JP2001193693A - プロペラファン - Google Patents
プロペラファンInfo
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- JP2001193693A JP2001193693A JP37582499A JP37582499A JP2001193693A JP 2001193693 A JP2001193693 A JP 2001193693A JP 37582499 A JP37582499 A JP 37582499A JP 37582499 A JP37582499 A JP 37582499A JP 2001193693 A JP2001193693 A JP 2001193693A
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- propeller fan
- noise
- fan
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 広帯域のより低騒音化を達成すること。
【解決手段】 羽根３が翼端から付け根まで次第に肉厚
の形状をなしているので、ハブ付近の流れが剥離を防止
しているばかりでなく、この領域が改善されることによ
って羽根３全体の流れの半径方向成分が抑えられ、従っ
て、翼負荷の分散が生じ、また羽根３の後縁での流出速
度が低減でき、これによる乱れの発生が少なくなり、騒
音の改善を図れる。また、厚肉の非対称翼形状の羽根３
は等厚翼形状の羽根と比較して迎え角全域に亘って騒音
を低減でき、騒音改善の推論を実証している。
の形状をなしているので、ハブ付近の流れが剥離を防止
しているばかりでなく、この領域が改善されることによ
って羽根３全体の流れの半径方向成分が抑えられ、従っ
て、翼負荷の分散が生じ、また羽根３の後縁での流出速
度が低減でき、これによる乱れの発生が少なくなり、騒
音の改善を図れる。また、厚肉の非対称翼形状の羽根３
は等厚翼形状の羽根と比較して迎え角全域に亘って騒音
を低減でき、騒音改善の推論を実証している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却用プロペラフ
ァンに係り、特に低騒音化を図るのに好適なものに関す
る。
ァンに係り、特に低騒音化を図るのに好適なものに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】車両用ラジエータ冷却ファン，車両エア
コン用コンデンサ冷却ファン等に適用される従来のプロ
ペラファンを図６〜図８に示す。図６に示す従来のプロ
ペラファン１１は、五枚からなる羽根３１を有し、矢印
Ｒ方向に回転すると共に、図７に示すように、ベルマウ
スケーシング２により吸い込み側と吐出側とが隔てられ
ている。図６中、符号３１ａは羽根３１の後縁、符号３
１ｂは羽根３１の前縁であって、羽根３１は、前縁３１
ｂがプロペラファン１１の回転方向に前傾化した前進翼
形状をなし、また合成樹脂により薄板形状に形成され、
しかも図８に示すように円弧状で略一様な板厚の等厚翼
形状となっている。このような構成のプロペラファン１
１は、例えば車両の冷却ファンとして適用される場合、
車両の高出力化及びエアコンの能力増大化に伴う大風量
化が要求される一方で、車両周囲の環境向上や省エネ向
上のため、低騒音化，低入力化が要求されてきており、
これら相反する要求を両立させる必要がある。一般に、
車両の冷却ファンに適用されるプロペラファン１１のよ
うな低圧ファンから発生する広帯域騒音は、（イ）上流
乱れ，（ロ）翼面上の剥離，及び（ハ）羽根の後縁から
放出される渦等に分けられる。この広帯域騒音を低減す
るには、Ａ）できるだけ翼弦長さを長くすることによっ
て翼負荷の低減，分散を図ることが好ましく、またＢ）
前傾化することによって後縁における境界層の集積を少
なくするのが好ましい。
コン用コンデンサ冷却ファン等に適用される従来のプロ
ペラファンを図６〜図８に示す。図６に示す従来のプロ
ペラファン１１は、五枚からなる羽根３１を有し、矢印
Ｒ方向に回転すると共に、図７に示すように、ベルマウ
スケーシング２により吸い込み側と吐出側とが隔てられ
ている。図６中、符号３１ａは羽根３１の後縁、符号３
１ｂは羽根３１の前縁であって、羽根３１は、前縁３１
ｂがプロペラファン１１の回転方向に前傾化した前進翼
形状をなし、また合成樹脂により薄板形状に形成され、
しかも図８に示すように円弧状で略一様な板厚の等厚翼
形状となっている。このような構成のプロペラファン１
１は、例えば車両の冷却ファンとして適用される場合、
車両の高出力化及びエアコンの能力増大化に伴う大風量
化が要求される一方で、車両周囲の環境向上や省エネ向
上のため、低騒音化，低入力化が要求されてきており、
