JPH0226079B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0226079B2
JPH0226079B2 JP59186913A JP18691384A JPH0226079B2 JP H0226079 B2 JPH0226079 B2 JP H0226079B2 JP 59186913 A JP59186913 A JP 59186913A JP 18691384 A JP18691384 A JP 18691384A JP H0226079 B2 JPH0226079 B2 JP H0226079B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blade
impeller
radius
angle
center point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59186913A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6165097A (en
Inventor
Katsuhisa Ootsuta
Kurao Nakajima
Yoshimi Iwamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP59186913A priority Critical patent/JPS6165097A/en
Priority to KR1019850004218A priority patent/KR880000521B1/en
Publication of JPS6165097A publication Critical patent/JPS6165097A/en
Publication of JPH0226079B2 publication Critical patent/JPH0226079B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38Blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38Blades
    • F04D29/384Blades characterised by form

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、換気扇やエアコン等に用いられる
軸流フアンに関し、特にその空力騒音を極限まで
低くすることを可能にした軸流フアンに関するも
のである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention relates to an axial flow fan used in ventilation fans, air conditioners, etc., and particularly relates to an axial flow fan that makes it possible to minimize aerodynamic noise. be.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

軸流フアンは、空調機や、換気扇など幅広く使
われており、そのフアンから発生する騒音をでき
る限り低くすることは、社会的にも大変重要であ
る。しかし、軸流フアンから発生する騒音を極力
低くし、かつ、フアンの空力性能を落とさないよ
うな軸流フアンの低騒音化手法は確立しておら
ず、個々の製品に対応したその場限りの低騒音化
手法がとられていた。
Axial flow fans are widely used in air conditioners and ventilation fans, and it is socially important to reduce the noise generated by the fans as much as possible. However, there is no established method for reducing noise from axial fans that minimizes the noise generated by axial fans without degrading the fan's aerodynamic performance. Noise reduction methods were used.

その中で、軸流フアンの低騒音化の手法とし
て、軸流羽根車とケーシングとの関係で低騒音化
を図ろうとした例として特開昭50−92510号公報
に掲載されたものがある。第19図は特開昭50−
92510号公報における軸流羽根車とケーシングと
の関係を示す側面図である。図において、1は羽
子板形状の羽根車、2は羽根車のボス、3は羽根
車の回転軸、7は羽根車1に流入する空気流、1
0は吸込み口の曲率半径が0かあるいは極めて小
さい値を持つケーシング、BRはケーシング10
の吸込み口の曲率半径、DBはケーシング10の
内径、DTは羽根車1の外径である。さらに、Z
は羽根1の前縁からケーシング10までの距離、
Cは羽根1の軸方向長さである。
Among them, as a method for reducing the noise of an axial flow fan, there is an example published in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-92510, which attempts to reduce noise through the relationship between the axial flow impeller and the casing. Figure 19 is Japanese Patent Application Publication No. 1973-
FIG. 9 is a side view showing the relationship between the axial flow impeller and the casing in Publication No. 92510. In the figure, 1 is a battledore-shaped impeller, 2 is the boss of the impeller, 3 is the rotation axis of the impeller, 7 is the air flow flowing into the impeller 1, 1
0 is a casing where the radius of curvature of the suction port is 0 or an extremely small value, B R is a casing of 10
, D B is the inner diameter of the casing 10 , and D T is the outer diameter of the impeller 1 . Furthermore, Z
is the distance from the leading edge of blade 1 to casing 10,
C is the length of the blade 1 in the axial direction.

次に動作について説明する。 Next, the operation will be explained.

従来例は、ケーシング10の吸込み口の曲率半
径BRが極めて小さい時、羽根車1の前縁をケー
シング10の前面より吸込み側に移動して低騒音
化を図ろうとしたものである。吸込み口の曲率半
径BRが極めて小さいため、空気流7が入口で剥
離しその下流側に非常に乱れた流れが発生する。
乱れた流れの中で羽根車1を回転させると、乱れ
との干渉により騒音が大きくなる。そこで、羽根
車1を吸込み側に移動すれば、乱れた流れの中で
回転する羽根車1の面積が減り、騒音を低下させ
ることができると考えたわけである。
In the conventional example, when the radius of curvature B R of the suction port of the casing 10 is extremely small, the front edge of the impeller 1 is moved from the front surface of the casing 10 to the suction side to reduce noise. Since the radius of curvature B R of the suction port is extremely small, the air flow 7 separates at the inlet and a very turbulent flow occurs downstream.
When the impeller 1 is rotated in a turbulent flow, noise increases due to interference with the turbulence. Therefore, it was thought that if the impeller 1 was moved to the suction side, the area of the impeller 1 rotating in the turbulent flow would be reduced, and the noise could be reduced.

第20図a,bは従来例による流量係数とパワ
ーレベル(PWL:dB)、全圧係数の関係である。
図において、△印はZ/C=−0.46、□印はZ/
C=−0.18、+印はZ/C=0.4、×印はZ/C=
0.67の時の値を示し、さらに〇印は羽根車を吸込
み側に移動せずに吸込み側にベルマウスを有する
ものの値を示している。Z/Cが大きくなるにつ
れて騒音レベルは確かに低下している。また流量
係数に対するパワーレベルの関係は一般的な軸流
フアンと同様に、開放動作点から締切動作点に向
けて単調増加傾向となつている。他方、流量係数
と全圧係数との関係(第20図b)を見ると、羽
根車1をケーシング10の吸込み側に移動したフ
アンでは移動していないものでベルマウスを有す
る場合(〇印)と較べて全圧上昇が小さい。そこ
で空力性能と騒音性能を同時に比較するために、
単位風量、単位圧力あたりの騒音レベルである比
騒音レベルで評価する。比騒音レベルで評価する
と、羽根車1を直線的なケーシングの吸込み側に
移動したフアンはベルマウスを有しケーシングの
中に完全に入れたフアンより比騒音レベルはやは
り大きくなる。
FIGS. 20a and 20b show the relationship between the flow rate coefficient, power level (PWL: dB), and total pressure coefficient according to the conventional example.
In the figure, the △ mark indicates Z/C=-0.46, and the □ mark indicates Z/C=-0.46.
C=-0.18, + mark is Z/C=0.4, × mark is Z/C=
The value at 0.67 is shown, and the circle mark indicates the value when the impeller is not moved to the suction side and the bell mouth is placed on the suction side. The noise level certainly decreases as Z/C increases. Further, the relationship between the power level and the flow rate coefficient tends to increase monotonically from the open operating point to the closed operating point, similar to a general axial flow fan. On the other hand, looking at the relationship between the flow rate coefficient and the total pressure coefficient (Fig. 20b), in the case of a fan in which the impeller 1 is moved to the suction side of the casing 10, it is not moved and has a bell mouth (marked with a circle). The total pressure rise is smaller compared to Therefore, in order to compare aerodynamic performance and noise performance at the same time,
Evaluate based on the specific noise level, which is the noise level per unit air volume and unit pressure. When evaluated in terms of specific noise level, a fan in which the impeller 1 is moved to the suction side of the linear casing has a higher specific noise level than a fan having a bell mouth and completely inserted into the casing.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の軸流フアンは以上のように構成されてい
たので、単に羽根車を吸込み側に移動しただけで
は、比騒音レベルを低下させることはできなかつ
た。さらに低騒音の羽根車の形態に合わせて、比
騒音レベルを最も低下させるための最適なケーシ
ング形状を決めることができない等の問題点があ
つた。
Since the conventional axial flow fan was configured as described above, it was not possible to reduce the specific noise level simply by moving the impeller to the suction side. Furthermore, there were other problems such as the inability to determine the optimal casing shape to best reduce the specific noise level in accordance with the shape of the low-noise impeller.

この発明及びこの発明の別の発明は上記のよう
な問題点を解消するためになされたもので、開放
動作点からサージング動作点までの動作領域にお
いて比騒音レベルを大幅に低下できる軸流フアン
を得ることを目的とする。
This invention and another invention of this invention have been made to solve the above-mentioned problems, and provide an axial flow fan that can significantly reduce the specific noise level in the operating range from the open operating point to the surging operating point. The purpose is to obtain.

〔課題を解決するための手段〕 この発明に係る軸流フアンは、回転軸を中心と
する半径Rの円筒面で羽根車を切断した時の断面
における羽根前縁部と羽根後縁部との中点である
翼弦線中心点PRと、羽根のボス部半径Rbの円筒
面で切断した時の断面における翼弦線中心点Pb
をとおり、回転軸と直交する平面Scとの距離をls
とした時、気流の吸込み側を正方向とした座標系
において、翼弦線中心点PRを上記Sc平面に対して
常に正方向に位置させ、 δz=tan-1ls/R−Rbで表現できるδzの値をδz= 12.5゜〜32.5゜とし、かつ、回転軸と直交する平面
に羽根車を投影した時の投影面において、羽根の
ボス部半径Rbの円筒面で切断した時の断面にお
ける翼弦線中心点をPb′とし、回転軸を原点Oと
して、O点とPb′点を結ぶ直線をX軸とした座標
系で、羽根車を半径Rの円筒面で切断した時の翼
弦線中心点をPR′として直線PR′−OとX軸のな
す角度をδ〓とした場合、δ〓の半径方向分布を、 δ〓=δ〓t×R−Rb/Rt−Rb (Rt:羽根外周部半径、Rb:羽根ボス部半径、
δ〓t:直線Pt′−OとX軸のなす角度)で与え、 δ〓t=40゜〜50゜とし、 かつ、回転軸と直交する平面を持ち、そこか
ら、半径BRの曲面で絞られて直線部ldに接続し、
羽根外径DTに対して、内径DBを有する吸込みベ
ルマウスにおいて、羽根外周における後縁部とダ
クト終端部との距離をlxとした時、BR=0.07DT
0.2DT、ld=0.04DT〜0.1DT、DB=1.01DT〜1.04DT
lx=0〜0.04DTとしたことを特徴とするものであ
る。
[Means for Solving the Problems] The axial flow fan according to the present invention has a blade leading edge and a blade trailing edge in a cross section when the impeller is cut along a cylindrical surface with a radius R centered on the rotation axis. The chord line center point P R , which is the midpoint, and the chord line center point P b in the cross section when cut through the cylindrical surface of the blade boss radius R b
, and the distance from the plane S c perpendicular to the axis of rotation is l s
Then, in a coordinate system with the suction side of the airflow in the positive direction, the chord line center point P R is always located in the positive direction with respect to the above S c plane, and δ z = tan -1 l s /R- Let the value of δ z that can be expressed by R b be δ z = 12.5° to 32.5°, and in the projection plane when the impeller is projected onto a plane orthogonal to the rotation axis, the cylindrical surface of the blade boss radius R b In a coordinate system, the center point of the chord line in the cross section when cut at is P b ', the axis of rotation is the origin O, and the straight line connecting point O and P b ' is the X axis. When the center point of the chord line when cut on the cylindrical surface is P R ′, and the angle between the straight line P R ′-O and the X axis is δ〓, the radial distribution of δ〓 is δ〓=δ〓 t ×R−R b /R t −R b (R t : Blade outer radius, R b : Blade boss radius,
δ〓 t : Angle between the straight line P t ′-O and the Connect to the straight part l and d ,
In a suction bell mouth that has an inner diameter D B with respect to the outer diameter D T of the blade, when the distance between the trailing edge on the outer periphery of the blade and the end of the duct is l x , B R = 0.07D T ~
0.2D T , ld = 0.04D T ~ 0.1D T , D B = 1.01D T ~ 1.04D T ,
It is characterized in that l x =0 to 0.04D T.

