JPH01397A - 送風ファン - Google Patents
送風ファンInfo
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- JPH01397A JPH01397A JP63-41435A JP4143588A JPH01397A JP H01397 A JPH01397 A JP H01397A JP 4143588 A JP4143588 A JP 4143588A JP H01397 A JPH01397 A JP H01397A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は送風ファンに関するもので、例えば自動車走行
用エンジンの冷却水を冷却するラジェータに冷却風を送
風するためのラジェータ用冷却ファンとして用いること
ができる。
用エンジンの冷却水を冷却するラジェータに冷却風を送
風するためのラジェータ用冷却ファンとして用いること
ができる。
第3図は、自動車のフロント側内部構造を模式的に示し
た図である。エンジン5の前方には、エンジン冷却水を
冷却するためのラジェータ4が配されている。このラジ
ェータ4は、通常上部タンク4aと下部タンク4c、及
びこの上下タンクを結ぶチューブとフィンとからなるコ
ア部4bとを備えている。このラジェータ4とエンジン
5との間には、ラジェータ4に冷却風を送るための送風
ファン12が配されている。この送風ファンは電動モー
タなどの外部駆動力より回転を受けるボス部2と、この
ボス部2の外周に配された翼1とからなる。送風ファン
により生じせしめられた冷却風は、ファンシュラウド3
によりラジェータ4側から良好に導かれる。
た図である。エンジン5の前方には、エンジン冷却水を
冷却するためのラジェータ4が配されている。このラジ
ェータ4は、通常上部タンク4aと下部タンク4c、及
びこの上下タンクを結ぶチューブとフィンとからなるコ
ア部4bとを備えている。このラジェータ4とエンジン
5との間には、ラジェータ4に冷却風を送るための送風
ファン12が配されている。この送風ファンは電動モー
タなどの外部駆動力より回転を受けるボス部2と、この
ボス部2の外周に配された翼1とからなる。送風ファン
により生じせしめられた冷却風は、ファンシュラウド3
によりラジェータ4側から良好に導かれる。
また、自動車用空調装置を備える自動車では、このラジ
ェータ4の前方に、自動車用空調装置の一部を構成する
コンデンサ6が配されている。なお、自動車のボンネッ
ト10の前部には、上述のコンデンサ6、ラジェータ4
に向けて送行風を導入するためのフロントグリル8が開
口している。
ェータ4の前方に、自動車用空調装置の一部を構成する
コンデンサ6が配されている。なお、自動車のボンネッ
ト10の前部には、上述のコンデンサ6、ラジェータ4
に向けて送行風を導入するためのフロントグリル8が開
口している。
図中符号7は、自動車のバンバ、9は自動車のスカート
部を示している。
部を示している。
このような自動車において、近年エンジン排気量の翼型
化、又はエンジンの大出力化などに伴い、エンジン5の
冷却性能向上が必要となってきている。このため、エン
ジン冷却水の冷却装置であるラジェータ4も、より大き
な放熱性能が要求される。しかしながら、自動車のエン
ジンルーム内で、ラジェータ4に許される搭載スペース
には限りがあるため、一般にはラジェータ4の放熱量を
向上させるためには、コア部4bのルーバ付フィンのピ
ッチを減少せしめ、放熱面積を増加させるということが
考えられる。しかし、ルーバ付フィンのピンチを減少せ
しめれば、当然ラジェータ4のコア部4bを通過する冷
風風の通風抵抗が高くなってくる。
化、又はエンジンの大出力化などに伴い、エンジン5の
冷却性能向上が必要となってきている。このため、エン
ジン冷却水の冷却装置であるラジェータ4も、より大き
な放熱性能が要求される。しかしながら、自動車のエン
ジンルーム内で、ラジェータ4に許される搭載スペース
には限りがあるため、一般にはラジェータ4の放熱量を
向上させるためには、コア部4bのルーバ付フィンのピ
ッチを減少せしめ、放熱面積を増加させるということが
考えられる。しかし、ルーバ付フィンのピンチを減少せ
しめれば、当然ラジェータ4のコア部4bを通過する冷
風風の通風抵抗が高くなってくる。
また、第3図に示すように自動車用空調装置を備えた自
動車では、ラジェータ4の前方に空調装置の冷媒を冷却
させるためのコンデンサ6が配されている。このコンデ
ンサ6も、上述したラジェータ4と同様、冷却性能を向
上させるため、フィンピッチを減少せざるをえない状況
である。すなわち、このコンデンサ6を通過する冷却風
の通風抵抗も増大する傾向にある。
動車では、ラジェータ4の前方に空調装置の冷媒を冷却
させるためのコンデンサ6が配されている。このコンデ
ンサ6も、上述したラジェータ4と同様、冷却性能を向
上させるため、フィンピッチを減少せざるをえない状況
である。すなわち、このコンデンサ6を通過する冷却風
の通風抵抗も増大する傾向にある。
さらにまた、近年の傾向として、車両前部の空気抵抗を
減少せしめるため、ボンネット10の前方を低くするス
ラントノーズ化が進みつつあり、その結果、ラジェータ
4及びコンデンサ6に走行風を導入するフロントグリル
8の開口面積が減少する傾向にある。
減少せしめるため、ボンネット10の前方を低くするス
ラントノーズ化が進みつつあり、その結果、ラジェータ
4及びコンデンサ6に走行風を導入するフロントグリル
8の開口面積が減少する傾向にある。
このように、近年の自動車においては、送風フィン12
の前方の通風抵抗が非常に高くなりつつあるという現象
が生じている。
