JPH04159498A - 多翼フアンの羽根車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、前進羽根を有する多翼ファンに関し、特に多
翼ファンの低騒音・高効率化に有効な羽根形状に関する
。

〔従来の技術〕

従来の前進羽根を有する多翼ファンは、実開昭５０−４
９７０４号公報に記載のように隣り合う羽根の配列は、
その１部もしくは羽根全体が等間隔に配置されており、
その形状としては円弧で構成され、その厚みは、一定と
なっていた。又、更に、実開昭５３−３１２０６号公報
に記載のように、空力性能を上げるため、もしくは低騒
音化のために、羽根の形状を−様な厚みにせず翼形とし
た多翼ファンも記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記実開昭５０−４９７０４号公報記載の従来技術は、
羽根板厚が全て等しい平板羽根であり、羽根の入口角度
β１と出口角度β２が決定されそれを円弧で結んだ形状
となっている。

しかしながら、羽根間の流路幅比率についてはなんら記
載されていない。また、理論等から羽根入口角度β、＝
９０°、羽根出口角度β２＝１８０゜が最適とされ、こ
のβ、＝９０°とβ２＝１８０゜になるように、円弧で
結んだ線で、描かれた曲線に板厚を持たせて羽根形状を
決定しているため羽根間の流れに対して最適形状にはな
っていない。

その結果、羽根の出口における流れの衝突損失や、羽根
負圧面における剥離現象、又、羽根出口における乱れ等
が生し、送風機における空力性能の低下、騒音が大きく
なるという問題点が生じていた。

一方、上記平板羽根の問題点を解決するために実開昭５
３−３１２０６の記載の様に羽根間の流路形状の最適値
になる様、羽根の形状を決定した例であるが、これによ
ると、流路のみ決定され、最適出口角度について言及さ
れていない。しかも、一体成形の羽根車では、このよう
な羽根車にすることは、強度上等から製作がかなり困難
であった。

本発明は上記従来技術の問題点である最適羽根入口・出
口角度及び、流路形状を決定し、ファン効率の向上及び
騒音低減を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するためには、プラスチック
一体成形の多翼羽根車の羽根の圧力面側の羽根出口角度
を１４０°〜１６ｏ°としたものである。又、負圧面側
の羽根出口角度を１７０゜〜１８０°にし、空力性能を
最大効率に保ちながら騒音を低減したものである。

又、上記羽根出口角度を保ちながら、羽根間の流路通路
の出口幅と入口幅の比率を最適に保つ形状としたもので
ある。

〔作用〕

従来の平板羽根において理論等から羽根入口角度β、及
び羽根出口角度β２は９０°及び１８０゜が最適とされ
ていた。この場合、各角度のとる基準は、基本的には圧
力面を基準とするが、負圧面を基準とした場合でも同じ
である。

本発明によると、圧力面の、出口角度β２を１４０°〜
１６ｏ°負圧面の角度を１７０°〜１８０°とし、従来
の圧力が出る角度を持たせ、更に翼の出口における混合
損失を減少させ、それによる音を低減した効果が得られ
る。

一方、羽根入口部流路幅Ｓ工と羽根出口部流路ｌ１ｌｉ
ｉＳ２　との比率（Ｓ２／Ｓ工）を０．６〜０．６５に
することにより、羽根出口側の相対速度を従来より遅く
し、それにより、性能の上昇をねらったものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図を用いて説明
する。

第１図は本発明の羽根車の羽根形状の詳細図を第２図は
本発明の羽根形状を取り入れた羽根車の正面図と第３図
は第２図の側面図を第４図は本発明の羽根車をケースに
収納した斜視図を第５図はその断面図を、第６図は従来
の羽根形状を示す。

第４図に示す様に、遠心送風機１には、ケース２の内側
に略円筒形状の羽根車３が収納されており、羽根車３は
、モータ１ｏに直結されており、該モータ１０の回転に
より羽根車中央部から取り入れられた空気がケース２内
を渦巻状に案内されて吹出口４から吹き出されるように
なっている。

