JP2001304185A - 送風機羽根車とその送風機羽根車を備えた空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送風機羽根車に関し、羽根車の回転軌跡図
（子牛面）の形状を最適にさせて軸方向流入と半径方向
流入の２つの吸い込み流れのうちで、半径方向流入に対
しても空力仕事を充分に行い、羽根車の静圧効率を充分
に高めることを目的としたものである。 【解決手段】 モータに駆動される羽根車１を備え、こ
の羽根車１はハブ３の外周に一定厚さで薄翼の複数枚の
羽根２を有し、この羽根２の回転軌跡図上において、羽
根２の前縁６は風上側に対してこの前縁６の中点付近を
ピークとする凸状曲線で送風機羽根車を構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機、その
他機器等に使用する斜流送風機あるいは軸流送風機に用
いられる送風機羽根車に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の薄翼の斜流送風機は、特開平１１
−２９４３８９号公報に示すように、羽根車２１は、図
７、図８、図９に示すように、略円錐台形状のハブ２３
の外周に一定厚さで薄翼の複数枚の羽根２２を一体に設
けて構成していた。そして、羽根２２は図７に示す回転
軌跡図上で、羽根の前縁２６の中点と後縁２７の中点を
結ぶ一点鎖線Ｄ−Ｄ付近を境にして前縁２６を、その中
点付近より外周２８側は風上側に対して凹状曲線２６ａ
に、中点付近よりハブ２３側は凸状曲線２６ｂにそれぞ
れ構成している。また、羽根２２はその回転軌跡図上
で、後縁２７をハブ２３側から外周２８側にかけて直線
に構成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
成において、羽根２２の前縁２６の中点付近より外周２
８側は風上側に対して凹状曲線２６ａに構成されている
ために、羽根２２の半径方向断面（図８のＥ−Ｅ線の断
面）である図９において、羽根２２の中点付近より外周
２８側は矢印で示す主気流方向に対して凹状曲線２９ａ
になっていた。

【０００４】そして、斜流送風機の羽根車２１の吸い込
み流れの主な量は、羽根車２１の軸方向流れであるが、
外周２８より流入する半径方向流れＳも、ある程度の量
で存在する。この半径方向流れＳに対して、羽根２２の
約半分を占める翼素の部分である凹状曲線２９ａは、前
記半径方向流れＳに対しては逆に凸状に出た形状をして
いるため、この半径方向流れＳを妨害し阻害する作用を
している。すなわち、羽根２２の約半分を占める翼素の
部分である凹状曲線２９ａは、羽根車２１の吸い込み流
れのうちで、ある程度の量で存在する外周２８からの半
径方向流れＳに対しては凸状であり、この半径方向流れ
Ｓを却って阻害し誘引するものではない。その結果、こ
の半径方向流れＳを誘引しないため、ハブ２３付近の翼
素は空力仕事に寄与しにくく、羽根２１の全体で充分な
空力仕事をなし得ない。そのため、羽根車２１の静圧効
率には限界があり、必ずしも高いものにはなっていなか
った。この事はとりもなおさず、従来の羽根車には半径
方向流れＳを誘引して充分な空力仕事を果たすことで静
圧効率を高めることが要求されていることにほかならな
いものである。

【０００５】本発明は、このような従来技術の課題を解
決する送風機羽根車であり、その静圧効率を向上させる
ことを主目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ハブの外周に一定厚さで薄翼の複数枚の羽
根を有し、この羽根の回転軌跡図上において、羽根の前
縁は風上側に対して前縁の中点付近をピークとする凸状
曲線で構成してなる送風機羽根車である。

【０００７】上記手段によって、羽根車の吸い込み流れ
の２つである軸方向流れと半径方向流れの両方に対し
て、ハブ付近の翼素も充分に空力仕事を果たすので、羽
根全体で充分に空力仕事を行い、送風機の静圧効率を高
めることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、ハブの外周に一定厚さで薄翼の複数枚の羽根を有
し、前記羽根の回転軌跡図上において、羽根の前縁は風
上側に対して前記前縁の中点付近をピークとする凸状曲
線で構成してなる送風機羽根車である。

