JP3082378B2 - 送風ファン - Google Patents
送風ファンInfo
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- JP3082378B2 JP3082378B2 JP03338667A JP33866791A JP3082378B2 JP 3082378 B2 JP3082378 B2 JP 3082378B2 JP 03338667 A JP03338667 A JP 03338667A JP 33866791 A JP33866791 A JP 33866791A JP 3082378 B2 JP3082378 B2 JP 3082378B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wing
- blade
- blower fan
- ratio
- center
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- 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
- F04D29/38—Blades
- F04D29/384—Blades characterised by form
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ラジエータ用冷却ファ
ンとして好適な送風ファンに関する。
ンとして好適な送風ファンに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジンの大排気量化、高出力化
に伴い、エンジン冷却性能の向上が必要となってきた。
またＣＡＦＥ規制の強化等により、低燃費への要求も高
くなっている。従って、車両用冷却ファンは、低騒音の
みならず高効率であることが要求されている。そこで、
特公昭６３−１３０４０号公報では、翼端部の取付角度
を大きくして、翼とシュラウドとのすき間によって生じ
る翼端渦の影響を小さくすることで低騒音かつ高効率化
を図る技術が開示されている。
に伴い、エンジン冷却性能の向上が必要となってきた。
またＣＡＦＥ規制の強化等により、低燃費への要求も高
くなっている。従って、車両用冷却ファンは、低騒音の
みならず高効率であることが要求されている。そこで、
特公昭６３−１３０４０号公報では、翼端部の取付角度
を大きくして、翼とシュラウドとのすき間によって生じ
る翼端渦の影響を小さくすることで低騒音かつ高効率化
を図る技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ファン回り
の流れを調べると、図７に示すように、シュラウド１０
０側である翼１０１の先端部に生じる翼端渦の他に、ボ
ス１０２側である翼元部において流速の非常に小さなよ
どみ域が生じており、主流は、その翼端渦やよどみ域の
影響を受けて流れの向きを変えている。従って、従来技
術では、翼全体を有効に活用することができず、さらに
高効率化および低騒音化するためには、翼元部のよどみ
域を低減する必要がある。本発明は上記事情に基づいて
成されたもので、その目的は、翼元部のよどみ域を低減
することで、高効率化および低騒音化を図った送風ファ
ンの提供にある。
の流れを調べると、図７に示すように、シュラウド１０
０側である翼１０１の先端部に生じる翼端渦の他に、ボ
ス１０２側である翼元部において流速の非常に小さなよ
どみ域が生じており、主流は、その翼端渦やよどみ域の
影響を受けて流れの向きを変えている。従って、従来技
術では、翼全体を有効に活用することができず、さらに
高効率化および低騒音化するためには、翼元部のよどみ
域を低減する必要がある。本発明は上記事情に基づいて
成されたもので、その目的は、翼元部のよどみ域を低減
することで、高効率化および低騒音化を図った送風ファ
ンの提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を採用する。請求項１
では、外部より回転力を受けて回転駆動されるボスと、
このボスの周囲に連結された複数枚の翼とを備えた送風
ファンにおいて、前記翼のそり高さを翼弦長で割った値
をそり比と呼ぶ時に、前記翼は、翼端から翼中央部にか
けて前記そり比が略一定であり、前記翼中央部のそり比
より翼元のそり比が３倍以上且つ５倍以下に設けられて
いる。
成するために、以下の技術的手段を採用する。請求項１
では、外部より回転力を受けて回転駆動されるボスと、
このボスの周囲に連結された複数枚の翼とを備えた送風
ファンにおいて、前記翼のそり高さを翼弦長で割った値
をそり比と呼ぶ時に、前記翼は、翼端から翼中央部にか
けて前記そり比が略一定であり、前記翼中央部のそり比
より翼元のそり比が３倍以上且つ５倍以下に設けられて
いる。
【０００５】
【作用】上記構成より成る本発明の送風ファンは、翼中
央部から翼元にかけてそり比を急激に増大させたことに
より、下述のように、翼全体を有効に活用することがで
きる。翼が有効な仕事をするためには、通風抵抗に応じ
た全圧を発生する必要があるが、翼元部では翼端部より
周速度が小さいため、要求全圧を満足するためには大き
な揚力を発生する必要がある。この揚力を大きくする手
段としては、翼の取付角度を大きくする、翼弦長を大き
くする、あるいは翼元部のそり高さを大きくする等の方
法が考えられる。
