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JP2779285B2 - Multi-layer disk fan with wings - Google Patents
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JP2779285B2 - Multi-layer disk fan with wings - Google Patents

Multi-layer disk fan with wings

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JP2779285B2
JP2779285B2 JP4054998A JP5499892A JP2779285B2 JP 2779285 B2 JP2779285 B2 JP 2779285B2 JP 4054998 A JP4054998 A JP 4054998A JP 5499892 A JP5499892 A JP 5499892A JP 2779285 B2 JP2779285 B2 JP 2779285B2
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wing
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、静粛運転を保持しなが
ら、十分な風量を安定的に得られる翼付多層円板ファン
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a winged multi-layer disk fan capable of stably obtaining a sufficient air volume while maintaining quiet operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、静粛運転可能なファンの一形態と
して、実開昭54-89602号公報に記載されている翼付多層
円板ファンXがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one form of a fan capable of quiet operation, there is a multi-layer disk fan with wings X described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 54-89602.

【0003】かかる翼付多層円板ファンXは、図25及び
図26に示すように、実質的に、ファンケーシング110 の
一端側に電動モータ100 によって駆動されるファンブレ
ード101 を配設している。
As shown in FIGS. 25 and 26, such a multi-layer disk fan with wings X has a fan blade 101 driven by an electric motor 100 disposed substantially at one end of a fan casing 110. .

【0004】そして、電動モータ100 の駆動によってフ
ァンブレード101 を回転して、空気流を発生して、空気
を空気出口140 から送出することできる。
Then, the fan blade 101 is rotated by the driving of the electric motor 100 to generate an air flow, and the air can be sent out from the air outlet 140.

【0005】また、ファンブレード101 は、図25に示す
ように、多数の薄い環状円板104 を所定の間隔を開けて
積層して構成しているので、環状円板104 を回転させる
ことによってその表面に円周方向のせん断力が発生す
る。その力が遠心力となって作用し、その結果空気流が
発生し、ファンの運転を静粛に行うことができる。
Further, as shown in FIG. 25, the fan blade 101 is formed by laminating a large number of thin circular disks 104 at predetermined intervals, so that by rotating the circular disks 104, the fan blades 101 are rotated. A circumferential shear force is generated on the surface. The force acts as a centrifugal force, and as a result, an air flow is generated, so that the fan can be operated quietly.

【0006】また、環状円板104 間に所定の間隔を設け
るとともに、内周側から外周側へ空気を円滑に流し、フ
ァン風量を増大するため、図25及び図26に示すように、
スペーサーとしても機能する複数の弧状の翼105 を、環
状円板104 間に、所要円周方向ピッチで介設している。
Further, in order to provide a predetermined space between the annular disks 104, to smoothly flow air from the inner peripheral side to the outer peripheral side, and to increase the fan air volume, as shown in FIGS.
A plurality of arc-shaped wings 105 which also function as spacers are interposed between the annular disks 104 at a required circumferential pitch.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる翼付多
層円板ファンXは、未だ、以下の解決すべき課題を有し
ていた。
However, such a multi-layer disk fan with wings X still has the following problems to be solved.

【0008】即ち、図26から明らかなように、翼105 は
全て、その外周方向先端 (翼出口部先端) を、環状円板
104 の外周縁部まで伸延している。そのため、環状円板
104の出口では、図26及び図27に示すように、円周方向
に大きな速度歪みが生じ、この速度歪によりケーシング
の舌部付近の圧力が周期的に変動し、いわゆる回転騒音
が発生していた。
That is, as is apparent from FIG. 26, all of the blades 105 have their outer circumferential ends (blades outlet end) at their annular disks.
104 to the outer edge. Therefore, an annular disk
At the outlet of 104, as shown in FIGS. 26 and 27, a large speed distortion occurs in the circumferential direction, and the speed distortion periodically changes the pressure near the tongue of the casing, so that so-called rotational noise is generated. Was.

【0009】さらに、舌部以外でも、この大きな速度歪
の均一化の過程で環状円板104 の外周縁に乱れが生じ、
乱流騒音が発生していた。
In addition to the tongue, the outer peripheral edge of the circular disk 104 is disturbed in the process of equalizing the large velocity strain,
Turbulent noise was occurring.

【0010】また、環状円板104,104 間を流れる空気流
106 のうち、翼105 後方の空気部分が剥離し、剥離域10
8 が形成され、この剥離の影響により円板外周縁に乱流
域107 が生じ、乱流騒音が発生していた。
Further, an air flow flowing between the annular disks 104, 104
Of the 106, the air behind the wing 105 separated, and the separated area 10
8 was formed, and a turbulent flow area 107 was generated on the outer peripheral edge of the disk due to the influence of the separation, and turbulent noise was generated.

【0011】一方、翼105 は、図26から明らかなよう
に、その内周方向先端 (翼入口部先端) も、環状円板10
4 の内周縁部まで伸延している。
On the other hand, as shown in FIG. 26, the wing 105 also has a tip in the inner circumferential direction (tip of the wing inlet) at the annular disk 10.
4 extends to the inner edge.

【0012】そのため、図26の翼表面での速度の絶対
値の分布111に示すように、翼105の内側先端サクション
面での減速比が大きい、図28で示すように、環状円板
104,104 間への入口部での減速比が大きいことにより、
翼105 の内側先端サクション面での剥離が生じていた。
また環状円板の入口部での円周方向に対する速度歪があ
った場合、翼への流入角度が一定せず、これも剥離の原
因となっていた。これらの結果、環状円板104 の内周部
での乱流騒音も大きなものとしている。
Therefore, as shown in the distribution 111 of the absolute value of the velocity on the blade surface in FIG. 26, the reduction ratio on the suction surface at the inner tip of the blade 105 is large. As shown in FIG.
Due to the large reduction ratio at the entrance between 104 and 104,
Separation occurred at the inner suction surface of the wing 105.
In addition, when there is a velocity distortion in the circumferential direction at the inlet of the annular disk, the inflow angle to the blade is not constant, which also causes separation. As a result, the turbulent noise at the inner periphery of the annular disk 104 is also increased.

【0013】本発明は、上記した課題を解決することが
でき、運転の静粛性を維持しながら、風量の増大を可及
的に図ることができる翼付多層円板ファンを提供するこ
とを目的とする。
An object of the present invention is to provide a multi-layered winged disk fan capable of solving the above-mentioned problems and increasing the air volume as much as possible while maintaining quiet operation. And

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに一定の
間隔を保持した多数の環状円板を積層することによって
形成した翼付多層円板ファンにおいて、環状円板間に多
数の翼を介設し、同翼の外周方向先端を、環状円板の外
周縁より内側に位置するように構成してなる翼付多層円
板ファンに係るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a multi-layer winged disk fan formed by laminating a number of annular disks which are kept at a fixed distance from each other. The present invention relates to a multi-layer disk fan with blades, wherein the outer circumferential end of the blade is located inside the outer peripheral edge of the annular disk.

【0015】本発明は、また、互いに一定の間隙を保持
した多数の環状円板を積層することによって形成した翼
付多層円板ファンにおいて、環状円板間に多数の翼を介
設し、同翼の内周方向先端を、環状円板の内周縁より一
定の距離だけ外側に位置するように構成してなる翼付多
層円板ファンに係るものである。
The present invention also provides a multi-layered winged disk fan formed by laminating a number of annular disks having a constant gap therebetween, with a number of blades interposed between the annular disks. The present invention relates to a multi-layered winged disk fan configured such that an inner circumferential end of a wing is located outside a predetermined distance from an inner peripheral edge of an annular disk.

【0016】本発明は、また、互いに一定の間隙を保持
した多数の環状円板を積層することによって形成した翼
付多層円板ファンにおいて、環状円板間に、多数の翼を
介設し、同翼の外周方向先端を、環状円板の外周縁より
一定の距離だけ内側に位置するように構成するととも
に、同翼の内周方向先端を、環状円板の内周縁より一定
の間隙だけ外側に位置するように構成してなる翼付多層
円板ファンに係るものである。
According to the present invention, there is also provided a multi-layered winged disk fan formed by laminating a number of annular disks having a fixed gap therebetween, wherein a number of blades are interposed between the annular disks. The outer circumferential tip of the wing is configured so as to be located inside by a fixed distance from the outer peripheral edge of the annular disk, and the inner circumferential tip of the wing is located outside the inner peripheral edge of the annular disk by a fixed gap. The present invention relates to a multi-layered disk fan with wings configured to be located at a position as shown in FIG.

