JP6425832B2 - Axial flow fan and air conditioner having the axial flow fan - Google Patents
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Description
本発明は、複数の翼を備えた軸流ファン、及び、その軸流ファンを有する空気調和装置に関するものである。 The present invention relates to an axial flow fan having a plurality of blades, and an air conditioner having the axial flow fan.
従来の軸流ファンは、円筒状のボスの周面に沿って複数枚の翼を備えており、ボスに与えられる回転力にともなって翼が回転し、流体を搬送するものである。軸流ファンは、翼が回転することで、翼間に存在している流体が翼面に衝突する。流体が衝突する面は圧力が上昇し、流体を翼が回転する際の中心軸となる回転軸線方向に押し出して移動させる。 A conventional axial fan has a plurality of blades along the circumferential surface of a cylindrical boss, and the blades rotate in accordance with the rotational force applied to the boss and transports fluid. In the axial flow fan, the fluid rotating between the blades collides with the blade surface as the blades rotate. The pressure of the surface on which the fluid collides increases, and the fluid is pushed out and moved in the direction of the rotation axis, which is the central axis when the blade rotates.
このような軸流ファンでは低騒音化を図るために、翼面の負圧面上の境界層の発達を抑制する構成が知られている。例えば、下記特許文献1では、翼の前縁に三角形状の突起を設け、翼の前縁から後縁に向かって流れる縦渦を形成することで翼の負圧面に形成される気流の主流を押さえ込み、境界層を安定させている。境界層が安定することで、翼の負圧面から気流が剥離することを防止し、低騒音化を実現している(特許文献1を参照)。
In such an axial fan, in order to reduce noise, a configuration is known that suppresses the development of the boundary layer on the suction surface of the blade surface. For example, in
このような従来の軸流ファンでは、翼の前縁に三角形状の突起を設けているが、突出部の2辺で発生する縦渦同士の間隔が狭いため、縦渦同士の干渉が発生する。すると、縦渦の流れが衝突することで弱まり、また、不安定な形状の渦となる。よって、縦渦が翼面上に流れた際、縦渦の崩壊が早く、翼面上の境界層の発達を有効に抑制することができない。
本発明は、このような軸流ファンの課題を解決するためになされたものであり、境界層の発達を抑制して気流を安定化することで、低騒音化を実現した軸流ファン、及び、その軸流ファンを有する空気調和装置を提供することを目的とする。In such a conventional axial flow fan, triangular protrusions are provided at the front edge of the blade, but since the distance between the longitudinal vortices generated on the two sides of the projecting portion is narrow, interference between the longitudinal vortices occurs. . Then, the flow of the longitudinal vortices weakens by collision, and becomes an unstable vortex. Therefore, when the longitudinal vortices flow on the wing surface, the longitudinal vortices collapse quickly, and the development of the boundary layer on the wing surface can not be effectively suppressed.
The present invention has been made to solve the problem of such an axial fan, and by reducing the development of the boundary layer to stabilize the air flow, an axial fan realizing noise reduction, and An object of the present invention is to provide an air conditioner having the axial fan.
本発明に係る軸流ファンは、複数の翼を有し、該翼は、回転方向の前進側に形成された前縁部を有し、前記前縁部は、前記翼の回転軸線側に形成された第1前縁部と、前記翼の外周縁部側に形成された第2前縁部と、前記第1前縁部と前記第2前縁部との間に形成された平板状の突出部と、により構成され、前記突出部は、第1頂点と、第2頂点と、前記第1頂点と前記第2頂点との間に形成された前辺部と、前記第1頂点と前記第1前縁部の一端とを接続する第1側辺部と、前記第2頂点と前記第2前縁部の一端とを接続する第2側辺部と、を有し、前記第1側辺部と前記第1前縁部との交点となる第1交点と、前記第2側辺部と前記第2前縁部との交点となる第2交点と、を有し、前記第1頂点は、前記第1交点よりも前記前進側に位置するとともに、前記第2頂点は、前記第2交点よりも前記前進側に位置するよう構成されたものである。 The axial flow fan according to the present invention has a plurality of wings, the wings having a leading edge formed on the forward side in the rotational direction, the leading edge being formed on the rotation axis side of the wings Plate shape formed between the first leading edge, the second leading edge formed on the outer peripheral edge side of the wing, and the first leading edge and the second leading edge A protrusion, the protrusion including a first vertex, a second vertex, a front side formed between the first vertex and the second vertex, the first vertex and the first vertex; A first side portion connecting one end of the first front edge portion and a second side portion connecting the second vertex and one end of the second front edge portion, the first side portion A first intersection which is an intersection of a side portion and the first front edge, and a second intersection which is an intersection of the second side portion and the second front edge; Is positioned on the forward side of the first intersection point Rutotomoni, said second apex are those than the second intersection is configured to be positioned on the forward side.
本発明に係る軸流ファン、及び、その軸流ファンを有する空気調和装置によれば、突出部に前辺部が形成されているため、突出部の第1側辺部と第2側辺部から発生する2つの縦渦の間隔を調整することができる。すると、縦渦同士の干渉を抑える最適な突出部の設計が可能となり、翼の負圧面において境界層の発達を抑制して、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。 According to the axial flow fan according to the present invention and the air conditioner having the axial flow fan, since the front side portion is formed in the projecting portion, the first side side portion and the second side side portion of the projecting portion The spacing between the two longitudinal vortices generated from can be adjusted. As a result, it becomes possible to design an optimum projection to suppress interference between longitudinal vortices, to suppress the development of the boundary layer on the suction surface of the blade, and to realize the noise reduction of the axial fan and the improvement of the blowing efficiency. it can.
実施の形態1.
(軸流ファンの全体構成)
はじめに、実施の形態1に係る軸流ファンの全体構成について説明する。
図1は、実施の形態1に係る軸流ファンを回転軸線方向から見た平面図である。
実施の形態1に係る軸流ファンは、図1に示すように、軸流ファンが回転する際の中心軸となる回転軸線Aのまわりに配置された円筒形状のボス1と、ボス1の外周面に配設される翼2とを有している。
(Whole configuration of axial fan)
First, the overall configuration of the axial fan according to the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a plan view of an axial fan according to a first embodiment as viewed from the rotation axis direction.
