JP2021055554A

JP2021055554A - 送風装置および空調装置

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Publication number: JP2021055554A
Application number: JP2019176546A
Authority: JP
Inventors: 直紀渡邉; Naoki Watanabe
Original assignee: Dainichi Co Ltd
Current assignee: Dainichi Co Ltd
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2021-04-08
Anticipated expiration: 2039-09-27
Also published as: JP7351694B2

Abstract

【課題】騒音の発生を抑制して静音性に優れた送風装置、および送風装置を備える空調装置を提供すること。【解決手段】ケーシング３０に形成されるベルマウス部３６の形状に関し、空気を吸い込む吸気口３４を、空気の流入方向における上流側であって、ケーシング３０の上板３３からのファン２０の回転軸方向の距離が最大となる位置に形成した。これによりベルマウス部３６の先端は、空気の流入方向の上流側に向かって延びる形状を有し、ベルマウス部３６とファン２０との間に空間Ｓを形成する。この空間Ｓにより、ベルマウス部３６へ流れ込んだ逆流空気Ｒの流速が弱められ、本流にスムーズに合流させることができる。また、ベルマウス部３６は、逆流空気Ｒの流れを強制的に変えるものではないため、逆流空気Ｒがベルマウス部３６に衝突することによって発生する騒音も抑制され、静音性を向上させることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、送風装置および送風装置を備える空調装置に関するものである。

従来、この種の送風装置として、回転軸と交差する方向に風を送る略円筒型のファンと、このファンを内部に収納するケーシングとを備える、いわゆる遠心式ファンが知られている。そして、送風装置のケーシングは、空気を吸い込む吸気口と、空気を吐出する吐出口とを有しており、吸気口にはベルマウスが形成されている。このベルマウスは、ファンの内側に空気を導入する役割を有している（たとえば特許文献１）。

このような送風装置においては、ケーシングの吸気口から吸い込まれた空気は、ファンの内側から外側に向かって吹き出されたのち、ケーシングの吐出口から吐出される。ところが、ファンの外側に向かって吹き出された空気の一部はケーシングの吐出口に向かわずに逆流し、ファンとケーシングの上板との間を通って再びファンの内側に流入する。この逆流は、ベルマウスから流入する空気（本流）に衝突し、空気の流れを乱すことによって騒音を発生させる原因となってしまう。そこで、ベルマウスの先端をファンの内側、すなわち空気の流入方向の下流に向かって屈曲するような形状とし、これにより逆流の向きをファンの回転軸方向に偏向させるようになっている。逆流の向きが偏向されることで、逆流と本流との衝突が抑制されるため、逆流は本流にスムーズに合流して騒音が低減される。

特開２０１５−９４２５１号公報

しかしながら、従来の送風装置においては、ベルマウスによって逆流の流れを強制的に変える形状であるため、逆流の流速が速い場合には、逆流がベルマウスに衝突することで騒音を発生させてしまう可能性がある。

本発明は、上記課題を解決するためのもので、効果的に騒音を低減することのできる送風装置、および送風装置を備える空調装置を提供することを目的とする。

本発明は、回転軸を中心に回転して該回転軸と交差する方向に風を送るファンと、
前記ファンを内部に収納して、空気を吸い込む吸気口と空気を吹き出す吐出口とを有するケーシングと、
前記ケーシングの上板に設けられ、前記吸気口を形成するベルマウス部と、を備え、
前記吸気口は、前記ケーシングの上板よりも空気の流入方向における上流側であって、前記ケーシングの上板からの前記回転軸方向の距離が最大となる位置に形成される送風装置である。

上述のように構成することにより、ケーシング内の逆流がベルマウスに衝突することによって発生する騒音を抑制するとともに、逆流の流速を弱めることでファンの本流との合流をスムーズに行わせることができるため、騒音を低減させることができる。

本実施形態の送風装置の断面図である。本実施形態の送風装置においてケーシングの上板を取り外した上面図である。ベルマウス部周辺の拡大図である。ベルマウス部の高さと騒音値の関係を示すグラフである。本実施形態の送風装置を備える加湿装置の外観図である。本実施形態の送風装置を備える加湿装置の断面図である。本実施形態の送風装置を備える加湿装置の断面図である。

