JPH08247091A - 遠心送風機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気調和機などに用いられる遠心送風機に関
し、羽根車出口における気流速度分布が主板側に偏在す
ることに起因する送風性能の劣化と乱流騒音の増加現象
を改善する。 【構成】 主板１０近傍の羽根板断面の羽根出口角β2h
に対して側板１１に接する羽根板断面の羽根出口角β2s
をβ2h＋５゜≦β2s≦β2h＋１５゜の範囲内に設定し、
主板１０近傍から側板１１に接する部分までの羽根板９
の断面形状を連続的に変化させ、かつ、主板１０近傍の
羽根板断面から側板１１に接する羽根板断面までの羽根
取付角の平均値γo を４３゜≦γo ≦４６゜の範囲内に
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機などに用い
られる低騒音化を図った遠心送風機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、遠心送風機は空気調和機など
の送風機として幅広く使用されており、近年は特に高性
能化・低騒音化に対する要請が非常に強くなっており、
羽根車形状の改善による性能改善方法が提案されてい
る。

【０００３】以下、図面を参照しながら、実開昭６３−
２４８２２３号公報などで提案されている従来の遠心送
風機について説明する。

【０００４】図１１〜図１３は従来の遠心式送風機の構
成を示すものである。図において１は羽根車であり、複
数の羽根板２と、羽根板２を固定した主板３と、羽根板
２の反主板側端面に固定し吸込口４ａを有する側板４よ
り構成されている。５は羽根車１に直結したモ−タであ
り、羽根車１とモ−タ５を収納するケーシング６に固定
されている。７は入口端部７ａから出口端部７ｂにかけ
て湾曲しかつ出口端部７ｂの内径を吸込部最小径より大
とした吸込リングでありケーシング６に固定されてい
る。吸込リング７の出口端部７ｂは羽根車１の側板４の
吸込口４ａの近傍に挿入されている。

【０００５】また、羽根車１の吸込口径ｄs は羽根入口
径ｄ1 より大きく設定されている。さらに、羽根車１の
回転軸に直交する羽根断面において、主板３近傍の羽根
断面Ａ−Ａから側板４に接する羽根断面Ｂ−Ｂまでは図
１３に示す略同一断面形状としてあり、羽根断面Ｂ−Ｂ
よりさらに上の羽根上端部２a の断面では羽根板２の負
圧面側の板厚を徐々に薄くすると共に羽根板２の先端を
滑らかな曲面状にしてある（図示せず）。

【０００６】以上のように構成された遠心送風機につい
て、以下その動作について説明する。

【０００７】まず、モ−タ５の駆動力によって羽根車１
が回転すると、吸込リング７を介して空気が羽根車１内
に導入され、複数の羽根板２間を通過する際に静圧と動
圧を付加され羽根車１からケーシング６内に吐出され、
さらにケ−シング吹き出し口（図示せず）より吐出され
送風作用を為す。

【０００８】このとき、羽根板２の吸込口径ｄS は羽根
入口径ｄ1 より大きく設定しているため、羽根車１の吸
込口４ａより流入する気流の平均流速は比較的低速とな
り羽根板２の先端から流入する際の衝突損失を低く抑
え、また羽根上端部２a より流入する気流に対しても羽
根上端部２a の形状を負圧面で薄く形成してあるため羽
根上端部２a における流入気流の剥離を抑制する作用を
為す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、羽根車１内に流入した気流は吸込口４a
における軸方向の流れが羽根板２間に流入する際に流れ
の方向が半径方向へ曲がるため、側板４に近いほど気流
の曲率が大きくなり流速が低下する。ところが、側板４
近傍の羽根板２の断面形状と主板３近傍の羽根板２の断
面形状は同等であり羽根板２が気流に与える作用も同等
となる。

【００１０】従って、側板４の近傍では羽根板２に流入
する気流の速度が低いために羽根板２の出口における気
流速度も低くなり、図１４に示すように羽根車１出口に
おける気流の流速分布は、側板４側では流速が主板３側
の流速にくらべ大幅に低下し遠心送風機の送風性能及び
送風効率を低下させ、さらにこの側板２近傍の流速の低
下が側板近傍の気流の剥離と乱れを引き起こし乱流騒音
を増加させるという問題があった。

