JP5525429B2 - 二重反転式軸流送風機 - Google Patents

Description

本発明は、前段インペラと後段インペラとが逆方向に回転する二重反転式軸流送風機に関するものである。

図１及び図２には、特許第４１２８１９４号（特許文献１）に記載の従来の二重反転式軸流送風機の構造が示されている。図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、従来の二重反転式軸流送風機の吸い込み側から見た斜視図、吐き出し側から見た斜視図、吸い込み側から見た正面図、吐き出し側から見た背面図、図２は図１の二重反転式軸流送風機の縦断面図である。従来の二重反転式軸流送風機は、第１の単体軸流送風機１と第２の単体軸流送風機３とが結合構造を介して組み合わされて構成されている。第１の単体軸流送風機１は、第１のケース５と、該第１のケース５内にそれぞれ配置される第１のインペラ（前段インペラ）７と、第１のモータ２５と、周方向に１２０°の間隔をあけて並ぶ３本のウエブ２１とを有している。第１のケース５は、軸線Ａが延びる方向（軸線方向）の一方側に環状の吸い込み側フランジ９を有し、軸線方向の他方側に環状の吐き出し側フランジ１１を有している。また第１のケース５は、両フランジ９，１１の間に筒部１３を有している。フランジ９とフランジ１１と筒部１３の内部空間により、風洞が構成されている。吐き出し側フランジ１１は内部に円形の吐き出し側開口部１７を有している。３本のウエブ２１は、第２の単体軸流送風機３の後述する３本のウエブ４５とそれぞれ組み合わされて、３枚の静止翼６１が構成されている。第１のモータ２５は、第１のケース５内で第１のインペラ７を図１（Ｃ）に示した状態で反時計回り方向（図示の矢印Ｒ１の方向即ち一方の方向）に回転させる。第１のモータ２５は、後述する第２のインペラ３５（後段インペラ）の回転速度よりも速い速度で第１のインペラ７を回転させる。第１のインペラ７は、第１のモータ２５の図示しない回転軸に固定される図示しないロータのカップ状部材に嵌合される環状部材（ハブ）２７と、この環状部材２７の環状の周壁２７ａの外周面に一体に設けられたＮ枚（５枚）の前方ブレード２８（前段翼）とを有している。

第２の単体軸流送風機３は、第２のケース３３とこの第２のケース３３内に配置される図２に示す第２のインペラ（後段インペラ）３５と、第２のモータ４９と、３本のウエブ４５とを有している。第２のケース３３は、図１に示すように、軸線Ａが延びる方向（軸線方向）の一方側に吸い込み側フランジ３７を有し、軸線方向Ａの他方側に吐き出し側フランジ３９を有している。また第２のケース３３は、両フランジ３７，３９の間に筒部４１を有している。そしてフランジ３７とフランジ３９と筒部４１の内部空間により、風洞が構成されている。また第１のケース５と第２のケース３３とによりケーシングが構成されている。吸い込み側フランジ３７は、内部に円形の吸い込み側開口部４２を有している。第２のモータ４９は、第２のケース３３内で第２のインペラ３５を図１（Ｂ）及び（Ｄ）に示した状態で反時計回り方向［図示の矢印Ｒ２の方向、即ち、第１のインペラ７の回転方向（矢印Ｒ１）と逆方向（他方の方向）］に第２のインペラ３５を回転させる。前述したように、第２のインペラ３５は、第１のインペラ７の回転速度よりも遅い速度で回転させられる。第２のインペラ３５は、第２のモータ４９の図示しない回転軸に固定される図示しないロータのカップ状部材に嵌合される環状部材５０と、この環状部材（ハブ）５０の環状の周壁５０ａの外周面に一体に設けられたＰ枚（４枚）の後方ブレード５１（後段翼）とを有している。

なお前方ブレード２８（前段翼）は、横断面形状が一方の方向Ｒ１に向かって凹部が開口する湾曲形状を有している。また後方ブレード（後段翼）５１は、横断面形状が他方の方向Ｒ２に向かって凹部が開口する湾曲形状を有している。そして静止翼即ち静止翼（支持部材）６１は、横断面形状が他方の方向Ｒ２と後方ブレード５１が位置する方向とに向かって凹部が開口する湾曲形状を有している。

