WO1999035404A1

WO1999035404A1 - Dispositif d'alimentation en air

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Publication number: WO1999035404A1
Application number: PCT/JP1998/006021
Authority: WO
Inventors: Hiroyasu Fujinaka; Shigeru Otsuka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 1998-01-08
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 1999-07-15
Also published as: JP3483447B2; DE69837088T2; CN1094177C; CN1249803A; EP0980979A1; JPH11201084A; EP0980979A4; US6254342B1; EP0980979B1; DE69837088D1

Description

明細書

送風装置発明の分野

本発明は、電子機器等に使用する送風装置に関するものである。発明の背景

近年、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行なわ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。

従来の送風装置は、図 2 0に示すように、軸流ファン 1が翼先端と環状壁 2の内周面との間に適当間隙をあけて配置してあり、モ一タ部 3に通電する送風状態において、軸流フアン 1が軸 4を中心に回転して、吸引側から吐出側へ向かう空気流 5が発生する。しかしながら、上記の送風状態においては、羽根 8の翼先端の背圧側において空気流の速度が速くなり、この空気流の持つエネルギーが圧力エネルギーに変換されて、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て流れの剥離が生じ易く、空気流がプレート面より離脱してしまい、その離脱領域には渦が生起する。このことにより、乱流騒音を増加させて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。この現象は、特に吐出流側に流動抵抗（システムインビーダンス）がかかった場合で、翼先端の漏れ渦の発生が大きくなり、軸流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。

このような軸流ファンの特性の改善を目的として、軸流ファンの外周に設けられた環状壁の形状を工夫したものとしては、本発明と同一出願人に係る特願平 8— 1 7 4 0 4 2号、特願平 9 - 1 5 1 4 5 0号、特願平 9 - 2 6 0 7 3 8号に記載の送風装置がある。これは例えば、図 2 1〜図 2 3に示すもので、軸流ファン 1の周囲を取り巻く環状壁 2 として、ケーシング本体 9に環状板 7 a〜 7 eが設けられている。環状板 7 a〜 7 eはスぺーサ 1 3を介して積層されており、隣接する環状板 7 a〜 7 eのそれぞれの間にスリット 6が形成されている。この構成により、送風状態においては、環状壁 7 a〜 7 eの間に設けたスリット 6から環状壁 2の内部へ空気を吸い込み、これによつて翼先端漏渦および旋回失速が生じることを抑制し、 P— Q特性の向上と静音化を図っている。また、特表平 6— 5 0 8 3 1 9号公報や米国特許 5 2 9 2 0 8 8には、送風装置として、軸流ファンの外周に複数のリング体を間隔を開けて配置することにより、リング体の隙間から流入した空気の渦が流体流量を増加させることが記載されている。あるいは、米国特許 5 4 0 7 3 2 4には、送風装置として、軸流ファンの外周を取り巻く環状板（プレート）の内周部を風の方向に沿って傾斜させ、この環状板を複数段に積み重ねて配置し、環状壁の内周と外周との空気の流動を可能にすることが記載されている。

上記の何れもが、軸流フアンの外周から空気吸い込むことにより、軸流ファンの特性を改善するものであるが、これらは軸流ファンの外周部に設けられたリング体（環状板）の構成について記載されているだけであって、軸流ファンの形状については特に述べられていない。このため、特性を最大限に引き出すためには、軸流ファンの形状についても環状壁に合わせた工夫をする必要があった。軸流ファンの形状の工夫については、従来から軸流ファンの羽根を軸流フアンの回転軸と同心の円筒面で切断し、この円筒面を展開して平面状の無限直線翼列に置き換え、この翼列に航空機用等のために検討された直線翼形系列の理論を当てはめて、性能を予測し、あるいは使用条件に適した 3次元形状を決定するといつた手法が一般的に用いられてきた。

