(57)【要約】【課題】換気空調機器等に使用される送風装置において、モータが羽根車に対して大きな体積となる場合でも、羽根車から突出して収納配置できなくなったり、ハブ凸部が吸込口に接近して吸込流を妨げて送風装置の能力を低下させたりすることをなくして、モータを収納配置しても能力低下を抑えることを目的とする。【解決手段】送風装置６の遠心ファン３を、モータ４の凸形状を内包するために中心部に空間を確保して環状に配置される羽根板８と、羽根板８を前面側端部で固定するリング状のシュラウド１０と、シュラウド１０に接続してモータ４のシャフト１１に連結する支持柱１２で構成したことにより、モータを収納配置しても能力低下を抑える効果を得られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根車の回転軸方向から空気を吸い込み周方向に吹出すように、吸込オリフィスを有する前面ケース板と、羽根車としての遠心ファンと、モータと、前記モータを吸込側に凸形状となるように固定して遠心ファンに近接する背面ケース板、からなる送風装置であって、前記遠心ファンは、前記モータの凸形状を内包するために中心部に空間を確保して環状に配置される羽根板と、前記羽根板を前面側端部で固定するリング状のシュラウドと、前記シュラウドに接続して前記モータのシャフトに連結する支持柱を有することを特徴とした送風装置。
【請求項２】
支持柱が薄肉の面形状であり、回転軸から半径ｒ位置での円筒面における前記支持柱の円筒断面形状において、厚み方向の中心線の回転方向端部延長線と回転軸の垂直面とのなす角度をθ１、遠心ファン回転数をＮ、吸込平均風速をＶとしたときに、９０°＞θ１≧ｔａｎ−１（２πｒＮ／Ｖ）となる支持柱とした請求項１に記載の送風装置。
【請求項３】
支持柱の円筒断面形状において、厚み方向の中心線の回転方向端部延長線と回転軸の垂直面とのなす角度をθ１、回転逆方向端部延長線と回転軸の垂直面とのなす角度をθ２としたときにθ２＞θ１となるように湾曲した支持柱とした請求項２に記載の送風装置。
【請求項４】
支持柱の数と羽根板の枚数が異なる請求項１から３に記載の送風装置。
【請求項５】
支持柱の周方向間隔が不等間隔である請求項１から４に記載の送風装置。
【請求項６】
羽根板の周方向間隔が不等間隔である請求項１から５に記載の送風装置。
【請求項７】
背面ケース板に近接する羽根板端部の形状を凸凹形状とした請求項１から６に記載の送風装置。
【請求項８】
背面ケース板に近接する羽根板端部に接続するように、中心のモータ内包領域をくりぬいた整流リング板を取り付けた請求項１から６に記載の送風装置。
【請求項９】
羽根板の最小半径位置がシュラウドの内径位置よりも外側であって軸方向に曲率を持たない垂直形状であり、かつ前記シュラウド最内側に軸方向に半径が一定の円管部を有して前記円管部に支持板を接続した請求項１から７に記載の送風装置。
【請求項１０】
羽根板の最大半径位置がシュラウド外径位置よりも外側であり、前記シュラウド外径位置よりも半径の外側で前記羽根板を接続する補強リングを有する請求項９に記載の送風装置。
【請求項１１】
羽根板の最小半径位置よりも内側の領域でモータを半径方向に囲んで背面ケース板に接続するモータカバーを有し、前記モータカバーは軸方向位置が前記背面ケース板に近い位置ほど半径が大きくなる形状とした請求項１から１０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、換気空調機器等に使用される送風装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の送風装置は、天井埋込型の空調機などに用いられたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１１に示すように、遠心送風機１０１は、回転軸１０３に固定されるハブ１０４と、中央に吸込口１０７を開口したシュラウド１１０との間に、複数の羽根１０５を周方向に等ピッチで設けた羽根車１０６を、吸込側１１１と吐出側１１２とを仕切る隔壁１１３に開口した吸込口１０７の吐出側１１２に設置すると共に、吸込口１０７には、羽根車１０６に向けて絞りを形成するベルマウス１０８を設け、羽根車１０６の回転によりベルマウス１０８を通じて吸込んだ気体を羽根車１０６の外周部から吐出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９８０８１号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の遠心送風機１０１においては、ハブ１０４にモータ１０２の回転軸１０３を連結しているため、モータ１０２を包み込むようなハブ１０４となり、ハブ１０４内に収納されているモータ１０２が回転時にハブ１０４と接触するのを避けるためにモータ１０２との間に隙間を設けたモータ寸法よりもひとまわり大きなハブ１０４が必要となる。
