JPS59173598A - 軸流フアン - Google Patents
軸流フアンInfo
- Publication number
- JPS59173598A JPS59173598A JP58049541A JP4954183A JPS59173598A JP S59173598 A JPS59173598 A JP S59173598A JP 58049541 A JP58049541 A JP 58049541A JP 4954183 A JP4954183 A JP 4954183A JP S59173598 A JPS59173598 A JP S59173598A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- chord length
- fan
- angle
- tip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/38—Blades
- F04D29/384—Blades characterised by form
- F04D29/386—Skewed blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/38—Blades
- F04D29/384—Blades characterised by form
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、軸流ファンに関するものであり、例えば家庭
用換気扇のファン、扇風機のファン、ラジェータ川冷却
ファンとして用いて有効である。
用換気扇のファン、扇風機のファン、ラジェータ川冷却
ファンとして用いて有効である。
従来の軸流ファンは第1図に示す様にボス部1の円周上
に翼2が取り付けられている。翼2の任意の箇所の外径
をD、ファン外径をDt、ボス部1の外径をDh、平均
位置ファン径をDm−(Dh+Dt)/2、翼弦長を1
.、翼取付角をβとする。こご−C言う翼弦長lとは第
2図に示すように翼の前縁5がら後縁6までの距離であ
り、翼取付角βとは翼の前縁5と後縁6を結んだ直線C
と軸流ファン回転方向く第2図中矢印F)とのなす角を
言う。また直線lと主流方向(第2図中矢印p)とのな
す角を迎え角αと言う。そうすると横軸に(D−Dhj
/ (D t−Dh)を、縦軸ニ/ / 6m(6m
は平均位置での翼弦長)をとった場合第3図の様になり
、横軸に(D−Db)/ (Dt−Dh)を、縦軸にβ
78m(βmは平均位置での翼取付角)をとった場合第
4図の様になる。この第3図及び第4図かられかる様に
、翼弦長pは翼根元近傍で急な増加をし、翼中央部から
翼先端部にかけてはほとんど変化が見られず、また翼取
付角βは翼根元から翼先端にかけて滑らかに減少してい
る。第5図は迎え角αと揚力係数Cし、抗力係数CLJ
との関係を示したものであるが、迎え角αを小さくする
と(つまり翼取付角βを小さくすると)抗力係数CDも
小さくなっている。つまり従来のファンは翼取付角βを
小さくして抗力係数CDを下げ、翼2の表面での境界層
の剥離を防止していた。しかし、第6図かられかる様に
、翼取付角βを小さくすると抗力係数Coは小さくなる
が、同時に揚力係数CDも小さくなってしまう。
に翼2が取り付けられている。翼2の任意の箇所の外径
をD、ファン外径をDt、ボス部1の外径をDh、平均
位置ファン径をDm−(Dh+Dt)/2、翼弦長を1
.、翼取付角をβとする。こご−C言う翼弦長lとは第
2図に示すように翼の前縁5がら後縁6までの距離であ
り、翼取付角βとは翼の前縁5と後縁6を結んだ直線C
と軸流ファン回転方向く第2図中矢印F)とのなす角を
言う。また直線lと主流方向(第2図中矢印p)とのな
す角を迎え角αと言う。そうすると横軸に(D−Dhj
/ (D t−Dh)を、縦軸ニ/ / 6m(6m
は平均位置での翼弦長)をとった場合第3図の様になり
、横軸に(D−Db)/ (Dt−Dh)を、縦軸にβ
78m(βmは平均位置での翼取付角)をとった場合第
4図の様になる。この第3図及び第4図かられかる様に
、翼弦長pは翼根元近傍で急な増加をし、翼中央部から
翼先端部にかけてはほとんど変化が見られず、また翼取
付角βは翼根元から翼先端にかけて滑らかに減少してい
