JP4736253B2 - Impeller of multi-blade fan and multi-blade fan equipped with the impeller - Google Patents

Impeller of multi-blade fan and multi-blade fan equipped with the impeller Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
多翼送風機の羽根車及びそれを備えた多翼送風機、特に、主板から延びる複数の翼の端部が環状の側板により結ばれた多翼送風機の羽根車及びそれを備えた多翼送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気体清浄機やエアコンなどの気体調和機（以下、空調機という。）においては、送風を行うために、多翼送風機が用いられている。図１〜図３に、従来例の多翼送風機を示す。ここで、図１は、従来例の多翼送風機の側面図を示し、図２は、従来例の多翼送風機の羽根車の斜視図を示し、図３は、従来例の多翼送風機の羽根車の平面図を示している。
【０００３】
多翼送風機１０は、羽根車１３、羽根車１３を覆うケーシング１１、羽根車１３を回転するためのモータ１４等から構成されている。羽根車１３は、円板状の主板３１の外周縁に多数枚の翼３３の一端が固定され、それらの翼３３の他端が環状の側板３２で結ばれている。ケーシング１１には、気体の吹出口１１ａと、ベルマウス１２により囲われる気体の吸込口１１ｂとが形成されている。吸込口１１ｂは、羽根車１３の側板３２に対向している。また、吹出口１１ａは、羽根車１３の回転軸Ｏ−Ｏに対して略直交する向きに気体を吹き出すように、吸込口１１ｂに直交する方向に形成されている。
【０００４】
モータ１４を回転して多翼送風機１０を作動させると、羽根車１３が、ケーシング１１に対して、図３の回転方向Ｒの向きに回転する。これにより、羽根車１３の各翼３３が内周側の空間から外周側の空間へと気体を掻き出し、吸込口１１ｂから羽根車１３の内周側の空間に気体が吸い込まれるとともに、羽根車１３の外周側に押し出された気体が吹出口１１ａを通って送出される。すなわち、多翼送風機１０は、吸込口１１ｂから気体を吸い込み、吹出口１１ａから気体を送出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような多翼送風機１０においては、主板３１近傍において生じる乱れ渦に起因する騒音がある。具体的には、以下のような発生機構によって生じている。
【０００６】
羽根車１３の内部において、吸込口１１ｂから吸い込まれた気体は、主に、図１（ａ）に示すように、主板３１に向かう方向から徐々に外周に向かうように流れている（気体流れＷ参照）。ところで、図１（ｂ）に示すように、吸込口１１ｂから吸い込まれた気体の一部は、主板３１近傍において、主板３１に衝突した後、外周側に向かうように流れるものがある（気体流れＸ参照）。この気体流れＸには、主板３１への衝突による乱れ渦が発生している。この乱れ渦は、気体流れＸが外周方向に向かうとともに、主板３１に衝突する流れがさらに合流するため、徐々に乱れ渦が発達し翼３３の内周側縁部において最大の乱れ渦を形成する。この発達した乱れ渦が翼３３によって外周側に向かって掻き出されて、騒音が生じている。
【０００７】
空調機に用いられる多翼送風機に対しては、さらに低騒音化が求められている。
【０００８】
本発明の課題は、羽根車の主板近傍に生じる乱れ渦に起因する騒音が低減可能な羽根車の提供、及び低騒音の多翼送風機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の多翼送風機の羽根車は、回転軸を中心として回転する主板と、回転軸を中心として環状に配置され、それぞれ一端が前記主板に固定されている複数の翼と、複数の翼の他端を結ぶ環状の側板とを備えている。そして、主板の複数の翼の間に位置する翼間部は、翼の回転方向前方が、翼の外周側縁部から内周側縁部の全体にわたって切り欠かれるとともに、回転方向前方に隣接する他の翼の回転方向後方まで達しないように円周方向に部分的に切り欠かれている。
【００１０】
この多翼送風機の羽根車では、主板の複数の翼の間に位置する翼間部の回転方向前方が切り欠かれているため、気体流れの主板への衝突と流れの合流とによって発達した乱れ渦は、翼によって掻き出される直前に切り欠かれた翼間部から主板の軸方向外側に向かってその一部が逃がされる。これにより、翼によって気体流れを掻き出す際に発生する騒音を小さくできる。
【００１１】
また、この多翼送風機の羽根車では、翼間部は、主板の少なくとも回転方向前方が円周方向に部分的に切り欠かれており、翼間部の回転方向後方までは切り欠かれていない。
【００１２】
ところで、翼間部の回転方向後方を切り欠くと、気体流れとともに乱れ渦を回転方向後方から主板の軸方向外側に向かって逃がす効果を有するが、一方で、翼間部の回転方向後方は翼の負圧面であるため、気体流れのはくりが大きくなる。これにより、気体流れのはくりが生じ、騒音低減の効果が小さくなるおそれがある。従って、この多翼送風機の羽根車では、翼間部の回転方向後方は切り欠かれていないため、気体流れのはくりを増大することがない。これにより、翼間部の回転方向前方を切り欠くことによる騒音低減の効果を損なうことがない。
【００１３】
さらに、この多翼送風機の羽根車では、翼間部が翼の外周側縁部から内周側縁部まで切りかかれているため、乱れ渦が、翼の外周側縁部まで到達する前に、切り欠かれた翼間部から逃がされやすい。これにより、翼の外周側縁部まで到達する乱れ渦をさらに減少させて、騒音を小さくできる。
【００１４】
請求項２に記載の多翼送風機は、請求項１に記載の羽根車と、主板を回転させる駆動手段と、側板の内周側の開口部に対向する吸込口と羽根車の外周側に設けられ回転軸に略直交する方向に気体を送出する吹出口とを有し羽根車を覆うケーシングとを備えている。
【００１５】
この遠心送風機では、駆動手段によって主板を回転させると、ケーシングに対して羽根車が回転する。すると、羽根車の各翼が内周側の空間から外周側の空間へと気体を掻き出し、吸込口から羽根車の外周側に押し出された気体が吹出口を通って送り出される。すなわち、多翼送風機は、吸込口から気体を吸い込み、吹出口から気体を送り出す。
【００１６】
