JP2009250112A - Impeller of centrifugal blower - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、遠心送風機の羽根車の羽根の構造に関するものである。 The present invention relates to a blade structure of an impeller of a centrifugal blower.
一般にターボファン等の遠心送風機では騒音の問題が大きく、低騒音化が課題である。そこで、このような遠心送風機の低騒音化技術として、例えば羽根(ブレード)を厚翼、即ちエアフォイル翼にして、羽根周りの気流のはく離を低減し、可能な限り低騒音化を図るようにしたものがある(特許文献1を参照)。 In general, centrifugal fans such as turbofans have a large problem of noise, and reduction of noise is a problem. Therefore, as a noise reduction technique for such a centrifugal blower, for example, the blade (blade) is a thick blade, that is, an airfoil blade, to reduce the separation of the airflow around the blade and to reduce the noise as much as possible. (See Patent Document 1).
しかし、厚肉の羽根は、重量が増大し、駆動負荷が大きくなるとともに、材料コストが高くなる問題がある。 However, the thick blade has a problem that the weight increases, the driving load increases, and the material cost increases.
そこで、そのような厚翼羽根を中空形状に構成して、重量およびコストを軽減したものも提案されている(特許文献2を参照)。 In view of this, a structure in which such a thick wing blade is formed in a hollow shape to reduce weight and cost has been proposed (see Patent Document 2).
しかし、前者のようなエアフォイル翼、また後者のような軽量のエアフォイル翼でも、それだけでは完全に気流のはく離自体を無くすことはできず、やはり低騒音化の課題は残されている。 However, even with an airfoil wing such as the former and a light airfoil wing such as the latter, it is not possible to completely eliminate the air separation itself, and the problem of noise reduction remains.
本願発明は、このような問題を解決するためになされたもので、羽根が中空となっている遠心送風機の羽根車において、各羽根の正圧面側又は負圧面側、もしくはそれらの両面側に各羽根内の中空部に貫通する多数の小穴を設けることによって、ヘルムホルツ型の共鳴を発生させて騒音を吸収低減するようにした静音性能の高い遠心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。 The present invention has been made to solve such problems, and in the impeller of a centrifugal blower in which the blades are hollow, each of the blades on the pressure surface side or suction surface side, or on both surfaces thereof. An object of the present invention is to provide an impeller of a centrifugal blower with high silent performance that generates Helmholtz-type resonance and absorbs and reduces noise by providing a large number of small holes penetrating through the hollow portion in the blade. It is.
本願発明は、上記の目的を達成するたに、次のような課題解決手段を備えて構成されている。 In order to achieve the above object, the present invention comprises the following problem solving means.
(1) 第1の課題解決手段
この第1の課題解決手段は、複数枚の羽根の各羽根内が中空となっている遠心送風機の羽根車において、各羽根の負圧面側に各羽根内の中空部に貫通する多数の小穴が設けられていることを特徴としている。
(1) First problem-solving means The first problem-solving means is a centrifugal blower impeller in which each blade of a plurality of blades is hollow. A large number of small holes penetrating the hollow portion are provided.
羽根の負圧面側では、剥離が発生しやすく、一般に負圧面側の騒音が正圧面側よりも高い。そこで、羽根の負圧面側に羽根内の中空部に貫通する多数の小穴を設けて、そのような高い騒音を効果的に吸収させる。 Separation is likely to occur on the suction surface side of the blade, and generally the noise on the suction surface side is higher than that on the pressure surface side. Therefore, a large number of small holes that penetrate the hollow portion in the blade are provided on the suction surface side of the blade to effectively absorb such high noise.
すなわち、複数枚の羽根の各羽根内が中空となっている遠心送風機の羽根車において、各羽根の負圧面側に各羽根内の中空部に貫通する多数の小穴が設けられていると、同各羽根の負圧面側で発生する騒音が各小穴内に入り、羽根内部の中空部の空気層により、ヘルムホルツ共鳴が発生して、共鳴周波数と同じ周波数の騒音が吸収され、ファンの騒音が有効に低減される。 That is, in an impeller of a centrifugal blower in which each blade of a plurality of blades is hollow, if a large number of small holes that penetrate the hollow portion in each blade are provided on the suction surface side of each blade, Noise generated on the suction side of each blade enters each small hole, and Helmholtz resonance is generated by the air layer inside the blade, and the noise at the same frequency as the resonance frequency is absorbed, making the fan noise effective. Reduced to
(2) 第2の課題解決手段
この第2の課題解決手段は、複数枚の羽根の各羽根内が中空となっている遠心送風機の羽根車において、各羽根の正圧面側に各羽根内の中空部に貫通する多数の小穴が設けられていることを特徴としている。
(2) Second problem-solving means This second problem-solving means is an impeller of a centrifugal blower in which each blade of a plurality of blades is hollow. A large number of small holes penetrating the hollow portion are provided.
