(57)【要約】      （修正有）【課題】大型送風機にも適用可能であり、エネルギー損失及び騒音の低減に有効な送風機用ケーシング及びそれを用いた送風機を提供する。【解決手段】送風機用ケーシング１０の内周面の少なくとも一部に、軸線に対して傾斜した溝部又は凸部１２の少なくとも一方を設ける。溝又は凸部は、螺旋形状とすることができる。表面に溝部等を設けたニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等ゴム製の防音シート等をケーシング内周面に貼り付けることにより、送風機用ケーシングを製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機用ケーシングであって、
当該内周面の少なくとも一部に、軸線に対して傾斜した溝部又は凸部の少なくとも一方を設けたことを特徴とする送風機用ケーシング。
【請求項２】
前記溝又は凸部の少なくとも一方は、螺旋形状であることを特徴とする請求項１に記載の送風機用ケーシング。
【請求項３】
前記溝又は凸部の少なくとも一方が形成された防音シートが内周面に設置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の送風機用ケーシング。
【請求項４】
インペラと、
前記インペラを内包するケーシングを備える送風機であって、
前記ケーシングが請求項１乃至３の何れか１項に記載のケーシングであることを特徴とする送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風機用ケーシング及びそれを用いた送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ケーシング内にインペラを備えた送風機は、換気、通風、空気輸送等を目的に幅広い分野で用いられている。このような送風機においては、インペラの入口及び出口損失によるエネルギー効率の低下や騒音の発生が問題となっている。
特許文献１の電動送風機は、電動機と、この電動機の軸に固定されたインペラを備え、上記インペラは、吸気口を有する前面シュラウドと、この前面シュラウドと間隔をおいて配される後面シュラウドと、この１対の前面シュラウドと後面シュラウドで挟持される複数枚の板金製ブレードと、上記インペラの中央部に設けられ、前記吸気口から流入した気流をスムーズに遠心方向へと導くインデューサとからなる。そして、上記板金製ブレードは、上記インデューサの羽根部と連続する曲面で連なる主ブレードと、隣接する２つの主ブレード間に位置すると共に独立した副ブレードからなり、上記主・副両ブレードの入口側先端および出口側後端を、それぞれ一つの仮想同心円上に位置させている。上記構成により、インペラの内部流れが改善され、電動送風機の性能の向上、騒音低減に効果を発揮すると記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、軸線方向の一方側に吸込口を有し軸線方向の他方側に吐出口を有する風洞を備えたケーシングと、風洞内で回転する複数枚の前段翼を備えた前段インペラと、風洞内で回転する複数枚の後段翼を備えた後段インペラと、風洞内の前段インペラと後段インペラとの間の位置に静止状態で配置された複数の静止翼またはストラッド（静止翼の機能を有しない支持部材）からなる中段静止部とを有する二重反転式軸流送風機が記載されている。ここで、風洞を囲むケーシングの内壁部に、中段静止部よりも後段インペラ寄りの位置に、内壁部の径方向内側に向かい且つ周方向に連続してまたは間隔を開けて延びる乱流発生用突出面を形成することが提案されている。そして、適切な乱流発生用突出面を形成した二重反転式軸流送風機から発生する騒音が、乱流発生用突出面を形成しない二重反転式軸流送風機を同じ動作点で動作させた場合に発生する騒音よりも低減する場合があることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０２５６０号公報
【特許文献２】特許第５２５６１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１の送風機では、設置するインペラの形状に適合する複数のブレードが必要となる。このため、送風機の構造が複雑化し、重量の増加やコストの上昇につながる。特に、大型送風機においては、上記理由により、特許文献１の構造を採用することは困難となる。
また、特許文献２には、二重反転式軸流送風機の騒音低減に有効な構成が記載されている。しかし、このように特定の構造の送風機に限定されず、様々な送風機で、さらなる運転効率の向上と騒音の低減が求められている。
そこで、本発明は、各種大型送風機にも適用可能であり、エネルギー損失及び騒音の低減に有効な送風機用ケーシング及びそれを用いた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】
【０００６】
