JPH09137797A - 送風機用羽根車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送風機用羽根車の送風性能を向上させ、かつ
騒音を低減させる。 【解決手段】 ハブ１０の外周に複数枚の薄板型の羽根
１１，１１・・を設け、該羽根１１，１１・・の回転に
より軸流方向又は斜流方向に送風するようにしてなる送
風機用の羽根車において、上記薄板型の各羽根１１，１
１・・に、その前縁側圧力面部１１ｂにおいて前縁から
圧力面部１１ｂ側にかけて所定曲率のアール面を描いて
膨出した肉厚部１２を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、送風機用羽根車
の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば空気調和機用送風機で採用されて
いる軸流ファン又は斜流ファンなどの翼には、一般に図
２６のような薄板翼構造が採用されている。そして、該
薄板翼１では、その前縁１Ａでの剥離と後縁１Ｂでの剥
離を抑制するため、前縁側負圧面カットおよび後縁側負
圧面カットを施している。

【０００３】しかし、そのようにすると、前縁側エッジ
部により、中少風量時に前縁１Ａ側負圧面側に剥離が発
生し（図２７参照）、また大風量時には前縁１Ａ側圧力
面側に剥離が発生し（図２８参照）、強い圧力変動を生
じさせて送風性能が低下するとともに空力騒音が発生す
る問題が生じる。

【０００４】このような問題を解決するために、例えば
図２９および図３０に示すようなエアホイル構造の翼２
を採用することが考えられるが、該構成にすると、上記
のような前縁側両面でのはくりはなくなるが、一方翼２
全体の肉厚が厚くなり、翼自体の重量が増大するととも
にコスト高となり、要求駆動力の増大にもつながる問題
がある。

【０００５】本願発明は、上記のようなエアホイル翼構
造を採用することなく、低重量、かつ低コストに、上記
中少風量下での前縁側負圧面の剥離と大風量下での前縁
側圧力面での剥離を各々防止し得るようにした送風機用
羽根車を提供するこ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】本願発明の送風機用羽根
車は、上記の目的を達成するために、次のような課題解
決手段を備えて構成されている。

【０００７】すなわち、本願発明の送風機用羽根車は、
例えば図１〜図９に示すように、ハブ１０の外周に複数
枚の薄板型の羽根１１，１１・・・を設け、該羽根１
１，１１・・・の回転により軸流方向又は斜流方向に送
風するようにしてなる送風機用の羽根車において、上記
薄板型の各羽根１１，１１・・・には、その前縁１１ａ
側圧力面部において前縁から圧力面１１ｂ側にかけて所
定曲率のアール面を描いて膨出した肉厚部１２が設けら
れている。

【０００８】また、本願発明の送風機用羽根車は、各羽
根１１，１１・・・の圧力面１１ｂの前縁１１ａ側延長
端に位置して形成される前縁側負圧面と圧力面側肉厚部
１２面との連続面が、所定曲率半径の円弧面に形成され
ている。

【０００９】また、本願発明の送風機用羽根車は、上記
各羽根１１，１１・・・の前縁１１ａおよび後縁１１ｃ
の各負圧面部が、略カット面に近い面形状に形成されて
いる。

【００１０】また、本願発明の送風機用羽根車は、肉厚
部１２が、ハブ１０側からチップ側に到る前縁側はくり
域に設けられている。

【００１１】また、本願発明の送風機用羽根車は、肉厚
部１２後部面が、後縁１１ｃ側方向に緩やかなＳ字状の
カーブを描いて圧力面１１ｂに連続している。

【００１２】

【作用】本願発明の送風機用羽根車は、上記構成に対応
して次のような作用を奏する。

【００１３】すなわち、先ず本願発明の送風機用羽根車
の構成では、上記のように、ハブ１０の外周に複数枚の
薄板型の羽根１１，１１・・・を設け、該羽根１１，１
１・・・の回転により軸流方向又は斜流方向に送風する
ようにしてなる送風機用の羽根車において、上記薄板型
の各羽根１１，１１・・・には、その前縁１１ａ側圧力
面部において前縁から圧力面１１ｂ側にかけて所定曲率
半径のアール面を描き、さらにその後部面１２ｂが緩や
かなＳ字状のカーブを描いて後縁側方向に圧力面１１ｂ
と連続するように膨出した肉厚部１２が設けられてい
る。

【００１４】したがって、該構成では、例えば中・小風
量の時には、羽根車に流入した流れの淀み点が略肉厚部
１２の上に位置して形成されるようになり、その上流側
はアール面となっているためにコアンダー効果が生じて
負圧面１１ｄ側に入る流れが滑らかな流れとなる（図８
参照）。

