JPH09280196A - 送風機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乱流境界層の発達を抑制することにより、低
騒音化・高効率化を図り得るようにする。 【解決手段】 送風機を構成する構成部材（例えば、シ
ュラウド３）における送風流体Ｗと接触する部位（例え
ば、吸込口５側）に、送風流体Ｗの流れ方向と略直交す
る凹溝７，７・・を形成して、該凹溝７，７・・内に剥
離渦を吸収することにより、乱流境界層の発達を抑制し
得るようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、送風機に関し、
さらに詳しくは低騒音化・高効率化を図った送風機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、送風機の内部において送風流体
の流速が早い部分では、送風機を構成する各部材に沿っ
て乱流境界層が発達し、流れが剥離するという現象が生
じ、この剥離現象が運転騒音の上昇や送風効率の悪化を
招く原因となっている。

【０００３】送風機における運転騒音を低減する目的か
ら、送風機を構成する部材（例えば、羽根の負圧面、ケ
ーシングの内面、ベルマウス表面等）の一つの一部ある
いは全域に送風流体の流れ方向に沿って多数の筋状突起
を設けて、各部材の壁面における流れの乱れを低減させ
るようにしたものが既に提案されている（例えば、特開
平７−２７９８９３号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】例えば、図１７に示す
天埋式空気調和機は、天井Ｃに形成された開口２１に空
気吸込口２２および空気吹出口２３を臨ませた状態で設
置されるものであり、前記空気吸込口２２に対応して送
風機Ａ′が配設され、該送風機Ａ′の吹出側に熱交換器
２４が配設されることとなっている。符号２５は吊りボ
ルト、２６はファンモータ、２７はドレンパンである。

【０００５】上記送風機Ａ′としては、例えば、図１８
に示すように、ファンモータ２６の回転軸２６ａを枢着
する主板２と吸込口５を有するシュラウド３との間に、
複数の翼片４，４・・を架設してなる羽根車１を有する
ターボファンが採用されている。符号６はシュラウド３
の吸込口５に臨むベルマウスである。

【０００６】上記構成の送風機Ａ′の場合、吸込口５か
ら吸い込まれた空気Ｗは、急拡大して翼片４，４・・方
向に流れるため、シュラウド３の吸込側内面において乱
流境界層が発達して剥離渦Ｅが発生するという現象が起
きるのである。すると、運転騒音が大きくなるととも
に、吹出空気の流速分布Ｖｆも不均一となるため効率低
下につながる。

【０００７】ところが、上記公知例におけるように送風
機を構成する部材に送風流体の流れ方向に沿って多数の
筋状突起を設けた場合、流れを整流する作用は期待でき
るものの、乱流境界層の発達を抑制することができな
い。従って、上記したような乱流境界層の発達に起因す
る剥離渦の発生を防止することができず、低騒音化・高
効率化が十分得られないおそれがある。

【０００８】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、送風機を構成する部材表面における乱流境界層の
発達を抑制することにより、低騒音化・高効率化を図り
得るようにすることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願発明の基本構成で
は、上記課題を解決するための手段として、送風機を構
成する構成部材における送風流体Ｗと接触する部位に、
送風流体Ｗの流れ方向と略直交する凹溝７，７・・を形
成して、該凹溝７，７・・内に剥離渦を吸収することに
より、乱流境界層の発達を抑制し得るようにしている。

【００１０】本願発明の他の基本構成では、上記課題を
解決するための手段として、 回転軸を枢着する主板２と吸込口５を有するシュラウ
ド３との間に、複数の翼片４，４・・を架設してなる羽
根車１を備え且つ該羽根車１の吸込側にベルマウス６を
設けた送風機において、前記シュラウド３の吸込口側内
面、前記各翼片４、前記主板２における前記翼片４，４
・・間およびベルマウス６の内面のいずれかあるいは全
てに、送風流体Ｗの流れ方向と略直交する凹溝７，７・
・を形成し、 回転軸を枢着するハブ９の外周に複数の羽根１０，１
０・・を放射状に設けた羽根車８を備えた送風機におい
て、前記各羽根１０に、送風流体Ｗの流れ方向と略直交
する凹溝７，７・・を形成し、 回転軸を枢着する主板１２と環状の側板１３との間
に、回転方向に傾斜した複数の前進翼１４，１４・・を
架設してなる羽根車１１と、該羽根車１１を被包し且つ
前記側板１３内径に対応する吸込口１５を有するスクロ
ールタイプのハウジング１６とを備えた送風機におい
て、前記各前進翼１４および前記ハウジング１６の吸込
口１５のいずれかあるいは全てに、送風流体Ｗの流れ方
向と略直交する凹溝７，７・・を形成し、 回転軸を枢着する一対の軸受板１８，１８の外周縁間
に回転軸と平行な方向に並ぶ複数の羽根１９，１９・・
を架設してなる羽根車１７と、該羽根車１７を被包する
ハウジング２０とを備えた送風機において、前記ハウジ
ング２０の吹出側内面および各羽根１９のいずれかある
いは全てに、送風流体Ｗの流れ方向と略直交する多数の
凹溝７，７・・を形成し、前記凹溝７，７・・内に剥離
渦を吸収することにより、乱流境界層の発達を抑制し得
るようにしている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
願発明の幾つかの好適な実施の形態について詳述する。

