JP2000345995A - ファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファンの翼負圧面側の剥離域を低減して、送
風騒音を低下させるとともに送風効率を高める。 【解決手段】 所定の駆動手段によって回転駆動され、
該駆動時に正圧面３ｄ，３ｄ，３ｄおよび負圧面３ｃ，
３ｃ，３ｃが形成される翼３，３，３を備えてなるファ
ン１において、上記翼３，３，３の負圧面３ｃ，３ｃ，
３ｃに後縁部３ｂ，３ｂ，３ｂ方向に縦渦を発生させる
縦渦発生部４，４，４を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、ファンの翼面構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば空気調和機用室外機などでは、そ
の送風機として、図１１に示すようなプロペラファン等
のファン１が多く用いられている。

【０００３】そして、該ファン１は、中央部内側に設け
た図示しないボス部を介してファンモータの駆動軸に固
定される筒状のハブ２の外周面に複数枚の翼３，３，３
を所定の翼角で一体化して構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなファンの翼
３，３，３は、一般に図１２のような形状に構成されて
おり、特に負圧面３ｃ側後縁部３ｂ近傍において気流が
剥離するので、回転時に送風騒音を発生するとともに送
風効率が悪い問題がある。

【０００５】本願発明は、このような問題を解決するよ
うになされたもので、上記気流の剥離を防止して送風騒
音を低減するとともに送風効率を向上させたファンを提
供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上記の目的
を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構
成されている。

【０００７】（１） 請求項１の発明 この発明のファンは、所定の駆動手段によって回転駆動
され、該駆動時に正圧面３ｄ，３ｄ，３ｄおよび負圧面
３ｃ，３ｃ，３ｃが形成される翼３，３，３を備えてな
るファン１において、上記翼３，３，３の負圧面３ｃ，
３ｃ，３ｃに後縁部３ｂ，３ｂ，３ｂ方向に縦渦を発生
させる縦渦発生部４，４，４を設けたことを特徴として
いる。

【０００８】したがって、該構成のファンでは、回転時
において、上記縦渦発生部４，４，４から後縁部３ｂ，
３ｂ，３ｂ方向に向けて縦渦が発生し、該縦渦が翼負圧
面３ｃ，３ｃ，３ｃから離れた領域の流速の高い気流を
負圧面３ｃ，３ｃ，３ｃに近づけるように作用し、負圧
面３ｃ，３ｃ，３ｃの後縁部３ｂ，３ｂ，３ｂ近傍にお
ける気流の剥離量を低減し、送風騒音を低下させるとと
もに送風効率を向上させる。

【０００９】（２） 請求項２の発明 この発明のファンは、上記請求項１の発明の構成におい
て、上記縦渦発生部４，４，４が、頂部ｄ側を前縁部３
ａ側に寄せた状態でハブ側からチップ側に複数体並設さ
れた三角錐形状の突起４ａ，４ａ・・・よりなることを
特徴としている。。

【００１０】したがって、該構成の縦渦発生部４，４，
４では、各突起４ａ，４ａ・・・の左右両面側で空気流
上流側から下流側方向に、上方側から下方側翼負圧面に
向けて回り込もうとする有効な縦渦が生成されるように
なり、該縦渦が翼負圧面３ｃ，３ｃ，３ｃから離れた領
域の流速の高い気流を負圧面３ｃ，３ｃ，３ｃに近づけ
るように作用し、負圧面３ｃ，３ｃ，３ｃの後縁部３
ｂ，３ｂ，３ｂ近傍における気流の剥離量を低減し、送
風騒音を低下させるとともに送風効率を向上させる。

【００１１】（３） 請求項３の発明 この発明のファンは、上記請求項１又は２の発明の構成
において、上記縦渦発生部４，４，４が、剥離域よりも
若干上流側に位置して設けられていることを特徴として
いる。

【００１２】上記翼負圧面３ｃ，３ｃ，３ｃ側の流れ
は、翼前縁部３ａ，３ａ，３ａ側から後縁部３ｂ，３
ｂ，３ｂ側方向に向かうに従ってしだいに流れの境界層
が拡大し、後縁部３ｂ，３ｂ，３ｂに近くなる部分から
剥離域が形成されるようになる。

