JPH1018995A - 送風装置 - Google Patents
送風装置Info
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- JPH1018995A JPH1018995A JP8174042A JP17404296A JPH1018995A JP H1018995 A JPH1018995 A JP H1018995A JP 8174042 A JP8174042 A JP 8174042A JP 17404296 A JP17404296 A JP 17404296A JP H1018995 A JPH1018995 A JP H1018995A
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/545—Ducts
- F04D29/547—Ducts having a special shape in order to influence fluid flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D25/00—Pumping installations or systems
- F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
- F04D25/0606—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
- F04D25/0613—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump the electric motor being of the inside-out type, i.e. the rotor is arranged radially outside a central stator
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/526—Details of the casing section radially opposing blade tips
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S415/00—Rotary kinetic fluid motors or pumps
- Y10S415/914—Device to control boundary layer
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 渦発生を抑制することによってＰ−Ｑ特性の
向上と静音化を実現する送風装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】 ファン１の翼先端から間隔をあけて環状
壁２を形成すると共に、この環状壁２を環状板７1 〜７
5 とスペーサ８とで形成して環状板の間にスリットを形
成するとともに、前記スリットの隙間の幅ｗを、ファン
の回転に伴って前記スリットから空気を環状壁の内周部
に層流状態で吸い込むように設定する。これによると、
ファンの背圧側での空気流の剥離および渦発生を抑制し
て送風状態を改善できる。
向上と静音化を実現する送風装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】 ファン１の翼先端から間隔をあけて環状
壁２を形成すると共に、この環状壁２を環状板７1 〜７
5 とスペーサ８とで形成して環状板の間にスリットを形
成するとともに、前記スリットの隙間の幅ｗを、ファン
の回転に伴って前記スリットから空気を環状壁の内周部
に層流状態で吸い込むように設定する。これによると、
ファンの背圧側での空気流の剥離および渦発生を抑制し
て送風状態を改善できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は送風装置に関するも
のである。
のである。
【０００２】
【従来の技術】機器の小形化，電子化により、電気回路
の高密度実装が盛んに使用されるようになってきた。こ
れに伴い電子機器の発熱密度も増加するため、機器冷却
