(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸流式回転ファンと、その後流側に流出気流を整流するマルチガイドベーンを有する送風機であって、
上記マルチガイドベーンは、上記流出気流の旋回を抑える半径方向に設けたラジアルガイドベーンと、このラジアルガイドベーンの後流に位置し、このラジアルガイドベーンの流出気流の半径方向の広がりを抑える円周方向に設けたリングガイドベーンとからなり、
上記ラジアルガイドベーンは複数の静翼を有し、上記回転ファンの後流側の近接位置に固定され、上記回転ファンから流出する気流の旋回を打ち消す角度に設定されており、
上記リングガイドベーンは、同心状に形成した複数のリング状薄板からなるリングベーンと、このリングベーンを保持するための放射状に設けた複数のストラットとから構成され、
上記リングベーンは、上記流出気流の半径方向の広がりをより抑えるために、取り付け角度をこのリングベーン後縁のリング半径が減少するように傾けてある
ことを特徴とするマルチガイドベーン付き軸流式送風機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸流式送風機、特にポータブル型の強制冷却用送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、施設や部屋等の換気あるいは高熱物の冷却等のために、ポータブル型の軸流式送風機が多用されている。図７に示すように、これらの送風機１０１は、流出気流の旋回を抑えて、流出気流の速度エネルギーの損失を減少させるべく、回転ファン１６０の後流側に、半径方向に設けたラジアルガイドベーン１０３を有しているものが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のラジアルガイドベーンだけでは、流出気流が送風機の流出口からコーン状に半径方向に広がることを防止できなかった。このため送風機から所定の距離を隔てて鋳物等の高熱物を冷却する場合には、高熱物に当たる冷却気流の流速が減少すると共に、冷却物が小型の場合は後流の一部分しか冷却物に当たらないため、冷却効率が極めて悪くなるという問題があった。さらには、塵や水分等を含む気体を送風機で排出し、この排出空気を所定のフィルタ等に当てて塵や水分等の含有物を除去する場合にも、流出気流の広がりを抑える必要があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決すべく、流出気流の旋回を抑えるだけでなく、流出気流の半径方向の広がりも抑えることができるマルチガイドベーンを具備した軸流式送風機を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による送風機は、軸流式送風機の回転ファンの後流側にマルチガイドベーンを有しており、このマルチガイドベーンにより流出気流を整流する。このマルチガイドベーンは、流出気流の旋回を抑える半径方向に設けたラジアルガイドベーンと、流出気流の半径方向の広がりを抑える円周方向に設けたリングガイドベーンとからなる。そして、上記ラジアルガイドベーンは複数の静翼を有し、上記回転ファンの後流側の近接位置に固定され、上記回転ファンから流出する気流の旋回を打ち消す角度に設定されている。また、上記リングガイドベーンは、同心状に形成した複数のリング状薄板からなるリングベーンと、このリングベーンを保持するための放射状に設けた複数のストラットとから構成され、上記リングベーンは、上記流出気流の半径方向の広がりをより抑えるために、取り付け角度をこのリングベーン後縁のリング半径が減少するように傾けてあるところにある。
【０００６】
軸流式送風機の回転ファンは、内蔵したモーターにより駆動される複数の回転翼を有している。マルチガイドベーンを構成するラジアルガイドベーンは複数の静翼からなり、回転ファンの後流側の近接位置で、送風機の外部ケーシングと内部ケーシングの少なくともいずれか一方に固定され、回転ファンから流出する気流の旋回を打ち消す角度に設定されている。送風機の設定回転数を変化させて使用する場合は、翼の取り付け角度を変更できる可変静翼とすることが効果的である。
【０００７】
マルチガイドベーンを構成するリングガイドベーンは、同心状に形成した複数のリング状薄板からなるリングベーンと、このリングベーンを保持するための放射形状に設けた複数のストラットとから構成される。また、このリングベーンは、前縁及び後縁を円弧断面とした薄板平板の断面形状を有している。
【０００８】
このリングベーンの取り付け角度は、送風機の回転軸を中心とする円筒形状、すなわち、リングベーン断面の長手方向の中心線が回転軸と並行になるように設定するが、送風機の流出気流の半径方向の広がりを、より抑えるためには、リングベーンの取り付け角度をリングベーン後縁のリング半径が減少するように傾ける。また、リングガイドベーンは、送風機の外部ケーシングと内部ケーシングの一方あるいは双方に装着される。
【０００９】