従来の二重反転式軸流送風機では、Ｎ枚の前方ブレード２８の枚数と、Ｍ枚の静止翼６１の枚数と、Ｐ枚の後方ブレード５１の枚数との関係は、Ｎ，Ｍ及びＰが、それぞれ正の整数であってＮ＞Ｐ＞Ｍの関係となっている。そして従来の二重反転式軸流送風機では、図２に示すように、第１の単体軸流送風機１のＮ枚の前方ブレード２８のそれぞれの軸線Ａ方向に沿って測った長さ寸法（前段翼の最大軸方向コード長）Ｌ１が、第２の単体軸流送風機３のＰ枚の後方ブレード５１の軸線Ａ方向に沿って測った長さ寸法Ｌ２（後段翼の最大軸方向コード長）よりも長く設定されている。具体的には、２つの長さ寸法Ｌ１，Ｌ２の比Ｌ１／Ｌ２を、１．３〜２．５の値になるように長さ寸法Ｌ１及びＬ２を定めることにより、風量と静圧の特性を向上させている。

特許第４１２８１９４号 図１及び図２

従来の二重反転式軸流送風機でも、風量と静圧の特性を向上させることはできるが、更なる特性の向上と騒音の低減が望まれている。

本発明の目的は、従来よりも、特性が向上し且つ騒音を低減できる二重反転式軸流送風機を提供することにある。

本発明の二重反転式軸流送風機は、軸線方向の一方側に吸込口を有し軸線方向の他方側に吐出口を有する風洞を備えたケーシングと、風洞内で回転する複数枚の前段翼を備えた前段インペラと、風洞内で前段インペラとは逆方向に回転する複数枚の後段翼を備えた後段インペラと、風洞内の前段インペラと後段インペラとの間に位置し、静止状態で配置された複数枚の静止翼または複数個のストラッド（静止翼としての機能を有しない支持部材）からなる支持部材とを有する。

前段翼の枚数をＮ、支持部材の個数をＭ、後段翼の枚数をＰ（但し、Ｎ，Ｍ及びＰは全て正の整数）とし、前段翼の最大軸方向コード長（前段翼を軸線方向に沿って平行に測った最大長さ寸法）をＬｆ、後段翼の最大軸方向コード長（後段翼を軸線方向に沿って平行に測った最大長さ寸法）をＬｒ、前段翼の外径寸法（前段翼を含む前段インペラを軸線方向と直交する径方向に測った最大直径寸法）をＲｆ、後段翼の外径寸法（後段翼を含む後段インペラを軸線方向と直交する径方向に測った最大直径寸法）をＲｒ（但し、Ｌｆ，Ｌｒ，Ｒｆ及びＲｒは正の数）と定めたときに、本発明の二重反転式軸流送風機では、Ｎ≧Ｐ＞Ｍの関係と、Ｌｆ／（Ｒｆ×π／Ｎ）≧１．２５の関係及びＬｒ／（Ｒｒ×π／Ｐ）≧０．８３の関係の少なくとも一方の関係が共に満たされている。

上記関係は、二重反転式軸流送風機の特性の向上と騒音の低減を実現する関係を発明者が研究した結果として見出されたものである。上記関係を満たす二重反転式軸流送風機は、過去に存在しない。そして少なくとも上記関係を満たす二重反転式軸流送風機は、既存の二重反転式軸流送風機と比べて、損出が少なくなって、特性が向上し且つ騒音を低減できることが確認された。本発明はこの確認に基づいて把握された。

本発明では、後段翼における損失を減らして、後段翼が旋回回復分（整流）の仕事を行う(排気と一緒に静止翼の仕事も同時に行う)という作用効果を得るために上記の関係を定めた。上記の関係は、特に、後段翼に前述の作用効果を発生させるための最低条件である。前述の前段翼が満たす条件は、後段翼を変更せずに、前段翼の構造を変更して、後段翼に前述の作用効果をできるだけ発生させる条件であり、前述の後段翼が満たす条件は、前段翼を変更せずに、後段翼の構造を変更して、後段翼に前述の作用効果をできるだけ発生させる条件である。

上記関係だけでも効果は得られるが、上記関係に加えて、前段インペラの回転速度をＳｆ、後段インペラの回転速度をＳｒと定めたときに、Ｓｆ＞Ｓｒの関係が成立しているのが好ましい。この関係は、前段インペラが増速作用を果たし、後段インペラが静止翼と同様の整流作用を助けるための一つの条件である。

