(57)【要約】【課題】送風装置の本体を大きくすることなく、送風機本体内での圧力損失や気流の渦、流路壁面からの気流の剥離を低減し、送風性能や静音性を向上させることができる送風装置を提供することを目的とする。【解決手段】ケーシング５には、本体箱１内の空気を吸い込む吸気孔６と、ケーシング５内の空気を排出する吐出孔７が開口し、本体箱１の給気口２とケーシング５の吸気孔６との間の風路には、給気口２から吸気孔６に流れる空気を吸気孔６方向に案内する案内部を形成するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングを有する遠心送風機と、前記遠心送風機が内部に配置され、外部の空気を流入させる給気口と、内部の空気を排出する排気口とを対向する面にそれぞれ開口した本体箱と、を備えた送風装置であって、
前記ケーシングには、前記本体箱内の空気を吸い込む吸気孔と、前記ケーシング内の空気を排出する吐出孔が開口し、前記給気口と前記吸気孔との間の風路には、前記給気口から前記吸気孔に流れる空気を前記吸気孔の方向に案内する案内部を形成することを特徴とする送風装置。
【請求項２】
前記案内部は、前記吸気孔が開口した前記ケーシングの外面に形成された隆起部であることを特徴とする請求項１に記載された送風装置。
【請求項３】
前記隆起部は、前記吸気孔の周囲に沿った円弧形状であることを特徴とする請求項２に記載された送風装置。
【請求項４】
前記案内部は、前記吸気孔と前記給気口との間の風路に設けられた案内ガイドであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の送風装置。
【請求項５】
前記案内ガイドは、前記吸気孔の周囲に沿った円弧形状であることを特徴とする請求項４に記載された送風装置。
【請求項６】
前記遠心送風機は、前記ケーシングの対向面に前記吸気孔が２つ開口した両吸込形遠心送風機であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の送風装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、箱体内に収納される遠心送風機を備えた送風装置に関し、特に静音対策を施した送風装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物の天井裏等の空間に設置し、ダクトを介して室内の空気を排気等して室内を換気するダクト用換気扇が知られている。この種の換気扇の中には、対向する面にダクトを接続するための接続口部品を取付けた給気口と排気口を持つ箱形の本体箱内に遠心送風機を組み込んだ構成のものがある。
【０００３】
遠心送風機は静圧が高いが、遠心送風機の給気口に対し遠心送風機の排気口はケーシングの構成面において直交する面に配置されているため、そのまま直線状の換気ダクトの中間に取り付ける場合には、遠心送風機の給気口と排気口に接続できるように換気ダクトを曲げなければならないため、施工性が悪くダクト設置スペースも大きくなる。上記ダクト用換気扇においては給気口と排気口を本体箱の対向する２面に設置し、給気口と排気口を直線状に並べることで換気ダクトを曲げる必要をなくし、静圧が高く施工性の良い箱形の送風装置を実現している。
【０００４】
このような送風装置では、図８に示すように、空気が本体箱１内に吸い込まれてから遠心送風機４に吸い込まれるまでに曲折した風路を経る構造となっている。よって、気流９が曲がりきれずに遠心送風機４のケーシング５の稜線部１０の近傍である稜線部周辺１２でケーシング５から気流９が剥離し、その周辺は気圧が低くなるため、あらゆる方向から風が流れ込むことによって渦が発生する。
したがって、風路の曲折による本体箱１内の圧力損失の増大や、気流９の流路壁面からの剥離による騒音の発生が問題となっていた。
【０００５】
上記問題点を改善するために、従来は、図９に示すように、本体箱１の給気口２と遠心送風機４との間に砲弾形消音材のような略三角形状を有した整流部材１３を設置することで、風路の曲折を９０度ではなく緩やかにする対策がなされてきた。その結果、本体箱１の給気口２から吸い込まれた空気は整流部材１３に衝突した後、円滑に曲折するため、圧力損失や気流の渦、壁面からの剥離を低減し、送風性能や静音性を向上させることができる（例えば特許文献１〜３などを参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３３０９７０３号公報
【特許文献２】特許第３８４６５４８号公報
