(57)【要約】  軸流送風機（１０）は、複数のブレードを備えた回転翼と、回転翼を回転させて気流を発生させるモータ（３）と、回転翼の回転軸と直交する方向から回転翼を囲う枠状のベルマウスとを有し、ベルマウスは、気流の上流側に、回転軸の軸方向において気流の下流側ほど狭くなる吸い込み曲面（５１）を有し、回転翼の外径をＤとし、吸い込み曲面（５１）の曲率半径をＲ１としたとき、Ｒ１／Ｄ≦０．０５である。
2019150567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブレードを備えた回転翼と、
前記回転翼を回転させて気流を発生させるモータと、
前記回転翼の回転軸と直交する方向から前記回転翼を囲う枠状のベルマウスとを有し、
前記ベルマウスは、前記気流の上流側に、前記回転軸の軸方向において前記気流の下流側ほど狭くなる吸い込み曲面を有し、
前記回転翼の外径をＤとし、前記吸い込み曲面の曲率半径をＲ１としたとき、Ｒ１／Ｄ≦０．０５であることを特徴とする軸流送風機。
【請求項２】
前記吸い込み曲面の外径と、前記吸い込み曲面の上流端における接線が前記回転軸と直交する位置まで前記吸い込み曲面を延長した位置と前記回転軸との距離を２倍した長さとの差をＲ１’としたとき、０＜Ｒ１'／Ｒ１≦０．５０５であることを特徴とする請求項１に記載の軸流送風機。
【請求項３】
前記回転軸を通る径方向に沿った平面における前記ブレードの翼断面は、回転方向において前方となる翼前縁部において前記気流の上流側に傾斜しており、回転方向において後方となる翼後縁部に近づくにしたがって、傾斜角は前記気流の下流側に傾斜するように連続的に変化していることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸流送風機。
【請求項４】
前記ブレードは、翼断面が凸となる方向が変化する変曲点を外周側と内周側との間に有しており、
前記ブレードの翼断面は、前記変曲点よりも内周側では、前記気流の上流側に凸であり、前記変曲点よりも外周側では前記気流の下流側に凸であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の軸流送風機。
【請求項５】
前記ブレードの前記変曲点よりも外周側の曲率半径は、翼前縁部から翼後縁部に向かって漸減したのちに極小値をとってから漸増し、
前記ブレードの前記変曲点よりも内周側の曲率半径は、前記翼前縁部から前記翼後縁部に向かって漸減することを特徴とする請求項４に記載の軸流送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸の軸方向に流動する気流を発生させる軸流送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸流送風機は、居住空間に近い場所に設置されることも多く、低騒音化が求められている。軸流送風機の低騒音化を実現するにあたって、回転翼のブレードを気流の上流側に傾斜させたり、回転翼のブレードの外周部を気流の上流側に湾曲させることが提案されている。【０００３】
軸流送風機の回転翼の周囲には、回転翼に円滑に空気が吸い込まれるようにベルマウスが設けられている。ベルマウスの形状は、軸流送風機の送風性能及び騒音特性に影響を与える。したがって、特許文献１に開示されるように、ベルマウスの形状に工夫を施すことによって、軸流送風機の送風性能及び静粛性を高めることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５７０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
軸流送風機の送風性能及び騒音特性は、回転翼の形状のみならずベルマウスの形状によっても大きく影響を受けるため、要求される送風性能及び騒音特性を満たすように回転翼の形状及びベルマウスの形状が設計される。しかし、回転翼とベルマウスとを個別に設計すると、寸法上の制約によって、必ずしも送風性能及び騒音特性的に理想的な形状をとれない場合もある。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ベルマウスの形状及び回転翼の形状に基づいて送風性能及び騒音特性の向上を図った軸流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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のブレードを備えた回転翼と、回転翼を回転させて気流を発生させるモータと、回転翼の回転軸と直交する方向から回転翼を囲う枠状のベルマウスとを有する。ベルマウスは、気流の上流側に、回転軸の軸方向において気流の下流側ほど狭くなる吸い込み曲面を有する。回転翼の外径をＤとし、吸い込み曲面の曲率半径をＲ１としたとき、Ｒ１／Ｄ≦０．０５である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る軸流送風機は、ベルマウスの形状及び回転翼の形状に基づいて送風性能及び騒音特性の向上が図られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る軸流送風機の回転翼の斜視図
