JPH1089289A - 軸流送風機の羽根車 - Google Patents
軸流送風機の羽根車Info
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- JPH1089289A JPH1089289A JP26533296A JP26533296A JPH1089289A JP H1089289 A JPH1089289 A JP H1089289A JP 26533296 A JP26533296 A JP 26533296A JP 26533296 A JP26533296 A JP 26533296A JP H1089289 A JPH1089289 A JP H1089289A
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- impeller
- hub
- blade
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 上流側の後流と翼の干渉音による騒音を低減
でき、かつ翼の強度が飛躍的に向上し、翼の厚みやそり
を小さくでき、補強も必要ない軸流送風機の羽根車を提
供する。 【解決手段】 羽根車の外径寸法に対しハブ径の比率が
３０〜４０％であり、ハブにおける翼の断面の中心と羽
根車外径における翼の断面の中心を結ぶ円弧またはｎ次
曲線上に任意の径における翼の中心があり、羽根車を正
面から見て、回転軸中心とハブにおける翼の中心を結ぶ
直線と、回転軸中心と羽根車外径における翼の中心を結
ぶ直線のなす角度を５０〜５５℃とし、子午面におい
て、ハブにおける翼の中心と羽根車外径における翼の中
心を結ぶ直線または円弧またはｎ次曲線上に任意の径に
おける翼の中心があり、ハブにおける翼の中心と羽根車
外径における翼の中心を結ぶ直線と回転軸中心に対する
垂線のなす角度が７．５〜１２．５°である。
でき、かつ翼の強度が飛躍的に向上し、翼の厚みやそり
を小さくでき、補強も必要ない軸流送風機の羽根車を提
供する。 【解決手段】 羽根車の外径寸法に対しハブ径の比率が
３０〜４０％であり、ハブにおける翼の断面の中心と羽
根車外径における翼の断面の中心を結ぶ円弧またはｎ次
曲線上に任意の径における翼の中心があり、羽根車を正
面から見て、回転軸中心とハブにおける翼の中心を結ぶ
直線と、回転軸中心と羽根車外径における翼の中心を結
ぶ直線のなす角度を５０〜５５℃とし、子午面におい
て、ハブにおける翼の中心と羽根車外径における翼の中
心を結ぶ直線または円弧またはｎ次曲線上に任意の径に
おける翼の中心があり、ハブにおける翼の中心と羽根車
外径における翼の中心を結ぶ直線と回転軸中心に対する
垂線のなす角度が７．５〜１２．５°である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空気調和機や換気扇
等に用いられる軸流送風機の羽根車に関する。
等に用いられる軸流送風機の羽根車に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気調和機の室外機や換気扇等に用いら
れている軸流送風機の羽根車は、快適性や社会環境の向
上のために低騒音化が要求されている。従来、この種の
羽根車においては、低騒音化を達成するために、羽根車
の翼素中心が気体の吸込み側に傾斜していると同時に、
回転方向へ前進した、いわゆる前傾、前進羽根車が採用
されている。
れている軸流送風機の羽根車は、快適性や社会環境の向
上のために低騒音化が要求されている。従来、この種の
羽根車においては、低騒音化を達成するために、羽根車
の翼素中心が気体の吸込み側に傾斜していると同時に、
回転方向へ前進した、いわゆる前傾、前進羽根車が採用
されている。
【０００３】図１２は、従来の前傾、前進羽根車の一例
を示す図であり、図１２（ａ）は羽根車の一部を示す正
面図、図１２（ｂ）は羽根車の一部を示す子午面図であ
る。図１２において、符号１１は羽根車の翼、符号１２
は翼１１を取り付けるハブである。翼１１の特徴とし
て、翼面が空間的にねじれながら、気体の吸込み側に大
きく前傾し、３次元的曲面形状を形成している。そし
て、前傾角（δZ）は１２．５〜３０°、前進角（δ
θ）は１５〜３５°で構成するものが低騒音であるとさ
れている（θは図中下付きで表示されている）。
を示す図であり、図１２（ａ）は羽根車の一部を示す正
面図、図１２（ｂ）は羽根車の一部を示す子午面図であ
る。図１２において、符号１１は羽根車の翼、符号１２
は翼１１を取り付けるハブである。翼１１の特徴とし
て、翼面が空間的にねじれながら、気体の吸込み側に大
きく前傾し、３次元的曲面形状を形成している。そし
て、前傾角（δZ）は１２．５〜３０°、前進角（δ
