JP2000320490A - 多翼送風機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は空気調和機等に使用される多翼送風
機に関する。多翼羽根車からなる従来の多翼送風機で
は、多翼羽根車の吹出口における風速分布が不均一にな
り、送風効率が悪くなるとともに、騒音源となる不具合
があった。 本発明は、このような不具合のない多翼送
風機の提供を課題とする。 【解決手段】 本発明の多翼送風機は、保持リング側の
ピッチが主板側のピッチより大きくなるようにして、多
翼羽根車を構成する羽根の翼幅方向の途中に、円環状の
リングを配設するものとした。これにより、多翼羽根車
から流出する空気の吹出口における主板側の流速が、保
持リング側の流速と略同等ものになり、吹出口の風速分
布が均一化されたものになり、送風効率が向上するとと
もに、騒音の発生を抑制することができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空調機等に用いられ
る多翼送風機、いわゆる、シロッコファンに係り、特
に、回転軸方向と直交する方向に多翼羽根車から流出す
る空気の吹出口における流速分布をできるだけ、吹出口
横断面内で一様になるようにした多翼送風機に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータで駆動される回転軸の軸心方向に
開口させたベルマウスから、回転している多翼羽根車の
中央部に流入する空気の流れを、回転軸方向と平行にし
て多翼羽根車内に流入させるため、翼幅方向が回転軸方
向と平行に配置されて回転軸の外周辺に多数設けられ、
アスペクト（縦横）比が大きくされた羽根を回転軸によ
り高速回転させることにより、流入する方向と直交する
方向に流出させ、空気の流れを発生させるようにした多
翼送風機が使用されている。このような多翼送風機は、
他の型式の遠心ファンに比較して、送風効果は劣るもの
の、構造が簡単で軽量、コンパクトに纏めることができ
ることから、空調機等において多用されている。

【０００３】図４は従来の多翼送風機の基本構造を示す
断面図、図５は図４に示す多翼送風機で使用される多翼
羽根車の構造を示す斜視図である。

【０００４】図４に示すように、多翼送風機１は、後述
する翼幅方向が回転軸４１と平行に配置された多翼羽根
車３の回転面と直交する方向、換言すれば、回転軸の軸
心方向に開口を設け、多翼羽根車３内に空気を導入する
ベルマウス２１と、多翼羽根車３の回転面の径方向、換
言すれば、多翼送風機１内に導入される空気の流れ方向
と直交する方向のうちの特定の径方向に、多翼羽根車３
の回転により加速された空気を流出させる吹出口２２と
を有するファンケーシング２と、ファンケーシング２内
に回転駆動可能に設置された前述した多翼羽根車３と、
多翼羽根車３を出力軸である回転軸４１を介して駆動す
るモータ４から構成されており、このモータ４の駆動に
よる羽根車３の回転により、ベルマウス２１から多翼羽
根車３内に導入された空気を加速することにより、ファ
ンケーシング２内には、矢印方向の空気の流れが発生す
る。

【０００５】また、図５に示すように、ファンケーシン
グ２内に矢印方向の風の流れを発生させる多翼羽根車３
は、回転軸４１の先端部が固着された円板状の主板５
と、主板５に対向させてベルマウス２１の開口部に近接
して配置される円環状の保持リング６と、主板５および
保持リング６のそれぞれに両端部が固着され、アスペク
ト比の大きい形状にされて保持リング６の形状に沿って
円環状に配列され、主板５と保持リング６との間に設け
られた多数の羽根７とから構成されている。

【０００６】次に、このような多翼送風機１で発生する
空気の吹出口２２における風速分布を図６に示す。

【０００７】図に示すように、多翼送風機１で発生する
風の風速分布は、図４に示す矢印で示す空気の流れから
理解できるように、ベルマウス２１から流入する空気の
慣性作用により、多翼羽根車３内を主板５側へ流れる風
速の成分が大きく、ベルマウス２１側、すなわち保持リ
ング６側の近傍へ流れる風速の成分が小さくなるため、
多翼羽根車３から加速された空気が流出する吹出口２２
の横断面内の主板５側と保持リング６側とでは、風速分
布に著しい差が生じ吹出口２２の横断面内には、大きな
速度差の生じた風速分布が形成される。

