WO2011001890A1 - 軸流ファン - Google Patents

軸流ファン Download PDF

Info

Publication number
WO2011001890A1
WO2011001890A1 PCT/JP2010/060746 JP2010060746W WO2011001890A1 WO 2011001890 A1 WO2011001890 A1 WO 2011001890A1 JP 2010060746 W JP2010060746 W JP 2010060746W WO 2011001890 A1 WO2011001890 A1 WO 2011001890A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
axial fan
fan
blades
blade
wind
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2010/060746
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
玄 寺尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Balmuda Inc
Original Assignee
Balmuda Design Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2011520884A priority Critical patent/JP4949537B2/ja
Priority to HK12103941.0A priority patent/HK1163779B/xx
Priority to AU2010267210A priority patent/AU2010267210B2/en
Priority to CN201080003301.XA priority patent/CN102227562B/zh
Priority to EP10794059.5A priority patent/EP2469101B1/en
Priority to ES10794059.5T priority patent/ES2505291T3/es
Priority to SG2011096534A priority patent/SG177386A1/en
Priority to KR1020117028040A priority patent/KR101196493B1/ko
Application filed by Balmuda Design Ltd filed Critical Balmuda Design Ltd
Priority to BRPI1012266A priority patent/BRPI1012266A2/pt
Priority to CA2760653A priority patent/CA2760653C/en
Publication of WO2011001890A1 publication Critical patent/WO2011001890A1/ja
Priority to US13/288,526 priority patent/US8535010B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38—Blades
    • 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
    • F04D25/16—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows
    • F04D25/166—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows using fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/002—Axial flow fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/022—Multi-stage pumps with concentric rows of vanes
    • 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
    • F04D25/08—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
    • 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
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • 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
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/325—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
    • 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
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/325—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
    • F04D29/326—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans comprising a rotating shroud