羽根車の全体図を第２図で説明する。

本例は合成樹脂材料から型を用いて一体成形した例であ
る。該羽根車３はその軸線方向の一方に空気を取り得ら
れる空気取り入れ口５が形成されており、他方は壁（主
板）６により塞がれているとともに、羽根車を回転駆動
するためのシャフトが接続されるようにボス７が取付け
られている。

また、空気取り入れ口側の羽根外周側に補強リング８が
取り付けられている。この補強リングは羽根が遠心力に
より外周側へ変形することを防止するものである。羽根
９は主板６に垂直に取付られ、内外径の速度差により圧
力差を発生する。羽根車３は回転することにより、空気
流は補強リング８側より流入し、羽根内径側より、外径
側へ垂直に方向転換し、別間間を通って羽根車外周へ放
出される。

しかも、プラスチックの一体成形による羽根車は、強度
上から、第５図の様な従来の平板羽根にしなくてはなら
なかった。この例は羽根入口側から出口側まで等しい板
厚で構成されている。この場合、入口角度β□は９０°
、出口角度β２は１８０°にて設定されている。この角
度基準のとり方は、圧力面あるいは負圧面においても同
様である。この角度は、理論あるいは実験から最適値と
されており、例えばβ２が１７０’又は１６０゜になる
程、逆に性能は低下し、騒音は高くなる。

ここで本発明の羽根の形状について、第７図を用いて説
明する。羽根入口角度β、及び出口角度β２の基準のと
り方を負圧面側とする。羽根枚数は本実施例ではＺ＝４
３枚、又、羽根外径φＤ２＝１４０ｍ＋、羽根内径φＤ
□＝１２０ｍである。

次に羽根１枚の形状について詳述する。羽根外径を４３
等分された点から羽根外径中心に向う線上の点すを中心
に円を描く。該円に向って羽根外径中心から接線を羽根
内径の点まで引く。これにより、羽根負圧面側の羽根形
状が形成される。この負圧面側の円弧に厚みｔを（本実
施例は１．５ＩＩｌｏ）を持たせて、圧力面側の形状を
作る。これにより、入口角度β１＝９０°、出口角度β
２＝１８０’、板厚ｔ＝１．５ｏｎの羽根形状が形成さ
れた。これは従来の羽根車の羽根形状であり、本発明は
更に、圧力面側円弧から３０°接線を引いて、圧力面側
の出口角度β２＋　を１５０°とした。

一方、負圧面側の出口角度β２−は従来と同様１８０６
のままである。

本実施例の形状の決め方は、負圧面を基準とした場合に
ついて説明したが、基準線は羽根負圧面側でなく、羽根
圧力面側でも良いし、羽根板厚の中心線でもさしつかえ
ない。次に、流路の決定方法について第６図を用いて述
べる。羽根内径側の圧力面の位置から隣接された羽根の
負圧面で一番距離の短い点とを結んだ線を羽根入口部流
路幅Ｓ□とする。一方、出口側についても同様に羽根圧
力面の羽根外径側の位置から、隣接された羽根の負圧面
で一番距離の短い点を結んだ線を、羽根出口部流路幅Ｓ
２　とする。

前記入口流路幅Ｓ工と出口流路幅Ｓ２の割合Ｓ２／Ｓ１
を０．６〜０．６５に設定する様に羽根形状を決定する
。この場合第８図のような平板羽根だと入口流路幅Ｓ１
と出口流路幅Ｓ２の割合が０．５〜０．５５程度にしか
ならないので、第１図のように、翼形の形状となる。