羽根の正圧面側でも、剥離が発生して、騒音が生じる場合もある。そこで、羽根の正圧面側に羽根内の中空部に貫通する多数の小穴を設けて、そのような騒音を効果的に吸収させる。 Even on the pressure surface side of the blade, separation may occur and noise may be generated. Therefore, a large number of small holes that penetrate the hollow portion in the blade are provided on the pressure surface side of the blade to effectively absorb such noise.
すなわち、複数枚の羽根の各羽根内が中空となっている遠心送風機の羽根車において、各羽根の正圧面側に各羽根内の中空部に貫通する多数の小穴が設けられていると、同各羽根の正圧面側で発生する騒音が各小穴内に入り、羽根内部の中空部の空気層により、ヘルムホルツ共鳴が発生して、共鳴周波数と同じ周波数の騒音が吸収され、ファンの騒音が有効に低減される。 That is, in an impeller of a centrifugal blower in which each blade of a plurality of blades is hollow, if a large number of small holes that penetrate the hollow portion in each blade are provided on the pressure surface side of each blade, Noise generated on the pressure surface side of each blade enters each small hole, the Helmholtz resonance is generated by the air layer inside the blade, and the noise of the same frequency as the resonance frequency is absorbed, and the fan noise is effective Reduced to
(3) 第3の課題解決手段
この第3の課題解決手段は、複数枚の羽根の各羽根内が中空となっている遠心送風機の羽根車において、各羽根の正圧面側および負圧面側の各々に各羽根内の中空部に貫通する多数の小穴が設けられていることを特徴としている。
(3) Third Problem Solving Means This third problem solving means is provided in the impeller of a centrifugal blower in which each blade of a plurality of blades is hollow, on the pressure surface side and the suction surface side of each blade. Each is provided with a large number of small holes penetrating through the hollow portion in each blade.
羽根の負圧面側はもちろん、正圧面側でも、剥離が発生し、騒音が生じる。そこで、羽根の正圧面側および負圧面側の各々に羽根内の中空部に貫通する多数の小穴を設けて、そのような騒音を各々効果的に吸収させる。 Separation occurs and noise is generated not only on the suction side of the blade but also on the pressure side. Therefore, a large number of small holes penetrating the hollow portion in the blade are provided on each of the pressure surface side and the suction surface side of the blade to effectively absorb such noise.
すなわち、複数枚の羽根の各羽根内が中空となっている遠心送風機の羽根車において、各羽根の負圧面側および正圧面側の各々に各羽根内の中空部に貫通する多数の小穴が設けられていると、同各羽根の負圧面側および正圧面側の各々で発生する騒音が各小穴内に入り、羽根内部の中空部の空気層により、ヘルムホルツ共鳴が発生して、共鳴周波数と同じ周波数の騒音が吸収され、ファンの騒音が有効に低減される。 That is, in the impeller of a centrifugal blower in which each blade of a plurality of blades is hollow, a plurality of small holes that penetrate the hollow portion in each blade are provided on each of the suction surface side and the pressure surface side of each blade. The noise generated on the suction side and the pressure side of each blade enters each small hole, and the Helmholtz resonance is generated by the air layer in the hollow inside the blade, which is the same as the resonance frequency. Frequency noise is absorbed and fan noise is effectively reduced.
(4) 第4の課題解決手段
この第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、各小穴は、相互に一定のピッチを保って一定の関係で配設されていることを特徴としている。
(4) Fourth Problem Solving Means In the fourth problem solving means, in the configuration of the first, second, or third problem solving means, each small hole has a constant relationship with each other while maintaining a constant pitch. It is characterized by being arranged by.
羽根内側の中空部との間で有効なヘルムホルツ共鳴を生じさせるためには上記各小穴相互間のピッチが一定であることが重要であり、相互に一定のピッチを保って配設されている場合に有効な騒音吸収作用を発揮する。 In order to generate effective Helmholtz resonance with the hollow part inside the blade, it is important that the pitch between the small holes is constant, and the pitches are arranged at a constant pitch. Effective noise absorption.
(5) 第5の課題解決手段
この第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、各小穴の直径が、3mmを超えない範囲の直径となっていることを特徴としている。
(5) Fifth Problem Solving Means In the fifth problem solving means, in the configuration of the first, second, third, or fourth problem solving means, the diameter of each small hole does not exceed 3 mm. It is characterized by a diameter.
各小穴の直径が3mm以上になると、小穴首部のエッジにより穴自身で発生する騒音が高くなり、低騒音効果が得られなくなる。 If the diameter of each small hole is 3 mm or more, the noise generated by the hole itself due to the edge of the small hole neck becomes high, and the low noise effect cannot be obtained.
したがって、各小穴の直径は3mmを超えない範囲の直径であることが好ましい。 Therefore, the diameter of each small hole is preferably in a range not exceeding 3 mm.
(6) 第6の課題解決手段
この第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、空気調和機用室内機の送風機用羽根車として構成されていることを特徴としている。
(6) Sixth problem solving means This sixth problem solving means is for the blower of an indoor unit for an air conditioner in the configuration of the first, second, third, fourth or fifth problem solving means. It is characterized by being configured as an impeller.
