(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレードケーシングに形成された断面形状が略半円形の環状溝に複数のブレードを設けた羽根車と、前記羽根車のブレードケーシングの環状溝に対向する円弧状の通風路を設けたケーシングとの組合わせからなるブロワ部を備え、前記ケーシングに通風路に連通する吸込口と吐出口とを分離する隔壁を形成した渦流ブロワにおいて、
気体の加圧に作用しない位置において、前記ブレードに設けられた凹部と、前記ケーシングの隔壁に前記凹部に対応して設けられた突起とを備え、
前記隔壁で覆われた前記ブレード間の空間の体積を小さくしたことを特徴とする渦流ブロワ。
【請求項２】
前記凹部及び前記突起の形状は、それぞれの形状に応じた半円弧形状又は角形状であることを特徴とする請求項１に記載の渦流ブロワ。
【請求項３】
前記凹部及び前記突起は、前記ブレードの開放側の中央付近に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の渦流ブロワ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送風用などに使用される汎用の渦流ブロワに係わり、特に、低騒音化と高効率化を重視した好適な渦流ブロワに関する。
【０００２】
【従来の技術】
渦流ブロワは、比較的小容量の送風機として従来から広く使用されているが、近年、この渦流ブロワに対する小型軽量化、高吐出圧力化、特に、効率向上と低騒音化などに対する要求が高まっている。
【０００３】
図１は従来の渦流ブロワの一般的な断面構造を示す図である。
この図１において、１は誘導電動機、２はブロワ部（渦流ブロワ部）、３は誘導電動機１の回転軸、４は渦流ブロワの羽根車、５は羽根車４のブレード、６は羽根車４の環状溝、７は羽根車４のブレードケーシング、８は渦流ブロワのケーシング、９はケーシング８の昇圧路、１０は渦流ブロワの吸込口、１１は渦流ブロワの吐出口、１２は渦流ブロワのカバー、１３は渦流ブロワのエンドカバーである。
【０００４】
渦流ブロワのブロワ部２は、図１に示すように、羽根車４とケーシング８を主要部としており、羽根車４のブレードケーシング７は誘導電動機１の回転軸３に直接取付けてあり、羽根車４は誘導電動機１により回転駆動されるようになっている。
【０００５】
ケーシング８には通風路となる昇圧路９が設けられているが、この昇圧路９は、羽根車４の回転中心、つまり誘導電動機１の回転軸３の中心線Ｃを中心とする円弧状に形成されており、且つ、この回転軸３の中心線Ｃと平行な方向に開口し、しかも、図１に示すように、断面が半円弧状の溝として形成されている。
【０００６】
羽根車４は、図１に示すように、ブレードケーシング７と、環状溝６と、それにブレード５などからなる。
羽根車４のブレードケーシング７に形成されている環状溝６は、誘導電動機１の回転軸３の中心線Ｃを中心とする同心円からなる環状の溝として形成されており、その中に、円周方向を区切るようにして複数枚のブレード５が設けられている。
【０００７】
そして、羽根車４は、図１に示すように、ブレードケーシング７の環状溝６の開口がケーシング８に向かうようにして誘導電動機１の回転軸３に取付けられているが、他方、ケーシング８は、その昇圧路９の開いている方が羽根車４に向かうようにして誘導電動機１に取付けてあり、この結果、ケーシング８は誘導電動機１に近い方に位置し、他方、羽根車４は誘導電動機１から離れた方に位置していることになる。
【０００８】
また、吸込口１０と吐出口１１は、ケーシング８の昇圧路９に連通されるものなので、誘導電動機１側に向けて取付けられている。
【０００９】
図２は従来の渦流ブロワのケーシングの一般的な構造を示す図、図２（ａ）は従来の渦流ブロワのケーシングの要部正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の線ｃ−ｃ断面図である。
羽根車４のブレード５は、羽根車４が回転することにより、ケーシング８の吸込口１０から昇圧路９を経て吐出口１１を通り、再びケーシング８の吸込口１０に戻る。
この過程において、気体は圧力差を与えられ、ケーシング８の吐出口１１より排出されていく。
【００１０】