また、この発明の別の発明に係わる軸流フアン
は、回転軸を中心とする半径Rの円筒面で羽根車
を切断した時の断面における羽根前縁部と羽根後
縁部との中点である翼弦線中心点PRと、羽根の
ボス部半径Rbの円筒面で切断した時の断面にお
ける翼弦線中心点Pbをとおり、回転軸と直交す
る平面Scとの距離をlsとした時、気流の吸込み側
を正方向とした座標系において、翼弦線中心点
PRをSc平面に対して常に正方向に位置させ、δz
tan-1ls/R−Rbで表現できるδzの値をδz=12.5゜〜 32.5゜とし、かつ、回転軸と直交する平面に羽根
車を投影した時の投影面において、羽根のボス部
半径Rbの円筒面で切断した時の断面における翼
弦線中心点をPb′とし、回転軸を原点Oとして、
O点とPb′点を結ぶ直線をX軸とした座標系で、
羽根車を半径Rの円筒面で切断した時の翼弦線中
心点をPR′として直線PR′−OとX軸のなす角度
をδ〓とした場合、δ〓の半径方向分布を、 δ〓=δ〓t×R−Rb/Rt−Rb (Rt:羽根外周部半径、Rb:羽根ボス部半径、
δ〓t:直線Pt′−OとX軸のなす角度)で与え、 δ〓t=40゜〜50゜とし、 かつ、羽根車を半径Rの円筒面で切断し、その
断面を2次元平面に展開して得られる展開図にお
いて、その羽根断面におけるそり線の形状を円弧
形状とし、その円弧を形成するための中心角をそ
り角θとした場合、θの半径方向分布を、 θ=(θt−θb)×R−Rb/Rt−Rb+θb (θt:羽根外周部におけるそり角、θb:羽根ボス
部におけるそり角)で与え、θt=20゜〜30゜、θb
27゜〜37゜、θt<θbとし、展開図において、羽根の
翼弦線と回転軸と平行で羽根の前縁を通る直線と
のなす角度を食い違い角ξとする時、ξの半径方
向分布を ξ=(ξt−ξb)×R−Rb/Rt−Rb+ξb (ξt:羽根外周部における食い違い角、ξb:羽根
ボス部における食い違い角)で与え、ξt=62゜〜
72゜、ξb=53゜〜63゜、ξt>ξbとし、かつ、回転軸

直交する平面を持ち、そこから、半径BRの曲面
で絞られて直線部ldに接続し、羽根外径DTに対し
て、内径DBを有する吸込みベルマウスにおいて、
羽根車の外周における後縁部とダクト終端部との
距離をlxとした時、BR=0.07DT〜0.2DT、ld
0.04DT〜0.1DT、DB=1.01DT〜1.04DT、lx=0〜
0.04DTとしたことを特徴とするものである。
Further, in an axial flow fan according to another aspect of the present invention, the midpoint between the leading edge of the blade and the trailing edge of the blade in a cross section when the impeller is cut along a cylindrical surface with a radius R centered on the rotation axis. The distance between a certain chord line center point P R and a plane S c that passes through the chord line center point P b in the cross section taken by the cylindrical surface of the blade boss radius R b and is orthogonal to the axis of rotation is l. When s is the center point of the chord line in the coordinate system with the suction side of the airflow in the positive direction.
P R is always located in the positive direction with respect to the S c plane, and δ z =
When the value of δ z that can be expressed as tan -1 l s / R - R b is set to δ z = 12.5° to 32.5°, and the impeller is projected on a plane orthogonal to the rotation axis, the impeller is Let P b ' be the center point of the chord line in the cross section when cut at the cylindrical surface with radius R b of the boss part, and let the axis of rotation be the origin O,
A coordinate system with the straight line connecting point O and point P b ′ as the X axis,
When the impeller is cut by a cylindrical surface with radius R, the center point of the chord line is P R ′, and the angle between the straight line P R ′-O and the X axis is δ〓, then the radial distribution of δ〓 is δ〓=δ〓 t ×R−R b /R t −R b (R t : Blade outer circumferential radius, R b : Blade boss radius,
δ〓 t : Angle between the straight line P t-O and the In the developed view obtained by developing the blade on a plane, if the shape of the warp line in the cross section of the blade is an arc shape, and the central angle for forming the arc is the warp angle θ, then the radial distribution of θ is as follows: θ= (θ t −θ b )×R−R b /R t −R bbt : Warp angle at the blade outer circumference, θ b : Warp angle at the blade boss), θ t = 20° ~ 30°, θ b =
27° to 37°, θ t < θ b , and in the developed view, when the angle between the chord line of the blade and a straight line parallel to the axis of rotation and passing through the leading edge of the blade is the stagger angle ξ, the radius of ξ The directional distribution is given by ξ = (ξ tξ b ) × R − R b / R tR b + ξ bt : stagger angle at the blade outer periphery, ξ b : stagger angle at the blade boss part), and ξ t =62゜〜
72°, ξ b = 53° to 63°, ξ t > ξ b , and has a plane perpendicular to the rotation axis, from which it is narrowed down by a curved surface with radius B R and connected to the straight part l d , In a suction bell mouth having an inner diameter D B with respect to the outer diameter D T of the blade,
When the distance between the rear edge of the impeller and the end of the duct is l x , B R = 0.07D T ~ 0.2D T , l d =
0.04D T ~0.1D T , D B =1.01D T ~1.04D T , l x =0~
It is characterized by having a diameter of 0.04D T.

〔作用〕[Effect]

この発明における羽根車は、翼弦線中心点が気
体の吸込み側に前傾していると同時に、回転方向
へ前進した形状であり、さらにこの羽根車に対し
て吸込みベルマウスの入口曲率半径、直線ダクト
の長さ、内径、羽根車の翼端部を覆う長さを最適
化しており、開放動作点からサージング動作点ま
での動作領域で比騒音レベルを大幅に低減するこ
とができる。
The impeller in this invention has a shape in which the center point of the chord line is inclined forward toward the gas suction side and moved forward in the rotation direction, and furthermore, the inlet curvature radius of the suction bell mouth with respect to the impeller is By optimizing the length, inner diameter, and length of the straight duct to cover the blade tip of the impeller, the specific noise level can be significantly reduced in the operating range from the open operating point to the surging operating point.

また、この発明の別の発明における羽根車は、
翼弦線中心点が気体の吸込み側に前傾していると
同時に、回転方向へ前進した形状であり、そり角
と食い違い角でさらにその形状を最適化してお
り、加えて、この羽根車に対して吸込みベルマウ
スの入口曲率半径、直線ダクトの長さ、内径、羽
根車の翼端部を覆う長さを最適化したので、開放
動作点からサージング動作点までの動作領域で比
騒音レベルを大幅に低減することができる。
Moreover, the impeller in another invention of this invention is
The center point of the chord line is tilted forward toward the gas suction side, and at the same time is moved forward in the direction of rotation, and the shape is further optimized with the warp angle and stagger angle. In contrast, we have optimized the inlet radius of curvature of the suction bell mouth, the length and inner diameter of the straight duct, and the length that covers the blade tip of the impeller, thereby reducing the specific noise level in the operating range from the opening operating point to the surging operating point. can be significantly reduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第1図はこの発明の一実施例による軸流フア
ンの羽根車と吸込みケーシングを示す斜視図で、
例えば3枚羽根形状のものであり、動作説明につ
いては、主に1枚の羽根の場合について述べる
が、他の羽根についても同様である。図におい
て、1は3次元形状をもつ羽根車、2は羽根車1
を取り付けるためのボス部、3は羽根車1の回転
軸、4は羽根車1の回転方向、10はベルマウス
本体、10aは回転軸3と直交するベルマウス1
0の吸込み平面、10bはベルマウス10の入口
の曲率半径を有するR部分、10cはベルマウス
10の直線ダクト部分である。即ち、ベルマウス
10は吸込み平面10aからR部分10bで絞ら
れて直線ダクト部分10cとなる形状を構成して
いる。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an impeller and a suction casing of an axial fan according to an embodiment of the present invention.
For example, the blade has a three-blade shape, and the operation description will mainly be given for the case of one blade, but the same applies to other blades. In the figure, 1 is an impeller with a three-dimensional shape, 2 is an impeller 1
3 is the rotation axis of the impeller 1, 4 is the rotation direction of the impeller 1, 10 is the bell mouth main body, and 10a is the bell mouth 1 perpendicular to the rotation axis 3.
0 is the suction plane, 10b is the R portion having the radius of curvature of the inlet of the bell mouth 10, and 10c is the straight duct portion of the bell mouth 10. That is, the bell mouth 10 has a shape constricted from the suction plane 10a by the R portion 10b to form a straight duct portion 10c.

第2図は羽根車1とベルマウス10の相対位置
関係を示す断面図である。図において、7は空気
流、BRはベルマウス10の入口R部分10bの
曲率半径、DBはベルマウス10の内径、DTは羽
根車1の外径、ldはベルマウス10の直線ダクト
10cの長さ、lxは直線ダクト10cの終端部か
ら羽根車1の外周における後縁部までの距離であ
る。
FIG. 2 is a sectional view showing the relative positional relationship between the impeller 1 and the bell mouth 10. In the figure, 7 is the air flow, B R is the radius of curvature of the inlet R portion 10b of the bell mouth 10, D B is the inner diameter of the bell mouth 10, D T is the outer diameter of the impeller 1, and l d is the straight line of the bell mouth 10. The length of the duct 10c, lx , is the distance from the terminal end of the straight duct 10c to the rear edge of the outer periphery of the impeller 1.

第3図は回転軸3と直交する平面に、羽根1を
投影した時の投影図で、1′は投影面上の羽根、
1a′は羽根先端部、1b′は羽根前縁部、1c′は羽
根後縁部、1d′は羽根外周部、2はボス部、3は
回転軸であり、回転軸3から半径Rの円筒面で羽
根1′を切断したときの投影面における円弧1bR
−PR′−1CR′は羽根断面形状となる。ここで、
PR′は弧1bR′−1CR′の中点であり、投影面におけ
る翼弦線中心点となる。投影面におけるPR′の位
置を明確化するために、ボス部半径Rbの円筒面
で羽根車を切断したときの投影面におけるボス部
翼弦線中心点をPb′とし、回転軸3の投影面にお
ける位置Oとを結ぶ直線Pb′−OをX軸としてO
を原点とした座標系を投影面に形成する。Pt′は
外周半径Rtにおける羽根の外周部1d′での翼弦線
中心点、P〓′は翼弦線中心点PR′における翼弦線
中心点軌跡Pb′−PR′−Pt′の接線と半径Rとのな
す角度を示す。また、ダツシユ(′)の付いてい
る符号は投影面における各部分を示す。上記座標
系において、直線PR′−OとX軸とのなす角度を
δ〓とし、距離をRとすれば、PR′の位置は(R、
δ〓)という極座標系で表現できる。この実施例で
は、直線Pt′−OとX軸のなす角度をδ〓tとする
と、δ〓の半径方向分布を δ〓=δ〓t×R−Rb/Rt−Rb (Rt:羽根外周部半径、Rb:羽根ボス部半径、
δ〓t:直線Pt′−OとX軸のなす角度)で与え、δ〓t
=40゜〜50゜としている。このようにして、翼弦線
中心点PRの位置を回転軸3と直交する平面上で
定義したので、次に軸方向位置を定義する。
Figure 3 is a projection view of the blade 1 projected onto a plane perpendicular to the rotation axis 3, where 1' is the blade on the projection plane;
1a' is the tip of the blade, 1b' is the leading edge of the blade, 1c' is the trailing edge of the blade, 1d' is the outer periphery of the blade, 2 is the boss, and 3 is the rotating shaft. Arc 1b R ′ in the projection plane when blade 1′ is cut by the plane
−P R ′−1C R ′ is the blade cross-sectional shape. here,
P R ′ is the midpoint of the arc 1b R ′−1C R ′, and is the center point of the chord line in the projection plane. In order to clarify the position of P R ′ on the projection plane, when the impeller is cut on a cylindrical surface with boss radius R b , the center point of the chord line of the boss section on the projection plane is defined as P b ′, and the rotation axis 3 O
Create a coordinate system with the origin at the projection plane. P t ′ is the chord line center point at the outer circumference 1d′ of the blade at the outer circumferential radius R t , and P〓′ is the chord line center point locus P b ′−P R ′− at the chord line center point P R ′. The angle between the tangent to P t ' and the radius R is shown. Further, symbols with a dash (') indicate each portion on the projection plane. In the above coordinate system, if the angle between the straight line P R ′-O and the X-axis is δ and the distance is R, then the position of P R ′ is (R,
It can be expressed in a polar coordinate system called δ〓). In this example , if the angle between the straight line P t-O and the t : Blade outer radius, R b : Blade boss radius,
δ〓 t : Angle between the straight line P t ′-O and the X axis), δ〓 t
= 40° to 50°. In this way, since the position of the chord line center point P R has been defined on the plane perpendicular to the rotating shaft 3, the axial position will be defined next.