【０００８】これは、図４に示すようにベルマウス２１
から流入した空気の大部分がその慣性力により主板５側
へ直進し、主板５近傍の多翼羽根車３で多量の空気が加
速されるとともに、多翼羽根車３の保持リング６近傍の
多翼羽根車３には、空気が流入しにくく少量の空気し
か、加速されないために生じるものである。

【０００９】このように、吹出口２２の横断面内に流速
が大きく異なる風速分布が生じると、多翼送風機１によ
り必要とする送風量を得ようとする場合、保持リング６
側に発生している風速の空気量を基準にして送風量を決
めようとすると、主板５側では過剰な風速となっている
ため必要以上の送風量になるとともに、送風効率に悪影
響を与え、さらには、主板５側に発生する過剰な風速に
より発生する騒音が大きくなる等の問題がある。一方、
このような問題を回避するために、主板５側の風速を基
準として送風量を決めようとすると、保持リング６側の
風速が主板５側の風速に比べて小さいことから、必要と
する送風量を得ることができないという不具合が生じる
こととなる。

【００１０】このような吹出口２２の横断面内に生じる
風速分布の差によって生じる問題を解消すべく、これま
で、例えば実開昭５８−８７９９号および特開昭５７−
３３７３７号等が提案されている。

【００１１】このうち、実開昭５８−８７９９号で提案
された多翼羽根車３は、図７に示すように、主板５と保
持リング６との間の中心に、羽根７、保持リング側羽根
７ｂを支持する中板８を設け、保持リング６側に設ける
保持リング側羽根７ｂの羽根枚数を、主板５側に設ける
主板側羽根７ａの羽根枚数より１．５〜２．０倍、多く
設けるようにして、保持リング側羽根７ｂの見かけ上の
回転速度を上げることにより、吹出口２２の横断面内で
生じる風速の不均一を解消するようにしたものである。
すなわち、形状は不明であるが、中板８により主板側羽
根７ａより多く設けるようにした保持リング側羽根７ｂ
の一端を支持するようにしている。

【００１２】しかしながら、このようにして、吹出口２
２横断面内に風速を均一にするようにしたものでは、風
速の均一化の面は兎も角、少くとも、保持リング側羽根
７ｂの枚数が、主板側羽根７ａの枚数より１．５〜２．
０も多くなるために多翼羽根車３の質量バランスが取り
難くなるという欠点がある。

【００１３】すなわち、図４に示すように、多翼送風機
１においては多翼羽根車３は、モータ４の出力軸である
ファンケーシング２の一方の側壁から突出させるように
した回転軸４に連結された主板５により、支持して回転
させるようにしているため、回転軸４１から遠い方に設
置される保持リング側羽根７ｂの羽根枚数が、回転軸４
１に近い方に設置される主板側羽根７ａよりも、羽根枚
数から判断して重量が１．５〜２．０になることから、
高速で回転する羽根７の重量バランスが非常に取り難く
なり、多翼羽根車３は回転軸４１の軸心まわりに傾動し
ながら回転する、いわゆる才差運動を起し易くなり、多
翼羽根車３とファンケーシング２等との衝突が起り易く
なることにより、破損を起す可能性が多くなる。

【００１４】また、特開昭５７−３３７３７号で提案さ
れた多翼送風機１、この例では、室内機と室外機の２つ
の多翼送風機が示されているが、図８に示すように、多
翼羽根車３の吹出口であるファンケーシング２ａ，２ｂ
の出口に風向案内板９をそれぞれ設け、ファンケーシン
グ２ａ，２ｂの出口、いわゆる、多翼羽根車３の吹出口
の横断面内における風速の不均一を改善するようにして
いる。

