JP2010007632A - Vortex flow blower - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vortex flow blower reduced in noise. <P>SOLUTION: A vortex flow blower comprises a casing 12 provided with an arc-shaped still flow path 20, and an impeller 14 provided with a plurality of blades 17 corresponding to the still flow path 20, wherein the casing 12 is provided with an intake flow path 21 communicated with one end part of the still flow path 20, and a discharge flow path 22 communicated with the other end part. To an intake side conducting surface 25 forming one end surface of the still flow path 20 and a discharge side conducting surface 26 forming the other end surface of the still flow path 20, scattered reflection parts 30a and 30b are provided, respectively. The scattered reflection parts 30a and 30b scatter blower-related sound within the still flow path 20 to prevent the still flow path 20 from generating resonance phenomena. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は羽根車の回転により連続的に空気に運動エネルギーを与えて空気を圧送する渦流ブロワに関する。   The present invention relates to a vortex blower that continuously feeds air by applying kinetic energy to the air by rotation of an impeller.

渦流ブロワつまり渦流送風機は、円弧状の静止流路が形成されたケーシングと、この静止流路に対応させて円周方向に所定の間隔毎に複数の羽根つまりブレードが設けられた羽根車とを有しており、羽根車はケーシングに回転自在に装着される。ケーシングには静止流路の一端部に連通する吸込流路と、静止流路の他端部に連通する吐出流路とが設けられている。羽根車を回転させると、吸込流路から流入した空気は羽根車のブレード相互間を内周から外周に向かって増速されて静止流路に流入し、静止流路内を円周方向に案内されて減速、昇圧される過程と、再度ブレード相互間に流入する過程とが繰り返され、流入空気は羽根車により繰り返し運動エネルギーが与えられて加圧される。加圧された空気は、吐出流路を介して外部に吐出されることになる。ケーシングには静止流路の両端部間を仕切る隔壁がブレードに対向するように設けられており、この隔壁により吸込流路と吐出流路との羽根車側の開口部が仕切られ、吸込流路と吐出流路とが直接連通しないようになっている。   The vortex blower, that is, the vortex blower, includes a casing in which an arcuate stationary flow path is formed, and an impeller provided with a plurality of blades, that is, blades at predetermined intervals in the circumferential direction corresponding to the stationary flow path. And the impeller is rotatably mounted on the casing. The casing is provided with a suction channel that communicates with one end of the static channel and a discharge channel that communicates with the other end of the static channel. When the impeller is rotated, the air flowing in from the suction passage is accelerated between the blades of the impeller from the inner periphery to the outer periphery, flows into the stationary passage, and guides the stationary passage in the circumferential direction. Then, the process of decelerating and increasing the pressure and the process of flowing again between the blades are repeated, and the inflowing air is pressurized by being repeatedly given kinetic energy by the impeller. The pressurized air is discharged to the outside through the discharge channel. The casing is provided with a partition partitioning the opposite ends of the stationary flow path so as to face the blade. The partition separates the opening on the impeller side of the suction flow path and the discharge flow path. And the discharge channel are not in direct communication.

このような構造の渦流ブロワは、単位羽根車外径当たりの仕事を表す圧力係数が遠心式ブロワに比して高く小型軽量化できることから、一般産業機械における比較的小容量の空気動力源として広く使用されている。渦流ブロワの使用形態としては、吐出流路から吐出される正圧空気を利用する場合と、吸込流路に発生する負圧を利用する場合とがある。例えば、工作機械の切粉を取り除くために渦流ブロワが使用されるときには正圧空気が利用され、ワークを吸着搬送するために渦流ブロワが使用されるときには吸込流路に発生する負圧空気が利用される。   The vortex blower with such a structure is widely used as a relatively small-capacity air power source in general industrial machines because the pressure coefficient representing the work per unit impeller outer diameter is higher than that of a centrifugal blower and can be reduced in size and weight. Has been. As a usage form of the vortex blower, there are a case where positive pressure air discharged from the discharge passage is used and a case where negative pressure generated in the suction passage is used. For example, when vortex blowers are used to remove machine tool chips, positive pressure air is used. When vortex blowers are used to suck and convey workpieces, negative pressure air generated in the suction flow path is used. Is done.

このような渦流ブロワとしては、特許文献1に記載されるように、静止流路に対向する環状溝が設けられたシュラウドを有し、シュラウドに設けられた複数のブレードにより環状溝を円周方向に所定の間隔毎に区画するようにしたタイプがある。さらに、渦流ブロワには、特許文献2に記載されるように、ケーシングに羽根車を介して装着されるケーシングカバーの内面にも静止流路を形成するようにしたタイプがある。ブレードの形態としては、ブレードが羽根車の径方向に真っ直ぐに伸びたストレート型、およびブレードの内面を回転方向に湾曲させるとともにブレードの先端面を径方向に沿って屈曲させてブレードを三次元形状に湾曲させた湾曲型等がある。
特許第2680136号公報 特開平4−228899号公報
As described in Patent Document 1, such a vortex blower has a shroud provided with an annular groove facing a stationary flow path, and the annular groove is circumferentially formed by a plurality of blades provided in the shroud. There is a type that is divided at predetermined intervals. Furthermore, as described in Patent Document 2, the vortex blower includes a type in which a stationary flow path is also formed on the inner surface of a casing cover attached to the casing via an impeller. As for the form of the blade, the blade is a straight type that extends straight in the radial direction of the impeller, and the blade inner surface is curved in the rotational direction and the tip surface of the blade is bent along the radial direction to form the blade in a three-dimensional shape. There is a curved type or the like.
Japanese Patent No. 2680136 JP-A-4-228899