第１図を用いて本発明の羽根形状について説明する。

まず、圧力面のラインについて、説明する。羽根の入口
角度β、は、従来と同様９０°である。

一方羽根出口角度β２＋は１５０°である。この出口と
、入口との間のラインの取り方は前記に記載した方法と
同一である。

次に負圧面のラインの取り方について説明する。

羽根出口角度β２＋は１８０°になるよう円弧を描く。

これにより圧力面の出口と負圧面との間で一番距離の短
い所を羽根出口流路幅Ｓ２とする。

この羽根出口流路幅Ｓ２　に対し１．６倍の円を羽根圧
力面入口部に描く。この円に接するように羽根出口部か
ら描いた円弧を滑らかにつなげる。前記、円の直径を羽
根入口流路＠Ｓ工とする。更に羽根圧力面の内径位置と
負圧面に描かれたラインとをＲで、つなげる。羽根入口
流路幅Ｓ□と羽根出口流路幅Ｓ２との間は漸次つながる
ようにする。

以上の羽根形状について、従来の羽根車を比較した実験
結果について第９図〜第１０図を用いて説明する。第９
図から判るように、従来の平板羽根（入口角度β１＝９
０°、出口角度β２＝１８０’　）に比較し、羽根圧力
面側出口角度β２＋を１５０゜負圧面側出口角度β２−
　を１８０°にした羽根は、空力性能は従来の羽根と変
わらないものの、騒音は、２ｄＢ低減している。このβ
２＋は、１４０゜〜１６０°が、騒音が、一番低くなっ
ており、β２＋＝　１４０°　よりさらに小さくすると
騒音・性能とも、急激に悪くなる。

又、入・出口流路幅比率に対する性能と比騒音の結果を
第１０図に示す。この図よりＳ２／Ｓ１を０．６〜０．
６５の範囲にすることにより、性能及び比騒音レベルが
飛躍的に改善する効果が得られた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、羽根車の羽根の出口角度を圧力面側と
負圧面側で最適角度にし、又、それに付は加えて羽根間
の流路幅の最適値を見出しているため、従来の性能を保
ちながら、低騒音化できるという効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の羽根形状を示す正面図、第
２図はその羽根車の正面図、第３図はその羽根車の縦断
面図、第４図は本発明の羽根車を組み込んだファンの斜
視図、第５１１’は第４図の矢視Ａ−Ｂ−Ｃで示す縦断
面図、第６図は従来の羽根形状を示す正面図、第７図お
よび第８図はそれぞれ本発明の羽根形状を示す図、第９
図は性能及び騒音測定結果を示す図、第１０図は流路幅
比に対する性能結果を示す図である。 １・・・遠心送風機、２・・・ケース、３・・・羽根車
、９・・・羽根、１０・・・モータ。 、２− 代理人　弁理士　小川勝男１−” °〈 ′８１　図 第　２　図 函耘方向 集　３　図 不　４　図 名　Ｓｌ！ｌ ￥、ｂｆｆｉ ￥３　ｌ　渇 〃　ｑ　図 ＩｗＭ　　　ｔ４０’　　ｔ２ｏ０ 千ｊｒ艮圧力面亀支β２士 妬　１０　１￥１ Ｓ、１３゜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．主板に複数個の軸方向に平行で長さが変化しない羽
   根を垂直に取付け、羽根の吸い込み側の外径を補強リン
   グで支えプラスチツクの一体成形可能な多翼羽根車にお
   いて、前記羽根車の羽根の出口角度をβ＿２としたとき
   、圧力面の出口角度β＿２＿ｐを１４０゜から１６０゜
   としたことを特徴とする多翼フアンの羽根車。
2. ２．前記羽根車の羽根の出口角度をβ＿２としたとき、
   負圧面の出口角度β＿２＿ｎを１７０゜から１８０゜と
   した請求項１に記載の多翼フアンの羽根車。
3. ３．隣接した羽根で構成される空気通路の入口幅に対す
   る出口幅の比を０．６０〜０．６５とした請求項１に記
   載の多翼フアン羽根車。