θ）は１５〜３５°で構成するものが低騒音であるとさ
れている（θは図中下付きで表示されている）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前傾角を１
２．５〜３０°にすると、羽根車が軸方向に長くなり、
組み込む空調機や換気扇などが軸方向に大きくなったり
するなどの寸法上の問題がある。この軸方向に長い羽根
車を空調機など限られたスペースに組み込む場合には、
翼の先端がコイルやその他の配管類に接近し、それらの
後流と翼による干渉音が発生し、羽根車単体としては低
騒音であっても、上流側に後流を発生するものがある場
合に組み込んだ機器としては騒音が大きくなるという問
題点があった。そして、騒音を低減するために羽根車を
コイルなどから遠ざける分、機器が軸方向に大きくなる
という問題があった。
２．５〜３０°にすると、羽根車が軸方向に長くなり、
組み込む空調機や換気扇などが軸方向に大きくなったり
するなどの寸法上の問題がある。この軸方向に長い羽根
車を空調機など限られたスペースに組み込む場合には、
翼の先端がコイルやその他の配管類に接近し、それらの
後流と翼による干渉音が発生し、羽根車単体としては低
騒音であっても、上流側に後流を発生するものがある場
合に組み込んだ機器としては騒音が大きくなるという問
題点があった。そして、騒音を低減するために羽根車を
コイルなどから遠ざける分、機器が軸方向に大きくなる
という問題があった。
【０００５】また前傾、前進した翼は羽根車のハブにお
ける翼断面の図心から回転軸におろした垂線上に翼の重
心がなく、前傾、前進した分偏心しているので、図１３
に示すように、回転に伴って生ずる遠心力によってハブ
の翼断面に加わる曲げモーメントが大きくなり、遠心力
に対し強度が低下する。そのため、低速でしか運転で
きない、ハブの翼断面の厚みやそりを大きくしなけれ
ばならない、ハブの翼断面に補強が必要である、など
の問題点がある。そして、翼の厚みやそりを大きくする
ことは騒音の増大をまねくという問題点があった。また
図１４に示すように翼１１の基部に補強を行うと、補強
部分から発生する渦により騒音が増大するなどの問題が
あった。
ける翼断面の図心から回転軸におろした垂線上に翼の重
心がなく、前傾、前進した分偏心しているので、図１３
に示すように、回転に伴って生ずる遠心力によってハブ
の翼断面に加わる曲げモーメントが大きくなり、遠心力
に対し強度が低下する。そのため、低速でしか運転で
きない、ハブの翼断面の厚みやそりを大きくしなけれ
ばならない、ハブの翼断面に補強が必要である、など
の問題点がある。そして、翼の厚みやそりを大きくする
ことは騒音の増大をまねくという問題点があった。また
図１４に示すように翼１１の基部に補強を行うと、補強
部分から発生する渦により騒音が増大するなどの問題が
あった。
【０００６】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、機器に組み込む場合、上流側の後流と翼の干渉音に
よる騒音を低減できるか、又は従来と同一レベルの騒音
のまま機器を軸方向に小型化することができ、かつ翼の
強度が飛躍的に向上し、前進角を５０°以上にしてもな
んら問題なく使用できるとともに、翼の厚みやそりを小
さくでき、補強も必要ない軸流送風機の羽根車を提供す
ることを目的とする。
で、機器に組み込む場合、上流側の後流と翼の干渉音に
よる騒音を低減できるか、又は従来と同一レベルの騒音
のまま機器を軸方向に小型化することができ、かつ翼の
強度が飛躍的に向上し、前進角を５０°以上にしてもな
んら問題なく使用できるとともに、翼の厚みやそりを小
さくでき、補強も必要ない軸流送風機の羽根車を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明は、複数枚の翼と、これら翼を取り付けるハ
ブとを備えた軸流送風機の羽根車において、羽根車の外
径寸法に対しハブ径の比率が３０〜４０％で、羽根車を
正面から見て、ハブにおける翼の断面の中心と羽根車外
径における翼の断面の中心を結ぶ円弧またはｎ次曲線上
に任意の径の径における翼の中心があり、羽根車を正面
から見て、回転軸中心とハブにおける翼の中心を結ぶ直
線と、回転軸中心と羽根車外径における翼の中心を結ぶ
直線のなす角度を５０〜５５゜とし、羽根車を回転軸中
心を含む１平面上に投影した、いわゆる子午面におい
て、ハブにおける翼の中心と羽根車外径における翼の中
心を結ぶ直線または円弧またはｎ次曲線上に任意の径に
おける翼の中心があり、ハブにおける翼の中心と羽根車
外径における翼の中心を結ぶ直線と回転軸中心に対する
垂線のなす角度が７．５〜１２．５°であることを特徴
とするものである。
め、本発明は、複数枚の翼と、これら翼を取り付けるハ