In the axial flow fan according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, a
翼2は、回転方向Bの前進側に位置する前縁部3と、回転方向Bの後進側に位置する後縁部4と、外周縁を形成する外周縁部5により大きく構成されている。
前縁部3は、図1に示すようにボス1の外周面と外周縁部5とをつなぐように形成されており、回転方向Bに向かって凹形の円弧形状となっている。The
The
後縁部4は、同じく図1に示すようにボス1の外周面と外周縁部5とをつなぐように形成されており、回転方向Bの反対方向に向かって凸形の円弧形状となっている。
外周縁部5は、前縁部3の外周端と後縁部4の外周端とをつなぐように形成され、回転軸線Aを中心とする略円周上に位置している。そして、翼2の翼弦長は外周縁部5の近傍で最も長くなっている。The
The outer
翼2は、回転軸線Aに対して所定角度傾いて形成されている。翼2は、軸流ファンの回転に伴って翼2の間に存在している流体を翼面で押して流体の搬送方向C(後述の図3を参照)に搬送する。この際、翼面のうち流体を押して圧力が上昇する面を正圧面2a(後述の図4を参照)とし、正圧面2aの裏面で圧力が下降する面を負圧面2bとする。
The
(前縁部3の構成)
前縁部3は、翼2の回転軸線A側に形成された第1前縁部3aと、翼2の外周縁部5側に形成された第2前縁部3bと、第1前縁部3aと第2前縁部3bとの間に形成された平板状の突出部20と、により構成されている。
突出部20は、略台形形状で構成されている。突出部20は、図1に示すように、翼2の径方向でボス側に位置する第1頂点24と、翼2の径方向で外周縁部5側に位置する第2頂点25と、を有している。第1頂点24と第2頂点25とは、直線形状の前辺部21にて接続されている。また、第1頂点24と第1前縁部3aとは、直線状の第1側辺部22で接続され、第1前縁部3aと第1側辺部22との交点として第1交点26が形成されている。さらに、第2頂点25と第2前縁部3bとは直線状の第2側辺部23で接続され、第2前縁部3bと第2側辺部23との交点として第2交点27が形成されている。(Configuration of front edge 3)
The
The
また、軸流ファンの回転軸線Aを中心とする仮想円の半径長さにおいて、回転軸線Aと第1交点26との間の長さL1は、回転軸線Aと第1頂点24との間の長さL2より短くなっている。また、同様に、軸流ファンの回転軸線Aを中心とする仮想円の半径長さにおいて、回転軸線Aと第2交点27との間の長さL3は、回転軸線Aと第2頂点25との間の長さL4より長くなっている。
In the radial length of the imaginary circle centered on the axis of rotation A of the axial fan, the
(突出部20における気流)
図2は、実施の形態1に係る軸流ファンを回転軸線方向から見たときの気流の説明図である。
図3は、実施の形態1に係る軸流ファンを回転軸線の側方から見たときの気流の説明図である。
実施の形態1に係る軸流ファンは回転することにより、翼2における流体の搬送方向Cの上流側が負圧面2bとなり、流体の搬送方向Cの下流側が正圧面2aとなる。(Air flow in the projecting portion 20)
FIG. 2 is an explanatory view of air flow when the axial fan according to the first embodiment is viewed from the rotation axis direction.
FIG. 3 is an explanatory view of the air flow when the axial fan according to the first embodiment is viewed from the side of the rotation axis.
By rotating the axial flow fan according to the first embodiment, the
この正圧面2aと負圧面2bとの圧力差から、図2や図3に示すように突出部20の第1側辺部22と第2側辺部23とにおいて流体の搬送方向Cの下流側から上流側へ流れる気流が発生する。この気流は、翼2の負圧面2b側で渦となり突出部20の第1側辺部22と第2側辺部23を通過しながら拡大する。ここで、第1側辺部22で発生した渦を縦渦D1とし、第2側辺部23で発生した渦を縦渦D2とする。
そして、縦渦D1、D2は、翼2の前縁部3から後縁部4側に進みながら次第に弱まりつつ拡散していく。
空気の粘性の影響により発生する境界層に、上記のように発生した粘性の影響の小さい縦渦D1、D2が流入することにより境界層の発達を抑制することができる。From the pressure difference between the
The
The development of the boundary layer can be suppressed by the flow of the longitudinal vortices D1 and D2 having a small influence of the viscosity generated as described above into the boundary layer generated by the influence of the viscosity of air.
次に、図4は、実施の形態1に係る図2におけるB−B断面図である。
図4に示すように、突出部20の第1側辺部22と第2側辺部23で縦渦D1、D2が発生する。第1側辺部22と第2側辺部23との間隔が広い場合、二つの縦渦D1、D2は互いに干渉することなく、突出部20の後縁部4側で翼2の負圧面2bに流入する。Next, FIG. 4 is a cross-sectional view along the line B-B in FIG. 2 according to the first embodiment.
As shown in FIG. 4, longitudinal vortices D1 and D2 are generated at the
(効果)
実施の形態1に係る軸流ファンは、上記のような構成により、突出部20に前辺部21が形成されているため、図2に示す様に突出部20の第1側辺部22と第2側辺部23から発生する2つの縦渦D1、D2の間隔を調整することができる。すると、縦渦D1、D2同士の干渉を抑える最適な突出部20の設計が可能となり、翼2の負圧面2bにおいて境界層の発達を抑制して、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。(effect)
In the axial flow fan according to the first embodiment, the
また、突出部20の第1側辺部22と第2側辺部23の辺の長さは、縦渦D1、D2の強弱を決定するため、強い縦渦D1、D2が必要となる翼弦長の長い翼には第1側辺部22と第2側辺部23とを相対的に長く変更することで対応することが可能となる。
さらに、第1側辺部22と第2側辺部23との成す角度は縦渦D1、D2の進行方向を決定するため、第1側辺部22と第2側辺部23とが台形状に開く角度で設定されている。すると、縦渦D1、D2は互いが離間するように進行することから、縦渦D1、D2の干渉を防ぐことができる。Further, the lengths of the sides of the
Furthermore, the angle formed by the
<比較例>
実施の形態1に対する比較例として、従来の突出部20の平面形状が三角形のときの縦渦D1、D2の流れを説明する。
図15は、比較例として従来の軸流ファンを回転軸線方向から見たときの気流の説明図である。
図16は、比較例に係る図15における突出部のA−A断面図である。
図17は、比較例に係る図15における翼のB−B断面図である。Comparative Example
As a comparative example with respect to the first embodiment, the flow of the longitudinal vortices D1 and D2 when the planar shape of the
FIG. 15 is an explanatory view of air flow when a conventional axial fan as a comparative example is viewed from the rotation axis direction.