の前方の通風抵抗が非常に高くなりつつあるという現象
が生じている。
一方、送風ファン12の大工の形状については、従来さ
まざまな検討が加えられ、例えば特開昭57−8369
6号公報、特開昭59−173598号公報に示される
送風ファンが考えだされている。このような送風ファン
は、ファン回転時の騒音を低減することをねらったもの
であるが、上述した如くファン前方の通風抵抗が増大し
つつある近年の自動車においては、必ずしもこのような
従来のファンにおいて騒音を低減しきっていない領域が
存在しつつある。
まざまな検討が加えられ、例えば特開昭57−8369
6号公報、特開昭59−173598号公報に示される
送風ファンが考えだされている。このような送風ファン
は、ファン回転時の騒音を低減することをねらったもの
であるが、上述した如くファン前方の通風抵抗が増大し
つつある近年の自動車においては、必ずしもこのような
従来のファンにおいて騒音を低減しきっていない領域が
存在しつつある。
そこで、本願発明者らは、送風ファン前方の通風抵抗(
以下ファン前方抵抗と呼ぶ)が高くなると、ファン騒音
が増大することにつき、種々検討を加え、その原因がフ
ァンを通過する空気流れが前方抵抗により変化するので
はないかと推測した。
以下ファン前方抵抗と呼ぶ)が高くなると、ファン騒音
が増大することにつき、種々検討を加え、その原因がフ
ァンを通過する空気流れが前方抵抗により変化するので
はないかと推測した。
そこで、上述した従来ファンについて、従来公知のタフ
ト法によりファン回転時のファン翼面上の空気流れを、
ファン前方抵抗を徐々に増加させながら観察した。その
結果、ファン前方抵抗が比較的低い領域では、送風ファ
ン12を通過する空気は、第4図中矢印Fで示すように
、送風ファン12の回転軸とほぼ平行な流れ(以下軸流
と呼ぶ)を示しており、また、翼1の大兄から翼先端ま
での間に添付されたタフトの動きは少なく、翼1面上の
乱れが少ないことが分かった。
ト法によりファン回転時のファン翼面上の空気流れを、
ファン前方抵抗を徐々に増加させながら観察した。その
結果、ファン前方抵抗が比較的低い領域では、送風ファ
ン12を通過する空気は、第4図中矢印Fで示すように
、送風ファン12の回転軸とほぼ平行な流れ(以下軸流
と呼ぶ)を示しており、また、翼1の大兄から翼先端ま
での間に添付されたタフトの動きは少なく、翼1面上の
乱れが少ないことが分かった。
第5図はこのような軸流流れを示す送風ファンの1枚の
翼を前面方向から見た図である。この第5図中矢印Fは
、この翼1面上を流れる空気の流れ方向を示している。
翼を前面方向から見た図である。この第5図中矢印Fは
、この翼1面上を流れる空気の流れ方向を示している。
これより分かるように、軸流流れを示す送風ファンにお
いては、その翼1面上を空気はボス部2を中心とした同
心円−ヒに流れていることが分かる。なお、第4図及び
第5図中矢印Rは、翼1の回転方向を示している。
いては、その翼1面上を空気はボス部2を中心とした同
心円−ヒに流れていることが分かる。なお、第4図及び
第5図中矢印Rは、翼1の回転方向を示している。
しかしながら、フィン前方抵抗が大きい領域になると、
送風ファン12を通過する空気は、第6図中矢印Fで示
す如く、送風ファン12通過後において、ファン12の
中心から外方向に広がる流れ(斜流と呼ぶ)に変化して
いることが分かった。
送風ファン12を通過する空気は、第6図中矢印Fで示
す如く、送風ファン12通過後において、ファン12の
中心から外方向に広がる流れ(斜流と呼ぶ)に変化して
いることが分かった。
また、この斜流流れにおいて、大兄部のファン前縁のタ
フトは、翼より上方へ浮き上がって激しく濡れ、空気の
流れが翼1面上から剥離していることを示した。また、
送風ファン12のうち、1枚の翼1を前面から見た第7
図より分かるように、この斜流流れにおいては、特に胃
中間部から翼先端部にかけて、翼1表面上を流れる空気
が、送風ファン12の中心から外方に遠ざかる方向に流
れる傾向が大きいことを示した。さらに、翼lの回転方
向後縁近傍のタフトの動きは激しく、翼1面上の乱れが
大きいことを示した。
フトは、翼より上方へ浮き上がって激しく濡れ、空気の
流れが翼1面上から剥離していることを示した。また、
送風ファン12のうち、1枚の翼1を前面から見た第7
図より分かるように、この斜流流れにおいては、特に胃
中間部から翼先端部にかけて、翼1表面上を流れる空気
が、送風ファン12の中心から外方に遠ざかる方向に流
れる傾向が大きいことを示した。さらに、翼lの回転方
向後縁近傍のタフトの動きは激しく、翼1面上の乱れが
大きいことを示した。
さらに、ファン前方抵抗が大きい領域では、ファン前方
抵抗が小さい領域に比べて、ファンの迎え角αが大きく
なると考えられる。この迎え角はファン騒音及び風量特
性と大きく関係し、一般に抑え角が大きくなりすぎると
、失速領域になることが知られている。
抵抗が小さい領域に比べて、ファンの迎え角αが大きく
なると考えられる。この迎え角はファン騒音及び風量特
性と大きく関係し、一般に抑え角が大きくなりすぎると
、失速領域になることが知られている。
なお、ここで、第2図に示す如く、翼lの横断面をとっ
た場合、その翼前縁1aと、翼後縁1bを結ぶ直線もと
、ファン回転方向Rとのなす角度βを取付角とし、また
、直線もとこのファンに流入してくる空気流れ方向Fと
のなす角を迎え角αとする。また、翼1の前縁1aと後
8i1bとを結ぶ距離を翼弦長りと呼ぶものとする。
た場合、その翼前縁1aと、翼後縁1bを結ぶ直線もと
、ファン回転方向Rとのなす角度βを取付角とし、また
、直線もとこのファンに流入してくる空気流れ方向Fと
のなす角を迎え角αとする。また、翼1の前縁1aと後
