JP2009293425A - Blower - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、軸流ファン、斜流ファン等の送風機に関し、さらに詳しくは、該送風機において送風性能の向上を図るための羽根構造に関するものである。 The present invention relates to a blower such as an axial fan or a mixed flow fan, and more particularly to a blade structure for improving the blowing performance in the blower.
従来から、軸流ファン、斜流ファン等の送風機において、送風効率の高効率化を図ることを目的とした羽根構造の改善技術として種々の提案がなされている(特許文献1、2参照)。
Conventionally, various proposals have been made as techniques for improving the blade structure for the purpose of increasing the air blowing efficiency in blowers such as an axial fan and a mixed flow fan (see
特許文献1に示されるものは、羽根の後縁に沿って所定幅で翼方向へ延びる特定領域を負圧面側へ湾曲させ、これによって羽根後縁から吹出される後流の幅(後流幅)を可及的に減少させて空力特性を改善するものである。
In
ここで、図6は、羽根30の翼弦長方向の断面図を示しているが、この羽根30では、前縁30aから後縁30bまでの全域に負圧面30d側に膨出する所定の反りをもたせている。この羽根30においては、負圧面30dに沿って流れる気流の剥離が大きいことから、後縁30b近傍において該気流に渦流れ32が多く発生し、その結果、後流幅S1が大きくなる。
Here, FIG. 6 shows a cross-sectional view of the
これに対して、図7に示される羽根30では、前縁30aから後縁30bの直前までの部位に負圧面30d側に膨出する所定の反りをもたせる一方、該直前部分から後縁30bまでの部位は正圧面30c側に膨出する所定の反りをもたせて(換言すれば、負圧面30d側に湾曲させて)これを湾曲部33としている。このように羽根30の後縁30b側に上記湾曲部33を設けると、負圧面30dに沿って流れる気流の剥離が抑制され、後縁30b近傍における渦流れ32の発生が抑制され、後流幅S2が小さくなる。
On the other hand, in the
このように、羽根30の後縁30b近傍に負圧面30d側へ湾曲する湾曲部33を設けることで、該後縁30bから吹出される後流幅が小さくなり、該羽根30における空力特性が改善される。この空力特性の改善の結果、送風効率が向上することになる。
Thus, by providing the
この送風効率の向上効果は、図5において曲線Aで示す「湾曲部無し(図6参照)」の場合における特性図と、曲線Bで示す「湾曲部有り(図7参照)」の場合における特性図を対比すれば、「湾曲部有り」の場合(曲線B)には、「湾曲部無し」の場合(曲線A)に比して、同一風量を得るに必要なモータ入力が、低風量側ではΔP1だけ、高風量側ではΔP2だけ、それぞれ低減されていることから、容易に理解されるところである。 The effect of improving the air blowing efficiency is shown in a characteristic diagram in the case of “without a curved portion (see FIG. 6)” shown by a curve A in FIG. 5 and a characteristic in the case of “with a curved portion (see FIG. 7)” shown by a curve B. Comparing the figures, in the case of “with curved portion” (curve B), the motor input necessary to obtain the same air volume is lower than that in the case of “without curved portion” (curve A). Then, ΔP1 is reduced, and ΔP2 is reduced on the high air volume side, which is easily understood.
一方、特許文献2に示されるものは、翼の後縁の径方向中央部に吸込側へ膨らむように湾曲した突状部を設け、これによって、翼の径方向における気体の吹出し速度が均一化され、低騒音化及び高効率化を図るものである。
On the other hand, the one shown in
ところが、実際の送風機、特に軸流ファンでは、羽根の負圧面側における気流の剥離状態は該負圧面の全域で一様なものではなく、羽根のハブ近傍付近の負圧面側では気流の剥離が大きいが、羽根の外周部の負圧面側では気流の剥離はほとんど生じない、ということが知見された。係る知見に基づけば、上掲各特許文献に記載のような羽根構造の改善では、外周部の湾曲部ではこれが負圧面に沿う流れの抵抗となるとか、ハブ近傍の湾曲部では気流の剥離抑制効果が十分ではなく後流幅が大きくなる、等の問題が懸念され、この点において改善すべき余地がある。 However, in an actual blower, particularly an axial fan, the airflow separation state on the suction surface side of the blade is not uniform across the suction surface, and the airflow separation occurs on the suction surface side near the blade hub. Although large, it has been found that almost no separation of airflow occurs on the suction surface side of the outer peripheral portion of the blade. Based on such knowledge, the improvement of the blade structure as described in each of the above-mentioned patent documents shows that this becomes resistance to the flow along the suction surface in the curved portion of the outer peripheral portion, or the separation of airflow is suppressed in the curved portion near the hub. There are concerns about problems such as insufficient effect and an increase in wake width, and there is room for improvement in this regard.