る。第5図は迎え角αと揚力係数Cし、抗力係数CLJ
との関係を示したものであるが、迎え角αを小さくする
と(つまり翼取付角βを小さくすると)抗力係数CDも
小さくなっている。つまり従来のファンは翼取付角βを
小さくして抗力係数CDを下げ、翼2の表面での境界層
の剥離を防止していた。しかし、第6図かられかる様に
、翼取付角βを小さくすると抗力係数Coは小さくなる
が、同時に揚力係数CDも小さくなってしまう。
揚力係数Coが小さくなると揚力りも小さくなり、翼先
端部における軸流速度が小さくなる。軸流速度が小さく
なると、第6図に示すように1つの翼2fから発生した
翼端渦8は後方の翼2rと干渉を生じ、翼表面の圧力変
動が著しくなる結果、騒音の大きな原因となる。反対に
翼先端部における軸流速度が大きいと第7図に示すよう
に、1つのM2fから発生した翼端渦8は後方の翼2r
と干渉をおこさず翼2fの後方に流出していき、後方の
翼2rは圧力変動も小さく干渉による騒音は発生しない
。しかし、前述した様に抗力りが大きくなり、′112
表面から境界層が剥離してしまい、それが原因となって
騒音が発生する。
端部における軸流速度が小さくなる。軸流速度が小さく
なると、第6図に示すように1つの翼2fから発生した
翼端渦8は後方の翼2rと干渉を生じ、翼表面の圧力変
動が著しくなる結果、騒音の大きな原因となる。反対に
翼先端部における軸流速度が大きいと第7図に示すよう
に、1つのM2fから発生した翼端渦8は後方の翼2r
と干渉をおこさず翼2fの後方に流出していき、後方の
翼2rは圧力変動も小さく干渉による騒音は発生しない
。しかし、前述した様に抗力りが大きくなり、′112
表面から境界層が剥離してしまい、それが原因となって
騒音が発生する。
そこで本発明ではは上記問題点に鑑み、1つの翼から発
生した翼端渦が後方の翼と干渉することによって生じる
騒音を抑え、それと同時に翼表面から境界層が剥離する
ことによって生じる騒音を抑えることを目的とする。
生した翼端渦が後方の翼と干渉することによって生じる
騒音を抑え、それと同時に翼表面から境界層が剥離する
ことによって生じる騒音を抑えることを目的とする。
この目的を達するため本発明では翼の先端における翼弦
長を平均位置ファン径における翼弦長の1.4倍以上2
倍以下とし、翼の先端における翼取付角を平均位置ファ
ン径における翼取付角の1.3倍以上2倍以下とした。
長を平均位置ファン径における翼弦長の1.4倍以上2
倍以下とし、翼の先端における翼取付角を平均位置ファ
ン径における翼取付角の1.3倍以上2倍以下とした。
次に本発明を自動車用ラジェータの冷却ファンとして用
いた場合の実施例について説明する。
いた場合の実施例について説明する。
自動車用ラジェータは自動車走行用エンジン8(以下、
単にエンジン8と呼ぶ)の冷却水を熱交換させるもので
、冷却ファン100はこのラシェータフに送風し、熱交
換を促進さゼている。第8図に示す様にラジェータ7と
冷却ファン100は自動車前頭部エンジンルーム内に設
置され、エンジン8の前方に設置される。エンジン8か
ら流出する高温になった冷却水をラジエータフに導く第
1パイプ9と、ラジエータフによって熱交換され低温に
なった冷却水を再びエンジン8に戻すための第2パイプ
10とで、ラジェータ7とエンジン8とは結ばれている
。冷却ファン100はラジェータ7とエンジン8との間
に設置されており、モータ11によって回転される。ま
た冷却ファン100とラジェータ7との間には、冷却フ
ァン100め送風を効率的に行なわせるためのファンシ
ュラウド12が配設されている。尚、自動車ボディー1
3の前頭部には、外部空気をエンジンルーム内に流入さ
せるためのグリル14が設けてあり、外部空気は第8図
中矢印Pの様に流れる。
単にエンジン8と呼ぶ)の冷却水を熱交換させるもので
、冷却ファン100はこのラシェータフに送風し、熱交
換を促進さゼている。第8図に示す様にラジェータ7と
冷却ファン100は自動車前頭部エンジンルーム内に設
置され、エンジン8の前方に設置される。エンジン8か
ら流出する高温になった冷却水をラジエータフに導く第
1パイプ9と、ラジエータフによって熱交換され低温に
なった冷却水を再びエンジン8に戻すための第2パイプ
10とで、ラジェータ7とエンジン8とは結ばれている
。冷却ファン100はラジェータ7とエンジン8との間
