JP2002106494A - 軸流ファン - Google Patents
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- 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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、軸流ファンを構成するブレード形
状の最適設計によってブレードのチップ部分からの渦流
によって発生する負圧面側への逆流量を低減させること
によって従来の軸流ファンに比べて一層向上された高効
率、かつ低騒音の軸流ファンを提供する。 【解決手段】 このために、本発明はハブ１５と、前記
ハブ１５の外周面に放射状に形成されるブレード１４と
を備えている軸流ファンにおいて、前記ブレード１４の
前縁１６と後縁１７とを連結するブレードのチップ部分
に、前記ブレード１４の負圧面１４ａの方向に湾曲され
た小翼部２０が形成されていることを特徴とする。
状の最適設計によってブレードのチップ部分からの渦流
によって発生する負圧面側への逆流量を低減させること
によって従来の軸流ファンに比べて一層向上された高効
率、かつ低騒音の軸流ファンを提供する。 【解決手段】 このために、本発明はハブ１５と、前記
ハブ１５の外周面に放射状に形成されるブレード１４と
を備えている軸流ファンにおいて、前記ブレード１４の
前縁１６と後縁１７とを連結するブレードのチップ部分
に、前記ブレード１４の負圧面１４ａの方向に湾曲され
た小翼部２０が形成されていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸流ファンに関す
るもので、特に、冷蔵庫及び空気調和機などに広く用い
られる軸流ファンのブレード構造の改善に関する。
るもので、特に、冷蔵庫及び空気調和機などに広く用い
られる軸流ファンのブレード構造の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、軸流ファンは外部の駆動源から
伝えられる回転力によって回転しながら空気を軸方向に
送風する流体機械の一つであって、扇風機や空気調和機
及び冷蔵庫などの家電製品のみならず、航空機や発電機
など多様な分野に広く用いられている。かかる、軸流フ
ァンの主要性能は、ファンの効率などのような流体力学
的な特性と構造物の強度及び振動のような構造的な特性
によって支配され、場合によって騒音などの特性は流体
流動と構造物の相互作用とによって影響されることもあ
る。
伝えられる回転力によって回転しながら空気を軸方向に
送風する流体機械の一つであって、扇風機や空気調和機
及び冷蔵庫などの家電製品のみならず、航空機や発電機
など多様な分野に広く用いられている。かかる、軸流フ
ァンの主要性能は、ファンの効率などのような流体力学
的な特性と構造物の強度及び振動のような構造的な特性
によって支配され、場合によって騒音などの特性は流体
流動と構造物の相互作用とによって影響されることもあ
る。
【０００３】以下、図９ないし図１２を参照して従来の
軸流ファンについて説明する。既存の軸流ファン１０ａ
は、モーター３の駆動軸に結合されるハブ１５と、前記
ハブ１５の外周部に放射状に形成されて空気を送風させ
る複数のブレード１４とからなり、ブレード１４の３次
元的な形状は軸流ファンから得られる空気の流動特性を
定める主な構成因子となる。例えば、軸流ファンを構成
するブレードの３次元的な形状はスイープ角と、内外径
比、ピッチ角、最大キャンバー量及び最大キャンバー位
置などの構成因子から表現され、ブレード１４の形状を
３次元的に定義するかかる構成因子は空気力学分野で広
く知られている因子であるので各々の個別因子に対する
具体的な説明は省略する。
軸流ファンについて説明する。既存の軸流ファン１０ａ
は、モーター３の駆動軸に結合されるハブ１５と、前記
ハブ１５の外周部に放射状に形成されて空気を送風させ
る複数のブレード１４とからなり、ブレード１４の３次
元的な形状は軸流ファンから得られる空気の流動特性を
定める主な構成因子となる。例えば、軸流ファンを構成
するブレードの３次元的な形状はスイープ角と、内外径
比、ピッチ角、最大キャンバー量及び最大キャンバー位
置などの構成因子から表現され、ブレード１４の形状を
３次元的に定義するかかる構成因子は空気力学分野で広
