JP2015124735A - Vortex flow fan - Google Patents

Vortex flow fan Download PDF

Info

Publication number
JP2015124735A
JP2015124735A JP2013271046A JP2013271046A JP2015124735A JP 2015124735 A JP2015124735 A JP 2015124735A JP 2013271046 A JP2013271046 A JP 2013271046A JP 2013271046 A JP2013271046 A JP 2013271046A JP 2015124735 A JP2015124735 A JP 2015124735A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tongue
suction port
tongue portion
blades
hub
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013271046A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6077991B2 (en
Inventor
康裕 池原
yasuhiro Ikehara
康裕 池原
幸洋 樋口
Yukihiro Higuchi
幸洋 樋口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minebea Co Ltd
Original Assignee
Minebea Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minebea Co Ltd filed Critical Minebea Co Ltd
Priority to JP2013271046A priority Critical patent/JP6077991B2/en
Priority to CN201410822683.9A priority patent/CN104747472B/en
Publication of JP2015124735A publication Critical patent/JP2015124735A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6077991B2 publication Critical patent/JP6077991B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vortex flow fan capable of effectively suppressing pressure fluctuation on a tongue portion, in particular, between upper and lower surfaces of blades and the tongue portion, and significantly reducing nZ sound and harmonic wave.SOLUTION: A vortex flow fan includes an impeller having blades on an outer periphery of a hub, a motor for rotating the impeller, and a casing composed of a cylindrical portion covering the hub, an annular air chamber covering outer peripheral faces and upper and lower surfaces of the blades joined to an inner wall of the cylindrical portion, a suction port joined to the air chamber, a discharge port joined to the air chamber at a position circumferentially separated from the suction port, and a tongue portion separating the suction port and the discharge port. The tongue portion has the maximum clearance between the tongue portion and the blades at a corner of the tongue portion where a side face at a discharge port side, of the tongue portion and the inner wall of the cylindrical portion intersect, and the clearance is formed into the fan-shaped slant at the corner as the center, so that it is narrowed toward the tip of the fan shape, and becomes uniform at a suction port side from the tip.

Description

本発明は、渦流ファンに関する。   The present invention relates to a vortex fan.

従来、送風手段として渦流ファンが知られている。渦流ファンとしては、吸入口と吐出口を有する略U字形のケーシングに、多数の羽根を有する羽根車と、羽根車を回転させるモータとを収容して構成されるものがある(たとえば、特許文献1参照)。   Conventionally, a vortex fan is known as a blowing means. As a vortex fan, there is a fan configured to contain an impeller having a large number of blades and a motor for rotating the impeller in a substantially U-shaped casing having a suction port and a discharge port (for example, Patent Documents). 1).

この種の渦流ファンは、吸入口からケーシング内部に空気を取り入れて吐出口から吐き出すように構成されており、ケーシングの内部では、吸入口と吐出口が舌部(ストリッパ部)と呼ばれる仕切りによって隔離され、吸入口からケーシング内を進行した空気が、再び吸入口に戻ることなく吐出口に向かうようにしている。   This type of vortex fan is configured to take air into the casing from the suction port and discharge it from the discharge port. Inside the casing, the suction port and the discharge port are separated by a partition called a tongue (stripper part). The air that has traveled through the casing from the suction port is directed toward the discharge port without returning to the suction port.

吸入口からケーシング内に流入した空気は、モータの駆動に応じて回転する羽根車の羽根により、搬送昇圧されて吐出口に向かう。このとき、昇圧された空気が舌部に当たると、羽根のピッチに同期して空気が周期的かつ急激に圧縮され、回転数×羽根枚数で表わされるnZ音と呼ばれる周波数の音やその高調波が発生する。   The air that has flowed into the casing from the suction port is transported and pressurized by the blades of the impeller that rotates in accordance with the drive of the motor, and travels toward the discharge port. At this time, when the pressurized air hits the tongue, the air is periodically and rapidly compressed in synchronization with the pitch of the blades, and a sound having a frequency called nZ sound represented by the number of rotations × the number of blades and its harmonics are generated. Occur.

渦流ファンにおいて、舌部周囲の空気が急激に圧縮されることによる圧力変動を抑え、nZ音と高調波を軽減できる構造として、舌部の入り口コーナー両側面にアールを設けることが知られている(たとえば、特許文献1及び特許文献2参照)。   In a vortex fan, it is known to provide a radius on both sides of the entrance corner of the tongue as a structure that can suppress pressure fluctuations caused by sudden compression of air around the tongue and reduce nZ sound and harmonics. (For example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2).

また、仕切り壁(舌部)の羽根車と対向する面に、少なくとも吸入口側の端部を残して吸入口部側から吐出口部側に向かって漸次幅広くした消音溝を切欠き、または漸次幅狭とした消音突起を突出して設けた構造が知られている(たとえば、特許文献3参照)。   In addition, a noise-reducing groove that is gradually widened from the suction port side toward the discharge port side, leaving at least an end on the suction port side, on the surface of the partition wall (tongue) facing the impeller, or gradually A structure in which a muffler projection with a narrow width is provided so as to protrude is known (for example, see Patent Document 3).

特開2008−190837号公報JP 2008-190837 A 特開2005−282578号公報JP 2005-282578 A 実開昭62−116200号公報Japanese Utility Model Publication No. 62-116200

しかしながら、特許文献1及び特許文献2に示されるように、舌部の入り口コーナー両側面にアールを設けたとしても、周囲の空気の圧力上昇が一時的に遅れるだけであり、アール終端での急激な圧力変動は避けられず、nZ音や高調波の軽減効果は小さい。   However, as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, even if rounds are provided on both sides of the entrance corner of the tongue, the increase in the pressure of the surrounding air is only temporarily delayed, and the sharpness at the rounded end is abrupt. Pressure fluctuation is inevitable, and the effect of reducing nZ sound and harmonics is small.

