(57)【要約】  多翼送風機は、回転板と、羽根車と、羽根車の外周に対向し、回転軸からの距離が羽根車の回転方向に進むに従い次第に遠くなる周壁と、吸気口が形成され、複数の羽根の先端側に配置された第１端面と、を有するファンケーシングと、ファンケーシング内の空気を排気口から流出させるダクト部と、第１端面の裏面に設けられ、空気の流れを整流する整流ブロックと、を備え、ダクト部は、周壁の上流側の端部から、回転方向へ半径方向外側に向かって伸びるディフューザ板を有し、周壁は、上流側の端部に屈曲して形成され、ディフューザ板に接続する舌部を有し、第１端面は、吸気口に、ファンケーシングの内部に向かって突出するベルマウスが形成され、整流ブロックは、回転方向において、回転軸と舌部の先端とを結ぶ基準位置から０〜１２０°の範囲内に、ベルマウスに沿い、かつ周壁と間隙を有して延在するものである。
2018116498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固定された回転板と、前記回転板に、前記回転軸を中心とする円周に沿って間隔をあけて立設された複数の羽根とを有する羽根車と、
前記羽根車を収容するものであって、前記羽根車の外周に対向し、前記回転軸からの距離が前記羽根車の回転方向に進むに従い次第に遠くなる周壁と、空気が流入する吸気口が形成され、前記複数の羽根の先端側に配置された第１端面と、を有するファンケーシングと、
前記ファンケーシングの下流側に接続され、前記ファンケーシング内の空気を排気口から流出させるダクト部と、
前記第１端面の裏面に設けられ、空気の流れを整流する整流ブロックと、を備え、
前記ダクト部は、前記周壁の上流側の端部から、前記回転方向へ半径方向外側に向かって伸びるディフューザ板を有し、
前記周壁は、前記上流側の端部に屈曲して形成され、前記ディフューザ板に接続する舌部を有し、
前記第１端面は、前記吸気口に、前記ファンケーシングの内部に向かって突出するベルマウスが形成され、
前記整流ブロックは、前記回転方向において、前記回転軸と前記舌部の先端とを結ぶ基準位置から０〜１２０°の範囲内に、前記ベルマウスに沿い、かつ前記周壁と間隙を有して延在する
多翼送風機。
【請求項２】
前記整流ブロックは、前記周壁と対向するブロック側壁が、前記羽根車の回転軸に対して傾斜している請求項１記載の多翼送風機。
【請求項３】
前記整流ブロックは、前記舌部に近い始端部が、前記基準位置から５〜４０°の範囲内にあり、かつ前記舌部から遠い終端部が、前記基準位置から６０〜１２０°の範囲内にある請求項１又は請求項２記載の多翼送風機。
【請求項４】
前記整流ブロックは、前記周壁と対向するブロック側壁が、前記基準位置から前記回転方向に進むに従い前記回転軸からの距離が漸次拡大した後、一定もしくは漸次縮小する請求項１〜３のいずれか一項記載の多翼送風機。
【請求項５】
前記整流ブロックは、前記羽根車の先端と対向するブロック下面が、前記基準位置から前記回転方向に進むに従い前記第１端面の裏面からの距離が漸次拡大した後、一定もしくは漸次縮小する請求項１〜４のいずれか一項記載の多翼送風機。
【請求項６】
前記羽根車はさらに、
前記回転板において前記複数の羽根が立設される面とは他方の面に、前記回転軸を中心とする円周に沿って間隔をあけて立設された第２の複数の羽根を有し、
前記ファンケーシングはさらに、
吸気口およびベルマウスが形成され、前記第２の複数の羽根の先端側に配置された第２端面を有し、
前記整流ブロックは、前記第１端面又は前記第２端面のうち少なくとも一方に設けられている請求項１〜５のいずれか一項記載の多翼送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンケーシングに羽根車が収容された多翼送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
多翼送風機は、ファンケーシングの内部で回転する羽根車によって空気に作用する遠心力を利用して、吸気口から吸い込んだ空気を加圧して排気口から排出する装置であり、シロッコファンとも称される。このような送風機は、工場およびビル等の換気ダクト、家屋等の床下で空気を強制的に流通させる装置、又は、キッチンおよび調理場等の室内を換気する装置等に利用される。羽根車は、概ね、回転する回転板と、回転板の外縁部近傍に立設された複数の羽根で構成される。吸気口から吸い込まれた空気は、複数の羽根と回転板とで囲まれる空間に流れ込み、羽根と羽根との間隙から羽根車の半径方向外側へ遠心力によって加圧され送り出される。羽根車により送り出された空気は、羽根車とファンケーシングとの間の空間を流れ、さらに、連接されたダクトに流入して排気口から排気される。ファンケーシングは、羽根車に近接する位置では、内部に屈曲した舌部によりダクトの壁面に接続されている。【０００３】
ところで、ダクト内における空気の流速は、例えば、回転板側で速く吸気口側で遅い、というように一様ではない。さらに、ダクトは空気の分岐路であるため、ダクト流入口では空気流れが乱れ易い。特に舌部近傍では、このような気流の乱れに起因して、ファンケーシング内を流れた空気の一部が、ダクトから排気口に流れずにファンケーシング内に戻って再循環し、多翼送風機の送風機性能を悪化させる場合がある。これに対し、舌部と羽根車との間を通って再流入する空気流れを防止するために、舌部と接続するダクトの壁面を、羽根車の回転方向に対向する向きに延長した技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０１０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、多翼送風機は、静圧が比較的高い場所で空気を流通させる装置に用いられる。この場合、高圧となる多翼送風機のダクトと、低圧となるファンケーシングの舌部近傍との圧力差が大きくなる。そのため、特許文献１の送風機のようにダクトの壁面を延長しても、ダクトと舌部との差圧に抗しきれずに、羽根車と延長した壁面との間隙を通じて再流入する空気流れが生じる。このような再流入流れは、再び羽根車の近傍を通過し、羽根車と干渉して、多翼送風機の送風性能を悪化させることがある。【０００６】