【0017】そして、本発明の要旨は、上記した各種の
翼付多層円板ファンに、以下の構成の特徴を付加したこ
とに特徴を有する翼付多層円板ファンを提供せんとする
ものである。
The gist of the present invention is to provide a multi-layer winged disk fan characterized by adding the following features to the various winged multi-layer disk fans described above. .

【0018】 翼の環状円板の外周縁より内側に位置
させた距離S1を、以下の式で表される値としている。
The distance S 1 located inside the outer peripheral edge of the annular disk of the blade is a value represented by the following equation.

【0019】[0019]

【数4】 (Equation 4)

【0020】 翼の環状円板の内周縁より外側に位置
させた距離S2を、環状円板の翼内側端半径r2との関係に
おいて、 0.025 <S2/r2 < 0.125としている。
The distance S 2 located outside the inner peripheral edge of the annular disk of the blade is 0.025 <S 2 / r 2 <0.125 in relation to the radius r 2 of the inner edge of the blade of the annular disk.

【0021】 上記のの特徴に加えて翼の取付方
向を後向き翼としている。
In addition to the above features, the mounting direction of the wing is a rearward wing.

【0022】 翼の最内端と最外端とを結ぶ線L1, L2
と、環状円板間を流れる流体の相対速度における周方向
速度及び半径方向速度より求めた流体の軌跡Rとが、翼
の内側先端でなす角度θ、すなわち迎角を、20°±15°
としている。
Lines L 1 and L 2 connecting the innermost and outermost ends of the wing
And the trajectory R of the fluid obtained from the circumferential velocity and the radial velocity in the relative velocity of the fluid flowing between the annular disks, the angle θ formed at the inner tip of the wing, that is, the angle of attack is 20 ° ± 15 °
And

【0023】 翼間の円周方向ピッチ角αと、翼の最
内端と最外端とを環状円板の中心と結んで形成した線L
3, L4のなす角βとの関係を、0.5 <β/α<1として
いる。
A line L formed by connecting the circumferential pitch angle α between the blades and the innermost and outermost ends of the blade with the center of the annular disk.
3, the relationship between the angle of the L 4 beta, is 0.5 <β / α <1 and.

【0024】 環状円板間の間隙δを、以下の式で表
される値としている。
The gap δ between the annular disks is a value represented by the following equation.

【0025】[0025]

【数5】 (Equation 5)

【0026】 環状円板間の間隙δを、以下の式で表
される値としている。
The gap δ between the annular disks is a value represented by the following equation.

【0027】[0027]

【数6】 (Equation 6)

【0028】[0028]

【実施例】以下、添付図に示す幾つかの実施例に基づい
て、本発明に係る翼付多層円板ファンAを具体的に説明
する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a multi-layer disk fan with wings according to the present invention.

【0029】(実施例1)本実施例は、図1〜図6を参
照して、以下に説明するように、翼25の外側端を、環状
円板24の外周縁より距離S1だけ内側に位置するように構
成してなる翼付多層円板ファンAに係るものである。な
お、本実施例は、翼付多層円板ファンAを、温風ファン
として用いた場合である。
[0029] (Example 1) This example, with reference to FIGS, as described below, the outer end of the blade 25 by a distance S 1 from the outer peripheral edge of the annular disc 24 inwardly The multi-layered disk fan A with wings is configured to be located at a position as shown in FIG. In this embodiment, the multi-layer disk fan A with wings is used as a hot air fan.

【0030】図1〜図3に示すように、翼付多層円板フ
ァンAのファンケーシング13は、略円形の前壁10と後壁
11の周縁同士を、下端開口部(温風吹出口)40 を除い
て、環状周壁12によって連結することによって形成され
ている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the fan casing 13 of the multi-layer disk fan A with wings has a substantially circular front wall 10 and a substantially circular rear wall.
Except for the lower end opening (warm air outlet) 40, the peripheral edges of 11 are connected by an annular peripheral wall 12.

【0031】かかるファンケーシング13は、本実施例で
は、支持フレーム14を介して、モータケーシング15に固
定されている。
In this embodiment, the fan casing 13 is fixed to a motor casing 15 via a support frame 14.

【0032】ファンケーシング13は、前壁10に空気取込
口10a を具備するとともに、その内部に、同心円的にフ
ァンブレード20を配設しており、同ファンブレード20
は、支持フレーム14内に配設した駆動モータ21の出力軸
22に連結されている。
The fan casing 13 has an air inlet 10a in the front wall 10 and a fan blade 20 concentrically disposed inside the air inlet 10a.
Is the output shaft of the drive motor 21 disposed in the support frame 14.
Connected to 22.

【0033】また、ファンケーシング13の下方には、ニ
クロム線等からなるヒーター39が配設されている。
Below the fan casing 13, a heater 39 composed of a nichrome wire or the like is provided.

【0034】上記基本構成において、本発明は、静粛運
転が可能なファンブレード20の構成に特徴を有する。
In the above basic configuration, the present invention is characterized by the configuration of the fan blade 20 capable of quiet operation.

【0035】即ち、図2、図4及び図5に示すように、
ファンブレード20は、実質的に、基礎円板23上に、多数
の薄肉の環状円板24を、多数の翼25を介して一定の間隙
δを開けた状態で、層状に積層することによって構成し
ている。
That is, as shown in FIGS. 2, 4 and 5,
The fan blade 20 is substantially formed by stacking a large number of thin annular disks 24 on a base disk 23 in a layered manner with a certain gap δ opened through a number of blades 25. doing.

【0036】なお、一定の間隙δとは、間隙δが等しい
場合のみならず、等しくない場合も含む。
The constant gap δ includes not only a case where the gaps δ are equal but also a case where they are not equal.

【0037】環状円板24は、図3に示すようにドーナッ
ツ形状を有しており、一定円周ピッチで、後述する連結
ピン26を挿通するための挿通孔27を設けている。
The annular disk 24 has a donut shape as shown in FIG. 3, and has an insertion hole 27 for inserting a connecting pin 26 described later at a constant circumferential pitch.

【0038】なお、一定円周ピッチとは、ピッチが等し
い場合のみならず、等しくない場合も含む。
The constant circumferential pitch includes not only the case where the pitch is equal but also the case where the pitch is not equal.

【0039】一方、翼25は、図5に示すように、薄肉の
弧状片からなり、その中央部に連結ピン26を挿通するた
めの挿通孔28を設けている。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the wing 25 is formed of a thin arc-shaped piece, and has an insertion hole 28 for inserting the connecting pin 26 at the center thereof.

【0040】そして、図2に示すファンブレード20の組
立に際しては、基礎円板23上に多数の環状円板24と翼25
とを、それぞれの挿通孔27,28 に連結ピン26を挿通する
ことによって、交互に積層し、その後、連結ピン26の挿
通端を最終の環状円板24の表面にかしめることによっ
て、ファンブレード20を組み立てることができる。さら
に、本実施例では、図3から最も明らかなように、全て
の翼25の外側先端部25aを、環状円板24の外周縁から一
定距離S1だけ内側に位置させている。
When assembling the fan blade 20 shown in FIG. 2, a number of annular disks 24 and blades 25 are placed on a base disk 23.
Are alternately stacked by inserting the connection pins 26 into the respective insertion holes 27 and 28, and then the insertion ends of the connection pins 26 are caulked on the surface of the final annular disk 24, thereby providing the fan blades. 20 can be assembled. Further, in this embodiment, best seen in FIG. 3, the outer tip portion 25a of all the blades 25, is positioned inside by a predetermined distance S 1 from the outer periphery of the annular disc 24.