用に軸流形送風装置もしくは斜流形送風装置が使用され
ている。
の高密度実装が盛んに使用されるようになってきた。こ
れに伴い電子機器の発熱密度も増加するため、機器冷却
用に軸流形送風装置もしくは斜流形送風装置が使用され
ている。
【０００３】従来の送風装置は図９に示すように、軸流
ファン１の翼先端から間隔をあけて環状壁２が形成され
ており、モータ部３に通電した送風状態では、軸流ファ
ン１が軸４を中心に回転し、吸引側から吐出側に向かう
空気流５が発生する。
ファン１の翼先端から間隔をあけて環状壁２が形成され
ており、モータ部３に通電した送風状態では、軸流ファ
ン１が軸４を中心に回転し、吸引側から吐出側に向かう
空気流５が発生する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
送風状態においては、翼先端の背圧側において空気流の
速度が速くなり、これが圧力エネルギーに変換される翼
後縁側に翼間二次流れの影響による低エネルギー領域が
発生する。この部分は損失も大きく流れの剥離が生じ易
く、空気流がブレード面より離脱してしまい、その離脱
領域には渦発生が起き、これにより乱流騒音を増加さ
せ、騒音レベルならびに静圧−風量特性（以下、Ｐ−Ｑ
特性と称す）の悪化を招く問題がある。
送風状態においては、翼先端の背圧側において空気流の
速度が速くなり、これが圧力エネルギーに変換される翼
後縁側に翼間二次流れの影響による低エネルギー領域が
発生する。この部分は損失も大きく流れの剥離が生じ易
く、空気流がブレード面より離脱してしまい、その離脱
領域には渦発生が起き、これにより乱流騒音を増加さ
せ、騒音レベルならびに静圧−風量特性（以下、Ｐ−Ｑ
特性と称す）の悪化を招く問題がある。
【０００５】この現象は、特に吐出流側に流動抵抗（シ
ステムインピーダンス）がかかった場合、翼先端の漏れ
渦の発生が大きくなり、ファンとして失速状態を呈する
状態に陥る場合に頻繁に見られる。
ステムインピーダンス）がかかった場合、翼先端の漏れ
渦の発生が大きくなり、ファンとして失速状態を呈する
状態に陥る場合に頻繁に見られる。
【０００６】また、上記の環状壁に代えて複数のリング
体を配設し、それらリング体の間の間隔を空気流入口と
し、ファン外周からも空気を吸引するようにしたものが
米国特許第 2,628,020および同 5,292,088などに見受け
られる。
体を配設し、それらリング体の間の間隔を空気流入口と
し、ファン外周からも空気を吸引するようにしたものが
米国特許第 2,628,020および同 5,292,088などに見受け
られる。
【０００７】しかし、米国特許第 2,628,020に記載の送
風装置は、リング体の断面形状を風下側へ傾斜、すなわ
ち、空気流入口から流入する空気がファン送出空気にう
まく合流するように外周からの空気導入を斜め後方向に
設定したものであったが、前記の渦発生を抑制するもの
ではなく、Ｐ−Ｑ特性の向上および低騒音化にはあまり
結び付くものではなかった。
風装置は、リング体の断面形状を風下側へ傾斜、すなわ
ち、空気流入口から流入する空気がファン送出空気にう
まく合流するように外周からの空気導入を斜め後方向に
設定したものであったが、前記の渦発生を抑制するもの
ではなく、Ｐ−Ｑ特性の向上および低騒音化にはあまり
結び付くものではなかった。
【０００８】また、米国特許第 5,292,088に記載の送風
装置は、リング体の間の空気流入口より導入される空気
によって、ファン外周に風量増加のための渦を形成、あ
るいはファン外周に存在する渦を風量増加に利用するよ
うにしたものである。
装置は、リング体の間の空気流入口より導入される空気
によって、ファン外周に風量増加のための渦を形成、あ
るいはファン外周に存在する渦を風量増加に利用するよ
うにしたものである。
【０００９】本発明は、上記の米国特許第 5,292,088に
記載の送風装置のように、渦を風量の増加要素として利
用するものとは技術思想を異にし、逆に渦発生を抑制す
ることによってＰ−Ｑ特性の向上と、静音化を図ったも
のである。
記載の送風装置のように、渦を風量の増加要素として利
用するものとは技術思想を異にし、逆に渦発生を抑制す
ることによってＰ−Ｑ特性の向上と、静音化を図ったも
