JPS5851434Y2 - 多翼フアン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は多翼ファンに関、するもので、例えば自動車用
冷暖房装置の送風機に用いると有効である。

従来、遠心多翼ファンは、主に自動車用冷暖房装置に於
て、送風機用ファンとして用いられているが、近年自動
車用冷暖房装置は、小型化及びエアコン化等が進められ
てきたことにより極めて高い通風抵抗を有するようにな
ってきている。

第１図はこの自動車用冷暖房装置の空気通路を示すシス
テム図であるが、この第１図よりも明らかなように、空
気通路途中には、内気導入口１４ａと外気導入口１４ｂ
とを切り換える内外気切換ダンパ１４、エアミックスダ
ンパ１５、上方・下方吹出口切換ダンパ１６等のダンパ
や、冷媒蒸発器１７、温水放熱器１６等の大きな通風抵
抗部材や運転席側下方吹出口１９、助手席側下方吹出口
２０、上方側方吹出口２１、上方中央吹出口２２、等の
多数の吹出口が配設されていて全体の通風抵抗はかなり
大きくなっている。

従って、このような自動車用冷房装置で多翼ファンを使
用した場合は、多翼ファンの低流量域で使用されること
になり、これは、多翼ファンの特性曲線Ｃ（第２図図示
）上ではＡの領域となり、この人頭域では、右上りの特
性の領域Ｂ１即ちサージング領域が存在することになる
。

そして、このサージング領域Ｂでは、ファン内部の空気
の流れが非常に不安定であり、そのためファン翼間に流
入する空気の流入角が常に変動し、ファン翼先端での衝
突損失、翼面上での剥離現象等の流体損失が大きくなり
、多翼ファンの作動状態が不安定となり、それが原因と
なって冷暖房装置全体に振動や騒音が発生し、大きな問
題となっている。

さらに、近年の自動車用冷暖房装置では、システムの小
型化にともない、第３図に示すように、空気の人口部１
０に極端な曲り管が設けられることも多くなってｐり従
って多翼ファンは、空気が電動機１３０回転軸１２にあ
る傾きを持って流入するという状態で使用されることが
多くなってきている。

そのため、多翼ファンに流入される空気の流れが充分に
活用できず、性能低下をきたすという問題も生じてきて
いる。

なト、第３図中１１はファン１から送風されて空気を冷
媒蒸発器１７側へ導ひくファンケーシングで６る。

そこで、本考案者らは、このような欠点を解消すべく種
々の実験を繰り返した。

まず、第２図でＥで示す多翼ファンの高流量域と第２図
中人で示す低流量域とでの多翼ファン内の実際の空気の
流域を調べてみたところ、低流量域での空気の流れは第
４図に示すように常に変動して釦り、ファン翼１０入口
部１ａで空気流れが衝突したり、ファン翼１面上で剥離
現象が生じたうしていることが認められた。

それに対し、高流量域での空気の流れは第５図に示すよ
うに常に一定となっており、その時の空気流の流線はボ
ス部４よりファン翼１に向って対数ら線と円弧とを組み
合せたような形状をしていることが認められた。

そこで、本考案者らは、低流量域に訃いても強制的に空
気流れを高流量域の流線形状に近似させることにより、
ファン翼１先端での衝突損失やファン翼面上での剥離現
象等を生じにくくすることを思いたった。

本考案は、上記点に基いて案出されたものであり、多数
のファン翼のうち少なくとも１枚のファン翼とボス部と
の間に対数ら線と円弧とよりなる案内羽根を配設するこ
とにより、（１）多翼ファン内部での空気の流れを常時
高流量域での流れに合致させるように矯正することによ
って空気流れの変動を抑制し、ファン翼の入口部での衝
突損失、及びファン翼面上での剥離現象を減少させるこ
とによって、サージング領域を従来のものよりも低流量
の領域Ｄ（第２図図示）側へ移行させる。