【０００９】上記実施形態において、羽根の半径方向断
面は、吸い込み流れの主気流方向に対しては凸状曲線で
あるが、羽根車の吸い込み流れのうちで、ある程度の量
が存在する外周からの半径方向流れに対しては凹状であ
るために、この半径方向流れを阻害することなく、却っ
て誘引する形状をしていることになる。従って、羽根車
の吸い込み流れの２つである軸方向流れと半径方向流れ
の両方に対して、ハブ付近の翼素も充分に空力仕事を果
たすことになり、羽根全体で充分に空力仕事を行うこと
が可能になる。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
の記載において、羽根を前記羽根の後縁はこの後縁の中
点付近よりハブ側を風上側に対して凸状曲線にし、前記
中点付近より外周側は直線状をした略曲線に構成してな
るものである。

【００１１】上記実施形態において、羽根の前縁の凸状
曲線により却ってハブ付近の翼面積が増加するのを、後
縁の中点付近よりハブ側を風上側に対し突出した凸状曲
線によって、積極的にハブ付近の翼面積を減少させ羽根
の摩擦抵抗を低減することが可能になる。

【００１２】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
あるいは請求項２の記載において、羽根は、厚翼でその
前縁の中点と後縁の中点を結ぶ流路中心線上の断面展開
における羽根の最大厚みｔと弦長ｃの比ｔ／ｃを、５〜
１２％の範囲に設定し、且つ前記羽根の半径方向にわた
り最大厚みｔが一定で、前記羽根の前縁は円弧状で、前
記羽根の後縁は尖った翼形形状でそれぞれ構成したもの
である。

【００１３】上記実施形態において、一定厚さの薄翼に
比較して羽根の半径方向に対して最大翼厚が一定の翼形
形状をした厚翼を設けた羽根になり、外周よりの翼厚が
増えることがないので羽根付け根の強度が充分に保た
れ、且つ、厚翼の翼形形状の採用で流れの剥離を防止す
るものである。

【００１４】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
〜請求項３のいずれか１項に記載の送風機羽根車を有す
る送風機を、熱交換器などを有する室外機に設けた空気
調和機である。

【００１５】上記実施形態において、室外機で送風作用
を行う送風機により、静圧効率が高く作動されるのでモ
ータ入力が低減されて、且つ、低騒音に空力仕事をする
ことになる。

【００１６】

【実施例】以下本発明の実施例について図１〜図６を参
照して説明する。

【００１７】（実施例１）図１〜図４は本発明の請求項
１に記載の発明に対応する一実施例を示し、図１は斜流
送風機における羽根車の動作状態を示す模式図、図２は
斜流送風機羽根車の平面図、図３は斜流送風機羽根車の
回転軌跡図、図４は斜流送風機羽根車の半径方向断面図
（図２のＡ−Ａ線断面図）である。

【００１８】１は斜流送風機の羽根車で、一定厚さで薄
翼の３枚の羽根２を略円錐台形状のハブ３の外周面に一
定間隔で一体に設けてある。そして、この羽根車１は、
ハブ３をモータ４の回転シャフトに固定し、適切なケー
シング５に納め、モータ４により回転させることで吸い
込み流れとして送風作用を行う。この送風の流れは、羽
根車２が回転することで、図１の矢印で示すように、空
気の殆どが羽根２の前縁６より流入し、後縁７より流出
して空力仕事を行う主気流と、吸い込み流れのうちで、
外周８より流入する半径方向流れＲも、ある程度の量で
存在する。

