(57)【要約】【課題】母型翼に近い無次元性能を有した対象翼の形状を容易に得ることができる翼形状決定方法および翼形状決定システムを提供する。【解決手段】予め決定された対象翼のチップ半径およびハブ半径と、予め設定されている母型翼の形状情報とに基づいて、母型翼のチップ半径に対する比率が対象翼のチップ半径に対するハブ半径の比率と等しくなる母型翼上のカット位置を求め、母型翼の形状情報の内、母型翼のチップ端から前記カット位置までのチップ側部分の形状情報を取得し、このチップ側部分の形状情報に基づいて対象翼の形状情報を決定する。【選択図】図６
2011038472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決定した対象翼のチップ半径およびハブ半径と、予め設定されている母型翼の形状情報とに基づいて、前記母型翼のチップ半径に対する比率が前記対象翼のチップ半径に対するハブ半径の比率と等しくなる前記母型翼上のカット位置を求め、前記母型翼の形状情報の内、前記母型翼のチップ端から前記カット位置までのチップ側部分の形状情報を取得する母型翼形状情報取得工程と、
前記チップ側部分の形状情報に基づいて前記対象翼の形状情報を決定する対象翼形状情報決定工程とを備えることを特徴とする翼形状決定方法。
【請求項２】
前記母型翼形状情報は、前記母型翼の翼高さの形状情報および翼弦長の形状情報を含み、
前記母型翼形状情報取得工程では、前記チップ側部分の翼高さの形状情報および翼弦長の形状情報を取得し、
前記対象翼形状情報決定工程では、前記母型翼のアスペクト比と、前記チップ側部分のアスペクト比とが等しくなるように、前記チップ側部分の翼弦長の形状情報を調整して前記対象翼の翼弦長の形状情報を決定することを特徴とする。請求項１に記載の翼形状決定方法。
【請求項３】
前記対象翼形状情報決定工程は、
前記チップ側部分の形状情報と、予め設定された前記母型翼のチップ半径またはハブ半径とに基づいて、前記対象翼の翼高さ方向各位置の形状情報を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の翼形状決定方法。
【請求項４】
前記母型翼の形状情報は、前記母型翼の翼高さ方向各位置の前縁位置の形状情報を含み、
前記母型翼形状情報取得工程では、前記母型翼の前記チップ側部分の前縁位置の形状情報を取得し、
前記対象翼形状情報決定工程では、前記母型翼のチップ半径に対するハブ半径の比率および前記母型翼の前縁位置の関係と、前記チップ側部分のチップ半径に対する前記カット位置の比率および前記チップ側部分の前縁位置の関係とが等しくなるように、前記チップ側部分の前縁位置の形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置の前縁位置の形状情報を決定することを特徴とする請求項３に記載の翼形状決定方法。
【請求項５】
前記母型翼の形状情報は、前記母型翼の翼高さ方向各位置の後縁位置の形状情報を含み、
前記母型翼形状情報取得工程では、前記母型翼の前記チップ側部分の後縁位置の形状情報を取得し、
前記対象翼形状情報決定工程では、前記母型翼のチップ半径に対するハブ半径の比率および前記母型翼の後縁位置の関係と、前記チップ側部分のチップ半径に対する前記カット位置の比率および前記チップ側部分の後縁位置の関係とが等しくなるように、前記チップ側部分の後縁位置の形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置の後縁位置の形状情報を決定することを特徴とする請求項３又は４に記載の翼形状決定方法。
【請求項６】
前記母型翼の形状情報は、前記母型翼の翼高さ方向各位置の翼弦長の形状情報および最大厚みの形状情報を含み、
前記母型翼形状情報取得工程では、前記母型翼のチップ側部分の翼弦長の形状情報および最大厚みの形状情報を取得し、
前記対象翼形状情報決定工程では、前記母型翼の翼高さ方向各位置の翼弦長に対する最大厚みの比率と、前記母型翼の翼高さ方向各位置に対応する前記チップ側部分の翼高さ方向各位置の翼弦長に対する最大厚みの比率とが等しくなるように、前記チップ側部分の最大厚みの形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置の最大厚みの形状情報を決定することを特徴とする請求項３乃至５の何れか一項に記載の翼形状決定方法。
【請求項７】
前記母型翼の形状情報は、前記母型翼の翼高さ方向各位置の翼弦長の形状情報および反り具合を表すキャンバ角の形状情報を含み、
前記母型翼形状情報取得工程では、前記母型翼の前記チップ側部分のキャンバ角の形状情報を取得し、
前記対象翼形状情報決定工程では、前記母型翼の翼高さ方向各位置のキャンバ角と、前記母型翼の翼高さ方向各位置に対応するチップ側部分の翼高さ方向各位置のキャンバ角とが等しくなるように前記チップ側部分のキャンバ角の形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置のキャンバ角の形状情報を決定することを特徴とする請求項３乃至６の何れか一項に記載の翼形状決定方法。
【請求項８】
予め決定された対象翼のチップ半径およびハブ半径と、予め設定された母型翼の形状情報とに基づいて、前記母型翼のチップ半径に対する比率が前記対象翼のチップ半径に対するハブ半径の比率と等しくなる前記母型翼上のカット位置を求め、前記母型翼のチップ端から前記カット位置までのチップ側部分の形状情報を取得する母型翼形状情報取得手段と、
前記チップ側部分の形状情報に基づいて前記対象翼の形状情報を決定する対象翼形状情報決定手段とを備えることを特徴とする翼形状決定システム。
【請求項９】
前記母型翼形状情報は、前記母型翼の翼高さの形状情報および翼弦長の形状情報を含み、
前記母型翼形状情報取得手段は、前記チップ側部分の翼高さの形状情報および翼弦長の形状情報を取得し、
前記対象翼形状情報決定手段は、前記母型翼のアスペクト比と、前記チップ側部分のアスペクト比とが等しくなるように、前記チップ側部分の翼弦長の形状情報を調整して前記対象翼の翼弦長の形状情報を決定することを特徴とする請求項８に記載の翼形状決定システム。
【請求項１０】
前記対象翼形状情報決定手段は、
前記チップ側部分の形状情報と、予め設定された前記母型翼のチップ半径またはハブ半径とに基づいて、前記対象翼の翼高さ方向各位置の形状情報を決定することを特徴とする請求項８又は９に記載の翼形状決定システム。