また、特許文献3に示される消音溝や消音突起によれば、仕切り壁(舌部)の羽根車と対向する面、すなわち羽根車の外周面と仕切り壁(舌部)との間では急激な圧力変動は避けられるが、空気の急激な圧力変動は、羽根の上下面でより強く起こるため、nZ音や高調波の軽減効果は小さい。   Moreover, according to the silencing groove and the silencing protrusion shown in Patent Document 3, the surface facing the impeller of the partition wall (tongue), that is, between the outer peripheral surface of the impeller and the partition wall (tongue) is abrupt. Although pressure fluctuations can be avoided, sudden pressure fluctuations of air occur more strongly on the upper and lower surfaces of the blades, so the effect of reducing nZ sounds and harmonics is small.

そこで、本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、舌部、特に羽根の上下面と舌部との間における圧力変動を効果的に抑制し、nZ音や高調波を大幅に軽減することができる渦流ファンを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and effectively suppresses pressure fluctuations between the tongue, particularly the upper and lower surfaces of the blade and the tongue, and greatly reduces nZ noise and harmonics. An object of the present invention is to provide a vortex fan that can be used.

本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
(1)本発明の渦流ファンは、ハブの外周に羽根を有する羽根車と、前記羽根車を回転させるモータと、前記ハブを覆う円筒状部と前記円筒状部の内壁に接合する前記羽根の外側周面及び上下面を覆う円環状の空気室と前記空気室に接合する吸入口と前記吸入口から周方向に離間した位置で前記空気室に接合する吐出口と前記吸入口と前記吐出口の間を隔離する舌部とからなるケーシングとを備え、前記舌部が、前記舌部の前記吐出口側の側面と前記円筒状部の前記内壁とが交差する前記舌部の角で前記舌部と前記羽根との間のクリアランスを最大とし、前記クリアランスが、前記舌部に前記角を中心として扇状の斜面が形成されていることで前記扇状の先端に向かって狭くなり、前記先端から吸入口側で一定となっている。
The present invention is grasped by the following composition in order to achieve the above-mentioned object.
(1) The vortex fan according to the present invention includes an impeller having blades on the outer periphery of a hub, a motor that rotates the impeller, a cylindrical portion that covers the hub, and the blade that joins the inner wall of the cylindrical portion. An annular air chamber covering the outer peripheral surface and upper and lower surfaces, a suction port joined to the air chamber, a discharge port joined to the air chamber at a position spaced circumferentially from the suction port, the suction port, and the discharge port A casing made of a tongue portion that separates the tongue portion, wherein the tongue portion is formed at a corner of the tongue portion where a side surface of the tongue portion on the discharge port side and the inner wall of the cylindrical portion intersect. The clearance between the blade and the blade is maximized, and the clearance is narrowed toward the fan-shaped tip by forming a fan-shaped slope centered on the corner at the tongue, and the suction from the tip It is constant on the mouth side.

(2)上記(1)構成において、前記モータがアウターロータ型モータであり、前記ハブの中心に固定されるロータシャフトと、前記ハブの内周面にロータヨークを介して取り付けられるロータマグネットとを備え、前記ハブが前記アウターロータ型モータのロータハウジングとして用いられている。
(3)上記(2)構成において、前記ロータシャフトを回転自在に支持する軸受ハウジングと、前記軸受ハウジングの外周に前記ロータマグネットと対向するように配置される巻き線を有するステータとを備え、前記ロータマグネットと前記ステータとでモータ部が形成されている。
(2) In the configuration (1), the motor is an outer rotor type motor, and includes a rotor shaft fixed to the center of the hub, and a rotor magnet attached to an inner peripheral surface of the hub via a rotor yoke. The hub is used as a rotor housing of the outer rotor type motor.
(3) In the above configuration (2), comprising: a bearing housing that rotatably supports the rotor shaft; and a stator having a winding disposed on the outer periphery of the bearing housing so as to face the rotor magnet, A motor part is formed by the rotor magnet and the stator.

本発明によれば、舌部、特に羽根の上下面と舌部との間における圧力変動を効果的に抑制し、nZ音や高調波を大幅に軽減することができる渦流ファンを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an eddy current fan that can effectively suppress pressure fluctuation between the tongue, particularly the upper and lower surfaces of the blade and the tongue, and can greatly reduce nZ sound and harmonics. it can.

渦流ファンの基本構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the basic composition of an eddy current fan. 図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 図1の渦流ファンの舌部の詳細説明のための図である。It is a figure for the detailed description of the tongue part of the vortex fan of FIG. 圧力変動シミュレーションの結果を説明する図である。It is a figure explaining the result of a pressure fluctuation simulation. 実施形態の渦流ファンの舌部を詳細説明するための図である。It is a figure for demonstrating in detail the tongue part of the eddy current fan of embodiment. 図5のB−B線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line B-B in FIG. 5. 参考構造の渦流ファンの騒音測定結果のグラフである。It is a graph of the noise measurement result of the eddy current fan of a reference structure. 検討構造の渦流ファンの騒音測定結果のグラフである。It is a graph of the noise measurement result of the eddy current fan of examination structure. 参考構造と検討構造の静圧−風量特性を示すグラフである。It is a graph which shows the static pressure-air volume characteristic of a reference structure and examination structure.

