JPH0264300A - フアン用ブレード - Google Patents
フアン用ブレードInfo
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- JPH0264300A JPH0264300A JP21500488A JP21500488A JPH0264300A JP H0264300 A JPH0264300 A JP H0264300A JP 21500488 A JP21500488 A JP 21500488A JP 21500488 A JP21500488 A JP 21500488A JP H0264300 A JPH0264300 A JP H0264300A
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
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- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は空調機器における送風機として使用される各種
ファンのブレードの形状に係り、特に高流量を静寂に送
風するのに最適なファンのブレードに関するものである
。
ファンのブレードの形状に係り、特に高流量を静寂に送
風するのに最適なファンのブレードに関するものである
。
従来の貫流ファンのブレードは実開昭６１−１７９３９
３号公報、特開昭６０−１７２９４号公報、特開昭６０
−１９９９０号公報、特開昭６０−４３１９３号公報に
記載のように、断面形状が凹凸のない板状あるいは翼形
状をしたブレードでありスパン方向にもこの断面形状が
一定で２次元形状のもので、騒音発生のメカニズムまで
考慮したブレード形状ではないため、静寂さを期待でき
るものではなかった。
３号公報、特開昭６０−１７２９４号公報、特開昭６０
−１９９９０号公報、特開昭６０−４３１９３号公報に
記載のように、断面形状が凹凸のない板状あるいは翼形
状をしたブレードでありスパン方向にもこの断面形状が
一定で２次元形状のもので、騒音発生のメカニズムまで
考慮したブレード形状ではないため、静寂さを期待でき
るものではなかった。
上記従来技術は静寂さを要求される空調機器用としては
、低騒音化のための騒音発生メカニズムを追求したブレ
ード形状を採用するといった配慮がなされていないとい
うよりは、騒音発生メカニズムが不明のまま低騒音化が
進められてきたために限界を突破できず騒音が高く、人
間にとって静寂さという快適環境を提供できないという
問題があった。
、低騒音化のための騒音発生メカニズムを追求したブレ
ード形状を採用するといった配慮がなされていないとい
うよりは、騒音発生メカニズムが不明のまま低騒音化が
進められてきたために限界を突破できず騒音が高く、人
間にとって静寂さという快適環境を提供できないという
問題があった。
本発明は、空調機器に要求される快適環境のうち、最も
重要な１つである騒音に着目して、真の騒音発生メカニ
ズムを追求して開発したファン用のブレードを提供する
ことを目的とする。
重要な１つである騒音に着目して、真の騒音発生メカニ
ズムを追求して開発したファン用のブレードを提供する
ことを目的とする。
上記目的は、特に簿いブレードを採用する送風機におい
て、ブレードにいわゆるフルゲート形状を採用し、かつ
圧力面であって翼後縁近傍に、曲率をもったプレートを
配することで、圧力面から負圧面に通ずる流路を形成す
ることによって達成される。
て、ブレードにいわゆるフルゲート形状を採用し、かつ
圧力面であって翼後縁近傍に、曲率をもったプレートを
配することで、圧力面から負圧面に通ずる流路を形成す
ることによって達成される。
すなわち、理想的には圧力面から負圧面であってブレー
ド後縁近傍に貫通する孔又はスリットを設けて、圧力面
から負圧面に吹き出しを行うことが必要であるが、ブレ
ードが貫通孔をあけられないなど薄い場合、ブレードの
スパン方向であってかつ後縁近傍に凹凸を設け、コルゲ
ート状にするとともに圧力面側であってその後縁近傍に
曲率をもったプレートを配し、コルゲート状の凹凸と曲
率をもったプレート間で貫通孔を形成し、圧力面側から
負圧面側であって後縁近傍に向かう吹き出し流を得るこ
とで達成される。
