JP2004093094A - シロッコファンおよび加湿機 - Google Patents

Abstract

【課題】高静圧運転時にも回転数を比較的低くできて、高効率かつ低騒音のシロッコファンを提供すること。
【解決手段】シロッコファンのロータ１を、ロータ１の隣合う翼３，３の対向する面によって、ロータ１の回転軸５と同一の軸を有する仮想円筒面が切断される部分の面積によって定義される翼間面積について、仮想円筒面Ａが翼３の内縁端３１を含むときの翼間面積ａよりも、仮想円筒面Ｂが翼３の外縁端３２を含むときの翼間面積ｂを小さく形成する。かつ、仮想円筒面Ａが翼３の内縁端３１を含むときの翼間面積ａよりも、仮想円筒面Ｄが翼３の内縁端３１と外縁端３２との間を通るときの翼間面積ｄを大きく形成する。翼３，３の間から遠心方向に流れる流体が整流されて、流れの剥離が抑制されるので、高静圧運転時においても比較的低回転数で所定の流量が得られる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シロッコファンおよび加湿機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、空気調和機の室外機に加湿機を設け、この加湿機によって、外気の水分を取り込んで加湿空気を生成すると共に、この加湿空気を加湿ファンによって加湿ホースを介して室内機に搬送している。上記加湿ファンはシロッコファンであり、吸込口と吹出口を有するハウジング内に、回転軸の周りに多数の翼を有するロータを回転自在に収納している。このシロッコファンのロータは、隣合う翼の対向する面の間の距離が、上記回転軸から遠ざかるにつれて大きくなるように形成している（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２９７７８３公報（第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のシロッコファンは、上記加湿ホースを介して加湿空気を室内機まで搬送するので高静圧運転になり、ロータの回転数が比較的大きくて騒音が大きいという問題がある。この問題は、上記ロータの翼が、隣合う翼の対向する面の間の距離が上記回転軸から遠ざかるにつれて大きく形成されていることが、原因の一つであると考えられる。すなわち、特に高静圧運転時に、上記隣合う翼の間から遠心方向に向う流れに剥離が生じ易くなり、この流れの剥離によって、搬送すべき加湿空気の流動抵抗が増大する。その結果、ロータの回転数を増加する必要が生じて、シロッコファンの効率低下と騒音の増大を招く。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、高静圧運転時に回転数を比較的小さくできて、高効率かつ低騒音のシロッコファンを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のシロッコファンは、吸込口と吹出口を有するハウジングと、このハウジング内に回転自在に収納され、回転軸の周りに多数の翼を有するロータとを備えるシロッコファンにおいて、
上記ロータの隣合う翼の対向する面によって、上記ロータの回転軸と同一の軸を有する仮想円筒面が切断される部分の面積によって定義される翼間面積について、上記仮想円筒面が上記ロータの翼の上記回転軸に最も近い内縁端を含むときの翼間面積よりも、上記仮想円筒面が上記ロータの翼の上記回転軸から最も遠い外縁端を含むときの翼間面積が小さいことを特徴としている。
【０００７】
請求項１のシロッコファンによれば、上記ロータは、上記仮想円筒面が上記ロータの翼の上記回転軸に最も近い内縁端を含むときの翼間面積よりも、上記仮想円筒面が上記ロータの翼の上記回転軸から最も遠い外縁端を含むときの翼間面積が小さくなるように形成されているので、上記隣合う翼の間から遠心方向に向う流れが整流される。したがって、高静圧運転時において、上記翼の間の流れの剥離が抑制されて、従来におけるような流動抵抗の増大が殆ど生じない。その結果、このシロッコファンは、ロータの比較的低い回転数で所定流量が得られるので、高効率かつ低騒音になる。
【０００８】
請求項２の発明のシロッコファンは、請求項１に記載のシロッコファンにおいて、
