JPH0388999A - 軸流フアン - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、軸流ファンに係り、高い圧力のファン特性を
得るのに好適なハブ部構成を有する軸流ファンに関する
ものである。

［従来の技術］ 従来の一般的な軸流ファンは、ハブ部が単なる円筒状の
ものであり、その円筒状のハブ部を有効活用する例とし
ては、例えば特開昭５８−４４２９８号公報記載のよう
に、ハブ内側に翼を設け、ハブ部に吸込および吐出の開
口部を設けたものが知られている。

また、補助翼を用いるものとしては、例えば実公昭５６
−３７１１９号公報記載のように、プロペラ翼に直接補
助翼を固着していた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術のうち前者（特開昭５８−４４２９８号公
報）は、ハブ内側の翼によってハブ周囲に循環流れを形
成するものであるため、プロペラ翼の吸込流あるいは吐
出流に逆う方向の流れ部が存在することにより風量が低
下したり、ハブ部に貫通する開口部を必要とするため強
度上に問題があった。

また、後者（実公昭５６−３７１１９号公報）は、補助
翼がプロペラ翼に直接形成されているために、通風抵抗
が設計点より変化した場合には、プロペラ翼上の流れの
向きが変ることになり、補助翼に沿う流れが得られなく
なり、反対に風圧が低下したり騒音が上昇したりする問
題があり、周辺構造を含め使用状態が限定されるという
点について配慮がなされていなかった。

これら従来技術の第１に問題となることは、プロペラ翼
とハブ内翼による流れ、あるいはプロペラ翼と補助翼と
の作用が同一断面で行なわれる点にある。また、周速度
の小さいプロペラ翼の根元の仕事量を増加できない点に
ある。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、ハブ部に予備的な圧力発生部を設けること
により、プロペラ翼の正圧力面には正圧力を、負圧力面
には負圧力を分離供給してプロペラ翼の揚力を高め、同
時に強度的にも優れた軸流ファンを提供することを、そ
の目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係る軸流ファンの
構成は、ハブの外周部に、当該ハブの軸心から半径方向
外方に複数枚のプロペラ翼を有してなる細流ファンにお
いて、 前記ハブの流入側面に、当該ハブの軸心側から前記プロ
ペラ翼の根元前縁に至り、軸方向に立上るように形成し
た補助翼と、 前記ハブの流入側面の当該ハブの軸心側からハブの外方
に向って次第に流出方向に深く形成され、前記プロペラ
翼の根元前縁とそれに隣接して回転方向に先行するプロ
ペラ翼の根元後縁との近傍を出口端とする正圧発生供給
路とを設けたものである。

［作用］ 上記技術的手段による働きは次のとおりである。

すなわち、ハブ部に設けた補助翼により、回転時にその
裏側面（回転方向の面を表側面とした場合）近傍に負圧
力を発生することになり、これにより後流側に位置する
プロペラ翼の流入側根元に上記負圧力の流れを供給する
ことができ、プロペラ翼の流入側根元の負圧力を増幅さ
せる６ 一方、補助翼の表側面には正圧力が発生することになり
、正圧発生供給路の回転方向に対して後行する軸方向面
に発生する正圧力の流れは、プロペラ翼の流出側根元に
流れることによりプロペラ翼の流出側根元の正圧力を増
幅させる。

これにより、プロペラ翼根元の流入側面の圧力と流出側
面の圧力との圧力差を大きく得ることができて揚力を高
め、高風圧の軸流ファンを提供することができる。

上記補助翼と正圧発生供給路による昇圧作用は、プロペ
ラ翼へ送風する以前に行われるため、プロペラ翼本来の
作用を阻害することがなく１通風抵抗が変化してプロペ
ラ翼部の流れが変っても常に高い圧力を得ることができ
る。また強度上も、リブ表面から内方に直接通じる開口
部がなく、プロペラ翼の根元前縁に届く補助翼と、ハブ
の外方に向って次第に深くなる正圧発生供給路とによっ
て。

軸方向および遠心方向の荷重に対して強固にできる。

［実施例］ 以下１本発明の各実施例を第１図ないし第４図を参照し
て説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る軸流ブアンの外観斜
視図、第２図は、第１図の軸流ファンの作用原理を示す
説明図、第３図は、第１図に示すａ流ファンと従来技術
の軸流ファンとのファン単独性能を比較した特性線図で
ある。

第１図において、１はプロペラ翼、ｌａ、ｌｂは、それ
ぞれプロペラ翼１の流入側面、流出側面、ｌｃ、ｌｄは
、それぞれプロペラ翼１根元の前縁。

後縁を示す。２は、プロペラ翼ｌの内方に位置するハブ
である。換言すれば、ハブ２の外周部に当該ハブの軸心
から半径方向外方に複数枚のプロペラ翼１が構成されて
いる。