【００１５】その結果、前縁１１ａ側負圧面部でのはく
りが大きく低減され、それによる送風性能の低下、騒音
も相当に改善される。

【００１６】他方、大風量の時は、羽根車に流入した流
れの淀み点が負圧面１１ｄ側にできる一方、圧力面１１
ｂ側に流入する流れは肉厚部１２面のアール面に沿った
滑らかな流れとなる（図９参照）。

【００１７】その結果、圧力面１１ｂ側でのはくりがな
くなり、それによる送風性能の低下、騒音が相当に改善
される。

【００１８】これらの結果、羽根車の運転領域全体に亘
って、送風性能、騒音性能が向上するようになる。

【００１９】

【発明の効果】以上の結果、本願発明の送風機用羽根車
によると、送風性能、静音性能の高い送風機の実現が可
能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）図１〜図９は、本願発明の実施の形態
１に係る送風機用羽根車の構成および作用を示してい
る。

【００２１】先ず、図１は同送風機用羽根車の正面図を
示している。図中、符号１０は略円筒形のハブであり、
該ハブ１０の外周には複数枚（４枚）の薄板型の羽根
（翼）１１，１１・・が送風方向に所定の傾斜角を有し
て所定のピッチで設けられている。

【００２２】該羽根１１，１１・・は、それぞれ例えば
図３〜図６および図７に示すように、その前縁１１ａ側
圧力面部において、前縁１１ａから圧力面１１ｂ側にか
けて所定曲率のアール面を描いて膨出した肉厚部１２が
設けられている。また、該肉厚部１２は、例えば後述す
る実施例の図１２に示すように、当該羽根１１のハブ取
付端側からチップ端側に到る前縁１１ａ部側のはくり域
に位置して設けられている。そして、該肉厚部１２の圧
力面延長端に位置して形成される前縁１１ａ側の負圧面
１１ｄ側との連続面１２ａは半径Ｒ（図７参照）の略正
円弧面に形成されている一方、圧力面１１ｂ側後部面１
２ｂは、当該羽根１１の後縁側方向に緩やかなＳ字状の
カーブを描いて圧力面に滑らかに連続している。

【００２３】また、羽根１１の前縁１１ａ側および後縁
１１ｃ側の各負圧面は、略従来のカット面に近い緩やか
な曲面形状に形成されている。

【００２４】したがって、以上の構成では、例えば中・
小風量の時には、羽根車に流入した流れの淀み点が略肉
厚部１２の上に位置して形成されるようになり、その上
流側は半径Ｒの円弧面よりなるアール面となっているた
めにコアンダー効果が生じて負圧面１１ｄ側に入る流れ
が滑らかな流れとなる（図８参照）。

【００２５】その結果、前縁１１ａ側負圧面部でのはく
りが大きく低減され、それによる送風性能の低下、騒音
も相当に改善される。

【００２６】他方、大風量の時は、羽根車に流入した流
れの淀み点が負圧面側にできる一方、圧力面側に流入す
る流れは肉厚部１２面のアール面に沿った滑らかな流れ
となる（図９参照）。

【００２７】その結果、圧力面部側でのはくりがなくな
り、それによる送風性能の低下、騒音が相当に改善され
る。

【００２８】これらの結果、羽根車の運転領域全体に亘
って、送風性能、騒音性能が向上する。

【００２９】（実施例１）次に、図１１および図１２
は、上記本願発明の実施の形態１をベースとして構成し
た本願発明の送風機用羽根車の実施例１を示す。

【００３０】すなわち、先ず該本願発明の実施例１の送
風機用羽根車の羽根１１の基本となる薄板型の羽根とし
ては、例えば図１０に示すように図１の羽根車の羽根１
１の平均半径（Ｎ＝４）の断面形状部分で、翼弦長（２
２６ｍｍ）、迎え角（１４°）、厚さ（３．１ｍｍ）、
前縁部負圧面のカット面Ｒ（Ｒ＝７）、後縁部負圧面の
カット面Ｒ（Ｒ＝２２）、前縁部エッジ部幅（０．５ｍ
ｍ）のものを採用する。そして、該薄板型の羽根をベー
スとして、図１１に示すような寸法関係で、上述したよ
うな構成の肉厚部１２を設ける。そして、該肉厚部１２
は、上記翼弦長の約１／１０の長さ（２２．４ｍｍ）に
設定する。

