JP2006220106A

JP2006220106A - 遠心送風機、遠心送風機を備えた空気調和機

Info

Publication number: JP2006220106A
Application number: JP2005035698A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Fuse; 敏也布施; Ryoshi Abe; 亮志阿部; Yasumasa Suzuki; 康巨鈴木; Junichi Nakagawa; 純一中川; Yoshihiro Takahashi; 佳宏高橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2025-02-14
Also published as: JP4720203B2

Abstract

【課題】限られた空間に設置される少なくとも１つ以上の組み合わせで使用される遠心送風機を、よりコンパクトな形状で必要風量を確保し、運転騒音を抑制することができるケーシング形状を得る。
【解決手段】この発明に係る遠心送風機は、多翼ファンを有する遠心送風機において、ケーシング形状の半径方向距離が前記多翼ファン中心と舌部を結ぶ直線軸より、多翼ファン回転方向に舌部距離と等しく、かつ、軸方向距離が舌部ケーシング側面間距離と等しい一定の区間である第１区間と、前記第１区間に連続して第１区間終点を起点にして螺旋状に拡大し、回転角度に応じて距離が大きくなる区間である第２区間とを有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、空気調和機等に用いられている遠心送風機に関するものである。

従来の空気調和機に用いられている遠心送風機は、ケーシングの形状を渦巻途中まで従来と同様に一定角度の傾斜部を設け、軸方向距離が大きくなる形状とし、渦巻途中より軸方向距離を一定にし、断面積を回転角度に比例して大きくする傾斜面の傾斜角を大きくする形状とした。（例えば、特許文献１参照）

また、スクロールケーシングにおける渦巻角度を特定の大きい角度としたこと、および吐出側の軸方向スクロール幅を特定の位置より除々に拡大した構成とした。（例えば、特許文献２参照）

また、少なくとも一側面に略円形状の吸込口を備え、前面に略矩形状の吐出口を備えたうず巻き形のケーシングと、これら吸込口と吐出口とを結ぶ空気通路に設けた遠心送風ファンとからなり、前記ケーシングの巻き始めノーズ部の両側から前記吐出口の両側にかけて吸込口の外周面を順次拡開に形成した構成とした。（例えば、特許文献３参照）
特開昭６０−１４５４９７号公報（第２頁、第２図）特開昭６４−４１７００号公報（第２頁、第１図）特開平９−２８７７５６号公報（第２頁〜第３頁、図１）

従来の遠心送風機は、ケーシング高さ以前から半径Ｒを拡大し、ケーシングの幅も舌部から空気吹出口４まで拡大状態な形状で構成され、運転騒音の低下や送風性能を向上させるためには、ケーシング半径Ｒの拡大を大きく確保する必要があり、ケーシング高さも大きくなってしまう問題点があった。

また、舌部から多翼ファンの回転方向に対して、ケーシング半径Ｒが一定の領域を設定し、ケーシング拡大開始半径とケーシング拡大終了半径の比を同等にすることで、仕事量の多い吹出側の風路面積を確保し、特性が大幅に劣ることなくコンパクト化を図ることが用いられてきたが、更なる性能向上やコンパクト化を達成するには限界があった。

この発明は、上記のよう課題を解決するためになされたもので、この目的は限られた空間に設置される少なくとも１つ以上の組み合わせで使用される遠心送風機を、よりコンパクトな形状で必要風量を確保し、運転騒音を抑制することができるケーシング形状を得るものである。

この発明に係る遠心送風機は、多翼ファンを有する遠心送風機において、ケーシング形状の半径方向距離が前記多翼ファン中心と舌部を結ぶ直線軸より、多翼ファン回転方向に舌部距離と等しく、かつ、軸方向距離が舌部ケーシング側面間距離と等しい一定の区間である第１区間と、前記第１区間に連続して第１区間終点を起点にして螺旋状に拡大し、回転角度に応じて距離が大きくなる区間である第２区間とを有するものである。