【特許文献３】特開２００８−１８４９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の送風装置においては、整流部材を設置するスペースを確保するために本体箱を風路方向に大きくする必要があるので、体積が大きくなり、重量も重くなっていた。そのため、施工性が悪くなるばかりか、換気ダクトの設計の自由度も少なくなるという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、送風装置の本体を大きくすることなく、送風機本体内での圧力損失や気流の渦、流路壁面からの気流の剥離を低減し、送風性能や静音性を向上させることができる送風装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る送風装置は、ケーシングを有する遠心送風機と、前記遠心送風機が内部に配置され、外部の空気を流入させる給気口と、内部の空気を排出する排気口とを対向する面にそれぞれ開口した本体箱と、を備えた送風装置であって、前記ケーシングには、前記本体箱内の空気を吸い込む吸気孔と、前記ケーシング内の空気を排出する吐出孔が開口し、前記給気口と前記吸気孔との間の風路には、前記給気口から前記吸気孔に流れる空気を前記吸気孔の方向に案内する案内部を形成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る送風装置によれば、箱体の給気口から吸い込まれた空気が遠心送風機のケーシングの稜線部に沿ってケーシングの吸込孔が開口した側面側に曲がり込む際に、流路壁面から気流が剥離するのを抑制し、送風装置のサイズを大きくすることなく、送風性能や静音性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１を示す送風装置の上面断面図である。
【図２】実施の形態１を示す送風装置の側面断面図である。
【図３】実施の形態１を示す送風装置の側面断面図である。
【図４】実施の形態２を示す送風装置の上面断面図である。
【図５】実施の形態１、２における送風装置の斜視図である。
【図６】実施の形態１における圧力損失のシミュレーション結果である。
【図７】図６シミュレーションモデルの作成箇所を示す図である。
【図８】従来の送風装置の断面図である。
【図９】従来の送風装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１３】
実施の形態１．
図１〜３は、本発明の実施の形態１における送風装置の内部の上面断面図、及び、側面断面図である。また、図５には、本発明の送風装置の斜視図を示す。本発明の送風装置は、本体箱１とその内部に収納された遠心送風機４とで大きく構成されている。本体箱１には、空気が本体箱１内に流入する給気口２と本体箱体内の空気が流出する排気口３とが形成されている。給気口２と排気口３は、本体箱１の対向する２側面に設けられており、ダクトを給気口２と排気口３に接続する場合には、直線状のダクト流路の中間に送風装置が挟まる形状で取り付けられるため、ダクトの取り回しが複雑化することがない。
【００１４】
本体箱１の内部に収納される遠心送風機４は、主にスクロール形のケーシング５と、ケーシング５内で回転する羽根車４ａと、羽根車４ａを回転駆動する駆動モータ４ｂから構成される。ケーシング５は風路断面積が気流方向に所定の拡大率を持つ流路を備え、側面５ｂに外部の空気をケーシング５内に吸い込む吸気孔６と、側面５ｂに直交する面にケーシング５からの空気を排出する吐出孔７とを備えている。
【００１５】
このような送風装置では、空気が本体箱１内に吸い込まれてから遠心送風機４に吸い込まれるまでに３つの曲折を経る風路となっている。図１に示す本体箱１内の気流９は、空気が給気口２から流入し、ケーシング５の吸気孔６に吸い込まれるまでの空気の流れを示している。
気流９の第１の曲折は本体箱１の給気口２から吸い込まれた空気が遠心送風機４のケーシング５の壁面５ａに衝突することによって起こる。この曲折によって空気は９０度方向を変え、ケーシング５の壁面５ａと平行に流れる。
【００１６】
気流９の第２の曲折は第１の曲折の後、遠心送風機４のケーシング５の稜線部１０に沿ってケーシング５の吸気孔６が開口した側面５ｂ側に気流が曲がる際に起こる。この風路は、遠心送風機４のケーシング５の吸気孔６の開口した側面５ｂと平行であり、第１の曲折の時に衝突したケーシング５の壁面５ａと直角になるため、第２の曲折の際も９０度方向を曲げることになる。
【００１７】
気流９の第３の曲折は、遠心送風機４の吸気孔６に吸い込まれるときに起こる。遠心送風機４の吸気孔６のある側面５ｂと平行に流れていた空気が遠心送風機４の吸気孔６に吸い込まれるため、空気の流れは９０度方向を曲げる。遠心送風機４の吐出孔７は本体箱１の排気口３に合わせて設置されているため、遠心送風機４に吸い込まれた風は、遠心送風機４の吐出孔７から吐き出されると同時に本体箱１の外部へ吐き出される。
【００１８】
ケーシング５の吸気孔６と、本体箱１の給気口２との間の風路には、給気口２から吸気孔６に流れる空気を吸気孔６側に案内する案内部が設けられている。具体的には、図１〜３に示すように、ケーシング５の吸気孔６が開口した側面上で、給気口２に対向するケーシング５の壁面５ａと、吸気孔６が開口した側面５ｂでなす稜線部１０の近傍に隆起部８を立ち上げている。この隆起部８の断面形状は図１に示すように、ケーシング５の稜線部１０の近傍から立ち上がり始め、頂点を通過した後は、吸気孔６に向けてなだらかに低くなる山形形状をしている。このように断面形状は、なだらかな曲面を備えていれば形状は問わない。例えば、半円形や楕円曲面など、コアンダ効果が期待できる曲面であれば採用可能である。
