JPH04171299A - 送風機 - Google Patents

送風機

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JPH04171299A
JPH04171299A JP29784090A JP29784090A JPH04171299A JP H04171299 A JPH04171299 A JP H04171299A JP 29784090 A JP29784090 A JP 29784090A JP 29784090 A JP29784090 A JP 29784090A JP H04171299 A JPH04171299 A JP H04171299A
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turbulence
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Kanjiro Kinoshita
歓治郎 木下
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Daikin Industries Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本願発明は、送風機に関するものである。
(従来の技術) 一般に空気調和装置の室外機用送風機としては、遠心式
送風機(例えば、特開昭57−68600号参照)、斜
流式送風機あるいは軸流式送風機(例えば、実開昭57
−40693号)が採用されているが、これらいずれの
タイプの送風機においても後述するように運転騒音の静
粛化と送風性能の向上という点において改善すべき余地
があると言える。
(発明が解決しようとする課題) 即ち、例えば遠心式送風機は、第18図に示すように、
ケーシング(図示省略)に設けた吸込口35に対向する
ようにして配置される前面シュラウド32と該前面シュ
ラウド32に対して所定間隔をもって対向配置された後
面シュラウド33との間の外周部近傍に複数の翼34,
34.・・を周方向に所定間隔で配置して構成される翼
車31を備えて構成されている。
ところで、一般に翼面上を流れる空気は、層流状態で翼
34の前端側に流入した後、遷移状態を経て乱流状態と
なって翼後端縁側に流れることが知られている。この場
合、この翼34の流線に沿う翼弦長が短いと、第15図
に示すように、遷移層域Bが翼34の後端縁部分まで達
し、その結果、翼後端側においては遷移状態の空気流が
該翼34の後端側に発生するカルマン渦と干渉して騒音
が増大することが考えられる。
このため、従来一般の遠心式送風機あるいは斜流式送風
機においては、第16図に示すように、翼34の翼弦長
Lcを比較的大きく設定しく即ち、翼表面での乱流境界
層Cの形成が可能となるようにし)、遷移状態にある空
気流とカルマン渦との相互干渉に起因する騒音増加を抑
制するようにしている。
ところが、その一方で、翼34の前面シュラウド32寄
りに位置する翼端部34aにおいては、翼端流が翼端流
線nで示すように急激な湾曲流となることからその下流
端部近傍においては翼端流の剥離が生じ易くなり、しか
もこの剥離域は翼端流線ftが長いほど大きくなる(即
ち、翼弦長Lcが長くなればそれに伴って前面シュラウ
ド32を大きく内径側に延出させる必要があり、その結
果、吸込口35の口径が小さくなりその背面側における
剥離作用が助長されるからである)。このため、単に翼
弦長Lcを長くしただけでは、第14図において破曲線
り、で示すように、カルマン渦との干渉抑制により比騒
音はある程度抑えられるものの、剥離による送風性能の
低下が大きく(破曲線旦、参照)、比騒音の低下を差し
引いても必ずしも好ましい構造とは言えない。
一方、軸流式送風機(一般にプロペラファンと称される
)は、第19図に示すように、ボス43の周囲に複数の
翼42,42.・・を所定間隔で取り付けてなる翼車4
1を有するとともに、該翼車41の外周側に上記各翼4
2,42.・・に近接するようにしてファンガイド44
を配置して構成される。そして、この翼42の翼端部4
