JPH0979177A - 可変速遠心ファン - Google Patents
可変速遠心ファンInfo
- Publication number
- JPH0979177A JPH0979177A JP23225795A JP23225795A JPH0979177A JP H0979177 A JPH0979177 A JP H0979177A JP 23225795 A JP23225795 A JP 23225795A JP 23225795 A JP23225795 A JP 23225795A JP H0979177 A JPH0979177 A JP H0979177A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fixed
- impeller
- weight
- blade
- side plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】低速で充分な冷却能力があり、高速で騒音を大
幅に抑制する。 【解決手段】羽根車板２の外周付近に、軸方向の複数の
連結棒１１で側板１２を固着する。幅を持って環状をな
し外力の無いときに周方向に偏平で弾性を持つ放射状の
羽根１３の外径端を連結棒１１に固着し、羽根１３の内
周端に棒状の重り１４を固着する。重り１４の軸方向端
部を羽根車板２及び側板１２の放射状の溝１５ａ、１５
ｂに嵌め込む。羽根１３の内部を貫通するストッパ１６
の両端を羽根車板２及び側板１２に固着する。
幅に抑制する。 【解決手段】羽根車板２の外周付近に、軸方向の複数の
連結棒１１で側板１２を固着する。幅を持って環状をな
し外力の無いときに周方向に偏平で弾性を持つ放射状の
羽根１３の外径端を連結棒１１に固着し、羽根１３の内
周端に棒状の重り１４を固着する。重り１４の軸方向端
部を羽根車板２及び側板１２の放射状の溝１５ａ、１５
ｂに嵌め込む。羽根１３の内部を貫通するストッパ１６
の両端を羽根車板２及び側板１２に固着する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、インバータで運
転されるような回転数が変化する回転機に適し、全閉外
扇形、開放自己通風形を含む回転機などに使用される可
変速遠心ファンに関する。
転されるような回転数が変化する回転機に適し、全閉外
扇形、開放自己通風形を含む回転機などに使用される可
変速遠心ファンに関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来例の側断面図、図８は図７の
正面図である。図において、羽根車はボス１に固着した
円板状の羽根車板２に複数の羽根７１を溶接やリベット
で固着する。
正面図である。図において、羽根車はボス１に固着した
円板状の羽根車板２に複数の羽根７１を溶接やリベット
で固着する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来例では、騒
音の低下を計るために、羽根車の羽根の形状の僅かな変
更をしたり、回転電機の羽根車部分にカバーを被せたり
する。しかし、固定した羽根７１なので、本質的な解決
になっていないのが現状である。可変速度の回転電機で
は回転機の軸に取付けた羽根車により低速から高速まで
冷却しなければならない。ところが低速で充分な冷却能
力を得ようとすれば、羽根車が大きなものになり、高速
時には冷却能力が過剰となってさらに騒音が著しく増加
する。羽根７１の回転時の騒音は、構造が同じならば、
高速になるほど大きくなる。すなわち騒音は羽根の周速
に比例して大きくなる。一般に羽根車の騒音は直径と回
転速度に比例する。
音の低下を計るために、羽根車の羽根の形状の僅かな変
更をしたり、回転電機の羽根車部分にカバーを被せたり
する。しかし、固定した羽根７１なので、本質的な解決
になっていないのが現状である。可変速度の回転電機で
は回転機の軸に取付けた羽根車により低速から高速まで
冷却しなければならない。ところが低速で充分な冷却能
力を得ようとすれば、羽根車が大きなものになり、高速
時には冷却能力が過剰となってさらに騒音が著しく増加