以下、図面を参酌しながら、本発明の基本構成となる渦流ファンを説明した後、好適な実施形態について説明する。なお、全体を通じて同じ要素には同じ符号を付して説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment will be described after describing an eddy current fan, which is a basic configuration of the present invention, with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same element through the whole.

[渦流ファン]
図1は、渦流ファンの基本構成を示す斜視図、図2は、図1のA−A断面図である。
渦流ファン1は、図2に示すように、ケーシング10と、羽根車20と、アウターロータ型モータ30とを備えて構成されている。
[Swirl fan]
FIG. 1 is a perspective view showing the basic configuration of the vortex fan, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
As shown in FIG. 2, the vortex fan 1 includes a casing 10, an impeller 20, and an outer rotor type motor 30.

図2に示すように、羽根車20は、アウターロータ型モータ30のロータハウジングとして機能する円筒状のハブ21と、ハブ21の外周の上下方向の中央付近から外側方に延出する仕切り22と、仕切り22の上下面に突出形成された多数の羽根23、24とを一体的に備えている。なお、図示していないが、仕切り22は上若しくは下から見た平面視では円盤状であり、その円盤状の上下面に多数の羽根23、24が周方向に一体形成されている。
以下の記載においては、必要に応じて、仕切り22の上面に突出形成された羽根23を上羽根23、仕切り22の下面に突出形成された羽根24を下羽根24と称する。
As shown in FIG. 2, the impeller 20 includes a cylindrical hub 21 that functions as a rotor housing of the outer rotor type motor 30, and a partition 22 that extends outward from the vertical center of the outer periphery of the hub 21. In addition, a large number of blades 23 and 24 are formed integrally on the upper and lower surfaces of the partition 22. Although not shown, the partition 22 has a disk shape when viewed from above or below, and a large number of blades 23 and 24 are integrally formed on the upper and lower surfaces of the disk shape in the circumferential direction.
In the following description, the blades 23 protruding from the upper surface of the partition 22 are referred to as upper blades 23 and the blades 24 protruding from the lower surface of the partition 22 are referred to as lower blades 24 as necessary.

また、多数の羽根23、24は、ハブ21の外周部から放射方向に延出しており、隣接する羽根23の間、および隣接する羽根24の間が、空気の流入する溝状の空間を構成する。
なお、羽根23、24は、図示してはいないがハブ21の外周部から放射方向に沿って先端側が回転方向下流側に湾曲するように延出されているが、直線的に延出する羽根形状としてもよいし、時には上流側に湾曲するように延出していてもよい。
A large number of blades 23 and 24 extend radially from the outer peripheral portion of the hub 21, and a groove-like space into which air flows is formed between the adjacent blades 23 and between the adjacent blades 24. To do.
Although not shown, the blades 23 and 24 extend from the outer peripheral portion of the hub 21 so that the tip side is curved in the radial direction along the radial direction, but the blades extend linearly. It may have a shape, or may extend so as to be curved upstream.

図2に示されるように、ケーシング10は、中央部にハブ21を覆うように形成された円筒状部13と、円筒状部13の外周に接合する多数の羽根23、24の上下面および外周面を覆う円環状の部分を有し、その円環状の部分が空気室14を形成している。   As shown in FIG. 2, the casing 10 includes a cylindrical portion 13 formed so as to cover the hub 21 at the center, and upper and lower surfaces and outer periphery of a large number of blades 23 and 24 joined to the outer periphery of the cylindrical portion 13. An annular portion covering the surface is formed, and the annular portion forms the air chamber 14.

また、図1に示されるように、ケーシング10は、円環状の空気室14に接合する吸入口11と吸入口11から周方向に離間した位置に円環状の空気室14に接合する吐出口12とを有しており、吸入口11と吐出口12との間に舌部15を有している。   As shown in FIG. 1, the casing 10 includes a suction port 11 joined to the annular air chamber 14 and a discharge port 12 joined to the annular air chamber 14 at a position spaced from the suction port 11 in the circumferential direction. And a tongue 15 between the suction port 11 and the discharge port 12.

この舌部15は、ケーシング10内の羽根車20の回転により吸入口11から吸い込まれ、ケーシング10の外周にある空気室14を通って、吐出口12側に流れた空気が、再び、吸入口11側に戻ることを防止するためのものであり、円環状の空気室14の内壁面を羽根23、24に近づけてクリアランスを減少させた構造になっている。   The tongue 15 is sucked from the suction port 11 by the rotation of the impeller 20 in the casing 10, and the air that has flowed to the discharge port 12 side through the air chamber 14 on the outer periphery of the casing 10 is again drawn into the suction port. 11 is for preventing the return to the 11 side, and the inner wall surface of the annular air chamber 14 is brought close to the blades 23 and 24 to reduce the clearance.

したがって、吐出口12に到達した空気は、クリアランスが小さい舌部15を通って吸入口11側に戻ることができないので、効率よく吐出口12から排出される。
このように、舌部15は、吐出口12から吸入口11に空気が流れ込まないように、吐出口12と吸入口11の間の空気流路を離間させるものである。
Therefore, the air that has reached the discharge port 12 cannot be returned to the suction port 11 side through the tongue portion 15 having a small clearance, and is thus efficiently discharged from the discharge port 12.
Thus, the tongue 15 separates the air flow path between the discharge port 12 and the suction port 11 so that air does not flow from the discharge port 12 to the suction port 11.

