JP2007032434A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心式送風機のファン側吸込口における吸込効率の向上による騒音の低減とサージング耐力の強化を図ることができる送風装置を得る。
【解決手段】送風装置２０は、一側面に本体吸気口２が形成され、いずれかの側面に本体排気口３が形成された本体箱体４と、一側面と略直角をなす側面と有し、モータ側吸込口７及びファン側吸入口６とが対向するように設けられた遠心式送風機１０と、本体吸気口２からファン側吸込口６に通じる第１の風路１１に設けられた整流手段（整流板９）とを備えることを特徴とする。遠心式送風機１０のファン側吸込口６における吸込効率の向上による騒音の低減とサージング耐力の強化を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、遠心式ファンとこれを駆動するモータとを有し、ファンケーシングの対向する２側面の双方に吸込口を持つ両吸込型の遠心式送風機を、本体箱体内に組込んだ送風装置に関するものである。

従来、天井裏の空間等に設置される換気装置や熱交換換気装置として、遠心式送風機を装備した送風装置を用いることがある。このような送風装置は、一般に、遠心式ファンとこれを駆動するモータとを有し、ファンケーシングの対向する２側面、すなわち、モータ側と反モータ側の双方に吸込口を持つ両吸込型の遠心式送風機を、本体箱体内に組込んだ構造を成している。このような構造の遠心式送風機を備えた送風装置は、遠心式ファン（羽根車）の構造からみてもわかるように、流体力学的にかなり無理な昇圧を行うため騒音が高く、消音部材の装着等による騒音の低減を図る工夫等がなされてきた（例えば、特許文献１）。

例えば、上記特許文献１の換気装置においては、特許文献１の図１によく示されているように、（符号は上記特許文献１ものである）外装を成す本体箱体４内に両吸込型の遠心式送風機（遠心式ファン５、ケーシング８）を組込み、本体箱体４の吸気口２に対面するケーシング８の側面に、吸気口２に向かって突出する角型ブロック状の分流消音部材９を設け、また遠心式送風機の二つの吸込口７，７に至る風路（第１の風路１１、第２の風路１２）を形成する本体箱体４の内壁面にも消音部材１０，１０が設けられている。

このように吸気口２から吸気した気流を、第１の風路１１および第２の風路１２に分岐状に分流させ、遠心式ファン５の二つの吸込口７，７に流通させる。この構成により、第１の風路１１および第２の風路１２の風路断面積が、単一の風路しか持たない装置のものより小さくなり、消音部材９，１０の吸音機能が効果的に働くことになる。

特開２００２−１５６１３９号公報

しかしながら、上記特許文献１の換気装置のように、本体箱体４内に両吸込型の遠心式送風機を組込んだ送風装置では、気流を分流した際に本体箱４体の吸気口２に対面するケーシング８の側面（この場合は、角型ブロック状の分流消音部材９の吸気口２に対面する側面）の角部において流れの剥離が起こる。これにより、第１の風路１１においては、本体箱体４の内壁面に沿って気流が多く流れるため、遠心式送風機の反モータ側の吸込口付近で気流の乱れが生じやすく、遠心式送風機の吸込効率の低下や騒音の原因となっている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その課題とすることは、遠心式送風機のファン側吸込口における吸込効率の向上による騒音の低減とサージング耐力の強化を図ることができる送風装置を得ることである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる送風装置は、一側面に本体吸気口が形成され、いずれかの側面に本体排気口が形成された本体箱体と、前記一側面と略直角をなす側面とを有し、モータ側吸込口及びファン側吸入口とが対向するように設けられた遠心式送風機と、前記本体吸気口から前記ファン側吸込口に通じる第１の風路に設けられた整流手段とを備える。

また、本発明にかかる送風装置は、第１の方向に対向する２側面にそれぞれ本体吸気口と本体排気口とが形成された本体箱体と、本体箱体内に収納されて、第１の方向に直交する第２の方向に回転軸を向ける遠心式ファンと、遠心式ファンの回転軸の一端に連結されたモータとを有し、第２の方向のモータ側にモータ側吸込口が形成され反対側に反モータ側吸込口が形成された遠心式送風機とを備え、本体吸気口から反モータ側吸込口に通じる第１の風路と、本体吸気口からモータ側吸込口に通じる第２の風路とが、本体箱体内に分岐するように形成されている送風装置において、第１の風路を形成する本体箱体内壁面の反モータ側吸込口に対面する位置に、吸込流に対して本体箱体内壁面から引き離し反モータ側吸込口側に向かうように作用する整流手段が設けられている。

