JPH01193099A

JPH01193099A - 遠心送風機の羽根車

Info

Publication number: JPH01193099A
Application number: JP1629388A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyazaki; 啓宮崎; Naoteru Hashizume; 橋詰　直輝; Takehide Matsumoto; 健秀松本
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1988-01-27
Filing date: 1988-01-27
Publication date: 1989-08-03

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）この発明は空調装置等に用いられる遠心送風機の羽根車
に関する。

（従来の技術）遠心送風機の羽根車には、羽根車の外周に軸方向に長く
延出した複数の羽根が取付られており、羽根車はその回
転により内側から取り入れた空気を外側に吹き出すもの
である。

この種の遠心送風機の羽根車には、従来−様な肉厚の羽
根が設けられていたが、騒音の低減及び効率の向上を図
るために、例えば特開昭６０−１５６９９７号公報には
、肉厚を内側から外側へ次第に小さくなるように形成す
る構成が提案されている。この公報に開示された羽根車
によれば、羽根に沿って流れる空気流の剥離を減少する
とともに羽根付近の乱流の発生を少なくすることができ
る。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、遠心送風機における騒音および効率の低
下は、単に羽根に沿って流れる空気の流れ状態に起因す
るだけでなく、空気が羽根車から吹出た後に羽根車が収
納された遠心送風機のケースに吹き当たるときの状態等
にも起因すると考えられる。このため、従来の遠心送風
機の羽根車では充分に騒音を防止し、効率を向上させる
ことができないという問題点がある。

そこで、この発明は騒音を確実に防止するとともに充分
な効率の向上を図ることができる遠心送風機の羽根車を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するため、この発明の遠心送風機の羽根
車は、同一円周面上に軸線方向に延出する複数枚の羽根
を配し、互いに隣合う羽根の圧力面１１と負圧面１２と
の間に流路を形成し、遠心力によりその内側から外側へ
空気を吹き出す遠心送風機の羽根車において、第１図に
示すように、前記羽根車の羽根は翼型形状をなし、入口
端と出口端との間の羽根の長さＣに対する羽根の厚みの
最大値Ｗ、の寸法比（Ｗｍ／Ｃ）が０．１４以上０．１
６以下、入口端と出口端との間の羽根の長さＣに対する入口端と
出口端とを結ぶ線Ｓと圧力面との間の距離における最大
値Ｌ１の寸法比（Ｌｍ　／Ｃ）が０゜２以上０．３以下
、且つ前記圧いに隣合う羽根間の流路の幅寸法が羽根車の内側
から外側に次第に小さくなる構成としている。

また、前記羽根の基端における流路を形成する圧力面の
接線Ｍと羽根車の接線Ｎとのなす角度とを出口角度Ａと
するとき、出口角度Ａを５度以上２０度以下とすること
が好ましい。

更に、羽根の先端において羽根車の中心を結ぶ中心線Ｇ
の法線Ｈと該先端における圧力面の接線Ｊとのなす角度
を人口角度Ｂとするとき、入口角度Ｂは７０度以上９５
度以下とすることが好ましい。

また、羽根の基端と先端とを結ぶ線Ｓと羽根車の中心ｍ
Ｇとの成す角度を取付角度りとするとき、前記取付角度
りは３０度以上５０度以下とすることが好ましい。

（作用）上記のように構成された遠心送風機の羽根車を用いた場
合、羽根の長さＣに対する羽根の厚みＷ、の比（Ｗｍ　
／Ｃ）が０．１４より小さいと負圧面における空気の流
れる速度が小さくなって空気が剥離し、０．１６より大
きいと吸入した空気が羽根入口で衝突するために損失抵
抗が大となる。

また、羽根の長さＣに対する圧力面の距離Ｌ１の比（Ｌ
ｍ／Ｃ）が０．２より小さいと出口角度が大きくなり吹
き出された風がケースに衝突する際の衝撃が大きくなり
、０．３より大きいと負圧面での空気剥離が生じる。

更に、空気流路の幅を次第に小さくすることにより吹出
空気の流速を高めることができるから、送風効率を向上
させることができるとともに負圧面の流速が圧力面の流
速より早いこともあいまって吹出口における空気の剥離
を防止することができる。

