JP3391199B2 - 遠心ファン - Google Patents
遠心ファンInfo
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- JP3391199B2 JP3391199B2 JP31208896A JP31208896A JP3391199B2 JP 3391199 B2 JP3391199 B2 JP 3391199B2 JP 31208896 A JP31208896 A JP 31208896A JP 31208896 A JP31208896 A JP 31208896A JP 3391199 B2 JP3391199 B2 JP 3391199B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- centrifugal fan
- fan
- outlet
- inlet
- Prior art date
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は騒音低減を可能とし
た遠心ファンに関するものである。
た遠心ファンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】遠心ファンにおいて空気は遠心力により
エネルギを与えられ、外周方向に向かうに従いエネルギ
は大きくなる。このため遠心ファン内における後述する
空気の流れの相対速度と周速の比を一定とし、外周に向
かい相対速度が大きくなるようにすれば、遠心ファン内
の空気の流れを円滑にすることができる。
エネルギを与えられ、外周方向に向かうに従いエネルギ
は大きくなる。このため遠心ファン内における後述する
空気の流れの相対速度と周速の比を一定とし、外周に向
かい相対速度が大きくなるようにすれば、遠心ファン内
の空気の流れを円滑にすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の遠心ファンにお
いて、相対速度と周速の比は等しくなく、これにより羽
根内の流れに乱れが生じ、騒音の発生原因となってい
た。本発明の目的は、遠心ファン内の相対速度と周速の
比を等しくすることにより羽根内の空気の流れを円滑に
し、騒音を低減することである。
いて、相対速度と周速の比は等しくなく、これにより羽
根内の流れに乱れが生じ、騒音の発生原因となってい
た。本発明の目的は、遠心ファン内の相対速度と周速の
比を等しくすることにより羽根内の空気の流れを円滑に
し、騒音を低減することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、各羽根の入
口部及び出口部の羽根間隔と羽根高さの積からなる面積
を夫々Ｓ1、Ｓ2とし、各羽根の入口部の径及び出口部の
径を夫々Ｄ1、Ｄ2とした時、 Ｓ 1×Ｄ1 ＝（１±０．
３）×Ｓ2×Ｄ2の関係式を満足するように、羽根高さ及
び羽根間隔を設定したことにより達成される。また遠心
ファンの半径位置における各羽根間の間隔と羽根の高さ
の積からなる面積及び半径との積をすべての半径位置に
おいて等しくすることにより、羽根内の空気の流れをよ
り円滑にすることによって達成される。
口部及び出口部の羽根間隔と羽根高さの積からなる面積
を夫々Ｓ1、Ｓ2とし、各羽根の入口部の径及び出口部の
径を夫々Ｄ1、Ｄ2とした時、 Ｓ 1×Ｄ1 ＝（１±０．
３）×Ｓ2×Ｄ2の関係式を満足するように、羽根高さ及
び羽根間隔を設定したことにより達成される。また遠心
ファンの半径位置における各羽根間の間隔と羽根の高さ
の積からなる面積及び半径との積をすべての半径位置に
おいて等しくすることにより、羽根内の空気の流れをよ
り円滑にすることによって達成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１、図２
により説明する。本発明遠心ファンは、円板状のファン
本体１、ファン本体１の所定半径位置から外周端まで延
び、ファン本体１の周方向に沿って所定ピッチで形成さ
れた複数の羽根２、ファン本体１の中心部に設けられ、
図示しない回転軸に取り付けられるハブ３等から構成さ
れる。羽根２は、図１に示す如く、高さが半径位置にお
いて変わるように形成されている。遠心ファンを回転さ
せると遠心作用により空気にエネルギが与えられる。遠
心ファンの側部にファンガイド４を取り付けることによ
り、軸方向に沿って流れてきた空気は羽根２の内周端で
ある入口部を通り、外周端である出口部より半径方向外
方に排出される。
により説明する。本発明遠心ファンは、円板状のファン
本体１、ファン本体１の所定半径位置から外周端まで延
び、ファン本体１の周方向に沿って所定ピッチで形成さ
