JP3831994B2 - 送風機羽根車 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は送風作用を行う送風機の羽根車で、厚肉の翼型形状をした羽根の幾何形状に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の厚肉の翼型送風機は図７・図８に示されるような構造になっていた。すなわち、略円柱形状のハブ１４の周囲に複数枚の厚肉で翼型の羽根１０を設けていた。
【０００３】
その羽根車を構成する複数枚の厚肉で翼型形状をした羽根１０の回転軌跡図上で前縁１１と後縁１２は両方共直線で構成されていた。
【０００４】
羽根１０の半径方向の断面が、羽根１０の外周のチップ部１３に寄っても負圧面１５は、ほぼ直線状であり、圧力面１６もチップ部１３の近傍以外は、ほぼ直線形状であった。
【０００５】
送風機としては、この羽根車を適当なケーシングに納め、回転させることで送風作用を生じる。羽根車はハブ１４にモーターのシャフトを固定して回転するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、羽根の回転軌跡図も直線から構成され、羽根の半径方向の断面も一部以外は直線状で構成され、羽根のチップ部近傍で発生する翼端渦の制御に限界があり、より送風機の静圧効率の向上が要求されていた。
【０００７】
本発明のこのような従来の課題を解決するものであり、厚肉の翼型形状をした送風機の静圧効率の向上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、羽根車を構成する複数枚の厚肉で翼型形状をした羽根の回転軌跡図上で、前記羽根の前縁のみが自乗平均半径位置近傍で最大の曲率を有すように上流側に対し凹状の曲線化をしており、且つ、羽根の平面図上の前縁も略３角形状の突起を有す直線で構成され、前記羽根の半径方向の断面が、羽根の外周のチップ部に寄るに従い上流側に対し凹状の曲線形状をするものである。
【０００９】
上記構成によって、圧力面から負圧面に向かう漏れ流れにより、羽根のチップ部近傍の負圧面に発生する翼端渦を、凹状の曲線部で安定的に保持できることとなり、翼端渦の生成を促進させることで、送風機の静圧効率を向上させる効果が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、羽根車を構成する複数枚の厚肉で翼型形状をした羽根の回転軌跡図上で、前記羽根の前縁のみが自乗平均半径位置近傍で最大の曲率を有すように上流側に対し凹状の曲線化をしており、かつ、羽根の平面図上の前縁が略３角形状の突起を有す直線で構成され、前記羽根の半径方向の断面が羽根の外周のチップ部に寄るに従い上流側に対し凹の曲線形状をするものである。
【００１１】
そしてこの構成によれば、圧力面から負圧面に向かう漏れ流れにより、羽根のチップ部近傍の負圧面に発生する翼端渦を、凹状の曲線部で安定的に保持できることとなり、翼端渦の生成を促進させることで、送風機の静圧効率を向上することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、厚肉の翼型形状をした羽根の自乗平均半径位置における最大厚みｔと弦長ｃの比ｔ／ｃを、５〜１２％にするものである。この場合に、厚さ一定の薄肉翼に比較し厚肉の翼型の羽根の低騒音効果と高静圧効率の両立が得られるものである。
【００１３】
【実施例】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１４】
（実施例１）
本発明の第１の実施例を図１・図２・図３・図６に沿って説明する。
【００１５】
図１は、本発明の軸流送風機羽根車の平面図である。
図２は、本発明の軸流送風機羽根車の回転軌跡図である。
【００１６】
図３は、本発明の軸流送風機羽根車の羽根の半径方向の断面図である。
図６は、本発明の軸流送風機羽根車の動作状態を示した模式図である。
【００１７】
軸流送風機羽根車１は、略円柱上のハブ部３に羽根２が備えられている。図６のように軸流送風機羽根車１のハブ部３にモーター９のシャフトを固定し、適切なケーシング１０に納め、モーターにより矢印の方向に回転させることで送風作用を生じる。この時、図１で、空気は羽根２の前縁４より侵入し後縁５より流出し、空力的仕事を行う。