そこで本願発明は、羽根の後縁全域に負圧面側への湾曲部を設けた送風機において、該湾曲部の機能とか作用効果を支配する要因、即ち、湾曲部の湾曲角度、湾曲部の翼弦長方向の幅寸法、及び羽根後縁の出口角度を最適化することで、送風性能のさらなる向上を図ることを目的としてなされたものである。 Therefore, the present invention relates to a fan in which a curved portion toward the suction surface side is provided in the entire trailing edge of the blade, the factors governing the function and effect of the curved portion, that is, the curved angle of the curved portion, the chord of the curved portion The purpose is to further improve the blowing performance by optimizing the width dimension in the long direction and the exit angle of the trailing edge of the blade.
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。 In the present invention, the following configuration is adopted as a specific means for solving such a problem.
本願の第1の発明では、ハブ2の外周に複数枚の羽根3を放射状に取付けてなる羽根車1を備えた送風機において、上記羽根3の後縁3bの翼方向の全域に負圧面3f側へ湾曲する湾曲部4Bを設けるとともに、該湾曲部4Bの湾曲角度αを、上記ハブ2寄りの内周部3cから外周部3dに向けて次第に小さくなるように設定したことを特徴としている。
In the first invention of the present application, in the blower provided with the
本願の第2の発明では、上記第1の発明に係る送風機において、上記湾曲部4Bの湾曲角度αを「0<α≦35°」の範囲に設定したことを特徴としている。
The second invention of the present application is characterized in that, in the blower according to the first invention, the bending angle α of the
本願の第3の発明では、上記第1の発明に係る送風機において、上記羽根3の後縁3bの翼方向の全域に負圧面3f側へ湾曲する湾曲部4Bを設けるとともに、羽根3の翼弦長方向における上記湾曲部4Bの形成範囲を、該羽根3の翼方向における各翼素の翼弦長「L0」に対する上記湾曲部4Bの翼弦長「L1」の比「L1/L0」を「0<L1/L0≦0.2」の範囲に設定したことを特徴としている。
In the third invention of the present application, in the blower according to the first invention, the
本願の第4の発明では、上記第1の発明に係る送風機において、上記羽根3の後縁3bの翼方向の全域に負圧面3f側へ湾曲する湾曲部4Bを設けるとともに、上記羽根3の後縁3bにおける出口角度βを、上記内周部3c側の翼素で最大、外周部3d側の翼素で最少となるように設定したことを特徴としている。
According to a fourth invention of the present application, in the blower according to the first invention, a
本願発明では次のような効果が得られる。 In the present invention, the following effects can be obtained.
(a) 本願の第1の発明によれば、ハブ2の外周に複数枚の羽根3を放射状に取付けてなる羽根車1を備えた送風機において、上記羽根3の後縁3bの翼方向の全域に負圧面3f側へ湾曲する湾曲部4Bを設けるとともに、該湾曲部4Bの湾曲角度αを、上記ハブ2寄りの内周部3cから外周部3dに向けて次第に小さくなるように設定している。
(A) According to the first invention of the present application, in the blower including the
ここで、羽根3の負圧面3f側における気流の剥離状態は一様ではなく、羽根3のハブ2寄りの内周部3c側の負圧面3fでは気流の剥離が大きいが、羽根3の外周部3d側の負圧面3fでは気流の剥離はほとんど生じないことが知られている。
Here, the airflow separation state on the
従って、上記湾曲部4Bの湾曲角度αを、上記内周部3c側から外周部に向けて次第に小さくなるように設定することで、
第1に、上記羽根3の内周部3c側の負圧面3fでは気流の剥離が大きい、換言すれば、剥離抑制の必要性が高いことから、この部分の湾曲角度αを大きく設定することで、気流の剥離がより一層効果的に抑制され、後流幅を小さく抑えることができ、
第2に、上記羽根3の外周部3d側の負圧面3fでは気流の剥離が小さい、換言すれば剥離抑制の必要性が低いことから、この部分の湾曲角度αを小さく設定することで、該湾曲部4B自体が負圧面3fに沿う流れの抵抗となるのが可及的に抑制され、
これら両者の相乗効果により、空力特性が改善され送風性能が向上するという効果が得られる。
Therefore, by setting the bending angle α of the
First, air flow is largely separated at the
Second, since the airflow separation is small on the
Due to the synergistic effect of both, the aerodynamic characteristics are improved and the air blowing performance is improved.
