JPH0233495A - 多翼送風機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、燃焼用機器などに使用される多翼送風機に関
するものである。

従来の技術 従来、多翼送風機Ｂの羽根車１は、第７図および第８図
に示すように、円板状の主板２と中央に空気の流入口５
を有する円板状の副板４との間に断面が円弧状の翼３を
回転軸１０と平行に多数配列して構成され、この羽根車
１を渦巻型ケーシング６内に配置し、ケーシング６の外
部に固定したモータ７によって回転させて使用している
。また、羽根車１の翼３は、その翼枚数と内外径比（内
径／外径）の組みあわせは、第６図に示すように、翼枚
数が５４枚以下、内外径比が０．８０以下になるように
設定され、比較的、翼弦長さを長く取っていた。一方、
渦巻型ケーシング６は第８図に示すように、ケーシング
６内のケーシング通路８内を流れる流体の平均速度がケ
ーシング通路８内の各断面で一定になるように設計され
、使用する羽根車１が決まれば、そのケーシング６の半
径Ｒは、第８図に示すように、羽根車１の外周上を巻始
点ａとして巻終点すまで一定のケーシング拡大角αを持
ってひろがるようにし、その後、吐出口１１までは最終
半径Ｒ′の垂線を使用して設計していた（たとえば、Ａ
−Ｊ・ステバッフ著、草間秀俊・寺田進訳、「ターボ送
風機」、丸善、Ｐ２Ｓ５）　、これを、ケーシング６内
の任意の部分の半径Ｒと直径Ｄ２なる羽根車１の外周長
りおよびケーシング角度θとの関係で示すと、第９図の
ようになる。

第９図は横軸に羽根車１の外周長さＬおよびケーシング
角度θを取り、縦軸にケーシング６内の任意の部分の半
径Ｒを取って示したものであり、ケーシング拡大角α＝
一定としている。ここでケーシング角度θとは、第８図
のケーシング６において、ケーシング６の巻始点ａから
ケーシング６の任意の点Ｃまでの、ケーシング６の中心
０に対する角度を示す、なお、９はケーシング６に設け
た給気口、１１は吐出口、１２は舌部、１３は翼前縁、
１４は翼間通路、１５は翼後縁を示し、第８図は第７図
のローロ線断面図を示す。

第７Ｕｆ！Ｊおよび第８図に示す構成においてモータ７
が回転することで羽根車１が回転し、ケーシング６に設
けた給気口９から羽根車１内に吸引された空気は、羽根
車１の遠心力によって羽根車１の外周からケーシング通
路８内に流出した後、ケーシング６の内壁に沿って流れ
、吐出口１１からケーシング６外に吐出され送風機とし
て動作するものである。ここで、実線矢印は空気の流れ
を示す。

発明が解決しようとする課題 しかるに、第７図および第８図に示す構成の場合、前向
羽根で転向角が大きい多翼型の羽根車１では翼３の翼弦
長が長い場合、第１０図に示すように、翼前縁１３から
流入した空気流（同図実線矢印で示す）は、翼間通路１
４を通過する間、翼前縁１３付近では翼３の表面に沿っ
た流れになるものの翼後縁１５の付近では剥離を生じる
ようになり空力性能が低下するとともに騒音が上昇する
問題があった。また、羽根車１からケーシング通路８内
に吐出される流れは羽根車１の全周にわたって一定では
なく、舌部１２の付近では羽根車１の外周の接線方向に
近い流れとなり、吐出口１１に至るにしたがって、接線
方向より外方に向いた流れになるため、ケーシングの拡
大角αを一定に設計するとケーシング通路８内の円滑な
流れを阻害し、空力性能が低下する。また、この影響は
高速運転になるほど著しくなるものである。したがって
、従来の送風機は高速運転に対し°てＩｋＷｉな設計で
あるとはいえない問題があった。

本発明は、上記課題を解決するもので、羽根車およびケ
ーシングを誘導電動機の同期速度以上の高速運転に最適
な形状にして送ｍ機の性能を向上させ、小型かつ低騒音
の多翼送風機を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明は翼枚数ＺをＺ≧４５
とし、かつ内外径比νをν≧０．８８とした羽根車と、
ケーシングの巻始点から巻終点に至る間、少なくとも二
種類以上の拡大角で構成され、かつ、巻終点に至るほど
拡大角が大きくなる渦巻型ケーシングを備えて構成した
ものである。

作用 上記構成によって翼枚数を多くとり、かつ、内外径比を
翼枚数に応じて増加させているので、高速運転において
も翼間通路内での流れの剥離が抑えられ、高い空力性能
を得られるとともに翼−枚当たりの仕事、すなわち、翼
負荷を小さくできて、騒音の発生を抑制することができ
、また、翼弦長さが短くなるので、翼間通路が極端に細
長くなることもなく、翼間通路内での牽擦損失も抑える
ことができ、小型高性能かつ低騒音の送ａｍを得ること
ができる。さらに、ケーシングの拡大角を、ケーシング
の巻始点から巻終点に至る間、少なくとも二種類以上使
用し、しかもケーシングの巻始点での拡大角より巻終点
側の拡大角を大きくしたので、羽根車出口からケーシン
グ通路内への流れの流出が、羽根車の全周にわたって円
滑となり、高速運転に対して最適に設計された送風機を
得ることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例の多翼送風機の
断面図を示すもので、第２図は第１図のイーイ線断面図
を示す、多翼送風ＲＡは、第１図および第２図に示すよ
うに、渦巻型ケーシング２１内に配設された多翼型の羽
根車２２と、羽根車２２の外方位置に配設されたモータ
２３とで構成されたもので、羽根車２２は円板状の主板
２４と、中央に空気の流入口２５を有する円板状の副板
２６との間に断面が円弧状の翼２７を回転軸２８と平行
に多数配列して構成されており、羽根車２２の内径Ｄ１
と外径Ｄ２どの比である内外径比ν（＝ＤＩ　／Ｄ２　
）はν＝０．８８、翼２７の枚数は４５枚に設定され、
さらに羽根車２２の外周側面の表面積より円弧状の翼２
７の外面の面積の総和を大きくしている。

また、ケーシング２１は、その任意の部分の半径Ｒｏが
第３図に示すように構成さ・れている、第３図はケーシ
ング２１内の任意の部分の半径ＲＯと直径Ｄ２なる羽根
車２２の外周長しおよびケーシング角部θとの関係を示
したもので、横軸に羽根車２２の外周長さしおよびケー
シング角度θを取り、縦軸にケーシング２１内の任意の
部分の半径ＲＯを取って示す、ここでケーシング角度θ
とは、第２図においてケーシング２１の巻始点ａからケ
ーシング２１の任意の点Ｃまでの、ケーシング２１の中
心Ｏに対する角度を示す、すなわちケーシング通路２９
内の流路面積が比較的小さい間、すなわち、θ＝θ１ま
での範囲ではケーシング拡大角αをたとえばα＝６°と
し、以後のケーシング拡大角βをたとえばβ＝１０°す
なわち、αくβなる関係を持たせるとともに、ケーシン
グ２１の最終は最終ケーシング弧（ケーシング半径ＲＯ
′）の接線で構成している。

一方、モータ２３の構成は、羽根車２２の主板２４に羽
根車２２の内部に凹んだ凹部２４ａが形成され、この四
部２４ａに円板状の永久磁石３０を配置して回転子３１
とし、永久磁石３０と対向するケーシング２１の内面に
モータ２３の固定子３２を構成する複数の界磁コイル３
３を配置し、ケーシング２１における界磁コイル３３相
互の中央位置に固定部材４０を介して固定軸２８を取付
け、この回転軸２８に軸受３４を介して主板２４および
永久磁石３０を取付けている。なお、３５はケーシング
２１の給気口、３６は吐出口、３７は舌部、３８は翼間
通路、３９は翼後縁を示し、実線矢印は空気の流れを示
す。

上記構成において、ケーシング２１内の遠心型の羽根車
２２が回転することで、給気口３５を介して羽根車２２
内に吸引された空気は羽根車２２の遠心力によってケー
シング通路２９内に流出した後、ケーシング２１の壁内
面に沿って流れ、吐出口３６から吐出されて送風機とし
て動作する。このとき、翼２７の枚数は４５枚以上と多
くしているため、翼間通路３８が狭くなり、高い空力性
能が得られるとともに、高速運転でも翼間通路３８内に
おける翼後縁３９の近傍箇所の流れの剥離は抑えられて
、十分なオイラーヘッドが与えられ、多翼送鼠機全体と
しての同一仕事を達成するに際しても、翼２７の１枚当
りの仕事、すなわち、翼２７の負荷を小さくできるため
、発生騒音を抑制することができる。しかも、内外径比
νをν＝０．８８と大きくしているため、翼２７の長さ
が短くなり、したがって、翼間通路３８が長くなること
はなく、翼間道路３８の摩擦損失を小さくすることがで
きる。

一方、翼２７の出口の空気の流出方向は、舌部３７から
吐出口３６に至る間、羽根車２２の外周の接線に近い方
向から外方向に向かう流れに変化するが、これに対応す
るようにケーシング２１は、吐出口３Ｇの近傍の拡大角
βを舌部３７の近傍の拡大角αと比して大きくしている
ため、羽根車２２からケーシング通路２９内への流出流
れを円滑にすることができる。すなわち、上記、２つの
作用が相まって、空力性能を向上させることができると
同時に騒音を低減することができるものである。特に、
羽根車２２が誘導電動機の同期速度以上の高速運転にお
いて・、著しい効果が得られるものである。したがって
、多翼送風機Ａの性能の向上が図れて送風機の小型化が
実現できると同時に低騒音の送風機を得ることができる
ものである。

第４図に本発明の羽根車を使用した多翼送風機と従来の
ものとの空力性能の比較を、無次元特性を使用して示す
、また、第５図に翼枚数Ｚと空力性能との関係を実験的
に求めた結果を、無次元数である圧力係数ψとの関係で
示す、また、第６図は現在、市販されている羽根車の特
に翼枚数２と内外径比νの設定範囲と本発明の羽根車の
同設定範囲について示す、空力性能との関係を実験的に
求めた結果を、無次元数である圧力係数ψとの関係で示
す第５図は、縦軸に圧力係数比ψ／ψ０を取って示した
もので、ψは内外径比ν＝０．８８の羽積車について角
翼枚数での通常使用される動作点付近の圧力係数であり
、ψＧは翼枚数を変化させた時に得られた動作点付近の
圧力係数の最大値である。第５図に示すように空力性能
に対して翼枚数Ｚの最適な値が存在するものであるが、
第４図の結果から最大性能の約７５％程度まで枚数を増
減させても従来の羽根車以上の性能の性能を得ることが
できるものである。一方、第６図に示すように、本願の
設定範囲は、翼枚数Ｚについては第４図に示した結果か
ら、また、内外径比νについては製造上の加工と組み立
ての限界および翼弦長さが極端に短くなることによる性
能の低下を考慮して約０，９５を上限として設定したも
のである。すなわち、内外径比ν≧０，８８、翼枚数Ｚ
≧４５以上であれば高速運転に適した羽根車２２の形状
にすることができるものである。

上記実施例のケーシングは、その拡大角をα−６°、β
＝１０°の二種類で構成した例で説明したが、舌部３７
から吐出口３６に至る間、二種類以上の拡大角を設定し
、吐出口３６に至るにしたがって拡大角を大とすれば、
同様の効果が得られることは言うまでもない。

発明の効果 以上のように本発明の多翼送ｍ機によれば次のような効
果が得られる。

（１）ケーシングの拡大角を、ケーシングの巻始点から
巻終点に至る間、少なくとも二種類以上使用し、しかも
ケーシングの巻始点での拡大角より巻終点側の拡大角を
大きくすることによって羽根車からケーシング通路へ円
滑な流出をさせることができ、ケーシング内での損失を
軽減し、空力性能の向上と同時に低騒音化が実現できる
とともに、送風機を小型化することができる。

（２）羽根車を、翼枚数を４５枚以上とするとともに内
外径比を大きく設定することによって高速運転に最適で
空力性能が向上すると同時に低騒音の羽根車を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の多翼送風機の断面図、第２
図は第１図のイーイ線断面図、第３図は同多翼送風機の
ケーシングの拡大状態を示す図、第４図は同多翼送風機
の性能を従来のものと比較した特性図、第５図は同翼枚
数と空力性能を示す特性図、第６図は翼枚数と内外径比
の設定範囲を示す分布図、第７図は従来の多翼送風機の
断面図、第８図は第７図のローロ線断面図、第９図は同
ケーシングの拡大状態を示す図、第１０図は同翼面での
空気流の剥離状態を示す概略図である。 ２１・・・ケーシング、２２・・・羽根車、２７・・・
翼、α、β・・・拡大角、ａ・・・巻始点、ｂ・・・巻
終点、θ・・・ケーシング角度。 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第１図 ｑ 第２図 ｊゴ　ａｕ、ｙ （−清・−シ叶曖り 劃− 第５図 第６図 Ｗ枚数７ｃ教〕 ミＱ略壽 ミ 第９図 ＠転方向 ７一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１．翼枚数ＺをＺ≧４５とし、かつ内外径比νをν≧
   ０．８８とした羽根車と、ケーシングの巻始点から巻終
   点に至る間、少なくとも二種類以上の拡大角で構成され
   、かつ、巻終点に至るほど拡大角が大きくなる渦巻型ケ
   ーシングとを備えた多翼送風機。