【００１３】そこで、この剥離域よりも若干上流側に位
置して上述の縦渦発生部４，４，４を設ける。そうする
と、該位置で上記拡大されようとする境界層が破壊縮小
されて剥離域が縮小されるとともに、発生する縦渦が、
その下流側の気流を翼面側に引き付けるようになるの
で、より有効に剥離量を低減することができる。

【００１４】その結果、より効果的に送風騒音を低減
し、送風効率を向上させることができる。

【００１５】（４） 請求項４の発明 この発明のファンは、上記請求項２又は３の発明の構成
において、上記複数体の三角錐形状の突起４ａ，４ａ・
・・は、それぞれ相互の間に所定の空きスペースを保っ
て並設したことを特徴としている。

【００１６】各突起４ａ，４ａ・・・の両側で発生する
縦渦は、相互に干渉し合わない方が好ましい。そのた
め、上記のように、それら相互の間に所定の空きスペー
スを保って設け、発生した縦渦が、相互の干渉によって
打ち消されることなく、できるだけ後縁部３ｂ側まで有
効に作用するようにする。

【００１７】（５） 請求項５の発明 この発明のファンは、上記請求項４の発明の構成におい
て、上記複数体の三角錐形状の突起４ａ，４ａ・・・よ
りなる縦渦発生部４，４，４が、翼３，３，３の回転方
向前後に所定の間隔を置いて複数列設けられている。

【００１８】上述のようにして各三角錐形状の突起４
ａ，４ａ・・・の両側で発生する縦渦も、翼弦長が長い
翼構造の時など下流側に行くに従って次第に減衰する。

【００１９】そこで、それらを翼３，３，３の回転方向
前後に所定の間隔を置いて複数列設け、翼後縁部３ｂ，
３ｂ，３ｂまで確実に縦渦を作用させるようにする。

【００２０】（６） 請求項６の発明 この発明のファンは、上記請求項４又は５の発明の構成
において、上記翼３，３，３の回転方向の前後に複数列
設けられた複数体の三角錐形状の突起４ａ，４ａ・・
・、４ａ，４ａ・・・は、後列側の複数体の突起４ａ，
４ａ・・・が前列側の複数体の突起４ａ，４ａ・・・相
互の間に位置するように配設されていることを特徴とし
ている。

【００２１】前列側の突起４ａ，４ａ・・・で形成され
た縦渦と後列側の突起４ａ，４ａ・・・で形成された縦
渦とは、前後方向においても干渉し合わない方が好まし
い。

【００２２】そのため後列側の各突起４ａ，４ａ・・・
が前列側の突起４ａ，４ａ・・・相互の間に位置するよ
うに千鳥状に配設して、それぞれの縦渦を可及的に最下
流側まで有効に作用させる。

【００２３】

【発明の効果】以上の結果、本願各発明のファンによる
と、その何れにあっても、送風騒音が低く、送風効率の
高い送風機を提供できるようになる。

【００２４】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）先ず図１〜図４
は、本願発明の実施の形態１に係るファンの全体および
各部の構成を示している。

【００２５】図１は、ファンとしてプロペラファン１を
採用した場合のファン部分の全体的な構成を示してい
る。図１中、符号２はハブ、３は翼、３ａは翼３の前縁
部、３ｂは翼３の後縁部であり、翼３は、例えば図２の
ような断面構造（図１のＢ−Ｂ断面）を有している。そ
して、例えばファン１が図１の矢印鎖線方向に回転駆動
されたとすると、該翼３部分には、正圧面３ｄと負圧面
３ｃが形成され、図２中に矢線で示すように流れる気流
が生じ、従来の場合であれば負圧面３ｃ側の後縁部３ｂ
側に広い範囲に亘って剥離域が生じる（前述の図１２参
照）。

【００２６】ところが、本実施の形態の場合には、図示
のように、上記翼３，３，３の負圧面３ｃ，３ｃ，３ｃ
に後縁部３ｂ，３ｂ，３ｂ方向に縦渦を発生させる縦渦
発生部４，４，４が設けられている。