【図２】実施の形態１に係る軸流送風機の回転翼とベルマウスとの位置関係を示す図
【図３】実施の形態１に係る軸流送風機の正面図
【図４】実施の形態１に係る軸流送風機の断面図
【図５】実施の形態１に係る軸流送風機のブレードの形状を示す平面図
【図６】実施の形態１に係る軸流送風機のブレードの断面図
【図７】実施の形態１に係る軸流送風機のブレードの翼断面形状と気流の状態とを示す図
【図８】実施の形態１に係る軸流送風機のブレードの翼断面形状と気流の状態とを示す図
【図９】実施の形態１に係る軸流送風機のブレードの翼断面形状と気流の状態とを示す図
【図１０】実施の形態１に係る軸流送風機のブレードの翼断面形状と気流の状態とを示す図
【図１１】実施の形態１に係る軸流送風機のブレードの翼断面位置と曲率半径との関係を示す図
【図１２】実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面の半径と回転翼の外径との比と、静圧が０となる開放点での風量との関係を示す図
【図１３】実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面の半径と回転翼の外径との比と、開放点での正面騒音の騒音レベルとの関係を示す図
【図１４】実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面の半径と回転翼の外径との比と、開放点での斜め４５°方向の騒音の騒音レベルとの関係を示す図
【図１５】実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面のカット長さとベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径との比と、開放点での風量との関係を示す図
【図１６】実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面のカット長さとベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径との比と、開放点での正面騒音の騒音レベルとの関係を示す図
【図１７】実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面のカット長さとベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径との比と、開放点での斜め４５°方向の騒音の騒音レベルとの関係を示す図
【図１８】実施の形態１に係る軸流送風機の風量と静圧との関係を、ベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径と回転翼の外径との比ごとに示す図
【図１９】実施の形態１に係る軸流送風機の風量と正面騒音の騒音レベルとの関係を、ベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径と回転翼の外径との比ごとに示す図
【図２０】実施の形態１に係る軸流送風機の風量と斜め騒音の騒音レベルとの関係を、ベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径と回転翼の外径との比ごとに示す図
【図２１】実施の形態１に係る軸流送風機の風量と静圧との関係を、ベルマウスの吸い込み曲面のカット長さとベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径との比ごとに示す図
【図２２】実施の形態１に係る軸流送風機の風量と正面騒音の騒音レベルとの関係を、ベルマウスの吸い込み曲面のカット長さとベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径との比ごとに示す図
【図２３】実施の形態１に係る軸流送風機の風量と斜め騒音の騒音レベルとの関係を、ベルマウスの吸い込み曲面のカット長さとベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径との比ごとに示す図
【図２４】実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径の違いによる風量と静圧との関係の差を示す図
【図２５】実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径の違いによる風量と正面騒音の騒音レベルとの関係の差を示す図
