KR20170031173A

KR20170031173A - 송풍기

Info

Publication number: KR20170031173A
Application number: KR1020177003546A
Authority: KR
Inventors: 마사토 고무라; 겐지 요시다
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2017-03-20
Also published as: CN106687693A; JP6409666B2; JP2016065536A; DE112015004277T5; US20170261000A1

Abstract

송풍기는 복수의 날개(12)를 가지고, 회전함으로써 기류를 발생시키는 팬(10)을 구비한다. 복수의 날개는 전방 가장자리부(123)와 전방 가장자리부의 적어도 일부에 설치된 세레이션(40)을 가진다. 세레이션은 번갈아 배열된 복수의 선단부(41)와 복수의 오목부(42)를 가진다. 복수의 날개는 부압면(121)과 부압면으로부터 돌출하는 1개 이상의 리브(51)를 가진다. 리브는 오목부를 기점(51a)으로 하여 복수의 날개의 후방 가장자리부(124)를 향하여 연장된다.

Description

송풍기{BLOWER}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 해당 개시 내용이 참조에 의하여 본 출원에 편입된, 2014년 9월 18일에 출원된 일본 특허 출원 제2014-190016호 및 2015년 4월 15일에 출원된 일본 특허 출원 제2015-083573호를 토대로 한다.

본 개시는 송풍기에 관한 것이다.

종래의 축류 송풍기로서, 날개의 전방 가장자리부에 세레이션(serration)을 설치한 것이 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 2 참조). 세레이션을 설치하면, 날개의 전방 가장자리부에 기류가 유입될 때에 세레이션의 사선 부분으로부터 날개의 부압면측으로 돌아 들어가는 흐름이 발생한다. 이러한 돌아 들어가는 흐름은 부압면을 향하여 하강하는 하강류이다. 이러한 하강류에 의해 날개의 부압면 상을 세레이션의 정상부로부터 날개의 후방 가장자리부으로 향하는 주류(主流: main flow)는 날개의 부압면에 눌려서 주류의 부압면으로부터의 박리가 억제된다. 이에 따라, 날개의 익면 근처의 기류의 교란(turbulence)이 완화되며, 익면 상에서의 압력 변동을 억제함으로써 축류 송풍기의 저소음화가 가능하게 된다.

특허 문헌 1: 일본국 특허 공개 제2000-87898호 공보 특허 문헌 2: 일본국 특허 공개 제2014-88788호 공보

그러나, 본 개시의 발명자들이 실제로 상기한 세레이션의 효과를 검증하였는데, 하기의 이유에 의해 기대한 효과가 충분히 얻어지지 않다는 것을 알 수 있었다.

즉, 1개의 날개에 있어서의 익면 상의 기류의 방향은 익면 상의 팬 반경 방향에서의 위치에 따라 상이하다. 이 때문에, 세레이션에 의하여 생성된 하강류를 동반하는 주류가 부압면 상에서 충돌하고, 이에 의해 기류의 교란이 발생한다. 그 결과, 부압면 상에서의 주류의 박리의 억제 효과가 충분히 발휘되지 않게 된다. 이와 같은 불합리는 축류 송풍기에 한정되지 않으며 날개에 세레이션을 설치한 원심 팬이나 관류(貫流) 팬(cross-flow fan)을 구비한 다른 송풍기에 있어서도 마찬가지로 발생한다.

본 개시는 상기 점을 감안한 것으로, 세레이션 효과의 향상이 가능한 송풍기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 제 1 양태와 관련된 송풍기는 복수의 날개를 가지며 회전함으로써 기류를 발생시키는 팬을 구비한다. 복수의 날개는 전방 가장자리부 및 전방 가장자리부의 적어도 일부에 설치된 세레이션을 가진다. 세레이션은 번갈아 배열된 복수의 선단부 및 복수의 오목부를 가진다. 복수의 날개는 부압면 및 부압면으로부터 돌출하는 1개 이상의 리브를 가진다. 리브는 오목부를 기점으로 하여 복수의 날개의 후방 가장자리부를 향하여 연장된다.

이에 따르면, 날개의 부압면측에서는 이웃하는 선단부에서 생성된 하강류를 동반하는 주류가 오목부를 기점으로 하여 후방 가장자리부를 향하여 연장되는 리브를 따라 흐르기 때문에, 부압면 상을 흐르는 기류의 방향을 일치시킬 수 있다. 이 때문에, 세레이션에 의하여 생성된 하강류를 동반하는 주류 간의 충돌을 억제하여 부압면 상에서의 주류의 박리의 억제 효과를 발휘하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 개시의 제 2 양태와 관련된 송풍기는 팬 축심의 주위에 배치된 복수의 날개를 가지며 팬 축심을 중심으로 회전하는 축류 팬을 구비한다. 복수의 날개는 각각 부압면, 정압면, 전방 가장자리부 및 후방 가장자리부를 가진다. 부압면은 팬 축심 방향에 있어서의 일측으로서, 공기 흐름 상류측의 익면을 형성한다. 정압면은 부압면의 반대측의 익면을 형성한다. 전방 가장자리부는 회전 방향 전방에 위치된다. 후방 가장자리부는 회전 방향 후방에 위치된다. 날개의 전방 가장자리부에는 복수의 선단부와 복수의 오목부를 가진 세레이션이 설치된다. 복수의 선단부와 복수의 오목부는 전방 가장자리부를 따라 번갈아 배열된다. 부압면으로부터 돌출한 1개 또는 복수의 리브가 날개의 부압면에 설치된다. 리브는 오목부를 기점으로 하여 후방 가장자리부를 향하여 연장된다.

이에 따르면, 리브에 의하여 부압면 상을 흐르는 기류의 방향을 일치시킬 수 있기 때문에, 세레이션에 의하여 생성된 하강류를 동반하는 주류의 충돌이 방지될 수 있다. 이 때문에, 세레이션에 의하여 생성된 하강류에 의한 부압면 상에서의 주류의 박리의 억제 효과가 발휘될 수 있다.

또는, 본 개시의 제 3 양태와 관련된 송풍기는 팬 축심의 주위에 배치된 복수의 날개를 가지며, 팬 축심을 중심으로 회전하는 축류 팬을 구비한다. 복수의 날개는 각각 부압면, 정압면, 전방 가장자리부 및 후방 가장자리부를 가진다. 부압면은 팬 축심 방향에 있어서의 일측으로서, 공기 흐름 상류측의 익면을 형성한다. 정압면은 부압면의 반대측의 익면을 형성한다. 전방 가장자리부는 회전 방향 전방에 위치된다. 후방 가장자리부는 회전 방향 후방에 위치된다. 날개의 전방 가장자리부에는 복수의 선단부와 복수의 오목부가 각각 번갈아 복수로 배열되는 세레이션이 설치된다. 복수의 선단부와 복수의 오목부는 전방 가장자리부를 따라 번갈아 배열된다. 부압면으로부터 돌출한 복수의 제 1 리브가 날개의 부압면에 설치된다. 정압면으로부터 돌출한 복수의 제 2 리브가 날개의 정압면에 설치된다. 복수의 제 1 리브 및 복수의 제 2 리브는 오목부를 기점으로 하고, 후방 가장자리부를 종점으로 하여 팬 축심을 중심으로 하는 원의 둘레 방향으로 연장된다. 세레이션의 형성 영역에 있어서의 축류 팬의 반경 방향 중앙 위치보다 축류 팬의 내주측의 부분을 세레이션의 내주 부분으로 하고, 축류 팬의 반경 방향 중앙 위치보다 축류 팬의 외주측의 부분을 세레이션의 외주 부분으로 한다. 세레이션의 내주 부분에 있어서의 복수의 제 1 리브 및 복수의 제 2 리브의 개수보다 세레이션의 외주 부분에 있어서의 복수의 제 1 리브 및 복수의 제 2 리브의 개수가 많다. 복수의 제 2 리브의 개수가 복수의 제 1 리브의 개수보다 많다.

이에 따르면, 복수의 제 2 리브를 세레이션의 복수의 오목부 중 일부의 오목부에 대하여 설치하고, 제 2 리브의 개수를 제 1 리브의 개수보다 많게 한다. 이에 따라, 정압면 상을 흐르는 기류의 방향을 일치시킬 수 있기 때문에, 후방 가장자리부로부터 방출되는 기류의 방향이 부압면측과 정압면측에서 동등하게 될 수 있다. 따라서, 후방 가장자리부로부터 방출되는 기류를 안정시킬 수 있다.