【００２７】したがって、該構成のプロペラファン１で
は、上記回転時において、上記縦渦発生部４，４，４か
ら後縁部３ｂ，３ｂ，３ｂ方向に向けて図２に示すよう
な縦渦が発生し、該縦渦が翼負圧面３ｃ，３ｃ，３ｃか
ら離れた領域の流速の高い気流を当該翼負圧面３ｃ，３
ｃ，３ｃに近づけるように作用し、翼負圧面３ｃ，３
ｃ，３ｃの後縁部３ｂ，３ｂ，３ｂ近傍における気流の
剥離量を大きく低減して、送風騒音を低下させるととも
に送風効率を向上させる。

【００２８】しかも、上記縦渦発生部４，４，４は、図
３および図４に示されるように、その頂部ｄ側を前縁３
ａ，３ａ側に寄せた状態でハブ２側からチップ側に複数
体並設された三角錐形状の突起４ａ，４ａ・・・により
構成されている。

【００２９】したがって、上記縦渦発生部４，４，４で
は、ハブ２側からチップ側に並設され、頂部ｄが前縁３
ａ側に寄せられた三角錐形状の各突起４ａ，４ａ・・・
の左右両面（ａ，ｄ，ｃ面とａ，ｄ，ｂ面）側で空気流
上流側から下流側方向に、上方側から下方側翼負圧面３
ｃ，３ｃ，３ｃに向けて回り込もうとする有効な縦渦が
生成されるようになり、該縦渦が翼負圧面３ｃ，３ｃ，
３ｃから離れた領域の流速の高い気流を負圧面３ｃ，３
ｃ，３ｃに近づけるように作用し、負圧面３ｃ，３ｃ，
３ｃの後縁部３ｂ，３ｂ，３ｂ近傍における気流の剥離
量を低減し、より有効に送風騒音を低下させるとともに
送風効率を向上させる（図３参照）。

【００３０】また、その場合、上記三角錐形状の突起４
ａ，４ａ・・・よりなる縦渦発生部４，４，４は、後縁
部３ｂ，３ｂ，３ｂ側剥離域（開始域）よりも若干上流
側に位置して設けられている。

【００３１】一般に上記翼負圧面３ｃ，３ｃ，３ｃ側の
流れは、翼前縁部３ａ，３ａ，３ａ側から後縁部３ｂ，
３ｂ，３ｂ側方向に向かうに従って次第に流れの境界層
が拡大し、後縁部３ｂ，３ｂ，３ｂに近くなる部分から
剥離域が形成されるようになる。

【００３２】そこで、このようにして生じる剥離域より
も若干上流側に位置して上述の構成の縦渦発生部４，
４，４を設ける。そうすると、該位置で上記拡大されよ
うとする境界層が効果的に破壊縮小されて剥離域が縮小
されるとともに、さらに、発生する縦渦が、その下流側
の気流を翼負圧面３ｃ，３ｃ，３ｃ側に引き付けるよう
になるので、より有効に剥離量を低減することができる
ようになる。

【００３３】その結果、より効果的に送風騒音を低減
し、送風効率を向上させることができる。

【００３４】なお、上記図４の突起４ａの形状および寸
法は、翼設置面ａｂｃの上流から下流への縦方向の寸法
Ｌと下流端ｂｃ間の寸法Ｗとの比Ｌ／Ｗおよび気流迎え
角θ又は上流端ａｄ間の寸法ｈ等を適切に設定すること
により、可及的有効に上述の作用が得られるように設定
される。

【００３５】（実施の形態２）次に図５は、本願発明の
実施の形態２に係るファンの構成を示している。

【００３６】この実施の形態のものでは、上記実施の形
態１の縦渦発生部４，４，４における三角錐形状の突起
４ａ，４ａ・・・をハブ２側からチップ側にかけて翼
３，３，３前縁部３ａ，３ａ，３ａの前進度合に合わせ
て、配列したことを特徴としている。