この時、圧力差を与えられた気体がケーシング８の吸込口１０に流れ込まないようにするために、ケーシング８には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、昇圧路９に連通する吸込口１０と吐出口１１とを分離する隔壁１４を設けてある。
ケーシング８の隔壁１４は、ラビリンス構造により圧力をシールする。
【００１１】
通常、渦流ブロワにおいては、羽根車４のブレード５の２〜３枚分の間隔の面積を確保する。
しかし、羽根車４のブレード５の断面積とブレードケーシング７の環状溝６とによって構成される体積分は、ケーシング８の吐出口１１近傍の圧力差を与えられた気体がケーシング８の隔壁１４を越えて吸込口１０に流れ込む、いわゆるキャリーオーバーが起きており、このことが渦流ブロワの送風効率向上の阻害要因となっていた。
【００１２】
また、圧力差を与えられた気体がキャリーオーバーし、ケーシング８の吸込口１０近傍でキャリーオーバーした気体が急激な開放をすることが、渦流ブロワにおける騒音の発生の原因の一つとなっていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術では、ケーシング８の吐出口１１近傍にある圧力差を与えられた気体がケーシング８の隔壁１４を越えてキャリーオーバーしてケーシング８の吸込口１０に流れ込み易いために、渦流ブロワの送風効率の向上と低騒音化を阻害していた。
【００１４】
本発明は、ケーシング８の吐出口１１近傍の圧力差を与えられた気体がケーシング８の隔壁１４を越えて吸込口１０へキャリーオーバーする量を低減することで、上記の課題を解決できるものである。
【００１５】
本発明の目的は、上述する問題点に対処して、羽根車のブレード及びケーシングの隔壁に設けたキャリーオーバー抑制体が羽根車のブレード間の空間の体積を小さくし、羽根車の回転に伴ってケーシングの吐出口近傍にある圧力差を与えられた気体がケーシングの隔壁を越えて吸込口に流れ込む気体のキャリーオーバー量をキャリーオーバー抑制体により低減させ、渦流ブロワの送風効率の向上が図れ、ケーシングの吐出口から吸込口へと流れ込む圧力差を与えられた気体のキャリーオーバー量が従来の渦流ブロワよりも少なくなり、渦流ブロワの騒音を低減させ、渦流ブロワの低騒音化及び高効率化を達成することが可能な渦流ブロワを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の渦流ブロワは、ブレードケーシングに形成された断面形状が略半円形の環状溝に複数のブレードを設けた羽根車と、前記羽根車のブレードケーシングの環状溝に対向する円弧状の通風路を設けたケーシングとの組合わせからなるブロワ部を備え、前記ケーシングに通風路に連通する吸込口と吐出口とを分離する隔壁を形成した渦流ブロワにおいて、気体の加圧に作用しない位置において、前記ブレードに設けられた凹部と、前記ケーシングの隔壁に前記凹部に対応して設けられた突起とを備え、前記隔壁で覆われた前記ブレード間の空間の体積を小さくしたことを特徴とする構成を有するものである。
【００１７】
本発明の渦流ブロワは、前記凹部及び前記突起の形状が、それぞれの形状に応じた半円弧形状又は角形状であることを特徴とする。
【００１８】
本発明の渦流ブロワは、前記凹部及び前記突起が、前記ブレードの開放側の中央付近に設けられたことを特徴とする。
【００１９】
本発明は、渦流ブロワのブロワ部２において、羽根車４のブレード５に切欠凹部を設けた形状とし、ケーシング８の隔壁１４にもそれに対応する箇所に突起を設けた形状とすることで、ケーシング８の吐出口１１近傍の圧力差を与えられた気体がケーシング８の隔壁１４を越えてキャリーオーバーして吸込口１０へ流入する量を低減することで、渦流ブロワの低騒音化及び高効率化を達成できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の渦流ブロワは、ブレードケーシング７に形成された断面形状が略半円形の環状溝６に複数のブレード５を設けた羽根車４と、羽根車４のブレードケーシング７の環状溝６に対向する円弧状の通風路となる昇圧路９を設けたケーシング８との組合わせからなるブロワ部２を備え、ケーシング８には昇圧路９に連通する吸込口１０と吐出口１１とを分離する隔壁１４が形成され、羽根車４のブレード５及びケーシング８の隔壁１４には羽根車４のブレード５間の空間の体積を小さくするキャリーオーバー抑制体１５が設けられている。