従来から用いられている軸流フアンの形状を、例として図 2 4〜図 2 9に示す。図 2 6〜図 2 7に示すように、従来の軸流ファン 1 は、回転軸と同心円筒状に切断した断面形状が、翼形を有する羽根 8を半径方向につなげた形状をしている。これは従来の軸流ファンでは、軸流ファン 1の半径方向における空気の流れを無視した形での設計が行われているためであり、外周から空気の流入がない環状壁を有し、かつ空気の流動抵抗が比較的小さい状態で使用される場合は計算と実際の値が大きく外れることはなかった。また、空気の流動抵抗が若干大きい状態の特性改善を目的として、図 2 8〜図 2 9に示すように、羽根の翼弦方向中心位置が回転方向に一定角度傾いた前進翼とする手法も一般的に用いられている。図 2 4において、細線 hは羽根の厚みを示す等厚線、 1点鎖線 iは羽根を同心円筒面で切断した場合の翼弦中心線、破線線 kは羽根を同心円筒面で切断した場合の最大厚みの位置を示す線である。この従来の軸流ファンを上記の環状壁にスリットを設けたケ一シング 9と組み合わせて使用すると、軸流ファンの羽根上の空気流は、図 2 4の矢印のような方向で流れる形となる。羽根をこの空気の流れに沿った 2点鎖線 a— a ' 断面で切断したものが、図 2 5である。図 2 5において、翼先端 sの付近は、ある程度厚みを持たせた状態になっているために、ここに流れ込む空気流は翼先端面に衝突する形となり、先端の両エッジ付近 t 1で空気層の剥離が発生しやすい状態となっている。また羽根の性能を大きく左右する、羽根の厚みの分布は、理想的な翼形系列から大きく離れて、翼形効果による揚力発生は期待できず、翼後縁側 t 2では空気層の剥離が発生し易く特性が低下するという問題があった。

環状壁の外周から空気を吸い込むものではないが、軸流フアンの翼先端部分の形状を工夫することにより、特性改善を図ったものとしては、特開平 6— 3 0 7 3 9 6号に、羽根車として、羽根の外周翼先端における断面形状を、前縁側に位置して圧力面側にのみ凸状のアールを有する片面アール形状と該片面アール形状部に連続する円弧形状部とを備えて構成することにより、空力性能の向上と騷音の低減を図ることが記載されている。また、特開平 8— 1 2 1 3 9 1号には、羽根外周部を曲線状に析り曲げて形成することにより、空力騒音を低くした選風機が記載されている。あるいは、特開平 8 一 2 8 4 8 8 4号に、流体機械として、動翼の先端背側をそのチップ端から一定の高さ削除して一定厚さの薄肉部を腹側に形成することにより、チップクリアランスからの流体の漏洩を低減して軸流送風機等の効率を向上するものが記載されている。しかしながら、上記した軸流ファン形状についての従来の技術は、外周から空気の流入がない環状壁を有することを前提としたものであり、これらの羽根形状を、上記のように環状壁外周から空気を吸い込む構成に適用しても、十分な特性は発揮できないのが現状であった。軸流ファンの外周に設けたスリッ卜からの空気の流入を前提として軸流ファン形状の最適化を図ったものとしては、本発明と同一出願人の特願平 9一 2 6 0 7 3 8号の送風装置があり、図 2 9〜図 3 3に示す。図 3 0において、細線 hは羽根の厚みを示す等厚線、 1 点鎖線 iは羽根を同心円筒面で切断した場合の翼弦中心線、破線 k は羽根を同心円筒面で切断した断面形状における最大厚みの位置を示す線である。羽根を空気の流れに沿った 2点鎖線 a— a ' で示す断面で切断したものが図 3 1である。図 2 9に示すように、翼前進角 0 1〜0 3は、翼先端部の前進角 (9 3が大きく形成されており、言い換えれば、翼先端部 sの部分を回転方向に折り曲げた形状に形成されている。これによりスリットから流入した空気流を円滑に取り込むことができ、送風装置の P— Q特性が向上する。さらに、羽根を同心円筒面で切断した断面形状における最大厚みの位置が翼先端にいくに従って、徐々に翼後縁側に後退する形状にしている。詳しくは、図 3 2に示す、 1 i一 1 ，線、 1 ₂— 1 ₂，線、 1 ₃— 1 ₃ ，線、 m— m ' 線、 n— n，線に沿う各断面が、それそれ図 3 3の ( a ) 〜（e ) に示す形状になっている。 Fは肉厚の最大位置を表わしている。この形状により、図 3 1に示すように、環状壁外周方向から流入した空気の流れについても、翼形の効果を最大限に発揮し、また翼先端部ではスリットから流入する空気が円滑に流れ込み、さらには翼先端から流入した空気流についても、翼形の効果により揚力が発生し、あるいは翼後縁側では空気層の剥離抑制等の効果が得られ、スリッ卜から流入する空気流を有効に風量に変換できるために、送風装置の P— Q特性が更に向上する。

