JPH09170597A - ファン・ブレードを形成する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に冷却塔ファンに用いられるためのファン
・ブレードを、在来の方法では達成し得ない安価な製造
費用で形成する方法を提供すること。 【解決手段】 ファン・ブレード（１０）の外形と一致
する内壁面を有する成形型内に、前記ブレードの長手方
向に沿って延在しかつ突起（１４）を有する細長い支持
部材（１２）を前記内壁面から隔てて位置決めし、熱可
塑性プラスチック材料を前記成形型内へ導入し、該成形
型を加熱および回転させて前記支持部材を前記プラスチ
ック材料内へ部分的に埋め込み、前記プラスチック材料
の量は結果として生ずるブレードが中空であるように選
定されている回転成形法を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はファン・ブレード特
に、但し排他的にではなく、冷却塔ファンに用いられる
ためのファン・ブレードを形成する方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】伝統的にファン・ブレードは数多くの様
々な方法で作られている。初期のファン・ブレードは木
製であった。その後それらは種々の方法によりポリプロ
ピレンまたはアルミニウムのような材料で構成された。
更に最近では、ガラス繊維強化プラスチックを用いて何
等かの方法でファン・ブレードを形成することが提案さ
れている。例えば発泡体コアに支持部材が備えられ、こ
の発泡体コアが所望のファン・ブレードの形状に正確に
付形される方法がＷＯ−９２−０２４１０に開示されて
いる。在来のやり方で、発泡体コアの外側にガラス繊維
強化表皮が形成され、これは可成り満足な結果を提供し
かつ抗力等を低減すべく高度の磨きを達成することがで
きる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法に関
する問題は、それによるファン・ブレードの製造が可成
り高値なことである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ファン
・ブレードを形成する方法が今や提供され、この方法
は、前記ファン・ブレードの所望の外形と一致すべく付
形された内壁面を有する成形型を準備する段階、前記フ
ァン・ブレードの長さの方向に沿って延在するように細
長い支持部材を前記成形型内に位置決めする段階にし
て、前記支持部材は前記内壁面から隔てられている位置
決め段階、熱可塑性プラスチック材料を前記成形型内へ
導入する段階、前記成形型を加熱する段階、および前記
プラスチック材料が前記内壁面へと流れるように前記成
形型を回転させる段階にして、前記プラスチック材料の
量は前記支持部材が該プラスチック材料内へ部分的に埋
め込まれかつ結果として生ずるブレードが中空であるよ
うに選定されている回転段階を有する。

【０００５】本発明の方法によれば、ＷＯ−９２−０２
４１０に開示された方法を用いて達成し得るよりも多分
３０％少ない費用でファン・ブレードを製造し得ること
が見出されている。

【０００６】成形型の回転は、１つまたは２つの軸線の
回りで行われる。

【０００７】本発明の支持部材は数多くの様々な形態を
とることができる。例えば、それは中空管の形態であっ
ても良い。この中空管は円形断面であっても良いが、そ
れは他の数多くの様々な形状であっても良く、それには
プラスチック材料内へ少なくとも部分的に埋め込まれた
ある形態の突起が備えられていることが望ましい。その
場合、この突起は単に支持部材の非円形断面により生じ
させられても良く、あるいはそれは支持部材の外面から
外方に延在する１つまたは別の形態の突起要素を備える
ことにより形成されても良い。従ってそれは刺（ｂａｒ
ｂ）の形態であり得るし、あるいはそれは多角形支持部
材のコーナでもあり得る。実際、支持部材は円形、多角
形、またはだ円のような曲線形状であり得る何れかの形
状を取ることができる。従って支持部材の形状は、回転
成形されるプラスチック材料が支持部材へ確実に接着す
るのを可能にする手掛かりを該形状が提供する故に、本
発明にとって可成り重要なものである。支持部材はブレ
ードの先端まで全長にわたって延在できるが、より短く
することもできる。