く知られている因子であるので各々の個別因子に対する
具体的な説明は省略する。
【０００４】尚、流体の流れと関連したブレード１４の
形状は、図９に示したように、流体が軸流ファン１０ａ
へ吸入される前の位置の上流側から軸流ファン１０を見
る時、ブレード１４の面が負圧面１４ａ、その反対側の
見えないブレード１４面は圧力面１４ｂにて定義され
る。
形状は、図９に示したように、流体が軸流ファン１０ａ
へ吸入される前の位置の上流側から軸流ファン１０を見
る時、ブレード１４の面が負圧面１４ａ、その反対側の
見えないブレード１４面は圧力面１４ｂにて定義され
る。
【０００５】また、前記ブレード１４の半径方向の先端
はブレードの前縁１６と後縁１７とを連結するブレード
チップ１８で定義される。
はブレードの前縁１６と後縁１７とを連結するブレード
チップ１８で定義される。
【０００６】この時、前縁１６はブレードチップ１８の
一側とハブ１５とを連結する部分として空気を吸入する
役割を行い、後縁１７はブレードチップ１８の他側とハ
ブ１５とを連結する部分として空気を排出する。一方、
前記ブレード１４の厚さは図１０に示すようにファン半
径方向に沿って先端分へいくほど減るようになる。
一側とハブ１５とを連結する部分として空気を吸入する
役割を行い、後縁１７はブレードチップ１８の他側とハ
ブ１５とを連結する部分として空気を排出する。一方、
前記ブレード１４の厚さは図１０に示すようにファン半
径方向に沿って先端分へいくほど減るようになる。
【０００７】このように構成された軸流ファン１０ａは
モーター３の駆動力を受けて回転することによってブレ
ード１４の圧力面１４ｂと負圧面１４ａとの間に圧力差
を引き起こし、そのため上流側の流体が下流側に流動す
ることになり、軸流の流動現象が発生する。しかしなが
ら、このような従来の軸流ファン１０ａは、回転時に次
のような構造上の問題があった。
モーター３の駆動力を受けて回転することによってブレ
ード１４の圧力面１４ｂと負圧面１４ａとの間に圧力差
を引き起こし、そのため上流側の流体が下流側に流動す
ることになり、軸流の流動現象が発生する。しかしなが
ら、このような従来の軸流ファン１０ａは、回転時に次
のような構造上の問題があった。
【０００８】即ち、従来の軸流ファン１０ａではブレー
ド１４の回転時、図９及び図１０に示したように、ブレ
ード１４のチップから渦流が生じ、該渦流は軸流ファン
１０ａの送風効率を落とすだけではなく、ファン騒音を
起こす主な要因となっている。この時、前記渦流はブレ
ード１４のチップ１８に沿ってブレード１４の下面であ
る圧力面１４ｂから上面である負圧面１４ａへ流れるよ
うな流動形態を現す。
ド１４の回転時、図９及び図１０に示したように、ブレ
ード１４のチップから渦流が生じ、該渦流は軸流ファン
１０ａの送風効率を落とすだけではなく、ファン騒音を
起こす主な要因となっている。この時、前記渦流はブレ
ード１４のチップ１８に沿ってブレード１４の下面であ
る圧力面１４ｂから上面である負圧面１４ａへ流れるよ
うな流動形態を現す。
【０００９】尚、このように各ブレード１４のチップ１
８に沿って発生する渦流は軸流ファンにおいてはその設
置個所に関係せず、共通的に発生する。即ち、開放され
た空間に設置された軸流ファン１０ａであるか、或いは
閉鎖された空間内に設置された軸流ファンであるかに構
わず共通的に発生する。特に、前記のようにブレード１
４のチップから発生する渦流は図１２に示したように、
軸流ファン１０ａがシュラウド５の内側に位置する時発
生し易い。
８に沿って発生する渦流は軸流ファンにおいてはその設
置個所に関係せず、共通的に発生する。即ち、開放され
た空間に設置された軸流ファン１０ａであるか、或いは
閉鎖された空間内に設置された軸流ファンであるかに構
わず共通的に発生する。特に、前記のようにブレード１
４のチップから発生する渦流は図１２に示したように、
軸流ファン１０ａがシュラウド５の内側に位置する時発
生し易い。
【００１０】即ち、図１２は図１１のＰ地点からシュラ
ウド５と従来の軸流ファン１０ａの間を通過する空気の
流動を観察して示した展開図であって、シュラウド５と
ブレードチップ１８との距離が最も近い位置に発生した
渦流による逆流量は″ｄ１″で表示され、図面上の矢印
の長さは流体の速度の大きさを表す。
ウド５と従来の軸流ファン１０ａの間を通過する空気の
