(57)【要約】  モータ２により回転駆動されるハブ５と、前記ハブ５の正面側が開口する円筒状の籠を形成するように前記ハブ５の外周部に周方向に所定の間隔を保って多数配置された湾曲長方形板状の翼６とを有する遠心ファン３と、空気吸込口４ａ及び空気吹出口４ｂを有し、前記空気吸込口４ａに対向するように前記遠心ファン３が内部に収納されるスクロールケーシング４と、を備える多翼遠心送風機１において、前記翼６の後端部から翼外縁部６ｂの先端部までの翼長Ｂ2を、翼内縁部６ａの先端部までの翼長Ｂ1よりも小さくし、かつ、前記翼内縁部６ａの先端部から前記スクロールケーシング４の内壁部までの距離が、前記空気吸込口４ａのベルマウス４ｘの内端部Ｐで最小となるように、前記ベルマウス４ｘを形成した。
2008093390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより回転駆動されるハブと、前記ハブの正面側が開口する円筒状の籠を形成するように前記ハブの外周部に周方向に所定の間隔を保って多数配置された湾曲長方形板状の翼とを有する遠心ファンと、
空気吸込口及び空気吹出口を有し、前記空気吸込口に対向するように前記遠心ファンが内部に収納されるスクロールケーシングと、
を備え、前記遠心ファンの回転により前記ハブの正面側の開口から前記モータの回転軸方向に空気を吸込み、前記翼と翼の間から空気を遠心方向に送り出し、前記空気吹出口から吹出す多翼遠心送風機において、
前記翼の後端部から翼外縁部の先端部までの翼長Ｂ2を、翼内縁部の先端部までの翼長Ｂ1よりも小さくし、かつ、前記翼内縁部の先端部から前記スクロールケーシングの内壁部までの距離が、前記空気吸込口のベルマウスの内端部Ｐで最小となるように、前記ベルマウスを形成したことを特徴とする多翼遠心送風機。
【請求項２】
前記翼の後端部から前記翼外縁部の先端部までの翼長Ｂ2と、前記翼内縁部の先端部までの翼長Ｂ1との比Ｂ2／Ｂ1を、０．７５≦Ｂ2／Ｂ1≦０．９５としたことを特徴とする請求項１に記載の多翼遠心送風機。
【請求項３】
前記翼外縁部の先端部までの翼長Ｂ2と前記翼内縁部の先端部までの翼長Ｂ1との比Ｂ2／Ｂ1を、Ｂ2／Ｂ1≒０．８としたことを特徴とする請求項１に記載の多翼遠心送風機。
【請求項４】
前記翼内縁部の先端部から前記翼外縁部の先端部までの辺を、直線的に形成したことを特徴とする請求項１に記載の多翼遠心送風機。
【請求項５】
前記翼内縁部の先端部から前記翼外縁部の先端部までの辺を、曲線的に形成したことを特徴とする請求項１に記載の多翼遠心送風機。
【請求項６】
前記翼内縁部の先端部に丸みをもたせたことを特徴とする請求項１に記載の多翼遠心送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、換気装置、空気調和機等に用いられる多翼遠心送風機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多翼遠心送風機の円筒籠形状の遠心ファン内を流れる吸入空気には慣性力が作用するため、吸入空気は、遠心ファンの奥のハブ側に寄った流れとなる。それ故、遠心ファンの隣接する翼と翼の間の空間（以下、「翼間」という。）のうち、空気吸込口側の翼間は、吸込空気主流が流れない領域となり、遠心ファン内への空気の逆流が生じている。また、遠心ファンのスクロールケーシング内には、内壁面に沿う二次流れが発生し、多翼遠心送風機の送風性能を低下させている。【０００３】
従来の多翼遠心送風機として、上下に延びる回転軸を中心として回転し回転軸の方向から吸入した吸入空気を径外方向へ送風する遠心ファンと、この遠心ファンを収容するスクロールケーシングとを備え、スクロールケーシングは、頂壁に空気吸込口を有すると共に遠心ファンまわりに渦巻き状の空気流路を有するケーシング本体と、このケーシング本体の外周部から突出し空気流路に連通すると共にケーシング本体の外周部との間に舌部を形成する筒状の吐出部とを備えた多翼遠心送風機であって、スクロールケーシング内の舌部の近傍に、遠心ファンの上端とスクロールケーシングとの間から空気吸込口へ逆流しようとする空気を送風方向に案内する整流リブを設け、騒音を低減したものがある（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