Definitions

  • the present invention relates to the shape of the axial fan of the blower section of equipment that needs to send out air, such as a fan, a ventilation fan, or a heater.
  • FIG. 3 and 4 are explanatory views of a conventional axial fan having five blades
  • FIG. 3 is a front view of the conventional five blade fan
  • FIG. 4 is a perspective view of the conventional five blade axial fan.
  • FIG. 14 is a diagram showing the spread of wind generated when an axial fan with a conventional five-blade is rotated.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram of an axial fan when the number of blades is increased while keeping the blade shape of a conventional axial fan unchanged.
  • the wind generated from this conventional axial fan is 5 meters away from the front of the axial fan when rotating 30 centimeters of 5 blades at 800 rpm.
  • the wind area was 50 cm in diameter, and the wind 19 was almost unexpanded.
  • the wind generated from the axial fan has a larger air volume as the blade area is larger when the rotation speed is the same.
  • an overlap 22 between the blades when viewed from the front of the axial fan is formed at the base of the blade.
  • the problem to be solved by the present invention is that, in the axial fan used for blowing air, although there are many scenes where wind of a larger area is required, the conventional axial fan can provide it.
  • the conventional axial fan can provide it.
  • the present invention includes a rotating shaft portion attached to a rotating shaft of a rotation driving means such as a motor, an inner blade group provided coaxially with the rotating shaft portion outside the rotating shaft portion, and an outer side of the inner blade group.
  • the present invention is concentric with the rotating shaft portion and the rotating shaft in order to enable the manufacture of the upper and lower split molds at the time of injection molding during mass production while increasing the blade area.
  • An intermediate ring located between the rotating shaft and the outer periphery of the fan, an inner blade group that reaches the intermediate ring with the rotating shaft as a root, and an outer blade that reaches the outer periphery of the fan with the intermediate ring as a root
  • the inner blade group and the outer blade group are different in number, area, shape, and angle, and the inner blade group and the outer blade group have shapes that are not related to each other.
  • the blades can be shaped so that the blades do not overlap with each other, and the intermediate ring also leads to an increase in the strength of the entire fan.
  • the present invention makes the number of the blades of the inner blade group and the outer blade group different, the area, the shape, and the angle, so that the wind speed generated from the inner blade group when rotating as a fan. And the speed of the wind generated from the outer blade group can be made different.
  • the present invention provides a rotating shaft portion, a concentric circle with respect to the rotating shaft, an intermediate ring positioned between the rotating shaft portion and the outer periphery of the fan, and a root coupled to the rotating shaft portion.
  • An inner blade that extends in the radial direction when centered, reaches the intermediate ring, and is coupled to the intermediate ring, and a shape in which the inner blade is continuously replicated in the rotational direction when the rotation axis is the center.
  • a plurality of outer blade groups each having a shape obtained by continuously replicating the outer blades in the rotation direction with the rotation axis as the center.
  • the inner blade and the inner blade group are coupled to the rotation shaft portion with an angle of attack in the rotation direction, and the outer blade and the outer blade group are connected to the intermediate blade.
  • the ring is coupled to the ring in the rotational direction with an angle of attack, and the leading edge with respect to the rotational direction of the inner blade and the leading edge with respect to the rotational direction of the outer blade become a non-continuous line when viewed from the front of the fan,
  • the trailing edge with respect to the rotation direction of the inner blades and the trailing edge with respect to the rotation direction of the outer blades are not continuous when viewed from the front of the fan, and the inner blade group and the outer blade group are independent from each other. It is characterized by.
  • the inner blade group and the outer blade group connected to the intermediate ring can be set to the respective number, area, angle, and shape according to the design intention.
  • the angle of attack of the inner blade is ⁇ 1 and the angle of attack of the outer blade is ⁇ 2
  • the angle of attack ⁇ 1 and the angle of attack ⁇ 2 have a relationship of ⁇ 1 ⁇ 2 .
  • the angle of attack ⁇ 1 is an average angle of attack when the angle of attack of the inner blade is different depending on the location
  • the angle of attack ⁇ 2 is when the angle of attack of the outer blade is different depending on the location
  • the angle of attack as an average value.
  • the area S 1 and the area S 2 are preferably in a relationship of S 1 ⁇ S 2.
  • the wind speed V 1 formed by the inner blade group and the wind speed V 2 formed by the outer blade group are preferably in a relationship of 1.5V 1 ⁇ V 2 .
  • the intermediate ring has a cross-section that is not plate-like, but an ellipse on the side when the projection view from the viewpoint where the rotation axis of the axial fan and the outer periphery of the fan can be seen concentrically is the front, Other shapes such as a blade cross-section may be used.
  • FIG. 1 and 2 are views showing an axial fan according to the present invention
  • FIG. 1 is a front view of the axial fan according to the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of the axial fan according to the present invention.
  • 3 and 4 are explanatory views of a conventional axial fan having five blades.
  • FIG. 14 is a diagram showing the spread of wind generated when an axial fan with a conventional five-blade is rotated.
  • FIG. 15 is a diagram showing the spread of wind generated when the axial fan according to the present invention is rotated.
  • the wind pushed out inside and outside the intermediate ring 1 when rotated when rotating as a single axial fan 7, the wind speed of the generated wind can be changed between the inner side 11 and the outer side 12 of the intermediate ring 1, and the shaft can be changed.
  • a difference in density can be generated in the air pushed out from the inner side 11 and the outer side 12 of the intermediate ring 1 at a close distance portion in front of the flow fan, and thus generated from the inner side 11 and the outer side 12 of the intermediate ring.
  • Each wind influences each other, and the effect of being able to change the movement 19 in the direction of the spreading of the wind, which normally spreads slowly, into a movement in a different direction That.
  • each of the inner blade 2 group and the outer blade 3 group of the intermediate ring 1 are adjusted according to the design intention, thereby rotating as a single axial fan 7.
  • the difference in wind speed generated from each of the inner blade group and the outer blade group of the intermediate ring can be adjusted, and the change in the direction of the wind generated from the front of the axial fan caused by the difference is intentionally changed. There is an effect that it can be adjusted.
  • the wind speed V 2 of the wind generated from the outer side 12 of the intermediate ring 1 is determined by the design intention of the number, area, and shape of each of the outer and inner blade groups of the intermediate ring 1.
  • the outer side of the intermediate ring 1 is caused by the difference in density generated in the fluid pushed out at the closest distance in front of the rotating axial fan.
  • the generated wind is pulled by the low-density wind generated from the inside of the intermediate ring 1, and the movement 19 that normally spreads slowly can be changed to the movement 30 that is wound inwardly and rotates.
  • Wind gathers from the front of the axial flow fan for example, at a position 31 at a short distance of several tens of centimeters.
  • the recoil gathered in one place then changes to a movement 20 in which the wind is greatly diffused, and at a point away from the front of the rotating axial fan, for example 3 meters, the wind of the conventional axial fan Compared with the spread, there is an effect that it is possible to generate a wind having a large area.
  • the present invention by setting the number, area, and shape of the blade groups on the outer and inner sides of the intermediate ring 1 according to the design intention, for example, at a point 3 meters away from the front of the rotating axial fan.
  • the effect is that it is possible to generate a large area of wind that is 5 times or more the area of the wind generated when the conventional three- or five-blade axial fan 10 is rotated at the same rotational speed. There is.
  • the front edge 32 with respect to the rotation direction 36 of the inner blade 2 and the front edge 33 with respect to the rotation direction 36 of the outer blade 3 are not continuous when viewed from the front, and the inner blade 2 rotates.
  • the trailing edge 34 with respect to the direction 36 and the trailing edge 35 with respect to the rotation direction 36 of the outer blade 3 can be a line that is not continuous when viewed from the front, and the inner blade 2 group and the outer blade 3 group can have independent shapes, For example, even when the number of the outer blades 3 group of the intermediate ring 1 is increased and the total outer blade area is increased, the number of the inner blades 2 group of the intermediate ring 1 connected to the rotating shaft can be reduced. There is an effect that it is possible to increase the total blade area of the entire axial fan while eliminating the overlapping of the blades in the vicinity of the rotating shaft and facilitating injection molding at the time of mass production.
  • the intermediate ring 1 itself increases the physical strength of the entire axial fan, and even when the total area of the blades of the axial fan is increased, plastic injection molding or the like can be performed. When manufactured by a general mass production method, there is an effect that sufficient strength can be provided.
  • each blade group it is not necessary for each blade group to be radially continuous on the inner side and the outer side of the intermediate ring 1 and can be made independent, taking into account the overlapping of the blades, which is a problem during mass production. It is possible to manufacture an axial fan with a larger number of blades and a larger total area of the blades. When this fan is rotated, the conventional three- to five-blade axial fan is rotated at the same rotational speed. There is an effect that it is possible to generate a large amount of wind compared to when it is rotated.
  • the number of blades of each blade group can be set on the inner side and the outer side of the intermediate ring 1 without considering the problem of overlapping of the blades at the root portion and insufficient strength after manufacture.