【００３１】また、該肉厚部１２の設置位置は、図１２
に示すように、当該羽根１１のハブ１０側基部（根元）
Ｒ＝Ｒｈ（ハブ１０半径）から、Ｒｅ＝Ｒｈ＋（０．７
５〜０．９）（Ｒｔ−Ｒｈ）までの範囲である。なお、
Ｒｔは羽根車の半径である。これは、略前縁１１ａ側は
くり域を含む領域となる。

【００３２】また、Ｂ／Ｌ＝１０％、Ｔ／Ｌ＝３．３
％、Ｌｔ／Ｌ＝３．１％、Ｒ＝０．２７Ｔとする。

【００３３】Ｔは肉厚部１２を含む厚さ、Ｂは肉厚部１
２の幅、Ｌは翼弦長、Ｌｔは最大厚さ部の前縁からの距
離である。

【００３４】（試験結果）先ず図１３〜図１５は、上記
実施例１の構成の送風機用羽根車の騒音低減効果を従来
例と対比して示す。これらの各試験結果から明らかなよ
うに、本実施例の構成では、送風性能が向上し、騒音も
低減されていることが分る。

【００３５】また図１６は、本実施例１の騒音低減効果
（従来例の羽根車に対する騒音低減量）を上記前縁１１
ａ側圧力面部の肉厚部１２の幅Ｂとの関係で示す。

【００３６】この結果により、例えば３％＜Ｂ／Ｌ＜２
０％の範囲では、騒音低減効果が非常によいことが分る
一方、Ｂ／Ｌ＞２０％では、肉厚Ｔが大きくなるので、
材料費の増加の問題が生じる。

【００３７】また、図１７は、本実施例１の効果を前縁
１１ａ側圧力面部の肉厚部１２の最大厚さＴとの関係で
示す。この結果によると、２％＜Ｔ／Ｌ＜５％の範囲に
おいて、騒音低減効果が非常に良いことが分かる。他
方、Ｔ／Ｌ＞５％となると、ふくらみが大きくなりすぎ
て、羽根１１の強度と材料費増加の問題が生じる。

【００３８】さらに図１８は、本実施例１の効果を前縁
１１ａ側圧力面部の肉厚部の最大厚さＴの位置（前縁か
らの距離）Ｌ_Tの関係で示す。これによると、１．５％
＜Ｌ_T／Ｌ＜７％では、低騒音効果が非常に良いことが
分かる。

【００３９】さらに、また図１９は、本実施例１の効果
を前縁１１ａの圧力面延長端位置におけるアール部の半
径Ｒとの関係で示す。これによると、０．１５＜Ｒ／Ｔ
＜０．４の範囲では、騒音低減効果が非常に良く、この
範囲をはずれると、効果が著しく低下することが分か
る。

【００４０】（実施の形態２）図２０は、本願発明の実
施の形態２に係る送風機用羽根車の構成を示している。

【００４１】該構成では、上記実施の形態１のものと同
様の肉厚部１２を内部を空胴にして形成することによっ
て、可及的に重量の増加を生ぜしめなくて済むようにし
たものである。

【００４２】該構成によれば、上記実施の形態１のもの
と全く同様の作用を、羽根重量を増大させることなく実
現することができる。

【００４３】（実施の形態３）図２１〜図２５は、本願
発明の実施の形態３に係る送風機用羽根車の構成を示し
ている。

【００４４】本実施の形態に係る送風機用羽根車の場合
にも、その基本となる送風機構造は上述した図１および
図２のものと同様であり、筒形のハブ１０の外周には複
数枚（４枚）の薄板型の羽根（翼）１１，１１・・が送
風方向に所定の傾斜角を有して所定のピッチで設けられ
ている。

【００４５】そして、該羽根１１，１１・・には、それ
ぞれ例えば図２１〜図２４に示すように、その前縁１１
ａ側圧力面部において、前縁１１ａから圧力面１１ｂ側
にかけて所定曲率のアール面を描いて膨出した肉厚部１
２が設けられている。しかし、該肉厚部１２は、後述す
る実施例２の図２５に示すように、当該羽根１１のハブ
１０への取付端（基端）からチップ端側所定長さ位置ま
での、上記前縁１１ａ部側のはくり域を含む領域に亘っ
て連続して設けられている。そして、該肉厚部１２の圧
力面延長端に位置して形成される上記前縁１１ａ側の負
圧面１１ｄ側との連続面１２ａは前記図７に示されるよ
うに半径Ｒの略正円弧面に形成されている一方、圧力面
１１ｂ側後部面１２ｂは、当該羽根１１の後縁側方向に
緩やかなＳ字状のカーブを描いて圧力面に滑らかに連続
している。

