JP2018028321A - Axial fan - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸流ファンに関する。 The present invention relates to an axial fan.
一般的な軸流ファンの場合、吹き出し口から出た気流は外周方向に拡散する傾向にあり、静圧があがらない。この問題を解決するために、静翼に工夫を施した例がある（特許文献１）。 In the case of a general axial fan, the airflow coming out from the outlet tends to diffuse in the outer peripheral direction, and static pressure does not increase. In order to solve this problem, there is an example in which a stationary blade is devised (Patent Document 1).
特許文献１では、静翼を内側と外側に、環状のリングで二分し、外側静翼の翼幅を内側静翼の翼幅よりも大きくすることで、中心軸から離れた領域において外側静翼により気流の周方向に旋回する成分が効率よく中心軸方向に変換され中心軸に近い領域では、エアの流量が少なくても気流が受ける抵抗の影響を少なくでき、静圧−風量特性を向上できるとしている。
このことから、特許文献１の構成では、従来の軸流ファンと比べ、高い静圧効率（＝（静圧×風量）／消費電力）が得られる可能性がある。
In Patent Document 1, the stationary vanes are divided into an inner ring and an outer ring by an annular ring, and the width of the outer vane is made larger than the width of the inner vane, so that the outer vane is separated from the central axis. The component that swirls in the circumferential direction of the airflow can be efficiently converted to the central axis direction, and in the region close to the central axis, the influence of the resistance to the airflow can be reduced even if the air flow rate is small, and the static pressure-air flow characteristics can be improved. It is said.
From this, in the configuration of Patent Document 1, there is a possibility that high static pressure efficiency (= (static pressure × air volume) / power consumption) may be obtained as compared with the conventional axial fan.
しかしながら、特許文献１に記載された静翼の構成では、中心軸からどこまでの範囲を内側静翼とし、どこからを外側静翼とすればよいのかや、内側静翼と外側静翼という２つの静翼について、それぞれ、どのような形状に設計すればよいのかなど、設計すべき項目が多く、そのための費用がかかる。
また、環状のリング構造を含め、静翼の構造も複雑であるため、金型等も高価になる。
このように、静翼の構造が複雑になると、それに伴って製造コストが嵩み、その結果、製品価格の上昇を招くことになる。
However, in the configuration of the stationary blade described in Patent Document 1, the range from the central axis to the inner stationary blade, the location from which the outer stationary blade should be used, and the two stationary blades, the inner stationary blade and the outer stationary blade. There are many items to be designed, such as what kind of shape should be designed for each wing, and there is a cost for that.
In addition, since the structure of the stationary blade including the annular ring structure is complicated, the mold and the like are also expensive.
Thus, when the structure of the stationary blade becomes complicated, the manufacturing cost increases accordingly, and as a result, the product price increases.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、製品価格の上昇を抑制しつつ、高い静圧効率が得られる軸流ファンを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an axial fan capable of obtaining high static pressure efficiency while suppressing an increase in product price.
このような目的を達成するために本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の軸流ファンは、羽根を有するインペラと、ロータシャフトと、前記ロータシャフトを軸として前記インペラを回転させるモータ部と、前記インペラを取り囲むケーシングと、前記モータ部を支持するベース部と、前記ケーシングと前記ベース部を連結する静翼と、を備え、前記静翼は気流の吹き出し口側に配置されており、前記ベース部の面は、径方向に延在しており、前記静翼の表面には交差する２つの壁が設けられている。
In order to achieve such an object, the present invention is grasped by the following configuration.
(1) An axial fan according to the present invention includes an impeller having blades, a rotor shaft, a motor unit that rotates the impeller around the rotor shaft, a casing that surrounds the impeller, and a base that supports the motor unit And a stationary blade that connects the casing and the base portion, the stationary blade is disposed on the air flow outlet side, and the surface of the base portion extends in the radial direction, Two intersecting walls are provided on the surface of the stationary blade.
（２）上記（１）の構成において、前記２つの壁のうち、一方の壁は軸方向に延在している。
（３）上記（１）または（２）の構成において、前記２つの壁により溝又は突起が形成されている。
（４）上記（３）の構成において、前記静翼は、前記吹き出し口側に向けられた第１の面と、吸込み口側に向けられた第２の面を備え、前記静翼の表面は前記第１の面であり、前記第１の面は、前記ベース部の面に対して傾斜しており、前記溝又は前記突起が前記第１の面に形成されている。
（５）上記（４）の構成において、前記溝又は前記突起は、前記第１の面に沿って流れる気流を前記吹き出し口の方向から外部へ整流して誘導する誘導部である。
（６）上記（３）乃至（５）の構成において、前記溝又は突起が、前記静翼の前記ベース部側から前記ケーシング側まで一体に設けられている。
（７）上記（３）乃至（６）の構成において、前記溝又は突起の断面形状はＬ字であり、前記一方の壁は、前記ロータシャフトに平行な壁である。
（８）上記（３）乃至（７）の構成において、軸方向において、前記溝又は前記突起が、前記静翼の中央位置と吹き出し口側の端部との中間に設けられる。
(2) In the configuration of (1), one of the two walls extends in the axial direction.
(3) In the configuration of (1) or (2), a groove or a protrusion is formed by the two walls.
(4) In the configuration of (3), the stationary blade includes a first surface directed toward the blowout port side and a second surface directed toward the suction port side, and the surface of the stationary blade is The first surface, the first surface is inclined with respect to the surface of the base portion, and the groove or the protrusion is formed on the first surface.
(5) In the configuration of (4), the groove or the protrusion is a guide portion that rectifies and guides the airflow flowing along the first surface from the direction of the outlet.
(6) In the configurations of (3) to (5), the groove or the protrusion is provided integrally from the base portion side to the casing side of the stationary blade.
(7) In the configurations of (3) to (6) above, the cross-sectional shape of the groove or protrusion is L-shaped, and the one wall is a wall parallel to the rotor shaft.
(8) In the configurations of (3) to (7), in the axial direction, the groove or the protrusion is provided between the center position of the stationary blade and the end on the outlet side.
本発明によれば、製品価格の上昇を抑制しつつ、高い静圧効率が得られる軸流ファンを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the axial fan which can obtain high static pressure efficiency can be provided, suppressing the raise of a product price.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）について説明する。
実施形態の説明では全体を通して、同じ要素には同じ番号を付与している。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described with reference to the accompanying drawings.
In the description of the embodiments, the same numbers are assigned to the same elements throughout.
（軸流ファンの全体構成）
本発明の第１実施形態の軸流ファン１００の全体構成を図１に基づいて説明する。
図１は、本発明の軸流ファン１００の縦断面図である。
図１に示すように、本発明の軸流ファン１００は、ハブ１１の外周部に等間隔で配置される羽根１２を有するインペラ１０と、インペラ１０の中心に配置され、ハブ１１に固定されたロータシャフト２０と、ロータシャフト２０を回転自在に支持する軸受ハウジング２１とを有し、軸受ハウジング２１がベース部３０に固定されると共に、インペラ１０の外周を取り囲むケーシング４０が静翼５０によって、ベース部３０に連結された構成となっている。
(Overall configuration of axial fan)
The overall configuration of the axial fan 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an axial fan 100 of the present invention.
As shown in FIG. 1, the axial fan 100 of the present invention is arranged at the center of the impeller 10 with the impeller 10 having blades 12 arranged at equal intervals on the outer periphery of the hub 11 and fixed to the hub 11. The casing 40 includes a rotor shaft 20 and a bearing housing 21 that rotatably supports the rotor shaft 20. The bearing housing 21 is fixed to the base portion 30, and a casing 40 that surrounds the outer periphery of the impeller 10 is The structure is connected to the unit 30.
なお、第１実施形態では、成形型に軸受ハウジング２１をセットして、成形型に樹脂を供給してケーシング４０と静翼５０とベース部３０とを一体に成形している。
しかしながら、予めケーシング４０と静翼５０とベース部３０だけを樹脂成形しておいて、ベース部３０の中央に軸受ハウジング２１を後から取り付けるようにしてもよい。
In the first embodiment, the bearing housing 21 is set in a molding die, resin is supplied to the molding die, and the casing 40, the stationary blade 50, and the base portion 30 are integrally molded.
However, only the casing 40, the stationary blade 50, and the base portion 30 may be molded in advance, and the bearing housing 21 may be attached later to the center of the base portion 30.
また、ステータ６０は、軸受ハウジング２１の外周にインシュレータ６１とステータコア６２とコイル６３とを設けることによって構成されている。
一方、ロータ７０は、インペラ１０のハブ１１の内側に一体的に設けられたロータヨーク７１と、そのロータヨーク７１の内側に装着されたロータマグネット７２によって構成されている。
なお、上記では、ロータヨーク７１は、ハブ１１の内側に一体的に設けた場合を示しているが、ハブ１１の内側に装着するようにしてもよい。
The stator 60 is configured by providing an insulator 61, a stator core 62, and a coil 63 on the outer periphery of the bearing housing 21.