このとき、請求項１〜３のいずれかに記載の羽根車を採用しているため、気体流れの主板への衝突と流れの合流とによって生じる乱れ渦を主板の切り欠かれた翼間部から逃がすことができる。これにより、羽根車の外周側縁部に到達する乱れ渦を減少させ、騒音を小さくできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（１）多翼送風機の構成
本発明の一実施形態にかかる多翼送風機（遠心送風機）は、図１〜図３に示す従来例の多翼送風機１０の羽根車１３において、主板３１の複数の翼の内周側縁部の近傍に凹凸形の波形形状を有し、側板３２の主板３１側に凹凸形の波形形状を有し、主板３１の複数の翼間部３５の回転方向前方が切り欠かれた形状を有している点のみが異なる。
【００１８】
図４は、本実施形態の多翼送風機４０の側面図を示し、図５及び図６は、多翼送風機４０の羽根車４３の側面図及び平面図を示す。
【００１９】
多翼送風機４０は、主として、羽根車６３と、羽根車６３を覆うケーシング１１と、羽根車４３を回すモータ１４とから構成されている。
【００２０】
羽根車４３は、円板状の主板６１の外周縁に複数の翼３３が固定され、複数の翼３３の他端が環状の側板６２で結ばれている。この羽根車４３の詳細は後述する。
【００２１】
ケーシング１１には、気体の吹出口１１ａと、ベルマウス１２により囲まれている気体の吸込口１１ｂとが形成されている。吸込口１１ｂは、羽根車４３の側板６２に対向するように配置されている。この吸込口１１ｂを通って羽根車４３の内周部の空間へ流れる気体は、概ね羽根車４３の回転軸Ｏ−Ｏに沿った形で流入し、羽根車４３の回転によって回転軸Ｏ−Ｏから離れる方向（羽根車４３の外周方向）に流れていく。また、吹出口１１ａは、羽根車４３の回転軸Ｏ−Ｏに対して略直交する向きに気体を吹き出すよう、吸込口１１ｂに直交するように形成されている。
【００２２】
モータ１４は、その回転シャフトが主板６１の中心孔６１ａ（図６参照）に装着されており、主板６１を回転させることによって羽根車４３全体を回転させる。モータ１４の本体部分は、ケーシング１１に固定されている。
【００２３】
次に羽根車４３について説明する。
【００２４】
羽根車４３は、図５及び図６に示すように、主板６１と、複数の翼３３と、環状の側板６２とから構成されている。この羽根車４３は、本実施形態においては、金型を使って、主板６１、複数の翼３３及び側板６２のすべてが一体成形される樹脂製品である。
【００２５】
主板６１は、図６に示すように、中心孔６１ａが形成された円板形状の部材であり、中心孔６１ａには、モータ１４の回転シャフトが固定される。
【００２６】
主板６１の外周縁には、後述の複数の翼３３が回転方向に等間隔に形成されており、これらの複数の翼３３の内周側縁部の近傍には内周側縁部の周囲に沿って凹凸形状の波形形状６４が成形されている。ここで、波形形状６４は、三角波状を有し、波ピッチＰが３ｍｍ、波高さＨが２ｍｍの三角波状である（図７（ａ）参照）。尚、波形形状は、三角波状に制限されるものではなく、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示されるような正弦波状や矩形波状でもよい。また、波形形状の寸法についても、本実施形態の寸法に制限されるものではなく、ピッチＰは２ｍｍ以上、８ｍｍ以下の範囲であり、波高さＨは１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲であればよい。
【００２７】
また、主板６１の複数の翼３３の間に位置する翼間部６５は、回転方向前方が切り欠かれている。これらの複数の翼間部６５は、円周方向には、翼３３の円周方向厚みよりも大きく、かつ、回転方向前方に隣接する他の翼３３の回転方向後方に達しない長さに切り欠かれている。また、翼間部６５の径方向は、翼３３の形状に沿って、外周側縁部から内周側縁部まで達する長さに切り欠かれている。
【００２８】
翼３３は、回転方向前方に凹面形を有し、回転軸Ｏ−Ｏを中心として環状に複数配置された部材である。翼３３は、一端が主板６１の外周縁に固定され、そこから回転軸Ｏ−Ｏに沿ってねじれ無く長く延びている。そして、翼３３の他端は、図５及び図６に示すように、環状の側板６２で連結されている。
【００２９】
環状の側板６２は、翼３３の他端の外周側に配置され、各翼３３を連結している。この側板６２も、主板６１及び複数の翼３３とともに一体成形されている。そして、側板６２の主板６１側の面には、凹凸形状の波形形状６６が成形されている。ここで、波形形状６６は、主板６１の波形形状６４と同様に、波ピッチＰが３ｍｍ、波高さＨが２ｍｍの三角波状である（図７（ａ）参照）。尚、波形形状は、三角波状に制限されるものではなく、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示されるように、正弦波状や矩形波状でもよい。また、波形形状の寸法についても、本実施形態の寸法に制限されるものではなく、ピッチＰは２ｍｍ以上、８ｍｍ以下の範囲であり、波高さＨは１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲であればよい。
【００３０】
（２）多翼送風機の動作
モータ１４を回して多翼送風機４０を作動させると、羽根車４３が、ケーシング１１に対して、図６に示す回転方向Ｒの向きに回転する。すなわち、多翼送風機４０では、主として翼３３の凹面となっている回転方向前方の面によって、気体を掻き出す。これにより、羽根車４３の翼３３が羽根車４３の内周側の空間から外周側の空間へと気体を掻き出し、吸込口１１ｂから羽根車４３の内周側の空間に気体が吸い込まれるとともに、羽根車４３の外周側に掻き出された気体が吹出口１１ａに集められて吹き出される（図４の気体流れＺを参照）。すなわち、多翼送風機４０は、吸込口１１ｂから回転軸Ｏ−Ｏに沿った形で気体を吸い込み、吹出口１１ａから回転軸Ｏ−Ｏに直交する方向に気体を送り出す。尚、図４では回転軸Ｏ−Ｏの右側における気体流れＺのみを表示しているが、回転軸Ｏ−Ｏの左側において羽根車１３の外周側に掻き出された気体は、ケーシング１１に沿って吹出口１１ａまで流れ、そこから吹き出される。
【００３１】
（３）羽根車の輸送
羽根車４３を輸送する際、複数の羽根車４３を回転軸Ｏ−Ｏ方向に積載する。
【００３２】
