JP5890972B2 - Centrifugal fan impeller - Google Patents
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Description
本発明は、遠心ファン用羽根車に関する。 The present invention relates to an impeller for a centrifugal fan.
従来から、例えば空調用設備における熱交換器に空気を送風させる遠心ファン用羽根車が公知である(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, for example, an impeller for a centrifugal fan that blows air to a heat exchanger in an air conditioning facility is known (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1に記載された遠心ファン用羽根車では、径方向内側から外側に延びる羽根における回転方向の反対側(湾曲内側)の径方向外側端部に補強板を接合することにより、羽根の強度を向上させている。 In the centrifugal fan impeller described in Patent Document 1, a reinforcing plate is joined to the radially outer end of the blade extending from the radially inner side to the outer side on the opposite side (curved inner side) of the rotational direction. Strength is improved.
しかしながら、かかる従来の遠心ファン用羽根車では、回転する羽根の表面および裏面に沿って流れる空気流れを考慮していないため、駆動源の回転運動エネルギーを送風のエネルギーへ変換する全圧効率(以下、一般的な「送風機効率」とも呼ぶ)が低下するおそれがあった。 However, in such a conventional centrifugal fan impeller, since the air flow flowing along the front and back surfaces of the rotating blades is not taken into consideration, the total pressure efficiency (hereinafter referred to as the kinetic energy of the driving source) is converted into the energy of the air blow. , Also called general “blower efficiency”).
そこで、本発明は、かかる従来の問題点に鑑みて、軽量化、高強度および安価なコストを維持しつつ、駆動源の回転運動エネルギーを送風のエネルギーへ変換する送風機効率を向上させることができる遠心ファン用羽根車を提供するものである。 Therefore, in view of such conventional problems, the present invention can improve the efficiency of the blower that converts the rotational kinetic energy of the drive source into the energy of the air while maintaining the weight reduction, the high strength, and the low cost. An impeller for a centrifugal fan is provided.
本発明に係る遠心ファン用羽根車は、駆動源に接続された主板と、該主板から所定間隔をおいて対向配置されると共に吸込口を有する側板と、これらの主板および側板の間に周方向に沿って所定間隔をおいて複数配置された羽根と、を備え、前記羽根は鋼板パネルで形成され、それぞれの羽根は、平面視で回転方向側が凸になるように湾曲した遠心ファン用羽根車である。前記羽根における径方向内側と径方向外側とに、羽根の回転方向の反対側に向けて凹む凹部が一体形成され、前記径方向外側に形成された凹部は、少なくとも径方向外側端に内側壁を備え、前記径方向外側の凹部を流れる空気が、前記内側壁に当たり、空気の剥離が該内側壁の径方向外側に発生する。 An impeller for a centrifugal fan according to the present invention includes a main plate connected to a drive source, a side plate opposed to the main plate at a predetermined interval and having a suction port, and a circumferential direction between the main plate and the side plate. A plurality of blades arranged at predetermined intervals along the blades, the blades are formed of steel plate panels , and each blade is a centrifugal fan impeller that is curved so that the rotation direction side is convex in a plan view. is there. A concave portion that is recessed toward the opposite side of the rotational direction of the blade is integrally formed on the radially inner side and the radially outer side of the blade, and the recessed portion formed on the radially outer side has an inner wall at least on the radially outer end. The air flowing through the concave portion on the outer side in the radial direction hits the inner side wall, and separation of the air occurs on the outer side in the radial direction of the inner side wall.