  • the number of blades can be remarkably increased. For example, it is said that an axial fan with 5 blades feels gentler than 3 blades. It is possible to generate a wind that can be felt.
  • FIG. 1 is a perspective view of an axial fan and a motor according to the present invention. It is a front view of a conventional 5-blade type axial fan. It is a perspective view of a conventional 5-blade type axial flow fan. It is a trihedral view of the axial fan according to the present invention.
  • the purpose is to generate a wide area, large air volume, and gentle wind between the rotating shaft and the outer periphery of the fan.
  • FIG. 1 is a front view of an axial fan according to the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of an axial fan and a motor according to the present invention
  • FIG. 3 is a front view of a conventional five-blade type axial fan
  • FIG. 5 is a three-sided view of an axial fan according to the present invention
  • FIG. 6 is an explanatory view of a motor for mounting the axial fan and its supporting device
  • FIG. FIG. 8 is an explanatory view of a device in which an axial fan according to the present invention is attached to a fan-type motor support device
  • FIG. 8 is a diagram showing that a general axial fan composed of five conventional blades is attached to the fan-type motor support device.
  • FIG. 10 are explanatory diagrams of measurement points used when measuring the blowing range of the axial flow fan.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing the spread of the wind generated when the conventional five-blade axial fan is rotated.
  • FIG. 15 is a diagram showing the spread of wind generated when the axial fan according to the present invention is rotated.
  • reference numeral 1 denotes an intermediate ring which is located between the rotary shaft of the axial fan and the outer periphery of the fan and is concentric with the rotary shaft. In this case, the diameter of the intermediate ring 1 is 17 cm.
  • Reference numeral 2 denotes an inner blade of the intermediate ring 1, and the number of blade groups inside the intermediate ring 1 including the blade groups connected thereto is five.
  • Reference numeral 3 denotes an outer blade of the intermediate ring 1, and the number of blade groups on the outer side of the intermediate ring 1 including the blade groups connected to the intermediate ring 1 is nine.
  • the intermediate ring 1 and the inner blade 2 and the inner blade group connected thereto, the outer blade 3 and the outer blade group connected thereto, and the rotating shaft portion 4 are combined as one plastic molded product, and one axial flow having a diameter of 30 cm. Rotates as fan 7
  • the axial fan 7 is set so that the area of each blade is increased in the inner blade 2 group and the outer blade 3 group of the intermediate ring 1 in order to increase the amount of air generated when it rotates. Further, the inner and outer blade groups of the intermediate ring 1 are arranged so as to increase the difference in the wind speed of the wind generated from each of the intermediate ring 1, that is, outside the wind speed V 1 generated from the inner blade 2 group. as the speed V 2 of the wind generated from the group of the blade 3 is increased, the shape and angle of each blade is set.
  • the axial flow fan 7 is attached to the motor rotating shaft 6 of the motor 5 and fixed to the device 8 supporting these with screws or the like, and a fan type blower 9 is prepared.
  • the axial fan 7 of the blower 9 is rotated at 800 revolutions per minute, and at a distance of 1 centimeter from the front of the axial fan 7, the position becomes a wind generating part from the inner blade 2 and the inner blade group connected thereto. That is, the wind speed is measured at a position 11 moved 4 centimeters from the rotating shaft in the outer peripheral direction of the fan, and the wind speed from the outer blade 3 and the outer blade group connected to the outer blade 3 is combined. When the wind speed was measured even at the position 12 moved 10 cm in the outer circumferential direction, it was as shown in Table 1. In addition, the value of the wind speed uses the average value when measuring continuously for 1 minute at each position.
  • a general axial flow fan 10 having a diameter of 30 centimeters composed of five conventional blades is prepared, and this is attached to the motor rotating shaft 6 of the motor 5, and a screw or the like is attached to a device 8 that supports them.
  • the fan-type air blower 13 is prepared by fixing by fixing.
  • the axial fan 10 of the blower 13 is rotated at 800 revolutions per minute to correspond to Table 1, and moved 1 cm from the front of the axial fan 10 toward the outer periphery of the fan from the rotating shaft.
  • the wind speed was measured at the position 14, and the wind speed was also measured at the position 1 to 5 moved 10 cm from the rotating shaft in the outer peripheral direction of the fan.
  • the value of the wind speed uses the average value when measuring continuously for 1 minute at each position.
  • the axial fan 10 composed of five conventional blades shown in Table 2 has a small difference between the wind speed generated from the vicinity of the outer periphery of the fan and the wind speed generated from the vicinity of the rotating shaft. As shown in FIG. 14, a wind having a gently spreading direction 19 is generated.
  • the axis of rotation of the axial fan 7 of the blower 9 is horizontal, its height is 60 cm from the ground, and it is rotated at 800 rpm.
  • a mesh-like measurement interval shown in FIG. 9 and FIG. 10 is set in the front direction of the axial fan 7 on the horizontal plane intersecting the rotation axis of the axial fan 7, and indicated by a black dot 16.
  • Table 3 the value of the wind speed uses the average value when measuring continuously for 2 minutes at each position.
  • the axis of rotation of the axial fan 10 of the blower 13 is horizontal, its height is 60 cm from the ground, and it is rotated at 800 rpm.
  • the measurement conditions were the same as those in Table 3, and the wind speed was measured at each point as shown in Table 4.
  • the value of the wind speed uses the average value when measuring continuously for 2 minutes at each position.
  • Table 3 which is the wind range of the axial fan 7 according to the present invention
  • Table 4 which is the wind range of the axial fan 10 composed of five conventional blades
  • the diameter of the axial fan is compared.
  • the rotational speed is the same, it can be seen that the axial fan 7 according to the present invention in Table 3 has a larger air blowing range, that is, the area of the generated wind can be increased.
  • the wind generated from the axial fan 7 according to the present invention is approximately 1.
  • the wind generated by the axial fan 10 composed of five conventional blades is approximately 50 cm in diameter at the same position. Therefore, at a position 3 meters away from the front of the fan, the axial fan 7 according to the present invention has an area about nine times that of the conventional axial fan 10 composed of five blades. It can be seen that the developing wind is generated.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of an axial fan when there are a plurality of intermediate rings according to the present invention.
  • the intermediate ring 1 may be an axial fan 23 having a plurality of intermediate rings 1 depending on a required air blowing range, a wind spreading direction, and a use, even if the intermediate ring 1 is not single.
  • the blade groups on the inner side and the outer side of the intermediate ring 1 bring about an effect such as a change in the air blowing range by increasing the difference in wind speed during rotation.
  • the blades 2 inside the intermediate ring 1 may not have a blowing function such as a shaft that connects the intermediate ring and the rotating shaft portion instead of the blade shape.
  • the blade groups on the inner side and the outer side of the intermediate ring 1 bring about effects such as a change in the air blowing range by increasing the difference in wind speed during rotation.
  • the inner blade 2 group of the intermediate ring 1 may have a blade shape that blows air in the opposite direction to the outer blade 3 group of the intermediate ring 1 when rotated as a single axial fan.
  • the diameter of the intermediate ring 1 is increased or decreased between the rotation shaft and the outer periphery of the axial fan depending on the required air blowing range, the wind spreading direction, and the application. It can be set differently.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of a heater using an axial fan according to the present invention.
  • the axial fan according to the present invention can be used not only for the fan type fan but also for the fan portion of the heater 18 as shown in FIG. It can also be used for the air blowing part of instruments that require
  • the fan assembly 11 shown in FIG. 1 described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-141285 is rotated at 800 revolutions per minute with the rotation axis being horizontal, its height being 60 cm from the ground.
  • the measurement conditions were the same as those in Table 3, and the wind speed was measured at each point as shown in Table 5.
  • the value of the wind speed uses the average value when measuring continuously for 2 minutes at each position.
  • the fan assembly 11 of FIG. 1 described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-141285 has a large gap between the inner blades, and the air from the gap between the inner blades is generated by the early and strong wind formed by the outer blade group. Is sucked in and this air merges with the wind formed by the inner blades to increase the wind speed, so that the speed of the wind formed in the inner blade region and the speed of the wind formed in the outer blade region are The difference is not so large, and even at a point 3 meters away, it is almost 50 cm in diameter, and the wind is not so wide.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram in which an axial fan according to the present invention is attached to a ventilation fan
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of a heater using the axial fan according to the present invention.
  • the axial fan according to the present invention is not limited to the use for a fan or a blower, but also a fan such as a ventilation fan 17 as shown in FIG. 12 and a heater 17 as shown in FIG. Of course, it can be used for any device that requires
  • the axial fan of the present invention can be used for any device that requires cooling, such as a fan built in a computer, by reducing the outer diameter.
  • the axial fan of the present invention can be used for all kinds of equipment and equipment for generating an air flow, for example, an air-conditioning fan function part of a building facility, etc. by increasing the outer diameter. .
  • the axial fan of the present invention is not limited to the target for generating a flow, but can be any fluid such as a gas or a liquid.
  • a screw that rotates in water flows into the fluid can be used for any device for generating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