これら相反する要求を両立させる必要がある。一般に、
車両の冷却ファンに適用されるプロペラファン１１のよ
うな低圧ファンから発生する広帯域騒音は、（イ）上流
乱れ，（ロ）翼面上の剥離，及び（ハ）羽根の後縁から
放出される渦等に分けられる。この広帯域騒音を低減す
るには、Ａ）できるだけ翼弦長さを長くすることによっ
て翼負荷の低減，分散を図ることが好ましく、またＢ）
前傾化することによって後縁における境界層の集積を少
なくするのが好ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが近年では、上
述の如く低騒音化に対する要求がさらに高まってきてお
り、従来技術のプロペラファン１１にあっては、上述し
たＡ）及びＢ）の対応だけでは不十分であり、プロペラ
ファンのよりいっそうの低騒音化を図るための方策が必
要になってきている。
述の如く低騒音化に対する要求がさらに高まってきてお
り、従来技術のプロペラファン１１にあっては、上述し
たＡ）及びＢ）の対応だけでは不十分であり、プロペラ
ファンのよりいっそうの低騒音化を図るための方策が必
要になってきている。
【０００４】本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、広
帯域騒音発生の主原因である前述の（イ）〜（ハ）のう
ち、（イ）の上流乱れが小さいものとした場合、翼面上
の剥離をより低減すると共に、羽根後縁の渦をより低減
することにより、広帯域のより低騒音化を達成し得るプ
ロペラファンを提供するのを課題とする。
帯域騒音発生の主原因である前述の（イ）〜（ハ）のう
ち、（イ）の上流乱れが小さいものとした場合、翼面上
の剥離をより低減すると共に、羽根後縁の渦をより低減
することにより、広帯域のより低騒音化を達成し得るプ
ロペラファンを提供するのを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、以下の手段を採用した。
に本発明においては、以下の手段を採用した。
【０００６】請求項１記載の本発明では、ハブの周囲に
複数の羽根を配設してなるプロペラファンにおいて、前
記羽根が、その翼端からハブ側の付け根に至るに従い次
第に厚肉形状に形成すると共に、付け根側を翼形化して
いることを特徴とするものである。上述の如く、本発明
では、羽根が、その翼端からハブ側の付け根に至るに従
い次第に厚肉形状に形成すると共に、付け根側を翼形化
しているので、ハブ付近の翼表面流れの剥離を防止でき
るばかりでなく、この領域が改善されることによって羽
根全体の流れの半径方向成分を抑えることができ、従っ
て、騒音の改善を図ることができる。
複数の羽根を配設してなるプロペラファンにおいて、前
記羽根が、その翼端からハブ側の付け根に至るに従い次
第に厚肉形状に形成すると共に、付け根側を翼形化して
いることを特徴とするものである。上述の如く、本発明
では、羽根が、その翼端からハブ側の付け根に至るに従
い次第に厚肉形状に形成すると共に、付け根側を翼形化
しているので、ハブ付近の翼表面流れの剥離を防止でき
るばかりでなく、この領域が改善されることによって羽
根全体の流れの半径方向成分を抑えることができ、従っ
て、騒音の改善を図ることができる。
【０００７】請求項２記載の本発明では、前記羽根は、
断面を非対称翼形状に形成していることを特徴とするも
のである。上述の如く、本発明では、羽根断面を非対称
翼形状に形成しているので、迎え角全域に亘って騒音を
低減させることができ、騒音改善することができ、これ
により上記請求項１と相俟っていっそうの騒音改善を図
ることができる。
断面を非対称翼形状に形成していることを特徴とするも
のである。上述の如く、本発明では、羽根断面を非対称
翼形状に形成しているので、迎え角全域に亘って騒音を
低減させることができ、騒音改善することができ、これ
により上記請求項１と相俟っていっそうの騒音改善を図
ることができる。
【０００８】請求項３記載の本発明では、前記羽根が前
傾翼形状をなしていることを特徴とするものである。上
述の如く、本発明では、羽根が前傾翼形状をなしている
ので、翼負荷の低減・分散を図ると共に、羽根３の後縁
３ａにおける境界層の集積を少なくして広帯域騒音の低
減を図ることができる。
傾翼形状をなしていることを特徴とするものである。上
述の如く、本発明では、羽根が前傾翼形状をなしている
ので、翼負荷の低減・分散を図ると共に、羽根３の後縁
３ａにおける境界層の集積を少なくして広帯域騒音の低
減を図ることができる。
【０００９】請求項４記載の本発明では、前記羽根は、
回転方向における後縁にセレーション部を形成している
ことを特徴とするものである。上述の如く、本発明で
は、羽根の回転方向における後縁にセレーション部を形
成しているので、羽根の負圧面と圧力面との合流が徐々