また、ケーシング10の吸入口11から吐出口12までの円環状の空気室14は、略U字形状になっている(図1参照)。
図2に示すように、アウターロータ型モータ30は、軸受ハウジング31と、軸受ハウジング31の外周部に固定されるステータ32と、ステータ32の外周部と対向するように配置されるロータマグネット39を含むロータ33とを備えている。
An annular air chamber 14 from the suction port 11 to the discharge port 12 of the casing 10 is substantially U-shaped (see FIG. 1).
As shown in FIG. 2, the outer rotor type motor 30 includes a bearing housing 31, a stator 32 fixed to the outer peripheral portion of the bearing housing 31, and a rotor magnet 39 disposed so as to face the outer peripheral portion of the stator 32. And a rotor 33 including the same.

軸受ハウジング31は、内周部に上下一対の軸受34が装着される円筒状の部材であり、ケーシング10の底部に形成される嵌合筒部16に嵌合することにより、ケーシング10の内部中央位置に立設される。   The bearing housing 31 is a cylindrical member in which a pair of upper and lower bearings 34 are mounted on the inner peripheral portion, and is fitted into a fitting cylinder portion 16 formed at the bottom portion of the casing 10, whereby the inner center of the casing 10. Standing at the position.

ステータ32は、軸受ハウジング31の外周部に固定されるステータコア35と、ステータコア35のコイル巻装部に設けられるインシュレータ36と、インシュレータ36を介してステータコア35に巻装される複数のコイル(巻き線)37とを備えて構成されている。   The stator 32 includes a stator core 35 fixed to the outer peripheral portion of the bearing housing 31, an insulator 36 provided in a coil winding portion of the stator core 35, and a plurality of coils (windings) wound around the stator core 35 via the insulator 36. 37).

ロータ33は、ハブ21の内側に一体的に設けられるロータヨーク38と、ロータヨーク38の内周部に周方向に装着される複数または単体のロータマグネット39と、ハブ21またはロータヨーク38の中心に固定されるロータシャフト40とを備え、このロータシャフト40が軸受34を介して軸受ハウジング31に支持されることにより、ロータシャフト40を中心として回転するように構成されている。   The rotor 33 is fixed to the center of the hub 21 or the rotor yoke 38, the rotor yoke 38 that is integrally provided inside the hub 21, a plurality or a single rotor magnet 39 that is attached to the inner peripheral portion of the rotor yoke 38 in the circumferential direction. The rotor shaft 40 is configured to rotate about the rotor shaft 40 by being supported by the bearing housing 31 via the bearing 34.

そして、アウターロータ型モータ30は、電源部(図示せず)から所定のタイミングで複数のコイル37に順次電流を供給することにより、ロータ33と一体の羽根車20を回転させる、いわゆるアウターロータ型の渦流ファン1を構成している。   The outer rotor type motor 30 is a so-called outer rotor type that rotates the impeller 20 integrated with the rotor 33 by sequentially supplying current to a plurality of coils 37 at a predetermined timing from a power source (not shown). The eddy current fan 1 is configured.

つぎに、ケーシング10の舌部構造について説明する。
[舌部構造]
前述したように、ケーシング10の舌部15は、吸入口11からケーシング10内を進行した空気が、再び吸入口11に戻ることなく吐出口12に向かわせるために、吸入口11と吐出口12の間を隔離させる部分である。
Next, the tongue structure of the casing 10 will be described.
[Tongue structure]
As described above, the tongue 15 of the casing 10 has the suction port 11 and the discharge port 12 so that the air that has traveled through the casing 10 from the suction port 11 is directed to the discharge port 12 without returning to the suction port 11 again. It is the part which isolates between.

具体的には、図2に示すように、舌部15は、上羽根23の上端とケーシング10とのクリアランスを狭くする上側舌部15aと、下羽根24の下端とケーシング10とのクリアランスを狭くする下側舌部15bと、羽根23、24の外周端とケーシング10とのクリアランスを狭くする外周側舌部15cとを備えて構成されている。   Specifically, as shown in FIG. 2, the tongue portion 15 includes an upper tongue portion 15 a that narrows the clearance between the upper end of the upper blade 23 and the casing 10, and a clearance between the lower end of the lower blade 24 and the casing 10. And a lower tongue portion 15b that narrows the clearance between the outer peripheral ends of the blades 23 and 24 and the casing 10.

また、前述したように、舌部15は、空気室14のように羽根23、24との間にクリアランスを許す部分ではなく、できるだけ内壁面を羽根23、24に近づけるように形成している部分である。
したがって、舌部15の上下の壁面は、空気室14の上下の壁面よりも羽根23、24に近い位置となるように空気室14の上下の壁面よりも内側に出っ張った構造となる。
Further, as described above, the tongue portion 15 is not a portion allowing clearance between the blades 23 and 24 like the air chamber 14, but a portion formed so that the inner wall surface is as close to the blades 23 and 24 as possible. It is.
Therefore, the upper and lower wall surfaces of the tongue 15 have a structure projecting inward from the upper and lower wall surfaces of the air chamber 14 so as to be closer to the blades 23 and 24 than the upper and lower wall surfaces of the air chamber 14.

このため、図3に示す空気室14と舌部15とが接する境界部分、つまり、舌部15の吐出口12側の側面には、段差が形成されており、この吐出口12側の側面にできる段差面15dについて、以下のような考察を行った。   Therefore, a step is formed at the boundary portion where the air chamber 14 and the tongue portion 15 shown in FIG. 3 are in contact, that is, the side surface on the discharge port 12 side of the tongue portion 15. The following consideration was made on the step surface 15d that can be formed.