本発明は、特願平 9 - 2 6 0 7 3 8号などのように環状壁に設けたスリットから環状壁の内部へ空気を吸い込む送風装置の羽根形状について、更なる改良を図り、空力性能の向上、あるいはエネルギ一効率の向上を実現することを目的とするものである。発明の開示

上記した課題を解決するために、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し、この環状壁の前記ファンの翼先端に対向する部分に、環状壁の内周部と外周部を連通する複数のスリットを形成し、前記ファンは、羽根の翼先端部が回転方向に折り曲がり、ファンの翼先端部以外の部分が回転方向に傾いていない、前進角ゼロの半径翼の形状をなす構成としたものである。

また、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し、この環状壁の前記フアンの翼先端に対向する部分に、環状壁の内周部と外周部を連通する複数のスリットを形成し、前記ファンは、羽根の翼先端部が回転方向に折り曲がり、ファンの翼先端部以外の部分が回転方向と反対側に傾いた後退翼の形状をなす構成としてものである。

また、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し、この環状壁の前記ファンの翼先端に対向する部分に、環状壁の内周部と外周部を連通する複数のスリットを形成し、前記ファンは、羽根の翼先端部が回転方向に折り曲がり、半径方向に対する翼先端部の翼前傾角の角度が一 5〜 1 5 ° の範囲で、かつ翼先端付近が風吹き出し方向に曲がっている構成としたものである。

また、送風手段として、上述した何れかの送風装置を電子機器に備えたものである。上記した構成により、スリットから流れ込む空気流を円滑に取り込み、送風装置の P— Q特性の向上と静音化を実現する。また、電子機器としての、例えばパーソナルコンビュ一夕等に、上述の送風装置を備えた場合には、電子機器としての静音性を確保することができるとともに、冷却効率およびエネルギー効率の向上を図ることができる。図面の簡単な説明

図 1は本発明の実施の形態における軸流形送風装置を示す正面図ヽ

図 2は同軸流形送風装置を示す側面図、

図 3は同軸流形送風装置を示す断面図、

図 4は一般的な前進翼夕ィブの軸流フアンの正面図、

図 5は一般的な半径翼夕ィブの軸流フアンの正面図、

図 6は一般的な後退翼夕ィプの軸流フアンの正面図、

図 7は本発明の実施の形態における軸流フアンの等厚線図、図 8は同実施の形態における軸流フアンの断面図、

図 9は同実施の形態における軸流フアンの正面図、

図 1 0 ( a ) 〜（ e ) は、それぞれ図 9の軸流ファンの翼の各部の厚みを示す断面図、

図 1 1は同実施の形態における別例を示す軸流フアンの正面図、図 1 2は本発明の他の実施の形態における送風装置の正面図、図 1 3は同他の実施の形態における送風装置の各翼弦の断面図、図 1 4は同他の実施の形態における別例の送風装置の正面図、図 1 5 ( a ) 〜（ c ) は、それぞれ図 1 4の送風装置の各翼弦中心線を通り軸縦方向に切断した断面図、