に起こり、両者の流れの合流（混合）がスムースに行わ
れることとなり、前記合流によって発生する渦が細かく
なり、かつ後流の速度欠損が小さくなることにより、発
生する騒音が低下すると同時にプロペラファン全体とし
ての効率も向上することができる。
回転方向における後縁にセレーション部を形成している
ことを特徴とするものである。上述の如く、本発明で
は、羽根の回転方向における後縁にセレーション部を形
成しているので、羽根の負圧面と圧力面との合流が徐々
に起こり、両者の流れの合流（混合）がスムースに行わ
れることとなり、前記合流によって発生する渦が細かく
なり、かつ後流の速度欠損が小さくなることにより、発
生する騒音が低下すると同時にプロペラファン全体とし
ての効率も向上することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１〜図５に基づいて説明する。図１は本発明による樹脂
製プロペラファンの一実施形態を示す正面図、図２は図
１の羽根における各部の断面図である。本例の樹脂製プ
ロペラファン１は、例えば車両エアコン用コンデンサの
冷却ファンに適用したものであって、図１に示すよう
に、マウスケーシング２内に図示しないモータに装着さ
れたハブ４が設置されている。ハブ４の周囲には複数の
羽根３が配設され、モータによってハブ４が駆動される
と、羽根３が回転方向Ｒに沿い回転する。この点は従来
技術と同様である。本発明においては、図２に示すよう
に、前記羽根３は、その翼端（外周側）が最も薄く、そ
こからハブ４側の付け根（内径側）に至るに従い次第に
肉厚になる形状であって、しかも付け根側が同図（ａ）
に示すように、重点的に翼形化した形状をなしている。
また、羽根３は非対称翼形の形状をなしている。さら
に、羽根３は、回転方向において外周側が内周側より前
方に突出する前傾翼形状をなしている。またさらに、羽
根３は回転方向においてその後縁に複数の歯を設けたセ
レーション部Ｓが形成されている。
１〜図５に基づいて説明する。図１は本発明による樹脂
製プロペラファンの一実施形態を示す正面図、図２は図
１の羽根における各部の断面図である。本例の樹脂製プ
ロペラファン１は、例えば車両エアコン用コンデンサの
冷却ファンに適用したものであって、図１に示すよう
に、マウスケーシング２内に図示しないモータに装着さ
れたハブ４が設置されている。ハブ４の周囲には複数の
羽根３が配設され、モータによってハブ４が駆動される
と、羽根３が回転方向Ｒに沿い回転する。この点は従来
技術と同様である。本発明においては、図２に示すよう
に、前記羽根３は、その翼端（外周側）が最も薄く、そ
こからハブ４側の付け根（内径側）に至るに従い次第に
肉厚になる形状であって、しかも付け根側が同図（ａ）
に示すように、重点的に翼形化した形状をなしている。
また、羽根３は非対称翼形の形状をなしている。さら
に、羽根３は、回転方向において外周側が内周側より前
方に突出する前傾翼形状をなしている。またさらに、羽
根３は回転方向においてその後縁に複数の歯を設けたセ
レーション部Ｓが形成されている。
【００１１】上記の如き構成されたプロペラファンにつ
いて、図３〜図５に従い作用効果を説明する。図３は従
来の等厚翼形状である羽根３１の翼表面流れと、本実施
例の非対称翼形翼である羽根３の翼表面流れとを比較し
たものである。なお、本実施例の非対称翼形状として
は、Ｇｏｅｔｔｉｎｇｅｎ６２４を採用している。図３
（ａ）に示すように、従来の等厚翼形状である羽根３１
では プロペラファン１のハブ４付近流れの半径方向成
分が大きく、ハブ４付近の流れに剥離が生じていること
が認められる。これに対し、本実施例の羽根３では、翼
端からハブ４側の付け根まで次第に肉厚に形成され、し
かも付け根付近で重点的に翼形化されているので、図３
（ｂ）に示すように、ハブ４付近の表面流れが剥離を防
止しているばかりでなく、この領域が改善されることに
よって羽根３全体の流れの半径方向成分が抑えられてい
ることが理解できよう。これは、従来の羽根３１に比較
し、翼負荷の分散が生じ、また羽根３の後縁３ａでの流
出速度が低減することを意味し、これによる乱れの発生
が少なくなり、騒音の改善を図ることができるものであ
る。図４は羽根形状の発生騒音に与える影響を示す特性
図であって、図中、横軸は羽根の迎え角を示し、縦軸は
発生騒音レベルｄＢ（Ａ）を示している。図４から明ら
かなように、断面が厚肉の非対称翼形翼である羽根３は
等厚翼形状の羽根３１と比較して迎え角全域に亘って騒
音を低減させることができ、騒音改善の推論を実証して
いることが理解できよう。従って、羽根３が非対称翼形
翼となることにより、騒音改善することができる。ま
た、具体的な効果を示す図は省略するが、本例のように
前傾化して翼弦長を長くした前傾翼の羽根３は、翼負荷
