JP2005240681A - Axial flow fan - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通風設備などに用いられる軸流ファンに関し、特に、後方のディフューザ側に延設される内筒の形状に関するものである。 The present invention relates to an axial fan used for ventilation equipment and the like, and particularly relates to the shape of an inner cylinder extending to the rear diffuser side.
図6は、理想的な内筒を有する軸流ファンの概略図、図7及び図8は、従来の軸流ファンの概略図である。 FIG. 6 is a schematic view of an axial fan having an ideal inner cylinder, and FIGS. 7 and 8 are schematic views of a conventional axial fan.
一般的な軸流ファンにおいて、図6に示すように、内筒001の外周に外筒002が同心上に配設されており、この内筒001と外筒002との間には円環状の通風路003が設けられている。内筒001の前端部にはハブ004が固定されており、外筒002とこのハブ004との間には複数の静翼005が周方向に均等間隔で架設されている。また、内筒001の前端部にはハブ004を介して翼車006が回転自在に装着されており、この翼車006の外周部には通風路003に突出して複数の動翼007が取付けられている。一方、外筒002には、圧力上昇した流体の動圧を静圧に回復するディフューザ008及びダクト009が設けられており、このディフューザ008は、内筒001の前端部から後端部にかけて内径が拡大した形状となっている。
In a general axial fan, as shown in FIG. 6, an outer cylinder 002 is concentrically disposed on the outer periphery of an
従って、内筒001と外筒002との間の通風路003に導入される流体は、回転する動翼007により増速され、静翼005を経てディフューザ008に至る。そして、このディフューザ008で、動圧(速度エネルギ)が静圧(圧力エネルギ)に変換され、ダクト009に吐出される。
Accordingly, the fluid introduced into the ventilation path 003 between the
このような軸流ファンでは、静翼005の直後で圧力上昇分の約半分を動圧として吐出するため、この動圧を静圧に回復させるディフューザ008が必要となる。そして、ディフューザ008の下流側にダクト009が設けられている場合、このダクト009での圧力分布がディフューザ008の性能に影響を与えると共に、ディフューザ008の出口における流速分布がダクト009での圧力分布に影響を与えることとなり、互いに影響しあうことで流体の流れが乱れて性能を低下させてしまう恐れがある。これは、通風路003で流体の流れが減速するとき、ディフューザ008で流れが剥離を起こしたり、非対称に歪むことが原因と考えられている。そして、軸流ファンでは、動翼007により流体を旋回流とすることでエネルギを付与し、静翼005により流体の旋回流速をなくすことで静圧を上昇させ、下流のディフューザ008により流体を減速させるという圧力上昇のメカニズムとなっている。そのため、動翼007が流体に旋回力を付与すると、流体の流れが外周側に偏流し、内周側の流速が低下してしまうという根本的な課題を有している。
In such an axial fan, since about half of the pressure increase immediately after the
そのため、このような軸流ファンによる課題を解決するため、内筒001の構造が各種提案されている。例えば、図6に示すように、内筒001を、その後部の外径を徐々に小径として流線形とすることで、ディフューザ008での流れの剥離の発生を防止するようにしたものがある。ところが、内筒001を流線形に成形することは困難であり、製造コストが増大してしまうという問題がある。そこで、従来は、図7に示すように、内筒011を円筒形状とし、後端部を端面としてディフューザ008の出口まで延設したり、図8に示すように、内筒自体をなくすようにしている。
Therefore, various structures for the
なお、このよう従来の軸流ファンとして、例えば、下記特許文献1、2がある。
In addition, there exist the following
ところが、上述した従来の軸流ファンにあっても、従来からある課題を解決することはできず、流体の流れが剥離を起こしたり、非対称に歪んでしまうことで性能が低下してしまう。即ち、図7に示すように、内筒011を円筒形状として後端部を延設した場合、内筒の壁面に沿った境界層が拡大し、流れの剥離が生じてしまう。また、内筒011は後端部が平面であるため、この周辺の周方向における圧力分布の変動により流速がばらついて偏流が発生し、不規則な渦が発生して流れが非対称となり、十分な圧力の回復を達成することができない。一方、図8に示すように、内筒自体をなくした場合、静翼005の直後で流路面積が急に拡大することとなり、不安定が渦が発生し、大きな圧力損失が生じてしまう。
However, even with the above-described conventional axial fan, a conventional problem cannot be solved, and the performance deteriorates due to separation of the fluid flow or asymmetric distortion. That is, as shown in FIG. 7, when the
本発明はこのような問題を解決するものであって、内筒の後方に発生する渦を安定させて最適化することで性能及び効率の向上を図った軸流ファンを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves such problems, and an object thereof is to provide an axial fan that improves performance and efficiency by stabilizing and optimizing vortices generated behind an inner cylinder. To do.