そして上記関係に加えて、５≦Ｎ≦７、４≦Ｐ≦７及び３≦Ｍ≦５の関係、１＞Ｌｒ／Ｌｆ＞０．４５の関係及びＬｆ／（Ｒｆ×π／Ｎ）＞Ｌｒ／（Ｒｒ×π／Ｐ）の関係を更に満たすと、更に作用効果が増進される。またＬｆ／（Ｒｆ×π／Ｎ）≧１．５９の関係またはＬｒ／（Ｒｒ×π／Ｐ）≧１．００の関係を満たすと、更に作用効果が増進される。

また前段インペラ及び後段インペラは、ハブの外周部に複数枚の後段翼が固定されている。特に後段インペラについては、ハブとして、当該ハブの径方向寸法が吐出口に向かうに従って短くなる切頭円錐面形状のテーパ面を備えているものを用いるのが好ましい。このようにすると静圧レベルを大きくすることができて、静圧特性を改善できる。この場合、後段インペラのハブの外面に設けるテーパ面の傾斜角度は、６０度よりも小さいことが好ましい。傾斜角度が６０度以上になると、静圧レベルの上昇を得ることができなくなる。

また後段インペラのハブは、ハブの吐出側端部に後段翼の端部が接している。すなわち後段翼がハブの吐出側端部まで延びている。このような構造にすると、後段翼による整流効果を高めることができる。

また後段インペラの後段翼の吐出側端面は、ケーシングの吐出側端面から突出しないように吐出側端面よりも内側に配置されているのが望ましい。このような構造にしても、静圧を高めることができる。

（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、従来の二重反転式軸流送風機の吸い込み側から見た斜視図、吐き出し側から見た斜視図、吸い込み側から見た正面図、吐き出し側から見た背面図である。 図１の二重反転式軸流送風機の縦断面図である。 本発明の二重反転式軸流送風機の構成の概略を説明するための図である。 後段インペラの一部を拡大して示す図である。 本実施の形態の効果を確認するために使用した送風機の構成要件を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、図５の実施例Ｅ１と実施例Ｅ２と、比較例Ｃ０について、測定した静圧−風量特性と騒音−風量特性を示すグラフである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、図５のＥ１と比較例Ｃ０′について、測定した静圧−風量特性と騒音−風量特性を示すグラフである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、図５のＥ３と比較例Ｃ０とについて、測定した静圧−風量特性と騒音−風量特性を示すグラフである。 前段翼の枚数、後段翼の枚数、静止翼の枚数を変えた場合と、翼の形状を変えた場合の、静圧ヘッドの変化量の感度のシミュレーション結果を示す図である。

以下図面を参照して本発明の二重反転式軸流送風機の実施の形態について説明する。図３は、本発明の二重反転式軸流送風機の構成の概略を説明するための図である。具体的な二重反転式軸流送風機の実施例は、図１及び図２に示した従来の二重反転式軸流送風機と、前段インペラ７′の形状、後段インペラ３５′の形状及び静止翼６１′の形状が異なる点を除いて、基本的には同様である。したがって本実施の形態において、図１及び図２の従来の二重反転式軸流送風機を構成する部分と同じ部分には、図１及び図２に付した符号と同じ符号を図３に付し、異なる部分には図１及び図２に付した符号に′を付した符号を図３に付して詳細な説明を省略する。

本実施の形態では、第１のインペラ即ち前段インペラ７′は、第１のモータ２５の図示しない回転軸に固定される図示しないロータのカップ状部材に嵌合される環状部材即ちハブ２７′と、このハブ２７′の環状の周壁２７′ａの外周面に一体に設けられたＮ枚（５枚）の前方ブレード即ち前段翼２８′とを有している。前段翼２８′の吐出口側端面２８′ａは、ハブ２７′の周壁２７′ａの吐出口側端面２７′aaと一致している。そして前段翼２８′の最大軸方向コード長（前段翼２８′を軸線方向に沿って測った最大長さ寸法）Ｌｆは、図１及び図２の従来の例と比べて短い。第２のインペラ即ち後段インペラ３５′は、第２のモータ４９の図示しない回転軸に固定される図示しないロータのカップ状部材に嵌合される環状部材即ちハブ５０′と、このハブ５０′の環状の周壁５０′ａの外周面に一体に設けられたＰ枚（４枚）の後方ブレード即ち後段翼５１′とを有している。後段インペラ３５′は、前段インペラ７′の回転速度Ｓｆよりも遅い回転速度Ｓｒで回転させられる。