【0041】このようにすることによって、ファンブレ
ード20を回転した際、空気は多層の環状円板24の内部に
形成された中央空間Cから環状円板24,24 間の空気流路
30を通してファンブレード20の外部へ放射状に流れ、そ
の後、環状円板24から外部に放出されることになる。そ
の際、環状円板24,24 間に生じた翼25後方の剥離による
乱れ31を回転する環状円板24の壁面による粘性の影響に
より抑えることができ、乱流31及びそれに起因する乱流
騒音の発生を確実に防止することができる。
In this manner, when the fan blade 20 is rotated, the air flows from the central space C formed inside the multilayer annular disk 24 to the air flow path between the annular disks 24,24.
The gas flows radially to the outside of the fan blade 20 through 30, and then is discharged from the annular disk 24 to the outside. At this time, the turbulence 31 due to the separation behind the wings 25 generated between the annular disks 24, 24 can be suppressed by the influence of the viscosity due to the wall surface of the rotating annular disk 24. Can be reliably prevented.

【0042】また、外周縁までの一定距離S1間で回転す
る環状円板24の壁面せん断力の影響により隣合う翼外側
先端間に生じた速度歪は図6に示すように緩和され、円
板出口ではほぼ均一化される。そのため舌部付近の圧力
変動はなくなり、干渉騒音が低減されるとともに、速度
歪による乱流騒音の発生も防止することができる。
Further, the velocity strain generated between the adjacent outer blade tips due to the wall shearing force of the annular disk 24 rotating for a fixed distance S 1 to the outer peripheral edge is reduced as shown in FIG. It is almost uniform at the plate outlet. Therefore, pressure fluctuation near the tongue is eliminated, interference noise is reduced, and generation of turbulent noise due to speed distortion can be prevented.

【0043】さらに、舌部や吹出し部等円板外部の影響
により、翼列内部の流れが周期的に変わり、圧力低下や
失速の原因になることがあるが、翼25の外側先端部を、
環状円板24の外周縁から一定距離S1だけ内側に位置させ
ることにより翼出口での境界条件が安定し、翼から流れ
出る流体の角度が常に一定となり安定した運転が可能で
ある。
Further, the flow inside the blade cascade periodically changes due to the influence of the outside of the disk such as the tongue and the blow-out part, which may cause a pressure drop or a stall.
Boundary conditions from the outer peripheral edge at the wing exit by positioned inside by a predetermined distance S 1 of the annular disk 24 is stabilized, it can be operated to the angle of the fluid flowing out from the blade always remains constant stable.

【0044】ところで、上記した翼25の外側先端部25a
から環状円板24の外周縁までの距離S1は、本出願人が行
った実験によれば、以下の式で表される値とすることが
好ましいことが判明した。
By the way, the outer tip 25a of the wing 25 described above
Distance S 1 to the outer periphery of the annular circular plate 24 from, according to the experiment by the present applicant carried out, it was found that it is preferable that the value represented by the following formula.

【0045】[0045]

【数7】 (Equation 7)

【0046】[0046]

【数8】 (Equation 8)

【0047】式中、 r1: 翼外側先端半径 (mm) Z: 翼枚数Where : r1 : wing outer tip radius (mm) Z: number of wings

【0048】[0048]

【数9】 (Equation 9)

【0049】式中、u1: 翼外側先端半径における環状円
板24の周速度(m/s) =2πr1n / 60 n : 環状円板24の回転数(rpm) A: 無次元流量(=qδ/ν ri 2) q: 2枚の環状円板間を流れる空気流量 (m3/s) δ: 2枚の環状円板間の間隙 (m) ν: 動粘性係数 (m2/s) ri : 環状円板入口の半径 (m) R: r1/ ri
In the equation, u 1 : the peripheral velocity of the annular disk 24 at the outer radius of the blade tip (m / s) = 2πr 1 n / 60 n: the rotational speed of the annular disk 24 (rpm) A: dimensionless flow rate ( = Qδ / ν r i 2 ) q: Air flow rate between two annular disks (m 3 / s) δ: Gap between two annular disks (m) ν: Kinematic viscosity coefficient (m 2 / s) r i : Radius of annular disk inlet (m) R : r 1 / r i

【0050】[0050]

【数10】 (Equation 10)

【0051】なお、比騒音 ks は、 ks =Lsp−10 log
QP2で求められる値である。
The specific noise k s is given by k s = L sp -10 log
This is the value obtained in QP 2 .

【0052】ただし、 Q:送風機の風量〔m3/s〕 P:送風機の圧力ヘッド〔mmAg〕 Lsp:送風機の音圧レベル〔dB(A) 〕[0052] However, Q: air volume [m 3 / s] P of the blower: blower of pressure head [mmAg] L sp: sound pressure level of the blower [dB (A)]

【0053】[0053]

【数11】 [Equation 11]

【0054】しかし、S1を大きくとりすぎると、翼弦長
が短くなってしまうため、翼による仕事が少なくなり性
能が低下し、結果的に比騒音が大きくなってしまう。そ
の結果関係式において最適範囲が存在する。
[0054] However, too much to take large S 1, because the chord length becomes shorter, the poor performance becomes less work by the wing, resulting in specific noise becomes large. As a result, there is an optimum range in the relational expression.

【0055】以下、図2及び図3を参照して、上記構成
を具備する翼付多層円板ファンAを、温風ファンとして
用いた場合の作動について説明する。
The operation when the winged multilayer disk fan A having the above configuration is used as a hot air fan will be described below with reference to FIGS.

【0056】まず、使用者が図示しない作動スイッチを
押すと、ファン駆動モータ21とヒーター39が作動する。
First, when the user presses an operation switch (not shown), the fan drive motor 21 and the heater 39 operate.

【0057】ファン駆動モータ21の駆動によってファン
ブレード20が回転し、ファンケーシング10内に空気取込
口10a を通して外部から空気を吸引し、同空気を、ファ
ンブレード20を構成する多層構成円板24,24 間の間隙を
通して、入口側から奥部側まで略等しい風量分布で通過
させ、その後、下方空気流を発生し、ヒーター39で加熱
した後、温風吹出口40から外部に温風を吹き出し、手を
乾燥する。
The fan blade motor 20 is rotated by the drive of the fan drive motor 21 to suck air from outside through the air intake port 10 a into the fan casing 10, and the air is supplied to the multilayer disk 24 constituting the fan blade 20. , 24 through the gap between the inlet side and the back side with a substantially equal air volume distribution, then generate a downward air flow, after heating with the heater 39, blow out warm air from the warm air outlet 40 to the outside, Dry your hands.

【0058】また、上記ファンブレード20の回転におい
て、翼25の外側端25a は、環状円板24の外周縁24a から
一定距離S1だけ内側に位置させているので、翼25の先端
付近において、剥離によって生じる乱流を効果的に抑止
することができ、しかも、環状円板24の外周縁24a での
出口速度歪がないので、乱流騒音及び干渉騒音が低減で
き、静粛な運転が可能となる。
[0058] Further, in the rotation of the fan blades 20, the outer end 25a of the blade 25, since is located inside from the outer peripheral edge 24a of the annular disk 24 by a predetermined distance S 1, in the vicinity of the tip of the blade 25, Turbulence caused by separation can be effectively suppressed, and since there is no exit speed distortion at the outer peripheral edge 24a of the annular disk 24, turbulence noise and interference noise can be reduced, and quiet operation is possible. Become.

【0059】(実施例2)本実施例に係る翼付多層円板フ
ァンAは、図8に示すように、実質的に、実施例1に係
る翼付多層円板ファンAと同じ構成を有している。即
ち、翼付多層円板ファンAを、互いに一定の間隙δを保
持した多数の環状円板24を積層することによって形成し
ている。従って、図8において、実施例1に係る翼付多
層円板ファンAと同一構成又は部材は同一の符合で示
す。
(Embodiment 2) The winged multilayer disk fan A according to the present embodiment has substantially the same configuration as the winged multilayer disk fan A according to the first embodiment, as shown in FIG. doing. That is, the multi-layered disk fan A with wings is formed by laminating a number of annular disks 24 having a constant gap δ from each other. Therefore, in FIG. 8, the same configurations or members as those of the multi-layer disk fan with wings A according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0060】但し、本実施例では、実施例1と異なり、
図8に示すように、環状円板24,24の内周縁側のみに、
剥離による乱流防止を図っている。
However, in this embodiment, unlike the first embodiment,
As shown in FIG. 8, only on the inner peripheral side of the annular disks 24, 24,
The turbulence is prevented by the separation.