【００１９】羽根２は図３に示すように、その回転軌跡
図上で、羽根２の前縁６の中点と後縁７の中点を結ぶ一
点鎖線Ｂ−Ｂ（流路中心線Ｂ−Ｂともいう）付近をピー
クとして前縁６が、風上側に対して凸状曲線で構成し、
後縁７は直線で構成している。

【００２０】上記実施例において、羽根２はその半径方
向断面図（斜流送風機の平面図である図２のＡ−Ａ線断
面図）である図４に示すように、吸い込み流れの主気流
方向に対して前面側は凸状曲線であるが、羽根車１の吸
い込み流れのうちで、ある程度の量で存在する外周８か
らの半径方向流れＲに対しては結果として背面側が凹状
曲線であるために、この半径方向流れを阻害することな
く、却って誘引する羽根形状をしている。従って、羽根
車１の吸い込み流れの２つである軸方向流れ（主気流）
と半径方向流れＲの両方に対して、ハブ３付近の翼素も
充分に空力仕事を果たすので、羽根２全体でほぼ完全に
空力仕事を行うことになり、その結果として送風機の静
圧効率を高くできるものである。

【００２１】その具体的効果は、外径φ４１５ｍｍの斜
流送風機で実験すると、静圧効率の最高効率点で、約４
％静圧効率が向上することが判明した。

【００２２】（実施例２）図５は、本発明の請求項２に
記載の発明に対応する一実施例における斜流送風機の回
転軌跡図である。この実施例２の発明は、後縁７の曲線
形状を特定した点が、実施例１の斜流送風機と異なり、
それ以外の構成と作用効果は同じなので斯かる部分に同
じ符号を付して詳細な説明を省き、異なる点のみを中心
に説明する。

【００２３】羽根２は図５に示すように、回転軌跡図上
で、羽根２の前縁６の中点と後縁７の中点を結ぶ一点鎖
線Ｃ−Ｃ（流路中心線Ｃ−Ｃともいう）付近を境にして
ピークになるように前縁６を風上側に対して凸状曲線に
構成し、流路中心線Ｃ−Ｃ付近を境にして後縁７はＣ−
Ｃ付近よりハブ３側を風上側に対して凸状曲線７ｂに
し、且つＣ−Ｃ付近より外周８側は直線７ａをした全体
として略曲線に構成してなるものである。

【００２４】上記実施例において、羽根２の回転軌跡図
上で、羽根２の前縁６の中点付近をピークにして風上側
に対して凸状曲線に構成しているので、あまり空力仕事
をしないハブ３付近の翼面積が増大することになる。し
かし、一方で羽根２の後縁７はこの後縁７の中点付近よ
りハブ３側を風上側に対して凸状曲線７ｂに、中点付近
より外周８側は直線７ａにそれぞれ構成し全体として、
略曲線の後縁７を構成し、羽根２の後縁７の中点付近よ
りハブ３側を風上側に対して凸状曲線７ｂにより、回転
軌跡図上でもハブ３付近の翼面積が減少し、更に、斜流
送風機の平面図でもハブ３付近の翼面積が減少すること
になる。従って、羽根２のハブ３付近の翼面積が低減で
きるので、斜流送風機の空力仕事にあまり寄与しないハ
ブ３付近の翼面積を低減して羽根の摩擦抵抗を低減し、
流体騒音を低減できる。

【００２５】その流体騒音を低減できる具体的効果は、
外径φ４１５ｍｍの斜流送風機を、熱交換器を有する空
気調和機の室外機に使用して実験すると、熱交換器を有
する空気調和機の室外機の、作動負荷点で約１ｄＢ
（Ａ）の低騒音効果が得られた。この様に、静圧効率の
向上と低騒音化の両方に作用効果を有するものである。

【００２６】（実施例３）図６は、本発明の請求項３に
記載の発明に対応する一実施例における斜流送風機の羽
根車１の流路中心線Ｂ−Ｂ（あるいは流路中心線Ｃ−
Ｃ）の断面展開図である。この実施例３の発明は、羽根
１２の最大厚みｔと弦長Ｃの比を、特定の範囲に設定し
た点が、一定厚みの羽根を有する実施例１あるいは実施
例２と異なり、それ以外の構成と作用効果は同じなので
斯かる部分に同じ符号を付して詳細な説明を省き、異な
る点のみを中心に説明する。