また、特許文献１のように、舌部と接続するダクトの壁面が流速の速いダクト内にまで延長される構成では、ダクト内の流れと延長された壁面とが干渉し、圧力損失となって送風性能が悪化する。特に、静圧が比較的高い場所に多翼送風機が設置される場合、ダクト内の空気流れの主流は羽根車側を通過するため、延長された壁面とダクト内の流れとの干渉による圧力損失の増加が顕著に現れる。したがって、このような高静圧条件下では、再流入流れを防止するために設けられた壁面が、かえって多翼送風機の送風性能を悪化させることもある。【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、高静圧条件下においても送風性能がよい多翼送風機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る多翼送風機は、回転軸に固定された回転板と、前記回転板に、前記回転軸を中心とする円周に沿って間隔をあけて立設された複数の羽根とを有する羽根車と、前記羽根車を収容するものであって、前記羽根車の外周に対向し、前記回転軸からの距離が前記羽根車の回転方向に進むに従い次第に遠くなる周壁と、空気が流入する吸気口が形成され、前記複数の羽根の先端側に配置された第１端面と、を有するファンケーシングと、前記ファンケーシングの下流側に接続され、前記ファンケーシング内の空気を排気口から流出させるダクト部と、前記第１端面の裏面に設けられ、空気の流れを整流する整流ブロックと、を備え、前記ダクト部は、前記周壁の上流側の端部から、前記回転方向へ半径方向外側に向かって伸びるディフューザ板を有し、前記周壁は、前記上流側の端部に屈曲して形成され、前記ディフューザ板に接続する舌部を有し、前記第１端面は、前記吸気口に、前記ファンケーシングの内部に向かって突出するベルマウスが形成され、前記整流ブロックは、前記回転方向において、前記回転軸と前記舌部の先端とを結ぶ基準位置から０〜１２０°の範囲内に、前記ベルマウスに沿い、かつ前記周壁と間隙を有して延在するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、羽根車を通過してファンケーシングによりダクトに導かれる空気流れの一部であって、舌部と羽根車との間隙を通ってファンケーシング内に再流入する流れを、整流ブロックと周壁との間に案内することができる。したがって、多翼送風機は、ダクト流入口において、ファンケーシング内に再流入する空気流れと羽根車とが干渉することにより生じる送風性能の低下を抑制することができる。その結果、高静圧条件下でも送風性能がよい多翼送風機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る多翼送風機の斜視図である。
【図２】図１の多翼送風機の面Ａ１での横断面図である。
【図３】図２の多翼送風機のＢ−Ｂ断面を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る整流ブロックの幅と静圧上昇量および騒音との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る整流ブロックの終端部の位置と静圧上昇量および騒音との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る整流ブロックの始端部の位置と静圧上昇量および騒音との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る多翼送風機の縦断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る多翼送風機の横断面図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る多翼送風機の横断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に係る多翼送風機の縦断面図である。
【図１１】第１端面と第１端面に取り付けられる整流ブロックと羽根車の分解図である。
【図１２】第１端面側からみた整流ブロックの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１〜３に基づき、多翼送風機１の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る多翼送風機の斜視図である。図２は、図１の多翼送風機の面Ａ１での横断面図である。図２には、図１の多翼送風機１を矢印Ａ２の方から見た場合の点線Ａ３の位置での横断面図が示されている。図３は、図２の多翼送風機のＢ−Ｂ断面を示す縦断面図である。
【００１２】
多翼送風機１は、吸気口２２から吸い込んだ空気を加圧して、排気口３５から排出することによって、空気を強制的に流動させる装置である。多翼送風機１は、羽根車１０と、羽根車１０を収容するファンケーシング２０と、ファンケーシング２０に連接されるダクト部３０等とから構成される。
【００１３】
