WO1996000854A1

WO1996000854A1 - Multivane centrifugal fan

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Publication number: WO1996000854A1
Application number: PCT/JP1995/001307
Authority: WO
Inventors: Makoto Hatakeyama; Noboru Shinbara; Hisato Haraga
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Current assignee: Toto Ltd
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Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1996-01-11
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Description

明細書

多翼遠心ファン

〔技術分野〕

本発明は、多翼遠心ファンに関する。

〔背景技術〕

シロッコファン、ターボファン、ラジアルファン等、周方向に互いに間隔を隔てて配設された多数の翼を備える多翼遠心ファンが知られている。

多翼遠心ファンの騒音源として、翼前縁部（羽根車の内径部）への流体の流入角と翼の取付角との差に起因する翼前縁部における流体の剝離による騒音、羽根車の翼間流路における流体の剝離による騒音、羽根車からの流体の流出角とケーシングの広がり角との差に起因する騒音、及びケーシングの舌部と翼との干渉騒音が挙げられる。

翼前縁部における流体の剝離は、第 1 8 ( a ) 図に示すように. 絶対座標系でほぼ半径方向に翼前縁部へ流入する流体に対して、翼が回転しているために、第 1 8 ( b ) 図に示すように、翼から見た相対座標系では、流体が翼の前縁の延在方向に対して角度を持つことによって、すなわち翼前縁部への流体の流入角と翼取付角との間に差が生ずることによって惹起される。

翼前縁部における流体の剝離に対する対策として、ターボファンのように、翼を後退翼として、翼前縁部への流体の流入角と翼の取付角との差を低減させることが考えられる。しかし、十分に静音化を図るためには、翼の取付角度をかなり大きくする必要があり、 P— Q特性の低下を招くという問題がある。

〔発明の開示〕

本発明は上記問題に鑑みて成されたものであり、翼の取付角度の変更を伴うことなく、翼前縁部への流体の流入角と翼の取付角との差の低減化が達成され、ひいては、翼前縁部における流体の剝離による騒音の低減化が達成された多翼遠心ファンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明においては、周方向に互いに間隔を隔てて配設された多数の翼を備える多翼遠心フアンにおいて、翼の径方向内方に、多翼遠心ファンの軸方向に互いに微小間隔を隔てて積層された多数の円環板を備えることを特徴とする多翼遠心ファンを提供する。

本発明においては、翼の径方向内方に配設され、且つ、多翼遠心ファンの軸方向に互いに微小間隔を隔てて積層された多数の円環板の間に形成される流路を、径方向外方へ流体が通過する間に. 流体は回転する円環板から接線方向に剪断力を受けて加速され、接線方向の速度を付与される。接線方向の速度を付与された流体は、隣接する翼の間に形成された流路へ流入する。翼の径方向内方に積層して配設された円環板によって流体が接線方向の速度を付与されることにより、翼前縁の周方向速度と流体の接線方向速度との差が、円環板を有さない多翼遠心ファンに比べて減少する < この結果、翼前縁部への流体の流入角と翼の取付角との差が、円環板を有さない多翼遠心ファンに比べて低減する。

円環板の外縁が翼の前縁から径方向内方に間隔を隔てていても- 円環板間の流路から径方向外方へ流出した流体は、接線方向の速度成分を失うことなく、翼前縁部へ流入するので、翼前縁部への流体の流入角と翼の取付角との差は低減する。円環板の外縁が翼の前縁から径方向内方に間隔を隔てている構造には、既存の多翼遠心ファンに円環板を組み込むことにより、本発明に係る多翼遠心ファンを容易に作成することができるという利点がある。本発明の好ましい態様においては、円環板の外緣は翼の前縁から径方向内方に間隔を隔てている。

本発明の好ましい態様においては、円環板の外縁は翼の前縁に当接している。

本発明の好ましい態様においては、円環板の外縁は翼の前縁部に重畳している。

円環板の外縁が翼の前縁に当接し、或いは円環板の外縁が翼の前縁部に重畳している場合には、円環板間の流路から径方向外方へ流出した流体が、接線方向の速度成分を失うことなく、翼前縁部へ流入することにより、翼前縁部への流体の流入角と翼の取付角との差が低減するのに加え、円環板の外縁が翼の前縁に当接し. 或いは円環板の外縁が翼の前縁部に重畳することにより、多翼遠心ファンの強度が向上するという利点がある。