上述の目的を達成するための請求項1の発明の軸流ファンは、回転軸を収容した内筒と、該内筒の外周に通風路を介して同心上に配設された外筒と、前記内筒に前記回転軸により回転自在に支持されて前記通風路に突出した動翼を有する翼車と、前記外筒に設けられて前記動翼により圧力上昇した流体の動圧を静圧に回復するディフューザとを具えた軸流ファンにおいて、前記内筒の全長は、前記ディフューザの全長の1/2倍から2/3倍の長さに設定されたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, an axial fan according to the invention of
請求項2の発明の軸流ファンでは、前記内筒の後端面の位置は、前記ディフューザの前端部における流路面積が2倍から4倍に拡大する位置に設けられたことを特徴としている。 In the axial fan according to a second aspect of the present invention, the position of the rear end surface of the inner cylinder is provided at a position where the flow passage area at the front end portion of the diffuser expands from two to four times.
請求項3の発明の軸流ファンは、回転軸を収容した内筒と、該内筒の外周に通風路を介して同心上に配設された外筒と、前記内筒に前記回転軸により回転自在に支持されて前記通風路に突出した動翼を有する翼車と、前記外筒に設けられて前記動翼により圧力上昇した流体の動圧を静圧に回復するディフューザとを具えた軸流ファンにおいて、前記内筒の後端部に後方に延出する安定板が設けられたことを特徴とするものである。 An axial fan according to a third aspect of the present invention includes an inner cylinder housing a rotating shaft, an outer cylinder disposed concentrically on the outer periphery of the inner cylinder via an air passage, and the inner cylinder by the rotating shaft. A shaft comprising a rotor wheel having a moving blade that is rotatably supported and protrudes from the ventilation path, and a diffuser that is provided on the outer cylinder and recovers the dynamic pressure of the fluid whose pressure has been increased by the moving blade to a static pressure. In the flow fan, a stabilizing plate extending backward is provided at a rear end portion of the inner cylinder.
請求項4の発明の軸流ファンでは、前記安定板は放射方向に沿って設けられ、全長が前記内筒の後端部の外径の1倍から2倍の長さに設定されたことを特徴としている。 In the axial fan according to a fourth aspect of the present invention, the stabilizer is provided along the radial direction, and the total length is set to be 1 to 2 times the outer diameter of the rear end portion of the inner cylinder. It is a feature.
請求項5の発明の軸流ファンは、回転軸を収容した内筒と、該内筒の外周に通風路を介して同心上に配設された外筒と、前記内筒に前記回転軸により回転自在に支持されて前記通風路に突出した動翼を有する翼車と、前記外筒に設けられて前記動翼により圧力上昇した流体の動圧を静圧に回復するディフューザとを具えた軸流ファンにおいて、前記内筒の後端部に凹部が設けられたことを特徴とするものである。 An axial fan according to a fifth aspect of the present invention includes an inner cylinder that accommodates a rotation shaft, an outer cylinder that is disposed concentrically on the outer periphery of the inner cylinder via a ventilation path, and the inner cylinder that is provided with the rotation shaft. A shaft comprising a rotor wheel having a moving blade that is rotatably supported and protrudes from the ventilation path, and a diffuser that is provided on the outer cylinder and recovers the dynamic pressure of the fluid whose pressure has been increased by the moving blade to a static pressure. In the flow fan, a concave portion is provided at a rear end portion of the inner cylinder.
請求項6の発明の軸流ファンでは、前記凹部の全長は、前記内筒の後端部の外径の1/5倍から1/2倍の長さに設定されたことを特徴としている。 In an axial fan according to a sixth aspect of the present invention, the overall length of the recess is set to be 1/5 to 1/2 times the outer diameter of the rear end portion of the inner cylinder.