(b) 本願の第2の発明では、上記(a)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記湾曲部の湾曲角度αを「0<α≦35°」の範囲に設定している。 (B) In the second invention of the present application, in addition to the effects described in (a) above, the following specific effects can be obtained. That is, in the present invention, the bending angle α of the bending portion is set in a range of “0 <α ≦ 35 °”.
ここで、上記湾曲部4Bの湾曲角度αは、上記(a)に記載のように、上記羽根3の内周部3cから外周部に向けて次第に小さくなるように設定されていることが前提であることから、湾曲角度「α=35°」は羽根3の内周部3cにおける湾曲角度αの上限値となる。この上限値は、湾曲角度αが「35°」より大きくなると、湾曲部4Bによる気流の剥離抑制によって得られるメリットに対する、湾曲部4Bによって生じる気流抵抗による空力特性の悪化というデメリットの割合が大きくなり、結果として空力特性の改善効果が大きく減殺されるので、湾曲角度αの上限値を「35°」に設定したものである。
Here, it is assumed that the bending angle α of the
一方、湾曲角度「α>0°」は、羽根3の外周部3dにおける湾曲角度αの下限値となる。この下限値は、羽根3の外周部3dでは、湾曲部4Bによる気流の剥離抑制という要求よりも、湾曲部4Bによる気流抵抗の抑制という要求が上回ることから、この湾曲角度αをできるだけ小さくして気流抵抗の抑制効果を最大限生かす観点から設定したものである。
On the other hand, the bending angle “α> 0 °” is a lower limit value of the bending angle α in the outer
以上のことから、上記湾曲部4Bの湾曲角度αを「0<α≦35°」の範囲に設定することで、気流の剥離抑制効果と気流抵抗の抑制効果が両立され、上記(a)に記載の効果がより一層確実となる。
From the above, by setting the bending angle α of the
(c) 本願の第3の発明によれば、上記(a)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記羽根3の後縁3bの翼方向の全域に負圧面3f側へ湾曲する湾曲部4Bを設けるとともに、羽根3の翼弦長方向における上記湾曲部4Bの形成範囲を、該羽根3の翼方向における各翼素の翼弦長「L0」に対する上記湾曲部4Bの翼弦長「L1」の比「L1/L0」が「0<L1/L0≦0.2」の範囲に設定している。
(C) According to the third invention of the present application, the following specific effects can be obtained in addition to the effects described in the above (a). That is, in the present invention, the
ここで、送風機の羽根車1においては、羽根3の翼弦長は、該羽根3の必然的形体として、該羽根3の内周部3cから外周部3dに向けて次第に小さくなるように設定されている。従って、羽根3の翼弦長方向における上記湾曲部の形成範囲を、該羽根の翼方向における翼素の翼弦長「L0」に対する上記湾曲部の翼弦長「L1」の比「L1/L0」が「0<L1/L0≦0.2」の範囲に設定した場合、必然的に上記湾曲部4Bの形成範囲、即ち、翼弦長方向における湾曲部4Bの幅寸法は、上記羽根3の内周部3cから外周部3dに向かって次第に小さくなる。
Here, in the
このため、上記範囲のうち、「L1/L0=0.2」は、羽根3の内周部3cにおける翼弦長の上限値となる。この上限値は、「L1/L0」が「0.2」より大きくなると、湾曲部4Bによる気流の剥離抑制によって得られるメリットに対する、湾曲部4Bによって生じる気流抵抗による空力特性の悪化というデメリットの割合が大きくなり、結果として空力特性の改善効果大きく減殺されるので、上記湾曲部4Bの翼弦長「L1」の比「L1/L0」の上限値を「0.2」に設定したものである。
