JP3861266B2 - 回転体およびこの回転体を保護するガード - Google Patents
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Description
ハブと、このハブの周面から半径方向に延出すると共に、該ハブの周方向に所定間隔で配設したブレードとからなり、前記ハブを駆動手段により周方向へ回転させることで、回転軸線に沿って流体を旋回流として送出し得る回転体において、
前記各ブレードは、
略矩形翼形状に形成されて、その長手方向一方の根元が前記ハブに配設される本体部と、
前記本体部における長手方向他方の先端に一体的に形成した先端部と、
前記本体部の内部に画成されて長辺に沿って延在する空洞部と、
前記空洞部に連通するよう前記本体部に形成される複数の吹出し孔とを有し、
前記先端部は、前記本体部から離間する端縁が、回転方向の前側から後側に向かうにつれて、前記ハブから離間するよう傾斜すると共に、回転方向の後側となる後縁部がハブに対して略垂直に形成されたデルタ翼形状とされ、
前記本体部の後縁部は、該本体部の長手方向他方の先端から中途部分がハブに対して略垂直で、該先端部の後縁部と直線的に形成されると共に、該本体部における後縁部の中途部分からハブまでの間に前記先端部側からハブ側に向かうにつれて回転方向後側へ向けて延出してハブの外周面に接続し、該先端部へ指向する後縁根元部が形成され、
前記複数の吹出し孔は、前記本体部の吸込面側において回転方向後側に向けて開口すると共に、前記後縁部側に偏倚した位置に、該本体部の中途部分における長辺に沿って所定間隔で配置され、
前記各ブレードの接続部にあたるハブの外周面には、前記空洞部に連通して中空のハブ内部に開放する吸込み孔が開設され、
回転時に、前記吸込み孔から取込んだ流体を前記空洞部を介して各吹出し孔から放出すると共に、前記後縁根元部における回転方向の後側に発生する渦流と、先端部に発生する翼端渦と、先端部の吸込面における回転方向の前側に発生する前縁渦とを集約的に合成して合併渦を形成することで、送出した流体を旋回流と合併渦との2重渦流れとするよう構成したことを特徴とする。
ハブと、このハブの周面から半径方向に延出すると共に、該ハブの周方向に所定間隔で配設したブレードとからなり、前記ハブを駆動手段により回転させることで、回転軸線に沿って流体を旋回流として送出し得る回転体において、
前記各ブレードの平面形状は、該ブレードにおける回転方向の前側となる前縁が回転方向の前側から後側へ向かうにつれて前記ハブから離間する斜辺をなすデルタ翼形状に形成され、
その回転時に送出した流体を、各ブレードの回転方向の前側に発生する前縁渦と、旋回流との2重渦流れとするよう構成したことを特徴とする。
請求項1〜9の何れかに記載した回転体の回転に伴って送出される流体の通過を許容すると共に、該回転体の回転領域を保護するガードであって、
各ブレードの先端部を中心として、ブレード幅の30%〜50%の寸法だけブレードから離間するよう設定することで、該ブレードにおける合併渦または前縁渦の顕著な領域において、合併渦または前縁渦に干渉しないようにしたことを特徴とする。
ブレードの後縁部近傍では、流体の流れが剥離する虞れがあるが、ブレードにおける剥離が生じ易い後縁部近傍に沿って流体の流れを積極的に作り出すことで高推力が得られ、この反作用として送出される流体量を向上させることができる。また、流体の流れにより失速を抑制できるから、送出面と吸込面との圧力差が大きくなり、合併渦または前縁渦を増強し得る。
次に、実施例1に係る回転体の作用について説明する。図13に示すように、前記回転体10は、モータMの回転軸M1に対してハブ20に設けた嵌合部22を外挿して取付けられ、モータMの回転駆動に伴って所定方向に回転することで、モータMと反対側(送出面側)へ回転軸線に沿って空気が送出されて旋回流Dが形成される。ここで前記回転体10は、複数のブレード30を有することで、より多くの渦流V、翼端渦Yおよび前縁渦Zを発生させることが可能であると共に、これら複数のブレード30がハブ20の周方向に一定間隔で配設されているから、バランスよく回転させることができる。
実施例1の回転体10では、ブレード30の断面形状が略涙滴状となるよう形成したが、これに限定されず、ブレードの送出面と吸込面との間に圧力差を生じ、翼端渦Y等を好適に発生し得る形状であればよい。図9は、実施例1の変更例に係る回転体11の要部を示す断面図であって、基本的な構成は実施例1の回転体10と同一であるので、異なる部分のみ説明する。変更例に係る回転体11のブレード31は、回転方向の前側から後側に向かうにつれて細くなる略涙滴形状を基本形態とし、その後縁部32の長辺に亘って送出面側へ向けて延出するフラップ部32bが一体的に形成されている。前記フラップ部32bの送出面は、翼弦から所定角度(下げ角度と云う)βだけ突出して、下げ角度βは10〜20°程度に設定される。また、前記ブレード31の吸込面は、前縁部34からフラップ部32bに亘って滑らかな流線形状に形成され、境界層の剥離が生じ難い形状に形成されている。そして、前記フラップ部32bの回転方向後側となる端縁についても、吸込面と送出面とを滑らかに接続する曲面となっている。
次に、実施例1、実施例1の変更例または実施例2で説明した回転体10,11,12を保護するガードについて、図13〜図15を参照して説明する。なお、一般的な扇風機に実施例1の回転体10を適用した場合に、この回転体10の回転領域を保護するガード70について説明する。
31 ブレード,32 後縁部,32a 後縁根元部,32b フラップ部,
33 ブレード,34 前縁部,34a ストレイク部,35 本体部,36 先端部,