【0061】即ち、環状円板24,24 間に介設した多数の
翼25の内周方向先端25b のみを、環状円板24の内周縁24
b より一定の距離S2だけ外側に位置するように構成して
いる。
That is, only the inner circumferential ends 25b of the many blades 25 interposed between the annular disks 24, 24 are connected to the inner circumferential edge 24 of the annular disk 24.
from a certain distance S 2 b are configured to be positioned outside.

【0062】このようにすることによって、環状円板24
の内周縁側に生じやすい、剥離による乱流騒音を効果的
に抑制することができるとともに、環状円板24の入口部
での円周方向に対する速度歪があった場合でも、翼まで
の一定の距離S2の間で速度分布を均一化するため、翼へ
の流入角が一定となり、別離の生じない安定した静粛な
運転ができる。
In this way, the annular disk 24
The turbulent noise due to separation, which is likely to occur on the inner peripheral side of the ring, can be effectively suppressed, and even if there is a speed distortion in the circumferential direction at the entrance of the annular disk 24, a constant for homogenizing the velocity distribution between the distance S 2, inflow angle to the blade is constant, it is stable and quiet operation causing no separation.

【0063】ところで、上記した翼25の内側先端部25b
から環状円板24の内周縁24b までの距離S2は、本出願人
が行った実験によれば、以下の式で表される値とするこ
とが好ましいことが判明した。
By the way, the inner tip 25 b of the wing 25 described above
Distance S 2 to the inner peripheral edge 24b of the annular disc 24 from the, according to the experiment by the present applicant carried out, it was found that it is preferable that the value represented by the following formula.

【0064】[0064]

【数12】 (Equation 12)

【0065】即ち、下表 (表1) に、翼25の内側先端部
25b から環状円板24の内周縁までの距離S2(mm)と、翼内
側先端半径r2 (mm) とをそれぞれ異ならせて測定した実
験結果である比騒音値 ks を示すととともに、図9に、
上記した(S2 / r2) を横軸に、比騒音値 ks (dB(A)) を
縦軸にとった場合のグラフを示す。
That is, the following table (Table 1) shows the inner tip of the wing 25.
In addition to showing the specific noise value k s which is an experimental result measured by varying the distance S 2 (mm) from 25b to the inner peripheral edge of the annular disk 24 and the blade inner tip radius r 2 (mm), In FIG.
A graph is shown in which the above (S 2 / r 2 ) is plotted on the horizontal axis and the specific noise value k s (dB (A)) is plotted on the vertical axis.

【0066】なお、比騒音 ks は、実施例1と同様に、
ks=Lsp−10 log QP2で求められる値である。
The specific noise k s is calculated as in the first embodiment.
k s = L sp −10 log This is a value obtained by QP 2 .

【0067】[0067]

【表1】 [Table 1]

【0068】上記した表及び図9に示すグラフから明ら
かなように、0.025 <(S2/r2)<0.125の場合に、比
騒音 ks は低減されており、特に、0.05 <(S2/r2
<0.10 とした場合に、比騒音 ks を効果的に低減する
ことが判明した。
As is apparent from the above table and the graph shown in FIG. 9, when 0.025 <(S 2 / r 2 ) <0.125, the specific noise k s is reduced, and particularly, 0.05 <(S 2 / r 2)
It was found that when <0.10, the specific noise k s was effectively reduced.

【0069】なお、騒音に関しては、翼内側先端半径r2
に対して、翼25の内側先端部25b から環状円板24の内周
縁までの距離S2を大きくとる方が好ましいが、同距離S2
をあまり大きくとりすぎると翼25の弦長が短くなってし
まうため、翼25による仕事が少なくなり、性能が低下
し、結果的に比騒音 ks が大きくなってしまう。その結
果、S2/r2 には上述した最適範囲が存在することにな
る。
Regarding the noise, the tip radius r 2 of the inside of the blade
Respect, although preferably better to increase the distance S 2 from the inner end portion 25b of the blade 25 to the inner periphery of the annular disc 24, the distance S 2
If too take too large for the chord length of the wing 25 is shortened, the less work by the wings 25, performance is reduced, resulting in specific noise k s is increased. As a result, the above-mentioned optimum range exists for S 2 / r 2 .

【0070】(実施例3)本実施例に係る翼付多層円板フ
ァンAも、図10に示すように、実質的に、実施例1に係
る翼付多層円板ファンAと同じ構成を有している。即
ち、翼付多層円板ファンAを、互いに一定の間隙δを保
持した多数の環状円板24を積層することによって形成し
ている。従って、図8において、実施例1に係る翼付多
層円板ファンAと同一構成又は部材は同一の符合で示
す。
(Embodiment 3) The multi-layer disk fan A with wings according to the present embodiment also has substantially the same configuration as the multi-layer disk fan A with wings according to the first embodiment, as shown in FIG. doing. That is, the multi-layered disk fan A with wings is formed by laminating a number of annular disks 24 having a constant gap δ from each other. Therefore, in FIG. 8, the same configurations or members as those of the multi-layer disk fan with wings A according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0071】但し、本実施例では、実施例1と異なり、
図10に示すように、環状円板24,24の内周縁側のみなら
ず、外周縁側においても速度歪みおよび剥離による乱流
騒音・回転騒音防止を図っている。
However, in this embodiment, unlike the first embodiment,
As shown in FIG. 10, turbulence noise and rotation noise due to velocity distortion and separation are prevented not only on the inner peripheral edge side of the annular disks 24, 24 but also on the outer peripheral edge side.

【0072】即ち、環状円板24,24 間に介設した多数の
翼25の外側方向先端25a を環状円板24の外周縁24a より
距離S1だけ内側に位置するように構成するとともに、同
翼25の内側方向先端25b も、環状円板24の内周縁24b よ
り一定の距離S2だけ外側に位置するように構成してい
る。
[0072] That is, the constituting outward tip 25a of the plurality of vanes 25 which is interposed between the annular circular plates 24, 24 so as to be positioned inwardly by a distance S 1 from the outer peripheral edge 24a of the annular disc 24, the inward tip 25b of the blade 25 is also configured so as to be located outside by a predetermined distance S 2 from the inner peripheral edge 24b of the annular disc 24.

【0073】かかる構成とすることによって、環状円板
25の内外周縁側に生じやすい、速度歪みおよび剥離によ
る乱流騒音・干渉騒音を効果的に抑制することができ
る。
With this configuration, the annular disk
It is possible to effectively suppress turbulent noise and interference noise due to velocity distortion and separation, which are likely to occur on the inner and outer peripheral sides of the 25.

【0074】(実施例4)本実施例は、多数の翼25を具備
する翼付多層円板ファンAにおいて、翼25の環状円板24
上の取付角度に着目して、翼付多層円板ファンAの運転
の静粛化を図ったものである。
(Embodiment 4) This embodiment is directed to a multi-layered winged disk fan A having a large number of blades 25, and
Paying attention to the above mounting angle, the operation of the multi-layered disk fan A with wings is reduced.

【0075】以下、図2, 図3及び図11〜図15を参照し
て、本実施例を具体的に説明する。
Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2, 3, and 11 to 15.

【0076】図2及び図3に示すように、翼付多層円板
ファンAにおいては、同ファンAを回転した際、空気
は、環状円板24を多層に積層して形成したファンブレー
ド20の中央部に形成された中央空間Cから各環状円板2
4,24 間に形成される空気流路を通り、環状円板24の全
面にわたって外方向へ放射状に流れ、その後、ヒーター
Hで加熱された後、翼付多層円板ファンAの温風吹出口
40から外部に円滑に放出されることになる。そして、か
かる空気の流れにおいて、空気の外部への放出は、翼25
によりさらに促進されることになる。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the winged multi-layer disk fan A, when the fan A is rotated, the air is blown by the fan blade 20 formed by laminating the annular disks 24 in multiple layers. From the central space C formed in the center, each annular disk 2
The air flows radially outward over the entire surface of the annular disk 24 through the air flow path formed between the air disks 4 and 24, and is then heated by the heater H. Then, the hot air outlet of the multi-layer disk fan A with wings is heated.
It will be released smoothly from 40 to the outside. Then, in such an air flow, the release of air to the outside is caused by the wing 25
Will be further promoted.

【0077】ところで、この翼25は、図11に示すよう
に、それぞれ、その外側方向先端25aを、環状円板24の
回転方向と反対方向に後退させた後退翼としている。
By the way, as shown in FIG. 11, each of the wings 25 has retreating wings whose outer end portions 25a are retracted in a direction opposite to the rotation direction of the annular disk 24.