のである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の送風装置は、送
風状態において環状壁に設けたスリットから環状壁の内
部へ空気を層流の状態で吸い込み、これにより翼先端漏
れ渦および旋回失速が生じることを抑制することを特徴
とする。
風状態において環状壁に設けたスリットから環状壁の内
部へ空気を層流の状態で吸い込み、これにより翼先端漏
れ渦および旋回失速が生じることを抑制することを特徴
とする。
【００１１】この構成によると、送風装置の低騒音化が
図れ、しかもＰ−Ｑ特性の向上を実現できる。これらの
特性向上には送風装置が冷却を目的とする機器内に実装
されシステムインピーダンスがファンにかかる場合に特
に顕著に見られる。
図れ、しかもＰ−Ｑ特性の向上を実現できる。これらの
特性向上には送風装置が冷却を目的とする機器内に実装
されシステムインピーダンスがファンにかかる場合に特
に顕著に見られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の送風装置は、ファンの翼
先端から間隔をあけて環状壁を形成すると共に、この環
状壁には前記の翼先端と対向する部分に環状壁の内周部
と外周部を連通するスリットを形成し、空気の動粘度を
ν，翼先端の周速をｖ，前記スリットの隙間の幅をｗ，
臨界レイノルズ数をＲec とした場合に、 ｗ ≦ （ ν ・ Ｒec ／ ｖ ） の条件を満足するように前記スリットの隙間の幅を設定
して、ファンの回転に伴って前記スリットから空気を環
状壁の内周部に層流状態で吸い込むことを特徴とする。
先端から間隔をあけて環状壁を形成すると共に、この環
状壁には前記の翼先端と対向する部分に環状壁の内周部
と外周部を連通するスリットを形成し、空気の動粘度を
ν，翼先端の周速をｖ，前記スリットの隙間の幅をｗ，
臨界レイノルズ数をＲec とした場合に、 ｗ ≦ （ ν ・ Ｒec ／ ｖ ） の条件を満足するように前記スリットの隙間の幅を設定
して、ファンの回転に伴って前記スリットから空気を環
状壁の内周部に層流状態で吸い込むことを特徴とする。
【００１３】また、複数枚の環状板をファン回転軸の方
向に間隔ｗで積層してスリット付きの環状壁を形成した
ことを特徴とする。また、前記スリットを形成支持する
スペーサの配列位置を、ファン回転軸に対して傾きを持
たせて配列したことを特徴とする。
向に間隔ｗで積層してスリット付きの環状壁を形成した
ことを特徴とする。また、前記スリットを形成支持する
スペーサの配列位置を、ファン回転軸に対して傾きを持
たせて配列したことを特徴とする。
【００１４】また、前記スペーサを、ファンの径方向に
対して直線または曲線またはその複合線にて形成される
線分を用いて湾曲させたことを特徴とする。また、前記
スペーサのファン径方向の枚数を３以上の素数に設定し
たことを特徴とする。
対して直線または曲線またはその複合線にて形成される
線分を用いて湾曲させたことを特徴とする。また、前記
スペーサのファン径方向の枚数を３以上の素数に設定し
たことを特徴とする。
【００１５】また、前記ファンの形状を、軸流ファンま
たは斜流ファンとしたことを特徴とする。以下、本発明
の各実施の形態を図１〜図８と図１０に基づいて説明す
る。
たは斜流ファンとしたことを特徴とする。以下、本発明
の各実施の形態を図１〜図８と図１０に基づいて説明す
る。
【００１６】（実施の形態１）図１〜図４は（実施の形
態１）を示す。この送風装置は、軸流ファン１の周囲を
取り巻く環状壁２にスリット６が形成されている。具体
的には、環状板７1 ，７2 ，７3 ，７4 ，７5 が間にス
ペーサ８を挟んで積層されており、環状板７1 〜７5 の
うちの隣接する環状板との間にそれぞれスリット６が形
成されている。
態１）を示す。この送風装置は、軸流ファン１の周囲を
取り巻く環状壁２にスリット６が形成されている。具体
的には、環状板７1 ，７2 ，７3 ，７4 ，７5 が間にス
ペーサ８を挟んで積層されており、環状板７1 〜７5 の
うちの隣接する環状板との間にそれぞれスリット６が形
成されている。
【００１７】図１の（ｃ）に示すように、積層された環