FIG. 16 is a cross-sectional view of the protrusion in FIG. 15 taken along the line A-A according to the comparative example.
FIG. 17 is a cross-sectional view of the wing in FIG. 15 according to the comparative example taken along the line B-B.
図15に示す様に、突出部20の平面形状が三角形である場合、第1側辺部22で発生する縦渦D1と第2側辺部23で発生する縦渦D2とに充分な間隔を設けるように調整することができず、縦渦D1、D2同士の干渉が発生する。両方の縦渦D1、D2は互いに逆回転であり、流れが衝突することで渦流が弱まる。また、縦渦D1、D2が接近している箇所は、図16に示すように互いの渦が押し合うようになっているため、渦が円状にならず不安定な形状となる。このような縦渦D1、D2は、突出部20後方の翼2の負圧面2bに流入した際に崩壊が早く、境界層を抑制する効果が弱まってしまう。
As shown in FIG. 15, when the planar shape of the projecting
また、図17中の一点鎖線D2Sは、突出部20の第2側辺部23から発生する縦渦D2の中心の軌跡である。縦渦D2の進行方向は第2側辺部23の向きで決定されるため、従来の突出部20のように平面形状が三角形であると縦渦D2が外周縁部5方向寄りとなる。すると、前縁部3から後縁部4に流れる翼面上の主気流19の流れを縦渦D2が前縁部3側へ押し戻すように働き、主気流19の風量が減少するとともに、縦渦D2自体の渦流も弱まることとなる。
Moreover, the dashed-dotted line D2S in FIG. 17 is a locus | trajectory of the center of the longitudinal vortex D2 which generate | occur | produces from the
<実施の形態1の変形例1>
次に、実施の形態1に係る突出部20の変形例1について説明する。
図5は、実施の形態1の変形例1に係る軸流ファンを回転軸線方向から見た平面図である。
図5に示す様に、実施の形態1に係る軸流ファンで、突出部20における第1交点26と第2交点27との間の長さをaとし、第1頂点24と第2頂点25との間の長さをbとしたとき、a>bとなるように構成されている。<
Next, a first modification of the
FIG. 5 is a plan view of an axial flow fan according to
As shown in FIG. 5, in the axial flow fan according to the first embodiment, the length between the
(効果)
この突出部20の構成により、図5に示すように突出部20の第1側辺部22と第2側辺部23の向きを上記比較例に対して翼2の翼弦と平行な方向に調整して、縦渦D1、D2の進行方向も前縁部3から後縁部4に向かって流すことができる。よって、翼面上の主気流19を押し戻す現象を抑制するとともに、縦渦D1、D2の弱まりを抑え、縦渦D1、D2を翼2の負圧面2bに流入させることができる。
また、第1側辺部22と第2側辺部23との成す角度は縦渦D1、D2の進行方向を決定する。第1側辺部22と第2側辺部23とが台形状に開く角度で設定されることにより、縦渦D1、D2は互いが離間するように進行することから、縦渦D1、D2の干渉を防ぐことができる。
したがって、翼2の負圧面2bにおいて境界層の発達を抑制し、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。(effect)
Due to the configuration of the projecting
Further, the angle formed by the
Therefore, it is possible to suppress the development of the boundary layer on the
<実施の形態1の変形例2>
次に、実施の形態1に係る突出部20の変形例2について説明する。
図6は、実施の形態1の変形例2に係る軸流ファンを回転軸線方向から見た平面図である。
図6に示す第1頂点24と回転軸線Aとの間の長さL2を半径とした円が後縁部4と交わる交点を第3交点28とし、第1頂点24と第3交点28とを結ぶ直線を第1仮想線17Aとする。そして、第1仮想線17Aと第1側辺部22との成す角度をαとする。<
Next, a second modification of the
FIG. 6 is a plan view of an axial fan according to a second modification of the first embodiment as viewed from the rotation axis direction.
An intersection at which a circle whose radius is the length L2 between the
また、第2頂点25と回転軸線Aとの間の長さL4を半径とした円が後縁部4とが交わる交点を第4交点29とし、第2頂点25と第4交点29とを結ぶ直線を第2仮想線17Bとする。そして、第2仮想線17Bと第2側辺部23との成す角度をβとする。
このとき、第1仮想線17Aと第1側辺部22との成す角度αと、第2仮想線17Bと第2側辺部23との成す角度βとを小さくする。Further, an intersection at which the
At this time, an angle α between the first
(効果)
この突出部20の構成により、翼2周りの気流の流れが遠心力を受け、外周縁部5側へ進行する径方向流れを最小限に抑え、縦渦D1、D2近辺の主気流19を縦渦D1、D2に沿った進行方向に変更する効果がある。よって、上記比較例に比べて翼2周りの主気流19の径外方向の速度成分が減少し、前縁部3から後縁部4に向かって流れるようになる。したがって、軸流ファンの送風効率を向上させることができる。(effect)
Due to the configuration of the projecting
このとき、特に、第2仮想線17Bと第2側辺部23との成す角度βを第1仮想線17Aと第1側辺部22との成す角度αより小さくすることで縦渦D2が外周縁部5側に遠心力で離脱することを防ぎ、主気流19が前縁部3から後縁部4に向かって流れるようにすることができる。したがって、翼2の負圧面2bにおいて境界層の発達を抑制し、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。
At this time, in particular, by making the angle β between the second
実施の形態2.