【００４６】また、羽根１１の前縁１１ａ側および後縁
１１ｃ側の各負圧面は、略従来のカット面に近い緩やか
な曲面形状に形成されている。

【００４７】したがって、以上の構成では、上記実施の
形態１の場合と同様に、例えば中・小風量の時には、羽
根車に流入した流れの淀み点が略肉厚部１２の上に位置
して形成されるようになり、その上流側は半径Ｒの円弧
面よりなるアール面となっているためにコアンダー効果
が生じて負圧面１１ｄ側に入る流れが滑らかな流れとな
る（前述の図８参照）。

【００４８】その結果、前縁１１ａ側負圧面部でのはく
りが大きく低減され、それによる送風性能の低下、騒音
も相当に改善される。

【００４９】他方、大風量の時は、羽根車に流入した流
れの淀み点が負圧面側にできる一方、圧力面側に流入す
る流れは肉厚部１２のアール面に沿った滑らかな流れと
なる（前述の図９参照）。

【００５０】その結果、圧力面部側でのはくりがなくな
り、それによる送風性能の低下、騒音が相当に改善され
る。

【００５１】これらの結果、羽根車の運転領域全体に亘
って、送風性能、騒音性能が向上する。

【００５２】また、該構成の場合、上記肉厚部１２が各
羽根１１，１１・・・のはくり域を含むチップ端側所定
の位置からハブ１０側ハブ１０に対する取付端位置まで
完全に連続して設けられているので、羽根１１，１１・
・・自体の剛性が向上する。

【００５３】（実施例２）次に、図２５は、上記本願発
明の実施の形態３の構成をベースとして構成した本願発
明の送風機用羽根車の実施例２を示す。

【００５４】すなわち、先ず該本願発明の実施例２の送
風機用羽根車の羽根１１の基本となる薄板型の羽根とし
ては、例えば上述の図１０に示すように前記図１の羽根
車の羽根１１の平均半径（Ｎ＝４）の断面形状部分で、
翼弦長（２２６ｍｍ）、迎え角（１４°）、厚さ（３．
１ｍｍ）、前縁部負圧面のカット面Ｒ（Ｒ＝７）、後縁
部負圧面のカット面Ｒ（Ｒ＝２２）、前縁部エッジ部幅
（０．５ｍｍ）のものを採用する。そして、該薄板型の
羽根をベースとして、前記図１１に示した寸法関係で、
上述した図２１〜図２４のような構成の肉厚部１２を設
ける。そして、該肉厚部１２は、上記翼弦長の約１／１
０の長さ（約２２．４ｍｍ）に設定する。

【００５５】そして、該肉厚部１２の設置位置は、図２
５に示すように、当該羽根１１のハブ１０への取付端
（接合端）Ｒ＝Ｒｈ（ハブ１０半径）から、Ｒｅ＝Ｒｈ
＋（０．７５〜０．９）（Ｒｔ−Ｒｈ）までの範囲とし
ている。なお、Ｒｔは羽根車の半径である。これは、略
前縁１１ａ側はくり域を含む領域となる。

【００５６】また、Ｂ／Ｌ＝１０％、Ｔ／Ｌ＝３．３
％、Ｌｔ／Ｌ＝３．１％、Ｒ＝０．２７Ｔとする。

【００５７】Ｔは肉厚部１２を含む厚さ、Ｂは肉厚部１
２の幅、Ｌは翼弦長、Ｌｔは最大厚さ部の前縁からの距
離である。

【００５８】（試験結果）本実施例２の構成によって
も、上記図１３〜図１９に示す上記実施例１の場合と全
く同様の作用効果を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態１に係る送風機用羽根車
の羽根車部の正面図である。