この発明の遠心送風機は、多翼ファンを有する遠心送風機において、ケーシング形状の半径方向距離が前記多翼ファン中心と舌部を結ぶ直線軸より、多翼ファン回転方向に舌部距離と等しく、かつ、軸方向距離が舌部ケーシング側面間距離と等しい一定の区間である第１区間と、前記第１区間に連続して第１区間終点を起点にして螺旋状に拡大し、回転角度に応じて距離が大きくなる区間である第２区間とを有する構成としたから、限られた設置空間においてケーシング高さを拡大することなく風路面積を確保することで送風性能を向上させることが可能となり、遠心送風機の小型化も実現できる効果を有する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における遠心送風機を示す側面構造図、図２はこの発明の実施の形態１における遠心送風機を示す縦断面図である。図において、遠心送風機本体１は中央仕切板２でファン軸３に軸支された多翼ファン４を内蔵し、半径方向と軸方向に拡大する形状を備え、かつ空気の流れを滑らかにするためのベルマウス５を形成した１つ以上の空気吸込み口６と空気吹出口７から形成される風路８を形成したファンケーシング本体９とから構成されている。前記ファンケーシング本体９は、図に示す半径方向距離が前記多翼ファン４中心と舌部１０を結ぶ直線軸１０ａより、前記多翼ファン４が回転する方向へ少なくとも９０°以上回転した、舌部距離と等しいθ０によって決定される一定の区間である第１区間側板１１と、前記第１区間側板１１に連続して第１区間側板終点１１ａを起点にして開始する螺旋状に拡大しケーシング円周方向の回転角に応じて軸方向に拡大するθ１によって決定される第２区間側板１２と、前記第２区間側板１２に連続して第２区間側板終点１２ａを起点にして半径方向に拡大するケーシング９円周に接し、前記空気吹出口７につながる直線部１３を有する第３区間側板１４より形成されている。

前記ケーシング本体９の１区間側板１１軸方向幅Ａと軸方向に拡大した後の第３区間側板１４軸方向幅Ｂは、Ａ＜Ｂの関係がある。

次に実施の形態１による遠心送風機の動作について説明する。
このように構成された実施の形態１による遠心送風機において、多翼ファン２を回転方向１５へ駆動させると多翼ファン４内部は負圧となり、空気吸込口６から吸込まれた空気の流れ第１方向８ａが流れ込み、多翼ファン４の外周へ空気の流れ第２方向８ｂを変化させる。方向を変えた空気の流れ第３方向８ｃは舌部１０より多翼ファン回転方向１５に向かって風速を増し、空気吹出口７へ送風される。

このことは従来の遠心送風機とケーシング幅Ａ、ケーシング高さＣが同じ寸法であった場合、空気吹出側のケーシング内部有効風路断面１６は、ケーシング幅Ａが拡大し、面積増加し、それにより同一風量の場合は風速を低減させ、動圧も抑えることが可能な事を意味する。

また、ケーシング内部有効風路断面１６が同じになるような軸方向拡大ケーシングとした場合は、送風性能が劣ることなくケーシング高さＬ２を小さくすることを意味する。

以上のように、ケーシング形状の半径方向距離が舌部距離と等しい一定の区間と、螺旋状に拡大する区間を有し、かつ、軸方向距離が舌部ケーシング側面間距離と等しい一定の区間と、回転角度に応じて距離が大きくなる区間を共に有することで、今まで以上に小型の遠心送風機を構築することが可能となり、さらには遠心送風機が実装される空気調和機の限られた空間においては、低騒音化や風量増加といった効果をより有効に利用することが可能となる。

また、この実施の形態１における他の例では、ケーシング形状の軸方向拡大開始角度θ０が任意の位置とした場合であるが、次に空気吸込み位置が限定される場合に同様な効果を確保する実施の形態１の他の例を説明する。この発明の実施の形態１の他の例における遠心送風機の隣接図である。図３に空気の吸込み方向ａを一例として示す。図３に示す複数の遠心送風機１が近接して配置される状況においては、ケーシング本体９を軸方向に拡大することにより空気吸込み風路８ｄは舌部１０から空気吹出口１４に向かうにつれ、狭くなる状況が発生する。