羽根車１０は、モータ等（図示せず）によって回転駆動され、回転で生じる遠心力により、半径方向外方へ空気を強制的に送出する。羽根車１０は、図３に示されるように、回転板１２および複数の羽根１３等で構成される。回転板１２は、モータの回転軸１１に固定され、回転軸１１を中心に回転できる構成となっている。回転板１２は、例えば円板形状を有している。複数の羽根１３は、回転軸１１を中心とする円周状に配置され、基端が回転板１２の面上に固定され、先端１３ａが吸気口２２に対向する。各羽根１３は、回転板１２の外周縁近傍に、互いに一定の間隔をもって設けられる。各羽根１３は、例えば湾曲長方形板状を有し、半径方向に沿うように、又は半径方向に対して所定の角度で傾斜して設置される。
【００１４】
また、各羽根１３の吸気口２２側すなわち先端１３ａ側は、連結部１５により互いに連結される。連結部１５は、複数の羽根１３を連結することで、各羽根１３の先端１３ａの位置関係を維持し、かつ、複数の羽根１３を補強している。連結部１５は、例えば、複数の羽根１３の外周側に設置され、複数の羽根１３を束ねるように連結する環状の部材で構成されてもよいし、あるいは、先端１３ａの幅と同程度の幅を有し、複数の羽根１３の先端１３ａを連結する環状の板材等で構成されてもよい。
【００１５】
羽根車１０は、上記のような構成を備え、回転されることで、回転板１２と複数の羽根１３とで囲まれる空間に吸込んだ空気を羽根１３と羽根１３との間を通して、半径方向外方に送出することができる。なお、実施の形態１において、各羽根１３は回転板１２に対してほぼ垂直に立設されるが、特にこれに限定されず、垂直方向に対して傾斜して設けられても良い。
【００１６】
ファンケーシング２０は、概ね円柱状の空間を内部に形成する、例えば中空の円筒であって、羽根車１０のほぼ全体を囲む、スクロールタイプのファンケーシングである。ファンケーシング２０は、回転軸１１に直交して配置され互いに対向する第１端面２１および第２端面２４と、第１端面２１の外縁部および第２端面２４の外縁部を接続し、羽根車１０の外周に対向する周壁２７等とから構成される。第１端面２１は、羽根１３の先端１３ａ側に配置され、第２端面２４は、回転板１２側に配置されている。
【００１７】
第１端面２１には、羽根車１０とファンケーシング２０の外部との間を空気が流通できるように、吸気口２２が設けられている。吸気口２２は、ファンケーシング２０の内部に突出するように設けられたベルマウス２３により形成される。図１および図３に示されるように、ベルマウス２３は、ファンケーシング２０の外部から内部に向けて開口径が次第に小さくなるように形成される。吸気口２２は円形状に形成され、吸気口２２の中心と羽根車１０の回転軸１１とがほぼ一致するように配設される。このような構成により、吸気口２２近傍の空気は滑らかに流動し、また、吸気口２２から羽根車１０に効率よく流入する。
【００１８】
周壁２７は、図２に示されるように、回転軸１１からの距離が、羽根車１０の回転方向（矢印Ｒ方向）に進むに従い次第に遠くなる、アルキメデス螺旋状に形成される。つまり、後述する舌部２９からダクト部３０にかけて、周壁２７と羽根車１０の外周との間隙は所定の割合で拡大し、また、空気の流路面積は次第に大きくなる。このような構成により、羽根車１０から送出された空気は、図２の矢印Ｆ１の方向へ羽根車１０と周壁２７との間隙を滑らかに流動する。このため、ファンケーシング２０内では、舌部２９からダクト部３０へ向かって空気の静圧が効率よく上昇する。
【００１９】
ダクト部３０は、周壁２７に沿って流動する空気の流れ方向に直交する断面が、矩形状となる中空の管で構成される。図２に示されるように、ダクト部３０は、羽根車１０から送出されて周壁２７と羽根車１０との間隙を流動する空気を、外気へ排出するように案内する流路を形成する。ダクト部３０の一方の端部は、ファンケーシング２０に固定され、ファンケーシング２０からダクト部３０に空気が流入するダクト流入口を形成する。また、ダクト部３０の他方の端部は、ダクト部３０内の流路を流れた空気が外気へ排出される排気口３５を形成する。図２の矢印Ｆ２は、ファンケーシング２０からダクト部３０の排気口３５へ向かう空気の流れを示している。
【００２０】
ダクト部３０は、図１に示されるように、延設板３１と、ディフューザ板３２と、ダクト底板３３と、ダクト上板３４等とで構成される。延設板３１は、周壁２７の下流側の端部２７ｂに滑らかに接続し、ファンケーシング２０と一体に形成される。一方、ディフューザ板３２は、周壁２７の上流側の端部２７ａに接続し、ダクト部３０内の空気の流れ方向に沿って流路の断面積が次第に拡大するように、延設板３１と所定の角度を有して配設される。つまり、ディフューザ板３２は、周壁２７の上流側の端部２７ａから、羽根車１０の回転方向（矢印Ｒ方向）へ半径方向外方に向かって伸びている。ダクト上板３４は、ファンケーシング２０の第１端面２１に接続し、ダクト底板３３は、ファンケーシング２０の第２端面２４に接続する。そして、対向するダクト上板３４とダクト底板３３とは、延設板３１およびディフューザ板３２により接続されている。このように、延設板３１、ディフューザ板３２、ダクト底板３３、およびダクト上板３４により、断面矩形状の流路が形成されている。
【００２１】
また、ファンケーシング２０の周壁２７には、ディフューザ板３２と接続する上流側の端部２７ａに、舌部２９が形成されている。舌部２９は、ダクト流入口の流路側へ突出するように屈曲して形成される。舌部２９は所定の曲率半径で形成されており、周壁２７は、第２端面２４から第１端面２１まで、舌部２９においてディフューザ板３２と滑らかに接続される。ところで、吸気口２２から羽根車１０を通過して送り出された空気が、ファンケーシング２０によって集められてダクト部３０に流入する際、舌部２９は流路の分岐点となる。すなわち、ダクト流入口には、排気口３５へ向かう流路（矢印Ｆ２）および舌部２９から上流側へ再流入する流路（矢印Ｆ３）が形成される。また、ダクト部３０に流入する空気流れは、ファンケーシング２０を通過する間に静圧が上昇し、ファンケーシング２０内よりも高圧となる。そのため、舌部２９は、このような圧力差を仕切る機能を有するとともに、曲面により、ダクト部３０に流入する空気を各流路へ導く機能を備えている。このような舌部２９の構成は、ダクト部３０に流入する空気が舌部２９に衝突した場合でも、舌部２９で発生する気流の乱れを最小化できるので、多翼送風機１は、送風性能の悪化および騒音の増大を防止することができる。なお、実施の形態１において、舌部２９の曲率半径は、回転軸１１に沿って一定となるように形成されているが、特にこれに限定されない。舌部２９は、例えば、吸気口２２が形成された第１端面２１側において、第２端面２４側よりも大きい曲率半径となるように形成されてもよい。
