(57)【要約】【課題】広い運転範囲でファン内部の剥離現象を抑制して広い範囲の運転風量での低騒音と高効率とを満足する遠心ファン及び空気流体機械を提供する。【解決手段】吸込口を形成する環状のシュラウドとシュラウドに対向して置かれた主板との間に周方向に羽根が配置され、軸方向から吸引した流体を径方向に昇圧し、吐出する遠心ファンにおいて、羽根の前縁形状は、高さ方向の略中央位置に凹形状を有し，主板及びシュラウド側に凸形状を有し、吸込口径における羽根の前縁は、主板の前縁に比べてシュラウド側の前縁が回転方向に前進しており、羽根の主板側取付角度は、外径に向かうにつれ２つの変曲点を有し、シュラウド取付角度は、１つの変曲点から構成され、もって、設計点だけでなく、低風量域においても、遠心ファンの高効率・低騒音化を図ることこをと可能にする。【選択図】図１
2010053803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込口を形成する環状のシュラウドと、当該シュラウドに対向して配置された主板、前記シュラウドと前記主版との間に周方向に配置された複数枚の羽根とを備え、軸方向から吸引した空気を径方向に昇圧して吐出する遠心ファンにおいて、前記羽根は、その前縁形状が軸方向の略中央位置に凹形状部を有し、かつ、前記主板及び前記シュラウド側に、各々、凸形状部を有するように形成されていることを特徴とする遠心ファン。
【請求項２】
前記請求項１に記載された遠心ファンにおいて、更に、前記羽根は、前記シュラウド側の前縁が前記主板側の前縁に比べて回転方向に前進していることを特徴とする遠心ファン。
【請求項３】
前記請求項２に記載された遠心ファンにおいて、更に、前記羽根は、前記羽根の主板に接する位置での羽根取付角度が当該半径位置の増大に伴って２つの変曲点を有すると共に、前記シュラウドに接する位置での羽根取付角度が１つの変曲点を有するように形成されていることを特徴とする遠心ファン。
【請求項４】
前記請求項１〜３の何れか一記載された遠心ファンにおいて、更に、前記羽根は、その後縁形状が回転方向に凸形状と凹形状を有するように形成されていることを特徴とする遠心ファン。
【請求項５】
筐体内に流路を形成すると共に、当該筐体の一部に回転駆動手段を備えると共に、当該回転駆動手段に前記請求項１〜４の何れか一に記載した遠心ファンを取り付け、もって、空気の排出、供給を行う空気流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心ファン、及び、当該遠心ファンを搭載して空気の排出、供給を行う送風機器などの空気流体機械に関するものであり、より詳細には、広い風量範囲において、高い効率を得ると共に、当該遠心ファンから発生する騒音の低減をも可能にするための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の遠心ファンは、例えば、以下の特許文献１にも示されるが、一般に、かかる従来の遠心ファンは、添付の図１１及び図１２に示すように、モータ回転軸と連結する主板１と、同主板１の対向位置に設けられた環状のシュラウド２と、主板１とシュラウド２との間に、周方向へ沿って間隔をあけて設けられた複数枚の羽根３とから構成されており、そして、前記羽根の前縁３ａは、シュラウドの吸込径より内径に位置しており、他方、後縁３ｂは主板の外周縁に位置するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２０６８９２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
即ち、従来の遠心ファンでは、前記シュラウド２から流入した空気が、前記羽根３の表面での流れの剥離を発生させると共に、前記後縁側３ｂで回転方向と逆方向となる逆流現象を生じる。これらの剥離現象と逆流現象は、常に発生するものであり、これが効率の低下や騒音の増加を招く原因である。これらの現象による影響を低減するため、前記羽根３と前記シュラウド２との接合部は、前記羽根３と前記主板１との接合縁部に対して、回転方向側にオフセットして接合されており、加えて、前記羽根３の先端部は回転方向側に傾斜するようになっている。これにより、回転時における前記羽根３の負圧面側での剥離現象を及び逆流現象の発生を極力防止する構造となっている。
【０００５】