【図２６】実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径の違いによる風量と斜め騒音の騒音レベルとの関係の差を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態に係る軸流送風機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。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る軸流送風機の回転翼の斜視図である。図２は、実施の形態１に係る軸流送風機の回転翼とベルマウスとの位置関係を示す図である。実施の形態１に係る回転翼１は、円柱状のボス２と、ボス２に取り付けられた三枚のブレード１ａとを有する。以下の説明において、三枚のブレード１ａのうち主に一枚について形状を説明するが、ブレード１ａは三枚とも同じ形状である。
【００１２】
ブレード１ａは、三次元形状を有する。ブレード１ａは、ボス２の外周に放射状に取り付けられている。ボス２は、モータ３によって回転軸ＡＸ回りに回転駆動される。ブレード１ａは、ボス２とともに矢印Ｓ方向に回転して、矢印Ａ方向に流動する気流を発生させる。
【００１３】
回転翼１は、ベルマウス５を含む送風機本体６の中央部に設置される。送風機本体６は、枠状であり、正面視の外形は正方形である。モータ３は、ベルマウス５よりも気流の下流側に配置されている。なお、モータ３は、ベルマウス５よりも気流の上流側に配置されていてもよい。
【００１４】
図３は、実施の形態１に係る軸流送風機の正面図である。図４は、実施の形態１に係る軸流送風機の断面図である。なお、図４においては、ブレード１ａは子午面形状で図示している。ベルマウス５は、吸い込み曲面５１、ストレート部５３及び吐き出し曲面５２を有する。吸い込み曲面５１は、気流の上流側に位置し、回転軸ＡＸの軸方向において気流の下流側ほど流路が狭くなっている。吐き出し曲面５２は、気流の下流側に位置し、回転軸ＡＸの軸方向において気流の下流側ほど流路が広くなっている。一般的には、ベルマウス５は、吸い込み曲面５１の曲率半径Ｒ１の方が吐き出し曲面５２の曲率半径Ｒ２よりも大きい。
【００１５】
送風機本体６の正面視での外形の一辺の長さをＬとし、回転翼１の外径をＤとし、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の外径をＤＲ１とすると、軸流送風機１０は、設置性及び製造コストを鑑みて、ＤＲ１＜Ｌとなるように設計されている。吸い込み曲面５１は、送風機本体６の正面視での外形の一辺の長さＬの範囲内でできるだけ大きく形成されており、回転翼１内に円滑に気流が誘導されるようになっている。
【００１６】
実施の形態１に係る軸流送風機１０の回転翼１は、外径Ｄが２６０ｍｍである。回転翼１は、外周後縁端Ｉがベルマウス５のストレート部５３と吐き出し曲面５２との境界部付近に位置している。また、回転翼１の翼前縁部１ｂ及び翼外縁部１ｄは、ベルマウス５の吸い込み曲面５１よりも気流の上流側に突出している。
【００１７】
回転翼１の翼前縁部１ｂ及び翼外縁部１ｄが、ベルマウス５の吸い込み曲面５１よりも気流の上流側に突出しているため、回転翼１には翼前縁部１ｂだけでなく翼外縁部１ｄからも空気が流入する。したがって、回転翼１に流入する空気の流路の断面積が増加し、回転翼１に流入する気流の速度が低下する。気流の速度が低下することにより、気流の乱れが低減され、低騒音化が実現される。
【００１８】
ストレート部５３は、静圧が加わった際に空気が逆流することを防止する。
【００１９】
吐き出し曲面５２は、回転翼１から流出する空気流に含まれる遠心方向の流れを回転翼１の外に円滑に流出させる。さらに、吐き出し曲面５２は、静圧を上昇させるディフューザの役割も果たす。
【００２０】
実施の形態１に係る軸流送風機１０において、回転翼１の外径Ｄ及びベルマウス５の吸い込み曲面５１の曲率半径Ｒ１は、Ｒ１／Ｄ≦０．０５の関係を満たす。また、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の上流端５１ａでの接線ＴＬが回転軸ＡＸと垂直となるまで吸い込み曲面５１を延長したときのベルマウス５の吸い込み曲面５１の外径ＤＲ１’と、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の外径ＤＲ１との差分をＲ１’とすると、０＜Ｒ１’／Ｒ１≦０．５０５の関係を満たす。
【００２１】
実施の形態１に係る軸流送風機１０のベルマウス５の吸い込み曲面５１は、外径ＤＲ１’の吸い込み曲面５１’の外周から長さＲ１’の部分を除去した形状であり、外径がＤＲ１であると見なすことができる。すなわち、実施の形態１に係る軸流送風機１０は、外径ＤＲ１’の吸い込み曲面５１’の外周から長さＲ１’の部分を除去することで、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の外径がＤＲ１とされていると見なすことができる。以下、外径がＤＲ１’の吸い込み曲面５１’から除去されたと見なす部分をカット部という。また、カット部の長さをカット長さという。したがって、実施の形態１においては、カット長さはＲ１’である。
