JPH06100193B2

JPH06100193B2 - 送風機

Info

Publication number: JPH06100193B2
Application number: JP63312635A
Authority: JP
Inventors: 歓治郎木下
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1988-12-09
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPH02157496A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、動翼を備えて構成される送風機に関するもの
である。

（従来技術）一般に動翼（ブレード）を備えた軸流型送風機などの所
謂ターボ系送風機では、当該動翼の揚力を用いて送風機
能を実現するようになっているので空気等流体への運動
エネルギーの伝達、変換効率は極めて高く、例えば空気
調和機用の送風機などとして多く使用されている。

しかし、この種の動翼型送風機（ターボファン）は、送
風効率が高い反面、例えば流体の粘性を利用して送風を
行う多板型ファン（マルチプルディスクファン）などに
較べて騒音が大きい欠点を有している。

この送風機騒音は、一応（１）動翼の回転自体によって
発生する騒音（翼軸の回転数がNrpm、動翼枚数がＺの時
に回転数Ｎと動翼枚数Ｚに比例した周波数で発生する音
で通称NZ音と呼ばれているものである）、（２）動翼が
発生する渦（一般にはカルマン渦）によって生じる騒
音、（３）空気の流れが乱れることによって生じる騒音
の３種に大別することができる。最近では、これらの各
々に対して種々の観点からの検討がなされ、各種の騒音
低減手段が開発されている。中でも聴感的に比較的騒音
レベルが高く感じられる上記（２）のカルマン渦による
騒音の低減対策として、従来例えば特開昭63−45493号
公報に記載されているような動翼構造を採用したもので
ある。

先ず一般論として例えば第５図に示すように送風機の動
翼20の前後には当然のことながら所定の圧力勾配（P₁＞
P₂）がある。しかし、本来空気の流れが定常流であっ
て、しかも動翼20の後縁20aで全然はく離を生じないよ
うな完全な層流である場合ならば勿論騒音も殆んど発生
しない。しかし、実際には上記動翼20の後縁側背面ある
いは腹面で多少とも流れのはく離を生じて図示のように
カルマン渦を発生する。この現象は、該動翼20が回転運
動をするものであるところから特に当該動翼後縁のチッ
プ側ほど顕著である。一方、ベルヌーイの定理から明ら
かなように上記動翼20の短曲面側正圧面21と長曲面側負
圧面22とによって翼表面には圧力境界層が形成され、上
記後縁側で当該圧力境界層と上記カルマン渦とが干渉す
ることにより、うなりを生じる問題がある。

そこで、上記従来技術の構成では、例えば第６図に示す
如く当該動翼20の後縁側チップ部23とそれに対応する前
縁側チップ部24とを共にスリット構造として相互に連通
させ、そのまま空気流を後方に吹き出させるようにする
ことによって後方側の圧力を高くして圧力勾配をなく
し、カルマン渦を発生させないようにしている。また、
それと同時に長曲側負圧面22にもスリットを形成し、該
スリットから空気を吹き出させるようによって上記負圧
面22そのものを生じにくくしている。

（発明が解決しようとする課題）ところが、上記従来技術の構造の場合だと、或る程度の
カルマン渦解消効果は認められるとしても、動翼背後へ
の空気流速が遅く（どのように速くしたとしても動翼の
回転速度を越えることはできない）、しかも動翼回転時
の遠心力により空気流が外方側に逃げてしまう傾向があ
るために必ずしも十分に圧力勾配を解消する効果は期待
できない問題があった。

すなわち、今例えば、上述の第６図の構成において、動
翼前縁側スリットの空気流入速度をベクトルＵとする
と、該ベクトルＵは形状抵抗ベクトルを無視するとして
も本来の空気流速ベクトルＷから分流ベクトルＶを減じ
たものとなるので必然的に流速は低下し、上記本来の効
果は期待できない。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記の問題を解決することを目的としてなさ
れたものであって、例えば第１図〜第４図に示すように
動翼2,2・・を備えた軸流型送風機において、上記動翼
2,2・・の後縁側チップ部４にスリット５を形成する一
方、他方同動翼2,2・・の少なくとも前縁側翼軸との接
合基部付近に開口部６を形成し、該開口部６と上記スリ
ット５とを遠心力作用方向に傾斜して延びる空間流通路
10を介して相互に連通せしめたことを特徴とするもので
ある。

（作用）上記本発明の送風機では、動翼2,2・・の後縁側チップ
部４にスリット５が形成されており、該スリット５が遠
心力作用方向に傾斜して延びた空気流通路10を介して当
該動翼2,2・・の前縁側翼軸との接合基部付近に形成さ
れた開口部６に連通せしめられている。

