JPH0765596B2 - 遠心送風機 - Google Patents

遠心送風機

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JPH0765596B2
JPH0765596B2 JP62334292A JP33429287A JPH0765596B2 JP H0765596 B2 JPH0765596 B2 JP H0765596B2 JP 62334292 A JP62334292 A JP 62334292A JP 33429287 A JP33429287 A JP 33429287A JP H0765596 B2 JPH0765596 B2 JP H0765596B2
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JP
Japan
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ring
fan
blade
outer diameter
centrifugal blower
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JP62334292A
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伊藤  功治
伸也 黒木
宏 福浦
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日本電装株式会社
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,空気調和装置などに用いられる,風量が大き
く,かつ騒音の少ない遠心送風機に関する。
〔従来技術〕
自動車用空気調和装置などに使用される遠心送風機は,
第8図及び第9図に示されるように,多数枚の翼10Aを
環状に配列すると共にその一端をリング2Aにより保持
し,その他端をボスプレート3に結合してファン1を構
成し,該ファン1を回転機4により駆動するものであ
る。
しかして,該遠心送風機においては,スクロールケーシ
ング5の入口51より矢印Kのように吸入された空気は,
回転するファン1によって矢印Lのように半径方向に流
出され,上記ケーシング5の出口52より矢印Mのように
送出される。また,上記ファン1は一般に合成樹脂で一
体成形されている。そして,従来,上記ファン1の翼10
Aは,第9図ないし第11図に示すごとく,その上方に突
出したリング2Aを有する。そして,このリング2Aは外周
面21A,内周面22Aを有する。また翼10Aの外周面101Aの上
方にはリング2Aの外周面21Aに至る傾斜部19Aを有する。
また,翼10Aは第9図にその寸法関係を示すごとく,ま
ずリング2Aは外径DR2,内径DR1を有する。そしてリング2
Aの内径DR1はファン1の外径DF2とほぼ同じである。な
お,ファン1の成形時の抜き勾配を配慮してDF2の方が
若干小さい。また,該ファン1の上方(リングとの結合
部)における内径DF1′は,その下方の内径DF1と同じで
あり,また該下方の外径DF2は前記リングの内径DR1と同
じである。つまり,翼10Aは同じ幅で,垂直に設けら
れ,その上方外側(翼の外方)にリング2Aを有するもの
である。なお,リング2Aの外周面21Aと翼の外面101Aと
の間には,上記のごとく,傾斜部19Aを有する。また,
第12図に示すごとく,翼10Aの出口角βは,ファンの
上方から下方まで同じである。
なお,第8〜11図において,符号41はファン1を回転機
の回転軸に取り付けるためのボルト,102Aは翼の内周面
である。
〔解決すべき問題点〕
しかしながら,かかる従来の遠心送風機においては,風
量を増加させるためにファンの外径DF2を大きくしよう
とすると,遠心送風機自体が大型となる。また,ファン
流出後の風量は,後述する第7図に点線矢印で示すごと
く,翼上方(リングとの結合部)においては少なく,ま
たその風量は例えば翼の上方と中央部とでは均一でな
い。また,翼の上方から下方全体を見ても,風量,風の
方向とも大きなバラツキがある。そして,かかる不均一
性は,送風時の騒音に大きな影響をもたらす。
本発明は,かかる従来の問題点に鑑み,風量が大きく,
かつ騒音の少ない遠心送風機を提供しようとするもので
ある。
〔問題点の解決手段〕
本発明は,大多数の翼を環状に配列すると共にその一端
をリングにより保持し,その他端をボスプレートに結合
してファンを構成し,該ファンは回転機により駆動する
ようになした遠心送風機であって, 上記ファンの外径は,リングとの結合部においては上記