【００２２】
多翼送風機１はさらに、舌部２９近傍において空気の流れを整流する整流ブロック４０を備える。図２には、回転軸１１に平行な平面であって、回転軸１１を通り、ファンケーシング２０内において舌部２９の先端２９ａと接する平面（図２においては平面の断面となる基準線Ｐ）が示される。整流ブロック４０は、基準線Ｐの下流すなわち回転方向前方に、所定の角度範囲内で設けられ、かつ、図３に示されるように、羽根１３の先端１３ａと第１端面２１の裏面２１ａとによって形成される空間内に配置される。整流ブロック４０は、第１端面２１の特に円弧状のベルマウス２３に密着して固定され、回転軸１１方向における長さは、概ね、裏面２１ａからベルマウス２３の下流側端部の位置までの長さと一致している。つまり、整流ブロック４０において羽根１３の先端１３ａと対向するブロック下面４２は、ベルマウス２３の下流側端部と滑らかに接続している。また整流ブロック４０は、半径方向外方のブロック側壁４１が、ファンケーシング２０の周壁２７と間隙を有して設けられる。実施の形態１において、整流ブロック４０は、図２に基準線Ｐで示される平面を矢印Ｒ方向に回転した平面での断面が、回転角度によらず略同一となるように形成されている。なお、整流ブロック４０の形状はこれに限定されない。例えば、ブロック下面４２は、回転軸１１に直交する平面に沿って形成されてもよいし、あるいは、羽根１３の先端１３ａが半径方向に傾斜している場合、ブロック下面４２と先端１３ａとの間隙が一定となるように、ブロック下面４２も傾斜して形成されてもよい。
【００２３】
次に、多翼送風機１が稼働されているときの空気の流れについて説明する。羽根車１０が回転すると、羽根車１０の内部にある空気は、羽根車１０の回転によって生じる遠心力により半径方向外側へ送出され、吸気口２２近傍の空気は、ベルマウス２３によって羽根車１０へ誘導される。羽根車１０の外側へ送出された吸入流れは、ファンケーシング２０の周壁２７に沿って、羽根車１０の回転方向（矢印Ｒ方向）に流動する。ファンケーシング２０の周壁２７と羽根車１０との間の流路の断面積は、舌部２９近傍から矢印Ｒ方向へ次第に増加するため、ファンケーシング２０内を流動する空気は、静圧が次第に上昇する。静圧が上昇してダクト流入口に到達した空気は、矢印Ｆ２に示されるように、大部分が、ダクト部３０を通って排気口３５から排出される。また、ダクト流入口には舌部２９が存在し、舌部２９近傍では、ファンケーシング２０内で最も静圧が低くなっている。そのため、矢印Ｆ３で示されるように、高圧部であるダクト部３０から低圧部である舌部２９に流れ込む空気流れが発生する。ダクト部３０内の主流は、回転軸１１方向において、ダクト底板３３側すなわち回転板１２側の流速に比べ、ダクト上板３４側すなわち吸気口２２側の流速が遅い。そのため、ダクト部３０から舌部２９に向かう空気の流れは、回転板１２側に比べ吸気口２２側で多く発生する。ダクト部３０の吸気口２２側で生じた、舌部２９に向かう空気の流れは、舌部２９を構成する周壁２７とブロック側壁４１との間隙を通り、再度、ファンケーシング２０内に流入する。つまり、ダクト上板３４側で生じた、ダクト部３０から舌部２９に向かう再流入流れ（矢印Ｆ３）は、舌部２９近傍において、羽根車１０を通過する空気の流れに影響を与えることがない。したがって、多翼送風機１は、再流入流れと吸入流れとの干渉による混合損失および気流の乱れを低減することができ、ファンケーシング２０の流路内で生じるエネルギー損失を抑えることができる。また、整流ブロック４０は、舌部２９よりも回転方向（矢印Ｒ方向）前方側の位置に設置されるため、ダクト部３０内の流速の速い流れと干渉せず、これに起因する圧力損失が生じない。
【００２４】
以上のように、多翼送風機１は、再流入流れが吸入流れと干渉して生じる圧力損失を低減できるため、多翼送風機１が発生できる静圧を向上させることができる。また多翼送風機１は、再流入流れと吸入流れとの干渉で生じる騒音の発生を防止することができる。したがって、多翼送風機１は、例えば換気ダクト等のような静圧が高い場所に設置された場合であっても、風量の低下および騒音の悪化を生じることなく所望の風量を得ることができる。
【００２５】
図４は、本発明の実施の形態１に係る整流ブロックの幅と静圧上昇量および騒音との関係を示す図である。図４には、多翼送風機１を用いて、外部に高い静圧が印加された条件下において上記の効果を実験により検証した結果が示されている。図４の横軸は、図３に示される距離Ｌであって、回転軸１１に垂直な方向における、ベルマウス２３の下流側端部からブロック側壁４１までの距離Ｌを表す。図４の縦軸は、多翼送風機１の静圧上昇量および騒音の大きさを表す。距離Ｌは、ベルマウス２３の下流側端部と周壁２７との距離で規格化されており、例えば、距離Ｌ＝０は、整流ブロック４０が設置されないことを示し、距離Ｌ＝１は、整流ブロック４０が周壁２７まで間隙なく設けられていることを示している。測定の際、整流ブロック４０は、基準線Ｐからの回転方向（矢印Ｒ方向）の角度が２０°〜７０°となる範囲にわたり設置されている。
【００２６】