【００２２】
カット部が、送風機本体６の正面視での外形の一辺よりもはみ出す部分ΔＬを含む場合、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の外径ＤＲ１は、送風機本体６の一辺の長さＬよりも小さくなる。上記のように、０＜Ｒ１’／Ｒ１≦０．５０５とすることで、ベルマウス５は、吸い込み曲面５１の曲率半径Ｒ１を大きくするとともに、送風機本体６の正面視での外形よりも小さくできる。
【００２３】
図５は、実施の形態１に係る軸流送風機のブレードの形状を示す平面図である。図６は、実施の形態１に係る軸流送風機のブレードの断面図である。図６は、回転軸ＡＸ及び翼内縁部１ｅを通る平面に沿った平面におけるブレード１ａの翼断面を示している。ブレード１ａは、回転軸ＡＸ及び翼内縁部１ｅを通る翼断面において外周側と内周側との間に変曲点ＩＰを有している。ブレード１ａは、変曲点ＩＰよりもボス２に近い内周側では、気流の上流側に凸の翼断面であり、変曲点ＩＰよりもボス２から離れた外周側では気流の下流側に凸の翼断面である。ブレード１ａは、変曲点ＩＰよりも内周側での翼断面の曲率はＲ１ｂである。ブレード１ａは、変曲点ＩＰよりも外周側での翼断面の曲率はＲ２ｂである。ブレード１ａの曲率半径Ｒ１ｂ，Ｒ２ｂは、翼前縁部１ｂから翼後縁部１ｃにかけて連続的に変化している。
【００２４】
図７、図８、図９及び図１０は、実施の形態１に係る軸流送風機のブレードの翼断面形状と気流の状態とを示す図である。図７は、図５中の翼断面位置Ｏ−Ｄ１での回転軸ＡＸを通る径方向に沿った平面における翼断面形状を示している。図８は、図５中の翼断面位置Ｏ−Ｄ２での回転軸ＡＸを通る径方向に沿った平面における翼断面形状を示している。図９は、図５中の翼断面位置Ｏ−Ｄ３での回転軸ＡＸを通る径方向に沿った平面における翼断面形状を示している。図１０は、図５中の翼断面位置Ｏ−Ｄ４での回転軸ＡＸを通る径方向に沿った平面における翼断面形状を示している。ブレード１ａは、翼断面位置Ｏ−Ｄ１においては、気流の上流側にθ（Ｏ−Ｄ１）傾斜しているが、翼断面位置Ｏ−Ｄ２での傾斜角θ（Ｏ−Ｄ２）、翼断面位置Ｏ−Ｄ３での傾斜角θ（Ｏ−Ｄ３）及び翼断面位置Ｏ−Ｄ４での傾斜角θ（Ｏ−Ｄ４）は、翼後縁部１ｃに近づくほど気流の下流側に傾斜するように傾きが変化している。回転翼１の翼前縁部１ｂ付近では、翼断面と平行な横流れ９が存在するが、回転翼１の側面がベルマウス５よりも気流の上流側に突出しているため、横流れ９を回転翼１に取り込むことができる。回転翼１の翼後縁部１ｃに近づくに従い、翼断面が全体的に気流の下流側に傾斜するように傾斜が変化しており、遠心方向に流れようとする半径方向の流れ１１が圧力の上昇に伴って回転翼１の外に漏れることを抑制することによって気流を昇圧させる。
【００２５】
図７及び図８に示すように、ブレード１ａは、回転方向の前方寄りでは、内周側がボス２から離れた翼断面となっている。
【００２６】
回転翼１が回転すると、ブレード１ａの圧力面と負圧面との圧力差により、翼端渦７が形成される。翼端渦７がブレード１ａの負圧面、隣接する別のブレード１ａ又はベルマウス５と干渉すると、軸流送風機１０の騒音特性は低下する。ブレード１ａは、内周側では気流の上流側に凸で、外周側では気流の下流側に凸のＳ字形状の翼断面であるため、翼端渦７の発生を抑制し、昇圧した流れが回転翼１の外に漏れることを防止できる。
【００２７】
図１１は、実施の形態１に係る軸流送風機のブレードの翼断面位置と曲率半径との関係を示す図である。ブレード１ａの内周側の曲率半径Ｒ１ｂは、翼前縁部１ｂから翼後縁部１ｃに向かって漸減する。一方、ブレード１ａの外周側の曲率半径Ｒ２ｂは、翼前縁部１ｂから翼断面位置Ｏ−Ｄ３までは漸減し、翼断面位置Ｏ−Ｄ３から翼後縁部１ｃにかけて漸増する。
【００２８】
図１２は、実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面の半径と回転翼の外径との比と、静圧が０となる開放点での風量との関係を示す図である。なお、図１２においては、開放点での風量が１００％となるように正規化して風量を示している。図１２に示すように、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の曲率半径Ｒ１と回転翼１の外径Ｄとの比Ｒ１／Ｄが大きくなるほど、風量は増加する傾向である。
【００２９】
図１３は、実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面の半径と回転翼の外径との比と、開放点での正面騒音の騒音レベルとの関係を示す図である。なお、図１３においては、開放点での騒音レベルが０ｄＢとなるように正規化して騒音レベルを示している。ベルマウス５の吸い込み曲面５１の曲率半径Ｒ１と回転翼１の外径Ｄとの比Ｒ１／Ｄが大きくなる方が正面騒音の騒音レベルは小さくなるが、風量とは異なり、ある程度の大きさまで騒音レベルが小さくなると、Ｒ１／Ｄが大きくなっても正面騒音の騒音レベルはほとんど変化しなくなる。