本発明の好ましい態様においては、翼は径向き翼である。

本発明の好ましい態様においては、翼は後退翼である。

本発明の好ましい態様においては、翼は前進翼である。

翼が径向き翼（ラジアルファン）である場合にも、後退翼（夕 —ボファン）である場合にも、或いは前進翼（シロッコファン）である場合にも、翼の径方向内方に、多翼遠心ファンの軸方向に互いに微小間隔を隔てて積層された多数の円環板を配設することにより、翼前縁部への流体の流入角と翼の取付角との差が低減す

〔図面の簡単な説明〕

第 1 図は本発明の実施例に係る多翼ラジアルファンの断面図、第 2図は図 1 の線 I I - I I に沿った断面図、

第 3図は翼前縁部への空気の流入角と翼の取付角との差を図示する多翼ラジアルファンの断面図、第 4図は風量 · 静圧測定用実験装置の概要を示す図、

第 5図は騒音測定用実験装置の概要を示す図、

第 6 ( a ) 図は積層円環板を有しない試供羽根車（ラジアルフアン）の構成を示す平面図、第 6 ( b ) 図は第 6 ( a ) 図の b— b矢視図、

第 7 ( a ) 図は積層円環板を有する試供羽根車（ラジアルファン）の構成を示す平面図、第 7 ( b ) は第 7 ( a ) 図の b _ b矢視図、

第 8図は試供ケーシング（ラジアルファン）の平面図、第 9図は騒音測定により得られた最低比騒音 Ks _{mi n} と、翼前縁部への空気の流入角と翼の取付角との差 0との関係を示す図、第 1 0 ( a ) 図は積層円環板を有しない試供羽根車（シロッコファン）の構成を示す断面図、第 1 0 ( b ) 図は積層円環板を有しない試供羽根車（ターボファン）の構成を示す断面図、

第 1 1 ( a ) 図は積層円環板を有する試供羽根車（シロッコフアン）の構成を示す断面図、第 1 1 ( b ) 図は積層円環板を有する試供羽根車（ターボファン）の構成を示す断面図、

第 1 2図は試供ケ一シング（シロッコファン）の平面図、第 1 3図は試供ケーシング（ターボファン）の平面図、第 1 4図は積層円環板を有するシロッコファンの騒音と積層円環板を有しないシロッコファンの騒音とを比較する図（羽根車の回転数 5 1 0 0 r p m) 、

第 1 5図は積層円環板を有するシロッコファンの騒音と積層円環扳を有しないシロッコファンの騒音とを比較する図（羽根車の回転数 6 1 2 0 r p m：) 、

第 1 6図は積層円環板を有するターボファンの騒音と積層円環板を有しないターボファンの騒音とを比較する図（羽根車の回転数 5 1 0 0 r p m ) 、

第 1 7図は積層円環板を有するターボファンの騒音と積層円環板を有しない夕一ボファンの騒音とを比較する図（羽根車の回転数 6 1 2 0 r p m ) 、

第 1 8 ( a ) 図、第 1 8 ( b ) 図は翼前縁部への流体の流入角と翼の取付角との差が生ずる理由を説明する多翼遠心フアンの断面図である。

〔発明を実施するための最良の形態〕

〔A〕第 1 実施例

本発明を多翼ラジアルファンに具現化した実施例を以下に説明する。

( I ) ファン構造

第 1 図、第 2図において、 1 は円板状のベースプレートである < ベースブレート 1 の上方には、円環状のトッププレート 2が、ベ一スプレート 1 に平行に且つべ一スプレート 1 と同心に配設されている。ベースプレート 1 とトッププレート 2 とは、周方向に互いに間隔を隔てて配設された多数の径向き翼 3により連結されている。径向き翼 3の径方向内方に、複数の円環板 4が、互いに微小間隔を隔てて、ベースブレート 1 と平行に且つべ一スプレート 1 と同心に、積層して配設されている。円環板 4の外縁部は、径向き翼 3の内側縁に形成された水平なスリットに緊密に嵌入している。

ベースプレート 1、トッププレート 2、径向き翼 3及び円環板 4 により、羽根車 5が形成されている。積層して配設された円環板 4の中央開口により、羽根車 5の中央開口 5 aが形成されている。ベースプレート 1 と最下層の円環板 4 との間、トップブレート 2 と最上層の円環板 4 との間、及び隣接する円環板 4の間に円環板間流路 5 bが形成され、隣接する径向き翼 3の間に翼間流路 5 cが形成されている。