リングの外径と同じであって翼の外周面とリングの外周
面とが一致しており,一方ボスプレートとの結合部にお
いては上記リングの内径と同じ又はこれより小さいこ
と,またその間の外径は回転軸方向に対して直線的に変
化していること, 更にリング部における翼の出口角β22は,5度以上でかつ
ボスプレート部における出口角β21より小さいこと, 及び翼の曲率半径はその軸方向に関して一定となしたこ
とを特徴とする遠心送風機にある。
即ち,本発明は,第1図及び第2図に示すごとく,ファ
ン1においてリング2との結合部における上方外径D
F2′が該リング2の外径DR2と等しく,またボスプレー
ト3との結合部における下方外径DF2が上記リング2の
内径DR1と同じであるか又はこれより小さいこと,上方
外径DF2′から下方外径DF2の間は直線で結ばれた形状で
あること,及びリング部(上端)における翼の出口角β
22が5度以上で,かつボスプレート部(下端)における
出口角β21より小さいことが最大の特徴である。なお,
ファン一体成形時の抜き勾配を考慮して,上記DF2はDR1
より若干小さくしておくことが望ましい。また,上記か
らも知られるごとく,翼の幅はほぼ同じなので,ファン
1の上方内径DF1′と下方内径DF1との差は,前記上方外
径DF2′と下方外径DF2の差と同じである(第1図)。そ
して,該ファン1は上方に拡開した形状を有する。ま
た,上記リング部とは翼の上方部を,ボスプレート部と
は翼の下方部をいう。
また,ファン上方におけるリング2と翼10の結合状態
は,第2図にないし第5図に示すごとく,翼10の上方に
おいて,その外周面101とリング2の外周面21とが一致
している。この点が本発明の1つの大きな特徴である
(第4,5図と前記従来の第10,11図とを比較参照)。
また,第2図に示すごとく,翼の曲率半径RBは,その軸
方向に関して一定となす。これは,一体成形による型抜
きを可能とするためである。即ち,これにより,実施例
に示すごとく,リング,翼,ボスプレートからなるファ
ンを一体成形する場合において,上下型割による一体成
形を可能にすることができる。
また,リング部における翼の出口角β22は,5度以上とな
し,かつボスプレート部における出口角β21よりも小さ
くすると共に,該ボスプレート部の出口角β21は20ない
し25度とすることが好ましい。このようにすれば,更に
風量の2%増大を図ることができる。なお,上記ボスプ
レート部の翼出口角β21はファンの高さにより制限され
ることもある。
また,翼の弦長Bwを一定になすこと,つまり,ファンの
上方内径DF1′と下方内径DF1とその間を直線で結び回転
軸方向に対して直線的に変化するよう構成することもで
きる。このようにすれば,ファンの流入面積〔上方内径
(DF1′)×π/4〕が拡大するので,リング付近の風
量が一層増大する。
〔作 用〕
本発明の遠心送風機においては,ファンにおけるリング
との結合部の外径がリングの外径と同じで一方ボスプレ
ートとの結合部の外径がリングの内径と同じであり,こ
の両外径の間は直線で結ばれており,またリング部にお
ける翼の出口角β22は5度以上とし,かつボスプレート
部における出口角β21より小さく形成してある。そのた
め、翼の最大外径がリングの外径まで拡大され,風量が
増大され,またファン流出後の風量分布が均一化され
る。
即ち,遠心送風機の送風は,ファンの回転に伴う遠心力
により翼間の空気塊が半径方向外側に移動することによ
って生ずる。したがって,ファンの風量Va∝N・(D
F2で表わされる(ここにNは回転数,DF2はファンの
外径)。
しかして,本発明においては,ファン外径はその上方が
リングの外径まで拡大されているので,上式により,リ
ング部付近の風量が増大する。また,下方のボスプレー
ト付近の風量は従来に比して若干小さくなる。
そして,本発明においては,リング部の翼出口角β22
上記のごとくボスプレート部の翼出口角β21より小さく
してあるので,風量が増大する。つまり,翼が空気に与
える運動エネルギーは,翼の流入,流出間の運動差であ
る。それ故,上記出口角β22を小さくすることにより,
流入,流出の方向差が大となり,運動量差も大となる。
即ち,上記出口角β22を小さくすることにより1回転当
たりに翼が空気に与えるエネルギーが増え,風量が増大
するのである。これによって,リング部付近の風量が増
大し,軸方向の風速分布が比較的均一化されるのであ
る。
上記のごとく,本発明において重要なことは,上記の風
量分布が従来に比して比較的均一化されていることであ
る。また,更に注目すべきことはその風の流出方向が従
来に比して水平方向に向かっていることである(後述第
