JPH07259795A - 空気調和機用プロペラファン - Google Patents

空気調和機用プロペラファン

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JPH07259795A
JPH07259795A JP6047193A JP4719394A JPH07259795A JP H07259795 A JPH07259795 A JP H07259795A JP 6047193 A JP6047193 A JP 6047193A JP 4719394 A JP4719394 A JP 4719394A JP H07259795 A JPH07259795 A JP H07259795A
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JP
Japan
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dimples
propeller fan
diameter
dimple
air conditioner
Prior art date
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Pending
Application number
JP6047193A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Sato
誠司 佐藤
Tadashi Onishi
正 大西
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP6047193A priority Critical patent/JPH07259795A/ja
Publication of JPH07259795A publication Critical patent/JPH07259795A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38Blades
    • F04D29/384Blades characterised by form
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/68Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
    • F04D29/681Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/20Rotors
    • F05D2240/30Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/306Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the suction side of a rotor blade

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 空気調和機用プロペラファンの翼負圧面上の
境界層を抑制し、騒音を低減させる。 【構成】 多数のディンプル5,5・・・を翼負圧面上
に設ける。ディンプル5,5・・・内に2次流れが生
じ、それによって局所的に壁面での流速が回復し、境界
層の発達を抑える。ディンプル5,5・・・の直径φと
深さdとの比が0.15≦(d/φ)≦0.30の範囲にあるとき、
特に減音効果が大きくなる。翼面流れの相対速度及び代
表長さであるディンプル穴径φから求められるレイノズ
ル数Reは、4000≦Re≦6000とする。羽根車の
周速は半径に比例して変化するため、ディンプル径も取
り付ける位置の半径に応じて、レイノズル数Reがほぼ
一定となるように変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、空気調和機用のプロ
ペラファンの構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に空気調和機用の室外機では、プロ
ペラファン(軸流送風機)が多く採用されている。
【0003】このプロペラファンは、例えば図8に示す
ように、モータ等の回転駆動手段に連結されるボス部1
に固定して設けられたハブ3の外周に所定のピッチと翼
角をもって複数枚の翼2a〜2dを植設して構成されてお
り、その翼列は上記翼2a〜2dの根元部断面から先端断
