JP2006138268A - 遠心ファン装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 遠心ファン装置において、渦の発生規模を小さくし、送風効率を維持しながら騒音を低減した構造を提供すること。
【解決手段】 側板2aとブレード2cとを備える遠心ファン2と、同遠心ファン2が収容され、側面に吸込口3を備え、前面に吹出口4を備えた渦巻状のケーシング1と、同ケーシング1の渦巻状の始端部1bと前記吹出口の壁部4aとのコーナを形成する舌部5と、前記ケーシング1の側面と前記遠心ファン2の側板2aとの間に、前記舌部から突出するように形成された補助舌部6とから構成され、前記補助舌部6を、前記舌部5から前記遠心ファン2の外周上端までを結ぶ平面よりも前記ケーシング1の内側に設けるようにした。
【選択図】 図1
【解決手段】 側板2aとブレード2cとを備える遠心ファン2と、同遠心ファン2が収容され、側面に吸込口3を備え、前面に吹出口4を備えた渦巻状のケーシング1と、同ケーシング1の渦巻状の始端部1bと前記吹出口の壁部4aとのコーナを形成する舌部5と、前記ケーシング1の側面と前記遠心ファン2の側板2aとの間に、前記舌部から突出するように形成された補助舌部6とから構成され、前記補助舌部6を、前記舌部5から前記遠心ファン2の外周上端までを結ぶ平面よりも前記ケーシング1の内側に設けるようにした。
【選択図】 図1
Description
本発明は、ケーシング内に収容された遠心ファンの回転によって、吸込口から吸込んだ空気を吹出口から吐出する遠心ファン装置に関するものであり、より詳細には、渦の発生規模を小さくし、送風効率を維持しながら騒音を低減した構造に関する。
従来より、ケーシング内に収容された遠心ファンの回転によって、吸込口から吸込んだ空気を吹出口から吹出す遠心ファン装置が知られている。
前記遠心ファン装置は、図7(A)及び図7(B)に示すように、両側面に円形のベルマウス113を有する吸込口105と、前面に矩形の吹出口106とをそれぞれ備えたケーシング102内に前記遠心ファン104を設け、前記遠心ファン104の回転によって、前記吸込口105から吸込んだ空気を前記吹出口106から吹出すように構成されている。
そして、前記遠心ファン装置では、高い静圧時に発生する前記吸込口105と前記遠心ファン104間の舌部111周辺での前記吹出口106側から前記ケーシング102内への逆流による送風効率の低下を抑えるために、前記吸込口105と前記遠心ファン104の側板109との間の補助舌部100の高さを、前記遠心ファン104の前面の部分の主舌部200の高さより高くした構成となっている(例えば、特許文献1参照。)。
このように前記遠心ファン装置によれば、前記補助舌部100により逆流を食い止めて、送風効率の低下を抑えることができるが、前記補助舌部100は、前記主舌部200の高さより高くなっているため、前記主舌部200の頂上から前記吹出口106の高さ方向(前記遠心ファン104の反回転方向)に突出した形状となり、前記補助舌部100に吹出し空気が当って乱流が発生し、前記吹出口106下部の部分で渦が起こり、この渦により騒音が増加するという問題点があった。
従って、前記主舌部200の頂上から前記吹出口106の高さ方向に突出しない方法で渦の発生規模を小さくし、送風効率の低下や騒音が増加しないようにすることが望まれていた。
本発明は上記問題点に鑑み、ケーシング内に収容された遠心ファンの回転によって、吸込口から吸込んだ空気を吹出口から吹出す遠心ファン装置において、渦の発生規模を小さくし、送風効率を維持しながら騒音を低減した構造を提供することを目的とする。
本発明は上記課題を解決するため、側板とブレードとを備えた遠心ファンと、前記遠心ファンが収容され、側面に吸込口を備え、前面に吹出口を備えた渦巻状のケーシングと、同ケーシングの渦巻状の始端部と前記吹出口の壁部とのコーナを形成する舌部と、前記ケーシングの側面と前記遠心ファンの側板との間に、前記舌部から突出するように形成された補助舌部とから構成されてなる遠心ファン装置において、前記補助舌部は、前記舌部から前記遠心ファンの外周上端までを結ぶ平面よりも前記ケーシングの内側に設けたことを特徴とする構成となっている。
また、前記補助舌部は、前記舌部から前記遠心ファンの回転軸に向けて設けたことを特徴とする構成となっている。
本発明によれば、前記補助舌部は、前記舌部から前記遠心ファンの外周上端までを結ぶ平面よりも前記ケーシングの内側に設けたことにより、渦の発生規模を小さくし、送風効率を維持しながら騒音を低減した構造を実現することができる。