【０００６】
ここで収納配置されているモータ１０２がハブ１０４内で大きな体積となる場合には、羽根車１０６からハブ１０４が突出して収納配置できなくなったり、ハブ凸部１０９が吸込口１０７に接近して吸込流を妨げて送風装置の能力を低下させたりするという課題を有していた。
【０００７】
これに対して、羽根高さ１１４が大きい羽根車１０６では、羽根中間位置１１５にハブ１０４をずらしてハブ中央部１１６に穴を開けてハブ背面への流路を形成することで、ハブ凸部１０９の拡大を吸収しようとするものもあるが、羽根高さ１１４が小さくなるとハブ１０４とシュラウド１１０間の隙間が狭くなり空気の流れに抵抗が生じて能力低下をまねくという課題を有していた。
【０００８】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、モータを収納配置しても能力低下を抑えることのできる送風装置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】
【０００９】
そして、この目的を達成するために、本発明は、羽根車の回転軸方向から空気を吸い込み周方向に吹出すように、吸込オリフィスを有する前面ケース板と、羽根車としての遠心ファンと、モータと、モータを吸込側に凸形状となるように固定して遠心ファンに近接する背面ケース板、からなる送風装置であって、遠心ファンは、モータの凸形状を内包するために中心部に空間を確保して環状に配置される羽根板と、羽根板を前面側端部で固定するリング状のシュラウドと、シュラウドに接続して前記モータのシャフトに連結する支持柱を有することを特徴としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、羽根車の回転軸方向から空気を吸い込み周方向に吹出すように、吸込オリフィスを有する前面ケース板と、羽根車としての遠心ファンと、モータと、モータを吸込側に凸形状となるように固定して遠心ファンに近接する背面ケース板、からなる送風装置であって、遠心ファンは、モータの凸形状を内包するために中心部に空間を確保して環状に配置される羽根板と、羽根板を前面側端部で固定するリング状のシュラウドと、シュラウドに接続して前記モータのシャフトに連結する支持柱を有する構成にしたことにより、モータとの間に隙間を設けるような大きなハブを必要としなくなり、モータが羽根車に対して大きな体積となる場合でも、羽根車から突出して収納配置できなくなったり、ハブ凸部が吸込口に接近して吸込流を妨げて送風装置の能力を低下させたりすることがなくなるので、モータをハブ内に収納配置しても能力低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１の送風装置の子午面図
【図２】同送風装置の遠心ファンの斜視図
【図３】同遠心ファンの円筒断面図
【図４】同遠心ファンの平面図
【図５】同遠心ファンの円筒断面図
【図６】本発明の実施の形態２の送風装置の遠心ファンの平面図
【図７】本発明の実施の形態３の送風装置の遠心ファンの平面図
【図８】本発明の実施の形態４の送風装置の子午面図
【図９】羽根板間の漏れ流れの説明図
【図１０】本発明の実施の形態５の送風装置の子午面図
【図１１】従来の送風装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の請求項１記載の送風装置は、羽根車の回転軸方向から空気を吸い込み周方向に吹出すように、吸込オリフィスを有する前面ケース板と、羽根車としての遠心ファンと、モータと、前記モータを吸込側に凸形状となるように固定して遠心ファンに近接する背面ケース板、からなる送風装置であって、前記遠心ファンは、前記モータの凸形状を内包するために中心部に空間を確保して環状に配置される羽根板と、前記羽根板を前面側端部で固定するリング状のシュラウドと、前記シュラウドに接続して前記モータのシャフトに連結する支持柱を有する。
【００１３】
これにより、モータとの間に隙間を設けるような大きなハブを必要としなくなり、モータが羽根車に対して大きな体積となる場合でも、羽根車から突出して収納配置できなくなったり、ハブ凸部が吸込口に接近して吸込流を妨げて送風装置の能力を低下させたりすることがなくなるので、モータを収納配置しても能力低下を抑える効果を奏する。
【００１４】
