(57)【要約】  軸心まわりに回転するハブと、ハブの外周部に配設される複数枚のブレードを有する軸流送風機であって、ブレードの外周縁側では、前縁部が吸込側に向かって凸、後縁部が吐出側に向かって凸となるよう形成され、ブレードの後縁側では、内周側が吐出側に向かって凸、外周側が吸込側に向かって凸となるように形成し、前縁部、翼端部、後縁部から生じる渦の発生及び渦の成長を抑制し、流れの有効流路幅を十分に確保し、抵抗に伴う乱れを低減することによって、騒音及び効率を改善する。
2016181463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心まわりに回転するハブと、前記ハブの外周部に配設される複数枚のブレードとを有する軸流送風機であって、
前記ブレードの外周縁側では、前縁部が吸込側に向かって凸、後縁部が吐出側に向かって凸となるよう形成され、
前記ブレードの後縁側では、内周側が吐出側に向かって凸、外周側が吸込側に向かって凸となるように形成された軸流送風機。
【請求項２】
軸心まわりに回転するハブと、前記ハブの外周部に配設される複数枚のブレードとを有し、前記ブレードは、内周縁と外周縁と前縁と後縁とに囲繞されて成る軸流送風機であって、
各ブレードは、
ハブと同心軸の円筒で断面された翼形状が、
翼端側では、前縁部が吸込側に向かって凸、後縁側が吐出側に向かって凸となるように形成されて、Ｓ字状となるための２つの極値点を有し、
ハブ側では、変曲点をもたない凹面形状を成し、
半径方向の翼断面形状が、
前縁側では、吸込側に向かって凸となるように形成されて、ハブ側と翼端側とのあいだに１つの極値点を有し、
後縁側では、ハブ側で吐出側に向かって凸、翼端側では吸込側に向かって凸となるように形成されて、Ｓ字状となるための２つの極値点を有し、かつ、翼端側の極値点は翼端後縁部に存在するよう構成され、
円筒断面の翼形状に関して円筒断面の半径位置が翼端側からハブ側に近づくほど翼端上に存在する２つの極値点が、前縁側の極値点については前縁上に存在する極値点に徐々に近づいて一致し、後縁側の極値点については後縁上に存在する極値点に徐々に近づいて一致する軸流送風機。
【請求項３】
前記ブレードは、円筒断面の翼形状に関して、円筒断面の半径位置が翼端側からハブ側に近づくほど翼端軸方向における２つの極値点のうち前縁側の極値点が前縁上の極値点に徐々に近づいて一致することで、翼端前縁部近傍は吸込側に向かって凸となるように形成され、その際の翼端前縁部の軸方向位置座標と、翼端上の極値点の軸方向座標との距離差Δｈに対してブレード外周部の直径Ｄが、０＜Δｈ／Ｄ＜０．１を満足するように構成される請求項２記載の軸流送風機。
【請求項４】
ブレードとベルマウスとの相対的な位置関係において、ブレードの翼端後縁部を、吐出側をＺ軸正方向としかつベルマウスの円筒部の吐出側終端を基準点にとった際の基準点からの距離ΔＺに対してベルマウスの直管部の長さＬが、−０．８７＜ΔＺ／Ｌ＜０を満足するように構成される請求項２又は３記載の軸流送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空調装置や換気機器などに用いられる軸流送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の軸流送風機は、円筒状のハブと、このハブの外周面に設けられた複数枚のブレードとを備えている。このハブを所定方向（例えば反時計回り）に回転させてブレードを旋回させることで、空気などの流体を前方から吸い込んで後方に吐出させ、送り出している。【０００３】
このような軸流送風機においては、ブレードを旋回させたときに、ブレードの外周縁である翼端部や前縁部、後縁部で発生する渦が問題となる。すなわち、ブレードで発生した渦は、ブレード間での有効流路幅を狭め、流れに対する抵抗となり、流れに乱れが生じ、空力損失が増大する。このため、ブレードの翼端部（＝外周縁部）や前縁部、後縁部で生じる渦は、騒音増大、効率低下の要因となっていた。【０００４】