図４に示されるように、整流ブロック４０を設けない場合（Ｌ＝０）に比べ、整流ブロックを設けた場合（Ｌ＞０）には静圧が上昇する。一方、整流ブロック４０の距離Ｌが大きくなると騒音は悪化し、距離Ｌ＝１では騒音が最大になる。測定結果によれば、距離Ｌが０．４〜０．８の辺りで、静圧が上昇し、かつ騒音の悪化が抑えられている。したがって、整流ブロック４０は、距離Ｌが０．４〜０．８の範囲となるように設定されることが好ましい。
【００２７】
図５は、本発明の実施の形態１に係る整流ブロックの終端部の位置と静圧上昇量および騒音との関係を示す図である。図５には、多翼送風機１の上記の効果を実験により検証した結果が示されている。図５の横軸は、整流ブロック４０の下流側の端部（以降、終端部４４という）の取り付け位置を表す。図５の縦軸は、図４と同様に、多翼送風機１の静圧上昇量および騒音の大きさを表す。横軸に示される角度α１は、基準線Ｐの位置を起点に、回転軸１１を中心に矢印Ｒ方向へ回転する方向を正方向として、終端部４４の位置までの回転角度を示している。測定の際、整流ブロック４０は、上記の距離Ｌが０．６となるように周壁２７と間隙を有して設置され、整流ブロック４０の上流側の端部は、基準線Ｐからの回転方向（矢印Ｒ方向）の角度が２０°となる位置に設置されている。
【００２８】
図５に示されるように、角度α１が６０〜１５０°の測定結果において、角度α１が大きいほど、騒音が増加し、かつ静圧上昇量が減少する傾向にある。角度α１が１４０°くらいまでは、静圧上昇量が正値となっているため、終端部４４が１４０°以下の位置に配置された場合には多翼送風機１は静圧上昇の効果を得ることができる。また、騒音の悪化を考慮して角度α１が６０〜１２０°の範囲内に設定された場合であっても、おおよそ４％以上の静圧上昇量が得られる。また、角度α１が１００°以下である場合には、静圧が上昇し、かつ騒音の悪化が抑えられている。特に、角度α１が７０°前後の場合、例えば６０〜９０°の範囲では、他の角度α１のときと比べて、静圧上昇量が大きく、さらに騒音増加もわずかである。角度α１を大きくすると、流路の断面積が減少することによる影響が大きくなり、整流ブロック４０を設置することで得られる上記の効果が相殺される。したがって、整流ブロック４０の取り付け範囲において、終端部４４は、角度α１、すなわち基準線Ｐから終端部４４までの回転角度が、１２０°以下となる範囲内に設定されることが好ましく、さらには１００°以下の範囲内が望ましい。
【００２９】
図６は、本発明の実施の形態１に係る整流ブロックの始端部の位置と静圧上昇量および騒音との関係を示す図である。図６には、多翼送風機１の除行きの効果を実験により検証した結果が示されている。図６の横軸は、整流ブロック４０の上流側の端部（以降、始端部４３という）の取り付け位置を表す。図６の縦軸は、図４と同様に、多翼送風機１の静圧上昇量および騒音の大きさを表す。横軸に示される角度α２は、基準線Ｐの位置を起点に、回転軸１１を中心に矢印Ｒ方向へ回転する方向を正方向として、始端部４３の位置までの回転角度を示している。測定の際、整流ブロック４０は、上記の距離Ｌが０．６となるように周壁２７と間隙を有して設置され、整流ブロック４０の終端部４４は、上記の角度α１が７０°となる位置に設置されている。
【００３０】
図６に示されるように、角度α２が−２０〜４０°の測定結果において、騒音の変化は小さいが、角度α２が−２０°のときに騒音が増加している。一方、静圧上昇量は角度α２とともに一端増加するが、角度α２が４０°のときは角度α２が２０°のときより減少している。測定結果によれば、角度α２が−２０°のとき、静圧上昇の効果はほとんどなく、また、騒音も増加している。一方、角度α２が正値のときは、静圧上昇の効果があり、かつ騒音増加が抑えられている。特に、角度α２が１０〜３０°の範囲では、静圧上昇量が大きく、かつ騒音の増加もわずかである。このように、整流ブロック４０は、基準線Ｐの位置、すなわち舌部２９に最も接近する位置から回転方向の後方側（角度α２が負値となる位置）には配置しないことが好ましい。このような傾向は、羽根車１０から送出される風が、半径方向から回転方向前方に向かって進むことに起因する。具体的には、ブロック側壁４１と周壁２７との間には間隙があるため、羽根車１０の舌部２９近接の位置から流出した風が、舌部２９よりも回転方向後方側（例えば、角度α２＝−２０°の位置）から流出した風によって間隙に押し入れられ、静圧が上昇する。したがって、整流ブロック４０の取り付け範囲において、始端部４３は、角度α２、すなわち基準線Ｐから始端部４３までの回転角度が、０°以上となる範囲内に設定されることが好ましい。さらに、舌部２９近傍を避けて、例えば５〜４０°の範囲内に角度α２が設定された場合には、おおよそ４％以上の静圧上昇効果が得られる。
【００３１】
以上のように実施の形態１において、多翼送風機１は、回転軸１１に固定された回転板１２と、回転板１２に、回転軸１１を中心とする円周に沿って間隔をあけて立設された複数の羽根１３とを有する羽根車１０と、羽根車１０を収容するものであって、羽根車１０の外周に対向し、回転軸１１からの距離が羽根車１０の回転方向に進むに従い次第に遠くなる周壁２７と、空気が流入する吸気口２２が形成され、複数の羽根１３の先端１３ａ側に配置された第１端面２１と、を有するファンケーシング２０と、ファンケーシング２０の下流側に接続され、ファンケーシング２０内の空気を排気口３５から流出させるダクト部３０と、第１端面２１の裏面２１ａに設けられ、空気の流れを整流する整流ブロック４０と、を備える。ダクト部３０は、周壁２７の上流側の端部２７ａから、回転方向（矢印Ｒ方向）へ半径方向外側に向かって伸びるディフューザ板３２を有し、周壁２７は、上流側の端部２７ａに屈曲して形成され、ディフューザ板３２に接続する舌部２９を有し、第１端面２１は、吸気口２２に、ファンケーシング２０の内部に向かって突出するベルマウス２３が形成され、整流ブロック４０は、回転方向（矢印Ｒ方向）において、回転軸１１と舌部２９の先端２９ａとを結ぶ基準位置（基準線Ｐ）から０〜１２０°の範囲内に、ベルマウス２３に沿い、かつ周壁２７と間隙を有して延在する。