【0078】翼25を後退翼としたのは、翼25を図15に示
すような前向き翼や、図16に示すような半径方向翼にし
た場合は、翼部分の流体は環状円板24の周速と同じか、
それ以上の接線方向速度をもって流れるが、流体が翼か
ら出ると、環状円板24の壁面摩擦によって逆に減速され
ロスを生じるからである。
The reason why the wing 25 is a swept wing is that when the wing 25 is a forward wing as shown in FIG. 15 or a radial wing as shown in FIG. Same as peripheral speed,
This is because the fluid flows with a higher tangential speed, but when the fluid comes out of the wing, the fluid is decelerated by the wall friction of the annular disk 24 to cause a loss.

【0079】これに対して、図11に示すように、翼25を
後退翼とした場合は、環状円板24と流体との剪断力によ
って生じる遠心力だけでなく、翼25による仕事によって
送風力を増し、しかも、乱れを極力生じさせずに送風で
きるからである。
On the other hand, as shown in FIG. 11, when the blade 25 is a swept-back blade, not only the centrifugal force generated by the shearing force between the annular disk 24 and the fluid, but also the work This is because air can be blown without causing turbulence as much as possible.

【0080】また、本出願人は、この翼25の後退角度、
即ち、環状円板24への取付角度θを、環状円板24,24 間
に形成される空気流路を流れる空気の軌跡Rに対して、
一定の値とした場合に、翼付多層円板ファンAの運転の
静粛化を効果的に向上できることを知見した。
Further, the applicant of the present invention has set the retreat angle of the wing 25,
That is, the angle of attachment θ to the circular disk 24 is determined with respect to the trajectory R of the air flowing through the air flow path formed between the circular disks 24, 24.
It has been found that, when the value is set to a constant value, the quiet operation of the multi-layer disk fan A with wings can be effectively improved.

【0081】即ち、環状円板24,24 間を流れる空気の軌
跡Rと、翼25の外側方向先端部25aと内側方向先端部25b
とを結ぶ線Lとが、各環状円板24の入口側でなす取付
角度θを20°±15°に設定した場合に、十分な風量を確
保しながら、静粛化を図れることが実験的にわかった。
That is, the trajectory R of the air flowing between the annular disks 24, 24, the outer tip 25 a and the inner tip 25 b of the wing 25
It is experimentally possible to achieve a quiet operation while securing a sufficient air flow when the mounting angle θ between the line L connecting the and the inlet side of each annular disk 24 is set to 20 ° ± 15 °. all right.

【0082】取付角度θを20°±15°に設定したのは、
以下の理由による。即ち、図12に示すように取付角度θ
を最大角35°より大きくした場合、サクション面k3に空
気の剥離による渦の発生等、流れに乱れが見られ、送風
音が著しく大きくなったり、失速により性能が不安定に
なり、騒音が著しく大きくなる。一方、図13に示すよう
に、取付角度θを最小角5°より小さくした場合、翼に
よる仕事がほとんどなくなったり、逆に翼が風の流れの
抵抗になったりして性能が低下し、結果として比騒音が
大きくなる。
The reason why the mounting angle θ is set to 20 ° ± 15 ° is as follows.
For the following reasons. That is, as shown in FIG.
When the maximum angle is larger than 35 °, turbulence is observed in the flow, such as the generation of vortices due to the separation of air on the suction surface k3, the blowing noise becomes extremely loud, the performance becomes unstable due to stall, and the noise becomes remarkable. growing. On the other hand, as shown in FIG. 13, when the mounting angle θ is smaller than the minimum angle of 5 °, the work by the wings hardly occurs, or conversely, the wings become the resistance to the flow of the wind, and the performance deteriorates. As a result, the specific noise increases.

【0083】なお、空気流路を流れる空気の軌跡Rは、
以下の要領で容易に求めることができる。
The trajectory R of the air flowing through the air flow path is
It can be easily obtained in the following manner.

【0084】まず、以下の式 (6)(7) より、翼付多層
円板ファンAのファンブレード20を回転した場合におけ
る環状円板24,24 間を流れる空気の相対速度における周
方向速度 (Vu−U)及び半径方向速度Vr を求める。
First, from the following equations (6) and (7), the circumferential velocity (relative velocity) of the air flowing between the annular disks 24 and 24 when the fan blade 20 of the multi-layered disk fan A with blades is rotated is shown. Vu-U) and the radial velocity Vr are obtained.

【0085】[0085]

【数13】 (Equation 13)

【0086】上記した式(6)(7)より、環状円板24
上の一点におけるΔt秒後の空気の位置は、x=x0
ΔtVr , y=y0 +Δt( Vu ・U)として求められ
る。
From the above equations (6) and (7), the annular disk 24
The position of the air after Δt seconds at the above point is x = x 0 +
.DELTA.TV r, is determined as y = y 0 + Δt (V u · U).

【0087】なお、Δt≒0である。Note that Δt ≒ 0.

【0088】そして、このようにして求めた位置を連続
して結ぶことによって軌跡Rを容易に求めることができ
る。
Then, the trajectory R can be easily obtained by continuously connecting the positions thus obtained.

【0089】上記した式中、 A :無次元流量(=qδD /νri 2) VU :任意半径における空気の周方向速度 m/s Vr :任意半径における空気の半径方向速度 m/s U :任意半径における円板の周速度 m/s δ :2枚の環状円板間の間隙 m q :2枚の環状円板間を流れる空気流量 m3 /s r :任意半径 m ri :環状円板入口の半径 m ν :動粘性係数 m2 /s μ :粘性係数 kgs /m
2 ところで、下表 (表2) に、取付角度(迎角)θをそれ
ぞれ異ならせて測定した比騒音値 ks を縦軸にとった場
合のグラフを図14に示す。
[0089] In the formula described above, A: dimensionless flow rate (= qδ D / νr i 2 ) V U: circumferential velocity of the air at any radius m / s V r: radial velocity of the air at any radius m / s U: peripheral velocity of the disc at an arbitrary radius m / s δ: gap between two annular discs m q: air flow rate flowing between the two annular discs m 3 / s r: arbitrary radius m r i : radius of the annular disc inlet m [nu: kinematic viscosity m 2 / s μ: viscosity coefficient kgs / m
2 Incidentally, in the following table (Table 2), shows a graph when taking a θ mounting angle (angle of attack) were measured at different respective specific noise value k s on the vertical axis in FIG. 14.

【0090】[0090]

【表2】 [Table 2]

【0091】上記した表2及び図14に示すグラフから明
らかなように、 5°< θ< 35°の場合に比騒音は低減
されており、特に10.5°< θ < 27.5 °とした場合に
比騒音ksを効果的に低減することができた。
As is clear from the above Table 2 and the graph shown in FIG. 14, the specific noise is reduced when 5 ° <θ <35 °, and especially when 10.5 ° <θ <27.5 °. We were able to effectively reduce the noise k s.

【0092】なお、上記したように、本実施例は、図11
に示すように、翼25を後退翼とするとともに、迎角θを
20°±15°にしたことを特徴とするものがあるが、翼25
の形状及び配列は、図11に示すものに何ら限定されるも
のではなく、例えば、図17及び図18に示すような翼25を
具備する多層円板ファンAとすることもできる。
As described above, this embodiment is different from the embodiment shown in FIG.
As shown in the figure, the wing 25 is a swept wing, and the angle of attack θ is
Although there is a feature characterized by 20 ° ± 15 °, the wing 25
The shape and arrangement of are not limited to those shown in FIG. 11, but may be, for example, a multilayer disk fan A having blades 25 as shown in FIGS. 17 and 18.

【0093】即ち、図17は、翼25の形状を完全に直線状
にしたものであり、図18は、翼25の形状に僅かに曲率を
設けたものである。
That is, FIG. 17 shows a completely linear shape of the wing 25, and FIG. 18 shows a slightly curved shape of the wing 25.