ド後縁近傍に貫通する孔又はスリットを設けて、圧力面
から負圧面に吹き出しを行うことが必要であるが、ブレ
ードが貫通孔をあけられないなど薄い場合、ブレードの
スパン方向であってかつ後縁近傍に凹凸を設け、コルゲ
ート状にするとともに圧力面側であってその後縁近傍に
曲率をもったプレートを配し、コルゲート状の凹凸と曲
率をもったプレート間で貫通孔を形成し、圧力面側から
負圧面側であって後縁近傍に向かう吹き出し流を得るこ
とで達成される。
本発明のファン用ブレードは翼後縁又はその近傍に設け
た吹き出し口から、流体が吹き出すことにより、乱流騒
音の発生主因となる翼後縁における自由乱流剪断流から
の乱れの成長を低減し、乱流騒音を低下させることがで
きる。
た吹き出し口から、流体が吹き出すことにより、乱流騒
音の発生主因となる翼後縁における自由乱流剪断流から
の乱れの成長を低減し、乱流騒音を低下させることがで
きる。
本発明の製造法は、従来の製造法に若干の改良を加える
程度であり、その製造法は容易である。
程度であり、その製造法は容易である。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
本発明の詳細な説明に先立って、本発明の考え方を述べ
ると、次のとおりである。
ると、次のとおりである。
送風機の翼騒音は、究極に媒質中の圧力変動である。翼
まわりの流体の流れの中で、この変動を生み出すものは
、従来技術の説明でも述べたが、負圧面に発達する境界
層内の剥離現象も重要な１つである。
まわりの流体の流れの中で、この変動を生み出すものは
、従来技術の説明でも述べたが、負圧面に発達する境界
層内の剥離現象も重要な１つである。
しかし、境界層剥離によって生ずる流れの変動すなわち
乱れは、従来の翼諸元の最適化、負圧面境界層の制御な
どでかなりの程度まで制御できるものである。しかも、
このような翼諸元の最適化をしても、翼すなわち送風機
からは、送風機の型式が違っても似たようなスペクトル
で、かつ、人間にとっていわゆる「うるさい」と感する
程度の騒音が発生していることも事実である。すなわち
。
乱れは、従来の翼諸元の最適化、負圧面境界層の制御な
どでかなりの程度まで制御できるものである。しかも、
このような翼諸元の最適化をしても、翼すなわち送風機
からは、送風機の型式が違っても似たようなスペクトル
で、かつ、人間にとっていわゆる「うるさい」と感する
程度の騒音が発生していることも事実である。すなわち
。
負圧面境界層の剥離だけで騒音が発生すると考えること
はできず、他にもつと支配的な変動または乱れを発生す
るところがあって音が発生していると考えてよい。
はできず、他にもつと支配的な変動または乱れを発生す
るところがあって音が発生していると考えてよい。
本発明はこのことに着目して、翼まわりの乱れと騒音の
関係を究明した。その結果、翼まわりで乱れが発生する
のは、負圧面の境界層のみでなく。
関係を究明した。その結果、翼まわりで乱れが発生する
のは、負圧面の境界層のみでなく。
むしろ境界層内の乱れ以上に、翼後縁からの境界層の流
出結果である自由乱流剪断流からの乱れの急激な発生と
成長に、変動の発生と成長、さらにその結果としての乱
流騒音の発生主因があることを見い出した。
出結果である自由乱流剪断流からの乱れの急激な発生と
成長に、変動の発生と成長、さらにその結果としての乱
流騒音の発生主因があることを見い出した。
すなわち、翼後縁からは、負圧面に発達したもともと乱
れが大きく、かつ厚い乱流剪断流と、圧力面に発達した
薄く、かつ乱れの非常に小さい剪断流とがともに流出す
る。この両前断流は、後縁から離れて拘束がなくなると
、その速度勾配の大きさに比例して急激に、その剪断流
の厚さ程度の大きさで乱れが発生、成長するとともに下
流に進むにともない、粘性、拡散などにより、より小さ
い乱れが発生、成長する。
れが大きく、かつ厚い乱流剪断流と、圧力面に発達した
薄く、かつ乱れの非常に小さい剪断流とがともに流出す
る。この両前断流は、後縁から離れて拘束がなくなると
、その速度勾配の大きさに比例して急激に、その剪断流
の厚さ程度の大きさで乱れが発生、成長するとともに下
流に進むにともない、粘性、拡散などにより、より小さ
い乱れが発生、成長する。
この自由乱流剪断流における乱れの急激な成長について
は、谷一部組「流体力学の進歩・・・・・・乱流・・・