上記の場合、ケーシングの軸方向拡大開始角θ０は、舌部１０近辺よりも空気吸込み方向ａ付近（例えば、θ０≧９０°）に設定し、ケーシングの軸方向が拡大しない一定の区間１４を確保する。

以上のように、特に隣接する複数の遠心送風機を用いる場合、空気吸込口に応じてケーシング軸方向拡大開始角θ０を９０°以上確保することによって、吸込み空気の圧損増加を最小限に、実施の形態１同様の効果を得ることが可能となる。

実施の形態３．
以上の実施の形態１における他の例を説明する。ケーシングが複数の部品にて構成される場合について説明する。図４はこの発明の実施の形態１における他の遠心送風機のを示す側面構造図、図５はこの発明の実施の形態１における他の遠心送風機のを複数配置して示す横断面図である。

図において、遠心送風機本体１は中央仕切板２でファン軸３に軸支された多翼ファン４を内蔵し、半径方向と軸方向に拡大する形状を備え、かつ空気の流れを滑らかにするためのベルマウス５を形成した１つ以上の空気吸込み口６と空気吹出口７から形成される風路８を形成したファンケーシング本体９とから構成されている。前記ファンケーシング本体９は、図に示す半径方向距離が前記多翼ファン４中心と舌部１０を結ぶ直線軸１０ａを起点として、前記多翼ファン４が回転する方向へ少なくとも１８０°以上回転して分割面１６ａまで、舌部距離と等しいθ２によって決定される一定の区間である第４区間側板１７と、前記第４区間側板１７に連続して第４区間側板終点１７ａを起点にして開始する螺旋状に拡大しケーシング円周方向の回転角に応じて軸方向に拡大するθ３によって決定される第５区間側板１８と、前記第５区間側板１８に連続して第５区間側板終点１８ａを起点にして、前記分割面である第４区間側板終点１６ａと平行で前記空気吹出口７につながる直線部１３を有する第６区間側板１９より形成されている。

この実施の形態１の他の遠心送風機を複数配置接近させ、かつ空気吸込み可能範囲がより広い場合、より多くの風量を確保するため、空気吸込み風路８ｅは上記分割面１６ａまで広げることにより、吸込み空気の圧損増加を最小限に、実施の形態１または、他の実施の形態同様の効果を得ることが可能となる。

また、以上実施の形態１または実施の形態１の他の例における遠心送風機を空気調和機に組み込んだ例を説明する。図６はこの発明における遠心送風機を空気調和機に搭載した例を示す側面図、図７はこの発明における遠心送風機を空気調和機に搭載した要部を示す平面図、図８はこの発明における遠心送風機を空気調和機に搭載した要部を示す背面図である。

図において、空気調和機本体２０は、空気の吸込み口と吹出し口（いずれも図示されていない）以外は風路８として塞がれた部品構成となっている。前記実施の形態１と同様な少なくとも一つ以上の多翼ファン４とケーシング９を有しており、前記多翼ファン４を駆動するためのファンモータ４ａや動力を伝えるための軸３、軸受け部３ａ等を有しており、前記空気調和機２０を形成する送風機室部２１の下面２１ａまたは背面２１ｂには空気の吸込み口が設置されている。さらには前記空気調和機２０を形成する送風機室部２１の前面には前記空気の吸込み側風路２０ａと吹出し側風路２０ｃを分け熱交換器２２を配置した熱交換器室部２３とを仕切る仕切板２４が設けられ、前記熱交換器２２下面にはドレンパン２５を、また、前記吹出し側風路２０ｃの熱交換後の空気を吐出する風向ベーン２６等を備えており、例えば天井据付面２７に固定されて使用される。また、この空気調和機２０は主に室内機として使用され、室外機と組み合わせて使用される。