れた複数の羽根２、ファン本体１の中心部に設けられ、
図示しない回転軸に取り付けられるハブ３等から構成さ
れる。羽根２は、図１に示す如く、高さが半径位置にお
いて変わるように形成されている。遠心ファンを回転さ
せると遠心作用により空気にエネルギが与えられる。遠
心ファンの側部にファンガイド４を取り付けることによ
り、軸方向に沿って流れてきた空気は羽根２の内周端で
ある入口部を通り、外周端である出口部より半径方向外
方に排出される。
【０００６】羽根２の出口部の径(以下単に外径という)
Ｄ2における各羽根２間の間隔及び各羽根２の高さを夫
々Ｌ2及びｂ、羽根２の入口部の径(以下単に内径とい
う)Ｄ1における各羽根２間の間隔及び各羽根２の高さを
夫々Ｌ1及びｈとした時、各羽根２間の入口部面積Ｓ1、
出口部面積Ｓ2は次式で表すことができる。 Ｓ1＝Ｌ1×ｈ Ｓ2＝Ｌ2×ｂ 図２に示すように、遠心ファンが回転した時、遠心ファ
ンの入口部における空気の速度成分は、周速Ｕ１と各羽
根２に沿って流れる相対速度Ｗ１であり、出口部におけ
る速度成分は周速Ｕ２と相対速度Ｗ２である。なお図の
Ｃ1、Ｃ2は周速と相対速度の合成による速度で、これを
絶対速度という。入口部相対速度Ｗ1と入口部周速Ｕ1の
比をλ1、出口部相対速度Ｗ2と出口部周速Ｕ2の比をλ2
とすると、入口部風量Ｑ1と出口部風量Ｑ2は、それぞれ
の面積と相対速度の積であるから、次式で表すことがで
きる。 Ｑ1＝Ｓ1×Ｗ1＝Ｓ1×λ1×Ｕ1 Ｑ2＝Ｓ2×Ｗ2＝Ｓ2×λ2×Ｕ2 遠心ファンの角速度をωとすると上記の式は Ｑ1＝Ｓ1×λ1×ω×Ｄ1／２ Ｑ2＝Ｓ2×λ2×ω×Ｄ2／２ となる。羽根２内の風量はＱ1＝Ｑ2であるので、 Ｓ1×λ1×ω×Ｄ1／２＝Ｓ2×λ2×ω×Ｄ2／２ となる。この時λ1＝λ2とすれば相対速度と周速Ｕの比
は等しくなり、空気の流れを円滑にできる。そのために
は Ｓ1×Ｄ1＝Ｓ2×Ｄ2 とすればよい。これらの関係は図２に示すラジアルファ
ン、図３に示すターボファンのどちらでも成り立つもの
であり、図３に示すターボファンにおいては羽根２間の
間隔Ｌ1、Ｌ2は羽根２に垂直な距離とする。
Ｄ2における各羽根２間の間隔及び各羽根２の高さを夫
々Ｌ2及びｂ、羽根２の入口部の径(以下単に内径とい
う)Ｄ1における各羽根２間の間隔及び各羽根２の高さを
夫々Ｌ1及びｈとした時、各羽根２間の入口部面積Ｓ1、
出口部面積Ｓ2は次式で表すことができる。 Ｓ1＝Ｌ1×ｈ Ｓ2＝Ｌ2×ｂ 図２に示すように、遠心ファンが回転した時、遠心ファ
ンの入口部における空気の速度成分は、周速Ｕ１と各羽
根２に沿って流れる相対速度Ｗ１であり、出口部におけ
る速度成分は周速Ｕ２と相対速度Ｗ２である。なお図の
Ｃ1、Ｃ2は周速と相対速度の合成による速度で、これを
絶対速度という。入口部相対速度Ｗ1と入口部周速Ｕ1の
比をλ1、出口部相対速度Ｗ2と出口部周速Ｕ2の比をλ2
とすると、入口部風量Ｑ1と出口部風量Ｑ2は、それぞれ
の面積と相対速度の積であるから、次式で表すことがで
きる。 Ｑ1＝Ｓ1×Ｗ1＝Ｓ1×λ1×Ｕ1 Ｑ2＝Ｓ2×Ｗ2＝Ｓ2×λ2×Ｕ2 遠心ファンの角速度をωとすると上記の式は Ｑ1＝Ｓ1×λ1×ω×Ｄ1／２ Ｑ2＝Ｓ2×λ2×ω×Ｄ2／２ となる。羽根２内の風量はＱ1＝Ｑ2であるので、 Ｓ1×λ1×ω×Ｄ1／２＝Ｓ2×λ2×ω×Ｄ2／２ となる。この時λ1＝λ2とすれば相対速度と周速Ｕの比
は等しくなり、空気の流れを円滑にできる。そのために
は Ｓ1×Ｄ1＝Ｓ2×Ｄ2 とすればよい。これらの関係は図２に示すラジアルファ
ン、図３に示すターボファンのどちらでも成り立つもの
であり、図３に示すターボファンにおいては羽根２間の
間隔Ｌ1、Ｌ2は羽根２に垂直な距離とする。
【０００７】図５に本発明の効果を確認するため、入口
部面積Ｓ1と出口部面積Ｓ2の比率を変え騒音と風量を測
定した結果を示す。実験は外径Ｄ2がφ６８ｍｍ、内径
Ｄ1がφ４３ｍｍ、羽根２の入口部での高さｈが９ｍｍ
の従来の遠心ラジアルファンを用い、出口部高さｂを変
えることにより入口部面積Ｓ1と出口面積部Ｓ2の比率を
変えたもので測定を行った。遠心ファンの回転数は１０
０００ｒｐｍ一定とした。実験で用いた遠心ファンはＤ
1／Ｄ2＝０．６３である。実験結果をみると図５の黒丸
で示す従来の遠心ファンはＳ2／Ｓ1＝１．１３であるた
め、Ｓ1×Ｄ1＝０．５６×Ｓ2×Ｄ2となっている。出口
部面積Ｓ2を小さくしていくと、騒音レベルは低くな
り、これは出口部面積Ｓ2を小さくすることにより、Ｓ2
×Ｄ2の値がＳ1×Ｄ1の値に近づくためである。出口部
／入口部面積比が０．９で従来の遠心ファンより３（≒
６２−５９）ｄＢ低くなり、本発明の効果を見ることが
できる。この時入口部面積Ｓ1、内径Ｄ1と出口部面積Ｓ