【請求項１１】
前記母型翼の形状情報は、前記母型翼の翼高さ方向各位置の前縁位置の形状情報を含み、
前記母型翼形状情報取得手段は、前記母型翼の前記チップ側部分の前縁位置の形状情報を取得し、
前記対象翼形状情報決定手段は、前記母型翼のチップ半径に対するハブ半径の比率および前記母型翼の前縁位置の関係と、前記チップ側部分のチップ半径に対するカット位置の比率および前記チップ側部分の前縁位置の関係とが等しくなるように、前記チップ側部分の前縁位置の形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置の前縁位置の形状情報を決定することを特徴とする請求項１０に記載の翼形状決定システム。
【請求項１２】
前記母型翼形状情報は、前記母型翼の翼高さ方向各位置の後縁位置の形状情報を含み、
前記母型翼形状情報取得手段は、前記母型翼の前記チップ側部分の後縁位置の形状情報を取得し、
前記対象翼形状情報決定手段は、前記母型翼のチップ半径に対するハブ半径の比率および前記母型翼の後縁位置の関係と、前記チップ側部分のチップ半径に対する前記カット位置の比率および後縁位置の関係とが等しくなるように、前記チップ側部分の後縁位置の形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置の後縁位置の形状情報を決定することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の翼形状決定システム。
【請求項１３】
前記母型翼形状情報は、前記母型翼の翼高さ方向各位置の翼弦長の形状情報および最大厚みの形状情報を含み、
前記母型翼形状情報取得手段は、前記母型翼のチップ側部分の翼弦長の形状情報および最大厚みの形状情報を取得し、
前記対象翼形状情報決定手段は、前記母型翼の翼高さ方向各位置の翼弦長に対する最大厚みの比率と、前記母型翼の翼高さ方向各位置に対応する前記チップ側部分の翼高さ方向各位置の翼弦長に対する最大厚みの比率が等しくなるように、前記チップ側部分の最大厚みの形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置の最大厚みの形状情報を決定することを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか一項に記載の翼形状決定システム。
【請求項１４】
前記母型翼の形状情報は、前記母型翼の翼高さ方向各位置の翼弦長の形状情報および反り具合を表すキャンバ角の形状情報を含み、
前記母型翼形状情報取得手段は、前記母型翼の前記チップ側部分の翼弦長の形状情報およびキャンバ角の形状情報を取得し、
前記対象翼形状情報決定手段は、前記母型翼の翼高さ方向各位置のキャンバ角と、前記母型翼の翼高さ方向各位置に対応するチップ側部分の翼高さ方向各位置のキャンバ角とが等しくなるように前記チップ側部分のキャンバ角の形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置のキャンバ角の形状情報を決定することを特徴とする請求項１０乃至１３の何れか一項に記載の翼形状決定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸流送風機や軸流圧縮機といった軸流式の流体機械に搭載される翼の翼形状決定方法および翼形状決定システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転可能に軸支されたハブの外周に複数の動翼が放射状に取り付けられ、作動流体を軸方向前方から軸方向後方へ送り出す軸流式のファンなどの流体機械が知られている。この種の動翼を備える流体機械にあっては、ユーザのニーズに応じて種々の翼高さを有した動翼が必要となるため、翼高さが比較的高い既存の低ボス比用の動翼を母型翼として、この母型翼のチップ側又は母型翼ハブ側を切削することで所望の翼高さを有した高ボス比用の対象翼を形成するものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
なお、ボス比とは動翼がハブに取り付けられた状態で動翼のハブ端の回転直径をチップ端の回転直径で除したものであり、ハブ端の回転直径が同一であれば、翼高さが高いほど低ボス比となり、翼高さが低いほど高ボス比となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９７５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来の流体機械の対象翼の形成方法では、鋳型数の抑制など製造コストを削減することができるものの、母型翼のチップ側又はハブ側を切削して翼高さを揃えるだけの翼形状であるためその性能が不明であり、母型翼と同様の設計手法では所望の性能が得られない場合がある。
【０００５】
翼の性能は実圧力比、実流量の関係で表すことが可能であるが、翼の大きさに応じて変化するため設計段階では扱い難い。そのため設計段階では、実圧力比、実流量をそれぞれ無次元化して圧力係数および流量係数とし、この無次元化された無次元性能により翼の性能評価を行う場合がある。
【０００６】
母型翼と同等の無次元性能を対象翼で得るためには、例えば、母型翼の形状を拡大縮小するという方法がある。しかし、この母型翼の拡大縮小でまかなえるレンジは狭く、このレンジを超えるものについては、モデル試験などにより形状の最適化を図って翼高さ毎のマップを用意するなどの必要があるため、対象翼の設計に時間とコストがかかってしまうという課題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、母型翼に近い無次元性能を有した対象翼の形状を容易に得ることができる翼形状決定方法および翼形状決定システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の工程および手段を採用する。