次に、この発明における遠心送風機を空気調和機に搭載した例の動作について説明する。空気吸い込み口が設置されている空気調和機２０の送風機室部下面２１ａ又は背面２１ｂからは吸込み側風路空気２０ａが吸い込まれる。その空気は空気の風路流れ２０ｂに示すように遠心送風機１を介してケーシング９から熱交換器２２へ吹き出される。熱交換器２２を通過する空気は、冷房運転の場合には冷媒を介して冷却され、暖房運転の場合には過熱されて温度変化がもたらされる。温度変化を伴った空気は風向ベーン２６によって吹出し方向が調整され、空気の流れ２０ｃによって空気調和を実現する。また、冷房運転時、熱交換器２２によって冷却された空気より発生するドレンは熱交換器２２を伝わってドレンパン２５に溜まり、空気調和機２０外部へ排出される機能を有している。

以上のような遠心送風機を有する空気調和機において、この遠心送風機は、複数に軸方向へ連なる配置により使用され、かつ空気調和機の空気吸込み口が軸方向と直交する場合においては、隣り合うケーシング間の吸込み側風路面積を確保することで吸込の圧損を抑え、かつケーシング吹出し面積増加による風量増加を達成することが可能となる。

この発明の実施の形態１における遠心送風機を示す側面構造図である。この発明の実施の形態１における遠心送風機を示す縦断面図である。この発明の実施の形態１の他の形態における遠心送風機を示す縦断面隣接図である。この発明の実施の形態１の他の形態における遠心送風機を示す側面構造図である。この発明の実施の形態１の他の形態における遠心送風機を示す縦断面隣接図である。この発明の実施の形態１における遠心送風機を搭載した空気調和機を示す概略断面図であるこの発明の実施の形態１における遠心送風機を空気調和機にに搭載した要部を示す平面図である。この発明の実施の形態１における遠心送風機を空気調和機に搭載した要部を示す背面図である。

符号の説明

１遠心送風機、、２中央仕切板、ケーシング、３軸、４多翼ファン、５ベルマウス、６空気吸込口、７空気吹出口、８風路、８ａ空気の流れ第１方向、８ｂ空気の流れ第２方向、８ｃ空気の流れ第３方向、９ケーシング本体、１０舌部、１０ａ直線軸、１１第１区間側面、１１ａ第１区間終点、１２第２区間、１２ａ第２区間終点、１３直線部、１４第３区間、１５多翼ファン回転方向、１６ケーシング内部有効風路断面、１７第４区間、１７ａ第４区間終点、１８第５区間、１８ａ第５区間終点、１９第６区間、２０空気調和機、２１送風機室部、２１ａ送風機室部下面、２１ｂ送風機室部背面、２２熱交換器、２３熱交換器室部、２４区画板、２５ドレンパン、２６風向ベーン、２７天井据付面。

Claims

多翼ファンを有する遠心送風機において、ケーシング形状の半径方向距離が前記多翼ファン中心と舌部を結ぶ直線軸より、多翼ファン回転方向に舌部距離と等しく、かつ、軸方向距離が舌部ケーシング側面間距離と等しい一定の区間である第１区間と、前記第１区間に連続して第１区間終点を起点にして螺旋状に拡大し、回転角度に応じて距離が大きくなる区間である第２区間とを有することを特徴とする遠心送風機。
ケーシング形状の軸方向拡大開始角度が、多翼ファン中心と舌部を結ぶ直線を起点にして、前記起点より多翼ファンが回転する方向へ少なくとも９０°以上、回転した任意の位置から開始することを特徴とする請求項１記載の遠心送風機。
ケーシング側板形状が、軸方向に対して平面状に２分割された部品で構成され、かつ舌部より離れた側の分割面よりケーシング側板形状の軸方向拡大開始が始まることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の遠心送風機。
多翼ファンを有する遠心送風機において、ケーシング形状の半径方向距離が前記多翼ファン中心と舌部を結ぶ直線軸より、多翼ファン回転方向に舌部距離と等しく、かつ、軸方向距離が舌部ケーシング側面間距離と等しい一定の区間である第１区間と、前記第１区間に連続して第１区間終点を起点にして螺旋状に拡大し、回転角度に応じて距離が大きくなる区間である第２区間とを有することを特徴とする遠心送風機を備えた空気調和機。