【００１８】
ここでは、図２のように、軸流送風機羽根車１を構成する複数枚の厚肉で翼型形状をした羽根２の回転軌跡図上で、前縁４のみが自乗平均半径位置近傍で最大の曲率を有すように上流側に対し凹状の曲線化をしている。更に、羽根２の平面図上の前縁が略３角形状の突起を有す直線で構成されている。
【００１９】
かつ、図３のように、羽根２の半径方向の断面が、羽根２の外周のチップ部６に寄るに従い上流側に対して、圧力面８と負圧面７とも凹状の曲線形状をするものである。
【００２０】
上記構成によって、圧力面８から負圧面７に向かう漏れ流れにより、羽根のチップ部６近傍の負圧面に発生する翼端渦を、凹状の曲線部で安定的に保持できることとなり、翼端渦の生成を促進させることで、送風機の静圧効率を向上させる効果が得られる。
【００２１】
（実施例２）
本発明の第２の実施例を図４・図５で説明する。図４は最大厚み／弦長比と騒音（Ａ）の相関図。図５は、本発明の軸流送風機羽根車の特性曲線である。
【００２２】
そしてこの実施例によれば、図４から厚肉の翼型形状をした羽根２の自乗平均半径位置における最大厚みｔと弦長ｃの比ｔ／ｃを、５〜１２％にするものである。
【００２３】
これで、厚さ一定の薄肉翼に比較し厚肉の翼型の羽根２の低騒音効果が初めて発揮され、低騒音効果と高静圧効率の両立が得られるものである。
【００２４】
その効果を、図５に示している。本発明と従来の軸流送風機の静圧特性と静圧効率特性を示したもので、外径φ３５０のデータである。本発明の軸流送風機は静圧効率で約１０％優れている。
【００２５】
なお、これらの技術は軸流送風機に限らず、斜流送風機でも同じ効果を得ることができる。
【００２６】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、請求項１記載の発明は、羽根車を構成する複数枚の厚肉で翼型形状をした羽根の回転軌跡図上で、前記羽根の前縁のみが自乗平均半径位置近傍で最大の曲率を有するように上流側に対し凹状の曲線化をしており、且つ、羽根の平面図上の前縁が略３角形状の突起を有す直線で構成され、前記羽根の半径方向の断面が羽根の外周のチップ部に寄るに従い上流側に対し凹状の曲線形状をするものである。
【００２７】
この構成によれば、圧力面から負圧面に向かう漏れ流れにより、羽根のチップ部近傍の負圧面に発生する翼端渦を、凹状の曲線部で安定的に保持できることとなり、翼端渦の生成を促進させることで、送風機の静圧効率を向上することができる。
【００２８】
請求項２記載の発明は、厚肉の翼型形状をした羽根の自乗平均半径位置における最大厚みｔと弦長ｃの比較ｔ／ｃを、５〜１２％にするものである。この構成によれば、厚さ一定の薄肉翼に比較し厚肉の翼型の羽根の低騒音効果と高静圧効率の両立が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の軸流送風機羽根車の平面図
【図２】同一実施例の羽根車の回転軌跡図
【図３】同一実施例の半径方向の断面図
【図４】本発明の第２の実施例の最大厚み／弦長比と騒音（Ａ）の相関図
【図５】本発明の第１・第２の実施例の軸流送風機の特性曲線の比較図
【図６】本発明の第１・２の実施例の軸流送風機の動作状態を示した模式図
【図７】従来の軸流送風機の回転軌跡図
【図８】従来の軸流送風機の半径方向の断面図
【符号の説明】
１ 軸流送風機羽根車
２ 羽根
３ ハブ
４ 前縁
５ 後縁
６ チップ部
７ 負圧面
８ 圧力面
９ モーター
１０ オリフィス

Claims (2)

1. 羽根車を構成する複数枚の厚肉で翼型形状をした羽根の回転軌跡図上で、前記羽根の前縁のみが自乗平均半径位置近傍で最大の曲率を有するように上流側に対し凹上の曲線化をしており、且つ、前記羽根の平面図上の前記前縁が略３角形状の突起を有す直線で構成され、前記羽根の半径方向の断面が、前記羽根の外周に寄るに従い上流側に対し凹状の曲線形状をした送風機羽根車。
2. 厚肉の翼型形状をした羽根の自乗平均半径位置における最大厚みｔと弦長ｃの比ｔ／ｃが、５〜１２％である請求項１記載の送風機羽根車。

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