状板７1 〜７5 の幅は軸流ファン１の軸方向の幅と同一
または軸流ファン１の軸方向の幅とほぼ同一に設定され
ている。また、各スリット６の隙間の幅ｗは次のように
設定されている。
状板７1 〜７5 の幅は軸流ファン１の軸方向の幅と同一
または軸流ファン１の軸方向の幅とほぼ同一に設定され
ている。また、各スリット６の隙間の幅ｗは次のように
設定されている。
【００１８】図３はスリット６の隙間の幅ｗが必要以上
に広い場合を模式的に表したものである。この場合に
は、軸流ファン１が矢印９方向に回転駆動されることに
よって翼先端において正圧側から背圧側に漏れ渦１０が
発生する。また、軸流ファン１の回転駆動に伴って各ス
リット６から内側に向かって空気流の流れ込み１１が発
生する。スリット６の隙間の幅ｗが必要以上に広い場合
に各スリット６から流れ込む空気流は乱流Ａであって、
この乱流Ａは軸流ファン１の翼先端と環状壁２の内周面
との間の隙間を通って漏れ流れ１２となって背圧側に流
入し、背圧面において空気流がブレード面より離脱して
しまう。１９は背圧面剥離境界線を表しており、その離
脱領域には渦１３の発生が起き、Ｐ−Ｑ特性の悪化、な
らびに騒音が増加する。この場合には、スリットから一
度流れ込んだ空気流が次のスリットから流出するディス
クサーキュレーション１８も発生し、Ｐ−Ｑ特性と騒音
の更なる悪化も招いてしまう。
に広い場合を模式的に表したものである。この場合に
は、軸流ファン１が矢印９方向に回転駆動されることに
よって翼先端において正圧側から背圧側に漏れ渦１０が
発生する。また、軸流ファン１の回転駆動に伴って各ス
リット６から内側に向かって空気流の流れ込み１１が発
生する。スリット６の隙間の幅ｗが必要以上に広い場合
に各スリット６から流れ込む空気流は乱流Ａであって、
この乱流Ａは軸流ファン１の翼先端と環状壁２の内周面
との間の隙間を通って漏れ流れ１２となって背圧側に流
入し、背圧面において空気流がブレード面より離脱して
しまう。１９は背圧面剥離境界線を表しており、その離
脱領域には渦１３の発生が起き、Ｐ−Ｑ特性の悪化、な
らびに騒音が増加する。この場合には、スリットから一
度流れ込んだ空気流が次のスリットから流出するディス
クサーキュレーション１８も発生し、Ｐ−Ｑ特性と騒音
の更なる悪化も招いてしまう。
【００１９】これに対して、図４はスリット６の隙間の
幅ｗを適正に設定した場合を示している。軸流ファン１
の回転駆動に伴って各スリット６から内側に向かって流
れ込む空気流が層流Ｂになるようにスリット６の隙間の
幅ｗを適正に設定した場合には、翼先端において正圧側
から背圧側に流れる漏れ渦１０が図３に示した場合に比
べて抑制され、背圧面での空気流の離脱が無くなる。１
４は背圧面無剥離流線を表しており、Ｐ−Ｑ特性の改
善、ならびに騒音が減少する。
幅ｗを適正に設定した場合を示している。軸流ファン１
の回転駆動に伴って各スリット６から内側に向かって流
れ込む空気流が層流Ｂになるようにスリット６の隙間の
幅ｗを適正に設定した場合には、翼先端において正圧側
から背圧側に流れる漏れ渦１０が図３に示した場合に比
べて抑制され、背圧面での空気流の離脱が無くなる。１
４は背圧面無剥離流線を表しており、Ｐ−Ｑ特性の改
善、ならびに騒音が減少する。
【００２０】各スリット６から内側に向かって流れ込む
空気流を層流にできる前記スリット６の隙間の幅ｗを、
具体例を挙げて説明する。ここで、空気流が層流か乱流
かの決定にかかわる無次元数のレイノルズ数Ｒeは、 Ｒe ＝（ ｖ ・ ｗ ） ／ ν と表せる。ここでνは空気の動粘度（ａｔ 20 ℃で 15.
6 ｍｍ2 ／ｓ ）、ｖは翼先端の周速，ｗは前記スリッ
トの隙間の幅である。したがって、 ｗ ＝（ Ｒe ・ ν ） ／ ｖ である。層流から乱流に変位する点のレイノルズ数を臨
界レイノルズ数Ｒecと表現し、Ｒec を約 2000 （正確
には 2320 ：管内流れ近似）として以下に前記スリット
の隙間の幅ｗを計算する。
空気流を層流にできる前記スリット６の隙間の幅ｗを、
具体例を挙げて説明する。ここで、空気流が層流か乱流
かの決定にかかわる無次元数のレイノルズ数Ｒeは、 Ｒe ＝（ ｖ ・ ｗ ） ／ ν と表せる。ここでνは空気の動粘度（ａｔ 20 ℃で 15.