面に向うにつれて周速および翼ピッチが大きくなるよう
になっている。
【0004】ところで、該プロペラファンが回転する
と、所定レベルの騒音を発生するが、その原因として例
えば次のような現象が考えられている。
【0005】すなわち、回転時における各翼2a〜2dの
低圧側表面の空気圧は翼の前部側で高く、後部側で低く
なり、それが翼自体の下流側への傾斜度合に応じて更に
顕著となる。その結果、例えば図9に示すように翼の下
流低圧面側で空気流の剥離を生じ、該剥離部で圧力の変
動を生じて空力性能の悪化や騒音の原因となっていた。
【0006】そこで、該問題に対する対策として例えば
特開平3−294699号公報に示されるように、従来
上記翼2a〜2dの低圧面側に複数個の円形状ディンプル
を形成し、該ディンプルの剥離低減作用によって騒音の
発生量を低くするようにしたものがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】確かに、上記従来技術
のように翼2a〜2dの低圧面側に複数個のディンプルを
設けると、ディンプル内に2次流れが生じ、それによっ
て局所的に壁面での流速が回復し、境界層の発達を抑え
ることができるので、流れの剥離度合が低下することが
予想され、同剥離部での圧力変動も低下し、騒音低減に
寄与し得ると考えられる。
【0008】しかし、上記従来技術では、羽根車の大き
さや回転速度とディンプルの穴径との関係は特に明記さ
れていない。そして、ディンプルの大きさを異ならせる
場合について、翼面上のどの位置にどれだけの大きさの
ディンプルを配置するかについても特記されておらず、
必ずしも良好な効果が得られるとは言えず、本願発明者
等の行った実験結果によると逆に騒音が上昇してしまう
場合も生じることが確認された。
【0009】本願発明者等は、以上のような事情に鑑
み、各種の見地からの実験を行った結果、直径、深さ、
配列等が所定の関係にある時に初めて空力性能および減
音効果が向上することを知見した。
【0010】本願発明は、該知見に基いて、上記ディン
プルの直径、深さ、配列等を適切に設定することによ
り、騒音低減効果を有効に向上させ得るとともに十分な
空力性能を確保し得る空気調和機用のプロペラファンを
提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本願発明は、上記従来の
問題を解決し、その目的を有効に達成するために、次の
ような課題解決手段を備えて構成されている。
【0012】すなわち、本願発明の空気調和機用プロペ
ラファンは、例えば図1〜図7に示すように、翼の負圧
面に複数個のディンプル5,5・・・が設けられている
とともに、該ディンプル5,5・・・の穴径φを代表長
さとするレイノズル数Re(Re=V・φ/ν,但しV:周
速度,ν:動粘性係数)を4000≦Re≦6000の範囲
内に設定している。
【0013】また、その場合において、半径方向に連続
的に又は段階的に上記ディンプル5,5・・・の穴径φ
を変化させる。
【0014】さらには、同ディンプル5,5・・・のピ
ッチtを1.0φ≦t≦2.0φとする。
【0015】さらに、それらの各場合において、一辺の
長さt1の正方形の4つの角部、及び同正方形の2本の対
角線が交差する交点部に直径φのディンプル5aを設け
るとともに同正方形の一辺の長さt1を1.4φ≦t1≦2.0φ
に設定するか、又は一辺の長さt2の正方形の4つの角部
に直径φのディンプルを設けるとともに同正方形の一辺
の長さt2を1.0φ≦t2≦2.0φとし、かつ同正方形の2本
の対角線が交差する交点部に直径が上記ディンプル5a
の直径φよりも小さなディンプル5bを設けた構成とす
る。
【0016】
【作用】それらの結果、本願発明の空気調和機用プロペ
ラファンは、当該各構成に対応して次のような作用を奏
する。
【0017】すなわち、先にも述べたように、一般に空
気調和機用プロペラファンの翼面上の流れは図9のよう
になっており、運転条件によってはこのように翼負圧面
上の境界層が発達、剥離してファンの空力性能の劣化や
騒音の原因になる。
【0018】ところが、図1および図2に示すような複
数のディンプル5,5・・・を翼負圧面上に施すと、デ
ィンプル5,5・・・内に2次流れが生じ、それによっ
て局所的に壁面での流速が回復し、図4のように境界層
の発達を抑えることができ、空力性能が向上するととも
に騒音低減が可能となる。そして、我々はこれまでに、
同ディンプルの直径φと深さdとの比が0.15≦d/φ≦0.
