JP2004270541A - 送風機羽根車 - Google Patents
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Abstract
【課題】低騒音かつ大風量を実現する羽根車を提供することを目的とする。
【解決手段】外部より動力を受けるためのハブ部と、このハブ部の周囲に配設された複数枚の主翼とを有し、各主翼は平面図への投影形状がほぼ直線形状の主翼前縁部と、前記各主翼前縁部と主翼外周部間に、回転方向に延出する三角状の副翼を備え、前記副翼は、主翼前縁部の仮想延長線が主翼外周部と交わる点から主翼外周部回転半径とほぼ同一半径で延出された副翼外周部と、前記副翼外周部端から直線又は曲線で前記主翼前縁部端とをつなぐ副翼内周部とで構成する。
【選択図】 図1
【解決手段】外部より動力を受けるためのハブ部と、このハブ部の周囲に配設された複数枚の主翼とを有し、各主翼は平面図への投影形状がほぼ直線形状の主翼前縁部と、前記各主翼前縁部と主翼外周部間に、回転方向に延出する三角状の副翼を備え、前記副翼は、主翼前縁部の仮想延長線が主翼外周部と交わる点から主翼外周部回転半径とほぼ同一半径で延出された副翼外周部と、前記副翼外周部端から直線又は曲線で前記主翼前縁部端とをつなぐ副翼内周部とで構成する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送風機羽根車(以下、単に羽根車と呼ぶ)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、羽根車は空調・暖房機器の送風用、電子機器の冷却用、換気扇など種々の製品に広く利用されているが、その反面これらの主要な騒音源になっている。これらの製品は生活空間に密着した場所で使用されることが多く、また最近の近隣騒音の問題からも低騒音化が強く要望されている。以下、図面を参照しながら上述した従来の羽根車の一例について説明する。
【0003】
従来、羽根車は図3及び図4に示すように、円筒または円錐台形状のハブ部11の外周部に複数枚の主翼12が取り付けられ、この主翼外周側に空気流れの吸込側と吐出側とを仕切るためのオリフィス13を有している。
【0004】
この種の羽根車において、翼面と周囲の抵抗物との脈動的な干渉により増大するnz音(周波数fが回転数nと翼枚数zの積で表される回転騒音)及びその高調波成分を減衰させるため、翼前縁に厚みが翼厚と同一かつ、三角形をした平板7を前縁から回転方向に外挿するように一体成形し、三角形平板14の一辺が羽根車外径円周に沿い、他の一辺は翼前縁の外周寄りに密着した羽根車を提供することが考えられてきた。(例えば、特許文献1参照)
【0005】
【特許文献1】
特公平7−103873号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、翼前縁に厚みが翼厚と同一かつ、三角形をした平板14を前縁から回転方向に外挿するように一体成形し、三角形平板14の一辺が羽根車外径円周に沿い、他の一辺は翼前縁の外周寄りに密着した羽根車では、空気が高速で流れる際に三角形平板14付近で流れが剥離しやすく、また翼端渦の生成を抑制することができない為、流れの失速を誘引して羽根車の送風性能を十分に向上させることが出来ていなかった。
【0007】
本発明は、剥離、翼端渦の生成を抑制し、低騒音かつ大風量を実現する羽根車を提供することを目的とする
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、外部より動力を受けるためのハブ部と、このハブ部の周囲に配設された複数枚の主翼とを有し、各主翼は平面図への投影形状がほぼ直線形状の主翼前縁部と、前記各主翼前縁部と主翼外周部間に、回転方向に延出する三角状の副翼を備え、前記副翼は、主翼前縁部の仮想延長線が主翼外周部と交わる点から主翼外周部回転半径とほぼ同一半径で延出された副翼外周部と、前記副翼外周部端から直線又は曲線で前記主翼前縁部端とをつなぐ副翼内周部とで構成される送風機羽根車である。
【0009】
そして、副翼内周部の形状を副翼外周部と略同一円弧形状として、その円弧形状は反回転方向側に凸となるようにしている。このように副翼の外周部及び内周部の形状をほぼ円弧形状として、副翼の形状が主翼外周に寄るような形状にすることで流れを円滑にすることができる。
【0010】
また主翼を2枚又は3枚にするほうが好ましい。翼面積(翼素)を少しでも多くするように副翼を有することで羽根車の性能を改善することができる。
【0011】
また主翼前縁部、及び副翼内周部の一部について、先端を鈍頭翼型形状とするほうが好ましい。これにより前縁及び前縁に連なる副翼内周部での流れの前縁剥離を抑えることができる。
【0012】
また副翼の形状及び寸法を最適化することで羽根車に吸い込まれる空気は流れの剥離が起こりにくく、翼面に沿った状態で流れるようにすることができる。
【0013】
