JP2022056646A - 送風機およびこれを備えた洗濯機 - Google Patents

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聡凜 佐々木
Sori Sasaki
和寛 塚本
Kazuhiro Tsukamoto
武史 本多
Takeshi Honda
圭三 川村
Keizo Kawamura
道太 菅原
Michita Sugawara
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Abstract

【課題】小型化と高効率化の両立が可能な送風機を提供する。【解決手段】電動機100に回転自在に設けられる回転軸101と、回転軸101に設けられる遠心羽根車300と、遠心羽根車300の下流に設けられ、周方向に配置された複数のディフューザベーン401によって構成されるディフューザ流路410と、遠心羽根車300の径方向外側に設けられたスクロール流路70と、を備え、回転軸101の中心から、スクロール流路70の舌端部71A、71Bに正接する最小半径の仮想円500を想定した場合、ディフューザベーン401のうち、舌端部500に最も近いディフューザベーン401Cの後縁402Cは、仮想円500よりも径方向内側に位置する構成とする。【選択図】 図11

Description

本発明は、送風機およびこれを備えた洗濯機に関する。
送風機は、電動機によって羽根車を回転させて、空気の流れを作り出す。送風機の吸込口から流入した空気は、羽根車で昇圧および増速され、静止流路で減速されることによって、流入した空気のもつ運動エネルギーが圧力エネルギーに変換され圧力が上昇する。高効率な送風機を得るには、良好な圧力回復を行う静止流路が重要である。
一方で、送風機を洗濯機に搭載する場合、その筐体内の限られたスペース内に送風機を収める必要があるため、小型化が必要となる。これらのことから、洗濯機に搭載される送風機は、高効率化と小型化の両立が必要となる。洗濯乾燥機に搭載される送風機としては特許文献1に記載されているものがある。また、送風機の静止流路部の小型化に関して、特許文献2に記載されているものがある。
特開2008-104478号公報 特開平10-68398号公報
特許文献1に記載の発明では、洗濯機内に渦巻き状のスクロール流路を持つケーシングを有する送風機を搭載し、乾燥用の空気を送風する構成である。しかしながら、特許文献1に記載された送風機では、送風機が大型化し、筐体内への設置個所に制約があった。
特許文献2に記載の発明では、ディフューザ流路の一部をスクロール流路内に設けることで、静圧回復率の向上を図っている。しかしながら、特許文献2に記載された送風機では、ディフューザ流路をスクロール流路内に設けるため、ディフューザ流路が羽根車と一緒に回転するような構成をとらざるを得ない。そのような構成によって、壁面の回転に伴う摩擦損失の増加、および、回転部と静止部との間の流れの漏れによる効率低下が生じるため、高効率化と小型化の両立が困難であった。
本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、小型化と高効率化の両立が可能な送風機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明の送風機は、電動機と、電動機に回転自在に設けられる回転軸と、回転軸に設けられる羽根車と、羽根車の下流に設けられ、周方向に配置された複数のベーンによって構成されるディフューザ流路と、羽根車の径方向外側に設けられたスクロール流路と、を備え、回転軸の中心から、スクロール流路の舌部に正接する最小半径の仮想円を想定した場合、ベーンのうち、舌部に最も近いベーンの後縁は、仮想円よりも径方向内側に位置する、構成とする。
また、電動機と、電動機に回転自在に設けられる回転軸と、回転軸に設けられる羽根車と、羽根車の下流に設けられ、周方向に配置された複数のベーンによって構成されるディフューザ流路と、羽根車の径方向外側に設けられたスクロール流路と、を備え、回転軸の中心から、スクロール流路の舌部に正接する最小半径の仮想円を想定した場合、ベーンのうち、複数のベーンの後縁が仮想円よりも径方向外側に位置する、構成とする。
本発明によれば、小型化と高効率化の両立が可能な送風機を提供できる。
第1実施形態の送風機が搭載された洗濯機を示す縦断面図である。 第1実施形態の送風機を示す外観斜視図である。 第1実施形態の送風機をベルマウス側から見たときの分解斜視図である。 第1実施形態の送風機を電動機側から見たときの分解斜視図である。 ディフューザの斜視図である。 ディフューザの分解斜視図である。 ディフューザベーンを示す平面図である。 図2のVIII-VIII線断面図である。 図8のスクロール流路の拡大図である。 第1実施形態の送風機からファンカバーおよびディフューザ蓋部を除いてベルマウス側から見たときの平面図である。 図10の舌部付近の拡大図である。 第1実施形態の送風機の変形例における舌部付近の拡大平面図である。 第2実施形態の送風機に設けられるディフューザを示す分解斜視図である 第2実施形態の送風機からファンカバーおよびディフューザ蓋部を除いてベルマウス側から見たときの平面図である。 図13の舌部付近の拡大図である。