なお本実施の形態では、図３及び図４（Ａ）に示すように、後段インペラ３５′のハブ５０′は、当該ハブ５０′の径方向寸法Ｒｏが吐出口５７に向かうに従って短くなる切頭円錐面形状のテーパ面５１′ｃを備えている。図４（Ａ）に示すように、ハブ５０′のテーパ面５１′ｃに設ける傾斜角度θは、６０度よりも小さいことが好ましい。図４（Ｂ）に示すθによる静圧感度の向上率の傾向に見られるように、傾斜角度が６０°以上になると、静圧効果が低くなる。また後段インペラ３５′のハブ５０′は、ハブの吐出側端部５０′aaに後段翼５１′の端部５１′ａが接している（連続している）。すなわち後段翼５１′がハブ５０′の吐出側端部５０′aaまで延びている。このような構造にすると、後段翼５１′による整流効果を高めることができる。また後段インペラ３５′の後段翼５１′の吐出側の端部５１′ａの端面は、第２のケース（ケーシングの一部）３３の吐出口５７側の端面３３ａから突出しないように吐出側の端面３３ａよりも内側に距離Ｄだけ離れるように配置されている。なおこの距離Ｄは、後段翼５１′の直径Ｒｒの０．１倍〜０．５倍の範囲内にあればよい。このようにすると、騒音の低減効果が高くなる。

第１の単体軸流送風機１′の３本のウエブ２１′と第２の単体軸流送風機３′の３本のウエブ４５′とがそれぞれ組み合わされて構成される３枚の静止翼６１′は、すべて同じ形状で且つ周方向に等しい間隔（１２０°間隔）をあけて配置されている。本実施の形態で用いる静止翼６１′は、理想的には翼の中心線が実質的に直線になるか、または翼負荷を実質的に持たない形状が好ましい。即ち、静止翼６１′は、空気の流れに対して実質的に抵抗とならない形状を有しているのが好ましい。このような形状にすると、静止翼６１′は、一般的な静止翼のように整流作用を果たすことがなくなる。

本発明の二重反転式軸流送風機は、前段翼の枚数をＮ、静止翼（支持部材）の個数をＭ、後段翼の枚数をＰ（但し、Ｎ，Ｍ及びＰは全て正の整数）とし、前段翼の最大軸方向コード長（前段翼を軸線方向に沿って測った最大長さ寸法）をＬｆ、後段翼の最大軸方向コード長（後段翼を軸線方向に沿って測った最大長さ寸法）をＬｒ、前段翼の外径寸法（前段翼を含む前段インペラを軸線方向と直交する径方向に測った最大直径寸法）をＲｆ、後段翼の外径寸法（後段翼を含む後段インペラを軸線方向と直交する径方向に測った最大直径寸法）をＲｒ（但し、Ｌｆ，Ｌｒ，Ｒｆ及びＲｒは正の数）と定めたときに、下記の関係を満たしている。なお以下の説明では、下記の関係２の数値をソリディティと言う。

関係１：Ｎ≧Ｐ＞Ｍ
関係２：Ｌｆ／（Ｒｆ×π／Ｎ）≧１．２５
及び／または
Ｌｒ／（Ｒｒ×π／Ｐ）≧０．８３
従来の二重反転式軸流送風機では、積極的に減速機能（整流機能）を果たす静止翼を搭載している。すなわち前段翼の流れをスムーズに後段へ導くための静止翼を備えている。そして後段翼は、前段翼の影響を少なくすることに着目して設計されてきた。このような従来の設計思想に対して、本実施の形態では、静止翼における損出をできるだけ小さくする静止翼とする設計思想を採用することとした。その上で、後段翼５１′における損失を減らして、後段翼５１′が旋回回復分の仕事を行う（後段翼５１′が送風と一緒に静止翼の仕事も同時に行う）という作用効果を得るために上記の関係１及び２を定めた。上記の関係１及び／または２は、特に、後段翼５１′に前述の作用効果を発生させるための最低条件である。特に関係２は、前段翼２８′または後段翼５１′の構造を決定するものである。前述の前段翼が満たす条件は、後段翼５１′を変更せずに、前段翼２８′の構造を変更して、後段翼５１′に前述の作用効果をできるだけ発生させる条件であり、前述の後段翼５１′が満たす条件は、前段翼２８′を変更せずに、後段翼５１′の構造を変更して、後段翼５１′に前述の作用効果をできるだけ発生させる条件である。