また副翼内周部の断面形状が鈍頭形状の厚肉となる部分の長さを最適化することでも前縁に連なる部分での流れの剥離を抑えると共に、副翼でも安定した吸込み流れを生ずることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態の羽根車について図面を参照しながら説明する。本発明の一実施形態における羽根車を図1に示す。羽根車は円錐台状のハブ部1の外周部に主翼2が複数毎(一部図示せず)取り付けられている。主翼は主翼前縁部2a、主翼後縁部2b、主翼外周部2c、及び三角状の副翼3を備えている。矢印は回転方向を示す。
【0015】
本発明の特徴として、副翼3は、主翼前縁部2aの仮想延長線が主翼外周部2cと交わる点から回転方向に主翼外周部2c半径とほぼ同一半径で延出された副翼外周部3aと、主翼前縁部2aの一端から直線又は曲線で副翼外周部3aと交わるように延出された副翼内周部3bとで構成される。
【0016】
副翼外周部3aを主翼外周部2c半径とほぼ同一半径で延出することにより、羽根車の翼弦長を長くすることができるため、羽根車の軸流方向だけでなく、半径方向からの空気の流入に際しても円滑にすることができる。副翼内周部3bは、主翼外周部方向に対して凸となる曲線形状としている。それにより翼端渦を外周方向に円滑に放出することができ、風量性能の低下を防ぐことができる。
【0017】
また主翼前縁部2a及びそれにつながる副翼内周部3bの一部の先端は鈍頭翼型形状としている。このことで主翼前縁部2aと副翼内周部3bが連なる部分での流れの乱れを抑えることができる。
【0018】
副翼3の各形状を最適化すれば、副翼3の端面部に衝突する空気の流れがそこで剥離を起こさず、騒音特性を向上することができる。一例を次に示す。ここで用いた羽根車の直径はφ415、主翼枚数2枚、回転数は約700RPMである。
【0019】
図2は、同一風量時における副翼3の各代表寸法比と騒音特性の関係を表した図表である。ここで副翼の外周部及び内周部をほぼ円弧形状とし、主翼外周部2aと副翼外周部3aを合わせた長さをCM、副翼外周部3aの長さをCS,主翼前縁部2aの長さをL、主翼前縁部2aと副翼3の連結部の長さをl、副翼内周部3bの長さをCI、副翼内周部3bの形状が鈍頭形状の厚肉となる部分の長さをCBとする。これらの図表によりそれぞれの最適寸法範囲は少なくとも、
図2(a)より 0.3≦CS/CM≦0.6
図2(b)より 0.3≦l/(L+l)≦0.5
図2(c)より 0.1≦CB/CI≦0.5
の範囲に存在することがわかる。
【0020】
以上のように本実施形態によれば、基本翼面形状を設計した後、各主翼前縁部外端から回転方向に主翼回転半径とほぼ同一半径で延出された外周部と、主翼前縁部の両端以外から直線又は曲線で前述の外周部と交わるように延出された内周部とで構成される副翼を一体成形することによってより単純な設計で風量性能の向上と低騒音化を同時に実現することが可能となる。
【0021】
【発明の効果】
以上のように本発明の羽根車によれば、従来複雑とされてきた羽根車の設計をより単純な設計で優れた基本性能を維持でき、羽根車の総合的な性能に影響する翼面積(翼素)を少しでも大きくでき、また空気の軸流方向だけでなく半径方向からの流入に際しても翼弦長を長くとることができ、円滑な流入空気を確保することができ、軸方向及び半径方向からの吸込み流れによる衝突音や羽根と周囲の抵抗物との脈動的な干渉により増大するnz音及びその高調波成分を減衰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における羽根車の要部平面図
【図2】同一風量時における副翼の各代表寸法比と騒音特性の関係を示す図
【図3】従来の羽根車の縦断面図
【図4】従来の羽根車の要部平面図
【符号の説明】
1 ハブ部
2 主翼
2a 主翼前縁部
2b 主翼後縁部
2c 主翼外周部
3 副翼
3a 副翼外周部
3b 副翼内周部
【発明の属する技術分野】
本発明は、送風機羽根車(以下、単に羽根車と呼ぶ)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、羽根車は空調・暖房機器の送風用、電子機器の冷却用、換気扇など種々の製品に広く利用されているが、その反面これらの主要な騒音源になっている。これらの製品は生活空間に密着した場所で使用されることが多く、また最近の近隣騒音の問題からも低騒音化が強く要望されている。以下、図面を参照しながら上述した従来の羽根車の一例について説明する。
【0003】
従来、羽根車は図3及び図4に示すように、円筒または円錐台形状のハブ部11の外周部に複数枚の主翼12が取り付けられ、この主翼外周側に空気流れの吸込側と吐出側とを仕切るためのオリフィス13を有している。
【0004】