따라서, 본 개시에 따르면, 리브를 설치하지 않는 경우와 비교하여, 세레이션의 효과가 향상될 수 있다.

도 1은 제 1 실시 형태에 따른 축류 송풍기의 정면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.
도 3은 팬 축심 방향에서의 공기 흐름 상류측에서 바라본 날개의 상면도이다.
도 4는 도 3의 날개의 사시도이다.
도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 단면도이다.
도 6은 도 4의 Ⅵ부에 있어서의 공기 흐름을 도시한 도면이다.
도 7은 비교예의 축류 송풍기에 따른 날개의 사시도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ부에 있어서의 공기 흐름을 도시한 도면이다.
도 9는 제 2 실시 형태에 따른 날개의 사시도이다.
도 10은 제 3 실시 형태에 따른 날개의 사시도이다.
도 11은 제 4 실시 형태에 따른 날개의 사시도이다.
도 12는 제 5 실시 형태에 따른 날개의 사시도이다.
도 13은 제 6 실시 형태에 따른 날개의 사시도이다.
도 14는 제 1 실시 형태, 제 6 실시 형태 및 비교예에 따른 축류 송풍기의 소음 레벨의 측정 결과를 도시한 도면이다.
도 15는 제 7 실시 형태에 따른 날개의 사시도이다.
도 16은 도 15의 ⅩⅥ-ⅩⅥ선에 따른 단면도이다.
도 17은 다른 실시 형태에 따른 날개의 사시도이다.

이하, 본 개시의 실시 형태에 대하여 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 이하의 각 실시 형태 상호에 있어서, 서로 동일 또는 균등한 부분에는 동일 부호를 붙여 설명한다. 또한, 각 실시 형태에 있어서, 구성 요소의 일부만을 설명하는 경우, 구성 요소의 다른 부분에 대해서는 선행하는 실시 형태에서 설명한 구성 요소를 적용할 수 있다.

(제 1 실시 형태)

본 실시 형태에서는 축방향을 따라 공기를 송풍하는 축류 송풍기(1)에 본 개시의 송풍기를 적용한 예에 대하여 설명한다. 우선, 도 1 및 도 2를 이용하여 본 실시 형태의 축류 송풍기(1)의 전체 구성에 대하여 설명한다. 또한, 도 1은 공기 흐름 상류측에서 바라본 축류 송풍기(1)의 정면도이다. 또한, 도 1 및 도 2에서 상하 방향을 나타낸 화살표(D1), 좌우 방향을 나타낸 화살표(D2), 전후 방향을 나타낸 화살표(D3)는 축류 송풍기(1)를 차량에 탑재한 상태에서의 방향을 나타낸다.

본 실시 형태의 축류 송풍기(1)는 차량용 라디에이터(2)에 장착되어 라디에이터(2)에 공기를 공급하는 차량용 송풍기이다. 라디에이터(2)는 차량의 주행용 엔진의 냉각수와 공기의 열교환에 의해 냉각수를 냉각하는 열교환기이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 축류 송풍기(1)는 라디에이터(2)에 대하여 차량 후방측으로서, 라디에이터(2)를 통과하는 공기 흐름의 하류측에 배치된다. 축류 송풍기(1)는 라디에이터(2)를 통과한 공기를 흡인하여 차량 후방을 향하여 분출하는 것이다.

축류 송풍기(1)는 축류 팬(10), 슈라우드(shroud)(20) 및 모터(30)를 구비한다. 모터(30)는 축류 팬(10)을 회전 구동시키는 전동기이다. 모터(30)는 회전축(31)을 가진다. 모터(30)는 스테이(stay)(32)에 의하여 슈라우드(20)에 고정된다. 스테이(32)는 모터(30)를 지지하는 지지 부재이다.

축류 팬(10)은 모터(30)에 의하여 축류 팬(10)의 팬 축심(CL1)을 중심으로 회전한다. 도 1에서의 화살표(DR1) 방향이 축류 팬(10)의 회전 방향이다. 축류 팬(10)은 모터 부착부(11), 복수의 날개(12) 및 링부(13)를 갖도록 구성된다.

모터 부착부(11)는 모터(30)의 회전축(31)에 부착되는 원통 형상의 부재이다. 모터 부착부(11)는 그의 측벽 외측에서 복수의 날개(12)를 지지한다. 또한, 모터 부착부(11)는 보스부(boss part)로도 불린다.

복수의 날개(12)는 모터 부착부(11)로부터 방사상으로 연장된다. 복수의 날개(12)는 모터 부착부(11) 주위에 주로 등간격으로 배치된다.

링부(13)는 축류 팬(10)의 외주부에 설치된 원환 형상의 부재이다. 보다 구체적으로, 링부(13)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 팬 축심(CL1)을 중심으로 한 원환 형상으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 팬 축심 방향으로 사전결정된 길이 연장된 원통 형상의 부재이다.

링부(13)는 원통 형상의 측벽(131)을 가진다. 링부(13)는 복수의 날개(12) 각각의 외주 단부에 연결된다. 즉, 링부(13)의 측벽(131)에는 복수의 날개(12) 각각에 연결되는 연결부(132)가 형성되어 있다. 또한, 여기에서 말하는 "연결"이란, 별개체로 형성된 날개(12) 및 링부(13)가 연결되어 있는 상태뿐만 아니라, 일체로 형성된 날개(12) 및 링부(13)가 연속되어 있는 상태도 포함하는 의미이다. 본 실시 형태에서 모터 부착부(11), 복수의 날개(12) 및 링부(13)는 폴리프로필렌(polypropylene) 등의 수지에 의해 일체로 성형된다.

링부(13)에는 측벽(131)의 공기 흐름 상류측 단부에 단면 원호 형상의 벨마우스(bell-mouth)(133)가 형성되어 있다.

슈라우드(20)는 라디에이터(2)를 통과한 공기가 축류 팬(10)을 향하여 흐르는 공기 유로(20c)를 형성한다. 슈라우드(20)는 폴리프로필렌 등의 수지로 성형된다. 슈라우드(20)에는 공기가 유입되는 공기 유입구(20a)가 라디에이터(2) 측에 형성되어 있고, 그 반대측에 공기가 유출되는 공기 유출구(20b)가 형성되어 있다. 슈라우드(20) 내부 중 공기 유출구(20b)에 인접한 측에 축류 팬(10)이 배치된다.

보다 구체적으로, 슈라우드(20)는 공기 유입부(21), 공기 유출부(22) 및 중간부(23)를 가진다.

공기 유입부(21)는 공기 유입구(20a)가 형성되어 있는 부분이다. 공기 유입부(21)의 공기 유입 측이 라디에이터(2)에 연결된다. 공기 유입구(20a)는 라디에이터(2)에 대향하여 팬 축심 방향으로 개구되어 있다. 공기 유입구(20a)의 중심 위치는 팬 축심(CL1)과 일치한다.

공기 유입구(20a)의 형상은 라디에이터(2)의 형상에 대응한다. 즉, 공기 유입구(20a)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 팬 축심 방향에서 바라보았을 때, 차량의 상하 방향(D1)으로 연장되는 가장자리보다 차폭 방향(좌우 방향)(D2)으로 연장되는 가장자리가 긴, 가로방향으로 긴 직사각형 형상이다. 이 때문에, 차량의 좌우 방향(D2)에 있어서의 공기 유입부(21)의 내벽과 축류 팬(10) 간의 거리(L2)는 상하 방향(D1)에 있어서의 공기 유입부(21)의 내벽과 축류 팬(10) 간의 거리(L1)보다 크다.

공기 유출부(22)는 공기 유출구(20b)가 형성되어 있는 부분으로서, 내부에 축류 팬(10)이 배치된다. 축류 팬(10)이 회전하기 때문에, 공기 유출부(22)에 있어서 링부(13) 및 슈라우드(20)가 이격되어 클리어런스부(clearance part)(24)가 형성된다. 즉, 공기 유출부(22)에 따라 본 실시 형태에 있어서 공기 유출부(22)는 링부(13)의 반경 방향 외측에서 링부(13)에 대향하는 통 형상의 부분을 구성한다.

공기 유출구(20b)는 팬 축심 방향으로 개구되어 있다. 공기 유출구(20b)의 형상은 축류 팬(10)의 형상에 대응한다. 즉, 팬 축심 방향에서 바라보았을 때 공기 유출구(20b)는 원 형상이다. 공기 유출구(20b)의 중심 위치는 팬 축심(CL1)과 일치한다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 공기 유출구(20b)의 반경이 링부(13)의 하류측 단부의 내경과 동일하게 되도록, 공기 유출부(22)의 공기 흐름 최하류부(221)는 링부(13)와 대향하는 부분(222)보다 내측으로 돌출된다. 공기 유출부(22)의 공기 흐름 최하류부(221)와 링부(13)의 사이에 클리어런스부(24)로 공기가 유입되는 공기 입구(25)가 형성된다.