空気調和機用室内機は、大風量および静音性が要求される。 An indoor unit for an air conditioner is required to have a large air volume and quietness.
したがって、送風性能が大きく、騒音が低い上記各請求項の遠心送風機が最適である。 Therefore, the centrifugal blower according to each of the above claims is optimal because of its high blowing performance and low noise.
以上の結果、本願発明によると、中空羽根による軽量化と有効な低騒音化の両立を図ることができる。 As a result, according to the present invention, it is possible to achieve both reduction in weight by the hollow blade and effective reduction in noise.
以下、空気調和装置に適用した本願発明にかかる遠心送風機の羽根車及びそれを備えた遠心送風機の実施形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a centrifugal blower impeller according to the present invention applied to an air conditioner and a centrifugal blower including the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(1)空気調和装置の全体構成
先ず図1に本願発明の実施の形態にかかる遠心送風機の羽根車及びそれを備えた遠心送風機が採用された空気調和装置1の外観斜視図(天井部は省略)を示す。この空気調和装置1は、天井埋込型の空気調和装置であり、内部に各種構成機器を収納するケーシング2と、ケーシング2の下側に配置された化粧パネル3とを備えている。具体的には、空気調和装置1のケーシング2は、図2(空気調和装置1の概略側面断面図)に示されるように、空調室の天井Uに形成された開口に挿入されて配置されている。そして、化粧パネル3は、天井部分Uの開口内に嵌め込まれるように配置されている。
(1) Overall Configuration of Air Conditioner First, FIG. 1 is an external perspective view of an air conditioner 1 in which an impeller of a centrifugal blower according to an embodiment of the present invention and a centrifugal blower equipped with the impeller are employed (the ceiling portion is omitted). ). The air conditioner 1 is a ceiling-embedded air conditioner, and includes a
ケーシング2は、その平面視において、長辺と短辺とが交互に形成された略8角形状の下面が開口した箱状体であり、長辺と短辺とが交互に形成された略8角形状の天板21と、天板21の周縁部から下方に延びる側板22とを有している。
The
化粧パネル3は、平面視が略4角形状の板状体であり、その略中央に空調室内の空気を吸入する空気吸入口31と、各4辺に対応するように形成され、ケーシング2内から空調室内に空気を吹き出す複数個(本実施形態では、4個)の空気吹出口32とを有している。そして、化粧パネル3の各辺は、ケーシング2の天板21の各長辺に対応するように配置されている。
The
空気吸入口31は、本実施形態においては、略正方形状の開口である。他方、4つの空気吹出口32は、それぞれ化粧パネル3の各辺に沿う方向に細長く延びる略長方形状の開口である。また、空気吸入口31には、吸入グリル33と、空気吸込口31から吸入された空気中の塵埃を除去するためのフィルタ34とが設けられている。さらに、各空気吹出口32には、長手方向の軸周りに揺動可能な水平フラップ35が設けられている。水平フラップ35は、各空気吹出口32の長手方向に細長く延びる略長方形状の羽根部材であり、その長手方向の両端部に設けられた軸支ピンをモータ(図示せず)によって回転駆動させることで、空気吹出口32から空調室内に向かって吹き出される空気の風向を可変する。
The
ケーシング2の内部には、主に化粧パネル3の空気吸入口31を通じて空調室内の空気をケーシング2内に吸入して外周方向に吹き出す送風機4と、送風機4の外周を囲むように配置された熱交換器6とが配置されている。
Inside the
送風機4は、本実施形態において、本願発明が対象とする遠心送風機の1つとしてのターボファンであり、ケーシング2の天板21の中央に設けられたファンモータ41(羽根車駆動手段)と、ファンモータ41のシャフト41a(回転軸)に連結されて回転駆動される羽根車42とを有している。尚、羽根車42の詳細な構造については、後述する。
The blower 4 is a turbo fan as one of centrifugal blowers targeted by the present invention in the present embodiment, and a fan motor 41 (impeller driving means) provided at the center of the
熱交換器6は、本実施形態において、送風機4の外周を囲むように曲げられて形成されたクロスフィンチューブ型の熱交換器パネルであり、屋外等に設置された室外ユニット(図示せず)に冷媒配管を介して接続されている。この熱交換器6は、冷房運転時には蒸発器として、暖房運転時には凝縮器として機能できるようになっている。これにより、同熱交換器6は、送風機4によって空気吸入口31を通じてケーシング2内に吸入された空気と熱交換を行って、冷房運転時には空気を冷却し、暖房運転時には空気を加熱する。