実施の形態2に係る軸流ファンは、実施の形態1の突出部20の形状が異なるため、突出部20の構成について説明する。その他、実施の形態1と共通の構成は、図7、8に同一符号を付し説明を省略する。
図7は、実施の形態2に係る軸流ファンを回転軸線方向から見た平面図である。
図8は、実施の形態2に係る図7における翼のC−C断面図である。
実施の形態2に係る軸流ファンは、実施の形態1で記載した突出部20が翼2の前縁部3に複数配置されている。Second Embodiment
The axial flow fan according to the second embodiment is different from the first embodiment in the shape of the protruding
FIG. 7 is a plan view of the axial flow fan according to the second embodiment as viewed from the rotation axis direction.
8 is a cross-sectional view of the wing in FIG. 7 according to
In the axial flow fan according to the second embodiment, a plurality of the
例えば、図7の例では、4つの突出部20a、20b、20c、20dが、回転軸線A側から順に配置されている。そして、突出部20a、20b、20c、20d同士の間隔の寸法を、回転軸線A側から外周縁部5側に向けて順にc1、c2、c3、c4とした場合、c1<c2<c3<c4となるように構成されている。間隔の寸法c2、c3、c4は、隣接する突出部20a、20b、20c、20dの第1交点26と第2交点27との距離とする。また、間隔の寸法c1は、ボス1と前縁部3との交点から突出部20aの第1交点26までの距離とする。
また、図7の前縁部3から後縁部4、及び外周縁部5側に伸びる一点鎖線は、各突出部20a、20b、20c、20dから発生した縦渦D1、D2、D3、D4が前縁部3から後縁部4へ流れる際の渦自体の幅を示している。For example, in the example of FIG. 7, the four
Further, in FIG. 7, the dashed-dotted lines extending from the
軸流ファンは外周縁部5側ほど翼弦長が長く、縦渦D1、D2、D3、D4は翼面上を拡大しつつ後縁側へ流れる。すると、翼2の外周縁部5側で突出部の間隔寸法c1、c2、c3、c4が狭い場合、突出部20a、20b、20c、20dから発生する縦渦D1、D2、D3、D4が、隣接する突出部20a、20b、20c、20dから発生する縦渦と干渉する。
The axial fan has a chord length longer toward the outer
ここで、図8は、突出部20a、20b、20c、20dの間隔寸法c1、c2、c3、c4が十分でない場合を示している。
例えば、縦渦D2、D3同士の干渉が発生すると、突出部20bから発生する縦渦D2と、突出部20cから発生した縦渦D3との干渉部分から発生する気流Eが図8に示すように縦渦D2、D3から離脱し、流体の搬送方向Cとは反対方向へ押し戻されるようになる。すると、軸流ファンの送風効率が低下する。
よって、縦渦D1、D2、D3、D4同士の干渉を少なくするため、翼弦長の長い外周縁部5側ほど突出部20a、20b、20c、20dの間隔寸法c1、c2、c3、c4を長くする必要がある。
なお、突出部20の個数は、4つに限定されるものではない。Here, FIG. 8 shows a case where the gap dimensions c1, c2, c3, c4 of the
For example, when interference between the longitudinal vortices D2 and D3 occurs, the airflow E generated from the interference portion between the longitudinal vortices D2 generated from the projecting
Therefore, in order to reduce the interference between the longitudinal vortices D1, D2, D3 and D4, the gap dimensions c1, c2, c3 and c4 of the
In addition, the number of objects of the
(効果)
実施の形態2に係る軸流ファンは、上記のような構成により外周縁部5側の突出部20a、20b、20c、20dの間隔寸法c1、c2、c3、c4を回転軸線A側より長く構成することで、翼弦長が長く、縦渦D1、D2、D3、D4同士の干渉が発生しやすい外周縁部5側での干渉を抑えることができる。したがって、翼2の負圧面2bにおいて境界層の発達を抑制し、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。(effect)
In the axial flow fan according to the second embodiment, the gap dimensions c1, c2, c3 and c4 of the
実施の形態3.
実施の形態3に係る軸流ファンは、実施の形態1の突出部20の形状が異なるため、突出部20の構成について説明する。その他、実施の形態1と共通の構成は、図9、10に同一符号を付し説明を省略する。
図9は、実施の形態3に係る軸流ファンを回転軸線方向から見た平面図である。
実施の形態3に係る軸流ファンの突出部20は、図9に示すように、第1頂点24と第2頂点25との間の前辺部21が少なくとも1つ以上の曲線として構成されている。Third Embodiment
The axial flow fan according to the third embodiment differs in the shape of the protruding
FIG. 9 is a plan view of an axial fan according to a third embodiment as viewed from the rotation axis direction.