そこで、ブレードをハブに対して同心円筒状に切断したときの断面形状について、ブレードの後縁部側を、ハブ側から翼端側に至る全ての翼断面形状が吐出側が凸面となる逆反り部とするとともに、隣接する一方のブレードの前縁を、他方のブレードの逆反り部に軸方向線上で重なる位置に至るまで大きくすることで、渦の発生を抑制するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−１４４６９８号公報（図３、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような軸流送風機にあっては、以下の四点の課題がある。【０００７】
一点目は、ブレードの後縁部での負圧面と圧力面との圧力差に起因する渦を抑制しているが、従来の軸流送風機でみられる、前縁部と翼端部に生じる渦に関しては、その発生を許容する形状をしていることである。特に、翼端渦は、下流側に移流するに従って積層され、次第に成長し、増大する。このため、ブレード間の有効流路幅は減少し、かつ翼端渦が流れを妨げることで、流れの抵抗は増大する。これにより、流れの乱れが発生して騒音増加、効率低下の要因となる。【０００８】
二点目は、ブレードの後縁部側を、ハブ側から翼端側に至る全ての翼円筒断面形状を吐出側が凸面となる逆反り部とする、換言すればブレードの後縁部側が半径方向の全翼断面にわたって流体の吸込側に対して凹ませた形状としているため、流速が低いハブ部近傍では、負圧面だけでなく圧力面においても、流れの剥離が発生する。このため、流れが乱れることによる騒音増大、効率低下という問題があった。【０００９】
三点目は、ブレードの後縁部側を、ハブ側から翼端側に至る半径方向の全翼断面にわたって流体の吸込側に対して凹ませた形状としているため、凹ませていない場合と比較して、全圧上昇への寄与が高い吐出側における流れの旋回速度成分が小さくなる。このため、流体を十分に昇圧することができず、十分な送風特性が得られないという問題があった。【００１０】
四点目は、ブレードの後縁部が、そのブレードに隣接するブレードの前縁部と軸方向線上で重なっているため、このようなブレードのレイアウトでは、金型による成形に適しておらず、ブレードの製作に非常にコストがかかるという問題があった。【００１１】
本発明は、前記のような課題の少なくとも１つを解決するためになされたもので、低騒音かつ高効率な軸流送風機を提供することを主目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る軸流送風機は、軸心まわりに回転するハブと、ハブの外周部に配設される複数枚のブレードとを有する軸流送風機であって、ブレードの外周縁側では、前縁部が吸込側に向かって凸、後縁部が吐出側に向かって凸となるよう形成され、ブレードの後縁側では、内周側が吐出側に向かって凸、外周側では吸込側に向かって凸となるように形成されたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の軸流送風機によれば、ブレードの外周縁側では、前縁部が吸込側に向かって凸、後縁部が吐出側に向かって凸となるよう形成され、ブレードの後縁側では、内周側が吐出側に向かって凸、外周側が吸込側に向かって凸となるように形成されているので、全圧上昇への寄与が高い吐出側における流れの旋回速度成分が大きくなって、流体を十分に昇圧することができ、十分な送風特性が得られる。そのため、隣接するブレード相互の重合部が不要となり、金型による成形コストを低減することができる。