JP2016102467A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静音性及び送風効率を向上させることのできる送風装置を提供する。【解決手段】送風装置１は、複数枚の羽根１１の回転に基づき気流を発生させる。羽根１１は、気流に対向する前縁部１１４に鋸歯状の複数の歯部１１５を有している。歯部１１５は、前縁部１１４における羽根１１の負圧面１１３の接線ｎ１よりも負圧面１１３側に突出している。【選択図】図３

Description

本発明は、複数枚の羽根の回転に基づき気流を発生させる送風装置に関する。

従来、この種の送風装置としては、例えば特許文献１に記載の送風装置がある。この送風装置は、いわゆる軸流ファン（プロペラファン）からなり、回転軸に取り付けられるハブと、ハブの外周面に取り付けられる複数の羽根とを有している。羽根は、気流に対向する前縁部に鋸歯状の小ウィングを有している。このような構造によれば、送風機の駆動時に、小ウィングから縦渦が発生する。この縦渦により、羽根の負圧面における気流の境界層乖離を抑制することができるため、送風装置の騒音を低減することができる。

特開２００３−２７８６９６号公報

ところで、特許文献１に記載の送風装置では、羽根に対する気流の流れ方向と、小ウィングの延伸方向とが並行になっている。この場合、小ウィングに対する気流の入射角が略「０°」であるため、小ウィングから縦渦が生じ難い。そのため、羽根の負圧面からの気流の境界層剥離を抑制する効果を十分に得ることができず、結果的に騒音を低減することが困難となっている。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、静音性及び送風効率を向上させることのできる送風装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、複数枚の羽根（１１，３１）の回転に基づき気流を発生させる送風装置（１，３）において、羽根は、気流に対向する前縁部（１１４，３１０）に鋸歯状の複数の歯部（１１５，３１１）を有している。歯部は、前縁部における羽根の負圧面の接線（ｎ１，ｎ２）よりも負圧面側に突出している。

この構成によれば、気流が鋸歯状の歯部を交差するように流れるため、歯部から縦渦が発生し易くなる。これにより、羽根の負圧面からの気流の境界層剥離がより的確に抑制されるため、静音性及び送風効率を向上させることができる。

本発明によれば、静音性及び送風効率を向上させることができる。

送風装置の一実施形態についてその正面構造を示す正面図。 実施形態の送風装置についてその羽根の拡大構造を示す拡大図。 実施形態の送風装置についてその羽根の断面構造を示す断面図。 実施形態の送風装置についてその羽根に形成された鋸歯状の歯部を直線状に展開した展開図。 送風装置の他の実施形態についてその断面構造の一部を示す断面図。

以下、送風装置の一実施形態について説明する。
図１に示されるように、本実施形態の送風装置１は、いわゆる軸流式の送風装置（プロペラファン）からなり、ハブ１０と、複数の羽根１１と、円環状のリング部材１２とを備えている。

ハブ１０は円筒状の部材からなり、モータの回転軸２の外周面に一体的に組み付けられている。ハブ１０は、モータの回転軸２の回転に基づき、図中に矢印で示される回転方向ｐに中心軸ｍ１を中心に回転する。

複数の羽根１１は同一形状からなり、ハブ１０の外周面に放射状に取り付けられている。羽根１１は、ハブ１０に取り付けられる基端部１１０とは反対側の先端部１１１がリング部材１２の内周面に連結されている。すなわち、モータの回転軸２の回転に基づきハブ１０が回転すると、ハブ１０と一体となって羽根１１及びリング部材１２が中心軸ｍ１を中心に回転する。この羽根１１の回転に基づき気流が発生する。

次に、図２及び図３を参照して、羽根１１の構造について詳しく説明する。図２は、一つの羽根１１の拡大構造を示したものである。また、図３は、ハブ１０の径方向に直交する羽根１１の断面の形状を示したものである。

図２に示されるように、羽根１１は、基端部１１０から先端部１１１に向かうほど、回転方向ｐとは反対側に湾曲した形状をなしている。また、図３に示されるように、羽根１１は、ハブ１０の径方向に直交する断面形状が略弓状をなしており、凹状をなす圧力面１１２と、凸状をなす負圧面１１３とを有している。羽根１１が回転方向ｐに回転した際、圧力面１１２は、気流の流入方向ｑに対向し、気流を押す側の面となる。負圧面１１３は、圧力面１１２とは反対側の面である。羽根１１の回転時、圧力面１１２に付与される圧力は、負圧面１１３に付与される圧力よりも大きくなる。