For this reason, in the above range, “L1 / L0 = 0.2” is the upper limit value of the chord length in the inner
一方、湾曲部4Bの翼弦長「L1」の比「L1/L0>0」は、羽根3の外周部3dにおける翼弦長の下限値となる。この下限値は、羽根3の外周部3dでは、湾曲部4Bによる気流の剥離抑制という要求よりも、湾曲部4Bによる気流抵抗の抑制という要求が上回ることから、上記比「L1/L0」をできるだけ小さくして気流抵抗の抑制効果を最大限生かす観点から設定したものである。
On the other hand, the ratio “L1 / L0> 0” of the chord length “L1” of the
以上のことから、上記湾曲部4Bの形成範囲、即ち、翼弦長方向の幅寸法を、該羽根3の翼方向における翼素の翼弦長「L0」に対する上記湾曲部4Bの翼弦長「L1」の比「L1/L0」を「0<L1/L0≦0.2」の範囲に設定して、上記湾曲部4Bの形成範囲、即ち、翼弦長方向における湾曲部4Bの幅寸法が上記羽根3の内周部3cから外周部3dに向かって次第に小さくなるようにすることで、気流の剥離抑制効果と気流抵抗の抑制効果が両立され、空力特性が改善され送風性能が向上するという効果が得られる。
From the above, the formation range of the
(d) 本願の第4の発明では、上記(a)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、上記羽根3の後縁3dの翼方向の全域に負圧面3f側へ湾曲する湾曲部4Bを設けるとともに、上記羽根2の後縁3bにおける出口角度βを、上記内周部3c側の翼素で最大、外周部側の翼素で最少となるように設定している。
(D) In the fourth invention of the present application, in addition to the effect described in the above (a), the following specific effect can be obtained. That is, in the present invention, a
ここで、羽根3の後縁3bにおける出口角度βの大きさと上記湾曲部4Bの湾曲角度αの大きさは略対応関係にあり、該湾曲角度αが大きい部位では上記出口角度βも大きくなる。従って、上記湾曲角度αが上記羽根3の負圧面3fを流れる気流に与える影響は、上記羽根3の後縁3bにおける出口角度βについても同様に考えることができる。
Here, the size of the exit angle β at the trailing
このことから、この発明のように、上記羽根3の後縁3bにおける出口角度βを、上記ハブ2寄りの内周部3c側の翼素で最大、外周部3d側の翼素で最少となるように設定することで、
第1に、上記羽根3の内周部3c側の負圧面3fでは気流の剥離が大きい、換言すれば、剥離抑制の必要性が高いことから、内周部3c側の翼素における出口角度βを大きく設定することで、気流の剥離がより一層効果的に抑制され、後流幅を小さく抑えることができ、
第2に、上記羽根3の外周部3d側の負圧面3fでは気流の剥離が小さい、換言すれば剥離抑制の必要性が低いことから、該外周部3d側の翼素における出口角度βを小さく設定することで、該湾曲部4B自体が負圧面3fに沿う流れの抵抗となるのが可及的に抑制され、
これら両者の相乗効果により、空力特性が改善され送風性能が向上するという効果が得られる。
Therefore, as in the present invention, the exit angle β at the trailing
First, since the airflow separation is large at the
Second, since the airflow separation is small on the
Due to the synergistic effect of both, the aerodynamic characteristics are improved and the air blowing performance is improved.
以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on preferred embodiments.