また、ブレードの前縁部、翼端部、後縁部から生じる渦の発生及び渦の成長を抑制することができて、流れの有効流路幅を十分に確保でき、抵抗に伴う乱れを低減でき、騒音及び効率を改善することができる。また、従来生じていた、ハブ部後縁側での流れの剥離を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】比較例の軸流送風機のまわりの流れ場を説明するための斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る軸流送風機の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る軸流送風機の羽根車の正面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る軸流送風機のブレードの断面ラインを示す模式図である。
【図５】図４のａ−ａ矢視断面図である。
【図６】図４のｂ−ｂ矢視断面図である。
【図７】図４のｃ−ｃ矢視断面図である。
【図８】図４のｄ−ｄ矢視断面図である。
【図９】図４のｅ−ｅ矢視断面図である。
【図１０】図４のｆ−ｆ矢視断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る軸流送風機のブレード１枚の形状を特徴づける極値点位置を示す模式図である。
【図１２】比較例の軸流送風機のａ−ａ矢視断面における円筒断面の翼形状とそのまわりの流れ場を模式的に示す断面図である。
【図１３】比較例の軸流送風機のｄ−ｄ矢視断面における円筒断面の翼形状とブレードの負圧面上の前縁に発生する前縁剥離渦を模式的に示す断面図である。
【図１４】比較例の軸流送風機の翼端近傍のｃ−ｃ矢視断面における円筒断面の翼形状とそのまわりの流れ場を模式的に示す断面図である。
【図１５】本実施の形態１の軸流送風機のａ−ａ矢視断面における円筒断面の翼形状とそのまわりの流れ場を模式的に示す断面図である。
【図１６】本実施の形態１の軸流送風機のｆ−ｆ矢視断面における円筒断面の翼形状とブレードの負圧面上の流れ場を模式的に示す断面図である。
【図１７】本実施の形態１の軸流送風機の翼端近傍のｃ−ｃ矢視断面における円筒断面の翼形状とそのまわりの流れ場を模式的に示す断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態２に係る軸流送風機のブレードの図４のｃ−ｃ矢視断面における前縁部と翼端部の交点と、従来のブレードにおける前縁部と翼端部の交点との、軸方向距離を定義するための模式図である。
【図１９】本発明の実施の形態２に係る軸流送風機のブレード外周部の直径Ｄに対する軸方向距離差Δｈの割合Δｈ／Ｄと騒音低減効果との関係を示すグラフである。
【図２０】本発明の実施の形態３に係る軸流送風機のベルマウスの円筒部の長さＬに対する基準点から翼端後縁までの距離ΔＺの割合ΔＺ／Ｌと騒音低減効果との関係を示すグラフである。
【図２１】本発明の実施の形態３に係る軸流送風機のブレードとベルマウスとの相対的位置関係に関する流れ場の違いを示した模式図である。
【図２２】本発明の実施の形態３に係る軸流送風機のブレードとベルマウスとの相対的位置関係に関する流れ場の違いを示した模式図である。
【図２３】本発明の実施の形態３に係る軸流送風機のブレードとベルマウスとの相対的位置関係に関する流れ場の違いを示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図示実施形態により本発明を説明する。なお、参照符号については、図１〜図２３において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは、明細書の全文において共通することである。また、複数枚有するブレードに関する符号は、代表の１枚にのみ付すものとする。また、本実施の形態では、一例としてブレードの枚数が３枚である場合を図示しているが、３枚以外のブレード枚数においても本発明の効果は得られる。