On the other hand, the rotor 70 includes a rotor yoke 71 that is integrally provided inside the hub 11 of the impeller 10, and a rotor magnet 72 that is mounted inside the rotor yoke 71.
In the above description, the rotor yoke 71 is integrally provided inside the hub 11. However, the rotor yoke 71 may be attached inside the hub 11.
そして、モータ部８０が、ステータ６０とロータ７０とで構成されており、電源部（図示せず）からコイル６３に電流を供給することにより、羽根１２を有するインペラ１０を回転させる。
空気は、このインペラ１０の回転により、インペラ１０が配置される側（図１の上部）の吸い込み口側１から吸い込まれ、ケーシング４０内を通って静翼５０が配置される側（図１の下部）の吹き出し口側２に排出される。
And the motor part 80 is comprised by the stator 60 and the rotor 70, and rotates the impeller 10 which has the blade | wing 12 by supplying an electric current to the coil 63 from a power supply part (not shown).
By the rotation of the impeller 10, the air is sucked in from the suction port side 1 on the side where the impeller 10 is arranged (upper part in FIG. 1), and passes through the casing 40 and the side where the stationary blade 50 is arranged (in FIG. 1). It is discharged to the blowout side 2 at the lower part.
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の軸流ファン１００について、さらに、図１から図５に基づいて説明する。
図１に示すように、静翼５０には、静翼５０の吹き出し口側２に向いた面に、誘導部５１がベース部３０からケーシング４０に亘って形成されている。
具体的には、静翼５０の表面にＬ字型の溝を形成することで誘導部５１が構成されている。
(First embodiment)
The axial fan 100 according to the first embodiment of the present invention will be further described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a guide portion 51 is formed on the stationary blade 50 from the base portion 30 to the casing 40 on the surface of the stationary blade 50 facing the blowing port side 2.
Specifically, the guiding portion 51 is configured by forming an L-shaped groove on the surface of the stationary blade 50.
図２は、図１の吹き出し口側２から見た図である（但し、ベース部３０とケーシング４０と静翼５０とだけを図示し、インペラ１０等は図示を省略している。）。
図２に示されるように、この誘導部５１は、それぞれの静翼５０に設けられている。
そして、図１に示されるように、静翼５０は、ベース部３０とケーシング４０によって構成される流路９０内で、ベース部３０とケーシング４０を連結するように形成されている。
この流路９０の部分について見てみると、ベース部３０の外形が吹き出し口側２に向かって中心側に傾斜するように形成されているとともに、ケーシング４０の内形も吹き出し口側２に向かって中心側に傾斜するように形成されている。
従って、流路９０は、吹き出し口の角度が中心軸側を向くようになっている。
FIG. 2 is a view as seen from the air outlet side 2 of FIG. 1 (however, only the base portion 30, the casing 40, and the stationary blade 50 are shown, and the impeller 10 and the like are not shown).
As shown in FIG. 2, the guide portion 51 is provided on each stationary blade 50.
As shown in FIG. 1, the stationary blade 50 is formed so as to connect the base portion 30 and the casing 40 in a flow path 90 constituted by the base portion 30 and the casing 40.
Looking at the portion of the flow path 90, the outer shape of the base portion 30 is formed so as to be inclined toward the center toward the air outlet side 2, and the inner shape of the casing 40 is also directed toward the air outlet side 2. And inclined to the center side.
Accordingly, the flow path 90 is configured such that the angle of the outlet is directed toward the central axis.
そして、気流は、この流路９０を通過するときに、流路９０内にある静翼５０によって、気流の周方向に旋回する成分が中心軸方向の成分に変換される。 When the airflow passes through the flow path 90, a component swirling in the circumferential direction of the airflow is converted into a component in the central axis direction by the stationary blade 50 in the flow path 90.
図３は、図２のＡ−Ａ線断面図であり、図の上側が吹き出し口側２、図の下側が吸い込み口側１となるように示している。つまり、静翼５０をロータシャフト２０（図示せず）の軸方向に沿って見た断面視である。
図３（ａ）に示されるように、一般的な軸流ファン３００の場合、静翼３５０は、吹き出し口側２に向かって、緩やかな曲面となるようにされている。
ここで、静翼３５０の表面近傍を表面に沿って流れる気流は、その表面の影響を強く受ける。
このため、矢印で示すように、静翼３５０の表面近傍を表面に沿って流れている気流が、静翼３５０の吹き出し口側２の端部３５２から吹き出し口側に離脱しようとする際に、静翼３５０の曲面形状と相まって反り返る気流が発生する（以下、この反り返る気流を「反り返り成分」という。）。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2, with the upper side of the drawing being the outlet side 2 and the lower side of the figure being the inlet side 1. That is, it is a cross-sectional view of the stationary blade 50 as viewed along the axial direction of the rotor shaft 20 (not shown).
As shown in FIG. 3A, in the case of a general axial fan 300, the stationary blade 350 has a gentle curved surface toward the outlet side 2.
Here, the airflow flowing along the surface in the vicinity of the surface of the stationary blade 350 is strongly influenced by the surface.
For this reason, as shown by the arrow, when the airflow flowing along the surface in the vicinity of the surface of the stationary blade 350 tries to separate from the end portion 352 of the stationary blade 350 on the outlet side 2 to the outlet side, An airflow that warps in combination with the curved surface shape of the stationary blade 350 is generated (hereinafter, the airflow that warps is referred to as a “warping component”).
矢印で示されるように、この反り返り成分は、吹き出し口側２に向かう成分ではないため、吹き出し口側２に向かって流れようとする気流にとっては、流れを阻害する要因となる。
従って、このような反り返り成分は、吹き出し口側２に向かって流れようとする気流に対する空気抵抗として作用する。
そして、気流に対する空気抵抗があると、モータにかかる負荷が増大することになるため、消費電力が上昇する。
As indicated by the arrows, this warping component is not a component directed toward the outlet side 2, and is therefore a factor that hinders the flow for the airflow that flows toward the outlet side 2.
Therefore, such a warping component acts as an air resistance against an air flow that tends to flow toward the outlet side 2.
And if there exists air resistance with respect to airflow, since the load concerning a motor will increase, power consumption will rise.
一方、図３（ｂ）に示される本発明の軸流ファン１００の静翼５０の場合、静翼５０の吹き出し口側２の端部５２より手前（吸い込み口側１）に誘導部５１としてＬ字型の溝が設けられている。
このＬ字型の溝は、ロータシャフト２０（図示せず）とほぼ平行な縦壁を有し、この縦壁が静翼５０の表面近傍を表面に沿って流れている気流を吹き出し口側２の方向へ誘導する誘導面５３となる。
On the other hand, in the case of the stationary blade 50 of the axial fan 100 according to the present invention shown in FIG. 3B, the guide portion 51 is positioned L (front side of the suction port 1) before the end portion 52 on the outlet side 2 of the stationary blade 50. A letter-shaped groove is provided.
The L-shaped groove has a vertical wall that is substantially parallel to the rotor shaft 20 (not shown), and the vertical wall flows air current flowing along the surface near the surface of the stationary blade 50 on the outlet side 2. It becomes the guidance surface 53 which guides in the direction of.
つまり、矢印で示すように、静翼５０の表面近傍を表面に沿って流れてきた気流は、誘導面５３に沿って流れ、吹き出し口側２の方向に向かう気流となり、静翼５０の表面から離れていく。
その結果、静翼５０の吹き出し口側２の端部５２に到達する静翼５０の表面近傍を流れる気流が減少し、反り返り成分の発生が抑制され、前述したような空気抵抗も減少する。
That is, as indicated by the arrows, the airflow that has flown along the surface near the surface of the stationary blade 50 flows along the guide surface 53 and becomes an airflow toward the outlet side 2, and from the surface of the stationary blade 50. Come away.
As a result, the airflow flowing in the vicinity of the surface of the stationary blade 50 that reaches the end 52 on the outlet side 2 of the stationary blade 50 is reduced, the occurrence of a warping component is suppressed, and the air resistance as described above is also reduced.
また、誘導面５３によって誘導された気流は、吹き出し口側２に向かうように整流された流れとなっているので効率よく吹き出し口から外部へ排出される。
このように、静翼５０の一部に誘導部５１（Ｌ字型の溝）を設け、吹き出し口側２へ向かう気流に対する空気抵抗を低減するとともに、効率よく吹き出し口から外部に気流が排出されるようにすることによって、モータにかかる負荷が減少し、消費電力を抑制することが可能となる。
Moreover, since the airflow induced by the guide surface 53 is a flow rectified so as to go to the outlet side 2, it is efficiently discharged from the outlet to the outside.