【００１１】本発明は上記課題に鑑み、側板側の気流流
速を増速し、羽根車出口における気流分布を均一化する
ことにより送風性能を改善し、側板近傍の気流の剥離と
乱れを抑制することにより、乱流騒音を低減することの
できる遠心送風機を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の遠心送風機は、主板と複数の羽根板と吸込口
を有する側板から成る羽根車と、側板の吸込口に挿入し
た吸込リングとを有し、前記羽根車の回転軸に直交する
羽根断面において、主板近傍羽根断面の羽根出口角β2h
に対して側板に接する羽根断面の羽根出口角β2sをβ2h
＋５゜≦β2s≦β2h＋１５゜として主板から側板までの
羽根の断面形状を連続的に変化させ、かつ主板近傍羽根
断面から側板に接する羽根断面までの羽根取付角の平均
値γo を４３゜≦γo ≦４６゜としたのである。

【００１３】また他の本発明の遠心送風機は、上記構成
に加えて前記羽根車の回転軸に直交する各羽根断面にお
いて、各羽根板断面形状を翼形に形成したうえ、羽根入
口部を主板部の羽根断面に内包させた構成を備えるもの
である。

【００１４】

【作用】本発明では、主板側の羽根板の羽根出口角に対
して側板側の羽根板の羽根出口角を適正な範囲内で大き
くすることにより、側板側の羽根板の仕事量を主板側羽
根板の仕事量より増加させて側板側の流速を増速させ羽
根車出口における気流分布を均一化するとともに、側板
近傍の流れの急減速による流れの乱れの発生の抑制及び
側板表面の乱流境界層の発達と剥離による流れの乱れを
抑制し、流れの乱れによる乱流騒音の発生を抑える。さ
らに、主板近傍羽根断面から側板に接する羽根断面まで
の羽根取付角の平均値を適正な値に設定することによ
り、各羽根断面において羽根圧力面および負圧面におけ
る気流の剥離を抑制し、側板側の羽根出口角増加を効果
的に発生させる。

【００１５】また、羽根車の回転軸に直交する各羽根断
面において、各羽根入口部断面を主板部の羽根入口部断
面に内包させることにより、側板側の羽根板後縁部は羽
根車回転方向に前傾するが羽根板前縁部は主板に対して
傾斜することはなく、羽根板は羽根板の厚みが大きい前
縁部が主板に垂直に接することになり、主板と羽根板の
接合強度が増加し、送風性能を向上させ送風騒音を低減
させたうえ、羽根車の機械的強度を高めることができ
る。しかも、羽根車を制作する際には、羽根板を負圧面
側と圧力面側に分割した別体の可動金型で成形すること
により、羽根板と主板の樹脂一体成形を可能にする。

【００１６】

【実施例】以下、本発明による第１の実施例について、
図面を参照しながら説明する。尚、従来例と同一部分に
ついては重複を避けるため、同一の符号を付けて説明を
省略する。

【００１７】図１〜図５は本発明の第１の実施例におけ
る遠心送風機の構造を示すものである。

【００１８】８は羽根車であり、複数の羽根板９と、主
板１０と、側板１１とで構成している。１１a は側板１
１に設けた吸込口である。羽根車８の吸込口径Ｄs は、
羽根入口径Ｄ1 より大きく設定してある。

【００１９】さらに、羽根車８の回転軸に直交する羽根
断面において、主板１０近傍の断面線Ｃ−Ｃにおける羽
根板断面９h の羽根出口角β2hを３５゜に設定し、この
β2hに対して側板１１に接する断面線Ｄ−Ｄにおける羽
根板断面９s の羽根出口角β2sをβ2h＋５゜≦β2s≦β
2h＋１５゜の範囲内に設定してあり、主板１０近傍から
側板１１に接する部分までの羽根板９の断面形状を連続
的に変化させてある。