この発明によれば、ファン側吸込口近辺での吸込流の乱れが削減され吸込流はファン側吸込口から良好に吸い込まれるので、遠心式送風機のファン側吸込口における吸込効率が向上する。これにともない騒音の低減とサージング耐力の強化を図ることができる。

以下に、本発明にかかる送風装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は本発明にかかる送風装置の実施の形態１の横断面図である。図２は図１のII-II線に沿う矢視断面図である。図３は図１のIII-III線に沿う矢視断面図である。図４は図１のIV-IV線に沿う羽根車の矢視断面図である。なお、この明細書では、図１に示す送風装置２０に対して、図１の左右方向を第１の方向（長手方向）、第１の方向に対して直交する図１の上下方向を第２の方向（高さ方向）、そして、第１の方向および第２の方向に直交する方向を第３の方向として説明するが、これに限定されるものではない。本実施の形態の送風装置３０は建物の天井裏等の空間に設置されて、天井裏等に設けられてダクトを介して室内の空気を吸込み室外へ排気して換気を行うものである。

送風装置２０は、まず、装置の外装を成すとともに外部ケーシングの働きもする本体箱体４を有している。本体箱体４は、第１の方向に長い概略直方体を成している。そして、本体箱体４の第１の方向に対向する２側面に本体吸気口２と本体排気口３とが開口されている。この本体吸気口２と本体排気口３には、図示しない外部のダクトと接続するための概略筒状の接続用筒１がそれぞれ連結されている。

本体箱体４の内部に遠心式送風機１０が収納されている。遠心式送風機１０は、遠心式ファンである羽根車５と、この羽根車５を取り囲むファンケーシング８と、羽根車５を駆動するモータ１４とを有している。

羽根車５は図４によく示されるように所謂両吸い込み型のシロッコファンと呼ばれるもので、概略円筒状を成し、中央部に中心線に沿って回転軸５ａがもうけられ、外周部には全周にわたって複数の羽根５ｂが設けられている。羽根車５は回転軸５ａを回転中心として回転することにより、軸方向両端部から吸入した空気を径方向外周部外方に排出する。

羽根車５の回転軸５ａにモータ１４が連結されている。羽根車５の回転軸５ａにモータ１４が直接連結されている。羽根車５の回転軸５ａとモータ１４の駆動軸とは同一線上となるようにされている。羽根車５は、回転軸５ａが第１の方向に対して直交する第２の方向に向くように配置されている。

羽根車５の外周部を囲繞するようにファンケーシング８が設けられている。ファンケーシング８は、内部が空洞の箱状を成し第２の方向で対向する２側面に２つの吸込口６，７が形成されている。上記羽根車５は、この２つの吸込口６，７に挟まれるように配置されている。そのため、羽根車５の回転軸５ａに直接連結されたモータ１４は、一方の吸込口７の中央に配置されている。モータ１４は図示しないステイによってファンケーシング８から支持されている。ファンケーシング８は、ファン側吸込口６およびモータ側吸込口７から吸入した空気を本体排気口３に排出するように連通している。

本体吸気口２からファン側吸込口６に通じる第１の風路１１が形成されている。本体吸気口２からモータ側吸込口７に通じる第２の風路１２が形成されている。つまり、２つの風路１１，１２は、本体吸気口２から延びる１本の風路が、ファンケーシング８に遮られて枝分かれするようにして形成されている。

ファン側吸込口６に対面する本体箱体４の内壁面上に平板状の整流板９が立設されている。整流板９は、内壁面に対してほぼ垂直に立設されている。整流板９は、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に沿って設けられ、本体箱体４内に第３の方向のほぼ全長にわたって設けられている。すなわち、整流板９の長さＬは、図２に示されるように、整流板９の長さＬは、本体箱体４の第３の方向に対向する２つの内壁面間の距離と等しくなるようにされている。つまり、整流板９は、本体箱体４内に第３の方向のほぼ全長にわたって設けられている。