【図２】同上面図である。

【図３】図１の半径方向Ｎ＝６部分での羽根断面図であ
る。

【図４】図１の半径方向Ｎ＝４部分での羽根断面図であ
る。

【図５】図１の半径方向Ｎ＝２部分での羽根断面図であ
る。

【図６】図１の半径方向Ｎ＝１部分での羽根断面図であ
る。

【図７】同実施の形態１に係る送風機用羽根車の羽根に
おける肉厚部設置領域を示す説明図である。

【図８】同実施の形態１に係る送風機用羽根車の中小風
量域における羽根の作用効果を示す説明図である。

【図９】同実施の形態１に係る送風機用羽根車の大風量
域における羽根の作用効果を示す説明図である。

【図１０】本願発明の実施の形態１に係る送風機用羽根
車の構成をベースとする実施例１の構成における基本構
成となる薄板型の羽根の断面図である。

【図１１】同実施例１の構成の送風機用羽根車の羽根の
要部の構成を示す断面図である。

【図１２】同実施例１の羽根車の羽根の肉厚部設置領域
を示す正面図である。

【図１３】同実施例１の羽根車の送風性能を従来例と対
比して示すグラフである。

【図１４】同実施例１の羽根車の騒音性能を従来例と対
比して示すグラフである。

【図１５】同実施例１の羽根車の比騒音性能を従来例と
対比して示すグラフである。

【図１６】同実施例１の羽根車の騒音低減効果を前縁部
側肉厚部の幅との関係で示すグラフである。

【図１７】同実施例１の羽根車の騒音低減効果を前縁部
側肉厚部の最大厚さとの関係で示すグラフである。

【図１８】同実施例１の羽根車の騒音低減効果を前縁部
側肉厚部の最大厚さ位置との関係で示すグラフである。

【図１９】同実施例１の羽根車の騒音低減効果を前縁部
側連続面のアール面曲率半径との関係で示すグラフであ
る。

【図２０】本願発明の実施の形態２に係る送風機用羽根
車の羽根の断面図である。

【図２１】本願発明の実施の形態３に係る送風機用羽根
車の図１の半径方向Ｎ＝６部分での羽根断面図である。

【図２２】本願発明の実施の形態３に係る送風機用羽根
車の図１の半径方向Ｎ＝４部分での羽根断面図である。

【図２３】本願発明の実施の形態３に係る送風機用羽根
車の図１の半径方向Ｎ＝２部分での羽根断面図である。

【図２４】本願発明の実施の形態３に係る送風機用羽根
車の図１の半径方向Ｎ＝１部分での羽根断面図である。

【図２５】同本願発明の実施の形態３に係る送風機用羽
根車の羽根の構成をベースとする実施例２における肉厚
部設置領域を示す説明図である。

【図２６】従来の送風機用羽根車の羽根の断面図であ
る。

【図２７】同図２６の羽根の中小風量時の問題点を示す
説明図である。

【図２８】同図２６の羽根の大風量時の問題点を示す図
である。

【図２９】図２６の羽根の問題点を改良したエアホイル
構造の羽根の中小風量時の作用を示す図である。

【図３０】図２６の羽根の問題点を改良したエアホイル
構造の羽根の大風量時の作用を示す図である。

【符号の説明】

１０はハブ、１１は羽根、１１ａは前縁、１１ｂは圧力
面、１１ｃは後縁、１１ｄは負圧面、１２は肉厚部、１
２ｂは後部面である。

フロントページの続き (72)発明者 大西 正 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 木下 歓治郎 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハブ（１０）外周に複数枚の薄板型の羽
   根（１１），（１１）・・・を設け、該羽根（１１），
   （１１）・・・の回転により軸流方向又は斜流方向に送
   風するようにしてなる送風機用の羽根車において、上記
   薄板型の各羽根（１１），（１１）・・・には、その前
   縁側圧力面部において前縁（１１ａ）から圧力面（１１
   ｂ）側にかけて所定曲率のアール面を描いて膨出した肉
   厚部（１２）が設けられていることを特徴とする送風機
   用羽根車。
2. 【請求項２】 各羽根（１１），（１１）・・・の圧力
   面（１１ｂ）の前縁側延長端に位置して形成される前縁
   側負圧面と圧力面側肉厚部面との連続面は、所定曲率半
   径の円弧面に形成されていることを特徴とする請求項１
   記載の送風機用羽根車。
3. 【請求項３】 各羽根（１１），（１１）・・・の前縁
   （１１ａ）および後縁（１１ｃ）の各負圧面部は、略カ
   ット面に近い面形状に形成されていることを特徴とする
   請求項１又は２記載の送風機用羽根車。
4. 【請求項４】 肉厚部（１２）は、ハブ（１０）側から
   チップ側に到る前縁側はくり域に設けられていることを
   特徴とする請求項１，２又は３記載の送風機用羽根車。
5. 【請求項５】 肉厚部（１２）の後部面は、後縁（１１
   ｃ）側方向に緩やかなＳ字状のカーブを描いて圧力面
   （１１ｂ）に連続していることを特徴とする請求項１，
   ２，３又は４記載の送風機用羽根車。