（２）回転軸に対し傾きを持った流入に対し、流れの集
中をこの案内羽根によって拡散させ、流れが多翼ファン
外周全域へ行きわたるようにして、性能低下を防ぐ。

ことを目的とする。

以下本発明を第６，７図に示す一実施例について説明す
る。

図中４は円筒状のボス部で、電動機１３０回転軸１２に
緊密に嵌着して回転軸１２と一体に回転できるようにな
っている。

そして、このボス部４の側面には碗状のボスフレーム３
の中心部３ａが一体に結合してｐす、さらに、ボスフレ
ーム３の円周部３ｂには周方行に等間隔１０’づつ離れ
て３６枚のファン翼部１が結合している。

そして、このファン翼１は断面形状が多翼ファンの回転
方向イの前向きに湾曲した円弧状をした長方形板よりな
り、各ファン翼１は長手方向が回転１２と平行となるよ
うに配設されている。

筐た、３６枚のファン翼１のうち周方向に等間隔３００
づつ離れた１２枚のファン翼１の翼入口１ａ側とボス部
４との間には案内羽根２が形成されており、この案内羽
根２の形状は、第８図に示すように、ボス部４の中心点
０からの剥離ｒが所定値Ｒ（例えば案内羽根２の径Ｒ′
の７割程度）となる壕ではｒ””ａｅｂθ（ただし、θ
はＸ軸からの角度）の式で表わせる対数ら線形状部６を
なしており、それよりファン翼１側では円弧形状部７を
なしている。

そして対数ら線形状部６と円弧形状部７との遷移点８お
よび円弧形状部７とファン翼１との接続点９は、急激な
角度変化が生じないようにしてあり、従って案内羽根２
のボス部結合点２ａからファン翼１０出口１ｂまでは滑
らかに連続するようになっている。

従って、この案内羽根２の形状は第５図で示した多翼フ
ァンの高流量域での空気の流れに沿った形状となってい
る。

な訃、以上の部材（ファン翼１、案内羽根２、ボスフレ
ーム３、ボス部４）は樹脂成形により一体に形成するよ
うにしている。

５はファン翼１固定用のリングで、ファン翼１のボスフ
レーム３とは反対側の端面１ｃを固定するようになって
いる。

上記部材より多翼ファンは構成されるのである。

が、この多翼ファンは前述した第１図、第３図に示した
ようにケーシング１１内に配設され、主として、第１図
図示のような自動車用冷暖房装置の送風機として使用さ
れる。

次に上記構成よりなる多翼ファンの作動を説明する。

図示しないスイッチを投入することにより電動機１３を
始動させると回転軸１２０回転がボス部４に伝えられ、
ボス部４、ボスフレーム３、案内羽根２、ファン翼１、
ｐよびリング５が一体に回転することになる。

そしてこの回転に伴ない空気を多翼ファンの中心側（ボ
ス部４側）より流入してファン翼１より半径方向へ吐出
するのであるが、この際の空気の流れは案内羽根２の遠
心送風作用と案内作用とによりほぼ案内羽根２の形状に
沿った流れとなる。

従ってファン翼１０入口１ａでの入口角と流体流入角と
がほぼ等しくなり、ファン翼１人目１ａで空気流がファ
ン翼１０入口１ａに衝突することにより生じる衝突損失
及びファン翼面上での空気流れ剥離現象が抑制され、特
に低流量域にかげるファン作動状態の安定化な図ること
かできる。

第９図は本考案の案内羽根を有する多翼ファンと従来の
案内羽根を有しない多翼ファンとの性能を表わすグラフ
で、横軸に流量係数Φをとり縦軸にはファンの効率 、
及び圧力係数 をとっている。

そして、第９図中実線Ｇは本考案多翼ファンの特性曲線
を示し、破線Ｆは従来のものの特性曲線を示しているが
、この両特性曲線Ｇ、Ｆの対比よりも、右上りの特性と
なる領域、即ちサージング領域Ｂは本考案になるものの
方が従来のものより。

も大幅に低流量域側へ移行していることが認められ、ま
た、本考案の多翼ファンではサージング領域Ｂが、第１
図に示したような自動車用冷暖房装置での使用量域Ａよ
りもさらに低流量域り側に移行していることも認められ
る。