30の範囲にあるとき、減音効果が大きくなることを知見
している。しかし、ディンプル5の大きさによっては必
ずしも効果的な作用を及ぼすことができず、翼面流れの
相対速度及び代表長さであるディンプル穴径φから求め
られるレイノズル数Reは、4000≦Re≦6000と
するのが最も良い。
【0019】今例えば図5は、上記ディンプル5の穴径
φをd/φ=0.2とした場合のレイノズル数Reと減音効
果との関係を示したものである。この場合、羽根車の周
速は半径に比例して変化するため、ディンプル5,5・
・・の穴径φは取り付ける位置の半径に応じて、レイノ
ズル数Reがほぼ一定となるように連続的又は段階的に
変化させることが望ましい。
【0020】また翼面の空気の流れ方向は、プロペラフ
ァンの運転状態によって変化するため、ディンプル5,
5・・・は例えば格子状に配列するだけでなく、千鳥状
に並べれば効果的である。
【0021】さらに図6は、ディンプル5,5・・・の
ピッチtと減音効果との関係を示したものであり、この
図から明らかなように1.0φ≦t≦2.0φとなるように翼
面上にディンプル5,5・・・を付設すると、より効果
的であることがわかる。
【0022】さらに、それらの各場合において、一辺の
長さt1の正方形の4つの角部及び同正方形の2本の対角
線が交差する交点部に千鳥格子状に直径φのディンプル
5a,5a・・・を配置し、また一辺の長さt2の正方形の
4つの角部のディンプル5a,5a,5a,5aに対し、対角
線が交差する交点部でのディンプル5bの径を上記ディ
ンプル5の径φよりも小さくすると、より減音効果が向
上する。
【0023】
【発明の効果】従って、本願発明の空気調和機用プロペ
ラファンによると、低騒音かつ空力性能の高い空気調和
機用プロペラファンを提供することができるようにな
る。
【0024】
【実施例】
(実施例1)図1〜図6は、本願発明の実施例1に係る空
気調和機用プロペラファンの構成および作用を示してい
る。
【0025】先ず図3は、前述の図8に示したものと同
様の空気調和機用プロペラファンの翼2a〜2dの拡大図
であり、該翼2a〜2dの負圧面には例えば図1および図
2に示すように所定直径φ、所定深さdの円形ディンプ
ル5が略その全面に亘って図示のように多数配設されて
いる。
【0026】一般にディンプルのない空気調和機用プロ
ペラファンの翼面上の流れは、図9のようになってお
り、すでに述べた如く運転条件によっては翼負圧面上の
境界層が発達、剥離してファンの空力性能の劣化や騒音
の原因になる。
【0027】そこで、図1〜図3に示すように穴径φ、
深さdの多数のディンプル5,5・・・を翼2a〜2dの負
圧面上に設けると、各ディンプル5,5・・・内に2次
流れが生じ、それによって局所的に壁面での流速が回復
し、図4のように可及的に境界層の発達を抑えることが
でき、騒音の低減が可能となる。そして、我々はこれま
でに、同ディンプル5,5・・・の穴径φと深さdとの比
が0.15≦(d/φ)≦0.30の範囲にあるとき、最も減音効
果が大きくなることを知見している。しかし、一方ディ
ンプル5,5・・・の大きさによっては必ずしも効果的
な作用を及ぼすことができず、翼面流れの相対速度及び
代表長さであるディンプル5,5・・・の穴径φから求
められるレイノズル数Reは、4000≦Re≦6000
とするのが良いことが分った。図5は、d/φ=0.2とし
た場合のレイノズル数Reと減音効果との関係を示した
ものである。羽根車の周速度Vは半径に比例して変化す
るため、ディンプル5,5・・・は取り付ける位置の半
径に応じて、レイノズル数Reがほぼ一定となるように
連続的又は段階的に変化させることが望ましい。
【0028】また翼面の流れ方向は、プロペラファンの
運転状態によって変化するため、上記ディンプル5,5
・・・は、例えば格子状に配列するだけでなく、図2、
図3に示すように千鳥状に並べれば効果的である。さら
に図6は、上記各ディンプル5,5・・・のピッチtと減
音効果との関係を示したものであり、この図から明らか
なようにピッチtが1.0φ≦t≦2.0φとなるように翼面上
にディンプル5,5・・・を格子状又は千鳥状に付設す
ると効果的であることがわかる。
【0029】(実施例2)上記実施例1の構成では、翼2
a〜2d負圧面上への各ディンプル5,5・・・のレイア
ウトに関し、図2に示すように一辺の長さt1の正方形の
4つの角部および同正方形の2本の対角線が交差する交
点部に各々直径φのディンプル5,5・・・を千鳥格子
状に配設するように構成したが、該ディンプル5,5・
・・は又実施例2として例えば図7に示すように一辺の
長さt2の正方形の4つの角部のディンプル5a,5a,5a,
5aに対し、それらの対角線が交差する交点部でのディ
