JP5396965B2 - Axial blower, air conditioner and ventilator - Google Patents
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Description
本願発明は、軸流送風機(プロペラファン)の構造に関するものである。 The present invention relates to the structure of an axial blower (propeller fan).
軸流送風機は、空気調和機用室外ユニットや換気扇の送風機として一般に使用されている。ここで、一般的な軸流送風機を送風装置として採用した空気調和機用室外ユニットの代表的な構成例を図7〜図10に示す。 An axial blower is generally used as an outdoor unit for an air conditioner or a blower for a ventilation fan. Here, the typical structural example of the outdoor unit for air conditioners which employ | adopted the general axial flow fan as an air blower is shown in FIGS.
これら各図に示すように、一般的な空気調和機用室外ユニットは、空気吸込口1a,1bを有する本体ケーシング1内に熱交換器2が配置され、熱交換器2の空気流下流側の吹出口(この従来例では前面の吹出口)に送風装置3が配設されている。この送風装置3は、羽根車4及びベルマウス5からなる軸流送風機と、軸流送風機の吹出側(前方側)に位置するファンガード6とから構成されている。
As shown in these drawings, a general outdoor unit for an air conditioner has a
また、本体ケーシング1は、図9に示すように仕切板7によって左右に区画され、スペースの大きい側が熱交換室8とされ、スペースの狭い側が機械室9とされている。なお、熱交換室8の背面及び側面を成す本体ケーシング1の背面及び側面には、空気吸込口1a,1bが形成されている。また、熱交換器2は、L字状に形成され、空気吸込口1a,1bと対向するように熱交換室8内に配置されている。一方、機械室9には、圧縮機11及びその他の部品が配設されている。
Further, as shown in FIG. 9, the
軸流送風機を構成する羽根車4は、図10の羽根車平面図からよく分かるように、複数の羽根13がハブ14の外周に支持されるようにハブ14と一体的に形成されている。羽根13は、それぞれの前縁13aと後縁13bにおいて、外周端縁の位置がハブ側基端S(即ち内周端縁)の位置よりも回転方向Fにおける前方に位置する前進翼型に形成されている。また、羽根13としては、効率及び低騒音化の観点よりエアフォイル翼が採用されている。ハブ14は、羽根車4の回転中心を成し、羽根車4を回転駆動するファンモータ12の駆動軸12aに連結固定される。なお、ファンモータ12は、熱交換器2の下流側に位置して設けられた図示しないファンモータ取付ブラケットに支持固定されている。
The
ベルマウス5は、羽根車4の吸込領域Xと吹出領域Yとを仕切るように羽根車4の外周に形成されている。なお、このベルマウス5と前述のファンガード6とは、本体ケーシング1の前面板に取り付けられている。
The
上記のように構成される軸流送風機を搭載した一般の空気調和機用室外ユニットにおいては、次のような問題がある。
すなわち、図10に示すような羽根構造の羽根車4は、回転すると羽根13の外周端縁R側で圧力の高い圧力面13d側から圧力の低い負圧面13e側へ回り込む空気流αが発生し、この空気流αによって、図11及び図12に図示するような翼端渦βが形成される。このような翼端渦βによる吐き出し気流の乱れは、図12及び図13に示すように、下流側に行くにしたがって積層されて次第に成長増大し、やがて羽根13の負圧面13eから離れ、隣接する羽根13の圧力面13dやベルマウス5の内周面、或いは軸流送風機の下流側の構造物であるファンガード6などと干渉するようになる。このため騒音がさらに増大する。また、羽根13の負圧面13eから離れた翼端渦βは、上記のように隣接する羽根13と干渉することによってさらに乱れが大きくなって下流側に放出されるので、より一層大きな騒音を発生することになる。
The general outdoor unit for an air conditioner equipped with the axial blower configured as described above has the following problems.