【００３７】その他の構成は、実施の形態１のものと全
く同一である。

【００３８】このようにすると、翼形状に応じて異なる
剥離域の開始点に対応させて三角錐形状の突起４ａ，４
ａ・・・を有効かつ適切に配置することができる。

【００３９】（実施の形態３）次に図６は、本願発明の
実施の形態３に係るファンの構成を示している。

【００４０】この実施の形態のものでは、上記実施の形
態２の構成の縦渦発生部４，４，４において、上記三角
錐形状の突起４ａ，４ａ・・・を、それら相互の間に所
定の空きスペースを保って並設したことを特徴としてい
る。

【００４１】各三角錐形状の突起４ａ，４ａ・・・の両
側で発生する縦渦は、相互に干渉し合わない方が好まし
い。そのため、上記のように、それら相互の間に所定の
空きスペースを保って設け、発生した縦渦が、相互の干
渉によって打ち消されることなく、できるだけ後縁部３
ｂ側まで有効に作用するようにしている。

【００４２】（実施の形態４）次に図７は、本願発明の
実施の形態４に係るファンの構成を示している。

【００４３】この実施の形態のものでは、先ず上記実施
の形態３と同様の構成の縦渦発生部４，４，４を、翼
３，３，３の回転方向前後に所定の間隔を置いて複数列
設けるようにしている。

【００４４】前述のようにして各三角錐形状の突起４
ａ，４ａ・・・の両側で発生する縦渦も、翼弦長が長い
翼構造の時など下流側に行くに従って次第に減衰する。

【００４５】そこで、それらを翼３，３，３の回転方向
前後に所定の間隔を置いて複数列設けるようにすると、
翼後縁部３ｂ，３ｂ，３ｂまで確実に縦渦を作用させる
ことができる。

【００４６】しかも、該構成では、そのようにした場合
において、上記翼回転方向の前後に複数列設けられた三
角錐形状の突起４ａ，４ａ・・・、４ａ，４ａ・・・
は、上記後列側の各突起４ａ，４ａ・・・が上記前列側
の突起４ａ，４ａ・・・相互の間に位置するように千鳥
状に配設されている。

【００４７】前列側の突起４ａ，４ａ・・・で形成され
た縦渦と後列側の突起４ａ，４ａ・・・で形成された縦
渦とは、前後方向においても干渉し合わない方が好まし
い。

【００４８】そのため、後列側の各突起４ａ，４ａ・・
・が前列側の突起４ａ，４ａ・・・相互の間に位置する
ように千鳥場に配設して、それぞれの縦渦を可及的に最
下流側まで有効に作用させるようにしている。

【００４９】この場合、できれば図８に示すように、相
互の間のスペースを大きく取ることが好ましい。

【００５０】（実施の形態５）次に図９は、本願発明の
実施の形態５に係るファンの構成を示している。

【００５１】この実施の形態のものでは、例えば斜流フ
ァン１０の翼３，３，３，３において、上記各実施の形
態のものと同様の縦渦発生部４，４，４を設けたことを
特徴とするものである。

【００５２】このようにすれば、図示のような斜流ファ
ン１０においても、上述の各実施の形態のものと同様の
作用効果を得ることができ、送風騒音が低く、送風効率
の高い斜流ファンよりなるファンを提供することができ
る。

【００５３】（実施の形態６）次に図１０は、本願発明
の実施の形態６に係るファンの構成を示している。

【００５４】この実施の形態のものでは、上記各実施の
形態のものと同様の構成の縦渦発生部４，４，４を、プ
ロペラファン１に替えてターボファン２０の動翼８に適
用したことを特徴とするものである。

【００５５】図中、符号６は該ターボファン２０のファ
ンガイド、６ａはその空気吸込口、６ｂは同空気吹出
口、７はシュラウド、９は主板、８はシュラウド７と主
板９間の空気吹出通路７ｂ内に設けられた動翼、８ａは
動翼８の前縁部、８ｂは動翼８の後縁部、７ａは空気吸
込口である。該構成のターボファン２０の場合、気流は
ファンガイド６を介して図示のように軸Ｏ−Ｏ′方向に
吸込まれた後、動翼８を介して遠心方向に吹き出される
が、上記動翼８部分では、やはり正圧面（図示裏面）と
負圧面８ｃとが形成され、負圧面８ｃ側には前述のプロ
ペラファンと同様の剥離域が生じる。

