JP5515222B2 - 送風機の羽根車 - Google Patents

Description

本願発明は、翼周りの流れの剥離を防止するようにした送風機の羽根車の構成に関するものである。

送風機の羽根車では、その翼周りの流れに剥離が生じると、下流側で渦が発生する。その渦は音源となり、空気調和機等の送風音を上昇させる。したがって、そのような剥離を抑制することは空気調和機等の低騒音化につながり、取り組むべき重要な課題である。

このような見地から、従来も色々な対策が施されてきている。

例えばプロペラファン等軸流送風機においては、該プロペラファンが回転すると、当該回転時における各翼の低圧側表面の空気圧は翼の前部側で高く、後部側で低くなり、それが翼自体の下流側への傾斜度合に応じて更に顕著となる。その結果、翼の下流低圧面側で空気流の剥離を生じ、該剥離部で圧力の変動を生じて騒音を発生する。

そこで、該問題に対する対策として上記翼の低圧面側に複数個の円形状ディンプルを形成し、該ディンプルの剥離低減作用によって騒音の発生量を低くするようにしたものがある（特許文献１参照）。

このように翼の低圧面側に複数個のディンプルを設けると、ディンプル内に流れが生じ、それによって局所的に壁面での流速が回復し、境界層の発達を抑えることができるので、同剥離部での圧力変動も低下し、騒音低減に寄与し得ると考えられる。

しかし、この従来技術の場合、羽根車の大きさや回転速度とディンプルおよび穴径との関係などについて、明確に解明されていない。そして、ディンプルの大きさを異ならせる場合についても、翼面上のどの位置にどれだけの大きさのディンプルを配置するかについても明らかにされておらず、必ずしも良好な効果が得られるとは言えず、本願発明者等の行った実験結果によると逆に騒音が上昇してしまう場合も生じることが確認された。

また、同じくプロペラファン等の軸流ファンにおいて、例えば各羽根の翼面全域にフィン状の短かい突起を分散設置し、このフィン状の突起によって流れに擾乱を与えて乱流の遷移を促進し、乱流の混合作用によって、さらに積極的に翼面の乱流境界層を形成して剥離の発生を防ぐようにしたものもある（特許文献２参照）。
特開平３−２９４６９９号公報（明細書１−２頁、図１，図３） 特開２００３−２７８６９６号公報（明細書２頁、図３）

しかし、実験の結果、後者の従来技術のように羽根の表面にフィン状の短かい突起を設けるようにした場合であっても、同突起が一定の高さ、一定の幅、一定の長さ、一定の位置等の規則的な形状の場合、必ずしも有効な剥離抑制効果が発揮されない。

本願発明は、このような事情に基いてなされたもので、羽根の翼面に翼弦長方向に延びる多数の不規則な形状の凸条部又は凹条部を設けることによって、より効果的に剥離を抑制し得るようにした送風機の羽根車を提供することを目的とするものである。

本願発明は、上記の問題を解決することを目的としてなされたものであって、次のような有効な課題解決手段を備えて構成されている。

（１） 第１の課題解決手段
この発明の第１の課題解決手段は、複数枚の羽根および該羽根を回転可能に支持する回転支持手段を備えてなる送風機の羽根車であって、上記羽根の翼面には、前縁側から後縁側に延びる多数の凸状部が設けられ、該多数の凸状部は、それ自体として個別に上記前縁側から後縁側にかけて不規則に形状を変化させながら翼弦長方向に延び、かつ、羽根幅方向に相互に不規則に並設されていることを特徴としている。

このような構成によると、羽根の翼面において、その前縁側から後縁側にかけて延びる多数の凸状部が、それ自体として個別に前縁側から後縁側に欠けて不規則に形状を変化させながら翼弦長方向に延びているとともに、さらに羽根の幅方向に相互に不規則に並設されている。

したがって、それ自体として個別に前縁側から後縁側にかけて不規則に形状を変化させながら翼弦長方向に延びる多数の凸条部が、規則的な形状の凸条部の場合に比べて、より境界層破砕効果の高い縦渦を形成して、より効果的に前縁側から後縁側にかけて厚さが増大する境界層の発達を抑制し、より有効に剥離を低減するようになる。