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の送風機が搭載される洗濯機を示す縦断面図である。なお、以下では、縦型洗濯乾燥機を例に挙げて説明するが、前面側に洗濯物の出し入れ口が形成されたドラム式洗濯乾燥機およびドラム式乾燥機に適用することもできる。
図1に示すように、洗濯機Sは、筐体である外枠1、洗濯水を貯留する外槽2、回転槽3、駆動モータ10、送風機22などを備える。外槽2は、外枠1内に内蔵されるとともに外枠1に防振支持されている。回転槽3は、洗浄、乾燥される衣類などの洗濯物を収容する洗濯兼脱水槽であり、外槽2の内部に設けられている。また、回転槽3は、外槽2内に回転自在に支持される。
回転槽3の底部には、洗濯物を撹拌して洗う攪拌翼4が回動自在に設けられている。この攪拌翼4は、洗濯運転時および乾燥運転時に、正転/逆転を繰り返す動作が行われる。また、攪拌翼4は、脱水運転時に、回転槽3と一緒に高速回転し、回転槽3内の洗濯物に含まれる水分を脱水するようになっている。
駆動モータ10は、外枠1内に設けられ、攪拌翼4および回転槽3の回転駆動を行う。また、駆動モータ10は、例えばDCブラシレスモータが使用される。DCブラシレスモータは、ベクトル制御によって行われる。なお、本実施形態では、駆動モータ10により、攪拌翼4および回転槽3を直接回転駆動しているが、ベルトなど(図示せず)を用いて駆動してもよい。
また、外枠1の上部には、外蓋5が設けられている。この外蓋5は、外枠1の上部に設けられたトップカバー6に開閉自在に設けられている。外槽2の上部には、内蓋34が開閉自在に設けられている。外蓋5および内蓋34を開くことで、回転槽3に対して洗濯物の出し入れを行うことができる。
また、外枠1内には、トップカバー6の背面側に、給水ユニット7が設けられている。この給水ユニット7は、内部に複数の水路を有する給水ボックス(図示せず)を有し、給水ホース接続口8からの水道水や風呂水を外槽2に供給する。また、トップカバー6の前側には、洗剤、仕上剤の投入装置35が設けられている。洗剤、仕上剤は、投入ホース36により、外槽2と回転槽3の間に注がれる。
また、洗濯機Sは、乾燥機構を備えている。この乾燥機構は、回転槽3内の洗濯物を乾燥する乾燥用空気の循環送風や除湿を行う。また、乾燥機構は、主に乾燥用空気循環路9と送風機22で占められる。乾燥用空気循環路9は、外槽2の底部に連通するように接続される底部循環路20、底部循環路20から上向きに延びる除湿用縦通路21を備える。
送風機22の吸込側は、除湿用縦通路21の上側に接続される。送風機22の排出側は、戻り接続循環路25と連通するように接続されている。また、送風機22と除湿用縦通路21の間には乾燥フィルタ45が配置され、送風機22に異物が流入しないようになっている。なお、送風機22の詳細については後述する。
戻り接続循環路25は、上部蛇腹ホース23を有し、この上部蛇腹ホース23を介して外槽2の上部に連通するように接続される。底部循環路20も下部蛇腹ホース26を有し、この下部蛇腹ホース26を介して外槽2の底部に連通するように接続される。
下部蛇腹ホース26は、外槽2の底落込部31に接続される。この底落込部31は、下部連通管41を介して洗濯水排水路42と洗濯水循環水路43に連通する。洗濯水排水路42には排水弁44が設けられている。洗濯水循環水路43には異物除去トラップ32が設けられている。
排水弁44は、洗濯運転時や乾燥運転時には閉じられている。また、排水弁44は、洗濯水を排水する排水時に開いて、外槽2に溜まっている洗濯水を、洗濯水排水路42から洗濯機Sの外部(機外)に排出する。
洗濯水循環水路43は、洗濯水循環水縦水路46に接続される。この洗濯水循環水縦水路46は、外槽2の外側面に沿って上昇して回転槽3の上側まで延び、回転槽3の上側に設けられている洗濯糸屑除去装置33に連通するように接続される。
外槽2に溜まる洗濯水は、洗濯水循環水縦水路46を流れて洗濯糸屑除去装置33から回転槽3に散布するように注がれる。この散布注水が続くなかで洗濯が行われるので、少ない水量で洗濯が行われる。
また、洗濯機Sは、外槽2に溜まる洗濯水の水位を検知する水位センサ47を備えている。外槽2の底部近傍にはエアートラップ50が設けられている。このエアートラップ50に連通するようにエアーチューブ49が接続されている。このエアーチューブ49の上端には水位センサ47が連通するように接続される。外槽2内の水位変動を水位センサ47が感知して水位検知が行われる。