本発明に係る遠心ファン用羽根車によれば、羽根の表面を流れる空気が剥離する剥離部の面積が小さくなり、駆動源の回転運動エネルギーを送風のエネルギーへ変換する送風機効率を向上させることができる。また、鋼板パネルからなる羽根に径方向内側と径方向外側とにプレス成形によって凹部を一体形成しているため、軽量化、高強度および安価なコストを維持することができる。 According to the impeller for a centrifugal fan according to the present invention, the area of the peeling portion where the air flowing on the surface of the blade peels is reduced, and the efficiency of the blower that converts the rotational kinetic energy of the drive source into the energy of the air blow can be improved. it can. Moreover, since the recessed part is integrally formed by the press molding in the radial direction inner side and radial direction outer side to the blade | wing which consists of a steel plate panel, weight reduction, high intensity | strength, and inexpensive cost can be maintained.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1,2に示すように、本実施形態による遠心ファン用羽根車1は、下側に配置された円盤状の主板3と、該主板3から上方(羽根車1の回転軸方向)に向けて所定間隔をおいて対向配置されると共に中央に吸込口5を有する円盤状の側板7と、これらの主板3および側板7の間に周方向に沿って所定間隔をおいて複数配置された羽根9と、を備えている。これらの主板3、側板7および羽根9は全て鋼板パネルをプレス成形して形成されており、それぞれが溶接やカシメ等によって結合されて一体になっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the centrifugal fan impeller 1 according to the present embodiment has a disk-shaped
前記主板3の中央部は上方に突出する円環部11に形成され、該円環部11の中央には、図外のブッシュおよび駆動源のモータが接続される取付口13が設けられている。
A central portion of the
また、前記側板7は円環状に形成され、中央には空気を取り入れる前記吸込口5が形成されている。この吸込口5は上方に向けて屈曲している。
The
前記羽根9は、図3に示すように、複数枚(本実施形態では7枚)配設されている。それぞれの羽根9は、径方向内側から径方向外側に向けて延びており、回転方向となる時計回り方向側が凸になるように一定の曲率をもって湾曲して形成されている。以下、本明細書では、羽根9の湾曲外側を表面側、湾曲内側を裏面側とも呼ぶことにする。
As shown in FIG. 3, a plurality of the blades 9 (seven in this embodiment) are arranged. Each
また、図2(a)(b)および図4に示すように、羽根9の外形は略矩形状に形成されており、羽根9の外周縁部に沿って正面視略矩形状の凹部10がプレス成形によって全周に亘って連続して形成されている。具体的には、前記凹部10は、図2(b)に示すように羽根9の回転方向の反対側に向けて凹んでいる。換言すれば、羽根9における湾曲内側の裏面側に向けて凹む形状になっている。また、前記凹部10は、図4に示すように、径方向内側に配設されて上下方向(羽根9の回転軸方向)に延びる内側凹部21と、径方向外側に配設されて上下方向に延びる外側凹部23と、これらの内側凹部21および外側凹部23の上端同士を結ぶ上側凹部25と、内側凹部21および外側凹部23の下端同士を結ぶ下側凹部27と、から正面視略矩形状に形成されている。内側凹部21は上下方向に沿って直線状に延び、外側凹部23は下方に向かうに従って径方向内側に傾斜して直線状に延びる。下側凹部27は径方向に沿って直線状に延び、上側凹部25は径方向中央が下方に湾曲している。なお、図2(b)に示すように、羽根車1が回転して羽根9の表面および裏面を空気Aが流れる場合に、湾曲外側の表面側の方が湾曲内側の裏面側よりも圧力が高い高圧側となる。
Further, as shown in FIGS. 2A and 2B and FIG. 4, the outer shape of the
以上の構成を有する遠心ファン用羽根車1においては、側板7に設けた吸込口5から空気Aを取り入れたのち、複数の羽根9の間を通って径方向外側に空気Aが排出される。
In the centrifugal fan impeller 1 having the above-described configuration, after taking in air A from the
次いで、比較例による遠心ファン用羽根車について説明する。なお、本実施形態による遠心ファン用羽根車と同一構成部位については同一符号を付して説明を省略する。 Next, a centrifugal fan impeller according to a comparative example will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component same as the impeller for centrifugal fans by this embodiment, and description is abbreviate | omitted.
図5,6に示すように、比較例による遠心ファン用羽根車101は、本実施形態とほぼ同一構造に構成されているが、羽根109の形状が異なる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
具体的には、図6(a)(b)に示すように、羽根109の外周縁部の全周に亘って凹部110が形成されている。即ち、この凹部110は、径方向内側に配設されて上下方向(羽根の回転軸方向)に延びる内側凹部121と、径方向外側に配設されて上下方向に延びる外側凹部123と、これらの内側凹部121および外側凹部123の上端同士を結ぶ上側凹部125と、内側凹部121および外側凹部123の下端同士を結ぶ下側凹部127と、から正面視略矩形状に形成されている。ただし、凹部110は、羽根109の回転方向側となる表面側に向けて凹んでいるため、この凹む方向は、本実施形態とは逆の方向である。
Specifically, as shown in FIGS. 6A and 6B, the
次に、本実施形態と比較例とを対比させて、羽根の表面を流れる空気流れについて説明する。なお、図2(b)で説明したように、羽根の表面側の方が高圧になり、後述する送風機効率への寄与率が高いため、表面側における空気流れについて説明する。 Next, the air flow which flows on the surface of a blade | wing is demonstrated by contrasting this embodiment and a comparative example. As described with reference to FIG. 2B, the air flow on the surface side will be described because the blade side has a higher pressure and has a higher contribution rate to the fan efficiency described later.