従って、送風機駆動時に上記動翼2,2・・前縁側翼軸と
の接合基部付近の上記開口部６に作用する動圧が遠心力
作用方向に傾斜した上記空気流通路10を通ることにより
効果的に遠心力の作用を受けて更に有効に昇圧増速され
た上で上記後縁側スリット５よりチップ部外方に高流速
で吹き出されるようになる。この結果、従来問題であっ
た動翼2,2・・の前端側と後端側との圧力勾配が略々完
全に解消され、流れのはく離が生じないようになる。そ
のため従来のようなカルマン渦や大きな圧力境界層の発
生、又それらの間での干渉もなくなる。

（発明の効果）従って、本発明の送風機の構成によると、従来のような
カルマン渦に起因する騒音発生のない低騒音の送風機を
提供することができるようになる。

（実施例）第１図〜第３図は、本発明の第１実施例に係る送風機を
示している。

先ず第１図は、同送風機の全体的な概略構造を示してお
り、図中符号１は当該送風機本体の翼軸（ハブ）であ
り、該翼軸１の一端は図示しない駆動用のモータ軸に連
結されて回転駆動されるようになっている。また該翼軸
１の外周には複数枚の動翼2,2・・が設けられている。
該動翼２は、例えば第２図に示すように上記翼軸１の回
転方向に対して所定の傾斜角を有して取付けられてお
り、例えば内部が中空のもので構成されている。そし
て、その後縁側チップ部４には所定幅のスリット５が形
成されている。

一方、符号６は該動翼２の前縁側基部（翼軸との接合基
部付近）７に寄せて形成された上記スリット５の開口径
よりも口径が大きい動圧取り込み用のスリット状開口部
であり、該開口部６は当該動翼２内の遠心力の作用方向
に傾斜した２枚のガイド壁8a,8bによって上流側から下
流側に通路径が縮小するように形成された空気流通路10
を介して上記後縁側チップ部４の上記スリット５と連通
せしめられている。

従って、今例えば上記翼軸１を介して動翼２が回転され
ると、第３図に示すように該動翼２の前部側には回転数
に応じて決定される所定の値の動圧P₁が、他方同後部側
には負圧P₂が生じることになり、所定の圧力勾配が発生
する。

その結果、当該動翼２の表裏面を流れる層流が当該負圧
部側に巻き込まれてカルマン渦を発生する。また同時に
該動翼２の表裏面には、その曲率差に基く圧力境界層が
形成されるとともに特に該圧力境界層が後縁部の所で上
記カルマン渦と干渉する。このカルマン渦と圧力境界層
との干渉は、当該後縁部のチップ部４よりも内側では比
較的小さく騒音対策上余り問題とはならない。

ところが、チップ部４の背後では比較的大きく、しかも
それがファンガイド９の内周面側に巻き込まれた時の該
圧力境界層とカルマン渦との干渉が特に大きな騒音の発
生源となる。

しかし、該本実施例の構成の場合には、上述のように動
翼２の前縁側基部７寄りに動圧P₁取り込み用のスリット
状の大径の開口部６が形成されており、該開口部６で取
り込まれた動圧P₁が下流側方向に通路面積が縮小され、
かつ遠心力の作用方向に傾斜した上記空気流通路10で絞
り作用と遠心力の作用により更に有効に昇圧増速されな
がら後縁側チップ部４のスリット５から外方に矢印で示
すように高流速で吹き出される。

その結果、上記動翼２の後縁側チップ部４の後部の圧力
P₂′は上記前部側の圧力P₁よりもむしろ高目となり、従
来のようにカルマン渦を発生させるような圧力勾配は完
全に解消される。従って、騒音も生じなくなる。

なお、上記実施例における動圧取り込み用の開口部６
は、空気流通路10を絞り作用と遠心力作用を実現できる
様にすれば上述のように基部側寄りの一部だけでなく、
その全縁に亘って形成してもよいことは言うまでもな
く、略同様の作用を得ることができる。

さらに、また該開口部６は、例えば第２実施例として第
４図に示すように動翼取付部の翼軸１のハブ面内側に連
通させ内側から空気を取入れるように形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例に係る送風機の全体構成
を示す断面図、第２図は、同要部の斜視図、第３図は、
同実施例の作用効果を示す説明用断面図、第４図は、本
発明の第２の実施例に係る第２図と同様の斜視図、第５
図は、従来の一般的な動翼構造下における騒音発生メカ
ニズムを示した説明図、第６図は、従来例の原理図であ
る。１……翼軸２……動翼４……後縁側チップ部５……スリット６……開口部７……前縁側基部 10……空気流通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動翼（２），（２）・・を備えた軸流型送
風機において、上記動翼（２），（２）・・の後縁側チ
ップ部（４）にスリット（５）を形成する一方、他方同
動翼（２），（２）・・の少なくとも前縁側翼軸との接
合基部付近に開口部（６）を形成し、該開口部（６）と
上記スリット（５）とを遠心力作用方向に傾斜して延び
る空気流通路（10）を介して相互に連通せしめたことを
特徴とする送風機。