渦流ブロワにおいては、駆動時の騒音発生を抑制することが重要な解決課題となっている。渦流ブロワの騒音には、流れの乱れによる比較的周波数の低い流動音と、羽根車のブレードと隔壁の干渉による圧力変動に起因した風切り音とがある。風切り音は、ブレード枚数に回転数を乗じた周波数およびその整数倍の高次元の周波数の騒音で構成される周波数特性を持っており、上記流動音に比して騒音レベルが大きいので、渦流ブロワの騒音を低減するには、風切り音を低減する必要がある。風切り音の発生メカニズムは、ブレードと隔壁の圧力干渉により発力変動が発生し、それにより音が発生していると従来から考えられていた。   In the vortex blower, it is an important solution to suppress noise generation during driving. The noise of the vortex blower includes a flow noise having a relatively low frequency due to the turbulence of the flow and a wind noise caused by pressure fluctuation due to the interference between the impeller blade and the partition wall. The wind noise has a frequency characteristic composed of noise with a frequency obtained by multiplying the number of blades by the number of rotations and a high-order frequency that is an integral multiple of the frequency. The noise level is higher than that of the above-mentioned flow sound. In order to reduce the noise of the wind, it is necessary to reduce the wind noise. The wind noise generation mechanism has conventionally been thought to be due to fluctuations in power generated due to pressure interference between the blade and the partition wall, thereby generating sound.

そこで、風切り音を低減するために、これまでは、吸音材を用いた摩擦式吸音器を吸込流路と吐出流路とに設けるようにし、特定周波数の風切り音を低減するのに有効な種々の共鳴型吸音器が渦流ブロワについて提案されている。特許文献2に記載された渦流ブロワにおいては、吸込流路と吐出流路の羽根車側の開口部内面や隔壁に吸音材を配置することにより風切り音を低減するようにしている。   In order to reduce wind noise, various frictional sound absorbers using a sound absorbing material have been provided in the suction flow path and the discharge flow path so far, and are effective for reducing wind noise at a specific frequency. Resonant sound absorbers have been proposed for eddy current blowers. In the vortex blower described in Patent Document 2, wind noise is reduced by disposing a sound absorbing material on the inner surface of the opening and the partition wall on the impeller side of the suction flow channel and the discharge flow channel.

特許文献1に記載される渦流ブロワにおいては、吸込流路と吐出流路の開口部に対向するガイドを隔壁に設けることにより騒音を低減するようにしており、吸込流路側のガイドをその先端が羽根車の外周部からブレードと干渉するように傾斜させ、吐出流路側のガイドをその先端が羽根車の内周部からブレードと干渉するように傾斜させている。これにより、吸込流路から静止流路内に入る空気の流れと、静止流路内から吐出流路に向かう空気の流れをスムーズにして騒音発生を低減するようにしている。このように、従来では、隔壁に設けられたガイドの先端面を傾斜させてブレードと隔壁との干渉により発生する圧力変動の時間を長くして圧力を徐々に変化させるようにしたり、発生した周波数の高い騒音に対して吸音材や共鳴型吸音器により音を減衰させることにより、渦流ブロワの低騒音化、静音化の対策が施されているが、渦流ブロワの騒音を低減するには限度があった。特に、風切り音の卓越周波数が下がらないという問題点があった。   In the vortex blower described in Patent Document 1, noise is reduced by providing a guide facing the suction channel and the opening of the discharge channel in the partition wall, and the guide on the suction channel side has a tip at the tip. The guide is inclined from the outer peripheral portion of the impeller so as to interfere with the blade, and the guide on the discharge channel side is inclined so that the tip thereof interferes with the blade from the inner peripheral portion of the impeller. Thereby, the flow of air entering the stationary flow path from the suction flow path and the flow of air from the stationary flow path toward the discharge flow path are smoothed to reduce noise generation. In this way, conventionally, the tip surface of the guide provided on the partition wall is inclined to increase the pressure fluctuation time generated by the interference between the blade and the partition wall, so that the pressure is gradually changed, or the generated frequency Measures have been taken to reduce the noise and silence of the vortex blower by attenuating the sound with a sound-absorbing material and a resonance type sound absorber for high noise, but there are limits to reducing the noise of the vortex blower there were. In particular, there is a problem that the dominant frequency of wind noise does not decrease.

この理由を探求するために、渦流ブロワの円弧状の静止流路内に単一周波数の純音を流し、吸込流路側と吐出流路側との間に静止流路に沿ってマイクを移動させて集音する実験を行った。その結果、特定の周波数においては振幅の上下が揃い腹と節とが明確に分かる波形が検出された。その周波数と相違した周波数の純音を静止流路内に流すと、波形の振幅の上下が揃わず、波形の腹と節とが判別できない状態となった。この結果、特定の周波数の音が静止流路と音響的に共鳴していると考えられる。   In order to investigate this reason, pure sound of a single frequency is caused to flow in the arc-shaped static flow path of the vortex blower, and the microphone is moved along the static flow path between the suction flow path side and the discharge flow path side and collected. A sound experiment was conducted. As a result, at a specific frequency, a waveform in which the top and bottom of the amplitude were uniform and the antinodes and nodes were clearly understood was detected. When a pure tone having a frequency different from that frequency was passed through the stationary flow path, the amplitude of the waveform was not aligned, and the antinode and node of the waveform could not be distinguished. As a result, it is considered that sound of a specific frequency is acoustically resonating with the stationary flow path.

