(57)【要約】【課題】従来の片吸込み型遠心送風機では流路断面積の拡大方向を羽根車の径方向ではなく、モータの軸方向に拡大してケーシングを小型化している。このような片吸込み型遠心送風機では、ケーシングの形状が複雑になり、ケーシングを形成できないといった課題があった。【解決手段】渦巻状のスクロール６を備えたケーシング２と、このケーシング２に内蔵した羽根車３と、吸込口４を有した側板５と、モータ７を固定したモータ固定側板８を備えた片吸込み型遠心送風機１であって、モータ固定側板８とモータ固定側板８側の羽根車３のブレード２４端との間にモータ７の回転軸１４を囲むようにした整流板１５を備えたものであり、性能（静圧）の低下を抑えながら、ケーシング２の形状を複雑にすることなく小型化することを図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻状のスクロールを備えたケーシングと、
このケーシングに内蔵した複数のブレードを具備した羽根車と、
前記ケーシングには、吸込口を有した側板と、モータを固定したモータ固定側板を備え、
前記側板と前記モータ固定側板は略平行に固定され、
前記モータに前記羽根車を固定した片吸込み型遠心送風機であって、
前記モータ固定側板と前記モータ固定側板側の前記ブレード端との間に、前記モータの回転軸を囲むようにした整流板を備え、
前記整流板の前記回転軸を中心とした外周面は、前記羽根車に向けて前記回転軸と直交する断面積を小さくしていくように前記回転軸に対して傾斜した面を有し、
前記整流板の羽根車側の直径を羽根車の直径より小さくしたことを特徴とする片吸込み型遠心送風機。
【請求項２】
前記整流板は、前記回転軸と同軸の円錐台形状とした請求項１記載の片吸込み型遠心送風機。
【請求項３】
前記整流板のモータ固定側板側の直径を羽根車の直径と同じとしたことを特徴とする請求項１または２に記載の片吸込み型遠心送風機。
【請求項４】
前記羽根車は前記ブレードの回転軸方向の一端を連結し前記回転軸に結合される主板を備え、前記主板は前記整流板の羽根車側の外径寸法より回転軸側に開口を設けていることを特徴とする請求項１から３に記載の片吸込み型遠心送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダクトファンなどの換気送風機器、空気調和機などに使用される片吸込み型遠心送風機の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクロールケーシングを備えた片吸込み型遠心送風機のケーシングは、舌部より羽根車の回転方向に向って流路断面積を徐々に羽根車の径方向に拡大するよう渦巻形状をしており、羽根車から吹き出された気体をケーシング内で動圧から静圧へと変換している。この片吸込み型遠心送風機のケーシングを小型化するために、流路断面積の拡大方向を羽根車の径方向ではなく、モータの軸方向に拡大したものが知られている。
【０００３】
以下、その従来例について図５を参照しながら説明する。
【０００４】
図５に示すように、片吸込み型遠心送風機１０１は、ケーシング１０２とこのケーシング１０２に内蔵された羽根車１０３とで構成される。ケーシング１０２は、吸込口１０４を備えた側板１０５と、渦巻状のスクロール１０６と、モータ１０７を固定したモータ固定側板１０８で構成されている。ケーシング１０２は、舌部１０９から羽根車１０３の回転方向１１０に向って流路断面積（羽根車の外周側とスクロールの内側と側板で囲まれた領域における径方向断面積）を徐々に拡大するように、螺旋形状をしている。
【０００５】
羽根車１０３はモータ１０７に固定されており、モータ１０７の駆動により羽根車１０３が回転すると吸込気流１１１が吸込口１０４より羽根車１０３を介してケーシング１０２内に流入する。この羽根車１０３から吹き出した空気は、螺旋形状のケーシング１０２内で昇圧され、動圧から静圧へと変換されて吐出口１１２から吐出気流１１３となって流出される。
【０００６】
ここで、一般的な片吸込み型遠心送風機１１６においては、スクロールの形状によって羽根車の径方向に流路断面積を拡大させている。しかし、特許文献１記載の片吸込み型遠心送風機１０１においては、図５に示すように、舌部１０９から回転方向１１０に向ってモータ１０７の回転軸１１４方向（領域Ａの部分）に流路断面積を拡大するようモータ固定側板１０８が形成されている（図５には一般的な片吸込み型遠心送風機１１６の外形も破線で示す）。すなわち、特許文献１の片吸込み型遠心送風機１０１は、一般的な片吸込み型遠心送風機１１６に対して、回転軸方向に流路を確保することによって、径方向の拡大率を抑え、ケーシング１０２の縦寸法Ｈ、横寸法Ｙを小さくしている。