JPS586076B2 - タンジエンシヤルフアン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタンジエンシャルファンに係り、特に加速板お
よび案内板によりファンの特性を任意に制御できるタン
ジエンシャルファンに関する。

タンジエンシャルファンは、第１図および第２図に示さ
れる如く、環状に多数の羽根１を有する羽根車２をモー
タ３等の駆動源と連結するとともに、その外周の一部を
ケーシング４および５により囲んだものである。

ケーシング４は、羽根車２の周囲の空間を吸込側と吐出
側に分離し、ケーシング５は、羽根車２の外周を包囲し
、かつケーシング４とともに吐出流路を形成している。

このファンにおいて、羽根車２を反時計方向に回転する
と反時計方向の複合強制渦６が発生し、気流は、この渦
６を中心として羽根車２内をその軸線と直角方向に貫流
する。

したがって、気流の吸込側を開口し、かつ、吐出側をケ
ーシング４および５により囲めば、両ケーシング４，５
の間を通り、その先端出口から、送風がなされるのであ
るが、複合強制渦６の中心は、一般に、羽根車２の内周
上もしくはこれより内側にあり、例えば第２図に示すケ
ーシング４，５の場合において、絞り８が全開で通風抵
抗が小さいとき、羽根車２の軸心を中心として、舌部７
から時計方向に約３０°の羽根車内周上にあるか絞り８
が絞られ通風抵抗が増加するに従って図の左上方向に移
動して禍の強さと位置は不安定になる。

このため、通風抵抗が犬なるほど風量は非常に減少し、
かつ風量が一定とならない不安定な状態となる。

このタンジエンシャルファンの特性は、縦軸に圧力の無
次元数Ψ（圧力係数）、横軸に流量の無次元数φ（流量
係数）とした場合、第３図の曲線Ｉに示されるようにな
る。

この特性は、他の送風機に較べて流量において劣るとと
もに、途中に左下りの勾配部分を有し、同一の圧力係数
Ψの値に対して、複数の流量係数φの値が不安定に発生
する。

すなわち、吐出風量が一定とならない不安定特性である
。

このため、タンジエンシャルファンは従来曲線Ｉの右側
右下り特性のきわめて通風抵抗が小さい部分でのみ使用
され、通風抵抗の大きい熱交換器用送風機等には利用で
きないという不都合があった。

また、第４図に示すように、ケーシング４の曲線部分は
対数螺線状であるが羽根車からの距離Ｈが０．２Ｄ以上
（Ｄは羽根車直径）で吐出側面積の広い圧力形ケーシン
グを備えたものは、絞り８が全開でも、図に示す位置に
複合強制渦が形成され、第２図に示すタンジエンシャル
ファンと同様の傾向を有し、第３図の符条Ｉで示すよう
な圧力形特性ヲ示すタンジエンシャルファンであり、絞
り８を開いていくと急激に圧力が低下する領域があり、
中抵抗域では低抵抗域に比べ風量が大幅に低下し、場合
によっては左下りの不安定特性を生じるという不都合が
あった。

本発明は上記従来の不都合を解消すべくなされたもので
、加速板により、及び該加速板と案内板との協動により
前記不安定特性のないタンジエンシャルファンを提供す
ることを目的とする。

すなわち、本発明は、ケーシング５の先端に接して流れ
の吐出側に設置された軸を中心に吐出側にて傾動および
所定角度での固定が可能な所定の断面形状を有する加速
板を設置することにより、ケーシング５の先端から羽根
車の回転と逆方向３０°附近に中心を有する複合強制渦
に大きな運動エネルギーを有する吐出空気の一部を強制
的に再循環させ強制渦を強化安定させることにより、渦
流の速度を増大せしめ圧力特性を改善すると共に、該加
速板と案内板との協動により、吐出流の通過断面積を変
えることによって、従来装置が有していた様な中抵抗域
での不安定特性を解消することにより安定な特性を得る
ようにした。

したがって本発明のタンジエンシャルファンは冷暖房用
熱交換器あるいは曲りフィルター等を有するダクトに組
み合わせて用いられる時、その適用に応じ種々の形状的
制約をうけたり、種々の性能的要求がなされるが、単に
加速板及び案内板の角度および位置を調節するのみで、
安全な特性が得られ、羽根車の回転数を変えることなく
任意な風量および風速を得ることを可能にし、前述した
以外にも種々の用途に適用できる。

