JP6429748B2

JP6429748B2 - Axial blower

Info

Publication number: JP6429748B2
Application number: JP2015166682A
Authority: JP
Inventors: 林　康弘; 康弘林; 克利田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2035-08-26
Also published as: JP2017044129A

Description

本発明は、翼を回転させて空気を流動させる軸流送風機に関する。 The present invention relates to an axial fan that rotates air blades to flow air.

ボスの外周に複数枚の翼が放射状に取り付けられた羽根車を備えた軸流送風機において、例えば特許文献１、２に示されるように、翼の後縁側の全体を負圧面側へ湾曲させて効率の向上を図ったものがある。 In an axial blower provided with an impeller in which a plurality of blades are radially attached to the outer periphery of the boss, for example, as shown in Patent Documents 1 and 2, the entire trailing edge side of the blade is curved toward the suction surface side. Some have improved efficiency.

特開２００３−１３８９２号公報JP 2003-13892 A 実開平２−８５８９８号公報Japanese Utility Model Publication 2-85898

しかしながら、翼の後縁側を負圧面側に湾曲させた場合、湾曲部分が気流の抵抗となり気流に乱れが生じ、風量減少につながるなどの問題点があった。 However, when the trailing edge side of the blade is bent toward the suction surface side, there is a problem in that the curved portion becomes the resistance of the air flow and the air flow is disturbed, leading to a reduction in the air volume.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、風量低減を抑えて効率の向上を図ることができる軸流送風機を得ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the axial-flow fan which can aim at the improvement of efficiency, suppressing air volume reduction | decrease.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ボスの外周面に周方向に間隔を空けて複数枚の翼が取り付けられた羽根車と、回転軸を中心に羽根車を回転させる電動機と、を備える軸流送風機であって、翼の外径側である第一領域と第一領域より内径側の第二領域とにおいて、第二領域の出口角方向が第一領域の出口角方向より負圧面側へ向かっていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides an impeller in which a plurality of blades are attached to the outer peripheral surface of a boss at intervals in the circumferential direction, and an impeller around a rotating shaft. An axial blower comprising a rotating electric motor, wherein the outlet angle direction of the second region is the first region in the first region on the outer diameter side of the blade and the second region on the inner diameter side of the first region. It is characterized by heading toward the suction surface side from the exit angle direction.

本発明にかかる軸流送風機によれば、風量低減を抑えて効率の向上を図ることができるという効果を奏する。 According to the axial blower according to the present invention, there is an effect that it is possible to improve the efficiency by suppressing the air volume reduction.

本発明の実施の形態１にかかる軸流送風機の斜視図The perspective view of the axial-flow fan concerning Embodiment 1 of this invention. 実施の形態１にかかる軸流送風機の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the axial flow fan concerning Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における翼の平面図Plan view of wing in embodiment 1 実施の形態１における翼の部分拡大図Partial enlarged view of a wing in the first embodiment 図３に示す矢視Ｉ図Arrow I view shown in FIG. 図３に示すＩＩ−ＩＩ線で切断した矢視断面図Sectional view taken along line II-II shown in FIG. 図３に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した矢視断面図Cross-sectional view taken along line III-III shown in FIG. 実施の形態１における翼の部分拡大斜視図Partially enlarged perspective view of a wing according to Embodiment 1 実施の形態１にかかる軸流送風機において翼の境界を変化させた場合のファン効率の比との関係を示す図The figure which shows the relationship with the ratio of fan efficiency at the time of changing the boundary of a wing | blade in the axial-flow fan concerning Embodiment 1. FIG.