図 1 6は翼理論を解説するための説明図、

図 1 7翼理.論を解説するための説明図、

図 1 8は従来の送風装置の正面図、

図 1 9 (a) 〜（ c) は、それぞれ図 1 8の送風装置の各翼弦の断面図、

図 2 0は従来の送風装置を示す断面図、

図 2 1は先行技術のスリット付送風装置を示す正面図、

図 2 2は先行技術のスリット付送風装置を示す側面図、

図 2 3は先行技術のスリット付送風装置を示す断面図、

図 24は従来の軸流フアンの等厚線図、

図 2 5は従来の軸流フアンの断面図、

図 2 6は従来の軸流ファンの正面図、

図 27 (a) 〜（ c) は、それぞれ従来の軸流ファンの翼の各部の厚みを示す断面図、

図 2 8は従来の羽根形状の説明図、

図 2 9は先行技術の羽根形状の説明図、

図 30は先行技術の軸流ファンの等厚線図、

図 3 1は先行技術の軸流ファンの断面図、

図 32は先行技術の軸流フアンの正面図、

図 33 (a) 〜（e) は、それそれ先行技術の軸流ファンの翼の各部の厚みを示す断面図、

をそれそれ示す。発明の実施の形態以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図 1〜図 3 は本実施の形態の送風装置を示す。先に示したものと同様の部材については同一番号を付して説明を省略する。図 2に示すように、積層された環状板 7 a〜 7 eの幅 Wは、軸流ファン 2 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、各部の流入抵抗がほぼ等しくなるように連続的に変化させている。軸流ファン 1が回転駆動されることによって、羽根 2 8の翼先端背圧側には負の圧力が発生し、スリット 6の外部との気圧差により各スリット 6を通って内側に向かって空気流 5 sの流れ込みが発生する。スリット 6の隙間の幅 wを適切な値に設定することにより、各スリット 6から流れ込む空気流 5 sは層流となり、翼先端において正圧側から背圧側に流れる漏れ渦が抑制され、背圧面での空気流の離脱が無くなり、 P— Q 特性の向上、ならびに騷音低減の効果がある。

ところで、軸流ファンは、樹脂射出成形等により成形されるのが一般的であるが、射出成形等により成形する場合は金型の構成上において形状の制約を受け、前進翼夕ィブの軸流ファンは羽根の軸方向投影面積が小さくなつてしまうという間題点を有している。図 4 は羽根の翼弦方向中心位置が回転方向に傾いた前進翼タイプ（翼前進角が正）の軸流ファンを示し、図 5は羽根の翼弦方向中心位置が半径上に乗っている半径翼夕イブ（翼前進角がゼロ）の軸流ファンを示し、図 6は羽根の翼弦方向中心位置が反回転方向に傾いた後退翼夕イブ（翼前進角が負）の軸流ファンを示しており、それそれの羽根の外径は同一である。ここで隣り合う羽根の間隔の寸法 cは、金型構造上の制約を受けて、どの形状でも一定の寸法が必要となる。図 4〜図 6に示すように、隣り合う羽根の間隔の寸法 cを等しく設定した場合に、前進翼夕イブの軸流ファン及び後退翼夕ィプの軸流ファンは、半径翼タイプの軸流ファンに比較して羽根の軸方向投影面積が小さくなつてしまい、同一の性能を出す為には、同一面積当たりの羽根の仕事量を増やす必要がある。羽根の仕事量を増やすためには、羽根の取付角度（半径方向軸まわりの羽根のねじれ角度 ) を大きくする必要があるが、羽根の取付角度を大きくした場合、羽根の空気抵抗増大に伴う軸流ファン駆動力の増加を招くと同時に、翼背圧側境界層の早期剥離に伴う失速も生じ易くなる。

そこで、本実施の形態においては、同一面積当たりの羽根の仕事量が一番小さい、つまり翼負荷が一番小さい半径翼夕ィブの軸流フアンをべ一スとして、翼先端部の形状の最適化を施している。図 7 〜図 1 0は、本実施の形態の軸流ファン 2 1を示している。図 7〜図 1 0において、羽根 2 8の先端部分の形状は、先に図 2 9〜図 3 3に示した特顧平 9— 2 6 0 7 3 8号の軸流ファンとほぼ同一形状であるが、翼先端部分以外の形状が、翼前進角がゼロの半径翼となつており、同一サイズ軸流フアンながら羽根の軸方向投影面積が大きくなつている点において異なる。

この軸流フアン 2 1の形状を明確にする為に以下に詳細に説明する。図 7において、軸流ファン 2 1の翼先端部 sは回転方向に折り曲げた形状に形成されている。スリット 6から流れ込む空気流は、ほぼ半径方向の流れ Vとなっており、羽根先端は周速 uで回転していることから、羽根 2 8から見た場合、相対空気流は wの方向から流入する形になる。翼先端部を回転方向に折り曲げることにより、この流れに対して円滑な流入を促すことができる。この風の流れと軸流ファン翼端部の前傾角を等しくするには、翼先端部の前進角 6> 3を次式、

e = a n - ¹ ( u / v )