2aにおいては、第19図及び第20図にそれぞれ示す
ように、吸入空気がファンガイド44の前端側から該フ
ァンガイド44に沿って回り込むようにして翼42の外
周縁部に流れ込むため、この場合にも翼42の翼端部4
2aにおいては上記遠心式送風機あるいは軸流式送風機
の場合と同様の問題が生じることとなる。
即ち、例えば、第19図に実線図示するように、ファン
ガイド44の軸方向長さを短く設定した場合には、第1
5図のように遷移層域Bが翼42の後端縁まで持続され
、これによりカルマン渦との干渉による騒音が大きくな
ることから、第14図に破曲線L4、■4で示すように
、送風性能は比較的高水準に維持されるものの騒音が非
常に高くなり、好ましくない。また、このような騒音増
大を抑制するために第19図に鎖線図示するようにファ
ンガイド44′の軸方向長さを大きくした場合には、遷
移状態でのカルマン渦との干渉が防止されることから第
14図において鎖曲線L5、α、で示すように騒音は比
較的低く抑えられる反面、送風性能が大きく低下するこ
ととなり、これも好ましいものとは言えない。
そこで本願発明は、翼端流の遷移状態でのカルマン渦と
の相互干渉を防止すると同時に、空気層の剥離現象を可
及的に抑制することにより騒音及び送風機性能ともに良
好ならしめた送風機を提供せんとしてなされたものであ
る。
(課題を解決するための手段) 本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段と
して、 (1)請求項1記載の発明では、第1図〜第7図に例示
するように、吸込口5側に位置する前面シュラウド2と
該前面シュラウド2に対して所定間隔をもって対向配置
された後面シュラウド3との間に周方向に所定間隔で複
数の翼4.4.・・を順次配置してなる翼車lを備えた
遠心式または斜流式の送風機において、上記6翼4,4
.・・の上記前面シュラウド2寄りの上流側翼端部4a
に、該翼端部4aを流れる翼端流の乱流化を促進せしめ
る乱流促進手段Xを設けたことを特徴とし、(II)請
求項2記載の発明では、第8図〜第12図に例示するよ
うに、複数の翼22.22.・・を備えた翼車21の径
方向外側位置にファンガイド25を配置してなる軸流式
の送風機において、上記ファンガイド25の軸方向寸法
を上記翼車21の外周部における軸方向寸法よりも小さ
く設定する一方、上記6翼22,22.・・の外周側翼
端部22aの上記ファンガイドの直上流側に対応する位
置に、該翼端部22aを流れる翼端流の乱流化を促進せ
しめる乱流促進手段(X)を設けたことを特徴とし、 (III)請求項3記載の発明では、請求項1または2
記載の送風機において、乱流促進手段Xを、翼端部4a
、22aの上流側縁部に翼端流線にほぼ沿うように形成
した切欠部lOで構成したことを特徴とし、 (IV)請求項4記戦の発明では、請求項1または2記
載の送風機において、乱流促進手段Xを、翼端部4a、
22aの上流側縁部に形成した凹凸状切欠部11で構成
したことを特徴とし、 (V)請求項5記載の発明では、請求項1または2記載
の送風機において、乱流促進手段Xを、翼端部4a、2
2aの表面に形成した凹部または凸部12で構成したこ
とを特徴としている。
(作用) 本願発明ではこのような構成であるから、(1)請求項
1記載の送風機では、前面シュラウド2寄りの上流側翼
端部4aに翼端流の乱流化を促進させる乱流促進手段X
か形成されているため、該翼端部4a側に層流状態で流
入する空気流は流入後半期に乱流状態となり、遷移層域
が可及的に狭められ、このため例え翼弦長を小さく設定
したとしても遷移層域が翼後端部に達するというような
ことがなくなる。
また、翼弦長を小さく設定することができることから、
前面シュラウド2寄りの翼端部4aにおける空気流の剥
離現象が可及的に抑制されることとなる。
(ii)請求項2記載の送風機では、上記請求項1記載
の送風機と同様に、ファンガイド25の前端側から翼2
2の外周側の翼端部22aに層流状態で吸入される空気
流は、乱流促進手段Xによってその乱流化が促進され遷
移層域が可及的に狭められ、例え翼弦長を小さく設定し