That is, when the
また、このような現象は、羽根車4の軽量化やコスト軽減のために羽根13の翼弦長を短くした場合に特に顕著となる。すなわち、翼弦長を短くすると、図14に示すように、羽根13本来の翼列効果が小さくなり翼端渦βが負圧面13eから遠のきやすくなる。このため、翼端渦βが図13の場合よりも隣接する羽根13と早期に干渉するようになり、より一層騒音が増大しやすくなる。
Such a phenomenon becomes particularly remarkable when the chord length of the
そこで、上記のような翼端渦βを抑制するための手法として、図15〜図17に示すように、羽根車4において、羽根13の外周端部を半径方向の所定位置Qを起点として負圧面側に向けてV字状に折り曲げた折り曲げ部13cが形成されたものが提案されている(例えば特許文献1参照)。また、この特許文献1におけるものでは、折り曲げ部13cは、前縁13a側から後縁13b側にかけて、半径方向の幅寸法Wを次第に大きくするとともに所定位置Qにおける中心側部分の接線に対する折り曲げ部13cの折り曲げ角度θ(図16参照)を大きくしている。
Therefore, as a method for suppressing the blade tip vortex β as described above, as shown in FIGS. 15 to 17, in the
このような構成によると、図18に示すように、この羽根13の圧力面13d側の空気流αが折り曲げ部13cに沿って滑らかに負圧面13e内に回り込むようになって、発生する翼端渦βの渦径が小さく安定したものとなるとともに、負圧面13e側における羽根外周方向への空気流γがこの翼端渦βと干渉しなくなる。また、前縁13a側から後縁13b側にかけて増大する翼端渦βの渦径に対応して、折り曲げ部13cの幅寸法Wを大きくしているので、折り曲げ部13cによる安定化効果が前縁13aから後縁13bかけて全域にスムーズに発揮される。このため、発生した翼端渦βが負圧面13eから離れにくくなる。また、羽根13の半径方向の所定位置Qが、圧力面13d側から負圧面13e側への空気流αの漏れ始めの起点となり確実に決定されるので、空気流αの漏れ量が一定となり、生ずる翼端渦βが安定する。また、前縁13a側から後縁13b側にかけて増大する翼端渦βの渦径に対応して折り曲げ部13cの折り曲げ角度θを大きくしているので、翼端渦βの安定化を促進するとともに、翼端渦βのスケールを小さくすることができる。
According to such a configuration, as shown in FIG. 18, the air flow α on the
また、それと同時に、折り曲げ部13cの圧力面13d側には、上記起点を決定する所定位置Q以降で生じた剥離によって縦渦δが生成される。その結果、図19に示すように、ある羽根13で生じた縦渦(相殺渦)δと、この羽根13に隣接する羽根13のうち羽根車4の回転方向Fの前方側に位置するもので生じた翼端渦βとは、各羽根13の後縁13b部付近でそれぞれ羽根面から離れ、例えば図19に示すように向流状態で衝突し、相互に打ち消し合うようになる。そして、このように縦渦δと翼端渦βとが互いに打ち消し合うことで、下流方向への放出渦が効果的に抑制される。
At the same time, a vertical vortex δ is generated on the
以上のように、特許文献1に記載の従来の軸流送風機は、羽根13の外周側端部を負圧面13e側に折り曲げることにより効果的に渦の安定化が行われるとともに、下流方向への放出渦が効果的に抑制されている。
As described above, the conventional axial blower described in
ところで、上記従来の軸流送風機は、図20に示すように、ベルマウス5が一般的な軸流送風機と同様の形状に形成されている。すなわち、ベルマウス5は、送風機の吸込領域Xと吹出領域Yとを仕切るように羽根車4の外周に対向して形成された絞り部52と、この絞り部52の吸込側を拡開する吸込側開口部51と、この絞り部52の吹出側を拡開する吹出側開口部53とを有している。そして、絞り部52は、単純な円筒状の孔部として形成されたものであって、運転中の羽根13の外周端縁Rがベルマウス5に接触しないように、羽根13の外周端縁Rとの間に必要最小限の寸法nの隙間gが形成されている。なお、この必要最小限の寸法nには、ベルマウス5や羽根13の製作誤差を見込んだ公差や、羽根車4の回転時の遠心力による羽根13の変形分などが含まれる。
By the way, as for the said conventional axial flow fan, as shown in FIG. 20, the
しかしながら、隙間gの部分は、圧力面13dと負圧面13eとの圧力差が最大となる領域となるため、図21に示すようにこの隙間gから非常に速い漏れ気流(以下ではジェット気流Jと称する)が生ずる。そして、このジェット気流Jは、翼端渦βに合流して翼端渦βを強くするので、翼端渦βによる損失を増大させている。また、このジェット気流Jが、羽根13の外周端縁Rとベルマウス5との間の隙間gを通るときに大きな乱れをも作り出して送風機の騒音を上げる要因にもなっている。
However, since the gap g is a region where the pressure difference between the
このように従来の軸流送風機は、ベルマウス5と羽根13の外周端縁Rとの隙間gに起因する騒音を低減することについては格別の対策が講じられていなかった。したがって、従来の軸流送風機は、この点においてなお騒音改善の余地が残されていた。
Thus, the conventional axial blower has not taken any special measures for reducing the noise caused by the gap g between the
本発明は、従来技術に存在するこのような問題点に着目してなされたものであって、羽根の外周端縁とベルマウスとの隙間に生ずるジェット気流を低減することにより騒音及び効率を改善した軸流送風機を提供することを目的とする。また、本発明は、このような軸流送風機を用いた空気調和機用室外ユニット及び換気扇を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art, and improves noise and efficiency by reducing the jet air flow generated in the gap between the outer peripheral edge of the blade and the bell mouth. An object of the present invention is to provide an axial fan. Moreover, an object of this invention is to provide the outdoor unit for air conditioners and a ventilation fan using such an axial flow fan.