【００２０】また、羽根板断面９h の羽根取付角γh を
４５゜とし、羽根板断面９s の羽根取付角γs を４３゜
に設定し、主板１０近傍の羽根板断面９h から側板１１
に接する羽根板断面９s までの羽根取付角の平均値γo
を４４．５゜として４３゜≦γo ≦４６゜の範囲内に設
定してある。

【００２１】また、断面線Ｄ−Ｄよりさらに上の羽根上
端部９a の羽根断面では羽根板９の負圧面側の板厚を徐
々に薄くすると共に羽根板９a の先端を滑らかな曲面状
にしてある（図示せず）。

【００２２】以上のように構成された遠心送風機につい
て、以下その動作について説明する。

【００２３】まず、モ−タ５の駆動力によって羽根車８
が回転すると、吸込リング７を介して空気が羽根車８内
に導入され、複数の羽根板９間を通過する際に静圧と動
圧を付加され羽根車８からケーシング６内に吐出され、
さらにケ−シング吹き出し口（図示せず）より吐出され
送風作用を為す。

【００２４】このとき、従来例と同様に羽根板９の吸込
口径Ｄs は羽根入口径Ｄ1 より大きく設定しているた
め、羽根車１の吸込口１１ａより流入する気流の平均流
速は比較的低速となり羽根板９の先端から流入する際の
衝突損失を低く抑え、また羽根の上端部より流入する気
流に対しても羽根上端部９a の形状を負圧面で薄く形成
してあるため上端部９a における流入気流の剥離を抑制
する作用を為す。

【００２５】本実施例では、主板１０側の羽根板断面９
h の羽根出口角β2hに対して側板１１側の羽根板断面９
s の羽根出口角β2sを大きくしていることにより、側板
１１側の羽根板９の仕事量を主板１０側羽根板９の仕事
量より増加させている。これによって、図６に示すよう
に側板側１１の羽根車８出口の流速を増速させ、羽根車
８出口における気流分布を均一化し、送風性能は向上す
る。さらに、この作用によって側板１１近傍の流れの急
減速による流れの乱れの発生を抑制し、かつ側板１１表
面の乱流境界層の発達と剥離による流れの乱れを抑制
し、流れの乱れによる乱流騒音の発生が低減される。

【００２６】しかし、側板１１側の羽根板断面９s の羽
根出口角β2sを大きくする場合、主板１０側の羽根板断
面９h の羽根出口角β2hに比較して羽根出口角β2sをあ
まり大きくし過ぎると羽根板断面９s の後縁部での気流
角度と羽根板断面９s の後縁部角度との差が拡大するた
め、羽根板断面９s の後縁部の流れが剥離しやすくな
り、損失が増加するとともに乱流騒音が増加する。従っ
て、羽根出口角β2sの最適値が存在する。

【００２７】図７は主板１０側の羽根板断面９h の羽根
出口角β2hに対する側板１１側の羽根板断面９s の羽根
出口角β2sの値と遠心送風機の送風騒音の関係を示すも
のであり、羽根出口角β2sをβ2h＋αと表現すると、α
が５゜≦α≦１５゜の範囲であれば騒音レベルは十分低
い値となる。また、羽根板９周りの気流が剥離せずに流
動するためには羽根板９の取付角γが適正に設定される
必要がある。図８は主板１０近傍の羽根板断面９h から
側板１１に接する羽根板断面９s までの羽根取付角γの
平均値γo と遠心送風機の送風騒音の関係を示すもので
あり、γo が４３゜≦γo ≦４６゜の範囲であれば騒音
レベルは十分低い値となる。