【００２７】羽根１２は、厚翼でその前縁６の中点と後
縁７の中点を結ぶ流路中心線Ｂ−Ｂ（あるいはＣ−Ｃ）
上の断面展開における羽根１２の最大厚みｔと弦長ｃの
比ｔ／ｃを、５〜１２％の範囲に設定し、この羽根１２
の半径方向にわたり最大厚みｔが一定で、かつ羽根１２
の前縁は円弧状１２ａで、この羽根１２の後縁は尖った
翼形形状１２ｂでそれぞれ構成したものである。

【００２８】上記実施例において、一定厚さの薄翼に比
較して、羽根１２の半径方向に対して最大翼厚ｔが一定
の翼形形状をした厚翼を設けた羽根になるので、弦長が
より長い羽根１２の外周側でも最大翼厚ｔが増大せずに
一定になる。このため、斜流送風機を樹脂成形で製作す
るときも、その工法に関わらず羽根付け根の強度が充分
に保たれることになる。そして、翼形形状をした厚翼を
用いるので、羽根１２からの流れの剥離が防止されて、
更なる流体騒音の低減が図れるものである。

【００２９】その流体騒音の低減の具体的効果は、外径
φ４１５ｍｍの斜流送風機を、熱交換器を有する空気調
和機の室外機に使用して実験すると、熱交換器を有する
空気調和機の室外機の、作動負荷点で約２．５ｄＢ
（Ａ）の低騒音効果が得られた。この様に、静圧効率の
向上と更なる低騒音化の両方に作用効果を有するもので
ある。

【００３０】なお、上記実施例３において、羽根１２
は、最大厚みｔと弦長ｃの比ｔ／ｃを、５〜１２％の範
囲にある厚翼としたのは、その前縁６の中点と後縁７の
中点を結ぶ流路中心線Ｂ−Ｂ（あるいはＣ−Ｃ）上の断
面の展開図においてであるが、前縁の中点と後縁の中点
から左右に多少ずれた断面の展開であっても、実質的に
同様の効果が得られる。

【００３１】（実施例４）実施例４の発明は、請求項４
に記載の発明に対応する一実施例で、図示はしていない
が上記実施例１〜３で説明した各発明の送風機羽根車
を、室外機と室内機を配管で接続した冷凍サイクルの回
路構成部材を分離して構成したセパレート形の空気調和
機における熱交換器を有した室外機の送風回路などに用
いるものである。

【００３２】上記構成の空気調和機によれば、室外機の
熱交換器へ送風する送風機により、室外機は静圧効率を
高くして作動できるのでモータ入力が低減され、かつ低
騒音に空力仕事ができるものである。

【００３３】

【発明の効果】上記実施例からも明らかなように本発明
の請求項１に記載の発明は、モータとこのモータに駆動
される羽根車とを備え、羽根車はハブの外周に一定厚さ
で薄翼の複数枚の羽根を有し、前記羽根の回転軌跡図上
において、羽根の前縁は風上側に対して前記前縁の中点
付近をピークとする凸状曲線で構成したもので、羽根車
の吸い込み流れの２つである軸方向流れと半径方向流れ
の両方に対して、ハブ付近の翼素も充分に空力仕事を果
たし、羽根全体として充分に空力仕事を行い送風機の静
圧効率を高くできる。

【００３４】また請求項２に記載の発明は、請求項１の
記載に係わる発明において、羽根を、羽根の後縁はこの
後縁の中点付近よりハブ側を風上側に対して凸状曲線に
し、前記中点付近より外周側は直線状をした略曲線に構
成してなるもので、羽根の前縁の凸状曲線により却って
ハブ付近の翼面積が増加するのを、後縁の凸状曲線によ
り、積極的にハブ付近の翼面積を減少させられ、羽根の
摩擦抵抗を低減して低騒音化を図ることができる。