【0094】(実施例5)本実施例は、図19に示すよう
に、翼25,25 間の円周方向ピッチ角αと、翼25の最内端
と最外端とを環状円板24の中心と結んで形成した線L3,
L4のなす角βとの関係を、0.5 <β/α<1としてい
る。
(Embodiment 5) In this embodiment, as shown in FIG. 19, the circumferential pitch angle α between the blades 25, 25 and the innermost end and outermost end of the blade central and connecting in forming the line L 3 of
The relationship between the angle beta of L 4, are 0.5 <β / α <1 and.

【0095】なお、翼25,25 間の円周方向ピッチ角α
を、0.5 <β/α<1に設定したのは以下の理由によ
る。
The circumferential pitch angle α between the wings 25, 25
Was set to 0.5 <β / α <1 for the following reason.

【0096】即ち、β/αを0.5 より小さくした場合、
つまり翼25,25 間の円周方向ピッチ角をβ/0.5 より大
きくした場合、下表 (表3) 及び図20のグラフに示すよ
うに、翼25,25 による仕事の低下により、風量・風圧が
減少するとともに、翼25の外側先端間の速度歪みが大き
くなり、乱流騒音・干渉騒音が増大する。また、β/α
を1より大きくした場合、即ち、翼25,25 間の円周方向
ピッチ角をβより小さくした場合は、翼25,25 間を流れ
る空気流の通路が狭められ、通路圧損が大きくなるた
め、風量・風圧が極端に減少するからである。従って、
最適範囲が存在する。
That is, when β / α is smaller than 0.5,
In other words, when the circumferential pitch angle between the wings 25, 25 is larger than β / 0.5, as shown in the following table (Table 3) and the graph of FIG. Is reduced, the velocity distortion between the outer tips of the blades 25 is increased, and turbulent noise / interference noise is increased. Also, β / α
If is larger than 1, that is, if the circumferential pitch angle between the blades 25, 25 is smaller than β, the passage of the airflow flowing between the blades 25, 25 is narrowed, and the passage pressure loss increases, This is because the air volume and pressure are extremely reduced. Therefore,
There is an optimal range.

【0097】[0097]

【表3】 [Table 3]

【0098】(実施例6)本実施例は、多数の翼25を具備
する翼付多層円板ファンAにおいて、環状円板24,24 間
の間隙δを空気の動粘性係数と環状円板24の角速度との
関係を適切な比率とすることによって、翼付多層円板フ
ァンAの運転の静粛化を図ったものである。即ち、翼な
し多層円板ファンにおいては、Breiter らは、環状円板
間の最適すきまを、
(Embodiment 6) In this embodiment, in a multi-layered winged disk fan A having a large number of blades 25, the gap δ between the annular disks 24 is determined by the kinematic viscosity coefficient of air and the annular disk 24. The operation of the multi-layered disk fan with wings A is reduced by setting the relationship with the angular velocity of the blade to an appropriate ratio. That is, in a multi-layer disk fan without wings, Breiter et al.

【0099】[0099]

【数14】 [Equation 14]

【0100】本出願人は、翼枚数を、Z≧8に設定した
条件下で、翼付多層円板ファンAにおける上記式の妥当
性を調べるため実験を行い、図21のグラフに示す実験結
果を得た。
The present applicant conducted an experiment under the condition that the number of blades was set to Z ≧ 8, in order to examine the validity of the above expression in the multi-layer disk fan with wing A, and the experimental results shown in the graph of FIG. I got

【0101】かかるグラフから明らかなように、翼付多
層円板ファンAにおいては、δ/π(ν/ ω)1/2 を 0.
8〜4.0の範囲、好ましくは、1.2 〜 3.0とすることによ
って、比騒音値を著しく低減することができた。
As is clear from this graph, in the multilayer disk fan A with wings, δ / π (ν / ω) 1/2 is set to 0.1.
By setting the specific noise value in the range of 8 to 4.0, preferably 1.2 to 3.0, the specific noise value could be significantly reduced.

【0102】このように、多数の翼25を環状円板24に付
けたことにより、環状円板24,24 間の最適間隙δが大き
くなったのは、間隙δを開けることにより、翼25がより
効率よく仕事をするため、空力性能が向上し、その結
果、比騒音 ks が減少したものと思われる。また、間隙
δを開けすぎると円板による層流効果が失われて騒音が
大きくなる。従って最適範囲が存在する。
As described above, the reason why the optimum gap δ between the annular disks 24, 24 is increased by attaching a large number of blades 25 to the annular disk 24 is that the blade 25 is It seems that the aerodynamic performance was improved to work more efficiently, and as a result, the specific noise k s was reduced. If the gap δ is too large, the laminar flow effect of the disk is lost and the noise increases. Therefore, there is an optimal range.

【0103】(実施例7)本実施例は、空気のレイノル
ズ数Reに着目して、多層円板ファンAにおける環状円板
24,24 間の間隙δを決定することを特徴とする。
(Embodiment 7) This embodiment focuses on the Reynolds number Re of air, and focuses on the annular disc in the multilayer disc fan A.
It is characterized in that the gap δ between 24, 24 is determined.

【0104】シロッコファン等では、翼部で流体の流れ
に渦が発生しやすいが、多層円板ファンAでは、多数の
環状円板24を積層することによって、その渦が乱れを抑
制することができる。
In a sirocco fan or the like, a vortex is likely to be generated in the fluid flow in the blade portion. However, in the multi-layer disc fan A, the turbulence of the vortex can be suppressed by stacking a large number of annular discs 24. it can.

【0105】しかし、図22(a) に示すように、環状円板
24,24 間の間隙δが広すぎる場合は、環状円板24,24 間
に渦や乱れが発生するとともに、図22(c) に示すよう
に、環状円板24,24 間の間隙δが狭すぎる場合は、環状
円板24,24 間に渦や乱れは発生しないが、流路抵抗によ
って、殆ど空気を送風できないことになる。
However, as shown in FIG.
If the gap δ between the circular plates 24, 24 is too wide, a vortex or turbulence will occur between the circular disks 24, 24, and as shown in FIG. If it is too narrow, no vortex or turbulence occurs between the annular disks 24, 24, but almost no air can be blown due to flow path resistance.

【0106】そこで、本出願人は、上記した渦や乱れの
発生を可及的に防止しながらかつ十分な風量を確保でき
る間隙δについて考察したところ、環状円板24,24 間の
間隙δをレイノルズ数Reとの関係において一定の範囲内
の値とすることによって、図22(b) に示すように、渦や
乱れがなく、かつ、十分な風量で送風できることを知見
した。
The applicant of the present invention has considered the gap δ capable of ensuring a sufficient air flow while preventing the occurrence of the vortex and turbulence as much as possible. By setting the value within a certain range in relation to the Reynolds number Re, as shown in FIG. 22 (b), it was found that there was no eddy or turbulence and that the air could be sent with a sufficient air volume.

【0107】即ち、多層円板ファンAは、一般に多層円
板ファンAにおける間隙δとレイノルズ数Reとの間には
以下の関係がある。
That is, the multilayer disc fan A generally has the following relationship between the gap δ and the Reynolds number Re in the multilayer disc fan A.

【0108】即ち、いま、環状円板24,24 の枚数をB、
風量をQ (m3/min) とすると、図23から、入口部相対速
度は、空気が多層円板ファンAに対して半径方向に流入
すると仮定すると、以下の式によって求めることができ
る。
That is, the number of annular disks 24, 24 is B,
Assuming that the air volume is Q (m 3 / min), from FIG. 23, the inlet relative speed can be obtained by the following equation, assuming that air flows into the multilayer disk fan A in the radial direction.

【0109】[0109]

【数15】 (Equation 15)

【0110】入口部では、空気は周方向に完全にすべる
とすると、
At the entrance, if the air is completely slipped in the circumferential direction,

【0111】[0111]

【数16】 (Equation 16)

【0112】[0112]

【数17】 [Equation 17]

【0113】これより、レイノルズ数Reと環状円板24,2
4 間の間隙δとの関係は、以下の式で求められる。
From this, the Reynolds number Re and the annular disks 24,2
The relationship with the gap δ between 4 is obtained by the following equation.

【0114】[0114]

【数18】 (Equation 18)

【0115】上記式において、各記号は、それぞれ以下
を示す。
In the above formula, each symbol indicates the following.