請求項7の発明の軸流ファンは、回転軸を収容した内筒と、該内筒の外周に通風路を介して同心上に配設された外筒と、前記内筒に前記回転軸により回転自在に支持されて前記通風路に突出した動翼を有する翼車と、前記外筒に設けられて前記動翼により圧力上昇した流体の動圧を静圧に回復するディフューザとを具えた軸流ファンにおいて、前記内筒の前端部に流体取込口が設けられる一方、該内筒の後部に流体排出口が設けられ、前記流体取込口から前記流体排出口までの距離が、前記ディフューザの全長の1/2倍から2/3倍の長さに設定されたことを特徴とするものである。 An axial fan according to a seventh aspect of the present invention includes an inner cylinder that accommodates a rotation shaft, an outer cylinder that is disposed concentrically on the outer periphery of the inner cylinder via an air passage, and the inner cylinder that is provided with the rotation shaft. A shaft comprising a rotor wheel having a moving blade that is rotatably supported and protrudes from the ventilation path, and a diffuser that is provided on the outer cylinder and recovers the dynamic pressure of the fluid whose pressure has been increased by the moving blade to a static pressure. In the flow fan, a fluid intake port is provided at a front end portion of the inner cylinder, while a fluid discharge port is provided at a rear portion of the inner cylinder, and a distance from the fluid intake port to the fluid discharge port is determined by the diffuser. It is characterized in that the length is set to 1/2 to 2/3 times the total length.
請求項8の発明の軸流ファンでは、前記内筒の外径は、後方側が漸次小径となるように設定されたことを特徴としている。 In an axial fan according to an eighth aspect of the present invention, the outer diameter of the inner cylinder is set so that the rear side gradually becomes a smaller diameter.
請求項1の発明の軸流ファンによれば、内筒の外周に通風路を介して同心上に外筒を配設し、内筒に動翼を有する翼車を回転自在に支持し、外筒に圧力上昇した流体の動圧を静圧に回復するディフューザと設け、内筒の全長をディフューザの全長の1/2倍から2/3倍の長さに設定したので、内筒の全長をディフューザより短くしたことで壁面面積が減少し、流体が剥離する境界層の発生を抑制して十分な圧力回復を確保することができると共に、下流側で発生する渦を安定させて圧力損失を抑制することができ、その結果、性能及び効率の向上を図ることができる。 According to the axial fan of the first aspect of the invention, the outer cylinder is disposed concentrically on the outer periphery of the inner cylinder via the ventilation path, and the impeller having the moving blades is rotatably supported on the inner cylinder. Since the diffuser that restores the dynamic pressure of the fluid whose pressure has increased to the static pressure is provided, and the total length of the inner cylinder is set to 1/2 to 2/3 times the total length of the diffuser, the total length of the inner cylinder By making it shorter than the diffuser, the wall surface area is reduced, it is possible to ensure the sufficient pressure recovery by suppressing the generation of the boundary layer where the fluid separates, and stabilize the vortex generated downstream to suppress the pressure loss As a result, the performance and efficiency can be improved.
請求項2の発明の軸流ファンによれば、内筒の後端面の位置をディフューザの前端部における流路面積が2倍から4倍に拡大する位置としたので、内筒の長さを十分な圧力回復を確保できる最適長さとすることで、内筒の後端部で発生する渦を確実に安定化させることができる。 According to the axial flow fan of the second aspect of the invention, the position of the rear end surface of the inner cylinder is set to a position where the flow passage area at the front end of the diffuser is expanded from two to four times. By setting the optimum length to ensure a sufficient pressure recovery, the vortex generated at the rear end of the inner cylinder can be reliably stabilized.
