JP2013053533A - Axial flow blower and air conditioner - Google Patents

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Kiyosato Yokose
清識 横瀬
Masaru Nakagawa
優 中川
Shimei Tei
志明 鄭
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an axial flow blower capable of improving fan performance, and an air conditioner including the same.SOLUTION: The axial flow blower 10 includes: an impeller 20 which has a plurality of blades 21 provided around a rotary shaft A and a ring part 22 provided integrally with the plurality of blades 21 along outer peripheral edges of the plurality of blades 21; and a partition part 30a which is arranged with a clearance from the ring part 22 in such a manner as to surround an outer periphery of the ring part 22 and which partitions an air channel. A plurality of dimples 24 arranged in a circumferential direction are provided on an inner peripheral surface 22s of a suction-side area 22a of the ring part 22.

Description

本発明は、軸流送風機及び空気調和機に関する。   The present invention relates to an axial blower and an air conditioner.

従来、空気調和機などの用途で軸流送風機が用いられている。軸流送風機は、回転軸の周りに放射状に設けられた複数の羽根を有する羽根車と、空気の流路を区画する仕切部としてのベルマウスと、を備えている。ベルマウスは、羽根車の外周を囲むように配置されている。このような軸流送風機では、羽根の外周付近において空気の渦(翼端渦)が発生することがある。この翼端渦は、大きな圧力損失の要因となり、ファン性能を十分に発揮できないという問題がある。   Conventionally, axial fans are used for applications such as air conditioners. The axial blower includes an impeller having a plurality of blades provided radially around a rotation shaft, and a bell mouth as a partition that partitions an air flow path. The bell mouth is disposed so as to surround the outer periphery of the impeller. In such an axial blower, an air vortex (blade tip vortex) may be generated near the outer periphery of the blade. This blade tip vortex causes a large pressure loss, and there is a problem that the fan performance cannot be sufficiently exhibited.

そこで、複数の羽根の外周縁部に沿って複数の羽根と一体的に設けられた筒状のリング部を有する羽根車を用いることにより、翼端渦の発生を抑制する技術が提案されている(例えば特許文献1)。   Then, the technique which suppresses generation | occurrence | production of a blade tip vortex is proposed by using the impeller which has the cylindrical ring part provided integrally with the several blade | wing along the outer peripheral edge part of the several blade | wing. (For example, patent document 1).

特開2008−223625号公報JP 2008-223625 A

しかし、上記のようなリング部を有する羽根車を用いる場合には、リング部とベルマウスとの隙間(チップクリアランス)において空気が逆流する現象が発生する。すなわち、この逆流は、リング部の内側の領域を通過する主流の向きとは反対方向に流れる。このような逆流が生じると、主流は逆流を巻き込みながら羽根車を通過するため、リング部における吸込側領域の先端部では大きな剥離が生じる。特に、半開放型の軸流送風機では、羽根車の外周部の吸込側がベルマウスに囲まれておらず開放されているので、この開放されている領域から羽根車に空気が流入しやすい。したがって、半開放型の軸流送風機では、主流が逆流を巻き込みやすく、その結果、リング部における吸込側領域の先端部において剥離が生じやすい。   However, when an impeller having the ring portion as described above is used, a phenomenon occurs in which air flows backward in a gap (tip clearance) between the ring portion and the bell mouth. That is, this reverse flow flows in the direction opposite to the direction of the main flow passing through the inner region of the ring portion. When such a reverse flow occurs, the main flow passes through the impeller while entraining the reverse flow, and thus a large separation occurs at the tip of the suction side region in the ring portion. In particular, in the semi-open type axial blower, the suction side of the outer peripheral portion of the impeller is opened without being surrounded by the bell mouth, so that air easily flows into the impeller from this open region. Therefore, in the semi-open axial blower, the main flow is likely to involve a reverse flow, and as a result, peeling is likely to occur at the tip of the suction side region in the ring portion.

また、リング部を有していない羽根車に比べて、リング部を有する羽根車では求心的な流れ(回転軸寄りの流れ)が支配的となるため、吸込側領域の先端部において剥離した流れがリング部の内周面に再付着しにくい。このようにリング部の内周面に再付着していない領域においては、羽根が流体に対して負荷を与えられないので、ファン性能が低下する。   In addition, since the centripetal flow (flow near the rotation axis) is dominant in the impeller having the ring portion compared to the impeller having no ring portion, the flow separated at the tip of the suction side region Is difficult to reattach to the inner peripheral surface of the ring part. Thus, in the area | region which has not reattached to the internal peripheral surface of a ring part, since a blade | wing is not given a load with respect to a fluid, fan performance falls.

そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ファン性能を向上させることができる軸流送風機及びこれを備えた空気調和機を提供することにある。   Then, this invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is to provide the axial-flow fan which can improve fan performance, and an air conditioner provided with the same.