【００３２】
これより、多翼送風機１は、ファンケーシング２０内からダクト部３０内へ導かれる空気流れの一部であって、舌部２９と羽根車１０との間隙を通じてファンケーシング２０内に再流入する流れを、整流ブロック４０と周壁２７との間に案内することができる。したがって、多翼送風機１は、再流入流れと吸入流れとが干渉することにより生じる送風機性能の低下を防止することができる。
【００３３】
ところで、一般に、多翼送風機は、熱交換器および集塵フィルター等を備えた空気調和装置に組み込まれた状態で、床下又は換気ダクト等に設置される場合がある。実施の形態１の多翼送風機１は、上述のとおり、気流の干渉を低減することでファンケーシング２０内でのエネルギー損失を抑えることができるため、送風機が発生できる静圧を向上させることができる。そのため、高静圧条件下であっても、多翼送風機１は、風量の低下および騒音の悪化を抑えて所望の風量を得ることができる。
【００３４】
また、整流ブロック４０は、舌部２９に近い始端部４３が、基準位置（基準線Ｐ）から５〜４０°の範囲内にあり、かつ舌部２９から遠い終端部４４が、基準位置（基準線Ｐ）から６０〜１２０°の範囲内にある。
【００３５】
これより、多翼送風機１は、舌部２９と羽根車１０との間を通って再流入した気流を、整流ブロック４０と周壁２７との間隙に導いて安定して流すことができ、送風性能を向上させることができる。特に、整流ブロック４０は、始端部４３が舌部２９より下流側に位置するため、舌部２９近傍で羽根車１０から送出され、回転方向の速度成分を持つ風が、整流ブロック４０と周壁２７との間隙に流れて多翼送風機１の静圧を上昇させる。例えば、図５および図６に示された測定結果では、おおよそ４％の静圧上昇量が得られている。
【００３６】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２に係る多翼送風機の縦断面図である。図７には、羽根車１０の回転軸１１に平行な平面での多翼送風機１０１の断面が示されている。実施の形態２では、整流ブロック１４０のブロック側壁１４１の形状が、実施の形態１の場合とは異なる。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能および構成については同一の符号を用いて述べることとする。
【００３７】
ところで、ダクト部３０から舌部２９に向かう再流入流れは、舌部２９を形成する周壁２７とブロック側壁１４１との間隙を流動する際、周壁２７側に偏って流れる。そのため、ブロック側壁１４１と第１端面２１との接続部付近には、流速が遅いよどみ域が生じる。また、実施の形態１のように、ブロック側壁４１が回転軸１１と平行に設けられた場合、整流ブロック４０と周壁２７との間隙を広く採ることができるが、ブロック側壁４１と第１端面２１との接続部が急峻な段差となる。そのため、羽根車１０から半径方向外側に向かう流れが、この段差に沿って流れることができず、ブロック側壁４１近傍によどみ域を生じる。このようなよどみ域では、流れのエネルギーが失われ、圧力損失が増大する。
【００３８】
実施の形態２においても、整流ブロック１４０は、実施の形態１の場合と同様に、第１端面２１の裏面２１ａに設けられ、第１端面２１のベルマウス２３に沿うように、基準線Ｐから所定の角度範囲内に延在する。実施の形態２では、周壁２７と対向するブロック側壁１４１は、回転軸１１方向に対して傾斜するように形成されている。例えば、整流ブロック１４０は、羽根車１０から半径方向外側に離れるに従い、整流ブロック１４０の回転軸１１方向の厚さ、すなわち裏面２１ａからの高さが次第に低くなるように形成される。
【００３９】
このように、ブロック側壁１４１が回転軸１１に対して傾斜して形成される場合は、回転軸１１と平行に形成される場合に比べて、整流ブロック１４０と第１端面２１との段差が緩やかになる。このように構成された多翼送風機１０１では、羽根車１０から半径方向外側に向かって流れる空気は、傾斜したブロック側壁１４１に沿って流れ、ブロック側壁１４１と周壁２７との間隙を流動する。また、再流入気流に起因してブロック側壁１４１に形成されたよどみ域は、羽根車１０から送出されブロック側壁１４１に沿って流れる気流によって減少し、多翼送風機１０１の静圧上昇量はさらに増加する。
【００４０】
なお、ブロック側壁１４１は、ベルマウス２３から周壁２７までの距離が長い位置、すなわち舌部２９から離れた位置では傾斜し、ベルマウス２３から周壁２７までの距離が短い位置、すなわち舌部２９に近い位置では傾斜しない又は傾斜角度が小さい構成でもよい。このように構成された多翼送風機１０１は、整流ブロック１４０と周壁２７との間に、風が流れる間隙を確保することができる。
【００４１】
以上のように、実施の形態２において、整流ブロック１４０は、周壁２７と対向するブロック側壁１４１が、羽根車１０の回転軸１１に対して傾斜している。
【００４２】
これより、多翼送風機１０１は、羽根車１０から送出された気流を傾斜したブロック側壁１４１に沿って流動させることができ、ブロック側壁１４１近傍に生じるよどみ域を解消することができる。その結果、多翼送風機１０１は、ファンケーシング２０内に再流入した流れを、整流ブロック１４０と周壁２７との間隙に安定して流動させることができ、送風性能を向上させることができる。
【００４３】