以下図面第５図及び第６図に示す本発明の第１実施例に
つき説明する。

ここにおいて第１図および第２図に示される従来のファ
ンと同一又は相当部分については、同従来例と同一の符
号を用いるものとする。

まず第５図を用いて本発明の加速板の構成、作用効果に
ついて説明する。

本発明の第１実施例は、第５図に示されるように、第４
図に示した様な圧力形ケーシングに本発明を適用したも
ので、ケーシング５の舌部の先端７Ａに接してケーシン
グ４，５の内側（流れの吐出側）に羽根車２の回転軸と
平行な軸９を設け、この軸９により断面円弧状の加速板
１０を枢支したものである。

この加速板１０は通常は設定した角度に固定され、角度
を変える必要が生じたときは駆動手段（図示省略）によ
って一定範囲で傾動されるようになっている。

前記加速板１０は、渦６から大きな運動エネルギーをも
って吐出される吐出空気の流れ中に張出し、同流れの一
部をとらえ、これを強制的に前記渦６中に再循環させる
。

したがって複合強制渦６の渦流は、再循環流によって強
化されることとなる。

この強制的な再循環流は、加速板１０の渦６に対する傾
きによって異なるが、同傾き変化にもとづくファンの実
測特性の変化は第３図に符号■および■で示される如く
なった。

すなわち、ケーシング４と加速板１０との間を通過する
吐出空気の量と、加速板１０の羽根車２に対する角度が
ファンの送風特性を変化させるのであり、加速板１０よ
り羽根車２に吹込まれる空気のベクトル１１と羽根車２
の回転ベクトル１２の合成ベクトル１３が複合強制渦６
の接線方向にあるように加速板１０が位置された場合特
性■が実測され、合成ベクトル１３が接線方向と一致し
ない場合特性■が実測された。

従来の特性Ｉに比べると特性■，■は中抵抗域の特性が
改善され右下りの安定した特性となる。

次に本第一実施例のファンにおいて、この加速板１０の
他に案内板１５を付加した構成、およびその作用効果に
ついて説明する。

本第１実施例は、上述の加速板１０に加えて、ケーシン
グ４に接して、前記加速板１０に向い合う位置に羽根車
２の回転軸と平行な軸１４を設けこの軸１４により、断
面円弧状もしくはこれに近似する形状の案内板１５を枢
支したものであり、これによって加速板１０の機能を効
果的にする。

前記案内板１５は、通常は設置した角度に固定され、角
度を変える必要が生じたときには駆動手段（図示省略）
によって一定範囲で傾動されるようになっている。

この案内板１５は前記圧力形ケーシング（第４図）のよ
うに吐出側面積が広い場合に前記加速板１０と協動して
ケーシング４，５間の吐出流の通過面積を変化させ、こ
れによりファンの特性を安定する作用をし、その実測特
性は第６図において符号■およびＶで示されるようにな
った。

すなわち、圧力形ケーシングのような吐出側面積が広い
場合に案内板１５を揺動することにより吐出側通路面積
を小さくし、それに伴ない吐出側を通過する流れが加速
板１０に有効的に作用し中抵抗域の特性を改善し、安定
な特性にする。

これによれば、絞りをわずかでも開くと急激に圧力が低
下する圧力形ケーシングにおいても中抵抗域の特性を改
善し安定した特性を得ることができる。

次に本発明に係るタンジエンシャルファンヲ冷暖房用フ
ァンコイルに応用した場合を、第７図〜第１０図につい
て説明する。

ファンコイル本体内に設けられた熱交換器１６の下方に
は、水平方向の回転軸２人を有する羽根車２が設置され
ている。

この羽根車２は、モータ３に連結され、かつ、吐出側周
面がケーシング４および５により覆われている。

このケーシング４，５の内側には、加速板１０および案
内板１５が揺動自在の軸９および１４により支持されて
いる。

この軸９および１４の端部は外側壁１７から外方に水平
に突出し、同突出端部近傍にはレバー９Ａおよび１４Ａ
がそれぞれ一体的に支持されている。

このレバー９Ａおよび１４Ａの先端には、締付ねじ９Ｂ
，１４Ｂを備えた軸９Ｃおよび１４Ｃが設けられ、この
軸９Ｃおよび１４Ｃは、軸９および１４を中心とした円
弧状の案内溝９Ｄおよび１４Ｄをそれぞれ摺動自在に貫
通している。