上記関係１及び２だけでも効果は得られるが、上記関係１及び２に加えて、前段インペラ７′の回転速度をＳｆ、後段インペラ３５′の回転速度をＳｒと定めたときに、Ｓｆ＞Ｓｒの関係を満たすようにするのが好ましい。この関係は、前段インペラ７′が増速作用を果たし、後段インペラ３５′が一般的な静止翼と同様の整流作用（旋回回復作用）を助けるための一つの条件である。

そして上記関係に加えて、５≦Ｎ≦７、４≦Ｐ≦７及び３≦Ｍ≦５の関係、１＞Ｌｒ／Ｌｆ＞０．４５の関係及びＬｆ／（Ｒｆ×π／Ｎ）＞Ｌｒ／（Ｒｒ×π／Ｐ）の関係を更に満たすと、更に上記作用効果を増進することができる。またＬｆ／（Ｒｆ×π／Ｎ）≧１．５９の関係またはＬｒ／（Ｒｒ×π／Ｐ）≧１．００の関係を満たすと、より高い効果を確保できる。なおこれらの関係は、試験により確認されたものである。

本実施の形態の効果を確認するために使用した送風機の構成要件を図５に示す。図５において、実施例Ｅ１乃至Ｅ３は、図３に示した実施の形態と基本構造を同じにして動翼の枚数、静止翼の枚数、動翼の最大軸方向コード長、動翼の外径寸法を変えたものであり、比較例Ｃ０は、図３に示した実施の形態と基本構造を同じにして動翼の枚数、静止翼の枚数、動翼の最大軸方向コード長、動翼の外径寸法を比較用に変えたものであり、比較例Ｃ０′は比較例Ｃ０と動翼の枚数、静止翼の枚数及び動翼の最大軸方向コード長は同じであるが、動翼のそり形状を比較例Ｃ０の動翼のそりよりも大きくしたものである。また比較Ｃ０′は比較例Ｃ０よりもソリディティに影響の無い範囲でそり具合を大きくしたものです。

比較例Ｃ１乃至Ｃ５は、現在市場で現在販売されている５種類の二重反転式軸流送風機である。図５において、「コード長」とは、翼の縁部に沿って測定した翼の長さである。以下の試験では、これらの送風機を選択して試験を行った。図５の最下欄の「ソリディティ」は、コード長を分子とする一般的なソリディティ値である。

図６（Ａ）及び（Ｂ）は、図５の実施例Ｅ１と実施例Ｅ２と、比較例Ｃ０について、測定した静圧−風量特性と騒音−風量特性を示すグラフである。これらのグラフから判るように、前段翼の前述の関係２のソリディティを固定して、後段翼の前述の関係２のソリディティを、０．５６０、０．８３９及び１．２４６とした二重反転式送風機を比べると、後段翼のソリディティが０．８３９であると、動作点における静圧−風量特性に大幅な変化が無い状態で、騒音を低減できることが判る。なお図６には示していないが、後段翼のソリディティが０．８３以上あれば効果が有ることは、シミュレーションによって確認されている。後段翼のソリディティの上限値は、実際商品を製造する条件の下では、自ずと定まることになり、無限の値になることはない。

図７（Ａ）及び（Ｂ）は、図５の実施例Ｅ１と比較例Ｃ０′について、測定した静圧−風量特性と騒音−風量特性を示すグラフである。これらのグラフから判るように、後段翼の前述の関係２のソリディティを固定して、前段翼の前述の関係２のソリディティを、０．９５５及び１．３３６とした二重反転式送風機を比べると、前段翼のソリディティが１．３３６であると、動作点における静圧−風量特性に大幅な変化が無い状態で、騒音を低減できることが判る。なお図７には示していないが、前段翼のソリディティが１．２５以上あれば効果が有ることは、シミュレーションによって確認されている。前段翼のソリディティの上限値は、実際商品を製造する条件の下では、自ずと定まることになり、無限の値になることはない。

図６及び図７は、前段翼及び後段翼の一方のソリディティを固定して、他方のソリディティを変えているが、前段翼及び後段翼の両者のソリディティを変えた場合であっても、上記関係２を満たす範囲において、効果が得られることはシミュレーションによって確認されている。