In the projecting
前辺部21は、回転軸線Aと第1頂点24とを結ぶ第1仮想線G1と、回転軸線Aと第2頂点25とを結ぶ第2仮想線G2と、の間の範囲に形成されている。そして、第1側辺部22に対して滑らかに接続している。なお、図9に記載の矢印F1、F2は、縦渦D1、D2の軌跡を示している。
また、図9では、第2頂点25が第1頂点24よりも回転方向Bの前進側に配置された例を示したが、第1頂点24が第2頂点25よりも回転方向Bの前進側に配置されていてもよい。The
Further, FIG. 9 shows an example in which the
(効果)
実施の形態3に係る突出部20は、前辺部21が少なくとも1つ以上の曲線として構成され、第1仮想線G1と、第2仮想線G2と、の間の範囲に形成されているため、例えば図9の例では縦渦D1を発生させる第1側辺部22側の作用長さを長く取ることができる。よって、第1側辺部22と第2側辺部23に対応した縦渦D1、D2のうち第1側辺部22により発生する縦渦D1の渦を強くすることができる。したがって、特に翼2の回転軸線A側で有効に境界層の発達を抑制し、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。(effect)
In the
また、第1頂点24が第2頂点25よりも回転方向Bの前進側に配置されている場合には、第1側辺部22と第2側辺部23に対応した縦渦D1、D2のうち第2側辺部23により発生する縦渦D2の渦を強くすることができる。したがって、特に翼2の外周縁部5側で有効に境界層の発達を抑制し、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。
In addition, when the
<実施の形態3の変形例>
次に、実施の形態3に係る突出部20の変形例について説明する。
図10は、実施の形態3の変形例に係る軸流ファンを回転軸線方向から見た平面図である。
図10に示すように、実施の形態3の変形例に係る突出部20の前辺部21は、第1頂点24と第2頂点25との間の第2仮想線G2を回転方向Bの前進側に超えて曲線状に形成されている。
曲線状の前辺部21で第2仮想線G2から回転方向Bに最も離れた点を頂点30とする。頂点30は、第1側辺部22の延長線と第2側辺部23の延長線との交点31に対して回転方向Bに超えない位置となっている。
そして、前辺部21の両端は、第1側辺部22と第2側辺部23とに対して滑らかに接続されている。なお、図10に記載の矢印F1、F2は、縦渦D1、D2の軌跡を示している。<Modification of
Next, a modification of the
FIG. 10 is a plan view of an axial flow fan according to a modification of
As shown in FIG. 10, the
The point most distant from the second imaginary line G2 in the rotational direction B in the curved
Then, both ends of the
(効果)
実施の形態3の変形例1に係る突出部20は、頂点30を中心に両側へ縦渦D1、D2が発生するため、縦渦D1、D2を発生させる第1側辺部22及び第2側辺部23の作用長さを長く取ることができる。よって、第1側辺部22と第2側辺部23に対応した縦渦D1、D2の両方の渦を強くすることができる。したがって、翼2の負圧面2b全体で有効に境界層の発達を抑制し、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。(effect)
In the
実施の形態4.
実施の形態4に係る軸流ファンは、実施の形態1の突出部20の形状が異なるため、突出部20の構成について説明する。その他、実施の形態1と共通の構成は、図11、12に同一符号を付し説明を省略する。
図11は、実施の形態4に係る軸流ファンを回転軸線方向から見た平面図である。
実施の形態4に係る軸流ファンの突出部20は、図11に示すように、第1頂点24と第2頂点25との間の前辺部21上に第3頂点32を有して構成されている。第3頂点32は、回転軸線Aと第1頂点24とを結ぶ第1仮想線G1と、回転軸線Aと第2頂点25とを結ぶ第2仮想線G2と、の間の範囲に形成されている。Fourth Embodiment
The axial flow fan according to the fourth embodiment is different from the first embodiment in the shape of the projecting
FIG. 11 is a plan view of an axial fan according to a fourth embodiment as viewed from the rotation axis direction.
The protruding
なお、図11に記載の矢印F1、F2は、縦渦D1、D2の軌跡を示している。第1頂点24と第3頂点32とを接続する前辺部21を第1前辺部21aとし、第2頂点25と第3頂点32とを接続する前辺部21を第2前辺部21bとする。
また、図11では、第2頂点25が第1頂点24よりも回転方向Bの前進側に配置された例を示したが、第1頂点24が第2頂点25よりも回転方向Bの前進側に配置されていてもよい。
また、前辺部21上に1つの第3頂点32を形成した例を示したが、2つ以上の頂点を形成してもよい。Arrows F1 and F2 shown in FIG. 11 indicate the trajectories of the longitudinal vortices D1 and D2. The
Further, FIG. 11 shows an example in which the
Moreover, although the example which formed one
(効果)
実施の形態4に係る突出部20は、前辺部21が少なくとも1つ以上の第3頂点32を有して構成され、第1仮想線G1と、第2仮想線G2と、の間の範囲に形成されているため、例えば図11の例では縦渦D1を発生させる第1側辺部22側の作用長さを長く取ることができる。よって、第1側辺部22と第2側辺部23に対応した縦渦D1、D2のうち第1側辺部22により発生する縦渦D1の渦を強くすることができる。したがって、特に翼2の回転軸線A側で有効に境界層の発達を抑制し、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。(effect)
The
また、第1頂点24が第2頂点25よりも回転方向Bの前進側に配置されている場合には、第1側辺部22と第2側辺部23に対応した縦渦D1、D2のうち第2側辺部23により発生する縦渦D2の渦を強くすることができる。したがって、特に翼2の外周縁部5側で有効に境界層の発達を抑制し、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。
In addition, when the
<実施の形態4の変形例>
次に、実施の形態4に係る突出部20の変形例について説明する。
図12は、実施の形態4の変形例に係る軸流ファンを回転軸線方向から見た平面図である。
図12に示すように、実施の形態4の変形例に係る突出部20の第1前辺部21aと第2前辺部21bは、第1頂点24と第2頂点25との間の第2仮想線G2を回転方向Bの前進側に超えて形成されている。
また、第3頂点32は、第1側辺部22の延長線と第2側辺部23の延長線との交点31を回転方向Bに超えない位置となっている。
なお、図12に記載の矢印F1、F2は、縦渦D1、D2の軌跡を示している。<Modification of
Next, a modification of the
FIG. 12 is a plan view of an axial flow fan according to a modification of
As shown in FIG. 12, the first
Further, the
Arrows F1 and F2 shown in FIG. 12 indicate the trajectories of the longitudinal vortices D1 and D2.
(効果)
実施の形態4の変形例に係る突出部20は、第3頂点32を中心に両側へ縦渦D1、D2が発生するため、縦渦D1、D2を発生させる第1側辺部22及び第2側辺部23の作用長さを長く取ることができる。よって、第1側辺部22と第2側辺部23に対応した縦渦D1、D2の両方の渦を強くすることができる。したがって、翼2の負圧面2b全体で有効に境界層の発達を抑制し、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。(effect)
In the
実施の形態5.