As described above, the guide portion 51 (L-shaped groove) is provided in a part of the stationary blade 50 to reduce the air resistance to the air flow toward the air outlet side 2, and the air current is efficiently discharged from the air outlet to the outside. By doing so, the load applied to the motor is reduced, and the power consumption can be suppressed.
この誘導部５１は、図３（ｂ）に示すように、静翼５０の中心軸方向に沿った断面で見て、つまり、静翼５０のロータシャフト２０（図示せず）の軸に沿った方向において、静翼５０の中央位置５４と吹き出し口側２の端部５２との中間に設けられている。 As shown in FIG. 3B, the guide 51 is seen in a cross section along the central axis direction of the stationary blade 50, that is, along the axis of the rotor shaft 20 (not shown) of the stationary blade 50. In the direction, it is provided between the center position 54 of the stationary blade 50 and the end 52 on the outlet side 2.
一方、この誘導部５１を設ける位置を、吸い込み口側１（図３（ｂ）の下側）の方へ移動していくと、つまり、誘導部５１から端部５２までの距離を長くしていくと、その効果が減少する。
静翼５０の表面近傍を表面に沿って流れる気流は、誘導部５１によって、一旦、減少するが、その後、端部５２に至るまでの間に、徐々に静翼５０の表面近傍を流れる気流が増加していくと考えられる。
このため、誘導部５１から端部５２に至るまでの距離が長くなるにつれて、再び、表面近傍を流れる気流が増えていき、これに伴って、反り返り成分も増えていくためと推察される。
On the other hand, when the position where the guide portion 51 is provided is moved toward the suction port side 1 (the lower side of FIG. 3B), that is, the distance from the guide portion 51 to the end portion 52 is increased. As you go, the effect decreases.
The airflow flowing along the surface of the stationary blade 50 along the surface is once reduced by the guiding portion 51, but thereafter, the airflow that gradually flows near the surface of the stationary blade 50 until reaching the end 52. It is expected to increase.
For this reason, it is presumed that as the distance from the guiding portion 51 to the end portion 52 becomes longer, the airflow flowing near the surface increases again, and accordingly, the warping component also increases.
これとは逆に、この誘導部５１を設ける位置を、吹き出し口側２の端部５２の方に移動していった場合も、吹き出し口側２の端部５２の方に移動していくにつれ、その効果が減少する。
これは、気流が整流状態となって静翼５０の表面から十分に離れる前に、静翼５０の吹き出し口側２の端部５２に到達する気流が増え、反り返り成分となるためと推察される。
なお、誘導部５１が、端部５２に到達するぐらいに近接すると、端部５２自体の形状が変ってくることになるので、より複雑に気流が乱れるようになると推察される。
On the contrary, when the position where the guide portion 51 is provided is moved toward the end portion 52 on the outlet side 2, the position of the guide portion 51 is moved toward the end portion 52 on the outlet side 2. , The effect is reduced.
This is presumably because the airflow that reaches the end portion 52 on the air outlet side 2 of the stationary blade 50 increases and becomes a warping component before the airflow is rectified and sufficiently separated from the surface of the stationary blade 50. .
In addition, since the shape of end part 52 itself will change if the guidance | induction part 51 comes close to the end part 52, it will be guessed that an air flow will be disturbed more complicatedly.
このように、誘導部５１を設ける位置には、最適な位置があり、図３（ｂ）に示すように、その位置としては、静翼５０のロータシャフト２０（図示せず）の軸に沿った方向で、静翼５０の中央位置５４と吹き出し口側２の端部５２とのほぼ中間が好ましい。 As described above, there is an optimum position where the guide portion 51 is provided. As shown in FIG. 3B, the position is along the axis of the rotor shaft 20 (not shown) of the stationary blade 50. The center position 54 of the stationary blade 50 and the end 52 on the outlet side 2 are preferably approximately in the middle.
図４（ａ）は図３（ａ）に示される静翼３５０を用いた一般的な軸流ファン３００の吹き出し口から吹き出す気流の状態を示したものであり、図４（ｂ）は図３（ｂ）に示される静翼５０の一部にＬ字型の溝からなる誘導部５１を設けた本発明の軸流ファン１００の吹き出し口から吹き出す気流の状態を示したものである。 FIG. 4A shows the state of the airflow blown from the blowout port of a general axial fan 300 using the stationary blade 350 shown in FIG. 3A, and FIG. The state of the airflow which blows off from the blower outlet of the axial fan 100 of this invention which provided the guidance | induction part 51 which consists of an L-shaped groove | channel in a part of stationary blade 50 shown by (b) is shown.
図４（ａ）と図４（ｂ）とを比較するとわかるとおり、図４（ａ）では吹き出し口から吹き出した気流は、反り返り成分の影響で、吹き出し口の方向に流れる気流の流れが阻害され、乱された結果、直線的に噴出する気流となっておらず、中央側に向かうような流れが発生している。
また、中央側に流れた気流同士の影響で、その後、広がるような発散する流れとなっている。
As can be seen by comparing FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b), in FIG. 4 (a), the airflow blown out from the outlet is affected by the warping component, and the flow of the airflow flowing in the direction of the outlet is obstructed. As a result of the disturbance, the air flow is not ejected linearly, and a flow toward the center is generated.
Moreover, it becomes the flow which spreads so that it may spread after that by the influence of the airflows which flowed to the center side.
一方、図４（ｂ）に示される本発明の軸流ファン１００の場合、吹き出し口から吹き出した気流は、反り返り成分が低減され、直線的に噴出する整流された気流が生成されており、反り返り成分に伴う空気抵抗も低減できていると予想される。 On the other hand, in the case of the axial fan 100 of the present invention shown in FIG. 4 (b), the airflow blown out from the outlet is reduced in the warping component, and a rectified airflow that is ejected linearly is generated. It is expected that the air resistance accompanying the components can also be reduced.
この気流の違いにより、どのように効率等が変わるのかについて、図５を参照しながら説明する。
なお、図５に示されるグラフにおいて効率［％］と記載されているのは、静圧効率（＝（静圧×風量）／消費電力）のことである。
静圧効率の上記式は、一般的に用いられる評価式であるので詳細な説明は省略するが、簡単なイメージとしては、インペラを回転させるために投入された消費電力（エネルギー）のうち、どの程度の割合のエネルギーが気流に変換されたかを求めたものである。従って、静圧効率が高いと効率が良い軸流ファンであることを意味する。
How efficiency and the like change due to the difference in airflow will be described with reference to FIG.
In addition, what is described as efficiency [%] in the graph shown in FIG. 5 is static pressure efficiency (= (static pressure × air volume) / power consumption).
The above formula of the static pressure efficiency is an evaluation formula that is generally used, so a detailed description is omitted. However, as a simple image, which of the power consumption (energy) input to rotate the impeller is selected. It is determined whether a certain percentage of energy has been converted into airflow. Therefore, a high static pressure efficiency means an efficient axial fan.
図５（ａ）に示されるグラフは、左縦軸に静圧［Ｐａ］、横軸に風量［ｍ３／ｍｉｎ］、右縦軸に効率（静圧効率）［％］を取っている。
つまり、静圧−風量特性（Ｐ−Ｑ）と静圧効率（効率）とを示したグラフになっている。
一方、図５（ｂ）に示されるグラフは、左縦軸に効率［％］、横軸に風量［ｍ３／ｍｉｎ］、右縦軸に消費電力［Ｗ］を取っている。
グラフに示されているデータは、図３（ａ）に示された静翼に溝を設けていない一般的な軸流ファン３００のデータと、図３（ｂ）に示したように誘導部５１としてＬ字型の溝を設けた点だけが異なる本発明の軸流ファン１００のデータである。
In the graph shown in FIG. 5A, the left vertical axis represents static pressure [Pa], the horizontal axis represents air volume [m3 / min], and the right vertical axis represents efficiency (static pressure efficiency) [%].
That is, the graph shows the static pressure-air volume characteristic (PQ) and the static pressure efficiency (efficiency).
On the other hand, the graph shown in FIG. 5B shows efficiency [%] on the left vertical axis, air volume [m3 / min] on the horizontal axis, and power consumption [W] on the right vertical axis.
The data shown in the graph includes the data of a general axial fan 300 in which a groove is not provided in the stationary blade shown in FIG. 3A and the guiding portion 51 as shown in FIG. The data of the axial fan 100 of the present invention differing only in that an L-shaped groove is provided.