羽根車 5は、スクロール形状の平断面を有するケーシング 6内に格納されている。ケ一シング 6の頂板には、羽根車の中央開口 5 aに対峙して吸込口 6 aが形成されている。ケーシング 6の側壁には、吐出口 6 bが形成されている。羽根車 5の側縁とケーシング 6の側壁との間に吐出流路 7が形成されている。

ケーシング 6 の下方に、モータ 8が配設されている。モータ 8 はケーシング 6の底板に固定されている。モータ 8の出力軸は、ケーシング 6の底板を貫通して上方へ延び、ベースプレート 1 の下面中心に固定されている

上記構成を有する本実施例に係る多翼ラジアルファンの作動を説明する。

モー夕 8が始動すると、ケーシング 6の吸込口 6 aを通つてケ —シング 6内に流体が吸込まれる。ケーシング 6内に吸込まれた流体は、円環板間流路 5 bへ流入する。円環板間流路 5 b内へ流入した流体は、円環板間流路 5 b内を径方向外方へ通過する間に. 回転するべ一スブレート 1 、トツププレート 2、円環板 4から、第 2図で 2重矢印で示すように、接線方向に剪断力を受けて加速され、接線方向の速度を付与されると共に、遠心力を付与される, 円環板間流路 5 bを通過した流体は、翼間流路 5 cへ流入する。翼間流路 5 c内へ流入した流体は、翼間流路 5 c内を径方向外方へ通過する間に、回転する径向き翼 3から、第 2図で矢印で示すように、径向き翼 3に対する法線方向に力を受けて更に加速され. 更に大きな遠心力を付与される。

翼間流路 5 cを通過した流体は、翼間流路 5 cの外縁から、すなわち羽根車 5 の外縁から、吐出流路 7内へ流入する。吐出流路 7内へ流入した流体は、吐出流路 7內を周方向に流れ、吐出口 6 bを通ってケ一シング 6から吐出する。

本多翼ラジアルファンにおいては、円環板間流路 5 b内の流体が、ベースプレート 1、トツププレート 2、円環板 4によって接線方向に加速され接線方向の速度を付与されることにより、円環板間流路 5 bから翼間流路 5 cへ流体が流入する際に、径向き翼 3の前縁の周方向速度と流体の接線方向速度との差が、積層して配設された円環板 4を有さない多翼ラジアルファンに比べて減少する。この結果、積層して配設された円環板 4を有さない多翼ラジアルファンに比べて、径向き翼 3の前縁部への流体の流入角と翼の取付角との差が減少し、ひいては径向き翼 3の前縁部における流体の剝離による騒音が低減する。なお、円環板 4の外縁部は. 径向き翼 3の内側縁に形成された水平なスリットに緊密に嵌入しているので、本多翼ラジアルファンは高い強度を有する。

( I I ) 騒音測定

本実施例に係る多翼ラジアルフアンと、積層して配設された円環板を有さない多翼ラジアルファンとについて、騒音の比較測定を行った。

( 1 ) 翼前縁部への空気の流入角と翼の取付角との差

第 3図に示すように、ファンの半径方向を角度 0度とし、多翼遠心ファンの翼前縁部の取付角度を αとし、翼前縁部への流体の流入角度を ySとする。

多翼遠心ファンの翼前縁部への流体の流入角 /8と、多翼遠心フアンの翼前縁部の取付角度ひとの差 0は、数式①で与えられる。

θ = β - a

= tan" ¹ { ( I r。）² / ) - a ①

：翼前縁の半径位置 Γο ：翼後縁の半径位置

Φ ：流量係数

Uo ： Γο 位置における流体の径方向平均速度

Co ： r。位置における翼の周速度

積層して配設された円環板間における、円環板に対する流体の接線方向速度は、ハシンガー（Hasinger) によって導かれている (Hasinger, S. and Kehrt. L. , Trans. ASME. J. Eng. Power, 85(1 963). 201)) 。ハシンガーに従うと、円環板の外縁での円環板に対する流体の接線方向速度 v_k は数式②で与えられる。