ても遷移層域が翼後端部に達することがなくなる。
また、翼弦長を小さく設定することができることから、
翼端部22aにおける空気流の剥離現象が可及的に抑制
されることとなる。
(iii)請求項3記載の送風機では、上記(i)、(
ii)記載の作用に加えて、乱流促進手段Xが翼端流線
にほぼ沿うようにして形成された切欠部lOで構成され
ているため、空気流通抵抗を可及的に抑えた状態での空
気流の乱流化促進が図れるものである。
(1v)請求項4記載の送風機では、上記(i)、(i
i)記載の作用に加えて、乱流促進手段Xが凹凸状切欠
部1.1で構成されているため、翼端部4a、22aの
広い範囲において空気流の乱流化促進が図れるものであ
る。
(v)請求項5記載の送風機では、上記(i)、(ii
)記載の作用に加えて、乱流促進手段Xが翼端部4a、
22aの表面に形成した凹部あるいは凸部I2で構成さ
れているため、例えばこれを切欠きによって形成する場
合に比してその形成が容易ならしめられるものである。
(発明の効果) 従って、本願各発明の送風機によればそれぞれ次のよう
な効果が得られる。
■請求項I記載の発明によれば、遠心式送風機又は斜流
式送風機において、翼端部4a、の流入部に乱流促進手
段Xを設けるという極めて簡単且つ安価な構成により、
空気流の遷移状態でのカルマン渦との相互干渉を防止し
て運転騒音を大きく低下させることができるとともに(
第13図の実回線L1参照)、翼弦長の短小化によって
空気流の剥離現象を抑制して高水準の送風性能を得るこ
とができるものである(第13図の実曲線U、参照)。
■請求項2記載の発明によれば、軸流式送風機において
、翼端部22a、の流入部に乱流促進手段Xを設けると
いう極めて簡単且つ安価な構成により、空気流の遷移状
態でのカルマン渦との相互干渉を防止して運転騒音を大
きく低下させることができるとともに(第14図の実曲
線L3参照)、翼弦長の短小化によって空気流の剥離現
象を抑制して送風性能の維持を図ることができるもので
ある(第13図の実曲線(I3参照)。
■請求項3記載の送風機では、上記■、■記載の効果に
加えて、空気流通抵抗を可及的に抑えた状態での空気流
の乱流化促進が図れることから、騒音低下と送風性能の
より一層の向上が期待できるものである。
■請求項4記載の送風機によれば、上記■、■記載の効
果に加えて、翼端部4a、22aの広い範囲において空
気流の乱流化促進が図れることから、さらに高い騒音低
下と送風性能の向上が期待できるものである。
■請求項5記載の送風機によれば、上記■、■記載の効
果に加えて、乱流促進手段Xが形成の容易な凹部あるい
は凸部12で構成されていることから、例えばこれを切
り欠き等によって構成する場合に比して製造コストの低
廉化が図れるものである。
(実施例) 以下、添付図面を参照して本願発明の好適な実第1実施
例 第1図には、本願の請求項1及び3記載の発明の実施例
にかかる遠心式送風機の要部が示されており、同図にお
いて符号lは該遠心式送風機の主要部を構成する翼車で
ある。この翼車lは、ケーシング(図示省略)側に形成
された吸込口5に臨むようにして配置された前面シュラ
ウド2と該前面シュラウド2の背面側に所定間隔をもっ
て対向配置された後面シュラウド3との間に跨がるよう
にして複数の翼4,4.・・を周方向に所定間隔で取り
付けて構成されている。
さらに、この実施例のものにおいては、請求項1及び3
記載の発明を適用して、上記6翼4.4゜・・の上記前
面シュラウド2寄りの翼端部4aの空気流入側縁部に、
該前面シュラウド2に沿って流れる翼端流の流線ftの
方向に沿うようにして゛略V字状の切欠部10(請求項
1記載における乱流促進手段Xに該当する)を形成して
いる。
このように、翼端部4aの流入側縁部に切欠部10を形
成すると、第17図に示すように、層流状態で翼端部4
a側に流入する空気流は、その流入初期において切欠部
lOによりその流れが乱されることから極めて短い遷移
状態を経て素早く肌流化される。このため、層流境界層
域A及び遷移層域Bが従来構造のものに比して短縮され
ることとなり(第15図及び第16図参照)、この結果
