JP3100254U - Blade structure of centrifugal swing-back radiator fan - Google Patents
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Abstract
【課題】騒音と不良品の減少を図った放熱ファンにおける羽根構造の改良に関する。
【解決手段】放熱ファンは軸受ボス部を有し、前記軸受ボス部の外周面に該軸受ボス部を取り囲むように複数の羽根を所定間隔で配設されており、前記羽根形状は、回転によって空気抵抗を受ける表面321と負圧側となる裏面322とからなり、前記表面は長手方向に沿って僅かに湾曲した弧状を有し、前記裏面322は、前記表面321から連続する各上下端交差部の境界323に形成した湾曲部と連続して、裏面322側に延び裏面中央部で突出して終結する流線形に構成した。
【選択図】図3
An object of the present invention is to improve a blade structure of a heat radiating fan for reducing noise and defective products.
The radiating fan has a bearing boss, and a plurality of blades are arranged at predetermined intervals on an outer peripheral surface of the bearing boss so as to surround the bearing boss. The front surface 321 includes an air resistance-receiving surface 321 and a back surface 322 serving as a negative pressure side. The front surface has a slightly curved arc shape along the longitudinal direction. A streamlined structure that extends toward the back surface 322 and protrudes and terminates at the center of the back surface continuity with the curved portion formed at the boundary 323 of FIG.
[Selection diagram] FIG.
Description
本考案は、遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造に係わり、関連のある放熱システムに本考案の改良した羽根構造を利用する場合、放熱ファンの羽根の生成する騒音問題を減少できると共に、同一条件下における電流電圧の供給の場合であっても、本考案の放熱ファンの回転速度と従来の放熱ファンの回転速度と比較すると、大幅に回転速度を向上できるようにした放熱ファンの羽根構造に関する。 The present invention relates to a blade structure of a centrifugal swing-back type radiating fan. When the improved wing structure of the present invention is used for a related radiating system, it is possible to reduce a noise problem generated by the blade of the radiating fan and at the same condition. The present invention relates to a blade structure of a heat dissipating fan which is capable of greatly improving the rotational speed of the heat dissipating fan according to the present invention even when the current and voltage are supplied below, when compared with the rotational speed of the conventional heat dissipating fan.
現代の高度な科学技術の時代にあっては、それぞれのメーカの製造したコンピュータとそれらの関連製品は、需要者の注目を集中させるために、全力を傾けて高速度で情報処理可能な電子製品を追求し開発している。 In the modern era of advanced science and technology, computers and their related products manufactured by each manufacturer are electronic products that can process information at high speed with all their abilities to focus the attention of consumers. Pursuing and developing.
しかしながら、情報を高速度で処理できるようにすることは、それに費やす多くの熱エネルギーが必要となり、同一条件下で(例えば空間や体積や材質など)は、熱エネルギーの増加もそれらの条件によって増減されるが、適当な装置を使用して電子装置から発生する熱エネルギーを発散させる必要がある。そして、前記適当な装置としてファンを利用して放熱を実行させることが一般的に行なわれている。 However, to be able to process information at a high speed requires a lot of thermal energy to be consumed, and under the same conditions (for example, space, volume, material, etc.), the increase in thermal energy also increases or decreases depending on those conditions. However, it is necessary to dissipate the heat energy generated from the electronic device using an appropriate device. In general, heat radiation is performed using a fan as the appropriate device.
放熱ファンの放熱効果を増大させるために、それぞれのメーカは放熱ファンの改良に開発力を傾注して好ましい放熱効果を追求している。しかしながら、もっと好ましい放熱効果を追求しようとするために、大部分のメーカは放熱ファンの回転速度の向上に努力しているが、放熱ファン自身が生成する“騒音”の問題が隘路となっている。また、このような“騒音”問題がますます消費者に重要視されるようにもなってきている。 メ ー In order to increase the heat dissipation effect of the heat dissipation fan, each manufacturer is pursuing a favorable heat dissipation effect by devoting their development power to improving the heat dissipation fan. However, in order to pursue a more favorable heat dissipation effect, most manufacturers try to increase the rotation speed of the heat dissipation fan, but the problem of "noise" generated by the heat dissipation fan itself is a bottleneck. . In addition, such "noise" problems are becoming increasingly important to consumers.