本発明に係る翼形状決定方法は、予め決定した対象翼（例えば、実施形態における対象翼Ｂｔ）のチップ半径（例えば、実施形態におけるチップ半径Ｒｔｔ）およびハブ半径（例えば、実施形態におけるハブ半径Ｒｔｈ）と、予め設定されている母型翼（例えば、実施形態における母型翼Ｂｂ）の形状情報とに基づいて、前記母型翼のチップ半径に対する比率が前記対象翼のチップ半径に対するハブ半径の比率と等しくなる前記母型翼上のカット位置（例えば、実施形態におけるカット位置Ｃｕ）を求め、前記母型翼の形状情報の内、前記母型翼のチップ端（例えば、実施形態におけるチップ端ｔ）から前記カット位置までのチップ側部分（例えば、実施形態におけるチップ側部分Ｐｔ）の形状情報を取得する母型翼形状情報取得工程（例えば、実施形態におけるステップＳ０５）と、前記チップ側部分の形状情報に基づいて前記対象翼の形状情報を決定する対象翼形状情報決定工程（例えば、実施形態におけるステップＳ０６）とを備えることを特徴とする。
本発明に係る翼形状決定方法によれば、予め決定された対象翼のチップ半径に対するハブ半径の比率と、母型翼のチップ半径に対するカット位置の比率とがそれぞれ等しくなるので、母型翼の翼高さ方向各位置と母型翼のチップ側部分の翼高さ方向各位置とをそれぞれの実際の翼高さに応じた比例定数により無次元化して対応付けできるため、母型翼および母型翼のチップ側部分の形状情報に基づき対象翼の形状情報を容易に決定することができる。
また、母型翼のチップ側部分の形状情報に基づき対象翼の形状情報を決定することで、母型翼の無次元性能の大部分に寄与するチップ側の形状情報を利用でき、とりわけ母型翼の翼高さ方向に沿う重心の軸周りの角度変化であるスタッガ角の形状情報のうち、母型翼のチップ側のスタッガ角の形状情報を対象翼の形状情報に反映させることができるため、母型翼のチップ側のスタッガ角の形状情報を対象翼の形状情報に反映させない場合と比較して流体機械の効率低下を防止し、母型翼の無次元性能に対象翼の無次元性能を近づけることができる。
【０００９】
また本発明に係る翼形状決定方法は、上記本発明の翼形状決定方法において、前記母型翼形状情報は、前記母型翼の翼高さの形状情報および翼弦長の形状情報を含み、前記母型翼形状情報取得工程では、前記チップ側部分の翼高さの形状情報および翼弦長の形状情報を取得し、前記対象翼形状情報決定工程では、前記母型翼のアスペクト比と、前記チップ側部分のアスペクト比とが等しくなるように、前記チップ側部分の翼弦長の形状情報を調整して前記対象翼の翼弦長の形状情報を決定することを特徴とする。
本発明に係る翼形状決定方法によれば、母型翼のアスペクト比と、母型翼のチップ側部分のアスペクト比とが等しくなるようにチップ側部分の翼弦長の形状情報が調整されるので、母型翼のアスペクト比と対象翼のアスペクト比とが一致して、母型翼の無次元性能と対象翼の無次元性能とをより近づけることができる。
【００１０】
また本発明に係る翼形状決定方法は、上記本発明の翼形状決定方法において、前記対象翼形状情報決定工程が、前記チップ側部分の形状情報と、予め設定された前記母型翼のチップ半径またはハブ半径とに基づいて、前記対象翼の翼高さ方向各位置の形状情報を決定することを特徴とする。
本発明に係る翼形状決定方法によれば、チップ側部分の形状情報としてチップ端からカット位置までの母型翼の各位置の形状情報と対象翼のチップ半径またはハブ半径とに基づき、対象翼のチップ端またはハブ端からの翼高さ方向各位置の形状情報を決定することができるため、無次元化された母型翼の特性と対象翼の特性とをより近づけることができる。
【００１１】
また本発明に係る翼形状決定方法は、上記本発明の翼形状決定方法において、前記母型翼の形状情報は、前記母型翼の翼高さ方向各位置の前縁位置の形状情報を含み、前記母型翼形状情報取得工程では、前記母型翼の前記チップ側部分の前縁位置の形状情報を取得し、前記対象翼形状情報決定工程では、前記母型翼のチップ半径に対するハブ半径の比率および前記母型翼の前縁位置の関係と、前記チップ側部分のチップ半径に対する前記カット位置の比率および前記チップ側部分の前縁位置の関係とが等しくなるように、前記チップ側部分の前縁位置の形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置の前縁位置の形状情報を決定することを特徴とする。
本発明に係る翼形状決定方法によれば、母型翼のチップ端からハブ端までの翼高さ方向各位置の前縁位置および母型翼のチップ半径に対するハブ半径の比率の関係と、母型翼のチップ側部分の翼高さ方向各位置の前縁位置および母型翼のチップ側部分のチップ半径に対するカット位置の比率の関係とが等しくなるようにチップ側部分の前縁位置の形状情報が調整されるので、母型翼の前縁形状と、決定された対象翼の前縁形状とが相似形となり、母型翼の無次元性能と対象翼の無次元性能とをより近づけることができる。
【００１２】
さらに本発明に係る翼形状決定方法は、上記本発明の翼形状決定方法において、前記母型翼の形状情報は、前記母型翼の翼高さ方向各位置の後縁位置の形状情報を含み、前記母型翼形状情報取得工程では、前記母型翼の前記チップ側部分の後縁位置の形状情報を取得し、前記対象翼形状情報決定工程では、前記母型翼のチップ半径に対するハブ半径の比率および前記母型翼の後縁位置の関係と、前記チップ側部分のチップ半径に対する前記カット位置の比率および前記チップ側部分の後縁位置の関係とが等しくなるように、前記チップ側部分の後縁位置の形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置の後縁位置の形状情報を決定することを特徴とする。
本発明に係る翼形状決定方法によれば、母型翼のチップ端からハブ端までの翼高さ方向各位置の後縁位置および母型翼のチップ半径に対するハブ半径の比率の関係と、母型翼のチップ側部分の翼高さ方向各位置の後縁位置および母型翼のチップ側部分のチップ半径に対するカット位置の比率の関係とが等しくなるようにチップ側部分の後縁位置の形状情報が調整されるので、母型翼の後縁形状と、対象翼の後縁形状とが相似形になり母型翼の無次元性能と対象翼の無次元性能とをより近づけることができる。
【００１３】
また本発明に係る翼形状決定方法は、上記本発明の翼形状決定方法において、前記母型翼の形状情報が、前記母型翼の翼高さ方向各位置の翼弦長の形状情報および最大厚みの形状情報を含み、前記母型翼形状情報取得工程では、前記母型翼のチップ側部分の翼弦長の形状情報および最大厚みの形状情報を取得し、前記対象翼形状情報決定工程では、前記母型翼の翼高さ方向各位置の翼弦長に対する最大厚みの比率と、前記母型翼の翼高さ方向各位置に対応する前記チップ側部分の翼高さ方向各位置の翼弦長に対する最大厚みの比率とが等しくなるように、前記チップ側部分の最大厚みの形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置の最大厚みの形状情報を決定することを特徴とする。
