WO2016042698A1 - 送風機 - Google Patents

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WO2016042698A1
WO2016042698A1 PCT/JP2015/003900 JP2015003900W WO2016042698A1 WO 2016042698 A1 WO2016042698 A1 WO 2016042698A1 JP 2015003900 W JP2015003900 W JP 2015003900W WO 2016042698 A1 WO2016042698 A1 WO 2016042698A1
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WO
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ribs
fan
blade
serration
axial
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/003900
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
小村 正人
吉田 憲司
Original Assignee
株式会社デンソー
株式会社日本自動車部品総合研究所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2015083573A external-priority patent/JP6409666B2/ja
Application filed by 株式会社デンソー, 株式会社日本自動車部品総合研究所 filed Critical 株式会社デンソー
Priority to DE112015004277.6T priority Critical patent/DE112015004277T5/de
Priority to KR1020177003546A priority patent/KR20170031173A/ko
Priority to US15/509,667 priority patent/US20170261000A1/en
Priority to CN201580049762.3A priority patent/CN106687693A/zh
Publication of WO2016042698A1 publication Critical patent/WO2016042698A1/ja

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    • 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
    • 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
    • F05D2240/303Characteristics 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 leading edge of a rotor blade

Definitions

  • This disclosure relates to a blower.
  • Some conventional axial blowers have serrations on the leading edge of the blades (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the serration When the serration is provided, when the airflow flows into the front edge portion of the blade, a flow that flows from the oblique side portion of the serration to the suction surface side of the blade is generated. This flowing-around flow is a downward flow that descends toward the suction surface. Due to this downward flow, the main flow from the top of the serration toward the trailing edge of the blade on the suction surface of the blade is suppressed to the suction surface of the blade, and separation of the main flow from the suction surface is suppressed. Thereby, the disturbance of the airflow in the vicinity of the blade surface of the blade is alleviated and the pressure fluctuation on the blade surface is suppressed, so that the noise of the axial flow fan can be reduced.
  • This indication aims at providing the air blower which can improve the effect of serration in view of the above-mentioned point.
  • the blower according to the first aspect of the present disclosure includes a fan that has a plurality of blades and generates an airflow by rotating.
  • the plurality of blades have a front edge portion and serrations provided on at least a part of the front edge portion.
  • the serration has a plurality of tip portions and a plurality of recess portions arranged alternately.
  • the plurality of blades have a suction surface and one or more ribs protruding from the suction surface. The rib extends toward the rear edge of the plurality of blades starting from the recess.
  • the main flow accompanied by the downward flow generated at the adjacent tip portion flows along the rib extending from the recessed portion to the rear edge portion, so that the airflow flowing on the suction surface Can be aligned. For this reason, it becomes possible to suppress the collision of the mainstreams accompanied by the downflow generated by the serration, and to exert the effect of suppressing the mainstream separation on the suction surface.
  • the blower according to the second aspect of the present disclosure includes an axial fan having a plurality of blades arranged around the fan axis and rotating about the fan axis.
  • Each of the plurality of blades has a suction surface, a pressure surface, a front edge portion, and a rear edge portion.
  • the negative pressure surface forms a blade surface on one side in the fan axial direction and upstream of the air flow.
  • the pressure surface forms a blade surface opposite to the suction surface.
  • the front edge is located forward in the rotational direction.
  • the rear edge is located rearward in the rotational direction.
  • a serration having a plurality of tip portions and a plurality of concave portions is provided at the front edge portion of the blade.
  • the plurality of tip portions and the plurality of concave portions are alternately arranged along the front edge portion.
  • One or more ribs projecting from the suction surface are provided on the suction surface of the blade. The rib extends from the concave portion toward the rear edge portion.
  • the blower according to the third aspect of the present disclosure includes an axial flow fan that has a plurality of blades arranged around the fan axis and rotates around the fan axis.
  • Each of the plurality of blades has a suction surface, a pressure surface, a front edge portion, and a rear edge portion.
  • the negative pressure surface forms a blade surface on one side in the fan axial direction and upstream of the air flow.
  • the pressure surface forms a blade surface opposite to the suction surface.
  • the front edge is located forward in the rotational direction.
  • the rear edge is a rear edge located rearward in the rotation direction.
  • the front edge of the blade is provided with serrations in which a plurality of tip portions and a plurality of recesses are alternately arranged.
  • the plurality of tip portions and the plurality of concave portions are alternately arranged along the front edge portion.
  • a plurality of first ribs protruding from the suction surface are provided on the suction surface of the blade.
  • a plurality of second ribs protruding from the pressure surface are provided on the pressure surface of the blade.
  • the plurality of first ribs and the plurality of second ribs extend in the circumferential direction of a circle centered on the fan axis center with the recess as a starting point and the trailing edge as an end point.
  • the portion on the inner peripheral side of the axial fan from the radial center position of the axial fan in the serration formation region is the inner peripheral portion of the serration, and the outer peripheral portion of the axial fan from the radial central position of the axial fan Is the outer periphery of the serration.
  • the number of the plurality of first ribs and the plurality of second ribs in the outer peripheral portion of the serration is larger than the number of the plurality of first ribs and the plurality of second ribs in the inner peripheral portion of the serration.
  • the number of the plurality of second ribs is larger than the number of the plurality of first ribs.
  • the plurality of second ribs are provided for some of the plurality of recesses of the serration, and the number of the second ribs is larger than the number of the first ribs.
  • the effect of serration can be improved as compared with the case where no rib is provided.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. It is the top view of the blade
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 3. It is a figure which shows the air flow in VI part of FIG. It is a perspective view of the blade
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI in FIG. 15. It is a perspective view of the blade
  • FIG. 1 is a front view of the axial blower 1 viewed from the upstream side of the air flow. 1 and 2, an arrow D1 indicating the up-down direction, an arrow D2 indicating the left-right direction, and an arrow D3 indicating the front-back direction indicate directions in a state where the axial blower 1 is mounted on the vehicle.
  • the axial flow fan 1 of this embodiment is a vehicle blower that is mounted on a vehicle radiator 2 and supplies air to the radiator 2.
  • the radiator 2 is a heat exchanger that cools the cooling water by exchanging heat between the cooling water of the traveling engine of the vehicle and the air.
  • the axial blower 1 is disposed on the rear side of the vehicle with respect to the radiator 2 and on the downstream side of the air flow passing through the radiator 2.
  • the axial blower 1 sucks the air that has passed through the radiator 2 and blows it out toward the rear of the vehicle.
  • the axial blower 1 includes an axial fan 10, a shroud 20, and a motor 30.
  • the motor 30 is an electric motor that rotationally drives the axial fan 10.
  • the motor 30 has a rotating shaft 31.
  • the motor 30 is fixed to the shroud 20 by a stay 32.
  • the stay 32 is a support member that supports the motor 30.
  • the axial fan 10 is rotated around the fan axis CL1 of the axial fan 10 by the motor 30.
  • An arrow DR1 direction in FIG. 1 is a rotation direction of the axial fan 10.
  • the axial fan 10 includes a motor mounting portion 11, a plurality of blades 12, and a ring portion 13.
  • the motor attachment portion 11 is a cylindrical member attached to the rotation shaft 31 of the motor 30.
  • the motor mounting portion 11 supports a plurality of blades 12 on the outside of the side wall.
  • the motor mounting portion 11 is also called a boss portion.
  • the plurality of blades 12 extend radially from the motor mounting portion 11.
  • the plurality of blades 12 are mainly arranged at regular intervals around the motor mounting portion 11.
  • the ring portion 13 is an annular member provided on the outer peripheral portion of the axial fan 10. More specifically, as shown in FIG. 1, the ring portion 13 has an annular shape centered on the fan axis CL1, and as shown in FIG. 2, a cylinder extending a predetermined length in the fan axis direction. Shaped member.
  • the ring portion 13 has a cylindrical side wall 131.
  • the ring portion 13 is connected to the outer peripheral end portions of the plurality of blades 12.
  • a connecting portion 132 that is connected to each of the plurality of blades 12 is formed.
  • the connection here means not only the state where the blades 12 and the ring portion 13 formed as separate bodies are connected, but also the state where the blades 12 and the ring portion 13 formed as a single body are continuous. Including meaning.
  • the motor mounting portion 11, the plurality of blades 12, and the ring portion 13 are integrally formed of a resin such as polypropylene.
  • the ring portion 13 is formed with a bell mouth 133 having an arcuate cross section at the end of the side wall 131 on the upstream side of the air flow.
  • the shroud 20 forms an air flow path 20 c through which the air that has passed through the radiator 2 flows toward the axial fan 10.
  • the shroud 20 is formed of a resin such as polypropylene.
  • the shroud 20 is formed with an air inlet 20a through which air flows into the radiator 2, and an air outlet 20b through which air flows out is formed on the opposite side.
  • the axial fan 10 is disposed in the shroud 20 at a portion on the air outlet 20b side.
  • the shroud 20 has an air inflow portion 21, an air outflow portion 22, and an intermediate portion 23.
  • the air inflow portion 21 is a portion where an air inflow port 20a is formed.
  • the air inflow side of the air inflow portion 21 is connected to the radiator 2.
  • the air inflow port 20 a faces the radiator 2 and opens in the fan axial direction.
  • the center position of the air inlet 20a coincides with the fan axis CL1.
  • the shape of the air inlet 20a corresponds to the shape of the radiator 2. That is, as shown in FIG. 1, the air inlet 20a has a longer side extending in the vehicle width direction (left-right direction) D2 than a side extending in the vertical direction D1 of the vehicle when viewed from the fan axial direction. It is a horizontally long rectangular shape. For this reason, the distance L2 between the inner wall of the air inflow portion 21 and the axial fan 10 in the left-right direction D2 of the vehicle is larger than the distance L1 between the inner wall of the air inflow portion 21 and the axial fan 10 in the vertical direction D1. Yes.
  • the air outflow portion 22 is a portion where the air outlet 20b is formed, and the axial fan 10 is disposed inside. Since the axial fan 10 rotates, the ring portion 13 and the shroud 20 are separated from each other in the air outflow portion 22 to form a clearance portion 24. That is, in the present embodiment, the air outflow portion 22 constitutes a cylindrical portion facing the ring portion 13 on the radially outer side of the ring portion 13.
  • the air outlet 20b opens in the fan axial direction.
  • the shape of the air outlet 20 b corresponds to the shape of the axial fan 10. That is, the air outlet 20b has a circular shape when viewed from the fan axial direction.
  • the center position of the air outlet 20b coincides with the fan axis CL1.
  • the air flow most downstream portion 221 of the air outflow portion 22 faces the ring portion 13 so that the radius of the air outlet 20 b is the same as the inner diameter of the downstream end portion of the ring portion 13. Projecting inward from the portion 222.