In this embodiment, the heat exchanger 6 is a cross fin tube type heat exchanger panel formed by being bent so as to surround the outer periphery of the blower 4, and is an outdoor unit (not shown) installed outdoors or the like. Is connected via a refrigerant pipe. The heat exchanger 6 can function as an evaporator during cooling operation and as a condenser during heating operation. Thereby, the heat exchanger 6 performs heat exchange with the air sucked into the
熱交換器6の下側には、熱交換器6において空気中の水分が凝縮されて生じるドレン水を受けるためのドレンパン7が配置されている。ドレンパン7は、ケーシング2の下部に装着されている。ドレンパン7は、化粧パネル3の空気吸入口31に連通するように形成された吸入孔71と、化粧パネル3の空気吹出口32に対応するように形成された吹出孔72と、熱交換器6の下側に形成されドレン水を受けるドレン水受け溝73とを有している。
A drain pan 7 for receiving drain water generated by condensation of moisture in the air in the heat exchanger 6 is disposed below the heat exchanger 6. The drain pan 7 is attached to the lower part of the
また、ドレンパン7の吸入孔71には、空気吸入口31から吸入される空気を送風機4の羽根車42へ案内するためのベルマウス5が配置されている。
A
以上のように、空気調和装置1には、化粧パネル3の空気吸入口31からフィルタ34、ベルマウス5、ドレンパン7、送風機4及び熱交換器6を経由して、4つの空気吹出口32へ至る空気流路が形成されており、空調室内の空気を吸入して熱交換器6において熱交換させた後、空調室内に吹き出すことができるようになっている。
As described above, in the air conditioner 1, the
(2)遠心送風機の羽根車の構造
次に、上記遠心送風機の羽根車42の構造について、図2、図3及び図4を用いて具体的に説明する。ここで、図3は、同羽根車42の外観斜視図である。また図4は、図3のA方向矢視図(エンドリング45の一部を除いて図示)である。
(2) Structure of Impeller of Centrifugal Blower Next, the structure of the
この羽根車42は、主として、ファンモータ41のシャフト41aに連結される円板状のエンドプレート43(主板)と、シャフト41aを軸中心としてエンドプレート43の反ファンモータ41側に環状に配置された複数(本実施形態では、7枚)のブレード44と、複数のブレード44をエンドプレート43との軸方向間に挟むように配置された環状のエンドリング45(側板)とを有している。なお、ここで、羽根車42の回転方向をRとして示す。
The
エンドプレート43は、その中央部に、略円錐形状の凸部43aが空気吸入口31側に向かって突出するように形成された樹脂製の部材である。この凸部43aには、エンドプレート43の同心円上に並んで形成された長孔からなる複数(本実施形態では、5個)の冷却用空気孔43bが形成されている。さらに、エンドプレート43の反ファンモータ41側の面には、エンドプレート43との間に所定の間隔を空けた状態で複数の冷却用空気孔43bを覆うようにハブカバー46が固定されている。ハブカバー46は、そのエンドプレート43側の面に、放射状に突出するように設けられた複数(本実施形態では、5個)の案内羽根46aを有している。これにより、羽根車42の外周側に吹き出された空気の一部は、エンドプレート43のファンモータ41側の空間の静圧とエンドプレート43の反ファンモータ41側の空間の静圧との圧力差によって、ファンモータ41の近傍を通過してファンモータ41を冷却し、その後、エンドプレート43の冷却用空気孔43b及びハブカバー46の案内羽根46aを介して、再び、羽根車42の内部の空間に吹き出されるようになっている。
The
エンドリング45は、その外周部から中央部の開口に向かうにつれて空気吸入口31側に突出するベル形状の樹脂製の部材である。
The
(3)羽根車のブレード部の構造
次に、ブレード44の構造について、図3〜図10を用いて具体的に説明する。ここで、図5は、ブレード44の概略側面図である。図6は、図5のB−B断面図である。また図7は、図5のC−C断面図である。
(3) Structure of Blade Part of Impeller Next, the structure of the
ブレード44は、本実施形態の場合、上述したエンドプレート43及びエンドリング45とは別々に成形された樹脂製の部材であり、その一端がエンドプレート43に固定され、他端がエンドリング45に固定されている。そして、その翼部は、羽根車42の平面視において、エンドプレート43側の端部44aがエンドリング45側の端部44bよりも後傾した翼形状を有しており、羽根車42の平面視において、これらの端部44a、44b同士が交差するように形成されている。つまり、このブレード44の翼部は、上記エンドプレート43とエンドリング45との間を捩れながら軸方向に延びる三次元形状を有している(以下、これを三次元翼と定義する)。
In the case of this embodiment, the