の低減・分散を図ると共に、羽根３の後縁３ａにおける
境界層の集積を少なくして広帯域騒音の低減を図ること
ができる。さらに、羽根後縁の厚みは薄い方が後縁によ
る発生騒音を低減できるが、本例のように樹脂成形する
場合、最小肉厚が存在するので後縁３ａをより薄くする
ためには限界があり、後流幅増大による騒音増加が避け
られないものである。しかしながら、本発明では、羽根
３の後縁３ａにセレーション部Ｓが設けられているの
で、羽根３の負圧面と圧力面との合流が徐々に起こり、
両者の流れの合流（混合）がスムースに行われることと
なり、前記合流によって発生する渦が細かくなり、かつ
後流の速度欠損が小さくなることにより、発生する騒音
が低下すると同時にプロペラファン全体としての効率も
向上することができる。
いて、図３〜図５に従い作用効果を説明する。図３は従
来の等厚翼形状である羽根３１の翼表面流れと、本実施
例の非対称翼形翼である羽根３の翼表面流れとを比較し
たものである。なお、本実施例の非対称翼形状として
は、Ｇｏｅｔｔｉｎｇｅｎ６２４を採用している。図３
（ａ）に示すように、従来の等厚翼形状である羽根３１
では プロペラファン１のハブ４付近流れの半径方向成
分が大きく、ハブ４付近の流れに剥離が生じていること
が認められる。これに対し、本実施例の羽根３では、翼
端からハブ４側の付け根まで次第に肉厚に形成され、し
かも付け根付近で重点的に翼形化されているので、図３
（ｂ）に示すように、ハブ４付近の表面流れが剥離を防
止しているばかりでなく、この領域が改善されることに
よって羽根３全体の流れの半径方向成分が抑えられてい
ることが理解できよう。これは、従来の羽根３１に比較
し、翼負荷の分散が生じ、また羽根３の後縁３ａでの流
出速度が低減することを意味し、これによる乱れの発生
が少なくなり、騒音の改善を図ることができるものであ
る。図４は羽根形状の発生騒音に与える影響を示す特性
図であって、図中、横軸は羽根の迎え角を示し、縦軸は
発生騒音レベルｄＢ（Ａ）を示している。図４から明ら
かなように、断面が厚肉の非対称翼形翼である羽根３は
等厚翼形状の羽根３１と比較して迎え角全域に亘って騒
音を低減させることができ、騒音改善の推論を実証して
いることが理解できよう。従って、羽根３が非対称翼形
翼となることにより、騒音改善することができる。ま
た、具体的な効果を示す図は省略するが、本例のように
前傾化して翼弦長を長くした前傾翼の羽根３は、翼負荷
の低減・分散を図ると共に、羽根３の後縁３ａにおける
境界層の集積を少なくして広帯域騒音の低減を図ること
ができる。さらに、羽根後縁の厚みは薄い方が後縁によ
る発生騒音を低減できるが、本例のように樹脂成形する
場合、最小肉厚が存在するので後縁３ａをより薄くする
ためには限界があり、後流幅増大による騒音増加が避け
られないものである。しかしながら、本発明では、羽根
３の後縁３ａにセレーション部Ｓが設けられているの
で、羽根３の負圧面と圧力面との合流が徐々に起こり、
両者の流れの合流（混合）がスムースに行われることと
なり、前記合流によって発生する渦が細かくなり、かつ
後流の速度欠損が小さくなることにより、発生する騒音
が低下すると同時にプロペラファン全体としての効率も
向上することができる。
【００１２】因みに、図５に従来のプロペラファン１１
と実施例のプロペラファン１とのファン特性を比較した
説明図であり、横軸はファンの流量係数を示し、縦軸は
比騒音ｄＢ（Ａ），静圧圧力係数，及びファン静圧効率
（％）をそれぞれ示している。同図から、実施例のプロ
ペラファン１の方が従来のプロペラファン１１より何れ
も優れた結果となっている。従って、実施例のプロペラ
ファン１は以下のとおりである。 一．羽根３の翼端から付け根まで翼形厚さを次第に厚く
し、特に付け根付近を重点的に翼形化する、 二．翼形の断面形状に厚肉の非対称翼形を当てはめる、 三．羽根形状の前傾翼化する、 四．羽根３の後縁３ａにセレーション部Ｓを形成する、 以上の四点を採用することにより、上記したそれぞれの
効果が相俟ち、その最高効率，最低比騒音は、従来のプ
ロペラファン１１に比較して大幅に向上することがで
き、ファンの作動点上で高効率化及び回転数の低減を確
実に図ることができる。特にファン作動点上で５％の高
効率化を実現でき、騒音は回転数補正しても約４ｄＢ
（Ａ）低減することができた。また、これらの結果から
騒音的にみると、プロペラファン１の羽根枚数を３〜５
枚程度に減少することができるというメリットもある。
なお、図示実施例ではプロペラファン１として車両用に
適用した例を示したが、これに限定されるものではな
く、例えば一般の空調用に適用しても同様の効果を得る
ことができる。
と実施例のプロペラファン１とのファン特性を比較した
説明図であり、横軸はファンの流量係数を示し、縦軸は