ンプル5bの径を上記ディンプル5a,5a,5a,5aの径φ
よりも小さくし、対角線方向に大きさを変えて配設する
ように構成しても良い。このようにすれば上記実施例1
よりも一層騒音低減作用の高い作用効果を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本願発明の実施例1に係る翼負圧面上
のディンプル部の構造を拡大して示す断面図である。
【図2】図2は、同翼負圧面上のディンプル部レイアウ
ト状態を示す拡大正面図である。
【図3】図3は、同実施例1における空気調和機用プロ
ペラファンの翼負圧面の構造を示す正面図である。
【図4】図4は、同図3の翼負圧面上の流れの状態を示
す説明図である。
【図5】図5は、同実施例の空気調和機用プロペラファ
ンのレイノズル数Reと騒音低減効果との関係を示すグ
ラフである。
【図6】図6は、同実施例の空気調和機用プロペラファ
ンのディンプル穴径φに対する配設ピッチtによる騒音
低減効果を示すグラフである。
【図7】図7は、本願発明の実施例2に係る空気調和機
用プロペラファンの翼負圧面のディンプル配設状態を示
す正面図である。
【図8】図8は、従来一般の空気調和機用プロペラファ
ンの構造を示す斜視図である。
【図9】図9は、同図8のファンの翼負圧面上の流れの
状態を示す説明図である。
【符号の説明】
2a〜2dは翼、5,5a,5bはディンプルである。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 翼の負圧面に複数個のディンプル(5),
    (5)・・・が設けられているとともに該ディンプル
    (5),(5)・・・の穴径φを代表長さとするレイノズル
    数Re(Re=V・φ/ν,但しV:周速度,ν:動粘性係数)
    が4000≦Re≦6000の範囲内にあることを特徴
    とする空気調和機用プロペラファン。
  2. 【請求項2】 請求項1において、半径方向に連続的に
    ディンプルの穴径φを変化させたことを特徴とする空気
    調和機用プロペラファン。
  3. 【請求項3】 請求項1において、半径方向に段階的に
    ディンプル(5),(5)・・・の穴径φを変化させたこと
    を特徴とする空気調和機用プロペラファン。
  4. 【請求項4】 請求項1,2又は3において、ディンプ
    ル(5),(5)・・・のピッチtを1.0φ≦t≦2.0φとした
    ことを特徴する空気調和機用プロペラファン。
  5. 【請求項5】 請求項1,2又は3において、一辺の長
    さt1の正方形の4つの角部及び同正方形の2本の対角線
    が交差する交点部の各々に直径φのディンプル(5),
    (5)・・・を設けるとともに同正方形の一辺の長さt1
    1.4φ≦t1≦2.0φとしたことを特徴とする空気調和機用
    プロペラファン。
  6. 【請求項6】 請求項1,2又は3において、一辺の長
    さt2の正方形の4つの角部に直径φのディンプル(5a,
    5a,5a,5a)を設けるとともに同正方形の一辺の長さt2
    を1.0φ≦t2≦2.0φとし、さらに同正方形の2本の対角
    線が交差する交点部に直径が上記ディンプル(5a)の直
    径φよりも小さなディンプル(5b)を設けたことを特徴
    とする空気調和機用プロペラファン。
JP6047193A 1994-03-17 1994-03-17 空気調和機用プロペラファン Pending JPH07259795A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009275661A (ja) * 2008-05-16 2009-11-26 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd ジェットポンプ及び原子炉
CN106568109A (zh) * 2016-11-11 2017-04-19 宁波方太厨具有限公司 一种降噪叶轮及应用有该叶轮的吸油烟机
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CN114046268A (zh) * 2021-11-19 2022-02-15 杭州贝丰科技有限公司 一种适用于电机架前置轴流风机的风叶
US11434924B2 (en) 2017-08-09 2022-09-06 Mitsubishi Electric Corporation Propeller fan, air-sending device, and refrigeration cycle device

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