２ａは補助翼で、この補助翼２ａは、ハブ２の流入側面
に、当該ハブ２の軸心側からプロペラ翼１の根元前縁１
ｃに至り、軸方向に立上るように形成されている。ある
いは、軸方向に急激に***するように形成されているも
のでもよい。その立上げの形状、すなわち補助翼２ａの
形状は、回転方向Ｎに対して、外方に行くにつれて後退
する。

いわゆる遠心ファンのバックワード翼のように形成され
ている。

２ｂは正圧発生供給路で、この正圧発生供給路２ｂは、
前記ハブ２の流入側面の当該ハブ軸の軸心側からハブ２
の外方に向って次第に流出方向に深く、プロペラ翼ｌの
根元前縁１ｃとそれに隣接して回転方向Ｎに先行するプ
ロペラ翼の根元後縁１ｄとの近傍を出口端としている。

また、正圧発生供給路２ｂは、補助翼２ａの回転方向Ｎ
に向く表面２ａ、と、少なくとも軸方向に連続した面２
ｂ１とを有している。

上記補助翼２ａおよび正圧発生供給路２ｂは、プロペラ
翼１と同数に形成されている。

３は、ハブ２の中心に設けたモータ軸連結用のボスであ
り、第１，２図に破線矢印で示すＡは負圧力の流れ方向
、実線矢印で示すＢは正圧力の流れ方向を示す。また、
図示のように、負圧力は○。

正圧力は■で表わしている。

このような構成において軸流ファンを回転させると、外
方のプロペラ翼ｌは後来と同様に流入側面１ａは負圧力
となり、流出側面１ｂは正圧力になって揚力を発生する
ことによりＸ方向に送風を可能にする。

その作用原理を第２図に示しているが、ハブ２上に設け
た補助翼２ａの作用により該補助翼２ａの裏側面２ａ１
には負圧力が発生してプロペラ翼ｌの流入側面１ａの負
圧力を大きく成長させる。−方、補助翼２ａの表面２ａ
、は正圧力となり、これと正圧発生供給路２ｂの回転方
向Ｎに対して後行する軸方向面２ｂ、とは正圧力を発生
してプロペラ翼ｌの流出面側１ｂの正圧力を大きく成長
させることになる。

したがって、プロペラ翼ｌの流入側面１ａと流出側面１
ｂとの圧力差は大きくなり、それによっつで揚力が大と
なって高い圧力の軸流ファンを得ることができる。

また１本構成によれば、補助翼２ａは、プロペラ翼ｌの
軸方向透視面からずれた従来のハブ位置から、しかも主
プロペラ翼１の傾きに沿ってスムーズに流れを供給する
ため、通風抵抗などが変化してプロペラ翼ｌ上の流れが
変っても、従来以上に騒音を上昇させることなく高い風
圧特性を提供できる。したがって、製品等への組込みに
おいて風量を多く得ることができる。さらに良いことに
は、プロペラ翼１の最も強度の心配される翼根元は、前
縁１ｃが補助翼２ａにより支えられ、ハブ２全体は、上
記補助翼２ａと、正圧発生供給路２ｂのほぼＵ字断面構
成とによって表面にリブを形成したようになるため、新
たなリブを設けることなく強度が大となる。

以上説明したように、本実施例によれば、ハブ部に形成
した補助翼と正圧発生供給路との作用によって、あらか
じめ負圧力および定圧力を発生させ、その流れを、プロ
ペラ翼の流入側面には負圧力を、流出側面には正圧力を
分離供給するようにしたので、プロペラ翼の揚力を高め
ることができ、通風抵抗の大小に関係なく、従来より常
に高い圧力のファン特性を有する軸流ファンを提供する
ことができる。したがって、常に風量を多く得ることが
できる。

なお、上記第１図の実施例における補助翼２ａは、明ら
かに軸方向に立上げたものであるが、正圧発生供給路２
ｂの断面を軸方向の流出側にへこむＵ字断面となし、回
転方向Ｎに対して後行する面２ｂ工を外方に行くにつれ
次第に深くして、かつ、隣接して回転方向Ｎに対して後
行する正圧発生供給路の回転方向Ｎに対して先行する面
２ｂ２との稜線を比較的鋭角にすることにより補助翼と
して代用することが可能である。

また、補助翼の形状は、第２図に二点鎖線で示す如く、
外方に行くにされて次第に回転方向Ｎに前進する、いわ
ゆるフォーワード翼、２ａ′に形成しても、先の実施例
と同様の効果が期待される。