比騒音ｄＢ（Ａ），静圧圧力係数，及びファン静圧効率
（％）をそれぞれ示している。同図から、実施例のプロ
ペラファン１の方が従来のプロペラファン１１より何れ
も優れた結果となっている。従って、実施例のプロペラ
ファン１は以下のとおりである。 一．羽根３の翼端から付け根まで翼形厚さを次第に厚く
し、特に付け根付近を重点的に翼形化する、 二．翼形の断面形状に厚肉の非対称翼形を当てはめる、 三．羽根形状の前傾翼化する、 四．羽根３の後縁３ａにセレーション部Ｓを形成する、 以上の四点を採用することにより、上記したそれぞれの
効果が相俟ち、その最高効率，最低比騒音は、従来のプ
ロペラファン１１に比較して大幅に向上することがで
き、ファンの作動点上で高効率化及び回転数の低減を確
実に図ることができる。特にファン作動点上で５％の高
効率化を実現でき、騒音は回転数補正しても約４ｄＢ
（Ａ）低減することができた。また、これらの結果から
騒音的にみると、プロペラファン１の羽根枚数を３〜５
枚程度に減少することができるというメリットもある。
なお、図示実施例ではプロペラファン１として車両用に
適用した例を示したが、これに限定されるものではな
く、例えば一般の空調用に適用しても同様の効果を得る
ことができる。
【００１３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、プ
ロペラファンの表面の流れの剥離を低減することがで
き、また主流の乱れを低減することが可能となり、広帯
域でのよりいっそうの低騒音化を図ることができると共
に、よりいっそうの高効率化を図ることもできるという
効果がある。
ロペラファンの表面の流れの剥離を低減することがで
き、また主流の乱れを低減することが可能となり、広帯
域でのよりいっそうの低騒音化を図ることができると共
に、よりいっそうの高効率化を図ることもできるという
効果がある。
【図１】 本発明による樹脂製プロペラファンの一実施
形態を示す正面図である。
形態を示す正面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図（ａ），同じく
Ｂ−Ｂ線に沿う断面図（ｂ）及び同じくＣ−Ｃ線に沿う
断面図（ｃ）である。
Ｂ−Ｂ線に沿う断面図（ｂ）及び同じくＣ−Ｃ線に沿う
断面図（ｃ）である。
【図３】 従来の等厚翼形状からなる羽根の翼表面流れ
と本実施例の非対称翼形翼形状からなる羽根の翼表面流
れとを比較した説明図である。
と本実施例の非対称翼形翼形状からなる羽根の翼表面流
れとを比較した説明図である。
【図４】 羽根形状とそれによって発生する騒音との関
係を示す説明図である。
係を示す説明図である。
【図５】 実施例のプロペラファンと従来のプロペラフ
ァンとのファン特性を比較した説明図である。
ァンとのファン特性を比較した説明図である。
【図６】 従来のプロペラファンを示す正面図である。
【図７】 同じく従来のプロペラファンの側部断面図で
ある。
ある。
【図８】 図６のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
１…プロペラファン、３…羽根、３ａ…羽根後縁、４…
ハブ、Ｓ…セレーション。
ハブ、Ｓ…セレーション。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年２月９日（２０００．２．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】車両用ラジエータ冷却ファン，車両エア
コン用コンデンサ冷却ファン等に適用される従来のプロ
ペラファンを図６〜図８に示す。図６に示す従来のプロ
ペラファン１１は、五枚からなる羽根３１を有し、矢印
Ｒ方向に回転すると共に、図７に示すように、ベルマウ
スケーシング２により吸い込み側と吐出側とが隔てられ
ている。図６中、符号３１ａは羽根３１の後縁、符号３
１ｂは羽根３１の前縁であって、羽根３１は、前縁３１
ｂがプロペラファン１１の回転方向に前傾化した前進翼
形状をなし、また合成樹脂により薄板形状に形成され、
しかも図８に示すように円弧状で略一様な板厚の等厚翼
形状となっている。このような構成のプロペラファン１
１は、例えば車両の冷却ファンとして適用される場合、
車両の高出力化及びエアコンの能力増大化に伴う大風量
化が要求される一方で、車両周囲の環境向上や省エネ向
上のため、低騒音化，低入力化が要求されてきており、
これら相反する要求を両立させる必要がある。一般に、
車両の冷却ファンに適用されるプロペラファン１１のよ
うな低圧ファンから発生する広帯域騒音の主原因は、
（イ）上流乱れ，（ロ）翼面上の剥離，及び（ハ）羽根
の後縁から放出される渦等に分けられる。この広帯域騒
音を低減するには、Ａ）できるだけ翼弦長さを長くする
ことによって翼負荷の低減，分散を図ることが好まし