ケーシングには吸込流路から静止流路の一端部に流れ込む空気をスムーズに誘導するために湾曲した吸込側誘導面が形成され、静止流路の他端部から吐出流路に吐出する空気をスムーズに誘導するために湾曲した吐出側誘導面が形成されており、それぞれの誘導面は円弧状の静止流路の端面を形成している。したがって、静止流路は両端面が設けられた気柱ないし管路と等価な共鳴周波数を持っていると考えられる。管路の共鳴周波数は、音の進行波と管路の端面からの反射波が位相的に一致して重なったときに、波形が進行せずにその場に止まって振動しているように見える状態の波形のことであり、定在波と呼ばれる。定在波は同位相の波の重ね合わせなので、音圧を示す振幅は元の波形よりも増幅される。このように、管路で発生した音が管路の共鳴周波数である定在波と一致したときに音が増幅されると考えられる。吸込流路と吐出流路はそれぞれ反射面となる誘導面に対向してケーシングに設けられているので、増幅された音はそのまま外部に放射させることになる。   The casing is formed with a curved suction-side guide surface to smoothly guide the air flowing from the suction flow path to one end of the static flow path, and the air discharged from the other end of the static flow path to the discharge flow path is smooth. The discharge-side guide surfaces are curved so as to be guided to each other, and each guide surface forms an end face of an arcuate stationary flow path. Therefore, it is considered that the static flow path has a resonance frequency equivalent to an air column or pipe line provided with both end faces. The resonance frequency of the pipe appears to stop and vibrate when the sound traveling wave and the reflected wave from the end face of the pipe overlap in phase. It is a state waveform and is called a standing wave. Since the standing wave is a superposition of in-phase waves, the amplitude indicating the sound pressure is amplified more than the original waveform. In this way, it is considered that the sound is amplified when the sound generated in the pipe matches the standing wave that is the resonance frequency of the pipe. Since the suction flow path and the discharge flow path are respectively provided in the casing so as to face the guide surface serving as the reflection surface, the amplified sound is directly radiated to the outside.

定在波の周波数は、流路が真っ直ぐな直管のように端面に対して平面波が垂直に入射する場合には、音場を一次元として考えられるので、管路の端面が閉塞されている場合の定在波の周波数つまり共鳴周波数は、以下の式により求められる。つまり、定在波の周波数fは、音速をCとし、直管の長さをLとすると、f=(2m−1)C/(4L)となる。ただし、mは整数である。   The frequency of the standing wave is considered to be one-dimensional sound field when the plane wave is perpendicular to the end face like a straight pipe with a straight channel, so the end face of the pipe is blocked. In this case, the frequency of the standing wave, that is, the resonance frequency is obtained by the following equation. That is, the frequency f of the standing wave is f = (2m−1) C / (4L) where C is the speed of sound and L is the length of the straight pipe. However, m is an integer.

渦流ブロワの静止流路は湾曲した円弧状の流路となって管路形状をしており、静止流路の両端面を形成する湾曲面で音の反射が起こり、直管と同様に定在波が存在していると考えられる。風切り音の卓越周波数が静止流路の共鳴周波数と一致しないように渦流ブロワを設計するには、羽根車径により決まる静止流路の長さと、卓越音の周波数を決定させる羽根車の回転数と、羽根車のブレード枚数が変数となる。したがって、羽根車が常に一定の回転数で駆動されるのであれば、風切り音の周波数を管路の共鳴周波数からずらすことが可能となる。   The stationary flow path of the vortex blower is a curved arc-shaped flow path and has a pipe shape. Sound is reflected on the curved surfaces that form both end faces of the static flow path, and it is fixed like a straight pipe. Waves are thought to exist. To design a vortex blower so that the dominant frequency of wind noise does not match the resonant frequency of the stationary flow path, the length of the stationary flow path determined by the impeller diameter and the rotation speed of the impeller that determines the frequency of the dominant sound The number of blades of the impeller is a variable. Therefore, if the impeller is always driven at a constant rotation speed, the frequency of wind noise can be shifted from the resonance frequency of the pipe.

しかしながら、渦流ブロワは最適運転するために回転数を変化するように制御されるので風切り音の周波数は一定ではない。しかも、渦流ブロワの作動原理が流体の剪断力を利用して昇圧させていることから作動流体の摩擦熱の増加によって流体の温度は上昇することになり、温度上昇により音速が増加すると波長が長くなり、静止流路の共鳴周波数が変化することになる。このため、吸音器や消音材によって渦流ブロワが使用される全ての運転状態における卓越音を低減することは困難である。   However, the frequency of the wind noise is not constant because the vortex blower is controlled so as to change the rotation speed for optimal operation. Moreover, since the operating principle of the vortex blower boosts the pressure using the shearing force of the fluid, the temperature of the fluid rises due to an increase in the frictional heat of the working fluid. As a result, the resonance frequency of the stationary flow path changes. For this reason, it is difficult to reduce the prevailing sound in all operating states in which the vortex blower is used by the sound absorber or the silencer.

本発明は上述した騒音発生のメカニズムの解明に基づき、風切り音による静止流路の共鳴現象の発生を防止することによって、渦流ブロワの騒音を低減することが可能であることが判明してなされたものである。   Based on the elucidation of the mechanism of noise generation described above, the present invention has been found to be able to reduce the noise of a vortex blower by preventing the occurrence of a resonance phenomenon of a stationary flow path due to wind noise. Is.

本発明の目的は、騒音を軽減することができる渦流ブロワを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a vortex blower that can reduce noise.

本発明の渦流ブロワは、円弧状の静止流路が設けられたケーシングと、前記静止流路に対応させて円周方向に所定の間隔毎に複数のブレードが設けられ電動機により駆動される羽根車とを有する渦流ブロワであって、前記ケーシングに前記静止流路の一端部に連通して設けられ、外部から前記静止流路に空気を案内する吸込流路と、前記ケーシングに前記静止流路の他端部に連通して設けられ、前記静止流路から加圧空気を外部に案内する吐出流路と、前記静止流路の一方の端面を形成し前記吸込流路から前記静止流路へ空気を誘導する吸込側誘導面と、前記静止流路の他方の端面を形成し前記静止流路から前記吐出流路へ空気を誘導する吐出側誘導面との少なくともいずれか一方に設けられる乱反射部とを有することを特徴とする。   The vortex blower of the present invention includes a casing provided with an arc-shaped stationary flow path, and an impeller driven by an electric motor provided with a plurality of blades at predetermined intervals in the circumferential direction corresponding to the stationary flow path. A suction flow path that is provided in communication with one end of the stationary flow path in the casing and that guides air from the outside to the stationary flow path; and A discharge channel that is provided in communication with the other end and guides pressurized air from the stationary channel to the outside, and forms one end surface of the stationary channel and air from the suction channel to the stationary channel A diffuse reflection portion provided on at least one of a suction side guide surface that guides air and a discharge side guide surface that forms the other end face of the static flow path and guides air from the static flow path to the discharge flow path; It is characterized by having.