また、隆起部８の平面形状は、例えば図２に示すような矩形形状でもよいし、図３に示すような吸気孔６に沿う円弧形状としてもよい。隆起部８の横幅は、吸気孔６の口径に対応する長さがあることが好ましい。
【００１９】
このようにケーシング５の吸気孔６が開口した側面５ｂ上に案内部として隆起部８を形成することで、気流９がケーシング５の稜線部１０の外側を曲折して流れる際に、気圧が低くなる領域での渦の発生を減らすのと同時に、コアンダ効果によって隆起部８に気流９を沿わせることにより気流９の剥離を抑えるものである。
【００２０】
図６に送風装置内の気流の圧力損失をシミュレーションした結果を示す。このシミュレーションは、図７に示すように、本発明の送風装置における本体箱１の給気口２から、遠心送風機４の吸気孔６までの風路を想定して演算を行ったものである。圧力損失は、送風装置の本体箱１の給気口２を想定した流路のＡ−Ａ断面から、遠心送風機４の吸気孔６を想定した流路のＢ−Ｂ断面までに気流が到達するために必要な圧力を算出したものである。
【００２１】
隆起部８は、半径を２２．５ｍｍとし、遠心送風機４の吸気孔６を想定した流路のＢ−Ｂ断面の流入側に設けた。この結果、隆起部８を追加したことによって、流路のＡ−Ａ断面から、流路のＢ−Ｂ断面まで気流が到達するために必要な全圧圧力が小さくなり、送風装置内部の圧力損失が減少していることがわかる。本シミュレーションでは、隆起構造がない場合に比べて隆起部８がある場合の方が必要な全圧圧力で４Ｐａ小さくなっている。
【００２２】
よって、遠心送風機４のケーシング５の吸気孔６が開口した側面５ｂ上に隆起部８を形成することで、圧力損失が低減され送風装置の送風性能や静音性を向上させることができる。
【００２３】
実施の形態２．
本発明における、実施の形態１では、遠心送風機４のケーシング５の吸気孔６が開口した側面５ｂ上に隆起部８を形成することで、気流にコアンダ効果を機能させ、ケーシング５から気流を剥離させることなく吸気孔６に導く構成としたが、本実施の形態２では、案内ガイド１１により気流を吸気孔６に導く構成とし、その他の構成は実施の形態１と共通である。
【００２４】
図４に本実施の形態２における送風装置の上面断面図を示す。
ケーシング５の吸気孔６と、本体箱１の給気口２との間の風路には、給気口２から吸気孔６に流れる空気を吸気孔６側に案内する案内部として案内ガイド１１が設けられている。具体的には、給気口２に対向するケーシング５の壁面５ａと、吸気孔６が開口した側面５ｂでなす稜線部１０の近傍の風路内に案内ガイド１１を設けている。この案内ガイド１１の断面形状は、ケーシング５の壁面５ａに衝突した気流を迎え入れ、吸気孔６の方向に気流を案内するようにケーシング５の稜線部１０を囲うような円弧形状をしている。断面形状は、なだらかな曲面を備えていれば形状は問わない。例えば、半円形や楕円曲面など、気流の案内効果が期待できる曲面であれば採用可能である。
また、案内ガイド１１の平面形状は、隆起部８と同様に矩形形状や円弧形状を採用することができる。案内ガイド１１の横幅は、吸気孔６の口径に対応する長さがあることが好ましい。
【００２５】
このように、給気口２に対向するケーシング５の壁面５ａと、吸気孔６が開口した側面５ｂでなす稜線部１０の近傍の風路内に案内ガイド１１とを形成することで、気流９がケーシング５の稜線部１０の外側を曲折して流れる際に、稜線部１０の外側の気圧が低くなる領域での渦の発生を減らすのと同時に、案内ガイド１１に気流９を沿わせることによりケーシング５からの気流９の剥離を抑えるものである。
【００２６】
本発明の実施の形態１、２における送風装置によれば、本体箱１内の風路内に気流９の案内部を形成する構成のため、送風装置のサイズを大きくすることなく、気流９の渦や剥離による圧力損失を抑制することができる。
なお、実施の形態１に係る隆起部８と、実施の形態２に係る案内ガイド１１は、それぞれ単独で設置する例を示したが、両方を採用して気流の案内の相乗効果を持たせることも可能である。
【００２７】
実施の形態１、２では、単に遠心送風機４を例として挙げたが、遠心送風機としてシロッコファンやターボファンなどスクロールケーシングを備えた送風機であれば本発明を適用することができる。
また、遠心送風機４は、片吸い込み形でも両吸い込み形でもどちらでも適用が可能である。
【００２８】
本体箱１については、ダクトが接続できるチャンバー形状のものであれば形状や材質は問わない。例えば、直方体以外の形状も可能であるし、消音ボックス形として消音内貼がしてあるものでも採用が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１  本体箱、２  給気口、３  排気口、４  遠心送風機、４ａ  羽根車、４ｂ  駆動モータ、５  ケーシング、５ａ  壁面、５ｂ  側面、６  吸気孔、７  吐出孔、８  隆起部、９  気流、１０  稜線部、１１  案内ガイド、１２  稜線部周辺、１３  整流部材。
【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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