JPH0326935A - 送風機の特性評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明送風機の特性評価装置の詳細を以下の項目に従っ
て説明する． Ａ．ａ業上の利用分野 発明の概要 背景技術 発明が解決しようヒする課題［第７図］課題を解決する
ための手段 実施例［第１図乃至第６図］ ａ．構造［第１図乃至第３図］ ａ−１．本体部［第１図乃至第３図］ ａ−１−ａ．外観［第１図］ ａ−１−ｂ、内部構造［第２図］ ａ−２．制御部［第１図］ ｂ．回路構成［第４図］ ｂ−１．本体部 ｂ−２．制御部 Ｃ．動作 ｄ．測定例［第５図、第６図］ ｅ．作用、用途 Ｇ．発明の効果 （Ａ．ａ業上の利用分野） 本発明は新規な送風機の特性評価装置は関する．詳しく
は、送風機の実際の使用状態に近い状態を作り出して、
この時の送風機の諸特性データの測定を行ない、これら
を評価することができるようにした新規な送風機の特性
評価装置を提供しようとするものである。

（Ｂ．発明の概要） 本発明送風機の特性評価装置は、測定対象とされる送風
機が取付けられる本体部を有し、該送風機に関する特性
値を測定してこれを評価するための送風機の特性評価装
置であって、本体部の通気抵抗を可変ずる゛通気抵抗可
変機構と、本体部内に設けられた熱源の発熱量を可変す
るための発熱量可変手段とを設けることによって、送風
機の実際の使用状態に近い状態を模擬的に実現し、この
状態での送風機の特性を評価することができるようにし
たものである． （Ｃ．背景技術） 電子機器等においては、その内部の電子部品が発生する
熱を筐体外部に放出して換気冷却するためのファンが設
けられる場合が多い。

このファンの特性に関する評価項目としてファンを駆動
するモータに印加する電圧値や電流値、ファンの回転速
度、騒音値、最大静圧、そして風量一静圧特性曲線（以
下、ｒＱ−Ｐ特性曲線」と言う．）が挙げられ、これら
の項目がファンの選定にあたって一応の目安とされる． （Ｄ．発明が鯉決しようとする課題）［第７図］ ところで、ファン自体の特性については上記した評価項
目毎に専用の測定器で測定を行ない、その値をもとにフ
ァン自体の特性評価を行なうのが通常であるが、ファン
の実際の使用にあたっては、装置内に設けられている電
子部品等が送風上の抵抗となり、、圧力損失が生じるた
め、装置全体の圧力１失の和、所謂システムインピーダ
ンスを考慮する必要があり、よって、ファン単体の特性
データに基づいた選定作業は非常に困難であるという問
題がある。

つまり、ファンの動作点がＱ−Ｐ特性曲線とシステムイ
ンピーダンス曲線（ｆｆｌ量の変化に対する圧力損失を
示す曲線）との交点として決定されるため、装置のシス
テムインピーダンスの如何によってファンの特性値が変
化してしまうからである。例えば、第７図の、風量Ｑと
静圧Ｐ及び騒音レベルＮとの関係を示すグラフ図からわ
かるように、ファンのカタログ等に記載されている騒音
値Ｎ０は静圧がＯの開放状態（点Ｍｏ参照）での値であ
り、ファンの実際の動作点Ｍは、Ｑ−Ｐ特性曲線ａとフ
ァンが取り付けられる機器のシステムインピーダンス曲
線ｂとの交点であり、このときの騒音値Ｎ，は上記Ｎ０
とは異なる値となってしまう（騒音レベル曲線Ｃ参照）
． このように、ファンの実際の使用状態での特性評価を予
め行なうことは困難であるため、通常は装置が組み上が
った後に、実際の装置にファンを取り付けて特性評価項
目に関する諸量を実測するといった方法が行なわれてお
り、従って、結局のところ、ファンの設定は、装置の完
成を待って行なわねばならず、しかも、装置によってシ
ステムインピーダンスや発熱量等の条件も異なるので、
個別的Ｃ実装評価を行なわなければならず、設計作業が
非能率なものとなってしまう。