【００３０】
図１４は、実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面の半径と回転翼の外径との比と、開放点での斜め４５°方向の騒音の騒音レベルとの関係を示す図である。なお、図１４においては、開放点での騒音レベルが０ｄＢとなるように正規化して騒音レベルを示している。正面騒音の騒音レベルと同様に、Ｒ１／Ｄが大きくなる方が騒音レベルは小さくなる。ただし、開放点での斜め４５°方向の騒音の騒音レベルは、ある程度の大きさで下げ止まらない点では、正面騒音の騒音レベルとは相違している。
【００３１】
図１２、図１３及び図１４より、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の曲率半径Ｒ１と回転翼１の外径Ｄとの比Ｒ１／Ｄが大きくなるほど、風量及び騒音特性が向上することが分かる。
【００３２】
図１５は、実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面のカット長さとベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径との比と、開放点での風量との関係を示す図である。なお、図１５においては、開放点での風量が１００％となるように正規化して風量を示している。図１５に示すように、ベルマウス５の吸い込み曲面５１のカット長さＲ１’とベルマウス５の吸い込み曲面５１の曲率半径Ｒ１との比Ｒ１’／Ｒ１が０．４５以下では、風量はＲ１’／Ｒ１に依存しない。また、Ｒ１’／Ｒ１が０．４５を超えると、急激に風量が減少する。
【００３３】
図１６は、実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面のカット長さとベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径との比と、開放点での正面騒音の騒音レベルとの関係を示す図である。なお、図１６においては、開放点での騒音レベルが０ｄＢとなるように正規化して騒音レベルを示している。図１６に示すように、Ｒ１’／Ｒ１が０．４５以下では、正面騒音の騒音レベルは低下する。しかし、Ｒ１’／Ｒ１が０．５を超えると、正面騒音の騒音レベルはＲ１’／Ｒ１＝０の場合よりも大きくなる。
【００３４】
図１７は、実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面のカット長さとベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径との比と、開放点での斜め４５°方向の騒音の騒音レベルとの関係を示す図である。なお、図１７においては、開放点での騒音レベルが０ｄＢとなるように正規化して騒音レベルを示している。正面騒音の騒音レベルと同様に、Ｒ１’／Ｒ１が０．４５以下では、騒音の騒音レベルは低下する。しかし、Ｒ１’／Ｒ１が０．５を超えると、騒音の騒音レベルはＲ１’／Ｒ１＝０の場合よりも大きくなる。
【００３５】
図１５、図１６及び図１７より、ベルマウス５の吸い込み曲面５１のカット長さＲ１’と、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の曲率半径Ｒ１との比Ｒ１’／Ｒ１と、風量又は騒音の騒音レベルとの間には、変化割合が適切な範囲があることが分かる。０＜Ｒ１’／Ｒ１≦０．５０５の範囲内であれば、カット部を削除する前の吸い込み曲面の外径がＤＲ１’のベルマウスに相当するＲ１’／Ｒ１＝０での騒音に対する変化が＋０．５（ｄＢ）以内となり、低騒音化を実現できる。
【００３６】
図１８は、実施の形態１に係る軸流送風機の風量と静圧との関係を、ベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径と回転翼の外径との比ごとに示す図である。図１９は、実施の形態１に係る軸流送風機の風量と正面騒音の騒音レベルとの関係を、ベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径と回転翼の外径との比ごとに示す図である。図２０は、実施の形態１に係る軸流送風機の風量と斜め騒音の騒音レベルとの関係を、ベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径と回転翼の外径との比ごとに示す図である。図１８、図１９及び図２０に示すように、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の曲率半径Ｒ１と回転翼１の外径Ｄとの比Ｒ１／Ｄが大きいほど、静圧が０となる開放点での特性のみならず、他の実用的な風量の範囲においても静圧が高く騒音の騒音レベルは小さくなる。
【００３７】