モータ１４が駆動すると羽根車５が回転する。本体吸気口２から吸入された吸込流は、分岐してそれぞれ第１の風路１１および第２の風路１２に沿って流れ、ファン側吸込口６およびモータ側吸込口７から遠心式送風機１０に流入し、遠心式送風機１０の内部を経由して本体排気口３から排出される。このとき、第１の風路１１を形成する本体箱体４の内壁面のファン側吸込口に対面する位置に、吸込流を内壁面から引き離し、ファン側吸込口６方向に向かわせる整流手段が設けられているので、ファン側吸込口６における吸込効率が向上する。

次に、整流板９の位置とその効果の関係について詳細に説明する。整流板９の位置を図１のＰ０，Ｐ１，Ｐ２と変化させる実験を行った。ここで、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２の各位置は以下の通りである。つまり、ファン側吸込口６に対面する本体箱体４の内壁面において、ファン側吸込口６の本体吸気口２側の端に対面する位置がＰ０、羽根車５の回転軸の延長線上の位置がＰ１、ファン側吸込口６の本体排気口３側の端に対面する位置がＰ２である。送風装置２０の実使用作動点における整流板９の各設置位置Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２ごとの従来品との比騒音差を図５のグラフに示す。また整流板９の第２の方向の高さをＷ、本体箱体４の第１の風路１１の幅をＢとして、図６に本発明を実施した形態の送風装置の実使用作動点における各Ｗ／Ｂ毎の従来装置との比騒音差をグラフに示す。

図５から判るように、整流板９をＰ１の位置にした条件のとき、つまり本体箱体４の羽根車５の軸の軸線線上の位置に設置した場合に比騒音が最も小さいことがわかる。仮に整流板９をＰ１の位置に設置することが困難な場合は、本発明の実施の効果を得るために、Ｐ１からＰ２の間の位置に整流板９を設置すると良い。

また、図６から判るように、整流板９の第２の方向の高さＷに関しては、本体箱体４の第１の風路１１の本体箱体４の内壁面側の気流を、ファン側吸込口６方向へ整流しつつ、整流板９の設置による本体箱体４の第１の風路１１内の圧力損失の増加に伴う送風装置の風量低下を抑えながら、騒音を小さなものとするには、平板の幅を０．１＜Ｗ／Ｂ＜０．５とするのが良く、なかでもＷ／Ｂ＝０．２とした場合に最も小さな騒音とすることができる。

図７は本実施の形態の送風装置２０における本体箱体４の本体吸気口２付近の流れの様子を示したものである。図８は比較のために示すもので従来の送風装置の本体箱体の本体吸気口付近の流れの様子を示したものである。図７と図８を比較して判るように、従来の吸込流Ｆ１が本体箱体４の内壁面に沿って流れ、風路奥の行き止まりの位置で乱れるのに対し、本実施の形態のものは、ファン側吸込口６に対面する本体箱体４の内壁面側に整流手段として整流板９を立設することで、本体箱体４の内壁面に沿って流れる吸込流Ｆ０は、内壁から離れてファン側吸込口６に向かうので乱れが発生することがない。そして、ファン側吸込口６における吸込効率が向上し、騒音の低減とサージング耐力を強化した送風装置とすることができる。

なお、本実施の形態においては、本体箱体４の第１の方向に対向する２側面に本体吸気口２と本体排気口３とが形成されているが、本体吸気口２と本体排気口３とは必ずしも対向する面に設けられてなくともよい。

実施の形態２．
図９は本発明にかかる送風装置の実施の形態２の横断面図である。本実施の形態の送風装置２１においては、実施の形態１のＰ１の位置に実施の形態１の平板状の整流板９に替えて三角柱状の整流手段１９が設けられている。三角柱状の整流手段１９は、内壁面に対して直立して吸込流の流れに対向する対向面を有し、本体箱体４内に第３の方向のほぼ全長にわたって設けられている。このような三角柱状の整流手段１９でも実施の形態１の整流板９と概略同様の効果を得ることができるとともに、内壁面の強度の向上、ひいては本体箱体４の強度の向上に寄与することができる。

