JP5120299B2 - 送風機羽根車 - Google Patents

Description

本発明は、効率向上及び風量性能向上の効果と軽量化を図ることができる送風機羽根車に関するものである。

図９は従来の送風機羽根車の斜視図、図１０は同送風機羽根車の風下側から見た平面図である。図１１は従来の他の送風機羽根車の平面図である。図において、斜流送風機羽根車１１は、略円錐台状のハブ１４と、ハブ１４に設けられた複数枚の羽根１６から構成され、羽根１６の負圧面側と直接つながる円錐ハブ１４ａの間に、円錐ハブ１４ａの最小半径近傍より始まり、且つ羽根１６の圧力面側とほぼ垂直方向で直接つながる垂直ハブ１４ｂを設け、円錐ハブ１４ａと垂直ハブ１４ｂとを連続的につなげて、これらハブ１４に欠落部がない様に構成し、且つ、羽根１６や円錐ハブ１４ａ、垂直ハブ１４ｂの段差部に対して代を残して、垂直ハブ１４ｂの風下側の部分を切りぬいた斜流送風機羽根車１１を提供するものである。

これにより、羽根１６の圧力面から負圧面に向かう洩れ流れにより、羽根１６の外周側付近の負圧面に発生する羽根端渦の生成を羽根１６の凹状の曲線部にて促進させる。また、ハブ側の羽根１６の凸状の曲線部で、高負荷域での半径方向流入を円滑にするのは同様である。更に、垂直ハブ１４ｂの風下側の部分を切りぬいているので、斜流送風機羽根車１１を空気の流れが過ぎていこうとする時、ハブ１４の内側の圧力が低いので、その内側に回りこむ流れを、垂直ハブ１４ｂの切り欠き部が誘導する作用を発揮して、斜流送風機羽根車１１全体の流動状態を最適に出来て、羽根１６の外周側付近の負圧面に発生する羽根端渦の生成を羽根１６の凹状の曲線部にて促進させる作用とあいまって、斜流送風機羽根車１１にスムーズな空気の流動状態を実現できるので、低騒音化と送風機効率を従来以上に改善できるものである。又、垂直ハブ１４ｂを切り抜いているので、その分使用材料を低減できて、コストダウンも実現できる。
特開２００７−２９１９０２号公報

しかしながら、従来技術による送風機羽根車においては、羽根と羽根との間の部分のハブで軸流形状とした垂直ハブに形成しているのは図に示されるようにわずかな部分だけであり、特に２枚の羽根を有する図１１で判るように、羽根と羽根との間の部分のハブの多くは円錐台形状の円錐ハブのままで、あくまで斜流羽根車の形状である。確かに、送風機羽根車において、羽根の近傍については、ハブを円錐台形状とすることでいわゆる斜流羽根車の特徴としての静圧が高く通風抵抗に強い特性が得られる。しかし、羽根枚数が少なくなると、ハブの羽根と羽根との間においては、円錐台形状では見かけの外径が大きくなることによって、反って通風を妨げるものであった。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、通風抵抗を抑制して送風性能の向上が図れる送風機羽根車を提供することを目的とする。

前記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、同ハブの周囲に複数枚の羽根を放射状に延び出してなる送風機羽根車において、前記ハブを斜流形状と円柱の軸流形状とを組み合わせて構成し、前記ハブは、少なくとも羽根の取り付け部分の負圧面側を斜流形状部分とし、残りを軸流形状部分とし、前記ハブの風上側には、ファンモータのシャフトを固定するボスを埋め込んだハブ延長部を有し、前記ハブ延長部を前記斜流形状部分の直径より小さい直径の円柱で形成し、前記軸流形状部分の直径は前記ハブ延長部の直径と等しくなるように前記斜流形状部分と前記軸流形状部分との間に直径が異なる段差部を形成し、前記軸流形状部分の一部である羽根の前縁の付け根近傍から羽根の取り付け部分の圧力面側の圧力面付け根部と前記軸流形状部分との間にハブ高さが異なる段差部を形成したもので、斜流羽根の近傍については斜流送風機羽根車の特徴を持つために静圧が高く通風抵抗に強く、同時に、羽根と羽根との間の軸流形状部分については、通風抵抗を抑制して風量性能の向上を図ることができる。

送風機羽根車において、ハブの羽根の取り付け部分を斜流形状とした斜流羽根の近傍については、斜流送風機羽根車の特徴を持ち静圧が高く通風抵抗に強く、同時に、羽根と羽根との間の軸流部分については、通風抵抗を抑制して風量性能の向上を図ることができる。さらに、前記ハブの軸流形状部分の直径を、前記ハブの風上側となる上面の直径より小さくすることにより、より風量性能の向上を図ることができると共に、軽量化を図ることができる。