  • An air inlet 25 through which air flows into the clearance portion 24 is formed between the air flow most downstream portion 221 and the ring portion 13 of the air outflow portion 22.
  • the intermediate portion 23 forms an air flow path that guides air from the air inflow portion 21 to the air outflow portion 22.
  • the distance L2 between the inner wall of the air inflow portion 21 and the axial fan 10 in the left-right direction D2 gradually decreases from the air inflow portion 21 toward the air outflow portion 22. Therefore, the channel cross-sectional area (opening area) of the intermediate portion 23 gradually decreases from the air inflow portion 21 toward the air outflow portion 22.
  • the flow passage cross-sectional area of the air flow passage 20 c inside the shroud 20 is in the process from the air inflow portion 21 to the air outflow portion 22. Has been reduced.
  • the air in the air passage 20c is sent to the air outlet 20b by the rotation of the axial fan 10. Accordingly, the pressure at the position A1 on the air outlet 20b side in the shroud 20 is higher than the pressure at the position A2 on the air suction side of the axial fan 10. Therefore, as indicated by an arrow F2 in FIG. 2, a part of the air flowing out from the axial fan 10 flows backward from the air inlet 25 through the clearance portion 24 to the suction side of the axial fan 10. In this embodiment, since the ring portion 13 is provided on the outer periphery of the axial flow fan 10, the backflow F2 is reduced as compared with the case where the ring portion 13 is not provided.
  • the bell mouth 133 is provided on the tip side of the ring portion 13, turbulence on the air inflow side of the axial fan 10 where the backflow F2 joins is suppressed compared to the case where the bell mouth 133 is not provided. Yes.
  • each of the plurality of blades 12 is a blade surface including a suction surface 121 disposed on the upstream side of the air flow in the fan axial direction and a pressure surface 122 disposed on the opposite side of the suction surface 121. Is formed.
  • each of the plurality of blades 12 has a negative pressure surface 121 forming a blade surface on one side in the fan axial direction and upstream of the air flow, and a negative pressure surface 121 on the other side in the fan axial direction.
  • a pressure surface 122 forming the opposite wing surface.
  • Each of the plurality of blades 12 further includes a front edge portion 123 positioned in front of the rotational direction DR1 and a rear edge portion 124 positioned rearward in the rotational direction DR1.
  • Each of the plurality of blades 12 has a predetermined restraining angle ⁇ and a predetermined chord length L12.
  • each of the plurality of blades 12 has a front edge portion 123, and the front edge portion 123 has a serration 40.
  • the serration 40 has a plurality of tip portions 41 and a plurality of recesses 42, and the plurality of tip portions 41 and the plurality of recesses 42 are alternately arranged along the front edge portion 123. Further, a plurality of ribs 51 protruding from the surface of the suction surface 121 are provided on the suction surface 121 of the blade 12.
  • Serration 40 includes a plurality of triangular protrusions.
  • the part including the tip of the protrusion is the tip 41, and the recess between the adjacent protrusions is the recess 42.
  • Each rib 51 extends from the concave portion 42 of the front edge portion 123 toward the rear edge portion 124 with the starting point 51a. In other words, each rib 51 extends toward the rear edge 124 with the position corresponding to the recess 42 in the front edge 123 as the starting point 51a. Specifically, a position corresponding to the recess 42 in the front edge portion 123 is set as a starting point 51a, and a position on the rear edge portion 124 is set as an end point 51b. For example, at this time, each rib 51 extends continuously from the start point 51a to the end point 51b. In other words, each rib 51 is disposed from the concave portion 42 to the rear edge portion 124 of the front edge portion 123. The ribs 51 extend parallel to each other.
  • each rib 51 extends in parallel to the circumferential direction around the fan axis CL ⁇ b> 1 of the axial fan 10.
  • the central axis of each rib 51 is centered on the position of the fan shaft center CL1 of the axial fan 10 and extends in an arc shape passing through the starting point where each rib 51 is installed.
  • ribs 51 are provided for all of the plurality of recesses 42. Therefore, the number of recesses 42 of the serration 40 and the number of ribs 51 are the same.
  • the height h1 of each rib 51 is set to be higher than the boundary layer of the airflow formed on the blade surface. Furthermore, the relative velocity of the air flow around the blade 12 with respect to the blade 12 is slower on the inner peripheral side of the blade 12 than on the outer peripheral side. Therefore, the flow of the main flow F4 accompanied by the downward flow F5 on the negative pressure surface 121 described later is less likely to be separated from the negative pressure surface 121 toward the inner peripheral side of the blade 12. For this reason, even if the height h1 of the rib 51 on the inner peripheral side of the blade 12 is lower than the height h1 of the rib 51 on the outer peripheral side of the blade 12, the effect of the rib 51 described later can be obtained.
  • the height h1 of each rib 51 is set so as to decrease from the outer peripheral side of the axial fan 10 toward the inner peripheral side.
  • the height h1 of each rib 51 is set so as to increase from the radially inner side (inner peripheral side) of the axial flow fan 10 toward the radially outer side (outer peripheral side).
  • the axial blower 1 of the present embodiment is compared with the axial blower J1 of the comparative example shown in FIG.
  • the axial blower J1 of the comparative example is different from the axial blower 1 of the present embodiment only in that the rib 51 is not formed on the negative pressure surface 121 of the blade 12.
  • the air flow flowing into the axial flow fan 10 is in a direction perpendicular to the fan axis CL1 of the axial flow fan 10, that is, the fan shaft. It has a velocity component in the direction toward the heart CL1.
  • the relative speed of the air flow passing through the axial fan 10 with respect to the blades is faster on the inner peripheral side than on the outer peripheral side of the axial fan 10.
  • the air flow at the outer peripheral portion of the axial fan 10 becomes a contracted flow.
  • one of the factors that cause the contracted flow is that the flow passage cross-sectional area of the air passage inside the shroud 20 is reduced in the process from the air inflow portion 21 to the air outflow portion 22.
  • the distance L2 between the inner wall of the air inflow portion 21 and the axial fan 10 in the left-right direction D2 is equal to the inner wall of the air inflow portion 21 in the vertical direction D1 and the shaft. Since the distance to the flow fan 10 is greater than the distance L1, the air flow passing through the axial flow fan 10 has a strong tendency to contract in the left-right direction. That is, in the configuration of the present embodiment, since the degree of reduction in the cross-sectional area of the air passage in the shroud 20 is greater in the left-right direction than in the up-down direction, the tendency of contraction is stronger in the left-right direction.
  • the stagnation of the air flow is present in the region A3 (see FIG. 2) on the downstream side of the air flow of the connecting portion 132 in the vicinity of the inner peripheral surface of the ring portion 13. appear. Due to this stagnation, the difference in flow velocity between the outer peripheral side and the inner peripheral side of the axial flow fan 10 described above is increased, so that the contraction of the outer peripheral portion of the axial flow fan 10 is promoted. From this, in the axial blower 1 and J1 of this embodiment and the comparative example, the direction of the airflow on the blade surface of one blade 12 differs depending on the position in the fan radial direction on the blade surface. Specifically, as shown in FIGS.
  • the direction of the air flow F ⁇ b> 3 flowing into the blade 12 is different between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the blade 12.
  • the airflow F3a flowing into the inner peripheral side of the blade 12 faces the circumferential direction of the circle centering on the fan axis CL1
  • the airflow F3b flowing into the outer peripheral side of the blade 12 flows into the inner peripheral side of the blade 12 It faces the fan axis CL1 side rather than the airflow F3a.
  • the main flow F4 accompanied by the downflow F5 generated by the serration 40 collides on the suction surface 121, and the turbulence F6 of the airflow occurs.
  • the effect of the serration 40 that is, the effect of suppressing the separation of the main flow F4 on the suction surface 121 is not sufficiently exhibited. 8 flows toward the negative pressure surface 121 side of the blade 12 from the oblique side portion of the tip portion 41 and flows toward the negative pressure surface 121 when the air flow F3 flows into the front edge portion 123 of the blade 12. A descending air flow.
  • the one-dot chain line in FIG. 6 is the same as the one-dot chain line in FIG.
  • the plurality of ribs 51 can align the direction of the airflow flowing on the suction surface 121, so that the mainstream with the downflow F ⁇ b> 5 generated by the serration 40 is obtained. F4 collision can be prevented. For this reason, the effect of suppressing the separation of the main flow F4 on the suction surface 121 by the downward flow F5 generated by the serration 40 can be exhibited. As a result, the turbulence of the airflow in the vicinity of the blade surface can be alleviated, so that it is possible to suppress blade surface pressure fluctuation that is a cause of noise generation, and noise can be reduced.
  • the tip 41 of the serration 40 is a downward flow (longitudinal vortex) that descends to the suction surface 121 side of the blade 12 when the airflow flowing into the leading edge 123 of the blade 12 wraps around the suction surface 121 side of the blade 12. ).
  • the recess 42 of the serration 40 does not contribute to the generation of the downward flow on the suction surface 121 side of the blade 12 in the serration 40, and on the contrary, the air flow that disturbs the downward flow on the suction surface 121 side of the blade 12. This is the site to be generated.
  • the starting point 51a of the rib 51 is set to the recess 42 that does not contribute to the generation of the downward flow in the serration 40. According to this, since the rib 51 itself does not become a factor that inhibits the generation of the downward flow in the serration 40, the effect of suppressing the mainstream separation in the serration 40 can be sufficiently exerted.
  • the airflow along the blade surface of the blade 12 and the airflow outside the blade 12 (for example, the airflow flowing through the clearance portion 24) Interference can be suppressed.
  • wing 12 can be suppressed.
  • rotational noise due to the interference between the airflow along the blade surface and the airflow outside the blade 12.
  • the height in the protruding direction of the rib 51 is increased from the radially inner side of the axial fan 10 toward the radially outer side, so that the airflow along the blade surface and the outer side of the blade 12 are increased. Generation of rotational noise due to interference with airflow can be more effectively suppressed.
  • the present embodiment is obtained by reducing the number of ribs 51 with respect to the first embodiment, and other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the plurality of ribs 51 are provided only for the recesses 42 arranged every other one of the plurality of recesses 42 of the serration 40.
  • the number of the ribs 51 is smaller than the number of the concave portions 42, and the number of the concave portions 42 and the number of the ribs 51 do not match.
  • the suction surface 121 due to the downflow F5 generated by the serration 40 is compared with the case where the ribs 51 are not provided on the suction surface 121.
  • the effect of suppressing the mainstream F4 from being peeled can be exhibited.
