(57)【要約】【課題】空気調和機用送風機羽根車のファン効率の向上を図る。【解決手段】略円錐台状のハブに複数枚の羽根を設けてなる斜流送風機羽根車において、羽根の外周側弦長がハブ側弦長より長くて、前記円錐台の中心線上に頂点を持ち、これを起点とする円錐で、前記の羽根を切断して展開した円錐座標における前記羽根の断面形状において、反り線の最大反り高さを円弧翼の場合の最大反り高さより低くして、且つ、前記羽根の半径方向に渡って、最大反り高さと円弧翼の場合の最大反り高さとの比ｒを一定になるように構成したものである。【選択図】　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円錐台状のハブに複数枚の羽根を設けてなる斜流送風機羽根車において、前記羽根の外周側弦長がハブ側弦長より長くて、前記円錐台の中心線上に頂点を持ち、これを起点とする円錐で、前記の羽根を切断して展開した円錐座標における前記羽根の断面形状において、反り線の最大反り高さを前記羽根断面に対応する円弧翼の最大反り高さより低くして、且つ、前記羽根の半径方向に渡って、最大反り高さと円弧翼の最大反り高さとの比ｒを一定にした空気調和機用送風機羽根車。
【請求項２】
反り線の反り高さの位置が、すべての半径方向に渡って、円弧翼の場合より前縁寄りに存在するように構成した請求項１記載の空気調和機用送風機羽根車。
【請求項３】
羽根の反り線に厚翼の翼型を重畳して、その最大厚みｔと弦長Ｃとの比ｔ／Ｃが、５％から１２％の範囲となるように前縁側が尖った翼型の羽根形状として、且つ、最大厚みを前記羽根の半径方向に渡って一定或いは、外周に向かうにしたがって厚みを減少させる構成にした請求項１または２に記載の空気調和機用送風機羽根車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機の送風機に用いられる斜流羽根を備えた送風機羽根車に関するもので、特に、同羽根車の羽根の断面形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１にあるように従来の軸流送風機は、第８および９図に示すような構成になっていた。すなわち、円筒状のハブ１２に複数枚の厚翼の翼型をした羽根１１を放射状に設けて軸流送風機羽根車１０を構成していた。
【０００３】
軸流送風機羽根車１０を円筒座標Ｂで切断して展開した厚翼の翼型をした羽根は、第９図の羽根１３のような形状をしていた。すなわち、反り線１４の最大反り高さの位置は前縁から弦長の４０％から５０％の位置にしていた。また、その反り線１４を２つの２次曲線にて構成していた。また、翼型の最大厚みを、前縁から弦長の３０％から４０％の位置にするというものである。
【０００４】
この軸流送風機１０を適当なケ−シングに納めて回転させることにより送風作用を生じるようにしていた。
また斜流送風機の羽根車については例えば特許文献２に開示されているものがある。通常の斜流羽根車の構成と異なり、剥離点をより後縁寄りにずらすため、反り線の最大反り高さの位置が前縁と後縁の中央よりも後縁側に寄った反り形状に構成されたものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２３４８９３号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１−９６４９９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の軸流送風機の構成では、羽根１１の反り線１４の最大反り高さの位置と、厚翼の翼型の最大厚みの位置を規定しただけである。これでは、反り線を円弧翼として最大反り高さの位置のみをずらしたものであり、且つ、羽根の半径方向の分布に関しては、何の記載もないものである。また、羽根１３の翼型の最大厚み位置を規定したに過ぎない。
【０００８】
そもそも、反り線は送風機の空力性能を規定する重要な要因である。最大反り高さの位置を前縁から弦長の４０％から５０％にしただけで、羽根の半径方向への分布を規定していなければ、充分な空力性能の向上、即ち、ファン効率の向上は望めない。
【０００９】
羽根１３の翼型の最大厚み位置は、送風機の騒音性能に影響を与える要因である。この位置を前縁から弦長の３０％から４０％位置にすると言うことは、ＮＡＣＡの翼列デ−タにも開示されていることであり、低騒音への効果も薄いものであることが、既知の事柄として我々の実験より判明している。
【００１０】
