JP2007138935A - ファン及びその羽根車 - Google Patents

Abstract

【課題】作動区域内において、ファンの機能を高めようとする場合、ファン回転速度を上げなければならない。しかしながら、ファンの騒音が大きくなり、ファンの消耗率が増加してしまうことになる。上述の問題に鑑み、いかにして、ファンの回転速度を上げることなく、ファンの作動区域の性能を高くすると同時に、羽根が電子設備に触れないファン及びその羽根車を提供するかが、当面の重要な課題の一つである。
【解決手段】本発明の羽根車は、ハブ及び複数の羽根を備える。そのうち、羽根はハブの周囲に環状に設置され、且つ、羽根は前部縁及び後部縁を備え、前部縁とハブの頂上部分との距離は予定高度であり、そして、後部縁はハブの底部から下に突き出ている。本発明のファンは、上述の羽根車を備えることを特徴とするファンである。
【選択図】図２

Description

本発明は、ファン及びその羽根車に関し、特に羽根が下に変位しているファン及び羽根車に関する。

科学技術の高度な発展に伴い、電子設備の機能も高いものが要求されると同時に、使用される電子エレメントの数量及び集積度もそれにつれて高くなる。相対的にその放熱の必要性も大きくなり、故に、放熱機能が直接電子設備の信頼度及び使用寿命に影響する。

ファンを利用した放熱装置は、最もよく見られる設備であり、クライアント側のシステムを使用する際、ファンの最大風量域あるいは最大風圧域を使用するのではなく、ファンの作動区域を使用する。つまり作動区域は、ファンの適切な風圧及び風量を利用し、互いに組み合わせることで良好な放熱効果を達成することにより形成される区域である。

ただ、作動区域内において、ファンの機能を高めようとする場合、ファン回転速度を上げなければならない。しかしながら、ファンの騒音が大きくなり、ファンの消耗率が増加してしまうことになる。

図１を参照いただきたい。
従来のファン１は、フレーム１１、羽根車１２及びモーター１３を備える。羽根車１２にはハブ１２１及び複数の羽根１２２があって、ハブ１２１の周囲に環状に設置されている。モーター１３は、羽根車１２を駆動させて回転させるのに用いられる。

図１に示すように、前記ファン１の羽根車１２及びフレーム１１は概ね平らである。故に、ファン１が回転する時、羽根車１２は遠心力の影響を受け上に向かって上がるか位置が移動することになる。そして、羽根車１２の羽根１２２は、電子設備のカバーあるいはその他のエレメントに触れて、ファン１が故障して、電子設備の放熱効果が下がってしまう。

上述の問題に鑑み、いかにして、ファンの回転速度を上げることなく、ファンの作動区域の機能を向上させると同時に、羽根が電子設備に触れないファン及びその羽根車を提供するかが、当面の重要な課題の一つである。

上述の問題に鑑み、本発明は、ファンの回転速度を上げずに、ファンの作動区域の性能を向上させる機能を備えて、羽根が電子設備に触れないファン及び羽根車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、本発明の羽根車は、ハブ及び複数の羽根を備える。そのうち、羽根はハブの周囲に環状に設置され、且つ、羽根は前部縁及び後部縁を備え、前部縁とハブの頂上部分との距離は予定高度であり、そして、後部縁はハブの底部から下に突き出ている。

上記目的を達成するために、本発明のファンは、フレーム部分、羽根車、モーターを備える。そのうち、フレーム部分にはフレーム本体、ベース及び少なくとも１個の支柱を備え、ベースは支柱と前記フレーム本体が連結することにより形成される。

羽根車は、フレーム本体内に設置され、ベースと連結する。さらに、ハブを有し、複数の羽根がハブの周縁に環状に設置される。羽根はいずれも前部縁及び後部縁を備え、前部縁とハブの頂上部分とは予定高度としての距離をもつ。後部縁はハブの底部から下に突出している。モーターはベースの上に設置され、羽根車に連結し、駆動させて回転させる。

上述のように、本発明のファン及びその羽根車は、羽根の前部縁及びハブの頂上部分との間に予定高度としての距離をもつ。そして、フレーム本体、羽根及びハブの間に一つの空間を形成する。ファンが運転する時、気流がこの空間の中でまず安定した気流を形成し、その後ファンから吹き出す。

