(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブの周囲に複数枚の翼を設け、前記翼の半径方向の断面形状を外周側では風上側に対して凹形状の曲線で、ハブ側では風上側に対して凸形状の曲線にて構成してなる空調用送風機羽根車において、
前記外周側における凹形状曲線は略円弧状をなし、半径方向断面が前記翼の前縁側から後縁側に向かうにつれて、その曲率半径の値が大きくなることを特徴とする空調用送風機羽根車。
【請求項２】
前記曲率半径は、翼の前縁側の半径方向断面部、翼の弦長の中央付近の半径方向断面部、翼の後縁側の半径方向断面部の順にその値が大きくなることを特徴とする請求項１記載の空調用送風機羽根車。
【請求項３】
翼の半径方向断面部における翼の後縁側の曲率半径が、翼の前縁側の曲率半径の少なくとも２倍であることを特徴とする請求項１記載の空調用送風機羽根車。
【請求項４】
さらに、翼の前縁を羽根車の回転軌跡の形状で前記外周側では風上側に対して凹形状の曲線にしたことを特徴とする請求項１記載の空調用送風機羽根車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機になどの送風機に用いられる翼を備えた空調用送風機羽根車に関するもので、特に、同羽根車の翼の形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の薄翼の羽根を有する空調用送風機羽根車２１は図６および図７に示すような構成になっていた。同じように略円錐台状のハブ２５の周囲に複数枚の薄翼でできた翼２４を放射状に設けて構成していた。
【０００３】
翼２４の前縁２２を、空調用送風機羽根車２１の回転軌跡の形状図である図６において、ハブ２５の外周部と翼２４の外周端２３との中点付近（Ｆ−Ｆ）より外周側では風上側に対して凹形状の曲線に、この中点付近よりハブ側では風上側に対して凸形状の曲線になるように構成している。さらに、翼２４の前縁２２だけでなく、翼２４の半径方向の断面形状を、上記中点付近より外周側では風上側に対して凹形状の曲線で、上記中点付近よりハブ２６側は風上側に対して凸形状の曲線にて構成している。しかし、上記中点付近より外周側では風上側に対して凹形状である曲線の図７に示される曲率半径ｒ4が、空調用送風機羽根車２１のどの半径方向断面部においても、おおよそ同じ値にて、羽根車が構成されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、翼２４の半径方向の断面形状において、中点付近（Ｆ−Ｆ）より外周側では風上側に対して凹形状である曲線の曲率半径ｒ4が、空調用送風機羽根車２１のどの半径方向断面部においても、おおよそ同じ値にて、羽根車が構成されていたために、送風機運転時に、翼２４の外周端２３側の付近で発生し後縁付近で翼の負圧面から剥離する翼端渦の制御には限界があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、羽根車の静圧効率の向上を図る空調用送風機羽根車を提供することを目的としている。
【０００６】
【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、後縁付近で翼の負圧面から剥離する翼端渦を拘束しないような羽根車形状にしたものである。すなわち、ハブの周囲に複数枚の翼を設け、翼の半径方向の断面形状を外周側では風上側に対して凹形状の曲線にし、ハブ側では風上側に対して凸形状の曲線し構成した空調用送風機羽根車において、外周側における凹形状曲線は略円弧状をなし、半径方向断面が翼の前縁側から後縁側に向かうにつれて、その曲率半径の値が大きくなることを特徴とするものである。
【０００７】
また半径方向断面の代表値として、翼前縁側、翼弦長中央付近および翼後縁側の断面部を取り上げたとき、それぞれの曲率半径がこの順に大きく構成するものである。
【０００８】
また、翼後縁側と翼前縁側における曲率半径の比率は少なくとも２倍としたものである。
さらに、翼の前縁を羽根車の回転軌跡の形状で外周側では風上側に対して凹形状の曲線にしたものである。
【０００９】