7図参照)。
しかして,上記に関して,もしもファンの外径を単に上
下とも同じとした状態で拡大させたとしても,この場合
にはノーズギャップG(第3図)が一様に小さくなって
しまい,回転音が発生する。本発明では,ファンの外径
が上方から下方に向かって徐々に小さくなっているの
で,全体のノーズギャップを狹めることがなく,かかる
回転音が発生しない。
また,本発明においては,翼の曲率半径はその軸方向に
関して一定となしている。そのため,上記のごとくリン
グ,翼及びボスプレートからなるファンを一体成形する
場合における上下型割による一体成形を可能とすること
ができる。
〔効 果〕
上記のごとく,本発明によれば,前期従来ファンに比し
て,回転数同一の場合には,風量を増大させることがで
きる。また,ファンの吐出風速が,従来ファンに比し
て,ファンの上方ないし下方にかけて比較的均一化され
るので,騒音の最大原因である最大風速を小さくするこ
とができ,騒音の発生を低く抑えることができる。ま
た,前記ノーズギャップの全体を狹めることがないの
で,回転音の発生も少ない。更に,上記のごとく,翼の
曲率半径を一定とすることにより,上下型割によるファ
ンの一体成形を可能とする。
したがって,本発明によれば,風量が大きく,かつ騒音
の少ない,また上下型割によるファンの一体成形が可能
な,遠心送風機を提供することができる。
〔実施例〕
本発明の実施例にかかる遠心送風機を,第1図ないし第
5図を用いて説明する。
本例の遠心送風機は,前記従来遠心送風機に比して,そ
のファンの構造を変えたものである。したがって,この
点を中心に述べる。
本例のファン1は,リング2との結合部の外径DF2′が
リング2の外径をDR2と等しく,一方ボスプレート3と
の結合部の外径DF2がリング2の内径DR1と等しい。そし
て,翼10の弦長Bwは一定である。したがって,ファン1
の上方の内径DF1′と下方の内径DF1との差は,上記外径
DF2′とDF2と差と同じである。つまり,翼10は,その外
周面101と内周面102とが平行である。
また,翼10の上方にはリング2が設けられ(第4図),
該リング2の外周面21は翼の外周面101と同一面上にあ
り,リング2の内周面22は,翼10の内周面102より内方
に位置している。翼10の下方はボスプレート3と連結さ
れている。また,ファン1をその上面から見ると,第2
図に示すごとく,最外周にリング2があり,その下方に
翼10が見え,翼10内側の下端105はボスプレート3に連
結している。そして,該翼10の内側の上端は同図のD
F1′の曲線上にある。また翼10の外側の下端は同図のリ
ング内径DR1(即ち,DF2)の曲線上にあり,一方外側の
上端はリング外径DR2の曲線上にある。
また,同第2図に示すごとく,リング部における出口角
β22は,ボスプレート部における出口角β21より小さく
してある。また,第2図に示すごとく,翼10の曲率半径
RBは,その軸方向に関して一定としてある。
なお,上記のリング2,翼10,ボスプレート3からなるフ
ァン1は,合成樹脂を用いて一体成形したものである。
次に,上記ファン1を第1図に示すごとく回転機4に装
着して遠心送風機を構成する。そして,ファン1を回転
すると,空気は入口51より流入し,ファン1より流出
し,ケーシング5の出口52より排出される。
この回転時における送風状態が第7図に示されている。
同図の下方は翼の側面において,翼10の上方(リング
部)から下方(ボスプレート部)にかけて,風速がどの
ような状態になっているかを示すものである。同図の上
方は,翼10の上面における風の流れ状態を示すものであ
る。そして,実線が本発明を,点線が前記従来翼10Aに
関する状態を示している。また,矢印は流速とその方向
を示し,Vmはメリディアン速度(m/秒)を,C1,C2は絶対
速度を示している。
同図より知られるごとく,本発明のファンによれば,ま
ず翼の上方半分Uにおいては,従来のファンに比して風
速が増大し,またその方向は比較的水平方向へ向かって
いる。また,翼の下方半分Dにおいては,従来のファン
に比して,風速が若干低下しているもののその値は比較
的類似し,またその方向は比較的水平方向へ向かってい
る。そして,その最大風速Vmaxは従来ファンに比して低
下している。この最大風速Vmaxは騒音の主原因であるた
め,本発明のファンは騒音の発生が低いのである。
次に,上記遠心送風機において,ファンの上方外径D
F2′(=DR2)を下方外径DF2の1.03倍とし,DF2=140mm,
ファン上方内径DF1′=116m,ファン高さH=65mm,リン
グ部の翼出口角β22=5度,ボスプレートの翼出口角β
