JP3235556B2 - 送風機用羽根車 - Google Patents

送風機用羽根車

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JP3235556B2
JP3235556B2 JP00501998A JP501998A JP3235556B2 JP 3235556 B2 JP3235556 B2 JP 3235556B2 JP 00501998 A JP00501998 A JP 00501998A JP 501998 A JP501998 A JP 501998A JP 3235556 B2 JP3235556 B2 JP 3235556B2
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JP
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blade
impeller
leading edge
pressure surface
blower
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志明 鄭
誠司 佐藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、送風機用羽根車
の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば空気調和機用送風機で採用
されている軸流ファン又は斜流ファンなどの静圧の低い
羽根車の翼には、一般に図10のような薄板翼構造(厚
さが略均一な薄い板状の翼)が採用されている。そし
て、該薄板翼1では、その前縁1Aでの気流の剥離と後
縁1Bでの気流の剥離を抑制するため、図示のような前
縁側負圧面カットおよび後縁側負圧面カット構造を施し
ている。
【0003】しかし、そのようにすると、前縁側エッジ
部により、中少風量時に前縁1A側負圧面に気流の剥離
が発生し(図11参照)、また大風量時には前縁1A側
圧力面に気流の剥離が発生し(図12参照)、それぞれ
強い圧力変動を生じさせて送風性能が低下するとともに
空力騒音が発生する問題が生じる。
【0004】このような問題を解決するために、上記羽
根1の断面形状を上述のような薄板翼構造から、例えば
図13に示すように空力性能が非常によいエアフォイル
構造、すなわち厚翼にすると、送風機の送風性能が大き
く改善され、しかも騒音も低減できる。そして、このよ
うな厚翼の羽根車の場合に、その翼断面の形状は一般に
次の方法で決められる。
【0005】すなわち、先ず、キャンバーラインを決め
て、次に所定のデータベースから適切な厚さ分布を選
び、上記キャンバーラインの負圧面側と圧力面側に均等
にその厚さを割り当てて、最終的な羽根1の断面形状を
決定する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のデータベースから決めた羽根1の断面形状では、
羽根1の前縁部での曲率半径が小さいので、図13に示
すように負圧面側羽根前縁部近傍の気流が滑らかでな
く、また図14に示すように同負圧面側羽根後縁部近傍
の剥離低減作用が不十分なため、騒音低減効果が不十分
である。
【0007】本願発明は、上記のようなエアフォイルタ
イプの厚翼構造を採用し、かつ同厚翼の羽根の前縁側圧
力面部に、前縁から圧力面にかけて所定曲率のアール面
を描いて膨出する肉厚部を設けることによって、負圧面
側羽根前縁部近傍の気流を滑らかにするとともに同負圧
面側羽根後縁部近傍の剥離を可及的に低減するようにし
た騒音低減効果の高い送風機用羽根車を提供することを
目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願発明の送風機用羽根
車は、上記の目的を達成するために、次のような課題解
決手段を備えて構成されている。
【0009】(1) 請求項1の発明 すなわち、本願請求項1の発明の送風機用羽根車は、羽
根前縁11aの圧力面11b部に、前縁11aから圧力
面11b側にかけて所定曲率のアール面を描いて膨出し
た肉厚部12が設けられているとともに、同羽根前縁1
1aの負圧面11dと圧力面11bとの間の連続面が、
所定曲率半径の円弧面に形成されたエアフォイル構造を
なす厚翼の送風機用羽根車において、上記肉厚部12