この種の羽根車において、翼面と周囲の抵抗物との脈動的な干渉により増大するnz音(周波数fが回転数nと翼枚数zの積で表される回転騒音)及びその高調波成分を減衰させるため、翼前縁に厚みが翼厚と同一かつ、三角形をした平板7を前縁から回転方向に外挿するように一体成形し、三角形平板14の一辺が羽根車外径円周に沿い、他の一辺は翼前縁の外周寄りに密着した羽根車を提供することが考えられてきた。(例えば、特許文献1参照)
【0005】
【特許文献1】
特公平7−103873号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、翼前縁に厚みが翼厚と同一かつ、三角形をした平板14を前縁から回転方向に外挿するように一体成形し、三角形平板14の一辺が羽根車外径円周に沿い、他の一辺は翼前縁の外周寄りに密着した羽根車では、空気が高速で流れる際に三角形平板14付近で流れが剥離しやすく、また翼端渦の生成を抑制することができない為、流れの失速を誘引して羽根車の送風性能を十分に向上させることが出来ていなかった。
【0007】
本発明は、剥離、翼端渦の生成を抑制し、低騒音かつ大風量を実現する羽根車を提供することを目的とする
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、外部より動力を受けるためのハブ部と、このハブ部の周囲に配設された複数枚の主翼とを有し、各主翼は平面図への投影形状がほぼ直線形状の主翼前縁部と、前記各主翼前縁部と主翼外周部間に、回転方向に延出する三角状の副翼を備え、前記副翼は、主翼前縁部の仮想延長線が主翼外周部と交わる点から主翼外周部回転半径とほぼ同一半径で延出された副翼外周部と、前記副翼外周部端から直線又は曲線で前記主翼前縁部端とをつなぐ副翼内周部とで構成される送風機羽根車である。
【0009】
そして、副翼内周部の形状を副翼外周部と略同一円弧形状として、その円弧形状は反回転方向側に凸となるようにしている。このように副翼の外周部及び内周部の形状をほぼ円弧形状として、副翼の形状が主翼外周に寄るような形状にすることで流れを円滑にすることができる。
【0010】
また主翼を2枚又は3枚にするほうが好ましい。翼面積(翼素)を少しでも多くするように副翼を有することで羽根車の性能を改善することができる。
【0011】
また主翼前縁部、及び副翼内周部の一部について、先端を鈍頭翼型形状とするほうが好ましい。これにより前縁及び前縁に連なる副翼内周部での流れの前縁剥離を抑えることができる。
【0012】
また副翼の形状及び寸法を最適化することで羽根車に吸い込まれる空気は流れの剥離が起こりにくく、翼面に沿った状態で流れるようにすることができる。
【0013】
また副翼内周部の断面形状が鈍頭形状の厚肉となる部分の長さを最適化することでも前縁に連なる部分での流れの剥離を抑えると共に、副翼でも安定した吸込み流れを生ずることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態の羽根車について図面を参照しながら説明する。本発明の一実施形態における羽根車を図1に示す。羽根車は円錐台状のハブ部1の外周部に主翼2が複数毎(一部図示せず)取り付けられている。主翼は主翼前縁部2a、主翼後縁部2b、主翼外周部2c、及び三角状の副翼3を備えている。矢印は回転方向を示す。
【0015】
本発明の特徴として、副翼3は、主翼前縁部2aの仮想延長線が主翼外周部2cと交わる点から回転方向に主翼外周部2c半径とほぼ同一半径で延出された副翼外周部3aと、主翼前縁部2aの一端から直線又は曲線で副翼外周部3aと交わるように延出された副翼内周部3bとで構成される。
【0016】
副翼外周部3aを主翼外周部2c半径とほぼ同一半径で延出することにより、羽根車の翼弦長を長くすることができるため、羽根車の軸流方向だけでなく、半径方向からの空気の流入に際しても円滑にすることができる。副翼内周部3bは、主翼外周部方向に対して凸となる曲線形状としている。それにより翼端渦を外周方向に円滑に放出することができ、風量性能の低下を防ぐことができる。
【0017】
また主翼前縁部2a及びそれにつながる副翼内周部3bの一部の先端は鈍頭翼型形状としている。このことで主翼前縁部2aと副翼内周部3bが連なる部分での流れの乱れを抑えることができる。
【0018】
副翼3の各形状を最適化すれば、副翼3の端面部に衝突する空気の流れがそこで剥離を起こさず、騒音特性を向上することができる。一例を次に示す。ここで用いた羽根車の直径はφ415、主翼枚数2枚、回転数は約700RPMである。
【0019】
図2は、同一風量時における副翼3の各代表寸法比と騒音特性の関係を表した図表である。ここで副翼の外周部及び内周部をほぼ円弧形状とし、主翼外周部2aと副翼外周部3aを合わせた長さをCM、副翼外周部3aの長さをCS,主翼前縁部2aの長さをL、主翼前縁部2aと副翼3の連結部の長さをl、副翼内周部3bの長さをCI、副翼内周部3bの形状が鈍頭形状の厚肉となる部分の長さをCBとする。これらの図表によりそれぞれの最適寸法範囲は少なくとも、
図2(a)より 0.3≦CS/CM≦0.6