（Ｅ．課題を解決するための手段） そこで、上記した課題を解決するために、本発明送風機
の特性評価装置は、測定対象とされる送風機が取付けら
れる本体部を有し、該送風機に関する特性値を測定して
これを評価するための送風機の特性評価装置であって、
本体部の通気抵抗を可変する通気抵抗可変機構と、本体
部内に設けられた熱源の発熱量を可変するための発熱量
可変手段とを設けたものである。

従って、本発明によれば、本体部のシステムインピーダ
ンスや発熱量を適宜に変更して、送風機の実際の使用状
態に近い状態を模擬的に作り出して、この状態での送Ｊ
！Ｉ機の特性を評価することができる． （Ｆ．実施例）［第１図乃至第６図〕 以下に、本発明送風機の特性評価装置の詳細を図示した
実施例に従って説明する。

（ａ．構造）［第１図乃至第３図３ １は特性評価装置であり、本体部２と制御部３とからな
る。

（ａ−１．本体部）［第１図乃至第３図］（ａ−１−ａ
．外観）［第１図］ ４は筐体であり、箱状に形成されており、そのーの側板
４ａの中央より稍一端寄りの位置に、被測定物たる軸流
ファン５がナット止めによって取り付けられるようにな
っている。尚、以下では上記側板４ａを前面板とし、第
ｌ図において該前面板４ａに関して左方へ向う方向を左
側とし、右方へ．向う方向を右側とし、向きを示すとき
はこの方向によるものとする． ６はコンデンサマイクロホンであり、軸流ファン５の騒
音値を測定するために、該軸流ファンの側方に位置して
前面板４ａに取り付けられている． ７、７′は給電端子であり、軸流ファン５への電力供給
のために前面板４ａに設けられている。

８は静圧測定用タップであり、右側板４ｂに取り付けら
れており静圧を測定するために、筐体４内における空気
の流れ方向に対して垂直となるように設けられており、
チューブ部材９を介して制御部３の後述するマノメータ
に接続されている． （ａ−１−ｂ．内部構造）［第２図］ １０は仕切板であり、筺体４内において右側板４ｂ及び
左側板４ｃに略平行に、かつ、右側板４ｂとの間隔の方
が左側板４ｃとの間隔より長くなるように配置されてお
り、筺体４内の空間１１は、この仕切板１０によって左
右２つの部分空間ｔｔａ，ｔｔｂに分けられている。

１２はフィンヒータであり、上記した一方の部分空間１
１ａ内の底部に設けられており、制御部３からの信号に
よってヒータ容量の切替えがなされ、熱負荷の程度を変
えることができるようになっている。

１３は通気孔であり、前面板４ａに形成されており、該
通気孔１３を覆うように前記軸流ファン５が取り付けら
れるようになっている。

１４は光センサーであり、軸流ファン５のファンインペ
ラに予め貼り付けられた図示しない反射テープに対向し
た位置に配置されており、ファンの回転数を検出するた
めに設けられている。

１５は通気孔であり、筺体４の背面板４ｄのうち前面板
４ａの通気孔１３に対応した位置に、略横倒正三角形状
に形成されている。そして、該通気孔１５は四角形状の
ダンバー１６の摺勤によって、その開口面積を連続的に
変更され、本体部２のシステムインピーダンスを変える
ことができるようになっている．つまり、ダンバー１６
の上縁及び下縁が筺体４内の図示しない受片に支持され
ると共に、該ダンパー１６の中央に固着された連結ナッ
ト１７が、水平に延びるボールねじ１８に係合されてい
る。そして、このボールねじ１８がモータ１９によって
回転されることによってダンバー１６が水平方向に移動
され、その一方の側縁１６ａと該側縁ｔ６ａに平行な通
気孔１５の一辺℃に対向した頂点Ａとの間の間隔（これ
．をｈ（ａｍ）とする．）を変更することができるよう
になっている． ２０、２０′はり且ットセンサーであり、通気孔１５の
最大開口時と閉塞時にそれぞれ対応したダンバー１６の
位置を各々検出するために設けられており、例えば、フ
ォトインタラブタが用いられる． ２１は温度センサーであり、サーミスタ等が用いられ、
フィンヒータ１２の近くに設けられている。

２２は回路基板であり、部分空間１ｌｂ内に配置されて
おり、フィンヒータ１２への通電回路やモータ１９の駆
動回路等が設けられ、その一側縁部に設けられたコネク
タ２３が筺体４の左側板４Ｃに形成された挿通孔から外
方に臨むように位置されている。