2、外径Ｄ2の関係は Ｓ1×Ｄ1＝０．７×Ｓ2×Ｄ2 となる。騒音レベルはＳ2／Ｓ1＝０．５５で最も低くな
り、この時 Ｓ1×Ｄ1＝１．１５×Ｓ2×Ｄ2 である。上記した如く入口部面積と内径の積及び出口部
面積と外径の積をほぼ等しくした時すなわち入口部面積
Ｓ1、出口部面積Ｓ2の比がＳ2／Ｓ1＝０．６３の時騒音
レベルが最少となるはずであるが、図５に示す実験結果
はそうはなっていない。これは上記計算式は理想的なモ
デルで求めたものであるためである。図５の実験結果か
らは、 Ｓ1×Ｄ1＝（１±０．３）×Ｓ2×Ｄ2 とすると騒音レベルが低くなると共に風量もほぼ同等と
なることが分かる。すなわち前記積を正確に等しくする
必要はなく、３０％のマージンを持たせることができ
る。
部面積Ｓ1と出口部面積Ｓ2の比率を変え騒音と風量を測
定した結果を示す。実験は外径Ｄ2がφ６８ｍｍ、内径
Ｄ1がφ４３ｍｍ、羽根２の入口部での高さｈが９ｍｍ
の従来の遠心ラジアルファンを用い、出口部高さｂを変
えることにより入口部面積Ｓ1と出口面積部Ｓ2の比率を
変えたもので測定を行った。遠心ファンの回転数は１０
０００ｒｐｍ一定とした。実験で用いた遠心ファンはＤ
1／Ｄ2＝０．６３である。実験結果をみると図５の黒丸
で示す従来の遠心ファンはＳ2／Ｓ1＝１．１３であるた
め、Ｓ1×Ｄ1＝０．５６×Ｓ2×Ｄ2となっている。出口
部面積Ｓ2を小さくしていくと、騒音レベルは低くな
り、これは出口部面積Ｓ2を小さくすることにより、Ｓ2
×Ｄ2の値がＳ1×Ｄ1の値に近づくためである。出口部
／入口部面積比が０．９で従来の遠心ファンより３（≒
６２−５９）ｄＢ低くなり、本発明の効果を見ることが
できる。この時入口部面積Ｓ1、内径Ｄ1と出口部面積Ｓ
2、外径Ｄ2の関係は Ｓ1×Ｄ1＝０．７×Ｓ2×Ｄ2 となる。騒音レベルはＳ2／Ｓ1＝０．５５で最も低くな
り、この時 Ｓ1×Ｄ1＝１．１５×Ｓ2×Ｄ2 である。上記した如く入口部面積と内径の積及び出口部
面積と外径の積をほぼ等しくした時すなわち入口部面積
Ｓ1、出口部面積Ｓ2の比がＳ2／Ｓ1＝０．６３の時騒音
レベルが最少となるはずであるが、図５に示す実験結果
はそうはなっていない。これは上記計算式は理想的なモ
デルで求めたものであるためである。図５の実験結果か
らは、 Ｓ1×Ｄ1＝（１±０．３）×Ｓ2×Ｄ2 とすると騒音レベルが低くなると共に風量もほぼ同等と
なることが分かる。すなわち前記積を正確に等しくする
必要はなく、３０％のマージンを持たせることができ
る。
【０００８】図４に示す如く内径から外径まで流路の面
積と径の積が等しい形状にした場合が最も効果的である
が、入口部面積Ｓ1と内径Ｄ1の積及び出口部面積Ｓ2と
外径Ｄ2の積をほぼ等しくし、入口部高さｈから出口部
高さｂまで羽根２の高さを直線で変えた図１に示す形状
でも上記のように効果を得ることができる。
積と径の積が等しい形状にした場合が最も効果的である
が、入口部面積Ｓ1と内径Ｄ1の積及び出口部面積Ｓ2と
外径Ｄ2の積をほぼ等しくし、入口部高さｈから出口部
高さｂまで羽根２の高さを直線で変えた図１に示す形状
でも上記のように効果を得ることができる。
【０００９】また図６のように遠心ファンの羽根２の一
部に側板５を取り付ければ、ファンガイド４を使用する
ことなく、同様の効果を得ることができる。
部に側板５を取り付ければ、ファンガイド４を使用する
ことなく、同様の効果を得ることができる。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば遠心ファンの性能を落と
すことなく騒音レベルをさげることができる。
すことなく騒音レベルをさげることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明遠心ファンの一実施の形態を示す断面
図。
図。
【図２】ラジアルファンの正面図。
【図３】ターボファンの正面図。
【図４】本発明遠心ファンの他の実施形態を示す断面
図。
図。
【図５】本発明の効果を示す実験測定図。
【図６】本発明遠心ファンの更に他の実施形態を示す断
面図。
面図。
１はファン本体、２は羽根、３はハブ、４はファンガイ
ド、５は側板である。
ド、５は側板である。
Claims (2)
- 【請求項１】 円板状のファン本体の所定半径位置から
外周端まで延び、その高さが半径位置によって異なる羽
根をファン本体の周方向に沿って所定ピッチで形成し、
軸方向に沿う空気を半径方向外方に流すようにした遠心
ファンであって、 前記各羽根の入口部及び出口部の羽根間隔と羽根高さの
積からなる面積を夫々Ｓ1、Ｓ2とし、各羽根の入口部の
径及び出口部の径を夫々Ｄ1、Ｄ2とした時、Ｓ 1 ×Ｄ1 ＝（１±０．３）×Ｓ2×Ｄ2 の関係式を満足するように、羽根高さ及び羽根間隔を設