ブとを備えた軸流送風機の羽根車において、羽根車の外
径寸法に対しハブ径の比率が３０〜４０％で、羽根車を
正面から見て、ハブにおける翼の断面の中心と羽根車外
径における翼の断面の中心を結ぶ円弧またはｎ次曲線上
に任意の径の径における翼の中心があり、羽根車を正面
から見て、回転軸中心とハブにおける翼の中心を結ぶ直
線と、回転軸中心と羽根車外径における翼の中心を結ぶ
直線のなす角度を５０〜５５゜とし、羽根車を回転軸中
心を含む１平面上に投影した、いわゆる子午面におい
て、ハブにおける翼の中心と羽根車外径における翼の中
心を結ぶ直線または円弧またはｎ次曲線上に任意の径に
おける翼の中心があり、ハブにおける翼の中心と羽根車
外径における翼の中心を結ぶ直線と回転軸中心に対する
垂線のなす角度が７．５〜１２．５°であることを特徴
とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る軸流送風機の
羽根車の一実施例を図１乃至図１１を参照してして説明
する。図１および図２は本発明の軸流送風機の羽根車の
基本構成を示す図であり、図１は羽根車の一部を示す正
面図、図２は羽根車の一部を示す子午面図である。
羽根車の一実施例を図１乃至図１１を参照してして説明
する。図１および図２は本発明の軸流送風機の羽根車の
基本構成を示す図であり、図１は羽根車の一部を示す正
面図、図２は羽根車の一部を示す子午面図である。
【０００９】図１および図２において、符号１は羽根車
の翼であり、符号２は翼１を取り付けるハブである。羽
根車の外径Ｄｔに対しハブ２の外径Ｄｂの比率が３０〜
４０％に設定されている。即ち、Ｄｂ＝（０．３〜０．
４）×Ｄｔに設定されている。前記翼１においては、図
１に示すように羽根車を正面から見て、ハブにおける翼
の断面の中心Ｏａと羽根車外径における翼の断面の中心
Ｏｂを結ぶ円弧またはｎ次曲線Ｃ上に任意の径における
翼の中心があり、羽根車を正面から見て、回転軸中心Ｏ
ｏとハブ２における翼の中心Ｏａを結ぶ直線Ｌ1と、回
転軸中心Ｏｏと羽根車外径における翼の中心Ｏｂを結ぶ
直線Ｌ2のなす角度δθが５０〜５５°に設定されてい
る。又、翼の中心を結ぶ円弧またはｎ次曲線はハブにお
ける翼の断面の中心Ｏａと羽根車外径における翼断面の
中心Ｏｂを結ぶ直線に対して、回転方向と反対の方向へ
直線距離Ｏａ〜Ｏｂの１５〜２５％膨らむように設定さ
れている。
の翼であり、符号２は翼１を取り付けるハブである。羽
根車の外径Ｄｔに対しハブ２の外径Ｄｂの比率が３０〜
４０％に設定されている。即ち、Ｄｂ＝（０．３〜０．
４）×Ｄｔに設定されている。前記翼１においては、図
１に示すように羽根車を正面から見て、ハブにおける翼
の断面の中心Ｏａと羽根車外径における翼の断面の中心
Ｏｂを結ぶ円弧またはｎ次曲線Ｃ上に任意の径における
翼の中心があり、羽根車を正面から見て、回転軸中心Ｏ
ｏとハブ２における翼の中心Ｏａを結ぶ直線Ｌ1と、回
転軸中心Ｏｏと羽根車外径における翼の中心Ｏｂを結ぶ
直線Ｌ2のなす角度δθが５０〜５５°に設定されてい
る。又、翼の中心を結ぶ円弧またはｎ次曲線はハブにお
ける翼の断面の中心Ｏａと羽根車外径における翼断面の
中心Ｏｂを結ぶ直線に対して、回転方向と反対の方向へ
直線距離Ｏａ〜Ｏｂの１５〜２５％膨らむように設定さ
れている。
【００１０】また、図２に示すように、羽根車を回転軸
中心を含む１平面上に投影した、いわゆる子午面におい
てハブ２における翼１の中心Ｏｃと羽根車外径における
翼の中心Ｏｄを結ぶ直線または円弧またはｎ次曲線上に
任意の径における翼の中心があり、ハブにおける翼の中
心Ｏｃと羽根車外径における翼の中心Ｏｄを結ぶ直線Ｌ
3と回転軸中心Ｏｏに対する垂線Ｌ4のなす角度δZが
７．５〜１２．５°に設定されている。子午面における
任意の翼断面をＯｃ，Ｏｄを結ぶ円弧またはｎ次曲線状
に配置する場合はＯｃ，Ｏｄを結ぶ直線に対して流れ方
向の下流側の方向へ直線距離Ｏｃ〜Ｏｄの０〜１０％膨
らむように設定されている。
中心を含む１平面上に投影した、いわゆる子午面におい
てハブ２における翼１の中心Ｏｃと羽根車外径における
翼の中心Ｏｄを結ぶ直線または円弧またはｎ次曲線上に
任意の径における翼の中心があり、ハブにおける翼の中
心Ｏｃと羽根車外径における翼の中心Ｏｄを結ぶ直線Ｌ
3と回転軸中心Ｏｏに対する垂線Ｌ4のなす角度δZが
７．５〜１２．５°に設定されている。子午面における
任意の翼断面をＯｃ，Ｏｄを結ぶ円弧またはｎ次曲線状
に配置する場合はＯｃ，Ｏｄを結ぶ直線に対して流れ方
向の下流側の方向へ直線距離Ｏｃ〜Ｏｄの０〜１０％膨
らむように設定されている。
【００１１】図３および図４は、本発明の羽根車の翼の
形状を示す図であり、図３は翼およびハブの斜視図、図
４は翼のハブの円筒面の平面への等角写像図である。図