しかも、同縦渦が、その下流側の気流を翼負圧面側に引き付けるようになるので、さらに有効に剥離を低減することができるようになる。

その結果、より効果的に送風騒音を低減し、より送風効率を向上させることができる。

（２） 第２の課題解決手段
本願発明の第２の課題解決手段は、上記第１の課題解決手段の構成において、各凸条部の高さは、並設方向に相互に異なった高さとなっていることを特徴としている。

このような構成によると、上記多数の不規則な形状の凸条部が、さらに効果的に境界層の発達を抑制し、さらに有効に剥離を低減するようになる。

（３） 第３の課題解決手段
本願発明の第３の課題解決手段は、上記第１又は第２の課題解決手段の構成において、各凸条部の幅は、隣合うもの同士で相互に異なったものとなっていることを特徴としている。

このような構成によると、上記多数の不規則な形状の凸条部が、さらに効果的に境界層の発達を抑制し、さらに有効に剥離を低減するようになる。

（４） 第４の課題解決手段
本願発明の第４の課題解決手段は、上記第１，第２又は第３の課題解決手段の構成において、各凸条部の幅は、翼弦長方向に変化するものとなっていることを特徴としている。

このような構成によると、上記多数の不規則な形状の凸条部が、さらに効果的に境界層の発達を抑制し、さらに有効に剥離を低減するようになる。

（５） 第５の課題解決手段
本願発明の第５の課題解決手段は、上記第１，第２，第３又は第４の課題解決手段の構成において、各凸条部の高さは、翼弦長方向に変化するものとなっていることを特徴としている。

このような構成によると、上記多数の不規則な形状の凸条部が、さらに効果的に境界層の発達を抑制し、さらに有効に剥離を低減するようになる。

（６） 第６の課題解決手段
本願発明の第６の課題解決手段は、上記第１，第２，第３，第４又は第５の課題解決手段の構成において、各凸条部の高さは、翼面に生じる境界層の厚さの０．６〜１．８倍の範囲で変化するものとなっていることを特徴としている。

このような構成によると、上記多数の不規則な形状の凸条部が、さらに効果的に境界層の発達を抑制し、可及的有効に剥離を低減するようになる。

（７） 第７の課題解決手段
この発明の第７の課題解決手段は、複数枚の羽根および該羽根を回転可能に支持する回転支持手段を備えてなる送風機の羽根車であって、上記羽根の翼面には、前縁側から後縁側に延びる多数の凹状部が設けられ、該多数の凹状部は、それ自体として個別に上記前縁側から後縁側にかけて不規則に形状を変化させながら翼弦長方向に延び、かつ、羽根幅方向に相互に不規則に並設されていることを特徴としている。

このような構成によると、羽根の翼面において、その前縁側から後縁側にかけて延びる多数の凹状部が、それ自体として個別に前縁側から後縁側に欠けて不規則に形状を変化させながら翼弦長方向に延びているとともに、さらに羽根の幅方向に相互に不規則に並設されている。

したがって、それ自体として個別に前縁側から後縁側にかけて不規則に形状を変化させながら翼弦長方向に延びる多数の凹条部が、規則的な形状の凹条部の場合に比べて、より
境界層破砕効果の高い縦渦を形成して、より効果的に前縁側から後縁側にかけて厚さが増大する境界層の発達を抑制し、より有効に剥離を低減するようになる。

しかも、同縦渦が、その下流側の気流を翼負圧面側に引き付けるようになるので、さらに有効に剥離を低減することができるようになる。

その結果、より効果的に送風騒音を低減し、より送風効率を向上させることができる。

（８） 第８の課題解決手段
本願発明の第８の課題解決手段は、上記第７の課題解決手段の構成において、各凹条部の深さは、並設方向に相互に異なった深さとなっていることを特徴としている。

このような構成によると、上記多数の不規則な形状の凹条部が、さらに効果的に境界層の発達を抑制し、さらに有効に剥離を低減するようになる。

（９） 第９の課題解決手段
本願発明の第９の課題解決手段は、上記第７又は第８の課題解決手段の構成において、各凹条部の幅は、隣合うもの同士で相互に異なったものとなっていることを特徴としている。

このような構成によると、上記多数の不規則な形状の凹条部が、さらに効果的に境界層の発達を抑制し、さらに有効に剥離を低減するようになる。

（１０） 第１０の課題解決手段
本願発明の第１０の課題解決手段は、上記第７，第８又は第９の課題解決手段の構成において、各凹条部の幅は、翼弦長方向に変化するものとなっていることを特徴としている。