また、洗濯機Sでは、送風機22の羽根車である遠心羽根車300(図2参照)が回転することによって乾燥用空気が回転槽3内を流通し、回転槽3内の洗濯物を乾燥させる。また、送風機22の電気ヒータ24(図3参照)によって、除湿領域で水分が凝縮された乾燥用空気が再加熱されて回転槽3を流れるので、洗濯物の水分をさらに蒸発させる。この水分除去が乾燥用空気の循環で繰り返されることにより洗濯物が乾燥される。
図2は、第1実施形態の送風機を示す外観斜視図である。
図2に示すように、送風機22は、ファンカバー51、ファンケーシング52、電動機100、遠心羽根車300、ディフューザ400(図3参照)、電気ヒータ24(図3参照)を備えて構成されている。なお、送風機22を洗濯機S(図1参照)に搭載する場合には、例えば、送風機22のファンカバー51が略下向きとなるようにして外枠1(図1参照)内に設置される。
ファンカバー51には、吸込口57と排出口58が形成されている。吸込口57は、乾燥フィルタ45(図1参照)を介して除湿用縦通路21(図1参照)に接続される。排出口58は、乾燥用空気循環路の戻り接続循環路25(図1参照)に接続される。
図3は、第1実施形態の送風機をベルマウス側から見たときの分解斜視図である。
図3に示すように、ファンカバー51は、一方向に細長い形状を有し、長手方向の一方に吸込口57が形成され、長手方向の他方に排出口58が形成されている。吸込口57は、円形状の貫通孔であり、遠心羽根車300の吸込開口302(吸込み部)の中央と対向する。また、吸込口57には、ベルマウス57aが設けられている。
排出口58は、円形状の貫通孔であり、電気ヒータ24の下流側に位置している。また、排出口58の直径は、吸込口57の直径よりも大きく形成されている。また、吸込口57と排出口58は、略同じ方向を向いて形成されている。
また、ファンカバー51は、吸込口57の周囲に、略円環状の突出部51aが軸方向Axのベルマウス57a側に向けて突出して形成されている。なお、軸方向Axとは、電動機100の回転軸101が延びる方向を意味する。また、ファンカバー51は、電気ヒータ24が設けられる位置に略矩形状の突出部51bが形成されている。
また、ファンカバー51の周縁部には、ファンケーシング52とねじ固定されるねじ固定部91が複数箇所に形成されている。
ファンケーシング52は、ファンカバー51に対応する形状を有している。ファンケーシング52とファンカバー51とを組み合わせたときに、ファンカバー51とファンケーシング52との間に、遠心羽根車300、ディフューザ400および電気ヒータ24が配置される空間が形成されるように構成されている。
また、ファンケーシング52は、ディフューザ400が配置される背面側(電動機100側)にスクロール流路70Aが形成されている。このスクロール流路70Aは、羽根車である遠心羽根車300の径方向外側に設けられ、且つ舌端部71側の流路幅が狭く形成され、舌端部71から時計回り方向に向けて流路幅が徐々に広くなるように構成されている。なお、舌端部71は、スクロール流路70Aの開始点である。また、スクロール流路70Aの出口は、ケーシング吐出口59である。
また、ファンケーシング52は、スクロール流路70Aから電気ヒータ24に空気を導入する導入路72aが形成されている。電気ヒータ24は、多数のフィンを備え、スクロール流路70Aから流出し、導入路72aを通過した空気を加熱する。導入路72aは、電気ヒータ24に向けて流路幅が広がるように構成されている。詳述すると、導入路72aは、電気ヒータ24の加熱部分(フィン24aが配列された部分)の幅と略同一の幅に広がるように構成されている。ファンケーシング52とファンカバー51とを組み合わせることで、電気ヒータ24の矩形状の加熱部分に沿った形状の導入路72が形成される。
また、ファンケーシング52は、電気ヒータ24の下流側に、ファンカバー51の排出口58に連通する流路77が形成されている。この流路77の底面77aは、排出口58に向けて上昇するように傾斜している。
また、ファンケーシング52は、電気ヒータ24の加熱部分(フィン24aの部分)から外れた位置が空気の流れの邪魔にならないように、幅方向に突出する形状を有している。
また、ファンケーシング52には、スクロール流路70Aの中心に、電動機100の回転軸101が挿入される軸挿入孔80が形成されている。また、ファンケーシング52の外周縁部には、ファンカバー51のねじ固定部91に対応する位置に、ねじ(不図示)が挿通されるねじ挿通部92が形成されている。
また、ファンケーシング52には、軸挿入孔80とスクロール流路70との間に、ディフューザ400をファンケーシング52に固定するためのねじ穴93が複数箇所(本実施形態では4箇所)に形成されている。これらのねじ穴93は、軸挿入孔80を囲むように形成されている。また、ファンケーシング52は、ねじ穴93の周縁に、円形の凹部93aが形成されている。