(1)本発明の軸流送風機は、羽根車(20)と、仕切部(30a)とを備えている。前記羽根車(20)は、回転軸(A)の周りに設けられた複数の羽根(21)と、前記複数の羽根(21)の外周縁部に沿って前記複数の羽根(21)と一体的に設けられたリング部(22)とを有している。前記仕切部(30a)は、前記リング部(22)の外周を囲むように前記リング部(22)と所定の隙間をあけて配置されている。前記仕切部(30a)は、空気の流路を区画する。前記リング部(22)の吸込側領域(22a)の内周面(22s)には、周方向に配列された複数のディンプル(24)が設けられている。   (1) The axial blower of this invention is equipped with the impeller (20) and the partition part (30a). The impeller (20) is integrated with the plurality of blades (21) around the rotation axis (A) and the plurality of blades (21) along the outer peripheral edge of the plurality of blades (21). And a ring portion (22) that is provided. The partition part (30a) is arranged with a predetermined gap from the ring part (22) so as to surround the outer periphery of the ring part (22). The partition (30a) defines an air flow path. A plurality of dimples (24) arranged in the circumferential direction are provided on the inner peripheral surface (22s) of the suction side region (22a) of the ring portion (22).

この構成では、リング部(22)の吸込側領域(22a)の内周面(22s)に周方向に配列された複数のディンプル(24)を設けることによって剥離を抑制し、ファン性能を向上させることができる。すなわち、リング部(22)の吸込側領域(22a)の先端部において剥離して層流状態で流れる空気を複数のディンプル(24)によって乱流状態に遷移させることにより、空気の剥離を抑制する。具体的には次の通りである。   In this configuration, by providing a plurality of dimples (24) arranged in the circumferential direction on the inner peripheral surface (22s) of the suction side region (22a) of the ring portion (22), peeling is suppressed and fan performance is improved. be able to. That is, the separation of air is suppressed by separating the air flowing in a laminar flow state into a turbulent state by a plurality of dimples (24) at the tip of the suction side region (22a) of the ring portion (22). . Specifically, it is as follows.

複数のディンプル(24)は、その近傍を流れる空気に乱流を生じさせるので、ディンプル(24)の近傍を流れる空気と、その周囲の空気との混合が促進される。これにより、リング部(22)の吸込側領域(22a)の先端部において剥離した空気は、吸込側領域(22a)の内周面(22s)の近傍に沿って流れやすくなり、吸込側領域(22a)の内周面(22s)に再付着しやすくなる。よって、羽根車(20)に吸い込まれる空気の剥離が抑制され、ファン性能を向上させることができる。   The plurality of dimples (24) cause turbulent flow in the air flowing in the vicinity thereof, so that the mixing of the air flowing in the vicinity of the dimple (24) and the surrounding air is promoted. Thereby, the air peeled off at the tip of the suction side region (22a) of the ring portion (22) can easily flow along the vicinity of the inner peripheral surface (22s) of the suction side region (22a), and the suction side region ( It becomes easy to reattach to the inner peripheral surface (22s) of 22a). Therefore, separation of air sucked into the impeller (20) is suppressed, and fan performance can be improved.

(2)前記軸流送風機において、前記吸込側領域(22a)がフレア形状を有している場合には、主流が逆流を巻き込みやすく、リング部における吸込側領域の先端部において剥離がより生じやすくなる。したがって、このようなフレア形状の場合には、吸込側領域(22a)の内周面(22s)に複数のディンプル(24)を設けることによる剥離抑制効果がより顕著に得られる。   (2) In the axial blower, when the suction side region (22a) has a flare shape, the main flow is likely to involve a reverse flow, and peeling is more likely to occur at the tip of the suction side region in the ring portion. Become. Therefore, in the case of such a flare shape, the peeling suppression effect by providing a plurality of dimples (24) on the inner peripheral surface (22s) of the suction side region (22a) can be obtained more remarkably.

(3)前記軸流送風機において、複数のディンプル(24)は、各ディンプル(24)の直径(D)が隣り合うディンプル(24)間の距離(G)よりも大きいという条件に基づいて配置されているのが好ましい。このように吸込側領域(22a)の内周面(22s)において、複数のディンプル(24)が比較的密に配列されることにより、剥離抑制の効果をより高めることができる。   (3) In the axial fan, the plurality of dimples (24) are arranged on the condition that the diameter (D) of each dimple (24) is larger than the distance (G) between adjacent dimples (24). It is preferable. As described above, the plurality of dimples (24) are arranged relatively densely on the inner peripheral surface (22s) of the suction side region (22a), whereby the effect of suppressing peeling can be further enhanced.

(4)前記軸流送風機において、各ディンプル(24)は、滑らかに湾曲する凹面形状を有しているのが好ましい。このように複数のディンプル(24)の形状が凹面形状に揃えられているので、吸込側領域(22a)の内周面(22s)では周方向においてばらつきの少ない剥離抑制効果を得ることができる。   (4) In the axial fan, each dimple (24) preferably has a concave shape that is smoothly curved. As described above, since the shapes of the plurality of dimples (24) are arranged in a concave shape, the inner surface (22s) of the suction side region (22a) can provide a peeling suppression effect with little variation in the circumferential direction.

(5)本発明の空気調和機は、前記軸流送風機を室外ユニットの送風装置として用いたことを特徴としている。   (5) The air conditioner of the present invention is characterized in that the axial blower is used as a blower for an outdoor unit.

以上説明したように、本発明によれば、リング部の内周面における吸込側領域に、周方向に配列された複数のディンプルが設けられているので、ファン性能を向上させることができる。   As described above, according to the present invention, since the plurality of dimples arranged in the circumferential direction are provided in the suction side region on the inner peripheral surface of the ring portion, fan performance can be improved.