これらの軸流ファンの動作点として使用される領域である中域（風量１．００ｍ３／ｍｉｎ近傍）について見てみると、図５（ａ）に示される通り、この領域での静圧−風量特性（Ｐ−Ｑ）は、溝の有り無しで殆ど差がない。
しかしながら、前述した通り、本発明の軸流ファン１００は、気流に対する空気抵抗が抑制されているため、図５（ｂ）に示される通り、中域（風量１．００ｍ３／ｍｉｎ近傍）で必要な消費電力が約２〜３Ｗ抑制されている。
Looking at the middle range (near the air volume of 1.00 m3 / min), which is the area used as the operating point of these axial fans, as shown in FIG. 5A, the static pressure-air volume in this area. The characteristic (PQ) is almost the same with and without grooves.
However, as described above, the axial fan 100 according to the present invention is required in the middle range (near the air volume of 1.00 m3 / min) as shown in FIG. The power consumption is suppressed by about 2 to 3 W.
この結果、図５（ａ）、（ｂ）に示される静圧効率（効率）を見ると、消費電力の抑制効果により、風量が０．４〜１．４ｍ３／ｍｉｎの範囲では、本発明の軸流ファン１００は、溝がない従来の軸流ファン３００よりも静圧効率が高くなっていることがわかる。
特に、風量が０．６０〜１．２０ｍ３／ｍｉｎの領域（実使用領域）では、明らかに、本発明の軸流ファン１００の静圧効率が良くなっていることが確認できる。
As a result, looking at the static pressure efficiency (efficiency) shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), due to the effect of suppressing power consumption, the air volume is in the range of 0.4 to 1.4 m3 / min. It can be seen that the axial fan 100 has a higher static pressure efficiency than the conventional axial fan 300 having no groove.
In particular, it can be confirmed that the static pressure efficiency of the axial fan 100 of the present invention is improved in the region (actual use region) where the air volume is 0.60 to 1.20 m <3> / min.
上記の通り、本発明は、従来の軸流ファンの構造を踏襲しながら、静翼５０の表面に、表面に沿って流れる気流を吹き出し口から外部へ整流して誘導する誘導部５１を設けることよって静圧効率を向上させている。
しかも、誘導部５１は、静翼５０の吹き出し口側に向いた面にＬ字型の溝を設けるといった極めてシンプルな構造であるから、製造コストが嵩むことが無く、製品価格の上昇を抑制することができる。
As described above, the present invention is provided with the guiding portion 51 for rectifying and guiding the airflow flowing along the surface from the outlet to the outside while following the structure of the conventional axial fan. Therefore, the static pressure efficiency is improved.
Moreover, since the guiding portion 51 has an extremely simple structure in which an L-shaped groove is provided on the surface of the stationary blade 50 facing the outlet, the manufacturing cost does not increase and the increase in product price is suppressed. be able to.
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の軸流ファン２００について、図６に基づいて説明する。
第１実施形態では、誘導部５１を構成するために、静翼５０の表面にロータシャフト２０とほぼ平行な縦壁を有するＬ字型の溝を設けた。
一方、図６に示されるように、第２実施形態では、この誘導部２５１を構成するために、静翼２５０の表面にロータシャフト２０（図示せず）とほぼ平行な縦壁を有する逆Ｌ字型の突起を設けた。
(Second Embodiment)
An axial fan 200 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the first embodiment, an L-shaped groove having a vertical wall substantially parallel to the rotor shaft 20 is provided on the surface of the stationary blade 50 in order to configure the guide portion 51.
On the other hand, as shown in FIG. 6, in the second embodiment, in order to configure the guide portion 251, an inverted L having a vertical wall substantially parallel to the rotor shaft 20 (not shown) on the surface of the stationary blade 250. A letter-shaped protrusion was provided.
このように構成しても、気流は、誘導面２５３に沿って、図６に矢印で示されるような流れとなり、図３（ｂ）を参酌しながら詳細に説明したのと同じ状態を得ることができ、静圧効率を高めることができる。
また、その構造自体、Ｌ字型の溝と同様に、シンプルな構造が付加されているだけである。
このことから、第２実施形態の軸流ファン２００も、第１実施形態と同様に製品価格の上昇を抑制することができる。
Even with this configuration, the airflow becomes a flow as indicated by an arrow in FIG. 6 along the guide surface 253, and the same state as described in detail with reference to FIG. 3B is obtained. And the static pressure efficiency can be increased.
In addition, the structure itself is only added with a simple structure like the L-shaped groove.
From this, the axial fan 200 of 2nd Embodiment can also suppress the raise of a product price similarly to 1st Embodiment.
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。
上記実施形態では、吹き出し口の角度が中心軸側を向くように、流路９０が形成されている場合について説明してきた（段落［００１７］及び図１参照。）。
As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment.
In the above-described embodiment, the case where the flow path 90 is formed so that the angle of the blowout port faces the central axis side has been described (see paragraph [0017] and FIG. 1).
しかしながら、例えば、吹き出し口の角度が中心軸とほぼ平行であるような流路、つまり、軸方向に沿ってストレート状の流路であってもよく、また、吹き出し口の角度が外側（中心軸と反対方向）に向くような流路であってもよい。 However, for example, it may be a flow path in which the angle of the blowout port is substantially parallel to the central axis, that is, a flow path that is straight along the axial direction. The flow path may be in the opposite direction.
但し、上記実施形態で具体的に示した吹き出し口の角度が中心軸側を向くようにした流路９０の場合が、特に誘導面を設けることの効果が大きかった。
従って、吹き出し口の角度が中心軸側を向くようにした流路９０とすることが好ましい。
However, in the case of the flow path 90 in which the angle of the blowout port specifically shown in the above embodiment is directed to the central axis side, the effect of providing the guide surface is particularly great.
Therefore, it is preferable to set the flow path 90 so that the angle of the outlet is directed toward the central axis.
上記実施形態では、誘導部５１（２５１）の設ける位置や流路９０の状態などについて、特に好ましい形態について具体的に説明してきた。
しかしながら、本発明は、その具体的な実施形態に限定されるものでなく、本発明の精神を逸脱しない限り、多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
In the above-described embodiment, a particularly preferable mode has been specifically described with respect to the position where the guide portion 51 (251) is provided, the state of the flow path 90, and the like.
However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications or improvements can be made without departing from the spirit of the present invention, and the forms with such modifications or improvements added. It is clear from the description of the scope of claims that the above can also be included in the technical scope of the present invention.
１ 吸い込み口側
２ 吹き出し口側
１０ インペラ
１１ ハブ
１２ 羽根
２０ ロータシャフト
２１ 軸受ハウジング
３０ ベース部
４０ ケーシング
５０ 静翼
５１，２５１ 誘導部
５２ 端部
５３，２５３ 誘導面
５４ 中央位置
６０ ステータ
６１ インシュレータ
６２ ステータコア
６３ コイル
７０ ロータ
７１ ロータヨーク
７２ ロータマグネット
８０ モータ部
９０ 流路
１００，２００，３００ 軸流ファン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Intake port side 2 Outlet port side 10 Impeller 11 Hub 12 Blade 20 Rotor shaft 21 Bearing housing 30 Base part 40 Casing 50 Stator blade 51,251 Guide part 52 End part 53,253 Guide surface 54 Center position 60 Stator 61 Insulator 62 Stator core 63 Coil 70 Rotor 71 Rotor yoke 72 Rotor magnet 80 Motor part 90 Flow path 100, 200, 300 Axial fan
本発明は、軸流ファンに関する。 The present invention relates to an axial fan.
一般的な軸流ファンの場合、吹き出し口から出た気流は外周方向に拡散する傾向にあり、静圧があがらない。この問題を解決するために、静翼に工夫を施した例がある（特許文献１）。 In the case of a general axial fan, the airflow coming out from the outlet tends to diffuse in the outer peripheral direction, and static pressure does not increase. In order to solve this problem, there is an example in which a stationary blade is devised (Patent Document 1).
特許文献１では、静翼を内側と外側に、環状のリングで二分し、外側静翼の翼幅を内側静翼の翼幅よりも大きくすることで、中心軸から離れた領域において外側静翼により気流の周方向に旋回する成分が効率よく中心軸方向に変換され中心軸に近い領域では、エアの流量が少なくても気流が受ける抵抗の影響を少なくでき、静圧−風量特性を向上できるとしている。
このことから、特許文献１の構成では、従来の軸流ファンと比べ、高い静圧効率（＝（静圧×風量）／消費電力）が得られる可能性がある。
In Patent Document 1, the stationary vanes are divided into an inner ring and an outer ring by an annular ring, and the width of the outer vane is made larger than the width of the inner vane, so that the outer vane is separated from the central axis. The component that swirls in the circumferential direction of the airflow can be efficiently converted to the central axis direction, and in the region close to the central axis, the influence of the resistance to the airflow can be reduced even if the air flow rate is small, and the static pressure-air flow characteristics can be improved. It is said.