このようにして、作動区域において発生した風圧及び風量がより大きくなり、ファンの回転速度を高くする必要なしに、ファンの作動区域の作動効率を高める機能を持つ。従来の技術に比べ、本発明ではファンの回転速度を高める必要がないので、ファンの騒音を防ぎ、消耗効率の向上が可能である。

また、羽根が下に向かって変位しているため、ファンが電子設備の中において運転される時、羽根車が遠心力の影響を受けて、上に向かって上がったり、移動したりしても、羽根は電子設備と接触することがなく、さらに、ファンが止まったり、回転が停止したりするという故障が発生せず、同時に、羽根が下に向かって変位しているため、ファンの作動区域の機能が上がり、故に電子設備の放熱効果が上がる。

本発明のファン及びその羽根車は、羽根の前部縁及びハブの頂上部分の距離が予定高度になっていて、フレーム本体、羽根及びハブの間に空間を形成する。ファンが回転する時、気流がこの空間の中でまず安定した気流を形成し、その後ファンから吹き出す。このようにして、発生した風圧及び風量はより大きくなり、ファンの回転速度を高くすることなく、ファンの作動区域の作動効率を高める効果がある。
従来の技術と比べ、本発明では、ファンの回転速度を高くする必要がなく、故に、ファンの騒音が少なく、消耗効率が向上する。

また、羽根が下に向かって変位しているため、ファンが電子設備の中で運転する時、羽根車が遠心力の影響を受けて上に上がるか、あるいは、移動しても、羽根が電子設備に触れることがない。さらに、ファンが止まったり、回転が停止したりする故障が発生することがない。同時に、羽根が下に向かって変位しているため、ファンの作動区域の機能が高くなるので、電子設備の放熱効果を上げることが可能である。

以下、図面を参照しながら、本発明のファン及びその羽根車の好適な実施例について説明する。そのうち、同じパーツは同じ参照符号によって説明を行なう。

図２を参照いただきたい。
本発明の好適な実施例の羽根車２は、ハブ２１及びハブ２１の周縁に環状に設置された複数の羽根２２を備える。ハブ２１は、略円盤状の頂上部分２１１と、該円盤状の頂上部分２１１の外端縁から下方向に伸びる筒状部分とからなる。各羽根２２は、該筒状部分の側方から外方に向かって突設して設けられ、ハブ２１と複数の羽根２２によって羽根車２が構成されている。羽根２２の翼の形は制限がない。本実施例では平板型であり、さらに、ハブ２１は羽根２２とは一体成型である。

羽根２２は、前部縁２２１及び後部縁２２２を備える。そして、前部縁２２１とハブの頂上部分２１１の距離は予定高度ｈである。そして、羽根２２のサイズが縮小して風量及び風圧に影響を与えるのを避け、後部縁２２２はハブ２１の底部２１２から下に突出しているため、前記図１に記載の従来の羽根車１２と比較して、羽根２２全体が下に変位している構造を呈する。

ハブ２１及び羽根２２の材質は何ら制限を受けず、プラスチック、アクリル樹脂、金属あるいは合金で構成することも可能である。

図３を参照いただきたい。
本発明の好適な実施例のファン３は、フレーム部分３１、羽根車３２及びモーター３３を備える。そして本実施例のファン３には制限がなく、ここでは軸流ファンを例に挙げる。

フレーム部分３１は、フレーム本体３１１、ベース３１２、及び少なくとも１本の支柱３１３を備える。支柱３１３は、リブあるいはステーター（stator）である。そして、ベースは支柱３１３とフレーム本体３１１が連結することで形成される。フレーム本体３１１、ベース３１２と支柱３１３の連結方法には制限はなく、この例の場合は一体成型である。また、本実施例において、支柱３１３の底部３１３１はフレーム本体３１１の底部３１１１と、同一平面上に設置される。
当然、支柱３１３の底部３１３１は、フレーム本体３１１の底部３１１１と異なる平面上に設置することも可能で、フレーム本体３１１内部に向かって上に上げて変位させることもできる。

