JP2005155580A

JP2005155580A - 遠心式多翼ファン

Info

Publication number: JP2005155580A
Application number: JP2003399177A
Authority: JP
Inventors: Michio Kitatsume; 三智男北爪
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2023-11-28
Also published as: JP4500038B2

Abstract

【課題】補助ブレードの変形を防止し補助ブレードの機能を確保することにより確実に送風性能、騒音特性を向上できる多翼ファンを提供する。
【解決手段】回転軸周りに周方向に配置された複数のブレードを有する多翼ファン部を備え、該多翼ファン部の回転により各ブレード間における内径端部側から空気を吸入し外径端部側から空気を吐出する多翼ファンにおいて、径方向内側に複数の主ブレードを配置するとともに、径方向外側に、前記各主ブレード間の空気流の内部に補助ブレードを配置し、前記主ブレードと補助ブレードとを接続する補強リブを設けたことを特徴とする多翼ファン。
【選択図】図１

Description

本発明は、遠心式多翼送風ファンに関し、とくにブレード部を改良した、車両用空調装置等に好適な多翼ファンに関する。

従来、送風能力や騒音等に関する送風機の性能は、ファンの翼形状やケーシングのスクロール形状等によって大きく左右され、設計にあたっては、これらを十分に考慮する必要がある。

多翼ファンにおいては、各ブレードの空気流れ方向の長さは比較的短く形成されるので、ブレードに沿う空気流が形成されにくく、空気流の剥離により渦が生じやすい。この剥離による渦音が、多翼送風ファンにおける騒音の主体になっている。このような騒音を低減する提案としては、たとえばブレードの断面積を翼形状にすることにより、空気流れのブレードからの剥離による渦音を少なくする翼形ファンの提案等がなされている（たとえば、特許文献１）。

しかし、上記特許文献１のような提案においては、低圧損の動作点において、ブレードの負圧面から隣接する他のブレードの正圧面側への空気流の偏りが発生し、ブレードの負圧面側の後流において剪断流が発生するおそれがある。なお、このような問題を解決するために、各ブレードの径方向外端側の間隔を狭くして強制的に上記空気流の偏りを防止する方法も考えられるが、これではブレードの径方向外端において相対速度が速くなる分、圧力回復が不十分となるので、高圧損の動作点において送風性能および騒音特性が低下するおそれがある。

上記のような問題を解決するために、本出願人により未だ出願未公開の段階ではあるが、図５に示すような提案がなされている（特許文献２）。図５において、１００は主ブレードを示している。主ブレード１００は、回転軸周りに周方向に複数配置されている。また、主ブレード１００により構成される主ブレード群の径方向外側には補助ブレード１０１により構成される補助ブレード群が設けられている。また、補助ブレード１０１は、互いに隣接する主ブレード間に形成される空気流の内部に配設されている。

上記のような提案においては、ファンの回転により主ブレード１００の正圧面１０３および負圧面１０２に沿って空気が流れる。そして、この際、負圧面１０２に沿って流れる空気は負圧面１０２から隣接するブレードの正圧面１０３側へ剥離する傾向があり、主ブレード１００の外端部１０４の後方においては剪断流が形成されるおそれがある。しかし、上記のような補助ブレード１０１を設ければ、主ブレード１００を通過した空気は補助ブレード１０１の正圧面１０５、負圧面１０６に沿って流れるので、主ブレード１００間における空気流の剥離、あるいは主ブレード１００の後方における剪断流の発生が確実に抑制されるので、送風性能および騒音特性が向上されるようになっている。

しかし、上記特許文献２のような提案においては、樹脂等からなるブレード１００、１０１、とくに補助ブレード１０１がファン回転により変形するおそれがあり、場合によっては補助ブレード１０１が図の点線で示すように変形し主ブレード１００の径方向外端１０４に稀に当接するおそれがある。
実開昭６０−１５６９９７号公報