本発明の渦流ブロワは、前記吸込側誘導面と前記吐出側誘導面の両方に前記乱反射部を設けることを特徴とする。本発明の渦流ブロワは、前記乱反射部は流路の中心に向けて突出するとともに空気の流れ方向に伸びる突起であることを特徴とする。本発明の渦流ブロワは、前記突起の高さは前記突起の長手方向の中央部から両端部に向けて徐々に低いことを特徴とする。本発明の渦流ブロワは、前記突起の側面を凹面状に湾曲させることを特徴とする。   The vortex blower of the present invention is characterized in that the irregular reflection portions are provided on both the suction side guide surface and the discharge side guide surface. In the vortex blower of the present invention, the irregular reflection portion is a protrusion that protrudes toward the center of the flow path and extends in the air flow direction. The vortex blower according to the present invention is characterized in that the height of the protrusion is gradually lower from the center in the longitudinal direction of the protrusion toward both ends. The vortex blower of the present invention is characterized in that the side surface of the protrusion is curved in a concave shape.

本発明によれば、静止流路の端面を形成する誘導面に乱反射部を設けたので、ブレードと隔壁の干渉による発力変動に起因し静止流路の端面に進行する風切り音は乱反射部に当たって乱反射し、風切り音とは位相が相違した状態となって静止流路に反射することになる。これにより、静止流路の共鳴周波数と一致した周波数の風切り音が発生しても、静止流路における共鳴現象の発生が防止されて卓越音の発生が防止され、渦流ブロワの騒音を低減することができる。   According to the present invention, since the irregular reflection part is provided on the guide surface that forms the end face of the static flow path, the wind noise that travels to the end face of the static flow path due to the fluctuation of the force generated by the interference between the blade and the partition wall hits the irregular reflection part. It is diffusely reflected and reflected in the stationary flow path in a state that is different in phase from the wind noise. As a result, even if a wind noise with a frequency that matches the resonance frequency of the stationary flow path is generated, the resonance phenomenon in the stationary flow path is prevented and the generation of dominant noise is prevented, thereby reducing the noise of the vortex blower. Can do.

乱反射部は吐出側誘導面と吸込側誘導面のいずれか一方に設けることによって風切り音に起因した騒音を低減することができるが、両方の誘導面に乱反射部を設けることによって騒音の低減効果をより高めることができる。加圧される空気は静止流路と羽根車内を見かけ上では螺旋状に流れ、流路の中心部の流速は低いので、流路の中心に向けて突出するとともに空気の流れ方向に伸びる突起により乱反射部を形成することにより、乱反射部による流路内の圧力損失を小さくしつつ騒音の発生を低減することができる。突起の高さをその突起の長手方向の中央部から両端部に向けて徐々に低くしたり、突起の側面を凹面状に湾曲させたりすることにより、流路内の圧力損失を小さくしつつ騒音の発生を低減することができる。   By providing the irregular reflection part on either the discharge-side guide surface or the suction-side guide surface, noise caused by wind noise can be reduced, but by providing irregular reflection parts on both guide surfaces, the noise reduction effect can be achieved. Can be increased. The pressurized air flows spirally in the static flow path and the impeller, and the flow velocity at the center of the flow path is low, so that it protrudes toward the center of the flow path and extends in the air flow direction. By forming the irregular reflection portion, it is possible to reduce the generation of noise while reducing the pressure loss in the flow path due to the irregular reflection portion. Noise is reduced while reducing the pressure loss in the flow path by gradually lowering the height of the protrusion from the central part of the protrusion in the longitudinal direction toward both ends, or by curving the side surface of the protrusion concavely. Can be reduced.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態である渦流ブロワを示す一部切欠き斜視図であり、図2は図1に示された渦流ブロワの一部を示す縦断面図であり、図3は図2における3−3線断面図であり、図4(A)は羽根車の内面を示す正面図であり、図4(B)は羽根車の変形例を示す正面図であり、図5(A)は図4(A)における5A−5A線断面図であり、図5(B)は図4(B)における5B−5B線断面図であり、図5(C)はブレードの変形例を示す断面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a partially cutaway perspective view showing a vortex blower according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a part of the vortex blower shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2, FIG. 4 (A) is a front view showing the inner surface of the impeller, FIG. 4 (B) is a front view showing a modification of the impeller, and FIG. 4A is a sectional view taken along line 5A-5A in FIG. 4A, FIG. 5B is a sectional view taken along line 5B-5B in FIG. 4B, and FIG. It is sectional drawing shown.

この渦流ブロワは、図1に示されるように、台座10に取り付けられる電動機11を有し、電動機11にはケーシング12が組み付けられるようになっている。電動機11は誘導電動機が使用されており、インバータにより回転数が制御される。図1および図2に示されるように、ケーシング12は電動機11の回転軸13が回転自在に装着されるディスク部12aと、ディスク部12aの外側に一体に設けられた湾曲部12bと、湾曲部12bの外側に一体に設けられた円筒部12cとを有している。回転軸13には羽根車14が取り付けられており、羽根車14は電動機11により回転駆動される。羽根車14は回転軸13に固定されるディスク部15aと湾曲部12bに対向する湾曲部15bとが設けられたシュラウド15を有し、湾曲部15bの内面には環状溝16が形成されている。この環状溝16はシュラウド15の湾曲部15b内に円周方向に所定の間隔毎に設けられる複数の羽根つまりブレード17により区画されており、ブレード17相互間は遠心溝18となっている。ケーシング12の円筒部12cにはケーシングカバー19が取り付けられ、羽根車14はケーシングカバー19により覆われている。   As shown in FIG. 1, this vortex blower has an electric motor 11 attached to a pedestal 10, and a casing 12 is assembled to the electric motor 11. As the electric motor 11, an induction motor is used, and the rotation speed is controlled by an inverter. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the casing 12 includes a disk portion 12 a on which the rotating shaft 13 of the electric motor 11 is rotatably mounted, a bending portion 12 b integrally provided outside the disk portion 12 a, and a bending portion. And a cylindrical portion 12c provided integrally on the outside of 12b. An impeller 14 is attached to the rotating shaft 13, and the impeller 14 is rotationally driven by the electric motor 11. The impeller 14 has a shroud 15 provided with a disk portion 15a fixed to the rotating shaft 13 and a curved portion 15b facing the curved portion 12b. An annular groove 16 is formed on the inner surface of the curved portion 15b. . The annular groove 16 is partitioned by a plurality of blades or blades 17 provided at predetermined intervals in the circumferential direction in the curved portion 15 b of the shroud 15, and a centrifugal groove 18 is formed between the blades 17. A casing cover 19 is attached to the cylindrical portion 12 c of the casing 12, and the impeller 14 is covered with the casing cover 19.