Χ=(Α/12ττ)( n I r_k )²-([A/ \2π ]-1)(Γ₄ I r_k )²exp ([ 127T/A ][l-(r _k / r 』）²])

r j 円環板の内半径

円環板の外半径

A 無次元数

A=( q5Z V(r』）

q ： 2枚の円環板間の流量

δ ：円環板間隙間

V ：動粘度

C_k ： Γκ 位置での円環板の周速度

数式①、数式②に基づき、翼前縁部の径方向内方に積層した円環板を配設し、円環板の外縁が翼前縁に当接している場合、翼前縁部での角度差 0は、数式③で与えられる。

9= tan-' {[(r i / r₀)V Φ ]X} - a ③

( 2 ) 騒音測定

本実施例に係る多翼ラジアルファンと、積層して配設された円環板を有さない多翼ラジアルファンとについて、騒音の比較測定を行い、最低比騒音と角度差 0 との関係を求めた。

< 1 > 実験装置

①風量 · 静圧測定用実験装置

実験装置を第 4図に示す。羽根車 5 と羽根車 5を格納するスクロール形ケーシング 6 とモータ 8 とを備えるファン本体の吸込側に吸込ノズルを設置し、ファン本体の吐出側にダブルチヤンバ方式風量測定装置（理化精機製、型式 F - 4 0 1 ) を設置した。風量測定装置には、風量調整用ダンバと補助ファンとを設け、ファン出口の静圧を制御した。ファンからの吐出空気流を、整流格子により整流した。

ファン吐出空気の風量を、 A M C A規格に従って取り付けられたオリフィスで測定し、ファン出口の静圧をファン出口近傍に配設した静圧孔で測定した。

②騒音測定用実験装置

実験装置を第 5図に示す。ファン本体の吸込側に吸込ノズルを設置し、ファン本体の吐出側に風量測定装置と同程度の寸法形状の静圧調整箱を設けた。静圧調整箱には、吸音材を内張りした。静圧調整箱には風量調整用のダンバを設け、ファン出口の静圧を制御した。

ファン出口の静圧をファン出口近傍に配設した静圧孔で測定し、所定のファン出口静圧時の騒音を測定した。

吸音材を内張りしてある防音箱の中にモータ 8を格納し、モー夕 8の騒音を遮断した。

騒音測定は、無響室にてファンの軸中心線上でケ一シング上面力、ら 1 m 上流の点で行い、 A特性の騒音レベルを計測した。

< 2 > 試供羽根車、試供ケーシング ①積層円環板を有しない試供羽根車

外直径（径向き翼 3の後縁位置における直径）を 1 0 O mmに. 羽根車高さを 2 4 mmにそれぞれ固定し、ベースプレート 1及びトッププレート 2の板厚を 2 mmとした、内直径（径向き翼 3の前縁位置における直径）と外直径との比と、径向き翼 3の枚数とが異なる、積層円環板 4を有しない 3種類の羽根車 5を作成した, 上記 3種類の羽根車 5 (羽根車 N O. 1、 2、 3 ) の仕様を、表 1 と第 6 ( a ) 図、第 6 ( b ) 図とに示す。

②積層円環板を有する試供羽根車

外直径を 1 0 0 mmに、羽根車高さを 2 4 mmにそれぞれ固定し、ベースプレート 1及びトツププレート 2の板厚を 2 mmとした、内直径（径向き翼 3の前縁位置における直径）と外直径との比と、円環板 4の内直径と、円環板 4の枚数とが異なる、積層円環板 4を有する 3種類の羽根車 5を作成した。

上記 3種類の羽根車 5 (羽根車 N O. 4、 5、 6 ) の仕様を、表 1 と第 7 ( a ) 図、第 7 ( b ) 図とに示す。

③試供ケーシング

ケーシング 6の高さは 2 7 mmとし、ケ一シング 6の広がり形状は次式で与えられる対数らせん形状とし、広がり角 7 e は 4 . 5 ° とした。

r c = r。 e x p ( r t a n r c )

羽根車 5の中心から計ったケーシング側壁の半径羽根車 5の外半径

r 基準線からの角度 0 ≤ 7 ≤ 2 r

7 広がり角

試供ケ一シング 6を第 8図に示す。

④羽根車 5の回転数羽根車 5の回転数は 6 0 0 0 r p mに設定したが、無響室内の喑騒音のレベル、実験装置の調子等の外的要因により或る程度変動させた。比騒音が最低値となった時の回転数を表 1 に示す。