、例え翼端部4aにおける翼弦長Lcを短く形成したと
してもその翼端部4aの後縁側においては確実に乱流境
界層が形成されることとなる。従って、翼端部4aを通
過後の空気流は、常に乱流状態で該翼端N 4 aの後
方側に生成されるカルマン渦と干渉することとなり、例
えば従来のように遷移状態にある空気流がそのままカル
マン渦と相互干渉する場合に比して、騒音発生が可及的
に抑制されるものである(第13図の実曲線り、参照)
一方、翼弦長Lcを短縮できることから、これに伴って
前面シュラウド2の湾曲方向長さを短くして上記吸込口
5の口径の拡大を図ることができる。この結果、該前面
シュラウド2の背面側における負圧域、即ち剥離域が小
さくなり、空気流の剥離に起因する送風性能の低下が抑
制され、従来の送風機に比してより高度の送風性能が期
待できるものである。
即ち、この実施例のものにおいては、翼4の翼端部22
aの流入口部分に切欠部lOを形成してこれを乱流促進
手段Xとするという極めて簡易且つ安価な手段により、
送風機の運転騒音の低減と送風性能の向上とを同時に図
ることができるものである。
第2実施例 第2図には、本願の請求項1及び4記載の発明の実施例
にかかる遠心式送風機の翼車部分が示されている。この
第2実施例のものは、上記第1実施例の変形例とも言う
べきもので、上記第1実施例のものが翼端部4aの流入
口部分に略V字状の切欠部lOを形成してこれを乱流促
進手段Xとしていたのに対して、該翼端部4aに凹凸状
(ノコ歯状)の切欠部11を形成してこれを乱流促進手
段Xとしたものである。
このように凹凸状の切欠部11によって乱流促進手段X
を構成した場合には、上記第1実施例の場合と同様の作
用効果が得られることは勿論であるか、さらにこれに加
えて、乱流化を翼端流線に直行する方向のより広い範囲
において促進できることから、上記第1実施例のものよ
りもさらに高度の騒音低減効果が期待できるものである
第3実施例 第3図には、本願の請求項1及び5記載の発明の実施例
にかかる遠心式送風機の翼車部分が示されている。この
第3実施例のものは、上記第2実施例と同様に上記第1
実施例の変形例とも言うべきものであって、上記第1実
施例が翼端部4aの流入口部分に略V字状の切欠部lO
を形成していた゛のに対して、該翼端部4aに回転方向
前方側面に突出する突部12を形成してこれを乱流促進
手段Xとしたものである。
このように凸部12によって乱流促進手段Xを構成した
場合には、上記第1実施例の場合と同様の作用効果が得
られることは勿論であるが、さらにこれに加えて、上記
該l、第2実施例のように乱流促進手段Xの形成に切り
欠き加工を必要とする場合に比してその成形が簡単であ
り、それだけ製造コストの抑制に寄与できるものである
尚、この実施例においては乱流促進手段Xを回転方向前
方側に突出する凸部で構成しているが、他の実施例にお
いてはこれを凹部で構成することも七き、この場合にも
上記と同様の作用効果が得られるものである。
第4実施例 第4図には、本願の請求項1及び3記載の発明の実施例
にかかる斜流式送風機の翼車1部分が示されている。こ
の第4実施例のものは、前面シュラウド2と後面シュラ
ウド3との間に配置された複数の翼4,4.・・の翼端
部4aの流入口部分に上記第1実施例と同様構造の略V
字状の切欠部lOを形成してこれを乱流促進手段Xとし
たものである。
従って、この実施例のものにおいては、送風機の形式こ
そ異なるものの遠心式送風機の場合と同様の翼端流が生
じる軸流式送風機において、上記切欠部lOを形成する
ことによって上記第1実施例の場合と同様の作用効果、
即ち運転騒音の低減と送風性能の向上とが図れるもので
ある。
第5実施例 第5図には、本願の請求項I及び4記載の発明の実施例
にかかる斜流式送風機の翼車1部分が示されている。こ
の第5実施例のものは、上記第4実施例の変形例とも言
うべきものであって、上記乱流促進手段Xを凹凸状の切
欠部11で構成したものである。
従って、この実施例のものにおいては、上記第1実施例
の場合と同様の作用効果が得られると同時に、上記第2
実施例と同様の作用効果も得られるものである。