放熱ファン全体構成による騒音の発生原因には以下のような三つの要素が挙げられる。即ち、
1)放熱ファンの羽根構造の設計が不適切あること。つまり、モータが放熱ファンの羽根を回転させる際に、例えば気体分子が空気である場合、羽根形状の縁部曲線の流れに沿って空気が前進する時に、前記空気が羽根の抵抗面となる表面(迎え面)より離散する現象を生じ、そのため、羽根の負圧側の後端部に渦巻き現象などの乱流を生じ、この乱流領域の生成する渦巻きが騒音の原因となっている。
The following three factors can be cited as the causes of noise generation due to the overall configuration of the heat dissipation fan. That is,
1) The design of the blade structure of the heat dissipation fan is inappropriate. That is, when the motor rotates the blades of the radiating fan, for example, when gas molecules are air, when the air advances along the flow of the blade-shaped edge curve, the air becomes a resistance surface of the blades. A turbulence such as a vortex phenomenon occurs at the trailing end of the blade on the negative pressure side, and the vortex generated by the turbulence region causes noise.
2)複数の羽根の重量が製作時に僅かにそれぞれ相違して不均一となっており、各羽根の重量の相違が、ファン全体の構成部材に対し不安定さをもたらし、かなりの悪影響を及ぼしている。そして、各羽根の重量の製作誤差が許容範囲を越えている状態で放熱ファンを高速度で回転させると、軸方向と径方向にそれぞれ振動が生じて、ファンの各構成部材から振動による唸りなどの騒音を発生させる原因となっている。 2) The weights of the plurality of blades are slightly different and non-uniform at the time of manufacture, and the difference in the weight of each blade causes instability to the components of the entire fan, which has a considerable adverse effect. I have. When the radiating fan is rotated at a high speed while the manufacturing error of the weight of each blade exceeds the allowable range, vibrations are generated in the axial direction and the radial direction, respectively, and humming due to the vibration from each component of the fan. This is a cause of noise.
3)放熱ファンの駆動後に、空気が羽根にぶつかったり、ファン枠体にぶつかったり、または、空気(気体分子)がファンより流出した後で、モジュールや放熱装置などにぶつかったりすることは、空気が部材に衝突して生成する騒音となる。 3) After driving the heat radiating fan, air hits the blades, hits the fan frame, or hits the module or heat radiating device after the air (gas molecules) flows out of the fan. Is a noise generated by colliding with the member.
前記の三つの要素は、放熱ファンが騒音を発生させる主要な原因であり、そのうち、3)は空気(気体分子)が物体に衝突して生成される騒音であるので、殆ど避けられないものであり、且つそれの生成する騒音の音量も少ないため、検討対象より除外でき得る程度のものである。 The above three factors are the main causes of noise generated by the radiating fan. Of these, 3) is almost inevitable because air (gas molecules) is generated by collision with an object. Since it is present and the volume of noise generated by the noise is low, it can be excluded from consideration.
2)については、それぞれの羽根同士の重量が相似状態である場合、羽根の製作誤差の許容範囲内では高音量の騒音を発生することはないが、前記許容範囲を超えた場合はメーカが不良品と見做し、廃棄処分とすることで解消できる。 Regarding 2), if the weights of the respective blades are similar, no high-volume noise is generated within the permissible range of the blade manufacturing error. However, if the permissible range is exceeded, the manufacturer does not operate. It can be resolved by deeming it a good product and disposing of it.
従って騒音防止対策としては、上述の1)の原因発生要素が特に重要であり、本考案の改良しようとするところである。 Therefore, as a noise prevention measure, the above factor 1) is particularly important, and the present invention is about to be improved.
図1に示すものは、従来の放熱ファンを示す斜視図であり、この放熱ファン1は軸受ボス部11を有し、この軸受ボス部11の外周面部には、複数の扁平板状の羽根12が等間隔で配設されている。前記放熱ファン1はモータ(図示省略)の回転軸に連結されて回転されるようになっている。 FIG. 1 is a perspective view showing a conventional heat radiating fan. The heat radiating fan 1 has a bearing boss 11, and a plurality of flat plate-like blades 12 are provided on an outer peripheral surface of the bearing boss 11. Are arranged at equal intervals. The heat radiating fan 1 is connected to a rotating shaft of a motor (not shown) to be rotated.
従って、空気(気体分子)も放熱ファン1の回転にともなって流動され、空気の流動の生成する経路が一般的にフロー・チャンネルと称されている。 Therefore, air (gas molecules) also flows with the rotation of the radiating fan 1, and the path where the flow of air is generated is generally called a flow channel.
図2に示すものは、従来の放熱ファンの羽根の側面図と、羽根のまわりの空気の流れを示す説明図である。 FIG. 2 is a side view of the blades of the conventional heat dissipation fan and an explanatory diagram showing the flow of air around the blades.