渦流ファン1は、アウターロータ型モータ30の駆動に応じて羽根車20が回転している状態では、吸入口11からケーシング10内に流入した空気が羽根車20によって搬送昇圧され、吐出口12に向かう。
このとき、空気は羽根23、24の先端から放出され根元に帰るという流動を繰り返す。根元付近(ハブ21側)の気流は、羽根車20の内側に位置する空気であるから吐出口12から遠い位置にあり、効率よく吐出口12から排出され難い。
In the state where the impeller 20 is rotated in accordance with the driving of the outer rotor type motor 30, the vortex fan 1 is conveyed and pressure-intensified by the impeller 20 by the air flowing into the casing 10 from the suction port 11, and is supplied to the discharge port 12. Head.
At this time, the air repeats the flow of being discharged from the tips of the blades 23 and 24 and returning to the root. The airflow in the vicinity of the root (hub 21 side) is air that is located inside the impeller 20 and therefore is far from the discharge port 12 and is not easily discharged from the discharge port 12 efficiently.

このため、このような空気は、そのまま羽根車20の回転にしたがって、吸入口11側に向かおうとすると考えられる。
ところが、前述のように、舌部15の吐出口12側の側面には内側に出っ張る段差面15dがあるので、吸入口11側に向かおうとした空気は、この段差面15dに衝突すると考えられる。
For this reason, it is considered that such air tends to go toward the inlet 11 as the impeller 20 rotates.
However, as described above, the side surface of the tongue portion 15 on the discharge port 12 side has a step surface 15d that protrudes inward, so it is considered that the air that is directed toward the suction port 11 collides with the step surface 15d. .

この空気の衝突は、羽根23、24のピッチに同期して、周期的に起こるとともに、単に衝突ではなく急激な圧縮も同時に受けていると考えられ、このため、回転数×羽根枚数で表わされるnZ音と呼ばれる周波数の音やその高調波が発生しているのではと考えた。   This air collision occurs periodically in synchronism with the pitch of the blades 23 and 24, and is considered to be subjected not only to the collision but also to rapid compression at the same time. For this reason, it is represented by the number of rotations × the number of blades. I thought that the sound of the frequency called nZ sound and its harmonic were generated.

そこで、この現象を確認すべく、圧力変動シミュレーションを行った。
圧力変動のシミュレーションで得られた結果をわかり易く図示したのが図4である。
Therefore, a pressure fluctuation simulation was performed to confirm this phenomenon.
FIG. 4 shows the results obtained by the pressure fluctuation simulation in an easy-to-understand manner.

図4に示すように、圧力変動は、舌部15の吐出口12側の側面の段差面15dにおける羽根23、24の根元付近が最も大きく、一方、羽根23、24の先端付近の空気は吐出口12に排出されるため、圧力変動幅が小さいことが明らかとなった。   As shown in FIG. 4, the pressure fluctuation is greatest in the vicinity of the roots of the blades 23 and 24 on the step surface 15d on the side of the discharge port 12 of the tongue 15, while the air near the tips of the blades 23 and 24 is discharged. Since it was discharged | emitted to the exit 12, it became clear that the pressure fluctuation range was small.

そこで、本願発明者は、渦流ファン1の舌部15における圧力変動の大きい部分の羽根23、24と舌部15(上側舌部15a、下側舌部15b)のクリアランスを大きくとり段差を減らし、そこから徐々にクリアランスを狭くすることにより、圧力の急激な上昇を抑えることで、この段差面15dにおけるnZ音と呼ばれる周波数の音やその高調波の発生を抑制できるのではないかと考えた。   Therefore, the inventor of the present application increases the clearance between the blades 23, 24 and the tongue 15 (upper tongue 15a, lower tongue 15b) of the tongue 15 of the vortex fan 1 where the pressure fluctuation is large, It was thought that the generation of the sound of the frequency called nZ sound and its harmonics on the stepped surface 15d could be suppressed by gradually reducing the clearance from there and suppressing the rapid increase in pressure.

つまり、図2を参照しながら説明すると、舌部15を羽根23、24の上下面と対向する上側舌部15a及び下側舌部15bと、羽根23、24の先端面に対向する外周側舌部15cとに分けた場合、羽根23、24と外周側舌部15cとの間では圧力変動が少ないので、一定のクリアランスを維持する。   That is, with reference to FIG. 2, the tongue portion 15 has an upper tongue portion 15 a and a lower tongue portion 15 b that face the upper and lower surfaces of the blades 23 and 24, and an outer peripheral tongue that faces the tip surfaces of the blades 23 and 24. When divided into the portion 15c, there is little pressure fluctuation between the blades 23, 24 and the outer peripheral tongue portion 15c, so that a constant clearance is maintained.

一方、羽根23、24と上側舌部15a及び下側舌部15bとの間では、図3に示すように、舌部15の吐出口12側の側面の段差面15dにおいて、羽根23、24の根元付近の角部15eで圧力変動が最も高いので、この部分は、羽根23、24とのクリアランスを大きくとり段差を減らし、吸入口11側及び羽根23、24の先端側に進むにしたがってクリアランスを徐々に小さくすることによって、圧力を徐々に上昇させるようにする。このようにすれば、急激な圧力上昇に伴う圧力変動が抑えられ、nZ音や高調波の発生を軽減できるのではないかと考えた。   On the other hand, between the blades 23 and 24 and the upper tongue portion 15a and the lower tongue portion 15b, as shown in FIG. Since the pressure fluctuation is the highest at the corner 15e near the base, this part increases the clearance with the blades 23, 24 to reduce the step, and the clearance is increased as it advances toward the suction port 11 side and the tip side of the blades 23, 24. The pressure is gradually increased by gradually decreasing the pressure. In this way, it was considered that the pressure fluctuation accompanying the rapid pressure increase can be suppressed, and the generation of nZ sound and harmonics can be reduced.

