JP4572617B2

JP4572617B2 - 空調用送風機羽根車

Info

Publication number: JP4572617B2
Application number: JP2004223174A
Authority: JP
Inventors: 善樹泉
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2024-07-30
Also published as: JP2006037929A

Description

本発明は、空気調和機に用いられる空調用送風機羽根車に関するもので、特に、同羽根車の静圧効率の向上に関わる構成に関する。

従来、主翼に対して補助翼を設けた羽根車がある（例えば、特許文献１参照）。図１５は特許文献１に記載された羽根車を示すものである。図１５において、ラジエター５０の下流側にシュラウドリング５１と、ハブ５２に固定された主翼５３とに必要なクリアランスをとり、補助翼５４が主翼５３の中心より下流側にオフセットされて主翼５３に設置されている。この構成のより、チップクリアランスの隙間の部分の流れを増速して、チップクリアランス部の逆流を減少させて、ファン効率を向上させると言うものである。
特開平１０−２０５３３０号公報

しかしながら、上記の従来の構成では、主翼５３のチップクリアランスに生じる逆流を減少させてファン効率を向上させようとするものであり、補助翼５４によるファン効率改善効果は、微細である。却って、補助翼５４によって騒音が増加するものである。更に、翼枚数は、２枚以上の複数枚であり、空力性能寄与に対する翼面積の投入量が大きく、この事により翼による流体摩擦が大きくなり、ファン効率の向上には、ある程度の限界があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ファン効率の向上を図ると共に、回転騒音を低減する空調用送風機羽根車を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、円筒状のハブに、複数枚の翼を設けてなるプロペラファンにおいて、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼を設け、補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

上記構成によって、主翼の枚数が２枚であるので、主に空力性能に寄与する翼面積の投入量が適正であるので、流体摩擦が少なく、ファン効率が高い。また、２枚の主翼のみでは、羽根車の回転騒音が乱流騒音より非常に高く、とても耳障りである。主翼の間に設けられた補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高いので、補助翼は充分に空力仕事に寄与する。そこで、翼枚数ｚと回転数Ｎｒｐｍとすると、全体として、翼枚数は４枚と言え、それぞれに空力仕事をするので、空力仕事が分散させるので、翼１枚当たりの翼面上の圧力変動のレベルが小さくなり、回転騒音Ｎｚ音のレベルは、乱流騒音のレベルより低く、聴感も良好である。補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短いので、主翼から発生する翼端渦に補助翼が、干渉することがなく、羽根車としての騒音も低くできる。

本発明の空調用送風機羽根車は、ファン効率の向上を図ると共に、回転騒音を低減することができる。

第１の発明は、円筒状のハブに、複数枚の翼を設けてなるプロペラファンにおいて、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼の前縁を半径方向に対して回転方向に前傾した螺旋曲線にて構成し、主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる補助翼を設け、補助翼は外周側弦長がハブ側弦長より長く、補助翼の前縁を半径方向の直線とし、補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

上記構成によって、主翼の枚数が２枚であるので、主に空力性能に寄与する翼面積の投入量が適正であるので、流体摩擦が少なく、ファン効率が非常に高い。また、主翼の前縁を半径方向に対して回転方向に前傾した螺旋曲線にすることで、螺旋曲線の頂点を起点として、主翼の翼端渦が発生するので、翼端渦の発生の状況を規定する作用を有する。そのため、補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短いので、主翼から発生する翼端渦に補助翼が、干渉することなしに、前縁の螺旋曲線の頂点が翼端渦をコントロールできるものであり、羽根車としての騒音も充分に低くできる。また、主翼の間に設けられた補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高いので、補助翼は充分に空力仕事に寄与する。

第２の発明は、円筒状のハブに、複数枚の翼を設けてなるプロペラファンにおいて、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼の前縁を半径方向の直線とし、主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる補助翼を設け、補助翼は外周側弦長がハブ側弦長より長く、補助翼の前縁を半径方向に対して回転方向に前傾させた直線で構成し、補助翼の半径方向長さが前記主翼の半径方向長さより短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車
を提供するものである。

上記構成によって、主翼の枚数が２枚であるので、主に空力性能に寄与する翼面積の投入量が適正であるので、流体摩擦が少なく、ファン効率が非常に高い。また、補助翼の前縁を半径方向に対して回転方向に前傾させたことで、補助翼が斜めに空気を切るので、補助翼の前縁が空気を切る時間のタイミングがずれるので、補助翼の空力仕事による騒音が小さくなり、羽根車全体として、更に、低騒音化を図れるものである。また、主翼の間に設けられた補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高いので、補助翼は充分に空力仕事に寄与する。