From this, in the configuration of Patent Document 1, there is a possibility that high static pressure efficiency (= (static pressure × air volume) / power consumption) may be obtained as compared with the conventional axial fan.
しかしながら、特許文献１に記載された静翼の構成では、中心軸からどこまでの範囲を内側静翼とし、どこからを外側静翼とすればよいのかや、内側静翼と外側静翼という２つの静翼について、それぞれ、どのような形状に設計すればよいのかなど、設計すべき項目が多く、そのための費用がかかる。
また、環状のリング構造を含め、静翼の構造も複雑であるため、金型等も高価になる。
このように、静翼の構造が複雑になると、それに伴って製造コストが嵩み、その結果、製品価格の上昇を招くことになる。
However, in the configuration of the stationary blade described in Patent Document 1, the range from the central axis to the inner stationary blade, the location from which the outer stationary blade should be used, and the two stationary blades, the inner stationary blade and the outer stationary blade. There are many items to be designed, such as what kind of shape should be designed for each wing, and there is a cost for that.
In addition, since the structure of the stationary blade including the annular ring structure is complicated, the mold and the like are also expensive.
Thus, when the structure of the stationary blade becomes complicated, the manufacturing cost increases accordingly, and as a result, the product price increases.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、製品価格の上昇を抑制しつつ、高い静圧効率が得られる軸流ファンを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an axial fan capable of obtaining high static pressure efficiency while suppressing an increase in product price.
このような目的を達成するために本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の軸流ファンは、羽根を有するインペラと、ロータシャフトと、前記ロータシャフトを軸として前記インペラを回転させるモータ部と、前記インペラを取り囲むケーシングと、前記モータ部を支持するベース部と、前記ケーシングと前記ベース部を連結する静翼と、を備え、前記静翼は気流の吹き出し口側に配置されており、前記ベース部の面は、径方向に延在しており、前記静翼の表面には、突起が設けられており、前記突起は、前記静翼の表面に沿って流れる気流を前記吹き出し口の方向から外部へ整流して誘導する誘導部である。
（２）また、本発明の軸流ファンは、モータ部と、ケーシングと、前記モータ部を支持するベース部と、前記ケーシングと前記ベース部を連結する静翼と、を備え、前記静翼は気流の吹き出し口側に配置されており、前記ベース部の面は、径方向に延在しており、前記静翼の表面には交差する２つの壁が設けられている。（３）また、本発明の軸流ファンは、モータ部と、ケーシングと、前記モータ部を支持するベース部と、前記ケーシングと前記ベース部を連結する静翼と、を備え、前記静翼は気流の吹き出し口側に配置されており、前記ベース部の面は、径方向に延在しており、前記静翼の表面には、突起が設けられており、前記突起は、前記静翼の表面に沿って流れる気流を前記吹き出し口の方向から外部へ整流して誘導する誘導部である。
In order to achieve such an object, the present invention is grasped by the following configuration.
(1) An axial fan according to the present invention includes an impeller having blades, a rotor shaft, a motor unit that rotates the impeller around the rotor shaft, a casing that surrounds the impeller, and a base that supports the motor unit And a stationary blade that connects the casing and the base portion, the stationary blade is disposed on the air flow outlet side, and the surface of the base portion extends in the radial direction, A protrusion is provided on the surface of the stationary blade, and the protrusion is a guide portion that rectifies and guides the airflow flowing along the surface of the stationary blade from the direction of the blowout port to the outside.
(2) Moreover, the axial fan of this invention is provided with the motor part, the casing, the base part which supports the said motor part, and the stationary blade which connects the said casing and the said base part, The said stationary blade is It is arrange | positioned at the blower outlet side of an air current, The surface of the said base part is extended in radial direction, and the two walls which cross | intersect are provided in the surface of the said stationary blade. (3) Moreover, the axial fan of this invention is provided with the motor part, the casing, the base part which supports the said motor part, and the stationary blade which connects the said casing and the said base part, The said stationary blade is are arranged in the balloon mouth side of the air flow, the surface of the base portion extends in a radial direction, the surface of the stationary blade, the projection is provided, wherein the projection is of the vane It is a guide unit that rectifies and guides the airflow flowing along the surface from the direction of the outlet to the outside.
（４）上記（１）の構成において、前記静翼は、前記吹き出し口側に向けられた第１の面と、吸込み口側に向けられた第２の面を備え、前記静翼の表面は前記第１の面であり、前記第１の面は、前記ベース部の面に対して傾斜しており、前記溝又は前記突起が前記第１の面に形成されている。
（５）上記（１）の構成において、前記突起が、前記静翼の前記ベース部側から前記ケーシング側まで一体に設けられている。
（６）上記（１）、（４）、（５）の構成において、前記突起の断面形状はＬ字であり、前記一方の壁は、前記ロータシャフトに平行な壁である。
（７）上記（１）、（５）、（６）の構成において、軸方向において、前記突起が、前記静翼の中央位置と吹き出し口側の端部との中間に設けられる。
(4) In the configuration of (1), the stationary blade includes a first surface directed toward the blowout port side and a second surface directed toward the suction port side, and the surface of the stationary blade is The first surface, the first surface is inclined with respect to the surface of the base portion, and the groove or the protrusion is formed on the first surface.
(5) In the configuration of (1), the protrusion is integrally provided from the base portion side to the casing side of the stationary blade.
(6) In the configurations of (1), (4), and (5) above, the cross-sectional shape of the protrusion is L-shaped, and the one wall is a wall parallel to the rotor shaft.
(7) In the configurations of (1), (5), and (6) above, in the axial direction, the protrusion is provided in the middle between the center position of the stationary blade and the end on the outlet side.
本発明によれば、製品価格の上昇を抑制しつつ、高い静圧効率が得られる軸流ファンを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the axial fan which can obtain high static pressure efficiency can be provided, suppressing the raise of a product price.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）について説明する。
実施形態の説明では全体を通して、同じ要素には同じ番号を付与している。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described with reference to the accompanying drawings.
In the description of the embodiments, the same numbers are assigned to the same elements throughout.
（軸流ファンの全体構成）
本発明の第１実施形態の軸流ファン１００の全体構成を図１に基づいて説明する。
図１は、本発明の軸流ファン１００の縦断面図である。
図１に示すように、本発明の軸流ファン１００は、ハブ１１の外周部に等間隔で配置される羽根１２を有するインペラ１０と、インペラ１０の中心に配置され、ハブ１１に固定されたロータシャフト２０と、ロータシャフト２０を回転自在に支持する軸受ハウジング２１とを有し、軸受ハウジング２１がベース部３０に固定されると共に、インペラ１０の外周を取り囲むケーシング４０が静翼５０によって、ベース部３０に連結された構成となっている。
(Overall configuration of axial fan)
The overall configuration of the axial fan 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an axial fan 100 of the present invention.
As shown in FIG. 1, the axial fan 100 of the present invention is arranged at the center of the impeller 10 with the impeller 10 having blades 12 arranged at equal intervals on the outer periphery of the hub 11 and fixed to the hub 11. The casing 40 includes a rotor shaft 20 and a bearing housing 21 that rotatably supports the rotor shaft 20. The bearing housing 21 is fixed to the base portion 30, and a casing 40 that surrounds the outer periphery of the impeller 10 is The structure is connected to the unit 30.
なお、第１実施形態では、成形型に軸受ハウジング２１をセットして、成形型に樹脂を供給してケーシング４０と静翼５０とベース部３０とを一体に成形している。
しかしながら、予めケーシング４０と静翼５０とベース部３０だけを樹脂成形しておいて、ベース部３０の中央に軸受ハウジング２１を後から取り付けるようにしてもよい。
In the first embodiment, the bearing housing 21 is set in a molding die, resin is supplied to the molding die, and the casing 40, the stationary blade 50, and the base portion 30 are integrally molded.
However, only the casing 40, the stationary blade 50, and the base portion 30 may be molded in advance, and the bearing housing 21 may be attached later to the center of the base portion 30.
また、ステータ６０は、軸受ハウジング２１の外周にインシュレータ６１とステータコア６２とコイル６３とを設けることによって構成されている。
一方、ロータ７０は、インペラ１０のハブ１１の内側に一体的に設けられたロータヨーク７１と、そのロータヨーク７１の内側に装着されたロータマグネット７２によって構成されている。
なお、上記では、ロータヨーク７１は、ハブ１１の内側に一体的に設けた場合を示しているが、ハブ１１の内側に装着するようにしてもよい。
The stator 60 is configured by providing an insulator 61, a stator core 62, and a coil 63 on the outer periphery of the bearing housing 21.
On the other hand, the rotor 70 includes a rotor yoke 71 that is integrally provided inside the hub 11 of the impeller 10, and a rotor magnet 72 that is mounted inside the rotor yoke 71.