の条件を満足するように設定すると良い。このように設定することで風が最も円滑に流れ込む形となり、 P— Q特性、騷音とも有利な条件となる。また、図 7において、細線 hは羽根 2 8の厚みを示す等厚線、一点鎖線 iは羽根 2 8を同心円筒面で切断した断面形状における翼弦中心線、破線 kは羽根 2 8を同心円筒面で切断した断面形状における最大厚みの位置を示す線である。羽根 2 8を空気の流れに沿った 2点鎖線 a— a ' で示す断面で切断したものを図 8に示す。さらに、羽根 2 8は、図 9に示す 1 i一 1 ，線、 1 ₂— 1 ₂，線、 1 ₃— 1 ₃，線、 m— m，線、 n— n，線に沿う各断面が、それそれ図 1 0の（ a ) 〜（ e ) に示すようになつている。 Fは肉厚の最大位置を表わしている、図 1 0に示すとおり、翼先端部にいくにしたがって徐々に肉厚が薄くなると共に、肉厚の最大位置 Fが翼後縁側に後退する形状になっている。この形状により、図 8に示すように、環状壁外周方向から流入した空気の流れについても、翼形の効果を最大限に発揮し、翼先端部ではスリット 6から流入する空気が円滑に流れ込み、さらには翼先端から流入した空気流についても、翼形の効果による揚力を発生し、あるいは翼後縁側では空気層の剥離抑制等の効果が得られることとなり、スリット 6から流入する空気を有効に風量に変換できるために、送風装置の P— Q特性が更に向上する。

さらに本発明の軸流ファン 2 1は、翼先端部以外の羽根形状を、半径翼夕イブとしたために、羽根 2 8の軸方向投影面積が大きく、羽根 2 8の同一面積当たりの仕事量が小さくても、従来と同様の性能を確保できる。しかも、羽根 2 8の取付角度を小さくすることができるために、羽根 2 8の駆動力を小さく抑えることができると同時に、翼背圧側境界層の早期剥離に伴う失速も抑制することができ、駆動力に対する送風能力の高い、言い換えるとエネルギー効率の良い送風装置を提供することができる。また、この軸流ファン 2 1 をモータで駆動した場合は、モー夕の消費電力を抑えることができ、同時にモ一夕自体の発熱も抑えることが可能となるために、この送風装置を組み込んだ機器の冷却効率を高めることができる。

なお、図 1 1に示すように、後退翼タイプの軸流ファンの翼先端部の形状を上記と同様の条件で最適化を行った場合において、送風装置にある程度の送風抵抗が加わった状態で使用すると、翼の背圧面上の空気流は、翼面上の圧力分布の影響で矢印に示すように、若干内周に傾いた方向で流れる。このように流れることで、翼背圧面上の空気流は、最短距離を通って流れる形になるため、境界層の剥離が発生しやすい背圧面上の流速を遅くできるので、その分だけ取付角を大きくしても、境界層の剥離を招き難く、翼先端からボス部までの取付角を大きく取れ、従来においては、ほとんど仕事をしていなかったボス付近の翼形でも仕事をさせることができ、上記に示したような、エネルギー効率の改善等の効果は期待できないものの、高風量の送風装置を提供できる。あるいは、軸流ファンを高速回転させた場合のような、境界層の剥離を生じ易い運転条件においても、境界層の剥離が抑制され、軸流ファンを高速回転させることにより、小型でも高風量の送風装置が提供できる。

次に、本発明の他の実施の形態について説明する。先に説明したものと同様の部材については同一番号を付して説明を省略する。上記した先の実施の形態では、主に軸流フアンを軸方向に投影した形状に着目して最適化を行っているが、本実施の形態では、軸流フアンを各翼弦で切断した断面から見た形状について着目する。