実施の形態5に係る軸流ファンは、実施の形態1の突出部20の形状が異なるため、突出部20の構成について説明する。その他、実施の形態1と共通の構成は、図13に同一符号を付し説明を省略する。
図13は、実施の形態5に係る軸流ファンを回転軸線方向から見た平面図である。
実施の形態5に係る軸流ファンの突出部20は、図13に示すように、第1頂点24と第2頂点25との間の前辺部21を、回転軸線Aを通る径方向仮想線Hに対して傾斜させた構成となっている。
The axial flow fan according to the fifth embodiment differs from the first embodiment in the shape of the projecting
FIG. 13 is a plan view of the axial flow fan according to the fifth embodiment as viewed from the rotation axis direction.
The projecting
突出部20は、第1頂点24と第2頂点25との間の長さをeとし、回転軸線Aを中心として第1頂点24と第2頂点25との径方向の距離(長さ)をdとすると、e>dとなるように構成されている。第1頂点24は、第2頂点25を通る径方向仮想線Hよりも回転方向Bの前進側に位置している。
The
(効果)
突出部20の構成がd=eである場合、前辺部21が回転方向Bに対し垂直に形成されているため、前辺部21で縦渦は発生しない。したがって、突出部20の構成をd>eとなるように形成することにより、前辺部21が回転方向Bに対して垂直から角度が付くようになり、縦渦が発生するようになる。また、dの寸法を大きくすることにより縦渦を発生させる前辺部21の長さが長くなるため、縦渦を強くすることができる。したがって、翼2の負圧面2bで有効に境界層の発達を抑制し、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。(effect)
When the configuration of the protruding
実施の形態6.
実施の形態6に係る翼2の構成において、実施の形態1と共通の構成は、図14に同一符号を付し説明を省略する。
図14は、実施の形態6に係る翼を翼弦線で切った断面図である。
実施の形態6に係る軸流ファンの突出部20は、図14に示すように、翼2の前縁部3の構成面の接線上に延伸され、翼2の翼弦長を前縁部3側に延長するように構成されている。Sixth Embodiment
In the structure of the wing |
FIG. 14 is a cross-sectional view of a wing according to a sixth embodiment, taken along a chord line.
The projecting
(効果)
突出部20を、翼2の前縁部3の構成面の接線上に延伸し、翼2の翼弦長を前縁部3側に延長するように構成することにより、突出部20と前縁部3との繋ぎ目20eに段差が発生しない。このため、突出部20で発生した縦渦D1、D2は円滑に突出部20の後方の翼2に流入することができる。したがって、翼2の負圧面2bで有効に境界層の発達を抑制し、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。(effect)
The
上記実施の形態1〜6に係る軸流ファンの各構成は、それぞれ組み合わせて構成することが可能であり、それらの相乗効果により、さらに翼2の負圧面2bで有効に境界層の発達を抑制し、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上させることができる。
The configurations of the axial flow fans according to the first to sixth embodiments can be configured in combination, respectively, and their synergetic effect further suppresses the development of the boundary layer effectively on the
(空気調和装置への適用)
また、上記実施の形態1〜6に係る軸流ファンは、例えば、空気調和装置の室内熱交換器や室外熱交換器に熱交換用の空気を送風する送風機として採用することができる。
図18は、実施の形態1〜6に係る軸流ファンを採用した空気調和装置の概要図である。
空気調和装置は、図18に示す冷凍サイクル装置50を備えている。冷凍サイクル装置50は、圧縮機51と凝縮器52と膨張弁54と蒸発器53とを順番に冷媒配管で接続して構成されている。凝縮器52には、熱交換用の空気を凝縮器52に送風する凝縮器用ファン52aが配置されている。また、蒸発器53には、熱交換用の空気を蒸発器53に送風する蒸発器用ファン53aが配置されている。
実施の形態1〜6に係る軸流ファンをこのような空気調和装置に採用することで凝縮器用ファン52aや蒸発器用ファン53aの送風効率の向上し空気調和装置の冷暖房性能を向上させることができる。(Application to air conditioner)
Moreover, the axial flow fan which concerns on the said Embodiment 1-6 can be employ | adopted, for example as an air blower which ventilates the air for heat exchange to the indoor heat exchanger of an air conditioning apparatus, and an outdoor heat exchanger.
FIG. 18 is a schematic view of an air conditioner in which the axial fan according to the first to sixth embodiments is employed.
The air conditioning apparatus includes a
By adopting the axial flow fan according to the first to sixth embodiments in such an air conditioner, it is possible to improve the air blowing efficiency of the
また、例えば、上記実施の形態1〜6に係る軸流ファンは、換気扇や扇風機等に採用することができる。そして、その他空気等の流体を搬送する送風機として採用することが可能である。
実施の形態1〜6に係る軸流ファンをこのような機器に採用することで送風装置の低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。Further, for example, the axial flow fan according to the first to sixth embodiments can be employed as a ventilation fan, a fan, or the like. And it is possible to adopt as a fan which conveys fluid, such as other air.
By adopting the axial flow fan according to the first to sixth embodiments in such a device, it is possible to realize the noise reduction of the air blower and the improvement of the air blowing efficiency.