流動を観察して示した展開図であって、シュラウド５と
ブレードチップ１８との距離が最も近い位置に発生した
渦流による逆流量は″ｄ１″で表示され、図面上の矢印
の長さは流体の速度の大きさを表す。
【００１１】要するに、従来の軸流ファン１０ａのブレ
ードチップ１８では圧力面１４ｂの側から負圧面１４ａ
側へ流れ込むような形態の多量の渦流が発生し、これは
軸流ファンの損失だけではなく、ファン騒音の主な発生
源となるという問題があった。
ードチップ１８では圧力面１４ｂの側から負圧面１４ａ
側へ流れ込むような形態の多量の渦流が発生し、これは
軸流ファンの損失だけではなく、ファン騒音の主な発生
源となるという問題があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述したよ
うな従来の問題点を解決するためになされたもので、軸
流ファンを構成するブレード形状を最適に設計すること
によって一層向上された高効率、低騒音の軸流ファンを
提供することをその目的とする。
うな従来の問題点を解決するためになされたもので、軸
流ファンを構成するブレード形状を最適に設計すること
によって一層向上された高効率、低騒音の軸流ファンを
提供することをその目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明はハブと、前記ハブの外周面に放射状に形成さ
れるブレードを備えた軸流ファンであって、前記ブレー
ドの前縁と後縁とを連結するブレードチップに、前記ブ
レードの負圧面の方向に湾曲された小翼部が形成されて
いることを特徴とする。
の本発明はハブと、前記ハブの外周面に放射状に形成さ
れるブレードを備えた軸流ファンであって、前記ブレー
ドの前縁と後縁とを連結するブレードチップに、前記ブ
レードの負圧面の方向に湾曲された小翼部が形成されて
いることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付の図１ないし図７を参
照して本発明の実施の形態による軸流ファンをより詳細
に説明する。
照して本発明の実施の形態による軸流ファンをより詳細
に説明する。
【００１５】まず、図１ないし図６に基づいて本発明の
第１実施形態を説明する。図１は本発明による軸流ファ
ンの一実施形態を示した斜視図であり、図２は図１の本
発明の軸流ファンの構造を説明するための側面図であ
り、図３は図２のII−II線を切開して示した断面図であ
って、本発明はハブ１５と、前記ハブ１５の外周面に放
射状に形成されるブレード１４を備えた軸流ファン１０
において、前記ブレード１４の前縁と後縁１７とを連結
するブレードチップ部分に、前記ブレード１４の負圧面
１４ａ方向に湾曲された小翼部２０を形成している。こ
の時、前記軸流ファン１０に形成される小翼部２０はブ
レードチップの前縁１６から後縁１７に至るまでの全領
域に亘って形成される。また、前記小翼部２０のファン
半径方向の長さは前記ブレード１４の前縁１６から後縁
１７に行くほど線型的に大きくなる。
第１実施形態を説明する。図１は本発明による軸流ファ
ンの一実施形態を示した斜視図であり、図２は図１の本
発明の軸流ファンの構造を説明するための側面図であ
り、図３は図２のII−II線を切開して示した断面図であ
って、本発明はハブ１５と、前記ハブ１５の外周面に放
射状に形成されるブレード１４を備えた軸流ファン１０
において、前記ブレード１４の前縁と後縁１７とを連結
するブレードチップ部分に、前記ブレード１４の負圧面
１４ａ方向に湾曲された小翼部２０を形成している。こ
の時、前記軸流ファン１０に形成される小翼部２０はブ
レードチップの前縁１６から後縁１７に至るまでの全領
域に亘って形成される。また、前記小翼部２０のファン
半径方向の長さは前記ブレード１４の前縁１６から後縁
１７に行くほど線型的に大きくなる。
【００１６】より具体的には、前記小翼部２０のブレー
ドの後縁１７側に存在するファン半径方向の最大の長さ
をａとし、軸流ファン１０の半径をＲｔとする時、前記
小翼部２０のファン半径方向の最大の長さａは軸流ファ
ン１０の半径Ｒｔの１１〜１８％の範囲に属する長さで
設定される。ここで、小翼部２０のファン半径方向の最
大の長さａはハブ１５の中心から小翼部２０のファン軸
方向の先端までの高さで定義される（図３参照）。ま
た、前記小翼部２０のファン半径方向の長さが最大であ
る地点におけるファン軸方向の長さをｂとする時、前記