片吸込み型遠心送風機１０１の場合、羽根車１０３の主板側からケーシング１０２内に吹き出される気流１１５は、外周側（スクロール１０６側）へ向かうとともに、モータ固定側板１０８側へ拡がるように流れていく。すなわち、気流１１５は、スクロール１０６面に沿いながら領域Ａにスムーズに流れ込み、流路断面積の拡大による効果（動圧から静圧への変換）を得られることとなる。モータ１０７の回転軸１１４方向に拡大した部分（領域Ａ）は、モータ１０７がケーシング１０２から突出してデッドスペースであった部分であり、このスペースを有効活用して片吸込み型遠心送風機１０１の小型化を実現している。これら構成によりケーシングを小型化した場合においても性能（静圧）の低下を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−８３７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような従来の片吸込み型遠心送風機１０１では、性能（静圧）の低下を抑えながらケーシング１０２を小型化できるものの、モータ１０７の回転軸１１４方向に螺旋状に流路断面積の拡大部分を形成するため、モータ１０７側のモータ固定側板１０８の形状が複雑になる。このような複雑な形状は、加工が難しく、樹脂成型等でケーシング１０２を形成する場合は可能だが、特に内部静圧を高く設定しており、ケーシング１０２の強度を確保するため、鋼板でケーシング１０２を形成する必要がある片吸込み型遠心送風機においては、特許文献１に記載されたような技術を適用することが困難である。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ケーシングの形状を複雑にすることなく、モータの回転軸方向にケーシングの流路断面積を拡大し、性能（静圧）の低下を抑えながらケーシングを小型化した片吸込み型遠心送風機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の遠心送風機は、上記目的を達成するために、
渦巻状のスクロールを備えたケーシングと、
このケーシングに内蔵した複数のブレードを具備した羽根車と、
前記ケーシングには、吸込口を有した側板と、モータを固定したモータ固定側板を備え、
前記側板と前記モータ固定側板は略平行に固定され、
前記モータに前記羽根車を固定した片吸込み型遠心送風機であって、
前記モータ固定側板と前記モータ固定側板側の前記ブレード端との間に、前記モータの回転軸を囲むようにした整流板を備え、
前記整流板の前記回転軸を中心とした外周面は、前記羽根車に向けて前記回転軸と直交する断面積を小さくしていくように前記回転軸に対して傾斜した面を有し、
前記整流板の羽根車側の直径を羽根車の直径より小さくしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、渦巻状のスクロールを備えたケーシングと、このケーシングに内蔵した複数のブレードを具備した羽根車と、前記ケーシングには、吸込口を有した側板と、モータを固定したモータ固定側板を備え、前記側板と前記モータ固定側板は略平行に固定され、前記モータに前記羽根車を固定した片吸込み型遠心送風機であって、前記モータ固定側板と前記モータ固定側板側の前記ブレード端との間に、前記モータの回転軸と略同軸に筒状の整流板を囲むようにした整流板を備え、前記整流板の前記回転軸を中心とした外周面は、前記羽根車に向けて前記回転軸と直交する断面積を小さくしていくように前記回転軸に対して傾斜した面を有し、前記整流板の羽根車側の直径を羽根車の直径より小さくしたことにより、羽根車からケーシング内に吹き出された気体は、スクロール面に沿いながら整流板とスクロールの間に形成された通風路部分にスムーズに流れ込む。通風路部分に流れ込んだ気体は、モータ固定側板から直径を縮小していくことで形成された整流板の斜め面を通り、通風路部分内を旋回しながら羽根車に向かう気流となる。その気流は羽根車の主板のモータ固定側板側に当り、羽根車からケーシング内に吹き出される気流と衝突することなく、羽根車の主板に沿ってスムーズに吐出口まで流出されることとなる。
【００１２】
よってケーシング内の気流の乱れを抑え、圧力損失を低減するとともに、気流が衝突することで発生する乱流騒音も低減しながら流路断面積の拡大による効果（動圧から静圧への変換）を得られるという作用を有する。
【００１３】
また、前記側板と前記モータ固定側板を略平行に固定したことにより、スクロールのモータの回転軸方向と同方向の寸法を一定にすることができ、モータ固定側板の形状を簡単にすることができるという作用も有する。
【００１４】
これによりケーシングを小型化した場合でも、ケーシングの形状を複雑にすることなく、性能（静圧）の低下を抑えることができるといった効果を有する片吸込み型遠心送風機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１の片吸込み型遠心送風機の（ａ）側面図、（ｂ）正面図
