JPH11201091A

JPH11201091A - 送風機用羽根車

Info

Publication number: JPH11201091A
Application number: JP501998A
Authority: JP
Inventors: Shimei Tei; 志明鄭; Seiji Sato; 誠司佐藤
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1998-01-13
Publication date: 1999-07-27
Anticipated expiration: 2018-01-13
Also published as: JP3235556B2

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の外周に複数枚のエアフォイル
構造の厚翼の羽根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羽根車において、各羽根１１，
１１・・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、前縁近傍の気流の流れを
滑らかにした。

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】従来、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静圧の低い
羽根車の翼には、一般に図１０のような薄板翼構造（厚
さが略均一な薄い板状の翼）が採用されている。そし
て、該薄板翼１では、その前縁１Ａでの気流の剥離と後
縁１Ｂでの気流の剥離を抑制するため、図示のような前
縁側負圧面カットおよび後縁側負圧面カット構造を施し
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側負圧面に気流の剥離
が発生し（図１１参照）、また大風量時には前縁１Ａ側
圧力面に気流の剥離が発生し（図１２参照）、それぞれ
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、上記羽
根１の断面形状を上述のような薄板翼構造から、例えば
図１３に示すように空力性能が非常によいエアフォイル
構造、すなわち厚翼にすると、送風機の送風性能が大き
く改善され、しかも騒音も低減できる。そして、このよ
うな厚翼の羽根車の場合に、その翼断面の形状は一般に
次の方法で決められる。

【０００５】すなわち、先ず、キャンバーラインを決め
て、次に所定のデータベースから適切な厚さ分布を選
び、上記キャンバーラインの負圧面側と圧力面側に均等
にその厚さを割り当てて、最終的な羽根１の断面形状を
決定する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のデータベースから決めた羽根１の断面形状では、
羽根１の前縁部での曲率半径が小さいので、図１３に示
すように負圧面側羽根前縁部近傍の気流が滑らかでな
く、また図１４に示すように同負圧面側羽根後縁部近傍
の剥離低減作用が不十分なため、騒音低減効果が不十分
である。

【０００７】本願発明は、上記のようなエアフォイルタ
イプの厚翼構造を採用し、かつ同厚翼の羽根の前縁側圧
力面部に、前縁から圧力面にかけて所定曲率のアール面
を描いて膨出する肉厚部を設けることによって、負圧面
側羽根前縁部近傍の気流を滑らかにするとともに同負圧
面側羽根後縁部近傍の剥離を可及的に低減するようにし
た騒音低減効果の高い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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願各発明の送風機用羽
根車は、上記の目的を達成するために、それぞれ次のよ
うな課題解決手段を備えて構成されている。

【０００９】すなわち、先ず本願請求項１の発明の送風
機用羽根車は、例えば図１〜図８に示すように、エアフ
ォイル構造をなす厚翼の送風機用羽根車において、羽根
１１の前縁側圧力面部に、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。

【００１０】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。

【００１１】その結果、前縁１１ａ側負圧面部での剥離
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。

【００１２】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のアール面に沿った滑
らかな流れとなる。

【００１３】その結果、圧力面１１ｂ側での剥離がなく
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。

【００１４】また、全風量域において、各羽根１１，１
１，１１の肉厚部１２部分で膨らむ流れが回転方向前側
の各羽根１１の負圧面１１ｄ側の上流部の流れを当該羽
根１１の負圧面１１ｄ方向に押え付ける作用を果すよう
になる。

【００１５】その結果、回転方向前側の各羽根１１の後
縁１１ｃ側負圧面部での剥離が大きく低減され、それに
よる送風性能の低下、騒音も大きく改善される。

【００１６】これらの結果、羽根車の運転領域全体に亘
って、送風性能、静音性能が向上するようになる。

【００１７】また、上記構成において、例えば請求項２
の発明のように、羽根前縁側の負圧面と圧力面との連続
面が、所定曲率半径の円弧面に形成されている場合に
は、上記コアンダー効果がより生じやすくなる。

【００１８】また、上記各構成において、例えば請求項
３の発明のように、肉厚部がハブ側からチップ側に到る
前縁側圧力面部に設けられている場合には、ハブ側から
チップ側に到る広い範囲で上述の作用が実現される。

【００１９】また、上記各構成において、例えば請求項
４の発明のように、肉厚部の後部面が、後縁側方向に緩
やかなＳ字状のカーブを描いて連続している場合には、
上記圧力面後方側への流れが、より滑らかとなる。

【００２０】また、上記各構成において、例えば請求項
５の発明のように、肉厚部の幅が、ハブ側ほど大きくな
るようになっている場合には、ハブに対する羽根部の支
持剛性が高くなり、より安定した送風性能、静音性能が
実現される。