本発明に係る翼形状決定方法によれば、母型翼の翼高さ方向各位置の翼弦長に対する最大厚みの比率と、母型翼のチップ側部分の翼高さ方向各位置の翼弦長に対する最大厚みの比率とが等しくなるようにチップ側部分の最大厚みの形状情報が調整されるので、母型翼の翼高さ方向各位置の翼弦長に対する最大厚みの比率と、これに対応する対象翼の翼高さ方向各位置の翼弦長に対する最大厚みの比率とが一致して、母型翼の無次元性能と対象翼の無次元性能とをより近づけることができる。
【００１４】
さらに本発明に係る翼形状決定方法は、上記本発明の翼形状決定方法において、前記母型翼の形状情報が、前記母型翼の翼高さ方向各位置の翼弦長の形状情報および反り具合を表すキャンバ角の形状情報を含み、前記母型翼形状情報取得工程では、前記母型翼の前記チップ側部分のキャンバ角の形状情報を取得し、前記対象翼形状情報決定工程では、前記母型翼の翼高さ方向各位置のキャンバ角と、前記母型翼の翼高さ方向各位置に対応するチップ側部分の翼高さ方向各位置のキャンバ角とが等しくなるように前記チップ側部分のキャンバ角の形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置のキャンバ角の形状情報を決定することを特徴とする。
本発明に係る翼形状決定方法によれば、母型翼の翼高さ方向各位置の翼弦長に対するキャンバ角と、母型翼の翼高さ方向各位置に対応するチップ側部分の翼高さ方向各位置のキャンバ角とが等しくなるように、チップ側部分のキャンバ角の形状情報が調整されるので、例えば、翼弦長が短いにもかかわらず過度なキャンバ角が設定されて対象翼の周囲を流体が通過する際に生じる摩擦損失が大きくなったりサージ限界が低下して対象翼の性能が低下するのを防止することができるため、母型翼の無次元性能と対象翼の無次元性能とをより近づけることができる。
【００１５】
本発明に係る翼形状決定システムは、予め決定された対象翼（例えば、実施形態におけるＢｔ）のチップ半径（例えば、実施形態におけるＲｔｔ）およびハブ半径（例えば、実施形態におけるＲｔｈ）と、予め設定された母型翼（例えば、実施形態におけるＢｂ）の形状情報とに基づいて、前記母型翼のチップ半径に対する比率が前記対象翼のチップ半径に対するハブ半径の比率と等しくなる前記母型翼上のカット位置（例えば、実施形態におけるＣｕ）を求め、前記母型翼のチップ端（例えば、実施形態におけるチップ端ｔ）から前記カット位置までのチップ側部分の形状情報を取得する母型翼形状情報取得手段（例えば、実施形態における母型翼形状情報取得手段１２）と、前記チップ側部分の形状情報に基づいて前記対象翼の形状情報を決定する対象翼形状情報決定手段（例えば、実施形態における対象翼形状決定手段１３）とを備えることを特徴とする。
本発明に係る翼形状決定システムによれば、母型翼形状情報取得手段により、予め決定された対象翼のチップ半径に対するハブ半径の比率と、母型翼のチップ半径に対するカット位置の比率とがそれぞれ等しくなるので、母型翼の翼高さ方向各位置と母型翼のチップ側部分の翼高さ方向各位置とをそれぞれ実際の翼高さに応じた比例定数を介して無次元化して対応付けできるため、母型翼および母型翼のチップ側部分の形状に基づき対象翼の形状を容易に決定することができる。
また、母型翼のチップ側部分の形状情報に基づき対象翼の形状を決定して、母型翼の無次元性能の大部分に寄与するチップ側部分の形状情報、とりわけ母型翼の翼高さ方向に沿う重心の軸周りの角度変化であるスタッガ角の形状情報うち、母型翼のチップ端からカット位置に至る部分のスタッガ角の形状情報を利用することで母型翼の無次元性能に対象翼の無次元性能を近づけることができる。
【００１６】
また本発明に係る翼形状決定システムは、上記本発明の翼形状決定システムにおいて、前記母型翼の形状情報は、前記母型翼の翼高さ方向各位置の翼弦長の形状情報および反り具合を表すキャンバ角の形状情報を含み、前記母型翼形状情報取得手段は、前記母型翼の前記チップ側部分の翼弦長の形状情報およびキャンバ角の形状情報を取得し、前記対象翼形状情報決定手段は、前記母型翼の翼高さ方向各位置のキャンバ角と、前記母型翼の翼高さ方向各位置に対応するチップ側部分の翼高さ方向各位置のキャンバ角とが等しくなるように前記チップ側部分のキャンバ角の形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置のキャンバ角の形状情報を決定することを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明に係る翼形状決定システムは、上記本発明の翼形状決定システムにおいて、前記対象翼形状情報決定手段が、前記チップ側部分の形状情報と、予め設定された前記母型翼のチップ半径またはハブ半径とに基づいて、前記対象翼の翼高さ方向各位置の形状情報を決定することを特徴とする。
【００１８】
また本発明に係る翼形状決定システムは、上記本発明の翼形状決定システムにおいて、前記母型翼の形状情報が、前記母型翼の翼高さ方向各位置の前縁位置の形状情報を含み、前記母型翼形状情報取得手段は、前記母型翼の前記チップ側部分の前縁位置の形状情報を取得し、前記対象翼形状情報決定手段は、前記母型翼のチップ半径に対するハブ半径の比率および前記母型翼の前縁位置の関係と、前記チップ側部分のチップ半径に対するカット位置の比率および前記チップ側部分の前縁位置の関係とが等しくなるように、前記チップ側部分の前縁位置の形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置の前縁位置の形状情報を決定することを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明に係る翼形状決定システムは、上記本発明の翼形状決定システムにおいて、前記母型翼形状情報は、前記母型翼の翼高さ方向各位置の後縁位置の形状情報を含み、前記母型翼形状情報取得手段は、前記母型翼の前記チップ側部分の後縁位置の形状情報を取得し、前記対象翼形状情報決定手段は、前記母型翼のチップ半径に対するハブ半径の比率および前記母型翼の後縁位置の関係と、前記チップ側部分のチップ半径に対する前記カット位置の比率および後縁位置の関係とが等しくなるように、前記チップ側部分の後縁位置の形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置の後縁位置の形状情報を決定することを特徴とする。