以下に、本発明の実施の形態にかかる軸流送風機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, an axial blower according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる軸流送風機の斜視図である。図２は、実施の形態１にかかる軸流送風機の要部断面図である。図３は、実施の形態１における翼の平面図である。図４は、実施の形態１における翼の部分拡大図である。図５は、図３に示す矢視Ｉ図である。図６は、図３に示すＩＩ−ＩＩ線で切断した矢視断面図である。図７は、図３に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した矢視断面図である。図８は、実施の形態１における翼の部分拡大斜視図である。なお各断面図において、断面を表すハッチングは省略している。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view of an axial-flow fan according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of main parts of the axial-flow fan according to the first embodiment. FIG. 3 is a plan view of the wing in the first embodiment. FIG. 4 is a partially enlarged view of the wing in the first embodiment. FIG. 5 is an arrow I view shown in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line II-II shown in FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line III-III shown in FIG. FIG. 8 is a partially enlarged perspective view of the wing in the first embodiment. In each cross-sectional view, hatching indicating a cross-section is omitted.

軸流送風機５０は、ボス２の外周面に複数枚の翼３が間隔を空けて放射状に取り付けてなる羽根車１を備える。複数の翼３は、周方向に等間隔でボス２に取り付けられる。羽根車１は、電動機４によって回転軸Ｓを中心に回転駆動可能とされる。羽根車１の外周側には羽根車１を囲繞するようにしてベルマウス５が配置される。なお、図３では３枚の翼３を有する羽根車１を示しているが、翼３の枚数は、３枚に限定されるもではない。 The axial blower 50 includes an impeller 1 in which a plurality of blades 3 are attached radially to the outer peripheral surface of the boss 2 at intervals. The plurality of blades 3 are attached to the boss 2 at equal intervals in the circumferential direction. The impeller 1 can be driven to rotate about the rotation axis S by the electric motor 4. A bell mouth 5 is disposed on the outer peripheral side of the impeller 1 so as to surround the impeller 1. 3 shows the impeller 1 having the three blades 3, the number of the blades 3 is not limited to three.

羽根車１の翼３は、図６，７に示すように、翼弦方向において反りを有する。図３，４，６，７において白抜き矢印は羽根車１の回転方向を示している。白抜き矢印に示す方向に翼３が回転することで、翼３の凹側となる面が圧力を受ける圧力面３ｇとなり、凸側となる面が負圧となる負圧面３ｆとなる。また、図２，４，６，７において破線矢印は風（流体）の流れる方向を示している。図６，７に示すように、翼３は、回転方向の前方側となる前縁３ａのほうが、回転方向の後方側となる後縁３ｂよりも気流方向の上流側となるように傾斜している。 As shown in FIGS. 6 and 7, the blade 3 of the impeller 1 has a warp in the chord direction. 3, 4, 6, and 7, white arrows indicate the rotation direction of the impeller 1. When the blade 3 rotates in the direction indicated by the white arrow, the concave surface of the blade 3 becomes the pressure surface 3g that receives pressure, and the convex surface becomes the negative pressure surface 3f that becomes negative pressure. In FIGS. 2, 4, 6, and 7, broken line arrows indicate the direction in which wind (fluid) flows. As shown in FIGS. 6 and 7, the blade 3 is inclined so that the front edge 3a on the front side in the rotational direction is upstream of the rear edge 3b on the rear side in the rotational direction. Yes.

翼３の後縁３ｂは、境界３ｅを境に負圧面３ｆ側への曲げを有する。より詳細には、翼３の後縁３ｂの全体を、翼３の先端側の第一領域３１と、第一領域３１より内径側（回転軸Ｓ側）の第二領域３２とに二分し、第一領域３１と第二領域３２との境界を境界３ｅとする。 The trailing edge 3b of the blade 3 has a bend toward the suction surface 3f with respect to the boundary 3e. More specifically, the entire trailing edge 3b of the blade 3 is divided into a first region 31 on the tip side of the blade 3 and a second region 32 on the inner diameter side (rotation axis S side) from the first region 31; A boundary between the first region 31 and the second region 32 is defined as a boundary 3e.