ここで、本実施形態の羽根車４３の主板６１の翼間部６５は、前述のように、円周方向には、翼３３の円周方向厚さよりも大きく、また、径方向には、翼３３の曲がり形状に沿って翼３３の外周側縁部から内周側縁部まで達する長さに切り欠かれている。この形状を利用して、二つの羽根車４３を回転軸Ｏ−Ｏ方向から重ねる。一方の羽根車４３の複数の翼間部６５の切り欠きに、他方の羽根車４３の対応する翼３３を嵌め込むことができる。このようにして嵌合した二つの羽根車４３は、さらに所定の積載高さまで積載された後、輸送される。
【００３３】
（４）実験例
本実施形態の羽根車を使用した多翼送風機について、騒音測定実験を行った結果について説明する。
【００３４】
本実験は、図２及び図３に示す従来例のものと、図５及び図６に示される本実施形態のものとについての測定実験を行った。尚、本実施形態においては、騒音低減を目的として、主板６１に成形された波形形状６４と、側板６２に成形された波形形状６６と、主板６１の翼間部６５を切り欠いたものとが同時に成形されている。そこで、これら３つの形状のそれぞれについての騒音低減の効果を確認するために、これら３つの形状の各一つのみを成形した羽根車を準備し、騒音測定実験を行った。以下に騒音測定実験の結果を示す。
【００３５】
＜１＞主板６１に波形形状６４のみが成形された羽根車の場合
従来例に比べて、騒音値が０．８ｄＢ減少した。
【００３６】
＜２＞側板６２に波形形状６６のみが成形された羽根車の場合
従来例に比べて、騒音値が０．５ｄＢ減少した。
【００３７】
＜３＞主板６１の翼間部６５を切り欠いた形状のみを有する羽根車の場合
従来例に比べて、騒音値が０．５ｄＢ減少した。
【００３８】
以上の結果より、本実施形態において騒音低減を目的として適用された３つの形状のいずれにおいても騒音値の低減が確認された。
【００３９】
（５）多翼送風機の特徴
本実施形態の多翼送風機の特徴には、以下のようなものがある。
【００４０】
＜１＞羽根車の主板に成形された波形形状による騒音低減
従来例の多翼送風機１０においては、主板３１近傍において生じる乱れ渦に起因する騒音がある。具体的には、以下のような発生機構によって生じている。
【００４１】
羽根車１３の内部において、図１（ｂ）に示すように、吸込口１１ｂから吸い込まれた気体の一部は、主板３１近傍において、主板３１に衝突した後、外周側に向かうように流れているものがある（気体流れＸ参照）。この気体流れＸには、主板３１への衝突による乱れ渦が発生している。この乱れ渦は、気体流れＸが外周方向に向かうとともに、主板３１に衝突する流れがさらに合流する。そして、気体流れＸの乱れ渦が徐々に発達し、翼３３の内周側縁部において最大の乱れ渦を形成する。この発達した乱れ渦が翼３３によって外周側に向かって掻き出されて、騒音が生じている。
【００４２】
一方、本実施形態の多翼送風機４０の羽根車４３では、主板６１の側板６２側の面の少なくとも翼３３の内周側縁部の近傍に凹凸形の波形形状６４が成形されているため、図８（ａ）に示すように、気体流れＺ１の主板６１への衝突と流れの合流とによって発達した乱れ渦は、翼３３に到達する直前につぶされて小さくなる。これにより、翼３３によって気体流れＺ１を掻き出す際に発生する騒音を小さくできる。
【００４３】
＜２＞羽根車の側板に成形された波形形状による騒音低減
従来例の多翼送風機１０においては、側板３２の外周端近傍を渦中心とした旋回渦が生じている。この旋回渦は、羽根車１３の送風仕事に寄与しないため、結果として、送風機効率の低下や騒音の原因となっている。具体的には、以下のような発生機構によって生じている。
【００４４】
図１（ｃ）に示すように、ケーシング１１内の気体の一部は、側板３２近傍において、羽根車１３の外周に掻き出された後、羽根車１３のベルマウス１２近傍から羽根車１３の内周側に再度吸い込まれるような旋回渦Ｙを生じている。このため、羽根車１３において、羽根車１３の軸方向全長Ｂに対する旋回渦Ｙが生じている部分の軸方向長さｂの比ｂ／Ｂ（以下、ブロッケージファクタＢFとする。）に相当する分については、有効に送風仕事ができていない。これにより、送風機効率の低下や騒音が生じる。
【００４５】
一方、本実施形態の多翼送風機４０の羽根車４３では、側板６２の主板６１側の面に凹凸形状の波形形状６６が成形されているため、側板６２の羽根車４３出口近傍の圧力変動が緩和される。すると、図８（ｂ）に示すように、羽根車４３によって出口側に掻き出された気体流れは、羽根車４３の回転軸方向側板６２側から再度羽根車４３の内周側に吸い込まれにくくなるため、側板６２の近傍において生じていた旋回渦Ｚ２が小さくなる。これにより、ＢF値がｂ１／Ｂ１と小さくなり羽根車４３の有効に送風仕事ができる部分が大きくなるため、送風機効率が向上し、騒音も小さくなる。
【００４６】
＜３＞羽根車の主板の翼間部を切り欠くことによる騒音低減
本実施形態の多翼送風機４０の羽根車４３では、主板６１の複数の翼３３の間に位置する翼間部６５の少なくとも回転方向前方が切り欠かれているため、図８（ｃ）に示すように、気体流れＺ３の主板６１への衝突と流れの合流とによって発達した乱れ渦は、翼３３によって掻き出される直前に切り欠かれた翼間部６５から主板６１の軸方向外側に向かってその一部が逃がされる。これにより、図８（ａ）に示す主板６１に成形された波形形状６４と同様に、翼３３によって気体流れを掻き出す際に発生する騒音を小さくできる。
【００４７】
また、本実施形態の羽根車４３の翼間部６５は、主板６１の回転方向前方が円周方向に部分的に切り欠かれており、翼間部６５の回転方向後方までは切り欠かれていない。従って、翼間部６５の回転方向後方における気体流れのはくりを増大することがない。これにより、翼間部６５の回転方向前方を切り欠くことによる騒音低減の効果を損なうことがない。
【００４８】
さらに、本実施形態の羽根車４３の翼間部６５は、翼３３の外周側縁部から内周側縁部まで切り欠かれているため、気体流れＺ３の乱れ渦が、翼３３の外周側縁部まで到達する前に、切り欠かれた翼間部６５から逃がされやすい。これにより、翼３３の外周側縁部まで到達する乱れ渦をさらに減少させて、騒音を小さくできる。
【００４９】
＜４＞羽根車の輸送時の積載効率の向上
本実施形態の羽根車４３の主板６１の翼間部６５には、前述のように、円周方向には、翼３３の円周方向厚さよりも大きく、また、径方向には、翼３３の曲がり形状に沿って翼３３の外周側縁部から内周側縁部まで達する長さに切り欠かれている。この形状を利用して、二つの羽根車４３を回転軸Ｏ−Ｏ方向から重ねて、複数の翼間部６５の切り欠きに、それぞれ対応する翼３３を嵌め込むことができる。これにより、羽根車４３の積載時の積載効率を向上することができる。
【００５０】
他の実施形態