央部から翼元にかけてそり比を急激に増大させたことに
より、下述のように、翼全体を有効に活用することがで
きる。翼が有効な仕事をするためには、通風抵抗に応じ
た全圧を発生する必要があるが、翼元部では翼端部より
周速度が小さいため、要求全圧を満足するためには大き
な揚力を発生する必要がある。この揚力を大きくする手
段としては、翼の取付角度を大きくする、翼弦長を大き
くする、あるいは翼元部のそり高さを大きくする等の方
法が考えられる。
【０００６】ところが、翼の取付角度を大きくした場合
には、失速を生じて効果が得られない。また、翼弦長を
大きくする方法も製造上限界がある。従って、最適な翼
弦長を決定して翼元部のそり高さを大きくする、つまり
翼中央部から翼元にかけてそり比を大きくすることによ
り、翼全体を有効に活用することができる。なお、翼元
部のみそり高さを大きくしたのは、翼中央部ではボス、
シュラウドといった流れを減速する要因の影響を受けな
いため、低い全圧でも良好な流れを得ることができ、ま
た、翼端部では周速度が大きいため、容易に全圧が得ら
れるからである。
には、失速を生じて効果が得られない。また、翼弦長を
大きくする方法も製造上限界がある。従って、最適な翼
弦長を決定して翼元部のそり高さを大きくする、つまり
翼中央部から翼元にかけてそり比を大きくすることによ
り、翼全体を有効に活用することができる。なお、翼元
部のみそり高さを大きくしたのは、翼中央部ではボス、
シュラウドといった流れを減速する要因の影響を受けな
いため、低い全圧でも良好な流れを得ることができ、ま
た、翼端部では周速度が大きいため、容易に全圧が得ら
れるからである。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の送風ファンの一実施例を図１
ないし図６を基に説明する。図１（ａ）は翼の平面図、
図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。本実施
例の送風ファン１は、図６（送風ファン１の搭載例を示
す概略図）に示すように、車両のエンジンルーム２に搭
載されたラジエータ３および冷凍サイクルの冷媒凝縮器
４に送風するもので、ラジエータ３より車両用後方側に
設置されている。この送風ファン１は、電動モータ５に
よって回転駆動されるボス６と、このボス６の周囲に放
射状に配された複数枚の円弧翼７より成り、その円弧翼
７は、迎え角α、取付角βを成すように設けられてい
る。なお、図１（ｂ）において、翼７への流入方向をＷ
で示す。翼７の外周には、翼７の回転によって強制的に
発生された風を、ラジエータ３より効率的に導くファン
シュラウド８が設けられている。
ないし図６を基に説明する。図１（ａ）は翼の平面図、
図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。本実施
例の送風ファン１は、図６（送風ファン１の搭載例を示
す概略図）に示すように、車両のエンジンルーム２に搭
載されたラジエータ３および冷凍サイクルの冷媒凝縮器
４に送風するもので、ラジエータ３より車両用後方側に
設置されている。この送風ファン１は、電動モータ５に
よって回転駆動されるボス６と、このボス６の周囲に放
射状に配された複数枚の円弧翼７より成り、その円弧翼
７は、迎え角α、取付角βを成すように設けられてい
る。なお、図１（ｂ）において、翼７への流入方向をＷ
で示す。翼７の外周には、翼７の回転によって強制的に
発生された風を、ラジエータ３より効率的に導くファン
シュラウド８が設けられている。
【０００８】ここで、図１（ａ）に示す翼の半径方向外
周端を翼端、翼の半径方向内周端（ボス側）を翼元、翼
の半径方向中央部を翼中央部と呼び、図１（ｂ）に示す
翼のそり高さｈを翼弦長ｌで割った値（ｈ／ｌ）をそり
比と呼ぶ時に、本実施例の送風ファンは、図２のグラフ
Ｂに示すように、翼端から翼中央部にかけて前記そり比
が略一定（僅かに大きくなる）で、翼中央部からボスに
接する翼元にかけて前記そり比が急激に増大する翼形状
を有している。具体的には、翼端のそり比（約２．７
％）に対して翼中央部（半径位置０．５）のそり比（約
３％）が僅かに大きくなっているのに対し、翼中央部の
そり比に対して翼元のそり比（約１２％）は略４倍も大
きくなっている。 次に、翼中央部から翼元までのそり比
を変化させた場合のファン効率を図 に示す。なお、図
３における各点（Ａ〜Ｅ）は、図２の各そり比分布を示
すグラフＡ〜Ｅに対応している。この図３に示すよう
に、翼元でのそり比が４％に設定された従来の送風ファ
ンと比較すると、翼元のそり比が大きくなるに連れてフ
ァン効率は向上するが、翼元のそり比が１２％を超える
と、逆にファン効率は次第に悪化する。
周端を翼端、翼の半径方向内周端（ボス側）を翼元、翼
の半径方向中央部を翼中央部と呼び、図１（ｂ）に示す
翼のそり高さｈを翼弦長ｌで割った値（ｈ／ｌ）をそり
比と呼ぶ時に、本実施例の送風ファンは、図２のグラフ
Ｂに示すように、翼端から翼中央部にかけて前記そり比
が略一定（僅かに大きくなる）で、翼中央部からボスに
接する翼元にかけて前記そり比が急激に増大する翼形状
を有している。具体的には、翼端のそり比（約２．７
％）に対して翼中央部（半径位置０．５）のそり比（約
３％）が僅かに大きくなっているのに対し、翼中央部の
そり比に対して翼元のそり比（約１２％）は略４倍も大
きくなっている。 次に、翼中央部から翼元までのそり比
