JP2004108199A - 羽根車及び有圧換気扇 - Google Patents

Abstract

【課題】低騒音でファン効率の良好な成形加工し易い羽根車を得る。
【解決手段】電動機の回転軸に装着するボス部から半径方向に突出する複数本の支持脚６を有する羽根フレーム７に対し、その各支持脚６に羽根板８がそれぞれ固定された羽根車について、その羽根フレーム７の支持脚６を羽根板８より風の流れに対し下流側に位置させるとともに、各支持脚６と各羽根板８との結合面に対応する羽根板８部分に各支持脚６の厚みの略１／２の深さの段差形状の絞り部１５を形成する。また、絞り部１５の回転方向に対して絞り部後方部２０の形状を羽根板８の後縁側２３形状と略平行に構成する。
【選択図】　　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場や倉庫あるいは飲食店の厨房などの換気に供せられる大風量で高静圧を得る羽根車及びその羽根車を使用した有圧換気扇に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動機の回転軸に装着するボス部から半径方向に突出する複数本の支持脚を有する羽根フレームに対し、その各支持脚に羽根板がそれぞれ固定された羽根車を備えた有圧換気扇について、従来のその羽根車は、ブレードに絞り部を設け、この絞り部にスパイダを挿入し、ブレード表面とスパイダ表面がほぼ同一になるように構成されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実開平２―８５８９７号公報（１ページ、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の有圧換気扇では、その羽根車のブレードを成形加工する際に、ブレードの段差形状の絞り部がスパイダと重なる全面にわたり絞り加工されているので、絞り加工によって生じる歪みの逃げ場がないため、ブレードに皺が生じ、この皺がブレードを流れる空気に乱流を起こし、騒音が発生するといった問題がある。即ち、ブレードの正圧面表面とスパイダの表面をほぼ同一にするため、羽根ブレードの絞り部の絞り深さは、スパイダの厚み寸法とほぼ同一となり、深絞りとなりブレードに皺が出来易い。
【０００５】
これに対して特開平９―２５０７８６号公報には、羽根フレームの前方側円弧部を囲むように羽根板に絞り部を形成し、絞り部を成形する際には、成形加工時に生じる歪みを段差形状の絞り部の側方より上方に逃がし、羽根板に対する皺の発生を防止する技術が示されている。しかしながら、これは、絞り部が羽根フレームと重なる全面にわたって加工されていないため、羽根板の翼面全体の座標精度が悪く、翼面全体の強度も不足し勝ちであり、羽根板と羽根フレームの接触部に隙間ができ易い。また、羽根フレームの後端部の正圧面側は、羽根フレームの厚み寸法だけ翼面から突出するため、この部分と羽根車の外周にあたる段差形状の絞り部のない部分では、羽根車の食違角がずれてしまいファン効率が低下するといった問題点がある。
【０００６】
本発明は、係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、低騒音でファン効率の良好な成形加工し易い羽根車を得ることであり、その羽根車を使用した有圧換気扇を得ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためにこの発明に係る羽根車は、各羽根板を支持する羽根フレームの各支持脚を羽根板より風の流れに対し下流側に位置させるとともに、各支持脚と各羽根板との結合面に対応する羽根板部分に各支持脚の厚みの略１／２の深さの段差形状の絞り部を形成する手段を採用する。
【０００８】
また、前記目的を達成するためにこの発明に係る有圧換気扇は、その羽根車について各羽根板を支持する羽根フレームの各支持脚を羽根板より風の流れに対し下流側に位置させるとともに、各支持脚と各羽根板との結合面に対応する羽根板部分に各支持脚の厚みの略１／２の深さの段差形状の絞り部を形成する手段を採用する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図によって示す本実施の形態は、工場や倉庫あるいは飲食店の厨房などの換気に供せられる大風量で高静圧の羽根車及びそれを使った有圧換気扇に関するものである。この有圧換気扇は、図１に全体の構成を正面図によって示すように、風洞を構成する枠体１の中央に固定脚２によって支持された電動機３の回転軸に羽根車４が装着され、羽根車４が風洞内で回転するように構成されている。羽根車４は、図２に示すようにボス部５から半径方向に突出する複数本の支持脚６を有する羽根フレーム（スパイダとも言う）７に対し、その各支持脚６に羽根板（ブレードとも言う）８がそれぞれ溶接等により固定されている。羽根フレーム７とボス部５との結合面には、補強ワッシャ９が挟込まれ、ボス部５の外周部において溶接結合されている。
【００１０】
羽根フレーム７の各支持脚６は、回転方向に対してフレーム前方部１０がフレーム前方側円弧部１１として円弧状に前方へ突出している。各支持脚６のフレーム側方部１２は、緩い円弧をなしてフレーム前方側円弧部１１からフレーム後方側円弧部１３に続き、支持脚６のフレーム後方部１４に連なっている。
【００１１】
各羽根板８には、風の流れに対し下流側に位置する基部側に段差形状の絞り部１５が絞り加工により支持脚６の外形寸法より若干広い面積に成形されている。絞り部１５は、支持脚６の各部にそれぞれ対応する絞り部前方部１６、絞り部前方側円弧部１７、絞り部側方部１８、絞り部後方側円弧部１９、絞り部後方部２０とからなり、羽根板８の外形部分は、回転方向前端縁である前縁側２１と外周側２２と、回転方向後端縁である後縁側２３とで形成されている。各羽根板８の外周部の内側には外周の輪郭に倣って前縁側２１から後縁側２３にわたって凸状のリブ２４が設けられている。
【００１２】