また、本発明によれば、前記補助舌部は、前記舌部から前記遠心ファンの回転軸に向けて設けたことにより、渦の発生規模を小さくし、騒音を低減することができ、前記ケーシング内へ流れ込む逆風を効率よく防ぐことができる。
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。図1は本発明による遠心ファン装置の外観を説明する概略斜視図、図2は本発明による遠心ファン装置の内部を説明する横方向の概略断面図、図3は図2の本発明による遠心ファン装置の補助舌部周辺を拡大した横方向の概略断面図、図4は図2の本発明による遠心ファン装置のA−A断面の矢印方向の概略断面図である。
図5は特許文献1及び本発明による遠心ファン装置の風速分布をシュミレーションした結果を説明する図で(A)は特許文献1の風速分布を説明する図、(B)は本発明の風速分布を説明する図、(C)は特許文献1及び本発明の風速分布を説明する概要図、図6は特許文献1及び本発明による遠心ファン装置の圧力分布をシュミレーションした結果を説明する図で(A)は特許文献1の圧力分布を説明する図、(B)は本発明の圧力分布を説明する図である。
本発明による遠心ファン装置は、側板とブレードとを備えた遠心ファンと、前記遠心ファンが収容され、側面に吸込口を備え、前面に吹出口を備えた渦巻状のケーシングと、同ケーシングの渦巻状の始端部と前記吹出口の壁部とのコーナを形成する舌部と、前記ケーシングの側面と前記遠心ファンの側板との間に、前記舌部から突出するように形成された補助舌部とから構成され、前記補助舌部は、前記舌部の頂上から前記遠心ファンの外周上端までを結ぶ平面よりも前記ケーシングの内側に設けたことを特徴としている。
まず、図1及び図2で示すように、前記ケーシング1は渦巻状に周壁が形成され、両側面に円形のベルマウス3aを有する前記吸込口3と、前面に矩形の前記吹出口4がそれぞれ設けられ、前記ケーシング1の渦巻状の始端部1bと前記吹出口4の壁部4aとのコーナ部分であって、前記遠心ファン2の外周面と前記ケーシング1の周壁との隙間が最小になる位置に前記舌部5が設けられ、内部に前記遠心ファン2が収容されている。
前記遠心ファン2には、中央に有する主板2bに両側の側板2aで挟むように取付けられた複数のブレード2cを備えている。
なお、前記遠心ファン2には、前記主板2bから一方の前記吸込口3より外部に延びる回転軸を有し、この回転軸にモータが結合される構成となっているが、便宜上、図示を省略している。
そして、前記ケーシング1は、図4に示すように、前記遠心ファン2の周囲に前記舌部5を始点として渦巻状の通風路1aを形成し、前記通風路1aを挟むように前記遠心ファン2の前記側板2aから所定の隙間を持たせて側面を備えている。
このように、本発明による遠心ファン装置は、前記遠心ファン2の回転によって、前記吸込口3から吸込んだ空気を複数の前記ブレード2cを介して前記吹出口4から吹出すように構成されている。
そして、前記ケーシング1の側面と前記遠心ファン2の前記側板2aとの間に、前記舌部5から突出するように補助舌部6が形成され、前記補助舌部6は、前記舌部5から前記遠心ファン2の外周上端までを結ぶ平面よりも前記ケーシング1の内側に設けられている。
次に、前記補助舌部6について説明すると、図3に示すように、前記補助舌部6の横幅は、前記遠心ファン2の前記側板2aとの隙間距離L1が、前記遠心ファン2の前記ブレード2cと前記ケーシング1の前記舌部5との隙間距離L2と等しくなるように形成されている。
また、図4に示すように、前記補助舌部6は、前記舌部5から前記遠心ファンの前記回転軸に向けて形成されており、より詳細には前記補助舌部6を板状形成し、前記ケーシング1の渦巻状の前記始端部1bから前記吸込口3の前記ベルマウス3aの内面に向けて設けている。
このように、シンプルな形状で前記補助舌部6を前記ケーシング1と一体化させることにより、樹脂などの製品として容易に金型などで生産することができ、かつ、前記ケーシング1の変形を強化する補強リブの機能を兼ねることができる。
更に、前記ケーシング1はその拡大角、すなわち、前記ケーシング1の前記舌部5を始点とする前記遠心ファン2の周囲に渦巻状に形成される通風路1aの隙間の拡がり割合を小さく形成し、前記ケーシング1を小形化している。