本発明に係る軸流送風機は、回転中心となるハブの外周面に複数の前進翼型の羽根が設けられた羽根車と、羽根の前縁側部分を軸方向外側に飛び出させ、羽根の後縁側部分を覆うように羽根車の外周に設けられたベルマウスとを備え、前記ベルマウスは、送風機の吸込側と吹出側とを仕切るように羽根の後縁側部分において羽根車の外周に対向して形成された絞り部と、この絞り部の吸込側を開口端に向かって拡開する吸込側開口部と、この絞り部の吹出側を開口端に向かって拡開する吹出側開口部とを有し、前記絞り部は、運転中に羽根の外周端縁がベルマウスに接触しないようにベルマウスと羽根の外周端縁との間に必要最小限の寸法の隙間を形成する第1絞り部と、ベルマウスと羽根の外周端縁との間に前記必要最小限の寸法より大きな寸法の隙間を形成する第2絞り部とからなり、さらに、前記第2絞り部は、回転中心軸と平行な円筒状の面に形成されていることを特徴とする。 An axial blower according to the present invention has an impeller in which a plurality of forward blades are provided on the outer peripheral surface of a hub serving as a center of rotation, and a front edge side portion of the blade is projected outward in the axial direction, and the trailing edge side of the blade A bell mouth provided on the outer periphery of the impeller so as to cover the portion, the bell mouth facing the outer periphery of the impeller at the rear edge side portion of the blade so as to partition the suction side and the blowing side of the blower A throttle portion formed, a suction side opening portion that widens the suction side of the throttle portion toward the opening end, and a blowout side opening portion that widens the blowout side of the throttle portion toward the opening end. The throttle portion includes a first throttle portion that forms a minimum gap between the bell mouth and the outer peripheral edge of the blade so that the outer peripheral edge of the blade does not contact the bell mouth during operation. , greater than the minimum required dimensions between the outer peripheral edge of the bell mouth and a feather Ri Do and a second diaphragm portion forming a gap dimension, further, the second throttle portion is characterized in that it is formed in the rotation center axis parallel to the cylindrical surface.
このような構成上の特徴を有する本発明に係る軸流送風機によれば、ベルマウスと羽根の後縁側部分における羽根の外周端縁との間には、運転中に羽根の外周端縁がベルマウスに接触しないように必要最小限の寸法の隙間を形成する第1絞り部が形成されているので、送風機の吹出領域と吸込領域とを仕切ることができる。なお、この必要最小限の寸法の隙間は、従来の軸流送風機においてベルマウスと羽根の外周端縁との間に形成される必要最小限の寸法の隙間の場合と同一の思想で設定されるものでよい。したがって、この必要最小限の寸法には、前述のように、ベルマウスや羽根の製作誤差を見込んだ公差や、羽根車の回転時の遠心力による羽根の変形分などが含まれる。また、上記構成のベルマウスの軸方向寸法を従来のベルマウスの軸方向寸法と同一とした場合は、回転中心軸と平行な円筒状の面からなる第2絞り部を形成することにより第1絞り部の軸方向寸法を小さくすることになる。この結果、羽根の外周端縁との間に必要最小限の寸法の隙間を形成する第1絞り部とラップする羽根の外周端縁の領域が小さくなって羽根の圧力面側から負圧面側に漏れるジェット気流が遅くなり、ジェット気流による翼端渦を増大させる働きが弱くなる。このため、翼端渦が小さくなり、軸流送風機の効率が上昇する。また、ジェット気流が遅くなるため、ジェット気流による騒音が小さくなる。 According to the axial blower according to the present invention having such a structural feature, the outer peripheral edge of the blade is the bell during the operation between the bell mouth and the outer peripheral edge of the blade at the rear edge side portion of the blade. since the first diaphragm portion to form a gap of minimum necessary dimensions so as not to contact the mouse is formed, it is possible to partition the outlet region and the suction write area of the blower. In addition, the gap with the necessary minimum dimension is set based on the same idea as the gap with the necessary minimum dimension formed between the bell mouth and the outer peripheral edge of the blade in the conventional axial fan. Things can be used. Therefore, the minimum required dimensions include tolerances that allow for manufacturing errors of the bell mouth and the blades, and deformation of the blades due to the centrifugal force when the impeller rotates, as described above. Further, when the axial dimension of the bell mouth configured as described above is the same as the axial dimension of the conventional bell mouth, the first diaphragm is formed by forming a second diaphragm portion having a cylindrical surface parallel to the rotation center axis . The axial dimension of the throttle portion is reduced. As a result, the area of the outer peripheral edge of the first constriction part and the outer peripheral edge of the blade that wraps is reduced from the pressure surface side of the blade to the negative pressure surface side. The leaking jet stream becomes slow, and the function of increasing the tip vortex by the jet stream becomes weak. For this reason, a blade tip vortex becomes small and the efficiency of an axial blower increases. In addition, since the jet airflow becomes slow, noise caused by the jet airflow is reduced.
