラファンが回転すると、所定レベルの騒音を発生するが、その原因として例えば次のような現象が考えられている。

すなわち、回転時における各翼２，２・・・の低圧側翼面の空気圧は翼の前部側で高く、後部側で低くなり、それが翼自体の下流側への傾斜度合に応じて更に顕著となる。その結果、例えば図１８に示すように翼の下流側低圧面側で空気流の剥離を生じ、該剥離部で圧力の変動を生じて空力性能の悪化や騒音の原因となっていた。

そこで、該問題に対する対策として例えば特開平３−２９４６９９号公報（第１図）に示されるように、従来上記翼の低圧面側に複数個の円形状ディンプルを形成し、該ディンプルの剥離低減作用によって騒音の発生量を低くするようにしたもの（本願の図１９）や、特開２００３−２７８６９６号公報（図３）に示すように、送風翼の低圧側翼面に該翼面に沿って流動する空気流にほぼ平行な溝又は突起を形成したもの（本願の図２０）が知られている。

特開平３−２９４６９９号公報（第１図）特開２００３−２７８６９６号公報（図３）

確かに、上記特許文献１のように翼（本願の図１９中の符号１０２）の低圧面側に多数個のディンプル（本願の図１９中の符号１１１）を設けると、ディンプル内に二次流れが生じ、それによって局所的に壁面での流速が回復し、境界層の発達を抑えることができるので、流れの剥離度合が低下することが予想され、同剥離部の圧力変動も低下し、騒音低減に寄与し得ると考えられる。

一方、上記特許文献２に示すように、送風翼の低圧側翼面に溝又は突起（本願の図２０中の符号１２０）を形成したものにあっては、当該溝又は突起１２０の形成方向が空気流の流線に対して平行であるため、空気流に影響を与える溝又は突起のエッジ部分の長さが十分に得られないという問題がある。

上記のように、送風翼の低圧側翼面にディンプルや空気流の流線に対して平行な溝又は突起を形成する従来の構成では、騒音低減効果にも限界があると考えられる。

本願発明は、上記のような従来技術における課題を改善しようとしてなされたもので、複数の送風翼をそなえた送風機において、前記送風翼の低圧側翼面に同低圧側翼面に沿って流れる空気流の流線に対して傾斜した直線状のエッジをもつ多数の溝又は突起を設けたことを基本的構成とする。

上記のように、送風翼の低圧側翼面に同低圧側翼面に沿って流れる空気流の流線に対して傾斜した直線状のエッジをもつ多数の溝又は突起を設けると、溝の場合は図１に例示するように、また突起の場合は図２に例示するように、送風翼の表面の近傍に局所的な渦Ｕを生成し、境界層に乱れを与えて乱流境界層Ｗｃとすることにより大きな剥離を防ぐことができる。

その場合、本願発明の送風機では各送風翼に形成した溝又は突起が空気流の流線に対して傾斜した直線状のエッジをもつようにされているので、空気流が傾斜エッジと接触する長さが長くなり、上記の境界層剥離防止効果が大きくなる。

また、上記の場合において前記溝又は突起は図３に例示するように、その傾斜方向が同一方向とされていてもよく、また図４に例示するように、その傾斜方向が相互に交叉する方向とされていてもよい。

さらに前記溝又は突起はその形状がＶ字型又は略Ｖ字型であり、そのＶ字屈曲部が送風翼の低圧側翼面に沿って流れる空気流の上流側又は下流側に向いているようにすることができる（溝がＶ字型でそのＶ字屈曲部が空気流の上流側に向いている場合は図５に例示し、同じくＶ字屈曲部が空気流の下流側に向いている場合は図６に例示し、さらに突起がＶ字型でその屈曲部が空気流の上流側に向いている場合は図７に例示し、同じくＶ字屈曲部が空気流の下流側に向いている場合は図８に例示）。