そして、前記補助舌部6は前記ケーシング1の拡大角に左右されないので、送風効率の低下や騒音の増加へ影響することなく、前記遠心ファン装置の使用条件(高静圧時、低静圧時など)に適した汎用性のある前記ケーシング1を設計することができ、例えば、前記ケーシング1をダクト型空気調和機に組み込んだ場合に、前記ダクト型空気調和機も小形化することができる。
これまで説明してきたように、本発明によれば、前記補助舌部6は、前記舌部5から前記遠心ファン2の外周上端までを結ぶ平面よりも前記ケーシング1の内側に設けたことにより、背景技術の欄の前記特許文献1のように前記舌部111の両側であって前記主舌部200の頂上から前記吹出口106の高さ方向に突出した前記補助舌部100を形成した場合と比較して、渦の発生規模を小さくし、送風効率を維持しながら騒音を低減した構造を実現することができる。
また、本発明によれば、便宜上、前記隙間距離L1を前記隙間距離L2と等しくなるように前記補助舌部6を形成したが、前記隙間距離L1を前記隙間距離L2以上になるように前記補助舌部6を設けたことにより、前記ケーシング1の前記舌部5と前記遠心ファン2の前記ブレード2cで発生する笛音より大きな音が前記遠心ファン2の前記側板2aと前記補助舌部6で発生せず、騒音の助長を防ぐことができる。
更に、本発明によれば、前記補助舌部6は、圧力が一番高くなる前記舌部5から前記遠心ファン2の前記回転軸に向けて設けたことにより、渦の発生規模を小さくし、送風効率を維持しながら騒音を低減することができ、かつ、前記ケーシング1内へ流れ込む逆風を効率よく防ぐことができる。
以上説明してきた本発明による前記補助舌部6を設けた場合の、送風効率の維持及び騒音の低減の効果を確認するため、本出願人は、図5(A)乃至図5(C)に風速分布を、図6(A)及び図6(B)に圧力分布をそれぞれシュミレーションした結果を示している。
図5(A)に示すように、背景技術の欄の前記特許文献1による前記補助舌部100を形成した場合の風速分布では、前記補助舌部100の前方の前記吹出口106の下部の風速分布を見ると、芯のはっきりした安定した形状の渦が発生している。
また、図5(B)に示すように、本発明による前記補助舌部6を形成した場合の風速分布では、前記吹出口4の下部の風速分布を見ると、芯のぼやけた不安定な形状の渦が発生している。
このように、前記特許文献1による前記吹出口106の下部で発生する渦は安定した形状となっているため、定常波が発生し笛吹き音が鳴るのに対して、本発明による前記吹出口4の下部で発生する渦は不安定な形状となっているため、定常波が発生せず笛吹き音が鳴らないことがわかる。
また、前記吹出口4における風速分布は図5(A)乃至図5(C)に示すようになるため、前記特許文献1では、前記吹出口106の高さ方向に突出した前記補助舌部100の形成による影響で、前記吹出口106の下部で発生する渦は風速の速い位置、すなわち、前記吹出口106下端から渦の芯までの高さH1が高い位置に発生することになり、送風効率に大きな影響を与えている。
これに対して本発明では、前記補助舌部6の高さは、前記補助舌部100の高さより低くなるか、前記舌部5の高さより高くならないので、前記吹出口4の下部で発生する渦は風速の遅い位置、すなわち、前記吹出口4下端から渦の芯までの高さH2が高さH1よりも低い位置に発生することになり、送風効率の低下を抑えることができる。
更に、図6(A)に示すように、背景技術の欄の前記特許文献1による前記補助舌部100を形成した場合の圧力分布は、前記補助舌部100の上部の圧力分布を見ると、圧力3.5〜9.0の範囲となっており、前記補助舌部100の下部の圧力分布を見ると、圧力−10.25〜−4.75の範囲となっており、上部と下部の圧力差は−6.75〜4.25の範囲となっている。
また、図6(B)に示すように、本発明による前記補助舌部6を形成した場合の圧力分布は、前記補助舌部6の上部の圧力分布を見ると、圧力0.75〜9.0の範囲となっており、前記補助舌部6の下部の圧力分布を見ると、圧力−26.75〜−21.25の範囲となっており、上部と下部の圧力差は−26.00〜−12.25の範囲となっている。
このように、前記特許文献1による前記補助舌部100の上部と下部との圧力差に対して、本発明による前記補助舌部6の上部と下部との圧力差の方が3〜4倍大きく、しっかりとした圧力差が確認でき、前記ケーシング1内へ逆流する風を十分に防いでいることがわかる。
そして、本発明によれば、逆流する風を効果的に防ぐことにより送風効率の低下を抑えることができる。