【００２８】以上のように本実施例の遠心式送風機は、
羽根車８の回転軸に直交する羽根断面において、主板１
０近傍の断面線Ｃ−Ｃにおける羽根板断面９h の羽根出
口角β2hに対して側板１１に接する断面線Ｄ−Ｄにおけ
る羽根板断面９s の羽根出口角β2sをβ2h＋５゜≦β2s
≦β2h＋１５゜の範囲内に設定し、主板１０近傍から側
板１１に接する部分までの羽根板９の断面形状を連続的
に変化させ、かつ、主板１０近傍の羽根板断面９h から
側板１１に接する羽根板断面９s までの羽根取付角の平
均値γo を４３゜≦γo ≦４６゜の範囲内に設定するこ
とにより、羽根車８出口の気流速度分布を均一化して送
風性能を向上させると共に、側板１１側の羽根板断面９
s の後縁部の流れの剥離を抑制し、各羽根断面において
羽根圧力面および負圧面における気流の剥離を抑制する
ため、送風性能の向上と送風騒音の低減を効果的に実現
することができる。

【００２９】尚、本実施例では羽根板９の吸込口径Ｄs
は羽根入口径Ｄ1 より大きく設定しているが、羽根入口
径Ｄ1 を羽根車外径Ｄ2 に対して０．６７５Ｄ2 ≦Ｄ1
≦０．８Ｄ2 としたうえ、前記側板１１の吸込口径Ｄs
を０．７５Ｄ2 ≦Ｄs ≦０．９Ｄ2 の範囲に設定するの
が望ましい。また、主板１０近傍の羽根板断面９h の羽
根出口角β2hを３５゜に設定したが、３０゜≦β2h≦４
５゜の範囲に設定するのが望ましい。

【００３０】次に、本発明による遠心送風機の第２の実
施例について図面を参照しながら説明する。

【００３１】図９は、本発明の第２の実施例による遠心
送風機の羽根板断面形状を示すものである。第１の実施
例と異なるのは、羽根車８の回転軸に直交する断面にお
いて、主板１０近傍の羽根板断面１２a から側板１１近
傍の羽根板断面１２b までの各断面形状を翼型に形成し
たうえ、羽根前縁部形状が主板１０近傍の羽根断面形状
１２a の羽根前縁部形状に内包させる形状とした点にあ
る。

【００３２】以上のように構成された第２の実施例の遠
心送風機について、以下その動作について説明する。

【００３３】第１の実施例と同様に、主板１０近傍の羽
根板断面１２a の羽根出口角β2hに対して側板１１に接
する羽根板断面１２b の羽根出口角β2sをβ2h＋５゜≦
β2s≦β2h＋１５゜の範囲内に設定し、主板１０近傍か
ら側板１１に接する部分までの羽根板９の断面形状を連
続的に変化させ、かつ、主板１０近傍の羽根板断面９h
から側板１１に接する羽根板断面９s までの羽根取付角
の平均値γo を４３゜≦γo≦４６゜の範囲内に設定し
てあるので、送風性能が向上し送風騒音が低減する。

【００３４】さらに、主板１０近傍の羽根板断面１２a
から側板１１近傍の羽根板断面１２b までの各断面形状
を羽根前縁部形状が主板１０近傍の羽根断面形状１２a
の羽根前縁部形状に内包させる形状としており、羽根板
１２の後縁部は羽根車８の回転方向に前傾するが、羽根
板１２の前縁部は傾斜することがないため、羽根板１２
は羽根の厚みが大きい前縁部が主板１０に略垂直に接す
ることになり、主板１０と羽根板１２の接合強度が増加
し、羽根車８の機械的強度を高めることができる。

【００３５】しかも、羽根車８を制作する際には、図１
０に示すように羽根板１２の負圧面側に接し羽根車８の
回転軸方向にスライドする金型１３と、羽根板１２の圧
力面側に接し羽根車８の半径方向にスライドする金型１
４とに分割した別体の可動金型で成形することにより、
羽根板１２と主板１０の樹脂一体成形を可能とし、羽根
車８の組立精度向上と生産性の向上を実現することがで
きる。