また上記従来の斜流送風機の構成においても、前縁から後縁までの翼断面についての形状特徴のみの開示であり、羽根の半径方向への分布については一切記載されていない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、略円錐台状のハブに複数枚の羽根を設けてなる斜流送風機羽根車において、羽根の外周側弦長がハブ側弦長より長くて、前記円錐台の中心線上に頂点を持ち、これを起点とする円錐で、前記の羽根を切断して展開した円錐座標における前記羽根の断面形状において、反り線の最大反り高さを前記羽根断面に対応する円弧翼の最大反り高さより低くして、且つ、前記羽根の半径方向に渡って、最大反り高さと円弧翼の最大反り高さとの比ｒを一定にした空気調和機用送風機羽根車を提供するものである。
【００１２】
上記構成によって、セパレ−ト型空気調和機の室外機で定常運転されている時の斜流送風機羽根車に対する、流入空気の状態は定常状態で一定である。そこで、円弧翼の場合より反り高さが低いので、流入空気に対して反り線が円弧翼の場合より流線型の度合いが強まる。このことによって、羽根への抗力が低くなり、ファン効率が向上する。この効果が、羽根の半径方向に渡って成立する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、略円錐台状のハブに複数枚の羽根を設けてなる斜流送風機羽根車において、羽根の外周側弦長がハブ側弦長より長くて、前記円錐台の中心線上に頂点を持ち、これを起点とする円錐で、前記の羽根を切断して展開した円錐座標における前記羽根の断面形状において、反り線の最大反り高さを前記羽根断面に対応する円弧翼の最大反り高さより低くして、且つ、前記羽根の半径方向に渡って、最大反り高さと円弧翼の最大反り高さとの比ｒを一定にした空気調和機用送風機羽根車を提供するものである。なおここでいう前記羽根断面に対応する円弧翼とは、専門家にはよく知られているように、前記円錐座標における羽根断面において、前縁点と前縁における入口角と後縁における出口角とを与えて決定される単一円弧翼のことを意味する。
【００１４】
そして、この構成によれば、セパレ−ト型空気調和機の室外機で定常運転されている時の斜流送風機羽根車に対する、流入空気の状態は定常状態で一定である。そこで、円弧翼の場合より反り高さが低いので、流入空気に対して反り線が円弧翼の場合より流線型の度合いが強まる。このことによって、羽根への抗力が低くなり、ファン効率（静圧効率）が向上する。この効果が、羽根の半径方向に渡って成立する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、反り線の最大反り高さの位置が、すべての半径方向に渡って、円弧翼の場合より、すなわち弦長の中央点より前縁寄りに存在するように構成した空気調和機用送風機羽根車を提供するものである。そして、この構成により次の効果を奏する。一般に、羽根は前縁から最大反り高さ位置までで徐々に圧力が低下し、最大反り高さ位置を過ぎた部分から逆に圧力が上昇する。そこで、騒音よりファン効率（静圧効率）の観点から、羽根のどの半径方向によっても、この構成なので、羽根での昇圧部分の弦長と範囲を大きくとることができる。これにより、空気調和機用送風機羽根車の仕事としての回転数当たりのヘッドを大きくできるので、結果的にファン効率が向上することになる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、斜流送風機羽根車の円錐台の中心線上に頂点を起点とする円錐で、この羽根を切断して展開した座標におけるこの羽根の断面形状において、反り線に厚翼の翼型を重畳して、その最大厚みｔと弦長Ｃとの比ｔ／Ｃが、５％から１２％の範囲となるように前縁側が尖った翼型の羽根形状として、且つ、最大厚みをこの羽根の半径方向に渡って一定或いは、外周に向かうにしたがって厚みを減少させる構成にした空気調和機用送風機羽根車を提供するものである。そして、この構成によって、厚さが一定の薄翼に比較して、厚翼の翼型形状をした羽根により、流れの剥離が防止されて、低騒音効果を発揮する事ができて、ファン効率の向上と両立できることになる。さらに、翼型の最大厚みが半径方向に渡って一定か、もしくは、外周よりほど細くなるので、回転時の強度に対しても安全性が高い。
【００１７】
【実施例】
以下に、本発明の一実施例の斜流送風機羽根車について、図面を参照して説明する。
【００１８】
（実施例１）
本発明の第１の実施例を図１から図４を用いて説明する。
図１は空調用の斜流送風機羽根車の斜視図、図２は、同羽根車の平面図、図３は同羽根車の子午面、図４は同羽根車を図３のＯ１−Ａの円錐で切断して展開した円錐座標上の反り線の図である。
【００１９】