また、支持柱が薄肉の面形状であり、回転軸から半径ｒ位置での円筒面における前記支持柱の円筒断面形状において、厚み方向の中心線の回転方向端部延長線と回転軸垂直面とのなす角度をθ１、遠心ファン回転数をＮ、吸込平均風速をＶとしたときに、９０°＞θ１≧ｔａｎ−１（２πｒＮ／Ｖ）となる支持柱としてもよい。
【００１５】
これにより、θ１＝ｔａｎ−１（２πｒＮ／Ｖ）となり空気の流入角度と支持板の角度をほぼ一致させる場合には支持柱が抵抗となることを避け、θ１＞ｔａｎ−１（２πｒＮ／Ｖ）となり空気の流入角度より大きくする場合には、流入空気をさらに掻いて支持柱での下向きに送風する効果を増加させ、また９０°＞θ１となり空気の流入角度よりも支持板の角度を大きくする場合には支持柱で下向き送風する効果を生む事になるが、θ１をこの間の範囲に設定することで支持板を単なる障害物とせずに有効利用できる効果を奏する。
【００１６】
また、支持柱の円筒断面形状において、厚み方向の中心線の回転方向端部延長線と回転軸垂直面とのなす角度をθ１、回転逆方向端部延長線と回転軸垂直面とのなす角度をθ２としたときにθ２＞θ１となるように湾曲した支持柱としてもよい。これにより、翼形状として反りを設けることが揚力を増加させることと同様に、支持柱での下向きに送風する効果を増加させる効果を奏する。
【００１７】
また、支持柱の数と羽根板の枚数が異なるようにしてもよい。これにより、物体が回転することで物体の間隔と回転数に起因する特定周波数の音に対して、支持柱が発生源のものと羽根板が発生源のものを異なる周波数にして音の成分を分散することになるので、耳障りな騒音を低減する効果を奏する。
【００１８】
また、支持柱の周方向間隔を不等間隔としてもよい。これにより、物体が回転することで物体の間隔と回転数に起因する特定周波数の音に対して、物体の間隔が揃わなくなり音の成分を分散することになるので特定周波数のそのものの音の発生を抑制して、支持柱を発生源とする耳障りな騒音を低減する効果を奏する。
【００１９】
また、羽根板の周方向間隔を不等間隔としてもよい。これにより、物体が回転することで物体の間隔と回転数に起因する特定周波数の音に対して、物体の間隔が揃わなくなり音の成分を分散することになるので特定周波数のそのものの音の発生を抑制して、羽根板を発生源とする耳障りな騒音を低減する効果を奏する。
【００２０】
また、背面ケース板に近接する羽根板端部の形状を凸凹形状としてもよい。これにより、背面ケース板と羽根板端部の隙間から隣の羽根板間に漏れる流れに対して抵抗となるので、羽根車の仕事の漏れ損失を押さえて効率を向上する効果を奏する。
【００２１】
また、背面ケース板に近接する羽根板端部に接続するように、中心のモータ内包領域をくりぬいた整流リング板を取り付けてもよい。これにより、背面ケース板と羽根板端部の隙間から隣の羽根板間に漏れる流れを羽根板周りでは無くすことができるので、羽根車の仕事の漏れ損失を無くして効率を向上する効果を奏する。
【００２２】
また、羽根板の最小半径位置がシュラウドの内径位置よりも外側であって軸方向に曲率を持たない垂直形状であり、かつ前記シュラウド最内側に軸方向に半径が一定の円管部を有して前記円管部に支持板を接続してもよい。これにより、羽根車が軸方向にアンダーカット部を持たない形状となるので、材質を樹脂としても１方向の射出成型にて簡便に製造できる効果を奏する。
【００２３】
また、羽根板の最大半径位置がシュラウド外径位置よりも外側であり、前記シュラウド外径位置よりも半径の外側で各羽根板を接続する補強リングを有してもよい。これにより、シュラウド側の一端でしか固定されていない羽根板を薄くしても強度を確保することができるので、羽根板の厚みに起因する羽根車の衝突ロスを低減でき効率を向上する効果を奏する。
【００２４】
また、羽根板の最小半径位置よりも内側の領域でモータを半径方向に囲んで背面ケース板に接続するモータカバーを有し、前記モータカバーは軸方向位置が前記背面ケース板に近い位置ほど半径が大きくなる形状としてもよい。これにより、モータの吸込側端部に衝突してモータ外周部で発生する乱れ流れを抑えたり、整流したりして羽根板に導くことが出来るので、羽根車の衝突ロスを低減でき効率を向上する効果を奏する。
【００２５】
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。
【００２６】
（実施の形態１）
図１、および図２、図３、図４に示すように、送風装置６は、吸込オリフィス１を有する前面ケース板２と、羽根車としての樹脂製の遠心ファン３と、モータ４と、モータ４を吸込側に凸形状となるように固定して遠心ファン３に近接する背面ケース板５からなる。