6 ｍｍ2 ／ｓ ）、ｖは翼先端の周速，ｗは前記スリッ
トの隙間の幅である。したがって、 ｗ ＝（ Ｒe ・ ν ） ／ ｖ である。層流から乱流に変位する点のレイノルズ数を臨
界レイノルズ数Ｒecと表現し、Ｒec を約 2000 （正確
には 2320 ：管内流れ近似）として以下に前記スリット
の隙間の幅ｗを計算する。
【００２１】ハウジングサイズが 92 × 92 ｍｍの一般
的な軸流形ファンモータの軸流ファンの直径ｄは 86.5
ｍｍ程度，回転数Ｎは 3000 ｒｐｍとする。この軸流フ
ァンの翼先端の周速度ｖは、 ｖ ＝ （ π・ｄ・Ｎ ） ／ （ 1000 × 60 ） ＝ （ π・ 86.5 ・ 3000 ） ／ （ 1000 × 60 ） ＝ 13.58 ｍ／ｓ である。これらを上記の式に代入すると、 ｗ ＝（ 2000 × 15.6 ） ／ （ 13.58 × 1000 ） ＝ 2.297 × 10-3 ｍ ＝ 2.297ｍｍ したがって、ハウジングサイズが 92 × 92 ｍｍの一般
的な軸流形ファンモータの場合にはスリットの隙間の幅
を“ ｗ ≦ 2.297ｍｍ ”に設定するようスペーサ
８を製作すると、各スリット６から内側に向かって流れ
込む空気流を層流にできることが分かる。
的な軸流形ファンモータの軸流ファンの直径ｄは 86.5
ｍｍ程度，回転数Ｎは 3000 ｒｐｍとする。この軸流フ
ァンの翼先端の周速度ｖは、 ｖ ＝ （ π・ｄ・Ｎ ） ／ （ 1000 × 60 ） ＝ （ π・ 86.5 ・ 3000 ） ／ （ 1000 × 60 ） ＝ 13.58 ｍ／ｓ である。これらを上記の式に代入すると、 ｗ ＝（ 2000 × 15.6 ） ／ （ 13.58 × 1000 ） ＝ 2.297 × 10-3 ｍ ＝ 2.297ｍｍ したがって、ハウジングサイズが 92 × 92 ｍｍの一般
的な軸流形ファンモータの場合にはスリットの隙間の幅
を“ ｗ ≦ 2.297ｍｍ ”に設定するようスペーサ
８を製作すると、各スリット６から内側に向かって流れ
込む空気流を層流にできることが分かる。
【００２２】なお、スリットの隙間の幅ｗを極めて小さ
くした場合にはスリットが流入抵抗になり、上記のよう
なＰ−Ｑ特性の改善、ならびに騒音の減少効果を期待で
きなくなることは述べるまでもない。
くした場合にはスリットが流入抵抗になり、上記のよう
なＰ−Ｑ特性の改善、ならびに騒音の減少効果を期待で
きなくなることは述べるまでもない。
【００２３】このように環状壁２にスリット６を形成す
ると共に、このスリットの隙間の幅ｗを適切に設定する
ことによって、Ｐ−Ｑ特性の改善、ならびに騒音の減少
を達成できることが分かる。
ると共に、このスリットの隙間の幅ｗを適切に設定する
ことによって、Ｐ−Ｑ特性の改善、ならびに騒音の減少
を達成できることが分かる。
【００２４】図１０はハウジングサイズが 92 × 92 ｍ
ｍの一般的な軸流形送風装置の従来品と（実施の形態
１）の実施品とを、実用状態の機器実装時に発生する背
圧を受けた状態での実測値を比べたもので、Ｎ（回転
数）−Ｑ（風量）特性，Ｓ（騒音）−Ｑ（風量）特性，
Ｐ−Ｑ特性ともに破線が従来品、実線が（実施の形態
１）の実施品であって、（実施の形態１）の実施品の効
果が絶大であることが一目瞭然である。
ｍの一般的な軸流形送風装置の従来品と（実施の形態
１）の実施品とを、実用状態の機器実装時に発生する背
圧を受けた状態での実測値を比べたもので、Ｎ（回転
数）−Ｑ（風量）特性，Ｓ（騒音）−Ｑ（風量）特性，
Ｐ−Ｑ特性ともに破線が従来品、実線が（実施の形態
１）の実施品であって、（実施の形態１）の実施品の効
果が絶大であることが一目瞭然である。
【００２５】（実施の形態２）図５は（実施の形態２）