一般に、騒音を低減するには、遠心ファンの回転数を低下させるのが最も効果的であり、上記構成においても、遠心ファンの回転数を低下させると、吹出される空気の静圧は低下するが、しかしながら、それと共に、風量の低下を招く懸念があった。そのため、風量の低下を招くことなく、かつ、騒音を低減できる遠心ファンが求められている。
【０００６】
また、前記遠心ファンでは、要求される運転風量が１つの場合が多く、そのため、当該要求された運転風量で設計を行うことによって、高効率化や低騒音化を実現することが行われていた。しかし、設計された風量と実際の運転状態とが異なった場合は、羽根の入口形状が吸込流れに追従できなくなる。そのため、羽根前縁３ａから大規模な剥離渦が発生し、羽根入口の面積を狭くすると共に、羽根３の負圧面側の剥離現象が大きくなり、大きな騒音が発生し、更には、送風効率が低下するといった懸念があった。
【０００７】
そこで、本発明では、上述した従来技術における問題点に鑑み、上述した固定された風量だけではなく、使用者が要求する任意の運転風量においても低騒音と高効率とを満足するため、広い風量での運転範囲においても、ファン内部での剥離現象を抑制し、かつ、高効率で低騒音である遠心ファンを提供すると共に、当該遠心ファンを用いた送風機器などの空気流体機械を提供することをその目的とする。即ち、広い運転範囲でファン内部での剥離現象を抑制し、高効率かつ低騒音化を図ること可能にする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明によれば、まず、吸込口を形成する環状のシュラウドと、当該シュラウドに対向して配置された主板、前記シュラウドと前記主版との間に周方向に配置された複数枚の羽根とを備え、軸方向から吸引した空気を径方向に昇圧して吐出する遠心ファンにおいて、前記羽根は、その前縁形状が軸方向の略中央位置に凹形状部を有し、かつ、前記主板及び前記シュラウド側に、各々、凸形状部を有するように形成されている遠心ファンが提供される。
【０００９】
また、本発明では、前記に記載された遠心ファンにおいて、更に、前記羽根は、前記シュラウド側の前縁が前記主板側の前縁に比べて回転方向に前進していることが好ましく、更には、前記羽根は、前記羽根の主板に接する位置での羽根取付角度が当該半径位置の増大に伴って２つの変曲点を有すると共に、前記シュラウドに接する位置での羽根取付角度が１つの変曲点を有するように形成されていることが好ましい。更には、前記羽根は、その後縁形状が回転方向に凸形状と凹形状を有するように形成されていることが好ましい。
【００１０】
加えて、本発明によれば、筐体内に流路を形成すると共に、当該筐体の一部に回転駆動手段を備えると共に、当該回転駆動手段に前記の遠心ファンを取り付け、もって、空気の排出、供給を行う送風機器が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
上述した本発明になる遠心ファンとそれを用いた空気流体機械によれば、広い運転範囲でファン内部での剥離現象を抑制することにより、固定された風量（設計点）だけではなく、使用者が要求する任意の運転風量においても低騒音と高効率とを満足することが出来、そのため、広い風量での運転範囲においても、ファン内部での剥離現象を抑制し、かつ、高効率で低騒音である遠心ファンを提供すると共に、当該遠心ファンを用いた送風機器などの空気流体機械を提供することが可能となるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら、詳細に説明を加える。
【００１３】
＜実施例１＞
まず、本発明の実施例１になる遠心ファンと、それを用いた空気流体機械の一例としてのファンフィルタユニットについて、添付の図１〜図５を用いて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る羽根を備えた遠心ファン１７を示す斜視図であり、図２（ａ）は、その正面図を、そして、図２（ｂ）は、その側面図を示す。また、図３は、本発明に係る遠心ファン１７を構成する羽根３の、シュラウドとの接触面（図４の３ｄを参照）及び主板との接触面（図４の３ｃを参照）での、羽根取付角度分布を示すグラフである。更に、図４は、図１の遠心ファン１７の羽根３の側面図であり、そして、添付の図５には、前記遠心ファン１１を備えた流体機械の実施例として、ファンフィルタユニット１３の断面図を示す。