特願２００２−２１５４９０号

そこで、本発明の課題は、主ブレードの径方向外側に補助ブレードが配設される多翼ファンにおいて、簡単な構造で補助ブレードの変形を確実に防止でき補助ブレード本来の機能を確保し、より確実に送風性能および騒音性能を向上できる多翼ファンを低コストで提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る多翼ファンは、回転軸周りに周方向に配置された複数のブレードを有する多翼ファン部を備え、該多翼ファン部の回転により各ブレード間における内径端部側から空気を吸入し外径端部側から空気を吐出する多翼ファンにおいて、径方向内側に複数の主ブレードを配置するとともに、径方向外側に、前記各主ブレード間の空気流の内部に補助ブレードを配置し、前記主ブレードと補助ブレードとを接続する補強リブを設けたことを特徴とするものからなる。このような構成においては、主ブレードと補助ブレードとが補強リブにより接続されているので、両ブレード、とくに補助ブレードの変形強度が向上される。このため、補助ブレードが主ブレードの正圧面側に変形するような不都合が確実に防止されるので、補助ブレードの本来の機能が発揮され、空気流の剥離や剪断流の発生が確実に抑制される。したがって、多翼ファンの送風性能および騒音特性が確実に向上される。

上記補強リブの配設位置はとくに限定されるものではないが、両ブレードの長手方向（ファンの軸方向）の中央部に１つの補強リブを設ければ、簡素な金型構造で主ブレードと補助ブレードとを簡単に一体成形することができる。また、補強リブは長手方向に複数配設することも可能である。

また、主ブレードの径方向外端と補助ブレードの径方向内端に補強リブを配設すれば、主ブレードを通過した空気の通風抵抗を抑制しつつ、補助ブレードへの好ましい指向性（補助ブレードへの指向性）を付与することができる。また、両ブレードを最短距離で接続できる。

また、補助ブレードの径方向内端は主ブレードの径方向外端よりもファン径方向内側に配置されることが好ましい。このような構成によれば、主ブレード通過後の空気の剥離に伴う主ブレードの正圧面側への空気流の偏りを、より上流側で早期にしかも確実に抑制することができる。

本発明に係る多翼ファンにおいては、主ブレードとその径方向外側に設けられる補助ブレードとは補強リブにより互いに接続されているので、主・補助ブレードの双方、とくに補助ブレードの変形を効果的に防止できる。したがって、補助ブレード本来の機能が確保され、より確実に送風特性および騒音特性を向上できる。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１ないし図４は、本発明の一実施態様に係る多翼ファンを示している。図１および図２において、１は多翼送風ファン全体を示しており、多翼送風ファン１は、多数の主ブレード２および補助ブレード９を有する多翼ファン部３を有している。多数のブレード２、９は、回転軸４周りに周方向に配置されている。ブレード２、９の反空気吸込側端部には円板状の駆動プレート５が設けられており、全ブレード２、９に接続されている。駆動プレート５の中心部にはボス部６が形成されており、ボス部６内に回転軸４が装着され、回転軸４の回転駆動によって、駆動プレート５および全ブレード２、９が所定方向（図１の矢印方向）に回転されるようになっている。ブレード２、９の空気吸込側端部には、環状の接続リング７が設けられており、接続リング７は、全ブレード２、９を互いに接続し補強の役目を果たしている。

図３、図４に示すように、主ブレード２、補助ブレード９は、周方向に複数設けられており、径方向内側には主に内外気を吸い込む主ブレード２が、また径方向外側、つまり、主ブレード２間の空気流の内部、換言すれば空気通路１７内部に補助ブレード９が設けられている。本実施態様においては、主ブレード２の径方向外端１２よりも補助ブレード９の径方向内端１３の方が内側になるように両ブレードが配置されている。なお、１１は、主ブレード２の径方向内端を示しており、１４は補助ブレード９の径方向外端を示している。

主ブレード２、補助ブレード９は共に、ブレード厚さが一旦徐々に増大しその後徐々に減少する翼形状に構成されている。本実施態様においては、主ブレード２の方が補助ブレード９よりも厚み、そり、弦長において大きく形成されており、主ブレード２の吸込能力が高くなるよう設計されている。

主ブレード２と補助ブレード９とは補強リブ１０により接続されている。本実施態様においては図２に示すように補強リブ１０は両ブレード２、９の長手方向略中央部に１箇所設けられている。なお、補強リブ１０を上記のような位置関係に配置すれば、スライド構造を要しない簡素な構造の金型でブレード２、ブレード９を一体に成形することができる。したがって、実質的な部品点数や製造工数の増加を防止することができるので、コストアップを大幅に抑制できる。なお、補強リブ１０はブレード２、９とは別体に構成してもよい。補強リブ１０とブレード２、９を別体に構成すれば既存の装置に対しても本発明を容易に適用できる。