第３の発明は、円筒状のハブに、複数枚の翼を設けてなるプロペラファンにおいて、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼の前縁を半径方向の直線とし、主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる補助翼を設け、補助翼は外周側弦長がハブ側弦長より長く、補助翼の前縁を半径方向に対して回転方向に前傾させた螺旋曲線にて構成し、補助翼の半径方向長さが主翼の半径方向長さより短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

上記構成によって、主翼の枚数が２枚であるので、主に空力性能に寄与する翼面積の投入量が適正であるので、流体摩擦が少なく、ファン効率が非常に高い。また、補助翼の前縁を半径方向に対して回転方向に前傾させた螺旋曲線にしているので、補助翼が斜めに空気を切るので、補助翼の前縁が空気を切る時間のタイミングがずれるので、補助翼の空力仕事による騒音が小さくなり、羽根車全体として、更に、低騒音化を図れるものである。また、主翼の間に設けられた補助翼の外周側羽根高さが同円周部の主翼の羽根高さより高いので、補助翼は充分に空力仕事に寄与する。

以下に、本発明の一実施例の空調用送風機羽根車について、図面を参照して説明する。

（参考例１）
本発明に関する第１の参考例を、図１・２・３・４を用いて説明する。

図１は、本発明に関する第１の参考例における空調用送風機羽根車の平面図。図２は、本発明に関する第１の参考例における空調用送風機羽根車の子午面図。図３は、本発明に関する第１の参考例における空調用送風機羽根車における翼端渦の発生状況を示した模式図。図４は、本発明に関する第１の参考例における空調用送風機羽根車の動作状況を示した模式図である。

図１に於いて、円筒状のハブ４に、複数枚の翼を設けてなるプロペラファン１において、翼枚数が２枚からなる主翼２を設け、主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼２の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼３を設けている。前縁５から空気が流入し、後縁６から流出する。７がチップ部である。また、図２において、補助翼３の半径方向長さＬ_２が主翼の半径方向長さＬ_１より短く、且つ、補助翼３の羽根高さＨ_２が同円周部の主翼２の羽根高さＨ_１より高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。また、図３のように、翼端渦Ｄは、主翼２の前縁５の外周７の角から、発生して主翼２上を移動して、主翼２の途中から剥離する。

この羽根車１を、図４のように適当なケーシング９に収め、モータ８により回転させる事で空力仕事をさせるものである。

そうして、この構成によって、主翼２の枚数が２枚であるので、主に空力性能に寄与する翼面積の投入量が適正であるので、流体摩擦が少なく、ファン効率が高い。また、２枚の主翼２のみでは、羽根車の回転騒音が乱流騒音より非常に高く、とても耳障りである。主翼２の間に設けられた補助翼３の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼２の羽根高さＨ_１より高いので、補助翼３は充分に空力仕事に寄与する。翼枚数ｚと回転数Ｎｒｐｍとすると、全体として、翼枚数は４枚と言え、それぞれに空力仕事をするので、空力仕事が分散させるので、翼１枚当たりの翼面上の圧力変動のレベルが小さくなり、回転騒音Ｎｚ音のレベルは、乱流騒音のレベルより低く、聴感も良好である。補助翼３の半径方向長さＬ_２が主翼の半径方向長さＬ_１より短い、ので、主翼から発生する翼端渦に補助翼が、干渉することがなく、羽根車としての騒音も低くできる。

（参考例２）
本発明に関する第２の参考例を、図５・６を用いて、説明する。

図５は、本発明に関する第２の参考例における空調用送風機羽根車の平面図。図６は、本発明に関する第２の参考例における空調用送風機羽根車の子午面図である。

図５に於いて、翼枚数が２枚からなる主翼２を設け、主翼２の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼の外周側前縁に３角形の一辺を合わせる形で３角状の翼１０をつけて、翼の半径を同一とし、主翼２の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼３を設け、補助翼３の半径方向長さＬ_２が主翼の半径方向長さＬ_１より短く、且つ、補助翼の外周側の羽根高さＨ_２が同円周部の主翼の羽根高さＨ_１より高く構成した空調用送風機羽根車である。

そうして、この構成によって、主翼２の外周側前縁５に３角形の一辺を合わせる形で３角状の翼１０をつけて、翼の半径を同一とすることで、３角状の翼１０の頂点を起点として、翼端渦Ｄが発生する。この３角状の翼１０は、翼端渦Ｄの発生の状況を規定する作用を有する。そのため、補助翼２の半径方向長さＬ_２が主翼の半径方向長さＬ_１より短いので、主翼２から発生する翼端渦Ｄに補助翼３が、干渉することなしに、３角状の翼１０が翼端渦Ｄをコントロールできるものであり、羽根車１としての騒音も充分に低くできる。また、主翼２の間に設けられた補助翼３の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼２の羽根高さＨ_１より高いので、補助翼３は充分に空力仕事に寄与する。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態を、図７・８を用いて、説明する。