( 3 ) 実験、データ処理

< 1 > 実験

表 1 に示す 6種類の羽根車 5にっき、表 1 に示す回転数の下で. 風量調整用ダンバにより風量を種々に変化させて、ファン吐出空気の風量と、ファン出口の静圧と、騒音とを測定した。

< 2 > データ処理

ファン吐出空気の風量と、ファン出口の静圧と、騒音の各測定値から、次式に基づいて比騒音 k , を算出した。

Ks = S P L (A) - 1 0 logjo Q (P , )²

S P L (A) ： A特性（：〜 2 0 KHz ) 、 1 Z 3オクターブ

ノくンドの 0 v e r A l l騒音値 d B Q ：ファン吐出空気の風量 m³ Zs

P , ：ファン出口の全圧 mmA q

( 4 ) 実験結果

実験結果に基づいて、各試供羽根車 5に就き、比騒音 Ks と風量との関係を求めた。

比騒音 Ks と風量との関係は、風量，静圧測定により求められた風量、ファン出口の静圧が、それぞれ、 1 であり、騒音測定により求められた比騒音、ファン出口の静圧が、それぞれ

Ks,、 p 1 である場合に、風量 Qと比騒音 k _s との間には、風量が Q！の時に比騒音が K Siとなる関係が成立するとして求めた。風量 · 静圧測定に用いた風量測定装置と、騒音測定に用いた静圧調整箱の寸法形状はほぼ同一なので、上記の関係は成立するものと考えられる。実験結果によれば、各試供羽根車 5の比騒音 Ks は風量の変化に対応して変化する。この比騒音 Ks の変化は、ケーシングの影響によって惹起されたものであり、比騒音 Ks の最低値、すなわち最低比騒音 Ks _{m i n} が、ケ一シングの影響が除去された試供羽根車 5 自体の騒音特性を示すものと考えられる。すなわち最低比騒音 Ks _{mi n} は、羽根車からの流体の流出角とケ一シングの広がり角との差に起因する騒音を含まないと考えられる。また、本出願人が先に出願した P C T国際出願 P C TZJ P 9 5 / 0 0 7 8 9号で言及した、羽根車の内直径と外直径との比とカルマン一ミリカンの無次元数 Z , との関係は、何れの試供羽根車 5 についても、上記出願で提案した静音領域にある（カルマンーミリカンの無次元数 Z！を表 1 に示す）。従って、最低比騒音 Ks w は、羽根車の翼間流路における流体の剝離による騒音を含まないと考えられる。また、最低比騒音 Ks w に対応する騒音測定デ一夕のスぺクトルを解析した結果、最低比騒音 Ks _ffli„ に対応する騒音中の、ケーシングの舌部と翼との干渉騒音に相当する周波数成分の騒音エネルギーは微小であることが確認された。従って、最低比騒音 Ks _{oi n} は、ケーシングの舌部と翼との干渉騒音を含まないと考えられる。

以上より、最低比騒音 Ks _{Bi n} は、翼前縁部への空気の流入角と翼の取付角との差に起因する翼前縁部における空気の剝離による騒音特性を示すものと考えられる。

各試供羽根車 5の最低比騒音 Ks _{m i n} と、最低比騒音 Ks _mi„ に対応する流量係数 ø と、最低比騒音 Ks _mi„ に対応する角度差 0 とを表 1 に示し、各試供羽根車 5の最低比騒音 Ks _ffli„ と角度差 0 との関係を第 9図に示す。尚、角度差 0は、円環板 4の外直径（ 2 r _k ) が羽根車の内直径（径向き翼 3の前縁位置における直径）に等しいとして計算した。

( 5 ) 考察

表 1及び第 9図から、積層円環板を有する試供羽根車 5 (NO 4、 5、 6 ) の角度差 6»は、積層円環板を有しない試供羽根車 5 (NO. 1、 2、 3 ) の角度差 0よりも小さいこと、及び、角度差 0の減少に伴って最低比騒音 Ks _{mi n} が減少することが分かる, 上記の騒音測定結果により、本発明が、翼前縁部への流体の流入角と翼の取付角との差に起因する翼前縁部における流体の剝離による多翼遠心フアンの騒音の低減に有効であることが確認された。