好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用を示して簡単に説明する。

本発明は、送風装置のケーシングに形成されるベルマウスの形状に関するものであって、空気を吸い込む吸気口を、空気の流入方向における上流側であって、ケーシングの上板からのファン回転軸方向の距離が最大となる位置に形成した。つまり、ベルマウスの先端は、従来のように空気の流入方向の下流側に向かって屈曲するのではなく、ケーシングの上板から空気の流入方向の上流側に向かって延びる形状を有し、ベルマウス部とファンとの間に空間を形成する。この空間により、ベルマウス部へ流れ込んだ逆流空気の流速が弱められるため、ファンへ流れ込む空気流の本流にスムーズに合流させることができる。また、ベルマウス部は、逆流空気の流れを強制的に変えるものではないため、逆流空気がベルマウス部に衝突することによって発生する騒音も抑制することができ、騒音を低減させることができる。

また、ベルマウス部は、ファンの回転軸と直交する方向に延びる平面からなる水平部を有し、この水平部の端部に吸気口が形成されている。これにより、ベルマウス部とファンとの間の空間に流入した逆流空気は、本流と合流する際には流れの向きが水平方向に整流されるため、よりスムーズに本流と合流させることができ、騒音を効果的に低減させることができる。

また、ベルマウス部は、ケーシングの上板よりも空気の流入方向における上流側に設けられている。これにより、ケーシング内で発生した逆流空気は、吸気口に至るまでの間にベルマウス部に流れを阻害されることがなくなるため、逆流空気の流れが乱されることを抑制して、より騒音値を低減させることができる。

また、ケーシングの上板から吸気口までの距離をＬ１、ケーシングの上板からファンの吸気面までの距離をＬ２としたとき、Ｌ１／Ｌ２は０．８〜１．８である。逆流空気の流速を弱めるためには、逆流空気が流れ込む空間にはある程度の高さが必要であるが、一方で、その高さが大きすぎると空間内で逆流空気の乱れが発生してしまい新たな騒音の原因となってしまう。そこで、流速を弱めつつ空気の乱れを起こさない高さとして、距離の比Ｌ１／Ｌ２を０．８〜１．８とする。これにより、騒音を効果的に低減させることができる。

また、空調装置は、請求項１〜４のいずれかに記載された送風装置を備える。これにより、騒音値が低く静音性に優れた空調装置となる。

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

図１は、本実施形態の送風装置の断面図、図２は、図１のＡ−Ａ‘断面図である。送風装置１は、回転軸２１を中心に回転して回転軸２１と交差する方向に風を送るファン１０、回転軸２１と連結しファン１０を回転させる駆動モータ２０、ファン１０を収容するケーシング３０、を備えて構成される。

本実施例のファン１０は、略円筒形状のいわゆるシロッコファンであり、駆動モータ２０の回転軸２１の軸方向に細長く形成された複数の翼片１１が回転軸２１に対して放射状に所定の間隔で配置されている。これら翼片１１の一端（図１における下端）は、円板１２の外縁部分に取り付けられており、翼片１１の他端（図１における上端）は、環状の支持板１３に取り付けられている。円板１２は、中央で駆動モータ２０の回転軸２１に固定されており、駆動モータ２０の駆動によってファン１０が回転軸２１を中心に回転する。

ケーシング３０は、駆動モータ２０が固定される底板３１と、ファン１０の外周を囲うように湾曲形成された周壁板３２と、周壁板３２を介して底板３１と対向する上板３３とから構成され、送風装置１の外部から空気を吸い込む吸気口３４と、吸い込んだ空気を送風装置１の外部に吐出する吐出口３５とを有している。図中に一点鎖線で示した矢印は、ケーシング３０内での風の流れる向きを示しており、吸気口３４から吸いこまれた空気は、ファン１０の内側から外側に向かって回転軸２１と交差する方向に吹き出されたのち、ケーシング３０の周壁板３２に沿って流れ吐出口３５から吐出される。

なお、本実施形態では、図１に基づき吸気口３４を上にした状態でケーシング３０を構成する各面について説明しているが、送風装置１は必ずしも図１に示す状態で使用されるものではない。したがって、送風装置１が設置される向きに関わらず、吸気口３４が形成される面が上板３３、上板３３に対向する面が底板３１、上板３３と底板３１の間に配置される面が側周壁３２となる。

ケーシング３０の上板３３には、ベルマウス部３６が一体に形成されている。ベルマウス部３６は、上板３３よりもケーシング３０の外側、言い換えると空気の流入方向における上流側に張り出して形成されており、ベルマウス部３６の端部に吸気口３４が設けられている。空気吸入時の騒音を抑制するため、ベルマウス部３６の最小内径である吸気口３４の径は、ファン１０の内径（翼片１１の内側の径）より大きく形成されている。