３および図４に示すように、本発明の翼においては、任
意の径における翼の断面の重心Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから回転
軸中心Ｏｏにおろした垂線Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄとハ
ブの円筒面との交点Ａ′，Ｂ′，Ｃ′，Ｄ′が、ハブの
円筒面を平面に等角写像したときに、ハブにおける翼の
断面の図心ｚを通り翼の先端と後端を結ぶ直線Ｌ5と平
行な直線Ｌ6上にあるか、翼全体の重心Ｗｃから回転軸
中心Ｏｏにおろした垂線Ｌｗｃとハブの円筒面との交点
Ｗｃ′が、ハブの円筒面を平面に等角写像したときに、
ハブにおける翼の断面の図心ｚを通り翼の先端と後端を
結ぶ直線Ｌ5と平行な直線Ｌ6上にある。そして、任意の
径における翼の断面が翼型形状をしているか、または翼
型のいわゆるキャンバーラインに沿った等厚の形状をし
ている。
形状を示す図であり、図３は翼およびハブの斜視図、図
４は翼のハブの円筒面の平面への等角写像図である。図
３および図４に示すように、本発明の翼においては、任
意の径における翼の断面の重心Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから回転
軸中心Ｏｏにおろした垂線Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄとハ
ブの円筒面との交点Ａ′，Ｂ′，Ｃ′，Ｄ′が、ハブの
円筒面を平面に等角写像したときに、ハブにおける翼の
断面の図心ｚを通り翼の先端と後端を結ぶ直線Ｌ5と平
行な直線Ｌ6上にあるか、翼全体の重心Ｗｃから回転軸
中心Ｏｏにおろした垂線Ｌｗｃとハブの円筒面との交点
Ｗｃ′が、ハブの円筒面を平面に等角写像したときに、
ハブにおける翼の断面の図心ｚを通り翼の先端と後端を
結ぶ直線Ｌ5と平行な直線Ｌ6上にある。そして、任意の
径における翼の断面が翼型形状をしているか、または翼
型のいわゆるキャンバーラインに沿った等厚の形状をし
ている。
【００１２】図５および図６は、本発明の羽根車の翼の
形状を示す図であり、図５（ａ）は翼の羽根車外径の円
筒面の平面への等角写像図、図５（ｂ）は翼のハブの円
筒面の平面への等角写像図、図６は翼の断面を示す図で
ある。図５に示すように、本発明の翼においては、翼の
取付角度が羽根車外径においてＢ∞ｔ＝２０〜３０°、
ハブにおいてＢ∞ｂ＝３０〜４５°である。また図６に
示すように、Ｌを翼弦長、ｆを翼のキャンバーライン
（中心線）のそり（ｍａｘ）、ｄを翼の最大長さとし、
またｔを翼のピッチ、Ｄを直径、Ｚを翼枚数とすると、
ｔ＝πＤ／Ｚと表わされ、本発明の翼においては、任意
の断面におけるいわゆる節弦比ｔ／Ｌが１．１〜１．
５、そりｆ／Ｌが４〜１２％、任意の断面の最大厚みｄ
／Ｌが１．５〜８％に設定されている。
形状を示す図であり、図５（ａ）は翼の羽根車外径の円
筒面の平面への等角写像図、図５（ｂ）は翼のハブの円
筒面の平面への等角写像図、図６は翼の断面を示す図で
ある。図５に示すように、本発明の翼においては、翼の
取付角度が羽根車外径においてＢ∞ｔ＝２０〜３０°、
ハブにおいてＢ∞ｂ＝３０〜４５°である。また図６に
示すように、Ｌを翼弦長、ｆを翼のキャンバーライン
（中心線）のそり（ｍａｘ）、ｄを翼の最大長さとし、
またｔを翼のピッチ、Ｄを直径、Ｚを翼枚数とすると、
ｔ＝πＤ／Ｚと表わされ、本発明の翼においては、任意
の断面におけるいわゆる節弦比ｔ／Ｌが１．１〜１．
５、そりｆ／Ｌが４〜１２％、任意の断面の最大厚みｄ
／Ｌが１．５〜８％に設定されている。
【００１３】図７および図８は、本発明の軸流送風機の
羽根車と従来の軸流送風機の羽根車との設置状態の比較
を示す説明図である。図７においては本発明の羽根車を
実線で示し、従来の羽根車を２点鎖線で示している。本
発明においては、羽根車の前傾角を７.５〜１２.５°と
比較的小さい角度とするかわりに前進角を５０〜５５°
に大きくし、羽根車単体では騒音を従来の前傾角１２．
５〜３０°、前進角１５〜３５°のものと同レベルに
し、上流側にコイルなどの後流発生体５がある機器に据
え付けた場合、後流発生体５から翼の先端が遠ざかる
分、従来の羽根車を使用する場合よりも上流からの後流
と翼の干渉音が低減するので、ファンを組み込んだ機器
として騒音が低減できるか、騒音レベルを従来と同等に
したまま機器を軸方向に小さくできる。
羽根車と従来の軸流送風機の羽根車との設置状態の比較
を示す説明図である。図７においては本発明の羽根車を
実線で示し、従来の羽根車を２点鎖線で示している。本
発明においては、羽根車の前傾角を７.５〜１２.５°と
比較的小さい角度とするかわりに前進角を５０〜５５°