【００１５】
まず、本発明に係る遠心ファン１７は、図１や図２（ａ）及び（ｂ）にも示すように、円盤状の主板１と、この主板１に対向して設けられ、平板の素材から円環状に、その中心部に吸込口４を有するように形成されたシュラウド２とを備えており、そして、これら主板１とシュラウド２の間には、その円周方向において、一定の間隔を置いて設置された、複数枚（本例では、５枚）の羽根３により構成されている。
【００１６】
なお、上記の羽根３は、例えば金属平板の素材を用いて形成されており、当該羽根の圧力面を平面、或いは、なだらかな凹凸面で形成されている。また、これらの羽根３は、上述した主板１とシュラウド２との間に、それぞれに設けた固定構造（例えば、カシメ構造やリベットによる結合を含む）によって、取り付けられている。
【００１７】
また、前記羽根３の前縁３ａは、図１及び図２（ａ）に示すように、吸込口４の内径側におけるシュラウド３との接触部５ａが、主板１との接触部５ｂに比べて、回転方向に前向きに位置するように、即ち、前向きに傾いている。
【００１８】
他方、前記羽根３の後縁３ｂでは、図１及び図２（ｂ）に示すように、前記シュラウド３との接触部５ｃは、主板１との接触部５ｄに比べて、回転方向に前向きになっている。加えて、前記羽根３の後縁３ｂは、羽根出口高さ「Ｚ」の略１/３の位置で回転方向に進む形状となっている。なお、本例では、この羽根出口高さ「Ｚ」をファン外周直径「Ｄ」で割ったファン出口幅比Ｚ／Ｄを、０．１８としており、即ち、遠心ファンの形態としては、当該ファンを搭載するファンフィルタユニットの装置高さを抑えるため、比較的小さい値を採用している。
【００１９】
さらに、図２（ａ）において、羽根３の任意の位置と中心軸とを結ぶ直線６に対する直交線７を引き、当該直交線７と羽根３の外面での接線８とが為す角度を、羽根取付角度「β」とすると、図３に示すように、主板内径（即ち、主板１上における吸込口４の内径側）における羽根３の取付角度は、シュラウド最小内径における羽根取付角度よりも大きく設定されている。そして、主板１に接する羽根３の取付面３ｃの取付角度「β」は、図３の実線曲線で示すように、外径に向かう（半径Ｒの増大）に従って増加して羽根出口角度（図に破線の直線で示す：例えば５０゜）と略同角度に達し、その後、当該点を内径側変曲点９ａとして、主板内径における羽根角度よりも小さくな値まで低下し、外径側変曲点９ｂに達する。そして、この外径側変曲点９ｂを過ぎると、主板１に接する羽根３の取付面３ｃの取付角度「β」は、再び、外径に向かう（半径Ｒの増大）に従って増加する。すなわち、主板１に接する羽根３の取付面３ｃの取付角度分布は、外径に向かうに従って、２つの変曲点９ａ、９ｂを有するように設定される。
【００２０】
次に、シュラウド２に接する羽根３の取付面３ｄの取付角度は、図３の破線曲線で示すように、シュラウド最小内径から外径に向かうに従って増加し、シュラウド変曲点１０を迎え、その後、主板１に接する羽根３の取付面３ｃの取付角度の増加よりも小さい割合でで羽根出口角度に向け（半径Ｒの増大に従って）増加する。すなわち、シュラウド２に接する羽根３の取付面３ｄの取付角度分布は、外径に向かうにつれて、１つの変曲点１０を有するように設定されている。
【００２１】
また、図３からも明らかなように、本実施例では、羽根取付角度「β」の上記シュラウド変曲点１０への到達と、上記主板１側での外径側変曲点９ｂへの到達とは、略同一の径において得られるようになっており、より具体的には、ファン外周直径Ｄに対して略０．８５Ｄの位置となるよう設定されている。また、主板１側での外径側変曲点９ｂでは、その羽根取付角度「β」がシュラウド変曲点１０での取付角度よりも小さくなるように設定することにより、主板側の負荷を小さくし、もって、ファン内部での流れの一様化を図っている。
【００２２】
さらに、前記羽根３の前縁形状３ａは、添付の図４に示すように、羽根高さＨの略中央位置（Ｈ/２）に凹形状を有すると共に、当該凹形状部から主板１側及びシュラウド２側に、それぞれ、凸形状を有している。すなわち、かかる羽根３の前縁形状３ａによれば、主板１からシュラウド２に向け（即ち、その高さ方向に）、一旦、その半径（図２（ａ）の符号６を参照）が小さくなり、その後、羽根高さの半分で大きくなり、そして、再度、その半径が若干小さくなり、その後はシュラウドまで半径が増加した形状となっており、換言すれば、前記羽根３の前縁形状３ａは、ギリシャ文字の“ε”に似た形状を有している。