請求項3の発明の軸流ファンによれば、内筒の外周に通風路を介して同心上に外筒を配設し、内筒に動翼を有する翼車を回転自在に支持し、外筒に圧力上昇した流体の動圧を静圧に回復するディフューザと設け、内筒の後端部に後方に延出する安定板を設けたので、内筒の後端部に安定板により対称な渦を発生させることができ、発生する渦を安定させて最適化することで性能及び効率の向上を図ることができる。 According to the axial fan of the invention of claim 3, the outer cylinder is concentrically disposed on the outer periphery of the inner cylinder via the ventilation path, and the impeller having the moving blade is rotatably supported on the inner cylinder. The cylinder is provided with a diffuser that restores the dynamic pressure of the fluid whose pressure has increased to static pressure, and a stabilizer plate extending backward is provided at the rear end of the inner cylinder. Vortices can be generated, and performance and efficiency can be improved by stabilizing and optimizing the generated vortices.
請求項4の発明の軸流ファンによれば、安定板を放射方向に沿って設け、全長を内筒の後端部の外径の1倍から2倍の長さに設定したので、渦を整然と並んで発生させることで、圧力損失を抑制することができる。 According to the axial fan of the invention of claim 4, the stabilizer is provided along the radial direction, and the total length is set to be 1 to 2 times the outer diameter of the rear end portion of the inner cylinder. By generating them in an orderly manner, pressure loss can be suppressed.
請求項5の発明の軸流ファンによれば、内筒の外周に通風路を介して同心上に外筒を配設し、内筒に動翼を有する翼車を回転自在に支持し、外筒に圧力上昇した流体の動圧を静圧に回復するディフューザと設け、内筒の後端部に凹部を設けたので、内筒の後端部に凹部内に渦を発生させることで、この渦が膨張することはなく安定させることができ、その結果、性能及び効率の向上を図ることができる。 According to the axial fan of the invention of claim 5, the outer cylinder is disposed concentrically on the outer periphery of the inner cylinder via the ventilation path, and the impeller having the moving blade is rotatably supported on the inner cylinder. Since the diffuser that restores the dynamic pressure of the fluid whose pressure has increased to the static pressure is provided and a recess is provided at the rear end of the inner cylinder, a vortex is generated in the recess at the rear end of the inner cylinder. The vortex does not expand and can be stabilized, and as a result, the performance and efficiency can be improved.
請求項6の発明の軸流ファンによれば、凹部の全長を内筒の後端部の外径の1/5倍から1/2倍の長さに設定したので、内筒凹部内に確実に安定した渦を発生させることができる。 According to the axial fan of the sixth aspect of the invention, since the overall length of the recess is set to 1/5 to 1/2 times the outer diameter of the rear end of the inner cylinder, A stable vortex can be generated.
請求項7の発明の軸流ファンによれば、内筒の外周に通風路を介して同心上に外筒を配設し、内筒に動翼を有する翼車を回転自在に支持し、外筒に圧力上昇した流体の動圧を静圧に回復するディフューザと設け、内筒の前端部に流体取込口を設ける一方、内筒の後部に流体排出口を設け、流体取込口から流体排出口までの距離を、ディフューザの全長の1/2倍から2/3倍の長さに設定したので、内筒内部に流体取込口から流体排出口に至る流体流路を形成することで、内筒の外周面にて流体が剥離する境界層を加速させることができ、この加速により境界層の発生を抑制して十分な圧力回復を確保することができると共に、下流側で発生する渦を安定させて圧力損失を抑制することができ、その結果、性能及び効率の向上を図ることができる。 According to the axial fan of the seventh aspect of the invention, the outer cylinder is disposed concentrically on the outer periphery of the inner cylinder via the ventilation path, and the impeller having the moving blade is rotatably supported on the inner cylinder. The cylinder is provided with a diffuser that restores the dynamic pressure of the fluid whose pressure has risen to static pressure, and a fluid intake port is provided at the front end of the inner cylinder, while a fluid discharge port is provided at the rear of the inner cylinder, and fluid is supplied from the fluid intake port. Since the distance to the discharge port is set to 1/2 to 2/3 times the total length of the diffuser, by forming a fluid flow path from the fluid intake port to the fluid discharge port inside the inner cylinder The boundary layer where the fluid peels off at the outer peripheral surface of the inner cylinder can be accelerated, and this acceleration can suppress the generation of the boundary layer and ensure sufficient pressure recovery, as well as the vortex generated downstream. Pressure loss can be suppressed, and as a result, performance and efficiency can be improved. That.