しかして、軸流ファン５が回転すると、第２図に示すよ
うに、通気孔１５から外気が筐体４内に取り入れられ、
部分空間１１ａには同図に矢印Ｂで示すような空気の流
れが生じ、通気孔１３及び軸流ファン５を通して再び筐
体４外に放出される。

（ａ−２．制御部）［第１図］ ２４は箱形をした外筺であり、その前面パネル２４ａに
は各種のインジケータやスイッチ類が設けられている．
即ち、前面パネル２４ａの上段部には右から左へ順に、
軸流ファンへの給電を行なうための作動スイッチ２５、
フィンヒータ１ρのヒータ容量切替スイッチ２６、２６
、・・・、温度表示器２７、ファンの回転数表示器２８
が設けられている。また、前面パネル２４ａの中段部に
は右から左にかけて、軸流ファン５に加える電圧値を切
替えるための電源電圧切替スイッチ２９、電源電圧調整
用スライドボリューム３０、ノイズスベクトラムを表示
するノイズレベルインジケータ３１、軸流ファン５に加
えられている電圧値を表示する電圧値表示器３２が設け
られ、下段部には右から左にかけて、マイク入力端子３
３、ダンバー１６により通気孔１５の開口面積を可変す
るための開閉スイッチ３４、３４′、静圧表示部３５、
軸流ファン５に流れる電流を表示する電流値表示器３６
が設けられている．尚、マイク人力端子３３にはコンデ
ンサマイクロホン６からの信号が接続コード３７を介し
て人力される。

３８はコネクタケーブルであり、そのコネクタ部３８ａ
が本体部２のコネクタ２３に接続されること（よって、
これを介して本体部２の各部への給電や、本体部２と制
御部３との間の信号のやりとりが行なわれる。

（ｂ．回路構成）［第４図］ 次に、本体部２及び制御部３の回路構成について説明す
る。

（ｂ−ｔ．本体部） ３９はモータ駆動回路であり、制御部３の後述する制御
回路の信号を受けてモータ１９を正逆回転させるために
設けられている。

４０はヒータ駆勤回路であり、制御部３の制御回路から
の指令信号に応じてフィンヒータ１２の発熱抵抗体１２
ａ、１２ａ，１２ａへの通電を選択的に行なうために設
けられている． 尚、光センサー１４、リミットセンサー２０、２０’、
温度センサー２１の出力信号はコネクタ２３及びコネク
タケーブル３８を介して制御部３の制御回路に送出され
、また、制御部３から給電端子７、７′や各部への電源
電圧の供給が行なわれるようになっている。

（ｂ−２．ＩＪ御郎〉 ４１は制御回路であり、前面パネル２４ａに設けられた
各種スイッチからの信号や、本体部２のリミットセンサ
ー２０、２０’からの信号等を受けて、モータ駆勤回路
３９やヒータ駆勤回路４０に制御信号を送ったり、給電
端子７、７′への給電制御を行なうようになっている。

即ち、開閉スイッチ３４、３４′の一方３４が押圧され
ると、制御回路４１は、これを受けてモータ駆勅回路３
９に指令信号を送出し、モータ１９を正転させてダンバ
ー１６を移動させ通気孔１５の開口面積が拡大するよう
に制御し、他方のスイッチ３４′が押圧されると、モー
タ１６を逆転させ、通気孔１５が閉じられる方向にダン
バー１６を移動させる。

また、ヒータ容量切替スイッチ２６、２６、・のいづれ
かが押圧されると、これに応じてヒータ駆勅回路４０に
所定の制御信号を送出し、フィンヒータ１２の発熱抵抗
体１２ａ，１２ａ，・・・のうち所定のものを選択して
通電したり、温度センサー２１からの信号が温度表示器
２７に送られて空間１１ａ内の温度が異常に上昇してい
ることがわかると、該温度表示器２７が制御回路４１に
警告ｆ３号を発し、制御回路４１がこれを受けて、フィ
ンヒータエ２への通電を停止するようになっている。