【００２３】
また、前記羽根３の前縁形状３ａは、上記図４にも示すように、主板１側において凸部を形成する部分の当該主板１からの立ち上がり角度は、シュラウド２側において凸部を形成する部分の当該シュラウドへの側の立ち下がり角度と略同一となるように設定されており、その一例として、本実施例では、吸込口を形成する面と平行な水平面に対して略４５゜の角度としている。
【００２４】
以上に詳述した遠心ファン１７の構成によれば、設計時において設定される風量点において、前記羽根３の前縁形状３ａが、シュラウド２側での位置が主板１側での位置に比べて回転方向に前進しており、即ち、前向きに傾いていることにより、吸込流れの速度分布に適切に対応できるようになり、もって、シュラウド２側での流れが剥離し難くなる。
【００２５】
更に、上記に加えて、上述したように、前記羽根３の羽根取付角度（即ち、上記主板１側とシュラウド２側における取付面３ｃ、３ｄでの取付角度「β」、図３を参照）に、変曲点（内径側変曲点９ａ、外径側変曲点９ｂ、シュラウド変曲点１０など）を採用することにより、前記羽根３の前半側での仕事量および後半での仕事量を増加することが出来ると共に、当該羽根３内部での速度変化を一様にすることをも可能にして羽根内部で生じる剥離現象を抑制することが出来る。
【００２６】
更には、特に、設計において考慮されていない風量が小さい風量点においても、従来の遠心ファンではその前縁で生じる大規模な剥離渦を、前記羽根３の前縁３ａに設けた、高さ方向略中央位置に形成した凹形状部と、そして、シュラウド２側と主板１側とに各々設けた凸部とにより、小規模な剥離渦へと、その規模を縮小することが出来ると共に、当該剥離渦を、主板１側とシュラウド２側とに分離することにより、当該渦が形成されて遮蔽されることに起因する羽根入口直後の面積の低減を抑制することが可能となる。
【００２７】
即ち、上述した構造により得られる以上の作用によれば、設計における風量点だけでなく、特に、低風量域をも含む広い風量範囲においても、高効率・低騒音化を図ることが可能な遠心ファンを提供することが出来る。
【００２８】
また、以上の構成によれば、主板１とシュラウド２と複数枚の羽根３との間には空気流路が形成され、かかる構成の遠心ファン１７を所定の回転で運転することにより、吸込口４から流入した空気はその羽根３で押し出され、もって、所定の処理風量を得ることが出来る。
【００２９】
続いて、添付の図５には、上述した遠心ファンを用いた空気流体機械の一例としてのファンフィルタユニットを示す。なお、このファンフィルタユニット１３は、上述した遠心ファン１７により空気を昇圧してフィルタ１５を通過させ、もって、空気中の塵埃やボロンやリンなどの有機系のガスを当該フィルタ１５で除去する装置である。
【００３０】
このファンフィルタユニット１３は、図にも明らかなように、基本的には、本体ケース１４と、空気を清浄するフィルタ１５とから構成されており、そして、当該本体ケース１４には、モータ１６を固定するモータベース１８が設けられており、当該モータの回転軸には前記遠心ファン１７が取り付けられて回転駆動される。また、本体ケース１４には、遠心ファン１７に流れを誘引するためのマウスリング１９、及び、当該遠心ファンから出た空気の流れを整流するためのベース２０が、それぞれ、取り付けられている。
【００３１】
即ち、この図５に示すファンフィルタユニットによれば、大気、もしくは、その中の塵埃を取り除いていない空間からの空気２１は、上記遠心ファン１７により内部に吸い込まれ、その後、当該遠心ファン１７から吐出された空気の流れは、モータベース２０と本体ケース１４の内壁からなる流路内で一様化され、更には、本体ケース１４内の側壁に衝突して曲げられた後、フィルタ１５により清浄化されて、清浄化したい空間内へ吹出される。
【００３２】
続いて、添付の図６により、上述した本実施例になる遠心ファン１７を利用したファンフィルタユニットにより得られた試験結果を、例えば、上記図１１及び図１２に示した従来の遠心ファンとの比較により、以下に示す。なお、この図６においては、風量を横軸として、ファン静圧（図６(a)）、ファン静圧効率（図６（ｂ））、騒音レベル（図６（ｃ））についての試験結果を示している。