8i1bとを結ぶ距離を翼弦長りと呼ぶものとする。
以上のことから、前方抵抗が大きい領域でファン騒音が
悪化する原因としては、次のことが考えられる。すなわ
ち、従来のファン取付角βは、第9図中(イ)で示すよ
うに、大兄部から胃中間部に至るまで、翼取付角が徐々
に減少し、その後翼中間部から翼先端部にかけて、翼取
付部が増加するものとなっている。これは、翼先端部の
翼取付角βを大きくし、翼先端部の軸流速度を上げるこ
とにより、先端部の空気の乱れを改善し、低騒音化を図
っているためである。また、大兄部での翼取付角βを大
きくしているのは、風量を大きくとるためのものである
。ところが、ファン前方抵抗が高い領域では、上述した
如く抑え角αが大きくなってくるため、翼先端部と大兄
部とでは、抑え角が大きくなりすぎ、失速領域に達し、
その結果ファン負圧面での境界層剥離を起こして、騒音
が悪化するものと考えられる。
悪化する原因としては、次のことが考えられる。すなわ
ち、従来のファン取付角βは、第9図中(イ)で示すよ
うに、大兄部から胃中間部に至るまで、翼取付角が徐々
に減少し、その後翼中間部から翼先端部にかけて、翼取
付部が増加するものとなっている。これは、翼先端部の
翼取付角βを大きくし、翼先端部の軸流速度を上げるこ
とにより、先端部の空気の乱れを改善し、低騒音化を図
っているためである。また、大兄部での翼取付角βを大
きくしているのは、風量を大きくとるためのものである
。ところが、ファン前方抵抗が高い領域では、上述した
如く抑え角αが大きくなってくるため、翼先端部と大兄
部とでは、抑え角が大きくなりすぎ、失速領域に達し、
その結果ファン負圧面での境界層剥離を起こして、騒音
が悪化するものと考えられる。
また、上述した如くファン前方抵抗が高い領域では、翼
1面上の流れが軸流方向から斜流方向に変化している。
1面上の流れが軸流方向から斜流方向に変化している。
そこで、第8図に示す如く、Hlの先端部において、翼
1の中心線lと、垂直方向の断面X−xをとった場合、
第10図の(a)に示す如く、通常の翼型断面を形成し
ている。しかしながら、第8図の断面XI−XIをとっ
た場合には、その断面形状は第10図のb)に示す如く
、反り方向が中心部で逆転してしまい、正常な翼壁を形
成していない。すなわち、第7図に示す如く、空気が翼
1面上を外方に向かって斜流流れを示す時、その空気流
れに沿う断面は、上述した如く第10図中(1))に示
すようになっており、その結果として翼1面上を空気が
良好に流れることができず、結果として空気が翼1面上
より境界層剥離を起こし、騒音を招いているものと考え
られる。
1の中心線lと、垂直方向の断面X−xをとった場合、
第10図の(a)に示す如く、通常の翼型断面を形成し
ている。しかしながら、第8図の断面XI−XIをとっ
た場合には、その断面形状は第10図のb)に示す如く
、反り方向が中心部で逆転してしまい、正常な翼壁を形
成していない。すなわち、第7図に示す如く、空気が翼
1面上を外方に向かって斜流流れを示す時、その空気流
れに沿う断面は、上述した如く第10図中(1))に示
すようになっており、その結果として翼1面上を空気が
良好に流れることができず、結果として空気が翼1面上
より境界層剥離を起こし、騒音を招いているものと考え
られる。
本発明は、上述した如くファン前方抵抗が増大した場合
であっても、ファンを通過する空気が送風ファンの翼面
上より境界剥離を起こすことなく、騒音の発生を招くこ
とがない低騒音の送風ファンを得ることを目的としてい
る。
であっても、ファンを通過する空気が送風ファンの翼面
上より境界剥離を起こすことなく、騒音の発生を招くこ
とがない低騒音の送風ファンを得ることを目的としてい
る。
そこで、この目的を達成するために、本発明は次のよう
な構成とした。すなわち、翼の翼取付角をボス部との連
結部である大兄部から、少なくとも平均ファン半径位置
である糞中間部に至るまでの第1領域では略一定値とし
、かつこの第1領域に連続し翼先端部にかけての第2の
領域では、この翼取付角を増大せしめる。そしてさらに
、翼の翼弦長が、大兄部から翼先端部にかけて漸増させ
る。また、大兄部から糞中間部までの第1の中心線に対
し、糞中間部から翼先端部までの第2の中心線をファン
回転方向に傾斜させ、この第1及び第2の中心線に直角
方向に翼壁を形成せしめたのである。
な構成とした。すなわち、翼の翼取付角をボス部との連
結部である大兄部から、少なくとも平均ファン半径位置
である糞中間部に至るまでの第1領域では略一定値とし
、かつこの第1領域に連続し翼先端部にかけての第2の
領域では、この翼取付角を増大せしめる。そしてさらに
、翼の翼弦長が、大兄部から翼先端部にかけて漸増させ
る。また、大兄部から糞中間部までの第1の中心線に対
し、糞中間部から翼先端部までの第2の中心線をファン
回転方向に傾斜させ、この第1及び第2の中心線に直角
方向に翼壁を形成せしめたのである。
また、大兄部から少なくとも翼中間位置に至るまでの第
1領域では翼弦方向の圧力分布が翼軸線方向に沿って略
一定となり、第1領域に連続し翼先端部にかけての第2
の領域では翼弦方向に略相似の圧力分布曲線を保ちなが
ら、この圧力分布の絶対値を漸増させる。そして、翼弦
長が大兄部から翼先端部かけて漸増させ、第1領域の巾
方向の第1の中心線に対し、第2領域の中方向の第2の
中心線をファン回転方向に傾斜させ、この中心線に、直
角に翼形を形成した。
1領域では翼弦方向の圧力分布が翼軸線方向に沿って略
一定となり、第1領域に連続し翼先端部にかけての第2
の領域では翼弦方向に略相似の圧力分布曲線を保ちなが
ら、この圧力分布の絶対値を漸増させる。そして、翼弦