第4図は、第3図におけるボス部翼弦線中心点
Pb′から外周部翼弦線中心点Pt′までの半径方向へ
の軌跡Pb′−PR′−Pt′について、任意の半径Rに
おける翼弦線中心点PRを平面OX面に半径Rで回
転投影した翼弦線中心点PRの半径方向分布、及
び羽根車1の同位置での断面を示している。図に
おいて、5aは羽根車1の負圧面、5bは羽根車
1の圧力面、9は羽根車1が回転する時に発生す
る遠心力、9a,9bはそれぞれ遠心力9の負圧
面法線方向分力、接線方向分力、27は羽根外周
1dに発生する翼端渦、矢印Aは気体の流入方向
を示す。そこで、ボス部半径Rbの円筒面で切断
した時の断面における翼弦線中心点Pbをとおり、
回転軸3と直交する平面Sc面を考える。任意の半
径Rにおける翼弦線中心点をPRとする時、Sc平面
とPR点との距離をls、ボス部翼弦線中心点PbとSc
平面のなす角度をδzとする。気流Aの吸込み側を
正方向とした座標系において、翼弦線中心点PR
をSc平面に対して常に正方向に位置させ、 δz=tan-1ls/R−Rb で表現できるδz=12.5゜〜32.5゜としている。このよ
うにls又はδzを決定し、半径Rを与えることによ
り、翼弦線中心点PRの軸方向位置を定義するこ
とができる。
Figure 4 shows the center point of the boss chord line in Figure 3.
Regarding the radial trajectory P b ′−P R ′−P t ′ from P b ′ to the outer chord center point P t ′, the chord center point P R at an arbitrary radius R is expressed as the plane OX plane. 2 shows the radial distribution of the chord line center point P R rotated and projected with a radius R, and the cross section of the impeller 1 at the same position. In the figure, 5a is the suction surface of the impeller 1, 5b is the pressure surface of the impeller 1, 9 is the centrifugal force generated when the impeller 1 rotates, and 9a and 9b are the normal direction of the suction surface of the centrifugal force 9. Force, tangential component force, 27 indicates a blade tip vortex generated on the outer circumference 1d of the blade, and arrow A indicates the direction of gas inflow. Therefore, passing through the center point P b of the chord line in the cross section when cut on the cylindrical surface of the boss radius R b ,
Consider a plane S c that is orthogonal to the rotation axis 3. When the center point of the chord line at an arbitrary radius R is P R , the distance between the S c plane and the point P R is l s , and the center point of the chord line of the boss part P b and S c
Let the angle formed by the plane be δ z . In a coordinate system with the suction side of airflow A in the positive direction, the chord line center point P R
is always positioned in the positive direction with respect to the S c plane, and δ z =12.5° to 32.5°, which can be expressed as δ z =tan −1 l s /R−R b . By determining l s or δ z in this way and giving the radius R, the axial position of the chord line center point P R can be defined.

上記のようなδ〓及びδzの値によつて羽根車を構
成すると、その翼弦線中心点はδzの範囲で気体の
吸込み側に前傾し、δ〓の範囲で回転方向に前進し
た形状になる。
When an impeller is configured with the above values of δ〓 and δz , its chord line center point will be inclined forward toward the gas suction side within the range of δz , and will move forward in the rotational direction within the range of δ〓. It becomes a shape.

さらに、この実施例では羽根断面にそりを持た
せ、羽根面全体を滑らかな曲面となるように構成
している。
Furthermore, in this embodiment, the blade cross section is warped, and the entire blade surface is configured to be a smooth curved surface.

第5図は、翼弦線中心点PRを相対的な原点と
して、羽根面を形成したとき、羽根車1を半径R
の円筒面で切断し、その断面を2次元平面に展開
して得られる展開図を示す。羽根車1のそり線5
を円弧とし、その円弧を形成するための中心角で
あるそり角をθ、円弧を形成する半径をRRとす
る。この実施例では、θの半径方向分布を、 θ=(θt−θb)×(R−Rb)/(Rt−Rb)+θb としている。θtは羽根外周部におけるそり角、即
ち羽根外周部でのそり線の中心角、θbは羽根ボス
部におけるそり角、即ち羽根ボス部でのそり線の
中心角で与え、θt=20゜〜30゜、θb=27゜〜37゜、θ
t
θbとしている。
Figure 5 shows that when the blade surface is formed with the chord line center point P R as the relative origin, the impeller 1 has a radius R.
A developed view obtained by cutting the cross section along a cylindrical surface and developing the cross section on a two-dimensional plane is shown. Sled wire 5 of impeller 1
Let be a circular arc, the warp angle which is the central angle for forming the circular arc be θ, and the radius forming the circular arc be RR. In this embodiment, the radial distribution of θ is set as θ=(θ t −θ b )×(R−R b )/(R t −R b )+θ b . θ t is the warp angle at the blade outer periphery, that is, the central angle of the warp line at the blade outer periphery, θ b is the warp angle at the blade boss, that is, the central angle of the warp line at the blade boss, and θ t = 20゜~30゜, θ b =27゜~37゜, θ
t <
It is assumed that θ b .

羽根の取付位置は、その翼弦線1b−1cと、
回転軸3と平行で前縁部1bをとおる直線6との
なす角度を食い違い角ξとし、ξを半径方向に分
布を持たせることにより決定する。Lは翼弦長で
ある。そこで、ξの半径方向分布を、 ξ=(ξt−ξb)×(R−Rb)/(Rt−Rb)+ξb とする。この時ξtは羽根外周部における食い違い
角、ξbは羽根ボス部における食い違い角で与え、
ξt=62゜〜72゜、ξb=53゜〜63゜、ξt>ξbとしてい
る。
The mounting position of the blade is based on its chord line 1b-1c,
The angle formed by the straight line 6 parallel to the rotating shaft 3 and passing through the front edge 1b is defined as the stagger angle ξ, and is determined by giving ξ a distribution in the radial direction. L is the chord length. Therefore, the radial distribution of ξ is set as ξ=(ξ t −ξ b )×(R−R b )/(R t −R b )+ξ b . At this time, ξ t is the stagger angle at the blade outer circumference, ξ b is the stagger angle at the blade boss, and
ξ t = 62° to 72°, ξ b = 53° to 63°, and ξ t > ξ b .

次に、この実施例に係る羽根車の低騒音化のメ
カニズムとその効果を増強するベルマウスとの関
係を説明する。
Next, the relationship between the noise reduction mechanism of the impeller according to this embodiment and the bell mouth that enhances the effect will be explained.

第6図は翼弦線中心線の吸込み方向への前傾角
δzの送風、騒音に対する影響を示す特性曲線であ
る。ここで翼弦線中心線は翼弦線中心点PRを連
ねた曲線である。図において、横軸は流量係数
(φ)、縦軸は全圧係数(φ)、及び騒音(ホン)
を示しており、前傾角δzを−22.5゜〜45゜に変化し
た時の特性曲線である。前傾角δzが大きくなるに
従い、全圧係数φは大きくなりδz=22.5゜の時最大
となる。一方、サージング動作点(φ=0.25゜付
近:全圧係数φの曲線が流量係数φに対して左下
がりの曲線になる点)は前傾角δzが大きくなる
と、より開放動作点(φ=0.35付近)側に移動
し、有効動作領域(開放動作点からサージング動
作点)を狭くする傾向を持つ。
FIG. 6 is a characteristic curve showing the influence of the forward inclination angle δz of the chord center line in the suction direction on air blowing and noise. Here, the chord line center line is a curved line that connects the chord line center points PR . In the figure, the horizontal axis is the flow coefficient (φ), the vertical axis is the total pressure coefficient (φ), and the noise (hon).
This is a characteristic curve when the forward inclination angle δ z is changed from −22.5° to 45°. As the anteversion angle δ z increases, the total pressure coefficient φ increases and reaches its maximum when δ z =22.5°. On the other hand, the surging operating point (near φ = 0.25°: the point where the curve of the total pressure coefficient φ becomes a downward-sloping curve to the left with respect to the flow coefficient φ) becomes more open operating point (φ = 0.35°) as the forward inclination angle δ z increases. (near) side, which tends to narrow the effective operating area (from the opening operating point to the surging operating point).

騒音性能を見ると、サージング動作点より開放
動作点側では前傾角δzが大きくなるに従い騒音レ
ベルは減少する。開放動作点においてδzが−22.5゜
の羽根(図中、▽印)と45゜の羽根(図中、◇印)
を比べると45゜の羽根の方が約9dB(A)低い。しか
し流量が減少し、全圧が大きくなると45゜の羽根
の騒音レベルは流量係数φが0.3の点で急激に大
きくなる。しかも、この騒音急増加点はサージン
グ動作点(φ=0.24)よりかなり開放動作点側に
あるため、有効な動作領域を狭めている。他方、
前傾角δzを小さくすると、開放動作点での騒音レ
ベルは増加するものの騒音急増加点は締切点側に
移動する傾向を持つ。即ち、翼弦線中心線の吸込
み側への前傾は騒音を低下させるが、一方では実
質的な有効動作領域を狭めるという作用も同時に
持つ。
Looking at the noise performance, the noise level decreases as the forward inclination angle δ z increases on the side of the opening operation point from the surging operation point. A blade with δ z of −22.5° at the open operating point (marked ▽ in the figure) and a blade with δ z of 45° (marked ◇ in the figure)
Compared to , the 45° blade is approximately 9 dB(A) lower. However, as the flow rate decreases and the total pressure increases, the noise level of the 45° blade increases rapidly at the point where the flow coefficient φ is 0.3. Furthermore, since this sudden noise increase point is located much closer to the open operating point than the surging operating point (φ=0.24), the effective operating range is narrowed. On the other hand,
When the forward inclination angle δ z is decreased, although the noise level at the opening operating point increases, the point of sudden noise increase tends to move toward the closing point. That is, forward inclination of the chord center line toward the suction side reduces noise, but it also has the effect of narrowing the effective operating area.

翼弦線中心線を吸込み側に前傾させることによ
り騒音が減少する原因は次のように考えられる。
第4図に示すように、羽根面5a上を円弧状の軌
跡を描きながら通過していく翼面上の流れによる
遠心力が羽根車1の負圧面に大きく作用する。遠
心力9の負圧面法線方向分力9aが負圧面5aに
発達する境界層に対して大きな圧縮力となつて働
き、境界層を非常に薄くできる。負圧面5aから
発生する空力騒音は境界層厚さに比例して増加す
るので、分力9aにより境界層が薄くなると、そ
の分だけ発生騒音が低下できる。
The reason why noise is reduced by tilting the chord center line forward toward the suction side is considered to be as follows.
As shown in FIG. 4, the centrifugal force due to the flow on the blade surface passing along the blade surface 5a while drawing an arcuate trajectory acts largely on the negative pressure surface of the impeller 1. A component force 9a of the centrifugal force 9 in the direction normal to the suction surface acts as a large compressive force on the boundary layer developed on the suction surface 5a, making the boundary layer extremely thin. Since the aerodynamic noise generated from the negative pressure surface 5a increases in proportion to the thickness of the boundary layer, if the boundary layer becomes thinner due to the component force 9a, the generated noise can be reduced by that amount.

