JP2008025415A - 回転機器の冷却ファン - Google Patents

Abstract

【課題】冷却性能が十分であり、量産性および取付容易性もそなえた回転機器用冷却ファンを提供する。
【解決手段】回転軸に取り付けられるハブと、リング状に形成され、ハブ１２に同心的に配される主板１１と、主板の内周よりも小さな外周を有するリング状をなし、主板との間に回転軸の軸方向に関して間隔をおいて配されるようにハブと一体的に形成される側板１４と、ハブに植設され、主板をハブに連結して主板、側板およびハブの間に空間を形成するように、回転軸の軸方向に沿いかつ径方向に規則的に配された複数の羽根板であって、羽根板の一部のもの１３ａは径方向の最外周部まで達し、他のもの１３ｂは途中までしか達しないように構成された羽根板と、をそなえ、主板と側板とは、回転軸の軸方向から見て互いに重なり合わないように形成されている遠心ファン。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転機器、とくに回転電機の冷却ファンに係わり、とくに高い冷却性能を保ちつつ生産性を向上し得るように構造を改善した遠心ファンに関する。

電気機器は、小型、軽量化、低価格化が進んでいる。これに伴って、使用する絶縁材として温度上昇限度の高い絶縁種別が採用されるとともに、発電機内部での冷却能力の向上が図られている。一方、回転機器を大量生産する上では、量産性、取付容易性も重要である。

これらの諸要求を適度に満たすべく、特許文献１に示されるような冷却ファンが提供されている。これは、型による成形加工を考慮し、軸方向に見て重なり合わない主板および側板を構成するために、主板１の外周側に等間隔で切欠き１ａを設け、この切欠き１ａの部分を軸方向に投影した位置に扇状板（側板）２ａを配するように軸方向の羽根２ｂを設けている。

これにより、主板、側板および羽根板により囲まれて遠心ファン作用をする空気流路が、円周方向に間欠的に並んだ冷却ファンＦが形成されている。
実開平5-58845号公報

しかしながら、特許文献１により提供された冷却ファンは、遠心ファンとしての空気流路がファンＦの円周方向に間欠的にしか配置されていないため、冷却能力が必ずしも十分ではない。

本発明は上述の点を考慮してなされたもので、冷却性能が十分であり、かつ量産性および取付容易性もそなえた回転機器用冷却ファンを提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明では、
回転機器の回転軸に取り付けられて前記回転機器に冷却風を導入する遠心ファンにおいて、
前記回転軸に取り付けられるハブと、
リング状に形成され、前記ハブに同心的に配される主板と、
前記主板の内周よりも小さな外周を有するリング状をなし、前記主板との間に前記回転軸の軸方向に関して間隔をおいて配されるように前記ハブと一体的に形成される側板と、
前記ハブに植設され、前記主板を前記ハブに連結して前記主板、前記側板および前記ハブの間に空間を形成するように、前記回転軸の軸方向に沿いかつ前記径方向に規則的に配された複数の羽根板であって、前記羽根板の一部のものは前記径方向の最外周部まで達し、他のものは途中までしか達しないように構成された羽根板と、
をそなえ、前記主板と前記側板とは、前記回転軸の軸方向から見て互いに重なり合わないように形成されていることを特徴とする遠心ファン、
を提供する。

本発明は上述のように、回転軸の軸方向から見て重なり合わないように形成された主板、側板の間に、径方向の長さが異なる羽根板を配した冷却ファンを構成したため、基本的に全周にわたって遠心空気流路が形成され、しかも型抜きが支障なくでき、冷却ファンに隣接する部材との間に空間が確保される。このため、冷却性能、量産性および取付容易性の全てに優れた冷却ファンを提供することができる。

以下、図１ないし図３を参照して本発明の実施の形態を説明する。

実施形態１

図１(a)，(b)は、本発明の一実施形態を示したもので、図１(a)は冷却ファンＦの主板の側から見た状態を示す斜視図、図１(b)は同じく側板の側から見た状態を示す斜視図である。

図１(a)に示すように、主板１１は、全体形状が中央部分の空いたリング状であり、その中心位置に回転軸(図示せず)に取り付けるためのハブ１２がある。そして、主板１１とハブ１２とは羽根板１３ａ，１３ｂにより連結されている。

図１(a)、および図1(a)とは反対側から見た図１(b)に示すように、ハブ１２の軸方向に関し主板１１と反対側には側板１４が設けられており、側板１４はハブ１２に直接連結し、羽根板１３ａ，１３ｂは主板１１と側板１４とをハブ１２に連結するように設けられている。

ここで、図1(b)から判るように、主板１１は、ハブ１２に対して円周方向の隙間を隔てて外周にリング状に設けられており、一方、側板１４は、主板１１の内周より大きくない外周を有するから、主板１１と側板１４とが重なり合わない関係にあり、型加工での支障がない。したがって、型を用いた成形加工によって冷却ファンを製造することができ、量産に適している。

また、羽根板１３ａ，１３ｂは、円周方向に交互に配置されているが、その大きさが異なる。羽根板１３ａは、ハブ１２から主板１１の外周に相当する位置までの広がりを持つが、羽根板１３ｂは、側板１４寄りの端部が側面から見て円弧状に抉り取られている。この結果、２枚の羽根板１３ａ同士の間に、羽根板１３ｂの抉られた部分に対応した空間が形成されている。

