JP2011043060A - 軸流ファン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸流ファン装置の送風効率を向上させることができる軸流ファン装置を提供することを目的とする。
【解決手段】円筒状のボス部と、ボス部の外周面から放射状に延びる複数の羽根３とを備え、羽根３の正圧面に羽根３の羽根前縁３ｂから羽根後縁３ｃまで一つながりの突起４を設けたことにより、突起４の整流作用により、軸流ファン送風時の風の偏りを少なくすることができるため、軸流ファン装置の送風効率を向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、カーナビ等の電子機器の冷却に用いられる軸流ファン装置に関するものである。

従来、軸流ファン装置として、軸流ファン装置の軽量化を目的として羽根の正圧面に球面体である複数の突起を設けたものがあった。

特開平１１−３７０９２号公報

しかしながら、上記従来の軸流ファン装置では、軸流ファンの回転によって生じる正圧面流れる風（空気）が、遠心力によって遠心方向（軸流ファンの外周側）に向かって流れ、軸流ファンのボス部側（軸流ファンの内周側）にはほとんど風が流れず、軸流ファンの外周側に偏って風が流れるため送風効率が悪かった。

そこで、本発明は上記従来の課題を鑑みてなされたものであって、軸流ファン装置の送風効率を向上させることができる軸流ファン装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、円筒状のボス部と、ボス部の外周面から放射状に延びる複数のブレード部とを備え、ブレード部の正圧面にブレード部の前縁から後縁まで一つながりの突起を設けたことを特徴とする軸流ファン装置である。

本発明によれば、突起を設けたことにより、軸流ファンの送風の偏りを低減するため、軸流ファン装置の送風効率を向上させることができる。

本発明の実施例における軸流ファン装置の概観図 本発明の実施例における軸流ファン装置の正面図 本発明の実施例における軸流ファン装置の背面図 従来の軸流ファンの動作図 本発明の実施例における軸流ファンの動作図 本発明の実施例における軸流ファン装置の突起方向角度定義図 本発明の実施例における軸流ファン装置の羽根の断面図 本発明の実施例における突起の方向の違いによる性能図 本発明の実施例における複数の軸流ファンの概観図 本発明の実施例における突起の高さの違いによる性能図

本発明の請求項１記載の発明は、円筒状のボス部と、ボス部の外周面から放射状に延びる複数のブレード部とを備え、ブレード部の正圧面にブレード部の前縁から後縁まで一つながりの突起を設けたことにより、軸流ファンの送風の偏りを低減するため、軸流ファン装置の送風効率を向上させることができる。

本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の軸流ファン装置であって、ボス部と突起とは、同心円状であることにより、軸流ファン装置に最も効率よく動作させることができる。

本発明の請求項３記載の発明は、請求項１記載の軸流ファン装置であって、突起はブレード毎に複数設けられていることにより、より送風の偏りを低減し、軸流ファン装置の送風効率を向上させることができる。

本発明の軸流ファン装置について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、本発明の実施例における軸流ファン装置の概観図、図２は、本発明の実施例における軸流ファン装置の正面図、図３は、本発明の実施例における軸流ファン装置の背面図である。

図１、２において、１は、軸流ファン装置の筐体、２は円形で短柱状のボス部、３は同ボス部２の外周面に所定の間隔をおいて設けられた複数枚の羽根であり、筐体１には、図示しないモータが配置され、モータはボス部２に接続されて、モータが反時計周りに回転し、羽根が回転することにより、図１のＡの方向に送風される。

なお、本実施例において軸流ファン装置の大きさは、４０ｍｍ×４０ｍｍで厚さが１０ｍｍとなっているが、カーナビの冷却装置として用いる場合２５ｍｍ×２５ｍｍ〜５０ｍｍ×５０ｍｍで厚さが１０ｍｍ程度の大きさが適当であり、もちろん対象となる電気機器によって変わるものである。

次に、図３において、羽根３で、ボス部２が回転したときの回転方向側の面である正圧面（回転によって圧力が高まる面）にあたる羽根正圧面３ａの領域にはボス部２と同心の円形状の突起４が設けられている。図３に示すように突起４は、羽根３において羽根３が回転したときの風上側の縁である羽根前縁３ｂから羽根３が回転したときの風下側の縁である羽根後縁３ｃまで一体に形成され、ほぼ同じ高さでひとつながりになっている。

このとき、それぞれの突起の位置は、本実施例では、送風効率が最もよくなるように配置してあり、ボス部２から羽根３の先端までの長さを１０とした場合、ボス部２側から３、６、８の長さの位置に配置している。

なお、この突起の位置および数は、軸流ファン装置の大きさ、送風性能等により適宜調整するものであり、例えば、羽根３の長さが短くなる２５ｍｍ×２５ｍｍのサイズの場合には、突起４を３つ設けると、逆に送風効率が悪くなる恐れがあるため、羽根３の中心に突起４を１つ設けるほうが好ましい。