【００１５】しかしながら、このような多翼送風機１で
は、多翼羽根車３のファンケーシング２ａ，２ｂの吹出
口に案内板９を設けるようにしているため、多翼羽根車
３の吹出口の構造が複雑となり、前述した多翼送風機１
の特徴である、構造の簡素化が阻害されることにより、
多翼送風機１の軽量化、コンパクト化を図ることができ
ないという問題がある。なお、図８において１０，１１
は、室内ユニットのユニット吹出口１２から室内に吹出
される調和空気の吹出し方向を制御するための横羽根お
よび縦羽根である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、主板側から
保持リング側にかけて不均一になる多翼羽根車の吹出口
の横断面内における風速分布を均一にするために、従来
から提案されている多翼送風機において生じている問題
点を解消して、しかも、従来から提案されている多翼送
風機よりも多翼羽根車の吹出口の横断面内における風速
分布をより均一にすることができる多翼送風機を提供す
ることを課題とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の多翼
送風機は、次の手段とした。

【００１８】（１）多翼送風機に設ける多翼羽根車を構
成する円板状の主板と主板に対向して設けられる円環状
の保持リングとに両端が固着されるとともに、保持リン
グに沿って円環状に配置して多数設けられて、ベルマウ
スを介して多翼羽根車内に流入する空気を加速して、空
気流れを発生させる羽根における主板と保持リングとを
結ぶ方向である、いわゆる羽根の翼幅方向の途中に、保
持リング側の翼幅方向の間隔であるピッチが、主板側の
翼幅方向の間隔であるピッチより大きくされて配置する
ようにしたリングを設けた。なお、羽根の翼幅方向の途
中に設けるリングは、１個でも複数個でも良いが、ピッ
チは主板側よりも必ず保持リング側が大きくなるように
設けるものとする。

【００１９】（ａ）これにより、加速された空気が多翼
羽根車から流出するファンケーシングにおける空気の吹
出口において、主板側の流速が保持リング側の流速に比
較して大きくなって不均一になっていた、従来の吹出口
における風速分布は、このリングにより主板側への空気
の流れが規制されて少なくなるため、主板側近傍の多翼
羽根車から流出する風量が小さくなるとともに、保持リ
ング側近傍の多翼羽根車から流出する風量が大きくなる
ために、均一化された風速分布にすることができ、送風
効率が向上するとともに、これまで必要とする送風量を
確保するために、流路の一部の風速が過剰な風速になる
ことにより、発生することのあった騒音を抑制すること
ができるとともに、必要とする送風量を吹出口の何れの
場所の風速を基準にして設定するようにしても、確実に
確保できるようになる。

【００２０】さらに、これまで提案されている吹出口の
風速分布を均一化するようにした多翼送風機において、
多翼羽根車の質量バランスが取り難いために生じる、ア
ンバランスにより生じることのあった、多翼羽根車の破
損等を確実に防止することができる。また、これまで提
案されている吹出口の風速分布を均一化するようにした
多翼送風機において生じていた、吹出口の構造が複雑化
することもなくなり、多翼送風機の特徴の一つである構
造の簡素化、軽量化およびコンパクト化を図ることがで
きる。

【００２１】また、本発明の多翼送風機は、上述（１）
に加え、次の手段とした。

【００２２】（２）羽根の翼幅方向の途中に設けるよう
にしたリングが、羽根の翼幅方向に間隔を設けて配置さ
れた複数のものからなり、各リングとも、保持リング側
に配置されるリングと保持リングとの翼幅方向の間隔、
若しくはリングとリングとの翼幅方向の間隔である、い
わゆる、保持リング側に設置されるリングのピッチが保
持リング側に近接したものほど大きくなるようにすると
ともに、主板側に配置されるリングと主板との翼幅方向
の間隔若しくはリングとリングとの翼幅方向の間隔であ
る、いわゆる、主板側に設置されるリングのピッチが主
板側に近接したものほど小さくなるようにして配設され
るものとした。