【００１６】
実施の形態１．
まず、実施の形態の説明の前に一般的な軸流送風機の抱える問題について比較例に基づき説明する。図１は比較例の軸流送風機とそのまわりの流れ場の斜視図である。
図１に示すように、この比較例の軸流送風機は、円筒状のハブ１と、ハブ１の外周面に設けられた複数枚のブレード２ａ〜２ｃと、ブレード２ａ〜２ｃを取り囲むベルマウス４とを備えており、ハブ１を所定方向Ｐ（例えば反時計回り）に回転させてブレード２ａ〜２ｃを旋回させることで、空気などの流体を前方から後方（矢印Ｑ方向）に吐出させ、送り出している。
【００１７】
この比較例の軸流送風機においては、ブレード２ａ〜２ｃを旋回させたときに、ブレードの外周縁である翼端部や前縁部、後縁部で渦３ａ〜３ｄが発生する。このブレードで発生した渦は、ブレード間での有効流路幅を狭め、流れに対する抵抗となり、流れに乱れを生じさせ、空力損失を増大させる。このため、ブレードの翼端部（＝外周縁部）や前縁部、後縁部で生じる渦は、騒音増大、効率低下の要因となる。
【００１８】
図２は本発明の実施の形態１に係る軸流送風機の斜視図である。
図２に示すように、本実施の形態１に係る軸流送風機の羽根車１０は、軸心まわりに回転するハブ５と、前記ハブ５の外周部に配設される複数枚のブレード２０ａ〜２０ｃ（以下、これらをまとめて「ブレード２０」という場合もある）とを有し、ベルマウス４に取り囲まれている。ベルマウス４は、吸込側と吐出側の両端が、それぞれ吸込側と吐出側に向かって滑らかに広がるような形状をなす。ブレード２０は、内周縁３１と外周縁（以下、「翼端」という）３２と前縁３３と後縁３４とに囲繞されている。
【００１９】
図３は本発明の実施の形態１に係る軸流送風機の羽根車の正面図である。図４は本発明の実施の形態１に係る軸流送風機のブレードの断面ラインを示す模式図である。図５は図４のａ−ａ矢視断面図である。図６は図４のｂ−ｂ矢視断面図である。図７は図４のｃ−ｃ矢視断面図である。図８は図４のｄ−ｄ矢視断面図である。図９は図４のｅ−ｅ矢視断面図である。図１０は図４のｆ−ｆ矢視断面図である。図１１は本発明の実施の形態１に係る軸流送風機のブレード一枚の形状を特徴づける極値点位置を示す模式図である。
各ブレード２０は、図７及び図５に示すように、ハブ５に対して同心円筒状に切断したときの断面形状（以下、これを「円筒断面の翼形状」という）に関して、ブレード２０の外周縁側である翼端３２側とハブ５側とで下記（１）（２）に示す構成を有する。
【００２０】
（１）ブレード２０の翼端３２側の円筒断面の翼形状は、図７に示すように、翼端３２側の前縁部３５（図４）が吸込側に向かって凸となるように形成され、かつ翼端３２側の後縁部３６（図４）が吐出側に向かって凸となるように形成される。したがって、ブレード２０の翼端３２側の円筒断面の翼形状は、図７に示すように、逆Ｓ字状となるための２つの極値点４１，４２を有する。極値点４１は軸方向に最も高い点であり、極値点４２は軸方向に最も低い点となる。
【００２１】
（２）ハブ５側の円筒断面の翼形状は、図５に示すように、変曲点をもたない吸込側に向かって凸面形状をなす。
【００２２】
また、ブレード２０の半径方向の翼断面形状に関しては、ブレード２０の前縁３３側と後縁３４側とで下記（３）（４）に示す構成を有する。
【００２３】
（３）ブレード２０の前縁３３側の半径方向の翼断面形状は、図８に示すように、吸込側に向かって凸となるように形成され、したがってハブ５側と翼端３２側とのあいだに１つの極値点４５を有するように構成される。
【００２４】