【００３３】
これらの図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、上述した本実施例になる遠心ファン１７によれば、従来品に比べ、設計時における風量点での静圧は変わらないが、静圧効率が増加し、また、騒音はほぼ同一であることがわかる。一方、設計時の風量点よりも風量が小さい領域では、静圧増加および静圧効率が向上していることがわかる。さらに、騒音については、設計時の風量点よりも風量が小さい領域において、大幅にその低減が可能であることがわかる。すなわち、図（ａ）〜（ｃ）に示す結果から、本実施例によれば、設計時での風量点だけでなく低風域をも含めた広い流量域において、遠心ファンの高効率・低騒音化を図ることができることが分かる。
【００３４】
更に、上述した本実施例になる遠心ファン１７について、設計点での効率が改善している効果を調べるために、数値解析による羽根の揚力比較を図７に示す。なお、この図７は、試験状態を模擬した数値解析結果から羽根にかかる揚力（Ｌ）を同半径で積分した結果であり、この図により、羽根の仕事量を見ることができる。即ち、図７より、従来品に比べて、本実施例では、半径の小さいところで仕事量が増えていることが分かる。また、半径の略中央部から外径に向かうに従って、羽根の仕事量である羽根揚力（Ｌ）は、従来品と同等程度まで低下するが、しかしながら、外径側では、やはり、仕事量が増えていることが分かる。これは、主板側の羽根取付角度に起因するもので、羽根取付角度を変化させたことで、羽根の仕事量が増え効率が向上していることによる。
【００３５】
次に、上述した本実施例になる遠心ファン１７において、特に、低風量領域での騒音低減に寄与する構造、即ち、上記羽根３の前縁３ａの形状が流れ場へ及ぼす影響について、添付の図８を用いて説明する。図８（ａ）には、本実施例での非設計点風量における羽根３の前縁３ａ付近での流れと渦の軌跡の模式図を示すと共に、比較のために、図８（ｂ）には、従来品における流れと渦の軌跡を示している。なお、これら図８（ａ）及び（ｂ）の模式図は、試験状態を模擬した数値解析結果を基にした模式図であり、羽根３の前縁３ａから生じる剥離渦１１ａの中心を破線で示し、かつ、その周りの流れ１２を、矢印を有する実線により示している。
【００３６】
これらの図によれば、従来品（図８（ｂ））では、前縁３ａからシュラウド２側剥離渦１１ａが発生し、周辺の流れ１２が大きく発達し、吸込口付近では、羽根３の負圧面側を塞いでいることがわかる。他方、本実施例（図８（ａ））では、主板１からシュラウド２に向け、即ち高さ方向において一旦、その半径（図２（ａ）の符号６を参照）が小さくなり、その後、羽根高さの半分で大きくなり、そして、再度、その半径が若干小さくなり、その後はシュラウドまで半径が増加した形状となっている前記羽根３の前縁形状３ａ、即ち、“ε”に似た形状の羽根３の前縁３ａの形状によれば、羽根３の前縁３ａから発生する剥離渦１１が、シュラウド側剥離渦１１aと主板側剥離渦１１ｂの、２本となっていることがわかる。また、羽根３の前縁３ａの凸部で発生した剥離渦の周辺の流れ１２は、従来品に比べて小さくなり、羽根の負圧面側での塞ぐ面積が緩和されており、もって、負圧面側の流れの制御ができていることがわかる。
【００３７】
以上より、本実施例１によれば、設計された風量点においては、羽根３における吸込口径４のシュラウドの前縁５ａが、主板の前縁５ｂに比べて回転方向に前向きに位置していることで、吸込流れの速度分布に対応できるようになり、これにより、シュラウド側の流れが剥離しにくくなる。さらに、羽根取付角度の変曲点を用いることで、羽根の前半側での仕事量及びその後半の仕事量を増すことができると共に、当該羽根内部での速度の変化を一様化することができ、もって、羽根内部で生じる剥離現象を抑制できる。更には、特に、風量が小さい非設計点においては、従来の遠心ファンの前縁で生じる大規模な剥離渦を、羽根３の前縁３ａに形成したシュラウド２側と主板１側での凸部の働きによって主板側とシュラウド側に分け、それぞれ小規模な剥離渦とすることができる。即ち、遠心ファンの前縁で生じる剥離渦の規模を縮小し、もって、羽根３の入口直後での吸込面積の低減を抑制することが出来る。
【００３８】