【００２０】
さらに本発明に係る翼形状決定システムは、上記本発明の翼形状決定システムにおいて、前記母型翼形状情報は、前記母型翼の翼高さの形状情報および翼弦長の形状情報を含み、前記母型翼形状情報取得手段は、前記チップ側部分の翼高さの形状情報および翼弦長の形状情報を取得し、前記対象翼形状情報決定手段は、前記母型翼のアスペクト比と、前記チップ側部分のアスペクト比とが等しくなるように、前記チップ側部分の翼弦長の形状情報を調整して前記対象翼の翼弦長の形状情報を決定することを特徴とする。
【００２１】
また本発明に係る翼形状決定システムは、上記本発明の翼形状決定システムにおいて、前記母型翼形状情報は、前記母型翼の翼高さ方向各位置の翼弦長の形状情報および最大厚みの形状情報を含み、前記母型翼形状情報取得手段は、前記母型翼のチップ側部分の翼弦長の形状情報および最大厚みの形状情報を取得し、前記対象翼形状情報決定手段は、前記母型翼の翼高さ方向各位置の翼弦長に対する最大厚みの比率と、前記母型翼の翼高さ方向各位置に対応する前記チップ側部分の翼高さ方向各位置の翼弦長に対する最大厚みの比率が等しくなるように、前記チップ側部分の最大厚みの形状情報を調整して前記対象翼の翼高さ方向各位置の最大厚みの形状情報を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る翼形状決定方法および翼形状決定システムによれば、母型翼のチップ端から、母型翼のチップ半径に対する比率が前記対象翼のチップ半径に対するハブ半径の比率と等しくなる母型翼上のカット位置までのチップ側部分の形状情報に基づき対象翼の形状情報を決定することができるため、母型翼に近い無次元性能を有した対象翼の形状を容易に得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態における翼形状決定システムのブロック図である。
【図２】母型翼の斜視図である。
【図３】対象翼のチップ半径、ハブ半径、および翼高さを示す図である。
【図４】母型翼のスタッガ角の説明図である。
【図５】母型翼および対象翼の横断面における厚み比の説明図であり、（ａ）は母型翼の厚み比、（ｂ）は対象翼の厚み比である。
【図６】本発明の実施形態における翼形状決定システムの動作を示すフローチャートである。
【図７】母型翼形状情報取得処理のフローチャートである。
【図８】対象翼形状情報決定処理のフローチャートである。
【図９】母型翼のボス比に対するスタッガ角の変化を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施形態における母型翼および対象翼の性能を示すグラフであり、（ａ）は母型翼の有次元性能のグラフ、（ｂ）は母型翼、本発明の対象翼、従来の対象翼の各無次元性能のグラフである。
【図１１】対象翼のピッチコード比の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明の実施形態における翼形状決定方法および翼形状決定システムについて図面を参照しながら説明する。この実施形態の翼形状決定方法および翼形状決定システムでは、軸流式の流体機械であるファン装置の動翼を対象翼としてその形状を既存の母型翼の形状に基づいて決定する場合を一例に説明する。このファン装置の動翼は、回転可能に軸支されたハブの外周に放射状に取り付けられており、ファン装置が駆動されてハブが回転すると作動流体である空気などが軸方向前方の入口より取り込まれて軸方向後方の出口から送り出されるようになっている。
【００２５】
図１は、この実施形態の翼形状決定方法を用いた翼形状決定システムの概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、この実施形態の翼形状決定システム１は、操作入力部１０、母型翼形状記憶部１１、母型翼形状情報取得手段１２、対象翼形状決定手段１３、および、出力部１４を備えて構成される。
操作入力部１０は、ファン装置の対象翼Ｂｔの形状を決定するにあたり種々の初期条件を入力するものでキーボード等の入力装置からなり、この操作入力部１０を介して利用者により対象翼Ｂｔのチップ半径Ｒｔｔ（図３参照）、妥当な回転数Ｎ、必要とする流量Ｑが入力される。この操作入力部１０へ入力された対象翼Ｂｔのチップ半径Ｒｔｔ、回転数Ｎおよび流量Ｑの各情報は母型翼形状情報取得手段１２へ出力される。ここで、上記チップ半径Ｒｔｔは、ファン装置の大きさ、すなわち顧客がファン装置を設置するために用意しているスペース等により決定される。また、妥当な回転数Ｎは、顧客の設備環境に合わせて発生音の大きさや、機械的強度、コスト等の諸条件を勘案して予め決定されるファン回転数の最大値である。
【００２６】
母型翼形状記憶部１１は、不揮発性メモリ等の記録媒体であり、圧力比および流量等の性能が分かっている既存のファンの翼（以下、単に母型翼Ｂｂと称す）の各部の座標等の形状情報が予め記憶される。この母型翼形状記憶部１１に記憶された母型翼Ｂｂの形状情報は、母型翼形状情報取得手段１２からの要求に従って母型翼形状情報取得手段１２へ出力される。母型翼Ｂｂの形状情報には、母型翼Ｂｂのチップ半径、ハブ半径、アスペクト比およびスタッガ角の形状情報が含まれ、さらに、翼高さ方向各位置の形状情報として前縁位置、後縁位置、翼弦長（翼弦長）、最大厚み、および、キャンバ角の各形状情報が含まれる。なお、この母型翼形状記憶部１１には、対象翼Ｂｔよりも翼高さの高い低ボス比の母型翼Ｂｂの形状情報が記憶されている。
【００２７】
母型翼形状情報取得手段１２は、操作入力部１０の入力情報および母型翼形状記憶部１１の記憶情報に基づき、対象翼Ｂｔの形状を決定するために必要な母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔの形状情報を取得する。
【００２８】
ここで、母型翼形状情報取得手段１２は、操作入力部１０の入力情報に基づき、母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔの形状情報を取得するための初期条件を求める。具体的には、まず操作入力部１０へ入力されたファン装置の妥当な回転数Ｎから作動流体の最大流速が求まるので、この最大流速と必要な流量Ｑとに基づき、流量Ｑを実現可能な流路断面積を求め、この流路断面積と操作入力部１０へ入力された対象翼Ｂｔのチップ半径Ｒｔｔとから対象翼Ｂｔのハブ半径Ｒｔｈを求める。さらに、ハブ半径Ｒｔｈをチップ半径Ｒｔｔで除して対象翼Ｂｔのボス比を求める。
