JP2007247594A - 後ろ向き羽根車を有する遠心送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】後向き羽根車を有する遠心送風機において、衝突損失を少なくし、送風機の性能向上を図る。
【解決手段】ケーシングとその内部に回転自在に軸支される多翼羽根車を備える遠心送風機の後向き羽根車において、該羽根車の外周縁から内周縁の中間に至る翼弦長のブレードを羽根車円周に沿って等間隔に複数個列設し、且つ前記ブレードは複数個毎にその前縁部に、回転方向前向きに流線型状に湾曲させその前端部が羽根車の内縁部に達する略三角形状の延長部を設ける。多翼羽根車は、羽根車外周縁部側のブレードの端部が羽根車の回転方向側に折り曲げ形成される。
【選択図】図１

Description

この発明は、各種送排気、塗装設備、集塵装置、工場等の換気設備として使用される後向き羽根車を有する遠心送風機に関する。

遠心送風機の後向き羽根車は、羽根板の出口部が半径方向に向いており、羽根板の出口角度は後向き（３０°〜６０°）であり、入口部から出口部に向けて曲線状に成型されたブレードが羽根車円周に沿って等間隔に複数個列設されている。この場合、図４に例示するように、翼弦長が同一である複数のブレードを主板と側板との間に挟むように取付け、駆動力を与えて羽根車を回転させ。流体を羽根車軸方向からブレード入口へ吸い込み、ブレードで昇圧しブレード出口へ吐出させる構成であった。また、ブレード流線形状は、回転方向に対して後ろ向きとなるようなR形状をしていた。

このような従来型の後ろ向き羽根車では、設計風量以外で衝突損失が大きく、送風機の性能低下を招いている。これを解決するために、例えば特開平１０−３７８９３号公報（特許文献１）に示すように、多翼羽根車がブレード群の形成する外周縁から内周縁に至る長い主ブレードとともに、この主ブレードの間に前記外周縁から内周縁に向う短い補助ブレードを供えるようにして、設計入口径に流体が流入する前に流体に旋回を与え、設計入口角度に近い状態で流体を羽根車に流入させ、性能低下を軽減する試みがなされている。また、例えば特開２００１−８２３８３号公報（特許文献２）に示すように、羽根板の外縁部側の端部を羽根車の回転方向側に折り曲げ形成することによって、小型羽根車の性能向上を図ることが行われている。しかしながら、個々の対応は、重量や加工工程の増加をもたらす。また、羽根車の重量の増加は、羽根車の慣性重量の増加につながり、省資源、省エネルギーの面で不経済になるという問題があった。
特開平１０−３７８９３号公報 特開２００１−８２３８３号公報

そこでこの発明では、遠心送風機の後向き羽根車において、ケーシングとその内部に回転自在に軸支される多翼羽根車を備える遠心送風機の後向き羽根車において、該羽根車の外周縁から内周縁の中間に至る翼弦長のブレードを羽根車円周に沿って等間隔に複数個列設し、前記ブレードは複数個毎にその前縁部に、回転方向前向きに流線型状に湾曲させその前端部が羽根車の内縁部に達する略三角形状の延長部を設け、且つ羽根車外周縁部側のブレードの端部が羽根車の回転方向側に折り曲げ形成されるように構成している。

この発明の遠心送風機は以上のように構成したので、この延長部の形成は、ブレード端部の折り曲げ部とともに、後向き遠心羽根車の摩擦損失を軽減する。その結果、風量増加に伴う圧力Pを最大限10%増加させると共に、送風機の効率ηを約８％向上させる。

また、羽根車の性能向上に伴い、羽根車を小型軽量化することができ、慣性質量が低く保たれるので、起動トルクが不足したり、電動機過負荷保護装置の誤作動など、従来品に付随した問題点が解消されるほか、省エネルギーとなり、経済的効果を得ることができる。

この発明の遠心送風機の羽根車の一実施例を図1見取り図、図２平面図及び図３断面図に示す。後ろ向き羽根車１は羽根板となるブレード２、シュラウド３、インペラディスク４及びインペラハブ５とからなる。このブレード２は羽根車１のシュラウド３とインペラディスク４の間に円周回りに等間隔に配置され、ブレード２群の三個毎に、略三角形状の延長部６が当該羽根板2前縁部７から回転方向前向きに流線型状に湾曲させその前端部が羽根車１の内縁部８に達するように設けられる。