図７は、本発明の第１の実施の形態における空調用送風機羽根車の平面図。図８は、本発明の第１の実施の形態における空調用送風機羽根車の子午面図である。

図７，８に於いて、翼枚数が２枚からなる主翼２を設け、主翼２の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼２の前縁１１を半径方向に対して回転方向に前傾した螺旋曲線にて構成し、主翼２の間に翼枚数が全体として２枚からなる補助翼３を設け、補助翼３は外周側弦長がハブ側弦長より長く、補助翼３の前縁を半径方向の直線とし、補助翼３の半径方向
長さＬ_２が主翼２の半径方向長さＬ_１より短く、且つ、補助翼３の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼２の羽根高さＨ_１より高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

そうして、この構成によって、主翼２の前縁１１を半径方向に対して回転方向に前傾した螺旋曲線にすることで、螺旋曲線の頂点を起点として、主翼２の翼端渦Ｄが発生するので、翼端渦Ｄの発生の状況を規定する作用を有する。そのため、補助翼３の半径方向長さＬ_２が主翼の半径方向長さＬ_１より短いので、主翼２から発生する翼端渦Ｄに補助翼３が、干渉することなしに、前縁１１の螺旋曲線の頂点が翼端渦Ｄをコントロールできるものであり、羽根車１としての騒音も充分に低くできる。また、主翼２の間に設けられた補助翼３の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼２の羽根高さＨ_１より高いので、補助翼３は充分に空力仕事に寄与する。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態を、図９・１０を用いて、説明する。

図９は、本発明の第２の実施の形態における空調用送風機羽根車の平面図。図１０は、本発明の第２の実施の形態における空調用送風機羽根車の子午面図である。

図９，１０において、翼枚数が２枚からなる主翼２を設け、主翼２の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼２の前縁５を半径方向の直線とし、主翼２の間に翼枚数が全体とし
て２枚からなる補助翼３を設け、補助翼３は外周側弦長がハブ側弦長より長く、補助翼３の前縁１２を半径方向に対して回転方向に前傾させた直線で構成し、補助翼３の半径方向長さＬ_２が前記主翼の半径方向長さＬ_１より短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼の羽根高さＨ_１より高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

そうして、この構成によって、補助翼３の前縁１２を半径方向に対して回転方向にα度前傾させた直線にしていることで、補助翼３が斜めに空気を切るので、補助翼３の前縁１２が空気を切る時間のタイミングがずれるので、補助翼３の空力仕事による騒音が小さくなり、羽根車１全体として、更に、低騒音化を図れるものである。また、主翼２の間に設けられた補助翼３の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼２の羽根高さＨ_１より高いので、補助翼３は充分に空力仕事に寄与する。

（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態を、図１１・１２を用いて、説明する。

図１１は、本発明の第３の実施の形態における空調用送風機羽根車の平面図。図１２は、本発明の第３の実施の形態における空調用送風機羽根車の子午面図である。

図１１，１２において、翼枚数が２枚からなる主翼２を設け、主翼２の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼２の前縁を半径方向の直線とし、主翼２の間に翼枚数が全体として２枚からなる補助翼３を設け、補助翼３は外周側弦長がハブ側弦長より長く、補助翼３の前縁１３を半径方向に対して回転方向に前傾させた螺旋曲線にて構成し、補助翼３の半径方向長さＬ_２が主翼の半径方向長さＬ_１より短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼の羽根高さＨ_１より高く構成した空調用送風機羽根車を提供するものである。

そうして、この構成によって、補助翼３の前縁１３を回転方向に前傾させた螺旋曲線にしているので、補助翼３が斜めに空気を切るので、補助翼３の前縁１３が空気を切る時間のタイミングがずれるので、補助翼３の空力仕事による騒音が小さくなり、羽根車全体として、更に、低騒音化を図れるものである。また、主翼２の間に設けられた補助翼３の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼２の羽根高さＨ_１より高いので、補助翼３は充分に空力仕事に寄与する。

（参考例３）
本発明に関する第３の参考例を、図１３・１４を用いて、説明する。

図１３は、本発明に関する第３の参考例における空調用送風機羽根車の平面図。図１４は、本発明に関する第３の参考例における空調用送風機羽根車の子午面図である。

図１３に於いて、略円錐台状のハブ１６に、複数枚の翼を設けてなる斜流ファン２０において、翼枚数が２枚からなる主翼１４を設け、主翼１４の外周側弦長がハブ側弦長より長く、主翼１４の間に翼枚数が全体として２枚からなる略扇状の補助翼１５を設け、補助翼１５の半径方向長さＬ_２が主翼の半径方向長さＬ_１より短く、且つ、補助翼の外周側羽根高さＨ_２が同円周部の主翼の羽根高さＨ_１より高く構成した空調用送風機羽根車２０を提供するものである。１７は前縁であり、１８は後縁であり、１９はチップ部である。