小翼部２０のファン軸方向の長さｂは前記小翼部２０の
半径方向の最大の長さａの４５〜１０５％の範囲に属す
る長さで設定される。前記小翼部２０のファン軸方向の
長さｂはファン半径方向の長さが最大である地点におけ
るファン軸方向の長さであるので、結局ファン軸方向の
最大の長さとなる。
ドの後縁１７側に存在するファン半径方向の最大の長さ
をａとし、軸流ファン１０の半径をＲｔとする時、前記
小翼部２０のファン半径方向の最大の長さａは軸流ファ
ン１０の半径Ｒｔの１１〜１８％の範囲に属する長さで
設定される。ここで、小翼部２０のファン半径方向の最
大の長さａはハブ１５の中心から小翼部２０のファン軸
方向の先端までの高さで定義される（図３参照）。ま
た、前記小翼部２０のファン半径方向の長さが最大であ
る地点におけるファン軸方向の長さをｂとする時、前記
小翼部２０のファン軸方向の長さｂは前記小翼部２０の
半径方向の最大の長さａの４５〜１０５％の範囲に属す
る長さで設定される。前記小翼部２０のファン軸方向の
長さｂはファン半径方向の長さが最大である地点におけ
るファン軸方向の長さであるので、結局ファン軸方向の
最大の長さとなる。
【００１７】要するに、本発明の第１実施形態による軸
流ファンの小翼部は、前縁ではファン半径方向の長さ及
びファン軸方向の長さが全て″０″として、後縁に行く
ほどファン半径方向の長さ及びファン軸方向の長さが線
型的に増加して、後縁のある地点に至ってはファン半径
方向の長さ及びファン軸方向の長さが各々最大値のａ，
ｂを成すように設計される。
流ファンの小翼部は、前縁ではファン半径方向の長さ及
びファン軸方向の長さが全て″０″として、後縁に行く
ほどファン半径方向の長さ及びファン軸方向の長さが線
型的に増加して、後縁のある地点に至ってはファン半径
方向の長さ及びファン軸方向の長さが各々最大値のａ，
ｂを成すように設計される。
【００１８】なお、前記小翼部２０の湾曲された形状
は、ファンの軸線と、前記ファンの軸線に直交してブレ
ード１４の厚さの中心を通る線との交差点の座標を
（０，０）とし、小翼部２０のファン半径方向の最大の
長さａにファン半径方向への小翼部の厚さを加えた長さ
をｃとする時、小翼部２０のファン半径方向の長さａの
２倍である２ａを長軸とし、小翼部２０のファン軸方向
の長さｂの２倍である２ｂを短軸とし、前記の座標
（０，０）をファンの軸線方向にｂほど移動させると共
に前記ブレード１４の厚さ中心部を通る垂直線方向にＲ
ｔ−ｃほど移動させた地点の座標（ｂ、Ｒｔ−ｃ）を中
心とした楕円の軌跡に沿うよう形成するのが望ましい。
は、ファンの軸線と、前記ファンの軸線に直交してブレ
ード１４の厚さの中心を通る線との交差点の座標を
（０，０）とし、小翼部２０のファン半径方向の最大の
長さａにファン半径方向への小翼部の厚さを加えた長さ
をｃとする時、小翼部２０のファン半径方向の長さａの
２倍である２ａを長軸とし、小翼部２０のファン軸方向
の長さｂの２倍である２ｂを短軸とし、前記の座標
（０，０）をファンの軸線方向にｂほど移動させると共
に前記ブレード１４の厚さ中心部を通る垂直線方向にＲ
ｔ−ｃほど移動させた地点の座標（ｂ、Ｒｔ−ｃ）を中
心とした楕円の軌跡に沿うよう形成するのが望ましい。
【００１９】以下、このように構成された本発明の第１
実施形態における軸流ファンの作用に対して説明する。
実施形態における軸流ファンの作用に対して説明する。
【００２０】まず、図４は図１１のＰ地点でシュラウド
５と本発明の軸流ファン１０との間を通過する空気の流
動を観察して示した展開図であって、図１２に比べると
シュラウド５と軸流ファン１０との間の流速が相対的に
遅いので流動損失と逆流量が減少することがわかる。即
ち、図１２及び図４における矢印の長さは逆流する流体
の速度の大きさを示し、″ｄ１″及び″ｄ２″は逆流量
を示すので、前記図１２と図４における矢印の長さを比
較したところ、本発明による軸流ファン１０では逆流す
る流体の速度が極めに遅くなり、幅″ｄ１″及び″ｄ
２″を比較して本発明による軸流ファン１０における逆
流量″ｄ２″が従来の軸流ファン１０ａで発生する逆流
量″ｄ１″に比べて減少したことが分かる。
５と本発明の軸流ファン１０との間を通過する空気の流
動を観察して示した展開図であって、図１２に比べると
シュラウド５と軸流ファン１０との間の流速が相対的に
遅いので流動損失と逆流量が減少することがわかる。即