前記放熱ファン1が回転する時、まず、空気(気体分子)が羽根12によって攪拌吸引され、羽根の表面(風迎え面)121に当たって、表面121の各上下端縁部1211へ誘導され、さらに羽根12の後方に流動するが、羽根12の負圧側となる裏面122の後端部近傍の乱流領域2に渦巻きを発生させる現象が起こる。
When the radiating fan 1 rotates, first, air (gas molecules) is agitated and sucked by the blades 12, hits the surfaces (wind receiving surfaces) 121 of the blades, and is guided to the upper and
このような現象は既に知られており、これを回避するため空港などにおいては、例えば大型の飛行機(例えば747など)が離陸する際、または滑走路に着陸する際、その航空経路を数分間他の飛行機の使用を禁止している。 Such phenomena are already known, and in order to avoid this, at airports and the like, for example, when a large airplane (for example, 747) takes off or lands on a runway, the air route of the airplane may vary for several minutes. Prohibits the use of airplanes.
特に小型の飛行機は、容易に大型の飛行機の離陸または着陸時に生成される渦巻きに巻き込まれることで、重大な事故まで起こす危険性があることが知られている。 It is known that especially small airplanes can easily become involved in the swirl created when a large airplane takes off or land, causing a serious accident.
他に、前記羽根12の表面121とその表面121の各上下端縁部1211の形状態様が非流線形であると共に、鋭い角度を有している場合、空気力学の原理によると、その非流線形の態様は回転時の抵抗力と乱流領域2の拡大につながることがあり、且つ渦巻き現象はさらに明らかになり、この渦巻き現象が騒音を生成する主な原因要素となっている。
In addition, when the shape of the
そこで、本考案は前記乱流領域2を縮小し、且つ渦巻き現象を縮小することで、騒音量を減少させるようにした遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a blade structure of a centrifugal swing-back radiating fan that reduces the noise amount by reducing the turbulence region 2 and reducing the vortex phenomenon.
本考案に係る遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造は、放熱ファンは軸受ボス部を有し、前記軸受ボス部の外周面に該軸受ボス部を取り囲むように複数の羽根を所定間隔で配設されており、前記羽根形状は、回転によって空気抵抗を受ける表面321と負圧側となる裏面322とからなり、前記表面は長手方向に沿って僅かに湾曲した弧状を有し、前記裏面322は、前記表面321から連続する各上下端交差部の境界323に形成した湾曲部と連続して、裏面322側に延び裏面中央部で突出して終結する流線形に構成したことを特徴とするものである。
In the blade structure of the centrifugal swing-back radiating fan according to the present invention, the radiating fan has a bearing boss portion, and a plurality of blades are arranged at predetermined intervals on the outer peripheral surface of the bearing boss portion so as to surround the bearing boss portion. The blade shape includes a
羽根の態様を前記形状とすることで、風負圧面の乱流領域の生成範囲を大幅に縮小でき、渦巻き現象が生じにくくなり、騒音量を減少する目的を達成できる。 と す る By forming the blade in the shape described above, the generation range of the turbulent flow area on the wind negative pressure surface can be significantly reduced, the swirling phenomenon is less likely to occur, and the object of reducing the amount of noise can be achieved.
本考案による遠心スイングバック方式放熱ファンの羽根構造は、以下のような効果がある。 遠 心 The blade structure of the centrifugal swing-back radiator fan according to the present invention has the following effects.
1.本考案の羽根は流線形の様態を呈すことで、空気力学の原理に適った渦やよどみの出来ない抵抗の少ない羽根を提供でき、羽根の裏面側に生成される乱流領域を容易に縮小でき、渦巻き現象も少なくなり、放熱ファンの生成する騒音量を大幅に減少できる。 1. The blades of the present invention exhibit a streamlined shape, which provides a blade with low resistance that does not allow swirls or stagnation suitable for the principle of aerodynamics, and easily reduces the turbulent flow region generated on the back side of the blades As a result, the swirling phenomenon is reduced, and the amount of noise generated by the heat radiating fan can be significantly reduced.
2.本考案の放熱ファンと従来の放熱ファンとでは、同一条件下において同一の電圧電流を供給した場合であっても,本考案の回転速度が容易に従来の回転速度より1000〜2000回転/分間(以下r.p.m..と記載する)勝る。 {2. Even when the same voltage and current are supplied under the same conditions, the heat radiating fan of the present invention and the conventional heat radiating fan can easily rotate the rotating speed of the present invention by 1000 to 2,000 rotations / minute (from the conventional rotating speed). (Hereinafter referred to as rpm.)