上記仮想円筒面が上記ロータの翼の上記回転軸に最も近い内縁端を含むときの翼間面積よりも、上記仮想円筒面が、上記ロータの翼の上記回転軸に最も近い内縁端と、上記ロータの翼の上記回転軸から最も遠い外縁端との間を通るときの翼間面積が大きいことを特徴としている。
【０００９】
請求項２のシロッコファンによれば、上記仮想円筒面が上記ロータの翼の上記回転軸に最も近い内縁端を含むときの翼間面積よりも、上記仮想円筒面が、上記ロータの翼の上記回転軸に最も近い内縁端と、上記ロータの翼の上記回転軸から最も遠い外縁端との間を通るときの翼間面積が大きく形成されているので、上記ロータの隣合う翼の間から遠心方向に向う流れが効果的に整流される。したがって、高静圧運転時において、上記翼の間の流れの剥離が効果的に抑制されて、ロータの回転数の増大が抑制される。その結果、シロッコファンが、効果的に高効率かつ低騒音になる。
【００１０】
請求項３の発明の加湿機は、請求項１または２に記載のシロッコファンを加湿ファンとして用いている。
【００１１】
請求項３の加湿機によれば、上記シロッコファンを加湿ファンとして用いることによって、高効率かつ低騒音の加湿機が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１３】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態のシロッコファンが備えるロータ１を示す平面図である。このロータ１は、中央に回転軸５を有する概略円盤状の回転円板２と、上記回転軸５を中心にして上記回転円板２の外周部分に立設された多数の翼３，３，３…とを備える。上記翼３は、平面において、湾曲して形成されている。図１（ｂ）は、図１（ａ）の小円Ｍ内の一部を拡大して示した平面図であり、隣合う２つの翼３，３を示している。図１（ｂ）に示すように、このロータ１は、上記隣合う翼３，３の対向する面によって、上記回転軸５と同一の軸を有する仮想円筒面が切断される部分の面積によって定義される翼間面積について、上記仮想円筒面Ａが翼３の内縁端３１を含むときの翼間面積ａよりも、上記仮想円筒面Ｂが翼３の外縁端３２を含むときの翼間面積ｂを小さく形成している。図１（ｂ）は平面図であるので、上記翼間面積ａ，ｂは線分で示されている。さらに、上記ロータ１は、上記仮想円筒面Ａが翼３の内縁端３１を含むときの翼間面積ａよりも、上記仮想円筒面Ｄが翼３の内縁端３１と外縁端３２との間を通るときの翼間面積ｄを大きく形成している。図１（ｂ）において、上記仮想円筒面Ｄが、上記翼３の平面における延在長さの中央を通るときの翼間面積ｄを示している。すなわち、上記翼３の外縁端３２における翼間面積ａと、上記翼３の内縁端３１における翼間面積ｂと、上記翼３の平面における延在長さ中央における翼間面積ｄとが、この順に大きくなるように形成している。
【００１４】
上記ロータ１を、吸入口と吹出口を有するハウジング内に、上記回転軸５周りに回転自在に収納して、シロッコファンを形成している。
【００１５】
上記構成のシロッコファンの回転軸をモータの駆動軸に連結し、上記ロータ１を回転駆動する。そうすると、図示しないハウジングの吸入口から流体が概略回転軸５方向に吸入され、この流体は、上記回転軸５周りに回転するロータ１の翼３，３，３…によって遠心方向に導かれる。そして、図示しないハウジングの内壁に沿って流体が流れ、この流体は、図示しない吹出口からシロッコファンの外側に吹出される。
【００１６】
上記シロッコファンは、上記ロータ１を、仮想円筒面Ａが翼３の内縁端３１を含むときの翼間面積ａよりも、仮想円筒面Ｂが翼３の外縁端３２を含むときの翼間面積ｂが小さくなるように、かつ、上記翼３の内縁端３１における翼間面積ａよりも、仮想円筒面Ｄが翼３の内縁端３１と外縁端３２との間を通るときの翼間面積ｄが大きくなるように形成しているので、このロータ１の翼３の間から遠心方向に向う流れが適切に整流されて、この流れに剥離が生じ難い。したがって、高静圧運転時においても、上記翼３，３の間の流れの剥離が抑制されて、従来におけるような流動抵抗の増大が殆ど生じない。その結果、このシロッコファンは、高静圧運転時においても比較的低いロータ１の回転数で所定流量を得ることができるので、高効率かつ低騒音にできる。