【００１２】第１の実施の形態 図１には、本願発明の第１の実施の形態にかかる送風機
が示されている。

【００１３】この送風機Ａは、回転軸を枢着する主板２
と吸込口５を有するシュラウド３との間に、複数の翼片
４，４・・を架設してなる羽根車１を有するターボファ
ンとされている。符号５はベルマウスである。

【００１４】前記主板２、シュラウド３、翼片４，４・
・およびベルマウス６は、合成樹脂（例えば、ＡＢＳ樹
脂）の一体成形品で構成されている。

【００１５】そして、前記シュラウド３の吸込口５側
は、環状の厚肉部３ａとされており、該厚肉部３ａの内
面には、送風流体である空気Ｗの流れ方向と略直交する
断面略Ｕ字状の複数の凹溝７，７・・が形成されてい
る。ところで、羽根車１の回転に伴って吸込口５に流入
する空気Ｗは、羽根車の回転方向Ｍをとした場合、羽根
車１の回転速度と吸込空気流の流入速度との相対速度方
向に流れるところから、前記凹溝７，７・・は、前記相
対速度方向に直交するように羽根車１の回転軸線に対し
て傾斜して形成される。

【００１６】この凹溝７，７・・は、図２（イ）に示す
ように、その表面を流れる空気Ｗの剥離渦Ｅを吸収する
作用を有しており、該作用により乱流境界層Ｆの発達が
大幅に抑制される。一方、凹溝を形成しない場合には、
図２（ロ）に示すように、乱流境界層Ｆが発達してしま
い、剥離渦Ｅが発生する。つまり、本実施の形態におけ
るように、送風流体である空気Ｗと接触する部位（特
に、流速が早いシュラウド３の吸込口側内面）に凹溝
７，７・・を形成するという極めて簡易な手段により、
乱流境界層Ｆの発達が大幅に抑制できるとともに、吹出
空気の流速分布Ｖｆも均一となり、その結果、送風機の
低騒音化・高効率化を図ることができるのである。

【００１７】ところで、前記凹溝７は、浅いものではあ
まり効果がなく、所定の深さと幅を有する必要があり、
実験によれば、図３に示すように、溝深さをＤ、溝幅を
Ｂとした場合、Ｄ／Ｂ＞２．５とするのが望ましいこと
がわかった。

【００１８】ちなみに、本実施の形態にかかる送風機Ａ
と、従来の送風機Ａ′（図１８に示すもの）との比騒音
特性および静圧特性を測定したところ、図４および図５
に示す結果が得られた。ここで、実線は本実施の形態の
ものを示し、点線は従来例のものを示している。

【００１９】これによれば、本実施の形態のものが、従
来例に比して、比騒音が低下し、静圧が上昇しているこ
とがわかる。このことは、シュラウド３の吸込口側での
乱流境界層の発達が抑制されたことによるのであり、結
果として低騒音化・高効率化を図ることができることを
示している。

【００２０】ところで、上記したように、シュラウド３
の吸込口側においては、ベルマウス６との隙間から流入
する空気Ｗの存在により、特に空気Ｗの流速が速い部分
が生じるため、当該部分の内面に凹溝７，７・・を形成
するのが最も効果的であるが、他の部材（例えば、翼片
４、主板２およびベルマウス６）のいずれかあるいは全
てに凹溝７，７・・を形成してもよい。

【００２１】図６および図７には、翼片４に形成したも
のが示されている。この場合、翼片４の両面に、空気Ｗ
の流れ方向と略直交するように断面略Ｕ字状の複数の凹
溝７，７・・が形成されている。なお、翼片４の圧力面
あるいは負圧面のみに凹溝７，７・・を形成する場合も
ある。