また、ファンケーシング52には、ねじ穴93の径方向外周側に、ファンケーシング側溝部94A(凹状の溝部)が形成されている。このファンケーシング側溝部94Aは、吸込口57とスクロール流路70Aとの間において環状に形成されている。
電動機100は、径方向の中心に遠心羽根車300と結合される回転軸101を有し、ファンケーシング52に取り付けられる。また、電動機100は、回転軸101に固定されるロータ(回転子)、ロータの周囲に設けられるステータ(固定子)、回転軸101を回転自在に支持する軸受を有している。また、電動機100は、ロータ、ステータおよび軸受を収容する略円柱状のケース102を有している。
遠心羽根車300は、シュラウド板301と、ハブ板311と、羽根321とが組み合わされて構成されている。シュラウド板301は、径方向の中央に、円形の吸込開口302が形成されている。ハブ板311は、回転軸101を固定する軸孔(図示せず)が形成されている。羽根321は、シュラウド板301とハブ板311とが軸方向Axの両側から挟まれて構成されている。
また、遠心羽根車300は、羽根321の内径端部が、吸込開口302(図3参照)よりも径方向外側に位置している。また、遠心羽根車300は、羽根321の外径端部が、シュラウド板301の外周縁部とハブ板311の外周縁部と略一致するように構成されている。
なお、第1実施形態では、シュラウド板301を有するクローズドタイプの遠心羽根車300を例に挙げて説明したが、樹脂によりハブ板311と羽根321を一体成型したオープンタイプの遠心羽根車としてもよい。これにより、部品点数を低減でき、低コスト化が図られる。また、樹脂成形することで、三次元化も容易となり、高効率化も図られる。なお、三次元化とは、羽根にさらにひねりを加えて形成することである。これにより、さらに効率化が図れる。
また、第1実施形態では、後向き羽根を持つターボファンを例に挙げて説明するが、前向き羽根を持つシロッコファンを適用してもよい。また、羽根車の形状は遠心型に限定されるものではなく、斜流型でもよい。斜流型とすることで、羽根車の外径を小型化でき、送風機22の小型化が可能となる。
図4は、第1実施形態の送風機を電動機側から見たときの分解斜視図である。
図4に示すように、ファンカバー51は、円環状の突出部51a(図3参照)の裏側に、略円環状のスクロール流路70Bが形成されている。このスクロール流路70Bは、前記したスクロール流路70Aと対向する位置に形成され、舌端部71Bから下流側に向けて流路幅が徐々に広くなるように構成されている。舌端部71Bは、スクロール流路70Bの開始点であり、ファンケーシング52の舌端部71Aと軸方向Axにおいて互いに重なる形状である。
また、ファンカバー51は、ディフューザ400が配置されるベルマウス57a側にスクロール流路70Bが形成されている。このスクロール流路70Bは、舌端部71B側の流路幅が狭く形成され、舌端部71Bから反時計回り方向に向けて流路幅が徐々に広くなるように構成されている。なお、舌端部71Aは、スクロール流路70Aの開始点である。また、スクロール流路70Aの出口は、ケーシング吐出口59である。
また、ファンカバー51は、スクロール流路70Bから電気ヒータ24(図3参照)に空気を導入する導入路72bが形成されている。このファンカバー51の導入路72bについても、ファンケーシング52の導入路72aと同様に舌端部71Bから下流に向けて流路幅が広がるように構成されている。ファンケーシング52の導入路72aとファンカバー51の導入路72bとを組み合わせることで、電気ヒータ24の矩形状の加熱部分に沿った形状の導入路72が形成される。
また、ファンカバー51の内側には、吸込口57とスクロール流路70Bとの間に、ファンカバー側溝部94Bが形成されている。このファンカバー側溝部94Bは、環状の溝部である。
図5は、ディフューザを示す斜視図である。
図5に示すように、ディフューザ400は、例えば合成樹脂によって形成され、遠心羽根車300(図3参照)の軸方向Axの面と対向する円形の底板400aを有している。この底板400aは、径方向の中心に円形の貫通孔400bが形成されている。この貫通孔400bは、ファンケーシング52の軸挿入孔80(図3参照)よりも大径に形成されている。また、底板400aは、貫通孔400bの周囲に、該ディフューザ400をファンケーシング52に固定するためのねじ(不図示)が挿通されるねじ挿通孔430が複数箇所に形成されている。このねじ挿通孔430は、ファンケーシング52のねじ穴93(図3参照)と対応(対向)する位置に形成されている。
また、ディフューザ400は、ねじ挿通孔430の周縁に、図示しないねじの頭部が、底板400aの表面(図示上面)から突出しないようにするための窪み部430aが形成されている。これにより、遠心羽根車300(図3参照)が回転したときに、底板400aと遠心羽根車300との距離を縮めつつ、遠心羽根車300がねじ(不図示)に接触しないようになっている。