本発明の一実施形態に係る軸流送風機を備えた空気調和機の室外ユニットを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outdoor unit of the air conditioner provided with the axial flow fan which concerns on one Embodiment of this invention. 前記軸流送風機の羽根車を示す背面図である。It is a rear view which shows the impeller of the said axial flow fan. 図2において二点鎖線で囲まれた領域(リング部)を拡大した図である。It is the figure which expanded the area | region (ring part) enclosed with the dashed-two dotted line in FIG. 前記羽根車のリング部を拡大した斜視図である。It is the perspective view which expanded the ring part of the said impeller. (A)は、前記リング部に設けられたディンプルの直径及びディンプル間の距離を説明するための模式図であり、(B)は、ディンプルの直径及び深さを説明するための模式図である。(A) is a schematic diagram for explaining the diameter of the dimple provided in the ring portion and the distance between the dimples, and (B) is a schematic diagram for explaining the diameter and depth of the dimple. . (A)は、前記実施形態に係る軸流送風機における空気の流れを示す模式図であり、(B)は、ディンプルが設けられていない参考例の軸流送風機における空気の流れを示す模式図である。(A) is a schematic diagram which shows the flow of the air in the axial blower which concerns on the said embodiment, (B) is a schematic diagram which shows the flow of the air in the axial blower of the reference example in which the dimple is not provided. is there. 前記実施形態に係る軸流送風機の特性とディンプルが設けられていない軸流送風機の特性とを比較した結果を示すグラフであり、流量係数と静圧係数との関係を示している。It is a graph which shows the result of having compared the characteristic of the axial flow fan which concerns on the said embodiment, and the characteristic of the axial flow fan in which the dimple is not provided, and has shown the relationship between a flow coefficient and a static pressure coefficient. 前記実施形態に係る軸流送風機の特性とディンプルが設けられていない軸流送風機の特性とを比較した結果を示すグラフであり、流量係数と比騒音との関係を示している。It is a graph which shows the result of having compared the characteristic of the axial flow fan which concerns on the said embodiment, and the characteristic of the axial flow fan in which the dimple is not provided, and has shown the relationship between a flow coefficient and a specific noise. 前記実施形態に係る軸流送風機の特性とディンプルが設けられていない軸流送風機の特性とを比較した結果を示すグラフであり、流量係数と全圧効率との関係を示している。It is a graph which shows the result of having compared the characteristic of the axial flow fan which concerns on the said embodiment, and the characteristic of the axial flow fan in which the dimple is not provided, and has shown the relationship between a flow coefficient and a total pressure efficiency. 前記リング部の変形例を示す概略図である。It is the schematic which shows the modification of the said ring part.

以下、本発明の一実施形態に係る軸流送風機10及びこれを備えた空気調和機の室外ユニット40について図面を参照して説明する。図1に示すように、室外ユニット40は、ケーシング41と、熱交換器42と、軸流送風機10とを備えている。ケーシング41には、空気吸込口43と空気吹出口44とが設けられている。熱交換器42は、上下方向に延びる形状を有しており、ケーシング41内において空気吸込口43側に配置されている。空気吹出口44にはグリル45が取り付けられている。   Hereinafter, an axial blower 10 according to an embodiment of the present invention and an outdoor unit 40 of an air conditioner including the same will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the outdoor unit 40 includes a casing 41, a heat exchanger 42, and the axial flow fan 10. The casing 41 is provided with an air inlet 43 and an air outlet 44. The heat exchanger 42 has a shape extending in the vertical direction, and is disposed on the air inlet 43 side in the casing 41. A grill 45 is attached to the air outlet 44.

軸流送風機10は、羽根車20と、ベルマウス30と、ファンモータ11とを備えている。軸流送風機10は、半開放型の軸流送風機である。すなわち、軸流送風機10では、ベルマウス30は、羽根車20の外周部における吹出側(図1における左側)の周りを囲んでおり、羽根車20の外周部における吸込側(図1における右側)は、ベルマウス30に囲まれておらず、開放されている。   The axial blower 10 includes an impeller 20, a bell mouth 30, and a fan motor 11. The axial blower 10 is a semi-open axial blower. That is, in the axial blower 10, the bell mouth 30 surrounds the blowout side (left side in FIG. 1) in the outer peripheral portion of the impeller 20, and the suction side (right side in FIG. 1) in the outer peripheral portion of the impeller 20. Is not surrounded by the bellmouth 30 and is open.

ファンモータ11は、グリル45に取り付けられている。ファンモータ11は、回転軸Aを中心に回転するシャフト12を有している。   The fan motor 11 is attached to the grill 45. The fan motor 11 has a shaft 12 that rotates about a rotation axis A.

図1及び図2に示すように、羽根車20は、シャフト12に固定されたハブ23と、ハブ23の外周面から半径方向外側に放射状に延びる複数の羽根21と、複数の羽根21の外周縁部21aに沿って複数の羽根21と一体的に設けられたリング部22とを有している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the impeller 20 includes a hub 23 fixed to the shaft 12, a plurality of blades 21 extending radially outward from the outer peripheral surface of the hub 23, and an outside of the plurality of blades 21. It has the ring part 22 provided integrally with the some blade | wing 21 along the peripheral part 21a.