ち、図１２及び図４における矢印の長さは逆流する流体
の速度の大きさを示し、″ｄ１″及び″ｄ２″は逆流量
を示すので、前記図１２と図４における矢印の長さを比
較したところ、本発明による軸流ファン１０では逆流す
る流体の速度が極めに遅くなり、幅″ｄ１″及び″ｄ
２″を比較して本発明による軸流ファン１０における逆
流量″ｄ２″が従来の軸流ファン１０ａで発生する逆流
量″ｄ１″に比べて減少したことが分かる。
【００２１】なお、図５は本発明による軸流ファンにお
けるファン半径Ｒｔに対する小翼部２０のファン半径方
向の長さａ比と騒音の大きさとの関係を示したグラフで
あり、図６は本発明による軸流ファン１０における小翼
部２０のファン半径方向の長さに対する小翼部２０のフ
ァン軸方向の長さ比と騒音の大きさとの関係を示したグ
ラフであって、該グラフを介して小翼部２０の最適の形
状を設計することができる。即ち、前記ブレード１４の
前縁１６と後縁１７とを連結するブレードチップ部分に
前記ブレード１４の負圧面１４ａの方向に湾曲するよう
に形成される本発明の小翼部２０の最適の設計値は次の
通りである。
けるファン半径Ｒｔに対する小翼部２０のファン半径方
向の長さａ比と騒音の大きさとの関係を示したグラフで
あり、図６は本発明による軸流ファン１０における小翼
部２０のファン半径方向の長さに対する小翼部２０のフ
ァン軸方向の長さ比と騒音の大きさとの関係を示したグ
ラフであって、該グラフを介して小翼部２０の最適の形
状を設計することができる。即ち、前記ブレード１４の
前縁１６と後縁１７とを連結するブレードチップ部分に
前記ブレード１４の負圧面１４ａの方向に湾曲するよう
に形成される本発明の小翼部２０の最適の設計値は次の
通りである。
【００２２】まず、本発明の第１実施形態による小翼部
２０のファン半径方向の長さは前記ブレード１４の前縁
１６から後縁１７に行くほど線型的に増加する形態を有
する。より具体的には、前記小翼部２０のブレードの後
縁１７側に存在するファン半径方向の最大の長さをａと
し、軸流ファン１０の半径をＲｔとする時、前記小翼部
２０のファン半径方向の最大の長さａは軸流ファン１０
の半径Ｒｔの１１〜１８％の範囲に属する長さで設定さ
れる。また、前記小翼部２０のファン半径方向の長さが
最大である地点のブレード後縁１７側のファン軸方向の
長さをｂとする時、前記小翼部２０のファン軸方向の長
さｂは前記小翼部２０の半径方向の最大の長さａの４５
〜１０５％の範囲に属する長さで設定される。なお、前
記小翼部２０は、軸流ファン１０の中心軸線と、ブレー
ド１４の厚さの中心部をファン半径方向に通る線との交
差点の座標を（０、０）とし、小翼部２０のファン半径
方向の最大の長さａにファン半径方向への小翼部の厚さ
を加えた長さをｃとする時、小翼部２０のファン半径方
向の長さａの２倍である２ａを長軸とし、小翼部２０の
ファン軸方向の長さｂの２倍である２ｂを短軸とし、座
標（ｂ、Ｒｔ−ｃ）を中心とした楕円の軌跡に従うよう
に形成するのが望ましい。
２０のファン半径方向の長さは前記ブレード１４の前縁
１６から後縁１７に行くほど線型的に増加する形態を有
する。より具体的には、前記小翼部２０のブレードの後
縁１７側に存在するファン半径方向の最大の長さをａと
し、軸流ファン１０の半径をＲｔとする時、前記小翼部
２０のファン半径方向の最大の長さａは軸流ファン１０
の半径Ｒｔの１１〜１８％の範囲に属する長さで設定さ
れる。また、前記小翼部２０のファン半径方向の長さが
最大である地点のブレード後縁１７側のファン軸方向の
長さをｂとする時、前記小翼部２０のファン軸方向の長
さｂは前記小翼部２０の半径方向の最大の長さａの４５
〜１０５％の範囲に属する長さで設定される。なお、前
記小翼部２０は、軸流ファン１０の中心軸線と、ブレー
ド１４の厚さの中心部をファン半径方向に通る線との交
差点の座標を（０、０）とし、小翼部２０のファン半径
方向の最大の長さａにファン半径方向への小翼部の厚さ
を加えた長さをｃとする時、小翼部２０のファン半径方
向の長さａの２倍である２ａを長軸とし、小翼部２０の
ファン軸方向の長さｂの２倍である２ｂを短軸とし、座
標（ｂ、Ｒｔ−ｃ）を中心とした楕円の軌跡に従うよう
に形成するのが望ましい。
【００２３】図７は本発明による軸流ファン１０と、従
来の軸流ファン１０ａの周波数の帯域別の騒音の大きさ
を測定して示したグラフであり、同一の風量で小翼部２