図４を参照いただきたい。
しかしながら、注意すべきは、支柱３１３の設置位置であり、羽根車３２の回転を邪魔したり、影響を与えたりしない空間ということを前提とする。フレーム本体３１１、ベース３１２及び支柱３１３の材質はこれもまた制限がなく、プラスチック、アクリル樹脂、金属あるいは合金でも構成可能である。

羽根車３２は、フレーム本体３１１内に設置され、さらに、ベース３１２によって受けている。さらに、ハブ３２１及びハブ３２１の周縁に環状に設置された複数の羽根３２２を備える。ハブ３２１は、略円盤状の頂上部分３２１１と、該円盤状の頂上部分３２１１の外端縁から下方向に伸びる筒状部分とからなる。各羽根３２２は、該筒状部分の側方から外方に向かって突設して設けられ、ハブ３２１と複数の羽根３２２によって羽根車３２が構成されている。羽根３２２の翼型は制限がなく、本実施例では、羽根は平板型である。さらに、羽根３２２及びハブ３２１は、一体成型である。羽根３２２の材質は制限がなく、プラスチック、アクリル樹脂、金属、合金でも構成可能である。モーター３３はベース３１２内に設置され、羽根車３２に連結し駆動させて回転させる。

羽根３２２は前部縁３２２１及び後部縁３２２２を備える。前部縁３２２１とハブ３２１の頂上部分３２１１との距離は予定高度ｈであり、予定高度ｈのハブ３２１の高度Ｈに対する比は、１５〜２２．５％の間を理想とする。予定高度ｈのフレーム本体３１１高度Ｈ’に対する比は、８〜１２％を理想とする。

後部縁３２２２は、ハブ３２１の底部３２１２から下に突出しているため、羽根３２２が下に変位している構造を呈する。また、この予定高度ｈによって、フレーム本体３１１、羽根３２２及びハブ３２１の間に空間を形成し、ファン３が運転する時、気流がこの空間の中で安定した気流を形成し、吹き出した風圧及び風量をより大きくすることにより、ファン３の作動区域の性能を高める効果がある。

図５を参照いただきたい。
本発明の好適な実施例のファン及び従来のファンに対して実験を行なった結果である。そのうち、ファン性能曲線図のＸ軸は風量を表し、Ｙ軸は風圧を表し、三角形のゾーンはファンの作動区域である。
回転速度４５００ＲＰＭの時、実験データによると、本発明では確かに効果的に風圧が上がる効果が見られる。故に、本発明のファン性能は従来のファンより優れていることがわかる。

本発明の羽根車の羽根の形状は、当然、図２に示すように、羽根２２の前部縁２２１と後部縁２２２は平行に対応する必要はない。図６に示すように、羽根２２の後部縁２２２が、羽根の回転中心側から回転外側に向かって上に向いて傾斜した形状でも可能である。当然、羽根２２の後部縁２２２が、羽根の回転中心側から回転外側に向かって下に向いて傾斜した形状でも可能である。

上述のように、本発明のファン及びその羽根車は、羽根の前部縁及びハブの頂上部分の距離が予定高度になっていて、フレーム本体、羽根及びハブの間に空間を形成する。ファンが回転する時、気流がこの空間の中でまず安定した気流を形成し、その後ファンから吹き出す。このようにして、発生した風圧及び風量はより大きくなり、ファンの回転速度を高くすることなく、ファンの作動区域の性能を高める効果がある。
従来の技術と比べ、本発明では、ファンの回転速度を高くする必要がなく、故に、ファンの騒音が少なく、消耗効率が向上する。

また、羽根が下に向かって変位しているので、ファンが電子設備の中で運転する時、羽根車が遠心力の影響を受けて上に上がるか、あるいは、移動しても、羽根が電子設備に触れることがない。さらに、ファンが止まったり、回転が停止したりする故障が発生することがない。
同時に、羽根が下に向かって変位しているので、ファンの作動区域の機能が高くなるので、電子設備の放熱効果を上げることが可能である。