図３は、羽根車４の負圧面側、即ち吸込口側の部分図であり、図４は、羽根車４の正圧面側、即ち吹出口側の部分図である。また、図５は、図４における羽根車４の半径線Ａ―Ａでの断面図であり、図６は、図４における翼弦線の中心を結んだ翼弦中心線Ｂ―Ｂでの断面図である。
【００１３】
これらの図からも分かるように、羽根板８の絞り部１５の絞り深さＤ０は、羽根フレーム７の厚み寸法Ｄ１のほぼ１／２となっている。この寸法は例えば、羽根外径がφ４００の羽根車４においては、羽根板８は鋼板製で厚み０．８ｍｍ、羽根フレーム７は、鋼板製で厚み３．２ｍｍ程度であるため、絞り部１５の絞り深さＤ０は、約１．６ｍｍとなり、絞り成形加工時に歪みの生じにくい絞り深さとなっている。羽根板８と羽根フレーム７とを略同一面に構成したものでは、絞り深さＤ０は、３．２ｍｍとなり、絞り成形加工時に歪みができ、皺等による凹凸ができてしまうばかりでなく、段差形状の絞り部１５部分以外の翼面全体の座標も設計値からずれてしまう。結果的には複数枚の羽根板８同士の座標のバラツキが生じ、騒音も上昇する。
【００１４】
また、羽根車４の騒音は、羽根板８の負圧面側の段差形状による風の流れの乱れで発生するため、段差形状の絞り部１５の深さが大きいほど騒音の上昇が大きくなる。一方、段差形状の絞り部１５の座標面がずれた場合には、羽根フレーム７と羽根板８との結合面に隙間ができ、例えば両者の結合をスポット溶接により行う場合には、板厚の薄い羽根板８が板厚の厚い羽根フレーム７の形状に馴染んでしまい、羽根板８の座標がずれてしまうばかりでなく、結合強度も低下してしまう。
【００１５】
本実施の形態では、絞り成形加工時に歪みの生じにくい絞り深さＤ０＝１／２Ｄ１であり、羽根車４の負圧面側の段差形状の絞り部１５の深さが小さくなり、段差部分がＲ形状となっているため、騒音の上昇も低減する。なお、段差形状の絞り形状は概ね、４５°の面を外側Ｒ２程度で結んだ形状である。
【００１６】
羽根板８に設けられた段差形状の絞り部１５の羽根フレーム７の後方部に位置する絞り部後方部２０は、羽根板８の後縁側２３の形状とほぼ平行となっている。こうした形状を採ることにより、段差形状の絞り部１５を形成しても後縁側２３の絞り部分の形状は、成形加工時に歪みが生じにくくなり、また、後縁側２３部分からの特性に与える悪化はわずかである。
【００１７】
また、フレーム前方部１０に位置する形状である絞り部前方部１６は、羽根板８の前縁側２１にほぼ直角としている。こうした形状を採ることにより、段差形状の絞り部１５を形成しても羽根板８の前縁側２１の絞り部分の形状は、成形加工時に歪みが生じにくくなる。また、羽根板８の前縁側２１から入り込む風の流れ方向と絞り部前方部１６の方向が近似した方向となるため、前縁側２１部分から特性に与える悪化はわずかとなる。図５に空気の流れ線２５を示したが、大変スムーズな流れであり、絞り部前方部１６部分および絞り部後方部２０の段差が生じても特性に与える悪化はわずかである。
【００１８】
リブ２４については、羽根車４の外周部に位置する羽根板８に、羽根車４の外周形状とほぼ平行に負圧面側に凸状に設けられている。絞り高さは、概ね１ｍｍ程度であり、外側Ｒ６程度としている。このリブ２４を設けることにより、羽根板８の翼面全体の座標がさらに精度よく加工でき、羽根板８は板厚０．８ｍｍ程度の鋼板製にも拘らず、特に羽根板８の前縁側２１の先端部分の強度も向上させることができる。
【００１９】
図７に絞り深さＤ０＝１／２Ｄ１の羽根車４の有圧換気扇●印と、絞り深さＤ０＝Ｄ１の羽根車の有圧換気扇■印との送風性能の相違を示す。羽根外径φ４００で、鋼板製の羽根フレーム７の厚みは３．２ｍｍ、鋼板製の羽根板８の厚みは０．８ｍｍ、羽根枚数は３枚、弦節比は０．７、食違角は羽根外形部で６１°程度である。送風性能はほぼ同等であるが、回転数は５ｒ／ｍ程高くなり、消費電力は、４％程度低下することが分かる。また、騒音値は全領域で約１ｄＢ程度低下した。これは、羽根フレーム７のほぼ中間部分に羽根板８を位置させたため、正圧面側と負圧面側ともに凸形状が生じたものの、羽根板８の段差形状の絞り部１５が小さくなったため、影響がわずかになったことによる。このように、本実施の形態の有圧換気扇は、ファン効率、騒音値とも良好で成形加工し易く、品質の優れたものとなる。
【００２０】
羽根フレーム７の支持脚６と羽根板８との結合面に隙間は生じにくく、例えば両者の結合をスポット溶接により行った場合、板厚の薄い羽根板８と板厚の厚い羽根フレーム７の形状が一致しているため、羽根板８の座標がずれることがなく、結合強度も十分である。この結合面に接着剤を塗布することにより、結合面への雨水の浸入などによる鋼板材料の腐食が軽減でき、結合強度も一層向上する。なお、本実施の形態では有圧換気扇に適用した場合について説明したが、この羽根車４を有圧換気扇以外の送風機に適用しても同様の効果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、低騒音でファン効率の良好な成形加工し易い羽根車が得られる
【００２２】
また、本発明によれば、低騒音でファン効率の良好な成形加工し易い有圧換気扇が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の有圧換気扇を示す正面図である。
【図２】実施の形態の有圧換気扇の羽根車を示す斜視図である。
【図３】実施の形態の有圧換気扇の羽根車の一部を負圧側について示す部分拡大図である。
【図４】実施の形態の有圧換気扇の羽根車の一部を正圧側について示す部分拡大図である。
【図５】図４におけるＡ―Ａ線の断面図である。
【図６】図４におけるＢ―Ｂ線の断面図である。
【図７】実施の形態の有圧換気扇と他の有圧換気扇の送風性能を比較した説明図である。
【符号の説明】
３　電動機、　４　羽根車、　５　ボス部、　６　支持脚、　７　羽根フレーム、　８　羽根板、　１０　フレーム前方部、　１１　フレーム前方側円弧部、１４　フレーム後方部、　１５　絞り部、　１６　絞り部前方部、　２０　絞り部後方部、　２１　前縁側、　２３　後縁側、　２４　リブ。