【００２１】また、上記各構成において、例えば請求項
６の発明のように、肉厚部の厚さが、ハブ側ほど大きく
なるようになっている場合には、ハブに対する羽根部の
支持剛性が高くなり、より安定した送風性能、静音性能
が実現される。

【００２２】また、上記各構成において、例えば請求項
７の発明のように、肉厚部の幅とその厚さがハブ側ほど
大きくなるようになっている場合には、さらにハブに対
する羽根部の支持剛性が高くなり、より一層の安定した
送風性能、静音性能が実現される。

【００２３】さらに、上記各構成において、例えば請求
項８の発明のように、羽根が中空構造となっている場合
には、羽根自体の重量が軽くなり、駆動負荷が小さくな
るとともに遠心力の作用に対する支持剛性が小さくて済
むようになる。

【００２４】

【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、厚翼の送風機用羽根車の更なる低騒音化を図
ることができ、より送風性能、静音性能の高い送風機の
実現が可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１〜図５は、
エアフォイル構造を採用した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。

【００２６】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（３枚）の中空エアフォイ
ル構造の羽根（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。

【００２７】該羽根１１，１１・・は、それぞれ例えば
図２および図３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厚さＴおよび幅Ｗ₁
の肉厚部１２が設けられている。そして、該肉厚部１２
は、例えば羽根１１のハブ取付端側からチップ端側に到
る前縁１１ａ部側の剥離域の全域に位置し、その厚さＴ
および幅Ｗ₁をそれぞれハブ１０側ほど大きくなるよう
にして設けられている。そして、該肉厚部１２の圧力面
前端から負圧面１１ｄ側にかけて形成される前縁１１ａ
部の圧力面１１ｂと負圧面１１ｄとの連続面１２ａは例
えば所定半径（図３参照）の略正円弧面に形成されてい
る一方、肉厚部１２の後部面１２ｂは、当該羽根１１の
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の後方に滑らかに連続している。

【００２８】また、上記羽根１１の前縁１１ａ側および
後縁１１ｃ側の各負圧面は、それぞれ気流の剥離を抑制
できるように略従来同様のカット面に近い緩やかな曲面
形状に形成されている。

【００２９】したがって、以上の構成では、例えば図４
に示すように、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、その上流側は所定半径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。

【００３０】その結果、前縁１１ａ側負圧面部での剥離
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。

【００３１】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。

【００３２】その結果、圧力面部側での剥離がなくな
り、それによる送風性能の低下、騒音が相当に改善され
る。

【００３３】また、図５に示すように、全風量域におい
て、上記各羽根１１，１１，１１の肉厚部１２部分で膨
らむ流れが回転方向前側の各羽根１１の負圧面１１ｄ側
の上流部の流れを当該羽根１１の負圧面１１ｄ方向に押
え付ける作用を果すようになる。

【００３４】その結果、回転方向前側の各羽根１１の後
縁１１ｃ側負圧面部での剥離が大きく低減され、それに
よる送風性能の低下、騒音も大きく改善される。

【００３５】これらの結果、羽根車の運転領域全体に亘
って、送風性能、静音性能が向上する。

【００３６】また、上記構成では、上記肉厚部１２の幅
Ｗ₁とその厚さＴがハブ１０側ほど大きくなるように形
成されているので、ハブ１０に対する羽根１１の支持剛
性が高くなり、より一層の安定した送風性能、静音性能
が実現される。

【００３７】（実施の形態２）図６〜図９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と効果を示
している。

【００３８】該構成では、上記実施の形態１のものと同
様の肉厚部１２を有する羽根車を羽根１１の内部を中空
にしたエアフォイル構造のもので形成することによっ
て、可及的に羽根１１の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。

【００３９】先ず、図６は同送風機用羽根車の側面図を
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（３枚）の中空エアフォイ
ル構造の羽根（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。

【００４０】該羽根１１，１１・・は、それぞれ例えば
図８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前述の実施の形態１のものと
同様のハブ１０側ほど幅Ｗ₁、厚さＴが大きくなる肉厚
部１２が設けられている。また、前述の実施の形態１の
ものと同様に、該肉厚部１２は、例えば羽根１１のハブ
取付端側からチップ端側に到る前縁１１ａ部側の剥離域
全域に位置して設けられている。そして、該肉厚部１２
の圧力面先端から負圧面１１ｄにかけて形成される前縁
１１ａ部の圧力面１１ｂと負圧面１１ｄとの連続面１２
ａは例えば所定半径（前述の実施の形態１の図３参照）
の略正円弧面に形成されている一方、肉厚部１２の後部
面１２ｂは、当該羽根１１の後縁１１ｃ側方向に緩やか
なＳ字状のカーブを描いて圧力面１１ｂとして滑らかに
連続している。

【００４１】また、上記羽根１１の前縁１１ａ側および
後縁１１ｃ側の各負圧面は、それぞれ気流の剥離を抑制
するように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。