さらに次のような低騒音化のメカニズムも存在
する。第7図は回転する羽根車1を側面から見た
側面図である。図において、B,Cは翼弦線中心
線21と羽根外周部1d及び羽根スパン中央部が
交差する点である。翼弦線中心線21とは、翼弦
線中心点PRを連ねた曲線である。羽根1の負圧
面上の圧力は羽根外周部1d及び羽根スパン中央
部において、各々B、C点にて最も低下する。翼
弦線中心線21の吸込み側への前傾により、B点
はC点より吸込み側に位置することになる。従つ
て、負圧面上の圧力はC点が存在する羽根スパン
中央部よりB点がある羽根外周部1dの方がより
吸込み側で静圧が低下する。そのため負圧面上の
流線22は羽根を通過する際半径方向に傾斜し、
負圧面上に半径方向の速度成分Vrを誘起する。
相対流れ場において、半径方向の速度成分はコリ
オリ力Fcを発生させる。第8図に羽根車1の負圧
面上における半径方向速度Vr23、コリオリ力
Fc24=2Vrω、コリオリカFcの負圧面に対する
法線方向分力Fc⊥25の関係を示す。図中、矢印
Dは羽根車1の回転方向を示す。ここでωは羽根
車1の角速度である。負圧面上にはコリオリカFc
⊥に対抗するために、負圧面に向かう圧力勾配
PA26が発生する。このPA26により負圧面上
の境界層は層流から乱流への遷移が遅れ、羽根後
縁部1cまで層流状態が続く。その結果、乱流境
界層が後縁を通過するときに発生する広帯域騒音
(乱流騒音)は極めて低下し、ほとんど発生しな
くなる。以上をまとめると、翼弦線中心線21を
吸込み側に前傾させることにより、負圧面の法線
方向にコリオリカが発生し、コリオリカにより乱
流境界層の発達が抑制され、後縁騒音である乱流
騒音が低下するのである。
Furthermore, the following noise reduction mechanism also exists. FIG. 7 is a side view of the rotating impeller 1 seen from the side. In the figure, B and C are points where the chord center line 21 intersects with the blade outer circumference 1d and the blade span center. The chord line center line 21 is a curved line that connects the chord line center points PR . The pressure on the suction surface of the blade 1 decreases the most at points B and C in the blade outer circumference 1d and the blade span center, respectively. Due to the forward inclination of the chord center line 21 toward the suction side, point B is located on the suction side from point C. Therefore, the static pressure on the negative pressure surface is lower on the suction side at the blade outer circumferential portion 1d where point B is located than at the center portion of the blade span where point C is located. Therefore, the streamlines 22 on the suction surface are inclined in the radial direction when passing through the blades,
A radial velocity component V r is induced on the suction surface.
In the relative flow field, the radial velocity component generates a Coriolis force F c . Figure 8 shows the radial velocity V r 23 and the Coriolis force on the suction surface of the impeller 1.
F c 24 = 2V r ω, which shows the relationship between normal component force F c ⊥25 to the negative pressure surface of Coriolis F c . In the figure, arrow D indicates the rotation direction of the impeller 1. Here, ω is the angular velocity of the impeller 1. Coriolika F c on the suction surface
pressure gradient towards the suction surface to counteract ⊥
PA26 occurs. Due to this PA26, the boundary layer on the negative pressure surface delays the transition from laminar flow to turbulent flow, and the laminar flow state continues up to the blade trailing edge 1c. As a result, the broadband noise (turbulence noise) generated when the turbulent boundary layer passes the trailing edge is extremely reduced and almost no longer occurs. To summarize the above, by tilting the chord center line 21 forward toward the suction side, Coriolika is generated in the normal direction of the suction surface, and Coriolika suppresses the development of a turbulent boundary layer, resulting in trailing edge noise. Turbulent noise is reduced.

つぎに翼弦線中心線21を吸込み側に前傾させ
たことにより新たな問題点が生じることを説明す
る。翼弦線中心線21を吸込み側に前傾させたこ
とにより、負圧面上の半径方向の流れが増えた結
果、その流れが羽根外周部1dから流失するとき
発生する翼端渦27の量も増加する。第9図に示
すように、翼端渦27の量が増すと、渦が羽根外
周部1dから剥離する点28が後縁部1cから
徐々に前縁部1bに移動する。流量が減少し、静
圧が増加してくると圧力バランスをとるために半
径方向の流れが益々増加し、剥離点28はさらに
前縁部1bに向つて移動する。翼端渦の剥離点2
8が前縁部1bに移動すればするほど、翼端渦2
7は羽根後縁部1cの負圧面から遠ざかり、ベル
マウス10と干渉し、回転方向に引き伸ばされ最
終的には隣接する羽根と干渉する。翼端渦27は
非常に乱れているため、翼端渦が衝突した隣接翼
の圧力面では大きな圧力変動が生じ、その結果低
周波の騒音が急激に大きくなる。従つて、翼弦線
中心線21を吸込み側に前傾させると、開放動作
点付近の騒音は低下するものの、翼端渦27の剥
離点が前縁部1bに移動しやすいため、流量が減
少するとより開放動作点側で翼端渦27と隣接翼
の干渉が始まり、騒音が急激に増加しやすいとい
う欠点を持つている。そこで、この欠点を解消で
きれば羽根車1の翼弦線中心線21に吸込み方向
への前傾角δzを持たせて大幅な低騒音化を図るこ
とができる。
Next, it will be explained that a new problem arises when the chord center line 21 is tilted forward toward the suction side. By tilting the chord line center line 21 forward toward the suction side, the flow in the radial direction on the suction surface increases, and as a result, the amount of blade tip vortices 27 generated when the flow is lost from the blade outer circumference 1d also increases. To increase. As shown in FIG. 9, as the amount of the blade tip vortex 27 increases, the point 28 where the vortex separates from the blade outer circumference 1d gradually moves from the trailing edge 1c to the leading edge 1b. As the flow rate decreases and the static pressure increases, the radial flow increases more and more to balance the pressure, and the separation point 28 moves further toward the leading edge 1b. Separation point 2 of wing tip vortex
8 moves toward the leading edge 1b, the tip vortex 2
7 moves away from the suction surface of the blade trailing edge 1c, interferes with the bell mouth 10, is stretched in the rotational direction, and finally interferes with the adjacent blade. Since the blade tip vortex 27 is highly turbulent, large pressure fluctuations occur on the pressure surface of the adjacent blade with which the blade tip vortex collides, resulting in a sudden increase in low frequency noise. Therefore, if the chord line centerline 21 is tilted forward toward the suction side, the noise near the opening operating point will be reduced, but the separation point of the blade tip vortex 27 will tend to move to the leading edge 1b, resulting in a decrease in flow rate. This has the disadvantage that interference between the blade tip vortex 27 and the adjacent blades begins closer to the open operating point, and noise tends to increase rapidly. Therefore, if this drawback can be eliminated, the chord line center line 21 of the impeller 1 can be given a forward inclination angle δ z in the suction direction, thereby significantly reducing noise.

流量が減少した時、翼端渦27と隣接翼ができ
るだけ干渉しないようにするためには、羽根外周
部から流失する渦の量を減らせばよい。そこで、
この実施例では翼弦線中心線21をδ〓の範囲で回
転方向へ前進させている。第10図aに示すよう
に、翼弦線中心線21を回転方向に前進させると
羽根車の前縁部1bから入つた流れの一部aだけ
が羽根外周部1dから渦となつて流出するだけ
で、前縁部1bから流入した大部分の流れは後縁
部1cから流出していく。これに反して、第10
図bに示すように翼弦線中心線21が回転方向に
前進していない羽根車1では、前縁部1bから羽
根に流入した流れの大部分であるa′からの流れが
羽根外周部1dから流出する。図より、a′≫aで
あるから、前進角δ〓のない羽根車1では翼端渦2
7の量が増加し、隣接翼との干渉がより開放動作
点側で発生する。従つて、翼弦線中心線21に回
転方向の前進角δ〓を与えると羽根外周部1dから
流出する翼端渦27の量が減少し、騒音が急激に
増加する動作点をより締切側に移動することがで
きる。
In order to prevent the blade tip vortex 27 from interfering with the adjacent blades as much as possible when the flow rate decreases, the amount of vortices flowing away from the outer periphery of the blade should be reduced. Therefore,
In this embodiment, the chord line center line 21 is advanced in the rotational direction within a range of δ〓. As shown in FIG. 10a, when the chord line center line 21 is advanced in the rotational direction, only part a of the flow that enters from the front edge 1b of the impeller flows out from the outer circumference 1d of the blade as a vortex. As a result, most of the flow flowing in from the leading edge 1b flows out from the trailing edge 1c. On the contrary, the 10th
As shown in Figure b, in the impeller 1 where the chord line center line 21 does not move forward in the rotational direction, the flow from a', which is the majority of the flow that entered the blade from the leading edge 1b, flows to the blade outer circumference 1d. flows out from. From the figure, since a′≫a, in the impeller 1 without the advance angle δ〓, the blade tip vortex 2
7 increases, and interference with adjacent blades occurs closer to the open operating point. Therefore, when the advancing angle δ in the rotational direction is given to the chord line center line 21, the amount of the blade tip vortex 27 flowing out from the blade outer circumferential portion 1d is reduced, and the operating point where the noise rapidly increases is moved closer to the shut-off side. Can be moved.

第11図に羽根外周部1dにおける翼弦線中心
線21の前進角δ〓と、風量減少に伴い騒音が急激
に増加する動作点の流量係数φ、圧力係数ψとの
関係を示す。図より前進角δ〓が大きくなるに従
い、騒音急激増加点が低風量、高静圧側に移動
し、有効動作領域が拡大するのが分かる。しか
も、移動効果はδ〓が15゜から45゜まで大きく、45゜を
越えると飽和する傾向を持つている。
FIG. 11 shows the relationship between the advance angle δ of the chord line center line 21 at the blade outer peripheral portion 1d, and the flow coefficient φ and pressure coefficient ψ at the operating point where the noise rapidly increases as the air volume decreases. From the figure, it can be seen that as the advance angle δ becomes larger, the point of sharp increase in noise moves to the low air volume and high static pressure side, and the effective operating area expands. Furthermore, the movement effect is large from 15° to 45°, and tends to saturate when δ exceeds 45°.

以上、羽根車1の翼弦線中心線21をδ〓の範囲
で吸込み方向へ前傾させ、δ〓の範囲方向に前進さ
せたことによる効果を説明した。次にそれらの効
果を最大限に発揮させるためのベルマウス10の
形状に関して説明する。
The effect of tilting the chord center line 21 of the impeller 1 forward in the suction direction within the range of δ〓 and moving it forward in the direction of the range of δ〓 has been described above. Next, the shape of the bell mouth 10 for maximizing these effects will be explained.