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、同ハブの周囲に複数枚の羽根を放射状に延び出してなる送風機羽根車において、前記ハブを斜流形状と円柱の軸流形状とを組み合わせて構成し、前記ハブは、少なくとも羽根の取り付け部分の負圧面側を斜流形状部分とし、残りを軸流形状部分とし、前記ハブの風上側には、ファンモータのシャフトを固定するボスを埋め込んだハブ延長部を有し、前記ハブ延長部を前記斜流形状部分の直径より小さい直径の円柱で形成し、前記軸流形状部分の直径は前記ハブ延長部の直径と等しくなるように前記斜流形状部分と前記軸流形状部分との間に直径が異なる段差部を形成し、前記軸流形状部分の一部である羽根の前縁の付け根近傍から羽根の取り付け部分の圧力面側の圧力面付け根部と前記軸流形状部分との間にハブ高さが異なる段差部を形成したもので、斜流羽根の近傍については斜流送風機羽根車の特徴を持つために静圧が高く通風抵抗に強く、同時に、羽根と羽根との間の軸流形状部分については、通風抵抗を抑制して風量性能の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。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。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における送風機羽根車の斜視図、図２は同送風機羽根車の平面図、図３は同送風機羽根車の側面図である。この送風機羽根車１は、図２に示す回転方向となり、図面上、手前から奥行き方向に気流が生じる。

図１から図３において、送風機羽根車１は、外部よりファンモーター（図示せず）の回転力を受けて回転駆動されるハブ２と、ハブ２の周囲に放射状に延び出してなる複数枚の羽根３により構成される。ハブ２は、円錐台の側面形状を有する斜流形状部分２ａと、円柱の側面形状を有する軸流形状部分２ｂと、上記円錐台の上底面を上面２ｄとして、これらを組み合わせて構成し、少なくとも羽根の取り付け部分を斜流形状とし、残りを軸流形状としている。ここで、軸流形状とは、ハブ２の側面が送風機羽根車１の回転軸と平行な形状を示す。

本実施の形態では２枚の羽根３を有し、ハブ２は羽根３の付け根部分と羽根３がない軸流形状部分２ｂとが、図２の平面図上でほぼ４分の一ずつで交互に構成されている。なお、送風機羽根車１の回転中心を回転軸とする円錐台を想定した時の上底面、すなわちハブ２の上面２ｄの直径をＤｉ、下面の直径をＤｊとする。また、ハブ２の風上側には、ファンモーターのシャフトを固定するボス（図示せず）を埋め込んだハブ延長部５を軸流形状部分２ｂの直径Ｄｉより小さい直径Ｄｈの円柱で形成している。

ハブ２の斜流形状部分２ａは図１と図２に示す斜線部分である。これは、必ずしも斜流形状部分２ａ全体が送風機羽根車１の回転中心を回転軸とする完全な円錐台の一部分ではないが、羽根３の付け根において、負圧面３ａとハブ２との段差が少ないスムーズな斜流面を形成している。なお、羽根３は斜流送風機羽根車としての形態を成している。

ハブ２の羽根３と羽根３との間で羽根３がない部分の軸流形状部分２ｂを第１の軸流形状とすると、第１の軸流形状は上面２ｄの直径Ｄｉを有する円柱の側面そのものである。また、羽根３の圧力面３ｂの付け根になるハブ２の圧力面付け根部２ｃは第１の軸流形状とは異なる第２の軸流形状であり、軸流形状部分２ｂの直径（上面２ｄの直径Ｄｉ）から斜流形状部分２ａの下面の直径Ｄｊにかけてスムーズな曲面を形成している。なお、圧力面付け根部２ｃは曲面に限るものではなく、例えば平面でも良い。

このように、送風機羽根車１のハブ２を斜流形状部分２ａと軸流形状部分２ｂと圧力面付け根部２ｃとを組み合わせて構成することにより、羽根３の近傍の斜流形状部分２ａについては斜流送風機羽根車の特徴を持ち静圧が高く通風抵抗に強い特性を発揮することができる。そして、羽根３と羽根３との間の軸流形状部分２ｂについては、直径がハブ２の上面２ｄの直径Ｄｉとなるため見かけの外径が下面の直径Ｄｊより小さくなり、通風抵抗を抑制する特性を発揮することができる。

すなわち、ハブ２の２つの形状部分によってそれぞれの特性を発揮することにより、送風機羽根車１全体として風量性能の向上を図ることができる。

（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における送風機羽根車の斜視図、図５は同送風機羽根車の平面図である。

図４、図５は、実施の形態１で説明した図１、図２のそれぞれに対して、軸流形状部分２ｂの直径をハブ延長部５の直径Ｄｈと同等まで小さくしたものである。それ以外の構成は同じである。

このように構成することにより、羽根３と羽根３との間の軸流形状部分２ｂについては、直径がハブ２の上底２ｄの直径Ｄｉより小さいハブ延長部５の直径Ｄｈとなるため見かけの外径がさらに小さくなり、通風抵抗を抑制する特性をさらに大きく発揮することができる。羽根３の近傍の斜流形状部分２ａについては、実施の形態１と同様に斜流送風機羽根車の特徴を持ち静圧が高く通風抵抗に強い特性を発揮することができる。