そして、以上の作用によれば、設計点だけでなく、低風量域においても、遠心ファンの高効率・低騒音化を図ることができる。また、ファン出口の近傍に障害物などが存在する場合には、羽根からの流出流との干渉により騒音が増加はするが、羽根の後縁が周方向にシフトしていることから、当該障害物との流れの干渉に時間的ずれが生じて羽根の卓越周波数音が抑制され、もって、騒音の音色の改善にも貢献できる。また、特に、上記遠心ファンを用いた空気流体機械の一例としてのファンフィルタユニット１３は、通常、数年間、連続して運転されるため、そのフィルタ１５に埃が付着し、そのため、当該フィルタにおける圧力損失は、年々、増加することとなる。即ち、そのため、ファンフィルタユニットでは、設計点よりも風量が低下した状態での運転となることが考えられる。しかしながら、上述した本発明の遠心ファンを用いることによれば、従来のファンに比べて、騒音増加や効率低下が少なく、かつ、広い範囲において高い効率を維持でき、更には、省電力化にも貢献できることとなる。
【００３９】
＜実施例２＞
続いて、以下には、本発明の他の実施の形態である実施例２について、添付の図９を用いて説明する。なお、この図９は、特に、本発明に係る羽根を備えた遠心ファン１７を示す側面図である。
【００４０】
図にも明らかなように、本実施例になる遠心ファン１７は、図１や図２と同様に、主板１と、この主板１に対向して設けられると共に、平板の素材からその一部に吸込部４を有するように形成された、所謂、シュラウド２とを備えており、上記主板１とシュラウド２の間には、更に、円周方向において一定の間隔を置いて設置された複数枚（本例では、５枚）の羽根３により構成されている。なお、この羽根３についても、上記と同様に、例えば、金属平板の素材を用いて、羽根の圧力面を、平面又はなだらかな凹凸面で形成されており、そして、主板１とシュラウド２に設けた固定構造（例えば、カシメ構造やリベットによる結合）により取り付けられている。
【００４１】
また、前記羽根３における吸込口径４のシュラウドの前縁５ａは、主板の前縁５ｂに比べて回転方向に前向きに位置し、前向きに傾いている。さらに、前記羽根の前縁形状３ａは、上記の図３にも示すように、羽根高さＨの略中央位置（Ｈ/２）に凹形状を有し，主板及びシュラウド側に凸形状を有している。すなわち、主板からシュラウドに向け、高さ方向に、一度半径が小さくなり、羽根高さの半分で、一度大きくなり、再度半径が若干小さくなり、シュラウドまで半径が増加した形状となっており、前縁形状がギリシャ文字の“ε”に似た形状をしている。
【００４２】
さらに、本実施例２においては、特に、前記羽根３の後縁３ｂのシュラウド側は、図９に示すように、主板１側からシュラウド２側にわたって、回転方向に対して凸部と凹部を設けてある。即ち、羽根出口高さＺの略１/２で変曲点をもち、主板側で回転方向に凸、かつ、シュラウド側で凹の、略“Ｓ”字形状となっている。これは、主板１側での仕事量を確保するために、即ち、上記の図２と同様に、回転方向に凸な形状としたものである。また、シュラウド２側の凹形状は、上記の図８に示すように、羽根３の前縁３ａで生じたシュラウド２側での剥離渦の成長を更に抑制するためであり、これによりシュラウド２側の翼間面積を小さくしている。
【００４３】
上述した羽根３の構成にあっては、前述のように、設計された風量点において、吸込口４の内径での羽根３のシュラウド側の前縁５ａが、主板側での前縁５ｂに比べて回転方向に前進し（上記図１及び図２（ａ）を参照）、即ち、前向きに傾いていることで、吸込流れの速度分布に対応できるようになり、シュラウド側の流れが剥離しにくくなる。更には、風量が小さい非設計点においては、従来の遠心ファンの前縁で生じる大規模な剥離渦を、高さ方向の略中央位置に形成した凹形状３ａと、前縁のシュラウド側と主板側のそれぞれの凸状部（即ち、“ε”形状）により、小規模な剥離渦の規模を縮小できると共に、主板側とシュラウド側に分かれることで、渦が形成されて遮蔽する羽根直後の面積の低減を抑制できる。加えて、羽根３の後縁形状３ｂが回転方向に凸形状および凹形状（即ち、“Ｓ”字形状）になっていることで、その渦を導き、羽根３に入った後の渦の軌道を制御することで、羽根３の負圧面側で生じる剥離現象を抑制できる。以上の作用により、設計点だけではなく、更には、低風量域においても、遠心ファンの高効率・低騒音化をはかることが可能となる。
【００４４】