このような構成によると、上記多数の不規則な形状の凹条部が、さらに効果的に境界層の発達を抑制し、さらに有効に剥離を低減するようになる。

（１１） 第１１の課題解決手段
本願発明の第１１の課題解決手段は、上記第７，第８，第９又は第１０の課題解決手段の構成において、各凹条部の深さは、翼弦長方向に変化するものとなっていることを特徴としている。

このような構成によると、上記多数の不規則な形状の凹条部が、さらに効果的に境界層の発達を抑制し、さらに有効に剥離を低減するようになる。

（１２） 第１２の課題解決手段
本願発明の第１２の課題解決手段は、上記第７，第８，第９，第１０又は第１１の課題解決手段の構成において、各凹条部の深さは、翼面に生じる境界層の厚さの０．６〜１．８倍の深さの範囲で変化するものとなっていることを特徴としている。

このような構成によると、上記多数の不規則な形状の凹条部が、さらに効果的に境界層の発達を抑制し、可及的有効に剥離を低減するようになる。

以上の結果、本願発明によると、従来の規則的な形状の突起の場合に比べて、より効果的に境界層の発達を抑制し、より有効に剥離を低減することが可能となる。

したがって、送風性能の高い可及的に低騒音の空気調和機を実現することができる。

＜最良の実施の形態１＞
以下、添付の図面を参照して、本願発明を実施するための最良の実施の形態１の構成について説明する。

先ず図１〜図６は、本願発明の最良の実施の形態１に係る送風機用羽根車および同送風機用羽根車を用いて構成した天井埋込式の空気調和機用室内機の構成を示している。

図１〜図４中、先ず符号２は、当該天井埋込式空気調和機１のカセット型の本体ケーシングである。該本体ケーシング２は、その吸気・吹出パネル（下面パネル部）４が天井３と略同一平面状に連続するようにして、天井３内に埋設されている。

そして、上記本体ケーシング２の上記吸気・吹出パネル４には、中央部に方形の空気吸込口５が設けられ、さらに、その内側に送風機として遠心ファンの一例であるターボファン１１用のベルマウス６が連設されている。

また、上記本体ケーシング２の吸気・吹出パネル４の上記空気吸込口５の外周部４方には、所定の幅の空気吹出口９，９・・が設けられている。

そして、上記本体ケーシング２内には、上記空気吸込口５から上記ベルマウス６を経て上記空気吹出口９，９・・方向に到る全周方向の通風路１０が形成されており、該通風路１０の上記ベルマウス６の背後（図示上部）中央に位置して、その空気吸込側（後述する側板１５側）が上記ベルマウス６に対応するターボファン１１がファンモータ１３およびファンモータ１３の回転駆動軸１３ａを介して上記本体ケーシング２の天板２ａ部分に吊設されている。

また、同通風路１０には、当該ターボファン１１を囲む状態で空気熱交換器１２が設けられている。

一方、当該ターボファン１１は、上記ファンモータ１３の回転駆動軸１３ａに対してボス部１４ａを介して固定された円形の主板１４とターボファン羽根車内遠心方向への空気吸込口を形成する他端側筒状の側板１５との間に多数枚の羽根（動翼羽根）１６，１６・・・を所定の翼角、所定の翼間隔で周方向に並設して構成されている。他方、その側板１５の浅筒状の空気吸込側端部内側には、上記ベルマウス６の下流側筒状の空気流出口側端部が所定の隙間を保って相対回転可能に所定寸法遊嵌されている。

上記ベルマウス６は、上記ターボファン羽根車の空気吸込口を形成している側板１５の空気吸込側端部に対して上記本体ケーシング２側空気吸込口５からの空気を羽根車内遠心方向にスムーズに流入させるために、図示のように吸気・吹出パネル４への取付縁部から内方に延び、その空気流上流側から空気流下流側にかけて次第に開口径が縮小した所定曲率半径の空気流入口部と空気流出口部とからなる気流ガイド面を有して構成されている。

そして、その形状により上記ターボファン羽根車の側板１５に対応して、上記ターボファン羽根車の吸込側の空気を当該吸込側において吹出側遠心方向にスムーズに吸込ガイドすることによって送風時に生じる空力騒音を低減するようにしている。

