JP2001248590A - ファンのシール構造 - Google Patents
ファンのシール構造Info
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/325—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
- F04D29/326—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans comprising a rotating shroud
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/08—Sealings
- F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
- F04D29/161—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/164—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of an axial flow wheel
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
のシュラウドの筒状部との隙間に逆流が生じることを可
能な限り防止すると共に、その組み立てを容易に行う。 【解決手段】 翼3の先端に設けたリング4の外周に第
1絞り片Sを突出させ、その第1絞り片Sに隣接してシ
ュラウド6の筒状部5の内周面に環状の第1逆絞り片R
を突出する。そして、第1逆絞り片Rの先端と第1絞り
片Sの先端部とが軸方向の投影において重なるように形
成し且つ、他の絞り片および逆絞り片は互いに重ならな
いようにする。
Description
等に使用される軸流型または斜流型のファンのシール構
造に関し、詳しくは翼先端を相互に連結するリングとそ
の半径方向外側に配置されるシュラウドの筒状部間に逆
流防止用のラビリンスシールを設けたものに関する。
されている軸流型または斜流型のファンは、エンジンや
モータ等の駆動源により回転するボス部と、ボス部に放
射状に突設された複数の翼を備え、翼の回転により軸方
向に送風するものである。自動車用ラジエータ等のファ
ンには、その翼部外周にシュラウドの筒状部が被嵌さ
れ、翼部先端付近の逆流を可能な限り防止している。
縁間をリングで相互に連結する方法が採用される。この
ような翼については、リングの遮蔽効果により逆流があ
る程度減少するのでシュラウドの筒状部は一般に省略さ
れる。しかし上記いずれの逆流防止方法も近年の厳しい
性能要求からは満足できるものとは言い難い。そこでさ
らに効果的な逆流防止の方法として、シュラウドの筒状
部とリングの両者を組み合わせて使用し、それらの間に
ラビリンスシール効果を発揮する部分を形成したものが
知られている。(例えば特公昭40ー4953号公報、
実開昭53ー128906号公報等)
部のシールを目的として使用され、回転側である軸と固
定側である軸受部の間に絞り片と空間部を交互に設けて
構成される。そしてシール部の流れは絞り片によって形
成される絞り口を通過する際に等エントロピー膨張し、
そこで減速し膨張室(空間部)内で等圧のもとで静温度
に回復し、さらに次の絞り口に流入するという工程を繰
り返すことによりシール効果を奏するものである。前記
公報に記載された方法は回転側をリング、固定側をシュ
ラウドの筒状部とし、シュラウドの筒状部の内周面に設
けた凹部に翼の外周部を連結するリングを受け入れ、そ
の凹部にシール部を形成している。
ュラウドの筒状部の凹部にリングを挿入した構造では、
シュラウドの筒状部に軸方向からファンを挿入して組み
立てることが難かしい。それを解決するには例えばシュ
ラウドの筒状部を分割型とし、各分割部分をファンの外
側から組み付ける必要があり、それだけ構造が複雑とな
りコストアップになるという別の問題が発生する。そこ
で本発明はこのような問題を解決した新しいファンのシ
ール構造を提供することを課題とするものである。
の発明は、ボス部2aに複数の翼3を放射状に設けた軸
流型または斜流型のファン1のシール構造において、 各翼3の先端縁間を互に連結する円形のリング4と、 そのリング4の半径方向外側に間隙を有して被嵌された
シュラウド6の筒状部5と、 そのリング4の外周に環状に突設された第1絞り片S