請求項8の発明の軸流ファンによれば、内筒の外径を後方側が漸次小径となるように設定したので、流体排出口からの流体により境界層を確実に加速させ、境界層の発生を抑制することができる。 According to the axial fan of the eighth aspect of the invention, since the outer diameter of the inner cylinder is set so that the rear side gradually becomes smaller, the boundary layer is reliably accelerated by the fluid from the fluid discharge port, and the boundary layer is generated. Can be suppressed.
以下に、本発明に係る軸流ファンの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an axial fan according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は、本発明の実施例1に係る軸流ファンの概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of an axial fan according to
実施例1の軸流ファンにおいて、図1に示すように、内筒11の外周に外筒12が同心上に配設されており、この内筒11と外筒12との間には円環状をなす通風路13が設けられている。内筒11の前端部には、この内筒11と同径のハブ14が固定されており、外筒12とこのハブ14との間には、複数の静翼15が周方向に均等間隔で架設されている。また、内筒11の前端部には、前端部が球面をなして内筒11と同径の翼車16がハブ14を介して回転自在に装着されており、この翼車16の外周部には通風路13に突出して複数の動翼17が周方向に均等間隔で取付けられている。
In the axial fan of the first embodiment, as shown in FIG. 1, an outer cylinder 12 is concentrically disposed on the outer periphery of the inner cylinder 11, and an annular shape is provided between the inner cylinder 11 and the outer cylinder 12. A ventilation path 13 is provided. A
一方、外筒12は、前部ダクト18、ディフューザ19、後部ダクト20から構成されている。このディフューザ19は、圧力上昇した流体の動圧(運動エネルギ)を静圧(圧力エネルギ)に変換(回復)するものであり、内筒11の前端部から後端部にかけて内径が拡大した形状となっている。
On the other hand, the outer cylinder 12 includes a
そして、本実施例にて、内筒11は円筒形状をなして後端部が径方向に沿った平坦面となっている。そして、内筒11の全長は、ディフューザ19の全長の1/2倍から2/3倍の長さ、つまり、ディフューザ19の全長Lに対して、内筒11の全長が1/2Lから2/3Lに設定されている。
In this embodiment, the inner cylinder 11 has a cylindrical shape, and the rear end portion is a flat surface along the radial direction. The total length of the inner cylinder 11 is 1/2 to 2/3 times the total length of the
また、ディフューザ19にて、圧力を有効的に回復できる量は、内筒11の後端部の位置に依存することが知られており、本実施例では、内筒11の後端面の位置を、ディフューザ19の前端部における流路面積が2倍から4倍(望ましくは、2.5倍から3.0倍)に拡大する位置に設定している。つまり、ディフューザ19の前端部の流路面積A1に対する後部の流路面積A2の比が、2から4(望ましくは、2.5から3.0)となる位置に内筒11の後端面の位置させるようにしている。
Further, it is known that the amount of pressure that can be effectively recovered by the
従って、前部ダクト18から通風路13に流体が導入されると、この流体は、回転する動翼17により増速され、静翼15を経てディフューザ19に至る。そして、このディフューザ19で、動圧(速度エネルギ)が静圧(圧力エネルギ)に変換され、後部ダクト20に吐出される。
Therefore, when a fluid is introduced from the
このとき、内筒11の壁面面積が減少するので、この壁面から剥離する境界層自体が生じない。この境界層の長さは内筒11の長さに比例するが、ディフューザ19での圧力の回復は内筒11の長さの2乗に比例する。そのため、内筒11の長さが1/2になれば境界層の長さも1/2、圧力回復は3/4まで上昇するため、境界層による圧力損失は1/2に低下する。また、内筒11の後端部では渦が発生するものの、この渦は安定した低速流であって死水域を小さくすることができ、これによる圧力損失は(1−3/4)の圧力に影響するので、差し引きした結果として性能の低下を防止することができる。
At this time, since the wall surface area of the inner cylinder 11 is reduced, the boundary layer itself peeling from the wall surface does not occur. The length of the boundary layer is proportional to the length of the inner cylinder 11, but the pressure recovery in the