ところで、すでに述べたように、以上のような送風機の一例であるターボファン１１の羽根車では、例えば図７に示すように、その羽根１６，１６・・・の前縁１６ａから後縁１６ｂ側にかけて境界層の厚さが次第に増大し、翼周りの流れに剥離が生じやすくなる。そして、そのような剥離が生じると、下流側で渦が発生する。同渦は音源となり、空気調和機等の送風音を上昇させる。したがって、そのような剥離を抑制することは空気調和機１の低騒音化につながり、取り組むべき重要な課題である。

このような見地から、従来も色々な対策が施されてきている。

例えばプロペラファン等の軸流送風機においては、該プロペラファンが回転すると、当該回転時における各翼の低圧側表面の空気圧は翼の前部側で高く、後部側で低くなり、それが翼自体の下流側への傾斜度合に応じて更に顕著となる。その結果、翼の下流低圧面側で空気流の剥離を生じ、該剥離部で圧力の変動を生じて騒音を発生する。

そこで、該問題に対する対策として上記翼の低圧面側に複数個の円形状ディンプルを形成し、該ディンプルの剥離低減作用によって騒音の発生量を低くするようにしたものがある。

このように翼の低圧面側に複数個のディンプルを設けると、ディンプル内に流れが生じ、それによって局所的に壁面での流速が回復し、境界層の発達を抑えることができるので、同剥離部での圧力変動も低下し、騒音低減に寄与し得ると考えられる。

しかし、この従来技術の場合、羽根車の大きさや回転速度とディンプルおよび穴径との関係などについて、明確に解明されていない。そして、ディンプルの大きさを異ならせる場合について、翼面上のどの位置にどれだけの大きさのディンプルを配置するかについても明らかにされておらず、必ずしも良好な効果が得られるとは言えず、本願発明者等の行った実験結果によると逆に騒音が上昇してしまう場合も生じることが確認された。

また、同じくプロペラファン等の軸流ファンにおいて、例えば各羽根の翼面全域にフィン状の短かい突起（あるいは溝）を分散設置し、このフィン状の突起によって流れに擾乱を与えて乱流の遷移を促進し、該乱流の混合作用によって、さらに積極的に翼面の乱流境界層を形成して剥離の発生を防ぐようにしたものもある。

しかし、実験の結果、このように羽根の表面に突起を設けるようにした場合であっても、同突起が一定のフィン形状のもので短かく、しかも規則的に分散設置されている場合、必ずしも有効な剥離抑制効果が発揮されない。

そこで、本実施の形態では、例えば図５および図６に示すように、羽根１６，１６・・・の負圧面側および正圧面側の各翼面（または少なくとも負圧面側の翼面）に、それ自体として個別に、その前縁側から後縁側にかけて不規則に形状を変化させながら翼弦長方向に延びるとともに、羽根幅方向に相互に不規則に並設した多数の不規則な形状の凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・を設けることによって、効果的に剥離を抑制し得るようにしたことを特徴としている。

すなわち、本実施の形態の場合、上記ターボファン１１の羽根車の羽根１６，１６・・・の負圧面側および正圧面側の各翼面には、それ自体として個別に、その前縁側から後縁側にかけて不規則に形状を変化させながら翼弦長方向（境界層の厚さが増大する前縁１６ａから後縁１６ｂ方向）に延びるとともに、羽根幅方向に相互に不規則に並設した不規則な形状の多数の凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・よりなる凸条群１６０が設けられている。

そして、該凸条群１６０の各凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・は、例えば並設方向（羽根１６の幅方向）に相互に長さを異にし、また異なった高さとなっているとともに、各凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・の幅は、隣合うもの同士の間で相互に異なった寸法のものとなっている。また、ピッチＰａもランダムとなっている。

さらに、それら各凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・の高さおよび幅は、翼弦長方向に変化するものとなっている。

そして、今たとえば、上記のように翼弦長方向に変化させる各凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・の高さをＨとすると、同高さＨは、例えば図７に示した、翼面上において前縁１６ａから後縁方向への距離Ｌが大きくなり、下流側に行くにしたがって増大する境界層の厚さをＢＬとすると、同厚さＢＬの０．６〜１．８倍の範囲の高さで変化するように形成されている。