に設置されており、モータ11によって回転される。ま
た冷却ファン100とラジェータ7との間には、冷却フ
ァン100め送風を効率的に行なわせるためのファンシ
ュラウド12が配設されている。尚、自動車ボディー1
3の前頭部には、外部空気をエンジンルーム内に流入さ
せるためのグリル14が設けてあり、外部空気は第8図
中矢印Pの様に流れる。
第9図は冷却ファン100の正面図である。冷却ファン
100はモータ11の駆動力を受けて回転するボス部1
と、このボス部に放射状に配設されたit2とからなる
。ボス部1と!2とはポリプロピレン樹脂からなり一体
成形される。尚、ボス部1とH2とはポリプロピレン樹
脂に限ることなく、その他の樹脂、アルミニウムなどの
金属で構成しても良く、第9図中矢印Rで示す方向に回
転する。ここで冷却ファン100の外径をD5ボス部1
の外径をDh、平均位置ファン径をD m −(1)h
+Dt)/2とすると、翼弦長分布及び翼取付角分布は
第10図及び第11図に示すとおりである。尚、横軸は
第10図、第11図共に(D−Dh)、/ (D L−
Dh)と無次元表示し、0は翼根元位置、■は翼先端位
置を示す。また、縦軸は第10図では278m、第11
図では278mとし、両者とも無次元表示であり、平均
位置ファン径での翼弦長βm%および翼取付角βmの何
倍であるかを示している。第1O図及び第11図かられ
かる様に、翼弦長比l/βmは翼根元位置から微増し、
(D−Dh)/ (Dt−Dh)#0.7の位置より急
増し、翼先端位置では約1.6としている。また、翼取
付角比β/βmは翼根元位置から小さくなり、ファン平
均径付近で最小値をとるが、翼先端にいくにつれて逆に
大きくなっていく。翼根元位置での値はβ/βm−約2
.4、翼先端位置での値はβ/βm−約1.35である
。尚、翼2はその前縁方向に翼弦長を伸ばしている。以
上の実施例は、翼枚数4枚、ファン外径300 ml、
ポス径90*t+、モーフ人力45W、ファン回転数1
900rpm、送風it 1000 g / h、ラジ
エータフおよびファンシュラウド12の圧損5.4m+
*Agとしたが、本発明はこれらの諸元に限定されたも
のではない。
100はモータ11の駆動力を受けて回転するボス部1
と、このボス部に放射状に配設されたit2とからなる
。ボス部1と!2とはポリプロピレン樹脂からなり一体
成形される。尚、ボス部1とH2とはポリプロピレン樹
脂に限ることなく、その他の樹脂、アルミニウムなどの
金属で構成しても良く、第9図中矢印Rで示す方向に回
転する。ここで冷却ファン100の外径をD5ボス部1
の外径をDh、平均位置ファン径をD m −(1)h
+Dt)/2とすると、翼弦長分布及び翼取付角分布は
第10図及び第11図に示すとおりである。尚、横軸は
第10図、第11図共に(D−Dh)、/ (D L−
Dh)と無次元表示し、0は翼根元位置、■は翼先端位
置を示す。また、縦軸は第10図では278m、第11
図では278mとし、両者とも無次元表示であり、平均
位置ファン径での翼弦長βm%および翼取付角βmの何
倍であるかを示している。第1O図及び第11図かられ
かる様に、翼弦長比l/βmは翼根元位置から微増し、
(D−Dh)/ (Dt−Dh)#0.7の位置より急
増し、翼先端位置では約1.6としている。また、翼取
付角比β/βmは翼根元位置から小さくなり、ファン平
均径付近で最小値をとるが、翼先端にいくにつれて逆に
大きくなっていく。翼根元位置での値はβ/βm−約2
.4、翼先端位置での値はβ/βm−約1.35である
。尚、翼2はその前縁方向に翼弦長を伸ばしている。以
上の実施例は、翼枚数4枚、ファン外径300 ml、
ポス径90*t+、モーフ人力45W、ファン回転数1
900rpm、送風it 1000 g / h、ラジ
エータフおよびファンシュラウド12の圧損5.4m+
*Agとしたが、本発明はこれらの諸元に限定されたも
のではない。
次に本発明の翼先端における翼弦長、および翼取付角の
効果的な範囲を調べるために、翼先端の翼弦長と翼取付
角をパラメータにとり種々のファンを試作してその騒音
評価を行なった。試作したファンは翼先端の翼弦長j2
t / 12 mが1.0から2までの8種類(A
−H)で、ファン回転数および送風量は一定で、翼取付
角も翼先端部のみその翼弦長に合せて3178mを1.
