JP4962079B2 - 送風機羽根車 - Google Patents

Description

本発明は、低騒音効果及び風量性能向上の効果のある厚肉の翼型羽根を具備し、性能を維持して軽量化と生産性を維持した送風機羽根車に関するものである。

従来技術を以下に示す。図１２〜１５は従来技術について説明したものである。図１２は、従来技術のエグリ１０１を有した羽根車１０２の斜視図である。羽根車１０２は、略円柱上のハブ部１０３に羽根１０４が備えられている。そして、羽根１０４の負圧面側に、所定のエグリ１０１が薄肉で設けてある。羽根車１０２のハブ部１０３にモーターシャフトを固定し、適切なケーシングに納め、モーター（図示せず）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、空気は羽根１０２の前縁部１０５より侵入し後縁部１０６より流出する。そこで、前記負圧面側のエグリ１０１にはテーパ部を設けてエグリ１０１形状がスムースなために、羽根１０２の負圧面側に特徴的な剥離を助長させず、その結果で騒音が増加することは非常に少ない。そのため、厚肉の翼型の低騒音効果をそのまま維持できる（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−１８９９８５号公報

従来技術による羽根車のエグリの効果は、軽量化には役立つことができる。しかし、前縁部は厚肉の部分を残しているため羽根の重量が充分に軽量化できず、しばしば回転破壊を招くことがある。特に、強度上、前縁のハブ部が最も厳しい部分であり、この領域から破壊を招くことが多々有る。

本発明は上記従来の問題点を解決するものを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために本発明の送風機羽根車は、外部より回転力を受けて回転駆動されるハブと、前記ハブの周囲に複数枚の翼型羽根が放射状に延出してなる軸流または斜流の複数の羽根とからなり、前記翼型羽根の前縁部と後縁部と外縁部とを具備し、前記前縁部から後縁部に向かう前記翼型羽根の表面の風の流れに沿うように複数の溝部を前記翼型羽根の表面に設けて前記溝部間に形成される凸部の先端表面を翼型の表面形状とし、前記ハブから前記ハブの略径方向に向けて前記溝部間を貫通する複数のリブを形成し、回転軸に対する同心円面における前記リブの断面積が、前記ハブから外縁にかけて徐々に減少させていくことにより、翼型羽根とハブ間の取付け強度を向上させ、翼型羽根の軽量化を図ることができる。また、風速の速い外縁近傍の領域では、抵抗として小さくなり性能の劣化を抑制することができるものである。

本発明の送風機羽根車は、送風機羽根車の径方向にリブを配置して強度を増加させ、これにより送風機羽根車の径方向に働く力に対応した強度を得ることができる。

第１の発明は、外部より回転力を受けて回転駆動されるハブと、前記ハブの周囲に複数枚の翼型羽根が放射状に延出してなる軸流または斜流の複数の羽根とからなり、前記翼型羽根の前縁部と後縁部と外縁部とを具備し、前記前縁部から後縁部に向かう前記翼型羽根の表面の風の流れに沿うように複数の溝部を前記翼型羽根の表面に設けて前記溝部間に形成される凸部の先端表面を翼型の表面形状とし、前記ハブから前記ハブの略径方向に向けて前記溝部間を貫通する複数のリブを形成し、回転軸に対する同心円面における前記リブの断面積が、前記ハブから外縁にかけて徐々に減少させていくことにより径方向の強度を増加させ、送風機羽根車の強度を増加することができ、翼型羽根の軽量化を図ることができる。また、風速の速い外縁近傍の領域では、抵抗として小さくなり性能の劣化を抑制することができる。

第２の発明は、ハブに対するリブの傾斜を、前記ハブに対する翼型羽根の前縁部と後縁部の傾斜に合わせるように徐々に変化するように配置することにより、翼型羽根の重量による遠心力がハブとの取付け部分で均一に分散されるようになり、強度を向上することができる。

第３の発明は、ハブから送風機羽根車の外径の１／２以下までの間にのみリブを設けることにより、ハブからファン外径の１／２以上の風速の速いチップ近傍の領域では、抵抗として小さくなり性能の劣化を抑制することができる。