底板400aの外周縁部の全体には、該底板400aよりも軸方向Axに一段高く形成されたディフューザ外側底面部(側壁)400cが形成されている。このディフューザ外側底面部400cの軸方向Axの上面(ファンカバー51側の面)には、ディフューザベーン401(ベーン)が周方向に沿って等間隔に形成されている。
ディフューザ400は、上面側(吸込口57側)に、円形の開口461が形成されている。この開口461は、ディフューザベーン401の内周側の端部(前縁412)よりも若干内径側に位置している。
また、ディフューザ400は、開口461の縁部に沿って、軸方向Axに突出する円環状のリブ462が形成されている。
また、ディフューザ400は、外周縁部に、軸方向Axに垂直な略三角形状の連通部420A、420Bを有している。連通部420Aは、軸方向Axに垂直な面からなり、スクロール流路70A(図3参照)側に位置している。連通部420Bは、軸方向Axに垂直な面からなり、スクロール流路70B(図4参照)側に位置している。
図6は、ディフューザの分解斜視図である。なお、図6は、ディフューザ400を底側から見た斜視図である。
図6に示すように、ディフューザ400は、ディフューザベーン401が周方向に等間隔に形成されるディフューザ本体450と、ディフューザ本体450の周縁部を上部から塞ぐディフューザ蓋部(側壁)460とを備えて構成されている。
ディフューザ本体450は、底板400aの外周縁部のディフューザ外側底面部400cに、ディフューザベーン401が周方向に間隔をあけて配置されている。ディフューザベーン401は、径方向の内側から外側に位置するように若干湾曲して延びて形成されている。
また、ディフューザ本体450の下面には、すべてのねじ挿通孔430の径方向外側を通るように、環状のリブ452が形成されている。
ディフューザ蓋部460は、周方向に隣り合うディフューザベーン401において、先端側のディフューザベーン401と基端側のディフューザベーン401とで形成される隙間の上部(底板400aと対向する側)を覆う蓋部463を有している。この蓋部463は、同様な形状の蓋部463が周方向に並んで一体に形成されている。
図7は、ディフューザベーンを示す平面図である。なお、図7は、ディフューザ400からディフューザ蓋部460を取り外した状態を示している。
図7に示すように、ディフューザベーン401は、薄板状に形成され、平面視において周方向に延びて形成されている。また、ディフューザベーン401は、その前縁412(一端または内径側の端部)よりも後縁402(他端または外径側の端部)が径方向外側に位置している。また、隣り合うディフューザベーン401A、401B間には後記するディフューザ流路410が形成されている。このディフューザ流路410は、羽根車である遠心羽根車300の下流に設けられ、周方向に配置された複数のディフューザベーン401によって構成され、前縁412側から後縁402側に向けて径方向の幅が徐々に広くなるように構成されている。すなわち、ディフューザ流路410は、隣り合うディフューザベーン401A、401Bと、ディフューザ外側底面部400cと、ディフューザ蓋部460とによって囲まれる流路を意味している。
なお、ディフューザ400をファンケーシング52に備えた場合に、舌端部71Aに最も近接するディフューザベーン401Cは、他のディフューザベーン401よりも後縁402Cが径方向内側に存在する(図10、図11参照)。換言すると、ディフューザベーン401Cは、他のディフューザベーン401よりも短く形成されている。
また、ディフューザ外側底面部400cの外周縁部は、ディフューザベーン401の後縁402よりも径方向内側の位置において、ディフューザベーン401Aの負圧面404から、隣接するディフューザベーン401Bの圧力面403に対して略垂直に延びるようにして切込部405が形成されている。なお、圧力面403は、ディフューザベーン401の径方向外側に向いている前縁412から後縁402までの全体の面を意味し、負圧面404はディフューザベーン401の径方向内側に向いている前縁412から後縁402までの全体の面を意味する。
これにより、ディフューザ400をファンケーシング52(図3参照)に取り付けたときに、ファンケーシング52と、ディフューザベーン401と、切込部405とで形成された略三角形状の連通路420が形成される。
図8は、図2のVIII-VIII線断面図である。
図8に示すように、ファンカバー51の吸込口57には、遠心羽根車300に滑らかに流れを導くベルマウス57a(ベルマウス)が形成されている。また、ファンカバー51には、ベルマウス57aの周囲にリング状のシール部材60が収容されるシール部材収容部51cが形成されている。シール部材60は、ベルマウス57aとシール部材収容部51cとによって挟まれることで、シール部材60の一部が吸込開口302に向けて露出するように構成されている。シール部材60は、遠心羽根車300の吸込開口302の先端と対向するように配置されている。また、ベルマウス57aとシール部材収容部51cとは、ファンカバー51の内側からねじ固定されている。