実施の形態1〜6に係る軸流ファンは、
(1)複数の翼2を有し、翼2は、回転方向Bの前進側に形成された前縁部3を有し、前縁部3は、翼2の回転軸線A側に形成された第1前縁部3aと、翼2の外周縁部5側に形成された第2前縁部3bと、第1前縁部3aと第2前縁部3bとの間に形成された平板状の突出部20と、により構成され、突出部20は、第1頂点24と、第2頂点25と、第1頂点24と第2頂点25との間に形成された前辺部21と、第1頂点24と第1前縁部3aの一端とを接続する第1側辺部22と、第2頂点25と第2前縁部3bの一端とを接続する第2側辺部23と、を有し、第1側辺部22と第1前縁部3aとの交点となる第1交点26と、第2側辺部23と第2前縁部3bとの交点となる第2交点27と、を有し、第1頂点24は、第1交点26よりも前進側に位置するとともに、第2頂点25は、第2交点27よりも前進側に位置するよう構成されたものである。
すると、突出部20に前辺部21が形成されているため、突出部20の第1側辺部22と第2側辺部23から発生する2つの縦渦D1、D2の間隔を調整することができる。よって、縦渦同士の干渉を抑える最適な突出部20の設計が可能となり、翼2の負圧面2bにおいて境界層の発達を抑制して、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。The axial fan according to the first to sixth embodiments is
(1) A plurality of
Then, since the
(2)また、上記(1)に係る軸流ファンにおいて、突出部20は、翼2の回転軸線Aからの距離において、第1交点26、第1頂点24、第2頂点25、第2交点27、の順に寸法が長くなるように構成されたものである。すると、第1側辺部22と第2側辺部23とが台形状に開く角度で設定されることにより、縦渦D1、D2は互いが離間するように進行することから、縦渦D1、D2の干渉を防ぐことができる。
(2) Further, in the axial flow fan according to the above (1), the
(3)また、上記(2)に係る軸流ファンにおいて、前辺部21は、直線形状で形成され、第1頂点24と第2頂点25との間の長さは、第1交点26と第2交点27との間の長さより短く構成されたものである。すると、第1側辺部22と第2側辺部23とが台形状に開く角度で設定されることにより、縦渦D1、D2は互いが離間するように進行することから、縦渦D1、D2の干渉を防ぐことができる。
(3) In the axial fan according to (2), the
(4)また、上記(1)〜(3)のいずれかに係る軸流ファンにおいて、突出部20は、第1頂点24と第2頂点25との間の長さeが、翼2の回転軸線Aを中心とした第1頂点24と第2頂点25との間の径方向の長さdよりも長くなるように構成されている。すると、前辺部21が回転方向Bに対して垂直から角度が付くようになり、縦渦が発生するようになる。また、eの寸法を大きくすることにより縦渦を発生させる前辺部21の長さが長くなるため、縦渦を強くすることができる。したがって、翼2の負圧面2bで有効に境界層の発達を抑制し、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。
(4) Further, in the axial fan according to any one of the above (1) to (3), the
(5)また、上記(1)〜(2)のいずれかに係る軸流ファンにおいて、前辺部21は、曲線形状で形成されたものである。すると、第1側辺部22側、第2側辺部23と前辺部21が滑らかにつながることで縦渦D1、D2を発生させる作用長さを長く取ることができる。よって、第1側辺部22と第2側辺部23に対応した縦渦D1、D2の渦を強くすることができる。
(5) Further, in the axial fan according to any one of the above (1) to (2), the
(6)また、上記(1)〜(2)のいずれかに係る軸流ファンにおいて、前辺部21の第1頂点24と第2頂点25との間には、第3頂点が形成されたものである。すると、第1側辺部22側、第2側辺部23と前辺部21が滑らかにつながることで縦渦D1、D2を発生させる作用長さを長く取ることができる。よって、第1側辺部22と第2側辺部23に対応した縦渦D1、D2の渦を強くすることができる。
(6) In the axial fan according to any one of the above (1) and (2), the third vertex is formed between the
(7)また、上記(1)〜(6)のいずれかに係る軸流ファンにおいて、前辺部21は、 翼2の回転軸線Aと第1頂点24とを接続した第1仮想線G1と、翼2の回転軸線Aと第2頂点25とを接続した第2仮想線G2と、の間の範囲に形成されたものである。すると、第1側辺部22側と第2側辺部23の一方と前辺部21が滑らかにつながることで縦渦D1、D2の一方を発生させる作用長さを長く取ることができる。よって、第1側辺部22と第2側辺部23に対応した縦渦D1、D2の渦を強くすることができる。
(7) Further, in the axial fan according to any one of the above (1) to (6), the
(8)また、上記(1)〜(6)のいずれかに係る軸流ファンにおいて、前辺部21は、 翼2の回転軸線Aと第1頂点24とを接続した第1仮想線G1と、翼2の回転軸線Aと第2頂点25とを接続した第2仮想線G2と、のうち、翼2の回転方向Bの前進側に配置された仮想線よりも、翼2の回転方向Bに突設されて形成されたものである。すると、第1側辺部22側と第2側辺部23の両方と前辺部21が滑らかにつながることで縦渦D1、D2の両方を発生させる作用長さを長く取ることができる。よって、第1側辺部22と第2側辺部23に対応した縦渦D1、D2の渦を強くすることができる。
(8) Further, in the axial fan according to any one of the above (1) to (6), the
(9)また、上記(1)〜(8)のいずれかに係る軸流ファンにおいて、突出部20は、複数形成され、複数の突出部20a、20b、20c、20d同士の間隔は、翼2の回転軸線A側から翼2の外周縁部5側に向かって順に長くなるよう構成されたものである。すると、翼弦長が長く、縦渦D1、D2、D3、D4同士の干渉が発生しやすい外周縁部5側での干渉を抑えることができる。
(9) Further, in the axial flow fan according to any one of the above (1) to (8), a plurality of the protruding
(10)また、上記(1)〜(9)のいずれかに係る軸流ファンにおいて、突出部20は、翼2の構成面の接線上に延伸され、翼2の翼弦長を前縁部3側に延長するように構成されたものである。すると、突出部20と前縁部3との繋ぎ目20eに段差が発生しない。このため、突出部20で発生した縦渦D1、D2は円滑に突出部20の後方の翼2に流入することができる。したがって、翼2の負圧面2bで有効に境界層の発達を抑制し、軸流ファンの低騒音化と送風効率の向上を実現することができる。
(10) Further, in the axial fan according to any one of the above (1) to (9), the projecting
(11)また、上記(1)〜(10)のいずれかに係る軸流ファンを備えた空気調和装置である。すると、軸流ファンの送風効率の向上することで空気調和装置の冷暖房性能が向上する。 (11) Moreover, it is an air conditioning apparatus provided with the axial flow fan which concerns on either of said (1)-(10). Then, the cooling and heating performance of the air conditioning apparatus is improved by the improvement of the blowing efficiency of the axial flow fan.