この三次元翼であるブレード44の回転方向R側の端部(以下、これを前縁部とする)には、本実施形態において、羽根車42の内周側に向かって階段状(本実施形態では、段部が2段)に突出する前縁角部44c,44cが形成されている。この前縁角部44c,44cは、空気吸入口31及びベルマウス5を通じて羽根車42内に吸入された気流がブレード44によって外周側に吹き出される際に、ブレード44の負圧面44fから剥離するのを抑える機能を有しており、それにより送風機4の騒音を小さくするのに寄与している。ここで、負圧面44fとは、ブレード44の羽根車42の内周側に向く面を指しており、同負圧面44fの反対側の面、すなわちブレード44の羽根車42の外周側に向く面が正圧面44eである。
In this embodiment, the end of the
また、ブレード44の反回転方向側の端部(以下、これを後縁部とする)には、本実施形態の場合、羽根車42の外周側に向かって波形形状の複数の後縁突起44d,44d・・・が形成されている。この複数の後縁突起44d,44d・・・は、空気吸入口31及びベルマウス5を通じて羽根車42内に吸入された気流がブレード44によって外周側に吹き出される際に、同ブレード44の後縁部における正圧面44eと負圧面44fとの境界における圧力差を小さくする機能を有しており、それにより送風機4の騒音を小さくするのに寄与している。
In the case of the present embodiment, a plurality of trailing
尚、これら前縁角部44c,44cや複数の後縁突起44d,44d・・・の形状や個数は、本実施形態の図に示した形状や個数に限定されるものではない。また、もちろんブレード44の前縁部及び後縁部には、用途の関係から、特に騒音性能を向上させる必要がないような場合には、そのような前縁角部44c,44cや複数の後縁突起44d,44d・・・を必ずしも設けなくてもよい。
The shape and number of the front
次に、上記ブレード44の、より詳細な構造について説明する。すなわち、このブレード44は、本実施形態においては、例えばエンドプレート43及びエンドリング45に固定されたブレード本体51(第1面部)と、ブレード本体51に嵌め込みにより装着されブレード本体51との間に中空の空間Sを形成するブレード蓋61(第2面部)とから構成されており、それにより極めて軽量な中空羽根を形成している。
Next, a more detailed structure of the
ブレード本体51は、本実施形態においては、主として上記ブレード44の正圧面44e及び負圧面44fの一部(具体的には、負圧面44fの後縁部)を構成する板状の部材である。一方、ブレード蓋61は、本実施形態においては、主として上記負圧面44fの一部(具体的には、負圧面44fの後縁部を除く部分)を構成する板状の部材よりなっている。
In the present embodiment, the
そして、上記ブレード本体51は、ブレード44の正圧面44eを構成する正圧面部52と、該正圧面部52のエンドリング45側に形成されたリング側縁部53と、上記正圧面部52の後縁側に形成された後縁側縁部54と、上記正圧面部52の前縁側に形成された前縁側縁部55と、上記正圧面部52のエンドプレート43側に形成されたプレート側縁部56とからなっている。
The
正圧面部52は、その略中央部にブレード蓋61側に向かって突出する複数(本実施形態では、3個)の環状突起52a,52a,52aを有している。
The positive
リング側縁部53は、ブレード蓋61側に向かって延びるリング側本体端部53aと、該リング側本体端部53aのエンドプレート43側に形成されブレード蓋61のリング側縁部63(後述)が当接する複数(本実施形態では、3個)のリング側当接部53bとを有している。リング側本体端部53aは、ブレード44の前縁側から後縁側に向かうとともに階段状(本実施形態では、段部が3段)にエンドプレート43との距離が短かくなる端面をなすように形成されている。リング側当接部53bは、正圧面部52のブレード蓋61側の面からブレード蓋61側に向かって突出するように形成されている。
The ring-
後縁側縁部54は、ブレード44の正圧面44eの後縁部及び負圧面44fの後縁部を構成しており、上述した複数の後縁突起44d,44d・・・と、これら後縁突起44d,44d・・・の前縁側に形成され、ブレード蓋61の後縁側縁部64(後述)が当接する後縁側当接部54aとを有している。
The trailing
前縁側縁部65は、前縁角部44c,44cの正圧面部52側の部分を構成しており、前縁角部44c,44cの後縁側に形成され、ブレード蓋61の前縁側縁部65(後述)が当接する第1前縁側当接部55aと、第1前縁側当接部55aの後縁側に形成されブレード蓋61の前縁側縁部65が当接する複数(本実施形態では、5個)の第2前縁側当接部55bを有している。第2前縁側当接部55aは、正圧面部52のブレード蓋61側の面からブレード蓋61側に向かって突出するように形成されている。
The front
プレート側縁部56は、ブレード蓋61側に向かって延びるプレート側本体端部56aと、プレート側本体端部56aに形成されたスリット孔56b及び位置決め孔56cとを有している。スリット孔56bは、プレート側本体端部56aの略中央において、ブレード蓋61のプレート側縁部66(後述)のブレード本体51側の面に沿うように配置されたスリット状の長孔である。また位置決め孔56cは、スリット孔56bの前縁側に配置された円形の孔である。
The plate
ブレード蓋61は、ブレード44の負圧面44fの一部(具体的には、負圧面44fの後縁部を除く部分)を構成する負圧面部62と、負圧面部62のエンドリング45側に形成されたリング側縁部63と、負圧面部62の後縁側に形成された後縁側縁部64と、負圧面部62の前縁側に形成された前縁側縁部65と、負圧面部62のエンドプレート43側に形成されたプレート側縁部66とから構成されている。
The
