JP2001248736A - Labyrinth seal structure of fan - Google Patents
Labyrinth seal structure of fanInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は回転リングと固定筒
体の隙間をシールするためのファンのラビリンスシール
構造に関し、詳しくは回転リングを軸方向から容易に固
定筒体に挿入して組み立てることができる食い違い型の
ファンのラビリンスシール構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a labyrinth seal structure for a fan for sealing a gap between a rotating ring and a fixed cylinder, and more particularly, to a structure in which the rotating ring is easily inserted into the fixed cylinder from an axial direction. The present invention relates to a labyrinth seal structure for a staggered fan that can be formed.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、回転機器にラビリンスシール
構造を採用したものが知られている。その代表的なラビ
リンスシール構造として、図5に示すような回転側1a
に複数の円環状の絞り片Sを設け、固定側2aには何も
設けない、いわゆる直通型のものと、図6に示すような
回転側1aに複数の円環状の絞り片Sを設けると共に、
固定側2aに複数の円環状の逆絞り片Rを設けた、いわ
ゆる食い違い型のものがあり、さらに階段型などの変形
タイプもある。直通型は構造が簡単で回転側1aを固定
側2aに軸方向から容易に挿入して組み立てることがで
きるが、反面シール効果が食い違い型より低いという欠
点がある。一方、食い違い型は逆絞り片Rを有する点で
直通型より構造は複雑になるが、シール効果が高いとい
う有利性がある。2. Description of the Related Art Heretofore, there has been known a rotating device employing a labyrinth seal structure. As a typical labyrinth seal structure, a rotating side 1a as shown in FIG.
A plurality of annular diaphragm pieces S are provided on the fixed side 2a, and nothing is provided on the fixed side 2a. A plurality of annular diaphragm pieces S are provided on the rotating side 1a as shown in FIG. ,
There is a so-called staggered type in which a plurality of annular reverse drawn pieces R are provided on the fixed side 2a, and there is also a deformed type such as a stepped type. The direct-through type has a simple structure and can be easily assembled by inserting the rotating side 1a into the fixed side 2a from the axial direction, but has a disadvantage that the sealing effect is lower than that of the staggered type. On the other hand, the staggered type is more complicated than the direct type in that it has the reverse drawing piece R, but has the advantage of a high sealing effect.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、食い違
い型のラビリンスシール構造では絞り片Sと逆絞り片R
が半径方向に重複した長さを有するので、組み立てる際
に回転側1aを軸方向から固定側2aに挿入することが
できないという大きな問題を抱えている。そのため従来
から固定側の筒体を分割形とし、それら各部を回転側に
外側から取り付けるような組立方法を採用せざるを得な
かった。そこで本発明は食い違い型におけるこのような
問題を解決する新しいファンのラビリンスシール構造を
提供することを課題とするものである。However, in the staggered labyrinth seal structure, the restriction piece S and the reverse restriction piece R are not provided.
Have a length that overlaps in the radial direction, so that there is a major problem that the rotating side 1a cannot be inserted from the axial direction into the fixed side 2a during assembly. For this reason, it has been necessary to adopt an assembling method in which a fixed-side cylindrical body is divided into two parts and these parts are attached to the rotating side from the outside. Accordingly, an object of the present invention is to provide a new fan labyrinth seal structure that solves such a problem in a staggered type.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、ボス部4aから放射状に複数の翼5が突設され、夫
々の翼5の先端縁間が円形の回転リング1で一体に連結
されたファン3と、その回転リング1の外周に隙間を有
して被嵌される固定筒体2と、を有し、両者の隙間部分
をシールするためのファンのラビリンスシール構造にお
いて、回転リング1の外周に半径方向外方に一体に突設
した絞り片Sと、固定筒体2の内面にその半径方向内方
に一体に突設された逆絞り片Rと、それら絞り片Sおよ
び逆絞り片Rにより形成される空間部とを備え、前記絞
り片Sの外周直径が逆絞り片Rの内周直径よりも大き
く、前記ボス部4a中心から同一半径の位置で、軸線方
向に互いに重なるように食い違い型の構造を有し、前記
絞り片Sと逆絞り片Rの少なくともその一方が弾性変形
可能であることを特徴とするファンのラビリンスシール
構造である。According to the first aspect of the present invention, a plurality of blades 5 project radially from a boss portion 4a, and the leading edges of the respective blades 5 are integrally formed by a circular rotating ring 1 between them. In a labyrinth seal structure of a fan having a connected fan 3 and a fixed cylindrical body 2 fitted around the outer circumference of the rotating ring 1 with a gap therebetween, and sealing a gap between the two, A throttle piece S integrally projecting radially outward on the outer periphery of the ring 1; a reverse throttle piece R integrally projecting radially inward on the inner surface of the fixed cylindrical body 2; A space formed by the reverse drawing piece R, wherein the outer diameter of the drawing piece S is larger than the inner diameter of the reverse drawing piece R, and at the same radius from the center of the boss portion 4a, It has a staggered type structure so as to overlap, and the throttle piece S and the reverse throttle piece R At least one of which is a labyrinth seal structure of the fan, characterized in that is elastically deformable.