また、その静圧値(PS,static pressure)がr.p.m.の平方値と正比例するので、r.p.m.値が多くなると、静圧値が大幅に増加されるようになり、そのため静圧値の増加はその放熱面積効果を拡大できる。 Further, since the static pressure value (PS, static @ pressure) is directly proportional to the square value of the rpm, when the rpm value is increased, the static pressure value is greatly increased. The area effect can be expanded.
3.本考案の羽根は、従来の羽根12より明らかに大きくなり、その重量も大きくなっている。そのため、羽根の製造時に、それぞれの羽根の許容重量誤差も向上でき、製作誤差の許容範囲を超えることは少なくなる。 {3. The blade of the present invention is significantly larger than the conventional blade 12 and has a larger weight. Therefore, when manufacturing the blades, the allowable weight error of each blade can be improved, and the allowable error of the manufacturing error is less likely to be exceeded.
そのため、構造本体の安定化が向上でき、高速回転時に軸方向及び径方向に発生する振動を軽減でき、且つ羽根を成形する型の設計にあっても、従来のように高度な精密さを要求する必要はなく、型設計に要するコストを大幅に削減でき、安価に製造できる。 Therefore, the stability of the structural body can be improved, the vibrations generated in the axial and radial directions during high-speed rotation can be reduced, and even in the design of the mold for molding the blade, high precision is required as in the past. There is no need to perform this, and the cost required for the mold design can be greatly reduced, and manufacturing can be performed at low cost.
以上のように本考案の遠心スイングバック式放熱ファンの羽根構造は、放熱ファンの回転時に生じる騒音を大幅に低減できるともに、容易にその放熱ファンの回転速度を増加でき、且つ大幅に静圧値を増加でき、その放熱面積の効果を拡大できる効果がある。 As described above, the blade structure of the centrifugal swing-back type radiating fan of the present invention can greatly reduce the noise generated when the radiating fan rotates, can easily increase the rotation speed of the radiating fan, and greatly increase the static pressure value. And the effect of the heat radiation area can be expanded.
以下本考案の実施形態について、図3〜図6を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図3に示すものは、本考案の放熱ファンを示す斜視図であり、前記放熱ファン3は、軸受ボス部31を有し、軸受ボス部31の外周面には複数の流線形を呈する羽根32が配設されている。前記放熱ファン3はモータ(図示省略)の駆動軸に連結されて回転するようになっており、放熱ファン3の回転により空気(気体分子)が流動するようになっている。
FIG. 3 is a perspective view showing the heat radiating fan of the present invention. The
この図3から明らかなように、放熱ファンは軸受ボス部31を有し、前記軸受ボス部31の外周面に該軸受ボス部31を取り囲むように複数の羽根32が所定間隔で配設されており、前記羽根形状は、回転によって空気抵抗を受ける表面321と負圧側となる裏面322とからなり、前記表面は長手方向に沿って僅かに湾曲した弧状を有し、前記裏面322は、前記表面321から連続する各上下端交差部の境界323に形成した湾曲部と連続して、裏面322側に延び裏面中央部で突出して終結する流線形に構成されている。
As is apparent from FIG. 3, the heat dissipation fan has a bearing
図4は本考案の放熱ファン3の羽根32側面に流れる空気(気体分子)の流線を示す説明図であり、前記羽根32には表面(風迎え面)321と裏面(風背負い面)322を有し、且つ表面321と裏面322とは上下対称に形成され、また、表面321と裏面322の各上下端交差部の境界323を湾曲して形成し、この湾曲部と連続する裏面322は、裏面322の中央部で突設終結する流線形に形成されている。
FIG. 4 is an explanatory view showing streamlines of air (gas molecules) flowing on the side surfaces of the
また、羽根32の全体構成は、縦断面ほぼ楕円筒状の中実部材からなり、空気抵抗を受ける側の表面長手方向は湾曲した弧状に形成され、且つ負圧側となる裏面322は、前記表面321から連続する湾曲部と連続し、裏面322中央部で終結する流線形に形成されている。
Further, the entire configuration of the
そのため、羽根32が回転する場合に空気が容易に羽根32の表面に付着して流動し、外方へ拡散しにくくなると共に、乱流領域4の範囲を減少でき、それによって渦巻き現象も少なくなる。従って、羽根の生成する騒音の音量も明らかに減少される。
Therefore, when the
更に、前記表面321が外方へ突出する弧状をなす形状であるので、羽根32の表面321に対する抵抗力を低減できる。
Furthermore, since the