【００２３】（ｂ）これにより、上述（ａ）に加え、多
翼羽根車から流出する吹出口の空気の風速分布は、主板
側とこれに対向して設けた保持リング側との間で変動の
小さいものにすることができ、より均一化された風速分
布とすることができ、これに伴ない送風効率をより向上
させることができるとともに、騒音の発生をより確実に
防止することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の多翼送風機の実施
の一形態を図面にもとづき説明する。なお、図４、図５
に示す部材と同一部材には、同一符号を符して説明は極
力省略する。

【００２５】本実施の形態における多翼送風機１３は、
図４に示す従来の多翼送風機１と同様の構成にされ、ベ
ルマウス２１および吹出口２２が設けられるファンケー
シング２と、ファンケーシング２内に回転駆動可能に設
置された、従来の多翼羽根車３に代る多翼羽根車１５
と、多翼羽根車１５を駆動するモータ４とから構成され
ており、モータ４の駆動により多翼羽根車１５を回転さ
せることにより、図４に示す矢印方向の空気の流れを発
生させるようにしたものである。

【００２６】図１は、本発明の多翼送風機を構成する多
翼羽根車の実施の第１形態を示す斜視図である。図に示
すように、本実施の形態の多翼送風機１３においては、
多翼羽根車１５出口の風速分布を均一化するために、多
翼羽根車１５には、両端部がそれぞれ主板５および保持
リング６に固着されるとともに、保持リング６の円環内
に沿って配設される従来の多翼羽根車３に設けるように
した羽根７に、リング１４を設けるものとした。

【００２７】この羽根７に設けるリング１４は、保持リ
ング６側のピッチＰ１を大きく主板側のピッチＰ２を小
さくなるように、（Ｐ１＞Ｐ２）にして羽根７の翼幅方
向の途中に取付けて、羽根７の翼幅方向に流れる空気の
流動抵抗を、このリング１４の抵抗によって変えること
により、多翼羽根車１３出口、換言すれば、ファンケー
シング２の吹出口２２の横断面内における風速分布を均
一化するようにしたものである。

【００２８】本実施の形態の多翼送風機１３は、上述の
構成により、図４に示すものと同様に、多翼羽根車１５
の上部にはラッパ状にされたベルマウス２１が設置され
ており、このベルマウス２１から流入した空気は、保持
リング６に円環状に配設された羽根７で外周縁が形成さ
れた多翼羽根車１５内に導入され、多翼羽根車１５を形
成する羽根７の側板で塞き止められて多翼羽根車１３内
を直進し、主板５で塞ぎ止められる。

【００２９】一方、多翼羽根車１５はモータ４で高速回
転しているので、この回転により多翼羽根車１５内に導
入された空気は遠心力が付与され、放射状の拡散流が生
じ、多翼羽根車１５の羽根７の出入り口に差圧が形成さ
れるため、多翼羽根車１５内に導入された空気は、この
羽根７の出入り口から吹出口２２へと流れる。しかし、
この羽根７の出入口の流れは、軸方向、すなわち羽根７
の翼幅方向により様相が異なり、保持リング６に近い翼
幅位置程剥離が生じやすく、従来の多翼羽根車３では図
７に示すように流速が低下し、吹出口２２の軸方向に
は、図７に示すような著しい風速分布の差が生じてい
た。これは、従来の保持リング６と主板７との間に設け
られる羽根７に空気の流れを阻害する障害物がないため
に、このように大きい偏流が生じるものであった。