上記のようにこの実施例における羽根車1は、
羽根の負圧面上5aに強い半径方向流れ23が発
生することにより境界層の乱流への遷移が抑制さ
れる。この効果を発揮させるために、羽根車1で
は翼弦線中心線21を吸込み側に前傾させてい
る。さらにこの効果を増強させるためには、第2
図におけるベルマウス10の形状が重要となる。
羽根車1を覆う直線ダクト10cが無いようなベ
ルマウス10内で、羽根車1を回転させると、羽
根車1の周りに境界が無いため、羽根の間に発生
する旋回流による遠心力に対向するような静圧勾
配が強く発生しない。そのため、旋回流による遠
心力の影響が強く羽根間の流れに作用し、羽根間
の流れは半径方向速度を持つことになる。その結
果、翼弦線中心線21を吸込み側に前傾させる効
果、即ち羽根車1の負圧面5a上に半径方向流れ
を発生させる効果を増加させることができ、乱流
騒音を大幅に低下させることができる。羽根車1
の外周部1dと直線ダクト10cとの隙間が広い
場合でも同様の現象が発生する。
As mentioned above, the impeller 1 in this embodiment is
The generation of a strong radial flow 23 on the suction surface 5a of the blade suppresses the transition of the boundary layer to turbulence. In order to exhibit this effect, the chord line centerline 21 of the impeller 1 is tilted forward toward the suction side. In order to further enhance this effect, the second
The shape of the bell mouth 10 in the figure is important.
When the impeller 1 is rotated in the bell mouth 10 where there is no straight duct 10c covering the impeller 1, there is no boundary around the impeller 1, so the centrifugal force due to the swirling flow generated between the blades is opposed. Strong static pressure gradients that would otherwise occur do not occur. Therefore, the influence of centrifugal force due to the swirling flow strongly acts on the flow between the blades, and the flow between the blades has a radial velocity. As a result, the effect of tilting the chord center line 21 forward toward the suction side, that is, the effect of generating a radial flow on the suction surface 5a of the impeller 1, can be increased, and turbulence noise can be significantly reduced. be able to. Impeller 1
A similar phenomenon occurs even when the gap between the outer peripheral portion 1d and the straight duct 10c is wide.

他方、羽根車1の外側に、羽根車1の全体を覆
う長さldの直線ダクト10cを有するベルマウス
10があると、羽根車1の周りには静圧に対する
境界壁が存在することになり、旋回流による遠心
力に対抗するために、直線ダクト10c内には反
半径方向に圧力勾配が発生する。この圧力勾配に
より、羽根間の流れは半径方向に移動し難くな
り、翼弦線中心線21が吸込み側に前傾していて
も、強い半径方向流れが発生し難くなる。その結
果、境界層の乱流への遷移が進み乱流騒音が増加
する。
On the other hand, if there is a bell mouth 10 outside the impeller 1 that has a straight duct 10c with a length l d that covers the entire impeller 1, a boundary wall against static pressure exists around the impeller 1. Therefore, in order to counteract the centrifugal force due to the swirling flow, a pressure gradient is generated in the counterradial direction within the straight duct 10c. This pressure gradient makes it difficult for the flow between the blades to move in the radial direction, and even if the chord line centerline 21 is tilted forward toward the suction side, it becomes difficult to generate a strong radial flow. As a result, the transition of the boundary layer to turbulence progresses and turbulence noise increases.

従つて、翼弦線中心線21を吸込み側に前傾さ
せることによる乱流騒音の低減効果は、羽根車1
を覆う直線ダクト10cの長さldを短くすること
により増強され、長くすることにより減少する。
さらに、羽根車1と直線ダクト10cの隙間が広
いと翼弦線中心線の前傾効果はより増強される。
Therefore, the effect of reducing turbulence noise by tilting the chord center line 21 forward toward the suction side is
It is increased by shortening the length l d of the straight duct 10c covering the duct, and decreased by lengthening it.
Furthermore, when the gap between the impeller 1 and the straight duct 10c is wide, the forward tilting effect of the chord center line is further enhanced.

翼弦線中心線21を回転方向に前進させる効果
は、前縁部1bから流入した流れの中で、羽根外
周部1dから翼端渦27となつて流出する流れの
量を減らし、隣接翼との干渉により騒音が急激に
増加する動作点をより締切点側に移動させること
である。他方、羽根車1の外周部1dの外側で
は、羽根の上下面の圧力差により、圧力面5bか
ら負圧面5aへの漏れ流れが存在し、この流れに
よつて翼端渦27を増強する。漏れ流れの量は羽
根車1の外周部1dとベルマウス10の隙間の大
きさによつて変化する。特に羽根車1の上下面に
おける圧力差が大きい後縁部1cにおける外周部
1dと直線ダクト10cとの隙間が、この現象に
関して強い影響力を持つている。羽根車1の後縁
部1cにおいて、外周部1dを覆う直線ダクト1
0cの長さldが短い場合や、外周部1dと直線ダ
クト10cとの隙間が広い場合には、漏れ流れの
量が増加し、翼端渦27の強度を増加する。さら
に漏れ流れは隣接翼側に翼端渦27を吹き飛ばす
効果をもつので、翼端渦27と隣接翼との干渉が
より開放動作点側から始まる。即ち、直線ダクト
10cの長さldを短くしたり、羽根車1と直線ダ
クト10cとの隙間を広くすると、翼弦線中心線
21を回転方向に前進させた効果(騒音が急激に
増大する動作点をより締切点側にする)を有効に
発揮できなくなる。
The effect of advancing the chord line centerline 21 in the rotational direction is to reduce the amount of flow that flows out from the blade outer circumferential portion 1d as a blade tip vortex 27 among the flow that flows in from the leading edge portion 1b, and to The aim is to move the operating point, where noise increases rapidly due to interference, closer to the cut-off point. On the other hand, on the outside of the outer peripheral portion 1d of the impeller 1, a leakage flow exists from the pressure surface 5b to the negative pressure surface 5a due to the pressure difference between the upper and lower surfaces of the blade, and this flow strengthens the blade tip vortex 27. The amount of leakage flow varies depending on the size of the gap between the outer peripheral portion 1d of the impeller 1 and the bell mouth 10. In particular, the gap between the outer circumference 1d and the straight duct 10c at the trailing edge 1c, where the pressure difference between the upper and lower surfaces of the impeller 1 is large, has a strong influence on this phenomenon. A straight duct 1 that covers the outer circumference 1d at the rear edge 1c of the impeller 1
When the length l d of 0c is short or when the gap between the outer circumferential portion 1d and the straight duct 10c is wide, the amount of leakage flow increases and the strength of the blade tip vortex 27 increases. Furthermore, since the leakage flow has the effect of blowing the blade tip vortex 27 toward the adjacent blade, interference between the blade tip vortex 27 and the adjacent blade starts from the open operating point side. That is, if the length l d of the straight duct 10c is shortened or the gap between the impeller 1 and the straight duct 10c is widened, the effect of advancing the chord center line 21 in the rotational direction (noise increases rapidly) moving the operating point closer to the cutoff point).

以上の翼弦線中心線21の吸込み方向への前傾
と、回転方向への前進の効果と、ベルマウス10
との関係をまとめると次のようになる。ベルマウ
ス10の直線ダクト10cを短くしたり、羽根車
の外周部1dと直線ダクト10cの隙間を広くす
ると、翼弦線中心線21を吸込み方向へ前傾させ
た効果は増強され、乱流騒音レベルを低下する。
しかし、翼弦線中心線21を回転方向へ前進させ
た効果は減少し、騒音が急激に増大する動作点が
開放点側に移動し有効動作領域が狭くなる。
The effects of the forward inclination of the chord line center line 21 in the suction direction and the forward movement in the rotation direction, and the bell mouth 10
The relationship can be summarized as follows. By shortening the straight duct 10c of the bell mouth 10 or widening the gap between the outer periphery 1d of the impeller and the straight duct 10c, the effect of tilting the chord center line 21 forward in the suction direction is enhanced and turbulent noise is reduced. Decrease level.
However, the effect of advancing the chord center line 21 in the rotational direction is reduced, and the operating point at which the noise rapidly increases moves toward the open point, narrowing the effective operating area.

他方ベルマウス10の直線ダクト10cを長く
したり、羽根の外周部1dと直線ダクト10cの
隙間を狭くすると、翼弦線中心線21を回転方向
へ前進させた効果は増強し、騒音が急激に増大す
る動作点が締切点側に移動し有効動作領域が広く
なるものの、翼弦線中心線21を吸込み方向へ前
傾させた効果は減少する。
On the other hand, if the straight duct 10c of the bell mouth 10 is lengthened or the gap between the outer circumference 1d of the blade and the straight duct 10c is narrowed, the effect of advancing the chord center line 21 in the rotational direction will be enhanced, and the noise will suddenly increase. Although the increasing operating point moves toward the cut-off point and the effective operating region becomes wider, the effect of tilting the chord center line 21 forward in the suction direction decreases.

従つて、翼弦線中心線を吸込み方向へ前傾させ
たり、回転方向に前進させた効果を有効に発揮さ
せるためには、ベルマウス10の直線ダクト10
cの長さld、および羽根車の外周部1dと直線ダ
クト10cとの間隔には最適値が存在する。この
関係を示したのが第12図である。
Therefore, in order to effectively exhibit the effect of tilting the chord center line forward in the suction direction or moving it forward in the rotation direction, the straight duct 10 of the bell mouth 10 must be
There is an optimum value for the length l d of c and the distance between the outer circumferential portion 1d of the impeller and the straight duct 10c. FIG. 12 shows this relationship.

図において、横軸はld/DT(直線ダクトの長
さ/羽根車の外径)、縦軸は騒音(ホン)であり、
曲線Ksは軸流フアン単位風量、単位静圧あたり
の騒音レベルを示す比騒音レベルである。Ks
騒音レベルをSPL、流量をQ、静圧をPsとする
と、 Ks=SPL−10LOG(Q×Ps 2.5) で定義される。図より直線ダクトの長さldが増加
するに従い、騒音レベルSPLは単調増加する。他
方、直線ダクト長さldが増加するに従い、騒音が
急激に増加する動作点がより締切点側に移動する
ので、Q×Ps 2.5の項が大きくなり、フアンの空力
仕事を騒音量に換算した−10LOG(Q×Ps 2.5)は
ほぼ単調減少する。従つて、比騒音レベルKs
騒音レベルSPLと空力仕事の騒音換算量−
10LOG(Q×Ps 2.5)の和によつて定義されるの
で、第12図に示すように直線ダクト長さldに関
して、下に凸の曲線になり最適範囲が存在するこ
とになる。
In the figure, the horizontal axis is l d /D T (length of straight duct/outer diameter of impeller), and the vertical axis is noise (hon).
The curve K s is a specific noise level indicating the noise level per unit air volume and unit static pressure of the axial fan. K s is defined as K s = SPL−10LOG (Q×P s 2.5 ), where SPL is the noise level, Q is the flow rate, and P s is the static pressure. From the figure, as the length ld of the straight duct increases, the noise level SPL increases monotonically. On the other hand, as the straight duct length l d increases, the operating point where the noise rapidly increases moves closer to the cut-off point, so the term Q x P s 2.5 increases, and the aerodynamic work of the fan changes into the amount of noise. The converted −10LOG (Q×P s 2.5 ) decreases almost monotonically. Therefore, the specific sound level K s is the noise level SPL and the noise equivalent amount of aerodynamic work -
Since it is defined by the sum of 10 LOG (Q×P s 2.5 ), as shown in FIG. 12, with respect to the straight duct length l d , it becomes a downwardly convex curve and an optimal range exists.

そこで実施例に関して具体的な効果について説
明する。以下に、最小比騒音レベルを低くするよ
うな形状のベルマウスの各部の値を示す。
Therefore, specific effects regarding the embodiment will be explained. Below, the values for each part of a bellmouth shaped to lower the minimum specific noise level are shown.

BR=0.117DT ld=0.0667DT DB=1.017DT lx=0 ここで、BRはベルマウス10の入口R部分の
曲率半径、DTは羽根車1の外径、ldはベルマウス
10の直線ダクト10cの長さ、DBはベルマウ
ス10の内径、lxはベルマウス10の直線ダクト
10cの終端部と羽根車1の外周における後縁部
1cとの距離である。
B R = 0.117D T l d = 0.0667D T D B = 1.017D T l x = 0 Here, B R is the radius of curvature of the inlet R portion of the bell mouth 10, D T is the outer diameter of the impeller 1, and l d is the length of the straight duct 10c of the bell mouth 10, D B is the inner diameter of the bell mouth 10, and l x is the distance between the end of the straight duct 10c of the bell mouth 10 and the rear edge 1c on the outer periphery of the impeller 1. be.

