JPWO2015087909A1 - 遠心ファン - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2013年12月11日に、日本に出願された特願2013−256328号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
(A)本発明の第1の態様は、正面視して円形の支持部と、前記支持部の外周に沿って円環状に配置された複数枚のブレードと、前記支持部の中心に設けられた装着部と、を備え、前記装着部に回転軸を取り付けて所定方向に回転させることによって、前記支持部の正面側より吸い込んだ空気を放射状に吹き出す遠心ファンであって、前記各ブレードが、前記回転軸の回転中心軸線に平行な後縁及び前記回転中心軸線に平行な前縁側端部を有し、厚さが前記後縁及び前記前縁側端部に近づくほど徐々に薄くなる主翼部と;前記主翼部の前記前縁側端部から前記遠心ファンの内側に向かって延在する副翼部と;を備え、前記副翼部が、前記回転中心軸線方向に沿って見た場合に、吸込み側よりも前記支持部側の方が、前記主翼部の前記前縁側端部から前記副翼部の前縁までの長さが長く、かつ、厚さが前記副翼部の全域において一定である。
0.75≦D1/D2≦0.90 (1)
0.65≦D1’/D2≦0.75 (2)
すなわち、副翼部の前縁が空気の吸込み方向の上流側から下流側に向かうに従って傾斜しているため、空気を吸い込むために空気に付与する機械的エネルギーのかけ方を、上流側から下流側にかけて徐々に増大させることができるので、従来のように上流側より急に大きな機械的エネルギーを空気に付与する構造に比較して、空気の剥離や乱れに伴う騒音を抑えることができる。よって、この遠心ファンによれば、動作音(騒音)を抑制しつつ送風効率を従来よりも向上させることが可能である。
しかも、副翼部の厚さを一定にしているので、副翼部の翼長が長くなる下流側(支持部側)の厚さが主翼部側において過度に厚くなるのを防ぎつつも、空気がブレード前縁に流入する際の抵抗を低減することができる。これについて説明すると、例えば、副翼部の形状を、その前縁に向かって先細りとする場合、この先細り形状を金型による射出成形で形成することを考えると、前縁の厚みをあまり薄くできない。そのため、先細り形状を得るためには、前縁に対して相対的に、副翼部の主翼部側の厚みを増すことになるが、特に副翼部の翼長が長くなる下流側(支持部側)の厚さが、副翼部の主翼部側において過度に厚くなってしまう虞がある。そのため、副翼部の厚さを一定にする必要が有る。
また、主翼部に対して相対的に薄くなる副翼部の厚さを一定にすることは、回転中心軸線方向に沿って見た場合にシンプルな形状になるため、金型が作りやすくなり、コストダウンにも貢献できる。
本実施形態に係る遠心ファンAは、図1A及び図1Bに示すように、略円筒状の外形を有し、回転中心軸線L(図示されないモータの回転軸Sの中心軸線)を中心として反時計方向に回転する回転体である。この遠心ファンAは、図1Aに矢印Rで示すように、反時計方向に回転することにより、空気Fを上方(吸気入口)から吸気して外周方向(回転中心軸線Lに略直交する方向)に放射状に排出する。
支持部1は、図1Aに示すように正面視円形でかつ、図1Bに示すように縦断面形状が中心(回転中心軸線L)から外周に向かうに従って図中上方(吸気入口)に対して徐々に後退する略円錐形状(ドーム形状)である。このような形状の支持部1は、図1Bに示すように、複数枚のブレード2を支持すると共に上方(吸気入口)から吸気した空気Fを外周方向に案内する。すなわち、遠心ファンAが図1Aの矢印R方向に回転すると、図1Bに示すように、回転中心軸線Lに略平行に空気Fが取り込まれ、そして支持部1の斜面(後述の案内面1a)に沿って空気Fの流れ方向が曲げられ、前記外周方向へと遠心ファンA外に排出される。
主翼部2aは、その厚さが後縁2c及び前縁側端部2dに近づくほど徐々に薄くなると共に、回転方向とは反対方向に突出するように全体として緩やかに湾曲した形状である。すなわち、主翼部2aは、互いに平行な後縁2cと前縁側端部2dとの間が、後縁2c及び前縁側端部2dから離れるにつれて、後縁2c及び前縁側端部2dよりも徐々に厚くなる正面形状(断面形状)を備えている。
また、図1Bに示すように、各ブレード2において、主翼部2aの、空気Fの吸込み(図中上方)側の端部は回転中心軸線Lと直交する翼先端2hであり、一方、主翼部2aの、空気Fの排出(図中下方)側の端部は、同じく回転中心軸線Lと直交する翼後端2iである。
まず、各ブレード2の翼先端2h側において前縁2eの各々によって規定される直径(先端側前縁径D1)と、各ブレード2の後縁2cによって規定される直径(後縁径D2)との比率(D1/D2)が、以下の関係式(3)を満足する。すなわち、各ブレード2の直線形状の部位における前縁2eの各々によって規定されてかつ回転中心軸線L方向の吸込み側の位置における直径である吸込み側端前縁径D1を、各ブレード2の後縁2cによって規定される直径である後縁径D2で除算した比率であるD1/D2が、下記関係式(3)を満足する。さらに詳しく言うと、回転中心軸線Lより前縁2eまでの距離寸法が最大となる位置における直径(先端側前縁径D1)を、主翼部2aの後縁2cで規定される直径(後縁径D2)で除算した数値が、0.75〜0.90の範囲内となっている。なお、この範囲のより好ましい範囲は、0.79〜0.81であり、最も好ましくは0.80である。
0.75≦D1/D2≦0.90 (3)
0.65≦D1’/D2≦0.75 (4)