を示す。（実施の形態１）では環状壁２を形成する環状
板７1 〜７5 を間隔保持するスペーサ８の位置は、上層
（流れの上流側）と下層（流れの下流側）では周方向の
同一の位置に設けたが、この（実施の形態２）では図５
に示すように翼先端の傾きとは逆方向にずらせて上層と
下層のスペーサ８が配置されている点だけが異なってお
り、スリットの隙間の幅ｗを適切に設定する点について
は同様である。
を示す。（実施の形態１）では環状壁２を形成する環状
板７1 〜７5 を間隔保持するスペーサ８の位置は、上層
（流れの上流側）と下層（流れの下流側）では周方向の
同一の位置に設けたが、この（実施の形態２）では図５
に示すように翼先端の傾きとは逆方向にずらせて上層と
下層のスペーサ８が配置されている点だけが異なってお
り、スリットの隙間の幅ｗを適切に設定する点について
は同様である。
【００２６】このように構成することによって、スペー
サと翼先端との風切り位置を非同期化できることにより
騒音をさらに減少させることができる。 （実施の形態３）図６の（ａ）（ｂ）は（実施の形態
３）を示す。
サと翼先端との風切り位置を非同期化できることにより
騒音をさらに減少させることができる。 （実施の形態３）図６の（ａ）（ｂ）は（実施の形態
３）を示す。
【００２７】この（実施の形態３）は（実施の形態１）
の変形例で、（実施の形態１）の環状壁２は、外形形状
が矩形型のケーシング本体１５から上下左右の辺１６の
中央付近でケーシング本体１５からさらに外側に突出し
た形状になっていたが、この（実施の形態３）では環状
壁２を構成する環状板７1 〜７5 は、ケーシング本体１
５から上下左右の辺１６の中央付近に対応する部分が、
ケーシング本体１５と面一になるように成形されてい
る。その外は（実施の形態１）と同様である。なお、図
６の（ｂ）では軸流ファン１を除いて図示されている。
の変形例で、（実施の形態１）の環状壁２は、外形形状
が矩形型のケーシング本体１５から上下左右の辺１６の
中央付近でケーシング本体１５からさらに外側に突出し
た形状になっていたが、この（実施の形態３）では環状
壁２を構成する環状板７1 〜７5 は、ケーシング本体１
５から上下左右の辺１６の中央付近に対応する部分が、
ケーシング本体１５と面一になるように成形されてい
る。その外は（実施の形態１）と同様である。なお、図
６の（ｂ）では軸流ファン１を除いて図示されている。
【００２８】このように構成した場合には、各スリット
６を介して内部に層流の状態で空気流を吸い込む作用が
（実施の形態１）の場合に比べて若干は低下するけれど
も、従来の軸流形ファンモータに比べてＰ−Ｑ特性の改
善、ならびに騒音の減少を実現できる。さらに、実用上
の搭載スペースも従来品と同一にできるメリットがあ
る。
６を介して内部に層流の状態で空気流を吸い込む作用が
（実施の形態１）の場合に比べて若干は低下するけれど
も、従来の軸流形ファンモータに比べてＰ−Ｑ特性の改
善、ならびに騒音の減少を実現できる。さらに、実用上
の搭載スペースも従来品と同一にできるメリットがあ
る。
【００２９】（実施の形態４）図７の（ａ）（ｂ）は
（実施の形態４）を示す。この（実施の形態４）は（実
施の形態２）の変形例で、（実施の形態３）と同じよう
に環状壁２を構成する環状板７1 〜７5 は、ケーシング
本体１５から上下左右の辺１６の中央付近に対応する部
分が、ケーシング本体１５と面一になるように成形され
ている。その外は（実施の形態２）と同様である。な
お、図７の（ｂ）では軸流ファンを除いて図示されてお
り、上層と下層のスペーサ８が翼先端の傾きとは逆方向
にずらせ上層から下層に向かってスペーサ８の配列が傾
斜していることがよく分かる。
（実施の形態４）を示す。この（実施の形態４）は（実