【0005】請求項2に記載の発明は、請求項1におい
て、弾性変形可能とされている部分は、回転リング1を
固定筒体2に軸方向から挿入する際に、その挿入向と逆
の方向への変形がより容易になるように構成されている
ファンのラビリンスシール構造である。請求項3に記載
の発明は、請求項1または請求項2において、ファン3
が軸流型または斜流型のものであり、固定筒体2がシュ
ラウド7に取付けられるかまたは、シュラウド自体であ
るファンのラビリンスシール構造である。According to a second aspect of the present invention, when the rotary ring 1 is inserted into the fixed cylindrical body 2 from the axial direction, the elastically deformable portion in the first aspect has a direction opposite to the insertion direction. It is a labyrinth seal structure of a fan that is configured to be more easily deformed in the direction. According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the fan 3
Are of an axial flow type or a mixed flow type, and the fixed cylindrical body 2 is attached to the shroud 7 or has a labyrinth seal structure of a fan which is the shroud itself.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図1は本発明のファンのラビリンスシ
ール構造を、自動車用熱交換器の冷却ファンに適用した
例であって、その一部を断面で示したものである。軸流
型のファン3(または斜軸型ファン、以下同様)は、図
示しないエンジンのクランク軸により回転される駆動軸
4と、その駆動軸4が取付られるボス部4aに放射状に
取り付けられた複数の翼5を有している。各翼5の先端
縁間は円形の回転リング1によって連結され、回転リン
グ1の半径方向外側を取り囲むように所定の隙間をもっ
て筒状の固定筒体2が配置される。回転リング1の外周
には半径方向外方に延長する複数の環状の絞り片Sが軸
方向に所定間隔で設けられている。この例では回転リン
グ1の両縁および中央に夫々絞り片Sが突設されてい
る。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example in which a labyrinth seal structure of a fan according to the present invention is applied to a cooling fan of a heat exchanger for an automobile, and a part thereof is shown in a cross section. The axial-flow fan 3 (or the oblique-shaft fan, the same applies hereinafter) includes a drive shaft 4 that is rotated by a crankshaft of an engine (not shown), and a plurality of radially mounted bosses 4a to which the drive shaft 4 is mounted. Wing 5. The tip edges of the blades 5 are connected by a circular rotary ring 1, and a cylindrical fixed cylindrical body 2 is arranged with a predetermined gap so as to surround a radially outer side of the rotary ring 1. A plurality of annular throttle pieces S extending radially outward are provided on the outer periphery of the rotary ring 1 at predetermined intervals in the axial direction. In this example, aperture pieces S are projected from both edges and the center of the rotary ring 1 respectively.
【0007】一方、固定筒体2は漏斗状のシュラウド7
を介してラジエータ等の熱交換器9の周縁に連結されて
いる。その固定筒体2の内周面は回転リング1と僅かな
隙間を有して対向し、且つ環状の逆絞り片Rが設けられ
る。この例では、固定筒体2の後部内面に逆絞り片Rが
後方に斜めに、弾性変形自在に薄肉に且つ、一体に突設
されいる。即ち、その逆絞り片Rは固定筒体2の内周面
側に弾性変形できる。なお図1のようにファン3をシュ
ラウド7内に組み立てた状態で、絞り片Sと逆絞り片R
は軸方向に交互に位置するように配置され、且つそれら
の先端は半径方向に重複された食い違い型のファンのラ
ビリンスシール構造10を形成する。そこで、ファン3
は図1において、固定筒体2の左方から挿入され、右端
の絞り片Sが逆絞り片Rを弾性変形しつつ図の状態に配
置される。また図1では絞り片Sを3片、逆絞り片Rを
1片のみ設けた例が示されているが、当然ながら絞り片
Sと逆絞り片Rの数は適宜増減できる。On the other hand, the fixed cylindrical body 2 has a funnel-shaped shroud 7.