また、他の従来の多翼遠心送風機として、軸心周りに回転駆動されるハブと、前記ハブの周方向に所定の間隔を保って配設固定された多数の翼と、前記多数の翼の前記ハブと反対側に設けられた補強用のリングと、からなる遠心ファンと、空気吸込口が形成され、内部に前記遠心ファンを回転可能に収納するスクロールケーシングと、を備え、前記スクロールケーシングには、前記空気吸込口の周囲に、所定の深さの凹部を有するベルマウスが設けられ、前記多数の翼の前記ハブと反対側に位置する空気吸入口端部が、シュラウドを有することなく、前記ベルマウスの凹部内に回転可能に挿入され、騒音を低減したものがある（例えば、特許文献２参照）。【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４５０８７号公報
【特許文献２】特開２００４−３５３６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の多翼遠心送風機によれば、遠心ファン内への空気の逆流を低減させ、騒音を低減することができるが、スクロールケーシングの体積の縮小、或いは、整流リブ又はベルマウス周辺での新たな二次流れの発生等により、スクロールケーシングの有効体積が減少する。そのため、送風性能が低下するという問題があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、送風性能を低下させずに騒音を低減させる多翼遠心送風機を得ることを目的とする。また、スクロールケーシング内の二次流れによる悪影響を低減させる多翼遠心送風機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、モータにより回転駆動されるハブと、前記ハブの正面側が開口する円筒状の籠を形成するように前記ハブの外周部に周方向に所定の間隔を保って多数配置された湾曲長方形板状の翼とを有する遠心ファンと、空気吸込口及び空気吹出口を有し、前記空気吸込口に対向するように前記遠心ファンが内部に収納されるスクロールケーシングと、を備え、前記遠心ファンの回転により前記ハブの正面側の開口から前記モータの回転軸方向に空気を吸込み、前記翼と翼の間から空気を遠心方向に送り出し、前記空気吹出口から吹出す多翼遠心送風機において、前記翼の後端部から翼外縁部の先端部までの翼長Ｂ2を、翼内縁部の先端部までの翼長Ｂ1よりも小さくし、かつ、前記翼内縁部の先端部から前記スクロールケーシングの内壁部までの距離が、前記空気吸込口のベルマウスの内端部Ｐで最小となるように、前記ベルマウスを形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、多翼遠心送風機内における遠心ファンの翼と空気の逆流との干渉を低減させ、送風性能を低下させることなく騒音を低減する多翼遠心送風機が得られる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明にかかる多翼遠心送風機の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、遠心ファンの翼の横断面図である。
【図３】図３は、実施の形態の多翼遠心送風機内の吸込空気の流れを示す縦断面図である。
【図４】図４は、比較例として示す従来の多翼遠心送風機内の吸込空気の流れを示す縦断面図である。
【図５−１】図５−１は、ベルマウスの形状の実施の形態１を示す拡大縦断面図である。
【図５−２】図５−２は、ベルマウスの形状の実施の形態２を示す拡大縦断面図である。
【図５−３】図５−３は、ベルマウスの形状の実施の形態３を示す拡大縦断面図である。
【図６】図６は、翼外縁部の翼長Ｂ2を変化させた場合の送風性能を示すグラフである。
【図７】図７は、翼外縁部の翼長Ｂ2を変化させた場合の騒音を示すグラフである。