また、前記第2絞り部は、前記第1絞り部の吸込側に形成されているようにしてもよい。このように構成すると、第1絞り部の吸い込み側の隙間が広がることによって流入面積が増加するので、羽根車4に流入する気流の速度が低下し、干渉音が軽減されるとともに損失が軽減されて効率が向上する。また、ベルマウスの吸込側から吹出側にかけて第2絞り部と第1絞り部とにより流路勾配が順勾配となる2段階の加速型流路が形成されるため、送風機の吹出側から吸込側への逆流が抑制され、送風効率が向上する。
The second throttle portion may be formed on the suction side of the first throttle portion. If comprised in this way, since the inflow area will increase when the clearance gap by the side of the 1st aperture | diaphragm | squeeze part spreads, the speed of the airflow which flows into the
また、前記羽根車は、羽根後縁の外周端縁の軸方向の位置が、ベルマウスにおける前記第2絞り部と吹出側開口部との境界位置に略一致するように配置されていることが好ましい。このように構成すると、羽根後縁の外周側から広がるように吹き出される吹出気流がベルマウスの吹出側開口部に沿うようになり、吹出気流が滑らかに減速するようになるので送風機の静圧向上を図ることができる。 The impeller may be arranged such that the axial position of the outer peripheral edge of the trailing edge of the blade substantially coincides with the boundary position between the second throttle portion and the outlet side opening in the bell mouth. preferable. If comprised in this way, since the blowing air current blown so that it may spread from the outer peripheral side of a wing | blade trailing edge will come along the blowing side opening part of a bell mouth, and a blowing air current will decelerate smoothly, the static pressure of a fan Improvements can be made.
また、前記吹出側開口部は、吹出側に拡がる円錐状の面に形成されていることが好ましい、この吹出側開口部は、円弧等の曲面で吹出側に広がるように形成することも可能であるが、このように構成すると羽根の後縁から吹き出される吹出気流の流れに対し曲面が突出してスムーズな気流の形成を阻害する恐れがある。この点円錐状とするとその恐れを回避することができる。したがって、吹出気流が円滑に拡散するように吹き出される。 Moreover, it is preferable that the blowing side opening is formed in a conical surface extending to the blowing side, and the blowing side opening can be formed so as to spread on the blowing side by a curved surface such as an arc. However, if configured in this way, the curved surface may protrude with respect to the flow of the blown airflow blown out from the trailing edge of the blade, which may hinder the formation of a smooth airflow. This point conical shape can avoid this fear. Therefore, the blown airflow is blown out so as to diffuse smoothly.
前記羽根の外周端部には負圧面側に折り曲げられた折り曲げ部が形成され、さらに、この折り曲げ部の半径方向の幅寸法が前縁から後縁に向けて大きくなるように形成されているものとすることが好ましい。このように構成すると、折り曲げ部による翼端渦の安定化作用と下流側への放出渦抑制作用とが加えられて送風機の効率向上及び騒音抑制効果が向上する。 A bent portion that is bent toward the suction surface is formed at the outer peripheral end of the blade, and the radial width of the bent portion is increased from the front edge toward the rear edge. It is preferable that If comprised in this way, the stabilization effect | action of the blade tip vortex by a bending part and the discharge | release vortex suppression action to a downstream will be added, and the efficiency improvement and noise suppression effect of a fan will improve.
また、本発明に係る空気調和機及び換気扇は、上記のように構成される軸流送風機を送風装置として用いていることを特徴とする。このような軸流送風機を用いると、軸流送風機が高効率で低騒音化されているため、空気調和機及び換気扇の効率が向上するとともに低騒音化することができる。 Moreover, the air conditioner and the ventilating fan according to the present invention are characterized by using the axial flow fan configured as described above as a blower. When such an axial blower is used, since the axial blower is highly efficient and low noise, the efficiency of the air conditioner and the exhaust fan can be improved and the noise can be reduced.