Is connected to the periphery of the heat exchanger 9 such as a radiator. The inner peripheral surface of the fixed cylindrical body 2 faces the rotary ring 1 with a slight gap, and is provided with an annular reverse throttle piece R. In this example, a reverse drawing piece R is formed on the inner surface of the rear portion of the fixed cylindrical body 2 so as to be slanted rearward and to be elastically deformable so as to be thin and integral. That is, the reverse throttle piece R can be elastically deformed toward the inner peripheral surface side of the fixed cylindrical body 2. In a state where the fan 3 is assembled in the shroud 7 as shown in FIG.
Are arranged to alternate in the axial direction, and their tips form a labyrinth seal structure 10 of a staggered fan which is radially overlapped. So, fan 3
1 is inserted from the left side of the fixed cylindrical body 2 in FIG. 1, and the diaphragm S at the right end is arranged in the state shown in the drawing while elastically deforming the reverse diaphragm R. Although FIG. 1 shows an example in which only three pieces S and only one piece R of reverse drawing are provided, the number of pieces S and pieces of reverse drawing R can naturally be increased or decreased.
【0008】食い違い型のファンのラビリンスシール構
造10では、絞り片Sと固定筒体2の内周面の隙間、ま
たは逆絞り片Rと回転リング1の外周面の隙間にそれぞ
れ絞り口が形成される。そして絞り口と絞り口の間に空
間部が形成される。翼5の下流側からの逆流は絞り口を
通過する際に等エントロピー膨張し、減速した逆流は次
に空間部,すなわち膨張室において等圧で静温度に回復
する、という工程を繰り返すことにより効果的にラビリ
ンスシール作用が発揮される。回転リング1および固定
筒体2は通常プラスチック製とされるが、絞り片Sまた
は逆絞り片Rの少なくとも一方は弾性変形可能な材料で
作られる。In the labyrinth seal structure 10 of the staggered fan, throttle openings are respectively formed in the gap between the throttle piece S and the inner peripheral surface of the fixed cylindrical body 2 or in the gap between the reverse throttle piece R and the outer peripheral surface of the rotating ring 1. You. A space is formed between the openings. The backflow from the downstream side of the blade 5 expands isentropically when passing through the orifice, and the decelerated backflow is then restored to the static temperature in the space, that is, the expansion chamber, at an equal pressure by the effect of repeating the process. A labyrinth sealing effect is exhibited. The rotating ring 1 and the fixed cylindrical body 2 are usually made of plastic, but at least one of the diaphragm piece S and the reverse diaphragm piece R is made of an elastically deformable material.
【0009】本発明における「弾性変形可能」とは、回
転リング1を固定筒体2に軸方向から移動させた際に、
絞り片Sが逆絞り片Rに接触すると、それらの何れか一
方がその弾性によって容易に変形し且つ、その接触が解
除されると元の状態に復帰する特性をいう。そのような
弾性変形可能な材料としては、比較的硬度の大きいゴム
やプラスチック等がある。例えば回転リング1を固定筒
体2に軸方向から挿入して組み立てる際に、絞り片Sの
みが弾性変形可能な材料で作られているときは、その絞
り片Sが逆絞り片Rに接触した際に倒れるように変形し
ながら移動し、その接触が解除されると元の状態に戻
る。"Elastically deformable" in the present invention means that when the rotating ring 1 is moved from the axial direction to the fixed cylindrical body 2,
When the diaphragm piece S comes into contact with the reverse diaphragm piece R, one of them is easily deformed by its elasticity, and returns to the original state when the contact is released. Such elastically deformable materials include rubber and plastic having relatively high hardness. For example, when the rotary ring 1 is inserted into the fixed cylindrical body 2 from the axial direction and assembled, when only the throttle piece S is made of an elastically deformable material, the throttle piece S comes into contact with the reverse throttle piece R. When the contact is released, it returns to its original state.