延長部6を有するブレード２の湾曲部の形状は、図2において、羽根車の回転方向に対して後向き湾曲（曲率R1）として表される。延長部を有しないブレード２は設計入口径ψAで示される円周上で収束し、設計入口角β１で表される。

この発明の遠心送風機の羽根車１のブレード２はまた、羽根車１外周縁部側のブレード２の端部が羽根車の回転方向側に折り曲げ形成されされている。この折曲部９は羽根車の回転方向に対して前向き湾曲（曲率R２）として表される。出口角β２は、前向き湾曲を有しない従来形に比べて大きくなる。

後向き遠心送風機の流量―揚程特性は、図４グラフに示すように、摩擦損失と衝突損失を理論揚程から差し引いて定まる。この発明の要旨は、２つの損失のうち、衝突損失を軽減することにある。衝突損失は次に示す式１で表され、理論的には設計流量以外で図４グラフに示されるような特性がある。
［式１］ 衝突損失ｈｓ ＝ ｒ×［ｕ_１−ｖ´_Ｕ１−ｖ_ｍ１／ｔａｎ（β_１）］^２／２
但しｒ：空気比重、ｕ_１：羽根入口周速度、ｖ´_Ｕ１：入口予旋回速度、ｖ_ｍ１：羽根入口メリディアン速度、β_１：設計入口角

基本設計（延長部のないブレードのみ）に延長部付きブレードを加えることにより、設計流量より大きいところでは、羽根入口メリディアン速度ｖ_ｍ１を故意に小さく、設計流量より少ないところでは、ｖ_ｍ１を故意に大きくすることが可能で、結果的に式１で表される衝突損出芽小さくなり、図４グラフに示すように、理論揚程から摩擦損失のみを差し引いた特性に近づくことが可能となった。また翼出口Ｒ３を前向きＲとすることで、理論揚程を大風領域で高揚程とすることができる。

この発明の後向き羽根車の、風量Ｑに対する効率η曲線、及び圧力Ｐ曲線を従来型のものと比較したものをグラフとして、図５に示す。この発明の、ブレードは複数個毎にその前縁部に、回転方向前向きに流線型状に湾曲させその前端部が羽根車の内縁部に達する略三角形状の延長部を設け、且つ羽根車外周縁部側のブレードの端部が羽根車の回転方向側に折り曲げ形成した後ろ向き羽根車を有する遠心送風機は、グラフに示す通り、風量増加に伴う圧力Pを最大限10%増加させると共に、送風機の効率ηを約８％向上させることができる。なお、図６に、比較に用いた従来型の遠心送風機の羽根車を示す。

この発明の送風機は以上のように構成したので、後向き羽根車を有する遠心送風機において、羽根板を比較的簡単な改良を施すことによって、送風機効率を一割方向上させることができるので、比較的小型の各種送排気、塗装設備、集塵装置、工場等の換気設備として、広い用途に適用することができる。

この発明の遠心送風機の羽根車の一実施例の見取り図である。 図１の羽根車の平面図である。 図１の羽根車の断面図である。 この発明の後向き遠心送風機の流量―揚程特性を示すグラフである。 この発明の後向き羽根車の、風量Ｑに対する効率η曲線、及び圧力Ｐ曲線を従来型のものと比較したグラフである。 従来型の羽根車の見取り図である。

符号の説明

１ 後ろ向き羽根車
２ 羽根板ブレード
３ シュラウド
４ インペラディスク
５ インペラハブ
６ 延長部
７ 前縁部
８ 内縁部
９ 折曲部

Claims (3)

1. ケーシングとその内部に回転自在に軸支される多翼羽根車を備える遠心送風機の後向き羽根車において、該羽根車の外周縁から内周縁の中間に至る翼弦長のブレードを羽根車円周に沿って等間隔に複数個列設し、且つ前記ブレードは複数個毎にその前縁部に、回転方向前向きに流線型状に湾曲させその前端部が羽根車の内縁部に達する略三角形状の延長部を設けた、後ろ向き羽根車を有する遠心送風機。
2. 前記ブレードは三個毎に前記延長部を設けた、請求項１に記載の後ろ向き羽根車を有する遠心送風機。
3. 前記多翼羽根車は、羽根車外周縁部側のブレードの端部が羽根車の回転方向側に折り曲げ形成される、請求項１に記載の後ろ向き羽根車を有する遠心送風機。

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