を変化させた場合のファン効率を図 に示す。なお、図
３における各点（Ａ〜Ｅ）は、図２の各そり比分布を示
すグラフＡ〜Ｅに対応している。この図３に示すよう
に、翼元でのそり比が４％に設定された従来の送風ファ
ンと比較すると、翼元のそり比が大きくなるに連れてフ
ァン効率は向上するが、翼元のそり比が１２％を超える
と、逆にファン効率は次第に悪化する。
【０００９】これは、そり比を大きくしすぎると、翼負
圧面から流れが剥離し易くなるためであり、図４に示す
ように、そり比が１２％を越えると抗揚比ε（抗力係
数：ＣD ／揚力係数：ＣL ）が急激に増大して翼性能が
悪化するためである。従って、本実施例では、翼元のそ
り比が１２％に設定され、翼端のそり比（約２．７％）
に対して４倍以上の大きさに設けられている。なお、図
４は、円弧翼７（迎え角α＝１０度）におけるそり比と
抗力係数および揚力係数との関係を示すグラフである。
このように、翼中央部から翼元にかけてそり比を急激に
増大させたことにより、翼７全体を有効に活用すること
ができ、翼元部に生じる流速の非常に小さなよどみ域を
低減することができる。なお、翼中央部では、ボス６や
ファンシュラウド８の流れを減速する要因の影響を受け
ないため、低い全圧でも良好な流れを得ることができ、
翼端部では、周速度が大きいため容易に全圧が得られ
る。従って、翼端から翼中央部にかけては、そり比を大
きくする必要はない。
圧面から流れが剥離し易くなるためであり、図４に示す
ように、そり比が１２％を越えると抗揚比ε（抗力係
数：ＣD ／揚力係数：ＣL ）が急激に増大して翼性能が
悪化するためである。従って、本実施例では、翼元のそ
り比が１２％に設定され、翼端のそり比（約２．７％）
に対して４倍以上の大きさに設けられている。なお、図
４は、円弧翼７（迎え角α＝１０度）におけるそり比と
抗力係数および揚力係数との関係を示すグラフである。
このように、翼中央部から翼元にかけてそり比を急激に
増大させたことにより、翼７全体を有効に活用すること
ができ、翼元部に生じる流速の非常に小さなよどみ域を
低減することができる。なお、翼中央部では、ボス６や
ファンシュラウド８の流れを減速する要因の影響を受け
ないため、低い全圧でも良好な流れを得ることができ、
翼端部では、周速度が大きいため容易に全圧が得られ
る。従って、翼端から翼中央部にかけては、そり比を大
きくする必要はない。
【００１０】本実施例の送風ファン１（翼元のそり比１
２％）と従来の送風ファン（翼元のそり比４％）とのフ
ァン性能を比較し、その結果を図５に示す。図５は、送
風量Ｖａに対する静圧差ΔＰｓ、騒音、およびファン効
率ηの変化を比較したもので、本実施例の送風ファン１
を実線で示し、従来の送風ファンを破線で示す。この図
５に示すように、本実施例の送風ファン１は、低風量域
から高風量域にかけての広い風量域において、従来の送
風ファンよりファン効率が向上し、且つ騒音低減の効果
も得られた。
２％）と従来の送風ファン（翼元のそり比４％）とのフ
ァン性能を比較し、その結果を図５に示す。図５は、送
風量Ｖａに対する静圧差ΔＰｓ、騒音、およびファン効
率ηの変化を比較したもので、本実施例の送風ファン１
を実線で示し、従来の送風ファンを破線で示す。この図
５に示すように、本実施例の送風ファン１は、低風量域
から高風量域にかけての広い風量域において、従来の送
風ファンよりファン効率が向上し、且つ騒音低減の効果
も得られた。
【００１１】なお、本実施例では、翼元のそり比を１２
％と設定したが、翼元のそり比を８〜１２％の範囲、あ
るいは翼元のそり比が翼端のそり比に対して３〜５倍の
範囲で設定しても高いファン効率および騒音低減の効果
を得ることが可能である。また、図２に示したように、
翼中央部から翼元にかけてそり比を急激に増大させた
が、翼中央部から翼元と翼中央部との間にかけてそり比
を急激に増大させ、そのまま翼元までそり比を一定値
（最大値のまま）としても良い。本発明は、翼の正面形
状に関わらず適用することができ、回転方向に翼を傾斜
させた前進翼、逆方向の後退翼、流入方向に翼を傾斜さ
せた前傾翼、逆方向の後傾翼等に用いることができる。
同様に、翼の外周にリングを設けたリング付ファンに適
用することも可能である。
％と設定したが、翼元のそり比を８〜１２％の範囲、あ
るいは翼元のそり比が翼端のそり比に対して３〜５倍の
範囲で設定しても高いファン効率および騒音低減の効果
を得ることが可能である。また、図２に示したように、
翼中央部から翼元にかけてそり比を急激に増大させた
が、翼中央部から翼元と翼中央部との間にかけてそり比
を急激に増大させ、そのまま翼元までそり比を一定値
（最大値のまま）としても良い。本発明は、翼の正面形
状に関わらず適用することができ、回転方向に翼を傾斜
させた前進翼、逆方向の後退翼、流入方向に翼を傾斜さ
せた前傾翼、逆方向の後傾翼等に用いることができる。
同様に、翼の外周にリングを設けたリング付ファンに適
用することも可能である。
【００１２】
【発明の効果】本発明の送風ファンは、翼全体を有効に
活用して、翼元部に生じるよどみ域を低減することがで
き、その結果、ファン効率の向上および騒音の低減を図
ることができる。
活用して、翼元部に生じるよどみ域を低減することがで
き、その結果、ファン効率の向上および騒音の低減を図
ることができる。
【図１】翼の平面図および断面図である。
【図２】そり比分布を示すグラフである。