【００３６】以上のように、本実施例の遠心送風機は、
羽根車８の回転軸に直交する断面において、主板１０近
傍の羽根板断面１２a から側板１１近傍の羽根板断面１
２bまでの各断面形状を翼形に形成したうえ、羽根前縁
部形状が主板１０近傍の羽根断面形状１２a の羽根前縁
部形状に内包させる構成を備えることにより、送風性能
が向上し送風騒音が低減すると共に、羽根車８の機械的
強度を向上させることができ、かつ可動金型用いて羽根
板１２と主板１０の樹脂一体成形を可能とし、羽根車８
の組立精度向上と生産性の向上をも実現することができ
る実用効果大なるものである。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の遠心送風機
は、主板と複数の羽根板と吸込口を有する側板から成る
羽根車と、側板の吸込口に挿入した吸込リングとを有
し、前記羽根車の回転軸に直交する羽根断面において、
主板近傍羽根断面の羽根出口角β2hに対して側板に接す
る羽根断面の羽根出口角β2sをβ2h＋５゜≦β2s≦β2h
＋１５゜として主板から側板までの羽根の断面形状を連
続的に変化させ、かつ主板近傍羽根断面から側板に接す
る羽根断面までの羽根取付角の平均値γo を４３゜≦γ
o ≦４６゜とすることにより、羽根車出口の気流速度分
布を均一化して送風性能を向上させると共に、側板側の
羽根板断面の後縁部の流れの剥離を抑制し、各羽根断面
において羽根圧力面および負圧面における気流の剥離を
抑制するため、送風性能の向上と送風騒音の低減を効果
的に実現することができる。

【００３８】また、他の本発明の遠心送風機はさらに羽
根車の回転軸に直交する各羽根断面において、各断面形
状を翼形に形成したうえ、各羽根入口部断面を主板部の
羽根入口断面に内包させることにより、送風性能を向上
し送風騒音が低減すると共に、羽根車の機械的強度を向
上させることができ、かつ羽根板と主板の樹脂一体成形
を可能とし、羽根車の組立精度向上と生産性の向上をも
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の遠心送風機の縦断面図

【図２】同実施例の遠心送風機の羽根車の斜視図

【図３】同実施例の遠心送風機の羽根車の要部縦断面図

【図４】図３のＤ−Ｄ線断面図

【図５】図３のＣ−Ｃ線断面図

【図６】同実施例の遠心式送風機の羽根車出口の気流速
度分布を示す模式図

【図７】同実施例の遠心式送風機の羽根車の設計値αと
送風騒音との関係を示す特性図

【図８】同実施例の遠心式送風機の羽根車の設計値γo
と送風騒音との関係を示す特性図

【図９】本発明の第２の実施例の遠心送風機の羽根車の
要部横断面図

【図１０】同実施例の羽根板を成形する金型の構造を示
す模式図

【図１１】従来の遠心送風機の縦断面図

【図１２】同従来例の遠心送風機の羽根車の要部縦断面
図

【図１３】図１２のＡ−Ａ線断面図

【図１４】同従来例の遠心送風機の羽根車出口の気流速
度分布を示す模式図

【符号の説明】

８ 羽根車 ９ 羽根板 １０ 主板 １１ 側板 １２ 羽根板 β2s 羽根出口角 β2h 羽根出口角 γs 羽根取付角 γh 羽根取付角

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主板と複数の羽根板と吸込口を有する側
   板から成る羽根車と、側板の吸込口に挿入した吸込リン
   グとを有し、前記羽根車の回転軸に直交する羽根断面に
   おいて、主板近傍羽根断面の羽根出口角β2hに対して側
   板に接する羽根断面の羽根出口角β2sをβ2h＋５゜≦β
   2s≦β2h＋１５゜として主板から側板までの羽根の断面
   形状を連続的に変化させ、かつ主板近傍羽根断面から側
   板に接する羽根断面までの羽根取付角の平均値γo を４
   ３゜≦γo ≦４６゜とした遠心式送風機。
2. 【請求項２】 羽根車の回転軸に直交する各羽根断面に
   おいて、各羽根板断面形状を翼形に形成したうえ、各羽
   根入口部断面を主板部の羽根入口断面に内包させた請求
   項１記載の遠心送風機。