중간부(23)는 공기 유입부(21)로부터 공기 유출부(22)까지 공기를 유도하는 공기 유로를 형성한다. 중간부(23)에서는 좌우 방향(D2)에 있어서의 공기 유입부(21)의 내벽과 축류 팬(10)의 거리(L2)는 공기 유입부(21)로부터 공기 유출부(22)로 향해 가면서 서서히 작아진다. 따라서, 중간부(23)의 유로 단면적(개구 면적)이 공기 유입부(21)로부터 공기 유출부(22)로 향해 가면서 서서히 작아진다.

공기 유입부(21)와 공기 유출부(22) 사이에는 중간부(23)가 개재되기 때문에, 슈라우드(20) 내부의 공기 유로(20c)의 유로 단면적은 공기 유입부(21)로부터 공기 유출부(22)로 향해 가면서 축소된다.

이와 같은 구성의 축류 송풍기(1)에서는 모터(30)의 회전축(31)의 회전에 의해 축류 팬(10)이 회전하면, 도 2에서의 화살표(F1)와 같이, 라디에이터(2)를 통과한 공기가 축류 팬(10)으로 흡입되고, 축류 팬(10)으로부터 팬 축심(CL1)으로 평행하게 분출된다.

이때, 축류 팬(10)의 회전에 의해 공기 유로(20c) 내의 공기가 공기 유출구(20b)로 보내어진다. 따라서, 슈라우드(20) 내에 있어서 공기 유출구(20b) 측의 위치(A1)에서의 압력이 축류 팬(10)의 공기 흡입측의 위치(A2)에서의 압력보다 높다. 이 때문에, 도 2에서의 화살표(F2)와 같이, 축류 팬(10)으로부터 유출된 공기의 일부가 공기 입구(25)로부터 클리어런스부(24)를 지나 축류 팬(10)의 흡입측으로 역류한다. 본 실시 형태에서는 축류 팬(10)의 외주에 링부(13)가 설치되어 있기 때문에, 링부(13)를 설치하지 않는 경우와 비교하여, 역류(F2)가 감소하게 된다. 또한, 링부(13)의 선단측에 벨마우스(133)가 설치되어 있기 때문에, 벨마우스(133)를 설치하지 않는 경우와 비교하여, 역류(F2)가 합류하는 축류 팬(10)의 공기 유입측의 난류가 억제된다.

다음으로, 도 3, 도 4 및 도 5를 이용하여 본 실시 형태의 축류 송풍기(1)의 주요한 특징 부분에 대하여 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 날개(12) 각각은 팬 축심 방향에 있어서의 공기 흐름 상류측에 배치되는 부압면(121) 및 부압면(121)의 반대측에 배치되는 정압면(122)으로 이루어진 익면(blade surfaces)이 형성되어 있다. 즉, 복수의 날개(12) 각각은 팬 축심 방향에 있어서의 일측으로서 공기 흐름 상류측의 익면을 형성하는 부압면(121) 및 팬 축심 방향에 있어서의 타측으로서 부압면(121)의 반대측의 익면을 형성하는 정압면(122)을 가진다. 복수의 날개(12) 각각은 회전 방향(DR1)의 전방에 위치되는 전방 가장자리부(front edge)(123) 및 회전 방향(DR1)의 후방에 위치되는 후방 가장자리부(rear edge)(124)를 더 가진다. 복수의 날개(12)는 각각 사전결정된 영각(attack angle)(α), 사전결정된 익현(blade chord) 길이(L12)를 가진다.

그리고, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 날개(12) 각각은 전방 가장자리부(123)를 가지고, 전방 가장자리부(123)는 세레이션(40)을 가진다. 세레이션(40)은 복수의 선단부(41) 및 복수의 오목부(42)를 가지고, 복수의 선단부(41)와 복수의 오목부(42)는 전방 가장자리부(123)를 따라 번갈아 배열된다. 또한, 날개(12)의 부압면(121)에는 부압면(121)의 표면으로부터 돌출된 복수의 리브(ribs)(51)가 설치된다.

세레이션(40)은 삼각형상의 돌기부가 복수로 배열된 것이다. 돌기부 중 돌기부의 선단을 포함하는 부분이 선단부(41)이고, 이웃하는 돌기부 사이의 함몰된 곳이 오목부(42)이다.

각 리브(51)는 전방 가장자리부(123)의 오목부(42)를 기점(51a)으로 하여 후방 가장자리부(124)를 향하여 연장된다. 즉, 각 리브(51)는 전방 가장자리부(123) 중 오목부(42)에 대응하는 위치를 기점(51a)으로 하여 후방 가장자리부(124)를 향하여 연장된다. 구체적으로, 전방 가장자리부(123) 중 오목부(42)에 대응하는 위치를 기점(51a)으로 하고, 후방 가장자리부(124) 상의 위치를 종점(51b)으로 한다. 예를 들면, 이때, 각 리브(51)는 기점(51a)에서 종점(51b)까지 연속적으로 연장된다. 바꾸어 말하면, 각 리브(51)는 전방 가장자리부(123)의 오목부(42)로부터 후방 가장자리부(124)에 걸쳐 배치된다. 각 리브(51)는 서로 평행하게 연장된다.

보다 상세하게는, 각 리브(51)의 기점(51a)은 오목부(42) 중 가장 바닥의 부분에 위치된다. 또한, 종점(51b)은 후방 가장자리부(124) 상의, 팬 축심(CL1)을 중심으로 하는 원주 방향에 있어서 기점(51a)과 대응하는 점이다. 따라서, 각 리브(51)는 축류 팬(10)의 팬 축심(CL1)을 중심으로 하는 원주 방향으로 평행하게 연장된다. 바꾸어 말하면, 각 리브(51)의 중심축은 축류 팬(10)의 팬 축심(CL1)의 위치를 중심으로 하여 각 리브(51)가 설치된 기점을 지나는 원호 형상으로 연장된다.

본 실시 형태에서는 복수의 오목부(42)의 모두에 대하여 리브(51)가 설치된다. 따라서, 세레이션(40)의 오목부(42)의 개수와 리브(51)의 개수가 일치한다.

또한, 각 리브(51)의 높이(h1)는 익면 상에 형성되는 기류의 경계층보다 높아지도록 설정된다. 또한, 날개(12)를 기준으로 하는 날개(12) 주위의 공기 흐름의 상대 속도는 날개(12)의 내주측이 외주측보다 느리다. 따라서, 후술하는 부압면(121) 상에 있어서의 하강류(F5)를 동반한 주류(F4)의 흐름은 날개(12)의 내주측일수록 부압면(121)으로부터 박리되기 어렵다. 이 때문에, 날개(12)의 내주측에서의 리브(51)의 높이(h1)가 날개(12)의 외주측에서의 리브(51)의 높이(h1)보다 낮게 되어도, 후술하는 리브(51)에 의한 효과가 얻어질 수 있다.

따라서, 본 실시 형태에서는 축류 팬(10)의 외주측으로부터 내주측으로 향해 갈수록 각 리브(51)의 높이(h1)가 낮아지도록 설정되어 있다. 바꾸어 말하면, 축류 팬(10)의 반경 방향 내측(내주측)으로부터 반경 방향 외측(외주측)으로 향해 갈수록 각 리브(51)의 높이(h1)가 높아지도록 설정된다.

여기서, 본 실시 형태의 축류 송풍기(1)와 도 7에 도시된 비교예의 축류 송풍기(J1)를 비교한다. 비교예의 축류 송풍기(J1)는 날개(12)의 부압면(121)에 리브(51)가 형성되어 있지 않다는 점만이 본 실시 형태의 축류 송풍기(1)와 상이하다.

도 1 및 도 2에 도시된 본 실시 형태 및 비교예의 축류 송풍기(1, J1)에 있어서, 축류 팬(10)으로 유입되는 공기 흐름은 축류 팬(10)의 팬 축심(CL1)에 수직인 방향, 즉, 팬 축심(CL1)을 향하는 방향의 속도 성분을 가진다. 또한, 축류 팬(10)을 통과하는 공기 흐름의, 날개를 기준으로 하는 상대 속도는 축류 팬(10)의 외주측보다 내주측이 빠르다. 이들에 의해 축류 팬(10)의 외주 부분에서의 공기 흐름은 축소류(contracted flow)로 된다. 또한, 축소류가 발생하는 요인의 하나로서는, 슈라우드(20) 내부의 공기 통로의 유로 단면적이 공기 유입부(21)로부터 공기 유출부(22)에 이르는 과정에서 축소되는 것을 들 수 있다.