前記実施形態では、樹脂製の羽根車を用いた遠心送風機に本発明を適用しているが、板金製の羽根車を用いた遠心送風機に対しても本発明を適用することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００５２】
請求項１にかかる発明では、多翼送風機の羽根車は、主板の複数の翼の間に位置する翼間部の回転方向前方が切り欠かれているため、気体流れの主板への衝突と流れの合流とによって発達した乱れ渦は、翼によって掻き出される直前に切り欠かれた翼間部から主板の軸方向外側に向かって逃がされる。これにより、翼によって気体流れを掻き出す際に発生する騒音を小さくできる。また、多翼送風機の羽根車の翼間部は、主板の回転方向前方が円周方向に部分的に切り欠かれているため、翼間部の回転方向後方の気体流れのはくりが増大せず、騒音低減の効果を損なうことがない。さらに、多翼送風機の羽根車の翼間部は、翼の外周側縁部から内周側縁部まで切り欠かれているため、乱れ渦が、翼の外周側縁部まで到達する前に、切り欠かれた翼間部から逃がされる。これにより、翼の外周側縁部まで到達する乱れ渦をさらに減少させて、騒音を小さくできる。
【００５３】
請求項２にかかる発明では、多翼送風機は、請求項１に記載の羽根車を採用しているため、気体流れの主板への衝突と流れの合流とによって生じる乱れ渦が、主板の翼間部を切り欠くことにより、乱れ渦を主板の切り欠かれた翼間部から逃がすことができる。これにより、羽根車の外周側縁部に到達する乱れ渦を減少させ、騒音を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）従来例の多翼送風機の側面図（ケーシング部分は断面図）。
（ｂ）従来例の多翼送風機の側面図であって、主板近傍の騒音の発生機構を説明する図（一部羽根車の断面を図示）。
（ｃ）従来例の多翼送風機の側面図であって、側板近傍の騒音の発生機構を説明する図（一部羽根車の断面を図示）。
【図２】 従来例の多翼送風機の羽根車の斜視図。
【図３】 従来例の多翼送風機の羽根車の平面図。
【図４】 第１実施形態の多翼送風機の側面図（ケーシング部分は断面図）。
【図５】 第１実施形態の多翼送風機の羽根車の側面図（一部断面を図示）。
【図６】 第１実施形態の多翼送風機の羽根車の平面図。
【図７】 （ａ）波形形状（三角波状）の拡大図。
（ｂ）波形形状（正弦波状）の拡大図。
（ｃ）波形形状（矩形波状）の拡大図。
【図８】 （ａ）第１実施形態の多翼送風機の側面図であって、主板に成形された波形形状の騒音低減効果を説明する図（一部羽根車の断面を図示）。
（ｂ）第１実施形態の多翼送風機の側面図であって、側板に成形された波形形状の騒音低減効果を説明する図。
（ｃ）第１実施形態の多翼送風機の側面図であって、主板の翼間部を切り欠いた形状の騒音低減効果を説明する図（一部羽根車の断面を図示）。
【符号の説明】
１０、４０ 多翼送風機
１１ ケーシング
１１ａ 吹出口
１１ｂ 吸込口
１２ ベルマウス
１３、４３ 羽根車
１４ モータ（駆動手段）
３１、６１ 主板
３２、６２ 側板
３３ 翼
６４ 波形形状（主板側）
３５、６５ 翼間部
６６ 波形形状（側板側）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
More particularly, the present invention relates to an impeller of a multiblade fan in which ends of a plurality of blades extending from a main plate are connected by an annular side plate and a multiblade fan including the impeller.
[0002]
[Prior art]
In a gas conditioner (hereinafter referred to as an air conditioner) such as a gas cleaner or an air conditioner, a multi-blade blower is used to blow air. 1 to 3 show a conventional multiblade fan. Here, FIG. 1 shows a side view of a conventional multi-blade fan, FIG. 2 shows a perspective view of an impeller of the conventional multi-blade fan, and FIG. 3 shows a blade of the conventional multi-blade fan. A plan view of the car is shown.
[0003]
The multiblade fan 10 includes an impeller 13, a casing 11 covering the impeller 13, a motor 14 for rotating the impeller 13, and the like. In the impeller 13, one end of a large number of blades 33 is fixed to the outer peripheral edge of a disk-shaped main plate 31, and the other ends of the blades 33 are connected by an annular side plate 32. The casing 11 is formed with a gas outlet 11 a and a gas inlet 11 b surrounded by the bell mouth 12. The suction port 11 b faces the side plate 32 of the impeller 13. Moreover, the blower outlet 11a is formed in the direction orthogonal to the suction inlet 11b so that gas may be blown out in the direction substantially orthogonal to the rotation axis OO of the impeller 13.