く、またＢ）前傾化することによって後縁における境界
層の集積を少なくするのが好ましい。
コン用コンデンサ冷却ファン等に適用される従来のプロ
ペラファンを図６〜図８に示す。図６に示す従来のプロ
ペラファン１１は、五枚からなる羽根３１を有し、矢印
Ｒ方向に回転すると共に、図７に示すように、ベルマウ
スケーシング２により吸い込み側と吐出側とが隔てられ
ている。図６中、符号３１ａは羽根３１の後縁、符号３
１ｂは羽根３１の前縁であって、羽根３１は、前縁３１
ｂがプロペラファン１１の回転方向に前傾化した前進翼
形状をなし、また合成樹脂により薄板形状に形成され、
しかも図８に示すように円弧状で略一様な板厚の等厚翼
形状となっている。このような構成のプロペラファン１
１は、例えば車両の冷却ファンとして適用される場合、
車両の高出力化及びエアコンの能力増大化に伴う大風量
化が要求される一方で、車両周囲の環境向上や省エネ向
上のため、低騒音化，低入力化が要求されてきており、
これら相反する要求を両立させる必要がある。一般に、
車両の冷却ファンに適用されるプロペラファン１１のよ
うな低圧ファンから発生する広帯域騒音の主原因は、
（イ）上流乱れ，（ロ）翼面上の剥離，及び（ハ）羽根
の後縁から放出される渦等に分けられる。この広帯域騒
音を低減するには、Ａ）できるだけ翼弦長さを長くする
ことによって翼負荷の低減，分散を図ることが好まし
く、またＢ）前傾化することによって後縁における境界
層の集積を少なくするのが好ましい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】上記の如き構成されたプロペラファンにつ
いて、図３〜図５に従い作用効果を説明する。図４は、
羽根形状の発生騒音に与える影響を示す特性図であっ
て、従来の等厚翼形状である羽根３１と、本実施例の非
対称翼形翼である羽根３とを比較したものである。な
お、本実施例の非対称翼形状としては、Ｇｏｅｔｔｉｎ
ｇｅｎ翼を採用している。図中、横軸は羽根の迎え角を
示し、縦軸は発生騒音レベルｄＢ（Ａ）を示している。
図４から明らかなように、断面が厚肉の非対称翼形翼で
ある羽根３は等厚翼形状の羽根３１と比較して迎え角全
域に亘って騒音を低減させることができる。従って、羽
根３が非対称翼形翼となることにより、騒音改善するこ
とができる。図３は従来の等厚翼形状である羽根３１の
翼表面流れと、本実施例の非対称翼形翼である羽根３の
翼表面流れとを比較したものである。図３（ａ）に示す
ように、従来の等厚翼形状である羽根３１では プロペ
ラファン１のハブ４付近流れの半径方向成分が大きく、
ハブ４付近の流れに剥離が生じていることが認められ
る。これに対し、本実施例の羽根３では、翼端からハブ
４側の付け根まで次第に肉厚に形成され、しかも付け根
付近で重点的に翼形化されているので、図３（ｂ）に示
すように、ハブ４付近の表面流れが剥離を防止している
ばかりでなく、この領域が改善されることによって羽根
３全体の流れの半径方向成分が抑えられている。これ
は、従来の羽根３１に比較し、翼負荷の分散が生じ、ま
た羽根３の後縁３ａでの流出速度が低減することを意味
し、これによる乱れの発生が少なくなり、騒音の改善を
図ることができるものである。また、具体的な効果を示
す図は省略するが、本例のように前傾化して翼弦長を長
くした前傾翼の羽根３は、翼負荷の低減・分散を図ると
共に、羽根３の後縁３ａにおける境界層の集積を少なく
して広帯域騒音の低減を図ることができる。さらに、羽
根後縁の厚みは薄い方が後縁による発生騒音を低減でき
るが、本例のように樹脂成形する場合、最小肉厚が存在
するので後縁３ａをより薄くするためには限界があり、
後流幅増大による騒音増加が避けられないものである。
しかしながら、本発明では、羽根３の後縁３ａにセレー
ション部Ｓが設けられているので、羽根３の負圧面と圧
力面との合流が徐々に起こり、両者の流れの合流（混
合）がスムースに行われることとなり、前記合流によっ
て発生する渦が細かくなり、かつ後流の速度欠損が小さ
くなることにより、発生する騒音が低下すると同時にプ
ロペラファン全体としての効率も向上することができ
る。
いて、図３〜図５に従い作用効果を説明する。図４は、
羽根形状の発生騒音に与える影響を示す特性図であっ
て、従来の等厚翼形状である羽根３１と、本実施例の非
対称翼形翼である羽根３とを比較したものである。な
お、本実施例の非対称翼形状としては、Ｇｏｅｔｔｉｎ
ｇｅｎ翼を採用している。図中、横軸は羽根の迎え角を
示し、縦軸は発生騒音レベルｄＢ（Ａ）を示している。
図４から明らかなように、断面が厚肉の非対称翼形翼で
ある羽根３は等厚翼形状の羽根３１と比較して迎え角全
域に亘って騒音を低減させることができる。従って、羽
根３が非対称翼形翼となることにより、騒音改善するこ