第４の発明は、リブの先端部の高さを凸部の高さより低くすることにより、通風抵抗を抑制することができる。

第５の発明は、リブの先端部の表面形状を翼型の表面形状と略一致させるように形成、すなわち翼型羽根表面における風の流れに沿うように複数の溝部を設けて前記溝の間に形成される凸部と同じ高さにすることにより、先端の表面形状を翼型の表面形状をなし送風性能を確保することができる。

第６の発明は、ハブと翼型羽根の取付け部分にアール部を設け、前記ハブと前期翼型羽根との取付け面積を拡大させることにより、径方向の強度を増加させた送風機羽根車である。

第７の発明は、ハブと翼型羽根の取付け部分にアール部を設け、前縁部の部分を大きくすることにより、送風機羽根車の最も応力集中し易い部分の強度の向上が図れる。

第８の発明は、ハブと翼型羽根の取付け部分の、アール部による肉付け部分の前記翼型羽根中央部では切り欠きによる肉盗みを設けることにより、送風機羽根車の軽量化と強度の向上が図れる。

以下、本発明の実施の形態について図４〜１１に沿って説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（参考例１）
図１は、本発明の参考例１となる羽根車の羽根１枚の斜視図である。図２は、参考例１となる羽根１枚の平面図、図３は、参考例１となる羽根１枚のＡ−Ａ断面図を示したものである。

羽根車２は、略円柱または円錐台上のハブ３に翼型羽根４が備えられている。そして、翼型羽根４の前縁部５の形状を確保して、翼型羽根の負圧面に風の流れ（流線）に沿うように溝部７を設ける。ハブから略径方向に各溝部７間を貫通する複数のリブ８を形成することにより径方向の強度を増加させる。よって、高速回転などによる過度な遠心力による破壊を防止することができる。

（実施の形態１）
図４は、本発明の第１の実施の形態を有した羽根車の羽根１枚のＡ−Ａ断面図を示したものである。リブ８の回転軸に対する同心円面上のリブ８の断面積を、径方向に向けて徐々に小さくなるように形成する。これにより、羽根の外縁部１１により近い部分の重量が軽減されため、遠心力が抑制される。

（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態を有した羽根車の羽根１枚の平面図を示したものである。ハブ３から略径方向に各溝間を貫通する複数のリブ８のハブ３に対する傾斜を、翼型羽根の前縁部５と後縁部６の各々とハブとの傾斜に合わせるように徐々に変化するように配置することで、翼型羽根の重量による遠心力がハブとの取付け部分で均一に分散されるようになり、強度が向上されることになる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態を有した羽根車の羽根１枚のＡ−Ａ断面図を示したものである。ハブ３から略径方向に各溝間を貫通する複数のリブ８を、ハブからファン外径Ｄの１／２Ｄより内側に配置することで、ハブからファン外径Ｄの１／２Ｄより外側の風速の速い外縁部１１により近い領域では、抵抗として小さくなり性能の劣化を抑制することができる。

（実施の形態４）
図７は、本発明の第４の実施の形態を有した羽根車の羽根のＡ−Ａ断面図を示したものである。ハブ３から略径方向に各溝部７間を挿入する複数のリブ８の高さを、前記流れ方向に設けた溝部７間の凸部１２の高さより低くすることにより、通風抵抗を抑制することができる。

（実施の形態５）
図８は、本発明の第５の実施の形態を有した羽根車の羽根１枚の平面図を示したものである。ハブ３から羽根車の略径方向に各溝部７間を貫通する複数のリブ８の表面形状を翼型羽根の表面形状と略一致させるように形成する。すなわち、翼型羽根表面における風の流れに沿うように複数の溝部を設けて前記溝部の間に形成される凸部１２と同じ高さにリブ８を形成することにより、リブ８の先端の表面形状が翼型羽根の表面形状をなし、送風性能を確保することができる。

（実施の形態６）
図９は、本発明の第６の実施の形態を有した羽根車の羽根１枚を図２のＡ−Ａ断面について示したものである。ハブ３と翼型羽根の取付け部分については、アール部９の肉付け
により取付け面積を拡大させることにより、径方向の強度を増加させた送風機羽根車である。