【００２９】
さらに、母型翼形状情報取得手段１２は、図２に示す母型翼Ｂｂの形状情報を母型翼形状記憶部１１から読み出して、上述した初期条件に基づき母型翼Ｂｂのチップ半径に対する比率が対象翼Ｂｔのチップ半径Ｒｔｔに対するハブ半径Ｒｔｈの比率と等しくなる母型翼Ｂｂ上のカット位置Ｃｕを求め、母型翼Ｂｂのチップ端ｔからカット位置Ｃｕまでの母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔの形状情報を取得する。そして母型翼形状情報取得手段１２は、この取得したチップ側部分Ｐｔの形状情報を対象翼形状決定手段１３へ出力する。
【００３０】
このチップ側部分Ｐｔの形状情報を取得することによって、チップ側部分Ｐｔの翼高さ方向各位置におけるスタッガ角が決定される。スタッガ角とは、図４に示すように、翼高さ方向各位置の断面における翼の負圧面側の接線と、Ｘ軸とでなす角度［ξ］で定義される。つまり、スタッガ角が決定されることで、チップ側部分Ｐｔの重心Ｏの軸周りにおけるチップ端ｔからカット位置Ｃｕまでの翼のスタッガ角度の変化が決定されることとなる。また、母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔのカット位置Ｃｕがチップ側部分Ｐｔのハブ端となるから、対象翼Ｂｔと母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔとのボス比が一致し、チップ側部分Ｐｔと対象翼Ｂｔとの実際の翼高さＨ（図２参照）、Ｈｔ（図３参照）に応じた比例定数を介してチップ側部分Ｐｔおよび対象翼Ｂｔの翼高さ方向各位置を無次元化して対応付けすることが可能となる。
【００３１】
対象翼形状決定手段１３は、チップ側部分Ｐｔの形状情報に基づき、そのチップ側部分Ｐｔの各部の形状情報を調整することで対象翼Ｂｔの形状情報を決定する。
より具体的には、対象翼形状決定手段１３は、チップ側部分Ｐｔの形状情報と予め決定された対象翼Ｂｔのチップ半径Ｒｔｔおよびハブ半径Ｒｔｈとに基づいて、チップ側部分Ｐｔの翼高さ方向各位置の形状に係るパラメータを調整し、対象翼Ｂｔの翼高さ方向各位置のプロファイル（翼型）を決定する。ここで、対象翼Ｂｔの翼高さ方向各位置のプロファイルとは、対象翼Ｂｔの翼高さ方向各位置におけるスライス断面の翼形状を意味している。なお、チップ側部分Ｐｔの形状情報を調整するとは、チップ側部分Ｐｔの形状情報に含まれるチップ側部分Ｐｔの各部の座標位置を変更することである。
【００３２】
対象翼形状決定手段１３は、全ての高さ位置における母型翼Ｂｂのボス比および母型翼Ｂｂの前縁位置Ｆｂの関係と、チップ側部分Ｐｔのボス比とチップ側部分Ｐｔの前縁位置Ｆｐとの関係とがそれぞれ一致するようにチップ側部分Ｐｔの前縁位置Ｆｐの形状情報を調整して、対象翼Ｂｔの前縁位置の形状情報を決定する。すなわち、対象翼Ｂｔの前縁形状を母型翼Ｂｂの前縁形状の相似形となるように前縁位置Ｆｐの形状情報を調整する。
【００３３】
同様に、対象翼形状決定手段１３は、全ての翼高さ位置における母型翼Ｂｂのボス比および母型翼Ｂｂの後縁位置Ｒｂとの関係と、チップ側部分Ｐｔのボス比およびチップ側部分Ｐｔの後縁位置Ｒｐの関係とがそれぞれ一致するようにチップ側部分Ｐｔの後縁位置Ｒｐの形状情報を調整して、対象翼Ｂｔの後縁位置の形状情報を決定する。すなわち上述した前縁形状と同様に、対象翼Ｂｔの後縁形状を母型翼Ｂｂ全体の後縁形状の相似形となるように後縁位置Ｒｐの形状情報を調整する。
【００３４】
さらに対象翼形状決定手段１３は、母型翼Ｂｂのアスペクト比と一致するようにチップ側部分Ｐｔの翼弦長Ｃを調整して対象翼Ｂｔの翼弦長の形状情報を決定する。
アスペクト比は、翼高さをハブ端の翼弦長で除したものと定義し、対象翼形状決定手段１３は、図２に示す母型翼Ｂｂの高さＨａをハブ端ｈの翼弦長Ｃａで除したもの（Ｈａ／Ｃａ）と、チップ側部分Ｐｔの高さＨをチップ側部分Ｐｔのハブ端（カット位置Ｃｕ）の翼弦長Ｃで除したもの（Ｈ／Ｃ）とが一致するように、チップ側部分Ｐｔの翼弦長Ｃの形状情報を調整する。
【００３５】
さらに対象翼形状決定手段１３は、母型翼Ｂｂの翼高さ方向各位置における最大厚み比、および、母型翼Ｂｂのキャンバ角と一致するように、チップ側部分Ｐｔの翼高さ方向各位置における最大厚みの形状情報およびキャンバ角の形状情報を調整して、対象翼Ｂｔの翼高さ方向各位置の最大厚みの形状情報およびキャンバ角の形状情報を決定する。
【００３６】
ここで、最大厚み比は所定の翼高さ位置における翼厚の最大値を同じ高さ位置の翼弦長で除したものであり、図５に示すように母型翼Ｂｂの所定高さ位置における最大厚みｔｍを同じ翼高さ位置の翼弦長Ｃで除した最大厚み比（ｔｍ／Ｃ）と、上記母型翼Ｂｂの所定の翼高さ位置に対応するチップ側部分Ｐｔの翼高さ位置における最大厚みｔｍ’をその翼高さ位置における翼弦長Ｃ’で除した最大厚み比（ｔｍ’／Ｃ’）とが一致するように、対象翼形状決定手段１３により最大厚みｔｍ’の形状情報を調整する。
【００３７】
翼型中心線（ミーンキャンバライン）のそり具合を表すキャンバ角についても同様に、所定の翼高さ位置における母型翼Ｂｂのキャンバ角（最大キャンバ角）を、上記母型翼Ｂｂの所定の翼高さ位置に対応するチップ側部分Ｐｔの翼高さ位置におけるキャンバ角と一致するように、対象翼形状決定手段１３によりチップ側部分Ｐｔのキャンバ角の形状情報を調整する。
【００３８】
対象翼形状決定手段１３は、チップ側部分Ｐｔのチップ半径に対する対象翼Ｂｔのチップ半径Ｒｔｔの比例定数を求め、調整されたチップ側部分Ｐｔの翼高さ寸法が対象翼Ｂｔの翼高さ寸法と合致するようにチップ側部分Ｐｔの翼型の座標にそれぞれ比例定数を積算して有次元化し、この有次元化したチップ側部分Ｐｔの形状情報を対象翼Ｂｔの形状情報として出力部１４へ出力する。
出力部１４は、ディスプレイやプリンタ等、対象翼Ｂｔの形状情報をユーザへ提示可能な出力装置である。
【００３９】
次に、上述した構成を備える翼形状決定システム１の動作について、図６〜図８のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、利用者が、顧客の設備規模等に応じた対象翼Ｂｔのチップ半径Ｒｔｔの情報を操作入力部１０より入力（ステップＳ０１）すると共に、ファン装置の必要な流量Ｑ・回転数Ｎの情報を操作入力部１０より入力（ステップＳ０２）する。