とができる。図３は従来の等厚翼形状である羽根３１の
翼表面流れと、本実施例の非対称翼形翼である羽根３の
翼表面流れとを比較したものである。図３（ａ）に示す
ように、従来の等厚翼形状である羽根３１では プロペ
ラファン１のハブ４付近流れの半径方向成分が大きく、
ハブ４付近の流れに剥離が生じていることが認められ
る。これに対し、本実施例の羽根３では、翼端からハブ
４側の付け根まで次第に肉厚に形成され、しかも付け根
付近で重点的に翼形化されているので、図３（ｂ）に示
すように、ハブ４付近の表面流れが剥離を防止している
ばかりでなく、この領域が改善されることによって羽根
３全体の流れの半径方向成分が抑えられている。これ
は、従来の羽根３１に比較し、翼負荷の分散が生じ、ま
た羽根３の後縁３ａでの流出速度が低減することを意味
し、これによる乱れの発生が少なくなり、騒音の改善を
図ることができるものである。また、具体的な効果を示
す図は省略するが、本例のように前傾化して翼弦長を長
くした前傾翼の羽根３は、翼負荷の低減・分散を図ると
共に、羽根３の後縁３ａにおける境界層の集積を少なく
して広帯域騒音の低減を図ることができる。さらに、羽
根後縁の厚みは薄い方が後縁による発生騒音を低減でき
るが、本例のように樹脂成形する場合、最小肉厚が存在
するので後縁３ａをより薄くするためには限界があり、
後流幅増大による騒音増加が避けられないものである。
しかしながら、本発明では、羽根３の後縁３ａにセレー
ション部Ｓが設けられているので、羽根３の負圧面と圧
力面との合流が徐々に起こり、両者の流れの合流（混
合）がスムースに行われることとなり、前記合流によっ
て発生する渦が細かくなり、かつ後流の速度欠損が小さ
くなることにより、発生する騒音が低下すると同時にプ
ロペラファン全体としての効率も向上することができ
る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】因みに、図５に従来のプロペラファン１１
と実施例のプロペラファン１とのファン特性を比較した
説明図であり、横軸はファンの流量係数を示し、縦軸は
比騒音ｄＢ（Ａ），静圧圧力係数，及びファン静圧効率
（％）をそれぞれ示している。同図から、実施例のプロ
ペラファン１の方が従来のプロペラファン１１より何れ
も優れた結果となっている。従って、実施例のプロペラ
ファン１は以下のとおりである。 一．羽根３の翼端から付け根まで翼形厚さを次第に厚く
し、特に付け根付近を重点的に翼形化する、 二．翼形の断面形状に厚肉の非対称翼形を当てはめる、 三．羽根形状を前傾翼化する、 四．羽根３の後縁３ａにセレーション部Ｓを形成する、 以上の四点を採用することにより、上記したそれぞれの
効果が相俟ち、その最高効率，最低比騒音は、従来のプ
ロペラファン１１に比較して大幅に向上することがで
き、ファンの作動点上で高効率化及び回転数の低減を確
実に図ることができる。特にファン作動点上で５％の高
効率化を実現でき、騒音は回転数補正しても約４ｄＢ
（Ａ）低減することができた。また、これらの結果から
騒音的にみると、プロペラファン１の羽根枚数を３〜５
枚程度に減少することができるというメリットもある。
なお、図示実施例ではプロペラファン１として車両用に
適用した例を示したが、これに限定されるものではな
く、例えば一般の空調用に適用しても同様の効果を得る
ことができる。
と実施例のプロペラファン１とのファン特性を比較した
説明図であり、横軸はファンの流量係数を示し、縦軸は
比騒音ｄＢ（Ａ），静圧圧力係数，及びファン静圧効率
（％）をそれぞれ示している。同図から、実施例のプロ
ペラファン１の方が従来のプロペラファン１１より何れ
も優れた結果となっている。従って、実施例のプロペラ
ファン１は以下のとおりである。 一．羽根３の翼端から付け根まで翼形厚さを次第に厚く
し、特に付け根付近を重点的に翼形化する、 二．翼形の断面形状に厚肉の非対称翼形を当てはめる、 三．羽根形状を前傾翼化する、 四．羽根３の後縁３ａにセレーション部Ｓを形成する、 以上の四点を採用することにより、上記したそれぞれの
効果が相俟ち、その最高効率，最低比騒音は、従来のプ
ロペラファン１１に比較して大幅に向上することがで
き、ファンの作動点上で高効率化及び回転数の低減を確
実に図ることができる。特にファン作動点上で５％の高
効率化を実現でき、騒音は回転数補正しても約４ｄＢ
（Ａ）低減することができた。また、これらの結果から
騒音的にみると、プロペラファン１の羽根枚数を３〜５
枚程度に減少することができるというメリットもある。
なお、図示実施例ではプロペラファン１として車両用に
適用した例を示したが、これに限定されるものではな
く、例えば一般の空調用に適用しても同様の効果を得る