長が大兄部から翼先端部かけて漸増させ、第1領域の巾
方向の第1の中心線に対し、第2領域の中方向の第2の
中心線をファン回転方向に傾斜させ、この中心線に、直
角に翼形を形成した。
次に、本発明を自動車用ラジェータに冷却風を送る送風
ファンとして用いた場合の実施例について説明する。第
1図は、この送風ファンを軸方向から見た正面図である
。この送風ファン100はエンジンとラジェータとの間
に配置せしめられる。
ファンとして用いた場合の実施例について説明する。第
1図は、この送風ファンを軸方向から見た正面図である
。この送風ファン100はエンジンとラジェータとの間
に配置せしめられる。
電動モータなどの駆動力を受けて回転するボス部101
は、その外形が円柱形状をなしている。
は、その外形が円柱形状をなしている。
この円柱形状をなすボス部101の円周側面には、4枚
の翼103が配設されている。本実施例ではこのボス部
101と4枚の翼103とは樹脂材料より一体的に形成
されている。
の翼103が配設されている。本実施例ではこのボス部
101と4枚の翼103とは樹脂材料より一体的に形成
されている。
ここで、ボス部101と翼103との連結部を大兄部、
翼103の先端部を翼先端部と呼ぶ。また、ボス部10
1の直径をDh、1103の先端部をつなぐ円の直径を
Dtとすると、 Dh−4−(Dt−Dh)/2=Dm の直径を有する円上の位置を翼中間位置と呼ぶ。
翼103の先端部を翼先端部と呼ぶ。また、ボス部10
1の直径をDh、1103の先端部をつなぐ円の直径を
Dtとすると、 Dh−4−(Dt−Dh)/2=Dm の直径を有する円上の位置を翼中間位置と呼ぶ。
本実施例の翼103の翼取付角βは、第9図の(ロ)で
示すように、大兄部(D h/2 )から糞中間部(D
m / 2 )にかけての第1領域では同一の翼取付
角βmを有している。そして、この糞中間部から翼先端
部にかけての第2領域では、その翼取付角βが漸増して
いる。ここで、大兄部から糞中間部に至るまでの翼取付
部βをβmとし、大先端部における翼取付角をβtとす
る。
示すように、大兄部(D h/2 )から糞中間部(D
m / 2 )にかけての第1領域では同一の翼取付
角βmを有している。そして、この糞中間部から翼先端
部にかけての第2領域では、その翼取付角βが漸増して
いる。ここで、大兄部から糞中間部に至るまでの翼取付
部βをβmとし、大先端部における翼取付角をβtとす
る。
翼先端部から糞中間部までの取付角βを、比較的小さな
値にすることによって、抑え角の小さな値にし、前方抵
抗が高くなっても失速をおこさない範囲に設定して低騒
音化を図ることができる。
値にすることによって、抑え角の小さな値にし、前方抵
抗が高くなっても失速をおこさない範囲に設定して低騒
音化を図ることができる。
しかし抑え角αを小さな値にすると、第2図゛中矢印し
て示す揚力2も小さくなってしまう。その結果、ファン
の風量が減少してしまう。ファンの風量を充分に保って
おくためには、この揚力lを従来と同じ値にしなければ
ならない。この揚力iは、Rρv2s (ρ:空気密度
、■:主流速度、S:翼面積、R:揚力係数)に比例し
、揚力係数Rは失速しない範囲内で抑え角αに比例する
ため、前述した如く抑え角αを小さ(した分だけ翼面積
Sを増加させなければならない。つまり、翼弦長りを大
きくとる必要がある。
て示す揚力2も小さくなってしまう。その結果、ファン
の風量が減少してしまう。ファンの風量を充分に保って
おくためには、この揚力lを従来と同じ値にしなければ
ならない。この揚力iは、Rρv2s (ρ:空気密度
、■:主流速度、S:翼面積、R:揚力係数)に比例し
、揚力係数Rは失速しない範囲内で抑え角αに比例する
ため、前述した如く抑え角αを小さ(した分だけ翼面積
Sを増加させなければならない。つまり、翼弦長りを大
きくとる必要がある。
一方、本実施例の送風ファン100の軸流速度Caは、
第11図に示すように、大兄部から翼中間部にかけての
第1領域では比較的小さく、この翼中間部から翼先端部
にかけての第2領域では急増するように設定されており
、第1領域ではあまり風量が出ない部分となっている。
第11図に示すように、大兄部から翼中間部にかけての
第1領域では比較的小さく、この翼中間部から翼先端部
にかけての第2領域では急増するように設定されており
、第1領域ではあまり風量が出ない部分となっている。
このため、ファン前方抵抗の高い領域では、翼弦長りを
大きく設定しても、あまり風量は増加せず、逆に抗力が
増加することによって、翼負圧面剥湘現象を助長し、騒
音悪化を来すことになる。このため、第1領域では第1
2図に示すように翼弦長りは、比較的小さな値であって
、徐々に増加する値に設定しである。
大きく設定しても、あまり風量は増加せず、逆に抗力が
増加することによって、翼負圧面剥湘現象を助長し、騒
音悪化を来すことになる。このため、第1領域では第1
2図に示すように翼弦長りは、比較的小さな値であって
、徐々に増加する値に設定しである。
それに対し、翼中間部から翼先端部にかけては、大きな
風量を生じせしめるため、その翼弦長りを象、激に増加
せしめている。翼中間部から翼先端部にかけて、翼弦長
りを増加させるため、本実施例においては第1図に示す
ようにファン回転方向Rに翼の幅を張り出させしめるこ
とにより、翼弦長りを増加させている。
風量を生じせしめるため、その翼弦長りを象、激に増加
せしめている。翼中間部から翼先端部にかけて、翼弦長
りを増加させるため、本実施例においては第1図に示す
ようにファン回転方向Rに翼の幅を張り出させしめるこ
とにより、翼弦長りを増加させている。
ここで、翼103の各横断面における幅方向長さ、すな
わち翼弦長の中間点をそれぞれ結ぶ線を中心線とすると