図２１は、実施の形態１に係る軸流送風機の風量と静圧との関係を、ベルマウスの吸い込み曲面のカット長さとベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径との比ごとに示す図である。図２２は、実施の形態１に係る軸流送風機の風量と正面騒音の騒音レベルとの関係を、ベルマウスの吸い込み曲面のカット長さとベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径との比ごとに示す図である。図２３は、実施の形態１に係る軸流送風機の風量と斜め騒音の騒音レベルとの関係を、ベルマウスの吸い込み曲面のカット長さとベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径との比ごとに示す図である。図２１、図２２、及び図２３に示すように、Ｒ１’／Ｒ１が適正範囲であるＲ１’／Ｒ１＝０．４４７では、静圧が０となる開放点での特性のみならず、他の実用的な風量の範囲においても静圧はＲ１’／Ｒ１＝０の状態と殆ど変わらず、騒音については改善する。また、Ｒ１’／Ｒ１が適正範囲外であるＲ１’／Ｒ１＝０．７３３では、開放点での特性のみならず、他の実用的な風量の範囲においても静圧及び騒音特性は低下する。
【００３８】
図２４は、実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径の違いによる風量と静圧との関係の差を示す図である。図２５は、実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径の違いによる風量と正面騒音の騒音レベルとの関係の差を示す図である。図２６は、実施の形態１に係る軸流送風機のベルマウスの吸い込み曲面の曲率半径の違いによる風量と斜め騒音の騒音レベルとの関係の差を示す図である。Ｒ１１＞Ｒ１２である。Ｒ１１のグラフは、Ｒ１’／Ｒ１１＝０．３３３である。Ｒ１２のグラフは、Ｒ１’／Ｒ１２＝０である。図２４、図２５及び図２６に示すように、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の曲率半径が大きいほうが、風量、静圧及び騒音特性が向上する。
【００３９】
実施の形態１に係る軸流送風機１０は、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の曲率半径Ｒ１と回転翼１の外径Ｄとの比Ｒ１／Ｄ≦０．０５であるため、ベルマウス５の吸い込み曲面５１で発生した気流の乱れが回転翼１に吸い込まれて騒音が増大することを抑制できる。また、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の外径は、送風機本体６の一辺の長さ以下であるため、装置サイズの増大を防ぐことができる。また、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の外径は、送風機本体６の一辺の長さ以下であるため、送風機本体６とは別部品化したベルマウス５を送風機本体６と組み立てる必要がなく、作業工数の増大を防ぐことができる。
【００４０】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  回転翼、１ａ  ブレード、１ｂ  翼前縁部、１ｃ  翼後縁部、１ｄ  翼外縁部、１ｅ  翼内縁部、２  ボス、３  モータ、５  ベルマウス、６  送風機本体、７  翼端渦、９  横流れ、１０  軸流送風機、５１，５１’  吸い込み曲面、５１ａ  上流端、５２  吐き出し曲面。
【図１】
2019150567.tif 000003
【図２】
2019150567.tif 000004
【図３】
2019150567.tif 000005
【図４】
2019150567.tif 000006
【図５】
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【図６】
2019150567.tif 000008
【図７】
2019150567.tif 000009
【図８】
2019150567.tif 000010
【図９】
2019150567.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年1月16日(2020.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブレードを備えた回転翼と、
前記回転翼を回転させて気流を発生させるモータと、
前記回転翼の回転軸と直交する方向から前記回転翼を囲う枠状のベルマウスとを有し、
前記ベルマウスは、前記気流の上流側に、前記回転軸の軸方向において前記気流の下流側ほど狭くなる吸い込み曲面を有し、
前記吸い込み曲面の曲率半径をＲ１とし、前記吸い込み曲面の外径と、前記吸い込み曲面の上流端における接線が前記回転軸と直交する位置まで前記吸い込み曲面を延長した位置と前記回転軸との距離を２倍した長さとの差をＲ１’としたとき、０＜Ｒ１'／Ｒ１≦０．５０５であることを特徴とする軸流送風機。