が、ハブ側からチップ側に到る前縁11a側圧力面11
b部に設けられ、その後部面は、後縁11c側方向に緩
やかなS字状のカーブを描いて連続しているとともに、
幅と厚さが、それぞれハブ側ほど大きくなっていること
を特徴としている。
【0010】したがって、該構成では、例えば中・小風
量の時には、羽根車に流入した流れの淀み点が、前縁1
1a側圧力面11b部に前縁11aから圧力面11b側
にかけて設けられた所定曲率のアール面を描いて膨出す
る略肉厚部12の上に位置して形成されるようになり、
その上流側はアール面となっているために、コアンダー
効果が生じて負圧面11d側に入る流れが滑らかな流れ
となる。
【0011】その結果、前縁11a側負圧面11d部で
の剥離が大きく低減され、それによる送風性能の低下、
騒音も相当に改善される。
【0012】他方、大風量の時は、羽根車に流入した流
れの淀み点が負圧面11d側にできる一方、圧力面11
b側に流入する流れは上記肉厚部12のアール面に沿っ
た滑らかな流れとなる。
【0013】その結果、圧力面11b側での剥離がなく
なり、それによる送風性能の低下、騒音が相当に改善さ
れる。
【0014】また、全風量域において、各羽根11,1
1,11の上記肉厚部12部分で膨らむ流れが回転方向
前側の各羽根11の負圧面11d側の上流部の流れを当
該羽根11の負圧面11d方向に押え付ける作用を果す
ようになる。
【0015】その結果、回転方向前側の各羽根11の後
縁11c側負圧面11d部での剥離が大きく低減され、
それによる送風性能の低下、騒音も大きく改善される。
【0016】これらの結果、羽根車の運転領域全体に亘
って、送風性能、静音性能が向上するようになる。
【0017】特に上記構成においては、羽根前縁11a
側の負圧面11dと圧力面11bとの連続面が、所定曲
率半径の円弧面に形成されているので、上記コアンダー
効果がより生じやすくなる一方、上記肉厚部12がハブ
側からチップ側に到る前縁側圧力面11b部に設けられ
ているので、上述の作用が同ハブ側からチップ側に到る
広い範囲で実現される。
【0018】また、上記各構成においては、上記肉厚部
12の後部面が、後縁11c側方向に緩やかなS字状の
カーブを描いて連続しているので、上記圧力面11b後
方側への流れが、より滑らかとなり、同肉厚部12の幅
とその厚さが、ハブ側ほど大きくなるようにしているの
で、さらにハブに対する羽根部の支持剛性が高くなり、
より一層の安定した送風性能、静音性能が実現される。
【0019】
【発明の効果】以上の結果、本願発明の送風機用羽根車
によると、厚翼の送風機用羽根車の更なる低騒音化を図
ることができ、より送風性能、静音性能の高い送風機の
実現が可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】(実施の形態1) 図1〜図5は、エアフォイル構造を採用した本願発明の
実施の形態1に係る送風機用羽根車の構成および作用を
示している。
【0021】先ず、図1は同送風機用羽根車の正面図を
示している。図中、符号10は略円筒形のハブであり、
該ハブ10の外周には複数枚(3枚)の中空エアフォイ
ル構造の羽根(翼)11,11・・が送風方向に所定の
傾斜角を有して所定のピッチで設けられている。
【0022】該羽根11,11・・は、それぞれ例えば
図2および図3に示すように、その前縁11a側圧力面
部において、前縁11aから圧力面11b側にかけて所
定曲率のアール面を描いて膨出した厚さTおよび幅W1
の肉厚部12が設けられている。そして、該肉厚部12
は、例えば羽根11のハブ取付端側からチップ端側に到
る前縁11a部側の剥離域の全域に位置し、その厚さT
および幅W1をそれぞれハブ10側ほど大きくなるよう
にして設けられている。そして、該肉厚部12の圧力面
前端から負圧面11d側にかけて形成される前縁11a
部の圧力面11bと負圧面11dとの連続面12aは例
えば所定半径(図3参照)の略正円弧面に形成されてい
る一方、肉厚部12の後部面12bは、当該羽根11の
後縁11c側方向に緩やかなS字状のカーブを描いて圧
力面11bの後方に滑らかに連続している。
【0023】また、上記羽根11の前縁11a側および
後縁11c側の各負圧面は、それぞれ気流の剥離を抑制
できるように略従来同様のカット面に近い緩やかな曲面
形状に形成されている。
【0024】したがって、以上の構成では、例えば図4