　扇風機や暖房機などの送風のための軸流ファンにおいて、従来型と直径と回転数を同じくした時に、前方に発生する風の面積、及び風量を大きくし、しかも、ファン自体の強度を保ったまま、量産が容易なように二分割式金型で製造可能とする。　回転駆動手段の回転軸に取り付けられる回転軸部と、該回転軸部の外側に該回転軸部と同軸に設けられた内側羽根群と、該内側羽根群の外側に該内側羽根群と同軸に設けられた外側羽根群とを備え、該内側羽根群は該回転軸部を中心にして放射状に設けられた複数の内側羽根からなり、該外側羽根群は該回転軸部を中心にして放射状に設けられた複数の外側羽根からなる軸流ファンにおいて、該内側羽根と該外側羽根の枚数、面積、角度、形状を設計することにより、該内側羽根群によって形成される風の速度Ｖ１と該外側羽根群によって形成される風の速度Ｖ２を、１．５Ｖ１＜Ｖ２の関係にする。

Description

軸流ファン
　本発明は、扇風機や換気扇、暖房器具など空気を送り出す必要がある機器の送風部の軸流ファンの形状に関わる。
　図３及び図４は、従来型の５枚羽根を持つ軸流ファンの説明図であり、図３は従来型５枚羽根ファンの正面図、図４は従来型５枚羽根軸流ファンの斜視図である。図１４は、従来型５枚羽根の軸流ファンを回転させた時に発生する風の広がりを表した図である。図１６は、従来型の軸流ファンの羽根の形状をそのままに、羽根の枚数を増やした場合の軸流ファンの説明図である。
　従来、一般的な扇風機などでは、３枚から５枚羽根の軸流ファン、特に図３及び図４に示すような５枚羽根の軸流ファンが多く採用されており、製造上成形が容易な事もあり、この形状には、長年、変化が起こらない状況が続いていた。
　そして、図１４に示すように、この従来型軸流ファンから発生する風は、直径３０センチの５枚羽根のものを毎分８００回転で回した場合で、軸流ファン正面から３メートル離れた場所で、風の面積は直径５０センチと、ほとんど広がりのない風１９となっていた。
　しかし、例えば扇風機では、一般に首振り機能が付いているように、発生した風を広範囲に送る事が必要とされる事が多い。また、暖房器具でも、熱を住空間に広げるために送風機が用いられており、この場合も送風範囲が広い方が空間への熱伝達が容易になる。
　これらの事から、送風のために軸流ファンを利用した機器の場合、使用時に発生する風の面積が広い方が都合の良い場合が多く見受けられる。例えば、巨大な軸流ファンを回転させれば、面積の大きい風を得る事ができるが、これを既存の送風機能を持つ器具の送風部に設置する事は、器具の限定された空間の中で、現実的ではない。従って、好ましくは、軸流ファンの直径を変える事なく、発生する風の広がり、すなわち、風の面積を大きくしたい。
　また、軸流ファンから発生する風は、回転数が同じ場合、羽根の面積が大きいほど、発生する風量も大きくなる。
　という事は、５枚羽根などの従来型の軸流ファンより羽根の面積を大きくした軸流ファンを回せば、同じ風量を得るために、５枚羽根などの従来型の軸流ファンよりも、低い回転数で済む事になり、騒音の改善や、消費電力の改善につながる可能性がある。
　しかし現在、扇風機や換気扇、暖房機等の軸流ファンにおいて、５枚より多い枚数の羽根を持つものは、ほとんどなく、また、著しく羽根の面積を大きくしたものもない。
　これは、効率の良い軸流ファンを設計するためには、流体力学の知識等が必要となり、かつ、流体力学自体が未解明の部分が多いなど、設計上の困難が容易に予想される事や、量産時の問題が予測される事などが主な原因と考えられる。
　例えば、図１６に示すように、軸流ファンの羽根の面積を増やすため、一般的な５枚羽根の軸流ファン１０の、羽根の形状をそのままに、羽根の枚数を増やした形状２１とした場合、羽根の付け根部において、軸流ファン正面から見た時の羽根同士の重なり２２が出来てしまう。これは、プラスチック成型時などに量産に使用される二分割の射出成型金型を使用した場合のアンダーカット部が出来てしまうという事になり、量産製造を考えた場合、非現実的である。
　また、この場合の解決策の一つとして、羽根同士が重ならないよう、羽根の付け根部を細くするという事は容易に考えつくが、回転時には羽根の外周に近い部分ほど大きい負荷がかかり、これを重なりをさけるために細くした根元だけで支持するという事になり、強度的に問題が残ってしまう。従って好ましくは、一般的な量産方法である、金型を２分割とした射出成形加工で製造可能な形状で、軸流ファン自体の強度も保ちつつ、軸流ファンの羽根の枚数や面積を増加させたい。
特開平１０－１４１２８５号公報 特開２０００－１２０５９０号公報 特開２００２－２２１１９１号公報 特開２００４－０６０４４７号公報
　本発明が解決しようとする課題は、送風のために使用される軸流ファンにおいて、より広い面積の風が求められる場面が多いにも関わらず、従来の軸流ファンではそれを提供する事ができない点と、風量を大きくし、低回転、低騒音、省エネルギー型の軸流ファンを製造しようとするために羽根の面積を増やそうとする場合、量産時の効率と軸流ファン自体の強度を両立する事が困難な点である。
　本発明は、モータなどの回転駆動手段の回転軸に取り付けられる回転軸部と、該回転軸部の外側に該回転軸部と同軸に設けられた内側羽根群と、該内側羽根群の外側に該内側羽根群と同軸に設けられた外側羽根群とを備え、該内側羽根群は該回転軸部を中心にして放射状に設けられた複数の内側羽根からなり、該外側羽根群は該回転軸部を中心にして放射状に設けられた複数の外側羽根からなることを特徴とする。
　すなわち、本発明は、羽根の面積を大きくしながら量産時の射出成形加工時において上下二分割式の金型での製造を可能とするために、回転軸部と、回転軸に対し同心円になる、該回転軸部とファンの外周との間に位置する中間リングと、該回転軸部を根元とし該中間リングまで達する内側羽根群と、該中間リングを根元とし、ファンの外周まで達する外側羽根群を備え、該内側羽根群と該外側羽根群の枚数、面積、形状、角度を異なるものとし、該内側羽根群と該外側羽根群をそれぞれ関連のない形状とすることで、ファン正面から見た時に羽根同士が重なっていない形状とする事ができ、かつ、該中間リングがファン全体の強度の増加にもつながるようにした事を特徴とする。
　また、本発明は、該内側羽根群と該外側羽根群の羽根の枚数、面積、形状、角度を異なったものとする事で、ファンとして回転した時に、該内側羽根群から発生する風の風速と、該外側羽根群から発生する風の風速を異なるものとする事ができるようにした事を特徴とする。
　すなわち、本発明は、回転軸部と、回転軸に対し同心円になり、該回転軸部とファンの外周との間に位置する中間リングと、該回転軸部に根元が結合し、回転軸を中心とした時の放射方向へ向って伸び、該中間リングに達し、該中間リングに結合する内側羽根と、該内側羽根を、回転軸を中心とした時の回転方向へ連続して複製した形状となる複数枚の内側羽根群と、該中間リングに根元が結合し、回転軸を中心とした時の放射方向へ向って、正面から見た時に広がりながらファンの外周まで達する外側羽根と、該外側羽根を回転軸を中心とした時の回転方向へ連続して複製した形状となる複数枚の外側羽根群とを備えている。
　また、該内側羽根、及び、該内側羽根群は、該回転軸部に、回転方向に向って、迎え角を持って結合しており、該外側羽根、及び、該外側羽根群は、該中間リングに、回転方向に向って、迎え角を持って結合し、該内側羽根の回転方向に対する前縁と、該外側羽根の回転方向に対する前縁が、ファン正面から見た時に連続しない線となり、該内側羽根の回転方向に対する後縁と、該外側羽根の回転方向に対する後縁が、ファン正面から見た時に連続しない線となり、該内側羽根群と該外側羽根群が、それぞれ独立している事を特徴とする。
　該中間リングに連結する内側の羽根群と外側の羽根群は、設計意図によって、それぞれの枚数、面積、角度、形状を、それぞれに設定する事ができる。
　ここで、該内側羽根の迎え角をα１、該外側羽根の迎え角をα２としたとき、該迎え角α１と該迎え角α２は、α１＜α２の関係になっていることが好ましい。ここで、迎え角α１は、該内側羽根の迎え角が場所によって異なる場合は、平均値としての迎え角であり、迎え角α２は、該外側羽根の迎え角が場所によって異なる場合は、平均値としての迎え角である。また、該内側羽根の合計面積をＳ１、該外側羽根の合計面積をＳ２としたとき、該面積Ｓ１と該面積Ｓ２は、Ｓ１＜Ｓ２の関係になっていることが好ましい。そして、該内側羽根群によって形成される風の速度Ｖ１と該外側羽根群によって形成される風の速度Ｖ２は、１．５Ｖ１＜Ｖ２の関係になっていることが好ましい。
　また、ファン正面から見た時の内側羽根群の隣り合う内側羽根間の隙間の合計面積Ｓｇと内側羽根の合計面積Ｓ１との関係は、Ｓｇ＜０．１２Ｓ１の関係にあるのが好ましい。従来技術の軸流ファンのように、内側羽根の間の隙間が大きいと、外側羽根群によって形成された早くて強い風によって、内側羽根の間の隙間から空気が吸い込まれ、この空気が内側羽根によって形成される風と合流して風の速度を上げるので、内側羽根の領域で形成される風の速度と、外側羽根の領域で形成される風の速度の差があまり大きくならないからである。
　また、該中間リングは、軸流ファンの回転軸とファンの外周を同心円に見る事ができる視点からの投影図を正面とした時の側面において、その断面は、板状でなくとも、楕円、翼断面などの他の形状でもよい。
　図１及び、図２は、本発明に係る軸流ファンを示す図であり、図1は、本発明に係る軸流ファンの正面図、図２は、本発明に係る軸流ファンの斜視図とモーターの説明図である。図３、及び図４は、従来型の５枚羽根を持つ軸流ファンの説明図である。図１４は、従来型５枚羽根の軸流ファンを回転させた時に発生する風の広がりを表した図である。図１５は、本発明に係る軸流ファンを回転させた時に発生する風の広がりを表した図である。