（４）ブレード２０の後縁３４側の半径方向の翼断面形状は、図１０に示すように、ハブ５側では吐出側に向かって凸となるように形成され、翼端３２側では吸込側に向かって凸となるように形成される。したがって、ブレード２０の後縁３４側の半径方向の翼断面形状は、図１０に示すように、Ｓ字状となるための２つの極値点４３，４４を有し、かつ翼端３２側の極値点４４は翼端後縁部に存在するように構成される。
【００２５】
また、ブレード２０の吸込側から見た形状に関しては、下記（５）に示す構成を有する。
【００２６】
（５）ブレード２０の吸込側から見た形状は、図５〜図１１に示すように、ブレード２０の円筒断面の半径位置が翼端３２側からハブ５側に近づくほど、翼端３２上に存在する極値点４１の位置が、前縁３３側へ移動する形状を有する。また、同様に、翼端３２上に存在する極値点４２の位置が、後縁３４側に移動する形状を有する。また、図１１に示すように、ブレード２０の前縁部３５は、極値点４１から極値点４５に至る曲線で折れ曲がっており、ブレード２０の後縁部３６は、極値点４２から極値点４３に至る曲線で折れ曲がっていることを意味する。つまり、ブレード２０上で、極値点の位置は、前縁３３側では極値点４１から極値点４５に至る曲線上に存在し、後縁３４側では極値点４２から極値点４３を至る曲線上に存在する。
【００２７】
次に、本実施の形態１に係る軸流送風機の効果を図１２〜図１７を用いて説明する。
図１２は比較例の軸流送風機のａ−ａ矢視断面における円筒断面の翼形状とそのまわりの流れ場を模式的に示す断面図である。図１３は比較例の軸流送風機のｄ−ｄ矢視断面における円筒断面の翼形状とブレードの負圧面上の前縁に発生する前縁剥離渦を模式的に示す断面図である。図１４は比較例の軸流送風機の翼端近傍のｃ−ｃ矢視断面における円筒断面の翼形状とそのまわりの流れ場を模式的に示す断面図である。図１５は本実施の形態１の軸流送風機のａ−ａ矢視断面における円筒断面の翼形状とそのまわりの流れ場を模式的に示す断面図である。図１６は本実施の形態１の軸流送風機のｆ−ｆ矢視断面における円筒断面の翼形状とブレードの負圧面上の流れ場を模式的に示す断面図である。図１７は本実施の形態１の軸流送風機の翼端近傍のｃ−ｃ矢視断面における円筒断面の翼形状とそのまわりの流れ場を模式的に示す断面図である。なお、各図中の＋記号は、大気圧に対して圧力が大きい（正圧）ことを示し、−記号は、大気圧に対して圧力が小さい（負圧）ことを示す。
【００２８】
前記のような構成とすることで、負圧面の前縁部３５では翼端３２付近において、吸込側に向かって凸となすことにより、すなわち、極値点４５、４１を起点として流れに正対するような傾斜をもつ面を形成することにより、圧力は高くなる。同様に、負圧面の後縁部３６でも、吐出側に向かって凸となすことにより、すなわち、極値点４２，４３を起点として、流れに正対するような傾斜をもつ面を形成することにより、圧力は高くなる。結果として、前縁部３５の翼端３２付近と、後縁部３６の中央から翼端３２付近までの領域が、負圧面上では最も圧力の高い部位となり、図１３及び図１６に示すような圧力分布となる。
【００２９】
比較例の軸流送風機では、負圧面の前縁部３５のハブ５側から翼端３２側にかけた広い領域で、流れの逆圧力勾配のために、図１４に示すように、前縁剥離渦７と呼ばれるエネルギー損失領域が発生し、翼端３２では、負圧面と圧力面との圧力差に起因した気流の回り込みのために翼端渦と呼ばれるエネルギー損失領域が発生することが知られている。また、ハブ５部近傍では、流れの速度が遅いため、図１３に示すように、前縁剥離渦によるエネルギー損失も一因となって、流れが下流側すなわち後縁３４に至るにしたがって図１２に示すように、剥離が発生し、更にエネルギーを損失させる渦領域が生じる。
【００３０】