本発明に係る軸流送風機によれば、羽根の後縁側部分における羽根の外周端縁との間に必要最小限の寸法の隙間を形成するベルマウスの絞り部の軸方向の寸法が小さくなるので、この絞り部にラップする羽根の外周端縁の領域が小さくなる。この結果、必要最小限の寸法の隙間及びその周辺において圧力面側から負圧面側に漏れるジェット気流が遅くなり、翼端渦を小さくすることができる。これにより、送風機の効率を向上させることができるとともに、ジェット気流による騒音を軽減することができる。 According to the axial blower of the present invention, the axial dimension of the throttle portion of the bell mouth that forms a gap with the minimum necessary dimension between the outer peripheral edge of the blade at the rear edge side portion of the blade is reduced. The area of the outer peripheral edge of the blade that wraps around the throttle portion becomes smaller. As a result, the jet airflow that leaks from the pressure surface side to the suction surface side in the gap of the minimum necessary size and the periphery thereof becomes slow, and the tip vortex can be reduced. Thereby, while being able to improve the efficiency of an air blower, the noise by jet airflow can be reduced.
本発明の実施の形態に係る軸流送風機を図1〜図5に基づいて説明する。なお、以下の説明において従来の軸流送風機や空気調和機と共通する部分について述べる場合は、前述の説明における符号と同一の符合を付して説明する。また、図1〜図5において従来の軸流送風機や空気調和機と共通する部分については同一の符号を付すものとする。 An axial blower according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, in the following description, when describing the part which is common with the conventional axial-flow fan and the air conditioner, the same reference numerals as those in the above description are attached. Moreover, in FIG. 1 to FIG. 5, parts that are the same as those of a conventional axial blower or air conditioner are denoted by the same reference numerals.
本実施の形態に係る軸流送風機は、空気調和機、換気扇などの送風装置として使用することができるものであるが、この実施の形態においては前記図7〜10に示したような構造の空気調和機用室外ユニットに利用されるものとする。すなわち、空気調和機用室外ユニットは、本体ケーシング1が仕切板7により左右に区画され、一方が熱交換室8で他方が機械室9とされたものであって、熱交換室8の背面及び側面である本体ケーシング1の背面及び側面に空気吸込口1a,1bが形成され、熱交換室8の前面側の吹出口に送風装置3が設置されたものである。
The axial blower according to the present embodiment can be used as a blower such as an air conditioner or a ventilating fan. In this embodiment, the air having the structure as shown in FIGS. It shall be used for outdoor unit for harmony machine. That is, the outdoor unit for an air conditioner is configured such that the
また、送風装置3は、上記空気調和機に採用されているものと同様、羽根車4及びベルマウス5からなる軸流送風機と、軸流送風機の吹出側(前方側)に位置するファンガード6とから構成されているものとする。
Moreover, the
そして、軸流送風機は、図1に示すような、羽根車4とベルマウス5とから構成されている。
羽根車4は、図1〜図5に示されるものであって、従来一般のものと同様、複数の羽根13が円筒状のハブ14の外周面に支持されるようにハブ14と樹脂一体成形により形成されている。また、羽根13は、それぞれの前縁13aと後縁13bにおいて、外周端縁の位置がハブ側基端S(即ち内周端縁)の位置よりも回転方向Fにおける前方に位置する前進翼型である(図3〜図5参照)。
The axial blower is composed of an
The