　本発明によれば、中間リング１の内側羽根２群と外側羽根３群の羽根の枚数、角度、形状をそれぞれ異なるものとする事によって、回転させた時に中間リング１の内側と外側で押し出す風の量を異なるものとする事ができ、すなわち一個の軸流ファン７として回転した場合、中間リング１の内側１１と外側１２で、発生する風の風速を変える事ができることが可能になり、軸流ファン正面の至近距離部において、中間リング１の内側１１と外側１２から、それぞれ押し出された空気に密度の差を発生させることができ、これにより、中間リングの内側１１と外側１２から発生したそれぞれの風を影響させ合い、通常、緩やかに広がって行くだけの風の広がり方向への運動１９を、異なった方向への運動へ変化させる事ができるという効果がある。
　また、本発明によれば、中間リング１の内側羽根２群と外側羽根３群の、それぞれの羽根の枚数、角度、形状を、設計意図によって調整する事によって、一個の軸流ファン７として回転させた時に、中間リングの内側の羽根群と外側の羽根群それぞれから発生する風速の差を調整することができ、その差によって生じる軸流ファン正面から発生する風の方向の変化を意図的に調整する事ができるという効果がある。
　また、本発明によれば、中間リング１の外側と内側のそれぞれの羽根群の枚数、面積、形状を設計意図によって、中間リング１の外側１２から発生する風の風速Ｖ２が中間リング１の内側１１から発生する風の風速Ｖ１よりも著しく速くなるように設定した場合、回転する軸流ファン正面の至近距離位置において押し出された流体に発生する密度の差により、中間リング１の外側から発生する風は、中間リング１の内側から発生する密度の低い風に引っ張られ、通常、緩やかに広がって行く運動１９を、内側方向へ巻き込まれて行く運動３０に変化させる事ができ、回転する軸流ファン正面から、例えば数十センチの近距離の位置３１において風が集まり、回転する軸流ファンから発生した時からの渦を巻こうとする運動エネルギーと、風が一カ所に集まった反動によって、その後、風が大きく拡散していく運動２０に変化し、回転する軸流ファン正面から、例えば３メートル等、離れた地点において、従来型の軸流ファンの風の広がりに比べて、大きい面積となる風を発生させる事ができるという効果がある。
　すなわち、本発明によれば、中間リング１の外側と内側のそれぞれの羽根群の枚数、面積、形状を設計意図によって設定する事によって、回転する軸流ファン正面から、例えば３メートル離れた地点において、従来の３枚や５枚羽根の軸流ファン１０を同じ回転数で回転させた時に発生する風の面積に比べて、５倍以上となる、広い面積の風を発生させる事ができるという効果がある。
　また、本発明によれば、内側羽根２の回転方向３６に対する前縁３２と、外側羽根３の回転方向３６に対する前縁３３が正面から見た時に連続しない線とし、かつ、内側羽根２の回転方向３６に対する後縁３４と、外側羽根３の回転方向３６に対する後縁３５が正面から見た時に連続しない線とし、内側羽根２群と外側羽根３群を互いに独立した形状とする事ができ、例えば、中間リング１の外側羽根３群の枚数を多くし、外側の総羽根面積を大きくした場合でも、回転軸に連結する中間リング１の内側羽根２群の枚数を少なくする事ができ、従って、回転軸付近での羽根同士の重なりを排除し、量産時の射出成型を容易にしながら、軸流ファン全体の総羽根面積を大きくする事ができるという効果がある。
　また、本発明によれば、中間リング１自体が軸流ファン全体の物理的強度を増加させる事になり、軸流ファンの羽根の総面積を大きくした場合におていも、プラスチック射出成型などの一般的な量産方法で製造した場合に、十分な強度を持たせる事ができるという効果がある。
　また、本発明によれば、中間リング１の内側と外側で、それぞれの羽根群が形状として放射状に連続する必要がなく、独立させる事ができ、量産時に問題となる羽根の重なりを考慮する事なく、全体の羽根の枚数と羽根の総面積を大きくした軸流ファンを製造する事が可能となり、これを回転させた場合、従来の３枚から５枚羽根の軸流ファンを同じ回転数で回転させた時に比べて、風量の多い風を発生させる事ができるという効果がある。
　また、本発明によれば、中間リング１の内側と外側で、それぞれの羽根群の羽根の枚数を、根元部分における羽根の重なり、製造後の強度不足の問題を考慮せずに設定できるため、羽根の枚数を著しく増やす事ができ、例えば３枚羽根よりも５枚羽根の軸流ファンの方が風が優しいと感じると言われている中、５枚よりも枚数の多い羽根で、さらに優しいと感じられる風を発生することができるという効果がある。
本発明に係る軸流ファンの正面図である。 本発明に係る軸流ファンとモーターの斜視図である。 従来型の５枚羽根タイプの軸流ファンの正面図である。 従来型の５枚羽根タイプの軸流ファンの斜視図である。 本発明に係る軸流ファンの三面図である。 軸流ファンと軸流ファンを取り付けるためのモーターとその支持装置の説明図である。 扇風機型モーター支持装置に本発明に係る軸流ファンを取り付けた装置の説明図である。 扇風機型モーター支持装置に従来型の５枚の羽根で構成される一般的な軸流ファンを取り付けた装置の説明図である。 軸流ファンの送風範囲を計測する際に使用した計測ポイントの斜視図である。 軸流ファンの送風範囲を計測する際に使用した計測ポイントを上から見た図である。 本発明に係る中間リングを複数とした場合の軸流ファンの説明図である。 本発明に係る軸流ファンを換気扇に取り付けた説明図である。 本発明に係る軸流ファンを利用した暖房機の説明図である。 従来型５枚羽根の軸流ファンを回転させた時に発生する風の広がりを表した説明図である。 本発明に係る軸流ファンを回転させた時に発生する風の広がりを表した図である。 従来型の軸流ファンの羽根の形状をそのままに、羽根の枚数を増やした場合の軸流ファンの説明図である。
　送風のための軸流ファンにおいて、軸流ファンの外径大きさや回転数を変更する事なく、面積が広く、風量が多く、優しい風を発生させるという目的を、回転軸とファンの外周との間に回転軸と同心円の、中間リングを設け、かつ、中間リング内側と外側のそれぞれの羽根群を任意の形状、枚数、面積とするものした軸流ファン形状とする事によって、容易な量産を可能とし、軸流ファン自体の強度的な問題を解決しつつ、実現した。
　図１は本発明に係る軸流ファンの正面図、図２は本発明に係る軸流ファンとモーターの斜視図、図３は従来の５枚羽根タイプの軸流ファンの正面図、図４は従来の５枚羽根タイプの軸流ファンの斜視図、図５は本発明に係る軸流ファンの三面図、図６は軸流ファンを取り付けるためのモーターとその支持装置の説明図、図７は扇風機型モーター支持装置に本発明に係る軸流ファンを取り付けた装置の説明図、図８は扇風機型モーター支持装置に従来型の５枚の羽根で構成される一般的な軸流ファンを取り付けた装置の説明図、図９、及び、図10は、軸流ファンの送風範囲を計測する際に使用した計測ポイントの説明図である。図１４は、従来型５枚羽根の軸流ファンを回転させた時に発生する風の広がりを表した説明図である。図１５は、本発明に係る軸流ファンを回転させた時に発生する風の広がりを表した図である。
　これらの図において、１は軸流ファンの回転軸とファンの外周との間に位置する、回転軸と同心円となる中間リングであり、この場合、中間リング１の直径は１７センチなっている。２は中間リング１の内側羽根であり、それに連なる羽根群を含めて中間リング1の内側の羽根群の枚数は５枚となっている。３は中間リング１の外側羽根であり、それに連なる羽根群を含めて、中間リング１の外側の羽根群の枚数は９枚となっている。これに、モーター５の回転軸６とネジなどによって結合される軸流ファンの回転軸部４がある。
　中間リング１と内側羽根２とそれに連なる内側羽根群、外側羽根３とそれに連なる外側羽根群、及び回転軸部４は、一個のプラスチック成型品として結合しており、直径３０センチの一個の軸流ファン７として回転する。
　また、軸流ファン７は、回転したときの発生する風量を大きくするため、中間リング１の内側羽根２群と外側羽根３群において、各羽根の面積が大きくなるように設定されている。また、中間リング１の内側と外側の羽根群は、回転した時にそれぞれから発生する風の風速の差を大きくなるよう、すなわち、内側羽根２の群から発生する風の速度Ｖ１よりも、外側羽根３の群から発生する風の速度Ｖ２が大きくなるように、各羽根の形状と角度が設定されている。
　軸流ファン７をモーター５のモーター回転軸６に取り付け、これらを支持する装置８にネジ等で固定する事により取り付け、扇風機型の送風装置９を用意する。
　次に、送風機９の軸流ファン７を毎分８００回転で回転させ、軸流ファン７の正面から１センチの距離で、内側羽根２とそれに連なる内側羽根群からの風の発生部となる位置、すなわち回転軸からファンの外周方向に４センチ移動した位置１１でその風速を計測し、合わせて、外側羽根３とそれに連なる外側羽根群からの風の発生部となる位置、すなわち回転軸からファンの外周方向に１０センチ移動した位置１２でも風速を計測したところ、表１に示す通りであった。なお、風速の値は、各位置で１分間継続して計測した時の、その平均値を用いている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　次に、従来型の５枚の羽根で構成される直径３０センチの一般的な軸流ファン１０を用意し、これをモーター５のモーター回転軸６に取り付け、これらを支持する装置８にネジ等で固定する事により取り付け、扇風機型の送風装置１３を用意する。