負圧面部62は、ブレード本体51の正圧面部52に形成された環状突起52aに対応する位置にブレード本体51側に向かって突出する複数(本実施形態では、3個)の嵌合突起62aを有している。これらの嵌合突起62aは、それぞれが対応する環状突起52aの中央の凹部に嵌合して、負圧面部62のブレード本体51側の面が環状突起52aのブレード蓋61側の端部に当接するか、正圧面部52のブレード蓋61側の面が嵌合突起62aのブレード本体51側の端部に当接するまで挿入されている。
The negative
リング側縁部63は、リング側本体端部53aの階段状の端面に沿う形状を有しており、リング側本体端部53aのブレード蓋61側の端面及びリング側当接部53bのブレード蓋61側の端面に当接している。ここで、リング側本体端部53aのエンドリング45側の端面は、リング側本体端部63aのエンドリング45側の端面よりもエンドリング45側にわずかに突出している。そして、ブレード本体51のリング側縁部53とブレード蓋61のリング側縁部63とによって、エンドリング45に固定される端部44bが構成されている。
The ring
後縁側縁部64は、後縁側縁部54に沿う形状を有しており、後縁側当接部54aのブレード蓋61側の端面に当接している。
The trailing edge
前縁側縁部65は、前縁角部44c,44cの負圧面部62側の部分を構成しており、第1前縁側当接部55aのブレード蓋61側の端面及び第2前縁側当接部55bのブレード蓋61側の端面に当接している。
The front edge
プレート側縁部66は、リング側本体端部53aの端面に沿う形状を有しており、プレート側本体端部56aのエンドリング45側の端面に当接している。プレート側縁部66のエンドプレート43側の端部には、エンドリング45側からエンドプレート43側に向かってスリット孔56bに挿入可能な係合爪66aが形成されている。ここで、係合爪66aは、スリット孔56bに挿入された状態において、プレート側本体端部56aのエンドプレート43側の端面から突出しないように形成されている。そして、ブレード本体51のプレート側縁部56とブレード蓋61のプレート側縁部66とによって、エンドプレート43に固定される端部44aが構成されている。
The plate
ブレード44は、ブレード本体51のスリット孔56bにブレード蓋61の係合爪66aを挿入し、その後、ブレード蓋61の各縁部63〜66をブレード本体51の各縁部53〜56内に嵌め込むことによって組み立てられる。これにより、ブレード本体51とブレード蓋61との間に、図6、図7のような中空部(中空の空間)Sが形成されることになる。しかも、ブレード本体51及びブレード蓋61は、それぞれ別々に成形しているため、成形する際の金型の抜き方向の制約が少なく、本実施形態のブレード44のような三次元翼であっても、中空部Sを十分に大きくすることが容易である。これにより、ブレード44の中空部材化を促進し、羽根車42の可及的な軽量化を図ることができる。
The
そして、先にも述べたように、このようなブレード44の負圧面側では、特に剥離が発生しやすく、一般に負圧面側の騒音が正圧面側よりも高い。そこで、同図6、図7に示すように、本実施形態では、同ブレード44の負圧面44f側に当該中空部S内の空間に貫通する多数の小穴70,70・・・を設けて、そのような高い騒音を効果的に吸収させるようにしている。
As described above, peeling is particularly likely to occur on the suction surface side of such a
このように、各ブレード44,44・・・の負圧面に各ブレード44,44・・・内の中空部S内に貫通する多数の小穴70,70・・・が設けられていると、同各ブレード44,44・・・の負圧面44f側で発生する騒音が各小穴70,70・・・内に入り、各ブレード44,44・・・内部の中空部Sの空気層により、ヘルムホルツ共鳴が発生して、該共鳴周波数と同じ周波数の騒音が吸収され、ファンの騒音が効果的に低減される。
As described above, if the suction surface of each
なお、この場合、上記の各小穴70,70・・・は、相互に一定のピッチを保って一定の関係で配設されていることが好ましい。
In this case, it is preferable that the
ブレード44内側の中空部Sとの間で有効なヘルムホルツ共鳴を生じさせるためには上記各小穴70,70・・・相互間のピッチが一定であることが重要であり、相互に一定のピッチを保って配設されている場合に有効な騒音吸収作用を発揮する。
In order to generate an effective Helmholtz resonance with the hollow portion S inside the
また、上記各小穴70,70・・・の直径は、3mmを超えない範囲の直径であることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the diameter of each said
小穴70,70・・・の直径が3mm以上になると、小穴首部のエッジにより穴自身で発生する騒音が高くなり、低騒音効果が得られなくなる。
When the diameter of the
したがって、小穴70,70・・・の直径は3mmを超えない範囲の直径であることが好ましい。
Therefore, the diameter of the
また、それらに加えて上記小穴70,70・・・の形成に当っては、さらに上記中空部Sの空気層の深さ、板厚により決まる穴の首部の長さ、穴部の径、各穴部同士の間隔、ブレード44の翼表面積に対する穴部の合計面積の割合等をそれぞれヘルムホルツ共鳴吸収のメカニズムが最も有効に機能するように設定して形成される。
In addition to these, in forming the
(4)空気調和装置の動作
次に、上記のように構成された空気調和装置1の動作について説明する。
(4) Operation | movement of an air conditioning apparatus Next, operation | movement of the air conditioning apparatus 1 comprised as mentioned above is demonstrated.