尚、空気の出口角度Ａが２０度より大きい場合には、吹
出空気のケースに吹き当たる際の抵抗が大きくなり所定
の効果を得ることができず、５度より小さいと負圧面に
おいて空気の剥離が起こり所定の吹出風量を得ることが
できないと共に騒音の原因になる。

更に、空気の入口角度Ｂを７０度以上９５度以下に限定
することにより羽根に沿ってスムーズに空気を取り入れ
ることができるので、羽根に沿って流れる空気の乱れを
防止して、騒音の低下と効率の向上を図ることができる
。

この場合、７０度より小さいと放射状に流入する空気が
羽根の負圧面入口で衝突が起こり、吸入時の抵抗が大き
くなり、９５度より大きいと羽根の負圧面に沿って流れ
る空気が剥離して渦を生じる等の乱れが生じる。

また、取付角度りは３０度以上５０度以下が好ましく、
３０度より小さいと放射状に流入する空気が羽根の負圧
面入口で衝突し、吸入時の抵抗が大きくなり、５０度よ
り大きいと負圧面で剥離が生じ易くなる。

（実施例）以下に添付図面を参照してこの発明の実施例を詳細に説
明する。

第５図に示すように、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
の回転により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３には、第３図及び４図に示すように、その外周
面に４２枚の羽根が半径方向内側に向けて延出されてい
る。羽根車３はその軸線方向の一方に空気を取り得れる
空気取り入れ口５が形成されており、他方は壁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なっている。

羽根車３は金属材料または合成樹脂材料から型を用いて
一体成形されている。

各羽根７の形状は、第１図及び第２図に示すように、肉
厚が一様でなく基端部８と先端部９とで小さくなり、中
途部１０で厚くなるように形成されている。例えば、羽
根車の外形直径１４０ｍの場合においては、延出方向の
長さＣは１４．２鴎であり、基端部８、先端部９は路光
鈍化されており、最大羽根厚部Ｗ、は２．１鰭である。

前記羽根車の羽根は、入口端と出口端との間の羽根の長
さＣに対する羽根の厚みの最大値Ｗ、の寸法比（Ｗｍ／
Ｃ）が０．１４８に設定されている。

入口端と出口端との間の羽根の長さＣに対する、入口端
と出口端とを結ぶ線Ｓと圧力面との間の距離における最
大値し１の寸法比（Ｌｍ／Ｃ）は０゜２３である。

入口端と出口端との間の羽根の長さＣに対する、入口端
と出口端とを結ぶ線Ｓと負圧面との間の距離における最
大値Ｕ、の寸法比（Ｕ、／Ｃ）は０゜３以上０．５以下
が好ましく、この実施例では０゜３７である。

互いに隣接する羽根の圧力面１１と負圧面１２とで形成
される空気流路１３は、入口端側の寸法に対する出口端
側の寸法比が０．４以上０．８以下が好ましく、０．４
より小さいと吹出口付近で急激に吹き出すために空気の
乱れを生じ易くなり、０．８より大きいと十分な吹出圧
力を得難くなる。

この場合、第２図に示すように、空気流路１３の人口端
側において内接する円の半径Ｒ１が約７゜５鶴であり、
出口端側において内接する円の半径Ｒ１が約４．０ｆｌ
の寸法になるように形成されており、次第に空気流路１
３が狭まっており、内側の寸法に対する外側の寸法比は
約０．５３である。

出口角度（Ａ）は、この実施例では約１ｏ度に設定し、
入口角度（Ｂ）は約８５度に設定している。これは空気
流入角度が略放射状であることがら起因して設計されて
いる。

また、取付角度（Ｄ）は、約４１度に設定している。

羽根７における、その負圧面及び圧力面の形状は複数の
円弧、スプライン曲線を組あわせて作られている。

また、第４図に示すように、空気を取り入れる先端部と
空気を吹き出す基端部とが羽根車の中心に対してなす角
度θは約７．５度である。

以上の構成により羽根車を用いた遠心送風機の送風にお
ける効率について実験をした結果を第５図乃至第８図を
参照して説明する。

第５図には羽根車３から外側に吹き出す空気の流れ方向
を示しており、羽根車から外側へ吹出ケース内側に吹き
当たる空気の流れは、矢印■で示すように、羽根車の接
線Ｗに対して従来の吹出方向Ｖ′より緩和され、ケース
２に吹き当たる角度も小さくなり、空気がケース２に吹
き当たる際の衝撃を小さくすることができる。従って、
エネルギー損失を軽減し、効率を向上させることができ
るとともに、吹き当たる際の騒音を防止することができ
る。