[0004]
When the multi-blade fan 10 is operated by rotating the motor 14, the impeller 13 rotates in the direction of the rotation direction R in FIG. 3 with respect to the casing 11. Thereby, each blade 33 of the impeller 13 scrapes gas from the inner space to the outer space, the gas is sucked into the inner space of the impeller 13 from the suction port 11 b, and the impeller 13. The gas pushed out to the outer peripheral side is sent out through the outlet 11a. That is, the multiblade blower 10 sucks gas from the suction port 11b and sends out gas from the blower port 11a.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In such a multiblade fan 10, there is noise caused by turbulent vortices generated in the vicinity of the main plate 31. Specifically, it is caused by the following generation mechanism.
[0006]
Inside the impeller 13, the gas sucked from the suction port 11 b mainly flows from the direction toward the main plate 31 toward the outer periphery as shown in FIG. 1A (gas flow W reference). By the way, as shown in FIG.1 (b), some gas inhaled from the suction inlet 11b may flow toward the outer peripheral side after colliding with the main plate 31 in the main plate 31 vicinity (gas flow) X). In this gas flow X, a turbulent vortex is generated due to a collision with the main plate 31. This turbulent vortex gradually flows and the turbulent vortex develops and forms the largest turbulent vortex at the inner peripheral edge of the wing 33 because the gas flow X moves in the outer circumferential direction and the flow colliding with the main plate 31 further merges. . The developed turbulent vortex is scraped by the blades 33 toward the outer peripheral side, and noise is generated.
[0007]
Further reduction in noise is required for multiblade fans used in air conditioners.
[0008]
The subject of this invention is providing the impeller which can reduce the noise resulting from the turbulent vortex produced in the main plate vicinity of an impeller, and the low noise multiblade fan.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The impeller of the multiblade blower according to claim 1 includes a main plate that rotates about a rotation axis, a plurality of blades that are arranged in an annular shape about the rotation axis, and each of which has one end fixed to the main plate, and a plurality of blades And an annular side plate connecting the other ends of the wings. The inter-blade unit located between the plurality of blades of the main plate, the rotation direction front wing, with the cut over the entire inner peripheral edge portion from the outer peripheral edge of the blade adjacent to rotate forward It is partially cut away in the circumferential direction so that it does not reach the rear of the other blades in the rotational direction.
[0010]
In this impeller of a multiblade blower, because it is cut out a plurality of the rotating direction forward of the wing between the portion located between the wings of the main plate, developed by the confluence of the collision and flow to the main board of the gas stream A part of the turbulent vortex is released from the inter-blade portion cut out just before being scraped by the wing toward the outer side in the axial direction of the main plate. Thereby, the noise which generate | occur | produces when scraping out a gas flow with a blade | wing can be made small.
[0011]
In the impeller of this multiblade blower, at least the front of the main plate in the rotational direction is partially cut away in the circumferential direction, and the blade is not cut out to the rear in the rotational direction of the blade. .
[0012]
By the way, if the rear part in the rotational direction of the inter-blade part is notched, it has the effect of releasing the turbulent vortex along with the gas flow from the rear in the rotational direction toward the outer side in the axial direction of the main plate. Because of the negative pressure surface, the flow of gas flow is increased. Thereby, peeling of a gas flow arises and there exists a possibility that the effect of noise reduction may become small. Therefore, in the impeller of this multiblade blower, since the rear side in the rotational direction of the inter-blade portion is not cut out, the gas flow does not increase. Thereby, the effect of noise reduction by notching the front part in the rotation direction of the inter-blade part is not impaired.
[0013]
Furthermore, in the impeller of this multiblade blower, since the inter-blade part is cut from the outer peripheral side edge of the blade to the inner peripheral side edge, before the turbulent vortex reaches the outer peripheral side edge of the blade, Easily escaped from notched wings. Thereby, the turbulent vortex reaching the outer peripheral edge of the blade can be further reduced, and the noise can be reduced.
[0014]
The multiblade fan according to claim 2 is provided on the outer peripheral side of the impeller, the drive means for rotating the impeller according to claim 1 , the suction port facing the opening on the inner peripheral side of the side plate, and the impeller. And a casing that covers the impeller and has a blowout port that sends out gas in a direction substantially orthogonal to the rotation axis.
[0015]
In this centrifugal blower, when the main plate is rotated by the driving means, the impeller rotates with respect to the casing. Then, each blade of the impeller scrapes out gas from the space on the inner peripheral side to the space on the outer peripheral side, and the gas pushed out from the suction port to the outer peripheral side of the impeller is sent out through the outlet. That is, the multiblade blower sucks gas from the suction port and sends out gas from the blower outlet.
[0016]
At this time, since the impeller according to any one of claims 1 to 3 is employed, the turbulent vortex generated by the collision of the gas flow with the main plate and the merging of the flow is caused from the notched blade portion of the main plate. I can escape. Thereby, the turbulent vortex which reaches | attains the outer peripheral side edge part of an impeller can be reduced, and a noise can be made small.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(1) Configuration of Multiblade Blower A multiblade fan (centrifugal blower) according to an embodiment of the present invention includes a plurality of main plates 31 in the impeller 13 of the conventional multiblade fan 10 shown in FIGS. It has an uneven corrugated shape in the vicinity of the inner peripheral edge of the wing, has an uneven corrugated shape on the main plate 31 side of the side plate 32, and the rotation direction front of the plurality of inter-blade portions 35 of the main plate 31 is cut. The only difference is that it has a missing shape.
[0018]
FIG. 4 shows a side view of the multi-blade fan 40 of the present embodiment, and FIGS. 5 and 6 show a side view and a plan view of the impeller 43 of the multi-blade fan 40.
[0019]
The multiblade fan 40 mainly includes an impeller 63, a casing 11 that covers the impeller 63, and a motor 14 that rotates the impeller 43.
[0020]
In the impeller 43, a plurality of blades 33 are fixed to the outer peripheral edge of a disk-shaped main plate 61, and the other ends of the plurality of blades 33 are connected by an annular side plate 62. Details of the impeller 43 will be described later.
