JPH0442558B2 - - Google Patents

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JPH0442558B2
JPH0442558B2 JP58049541A JP4954183A JPH0442558B2 JP H0442558 B2 JPH0442558 B2 JP H0442558B2 JP 58049541 A JP58049541 A JP 58049541A JP 4954183 A JP4954183 A JP 4954183A JP H0442558 B2 JPH0442558 B2 JP H0442558B2
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JP
Japan
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blade
chord length
fan
tip
wing
Prior art date
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Application number
JP58049541A
Other languages
English (en)
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JPS59173598A (ja
Inventor
Seiji Kawaguchi
Kazuma Matsui
Yukio Hashimoto
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP58049541A priority Critical patent/JPS59173598A/ja
Publication of JPS59173598A publication Critical patent/JPS59173598A/ja
Publication of JPH0442558B2 publication Critical patent/JPH0442558B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38Blades
    • F04D29/384Blades characterised by form
    • F04D29/386Skewed blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38Blades
    • F04D29/384Blades characterised by form

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軸流フアンに関するものであり、例
えば家庭用換気扇のフアン、扇風機のフアン、ラ
ジエータ用冷却フアンとして用いて有効である。
従来の軸流フアンは第1図に示す様にボス部1
の円周上に翼2が取り付けられている。翼2の任
意の箇所の外径をD、フアン外径をDt、ボス部
1の外径をDh、平均位置フアン径をDm=(Dh+
Dt)/2、翼弦長をl、翼取付角をβとする。
ここで言う翼弦長lとは第2図に示すように翼の
前縁5から後縁6までの距離であり、翼取付角β
とは翼の前縁5と後縁6を結んだ直線lと軸流フ
アン回転方向(第2図中矢印F)とのなす角を言
う。また直線lと主流方向(第2図中矢印P)と
のなす角を迎え角αと言う。そうすると横軸に
(D−Dh)/(Dt−Dh)を、縦軸にl/lm(lm
は平均位置での翼弦長)をとつた場合第3図の様
になり、横軸に(D−Dh)/(Dt−Dh)を、縦
軸にβ/βm(βmは平均位置での翼取付角)をと
つた場合第4図の様になる。この第3図及び第4
図からわかる様に、翼弦長lは翼根元近傍で急な
増加をし、翼中央部から翼先端部にかけてはほと
んど変化が見られず、また翼取付角βは翼根元か
ら翼先端にかけて滑らかに減少している。第5図
は迎え角αと揚力係数CL、抗力係数CDとの関係
を示したものであるが、迎え角αを小さくすると
(つまり翼取付角βを小さくすると)抗力係数CD
も小さくなつている。つまり従来のフアンは翼取
付角βを小さくして抗力係数CDを下げ、翼2の
表面での境界層の剥離を防止していた。しかし、
第6図からわかる様に、翼取付角βを小さくする
と抗力係数CDは小さくなるが、同時に揚力係数
CDも小さくなつてしまう。揚力係数CDが小さく
なると揚力Lも小さくなり、翼先端部における軸
流速度が小さくなる。軸流速度が小さくなると、
第6図に示すように1つの翼2fから発生した翼
端渦8は後方の翼2rと干渉を生じ、翼表面の圧
力変動が著しくなる結果、騒音の大きな原因とな
る。反対に翼先端部における軸流速度が大きいと
第7図に示すように、1つの翼2fから発生した
翼端渦8は後方の翼2rと干渉をおこさず翼2f
の後方に流出していき、後方の翼2rは圧力変動
も小さく干渉による騒音は発生しない。しかし、