従って、本考案よりなる多翼ファンでは、自動車用冷暖
房装置に用いても、装置に振動や騒音を発生させるとい
う恐れは生じなへまた、第９図中実線Ｈは本考案多翼フ
ァンの効率を示し、破線１は従来のものの効率を示すが
、この両開線Ｈ９：Ｉの対比より本発明多翼ファンは、
特に自動車用冷暖房装置での使用量域Ａに於いて効率η
が大幅に向上していることが認められ、このことよりも
本考案多翼ファンでは、従来のものより通風抵抗がより
高くなった状態での使用が可能となっていることが理解
できる。

そして、さらに本考案になる多翼ファンでは、回転軸に
対し、傾きを持って流入する空気に対しても案内羽根２
の送風作用によって円周方向により均一に拡散させるこ
とができるので、流れがファン外周の一部のファン翼１
へ集中することを防いで、不十分な形で使用するという
事態をなくすこと、ができる。

そのため常に最良の状態で多翼ファンを使用することに
なって、性能低下をきたしたりすることもなくなる。

な訃、上述した実施例は本考案の望ましい態様を示した
ものであるが、本考案は上記実施例に限られるものでは
なく、他にも種々の態様が考えられる。

即ち、（１）上述した実施例では、ファン翼１０枚数ｎ
ｌを３６枚とし、と案内羽根２の枚数ｎ２を１２枚とし
、両者の比をｎｌ／ｎ２＝３としているが、本考案では
、ファン翼１０枚数ｎ１、案内羽根２０枚数ｎ２を任意
に選択することが可能である。

（２）案内羽根２の形状を決定する対数ら線形状部６及
び円弧形状部７は多翼ファンの大きさやファン翼１の形
状に応じて、多翼ファン内部の空気流れが異なるため、
第６図に示した形状に限定されるものでないことは勿論
である。

（３）本考案のファンは、自動車用冷暖房装置に限定さ
れることなく、他に家庭用の換気装置や、冷暖房装置等
にも適用可能であり、更には広く一般の送風器として使
用できることも言う１でもない。

以上説明したように、本考案多翼ファンは、案内羽根２
の送風案内作用によって、多翼ファン内部の空気の流れ
の変動を抑制するようにしたため低流量域に訃いても、
ファン翼１０入口部１ａでの衝突損失やファン翼１面上
での剥離現象を減少させることができ、従って特に高い
通風抵抗を有する空気通路内で使用した場合でも、騒音
や振動の低減が図れるという優れた効果を有する。

併せて、本考案多翼ファンは、案内羽根２の作用によっ
て空気流れが一部のファン翼１に集中するのを防止する
ことができるため、空気人口部に曲り管を配設しても性
能低下をきたすことがなくなるという優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案多翼ファンが使用される自動車用冷暖房
装置の空気通路図、第２図は従来の多翼ファン特性曲線
図、第３図は本考案多翼ファンを使用できる空気通路を
示す断面図、第４図および第５図は従来の多翼ファン内
の空気の流れを示す図で、第４図は低流量域、第５図は
高流量域での空気の流れを示す。 第６図は本考案多翼ファンの一実施例を示す正面図、第
７図は第６図の右側面図で、上半分は断面形状を示す。 第８図は第６図図示ファンの案内羽根２の形状を示す模
式図、第９図は本考案多翼ファンと従来のものとの性能
の比較に用いる図である。 １・・・・・・ファン翼、２・・・・・・案内羽根、３
・・・・・・ボスフレーム、４・・・・・・ボス部、１
２・・・・・・回転軸。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転軸に連結して回転軸と一体に回転するボス部と、中
   心部がこのボス部に結合しボス部と一体に回転するボス
   フレームと、このボスフレームの外周縁部に周方向に等
   間隔離れてかつ前記回転軸と平行になるべく配設された
   多数のファン翼と、この多数のファン翼のうち適当数の
   ファン翼と前記ボス部とを連結すべく配設された案内羽
   根とを備え、前記案内羽根の形状が、前記ボス部側では
   対数ら線形状を□し前記ファン翼側では円弧形状をして
   おり、前記案内羽根の対数ら線形状部、円弧形状部、訃
   よび前記ファン翼は滑らかに接続していることを特徴と
   する多翼ファン。