Claims (9)

1. 電動機の回転軸に装着するボス部から半径方向に突出する複数本の支持脚を有する羽根フレームに対し、その各支持脚に羽根板がそれぞれ固定された羽根車であって、前記羽根フレームの前記支持脚を前記羽根板より風の流れに対し下流側に位置させるとともに、前記各支持脚と前記各羽根板との結合面に対応する羽根板部分に前記各支持脚の厚みの略１／２の深さの段差形状の絞り部を形成した羽根車。
2. 請求項１に記載の羽根車であって、絞り部の回転方向に対して後方部分の形状を羽根板の後縁形状と略平行に構成した羽根車。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載の羽根車であって、絞り部の回転方向に対して前方部分の形状を羽根板の前縁部と略直角に構成した羽根車。
4. 請求項１〜請求項３までのいずれかに記載の羽根車であって、羽根板の吸込側の外周部に、同羽根板の外周形状に倣って凸状のリブを設けた羽根車。
5. 電動機の回転軸に装着するボス部から半径方向に突出する複数本の支持脚を有する羽根フレームに対し、その各支持脚に羽根板がそれぞれ固定された羽根車を備えた有圧換気扇であって、その羽根車について前記羽根フレームの前記支持脚を前記羽根板より風の流れに対し下流側に位置させるとともに、前記各支持脚と前記各羽根板との結合面に対応する羽根板部分に前記各支持脚の厚みの略１／２の深さの段差形状の絞り部を形成した有圧換気扇。
6. 請求項５に記載の有圧換気扇であって、絞り部の回転方向に対して後方部分の形状を羽根板の後縁形状と略平行に構成した有圧換気扇。
7. 請求項５又は請求項６のいずれかに記載の有圧換気扇であって、絞り部の回転方向に対して前方部分の形状を羽根板の前縁部と略直角に構成した有圧換気扇。
8. 請求項５〜請求項７までのいずれかに記載の有圧換気扇であって、羽根板の吸込側の外周部に、同羽根板の外周形状に倣って凸状のリブを設けた有圧換気扇。
9. 請求項５〜請求項８までのいずれかに記載の有圧換気扇であって、羽根フレームの各支持脚と各羽根板の結合面に接着剤を塗布した有圧換気扇。

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