と、 その第1絞り片Sに隣接して前記シュラウド6の筒状部
5の内周面に環状に突設され、その第1絞り片Sの先端
外直径よりも小さい先端内直径を有する第1逆絞り片R
と、 を有し、 その第1絞り片Sに対して、第1逆絞り片Rの反対側で
は、リング4およびシュラウド6の筒状部5に突設され
る他の絞り片および逆絞り片の夫々の先端直径は、夫々
の絞り片と逆絞り片とが干渉することなく、そのリング
4がシュラウド6の筒状部5に軸線方向から挿入できる
大きさに決定され、 且つ、それら絞り片と逆絞り片と筒状部5並びにリング
4によりラビリンスシール部8が形成されたことを特徴
とするファンのシール構造である。
数の翼3を放射状に設けた軸流型または斜流型のファン
1のシール構造において、 各翼3の先端縁間を互に連結する円形のリング4と、 そのリング4の半径方向外側に間隙を有して被嵌された
シュラウド6の筒状部5と、 そのリング4の外周に環状に突設された第1絞り片S
と、 その第1絞り片Sに隣接して前記シュラウド6の筒状部
5の内周面に環状に突設され、その第1絞り片Sの先端
外直径よりも小さい先端内直径を有する第1逆絞り片R
と、 を有し、 その第1逆絞り片Rに対して、第1絞り片Sの反対側で
は、リング4およびシュラウド6の筒状部5に突設され
る他の絞り片および逆絞り片の夫々の先端直径が、夫々
の絞り片と逆絞り片とが干渉することなく、そのリング
4がシュラウド6の筒状部5に軸線方向から挿入できる
大きさに決定され、 且つ、それら絞り片と逆絞り片と筒状部5並びにリング
4によりラビリンスシール部8が形成されたことを特徴
とするファンのシール構造である。
請求項2において、 リング4の軸方向の少なくとも一端部が、端に向かって
その直径が次第に大きくなるベルマウス状に形成された
ファンのシール構造である。請求項4に記載の発明は、
請求項1または請求項2において、 ラビリンスシール部8は、リング4側の軸方向両端部ま
たは該両端部と中間部に設けた絞り片と、夫々の絞り片
の間に位置し、シュラウド6の筒状部5側の内面に突設
された逆絞り片とで形成された食い違い型であるファン
のシール構造である。
により説明する。図1(a)は本発明のシール構造を自
動車用ラジエータ等の熱交換器の冷却ファンに適用した
例で、その縦断面図であり(b)はその要部拡大図であ
る。また図2は図1のII−II矢視図である。
いエンジンのクランク軸により回転される駆動軸2と、
その駆動軸2が連結されるボス部2aと、そのボス部2
aに放射状に取り付けられた複数の翼3を有している。
各翼3の先端縁間は相互にリング4により一体に連結さ
れ、リング4の半径方向外側には所定の間隙をもってシ
ュラウド6の筒状部5が配置される。リング4には、半
径方向に環状の仕切り片からなる第1絞り片S〜第4絞
り片S4が所定間隔で複数設けられている。この例は、
リング4の幅方向両端部に空気流の乱れや渦の発生を防
止するためにベルマウスMが設けられたものであり、そ
れらベルマウスMが両端部の第1絞り片S,第4絞り片
S4を兼用している。このベルマウスMは、その端部側
に向かって直径が次第に拡開するように形成されてい
る。
6の一端の中心部に一体に延在され、その他端開口がラ
ジエータ等の熱交換器7の周縁に接続されている。な
お、筒状部5とシュラウド6とは両者を別体に形成し、
それらを締結または接着剤で一体化してもよい。筒状部
5の内周面には、第1逆絞り片R〜第3逆絞り片R3が
環状に突設形成されている。そして、第1逆絞り片Rは
図において、第1絞り片Sの左側に隣接して配置され、
その先端内直径が第1絞り片Sの先端外直径よりも小さ
く形成され、それにより第1逆絞り片Rと第1絞り片S
は、軸方向の投影がその先端部で重なるように形成され
ている。そして、両先端部間には僅かな隙間が軸方向に
形成されている。なお、第2絞り片S2〜第4絞り片S
4の先端部外直径は、第1絞り片Sのそれと同一であ
る。
と第3絞り片S3との中間に突設され、その先端内直径
は第1絞り片S〜第4絞り片S4の先端外直径よりも大
に形成され、それらの軸方向への投影は重ならない。更
に、第3逆絞り片R3は第4絞り片S4の外側に配置さ
れ、その先端内直径は第1絞り片S〜第4絞り片S4の
先端外直径よりも大に形成されている。そのため、この
ようにしてなるファン1をシュラウド6の筒状部5に収