또한, 본 실시 형태 및 비교예의 축류 송풍기(1, J1)에서는 좌우 방향(D2)에 있어서의 공기 유입부(21)의 내벽과 축류 팬(10)의 거리(L2)가 상하 방향(D1)에 있어서의 공기 유입부(21)의 내벽과 축류 팬(10)의 거리(L1)보다 길기 때문에 축류 팬(10)을 통과하는 공기 흐름은 좌우 방향에 있어서 축소류의 경향이 강해지게 된다. 즉, 본 실시 형태의 구성에서는 슈라우드(20) 내부에 있어서의 공기 통로의 유로 단면적의 축소 정도가 상하 방향보다 좌우 방향에서 크기 때문에, 좌우 방향에 있어서 축소류의 경향이 강해지게 된다.

또한, 본 실시 형태 및 비교예의 축류 송풍기(1, J1)에 있어서, 링부(13)의 내주면 근처에 있어서의 연결부(132)의 공기 흐름 하류측의 영역(A3)(도 2 참조)에 공기 흐름의 정체(stagnation)가 발생한다. 이러한 정체의 발생에 의해 상기한 축류 팬(10)의 외주측과 내주측의 유속차가 확대되기 때문에, 축류 팬(10)의 외주 부분의 축소류가 촉진된다. 이에 따라, 본 실시 형태 및 비교예의 축류 송풍기(1, J1)에 있어서, 1개의 날개(12)에 있어서의 익면 상의 기류의 방향은 익면 상의 팬 반경 방향에서의 위치에 따라 상이하게 된다. 구체적으로, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 날개(12)에 유입되는 기류(F3)의 방향이 날개(12)의 내주측과 외주측에서 상이하다. 날개(12)의 내주측으로 유입되는 기류(F3a)는 팬 축심(CL1)을 중심으로 하는 원의 둘레 방향을 향하고, 날개(12)의 외주측으로 유입되는 기류(F3b)는 날개(12)의 내주측으로 유입되는 기류(F3a)보다 팬 축심(CL1)측을 향한다.

이 때문에, 도 8에 도시된 바와 같이, 비교예에서는 세레이션(40)에 의하여 생성된 하강류(F5)를 동반하는 주류(F4)가 부압면(121) 상에서 충돌하며, 기류의 교란(turbulence)(F6)이 발생한다. 그 결과, 세레이션(40)의 효과, 즉, 부압면(121) 상에서의 주류(F4)의 박리의 억제 효과가 충분히 발휘되지 않게 된다. 또한, 도 8에서의 하강류(F5)는, 날개(12)의 전방 가장자리부(123)로 기류(F3)가 유입될 때, 선단부(41)의 사선 부분으로부터 날개(12)의 부압면(121)측으로 돌아 들어가서 부압면(121)을 향하여 하강하는 공기 흐름이다. 또한, 도 8에서의 주류(F4)는 날개(12)의 부압면(121) 상을 선단부(41)의 정상부로부터 날개(12)의 후방 가장자리부(124)를 향하는 공기 흐름이다. 또한, 도 8에서의 일점쇄선은 주류(F4)의 흐름 방향을 부압면(121)에 투영한 것이다. 도 6에서의 일점쇄선 또한 도 8에서의 일점쇄선과 동일하다.

이에 대하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에서는 복수의 리브(51)에 의하여 부압면(121) 상을 흐르는 기류의 방향을 일치시킬 수 있기 때문에, 세레이션(40)에 의하여 생성된 하강류(F5)를 동반하는 주류(F4)의 충돌이 방지될 수 있다. 이 때문에, 세레이션(40)에 의하여 생성된 하강류(F5)에 의한 부압면(121) 상에서의 주류(F4)의 박리의 억제 효과가 발휘될 수 있다. 그 결과, 익면 근처의 기류의 교란을 완화시킬 수 있기 때문에, 소음 발생의 요인인 익면 압력 변동을 억제하는 것이 가능하게 되어, 저소음화가 가능하게 된다.

여기서, 세레이션(40)의 선단부(41)는, 날개(12)의 전방 가장자리부(123)로 유입되는 기류가 날개(12)의 부압면(121)측으로 돌아 들어갈 때, 날개(12)의 부압면(121)측으로 하강하는 하강류(세로 소용돌이(vertical vortex))를 생성하는 부위이다.

이에 대하여, 세레이션(40)의 오목부(42)는, 세레이션(40)에 있어서 날개(12)의 부압면(121)측에 있어서의 하강류의 생성에 전혀 기여하지 않고, 오히려 날개(12)의 부압면(121)측의 하강류를 흐트러뜨리는 기류를 생성하는 부위로 된다.

이 점을 감안하여, 본 실시 형태에서는 리브(51)의 기점(51a)을 세레이션(40)에 있어서의 하강류의 생성에 기여하지 않는 오목부(42)에 설정한다. 이에 따르면, 리브(51) 자체가 세레이션(40)에 있어서의 하강류의 생성을 저해하는 요인으로 되지 않기 때문에, 세레이션(40)에 있어서의 주류의 박리의 억제 효과가 충분히 발휘될 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 날개(12)의 부압면(121)측에 리브(51)를 설치함으로써, 날개(12)의 익면을 따라 흐르는 기류 및 날개(12)의 외측에 있어서의 기류(예를 들면, 클리어런스부(24)를 흐르는 기류) 간의 간섭을 억제할 수 있다. 이에 따르면, 날개(12)의 익면에 있어서의 기류의 교란에 의한 난류 소음(turbulence noise)(광대역 소음)의 발생이 억제될 수 있다. 또한, 익면을 따라 흐르는 기류와 날개(12)의 외측에 있어서의 기류 간의 간섭에 의한 회전 소음(rotation noise)의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다.

특히, 본 실시 형태에서는, 축류 팬(10)의 반경 방향 내측으로부터 반경 방향 외측으로 향해 갈수록, 리브(51)의 돌출 방향의 높이를 높게 하고 있기 때문에, 익면을 따른 기류와 날개(12)의 외측에 있어서의 기류의 간섭에 의한 회전 소음의 발생이 보다 효과적으로 억제될 수 있다.

(제 2 실시 형태)

본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여 리브(51)의 개수를 감소시킨 것으로, 그 밖의 구성은 제 1 실시 형태와 동일하다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에서는 복수의 리브(51)가 세레이션(40)의 복수의 오목부(42) 중에서 1개 걸러 배열되는 오목부(42)에만 설치된다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 오목부(42)의 개수보다 리브(51)의 개수가 적게 되므로, 오목부(42)의 개수와 리브(51)의 개수가 일치하지 않게 된다.

본 실시 형태와 같이, 리브(51)의 개수가 오목부(42)의 개수보다 적더라도, 부압면(121)에 리브(51)가 설치되지 않은 경우와 비교하여, 세레이션(40)에 의하여 생성된 하강류(F5)에 의한 부압면(121) 상에서의 주류(F4)의 박리의 억제 효과가 발휘될 수 있다.

또한, 부압면(121)에 복수의 리브(51)가 설치되면, 부압면(121) 상을 흐르는 기류 내에 새로운 고정 벽면이 생성되어, 리브(51) 그 자체에 의해 새로운 소용돌이의 발생이 초래된다. 이 때문에, 불필요하게 리브(51)를 설치하는 것은 바람직하지 않고, 본 실시 형태와 같이, 설치하는 리브(51)의 개수를 가능한 한 적게 설정하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 오목부(42)의 모두에 대하여 리브(51)를 설치하는 경우와 비교하여 리브(51)로부터 새로운 소용돌이가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태는, 날개(12)의 외주측과 내주측에서의 기류의 방향의 차이가 작으며, 오목부(42)의 모두에 대하여 리브(51)를 설치하지 않더라도, 복수의 오목부(42)의 일부에만 리브(51)를 설치하는 것으로도, 부압면(121) 상에서의 주류(F4)의 박리의 억제 효과가 충분히 얻어지는 경우에 효과적이다.