する。羽根７１の回転時の騒音は、構造が同じならば、
高速になるほど大きくなる。すなわち騒音は羽根の周速
に比例して大きくなる。一般に羽根車の騒音は直径と回
転速度に比例する。
【０００４】この発明の課題の要点は、低速で充分な冷
却能力を得たうえ、高速で騒音を大幅に抑制できる可変
速遠心ファンを提供することにある。
却能力を得たうえ、高速で騒音を大幅に抑制できる可変
速遠心ファンを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の可変速遠心フ
ァンは、円板状の羽根車板の外周付近に軸方向の複数の
連結棒で側板を固着し、幅を持って環状をなし外力の無
いときに周方向に偏平で弾性を持つ放射状の羽根の外径
端を連結棒に固着し、羽根の内径端に棒状の重りを固着
し、重りの軸方向端部を羽根車板又は側板の放射状の溝
に嵌め込むものである。
ァンは、円板状の羽根車板の外周付近に軸方向の複数の
連結棒で側板を固着し、幅を持って環状をなし外力の無
いときに周方向に偏平で弾性を持つ放射状の羽根の外径
端を連結棒に固着し、羽根の内径端に棒状の重りを固着
し、重りの軸方向端部を羽根車板又は側板の放射状の溝
に嵌め込むものである。
【０００６】この発明によれば、低速回転時には、重り
に働く遠心力が小さいので、羽根は周方向に偏平な長円
状をしていて普通の羽根の風を送る働きをする。羽根車
が回転を始めると、重りの遠心力とバランスするように
羽根が撓む。高速回転時には、重りの遠心力が大きくな
り、羽根が変形して円に近似するようになり、羽根とし
ての働きが落ちると共に、羽根の周方向の寸法が大きく
なって風の通風路も塞ぐことになり、風量が減少する。
したがって、高速回転時には騒音が増加しないで不必要
な風を作らない。棒状の重りの遠心力による動きは溝に
よってガイドされる。このようにして、回転速度が上が
っても、風量が増加するのを防ぎ、騒音を抑制する。
に働く遠心力が小さいので、羽根は周方向に偏平な長円
状をしていて普通の羽根の風を送る働きをする。羽根車
が回転を始めると、重りの遠心力とバランスするように
羽根が撓む。高速回転時には、重りの遠心力が大きくな
り、羽根が変形して円に近似するようになり、羽根とし
ての働きが落ちると共に、羽根の周方向の寸法が大きく
なって風の通風路も塞ぐことになり、風量が減少する。
したがって、高速回転時には騒音が増加しないで不必要
な風を作らない。棒状の重りの遠心力による動きは溝に
よってガイドされる。このようにして、回転速度が上が
っても、風量が増加するのを防ぎ、騒音を抑制する。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は実施例の側板を透視した要
部の正面図による動作図、図２は図１の半側断面図、図
３は図１の正面図、図４は図１の特定の定数を示す寸法
図、図５は図４などによる回転速度と各変化量との関係
図表、図６は回転速度と各変化量との関係図である。図
１、図２及び図３において、羽根車のボス１に固着した
円板状の羽根車板２の外周付近に軸方向の複数の連結棒
１１で側板１２を固着する。幅を持って環状をなし外力
の無いときに周方向に偏平で弾性を持つ放射状の羽根１
３の外径端を連結棒１１に固着し、羽根１３の内径端に
棒状の重り１４を固着する。重り１４の軸方向端部を羽
根車板２及び側板１２の放射状の溝１５ａ、１５ｂに嵌
め込む。羽根１３の内部を貫通するストッパ１６の両端
を羽根車板２及び側板１２に固着するとよい。このと
き、連結棒１１とストッパ１６とは一体でもよい。溝１
５ａ、１５ｂは何れか一方でもよい。羽根１３の外部を
連結棒１１に固着したり、羽根１３の外部に重り１４を
固着してもよい。
部の正面図による動作図、図２は図１の半側断面図、図
３は図１の正面図、図４は図１の特定の定数を示す寸法
図、図５は図４などによる回転速度と各変化量との関係
図表、図６は回転速度と各変化量との関係図である。図
１、図２及び図３において、羽根車のボス１に固着した
円板状の羽根車板２の外周付近に軸方向の複数の連結棒
１１で側板１２を固着する。幅を持って環状をなし外力
の無いときに周方向に偏平で弾性を持つ放射状の羽根１