翼外周端とケーシング間の隙間を通って翼風下側の圧力面から風上側の負圧面に向かう洩れ流れにより、翼の外周付近の負圧面で発生生成した翼端渦が翼回転の反対方向に前縁側から後縁側に流れる過程て後縁付近で負圧面から剥離するのであるが、上記構成により、後縁側で曲率を小さくした、すなわち曲率半径を大きくした本発明の羽根車形状では、後縁付近で翼端渦が負圧面から剥離するとき羽根車形状に干渉されずに翼端渦の剥離がおこる。すなわち、後縁寄りの凹部で翼端渦の剥離が阻害されないので、翼端渦の剥離に空力損失が発生しないのである。このため空調用送風機の効率向上が図れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、翼の前縁を、この空調用送風機羽根車の回転軌跡の形状でハブと翼の外周端との中点付近より外周側では風上側に対して凹形状の曲線に、中点付近よりハブ側では風上側に対して凸形状の曲線になるように構成し、かつ、翼の半径方向の断面形状を、中点付近より外周側では風上側に対して凹形状の曲線で、中点付近よりハブ側は風上側に対して凸形状の曲線にて構成してなる空調用送風機羽根車において、中点付近より外周側では風上側に対して凹形状である曲線の曲率半径が、翼の前縁側の半径方向断面部、翼の弦長の中央付近の半径方向断面部、翼の後縁付近の半径方向断面部の順に、その値が大きくなるようにして、構成したものである。
【００１１】
上記構成によって、翼の圧力面から負圧面に向かう洩れ流れにより、翼の外周付近の負圧面に発生する翼端渦の生成を翼自体の上記の凹状の曲線部で促進させて低騒音化が図れるのである。すなわち、翼端渦は、翼の負圧面に発生するが、翼の弦長の中央付近より後縁よりの位置で、翼の負圧面から剥離するのであるが、この凹形状である曲線の曲率半径が、翼の前縁側の半径方向断面部、翼の弦長の中央付近の半径方向断面部、翼の後縁付近の半径方向断面部の順に、その値が大きくなるように構成されているので、この翼端渦の剥離現象が阻害されないのである。このことで、剥離損失が減少して更なる効率の向上が図れるのである。
【００１２】
【実施例】
以下に本発明の空調用送風機羽根車について、図１〜図５を用いて説明する。図１は空調用送風機羽根車の平面図、図２は同羽根車の回転軌跡を示す部分図、図３（ａ）は同羽根車の前縁側半径方向断面図（図１のＡ−Ｏ断面）、図３（ｂ）は同羽根車の翼の弦長の中央付近の半径方向断面図（図１のＢ−Ｏ断面図）、図３（ｃ）は同羽根車の後縁側半径方向断面図（図１のＣ−Ｏ断面）、図４は同羽根車の動作状態を示す模式図、さらに図５は同羽根車の翼端渦の状態を示す模式図である。
【００１３】
図１に示すように、空調用送風機羽根車１は、断面が略円錐台状のハブ３を中心にして薄断面の翼２を放射状に３枚設けている。そして、図４のように、空調用送風機羽根車１のハブ３の回転軸中心にモ−タ１０のシャフトを固定して、翼外周端の回転軌跡に沿うような適切なケ−シング９に納め、モ−タ１０により回転させることによって送風作用を生じるようにしている。この時、空気の殆どは図１に示す翼２の前縁４より流入して、後縁５より流出して空力仕事を行う。
【００１４】
ここで、図２に示すように、翼２の前縁４を、この空調用送風機羽根車の回転軌跡の形状で翼２のハブ３への付け根部と翼２の外周端６との中点線Ｅ−Ｅ付近より外周側では風上側に対して凹形状の曲線に、中点線Ｅ−Ｅ付近よりハブ３側では風上側に対して凸形状の曲線になるように構成している。線Ｄ−Ｄは羽根車の回転中心線を示している。
【００１５】
また、図３（ａ），（ｂ）および（ｃ）に示すように、翼２の半径方向の断面形状を、中点線Ｅ−Ｅ付近より外周端６側では風上側に対して凹形状の曲線で、中点線Ｅ−Ｅ付近よりハブ３側は風上側に対して凸形状の曲線にて構成している。かつ、中点線Ｅ−Ｅ付近より外周側では風上側に対して凹形状である曲線の曲率半径が、翼２の前縁４側の半径方向断面部、翼２の弦長の中央付近の半径方向断面部、翼２の後縁５付近の半径方向断面部の順に、その値が大きくなるようにして構成したものである。すなわち、翼２の前縁４側の半径方向断面部の曲率半径をｒ1、翼２の弦長の中央付近の半径方向断面部の曲率半径をｒ2、翼２の後縁５付近の半径方向断面部の曲率半径をｒ3としたとき、曲率半径の大きさの関係がｒ1＜ｒ2＜ｒ3となるように構成したものである。
【００１６】
また以上の曲率半径の大きさの関係は３つの半径方向断面部で代表させて説明したが、任意の半径方向断面部における曲率半径は断面部位置との関係で上記３点を含み円滑に内挿されるものであることは空力の点から考えて当然である。
【００１７】