図2(b)より 0.3≦l/(L+l)≦0.5
図2(c)より 0.1≦CB/CI≦0.5
の範囲に存在することがわかる。
【0020】
以上のように本実施形態によれば、基本翼面形状を設計した後、各主翼前縁部外端から回転方向に主翼回転半径とほぼ同一半径で延出された外周部と、主翼前縁部の両端以外から直線又は曲線で前述の外周部と交わるように延出された内周部とで構成される副翼を一体成形することによってより単純な設計で風量性能の向上と低騒音化を同時に実現することが可能となる。
【0021】
【発明の効果】
以上のように本発明の羽根車によれば、従来複雑とされてきた羽根車の設計をより単純な設計で優れた基本性能を維持でき、羽根車の総合的な性能に影響する翼面積(翼素)を少しでも大きくでき、また空気の軸流方向だけでなく半径方向からの流入に際しても翼弦長を長くとることができ、円滑な流入空気を確保することができ、軸方向及び半径方向からの吸込み流れによる衝突音や羽根と周囲の抵抗物との脈動的な干渉により増大するnz音及びその高調波成分を減衰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における羽根車の要部平面図
【図2】同一風量時における副翼の各代表寸法比と騒音特性の関係を示す図
【図3】従来の羽根車の縦断面図
【図4】従来の羽根車の要部平面図
【符号の説明】
1 ハブ部
2 主翼
2a 主翼前縁部
2b 主翼後縁部
2c 主翼外周部
3 副翼
3a 副翼外周部
3b 副翼内周部
Claims (6)
- 外部より動力を受けるためのハブ部と、このハブ部の周囲に配設された複数枚の主翼とを有し、各主翼は平面図への投影形状がほぼ直線形状の主翼前縁部と、前記各主翼前縁部と主翼外周部間に、前記主翼外周部方向に延出する三角状の副翼を備え、
前記副翼は、主翼前縁部の仮想延長線が主翼外周部と交わる点から主翼外周部回転半径と略同一半径で延出された副翼外周部と、前記副翼外周部端から直線又は曲線で前記主翼前縁部端とをつなぐ副翼内周部とで構成される送風機羽根車。 - 副翼内周部の形状を副翼外周部と略同一円弧形状として、その円弧形状は反回転方向側に凸となるようにした請求項1記載の送風機羽根車。
- 主翼を2枚又は3枚としたことを特徴とする請求項1または2記載の送風機羽根車。
- 主翼前縁部、及び副翼内周部の一部について、先端を鈍頭翼型形状としたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の送風機羽根車。
- 主翼外周部の長さをCM、副翼外周部の長さをCS,主翼前縁部の長さをL、主翼前縁部から、主翼前縁部の仮想延長線が主翼外周部と交わる点の長さをlとするとき、
0.3≦CS/CM≦0.6 、0.3≦l/(L+l)≦0.55
を満足する副翼を備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の送風機羽根車。 - 副翼内周部の長さをCI、副翼内周部の先端が鈍頭形状となる部分の長さをCBとするとき、
0.1≦CB/CI≦0.5
を満足する副翼を備えたことを特徴とする請求項4記載の送風機羽根車。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003062235A JP2004270541A (ja) | 2003-03-07 | 2003-03-07 | 送風機羽根車 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003062235A JP2004270541A (ja) | 2003-03-07 | 2003-03-07 | 送風機羽根車 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004270541A true JP2004270541A (ja) | 2004-09-30 |
Family
ID=33124219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003062235A Pending JP2004270541A (ja) | 2003-03-07 | 2003-03-07 | 送風機羽根車 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004270541A (ja) |
-
2003
- 2003-03-07 JP JP2003062235A patent/JP2004270541A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050708 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070206 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070605 |