今、このような不規則な形状の凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・よりなる構成の凸条群１６０を設けた図５および図６の構成の羽根１６，１６・・・の送風音を、翼面に翼弦長方向に延びる多数の凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・よりなる凸条群１６０を形成してはいるが、同凸条群１６０の各凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・の長さや高さ、幅がそれぞれ略一定の値であって、全く変化しない規則的な形状の例えば図８のような構成の羽根１６′，１６′・・・の送風音と対比して見ると、例えば図９のグラフに示すようになった。

規則的な凸条部を設けた図８の羽根１６′の場合にも、全く凸条部を設けないものに比べると、それなりに送風音を低減することができているが、同凸条部の長さや高さ、幅を翼弦長方向に不規則に変化させた本実施の形態の図５、図６の羽根１６では、図８の構成の規則的な凸条部の羽根１６′よりも小風量域から大風量域までの広い風量域に亘って一層大きく送風音が低減されていることが分かる。

これは、上記のような構成の多数の不規則な形状の凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・が、規則的な形状の凸条部に比べて、より境界層破砕効果の高い縦渦を形成して効果的に境界層の発達を抑制し、十分に剥離量を低減することによるものと考えられる。

そして、この場合において、上記のような構成の不規則な形状の各凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・は、その前縁側から後縁側にかけて翼弦長方向に変化する高さＨ（図６参照）は、当該羽根の翼面に生じる境界層の厚さＢＬ（図７参照）の０．６〜１．８倍の範囲で変化するもの（Ｈ／ＢＬが、０．６〜１．８のもの）の場合が最も有効であった。

したがって、上記凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・の高さを前縁側から後縁側にかけて成長する境界層の厚さＢＬ（最大でも１〜２ｍｍ）に応じて、上記の範囲で適切に設定することにより、上記多数の不規則な形状の凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・が、さらに効果的に境界層の発達を抑制し、可及的有効に剥離を低減するようになる。

なお、以上のような構成の不規則な形状の凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・の形成に際しては、例えば図８のパターンのような規則的なものを基準として、それらの各凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・の形成パターンを、その翼弦長方向の翼面位置に応じて、上述のような所定の不規則性で変化させるような設計手法が用いられる。

＜最良の実施の形態２＞
次に図１０および図１１は、本願発明の最良の実施の形態２に係る送風機用羽根車の構成を示している。

上述の実施の形態１では、例えば図５および図６に示すように、羽根１６，１６・・・の負圧面側および正圧面側の各翼面（または少なくとも負圧面側の翼面）に、それ自体として個別に、その前縁側から後縁側にかけて不規則に形状を変化させながら翼弦長方向に延びるとともに、羽根幅方向に相互に不規則に並設した多数の不規則な形状の凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・を設けることによって、効果的に剥離を抑制し得るようにした。

すなわち、上記実施の形態１の構成の場合、上述したターボファン１１の羽根車の羽根１６，１６・・・の負圧面側および正圧面側の各翼面には、それ自体として個別に、その前縁側から後縁側にかけて不規則に形状を変化させながら翼弦長方向（境界層の厚さが増大する前縁１６ａから後縁１６ｂ方向）に延びるとともに、羽根幅方向に相互に不規則に並設した不規則な形状の多数の凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・よりなる凸条群１６０が設けられている。

そして、該凸条群１６０の各凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・は、例えば並設方向（幅方向）に相互に長さを異にし、また異なった高さとなっているとともに、各凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・の幅Ｗａは、隣合うもの同士の間で相互に異なった寸法のものとなっている。

さらに、それら各凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・の高さＨおよび幅Ｗａは、翼弦長方向（前縁１６ａから後縁１６ｂ方向）に変化するものとなっている。

そして、上記翼弦長方向に変化する各凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・の高さＨは、例えば図７に示した、翼面上において前縁１６ａから後縁１６ｂ方向への距離Ｌが大きくなり、下流側に行くにしたがって増大する境界層の厚さＢＬの０．６〜１．８倍の範囲で変化するように形成した。

これに対して、この実施の形態２のものでは、例えば図１０に示すように、羽根１６，１６・・・の負圧面側および正圧面側の各翼面（または少なくとも負圧面側の翼面）に、それ自体として個別に、その前縁側から後縁側にかけて不規則に形状を変化させながら翼弦長方向に延びるとともに、羽根幅方向に相互に不規則に並設した多数の不規則な形状の凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・を設けることによって、効果的に剥離を抑制し得るようにしたことを特徴としている。