38 フィレット部,40 空洞部,42 吹出し孔,44 ボルテックスジェネレータ,
M モータ(駆動手段),V 渦流,X 合併渦,Y 翼端渦,Z 前縁渦,
YR 渦領域(領域)
Claims (10)
- ハブ(20)と、このハブ(20)の周面から半径方向に延出すると共に、該ハブ(20)の周方向に所定間隔で配設したブレード(30,31)とからなり、前記ハブ(20)を駆動手段(M)により周方向へ回転させることで、回転軸線に沿って流体を旋回流(D)として送出し得る回転体において、
前記各ブレード(30,31)は、
略矩形翼形状に形成されて、その長手方向一方の根元が前記ハブ(20)に配設される本体部(35)と、
前記本体部(35)における長手方向他方の先端に一体的に形成した先端部(36)と、
前記本体部(35)の内部に画成されて長辺に沿って延在する空洞部(40)と、
前記空洞部(40)に連通するよう前記本体部(35)に形成される複数の吹出し孔(42)とを有し、
前記先端部(36)は、前記本体部(35)から離間する端縁が、回転方向の前側から後側に向かうにつれて、前記ハブ(20)から離間するよう傾斜すると共に、回転方向の後側となる後縁部(32)がハブ(20)に対して略垂直に形成されたデルタ翼形状とされ、
前記本体部(35)の後縁部(32)は、該本体部(35)の長手方向他方の先端から中途部分がハブ(20)に対して略垂直で、該先端部(36)の後縁部(32)と直線的に形成されると共に、該本体部(35)における後縁部(32)の中途部分からハブ(20)までの間に前記先端部(36)側からハブ(20)側に向かうにつれて回転方向後側へ向けて延出してハブ(20)の外周面に接続し、該先端部(36)へ指向する後縁根元部(32a)が形成され、
前記複数の吹出し孔(42)は、前記本体部(35)の吸込面側において回転方向後側に向けて開口すると共に、前記後縁部(32)側に偏倚した位置に、該本体部(35)の中途部分における長辺に沿って所定間隔で配置され、
前記各ブレード(30,31)の接続部にあたるハブ(20)の外周面(20a)には、前記空洞部(40)に連通して中空のハブ内部に開放する吸込み孔(26)が開設され、
回転時に、前記吸込み孔(26)から取込んだ流体を前記空洞部(40)を介して各吹出し孔(42)から放出すると共に、前記後縁根元部(32a)における回転方向の後側に発生する渦流(V)と、先端部(36)に発生する翼端渦(Y)と、先端部(36)の吸込面における回転方向の前側に発生する前縁渦(Z)とを集約的に合成して合併渦(X)を形成することで、送出した流体を旋回流(D)と合併渦(X)との2重渦流れとするよう構成した
ことを特徴とする回転体。 - ハブ(20)と、このハブ(20)の周面から半径方向に延出すると共に、該ハブ(20)の周方向に所定間隔で配設したブレード(33)とからなり、前記ハブ(20)を駆動手段(M)により回転させることで、回転軸線に沿って流体を旋回流(D)として送出し得る回転体において、
前記各ブレード(33)の平面形状は、該ブレード(33)における回転方向の前側となる前縁が回転方向の前側から後側へ向かうにつれて前記ハブ(20)から離間する斜辺をなすデルタ翼形状に形成され、
その回転時に送出した流体を、各ブレード(33)の回転方向の前側に発生する前縁渦(Z)と、旋回流(D)との2重渦流れとするよう構成した
ことを特徴とする回転体。 - 前記各ブレード(30,33)の断面形状は、回転方向の前側から後側に向かうにつれて細くなる略涙滴状に形成される請求項1または2記載の回転体。
- 前記各ブレード(31)には、その後縁部(32)に亘って送出面側へ向けて延出するフラップ部(32b)が形成される請求項3記載の回転体。
- 前記各ブレード(30)は、回転方向の前側となる前縁部(34)の根元部分に、先端部(36)に指向して張出し形成されたストレイク部(34a)を備える請求項1〜4の何れかに記載の回転体。
- 前記各ブレード(30)は、吸込面および送出面の中途から前記ハブ(20)に向かうにつれて張出したフィレット部(38,38)を夫々備える請求項1〜5の何れかに記載の回転体。
- 前記各ブレード(30)の吸込面には、回転方向の前側から後側に向かうにつれてハブ(20)から離間するよう傾斜配置した複数のボルテックスジェネレータ(44)が設けられる請求項1〜6の何れかに記載の回転体。
- 前記各ブレード(33)は、内部に画成した空洞部と、該ブレード(33)における回転方向の後側となる後縁部側に偏倚した位置に所定間隔で配置されて、吸込面側において回転方向後側に向けて開口すると共に前記空洞部に連通する複数の吹出し孔とを有し、
前記各ブレード(33)の接続部にあたるハブ(20)の外周面(20a)には、前記空洞部に連通して中空のハブ内部に開放する吸込み孔を開設し、
その回転時に前記吸込み孔から取込んだ流体を前記空洞部を介して吹出し孔から放出するようにした請求項2記載の回転体。 - 前記ブレード(30,31)における先端部(36)の迎え角(α)は、本体部(35)の迎え角(α)より大きく設定される請求項1記載の回転体。
- 請求項1〜9の何れかに記載した回転体(10,11,12)の回転に伴って送出される流体の通過を許容すると共に、該回転体(10,11,12)の回転領域を保護するガードであって、
各ブレード(30,31,33)の先端部(36)を中心として、ブレード幅(W)の30%〜50%の寸法だけブレード(30,31,33)から離間するよう設定することで、該ブレード(30,31,33)における合併渦(X)または前縁渦(Z)の顕著な領域(YR)において、合併渦(X)または前縁渦(Z)に干渉しないようにした
ことを特徴とするガード。
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