上記課題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、送風機用ケーシングの内周面の少なくとも一部に、軸線に対して傾斜した溝部又は凸部の少なくとも一方を設けることにより、送風機のエネルギー損失及び騒音が低減できることを見出し、本発明に想到した。
（１）すなわち、本発明の送風機用ケーシングは、当該内周面の少なくとも一部に、軸線に対して傾斜した溝部又は凸部の少なくとも一方を設けたことを特徴とする。
（２）上記溝部又は凸部の少なくとも一方は、螺旋形状であることが好ましい。
（３）また、本発明の送風機用ケーシングは、上記溝部又は凸部の少なくとも一方が形成された防音シートが内周面に備えられていることが好ましい。
（４）本発明の送風機は、インペラと当該インペラを内包するケーシングを備えた送風機で、上記ケーシングが（１）〜（３）のケーシングであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の送風機用ケーシングを用いることにより、送風機のエネルギー損失が低減し、運転効率が向上するとともに、騒音の発生が抑制される。また、インペラの構成や使用環境等に応じて、内周面の溝部又は凸部の構成を制御することにより、小型から大型の様々な用途の送風機に適合させることができる。さらに、本発明の送風機用ケーシングでは、ブレードの設置等の複雑な構成を要しないため、送風機の軽量化及び低コスト化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態における送風機用ケーシングを備えた送風機の斜視模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態における送風機用ケーシングの製造工程の一例（一部）を示す斜視図である。
【図３】本発明の送風機用ケーシング内周面に形成される溝部（Ａ）及び凸部（Ｂ）の各種形状の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態における送風機用ケーシングを備えた送風機の斜視模式図である。
ケーシング１０の内部にインペラ１１が備えられている。本実施形態では、ケーシング１０の内周面に、螺旋形状の溝部１２が設けられている。上記溝部１２を設けることにより、インペラ１１を回転させたときのエネルギー損失が低減するとともに騒音の発生が抑制される。さらに、インペラ１１の回転により発生する旋回流の直進性が増すため、より少ない動力で、より遠くまで旋回流を到達させることが可能となり、省エネルギー化が図れる。
溝部や凸部のない滑らかな内周面を有するケーシングを用いた従来の送風機と本発明の送風機との違いは、以下のように考えられる。従来の送風機では、インペラの回転により、ケーシング入口（吸気口）付近の空気が吸い込まれ、直進して、インペラに衝突する。この衝突により、エネルギー損失が発生するとともに騒音が生じる。一方、螺旋形状の溝部１２を設けた本発明の送風機では、インペラの回転とともにケーシング入口１０ａ付近の空気がケーシング１０内部に吸い込まれるが、このとき、螺旋形状の溝部１２表面を通過することにより、空気が旋回を始める。旋回した空気が回転しているインペラに吸い込まれるため、インペラによる空気の掴みが向上し、エネルギーロスが低くなる。インペラ後方のケーシング出口（吐出口）１０ｂ側の内周面にも螺旋形状の溝部１２がある場合は、さらに、その溝部１２表面を通過して、ケーシング出口１０ｂから排出される。このため、エネルギーロスが少なく、従来の溝部等を有しないケーシングを通過したときより、ケーシング出口１０ｂから排出される旋回流は加速され、直進性が向上し、偏心が抑えられる。また、本発明のケーシングを用いることにより、上述のように、インペラに接触する前から空気に旋回流が発生するため、従来のように直進する空気がケーシング内周面やインペラと接触することにより生じていた騒音が抑制される。
【００１１】
溝部１２の螺旋形状の方向は、インペラの回転方向と同じ方向とすることもできるし、逆方向とすることもできる。螺旋形状の方向は、インペラの構造や送風機の用途等を考慮して設定される。上記実施形態では、螺旋形状の溝部１２を例に説明したが、螺旋形状の凸部を形成することもできる。
本発明の送風機用ケーシングの内周面に形成される溝部又は凸部の少なくとも一方（以下、「溝部等」という。）は、軸線（インペラに直接回転を与える動力軸）に対して傾斜した形状である必要がある。軸線に平行な溝部、例えば、円筒状のケーシングの場合、ケーシング側面に平行な一以上の溝部等をケーシングの内周面に形成しても、本発明の十分な効果は得られない。これに対して、軸線に対して傾斜した一以上の溝部等を形成することにより、本発明の優れた効果が得られる。
例えば、図２（Ｂ）に示すように、ケーシング１０内周面に軸線に対して傾斜した複数の溝部１１２を設けた構成とすることもできる。