【0010】図3は図1におけるファンのラビリンスシ
ール構造10の作用を説明する図である。なお、この例
では逆絞り片Rのみ弾性変形可能な材料で作られ、絞り
片Sは硬質な材料で作られている。先ず、図のように回
転リング1を固定筒体2内に、左方から軸方向に挿入す
ると絞り片Sは変形されず、先頭の絞り片Sが逆絞り片
Rに接触し、その弾性により、その逆絞り片Rは固定筒
体2の内面側に変形する。さらにそのまま回転リング1
を移動すると逆絞り片Rを通過し、接触が解除されたと
きに逆絞り片Rは元の状態に戻る。そして回転リング1
が固定筒体2内に挿入された状態になると、両者の組み
立てが完了する。図4は弾性変形可能な材料で作られる
絞り片Sの変形例であり、弾性変形可能とされている部
分が回転リング1の挿入方向と逆の方向に、より変形が
容易に構成されている。FIG. 3 is a view for explaining the operation of the labyrinth seal structure 10 of the fan in FIG. In this example, only the reverse diaphragm R is made of a material that can be elastically deformed, and the diaphragm S is made of a hard material. First, as shown in the figure, when the rotary ring 1 is inserted into the fixed cylindrical body 2 in the axial direction from the left, the diaphragm piece S is not deformed, and the leading diaphragm piece S comes into contact with the reverse diaphragm piece R, and due to its elasticity. The reverse throttle R deforms toward the inner surface of the fixed cylindrical body 2. Rotating ring 1 as it is
Is moved through the reverse diaphragm R, and when the contact is released, the reverse diaphragm R returns to the original state. And rotating ring 1
Is inserted into the fixed cylinder 2, the assembly of the two is completed. FIG. 4 shows a modification of the throttle piece S made of an elastically deformable material. The elastically deformable portion is configured to be more easily deformed in the direction opposite to the insertion direction of the rotating ring 1. .
【0011】[0011]
【発明の効果】以上のように、本発明のファンのラビリ
ンスシール構造によれば、食い違い型であっても回転リ
ングを固定筒体に軸方向から容易に挿入して組み立てる
ことが可能である。上記ファンのラビリンスシール構造
において、弾性変形可能とされている部分は、回転リン
グを軸方向から固定筒体に挿入する際に、その挿入方向
と逆の方向への変形がより容易となるように構成するこ
とができ、それによって回転リングの挿入性をより良好
にすることができる。上記ファンのラビリンスシール構
造は、回転リングが軸流型または斜流型のファンにおけ
る翼の先端部を連結するリングであり、固定筒体がその
リングの半径方向外側に配置されるシュラウドに連結さ
れ、またはシュラウド自体であるため、それらの間に形
成されるラビリンスシール部に好適に適用することがで
きる。As described above, according to the labyrinth seal structure of the fan of the present invention, it is possible to easily insert the rotating ring into the fixed cylindrical body from the axial direction even if it is a staggered type. In the labyrinth seal structure of the fan, the portion that is elastically deformable is such that when the rotating ring is inserted into the fixed cylinder from the axial direction, the deformation in the direction opposite to the insertion direction becomes easier. It can be configured, so that the insertability of the rotating ring can be better. The labyrinth seal structure of the fan is a ring in which a rotating ring connects the tip of a blade in an axial flow or mixed flow fan, and a fixed cylinder is connected to a shroud arranged radially outside the ring. Or the shroud itself, so it can be suitably applied to a labyrinth seal formed between them.
【図1】本発明のファンのラビリンスシール構造を自動
車用熱交換器の冷却ファンに適用した例であって、
(a)はその断面略図、(b)はその要部拡大図。FIG. 1 is an example in which a labyrinth seal structure of a fan of the present invention is applied to a cooling fan of a heat exchanger for an automobile,
(A) is a schematic sectional view, and (b) is an enlarged view of a main part thereof.
【図2】図1におけるII−II矢視図。FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows II-II in FIG.
【図3】本発明のファンのラビリンスシール構造の組立
て説明図。FIG. 3 is an explanatory view for assembling the labyrinth seal structure of the fan of the present invention.