３の外径端を連結棒１１に固着し、羽根１３の内径端に
棒状の重り１４を固着する。重り１４の軸方向端部を羽
根車板２及び側板１２の放射状の溝１５ａ、１５ｂに嵌
め込む。羽根１３の内部を貫通するストッパ１６の両端
を羽根車板２及び側板１２に固着するとよい。このと
き、連結棒１１とストッパ１６とは一体でもよい。溝１
５ａ、１５ｂは何れか一方でもよい。羽根１３の外部を
連結棒１１に固着したり、羽根１３の外部に重り１４を
固着してもよい。
【０００８】実施例によれば、低速回転時には、重り１
４に働く遠心力が小さいので、羽根１３は周方向に偏平
な長円状をしていて普通の羽根の風を送る働きをする。
羽根車が回転を始めると、重り１４の遠心力とバランス
するように羽根１３が撓む。高速回転時には、重り１４
の遠心力が大きくなり、羽根１３が変形して円に近似す
るようになり、羽根としての働きが落ちると共に、羽根
１３の周方向の寸法が大きくなって風の通風路も塞ぐこ
とになり、風量が減少する。したがって、高速回転時に
は騒音が増加しないで不必要な風を作らない。棒状の重
り１４の遠心力による動きは溝１５ａ、１５ｂによって
ガイドされる。羽根１３の変形をある程度で止めるた
め、適当な位置にストッパ１６を設けるが、最高回転数
が決まっているときには、羽根１３の弾性、または、重
り１４の質量を調整すれば、ストッパ１６は必須ではな
い。それ以外の場合で、ある回転速度で最適の冷却風量
を得られるように羽根１３をストッパ１６の位置を適当
に定めることにより、風量の調節ができる。回転電機に
使用すれば、効率が良くなり、低速から高速まで最適な
冷却風量を得るとともに高速時にも騒音が大きくなら
ず、また効率も悪化しない。
４に働く遠心力が小さいので、羽根１３は周方向に偏平
な長円状をしていて普通の羽根の風を送る働きをする。
羽根車が回転を始めると、重り１４の遠心力とバランス
するように羽根１３が撓む。高速回転時には、重り１４
の遠心力が大きくなり、羽根１３が変形して円に近似す
るようになり、羽根としての働きが落ちると共に、羽根
１３の周方向の寸法が大きくなって風の通風路も塞ぐこ
とになり、風量が減少する。したがって、高速回転時に
は騒音が増加しないで不必要な風を作らない。棒状の重
り１４の遠心力による動きは溝１５ａ、１５ｂによって
ガイドされる。羽根１３の変形をある程度で止めるた
め、適当な位置にストッパ１６を設けるが、最高回転数
が決まっているときには、羽根１３の弾性、または、重
り１４の質量を調整すれば、ストッパ１６は必須ではな
い。それ以外の場合で、ある回転速度で最適の冷却風量
を得られるように羽根１３をストッパ１６の位置を適当
に定めることにより、風量の調節ができる。回転電機に
使用すれば、効率が良くなり、低速から高速まで最適な
冷却風量を得るとともに高速時にも騒音が大きくなら
ず、また効率も悪化しない。
【０００９】以下において、数式でどうなるか及び実用
的な数値で実現できるかを、検討する。羽根はばねとも
いう。 Ｎ ；羽根車の回転速度（ｒｐｍ） Ｆn ；羽根車がＮ回転している時に受ける羽根の重りの
遠心力（ｋｇ） ｒn ；羽根車がＮ回転している時羽根の重りの重心の回
転半径（ｍｍ） ＦSn；羽根がｒn の位置にある時ばねの発生する力（ｋ
ｇ） ｍ1 ；羽根の重りの質量（ｇｒ） Ｌ1 ；羽根の自由長さ（ｍｍ） Ｋs ；羽根のばね定数（ｋｇ／ｃｍ） Ｋ1 ；定数 以上のように記号を定めると、次の方程式が成立する。
的な数値で実現できるかを、検討する。羽根はばねとも
いう。 Ｎ ；羽根車の回転速度（ｒｐｍ） Ｆn ；羽根車がＮ回転している時に受ける羽根の重りの
遠心力（ｋｇ） ｒn ；羽根車がＮ回転している時羽根の重りの重心の回
転半径（ｍｍ） ＦSn；羽根がｒn の位置にある時ばねの発生する力（ｋ
ｇ） ｍ1 ；羽根の重りの質量（ｇｒ） Ｌ1 ；羽根の自由長さ（ｍｍ） Ｋs ；羽根のばね定数（ｋｇ／ｃｍ） Ｋ1 ；定数 以上のように記号を定めると、次の方程式が成立する。
【００１０】Ｆn ＝Ｋ1 ・ｍ1 ・ｒn ・Ｎ2 ＦSn＝Ｋs （ｒn −ｒ0 ）・１０-1 Ｆn ＝ＦSn ただし、Ｋ1 ＝π・１０-6／（３０・９．８） ここで、ストッパに当たり羽根が動かない時は、Ｆn ＞
