JP2010242665A - 送風機羽根車 - Google Patents

Abstract

【課題】厚翼となる翼型形状の羽根を有する送風機羽根車を軽量化するために、羽根の負圧面側にエグリを入れる場合、多少の剥離の助長を招き、それにより乱流が発生して風量性能の劣化に繋がり、また乱流騒音による騒音の増加となる。さらに、羽根車の外周部の肉厚が大きいため、樹脂成形による生産性の劣化となる。
【解決手段】外部より回転力を受けて回転駆動されるハブ３と、ハブ３の周囲に複数枚の羽根４を放射状に延び出してなる送風機羽根車２において、羽根４の前縁５側部分が翼型形状を呈して、羽根４の後縁６側部分は一定の肉厚形状で構成されていることを特徴とする送風機羽根車である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ファン効率向上及び風量性能向上と低騒音化と軽量化を図ることができる送風機羽根車に関するものである。

従来技術を以下に示す。図８は、従来の送風機羽根車の斜視図である。図９〜１１は同送風機羽根車の羽根の断面図である。羽根車２は、略円柱上のハブ部３に羽根４が備えられている。そして、羽根４の負圧面側の所定の範囲に、羽根４の肉厚を薄くしたエグリ１が設けてある。羽根車２のハブ部３にモーターシャフトを固定し、適切なケーシングに納め、モーターにより矢印の方向に回転させることで送風作用を生じる。この時、空気は羽根２の前縁５より侵入し後縁６より流出する。そこで、前記負圧面側のエグリ１には３方にテーパ部８，９を設けてあるので、エグリ１形状がスムースなために、羽根２の負圧面側に特徴的な剥離を助長させず、その結果で騒音が増加することは非常に少ない。そのため、厚肉の翼型の低騒音効果をそのまま維持できる。
特開平７−１８９９８５号公報

従来技術による送風機羽根車のエグリの効果は、軽量化には役立つことができる。しかし、厚肉の翼型羽根車の低騒音効果及び風量性能向上の効果を減退することになる。すなわち、負圧面側にエグリを入れる場合、多少の剥離の助長を招き、それにより乱流が発生して風量性能の劣化に繋がる。また、乱流騒音により、若干の騒音増加となる。さらに、羽根の肉厚が常に変化することや、この技術のみでは羽根車のチップ部（外周部）の肉厚が大きいことにより、生産性（樹脂成形）の劣化となる。

本発明は、軽量化を行っても上記従来の問題点を抑制することができる送風機羽根車を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の送風機羽根車は、外部より回転力を受けて回転駆動されるハブと、前記ハブの周囲に放射状に延び出してなる複数枚の羽根を有し、前記羽根の円周方向の断面形状において、前縁側を翼型形状に形成し、後縁側を一定肉厚形状に形成して構成されていることを特徴とする。これにより、羽根の全体を翼形形状にした厚翼に比べて軽量化を行うことができるとともに、送風機羽根車の羽根の前縁側においては翼形状を成しているため気流の前縁剥離が抑制されて乱れが減少し、風量性能が劣化することがない。さらに、前縁から発生する流体騒音の低減にも繋がる。また、後縁側においては羽根が一定な肉厚形状を成しており、樹脂成型が容易となり安定した成型及び生産が可能となる。

本願発明の送風機羽根車においては、羽根を軽量化することによっても風量性能が劣化したり乱流騒音が増加したりすることを抑制し、生産性の劣化も抑制することができる。

第１の発明は、外部より回転力を受けて回転駆動されるハブと、前記ハブの周囲に放射状に延び出してなる複数枚の羽根を有し、前記羽根の円周方向の断面形状において、前縁側を翼型形状に形成し、後縁側を一定肉厚形状に形成して構成されていることを特徴とす
る送風機羽根車である。これにより、気流の前縁剥離が抑制されて乱れが減少して風量性能が向上し、さらに流体騒音が低減され低騒音化に繋がる。後縁側においては、羽根が一定な肉厚形状を成しており、安定した成型及び生産が可能となる。

第２の発明は、特に第１の発明において、前縁側の翼型形状は、羽根の前縁から後縁までの５０％〜８５％の位置まで形成されていることを特徴とする送風機羽根車である。これにより、気流の前縁剥離がかなり抑制され、風量性能の向上と低騒音化が図れる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明において、羽根の後縁近傍の断面形状を、徐々に薄くなる形状に形成することを特徴とする送風機羽根車である。これにより、気流の後縁剥離が抑制されて乱れが減少し、風量性能の向上と低騒音化が図れる。

第４の発明は、特に第１から第３のいずれかの発明において、羽根の前縁の翼型形状部分において、ハブとの接合部の羽根の付け根の肉厚を大きく形成したことを特徴とする送風機羽根車である。これにより強度アップが図られ、回転時の遠心力に対して頑丈な送風機羽根車となる。

以下に本発明の実施の形態を図１から図９までに沿って説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における送風機羽根車の斜視図である。図２は同送風機羽根車の側面図、図３は同送風機羽根車の正面図、図４および図５は同送風機羽根車の羽根上の等流量ラインＡ１−Ａ２にほぼ沿った円周方向の断面形状を示したものである。

図１〜図３において、送風機羽根車２は、略円柱状のハブ３に羽根４が複数枚（３枚）備えられている。なお、本実施の形態ではハブを円柱状としたが、これに限定するものではなく、円錐台状のハブとしたり、円柱状と円錐台状とを組み合わせたりしてもよい。