リング部22は、吸込側領域に位置する吸込部22aと、吹出側領域に位置する吹出部22bとを有している。吹出部22bは、内径が一定の筒形状を有しており、後述するベルマウス30の仕切部30aの内周面に対して半径方向に対向している。吹出部22bの内周面は、各羽根21の外周縁部21aに接続されている。吹出部22bの端部の開口から空気が吹き出される。   The ring part 22 has the suction part 22a located in the suction side area | region, and the blowing part 22b located in the blowing side area | region. The blow-out portion 22b has a cylindrical shape with a constant inner diameter, and faces the inner peripheral surface of the partition portion 30a of the bell mouth 30 described later in the radial direction. The inner peripheral surface of the blowing part 22 b is connected to the outer peripheral edge part 21 a of each blade 21. Air is blown out from the opening at the end of the blowing portion 22b.

吸込部22aは、吹出部22bから気流の上流側に延びる部位であり、気流の上流側に向かうにつれて拡径するフレア形状を有している。吸込部22aの周囲は、ベルマウス30には囲まれていない。吸込部22aの内周面は、各羽根21の外周縁部21aから離隔している。   The suction part 22a is a part that extends from the blowing part 22b to the upstream side of the airflow, and has a flare shape that increases in diameter toward the upstream side of the airflow. The periphery of the suction portion 22a is not surrounded by the bell mouth 30. The inner peripheral surface of the suction part 22 a is separated from the outer peripheral edge part 21 a of each blade 21.

ベルマウス30は、ケーシング41の前板41aに取り付けられている。ベルマウス30は、グリル45、ファンモータ11及び羽根車20と一体化(モジュール化)された後、前板41aに取り付けられる。   The bell mouth 30 is attached to the front plate 41 a of the casing 41. The bell mouth 30 is integrated (modularized) with the grill 45, the fan motor 11, and the impeller 20, and then attached to the front plate 41a.

ベルマウス30は、前板41aと平行に延びる平板部30bと、円形の空気吹出口44を区画する仕切部30aとを有している。仕切部30aは、リング部22の外周を囲むようにリング部22と所定の隙間をあけて配置されている。仕切部30aにおける空気の流れの上流側の部位は、内周面の内径がほぼ一定の筒形状を有しており、仕切部30aにおける空気の流れの下流側の部位は、下流側に向かうにつれて内周面の内径が大きくなるフレア形状を有している。   The bell mouth 30 has a flat plate portion 30 b extending in parallel with the front plate 41 a and a partition portion 30 a that partitions a circular air outlet 44. The partition part 30 a is arranged with a predetermined gap from the ring part 22 so as to surround the outer periphery of the ring part 22. The upstream portion of the air flow in the partition portion 30a has a cylindrical shape with the inner diameter of the inner peripheral surface being substantially constant, and the downstream portion of the air flow in the partition portion 30a is directed toward the downstream side. It has a flare shape in which the inner diameter of the inner peripheral surface increases.

このような軸流送風機10では、ファンモータ11により羽根車20が回転すると、空気吸込口43からケーシング41内に外部の空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は、熱交換器42において冷媒と熱交換した後、図1において二点鎖線の矢印の方向に進み、空気吹出口44を通じてケーシング41の外部に吹き出される。   In such an axial blower 10, when the impeller 20 is rotated by the fan motor 11, external air is sucked into the casing 41 from the air suction port 43. The sucked air exchanges heat with the refrigerant in the heat exchanger 42, then proceeds in the direction of the two-dot chain line arrow in FIG. 1, and is blown out of the casing 41 through the air outlet 44.

次に、リング部22の構成について詳しく説明する。リング部22の吸込部22aの内周面22sには、複数のディンプル24が設けられている。複数のディンプル24は、吹出部22bには設けられていない。複数のディンプル24は、フレア形状の内周面22sのほぼ全域に形成されている。複数のディンプル24は、周方向に配列されているとともに、空気の流れ方向にも配列されている。   Next, the configuration of the ring portion 22 will be described in detail. A plurality of dimples 24 are provided on the inner peripheral surface 22 s of the suction portion 22 a of the ring portion 22. The plurality of dimples 24 are not provided in the blowing portion 22b. The plurality of dimples 24 are formed in almost the entire area of the flare-shaped inner peripheral surface 22s. The plurality of dimples 24 are arranged in the circumferential direction and also in the air flow direction.

図5(A),(B)に示すように、各ディンプル24は、滑らかに湾曲する凹面形状(球面の一部のような凹面形状)を有している。各ディンプル24の開口部の形状はほぼ円形である。各ディンプル24の開口部における直径Dは、隣り合うディンプル間の距離G1,G2,G3よりも大きい。各ディンプル24の直径Dは、深さHよりも大きい(H/D<1)。本実施形態では、全てのディンプル24の直径Dは同じ寸法であり、全てのディンプル24の深さHは同じ寸法である。   As shown in FIGS. 5A and 5B, each dimple 24 has a concave shape that is smoothly curved (a concave shape such as a part of a spherical surface). The shape of the opening of each dimple 24 is substantially circular. The diameter D at the opening of each dimple 24 is larger than the distances G1, G2, G3 between adjacent dimples. The diameter D of each dimple 24 is larger than the depth H (H / D <1). In this embodiment, the diameter D of all the dimples 24 is the same dimension, and the depth H of all the dimples 24 is the same dimension.