【０００８】支持部材の実際の形態は、上に示した如
く、数多くの様々な断面の１つを備えることができる。
ファン・ブレードがそれ自体根元から先端までまたはそ
の長さのある部分まで変化する断面のものである場合に
は、支持部材自体が減少する断面のものであることも目
論まれる。このことはテーパ付きバーまたは管を形成す
ることによりなされ得る。しかしこれは製造するのに比
較的高価であり、従って支持部材は漸減する断面のもの
である多数の管が相互に固定された形態をしたものであ
ることが目論まれる。別の仕方で考えると、支持部材は
例えば溶接により望遠鏡の幾つかの部分が互いに固定さ
せた、延伸された望遠鏡にかなり似ている。従って、一
方が他方内に嵌め込まれる、標準的な円筒状の一定断面
の管を使うことができる。

【０００９】支持部材がフォークの形態よりもむしろ１
つまたはそれ以上のアーム或いは股を有し、それによ
り、回転成形されたプラスチック材料との良好な接着を
生じることも目論まれる。

【００１０】本発明によるブレードは中空であることが
目論まれるが、望ましくはそれは発泡プラスチック材料
で充てんされる。このことは、ブレード表皮の成形後に
成形型内へ充てんされ得るポリウレタン・フォームを用
いることにより達成され得る。

【００１１】代替的方法は、発泡活性材料が使用される
もので、これは２段階プロセスで導入される。例えば、
高密度または低密度ポリエチレンのような適当な材料
が、初めの成形プロセスの間成形型内に置かれる熱可塑
性プラスチック袋内に封入され得て、この熱可塑性プラ
スチック袋は当初は発泡活性粉末をその中に保持してい
る。しかし温度が十分に上昇すると、熱可塑性プラスチ
ック袋が溶融し、それにより発泡性材料を解放し、次い
でそれは在来の仕方で膨張する。結果として生ずる発泡
体は、ファン・ブレードに十分な剛性を与えるべく比較
的硬い発泡体であることが望ましい。

【００１２】言うまでもなく、発泡活性プラスチック
は、初めの回転成形が完了した後に用いるだけで良い。
これは例えば噴射または他の方法で行なわれ得る。

【００１３】回転成形技術を用いることの利点の１つ
は、成形型が冷却されるとファン・ブレードの外面を形
成するプラスチック表皮が収縮することであることが理
解されよう。このことはファン・ブレードの外面を効果
的に離型させるのみならず、より重要なことにはプラス
チック材料が支持部材上に収縮しそれによりずっと良い
接着を生じる。

【００１４】本発明の別の局面によれば、半径方向ブレ
ード付き軸流ファンのためのハブが提供され、このハブ
は軸線の回りで回転可能な軸に連結可能なまたはその一
部分を形成する本体部分、前記本体部分と結合された第
一半径方向面、前記第一半径方向面と平行なかつそれか
ら隔てられた第二半径方向面を有するプレート、ファン
・ブレード支持部材を収容すべく前記第一および第二半
径方向面で互いに対面する円周方向へ均等に隔てられた
複数の凹所、および前記ファン・ブレード支持部材を確
実にクランプするのに有効な、前記プレートを前記本体
部分へ固定する装置を有する。

【００１５】このようなハブは任意の形態のファン・ブ
レードに対して使用できるが、望ましくは、本発明の方
法で形成されたファン・ブレードに対して用いられる。
本発明によるハブの構造は矢張り製造するのに比較的安
価であり、いかなる特別な工具も必要とせずにファン・
ブレードがハブ上に容易に組み立てられるのを可能にす
る。

【００１６】第一半径方向面は本体部材の一部分を形成
できるが、望ましくは、それは固定手段により本体に保
持される更なるプレート上に形成される。望ましくは、
この更なるプレートおよび第一プレートは同じであり、
従って組立てに何らの困難もない。同様に、製造上の観
点から同じプレートを使用することは比較的安価であ
り、これらプレートが例えば鋳造により形成されるこ
と、または例えばコンピュータ制御されたステーション
で機械加工により形成されることを可能にする。何れの
場合においても、特に固定手段がこれらプレートに形成
された孔を貫通する単なるボルトの形態であれば、後の
ファン・ブレードの組立てと同様にプレートの実際の製
造は極めて安価であり得る。