【００１７】
図２（ａ）は、従来のシロッコファンと、本実施形態のシロッコファンについて、風量の変化に対する回転数の変化を示した図である。図２（ａ）において、縦軸はロータの回転数（ｒｐｍ）であり、横軸は風量（ｍ^３／ｍｉｎ）である。図２（ａ）から分かるように、所定の風量を得る場合、本実施形態のシロッコファンのロータ１の回転数は、従来のシロッコファンのロータの回転数よりも小さい。
【００１８】
図２（ｂ）は、従来のシロッコファンと、本実施形態のシロッコファンについて、風量の変化に対する音の大きさの変化を示した図である。図２（ｂ）において、縦軸は音の大きさ（ｄＢＡ）であり、横軸は風量（ｍ^３／ｍｉｎ）である。図２（ｂ）から分かるように、所定の風量を得る場合、本実施形態のシロッコファンの音の大きさは、従来のシロッコファンの音の大きさよりも小さい。
【００１９】
このように、本実施形態のシロッコファンは、従来よりも高効率かつ低騒音であるといえる。
【００２０】
図３は、上記シロッコファンを用いて構成した加湿機の一例としての加湿ユニットを示すブロック図である。この加湿ユニットは、ケーシング１０内に円板状の加湿ロータ１１を配置している。上記加湿ロータ１１は、吸着材を用いて例えばハニカム状または多孔多粒状に成形されており、軸１１ａを中心に回転する。また、上記ケーシング１０内を仕切板１５で仕切ることによって、加湿ロータ１１をそれぞれ経由する吸着通路Ａと加湿通路Ｂとを形成している。そして、上記加湿通路Ｂの加湿ロータ１１の下流側に、本実施形態のシロッコファンで形成した加湿ファン１２を配置している。
【００２１】
また、上記吸着通路Ａの加湿ロータ１１よりも下流側に吸着ファン１３を設けている。上記加湿ロータ１１は、吸着ファン１３により吸着通路Ａの矢印方向に流れる空気から水分を吸着する。一方、上記加湿通路Ｂの加湿ロータ１１よりも下流側の加湿ファン１２により、空気を矢印（加湿通路Ｂ）に示すように吸引して流すようにしている。上記加湿通路Ｂの加湿ロータ１１よりも上側の部分にヒータ１４を設けて、このヒータ１４で加熱された空気が加湿ロータ１１を通るときに、加湿ロータ１１によって加湿される（加湿ロータ１１から水分を脱着する）ようにしている。上記加湿ロータ１１が吸着した水分は、ヒータ１４によって加熱された加湿通路Ｂの空気によって脱着されて、この空気が加湿される。そうして加湿された空気は、加湿ファン１２によって、後述の加湿ホースを介して室内ユニットに送られる。
【００２２】
図４は、上記加湿ユニットを備えた空気調和機の概略ブロック図であり、２１は室内ユニット、２２は室外ユニット、２３は上記室外ユニット２の上部に配置された上記加湿ユニット、２４は上記室内ユニット２１と加湿ユニット２３とを接続する加湿ホース、２５は上記室内ユニット１に配置され、空調空気を送風する室内ファンである。この空気調和機は、加湿ユニット２３から加湿ホース２４を介して室内ユニット２１に加湿空気を供給して、室内を加湿する。上記加湿ユニット２３に設けられた加湿ファン１２は、上記加湿ホース２４を介して加湿空気を室内ユニット１まで搬送するので、高静圧運転になる場合が多い。しかしながら、上記加湿ファン１２は、本実施形態のシロッコファンであるので、高静圧運転時においても、比較的低回転数かつ低騒音で所定流量の加湿空気を搬送できる。その結果、上記加湿ユニット２３を高効率かつ低騒音にできて、この空気調和機の効率を向上でき、かつ、騒音を低減できる。
【００２３】
上記実施形態において、上記シロッコファンのロータ１を、仮想円筒面Ａが翼３の内縁端３１を含むときの翼間面積ａよりも、仮想円筒面Ｂが翼３の外縁端３２を含むときの翼間面積ｂが小さくなるように、かつ、上記翼間面積ａよりも、仮想円筒面Ｄが翼３の内縁端３１と外縁端３２との間を通るときの翼間面積ｄが大きくなるように形成したが、上記翼３の内縁端３１における翼間面積ａよりも上記翼３の外縁端３２における翼間面積ｂを小さくするのみでもよい。
【００２４】