前述した様に抗力Dが大きくなり、翼2表面から
境界層が剥離してしまい、それが原因となつて騒
音が発生する。
そこで本発明ではは上記問題点に鑑み、1つの
翼から発生した翼端渦が後方の翼と干渉すること
によつて生じる騒音を抑え、それと同時に翼表面
から境界層が剥離することによつて生じる騒音を
抑えることを目的とする。
この目的を達成するために本発明では、翼の先
端における翼取付角を、翼の平均位置フアン径に
おける翼取付角より大きく、翼元の翼取付角より
は小さくなるように翼元より漸減し、その後、翼
端に向かつて漸増させる。そして翼の翼弦長が翼
元から漸増する第1領域と、この第1領域に連接
され翼弦長が急増する第2領域と、この第2領域
に連接され翼弦長が漸増する第3領域とから構成
し、前記第2領域は翼の平均位置フアン径より翼
の先端部側に位置させた。
次に本発明を自動車用ラジエータの冷却フアン
として用いた場合の実施例について説明する。
自動車用ラジエータは自動車走行用エンジン8
(以下、単にエンジン8と呼ぶ)の冷却水を熱交
換させるもので、冷却フアン100はこのラジエ
ータ7に送風し、熱交換を促進させている。第8
図に示す様にラジエータ7と冷却フアン100は
自動車前頭部エンジンルーム内に設置され、エン
ジン8の前方に設置される。エンジン8から流出
する高温になつた冷却水をラジエータ7に導く第
1パイプ9と、ラジエータ7によつて熱交換され
低温になつた冷却水を再びエンジン8に戻すため
の第2パイプ10とで、ラジエータ7とエンジン
8とは結ばれている。冷却フアン100はラジエ
ータ7とエンジン8との間に設置されており、モ
ータ11によつて回転される。また冷却フアン1
00とラジエータ7との間には、冷却フアン10
0の送風を効率的に行なわせるためのフアンシユ
ラウド12が配設されている。尚、自動車ボデイ
ー13の前頭部には、外部空気をエンジンルーム
内に流入させるためのグリル14が設けてあり、
外部空気は第8図中矢印Pの様に流れる。
第9図は冷却フアン100の正面図である。冷
却フアン100はモータ11の駆動力を受けて回
転するボス部1と、このボス部に放射状に配設さ
れた翼2とからなる。ボス部1と翼2とはポリプ
ロピレン樹脂からなり一体成形される。尚、ボス
部1と翼2とはポリプロピレン樹脂に限ることな
く、その他も樹脂、アルミニウムなどの金属で構
成しても良く、第9図中矢印Rで示す方向に回転
する。ここで冷却フアン100の外径をDt、ボ
ス部1の外径をDh、平均位置フアン径をDm=
(Dh+Dt)/2とすると、翼弦長分布及び翼取付
角分布は第10図及び第11図に示すとおりであ
る。尚、横軸は第10図、第11図共に(D−
Dh)/(Dt−Dh)と無次元表示し、0は翼根元
位置、1は翼先端位置を示す。また、縦軸は第1
0図ではl/lm、第11図ではβ/βmとし、両
者とも無次元表示であり、平均位置フアン径での
翼弦長lm、および翼取付角βmの何倍であるかを
示している。第10図及び第11図からわかる様
に、翼弦長比l/lmは翼根元位置から微増し
(第1領域)、(D−Dh)/(Dt−Dh)≒0.7の位
置より急増し(第2領域)、翼先端位置では約1.6
としている(第3領域)。また、翼取付角比β/
βmは翼根元位置から小さくなり、フアン平均径
付近で最小値をとるが、翼先端にいくにつれて逆
に大きくなつていく。翼根元位置での値はβ/
βm=約2.4、翼先端位置での値はβ/βm=約1.35
である。尚、翼2はその前縁方向に翼弦長を伸ば
している。以上の実施例は、翼枚数4枚、フアン
外径300mm、ボス径90mm、モータ入力45w、フア
ン回転数1900rpm、送風量1000m3/h、ラジエー
タ7およびフアンシユラウド12の圧損5.4mmAg
としたが、本発明はこれらの諸元に限定されたも
のではない。
次に本発明の翼先端における翼弦長、および翼
取付角の効果的な範囲を調べるために、翼先端の
翼弦長と翼取付角をパラメータにとり種々のフア
ンを試作してその騒音評価を行なつた。試作した
フアンは翼先端の翼弦長lt/lmが1.0から2まで
の8種類(A〜H)で、フアン回転数および送風
量は一定で、翼取付角も翼先端部のみその翼弦長
に合せてβt/βmを1.2から2.0までとした。第12
図に翼弦長分布、第13図に翼取付角分布を示
す。これら8種類の冷却フアンの騒音評価した結
果を第14図に示す。翼弦長lt/lmが1.4から2
までのフアンではlt/lmが1のフアンに較べて、
騒音レベルが3dB(A)以上低減されている。翼弦長
があまり大きくても、高速回転した場合の翼の強
度を考慮して、せいぜいlt/lmは2倍が限度であ
ると考えられる。従つて、lt/lmの効果的な範囲
は1.4〜2.0が良いと思われる。次に、βt/βmは送
風量、回転数を一定にすると翼端部の翼弦長によ
つてほとんど決まつてしまうが、βt/βmは1.3〜
2.0が良いと思われる。
第15図は本発明第2実施例を示すもので、翼
弦長を翼の前縁方向および後縁方向の両方向に伸
ばしたものである。翼弦長分布および翼取付分布
は第1実施例と同様である。
