ファンの基礎Ⅰ.ppt

2006/1/30 Nidec Confidential 2006-2-6　開発4部杉山 * ファンの種類 ファンの用途 特性 ファンの基礎Ⅰ 送風機とは？ 機械的エネルギーを気体に与えて、全圧（圧力および速度エネルギー）を増加させる機械 ◆ターボ形 羽根車により遠心力や揚力を利用して気体に全圧を与える。 ファンはこちらに属する。 ◆容積形 容器内の容積を縮小させ、気体に圧力エネルギーを与える。 ピストン等がこれに属する。 流体機械としての分類（構造による分類） 送風機の定義① 流体機械としての分類（圧力による分類） ◆ファン：Fan 圧力上昇が10k[Pa]未満の送風機 ◆ブロア：Blower 圧力上昇が10k～100k[Pa]の送風機 ◆圧縮機：Compressor 圧力上昇が100k[Pa]以上の送風機 参考 D17Lを24000min-1 で運転すると、10k[Pa]を 超える。 我々のファン業界では、Blowerとは上記の圧力による分類ではなく、次頁の遠心ファンのことを指す。 送風機の定義② 参考 D17Lを73000min-1 で運転すると、100k[Pa]を 超える。 ファンモータの分類 参考：斜流ファンの構造 流入した気体は、羽根車によって、 ?翼による揚力 ?遠心力 のエネルギーを与えられ排出される。 特性的には軸流ファンと遠心ファンの中間的なものとなる Lu Ll ?羽根断面が翼形状 ?LuLl→VuＶl→PuPl ?翼上面圧力＜翼下面圧力 【飛行機の場合】 翼の揚力で機体が浮上 【軸流ファンモータの場合】 下面方向に空気が 押し出される 軸流ファンモータの原理 一般的には、翼に揚力が 発生するのはベルヌーイの定理 に基づいて説明される。 ?L2L1→V2Ｖ1→P2P1 ?翼上面圧力＜翼下面圧力 V2/2g+P/ρg+h=const （ベルヌーイの式） しかし、、、、、翼形状でなくても 物体には揚力が働く。 例えば凧。 左図の様に物体が空気を押し 下げる反力として、物体に揚力 が働く。 （作用?反作用の法則） 揚力に関して TUBE　AXIAL VANE　AXIAL HYBRID　AXIAL? 通常の軸流ファン 静翼付軸流ファン 静翼は動翼の旋回成分を 取り除く働きをする。流れの 広がりが抑制されるので、 スポット冷却（HSKなど）に効果的 通常タイプよりも騒音、 消費電力が高くなる。 特性的にはやや静圧よりになる。 TUBEとVANEをミックス したタイプ 静翼の整流効果のみを 残し、スポット冷却効果 を高めたもの。 軸流ファンの種類 m/s Airflow velocity profile at fan exit 静翼の効果で排気流れが抑制され、内側にも流れ込んでいるのが分かる ノーマル Hybrid 排気流れが内側に巻込んでいる。 排気流れの拡散が抑制 静翼の効果 HybridタイプはHSKの中央付近にも流れが発生しており、冷却効果が高い。 熱線流速計 ヒートシンク ヒートシンク排気口 熱線流速計プローブ ②Airflow velocity profile at heatsink exit ノーマル Hybrid 静翼の効果 ブロワ：遠心送風機 吸い込み方向に対して９０°方向を変換して風を出す 一般的なブロワ ブロアの原理 ブロワ シロッコファン ラジアルファン ターボファン シロッコファン ラジアルファン ターボファン １20mm 角以下の小型ブロワで最も一般的 回転方向に対して、中心線より前向きの羽根 回転方向 回転方向 回転方向に対して、中心線より後向きの羽根 回転方向 ちょうど中心線に沿った方向向きの羽根 ブロアの種類 P－Q特性比較 (イメージ図) シロッコ ラジアル ターボ 軸流ファン 各ファンのP-Q特性 ◆P-Qカーブとは 回転速度 システム インピーダンス P-Qカーブ 動作点 ◆P-Qカーブ 静圧－風量特性 ある抵抗（静圧）がファンに 加わった場合に、どれだけ 風量を発生できるか ◆システムインピーダンス 通風抵抗（圧力損失） ある風量の空気が装置を 通過する際に発生する 抵抗（圧力） ΔP=KＱ2 ◆動作点 システムインピーダンスと P-Qカーブの交点 装置の中にファンを設置 した場合には、このポイント でファンは動作する ファンの基本特性　P-Qカーブ 要求① 動作点 この分風量が 不足 この分風量に余裕がある 要求② P-Qカーブとシステムインピーダンス 【Feature】 1）About 7dBA Improvement of Load Noise in Working Point 2）The Max Static Pressure is improved abo