複数のディンプル24をリング部22の内周面22sに配置する方法の一例について説明する。以下では、図3に示すように、内周面22sにおいて、ディンプル24を周方向の全周にわたって規則的に点在させた環状の並びLが、空気の流れ方向に複数段設けられている(並びL1,L2,L3・・・)場合を例に挙げて説明する。また、層流から乱流へと流れの状態が遷移するときの臨界レイノルズ数Reを5000とし、各ディンプル24の深さHと直径Dとの比(H/D)を0.2とし、各ディンプル24の直径Dをファン径の100分の1とする。   An example of a method of arranging a plurality of dimples 24 on the inner peripheral surface 22s of the ring portion 22 will be described. In the following, as shown in FIG. 3, on the inner peripheral surface 22s, a plurality of annular rows L in which dimples 24 are regularly scattered over the entire circumference in the circumferential direction are provided in a plurality of stages in the air flow direction ( The case of arrangement L1, L2, L3... Will be described as an example. Further, the critical Reynolds number Re when the flow state transitions from laminar flow to turbulent flow is set to 5000, the ratio (H / D) of the depth H to the diameter D of each dimple 24 is set to 0.2, and The diameter D of the dimple 24 is set to 1/100 of the fan diameter.

まず、並びL1の配置を決める際には、リング部22の吸込部22aの内周面22sにおいて、回転軸Aに直交する方向に平行な断面が設定される。ついで、この断面において回転軸Aを中心とする同心円上(内周面22sを通る円上)に例えば2°間隔でディンプル24の位置が決められる。   First, when determining the arrangement of the alignment L1, a cross section parallel to the direction orthogonal to the rotation axis A is set on the inner peripheral surface 22s of the suction portion 22a of the ring portion 22. Next, the positions of the dimples 24 are determined, for example, at intervals of 2 ° on a concentric circle (on the circle passing through the inner peripheral surface 22s) centering on the rotation axis A in this cross section.

次に、並びL2の配置を決める際には、並びL1よりも空気の流れの下流側(吹出側)にずれた位置に、上記とは別の断面が設定される。この断面において、並びL1と同様にして、回転軸Aを中心とする同心円上(内周面22sを通る円上)に2°間隔でディンプル24の位置が決められる。このとき、図3に示すように、並びL2の各ディンプル24は、並びL1のディンプル24に対して周方向に1°ずれた位置に配置される。以下、同様にして並びL3以降の並びLが決められる。なお、複数のディンプル24の配置方法は上記した方法に限定されず、他の方法を採用することもできる。   Next, when determining the arrangement of the line L2, a cross section different from the above is set at a position shifted to the downstream side (blow-out side) of the air flow from the line L1. In this cross section, the positions of the dimples 24 are determined at intervals of 2 ° on concentric circles centering on the rotation axis A (on a circle passing through the inner peripheral surface 22s) in the same manner as the arrangement L1. At this time, as shown in FIG. 3, the dimples 24 in the row L2 are arranged at positions shifted by 1 ° in the circumferential direction with respect to the dimples 24 in the row L1. Hereinafter, the arrangement L after the arrangement L3 is similarly determined. Note that the arrangement method of the plurality of dimples 24 is not limited to the above-described method, and other methods may be employed.

図6(A)は、本実施形態に係る軸流送風機10における空気の流れを示す模式図であり、図6(B)は、ディンプルが設けられていない軸流送風機における空気の流れを示す模式図である。図6(B)に示す参考例の軸流送風機は、リング部にディンプルが設けられていないことを除いて、本実施形態に係る軸流送風機10と同様の構成を備えている。   FIG. 6A is a schematic diagram showing the air flow in the axial blower 10 according to the present embodiment, and FIG. 6B is a schematic diagram showing the air flow in the axial blower in which no dimples are provided. FIG. The axial blower of the reference example shown in FIG. 6 (B) has the same configuration as the axial blower 10 according to the present embodiment except that no dimple is provided in the ring portion.

図6(A)に示す軸流送風機10及び図6(B)に示す参考例の軸流送風機では、リング部22とベルマウス30の仕切部30aとの隙間(チップクリアランス)において空気が逆流する現象が発生する。この逆流BFは、リング部22の内側を通過する主流MFの向きとは反対方向に流れる。   In the axial blower 10 shown in FIG. 6A and the axial blower of the reference example shown in FIG. 6B, air flows backward in the gap (chip clearance) between the ring portion 22 and the partition portion 30a of the bell mouth 30. The phenomenon occurs. The reverse flow BF flows in a direction opposite to the direction of the main flow MF passing through the inside of the ring portion 22.