・・・丸善株式会社 第２章２．１，２．２，２．３゜
２．４ に詳しく述べられており、境界層中の乱れの成
長と、自由剪断流中の乱れの成長を比較した例を上記文
献（ｐ ５８）より引用したのが表、１であり、乱れの
周波数によっては、自由剪断流中での乱れの成長は境界
層に比して２ケタ大きい成長率を示すことから、流体力
学的見地からも、境界層と自由剪断流では乱れの成長と
いう間からは異質なものであることが明示されている。
は、谷一部組「流体力学の進歩・・・・・・乱流・・・
・・・丸善株式会社 第２章２．１，２．２，２．３゜
２．４ に詳しく述べられており、境界層中の乱れの成
長と、自由剪断流中の乱れの成長を比較した例を上記文
献（ｐ ５８）より引用したのが表、１であり、乱れの
周波数によっては、自由剪断流中での乱れの成長は境界
層に比して２ケタ大きい成長率を示すことから、流体力
学的見地からも、境界層と自由剪断流では乱れの成長と
いう間からは異質なものであることが明示されている。
この流体塊の大きさは流体の変動スペクトルの周波数軸
を決めるものであり、乱れの強さは変動エネルギ密度を
表わすことは、すでによく知られた事実である。
を決めるものであり、乱れの強さは変動エネルギ密度を
表わすことは、すでによく知られた事実である。
このことから、圧力面側の剪断流は、スペクトルの高周
波数領域を支配し、負圧面の剪断流は、スペクトルの中
周波数領域を支配していることが容易に推定でき、この
ような考えで翼騒音スペクトルを見ると、真の騒音源は
、負圧面境界層の剥離もさることながら、翼後縁からの
２つの自由乱流剪断流中での乱れの急激な発生と成長に
ともなう流体塊の変形にあることが理解された。
波数領域を支配し、負圧面の剪断流は、スペクトルの中
周波数領域を支配していることが容易に推定でき、この
ような考えで翼騒音スペクトルを見ると、真の騒音源は
、負圧面境界層の剥離もさることながら、翼後縁からの
２つの自由乱流剪断流中での乱れの急激な発生と成長に
ともなう流体塊の変形にあることが理解された。
そこで、低騒音化というより静寂さを追求するという上
述の目的は、このような考え方に立脚し。
述の目的は、このような考え方に立脚し。
流体機械では必ず生じる圧力面、負圧面に発達する境界
層、特に負圧面での境界層の乱れを低減するとともに、
後縁からの自由乱流剪断流中から急激に発生、成長する
乱れの制御を行うことによって達成されることになるの
である。
層、特に負圧面での境界層の乱れを低減するとともに、
後縁からの自由乱流剪断流中から急激に発生、成長する
乱れの制御を行うことによって達成されることになるの
である。
すなわち、翼後縁から流出する自由乱流剥離流からの乱
れの急激な発生は、主流と直交する方向に流れの拘束が
なくなることに起因し、その乱れの強さは翼表面の摩擦
に起因する翼後縁における主流速度のこれと直交する方
向に対する速度勾配に比例することに着目し、この後縁
での速度勾配を、後縁近傍又は後縁からの吹き出し流に
よって制御することで上記目的を達成するものである。
れの急激な発生は、主流と直交する方向に流れの拘束が
なくなることに起因し、その乱れの強さは翼表面の摩擦
に起因する翼後縁における主流速度のこれと直交する方
向に対する速度勾配に比例することに着目し、この後縁
での速度勾配を、後縁近傍又は後縁からの吹き出し流に
よって制御することで上記目的を達成するものである。
従って、従来負圧面の剥離を防止するために負圧面で急
減速となる（剥離を起す）部分に吹き出しを行うものと
は全く異なるものである。
減速となる（剥離を起す）部分に吹き出しを行うものと
は全く異なるものである。
また本発明は、翼が厚くその内部に圧力面から負圧面に
かけて貫通孔を設ける場合と異り、ＮＩ翼で貫通孔を翼
内部に設けられない場合にも適用できるという長所があ
る。
かけて貫通孔を設ける場合と異り、ＮＩ翼で貫通孔を翼
内部に設けられない場合にも適用できるという長所があ
る。
以下に本発明の実施例をさらに詳しく説明する。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示すもので１
貫流フオン用翼車の一部である。ボスプレート１，２に
支持されたブレード３は、スパン方向であって翼車外周
部のブレード後縁部が凹凸を有したコルゲート状となっ