【００２２】図８および図９には、主板２に形成したも
のが示されている。この場合、主板２における前記翼片
４，４・・に挟まれた部分（即ち、平面部２ａ）に、空
気Ｗの流れ方向と略直交するように断面略Ｕ字状の複数
の凹溝７，７・・が形成されている。

【００２３】図１０および図１１には、ベルマウス６に
形成したものが示されている。この場合、ベルマウス６
の内面に、空気Ｗの流れ方向と略直交するように断面略
Ｕ字状の複数の凹溝７，７・・が形成されている。

【００２４】なお、シュラウド３、翼片４、主板２およ
びベルマウス６のいずれにも凹溝７，７・・を形成した
場合、相乗効果が期待できる。

【００２５】第２の実施の形態 図１２には、本願発明の第２の実施の形態にかかる送風
機が示されている。

【００２６】この送風機Ａは、回転軸を枢着するハブ９
の外周に複数の羽根１０，１０・・を放射状に設けた羽
根車８（図では１枚の羽根のみ示す）を備えたプロペラ
ファンとされている。そして、前記各羽根１０における
圧力面１０ａの外周縁部には、送風流体Ｗの流れ方向と
略直交する断面略Ｕ字状の複数の凹溝７，７・・が形成
されている。なお、該凹溝７，７・・は、羽根圧力面１
０ａ全域に形成してもよく、また、羽根１０の圧力面の
みならず負圧面にも形成してもよい。この場合にも、第
１の実施の形態において説明したと同様な作用効果が得
られる。

【００２７】第３の実施の形態 図１３および図１４には、本願発明の第３の実施の形態
にかかる送風機が示されている。

【００２８】この送風機Ａは、回転軸を枢着する円盤状
の主板１２と環状の側板１３との間に、回転方向Ｍに傾
斜した複数の前進翼１４，１４・・を架設してなる羽根
車１１と、該羽根車１１を被包し且つ前記側板１３内径
に対応する吸込口１５を有するスクロールタイプのハウ
ジング１６とを備えたシロッコファン（商品名）とされ
ている。そして、前記各前進翼１４の両面および前記ハ
ウジング１６の吸込口１５には、送風流体Ｗの流れ方向
と略直交する断面略Ｕ字状の複数の凹溝７，７・・が形
成されている。なお、凹溝７，７・・は、前記各前進翼
１４の両面および前記ハウジング１６の吸込口１５のい
ずれか一方にのみ形成してもよい。この場合にも、第１
の実施の形態において説明したと同様な作用効果が得ら
れる。

【００２９】第４の実施の形態 図１５および図１６には、本願発明の第４の実施の形態
にかかる送風機が示されている。

【００３０】この送風機Ａは、回転軸を枢着する一対の
軸受板１８，１８の外周縁間に回転軸と平行な方向に並
ぶ複数の羽根１９，１９・・を架設してなる羽根車１７
と、該羽根車１７を被包するハウジング２０とを備えた
クロスフローファンとされている。そして、前記ハウジ
ング２０の吹出側内面および各羽根１９には、送風流体
Ｗの流れ方向と略直交する断面略Ｕ字状の複数の凹溝
７，７・・が形成されている。なお、凹溝７，７・・
は、前記各前進翼１４の両面および前記ハウジング１６
の吸込口１５のいずれか一方にのみ形成してもよい。こ
の場合にも、第１の実施の形態において説明したと同様
な作用効果が得られる。

【００３１】上記各実施の形態においては、凹溝７，７
・・は、全長に亙って連続して形成されているが、間欠
的に形成してもよい。

【００３２】

【発明の効果】本願発明によれば、送風機を構成する構
成部材における送風流体Ｗと接触する部位（例えば、羽
根車１，８，１１，１７、ベルマウス６、ハウジング１
６，２０の適所）に、送風流体Ｗの流れ方向と略直交す
る凹溝７，７・・を形成して、該凹溝７，７・・内に剥
離渦を吸収するようにしているので、乱流境界層の発達
が抑制されることとなり、低騒音化・高効率化が得られ
るという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１の実施の形態にかかる送風機の
半縦断面図である。

【図２】（イ）は本願発明の第１の実施の形態にかかる
送風機における空気の流れ状態を説明する説明図、
（ロ）は従来の送風機における空気の流れ状態を説明す
る説明図である。