(제 3 실시 형태)

본 실시 형태는, 제 2 실시 형태와 마찬가지로, 제 1 실시 형태보다 리브(51)의 개수가 적다. 또한, 세레이션(40) 중 내주 부분에 있어서의 리브(51)의 개수보다 외주 부분에 있어서의 리브(51)의 개수보다 많다. 그 밖의 구성은 제 1 실시 형태와 동일하다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에서는 내주측으로부터 1번째와 2번째에 위치되는 오목부(42)를 제외하고, 외주측으로부터 1번째에서 5번째에 위치되는 오목부(42)의 각각에 대하여 리브(51)가 설치된다.

여기서, 세레이션(40)의 형성 영역에 있어서의 축류 팬(10)의 반경 방향 중앙 위치보다 축류 팬(10)의 내주측 부분을 세레이션(40)의 내주 부분으로 한다. 또한, 세레이션(40)의 형성 영역에 있어서의 축류 팬(10)의 반경 방향 중앙 위치보다 축류 팬(10)의 외주측 부분을 세레이션(40)의 외주 부분으로 한다. 이때, 본 실시 형태에서는, 외주측으로부터 1, 2, 3번째의 오목부(42)가 세레이션(40)의 외주 부분에 위치되며, 내주측으로부터 1, 2, 3번째의 오목부(42)가 세레이션(40)의 내주 부분에 위치된다. 본 실시 형태에서는, 세레이션(40)의 외주 부분에 3개의 리브(51)가 설치되며, 세레이션(40)의 내주 부분에 1개의 리브(51)가 설치된다. 따라서, 본 실시 형태에서는 세레이션(40)의 내주 부분에 있어서의 리브(51)의 개수보다 외주 부분에 있어서의 리브(51)의 개수가 많다.

이상의 설명과 같이, 본 실시 형태에서는, 복수의 리브(51)가 세레이션(40)의 복수의 오목부(42)에서 일부의 오목부(42)에만 설치되기 때문에, 제 2 실시 형태와 동일한 효과가 발휘된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 복수의 리브(51)가 세레이션(40)의 내주 부분보다 외주 부분에 많이 설치된다. 이에 따라, 하기의 이유에 의해 복수의 리브(51)가 복수의 오목부(42) 중 일부의 오목부(42)에만 설치되는 경우에 있어서, 부압면(121) 상에서의 주류(F4)의 박리의 억제 효과가 충분히 발휘될 수 있다.

축류 팬(10)의 내주측은 링부(13) 근처에 발생하는 정체의 영향을 받기 어렵기 때문에, 축소류의 경향이 약하고, 축류 팬(10)의 외주측은 링부(13) 근처에 발생하는 정체의 영향에 의해 축소류의 경향이 강하다. 이 때문에, 세레이션(40)의 내주 부분의 리브(51)의 개수를 적게 하고 외주 부분의 리브(51)의 개수를 많게 함으로써, 부압면(121) 상을 흐르는 기류의 방향을 일치시킬 수 있어 세레이션(40)에 의하여 생성된 하강류를 동반하는 주류의 충돌이 방지될 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 세레이션(40)의 외주 부분에 3개의 리브(51)가 설치되고, 세레이션(40)의 내주 부분에 1개의 리브(51)가 설치되지만, 세레이션(40)의 내주 부분보다 외주 부분이 리브(51)의 설치수가 많다는 관계가 만족되면, 세레이션(40)의 외주 부분과 내주 부분의 각각에 있어서의 리브(51)의 설치 개수가 변경되어도 좋다. 예를 들면, 외주측으로부터 1, 2, 3번째에 위치되는 오목부(42)에만 리브(51)가 설치되고, 리브(51)의 개수를 세레이션(40)의 외주 부분은 3으로 하고, 내주 부분은 0으로 하여도 좋다.

(제 4 실시 형태)

본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여 날개(12)의 정압면(122)에 리브(52)의 설치를 추가한 것으로, 그 밖의 구성은 제 1 실시 형태와 동일하다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 날개(12)의 부압면(121)에 있어서, 세레이션(40)의 복수의 오목부(42)의 모두에 대하여 리브(51)가 설치된다. 또한, 날개(12)의 정압면(122)에 있어서도, 세레이션(40)의 복수의 오목부(42)의 모두에 대하여 리브(52)가 설치된다. 이하에서는 부압면(121)에 설치된 리브(51)를 제 1 리브(51)라 하며, 정압면(122)에 설치된 리브(52)를 제 2 리브(52)라 한다.

제 1 실시 형태와 마찬가지로, 전방 가장자리부(123)의 오목부(42)를 기점(52a)으로 하고 후방 가장자리부(124)를 종점(52b)으로 하여 연속적으로 연장된다. 바꾸어 말하면, 전방 가장자리부(123) 중 오목부(42)에 대응하는 위치를 기점(52a)으로 하고 후방 가장자리부(124) 상의 위치를 종점(52b)으로 한다. 이때, 제 1 실시 형태에서 설명한 복수의 제 1 리브(51)와 마찬가지로, 복수의 제 2 리브(52)는 각각 기점(52a)에서 종점(52b)까지 연속적으로 연장된다. 다만, 복수의 제 2 리브(52) 각각의 높이(h2)는 모두 동일하고, 최외주에 위치되는 제 1 리브(51)의 높이(h1)와 동일하다.

그런데, 제 1 실시 형태와 같이, 날개(12)의 부압면(121)과 정압면(122) 중 부압면(121)에만 리브(51)가 설치된 경우, 날개(12)의 후방 가장자리부(124)로부터 방출되는 기류는 부압면(121)측에서는 리브(51)를 따라 방출되고, 정압면(122)측에서는 축소류에 따라 방출된다. 이 때문에, 날개(12)의 후방 가장자리부(124)로부터 방출되는 기류의 방향이 정압면(122)측과 부압면(121)측에서 상이하게 되므로, 날개(12)의 후방 가장자리부(124)로부터 방출되는 기류에 교란이 발생하게 된다.

이에 대하여, 본 실시 형태에서는 부압면(121)에 복수의 제 1 리브(51)가 설치되고, 또한 정압면(122)에도 복수의 제 2 리브(52)가 설치된다. 이에 따라, 날개(12)의 후방 가장자리부(124)로부터 방출되는 기류의 방향이 부압면(121)측과 정압면(122)측에서 동등하게 될 수 있어서, 날개(12)의 후방 가장자리부(124)로부터 방출되는 기류를 안정시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 세레이션(40)의 오목부(42)의 개수와 제 1 리브(51)의 개수와 제 2 리브(52)의 개수가 일치하고, 제 1 리브(51)와 제 2 리브(52)가 일대일로 대응되도록 설치된다. 이 때문에, 날개의 후방 가장자리부(124)로부터 방출되는 기류를 안정시키는 효과가 보다 향상된다.

또한, 부압면(121)측과 정압면(122)측에서 날개(12)의 후방 가장자리부(124)로부터 방출되는 기류의 방향을 일치시키는 관점에서는, 본 실시 형태와 같이, 팬 축심 방향에 있어서 제 1 리브(51)와 중첩되도록 제 2 리브(52)를 설치하는 것이 바람직하다.

(제 5 실시 형태)

본 실시 형태는 제 4 실시 형태에 대하여 제 1 리브(51)의 개수와 제 2 리브(52)의 개수를 감소시킨 것으로, 그 밖의 구성은 제 4 실시 형태와 동일하다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 복수의 제 1 리브(51)가 세레이션(40)의 복수의 오목부(42)에서 일부의 오목부(42)에만 설치된다. 구체적으로, 제 2 실시 형태와 마찬가지로, 제 1 리브(51)가 전방 가장자리부(123)에 배열되는 복수의 오목부(42) 중 1개 걸러 배열되는 오목부(42)에만 각각 설치된다. 이 때문에, 본 실시 형태에 따르면, 제 2 실시 형태와 동일한 효과가 발휘된다.

또한, 본 실시 형태에서는 복수의 제 2 리브(52)가 세레이션(40)의 복수의 오목부(42)에서 일부의 오목부(42)에만 설치된다. 구체적으로, 제 2 리브가 외주측으로부터 1, 2, 3번째의 오목부(42)에 대하여 각각 설치된다.