【００３０】そこで、本実施の形態においては、保持リ
ング６側のピッチを軸方向に変えて、保持リング６側の
ピッチＰ１を大とし、主板５側のピッチＰ２を小とした
リング１４を設けることにより、多翼羽根車１５内を翼
幅方向に流れる空気の流動抵抗を、このリング１４の抵
抗により変化させ、多翼羽根車１５の翼幅方向における
出口風速を均一化するようにした。すなわち、本実施の
形態の多翼送風機１３によれば、多翼羽根車１５の保持
リング７側のピッチＰ１を不等ピッチとし、しかも、主
板５側のピッチＰ２よりも大きくするリング１４を設け
ることにより、多翼羽根車１５出口の風速分布が均一化
され、多翼送風機１３の送風効率が向上するとともに、
所要風量にした場合においても、偏流による高速流部を
なくすることができ、送風音も低減することができる。

【００３１】次に、図２は本発明の多翼送風機を構成す
る多翼羽根車の実施の第２形態を示す斜視図である。実
施の第１形態においては、多翼羽根車１５の主板５と保
持リング６との間に設けるリング１４は、１枚だけ設け
るようにしたが、本実施の形態においては、多翼羽根車
１６の主板５と保持リング６との間に３枚のリング１４
ａ，１４ｂ，１４ｃを設けるようにした。

【００３２】また、３枚のリング１４ａ，１４ｂ，１４
ｃの多翼羽根車１６の翼幅方向の配置は、保持リング６
と保持リング６に最も近接して設けるリング１４ａとの
ピッチをＰ１、リング１４ａとリング１４ａに隣接して
主板５側に設けるリング１４ｂとのピッチをＰ２、リン
グ１４ｂとリング１４ｂに隣接して主板５側に設けるリ
ング１４ｃとのピッチをＰ３、リング１４ｃと主板５と
のピッチをＰ４としたとき、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４と
なるようにした。

【００３３】さらに、本実施の形態の多翼羽根車１６で
は、図２に示すように水平置きにし、図の左側から空気
を多翼羽根車１６の内部に流入させるようにした。従っ
て、多翼羽根車１６の左側に鉛直配置され、水平方向に
開口する開口部が設けられた、図４に示すベルマウス２
１と同様の形状にされ、水平置きにされたベルマウスを
通って、多翼羽根車１６内に流入した空気は、多翼羽根
車１６内の通過時に羽根７で遠心力が付加され、多翼羽
根車１６を構成する羽根７の出入口を通って、上下、左
右方向の放射状に多翼羽根車１６内からファンケーシン
グ内２の吹出口２２に流出する。

【００３４】本実施の形態の多翼羽根車１６の保持リン
グ６と主板６との間には、３枚リング１４ａ，１４ｂ，
１４ｃが、保持リング側６側に形成されるピッチをより
大きくなるようにして配置されているので、このリング
１４ａ，１４ｂ，１４ｃが多翼羽根車１６内を軸心方向
に流れる空気の流れを阻害し、各リング１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ背面側には、流れの剥離が生じ、図３に示す
ような、のこ歯状の風速分布が生じる。

【００３５】その結果、リングを設けない場合、図７に
示すように、保持リング６側から主板５側方向に連続的
に増加する風速となっていた風速分布が一様化され、略
均一の風速分布とすることができる。なお、多翼羽根車
１６に設けるリング枚数が多すぎると、リングによる流
動抵抗が増え、その結果、送風性能が低下するので、設
置するリング枚数は、実験等に確認することにより、最
適枚数にし、流動抵抗の増大をおさえながら、風速分布
の改善をはかることが重要である。

【００３６】その結果、送風性能が改善され、低騒音と
なり、さらには必要とする風量が確実に得られる多翼送
風機とすることができる。さらに、吹出口の横断面内に
生じる風速分布を減少させるために、実開昭５８−８７
９９号で提案されている多翼送風機のように、保持リン
グ側の羽根７ｂの枚数を主板側羽根７ａの枚数より多く
する必要がないため、多翼羽根車３の質量バランスが取
り難しくなるという欠点がなくなるとともに、特開昭５
７−３３７３７号で提案されている多翼送風機のように
多翼羽根車３のファンケーシング２ａ，２ｂの吹出口に
案内板９を設ける必要もないために、多翼羽根車３の吹
出口の構造が複雑となり、多翼送風機１の特徴である構
造の簡素化、軽量化、コンパクト化が阻害されることも
なくすることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多翼送風
機は、多翼送風機に設ける多翼羽根車を構成する主板と
主板に対向して設けた保持リングとに両端が固着される
とともに、保持リングに沿って円環状に配置され多数設
けられ、多翼羽根車内に流入する空気を加速して空気流
れを発生させる羽根の翼幅方向の途中に、保持リング側
の翼幅方向の間隔であるピッチを主板側の翼幅方向の間
隔であるピッチよりも大きくして配置したリングを設け
るものとした。