次に、このマルチガイドベーンの機能、作用を説明する。回転ファンの動翼からの気流は、ファンの回転により旋回流となって後流にあるラジアルガイドベーンの静翼列に流入する。流入した気流は、静翼列内で円周方向の流れの角度を変更され、流れの旋回が抑制されて流出する。しかし、このラジアルガイドベーンから流出した気流の旋回を完全に打ち消すことは困難であること、及びこの流出気流は半径方向の速度成分を有していること等によって、このままで送風機より流出させると半径方向に広がって流れる。一方、本発明によるリングガイドベーンを有すると、このリングガイドベーンに流入した気流は、リングガイドベーンにより強制的に並行な流れに整流されて流出する。したがって、本発明のマルチリングベーンを通過した流出気流は、旋回及び半径方向の広がりが抑制された流れになる。なお、流出気流の広がりを抑制する手段としては、送風機出口に円筒形状のダクトを設ける手段があるが、ダクトの長さをある程度確保する必要があるため、ポータブル型の送風機にとっては保管、運搬あるいは取扱い上不便となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本発明の送風機の横断面構造を図１に、背面構造を図２示す。送風機１は、外部ケーシング５０と同心の軸流式回転ファン６０と、この回転ファンの後流近接に位置するマルチガイドベーン２を備えている。マルチガイドベーン２は、半径方向に放射状に伸びる複数の翼列からなるラジアルガイドベーン３と、その後流に位置する同心状のリングガイドベーン４から構成される。
【００１１】
軸流式回転ファン６０は、アルミ材等の鋳造あるいは合成樹脂より形成される複数個の動翼６１を有し、外部ケーシング５０に複数の放射状のステー７０で支持されたモーター８０により駆動される。動翼６１は、円盤状のハブ６２の外径部に周設してある。ラジアルガイドベーン３は、鋳造アルミ製あるいは合成樹脂より形成される複数の静翼３１から構成され、翼の半径方向の中心軸上に沿って翼の外端部と内端部に設けた支持軸３２、３３により、外部ケーシング５０と内部ケーシング９０に回転自在に取り付けられている。
【００１２】
リングガイドベーン４は、アルミ材の板金溶接あるいは合成樹脂材から一体成形され、複数の同心状のリングベーン４１とこのリングベーンを保持する複数の放射形状のストラット４２から構成される。リングベーン４１は、先端部及び後端部を円弧断面状にした薄肉平板からなり、送風機１の中心軸に平行となるように設定してある。ストラット４２の外周部にはアウタケース４３が、そして内周部にはインナケース４４が設けてあり、それぞれ外部ケーシング５０の内周及び内部ケーシング９０の外周に挿設してある。またアウタケース４３は、外部ケーシング５０の後端フランジ部にＶ形断面形状をしたカップリングバンド５５により固定されており、取り付け取り外しが容易となっている。
【００１３】
ここで、回転ファン６０、ラジアルガイドベーン３及びリングガイドベーン４を、円周面に沿って切断して水平に展開した断面を図３に示す。回転ファン６０の動翼６１に流入した気流Ｃ１は、この動翼の後縁に沿う気流Ｗ２（動翼に対する相対速度）となって流出し、動翼６１の回転速度Ｕを加えた旋回気流Ｃ２（絶対速度）としてラジアルガイドベーン３の静翼３１に流入する。流入した気流Ｃ２は、静翼３１により円周方向に流れの方向を変更され、旋回を打ち消された気流Ｃ３として流出しリングベーン４１に流入する。そして、気流Ｃ３は、リングベーン４１によって強制的に軸心と平行な気流Ｃ４に整流されて流出する。
【００１４】
したがって、本発明のマルチガイドベーン２により、図４に示すように送風機１から流出する気流Ｃ４は、旋回及び半径方向の広がりを抑制され、被冷却物に冷却空気を効率的に当てることができる。
【００１５】
次に、静翼３１の取り付け角度を変更する機構を図５及び図６に示す。静翼３１の外端部に設けた支持軸３２は、外部ケーシング５０に形成した孔５０aを貫通しており、その外端部にレバーベーン３４がケーシング表面とほぼ平行に取り付けられている。そしてレバーベーン３４の他端部にはピン３５が設けてあり、このピンが外部ケーシング５０の外部表面を取り巻いて回転可能なように設けたガイドリング３６のスロット３６aに挿入されている。したがって、静翼３１の取り付け角度の変更は、ガイドリング３６を回転させ、このガイドリングに形成したスロット３６a及びピン３５を介して、レバーベーン３４を支持軸３２を中心として回転させることによって行なう。
【００１６】
軸流式回転ファン６０は、送風機１の外部に設置したモーターや内燃機関によって、トルクの伝達機構を介して駆動するものでもよい。リングガイドベーン４の軸方向長さを短くする必要がある場合は、リングベーン４１の数を増加して、このリングベーン間を通過する気流の整流効果を強くする。また、リングベーン４１に翼形断面形状を採用すると流出気流の損失の低減が可能となる。
【００１７】
【発明の効果】
上述した構造のマルチガイドベーンを備えることにより、送風機の流出気流の旋回だけでなく半径方向の広がりも抑えることができるので、送風機による強制冷却や除塵等の効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  送風機の横断面構造図である。
【図２】  送風機の背面構造図である。
【図３】  マルチガイドベーンを円周方向に沿って切断した拡大展開図である。
【図４】  送風機から流出する気流の状態を示す側面図である。
【図５】  ラジアルガイドベーンの取り付け角度の変更機構を示す拡大横断面図である。
【図６】  ラジアルガイドベーンの取り付け角度の変更機構を示す拡大上面図である。
【図７】  従来の送風機の横断面構造図である。
【符号の説明】
１、１０１      送風機
２              マルチガイドベーン
３、１０３      ラジアルガイドベーン
３１            静翼
４              リングガイドベーン
５０            外部ケーシング
６０、１６０    軸流式回転ファン
６１            動翼
７０            ステー
８０            モーター
９０            内部ケーシング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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