に大きくし、羽根車単体では騒音を従来の前傾角１２．
５〜３０°、前進角１５〜３５°のものと同レベルに
し、上流側にコイルなどの後流発生体５がある機器に据
え付けた場合、後流発生体５から翼の先端が遠ざかる
分、従来の羽根車を使用する場合よりも上流からの後流
と翼の干渉音が低減するので、ファンを組み込んだ機器
として騒音が低減できるか、騒音レベルを従来と同等に
したまま機器を軸方向に小さくできる。
【００１４】従来の前傾角１２．５〜３０°、前進角１
５〜３５°で構成した羽根車は、羽根車単体では低騒音
であっても、例えばコイルなどの下流側に設置し、軸方
向のスペースが限られた場合、コイルなどに羽根車の先
端が近接し、後流と翼の干渉音が発生し騒音の増大をま
ねく。
５〜３５°で構成した羽根車は、羽根車単体では低騒音
であっても、例えばコイルなどの下流側に設置し、軸方
向のスペースが限られた場合、コイルなどに羽根車の先
端が近接し、後流と翼の干渉音が発生し騒音の増大をま
ねく。
【００１５】コイルなどの後流の幅や流速によっても干
渉音の大きさは左右されるが、定性的には、後流発生体
と羽根車との距離と騒音の関係は、図９に示すものであ
り、両者が近接すると騒音は羽根枚数×回転周波数で表
される周波数およびその整数倍の周波数のいわゆる回転
騒音が増大する結果となる。本発明の羽根車のように前
傾角を７.５〜１２.５°の範囲におさえると、図７およ
び図８に示すように、従来の羽根車に対し同一スペース
で Ｔ＝Ｈtan （１２.５〜３０°）−Ｈtan （７.５〜１２.５°） ≒０〜０.３６Ｈ の長さだけ、後流発生体５から羽根車の先端を遠ざける
ことができるので、結果として、図９のΔＳＰＬだけ従
来のものに対し低騒音化できる効果が生じる。
渉音の大きさは左右されるが、定性的には、後流発生体
と羽根車との距離と騒音の関係は、図９に示すものであ
り、両者が近接すると騒音は羽根枚数×回転周波数で表
される周波数およびその整数倍の周波数のいわゆる回転
騒音が増大する結果となる。本発明の羽根車のように前
傾角を７.５〜１２.５°の範囲におさえると、図７およ
び図８に示すように、従来の羽根車に対し同一スペース
で Ｔ＝Ｈtan （１２.５〜３０°）−Ｈtan （７.５〜１２.５°） ≒０〜０.３６Ｈ の長さだけ、後流発生体５から羽根車の先端を遠ざける
ことができるので、結果として、図９のΔＳＰＬだけ従
来のものに対し低騒音化できる効果が生じる。
【００１６】一方、羽根車の前傾角、前進角と騒音の相
対比較を図１０に示す。図１０は、横軸が前進角δθ、
縦軸が相対騒音レベルを示し、前傾角δzをパラメータ
としたものである。図１０から明らかなように、前傾角
７．５〜１２．５°であっても、前進角を５０°以上に
すれば、従来のものに比べて羽根車単体では差は生じな
い結果となったので、後流発生体５の下流で軸方向にス
ペースがとれないような機器に設置した場合、ΔＳＰＬ
だけ低騒音化できる。あるいは同一騒音レベルで従来の
ものを使用する場合に対しＴだけ軸方向寸法を小型化で
きる効果が得られる。
対比較を図１０に示す。図１０は、横軸が前進角δθ、
縦軸が相対騒音レベルを示し、前傾角δzをパラメータ
としたものである。図１０から明らかなように、前傾角
７．５〜１２．５°であっても、前進角を５０°以上に
すれば、従来のものに比べて羽根車単体では差は生じな
い結果となったので、後流発生体５の下流で軸方向にス
ペースがとれないような機器に設置した場合、ΔＳＰＬ
だけ低騒音化できる。あるいは同一騒音レベルで従来の
ものを使用する場合に対しＴだけ軸方向寸法を小型化で
きる効果が得られる。
【００１７】また従来の前傾前進翼は、羽根車のハブに
おける翼断面の図心から回転軸におろした垂線上に翼の
重心がなく前傾、前進した分偏心しているので、図１３
に示すように翼１１に大きな曲げモーメントが加わる。
このため、前述したように翼厚を厚くしたり、翼のそり
を大きくしたり、補強を設けて断面係数を大きくし強度
を上げているが、これらの方法は翼の後流の幅が大きく
なるために騒音が増加する。
おける翼断面の図心から回転軸におろした垂線上に翼の
重心がなく前傾、前進した分偏心しているので、図１３
に示すように翼１１に大きな曲げモーメントが加わる。
このため、前述したように翼厚を厚くしたり、翼のそり
を大きくしたり、補強を設けて断面係数を大きくし強度
を上げているが、これらの方法は翼の後流の幅が大きく
なるために騒音が増加する。
【００１８】この問題を解決するために、本発明におい
ては、図３および図４に示すように任意の径における翼
の断面の重心Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから回転軸中心Ｏｏにおろ