すなわち、この実施の形態２の場合、上述したターボファン１１の羽根車の羽根１６，１６・・・の負圧面側および正圧面側の各翼面には、それ自体として個別に、その前縁側から後縁側にかけて不規則に形状を変化させながら翼弦長方向（境界層の厚さＢＬが増大する前縁１６ａから後縁１６ｂ方向）に延びるとともに、羽根幅方向に相互に不規則に並設した不規則な形状の多数の凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・よりなる凹条群１６０′が設けられている。

そして、該凹条群１６０′の各凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・は、例えば並設方向（羽根１６の幅方向）に相互に長さを異にし、また異なった深さＤとなっているとともに、各凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・の幅Ｗｂは、隣合うもの同士の間で相互に異なった寸法のものとなっている。また、ピッチＰｂもランダムとなっている。

さらに、それら各凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・の深さＤおよび幅Ｗｂは、上述した図５の凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・（また、それらの間に形成される凹条部）と同様に前縁側から後縁側にかけて翼弦長方向（前縁１６ａから後縁１６ｂ方向）に変化するものとなっている。

そして、同深さＤは、例えば図７に示した翼面上において前縁１６ａから後縁１６ｂ方向への距離Ｌが大きくなるにしたがって増大する境界層の厚さＢＬの０．６〜１．８倍の範囲で変化するように形成されている（Ｄ／ＢＬが０．６〜１．８）。

今、このような不規則な形状の凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・よりなる構成の凹条群１６０′を設けた図１０の構成の羽根１６，１６・・・の送風音を、翼面に翼弦長方向に延びる多数の凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・よりなる凹条群１６０′を形成してはいるが、同凹条群１６０′の各凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・の長さや深さ、幅がそれぞれ略一定の値であって、全く変化しない規則的な形状の羽根１６′，１６′・・・（図８の羽根１６′の凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・間の凹条部に着目したものと同様のもの）の送風音と対比して見ると、やはり図９のグラフに示すような送風音低減効果を得ることができた。

規則的な凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・を設けた羽根１６′の場合にも、全く凹条部を設けないものに比べると、それなりに送風音を低減することができるが、同凹条部の長さや深さ、幅を翼弦長方向に不規則に変化させた本実施の形態２の図１０の羽根１６では、規則的な凹条部の羽根１６′よりも小風量域から大風量域までの広い風量域に亘って一層大きく送風音が低減されることが分かる。

これは、多数の不規則な形状の凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・が、規則的な形状の凹条部に比べて、より境界層破砕効果の高い縦渦を形成して効果的に境界層の発達を抑制し、十分に剥離量を低減することによるものと考えられる。

そして、この場合において、上記不規則な形状の各凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・は、上記凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・の溝深さＤを境界層の厚さＢＬで無次元化することによってＤ／ＢＬを求めたシュミレーション結果（同一風量下での送風音測定）によると、例えば図１１に示すように、その翼弦長方向に変化する溝深さＤ（図１０参照）が、当該羽根１６の翼面に生じる境界層の厚さＢＬ（図７参照）の０．６〜１．８倍の範囲で変化するもの（Ｄ／ＢＬが０．６〜１．８のもの）の場合が最も有効であった。

したがって、上記凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・の溝深さＤを前縁１６ａ側から後縁１６ｂ側にかけて成長する境界層の厚さＢＬに応じて、上記０．６〜１．８倍の範囲で適切に設定することにより、上記多数の不規則な形状の凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・が、さらに効果的に境界層の発達を抑制し、可及的有効に剥離を低減するようになることが分る。

このことは、上述した最良の実施の形態１の凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・の間に形成される凹条部についても全く同様のことが言えるものであり、凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・の高さＨと、それらの間に形成される凹条部の深さとは、相互に対応するものであり、上述した送風音の低減作用に対して略同様のメカニズムで作用する。

したがって、上述の実施の形態１の場合にも、各凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・の高さＨを同様に境界層の厚さＢＬの０．６〜１．８倍の範囲で設定すると、図１１の場合と同様の送風音低減効果が得られることが明らかである。

なお、以上の不規則な形状の凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・の形成に際しては、例えば上述した凸条部１６０ａ〜１６０ｉ・・・の場合と同様に規則的なものを基準として、それらの各凹条部１６０ａ′〜１６０ｉ′・・・の形成パターンを、その翼弦長方向の翼面位置に応じて、上述のような所定の不規則性で変化させるような設計手法が用いられる。