以下、この考えを基にした本実施形態の舌部構造を図5及び図6を参照してより詳細に説明する。
なお、図6は、図5の断面を示すものであるが、上記で説明した舌部15の構造がわかり易いように、舌部15を通る直線的な断面ではなく、断面を取る途中部分は、図5のO−A−B−O’を通るように断面を取ったB−B線断面図になっている。
Hereinafter, the tongue structure of the present embodiment based on this idea will be described in more detail with reference to FIGS.
FIG. 6 shows the cross section of FIG. 5, but in order to make the structure of the tongue 15 described above easy to understand, not a linear cross section passing through the tongue 15 but a portion in the middle of taking the cross section, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB in which a cross-section is taken so as to pass through OABO ′ of FIG. 5.

本実施形態の渦流ファン100の舌部15は、図5に示すように、舌部15の吐出口12側の側面15hとケーシング10の円筒状部13の内壁とが交差する角部15eで、図6に示すように、舌部15と羽根23、24との間のクリアランスが最大になっている。
また、このクリアランスは、図5に示すように、舌部15に角部15eを中心として扇状に形成されその面には斜面15fが形成されることで扇状の先端に向かって狭くなり、図6に見られる通り、その先端から吸入口11側で一定となる。
As shown in FIG. 5, the tongue portion 15 of the vortex fan 100 of the present embodiment is a corner portion 15 e where the side surface 15 h on the discharge port 12 side of the tongue portion 15 intersects with the inner wall of the cylindrical portion 13 of the casing 10. As shown in FIG. 6, the clearance between the tongue 15 and the blades 23 and 24 is maximized.
Further, as shown in FIG. 5, the clearance is formed in a fan shape around the corner portion 15e on the tongue portion 15 and the surface thereof is formed with a slope 15f, so that the clearance becomes narrower toward the fan-shaped tip. As can be seen from FIG. 3, the suction port 11 is constant from the tip.

本実施形態の舌部15は、形状的に見れば、図5に示されるように、円筒状部13の一部を1辺とする略台形状に形成されており、円筒状部13の1辺の吐出口12側の角部15eで舌部15と羽根23、24とのクリアランスを最大にするとともに、角部15eを中心とする扇状の斜面15fを舌部15(上側舌部15a、下側舌部15b(図6参照))に形成し、扇状の先端側で羽根23、24とのクリアランスが小さくなる形状になっている。   In terms of shape, the tongue portion 15 of the present embodiment is formed in a substantially trapezoidal shape with a part of the cylindrical portion 13 as one side, as shown in FIG. At the corner 15e on the side of the discharge port 12, the clearance between the tongue 15 and the blades 23 and 24 is maximized, and the fan-shaped slope 15f centered on the corner 15e is formed on the tongue 15 (upper tongue 15a, lower It is formed on the side tongue 15b (see FIG. 6), and has a shape in which the clearance with the blades 23 and 24 is reduced on the fan-shaped tip side.

上記のような舌部15の形状としたことに伴う効果を確認するために、本実施形態の構造(以下、「検討構造」という)と、図1〜4を用いて説明してきた基本構成の構造(以下、「参考構造」という)とで羽根車の回転数を5900rpmとして吸込み口から1mの位置での騒音測定を実施した。
その結果を図7、図8に示す。図7が参考構造の測定結果であり、図8が検討構造の測定結果である。
これらの結果を見ると、参考構造で見られていた4.5kHz付近での約30dBAのnZ成分が検討構造では確認されなくなっており、良好な結果を得ることができた。
In order to confirm the effect associated with the shape of the tongue portion 15 as described above, the structure of the present embodiment (hereinafter referred to as “reviewed structure”) and the basic configuration described with reference to FIGS. With the structure (hereinafter referred to as “reference structure”), the rotation speed of the impeller was 5900 rpm, and noise measurement was performed at a position 1 m from the suction port.
The results are shown in FIGS. FIG. 7 shows the measurement results of the reference structure, and FIG. 8 shows the measurement results of the study structure.
Looking at these results, the nZ component of about 30 dBA around 4.5 kHz, which was seen in the reference structure, is no longer confirmed in the study structure, and good results could be obtained.

また、回転数を同一とした場合の検討構造と参考構造とのP−Q特性(静圧−風量特性)を図9に示すが、検討構造のP−Q特性は、参考構造のP−Q特性と略同じ特性を得ており、このことから、検討構造は性能劣化等の問題もなく、nZ成分の低減が行えていることが確認できた。   Further, FIG. 9 shows PQ characteristics (static pressure-air flow characteristics) between the study structure and the reference structure when the rotation speed is the same. The PQ characteristics of the study structure are the PQ characteristics of the reference structure. As a result, it was confirmed that the studied structure was able to reduce the nZ component without problems such as performance degradation.