、第1領域での中心線は第1図中第1L (第1の中
心線!1と呼ぶ)で示され、また、第2領域では、直線
p、z (第2の中心線p2と呼ぶ)で示される。前
述した如く、第2領域ではその幅方向をファン回転方向
に張り出させて、翼弦長を増加させているため、この第
2の中心線12は、第1の中心線11に対して、ファン
回転方向R側に所定角度θだけ傾斜した位置に形成され
ている。この角度θは翼弦長に応じて決定されるもので
、翼弦長はファンの出力、ファンの直径等によって設定
される0本実施例では、角度θは3゜〜17°に設定さ
れている。
わち翼弦長の中間点をそれぞれ結ぶ線を中心線とすると
、第1領域での中心線は第1図中第1L (第1の中
心線!1と呼ぶ)で示され、また、第2領域では、直線
p、z (第2の中心線p2と呼ぶ)で示される。前
述した如く、第2領域ではその幅方向をファン回転方向
に張り出させて、翼弦長を増加させているため、この第
2の中心線12は、第1の中心線11に対して、ファン
回転方向R側に所定角度θだけ傾斜した位置に形成され
ている。この角度θは翼弦長に応じて決定されるもので
、翼弦長はファンの出力、ファンの直径等によって設定
される0本実施例では、角度θは3゜〜17°に設定さ
れている。
そしてさらに、この大兄部から翼中間部にかけては、そ
の翼は第1の中心線11に直角方向断面において第10
図の(a)に示されるような翼型を形成するように成形
されており、また、翼中間部から翼先端部にかけては、
第2の中心線12に直角断面において翼型が形成される
ように成形されている。
の翼は第1の中心線11に直角方向断面において第10
図の(a)に示されるような翼型を形成するように成形
されており、また、翼中間部から翼先端部にかけては、
第2の中心線12に直角断面において翼型が形成される
ように成形されている。
第19図は、第1図中第1の中心線l、の直角断面であ
るXIX−XIX断面を示し、また、第20図は第1図
中第2の中心線2□に直角断面であるXX−XXIJi
面図を示している。このように、本実施例の翼103で
は、特に翼先端部において、その翼を通過する空気の流
れが第7図に示すように斜流となったとしても、その斜
流に沿うように翼断面が形成されているので、その空気
が翼表面で工11離するという現象を抑えることができ
、その結果、ファン騒音の原因を未然に防ぐことができ
るのである。
るXIX−XIX断面を示し、また、第20図は第1図
中第2の中心線2□に直角断面であるXX−XXIJi
面図を示している。このように、本実施例の翼103で
は、特に翼先端部において、その翼を通過する空気の流
れが第7図に示すように斜流となったとしても、その斜
流に沿うように翼断面が形成されているので、その空気
が翼表面で工11離するという現象を抑えることができ
、その結果、ファン騒音の原因を未然に防ぐことができ
るのである。
第13図は、送風ファンによって生じせしめられる送風
量と、騒音レベル及び静圧との関係を示すものである。
量と、騒音レベル及び静圧との関係を示すものである。
第13図中(イ)で示すのが従来のファンを示すもので
、(ロ)が本実施例を示すものである。なお、静圧とは
、ファンの表面と裏面とにおける圧力の差を示すもので
ある。第13図中mで示した線が、この送風ファンを自
動車に装着させた時のエンジンアイドル状態相当の抵抗
曲線であり、またnで示した線が、自動車が低速から中
速にかける時の走行状態相当での抵抗曲線である。ファ
ン騒音が問題となるのは、エンジンアイドル状態の場合
であり、第1図中第1ところである。このアイドル状態
において、この第13図からも分かるように、本実施例
の送風ファンでは、従来のものに比べ、騒音レベルが低
減し、また、静圧が大きくなっていることが分かる。
、(ロ)が本実施例を示すものである。なお、静圧とは
、ファンの表面と裏面とにおける圧力の差を示すもので
ある。第13図中mで示した線が、この送風ファンを自
動車に装着させた時のエンジンアイドル状態相当の抵抗
曲線であり、またnで示した線が、自動車が低速から中
速にかける時の走行状態相当での抵抗曲線である。ファ
ン騒音が問題となるのは、エンジンアイドル状態の場合
であり、第1図中第1ところである。このアイドル状態
において、この第13図からも分かるように、本実施例
の送風ファンでは、従来のものに比べ、騒音レベルが低
減し、また、静圧が大きくなっていることが分かる。
静圧が大きくなっているというのは、送風量が増加して
いることを示している。なお、この第13図の実験に用
いた送風ファンは、翼の枚数が4枚、翼先端部外径Dt
が300 mm、ボス部の直径Dhが90mmであり、
このボス部101に外部駆動力を与える電動モータは、
80ワツトのモータであり、回転数か2180回転/分
のものである。
いることを示している。なお、この第13図の実験に用
いた送風ファンは、翼の枚数が4枚、翼先端部外径Dt
が300 mm、ボス部の直径Dhが90mmであり、
このボス部101に外部駆動力を与える電動モータは、
80ワツトのモータであり、回転数か2180回転/分
のものである。
本実施例において、翼取付角は大兄部から翼中間部にか
けて同一の値を有し、翼中間部から翼先端部にかけて、
漸増するように設定されている。
けて同一の値を有し、翼中間部から翼先端部にかけて、
漸増するように設定されている。
そこで、第14回に示すものは、本発明の他の実施例を
示すもので、第14図中実線Aで示すのが、従来より公
知のファンの翼取付角を示すものである。また、第14
図中−点鎖線Bで示すものが、翼先端部での翼取付角β
t/βmが1.7の値を有し、また、第14図中C,D
、Eで示すものがそれぞれβし73mが1.9. 1.