なお、各ブレード2の回転中心軸線Lの方向に平行な長さ(翼長さH)を、上記後縁径D2で除算した比率であるH/D2は、例えば0.4〜0.5である。
本遠心ファンAは、回転中心軸線Lから一定半径上に円環状に配列した複数枚のブレード2を反時計方向に回転させることにより、図1Bに示す回転中心軸線Lの図中上方側の空気Fを吸気して外周方向に放射状に吹き出す。すなわち、本遠心ファンAは、回転中心軸線L回りに回転させることにより、図中上方の空気を吸引することで流れを形成して流体化し、さらにこの空気Fを前記流入領域(流路)に通すことで偏向させて外周方向に排出する。
なお、上記図3D及び図3Eの特性図において、縦軸の1目盛は、所定の基準値に対する送風効率の比率を示す「最高効率」については0.5%、また所定の基準値に対する動作音(騒音)の比率を示す「最低比騒音」については0.5dBを示す。
(1)上記実施形態では、支持部1、複数のブレード2、シュラウド3及び装着部4を主な構成要素とする遠心ファンAについて説明したが、本発明はこの構成のみに限定されない。上記遠心ファンAでは、各ブレード2の形状が回転中心軸線Lに平行な方向に延在する長尺形状を有するため、これらブレード2の支持をより強固にするために各ブレード2の上端部にシュラウド3を設けたが、各ブレード2の形状が上記実施形態と異なる場合(例えば長さが短い場合)には、シュラウド3を省略することができる。
上記シュラウド3’を備える遠心ファンBは、例えば各ブレード2’の翼長と後縁径との比率が上述した遠心ファンAの比率(H/D2)よりも格段に大きな値(例えば1以上)に設定される、比較的小型の遠心ファンに採用される。
1 支持部
1a 案内面
2 ブレード
2a 主翼部
2b 副翼部
2c 後縁
2d 前縁側端部
2e 前縁
2f 正圧面
2g 負圧面
2h 翼先端
2i 翼後端
3 シュラウド
4 装着部
4a 装着孔
D1 先端側前縁径
D1’ 後端側前縁径
D2 後縁径
H 翼長さ
L 回転中心軸線
S 回転軸
Claims (9)
- 正面視して円形の支持部と、
前記支持部の外周に沿って円環状に配置された複数枚のブレードと、
前記支持部の中心に設けられた装着部と、
を備え、
前記装着部に回転軸を取り付けて所定方向に回転させることによって、前記支持部の正面側より吸い込んだ空気を放射状に吹き出す遠心ファンであって、
前記各ブレードが、
前記回転軸の回転中心軸線に平行な後縁及び前記回転中心軸線に平行な前縁側端部を有し、厚さが前記後縁及び前記前縁側端部に近づくほど徐々に薄くなる主翼部と;
前記主翼部の前記前縁側端部から前記遠心ファンの内側に向かって延在する副翼部と;
を備え、
前記副翼部は、
前記回転中心軸線方向に沿って見た場合に、吸込み側よりも前記支持部側の方が、前記主翼部の前記前縁側端部から前記副翼部の前縁までの長さが長く、かつ、
厚さが前記副翼部の全域において一定である、
ことを特徴とする遠心ファン。 - 前記副翼部の正圧面と前記主翼部の正圧面とが滑らかに接続されていることを特徴とする請求項1に記載の遠心ファン。
- 前記副翼部が、前記主翼部の前記正圧面の前記前縁側端部の位置における接線方向に沿って延在していることを特徴とする請求項2記載の遠心ファン。
- 正面視した場合の前記副翼部が、前記主翼部の前記前縁側端部から前記副翼部の前記前縁まで直線状に形成されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の遠心ファン。
- 側面視した場合の前記副翼部の前記前縁が、前記回転中心軸線方向の前記吸込み側から前記支持部側に向かって直線形状を有することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の遠心ファン。
- 前記各ブレードの前記直線形状の部位における前記前縁の各々によって規定されてかつ前記回転中心軸線方向の前記吸込み側の位置における直径である吸込み側端前縁径D1を、前記各ブレードの前記後縁によって規定される直径である後縁径D2で除算した比率であるD1/D2が下記関係式(1)を満足し、かつ、
前記各ブレードの前記直線形状の部位における前記前縁の各々によって規定されてかつ前記回転中心軸線方向の前記支持部側の位置における直径である支持部側前縁径D1’を前記後縁径D2で除算した比率であるD1’/D2が下記関係式(2)を満足する
ことを特徴とする請求項5に記載の遠心ファン。
0.75≦D1/D2≦0.90 (1)
0.65≦D1’/D2≦0.75 (2) - 前記前縁側端部の内接円の前記前縁側端部における接線と、前記主翼部の正圧面の前記前縁側端部における接線とのなす角が65°以上かつ75°以下であり;
前記後縁の外接円の前記後縁における接線と、前記主翼部の前記正圧面の前記後縁における接線とのなす角が0°以上かつ15°以下である;
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の遠心ファン。 - 側面視した場合の前記副翼部の前記前縁が、前記回転中心軸線方向の前記吸込み側から前記支持部側にかけて曲線形状を有することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の遠心ファン。
- 前記各ブレードの先端側において前記各ブレードの各前記後縁間を固定する円環状のシュラウドをさらに備えることを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の遠心ファン。
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