このように実施例1の軸流ファンにあっては、内筒11の外周に通風路13を介して同心上に外筒12を配設し、内筒11に動翼17を有する翼車16を回転自在に支持し、外筒12に圧力上昇した流体の動圧を静圧に回復するディフューザ19を設けて構成し、内筒11の全長をディフューザ19の全長の1/2倍から2/3倍の長さに設定している。
As described above, in the axial fan of the first embodiment, the outer cylinder 12 is disposed concentrically on the outer periphery of the inner cylinder 11 via the ventilation path 13, and the impeller 16 having the moving
従って、内筒11の全長をディフューザ19より短くしたことで壁面面積が減少し、流体が剥離する境界層の発生を抑制して十分な圧力回復を確保することができると共に、下流側で発生する渦を安定させて圧力損失を抑制することができ、その結果、性能及び効率の向上を図ることができる。
Accordingly, the wall surface area is reduced by making the total length of the inner cylinder 11 shorter than that of the
また、内筒11の後端部と後部ダクト20との距離を拡大することで、内筒11の境界層の拡大による下流への流れの歪を小さくすることができ、後部ダクト20に及ぼす影響を排除することができると共に、後部ダクト20での圧力分布がディフューザ19の性能に及ぼす影響を排除することができる。更に、内筒11を円筒形状として全長を短くするだけでよく、構造の簡素化、低コスト化に寄与することができる。
Further, by increasing the distance between the rear end portion of the inner cylinder 11 and the
図2は、本発明の実施例2に係る軸流ファンの概略図、図3−1は、実施例2の軸流ファンにおける内筒の背面図、図3−2及び図3−3は、実施例2の軸流ファンにおける安定板の変形例を表す内筒の背面図である。 2 is a schematic diagram of an axial fan according to a second embodiment of the present invention, FIG. 3A is a rear view of an inner cylinder of the axial fan according to the second embodiment, and FIGS. 3-2 and 3-3 are It is a rear view of the inner cylinder showing the modification of the stabilizer in the axial fan of Example 2.
実施例2の軸流ファンにおいて、図2乃至図3−1に示すように、内筒21は円筒形状をなし、後端部に長手方向に直行する平坦面を有する蓋板22が固定されている。そして、そして、この内筒21は、後端部に内筒21と同じ外径を有するガイドリング23が固定されることで、凹部24が設けられている。そして、この凹部24の全長(深さ)は、内筒21の後端部の外径の1/5倍から1/2倍の長さ、つまり、内筒21の後端部の外径Dに対して、凹部24の全長は1/5Dから1/2Dの長さに設定されている。
In the axial fan of the second embodiment, as shown in FIGS. 2 to 3-1, the
また、内筒21は、後端部に後方に延出する水平な安定板25が固定されており、この安定板25は全長が内筒21の後端部の外径の1倍から2倍の長さ、つまり、内筒21の後端部の外径Dに対して、安定板25の全長はDから2Dの長さに設定されている。
Further, the
従って、流体がディフューザで、動圧(速度エネルギ)から静圧(圧力エネルギ)に変換されるとき、内筒21の外径より小さい渦が凹部24内に多数発生することとなり、外側に膨らんで圧力上昇を妨げることはない。また、発生した渦は安定板25により上下に対称に分割されることとなり、周囲に偏流を発生させることもない。
Accordingly, when the fluid is converted from dynamic pressure (velocity energy) to static pressure (pressure energy) by the diffuser, a large number of vortices smaller than the outer diameter of the
このように実施例2の軸流ファンにあっては、内筒21の後端部にガイドリング23を固定して凹部24を設けると共に、内筒21の後端部に後方に延出する安定板25を設けている。従って、内筒21の凹部24内に複数の渦を発生させることで、この渦が膨張することはなく安定させることができると共に、安定板25によりこの渦を対称なものとすることができ、その結果、渦を安定させて最適化することで性能及び効率の向上を図ることができる。
As described above, in the axial fan according to the second embodiment, the
なお、この実施例2では、内筒21の後端部に水平な安定板25を固定したが、この安定板の形状や取付方向はこの構造に限定されるものではない。例えば、図3−2に示すように、内筒21の後端部に十字形状をなす安定板26を固定したり、図3−3に示すように、内筒21の後端部にY字形状をなす安定板26を固定してもよい。この場合、各安定板の数はこれらに限定されるものではなく、適宜設定すればよい。安定板を周方向に均等間隔で配設することが下流の流れの軸対称性を維持する上で適切である。また、内筒21の形状は、円筒形状や円錐形状であってもよく、その長さもディフューザと同じであっても、実施例1のように短くても良い。
In addition, in this Example 2, the