8. 1.5を示すものである。またβm/βLはそれ
ぞれ0.52,0.55.0.58,0.66の値を示
している。
示すもので、第14図中実線Aで示すのが、従来より公
知のファンの翼取付角を示すものである。また、第14
図中−点鎖線Bで示すものが、翼先端部での翼取付角β
t/βmが1.7の値を有し、また、第14図中C,D
、Eで示すものがそれぞれβし73mが1.9. 1.
8. 1.5を示すものである。またβm/βLはそれ
ぞれ0.52,0.55.0.58,0.66の値を示
している。
また、このA−Eまでの実施例に対応する翼弦長の長さ
を第15図に示す。従来のファンAは、火中間部から翼
先端部にかけて、翼中間部での翼弦長と、その位置での
翼弦長の割合が徐々に増加し、大中間から大兄部にかけ
ては同一の値を示している。また、第14図のBに対応
するものでは、翼先端部での翼弦長と、翼中間部での翼
弦長の比、すなわちL t / L mが1.7の値を
有し、また、Cで示されるものでは1.2、Dで示され
るものでは1.4、Eで示されるものでは2.2の値を
有している。
を第15図に示す。従来のファンAは、火中間部から翼
先端部にかけて、翼中間部での翼弦長と、その位置での
翼弦長の割合が徐々に増加し、大中間から大兄部にかけ
ては同一の値を示している。また、第14図のBに対応
するものでは、翼先端部での翼弦長と、翼中間部での翼
弦長の比、すなわちL t / L mが1.7の値を
有し、また、Cで示されるものでは1.2、Dで示され
るものでは1.4、Eで示されるものでは2.2の値を
有している。
このファンA−Eのそれぞれのファンについての騒音低
減効果を示したものが第16図である。
減効果を示したものが第16図である。
この第16図に示すように、従来のファンAに示すもの
に対し、本発明の実施例であるB−IEは、2.5デシ
ヘルから4デシベルまでの騒音低減効果を発揮している
ことを示している。なお、第し1図及び第15図に示す
実施例では、βt〜βmの値が1.5から1.9、また
L t / L mが1.2から2.2の範囲内であっ
たが、L t / L mが2.2以上の場合でも、騒
音低減効果を発揮させることが予想される。しかし、L
t / L mをあまり大きくすると、ファンが高速
回転したときの強度が低下してしまい、実用上はL t
/ L mは2.0から2,5程度が最大限度である
と考えられる。
に対し、本発明の実施例であるB−IEは、2.5デシ
ヘルから4デシベルまでの騒音低減効果を発揮している
ことを示している。なお、第し1図及び第15図に示す
実施例では、βt〜βmの値が1.5から1.9、また
L t / L mが1.2から2.2の範囲内であっ
たが、L t / L mが2.2以上の場合でも、騒
音低減効果を発揮させることが予想される。しかし、L
t / L mをあまり大きくすると、ファンが高速
回転したときの強度が低下してしまい、実用上はL t
/ L mは2.0から2,5程度が最大限度である
と考えられる。
また、第1の領域では翼103の取付角βが略同−とな
っているため、翼弦方向の圧力分布が翼103の翼軸線
方向に沿って略一定となっている。
っているため、翼弦方向の圧力分布が翼103の翼軸線
方向に沿って略一定となっている。
また、第2の領域では取付角が漸増することにより、翼
弦方向に略相似の圧力分布曲線を保ちながら、圧力分布
の絶対値が漸増している。
弦方向に略相似の圧力分布曲線を保ちながら、圧力分布
の絶対値が漸増している。
次に本発明の他の実施例について説明する。
前述の実施例では第1領域を大兄から翼中間部に至るま
での範囲としたが、この第1領域を大兄から翼中間部を
超えた範囲までとしてもよい。
での範囲としたが、この第1領域を大兄から翼中間部を
超えた範囲までとしてもよい。
第23図は取付角βの分布を示すもので、図中Bで示さ
れるのが、第14図で説明した前述実施例のファンB、
図中F−[で示されるのが本実施例のファンF〜Iであ
る。ファンBは大兄から翼中間部KDm=%(Dh+0
.5(Dt Dh))(図中■位置)まで同一の取付角
を維持し、その後漸増して翼先端部での取付角は第1領
域の取付角の!、 7倍となっている。ファンF〜■は
ファンB七同−直径、略同−出力とした場合のもので、
翼先端部の取付角を同一として、第1領域の取付角をフ
ァンBの取付角より大きくしている。ファンBの第1領
域での取付角をβ8とするとファンF−1の第1領域で
の取付角β、〜β1は、β、=1.1xβ8.βc=1
.3βm。
れるのが、第14図で説明した前述実施例のファンB、
図中F−[で示されるのが本実施例のファンF〜Iであ
る。ファンBは大兄から翼中間部KDm=%(Dh+0
.5(Dt Dh))(図中■位置)まで同一の取付角
を維持し、その後漸増して翼先端部での取付角は第1領
域の取付角の!、 7倍となっている。ファンF〜■は
ファンB七同−直径、略同−出力とした場合のもので、
翼先端部の取付角を同一として、第1領域の取付角をフ
ァンBの取付角より大きくしている。ファンBの第1領
域での取付角をβ8とするとファンF−1の第1領域で
の取付角β、〜β1は、β、=1.1xβ8.βc=1
.3βm。
β、=1.4βB、β+=1.5xβ8となっている。
また、ファンFの第1領域は大兄から%(Dh+0.7
1(Dむ−Dh))(図中■位置]まで、ファンGの第
1領域は大兄から%(Dh+0.79(Dt−Dh)l
(図中■位置〕まで、ファンHの第1領域ハ翼元カラ’
A (Dh+0.88 (Dt −Dhl [図中■
位置]まで、ファンIの第1領域は大兄から%(Dh+
0.95 (Dt−Dh))〔図中■位置]に設定され
ている。
1(Dむ−Dh))(図中■位置]まで、ファンGの第
1領域は大兄から%(Dh+0.79(Dt−Dh)l
(図中■位置〕まで、ファンHの第1領域ハ翼元カラ’
A (Dh+0.88 (Dt −Dhl [図中■
位置]まで、ファンIの第1領域は大兄から%(Dh+
0.95 (Dt−Dh))〔図中■位置]に設定され
ている。
またファンF−1の第1領域での取付角は、翼先端部で
の取付角に対しそれぞれ0.64倍、0.76倍、0.