図1及び図2には、本願発明の実施形態に係る送風機(プロペラファン)の羽根車1を示している。この羽根車1は、ハブ2の外周に複数枚(この実施形態では4枚)の羽根3を放射状に取付けて構成される。
1 and 2 show an
上記羽根3は、その前縁3aが、ハブ2寄りの内周部3cよりも外周部3d寄り部分が回転方向(矢印R方向)の前方側に位置するような湾曲形状とされた所謂「前進翼」であって、この前縁3a側の形状に対応するように、後縁3bの形状もハブ寄り部3cよりも外周部3d寄り部分が回転方向の前方側に位置するような湾曲形状とされている。従って、羽根3の径方向における各翼素間においては、ハブ寄り部3c側の翼素から外周部3d側の翼素に向かうに伴ってその翼弦長が増大することになる。
The
そして、上記羽根3においては、図2及び図3に示すように、翼弦長方向における断面形状を、その前縁3aから後縁3bの近傍位置までの部位では、正圧面3eから負圧面3f側へ膨出する湾曲形状として所定の反りをもたせてこれを反り部4Aとする一方、該近傍部分から後縁3bまでの部位は、逆に正圧面3eから負圧面3f側へ膨出する(換言すれば、負圧面3f側へ湾曲する)湾曲形状としてこの部分を湾曲部4Bとしている。従って、上記反り部4Aの後端と上記湾曲部4Bの前端が連続する点Pは変曲点となる。
In the
ところで、上掲の特許文献1にも示されるように、羽根の後縁に沿って所定幅で翼方向へ延びる特定領域を負圧面側へ湾曲させることで、羽根後縁から吹出される後流の幅(後流幅)を可及的に減少させて空力特性を改善することができることは知られている。
By the way, as shown also in the above-mentioned
しかし、実際の送風機の送風特性を検証すると、羽根の負圧面側における気流の剥離状態は該負圧面の全域で一様なものではなく、羽根のハブ寄りに位置する内周部側の負圧面では気流の剥離が大きいが、羽根の外周部側の負圧面では気流の剥離はほとんど生じないということが知見され、係る知見に基づけば、単に後縁側に負圧面側へ湾曲する湾曲部を設ける、という対策のみでは、外周部の湾曲部ではこれが負圧面に沿う流れの抵抗となるとか、ハブ近傍の湾曲部では気流の剥離抑制効果が十分ではなく後流幅が大きくなる、等の問題が懸念される。 However, when verifying the air blowing characteristics of an actual blower, the airflow separation state on the suction surface side of the blade is not uniform over the entire suction surface, and the suction surface on the inner peripheral side located near the hub of the blade In this case, it is known that airflow separation is large, but airflow separation hardly occurs on the suction surface on the outer peripheral portion side of the blade. Based on such knowledge, a curved portion that simply curves to the suction surface side is provided on the trailing edge side. However, there are problems such as the fact that this is the resistance of the flow along the suction surface in the curved part of the outer peripheral part, or that the curving part in the vicinity of the hub does not have a sufficient airflow separation suppressing effect and the wake width becomes large. Concerned.
そこで、羽根の負圧面側における気流の剥離状態及び剥離抑制の要求度等を考慮して上記湾曲部4Bの構成を特定することで、送風機全体としての空力特性を改善して送風効率の向上を図るようにしたものである。そして、上記湾曲部4Bの構成を、以下に述べるように、上記湾曲部4Bの湾曲角度と、該湾曲部4Bの翼弦長方向における形成範囲、及び羽根3の後縁3bにおける出口角度βという要素によって特定したものである。以下、これらについて具体的に説明する。
Therefore, by specifying the configuration of the
A:第1の実施例
第1の実施例は、上記湾曲部4Bの構成を、該湾曲部4Bの湾曲角度αによって特定するものである。
A: First Example In the first example, the configuration of the bending
図2は羽根3の外周部3d寄りの翼素における翼弦長方向の断面図を、図3は羽根3の内周部3c寄りの翼素における翼弦長方向の断面図を、それぞれ示している。
2 is a sectional view in the chord length direction of the blade element near the outer
上記湾曲角度αは、上記羽根3の上記変曲点Pにおける接線Lcと後縁3bの端部における接線Laが成す角度として規定され、図2ではこれを「α1」で、図3ではこれを「α2」でそれぞれ示している。
The bending angle α is defined as an angle formed by a tangent line Lc at the inflection point P of the
この実施例では、上記湾曲角度α1、α2を、上記羽根3の内周部3c(即ち、上記ハブ2寄り部分)から外周部3dに向けて次第に小さくなるように設定したものである。さらに、この湾曲角度が最小となる上記羽根3の外周部3d側における湾曲角度α1の下限値を「>0°」に、該湾曲角度が最大となる上記羽根3の内周部3c側における湾曲角度α2の上限値を「35°」に、それぞれ設定している。
In this embodiment, the bending angles α1, α2 are set so as to gradually decrease from the inner
従って、上記湾曲角度α1、α2は、「α1<α2」で、且つ「α1>0」及び「α2<35°」という条件を満たす範囲内で、適宜設定できるものである。
以上のように、上記羽根3の後縁3b側に設けられた上記湾曲部4Bの湾曲角度αを設定することで、以下のような作用効果が得られる。
Accordingly, the bending angles α1 and α2 can be set as appropriate within a range where “α1 <α2” and “α1> 0” and “α2 <35 °” are satisfied.