ケーシング12の湾曲部12bの内面には、図1〜図3に示されるように、円弧状の静止流路20が形成されている。この静止流路20の一端部に連通させて吸込流路21がケーシング12に設けられ、静止流路20の他端部に連通させて吐出流路22がケーシング12に設けられている。図3に示されるように、吸込流路21は静止流路20の一端部に連通する連通開口部21aを有し、吐出流路22は静止流路20の他端部に連通する連通開口部22aを有し、それぞれの連通開口部21a,22aの間には、吸込流路21と吐出流路22とを仕切る隔壁23が設けられている。   As shown in FIGS. 1 to 3, an arcuate stationary flow path 20 is formed on the inner surface of the curved portion 12 b of the casing 12. A suction flow path 21 is provided in the casing 12 in communication with one end portion of the static flow path 20, and a discharge flow path 22 is provided in the casing 12 in communication with the other end portion of the static flow path 20. As shown in FIG. 3, the suction channel 21 has a communication opening 21 a that communicates with one end of the stationary channel 20, and the discharge channel 22 communicates with the other end of the stationary channel 20. A partition wall 23 that partitions the suction flow path 21 and the discharge flow path 22 is provided between the communication openings 21a and 22a.

吸込流路21は回転軸13にほぼ平行となって電動機11に沿って伸びており、図1に示されるように、吸込流路21の先端部には図示しない吸込配管を接続するための吸込口21bが設けられ、吸込配管を介して吸込流路21には外部から空気が供給される。吐出流路22は吸込流路21とほぼ平行となって電動機11に沿って伸びており、先端部には図示しない吐出配管を接続するための吐出口が設けられている。図1に示されるように、吸込流路21には消音器24が組み込まれており、吐出流路22にも図示しない消音器が組み込まれている。   The suction passage 21 extends along the electric motor 11 so as to be substantially parallel to the rotary shaft 13, and as shown in FIG. 1, a suction pipe for connecting a suction pipe (not shown) to the tip of the suction passage 21. An opening 21b is provided, and air is supplied from the outside to the suction flow path 21 through the suction pipe. The discharge flow path 22 extends substantially along the electric motor 11 in parallel with the suction flow path 21, and a discharge port for connecting a discharge pipe (not shown) is provided at the tip. As shown in FIG. 1, a silencer 24 is incorporated in the suction passage 21, and a silencer (not shown) is also incorporated in the discharge passage 22.

ブレード17は、図4(A)および図5(A)に示されるように羽根車14の回転方向前方側が凹面17aとなるように湾曲した湾曲型となっており、ブレード17の先端面は図4(A)に示されるように径方向中央部17bから径方向両端部に向けて回転方向前方側に迫り出すように屈曲している。羽根車14を電動機11により回転駆動すると、吸込流路21により案内されて静止流路20から羽根車14内に流入した空気は、羽根車14のブレード17相互間の遠心溝18を内周から外周に向かって増速されて静止流路20に流入し、静止流路20内を円周方向に案内されて減速、昇圧される過程と、再度遠心溝18内に流入する過程とが繰り返される。このようにして渦流ブロワ内において空気は螺旋状に流れながら、繰り返して運動エネルギーが羽根車14により与えられて加圧される。加圧された空気は、吐出流路22を介して外部に案内される。図2および図3においては、羽根車14内における空気の流れが実線で示され、静止流路20内における空気の流れが破線で示されている。図4(A)および図5(A)に示されるようにブレード17が湾曲型の場合には、羽根車14は回転方向性を持っており、ブレード17の凹面側が回転方向前方を向くように回転駆動される。   As shown in FIGS. 4A and 5A, the blade 17 is a curved type that is curved so that the front side in the rotational direction of the impeller 14 becomes a concave surface 17a. 4 (A), it is bent so as to protrude toward the front side in the rotational direction from the radial center portion 17b toward both ends in the radial direction. When the impeller 14 is rotationally driven by the electric motor 11, the air that is guided by the suction flow path 21 and flows into the impeller 14 from the stationary flow path 20 passes through the centrifugal groove 18 between the blades 17 of the impeller 14 from the inner periphery. The speed is increased toward the outer periphery and flows into the stationary flow path 20, and the process of decelerating and increasing the pressure while being guided in the circumferential direction in the stationary flow path 20 and the process of flowing into the centrifugal groove 18 again are repeated. . In this manner, while air flows spirally in the vortex blower, kinetic energy is repeatedly applied by the impeller 14 and pressurized. The pressurized air is guided to the outside through the discharge flow path 22. 2 and 3, the air flow in the impeller 14 is indicated by a solid line, and the air flow in the stationary flow path 20 is indicated by a broken line. As shown in FIGS. 4A and 5A, when the blade 17 is a curved type, the impeller 14 has rotational directionality so that the concave surface side of the blade 17 faces forward in the rotational direction. Driven by rotation.