本実施態様におては、主ブレード２の径方向外端１２と補助ブレード９の径方向内端１３とが補強リブ１０を介して接続されている。

本実施態様に係る多翼ファン１においては、多翼ファン部３が回転されると、主ブレード２の正圧面１６および負圧面１５に沿って空気が流れる。この主ブレード２に空気が通る際、主ブレード２の負圧面１５に沿って流れる空気が負圧面１５から剥離する傾向があり、また、主ブレード２の径方向外端１２の後方では剪断流が形成されがちとなる。ここで、補助ブレード９が主ブレード２間を通る空気流の内部に配置されている。これを詳述すると、各補助ブレード９の径方向内端１３が隣接する一方の主ブレード２の径方向外端１２の正圧面１６と他方の主ブレード２の負圧面１５との間の出口部１７に配置されている。これにより、主ブレード２を通過した空気は補助ブレード９の正圧面１９および負圧面１８に沿って流れるので、空気流の剥離、これに伴う主ブレード２の正圧面１６側への空気流の偏りや剪断流の発生が抑制され、送風性能および騒音特性が向上される。

また、主ブレード２と補助ブレード９とは補強リブ１０により接続されているので、両ブレード２、９、とくに補助ブレード９の変形強度が向上される。したがって、補助ブレード９がファン回転により主ブレード２の径方向外端１２に当接するおそれを解消することができるので、上述のような補助ブレード９の本来の機能が確保され、より確実に送風性能および騒音特性を向上できる。

また、本実施態様においては、補強リブ１０により主ブレード２の径方向外端１２と補助ブレード９の径方向内端１３とが接続されているので、両ブレード２、９を最短距離で接続しつつ、主ブレード２を通過した空気に通風抵抗を増大させることなく、補助ブレード９へと流れる好ましい指向性を付与できる。

さらに、補助ブレード９の径方向内端１３は、主ブレード２の径方向外端１２よりもファン径方向内側に配置されているので、主ブレード２通過後の空気の剥離に伴う主ブレード２の正圧面１６側への空気流の偏りをより上流側で早期にしかも確実に抑制できる。

本発明は、遠心式多翼ファン、とくに自動車用空調装置に送風機として使用される多翼ファンに好適に用いることができる。

本発明の一実施態様に係る多翼ファンの正面図である。図１の多翼ファンの半断面表示側面図である。図１のブレード部におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図１のブレード部におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。本出願人の先の提案に係る多翼ファンのブレード部における空気流を示す模式図である。

符号の説明

１多翼送風ファン
２主ブレード
３多翼ファン部
４回転軸
５駆動プレート
６ボス部
７接続リング
９補助ブレード
１０補強リブ
１１主ブレードの径方向内端
１２主ブレードの径方向外端
１３補助ブレードの径方向内端
１４補助ブレードの径方向外端
１５主ブレードの負圧面
１６主ブレードの正圧面
１７空気通路
１８補助ブレードの負圧面
１９補助ブレードの正圧面

Claims

回転軸周りに周方向に配置された複数のブレードを有する多翼ファン部を備え、該多翼ファン部の回転により各ブレード間における内径端部側から空気を吸入し外径端部側から空気を吐出する多翼ファンにおいて、径方向内側に複数の主ブレードを配置するとともに、径方向外側に、前記各主ブレード間の空気流の内部に補助ブレードを配置し、前記主ブレードと補助ブレードとを接続する補強リブを設けたことを特徴とする多翼ファン。
前記補強リブが、主ブレードと補助ブレードの長手方向の略中央部に設けられている、請求項１の多翼ファン。
前記補強リブにより、主ブレードの径方向外端と補助ブレードの径方向内端とが接続されている、請求項１または２の多翼ファン。
前記主ブレードと補助ブレードとが一体に形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の多翼ファン。
前記主ブレードの径方向外端よりも、補助ブレードの径方向内端の方が径方向内側に配置されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の多翼ファン。