As described above, by setting the bending angle α of the bending
即ち、この実施例のように、上記湾曲部4Bの湾曲角度αを、上記ハブ2寄りの内周部3cにおける湾曲角度α2から外周部3dにおける湾曲角度α1にかけて次第に小さくなるように設定したことで、
(a)上記羽根3の内周部3c側の負圧面3fでは気流の剥離が大きく、剥離抑制の必要性が高いことから、この部分の湾曲角度α2を大きく設定することで、気流の剥離がより一層効果的に抑制され、後流幅を小さく抑えることができ、
(b)上記羽根3の外周部3d側の負圧面3fでは気流の剥離が小さく、剥離抑制の必要性が低いことから、この部分の湾曲角度α1を小さく設定することで、該湾曲部4Bそのものが負圧面3fに沿う流れの抵抗となるのが可及的に抑制される。
That is, as in this embodiment, the bending angle α of the bending
(A) Since the airflow separation is large on the
(B) The
これら(a)と(b)の相乗効果により、羽根3における空力特性が改善され、延いては羽根車1を備えた送風機の送風性能が向上することになる。
As a result of the synergistic effect of (a) and (b), the aerodynamic characteristics of the
また、この実施例では、上記湾曲部の湾曲角度αを「0<α≦35°」の範囲に設定しているが、上述のように、上記湾曲部4Bの湾曲角度αは、上記ハブ2寄りの内周部3cにおける湾曲角度α2から外周部3dにおける湾曲角度α1にかけて次第に小さくなるように設定されているので、係る設定を考慮すれば、湾曲角度「α=35°」は上記羽根3の内周部3cにおける湾曲角度α2の上限値となり、また湾曲角度「α>0°」は羽根3の外周部3dにおける湾曲角度α1の下限値となる。
In this embodiment, the bending angle α of the bending portion is set in a range of “0 <α ≦ 35 °”. However, as described above, the bending angle α of the bending
ここで、上記湾曲角度「α=35°」は、該湾曲角度αが「35°」より大きくなると、上記湾曲部4Bによる気流の剥離抑制によって得られるメリットに対する、該湾曲部4Bによって生じる気流抵抗による空力特性の悪化というデメリットの割合が大きくなり、結果として空力特性の改善効果が大きく減殺されることから、これを湾曲角度α2の上限値として規定したものである。
Here, when the bending angle α is larger than “35 °”, the bending angle “α = 35 °” is the air flow resistance generated by the bending
また、上記湾曲角度「α>0°」は、上記羽根3の外周部3dでは、湾曲部4Bによる気流の剥離抑制という要求よりも、湾曲部4Bによる気流抵抗の抑制という要求が上回ることから、この湾曲角度αをできるだけ小さくして気流抵抗の抑制効果を最大限生かす観点から設定し、これを湾曲角度α1の下限値として規定したものである。
In addition, the bending angle “α> 0 °” is greater in the outer
以上のことから、上記湾曲部4Bの湾曲角度αを「0<α≦35°」の範囲に設定することで、気流の剥離抑制効果と気流抵抗の抑制効果が両立され、羽根3における空力特性の改善、延いては羽根車1を備えた送風機の送風性能の向上効果がより一層確実となるものである。
From the above, by setting the bending angle α of the bending
B:第2の実施例
第2の実施例は、上記湾曲部4Bの構成を、該湾曲部4Bの翼弦長方向における形成範囲によって特定するものである。
B: Second Example In the second example, the configuration of the bending
即ち、図4には、羽根3の任意の翼素における翼弦長方向の断面図を示しており、ここで、上記羽根3の翼弦長を「L0]とし、上記湾曲部4Bの翼弦長「L1」としたとき、上記羽根3の翼弦長「L0」に対する上記湾曲部4Bの翼弦長「L1」の比「L1/L0」が「0<L1/L0≦0.2」の範囲となるように設定したものである。
That is, FIG. 4 shows a cross-sectional view in the chord length direction of an arbitrary blade element of the