【００１７】本発明は、本発明の方法により形成された
ファン・ブレード、およびこの方法で形成されたものま
たはそうではないタイプものであっても良い複数のファ
ン・ブレードを含んでいるファンも提供する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明が一層容易に理解されるよ
うに、図面を参照する以下の説明が単に例として与えら
れる。

【００１９】図１に示されているブレード１０は、図２
に示す如き翼断面のものである。このブレードは先ず金
属管例えば鋼管の形態をした支持部材１２を、適切に付
形された成形型内へ挿入することによって回転成形によ
り形成され、この管には刺１４の形態をした多数の突起
が設けられている。管１２および刺１４の寸法は、回転
成形プロセスの間に、プラスチック材料例えば高または
低密度ポリエチレン若しくはポリプロピレンが刺１４お
よび管１２自体の双方と接触するように選定され、従っ
て刺および管は、回転成形プロセスにより形成された表
皮１６のプラスチック材料内へわずかに埋め込まれる。
回転成形は成形型の回転によって行うことができ、その
内面は言うまでもなくファン・ブレード１０の所望の外
面と一致するように付形され、この回転は１つまたは２
つの回転軸線の回りで起こる。

【００２０】細長い支持部材を位置決めする前に熱可塑
性材料が成形型内へ導入され、成形型が加熱および回転
されてブレード表皮が得られることも目論まれる。次い
で支持部材が位置決めされ、表皮へ固定される。図２か
らわかるように、支持部材が最初に導入されるや否やに
関わらず、結果として生ずる製品は中空である。好適な
構成の場合、内部は発泡体例えば硬質ポリウレタン・フ
ォームで満たされる。このことは、ブレード表皮の成形
後、ブレードの内部をそれが未だ成形型内にある間に発
泡体形成材料で満たすことによって行われる。

【００２１】代替的方法は、高密度ポリエチレン発泡体
形成粉末であるポリエチレンの如き発泡体形成活性粉末
で充てんされた熱可塑性プラスチック材料の袋を成形型
内へ最初に入れておくことである。成形型内の温度が十
分な温度に上昇すると、熱可塑性プラスチック袋が溶融
し、それにより発泡体形成材料を解放し、次いでそれは
活性化されて中空ブレードの内部を満たす。発泡充てん
材料は図３の１８に概略的に示されている。

【００２２】図３には、円形断面の管を備える代りに、
多角形断面の管例えばほぼ正方形断面の管が用いられて
いる若干変更された態様が示されている。そのような構
造に関しては、正方形形状または実際に他の非円形形状
の故に、図２に示す突起１４と同様ないかなる半径方向
突起に対する必要性も、その使用は可能ではあるが、な
い。

【００２３】図１を参照すると、管１２の外側部分２０
が成形型の外側に延在しており、その上に形成されたい
かなるプラスチック材料もないことがわかる。この部分
２０は図４により大きな断面で示されており、それには
後で説明する理由で環状リム２２が設けられていること
がわかる。リム２２および刺１４は例えばプレスにより
形成することができる。

【００２４】ブレードを取り付けてファンを形成するた
めには種々の方法が予想されるが、本発明の別の局面に
よれば、ファン・ハブの特有の形態が図５、図６および
図７に示されている。ハブ本体部分３０は駆動軸３２へ
キー止めされ、かつ環状フランジ３４を有している。フ
ランジ３４は第一半径方向面３６を備えている。

【００２５】半径方向面３６から隔てられて、第二半径
方向面４０を有する環状プレート３８が在る。

【００２６】図示の実施例においては、第一半径方向面
３６に当接して、付加的な第一半径方向面４４を有する
更なるプレート４２が在る。

【００２７】図７に示されているように、２つの環状プ
レート３８，４２が、円周方向へ均等に隔てられた部分
円形の６つの凹所を備えている。凹所４６の間に位置決
めされて、孔４８が在る。