本実施の形態１の軸流送風機では、前記のような圧力分布をもつ構成とすることによって、翼端３２側では、前縁部３５と後縁部３６において圧力面と負圧面との圧力差を小さくすることができるため、図１７に示すように、翼端渦の発生を遅らせ、かつその成長及び増大を抑制することができる。また、前縁３３側の翼端３２部で正圧となるため、流れは順圧力勾配となり、図１３に示すように、従来、前縁部３５に広く分布する前縁剥離渦の領域を狭め、その領域はハブ５部近傍のみに限定させることができる。
【００３１】
また、図１７に示すように、本実施の形態１の軸流送風機では、後縁部３６の翼端３２近傍の負圧面では、ブレード２０の表面が流れと正対する方向に傾いているため、圧力は高い。一方、図１６に示すように、後縁部３６のハブ５部近傍の圧力は低いため、負圧面における後縁部３６では、翼端部からハブ５部に向かっては順圧力勾配が発生し、同時に、半径方向内向きの流速成分が発生する。このような作用により、ハブ５部近傍のみに限定された前縁剥離渦の後方の境界層に運動量を供給することができるため、流速の低いハブ５部近傍において、流れを剥離しにくくさせることが可能になる。このような作用によって、ブレード２０間の流路において、前縁部３５の剥離渦と翼端３２側の翼端渦、及びハブ５側の剥離渦の占める領域を同時に少なくすることができる。このため、流れの有効流路幅を十分に確保でき、抵抗に伴う乱れを低減することができて、騒音及び効率を十分に改善することができる。
【００３２】
比較例は、ハブ１と同心軸の円筒断面のブレード２０形状について、ハブ１側から翼端３２側に至る全ての断面形状が、後縁３４側を逆反りさせる、すなわち吐出側に向かって凸とさせている。このため、図１２に示すように、流速の低いハブ部近傍においては、負圧面だけでなく圧力面からも剥離による乱れが生じるため、騒音増加、効率低下の原因となる。
【００３３】
一方、本実施の形態１の軸流送風機では、図１５に示すように、変曲点をもたない吸込側に向かって凸面形状をなす形状をしているため、前記の効果を発揮しながら、同時に、ハブ５部の流れ６を剥離しにくくすることができる。このため、騒音増大及び効率低下を抑制することができる。
【００３４】
更に、本実施の形態１に係る軸流送風機では、図１６に示すように、後縁部３６ではハブ５側に関しては吐出側に向かって凸となり、翼端３２部だけが吸込側に向かって凸となる形状をなしている。このため、比較例で生じているような十分な昇圧量が得られないという問題は解消される。このため、従来のようにブレード２０の前縁部３５と隣接するブレード２０の後縁部３６とに重合部を持たせる必要はなくなり、従来技術で生じていた、金型による成形コストの増大という問題も解消させることができる。
【００３５】
実施の形態２．
図１８は本発明の実施の形態２に係る軸流送風機のブレードの図４のｃ−ｃ矢視断面における前縁部と翼端部の交点と、従来のブレードにおける前縁部と翼端部の交点との、軸方向の距離差Δｈを定義するための模式図である。なお、図中、前述の実施の形態１と同一機能部分には同一符号を付してある。また、説明にあたっては、前述の図３、図４、図７、図８及び図１１を参照するものとする。
より一層の騒音低減を実現するためには、軸流送風機を以下のように構成することが望ましい。すなわち、本実施の形態２の軸流送風機は、羽根車１０が、以下の（１）〜（６）の特徴を備える。ここで、（１）〜（５）に関しては、前述の実施の形態１で説明した（１）〜（５）と同じ特徴であるため説明は省略する。本実施の形態２では、翼端前縁部の軸方向位置座標を以下の（６）に示すように構成している。
【００３６】
（６）図３、図４、図７、図８、図１１及び図１８に示すように、ブレード２０の前縁部３５は、翼端３２に存在する極値点４１から前縁３３に存在する極値点４５に至る曲線によって、吸込側に向かって凸形状となるように形成される。ここで、翼端３２と前縁３３との交点のｚ軸座標と、極値点４１のｚ軸座標との距離差をΔｈと表記する。このとき、ブレード２０外周部の直径Ｄに対する距離差Δｈの割合Δｈ／Ｄは、０＜Δｈ／Ｄ＜０．１を満足するように構成される。