82倍、0.88倍となっている。
の取付角に対しそれぞれ0.64倍、0.76倍、0.
82倍、0.88倍となっている。
第21図はファンに作用する抵抗圧が第13図中Pで示
す状態、すなわち高速走行状態の時の、ファンA、B、
F〜■の騒音低減効果及び送風量比を示すものであり、
第22図は第13図中mで示す状態、すなわちエンジン
アイドル状態の時の騒音低減効果及び送風量比を示すも
のである。この図より、ファンGが最も騒音低減効果も
大きく、送風量比も大きくなっている。このファンGを
第13図中に表すと(ハ)の曲線になる。
す状態、すなわち高速走行状態の時の、ファンA、B、
F〜■の騒音低減効果及び送風量比を示すものであり、
第22図は第13図中mで示す状態、すなわちエンジン
アイドル状態の時の騒音低減効果及び送風量比を示すも
のである。この図より、ファンGが最も騒音低減効果も
大きく、送風量比も大きくなっている。このファンGを
第13図中に表すと(ハ)の曲線になる。
上述の実施例では、翼103の枚数が4枚の例を示して
いるが、4枚に限定されることはなく、5枚以上として
も同様の効果を得ることができる。
いるが、4枚に限定されることはなく、5枚以上として
も同様の効果を得ることができる。
また、上述の例では翼103とボス部101とを用脂に
より一体成形したが、第17図に示すように、翼103
をアルミニウムあるいは鉄などの板材より形成し、ボス
部と溶接により連結させてもよい。また、さらに第18
図に示すように、翼103とボス部101とを別体に形
成し、リヘノトなどの手段により結合させてもよい。
より一体成形したが、第17図に示すように、翼103
をアルミニウムあるいは鉄などの板材より形成し、ボス
部と溶接により連結させてもよい。また、さらに第18
図に示すように、翼103とボス部101とを別体に形
成し、リヘノトなどの手段により結合させてもよい。
さらに、本実施例では第3図に示すように、ラジェータ
の後方に配置せしめて、送風を吸い込むいわゆる吸込み
ファンとして適用したが、ラジェータ4の前方に配置せ
しめ、冷却風を吹き出すタイプに適用してもよい。
の後方に配置せしめて、送風を吸い込むいわゆる吸込み
ファンとして適用したが、ラジェータ4の前方に配置せ
しめ、冷却風を吹き出すタイプに適用してもよい。
また、さらに本発明の送風ファンはラジェータの冷却用
に限定されるものではなく、家庭用(莫気扇のファン、
家庭用扇風機のファンなどに用いることも可能である。
に限定されるものではなく、家庭用(莫気扇のファン、
家庭用扇風機のファンなどに用いることも可能である。
上述の実施例で用いたファンでは、ファン直径300
mm、モータからの入力が80Wの時、第1領域の取付
角βを16〜24°、翼先端部の取付角βを16〜24
°としているが、その値はファン直径、モータからの入
力、ファンが取りつけられる車両等の条件により適宜設
定されるものである。
mm、モータからの入力が80Wの時、第1領域の取付
角βを16〜24°、翼先端部の取付角βを16〜24
°としているが、その値はファン直径、モータからの入
力、ファンが取りつけられる車両等の条件により適宜設
定されるものである。
以上述べたように、本発明の送風ファンでは、送風ファ
ンの前方における通風抵抗が高い状態で使用し、かつフ
ァンを通過する空気流れが斜流になったとしても、その
空気が翼表面より剥離することを抑えることができ、そ
の結果として低騒音のファンを実現させることができる
。
ンの前方における通風抵抗が高い状態で使用し、かつフ
ァンを通過する空気流れが斜流になったとしても、その
空気が翼表面より剥離することを抑えることができ、そ
の結果として低騒音のファンを実現させることができる
。
第1図は本発明の実施例を示す送風ファンを軸方向から
見た正面図、第2図は翼の横断面図、第3図は自動車フ
ロント内部を示す模式図、第4図はファンの側面を模式
的に示す側面図、第5図はファンの翼を正面から見た正
面図、第6図はファンの側面を模式的に示す側面図、第
7図はファンの翼を正面から見た正面図、第8図はファ
ンの正面図、第9菌は翼取付角を示す図、第10図は翼
の断面図を示す図で、(a)は第8図中X−X断面図、
(b)は第8図のXI−XI断面図、第11図はファン
を通過する軸流速度を示す図、第12図は本実施例にお
ける翼弦長を示す図、第13図は本実施例と従来の送風
ファンとの騒音レベルを比較した実験結果を示す図、第
14図は翼取付角の他の実施例を示す図、第15図は翼
弦長の他の実施例を示す図、第16図は各実施例に対応
する騒音低減効果を示す図、第17図及び第18図は、
他の変形例を示すファンの正面図、第19図は第1図の
XIX−X[X断面図、第20図は第1図)XX −X
X断面図、第21図及び第22図は本発明実施例の騒音
低減効果と送風量比を示す図、第23図は他の実施例の
取付角度分布を示す図である。 100・・・送風ファン、10工・・・ボス部1103
・・・翼、11・・・第1の中心線、2□・・・第2の
中心線。
見た正面図、第2図は翼の横断面図、第3図は自動車フ
ロント内部を示す模式図、第4図はファンの側面を模式
的に示す側面図、第5図はファンの翼を正面から見た正
面図、第6図はファンの側面を模式的に示す側面図、第
7図はファンの翼を正面から見た正面図、第8図はファ
ンの正面図、第9菌は翼取付角を示す図、第10図は翼
の断面図を示す図で、(a)は第8図中X−X断面図、
(b)は第8図のXI−XI断面図、第11図はファン
を通過する軸流速度を示す図、第12図は本実施例にお
ける翼弦長を示す図、第13図は本実施例と従来の送風
ファンとの騒音レベルを比較した実験結果を示す図、第
14図は翼取付角の他の実施例を示す図、第15図は翼
弦長の他の実施例を示す図、第16図は各実施例に対応
する騒音低減効果を示す図、第17図及び第18図は、
他の変形例を示すファンの正面図、第19図は第1図の
XIX−X[X断面図、第20図は第1図)XX −X
X断面図、第21図及び第22図は本発明実施例の騒音
低減効果と送風量比を示す図、第23図は他の実施例の
取付角度分布を示す図である。 100・・・送風ファン、10工・・・ボス部1103
・・・翼、11・・・第1の中心線、2□・・・第2の
中心線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)外部より回転力を受けるためのボス部と、このボ
ス部を中心として、その周囲に連結された複数枚の翼と
を備え、 この翼は前記ボス部との連結部である翼元部から、少な