In the above description, the rotor yoke 71 is integrally provided inside the hub 11. However, the rotor yoke 71 may be attached inside the hub 11.
そして、モータ部８０が、ステータ６０とロータ７０とで構成されており、電源部（図示せず）からコイル６３に電流を供給することにより、羽根１２を有するインペラ１０を回転させる。
空気は、このインペラ１０の回転により、インペラ１０が配置される側（図１の上部）の吸い込み口側１から吸い込まれ、ケーシング４０内を通って静翼５０が配置される側（図１の下部）の吹き出し口側２に排出される。
And the motor part 80 is comprised by the stator 60 and the rotor 70, and rotates the impeller 10 which has the blade | wing 12 by supplying an electric current to the coil 63 from a power supply part (not shown).
By the rotation of the impeller 10, the air is sucked in from the suction port side 1 on the side where the impeller 10 is arranged (upper part in FIG. 1), and passes through the casing 40 and the side where the stationary blade 50 is arranged (in FIG. 1). It is discharged to the blowout side 2 at the lower part.
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の軸流ファン１００について、さらに、図１から図５に基づいて説明する。
図１に示すように、静翼５０には、静翼５０の吹き出し口側２に向いた面に、誘導部５１がベース部３０からケーシング４０に亘って形成されている。
具体的には、静翼５０の表面にＬ字型の溝を形成することで誘導部５１が構成されている。
(First embodiment)
The axial fan 100 according to the first embodiment of the present invention will be further described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a guide portion 51 is formed on the stationary blade 50 from the base portion 30 to the casing 40 on the surface of the stationary blade 50 facing the blowing port side 2.
Specifically, the guiding portion 51 is configured by forming an L-shaped groove on the surface of the stationary blade 50.
図２は、図１の吹き出し口側２から見た図である（但し、ベース部３０とケーシング４０と静翼５０とだけを図示し、インペラ１０等は図示を省略している。）。
図２に示されるように、この誘導部５１は、それぞれの静翼５０に設けられている。
そして、図１に示されるように、静翼５０は、ベース部３０とケーシング４０によって構成される流路９０内で、ベース部３０とケーシング４０を連結するように形成されている。
この流路９０の部分について見てみると、ベース部３０の外形が吹き出し口側２に向かって中心側に傾斜するように形成されているとともに、ケーシング４０の内形も吹き出し口側２に向かって中心側に傾斜するように形成されている。
従って、流路９０は、吹き出し口の角度が中心軸側を向くようになっている。
FIG. 2 is a view as seen from the air outlet side 2 of FIG. 1 (however, only the base portion 30, the casing 40, and the stationary blade 50 are shown, and the impeller 10 and the like are not shown).
As shown in FIG. 2, the guide portion 51 is provided on each stationary blade 50.
As shown in FIG. 1, the stationary blade 50 is formed so as to connect the base portion 30 and the casing 40 in a flow path 90 constituted by the base portion 30 and the casing 40.
Looking at the portion of the flow path 90, the outer shape of the base portion 30 is formed so as to be inclined toward the center toward the air outlet side 2, and the inner shape of the casing 40 is also directed toward the air outlet side 2. And inclined to the center side.
Accordingly, the flow path 90 is configured such that the angle of the outlet is directed toward the central axis.
そして、気流は、この流路９０を通過するときに、流路９０内にある静翼５０によって、気流の周方向に旋回する成分が中心軸方向の成分に変換される。 When the airflow passes through the flow path 90, a component swirling in the circumferential direction of the airflow is converted into a component in the central axis direction by the stationary blade 50 in the flow path 90.
図３は、図２のＡ−Ａ線断面図であり、図の上側が吹き出し口側２、図の下側が吸い込み口側１となるように示している。つまり、静翼５０をロータシャフト２０（図示せず）の軸方向に沿って見た断面視である。
図３（ａ）に示されるように、一般的な軸流ファン３００の場合、静翼３５０は、吹き出し口側２に向かって、緩やかな曲面となるようにされている。
ここで、静翼３５０の表面近傍を表面に沿って流れる気流は、その表面の影響を強く受ける。
このため、矢印で示すように、静翼３５０の表面近傍を表面に沿って流れている気流が、静翼３５０の吹き出し口側２の端部３５２から吹き出し口側に離脱しようとする際に、静翼３５０の曲面形状と相まって反り返る気流が発生する（以下、この反り返る気流を「反り返り成分」という。）。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2, with the upper side of the drawing being the outlet side 2 and the lower side of the figure being the inlet side 1. That is, it is a cross-sectional view of the stationary blade 50 as viewed along the axial direction of the rotor shaft 20 (not shown).
As shown in FIG. 3A, in the case of a general axial fan 300, the stationary blade 350 has a gentle curved surface toward the outlet side 2.
Here, the airflow flowing along the surface in the vicinity of the surface of the stationary blade 350 is strongly influenced by the surface.
For this reason, as shown by the arrow, when the airflow flowing along the surface in the vicinity of the surface of the stationary blade 350 tries to separate from the end portion 352 of the stationary blade 350 on the outlet side 2 to the outlet side, An airflow that warps in combination with the curved surface shape of the stationary blade 350 is generated (hereinafter, the airflow that warps is referred to as a “warping component”).
矢印で示されるように、この反り返り成分は、吹き出し口側２に向かう成分ではないため、吹き出し口側２に向かって流れようとする気流にとっては、流れを阻害する要因となる。
従って、このような反り返り成分は、吹き出し口側２に向かって流れようとする気流に対する空気抵抗として作用する。
そして、気流に対する空気抵抗があると、モータにかかる負荷が増大することになるため、消費電力が上昇する。
As indicated by the arrows, this warping component is not a component directed toward the outlet side 2, and is therefore a factor that hinders the flow for the airflow that flows toward the outlet side 2.
Therefore, such a warping component acts as an air resistance against an air flow that tends to flow toward the outlet side 2.
And if there exists air resistance with respect to airflow, since the load concerning a motor will increase, power consumption will rise.
一方、図３（ｂ）に示される本発明の軸流ファン１００の静翼５０の場合、静翼５０の吹き出し口側２の端部５２より手前（吸い込み口側１）に誘導部５１としてＬ字型の溝が設けられている。
このＬ字型の溝は、ロータシャフト２０（図示せず）とほぼ平行な縦壁を有し、この縦壁が静翼５０の表面近傍を表面に沿って流れている気流を吹き出し口側２の方向へ誘導する誘導面５３となる。
On the other hand, in the case of the stationary blade 50 of the axial fan 100 according to the present invention shown in FIG. 3B, the guide portion 51 is positioned L (front side of the suction port 1) before the end portion 52 on the outlet side 2 of the stationary blade 50. A letter-shaped groove is provided.
The L-shaped groove has a vertical wall that is substantially parallel to the rotor shaft 20 (not shown), and the vertical wall flows air current flowing along the surface near the surface of the stationary blade 50 on the outlet side 2. It becomes the guidance surface 53 which guides in the direction of.
つまり、矢印で示すように、静翼５０の表面近傍を表面に沿って流れてきた気流は、誘導面５３に沿って流れ、吹き出し口側２の方向に向かう気流となり、静翼５０の表面から離れていく。
その結果、静翼５０の吹き出し口側２の端部５２に到達する静翼５０の表面近傍を流れる気流が減少し、反り返り成分の発生が抑制され、前述したような空気抵抗も減少する。
That is, as indicated by the arrows, the airflow that has flown along the surface near the surface of the stationary blade 50 flows along the guide surface 53 and becomes an airflow toward the outlet side 2, and from the surface of the stationary blade 50. Come away.
As a result, the airflow flowing in the vicinity of the surface of the stationary blade 50 that reaches the end 52 on the outlet side 2 of the stationary blade 50 is reduced, the occurrence of a warping component is suppressed, and the air resistance as described above is also reduced.
また、誘導面５３によって誘導された気流は、吹き出し口側２に向かうように整流された流れとなっているので効率よく吹き出し口から外部へ排出される。
このように、静翼５０の一部に誘導部５１（Ｌ字型の溝）を設け、吹き出し口側２へ向かう気流に対する空気抵抗を低減するとともに、効率よく吹き出し口から外部に気流が排出されるようにすることによって、モータにかかる負荷が減少し、消費電力を抑制することが可能となる。
Moreover, since the airflow induced by the guide surface 53 is a flow rectified so as to go to the outlet side 2, it is efficiently discharged from the outlet to the outside.
As described above, the guide portion 51 (L-shaped groove) is provided in a part of the stationary blade 50 to reduce the air resistance to the air flow toward the air outlet side 2, and the air current is efficiently discharged from the air outlet to the outside. By doing so, the load applied to the motor is reduced, and the power consumption can be suppressed.