この軸９および１４の端部を支持・固定する機構は、い
ずれも同一の構成であるので、第９図では、案内板１５
の軸１４の端部を支持・固定する機構について代表的に
示している。

空気は、上部の吸込口１８から吸入され、熱交換器１６
で熱交換された後、羽根車２からケーシング４，５間を
通り、吐出口１９を介して室内に流出される。

前記加速板１０および案内板１５は、軸９Ｃおよび１４
Ｃを溝９Ｄおよび１４Ｄ内を摺動することにより、レバ
ー９Ａ，１４Ａ，軸９，１４を介して制御される。

これら加速板１０および案内板１５を固定する場合は、
締付ねじ９Ｂ，１４Ｂによりねじ締めすればよい。

以下、第２実施例に基づき第１１図を用いて、本発明の
他の実施態様について説明する。

第２実施例は、本発明のタンジエンシャルファンを自動
車室内用のファンに適用した例で、その用途に適用させ
るために前述した加速板および案内板に新しく渦制御板
を加え、安定な特性が得られるとともに流量特性を付加
するもので自動車室内用のファンの使用状態に応じた最
適の特性が得られる様にしたものである。

以下詳細に説明する。従来の自動車用ファンとしては、
いわゆるシロツコファンが用いられ、風量調節はファン
の回転数の切換によって行なっていた。

その為ダクト中に抵抗体があると、その分だけ回転数を
上げる必要があるので非常に音が高く、またベンチレー
シヨンの効率も悪く、しかも大流量が欲しい時は音が大
きいため、回転数が制約され充分な流量が得られなかっ
たというのが現状である。

本第２実施例のタンジエンシャルファンは、第１１図に
示すごとく、羽根車２３を収容するケーシング２１及び
２２を有するものにおいて、ケーシング２１の内側であ
って流れの吐出側に加速板２０を軸２０Ａにより枢支配
設する。

更に本実施例では、ケーシング２１の外側であって吸込
側に新しく渦制御板２９を軸２９Ａにより枢支配設する
。

軸２９Ａは強制渦６の近くの羽根車２３の外周より遠ざ
かった位置に、ケーシング２１に近接して配置されてい
る。

ケーシング２１および２２の吐出側後流部位は、本タン
ジエンシャルファンが吐出する空気を車室に導出するた
めのダクト２７を構成する。

ダクト２７は、換気用のダクト２８と温風用のダクト３
０に連絡し、該ダクト２８，３０の分岐点に、軸２４Ａ
により枢支された切換板２４を配設し、ダクト２７とダ
クト２８およびダクト３０を選択的に連通させる。

温風用のダクト３０にはエンジン冷却水を熱源とする熱
交換器２６を配設し、該ダクト２γを通過する空気を加
熱し、車室内に導出する。

前記渦制御板２９、加速板２０、案内板２５および切換
板２４は車室内インストルメントパネルに配設したつま
みで切換制御する。

上述した構成より成る第２実施例可変タンジエンシャル
ファンの作用効果につき説明する。

今車室内に温風を導入したい時は、車室内インストルメ
ントパネルに配設したつまみにより、加速板２０、渦制
御板２９、案内板２５および切換板２４を破線の状態に
セットする。

すなわち、加速板２０は吐出空気の一部を再循環させる
様にセットし、案内板２５は吐出側開口面積が小となる
様にセットし、渦制御板２９は作動していない状態にセ
ットし、切換板２４はダクト２７とダクト３０とを連通
状態とする。

したがって前述した実施例からも明らかな様に加速板２
０および案内板２５によって本実施例ファンは、安定な
特性を有し、熱交換器２６の加熱容量および温度設定に
応じた最適流量の空気流をダクト２７に吐出し、更にこ
の空気流を熱交換器２６により加熱し車室内に快適な温
風を供給する。

次に車室内に大量の新しい空気を導入したい場合は、車
室内インストルメントパネルに配設したつまみにより、
渦制御板２９、加速板２０および案内版２５を実線の様
にセットし、更に切換板２４をダクト３０の方に倒し、
ダクト２７とダクト２８とを連通状態とする。