この羽根13は、図15〜図19に示した前述の従来のものと比較すると、具体的な寸法、形状の点において若干の相違はあるが、半径方向の所定位置Qを起点として外周端部を負圧面側に向けてV字状に折り曲げた折り曲げ部13cを備えている点では同様である。また、この折り曲げ部13cは、前縁13a側から後縁13b側にかけて、半径方向の幅寸法Wを次第に大きくするとともに所定位置Qにおける中心側部分の接線に対する折り曲げ部13cの折り曲げ角度θを大きくしている点おいても従来一般のものと同様である。
The
一方、ベルマウス5は、図1に示すように従来一般のものと同様、羽根車4の吸込領域Xと吹出領域Yとを仕切るように羽根車4の外周に形成されている。また、ベルマウス5は、送風機の吸込領域Xと吹出領域Yとを仕切るように羽根車4の外周に対向して形成された絞り部52と、この絞り部52の吸込側を拡開する吸込側開口部51と、この絞り部52の吹出側を拡開する吹出側開口部53とを有している。
On the other hand, the
そして、本実施の形態においては、絞り部52は、運転中に羽根13の外周端縁Rがベルマウス5に接触しないように羽根13の外周端縁Rとの間に必要最小限の寸法nの隙間gを形成する第1絞り部52aと、羽根13の外周端縁Rとの間に前記必要最小限の寸法nより大きな寸法の隙間を形成する第2絞り部52bとから構成されている。ここで、必要最小限の寸法nの隙間gは、従来一般の軸流送風機においてベルマウス5と羽根13の外周端縁Rとの間に形成される必要最小限の寸法nの隙間gの場合と同一の思想で設定されるものである。すなわち、必要最小限の寸法nには、ベルマウス5や羽根13の製作誤差を見込んだ公差や、羽根車4の回転時の遠心力による羽根13の変形分などが含まれる。
In the present embodiment, the restricting
また、この第2絞り部52bは、回転中心軸Oと平行な円筒状の面に形成されたものであって、第1絞り部52aの吸込側に形成されている。一方、第1絞り部52aも回転中心軸Oと平行な円筒状の面に形成されている。
The
なお、吸込側開口部51は、この実施の形態においては縦断面形状が曲線となる曲面で第2絞り部52bに連続し、第2絞り部52bを吸込側に拡開するように形成されている。また、吹出側開口部53は、縦断面形状が吹出側に向けてテーパ状に拡がる面、すなわち円錐状に拡がる面で第1絞り部52aに連続し、第1絞り部52aを吹出側に拡開するように形成されている。また、第2絞り部52bと第1絞り部52aとの境界部は、小さな曲面で連続するように形成されている。
In this embodiment, the
また、ベルマウス5と羽根車4との軸方向の相対位置関係は、図2に示すように、羽根車4における後縁13bの外周端縁Rbがベルマウス5における第1絞り部52aと吹出側開口部53との境界部と一致するように設定されている。
Further, the relative positional relationship between the
次に、この実施の形態に係る軸流送風機の動作について説明する。
上記構成の軸流送風機は、モータの駆動により羽根車4が回転されると、羽根車4の吸込領域Xと吹出領域Yとで圧力差が生じ、吸込領域Xから吹出領域Yに向けて空気が送り出される。
Next, the operation of the axial blower according to this embodiment will be described.
When the
そして、このとき羽根13の外周端縁R側において圧力面13d側から負圧面13e側へ回り込む空気流αにより発生する翼端渦βは、従来のものと同様に、羽根13の外周端部を半径方向の所定位置Qを起点として負圧面側に向けてV字状に折り曲げた折り曲げ部13cにより、空気流αの漏れ量が一定化されて、渦径の小型化及び安定化が行われる。また、翼端渦βは、回転方向後方の折り曲げ部13cの圧力面13d側において、所定位置Q以降で生じた剥離によって生じる縦渦δとの衝突により相互に打ち消し合うように作用する。
At this time, on the outer peripheral edge R side of the
一方、ベルマウス5と羽根車4と間においては、図2に矢印で示すように、羽根車4の外周側から吸い込まれる空気は、ベルマウス5の吸込側開口部51が大きな曲率半径の曲面で形成されていることにより、吸込側開口部51の曲面に沿って流れて吸い込まれる。
On the other hand, between the
また、第1絞り部52aの吸込側に第2絞り部52bが形成されていることにより絞り部52の吸い込み側が広がるため、羽根13の前縁13aの外周側からの気流の有効流入面積が増加する。このため、羽根車4に流入する気流の速度が低下し、羽根13の端部における気流の干渉音が軽減されるとともに損失が軽減されて効率が向上する。
Moreover, since the suction side of the
また、ベルマウス5の第1絞り部52aと羽根13の外周端縁Rとの間に形成されている必要最小限の寸法nの隙間gでは、図3に示すように、圧力面13dと負圧面13eとの圧力差が最大となる領域となるため非常に速い漏れ気流(ジェット気流J)が生じている。しながら、第2絞り部52bが形成されていることにより第1絞り部52aの軸方向寸法が従来に比し小さく形成されているので、第1絞り部52aと羽根13の外周端縁Rとのオーバラップ寸法が小さくなり、そこに生ずるジェット気流Jが従来のものより弱いものとなっている。このため、ジェット気流Jによる翼端渦βへの影響が少なくなって翼端渦βが小さくなり、軸流送風機の効率が上昇する。また、ジェット気流Jが遅くなるため、ジェット気流Jによる騒音が小さくなる。