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 文男 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 Ｆターム(参考） 3H033 AA02 AA15 BB02 BB08 DD03 DD06 EE06 EE08 EE19
Claims (4)
- 【請求項１】 ハブの周囲に複数の羽根を配設してなる
プロペラファンにおいて、前記羽根は、その翼端からハ
ブ側の付け根に至るに従い次第に厚肉形状に形成すると
共に、付け根側を翼形化していることを特徴とするプロ
ペラファン。 - 【請求項２】 前記羽根は、断面を非対称翼形状に形成
していることを特徴とする請求項１に記載のプロペラフ
ァン。 - 【請求項３】 前記羽根は、前傾翼形状をなしているこ
とを特徴とする請求項１，２の一項に記載のプロペラフ
ァン。 - 【請求項４】 前記羽根は、回転方向における後縁にセ
レーション部を形成していることを特徴とする請求項１
〜３の一項に記載のプロペラファン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37582499A JP2001193693A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | プロペラファン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37582499A JP2001193693A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | プロペラファン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001193693A true JP2001193693A (ja) | 2001-07-17 |
Family
ID=18506122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37582499A Pending JP2001193693A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | プロペラファン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001193693A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003033913A1 (fr) * | 2001-10-15 | 2003-04-24 | Yanmar Co., Ltd. | Ventilateur de radiateur, et dispositif de refroidissement de moteur utilisant ce ventilateur |
| CN101922471A (zh) * | 2010-09-30 | 2010-12-22 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种发动机冷却风扇的风叶 |
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37582499A patent/JP2001193693A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003033913A1 (fr) * | 2001-10-15 | 2003-04-24 | Yanmar Co., Ltd. | Ventilateur de radiateur, et dispositif de refroidissement de moteur utilisant ce ventilateur |
| US7037077B2 (en) | 2001-10-15 | 2006-05-02 | Yanmar Co., Ltd. | Radiator fan and engine cooling device using the same |
| KR100889306B1 (ko) | 2001-10-15 | 2009-03-18 | 얀마 가부시키가이샤 | 라디에이터 팬 및 이것을 이용한 엔진 냉각장치 |
| CN101922471A (zh) * | 2010-09-30 | 2010-12-22 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种发动机冷却风扇的风叶 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090519 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091006 |