여기서, 제 2 실시 형태에서의 설명과 같이, 날개(12)의 익면에 복수의 리브를 설치하는 것은 익면 상을 흐르는 기류 안에 새로운 고정 벽면을 생성하게 되므로, 리브 그 자체에 의해 새로운 소용돌이의 발생이 초래된다. 본 실시 형태에 따르면, 제 2 리브(52)의 개수를 오목부(42)의 개수보다 적기 때문에, 오목부(42)의 모두에 대하여 제 2 리브(52)를 설치하는 경우와 비교하여 제 2 리브(52)에 의해 새로운 소용돌이의 발생이 억제될 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 제 2 리브(52)의 개수는 제 1 리브(51)의 개수보다 적다. 또한, 세레이션(40) 중 내주 부분에 있어서의 제 2 리브(52)의 개수보다 외주 부분에 있어서의 제 2 리브(52)의 개수가 많다. 제 3 실시 형태에서의 설명과 같이, 축류 팬(10)의 내주측보다 외주측이 축소류의 경향이 강하다. 따라서, 제 2 리브(52)의 개수를 적게 하는 경우, 제 2 리브(52)를 세레이션(40) 중 내주 부분보다 외주 부분에 많이 설치하는 것이 효과적이다.

(제 6 실시 형태)

본 실시 형태는, 제 5 실시 형태와 마찬가지로, 제 4 실시 형태에 대하여 제 1 리브(51)의 개수와 제 2 리브(52)의 개수를 감소시킨 것이다. 다만, 본 실시 형태는 제 2 리브(52)의 개수가 제 1 리브(51)의 개수보다 많은 점 등이 제 5 실시 형태와 상이하다.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에서는 복수의 제 1 리브(51)를 내주측으로부터 1, 2, 3번째에 위치되는 오목부(42)에 설치하지 않고, 외주측으로부터 1, 2, 3, 4번째에 위치되는 오목부(42)의 각각에 대하여 설치한다. 또한, 복수의 제 2 리브(52)를 최내주측에 위치되는 오목부(42)에 설치하지 않고, 외주측으로부터 1, 2, 3, 4, 5, 6번째의 오목부(42)에 대하여 제 2 리브(52)를 설치한다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는 세레이션(40)의 내주 부분에 있어서의 제 1 리브(51)의 개수보다 외주 부분에 있어서의 제 1 리브(51)의 개수가 많다. 또한, 세레이션(40)의 내주 부분에 있어서의 제 2 리브(52)의 개수보다 외주 부분에 있어서의 제 2 리브(52)의 개수가 많다. 이에 따라, 본 실시 형태에 있어서도, 제 3, 제 5 실시 형태와 동일한 효과가 발휘된다.

그런데, 하나의 날개(12)의 부압면(121)을 통과한 기류가 축류 팬(10)의 회전 방향(DR1)에 있어서의 다음의 날개(12)의 정압면(122)에 도달한다. 이 때문에, 하나의 날개(12)의 정압면(122)과 부압면(121)에서는 정압면(122)이 부압면(121)보다 축소류 또는 난류의 영향이 강하다.

따라서, 복수의 제 2 리브(52)가 세레이션(40)의 복수의 오목부(42)에서 일부의 오목부(42)에 대하여 설치되는 경우에는, 본 실시 형태와 같이, 제 2 리브(52)의 개수를 제 1 리브(51)의 개수보다 많게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 정압면(122) 상을 흐르는 기류의 방향을 일치시킬 수 있기 때문에, 날개(12)의 후방 가장자리부(124)로부터 방출되는 기류의 방향이 부압면(121)측과 정압면(122)측에서 동등하게 될 수 있으므로, 날개(12)의 후방 가장자리부(124)로부터 방출되는 기류를 안정시킬 수 있다.

여기서, 도 14에 제 1 실시 형태, 제 6 실시 형태 및 비교예에 있어서의 축류 송풍기의 소음 레벨의 측정 결과를 도시한다. 또한, 비교예의 축류 송풍기(J1)는 제 1 실시 형태의 축류 송풍기(1)에 있어서 부압면(121)에 설치한 리브(51)를 삭제한 것이다. 또한, 세레이션(40)의 오목부(42)의 개수를 N으로 하였을 때, 제 1 실시 형태의 축류 송풍기(1)는 제 1 리브(51)의 개수를 오목부(42)와 동일 개수의 N으로 한 것이며, 제 6 실시 형태의 축류 송풍기(1)는 제 1 리브(51)의 개수를 N―3으로 하고, 제 2 리브(52)의 개수를 N―1로 한 것이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 비교예와 비교하여 제 1 실시 형태의 축류 송풍기는 소음이 저감되며, 제 6 실시 형태의 축류 송풍기는 더욱 소음이 저감되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 측정 결과로부터, 본 실시 형태가 가장 저소음화가 가능한 것을 알 수 있다.

(제 7 실시 형태)

다음으로, 제 7 실시 형태에 대하여 도 15 및 도 16을 이용하여 설명한다. 도 15는 본 실시 형태에 있어서의 날개(12)의 사시도이다. 도 16은 도 15의 ⅩⅥ-ⅩⅥ선 단면도이다. 또한, 도 15에 도시된 ⅩⅥ-ⅩⅥ선은 날개(12)의 둘레 방향(익현 방향)의 중앙부를 지나는 곡선이다. 따라서, 도 16은 날개(12)를 둘레 방향(익현 방향)의 중앙부에서 절단하였을 때의 날개(12)의 절단면을 도시한다.

본 실시 형태에서는 날개(12)에 있어서의 정압면(122)에 대하여 복수의 제 2 오목부(53)를 추가하는 점이 제 1 실시 형태와 상이하다. 본 실시 형태에서는 제 1 실시 형태와 동일하거나 균등한 부분에 대한 설명을 생략하거나 간략화하여 설명한다.

도 15에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 세레이션(40)의 각 오목부(42)의 전체에 대응하도록 날개(12)의 부압면(121)측에 리브(51)가 설치된다.

여기서, 제 4 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 날개(12)의 부압면(121)측과 정압면(122)측에서는 기류의 방향이 상이한 경향이 있다. 그리고, 날개(12)의 부압면(121)측과 정압면(122)측에서 기류의 방향이 상이하면, 날개(12)의 후방 가장자리부(124)에서 부압면(121)측에 있어서의 기류와 정압면(122)측에 있어서의 기류가 교차할 때, 소음의 발생 요인으로서의 3차원적인 소용돌이가 발생하게 된다.

따라서, 도 16에 도시된 바와 같이, 날개(12)의 정압면(122)에는 날개(12)의 부압면(121)측에 설치한 각 리브(51)에 대응하여 부압면(121)측에 함몰된 제 2 오목부(53)가 복수로 설치된다. 즉, 본 실시 형태에서는 세레이션(40)에 있어서의 전체의 오목부(제 1 오목부)(42)에 대하여 제 2 오목부(53)가 형성되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는 세레이션(40)에 있어서의 제 1 오목부(42)의 개수와 제 2 오목부(53)의 개수가 일치한다.

제 2 오목부(53) 각각은 날개(12)의 정압면(122)측의 기류를 정류시키는 기능을 수행한다. 여기서, 각 오목부(53)는 날개(12)의 정압면(122)측에 있어서의 전방 가장자리부(123)의 제 1 오목부(42)를 기점(52a)으로 하고, 후방 가장자리부(124)를 종점(52b)으로 하여 연속적으로 연장된다. 바꾸어 말하면, 날개(12)의 정압면(122)측에 있어서의 전방 가장자리부(123) 중 제 1 오목부(42)에 대응하는 위치를 기점(52a)으로 하고, 후방 가장자리부(124) 상의 위치를 종점(52b)으로 한다. 본 실시 형태의 제 2 오목부(53) 각각은 기점(52a)에서 종점(52b)까지 연속적으로 연장된다. 구체적으로, 본 실시 형태의 각 제 2 오목부(53)는 축류 팬(10)의 팬 축심(CL1)을 중심으로 하는 원주 방향을 따라 연장된다.

본 실시 형태에서는, 각 제 2 오목부(53)는 단면이 V자 형상인 홈으로 구성된다. 또한, 날개(12)의 강도를 확보하는 관점에서, 각 제 2 오목부(53)의 폭이 리브(51)의 폭 이하이며, 각 제 2 오목부(53)의 깊이가 날개(12)의 판두께의 절반 이하로 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

그 밖의 구성은 제 1 실시 형태와 동일하다. 본 실시 형태의 구성에 따르면, 복수의 리브(51)에 의하여, 세레이션(40)에 의하여 생성된 하강류를 동반하는 주류의 충돌이 억제될 수 있기 때문에, 세레이션(40)에 있어서의 주류의 박리의 억제 효과가 발휘될 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 날개(12)에 있어서의 정압면(122)에 대하여 복수의 제 2 오목부(53)가 설치되도록 구성된다. 이에 따르면, 날개(12)의 정압면(122)측에 있어서의 기류가 각 제 2 오목부(53)를 따라 세레이션(40)의 오목부(42)로부터 날개(12)의 후방 가장자리부(124)를 향하여 흐름으로써 정류된다. 이 때문에, 날개(12)의 부압면(121)측과 정압면(122)측에서 기류의 방향을 일치시키기 용이하게 되므로, 날개(12)의 후방 가장자리부(124)에서 부압면(121)측에 있어서의 기류와 정압면(122)측에 있어서의 기류가 교차할 때의 3차원적인 소용돌이의 발생이 억제될 수 있다.