【００３５】また請求項３に記載の発明は、請求項１ま
たは請求項２の記載に係わる発明において、羽根は、厚
翼でその前縁の中点と後縁の中点を結ぶ流路中心線上の
断面展開における羽根の最大厚みｔと弦長ｃの比ｔ／ｃ
を、５〜１２％の範囲に設定し、かつ前記羽根の半径方
向にわたり最大厚みｔが一定で、前記羽根の前縁は円弧
状で、前記羽根の後縁は尖った翼形形状でそれぞれ構成
したもので、厚さ一定の薄翼に比較し、羽根の半径方向
に対して最大翼厚が一定の翼形形状をした厚翼を設けた
羽根になり、外周よりの翼厚が増えることがないので羽
根付け根の強度が充分に保たれ、かつ厚翼の翼形形状の
採用で流れの剥離が防止でき、更なる低騒音化を図るこ
とができる。

【００３６】また請求項４に記載の発明は、請求項１〜
請求項３に記載のいずれか１項に記載の送風機羽根車を
有する送風機を、熱交換器などを有する室外機に設けた
空気調和機で、送風機の作動により室外機は、静圧効率
が高くなるのでモータ入力が低減され、かつ低騒音に空
力仕事をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の斜流送風機における実施例１の
羽根車の動作状態を示す模式図

【図２】図２は同斜流送風機における羽根車の平面図

【図３】図３は同斜流送風機における羽根車の回転軌跡
図

【図４】図４は同斜流送風機における羽根車の図２のＡ
−Ａ線の断面図

【図５】図５は同斜流送風機における実施例２の羽根車
の回転軌跡図

【図６】図６は同斜流送風機における実施例３の羽根車
の流路中心線Ｂ−Ｂ（あるいはＣ−Ｃ）上の断面展開図

【図７】従来の斜流送風機における羽根車の回転軌跡図

【図８】同羽根車の平面図

【図９】同羽根車の半径方向断面図（図８のＥ−Ｅ線断
面図）

【符号の説明】 １ 羽根車 ２、１２ 羽根 ３ ハブ ６ 前縁 ７ 後縁 ７ａ 直線 ７ｂ 凸状曲線 ８ 外周 １２ａ 円弧状 １２ｂ 尖った翼形形状

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H033 AA02 AA18 BB02 BB07 CC01 DD03 DD27 EE06 EE08 EE11 EE19 3L054 BA04 BB03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータと、このモータに駆動される羽根
   車とを備え、前記羽根車はハブの外周に一定厚さで薄翼
   の複数枚の羽根を有し、前記羽根の回転軌跡図上におい
   て、羽根の前縁は風上側に対して前記前縁の中点付近を
   ピークとする凸状曲線で構成してなる送風機羽根車。
2. 【請求項２】 羽根の後縁はこの後縁の中点付近よりハ
   ブ側を風上側に対して凸状曲線にし、前記中点付近より
   外周側は直線状をした略曲線に構成してなる請求項１に
   記載の送風機羽根車。
3. 【請求項３】 羽根は、厚翼でその前縁の中点と後縁の
   中点を結ぶ流路中心線上の断面展開における羽根の最大
   厚みｔと弦長ｃの比ｔ／ｃを、５〜１２％の範囲に設定
   し、且つ前記羽根の半径方向にわたり最大厚みｔを一定
   で、前記羽根の前縁は円弧状で、前記羽根の後縁は尖っ
   た翼形形状でそれぞれ構成してなる請求項１または請求
   項２に記載の送風機羽根車。
4. 【請求項４】請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載
   の送風機羽根車を有する送風機を、熱交換器などを有す
   る室外機に設けた空気調和機。