シロッコファンの羽根車内の流れの性能に及ぼす影響

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650211
• Research Institution: Osaka Sangyo University
• Principal Investigator: 安達 勤 大阪産業大学, 工学部, 教授 (50029394)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉田 尚弘 大阪産業大学, 工学部, 助手 (90268251)
• Keywords: シロッコファンの設計 / 流れの計測 / 三次元流速

Research Abstract

羽根形状が9種類に異なる羽根車を同一のケーシング内で回転させ、性能試験を行い、そのうち性能の良好であった4種類の羽根車について羽根車出口における三次元非定常速度分布の測定を行い、シロッコファンの性能に及ぼす羽根形状の影響を考案した。9種類の羽根車は内径ほぼ130φ、外径ほぼ160φで、羽根幅ほぼ46mmである。羽根入口角速度三角形から考えて無衝突流入と考えられる入口角β_1=10-15°程度では効率は良いが大きな流量は得られない。入口角β_1については75-90°程度が効率及び得られる風量、風圧から考えて最も適当である,流出角β_2については150-160°程度の場合に効率も良く、また大きな風圧と風量が得られる。出口速度分布の測定結果より流れは翼負圧面側前縁においてはく離し、後縁で再付着するために翼に沿って流出する。設計が適当である場合には翼中央部の流れは腹面側で速く、背面側で遅くなる。偏差角(羽根出口角と羽根に対する相対流出角の差)を調べると、設計が適当な場合にはほぼ零となるが、羽根の厚さが大きい場合には翼間通路における後流の占める割合が大きくなる。流出角β_2が160°を越えると流れはせん回を起こす。また、シロッコファンでは急な流れの曲がりのために入口側にうず領域が生じるが、この領域の大きさが羽根の傾きによって異なることもわかった。羽根の入口、出口角を関係づけるものとして羽根傾斜角θ(羽根の入口と出口を結ぶ弦線が入口を通る半径線となす角)と入口角β_1の比(θ/β_1)が考えられ、(θ/β_1)=0.35のとき効率、最大風圧、最大風量が最も大きくなる。
以上からシロッコファンの羽根形状として入口角β_1=75-90°、(θ/β_1)=0.35、出口角β_2=150-160°程度が良く、また、羽根厚さは強度が許す限り薄いものが良いことがわかった.

Research Products

• [Publications] 安達 勤、杉田 尚弘: "シロッコファンの性能と内部流れ"日本機械学会関西支部卒業研究発表会講演会. 96 (1999)
• [Publications] 安達 勤、杉田 尚弘: "シロッコファンの性能と内部流れ"第42回ターボ機械協会総会講演会. 37-42 (1999)
• [Publications] 安達 勤、杉田 尚弘: "シロッコファンの特性に及ぼす羽根形状の影響"日本機械学会第75期定時総会講演会. (2000)