本実施形態では、図7の一点鎖線で囲った外側凹部23に空気の剥離部31が発生する。具体的には、図8の矢印に示すように、羽根9における表面33を径方向外側に向けて移動した空気Aは、外側凹部23内に向けて若干回り込み、外側凹部23の径方向外側端において外側凹部23の内側壁23aに当たり空気Aが剥離を起こす。しかし、図7に示すように、剥離部31の位置は、後述する比較例に比べ径方向外側端方向に移動するため、空気動力に寄与する羽根の有効面積が拡大する。また、内側凹部21には剥離部が発生しないため、剥離部の減少による摩擦力の低減もあり、性能が向上する。
In the present embodiment, an
一方、比較例では、図9の一点鎖線で囲った内側凹部121と外側凹部123に空気Aの剥離部135,137が発生する。具体的には、図10の矢印に示すように、羽根109における表面133を径方向外側に向けて移動した空気Aは、内側凹部121の裏面側(回転方向側)の壁121aに当たり空気Aが剥離を起こす。また、外側凹部123においても、内側凹部121の裏面側(回転方向側)の壁に当たり空気Aが剥離を起こす。従って、図9に示すように、剥離を起こさないで通常の流れとなる有効面積が本実施形態よりも小さくなる。
On the other hand, in the comparative example,
図11に示すように、本発明に係る羽根車の方が比較例よりも、通常使用範囲における風量に対する静圧が大きくなる。 As shown in FIG. 11, the impeller according to the present invention has a higher static pressure with respect to the air volume in the normal use range than the comparative example.
また、図12に示すように、本発明に係る羽根車の方が比較例よりも、通常使用範囲における風量に対する全圧効率が大きくなる。ここで、全圧効率(%)とは、JIS B8330「送風機の試験および検査方法」に基づくものであって、全圧空気動力(kW)÷軸動力(kW)で定義される。全圧空気動力は、羽根から排出される空気が有する風のエネルギーであり、軸動力は、駆動源によって羽根を回転させるエネルギーである。即ち、全圧効率は、駆動源の回転運動エネルギーを送風のエネルギーへ変換する効率であり、全圧効率が高いほど省エネとなる。 Also, as shown in FIG. 12, the impeller according to the present invention has a greater total pressure efficiency with respect to the air volume in the normal use range than the comparative example. Here, the total pressure efficiency (%) is based on JIS B8330 “Blower Test and Inspection Method” and is defined by total pressure aerodynamic power (kW) ÷ shaft power (kW). The total-pressure aerodynamic power is the energy of the wind of the air discharged from the blades, and the axial power is the energy that rotates the blades by the drive source. That is, the total pressure efficiency is an efficiency for converting the rotational kinetic energy of the driving source into the energy of the air blow, and the higher the total pressure efficiency, the more energy is saved.
ところで、本発明は、前記実施形態に例をとって説明したが、この実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。 By the way, although this invention was demonstrated taking the example for the said embodiment, various changes are possible in the range which is not restricted to this embodiment and does not deviate from the summary of this invention.
次いで、本実施形態による作用効果を説明する。 Next, the function and effect of this embodiment will be described.
(1)本実施形態による遠心ファン用羽根車1は、駆動源に接続された主板3と、該主板3から所定間隔をおいて対向配置されると共に吸込口5を有する側板7と、これらの主板3および側板7の間に周方向に沿って所定間隔をおいて複数配置された羽根9と、を備え、前記羽根9は鋼板パネルをプレス成形して形成され、それぞれの羽根9は、平面視で回転方向側が凸になるように湾曲している。前記羽根9における径方向内側と径方向外側とに、羽根9の回転方向の反対側に向けて凹む内側凹部21と外側凹部23をプレス成形によって一体形成している。
(1) A centrifugal fan impeller 1 according to the present embodiment includes a
従って、羽根9の表面33を流れる空気Aが剥離する剥離部31の面積が小さくなって空気流れの損失が減少し、駆動源の回転運動エネルギーを送風のエネルギーへ変換する送風機効率を向上させることができる。また、鋼板パネルからなる羽根9に内側凹部21と外側凹部23をプレス成形によって一体形成しているため、軽量化、高強度および安価なコストを維持することができる。
Therefore, the area of the
(2)前記羽根9の凹部10は、羽根9における外周縁部の全周に亘って形成されている。従って、羽根9の強度がさらに高くなり、羽根車1の耐久性が向上する。
(2) The
1…遠心ファン用羽根車
3…主板
5…吸込口
7…側板
9…羽根
10…凹部
21…内側凹部(凹部)
23…外側凹部(凹部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
23 ... Outer recess (recess)
Claims (2)
前記羽根における径方向内側と径方向外側とに、羽根の回転方向の反対側に向けて凹む凹部が一体形成され、
前記径方向外側に形成された凹部は、少なくとも径方向外側端に内側壁を備え、
前記径方向外側の凹部を流れる空気が、前記内側壁に当たり、空気の剥離が該内側壁の径方向外側に発生することを特徴とする遠心ファン用羽根車。 A main plate connected to the drive source, a side plate opposed to the main plate at a predetermined interval and having a suction port, and a plurality of the main plate and the side plate are arranged at a predetermined interval along the circumferential direction. Each blade is formed of a steel plate panel , and each blade is a centrifugal fan impeller that is curved so that the rotational direction side thereof is convex in plan view,
In a radially inner and radially outer of the vane, recess recessed toward the opposite side of the rotational direction of the blades are integrally formed,
The recess formed on the radially outer side includes an inner wall at least on the radially outer end,
An impeller for a centrifugal fan, wherein air flowing in the radially outer recess hits the inner wall, and air separation occurs on the radially outer side of the inner wall.
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