図に示すように、略円錐台状のハブ３に複数枚の薄翼の羽根２を設けてなる斜流送風機羽根車１において、羽根２の外周側弦長がハブ側弦長より長くて、円錐台の中心線Ｏ１−Ｏ２上に頂点を持ち、これを起点とする円錐Ｏ１−Ａで、前記の羽根２を切断して展開した円錐座標７における羽根２の断面形状において、反り線６の最大反り高さｈを円弧翼の場合の最大反り高さより低くして、且つ、前記羽根の半径方向に渡って、最大反り高さと円弧翼の最大反り高さとの比ｒを一定にしたものである。
【００２０】
なお従来の円弧翼およびこの円弧翼の最大反り高さを確認のために図１０を使用して次に定義する。一般に翼弦長Ｌが決まり、前縁における反り線の接線と前縁の回転軌跡線の接線との間に形成される入口角αと、後縁における反り線の接線と後縁の回転軌跡線の接線との間に形成される出口角βとが求まると、円弧翼は一義的に定義される。そして円弧翼の最大反り高さｈ１とは、翼弦長Ｌの５０％位置における反り線の高さである。
【００２１】
斜流送風機羽根車１のハブ３にモ−タシャフトを固定して、適切なケ−シングに納め、モ−タにより回転させることで送風作用を生じることは、勿論である。このとき、空気の殆どは、羽根２の前縁４より流入し、後縁５より流出して、空力仕事を行う。
【００２２】
そして、上記構成によって、セパレ−ト型空気調和機の室外機で定常運転されている時の斜流送風機羽根車１に対する、流入空気の状態は定常状態で一定である。そこで、円弧翼の場合より反り高さが低いので、流入空気に対して反り線６が円弧翼の場合より流線型の度合いが強まる。このことによって、羽根への抗力が低くなり、ファン効率が向上する。この効果が、羽根の半径方向に渡って成立する。
【００２３】
外径Φ４１５の薄翼の斜流送風機をセパレ−ト型空気調和機の室外機で、実験したところ、反り線が円弧翼の場合に比較して、ｒ＝最大反り高さ／円弧翼の最大反り高さ＝０．６の反り線を用いた斜流送風機羽根車１は、効率比で６％優れ、同一風量当たりの回転数比は、約５％増加する。しかし、騒音は、０．４ｄＢ増加することが判明している。
【００２４】
また、この構成と効果は空調用の軸流送風機においても成立する。
（実施例２）
本発明の第２の実施例を図５を用いて説明する。
【００２５】
図５は、同羽根車を図２のＯ１−Ａの円錐で切断して展開した円錐座標上の反り線の図である。
図に示すように、斜流送風機羽根車１の円錐台の中心線上Ｏ１−Ｏ２に頂点を起点とする円錐で、羽根２を切断して展開した円錐座標７における羽根２の断面形状において、反り線６の最大反り高さの位置Ｌが、すべての半径方向に渡って、円弧翼の場合より前縁寄りに存在するように構成した空気調和機用送風機羽根車を提供するものである。即ち、Ｌ／Ｃ＜０．５である。ただし、Ｃは羽根の弦長である。
【００２６】
そして、上記構成によって、次の効果を奏する。一般に、羽根２は前縁４から最大反り高さ位置までで徐々に圧力が低下し、最大反り高さ位置を過ぎた部分から逆に圧力が上昇する。そこで、騒音よりファン効率の観点から、羽根２のどの半径方向によっても、この構成なので、羽根での昇圧部分の弦長と範囲を大きくとることができる。これにより、空気調和機用送風機の斜流送風機羽根車１の仕事としての回転数当たりのヘッドを大きくできるので、結果的にファン効率が向上することになる。
【００２７】
外径Φ４１５の薄翼の斜流送風機をセパレ−ト型空気調和機の室外機で、実験したところ、反り線が円弧翼の場合に比較して、Ｌ／Ｃ＝０．３の反り線を用いた斜流送風機羽根車１は、効率比で３％優れ、同一風量当たりの回転数比は、約３％増加する。しかし、騒音は、０．４ｄＢ増加する事が、判明している。
【００２８】
また、この構成と効果は空調用の軸流送風機においても成立する。
（実施例３）
本発明の第３の実施例を図６および７を用いて説明する。
【００２９】
図６は、同羽根車を図３のＯ１−Ａの円錐で切断して展開した円錐座標上の反り線の図である。図７は、翼型の最大厚みｔと弦長Ｃの比と、騒音低減効果を記した、外径Φ４１５の斜流送風機羽根車１をセパレ−ト型空気調和機の室外機で実験した時の、デ−タである。
【００３０】
図に示すように、斜流送風機羽根車１の円錐台の中心線Ｏ１−Ｏ２上に頂点を起点とする円錐で、羽根２を切断して展開した座標７における羽根２の断面形状において、反り線６に厚翼の翼型８を重畳して、その最大厚みｔと弦長Ｃとの比ｔ／Ｃが、５％から１２％の範囲となるように前縁４側が尖った翼型８の羽根形状として、且つ、最大厚みを羽根２の半径方向に渡って一定、或いは、外周に向かうにしたがって厚みを減少させる構成にした空気調和機用送風機の斜流送風機羽根車を提供するものである。
【００３１】