【図３】そり比とファン効率との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図４】円弧翼の翼性能を示すグラフである。
【図５】本発明品と従来品とのファン性能を比較したグ
ラフである。
ラフである。
【図６】送風ファンの搭載例を示す概略図である。
【図７】ファン回りの流れを示す模式図である。
１ 送風ファン ６ ボス ７ 翼
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−96512（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−114300（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04D 29/38
Claims (1)
- 【請求項１】外部より回転力を受けて回転駆動されるボ
スと、このボスの周囲に連結された複数枚の翼とを備え
た送風ファンにおいて、 前記翼のそり高さを翼弦長で割った値をそり比と呼ぶ時
に、 前記翼は、翼端から翼中央部にかけて前記そり比が略一
定であり、前記翼中央部のそり比より翼元のそり比が３
倍以上且つ５倍以下に設けられていることを特徴とする
送風ファン。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03338667A JP3082378B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 送風ファン |
| US07/991,190 US5312230A (en) | 1991-12-20 | 1992-12-16 | Fan device capable of reducing the stagnant flow at the root area of fan blades |
| DE4243052A DE4243052B4 (de) | 1991-12-20 | 1992-12-18 | Axialgebläse |
| FR9215365A FR2685393B1 (fr) | 1991-12-20 | 1992-12-18 | Ventilateur axial en particulier pour vehicule automobile |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03338667A JP3082378B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 送風ファン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05172098A JPH05172098A (ja) | 1993-07-09 |
| JP3082378B2 true JP3082378B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=18320333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03338667A Expired - Lifetime JP3082378B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 送風ファン |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5312230A (ja) |
| JP (1) | JP3082378B2 (ja) |
| DE (1) | DE4243052B4 (ja) |
| FR (1) | FR2685393B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101184225B1 (ko) * | 2006-12-27 | 2012-09-19 | (주)아이미디어아이앤씨 | 사진책 |
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| US6375427B1 (en) * | 2000-04-14 | 2002-04-23 | Borgwarner Inc. | Engine cooling fan having supporting vanes |
| US6544010B1 (en) * | 2000-06-09 | 2003-04-08 | Lg Electronics Co., Ltd. | Axial flow fan with brushless direct current motor |
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| KR100820856B1 (ko) * | 2003-03-05 | 2008-04-11 | 한라공조주식회사 | 축류팬 |
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| JP4598597B2 (ja) * | 2005-05-20 | 2010-12-15 | オリエンタルモーター株式会社 | 軸流ファン |
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