図6(B)に示す参考例の軸流送風機では、上記のような逆流BFが生じると、主流MFが逆流BFを巻き込みながら羽根車20を通過するため、リング部22における吸込部22aの先端部及びその近傍では大きな剥離S2が生じる。また、この軸流送風機は、半開放型であるので、主流MFが逆流BFを巻き込みやすく、リング部22における吸込部の先端部において剥離が生じやすい。しかも、リング部22を有する羽根車20では回転軸A寄りの流れが支配的となるため、吸込部の内周面において剥離した流れは、リング部22の内周面に再付着しにくい。   In the axial blower of the reference example shown in FIG. 6 (B), when the backflow BF as described above occurs, the main flow MF passes through the impeller 20 while entraining the backflow BF, so that the tip of the suction portion 22a in the ring portion 22 Large peeling S2 occurs in the portion and the vicinity thereof. In addition, since this axial blower is a semi-open type, the main flow MF is easy to entrain the back flow BF, and peeling is likely to occur at the tip of the suction portion in the ring portion 22. In addition, in the impeller 20 having the ring portion 22, the flow near the rotation axis A becomes dominant, so that the flow separated on the inner peripheral surface of the suction portion is less likely to reattach to the inner peripheral surface of the ring portion 22.

一方、図6(A)に示す本実施形態に係る軸流送風機10では、リング部22の内周面22sに周方向に配列された凹面状の複数のディンプル24が設けられている。これらのディンプル24は、その近傍を流れる空気に乱流を生じさせるので、ディンプル24の近傍を流れる空気と、その周囲の空気との混合が促進される。これにより、リング部22の吸込部22aの先端部において剥離した空気は、吸込部22aの内周面22sの近傍に沿って流れやすくなり、吸込部22aの内周面22sに再付着しやすくなる。よって、羽根車20に吸い込まれる空気の剥離が抑制され、ファン性能を向上させることができる。   On the other hand, in the axial blower 10 according to the present embodiment shown in FIG. 6A, a plurality of concave dimples 24 arranged in the circumferential direction are provided on the inner peripheral surface 22 s of the ring portion 22. Since these dimples 24 cause turbulent flow in the air flowing in the vicinity thereof, the mixing of the air flowing in the vicinity of the dimple 24 and the surrounding air is promoted. Thereby, the air peeled off at the tip of the suction portion 22a of the ring portion 22 is likely to flow along the vicinity of the inner peripheral surface 22s of the suction portion 22a, and is easily reattached to the inner peripheral surface 22s of the suction portion 22a. . Therefore, separation of air sucked into the impeller 20 is suppressed, and fan performance can be improved.

図7〜図9は、本実施形態に係る図6(A)に示す軸流送風機10の特性と、ディンプルが設けられていない図6(B)に示す参考例の軸流送風機の特性とを比較した結果を示すグラフである。図7のグラフでは、横軸が流量係数を示し、縦軸が静圧係数を示している。図8のグラフでは、横軸が流量係数を示し、縦軸が比騒音を示している。図9のグラフでは、横軸が流量係数を示し、縦軸が全圧効率を示している。   FIGS. 7 to 9 show the characteristics of the axial fan 10 shown in FIG. 6A according to the present embodiment and the characteristics of the axial fan of the reference example shown in FIG. 6B where no dimple is provided. It is a graph which shows the result of comparison. In the graph of FIG. 7, the horizontal axis represents the flow coefficient, and the vertical axis represents the static pressure coefficient. In the graph of FIG. 8, the horizontal axis indicates the flow coefficient, and the vertical axis indicates the specific noise. In the graph of FIG. 9, the horizontal axis indicates the flow coefficient, and the vertical axis indicates the total pressure efficiency.

図7からわかるように、ディンプル24を有する本実施形態の軸流送風機10では、ディンプルを有していない参考例の軸流送風機に比べて、全体的に静圧係数が高いことがわかる。特に、流量が大きい領域(図7のグラフの右側の領域)においては、静圧係数の差がより大きくなっており、ディンプル24の効果がより顕著に表れている。   As can be seen from FIG. 7, the axial flow fan 10 of the present embodiment having the dimples 24 has a higher static pressure coefficient as a whole than the axial flow fan of the reference example having no dimples. In particular, in the region where the flow rate is large (the region on the right side of the graph of FIG. 7), the difference in the static pressure coefficient is larger, and the effect of the dimple 24 appears more significantly.

また、図8からわかるように、本実施形態の軸流送風機10では、参考例の軸流送風機に比べて、全体的に比騒音が低いことがわかる。特に、流量が大きい領域(図8のグラフの右側の領域)においては、比騒音の低下度合いがより大きくなっており、ディンプル24の効果がより顕著に表れている。   Further, as can be seen from FIG. 8, the axial flow fan 10 of the present embodiment has a lower specific noise overall than the axial flow blower of the reference example. In particular, in the region where the flow rate is large (the region on the right side of the graph of FIG. 8), the degree of reduction in specific noise is greater, and the effect of the dimple 24 appears more prominently.

また、図9からわかるように、本実施形態の軸流送風機10では、参考例の軸流送風機に比べて、全体的に全圧効率が高いことがわかる。特に、流量が大きい領域(図9のグラフの右側の領域)においては、全圧効率の差がより大きくなっており、ディンプル24の効果がより顕著に表れている。   Further, as can be seen from FIG. 9, the axial blower 10 of the present embodiment has a high total pressure efficiency as a whole compared to the axial blower of the reference example. In particular, in the region where the flow rate is large (the region on the right side of the graph of FIG. 9), the difference in total pressure efficiency is larger, and the effect of the dimple 24 appears more prominently.