2がら2.0までとした。第12図に翼弦長分布、第1
3図に翼取付角分布を示す。これら8種類の冷却ファン
の騒音評価した結果を第14図に示す。翼弦長1 t/
7!mが1.4から2までのファンではl t / l
mが1のファンに較べて、騒音レベルが3dB(A)
以上低減されている。翼弦長があまり大きくても、高速
回転した場合の翼の強度を考慮して、せいぜいl t
/ l1mは2倍が限度であると考えられる。従って、
12 t / Rmの効果的な範囲は1.4〜2.0が
良いと思われる。次に、3178mは送風量、回転数を
一定にすると翼端部の翼弦長によってほとんど決まって
しまうが、8173mは1.3〜2.0が良いと思われ
る。
効果的な範囲を調べるために、翼先端の翼弦長と翼取付
角をパラメータにとり種々のファンを試作してその騒音
評価を行なった。試作したファンは翼先端の翼弦長j2
t / 12 mが1.0から2までの8種類(A
−H)で、ファン回転数および送風量は一定で、翼取付
角も翼先端部のみその翼弦長に合せて3178mを1.
2がら2.0までとした。第12図に翼弦長分布、第1
3図に翼取付角分布を示す。これら8種類の冷却ファン
の騒音評価した結果を第14図に示す。翼弦長1 t/
7!mが1.4から2までのファンではl t / l
mが1のファンに較べて、騒音レベルが3dB(A)
以上低減されている。翼弦長があまり大きくても、高速
回転した場合の翼の強度を考慮して、せいぜいl t
/ l1mは2倍が限度であると考えられる。従って、
12 t / Rmの効果的な範囲は1.4〜2.0が
良いと思われる。次に、3178mは送風量、回転数を
一定にすると翼端部の翼弦長によってほとんど決まって
しまうが、8173mは1.3〜2.0が良いと思われ
る。
第15図は本発明第2実施例を示すもので、翼弦長を翼
の前縁方向および復縁方向の両方向に伸はしたものであ
る。翼弦長分布および翼取付分布は第1実施例と同様で
ある。
の前縁方向および復縁方向の両方向に伸はしたものであ
る。翼弦長分布および翼取付分布は第1実施例と同様で
ある。
第16図は本発明第3実施例を示すもので、翼弦りを翼
の後縁方向に伸ばしたものである。翼弦長分布および翼
取付角分布は第1実施例と同様である。
の後縁方向に伸ばしたものである。翼弦長分布および翼
取付角分布は第1実施例と同様である。
第17図及び第18図は、本発明の第4実施例を示すも
ので、ボス部1の外周に内側!2aが配設され、その外
方端にはブレード2cが設けである。そして、このブレ
ード2cの外方側には内側翼2aより翼弦長が外側翼2
bが設けられている。
ので、ボス部1の外周に内側!2aが配設され、その外
方端にはブレード2cが設けである。そして、このブレ
ード2cの外方側には内側翼2aより翼弦長が外側翼2
bが設けられている。
コノフレード2cは翼2の強度を増すと共に、内側翼2
aと外側翼2bの境界付近に生じる乱流を整流する作用
を有している。
aと外側翼2bの境界付近に生じる乱流を整流する作用
を有している。
第19図は、本発明の第5実施例を示すもので、ボス部
Iの外周に内側l[2aが配設され、その外方端にはリ
ング状部材2dが設けられている。そしてこのリング状
部材2dの外方側には内側壁2aより翼弦長の長い外側
H2dが設けである。このリング状部材2dを設けるこ
とにより、外側翼2dをリング状部材2dの任意の位置
に設置することができる。
Iの外周に内側l[2aが配設され、その外方端にはリ
ング状部材2dが設けられている。そしてこのリング状
部材2dの外方側には内側壁2aより翼弦長の長い外側
H2dが設けである。このリング状部材2dを設けるこ
とにより、外側翼2dをリング状部材2dの任意の位置
に設置することができる。
以上の実施例において、翼先端部の翼取付角の変化は2
次関数的に増加していったが(第20図中(イ))、第
20図の(ロ)に示すような1次関数的(すなわち直線
)に増加していっても良いし、(ハ)に示すような多次
関数的に増加していっても良い。また、平均位置ファン
径における872mが最小になる必要はなく (第21
図中(イ)第21図の(ロ)に示すように(D−Dh)
/(Dt−Dh)が0.5より大きい所で、872mが
最小になっても良く、逆−に(ハ)に示すように(D−
Dh)/ (Dt−Dh)が0.5より小さい所で87
2mが最小になっても良い。
次関数的に増加していったが(第20図中(イ))、第
20図の(ロ)に示すような1次関数的(すなわち直線
)に増加していっても良いし、(ハ)に示すような多次
関数的に増加していっても良い。また、平均位置ファン
径における872mが最小になる必要はなく (第21
図中(イ)第21図の(ロ)に示すように(D−Dh)
/(Dt−Dh)が0.5より大きい所で、872mが
最小になっても良く、逆−に(ハ)に示すように(D−
Dh)/ (Dt−Dh)が0.5より小さい所で87
2mが最小になっても良い。
以上説明してきた様に、本発明のファンを用いれば、1
つの翼から発生した翼端渦が後方の翼と干渉することを
防止しその結果騒音を抑え、それと同時に翼表面から境
界層が剥離することを防止して剥離による騒音を抑える
ことができる。
つの翼から発生した翼端渦が後方の翼と干渉することを
防止しその結果騒音を抑え、それと同時に翼表面から境
界層が剥離することを防止して剥離による騒音を抑える
ことができる。
第1図は従来の冷却ファンの正面図、第2図は翼の断面