以上に述べた実施形態の渦流ファン100によれば、図6に示すように、ハブ21の外周に羽根23、24を有する羽根車20と、羽根車20を回転させるアウターロータ型モータ30と、ハブ21を覆う円筒状部13と円筒状部13の外周に接合する羽根23、24の外側周面及び上下面を覆う円環状の空気室14と空気室14に接合する吸入口11と吸入口11から周方向に離間した位置で空気室14に接合する吐出口12と吸入口11と吐出口12の間を隔離する舌部15とからなるケーシング10とを備え、図5に示すように、舌部15が、舌部15の吐出口12側の側面15hと円筒状部13の内壁とが交差する舌部15の角部15eで舌部15と羽根23、24との間のクリアランスを最大とし、このクリアランスが、舌部15に角部15eを中心として扇状の斜面15fが形成されていることで扇状の先端に向かって狭くなり、先端から吸入口11側で一定となっているので、舌部15、特に羽根23、24の上下面における圧力変動を効果的に抑制し、nZ音や高調波を大幅に軽減することができる。   According to the vortex fan 100 of the embodiment described above, as shown in FIG. 6, the impeller 20 having the blades 23 and 24 on the outer periphery of the hub 21, the outer rotor type motor 30 that rotates the impeller 20, The cylindrical portion 13 covering the hub 21, the outer peripheral surfaces of the blades 23, 24 joined to the outer periphery of the cylindrical portion 13, and the annular air chamber 14 covering the upper and lower surfaces, and the suction port 11 and the suction port joined to the air chamber 14 A casing 10 comprising a discharge port 12 joined to the air chamber 14 at a position spaced apart from the air chamber 11 and a tongue portion 15 separating the suction port 11 and the discharge port 12, as shown in FIG. The tongue portion 15 maximizes the clearance between the tongue portion 15 and the blades 23 and 24 at the corner portion 15e of the tongue portion 15 where the side surface 15h on the discharge port 12 side of the tongue portion 15 and the inner wall of the cylindrical portion 13 intersect. And this clearance is the tongue 15 Since the fan-shaped inclined surface 15f is formed around the corner 15e, it narrows toward the fan-shaped tip and is constant from the tip to the suction port 11 side. Pressure fluctuations at the upper and lower surfaces can be effectively suppressed, and nZ sounds and harmonics can be greatly reduced.

また、本実施形態の渦流ファン100は、図6に示すように、モータがアウターロータ型モータ30であり、ハブ21の中心に固定されるロータシャフト40と、ハブ21の内周面にロータヨーク38を介して取り付けられるロータマグネット39とを備え、ハブ21がアウターロータ型モータ30のロータハウジングとして用いられているので、羽根車20に対して、その羽根車20を回転させるための、アウターロータ型モータを別途設ける場合に比べ、アウターロータ型モータの構造をコンパクトに構成することができる。   Further, as shown in FIG. 6, the vortex fan 100 according to the present embodiment has an outer rotor type motor 30 as a motor, a rotor shaft 40 fixed to the center of the hub 21, and a rotor yoke 38 on the inner peripheral surface of the hub 21. And the hub 21 is used as the rotor housing of the outer rotor type motor 30, so that the outer rotor type for rotating the impeller 20 with respect to the impeller 20 is provided. Compared with a case where a motor is separately provided, the structure of the outer rotor type motor can be made compact.

また、本実施形態の渦流ファン100は、図6に示すように、ロータシャフト40を回転自在に支持する軸受ハウジング31と、軸受ハウジング31の外周にロータマグネット39と対向するように配置されるコイル37を有するステータ32とを備え、ロータマグネット39とステータ32とでアウターロータ型モータ30が構成されているので、モータ部が収納された渦流ファン100をコンパクトに構成することができる。   Further, as shown in FIG. 6, the vortex fan 100 of the present embodiment includes a bearing housing 31 that rotatably supports the rotor shaft 40, and a coil that is disposed on the outer periphery of the bearing housing 31 so as to face the rotor magnet 39. Since the outer rotor type motor 30 is configured by the rotor magnet 39 and the stator 32, the vortex fan 100 in which the motor unit is housed can be configured compactly.

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

1 渦流ファン
10 ケーシング
11 吸入口
12 吐出口
13 円筒状部
14 空気室
15 舌部
15a 上側舌部
15b 下側舌部
15c 外周側舌部
15d 段差面
15e 角部
15f 斜面
15h 側面
16 嵌合筒部
20 羽根車
21 ハブ
23 羽根
24 羽根
30 アウターロータ型モータ
31 軸受ハウジング
32 ステータ
33 ロータ
34 軸受
35 ステータコア
36 インシュレータ
37 コイル
38 ロータヨーク
39 ロータマグネット
40 ロータシャフト
100 渦流ファン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Eddy current fan 10 Casing 11 Inlet port 12 Outlet port 13 Cylindrical part 14 Air chamber 15 Tongue part 15a Upper tongue part 15b Lower tongue part 15c Outer peripheral side tongue part 15d Step surface 15e Corner | angular part 15f Slope 15h Side face 16 Fitting cylinder part 20 impeller 21 hub 23 blade 24 blade 30 outer rotor type motor 31 bearing housing 32 stator 33 rotor 34 bearing 35 stator core 36 insulator 37 coil 38 rotor yoke 39 rotor magnet 40 rotor shaft 100 vortex fan

Claims (3)