この誘導部５１は、図３（ｂ）に示すように、静翼５０の中心軸方向に沿った断面で見て、つまり、静翼５０のロータシャフト２０（図示せず）の軸に沿った方向において、静翼５０の中央位置５４と吹き出し口側２の端部５２との中間に設けられている。 As shown in FIG. 3B, the guide 51 is seen in a cross section along the central axis direction of the stationary blade 50, that is, along the axis of the rotor shaft 20 (not shown) of the stationary blade 50. In the direction, it is provided between the center position 54 of the stationary blade 50 and the end 52 on the outlet side 2.
一方、この誘導部５１を設ける位置を、吸い込み口側１（図３（ｂ）の下側）の方へ移動していくと、つまり、誘導部５１から端部５２までの距離を長くしていくと、その効果が減少する。
静翼５０の表面近傍を表面に沿って流れる気流は、誘導部５１によって、一旦、減少するが、その後、端部５２に至るまでの間に、徐々に静翼５０の表面近傍を流れる気流が増加していくと考えられる。
このため、誘導部５１から端部５２に至るまでの距離が長くなるにつれて、再び、表面近傍を流れる気流が増えていき、これに伴って、反り返り成分も増えていくためと推察される。
On the other hand, when the position where the guide portion 51 is provided is moved toward the suction port side 1 (the lower side of FIG. 3B), that is, the distance from the guide portion 51 to the end portion 52 is increased. As you go, the effect decreases.
The airflow flowing along the surface of the stationary blade 50 along the surface is once reduced by the guiding portion 51, but thereafter, the airflow that gradually flows near the surface of the stationary blade 50 until reaching the end 52. It is expected to increase.
For this reason, it is presumed that as the distance from the guiding portion 51 to the end portion 52 becomes longer, the airflow flowing near the surface increases again, and accordingly, the warping component also increases.
これとは逆に、この誘導部５１を設ける位置を、吹き出し口側２の端部５２の方に移動していった場合も、吹き出し口側２の端部５２の方に移動していくにつれ、その効果が減少する。
これは、気流が整流状態となって静翼５０の表面から十分に離れる前に、静翼５０の吹き出し口側２の端部５２に到達する気流が増え、反り返り成分となるためと推察される。
なお、誘導部５１が、端部５２に到達するぐらいに近接すると、端部５２自体の形状が変ってくることになるので、より複雑に気流が乱れるようになると推察される。
On the contrary, when the position where the guide portion 51 is provided is moved toward the end portion 52 on the outlet side 2, the position of the guide portion 51 is moved toward the end portion 52 on the outlet side 2. , The effect is reduced.
This is presumably because the airflow reaching the end 52 on the outlet side 2 of the stationary blade 50 increases and becomes a warping component before the airflow is in a rectified state and sufficiently separated from the surface of the stationary blade 50. .
In addition, since the shape of end part 52 itself will change if the guidance | induction part 51 comes close to the end part 52, it will be guessed that an air flow will be disturbed more complicatedly.
このように、誘導部５１を設ける位置には、最適な位置があり、図３（ｂ）に示すように、その位置としては、静翼５０のロータシャフト２０（図示せず）の軸に沿った方向で、静翼５０の中央位置５４と吹き出し口側２の端部５２とのほぼ中間が好ましい。 As described above, there is an optimum position where the guide portion 51 is provided. As shown in FIG. 3B, the position is along the axis of the rotor shaft 20 (not shown) of the stationary blade 50. The center position 54 of the stationary blade 50 and the end 52 on the outlet side 2 are preferably approximately in the middle.
図４（ａ）は図３（ａ）に示される静翼３５０を用いた一般的な軸流ファン３００の吹き出し口から吹き出す気流の状態を示したものであり、図４（ｂ）は図３（ｂ）に示される静翼５０の一部にＬ字型の溝からなる誘導部５１を設けた本発明の軸流ファン１００の吹き出し口から吹き出す気流の状態を示したものである。 FIG. 4A shows the state of the airflow blown from the blowout port of a general axial fan 300 using the stationary blade 350 shown in FIG. 3A, and FIG. The state of the airflow which blows off from the blower outlet of the axial fan 100 of this invention which provided the guidance | induction part 51 which consists of an L-shaped groove | channel in a part of stationary blade 50 shown by (b) is shown.
図４（ａ）と図４（ｂ）とを比較するとわかるとおり、図４（ａ）では吹き出し口から吹き出した気流は、反り返り成分の影響で、吹き出し口の方向に流れる気流の流れが阻害され、乱された結果、直線的に噴出する気流となっておらず、中央側に向かうような流れが発生している。
また、中央側に流れた気流同士の影響で、その後、広がるような発散する流れとなっている。
As can be seen by comparing FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b), in FIG. 4 (a), the airflow blown out from the outlet is affected by the warping component, and the flow of the airflow flowing in the direction of the outlet is obstructed. As a result of the disturbance, the air flow is not ejected linearly, and a flow toward the center is generated.
Moreover, it becomes the flow which spreads so that it may spread after that by the influence of the airflows which flowed to the center side.
一方、図４（ｂ）に示される本発明の軸流ファン１００の場合、吹き出し口から吹き出した気流は、反り返り成分が低減され、直線的に噴出する整流された気流が生成されており、反り返り成分に伴う空気抵抗も低減できていると予想される。 On the other hand, in the case of the axial fan 100 of the present invention shown in FIG. 4 (b), the airflow blown out from the outlet is reduced in the warping component, and a rectified airflow that is ejected linearly is generated. It is expected that the air resistance accompanying the components can also be reduced.
この気流の違いにより、どのように効率等が変わるのかについて、図５を参照しながら説明する。
なお、図５に示されるグラフにおいて効率［％］と記載されているのは、静圧効率（＝（静圧×風量）／消費電力）のことである。
静圧効率の上記式は、一般的に用いられる評価式であるので詳細な説明は省略するが、簡単なイメージとしては、インペラを回転させるために投入された消費電力（エネルギー）のうち、どの程度の割合のエネルギーが気流に変換されたかを求めたものである。従って、静圧効率が高いと効率が良い軸流ファンであることを意味する。
How efficiency and the like change due to the difference in airflow will be described with reference to FIG.
In addition, what is described as efficiency [%] in the graph shown in FIG. 5 is static pressure efficiency (= (static pressure × air volume) / power consumption).
The above formula of the static pressure efficiency is an evaluation formula that is generally used, so a detailed description is omitted. However, as a simple image, which of the power consumption (energy) input to rotate the impeller is selected. It is determined whether a certain percentage of energy has been converted into airflow. Therefore, a high static pressure efficiency means an efficient axial fan.
図５（ａ）に示されるグラフは、左縦軸に静圧［Ｐａ］、横軸に風量［ｍ３／ｍｉｎ］、右縦軸に効率（静圧効率）［％］を取っている。
つまり、静圧−風量特性（Ｐ−Ｑ）と静圧効率（効率）とを示したグラフになっている。
一方、図５（ｂ）に示されるグラフは、左縦軸に効率［％］、横軸に風量［ｍ３／ｍｉｎ］、右縦軸に消費電力［Ｗ］を取っている。
グラフに示されているデータは、図３（ａ）に示された静翼に溝を設けていない一般的な軸流ファン３００のデータと、図３（ｂ）に示したように誘導部５１としてＬ字型の溝を設けた点だけが異なる本発明の軸流ファン１００のデータである。
In the graph shown in FIG. 5A, the left vertical axis represents static pressure [Pa], the horizontal axis represents air volume [m3 / min], and the right vertical axis represents efficiency (static pressure efficiency) [%].
That is, the graph shows the static pressure-air volume characteristic (PQ) and the static pressure efficiency (efficiency).
On the other hand, the graph shown in FIG. 5B shows efficiency [%] on the left vertical axis, air volume [m3 / min] on the horizontal axis, and power consumption [W] on the right vertical axis.
The data shown in the graph includes the data of a general axial fan 300 in which a groove is not provided in the stationary blade shown in FIG. 3A and the guiding portion 51 as shown in FIG. The data of the axial fan 100 of the present invention differing only in that an L-shaped groove is provided.
これらの軸流ファンの動作点として使用される領域である中域（風量１．００ｍ３／ｍｉｎ近傍）について見てみると、図５（ａ）に示される通り、この領域での静圧−風量特性（Ｐ−Ｑ）は、溝の有り無しで殆ど差がない。
しかしながら、前述した通り、本発明の軸流ファン１００は、気流に対する空気抵抗が抑制されているため、図５（ｂ）に示される通り、中域（風量１．００ｍ３／ｍｉｎ近傍）で必要な消費電力が約２〜３Ｗ抑制されている。
Looking at the middle range (near the air volume of 1.00 m3 / min), which is the area used as the operating point of these axial fans, as shown in FIG. 5A, the static pressure-air volume in this area. The characteristic (PQ) is almost the same with and without grooves.