更に、この実施例によれば、互いに隣合う羽根７間に沿
って流れる空気の剥がれや乱れをも防止しているから送
風機の送風における効率を更に高め、羽根７における騒
音をも防止することができる。

第６図は、横軸に吐出風ｆｆ１（Ｉｒｒ／ｈ）を取り、
縦軸に全圧効率ηＦ　（％）を取り、本発明の実験の結
果を従来と比較してプロットしたものである。

ここで、全圧効率η、は次式により求めた。

ηＦ＝（遠心送風機の全圧ＧＶｘ風ｆｆ１Ｈ）÷モータ
の軸出力しくワット）この第６図から明らかなように、この発明によれば、遠
心送風機の効率を従来に比較して約１０％向上すること
ができると共に底い吐出風量域でも高効率を得ることが
できる。また、同時に騒音についても測定したところ、
従来に比較して音が静かであった。

第７図は第６図に示す測定値において通風抵抗を種々変
化させた場合を示したもので、実線は本発明を示し一点
鎖線は従来の羽根車による実験の結果を示している。図
中符号ａは通風抵抗が４８０ｒｒｒ／ｈ−５５ｍｍＡｑ
、ｂは通風抵抗が４００ｄ／　ｈ　−６２＋ｎ　Ａ　ｑ
、　ｃは通風抵抗が３００ｒｒ？／ｈ−７０ｍＡｑにお
ける通風抵抗、ｄは通風抵抗が６００ｒｒｒ／ｈ−４５
ｍｍＡｑの場合を示している。

この第７図から明らかなように、従来は通風抵抗により
効率が著しるしく異なるが、本発明においては通風抵抗
が変化しても略均−でしかも、低風量域から高風量域に
おいて高い効率を得ることができる。

第８図は、第６図に示す測定値において回転数を種々変
化させた場合の結果を示したものであり、実線は本発明
を示し一点鎖線は従来の羽根車による実験の結果を示し
ている。図中符号ｅは回転数が１５０Ｏｒｐｍの場合、
ｆは３０００ｒｐｍの場合における吐出風量と全圧効率
との関係を示している。この第８図から明らかなように
、符号ｅに示すように低回転の場合においても従来に比
較して常に高い全圧効率を得ることができるとともに、
吐出風量が変化しても全圧効率が大きく変化することが
なく常に安定した効果を期待できる。また、符号ｒに示
すように、高い回転数の場合には、言うまでもな〈従来
より高効率を得ることができるとともに、吐出風量が広
範囲に渡って変化した場合においても全圧効率の変化量
が従来に比べて小さく、期待した効率を得ることができ
るものである。

以上のように、本発明によれば高効率及び低騒音を達成
できるとともに低風量域で高効率化も実現できた。更に
、通風抵抗を変化させても効率がほとんど変化のないこ
とが確認できた。これにより、例えば自動車用空調装置
のようにベント、ヒータ等の通風抵抗の異なるモードを
有する装置であっても各モードで高効率を実現できる。

また、言うまでもなくこの発明は自動車用空調装置に限
らず他のユニットに適用しても同様な高効率を得ること
ができる。

（発明の効果）本発明は上述のように構成されているので、次に記載す
る効果を奏する。

請求項１に記載の遠心送風機の羽根車によれば、羽根を
翼壁形状とし、羽根の長さＣに対する羽根の厚みＷＩＩ
Ｏ比（Ｗｆｆｉ／Ｃ）を０．１４以上０゜１６、圧力面
との距離ＬｆｆｉＯ比（Ｌｆｆｉ／Ｃ）を０゜２以上０
．３以下、且つ互いに隣あう羽根間の流路の幅寸法を入
口端側から出口端側に向けて次第に狭くしているから、
これらの相乗効果により、空気がケースに吹き当たる際
の騒音を小さくするとともに効率を向上させることがで
きる。