【００２７】
図１は送風装置の子午面図、図２は遠心ファン３の斜視図であって、遠心ファン３は、前記モータ４の凸形状を内包するために中心部に空間を確保して環状に配置される羽根板８と、羽根板８を前面側端部９で固定するリング状のシュラウド１０と、シュラウド１０に接続してモータ４のシャフト１１に連結する周方向に等間隔の支持柱１２を有する。
【００２８】
この構成によれば、モータ４への遠心ファン３の保持が支持柱１２によって行われるため、ハブによるモータ４への接続が不要となる。ここでハブは、モータ４との接触をさせるためにモータ４よりも大きな寸法となるので、吸込隙間３１を狭くして空気の流れを妨げたり、またハブ中央部に穴を開けたとしても、ハブとシュラウド１０間の隙間が狭くなり空気の流れに抵抗が生じたりして能力低下を招いていたが、本構成ではハブを不要とできるのでモータ４が遠心ファン３に対して大きな体積となる場合でも、遠心ファン３から突出して収納配置できずに送風装置外に配置したり、ハブが吸込口に接近して羽根車への吸込流１３を妨げて送風装置の能力を低下させたりすることがなくなり、モータを収納配置しても能力低下を抑えることができる。
【００２９】
また、図１において、羽根板８の最小半径位置１４よりも内側の領域でモータ４を半径方向に囲んで背面ケース板５に接続するモータカバー１５を有し、モータカバー１５は軸方向位置が前記背面ケース板に近い位置ほど半径が大きくなる形状としている。
【００３０】
この構成によれば、モータ４の吸込側端部１６に衝突してモータ外周部で発生する乱れ流れを抑えたり、整流したりして羽根板８に導くことが出来るので、遠心ファン３での衝突ロスを低減でき効率を向上することができる。
【００３１】
また、図３は図１、図２、図４に示す断面線Ａの回転軸から半径ｒ位置での円筒面Ａの外周側からの視点となる前記支持柱１２の円筒断面図であって、支持柱１２は回転方向の端部が吸込オリフィス１に近づくよう傾斜させている。
【００３２】
支持柱１２が薄肉の面形状であり、厚み方向の中心線２４の回転方向端部延長線２５と回転軸７の垂直面２６とのなす傾斜角度をθ１、遠心ファン３の回転数をＮ、吸込平均風速をＶとしたときに、９０°＞θ１≧ｔａｎ−１（２πｒＮ／Ｖ）となる支持柱１２として回転方向の端部が吸込オリフィス１に近づくよう傾斜させてものである。
【００３３】
この構成によれば、半径ｒと回転数Ｎから決定する半径ｒ位置での回転速度１７と吸込速度１８の合成ベクトルで形成される羽根板８への流入速度Ｖと回転軸７の垂直面２６から遠心ファン３への空気の流入角度θ３＝ｔａｎ−１（２πｒＮ／Ｖ）が決定し、θ１＝θ３として空気の流入角度と支持板の角度をほぼ一致させる場合には支持柱が抵抗となることを避け、９０°＞θ１＞θ３として支持板の角度を空気の流入角度より９０°未満で大きくする場合には、流入空気をさらに掻いて支持柱での下向きに送風する効果を増加させることができ、θ１をこの間の範囲に設定することで支持板を単なる障害物とせずに有効利用することができる。
【００３４】
また、図４は背面ケース板５側からの遠心ファン３の平面図であり、支持柱１２の数と羽根板８の枚数が異なっている。例えば本実施の形態では、支持柱１２を５本、羽根板８を７枚としている。
【００３５】
この構成によれば、物体が回転することで物体の間隔と回転数に起因する特定周波数の音に対して、支持柱１２が発生源のものと羽根板８が発生源のものを異なる周波数にして音の成分を分散することになるので、耳障りな騒音を低減できる。
【００３６】
本実施の形態では、支持柱１２を５本、羽根板８を７枚としたが、支持柱１２の数と羽根板８の枚数は異なっていればよく、上記と同様の効果を有する。
【００３７】
また、図１、４において、羽根板８の最小半径位置１４がシュラウド１０の内径位置１９よりも外側であって軸方向に曲率を持たない垂直形状であり、かつシュラウド１０の最内側に軸方向に半径が一定の円管部２０を有して円管部２０に支持柱１２を接続している。
【００３８】
この構成により、遠心ファン３が軸方向にアンダーカット部を持たない形状となるので、１方向の樹脂射出成型にて簡便に製造できる。
【００３９】
また、図１、４において、羽根板８の最大半径位置２１がシュラウド１０の外径位置２２よりも外側であり、シュラウド１０の外径位置２２よりも半径の外側で各羽根板８を接続する補強リング２３を有している。
【００４０】
この構成により、シュラウド１０側の一端でしか固定されていない羽根板８を薄くしても強度を確保することができるので、羽根板８の厚みに起因する遠心ファン３の衝突ロスを低減でき効率を向上することができる。
【００４１】