このような構成は、例えば、トラック等の車両の前面に流線型のバンパを備えた目的に類似している。即ち、空気が直接に車体に衝撃して過大の抵抗力を生成してエネルギーの浪費をさせることを防止するためであり、乱流領域4の範囲も縮小される。また、羽根32に対し前進のプッシュ・フォースを提供でき、例えば、競走場におけるそれぞれの車にはすべて気流干渉板が取り付けられ、その目的は車両に流れる空気抵抗を集中させるためのものであり、空気(気体分子)が車体より離れると、車体の安定化を向上できると共に、車体に前向きのプッシュ・フォースを与えることができることからも説明できる。
構成 Such a configuration is similar to the purpose of providing a streamlined bumper on the front of a vehicle such as a truck, for example. That is, it is to prevent the air from directly impacting the vehicle body to generate excessive resistance and waste energy, and the range of the turbulence region 4 is also reduced. Further, a forward push force can be provided to the
したがって、本考案は空気抵抗力を減少できると共に、前進推力を増加できる。また、本考案の放熱ファン3と従来の放熱ファン1とは同じような電圧電流を供給する状況下では、本考案の放熱ファン3の回転速度が一般の従来の放熱ファン1より早くなるので、本考案の生成する風量が一般の従来の放熱ファン1より大きくなり、優れた放熱効果が達成できる。
Therefore, the present invention can reduce the aerodynamic drag force and increase the forward thrust. Further, in a situation where the same voltage and current are supplied to the radiating
図5に示すものは、本考案の放熱ファンの羽根構造を用いた実施例の分解図である。 FIG. 5 is an exploded view of the embodiment using the blade structure of the heat radiation fan of the present invention.
前記放熱ファン3がファン枠体に配置され、前記ファン枠体は上板体5と上部開口の下枠体6とからなり、前記上板体5中央部には複数のエア導入口51を有し、また、前記下枠体6はファン収納空間部61を有し、中央底板部分にはモータからの駆動軸62を連通させる開口を有する。また、前記下枠体6には隣接部とならない側壁位置に対向配設した一対の開口孔を設け、ファン枠体内のエア導出口63としている。
The
組み立てにおいては、前記放熱ファン3を収納空間部61に収容し、前記放熱ファン3の軸受ボス部31に形成した軸受とモータ駆動軸62を連結し、上部開口に上板体5を装着する。
In the assembly, the
図6は、前記図5の組立図であり、この図面からわかるように、前記ファン枠体は、上板体5のエア導入口51と下枠体6のエア導出口63を備えることで、前記放熱ファン3がモータの駆動軸62(図5参照)によって駆動されると、エア導入口から吸い込まれた空気が放熱ファン3の羽根32によって誘導されて、一対のエア導出口63より排出される。この排出された空気は、放熱ファン3近傍の区域が圧力のバランスを取るために、空気がエア導入口51より再び吸い込まれ、それらによってバランスを取り、一種の循環を形成するとも言える。
FIG. 6 is an assembly view of FIG. 5. As can be seen from this drawing, the fan frame includes an
なお、前記に説明した具体的な構造は、単に本考案を実施するための実施例に過ぎず、本考案の実用新案登録請求の範囲を狭義的に定義するものではなく、実用新案登録請求の範囲を逸脱しない範囲における変更や改造、一部転用などはすべて本考案の範囲内に含まれることは言うまでもない。 The specific structure described above is merely an example for implementing the present invention, and does not narrowly define the scope of the utility model registration claim of the present invention. It goes without saying that all changes, modifications, partial conversions, etc. within the scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
1 放熱ファン
2 乱流領域
3 放熱ファン
4 乱流領域
5 上板体
6 下枠体
11 軸受ボス部
12 羽根
31 軸受ボス部
32 羽根
51 エア導入口
61 収納空間部
62 モータの駆動軸
63 エア導出口
121 表面(風迎え面)
122 裏面(風背負い面)
321 表面(風迎え面)
322 裏面(風背負い面)
323 境界
1211境界
REFERENCE SIGNS LIST 1 radiator fan 2
122 back side (wind-bearing side)
321 surface (wind surface)
322 back side (wind-bearing side)
323 boundary 1211 boundary
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WO2007040073A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Daikin Industries, Ltd. | Centrifugal fan and air conditioner using the same |
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2003
- 2003-09-04 JP JP2003270984U patent/JP3100254U/en not_active Expired - Lifetime
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