그 결과, 날개(12)의 익면에 있어서의 기류의 교란에 의한 소음의 발생을 충분히 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 날개(12)의 익면에 있어서의 기류의 교란이 억제됨으로써, 모터(30)의 구동 토크를 억제할 수 있기 때문에, 축류 송풍기(1)의 팬 효율의 향상이 도모될 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 리브(51)의 개수와 제 2 오목부(53)의 개수가 세레이션(40)의 오목부(42)의 개수와 일치하며, 리브(51)와 제 2 오목부(53)가 일대일로 대응하여 설치된다. 이 때문에, 날개의 후방 가장자리부(124)로부터 방출되는 기류를 안정시키는 효과가 보다 향상된다.

또한, 부압면(121)측과 정압면(122)측에서 날개(12)의 후방 가장자리부(124)로부터 방출되는 기류의 방향을 일치시키는 관점에서는, 본 실시 형태와 같이, 팬 축심 방향에 있어서 리브(51)와 중첩되도록 제 2 오목부(53)가 설치되는 것이 바람직하다. 이는 제 2 오목부(53)의 형성에 동반하는 날개(12)의 강도 저하를 억제하는 관점에서도 효과적이다.

(다른 실시 형태)

본 개시는 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 아래와 같이 본 개시의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 적절하게 변경될 수 있다.

(1) 상기 각 실시 형태에서는 리브(제 1 리브)(51) 및 제 2 리브(52)는 어느 쪽도 오목부(42)를 기점으로 하며 후방 가장자리부(124)를 종점(51b, 52b)으로 하고 있지만, 도 17에 도시된 바와 같이, 날개(12)의 전방 가장자리부(123)와 후방 가장자리부(124)의 사이의 위치를 종점(51b, 52b)으로 하여도 좋다. 즉, 상기 각 실시 형태에서는 제 1 리브(51) 및 제 2 리브(52)는 어느 쪽도 익현 길이 방향의 전체 범위에서 연장되는 형상이지만, 오목부(42)로부터 익현 길이 방향의 일부 범위에서만 연장되는 형상이어도 좋다.

이와 같이 하여도, 날개(12)의 익면(121, 122)에 리브(51, 52)가 설치되지 않는 경우와 비교하여, 익면 상의 기류의 방향이 일치될 수 있기 때문에, 상기 각 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다. 다만, 익면 상의 기류의 방향을 일치시키는 효과를 향상시키는 관점에서는, 제 1 리브(51) 및 제 2 리브(52)는 어느 쪽도 후방 가장자리부(124)의 위치를 종점(51b, 52b)으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는 제 1 리브(51) 및 제 2 리브(52)는 어느 쪽도 원호 형상으로 연장되는 형상이지만, 후방 가장자리부(124)를 향하여 연장된 형상이라면 다른 형상이어도 좋다. 예를 들면, 제 1 리브(51) 및 제 2 리브(52)는 팬 축심(CL1)을 중심으로 하고, 각 리브(51, 52)의 기점(51a, 52a)을 지나는 원에 있어서 기점(51a, 52a)을 지나는 접선으로 평행하게 연장된 형상이어도 좋다. 이와 같이, 제 1 리브(51) 및 제 2 리브(52)는 직선 형상으로 연장된 형상이어도 좋다.

(2) 상기 각 실시 형태에서는 리브(51)(제 1 리브(51))의 기점(51a)은 오목부(42)의 가장 바닥의 부분에 위치되었지만, 세레이션(40)에 의하여 생성된 하강류(F5)를 동반하는 주류(F4)의 충돌을 방지할 수 있는 범위 내이면 오목부(42)의 가장 바닥의 부분으로부터 벗어나더라도 좋다. 이는 제 4 내지 제 6 실시 형태에 있어서의 제 2 리브(52)의 기점(52a)에 대해서도 마찬가지이다.

(3) 상기 각 실시 형태에서는 1개의 날개(12)에 대하여 설치하는 리브(제 1 리브)(51)의 개수를 복수로 하였지만, 1개로 변경하여도 좋다. 마찬가지로, 1개의 날개(12)에 대하여 설치되는 제 2 리브(52)의 개수를 1개로 변경하여도 좋다. 또한, 이 경우, 날개(12)의 내주측과 외주측에서 익면 상을 흐르는 기류의 방향이 상이하기 때문에, 세레이션(40)의 중앙부에 제 1 리브(51)와 제 2 리브(52)가 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여도, 날개(12)의 익면(121, 122)에 리브(51, 52)가 설치되지 않는 경우와 비교하여, 익면 상의 기류의 방향을 일치시킬 수 있기 때문에, 상기 각 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다.

(4) 상기 각 실시 형태에서는 복수의 날개(12)의 전체에 리브(제 1 리브)(51)를 설치하였지만, 복수의 날개(12)의 일부에만 제 1 리브(51)가 설치되어도 좋다. 마찬가지로, 복수의 날개(12)의 일부에만 제 2 리브(52)가 설치되어도 좋다. 이와 같이 하여도, 날개(12)의 익면(121, 122)에 리브(51, 52)가 설치되지 않는 경우와 비교하여, 익면 상의 기류의 방향을 일치시킬 수 있기 때문에, 상기 각 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다.

(5) 상기 각 실시 형태에서는 세레이션(40)이 날개(12)의 전방 가장자리부(123)의 일부에 설치되어 있지만, 전방 가장자리부(123)의 전체에 설치되어도 좋다. 또한, 세레이션(40)의 선단부(41)는 정상부가 뾰족한 삼각형상이었지만, 정상부가 라운드를 가진 형상이어도 좋다. 마찬가지로, 세레이션(40)의 오목부(42)는 저부가 라운드를 가진 형상이어도 좋다.

(6) 상기 각 실시 형태의 날개(12)가 직진익이나 전진익, 후퇴익 등인지는 중요하지 않다. 어느 쪽이든, 날개(12)의 익면 상에서의 기류의 방향이 일정하지 않고, 날개(12)의 내주측과 외주측에서 익면 상을 흐르는 기류의 방향이 상이한 경우에 있어서, 본 개시의 적용이 효과적이다.

(7) 상기 각 실시 형태에서는 슈라우드(20) 및 링부(13)를 가진 축류 송풍기(1)에 대하여 본 개시가 적용된다. 그러나, 슈라우드(20)와 링부(13)의 한쪽 또는 양쪽을 갖지 않은 축류 송풍기(1)에 대해서도 본 개시의 적용이 가능하다. 즉, 1개의 날개에 있어서의 익면 상의 기류의 방향이 익면 상의 팬 반경 방향에서의 위치에 따라 상이한 축류 송풍기에 대하여 본 개시가 적용될 수 있다.

(8) 상기 제 7 실시 형태에서는 오목부(53)를 날개(12)의 정압면(122)측에 있어서의 전방 가장자리부(123)로부터 후방 가장자리부(124)로 연속적으로 연장된 형상으로 되어 있다. 그러나, 일부가 불연속적으로 되는 형상이어도 좋다.

또한, 제 7 실시 형태와 같이, 날개(12)의 부압면(121)측에 설치된 리브(51)에 대응하여 정압면(122)에 제 2 오목부(53)를 복수로 형성하는 것이 바람직하지만, 제 2 오목부(53)가 1개 이상 설치되어도 좋다. 예를 들면, 이웃하는 리브(51)의 한쪽에 대응하여 제 2 오목부(53)를 형성하여 제 2 오목부(53)의 개수를 리브(51)의 개수보다 적게 하여도 좋다. 또한, 제 2 오목부(53)는 후방 가장자리부(124)로부터 방출되는 기류의 방향이 날개(12)의 부압면(121)측과 정압면(122)측에서 동일한 방향으로 되면, 그 형상이 원호 형상에 한정되지 않고, 직선상의 형상으로 되어도 좋다.

또한, 제 7 실시 형태에서는 제 2 오목부(53)가 단면이 V자 형상인 홈으로 구성되었다. 그러나, 예를 들면, 제 2 오목부(53)가 단면이 U자 형상인 홈이나 단면이 사각형상인 홈으로 구성되어도 좋다.