ている。この凹凸はブレードの弦方向に部分的に設けら
れており、ここに、曲率を有するプレート４が、圧力面
であって、かつ圧力面側に凸となる部分の一部分から後
縁部にかけて、接着又は溶着又は他の接合方法で取りつ
けられている。このようにプレート４を取りつけると、
ブレード後縁部には、圧力面側に凹となるブレード３と
上記プレート４の間に後縁端方向に向かう流路が形成さ
れる。このような構造の翼車が第１図の矢印Ｘの方向に
回転すると、圧力面側の流体が上記のコルゲート状の流
路を通じて、翼車外周部の後縁部から吹き出され、いわ
ゆる圧力面から負圧面であって翼後縁部への吹き出しが
可能となる。
貫流フオン用翼車の一部である。ボスプレート１，２に
支持されたブレード３は、スパン方向であって翼車外周
部のブレード後縁部が凹凸を有したコルゲート状となっ
ている。この凹凸はブレードの弦方向に部分的に設けら
れており、ここに、曲率を有するプレート４が、圧力面
であって、かつ圧力面側に凸となる部分の一部分から後
縁部にかけて、接着又は溶着又は他の接合方法で取りつ
けられている。このようにプレート４を取りつけると、
ブレード後縁部には、圧力面側に凹となるブレード３と
上記プレート４の間に後縁端方向に向かう流路が形成さ
れる。このような構造の翼車が第１図の矢印Ｘの方向に
回転すると、圧力面側の流体が上記のコルゲート状の流
路を通じて、翼車外周部の後縁部から吹き出され、いわ
ゆる圧力面から負圧面であって翼後縁部への吹き出しが
可能となる。
この後縁部からの吹き出しにより、乱流騒音が低減でき
ることは前述の通りであるが、本実施例による乱れの制
御結果および騒音低減効果を第３回、第４図に示す。第
３図は第２図における下流方向への距離（ｘ）を翼弦長
（Ｃ）で無次元化した距離を横軸にとり、縦軸に負圧面
側の自由剪断流中の乱れの実効値を主流速度で無次元化
した乱れ度をとって本発明によるブレードの場合と、従
来のブレードの場合の乱れ度の変化をみたものであり、
本実施例のブレードで、乱れの成長が小さくなっている
ことが判る。これにつれて、第４図に示すように貫流フ
ァン騒音も低減されていることが判る。本実施例は１貫
流ファン用のブレードについて示したが、これは、プロ
ペラファン、ターボファン等あらゆるファンのブレード
としても実施可能である。
ることは前述の通りであるが、本実施例による乱れの制
御結果および騒音低減効果を第３回、第４図に示す。第
３図は第２図における下流方向への距離（ｘ）を翼弦長
（Ｃ）で無次元化した距離を横軸にとり、縦軸に負圧面
側の自由剪断流中の乱れの実効値を主流速度で無次元化
した乱れ度をとって本発明によるブレードの場合と、従
来のブレードの場合の乱れ度の変化をみたものであり、
本実施例のブレードで、乱れの成長が小さくなっている
ことが判る。これにつれて、第４図に示すように貫流フ
ァン騒音も低減されていることが判る。本実施例は１貫
流ファン用のブレードについて示したが、これは、プロ
ペラファン、ターボファン等あらゆるファンのブレード
としても実施可能である。
本発明によれば、以上述べたように、過゛去に類をみな
い、乱流騒音の主音源となる翼後縁における自由乱流剪
断流からの乱れの成長を低減し、乱流騒音の顕著な低減
が可能となる。具体的には３ｄＢ以上の騒音低減が可能
となり静寂さを追求したファンを提供できることになる
。
い、乱流騒音の主音源となる翼後縁における自由乱流剪
断流からの乱れの成長を低減し、乱流騒音の顕著な低減
が可能となる。具体的には３ｄＢ以上の騒音低減が可能
となり静寂さを追求したファンを提供できることになる
。
第１図は本発明の実施例の貫流ファンのボスプレート間
のブレードの斜視図、第２図は第１図の■−■断面図、
第３図は本発明の実施例におけるブレード下流方向の乱
れの抑制状況を示す特性図、第４図は本発明の実施例の
乱流騒音への低減状況を示す特性図である。 １．２・・・ボスプレート、３・・・ブレード、４・・
・プレート。 ネ 鬼 図 璃 図 ネ 阻
のブレードの斜視図、第２図は第１図の■−■断面図、
第３図は本発明の実施例におけるブレード下流方向の乱
れの抑制状況を示す特性図、第４図は本発明の実施例の
乱流騒音への低減状況を示す特性図である。 １．２・・・ボスプレート、３・・・ブレード、４・・
・プレート。 ネ 鬼 図 璃 図 ネ 阻