Ｆ2n が成立するすることになる。
Ｆ2n が成立するすることになる。
【００１１】 Ｋ1 ｍ1 ｒn Ｎ2 ＝Ｋs （ｒn −ｒ0 ）・１０-1 式を整理すると、 Ｎ2 ＝〔Ｋs ／１０Ｋ1 〕×〔（ｒn −ｒ0 ）／ｍ1 ｒ
n 〕 これらの方程式を満たしさらに実用的回転速度で羽根が
変形するよう各定数を定めればよい。
n 〕 これらの方程式を満たしさらに実用的回転速度で羽根が
変形するよう各定数を定めればよい。
【００１２】例として下記と図４のように定数を定め
る。 羽根車板直径；４００ｍｍφ、 羽根の個数；１２個 羽根； 変形前の長さ９０ｍｍ、高さ３０ｍｍ、重りの
質量６．６ｇｒ、材質 ばね鋼、 羽根車回転軸中心から羽根重りまでの距離；羽根の静止
時 １１０ｍｍ、 重りのストッパ位置； 羽根車回転軸中心から １３
０．７ｍｍ、 羽根の自由長 ９０ｍｍ、 羽根のばね定数 １０ｋｇ／ｃｍ 羽根の全周長さ（６π＋８４×２）＝１８６．８ｍｍ、 上記に示す実例の数値を使って各変化量と回転速度との
関係を求めると図５になる。通風スペースは羽根ピッチ
から羽根の幅を引いたもので、風が通れるスペースであ
る。風量指数は回転速度×通風スペースで表され風量の
目安になる数値である。ここでは、１０００rpm におけ
る値を１００とした時の割合で示してある。（今回は１
５００rpm にストッパーをセットしてあるので２０００
rpm の数値は参考値。） 一般に羽根車の騒音は、風量と回転速度に比例すると考
えてよいから、実施例に示したような羽根車を例えば４
極誘導電動機に使用しインバータ電源で駆動すると、５
０Ｈｚ（１０００rpm 程度）では最適のファンで冷却さ
れ充分な冷却性能が確保できる。さらに回転速度が上が
ると自動的に風量指数が調整され回転速度比例で風量が
増加することがないので、無駄にエネルギーを消費せず
また騒音の増加もある程度で抑えられる。
る。 羽根車板直径；４００ｍｍφ、 羽根の個数；１２個 羽根； 変形前の長さ９０ｍｍ、高さ３０ｍｍ、重りの
質量６．６ｇｒ、材質 ばね鋼、 羽根車回転軸中心から羽根重りまでの距離；羽根の静止
時 １１０ｍｍ、 重りのストッパ位置； 羽根車回転軸中心から １３
０．７ｍｍ、 羽根の自由長 ９０ｍｍ、 羽根のばね定数 １０ｋｇ／ｃｍ 羽根の全周長さ（６π＋８４×２）＝１８６．８ｍｍ、 上記に示す実例の数値を使って各変化量と回転速度との
関係を求めると図５になる。通風スペースは羽根ピッチ
から羽根の幅を引いたもので、風が通れるスペースであ
る。風量指数は回転速度×通風スペースで表され風量の
目安になる数値である。ここでは、１０００rpm におけ
る値を１００とした時の割合で示してある。（今回は１
５００rpm にストッパーをセットしてあるので２０００
rpm の数値は参考値。） 一般に羽根車の騒音は、風量と回転速度に比例すると考
えてよいから、実施例に示したような羽根車を例えば４
極誘導電動機に使用しインバータ電源で駆動すると、５
０Ｈｚ（１０００rpm 程度）では最適のファンで冷却さ
れ充分な冷却性能が確保できる。さらに回転速度が上が
ると自動的に風量指数が調整され回転速度比例で風量が
増加することがないので、無駄にエネルギーを消費せず
また騒音の増加もある程度で抑えられる。
【００１３】１０００ｒｐｍで所定の風量を発生する羽
根車を３０００ｒｐｍまで運転すれば、騒音は、風量指
数が １００×３０００／１０００＝３００ となるの
で３００／１００＝３、すなわち、騒音は３倍となるは
ずである。しかし、実施例の羽根車によると３０００ｒ
ｐｍにおける騒音は、１５００ｒｐｍにおける風量指数
９４．４×３０００／１５００＝１８８．８、∴１８
８．８／１００＝１．８８８ 即ち騒音は１．９倍にし
かならない。仮に３０００ｒｐｍにおける元々の騒音を
１００ｄｂとすれば、実施例ではその値が１００×１．
９／３＝６３．３ｄｂとなる。すなわち、実施例の羽根
車を使用すると３６％も騒音が低減され、他の方法では
とても達成できない値である。これらの関係を図表で示
せば図６のようになる。
根車を３０００ｒｐｍまで運転すれば、騒音は、風量指