納する際、夫々の絞り片および逆絞り片が互いに干渉す
ることなく図の状態に収納することができる。例えば、
ファン1をシュラウド内に右方から左方に移動して図の
状態に収納できる。そして、この第1逆絞り片R〜第3
逆絞り片R3を含む筒状部5と第1絞り片S〜第4絞り
片S4を含むリング4とでいわゆる、食い違い型のラビ
リンスシール部8が形成される。
は、リング4の各絞り片と、筒状部5の各逆絞り片によ
り複数の絞り口が形成され、翼3の下流側からの逆流f
が各絞り口および逆絞り口を通過する度に、等エントロ
ピ膨張し、減速した逆流fは近接する各縁の中間にある
空間部(膨張室)において、等圧で静温度に回復すると
いう作業を繰り返すことにより、ラビリンスシール効果
を有効に発揮させている。更に、第1絞り片Sの先端部
における軸方向への投影は、第1逆絞り片Rの先端部に
重なるため、それらの間におけるシール効果は特に高
い。なぜならば、軸方向に流通する逆流fが第1逆絞り
片Rと第1絞り片Sとの間を通過する流通抵抗が高くな
るからである。このようなラビリンスシール効果の高い
構造にも係わらず、ファン1をシュラウド6の筒状部5
に軸方向から容易に挿入して組立てることが可能であ
る。
図であり、この例では第1逆絞り片Rが第1絞り片Sの
内側に配置され、且つ第1逆絞り片Rの先端部を軸方向
に投影すると、第1絞り片Sに重なり合うものである。
そして、第1逆絞り片Rに対し第1絞り片Sの反対側に
位置する第2逆絞り片R2,第3逆絞り片R3の先端内
直径が第3絞り片S3,第4絞り片S4の先端外直径よ
りも大きく形成されている。それと共に、第2絞り片S
2の先端外直径よりも第1逆絞り片Rの先端外直径の方
が大きく形成されている。そのため、リング4は図3に
おいて、左方から右方に軸方向に移動して、同図の状態
に組立てることができる。この実施の形態は、請求項2
に相当する発明内容を具現したものである。
示す要部縦断面図であり、この例はリング4の幅方向両
縁部に形成された第1絞り片S,第2絞り片S2が夫々
ベルマウスMを構成する。そして、第1絞り片Sの軸方
向の投影が第1逆絞り片Rの先端部に重なり合うもので
あり、第2絞り片S2の先端部外直径よりも第2逆絞り
片R2の先端部外直径の方が大に形成され、且つ第2逆
絞り片R2の外側に第2絞り片S2が配置されたもので
ある。次に図5は、本発明の第4の実施の形態を示し、
この例が図4のそれと異なる点は、第2絞り片S2が第
2逆絞り片R2の内側に位置された点のみにある。
示し、この例は第1逆絞り片Rの先端部が第1絞り片S
側に断面L字状に曲折され、第1絞り片Sの先端部が第
1逆絞り片R側に断面逆L字状に形成され、それらによ
り逆流fの流通をより困難にし、シール効果を高くした
ものである。この例でも、前記各実施の形態と同様に、
第1絞り片Sの軸方向の投影が第1逆絞り片Rに重なる
ものである。そして、第1逆絞り片Sの先端部外直径は
第2逆絞り片R2の先端部内直径よりも小に形成され、
リング4を筒状部5に右方から左方に挿入して組立てる
ことができるものである。また、第2絞り片S2は第2
逆絞り片R2の外側に位置し、第2絞り片S2の先端外
直径は、第2逆絞り片R2の先端内直径よりも大に形成
されている。それにより、シール効果がさらに高くな
る。
あり、第1絞り片S,第2絞り片S2が第1逆絞り片
R,第2逆絞り片R2の内部に位置すると共に、第3絞
り片S3が第2逆絞り片R2の外側に位置するものであ
る。そして、第1絞り片S〜第3絞り片S3の先端部外
直径がほぼ等しく、且つその外直径は第2逆絞り片R2
の先端部内直径よりも小に形成されている。次に図8
は、本発明の第7の実施の形態を示し、この例では第3
逆絞り片R3の断面が斜め外側に形成されている。な
お、この斜め外側の代わりに斜め内側に形成してもよ
い。或いは筒状部5の先端に断面円形状の膨出部を設け
てもよい。次に図9は、本発明の第8の実施の形態であ
り、この例は筒状部5の先端部が平坦に形成されたもの
である。そして、図4〜図9のいずれの例もリング4を
図において右方から左方に挿入して組立てることができ
ると共に、第1絞り片Sを軸方向に投影したとき、その
投影と第1逆絞り片Rとが重なるものである。
造によれば、リングとシュラウドの筒状部との間に有効
なラビリンスシール部が形成されると共に、リングで連
結された各翼をシュラウドの筒状部内に軸方向から容易
に挿入することができる。しかも、少なくとも、第1逆