第３図は、本発明に係る軸流ファンと、従来の軸流ファ
ンとの単独性能について実例した風量風圧特性および騒
音特性を比較して示したものである。

本発明の軸流ファンの仕様は、プロペラ翼の直径１００
ｎｏ、翼数４枚、翼の取付角３０°、ハブ部先端外形３
０ｍ、補助翼部外径３４ｍ、補助翼数および正圧発生供
給路数４個、補助翼の取付角は回転方向に対して反対に
３５°傾きを有するものである。

従来の軸流ファンは、プロペラ翼部は本発明のものと同
一で、ハブ形状は外形３０ｎｎ＋、軸方向厚み２５ｎｍ
の円筒状で、補助翼を有しないものである。

性能試験において、いずれも回転数は２２００ｍ１ｎと
し、騒音は吐出側４５°方向５０ｃｍ位置で測定した。

第３図中、実線は、本発明の軸流ファン（以下、本発明
ファンという）、破線は従来の軸流ファン（以下、従来
ファンという）の特性を示したものである。

第３図から明らかなように、小風量時には騒音はほぼ同
じであるが、本発明ファンは風圧が約５％高く得られ、
風量の大きい点に行くほど（すなわち、通風抵抗が小と
なる）高い風圧が得られ騒音も低下している。例えば、
風量１　、２　ｒｎ’／ｗｉｎの点では風圧が２０％高
く、騒音は１．５ｄＢ低い効果を確認できた。

これは小風量時においては、軸流ファンといえども遠心
ファン的作用となっているため、周速度の大きいプロペ
ラ翼による騒音が支配的となっているためである。しか
し、遠心作用による圧力上昇は、ハブ部の補助翼および
正圧発生供給路によって予備圧縮されることと、補助翼
および正圧発生供給路からの送風作用によってプロペラ
翼根元からの逆流を減少させていることとにより高風圧
が得られている。風量の大きい点では、プロペラ翼は本
来の細流作用が行なわれるが、この場合にも、補助翼お
よび正圧発生供給路による予備圧縮が行なわれて、プロ
ペラ翼の揚力が大きくなり、高い圧力を得られる。騒音
は、従来ファンの場合には、円筒形ハブの縁部から発生
する乱れが主プロペラ翼に吸込まれて、その分、主プロ
ペラ翼からの発生騒音が高くなるが、本発明ファンは、
正圧発生供給路がハブの中心側からハブ外方に至り次第
に流出側に深く形成され、かつ、プロペラ翼の傾斜に沿
ってプロペラ翼の流出側面までに流れ塩スムーズに導く
ために低騒音が得られるものである。

さて、第１図に示した実施例の軸流ファンは、中心のボ
ス部や駆動用モータの軸後流に発生する乱れを少なくす
る機能を有しており、この効果を生かして製品に組込み
使用すると、その製品の性能向上、騒音低減等に寄与す
ることができる。

その実施例を次に述べる。

第４図は、本発明の軸流ファンを組込んだ冷凍冷蔵庫の
縦断面図である。

第４図において、１０は外箱、１１は内箱、１２は発泡
断熱材、１３はファン用モータ、１４はモータ１３の収
納ケース、１５はその支持部の防振ゴムで、これらは庫
内奥部の外箱１０内に埋め込まれた形に取付けられてい
る。１６はマウスリングプレート、１７は、本発明の軸
流ファンであって、第１図と同一番号は同一部分を示す
。

本実施例は、軸流ファン１７に対し、庫内奥の壁部の左
右上下のうちいずれか一方に冷却器８を配設し、モータ
を吸込側に配設し、軸流ファンによって冷却空気を冷却
器８側から吸込み、庫内に吐出する構成のものである。

このような冷凍冷蔵庫に軸流ファンを使用する場合には
、ファン軸芯の丁形（冷却器側）では６〜７割の風が吸
込まれ、上側では３〜４割の風が吸込まれる。これに従
来の円筒状ハブを有するファンを使用する場合には、軸
流ファンのハブ後方の通路が狭いために流速が大である
ことと、ハブ縁部、ボス部およびモータ軸から発生する
乱れが、ファン軸芯より上方のプロペラ翼に流れ込むた
め、軸流ファンの回転音（回転数×翼数）が大となり耳
ざわり音となるほか、そのために、翼に圧力変動を生じ
、圧力変動がモータ軸を介してモータの振動を増幅して
外箱に伝わるばかりか、乱れた流れはプロペラ翼上で発
生する回転音以外の騒音も増大させるために冷凍冷蔵庫
の後方騒音を大きくするという問題があった。