【００２１】
本発明の渦流ブロワは、キャリーオーバー抑制体１５が羽根車４のブレード５に設けられた半円弧形切欠凹部５ａと、ケーシング８の隔壁１４に羽根車４のブレード５の半円弧形切欠凹部５ａに対応して設けられた半円弧状突起１４ａとからなる。
【００２２】
本発明の渦流ブロワは、キャリーオーバー抑制体１５が羽根車４のブレード５及びケーシング８の隔壁１４の気体の加圧に作用しない位置に設けられている。
【００２３】
図３は本発明の実施の形態における渦流ブロワの一部を示す説明図、図３（ａ）は本発明の実施の形態における渦流ブロワの要部拡大断面図、図３（ｂ）は本発明の他の実施の形態における渦流ブロワの要部拡大断面図である。
羽根車４に取付けられた複数枚のブレード５には、図３（ａ）に示すように、半円弧形切欠凹部５ａが設けられ、ケーシング８の隔壁１４には羽根車４のブレード５の半円弧形切欠凹部５ａに対応した箇所に半円弧状突起１４ａが設けられている。
【００２４】
渦流ブロワの原理は、羽根車４が回転すると、羽根車４の複数枚のブレード５が気体に遠心力による径方向への力と回転方向への力により運動エネルギーを与える。
これにより、加速された気体は、ケーシング８の円弧状の昇圧路９に沿って旋回し、静圧回復により圧力を高めて再び羽根車４内へ流入する。
この時の気体の流れは、ケーシング８と羽根車４の円弧と円周方向との合成された旋回運動を行っている。
【００２５】
渦流ブロワの送風効率は、他の送風機、例えば、ターボブロワの送風効率の６０〜９０％と比較して３５〜４０％と低い。
この要因の一つに、圧力差を与えられた気体がケーシング８の隔壁１４を越えて吐出口１１から吸込口１０へと流れ込む、すなわち、気体のキャリーオーバーが挙げられる。
このキャリーオーバー量は、旋回運動により羽根車４の回転運動による運動エネルギーの供与に対して外部へ仕事を行わない気体の量であり、このキャリーオーバー量を減少させることは、渦流ブロワの送風効率向上に大きく寄与する。
【００２６】
渦流ブロワの旋回運動による昇圧の原理から、気体に圧力差を与える段階で必ずしも羽根車４のブレード５の面積全てを使って気体が加圧されているわけではなく、例えば、羽根車４のブレード５が２次元形状である場合は、平坦なブレード５の開放側の中央付近はほとんど気体の加圧に作用していない。
そのため、ブレード５の気体の加圧に作用しない適切な箇所に半円弧形切欠凹部５ａを設け、ケーシング８の隔壁１４にブレード５の半円弧形切欠凹部５ａに対応して半円弧状突起１４ａを設けたことによる渦流ブロワの送風効率の低下はほとんどない。
【００２７】
一方、羽根車４が回転してケーシング８の吐出口１１から隔壁１４を経て吸込口１０に移っていく過程において、ケーシング８の吐出口１１近傍にある圧力差を与えられた気体がケーシング８の隔壁１４を越えて吸込口１０にキャリーオーバーされた気体の量は、ブレード５の面積とブレードケーシング７の環状溝６によって構成される体積によって決まる。
【００２８】
よって、前記のように、羽根車４のブレード５に半円弧形切欠凹部５ａを設け、ケーシング８の隔壁１４に半円弧状突起１４ａを設けることにより、ブレード５の面積が小さくなり、ブレード５の面積とブレードケーシング７の環状溝６とによって構成される体積が小さくなるため、ブレード５に設けた半円弧形切欠凹部５ａとケーシング８の隔壁１４に設けた半円弧状突起１４ａとからなるキャリーオーバー抑制体１５が気体のキャリーオーバーを抑制し、ケーシング８の吐出口１１近傍にある圧力差を与えられた気体がケーシング８の隔壁１４を越えて吸込口１０へとキャリーオーバーする気体の量は低減され、このことにより、渦流ブロワの送風効率の低下を低減することが可能である。
【００２９】
また、渦流ブロワの羽根車４からの騒音発生の要因として、ケーシング８の吸込口１０及び吐出口１１での気体の圧力変動によることが挙げられる。
これは、キャリーオーバーにより運ばれた圧力差を与えられた気体とケーシング８の吸込口１０近傍の気体との間の圧力差が急激な気体の移動を引き起こし、これが音のエネルギーへと変換されることで騒音を発生する。
【００３０】