  • the difference in the direction of the airflow between the outer peripheral side and the inner peripheral side of the blade 12 is small, and even if the ribs 51 are not provided for all the concave portions 42, only a part of the plural concave portions 42 is provided.
  • providing the ribs 51 is also effective when the effect of suppressing the separation of the main flow F4 on the suction surface 121 can be sufficiently obtained.
  • the number of ribs 51 is reduced compared to the first embodiment. Furthermore, the number of the ribs 51 in the outer peripheral portion is larger than the number of the ribs 51 in the inner peripheral portion of the serration 40. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the ribs 51 are respectively formed on the concave portions 42 positioned first to fifth from the outer peripheral side except for the concave portions 42 positioned first and second from the inner peripheral side. Is provided.
  • a portion on the inner peripheral side of the axial fan 10 with respect to the radial center position of the axial fan 10 in the formation region of the serration 40 is defined as an inner peripheral portion of the serration 40.
  • a portion on the outer peripheral side of the axial fan 10 with respect to the central position in the radial direction of the axial fan 10 in the formation region of the serration 40 is defined as an outer peripheral portion of the serration 40.
  • the first, second, and third concave portions 42 from the outer peripheral side are positioned in the outer peripheral portion of the serration 40, and the first, second, and third concave portions 42 from the inner peripheral side are the inner peripheral portions of the serration 40. Is located.
  • three ribs 51 are provided on the outer peripheral portion of the serration 40, and one rib 51 is provided on the inner peripheral portion of the serration 40. Therefore, in the present embodiment, the number of ribs 51 in the outer peripheral portion is larger than the number of ribs 51 in the inner peripheral portion of the serration 40.
  • the plurality of ribs 51 are provided only for some of the recesses 42 among the plurality of recesses 42 of the serration 40, the same effects as in the second embodiment are obtained. Play.
  • a plurality of ribs 51 are provided more on the outer peripheral portion than on the inner peripheral portion of the serration 40.
  • ribs 51 are provided on the outer peripheral portion of the serration 40, and one rib 51 is provided on the inner peripheral portion of the serration 40. If the portion satisfies the relationship that the number of installed ribs 51 is larger, the number of installed ribs 51 in each of the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the serration 40 may be changed.
  • ribs 51 may be provided only for the first, second, and third concave portions 42 from the outer peripheral side, and the number of ribs 51 may be three for the outer peripheral portion of serration 40 and zero for the inner peripheral portion.
  • This embodiment adds the installation of the rib 52 to the positive pressure surface 122 of the blade
  • ribs 51 are provided for all of the plurality of recesses 42 of the serration 40 on the suction surface 121 of the blade 12, as in the first embodiment. Further, on the positive pressure surface 122 of the blade 12, ribs 52 are provided for all of the plurality of concave portions 42 of the serration 40.
  • the rib 51 provided on the negative pressure surface 121 is referred to as a first rib 51
  • the rib 52 provided on the positive pressure surface 122 is referred to as a second rib 52.
  • the concave portion 42 of the front edge portion 123 is set as a starting point 52a, and the trailing edge portion 124 is set as an end point 52b so as to continuously extend.
  • the position corresponding to the recess 42 in the front edge portion 123 is set as the start point 52a
  • the position on the rear edge portion 124 is set as the end point 52b.
  • each of the plurality of second ribs 52 extends continuously from the start point 52a to the end point 52b.
  • the heights h2 of the plurality of second ribs 52 are all the same, and are the same as the height h1 of the first ribs 51 located on the outermost periphery.
  • the airflow discharged from the trailing edge portion 124 of the blade 12 is the negative pressure surface. It is discharged along the rib 51 on the 121 side, and discharged along the contracted flow on the pressure surface 122 side. For this reason, the direction of the airflow discharged from the trailing edge portion 124 of the blade 12 is different between the pressure surface 122 side and the suction surface 121 side, and the airflow discharged from the trailing edge portion 124 of the blade 12 is disturbed. End up.
  • a plurality of first ribs 51 are provided on the suction surface 121, and a plurality of second ribs 52 are also provided on the pressure surface 122.
  • the direction of the airflow discharged from the trailing edge portion 124 of the blade 12 can be made equal on the suction surface 121 side and the pressure surface 122 side, and the airflow discharged from the trailing edge portion 124 of the blade 12 can be stabilized. it can.
  • the number of the concave portions 42 of the serration 40, the number of the first ribs 51, and the number of the second ribs 52 are the same, and the first ribs 51 and the second ribs 52 have a one-to-one correspondence. Is provided. For this reason, the effect of stabilizing the airflow discharged from the trailing edge portion 124 of the blade is the highest.
  • the plurality of first ribs 51 are provided only for some of the recesses 42 among the plurality of recesses 42 of the serration 40. Specifically, as in the second embodiment, the first rib 51 is provided for every other recess 42 among the plurality of recesses 42 arranged in the front edge portion 123. For this reason, according to this embodiment, there exists an effect similar to 2nd Embodiment.
  • the plurality of second ribs 52 are provided only for some of the recesses 42 among the plurality of recesses 42 of the serration 40. Specifically, the second rib 52 is provided for each of the first, second, and third concave portions 42 from the outer peripheral side.
  • providing a plurality of ribs on the blade surface of the blade 12 generates a new fixed wall surface in the airflow flowing on the blade surface. Will cause a new vortex.
  • the second ribs 52 are compared with the case where the second ribs 52 are provided for all the recesses 42. The generation of new vortices can be suppressed.
  • the number of second ribs 52 is smaller than the number of first ribs 51. Further, the number of the second ribs 52 in the outer peripheral portion of the serration 40 is larger than the number of the second ribs 52 in the inner peripheral portion. As described in the third embodiment, the outer peripheral side of the axial flow fan 10 is more likely to contract than the inner peripheral side. Therefore, when the number of the second ribs 52 is reduced, it is effective to provide more second ribs 52 in the outer peripheral portion than in the inner peripheral portion of the serration 40. (Sixth embodiment) Similar to the fifth embodiment, the present embodiment is obtained by reducing the number of first ribs 51 and the number of second ribs 52 with respect to the fourth embodiment. However, this embodiment is different from the fifth embodiment in that the number of second ribs 52 is larger than the number of first ribs 51.
  • the plurality of first ribs 51 are not provided in the recesses 42 located at the first, second, and third positions from the inner peripheral side, and the first, second, third, and fourth positions from the outer peripheral side.
  • the second ribs 52 are not provided in the concave portion 42 located on the innermost peripheral side, but are provided for the first, second, third, fourth, fifth and sixth concave portions 42 from the outer peripheral side. ing.
  • the number of the first ribs 51 in the outer peripheral portion is larger than the number of the first ribs 51 in the inner peripheral portion of the serration 40. Further, the number of the second ribs 52 in the outer peripheral portion is larger than the number of the second ribs 52 in the inner peripheral portion of the serration 40.
  • the airflow that has passed through the negative pressure surface 121 of one blade 12 reaches the positive pressure surface 122 of the next blade 12 in the rotational direction DR1 of the axial fan 10.
  • the positive pressure surface 122 and the negative pressure surface 121 of one blade 12 are more affected by contraction and turbulence than the negative pressure surface 121.
  • the number of the second ribs 52 is set to the number of the first ribs 51 as in the present embodiment. More than the number is preferable. Thereby, since the direction of the airflow flowing on the positive pressure surface 122 can be made uniform, the direction of the airflow discharged from the trailing edge portion 124 of the blade 12 can be made equal on the negative pressure surface 121 side and the positive pressure surface 122 side. The airflow discharged from the rear edge portion 12 of the twelve can be stabilized.
  • the measurement result of the noise level of the axial-flow fan in 1st Embodiment, 6th Embodiment, and a comparative example is shown.
  • the axial-flow fan J1 of a comparative example removes the rib 51 provided in the negative pressure surface 121 in the axial-flow fan 1 of 1st Embodiment.
  • the axial-flow fan 1 of 1st Embodiment sets the number of the 1st ribs 51 to the same number N as the recessed part 42, and is 6th Embodiment.
  • the number of first ribs 51 is set to N-3
  • the number of second ribs 52 is set to N-1.
  • FIG. 15 is a perspective view of the blade 12 in the present embodiment. 16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI in FIG. Note that the line XVI-XVI shown in FIG. 15 is a curve that passes through the central portion of the blade 12 in the circumferential direction (the chord direction). Therefore, FIG. 16 shows a cut surface of the blade 12 when the blade 12 is cut at the center in the circumferential direction (blade chord direction).
  • This embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of second recesses 53 are added to the positive pressure surface 122 of the blade 12.
  • description of the same or equivalent parts as in the first embodiment will be omitted or simplified.
  • ribs 51 are provided on the suction surface 121 side of the blade 12 so as to correspond to all the concave portions 42 of the serration 40, as in the first embodiment.
  • the airflow direction tends to be different between the suction surface 121 side and the pressure surface 122 side of the blade 12.
  • the airflow on the suction surface 121 side and the airflow on the pressure surface 122 side intersect at the trailing edge 124 of the blade 12.
  • a three-dimensional vortex that is a cause of noise is generated.
  • the pressure surface 122 of the blade 12 is provided with a plurality of second recesses 53 that are recessed toward the suction surface 121 side corresponding to the ribs 51 provided on the suction surface 121 side of the blade 12. It has been. That is, in the present embodiment, the second recesses 53 are formed for all the recesses (first recesses) 42 in the serration 40. Therefore, in the present embodiment, the number of the first recesses 42 in the serration 40 and the number of the second recesses 53 are the same.
  • Each of the second recesses 53 has a function of rectifying the airflow on the pressure surface 122 side of the blade 12.
  • each recess 53 extends continuously with the first recess 42 of the front edge 123 on the pressure surface 122 side of the blade 12 as a starting point 52a and the rear edge 124 as an end point 52b.
  • the position corresponding to the first recess 42 in the front edge 123 on the pressure surface 122 side of the blade 12 is defined as the start point 52a
  • the position on the rear edge 124 is defined as the end point 52b.
  • Each 2nd recessed part 53 of this embodiment is continuously extended from the starting point 52a to the end point 52b.
  • each second recess 53 of the present embodiment extends along a circumferential direction centering on the fan axis CL ⁇ b> 1 of the axial flow fan 10.
  • each second recess 53 is formed by a groove having a V-shaped cross section. Further, from the viewpoint of securing the strength of the blades 12, the width of each second recess 53 is set to be equal to or less than the width of the rib 51 and the depth of each second recess 53 is set to be less than or equal to half the plate thickness of the blade 12. It is desirable to do.
  • the plurality of ribs 51 can suppress the collision of the main flow accompanied by the downward flow generated by the serration 40, so that the main flow separation effect in the serration 40 can be exhibited. .