Further, in the gap g having the minimum required dimension n formed between the
また、ベルマウス5の吸い込み側から吹出側にかけては、第2絞り部52bと第1絞り部52aとの2段階の絞り構造が形成されるが、この絞り構造は、加速型流路となり流路の圧力勾配が順勾配を形成するため、送風機の吹出側から吸込側への逆流が抑制される。
Further, a two-stage throttle structure of the
また、ベルマウス5と羽根車4と間における吹出側開口部53においては、吹出側開口部53が断面円錐状に広がるように構成されているので、羽根車4から径方向へ吹き出される空気が円錐状の吹出側開口部53に沿って流れ、スムーズな流れを実現している。
Moreover, in the blowing
以上のごとく、本実施の形態に係る軸流送風機によれば次のような効果を奏することができる。
(1)ベルマウス5と羽根13の外周端縁Rとの間には、運転中に羽根13の外周端縁Rがベルマウス5に接触しないようにするために、必要最小限の寸法nの隙間gを形成する第1絞り部52aが形成されているので、送風機の吹出領域Yと吸込領域Xとの仕切りを行うことができる。
As described above, according to the axial fan according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Between the
(2)必要最小限の寸法nの隙間gを形成する第1絞り部52aと羽根13の外周端縁Rとのオーバラップ寸法が小さくなるため、隙間gに生じるジェット気流Jは従来のものより弱くなり、翼端渦βへの影響が少なくなる。この結果、軸流送風機の効率が向上するとともにジェット気流Jによる騒音が小さくなる。
(2) Since the overlap dimension between the first narrowed
(3)羽根13の外周端縁Rとの間に必要最小限の寸法nの隙間を形成する第1絞り部52aの吸い込み側に第2絞り部52bが形成されているため、羽根車4に流入する気流の速度が低下し、気流の干渉音が軽減されるとともに損失が軽減されて効率が向上する。
(3) Since the
(4)また、ベルマウス5と羽根車4との隙間において、第2絞り部52bと第1絞り部52aとにより流路勾配が順勾配となる2段階の加速型流路が形成され形成されているため、ベルマウス5と羽根車4との隙間における逆流が抑制され、送風効率が向上する。
(4) Further, in the gap between the
(5)ベルマウス5の吹出側開口部53は断面円錐状に広がるように構成されているので、羽根車4からの径方向への吹き出しが円滑に行われる。
(6)羽根車4は、羽根13における後縁13bの外周端縁Rbの軸方向の位置が、ベルマウス5における第1絞り部52aと吹出側開口部53との境界位置に略一致するように配置されている。したがって、羽根車4から外周側に広がるように吹き出される吹出気流がベルマウス5の吹出側開口部53に沿うようになり、吹出気流が滑らかに減速するようになるので送風機の静圧向上を図ることができる。
(5) Since the blowout side opening 53 of the
(6) The
(7)羽根13の外周端部には負圧面側に折り曲げられた折り曲げ部13cが形成され、さらに、この折り曲げ部13cの半径方向の幅寸法Wが前縁13aから後縁13bに向け大きくなるように形成されているので、折り曲げ部13cによる翼端渦βの安定化作用と下流側への放出渦抑制作用とが加えられて送風機の効率向上及び低騒音化が行われる。
(7) A
(8)また、本発明に係る空気調和機及び換気扇は、上記のように構成された軸流送風機を送風装置として用いるので、軸流送風機の効率向上及び低騒音化にしたがって空気調和機及び換気扇の効率向上及び低騒音化が行われる。 (8) Moreover, since the air conditioner and ventilation fan which concern on this invention use the axial flow fan comprised as mentioned above as an air blower, according to the efficiency improvement and noise reduction of an axial flow fan, an air conditioner and a ventilation fan Efficiency and noise reduction.
(変形例)
上記実施の形態において以下のように変更することもできる。
・第2絞り部52bは、回転中心軸Oと平行な円筒状の面に形成されているが、図6に示すように、吸込側開口部51に向けて円錐状に広がる面に形成されているものとしてもよい。このように構成しても、送風機の吹出側から吸込側への逆流を防止することができる。また、羽根13の外周端縁Rとの間に必要最小限の寸法の隙間gを形成する第1絞り部52aとラップする羽根13の外周端縁Rの領域が小さくなるので、羽根13の圧力面13d側から負圧面13e側に漏れるジェット気流Jを遅くすることができる。これにより、送風機の効率を向上させることができるとともにジェット気流Jによる騒音を小さくすることができる。
(Modification)
The above embodiment can be modified as follows.