羽根４はそれぞれ、風上側である前縁５から風下側の後縁６に向けて位置５Ｍ（５Ｍ（５０％），５Ｍ（８５％））まで厚肉で厚みが変化する翼型形状に形成し、位置５Ｍより後縁６までは一定の肉厚形状に形成して構成されている。なお、図３に示すように、前縁５の外周側で前方に突出して形成された三角チップ部４ａは無視して前縁５を直線と考え、位置５Ｍを羽根４の内周側から外周側まで同じ比率で形成している。

具体的な断面を図４，図５に示すが、図４は、羽根４の前縁５から後縁６までの翼弦長の５０％の位置を位置５Ｍ（５０％）として、位置５Ｍ（５０％）までの領域において最大肉厚ｔｍａｘを有した翼型形状に形成したものである。また、図５は、羽根４の前縁５から後縁６までの翼弦長の８５％の位置を位置５Ｍ（８５％）として、位置５Ｍ（８５％）までの領域において最大肉厚ｔｍａｘを有した翼型形状に形成したものである。位置５Ｍから後縁６まではいずれも一定の肉厚形状（ｔ１＝ｔ２）に形成している。

これらの形状により、最大肉厚ｔｍａｘが同じで羽根４全体が翼型形状である厚翼と比較して、薄く軽量化が図れる。このような構成により、気流の前縁剥離が抑制されて、円滑な流れ場が形成される。よって、風量性能が向上して、乱流騒音が低減される。なお、位置５Ｍを羽根４の内周側から外周側まで同じ比率で形成することに限定するものではなく、内周側から外周側にかけて徐々に比率を変化させて構成しても良い。

なお、前縁から後縁までの翼弦長の約５０％以内の領域が前縁剥離が発生し易い。そのため、この領域を翼型形状にすることが、気流の前縁剥離を抑制して風量性能の向上と乱流騒音の低減を図るためには有効である。また、一定の肉厚形状に形成する領域を、羽根
４の前縁５から後縁６までの翼弦長の８５％を超える位置を位置５Ｍとして構成しても、もはや全体を翼型形状とした羽根との差がほとんどなくなり、余り有効ではない。従って、位置５Ｍは、羽根４の前縁５から後縁６までの翼弦長の５０％〜８５％の位置が好適である。

また、後縁６の断面形状を円弧形状または楕円円弧形状など、面取りするようにして徐々に薄くなる形状に形成する。これによって、気流の後縁剥離が抑制されて風量性能が向上するとともに、乱流騒音が低減される。さらに、先端の形状がエッジでないため安定した成型が可能となり、生産性が向上する。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における送風機羽根車の斜視図、図７は同送風機羽根車の側面図である。送風機羽根車２は、実施の形態１と同様にハブ３に羽根４が備えられ、前縁５から後縁６に向けて位置５Ｍまで翼型形状に形成され、位置５Ｍより後縁６までは一定の肉厚形状（ｔ１＝ｔ２）に形成されている。

図６において、羽根４の翼型形状に形成された部分のハブ３への付け根部分４ｂの肉厚を大きくする。羽根４の前縁５の付け根部分４ｂは、送風機羽根車２の回転によって羽根４に大きな遠心力が加わった時に、最も破壊を起こし易い部分である。従って、付け根部分４ｂの肉厚を大きくして補強することによって、翼型にすることによる重量増加、すなわち回転時の遠心力の増大による破壊を抑制することができる。なお、羽根４の付け根部分４ｂの補強については、図６，図７のように前縁５近傍だけでも大きな効果が得られるが、図１〜図３に示すように付け根部分４ｂ全体を補強しても良い。

以上のように、本発明にかかる送風機羽根車は、斜流送風機及び軸流送風機の送風機羽根車において、羽根の前縁側のみを翼型形状に形成することによる送風性能の向上と乱流騒音の低減が図れる。また、羽根の全体が薄肉で一定の肉厚形状の翼に近い生産性の安定と軽量化を確保できる。さらに、荷重が大きくかかる箇所のみの強度アップにより、軽くて強い斜流型羽根車等の用途に適用することができる。

本発明の実施の形態１における送風機羽根車の斜視図 本発明の実施の形態１における送風機羽根車の正面図 本発明の実施の形態１における送風機羽根車の側面図 本発明の実施の形態１における送風機羽根車の羽根の断面図 本発明の実施の形態１における他の送風機羽根車の羽根の断面図 本発明の実施の形態２における送風機羽根車の斜視図 本発明の実施の形態２における送風機羽根車の側面図 従来の送風機羽根車の斜視図 従来の送風機羽根車の平面図 従来の送風機羽根車の断面図 従来の送風機羽根車の断面図

２ 送風機羽根車
３ ハブ
４ 羽根
４ａ 三角チップ部
４ｂ 付け根部分
５ 前縁
６ 後縁

Claims (4)

1. 外部より回転力を受けて回転駆動されるハブと、前記ハブの周囲に放射状に延び出してなる複数枚の羽根を有し、前記羽根の円周方向の断面形状において、前縁側を翼型形状に形成し、後縁側を一定肉厚形状に形成して構成されていることを特徴とする送風機羽根車。
2. 前縁側の翼型形状は、羽根の前縁から後縁までの５０％〜８５％の位置まで形成されていることを特徴とする請求項１記載の送風機羽根車。
3. 羽根の後縁近傍の断面形状を、徐々に薄くなる形状に形成することを特徴とする請求項１または２記載の送風機羽根車。
4. 羽根の前縁側の翼型形状部分において、ハブとの接合部の羽根の付け根の肉厚を大きく形成したことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項記載の送風機羽根車。

Images