  • a plurality of second recesses 53 are provided on the positive pressure surface 122 of the blade 12. According to this, the airflow on the pressure surface 122 side of the blade 12 is rectified by flowing along the second recessed portions 53 from the recessed portion 42 of the serration 40 toward the rear edge portion 124 of the blade 12. For this reason, the airflow directions on the suction surface 121 side and the pressure surface 122 side of the blade 12 are easily aligned, and the airflow on the suction surface 121 side and the airflow on the pressure surface 122 side intersect at the trailing edge 124 of the blade 12. It is possible to suppress the generation of a three-dimensional vortex when
  • the number of ribs 51 and the number of second recesses 53 are the same as the number of recesses 42 of the serration 40, and the ribs 51 and the second recesses 53 are provided in a one-to-one correspondence. It has been. For this reason, the effect of stabilizing the airflow discharged from the trailing edge portion 124 of the blade is the highest.
  • the first direction so as to overlap the rib 51 in the fan axial direction. It is desirable to provide two recesses 53. This is also effective from the viewpoint of suppressing the strength reduction of the blade 12 due to the formation of the second recess 53. (Other embodiments)
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present disclosure as described below.
  • the rib (first rib) 51 and the second rib 52 both have the recess 42 as a starting point and the trailing edge portion 124 as an end point 51b, 52b.
  • the position between the front edge portion 123 and the rear edge portion 124 of the blade 12 may be set as the end points 51b and 52b. That is, in each of the above embodiments, the first rib 51 and the second rib 52 both have a shape extending in the entire range in the chord length direction, but a partial range from the recess 42 in the chord length direction. It may be a shape extending only to the end.
  • both the first rib 51 and the second rib 52 have the trailing edge portion 124 at the end points 51b and 52b.
  • the first rib 51 and the second rib 52 both have a shape extending in an arc shape.
  • the shape extends toward the rear edge portion 124, other shapes are possible. It may be.
  • the first rib 51 and the second rib 52 have a shape extending in parallel to a tangent line passing through the starting points 51a and 52a in a circle passing through the starting points 51a and 52a of the ribs 51 and 52 with the fan axis CL1 as the center. May be.
  • the 1st rib 51 and the 2nd rib 52 may be the shape extended linearly.
  • the starting point 51a of the rib 51 (first rib 51) is located at the bottom of the recess 42, but the main flow F4 with the downward flow F5 generated by the serration 40 collides. If it is in the range which can prevent, you may shift
  • the number of ribs (first ribs) 51 provided for one blade 12 is plural, but may be changed to one.
  • the number of second ribs 52 provided for one blade 12 may be changed to one.
  • the ribs (first ribs) 51 are provided on all of the plurality of blades 12, but the first ribs 51 may be provided on only a part of the plurality of blades 12.
  • the second rib 52 may be provided for only a part of the plurality of blades 12. Even if it does in this way, compared with the case where the ribs 51 and 52 are not provided in the blade surfaces 121 and 122 of the blade
  • the serration 40 is provided on a part of the front edge portion 123 of the blade 12, but may be provided on the entire front edge portion 123. Moreover, although the front-end
  • the blade 12 in each of the above embodiments is not dependent on a straight blade, a forward blade, a backward blade, or the like. In any case, the direction of the airflow on the blade surface of the blade 12 is not uniform, and the direction of the airflow flowing on the blade surface on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the blade 12 is different. Is effective.
  • the present disclosure has been applied to the axial blower 1 having the shroud 20 and the ring portion 13, but the shaft does not have one or both of the shroud 20 and the ring portion 13.
  • the present disclosure can also be applied to the blower 1. That is, the present disclosure can be applied to an axial flow fan in which the direction of the airflow on the blade surface of one blade varies depending on the position in the fan radial direction on the blade surface.
  • the recess 53 has a shape extending continuously from the front edge 123 to the rear edge 124 on the pressure surface 122 side of the blade 12.
  • the shape may be partially discontinuous.
  • the second concave portion 53 is not limited to an arc shape, It is good also as a linear shape.
  • the 2nd recessed part 53 was comprised by the groove
  • the second recess 53 may be configured by a groove having a U-shaped cross section or a groove having a quadrangular cross section.
  • the second recess 53 described in the seventh embodiment rectifies the airflow on the pressure surface 122 side of the blade 12, similarly to the second rib 52 described in the fourth to sixth embodiments.
  • the second ribs 52 of the fourth to sixth embodiments may be replaced with the second recesses 53.
  • the blower of the present disclosure is applied to the axial blower 1 including the axial flow fan 10.
  • the blower of the present disclosure may be applied to a blower including a centrifugal fan or a cross-flow fan.
  • the blower according to the present disclosure is applied to the blower of the cooling module that cools the engine.