　次に、送風機１３の軸流ファン１０を毎分８００回転で回転させ、表１に対応させるため、軸流ファン１０の正面から１センチの距離で、回転軸からファンの外周方向に４センチ移動した位置１４でその風速を計測し、合わせて、回転軸からファンの外周方向に１０センチ移動した位置１ ５でも風速を計測したところ、表２に示す通りであった。なお、風速の値は、各位置で１分間継続して計測した時の、その平均値を用いている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１と表２を比べると、回転軸からファンの外周方向に４センチ移動した位置と１０センチ移動した位置の風速の違いは、表１の場合１．７４倍、表２の場合で１．３倍となっており、表１の本発明で構成した軸流ファン７は、表２の従来型の５枚の羽根で構成される軸流ファン１０に比べて、回転時に軸流ファンの外周付近から発生する風の風速と、回転軸付近から発生する風の風速の差が大きくなっている事がわかる。
　この時、表２に表した従来型の５枚の羽根で構成される軸流ファン１０は、ファンの外周付近から発生する風の風速と、回転軸付近から発生する風の風速の差が少く、図１４に表すように、穏やかに広がる方向１９を持つ風を発生させている。
　また、表１に表した本発明に係る軸流ファン７は、ファンの外周付近から発生する風の風速と、回転軸付近から発生する風の風速の差が大きくなる事によって、回転した時に、図５ に示す、ファン正面の至近距離位置の軸付近空間２４とファンの外周付近空間２５において、押し出される空気の量に大きな差が発生し、すなわち、空気の密度に差が発生する事になる。そして、押し出された空気に発生する密度の差により、中間リング１の外側から発生する風は、中間リング１の内側から発生する密度の低い風に引っ張られ、通常、緩やかに広がって行く運動１９が、内側方向へ巻き込まれて行く運動３０に変化し、軸流ファン７正面から、約４０センチの近距離の位置３１において風が集まり、風が一カ所に集まった反動によって、その後、風が大きく拡散していく運動２０に変化している。以下に、その風の広がりについての計測結果を記載する。
　次に、送風機９の軸流ファン７の回転軸を水平とし、その高さを地面から６０センチとし、毎分８００回転で回転させる。風の広がりを調べるために、軸流ファン７の回転軸に交わる水平面において、軸流ファン７の正面方向に図９及び図１０で表される網目状の計測間隔を設定し、黒点１６に示す、複数の計測ポイントとを設定し、各ポイント１６で風速を計測したところ、表３に示す通りであった。なお、風速の値は、各位置で２分間継続して計測した時の、その平均値を用いている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　次に、送風機１３の軸流ファン１０の回転軸を水平とし、その高さを地面から６０センチとし、毎分８００回転で回転させる。前記表３に対応させるため、計測条件を表３計測時と同様にし、各ポイントで風速を計測したところ、表４に示す通りであった。なお、風速の値は、各位置で２分間継続して計測した時の、その平均値を用いている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　本発明に係る軸流ファン７の風の範囲である表３と、従来型の５枚の羽根で構成される軸流ファン１０の風の範囲である表４を比べると、軸流ファンの直径、回転数が同じにも関わらず、表３の本発明に係る軸流ファン７の方が、送風の範囲が大きくなっており、すなわち発生させる風の面積を大きくする事ができるという事がわかる。また、軸流ファンを回転させた時に発生する風は、正面から見た時に概ね円形となるので、本発明に係る軸流ファン７から発生する風は、３メートル離れた地点で概ね直径１．５メートルの風になっており、従来型の５枚の羽根で構成される軸流ファン１０から発生する風は、同位置で概ね直径５０センチの風になっている。この事から、ファン正面から３メートル離れた位置においては、本発明に係る軸流ファン７は、従来型の５枚の羽根で構成される軸流ファン１０に比べて、約９倍の面積に発達する風を発生させている事がわかる。
　以上の結果は、上述したように軸流ファンの内外羽根群の風速比に起因するものと考えられる。そして、風速比は、表１の結果によれば、本発明の内側羽根群によって形成される風の速度Ｖ１と外側羽根群によって形成される風の速度Ｖ２は、Ｖ１：Ｖ２＝１：１．７４の関係になっており、表２の結果から、従来の軸流ファンの内側部分によって形成される風の速度Ｖ１と外側部分によって形成される風の速度Ｖ２は、Ｖ１：Ｖ２＝１：１．３になっている。そして、これらの結果及びその他の実験結果から総合的に判断して、内側羽根群によって形成される風の速度Ｖ１と外側羽根群によって形成される風の速度Ｖ２は、１．５Ｖ１＜Ｖ２の関係にあるのが好ましいと思われる。
　図１１は、本発明に係る中間リングを複数とした場合の軸流ファンの説明図である。
　前述した構成において、中間リング１は一重でなくとも、求める送風範囲や、風の広がり方向や、用途によっては、中間リング１を複数にした軸流ファン２３とする事もできる。
　前述した構成において、中間リング１の内側と外側のそれぞれの羽根群は、回転時に風速の差を大きくする事によって、送風範囲の変化などの効果をもたらすものなので、求める送風範囲や、風の広がり方向や、用途によっては、中間リング１内側の羽根２群は、例えば羽根形状ではなく中間リングと回転軸部を連結するだけのシャフトのような送風機能がないものとする事もできる。
　前述した構成において、中間リング１内側と外側のそれぞれの羽根群は、回転時に風速の差を大きくする事によって、送風範囲の変化などの効果をもたらすものなので、求める送風範囲や、風の広がり方向や、用途によっては、中間リング１の内側羽根２群は、一個の軸流ファンとして回転した時に中間リング１の外側羽根３群と逆方向へ送風する羽根形状のものとする事もできる。
　前述した構成において、中間リング１の直径は、求める送風範囲や、風の広がり方向や、用途によっては、回転軸と軸流ファン外周との間で、大きくしたり小さくしたりと、大きさを異なったものに設定する事もできる。
　図１３は、本発明に係る軸流ファンを利用した暖房機の説明図である。
　前述した構成において、本発明に関わる軸流ファンは、扇風機型送風機でなくとも、例えば図１３に表すように、暖房機１８の送風機部分等にも利用でき、他にも広い範囲に送風する機能を必要とする器具の送風部にも利用する事ができる。
比較例１
　特開平１０－１４１２８５号公報に記載された図１のファン組立体１１について、回転軸を水平とし、その高さを地面から６０センチとし、毎分８００回転で回転させる。前記表３に対応させるため、計測条件を表３計測時と同様にし、各ポイントで風速を計測したところ、表５に示す通りであった。なお、風速の値は、各位置で２分間継続して計測した時の、その平均値を用いている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　特開平１０－１４１２８５号公報に記載された図１のファン組立体１１は、内側羽根の間の隙間が大きく、外側羽根群によって形成された早くて強い風によって、内側羽根の間の隙間から空気が吸い込まれ、この空気が内側羽根によって形成される風と合流して風の速度を上げるので、内側羽根の領域で形成される風の速度と、外側羽根の領域で形成される風の速度の差があまり大きくならず、３メートル離れた地点でも概ね直径５０センチと、あまり拡がらない風になっている。
　図１２は、本発明に係る軸流ファンを換気扇に取り付けた説明図、図１３は、本発明に係る軸流ファンを利用した暖房機の説明図である。
　本発明の軸流ファンは、扇風機や送風機への利用に限定するものではなく、他にも図１２に表すように換気扇１７など、また、図１３に表すように暖房器具１７など、内部に送風機を必要とするあらゆる器具に利用できる事はもちろんである。
　また、本発明の軸流ファンは、外径を小さくする事によって、例えば、コンピューターに内蔵するファンなど、冷却が必要なあらゆる器具に利用できる事はもちろんである。
　また、本発明の軸流ファンは、外径を大きくする事によって、たとえば、ビル施設の空調送風機能部など、空気の流れを発生させるための、あらゆる器具、設備に利用できる事はもちろんである。
　また、本発明の軸流ファンは、流れを発生させる対象を空気に限定せず、ガスや液体など、あらゆる流体を対象とする事ができ、例えば水の中で回転させるスクリューなど、流体に流れを発生させるためのあらゆる器具に利用できる事はもちろんである。
　１　中間リング
　２　中間リングの内側の羽根
　３　中間リングの外側の羽根
　４　軸流ファンの回転軸部
　５　モーター
　６　モーターの回転軸
　７　本発明に係る軸流ファン
　８　モーターの支持装置
　９　本発明に係る軸流ファンを取り付けた扇風機型の送風装置
１０　従来型の５枚の羽根で構成される一般的な軸流ファン
１１　風速計測ポイント
１２　風速計測ポイント
１３　従来型の５枚の羽根で構成される一般的な軸流ファンを取り付けた扇風機型の送風装置
１４　風速計測ポイント
１５　風速計測ポイント
１６　風速計測ポイント
１７　本発明に係る軸流ファンを取り付けた換気扇型の送風装置
１８　本発明に係る軸流ファンを送風機能部に取り付けた暖房装置
１９　従来型の５枚の羽根の軸流ファンを回転させた時の風の広がり
２０　本発明に係る軸流ファンを回転させた時の風の広がり　
２１　従来型の５枚羽根を羽根の形状をそのままに１０枚はねとした場合の軸流ファン
２２　正面から見た時に羽根同士が重なる部分
２３　中間リングを複数とした本発明に係る軸流ファン
２４　本発明に係る軸流ファン正面の至近距離位置の軸付近空間
２５　本発明に係る軸流ファン正面の至近距離位置の外周付近空間
３０　本発明に係る軸流ファンを回転させた時の近距離における風の方向
３１　本発明に係る軸流ファンを回転させた時の風が集まる位置