또한, 제 7 실시 형태에서 설명한 제 2 오목부(53)는 제 4 내지 제 6 실시 형태에서 설명한 제 2 리브(52)와 마찬가지로, 날개(12)의 정압면(122)측의 기류를 정류시키는 것이다. 이 때문에, 제 4 내지 제 6 실시 형태의 제 2 리브(52)가 제 2 오목부(53)로 치환되어도 좋다.

(9) 상기 각 실시 형태에서는 축류 팬(10)을 구비하는 축류 송풍기(1)에 대하여 본 개시의 송풍기를 적용한다. 그러나, 예를 들면, 원심 팬이나 관류 팬 등의 팬을 구비한 송풍기에 본 개시의 송풍기를 적용하여도 좋다.

(10) 상기의 각 실시 형태에서는 본 개시와 관련된 송풍기가 엔진을 냉각하는 쿨링 모듈의 송풍기에 대하여 적용된다. 그러나, 본 개시와 관련된 송풍기는 차량용 공조 장치에서 이용되는 송풍기에 대하여 적용되거나, 차량용 이외의 가정용이나 공업용에 이용되는 송풍기에 대하여 적용되어도 좋다.

(11) 상기 각 실시 형태는 서로 관계없는 것은 아니며, 조합이 명백히 불가능한 경우를 제외하고, 적절하게 조합 가능하다. 또한, 상기 각 실시 형태에 있어서, 실시 형태를 구성하는 요소는 특별히 필수적인 것으로 명시된 경우 및 원리적으로 명백히 필수적이라고 생각되는 경우 등을 제외하고, 반드시 필수적인 것이 아닌 것은 말할 것도 없다.

Claims

복수의 날개(12)를 가지며, 회전함으로써 기류를 발생시키는 팬(10)을 구비하고,
상기 복수의 날개는 전방 가장자리부(123) 및 상기 전방 가장자리부의 적어도 일부에 설치된 세레이션(40)을 가지고,
상기 세레이션은 번갈아 배열된 복수의 선단부(41) 및 복수의 오목부(42)를 가지고,
상기 복수의 날개는 부압면(121) 및 상기 부압면으로부터 돌출하는 1개 이상의 리브(51)를 가지고,
상기 리브는 상기 오목부를 기점(51a)으로 하여 상기 복수의 날개의 후방 가장자리부(124)를 향하여 연장되는
송풍기.
팬 축심(CL1) 주위에 배치된 복수의 날개(12)를 가지며, 상기 팬 축심을 중심으로 하여 회전하는 축류 팬(10)을 구비하고,
상기 복수의 날개는 각각,
팬 축심 방향에 있어서의 일측으로서, 공기 흐름 상류측의 익면을 형성하는 부압면(121),
상기 부압면의 반대측의 익면을 형성하는 정압면(122),
회전 방향 전방에 위치되는 전방 가장자리부(123) 및
회전 방향 후방에 위치되는 후방 가장자리부(124)를 가지고,
상기 날개의 전방 가장자리부에 복수의 선단부(41)와 복수의 오목부(42)를 가진 세레이션(40)이 설치되고,
상기 복수의 선단부와 상기 복수의 오목부는 상기 전방 가장자리부를 따라 번갈아 배열되고,
상기 날개의 부압면에 상기 부압면으로부터 돌출된 1개 또는 복수의 리브(51)가 설치되고,
상기 리브는 상기 오목부를 기점(51a)으로 하여 상기 후방 가장자리부를 향하여 연장되는
송풍기.
제2항에 있어서,
상기 리브는 상기 부압면에 복수로 설치되고,
상기 리브는 상기 복수의 오목부 중 일부의 오목부에만 설치되는
송풍기.
제3항에 있어서,
상기 세레이션의 형성 영역에 있어서, 상기 축류 팬의 반경 방향 중앙 위치보다 상기 축류 팬의 내주측의 부분을 상기 세레이션의 내주 부분으로 하고, 상기 축류 팬의 반경 방향 중앙 위치보다 상기 축류 팬의 외주측의 부분을 상기 세레이션의 외주 부분으로 하였을 때,
상기 세레이션의 내주 부분에 있어서의 상기 리브의 개수보다 상기 세레이션의 외주 부분에 있어서의 상기 리브의 개수가 많은
송풍기.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기점은 상기 오목부의 가장 바닥의 부분에 위치되는
송풍기.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리브는 상기 팬 축심을 중심으로 하는 원의 둘레 방향으로 연장되는
송풍기.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리브는 상기 오목부를 기점(51a)으로 하고, 상기 후방 가장자리부를 종점(51b)으로 하여 연장되는
송풍기.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리브는 상기 부압면에 복수로 설치되고,
상기 리브는 상기 축류 팬의 반경 방향 내측으로부터 반경 방향 외측으로 향해 갈수록 높이가 높아지도록 설정되는
송풍기.
제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부압면에 설치된 상기 리브(51)를 제 1 리브로 하고,
상기 정압면에, 상기 정압면으로부터 돌출한 제 2 리브(52)가 1개 이상 설치되고,
상기 제 2 리브는 상기 오목부를 기점(52a)으로 하여 상기 후방 가장자리부를 향하여 연장되는
송풍기.
제9항에 있어서,
상기 제 2 리브는 상기 정압면에 복수로 설치되고,
상기 제 2 리브는 상기 복수의 오목부 중 일부의 오목부에만 설치되는
송풍기.
제10항에 있어서,
상기 세레이션의 형성 영역에 있어서의 상기 축류 팬의 반경 방향 중앙 위치보다 상기 축류 팬의 내주측의 부분을 상기 세레이션의 내주 부분으로 하고, 상기 축류 팬의 반경 방향 중앙 위치보다 상기 축류 팬의 외주측의 부분을 상기 세레이션의 외주 부분으로 하였을 때,
상기 세레이션의 내주 부분에 있어서의 상기 제 2 리브의 개수보다 상기 세레이션의 외주측 부분에 있어서의 상기 제 2 리브의 개수가 많은
송풍기.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 리브의 개수는 상기 제 1 리브의 개수보다 많은
송풍기.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 리브의 기점은 상기 오목부의 가장 바닥의 부분에 위치되는
송풍기.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 리브는 상기 팬 축심을 중심으로 하는 원의 둘레 방향으로 연장되는
송풍기.
제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 리브는 상기 오목부를 기점(52a)으로 하고, 상기 후방 가장자리부를 종점(52b)으로 하여 연장되는
송풍기.
팬 축심의(CL1)의 주위에 배치된 복수의 날개(12)를 가지며, 상기 팬 축심을 중심으로 하여 회전하는 축류 팬(10)을 구비하고,
상기 복수의 날개는 각각,
팬 축심 방향에 있어서의 일측으로서, 공기 흐름 상류측의 익면을 형성하는 부압면(121),
상기 부압면의 반대측의 익면을 형성하는 정압면(122),
회전 방향 전방에 위치되는 전방 가장자리부(123) 및
회전 방향 후방에 위치되는 후방 가장자리부(124)를 가지고,
상기 날개의 전방 가장자리부에는 복수의 선단부(41)와 복수의 오목부(42)가 각각 번갈아 복수로 배열되는 세레이션(40)이 설치되고,
상기 복수의 선단부와 상기 복수의 오목부는 상기 전방 가장자리부를 따라 번갈아 배열되고,
상기 날개의 부압면에, 상기 부압면으로부터 돌출한 복수의 제 1 리브(51)가 설치되고,
상기 날개의 정압면에, 상기 정압면으로부터 돌출한 복수의 제 2 리브(52)가 설치되고,
상기 복수의 제 1 리브 및 상기 복수의 제 2 리브는 상기 오목부를 기점으로 하고, 상기 후방 가장자리부를 종점으로 하여 상기 팬 축심을 중심으로 하는 원의 둘레 방향으로 연장되고,
상기 세레이션의 형성 영역에 있어서의 상기 축류 팬의 반경 방향 중앙 위치보다 상기 축류 팬의 내주측의 부분을 상기 세레이션의 내주 부분으로 하고, 상기 축류 팬의 반경 방향 중앙 위치보다 상기 축류 팬의 외주측의 부분을 상기 세레이션의 외주 부분으로 하였을 때,
상기 세레이션의 내주 부분에 있어서의 상기 복수의 제 1 리브 및 상기 복수의 제 2 리브의 개수보다 상기 세레이션의 외주 부분에 있어서의 상기 복수의 제 1 리브 및 상기 복수의 제 2 리브의 개수가 많고,
상기 복수의 제 2 리브의 개수가 상기 복수의 제 1 리브의 개수보다 많은
송풍기.