【0116】ωm1: 空気の入口部相対角速度 ωu1: 空気の入口部周角速度 ω1 : 空気の入口部相対速度 ν : 空気の動粘性係数 ri : 環状円板の入口半径 一方、本出願人がレイノルズ数Reが、200 から10000の
範囲で環状円板24,24間の間隙δを変えて実験を行った
結果を図24のグラフに示す。
Ω m1 : Air inlet relative angular velocity ω u1 : Air inlet peripheral angular velocity ω 1: Air inlet relative velocity ν : Kinematic viscosity coefficient of air r i: Inlet radius of annular disk FIG. 24 is a graph showing the result of an experiment performed by a person while changing the gap δ between the annular disks 24, 24 when the Reynolds number Re is in the range of 200 to 10,000.

【0117】図24に示すグラフより、騒音レベルを効果
的に低減するには、レイノルズ数Reと間隙δとの関係
を、以下の範囲にするのが望ましいことがわかる。
From the graph shown in FIG. 24, it can be seen that it is desirable to set the relationship between the Reynolds number Re and the gap δ in the following range in order to effectively reduce the noise level.

【0118】[0118]

【数19】 [Equation 19]

【0119】以上、本発明を、幾つかの実施例を参照し
て具体的に説明してきたが、本発明は何ら上記した実施
例に記載の発明に限定されるものではなく、本発明に係
る多層円板ファンは、上述した温風ファンの他、熱交換
器や、その他の静音送風が必要な技術分野及び用途に好
適に用いることができるものである。尚、翼の形状は図
示の流線形のものに限定されず、切り起こし平板翼、流
線形平板翼、円弧平板翼等でも良く、また、これらの翼
を等角写像により直線翼列から円形翼列に変換して配列
することもできる。
The present invention has been described in detail with reference to some embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the embodiments. The multilayer disc fan can be suitably used in a heat exchanger, a heat exchanger, and other technical fields and applications that require a quiet air blower. The shape of the wing is not limited to the streamlined one shown in the figure, but may be a cut-and-raised flat wing, a streamlined flat wing, an arc flat wing, or the like. It can be converted to a column and arranged.

【0120】[0120]

【発明の効果】本発明では、互いに一定の間隔を保持し
た多数の環状円板を積層することによって形成した翼付
多層円板ファンにおいて、環状円板間に多数の翼を介設
し、かつ翼の内側端又は外側端の少なくとも一方を、環
状円板の内周縁又は外周縁から一定距離だけ外側又は内
側に位置させているので、円板による層流効果で内、外
翼の先端において剥離によって生じる乱流を効果的に抑
止することができ、しかも、環状円板の外周縁での出口
速度歪みがないので、乱流騒音及び干渉騒音が低減でき
るので、静粛な運転が可能となる。
According to the present invention, in a multi-layer disk fan with wings formed by laminating a number of annular disks which are kept at a constant distance from each other, a number of blades are interposed between the annular disks, and Since at least one of the inner end and the outer end of the wing is located outside or inside by a certain distance from the inner peripheral edge or the outer peripheral edge of the annular disk, the laminar flow effect of the disk causes separation at the tips of the inner and outer wings. The turbulence caused by the turbulent flow can be effectively suppressed, and since there is no outlet speed distortion at the outer peripheral edge of the annular disk, turbulent flow noise and interference noise can be reduced, so that quiet operation is possible.

【0121】また、後退翼を採用したり、翼の最内端と
最外端とを結ぶ線と、円板間の流体の相対速度における
周方向速度及び半径方向速度より求めた流体の軌跡と
が、各円板の入口側でなす角度、即ち、迎角を、20°±
15°とすることにより、静粛性を保ちながら、送風量を
増加させることができる。
Also, a swept wing may be adopted, a line connecting the innermost end and the outermost end of the wing, and a trajectory of the fluid obtained from the circumferential speed and the radial speed of the relative speed of the fluid between the disks. Is the angle formed on the entrance side of each disk, that is, the angle of attack is 20 ° ±
By setting the angle to 15 °, the air volume can be increased while maintaining quietness.

【0122】また、翼間の円周方向ピッチ角と、翼の最
内端と最外端とを環状円板の中心と結んで形成した線の
なす角との比を0.5 〜1とすることにより、最適な空気
流の通路をとることができ、静粛性を保ちながら、送風
量を増加させることができる。
The ratio between the circumferential pitch angle between the blades and the angle formed by the line formed by connecting the innermost end and the outermost end of the blade to the center of the annular disk is 0.5 to 1. Thereby, it is possible to take an optimal airflow path, and it is possible to increase the blowing amount while maintaining quietness.

【0123】また、環状円板間の間隙と回転数また円板
入口での流速との関係で最適運転範囲が存在し、その範
囲内では、円板による層流効果により、翼の内外先端に
おいて、剥離によって生じる乱流騒音を抑制するととも
に環状円板外周での出口歪みを押さえることになり、乱
流騒音および干渉騒音が低減でき、静粛な運転が可能と
なる。
Further, there is an optimum operating range in relation to the gap between the annular disks, the rotational speed, and the flow velocity at the disk inlet. In addition, the turbulent noise caused by the separation is suppressed, and the outlet distortion at the outer periphery of the annular disk is suppressed, so that the turbulent noise and the interference noise can be reduced, and the quiet operation becomes possible.

【0124】[0124]

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

【図1】本発明に係る翼付多層円板ファンを温風ファン
として用いた場合の実施例1に係る翼付多層円板ファン
の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a winged multilayer disk fan according to a first embodiment when the winged multilayer disk fan according to the present invention is used as a hot air fan.

【図2】同断面側面図である。FIG. 2 is a sectional side view of the same.

【図3】図2のI−I線による横断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 2;

【図4】環状円板の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of an annular disk.

【図5】翼の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a wing.

【図6】環状円板の外周縁における空気流の流速を示す
説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a flow velocity of an air flow at an outer peripheral edge of an annular disk.

【図7】翼付多層円板ファンの比騒音値を示すグラフで
ある。
FIG. 7 is a graph showing a specific noise value of a multi-layer disk fan with wings.

【図8】実施例2に係る翼付多層円板ファンの断面正面
図である。
FIG. 8 is a sectional front view of a multi-layer disk fan with blades according to Embodiment 2.

【図9】翼付多層円板ファンの比騒音値を示すグラフで
ある。
FIG. 9 is a graph showing a specific noise value of a multi-layered disk fan with blades.

【図10】実施例3に係る翼付多層円板ファンの断面正
面図である。
FIG. 10 is a sectional front view of a winged multilayer disk fan according to Embodiment 3.

【図11】実施例4に係る翼付多層円板ファンにおける
適切な翼の後方迎角を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an appropriate rear angle of attack of a blade in the multi-layered disk fan with blades according to the fourth embodiment.

【図12】不適切な翼の後方迎角を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing an inappropriate wing rear angle of attack.

【図13】不適切な翼の後方迎角を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing an inappropriate wing rear angle of attack.

【図14】迎角と比騒音との関係を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the relationship between the angle of attack and the specific noise.

【図15】不適切な翼の後方迎角を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram showing an inappropriate wing rear angle of attack.

【図16】無傾斜角度の翼を具備する翼付多層円板ファ
ンの説明図である。
FIG. 16 is an explanatory view of a multi-layered disk fan with blades having blades with no tilt angle.

【図17】後方迎角を有する翼の変容例の説明図であ
る。
FIG. 17 is an explanatory diagram of a modified example of a wing having a rear angle of attack.

【図18】後方迎角を有する翼の変容例の説明図であ
る。
FIG. 18 is an explanatory diagram of a modified example of a wing having a rear angle of attack.

【図19】実施例5に係る翼付多層円板ファンの要部拡
大説明図である。
FIG. 19 is an enlarged explanatory view of a main part of a multi-layer disk fan with wings according to a fifth embodiment.

【図20】翼の円周ピッチと翼取付角との比及び比騒音
の関係を示すグラフである。
FIG. 20 is a graph showing the relationship between the ratio of the circumferential pitch of the blades to the blade mounting angle and the specific noise.

【図21】実施例6に係る円周速度等と比騒音の関係を
示すグラフである。
FIG. 21 is a graph showing a relationship between a circumferential speed and the like and specific noise according to the sixth embodiment.

【図22】実施例7に係る環状円板間の間隙を流れる空
気流の説明図である。
FIG. 22 is an explanatory diagram of an airflow flowing through a gap between annular disks according to the seventh embodiment.