以上、本発明の実施例を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本発明に含まれる。

従来のファンを示す図である。 本発明の好適な実施例の羽根車を示す図である。 本発明の好適な実施例のファンを示す図である。 本発明のもう一つ別の好適な実施例のファンを示す図である。 本発明の好適な実施例のファンと従来のファンのファン性能（風量対風圧）図である。 本発明のもう一つ別の好適な実施例の羽根車を示す図である。

符号の説明

１・・・・・ファン
１１・・・・フレーム
１２・・・・羽根車
１２１・・・ハブ
１２２・・・羽根
１３・・・・モーター
２・・・・・羽根車
２１・・・・ハブ
２１１・・・頂上部分
２２・・・・羽根
２２１・・・前部縁
２２２・・・後部縁
３・・・・・ファン
３１・・・・フレーム部分
３１１・・・フレーム本体
３１１１・・底部
３１２・・・べース
３１３・・・支柱
３１３１・・底部
３２・・・・羽根車
３２１・・・ハブ
３２１１・・頂上部分
３２２・・・羽根
３２２１・・前部縁
３２２２・・後部縁
３３・・・・モーター
ｈ・・・・・予定高度
Ｈ・・・・・ハブ高度
Ｈ’・・・・フレーム本体高度

Claims (16)

1. ハブと、
   前記ハブの周縁に環状に設置され、前部縁及び後部縁を備え、前記前部縁と前記ハブの頂上部分との距離が予定高度であり、前記後部縁は前記ハブの底部から下に突出している羽根とを備えることを特徴とする
   羽根車。
2. 前記ハブと前記羽根は一体成型されていることを特徴とする
   請求項１に記載の羽根車。
3. 前記ハブ及び前記羽根の材質は、プラスチック、アクリル樹脂、金属、又は合金であることを特徴とする
   請求項１に記載の羽根車。
4. 前記羽根は平板型であることを特徴とする
   請求項１に記載の羽根車。
5. 前記羽根の前記後部縁が、前記羽根の回転中心側から回転外側に向かって上に向いて傾斜した形状、又は、下に向いて傾斜した形状を備えることを特徴とする
   請求項１に記載の羽根車。
6. 前記予定高度の前記ハブの高度に対する比は、１５〜２２．５％の間であることを特徴とする
   請求項１に記載の羽根車。
7. フレーム本体、底部及び少なくとも１本の支柱を備え、前記底部は前記支柱によって連結するフレーム部分と、
   前記フレーム本体内に設置され、前記底部と連結し、ハブ及び該ハブの周縁に環状に設置される複数の羽根を備え、前記羽根は前部縁及び後部縁を備え、前記前部縁は前記ハブの頂上部分との距離が予定高度であり、前記後部縁が前記ハブの底部から下に突出している羽根車と、
   前記底部に設置されて、前記羽根車と連結して駆動させて回転させるモーターとを備えることを特徴とする
   ファン。
8. 前記フレーム本体、前記底部及び前記支柱が一体成型されていることを特徴とする
   請求項７に記載のファン。
9. 前記フレーム本体、前記底部及び前記支柱の材質は、プラスチック、アクリル樹脂、金属、又は合金であることを特徴とする
   請求項７に記載のファン。
10. 前記ハブ、前記底部及び前記支柱の材質は、プラスチック、アクリル樹脂、金属、又は合金であることを特徴とする
    請求項７に記載のファン。
11. 前記ハブ及び前記羽根の材質は、プラスチック、アクリル樹脂、金属、又は合金であることを特徴とする
    請求項７に記載のファン。
12. 前記羽根は、平板型であることを特徴とする
    請求項７に記載のファン。
13. 前記羽根は、前記後部縁が、前記羽根の回転中心側から回転外側に向かって上に向いて傾斜した形状、又は、下に向いて傾斜した形状であることを特徴とする
    請求項７に記載のファン。
14. 前記予定高度の前記ハブの高度に対する比は、１５〜２２．５％の間であることを特徴とする
    請求項７に記載のファン。
15. 前記予定高度の前記フレーム本体の高度に対する比は、８〜１２％の間であることを特徴とする
    請求項７に記載のファン。
16. 軸流ファンであることを特徴とする
    請求項７に記載のファン。

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