したがって、この圧力差は小さいほど騒音を低く抑えることが可能であり、また、圧力差を持つ気体の量は少ない程このエネルギーは小さくなる。
そのため、ケーシング８の吐出口１１近傍にある圧力差を与えられた気体がケーシング８の隔壁１４を越えて吸込口１０にキャリーオーバーする量を低減することにより、渦流ブロワの騒音を低減させることが可能である。
【００３１】
また、羽根車４のブレード５に設ける切欠凹部の形状は、図３（ａ）に示す半円弧形切欠凹部５ａ以外にも、図３（ｂ）に示すように、角形切欠凹部５ｂにしても良く、任意の曲線や直線、多角形形状にしても良い。
【００３２】
一方、ケーシング８の隔壁１４に羽根車４のブレード５の切欠凹部に対応して設ける突起の形状は、図３（ａ）に示す半円弧状突起１４ａ以外にも、図３（ｂ）に示すように、角形突起１４ｂにしても良く、任意の曲線や直線、多角形形状にしても良い。
【００３３】
さらに、羽根車４のブレード５及びケーシング８の隔壁１４に切欠凹部及び突起を設ける位置は、図３（ａ）、（ｂ）に示すようなブレード５の開放側の中央付近だけでなく、例えば、羽根車４のブレード５が３次元形状である場合は、ブレード５の曲面に対応した気体に圧力差を与えるために影響のない位置に設ける必要がある。
【００３４】
図４に本発明の渦流ブロワと従来の渦流ブロワとを比較した一例を示す。
図４は本発明の実施の形態における渦流ブロワの風量を変化させた時の効率を概念的に示す風量−効率特性図である。
図４中において、点線は従来の構造の渦流ブロワの効率の概念曲線を示し、実線は本発明を適用した構造の渦流ブロワの効率の概念曲線を示す。
図４中のΔＹは本発明による効率の向上分を示す。
本発明を適用した構造の渦流ブロワの送風効率は、図４に示すように、従来の構造の渦流ブロワの送風効率よりもΔＹだけ向上している。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の渦流ブロワによれば、羽根車のブレード及びケーシングの隔壁に設けたキャリーオーバー抑制体が羽根車のブレード間の空間の体積を小さくするので、羽根車の回転に伴ってケーシングの吐出口近傍にある圧力差を与えられた気体がケーシングの隔壁を越えて吸込口に流れ込む気体のキャリーオーバー量をキャリーオーバー抑制体により低減させることができ、渦流ブロワの送風効率の向上が図れ、ケーシングの吐出口から吸込口へと流れ込む圧力差を与えられた気体のキャリーオーバー量が従来の渦流ブロワよりも少なくなるので、渦流ブロワの騒音を低減させることができ、渦流ブロワの低騒音化及び高効率化を達成できる。
【００３６】
本発明の渦流ブロワによれば、キャリーオーバー抑制体が羽根車のブレードに設けた切欠凹部と、ケーシングの隔壁に羽根車のブレードの切欠凹部に対応して設けた突起とからなるので、羽根車のブレード及びケーシングの隔壁に切欠凹部及び突起を別々に設けるのみで、低騒音及び高効率の渦流ブロワを提供することができる。
【００３７】
本発明の渦流ブロワによれば、キャリーオーバー抑制体が羽根車のブレード及びケーシングの隔壁の気体の加圧に作用しない位置に設けられているので、渦流ブロワのキャリーオーバー抑制体による送風効率の低下がほどんどない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の渦流ブロワの一般的な断面構造を示す説明図。
【図２】従来の渦流ブロワのケーシングの一般的な構造を示す説明図。
【図３】本発明の実施の形態における渦流ブロワの一部を示す説明図。
【図４】本発明の実施の形態における渦流ブロワの風量を変化させた時の効率を概念的に示す風量−効率特性図。
【符号の説明】
１  誘導電動機
２  ブロワ部（渦流ブロワ部）
３  回転軸
４  羽根車
５  ブレード
５ａ  半円弧形切欠凹部
５ｂ  角形切欠凹部
６  環状溝
７  ブレードケーシング
８  ケーシング
９  昇圧路
１０  吸込口
１１  吐出口
１２  カバー
１３  エンドカバー
１４  隔壁
１４ａ  半円弧状突起
１４ｂ  角形突起
１５  キャリーオーバー抑制体
Ｃ  中心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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