くとも平均ファン半径位置である翼中間部に至るまでの
第1領域で翼取付角が略一定値となり、この第1領域に
連続し翼先端部に至るまでの第2領域では翼取付角が前
記所定値より漸増し、前記翼の翼弦長が前記翼元部から
翼先端部にかけて漸増し、 前記翼元部から前記翼中間部までの翼幅方向中心点と、
前記ボス部の回転中心点とを結ぶ第1の中心線に対し、
前記翼中間部から前記翼先端部までの翼幅方向中心点と
、前記ボス部の回転中心点を結ぶ第2の中心線が、ファ
ン回転方向に傾斜しており、前記翼は前記第1及び第2
の中心線に直角方向に翼型が形成されていることを特徴
とする送風ファン。 (2)外部より回転力を受けるためのボス部と、このボ
ス部を中心として、その周囲に連結された複数枚の翼と
を備え、 この翼は前記ボス部との連結部である翼元部から、少な
くとも平均ファン半径位置である翼中間部に至るまでの
第1領域では翼弦方向の圧力分布が翼軸線方向に沿って
略一定となり、この第1領域に連続し翼先端部に至るま
での第2領域では翼弦方向に略相似の圧力分布曲線を保
ちながら、前記圧力分布の絶対値が漸増し、 前記翼の翼弦長が前記翼元部から翼先端部にかけて漸増
し、 前記翼元部から前記翼中間部までの翼幅方向中心点と、
前記ボス部中心点とを結ぶ第1の中心線に対し、前記翼
中間部から前記翼先端部までの翼幅方向中心点と、前記
ボス部中心点を結ぶ第2の中心線が、ファン回転方向に
傾斜しており、前記翼は前記第1及び第2の中心線に直
角方向に翼型が形成されていることを特徴とする送風フ
ァン。(3)前記翼の第1領域における翼取付角は、翼
先端での翼取付角に対し、0.5倍〜0.9倍の範囲に
設定されている請求項1記載の送風ファン。(4)前記
翼の第1領域は、翼元部から翼中間部に至る領域から、
翼元部から翼長さの0.95倍位置に至る領域までの範
囲内である請求項1又は2記載の送風ファン。 (5)前記翼の先端部の翼弦長は翼中間部での翼弦長の
1.2倍〜2.2倍の範囲内である請求項1又は2記載
の送風ファン。 (6)前記翼の第2の中心線は第1の中心線に対し3゜
〜17゜の範囲でファン回転方向に傾斜している請求項
1又は2記載の送風ファン。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63041435A JP2590514B2 (ja) | 1987-03-13 | 1988-02-24 | 送風ファン |
US07/167,309 US4840541A (en) | 1987-03-13 | 1988-03-11 | Fan apparatus |
AU13057/88A AU595102B2 (en) | 1987-03-13 | 1988-03-11 | Fan apparatus |
EP88103883A EP0282074B1 (en) | 1987-03-13 | 1988-03-11 | Fan apparatus |
DE3886073T DE3886073T2 (de) | 1987-03-13 | 1988-03-11 | Gebläseanlage. |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62-59194 | 1987-03-13 | ||
JP5919487 | 1987-03-13 | ||
JP63041435A JP2590514B2 (ja) | 1987-03-13 | 1988-02-24 | 送風ファン |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS64397A JPS64397A (en) | 1989-01-05 |
JPH01397A true JPH01397A (ja) | 1989-01-05 |
JP2590514B2 JP2590514B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=26381052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63041435A Expired - Lifetime JP2590514B2 (ja) | 1987-03-13 | 1988-02-24 | 送風ファン |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4840541A (ja) |
EP (1) | EP0282074B1 (ja) |
JP (1) | JP2590514B2 (ja) |
AU (1) | AU595102B2 (ja) |
DE (1) | DE3886073T2 (ja) |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5096013A (en) * | 1988-05-10 | 1992-03-17 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Reduced-noise propulsion system of air-cushion vehicle |
US4930990A (en) * | 1989-09-15 | 1990-06-05 | Siemens-Bendix Automotive Electronics Limited | Quiet clutch fan blade |
US4995787A (en) * | 1989-09-18 | 1991-02-26 | Torrington Research Company | Axial flow impeller |
US5064345A (en) * | 1989-11-16 | 1991-11-12 | Airflow Research And Manufacturing Corporation | Multi-sweep blade with abrupt sweep transition |
DE9006174U1 (de) * | 1990-05-31 | 1991-10-10 | Papst-Motoren GmbH & Co KG, 7742 St Georgen | Axiallüfter mit zylindrischem Außengehäuse |
JP3082378B2 (ja) * | 1991-12-20 | 2000-08-28 | 株式会社デンソー | 送風ファン |
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