渦流ファンであって、
ハブの外周に羽根を有する羽根車と、
前記羽根車を回転させるモータと、
前記ハブを覆う円筒状部と前記円筒状部の内壁に接合する前記羽根の外側周面及び上下面を覆う円環状の空気室と前記空気室に接合する吸入口と前記吸入口から周方向に離間した位置で前記空気室に接合する吐出口と前記吸入口と前記吐出口の間を隔離する舌部とからなるケーシングとを備え、
前記舌部が、前記舌部の前記吐出口側の側面と前記円筒状部の前記内壁とが交差する前記舌部の角で前記舌部と前記羽根との間のクリアランスを最大とし、
前記クリアランスが、前記舌部に前記角を中心として扇状の斜面が形成されていることで前記扇状の先端に向かって狭くなり、前記先端から吸入口側で一定となっていることを特徴とする渦流ファン。
An eddy current fan,
An impeller having blades on the outer periphery of the hub;
A motor for rotating the impeller;
A cylindrical portion covering the hub, an outer circumferential surface of the blade joined to the inner wall of the cylindrical portion, an annular air chamber covering the upper and lower surfaces, a suction port joined to the air chamber, and a circumferential direction from the suction port A casing comprising a discharge port joined to the air chamber at a spaced position, and a tongue portion separating the suction port and the discharge port;
The tongue portion maximizes the clearance between the tongue portion and the blade at the corner of the tongue portion where the side surface on the discharge port side of the tongue portion and the inner wall of the cylindrical portion intersect,
The clearance is narrowed toward the fan-shaped tip by forming a fan-shaped slope centered on the corner of the tongue, and is constant from the tip to the suction port side. Eddy current fan.
前記モータがアウターロータ型モータであり、
前記ハブの中心に固定されるロータシャフトと、
前記ハブの内周面にロータヨークを介して取り付けられるロータマグネットとを備え、
前記ハブが前記アウターロータ型モータのロータハウジングとして用いられていることを特徴とする請求項1に記載の渦流ファン。
The motor is an outer rotor type motor;
A rotor shaft fixed to the center of the hub;
A rotor magnet attached to the inner peripheral surface of the hub via a rotor yoke,
The vortex fan according to claim 1, wherein the hub is used as a rotor housing of the outer rotor type motor.
前記ロータシャフトを回転自在に支持する軸受ハウジングと、
前記軸受ハウジングの外周に前記ロータマグネットと対向するように配置される巻き線を有するステータとを備え、
前記ロータマグネットと前記ステータとでモータ部が形成されていることを特徴とする請求項2に記載の渦流ファン。
A bearing housing that rotatably supports the rotor shaft;
A stator having a winding disposed on the outer periphery of the bearing housing so as to face the rotor magnet;
The eddy current fan according to claim 2, wherein a motor portion is formed by the rotor magnet and the stator.
JP2013271046A 2013-12-27 2013-12-27 Whirlpool fan Expired - Fee Related JP6077991B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013271046A JP6077991B2 (en) 2013-12-27 2013-12-27 Whirlpool fan
CN201410822683.9A CN104747472B (en) 2013-12-27 2014-12-25 Vortex flow fan

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013271046A JP6077991B2 (en) 2013-12-27 2013-12-27 Whirlpool fan

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015124735A true JP2015124735A (en) 2015-07-06
JP6077991B2 JP6077991B2 (en) 2017-02-08

Family

ID=53535605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013271046A Expired - Fee Related JP6077991B2 (en) 2013-12-27 2013-12-27 Whirlpool fan

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6077991B2 (en)
CN (1) CN104747472B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020029838A (en) 2018-08-24 2020-02-27 日本電産株式会社 Blower module and air conditioning device for automobile

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4995213A (en) * 1973-01-16 1974-09-10
JP2008190837A (en) * 2007-02-08 2008-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Air conditioner

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5735197A (en) * 1980-08-12 1982-02-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Vortex flow fan
JPS62116200U (en) * 1986-01-14 1987-07-23
JP3843781B2 (en) * 2001-08-20 2006-11-08 松下電器産業株式会社 Whirlpool fan
JP4349327B2 (en) * 2005-05-25 2009-10-21 パナソニック株式会社 Whirlpool fan
JP5292110B2 (en) * 2009-01-08 2013-09-18 株式会社日立産機システム Vortex blower
JP5629505B2 (en) * 2010-06-25 2014-11-19 山洋電気株式会社 Centrifugal fan

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4995213A (en) * 1973-01-16 1974-09-10
JP2008190837A (en) * 2007-02-08 2008-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Air conditioner

Also Published As

Publication number Publication date
CN104747472A (en) 2015-07-01
JP6077991B2 (en) 2017-02-08
CN104747472B (en) 2018-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9127687B2 (en) Centrifugal fan
US10323655B2 (en) Fan motor
JP6507723B2 (en) Axial fan and fan unit
JP5652863B2 (en) Centrifugal fan
JP3809438B2 (en) Centrifugal blower
JP6603448B2 (en) Centrifugal impeller and centrifugal blower
JP2008072792A (en) Ac power generator for vehicle
JP2015113781A (en) Axial fan and series axial fan
JP6077991B2 (en) Whirlpool fan
CN109578300B (en) Centrifugal fan
JPWO2016181821A1 (en) Centrifugal blower
JP6128525B2 (en) Whirlpool fan
WO2019176625A1 (en) Electric blower, electric cleaner, and air towel
JP6183852B2 (en) Axial blower
US11505218B2 (en) Cooling of an electric motor
JP7006195B2 (en) Blower
CN106122104B (en) Air guide, electric blowing machine and the electric vacuum cleaner of electric blowing machine
US20190040874A1 (en) Centrifugal Impeller and Centrifugal Blower
EP2700821A2 (en) Inline axial flow fan
JP2006220021A (en) Blast fan and electronic apparatus
JP2014141932A (en) Electric blower and electric cleaner having the same
JP7416161B2 (en) Series axial fan
EP4317703A1 (en) Electric blower
JP2018112189A (en) Serial axial flow fan
JP7123283B1 (en) Centrifugal fan and rotary electric machine using centrifugal fan

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160307

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161227

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170113

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6077991

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees