JPH06307396A - 軸流羽根車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸流羽根車の外周側からの吸込流の翼端部へ
の無衝突流入と、圧力面から負圧面への回り込む漏れ流
れの円滑な回り込みを可能ならしめることによって空力
性能の向上と騒音の低減を図る。 【構成】 回転軸枢支用のハブ７の外周に複数枚の羽根
８,８・・を有する軸流羽根車において、前記各羽根８
の外周翼端における断面形状を、前縁側に位置して圧力
面８a側にのみ凸状のアールを有する片面アール形状部
９と該片面アール形状部９に連続する後縁側の円弧形状
部１０とを備えて構成するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、軸流羽根車に関し、
さらに詳しくは空気調和機の室外機用として用いるに最
適な送風機の軸流羽根車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、空気調和機の室外機としては、
図５に示すように、ケーシング１内に断面コ字状の熱交
換器２を配置し、該熱交換器２の前面側に軸流ファン３
を配設して構成されたものが良く知られている。符号４
はファンモータ、５はファンガイドである。上記のよう
な構成の室外機において使用される軸流ファン３は、図
５に矢印で示すように軸流方向からだけでなく、外周側
からもかなりの空気を吸い込んでいるという事実が良く
知られている。

【０００３】前記軸流ファン３は、図６に示す構造の羽
根車６を備えており、該羽根車６は、回転軸枢支用のボ
ス７の外周に複数枚(例えば、４枚)の羽根８,８・・を
備えて構成されており、各羽根８の外周翼端の断面形状
は、前縁側から後縁側にかけと同じ形状とされている。
例えば図７(イ)および図８(イ)に示すように、負圧面８
bのみにアールを有する断面形状、あるいは図７(ロ)お
よび図８(ロ)に示すように、圧力面８aと負圧面８bの両
方にアールを有する断面形状とされていることが多い。
なお、特開平３ー１３０５９７号公報には、軸流ファン
の一種である斜流ファンの羽根車において羽根のチップ
部の断面を円弧形状(即ち、圧力面と負圧面との両方に
アールを有する断面形状)となすようにしたものが開示
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、軸流羽根車
６の各羽根８における前縁側での外周側からの吸込流れ
Ｆは、図７(イ)、(ロ)に示すように、軸方向の速度成分
Ｆaをもって羽根車内へ流入することとなっているた
め、翼端部の圧力面８aにおいて流れが剥離する剥離域
Ｅが生じてしまい、ファンの空力性能を劣化させたり、
騒音レベルを上昇させる原因となっていた。また、各羽
根８の後縁側(特に、ファンガイド５にかかっている部
分)では、圧力面８a側から負圧面８b側に回り込む漏れ
流れＦ′が生じるが、この部分にも図８(イ)、(ロ)に示
すように、負圧面８bにアールがついた形状とされてい
るため、負圧面８b側において流れが剥離する剥離域Ｅ
が生じることとなり、ファンガイド５と干渉して騒音を
発生するという問題がある。

【０００５】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、軸流羽根車の外周側からの吸込流の翼端部への無
衝突流入と、圧力面から負圧面へ回り込む漏れ流れの円
滑な回り込みを可能ならしめることによって空力性能の
向上と騒音の低減を図ることとを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記課題を解決するための手段として、図面に示すよう
に、回転軸枢支用のハブ７の外周に複数枚の羽根８,８
・・を有する軸流羽根車において、前記各羽根８の外周
翼端における断面形状を、前縁側に位置して圧力面８a
側にのみ凸状のアールを有する片面アール形状部９と該
片面アール形状部９に連続する後縁側の円弧形状部１０
とを備えて構成するようにしている。

【０００７】請求項２の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項１記
載の軸流羽根車において、前記片面アール形状部９を負
圧面８b側に湾曲せしめるようにしている。

【０００８】請求項３の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項１あ
るいは２記載の軸流羽根車において、前記片面アール形
状部９における翼厚さの中心線Ｏの圧力面８aからの傾
き角度θを１０°〜４０°の範囲に設定するようにして
いる。

【０００９】

【作用】請求項１の発明では、上記手段によって次のよ
うな作用が得られる。

【００１０】即ち、羽根８の前縁側においては、羽根８
の外周側から吸い込まれる軸方向速度成分Ｆaをもった
吸込流れＦの一部が片面アール形状部９に案内されて圧
力面８a側へ円滑に誘導されることとなるところから、
ほぼ無衝突状態で翼端部へ流入することとなるととも
に、羽根８の後縁側においては、圧力面８aから負圧面
８bに回り込む漏れ流れＦ′が円弧形状部１０に滑らか
に案内されることとなる。

【００１１】請求項２の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００１２】即ち、羽根８の外周側から吸い込まれる軸
方向速度成分Ｆaをもった吸込流れＦが圧力面８a側へよ
り一層円滑に誘導されることとなる。

【００１３】請求項３の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００１４】即ち、片面アール形状部９における翼厚さ
の中心線Ｏの圧力面８aからの傾き角度θ(＝１０°〜４
０°)が羽根８の外周側から吸い込まれる吸込流れＦの
流れ方向に近付くこととなるため、羽根８の翼端部への
無衝突流入が達成されることとなる。

【００１５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、回転軸枢支用
のハブ７の外周に複数枚の羽根８,８・・を有する軸流
羽根車において、前記各羽根８の外周翼端における断面
形状を、前縁側に位置して圧力面８a側にのみ凸状のア
ールを有する片面アール形状部９と該片面アール形状部
９に連続する後縁側の円弧形状部１０とを備えて構成し
て、羽根８の前縁側においては、羽根８の外周側から吸
い込まれる軸方向速度成分Ｆaをもった吸込流れＦの一
部を圧力面８a側へ円滑に誘導して無衝突状態で翼端部
へ流入し得るようにするとともに、羽根８の後縁側にお
いては、圧力面８aから負圧面８bに回り込む漏れ流れ
Ｆ′を円弧形状部１０によって滑らかに案内し得るよう
にしたので、従来生じていた前縁側における圧力面８a
での剥離発生と、後縁側における負圧面８bでの剥離発
生とがともに防止できることとなり、ファンとしての空
力性能の向上および運転音の低減が図れるという優れた
効果がある。

【００１６】請求項２の発明によれば、請求項１記載の
軸流羽根車において、片面アール形状部９を負圧面側に
湾曲せしめるようにしたので、羽根８の外周側から吸い
込まれる軸方向速度成分Ｆaをもった吸込流れＦの一部
が圧力面８a側へより一層円滑に誘導され易くなり、負
圧面８bでの剥離発生がより一層抑制されて空力性能向
上効果および騒音低減効果が一層図れるという優れた効
果がある。

【００１７】請求項３の発明によれば、請求項１あるい
は２記載の軸流羽根車において、片面アール形状部９に
おける翼厚さの中心線Ｏの圧力面８aからの傾き角度を
１０°〜４０°の範囲に設定して、前記傾き角度θ(＝
１０°〜４０°)が羽根８の外周側から吸い込まれる吸
込流れＦの流れ方向に近付くようにしたので、羽根８の
翼端部への無衝突流入が効果的に達成されることとな
り、負圧面８bでの剥離発生がより一層抑制されて空力
性能向上効果および騒音低減効果が一層図れるという優
れた効果がある。

【００１８】

【実施例】以下、添付の図面(図１ないし図３)を参照し
て本願発明の幾つかの好適な実施例を説明する。

【００１９】実施例１ 図１および図２には、本願発明の実施例１にかかる軸流
羽根車における羽根外周翼端の断面形状が示されてい
る。本実施例は、請求項２および３の発明に対応するも
のである。

【００２０】本実施例の軸流羽根車は、空気調和機の室
外機において送風機として使用されるものであり、その
全体構造は、従来技術の項において既に説明したものと
同構造とされている(図５および図６参照)。

【００２１】そして、本実施例にかかる軸流羽根車の各
羽根８の外周翼端における断面形状は、前縁側に位置し
て圧力面８a側にのみ凸状のアールを有する片面アール
形状部９と該片面アール形状部９に連続する後縁側の円
弧形状部１０とを備えて構成されており、前記片面アー
ル形状部９は、負圧面８b側へ少しだけ湾曲せしめられ
ている。

【００２２】上記のように構成したことにより、羽根８
の前縁側においては、羽根８の外周側から吸い込まれる
軸方向速度成分Ｆaをもった吸込流れＦの一部が片面ア
ール形状部９に案内されて圧力面８a側へ円滑に誘導さ
れ、無衝突状態で翼端部へ流入せしめられることとなる
とともに、羽根８の後縁側においては、圧力面８aから
負圧面８bに回り込む漏れ流れＦ′が円弧形状部１０に
よって滑らかに案内されることとなる。従って、従来生
じていた前縁側における圧力面８aでの剥離発生と、後
縁側における負圧面８bでの剥離発生とがともに防止で
きることとなり、ファンとしての空力性能の向上および
運転音の低減が図れることとなるのである。

【００２３】ちなみに、前記片面アール形状部９におけ
る翼厚さの中心線Ｏの圧力面８aからの傾き角度θ(°)
を種々変化させて、その時の羽根車の比騒音Ｓ(dＢＡ)
を調べたところ、図４に示す結果が得られた。

【００２４】これによれば、前記傾き角度θが１０°〜
４０°の範囲において比騒音Ｓの低減効果が十分に得ら
れることが判明した。このことは、傾き角度θが羽根８
の外周側から吸い込まれる吸込流れＦの流れ方向に近付
き、羽根８の翼端部への無衝突流入が効果的に達成され
たことを表している。よって、前記傾き角度θを１０°
〜４０°の範囲に設定するのが望ましいのである。

【００２５】実施例２ 図３には、本願発明の実施例２にかかる軸流羽根車にお
ける羽根外周翼端の前縁側断面形状が示されている。本
実施例は、請求項１および３の発明に対応するものであ
る。

【００２６】本実施例の場合、羽根８における片面アー
ル形状部９は負圧面８b側に湾曲されていない。このよ
うに構成しても、羽根８の外周側からの吸込流れＦの一
部を圧力面８a側へ円滑に誘導する作用は十分に達成で
きる。その他の構成および作用効果は実施例１と同様な
ので重複を避けて説明を省略する。

【００２７】本願発明は、上記各実施例の構成に限定さ
れるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て適宜設計変更可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例１にかかる軸流羽根車の前縁
側における外周翼端断面形状を示す部分断面図(即ち、
図６におけるＸ−Ｘ断面相当図)である。

【図２】本願発明の実施例１にかかる軸流羽根車の後縁
側における外周翼端断面形状を示す部分断面図(即ち、
図６におけるＹ−Ｙ断面相当図)である。

【図３】本願発明の実施例２にかかる軸流羽根車の前縁
側における外周翼端断面形状を示す部分断面図(即ち、
図６におけるＸ−Ｘ断面相当図)である。

【図４】本願発明の実施例１にかかる軸流羽根車におけ
る性能テスト結果を示す特性図である。

【図５】一般の空気調和機の室外機の横断平面図であ
る。

【図６】図５の室外機に用いられている軸流ファンにお
ける羽根車の斜視図である。

【図７】(イ)、(ロ)は二つの従来例を示す図６のＸ−Ｘ
拡大断面図である。

【図８】(イ)、(ロ)は二つの従来例を示す図６のＹ−Ｙ
拡大断面図である。

【符号の説明】

７はハブ、８は羽根、８aは圧力面、８bは負圧面、９は
片面アール形状部、１０は円弧形状部、Ｏは中心線、θ
は傾き角度。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸枢支用のハブ(７)の外周に複数枚
   の羽根(８),(８)・・を有する軸流羽根車であって、前
   記各羽根(８)の外周翼端における断面形状が、前縁側に
   位置して圧力面(８a)側にのみ凸状のアールを有する片
   面アール形状部(９)と該片面アール形状部(９)に連続す
   る後縁側の円弧形状部(１０)とを備えて構成されている
   ことを特徴とする軸流羽根車。
2. 【請求項２】 前記片面アール形状部(９)が負圧面(８
   b)側に湾曲せしめられていることを特徴とする前記請求
   項１記載の軸流羽根車。
3. 【請求項３】 前記片面アール形状部(９)における翼厚
   さの中心線(Ｏ)の圧力面(８a)からの傾き角度(θ)が１
   ０°〜４０°の範囲に設定されていることを特徴とする
   前記請求項１あるいは２記載の軸流羽根車。