【００４０】
すると、母型翼形状情報取得手段１２は、入力された回転数Ｎに基づき作動流体の最大流速を求め、さらにこの最大流速と必要な流量Ｑとに基づき、流量Ｑを実現可能な流路断面積を求める（ステップＳ０３）。そして、対象翼Ｂｔのチップ半径Ｒｔｔが既に入力されているので、チップ半径Ｒｔｔと求めた流路断面積とからハブ半径Ｒｔｈを求める（ステップＳ０４）。
【００４１】
次いで、対象翼Ｂｔのチップ半径Ｒｔｔおよびハブ半径Ｒｔｈに基づき母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔの形状情報を取得する母型翼形状情報取得処理（後述する）を行う（ステップＳ０５）。
母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔの形状情報が取得されると、母型翼Ｂｂの形状情報に基づきチップ側部分Ｐｔの形状情報に含まれるチップ側部分Ｐｔの各部の形状情報（座標情報）を調整して対象翼Ｂｔの形状情報を決定する対象翼形状情報決定処理（後述する）を行う（ステップＳ０６）。そして、決定された対象翼Ｂｔの形状情報を出力部１４へ出力し（ステップＳ０７）、この一連の処理を終了する。
【００４２】
次に、上述したステップＳ０５の母型翼形状情報取得処理について図７を参照しながら説明する。
まず、対象翼Ｂｔのチップ半径Ｒｔｔおよびハブ半径Ｒｔｈに基づき、母型翼Ｂｂのカット位置Ｃｕを決定する。具体的には、母型翼Ｂｂのチップ半径に対する比率が対象翼Ｂｔのチップ半径Ｒｔｔに対するハブ半径Ｒｔｈの比率と等しくなる母型翼Ｂｂ上のカット位置Ｃｕを決定する（ステップＳ１１）。
次いで、母型翼Ｂｂのチップ端ｔからカット位置Ｃｕまでのチップ側部分Ｐｔの形状情報を抽出し（ステップＳ１２）、メインルーチンへリターンする。
【００４３】
図９は、縦軸をスタッガ角［ξ］、横軸をボス比［ν］としたグラフであり、母型翼Ｂｂのボス比に対するスタッガ角ξの変化を示している。ここで、横軸のボス比は、母型翼Ｂｂのチップ端ｔを１．０（基準値）で示しており、このチップ端ｔからハブ端ｈ側に離れるほどボス比が低くなる。図９は、母型翼Ｂｂのボス比が０．５でチップ端ｔに対するカット位置Ｃｕのボス比が０．６である場合であり、この図９に示すように、チップ側部分Ｐｔのスタッガ角ξの曲線（実線で示す）は、母型翼Ｂｂのスタッガ角ξの曲線（破線で示す）のチップ側の部分に重なる。つまり、チップ側部分Ｐｔの形状情報に基づき決定される対象翼Ｂｔのスタッガ角ξの形状情報は、母型翼Ｂｂの全体のスタッガ角ξの形状情報のうち、チップ側のスタッガ角ξの形状情報となる。
【００４４】
次に、上述したステップＳ０６の対象翼形状情報決定処理について図８を参照しながら説明する。
まず、母型翼Ｂｂの形状情報およびチップ側部分Ｐｔの形状情報に基づいて、チップ側部分Ｐｔの前縁位置Ｆｐ及び後縁位置Ｒｐの形状情報を調整する（ステップＳ２１）。ここでは、上述したように、母型翼Ｂｂのボス比と前縁位置Ｆｂおよび後縁位置Ｒｂとの関係と、チップ側部分Ｐｔのボス比と前縁位置Ｆｐおよび後縁位置Ｒｐとの関係とがそれぞれ一致するようにチップ側部分Ｐｔの前縁位置Ｆｐおよび後縁位置Ｒｐの形状情報がそれぞれ調整される。
【００４５】
次いで、母型翼Ｂｂとアスペクト比が一致するようにチップ側部分Ｐｔの翼弦長Ｃの形状情報を調整する（ステップＳ２２）。
さらに、母型翼Ｂｂと翼高さ方向各位置の最大厚み比が一致するようにチップ側部分Ｐｔの翼高さ方向各位置の最大厚みの形状情報を調整する（ステップＳ２３）。また、母型翼Ｂｂと翼高さ方向各位置のキャンバ角が一致するようにチップ側部分Ｐｔの翼高さ方向各位置のキャンバ角の形状情報を調整する（ステップＳ２４）。
そして、各部の形状情報の調整がなされたチップ側部分Ｐｔの形状情報を有次元化して（ステップＳ２５）、メインルーチンへリターンする。
【００４６】
図１０（ａ）は縦軸を圧力比、横軸を実流量とした母型翼Ｂｂを備えたファン装置の有次元性能を示すグラフである。一方、図１０（ｂ）は、ファン装置の性能を無次元化した無次元性能を示すグラフであり縦軸を圧力係数［Ψｒ］、横軸を流量係数［φｒ］としている。
流量係数φｒは、φｒ＝Ｕ／Ｖｒの式を用いて求めることができる。ここで、「Ｕ」は一様な流速［ｍ／ｓ］、「Ｖｒ」はハブ端ｈにおける回転周速［ｍ／ｓ］である。
また、圧力係数Ψｒは次式によって求めることができる。
【００４７】
【数１】
2011038472.tif 000003
【００４８】
ここで、「κ」は比熱比、「Ｒｇ」はガス定数［ｋｇｆｍ／ｋｇＫ］、「Ｔｓ」はファン入口の絶対温度［Ｋ］、「π」はファン入口と出口との間の圧力比、「ｇ」は重力加速度である。
【００４９】
図１０（ｂ）に示すように、ファン装置の圧力係数Ψｒは、サージ点Ｓから流量係数φｒが上昇するにつれて右肩下がりに減少する傾向となっており、この傾斜した線が図１０（ｂ）中で右上方に位置するほど無次元性能が高くなる。図１０（ｂ）中の実線は、母型翼Ｂｂの性能を無次元化した無次元性能を示すものであり、この母型翼Ｂｂの無次元性能と比較して従来の単に母型翼Ｂｂのハブ側を切削しただけの形状の対象翼の無次元性能は、図中一点鎖線で示すように母型翼Ｂｂの無次元性能を示す実線の左下方向に離れて位置してしまい、その無次元性能が著しく低下している。これに対して上述した母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔの形状情報に基づき対象翼Ｂｔの形状情報を決定した場合、対象翼Ｂｔの無次元性能（図１０（ｂ）中、破線で示す）は、図１０（ｂ）の実線で示す無次元化された性能と同等又は非常に近い性能となる。
【００５０】
したがって、上述した実施形態によれば、予め決定された対象翼Ｂｔのボス比と、母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔのボス比とがそれぞれ等しくなるので、母型翼Ｂｂの翼高さ方向各位置と母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔの翼高さ方向各位置とをそれぞれの実際の翼高さに応じた比例定数により無次元化して対応付けできるため、母型翼Ｂｂおよび母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔの形状に基づき対象翼の形状を容易に決定することができる。