このように、ハブ２の２つの部分によってそれぞれの特性を発揮することにより、全体として風量性能の向上をより大きく図ることができる。さらに、軸流形状部分２ｂのハブ径が小さくなることにより、より軽量化を図ることができる。

（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３における送風機羽根車の斜視図、図７は同送風機羽根車の平面図、図８は同送風機羽根車の角度を変えて見た斜視図である。

図６、図７は、実施の形態２で説明した図４、図５のそれぞれに対して、軸流形状部分２ｂの直径（ハブ延長部５の直径Ｄｈ）から、羽根３の前縁３ｃの付け根近傍のハブ２の上面２ｄの直径Ｄｉまでを、軸流形状部分２ｂの外周の接線Ｌにより形成される平面で繋いだものである。すなわち、ハブ２の軸流形状部分２ｂと圧力面付け根部２ｃとの繋ぎ目Ｒ１に大きな段差ができないように形成したものである。さらに、図６と図８に示すように、軸流形状部分２ｂと圧力面付け根部２ｃとは、気流の下流側をなくして気流方向の寸法を小さくして、ハブ２の高さを部分的に低く形成している（図６においてハブ高さｅ＜ｂ）。なお、それら以外の構成は同じである。

このような構成のうち、軸流形状部分２ｂの外周と圧力面付け根部２ｃとに段差ができないように形成した構成においては、段差による気流の衝突が防止され、円滑な流れ場が形成されて送風性能の向上を図ることができる。このとき、ハブ２の上面の直径Ｄｉと軸流形状部分２ｂの接線Ｌとの繋ぎ目部分Ｒ１を面取りするように形成したり、接線Ｌ部分をわずかな凸面となるように形成したりすれば、より滑らかな形状となってハブ２での剥離が抑制され、より円滑な流れ場が形成されて送風性能の向上を図ることができる。

また上記構成のうち、ハブ２の高さを部分的に低く形成した構成においては、さらに送風機羽根車１の軽量化を図ることができる。なお、ハブ２の高さを部分的に低く形成した構成については、本実施の形態３に限らず、実施の形態１又は実施の形態２の構成にも適用することができ、送風機羽根車１の軽量化を図ることができる。

以上のように、本発明にかかる送風機羽根車は、斜流送風機羽根車の静圧が高く通風抵抗に強い特徴を持ちながら、軸流部分については通風抵抗を抑制する特性を発揮して風量性能の向上が図れるものであり、空気調和機の室外機などの用途に適用することができる。

本発明の実施の形態１における送風機羽根車の斜視図 本発明の実施の形態１における送風機羽根車の平面図 本発明の実施の形態１における送風機羽根車の側面図 本発明の実施の形態２における送風機羽根車の斜視図 本発明の実施の形態２における送風機羽根車の平面図 本発明の実施の形態３における送風機羽根車の斜視図 本発明の実施の形態３における送風機羽根車の平面図 本発明の実施の形態３における送風機羽根車の斜視図 従来の送風機羽根車の斜視図 従来の送風機羽根車の風下側から見た平面図 従来の他の送風機羽根車の平面図

１ 送風機羽根車
２ ハブ
２ａ 斜流形状部分
２ｂ 軸流形状部分（第１の軸流形状部分）
２ｃ 圧力面付け根部（第２の軸流形状部分）
２ｄ 上面
３ 羽根
３ａ 負圧面
３ｂ 圧力面
３ｃ 前縁
４ ハブ延長部
Ｄｈ ハブ延長部の直径
Ｄｉ ハブの上面の直径
Ｄｊ ハブの下面の直径
Ｒ１ 軸流形状部分と圧力面付け根部との繋ぎ目
ｂ，ｅ ハブ高さ

Claims (1)

1. 外部より回転力を受けて回転駆動されるハブと、同ハブの周囲に複数枚の羽根を放射状に延び出してなる送風機羽根車において、前記ハブを斜流形状と円柱の軸流形状とを組み合わせて構成し、前記ハブは、少なくとも羽根の取り付け部分の負圧面側を斜流形状部分とし、残りを軸流形状部分とし、前記ハブの風上側には、ファンモータのシャフトを固定するボスを埋め込んだハブ延長部を有し、前記ハブ延長部を前記斜流形状部分の直径より小さい直径の円柱で形成し、前記軸流形状部分の直径は前記ハブ延長部の直径と等しくなるように前記斜流形状部分と前記軸流形状部分との間に直径が異なる段差部を形成し、前記軸流形状部分の一部である羽根の前縁の付け根近傍から羽根の取り付け部分の圧力面側の圧力面付け根部と前記軸流形状部分との間にハブ高さが異なる段差部を形成したことを特徴とする送風機羽根車。