（その他の実施の形態）
以上の説明では、送風機としてターボファン１１を一例として説明したが、本願発明は、それ以外の遠心ファンやプロペラファン等の軸流ファンにも全く同様に適用できるものであることはもちろんである。

天井埋込式空気調和機に適用した本願発明の最良の実施の形態１に係る送風機（ターボファン）の羽根車および同羽根車を用いて構成された空気調和機の構成を示す断面図である。 同送風機の羽根車の斜視図である（この場合、図１とは上下の関係を逆にして示している。この点は、以下の図３，図４の場合においても同じ）。 同送風機の羽根車の側面図である。 同送風機の羽根車の羽根の主板および側板間における取付状態を示す一部拡大平面図である。 同送風機の羽根車の羽根の翼面の構成を示す平面図である。 同送風機の羽根車の羽根の翼面の詳細な構成を示す拡大断面図（図５のＡ−Ａ線断面図）である。 同送風機の羽根車の羽根の境界層の厚さの変化（増大量）と羽根前縁からの距離との関係を示すグラフである。 同送風機の羽根車の羽根の表面の凸条部を規則的な構成にした場合の構成を示す平面図である。 図５および図６の羽根の凸条部形状と図８の羽根の凸条部形状との送風音の発生量の差を凸条部がない場合を基準として対比したグラフである。 天井埋込式空気調和機に適用した本願発明の最良の実施の形態２に係る送風機（ターボファン）の羽根車の羽根の要部の構成を示す一部拡大断面図である。 同送風機の羽根車の羽根の境界層の厚さに対する凹条部の溝の有効深さと送風音の関係を示すグラフである。

６はベルマウス、１０通風路、１１はターボファン、１４は主板、１４ａはハブ、１５は側板、１６は羽根、１６０は凸条群、１６０ａ〜１６０ｉは凸条群１６０を形成する各凸条部、１６０′は凹条群、１６０ａ′〜１６０ｉ′は凹条群１６０′を形成する凹条部である。

Claims (12)

1. 複数枚の羽根および該羽根を回転可能に支持する回転支持手段を備えてなる送風機の羽根車であって、上記羽根の翼面には、前縁側から後縁側に延びる多数の凸状部が設けられ、該多数の凸状部は、それ自体として個別に上記前縁側から後縁側にかけて不規則に形状を変化させながら翼弦長方向に延び、かつ、羽根幅方向に相互に不規則に並設されていることを特徴とする送風機の羽根車。
2. 各凸条部の高さは、並設方向に相互に異なった高さとなっていることを特徴とする請求項１記載の送風機の羽根車。
3. 各凸条部の幅は、隣合うもの同士の間で相互に異なったものとなっていることを特徴とする請求項１又は２記載の送風機の羽根車。
4. 各凸条部の幅は、翼弦長方向に変化するものとなっていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の送風機の羽根車。
5. 各凸条部の高さは、翼弦長方向に変化するものとなっていることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の送風機の羽根車。
6. 各凸条部の高さは、翼負圧面に生じる境界層の厚さの０．６〜１．８倍の範囲で変化するものとなっていることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の送風機の羽根車。
7. 複数枚の羽根および該羽根を回転可能に支持する回転支持手段を備えてなる送風機の羽根車であって、上記羽根の翼面には、前縁側から後縁側に延びる多数の凹状部が設けられ、該多数の凹状部は、それ自体として個別に上記前縁側から後縁側にかけて不規則に形状を変化させながら翼弦長方向に延び、かつ、羽根幅方向に相互に不規則に並設されていることを特徴とする送風機の羽根車。
8. 各凹条部の深さは、並設方向に相互に異なった深さとなっていることを特徴とする請求項７記載の送風機の羽根車。
9. 各凹条部の幅は、隣合うもの同士の間で相互に異なったものとなっていることを特徴とする請求項７又は８記載の送風機の羽根車。
10. 各凹条部の幅は、翼弦長方向に変化するものとなっていることを特徴とする請求項７，８又は９記載の送風機の羽根車。
11. 各凹条部の深さは、翼弦長方向に変化するものとなっていることを特徴とする請求項７，８，９又は１０記載の送風機の羽根車。
12. 各凹条部の深さは、翼負圧面に生じる境界層の厚さの０．６〜１．８倍の範囲で変化するものとなっていることを特徴とする請求項７，８，９，１０又は１１記載の送風機の羽根車。

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