第6実施例 第6図には、本願の請求項1及び5記載の発明の実施例
にかかる斜流式送風機の翼車1部分が示されている。こ
の実施例のものは上記第5実施例のものと同様に上記第
4実施例の変形例とも言うべきものであって、上記第4
実施例のものが乱流促進手段Xを略■字状の切欠部10
で構成していたのに対して、該乱流促進手段Xを翼端部
4aの回転方向前方側に突出する如く形成した突部12
で構成したものである。
従って、この実施例のものにおいては、上記第1実施例
のものにおける作用効果と同時に、上記第3実施例のも
のにおける作用効果をも得られるものである。
第7実施例 第7図には、上記第5実施例の変形例とも言うべき斜流
式送風機の翼車1部分が示されている。
この実施例のものは、上記第4〜6実施例のものが全て
前面シュラウド2が翼車lと一体化されたものであるの
に対して、該前面シュラウド2を翼車lとを別体に形成
したタイプの斜流式送風機である。
そして、このような構成のものにあっても、上記第4実
施例と同様に翼4の翼端部4aに乱流促進手段Xとして
の切欠部lOを形成することによって該第4実施例の場
合と同様の作用効果が得られるものである。尚、この場
合、乱流促進手段Xとしてこの実施例のように略V字状
の切欠部lOを形成するのに替えて、第5図のような凹
凸状の切欠部itあるいは第6図のような突部12を形
成することもできることは勿論である。
第8実施例 第8図には、本願の請求項2及び3記載の発明の実施例
にかかる軸流式送風機の主要部をなす翼車21の要部が
示されている。この翼車21は、ボス23の周囲に第8
図及び第9図に示すような略字状三角状の翼22を所定
間隔で複数枚配置するとともに、該6翼22,22.・
・の外側にこれを囲繞するようにしてファンガイド25
を取り付けて構成されている。この実施例の場合にも、
ファンガイド25近傍の翼端部22aにおいては該翼2
2の外周側からこれを斜めに横切るようにして翼端流が
流れることから(翼端流線n参照)、遠心式送風機ある
いは斜流式送風機と同様に、該翼端流による運転騒音の
増大あるいは送風性能の低下という問題があることは既
述の通りである。
そこでこの実施例のものにおいては、この翼端部22a
に本願の請求項1及び3記載の発明を適用して、上記翼
端流線ftに沿うようにして略字状7字状の切欠部lO
を形成してこれを乱流促進手段Xとしている。
このようにすることにより、該切欠部lOによって翼端
流の流れがその初期段階において積極的に乱され、早期
に層流状態から乱流状態に遷移せしめられることとなる
。この結果、翼端流が乱流層に至る前の遷移状態のまま
翼後縁側のカルマン渦と干渉するということが確実に防
止され、それだけ運転騒音の低減が図れるものである。
また、翼端流が早期に乱流化されることから、従来、乱
流化の遅れに伴う騒音の増大を抑制する観点から比較的
長い寸法に設定せざるを得なかったファンガイド25の
軸方向長さをより短く設定することができ、その結果、
翼端流の剥離現象を可及的に抑制してより高度の送風性
能を得ることが可能となるものである。
第9実施例      ゛ 第1O図には本願の請求項2及び4記載の発明の実施例
にかかる軸流式送風機の翼車21部分が示されている。
この実施例のものは、上記8実施例の変形例とも言うべ
きものであって、該第8実施例のものが略V字状の切欠
部IOによって乱流促進手段Xを構成していたのに対し
て、翼端流線f【に沿うような略V字状の切り欠きを複
数個列設してなる切欠部11で乱流促進手段Xを構成し
たものである。
従って、この実施例のものにおいては、上記第8実施例
におけると同様の作用効果が得られることは勿論である
が、さらにこれに加えて、切欠部11による翼端流の乱
流化促進がより広い範囲において行なわれることから、
より高い騒音低減及び送風性能の向上が期待できるもの
である。
尚、第11図には、この実施例の変形例として、上記切
欠部11を、傾斜状態で連続する切欠きで構成するのに
替えて、翼22の径方向に略直交する方向に切り込まれ
た複数の連続する切り欠きで構成したものを示している
が、この場合にも上記とほぼ同様の作用効果が得られる