図２に示されるように、羽根１１は、気流に対向する前縁部１１４に鋸歯状の複数の歯部１１５を有している。図４は、鋸歯状の歯部１１５を直線状に展開した展開図である。図４に示されるように、歯部１１５は三角状をなしており、その先端部１１６に向かうほど先鋭化された形状を有している。また、図３に示されるように、歯部１１５は、羽根１１の前縁部１１４における負圧面１１３の接線ｎ１よりも負圧面１１３側に突出している。詳しくは、歯部１１５は、先端部１１６に向かうほど、接線ｎ１との間の距離が広がるように配置されている。

以上説明した本実施形態の送風装置１によれば、以下の（１）及び（２）に示される作用及び効果を得ることができる。

（１）図４に矢印ｑで示されるように、羽根１１の回転時、羽根１１の先端部１１６から気流が流入する。この際、気流が歯部１１５の側面１１７，１１８に当たることにより、縦渦Ｂｈが発生する。図３に示されるように、縦渦Ｂｈは、気流の下流側ほど広がる。この縦渦Ｂｈにより、気流を負圧面１１３に押し付けるような二次流れが形成されるため、負圧面１１３からの気流の境界層剥離が抑制される。

本実施形態の送風装置１では、気流の流入方向ｑに対して歯部１１５が所定角度θをなしているため、気流が歯部１１５を交差するように流れる。これにより、気流の流入方向ｑに対して歯部１１５の延伸方向が並行な場合と比較すると、歯部１１５から縦渦Ｂｈが発生し易くなる。したがって、羽根１１の負圧面１１３からの気流の境界層剥離が更に抑制されるため、静音性及び送風効率を向上させることができる。

（２）歯部１１５を、その先端部１１６に向かうほど、接線ｎ１との間の距離が広がるように配置することとした。また、歯部１１５の先端部１１６を先鋭化することとした。歯部１１５をこのような形状とすることにより、歯部１１５から縦渦Ｂｈがより発生し易くなるため、静音性及び送風効率を更に向上させることができる。

なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態の構造は、軸流式の送風装置１に限らず、シロッコファン等の遠心式の送風装置や、斜流式の送風装置等にも適用可能である。遠心式の送風装置では、例えば図５に示されるような構造を採用することができる。図５に示されるように、この送風装置３は、図示しないモータの駆動に基づき軸線ｍ２を中心に回転する円盤部３０と、円盤部３０の表面に取り付けられる複数の羽根３１とを備えている。羽根３１において気流に対向する前縁部３１０には、鋸歯状の複数の歯部３１１が形成されている。歯部３１１は、前縁部３１０における羽根３１の負圧面３１２の接線ｎ２よりも負圧面３１２側に突出している。このような構造によれば、遠心式の送風装置３でも、上記実施形態に準じた作用及び効果を得ることができる。

・鋸歯状の歯部１１５の形状は、先端部１１６が先鋭化された三角形状に限らず、例えば先端部１１６が丸い形状や、台形状等、適宜の形状を採用することができる。要は、歯部１１５は、羽根１１の前縁部１１４における負圧面１１３の接線ｎ１よりも負圧面１１３側に突出している形状であればよい。

・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１，３：送風装置
１０：ハブ
１１，３１：羽根
１１４，３１０：前縁部
１１５，３１１：歯部
ｎ１，ｎ２：接線

Claims (4)

1. 複数枚の羽根（１１，３１）の回転に基づき気流を発生させる送風装置（１，３）であって、
   前記羽根は、気流に対向する前縁部（１１４，３１０）に鋸歯状の複数の歯部（１１５，３１１）を有し、
   前記歯部は、前記前縁部における前記羽根の負圧面の接線（ｎ１，ｎ２）よりも前記負圧面側に突出していることを特徴とする送風装置。
2. 前記歯部は、その先端部に向かうほど、前記接線との間の距離が広がるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
3. 前記歯部は、その先端部が先鋭化された形状からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の送風装置。
4. 回転軸に取り付けられるハブ（１０）を更に備え、
   前記複数枚の羽根は、前記ハブの外周面に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の送風装置。

Images