機器にフアンを組み込む場合、寸法的な制約か
らベルマウス形状を変更しなければいけない場合
もあるので、ベルマウス10の入口曲率半径BR
直線ダクト長さldを変化させて特性試験を行なつ
た。ただし、他の形状はすべて上記に示す実施例
と同様の形状とした。
When incorporating a fan into equipment, the shape of the bell mouth may have to be changed due to dimensional constraints, so the inlet curvature radius B R of the bell mouth 10,
Characteristic tests were conducted by varying the straight duct length ld . However, all other shapes were the same as those of the embodiment shown above.

第13図はベルマウス10の入口曲率半径を変
化させてBRに対する最小比騒音レベルKsの値を
求めた結果である。図よりBR=0.07DT〜0.2DT
あれば十分低騒音の軸流フアンが得られることが
分かる。
FIG. 13 shows the results of determining the minimum specific noise level Ks for B R by varying the radius of curvature of the entrance of the bellmouth 10. From the figure, it can be seen that an axial flow fan with sufficiently low noise can be obtained if B R =0.07D T to 0.2D T.

第14図はベルマウス10の直線ダクト10c
の長さldと最小比騒音レベルKsの関係を求めた結
果である。ldの最適範囲は0.04DT〜0.1DTにあり、
この範囲にあれば十分低騒音のフアンが得られる
ことが分かる。
Figure 14 shows the straight duct 10c of the bell mouth 10.
This is the result of determining the relationship between the length l d and the minimum specific noise level K s . The optimal range of l d is between 0.04D T and 0.1D T ,
It can be seen that within this range, a fan with sufficiently low noise can be obtained.

ベルマウス10の内径DBに関しては、羽根車
1の外径DTに近いほうが騒音が急激に増加する
動作点をより締切点側に移動でき有利であるが、
低コストの軸流フアンの場合製作上の点から見
て、DB=1.01DTが限界である。また、DBが大き
くなると騒音が急激に増加する動作点が開放点側
に移動するため比騒音レベルが増加する。この場
合、比騒音レベルの増加分が3ホン程度である
DB=1.04DTが大口径化の限界となる。
Regarding the inner diameter D B of the bell mouth 10, it is advantageous to have it closer to the outer diameter D T of the impeller 1 because the operating point where noise increases rapidly can be moved closer to the cutoff point.
In the case of a low-cost axial flow fan, D B =1.01D T is the limit from a manufacturing point of view. Furthermore, as D B increases, the operating point at which the noise increases rapidly moves toward the open point, resulting in an increase in the specific noise level. In this case, the increase in specific noise level is about 3 phons.
D B = 1.04D T is the limit for increasing the diameter.

直線ダクト10cの端と羽根車1の外周部1d
の後縁端1cとの距離lxは基本的には0とすべき
であるが、ボス部2での後縁位置が外周部より吐
出し側に存在しているため、羽根車1が機器内の
部品等と接触しないように、その分lx=0.04DT
け羽根車1を吸込み側に移動しても、性能的には
大幅な変化は起らず、低騒音の軸流フアンにな
る。
The end of the straight duct 10c and the outer periphery 1d of the impeller 1
The distance l x from the trailing edge end 1c should basically be 0, but since the trailing edge position of the boss part 2 is located on the discharge side from the outer circumferential part, the impeller 1 is Even if the impeller 1 is moved to the suction side by l x = 0.04D T to avoid contact with internal parts, etc., there will be no significant change in performance, and it will become a low-noise axial flow fan. Become.

次に羽根車1に対してベルマウス10を最適化
した時、羽根車1の形状を決めるパラメータであ
る翼弦線中心線21の吸込み方向への前傾角δz
及び回転方向への前進角δ〓、羽根のそり角θ、食
い違い角ζの最適範囲を求めた。なお各パラメー
タ影響を調べる際、他のパラメータの値は基本値
とし、羽根車のパラメータ基本値を以下のように
設定した。
Next, when the bell mouth 10 is optimized for the impeller 1, the forward inclination angle δ z of the chord center line 21 in the suction direction, which is a parameter that determines the shape of the impeller 1,
The optimum ranges of the advance angle δ〓 in the rotational direction, the blade warp angle θ, and the stagger angle ζ were determined. Note that when examining the influence of each parameter, the values of other parameters were set to basic values, and the basic parameter values of the impeller were set as follows.

δz=22.5゜(半径方向に一定) δ〓=45゜×R−Rb/Rt−Rb θ=−7.5゜×R−Rb/Rt−Rb+32゜ ξ=9゜×R−Rb/Rt−Rb+57゜ (Rt:羽根外周部半径、Rb:羽根ボス部半径) 第15図に翼弦線中心線21の吸込み方向への
前傾角δzと最小比騒音レベルKs(ホン)との関係
を示す。図より、前傾角δzの値が12.5゜から32.5゜の
間にあれば、最小比騒音レベルは十分小さく、大
幅な低騒音化が図れる。
δ z = 22.5° (constant in the radial direction) δ = 45° x R-R b /R t -R b θ = -7.5° x R-R b / R t -R b +32° ξ = 9° x R-R b /R t -R b +57° (R t : radius of blade outer periphery, R b : radius of blade boss part) Figure 15 shows the forward inclination angle δ z of the chord center line 21 in the suction direction and the minimum value. The relationship with the specific noise level K s (hon) is shown. From the figure, if the value of the forward inclination angle δ z is between 12.5° and 32.5°, the minimum specific noise level is sufficiently small, and a significant reduction in noise can be achieved.

第16図に翼弦線中心線21の回転方向への羽
根外周部1dにおける前進角δ〓tと最小比騒音レ
ベルKs(ホン)との関係を示す。図によれば、前
進角δ〓t>40゜の条件を満たせば最小比騒音レベル
は大幅に低下する。前進角δ〓tが大きくなると比
騒音レベルは低下する傾向にあるが、曲げ強度の
点からみて最大50゜程度が限界となる。従つて、
前進角δ〓tを40゜〜50゜の範囲にすれば大幅に比騒音
レベルを低くすることができる。
FIG. 16 shows the relationship between the advance angle δ〓 t at the outer peripheral portion 1d of the blade in the rotational direction of the chord center line 21 and the minimum specific noise level K s (hon). According to the figure, if the condition of advance angle δ〓 t >40° is satisfied, the minimum specific noise level is significantly reduced. As the advancing angle δ〓 t increases, the specific noise level tends to decrease, but from the point of view of bending strength, the maximum limit is about 50°. Therefore,
By setting the advancing angle δ〓 t in the range of 40° to 50°, the specific noise level can be significantly lowered.

第17図に羽根車1の羽根車の外周部1dにお
ける羽根車1のそり角θtと比騒音レベルKs(ホン)
の関係を示す。一般にはそり角θが大きければ大
きいほど、羽根はより多くの仕事を行なうことが
できるが、余り大きすぎると騒音が増大する傾向
をもつている。図によれば、ボス部におけるそり
角θbを32゜とした場合、比騒音レベルはθtが20゜か
ら30゜の範囲で大幅に低下した。図示してないが、
この傾向はθbを27゜から37゜まで変化させても変わ
らなかつた。
Fig. 17 shows the warpage angle θ t of the impeller 1 at the outer circumference 1d of the impeller 1 and the specific noise level K s (hon).
shows the relationship between Generally, the larger the warp angle θ, the more work the blade can do, but if it is too large, noise tends to increase. According to the figure, when the warpage angle θ b at the boss portion was set to 32°, the specific noise level decreased significantly in the range of θ t from 20° to 30°. Although not shown,
This tendency did not change even when θ b was changed from 27° to 37°.

第18図に羽根車1の外周部1dにおける食い
違い角ξtと比騒音レベルKs(ホン)の関係を示す。
図より、ξtを62゜から72゜とすれば比騒音レベルを
大幅に低下できる。この実施例ではξb=ξt−9゜と
したが、ξb=53゜〜63゜の範囲であれば同様の効果
が得られる。
FIG. 18 shows the relationship between the stagger angle ξ t and the specific noise level K s (hon) at the outer peripheral portion 1 d of the impeller 1.
From the figure, the specific noise level can be significantly reduced by changing ξ t from 62° to 72°. In this embodiment, ξ bt −9°, but the same effect can be obtained if ξ b =53° to 63°.

なお、この実施例では羽根車1の羽根枚数が3
枚のものについて述べたが、必須パラメータを上
記のように構成すれば、羽根枚数によらず同様の
効果が期待できる。
In addition, in this embodiment, the number of blades of the impeller 1 is 3.
Although the description has been made regarding the number of blades, if the essential parameters are configured as described above, the same effect can be expected regardless of the number of blades.

また、各パラメータにおける翼弦線中心点Pb
を定義した時のボス部半径Rbは、厳密にボス部
の半径でなくてもよく、ボス部半径の近傍の値で
あれば上記実施例と同様の形状の羽根車が得ら
れ、効果も上記実施例と同様のものが得られる。
Also, the chord line center point P b for each parameter
The radius R b of the boss when defined does not have to be strictly the radius of the boss, but if it is a value close to the radius of the boss, an impeller with the same shape as the above example can be obtained and the effect will also be obtained. Something similar to the above example is obtained.

また、この、実施例では、羽根の形状を決定す
るパラメータδ〓、δz、そり角θ、食い違い角ξ、
及びベルマウスの形状を決定するパラメータBR
ld、DB、lxのすべてを最適値にして構成したが、
羽根の形状を決定するパラメータは、δ〓とδzのみ
でも充分な効果を奏するものである。
In addition, in this example, the parameters δ〓, δz , which determine the shape of the blade, the warp angle θ, the discrepancy angle ξ,
and the parameter B R that determines the shape of the bell mouth,
The structure was configured with all of l d , D B , and l x set to optimal values, but
As the parameters that determine the shape of the blade, δ〓 and δz alone can have a sufficient effect.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、回転軸を中
心とする半径Rの円筒面で羽根車を切断した時の
断面における羽根前縁部と羽根後縁部との中点で
ある翼弦線中心点PRと、羽根のボス部半径Rb
円筒面で切断した時の断面における翼弦線中心点
Pbをとおり、回転軸と直交する平面Scとの距離を
lsとした時、気流の吸込み側を正方向とした座標
系において、翼弦線中心点PRをSc平面に対して常
に正方向に位置させ、 δz=tan-1ls/R−Rbで表現できるδzの値をδz= 12.5゜〜32.5゜とし、かつ、回転軸と直交する平面
に羽根車を投影した時の投影面において、羽根の
ボス部半径Rbの円筒面で切断した時の断面にお
ける翼弦線中心点をPb′とし、回転軸を原点0と
して、0点とPb′点を結ぶ直線をX軸とした座標
系で、羽根車を半径Rの円筒面で切断した時の翼
弦線中心点をPR′として直線PR′−0とX軸のな
す角度をδ〓とした場合、δ〓の半径方向分布を、 δ〓=δ〓t×R−Rb/Rt−Rb (Rt:羽根外周部半径、Rb:羽根ボス部半径、
δ〓t:直線Pt′−0とX軸のなす角度)で与え、δ〓t
=40゜〜50゜とし、かつ、回転軸と直交する平面を
持ち、そこから半径BRの曲面で絞られて直線部ld
に接続し、羽根外径DTに対して、内径DBを有す
る吸込みベルマウスにおいて、羽根外周における
後縁部とダクト終端部との距離をlxとした時、BR
=0.07DT〜0.2DT、ld=0.04DT〜0.1DT、DB
1.01DT〜1.04DT、lx=0〜0.04DTとしたので、羽
根車の形状とベルマウスの形状を与えることがで
き、開放動作点からサージング動作点までの動作
領域において比騒音レベルを大幅に低下できる軸
流フアンを得られる効果がある。
As described above, according to the present invention, the chord line is the midpoint between the leading edge of the blade and the trailing edge of the blade in the cross section when the impeller is cut along the cylindrical surface of radius R centered on the rotation axis. Center point P R and the center point of the chord line in the cross section when cut through the cylindrical surface of the blade boss radius R b
The distance between P b and the plane S c perpendicular to the axis of rotation is
When l s , in a coordinate system with the suction side of the airflow in the positive direction, the chord line center point P R is always located in the positive direction with respect to the S c plane, and δ z = tan -1 l s /R The value of δ z that can be expressed as −R b is δ z = 12.5° to 32.5°, and in the projection plane when the impeller is projected onto a plane perpendicular to the axis of rotation, the boss of the blade is a cylinder with radius R b . In a coordinate system where the center point of the chord line in the cross section when cut by the plane is P b ′, the rotation axis is the origin 0, and the straight line connecting the 0 point and P b ′ is the X axis, the impeller has a radius R When the center point of the chord line when cut on the cylindrical surface is P R ′, and the angle between the straight line P R ′-0 and the X axis is δ〓, the radial distribution of δ〓 is δ〓=δ t ×R−R b /R t −R b (R t : Blade outer radius, R b : Blade boss radius,
δ〓 t : Angle between the straight line P t ′-0 and the X axis), δ〓 t
= 40° to 50°, and has a plane perpendicular to the axis of rotation, which is narrowed by a curved surface with radius B R to form a straight part l d
In a suction bell mouth with an inner diameter D B and an outer diameter D T of the blade, when the distance between the trailing edge and the end of the duct on the outer circumference of the blade is l x , B R
= 0.07D T ~ 0.2D T , l d = 0.04D T ~ 0.1D T , D B =
Since we set 1.01D T to 1.04D T and l x = 0 to 0.04D T , we can give the shape of the impeller and the shape of the bell mouth, and the specific noise level in the operating region from the opening operating point to the surging operating point. This has the effect of obtaining an axial flow fan that can significantly reduce the flow rate.