ディフューザ400の外周側には、スクロール流路70が形成されている。このスクロール流路70は、電動機100側に形成されるスクロール流路70Aと、ベルマウス57a側(吸込口57)に形成されるスクロール流路70Bと、を有している。また、スクロール流路70は、回転軸101を通って当該回転軸101に平行な断面での流路断面形状がコの字型に形成されている。換言すると、スクロール流路70は、ディフューザ400の外周縁部における軸方向Axの両側と、ディフューザ400の外周側面とを囲むように形成されている。
スクロール流路70Aの外周側の壁面は、ファンケーシング52に形成される流路壁面52sによって構成されている。この流路壁面52sは、断面視において凹状に形成されている。すなわち、流路壁面52sは、底側(電動機100側)に位置する底面52s1と、径方向内側に位置する内側面52s2と、径方向外側に位置する外側面52s3と、によって構成されている。
また、スクロール流路70Aの内周側(内側)の壁面(側壁)は、図8の網掛け斜線で示すように、ディフューザ400の底板400aの外周部によって構成されている。なお、底板400aの外周部は、ディフューザ外側底面部400cの全体を含んでいる。換言すると、スクロール流路70Aの内周側の壁面(側壁)は、ディフューザ400の環状のリブ452の径方向外側に位置する底板400aによって構成される。
スクロール流路70Bの外周側の壁面は、ファンカバー51に形成される流路壁面51sによって構成されている。この流路壁面51sは、断面視において凹状に形成されている。すなわち、流路壁面51sは、天井側(ベルマウス57a側)に位置する天面51s1と、径方向内側に位置する内側面51s2と、径方向外側に位置する外側面51s3と、によって構成されている。
また、スクロール流路70Bの内周側の壁面(側壁)は、図8の網掛け斜線で示すように、ディフューザ400のディフューザ蓋部460によって構成されている。換言すると、スクロール流路70Bの内周側(内側)の壁面(側壁)は、ディフューザ400の環状のリブ462の径方向外側に位置するディフューザ蓋部460によって構成される。
また、スクロール流路70は、回転軸101を通って当該回転軸101に平行な断面において、スクロール流路70Aの内側面52s2が、スクロール流路70Bの内側面51s2よりも径方向内側に位置している。
図9は、図8のスクロール流路の拡大図である。
図9に示すように、ディフューザ流路410を軸方向Axに垂直かつディフューザ流路高さ中心の線Hで分けたときのスクロール流路70Aの流路断面積A10は、スクロール流路70Bの流路断面積B10よりも大きく構成されている。つまり、電動機100側のスクロール流路70Aが、ベルマウス57a側のスクロール流路70Bよりも流路断面積が大きくなるように形成されている。
図10は送風機22からファンカバーおよびディフューザ蓋部を取り外した状態を示す平面図である。また、図11は、図10の舌端部付近の拡大図である。
ここで、回転軸101の中心を原点とし、舌部である舌端部71Aに正接する最小半径の円を仮想円500とし破線で示す。複数のベーンであるディフューザベーン401の後縁402のうち、舌部である舌端部71Aに最も近いベーンの後縁は、仮想円500よりも径方向内側に位置するように設けられ、舌端部71Aに最も近いベーンであるディフューザベーン401Cの後縁402C以外の複数のベーンの後縁は、仮想円500よりも径方向外側に位置するように設けられている。より望ましくは、ディフューザベーン401Cの後縁402Cのみが仮想円500よりも径方向内側に位置するように設けられている。
ディフューザベーン401Cの後縁402Cが仮想円500よりも径方向内側に位置するこの効果を図12を用いて説明する。
図11の比較例として、図12は仮想円500よりも径方向外側にディフューザベーン401Cの後縁402Cが存在する場合の舌端部である舌部付近拡大図を示す。
図12に示すように、ディフューザベーン401Cの後縁402Cが仮想円500の径方向外側に位置する場合、ディフューザベーン401Cの後縁402Cは、舌端部71Aと干渉しないような位置に設けなければならない。このような位置に設けた場合、ディフューザベーン401Cの負圧面404Cを延長した先に、舌端部71Aの曲面が対向するように存在する。換言すれば、ディフューザベーン401Cの負圧面404C(図10参照)の曲面と、舌端部71Aの曲面は不連続となる。これにより、ディフューザ流路410Cから流出する流れは、舌端部71Aに衝突した後に、スクロール流路70Aへと導かれるため、衝突損失が発生し、送風機22の効率低下を招いてしまう。