〔B〕第 2実施例

( 1 ) 騒音測定

六合製作所製のシロッコファンとターボファンとを対象として. 羽根車が積層して配設された円環板を有する場合と、羽根車が積層して配設された円環板を有さない場合の、騒音の比較測定を行レ、、本発明がシロッコファン、夕一ボファンに対しても有効であることを確認した。

< 1 > 実験装置

風量 · 静圧測定用実験装置、騒音測定用実験装置共に、第 1実施例の実験装置と同一の装置を使用した。

く 2〉試供羽根車、試供ケーシング

①積層円環板を有しない試供羽根車

六合製作所製のシロッコファンの羽根車（羽根車 N O. 1 )

(外直径 X内直径 X翼間流路高さ X翼枚数 =102.0匪 85.3龍 29.0讓 X32) と、六合製作所製の夕一ボファンの羽根車（羽根車 N O. 2 ) (外直径 X内直径 X翼間流路高さ X翼枚数 = 99.0mmx 54.8mmx i7. Ommx lO) とを試供羽根車として使用した。羽根車 N O. 1 の仕様を、表 2 と第 1 0 ( a ) 図とに示し、羽根車 N O. 2の仕様を表 2 と第 1 0 (b ) 図とに示す。

②積層円環板を有する試供羽根車

羽根車 N O. 1 に積層円環板（円環板外直径 X円環板内直径 X 円環板肉厚 X円環板枚数 X円環板隙間 X高さ = 85.0隱 X 65.0讓 X 0.3mm X 42 X 0.4關 x 29.0mm) を取り付けた羽根車（羽根車 N O. 3 ) と、羽根車 NO. 2 に積層円環板（円環板外直径 X円環板内直径 X円環板肉厚 X円環板枚数 X円環板隙間 X高さ = 54.0匪 X 40.0mm X 0.3mm x 22x 0.4mm x 15.0mm) を取り付けた羽根車（羽根車 N O. 4 ) とを作製した。

羽根車 N O. 3の仕様を表 2 と第 1 1 ( a ) 図とに示し、羽根車 N O. 4 の仕様を表 2 と第 1 1 ( b ) 図とに示す。

③試供ケ一シング

ケ一シングの高さは、シロッコファンの羽根車に対しては、羽根車高さ（翼間流路高さ +ベースプレート板厚 + トッププレート板厚） + 9 mmとし、ターボファンの羽根車に対しては、羽根車高さ（翼間流路高さ +ベースプレート板厚 + トッププレート板厚） + 8 mmとし、ケーシングの広がり形状は次式で与えられる対数らせん形状とし、広がり角は 4. 5 ° とした。

r _c = r。 e x p ( r t a n r c )

r c ：羽根車 5の中心から計ったケ一シング側壁の半径 r 。：羽根車 5の外半径

T ：基準線からの角度 0 ≤ 7 ≤ 2 7：

7 c ：広がり角

羽根車 N O. 1 、羽根車 N O. 3 (シロッコファン）用の試供ケーシングを第 1 2図に、羽根車 NO. 2、羽根車 NO. 4 (夕 —ボファン）用の試供ケーシングを第 1 3図に示す。 ④羽根車の回転数

羽根車の回転数は 5 1 0 0 r p mと、 6 1 2 0 r p mの 2種類とした。

( 2 ) 実験、データ処理

< 1 > 実験

表 2に示す 4種類の羽根車につき、上述の 2種類の回転数の下で、風量調整用ダンバにより風量を種々に変化させて、ファン吐出空気の風量と、ファン出口の静圧と、騒音とを測定した。

< 2 > データ処理

第 1実施例と同様にして比騒音 k _s を算出した。

( 3 ) 実験結果

実験結果に基づいて、各試供羽根車に就き、第 1 実施例と同様にして比騒音 Ks と風量 Qとの関係を求めた。また風量 Qから数式④に基づいて流量係数 0を求めた。

Φ = u / V ④

u = Q/S 羽根車出口での流出空気の半径方向速度 V = r ω 羽根車外周速度

S = 2 7Γ r h 羽根車出口面積

Q 風量

r 羽根車外半径

h 羽根車の翼間流路高さ

ω 回転角速度

比騒音 Ks と風量 Qとの関係と、風量 Qから求めた流量係数 0 とから、比騒音 Ks と流量係数 ø との関係を求めた。

第 1 4図〜第 1 7図に、比騒音 Ks と流量係数 øとの関係を示す。

第 1 4図〜第 1 7図から、シロッコファンにおいても、ターボファンにおいても、羽根車内に積層円環板を配設することにより. 広範囲の流量係数域で、騒音が低減していることが判る。

