JPH11223199A - 遠心式送風機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送風羽根の形状を改善し、遠心式送風機の運
転時における騒音の発生を抑制する。 【解決手段】 送風羽根１３０の翼厚がハブ１１からシ
ュラウド１２に向かうに従って徐々に厚くなるように変
化させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空調設備などに
用いられる遠心式送風機に関し、より特定的には、遠心
式送風機に用いられる羽根車の送風羽根を改善して、効
率のよい送風が行なえるようにした遠心式送風機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】空調設備などにおいて、熱交換器などに
空気を送風するのにさまざまな送風機が使用されてい
る。このような送風機の１つとして、図１０および図１
１に示すような羽根車１０を用いた遠心送風機が知られ
ている。

【０００３】ここで、この遠心式送風機においては、図
１０および図１１に示すように、中心部に回転駆動力が
伝達される平面形状が円形状で中央部がシュラウド１２
側に膨出したハブ１１と、平面形状がリング状で中央部
に空気取入口１２ａが開口されるとともに外周部がハブ
１１側に湾曲してハブ１１と所定間隔を介して対向する
ように配置されたシュラウド１２と、ハブ１１とシュラ
ウド１２との外周部間において周方向に所要間隔を介し
て複数の送風羽根１３が設けられた羽根車１０を用いる
ように構成されている。

【０００４】この遠心式送風機においては、ハブ１１を
介して羽根車１０を回転させ、シュラウド１２に設けら
れた空気取入口１２ａから羽根車１０内に空気を流入さ
せて、この空気を回転する各送風羽根１３によってハブ
１１とシュラウド１２の間から羽根車１０の外周側に送
り出すようになっている。また、送風羽根１３の断面形
状は、ハブ１１とシュラウド１２との間においては、す
べて同じ断面形状となるように設けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構造より
なる羽根車１０において、空気取入口１２ａから羽根車
１０内に流入された空気を各送風羽根１３によって羽根
車１０の外周側に水平方向に送り出すようにした場合、
図１２に示すように、シュラウド１２側において送り出
される空気の流速が小さく、ハブ１１側に向かうに従っ
て送り出される空気の流速が大きくなり、とハブ１１側
において送り出される空気の流速の差が大きくなって、
羽根車１０のシュラウド１２側において空気の流れには
く離などが発生する。これにより、羽根車１０から流出
される空気の流れに乱れが生じ、この乱れに起因して騒
音が発生し、遠心式送風機の運転時における騒音が大き
くなるという問題があった。

【０００６】また、上記のようにシュラウド１２側とハ
ブ１１側において送り出された空気の流速の差が大きく
なってはく離、渦などが発生すると、羽根車１０の外周
側に送り出される空気の流れが悪くなり、各送風羽根１
３により羽根車１０の外周側に送り出される空気の送り
量が抑制され空気を送風させる効率が悪くなるなどの問
題もあった。

【０００７】したがって、この発明は上記問題点を解決
するためになされたもので、空気取入口側とハブ側とに
おいて送り出される空気の流速に差が生じた場合におい
てもはく離、渦等が発生しないように送風羽根の形状を
改善し、遠心式送風機の運転時における騒音の発生を抑
制することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に基づいた遠心
式送風機においては、中心部に回転駆動力が伝達される
ハブと、中央部に空気取入口が開口された平面形状がリ
ング状で上記ハブと所定間隔を介して対向するように配
置されたシュラウドと、上記ハブと上記シュラウドとの
外周部間において周方向に所定間隔を介して配列された
複数の送風羽根と、を有する羽根車を用いた遠心送風機
であって、上記送風羽根の翼厚が上記ハブから上記シュ
ラウドに向かう方向に従って徐々に厚くなるように変化
させたことを特徴としている。これにより、一般的にシ
ュラウド近傍の方がハブ近傍よりも空気の流速は遅いた
め、シュラウド近傍において空気の流れにはく離が生
じ、騒音の発生の原因となっていたが、ハブ付近の翼厚
に対して、シュラウドに向かうに従って徐々に翼厚を厚
くするようにすることで、空気の流れにはく離が生じに
くくなる。その結果、騒音の発生の低減を図ることが可
能となる。

【０００９】また、好ましくは上記送風羽根の翼弦長さ
をＬ、翼厚をｔとした場合、上記シュラウド付近のｔ／
Ｌは、０．１〜０．２の値となるように設けられてい
る。この値を実現することにより、空気の流れによるは
く離をほぼ確実に生じないようにすることが可能とな
り、騒音発生のさらなる低減を図ることが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本実施の形態における遠心
送風機に用いられる羽根車について、図１を参照して説
明する。なお、本実施の形態における遠心送風機に用い
られる羽根車の基本的構成は、図１０に示す羽根車１０
と同じ構成を有している。中心部に回転駆動力が伝達さ
れる平面形状が円形状で中央部がシュラウド１２側に膨
出されたハブ１１と、平面形状がリング状で中央部に空
気取入口１２ａが開口されるとともに外周部がハブ１１
側に湾曲してハブ１１と所定間隔を介して対向するよう
に配置されたシュラウド１２と、ハブ１１とシュラウド
１２との外周部間において周方向に所定間隔を介して複
数の羽根車１３０が設けられている。

【００１１】ここで、本実施の形態における羽根車１０
に設けられる送風羽根１３０は、その翼厚がハブ１１か
らシュラウド１２に向かうに従って徐々に厚くなるよう
に変化させている。ここで、図２に示すように、送風羽
根１３０のパラメータとして、翼厚をｔ、翼弦長をＬ、
偏差角をβおよび厚みを［（ｔ／Ｌ）×１００（％）］
と定義した場合のはく離性能についてシミュレーション
を用いて説明する。なお、翼型には、ＮＡＣＡ００１２
型を用いているものとする。