【００５１】
また、母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔの形状情報に基づき対象翼Ｂｔの形状情報を決定することで、母型翼Ｂｂの無次元性能の大部分に寄与するチップ側の形状情報を利用でき、とりわけ母型翼Ｂｂの翼高さ方向に沿う重心Ｏの軸周りの角度変化であるスタッガ角ξの形状情報のうち、母型翼Ｂｂのチップ側のスタッガ角ξの形状情報を対象翼Ｂｔの形状情報に反映させることができるため、母型翼Ｂｂのチップ側のスタッガ角ξの形状情報を対象翼の形状情報に反映させない場合と比較して、母型翼の無次元性能に対象翼の無次元性能を近づけることができる。
【００５２】
さらに、母型翼Ｂｂのアスペクト比と、母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔのアスペクト比とが等しくなるようにチップ側部分Ｐｔの翼弦長の形状情報が調整されるので、母型翼Ｂｂのアスペクト比と対象翼Ｂｔのアスペクト比とが一致して、母型翼Ｂｂの無次元性能と対象翼Ｂｔの無次元性能とをより近づけることができる。
【００５３】
さらに、チップ側部分Ｐｔの形状情報すなわち、チップ端ｔからカット位置Ｃｕまでの母型翼Ｂｂの各位置の形状情報と対象翼Ｂｔのチップ半径Ｒｔｔまたはハブ半径Ｒｔｈとに基づき、対象翼Ｂｔのチップ端またはハブ端からの翼高さ方向各位置の形状情報を決定することができるため、無次元化された母型翼の特性と対象翼の特性とをより近づけることができる。
【００５４】
そして、母型翼Ｂｂのチップ端ｔからハブ端ｈまでの翼高さ方向各位置の前縁位置Ｆｂおよび母型翼Ｂｂのボス比の関係と、母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔの翼高さ方向各位置の前縁位置Ｆｐおよび母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔのボス比の関係とが等しくなるようにチップ側部分Ｐｔの前縁位置Ｆｐの形状情報が調整されるので、母型翼Ｂｂの前縁形状と、決定された対象翼Ｂｔの前縁形状とが相似形となり、母型翼Ｂｂの無次元性能と対象翼Ｂｔの無次元性能とをより近づけることができる。
【００５５】
また、母型翼Ｂｂのチップ端ｔからハブ端ｈまでの翼高さ方向各位置の後縁位置Ｒｂおよび母型翼Ｂｂのボス比の関係と、母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔの翼高さ方向各位置の後縁位置Ｒｐおよびチップ側部分Ｐｔのボス比の関係とが等しくなるようにチップ側部分Ｐｔの形状情報が調整されるので、母型翼Ｂｂの後縁形状と、対象翼Ｂｔの後縁形状とが相似形になり母型翼Ｂｂの無次元性能と対象翼Ｂｔの無次元性能とをより近づけることができる。
【００５６】
そして、母型翼Ｂｂの翼高さ方向各位置の最大厚み比（ｔｍ／Ｃ）と、母型翼Ｂｂのチップ側部分Ｐｔの翼高さ方向各位置の最大厚み比（ｔｍ’／Ｃ’）とが等しくなるようにチップ側部分Ｐｔの最大厚みｔｍ’の形状情報が調整されるので、母型翼Ｂｂの翼高さ方向各位置の最大厚み比と、これに対応する対象翼Ｂｔの翼高さ方向各位置の最大厚み比とが一致し、母型翼Ｂｂの無次元性能と対象翼Ｂｔの無次元性能とをより近づけることができる。
【００５７】
また、母型翼Ｂｂの翼高さ方向各位置のキャンバ角と、母型翼Ｂｂの翼高さ方向各位置に対応するチップ側部分Ｐｔの翼高さ方向各位置のキャンバ角とが等しくなるように、チップ側部分Ｐｔのキャンバ角の形状情報が調整されるので、例えば、翼弦長が短いにもかかわらず過度なキャンバ角が設定されて対象翼Ｂｔの周囲を流体が通過する際に生じる摩擦損失が大きくなったり、サージ限界が低下して対象翼Ｂｔの性能が低下するのを防止することができるため、母型翼Ｂｂの無次元性能と対象翼Ｂｔの無次元性能とをより近づけることができる。
【００５８】
なお、図１１に示すように、上記実施形態の翼形状決定システム１で形状情報が決定された対象翼Ｂｔのピッチコード比ＰＣＲｔ（＝翼ピッチＰｔ／翼弦長Ｃ’）を母型翼のピッチコード比ＰＣＲｂ（＝翼ピッチＰ／翼弦長Ｃ）に一致させてもよい。このように対象翼ＢｔのピッチコードＰＣＲｔを母型翼のピッチコードＰＣＲｂに一致させることで、対象翼Ｂｔを有するファン装置の無次元性能を、さらに母型翼Ｂｂを有するファン装置の無次元性能に近づけることができる。但し、ピッチコード比ＰＣＲｔをピッチコード比ＰＣＲｂに一致させて対象翼Ｂｔの枚数に小数点以下の端数が出る場合は、この端数を切り捨てる。
【００５９】
また、上述した実施形態では、母型翼Ｂｂの前縁位置Ｆｂ、後縁位置Ｒｂ、アスペクト比、最大厚み比、および、キャンバ角の全てを用いてチップ側部分Ｐｔの形状情報を調整して対象翼Ｂｔの形状情報を決定する場合について説明したが、これら前縁位置Ｆｂ、後縁位置Ｒｂ、アスペクト比、最大厚み比、および、キャンバ角のうち少なくとも何れか一つを用いればよく、また、これらを適宜組み合わせて用いても良い。
【００６０】
さらに、上述した実施形態では、チップ端ｔを基準としてカット位置Ｃｕを求めたが、ハブ端ｈを基準にカット位置Ｃｕを求めてもよい。
また、上記実施の形態では流体機械としてファン装置を一例に説明したが、軸流型の流体機械であればよくファン装置に限られるものではない。
【符号の説明】
【００６１】
１２  母型翼形状情報取得手段
１３  対象翼形状決定手段
Ｂｔ  対象翼
Ｒｔｔ  チップ半径
Ｒｔｈ  ハブ半径
Ｂｂ  母型翼
Ｃｕ  カット位置
Ｐｔ  チップ側部分
ｔ  チップ端
ステップＳ０５  母型翼形状情報取得工程
ステップＳ０６  対象翼形状情報決定工程
【図１】
2011038472.tif 000004
【図２】
2011038472.tif 000005
【図３】
2011038472.tif 000006
【図４】
2011038472.tif 000007
【図５】
2011038472.tif 000008
【図６】
2011038472.tif 000009
【図７】
2011038472.tif 000010
【図８】
2011038472.tif 000011
【図９】
2011038472.tif 000012
【図１０】
2011038472.tif 000013
【図１１】
2011038472.tif 000014