ざら定、軸流ファン５への給電制御Ｃ関しては、制御回
路４１の機能の一部を第４図に示すようにスイッチの記
号として表わすと、電源電圧切替スイッチ２９に連勅し
て相反的に開閉される切替接点４２ａ，４２ｂの一方４
２ａにスイッチング電源回路４３の出力する所定電圧が
加えられ、他方４２ｂにはスイッチング電源回路４３の
出力電圧が可変電圧供給回路４４を介して加えられるよ
うになっており、前記した電圧調整用のスライドボリュ
ーム３０によって釉流ファン５に与える電圧値を所望の
値に設定することができるようになっている。そして、
これら切替接点４２ａ５４２ｂによって選択された電源
電圧は、作動スイッチ２５に連動した接点４５を介して
給電端子７、７′に送られると共に、この時のファンの
電圧や電流が各々電圧値表示器３２、電流値表示器３６
によって検出されて表示される。

４６はＦ／Ｖコンバータであり、本体部２の光センサー
１４から送られてくる周波数信号を電圧に変換してこれ
を回転数表示器２８に送出するようになっている。

４７はバンドバスフィルタ及び表示ドライブ回路であり
、コンデンサマイクロホン６による検出信号がアンプ４
８を介して送られてくると、所定の周波数帯域成分に分
解して、これらをノイズレベルインジケータ３１へその
駆動信号として送出するようになっている。

４９は電源回路であり、プラグ付コード５０からトラン
ス５１を介して送られてくる交流電圧を直流化してノイ
ズレベルインジケータ３１やバンドバスフィルタ及び表
示ドライブ回路４７へ電源電圧の供給を行なうために設
けられている。尚、プラグ付コード５０からの交流電圧
はスイッチング電源回路４３にも入力されて、ここで所
定の直流電圧が得られ、制御部３の各部への電源電圧の
供給がなされると共に、コネクタケーブル３８を介して
本体部２の各部への電源の供給がなされる。

５２はマノメータであり、その検出用タップがチューブ
部材９を介して静圧測定タップ８に接続されており、こ
れによって本体部２の空間１１ａ内の圧力が測定され、
これがその静圧表示部３５に表示される。

（Ｃ．！ａ作） しかして、上記した特性評価装置１の動作は以下のよう
になされる。

先ず、測定対象となる軸流ファン５が本体部２に取付け
られた状態で、これに加える電圧値を電源電圧切替スイ
ッ２９や電源電圧調整用スライドボリューム３０で設定
して作動スイッチ２５を押圧すると、軸流ファン５が回
転し、その回転数や電圧値、′ｌｔ流値が表示される。

そして、ヒータ容量切替スイッチ２６、２６、・・・に
よって発熱量を設定すると共に、開閉スイッチ３４又は
３４′の抑圧によって通気孔１５の開口面積を変えてシ
ステムインピーダンスを設定すると、その時々における
静圧、騒音レベル、筐体内の温度が表示されることにな
る。

（ｄ．測定例）［第５図、第６図］ 第５図は軸流ファン５のＱ−Ｐ特性曲線の一例５３と、
本体部２のシステムインピーダンス曲線５４１　　（ｉ
−１、２、３、４、５、６）とを併せて示すグラフ図で
あり、横軸に風量Ｑをｍ’／ｍｉｎ．ＱＬ位で表し、縦
軸に静圧Ｐ及び圧力損失△ＰをｍｍＡ　ｑ　Ｑ位で表わ
したものである。

そして、システムインピーダンス曲線５４．、５４２　
、５４ｓ　、５４４　、５４ｓ　．　５４６は各々、ｈ
（ｍＩＩ１）＝３ｓ、４５、５５、６５、７５、８６の
場合を示している。尚、このシステムインピーダンスの
測定は、第６図に概略的に示すようなダブルチャンバ一
方式の測定装置５５を用いて行なわれたものであり、該
測定装置５５はノズル５６＆：よって分けられる２つの
空気槽５７Ａ、５７Ｂを有し、一方の空気槽５７Ａの反
ノズル５６側に吸込孔５８が形成されると共に静圧測定
用のマノメータ５９が設けられており、他方の空気槽５
７Ｂの反ノズル５６側には補助送風機６０が設けられて
おり、空気槽５７Ａと５７Ｂとの差圧から風量を求める
ためのマノメータ６１が両槽に跨って設けられている。

そして、特性評価装置１の本体部２に取付けられた軸流
ファン５の反筐体４例の面が測定装置５５の吸込孔５８
を覆うように取付けられた状態で風量に対する静圧が測
定される。尚、図中矢印Ｃは空気流の方向を示している
。