【請求項２】
前記回転翼の外径をＤとしたとき、Ｒ１／Ｄ≧０．０５であることを特徴とする請求項１に記載の軸流送風機。
【請求項３】
前記回転軸を通る径方向に沿った平面における前記ブレードの翼断面は、回転方向において前方となる翼前縁部において前記気流の上流側に傾斜しており、回転方向において後方となる翼後縁部に近づくにしたがって、傾斜角は前記気流の下流側に傾斜するように連続的に変化していることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸流送風機。
【請求項４】
前記ブレードは、翼断面が凸となる方向が変化する変曲点を外周側と内周側との間に有しており、
前記ブレードの翼断面は、前記変曲点よりも内周側では、前記気流の上流側に凸であり、前記変曲点よりも外周側では前記気流の下流側に凸であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の軸流送風機。
【請求項５】
前記ブレードの前記変曲点よりも外周側の曲率半径は、翼前縁部から翼後縁部に向かって漸減したのちに極小値をとってから漸増し、
前記ブレードの前記変曲点よりも内周側の曲率半径は、前記翼前縁部から前記翼後縁部に向かって漸減することを特徴とする請求項４に記載の軸流送風機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のブレードを備えた回転翼と、回転翼を回転させて気流を発生させるモータと、回転翼の回転軸と直交する方向から回転翼を囲う枠状のベルマウスとを有する。ベルマウスは、気流の上流側に、回転軸の軸方向において気流の下流側ほど狭くなる吸い込み曲面を有する。吸い込み曲面の曲率半径をＲ１とし、吸い込み曲面の外径と、吸い込み曲面の上流端における接線が回転軸と直交する位置まで吸い込み曲面を延長した位置と回転軸との距離を２倍した長さとの差をＲ１’としたとき、０＜Ｒ１'／Ｒ１≦０．５０５である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
実施の形態１に係る軸流送風機１０において、回転翼１の外径Ｄ及びベルマウス５の吸い込み曲面５１の曲率半径Ｒ１は、Ｒ１／Ｄ≧０．０５の関係を満たす。また、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の上流端５１ａでの接線ＴＬが回転軸ＡＸと垂直となるまで吸い込み曲面５１を延長したときのベルマウス５の吸い込み曲面５１の外径ＤＲ１’と、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の外径ＤＲ１との差分をＲ１’とすると、０＜Ｒ１’／Ｒ１≦０．５０５の関係を満たす。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
回転翼１が回転すると、ブレード１ａの圧力面と負圧面との圧力差により、翼端渦７が形成される。翼端渦７がブレード１ａの負圧面、隣接する別のブレード１ａ又はベルマウス５と干渉すると、軸流送風機１０の騒音特性は低下する。ブレード１ａは、内周側では気流の上流側に凸で、外周側では気流の下流側に凸のＳ字形状の翼断面であるため、翼端渦７の発生を抑制し、昇圧した流れ１１が回転翼１の外に漏れることを防止できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
実施の形態１に係る軸流送風機１０は、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の曲率半径Ｒ１と回転翼１の外径Ｄとの比Ｒ１／Ｄ≧０．０５であるため、ベルマウス５の吸い込み曲面５１で発生した気流の乱れが回転翼１に吸い込まれて騒音が増大することを抑制できる。また、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の外径は、送風機本体６の一辺の長さ以下であるため、装置サイズの増大を防ぐことができる。また、ベルマウス５の吸い込み曲面５１の外径は、送風機本体６の一辺の長さ以下であるため、送風機本体６とは別部品化したベルマウス５を送風機本体６と組み立てる必要がなく、作業工数の増大を防ぐことができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
１  回転翼、１ａ  ブレード、１ｂ  翼前縁部、１ｃ  翼後縁部、１ｄ  翼外縁部、１ｅ  翼内縁部、２  ボス、３  モータ、５  ベルマウス、６  送風機本体、７  翼端渦、９  横流れ、１０  軸流送風機、１１  流れ、５１，５１’  吸い込み曲面、５１ａ  上流端、５２  吐き出し曲面、５３  ストレート部。
【国際調査報告】
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