これに対し、第１図に示す本実施例の軸流ファン１７を
用いた場合には、ボス３およびモータ軸１３ａ部に発生
する乱れの一部は、補助翼２ａがこれらに近接して位置
するために、補助翼２ａおよび正圧発生供給路２ｂの作
用によって軸方向に吸込まれて１周速度の小さいプロペ
ラ翼ｌの根元に送り出される。したがって、上側のプロ
ペラ翼１の周速度の大きい部分には残りの少い乱れが吸
込まれることになるために回転音が減少し、音感がよく
、騒音レベルも低くなり、高圧が得られることになり、
風量も多く得られる冷凍冷蔵庫を提供することができる
。

実際に、内容積３６０Ｑの冷凍冷蔵庫に、第３図に示す
特性の本発明の軸流ファンを組込み、２１００ｍ１ｎ１
で運転士、円筒状ハブ付きの従来ファンと比較した結果
、風量は、従来ファンよりも８％多い１ｍ／ｗｉｎが得
られ、冷凍冷蔵庫の後方１ｍ位置での騒音レベルを３ｄ
Ｂ低減できることを確認した。

この結果を、第３図のファン単独性能と比較してみると
、組込時に相当する通風抵抗は曲線Ｃで示され、本曲線
と圧力特性曲線との交点が作動点となるので、単独性能
から予測される本発明ファンによる風量増加は５％、騒
音低減は１．５ｄＢとなるが、組込時の性能は前記した
ようにこれを上まわる好結果を得られることが立証でき
た。

このように、例えば冷凍冷蔵庫など、壁面寄りに取付け
て前方に送風し、吸込方向を壁面の左右上下のうち、い
ずれか一方に限定して使われる場合においては、本発明
の軸流ファンは、吸込側に位置するファンのボスおよび
駆動用モータ軸周りに発生する乱れを少くし、かつ、補
助翼および正圧発性供給路によって乱れを周速度の小さ
いプロペラ翼根元に送り出すため、風量が多く得られる
のに加えて、騒音低減の効果も大きい。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によれば、ハブ部に
予備的な圧力発生部を設けることにより、プロペラ翼の
正圧力面には正圧力を、負圧力面には負圧力を分離供給
してプロペラ翼の揚力を高め、同時に強度的にも優れた
軸流ファンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る軸流ファンの外観斜
視図、第２図は、第１図の軸流ファンの作用原理を示す
説明図、第３図は、第１図に示す軸流ファンと従来技術
の軸流ファンとのファン単独性能を比較した特性線図、
第４図は、本発明の軸流ファンを組込んだ冷凍冷蔵庫の
縦断面図である。 ｌ・・・プロペラ翼、ＩＣ・・・前縁、１ｄ・・・後縁
、２・・・ハブ、２ａ・・・補助翼、２ｂ・・・正圧発
生供給路、８・・・冷却器、工１・・・内箱、１７・・
・軸流ファン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハブの外周部に、当該ハブの軸心から半径方向外方
   に複数枚のプロペラ翼を有してなる軸流ファンにおいて
   、 前記ハブの流入側面に、当該ハブの軸心側から前記プロ
   ペラ翼の根元前縁に至り、軸方向に立上るように形成し
   た補助翼と、 前記ハブの流入側面の当該ハブの軸心側からハブの外方
   に向って次第に流出方向に深く形成され、前記プロペラ
   翼の根元前縁とそれに隣接して回転方向に先行するプロ
   ペラ翼の根元後縁との近傍を出口端とする正圧発生供給
   路とを設けたことを特徴とする軸流ファン。 ２、補助翼の形状は、外方に行くにつれ次第に回転方向
   に前進するか、後退するかのいずれかに形成されたこと
   を特徴とする請求項１記載の軸流ファン。 ３、正圧発生供給路は、補助翼の回転方向に向く表面と
   、少なくとも軸方向に連続した面とを有することを特徴
   とする請求項１または２記載のいずれかの軸流ファン。 ４、補助翼および正圧発生供給路が、プロペラ翼の枚数
   と同数であることを特徴とする請求項１記載の軸流ファ
   ン。 ５、庫内奥の壁部に軸流ファンを備え、この軸流ファン
   に対し前記壁部の左右上下のうちいずれか一方に冷却器
   を備え、前記軸流ファンは、冷却空気を冷却器側から吸
   込み庫内へ吐出するように構成した冷凍冷蔵庫において
   、請求項１記載の軸流ファンを用いたことを特徴とする
   冷凍冷蔵庫。