21=25度,リングの幅5mm,翼の幅12mmとし,送風特性を
測定した。また,従来ファンとして,翼の出口角β
(これは上方から下方まで同じ)を25度ファン外径14
0mm,ファン内径116mmと,上記と同様に測定した。その
結果を、第6図に示す。
この第6図は,風量Vaと送風機の全圧ΔP(水柱,45mmA
q)及び比騒音との関係を示すものである。このΔPと
は,送風機全体の圧力差(入口と出口の圧力差)をい
う。
同図において,右上がりの曲線Zはある通風抵抗を有す
る通風系(例えばカーエアコン)における,VaとΔPと
の関係を示す2次曲線である。
同図より知られるごとく,本例の遠心送風機によれば,
従来遠心送風機(点線曲線)に比して,同じ通風抵抗の
下では,大略5%の風量向上を得ることができる。更
に,本例の遠心送風機によれば,従来遠心送風機に比し
て約1dBの騒音低下を図ることができる。
上記のごとく,本例の遠心送風機によれば,風量の増大
を図ることができると共に騒音発生を少なくすることが
できる。また,上記ファン1は合成樹脂を用いて一体成
形してあるが,翼10の曲率半径RBはその軸方向に関して
一定としてある。そのため,上下型割による一体成形を
容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第7図は本発明の実施例を示し,第1図は
遠心送風機の一部欠さい側面図,第2図はファン部分の
平面図と寸法関係を示す図,第3図は遠心送風機の平面
図,第4図はファン上方部の斜視図,第5図は翼とリン
グの状態を示す図,第6図及び第7図は送風特性を示す
図,第8図ないし第11図は比較例を示し,第8図は遠心
送風機の平面図,第9図はその一部欠さい側面図,第10
図はファン上方部の斜視図,第11図は翼とリングの状態
を示す図,第12図は翼の出口角を示す図である。 1……ファン, 10……翼, 2,2A……リング, 3……ボスプレート, 4……回転機, 5……スクロールケーシング, DF1……ファン下方内径, DF1′……ファン上方内径, DF2……ファン下方外径, DF2′……ファン上方外径, DR1……リング内径, DR2……リング外径, β21……ボスプレート結合部の翼出口角, β22……リング結合部の翼出口角,

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多数枚の翼を環状に配列すると共にその一
    端をリングにより保持し,その他端をボスプレートに結
    合してファンを構成し,該ファンは回転機により駆動す
    るようになした遠心送風機であって, 上記ファンの外径は,リングとの結合部においては上記
    リングの外径と同じであって翼の外周面とリングの外周
    面とが一致しており,一方ボスプレートとの結合部にお
    いては上記リングの内径と同じ又はこれより小さいこ
    と,またその間の外径は回転軸方向に対して直線的に変
    化していること, 更にリング部における翼の出口角β22は,5度以上でかつ
    ボスプレート部における出口角β21より小さいこと, 及び翼の曲率半径はその軸方向に関して一定となしたこ
    とを特徴とする遠心送風機。
  2. 【請求項2】ボスプレートにおける翼の出口角β21は,2
    0ないし25度であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載の遠心送風機。
JP62334292A 1987-12-28 1987-12-28 遠心送風機 Expired - Lifetime JPH0765596B2 (ja)

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JP62334292A JPH0765596B2 (ja) 1987-12-28 1987-12-28 遠心送風機

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JPH01177498A JPH01177498A (ja) 1989-07-13
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JP2003090298A (ja) * 2001-09-17 2003-03-28 Nippon Soken Inc 遠心ファン
JP4317676B2 (ja) * 2002-03-26 2009-08-19 東芝キヤリア株式会社 空気調和機用ターボファン
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