【００１２】図３は、厚みが３．３％、偏差角βが５°
の場合を示している。送風羽根にはく離は生じていな
い。

【００１３】次に、図４は、厚みが３．３％、偏差角β
が２０°の場合、送風羽根にはく離が生じていることが
わかる。ここで、一般に羽根車には、その構成上２０°
以上の偏差角が設けられる可能性が高い。したがって、
以下、偏差角が２０°の場合における厚みとはく離の発
生について、説明する。

【００１４】次に、図５は、厚み１０％偏差角βが２０
°の場合、図４と比較した場合、送風羽根に生じるはく
離は減少しているものの、まだ送風羽根の後端側におい
てはく離が生じていることがわかる。

【００１５】次に、図６は厚み２０％、偏差角βが２０
°の場合、送風羽根にははく離が生じていないことがわ
かる。

【００１６】図３〜図６に示したシミュレーション結果
を図７の表に示す。図７において、○ははく離が生じな
い場合を示し、×は、送風羽根の前縁からはく離が生じ
ている場合を示し、数値は、どの程度はく離が生じたか
を示している。

【００１７】また、厚みを２０％以上の場合としたとき
は、 衝突による損失が増大する 送風羽根が重くなる 送風羽根の後縁部でのはく離が発生する の理由から、厚みの最大は２０％であることが好まし
い。

【００１８】したがって上記シミュレーションの結果か
ら、送風羽根の厚みは、１０〜２０％の範囲において、
はく離の発生を抑制させて、はく離による翼失速を低減
させることが可能になる。

【００１９】次に、図８および図９を参照して、本実施
例における送風羽根を用いた羽根車の能力性能測定結果
を、図１０に示す従来技術における羽根車の場合とを比
較して示す。なお、図８および図９中において、本実施
の形態における羽根車を３Ｄ翼、従来技術における羽根
車を２Ｄ翼と示す。また、図８は、ＰＱ特性を示し、図
９は、無次元化特性を示す。

【００２０】図８および図９から、３Ｄ翼と２Ｄ翼とで
は、同一回転数におけるファン能力は低下している。こ
の理由は、シュラウド近傍でのはく離流れの不安定性に
起因するものと考えられる。しかし、騒音値勘案する
と、同一風量では、３Ｄ翼が有意となる。

【００２１】以上、本実施の形態における送風羽根を用
いた羽根車においては、シュラウド側とハブ側とにおい
て送り出される空気の流量に差が生じた場合において
も、送風羽根の翼厚をハブからシュラウドに向かうに従
って徐々に厚く設けることで、空気の流れによるはく離
が生じないようにし、騒音発生の低減を図ることが可能
となる。

【００２２】したがって、今回開示した実施の形態はす
べての点で例示であって制限的なものではないと考えら
れるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく
特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等
の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが
意図される。

【００２３】

【発明の効果】この発明に基づいた遠心式送風機によれ
ば、従来シュラウド近傍の方がハブ近傍よりも空気の流
速は遅いため、シュラウド近傍において空気の流れには
く離が生じ、騒音の発生の原因となっていたが、ハブ付
近の翼厚に対して、シュラウドに向かうに従って徐々に
翼厚を厚くするようにすることで、空気の流れにはく離
が生じにくくなる。その結果、騒音の発生の低減を図る
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に基づく実施の形態における羽根車の
構造を示す平面図である。

【図２】送風羽根のパラメータを説明するための図であ
る。

【図３】送風羽根に生じるはく離を説明するためのシミ
ュレーションを示す第１の図である。

【図４】送風羽根に生じるはく離を説明するためのシミ
ュレーションを示す第２の図である。

【図５】送風羽根に生じるはく離を説明するためのシミ
ュレーションを示す第３の図である。

【図６】送風羽根に生じるはく離を説明するためのシミ
ュレーションを示す第４の図である。

【図７】図３〜図６に示すシミュレーション結果をまと
めた図である。

【図８】３Ｄ翼と２Ｄ翼とのＰＱ特性を示す図である。

【図９】３Ｄ翼と２Ｄ翼との無次元化特性を示す図であ
る。

【図１０】従来技術における羽根車の構造を示す平面図
である。

【図１１】図１０中Ｘ−Ｘ線矢視断面図である。

【図１２】羽根車の外周側に送り出される空気の流れを
示した概略説明図である。

【符号の説明】

１０ 羽根車 １１ ハブ １２ シュラウド １３，１３０ 送風羽根

フロントページの続き (72)発明者 名迫 賢二 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心部に回転駆動力が伝達されるハブ
   と、中央部に空気取入口が開口された平面形状がリング
   状で上記ハブと所定間隔を介して対向するように配置さ
   れたシュラウドと、上記ハブと上記シュラウドとの外周
   部間において周方向に所定間隔を介して配列された複数
   の送風羽根と、を有する羽根車を用いた遠心式送風機で
   あって、 前記送風羽根の翼厚が前記ハブから前記シュラウドに向
   かうに従って、徐々に厚くなるように変化させたことを
   特徴とする、遠心式送風機。
2. 【請求項２】 前記送風羽根の翼弦長さをＬ、翼厚をｔ
   とした場合、前記シュラウド付近のｔ／Ｌは、０．１〜
   ０．２の値である、請求項１に記載の遠心式送風機。