図８（Ａ）及び（Ｂ）は、図５の実施例Ｅ３と比較例Ｃ０とについて、測定した静圧−風量特性と騒音−風量特性を示すグラフである。図９は、前段翼の枚数、後段翼の枚数、静止翼の枚数を変えた場合と、翼の形状を変えた場合の、静圧ヘッドの変化量の感度のシミュレーション結果（直交表を用いた感度解析）を示している。図８のグラフから判るように、前段翼の枚数と後段翼の枚数を変えると、動作点における静圧−風量特性に大幅な変化が無い状態で、騒音が増加することが判る。また図９に示す通り、シミュレーションによると、前段翼の枚数Ｎと後段翼の枚数Ｐと、静止翼の枚数Ｍとの間には、５≦Ｎ≦７、４≦Ｐ≦７及び３≦Ｍ≦５の関係が成立していることが好ましいことが判った。

なお図９は、各条件可変における感度解析の結果である。図９の感度解析結果は、前段翼の枚数３水準（５、６、７枚）と翼形状３水準（Ａ、Ｂ、Ｃ）、静止翼の枚数３水準（３、４、５枚）と翼形状３水準（Ａ′、Ｂ′、Ｃ′）、後段翼の枚数４水準（４、５、６、７枚）と翼形状３水準（Ａ′′、Ｂ′′、Ｃ′′）、以上を直交表Ｌ１８に当てはめて分析した要因効果図である。直交表Ｌ１８とは、因子（前段翼、静止翼、後段翼の３因子）と各水準が１８ケースの中に全て同じ回数ずつ現れるように作られた表であり、１８回のシミュレーションだけで全組み合わせ（３×３×３×３×４×３＝９７２ケース）の優位性、効果、組合せを判断するために作られた統計学的判断のための一般的な表である。

図９の「静圧ヘッド」の値の求め方は、次の方法で求めている。「前段枚数」「７」を例にとると、直交表Ｌ１８のシミュレーション結果１８回の中の、「前段枚数」「７」となっている組み合わせは、(「前段枚数」は３水準であるため)６回である。この６回の「静圧ヘッド」の値について平均化したものが図９の「前段枚数」「７」の、「静圧ヘッド」の値である。直交表Ｌ１８でのシミュレーション結果は記載していないが、「前段枚数」「７」では、（０．２１１＋０．２０３＋０．３１０＋０．２０１＋０．２５０＋０．２７７）／６＝０．２４２である。他の各因子、各水準についても同様の計算により求めて図示したものが図９である。直交表Ｌ１８では、各因子、各水準が１８ケースの中に全て同じ回数ずつ現れるため、因子における水準を特定して平均したものは、その因子における水準範囲内での大小傾向の指標として置き換えて考えることができる。以上から、図９は、因子（前段動翼、静止翼、後段動翼）の各水準の中で最も優れた水準を選定するための感度解析結果として用いることができる。

前段翼の形状（前段形状）「Ａ」は、図５の比較例Ｃ０の前段翼の形状であり、形状「Ｂ」は、図５の実施例Ｅ３の翼形状であり、形状「Ｃ」は、図５の比較例Ｃ０′の翼形状である。

ちなみに図９において、従来形状（比較例）Ｃ０の構成は、「前段枚数」「５」、「前段形状」「Ａ」、「静翼枚数」「３」、「静翼形状」「Ａ′」、「後段枚数」「４」、「後段形状」「Ａ′′」である。また図９から判るように、「前段枚数」は「５」枚と「７」枚がほぼ同等の性能で良い傾向にあり、「前段形状」は「Ｂ」の方が性能が良くなる傾向にある。同様に「静翼枚数」「４」、「静翼形状」「Ａ′」と「Ｂ′」、「後段枚数」「６」と「７」、「後段形状」「Ａ′′」が良いことが判断できる。

図９の結果において、最も良い傾向にある組み合わせ、およびその近傍で同等の結果となった組み合わせについて、シミュレーションにより全体静圧ヘッドを求めた結果、「前段枚数」「７」枚、「前段形状」「Ｂ」、「静翼枚数」「４」、「静翼形状」「Ｂ′」、「後段枚数」「６」、「後段形状」「Ａ′′」の組み合わせ（図５の実施例Ｅ１）において全体静圧ヘッド０．３１のシミュレーション結果が得られた。従来の二重反転式軸流送風機（図５のＣ０）のシミュレーションによる全体静圧ヘッドが０．２６であるのに対し、図５の実施例Ｅ１の二重反転式軸流送風機の全体静圧ヘッドは０．３１と大きいので、効果が得られていることが確認された。