なお、本実施例では、突起４は、円形状につながった突起でボス部２と同心円状になっているが、ボス部２と同心円状でなくてもよく、羽根前縁３ｂから羽根後縁３ｃまで直線形状の突起で形成してもよい。

ここで、突起４を設ける利点について、図４を用いて説明する。図４は、従来の軸流ファンの動作図、図５は、本発明の実施例における軸流ファンの動作図である。

従来の軸流ファンは、図４に示すようにボス部を中心として回転運動し、その回転に伴い、吸気側から排気側に送風される。このとき、各羽根の正圧面をみると、回転による遠心力により風（空気）の流れが、羽根の外周側に向かい図４のＣのような流れとなる。風の流れは、内側から外側に向かうため、羽根の内周側すなわちボス部の周辺には、ほとんど風が流れない状況となる。

また、内側から外側に向かう風は、元々外周を流れる風の流れとは異なるため、内側から外側に向かう風が、元々外周を流れる風と混ざる際に羽根の外周部分の流れを阻害していた。

つまり、外周側に風の流れが偏ることによって送風効率が悪く、また内周側には風はほとんど流れないので羽根としての送風機能を果たしていないため送風効率が悪かった。

しかし、本発明では、図５に示すように、突起４を設けることにより、外周側に偏る流れ抑制し図５のＤのような流れとなる。内周側においても羽根全体を使用したバランスのよい効率的な流れが実現でき、それによりファン送風効率の上昇・静音化を図ることができる。

次に、図６〜図７を用いて、実施例の突起４について、詳細に説明する。図６は、本発明の実施例における軸流ファン装置の突起方向角度定義図、図７は、本発明の実施例における軸流ファン装置の羽根の断面図である。

図６においてボス部２の中心であるボス部中心を２ａ、羽根３の羽根前縁３ｂに対応する突起の端部である突起前縁を３ｄ、羽根３の羽根後縁３ｃに対応する突起の端部である突起後縁を３ｅ、突起前縁３ｄと突起後縁３ｅを結ぶ直線の中点である突起中点を４ｂとすると、本実施例の突起は、ボス部中心２ａと突起中点４ｂとを結ぶ直線と、突起中点４ｂと突起前縁３ｄとを結ぶ直線とのなす角θ＝６５°〜１０５°に設定してある。

また、図７は、図３のＢ−Ｂ´の部分の断面図であり、突起４の断面は、方形状であり、その高さδは０．１〜０．５ｍｍにしてあり、羽根３の表面からすべて一定の高さになっている。

なお、本実施例では、突起４の断面は、方形状に限らず、半円状、三角形状、多角形状のいずれであってもよい。

上記本実施例の軸流ファン装置の測定結果を図８〜図１０を用いて示す。図８は、本発明の実施例における突起の方向の違いによる性能図、図９は、本発明の実施例における複数の軸流ファンの概観図、図１０は、本発明の実施例における突起の高さの違いによる性能図である。

図８は、突起４の方向による最大風量−騒音特性であり突起４における上述したθが変化した場合のグラフであり、それぞれ図９において、図９（ａ）はθ＝９０°のときの概観図、図９（ｂ）はθ＝６５°のときの概観図、図９（ｃ）はθ＝１０５°のときの概観図である。なお、図８において、突起４の高さδは、０．３ｍｍとしている。

図８をみると、突起４を設けた場合は、θの角度によらず、従来の軸流ファンと比較して、同じ風量において騒音が減少し、また同じ騒音時に風量が増加していることがわかり軸流ファンの性能が向上していることがわかる。

なお、突起４を設けた場合において、特にθ＝９０°にて最良となり、同一風量時２ｄＢＡ程度の騒音低減が図れる。

これは、突起４の角度θ＝６５°の場合は、風上側である羽根前縁３ｂ側の間隔Ｅが狭く、風下側である羽根後縁３ｃ側の間隔Ｆが広いため、内周側の風を内周側に留める効果が薄く、内周側の風も一部が外周側に流れてしまうため、風の偏りをなくす効果が薄く、θ＝１０５°の場合は、上側である羽根前縁３ｂ側の間隔Ｅ´が広く、風下側である羽根後縁３ｃ側の間隔Ｆ´が狭いことで、ボス部を沿って流れる風をさえぎるように突起４が設けられているため、突起４を乗り越えて内周側から外周側へと向かう風があるため、同じく風の偏りをなくす効果が薄いためである。

そのため、突起４を設ける際にはθ＝９０°にするほうが好ましい。

次に、突起４の高さについて図１０を用いて説明する。なお、図１０の突起４は、θ＝９０°としている。

図１０に示すように、突起高さδ＝０．１〜０．５ｍｍ間で従来の軸流ファンと比較して良好な結果が得られ、特にδ＝０．３ｍｍにて最良となり、同一風量時２ｄＢＡ程度の騒音低減が図れる。