【図２】本発明の片吸込み型遠心送風機と一般的な片吸込み型遠心送風機の流路断面積の変化の比較グラフ
【図３】本発明の実施の形態１の片吸込み型遠心送風機の（ａ）側面図、（ｂ）天面断面図
【図４】本発明の実施の形態２の片吸込み型遠心送風機の（ａ）側面図、（ｂ）正面図
【図５】従来の片吸込み型遠心送風機の（ａ）側面図、（ｂ）正面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の請求項１記載の片吸込み型遠心送風機は、渦巻状のスクロールを備えたケーシングと、このケーシングに内蔵した複数のブレードを具備した羽根車と、前記ケーシングには、吸込口を有した側板と、モータを固定したモータ固定側板を備え、前記側板と前記モータ固定側板は略平行に固定され、前記モータに前記羽根車を固定した片吸込み型遠心送風機であって、前記モータ固定側板と前記モータ固定側板側の前記ブレード端との間に、前記モータの回転軸と略同軸に筒状の整流板を囲むようにした整流板を備え、前記整流板の前記回転軸を中心とした外周面は、前記羽根車に向けて前記回転軸と直交する断面積を小さくしていくように前記回転軸に対して傾斜した面を有し、前記整流板の羽根車側の直径を羽根車の直径より小さくしたものであり、羽根車からケーシング内に吹き出された気体は、スクロール面に沿いながら整流板とスクロールの間に形成された通風路部分にスムーズに流れ込む。通風路部分に流れ込んだ気体は、モータ固定側板から直径を縮小していくことで形成された整流板の斜め面を通り、通風路部分内を旋回しながら羽根車に向かう気流となる。その気流は羽根車の主板のモータ固定側板側に当り、羽根車からケーシング内に吹き出される気流と衝突することなく、羽根車の主板に沿ってスムーズに吐出口まで流出されることとなる。
【００１７】
よってケーシング内の気流の乱れを抑え、圧力損失を低減するとともに、気流が衝突することで発生する乱流騒音も低減しながら流路断面積の拡大による効果（動圧から静圧への変換）を得ることができる。
【００１８】
また、側板とモータ固定側板を略平行に固定したことにより、スクロールのモータの回転軸方向と同方向の寸法を一定にすることができる。
【００１９】
また、前記整流板のモータ固定側板側の直径を羽根車の直径と同じとしたものであり、舌部と整流板の間は、羽根車側は距離が開いており、モータ固定側板側に向かうに従ってその距離が縮まるようになっている。すなわち三角形のケーシング内へと続く開口ができていることとなる。舌部近傍で羽根車から吹き出されモータ側に流れた気流は、整流板と舌部の間にできた開口を通りケーシング内へ流入し、十分の流速を落とし、静圧に変換されて、吐出口より吹き出される。一方、ケーシング途中で通風路部分に流入し、整流板の面に沿って旋回し、十分に流速を落とした気流は、そのまま吐出口より吹き出される。すなわち舌部近傍で羽根車から流出された気流と通風路部分で十分流速を落とした気流を衝突させることなく吐出口より吹き出すことができる。
【００２０】
また、前記羽根車は前記ブレードの回転軸方向の一端を連結するとともに前記回転軸に結合する主板を備え、前記主板は前記整流板の羽根車側の外径寸法より回転軸側に開口を設けているものであり、吸込口から羽根車内に流入した気体の一部をその開口を通じて、整流板の内側まで流入させることができる。この気流は整流板の内側に配置されているモータまで到達し、モータを冷却できることとなる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１に示すように、本実施の形態の片吸込み型遠心送風機１は、ケーシング２とこのケーシング２に内蔵された複数のブレード２４を具備した羽根車３とで構成される。ケーシング２は、吸込口４を備えた側板５と、渦巻状のスクロール６と、モータ７を固定したモータ固定側板８で構成されている。ケーシング２は、舌部９から羽根車３の回転方向１０に向って流路断面積を徐々に拡大するよう渦巻形状をしている。
【００２３】
羽根車３は、モータ７の回転軸に固定された主板１７と、主板１７の外周側に立設した複数枚のブレード２４と、ブレード２４の先端（主板１７に固定された端部と反対側）に固定された補助リング２５とで構成されている。補助リング２５は、その名前の通り、中心部分を開口し、この開口は、吸込口４と連通した羽根車吸込口となっている。主板１７は、ブレード２４のモータ７側に設けられている。そして、モータ７の駆動により羽根車３が回転すると吸込気流１１が吸込口４より羽根車３を介してケーシング２内に流入し、渦巻形状のケーシング２内で昇圧され、動圧から静圧へと変換されて吐出口１２から吐出気流１３となって流出される。側板５とモータ固定側板８は略平行に固定されており、ケーシング２内にはモータ固定側板８とモータ固定側板８側の羽根車３のブレード２４端の間にモータ７の回転軸１４を囲むようにして整流板１５が備えられている。整流板１５は、回転軸１４と直交する面が、回転軸１４を中心とした円となっていて、この整流板１５の断面の円は、羽根車３に向かってその直径を縮小していく形状、すなわち、整流板１５の外形は、円錐台形状となっている。また整流板１５の羽根車３側の直径は羽根車３の直径より小さくなっている。