今、空気調和装置1の運転を開始すると、ファンモータ41が駆動されて、送風機4の羽根車42が回転する。また、ファンモータ41の駆動とともに、熱交換器6内には、室外ユニット(図示せず)から冷媒が供給される。ここで、熱交換器6は、冷房運転時には蒸発器として、また暖房運転時には凝縮器として作用する。
Now, when the operation of the air conditioner 1 is started, the
そして、羽根車42の回転に伴って、空調室内の空気は、化粧パネル3の空気吸入口31からフィルタ34及びベルマウス5を通じて送風機4の下側から吸入される。この吸入された空気は、羽根車42によって外周側に吹き出されて熱交換器6に達し、熱交換器6において冷却又は加熱された後、複数の空気吹出口32を通じて空調室内に向かって吹き出される。このようにして、空調室内の冷房又は暖房が行われる。
With the rotation of the
ここで、上記羽根車42は、例えば図4に示されるように、矢印R方向に回転しているため、複数のブレード44には遠心力が作用している。本実施形態の中空羽根からなるブレード44は、エンドプレート43及びエンドリング45に固定されたブレード本体51に、ブレード44の負圧面44fの一部(具体的には、負圧面44fの後縁部を除く部分)を構成するように配置されたブレード蓋61が装着されることによって構成されているため、ブレード本体51に装着されたブレード蓋61が遠心力によって浮き上がりブレード44が変形してしまうのを防ぐことが可能となっている。これにより、羽根車42のきしみや風切り音等の不具合が生じにくくなっており、送風機4あるいは空気調和装置1全体としての送風性能及び騒音性能の向上を図ることができる。
Here, for example, as shown in FIG. 4, the
しかも、ブレード蓋61をブレード44の負圧面44fの一部を構成するように配置して、ブレード蓋61が遠心力によって浮き上がるのを防ぐようにした結果、ブレード蓋61に対してブレード本体51方向の荷重がかかるが、上記に述べたブレード形状保持機構が設けられているため、ブレード蓋61の各部がブレード本体51側に変形するのが抑えられてブレード44の形状が保持される。
In addition, the
また、ブレード44の負圧面44f側には、ヘルムホルツ共鳴吸収方式の多数の小穴70,70・・・を設けたために、ブレード44の負圧面44f側の空気の剥離による騒音も有効に低減される。
In addition, since many
(5)遠心送風機の羽根車及びそれを備えた遠心送風機の特徴
上記本実施形態の空気調和装置1に採用された遠心送風機4の羽根車42及びそれを備えた遠心送風機4には、以下のような特徴がある。
(5) Features of the centrifugal fan impeller and the centrifugal fan provided with the centrifugal fan The
すなわち、本実施形態の遠心送風機4の羽根車42では、上述のように複数のブレード44をブレード本体51とブレード本体51に装着されたブレード蓋61とから構成しているため、ブレード44がエンドプレート43とエンドリング45との間を捩れながら軸方向に延びる三次元翼であっても、ブレード44の中空化を促進し、羽根車42の可及的な軽量化を図ることができる。
That is, in the
しかも、ブレード蓋61は、ブレード本体51に嵌め込みにより装着されているため、ブレード44の組立が容易である。
Moreover, since the
また、ブレード本体51及びブレード蓋61のうち、ブレード本体51をエンドプレート43に固定し、ブレード蓋61をブレード44の負圧面44fの一部(具体的には、負圧面44fの後縁部を除く部分)を構成するように配置している。つまり、ブレード蓋61にエンドプレート43の回転による遠心力が加えられても、ブレード本体51に装着された状態が保持されるように配置されている。
Of the
したがって、これにより、ブレード本体51に装着されたブレード蓋61が遠心力によって浮き上がりブレード44が変形してしまうのを防ぐことができ、きしみや風切り音等の不具合が生じにくくなっている。特に、本実施形態のように、ブレード蓋61がブレード本体51に嵌め込みにより組み立てられたブレード44においては、ブレード蓋61が遠心力により外れてしまうという不具合が生じない。
Therefore, it is possible to prevent the
また、ブレード蓋61をブレード44の負圧面44fの一部を構成するように配置してブレード蓋61が遠心力によって浮き上がるのを防ぐようにした結果、ブレード蓋61に対してブレード本体51方向の荷重がかかるが、ブレード形状保持機構が設けられているため、ブレード蓋61の各部がブレード本体51側に変形するのが抑えられてブレード44の形状が保持されるようになっている。これにより、ブレード44のきしみや風切り音等の不具合がさらに生じにくくなる。
Further, as a result of arranging the
また、上記羽根車では、多数枚のブレード44,44・・・の本体内が中空となっている多翼遠心送風機の羽根車において、それら各ブレード44,44・・・の負圧面44fに各ブレード44,44・・・内の中空部Sに貫通する多数の小穴70,70・・・が設けられているので、同ブレード44,44・・・の負圧面44f側で発生する騒音が小穴70,70・・・内に入り、中空部Sの空気層により、ヘルムホルツ共鳴が発生して、同共鳴周波数と同じ周波数の騒音が吸収され、確実に負圧面44f側での剥離による騒音が低減される。