[0021]
The casing 11 is formed with a gas outlet 11 a and a gas inlet 11 b surrounded by the bell mouth 12. The suction port 11 b is disposed so as to face the side plate 62 of the impeller 43. The gas flowing through the suction port 11b to the space of the inner peripheral portion of the impeller 43 flows in a form substantially along the rotational axis OO of the impeller 43, and the rotational axis OO is rotated by the rotation of the impeller 43. It flows in the direction away from (the outer peripheral direction of the impeller 43). Moreover, the blower outlet 11a is formed so as to be orthogonal to the suction inlet 11b so as to blow out gas in a direction substantially orthogonal to the rotation axis OO of the impeller 43.
[0022]
The rotation shaft of the motor 14 is mounted in the center hole 61a (see FIG. 6) of the main plate 61, and the impeller 43 is rotated by rotating the main plate 61. The main body portion of the motor 14 is fixed to the casing 11.
[0023]
Next, the impeller 43 will be described.
[0024]
As shown in FIGS. 5 and 6, the impeller 43 includes a main plate 61, a plurality of blades 33, and an annular side plate 62. In this embodiment, the impeller 43 is a resin product in which all of the main plate 61, the plurality of blades 33, and the side plates 62 are integrally formed using a mold.
[0025]
As shown in FIG. 6, the main plate 61 is a disk-shaped member in which a center hole 61a is formed, and the rotation shaft of the motor 14 is fixed to the center hole 61a.
[0026]
A plurality of wings 33 to be described later are formed at equal intervals in the rotation direction on the outer peripheral edge of the main plate 61, and in the vicinity of the inner peripheral side edge of the plurality of wings 33, around the inner peripheral side edge. A concave-convex corrugated shape 64 is formed along the surface. Here, the waveform shape 64 has a triangular wave shape, and has a triangular wave shape with a wave pitch P of 3 mm and a wave height H of 2 mm (see FIG. 7A). The waveform shape is not limited to a triangular wave shape, and may be a sine wave shape or a rectangular wave shape as shown in FIGS. 7B and 7C. Further, the dimensions of the corrugated shape are not limited to the dimensions of the present embodiment, the pitch P is in the range of 2 mm to 8 mm, and the wave height H is in the range of 1 mm to 5 mm. .
[0027]
Further, the inter-blade portion 65 located between the plurality of blades 33 of the main plate 61 is notched forward in the rotational direction. The plurality of inter-blade portions 65 are cut in a circumferential direction to a length that is greater than the circumferential thickness of the blade 33 and does not reach the rear in the rotational direction of the other blades 33 adjacent to the front in the rotational direction. It is missing. Further, the radial direction of the inter-blade portion 65 is notched along the shape of the blade 33 so as to reach the length from the outer peripheral side edge to the inner peripheral side edge.
[0028]
The wing 33 is a member having a concave shape in front of the rotation direction, and a plurality of wings 33 arranged in a ring shape around the rotation axis OO. One end of the wing 33 is fixed to the outer peripheral edge of the main plate 61, and extends long without twisting along the rotation axis OO. And the other end of the wing | blade 33 is connected with the cyclic | annular side plate 62, as shown in FIG.5 and FIG.6.
[0029]
The annular side plate 62 is disposed on the outer peripheral side of the other end of the blade 33 and connects the blades 33. The side plate 62 is also integrally formed with the main plate 61 and the plurality of wings 33. An uneven corrugated shape 66 is formed on the surface of the side plate 62 on the main plate 61 side. Here, like the waveform shape 64 of the main plate 61, the waveform shape 66 is a triangular wave shape having a wave pitch P of 3 mm and a wave height H of 2 mm (see FIG. 7A). The waveform shape is not limited to a triangular wave shape, and may be a sine wave shape or a rectangular wave shape as shown in FIGS. 7B and 7C. Further, the dimensions of the corrugated shape are not limited to the dimensions of the present embodiment, the pitch P is in the range of 2 mm to 8 mm, and the wave height H is in the range of 1 mm to 5 mm. .
[0030]
(2) Operation of the multiblade fan When the motor 14 is rotated to operate the multiblade fan 40, the impeller 43 rotates in the direction of the rotation direction R shown in FIG. That is, in the multiblade blower 40, the gas is scraped out mainly by the front surface in the rotational direction which is the concave surface of the blade 33. Thereby, the blades 33 of the impeller 43 scrape out gas from the inner peripheral side space of the impeller 43 to the outer peripheral side space, and the gas is sucked into the inner peripheral side space of the impeller 43 from the suction port 11b. The gas scraped to the outer peripheral side of the impeller 43 is collected at the outlet 11a and blown out (see the gas flow Z in FIG. 4). That is, the multiblade blower 40 sucks the gas from the suction port 11b along the rotation axis OO, and sends the gas from the blowout port 11a in a direction orthogonal to the rotation axis OO. In FIG. 4, only the gas flow Z on the right side of the rotation axis OO is displayed, but the gas scraped to the outer peripheral side of the impeller 13 on the left side of the rotation axis OO follows the casing 11. Then flows to the outlet 11a and is blown out from there.
[0031]
(3) Transport of impeller When transporting the impeller 43, a plurality of impellers 43 are stacked in the direction of the rotation axis OO.
[0032]
Here, the inter-blade portion 65 of the main plate 61 of the impeller 43 of the present embodiment is larger in the circumferential direction than the circumferential thickness of the wing 33 and in the radial direction, as shown in FIG. A length that extends from the outer peripheral side edge of the blade 33 to the inner peripheral side edge along the curved shape of 33 is cut out. Using this shape, the two impellers 43 are overlapped from the direction of the rotation axis OO. The corresponding blade 33 of the other impeller 43 can be fitted into the notch of the plurality of inter-blade portions 65 of the one impeller 43. The two impellers 43 fitted in this way are further loaded to a predetermined loading height and then transported.
[0033]
(4) Experimental example The result of having conducted the noise measurement experiment about the multiblade fan using the impeller of this embodiment is demonstrated.
[0034]
In this experiment, measurement experiments were performed on the conventional example shown in FIGS. 2 and 3 and the present embodiment shown in FIGS. 5 and 6. In the present embodiment, for the purpose of reducing noise, there are a corrugated shape 64 formed on the main plate 61, a corrugated shape 66 formed on the side plate 62, and a notched blade portion 65 of the main plate 61. Molded at the same time. Therefore, in order to confirm the noise reduction effect for each of these three shapes, an impeller formed with only one of these three shapes was prepared, and a noise measurement experiment was performed. The results of noise measurement experiments are shown below.
