JP2555820Y2

JP2555820Y2 - ファン動翼の構造

Info

Publication number: JP2555820Y2
Application number: JP1991010034U
Authority: JP
Inventors: シー、エイチ、チャンブルース
Original assignee: デルタエレクトリックインダストリアルコンパニーリミテッド
Priority date: 1991-02-28
Filing date: 1991-02-28
Publication date: 1997-11-26
Anticipated expiration: 2006-02-28
Also published as: JPH0564498U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、軸流ファン装置等に組
込まれるファン動翼の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、軸流ファンは、ファンディスク
に複数個のファン動翼を取付けたもので、軸流ファンを
回転することにより、ファン動翼周辺の流体を押し動か
すように作用し、一定方向に流動させる。この流体の流
れ状態は、図６に示している。ここに、図６は、ファン
動翼の断面形状と、これに沿って流れる流体の流れ状態
を示すもので、ファン動翼Ａは、下面Ａｄの曲率半径よ
りも上面Ａｕの曲率半径の方が大きく、弦長は上面Ａｕ
の方が下面Ａｄより長く、上面Ａｕと下面Ａｄが非対称
となっているので、ファン動翼Ａに沿って流れる流体も
非対称となる。

【０００３】このファン動翼Ａの上面Ａｕと下面Ａｄに
沿って流れる流体の状態を考察すれば、運動方程式（距
離＝速度×時間）より、ファン動翼Ａの上面Ａｕに沿っ
て流れる流体の流速（Ｖｕ）は、下面Ａｄに沿って流れ
る流体の流速（Ｖｄ）よりも大きくなる（Ｖｕ＞Ｖ
ｄ）。また流体のエネルギは、圧力エネルギと速度エネ
ルギの２種類であるが、ベルヌーイの定理、つまり「流
体のエネルギの総和は一定である」を考慮すれば、ファ
ン動翼Ａの下面Ａｄ側の圧力Ｐｄは、上面Ａｕ側の圧力
Ｐｕよりも大きくなる（Ｐｄ＞Ｐｕ）。しかして、流体
には、圧力の大きい部分から小さい部分に流れる物理的
特性があるので、ファン動翼Ａでは、下面Ａｄ側を流れ
ている流体が、ファン動翼Ａの先端を経て、上面Ａｕ側
に流れ、ファン動翼Ａの先端に一種の渦巻きを生じさせ
ることになる。この渦巻きによる乱流は、図７にＦ1 ，
Ｆ2 ，Ｆ3 で示す。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかし、ファン動翼Ａ
は、連続して回転しているので、１つのファン動翼Ａ1
の先端に形成された乱流Ｆ1 は、次位のファン動翼Ａ2
に衝突し、このファン動翼Ａ2 の乱流Ｆ2 は、さらに次
位のファン動翼Ａ3 に衝突する。また、各ファン動翼Ａ
から生じた乱流流体Ｆ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 は、ファン動翼Ａ
の放射方向外方にも流れ、このファンの周辺に設けられ
た枠体等に衝突することになる。このような作用が繰返
されて騒音を生じることになる。本考案は、上述した従
来技術が有する課題を解決するためになされたもので、
ファンが回転してもファン動翼先端に乱流が生じること
なく、騒音の少ないファン動翼を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本考案は、ファンディスクから放射状に突出するよ
うに設けられ、上面側が下面側より弦長が長くなるよう
に構成し、放射方向先端部に当該放射方向に交差する方
向にフランジ部を突出したファン動翼において、前記フ
ランジ部は、前記下面に沿って放射状に流れる流体をＵ
ターンさせるように前記下面より滑らかに円弧状に突出
され、当該フランジ部の円弧状の始点から終端となる前
記先端部までの放射方向の長さｍとファン動翼全体の放
射方向長さＭとの関係が、ｍ＜Ｍ／２．５であ
り、前記先端部での肉厚Ｔと前記円弧状以外の部分の肉厚ｔ
との関係が、１．６ｔ＜Ｔ＜４．５ｔとなるように合成樹脂の射出成形により形成したことを
特徴とするファン動翼の構造である。