  • the blower according to the present disclosure may be applied to a blower used in an air conditioner for a vehicle, or may be applied to a blower used for home use or industrial use other than for a vehicle.

Landscapes

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Abstract

 送風機は、複数の羽根(12)を有し、回転することにより気流を発生させるファン(10)を備える。複数の羽根は、前縁部(123)と、前縁部の少なくとも一部に設けられたセレーション(40)を有している。セレーションは、交互に並んだ複数の先端部(41)と複数の凹部(42)とを有している。複数の羽根は、負圧面(121)と、負圧面から突出する1つ以上のリブ(51)とを有している。リブは、凹部を起点(51a)として複数の羽根の後縁部(124)に向かって延びている。

Description

送風機 関連出願の相互参照
 本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、2014年9月18日に出願された日本特許出願2014-190016号および2015年4月15日に出願された日本特許出願2015-083573号を基にしている。
 本開示は、送風機に関するものである。
 従来の軸流送風機として、羽根の前縁部にセレーションを設けたものがある(例えば、特許文献1、2参照)。セレーションを設けると、羽根の前縁部に気流が流入する際に、セレーションの斜辺部分から羽根の負圧面側に回り込む流れが発生する。この回り込む流れは、負圧面に向かって下降する下降流である。この下降流により、羽根の負圧面上をセレーションの頂部から羽根の後縁部に向かう主流が、羽根の負圧面に抑えつけられて、主流の負圧面からの剥離が抑制される。これにより、羽根の翼面近傍の気流の乱れを緩和し、翼面上での圧力変動を抑えることで、軸流送風機の低騒音化が可能となる。
特開2000-87898号公報 特開2014-88788号公報
 しかし、本開示の発明者らが実際に上記したセレーションの効果を検証したところ、下記の理由により、期待していた効果が十分に得られないことがわかった。
 すなわち、1つの羽根における翼面上の気流の向きは、翼面上のファン径方向での位置によって異なる。このため、セレーションによって生成した下降流を伴う主流が負圧面上で衝突し、気流の乱れが生じる。この結果、負圧面上での主流の剥離の抑制効果が十分に発揮されなくなってしまう。このような不具合は、軸流送風機に限らず、羽根にセレーションを設けた遠心ファンや貫流ファンを備える他の送風機においても同様に生ずる。
 本開示は上記点に鑑みて、セレーションの効果の向上が可能な送風機を提供することを目的とする。
 本開示の第1態様にかかる送風機は、複数の羽根を有し、回転することにより気流を発生させるファンを備える。複数の羽根は、前縁部と、前縁部の少なくとも一部に設けられたセレーションを有している。セレーションは、交互に並んだ複数の先端部と複数の凹部とを有している。複数の羽根は、負圧面と、負圧面から突出する1つ以上のリブとを有している。リブは、凹部を起点として複数の羽根の後縁部に向かって延びている。
 これによれば、羽根の負圧面側では、隣り合う先端部で生成された下降流を伴う主流が凹部を起点として後縁部に向かって延びるリブに沿って流れるので、負圧面上を流れる気流の向きを揃えることができる。このため、セレーションによって生成された下降流を伴う主流同士の衝突を抑えて、負圧面上での主流の剥離の抑制効果を発揮させることが可能となる。
 あるいは、本開示の第2態様に係る送風機は、ファン軸心の周りに配置された複数の羽根を有し、ファン軸心を中心として回転する軸流ファンを備える。複数の羽根は、それぞれ、負圧面、正圧面、前縁部、および後縁部を有している。負圧面は、ファン軸心方向における一方側であって空気流れ上流側の翼面を形成する。正圧面は、負圧面の反対側の翼面を形成する。前縁部は、回転方向前方に位置する。後縁部は、回転方向後方に位置する。羽根の前縁部には、複数の先端部と複数の凹部を有するセレーションが設けられている。複数の先端部と複数の凹部は、前縁部に沿って交互に並んでいる。羽根の負圧面に、負圧面から突出した1つもしくは複数のリブが設けられている。リブは、凹部を起点として、後縁部に向かって延びている。
 これによれば、リブによって、負圧面上を流れる気流の向きを揃えることができるので、セレーションによって生成した下降流を伴う主流の衝突を防止できる。このため、セレーションによって生成した下降流による負圧面上での主流の剥離の抑制効果を発揮させることができる。
 あるいは、本開示の第3態様に係る送風機は、ファン軸心の周りに配置された複数の羽根を有し、ファン軸心を中心として回転する軸流ファンを備える。複数の羽根は、それぞれ、負圧面、正圧面、前縁部、および後縁部を有している。負圧面は、ファン軸心方向における一方側であって空気流れ上流側の翼面を形成する。正圧面は、負圧面の反対側の翼面を形成する。前縁部は、回転方向前方に位置する。後縁部は、回転方向後方に位置する後縁部。羽根の前縁部には、複数の先端部と複数の凹部がそれぞれ交互に複数並ぶセレーションが設けられている。複数の先端部と複数の凹部は前縁部に沿って交互に並んでいる。羽根の負圧面に、負圧面から突出した複数の第1リブが設けられている。羽根の正圧面に、正圧面から突出した複数の第2リブが設けられている。複数の第1リブおよび複数の第2リブは、凹部を起点として、後縁部を終点として、ファン軸心を中心とする円の周方向に延びている。セレーションの形成領域における軸流ファンの径方向中央位置よりも軸流ファンの内周側の部分をセレーションの内周部分とし、軸流ファンの径方向中央位置よりも軸流ファンの外周側の部分をセレーションの外周部分とする。セレーションの内周部分における複数の第1リブおよび複数の第2リブの数よりも、セレーションの外周部分における複数の第1リブおよび複数の第2リブの数の方が多くなっている。複数の第2リブの数の方が、複数の第1リブの数よりも多くなっている。
 これによれば、複数の第2リブを、セレーションの複数の凹部のうち一部の凹部に対して設けており、第2リブの数を第1リブの数よりも多くしている。これにより、正圧面上を流れる気流の向きを揃えることができるので、後縁部から放出される気流の向きを、負圧面側と正圧面側とで等しくできる。したがって、後縁部から放出される気流を安定させることができる。
 したがって、本開示によれば、リブを設けない場合と比較して、セレーションの効果を向上できる。
第1実施形態における軸流送風機の正面図である。 図1のII-II線における断面図である。 ファン軸心方向での空気流れ上流側から見た羽根の上面図である。 図3の羽根の斜視図である。 図3のV-V線における断面図である。 図4のVI部における空気流れを示す図である。 比較例の軸流送風機における羽根の斜視図である。 図7のVIII部における空気流れを示す図である。 第2実施形態における羽根の斜視図である。 第3実施形態における羽根の斜視図である。 第4実施形態における羽根の斜視図である。 第5実施形態における羽根の斜視図である。 第6実施形態における羽根の斜視図である。 第1実施形態、第6実施形態および比較例における軸流送風機の騒音レベルの測定結果を示す図である。 第7実施形態における羽根の斜視図である。 図15のXVI-XVI線における断面図である。 他の実施形態における羽根の斜視図である。
 以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。また、各実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。
(第1実施形態)
 本実施形態では、本開示の送風機を、軸方向に沿って空気を送風する軸流送風機1に適用した例について説明する。まず、図1、2を用いて、本実施形態の軸流送風機1の全体構成について説明する。なお、図1は、空気流れ上流側から見た軸流送風機1の正面図である。なお、図1、2中の上下方向を示す矢印D1、左右方向を示す矢印D2、前後方向を示す矢印D3は、軸流送風機1を車両に搭載した状態での方向を示している。
 本実施形態の軸流送風機1は、車両用のラジエータ2に装着され、ラジエータ2に空気を供給する車両用の送風機である。ラジエータ2は、車両の走行用エンジンの冷却水と空気との熱交換により、冷却水を冷却する熱交換器である。
 図2に示すように、軸流送風機1は、ラジエータ2に対して、車両後方側であって、ラジエータ2を通過する空気流れの下流側に配置されている。軸流送風機1は、ラジエータ2を通過した空気を吸引して車両後方に向けて吹き出すものである。
 軸流送風機1は、軸流ファン10と、シュラウド20と、モータ30とを備えている。モータ30は、軸流ファン10を回転駆動する電動機である。モータ30は、回転軸31を有している。モータ30は、ステー32によってシュラウド20に固定されている。ステー32は、モータ30を支持する支持部材である。
 軸流ファン10は、モータ30によって軸流ファン10のファン軸心CL1を中心に回転する。図1中の矢印DR1方向が軸流ファン10の回転方向である。軸流ファン10は、モータ取付部11と、複数の羽根12と、リング部13とを有して構成されている。
 モータ取付部11は、モータ30の回転軸31に取り付けられている円筒状の部材である。モータ取付部11は、その側壁の外側に複数の羽根12を支持している。なお、モータ取付部11は、ボス部とも呼ばれる。
 複数の羽根12は、モータ取付部11から放射状に延びている。複数の羽根12は、モータ取付部11の周囲に主に等間隔で配置されている。
 リング部13は、軸流ファン10の外周部に設けられた円環状の部材である。より具体的には、リング部13は、図1に示すように、ファン軸心CL1を中心とした円環状であって、図2に示すように、ファン軸心方向に所定長さ延びた円筒状の部材である。
 リング部13は、円筒状の側壁131を有している。リング部13は、複数の羽根12のそれぞれの外周端部と連結している。換言すると、リング部13の側壁131には、複数の羽根12のそれぞれと連結する連結部132が形成されている。なお、ここでいう連結とは、別体として形成された羽根12とリング部13とが繋がっている状態だけでなく、一体として形成された羽根12とリング部13とが連続している状態も含む意味である。本実施形態では、モータ取付部11、複数の羽根12およびリング部13は、ポリプロピレンなどの樹脂にて一体に成形されている。
 リング部13は、側壁131の空気流れ上流側端部に、断面円弧状のベルマウス133が形成されている。
 シュラウド20は、ラジエータ2を通過した空気が軸流ファン10に向かって流れる空気流路20cを形成している。シュラウド20は、ポリプロピレンなどの樹脂で成形されている。シュラウド20は、ラジエータ2側に空気が流入する空気流入口20aが形成されており、その反対側に空気が流出する空気流出口20bが形成されている。シュラウド20の内部のうち空気流出口20b側の部分に、軸流ファン10が配置されている。
 より具体的には、シュラウド20は、空気流入部21と、空気流出部22と、中間部23とを有している。
 空気流入部21は、空気流入口20aが形成されている部分である。空気流入部21の空気流入側がラジエータ2に連結されている。空気流入口20aは、ラジエータ2に対向してファン軸心方向に開口している。空気流入口20aの中心位置は、ファン軸心CL1に一致している。
 空気流入口20aの形状は、ラジエータ2の形状に対応している。すなわち、空気流入口20aは、図1に示すように、ファン軸心方向から見たとき、車両の上下方向D1に延びる辺よりも、車幅方向(左右方向)D2に延びる辺の方が長い横長の長方形形状である。このため、車両の左右方向D2における空気流入部21の内壁と軸流ファン10との距離L2は、上下方向D1における空気流入部21の内壁と軸流ファン10との距離L1よりも大きくなっている。
 空気流出部22は、空気流出口20bが形成されている部分であって、内部に軸流ファン10が配置されている。軸流ファン10が回転するので、空気流出部22においてリング部13とシュラウド20とが離間し、クリアランス部24が形成されている。つまり、空気流出部22したがって、本実施形態では、空気流出部22が、リング部13の径方向外側でリング部13に対向する筒状の部分を構成している。
 空気流出口20bは、ファン軸心方向に開口している。空気流出口20bの形状は、軸流ファン10の形状に対応している。すなわち、空気流出口20bは、ファン軸心方向から見たとき、円形状である。空気流出口20bの中心位置は、ファン軸心CL1に一致している。