[0035]
<1> In the case of an impeller in which only the corrugated shape 64 is formed on the main plate 61, the noise value is reduced by 0.8 dB compared to the conventional example.
[0036]
<2> In the case of an impeller in which only the corrugated shape 66 is formed on the side plate 62, the noise value is reduced by 0.5 dB compared to the conventional example.
[0037]
<3> In the case of an impeller having only a shape in which the inter-blade portion 65 of the main plate 61 is cut out, the noise value is reduced by 0.5 dB compared to the conventional example.
[0038]
From the above results, it was confirmed that the noise value was reduced in any of the three shapes applied for the purpose of noise reduction in the present embodiment.
[0039]
(5) Features of the multiblade fan The features of the multiblade fan of the present embodiment are as follows.
[0040]
<1> Noise Reduction by Waveform Shape Formed on Main Plate of Impeller In conventional multiblade fan 10, there is noise due to turbulent vortices generated in the vicinity of main plate 31. Specifically, it is caused by the following generation mechanism.
[0041]
In the inside of the impeller 13, as shown in FIG. 1B, a part of the gas sucked from the suction port 11b flows toward the outer peripheral side after colliding with the main plate 31 in the vicinity of the main plate 31. (See gas flow X). In this gas flow X, a turbulent vortex is generated due to a collision with the main plate 31. In this turbulent vortex, the gas flow X is directed in the outer peripheral direction, and the flow colliding with the main plate 31 is further joined. Then, the turbulent vortex of the gas flow X gradually develops to form the maximum turbulent vortex at the inner peripheral edge of the blade 33. The developed turbulent vortex is scraped by the blades 33 toward the outer peripheral side, and noise is generated.
[0042]
On the other hand, in the impeller 43 of the multiblade fan 40 of the present embodiment, since the corrugated shape 64 having an uneven shape is formed at least near the inner peripheral edge of the blade 33 on the side plate 62 side surface of the main plate 61, As shown in FIG. 8A, the turbulent vortex developed by the collision of the gas flow Z <b> 1 with the main plate 61 and the merging of the flows is crushed immediately before reaching the blade 33 and becomes smaller. Thereby, the noise generated when scraping out the gas flow Z1 by the blades 33 can be reduced.
[0043]
<2> Noise Reduction by Waveform Shape Formed on Side Plate of Impeller In conventional multiblade fan 10, a swirling vortex is generated with the vicinity of the outer peripheral end of side plate 32 as the vortex center. Since this swirling vortex does not contribute to the air blowing work of the impeller 13, as a result, the fan efficiency is reduced and noise is caused. Specifically, it is caused by the following generation mechanism.
[0044]
As shown in FIG. 1C, a part of the gas in the casing 11 is scraped to the outer periphery of the impeller 13 in the vicinity of the side plate 32, and then from the vicinity of the bell mouth 12 of the impeller 13 to the impeller 13. A swirl vortex Y that is sucked into the inner peripheral side again is generated. For this reason, in the impeller 13, it corresponds to a ratio b / B (hereinafter referred to as a blockage factor B F ) of the axial length b of the portion where the swirl vortex Y is generated with respect to the axial total length B of the impeller 13. As for what to do, the blowing work is not done effectively. This causes a reduction in fan efficiency and noise.
[0045]
On the other hand, in the impeller 43 of the multiblade fan 40 of the present embodiment, since the corrugated shape 66 is formed on the surface of the side plate 62 on the main plate 61 side, the pressure fluctuation in the vicinity of the outlet of the impeller 43 of the side plate 62 is changed. Alleviated. Then, as shown in FIG. 8 (b), the gas flow scraped to the outlet side by the impeller 43 is unlikely to be sucked into the inner peripheral side of the impeller 43 again from the rotation axis direction side plate 62 side of the impeller 43. Therefore, the swirl vortex Z2 generated in the vicinity of the side plate 62 is reduced. As a result, the B F value is reduced to b1 / B1 and the portion of the impeller 43 that can effectively perform the blowing work is increased, so that the fan efficiency is improved and the noise is also reduced.
[0046]
<3> Noise reduction by notching the inter-blade portion of the main plate of the impeller In the impeller 43 of the multi-blade fan 40 of the present embodiment, at least the inter-blade portion 65 located between the plurality of blades 33 of the main plate 61. Since the front in the rotational direction is cut away, as shown in FIG. 8C, the turbulent vortex developed by the collision of the gas flow Z3 with the main plate 61 and the merging of the flow is immediately before being scraped by the wing 33. A part of the notched interblade portion 65 is released toward the outer side in the axial direction of the main plate 61. Thereby, similarly to the corrugated shape 64 formed on the main plate 61 shown in FIG. 8A, the noise generated when the air flow is scraped out by the blades 33 can be reduced.
[0047]
Further, the inter-blade portion 65 of the impeller 43 of the present embodiment is partially cut out in the circumferential direction at the front in the rotation direction of the main plate 61, and is cut out to the rear in the rotation direction of the inter-blade portion 65. Absent. Therefore, there is no increase in the flow of the gas flow behind the blade portion 65 in the rotation direction. Thereby, the effect of noise reduction by notching the front part in the rotation direction of the blade portion 65 is not impaired.
[0048]
Furthermore, since the inter-blade portion 65 of the impeller 43 of this embodiment is cut out from the outer peripheral side edge to the inner peripheral side edge of the blade 33, the turbulent vortex of the gas flow Z3 is generated on the outer peripheral side of the blade 33. Before reaching the edge, it is easy to escape from the notched inter-wing portion 65. Thereby, the turbulent vortex reaching the outer peripheral side edge of the blade 33 can be further reduced, and the noise can be reduced.