そして、上記の構成によって、図３および図５に示すように、風下側である翼２の圧力面８から風上側である負圧面７に向かい、翼外周端６とケーシング９間を通過する洩れ流れが生じる。これにより翼２の外周付近の負圧面７に発生する翼端渦１１の生成を翼２自体の上記の凹状の曲線部で促進させて低騒音化が図れるのである。しかし、翼端渦１１は、翼の負圧面７に発生するが、従来の翼形状では、翼２の弦長の中心付近より後縁５よりの位置で、翼の負圧面７から剥離する傾向にある。しかし、本実施例では以上のように凹形状である曲線の曲率半径が、翼２の前縁４側の半径方向断面部、翼２の弦長の中心付近の半径方向断面部、翼２の後縁５付近の半径方向断面部の順に、その値が大きくなるようにして、翼２の後縁５付近の半径方向断面部側の曲率半径ｒ3が充分に大きくしているので、後縁付近の凹部は、この翼端渦１１の剥離現象が阻害されることはない。したがって、渦剥離による損失が減少して更なる効率の向上が図れるのである。
【００１８】
熱交換器と前面グリルと圧縮機などから構成された空気調和機の室外機において、従来型の羽根車と本発明による羽根車とを比較したデータは下記のとおりである。
【００１９】
従来型および本発明の羽根車とも、２翼で翼の外径が４１５ｍｍ、ボスの風上側の外径が１０４ｍｍ、ボスの風下側の外径が１６１ｍｍのもので比較実験をした。
【００２０】
従来型の羽根車の羽根形状は、半径方向断面部の前縁側、中央付近および後縁側における曲率半径は一定でいずれも約１３０ｍｍとしたものを使用した。
本発明の構成による羽根車の羽根形状は、半径方向断面部の前縁側における曲率半径は比較のため従来のものと同じ約１３０ｍｍとし、後縁側における曲率半径は約３２０ｍｍとし、中央付近ではその中間の曲率半径としたものを使用した。
【００２１】
以上の羽根車において動作点効率を実験で比較したところ、本発明による空調用送風機羽根車は従来型のものに比べて約１０％の向上がみられた。
また、この空調用送風機羽根車１の翼枚数は、２枚でも３枚でも４枚でもよく、一般的に複数枚であればよい。
【００２２】
【発明の効果】
上記実施例からも明らかなように、本発明は、翼の前縁を、この空調用送風機羽根車の回転軌跡の形状でハブと翼の外周端との中点付近より外周側では風上側に対して凹形状の曲線に、中点付近よりハブ側では風上側に対して凸形状の曲線になるように構成し、かつ、翼の半径方向の断面形状を、中心付近より外周側では風上側に対して凹形状の曲線で、中点付近よりハブ側は風上側に対して凸形状の曲線にて構成してなる空調用送風機羽根車において、中点付近より外周側では風上側に対して凹形状である曲線の曲率半径が、翼の前縁側の半径方向断面部から、翼の弦長の中央付近の半径方向断面部を経て翼の後縁付近の半径方向断面部に至るにつれ、その値が大きくなるよう構成したものである。
【００２３】
上記構成によって、翼の圧力面から負圧面に向かう洩れ流れにより、翼の外周付近の負圧面に発生する翼端渦の生成を翼自体の上記の凹状の曲線部で促進させて低騒音化が図れるのである。翼端渦は、翼の負圧面に発生するが、翼の弦長の中央付近より後縁よりの位置で、翼の負圧面からの翼端渦の剥離現象が阻害されないので、剥離にともなう空力損失が減少して更なる効率の向上が図れるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の空調用送風機羽根車の平面図を示す。
【図２】同羽根車の回転軌跡を示す部分図である。
【図３】（ａ）は同羽根車の前縁側半径方向断面図（図１のＡ−Ｏ断面）を示し、（ｂ）は同羽根車の翼の弦長の中央付近の半径方向断面図（図１のＢ−Ｏ断面）を示し、（ｃ）は同羽根車の後縁側半径方向断面図（図１のＣ−Ｏ断面）を示す。
【図４】同羽根車の動作状態を示す模式図である。
【図５】同羽根車の翼端渦の状態を示す模式図である。
【図６】従来の空調用送風機羽根車の回転軌跡を示す部分図である。
【図７】従来の空調用送風機羽根車の半径方向断面図である。
【符号の説明】
1    空調用送風機羽根車
2    翼
3    ハブ
4    前縁
5    後縁
6    外周端
7    負圧面
8    圧力面
【図１】
0003960776.tif 000002
【図２】
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【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】
0003960776.tif 000008