図２は、図１に示した冷却ファンＦを発電機１００に取り付けた状態を示している。この図２において、冷却ファンＦは、発電機の回転軸２１に取り付けられている。回転軸２１には、ラミネートプレート２２が固定ボルト２３により固定され、ラミネートプレート２２には、バランスウェイト２４が取り付けられていて、ボルト２５によりフライホイール２６に固定されている。

これにより、図示しないエンジンからの回転力は、フライホイール２６により安定化され、またラミネートプレート２２により軸方向振動が抑制され、バランスウェイト２４により回転バランスが取られて、回転軸２１を介して発電機に伝達される。

図示しないエンジンの回転により、回転軸２１、したがって冷却ファンＦが回転し、主板１１、側板１４および羽根板１３により形成される径方向の空気流路に沿って、図２に矢印付き動線で示す冷却風が流れる。この冷却風は、冷却ファンＦによる空気の遠心放散作用に伴い発生する負圧により発電機の軸方向に沿って引き起こされる空気流である。

冷却ファンＦの空気流路は、主板１１および側板１４が径方向の一部の壁面を構成するものであり、また羽根板１３ｂも径方向の一部を構成するものであって、発電機の直径に比べて必ずしも長くかつ大きな空気流路を構成している訳ではない。

そうであるにも拘わらず、空気の流れに沿って主板１１、側板１４および羽根板１３を配置して形体的に空気流路を確立しているため、冷却風の流れを発電機の全周にわたって均一かつ円滑にでき、高い冷却効果が得られる構造となっている。

そして、主板１１と側板１４とは、回転軸の軸方向に見て重なり合っていないから、金型が簡素化され、量産性よく冷却ファンＦを製造することができる。

しかも、羽根板１３ｂの反ハブ側部分が抉られていて、図示の場合、ラミネートプレート２２の外周寄り部分に空間を形成している。この空間を利用して工具を挿入し、ボルト２５の締め付け作業を行うことができる。

図３は、図２に示した冷却ファンＦ、回転軸２１およびラミネートプレート２２を組み付けた状態を示す斜視図である。この図３では、ラミネートプレート２２を固定するボルト２５の位置が羽根板１３ｂの位置と一致していることを示している。これにより、ボルト２５の締め付け作業を作業性よく行うことができる。

他の実施形態

上述の実施の形態では、本発明をエンジン駆動型発電機に適用した例を示したが、ガスタービン駆動等の回転電機にも本発明を適用することができる。

図１(a)，(b)は、本発明の一実施形態の構成を示す斜視図。 図１に示した実施形態を発電機に取り付けた状態を示す縦断面図。 図２に示した実施形態を回転軸、ラミネートプレートとともに抜き出した状態を示す斜視図。 従来の回転機器用冷却ファンの構造を示す斜視図。

符号の説明

１ 主板、１ａ 切欠き、２ 羽根体、２ａ 扇状板、２ｂ 羽根、
１１ 主板、１２ ハブ、１３ 羽根板、１４ 側板、２１ 回転軸、
２２ ラミネートプレート、２３ 固定ボルト、２４ バランスウェイト、
２５ ボルト、２６ フライホイール。
Ｆ 冷却ファン。

Claims (5)

1. 回転機器の回転軸に取り付けられて前記回転機器に冷却風を導入する遠心ファンにおいて、
   前記回転軸に取り付けられるハブと、
   リング状に形成され、前記ハブに同心的に配される主板と、
   前記主板の内周よりも小さな外周を有するリング状をなし、前記主板との間に前記回転軸の軸方向に関して間隔をおいて配されるように前記ハブと一体的に形成される側板と、
   前記ハブに植設され、前記主板を前記ハブに連結して前記主板、前記側板および前記ハブの間に空間を形成するように、前記回転軸の軸方向に沿いかつ前記径方向に規則的に配された複数の羽根板であって、前記羽根板の一部のものは前記径方向の最外周部まで達し、他のものは途中までしか達しないように構成された羽根板と、
   をそなえ、前記主板と前記側板とは、前記回転軸の軸方向から見て互いに重なり合わないように形成されていることを特徴とする遠心ファン。
2. 請求項1記載の遠心ファンにおいて、
   前記羽根板は、前記主板および前記側板の何れにも連ならない２つの縁部の中の径方向内側のものが、前記回転軸の軸方向に対して傾斜していることを特徴とする遠心ファン。
3. 請求項1記載の遠心ファンにおいて、
   前記羽根板の中の前記他のものは、当該羽根板を挟む両側の羽根板相互間を連通する空間を形成するように径方向外方部分が抉られていることを特徴とする遠心ファン。
4. 請求項1記載の遠心ファンにおいて、
   前記主板および前記側板の少なくとも一方は、前記回転軸の軸方向に沿う通風抵抗を減じるように径方向に対して傾斜していることを特徴とする遠心ファン。
5. 請求項1記載の遠心ファンにおいて、
   前記側板は、前記回転軸の軸方向に流入する冷却風を前記径方向外方に誘導する曲面を有することを特徴とする遠心ファン。

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