本願発明の送風機は、上記のように送風翼の低圧側翼面に形成した溝又は突起が空気流の流線に対して傾斜した直線状のエッジをもっているので、溝又は突起のエッジが空気流に対して作用する長さが長くなり、空気流が低圧側翼面から剥離するのを抑制する効果が大きくなる。また、溝又は突起をＶ字型又は略Ｖ字型形状とした場合は、Ｖ字型の頂点がクサビ型のボルテックス・ジェネレータ（渦発生器）の作用をするので、効果的に翼面境界層にエネルギーを与え、大きな剥離を抑制し、送風音を低減することができる効果がある。

続いて添付の図面を参照して本願発明の送風機の好適な実施例について説明する。

第１実施例（図９）
図９に示す第１実施例の送風機は、ボス部１の周囲に等角度間隔で３枚の同形の送風翼２，２，２をもち、各送風翼の低圧側翼面に図３に例示したような、深さ０．２５〜０．３ｍｍの相互に平行とされた多数の溝１１，１１・・・を形成している（なお、各溝のエッジと空気流Ｗの流線との接触角は同一とされている）。この第１実施例の送風機では、各送風翼２，２，２の低圧側翼面で図１に例示する作用説明図で述べたような空気流の乱流化がおこり、それによる乱流境界層Ｗｃによって送風音の低減を図っている。

第２実施例（図１０）
図１０に示す第２実施例の送風機は、図９に示す送風機と同様にボス部１の周囲に等間隔で３枚の同形の送風翼２，２，２をもち、各送風翼の低圧側翼面に図４に例示したような相互に交差する方向に向いた、深さ０．２５〜０．３ｍｍの多数の溝１１，１１・・・、１２，１２・・・を形成したものである（なお、同一方向に傾斜している各溝１１，１１・・・と空気流Ｗの流線との接触角及び、溝１１，１１・・・と交叉して同一方向に傾斜する各溝１２，１２・・・と空気流Ｗの流線との接触角はそれぞれ同一とされている）。

第３実施例（図１１）
図１１に示す第３実施例の送風機は、第１実施例の送風機と同様に、ボス部１の周囲に等角度間隔で３枚の同形の送風翼２，２，２をもち、各送風翼の低圧側翼面に図５に例示するような、深さ０．２５〜０．３ｍｍのＶ字型の溝１０，１０・・・を、そのＶ字屈曲部１７が空気流の上流側に向くようにして形成したものである。

第４実施例（図１２）
図１２に示す第４実施例の送風機は、第１実施例の送風機と同様に、ボス部１の周囲に等角度間隔で３枚の同形の送風翼２，２，２をもち、各送風翼の低圧側翼面に図６に例示するような、深さ０．２５〜０．３ｍｍのＶ字型の溝１０，１０・・・を、そのＶ字屈曲部１７が空気流の下流側に向くようにして形成したものである。

第５実施例（図１３）
図１３に示す第５実施例の送風機は、第１実施例の送風機と同様に、ボス部１の周囲に等角度間隔で３枚の同形の送風翼２，２，２をもち、各送風翼の低圧側翼面に図７に例示するような、高さ０．２５〜０．３ｍｍのＶ字型の突起２０，２０・・を、そのＶ字屈曲部２７が空気流の上流側に向くようにして形成したものである。

第６実施例（図１４）
図１４に示す第６実施例の送風機は、第１実施例の送風機と同様に、ボス部１の周囲に等角度間隔で３枚の同形の送風翼２，２，２をもち、各送風翼の低圧側翼面に図７に例示するような、高さ０．２５〜０．３ｍｍのＶ字型の突起２０，２０・・を、そのＶ字屈曲部２７が空気流の下流側に向くようにして形成したものである。