数が １００×３０００／１０００＝３００ となるの
で３００／１００＝３、すなわち、騒音は３倍となるは
ずである。しかし、実施例の羽根車によると３０００ｒ
ｐｍにおける騒音は、１５００ｒｐｍにおける風量指数
９４．４×３０００／１５００＝１８８．８、∴１８
８．８／１００＝１．８８８ 即ち騒音は１．９倍にし
かならない。仮に３０００ｒｐｍにおける元々の騒音を
１００ｄｂとすれば、実施例ではその値が１００×１．
９／３＝６３．３ｄｂとなる。すなわち、実施例の羽根
車を使用すると３６％も騒音が低減され、他の方法では
とても達成できない値である。これらの関係を図表で示
せば図６のようになる。
【００１４】
【発明の効果】この発明の可変速遠心ファンによれば、
重りの遠心力で羽根が変形し、羽根の働きが落ちると共
に、風の通風路が塞がれて、風量が減少するので、低速
で充分な冷却能力を得たうえ、高速で騒音を大幅に抑制
できるという効果がある。
重りの遠心力で羽根が変形し、羽根の働きが落ちると共
に、風の通風路が塞がれて、風量が減少するので、低速
で充分な冷却能力を得たうえ、高速で騒音を大幅に抑制
できるという効果がある。
【図１】実施例の側板を透視した要部の正面図による動
作図
作図
【図２】図１の半側断面図
【図３】図１の正面図
【図４】図１の特定の定数を示す寸法図
【図５】図４などによる回転速度と各変化量との関係図
表
表
【図６】回転速度と各変化量との関係図
【図７】従来例の側断面図
【図８】図７の正面図
１ ボス ２ 羽根車板 １１ 連結棒 １２ 側板 １３ 羽根 １４ 重り １５ａ 溝 １５ｂ 溝 １６ ストッパ
Claims (1)
- 【請求項１】円板状の羽根車板の外周付近に軸方向の複
数の連結棒で側板を固着し、幅を持って環状をなし外力
の無いときに周方向に偏平で弾性を持つ放射状の羽根の
外径端を連結棒に固着し、羽根の内径端に棒状の重りを
固着し、重りの軸方向端部を羽根車板又は側板の放射状
の溝に嵌め込むことを特徴とする可変速遠心ファン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23225795A JPH0979177A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 可変速遠心ファン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23225795A JPH0979177A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 可変速遠心ファン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979177A true JPH0979177A (ja) | 1997-03-25 |
Family
ID=16936440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23225795A Pending JPH0979177A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 可変速遠心ファン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0979177A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103133371A (zh) * | 2011-12-05 | 2013-06-05 | 技嘉科技股份有限公司 | 风扇模块 |
-
1995
- 1995-09-11 JP JP23225795A patent/JPH0979177A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103133371A (zh) * | 2011-12-05 | 2013-06-05 | 技嘉科技股份有限公司 | 风扇模块 |
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