実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３に係る多翼送風機の横断面図である。図８には、羽根車１０の回転軸１１に直交する平面での多翼送風機２０１の横断面が示されている。実施の形態３では、整流ブロック２４０の形状が、実施の形態１の場合とは異なる。なお、本実施の形態３において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能および構成については同一の符号を用いて述べることとする。
【００４４】
実施の形態３においても、整流ブロック２４０は、実施の形態１の場合と同様に、第１端面２１の裏面２１ａに設けられ、第１端面２１のベルマウス２３に沿うように、基準線Ｐから所定の角度範囲内に延在する。実施の形態１では、整流ブロック４０の形状は、基準線Ｐからの回転角度によらず断面が略同一となる形状であった。実施の形態３では、周壁２７と対向するブロック側壁２４１は、回転軸１１からの半径方向の距離が、基準線Ｐからの回転角度によって異なる。例えば、ブロック側壁２４１は、整流ブロック２４０の上流側の始端部２４３から下流側の終端部２４４に向かって、中央が周壁２７側に盛り上がった形状を有する。つまり、ブロック側壁２４１は、基準線Ｐから回転方向前方進むに従って、回転軸１１からの距離が、次第に拡大し、所定の距離に到達した後、次第に縮小する形状となっている。この場合、ブロック側壁２４１と周壁２７との間隙は、舌部２９から離れるに従って、次第に狭まっていき、その後次第に広がっていく。
【００４５】
このように構成された多翼送風機２０１では、ダクト部３０から舌部２９に向かう再流入流れは、舌部２９近傍において周壁２７と整流ブロック２４０との間隙が広くなっているため、間隙に流入する。また、間隙は下流側で次第に広くなるため、再流入流れは、間隙を通過する間に減速し、動圧が静圧に変換される。
【００４６】
なお、周壁２７とブロック側壁２４１との間隙が最も狭くなる位置において、ベルマウス２３の下流側端部からブロック側壁２４１までの距離Ｌは、例えば、図４に示されるようにＬ＝０．４〜０．８程度に設定されると良い。
【００４７】
以上のように実施の形態３において、整流ブロック２４０は、周壁２７と対向するブロック側壁２４１が、基準位置（基準線Ｐ）から回転方向（矢印Ｒ方向）に進むに従い回転軸１１からの距離が漸次に拡大した後、一定もしくは漸次縮小する。
【００４８】
これより、再流入流れ（矢印Ｆ３）は、舌部２９近傍では、周壁２７と整流ブロック２４０との間隙が広いので流入し易く、また整流ブロック２４０の下流側では、間隙が次第に広くなるため、静圧を上昇させることができる。したがって、多翼送風機２０１は、再流入流れを周壁２７と整流ブロック２４０との間隙に安定して流し、送風性能を向上させることができる。
【００４９】
実施の形態４．
図９は、本発明の実施の形態４に係る多翼送風機の横断面図である。図９には、羽根車１０の回転軸１１に平行な平面での多翼送風機３０１の縦断面が示されている。実施の形態４では、整流ブロック３４０がブロック下面３４２の形状が、実施の形態１の場合とは異なる。なお、本実施の形態４において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能および構成については同一の符号を用いて述べることとする。
【００５０】
実施の形態４においても、整流ブロック３４０は、実施の形態１の場合と同様に、第１端面２１の裏面２１ａに設けられ、第１端面２１のベルマウス２３に沿うように、基準線Ｐから所定の角度範囲内に延在する。実施の形態１では、整流ブロック４０の形状は、基準線Ｐからの回転角度によらず断面が略同一となる形状であった。実施の形態４では、羽根車１０と対向するブロック下面３４２は、第１端面２１からの距離が基準線Ｐからの回転角度によって異なるように構成されている。例えば、ブロック下面３４２は、整流ブロック３４０の上流側の始端部３４３から下流側の終端部３４４に向かって、中央が羽根１３の先端１３ａ側へ盛り上がった形状を有する。具体的には、ブロック下面３４２は、基準線Ｐからの回転方向（矢印Ｒ方向）に進むに従い、第１端面２１からの距離が、漸次拡大し、所定の距離に到達した後、一定若しくは漸次縮小する形状となる。
【００５１】
図９の右側には、基準線Ｐを、回転軸１１を中心に回転させた位置での整流ブロック３４０の縦断面図が示されている。各断面図は、基準線Ｐからの回転角度が小さい方から、Ｏ−Ａ断面、Ｏ−Ｂ断面、Ｏ−Ｃ断面、Ｏ−Ｄ断面およびＯ−Ｅ断面となっている。上流側のＯ−Ａ断面では、整流ブロック３４０の高さは低く、Ｏ−Ｃ断面では整流ブロック３４０の断面が最も大きくなる。またＯ−Ｃ断面の位置より下流側、すなわち、Ｏ−Ｄ断面およびＯ−Ｅ断面に示される位置では、整流ブロック３４０の高さは再び低くなっている。
【００５２】
このように構成された多翼送風機３０１では、ダクト部３０から舌部２９に向かう再流入流れ（矢印Ｆ３）は、舌部２９近傍で整流ブロック３４０の裏面２１ａからの突出量が少ないため、間隙に流れ込む際に、整流ブロック３４０と衝突することを防止できる。また、ブロック下面３４２と第１端面２１との距離は、下流側において漸次縮小するので、再流入流れが間隙を通過してファンケーシング２０内に流出する位置、すなわち終端部３４４の位置において、流路面積の変化を抑えることができる。
【００５３】
実施の形態４において、整流ブロック３４０は、羽根車１０の先端１３ａと対向するブロック下面３４２が、基準位置（基準線Ｐ）から回転方向（矢印Ｒ方向）に進むに従い第１端面２１の裏面２１ａからの距離が漸次拡大した後、一定もしくは漸次縮小する。
【００５４】
これより、多翼送風機３０１は、整流ブロック３４０の上流側では、再流入流れと整流ブロック３４０との衝突を低減し、衝突による圧力損失を抑えることができる。また多翼送風機３０１は、整流ブロック３４０の下流側では、流路面積が急拡大することにより生じる圧力損失を低減することができる。このように再流入流れは、整流ブロック３４０と周壁２７との間隙に容易に流入して流出することができるので、多翼送風機３０１の静圧上昇量は増加する。その結果、多翼送風機３０１は送風性能を向上させることができる。