絞り片Rの先端部と第1絞り片Sの先端部とが軸方向の
投影において重なるように形成され、そこにおけるシー
ル効果がより大きくなるものである。
ファンに適応した例で、その縦断面図およびその要部拡
大図。
図。
図。
図。
図。
図。
図。
図。
Claims (4)
- 【請求項1】 ボス部2aに複数の翼3を放射状に設け
た軸流型または斜流型のファン1のシール構造におい
て、 各翼3の先端縁間を互に連結する円形のリング4と、 そのリング4の半径方向外側に間隙を有して被嵌された
シュラウド6の筒状部5と、 そのリング4の外周に環状に突設された第1絞り片S
と、 その第1絞り片Sに隣接して前記シュラウド6の筒状部
5の内周面に環状に突設され、その第1絞り片Sの先端
外直径よりも小さい先端内直径を有する第1逆絞り片R
と、 を有し、 その第1絞り片Sに対して、第1逆絞り片Rの反対側で
は、リング4およびシュラウド6の筒状部5に突設され
る他の絞り片および逆絞り片の夫々の先端直径は、夫々
の絞り片と逆絞り片とが干渉することなく、そのリング
4がシュラウド6の筒状部5に軸線方向から挿入できる
大きさに決定され、 且つ、それら絞り片と逆絞り片と筒状部5並びにリング
4によりラビリンスシール部8が形成されたことを特徴
とするファンのシール構造。 - 【請求項2】 ボス部2aに複数の翼3を放射状に設け
た軸流型または斜流型のファン1のシール構造におい
て、 各翼3の先端縁間を互に連結する円形のリング4と、 そのリング4の半径方向外側に間隙を有して被嵌された
シュラウド6の筒状部5と、 そのリング4の外周に環状に突設された第1絞り片S
と、 その第1絞り片Sに隣接して前記シュラウド6の筒状部
5の内周面に環状に突設され、その第1絞り片Sの先端
外直径よりも小さい先端内直径を有する第1逆絞り片R
と、 を有し、 その第1逆絞り片Rに対して第1絞り片Sの反対側で
は、リング4およびシュラウド6の筒状部5に突設され
る他の絞り片および逆絞り片の夫々の先端直径が、夫々
の絞り片と逆絞り片とが干渉することなく、そのリング
4がシュラウド6の筒状部5に軸線方向から挿入できる
大きさに決定され、 且つ、それら絞り片と逆絞り片と筒状部並びにリングに
よりラビリンスシール部8が形成されたことを特徴とす
るファンのシール構造。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2において、 リング4の軸方向の少なくとも一端部が、端に向かって
その直径が次第に大きくなるベルマウス状に形成された
ファンのシール構造。 - 【請求項4】 請求項1または請求項2において、 ラビリンスシール部8は、リング4側の軸方向両端部ま
たは該両端部と中間部に設けた絞り片と、夫々の絞り片
の間に位置し、シュラウドの筒状部5側の内面に突設さ
れた逆絞り片とで形成された食い違い型であるファンの
シール構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000059406A JP4481414B2 (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | ファンのシール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000059406A JP4481414B2 (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | ファンのシール構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001248590A true JP2001248590A (ja) | 2001-09-14 |
JP4481414B2 JP4481414B2 (ja) | 2010-06-16 |
Family
ID=18579860
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2000059406A Expired - Lifetime JP4481414B2 (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | ファンのシール構造 |
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