そして、この構成によって、厚さが一定の薄翼に比較して、厚翼の翼型形状をした羽根により、流れの剥離が防止されて、低騒音効果を発揮する事ができて、ファン効率の向上と両立できることになる。図７より、ｔ／Ｃが５％から低騒音効果を発揮し始め、約１２％でその効果が飽和しているのが判る。
【００３２】
さらに、翼型８の最大厚みｔが半径方向に渡って一定か、もしくは、外周よりほど細くなるので、回転時の強度に対しても安全性が高い。
また、この構成と効果は空調用の軸流送風機においても成立する。
【００３３】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、請求項１に記載の発明は、略円錐台状のハブに複数枚の羽根を設けてなる斜流送風機羽根車において、羽根の外周側弦長がハブ側弦長より長くて、この円錐台の中心線上に頂点を持ち、これを起点とする円錐で、この羽根を切断して展開した円錐座標における前記羽根の断面形状において、反り線の最大反り高さを円弧翼の最大反り高さより低くして、且つ、この羽根の半径方向に渡って、最大反り高さと円弧翼の最大反り高さとの比ｒを一定にした空気調和機用送風機羽根車を提供するものである。そして、この構成によれば、セパレ−ト型空気調和機の室外機で定常運転されている時の斜流送風機羽根車に対する、流入空気の状態は定常状態で一定である。そこで、円弧翼より反り高さが低いので、流入空気に対して反り線が円弧翼より流線型の度合いが強まる。このことによって、羽根への抗力が低くなり、ファン効率が向上する。この効果が、羽根の半径方向に渡って成立する。
【００３４】
請求項２に記載の発明は、反り線の最大反り高さの位置が、すべての半径方向に渡って、円弧翼の場合より前縁寄りに存在するように構成した空気調和機用送風機羽根車を提供するものである。そして、この構成により次の効果を奏する。一般に、羽根は前縁から最大反り高さ位置までで徐々に圧力が低下し、最大反り高さ位置を過ぎた部分から逆に圧力が上昇する。そこで、騒音よりファン効率の観点から、羽根のどの半径方向によっても、この構成なので、羽根での昇圧部分の弦長と範囲を大きくとることができる。これにより、空気調和機用送風機羽根車の仕事としての回転数当たりのヘッドを大きくできるので、結果的にファン効率が向上することになる。
【００３５】
請求項３に記載の発明は、斜流送風機羽根車の円錐台の中心線上に頂点を起点とする円錐で、この羽根を切断して展開した座標におけるこの羽根の断面形状において、反り線に厚翼の翼型を重畳して、その最大厚みｔと弦長Ｃとの比ｔ／Ｃが、５％から１２％の範囲となるように前縁側が尖った翼型の羽根形状として、且つ、最大厚みをこの羽根の半径方向に渡って一定或いは、外周に向かうにしたがって厚みを減少させる構成にした空気調和機用送風機羽根車を提供するものである。そして、この構成によって、厚さが一定の薄翼に比較して、厚翼の翼型形状をした羽根により、流れの剥離が防止されて、低騒音効果を発揮する事ができて、ファン効率の向上と両立できることになる。さらに、翼型の最大厚みが半径方向に渡って一定か、もしくは、外周よりほど細くなるので、回転時の強度に対しても安全性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の斜流送風機羽根車の斜視図。
【図２】本発明の第１の実施例の斜流送風機羽根車の平面図。
【図３】本発明の第１の実施例の斜流送風機羽根車の子午面。
【図４】本発明の第１の実施例の斜流送風機羽根車を図３のＯ１−Ａの円錐で切断して展開した円錐座標上の反り線の図。
【図５】本発明の第２の実施例の斜流送風機羽根車を図３のＯ１−Ａの円錐で切断して展開した円錐座標上の反り線の図。
【図６】本発明の第３の実施例の斜流送風機羽根車を図３のＯ１−Ａの円錐で切断して展開した円錐座標上の反り線の図。
【図７】本発明の第３の実施例の斜流送風機羽根車の羽根に用いた翼型の最大厚みｔと弦長Ｃの比と、騒音低減効果を記した、外径Φ４１５の羽根車のセパレ−ト型空気調和機の室外機における実験デ−タ。
【図８】従来の軸流送風機羽根車の平面図。
【図９】従来の軸流送風機羽根車の子午面。
【図１０】従来の円弧翼の斜流送風機羽根車において図６に対応する反り線の図。
【符号の説明】
１　　斜流送風機羽根車
２　　羽根
３　　ハブ
４　　前縁
５　　後縁
６　　反り線
７　　円錐座標
８　　翼型
Ｃ　　弦長
【図１】
2004003447.tif 000003
【図２】
2004003447.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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