Claims (6)

  1. 　回転駆動手段の回転軸に取り付けられる回転軸部と、該回転軸部の外側に該回転軸部と同軸に設けられた内側羽根群と、該内側羽根群の外側に該内側羽根群と同軸に設けられた外側羽根群とを備え、該内側羽根群は該回転軸部を中心にして放射状に設けられた複数の内側羽根からなり、該外側羽根群は該回転軸部を中心にして放射状に設けられた複数の外側羽根からなり、該内側羽根群によって形成される風の速度Ｖ１と該外側羽根群によって形成される風の速度Ｖ２が、１．５Ｖ１＜Ｖ２の関係にあることを特徴とする軸流ファン。
  2. 　前記内側羽根及び前記外側羽根は回転方向に対して迎え角を有し、該内側羽根の迎え角をα１、該外側羽根の迎え角をα２としたとき、該迎え角α１と該迎え角α２が、α１＜α２の関係にあることを特徴とする請求項１に記載の軸流ファン。
  3. 　前記内側羽根の合計面積をＳ１、前記外側羽根の合計面積をＳ２としたとき、該面積Ｓ１と該面積Ｓ２が、Ｓ１＜Ｓ２の関係にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸流ファン。
  4. 　前記外側羽根群は中間リングを介して前記内側羽根群の外側に設けられていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の軸流ファン。
  5. 　軸流ファンを正面から見た時の前記内側羽根群の隣り合う内側羽根間の隙間の合計面積Ｓｇが前記内側羽根の合計面積Ｓ１との関係で、Ｓｇ＜０．１２Ｓ１の関係にあることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の軸流ファン。
  6. 　前記内側羽根の回転方向に対する前縁と前記外側羽根の回転方向に対する前縁がファン正面から見た時に連続しない線となり、前記内側羽根の回転方向に対する後縁と前記外側羽根の回転方向に対する後縁がファン正面から見た時に連続しない線となることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の軸流ファン。
PCT/JP2010/060746 2009-06-28 2010-06-24 軸流ファン Ceased WO2011001890A1 (ja)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SG2011096534A SG177386A1 (en) 2009-06-28 2010-06-24 Axial fan
AU2010267210A AU2010267210B2 (en) 2009-06-28 2010-06-24 Axial fan
CN201080003301.XA CN102227562B (zh) 2009-06-28 2010-06-24 轴流风扇
EP10794059.5A EP2469101B1 (en) 2009-06-28 2010-06-24 Axial fan
ES10794059.5T ES2505291T3 (es) 2009-06-28 2010-06-24 Ventilador axial
JP2011520884A JP4949537B2 (ja) 2009-06-28 2010-06-24 軸流ファン
CA2760653A CA2760653C (en) 2009-06-28 2010-06-24 Axial flow fan
KR1020117028040A KR101196493B1 (ko) 2009-06-28 2010-06-24 축류팬
BRPI1012266A BRPI1012266A2 (pt) 2009-06-28 2010-06-24 ventilador de fluxo axial.
HK12103941.0A HK1163779B (en) 2009-06-28 2010-06-24 Axial fan
US13/288,526 US8535010B2 (en) 2009-06-28 2011-11-03 Axial flow fan

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-169502 2009-06-28
JP2009169502 2009-06-28

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US13/288,526 Continuation US8535010B2 (en) 2009-06-28 2011-11-03 Axial flow fan

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011001890A1 true WO2011001890A1 (ja) 2011-01-06

Family

ID=43410965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/060746 Ceased WO2011001890A1 (ja) 2009-06-28 2010-06-24 軸流ファン

Country Status (12)

Country Link
US (1) US8535010B2 (ja)
EP (1) EP2469101B1 (ja)
JP (4) JP4949537B2 (ja)
KR (2) KR20120096072A (ja)
CN (1) CN102227562B (ja)
AU (1) AU2010267210B2 (ja)
BR (1) BRPI1012266A2 (ja)
CA (1) CA2760653C (ja)
ES (1) ES2505291T3 (ja)
MY (1) MY155880A (ja)
SG (1) SG177386A1 (ja)
WO (1) WO2011001890A1 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3406912A1 (en) 2017-05-22 2018-11-28 Fujitsu General Limited Propeller fan
WO2019111973A1 (ja) 2017-12-05 2019-06-13 株式会社富士通ゼネラル プロペラファン
US11293452B2 (en) 2018-11-30 2022-04-05 Fujitsu General Limited Propeller fan
US11313382B2 (en) 2018-11-30 2022-04-26 Fujitsu General Limited Propeller fan
US11313377B2 (en) 2018-11-30 2022-04-26 Fujitsu General Limited Propeller fan
US11512710B2 (en) 2018-11-30 2022-11-29 Fujitsu General Limited Propeller fan
US11536288B2 (en) 2018-03-22 2022-12-27 Fujitsu General Limited Propeller fan

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2755521A1 (en) * 2009-04-29 2010-09-23 Shamel A. Bersiek Wind jet turbine ii
TWI476327B (zh) * 2012-09-12 2015-03-11 張菀茹 適用於風扇的雙層扇葉結構
CN103016371B (zh) * 2012-12-03 2015-09-16 浙江泰达微电机有限公司 一种轴流风扇
CN104033408B (zh) * 2013-03-06 2016-12-28 福州斯狄渢电热水器有限公司 一种可取暖的双风叶风扇
KR101598430B1 (ko) * 2014-04-29 2016-03-14 김형기 헤어드라이어
KR20150133077A (ko) * 2014-05-19 2015-11-27 엘지전자 주식회사 송풍팬 및 이를 적용한 공기조화기
CN105240316A (zh) * 2015-10-10 2016-01-13 珠海格力电器股份有限公司 轴流风叶、轴流风机和空调器
KR101720644B1 (ko) 2016-01-21 2017-03-28 오텍캐리어 주식회사 윙렛 구조를 가지는 이중팬 및 이러한 이중팬을 구비하는 공기조화기
WO2017128803A1 (zh) * 2016-01-27 2017-08-03 广东美的环境电器制造有限公司 风轮及家用电器
CN106930974B (zh) * 2016-01-27 2023-02-17 广东美的环境电器制造有限公司 风轮及家用电器
JP2019504958A (ja) * 2016-01-27 2019-02-21 広東美的環境電器制造有限公司 ファン及び家電機器
CN105952669A (zh) * 2016-04-18 2016-09-21 浙江久友电器科技有限公司 具有双风道的风叶组件
KR101828905B1 (ko) 2016-07-20 2018-03-29 엘지전자 주식회사 송풍기
JP6745902B2 (ja) * 2016-11-25 2020-08-26 三菱電機株式会社 送風機、室外機及び冷凍サイクル装置
CN106762823A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 东莞市卓奇电子科技有限公司 多流道轴流风聚焦叶轮
CN106762828A (zh) * 2017-01-19 2017-05-31 梁耀文 风机扇叶环形多级叶片结构
CN106762829B (zh) * 2017-02-07 2023-10-31 珠海格力电器股份有限公司 用于叶轮的叶片、叶轮及风机
KR102404660B1 (ko) 2017-09-01 2022-06-02 엘지전자 주식회사 유동 발생장치
KR102281749B1 (ko) 2017-09-01 2021-07-26 엘지전자 주식회사 유동 발생장치
KR102407570B1 (ko) 2017-09-01 2022-06-10 엘지전자 주식회사 유동 발생장치
KR102404689B1 (ko) 2017-09-01 2022-06-07 엘지전자 주식회사 유동 발생장치
KR102037704B1 (ko) 2018-05-16 2019-10-29 엘지전자 주식회사 유동 발생장치
GB201813674D0 (en) 2018-08-22 2018-10-03 Rolls Royce Plc Turbomachine
GB201813672D0 (en) 2018-08-22 2018-10-03 Rolls Royce Plc Turbomachine
GB201813675D0 (en) 2018-08-22 2018-10-03 Rolls Royce Plc Turbomachine
GB201813671D0 (en) 2018-08-22 2018-10-03 Rolls Royce Plc Turbomachine
GB201813670D0 (en) 2018-08-22 2018-10-03 Rolls Royce Plc Turbomachine
KR102615039B1 (ko) 2018-08-24 2023-12-19 삼성전자주식회사 공기조화기 및 가전제품
CN109210745A (zh) * 2018-10-09 2019-01-15 珠海格力电器股份有限公司 一种空调出风装置与空调及控制方法
CN111043057B (zh) 2018-10-15 2022-03-25 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 对旋风扇
CN111043063B (zh) 2018-10-15 2021-06-18 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 对旋风扇
CN110645649B (zh) * 2019-09-17 2022-06-07 吴嵘 一种空气灭菌除尘装置
CN110848173B (zh) * 2019-12-18 2024-10-18 珠海格力电器股份有限公司 送风装置
CN112090204B (zh) * 2020-08-11 2022-08-23 安徽龙钰徽派古建工艺制品有限公司 一种具有粉尘收集功能的砖瓦生产用切割设备
CN112012959B (zh) * 2020-09-27 2021-12-31 北京航天奥祥通风科技股份有限公司 轴流叶轮及风机
CN112220367B (zh) * 2020-09-30 2022-03-18 宁波方太厨具有限公司 一种用于烹饪设备的扇叶结构及具有该结构的烤箱
CN112594212A (zh) * 2020-12-09 2021-04-02 江苏美的清洁电器股份有限公司 一种叶轮、风机及吸尘器
CN114233680A (zh) 2021-12-29 2022-03-25 续新电器技术(深圳)有限公司 组合式扇叶及组合出风装置
KR102913436B1 (ko) * 2023-02-14 2026-01-15 이승무 바람의 직진성이 향상된 회전 날개
KR102808460B1 (ko) * 2023-02-20 2025-05-19 주식회사 보국전자 자연바람 생성을 위한 이중날개와 그릴각도를 최적화한 에어 서큘레이터
JPWO2024247207A1 (ja) * 2023-06-01 2024-12-05
CZ310397B6 (cs) * 2023-10-24 2025-05-07 Radislav Ing Krupa Axiální ventilátor