【０００６】

【作用】ファンを回転させたときに、ファン動翼の上下
面に圧力差が生じる。この圧力差により下面側を流れて
いる流体がファン動翼の先端を経て上面側に流れるが、
本考案のファン動翼は、円弧状のフランジ部を先端に有
しているので、このような流れを円弧状のフランジ部が
阻止することになり、ファン動翼の先端に渦巻きによる
乱流を生じさせることはない。また、ファン動翼を円弧
状フランジ部とともに射出成形すれば、ファン動翼の下
面の面積が上面の面積より大きくなるので、ファン動翼
の下面に沿って流れる流体が放射方向に流れて上面に流
れる時間も遅延させることもでき、ファン動翼先端に生
じる乱流を減少させることができる。この結果、ファン
動翼先端に形成される乱流が各ファン動翼やファン側部
の枠体等に衝突することにより発生する騒音を低減する
ことができる。さらに、前記動翼を、合成樹脂を射出成
形することにより形成する場合に、ｍ＜Ｍ／２．５と
１．６ｔ＜Ｔ＜４．５ｔという関係のもとに形成すれ
ば、製造が簡単になる。

【０００７】

【実施例】以下、本考案を図面に示す実施例に基づき詳
細に説明する。図１は本考案の一実施例を示すもので、
ファン動翼の概略を示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線
に沿う断面図、図３はファン動翼を枠体に取付けた状態
を示す正面概略図、図４は円弧状フランジ部の寸法を表
示した説明図、図５Ａは本考案に係るファン動翼の先端
を示す正面図、図５Ｂは従来のファン動翼の先端を示す
正面図である。本実施例に係るファン１０は、図１に示
すように、ファンディスク１１から放射状に突出するよ
うに設けられた複数枚のファン動翼１２を有している。
各ファン動翼１２は、上面１２ｕ側が下面１２ｄ側より
弦長が長くなるように構成されている。そして、放射方
向先端部には、下面１２ｄ側に所定の曲率半径Ｒをもっ
て円弧状に滑らかに突出した円弧状フランジ部１３が形
成されている。この円弧状フランジ部１３は、図５に示
すように、その肉厚をＴとし、一般的なファン動翼の肉
厚をｔとすれば、１．６ｔ＜Ｔ＜４．５ｔ……
（１）という関係を有することが好ましい。つまり、実験によ
れば、Ｔ＞１．６ｔの場合、騒音が小さく、Ｔの値が大
きい程、騒音量を低減させる効果が高い。しかし、ファ
ン動翼１２の製造時の作業性等を考慮すれば、無制限に
大きくできない。例えば、合成樹脂等の射出成形により
ファンを製造する場合には、Ｔの値が約４．５ｔを越え
ないことが好ましい。よって、前記（１）式の範囲のＴ
とすることが好ましいことになる。

【０００８】また、円弧状フランジ部１３の円弧状の始
点Ｓから終端Ｅとなる前記先端部まで放射方向長さｍ
は、ファン動翼１２の放射方向全長Ｍに対し、ｍ＜Ｍ／２．５……（２）という関係を有することが好ましい。つまり、円弧状フ
ランジ部１３の放射方向の長さｍは、円弧状フランジ部
１３が最良の効果を発揮するためには、無制限、つまり
ファン動翼１２の全長Ｍと同程度となる程長いものでは
好ましくない。つまり、円弧状フランジ部１３の長さｍ
を増加すれば、それに伴ないファン動翼１２の肉厚Ｔの
値も増加させ、円弧状フランジ部１３が所定の曲率半径
Ｒを保持するようにしなければならないからである。し
かも、Ｔの値は、ファン１０を射出成形等により製造す
る場合の製作上の制限から、その範囲は、上記（２）式
の範囲とすることが好ましい。

【０００９】次に作用を説明する。ファン１０を回転さ
せると、ファン動翼１２の上下面１２ｕ，１２ｄに圧力
差が生じる。この圧力差により下面１２ｄ側を流れてい
る流体がファン動翼１２の先端を経て上面１２ｕ側に流
れる。しかし、ファン動翼１２には、円弧状フランジ部
１３が形成されているので、ファン動翼１２の下面１２
ｄに沿って流れる高圧の流体は、円弧状フランジ部１３
により流れが阻止され、図２に複数の連続した矢印で示
すように流れることになり、ファン動翼１２の先端に乱
流を生じさせることはない。したがって、ファン動翼１
２が、連続して回転しても、１つのファン動翼の先端に
形成された乱流が、次位のファン動翼１２に衝突するこ
とはなく、また各ファン動翼１２から生じた乱流がファ
ン動翼１２の放射方向外方に流れ、ファン１０の周辺に
設けられた枠体１４（図３参照）等に衝突することもな
いので、乱流による騒音の発生を未然に防止することが
できることになる。また、円弧状フランジ部１３の形成
により、ファン動翼１２の下面１２ｄの面積が上面１２
ｕの面積よりも大きくなる。この結果、ファン動翼１２
の下面１２ｄに沿って流れる流体が上面１２ｕ側に向っ
て流れる時間を遅延させることもでき、ファン動翼１２
の先端部分において生じる乱流の発生も低減される。