上記の騒音低減は、翼前縁部における流体の剝離の抑制による騒音の低減、翼前縁部における流体の剝離の抑制に伴う翼間流路内での流体の剝離の抑制による騒音の低減、前記翼前縁部、翼間流路内での流体の剝離の抑制により、翼間流路出口での流出空気の周方向速度分布が均一化されることによる、ケーシングの舌部と翼との干渉騒音の低減等が重畳して達成されたものと考えられ o。

以上より、シロッコファン、ターボファンにおいても、羽根車の内に積層円環板を配設することにより、翼前縁部における流体の剝離による騒音を低減できることが分かる。

( 4 ) 考察

本発明は、シロッコファン、夕一ボファンに対しても有効であることが確認された。

以上本発明の実施例と、本発明の有効性確認のための騒音測定結果とを説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば、第 1 実施例に係る多翼ラジアルフアンの羽根車の円環板 4の外縁が、径向き翼 3の前縁から径方向内方に間隔を隔てていても良く、或いは、翼の前縁に当接していても良い。

円環板 4の外縁が径向き翼 3の前縁から径方向内方に間隔を隔てていても、円環板 4間の流路から径方向外方へ流出した流体は. 接線方向の速度成分を失うことなく、径向き翼 3の前縁部へ流入するので、径向き翼 3の前緣部への流体の流入角と径向き翼 3の取付角との差は低減する。円環板 4 の外縁が径向き翼 3の前縁から径方向内方に間隔を隔てている構造には、既存の多翼ラジアルファンに円環板を組み込むことにより、本発明に係る多翼ラジアルファンを容易に作成することができるという利点がある。

円環板 4の外縁が径向き翼 3の前縁に当接している場合には、円環板 4の外縁が径向き翼 3の前縁部に重畳している場合と同様に、円環板 4間の流路から径方向外方へ流出した流体が、接線方向の速度成分を失うことなく、径向き翼 3の前縁部へ流入することにより、径向き翼 3の前縁部への流体の流入角と径向き翼 3の取付角との差が低減するのに加え、円環板 4の外縁と径向き翼 3 の前縁との当接部が、ろう接、接着等により固着されることにより、円環板 4の外縁が径向き翼 3の前縁部に重畳している場合と同様に、強度の高い多翼ラジアルファンが得られるという利点がおる。

第 1実施例に係る多翼ラジアルファンの羽根車において、ベースプレート 1 とトツプブレート 2 との間の間隔の全域に亘つて円環板 4を積層して配設する必要は無い。前記間隔のベースブレート 1寄りの部分のみに、又はトッププレート 2寄りの部分のみに. 或いは中間部分のみに、円環板 4を積層して配設しても良い。

〔産業上の利用可能性〕

本発明により、翼の取付角度の変更を伴うことなく、翼前縁部への流体の流入角と翼の取付角との差の低減化が達成され、ひいては、翼前縁部における流体の剝離による騒音の低減化が達成された多翼遠心フアンが提供される。

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L0£l0IS6d£/JDd fS800/96 OAV 表 2

Claims

請求の範囲

( 1 ) 周方向に互いに間隔を隔てて配設された多数の翼を備える多翼遠心ファンにおいて、翼の径方向内方に、多翼遠心ファンの軸方向に互いに微小間隔を隔てて積層された多数の円環板を備えることを特徴とする多翼遠心ファン。

( 2 ) 円環板の外縁は翼の前縁から径方向内方に間隔を隔てていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の多翼遠心ファン。

( 3 ) 円環板の外縁は翼の前縁に当接していることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の多翼遠心ファン。

( 4 ) 円環板の外縁は翼の前縁部に重畳していることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の多翼遠心ファン。

( 5 ) 翼は径向き翼であることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 4項の何れか 1項に記載の多翼遠心ファン。

( 6 ) 翼は後退翼であることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 4項の何れか 1項に記載の多翼遠心ファン。

( 7 ) 翼は前進翼であることを特徴とする請求の範囲第 1 項乃至第 4項の何れか 1項に記載の多翼遠心ファン。