定したことを特徴とする遠心ファン。 - 【請求項２】 円板状のファン本体の所定半径位置から
外周端まで延び、その高さが半径位置によって異なる羽
根をファン本体の周方向に沿って所定ピッチで形成し、
軸方向に沿う空気を半径方向外方に流すようにした遠心
ファンであって、羽根間隔と羽根高さの積からなる面積
及び半径との積が各羽根の入口部から出口部に至るすべ
ての半径位置において等しくなるようにしたことを特徴
とする遠心ファン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31208896A JP3391199B2 (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 遠心ファン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31208896A JP3391199B2 (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 遠心ファン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10153194A JPH10153194A (ja) | 1998-06-09 |
| JP3391199B2 true JP3391199B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=18025097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31208896A Expired - Fee Related JP3391199B2 (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 遠心ファン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3391199B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000029681A1 (fr) * | 1998-11-16 | 2000-05-25 | Toto Ltd. | Dispositif pour la toilette et procede de conception de ce dispositif |
| JP2005246542A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Hitachi Koki Co Ltd | 電動工具 |
| DE102009024568A1 (de) * | 2009-06-08 | 2010-12-09 | Man Diesel & Turbo Se | Verdichterlaufrad |
| DE102010002673A1 (de) * | 2010-03-09 | 2011-09-15 | Robert Bosch Gmbh | Handwerkzeugmaschinenlüfter |
| CN202125439U (zh) * | 2011-06-01 | 2012-01-25 | 中山大洋电机制造有限公司 | 一种新型散热风扇及其应用电机 |
| US9334867B2 (en) * | 2013-04-08 | 2016-05-10 | Apple Inc. | Fan performance by increasing effective blade height in a tolerance neutral manner |
| KR101577875B1 (ko) * | 2013-12-30 | 2015-12-28 | 동부대우전자 주식회사 | 냉장고용 원심팬 |
| JP6513952B2 (ja) * | 2015-01-22 | 2019-05-15 | 東芝ライフスタイル株式会社 | 電動送風機 |
| WO2019235421A1 (ja) * | 2018-06-05 | 2019-12-12 | 株式会社村田製作所 | 送風装置、流体制御装置 |
-
1996
- 1996-11-22 JP JP31208896A patent/JP3391199B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10153194A (ja) | 1998-06-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20021224 |
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