JP2006138268A

JP2006138268A - 遠心ファン装置

Info

Publication number: JP2006138268A
Application number: JP2004329258A
Authority: JP
Inventors: Takanori Ishii; 孝徳石井; Nobuyuki Mori; 信幸森; Tadaharu Nagai; 忠春永井
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2006-06-01

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

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。）。

特開平１１−３２４９９２号公報（第３頁、第１図〜第４図）

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。

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である。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である。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である。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。従来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である。従来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。従来の遠心ファン装置を説明する図で（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。

符号の説明

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

Claims

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。