第二領域３２では、負圧面３ｆ側への曲げによって、出口角方向が第一領域３１の出口角方向より負圧面３ｆ側へ向かっている。第一領域３１と第二領域３２は境界３ｅを介して連続的につながっている。第二領域３２は、前縁３ａ側となる前縁側領域３２ａと後縁３ｂ側となる後縁側領域３２ｂとを有する。前縁側領域３２ａは、図６，７に示すように、第一領域３１における翼３の傾斜角度と等しい傾斜角度で形成される。後縁側領域３２ｂは、図６，７に示すように、第一領域３１における翼３の傾斜角度よりも負圧面３ｆ側に傾けられている。すなわち、翼３の第二領域３２は、前縁側領域３２ａと後縁側領域３２ｂとの境界である屈曲部３２ｃで折り曲げられた形状を呈している。 In the second region 32, the exit angle direction is directed toward the suction surface 3 f side from the exit angle direction of the first region 31 by bending toward the suction surface 3 f side. The first region 31 and the second region 32 are continuously connected via the boundary 3e. The second region 32 has a front edge side region 32a on the front edge 3a side and a rear edge side region 32b on the rear edge 3b side. As shown in FIGS. 6 and 7, the leading edge side region 32 a is formed at an inclination angle equal to the inclination angle of the blade 3 in the first region 31. As shown in FIGS. 6 and 7, the trailing edge side region 32 b is inclined to the suction surface 3 f side with respect to the inclination angle of the blade 3 in the first region 31. That is, the second region 32 of the blade 3 has a shape bent at a bent portion 32c that is a boundary between the leading edge side region 32a and the trailing edge side region 32b.

第一領域３１は、翼弦方向における全体で上述した反りを有する。第二領域３２は、前縁側領域３２ａの翼弦方向における全体で上述した反りを有するが、後縁側領域３２ｂは反りの無い平坦面で形成される。なお、図４に示すように境界３ｅで板を曲げて整形して第一領域３１と第二領域３２とを連続的につなげてもよいし、境界３ｅに切欠きを入れて不連続な段差を形成してもよい。 The first region 31 has the above-described warpage in the chord direction. The second region 32 has the above-described warpage as a whole in the chord direction of the leading edge side region 32a, but the trailing edge side region 32b is formed of a flat surface without warping. As shown in FIG. 4, the plate may be bent and shaped at the boundary 3e to continuously connect the first region 31 and the second region 32, or a notch is formed in the boundary 3e to form a discontinuous step. May be formed.

軸流送風機５０においては、翼３の径方向の外側の領域の方が翼３の径方向の内側の領域よりも気流を発生させる仕事をするため、仕事率の低い第二領域３２の出口角方向を、仕事率の高い第一領域３１の出口角方向より負圧面３ｆ側へ向かうようにすることで、仕事率の高い第一領域３１で仕事を十分に行うとともに、仕事率の低い第二領域３２で後縁３ｂでの空気抵抗を減らすことができる。これにより、翼３全体としての効率の向上を図り、軸流送風機５０の効率の向上を図ることができる。 In the axial blower 50, the region outside the blade 3 in the radial direction performs a work to generate an air flow than the region inside the blade 3 in the radial direction, and therefore the exit angle of the second region 32 having a low work rate. By making the direction go to the suction surface 3f side from the exit angle direction of the first region 31 having a high work rate, the work is sufficiently performed in the first region 31 having a high work rate, and the second having a low work rate. In the region 32, the air resistance at the trailing edge 3b can be reduced. Thereby, the efficiency of the blade 3 as a whole can be improved, and the efficiency of the axial blower 50 can be improved.

後縁３ｂでの空気抵抗を減らすために第二領域３２を大きくし第一領域３１を小さくすると翼３全体の仕事が小さくなってしまうことになる。そのため、第一領域３１と第二領域３２の大きさの割合、すなわち境界３ｅの位置には最適値が存在する。 If the second region 32 is enlarged and the first region 31 is made small in order to reduce the air resistance at the trailing edge 3b, the work of the entire blade 3 is reduced. Therefore, there is an optimum value in the ratio of the size of the first region 31 and the second region 32, that is, the position of the boundary 3e.

