ファン・ブロワー設計

電子機器冷却用ファン設計事例 その6

電子機器冷却用ファン設計事例 その6

直径は110mmとなり、直径の割には、軸方向長さ、つまり厚みが厚いので圧力と風量が大きいタイプとなります。流体解析でその点を検討してます。

この軸流ファンの特徴は、これらファンで必須の静音化を行なう為に、翼形状を多数断面ごとに細かく吟味して、その結果高性能な羽根となったところです。高性能イコール流れの無駄が少ないこととなりますので、結局音も小さくなります。

電子機器冷却用ファン設計事例 その7

電子機器冷却用ファン設計事例 その7

電子機器冷却用ファン設計事例の7番目は、少し特殊な用途に向け設計したファンとなります。

電子機器のある部品が集中的に発熱をする場合は、その部品に局所的に高速の空気を吹き付けると効果的に冷却出来ます。

そのような効率的な局所冷却を目標としてノートパソコンの狭い場所にも内蔵出来、しかも高圧風を作ることの出来るタイプとして、図のようなクロスフローファンタイプで直径わずか10mmのものを設計しました。モーター回転数はかなりの高速となります。

電子機器冷却用ファン設計事例 その8

電子機器冷却用ファン設計事例 その8

またまた、電子機器冷却用ファンの設計事例となります。

前回、7番目のファンはクロスフローファンというエアコンの中にも使用されているタイプで大風量と直径が小さい割りに圧力が高く取れる特徴を持つタイプです。それで、エアコンは室内の広い範囲に送風をすることが出来ます。

今回のファンは、クロスフローファンよりは小流量となりなすが、より圧力を高く取ることが出来るタイプで、ファン内部での翼部では、渦流を利用して圧力を上げていると推測出来る、ある意味「渦流ファン」と呼んでいい機種です。

電子機器冷却用ファン設計事例 その9 世界最薄ファン

電子機器冷却用ファン設計事例 その9 世界最薄ファン

このファンは、遠心型のターボ形ファンとなりますが、その中でも世界最薄を目標に設計したものです。ノートパソコンなどの内部の非常に薄い隙間に装着出来るように設計しており、しかも風量は最大級を確保して圧力も高いという、かなり欲張りな設計目標となった事例です。

結果的には、ほぼ目標を達成しています。

冷却用ファン設計事例 その10

冷却用ファン設計事例 その10

軸流ファンの4枚羽根タイプです。

これは、電子機器用よりも少し大型の機器、例えば家電品などの内部で冷却を行なう用途といってよいと思います。そのような機器では、風量がより多く求められると共に連続して家庭内で使われることが多いため、風量と静粛性が重要となります。

それで図のように、羽根は長い羽根を4枚として風量と音の低減を実現するファン設計を行なっています。

冷却用ファン設計事例 その11

冷却用ファン設計事例 その11

家電などの電気機器に使われる、割と大風量・高圧力の3枚羽根軸流ファンです。

直径は160mmほどで、大風量・高圧力・静音を狙う為に、羽根前縁の前進角が非常に大きく、しかもブレード弦長もそれに伴い非常に長いタイプの軸流ファンとなっています。又、良く面形状は、圧力面中央部を少し凹ませ半径方向の流れを抑え、効率のアップと静粛性を達成しています。

写真は、試作羽根ですが、試作羽根の製作方法は、まずラピッドプロトタイピングで羽根の元型を作り、それを基にシリコン型でメス型を取り真空注型にて実験用の羽根を10枚ほど作るというものです。こうすると型代も安く、しかも2週間程度で実験用羽根が出来上がります。

高速小型遠心ブロワーの計画設計

高速小型遠心ブロワーの計画設計

ファン・ポンプ・タービンには、遠心式と呼ばれるような主に羽根が生成する遠心力で流体に運動エネルギーを与え圧力を高めるタイプと、容積式と呼ばれる羽根隙間容積の変化で圧力を高めるタイプがあります。

そして、主に遠心式は大流量・低~高圧として使用され、容積式は小流量・高圧に使用されて来ました。しかし、現在はインバーター駆動高速モーターや永久磁石式高速モーターなどの時代となり、その高速を利用して遠心式が小流量・高圧の容積式の範囲までカバー出来るようになってきています。

それで、今回の計画設計では、高速モーターを使用することと、遠心羽根を2段にすることでかなりの高圧を発生させ、更に特に小流量でも効率の低下が少ない羽根形状に工夫することで容積式の範囲を達成する遠心ブロワーを計画しています。

遠心式にする利点は、容積式のような接触部がないため耐久性が高く、構造がシンプルで小型になるという点です。