なお、上記第３実施例ないし第６実施例においては、各溝１０又は各突起２０はそのＶ字型の中心線が空気流Ｗの流線と一致するような方向で形成されている。

第７実施例（図１５，１６）
上記第１〜第６実施例の送風機は、いずれもボス部１の周囲に３枚の送風翼２，２，２をそなえたプロペラファンであったが、本願発明はこのようなプロペラファンだけでなく、たとえば図１５に例示するようなターボファンの送風翼（図１６）やクロスフローファンの送風翼（図示省略）に対しても適用することができるものであり、それらの送風翼についても図１〜図８に例示したような各種の溝又は突起を形成することが可能である。なお、図１５，１６において符号５０はモータ、５１はボス部、５２，５２は送風翼、６０はＶ字型の溝又は突起である。

本願発明の送風機の送風翼に溝を形成した場合の空気作用説明図である。本願発明の送風機の送風翼に突起を形成した場合の空気作用説明図である。本願発明の送風機の送風翼上に形成する溝又は突起の配列例の説明図である。本願発明の送風機の送風翼上に形成する溝又は突起の他の配列例の説明図である。本願発明の送風機の送風翼上に形成されるＶ字型溝の配列例の説明図である。本願発明の送風機の送風翼上に形成されるＶ字型溝の他の配列例の説明図である。本願発明の送風機の送風翼上に形成されるＶ字型突起の配列例の説明図である。本願発明の送風機の送風翼上に形成されるＶ字型突起の他の配列例の説明図である。本願発明の第１実施例にかかる送風機の形状説明図である。本願発明の第２実施例にかかる送風機の形状説明図である。本願発明の第３実施例にかかる送風機の形状説明図である。本願発明の第４実施例にかかる送風機の形状説明図である。本願発明の第５実施例にかかる送風機の形状説明図である。本願発明の第６実施例にかかる送風機の形状説明図である。本願発明をターボファンに実施した場合のファン形状説明図である。図１５に示すターボファンにおける送風翼の形状例説明図である。従来公知の送風機の形状例説明図である。図１７に示す公知の送風機における送風翼上の空気流の説明図である。従来公知の送風機の一例における翼面の構成説明図である。従来公知の他の送風機の一例における翼面の構成説明図である。

符号の説明

１はボス部、２は送風翼、１０，１１，１２は溝又は突起、１７はＶ字型屈曲部、２０はＶ字型突起、２７はＶ字型屈曲部である。

Claims

複数の送風翼をそなえた送風機であって、前記送風翼の低圧側翼面に同低圧側翼面に沿って流れる空気流の流線に対して傾斜した直線状のエッジをもつ多数の溝を設けたことを特徴とする送風機。
溝の傾斜方向が同一方向とされていることを特徴とする請求項１記載の送風機。
溝の傾斜方向が相互に交叉する方向とされていることを特徴とする請求項１記載の送風機。
溝が略Ｖ字型であり、そのＶ字屈曲部が送風翼の低圧側翼面に沿って流れる空気流の上流側に向いていることを特徴とする請求項１記載の送風機。
溝が略Ｖ字型であり、そのＶ字屈曲部が送風翼の低圧側翼面に沿って流れる空気流の下流側に向いていることを特徴とする請求項１記載の送風機。
複数の送風翼をそなえた送風機であって、前記送風翼の低圧側翼面に同低圧側翼面に沿って流れる空気流の流線に対して傾斜した直線状のエッジをもつ多数の突起を設けたことを特徴とする送風機。
突起の傾斜方向が同一方向とされていることを特徴とする請求項６記載の送風機。
突起の傾斜方向が相互に交叉する方向とされていることを特徴とする請求項６記載の送風機。
突起が略Ｖ字型であり、そのＶ字屈曲部が送風翼の低圧側翼面に沿って流れる空気流の上流側に向いていることを特徴とする請求項６記載の送風機。
突起が略Ｖ字型であり、そのＶ字屈曲部が送風翼の低圧側翼面に沿って流れる空気流の下流側に向いていることを特徴とする請求項６記載の送風機。