０を設置した本発明の軸流ファン１０と小翼部２０を備
えていない従来の軸流ファン１０ａとの騒音スペクトラ
ムを比較の場合、本発明の軸流ファン１０は広帯域に亘
って従来の軸流ファン１０ａに比べて騒音が減ることが
分かる。
来の軸流ファン１０ａの周波数の帯域別の騒音の大きさ
を測定して示したグラフであり、同一の風量で小翼部２
０を設置した本発明の軸流ファン１０と小翼部２０を備
えていない従来の軸流ファン１０ａとの騒音スペクトラ
ムを比較の場合、本発明の軸流ファン１０は広帯域に亘
って従来の軸流ファン１０ａに比べて騒音が減ることが
分かる。
【００２４】なお、前記本発明の第１実施形態による小
翼部２０は、ファン半径方向の長さａと小翼部２０のフ
ァン軸方向の長さｂを傾きとする直線に沿ってほぼ湾曲
して形成されるか、直線をなすように形成されても良
い。即ち、前記小翼部２０のファン半径方向の長さを
ａ、前記小翼部２０のファン軸方向の長さをｂ、軸流フ
ァン１０の半径をＲｔとする時、前記小翼部２０のファ
ン半径方向の長さａは軸流ファン１０の半径Ｒｔの１１
〜１８％の範囲に属する長さで設定され、前記小翼部２
０のファン軸方向の長さｂは前記小翼部２０のファン半
径方向の最大の長さａの４５〜１０５％の範囲に属する
長さで設定されて、前記小翼部２０はファン半径方向の
長さａと小翼部２０のファン軸方向の長さｂとを傾きと
する直線に沿ってほぼ湾曲されるか、或いは直線形態を
なすように形成される。また、前記軸流ファン１０のブ
レードチップの部分に形成される小翼部２０は前縁１６
から後縁１７に至るまでの全領域に亘って形成するもの
ではなく、前縁から後縁へ至るまでの全領域のうち一部
の領域にのみ形成されることもできる。
翼部２０は、ファン半径方向の長さａと小翼部２０のフ
ァン軸方向の長さｂを傾きとする直線に沿ってほぼ湾曲
して形成されるか、直線をなすように形成されても良
い。即ち、前記小翼部２０のファン半径方向の長さを
ａ、前記小翼部２０のファン軸方向の長さをｂ、軸流フ
ァン１０の半径をＲｔとする時、前記小翼部２０のファ
ン半径方向の長さａは軸流ファン１０の半径Ｒｔの１１
〜１８％の範囲に属する長さで設定され、前記小翼部２
０のファン軸方向の長さｂは前記小翼部２０のファン半
径方向の最大の長さａの４５〜１０５％の範囲に属する
長さで設定されて、前記小翼部２０はファン半径方向の
長さａと小翼部２０のファン軸方向の長さｂとを傾きと
する直線に沿ってほぼ湾曲されるか、或いは直線形態を
なすように形成される。また、前記軸流ファン１０のブ
レードチップの部分に形成される小翼部２０は前縁１６
から後縁１７に至るまでの全領域に亘って形成するもの
ではなく、前縁から後縁へ至るまでの全領域のうち一部
の領域にのみ形成されることもできる。
【００２５】なお、図８は本発明による軸流ファンの他
の実施形態を示した斜視図であって、この場合には前記
小翼部２０のファン半径方向の長さ及び軸方向の長さが
ブレード１４の前縁１６から後縁１７に至るまで一定に
形成される。
の実施形態を示した斜視図であって、この場合には前記
小翼部２０のファン半径方向の長さ及び軸方向の長さが
ブレード１４の前縁１６から後縁１７に至るまで一定に
形成される。
【００２６】この時、前記小翼部２０のファン半径方向
の長さをａとし、軸流ファン１０の半径をＲｔとする
時、前記小翼部２０のファン半径方向の長さａは軸流フ
ァン１０の半径Ｒｔの１１〜１８％の範囲に属する長さ
で設定される。また、前記小翼部２０のファン軸方向の
長さをｂとする時、前記小翼部２０のファン軸方向の長
さｂは前記小翼部２０のファン半径方向の最大の長さａ
の４５〜１０５％の範囲に属する長さで設定される。即
ち、この場合には前記第１実施形態とは異なり、小翼部
２０のファン半径方向の長さａ及びファン軸方向の長さ
ｂが前縁１６から後縁１７に至るまでの全領域に亘って
一定値を有する。
の長さをａとし、軸流ファン１０の半径をＲｔとする
時、前記小翼部２０のファン半径方向の長さａは軸流フ
ァン１０の半径Ｒｔの１１〜１８％の範囲に属する長さ
で設定される。また、前記小翼部２０のファン軸方向の
長さをｂとする時、前記小翼部２０のファン軸方向の長
さｂは前記小翼部２０のファン半径方向の最大の長さａ
の４５〜１０５％の範囲に属する長さで設定される。即
ち、この場合には前記第１実施形態とは異なり、小翼部