【図８−１】図８−１は、翼先端部の形状の実施の形態１を示す拡大縦断面図である。
【図８−２】図８−２は、翼先端部の形状の実施の形態２を示す拡大縦断面図である。
【図８−３】図８−３は、翼先端部の形状の実施の形態３を示す拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００１１】
１  多翼遠心送風機
２  モータ
３  遠心ファン
４  スクロールケーシング
４ａ  空気吸込口
４ｂ  空気吹出口
４ｘ  ベルマウス
５  ハブ
６  翼
６ａ  翼内縁部
６ｂ  翼外縁部
６ｘ  圧力面
７  リング（翼補強部材）
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる多翼遠心送風機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。【００１３】
実施の形態
図１は、本発明にかかる多翼遠心送風機の実施の形態を示す縦断面図であり、図２は、遠心ファンの翼の横断面図であり、図３は、実施の形態の多翼遠心送風機内の吸込空気の流れを示す縦断面図であり、図４は、比較例として示す従来の多翼遠心送風機内の空気の流れを示す縦断面図であり、図５−１は、ベルマウスの形状の実施の形態１を示す拡大縦断面図であり、図５−２は、ベルマウスの形状の実施の形態２を示す拡大縦断面図であり、図５−３は、ベルマウスの形状の実施の形態３を示す拡大縦断面図であり、図６は、翼外縁部の翼長Ｂ2を変化させた場合の送風性能を示すグラフであり、図７は、翼外縁部の翼長Ｂ2を変化させた場合の騒音を示すグラフであり、図８−１は、翼先端部の形状の実施の形態１を示す拡大縦断面図であり、図８−２は、翼先端部の形状の実施の形態２を示す拡大縦断面図であり、図８−３は、翼先端部の形状の実施の形態３を示す拡大縦断面図である。【００１４】
図１及び図３に示すように、実施の形態の多翼遠心送風機１は、正面に、ベルマウス４ｘが形成された円形の空気吸込口４ａが設けられ、外周部に空気吹出口４ｂが設けられたスクロールケーシング４と、スクロールケーシング４内に、空気吸込口４ａに対向して配置された遠心ファン３と、スクロールケーシング４に取付けられ、遠心ファン３を回転駆動するモータ２とを備えている。【００１５】
遠心ファン３は、モータ２の回転軸２ａに取付けられて回転駆動されるハブ５と、後端部がハブ５に固定され、ハブ５の正面側が開口する円筒状の籠を形成するように、ハブ５の外周部に周方向に等間隔に所定の取付角度で固定された多数の湾曲長方形板状（図２参照）の翼６とを備えている。翼６の先端外縁部には翼補強部材としてのリング７が取付けられ（リング７は、翼６と一体成形されていてもよい。）、翼６の先端部は、リング７により周方向に等間隔に固定されている。【００１６】
モータ２を駆動して遠心ファン３を回転させると、図３の破線矢印Ａで示すように、吸入空気Ａは、スクロールケーシング４の空気吸込口４ａから吸込まれ、ハブ５の正面側の開口から回転軸２ａ方向に吸込まれ、遠心ファン３の翼６の圧力面６ｘ（湾曲内側面：図２参照；矢印Ｄは遠心ファンの回転方向を示す。）により速度と圧力が付与され、遠心ファン３の外周部の翼６、６間から遠心方向に吹出してスクロールケーシング４の外周流路４ｃに流入し、外周流路４ｃで運動エネルギーを静圧へ回収しながら、空気吹出口４ｂから吹出される。【００１７】
図１及び図３に示すように、本発明の実施の形態の翼６は、翼内縁部６ａの翼長Ｂ1よりも翼外縁部６ｂの翼長Ｂ2が短く形成されている（翼先端部の翼外縁部６ｂ側を斜めに切除している）。【００１８】
図３に示すように、多翼遠心送風機１の遠心ファン３内を流れる吸入空気Ａには慣性力が作用するので、吸入空気Ａは、遠心ファン３のハブ５側に寄った流れとなる。それ故、空気吸込口４ａ側の翼６、６間には、空気の淀み領域が発生し、翼外縁部６ｂ側では、図３及び図４に示すように、空気の逆流Ｃが発生している。翼先端部の翼外縁部６ｂ側を斜めに適量、切除することにより、送風性能を低下させずに、遠心ファン３の翼６と空気の逆流Ｃとの干渉を低減させている。【００１９】