図９は、実施の形態１にかかる軸流送風機において翼の境界を変化させた場合のファン効率の比との関係を示す図である。なお、ファン効率の比は、出口角が一定の場合のファン効率と、実施の形態１にかかる軸流送風機５０のように出口角を負圧面３ｆ側に向けた場合のファン効率との比である。ファン効率は開放風量（静圧＝０Ｐａ）のポイントである。横軸には、回転軸Ｓから境界３ｅまでの距離Ｍと、回転軸Ｓから翼３の先端までの距離Ｌとの比（Ｍ/Ｌ×１００［％］）を示している。 FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship with the fan efficiency ratio when the blade boundary is changed in the axial-flow fan according to the first embodiment. The fan efficiency ratio is the ratio between the fan efficiency when the outlet angle is constant and the fan efficiency when the outlet angle is directed toward the negative pressure surface 3f as in the axial blower 50 according to the first embodiment. is there. The fan efficiency is a point of the open air volume (static pressure = 0 Pa). The horizontal axis shows the ratio (M / L × 100 [%]) between the distance M from the rotation axis S to the boundary 3 e and the distance L from the rotation axis S to the tip of the blade 3.

実験の条件としては、Ｍ／Ｌ×１００［％］を０％・５０％・８０％・８５％・９０％・９５％・９７％・１００％、第二領域３２の出口角を負圧面３ｆ側へ１５°、第一領域３１の出口角は翼断面の反りのまま変化させず、同一の風洞（ベルマウス）、同一の電動機を用いてファン効率を測定した。
・羽根半径Ｌ：４９５ｍｍ
・羽根幅Ｗ：１９０ｍｍ
・３枚羽根
・屈曲部３２ｃの位置：後縁３ｂから６ｍｍ
・第一領域３１の出口角方向θ１：２１°（回転軸Ｓと垂直な面を基準）
・（第一領域３１の出口角方向−第二領域３２の出口角方向）θ２：１５° The experimental conditions are: M / L × 100 [%] is 0%, 50%, 80%, 85%, 90%, 95%, 97%, 100%, and the outlet angle of the second region 32 is the suction surface 3f. The fan angle was measured using the same wind tunnel (bell mouth) and the same motor without changing the exit angle of the first region 31 to the side with the blade section being warped.
-Blade radius L: 495mm
-Feather width W: 190 mm
・ Three blades ・ Position of bent part 32c: 6 mm from trailing edge 3b
The exit angle direction θ1: 21 ° of the first region 31 (based on a plane perpendicular to the rotation axis S)
・ (Exit angle direction of first region 31−Exit angle direction of second region 32) θ2: 15 °

その結果、図９に示すように、境界３ｅの位置は８２％から９６％までの範囲（０．８２Ｌ≦Ｍ≦０．９６Ｌ）、より望ましくは８７％から９５％までの範囲（０．８７Ｌ≦Ｍ≦０．９５Ｌ）にすると、効率的に吐出し流れを制御して気体の吐き出し速度を翼３の径方向に均一化することができ、より確実な高効率化が可能となることが分かる。 As a result, as shown in FIG. 9, the position of the boundary 3e is in the range of 82% to 96% (0.82L ≦ M ≦ 0.96L), more preferably in the range of 87% to 95% (0.87L). ≦ M ≦ 0.95 L), the discharge flow can be controlled efficiently, and the gas discharge speed can be made uniform in the radial direction of the blade 3, and more reliable high efficiency can be achieved. I understand.

なお、本実験では、屈曲部３２ｃを設けて出口角を急激に変化させているが、緩やかに出口角を変化させてもよい。また、θ２は１５°でなくとも５°〜２０°の範囲であってもよい。 In this experiment, the bent angle 32c is provided to change the exit angle abruptly, but the exit angle may be changed gently. Further, θ2 may be in the range of 5 ° to 20 °, not necessarily 15 °.