したがってファンの回転数を静粛な一定回転数に維持し
たままで、渦制御板２９の角度調節のみで任意の流量を
車室内に供給することができるので、最適な流量又は大
流量の供給を可能にし、しかも静粛であるという大なる
利点を有する。

更に本実施例は渦制御板２９、加速板２０および案内板
２５の角度を種々に組み合わせ設定することにより安定
でかつ圧力型特性から流量型特性まで巾広く任意の特性
を得ることができる。

本発明は上記のように、タンジエンシャルファンにおい
て、ケーシング内の吐出流中に通常は設定した角度に固
定され角度を変える必要が生じたときには角度が変えら
れるように調節自在の加速板を設け、吐出流の一部を強
制渦中に強制的に再循環させ渦流の速度を強化し、また
、この加速板に対向してケーシング内に通常は設定した
角度に固定され角度を変える必要が生じたときには角度
が変えられるように調節自在の案内板を設けて吐出流の
通過断面積を可変として加速板の効果を有効に作用させ
、通風抵抗が中抵抗域において特性を改善することがで
き、左下りの不安定特性が解消され、通風抵抗の大きな
熱交換器にも使用できるという優れた効果を有する。

本発明は、前述した実施例などで説明したタンジエンシ
ャルファンに限定することなく、あらゆるタイプのタン
ジエンシャルファンに適用可能で、前述と同様の作用効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のタンジエンシャルファンを示す正面図
、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３図は、
従来および本発明に係るタンジエンシャルファンの実測
特性線図、第４図は、従来の圧力型タンジエンシャルフ
ァンを示す第２図と同様の断面図、第５図は、本発明に
係るタンジエンシャルファンの第１実施例を示す第２図
と同様の断面図、第６図は、第１実施例のファンと従来
のファンの特性線図、第７図ないし第１０図は、本発明
の第１実施例を適用した冷暖房用ファンコイルの実施例
を示す図であり、第７図は正面図、第８図は側面図、第
９図は第８図の要部拡大図、第１０図は平面図、第１１
図は、同第２実施例を示す断面図である。 １・・・羽根、２．２３・・・羽根車、２Ａ・・・回転
軸、４，５，２１．２２・・・ケーシング、６・・・複
合強制渦、９．２ＯＡ・・・軸、１０．２０・・・加速
板、１４，２５Ａ・・・軸、１５．２５・・・案内板、
２９Ａ・・・軸、２９・・・渦制御板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 環状に多数の羽根を有する羽根車を気流が貫流する
   タンジエンシャルファンにおいて、前記羽根車周囲の空
   間を吸込側と吐出側とに分離するケーシングの内側であ
   って、前記羽根車の回転により生じる強制渦の近くの羽
   根車の外周に近接した位置のケーシングに近接して配設
   した羽根車回転軸と平行な軸により支持され通常は設定
   した角度に固定され角度を変える必要が生じたときは角
   度が変えられるように調節自在に加速板を設け、吐出流
   の一部を強制的に前記羽根車の回転により生じた強制渦
   中に再循環させ、同渦の渦流を強化せしめるととれに、
   他方の前記羽根車の外周を包囲するように形成したケー
   シングの内側であって羽根車からの吐出流を挾んで前記
   加速板に対向する位置のケーシングに近接して配設した
   崩根車回転軸と平行な軸により支持され通常は設定した
   角度に固定され角度を変える必要が生じたときは角度が
   変えられる様に調節自在に案内板を設け、吐出流の通過
   断面積を変化するようにしたことを特徴とするタンジエ
   ンシャルファン。 ２ 前記特許請求の範囲第１項記載のタンジエンシャル
   ファンにおいて、前記羽根車周囲の空間を吸込側と吐出
   側とに分離するケーシングの外側であって、前記羽根車
   の回転により生じる複合強制渦の近くの、羽根車の外周
   より遠ざかった位置であって前記ケーシングに近接した
   位置を支点として通常は設定した角度に固定され角度を
   変える必要が生じたときは角度が変えられる様に調節自
   在に渦強制板を設け、これにより前記ケーシングと渦強
   制板との間に圧力降下部分を形成して、前記複合強制渦
   を吸引し、その位置を制御するようにしたことを特徴と
   するタンジエンシャルファン。