そこで、第1実施形態は、図11に示すように、ディフューザベーン401Cの後縁402Cが仮想円500よりも径方向内側に位置するように設けている。
これにより、ディフューザベーン401Cの負圧面404Cを延長した先に、舌端部71Aが対向するように存在せず、ディフューザベーン401Cの負圧面404Cの曲面と、舌端部71Aの曲面とを連続的に接続することができるため、ディフューザ流路410Cからスクロール流路70Aへの流れの損失を低減することができ、送風機22の高効率化が図られる。
また、ディフューザベーン401Cを除く、ディフューザベーン401の後縁402は、仮想円500よりも径方向外側に位置しているため、送風機22が小型化した場合においても、ディフューザ流路410を長く確保することでき、良好な静圧回復を得ることができるため、送風機22の高効率化が図られる。
なお、舌端部71Aに最も近接するディフューザベーン401Cの後縁402Cの径R1と、仮想円500の径R2の径比R2/R1は、第1実施形態においては、径比R2/R1=1.02としている。これにより、後縁402Cと舌端部71Aを近接させることができ、より滑らかな接続を可能としている。
なお、径比R2/R1は1.01~1.05の範囲に設けることが望ましい。この範囲に設けることで、製造誤差発生時に、後縁402Cが舌端部71Aと干渉しないようなマージンを得ることができつつ、後縁402Cと舌端部71Aとの距離を近づけることができ、負圧面404Cの曲面と舌端部71Aの曲面との滑らかな接続が可能となる。
電動機100のケース102には、回転軸101の周囲に、円環状の凹部102aが、凹面がファンケーシング52側に向くように形成されている(ファンケーシング52側から見て電動機100側に凹んでいる)(図8参照)。そして、凹部102aには防振ゴム105(弾性部材)が設けられている。電動機100は、防振ゴム105を介してファンケーシング52に取り付けられている。これにより、電動機100から発生する振動を緩和させることができる。
このように構成された送風機22では、遠心羽根車300がW方向(図3参照)に回転することで、ベルマウス57aを通って吸込開口302から空気が吸い込まれた後、遠心羽根車300の外周から空気(流体)が吐出される。吐出された空気は、ディフューザ流路410を通り、電動機100側の略三角形状の連通部420A、ベルマウス57a側の連通部420Bに向きを変えてそれぞれ流れ込む(図5参照)。そして、ディフューザ400の軸方向Axの両側に設けられたスクロール流路70A、70Bに流れ込む(図3参照)。
スクロール流路70A、70Bに流れた空気は、ケーシング吐出口59を通り、導入路72a、72bに導入される。
以上説明したように、第1実施形態の送風機22は、電動機100と、電動機100に回転自在に設けられる回転軸101と、回転軸101に設けられる遠心羽根車300と、遠心羽根車300の下流に設けられ、周方向に配置された複数のディフューザベーン401によって構成されるディフューザ流路410と、ディフューザ流路410の遠心羽根車300の外径方向外側に設けられたスクロール流路70A、70Bと、を備える。
そして、回転軸101の中心を原点とし、舌端部71Aに正接する最小半径の円を仮想円500とすると、ディフューザベーン401の後縁402は、舌端部71Aに最も近接するディフューザベーン401Cの後縁402Cを除いて、仮想円500よりも径方向外側に位置するように設けられている。これによれば、送風機が小型化した場合においても、ディフューザベーン401Cを除く、ディフューザ流路410を長く確保することでき、良好な静圧回復を得ることができるため、より高効率な送風機22を実現できる。
別な言い方をすれば、第1実施形態は、ディフューザベーン401Cの後縁402Cのみが仮想円500よりも径方向内側に位置するように設けられている。これによれば、ディフューザベーン401Cの負圧面404Cの曲面と、舌端部71Aの曲面とを連続的に接続することができるため、ディフューザ流路410Cからスクロール流路70Aへの流れの損失を低減することができ、より高効率な送風機22とすることができる。
また、第1実施形態は、舌端部71Aに最も近接するディフューザベーン401Cの後縁402Cの径R1と、仮想円500の径R2の径比(R2/R1)を1.01以上1.05以下の範囲に設けている。このように仮想円と前記舌部に最も近いベーンの後縁との外径の比が1.01以上1.05以下とすることで、製造誤差発生時に、後縁402Cが舌端部71Aおよび71Bと干渉しないようなマージンを得ることができつつ、後縁402Cと舌端部71Aおよび71Bとの距離を近づけることができ、負圧面404Cと舌端部71Aとの滑らかな接続が可能となるため、高効率な送風機22とすることができる。