施の形態２）の変形例で、（実施の形態３）と同じよう
に環状壁２を構成する環状板７1 〜７5 は、ケーシング
本体１５から上下左右の辺１６の中央付近に対応する部
分が、ケーシング本体１５と面一になるように成形され
ている。その外は（実施の形態２）と同様である。な
お、図７の（ｂ）では軸流ファンを除いて図示されてお
り、上層と下層のスペーサ８が翼先端の傾きとは逆方向
にずらせ上層から下層に向かってスペーサ８の配列が傾
斜していることがよく分かる。
【００３０】このように構成した場合には、各スリット
６を介して内部に層流の状態で空気流を吸い込む作用が
（実施の形態２）の場合に比べて若干は低下するけれど
も、従来の軸流形ファンモータに比べてＰ−Ｑ特性の改
善、ならびに騒音の減少を実現できる。
６を介して内部に層流の状態で空気流を吸い込む作用が
（実施の形態２）の場合に比べて若干は低下するけれど
も、従来の軸流形ファンモータに比べてＰ−Ｑ特性の改
善、ならびに騒音の減少を実現できる。
【００３１】さらに、スリット外周からの流入空気をフ
ァンブレード端面にてカウンタアタック状に流入するこ
とができるので、若干ながらＰ−Ｑ特性の改善効果が期
待できる。
ァンブレード端面にてカウンタアタック状に流入するこ
とができるので、若干ながらＰ−Ｑ特性の改善効果が期
待できる。
【００３２】（実施の形態５）図８の（ａ）（ｂ）は
（実施の形態５）を示す。この（実施の形態５）は図６
に示した（実施の形態３）の変形例で、軸流ファン１の
径方向にスペーサ８が湾曲している点だけが（実施の形
態３）とは異なっている。なお、図８の（ｂ）では軸流
ファンを除いて図示されている。
（実施の形態５）を示す。この（実施の形態５）は図６
に示した（実施の形態３）の変形例で、軸流ファン１の
径方向にスペーサ８が湾曲している点だけが（実施の形
態３）とは異なっている。なお、図８の（ｂ）では軸流
ファンを除いて図示されている。
【００３３】このように構成すると、スリットからの流
入空気が事前に縮流効果をうけ、更なるＰ−Ｑ特性の向
上を期待できる。スペーサの上記の湾曲は、軸流ファン
の径方向に対して直線または曲線またはその複合線にて
形成される線分を用いて湾曲させられている。
入空気が事前に縮流効果をうけ、更なるＰ−Ｑ特性の向
上を期待できる。スペーサの上記の湾曲は、軸流ファン
の径方向に対して直線または曲線またはその複合線にて
形成される線分を用いて湾曲させられている。
【００３４】また、この（実施の形態５）と同様にスペ
ーサ８を軸流ファン１の径方向に湾曲させることは、
（実施の形態１）〜（実施の形態４）においても同様に
実施することができる。
ーサ８を軸流ファン１の径方向に湾曲させることは、
（実施の形態１）〜（実施の形態４）においても同様に
実施することができる。
【００３５】上記の各実施の形態において、スペーサの
径方向の枚数を３以上の素数とし、これがファン枚数、
スポーク１７の本数と同期しないようにすることによっ
て、共振現象（この場合には空気共振）を回避すること
ができるので、騒音低減に大きな効果がある。
径方向の枚数を３以上の素数とし、これがファン枚数、
スポーク１７の本数と同期しないようにすることによっ
て、共振現象（この場合には空気共振）を回避すること
ができるので、騒音低減に大きな効果がある。
【００３６】上記の各実施の形態は、軸流形ファンの場
合を例に挙げて説明したが、斜流形ファンの場合も同様
である。
合を例に挙げて説明したが、斜流形ファンの場合も同様
である。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明によると、ファンの
翼先端から間隔をあけて環状壁を形成すると共に、この
環状壁には前記の翼先端と対向する部分に環状壁の内周