なお、上記グラフのデータに関する用語の定義は次の通りである。   In addition, the definition of the term regarding the data of the said graph is as follows.

流量係数Φ=(Q/60)/(A・Ut)
静圧係数ψ=Ps/{(γ/2g)・Ut
全圧係数ηt={Q(Ps+Pt)}/6120・L
比騒音KSA[dB]=SPL−10log10{(Q・Ps)/60}2.5
軸動力L[kW]=(T・N)/974
Q:風量(m/min)
A:環状流路面積(m)
Ut:羽根先端周速度(m/s)
γ:空気の比重量(kgf/m)
Ps:静圧(mmAq)
Pt:全圧(mmAq)
SPL:騒音レベル(dB)
T:トルク(kgf・m)
N:ファン回転数(rpm)
g:重力加速度
Flow coefficient Φ = (Q / 60) / (A · Ut)
Static pressure coefficient ψ = Ps / {(γ / 2g) · Ut 2 }
Total pressure coefficient ηt = {Q (Ps + Pt)} / 6120 · L
Specific noise K SA [dB] = SPL A -10 log 10 {(Q · Ps) / 60} 2.5
Shaft power L [kW] = (TN) / 974
Q: Air volume (m 3 / min)
A: Annular flow area (m 2 )
Ut: Blade tip peripheral speed (m / s)
γ: Specific weight of air (kgf / m 3 )
Ps: Static pressure (mmAq)
Pt: Total pressure (mmAq)
SPL A : Noise level (dB)
T: Torque (kgf · m)
N: Fan speed (rpm)
g: Gravity acceleration

以上説明したように、本実施形態では、リング部22における吸込側の領域に位置する吸込部22aの内周面22sに周方向に配列された複数のディンプル24を設けることによって剥離を抑制し、ファン性能を向上させることができる。すなわち、リング部22の吸込部22aの先端部において剥離して層流状態で流れる空気を複数のディンプル24によって乱流状態に遷移させることにより、空気の剥離を抑制する。具体的には次の通りである。   As described above, in the present embodiment, peeling is suppressed by providing a plurality of dimples 24 arranged in the circumferential direction on the inner peripheral surface 22s of the suction portion 22a located in the suction side region of the ring portion 22, Fan performance can be improved. That is, the separation of the air is suppressed by causing the plurality of dimples 24 to transition the air flowing in a laminar flow state into a turbulent flow state at the tip end of the suction portion 22a of the ring portion 22. Specifically, it is as follows.

複数のディンプル24は、その近傍を流れる空気に乱流を生じさせるので、ディンプル24の近傍を流れる空気と、その周囲の空気との混合が促進される。これにより、リング部22の吸込部22aの先端部において剥離した空気は、吸込部22aの内周面22sの近傍に沿って流れやすくなり、吸込部22aの内周面22sに再付着しやすくなる。よって、羽根車20に吸い込まれる空気の剥離が抑制され、ファン性能を向上させることができる。   Since the plurality of dimples 24 cause turbulent flow in the air flowing in the vicinity thereof, the mixing of the air flowing in the vicinity of the dimple 24 and the surrounding air is promoted. Thereby, the air peeled off at the tip of the suction portion 22a of the ring portion 22 is likely to flow along the vicinity of the inner peripheral surface 22s of the suction portion 22a, and is easily reattached to the inner peripheral surface 22s of the suction portion 22a. . Therefore, separation of air sucked into the impeller 20 is suppressed, and fan performance can be improved.

本実施形態では、複数のディンプル24は、各ディンプル24の直径Dが隣り合うディンプル24間の距離Gよりも大きいという条件に基づいて配置されている。このように吸込部22aの内周面22sにおいて、複数のディンプル24が比較的密に配列されることにより、剥離抑制の効果をより高めることができる。   In the present embodiment, the plurality of dimples 24 are arranged on the condition that the diameter D of each dimple 24 is larger than the distance G between adjacent dimples 24. As described above, the plurality of dimples 24 are arranged relatively densely on the inner peripheral surface 22s of the suction portion 22a, whereby the effect of suppressing peeling can be further enhanced.

本実施形態では、各ディンプル24は、滑らかに湾曲する凹面形状を有している。このように複数のディンプル24の形状が凹面形状に揃えられているので、吸込部22aの内周面22sでは周方向においてばらつきの少ない剥離抑制効果を得ることができる。   In the present embodiment, each dimple 24 has a concave shape that curves smoothly. As described above, since the shapes of the plurality of dimples 24 are aligned in a concave shape, it is possible to obtain a peeling suppression effect with little variation in the circumferential direction on the inner peripheral surface 22s of the suction portion 22a.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記各実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to each said embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the meaning.

例えば、前記実施形態では、ディンプル24がリング部22の吸込部22aの内周面22sに設けられ、吹出部22bには設けられていない場合を例示したが、これに限定されない。例えば図10に示すように、ディンプル24は、吸込部22aの内周面22sだけでなく、吹出部22bの内周面にも設けることができる。これにより、吹出部22bの内周面においても剥離が抑制される。   For example, in the above-described embodiment, the case where the dimple 24 is provided on the inner peripheral surface 22s of the suction portion 22a of the ring portion 22 and is not provided on the blowout portion 22b is illustrated, but the present invention is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 10, the dimple 24 can be provided not only on the inner peripheral surface 22s of the suction portion 22a but also on the inner peripheral surface of the blowing portion 22b. Thereby, peeling is suppressed also in the internal peripheral surface of the blowing part 22b.