図4(B)および図5(B)は、ストレート型のブレード17が設けられた羽根車14を示しており、それぞれのブレード17は径方向に真っ直ぐに伸びている。このタイプのブレード17が設けられた羽根車14は、回転方向に対称形状となってブレード17が設けられているので、電動機11を逆転させると、吸込流路21が吐出流路となり、吐出流路22が吸込流路となる。図5(C)はストレート型のブレード17の変形例であり、ブレード17の回転方向背面側には傾斜面17cが設けられている。このように、図1および図2に示される渦流ブロワの羽根車14としては、上述したいずれのタイプを適用することができる。   4 (B) and 5 (B) show an impeller 14 provided with straight blades 17, and each blade 17 extends straight in the radial direction. The impeller 14 provided with this type of blade 17 has a symmetrical shape in the rotational direction and is provided with the blade 17. Therefore, when the motor 11 is reversed, the suction flow path 21 becomes the discharge flow path, and the discharge flow The path 22 becomes a suction flow path. FIG. 5C shows a modification of the straight blade 17, and an inclined surface 17 c is provided on the back side in the rotational direction of the blade 17. Thus, as the impeller 14 of the vortex blower shown in FIGS. 1 and 2, any of the above-described types can be applied.

図6は図3における6−6線拡大断面図であり、図7(A)は図6における7A−7A線断面図であり、図7(B)は図6における7B−7B線断面図であり、図7(C)は図6における7C−7C線断面図である。   6 is an enlarged sectional view taken along line 6-6 in FIG. 3, FIG. 7A is a sectional view taken along line 7A-7A in FIG. 6, and FIG. 7B is a sectional view taken along line 7B-7B in FIG. FIG. 7C is a cross-sectional view taken along line 7C-7C in FIG.

図6および図7に示されるように、吸込流路21と吐出流路22は静止流路20に対してほぼ直角方向となっている。したがって、吸込流路21から静止流路20にはほぼ直角方向となって空気が流入することになり、吸込流路21から静止流路20に流入する空気の姿勢をスムーズに誘導するために、ケーシング12には球内面形状に湾曲した吸込側誘導面25が設けられている。同様に、静止流路20から吐出流路22に吐出する空気の姿勢をスムーズに誘導するためにケーシング12には球内面形状に湾曲した吐出側誘導面26が設けられている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the suction flow path 21 and the discharge flow path 22 are substantially perpendicular to the stationary flow path 20. Therefore, air flows from the suction flow channel 21 to the stationary flow channel 20 in a substantially perpendicular direction, and in order to smoothly guide the posture of the air flowing from the suction flow channel 21 to the stationary flow channel 20, The casing 12 is provided with a suction-side guide surface 25 that is curved into a spherical inner surface shape. Similarly, in order to smoothly guide the posture of the air discharged from the stationary flow path 20 to the discharge flow path 22, the casing 12 is provided with a discharge-side guide surface 26 that is curved into a spherical inner surface shape.

吐出側誘導面26にはブレード17と隔壁23の圧力干渉による圧力変動により発生する風切り音の進行波を乱反射させる乱反射部30aが設けられている。この乱反射部30aは吐出側誘導面26の中心部に向けて突出する突起31により形成されており、この突起31は吐出側誘導面26の静止流路20側の端部から連通開口部22aを介して吐出流路22の内部にまで空気の流れ方向に沿って伸びている。突起31の峰となっている頂点部つまり先端部32は、図7(A)に示されるように、静止流路20の中心部に対応する部分つまり先端部の長手方向中央部が吐出側誘導面26から最も高くなっている。突起31は、図7(B),(C)に示されるように、突起31の高さは長手方向中央部から両端部側に向かうに従って徐々に低くなっている。   The discharge-side guide surface 26 is provided with an irregular reflection portion 30 a that irregularly reflects a traveling wave of wind noise generated by pressure fluctuation caused by pressure interference between the blade 17 and the partition wall 23. The irregular reflection portion 30a is formed by a protrusion 31 protruding toward the center of the discharge side guide surface 26. The protrusion 31 extends from the end of the discharge side guide surface 26 on the stationary flow path 20 side to the communication opening 22a. It extends along the flow direction of the air to the inside of the discharge flow path 22 through. As shown in FIG. 7 (A), the apex portion that is the peak of the protrusion 31, that is, the tip portion 32, is the portion corresponding to the center portion of the stationary flow path 20, that is, the longitudinal center portion of the tip portion. It is highest from surface 26. As shown in FIGS. 7B and 7C, the height of the protrusion 31 gradually decreases from the central portion in the longitudinal direction toward both ends.

渦流ブロワにおける空気の流れは、図3に示されるように、静止流路20と羽根車14内を見かけ上では螺旋状に進んで行くので、突起31を吐出側誘導面26の中心部に向けて突出させても空気の流れに対して抵抗とはならず、圧力損失を小さくすることができる。さらに、突起31の両側面33は凹面状に湾曲して形成されており、空気抵抗の増加を抑制することができる。   As shown in FIG. 3, the air flow in the vortex blower advances spirally in the stationary flow path 20 and the impeller 14, so that the protrusion 31 is directed toward the center of the discharge-side guide surface 26. Even if it protrudes, it does not become resistance with respect to the flow of air, but pressure loss can be made small. Furthermore, both side surfaces 33 of the protrusion 31 are formed to be curved in a concave shape, and an increase in air resistance can be suppressed.

図6に示されるように、吸込側誘導面25にも乱反射部30bが設けられており、この乱反射部30bは乱反射部30aと同様の形状の突起31により形成されている。   As shown in FIG. 6, the suction side guide surface 25 is also provided with an irregular reflection portion 30b, and the irregular reflection portion 30b is formed by a protrusion 31 having the same shape as the irregular reflection portion 30a.