【００３７】
次に、本実施の形態２の軸流送風機の効果を図１９を用いて説明する。
図１９は本発明の実施の形態２に係る軸流送風機のブレード外周部の直径Ｄに対する軸方向の距離差Δｈの割合Δｈ／Ｄと騒音低減効果との関係を示すグラフである。
図１９においては、下に凸となる曲線の頂点が最も騒音低減効果が高いことを示している。図１９に示されているように、０＜Δｈ／Ｄ＜０．１の範囲で特に顕著な騒音低減効果が得られることがわかる。すなわち、０＜Δｈ／Ｄ＜０．１を満足するようにブレード２０の吸込側への突出量を設定することで、ブレード２０間の流路において、前縁部３５の剥離渦と翼端３２側の翼端渦、及びハブ５側の剥離渦の占める領域を同時に少なくすることができる。これによって、流れの有効流路幅を十分に確保し、抵抗に伴う乱れを低減する効果を最大限に発揮できるため、騒音をより一層低減し、効率をより一層向上させることができる。
【００３８】
実施の形態３．
より一層の騒音低減を実現するためには、以下のような構成にすることが望ましい。
すなわち、本実施の形態３の軸流送風機の羽根車１０は、ブレード２０とベルマウス４との相対的な位置関係が次のように構成される。
【００３９】
ベルマウス４の円筒部と、ベルマウス４の吐出側の滑らかに広がるアール部との交点をｚ軸座標の基準点０とする。ここでｚ軸は吐出側を正とする。また、この基準点０と、ブレード２０の翼端後縁部との距離をΔＺとする。このとき、ベルマウス４の円筒部の長さＬに対する、基準点０から翼端後縁までの距離ΔＺの割合として、無次元距離ΔＺ／Ｌで表すと、−０．８７＜ΔＺ／Ｌ＜０を満たすように構成される。
【００４０】
次に、本実施の形態３の軸流送風機の効果を図２０〜図２３を用いて説明する。
図２０は本発明の実施の形態３に係る軸流送風機のベルマウスの円筒部の長さＬに対する基準点から翼端後縁までの距離ΔＺの割合ΔＺ／Ｌと騒音低減効果との関係を示すグラフである。
ここで、騒音低減効果は、ブレードの翼端後縁部を、Ｚ軸上の基準点に位置させた場合の騒音との差として示しており、下に凸となる曲線の頂点が最も騒音低減効果が高いことを示している。
【００４１】
図２１〜図２３はいずれも本発明の実施の形態３に係る軸流送風機のブレードとベルマウスとの相対的位置関係に関する流れ場の違いを示した模式図であり、吐出側をＺ軸正方向とし、かつベルマウス４の円筒部の吐出側終端を基準点（±ゼロ点位置）にとった際の基準点からブレード２０の翼端後縁部までの距離ΔＺと、ベルマウス４の直管部の長さＬとの比を表したものである。図２１は翼端後縁部がΔＺ／Ｌ＜−０．８７に位置する場合、図２２は翼端後縁部が−０．８７＜ΔＺ／Ｌ＜０に位置する場合、図２３は翼端後縁部がΔＺ／Ｌ＞０に位置する場合、をそれぞれ示している。
【００４２】
本実施の形態３に係る軸流送風機のように、ブレード２０とベルマウス４との相対的な位置関係を調整することで最大限の性能を発揮することができ、図２１〜図２３に示すように、−２＜ΔＺ／Ｌ＜１の範囲で顕著な騒音低減効果が得られていることがわかる。特に図２２に示すように、−０．８７＜ΔＺ／Ｌ＜０の範囲で顕著な騒音低減効果が得られていることがわかる。これは、図２２に示すように、翼端後縁部を−０．８７＜ΔＺ／Ｌ＜０に位置させることによって、ブレード２０の後縁部３６の外周端近傍の圧力面から押し出される半径方向外向きの吹出気流とベルマウス４の円筒部との干渉、及びこの吹出気流と誘発流れとの干渉が小さくなり乱れが低減するためである。これにより、騒音がより一層低減され、効率はより一層向上する。
【符号の説明】
【００４３】