しかして、Ｑ−Ｐ特性曲線５３を有する軸流ファンの場
合に、例えば、ｈ＝６５ｍｍとすると、この時の動作点
は曲線５３と５４４との交点Ｍ４となり、このときにマ
ノメータ５２の静圧表示部３５には２．．１　ｆｆｉａ
＋Ａ　ｑと表示され、風量は０．　５　８　ｍ”／ｍｉ
ｎという事になる。

また、ファンのＱ−Ｐ特性曲線が知られていない場合で
も、ｈをある値、例えば、ｈｗ７５ｍｍとして測定し、
このときのマノメータ５２の読みが３．５ｍｍＡｑとな
れば、風量は０．　９　３　ｍ’／ＩＩｌｉｎとなる。

（ｅ．作用、用途） しかして、上記した特性評価装置１によれば、ダンバー
１６の摺動によって通気孔１５の開口面積を変え、シス
テムインピーダンスを表わす式ΔＰ＝Ｋ−Ｑ”　　（但
し、ｎは空気流Ｃより定まる指数であり、乱流の場合に
は通常２とされる．）における定数Ｋを変化させ、本体
部２のシステムインピーダンスを変えたり、また、フィ
ンヒータ１２の発熱量を可変制御することによって、フ
ァンが装着される装置における実際の使用状態に近い状
態をｙｃ擬的に実現して、ファンの特性評価を行なうこ
とができる． そして、この特性評価装置！は、例えば、設計時におけ
るファンの選定に際して使用したり、あるいは異なるフ
ァンの特性を比較したり、ファンの生産ラインにおける
チェッカー等として用いることができる。

（Ｇ．発明の効果） 以上に記載したところから明らかなように、本発明送風
機の特性評価装置は、測定対象とされる送風機が取付け
られる本体部を有し、該送風機に関する特性値を測定し
てこれを評価するための送風機の特性評価装置であって
、本体部の通気抵抗を可変する通気抵抗可変機構と、本
体部内に設けられた熱源の発熱量を可変するための発熱
量可変手段とを設けたことを特徴とする． 従って、本発明によれば、本体部のシステムインピーダ
ンスや発熱量を適宜に変更して、送風機の実際の使用状
態に近い状態を模擬的に作り出して、この状態での送風
機の特性を評価することができ、しかもこのために装置
が犬がかかりなものとなり、装置がコスト高なものとな
ることもない。

尚、前記した実施例においては通気抵抗可変機構として
、本体部に形成された三角形状の通気孔をダンパーによ
って開閉するようなものを示したが、本発明送風機の特
性評価装置の技術的範囲が、このようなもののみに限定
されて解釈される訳ではなく、通気孔の形状や開口面積
の可変機構等については種々の態様が考えられ、また、
発熱量の可変制御の仕方に関しても本発明の趣旨を逸脱
しない限りでの各種態様での実施が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明送風機の特性評価装置の実施
の一例を示しており、第１図は装置外観を示す斜視図、
第２図及び第３図は本体部を示し、第２図は概略水平断
面図、第３図は第２図のＩＩＩ　−　ＩＩＩ線に沿う拡
大断面図、第４図はブロック図、第５図は測定例をしめ
ずグラフ図、第６図はシステムインピーダンスの測定の
概要を示す説明図、第７図は問題点を説明するための概
略的なグラフ図である。 符号の説明 １・・・送風機の特性評価装置、 ２・・・木体部、　　５・・・送風機、１２・・・熱源
、 ｌ　５、　１　６、　１　７、　１　８、　１　９、　
３　９、・・通気抵抗可変機構、 ４０、４１・・・発熱量可変手段 ４　１　・ 本体＠５ 第２図 →Ｑ　（ｍ７ｍｉｎ） 闇題白を言界塀するためのフ゛ラフ図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 測定対象とされる送風機が取付けられる本体部を有し、
   該送風機に関する特性値を測定してこれを評価するため
   の送風機の特性評価装置であって、 本体部の通気抵抗を可変する通気抵抗可変機構と、 本体部内に設けられた熱源の発熱量を可変するための発
   熱量可変手段とを設けた ことを特徴とする送風機の特性評価装置