なお図９において、矢印で示した組合せが図５の実施例Ｅ１であり、最適な組合せである。

本発明の二重反転式軸流送風機によれば、既存の二重反転式軸流送風機と比べて、損出が少なくなって、特性が向上し且つ騒音を低減できるので、産業上の利用可能性がある。

１′ 第１の単体軸流送風機
３′ 第２の単体軸流送風機
７′ 前段インペラ
２１′，４５′ ウエブ
２７′ ハブ
２８′ 前段翼
３５′ 後段インペラ
５０′ ハブ
５１′ 後段翼
６１′ 静止翼

Claims (10)

1. 軸線方向の一方側に吸込口を有し前記軸線方向の他方側に吐出口を有する風洞を備えたケーシングと、
   前記風洞内で回転する複数枚の前段翼を備えた前段インペラと、
   前記風洞内で前記前段インペラとは逆方向に回転する複数枚の後段翼を備えた後段インペラと、
   前記風洞内の前記前段インペラと前記後段インペラとの間の位置に、静止状態で配置された複数枚の静止翼または複数個のストラッドからなる支持部材とを有する二重反転式軸流送風機であって、
   前記前段翼の枚数をＮ、前記支持部材の個数をＭ、前記後段翼の枚数をＰ（但し、Ｎ，Ｍ及びＰは全て正の整数）とし、前記前段翼の最大軸方向コード長をＬｆ、前記後段翼の最大軸方向コード長をＬｒ、前記前段翼の外径寸法をＲｆ、前記後段翼の外径寸法をＲｒ（但し、Ｌｆ，Ｌｒ，Ｒｆ及びＲｒは正の数）と定めたときに、
   Ｎ≧Ｐ＞Ｍの関係と、
   Ｌｆ／（Ｒｆ×π／Ｎ）≧１．２５の関係及びＬｒ／（Ｒｒ×π／Ｐ）≧０．８３の関係の少なくとも一方の関係が共に満たされていることを特徴とする二重反転式軸流送風機。
2. 前記前段インペラの回転速度をＳｆ、前記後段インペラの回転速度をＳｒと定めたときに、
   Ｓｆ＞Ｓｒの関係が成立していることを特徴とする請求項１に記載の二重反転式軸流送風機。
3. ５≦Ｎ≦７、４≦Ｐ≦７及び３≦Ｍ≦５の関係、
   １＞Ｌｒ／Ｌｆ＞０．４５の関係、
   Ｌｆ／（Ｒｆ×π／Ｎ）＞Ｌｒ／（Ｒｒ×π／Ｐ）の関係が更に成立している請求項２に記載の二重反転式軸流送風機。
4. Ｌｆ／（Ｒｆ×π／Ｎ）≧１．５９の関係が成立していることを特徴とする請求項１または３に記載の二重反転式軸流送風機。
5. Ｌｒ／（Ｒｒ×π／Ｐ）≧１．００の関係が成立していることを特徴とする請求項１または３に記載の二重反転式軸流送風機。
6. 前記前段インペラ及び前記後段インペラは、ハブの外周部に複数枚の翼が固定された構造を有しており、
   前記後段インペラの前記ハブは、当該ハブの径方向寸法が吐出口に向かうに従って短くなる切頭円錐面形状のテーパ面を備えていることを特徴とする請求項１，２または３に記載の二重反転式軸流送風機。
7. 前記後段インペラの前記ハブの前記テーパ面の傾斜角度は、６０度よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の二重反転式軸流送風機。
8. 前記後段インペラの前記ハブは、当該ハブの吐出側端部に前記後段翼の端部が接していることを特徴とする請求項６に記載の二重反転式軸流送風機。
9. 前記後段インペラの前記後段翼の吐出側端面は、前記ケーシングの吐出側端面から突出しないように前記吐出側端面よりも内側に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の二重反転式軸流送風機。
10. 前記後段インペラの前記後段翼の前記吐出側端面は、前記ケーシングの前記吐出側端面よりも前記後段翼の直径寸法×０．１〜０．５の距離だけ内側に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の二重反転式軸流送風機。

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