このように、乱反射部30a,30bとしての突起31は空気の流れ方向に沿って高さが徐々に変化するとともに両側面33が凹面状に湾曲ないし傾斜した面となっているので、風切り音の進行波は突起31の各部位によって乱反射して反射条件が変化することになり、進行波と反射波との位相がずらされて静止流路20内における共鳴現象の発生が防止される。渦流ブロワは吐出風量を変化させるために、電動機11の回転数がインバータ制御される。このため、静止流路20の共鳴周波数と一致した風切り音が発生する回転数で羽根車14が回転駆動されることが避けられないが、乱反射部を設けることによって静止流路20における共鳴現象の発生が防止される。これにより、羽根車14がいかなる回転数で駆動されても、渦流ブロワの騒音を低減させることができる。騒音の発生は、吸込側誘導面25と吐出側誘導面26の一方に乱反射部を設けることにより抑制することができるが、両方に設ける方がより抑制効果を高めることができる。なお、図6においては、符号Sの実線矢印が風切り音の進行波を示し、符号Rの破線矢印が反射波を示す。   As described above, the protrusions 31 as the irregular reflection portions 30a and 30b gradually change in height along the air flow direction and the side surfaces 33 are concavely curved or inclined surfaces. The traveling wave is irregularly reflected by each part of the protrusion 31 and the reflection condition changes, and the phase of the traveling wave and the reflected wave is shifted, and the occurrence of the resonance phenomenon in the stationary flow path 20 is prevented. In order for the vortex blower to change the discharge air volume, the rotational speed of the electric motor 11 is inverter-controlled. For this reason, it is inevitable that the impeller 14 is rotationally driven at a rotation speed at which a wind noise that matches the resonance frequency of the stationary flow path 20 is generated. Occurrence is prevented. Thereby, the noise of the vortex blower can be reduced regardless of the rotational speed of the impeller 14. Generation of noise can be suppressed by providing an irregular reflection portion on one of the suction-side guide surface 25 and the discharge-side guide surface 26, but the suppression effect can be further enhanced by providing both. In FIG. 6, a solid line arrow with a symbol S indicates a traveling wave of wind noise, and a broken line arrow with a symbol R indicates a reflected wave.

図8は乱反射部30a,30bの変形例を示す断面図であり、図7(A)に示した部分と同一の部分の断面形状を示す。乱反射部30a,30bを形成する突起31は、その先端部32に凹部34が形成され、凹部34は空気の流れ方向に伸びるとともに、凹部34の深さは突起31の長手方向両端部に向かうに従って浅くなっている。先端部32に凹部34を形成することにより、進行波を乱反射させることによる反射条件をより複雑かつ多様化させることができる。突起31の両側面33を凹面状に湾曲させることなく、平坦な傾斜面とすることによっても乱反射効果を得ることができるが、凹面形状とすることによって流路内の圧力損失を小さくしつつ騒音の発生を低減することができる。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modified example of the irregular reflection portions 30a and 30b, and shows a cross-sectional shape of the same portion as the portion shown in FIG. The protrusion 31 forming the irregular reflection portions 30a and 30b has a recess 34 formed at the tip 32, the recess 34 extends in the air flow direction, and the depth of the recess 34 increases toward both longitudinal ends of the protrusion 31. It is shallow. By forming the concave portion 34 in the tip portion 32, the reflection condition by irregularly reflecting the traveling wave can be made more complicated and diversified. The diffuse reflection effect can also be obtained by making the both side surfaces 33 of the protrusion 31 into a flat inclined surface without curving into a concave shape, but the concave shape makes noise while reducing the pressure loss in the flow path. Can be reduced.

図9は比較例である渦流ブロワについての集音実験の様子を示す模式図であり、図9にはケーシング12の内面が示されている。図9に示すケーシング12の隔壁23裏側には静止流路20の端面を形成する吸込側誘導面と吐出側誘導面が球内面形状となっているが、それぞれの誘導面には乱反射部は設けられていない。このような渦流ブロワの静止流路20にスピーカーから単一周波数の純音を流した状態のもとで、吸込口側と吐出口側との間において太線で示すようにマイクを静止流路20に沿って移動させて集音した。   FIG. 9 is a schematic view showing a state of a sound collection experiment for a vortex blower as a comparative example, and FIG. 9 shows an inner surface of the casing 12. The suction side guide surface and the discharge side guide surface forming the end surface of the stationary flow path 20 are spherically shaped on the back side of the partition wall 23 of the casing 12 shown in FIG. It is not done. Under such a state where a pure sound of a single frequency is passed from the speaker to the stationary flow path 20 of the vortex blower, the microphone is connected to the stationary flow path 20 as indicated by a thick line between the suction port side and the discharge port side. The sound was collected by moving along.

図10は図9で示した比較例についての集音実験の結果を示す波形線図である。図10に示すように、比較例としての渦流ブロワにおいては、特定の周波数の純音を流すと、振幅の上下が揃い腹と節とが明確に分かる波形が検出された。このように、マイクからの流された音が静止流路20の共鳴周波数の定在波と一致すると、騒音が増幅されて外部に放射されることになる。これに対し、静止流路20の端面を形成する吸込側と吐出側の誘導面25,26に乱反射部30a,30bを設けると、同じ周波数の音をマイクから流してもこのような共鳴現象の発生が見られず、卓越周波数は発生しなかった。   FIG. 10 is a waveform diagram showing the results of a sound collection experiment for the comparative example shown in FIG. As shown in FIG. 10, in the eddy current blower as a comparative example, when a pure tone having a specific frequency was passed, a waveform in which the amplitudes were aligned and the belly and the node were clearly understood was detected. As described above, when the sound from the microphone matches the standing wave of the resonance frequency of the stationary flow path 20, the noise is amplified and radiated to the outside. On the other hand, if the irregular reflection portions 30a and 30b are provided on the suction-side and discharge-side guide surfaces 25 and 26 that form the end face of the static flow path 20, such a resonance phenomenon occurs even when sound of the same frequency is sent from the microphone. No generation was seen and no dominant frequency was generated.

図11は本発明の渦流ブロワと図9に示したケーシングを有する比較例としての渦流ブロワとについて測定した性能曲線を示す特性図である。それぞれ渦流ブロワの周囲に騒音測定器を配置して種々の周波数の騒音について測定したところ、図11に示されるように、比較例よりも本発明の渦流ブロワは、乱反射部によって騒音が低減されることが確認された。   FIG. 11 is a characteristic diagram showing performance curves measured for the vortex blower of the present invention and the vortex blower as a comparative example having the casing shown in FIG. When a noise measuring device was arranged around each of the vortex blowers and noises of various frequencies were measured, as shown in FIG. 11, the vortex blower of the present invention is reduced in noise by the turbulent reflection portion as compared with the comparative example. It was confirmed.