【００３８】これにより、加速された空気が多翼羽根車
から流出する空気の吹出口において、風速分布は均一化
されたものにすることができ、送風効率が向上するとと
もに、流路の一部の風速が過剰な風速になることによ
り、発生することのあった騒音を抑制することができ
る。また、多翼羽根車の質量バランスが取り難いため生
じる、アンバランスによる多翼羽根車の破損等を確実に
防止することができ、さらには、吹出口の構造が複雑化
することもなくなり、多翼送風機の特徴の一つである構
造の簡素化、軽量化およびコンパクト化を図ることがで
きる。

【００３９】また、本発明の多翼送風機は、羽根の翼幅
方向の途中に設けるようにしたリングが、羽根の翼幅方
向に間隔を設けて配置された複数のものからなり、各リ
ングとも、保持リング側に設置されるリングのピッチほ
ど、主板側に設置されるにリングのピッチよりも大きく
して配設されるものとした。

【００４０】これにより、吹出口の空気の風速分布は、
より均一化された風速分布とすることができ、これに伴
ない、送風効率をより向上させることができ、また、騒
音の発生をより確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多翼送風機を構成する多翼羽根車の実
施の第１形態を示す斜視図、

【図２】本発明の多翼送風機を構成する多翼羽根車の実
施の第２形態を示す斜視図、

【図３】図２に示す多翼羽根車出口の風速分布を示す
図、

【図４】従来の多翼送風機の基本構造の断面図、

【図５】図４に示す多翼送風機における多翼羽根車の構
造を示す斜視図、

【図６】図５に示す多翼羽根出口の風速分布を示す図、

【図７】従来の多翼羽根車の他の側の構造を示す側面
図、

【図８】従来の多翼送風機を示す図で、図８（ａ）は正
面図，図８（ｂ）は図８（ａ）に示す矢視Ａ−Ａにおけ
る側断面図である。

【符号の説明】

１ 多翼送風機 ２ ファンケーシング ２ａ ファンケーシング ２ｂ ファンケーシング ２１ ベルマウス ２２ 吹出口 ３ 多翼羽根車 ４ モータ ４１ 回転軸（出力軸） ５ 主板 ６ 保持リング ７ 羽根 ７ａ 主板側羽根 ７ｂ 保持リング側羽根 ８ 中板 ９ 案内板 １０ 横羽根 １１ 縦羽根 １２ ユニット吹出口 １３ 多翼送風機 １４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ リング １５ 多翼羽根車 １６ 多翼羽根車 Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ ピッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円板状の主板と前記主板に対向して配置
   された円環状の保持リングとに両端が固着されて前記保
   持リングに沿って、前記主板と前記保持リングとの間に
   配設された多数の羽根を有し、前記保持リング内から流
   入する空気を加速して、空気流れを発生させる多翼羽根
   車を設けた多翼送風機において、前記羽根の翼幅方向の
   途中に、前記保持リング側のピッチを前記主板側のピッ
   チより大きくしたリングを円環状に配設したことを特徴
   とする多翼送風機。
2. 【請求項２】 前記リングが前記羽根の翼幅方向の途中
   に複数設けられ、各前記リングとも前記保持リング側に
   設置される前記リングのピッチを、前記主板側に設置さ
   れる前記リングのピッチより大きくして配設したことを
   特徴とする請求項１の多翼送風機。