【００２８】本発明の方法により形成されたタイプのも
のであるファン・ブレードを取り付けるために支持部材
１２の延在部分２０が凹所４６の１つに係合されけ、デ
ィスク３８，４２の環の内面５０に環状リム２２が係合
する。ナット５４を備えたボルト５２が孔４８に通され
て締め付けられ、それによりプレート３８，４２が支持
部材１２の突出部分２０を確実にクランプする。言うま
でもなく、完全に締付ける直前にブレードのピッチが均
等であるように調整される。

【００２９】更なるブレード４２を備える代りに、フラ
ンジ３４内に凹所４６を形成することもできる。

【００３０】種々の構成要素は比較的安価に作ることが
できる。ハブ本体部分３０はディスク３８，４２と同様
に鋳造または機械加工され得る。締付けは比較的簡単
で、特別な工具を必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法により製造されたブレードの一実
施例の正面図。

【図２】図１の線Ｘ−Ｘに沿って取られた断面図。

【図３】第二実施例の、図２と同様な図。

【図４】図１に示すブレードの支持部材の端部を通る拡
大部分断面図。

【図５】ファン・ブレードが本発明によるファン・ハブ
にどのように取り付けられるかを示すファン・ハブの断
面図。

【図６】図５のファン・ハブの概略的端面図。

【図７】図５および図６のファン・ハブに用いられるプ
レートの１つの端面図。

【符号の説明】

１０ ブレード １２ 支持部材 １４ 刺または突起 １６ ブレード表皮 １８ 発泡充てん材料

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファン・ブレードを形成する方法であっ
   て、 前記ファン・ブレードの所望の外形と一致すべく付形さ
   れた内壁面を有する成形型を準備する段階、 前記ファン・ブレードの長さの方向に沿って延在するよ
   うに細長い支持部材を前記成形型内に位置決めする段階
   にして、前記支持部材は前記内壁面から隔てられている
   位置決め段階、 熱可塑性プラスチック材料を前記成形型内へ導入する段
   階、 前記成形型を加熱する段階、および前記プラスチック材
   料が前記内壁面へと流れるように前記成形型を回転させ
   る段階にして、前記プラスチック材料の量は前記支持部
   材が該プラスチック材料内へ部分的に埋め込まれかつ結
   果として生ずるブレードが中空であるように選定されて
   いる回転段階を有する方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、前記支
   持部材は中空管または中実バーの形態をしている方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の方法におい
   て、前記支持部材には前記プラスチック材料内へやはり
   少なくとも部分的に埋め込まれた１つまたはそれ以上の
   突起が設けられている方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の方法において、前記１
   つまたはそれ以上の突起は溶接またはプレスにより形成
   される方法。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４に記載の方法
   において、前記プラスチック材料は例えば高密度ポリエ
   チレンまたはポリプロピレンの粉末である方法。
6. 【請求項６】 請求項１から５までの何れか１つに記載
   の方法において、前記細長い支持部材を位置決めする前
   にプラスチック材料が成形型内へ導入されて前記成形型
   の内壁面上にブレード表皮が該プラスチック材料から形
   成される方法。
7. 【請求項７】 請求項６または７に記載の方法におい
   て、前記中空ブレードはプラスチック発泡材料で充てん
   される方法。
8. 【請求項８】 請求項６または７に記載の方法におい
   て、前記発泡材料は前記ブレード表皮の成形後に前記成
   形型内に充てんされるポリウレタン・フォームである方
   法。
9. 【請求項９】 請求項６または７に記載の方法におい
   て、高密度ポリエチレンのような発泡活性材料が、後の
   段階において但し前記成形型が未だ加熱されている間
   に、該成形型内へ給送されるかまたはその中で解放され
   それにより発泡が活性化される方法。