 また、本実施形態では、空気流出口20bの半径がリング部13の下流側端部の内径と同じとなるように、空気流出部22の空気流れ最下流部221は、リング部13と対向する部分222よりも内側に突出している。空気流出部22の空気流れ最下流部221とリング部13との間に、クリアランス部24へ空気が流入する空気入口25が形成されている。
 中間部23は、空気流入部21から空気流出部22まで空気を導く空気流路を形成している。中間部23では、左右方向D2における空気流入部21の内壁と軸流ファン10との距離L2が、空気流入部21から空気流出部22に向かって徐々に小さくなっている。したがって、中間部23の流路断面積(開口面積)が、空気流入部21から空気流出部22に向かって徐々に小さくなっている。
 空気流入部21と空気流出部22と間に中間部23が介在していることで、シュラウド20内部の空気流路20cの流路断面積が空気流入部21から空気流出部22に至る過程で縮小されている。
 このような構成の軸流送風機1では、モータ30の回転軸31が回転することによって、軸流ファン10が回転すると、図2中の矢印F1のように、ラジエータ2を通過した空気が、軸流ファン10に吸い込まれ、軸流ファン10からファン軸心CL1に平行に吹き出される。
 このとき、軸流ファン10の回転により、空気流路20c内の空気を空気流出口20bに送る。したがって、シュラウド20内における空気流出口20b側の位置A1での圧力は軸流ファン10の空気吸入側の位置A2での圧力よりも高い。このため、図2中の矢印F2のように、軸流ファン10から流出した空気の一部が、空気入口25からクリアランス部24を通って、軸流ファン10の吸入側に逆流する。本実施形態では、軸流ファン10の外周にリング部13を設けているので、リング部13を設けない場合と比較して、この逆流F2が低減されている。さらに、リング部13の先端側にベルマウス133を設けているので、ベルマウス133を設けない場合と比較して、逆流F2が合流する軸流ファン10の空気流入側の乱流が抑制されている。
 次に、図3、4、5を用いて、本実施形態の軸流送風機1の主な特徴部分について説明する。
 図5に示すように、複数の羽根12はそれぞれ、ファン軸心方向における空気流れ上流側に配置される負圧面121と、負圧面121の反対側に配置される正圧面122とからなる翼面が形成されている。換言すれば、複数の羽根12はそれぞれ、ファン軸心方向における一方側であって空気流れ上流側の翼面を形成する負圧面121と、ファン軸心方向における他方側であって負圧面121の反対側の翼面を形成する正圧面122とを有している。複数の羽根12はそれぞれ、回転方向DR1の前方に位置する前縁部123および回転方向DR1の後方に位置する後縁部124をさらに有している。複数の羽根12はそれぞれ、所定の抑え角α、所定の翼弦長L12を有している。
 そして、図3、4に示すように、複数の羽根12はそれぞれ前縁部123を有し、前縁部123はセレーション40を有している。セレーション40は複数の先端部41と複数の凹部42を有し、複数の先端部41と複数の凹部42は前縁部123に沿って交互に並んでいる。さらに、羽根12の負圧面121に、負圧面121の表面から突出した複数のリブ51が設けられている。
 セレーション40は、三角形状の突起部が複数並んだものである。突起部のうち突起部の先端を含む部分が先端部41であり、隣り合う突起部の間の窪みが凹部42である。
 各リブ51は、前縁部123の凹部42を起点51aとし、後縁部124に向かって延びている。換言すれば、各リブ51は、前縁部123のうち凹部42に対応する位置を起点51aとし、後縁部124に向かって延びている。具体的には、前縁部123のうち凹部42に対応する位置を起点51aとし、後縁部124上の位置を終点51bとする。例えば、このとき、各リブ51は、起点51aから終点51bまで連続して延びている。換言すると、各リブ51は、前縁部123の凹部42から後縁部124にわたって、配置されている。各リブ51同士は、互いに平行に延びている。
 より詳細には、各リブ51の起点51aは、凹部42のうち最も底の部分に位置している。また、終点51bは、後縁部124上の、ファン軸心CL1を中心とする円周方向において起点51aと対応する点である。したがって、各リブ51は、軸流ファン10のファン軸心CL1を中心とする円周方向に平行に延びている。換言すると、各リブ51の中心軸は、軸流ファン10のファン軸心CL1の位置を中心とし、各リブ51が設置された起点を通る円弧状に延びている。
 本実施形態では、複数の凹部42の全部に対して、リブ51が設けられている。したがって、セレーション40の凹部42の数とリブ51の数とが一致している。
 また、各リブ51の高さh1は、翼面上に形成される気流の境界層よりも高くなるように設定される。さらに、羽根12を基準とする羽根12周りの空気流れの相対速度は羽根12の内周側の方が外周側よりも遅いこと。したがって、後述する負圧面121上における下降流F5を伴った主流F4の流れは、羽根12の内周側ほど負圧面121から剥離し難い。このため、羽根12の内周側でのリブ51の高さh1は羽根12の外周側でのリブ51の高さh1よりも低くしても、後述するリブ51による効果が得られる。
 そこで、本実施形態では、軸流ファン10の外周側から内周側に向かうにつれて低くなるように、各リブ51の高さh1が設定されている。換言すれば、各リブ51の高さh1は、軸流ファン10の径方向内側(内周側)から径方向外側(外周側)に向かうにつれて高くなるように設定されている。
 ここで、本実施形態の軸流送風機1と図7に示す比較例の軸流送風機J1とを比較する。比較例の軸流送風機J1は、羽根12の負圧面121にリブ51が形成されていない点のみが、本実施形態の軸流送風機1と異なるものである。
 図1、2に示す本実施形態および比較例の軸流送風機1、J1では、軸流ファン10に流入する空気流れは、軸流ファン10のファン軸心CL1に垂直な方向、すなわち、ファン軸心CL1に向かう方向の速度成分を有する。また、軸流ファン10を通過する空気流れの、羽根を基準とする相対速度は、軸流ファン10の外周側よりも内周側の方が速い。これらにより、軸流ファン10の外周部分での空気流れは縮流となる。なお、縮流が発生する要因の1つとしては、シュラウド20内部の空気通路の流路断面積が空気流入部21から空気流出部22に至る過程で縮小されることが挙げられる。
 さらに、本実施形態および比較例の軸流送風機1、J1では、左右方向D2における空気流入部21の内壁と軸流ファン10との距離L2が、上下方向D1における空気流入部21の内壁と軸流ファン10との距離L1よりも大きくなっているため、軸流ファン10を通過する空気流れは、左右方向において、縮流の傾向が強くなっている。すなわち、本実施形態の構成では、シュラウド20内部における空気通路の流路断面積の縮小度合いが上下方向よりも左右方向において大きいことから、左右方向において、縮流の傾向が強くなっている。
 また、本実施形態および比較例の軸流送風機1、J1においては、リング部13の内周面近傍における連結部132の空気流れ下流側の領域A3(図2参照)に、空気流れのよどみが発生する。このよどみの発生により、上記した軸流ファン10の外周側と内周側の流速差が拡大するため、軸流ファン10の外周部分の縮流が助長される。このことから、本実施形態および比較例の軸流送風機1、J1においては、1つの羽根12における翼面上の気流の向きは、翼面上のファン径方向での位置によって異なっている。具体的には、図6、8に示すように、羽根12に流入する気流F3の向きが、羽根12の内周側と外周側で異なっている。羽根12の内周側に流入する気流F3aは、ファン軸心CL1を中心とする円の周方向を向いており、羽根12の外周側に流入する気流F3bは、羽根12の内周側に流入する気流F3aよりも、ファン軸心CL1側を向いている。
 このため、図8に示すように、比較例では、セレーション40によって生成した下降流F5を伴う主流F4が負圧面121上で衝突し、気流の乱れF6が生じる。この結果、セレーション40の効果、すなわち、負圧面121上での主流F4の剥離の抑制効果が十分に発揮されなくなってしまう。なお、図8中の下降流F5は、羽根12の前縁部123に気流F3が流入する際に、先端部41の斜辺部分から羽根12の負圧面121側に回り込み、負圧面121に向かって下降する空気流れである。また、図8中の主流F4は、羽根12の負圧面121上を先端部41の頂部から羽根12の後縁部124に向かう空気流れである。また、図8中の一点鎖線は、主流F4の流れ方向を負圧面121に投影したものである。図6中の一点鎖線も、図8中の一点鎖線と同様である。
 これに対して、図6に示すように、本実施形態では、複数のリブ51によって、負圧面121上を流れる気流の向きを揃えることができるので、セレーション40によって生成した下降流F5を伴う主流F4の衝突を防止できる。このため、セレーション40によって生成した下降流F5による負圧面121上での主流F4の剥離の抑制効果を発揮させることができる。この結果、翼面近傍の気流の乱れを緩和できるので、騒音発生の要因である翼面圧力変動を抑えることが可能となり、低騒音化が可能となる。
 ここで、セレーション40の先端部41は、羽根12の前縁部123に流入する気流が羽根12の負圧面121側に回り込む際に、羽根12の負圧面121側に下降する下降流(縦渦)を生成する部位である。
 これに対して、セレーション40の凹部42は、セレーション40において、羽根12の負圧面121側における下降流の生成に何ら寄与せず、却って、羽根12の負圧面121側の下降流を乱す気流を生成する部位となる。
 この点を鑑みて、本実施形態では、リブ51の起点51aをセレーション40における下降流の生成に寄与しない凹部42に設定している。これによれば、リブ51自体がセレーション40における下降流の生成を阻害する要因とならないので、セレーション40における主流の剥離の抑制効果を充分に発揮させることができる。
 また、本実施形態では、羽根12の負圧面121側にリブ51を設けることで、羽根12の翼面に沿った気流と、羽根12の外側における気流(例えば、クリアランス部24を流れる気流)との干渉を抑えることができる。これによれば、羽根12の翼面における気流の乱れによる乱流騒音(広帯域騒音)の発生を抑制することができる。さらに、翼面に沿った気流と、羽根12の外側における気流との干渉による回転騒音の発生を抑制することが可能となる。
 特に、本実施形態では、軸流ファン10の径方向内側から径方向外側に向かうにつれてリブ51の突出方向の高さを高くしているので、翼面に沿った気流と、羽根12の外側における気流との干渉による回転騒音の発生をより効果的に抑えることができる。
(第2実施形態)
 本実施形態は、第1実施形態に対して、リブ51の数を減らしたものであり、その他の構成は、第1実施形態と同じである。
 図9に示すように、本実施形態では、複数のリブ51を、セレーション40の複数の凹部42のうち1つおきに並ぶ凹部42のみに対して設けている。このように、本実施形態では、凹部42の数よりもリブ51の数が少なく、凹部42の数とリブ51の数が一致していない。
 本実施形態のように、リブ51の数が凹部42の数よりも少なくても、負圧面121にリブ51を設けていない場合と比較して、セレーション40によって生成した下降流F5による負圧面121上での主流F4の剥離の抑制効果を発揮させることができる。
 また、負圧面121に複数のリブ51を設けることは、負圧面121上を流れる気流の中に新たな固定壁面を生成することになり、リブ51そのものからの新たな渦発生を招いてしまう。このため、不必要にリブ51を設けることは好ましくなく、本実施形態のように、設置するリブ51の数をできるだけ少なく設定することが好ましい。したがって、本実施形態によれば、全部の凹部42に対してリブ51を設ける場合と比較して、リブ51からの新たな渦発生を抑制することができる。
 なお、本実施形態は、羽根12の外周側と内周側での気流の向きの相違が小さく、全部の凹部42に対してリブ51を設けなくても、複数の凹部42の一部のみに対してリブ51を設けることでも、負圧面121上での主流F4の剥離の抑制効果が十分に得られる場合に有効である。
(第3実施形態)
 本実施形態は、第2実施形態と同様に、第1実施形態に対して、リブ51の数を減らしている。さらに、セレーション40のうち内周部分におけるリブ51の数よりも外周部分におけるリブ51の数の方が多くなっている。その他の構成は、第1実施形態と同じである。
 図10に示すように、本実施形態では、内周側から1番目と2番目に位置する凹部42を除き、外周側から1番目から5番目に位置する凹部42のそれぞれに対して、リブ51を設けている。