The
・前述の実施の形態において、吸込側開口部51は、大きな曲率半径の曲面に形成されているが、これを円錐状の面にしてもよい。
・吹出側開口部53は、前記実施の形態においては円錐状に形成されているが、これを円弧等の曲面で吹出側に広がるように形成することも可能である。ただしこのように構成した場合は、羽根13の後縁13bから吹き出される吹出気流の流れに対し曲面が突出してスムーズな気流の形成を阻害する恐れがある。この点円錐状とするとその恐れを回避することができる。
-In above-mentioned embodiment, although the suction
-Although the blowing
・先の実施の形態においては、羽根13の後縁13bの外周端縁Rbの軸方向の位置が、ベルマウス5における第1絞り部52aと吹出側開口部53の境界位置に略一致するように配置されているが、本発明はこのような位置に配置されていないものも包含する。ただし、後縁13bの外周端縁Rbの軸方向の位置が第1絞り部52aと吹出側開口部53の境界位置より吸込側になる場合は、後縁13bの外周端縁Rbから吹き出される半径方向に広がる気流が、第1絞り部52aと干渉して乱れを発生し送風音が上昇する恐れがある。また、後縁13bの外周端縁Rbの軸方向の位置が第1絞り部52aと吹出側開口部53の境界位置より吹出側になる場合は、後縁13bの外周端縁Rbから吹き出されて半径方向外方に広がる気流が、メインの吹出気流により誘発されて生じる誘発気流と干渉して送風音が上昇する恐れがある。
In the previous embodiment, the position in the axial direction of the outer peripheral edge Rb of the trailing
・本発明は、羽根13の外周端部に折り曲げ部13cを形成しないものにも適用することができるが、送風機の騒音低下及び効率向上の観点からは折り曲げ部13cの形成されているものの方が好ましい。
-Although this invention can be applied also to what does not form the bending
本発明に係る軸流送風機は、広い範囲の流量域において、ジェット気流による騒音及び動力の増加が軽減されるので、空気調和機の室外ユニットのみならず換気装置、空気清浄機などの各種機器に広く用いられる。 The axial blower according to the present invention reduces noise and power increase due to jet airflow in a wide range of flow rates, so it can be used not only for outdoor units of air conditioners but also for various devices such as ventilators and air purifiers. Widely used.
g…隙間、n…寸法、β…翼端渦、J…ジェット気流、O…回転中心軸、Q…(半径方向の)所定位置、R…外周端縁、Rb…(後縁の)外周端縁、W…幅寸法、X…吸込領域、Y…吹出領域、3…送風装置、4…羽根車、5…ベルマウス、13…羽根、13a…前縁、13b…後縁、13c…折り曲げ部、13d…圧力面、13e…負圧面、14…ハブ、51…吸込側開口部、52…絞り部、52a…第1絞り部、52b…第2絞り部、53…吹出側開口部。 g ... gap, n ... dimension, β ... blade tip vortex, J ... jet airflow, O ... rotation center axis, Q ... (radial direction) predetermined position, R ... outer edge, Rb ... outer edge Edge, W ... Width dimension, X ... Suction area, Y ... Blowout area, 3 ... Blower, 4 ... Impeller, 5 ... Belmouth, 13 ... Vane, 13a ... Front edge, 13b ... Rear edge, 13c ... Bending part , 13d ... pressure surface, 13e ... negative pressure surface, 14 ... hub, 51 ... suction side opening, 52 ... throttle part, 52a ... first throttle part, 52b ... second throttle part, 53 ... blowout side opening part.
Claims (7)
前記ベルマウスは、送風機の吸込側と吹出側とを仕切るように羽根の後縁側部分において羽根車の外周に対向して形成された絞り部と、この絞り部の吸込側を開口端に向かって拡開する吸込側開口部と、この絞り部の吹出側を開口端に向かって拡開する吹出側開口部とを有し、
前記絞り部は、運転中に羽根の外周端縁がベルマウスに接触しないようにベルマウスと羽根の外周端縁との間に必要最小限の寸法の隙間を形成する第1絞り部と、ベルマウスと羽根の外周端縁との間に前記必要最小限の寸法より大きな寸法の隙間を形成する第2絞り部とからなり、
さらに、前記第2絞り部は、回転中心軸と平行な円筒状の面に形成されている
ことを特徴とする軸流送風機。 An impeller in which a plurality of forward blades are provided on the outer peripheral surface of the hub, which is the center of rotation, and the outer periphery of the impeller so that the front edge side portion of the blade protrudes outward in the axial direction and the rear edge side portion of the blade is covered With a bell mouth provided in
The bell mouth is a throttle part formed to face the outer periphery of the impeller at the rear edge side part of the blade so as to partition the suction side and the blower side of the blower, and the suction side of the throttle part toward the opening end. A suction-side opening that expands, and a blow-off opening that widens the blow-out side of the throttle toward the opening end ;
The throttle portion may include a first throttle portion for forming a gap minimum dimension required between the outer peripheral edge of the bell mouth and the blade as the outer peripheral edge of the blade during operation does not contact the bell mouth, bell Ri Do and a second diaphragm portion which forms a gap of larger dimensions than said minimum dimensions between the outer peripheral edge of the mouse and the blade,
Furthermore, the said 2nd aperture | diaphragm | squeeze part is formed in the cylindrical surface parallel to a rotation center axis | shaft, The axial-flow fan characterized by the above-mentioned.
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