以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、特許文献2に記載のように、ブレードの軸方向両側に静止流路を形成するようにした渦流ブロワについても本発明を適用することができる。また、図6において二点鎖線で示すように、それぞれの連通開口部21a,22aの前方を覆うガイド23aを隔壁23に設けるようにしても良く、ガイド23aの先端面を特許文献1記載のように傾斜させても良い。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments of the invention. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, as described in Patent Document 2, the present invention can also be applied to a vortex blower in which stationary flow paths are formed on both sides in the axial direction of the blade. Further, as shown by a two-dot chain line in FIG. 6, a guide 23a covering the front of each communication opening 21a, 22a may be provided in the partition wall 23, and the leading end surface of the guide 23a is as described in Patent Document 1. It may be inclined to.

本発明の一実施の形態である渦流ブロワを示す一部切欠き斜視図である。It is a partially cutaway perspective view showing an eddy current blower according to an embodiment of the present invention. 図1に示された渦流ブロワの一部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows a part of eddy current blower shown by FIG. 図2における3−3線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2. (A)は羽根車の内面を示す正面図であり、(B)は羽根車の変形例を示す正面図である。(A) is a front view which shows the inner surface of an impeller, (B) is a front view which shows the modification of an impeller. (A)は図4(A)における5A−5A線断面図であり、(B)は図4(B)における5B−5B線断面図であり、(C)はブレードの変形例を示す断面図である。4A is a cross-sectional view taken along line 5A-5A in FIG. 4A, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line 5B-5B in FIG. 4B, and FIG. It is. 図3における6−6線拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged sectional view taken along line 6-6 in FIG. (A)は図6における7A−7A線断面図であり、(B)は図6における7B−7B線断面図であり、(C)は図6における7C−7C線断面図である。(A) is the 7A-7A sectional view taken on the line in FIG. 6, (B) is the 7B-7B sectional view in FIG. 6, (C) is the 7C-7C sectional view in FIG. 乱反射部の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of a irregular reflection part. 比較例である渦流ブロワについての集音実験の様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode of the sound collection experiment about the eddy current blower which is a comparative example. 図9で示した比較例についての集音実験の結果を示す波形線図である。It is a waveform diagram which shows the result of the sound collection experiment about the comparative example shown in FIG. 本発明の渦流ブロワと比較例の渦流ブロワとについて測定した性能曲線を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the performance curve measured about the eddy current blower of this invention, and the eddy current blower of a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

11 電動機
12 ケーシング
13 回転軸
14 羽根車
15 シュラウド
16 環状溝
17 ブレード
20 静止流路
21 吸込流路
22 吐出流路
23 隔壁
25 吸込側誘導面
26 吐出側誘導面
30a,30b 乱反射部
31 突起
32 突出端
33 側面
34 凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Electric motor 12 Casing 13 Rotating shaft 14 Impeller 15 Shroud 16 Annular groove 17 Blade 20 Static flow path 21 Suction flow path 22 Discharge flow path 23 Partition 25 Suction side guide surface 26 Discharge side guide surface 30a, 30b Random reflection part 31 Protrusion 32 Projection End 33 Side 34 Recess

Claims (5)

円弧状の静止流路が設けられたケーシングと、前記静止流路に対応させて円周方向に所定の間隔毎に複数のブレードが設けられ電動機により駆動される羽根車とを有する渦流ブロワであって、
前記ケーシングに前記静止流路の一端部に連通して設けられ、外部から前記静止流路に空気を案内する吸込流路と、
前記ケーシングに前記静止流路の他端部に連通して設けられ、前記静止流路から加圧空気を外部に案内する吐出流路と、
前記静止流路の一方の端面を形成し前記吸込流路から前記静止流路へ空気を誘導する吸込側誘導面と、前記静止流路の他方の端面を形成し前記静止流路から前記吐出流路へ空気を誘導する吐出側誘導面との少なくともいずれか一方に設けられる乱反射部とを有することを特徴とする渦流ブロワ。
An eddy current blower having a casing provided with an arc-shaped stationary flow path, and an impeller provided with a plurality of blades at predetermined intervals in the circumferential direction corresponding to the stationary flow path and driven by an electric motor. And
A suction channel that is provided in communication with one end of the stationary channel in the casing and guides air from outside to the stationary channel;
A discharge channel provided in communication with the other end of the stationary channel in the casing and guiding pressurized air from the stationary channel to the outside;
A suction-side guide surface that forms one end face of the static flow path and guides air from the suction flow path to the static flow path, and another end face of the static flow path that forms the discharge flow from the static flow path An eddy current blower comprising: a turbulent reflection portion provided on at least one of a discharge side guide surface that guides air to a path.
請求項1記載の渦流ブロワにおいて、前記吸込側誘導面と前記吐出側誘導面の両方に前記乱反射部を設けることを特徴とする渦流ブロワ。   The vortex blower according to claim 1, wherein the turbulent reflection portion is provided on both the suction side guide surface and the discharge side guide surface. 請求項1または2記載の渦流ブロワにおいて、前記乱反射部は流路の中心に向けて突出するとともに空気の流れ方向に伸びる突起であることを特徴とする渦流ブロワ。   3. The vortex blower according to claim 1, wherein the irregular reflection portion is a protrusion that protrudes toward the center of the flow path and extends in the air flow direction. 4. 請求項3記載の渦流ブロワにおいて、前記突起の高さは前記突起の長手方向の中央部から両端部に向けて徐々に低いことを特徴とする渦流ブロワ。   4. The vortex blower according to claim 3, wherein the height of the protrusion gradually decreases from a central portion in the longitudinal direction of the protrusion toward both ends. 5. 請求項3または4記載の渦流ブロワにおいて、前記突起の側面を凹面状に湾曲させることを特徴とする渦流ブロワ。   5. The eddy current blower according to claim 3, wherein a side surface of the protrusion is curved in a concave shape.
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