２０のファン半径方向の長さａ及びファン軸方向の長さ
ｂが前縁１６から後縁１７に至るまでの全領域に亘って
一定値を有する。
【００２７】
【発明の効果】以上、本発明は軸流ファンを構成するブ
レード形状の最適設計によって一層向上された高効率、
低騒音軸流ファンを提供することができる。即ち、本発
明は、軸流ファンのブレードチップ部分に小翼部を取り
付けることによってブレードチップから発生する逆流量
を減らして、ファンの効率を向上させるとともに騒音を
減らすことができる。
レード形状の最適設計によって一層向上された高効率、
低騒音軸流ファンを提供することができる。即ち、本発
明は、軸流ファンのブレードチップ部分に小翼部を取り
付けることによってブレードチップから発生する逆流量
を減らして、ファンの効率を向上させるとともに騒音を
減らすことができる。
【図１】本発明による軸流ファンの一実施形態を示した
斜視図である。
斜視図である。
【図２】図１の本発明の軸流ファンの構造を説明するた
めの側面図である。
めの側面図である。
【図３】図２のII−II線を切開して示した断面図であ
る。
る。
【図４】図１１のＰ地点からシュラウドと本発明の軸流
ファンとの間を通る空気の流動を観察して示した展開図
である。
ファンとの間を通る空気の流動を観察して示した展開図
である。
【図５】本発明による軸流ファンにおけるファン半径に
対する小翼部のファン半径方向の長さ比と騒音の大きさ
との関係を示したグラフである。
対する小翼部のファン半径方向の長さ比と騒音の大きさ
との関係を示したグラフである。
【図６】本発明による軸流ファンにおける小翼部のファ
ン半径方向の長さに対する小翼部のファン軸方向の長さ
比と騒音の大きさとの関係を示したグラフである。
ン半径方向の長さに対する小翼部のファン軸方向の長さ
比と騒音の大きさとの関係を示したグラフである。
【図７】本発明による軸流ファンと従来の軸流ファンの
周波数の帯域別の騒音の大きさを測定して示したグラフ
である。
周波数の帯域別の騒音の大きさを測定して示したグラフ
である。
【図８】本発明による軸流ファンの他の実施形態を示し
た斜視図である。
た斜視図である。
【図９】従来の軸流ファンの構造を説明するための側面
図である。
図である。
【図１０】図９のＩ−Ｉ線を切開して示した断面図であ
る。
る。
【図１１】シュラウドの間に図９の軸流ファンが取り付
けられた状態を概略的に示した平面図である。
けられた状態を概略的に示した平面図である。
【図１２】図１１のＰ地点からシュラウドと従来の軸流
ファンとの間を通る空気の流動を観察して示した展開図
である。
ファンとの間を通る空気の流動を観察して示した展開図
である。
３…モーター ５…シュラウド １０…軸流ファン １４…ブレード １４ａ…負圧面 １４ｂ…圧力面 １５…ハブ １６…前縁 １７…後縁 １８…ブレードチップ ２０…小翼部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H033 AA02 AA18 BB02 BB08 CC01 DD03 EE06 EE08 EE19 3H035 CC01 CC07
Claims (13)
- 【請求項１】 ハブと、前記ハブの外周面に放射状に形
成されるブレードを備えた軸流ファンであって；前記ブ
レードの前縁と後縁とを連結するブレードチップ部分
に、 前記ブレードの負圧面の方向へ湾曲された小翼部が形成
されることを特徴とする軸流ファン。 - 【請求項２】 前記軸流ファンに形成される小翼部は、
前縁と後縁とを連結するブレードチップの前縁から後縁
に至るまでの全領域に亘って形成されることを特徴とす
る請求項１に記載の軸流ファン。 - 【請求項３】 前記軸流ファンに形成される小翼部は、
前縁と後縁とを連結するブレードチップの一部領域にの
み形成されることを特徴とする請求項１に記載の軸流フ
ァン。 - 【請求項４】 前記小翼部のファン半径方向の長さは前
記ブレードの前縁から後縁へ行くほど線形的に大きくな
ることを特徴とする請求項２または３に記載の軸流ファ
ン。 - 【請求項５】 前記小翼部のハブ中心から小翼部のファ
ン軸方向の先端までの高さで定義されるファン半径方向
の長さのうち、最大の長さをａとし、軸流ファンの半径
をＲｔとする時、前記小翼部のファン半径方向の最大の
長さａは軸流ファンの半径Ｒｔの１１〜１８％の範囲に
属する長さで設定されることを特徴とする請求項４に記