前記実施形態では、複数のディンプル24の直径D及び深さHは同じ寸法に設定されている場合を例示したが、これに限定されない。例えば、空気の流れの下流側(吹出側)に向かうにつれてディンプル24の直径Dが次第に大きくなる領域又は次第に小さくなる領域が設けられていてもよい。同様に、空気の流れの下流側に向かうにつれてディンプル24の深さHが次第に大きくなる領域又は次第に小さくなる領域が設けられていてもよい。   In the embodiment, the case where the diameter D and the depth H of the plurality of dimples 24 are set to the same dimension is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, a region where the diameter D of the dimple 24 gradually increases or gradually decreases toward the downstream side (blow-out side) of the air flow may be provided. Similarly, a region where the depth H of the dimple 24 gradually increases or gradually decreases as it goes downstream of the air flow may be provided.

前記実施形態では、各ディンプル24の直径Dが隣り合うディンプル24間の距離Gよりも大きい場合を例示したが、これに限定されない。   In the embodiment, the case where the diameter D of each dimple 24 is larger than the distance G between the adjacent dimples 24 is exemplified, but the present invention is not limited to this.

前記実施形態では、各ディンプル24が滑らかに湾曲する凹面形状(球面の一部のような凹面形状)を有している場合を例示したが、これに限定されない。例えば、各ディンプル24は、多面体の一部のような凹形状であってもよい。   In the above-described embodiment, the case where each dimple 24 has a concave shape that is smoothly curved (a concave shape such as a part of a spherical surface) is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, each dimple 24 may have a concave shape such as a part of a polyhedron.

前記実施形態では、軸流送風機10が半開放型である場合を例示したが、これに限定されない。   In the said embodiment, although the case where the axial-flow fan 10 was a semi-open type was illustrated, it is not limited to this.

前記実施形態では、本発明の軸流送風機を空気調和機に適用した例について説明したが、本発明は、冷蔵機、冷凍機、ヒートポンプ給湯器などのような空気調和機以外の冷凍装置や、換気装置などにも適用可能である。   In the above embodiment, the example in which the axial blower of the present invention is applied to an air conditioner has been described, but the present invention is a refrigeration apparatus other than an air conditioner, such as a refrigerator, a refrigerator, a heat pump water heater, It can also be applied to ventilation equipment.

10 軸流送風機
20 羽根車
21 羽根
22 リング部
22a 吸込部
22b 吹出部
23 ハブ
24 ディンプル
30 ベルマウス
30a 仕切部
D ディンプルの直径
G(G1,G2,G3) 隣り合うディンプル間の距離
H ディンプルの深さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Axial fan 20 Impeller 21 Blade 22 Ring part 22a Suction part 22b Outlet part 23 Hub 24 Dimple 30 Bell mouth 30a Partition part D Dimple diameter G (G1, G2, G3) Distance between adjacent dimples H Dimple depth The

Claims (5)

回転軸(A)の周りに設けられた複数の羽根(21)と、前記複数の羽根(21)の外周縁部に沿って前記複数の羽根(21)と一体的に設けられたリング部(22)とを有する羽根車(20)と、
前記リング部(22)の外周を囲むように前記リング部(22)と所定の隙間をあけて配置され、空気の流路を区画する仕切部(30a)と、を備え、
前記リング部(22)の吸込側領域(22a)の内周面(22s)には、周方向に配列された複数のディンプル(24)が設けられている、軸流送風機。
A plurality of blades (21) provided around the rotation axis (A), and a ring portion (1) provided integrally with the plurality of blades (21) along the outer peripheral edge of the plurality of blades (21) 22) and an impeller (20),
A partition portion (30a) that is arranged with a predetermined gap from the ring portion (22) so as to surround the outer periphery of the ring portion (22), and divides an air flow path;
An axial blower in which a plurality of dimples (24) arranged in the circumferential direction are provided on the inner peripheral surface (22s) of the suction side region (22a) of the ring portion (22).
前記吸込側領域(22a)は、フレア形状を有している、請求項1に記載の軸流送風機。   The axial blower according to claim 1, wherein the suction side region (22a) has a flare shape. 各ディンプル(24)の直径(D)は、隣り合うディンプル(24)間の距離(G)よりも大きい、請求項1又は2に記載の軸流送風機。   The axial flow fan according to claim 1 or 2, wherein a diameter (D) of each dimple (24) is larger than a distance (G) between adjacent dimples (24). 各ディンプル(24)は、滑らかに湾曲する凹面形状を有している、請求項1〜3のいずれか1項に記載の軸流送風機。   The axial flow blower according to any one of claims 1 to 3, wherein each dimple (24) has a concave shape that is smoothly curved. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の軸流送風機を室外ユニットの送風装置として用いたことを特徴とする空気調和機。   An air conditioner using the axial blower according to any one of claims 1 to 4 as a blower for an outdoor unit.
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