以上説明してきた実施例1では、前記隙間距離L1と前記隙間距離L2を等しくなるように前記補助舌部6を設けたが、本発明はこれに限るものではなく、前記隙間距離L1を前記隙間距離L2より大きくしてもよく、L2≦L1の条件を満足すればよい。
また、以上説明してきた実施例1では、圧力が一番高くなる前記舌部5から前記吸込口3の前記ベルマウス3aの内面に向けて、前記補助舌部6を形成するようにしたが、本発明はこれに限るものではなく、前記始端部1bよりも下方に位置する前記ケーシング1の周壁から前記吸込口3の前記ベルマウス3aの内面に向けて前記補助舌部6を形成した場合も、渦の発生規模を小さくし、送風効率を維持しながら騒音を低減することができる。
また、以上説明してきた実施例1では、前記ケーシング1の拡大角を小さく形成するようにしたが、本発明はこれに限るものではなく、前記ケーシング1の拡大角を大きく形成するようにしてもよく、前記ケーシング1の拡大角の大きさの変更により送風効率の低下や騒音の助長に影響を与えることにならない。
更に、以上説明してきた実施例1では、圧力が一番高くなる前記舌部5から前記吸込口3の前記ベルマウス3aの内面に向けて、前記補助舌部6を板状に形成し、前記ケーシング1と一体化するようにしたが、本発明はこれに限るものではなく、前記補助舌部6が前記舌部5から前記遠心ファン2の外周上端までを結ぶ平面よりも前記ケーシング1の内側に設けられ、別体であってもよい。
更に、以上説明してきた実施例1では、前記遠心ファン2が、中央に有する主板2bに両側の側板2aで挟むように取付けられた複数のブレード2cを備えるようにしたが、本発明はこれに限るものでなく、遠心ファンが片側のみに有する側板に取付けられた複数のブレードを備えたものでもよく、この場合には、前記遠心ファンが片側の側面に吸込口を備えたケーシング内に収容され、前記補助舌部が前記ケーシングの片側の側面と前記遠心ファンの片側の側板の間に、前記舌部から突出するように形成されるようにした遠心ファン装置において適用することができる。
1 ケーシング
1a 通風路
1b 始端部
2 遠心ファン
2a 側板
2b 主板
2c ブレード
3 吸込口
3a ベルマウス
4 吹出口
4a 壁部
5 舌部
6 補助舌部
L1 隙間距離
L2 隙間距離
H1 吹出口106下端から渦の芯までの高さ
H2 吹出口4下端から渦の芯までの高さ
1a 通風路
1b 始端部
2 遠心ファン
2a 側板
2b 主板
2c ブレード
3 吸込口
3a ベルマウス
4 吹出口
4a 壁部
5 舌部
6 補助舌部
L1 隙間距離
L2 隙間距離
H1 吹出口106下端から渦の芯までの高さ
H2 吹出口4下端から渦の芯までの高さ
Claims (2)
- 側板とブレードとを備えた遠心ファンと、同遠心ファンが収容され、側面に吸込口を備え、前面に吹出口を備えた渦巻状のケーシングと、同ケーシングの渦巻状の始端部と前記吹出口の壁部とのコーナを形成する舌部と、前記ケーシングの側面と前記遠心ファンの側板との間に、前記舌部から突出するように形成された補助舌部とから構成されてなる遠心ファン装置において、前記補助舌部は、前記舌部から前記遠心ファンの外周上端までを結ぶ平面よりも前記ケーシングの内側に設けたことを特徴とする遠心ファン装置。
- 前記補助舌部は、前記舌部から前記遠心ファンの回転軸に向けて設けたことを特徴とする請求項1記載の遠心ファン装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2004329258A JP2006138268A (ja) | 2004-11-12 | 2004-11-12 | 遠心ファン装置 |
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JP2004329258A JP2006138268A (ja) | 2004-11-12 | 2004-11-12 | 遠心ファン装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004329258A Pending JP2006138268A (ja) | 2004-11-12 | 2004-11-12 | 遠心ファン装置 |
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- 2004-11-12 JP JP2004329258A patent/JP2006138268A/ja active Pending
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