また、遠心ファン３の翼６と空気の逆流Ｃとの干渉を、さらに低減させるためには、空気の逆流Ｃが流れる領域が広い方がよい。すなわち、遠心ファン３の翼６の先端とスクロールケーシング４との間の距離が大きい方がよい。翼外縁部６ｂ側を斜めに適量、切除することにより、遠心ファン３とスクロールケーシング４との距離が拡がり、スクロールケーシング４内の二次流れによる悪影響を避けることもできる。また、スクロールケーシング４の実有効体積が増加するので、送風性能の維持又は向上という効果が得られる。【００２０】
図５−１〜図５−３に示すように、遠心ファン３の翼６の先端部とベルマウス４ｘの相対位置を種々変えて送風実験を行なった結果、翼内縁部６ａの先端部からスクロールケーシング４の内壁部までの距離が、空気吸込口４ａのベルマウス４ｘの内端部Ｐで最小となるように、ベルマウス４ｘを形成することにより、送風性能を損なうことなく騒音が低減されることが解かった。【００２１】
図６は、翼外縁部６ｂの翼長Ｂ2を種々変化させた場合の送風性能を示すグラフであり、図７は、翼外縁部６ｂの翼長Ｂ2を種々変化させた場合の騒音を示すグラフである。【００２２】
図６及び図７に示すように、本発明の実施の形態の遠心ファン３の場合、例えば、翼内縁部６ａの翼長Ｂ1に対する翼外縁部の翼長Ｂ2を、Ｂ2／Ｂ1≒０．８としたとき、遠心ファン３の翼６と空気の逆流Ｃとの干渉を低減させ、送風性能を低下させることなく騒音が低減されることが解かる。【００２３】
また、翼内縁部６ａの翼長Ｂ1に対する翼外縁部６ｂの翼長Ｂ2を、Ｂ2／Ｂ1≒０．７としたときも、遠心ファン３の翼６と空気の逆流Ｃとの干渉を低減させ、図７に示すように、騒音が低減される風量帯があることが解かる。ただし、この場合、図６に示すように、送風性能は悪化する。【００２４】
翼内縁部６ａの翼長Ｂ1に対する翼外縁部の翼長Ｂ2を種々変えて実験を行なった結果、０．７５≦Ｂ2／Ｂ1≦０．９５とすることにより、送風性能をほぼ損なうことなく、騒音が低減されることが解かった。また、最良の実施形態は、Ｂ2／Ｂ1≒０．８であり、最大で、約−1ｄＢの騒音が低減される。【００２５】
図８−１〜図８−３に、遠心ファン３の翼６の先端（空気吸込口４ａ側の端部）の形状を種々変えた例を示す。翼６と空気の逆流Ｃとの干渉を低減させ、かつ、遠心ファン３の翼外縁部６ｂ側から翼内縁部６ａ側へ空気が漏れないようにするために、翼内縁部６ａの翼長が最大となり、翼外縁部６ｂの翼長が最小となるようにするのが最もよい。【００２６】
また、図８−１〜図８−３に示すように、翼６の翼内縁部６ａから翼外縁部６ｂへ、直線状や曲線状等、任意の形状に切除することができる。【００２７】
さらに、図８−１〜図８−３に示すように、翼６の翼内縁部６ａの先端部には、空気吸込口４ａから吸込まれた吸込空気が当たるので、先端部に丸みＲを持たせることにより、吸込空気流の乱れや渦の発生等が抑制され、騒音を低減させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように、本発明にかかる多翼遠心送風機は、静粛性が要求される住宅、学校、病院、事務所等に設置する換気装置、空気調和機等の送風機として有用である。また、片吸込式の多翼遠心送風機の形態について説明したが、両吸込式の多翼遠心送風機に適用してもよい。
【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５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図６】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図８−３】
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【国際調査報告】
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