However, as described above, the axial fan 100 according to the present invention is required in the middle range (near the air volume of 1.00 m3 / min) as shown in FIG. The power consumption is suppressed by about 2 to 3 W.
この結果、図５（ａ）、（ｂ）に示される静圧効率（効率）を見ると、消費電力の抑制効果により、風量が０．４〜１．４ｍ３／ｍｉｎの範囲では、本発明の軸流ファン１００は、溝がない従来の軸流ファン３００よりも静圧効率が高くなっていることがわかる。
特に、風量が０．６０〜１．２０ｍ３／ｍｉｎの領域（実使用領域）では、明らかに、本発明の軸流ファン１００の静圧効率が良くなっていることが確認できる。
As a result, looking at the static pressure efficiency (efficiency) shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), due to the effect of suppressing power consumption, the air volume is in the range of 0.4 to 1.4 m3 / min. It can be seen that the axial fan 100 has a higher static pressure efficiency than the conventional axial fan 300 having no groove.
In particular, it can be confirmed that the static pressure efficiency of the axial fan 100 of the present invention is improved in the region (actual use region) where the air volume is 0.60 to 1.20 m <3> / min.
上記の通り、本発明は、従来の軸流ファンの構造を踏襲しながら、静翼５０の表面に、表面に沿って流れる気流を吹き出し口から外部へ整流して誘導する誘導部５１を設けることよって静圧効率を向上させている。
しかも、誘導部５１は、静翼５０の吹き出し口側に向いた面にＬ字型の溝を設けるといった極めてシンプルな構造であるから、製造コストが嵩むことが無く、製品価格の上昇を抑制することができる。
As described above, the present invention is provided with the guiding portion 51 for rectifying and guiding the airflow flowing along the surface from the outlet to the outside while following the structure of the conventional axial fan. Therefore, the static pressure efficiency is improved.
Moreover, since the guiding portion 51 has an extremely simple structure in which an L-shaped groove is provided on the surface of the stationary blade 50 facing the outlet, the manufacturing cost does not increase and the increase in product price is suppressed. be able to.
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の軸流ファン２００について、図６に基づいて説明する。
第１実施形態では、誘導部５１を構成するために、静翼５０の表面にロータシャフト２０とほぼ平行な縦壁を有するＬ字型の溝を設けた。
一方、図６に示されるように、第２実施形態では、この誘導部２５１を構成するために、静翼２５０の表面にロータシャフト２０（図示せず）とほぼ平行な縦壁を有する逆Ｌ字型の突起を設けた。
(Second Embodiment)
An axial fan 200 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the first embodiment, an L-shaped groove having a vertical wall substantially parallel to the rotor shaft 20 is provided on the surface of the stationary blade 50 in order to configure the guide portion 51.
On the other hand, as shown in FIG. 6, in the second embodiment, in order to configure the guide portion 251, an inverted L having a vertical wall substantially parallel to the rotor shaft 20 (not shown) on the surface of the stationary blade 250. A letter-shaped protrusion was provided.
このように構成しても、気流は、誘導面２５３に沿って、図６に矢印で示されるような流れとなり、図３（ｂ）を参酌しながら詳細に説明したのと同じ状態を得ることができ、静圧効率を高めることができる。
また、その構造自体、Ｌ字型の溝と同様に、シンプルな構造が付加されているだけである。
このことから、第２実施形態の軸流ファン２００も、第１実施形態と同様に製品価格の上昇を抑制することができる。
Even with this configuration, the airflow becomes a flow as indicated by an arrow in FIG. 6 along the guide surface 253, and the same state as described in detail with reference to FIG. 3B is obtained. And the static pressure efficiency can be increased.
In addition, the structure itself is only added with a simple structure like the L-shaped groove.
From this, the axial fan 200 of 2nd Embodiment can also suppress the raise of a product price similarly to 1st Embodiment.
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。
上記実施形態では、吹き出し口の角度が中心軸側を向くように、流路９０が形成されている場合について説明してきた（段落［００１７］及び図１参照。）。
As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment.
In the above-described embodiment, the case where the flow path 90 is formed so that the angle of the blowout port faces the central axis side has been described (see paragraph [0017] and FIG. 1).
しかしながら、例えば、吹き出し口の角度が中心軸とほぼ平行であるような流路、つまり、軸方向に沿ってストレート状の流路であってもよく、また、吹き出し口の角度が外側（中心軸と反対方向）に向くような流路であってもよい。 However, for example, it may be a flow path in which the angle of the blowout port is substantially parallel to the central axis, that is, a flow path that is straight along the axial direction. The flow path may be in the opposite direction.
但し、上記実施形態で具体的に示した吹き出し口の角度が中心軸側を向くようにした流路９０の場合が、特に誘導面を設けることの効果が大きかった。
従って、吹き出し口の角度が中心軸側を向くようにした流路９０とすることが好ましい。
However, in the case of the flow path 90 in which the angle of the blowout port specifically shown in the above embodiment is directed to the central axis side, the effect of providing the guide surface is particularly great.
Therefore, it is preferable to set the flow path 90 so that the angle of the outlet is directed toward the central axis.
上記実施形態では、誘導部５１（２５１）の設ける位置や流路９０の状態などについて、特に好ましい形態について具体的に説明してきた。
しかしながら、本発明は、その具体的な実施形態に限定されるものでなく、本発明の精神を逸脱しない限り、多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
In the above-described embodiment, a particularly preferable mode has been specifically described with respect to the position where the guide portion 51 (251) is provided, the state of the flow path 90, and the like.
However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications or improvements can be made without departing from the spirit of the present invention, and the forms with such modifications or improvements added. It is clear from the description of the scope of claims that the above can also be included in the technical scope of the present invention.
１ 吸い込み口側
２ 吹き出し口側
１０ インペラ
１１ ハブ
１２ 羽根
２０ ロータシャフト
２１ 軸受ハウジング
３０ ベース部
４０ ケーシング
５０ 静翼
５１，２５１ 誘導部
５２ 端部
５３，２５３ 誘導面
５４ 中央位置
６０ ステータ
６１ インシュレータ
６２ ステータコア
６３ コイル
７０ ロータ
７１ ロータヨーク
７２ ロータマグネット
８０ モータ部
９０ 流路
１００，２００，３００ 軸流ファン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Intake port side 2 Outlet port side 10 Impeller 11 Hub 12 Blade 20 Rotor shaft 21 Bearing housing 30 Base part 40 Casing 50 Stator blade 51,251 Guide part 52 End part 53,253 Guide surface 54 Center position 60 Stator 61 Insulator 62 Stator core 63 Coil 70 Rotor 71 Rotor yoke 72 Rotor magnet 80 Motor part 90 Flow path 100, 200, 300 Axial fan
Claims (7)
ロータシャフトと、
前記ロータシャフトを軸として前記インペラを回転させるモータ部と、
前記インペラを取り囲むケーシングと、
前記モータ部を支持するベース部と、
前記ケーシングと前記ベース部を連結する静翼と、を備え、
前記静翼は気流の吹き出し口側に配置されており、
前記ベース部の面は、径方向に延在しており、
前記静翼の表面には、交差する２つの壁が設けられており、
前記２つの壁は、前記静翼の表面に沿って流れる気流を前記吹き出し口の方向から外部へ整流して誘導する誘導部である軸流ファン。 An impeller having blades;
A rotor shaft;
A motor unit that rotates the impeller about the rotor shaft;
A casing surrounding the impeller;
A base portion for supporting the motor portion;
A stationary blade connecting the casing and the base portion,
The stationary blade is disposed on the airflow outlet side,
The surface of the base portion extends in the radial direction,
The surface of the stationary blade is provided with two intersecting walls,
The two walls are an axial flow fan that is a guide unit that rectifies and guides an airflow flowing along the surface of the stationary blade from the direction of the blowout port to the outside.
前記第１の面は、前記ベース部の面に対して傾斜しており、
前記溝又は前記突起が前記第１の面に形成されている、請求項３に記載の軸流ファン。 The stationary blade includes a first surface directed toward the outlet and a second surface directed toward the suction port, and a surface of the stationary blade is the first surface;
The first surface is inclined with respect to the surface of the base portion;
The axial fan according to claim 3, wherein the groove or the protrusion is formed on the first surface.
前記一方の壁は、前記ロータシャフトに平行な壁である、請求項３から５のいずれか１項に記載の軸流ファン。 The cross-sectional shape of the groove or protrusion is L-shaped,
The axial fan according to any one of claims 3 to 5, wherein the one wall is a wall parallel to the rotor shaft.
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