また、軸線に直交する溝部等、すなわちケーシングの内周面に径方向外側に向かい且つ周方向に連続、又は断続的に延びる溝部、あるいは、ケーシングの内周面に径方向内側に向かい且つ周方向に連続、又は断続的に延びる凸部を形成した場合も、本発明の十分な効果は得られない。一方、軸線に対して傾斜させた長円形の溝部を形成したり、上記実施形態のような螺旋形状の溝部を形成し、溝部を軸線に対して傾斜させることにより、本発明の優れた効果が得られる。
このように、本発明では、ケーシング１０内周面に、軸線に対して傾斜した溝部等を形成することにより、直進してケーシング１０内に入り込む空気、すなわち、軸線と平行な方向に進行する空気に旋回を生じさせることができる。そして、このように空気に旋回が発生することにより、上述した本発明の効果が実現される。
軸線に対する溝部等の傾斜角度は、インペラの傾斜角度等に応じて設計することができる。例えば、溝部等をケーシングの軸線に対して、５°以上傾斜させることが好ましい。
また、溝部等は、ケーシング入口１０ａからケーシング出口１０ｂまでの全領域にわたって延びる必要はなく、その一部のみに形成されてもよい。また、ケーシング１０の軸線方向の一部の領域では、軸方向（軸線）に対して平行に延び、その他の領域で、軸線に対して傾斜させることもできる。さらに軸線方向で、傾斜角度や螺旋方向を変化させることもできる。
【００１２】
本発明のケーシングの材質や製造方法は、特に限定されず、少なくとも軸方向の一部に、軸線に対して傾斜した溝部等を形成できる材質及び製造方法であれば、どのような材質及び製造方法を適用することもできる。
ケーシングとして十分な強度を有する材料として、例えば、金属、セラミックス、樹脂等を用いることができる。これらの材料を用いて内周面に溝部等を有する筒形状に一体成形することもできるし、筒形状のケーシング内周面を切削加工等することにより、溝部等を形成することもできる。また、複雑な形状の溝部等を形成する場合には、円周方向に複数に分割した部材の内周面に溝部等を形成した後、接合することもできる。また、プレス加工や切削加工等で溝部等を形成した金属板等を環状に成形してもよい。
さらに、本発明のケーシングは、強度を有する外側層と内周面に溝部等が形成された内側層からなる複層構造にすることもできる。もちろん、必要に応じて、上記外側層及び内側層以外の層を重ねて、３層以上の多層構造にすることもできる。
図２に、本発明の一実施形態の送風機用ケーシングの製造工程の一例（一部）を示す。ここでは、金属製等の外側層の内周側に設置する内側層の製造工程を示す。まず、ゴム製の板１１０の一方の表面に傾斜した溝部１１２を形成する（Ａ）。
次に、この溝部１１２が内周側になるようにゴム製の板１１０を丸めて筒状とする（Ｂ）。得られた筒状の内側層１１３を金属製の外側層の内周に挿入して、貼り付けることにより、送風機用ケーシングが得られる。
このような構造では、外側層で強度を確保することができるため、内側層には、溝部等の加工が容易な樹脂やゴム等の材料を採用することができる。また、上記のような複層構造にする場合、内側層として、例えば、ゴム製の防音シートや多孔性の樹脂、金属等を用いることにより、より優れた騒音抑制効果を得ることができる。
これらの材料は、特に限定されず公知の材料を用いることができる。内側層を構成する材料としては、例えば、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等のゴム材料が挙げられる。これらの中でも、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）が好適に用いられる。
【００１３】
なお、図２の例では、断面が矩形の溝部１１２を形成しているが、溝部１１２の形状は、これには限られない。図３（Ａ）に、本発明の送風機用ケーシング内周面に形成される各種形状の溝部の断面図の例を示す。断面矩形状（ａ）の他に、例えば、側面に傾斜をつけて、断面略台形の溝部２１２を形成することもできる（（ｂ）、（ｃ））。さらに、側面に傾斜をつけて、底面を有しない断面略三角形状の溝部２１２とすることもできる（ｄ）。
凸部２１４を形成する場合にも、図３（Ｂ）に示すように断面矩形（ａ）の他、断面略台形（（ｂ）、（ｃ））及び断面略三角形状の凸部２１４とすることもできる。もちろん、上記以外の断面形状を採用することもできる。溝部２１２及び凸部２１４の断面形状は、加工性と得られる送風機の性能を考慮して、適宜設計することができる。
【００１４】
本発明の送風機用ケーシングは、軸流送風機及び遠心送風機等各種送風機に適用することができる。特に、軸流送風機に適用することにより、より優れた効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００１５】
１      送風機
１０    ケーシング
１０ａ  ケーシング入口
１０ｂ  ケーシング出口
１１    インペラ
１２、１１２、２１２    溝部
１１０  ゴム製の板
１１３  内側層
２１４  凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2017025767.tif 000005