しのである。
第10実施例 第12図には、本願の請求項2及び5記載の発明の実施
例にかかる細流式送風機の翼車21部分が示されている
。この実施例のものは、上記第8、第9実施例のものが
ともに切り欠きによって乱流促進手段Xを構成していた
のに対して、翼端部22aの回転方向前方側面に突出す
る凸部12で乱流促進手段Xを構成したものである。
この場合にも、上記各実施例と同様に各凸部12.12
によって翼端流の乱流化促進が図られることから、運転
騒音の低減及び送風性能の向上が期待できるものである
【図面の簡単な説明】
第1図は本願発明の第1実施例にかかる遠心式送風機の
要部縦断面図、第2図は第2実施例にかかる遠心式送風
機の要部縦断面図、第3図は第3実施例にかかる遠心式
送風機の要部縦断面図、第4図は第4実施例にかかる斜
流式送風機の要部縦断面図、第5図は第5実施例にかか
る斜流式送風機の要部縦断面図、第6図は第6実施例に
かかる斜流式送風機の要部縦断面図、第7図は第7実施
例にかかる斜流式送風機の要部縦断面図、第8図は第8
実施例にかかる軸流式送風機の要部縦断面図、第9図は
第8図のIX−IX矢視図、第1O図は第9実施例にか
かる軸流式送風機の要部縦断面図、第11図は第1O図
に示した軸流式送風機の変形例にかかる軸流式送風機の
要部縦断面図、第12図は第1O実施例にかかる軸流式
送風機の要部縦断面図、第13図及び第14図は送風機
の比騒音及び静圧特性図、第15図〜第17図は翼素断
面における翼端流の流れ状態説明図、第18図は従来の
遠心式送風機の要部縦断面図、第19図は従来の軸流式
送風機の要部縦断面図、第20図は第19図のxx−x
x矢視図である。 ■・・・・・翼車 2・・・・・前面シュラウド 3・・・・・後面シュラウド 4・・・・・翼 5・・・・・吸込口 IO・・・・切欠部(乱流促進手段X)11・・・・切
欠部(乱流促進手段X)!2・・・・凸部(乱流促進手
段X) 21・・・・翼車 22・・・・翼 23・・・・ボス 25・・・・ファンガイド

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、吸込口(5)側に位置する前面シュラウド(2)と
    該前面シュラウド(2)に対して所定間隔をもって対向
    配置された後面シュラウド(3)との間に周方向に所定
    間隔で複数の翼(4、4、・・)を順次配置してなる翼
    車(1)を備えた遠心式または斜流式の送風機であって
    、上記各翼(4、4、・・)の上記前面シュラウド(2
    )寄りの上流側翼端部(4a)に、該翼端部(4a)を
    流れる翼端流の乱流化を促進せしめる乱流促進手段(X
    )が設けられていることを特徴とする送風機。 2、複数の翼(22、22、・・)を備えた翼車(21
    )の径方向外側位置にファンガイド(25)を配置して
    なる軸流式の送風機であって、上記ファンガイド(25
    )の軸方向寸法を上記翼車(21)の外周部における軸
    方向寸法よりも小さく設定する一方、上記各翼(22、
    22、・・)の外周側翼端部(22a)の上記ファンガ
    イドの直上流側に対応する位置に、該翼端部(22a)
    を流れる翼端流の乱流化を促進せしめる乱流促進手段(
    X)が設けられていることを特徴とする送風機。 3、請求項1または2において、乱流促進手段(X)が
    、翼端部(4a、22a)の上流側縁部にほぼ翼端流線
    に沿う方向に向けて形成した切欠部(10)で構成され
    ていることを特徴とする送風機。 4、請求項1または2において、乱流促進手段(X)が
    、翼端部(4a、22a)の上流側縁部に形成した凹凸
    状切欠部(11)で構成されていることを特徴とする送
    風機。 5、請求項1または2において、乱流促進手段(X)が
    、翼端部(4a、22a)の表面に形成した凹部または
    凸部(12)で構成されていることを特徴とする送風機
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