 ここで、セレーション40の形成領域における軸流ファン10の径方向中央位置よりも軸流ファン10の内周側の部分を、セレーション40の内周部分とする。また、セレーション40の形成領域における軸流ファン10の径方向中央位置よりも軸流ファン10の外周側の部分をセレーション40の外周部分とする。このとき、本実施形態では、外周側から1、2、3番目の凹部42がセレーション40の外周部分に位置し、内周側から1、2、3番目の凹部42がセレーション40の内周部分に位置している。本実施形態では、セレーション40の外周部分に3つのリブ51が設けられており、セレーション40の内周部分に1つのリブ51が設けられている。したがって、本実施形態では、セレーション40の内周部分におけるリブ51の数よりも外周部分におけるリブ51の数の方が多くなっている。
 以上の説明のように、本実施形態では、複数のリブ51を、セレーション40の複数の凹部42のうち一部の凹部42のみに対して設けているので、第2実施形態と同様の効果を奏する。
 さらに、本実施形態では、複数のリブ51を、セレーション40の内周部分よりも外周部分の方に多く設けている。これにより、下記の理由により、複数のリブ51を複数の凹部42のうち一部の凹部42のみに対して設ける場合において、負圧面121上での主流F4の剥離の抑制効果を十分に発揮させることができる。
 軸流ファン10の内周側は、リング部13近傍に生じるよどみの影響を受けにくいため、縮流の傾向が弱く、軸流ファン10の外周側は、リング部13近傍に生じるよどみの影響により、縮流の傾向が強い。このため、セレーション40の内周部分のリブ51の数を少なくし、外周部分のリブ51の数を多くすることで、負圧面121上を流れる気流の向きを揃えることができ、セレーション40によって生成した下降流を伴う主流の衝突を防止できる。
 なお、本実施形態では、セレーション40の外周部分に3つのリブ51が設けられており、セレーション40の内周部分に1つのリブ51が設けられていたが、セレーション40の内周部分よりも外周部分の方がリブ51の設置数が多いという関係を満たしていれば、セレーション40の外周部分と内周部分のそれぞれにおけるリブ51の設置数を変更してもよい。例えば、外周側から1、2、3番目に位置する凹部42のみに対してリブ51を設け、リブ51の数を、セレーション40の外周部分は3とし、内周部分は0としてもよい。
(第4実施形態)
 本実施形態は、第1実施形態に対して、羽根12の正圧面122へのリブ52の設置を追加したものであり、その他の構成は、第1実施形態と同じである。
 図11に示すように、本実施形態では、第1実施形態と同様に、羽根12の負圧面121において、セレーション40の複数の凹部42の全部に対してリブ51が設けられている。さらに、羽根12の正圧面122においても、セレーション40の複数の凹部42の全部に対してリブ52が設けられている。以下では、負圧面121に設けられたリブ51を第1リブ51と呼び、正圧面122に設けられたリブ52を第2リブ52と呼ぶ。
 第1実施形態と同様に、前縁部123の凹部42を起点52aとし、後縁部124を終点52bとして、連続して延びている。換言すれば、前縁部123のうち凹部42に対応する位置を起点52aとし、後縁部124上の位置を終点52bとする。このとき、第1実施形態で説明した複数の第1リブ51と同様に、複数の第2リブ52はそれぞれ、起点52aから終点52bまで連続して延びている。ただし、複数の第2リブ52のそれぞれの高さh2は、全て同じであり、最外周に位置する第1リブ51の高さh1と同じである。
 ところで、第1実施形態のように、羽根12の負圧面121と正圧面122のうち負圧面121のみにリブ51を設けた場合、羽根12の後縁部124から放出される気流は、負圧面121側ではリブ51に沿って放出され、正圧面122側では縮流に従って放出される。このため、羽根12の後縁部124から放出される気流の向きが、正圧面122側と負圧面121側とで異なってしまい、羽根12の後縁部124から放出される気流に乱れが生じてしまう。
 これに対して、本実施形態では、負圧面121に複数の第1リブ51を設け、さらに、正圧面122にも複数の第2リブ52を設けている。これにより、羽根12の後縁部124から放出される気流の向きを、負圧面121側と正圧面122側とで等しくでき、羽根12の後縁部124から放出される気流を安定させることができる。
 なお、本実施形態では、セレーション40の凹部42の数と第1リブ51の数と第2リブ52の数が一致しており、第1リブ51と第2リブ52とが1対1で対応して設けられている。このため、羽根の後縁部124から放出される気流を安定させるという効果が最も高くなる。
 また、羽根12の後縁部124から放出される気流の向きを負圧面121側と正圧面122側とで揃える観点では、本実施形態の如く、ファン軸心方向において第1リブ51と重なり合うように第2リブ52を設けることが望ましい。
(第5実施形態)
 本実施形態は、第4実施形態に対して、第1リブ51の数と第2リブ52の数を減らしたものであり、その他の構成は、第4実施形態と同じである。
 図12に示すように、本実施形態では、複数の第1リブ51を、セレーション40の複数の凹部42のうち一部の凹部42のみに対して設けている。具体的には、第2実施形態と同様に、第1リブ51を、前縁部123に並ぶ複数の凹部42のうち1つおきの凹部42に対して、それぞれ、設けている。このため、本実施形態によれば、第2実施形態と同様の効果を奏する。
 また、本実施形態では、複数の第2リブ52を、セレーション40の複数の凹部42のうち一部の凹部42のみに対して設けている。具体的には、第2リブ52を、外周側から1、2、3番目の凹部42に対して、それぞれ、設けている。
 ここで、第2実施形態での説明の通り、羽根12の翼面に複数のリブを設けることは、翼面上を流れる気流の中に新たな固定壁面を生成することになり、リブそのものからの新たな渦発生を招いてしまう。本実施形態によれば、第2リブ52の数を凹部42の数よりも少なくしているので、全部の凹部42に対して第2リブ52を設ける場合と比較して、第2リブ52からの新たな渦発生を抑制することができる。
 また、本実施形態では、第2リブ52の数は、第1リブ51の数よりも少ない。さらに、セレーション40のうち内周部分における第2リブ52の数よりも外周部分における第2リブ52の数の方が多くなっている。第3実施形態での説明の通り、軸流ファン10の内周側よりも外周側の方が縮流の傾向が強い。そこで、第2リブ52の数を少なくする場合、第2リブ52を、セレーション40のうち内周部分よりも外周部分の方に多く設けることが有効である。
(第6実施形態)
 本実施形態は、第5実施形態と同様に、第4実施形態に対して、第1リブ51の数と第2リブ52の数を減らしたものである。ただし、本実施形態は、第2リブ52の数が第1リブ51の数よりも多い点などが、第5実施形態と異なっている。
 図13に示すように、本実施形態では、複数の第1リブ51を、内周側から1、2、3番目に位置する凹部42に設けず、外周側から1、2、3、4番目に位置する凹部42のそれぞれに対して設けている。また、複数の第2リブ52を、最内周側に位置する凹部42に設けず、外周側から1、2、3、4、5、6番目の凹部42に対して第2リブ52を設けている。
 このように、本実施形態では、セレーション40の内周部分における第1リブ51の数よりも外周部分における第1リブ51の数の方が多くなっている。さらに、セレーション40の内周部分における第2リブ52の数よりも外周部分における第2リブ52の数の方が多くなっている。これにより、本実施形態においても、第3、第5実施形態と同様の効果を奏する。
 ところで、一の羽根12の負圧面121を通過した気流は、軸流ファン10の回転方向DR1における次の羽根12の正圧面122に到達する。このため、一の羽根12の正圧面122と負圧面121とでは、正圧面122の方が負圧面121よりも、縮流や乱れの影響が強い。
 そこで、複数の第2リブ52を、セレーション40の複数の凹部42のうち一部の凹部42に対して設ける場合では、本実施形態のように、第2リブ52の数を第1リブ51の数よりも多くすることが好ましい。これにより、正圧面122上を流れる気流の向きを揃えることができるので、羽根12の後縁部124から放出される気流の向きを、負圧面121側と正圧面122側とで等しくでき、羽根12の後縁部124から放出される気流を安定させることができる。
 ここで、図14に、第1実施形態、第6実施形態および比較例における軸流送風機の騒音レベルの測定結果を示す。なお、比較例の軸流送風機J1は、第1実施形態の軸流送風機1において負圧面121に設けたリブ51をなくしたものである。また、セレーション40の凹部42の数をNとしたとき、第1実施形態の軸流送風機1は、第1リブ51の数を凹部42と同数のNとしたものであり、第6実施形態の軸流送風機1は、第1リブ51の数をN-3とし、第2リブ52の数をN-1としたものである。
 図14に示すように、比較例と比較して、第1実施形態の軸流送風機は騒音が低減されており、第6実施形態の軸流送風機はさらに騒音が低減されていることが確認できた。この測定結果より、本実施形態が最も低騒音化が可能であることがわかる。
(第7実施形態)
 次に、第7実施形態について、図15、および図16を用いて説明する。図15は、本実施形態における羽根12の斜視図である。図16は、図15のXVI-XVI線断面図である。なお、図15に示すXVI-XVI線は、羽根12の周方向(翼弦方向)の中央部を通る曲線である。従って、図16は、羽根12を周方向(翼弦方向)の中央部で切断した際の羽根12の切断面を示している。
 本実施形態では、羽根12における正圧面122に対して、複数の第2凹部53を追加している点が第1実施形態と相違している。本実施形態では、第1実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
 図15に示すように、本実施形態では、第1実施形態と同様に、セレーション40の各凹部42の全てに対応するように、羽根12の負圧面121側にリブ51が設けられている。
 ここで、第4実施形態で説明したように、羽根12の負圧面121側と正圧面122側とでは、気流の向きが異なる傾向がある。そして、羽根12の負圧面121側と正圧面122側とで気流の向きが異なると、羽根12の後縁部124にて負圧面121側における気流と正圧面122側における気流とが交差する際に、騒音の発生要因となる三次元的な渦が発生してしまう。
 そこで、図16に示すように、羽根12の正圧面122には、羽根12の負圧面121側に設けた各リブ51に対応して、負圧面121側に窪む第2凹部53が複数設けられている。すなわち、本実施形態では、セレーション40における全ての凹部(第1凹部)42に対して第2凹部53が形成されている。従って、本実施形態では、セレーション40における第1凹部42の数と第2凹部53の数とが一致している。
 各第2凹部53は、羽根12の正圧面122側の気流を整流させる機能を果たしている。ここで、各凹部53は、羽根12の正圧面122側における前縁部123の第1凹部42を起点52aとし、後縁部124を終点52bとして、連続して延びている。換言すれば、羽根12の正圧面122側における前縁部123のうち第1凹部42に対応する位置を起点52aとし、後縁部124上の位置を終点52bとする。本実施形態の各第2凹部53は、起点52aから終点52bまで連続して延びている。具体的には、本実施形態の各第2凹部53は、軸流ファン10のファン軸心CL1を中心とする円周方向に沿って延びている。
 本実施形態では、各第2凹部53を断面がV字状の溝で構成している。また、羽根12の強度を確保する観点で、各第2凹部53の幅がリブ51の幅以下、且つ、各第2凹部53の深さが羽根12の板厚の半分以下となるように設定することが望ましい。
 その他の構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態の構成によれば、複数のリブ51によって、セレーション40によって生成した下降流を伴う主流の衝突を抑制することができるので、セレーション40における主流の剥離の抑制効果を発揮させることができる。
 また、本実施形態では、羽根12における正圧面122に対して、複数の第2凹部53を設ける構成としている。これによれば、羽根12の正圧面122側における気流が、各第2凹部53に沿って、セレーション40の凹部42から羽根12の後縁部124へ向かって流れることで整流される。このため、羽根12の負圧面121側と正圧面122側とで気流の向きが揃い易くなり、羽根12の後縁部124にて負圧面121側における気流と正圧面122側における気流とが交差する際の三次元的な渦の発生を抑えることができる。
 この結果、羽根12の翼面における気流の乱れによる騒音の発生を充分に抑制することが可能となる。さらに、羽根12の翼面における気流の乱れが抑制されることで、モータ30の駆動トルクを抑えることができるので、軸流送風機1のファン効率の向上を図ることができる。