ところで、送風機の羽根車1では、図1に示すように、上記羽根3の翼弦長は、該羽根3の必然的形体として、該羽根3の内周部3cから外周部3dに向けて次第に小さくなるように設定されている。従って、上記羽根3の翼弦長方向における上記湾曲部の形成範囲を上記範囲に設定した場合、範囲に設定した場合、必然的に上記湾曲部4Bの形成範囲、即ち、翼弦長方向における湾曲部4Bの幅寸法は、上記羽根3の内周部3cから外周部3dに向かって次第に小さくなる。
By the way, in the
このため、上記範囲のうち、「L1/L0=0.2」は羽根3の内周部3cにおける翼弦長の上限値となる。また、比「L1/L0>0」は、羽根3の外周部3dにおける翼弦長の下限値となる。
Therefore, in the above range, “L1 / L0 = 0.2” is the upper limit value of the chord length in the inner
ここで、上記上限値は、比「L1/L0」が「0.2」より大きくなると、湾曲部4Bによる気流の剥離抑制によって得られるメリットに対する、湾曲部4Bによって生じる気流抵抗による空力特性の悪化というデメリットの割合が大きくなり、結果として空力特性の改善効果大きく減殺されるので、上記湾曲部4Bの翼弦長「L1」の比「L1/L0」の上限値を「0.2」に設定したものである。
Here, when the ratio “L1 / L0” is larger than “0.2”, the upper limit value is deteriorated in the aerodynamic characteristic due to the airflow resistance generated by the
また、上記下限値は、上記羽根3の外周部3dでは、湾曲部4Bによる気流の剥離抑制という要求よりも、湾曲部4Bによる気流抵抗の抑制という要求が上回ることから、上記比「L1/L0」をできるだけ小さくして気流抵抗の抑制効果を最大限生かす観点から設定したものである。
In addition, the lower limit value exceeds the ratio “L1 / L0” in the outer
以上のことから、上記湾曲部4Bの形成範囲を、該羽根3の翼方向における翼素の翼弦長「L0」に対する上記湾曲部4Bの翼弦長「L1」の比「L1/L0」を「0<L1/L0≦0.2」の範囲に設定して、上記湾曲部4Bの形成範囲、即ち、翼弦長方向における湾曲部4Bの幅寸法が上記羽根3の内周部3cから外周部3dに向かって次第に小さくなるようにすることで、気流の剥離抑制効果と気流抵抗の抑制効果が両立され、空力特性が改善され送風性能が向上するという効果が得られるものである。
From the above, the formation range of the
C:第3の実施例
第3の実施例は、上記湾曲部4Bの構成を、該湾曲部4Bの後端における出口角度βによって特定するものである。
C: Third Example In the third example, the configuration of the bending
図2は羽根3の外周部3d寄りの翼素における翼弦長方向の断面図を、図3は羽根3の内周部3c寄りの翼素における翼弦長方向の断面図を、それぞれ示している。
2 is a sectional view in the chord length direction of the blade element near the outer
上記出口角度βは、羽根車1の軸心と平行な直線Lbと上記羽根3の後縁3bの端部における接線Laが成す角度として規定され、図2ではこれを「β1」で、図3ではこれを「β2」でそれぞれ示している。そして、この実施例では、上記出口角度β1、β2を、上記内周部3c側の翼素で最大、外周部側の翼素で最少となるように設定している。
The exit angle β is defined as an angle formed by a straight line Lb parallel to the axis of the
ここで、上記羽根3の後縁3bにおける出口角度βの大きさと上述の湾曲部4Bの湾曲角度αの大きさは略対応関係にあり、該湾曲角度αが大きい部位では上記出口角度βも大きくなる。従って、上記湾曲角度αが上記羽根3の負圧面3fを流れる気流に与える影響は、上記羽根3の後縁3bにおける出口角度βについても同様に考えることができる。
Here, the size of the exit angle β at the trailing
このことから、この実施例のように、上記羽根3の後縁3bにおける出口角度βを、上記ハブ2寄りの内周部3c側の翼素で最大の出口角度β2、外周部3d側の翼素で最少の出口角度β1となるように設定することで、
第1に、上記羽根3の内周部3c側の負圧面3fでは気流の剥離が大きい、換言すれば、剥離抑制の必要性が高いことから、内周部3c側の翼素における出口角度β2を大きく設定することで、気流の剥離がより一層効果的に抑制され、後流幅を小さく抑えることができ、
第2に、上記羽根3の外周部3d側の負圧面3fでは気流の剥離が小さい、換言すれば剥離抑制の必要性が低いことから、該外周部3d側の翼素における出口角度β1を小さく設定することで、該湾曲部4B自体が負圧面3fに沿う流れの抵抗となるのが可及的に抑制され、