【００２４】
上記構成による作用・効果について説明する。
【００２５】
この整流板１５とスクロール６の間に形成された通風路部分（領域Ｂ）により、流路断面積を羽根車３の径方向ではなく、モータ７の回転軸１４方向に拡大している。図２に本発明の片吸込み型遠心送風機と一般的な片吸込み型遠心送風機の流路断面積の変化の比較グラフを示す。
【００２６】
図２の縦軸は流路断面積、横軸はケーシングの位置を表している。このケーシングの位置は、図１に示すように、舌部９の位置を拡大開始位置ａ、スクロール６の円弧が終わる部分を拡大終了位置ｃ、拡大開始位置ａと拡大終了位置ｃの中間の位置を拡大中間位置ｂとする。本発明の片吸込み型遠心送風機は、スクロール６と羽根車３の回転軸１４との距離の拡大率を抑えることでケーシングを小型化している。すなわち、拡大開始位置ａにおける回転軸１４とスクロール６との距離に対する拡大終了位置ｃにおける回転軸１４とスクロール６との距離との比は、従来の一般的な片吸込み型遠心送風機よりも本発明の片吸込み型遠心送風機のものが小さくなっている。一方、本発明の片吸込み型遠心送風機における流路断面積は、モータ７の回転軸１４方向に拡大することで、拡大開始位置ａから拡大中間位置ｂまでは従来の一般的な片吸込み型遠心送風機と同面積の流路断面積を確保している。この部分において、一般的な片吸込み型遠心送風機に対して、羽根車３とスクロール６との距離が小さくなるが、一般的にこの部分は羽根車３よりケーシング２に吹き出される気流の速度が遅くなる部分である。そのため、気流はスクロール６面に衝突して乱れることなく、整流板１５とスクロール６の間に形成された通風路部分（領域Ｂ）に流入される。一方で、拡大中間位置ｂから拡大終了位置ｃまでは一般的な片吸込み型遠心送風機に対して大きい流路断面積となっており、流路断面積の羽根車３の径方向の拡大率を抑えることでケーシング２を小型化した場合や、スクロール６の巻き角（＝拡大開始位置ａから拡大終了位置ｃまでの角度）を小さくし、ケーシング２の小型化を図った場合においても十分な流路断面積の拡大を図ることができる。
【００２７】
一般的に片吸込み型遠心送風機においては、吸込口４から流入した気体は、主板１７側に多く流れ、羽根車３は、主板１７側から多くの気体を吹き出す。本実施の形態においては、主板１７側（モータ固定側板８側）に流路断面積の拡大部分を確保したので、羽根車３の主板１７側からケーシング２内に吹き出される気流１６は、外周側（スクロール６側）へ向かうとともに、モータ固定側板８側へ拡がるように流れていく。そして、気流１６は、スクロール６面に沿いながら整流板１５とスクロール６の間に形成された通風路部分（領域Ｂ）にスムーズに流れ込む。通風路部分（領域Ｂ）に流れ込んだ気流１６ａは、モータ固定側板８から外径を縮小していくことで形成された整流板１５の斜面に沿って、通風路部分（領域Ｂ）内を旋回しながら羽根車３に向かうことになる。領域Ｂを流れる気流１６ａは、羽根車３の主板１７のモータ固定側板８側に当り、羽根車３からケーシング２内に吹き出される気流１６または１６ｂと衝突することなく、羽根車３の主板１７に沿ってスムーズに吐出口１２まで流出されることとなる。
【００２８】
よってケーシング２内の気流の乱れを抑え、圧力損失を低減するとともに、気流が衝突することで発生する乱流騒音も低減しながら流路断面積の拡大による効果（動圧から静圧への変換）を得ることができる。
【００２９】
また、側板５とモータ固定側板８を略平行に固定したことにより、スクロール６のモータ７の回転軸１４方向と同方向の寸法を一定にすることができ、これによりモータ固定側板８の形状を複雑にすることなく、モータ７の回転軸１４方向にケーシングの流路断面積を拡大することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、整流板１５のモータ固定側板８側の外径寸法が、羽根車３の中心から拡大開始位置までの距離より小さく、整流板１５とスクロール６は接触していないが、整流板１５のモータ固定側板８側の外径を大きくし、スクロール６と接触させても良い。その場合は整流板１５のスクロール６と接触する部分を切り欠くものとする。
【００３１】