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58156117U (ja) * 1982-04-14 1983-10-18 日産自動車株式会社 自動車用冷却フアン
JPH10141285A (ja) 1996-11-13 1998-05-26 Eaton Corp ファン組立体
JPH10205330A (ja) * 1997-01-21 1998-08-04 Nissan Motor Co Ltd 冷却ファン
JP2000120590A (ja) 1998-05-06 2000-04-25 Eaton Corp ファン組立体
JP2002221191A (ja) 2001-01-22 2002-08-09 Kurako:Kk ファン装置
JP2003120588A (ja) * 2001-10-18 2003-04-23 Denso Corp 送風装置
JP2004060447A (ja) 2002-07-24 2004-02-26 Sanden Corp 多翼ファン

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58156117A (ja) 1982-03-11 1983-09-17 Rinnai Corp ガスバ−ナへの燃料ガス供給量の調節機構
JPS59183099A (ja) * 1983-03-31 1984-10-18 Nippon Denso Co Ltd 軸流フアン
JPS6348997U (ja) * 1986-09-17 1988-04-02
JP2958008B2 (ja) * 1988-07-08 1999-10-06 ティーディーケイ株式会社 圧電ブザーの製造方法
CN2040555U (zh) * 1988-04-25 1989-07-05 陈天材 广角可调风扇
JPH0222698U (ja) * 1988-07-28 1990-02-15
US5193983A (en) * 1991-08-05 1993-03-16 Norm Pacific Automation Corp. Axial-flow fan-blade with profiled guide fins
JPH05106592A (ja) * 1991-10-18 1993-04-27 Toshiba Corp 空気調和機用軸流フアン
US5755557A (en) * 1995-08-03 1998-05-26 Valeo Thermique Moteur Axial flow fan
US5860788A (en) * 1996-06-14 1999-01-19 Shell Electric Mfg. (Holdings) Co. Ltd. Low drag fan assembly
EP0953774A1 (en) * 1998-04-01 1999-11-03 Eaton Corporation Fan assembly having increased fan blade area
JP4483148B2 (ja) * 2001-08-29 2010-06-16 ダイキン工業株式会社 軸流ファン用羽根車
KR100546650B1 (ko) * 2003-06-04 2006-01-26 엘지전자 주식회사 송풍기
JP2006207379A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Calsonic Kansei Corp 送風ファン
CN101149063A (zh) * 2006-09-22 2008-03-26 乐金电子(天津)电器有限公司 一体式空调器轴流风扇结构
US8342808B2 (en) * 2006-12-11 2013-01-01 Mitsuba Corporation Cooling fan

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58156117U (ja) * 1982-04-14 1983-10-18 日産自動車株式会社 自動車用冷却フアン
JPH10141285A (ja) 1996-11-13 1998-05-26 Eaton Corp ファン組立体
JPH10205330A (ja) * 1997-01-21 1998-08-04 Nissan Motor Co Ltd 冷却ファン
JP2000120590A (ja) 1998-05-06 2000-04-25 Eaton Corp ファン組立体
JP2002221191A (ja) 2001-01-22 2002-08-09 Kurako:Kk ファン装置
JP2003120588A (ja) * 2001-10-18 2003-04-23 Denso Corp 送風装置
JP2004060447A (ja) 2002-07-24 2004-02-26 Sanden Corp 多翼ファン

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2469101A4

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3406912A1 (en) 2017-05-22 2018-11-28 Fujitsu General Limited Propeller fan
CN108930666A (zh) * 2017-05-22 2018-12-04 富士通将军股份有限公司 螺旋桨式风机
US11391295B2 (en) 2017-05-22 2022-07-19 Fujitsu General Limited Propeller fan
WO2019111973A1 (ja) 2017-12-05 2019-06-13 株式会社富士通ゼネラル プロペラファン
US11187237B2 (en) 2017-12-05 2021-11-30 Fujitsu General Limited Propeller fan
US11536288B2 (en) 2018-03-22 2022-12-27 Fujitsu General Limited Propeller fan
US11293452B2 (en) 2018-11-30 2022-04-05 Fujitsu General Limited Propeller fan
US11313382B2 (en) 2018-11-30 2022-04-26 Fujitsu General Limited Propeller fan
US11313377B2 (en) 2018-11-30 2022-04-26 Fujitsu General Limited Propeller fan
US11512710B2 (en) 2018-11-30 2022-11-29 Fujitsu General Limited Propeller fan

Also Published As

Publication number Publication date
JP5873148B2 (ja) 2016-03-01
KR101196493B1 (ko) 2012-11-01
JP2014224540A (ja) 2014-12-04
JP2011256876A (ja) 2011-12-22
BRPI1012266A2 (pt) 2016-04-05
CN102227562B (zh) 2015-04-22
HK1163779A1 (en) 2012-09-14
CA2760653C (en) 2015-02-24
CA2760653A1 (en) 2011-01-06
KR20120096072A (ko) 2012-08-29
JP4949537B2 (ja) 2012-06-13
JPWO2011001890A1 (ja) 2012-12-13
EP2469101B1 (en) 2014-08-13
SG177386A1 (en) 2012-02-28
EP2469101A1 (en) 2012-06-27
US20120107092A1 (en) 2012-05-03
AU2010267210A1 (en) 2011-12-08
EP2469101A4 (en) 2013-05-01
JP5916319B2 (ja) 2016-05-11
MY155880A (en) 2015-12-15
JP2015007429A (ja) 2015-01-15
JP6043761B2 (ja) 2016-12-14
CN102227562A (zh) 2011-10-26
KR20120049182A (ko) 2012-05-16
ES2505291T3 (es) 2014-10-09
US8535010B2 (en) 2013-09-17
AU2010267210B2 (en) 2015-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5873148B2 (ja) 軸流ファン
KR200472965Y1 (ko) 선풍기
CN112628165B (zh) 风扇及其风扇叶轮
TWI418708B (zh) 葉輪結構
WO2020147313A1 (zh) 吊顶式空调室内机
KR20130111458A (ko) 축류팬
CN106122090A (zh) 轴流风轮和轴流风机
CN202360431U (zh) 可防止扇轮脱出的风扇
CN210014450U (zh) 吊顶式空调室内机
CN207501277U (zh) 天花机
CN216867058U (zh) 进风圈组件、离心风机及油烟机
CN219865578U (zh) 离心风机及空调器
CN206017259U (zh) 一种风机叶轮及其风机盘管
JP2021092215A (ja) 受風板付水平軸風車
CN208382403U (zh) 空调室外机
CN221664950U (zh) 风扇
CN202811530U (zh) 风扇的涡旋气流产生器
CN215909148U (zh) 预旋组件、风机系统及吸油烟机
CN211343417U (zh) 一种对旋式管道通风装置
CN206206216U (zh) 一种散热风扇
CN107883447A (zh) 天花机
CN108730231B (zh) 一种风叶的比例设计方法
RU52281U1 (ru) Центробежный вентилятор электрической машины
HK1163779B (en) Axial fan
KR20140001808U (ko) 선풍기

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080003301.X

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2011520884

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10794059

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2760653

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010267210

Country of ref document: AU

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20117028040

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2010267210

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20100624

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 5136/KOLNP/2011

Country of ref document: IN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010794059

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: PI1012266

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI1012266

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20111227