これら両者の相乗効果により、空力特性が改善され送風性能が向上するという効果が得られる。
Therefore, as in this embodiment, the outlet angle β at the trailing
First, since the airflow separation is large at the
Second, since the airflow separation is small on the
Due to the synergistic effect of both, the aerodynamic characteristics are improved and the air blowing performance is improved.
1 ・・羽根車
2 ・・ハブ
3 ・・接続管
3a ・・前縁
3b ・・後縁
3c ・・羽根内周部
3d ・・外周部
3e ・・正圧面
3f ・・負圧面
4A ・・反り部
4B ・・湾曲部
30 ・・羽根
31 ・・気流
32 ・・渦流れ
33 ・・湾曲部
P ・・変曲点
α ・・湾曲角度
β ・・出口角度
1 ··
Claims (4)
上記羽根(3)の後縁(3b)の翼方向の全域に負圧面(3f)側へ湾曲する湾曲部(4B)を設けるとともに、該湾曲部(4B)の湾曲角度(α)を、上記ハブ(2)寄りの内周部(3c)から外周部(3d)に向けて次第に小さくなるように設定したことを特徴とする送風機。 A blower provided with an impeller (1) in which a plurality of blades (3) are radially attached to the outer periphery of a hub (2),
A curved portion (4B) that curves toward the suction surface (3f) is provided over the entire region in the blade direction of the trailing edge (3b) of the blade (3), and the curved angle (α) of the curved portion (4B) is A blower characterized by being set so as to gradually become smaller from the inner peripheral part (3c) closer to the hub (2) toward the outer peripheral part (3d).
上記湾曲部(4B)の湾曲角度(α)を、「0<α≦35°」の範囲に設定したことを特徴とする送風機。 In claim 1,
A blower characterized in that the bending angle (α) of the bending portion (4B) is set in a range of “0 <α ≦ 35 °”.
上記羽根(3)の翼弦長方向における上記湾曲部(4B)の形成範囲を、該羽根(3)の翼方向における各翼素の翼弦長「L0」に対する上記湾曲部(4B)の翼弦長「L1」の比「L1/L0」を「0<L1/L0≦0.2」の範囲に設定したことを特徴とする送風機。 In claim 1,
The formation range of the curved portion (4B) in the blade chord length direction of the blade (3) is the blade of the curved portion (4B) with respect to the chord length “L0” of each blade element in the blade direction of the blade (3). A blower characterized in that the ratio “L1 / L0” of the string length “L1” is set in a range of “0 <L1 / L0 ≦ 0.2”.
上記羽根(3)の後縁(3b)における出口角度(β)を、上記内周部(3c)側の翼素で最大、外周部(3d)側の翼素で最少となるように設定したことを特徴とする送風機。 In claim 1,
The exit angle (β) at the trailing edge (3b) of the blade (3) was set to be maximum at the inner peripheral portion (3c) side blade element and minimum at the outer peripheral portion (3d) side blade element. A blower characterized by that.
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