請求項２に記載の遠心送風機の羽根車によれば、出口角
度Ａを５度以上２０度以下に設定しているから、吹き出
される風がケースに吹き当たる際の抵抗が小さくなり、
エネルギの損失を小さくすることができる。従って、更
に騒音の低下と効率の向上を図ることができる。

請求項３に記載の遠心送風機の羽根車によれば、入口角
度Ｂを７０度以上９５度以下に設定しているから、羽根
に沿ってスムーズに空気を取り入れることができるので
、羽根に沿って流れる空気の乱れを防止して、騒音の低
下と効率の向上を図ることができる。

請求項４に記載の遠心送風機の羽根車によれば、取付角
度りを３０度以上５０度以下に設定しているから、負圧
面における空気の剥離を防止することができる。

第１図はこの発明に係る羽根車の羽根を拡大して示す側
面図、第２図は羽根車の空気流路を示す側面図、第３図
は羽根車の一部を示す斜視図、第４図は羽根車の側面図
、第５図は羽根車を用いた遠心送風機の断面図、第６図
はこの実施例による吐出量と効率との関係を従来と比較
して示すグラフ図、第７図は抵抗を変化させた場合の吐
出量と効率との関係を従来と比較して示すグラフ図、第
８図は回転数を変化させた場合の吐出量と効率との関係
を従来と比較して示すグラフ図である。

３・・・・・・羽根車、７・・・・・・羽根、１３・・
・・・・空気流路、基端・・・・・・８．９・・・・・
・先端、Ａ・・・・・・出口角度、Ｂ・・・・・・入口
角度、Ｃ・・・・・・、取付角度、Ｄ・・・・・・羽根
の長さ、Ｇ・・・・・・中心線、Ｍ・・・・・・圧力面
の接線、Ｎ・・・・・・羽根車の周面の接線、Ｌｌ・・
・・・・圧力面までの距離、Ｗ、・・・・・・厚みの最
大値、Ｘ・・・・・・吹出角度。

第３図第４図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）同一円周面上に軸線方向に延出する複数枚の羽根
を配し、互いに隣合う羽根の圧力面と負圧面との間に空
気流路を形成し、遠心力により羽根車の内側から外側へ
空気を吹き出す遠心送風機の羽根車において、前記羽根
車の羽根は翼型形状をなし、空気流入路の入口端と出口
端との間の羽根の長さ（Ｃ）に対する羽根の厚みの最大
値（Ｗ＿ｍ）の寸法比（Ｗ＿ｍ／Ｃ）が０．１４以上０
．１６以下、入口端と出口端との間の羽根の長さ（Ｃ）に対する入口
端と出口端とを結ぶ線（Ｓ）と圧力面との間の距離にお
ける最大値（Ｌ＿ｍ）の寸法比（Ｌ＿ｍ／Ｃ）が０．２
以上０．３．以下であり、且つ前記互いに隣合う羽根間
の空気流路の幅寸法は入口端側から出口端側に次第に小
さくなることを特徴とする遠心送風機の羽根車。
（２）前記羽根車の羽根の基端における空気流路を形成
する圧力面の接線（Ｍ）と羽根車の周面の接線（Ｎ）と
のなす角度とを出口角度（Ａ）とするとき、出口角度（Ａ）が５度以上２０度以下であることを特徴
とする請求項１に記載の遠心送風機の羽根車。
（３）前記羽根の先端において、羽根車の中心を結ぶ中
心線（Ｇ）の法線（Ｈ）と該先端における圧力面の接線
（Ｊ）とのなす角度を入口角度（Ｂ）とするとき、前記入口角度（Ｂ）は７０度以上９５度以下であること
を特徴とする請求項１記載の遠心送風機の羽根車。
（４）前記羽根の前記基端と前記先端とを結ぶ線（Ｓ）
と羽根車の中心線（Ｇ）との成す角度を取付角度（Ｄ）
とするとき、前記取付角度（Ｄ）は３０度以上５０度以下であること
を特徴とする請求項１記載の遠心送風機の羽根車。