図 1 8〜図 1 9は、先に図 2 9〜図 3 3に示した特願平 9— 2 6 0 7 3 8号の送風装置を示している。この送風装置の軸流ファンを各翼弦で切断した断面形状は、図 1 9の（a ) 、（b ) 、（c ) に示すとおり、翼前縁部、中間部、後縁部とも翼がほぼ軸に垂直に伸びており、翼先端部分の前傾角を、スリットの角度と合わせて設定している。この構成により、この断面方向に沿って流れる風の成分については、円滑に導入されるものの、軸流ファンは一切仕事をしない状態となっている。

図 1 2は、本実施の形態の送風装置を示している。この送風装置の軸流ファン 3 1を各翼弦で切断した断面形状は、図 1 3の（a ) 、（b ) 、（ c ) に示すとおりであり、羽根 3 8の翼先端方向が風の吸い込み側に向かって傾いた、いわゆる前傾翼となっており、翼先端部の前傾角は、スリット 6の角度に対して、風の吸い込み側に僅かに前傾した形状となっていることが先の実施の形態のものと異なっている。なお、翼先端部の前傾角は、その他の部分より小さく、翼先端部は風吹き出し方向に曲がった形状になっている。ここで、羽根 3 8の前傾角を変えた理由について、翼理論に照らし合わせて説明する。図 1 6は反りを有する 2次元翼を表わしている。図 1 6において、角度 jは入射角と呼ばれ、翼前縁部の反り線と風の流入方向のなす角である。この翼の風の入射角 jを変化させて、発生する揚力と抗力の関係を示したものが図 1 7である。翼の性能としては、揚力が大きく抗力が小さいほど良いが、図 1 7に示すとおり、翼の揚力を最大にする入射角と、翼の抗カ（空気抵抗）を最小にする入射角は異なっている。翼の形状により異なるが、一般的に揚力を最大にする条件は、入射角が正で角度 5〜 1 5 ° 付近にあり、一方抗カを最小にする条件は、入射角がゼロ付近で— 5〜 5 ° 前後となることが多い。

上記した翼理論を、本実施の形態の軸流ファン 3 1の各翼弦で切断した断面に沿う流れに当てはめて考えると、スリット 6の角度と、羽根先端の前傾角とのなす角 j (図 1 3に示すの角 j ) が、上記の入射角と考えることができる。ここで、翼先端部にある程度の入射角があり、揚力が大きくなる条件、つまり前傾角を持たせた形状にすることにより、スリット 6から吸い込まれた風の前記断面方向の成分も有効に風量に変換し、風量を増大することができる。また、翼先端部の抗力が小さくなる、つまり前傾角とスリット 6のなす角をゼロ付近に設定すると、この部分でのエネルギー損失が少なくなり軸流ファン全体としてのエネルギー効率を高めることができる。本実施の形態の羽根は前者の、翼先端部の前傾角とスリット 6のなす角をある程度持たせ、風量を重視した設定となっている。なお一般的に、このような特性を発揮する為には、翼先端の前傾角とスリヅト 6の角度のなす角が、一 5〜 1 5 ° の範囲であり、かつ、翼先端部が風吹き出し方向に曲がった状態でなければならない。翼先端の前傾角とスリット 6の角度のなす角が大きすぎる場合は、羽根 3 8の背圧側での境界層剥離を引き起こし、効率が低下すると共に風量がかえって減少し、逆に角度を小さくし過ぎると、揚力が発生せず、風量が低下してしまうと共に、羽根 3 8の正圧側での境界層剥離を引き起こし、効率も低下してしまう。また、羽根 3 8の翼先端部が風吸い込み方向に曲がっている場合は、翼先端の反り方向が逆になつてしまう為に、逆方向の揚力を発生し、風量がかえって低下してしまう。また、上記の実施の形態では、翼先端部以外の羽根の前傾角はほぼ一定であるが、このように構成した場合には、軸流ファン 3 1の軸方向の長さが長くなつてしまう為に、送風装置のファン軸方向の寸法が大きくなつてしまう。そこで図 1 4〜図 1 5に示すように、軸流ファン 4 1の羽根 4 8の断面形状が S字状になるように、翼の先端部付近は風吹き出し方向に曲がり、逆に翼の根元側は風吸い込み方向に曲がった形状にすると、羽根 4 8の翼先端から流れ込む空気の流れは、図 1 1に示すように、羽根根元に到達する前に羽根後縁側から流れ出すため、羽根根元付近の空気の流れはほぼ円周に沿った流れとなっている。このために、半径方向の流れの影響が少ない羽根 4 8の根元付近は、翼先端とは逆に風吸い込み方向に曲げることにより、軸流ファン 4 1のファン軸方向の長さを小さく抑え、送風装置の大きさ、特に軸方向の寸法を小さく抑えながら、翼先端を風吹き出し方向に曲げることにより、最大限の P— Q特性を発揮する送風装置を提供できる。