図３は、ベルマウス部周辺の拡大図である。なお、以下の説明においては、空気の流入方向上流側を上方、ファン１０の回転軸２１に沿う方向を上下方向、回転軸２１と直交する方向を水平方向と呼ぶものとする。

図３では、ベルマウス部３６に形成された吸気口３４と、ケーシング３０の上板３３とのファン１０の回転軸方向（図においては上下方向）の距離をＨで表している。吸気口３４は、空気の流入方向における上流側であって、距離Ｈが最大となる位置に形成されている。言い換えると、ベルマウス部３６の先端は、従来のようにファン１０の内側、すなわち空気の流入方向の下流側に向かって屈曲するのではなく、ケーシング３０の上板３３から空気の流入方向の上流側に向かって延びる形状を有している。これにより、吸気口３４はケーシング３０の上板３３よりも高い位置に設けられることとなり、ベルマウス部３６とファン１０の吸気側の面との間には空間Ｓが形成される。

吸気口３４から流入した空気は、前述のようにファン１０の内側から外側に向かって吹き出されたのち吐出口３５から吐出される。ところが、ファン１０の外側に向かって吹き出された空気の一部は吐出口３５に向かわずに逆流する。この逆流する空気を逆流空気Ｒとする。逆流空気Ｒはファン１０とケーシング３０の上板３３との間を通過し、さらにはベルマウス部３６の下方に形成された空間Ｓを通って再びファン１０の内側に流入する。逆流空気Ｒの流速が速いと、吸気口３４から流入する空気流（以下、本流）に合流する際に本流と衝突し、さらには本流の乱れを生じさせるため騒音を発生させてしまう。しかしながら、本実施形態においては、空間Ｓは比較的広い空間であるため、逆流空気Ｒは空間Ｓに流入する際に流速が弱められることとなり、本流との衝突を抑制してスムーズに本流に合流させることができる。これにより、騒音値を低下させることができる。また、ベルマウス部３６は従来のように逆流空気Ｒの流れを強制的に変えるものではないため、逆流空気Ｒがベルマウス部３６に衝突することで騒音を発生させてしまうことも効果的に抑制することができる。

さらに、ベルマウス部３６は、ケーシング３０の上板３３を起点として斜め上方に延びる段差部３６ａと、この段差部３６ａから水平方向に延びる水平部３６ｂとを有する形状とすることができる。これにより、ベルマウス部３６の下方の空間Ｓに流入した逆流空気Ｒは、本流と合流する際には流れの向きが水平方向に整流されるため、よりスムーズに本流と合流させることができ、騒音を効果的に低減させることができる。

また、ベルマウス部３６は、ケーシング３０の上板３３よりも上方に設けることができる。これにより、空間Ｓを広く確保することができるとともに、逆流空気Ｒは、吸気口３４に至るまでの間にベルマウス部３６に流れを阻害されることがなくなるため、逆流空気Ｒの流れが乱されることを抑制して、より騒音値を低減させることができる。

なお、本実施形態のベルマウス部３６の形状は、上述の効果を奏するための実施例の一つであって、これに限定されるものではない。ベルマウス部３６は、逆流空気Ｒとベルマウス部３６との衝突を抑えるとともに、逆流空気Ｒの流速を弱めるように形成すればよく、つまりは、ベルマウス部３６に形成された吸気口３４と、ケーシング３０の上板３３との上下方向の距離をＨとすると、吸気口３４は空気の流入方向における上流側であって、距離Ｈが最大となる位置に形成されていればよい。したがって、段差部３６ａは垂直方向に延びていてもよいし、円弧状であってもよい。さらには形状の異なる段差部３６ａを組み合わせたものであってもよい。また、ベルマウス部３６は段差部３６ａのみで水平部３６ｂを備えていなくてもよい。

ところで、逆流空気Ｒの流速を弱めるためには、空間Ｓにはある程度の高さが必要であるが、一方で、その高さが大きすぎると空間Ｓ内で逆流空気Ｒの流れに乱れが発生してしまい新たな騒音の原因となってしまう。そこで、ベルマウス部３６は、逆流空気Ｒの流速を弱めつつ乱流を起こさない高さに設定する必要がある。