第16図は本発明第3実施例を示すもので、翼
弦長を翼の後縁方向に伸ばしたものである。翼弦
長分布および翼取付角分布は第1実施例と同様で
ある。
第17図及び第18図は、本発明の第4実施例
を示すもので、ボス部1の外周に内側翼2aが配
設され、その外方端にはブレード2cが設けてあ
る。そして、このブレード2cの外方側には内側
翼2aより翼弦長が外側翼2bが設けられてい
る。このブレード2cは翼2の強度を増すと共
に、内側翼2aと外側翼2bの境界付近に生じる
乱流を整流する作用を有している。
第19図は、本発明の第5実施例を示すもの
で、ボス部1の外周に内側翼2aが配設され、そ
の外方端にはリング状部材2dが設けられてい
る。そしてこのリング状部材2dの外方側には内
側壁2aより翼弦長の長い外側翼2dが設けてあ
る。このリング状部材2dを設けることにより、
外側翼2dをリング状部材2dの任意の位置に設
置することができる。
以上の実施例において、翼先端部の翼取付角の
変化は2次関数的に増加していつたが(第20図
中イ)、第20図のロに示すような1次関数的
(すなわち直線)に増加していつても良いし、ハ
に示すような多次関数的に増加していつても良
い。また、平均位置フアン径におけるβ/βmが
最小になる必要はなく(第21図中イ)、第21
図のロに示すように(D−Dh)/(Dt−Dh)が
0.5より大きい所で、β/βmが最小になつても良
く、逆にハに示すように(D−Dh)/(Dt−
Dh)が0.5より小さい所でβ/βmが最小になつ
ても良い。
以上説明してきた様に、本発明のフアンを用い
れば、1つの翼から発生した翼端渦が後方の翼と
干渉することを防止しその結果騒音を抑え、それ
と同時に翼表面から境界層が剥離することを防止
して剥離による騒音を抑えることができる。
また、軸流フアンが回転しない条件の下で車両
が高速で走行したとしても、第1領域においては
翼弦長が比較的小さく翼面積が小さいため、翼自
身が走行風の通風抵抗となることが少ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の冷却フアンの正面図、第2図は
翼の断面図、第3図は従来の冷却フアンの翼弦長
分布を示す図、第4図は従来の冷却フアンの翼取
付角分布を示す図、第5図は抑え角と揚力係数、
抗力係数との関係を示す図、第6図及び第7図は
翼端渦の流れを示す図、第8〜11図は本発明第
1実施例を示す図で、第8図は取付状態を示す
図、第9図は正面図、第10図は翼弦長分布を示
す図、第11図は翼取付角分布を示す図、第12
〜14図は実験結果を示す図で、第12図は翼弦
長角分布を示す図、第13図は翼取付角分布を示
す図、第14図は翼弦長と騒音レベルとの関係を
示す図、第15図は第2実施例の正面図、第16
図は第3実施例の正面図、第17図は第4実施例
を示す図、第18図は第4実施例の要部斜視図、
第19図は第5実施例の正面図、第20図は他の
実施例の翼取付角分布図、第21図は他の実施例
の翼弦長分布図である。 1……ボス部、2……翼。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 自動車用ラジエータを冷却するための軸流フ
    アンであつて、 外部より動力を受けるためのボス部と、 このボス部の周囲に配された複数枚の翼とを備
    え、 この翼の先端における翼取付角が、翼の平均位
    置フアン径における翼取付角より大きく、翼元の
    翼取付角よりは小さくなるように翼元より漸減
    し、その後、翼端に向かつて漸増しており、且
    つ、 前記翼は、その翼弦長が翼元から漸増する第1
    領域と、この第1領域に連接され翼弦長が急増す
    る第2領域と、この第2領域に連接され翼弦長が
    漸増する第3領域とからなり、前記第2領域は翼
    の平均位置フアン径より翼の先端部側に位置して
    いることを特徴とする軸流フアン。
JP58049541A 1983-03-23 1983-03-23 軸流フアン Granted JPS59173598A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58049541A JPS59173598A (ja) 1983-03-23 1983-03-23 軸流フアン

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JP58049541A JPS59173598A (ja) 1983-03-23 1983-03-23 軸流フアン

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JPS59173598A JPS59173598A (ja) 1984-10-01
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ID=12834043

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