また、第1実施形態の送風機22は、洗濯機Sに備えられている。これにより、搭載性が良く、乾燥運転時の送風機22への入力電力を低減できるため、消費電力量を抑えた洗濯機Sを提供することができる。
(第2実施形態)
図13は、第2実施形態の送風機に設けられるディフューザの分解斜視図である。なお、図13は、ディフューザ400Aを底側から見た斜視図である。図13は、第1実施形態の送風機22のディフューザ400に替えてディフューザ400Aを搭載したものである。また、第1実施形態のディフューザ400と同様の構成については、同一の符号を示して重複する説明を省略する。
図13に示すように、ディフューザ本体450には、軸方向Axに突出して形成され、スクロール流路70Aを遮蔽するとともに、ディフューザ流路410Aからの流れを転向する遮蔽部材453が形成されている。この遮蔽部材453は、舌部である舌端部71Aへの風の流れの衝突を軽減する軽減部材であって、スクロール流路70Aの舌端部71Aの位置(スクロール流路70Aの開始点)に配置される。また、遮蔽部材453は、スクロール流路70A側の流路壁面との間を遮蔽する遮蔽部453aと、ディフューザ400Aの外周側面と流路壁面(側面)との間を遮蔽する遮蔽部453bと、を有して構成されている。
図14は、第2実施形態の送風機から、ファンカバーおよびディフューザ蓋部を取り外した状態を示す平面図である。また、図15は、図14の舌端部付近の拡大図である。
遮蔽部材453は、舌端部71Aを覆うように形成され、遮蔽部453bは仮想円500よりも径方向外側に位置するように設けられている。これにより、遮蔽部材453はディフューザ流路410Aからの流れをケーシング吐出口59(図3参照)側に転向し、舌端部71Aへの流れの衝突を軽減することができるため、送風機22の高効率化を図ることができる。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
1 外枠
2 外槽
3 回転槽
22 送風機
51 ファンカバー
52 ファンケーシング
57 吸込口
57a ベルマウス
58 排出口
59 ケーシング吐出口
70、70A、70B スクロール流路
71A、71B 舌端部
72、72a、72b 導入路
100 電動機
101 回転軸
300 遠心羽根車
302 吸込開口
400 ディフューザ
401、401A、401C ディフューザベーン
402、402C 後縁
410 ディフューザ流路
412 前縁
453 遮蔽部材
420A、420B、420C 連通部
460 ディフューザ蓋部
500 仮想円

Claims (7)

  1. 電動機と、
    前記電動機に回転自在に設けられる回転軸と、
    前記回転軸に設けられる羽根車と、
    前記羽根車の下流に設けられ、周方向に配置された複数のベーンによって構成されるディフューザ流路と、
    前記羽根車の径方向外側に設けられたスクロール流路と、を備え、
    前記回転軸の中心から、前記スクロール流路の舌部に正接する最小半径の仮想円を想定した場合、前記ベーンのうち、前記舌部に最も近い前記ベーンの後縁は、前記仮想円よりも径方向内側に位置する、ことを特徴とする送風機。
  2. 電動機と、
    前記電動機に回転自在に設けられる回転軸と、
    前記回転軸に設けられる羽根車と、
    前記羽根車の下流に設けられ、周方向に配置された複数のベーンによって構成されるディフューザ流路と、
    前記羽根車の径方向外側に設けられたスクロール流路と、を備え、
    前記回転軸の中心から、前記スクロール流路の舌部に正接する最小半径の仮想円を想定した場合、前記ベーンのうち、複数のベーンの後縁が前記仮想円よりも径方向外側に位置する、ことを特徴とする送風機。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の送風機であって、
    前記複数のベーンの後縁のうち、前記舌部に最も近い前記ベーンの後縁以外は、前記仮想円の径方向外側に存在する送風機。
  4. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の送風機であって、
    前記仮想円と前記舌部に最も近いベーンの後縁との外径の比が1.01以上1.05以下である送風機。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の送風機であって、
    前記舌部に最も近いベーンには、前記舌部への風の流れの衝突を軽減する軽減部材が設けられた送風機。
  6. 請求項5記載の送風機であって、
    前記軽減部材の端部は、前記仮想円の径方向外側に存在する送風機。
  7. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の送風機を備えたことを特徴とする洗濯機。
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