なお、本実施の形態では、主板１７は、平板としたが、回転軸１４固定部分を補助リング２５側に突出させ、この突出部分に整流板１５の羽根車３側をもぐりこませるようにしてもよい。
【００３２】
また、整流板１５のモータ固定側板８側の直径は、羽根車３の直径と同じ寸法とするとよい。図３に断面位置２０で切った場合の天面断面図を示す。舌部９と整流板１５の間は、図３に示すように羽根車３側は距離が開いており、モータ固定側板８側に向かうに従ってその距離が縮まるようになっている。すなわち三角形のケーシング２内へと続く開口（領域Ｃ）ができていることとなる。拡大終了位置ｃより吐出口１２側の舌部９近傍で羽根車３から吹き出されモータ７側に流れた羽根車吐出気流１８は、整流板１５と舌部９の間にできた開口（領域Ｃ）を通りケーシング２内の領域Ｂ部分へ流入する。そして、再度ケーシング２内で十分に流速を落とし、静圧に変換されて、吐出口１２より吹き出される。一方、ケーシング２内で通風路部分（領域Ｂ）に流入した気体は、整流板１５の面に沿って旋回し、十分に流速を落として通風路吐出気流１９となり、そのまま吐出口１２より吹き出される。すなわち舌部９近傍で羽根車３から流出された羽根車吐出気流１８と通風路部分で十分流速を落とした通風路吐出気流１９が衝突することなく吐出口１２より吹き出すことができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、整流板１５の断面積が羽根車３に向って順次縮小する形状となっているが、モータ固定側板８から羽根車３に向かう中間部分から縮小させてもよい。
【００３４】
また、本実施の形態では、整流板１５の回転軸１４と直交する断面は、回転軸１４を中心とした円となっているが、この断面の円の中心は、舌部９側にずらしてもよい。すなわち、スクロール６の流路断面積を拡大開始位置に近づけることによって、領域Ｂにおける流路断面積の拡大を確保することができる。
【００３５】
また、本実施の形態では、整流板１５は、回転軸１４と直交する断面が円となるような円錐台形状としたが、この断面が、だ円、あるいは卵形となるような形状でもよい。
【００３６】
また、本実施の形態では、整流板１５のモータ固定側板８側の外径寸法が、羽根車３の中心から拡大開始位置までの距離より小さく、整流板１５とスクロール６は接触していないが、整流板１５のモータ固定側板８側の外径を大きくし、スクロール６と接触させても良い。その場合は整流板１５のスクロール６と接触する部分を切り欠くものとする。
【００３７】
このように本発明の実施の形態１の片吸込み型遠心送風機によれば、流路断面積の羽根車３の径方向の拡大率を抑えることでケーシング２を小型化し、かつ、ケーシング２の形状を複雑にすることなく、性能（静圧）の低下を抑えることができることとなる。
【００３８】
（実施の形態２）
図４を用いて、本発明の第２の実施の形態の片吸込み型遠心送風機について説明する。第１の実施の形態と同じ構成については、同一の番号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３９】
図４に示す片吸込み型遠心送風機１は、羽根車３の主板１７に数箇所の円形の開口２１が設けられている。この開口２１は、整流板１５の羽根車３側の外径寸法よりも回転軸１４側に配置されている。また、整流板１５の羽根車３側は、開放端となっている。すなわち、整流板１５の羽根車３側において、整流板１５内（モータ７側空間）と整流板１５外（羽根車３側空間）とが連通している。
【００４０】
上記構成による作用・効果について説明する。
【００４１】
吸込口４から羽根車３に流入した気体の一部は、開口２１を通じて、整流板１５の内側まで流入する（整流板内気流２２）。整流板内気流２２は、整流板１５の内側に配置されているモータ７まで到達し、モータ７を冷却することとなる。
【００４２】
よってモータ７の温度上昇を抑えることができ、温度上昇による軸受けグリスの劣化も抑制することができることとなる。
【００４３】
なお、本実施の形態では、開口２１が円形としたが、だ円や多角形としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
換気送風機器などの空気搬送目的以外に、機体吹出口からの送風を用いて設備機器の冷却ができる設備機器の送風の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１  片吸込み型遠心送風機
２  ケーシング
３  羽根車
４  吸込口
５  側板
６  スクロール
７  モータ
８  モータ固定側板
９  舌部
１４  回転軸
１５  整流板
【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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