（実施の形態７）
図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明の第７の実施の形態を有した羽根車の羽根１枚を図２におけるＢ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面について各々示したものである。前記ハブと翼型羽根の取付け部分については、アール部９の肉付けを前縁部分を大きくしたことにより、最も応力集中し易い部分の強度の向上が図れる送風機羽根車である。

（実施の形態８）
図１１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第８の実施の形態を有した羽根車の羽根１枚のアール付部、切欠部断面図を示したものである。図１１（ａ）に示すようにアール部９の肉付け部分を設ける一方、翼型羽根中央部では図１１（ｂ）に示すように切り欠き１０による肉盗みを設けることにより、軽量化と強度の向上が図れる送風機羽根車である。

以上のように、本発明にかかる送風機羽根車は、送風機羽根車の径方向にリブを配置し
て強度を増加させ、これにより送風機羽根車の径方向に働く力に対応した強度を得ることができるので、空気調和機や換気扇等の高速で回転し、しかも軽量化が求められる送風機に適用できる。

本発明の参考例１における羽根車の斜視図 本発明の参考例１における羽根車の平面図 本発明の参考例１における羽根のＡ−Ａ断面図 本発明の実施の形態１における羽根のＡ−Ａ断面図 本発明の実施の形態２における羽根車の平面図 本発明の実施の形態３における羽根のＡ−Ａ断面図 本発明の実施の形態４における羽根のＡ−Ａ断面図 本発明の実施の形態５における羽根車の平面図 本発明の実施の形態６における羽根のＡ−Ａ断面図 （ａ）本発明の実施の形態７における羽根のＢ−Ｂ断面図（ｂ）本発明の実施の形態７における羽根のＣ−Ｃ断面図 （ａ）本発明の実施の形態８の羽根のアール部断面図（ｂ）本発明の実施の形態８の羽根の切欠部断面図 従来技術の斜視図 従来技術の平面図 従来技術の図１３のＡ−Ａ断面図 従来技術の図１３のＢ−Ｂ断面図

符号の説明

１ エグリ
２ 羽根車
３ ハブ
４ 翼型羽根
５ 前縁部
６ 後縁部
７ 溝部
８ リブ
９ アール部
１０ 切り欠き
１２ 凸部

Claims (8)

1. 外部より回転力を受けて回転駆動されるハブと、前記ハブの周囲に複数枚の翼型羽根が放射状に延出してなる軸流または斜流の複数の羽根とからなり、前記翼型羽根の前縁部と後縁部と外縁部とを具備し、前記前縁部から後縁部に向かう前記翼型羽根の表面の風の流れに沿うように複数の溝部を前記翼型羽根の表面に設けて前記溝部間に形成される凸部の先端表面を翼型の表面形状とし、前記ハブから前記ハブの略径方向に向けて前記溝部間を貫通する複数のリブを形成し、回転軸に対する同心円面における前記リブの断面積が、前記ハブから外縁にかけて徐々に減少させていくことを特徴とする送風機羽根車。
2. ハブに対するリブの傾斜を、前記ハブに対する翼型羽根の前縁部と後縁部の傾斜に合わせるように徐々に変化するように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の送風機羽根車。
3. ハブから送風機羽根車の外径の１／２以下までの間にのみリブを設けたことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の送風機羽根車。
4. リブの先端部の高さを、凸部の高さより低くしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の送風機羽根車。
5. リブの先端部の表面形状を翼型の表面形状と略一致させるように形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の送風機羽根車。
6. ハブと翼型羽根の取付け部分にアール部を設け、前記ハブと前記翼型羽根との取付け面積を拡大させたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の送風機羽根車。
7. ハブと翼型羽根の取付け部分にアール部を設け、前縁部の部分を大きくしたことを特徴とする請求項６に記載の送風機羽根車。
8. ハブと翼型羽根の取付け部分の、アール部による肉付け部分の前記翼型羽根中央部では切り欠きによる肉盗みを設けることを特徴とする請求項６または７に記載の送風機羽根車。

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