実施の形態３．
図１０は本発明にかかる送風装置の実施の形態３の横断面図である。本実施の形態の送風装置２２においては、実施の形態１のＰ１の位置に対向面が位置するように段差状の整流板２９が設けられている。段差状の整流板２９は、内壁面に対して直立して吸込流の流れに対向する対向面を有し、この対向面が本体箱体４内の第３の方向にほぼ全長にわたって形成されるように設けられている。このような段差状の整流板２９でも実施の形態１の整流板９と概略同様の効果を得ることができるとともに、第１の風路１１内の無駄な空間が埋められてファン側吸込口６における吸込効率をさらに向上させることができる。

実施の形態４．
図１１は本発明にかかる送風装置の実施の形態４の横断面図である。本実施の形態の送風装置２３においては、実施の形態１のＰ１の位置に実施の形態１の平板状の整流板９に替えて中空円柱状の整流手段３９が設けられている。中空円柱状の整流手段３９は、他の実施の形態と同様に、本体箱体４内に第３の方向のほぼ全長にわたって設けられている。このような中空円柱状の整流手段３９は、平面の対向面を持たないので整流作用は若干劣るが所定の効果を得ることができる。そして、材料として市販の丸棒を用いることができるので、コストダウンを図ることができる。

なお、上述の実施の形態１から４において、各整流手段は、送風装置の騒音を低減する目的で、グラスウール・ロックウール・軟質ウレタンフォーム等の多孔質吸音材料で作製されてもよい。またプラスチック粒子を部分的に加熱溶着した薄板構造の多孔質構造体にて作製されてもよい。

本発明にかかる送風装置の実施の形態１の横断面図である。 図１のII-II線に沿う矢視断面図である。 図１のIII-III線に沿う矢視断面図である。 図１のIV-IV線に沿う羽根車の矢視断面図である。 実施の形態１の送風装置の実使用作動点における整流板の各設置位置Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２ごとの従来品との比騒音差をグラフに示す図である。 実施の形態１の送風装置の実使用作動点における各Ｗ／Ｂ毎の従来品との比騒音差をグラフに示す図である。 本実施の形態の送風装置における本体箱体の本体吸気口付近の流れの様子を示す模式図である。 従来の送風装置の本体箱体の本体吸気口付近の流れの様子を示す模式図である。 本発明にかかる送風装置の実施の形態２の横断面図である。 本発明にかかる送風装置の実施の形態３の横断面図である。 本発明にかかる送風装置の実施の形態４の横断面図である。

符号の説明

１ ダクト接続部品
２ 本体吸気口
３ 本体排気口
４ 本体箱体
５ 羽根車（遠心式ファン）
５ａ 回転軸
５ｂ 羽根
６ ファン側吸込口
７ モータ側吸込口
８ ファンケーシング
９ 整流板（整流手段）
１０ 遠心式送風機
１１ 第１の風路
１２ 第２の風路
１４ モータ
１９ 三角柱状の整流手段
２０ 送風装置
２９ 段差状の整流板
３９ 中空円柱状の整流手段
Ｆ０ 従来の吸込流
Ｆ１ 実施例の吸込流

Claims (8)

1. 一側面に本体吸気口が形成され、他のいずれかの側面に本体排気口が形成された本体箱体と、前記一側面と略直角をなす側面を有し、モータ側吸込口及びファン側吸入口とが対向するように設けられた遠心式送風機と、前記本体吸気口から前記ファン側吸込口に通じる前記第１の風路に設けられた整流手段とを備えることを特徴とする送風装置。
2. 前記整流手段は、前記本体箱体の内壁面に沿って設けられていることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
3. 前記整流手段は、前記第１の風路に面する内壁面のほぼ全長にわたって設けられていることを特徴とする請求項２に記載の送風装置。
4. 前記整流手段は、前記第１の風路内でファンの中央に相当する位置からファン側吸入口の本体排気側の端に相当する位置までの間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
5. 前記整流手段は、整流板であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の送風装置。
6. 前記整流手段は、前記本体箱体の内壁面に設けられた段であることを特徴とする請求項２または３に記載の送風装置。
7. 前記整流板の高さＷと、前記第１の風路の高さＢとの関係が、
   ０．１＜Ｗ／Ｂ＜０．５である
   ことを特徴とする請求項５に記載の送風装置。
8. 前記整流手段は、吸音材料で作製されている
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の送風装置。

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