１，５  ハブ、２ａ〜２ｃ，２０，２０ａ〜２０ｃ  ブレード、３ａ〜３ｄ  渦、４  ベルマウス、７  前縁剥離渦、１０  羽根車、３１  内周縁、３２  外周縁（翼端）、３３  前縁、３４  後縁、３５  前縁部、３６  後縁部、４１〜４５  極値点、Ｄ  ブレード外周部の直径、Ｌ  ベルマウスの円筒部の長さ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年8月24日(2017.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明に係る軸流送風機は、軸心まわりに回転するハブと、前記ハブの外周部に配設される複数枚のブレードとを有し、前記ブレードは、内周縁と外周縁と前縁と後縁とに囲繞されて成る軸流送風機であって、各ブレードは、ハブと同心軸の円筒で断面された翼形状が、翼端側では、前縁部が吸込側に向かって凸、後縁側が吐出側に向かって凸となるように形成されて、Ｓ字状となるための２つの極値点を有し、ハブ側では、変曲点をもたない凹面形状を成し、半径方向の翼断面形状が、前縁側では、吸込側に向かって凸となるように形成されて、ハブ側と翼端側とのあいだに１つの極値点を有し、後縁側では、ハブ側で吐出側に向かって凸、翼端側では吸込側に向かって凸となるように形成されて、Ｓ字状となるための２つの極値点を有し、かつ、翼端側の極値点は翼端後縁部に存在するよう構成され、円筒断面の翼形状に関して円筒断面の半径位置が翼端側からハブ側に近づくほど翼端上に存在する２つの極値点が、前縁側の極値点については前縁上に存在する極値点に徐々に近づいて一致し、後縁側の極値点については後縁上に存在する極値点に徐々に近づいて一致するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心まわりに回転するハブと、前記ハブの外周部に配設される複数枚のブレードとを有し、前記ブレードは、内周縁と外周縁と前縁と後縁とに囲繞されて成る軸流送風機であって、
各ブレードは、
ハブと同心軸の円筒で断面された翼形状が、
翼端側では、前縁部が吸込側に向かって凸、後縁側が吐出側に向かって凸となるように形成されて、Ｓ字状となるための２つの極値点を有し、
ハブ側では、変曲点をもたない凹面形状を成し、
半径方向の翼断面形状が、
前縁側では、吸込側に向かって凸となるように形成されて、ハブ側と翼端側とのあいだに１つの極値点を有し、
後縁側では、ハブ側で吐出側に向かって凸、翼端側では吸込側に向かって凸となるように形成されて、Ｓ字状となるための２つの極値点を有し、かつ、翼端側の極値点は翼端後縁部に存在するよう構成され、
円筒断面の翼形状に関して円筒断面の半径位置が翼端側からハブ側に近づくほど翼端上に存在する２つの極値点が、前縁側の極値点については前縁上に存在する極値点に徐々に近づいて一致し、後縁側の極値点については後縁上に存在する極値点に徐々に近づいて一致する軸流送風機。
【請求項２】
前記ブレードは、円筒断面の翼形状に関して、円筒断面の半径位置が翼端側からハブ側に近づくほど翼端軸方向における２つの極値点のうち前縁側の極値点が前縁上の極値点に徐々に近づいて一致することで、翼端前縁部近傍は吸込側に向かって凸となるように形成され、その際の翼端前縁部の軸方向位置座標と、翼端上の極値点の軸方向座標との距離差Δｈに対してブレード外周部の直径Ｄが、０＜Δｈ／Ｄ＜０．１を満足するように構成される請求項１記載の軸流送風機。
【請求項３】
ブレードとベルマウスとの相対的な位置関係において、ブレードの翼端後縁部を、吐出側をＺ軸正方向としかつベルマウスの円筒部の吐出側終端を基準点にとった際の基準点からの距離ΔＺに対してベルマウスの直管部の長さＬが、−０．８７＜ΔＺ／Ｌ＜０を満足するように構成される請求項１又は２記載の軸流送風機。
【国際調査報告】
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