図、第3図は従来の冷却ファンの翼弦長分布を示す図、
第4図は従来の冷却ファンの翼取付角分布を示す図、第
5図は迎え角と揚力係数、抗力係数との関係を示す図、
第6図及び第7図は翼端渦の流れを示す図、第8〜11
図は本発明第1実施例を示す図で、第8図は取付状態を
示す図、第9図は正面図、第10図は翼弦長分布を示す
図、第11図は翼取付角分布を示す図、第12〜14図
は実験結果を示す図で、第12図は翼弦長分布を示す図
、第13図は翼取付角分布を示す図、第14図は翼弦長
と騒音レベルとの関係を示す図、第15図は第2実施例
の正面図、第16図は第3実施例の正面図、第17図は
第4実施例を示す図、第18図は第4実施例の要部斜視
図、第19図は第5実施例の正面図、第20図は他の実
施例の翼取付角分布図、第21図は他の実施例の翼弦長
分布図である。 1・・・ボス部、2・・・翼。 代理人弁理士 岡 部 隆 第 1 図 第2図 β 第5図 C1 「 第6図 第7図 r H)8図 1 第9図 第17図 第18図 h 第19図
図、第3図は従来の冷却ファンの翼弦長分布を示す図、
第4図は従来の冷却ファンの翼取付角分布を示す図、第
5図は迎え角と揚力係数、抗力係数との関係を示す図、
第6図及び第7図は翼端渦の流れを示す図、第8〜11
図は本発明第1実施例を示す図で、第8図は取付状態を
示す図、第9図は正面図、第10図は翼弦長分布を示す
図、第11図は翼取付角分布を示す図、第12〜14図
は実験結果を示す図で、第12図は翼弦長分布を示す図
、第13図は翼取付角分布を示す図、第14図は翼弦長
と騒音レベルとの関係を示す図、第15図は第2実施例
の正面図、第16図は第3実施例の正面図、第17図は
第4実施例を示す図、第18図は第4実施例の要部斜視
図、第19図は第5実施例の正面図、第20図は他の実
施例の翼取付角分布図、第21図は他の実施例の翼弦長
分布図である。 1・・・ボス部、2・・・翼。 代理人弁理士 岡 部 隆 第 1 図 第2図 β 第5図 C1 「 第6図 第7図 r H)8図 1 第9図 第17図 第18図 h 第19図
Claims (1)
- 外部より動力を受けるためのボス部と、このボス部の周
囲に配設された複数枚の翼とを備え、この翼の先端に招
ける翼弦長が翼の平均位置ファン径における翼弦長の1
.4倍以上、2倍以下であり、翼の先端における翼取付
角が翼の平均位置ファン径における翼取付角の1.3倍
以上、2倍以下であることを特徴とする軸流ファン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58049541A JPS59173598A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 軸流フアン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58049541A JPS59173598A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 軸流フアン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59173598A true JPS59173598A (ja) | 1984-10-01 |
JPH0442558B2 JPH0442558B2 (ja) | 1992-07-13 |
Family
ID=12834043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58049541A Granted JPS59173598A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 軸流フアン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59173598A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0282074A2 (en) * | 1987-03-13 | 1988-09-14 | Nippondenso Co., Ltd. | Fan apparatus |
EP0583091A2 (en) * | 1992-07-22 | 1994-02-16 | Valeo Thermique Moteur | A fan |
JP2002257088A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-11 | Toshiba Kyaria Kk | 軸流ファン |
JP2003065295A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Toshiba Kyaria Kk | 軸流送風機 |
JP2003278696A (ja) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Fuji Electric Co Ltd | プロペラファン |
JP2003343489A (ja) * | 2002-05-30 | 2003-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | 送風機、送風機の制御方法、および空気調和機 |
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