Claims (1)
- １、ブレードの後縁、中央、前縁部のいずれか、または
２つ以上の部分、あるいはブレードの弦方向全搬にわた
つて、ブレードスパン方向に凹凸をコルゲート状とする
とともに、圧力面であつて、かつ後縁近傍に曲率を有す
るプレートを配することで、圧力面側なる負圧面側に貫
通孔を構成したことを特徴とするファン用ブレード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21500488A JPH0264300A (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | フアン用ブレード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21500488A JPH0264300A (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | フアン用ブレード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0264300A true JPH0264300A (ja) | 1990-03-05 |
Family
ID=16665113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21500488A Pending JPH0264300A (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | フアン用ブレード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0264300A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5230656A (en) * | 1992-08-05 | 1993-07-27 | Carrier Corporation | Mixer ejector flow distributor |
| EP0652367A1 (en) * | 1993-11-04 | 1995-05-10 | Stork Product Engineering B.V. | Noise reduction for wind turbine |
| JP2003013886A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Daikin Ind Ltd | 多翼送風機の羽根車及びそれを備えた多翼送風機 |
| JP2008282361A (ja) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 電子機器 |
| JP2009133271A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | 貫流ファン及び空気調和機 |
| WO2012062249A1 (de) * | 2010-06-08 | 2012-05-18 | Koppenwallner Georg E | Verfahren zur beeinflussung des strömungsverhaltens von ungsmaschinen, insbesondere gebläse- oder absaugvorrichtungen sowie zugehörige gebläse- oder absaugvorrichtung |
| JP5425192B2 (ja) * | 2009-04-28 | 2014-02-26 | 三菱電機株式会社 | プロペラファン |
-
1988
- 1988-08-31 JP JP21500488A patent/JPH0264300A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5230656A (en) * | 1992-08-05 | 1993-07-27 | Carrier Corporation | Mixer ejector flow distributor |
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