した垂線Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄとハブの円筒面の交点
Ａ′，Ｂ′，Ｃ′，Ｄ′が、ハブの円筒面を平面に等角
写像したときに、ハブにおける翼の断面の図心ｚを通り
翼の先端と後端を結ぶ直線Ｌ5と平行な直線Ｌ6上にある
か、翼全体の重心Ｗｃから回転軸中心Ｏｏにおろした垂
線Ｌｗｃとハブの円筒面の交点Ｗｃ′が、ハブの円筒面
を平面に等角写像したときに、ハブの翼断面の図心ｚを
通り翼の先端と後端を結ぶ直線Ｌ5と平行な直線Ｌ6上に
配置する。これにより、遠心力による荷重から生じる曲
げモーメントはハブの翼断面の断面係数の小さい方向に
は全く作用せず、断面係数の大きい方向にのみ作用す
る。
ては、図３および図４に示すように任意の径における翼
の断面の重心Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから回転軸中心Ｏｏにおろ
した垂線Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄとハブの円筒面の交点
Ａ′，Ｂ′，Ｃ′，Ｄ′が、ハブの円筒面を平面に等角
写像したときに、ハブにおける翼の断面の図心ｚを通り
翼の先端と後端を結ぶ直線Ｌ5と平行な直線Ｌ6上にある
か、翼全体の重心Ｗｃから回転軸中心Ｏｏにおろした垂
線Ｌｗｃとハブの円筒面の交点Ｗｃ′が、ハブの円筒面
を平面に等角写像したときに、ハブの翼断面の図心ｚを
通り翼の先端と後端を結ぶ直線Ｌ5と平行な直線Ｌ6上に
配置する。これにより、遠心力による荷重から生じる曲
げモーメントはハブの翼断面の断面係数の小さい方向に
は全く作用せず、断面係数の大きい方向にのみ作用す
る。
【００１９】簡単のため１円弧翼に同一の荷重が加わっ
た場合、上記の構成のものと上記以外の構成のものを比
較して図１１に示す。図１１はハブの円筒面を等角写像
した図であり、図１１（ａ）は本発明の羽根車を示し、
図１１（ｂ）は従来の羽根車を示す。図１１（ａ）に示
すようにｆ／Ｌ＝８％、ｄ／Ｌ＝６％である。ｒ（１−
ｃｏｓα）＝８，２×ｒｓｉｎα＝１００よりｒ＝１６
０．２５，α＝０．３１７３ｒａｄである。Ｘ軸回りの
断面係数Ｚ1は、 Ｚ1＝｛ｒ2ｔ（α2＋αｓｉｎα・ｃｏｓα−２ｓｉｎ2α）｝／（α−ｓｉｎ α） ＝１３００ Ｙ軸回りの断面係数Ｚは、 Ｚ＝ｒ2ｔ｛(α／ｓｉｎα）−ｃｏｓα ｝＝１０３０
７ 荷重＝１００とすると、 本発明においては、σb1＝（１００×８０）／１０３０
７＝０．７８ 従来例においては、σb2＝（１００×７０）／１０３０
７＋（１００×２５）／１３００＝２．６ 図１１に示す例においては、曲げモーメントのみに着目
した極端な例ではあるが、本発明の羽根車における応力
が従来例の３０％となり、同一の応力が加わると仮定す
ると、本発明の羽根車では１．８倍の回転数で回転する
ことができる。また同一の回転数で回転すると仮定する
と、本発明の羽根車では、板厚を従来例の３０％にする
ことができる。
た場合、上記の構成のものと上記以外の構成のものを比
較して図１１に示す。図１１はハブの円筒面を等角写像
した図であり、図１１（ａ）は本発明の羽根車を示し、
図１１（ｂ）は従来の羽根車を示す。図１１（ａ）に示
すようにｆ／Ｌ＝８％、ｄ／Ｌ＝６％である。ｒ（１−
ｃｏｓα）＝８，２×ｒｓｉｎα＝１００よりｒ＝１６
０．２５，α＝０．３１７３ｒａｄである。Ｘ軸回りの
断面係数Ｚ1は、 Ｚ1＝｛ｒ2ｔ（α2＋αｓｉｎα・ｃｏｓα−２ｓｉｎ2α）｝／（α−ｓｉｎ α） ＝１３００ Ｙ軸回りの断面係数Ｚは、 Ｚ＝ｒ2ｔ｛(α／ｓｉｎα）−ｃｏｓα ｝＝１０３０
７ 荷重＝１００とすると、 本発明においては、σb1＝（１００×８０）／１０３０
７＝０．７８ 従来例においては、σb2＝（１００×７０）／１０３０
７＋（１００×２５）／１３００＝２．６ 図１１に示す例においては、曲げモーメントのみに着目
した極端な例ではあるが、本発明の羽根車における応力
が従来例の３０％となり、同一の応力が加わると仮定す
ると、本発明の羽根車では１．８倍の回転数で回転する
ことができる。また同一の回転数で回転すると仮定する
と、本発明の羽根車では、板厚を従来例の３０％にする
ことができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来５０°以上の前進角についても強度上なんら問題な
く使用でき、小さい前進角（７．５〜１２．５°）で大
きい前進角（１２．５〜３５°）と同レベルの低騒音化
が得られるので、羽根車が軸方向に小さくでき、機器に
組み込む場合、上流側の後流と翼の干渉音による騒音を
低減できるか、または従来と同一レベルの騒音のまま機
器を軸方向に小型化できる。
従来５０°以上の前進角についても強度上なんら問題な