図４は、ベルマウス部の高さと騒音値の関係を示すグラフである。グラフの横軸は、ケーシング３０の上板３３から吸気口３４までの距離をＬ１、ケーシング３０の上板３３からファン１０の吸気面までの距離をＬ２とした場合の、Ｌ１とＬ２の距離の比（Ｌ１／Ｌ２）、縦軸は騒音値である。より詳細には、距離Ｌ１およびＬ２の基準となるケーシング３０の上板３３とは、上板３３の内壁面３３ａを指している。グラフに示すように、Ｌ１／Ｌ２がおよそ１．３のときに騒音値が最低となっている。このことから、Ｌ１／Ｌ２に上限値と下限値を設定することでより効果的に騒音を低減させることができ、好ましくはＬ１／Ｌ２は０．８〜１．８の範囲に設定するのがよい。したがって、例えばＬ２が４．５ｍｍの場合、ベルマウス部３６の高さＬ１の最適値は３．６ｍｍ〜８．１ｍｍである。

次に、空調装置における送風部として、本実施形態の送風装置を用いた例について図５〜図７を用いて説明する。

図５は、本実施形態の送風装置を備える空調装置の一例である加湿装置の外観図である。なお、空調装置は加湿装置に限らず、室内の空気を調節するものであればよく、このほか空気清浄装置、暖房装置などにも適用可能である。加湿装置５０は、本体５１の上面に、加湿装置５０の動作を指示する各種ボタンを備えた操作部５２と、装置内部で発生させた加湿空気を吹き出す吹出口５３を備えている。

図６は、加湿装置のＹ−Ｚ平面の断面図、図７は、同装置のＸ−Ｙ平面の断面図である。本体５１の内部側方には、水を供給する給水タンク５４が配置されており、本体５１の底部には、給水タンク５４から供給された水を一定水量貯える水槽部５５、水槽部５５内に配置され水槽部５５に貯えられた水を吸水して湿潤する気化フィルタ５６が配置されている。さらに、本体５１の背面には、本体５１内部に空気を取り入れる吸込口５８が設けられている。

また、気化フィルタ５６の上部には、本体５１内に空気の流れを発生させる送風部５７が設けられている。本実施形態の加湿装置５０における送風部５７は、前述の送風装置１を駆動モータ２０が側方に位置するようにして取り付けたものである。よって、ケーシング３０の吸気口３４が側方に、吐出口３５が上方に開口した状態となる。そして吐出口３５は加湿装置５０の吹出口５３に連通している。

駆動モータ２０の駆動によりファン１０が回転すると、送風部５７の吸気口３４から流入した空気が吐出口３５から吐出される。この空気の流れによって、本体５１背面の吸込口５８から天面の吹出口５３にいたる通風路に送風が行われる。また、通風路中の気化フィルタ５６の上流には、吸込口５８から導入された空気を加熱して温風とするための温風用ヒータ５９が設けられている。したがって、吸込口５８から取り込まれた室内の空気は、温風用ヒータ５９で加熱され、水槽部５５内の水を吸い上げて湿潤している気化フィルタ５６を通過する際に加湿空気となり、吹出口５３より室内に放出されることで空気が加湿される。

このような加湿装置５０においても、送風部５７の騒音を低減することができるため、静音性に優れ快適に使用することのできる装置となる。

１送風装置
１０ファン
２１回転軸
３０ケーシング
３３上板
３４吸気口
３５吐出口
３６ベルマウス部
３６ｂ水平部

Claims

回転軸を中心に回転して該回転軸と交差する方向に風を送るファンと、
前記ファンを内部に収納して、空気を吸い込む吸気口と空気を吹き出す吐出口とを有するケーシングと、
前記ケーシングの上板に設けられ、前記吸気口を形成するベルマウス部と、を備え、
前記吸気口は、前記ケーシングの上板よりも空気の流入方向における上流側であって、前記ケーシングの上板からの前記回転軸方向の距離が最大となる位置に形成される送風装置。
前記ベルマウス部は前記回転軸と直交する方向に延びる平面からなる水平部を有し、
前記水平部の端部に前記吸気口が形成されている請求項１記載の送風装置。
前記ベルマウス部は、前記ケーシングの上板よりも空気の流入方向における上流側に設けられている請求項１または２記載の送風装置。
前記回転軸方向における、前記ケーシングの上板から吸気口までの距離Ｌ１と、前記ケーシングの上板から前記ファンの吸気面までの距離Ｌ２との比Ｌ１／Ｌ２は、０．８〜１．８である請求項３に記載の送風装置。
請求項１〜４のいずれかに記載された送風装置を備える空調装置。