【００５６】そこで、図示のように、その剥離域の若干
上流側に寄せて上記各実施の形態のものと同様の縦渦発
生部４を設ける。そのようにすると、上述の場合と同様
の作用効果を得ることができ、送風騒音を低減し、送風
効率を向上させることができる。

【００５７】（実施の形態７）なお、以上の実施の形態
１〜４の構成では、本願発明を薄翼ファンに適用した場
合について説明したが、これは厚肉のエアホイル翼構造
のファンに対して適用しても良いことは言うまでもな
い。

【００５８】また、その場合におけるエアホイル翼構造
のファンは、内部が中空のものでも、内部が中空でない
ものでもかまわない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態１に係るファンの全体の
構成を示す正面図である。

【図２】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図３】同ファンの縦渦発生部の作用を示す平面図であ
る。

【図４】同縦渦発生部の要部の形状を示す斜視図であ
る。

【図５】本願発明の実施の形態２に係るファンの全体の
構成を示す正面図である。

【図６】本願発明の実施の形態３に係るファンの翼部の
構成を示す正面図である。

【図７】本願発明の実施の形態４に係るファンの翼部の
構成を示す正面図である。

【図８】同ファンの変形例の正面図である。

【図９】本願発明の実施の形態５に係るファンの全体構
成を示す正面図である。

【図１０】本願発明の実施の形態６に係るファンの全体
構成を示す断面図である。

【図１１】従来のファンの全体構成を示す正面図であ
る。

【図１２】図１１のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

２はハブ、３は翼、３ａは前縁部、３ｂは後縁部、３ｃ
は負圧面、３ｄは正圧面、８は動翼、８ａは前縁部、８
ｂは後縁部である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の駆動手段によって回転駆動され、
   該駆動時に正圧面（３ｄ），（３ｄ），（３ｄ）および
   負圧面（３ｃ），（３ｃ），（３ｃ）が形成される翼
   （３），（３），（３）を備えてなるファン（１）にお
   いて、上記翼（３），（３），（３）の負圧面（３
   ｃ），（３ｃ），（３ｃ）に後縁部（３ｂ），（３
   ｂ），（３ｂ）方向に縦渦を発生させる縦渦発生部
   （４），（４），（４）を設けたことを特徴とするファ
   ン。
2. 【請求項２】 上記縦渦発生部（４），（４），（４）
   が、頂部（ｄ）側を前縁部（３ａ）側に寄せた状態でハ
   ブ側からチップ側に複数体並設された三角錐形状の突起
   （４ａ），（４ａ）・・・よりなることを特徴とする請
   求項１記載のファン。
3. 【請求項３】 上記縦渦発生部（４），（４），（４）
   が、剥離域よりも若干上流側に位置して設けられている
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のファン。
4. 【請求項４】 上記複数体の三角錐形状の突起（４
   ａ），（４ａ）・・・は、それぞれ相互の間に所定の空
   きスペースを保って並設されていることを特徴とする請
   求項２又は３記載のファン。
5. 【請求項５】 上記複数体の三角錐形状の突起（４
   ａ），（４ａ）・・・よりなる縦渦発生部（４），
   （４），（４）が、翼（３），（３），（３）の回転方
   向前後に所定の間隔を置いて複数列設けられていること
   を特徴とする請求項４記載のファン。
6. 【請求項６】 上記翼（３），（３），（３）の回転方
   向の前後に複数列設けられた複数体の三角錐形状の突起
   （４ａ），（４ａ）・・・、（４ａ），（４ａ）・・・
   は、後列側の複数体の突起（４ａ），（４ａ）・・・が
   前列側の複数体の突起（４ａ），（４ａ）・・・相互の
   間に位置するように配設されていることを特徴とする請
   求項４又は５記載のファン。