[0049]
<4> Improving loading efficiency during transportation of the impeller In the inter-blade portion 65 of the main plate 61 of the impeller 43 of the present embodiment, as described above, in the circumferential direction, the circumferential direction thickness of the wing 33 Further, in the radial direction, the length reaching the inner peripheral side edge from the outer peripheral side edge of the wing 33 is cut out along the curved shape of the wing 33. By utilizing this shape, the two impellers 43 can be overlapped from the direction of the rotation axis OO, and the corresponding blades 33 can be fitted into the notches of the plurality of inter-blade portions 65, respectively. Thereby, the loading efficiency at the time of loading of the impeller 43 can be improved.
[0050]
Other Embodiments In the above embodiment, the present invention is applied to a centrifugal blower using a resin impeller, but the present invention can also be applied to a centrifugal blower using a sheet metal impeller. it can.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0052]
In the invention according to claim 1, impeller of a multiblade blower, because it is cut out a plurality of the rotating direction forward of the wing between the portion located between the wings of the main plate, and collision of the main plate of the gas stream The turbulent vortex developed by the merging of the flow is released from the inter-blade portion cut out just before being scraped by the wing toward the outside in the axial direction of the main plate. Thereby, the noise which generate | occur | produces when scraping out a gas flow with a blade | wing can be made small. In addition, the inter-blade part of the impeller of the multiblade fan is partially cut out in the circumferential direction at the front of the main plate in the circumferential direction. Therefore, the noise reduction effect is not impaired. Furthermore, since the inter-blade part of the impeller of the multiblade fan is cut out from the outer peripheral side edge of the blade to the inner peripheral side edge, before the turbulent vortex reaches the outer peripheral side edge of the blade, It escapes from the notched wing part. Thereby, the turbulent vortex reaching the outer peripheral edge of the blade can be further reduced, and the noise can be reduced.
[0053]
In the invention according to claim 2 , since the multiblade fan employs the impeller according to claim 1 , the turbulent vortex generated by the collision of the gas flow with the main plate and the merging of the flow is caused between the blades of the main plate. By notching the part, the turbulent vortex can be released from the notched blade part of the main plate. Thereby, the turbulent vortex which reaches | attains the outer peripheral side edge part of an impeller can be reduced, and a noise can be made small.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a side view of a conventional multiblade fan (a casing is a sectional view).
(B) It is a side view of the multiblade fan of a prior art example, Comprising: The figure explaining the generation | occurrence | production mechanism of the noise of the main plate vicinity (a cross section of a part impeller is shown in figure).
(C) It is a side view of the multiblade fan of a prior art example, Comprising: The figure explaining the generation | occurrence | production mechanism of the noise near a side plate (a cross section of a part impeller is shown in figure).
FIG. 2 is a perspective view of an impeller of a conventional multiblade fan.
FIG. 3 is a plan view of an impeller of a conventional multiblade fan.
FIG. 4 is a side view of the multiblade fan of the first embodiment (a casing is a cross-sectional view).
FIG. 5 is a side view of the impeller of the multiblade fan of the first embodiment (partial cross section is shown).
FIG. 6 is a plan view of an impeller of the multiblade fan according to the first embodiment.
FIG. 7A is an enlarged view of a waveform shape (triangular wave shape).
(B) Enlarged view of waveform shape (sine wave shape).
(C) Enlarged view of the waveform shape (rectangular wave shape).
FIG. 8A is a side view of the multiblade fan according to the first embodiment, and illustrates the noise reduction effect of the corrugated shape formed on the main plate (part of the impeller is shown in cross section).
(B) It is a side view of the multiblade fan of 1st Embodiment, Comprising: The figure explaining the noise reduction effect of the waveform shape shape | molded by the side plate.
(C) It is a side view of the multiblade air blower of 1st Embodiment, Comprising: The figure explaining the noise reduction effect of the shape which notched the blade part of the main plate (the cross section of a part impeller is shown in figure).
[Explanation of symbols]
10, 40 Multiblade blower 11 Casing 11a Air outlet 11b Air inlet 12 Bell mouth 13, 43 Impeller 14 Motor (drive means)
31, 61 Main plate 32, 62 Side plate 33 Wings 64 Waveform (main plate side)
35, 65 Inter-blade section 66 Waveform (side plate side)

Claims (2)

回転軸（Ｏ−Ｏ）を中心として回転する主板（６１）と、
前記回転軸（Ｏ−Ｏ）を中心として環状に配置され、それぞれ一端が前記主板（６１）に固定されている複数の翼（３３）と、
前記複数の翼（３３）の他端を結ぶ環状の側板（６２）と、
を備え、
前記主板（６１）の前記複数の翼（３３）の間に位置する翼間部（６５）は、前記翼（３３）の回転方向前方が、前記翼（３３）の外周側縁部から内周側縁部の全体にわたって切り欠かれるとともに、回転方向前方に隣接する他の前記翼（３３）の回転方向後方まで達しないように円周方向に部分的に切り欠かれている、
多翼送風機の羽根車（４３）。A main plate (61) that rotates about a rotation axis (OO);
A plurality of blades (33) arranged in an annular shape around the rotation axis (OO), each having one end fixed to the main plate (61);
An annular side plate (62) connecting the other ends of the plurality of wings (33);
With
Inter-blade unit (65) located between said plurality of vanes (33) of said main plate (61) is rotated forward before Kitsubasa (33), the inner from the outer peripheral edge of the blade (33) The entire circumferential edge is cut out and partially cut in the circumferential direction so as not to reach the rear in the rotational direction of the other wings (33) adjacent to the front in the rotational direction.
The impeller of a multiblade fan (43). 請求項１に記載の羽根車（４３）と、
前記主板（６１）を回転させる駆動手段（１４）と、
前記側板（６２）の内周側の開口部に対向する吸込口（１１ｂ）と、前記羽根車（４３）の外周側に設けられ前記回転軸（Ｏ−Ｏ）に略直交する方向に気体を送出する吹出口（１１ａ）とを有し、前記羽根車（４３）を覆うケーシング（１１）と、
を備えた多翼送風機。An impeller (43) according to claim 1 ,
Drive means (14) for rotating the main plate (61);
The suction port (11b) facing the opening on the inner peripheral side of the side plate (62) and the outer peripheral side of the impeller (43) are provided with gas in a direction substantially orthogonal to the rotating shaft (OO). A casing (11) having a blowout opening (11a) for delivering and covering the impeller (43);
Multi-blade fan equipped with.
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