Further, in the impeller of the multiblade centrifugal blower in which the inside of the main body of a large number of
このように、本実施形態の遠心送風機4では、ブレード44の中空化が促進されて軽量化されており、しかもブレード44の変形が抑えられてきしみや風切り音等の不具合が生じにくく、かつブレード負圧面44f側での剥離による騒音も吸収される羽根車42を備えているため、より有効に送風性能及び静音性能の向上を図ることができるようになる。
As described above, in the centrifugal blower 4 of the present embodiment, the hollowness of the
また、同遠心送風機4の羽根車42では、複数のブレード本体51とエンドプレート43とエンドリング45とが別部材であるため、ブレード44を構成するブレード本体51の成形、エンドプレート43の成形及びエンドリング45の成形も容易である。
In the
(変形例1)
ところで、上述のようにブレード44を組み立てるとブレード本体51とブレード蓋61との間に、上述のような大きな中空部Sが形成されることになるため、ブレード蓋61に対してブレード本体51方向の荷重がかかると、そのままではブレード蓋61がブレード本体51側に変形しようとする。
(Modification 1)
By the way, when the
そこで、本実施形態のブレード44においては、その対策として、必要に応じて図8のような補強構造も採用され、ブレード蓋61に対してブレード本体51方向の荷重がかかる際に、ブレード蓋61の各部がブレード本体51側に変形するのを抑えてブレード44本来の適切な形状を保持するためのブレード形状保持機構が設けられる。
Therefore, in the
すなわち、ブレード本体51の内側に適宜の間隔で突起72,72・・・を設け、これら突起72,72・・・でブレード蓋61を支持することによって、ブレード本体51側に変形しないように保持されるようにする。
That is,
また、ブレード蓋61の後縁部は、ブレード蓋61の後縁側縁部64がブレード本体51の後縁54側当接部54aのブレード蓋61側の端面に当接させることによってブレード本体51側に変形しないように保持される。さらに、ブレード蓋61の前縁部は、ブレード蓋61の前縁側縁部がブレード本体51の前縁55側当接部55aのブレード蓋61側の端面に当接させることによってブレード本体51側に変形しないように保持される。
Further, the rear edge portion of the
(変形例2)
以上の構成の他に、各ブレード44の正圧面44e側でも、剥離が発生して、騒音が生じる場合もある。そこで、そのような場合には、例えば図9に示すように、ブレード44の正圧面44e側にブレード44内の中空部S内に貫通する小穴70,70・・・を設けて、そのような騒音を効果的に吸収させるようにすることもできる。
(Modification 2)
In addition to the above configuration, separation may occur on the
このように、ブレード44,44・・・の正圧面44e,44e・・・側に各ブレード44,44・・・内に貫通する小穴70,70・・・が設けられていると、同各ブレード44,44・・・の正圧面44e,44e・・・側で発生する騒音が小穴70,70・・・に入り、内部の中空部Sの空気層により、ヘルムホルツ共鳴が発生して、共鳴周波数と同じ周波数の騒音が吸収され、ファンの騒音が低減される。
When the
(変形例3)
さらに、各ブレード44,44・・・の負圧面44f側および正圧面44e側で剥離が発生し、騒音が生じる場合もある。そこで、そのような場合は、例えば図10に示すように、各ブレード44,44・・・の正圧面44e側および負圧面44f側各々に同様にブレード44,44・・・内の中空部S内に貫通する小穴70,70・・・を設けて、そのような騒音を効果的に吸収させるようにすることもできる。
(Modification 3)
Further, separation may occur on the
なお、この場合、負圧面44f側および正圧面44e側の小穴70,70・・・、70,70・・・は、相互に対向しないように位置をズラせて設けると、より効果的である。
In this case, it is more effective if the
4は遠心送風機、41はファンモータ、41aはシャフト(回転軸)、42は羽根車、43はエンドプレート(主板)、44はブレード(中空羽根)、44eは正圧面、44fは負圧面、45はエンドリング(側板)、51はブレード本体(第1面部)、61はブレード蓋(第2面部)、70は小穴、Sは中空部である。 4 is a centrifugal blower, 41 is a fan motor, 41a is a shaft (rotary shaft), 42 is an impeller, 43 is an end plate (main plate), 44 is a blade (hollow blade), 44e is a positive pressure surface, 44f is a negative pressure surface, 45 Is an end ring (side plate), 51 is a blade body (first surface portion), 61 is a blade lid (second surface portion), 70 is a small hole, and S is a hollow portion.
Claims (6)
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