【図３】本願発明の第１の実施の形態にかかる送風機に
おける凹溝の拡大断面図である。

【図４】本願発明の第１の実施の形態にかかる送風機と
従来の送風機との比騒音特性を示す特性図である。

【図５】本願発明の第１の実施の形態にかかる送風機と
従来の送風機との静圧特性を示す特性図である。

【図６】本願発明の第１の実施の形態にかかる送風機に
おいて翼片に凹溝を形成した場合を示す要部断面図であ
る。

【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。

【図８】本願発明の第１の実施の形態にかかる送風機に
おいて主板に凹溝を形成した場合を示す要部平面図であ
る。

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ断面図である。

【図１０】本願発明の第１の実施の形態にかかる送風機
においてベルマウスに凹溝を形成した場合を示す要部正
面図である。

【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ断面図である。

【図１２】本願発明の第２の実施の形態にかかる送風機
の要部正面図である。

【図１３】本願発明の第３の実施の形態にかかる送風機
の正面図である。

【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ拡大半断面図であ
る。

【図１５】本願発明の第４の実施の形態にかかる送風機
の要部斜視図である。

【図１６】本願発明の第４の実施の形態にかかる送風機
の羽根部分を示す要部拡大断面図である。

【図１７】一般の天埋式空気調和機の縦断面図である。

【図１８】従来の送風機（ターボファン）の半縦断面図
である。

【符号の説明】

１は羽根車、２は主板、２ａは平面部、３はシュラウ
ド、３ａは厚肉部、４は翼片、５は吸込口、６はベルマ
ウス、７は凹溝、８は羽根車、９はハブ、１０は羽根、
１１は羽根車、１２は主板、１３は側板、１４は前進
翼、１５は吸込口、１６はハウジング、１７は羽根車、
１８は軸受板、１９は羽根、２０はハウジング、Ａは送
風機、Ｗは送風流体（空気）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送風機を構成する構成部材における送風
   流体（Ｗ）と接触する部位には、送風流体（Ｗ）の流れ
   方向と略直交する凹溝（７），（７）・・を形成したこ
   とを特徴とする送風機。
2. 【請求項２】 回転軸を枢着する主板（２）と吸込口
   （５）を有するシュラウド（３）との間に、複数の翼片
   （４），（４）・・を架設してなる羽根車（１）を備え
   且つ該羽根車（１）の吸込側にベルマウス（６）を設け
   た送風機であって、前記シュラウド（３）の吸込口側内
   面、前記各翼片（４）、前記主板（２）における前記翼
   片（４），（４）・・間およびベルマウス（６）の内面
   のいずれかあるいは全てには、送風流体（Ｗ）の流れ方
   向と略直交する凹溝（７），（７）・・を形成したこと
   を特徴とする送風機。
3. 【請求項３】 回転軸を枢着するハブ（９）の外周に複
   数の羽根（１０），（１０）・・を放射状に設けた羽根
   車（８）を備えた送風機であって、前記各羽根（１０）
   には、送風流体（Ｗ）の流れ方向と略直交する凹溝
   （７），（７）・・を形成したことを特徴とする送風
   機。
4. 【請求項４】 回転軸を枢着する円盤状の主板（１２）
   と環状の側板（１３）との間に、回転方向に傾斜した複
   数の前進翼（１４），（１４）・・を架設してなる羽根
   車（１１）と、該羽根車（１１）を被包し且つ前記側板
   （１３）内径に対応する吸込口（１５）を有するスクロ
   ールタイプのハウジング（１６）とを備えた送風機であ
   って、前記各前進翼（１４）および前記ハウジング（１
   ６）の吸込口（１５）のいずれかあるいは全てには、送
   風流体（Ｗ）の流れ方向と略直交する凹溝（７），
   （７）・・を形成したことを特徴とする送風機。
5. 【請求項５】 回転軸を枢着する一対の軸受板（１
   ８），（１８）の外周縁間に回転軸と平行な方向に並ぶ
   複数の羽根（１９），（１９）・・を架設してなる羽根
   車（１７）と、該羽根車（１７）を被包するハウジング
   （２０）とを備えた送風機であって、前記ハウジング
   （２０）の吹出側内面および各羽根（１９）のいずれか
   あるいは全てには、送風流体（Ｗ）の流れ方向と略直交
   する凹溝（７），（７）・・を形成したことを特徴とす
   る送風機。