図4は、本発明の実施例3に係る軸流ファンの概略図、図5は、実施例3の軸流ファンにおける通風路の流体圧力変化を表すグラフである。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 FIG. 4 is a schematic diagram of an axial fan according to the third embodiment of the present invention, and FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施例の軸流ファンにおいて、図4に示すように、内筒31は外径が後方側にいくにしたがって漸次小径となるような円錐形状をなし、大径の第1筒部32と小径の第2筒部33とから構成されている。第1筒部32は、前端部がハブ14の外径よりも若干大きく開口し、このハブ14との連結部に流体取込口34が設けられている。第2筒部33は、前端部が第1筒部32の後端部の外径よりも若干小さく開口し、この第1筒部32との連結部に流体排出口35が設けられ、後端部は閉塞されている。そして、流体取込口34から流体排出口35までの距離が、ディフューザ19の全長の1/2倍から2/3倍の長さに設定されている。
In the axial fan of the present embodiment, as shown in FIG. 4, the inner cylinder 31 has a conical shape such that the outer diameter gradually decreases toward the rear side, and the first cylinder portion 32 having a large diameter and a small diameter are formed. The second cylindrical portion 33 is configured. The front end portion of the first cylindrical portion 32 opens slightly larger than the outer diameter of the
従って、流体が動翼17により増速され、静翼15を経てディフューザ19に至り、ここで、動圧(速度エネルギ)が静圧(圧力エネルギ)に変換される。このとき、静圧15を通過した流体はディフューザ19に導かれるが、その一部は流体取込口34から内筒31の第1筒部32内に侵入し、流体排出口35から再びディフューザ19に噴出される。そのため、第1筒部32の外周面を流れる流体は、流体排出口35から噴出される流体(ジェット)により加速されることとなり、ここでの流速分布を一定とすることができる。そして、図5に示すように、流体の一部が流体取込口34に分岐するため、主流に若干の圧力損失が発生するものの、流体排出口35からのジェットにより静圧は十分に回復することとなる。
Accordingly, the fluid is accelerated by the moving
このように実施例3の軸流ファンにあっては、内筒31を円錐形状とし、前端部に流体取込口34を設け、中間部に流体排出口35を設け、流体取込口34から流体排出口35までの距離をディフューザ19の全長の1/2倍から2/3倍の長さに設定している。従って、内筒31の内部に流体取込口34から流体排出口35に至る流体流路を形成することで、内筒31の外周面にて流体が剥離する境界層を加速させることができ、この加速により境界層の発生を抑制して十分な圧力回復を確保することができると共に、下流側で発生する渦を安定させて圧力損失を抑制することができ、その結果、性能及び効率の向上を図ることができる。
As described above, in the axial fan according to the third embodiment, the inner cylinder 31 has a conical shape, the fluid intake port 34 is provided at the front end portion, the fluid discharge port 35 is provided at the intermediate portion, and the fluid intake port 34 The distance to the fluid discharge port 35 is set to 1/2 to 2/3 times the total length of the
本発明に係る軸流ファンは、内筒の形状を改良することで発生する渦の安定化を図ったものであり、この軸流ファンを適用した船舶用過給機、自動車用過給機、産業用圧縮機、航空用小型ガスタービンに有用である。 The axial fan according to the present invention is intended to stabilize vortices generated by improving the shape of the inner cylinder. A supercharger for a ship, a supercharger for an automobile, to which this axial fan is applied, It is useful for industrial compressors and small aviation gas turbines.
11、21,31 内筒
12 外筒
13 通風路
15 静翼
16 翼者
17 動翼
19 ディフューザ
23 ガイドリング
24 凹部
25,26,27 安定板
34 流体取込口
35 流体排出口
11, 21, 31 Inner cylinder 12 Outer cylinder 13
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- 2004-02-26 JP JP2004051764A patent/JP2005240681A/en active Pending
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