【図4】弾性変形可能な材料で作られる絞り片Sの変形
例を示す図。FIG. 4 is a view showing a modified example of a throttle piece S made of an elastically deformable material.
【図5】従来の直通型のラビリンスシール構造を示す模
式的な断面図。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a conventional direct-type labyrinth seal structure.
【図6】従来の食い違い型のラビリンスシール構造を示
す模式的な断面図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a conventional staggered labyrinth seal structure.
1 回転リング 1a 回転側 2 固定筒体 2a 固定側 3 ファン 4 駆動軸 4a ボス部 5 翼 7 シュラウド 9 熱交換器 10 ファンのラビリンスシール構造 S 絞り片 R 逆絞り片 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating ring 1a Rotation side 2 Fixed cylinder 2a Fixed side 3 Fan 4 Drive shaft 4a Boss part 5 Blade 7 Shroud 9 Heat exchanger 10 Labyrinth seal structure of fan S Throttle strip R Reverse throttle strip
Claims (3)
設され、夫々の翼5の先端縁間が円形の回転リング1で
一体に連結されたファン3と、その回転リング1の外周
に隙間を有して被嵌される固定筒体2と、を有し、両者
の隙間部分をシールするためのファンのラビリンスシー
ル構造において、 回転リング1の外周に半径方向外方に一体に突設した絞
り片Sと、固定筒体2の内面にその半径方向内方に一体
に突設された逆絞り片Rと、それら絞り片Sおよび逆絞
り片Rにより形成される空間部とを備え、 前記絞り片Sの外周直径が逆絞り片Rの内周直径よりも
大きく、前記ボス部4aの中心から同一半径の位置で、
軸線方向に互いに重なるように食い違い型の構造を有
し、前記絞り片Sと逆絞り片Rの少なくともその一方が
弾性変形可能であることを特徴とするファンのラビリン
スシール構造。1. A fan 3 having a plurality of blades 5 protruding radially from a boss portion 4a, and a leading edge of each of the blades 5 integrally connected by a circular rotating ring 1, and an outer periphery of the rotating ring 1. And a fixed cylindrical body 2 fitted with a gap in the labyrinth seal structure of the fan for sealing the gap between the two. The diaphragm piece S provided, a reverse diaphragm piece R integrally protruded radially inward on the inner surface of the fixed cylindrical body 2, and a space formed by the diaphragm piece S and the reverse diaphragm piece R are provided. The outer diameter of the diaphragm S is larger than the inner diameter of the reverse diaphragm R, and at the same radius from the center of the boss 4a,
A labyrinth seal structure for a fan, having a staggered structure so as to overlap with each other in the axial direction, wherein at least one of the throttle piece S and the reverse throttle piece R is elastically deformable.
筒体2に軸方向から挿入する際に、その挿入向と逆の方
向への変形がより容易になるように構成されているファ
ンのラビリンスシール構造。2. The elastically deformable portion according to claim 1, wherein when the rotating ring 1 is inserted into the fixed cylindrical body 2 from the axial direction, the elastic ring is more easily deformed in a direction opposite to the inserting direction. Labyrinth seal structure of the fan that is configured to be.
ュラウド自体であるファンのラビリンスシール構造。3. A labyrinth seal for a fan according to claim 1, wherein the fan 3 is of an axial flow type or a mixed flow type, and the fixed cylindrical body 2 is attached to the shroud 7 or is a shroud itself. Construction.
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Cited By (2)
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KR20120044033A (en) * | 2010-10-27 | 2012-05-07 | 엘지전자 주식회사 | Out door unit of air conditioner |
CN110566481A (en) * | 2019-09-17 | 2019-12-13 | 佛山市南海九洲普惠风机有限公司 | diagonal flow fan |
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- 2000-03-03 JP JP2000059404A patent/JP2001248736A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20120044033A (en) * | 2010-10-27 | 2012-05-07 | 엘지전자 주식회사 | Out door unit of air conditioner |
KR101724294B1 (en) | 2010-10-27 | 2017-04-07 | 엘지전자 주식회사 | Out door unit of air conditioner |
CN110566481A (en) * | 2019-09-17 | 2019-12-13 | 佛山市南海九洲普惠风机有限公司 | diagonal flow fan |
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