く使用でき、小さい前進角（７．５〜１２．５°）で大
きい前進角（１２．５〜３５°）と同レベルの低騒音化
が得られるので、羽根車が軸方向に小さくでき、機器に
組み込む場合、上流側の後流と翼の干渉音による騒音を
低減できるか、または従来と同一レベルの騒音のまま機
器を軸方向に小型化できる。
【００２１】また本発明によれば、翼の断面は公知の翼
型または翼型のキャンバーラインに沿った等厚の板状の
翼を使用することによりさらに低騒音化することができ
る。
型または翼型のキャンバーラインに沿った等厚の板状の
翼を使用することによりさらに低騒音化することができ
る。
【００２２】さらに本発明によれば、曲げモーメントが
ハブの翼断面の断面係数の大きい方向にしか作用しない
ため、強度が飛躍的に向上し前進角を５０°以上にして
もなんら問題なく使用できるうえに翼の厚みやそりを小
さくでき、補強も必要ないのでこれらの後流による騒音
を低減できる。
ハブの翼断面の断面係数の大きい方向にしか作用しない
ため、強度が飛躍的に向上し前進角を５０°以上にして
もなんら問題なく使用できるうえに翼の厚みやそりを小
さくでき、補強も必要ないのでこれらの後流による騒音
を低減できる。
【図１】本発明に係る軸流送風機の羽根車の基本構成を
示す図であり、羽根車の一部を示す正面図である。
示す図であり、羽根車の一部を示す正面図である。
【図２】本発明に係る軸流送風機の羽根車の基本構成を
示す図であり、羽根車の一部を示す子午面図である。
示す図であり、羽根車の一部を示す子午面図である。
【図３】本発明の軸流送風機の羽根車における翼および
ハブの斜視図である。
ハブの斜視図である。
【図４】翼のハブの円周面の平面への等角写像図であ
る。
る。
【図５】本発明の軸流送風機の羽根車における翼の等角
写像である。
写像である。
【図６】本発明の軸流送風機の羽根車における翼の断面
を示す図である。
を示す図である。
【図７】本発明の軸流送風機の羽根車と従来の軸流羽根
車との比較を示す説明図である。
車との比較を示す説明図である。
【図８】本発明の軸流送風機の羽根車と従来の軸流羽根
車との比較を示す説明図である。
車との比較を示す説明図である。
【図９】後流発生体と羽根車との距離と騒音の関係を示
す図である。
す図である。
【図１０】羽根車の前傾角、前進角と騒音の相対比較を
示す図である。
示す図である。
【図１１】１円弧の翼に同一の荷重が加わった場合の本
発明のものと他のものとの比較を示す図である。
発明のものと他のものとの比較を示す図である。
【図１２】従来の前傾、前進の羽根車の一例を示す図で
あり、図１２（ａ）は正面図、図１２（ｂ）は子午面図
である。
あり、図１２（ａ）は正面図、図１２（ｂ）は子午面図
である。
【図１３】従来の翼に遠心力によって加わる曲げモーメ
ントを示す図である。
ントを示す図である。
【図１４】従来の翼の補強を行った場合の作用を示す図
である。
である。
１ 翼 ２ ハブ ５ 後流発生体 Ｄｔ 羽根車外径 Ｄｂ ハブ外径 δθ 前進角 δz 前傾角 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 任意の径における翼の断面の重心 Ｗｃ 翼全体の重心 ｚ 翼の断面の図心
Claims (3)
- 【請求項１】 複数枚の翼と、これら翼を取り付けるハ
ブとを備えた軸流送風機の羽根車において、 羽根車の外径寸法に対しハブ径の比率が３０〜４０％で
あり、 羽根車を正面から見て、ハブにおける翼の断面の中心と
羽根車外径における翼の断面の中心を結ぶ円弧またはｎ
次曲線上に任意の径における翼の中心があり、羽根車を
正面から見て、回転軸中心とハブにおける翼の中心を結
ぶ直線と、回転軸中心と羽根車外径における翼の中心を
結ぶ直線のなす角度を５０〜５５゜とし、 羽根車を回転軸中心を含む１平面上に投影した、いわゆ
る子午面において、ハブにおける翼の中心と羽根車外径
における翼の中心を結ぶ直線または円弧またはｎ次曲線
上に任意の径における翼の中心があり、ハブにおける翼
の中心と羽根車外径における翼の中心を結ぶ直線と回転
軸中心に対する垂線のなす角度が７．５〜１２．５°で
あることを特徴とする軸流送風機の羽根車。 - 【請求項２】 任意の径における翼の断面の重心から回
転軸中心におろした垂線とハブの円筒面との交点が、ハ
ブの円筒面を平面に等角写像したときに、ハブにおける
翼の断面の図心を通り翼の先端と後端を結ぶ直線と平行
な直線上にあるか、 翼全体の重心から回転軸中心におろした垂線とハブの円
筒面との交点が、ハブの円筒面を平面に等角写像したと
きに、ハブにおける翼の断面の図心を通り翼の先端と後
端を結ぶ直線と平行な直線上にあり、 任意の径における翼の断面が翼型形状をしているか、ま
たは翼型のいわゆるキャンバーラインに沿った等厚の形