そうして、この構成によって、主翼１４の枚数が２枚であるので、主に空力性能に寄与する翼面積の投入量が適正であるので、流体摩擦が少なく、ファン効率が高い。また、２枚の主翼１４のみでは、羽根車２０の回転騒音が乱流騒音より非常に高く、とても耳障りである。主翼１４の間に設けられた補助翼１５の外周側羽根高さが同円周部の主翼１４の羽根高さより高いので、補助翼１５は充分に空力仕事に寄与する。翼枚数ｚと回転数Ｎｒｐｍとすると、全体として、翼枚数は４枚と言え、それぞれに空力仕事をするので、空力仕事が分散させるので、翼１枚当たりの翼面上の圧力変動のレベルが小さくなり、回転騒音Ｎｚ音のレベルは、乱流騒音のレベルより低く、聴感も良好である。補助翼１５の半径方向長さＬ_２が主翼１４の半径方向長さＬ_１より短いので、主翼１４から発生する翼端渦に補助翼１５が、干渉することがなく、羽根車２０としての騒音も低くできる。さらに、斜流ファンであるので、プロペラファンと比較して、遠心力場による圧力上昇があるので、静圧も高くすることができるものである。

以上のように、本発明にかかる空調用送風機羽根車は、ファン効率の向上を図ると共に、回転騒音を低減することが出来るので、各種の送風機羽根車の用途にも適用できる。

本発明に関する第１の参考例の空調用送風機羽根車の平面図本発明に関する第１の参考例の空調用送風機羽根車の子午面図本発明に関する第１の参考例の空調用送風機羽根車の翼端渦の状況を示した模式図本発明に関する第１の参考例の空調用送風機羽根車の動作状況を示した模式図本発明に関する第２の参考例の空調用送風機羽根車の平面図本発明に関する第２の参考例の空調用送風機羽根車の子午面図本発明の第１の実施例の空調用送風機羽根車の平面図本発明の第１の実施例の空調用送風機羽根車の子午面図本発明の第２の実施例の空調用送風機羽根車の平面図本発明の第２の実施例の空調用送風機羽根車の子午面図本発明の第３の実施例の空調用送風機羽根車の平面図本発明の第３の実施例の空調用送風機羽根車の子午面図本発明に関する第３の参考例の空調用送風機羽根車の平面図本発明に関する第３の参考例の空調用送風機羽根車の子午面図従来の実施例を示す図

符号の説明

１空調用送風機羽根車
２主翼
３補助翼
４ハブ
５前縁
６後縁
７チップ部
８モータ
９オリフィス
１０３角状の翼
１１前縁
１２補助翼の前縁
１３補助翼の前縁
１４斜流ファンの主翼
１５斜流ファンの補助翼
１６略円錐台状のハブ
１７斜流ファンの前縁
１８斜流ファンの後縁
１９斜流ファンのチップ部
２０斜流ファンの羽根車

Claims

円筒状のハブに、複数枚の翼を設けてなるプロペラファンにおいて、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、前記主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、前記主翼の前縁を半径方向に対して回転方向に前傾した螺旋曲線にて構成し、前記主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる補助翼を設け、前記補助翼は外周側弦長がハブ側弦長より長く、前記補助翼の前縁を半径方向の直線とし、前記補助翼の半径方向長さが前記主翼の半径方向長さより短く、且つ、前記補助翼の外周側の羽根高さが同円周部の前記主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車。
円筒状のハブに、複数枚の翼を設けてなるプロペラファンにおいて、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、前記主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、前記主翼の前縁を半径方向の直線とし、前記主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる補助翼を設け、前記補助翼は外周側弦長がハブ側弦長より長く、前記補助翼の前縁を半径方向に対して回転方向に前傾させた直線で構成し、前記補助翼の半径方向長さが前記主翼の半径方向長さより短く、且つ、前記補助翼の外周側羽根高さが同円周部の前記主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車。
円筒状のハブに、複数枚の翼を設けてなるプロペラファンにおいて、翼枚数が２枚からなる主翼を設け、前記主翼の外周側弦長がハブ側弦長より長く、前記主翼の前縁を半径方向の直線とし、前記主翼の間に翼枚数が全体として２枚からなる補助翼を設け、前記補助翼は外周側弦長がハブ側弦長より長く、前記補助翼の前縁を半径方向に対して回転方向に前傾させた螺旋曲線にて構成し、前記補助翼の半径方向長さが前記主翼の半径方向長さより短く、且つ、前記補助翼の外周側羽根高さが同円周部の前記主翼の羽根高さより高く構成した空調用送風機羽根車。