部と外周部を連通するスリットを形成し、ファンの回転
に伴って前記スリットから空気を環状壁の内周部に層流
状態で吸い込むように前記スリットの隙間の幅を設定し
たため、ファンの背圧側での空気流の剥離および渦発生
を抑制することにより送風状態を改善することができ、
従来の送風装置に比べてＰ−Ｑ特性の改善、ならびに騒
音の減少を実現できるものである。
翼先端から間隔をあけて環状壁を形成すると共に、この
環状壁には前記の翼先端と対向する部分に環状壁の内周
部と外周部を連通するスリットを形成し、ファンの回転
に伴って前記スリットから空気を環状壁の内周部に層流
状態で吸い込むように前記スリットの隙間の幅を設定し
たため、ファンの背圧側での空気流の剥離および渦発生
を抑制することにより送風状態を改善することができ、
従来の送風装置に比べてＰ−Ｑ特性の改善、ならびに騒
音の減少を実現できるものである。
【図１】（実施の形態１）の軸流形送風装置の正面図と
側面図および断面図
側面図および断面図
【図２】同実施の形態の外観斜視図
【図３】同実施の形態の動作原理の説明図
【図４】同実施の形態の動作原理の説明図
【図５】（実施の形態２）の軸流形送風装置の外観斜視
図
図
【図６】（実施の形態３）の軸流形送風装置の正面図と
側面図
側面図
【図７】（実施の形態４）の軸流形送風装置の正面図と
側面図
側面図
【図８】（実施の形態５）の軸流形送風装置の正面図と
側面図
側面図
【図９】従来例の軸流形送風装置の断面図
【図１０】従来例の軸流形送風装置と（実施の形態１）
の実施品の実測特性図
の実施品の実測特性図
１ 軸流ファン ２ 環状壁 ３ モータ部 ６ スリット ７1 〜７5 環状板 ８ スペーサ １５ ケーシング本体 ｗ スリット６の隙間の幅 Ｂ 層流
Claims (6)
- 【請求項１】 ファンの翼先端から間隔をあけて環状壁
を形成すると共に、この環状壁には前記の翼先端と対向
する部分に環状壁の内周部と外周部を連通するスリット
を形成し、空気の動粘度をν，翼先端の周速をｖ，前記
スリットの隙間の幅をｗ，臨界レイノルズ数をＲec と
した場合に、 ｗ ≦ （ ν ・ Ｒec ／ ｖ ） の条件を満足するように前記スリットの隙間の幅を設定
して、ファンの回転に伴って前記スリットから空気を環
状壁の内周部に層流状態で吸い込む送風装置。 - 【請求項２】 複数枚の環状板をファン回転軸の方向に
間隔ｗで積層してスリット付きの環状壁を形成した請求
項１記載の送風装置。 - 【請求項３】 スリットを形成支持するスペーサの配列
位置を、ファン回転軸に対して傾きを持たせて配列した
請求項１記載の送風装置。 - 【請求項４】 スペーサを、ファンの径方向に対して直
線または曲線またはその複合線にて形成される線分を用
いて湾曲させた請求項１記載の送風装置。 - 【請求項５】 スペーサのファン径方向の枚数を３以上
の素数に設定した請求項１〜請求項４記載の送風装置。 - 【請求項６】 ファンを、軸流ファンまたは斜流ファン
とした請求項１〜請求項５記載の送風装置。
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|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-06-06 DE DE69731508T patent/DE69731508T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-06 EP EP97109241A patent/EP0816688B1/en not_active Expired - Lifetime
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