また、この発明の別の発明に係わる軸流フアン
は、回転軸を中心とする半径Rの円筒面で羽根車
を切断した時の断面における羽根前縁部と羽根後
縁部との中点である翼弦線中心点PRと、羽根の
ボス部半径Rbの円筒面で切断した時の断面にお
ける翼弦線中心点Pbをとおり、回転軸と直交す
る平面Scとの距離をlsとした時、気流の吸込み側
を正方向とした座標系において、翼弦線中心点
PRをSc平面に対して常に正方向に位置させ、δz
tan-1ls/R−Rbで表現できるδzの値をδz=12.5゜〜 32.5゜とし、かつ、回転軸と直交する平面に羽根
車を投影した時の投影面において、羽根のボス部
半径Rbの円筒面で切断した時の断面における翼
弦線中心点をPb′とし、回転軸を原点0として、
0点とPb′点を結ぶ直線をX軸とした座標系で、
羽根を半径Rの円筒面で切断した時の翼弦線中心
点をPR′として直線PR′−0とX軸のなす角度をδ〓
とした場合、δ〓の半径方向分布を、 δ〓=δ〓t×R−Rb/Rt−Rb (Rt:羽根外周部半径、Rb:羽根ボス部半径、
δ〓t:直線Pt′−0とX軸のなす角度)で与え、δ〓t
=40゜〜50゜とし、かつ、羽根車を半径Rの円筒面
で切断し、その断面を2次元平面に展開して得ら
れる展開図において、その羽根断面におけるそり
線の形状を円弧形状とし、その円弧を形成するた
めの中心角をそり角θとした場合、θの半径方向
分布を、 θ=(θt−θb)×R−Rb/Rt−Rb+θb (θt:羽根外周部におけるそり角、θb:羽根ボス
部におけるそり角)で与え、θt=20゜〜30゜、θb
27゜〜37゜、θt<θbとし、展開図において、羽根の
翼弦線と、回転軸と平行で羽根の前縁を通る直線
とのなす角度を食い違い角ξとする時、ξの半径
方向分布を、 ξ=(ξt−ξb)×R−Rb/Rt−Rb+ξb (ξt:羽根外周部における食い違い角、ξb:羽根
ボス部における食い違い角)で与え、ξt=62゜〜
72゜、ξb=53゜〜63゜、ξt>ξbとし、かつ、回転軸

直交する平面を持ち、そこから半径BRの曲面で
絞られて直線部ldに接続し、羽根外径DTに対し
て、内径DBを有する吸込みベルマウスにおいて、
羽根車の外周における後縁部とダクト終端部との
距離をlxとした時、BR=0.07DT〜0.2DT、ld
0.04DT〜0.1DT、DB=1.01DT〜1.04DT、lx=0〜
0.04DTとしたので、上記発明に加えてそり角と食
い違い角を考慮した羽根車においてもベルマウス
の各部の形状を与えることができ、開放動作点か
らサージング動作点までの動作領域において比騒
音レベルを大幅に低下できる軸流フアンを得られ
る効果がある。
Further, in an axial flow fan according to another aspect of the present invention, the midpoint between the leading edge of the blade and the trailing edge of the blade in a cross section when the impeller is cut along a cylindrical surface with a radius R centered on the rotation axis. The distance between a certain chord line center point P R and a plane S c that passes through the chord line center point P b in the cross section taken by the cylindrical surface of the blade boss radius R b and is orthogonal to the axis of rotation is l. When s is the center point of the chord line in the coordinate system with the suction side of the airflow in the positive direction.
P R is always located in the positive direction with respect to the S c plane, and δ z =
When the value of δ z that can be expressed as tan -1 ls/R-R b is δ z = 12.5° to 32.5°, and the impeller is projected on a plane perpendicular to the rotation axis, the boss of the blade is Let P b ' be the center point of the chord line in the cross section when cut by a cylindrical surface with radius R b , and let the axis of rotation be the origin 0,
A coordinate system with the straight line connecting the 0 point and the P b ′ point as the X axis,
When the blade is cut by a cylindrical surface with radius R, the center point of the chord line is P R ′, and the angle between the straight line P R ′-0 and the X axis is δ〓
In the case of _ _
δ〓 t : Angle between the straight line P t ′-0 and the X axis), δ〓 t
= 40° to 50°, and in a developed view obtained by cutting the impeller at a cylindrical surface with radius R and developing the cross section on a two-dimensional plane, the shape of the warp line in the blade cross section is an arc shape. , when the central angle for forming the circular arc is the warp angle θ, the radial distribution of θ is expressed as θ=(θ t −θ b )×R−R b /R t −R bbt : Warp angle at the blade outer circumference, θ b : Warp angle at the blade boss), θ t = 20° to 30°, θ b =
27° to 37°, θ t < θ b , and in the developed view, when the angle between the chord line of the blade and a straight line parallel to the rotation axis and passing through the leading edge of the blade is the stagger angle ξ, then The radial distribution is given by ξ = (ξ tξ b ) × R − R b / R tR b + ξ bt : stagger angle at the blade outer circumference, ξ b : stagger angle at the blade boss). , ξ t = 62°~
72°, ξ b = 53° ~ 63°, ξ t > ξ b , and has a plane perpendicular to the rotation axis, which is narrowed by a curved surface with radius B R and connected to the straight part l d , and the blade In a suction bell mouth with an inner diameter D B relative to an outer diameter D T ,
When the distance between the rear edge of the impeller and the end of the duct is l x , B R = 0.07D T ~ 0.2D T , l d =
0.04D T ~0.1D T , D B =1.01D T ~1.04D T , l x =0~
Since it is set to 0.04D T , in addition to the above invention, it is possible to give the shape of each part of the bell mouth in an impeller that takes into account the warp angle and the stagger angle, and the specific noise in the operating range from the opening operating point to the surging operating point is reduced. This has the effect of obtaining an axial flow fan that can significantly reduce the level.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例による軸流フアン
を示す斜視図、第2図はこの発明の一実施例に係
り、回転軸を含む平面による断面図、第3図はこ
の発明の一実施例に係り、回転軸と直交する平面
に羽根を投影した時の投影図、第4図は、第3図
におけるボス部翼弦線中心線Pb′から外周部翼弦
線中心線Pt′までの半径方向への軌跡Pb′−PR′−
Pt′について、任意の半径Rにおける翼弦線中心
点PRを平面0Xに半径Rで回転投影した翼弦線中
心点PRの半径方向分布、及び羽根の同一位置で
の断面を示す断面図、第5図はこの発明の一実施
例に係り、翼弦線中心点PRを相対的な原点とし
て羽根車を形成した時、羽根を半径Rの円筒面で
切断し、その断面を2次元平面に展開して得られ
る展開図、第6図は種々の翼弦線中心線の吸込み
方向への前傾角δzにおいて、流量係数に対する全
圧係数及び騒音(ホン)を示す特性図、第7図は
一実施例に係る羽根車の側面図、第8図、第9図
はそれぞれの羽根面での流れを説明する説明図、
第10図a,bは前進角がある場合と、ない場合
の流れを説明する説明図、第11図は種々の前進
角δ〓における流量係数と圧力係数の関係を示す特
性図、第12図は直線ダクトの長さldに対する騒
音(ホン)の関係を示すグラフ、第13図はベル
マウスの入口の曲率半径BRに対する最小比騒音
レベル(ホン)を示す特性図、第14図は直線ダ
クトの長さldに対する最小比騒音レベル(ホン)
を示す特性図、第15図は前傾角δzに対する最小
比騒音レベルKs(ホン)を示す特性図、第16図
は羽根車の外周部における前進角δ〓tに対する最
小比騒音レベルKs(ホン)を示す特性図、第17
図は羽根車の外周部における各々のそり角θtに対
する最小比騒音レベルKs(ホン)を示す特性図、
第18図は羽根車の外周部における食い違い角ξt
に対する最小比騒音レベルKs(ホン)を示す特性
図、第19図は従来の軸流フアンを示す断面図、
第20図a,bは従来の軸流フアンに係る、流量
係数と全圧係数の関係、及び流量係数とPWL(パ
ワーレベル)(dB)の関係を示す特性図である。
なお、図中、同一符号は同一、又は、相当部分を
示す。
FIG. 1 is a perspective view showing an axial flow fan according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along a plane including the rotating shaft, and FIG. 3 is an embodiment of the invention. As an example, the projected view of the blade on a plane perpendicular to the rotation axis, FIG. 4, is the distance from the boss chord center line P b ′ to the outer circumference chord center line P t ′ in FIG. 3. The trajectory in the radial direction until P b ′−P R ′−
Regarding P t ′, the radial distribution of the chord line center point P R at an arbitrary radius R and the rotational projection of the chord line center point P R at the radius R onto the plane 0X, and the cross section showing the cross section at the same position of the blade. 5 and 5 relate to an embodiment of the present invention, when an impeller is formed with the chord line center point P R as the relative origin, the blade is cut at a cylindrical surface with a radius R, and its cross section is Figure 6 is a developed diagram obtained by expanding on a dimensional plane, and Figure 6 is a characteristic diagram showing the total pressure coefficient and noise (hon) with respect to the flow coefficient at various forward inclination angles δ z of the chord center line in the suction direction. FIG. 7 is a side view of an impeller according to one embodiment, FIGS. 8 and 9 are explanatory diagrams illustrating the flow on each blade surface,
Figures 10a and b are explanatory diagrams explaining the flow with and without advance angles, Figure 11 is a characteristic diagram showing the relationship between flow coefficient and pressure coefficient at various advance angles δ, and Figure 12. is a graph showing the relationship between the noise (hon) and the length l d of a straight duct, Fig. 13 is a characteristic diagram showing the minimum specific noise level (hon) versus the radius of curvature B R of the entrance of the bell mouth, and Fig. 14 is a straight line. Minimum specific noise level (hon) for duct length l d
FIG. 15 is a characteristic diagram showing the minimum specific noise level K s (hon) with respect to the forward inclination angle δ z , and FIG. 16 is a characteristic diagram showing the minimum specific noise level K s (hon) with respect to the forward angle δ〓 t at the outer circumference of the impeller . Characteristic diagram showing (Hon), No. 17
The figure is a characteristic diagram showing the minimum specific noise level K s (hon) for each warp angle θ t at the outer periphery of the impeller.
Figure 18 shows the discrepancy angle ξ t at the outer periphery of the impeller.
Figure 19 is a cross -sectional view showing a conventional axial flow fan;
FIGS. 20a and 20b are characteristic diagrams showing the relationship between the flow rate coefficient and the total pressure coefficient, and the relationship between the flow rate coefficient and PWL (power level) (dB), regarding a conventional axial flow fan.
In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 回転軸を中心とする半径Rの円筒面で羽根車
を切断した時の断面における羽根前縁部と羽根後
縁部との中点である翼弦線中心点PRと、羽根の
ボス部半径Rbの円筒面で切断した時の断面にお
ける翼弦線中心点Pbをとおり上記回転軸と直交
する平面Scとの距離をlsとした時、気流の吸込み
側を正方向とした座標系において上記翼弦線中心
点PRを上記Sc平面に対して常に正方向に位置さ
せ、 δz=tan-1ls/R−Rbで表現できるδzの値をδz= 12.5゜〜32.5゜とし、かつ、上記回転軸と直交する
平面に羽根車を投影した時の投影面において、上
記羽根のボス部半径Rbの円筒面で切断した時の
断面における翼弦線中心点をPb′とし、上記回転
軸を原点0として、上記0点とPb′点を結ぶ直線
をX軸とした座標系で、上記羽根車を半径Rの円
筒面で切断した時の翼弦線中心点をPR′として直
線PR′−0とX軸のなす角度をδ〓とした場合、δ〓
の半径方向分布を δ〓=δ〓t×R−Rb/Rt−Rb(Rt:羽根外周部半径
、Rb: 羽根ボス部半径、δ〓t:直線Pt′−0とX軸のなす
角度)で与え、 δ〓t=40゜〜50゜ とし、かつ、上記回転軸と直交する平面を持ち、
そこから、半径BRの曲面で絞られて直線部ldに接
続され上記羽根外径DTに対して、内径DBを有す
る吸込みベルマウスにおいて、上記羽根車の外周
における後縁部とダクト終端部との距離をlxとし
た時、各パラメータの大きさを以下の値にした事
を特徴とする軸流フアン。 BR=0.07DT〜0.2DT ld=0.04DT〜0.1DT DB=1.01DT〜1.04DT lx=0〜0.04DT 2 回転軸を中心とする半径Rの円筒面で羽根車
を切断した時の断面における羽根前縁部と羽根後
縁部との中点である翼弦線中心点PRと、羽根の
ボス部半径Rbの円筒面で切断した時の断面にお
ける翼弦線中心点Pbをとおり上記回転軸と直交
する平面Scとの距離をlsとした時、気流の吸込み
側を正方向とした座標系において上記翼弦線中心
点PRを上記Sc平面に対して常に正方向に位置さ
せ、 δz=tan-1ls/R−Rbで表現できるδzの値をδz= 12.5〜32.5゜とし、かつ、上記回転軸と直交する平
面に羽根車を投影した時の投影面において、上記
羽根のボス部半径Rbの円筒面で切断した時の断
面における翼弦線中心点をPb′とし、上記回転軸
を原点0として、上記0点とPb点を結ぶ直線を
X軸とした座標系で、上記羽根車を半径Rの円筒
面で切断した時の翼弦線中心点をPR′として直線
PR′−0と上記X軸のなす角度をδ〓とした場合、
δ〓の半径方向分布を δ〓=δ〓t×R−Rb/Rt−Rb (Rt:羽根外周部半径、Rb:羽根ボス部半径、
δ〓t:直線Pt′−0とX軸のなす角度)で与え、 δ〓t=40゜〜50゜ とし、かつ、上記羽根車を半径Rの円筒面で切断
し、その断面を2次元平面に展開して得られる展
開図において、その羽根断面におけるそり線の形
状を円弧形状とし、その円弧を形成するための中
心角をそり角θとした場合、θの半径方向分布を θ=(θt−θb)×(R−Rb)/(Rt−Rb)+θb (θt:羽根外周部におけるそり角、θb:羽根ボス
部におけるそり角)で与え、θt=20゜〜30゜、θb
27゜〜37゜、θt<θbとし、上記展開図において、羽
根の翼弦線と、上記回転軸と平行で羽根の前縁を
通る直線とのなす角度を食い違い角ξとすると
き、ξの半径方向分布を ξ=(ξt−ξb)×(R−Rb)/(Rt−Rb)+ξb (ξt:羽根外周部における食い違い角、ξb:羽根
ボス部における食い違い角)で与え、ξt=62゜〜
72゜、ξb=53゜〜63゜、ξt>ξbとし、かつ上記回転