状をしていることを特徴とする請求項１記載の軸流送風
機の羽根車。 - 【請求項３】 翼の取り付け角度が羽根車外径において
２０〜３０°、ハブにおいて３０〜４５°であり、任意
の断面におけるいわゆる節弦比ｔ／Ｌが１.１〜１.５、
そりｆ／Ｌが４〜１２％、任意の断面の最大厚みｄ／Ｌ
が１．５〜８％であることを特徴とする請求項１又は２
記載の軸流送風機の羽根車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26533296A JPH1089289A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 軸流送風機の羽根車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26533296A JPH1089289A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 軸流送風機の羽根車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089289A true JPH1089289A (ja) | 1998-04-07 |
Family
ID=17415725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26533296A Pending JPH1089289A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 軸流送風機の羽根車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1089289A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002520993A (ja) * | 1998-07-20 | 2002-07-09 | エヌエムビー（ユーエスエイ）・インコーポレイテッド | 軸流ファン |
| KR100379499B1 (ko) * | 2000-10-18 | 2003-04-10 | 엘지전자 주식회사 | 냉장고용 축류팬 |
| WO2003033913A1 (fr) * | 2001-10-15 | 2003-04-24 | Yanmar Co., Ltd. | Ventilateur de radiateur, et dispositif de refroidissement de moteur utilisant ce ventilateur |
| KR100402478B1 (ko) * | 2001-05-17 | 2003-10-22 | 엘지전자 주식회사 | 냉장고의 송풍팬 어셈블리 |
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| JP4662608B2 (ja) * | 2000-06-09 | 2011-03-30 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | 軸流ファンとモーターが一体化したファンモーター |
| US8215916B2 (en) | 2007-06-28 | 2012-07-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Axial flow fan |
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| CN114688049A (zh) * | 2020-12-25 | 2022-07-01 | 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 | 风机组件和空调器 |
-
1996
- 1996-09-13 JP JP26533296A patent/JPH1089289A/ja active Pending
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4680947B2 (ja) * | 2007-02-27 | 2011-05-11 | 三菱電機株式会社 | プロペラファン |
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| US8215916B2 (en) | 2007-06-28 | 2012-07-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Axial flow fan |
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