以上の構成によれば、主板１とシュラウド２と複数枚の羽根３との間には、空気流路が形成され、そして、このように構成された遠心ファンを所定の回転で運転することで、吸込口４から流入した空気が羽根３の羽根で押し出されて処理風量を得ることができる。
【００４５】
添付の図１０（ａ）〜（ｃ）により、実施例２での試験結果を、従来品との比較により示す。なお、これらの図においては、風量を横軸とし、他方、縦軸は、それぞれ、ファン静圧（図１０（ａ））、ファン静圧効率（図１０（ｂ））、騒音レベル（図１０（ｃ））を示している。これらの試験結果からも明らかなように、上記の実施例２になる遠心ファンによれば、に従来品に比べ、設計点での静圧は変わらず、静圧効率が増加しており、かつ、騒音は同一であることがわかる。また、設計点風量よりも風量が小さい領域では、静圧増加および静圧効率が向上していることが分かる。更に、騒音に関しては、設計点風量よりも風量が小さい領域においても、設計点と同様に、低減することが可能であることが分かる。
【００４６】
すなわち、上記図１０（ａ）〜（ｃ）に示す結果より、本実施例によれば、設計点だけでなく、低風量域においても、遠心ファンの高効率・低騒音化をはかることができる。また、ファン出口に障害物などが近い場合、羽根流出流れとの干渉により騒音が増加するが、しかしながら、羽根３の後縁３ｂが周方向にシフトしている（即ち、“Ｓ”字形状）ことから、障害物との流れの干渉に時間的ずれが生じて羽根の卓越周波数音が抑制でき、騒音の音色の改善にも貢献できる。加えて、ファンフィルタユニットは、数年間連続運転されるため、フィルタに埃が付き、フィルタの圧力損失が年々増加する。このため、設計点よりも風量が低下した状態での運転となることが考えられ、本発明の遠心ファンを用いることにより、従来ファンに比べて、騒音増加や効率低下がなく、かつ、広い範囲で、高い効率を維持でき、そのため、省電力化に貢献できる。
【００４７】
以上、ファンフィルタユニットに搭載される遠心ファンとして実施例を説明してきたが、例えば、空調機器などの他の機器に用いられる場合でも、広い範囲で効率が高く、省電力化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る羽根を備えた遠心ファン（実施例１）の全体構造を示す斜視図である。
【図２】上記遠心ファン（実施例１）の正面図及び側面図である。
【図３】上記遠心ファン（実施例１）のシュラウド及び主板接触面での羽根取付角度分布を示す図である。
【図４】上記遠心ファン（実施例１）の羽根の拡大側面図である
【図５】上記遠心ファン（実施例１）を備えたファンフィルタユニットの断面図である。
【図６】上記本発明の遠心ファン（実施例１）の風量−静圧特性、風量−効率特性、風量−騒音特性を、従来の遠心ファンとの比較により示した図である。
【図７】上記本発明の遠心ファンの揚力特性を数値解析した結果を、従来の遠心ファンの羽根との比較により示した図である。
【図８】上記本発明に係る遠心ファンの前縁形状が、非設計点風量において及ぼす渦とその発生規模を、従来の遠心ファンとの比較により示す模式図である。
【図９】上記本発明に係る遠心ファン（実施例２）を示す側面図である。
【図１０】上記遠心ファン（実施例２）の風量−静圧特性、風量−効率特性、風量−騒音特性を、従来の遠心ファンとの比較により示した図である。
【図１１】従来の遠心ファンを示す正面図である。
【図１２】従来の遠心ファンを示す側面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…主板、２…シュラウド、３…羽根、３ａ…前縁、３ｂ…後縁、３ｃ…羽根の主板に接する面、３ｄ…羽根のシュラウドに接する面、４…吸込口、５…吸込口における羽根位置、６…羽根位置と中心軸を結ぶ線、７…６に直交する線、８…羽根形状の接線、９…羽根取付角度の変曲点、９ａ…内径側変曲点、９ｂ…外径側変曲点、１０…シュラウド変曲点、１１…前縁で生じる剥離渦、１１ａ…シュラウド側剥離渦、１１ｂ…ハブ側剥離渦、１２…剥離渦の周辺流れ、１３…ファンフィルタユニット、１４…本体ケース、１５…フィルタ、１６…モータ、１７…遠心ファン、１８…モータベース、１９…マウスリング、２０…ベース。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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