に示すように、中・小風量の時には、羽根車に流入した
流れの淀み点が略肉厚部12の上に位置して形成される
ようになり、その上流側は所定半径の円弧面よりなるア
ール面となっているためにコアンダー効果が生じて負圧
面11d側に入る流れが滑らかな流れとなる。
【0025】その結果、前縁11a側負圧面部での剥離
が大きく低減され、それによる送風性能の低下、騒音も
相当に改善される。
【0026】他方、大風量の時は、羽根車に流入した流
れの淀み点が負圧面側にできる一方、圧力面側に流入す
る流れは肉厚部12面のアール面に沿った滑らかな流れ
となる。
【0027】その結果、圧力面部側での剥離がなくな
り、それによる送風性能の低下、騒音が相当に改善され
る。
【0028】また、図5に示すように、全風量域におい
て、上記各羽根11,11,11の肉厚部12部分で膨
らむ流れが回転方向前側の各羽根11の負圧面11d側
の上流部の流れを当該羽根11の負圧面11d方向に押
え付ける作用を果すようになる。
【0029】その結果、回転方向前側の各羽根11の後
縁11c側負圧面部での剥離が大きく低減され、それに
よる送風性能の低下、騒音も大きく改善される。
【0030】これらの結果、羽根車の運転領域全体に亘
って、送風性能、静音性能が向上する。
【0031】また、上記構成では、上記肉厚部12の幅
1とその厚さTがハブ10側ほど大きくなるように形
成されているので、ハブ10に対する羽根11の支持剛
性が高くなり、より一層の安定した送風性能、静音性能
が実現される。
【0032】(実施の形態2) 図6〜図9は、本願発明の実施の形態2に係る送風機用
羽根車の構成と効果を示している。
【0033】該構成では、上記実施の形態1のものと同
様の肉厚部12を有する羽根車を羽根11の内部を中空
にしたエアフォイル構造のもので形成することによっ
て、可及的に羽根11の重量の増加を生ぜしめなくて済
むようにしたものである。
【0034】先ず、図6は同送風機用羽根車の側面図を
示している。図中、符号10は略円筒形のハブであり、
該ハブ10の外周には複数枚(3枚)の中空エアフォイ
ル構造の羽根(翼)11,11・・が送風方向に所定の
傾斜角を有して所定のピッチで設けられている。
【0035】該羽根11,11・・は、それぞれ例えば
図8に示すように、その前縁11a側圧力面部におい
て、前縁11aから圧力面11b側にかけて所定曲率の
アール面を描いて膨出した前述の実施の形態1のものと
同様のハブ10側ほど幅W1、厚さTが大きくなる肉厚
部12が設けられている。また、前述の実施の形態1の
ものと同様に、該肉厚部12は、例えば羽根11のハブ
取付端側からチップ端側に到る前縁11a部側の剥離域
全域に位置して設けられている。そして、該肉厚部12
の圧力面先端から負圧面11dにかけて形成される前縁
11a部の圧力面11bと負圧面11dとの連続面12
aは例えば所定半径(前述の実施の形態1の図3参照)
の略正円弧面に形成されている一方、肉厚部12の後部
面12bは、当該羽根11の後縁11c側方向に緩やか
なS字状のカーブを描いて圧力面11bとして滑らかに
連続している。
【0036】また、上記羽根11の前縁11a側および
後縁11c側の各負圧面は、それぞれ気流の剥離を抑制
するように略従来のカット面に近い緩やかな曲面形状に
形成されている。
【0037】ところで、本実施の形態の場合、上記羽根
11は、例えば図7および図8に示すように、中空部形
成用の凹部21を形成した羽根本体の凹部21の開口部
に対して蓋22を連続面を形成するように溶着接合して
構成されており、それによってハブ10側からチップ側
にかけて次第に空間面積の幅が大きくなる図8の断面構
造のような中空部23が形成され、該中空部23によっ
て図示の如きエアフォイル構造の羽根11が形成されて
いる。
【0038】そして、該中空部23は、全体として上述
のように肉厚の大きい前縁側に偏位させて形成されてお
り、肉厚の小さい後縁11c側の非中空部の幅W2を前
縁11a側の非中空部の幅W3よりも大きくすることに
より羽根全体として十分な剛性を確保するように構成さ
れている。
【0039】したがって、以上の構成では、例えば前述
の図4のように、中・小風量の時には、羽根車に流入し
た流れの淀み点が略肉厚部12の上に位置して形成され
るようになり、その上流側は所定半径の円弧面よりなる
アール面となっているためにコアンダー効果が生じて負