【図23】空気流の流れを示す説明図である。FIG. 23 is an explanatory diagram showing a flow of an air flow.

【図24】レイノルズ数と比騒音との関係を示すグラフ
である。
FIG. 24 is a graph showing a relationship between Reynolds number and specific noise.

【図25】従来の多層円板ファンの断面側面図である。FIG. 25 is a cross-sectional side view of a conventional multilayer disk fan.

【図26】図25の II-II線による断面図である。26 is a sectional view taken along line II-II in FIG.

【図27】環状円板上の空気流の流れを示す説明図であ
る。
FIG. 27 is an explanatory diagram showing a flow of an air flow on an annular disk.

【図28】環状円板間の空気流の速度分布を示す説明図
である。
FIG. 28 is an explanatory diagram showing a velocity distribution of an air flow between annular disks.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 翼付多層円板ファン 20 ファンブレード 24 環状円板 25 翼 A Multi-layered disk fan with wings 20 Fan blades 24 Annular disk 25 blades

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭50−3110(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04D 17/08 F04D 29/28──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References Japanese Utility Model Showa 50-3110 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) F04D 17/08 F04D 29/28

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】互いに一定の間隙 (δ) を保持した多数の
環状円板(24)を積層することによって形成し、環状円板
(24)(24)間に多数の翼(25)を介設した翼付多層円板ファ
ンにおいて、同翼(25)の外周方向先端を、環状円板(24)
の外周縁より一定の距離(S1)だけ内側に位置するように
構成すると共に距離(S1)を、以下の式で表される値とし
たことを特徴とする翼付多層円板ファン。 【数1】
1. An annular disk formed by laminating a number of annular disks (24) having a constant gap (δ) therebetween.
(24) In a multi-layered winged disk fan having a number of wings (25) interposed between (24), the tip of the wing (25) in the outer circumferential direction is an annular disk (24).
A multi-layer disk fan with wings, wherein the fan is configured to be located at a fixed distance (S 1 ) inside the outer peripheral edge of the blade and the distance (S 1 ) is a value represented by the following equation. (Equation 1)
【請求項2】互いに一定の間隙 (δ) を保持した多数の
環状円板(24)を積層することによって形成し、環状円板
(24)(24)間に、多数の翼(25)を介設した翼付多層円板フ
ァンにおいて、同翼(25)の外周方向先端を、環状円板(2
4)の外周縁より一定の距離(S1)だけ内側に位置するよう
に構成するとともに、同翼(25)の内周方向先端を、環状
円板(24)の内周縁より一定の距離(S2)だけ外側に位置す
るように構成すると共に距離(S1)を、以下の式で表され
る値としたことを特徴とする翼付多層円板ファン。 【数1】
2. An annular disk formed by laminating a number of annular disks (24) having a constant gap (δ) therebetween.
(24) In a multi-layered winged disk fan having a number of wings (25) interposed between (24), the outer circumferential end of the wing (25) is attached to the annular disk (2).
4) is located at a fixed distance (S 1 ) inside the outer peripheral edge, and the inner circumferential end of the wing (25) is fixed at a fixed distance ( A multi-layer winged disk fan characterized by being configured to be located outside by only S 2 ) and having a distance (S 1 ) represented by the following formula: (Equation 1)
【請求項3】互いに一定の間隙 (δ) を保持した多数の
環状円板(24)を積層することによって形成し、環状円板
(24)(24)間に多数の翼(25)を介設した翼付多層円板ファ
ンにおいて、同翼(25)の内周方向先端を、環状円板(24)
の内周縁より一定の距離(S2)だけ外側に位置するように
構成すると共に距離(S2)を、環状円板(24)の翼内側端半
径(r2)との関係において、0.025 <S2/r2 <0.125 とし
たことを特徴とする翼付多層円板ファン。
3. An annular disk formed by laminating a number of annular disks (24) having a constant gap (δ) therebetween.
(24) In a multi-layered winged disk fan having a number of wings (25) interposed between (24), the inner circumferential end of the wing (25) is connected to an annular disk (24).
Of a certain distance from the inner circumferential edge (S 2) by a distance as well as configured to be positioned outside (S 2), in relation to the blade inner edge radius (r 2) of the annular circular plate (24), 0.025 < A multi-layer disk fan with wings, wherein S 2 / r 2 <0.125.
【請求項4】互いに一定の間隙 (δ) を保持した多数の
環状円板(24)を積層することによって形成し、環状円板
(24)(24)間に、多数の翼(25)を介設した翼付多層円板フ
ァンにおいて、同翼(25)の外周方向先端を、環状円板(2
4)の外周縁より一定の距離(S1)だけ内側に位置するよう
に構成するとともに、同翼(25)の内周方向先端を、環状
円板(24)の内周縁より一定の距離(S2)だけ外側に位置す
るように構成すると共に距離(S2)を、環状円板(24)の翼
内側端半径(r2)との関係において、0.025 <S2/r2 <0.
125 としたことを特徴とする翼付多層円板ファン。
4. An annular disk formed by laminating a number of annular disks (24) having a constant gap (δ) therebetween.
(24) In a multi-layered winged disk fan having a number of wings (25) interposed between (24), the outer circumferential end of the wing (25) is attached to an annular disk (2).
4) is located at a fixed distance (S 1 ) inside the outer peripheral edge, and the inner circumferential end of the wing (25) is fixed at a fixed distance ( distance as well as configured to S 2) only located outside the (S 2), in relation to the blade inner edge radius of the annular disc (24) (r 2), 0.025 <S 2 / r 2 <0.
A multi-layer disk fan with wings, characterized by the fact that it is 125.
【請求項5】翼(25)の取付方向を後向き翼としたことを
特徴とする請求項1〜4のいずれかの請求項記載の翼付
多層円板ファン。
5. The multi-layer disk fan with wings according to claim 1, wherein the mounting direction of the wings (25) is a rearward wing.
【請求項6】翼(25)の最内端と最外端とを結ぶ線(L)
と、環状円板(24)(24)間を流れる流体の相対速度におけ
る周方向速度及び半径方向速度より求めた流体の軌跡
(R) とが、翼(25)の内側先端でなす角度である迎角
(θ) を、20°±15°としたことを特徴とする請求項1
〜4のいずれかの請求項記載の翼付多層円板ファン。
6. A line (L) connecting the innermost and outermost ends of the wing (25).
And the trajectory of the fluid obtained from the circumferential velocity and the radial velocity of the relative velocity of the fluid flowing between the annular disks (24) and (24)
(R) is the angle of attack that is the angle made by the inner tip of the wing (25).
2. The method according to claim 1, wherein (θ) is set to 20 ° ± 15 °.
The multi-layer disk fan with wings according to any one of claims 1 to 4.
【請求項7】翼(25)(25)間の円周方向ピッチ角 (α)
と、翼(25)の最内端と最外端とを環状円板(24)の中心と
結んで形成した線(L3)(L4)のなす角 (β) との関係を、
0.5 <β/α<1としたことを特徴とする請求項1〜6
の内、いずれかの請求項記載の翼付多層円板ファン。
7. A circumferential pitch angle between the blades (25) (25) (α)
And the angle (β) formed by a line (L 3 ) (L 4 ) formed by connecting the innermost end and the outermost end of the wing (25) to the center of the annular disk (24),
7. The method according to claim 1, wherein 0.5 <.beta ./. Alpha. <1.
The multilayer disk fan with wings according to any one of claims 1 to 7.
【請求項8】環状円板(24)(24)間の間隙 (δ) を、以下
の式で表される値としたことを特徴とする請求項1〜7
記載の内、いずれかの請求項記載の翼付多層円板ファ
ン。 【数2】
8. The apparatus according to claim 1, wherein the gap (δ) between the annular disks (24) is a value represented by the following equation.
The multi-layer disk fan with wings according to any one of claims. (Equation 2)
【請求項9】環状円板(24)(24)間の間隙 (δ) を、以下
の式で表される値としたことを特徴とする請求項1〜7
記載の内、いずれかの請求項記載の翼付多層円板ファ
ン。 【数3】
9. A gap (δ) between the annular disks (24) and (24) has a value represented by the following equation.
The multi-layer disk fan with wings according to any one of claims. (Equation 3)
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