【００１０】ここで、本考案者は、一般の事務機器に使
用されている冷却ファンのファン動翼に弧状フランジを
設けたものと、設けていないものとを使用して騒音量の
試験を行なった。ファンとしては、２種類準備した。そ
の１つは、サイズが、６０mm×６０mm×２５．４mm（通
称６cmファン）であり、他方は、サイズが、１２０mm×
１２０mm×２５．４mm（通称１２cmファン）である。

【００１１】

【表１】

【００１２】上記の表から明らかなように、本考案に係
る６cmファンは、従来のファンに比し、騒音レベルが
４．０ｄｂ低く、本考案に係る１２cmファンは、従来の
ファンに比し、騒音レベルが６．０ｄｂも低減されるこ
とが判明した。したがって、本考案に係るファン動翼１
２を有するファン１０は、回転時に確実に乱流の発生を
防止し、騒音量を低減するという優れた効果を奏するこ
とが分る。

【００１３】

【考案の効果】以上説明してきたように、本考案によれ
ば、ファン動翼の先端に円弧状のフランジ部を形成した
ので、ファンを回転させたときに、ファン動翼の下面側
を流れている流体がファン動翼の上面側に流れるのを阻
止し、ファン動翼の先端に乱流を生じさせることはな
い。また、ファン動翼を円弧状フランジ部とともに射出
成形すれば、ファン動翼の下面の面積は、上面の面積よ
り大きくなるので、ファン動翼の下面に沿って流れる流
体が放射方向に流れて上面に流れる時間も遅延させるこ
ともできる。この結果、乱流により生じる騒音の発生を
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、図１は本考案の一実施例を示すもので、フ
ァン動翼の概略を示す斜視図である。

【図２】は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】は、ファン動翼を枠体に取付けた状態を示す正
面概略図である。

【図４】は、円弧状フランジ部の寸法を表示した説明図
である。

【図５】は、ファン動翼の先端を示す図であり、図５Ａ
は、本考案に係るファン動翼の先端を示す正面図、図５
Ｂは、従来のファン動翼のの先端を示す正面図である。

【図６】は、従来のファン動翼の断面形状と、これに沿
って流れる流体の流れ状態を示す説明図である。

【図７】は、従来のファン動翼を取付けたファンの乱流
状態を示す斜視図である。

【符号の説明】１１…ファンディスク、１２…ファン
動翼、１２ｕ…ファン動翼の上面、１２ｄ…ファ
ン動翼の下面、１３…円弧状フランジ部、Ｅ…終端、ｍ…円弧状フランジ部の放射方向の長さ、Ｍ…ファン動
翼の放射方向長さ、Ｓ…始点、Ｔ…円弧状フ
ランジ部の肉厚、ｔ…一般的なファン動翼の肉厚。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ファンディスク(11)から放射状に突出す
るように設けられ、上面(12u) 側が下面(12d) 側より弦
長が長くなるように構成し、放射方向先端部に当該放射
方向に交差する方向にフランジ部(13)を突出したファン
動翼(12)において、前記フランジ部(13)は、前記下面(12d) に沿って放射状
に流れる流体をＵターンさせるように前記下面(12d) よ
り滑らかに円弧状に突出され、当該フランジ部(13)の円
弧状の始点(S）から終端(E）となる前記先端部までの放
射方向の長さ(m) とファン動翼全体の放射方向長さ(M)
との関係が、ｍ＜Ｍ／２．５であり、前記先端部での肉厚(T) と前記円弧状以外の部分の肉厚
(t) との関係が、１．６ｔ＜Ｔ＜４．５ｔとなるように合成樹脂の射出成形により形成したことを
特徴とするファン動翼の構造。