【００５５】
実施の形態５．
図１０は、本発明の実施の形態５に係る多翼送風機の縦断面図である。実施の形態１〜４では、ファンケーシングの一方の面（第１端面２１）にのみ吸気口２２が設けられた、いわゆる片吸い込み型多翼送風機が示されている。実施の形態５では、多翼送風機４０１は、ファンケーシング４２０の他方の面（第２端面４２４）にも吸気口４２２が設けられた、両吸い込み型多翼送風機で構成される。なお、本実施の形態５において、特に記述しない項目については実施の形態２と同様とし、同一の機能および構成については同一の符号を用いて述べることとする。
【００５６】
実施の形態５の多翼送風機４０１において、回転板４１２の一方の面には複数の羽根１３が立設され、回転板４１２の他方の面には、一方の面と同様に、複数の羽根４１３が立設されている。複数の羽根４１３は、回転軸１１を中心とする円周に沿って所定の間隔を有して配置される。また第２端面４２４には、第１端面２１と同様に、ベルマウス４２３により吸気口４２２が形成されている。つまり、多翼送風機４０１は、回転板４１２の両側にほぼ対称の構成を有している。
【００５７】
また、第２端面４２４においても、第１端面２１と同様に、裏面４２４ａに整流ブロック４４０が設けられている。整流ブロック４４０は、第２端面４２４のベルマウス４２３に沿うように、基準線Ｐ（図２参照）から所定の角度範囲（例えば０〜１２０°）内に延在する。なお、整流ブロックが第１端面２１および第２端面４２４の双方に設けられる場合について説明したが、第１端面２１および第２端面４２４のうち一方にのみ設けられる構成であってもよい。また、実施の形態１〜４の整流ブロックの形状および取り付け範囲は、実施の形態５の整流ブロック４０および整流ブロック４４０に適用してもよい。
【００５８】
以上のように実施の形態５において、羽根車４１０はさらに、回転板４１２において複数の羽根１３が立設される面とは他方の面に、回転軸１１を中心とする円周に沿って間隔をあけて立設された第２の複数の羽根４１３を有し、ファンケーシング４２０はさらに、吸気口４２２およびベルマウス４２３が形成され、第２の複数の羽根４１３の先端４１３ａ側に配置された第２端面４２４を有し、整流ブロック（整流ブロック４０、整流ブロック３４０）は、第１端面２１又は第２端面４２４のうち少なくとも一方に設けられている。
【００５９】
これより、多翼送風機４０１は、複数の吸気口（吸気口２２および吸気口４２２）を有する両吸い込み型多翼送風機においても、静圧上昇量を増加させ、送風性能を向上させることができる。両吸い込み型と片吸い込み型とでは、多翼送風機４０１内の空気流れが異なるが、多翼送風機４０１は、整流ブロック４０および整流ブロック３４０により、第１端面２１および第２端面４２４の双方において、再流入流れによる圧力損失を抑えることができる。
【００６０】
なお、本発明の実施の形態は上記実施の形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。例えば、整流ブロックは、ファンケーシングと一体で成形されていても良く、又は、別部品として成形され、接着又はボルト締結等によりファンケーシングに固定されてもよい。整流ブロック４０が別部品として形成される場合、従来のようにファンケーシングの形状を変更する必要が無く、ファンケーシング２０への取り付けが容易である。
整流ブロック４０が別部品として形成される場合、具体的に以下のような構成とするとファンケーシング２０への取り付けが容易である。図１１は、第１端面２１と第１端面２１に取り付けられる整流ブロック４０と、羽根車１０の分解図である。第１端面２１には羽根車１０を駆動するための駆動モータが取り付けられている。第１端面２１には、整流ブロック４０の取り付け位置を規定するためのスリット４５が複数設けられている。図１２は、第１端面２１側からみた整流ブロック４０の斜視図である。整流ブロック４０は、板金もしくは樹脂にて成形されている。整流ブロック４０にはスリット４５とかみ合う位置に位置決め用の突起４６が設けられている。スリット４５と突起４６をかみ合わせて、第１端面２１と整流ブロック４０をネジ固定することにより、容易に整流ブロック４０を取り付けることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１，１０１，２０１，３０１，４０１  多翼送風機、１０，４１０  羽根車、１１  回転軸、１２，４１２  回転板、１３，４１３  羽根、１３ａ，４１３ａ  羽根の先端、１５  連結部、２０，４２０  ファンケーシング、２１  第１端面、２１ａ  第１端面の裏面、２２，４２２  吸気口、２３，４２３  ベルマウス、２４，４２４  第２端面、２７  周壁、２７ａ  端部、２７ｂ  端部、２９  舌部、２９ａ  先端、３０  ダクト部、３１  延設板、３２  ディフューザ板、３３  ダクト底板、３４  ダクト上板、３５  排気口、４０，１４０，２４０，３４０，４４０  整流ブロック、４１，１４１，２４１  ブロック側壁、４２，３４２  ブロック下面、４３，２４３，３４３  始端部、４４，２４４，３４４  終端部、４２４ａ  第２端面の裏面、Ｌ  距離、Ｐ  基準線、α１、α２  角度、４５  スリット、４６  突起。
【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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【国際調査報告】
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