1 ボス、2 翼、2a 正圧面、2b 負圧面、3 前縁部、3a 第1前縁部、3b 第2前縁部、4 後縁部、5 外周縁部、17A 第1仮想線、17B 第2仮想線、19 主気流、20,20a,20b,20c,20d 突出部、20e 繋ぎ目、21 前辺部、21a 第1前辺部、21b 第2前辺部、22 第1側辺部、23 第2側辺部、24 第1頂点、25 第2頂点、26 第1交点、27 第2交点、28 第3交点、29 第4交点、30 頂点、31 交点、32 第3頂点、50 冷凍サイクル装置、51 圧縮機、52 凝縮器、52a 凝縮器用ファン、53 蒸発器、53a 蒸発器用ファン、54 膨張弁、A 回転軸線、B 回転方向、C 流体の搬送方向、D1,D2,D3,D4 縦渦、G1 第1仮想線、G2 第2仮想線、H 径方向仮想線。 1 boss, 2 wings, 2a positive pressure surface, 2b negative pressure surface, 3 front edge, 3a first front edge, 3b second front edge, 4 rear edge, 5 outer peripheral edge, 17A first imaginary line, 17B Second virtual line, 19 main air flow, 20, 20a, 20b, 20c, 20d protrusion, 20e joint, 21 front side, 21a first front side, 21b second front side, 22 first side , 23 second side, 24 first vertex, 25 second vertex, 26 first intersection, 27 second intersection, 28 third intersection, 29 fourth intersection, 30 vertex, 31 intersection, 32 third vertex, 50 Refrigeration cycle device, 51 compressor, 52 condenser, 52a fan for condenser, 53 evaporator, 53a fan for evaporator, 54 expansion valve, A rotation axis, B rotation direction, C fluid conveyance direction, D1, D2, D3, D4 vertical vortex, G1 first virtual line, G2 first 2 virtual lines, H radial direction virtual lines.
Claims (11)
該翼は、回転方向の前進側に形成された前縁部を有し、
前記前縁部は、前記翼の回転軸線側に形成された第1前縁部と、前記翼の外周縁部側に形成された第2前縁部と、前記第1前縁部と前記第2前縁部との間に形成された平板状の突出部と、により構成され、
前記突出部は、
第1頂点と、第2頂点と、前記第1頂点と前記第2頂点との間に形成された前辺部と、前記第1頂点と前記第1前縁部の一端とを接続する第1側辺部と、前記第2頂点と前記第2前縁部の一端とを接続する第2側辺部と、を有し、
前記第1側辺部と前記第1前縁部との交点となる第1交点と、前記第2側辺部と前記第2前縁部との交点となる第2交点と、を有し、
前記第1頂点は、前記第1交点よりも前記前進側に位置するとともに、前記第2頂点は、前記第2交点よりも前記前進側に位置するよう構成された軸流ファン。With multiple wings,
The wing has a leading edge formed on the forward side in the rotational direction,
The front edge portion includes a first front edge portion formed on the rotation axis side of the wing, a second front edge portion formed on the outer peripheral edge side of the wing, the first front edge portion, and the first front edge portion. (2) A flat plate-like protrusion formed between the two front edges and
The protrusion is
A first connecting a first vertex, a second vertex, a front side formed between the first vertex and the second vertex, and the first vertex and one end of the first front edge A side portion, and a second side portion connecting the second vertex and one end of the second front edge portion,
A first intersection which is an intersection of the first side and the first front edge, and a second intersection which is an intersection of the second side and the second front edge;
The axial flow fan according to claim 1, wherein the first vertex is positioned on the forward side of the first intersection, and the second vertex is positioned on the forward side of the second intersection.
前記翼の回転軸線からの距離において、前記第1交点、前記第1頂点、前記第2頂点、前記第2交点、の順に寸法が長くなるように構成された請求項1に記載の軸流ファン。The protrusion is
The axial flow fan according to claim 1, wherein the dimensions are longer in the order of the first intersection point, the first apex, the second apex, and the second intersection at a distance from the rotation axis of the wing. .
前記第1頂点と前記第2頂点との間の長さは、前記第1交点と前記第2交点との間の長さより短く構成された請求項2に記載の軸流ファン。The front side is formed in a linear shape,
The axial flow fan according to claim 2, wherein a length between the first vertex and the second vertex is shorter than a length between the first intersection point and the second intersection point.
前記翼の回転軸線と前記第1頂点とを接続した第1仮想線と、前記翼の回転軸線と前記第2頂点とを接続した第2仮想線と、の間の範囲に形成された請求項1〜6のいずれか1項に記載の軸流ファン。The front side is
It is formed in a range between a first imaginary line connecting the rotation axis of the wing and the first vertex, and a second imaginary line connecting the rotation axis of the wing and the second vertex. The axial flow fan according to any one of 1 to 6.
前記翼の回転軸線と前記第1頂点とを接続した第1仮想線と、前記翼の回転軸線と前記第2頂点とを接続した第2仮想線と、のうち、前記翼の回転方向の前進側に配置された仮想線よりも、前記翼の回転方向に突設されて形成された請求項1〜6のいずれか1項に記載の軸流ファン。The front side is
Of the first virtual line connecting the rotation axis of the wing and the first vertex, and the second virtual line connecting the rotation axis of the wing and the second vertex, advancing of the wing in the rotational direction The axial flow fan according to any one of claims 1 to 6, wherein the axial flow fan is formed so as to protrude in the rotational direction of the wing than a virtual line disposed on the side.
複数の突出部同士の間隔は、前記翼の回転軸線側から前記翼の外周縁部側に向かって順に長くなるよう構成された請求項1〜8のいずれか1項に記載の軸流ファン。A plurality of the protrusions are formed,
The axial flow fan according to any one of claims 1 to 8, wherein an interval between the plurality of protrusions is configured to increase in order from the rotation axis side of the wing to the outer peripheral edge side of the wing.
前記翼の構成面の接線上に延伸され、前記翼の翼弦長を前記前縁部側に延長するように構成された請求項1〜9のいずれか1項に記載の軸流ファン。The protrusion is
The axial flow fan according to any one of claims 1 to 9, wherein the axial flow fan is extended on a tangent of a construction surface of the wing and configured to extend a chord length of the wing to the front edge side.
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