これは、δ＝０．３ｍｍ時と比較して、突起高さが低いδ＝０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの場合は遠心力による外周側に向かう流れを緩和・抑制する効果が低く改善効果が弱いためであり、逆に突起高さが高いδ＝０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの場合は突起による摩擦損失の増加・風路抵抗の上昇により流れが悪化するため、突起４の高さはδ＝０．３ｍｍが好ましい。

以上のように、本発明の軸流ファンによれば、突起４によって、軸流ファンの送風の偏りを少なくするため、軸流ファン装置の送風効率を向上させることができる。

本発明の軸流ファン装置は、軸流ファン装置の送風効率を向上させることができるため、空気調和装置および一般産業製品等に用いられる冷却機器として有用である。

１ 筐体
２ ボス部
３ 羽根
３ａ 羽根正圧面
３ｂ 羽根前縁
３ｃ 羽根後縁
４ 突起

上記課題を解決するために本発明は、円筒状のボス部と、前記ボス部の外周面から放射状に延びる複数のブレード部とを備え、各前記ブレード部の正圧面に前記ブレード部の前縁から後縁まで一つながりである複数の突起を設け、前記前縁と前記突起との間の角度は、前記後縁と前記突起との間の角度よりも小さく、前記突起は、前記ブレード部の前記ボス部側から外周縁に向かって徐々に長くなり、前記突起間の間隔が、前記複数の突起のうち最も外周側に設けられた突起と前記ブレード部の外周縁との間隔よりも大きいことを特徴とする軸流ファン装置である。

本発明の請求項１記載の発明は、円筒状のボス部と、前記ボス部の外周面から放射状に延びる複数のブレード部とを備え、各前記ブレード部の正圧面に前記ブレード部の前縁から後縁まで一つながりである複数の突起を設け、前記前縁と前記突起との間の角度は、前記後縁と前記突起との間の角度よりも小さく、前記突起は、前記ブレード部の前記ボス部側から外周縁に向かって徐々に長くなり、前記突起間の間隔が、前記複数の突起のうち最も外周側に設けられた突起と前記ブレード部の外周縁との間隔よりも大きいことにより、軸流ファンの送風の偏りを低減するため、軸流ファン装置の送風効率を向上させることができる。

上記課題を解決するために本発明は、円筒状のボス部と、前記ボス部の外周面から放射状に延びる複数のブレード部とを備え、各前記ブレード部の正圧面に前記ブレード部の前縁から後縁まで一つながりである円弧状の複数の突起を設け、複数の前記突起は前記ボス部を中心に同心円状であり、前記前縁及び後縁は前記ボス部を中心とした放射状線よりも回転方向前方に突出した形状であり、前記前縁と、前記前縁と前記突起との接点における前記突起の接線と、の間の前記ボス部側であって前記ブレード部内側の角度は、前記後縁と、前記後縁と前記突起との接点における前記突起の接線と、の間の前記ボス部側であって前記ブレード部側の角度よりも小さく、前記突起は、前記ブレード部の前記ボス部側から外周縁に向かって徐々に長くなり、前記突起間の間隔すべてが、前記複数の突起のうち最も外周側に設けられた突起と前記ブレード部の外周縁との間隔よりも大きいことを特徴とする軸流ファン装置である。

本発明の請求項１記載の発明は、円筒状のボス部と、前記ボス部の外周面から放射状に延びる複数のブレード部とを備え、各前記ブレード部の正圧面に前記ブレード部の前縁から後縁まで一つながりである円弧状の複数の突起を設け、複数の前記突起は前記ボス部を中心に同心円状であり、前記前縁及び後縁は前記ボス部を中心とした放射状線よりも回転方向前方に突出した形状であり、前記前縁と、前記前縁と前記突起との接点における前記突起の接線と、の間の前記ボス部側であって前記ブレード部内側の角度は、前記後縁と、前記後縁と前記突起との接点における前記突起の接線と、の間の前記ボス部側であって前記ブレード部側の角度よりも小さく、前記突起は、前記ブレード部の前記ボス部側から外周縁に向かって徐々に長くなり、前記突起間の間隔すべてが、前記複数の突起のうち最も外周側に設けられた突起と前記ブレード部の外周縁との間隔よりも大きいことにより、軸流ファンの送風の偏りを低減するため、軸流ファン装置の送風効率を向上させることができる。

Claims (3)

1. 円筒状のボス部と、
   前記ボス部の外周面から放射状に延びる複数のブレード部とを備え、
   前記ブレード部の正圧面に前記ブレード部の前縁から後縁まで一つながりの突起を設けたことを特徴とする軸流ファン装置。
2. 前記ボス部と前記突起とは、同心円状であることを特徴とする請求項１記載の軸流ファン装置。
3. 前記突起は前記ブレード部毎に複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の軸流ファン装置。

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