なお、本実施の形態では、軸流ファンの形状として前進翼タイプの形状を示しているが、先の実施の形態に示したような、半径翼夕ィブあるいは後退翼タイプの軸流ファンに適用しても全く同様の効果があり、これらを組み合わせた場合には、両者の相乗効果により、エネルギー効率の向上あるいは、更なる P— Q特性の向上を実現できる。また、電子機器としての、例えばパーソナルコンピュータ等に、上述の送風装置を備えた場合には、電子機器としての静音性を確保することができるとともに、冷却効率およびエネルギー効率の向上を図ることができる。

上述したように、本発明によれば、環状壁の内周部と外周部を連通する複数のスリットを形成し、フアンの羽根の翼先端部が回転方向に祈り曲がることより、スリットから流れ込む空気流を円滑に取り込み、送風装置の P— Q特性の向上と静音化を実現し、さらに送風装置のエネルギー効率の向上も可能となる。

Claims

請求の範囲

1. ファンの翼先端から間隔をあけて環状壁（ 2 ) を形成し、この環状壁（ 2 ) の前記ファンの翼先端に対向する部分に、環状壁（ 2 ) の内周部と外周部を連通する複数のスリット（ 6 ) を形成し、前記ファンは、羽根（ 2 8 ) の翼先端部が回転方向に折り曲がり、フアンの翼先端部以外の部分が回転方向に傾いていない、前進角ゼ口の半径翼の形状をなすことを特徴とする送風装置。

2. ファンの翼先端から間隔をあけて環状壁（2 ) を形成し、この環状壁（ 2 ) の前記ファンの翼先端に対向する部分に、環状壁（ 2 ) の内周部と外周部を連通する複数のスリット（ 6 ) を形成し、前記ファンは、羽根（2 8) の翼先端部が回転方向に折り曲がり、フアンの翼先端部以外の部分が回転方向と反対側に傾いた後退翼の形状をなすことを特徴とする送風装置。

3. ファンは、翼先端付近の翼厚を翼先端に向けて徐々に小さくしたことを特徴とする請求項 1又は 2に記載の送風装置。

4. ファンは、回転軸の同心円筒面で切断した断面形状が翼形で、かつ各断面の翼形の最大厚みの位置が翼先端にいくに従って、徐々に翼後縁側に後退する形状をなすことを特徴とする請求項 1〜 3 のいずれか 1項に記載の送風装置。

5. ファンは、翼先端部の翼前進角 6>と、環状壁外周方向から流れ込む空気の平均流速 vと、翼先端の周速 uとが次式、

6> = t a n -¹ (u/v)

を満たす形状をなすことを特徴とする請求項 1〜4のいずれか 1項に記載の送風装置。

6. ファンの翼先端から間隔をあけて環状壁（ 2 ) を形成し、この環状壁（ 2 ) の前記ファンの翼先端に対向する部分に、環状壁（ 2 ) の内周部と外周部を連通する複数のスリット（ 6 ) を形成し、前記ファンは、羽根（ 2 8、 3 8 , 48 ) の翼先端部が回転方向に折り曲がり、半径方向に対する翼先端部の翼前傾角の角度が一 5〜 1 5 ° の範囲で、かつ翼先端付近が風吹き出し方向に曲がっていることを特徴とする送風装置。

7. ファンは、各翼弦中心線を通り軸縦方向に切断した断面形状が S字状に湾曲し、ファンの軸方向長さが短い形状をなすことを特徴とする請求項 6記載の送風装置。

8. ファンは、翼先端部以外が半径翼または後退翼の形状をなすことを特徴とする請求項 6又は 7に記載の送風装置。

9. 送風手段として、請求項 1〜 8の何れか 1項記載の送風装置を備えたことを特徴とする電子機器。