載の軸流ファン。 - 【請求項６】 前記小翼部のファン半径方向の最大の長
さがａである地点におけるファン軸方向の長さをｂとす
る時、前記小翼部のファン軸方向の長さｂは前記小翼部
のファン半径方向の最大の長さａの４５〜１０５％の範
囲に属する長さで設定されることを特徴とする請求項５
に記載の軸流ファン。 - 【請求項７】 前記小翼部は、 ファン半径方向の最大の長さａと小翼部のファン軸方向
の長さｂとを傾きとする直線に沿ってほぼ湾曲して形成
されることを特徴とする請求項６に記載の軸流ファン。 - 【請求項８】 前記小翼部は、ファンの軸線と、前記フ
ァンの軸線に直交してブレードの厚さの中心部を通る垂
直線との交差点の座標を（０，０）とし、小翼部のファ
ン半径方向の最大の長さａにファン半径方向への小翼部
の厚さを加えた長さをｃとする時、 小翼部のファン半径方向の長さａの２倍である２ａを長
軸とし、小翼部のファン軸方向の長さｂの２倍である２
ｂを短軸とし、座標（ｂ、Ｒｔ−ｃ）を中心とした楕円
形の軌跡に沿って形成されることを特徴とする請求項６
に記載の軸流ファン。 - 【請求項９】 前記小翼部のファン半径方向の長さ及び
ファン軸方向の長さはブレードの前縁から後縁に至るま
で一定に形成されることを特徴とする請求項２に記載の
軸流ファン。 - 【請求項１０】 前記小翼部のファン半径方向の長さを
ａとし、軸流ファンの半径をＲｔとする時、前記小翼部
のファン半径方向の長さａは軸流ファンの半径Ｒｔの１
１〜１８％の範囲に属する長さで設定されることを特徴
とする請求項９に記載の軸流ファン。 - 【請求項１１】 前記小翼部のファン軸方向の長さをｂ
とする時、前記小翼部のファン軸方向の長さｂは前記小
翼部のファン半径方向の最大の長さａの４５〜１０５％
の範囲に属する長さで設定されることを特徴とする請求
項１０に記載の軸流ファン。 - 【請求項１２】 ハブと、前記ハブの外周面に放射状に
形成されるブレードとを備えている軸流ファンであっ
て、 前記ブレードの前縁と後縁とを連結するブレードチップ
部分に、前記ブレードの負圧面の方向に傾いた直線形態
の小翼部が形成されることを特徴とする軸流ファン。 - 【請求項１３】 前記小翼部のファン半径方向の長さを
ａ、前記小翼部のファン軸方向の長さをｂ、軸流ファン
の半径をＲｔとする時、 前記小翼部のファン半径方向の長さａは、軸流ファンの
半径Ｒｔの１１〜１８％の範囲に属する長さで設定さ
れ、前記小翼部のファン軸方向の長さｂは、前記小翼部
のファン半径方向の最大の長さａの４５〜１０５％の範
囲に属する長さで設定され、前記小翼部はファン半径方
向の長さａと小翼部のファン軸方向の長さｂとを傾きと
する直線形態をなすことを特徴とする請求項１２に記載
の軸流ファン。
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|---|---|---|---|
| KR10-2000-0057822A KR100393993B1 (ko) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | 축류팬 |
| KR57822/2000 | 2000-10-02 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002106494A true JP2002106494A (ja) | 2002-04-10 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| KR (1) | KR100393993B1 (ja) |
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- 2000-10-02 KR KR10-2000-0057822A patent/KR100393993B1/ko not_active IP Right Cessation
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2001
- 2001-03-07 JP JP2001063612A patent/JP3677214B2/ja not_active Expired - Fee Related
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