 さらに、本実施形態では、リブ51の数と第2凹部53の数が、セレーション40の凹部42の数と一致しており、リブ51と第2凹部53とが1対1で対応して設けられている。このため、羽根の後縁部124から放出される気流を安定させるという効果が最も高くなる。
 また、羽根12の後縁部124から放出される気流の向きを負圧面121側と正圧面122側とで揃える観点では、本実施形態の如く、ファン軸心方向においてリブ51と重なり合うように第2凹部53を設けることが望ましい。このことは、第2凹部53の形成に伴う羽根12の強度低下を抑える観点でも有効である。
(他の実施形態)
 本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更が可能である。
 (1)上記各実施形態では、リブ(第1リブ)51および第2リブ52は、どちらも、凹部42を起点とし、後縁部124を終点51b、52bとしていたが、図17に示すように、羽根12の前縁部123と後縁部124との間の位置を終点51b、52bとしてもよい。すなわち、上記各実施形態では、第1リブ51および第2リブ52は、どちらも、翼弦長方向の全範囲に延びた形状であったが、凹部42から翼弦長方向の一部の範囲のみに延びた形状であってもよい。
 このようにしても、羽根12の翼面121、122にリブ51、52を設けない場合と比較して、翼面上の気流の向きを揃えることができるので、上記各実施形態と同様の効果が得られる。ただし、翼面上の気流の向きを揃える効果を高めるという観点では、第1リブ51および第2リブ52は、どちらも、後縁部124の位置を終点51b、52bとすることが好ましい。
 また、上記各実施形態では、第1リブ51および第2リブ52は、どちらも、円弧状に延びた形状であったが、後縁部124に向かって延びた形状であれば、他の形状であってもよい。例えば、第1リブ51および第2リブ52は、ファン軸心CL1を中心とし、各リブ51、52の起点51a、52aを通る円において起点51a、52aを通る接線に平行に延びた形状であってもよい。このように、第1リブ51および第2リブ52は、直線状に延びた形状であってもよい。
 (2)上記各実施形態では、リブ51(第1リブ51)の起点51aは、凹部42の最も底の部分に位置していたが、セレーション40によって生成した下降流F5を伴う主流F4の衝突を防止できる範囲内であれば、凹部42の最も底の部分からずれていてもよい。このことは、第4~第6実施形態における第2リブ52の起点52aについても同様である。
 (3)上記各実施形態では、1つの羽根12に対して設けるリブ(第1リブ)51の数を、複数としたが、1つに変更してもよい。同様に、1つの羽根12に対して設ける第2リブ52の数を1つに変更してもよい。なお、この場合、羽根12の内周側と外周側で翼面上を流れる気流の向きが異なることから、セレーション40の中央部に第1リブ51、第2リブ52を設けることが好ましい。このようにしても、羽根12の翼面121、122にリブ51、52を設けない場合と比較して、翼面上の気流の向きを揃えることができるので、上記各実施形態と同様の効果が得られる。
 (4)上記各実施形態では、複数の羽根12の全てにリブ(第1リブ)51を設けたが、複数の羽根12の一部のみに対して、第1リブ51を設けてもよい。同様に、複数の羽根12の一部のみに対して、第2リブ52を設けてもよい。このようにしても、羽根12の翼面121、122にリブ51、52を設けない場合と比較して、翼面上の気流の向きを揃えることができるので、上記各実施形態と同様の効果が得られる。
 (5)上記各実施形態では、セレーション40は、羽根12の前縁部123の一部に設けられていたが、前縁部123の全部に設けられていてもよい。また、セレーション40の先端部41は、頂部が尖った三角形状であったが、頂部が丸みを有する形状であってもよい。同様に、セレーション40の凹部42は、底部が丸みを有する形状であってもよい。
 (6)上記各実施形態の羽根12は、直進翼や前進翼、後退翼などには因らない。いずれに対しても、羽根12の翼面上での気流の向きが一様でなく、羽根12の内周側と外周側で翼面上を流れる気流の向きが異なる場合において、本開示の適用が有効である。
 (7)上記各実施形態では、シュラウド20およびリング部13を有する軸流送風機1に対して、本開示を適用していたが、シュラウド20とリング部13の一方もしくは両方を有していない軸流送風機1に対しても、本開示の適用が可能である。すなわち、本開示は、1つの羽根における翼面上の気流の向きが、翼面上のファン径方向での位置によって異なる軸流送風機に対して適用が可能である。
 (8)上記第7実施形態では、凹部53を、羽根12の正圧面122側における前縁部123から後縁部124へ連続的に延びた形状としている。しかしながら、一部が不連続となる形状であってもよい。
 また、第7実施形態の如く、羽根12の負圧面121側に設けられたリブ51に対応して、正圧面122に第2凹部53を複数形成することが望ましいが、第2凹部53は1つ以上設けられていればよい。例えば、隣り合うリブ51の一方に対応して第2凹部53を形成して、第2凹部53の数をリブ51の数よりも少なくしてもよい。なお、第2凹部53は、後縁部124から放出される気流の向きが羽根12の負圧面121側と正圧面122側とで同様の方向になれば、その形状を円弧状に限らず、直線状の形状としてもよい。
 さらに、第7実施形態では、第2凹部53を断面がV字状の溝で構成した。しかしながら、例えば、第2凹部53を断面がU字状の溝や、断面が四角形状の溝で構成してもよい。
 また、第7実施形態で説明した第2凹部53は、第4~第6実施形態で説明した第2リブ52と同様に、羽根12の正圧面122側の気流を整流させるものである。このため、第4~第6実施形態の第2リブ52を第2凹部53に置き換えてもよい。
 (9)上記各実施形態では、軸流ファン10を備える軸流送風機1に対して本開示の送風機を適用している。しかしながら、例えば、遠心ファンや、貫流ファン等のファンを備える送風機に本開示の送風機を適用してもよい。
 (10)上述の各実施形態では、本開示に係る送風機を、エンジンを冷却するクーリングモジュールの送風機に対して適用している。しかしながら、本開示に係る送風機は、車両用の空調装置で用いられる送風機に対して適用したり、車両用以外の家庭用や工業用に用いられる送風機に対して適用したりしてもよい。
 (11)上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

 

Claims (16)

  1.  複数の羽根(12)を有し、回転することにより気流を発生させるファン(10)を備え、
     前記複数の羽根は、前縁部(123)と、前記前縁部の少なくとも一部に設けられたセレーション(40)を有し、
     前記セレーションは、交互に並んだ複数の先端部(41)と複数の凹部(42)とを有し、
     前記複数の羽根は、負圧面(121)と、前記負圧面から突出する1つ以上のリブ(51)とを有し、
     前記リブは、前記凹部を起点(51a)として前記複数の羽根の後縁部(124)に向かって延びている送風機。
  2.  ファン軸心(CL1)の周りに配置された複数の羽根(12)を有し、前記ファン軸心を中心として回転する軸流ファン(10)を備え、
     前記複数の羽根は、それぞれ、
      ファン軸心方向における一方側であって空気流れ上流側の翼面を形成する負圧面(121)と、
      前記負圧面の反対側の翼面を形成する正圧面(122)と、
      回転方向前方に位置する前縁部(123)と、
      回転方向後方に位置する後縁部(124)と、を有しており、
     前記羽根の前縁部に、複数の先端部(41)と複数の凹部(42)を有するセレーション(40)が設けられており、
     前記複数の先端部と前記複数の凹部は、前記前縁部に沿って交互に並んでおり、
     前記羽根の負圧面に、前記負圧面から突出した1つもしくは複数のリブ(51)が設けられており、
     前記リブは、前記凹部を起点(51a)として、前記後縁部に向かって延びている送風機。
  3.  前記リブは、前記負圧面に複数設けられており、
     前記リブは、前記複数の凹部のうち一部の凹部のみに対して設けられている請求項2に記載の送風機。
  4.  前記セレーションの形成領域において、前記軸流ファンの径方向中央位置よりも前記軸流ファンの内周側の部分を前記セレーションの内周部分とし、前記軸流ファンの径方向中央位置よりも前記軸流ファンの外周側の部分を前記セレーションの外周部分としたとき、
     前記セレーションの内周部分における前記リブの数よりも、前記セレーションの外周部分における前記リブの数の方が多くなっている請求項3に記載の送風機。
  5.  前記起点は、前記凹部の最も底の部分に位置している請求項2ないし4のいずれか1つに記載の送風機。
  6.  前記リブは、前記ファン軸心を中心とする円の周方向に延びている請求項2ないし5のいずれか1つに記載の送風機。
  7.  前記リブは、前記凹部を起点(51a)とし、前記後縁部を終点(51b)として延びている請求項2ないし6のいずれか1つに記載の送風機。
  8.  前記リブは、前記負圧面に複数設けられており、
     前記リブは、前記軸流ファンの径方向内側から径方向外側に向かうにつれて高さが高くなるように設定されている請求項2ないし7のいずれか1つに記載の送風機。
  9.  前記負圧面に設けられた前記リブ(51)を第1リブとし、
     前記正圧面に、前記正圧面から突出した第2リブ(52)が1つ以上設けられており、
     前記第2リブは、前記凹部を起点(52a)として、前記後縁部に向かって延びている請求項2ないし8のいずれか1つに記載の送風機。
  10.  前記第2リブは、前記正圧面に複数設けられており、
     前記第2リブは、前記複数の凹部のうち一部の凹部のみに対して設けられている請求項9に記載の送風機。
  11.  前記セレーションの形成領域における前記軸流ファンの径方向中央位置よりも前記軸流ファンの内周側の部分を前記セレーションの内周部分とし、前記軸流ファンの径方向中央位置よりも前記軸流ファンの外周側の部分を前記セレーションの外周部分としたとき、
     前記セレーションの内周部分における前記第2リブの数よりも、前記セレーションの外周側部分における前記第2リブの数の方が多くなっている請求項10に記載の送風機。
  12.  前記第2リブの数は、前記第1リブの数よりも多い請求項9ないし11のいずれか1つに記載の送風機。
  13.  前記第2リブの起点は、前記凹部の最も底の部分に位置している請求項9ないし12のいずれか1つに記載の送風機。
  14.  前記第2リブは、前記ファン軸心を中心とする円の周方向に延びている請求項9ないし13のいずれか1つに記載の送風機。
  15.  前記第2リブは、前記凹部を起点(52a)とし、前記後縁部を終点(52b)として延びている請求項9ないし14のいずれか1つに記載の送風機。
  16.  ファン軸心(CL1)の周りに配置された複数の羽根(12)を有し、前記ファン軸心を中心として回転する軸流ファン(10)を備え、
     前記複数の羽根は、それぞれ、
      ファン軸心方向における一方側であって空気流れ上流側の翼面を形成する負圧面(121)と、
      前記負圧面の反対側の翼面を形成する正圧面(122)と、
      回転方向前方に位置する前縁部(123)と、
      回転方向後方に位置する後縁部(124)と、を有しており、
     前記羽根の前縁部には、複数の先端部(41)と複数の凹部(42)がそれぞれ交互に複数並ぶセレーション(40)が設けられており、
     前記複数の先端部と前記複数の凹部は前記前縁部に沿って交互に並んでおり
     前記羽根の負圧面に、前記負圧面から突出した複数の第1リブ(51)が設けられており、
     前記羽根の正圧面に、前記正圧面から突出した複数の第2リブ(52)が設けられており、
     前記複数の第1リブおよび前記複数の第2リブは、前記凹部を起点として、前記後縁部を終点として、前記ファン軸心を中心とする円の周方向に延びており、
     前記セレーションの形成領域における前記軸流ファンの径方向中央位置よりも前記軸流ファンの内周側の部分を前記セレーションの内周部分とし、前記軸流ファンの径方向中央位置よりも前記軸流ファンの外周側の部分を前記セレーションの外周部分としたとき、
     前記セレーションの内周部分における前記複数の第1リブおよび前記複数の第2リブの数よりも、前記セレーションの外周部分における前記複数の第1リブおよび前記複数の第2リブの数の方が多く、
     前記複数の第2リブの数の方が、前記複数の第1リブの数よりも多い送風機。

     
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