【００４２】ところで、本実施の形態の場合、上記羽根
１１は、例えば図７および図８に示すように、中空部形
成用の凹部２１を形成した羽根本体の凹部２１の開口部
に対して蓋２２を連続面を形成するように溶着接合して
構成されており、それによってハブ１０側からチップ側
にかけて次第に空間面積の幅が大きくなる図８の断面構
造のような中空部２３が形成され、該中空部２３によっ
て図示の如きエアフォイル構造の羽根１１が形成されて
いる。

【００４３】そして、該中空部２３は、全体として上述
のように肉厚の大きい前縁側に偏位させて形成されてお
り、肉厚の小さい後縁１１ｃ側の非中空部の幅Ｗ₂を前
縁１１ａ側の非中空部の幅Ｗ₃よりも大きくすることに
より羽根全体として十分な剛性を確保するように構成さ
れている。

【００４４】したがって、以上の構成では、例えば前述
の図４のように、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、その上流側は所定半径の円弧面よりなる
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。

【００４５】その結果、前縁１１ａ側負圧面部での剥離
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。

【００４６】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。

【００４７】その結果、圧力面部側での剥離がなくな
り、それによる送風性能の低下、騒音が相当に改善され
る。

【００４８】また、例えば前述の図５に示すように、全
風量域において、各羽根１１，１１，１１の肉厚部１２
部分で膨らむ流れが回転方向前側の各羽根１１の負圧面
１１ｄ側の上流部の流れを当該羽根１１の負圧面１１ｄ
方向に押え付ける作用を果すようになる。

【００４９】その結果、回転方向前側の各羽根１１の後
縁１１ｃ側負圧面部での剥離が低減され、それによる送
風性能の低下、騒音も大きく改善される。

【００５０】そして、以上の構成によれば、上記のよう
な実施の形態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ので、羽根に
作用する遠心力も小さくなる。その結果、可及的に軽量
で高剛性の羽根を実現できる。また駆動力も小さくて済
む。

【００５１】また、上記構成では、上記肉厚部１２の幅
Ｗ₁とその厚さＴがハブ１０側ほど大きくなるように形
成されているので、ハブ１０に対する羽根１１の支持剛
性が高くなり、より一層の安定した送風性能、静音性能
が実現される。

【００５２】次に図９は、本実施の形態の構成の送風機
用羽根車の騒音低減効果を従来例と対比して示してい
る。このグラフから明らかなように、本実施の形態の送
風機用羽根車の構成では、送風性能が向上し、騒音も低
減されていることが分る。

【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】同羽根車の羽根の断面図（図１のＡ−Ａ断面
図）である。

【図３】同羽根車の羽根の要部の拡大断面図である。

【図４】同羽根車の羽根単体の気流分布を示す説明図で
ある。

【図５】同羽根車の羽根相互の相対的な気流分布を示す
説明図である。

【図６】本願発明の実施の形態２に係る送風機用羽根車
の羽根車部の側面図である。

【図７】同羽根車の正面図である。

【図８】同羽根車の羽根の断面図（図７のＡ−Ａ断面
図）である。

【図９】同羽根車による騒音低減効果を従来例と対比し
て示すグラフである。

【図１０】従来の送風機用羽根車の羽根の断面図であ
る。

【図１１】同図１０の羽根の中小風量時の問題点を示す
説明図である。

【図１２】同図１０の羽根の大風量時の問題点を示す図
である。

【図１３】図１０の羽根の問題点を改良したエアホイル
構造の羽根単体の作用と残された第１の問題点を示す図
である。

【図１４】図１０の羽根の問題点を改良したエアホイル
構造の各羽根の作用と残された第２の問題点を示す図で
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、２１は凹部、２２は蓋、２３は中空部で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エアフォイル構造をなす厚翼の送風機用
羽根車において、羽根の前縁側圧力面部に、前縁から圧
力面側にかけて所定曲率のアール面を描いて膨出した肉
厚部を設けたことを特徴とする送風機用羽根車。
【請求項２】羽根前縁の負圧面と圧力面との間の連続
面が、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。
【請求項３】肉厚部が、ハブ側からチップ側に到る前
縁側圧力面部に設けら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。
【請求項４】肉厚部の後部面は、後縁側方向に緩やか
なＳ字状のカーブを描いて連続し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。
【請求項５】肉厚部の幅が、ハブ側ほど大きくなって
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。
【請求項６】肉厚部の厚さが、ハブ側ほど大きくなっ
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。
【請求項７】肉厚部の幅と厚さが、それぞれハブ側ほ
ど大きくなっ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。
【請求項８】羽根が、中空構造となっていることを特
徴とする請求項１，２，３，４，５，６又は７記載の送
風機用羽根車。