圧面11d側に入る流れが滑らかな流れとなる。
【0040】その結果、前縁11a側負圧面部での剥離
が大きく低減され、それによる送風性能の低下、騒音も
相当に改善される。
【0041】他方、大風量の時は、羽根車に流入した流
れの淀み点が負圧面側にできる一方、圧力面側に流入す
る流れは肉厚部12面のアール面に沿った滑らかな流れ
となる。
【0042】その結果、圧力面部側での剥離がなくな
り、それによる送風性能の低下、騒音が相当に改善され
る。
【0043】また、例えば前述の図5に示すように、全
風量域において、各羽根11,11,11の肉厚部12
部分で膨らむ流れが回転方向前側の各羽根11の負圧面
11d側の上流部の流れを当該羽根11の負圧面11d
方向に押え付ける作用を果すようになる。
【0044】その結果、回転方向前側の各羽根11の後
縁11c側負圧面部での剥離が低減され、それによる送
風性能の低下、騒音も大きく改善される。
【0045】そして、以上の構成によれば、上記のよう
な実施の形態1のものと全く同様の作用を、羽根重量を
増大させることなく実現することができるので、羽根に
作用する遠心力も小さくなる。その結果、可及的に軽量
で高剛性の羽根を実現できる。また駆動力も小さくて済
む。
【0046】また、上記構成では、上記肉厚部12の幅
1とその厚さTがハブ10側ほど大きくなるように形
成されているので、ハブ10に対する羽根11の支持剛
性が高くなり、より一層の安定した送風性能、静音性能
が実現される。
【0047】次に図9は、本実施の形態の構成の送風機
用羽根車の騒音低減効果を従来例と対比して示してい
る。このグラフから明らかなように、本実施の形態の送
風機用羽根車の構成では、送風性能が向上し、騒音も低
減されていることが分る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の実施の形態1に係る送風機用羽根車
の羽根車部の正面図である。
【図2】同羽根車の羽根の断面図(図1のA−A断面
図)である。
【図3】同羽根車の羽根の要部の拡大断面図である。
【図4】同羽根車の羽根単体の気流分布を示す説明図で
ある。
【図5】同羽根車の羽根相互の相対的な気流分布を示す
説明図である。
【図6】本願発明の実施の形態2に係る送風機用羽根車
の羽根車部の側面図である。
【図7】同羽根車の正面図である。
【図8】同羽根車の羽根の断面図(図7のA−A断面
図)である。
【図9】同羽根車による騒音低減効果を従来例と対比し
て示すグラフである。
【図10】従来の送風機用羽根車の羽根の断面図であ
る。
【図11】同図10の羽根の中小風量時の問題点を示す
説明図である。
【図12】同図10の羽根の大風量時の問題点を示す図
である。
【図13】図10の羽根の問題点を改良したエアホイル
構造の羽根単体の作用と残された第1の問題点を示す図
である。
【図14】図10の羽根の問題点を改良したエアホイル
構造の各羽根の作用と残された第2の問題点を示す図で
ある。
【符号の説明】
10はハブ、11は羽根、11aは前縁、11bは圧力
面、11cは後縁、11dは負圧面、12は肉厚部、1
2bは後部面、21は凹部、22は蓋、23は中空部で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04D 29/38

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 羽根前縁の圧力面部に、前縁から圧力面
    側にかけて所定曲率のアール面を描いて膨出した肉厚部
    が設けられているとともに、同羽根前縁の負圧面と圧力
    面との間の連続面が、所定曲率半径の円弧面に形成され
    たエアフォイル構造をなす厚翼の送風機用羽根車におい
    て、上記肉厚部が、ハブ側からチップ側に到る前縁側圧
    力面部に設けられ、その後部面は、後縁側方向に緩やか
    なS字状のカーブを描いて連続しているとともに、幅と
    厚さが、それぞれハブ側ほど大きくなっていることを特
    徴とする送風機用羽根車。
JP00501998A 1998-01-13 1998-01-13 送風機用羽根車 Expired - Lifetime JP3235556B2 (ja)

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