また、上記実施形態において、ロータ１を備える本実施形態のシロッコファンを、加湿機としての加湿ユニット２３に設け、この加湿ユニット２３を空気調和機に設けたが、加湿機のみに上記シロッコファンを設けてもよい。また、上記加湿機を他の装置に用いてもよい。また、本実施形態のシロッコファンは、加湿機以外の装置に用いてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明のシロッコファンによれば、吸込口と吹出口を有するハウジングと、このハウジング内に回転自在に収納され、回転軸の周りに多数の翼を有するロータとを備えるシロッコファンにおいて、上記ロータの隣合う翼の対向する面によって、上記ロータの回転軸と同一の軸を有する仮想円筒面が切断される部分の面積によって定義される翼間面積について、上記仮想円筒面が上記ロータの翼の上記回転軸に最も近い内縁端を含むときの翼間面積よりも、上記仮想円筒面が上記ロータの翼の上記回転軸から最も遠い外縁端を含むときの翼間面積が小さいので、上記隣合う翼の間から遠心方向に向う流れを整流し、高静圧運転時においても、上記翼の間の流れの剥離を抑制でき、その結果、ロータの比較的低い回転数で所定流量を得ることができて、高効率かつ低騒音のシロッコファンが得られる。
【００２６】
請求項２の発明のシロッコファンによれば、請求項１に記載のシロッコファンにおいて、上記仮想円筒面が上記ロータの翼の上記回転軸に最も近い内縁端を含むときの翼間面積よりも、上記仮想円筒面が、上記ロータの翼の上記回転軸に最も近い内縁端と、上記ロータの翼の上記回転軸から最も遠い外縁端との間を通るときの翼間面積が大きいので、上記ロータの隣合う翼の間から遠心方向に向う流れを効果的に整流できて、シロッコファンを効果的に高効率かつ低騒音にできる。
【００２７】
請求項３の発明の加湿機によれば、請求項１または２に記載のシロッコファンを加湿ファンとして用いるので、高効率かつ低騒音の加湿機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、一実施形態のシロッコファンが備えるロータを示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の小円Ｍ内の部分拡大図である。
【図２】図２（ａ）は、シロッコファンの風量の変化に対する回転数の変化を示した図であり、図２（ｂ）は、シロッコファンの風量の変化に対する音の大きさの変化を示した図である。
【図３】本発明の加湿機としての加湿ユニットを示すブロック図である。
【図４】図３の加湿ユニットを備えた空気調和機の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１　ロータ
２　回転円板
３　翼
５　回転軸
３１　翼の内縁端
３２　翼の外縁端
Ａ　翼の内縁端を含む仮想円筒面
Ｂ　翼の外縁端を含む仮想円筒面
Ｄ　翼の内縁端と外縁端の間を通る仮想円筒面
ａ　仮想円筒面が翼の内縁端を含むときの翼間面積
ｂ　仮想円筒面が翼の外縁端を含むときの翼間面積
ｄ　仮想円筒面が翼の内縁端と外縁端の間を通るときの翼間面積

Claims (3)

1. 吸込口と吹出口を有するハウジングと、このハウジング内に回転自在に収納され、回転軸の周りに多数の翼（３，３，３…）を有するロータ（１）とを備えるシロッコファンにおいて、
   上記ロータ（１）の隣合う翼（３，３）の対向する面によって、上記ロータ（１）の回転軸（５）と同一の軸を有する仮想円筒面（Ａ，Ｂ，Ｄ）が切断される部分の面積によって定義される翼間面積（ａ，ｂ，ｄ）について、上記仮想円筒面（Ａ）が上記ロータ（１）の翼（３）の上記回転軸（５）に最も近い内縁端（３１）を含むときの翼間面積（ａ）よりも、上記仮想円筒面（Ｂ）が上記ロータ（１）の翼（３）の上記回転軸（５）から最も遠い外縁端（３２）を含むときの翼間面積（ｂ）が小さいことを特徴とするシロッコファン。
2. 請求項１に記載のシロッコファンにおいて、
   上記仮想円筒面（Ａ）が上記ロータ（１）の翼（３）の上記回転軸（５）に最も近い内縁端（３１）を含むときの翼間面積（ａ）よりも、上記仮想円筒面（Ｄ）が、上記ロータ（１）の翼（３）の上記回転軸（５）に最も近い内縁端（３１）と、上記ロータ（１）の翼（３）の上記回転軸（５）から最も遠い外縁端（３２）との間を通るときの翼間面積（ｄ）が大きいことを特徴とするシロッコファン。
3. 請求項１または２に記載のシロッコファンを加湿ファン（１２）として用いた加湿機。

Images