と直交する平面を持ち、そこから、半径BRの曲
面で絞られて直線部ldに接続され、上記羽根外径
DTに対して、内径DBを有する吸込みベルマウス
において、上記羽根車の外周における後縁部とダ
クト終端部との距離をlxとした時、各パラメータ
の大きさを以下の値にした事を特徴とする軸流フ
アン。 BR=0.07DT〜0.2DT ld=0.04DT〜0.1DT DB=1.01DT〜1.04DT lx=0〜0.04DT
[Scope of Claims] 1. A chord line center point P R that is the midpoint between the leading edge of the blade and the trailing edge of the blade in a cross section when the impeller is cut on a cylindrical surface of radius R centered on the rotation axis. When the distance between the chord line center point P b of the cross section taken through the cylindrical surface of the vane boss radius R b and the plane S c perpendicular to the axis of rotation is l s , the suction of airflow is In a coordinate system with the side in the positive direction, the chord line center point P R is always located in the positive direction with respect to the S c plane, and δ z can be expressed as δ z = tan -1 l s / R - R b When the value of δ z = 12.5° to 32.5° and the impeller is projected onto a plane perpendicular to the rotation axis, the blade is cut at a cylindrical surface with radius R b of the boss part of the blade. In a coordinate system where the center point of the chord line in the cross section is P b ′, the rotation axis is the origin 0, and the straight line connecting the 0 point and P b ′ is the X axis, the impeller is defined as a cylindrical surface with a radius R. If the center point of the chord line when cut at is P R ′, and the angle between the straight line P R ′-0 and the X axis is δ〓, then δ〓
The radial distribution of _ _ _ _ The angle formed by the
From there, in the suction bell mouth which is constricted by a curved surface of radius B R and connected to the straight part l d and has an inner diameter D B with respect to the outer diameter D T of the impeller, the rear edge at the outer periphery of the impeller and the duct are connected. An axial flow fan characterized by having the size of each parameter set to the following values, where the distance to the end is lx . B R = 0.07D T ~ 0.2D T l d = 0.04D T ~ 0.1D T D B = 1.01D T ~ 1.04D T l x = 0 ~ 0.04D T 2 Cylindrical surface with radius R centered on the rotation axis A cross section when cutting the impeller at the chord line center point P R , which is the midpoint between the leading edge of the blade and the trailing edge of the blade, and the cylindrical surface of the blade boss radius R b . When the distance between the chord line center point P b and the plane S c perpendicular to the rotation axis is defined as l s , the chord line center point P R is defined in the coordinate system with the suction side of the airflow in the positive direction. It is always located in the positive direction with respect to the above S c plane, the value of δ z that can be expressed as δ z = tan -1 l s / R - R b is set to δ z = 12.5 to 32.5 degrees, and the rotation axis is In the projected plane when the impeller is projected onto a perpendicular plane, the center point of the chord line in the cross section taken by the cylindrical surface of the boss portion radius R b of the blade is P b ′, and the rotation axis is the origin 0. In a coordinate system with the straight line connecting the above point 0 and point P b as the X axis, the chord line center point when the above impeller is cut on a cylindrical surface with radius R is the straight line P R ′.
If the angle between P R ′-0 and the above X-axis is δ〓,
The radial distribution of δ is δ = δ = t × R - R b / R t - R b (R t : radius of blade outer circumference, R b : radius of blade boss part,
δ〓 t : Angle between the straight line P t ′-0 and the In the developed view obtained by expanding on a dimensional plane, if the shape of the warp line in the cross section of the blade is an arc shape, and the central angle for forming the arc is the warp angle θ, then the radial distribution of θ is θ= It is given by (θ t −θ b )×(R−R b )/(R t −R b )+θ bt : Warp angle at the blade outer circumference, θ b : Warp angle at the blade boss), and θ t =20°~30°, θ b =
27° to 37°, θ t < θ b , and in the above development view, when the angle between the chord line of the blade and a straight line parallel to the rotation axis and passing through the leading edge of the blade is the stagger angle ξ, The radial distribution of ξ is expressed as (discrepancy angle), ξ t = 62°~
72°, ξ b = 53° to 63°, ξ t > ξ b , and has a plane perpendicular to the rotation axis, and is narrowed from there by a curved surface with a radius B R and connected to the straight part l d , Above blade outer diameter
For D T , in a suction bell mouth with an inner diameter D B , when the distance between the trailing edge of the impeller and the duct end is l x , the size of each parameter was set to the following values. This is an axial flow fan that is characterized by: B R =0.07D T ~0.2D T l d =0.04D T ~0.1D T D B =1.01D T ~1.04D T l x =0~0.04D T
JP59186913A 1984-09-06 1984-09-06 axial fan Granted JPS6165097A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59186913A JPS6165097A (en) 1984-09-06 1984-09-06 axial fan
KR1019850004218A KR880000521B1 (en) 1984-09-06 1985-06-14 Axial-flow fan

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59186913A JPS6165097A (en) 1984-09-06 1984-09-06 axial fan

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6165097A JPS6165097A (en) 1986-04-03
JPH0226079B2 true JPH0226079B2 (en) 1990-06-07

Family

ID=16196877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59186913A Granted JPS6165097A (en) 1984-09-06 1984-09-06 axial fan

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS6165097A (en)
KR (1) KR880000521B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009264390A (en) * 2009-07-10 2009-11-12 Yanmar Co Ltd Blower device
JP7173939B2 (en) * 2019-08-26 2022-11-16 ダイキン工業株式会社 Blower and heat pump unit

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53115911A (en) * 1977-03-19 1978-10-09 Daikin Ind Ltd Axial-flow fan
JPS53116512A (en) * 1977-03-23 1978-10-12 Hitachi Ltd Axial flow impeller

Also Published As

Publication number Publication date
KR860002653A (en) 1986-04-28
KR880000521B1 (en) 1988-04-09
JPS6165097A (en) 1986-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3203994B2 (en) Axial blower
CN105992877B (en) Axial blower
CN111133201B (en) Propeller Fans and Axial Blowers
WO2004097225A1 (en) Multi-vane centrifugal blower
CN111656019B (en) Axial blower
KR101251130B1 (en) Propeller fan
JP3127850B2 (en) Impeller for propeller fan
JP4818310B2 (en) Axial blower
CN115443382B (en) Blower fan
JPH0226080B2 (en)
JP2000110783A (en) Centrifugal fan
JPH0226079B2 (en)
CN118715376A (en) Impeller, fan and air conditioner
JP2730344B2 (en) Blower impeller
JP7413973B2 (en) Blower
JP7409246B2 (en) turbo fan
JPH022000B2 (en)
JP2000009083A (en) Impeller
JPH0442559B2 (en)
JPH102300A (en) Turbo type fluid machine
CN116066412B (en) Vaned diffuser and centrifugal compressor
CN117366017B (en) Centrifugal fan blades, centrifugal fans and air conditioners
JPH0330742Y2 (en)
KR950006563B1 (en) Sirocco Fan Beam Deflection Blade Determination Method
WO2023242950A1 (en) Propeller fan and axial blower

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term