また、本実施の形態では、第二領域３２においては、屈曲部３２ｃを設け、翼断面において羽根の反り形状から急激に平面形状で負圧面３ｆ側に曲げている例を示したが、第二領域３２の出口角方向が第一領域３１の出口角方向より負圧面３ｆ側に形成されていればよく、屈曲部３２ｃの有無および平面の有無等に限定されるものではない。 Further, in the present embodiment, in the second region 32, the bent portion 32c is provided and the blade section is suddenly bent from the warped shape of the blade to the suction surface 3f side in a planar shape. The exit angle direction of the region 32 only needs to be formed closer to the suction surface 3f side than the exit angle direction of the first region 31, and is not limited to the presence or absence of the bent portion 32c and the presence or absence of a flat surface.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

１羽根車、２ボス、３翼、３ａ前縁、３ｂ後縁、３ｅ境界、３ｆ負圧面、３ｇ圧力面、４電動機、５ベルマウス、３１第一領域、３２第二領域、３２ａ前縁側領域、３２ｂ後縁側領域、３２ｃ屈曲部、５０軸流送風機。 1 impeller, 2 bosses, 3 blades, 3a leading edge, 3b trailing edge, 3e boundary, 3f suction surface, 3g pressure surface, 4 motor, 5 bell mouth, 31 first region, 32 second region, 32a leading edge side region , 32b Rear edge side region, 32c bent portion, 50 axial blower.

Claims

ボスの外周面に周方向に間隔を空けて複数枚の翼が取り付けられた羽根車と、
回転軸を中心に前記羽根車を回転させる電動機と、を備える軸流送風機であって、
前記翼の外径側である第一領域と前記第一領域より内径側の第二領域とにおいて、前記第二領域の出口角方向が前記第一領域の出口角方向より負圧面側へ向かっており、
前記第一領域は、翼弦方向の全体で負圧面側に凸となる反り形状を有し、
前記第二領域は、前縁側となる前縁側領域と、後縁側となる後縁側領域と、前記前縁側領域と前記後縁側領域との境界が折り曲げられた屈曲部とを有し、
前記前縁側領域は、前記第一領域と同じ反り形状を有し、
前記後縁側領域は、前記前縁側領域よりも出口角方向が負圧面側に向かい、
前記第一領域と前記第二領域が隣接し、前記羽根車の回転軸から翼の先端までの距離をＬ、前記回転軸から前記第一領域と前記第二領域との境界までの距離をＭとした場合に、
Ｍ／Ｌが、
０．８２≦Ｍ／Ｌ≦０．９６
であることを特徴とする軸流送風機。 An impeller having a plurality of blades attached to the outer peripheral surface of the boss at intervals in the circumferential direction;
An electric motor that rotates the impeller about a rotating shaft, and an axial blower comprising:
In the first region on the outer diameter side of the blade and the second region on the inner diameter side from the first region, the outlet angle direction of the second region is closer to the suction surface side than the outlet angle direction of the first region. And
The first region has a warped shape that is convex toward the suction surface side in the entire chord direction,
The second region has a front edge side region which is a front edge side, a rear edge side region which is a rear edge side, and a bent portion where a boundary between the front edge side region and the rear edge side region is bent,
The front edge side region has the same warp shape as the first region,
The rear edge side region has an outlet angle direction toward the suction surface side than the front edge side region,
The first region and the second region are adjacent to each other, L is the distance from the rotation axis of the impeller to the tip of the blade, and M is the distance from the rotation axis to the boundary between the first region and the second region. If
M / L is
0.82 ≦ M / L ≦ 0.96
Axial blower, characterized in that it.

前記第一領域と前記第二領域とが連続的につながっていることを特徴とする請求項１に記載の軸流送風機。 The axial blower according to claim 1, wherein the first region and the second region are continuously connected.