なお、実施の形態１では、支持柱１２は図３の断面図のように平面であるが、図５の回転軸から半径ｒ位置での円筒面における前記支持柱１２の円筒断面図において、厚み方向の中心線２４の回転方向端部延長線２５と回転軸７の垂直面２６とのなす角度をθ１、回転逆方向端部延長線２７と回転軸７の垂直面２６とのなす角度をθ２としたときにθ２＞θ１となるように湾曲した支持柱１２としてもよく、翼形状として反りを設けることが揚力を増加させることと同様に、支持柱１２での下向きに送風する効果を増加させることができる。
【００４２】
（実施の形態２）
図６において、図４と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
図６は背面ケース板５側からの遠心ファン３の平面図であり、支持柱１２の周方向間隔を不等間隔としたものである。
【００４４】
この構成によれば、支持柱１２が回転することで物体の間隔と回転数に起因する特定周波数の音に対して、支持柱１２の間隔が揃わなくなり音の成分を分散することになるので特定周波数のそのものの音の発生を抑制して、支持柱１２を発生源とする耳障りな騒音を低減できる。
【００４５】
（実施の形態３）
図７において、図４と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４６】
図７は背面ケース板５側からの遠心ファン３の平面図であり、羽根板８の周方向間隔を不等間隔としたものである。
【００４７】
この構成によれば、羽根板８が回転することで物体の間隔と回転数に起因する特定周波数の音に対して、羽根板８の間隔が揃わなくなり音の成分を分散することになるので特定周波数のそのものの音の発生を抑制して、羽根板８を発生源とする耳障りな騒音を低減できる。
【００４８】
（実施の形態４）
図８、図９において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
図８は送風装置６の子午面図であって、背面ケース板５に近接する羽根板８の端部２８の形状を凸凹形状としたもので、図９は背面ケース板５と羽根板８の端部２８の隙間から隣の羽根板８へ漏れる漏れ流れ２９を示している。
【００５０】
この構成により、羽根板８の端部２８の凸凹形状が背面ケース板５と羽根板８の端部２８の隙間から隣の羽根板間の漏れ流れ２９に対して抵抗となるので、羽根車の仕事の漏れ損失を押さえて効率を向上できる。
【００５１】
（実施の形態５）
図１０において、図２と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
図１０は送風装置の子午面図であって、背面ケース板５に近接する羽根板８の端部２８に接続するように、中心のモータ内包領域をくりぬいた整流リング板３０を取り付けたものである。
【００５３】
この構成によれば、図８に示す背面ケース板５と羽根板８の端部２８の隙間から隣の羽根板８間の漏れ流れ２９を羽根板８の周りでは無くすことができるので、遠心ファン３の仕事の漏れ損失を無くして効率を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明にかかる送風装置は、モータが羽根車に対して大きな体積となる場合でも、羽根車から突出して収納配置できなくなったり、ハブ凸部が吸込口に接近して吸込流を妨げて送風装置の能力を低下させたりすることがなくなるので、モータを収納配置しても能力低下を抑えることができるものであるので、換気空調機器等に使用される送風装置として有用である。
【符号の説明】
【００５５】
１    吸込オリフィス
２    前面ケース板
３    遠心ファン
４    モータ
５    背面ケース板
６    送風装置
７    回転軸
８    羽根板
９    前面側端部
１０  シュラウド
１１  シャフト
１２  支持柱
１３  吸込流
１４  最小半径位置
１５  モータカバー
１６  吸込側端部
１７  回転速度
１８  吸込速度
１９  内径位置
２０  円管部
２１  最大半径位置
２２  外径位置
２３  補強リング
２４  厚み方向の中心線
２５  回転方向端部延長線
２６  垂直面
２７  回転逆方向端部延長線
２８  端部
２９  漏れ流れ
３０  整流リング板
３１  吸込隙間
【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】
2011247096.tif 000011
【図１０】
2011247096.tif 000012
【図１１】
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