JP2022087043A - 遠心ファンおよび電気製品 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心ファンを小型化させた場合に、インペラの回転数を高める必要がなく優れた風量－静圧特性を維持することができ、ノイズが大きくなることを回避する。【解決手段】ハウジングの周方向内壁と、インペラの径方向外端との間の径方向における隙間距離は、中心軸に垂直な断面で、ハウジングの周方向内壁の第2の点での隙間距離が第1の点での隙間距離の1.1～2.2倍である。第1の点とインペラの中心点との連結線は、第2の点と中心点との連結線に直行する。ハウジングの周方向内壁の、第1の点と第2の点との間の部分が曲線であり、第1の点と排気口との周方向距離が第1の点と第2の点との周方向距離よりも小さい。排気口と第2の点とが、第1の点の周方向両側にそれぞれ位置しており、第1の点と中心点との連結線方向は、気体が排気口から流出される方向と平行である。【選択図】図２

Description

本発明は、電気機械分野に関し、特に、遠心ファン及び電気製品に関する。

遠心ファンのハウジング内には、インペラと、インペラが回転するように駆動するモータとが設けられている。ハウジングが吸気口と排気口とを備え、インペラが中心軸回りに回転するときに、気体が吸気口からハウジング内部に吸入されて、排気口からハウジングの外部に流出する。

従来技術において、ハウジングの周方向内壁が略円形となっており、インペラの中心軸が当該円形の円心と重ね合わせる。周方向の各位置において、インペラの径方向外端とハウジングの内壁との間の隙間距離が略同じである。

ここで注意すべきなのは、以上の技術背景に対する紹介は、本発明の技術内容に対してより明瞭かつ完全な説明を行うことに利便を図りながら、当業者が理解しやすいように供するものに過ぎない。それらの技術内容が本発明の背景技術の部分に記載されていることだけで、上記の技術内容が当業者により公知されたものであると認定してはならない。

特開平７－４３８２

本発明の発明者は、従来技術において、遠心ファンを小型化させた場合に、遠心ファンの風量－静圧特性が低下し、その風量－静圧特性を高めるためにインペラの回転数を高めると、遠心ファンのノイズが大きくなる。

上記課題、又は、他の類似的な課題を解決するために、本発明の実施例は、遠心ファン及び電気製品を提供する。本発明の実施例に係る遠心ファンにおいて、中心軸と垂直な断面で、第2の点にてハウジングの周方向内壁とインペラとの径方向隙間距離が、排気口に近づく第1の点にて径方向隙間距離の1.1～2.2倍となる。

これによって、遠心ファンを小型化させた場合に、インペラの回転数を高める必要がなく優れた風量－静圧特性を維持することができ、ノイズが大きくなることを回避することができる。

本発明の実施例による有益な効果の一つとして、遠心ファンを小型化させた場合に、インペラの回転数を高める必要がなくても優れた風量－静圧特性を維持することができ、ノイズが大きくなることを避けることができる。

後述する説明と図面を参照して、本発明の特別な実施の形態は詳しく開示され、本発明の原理が使用される方式も示された。理解すべきことは、本発明の実施の形態は、範囲上にそれで限定されない。添付される特許請求の範囲の範囲内において、本発明の実施の形態は多くの変更、修正及び均等物を含む。

1つの実施の形態に対して記載及び/又は示された特徴は、同様又は類似する態様で1つ又は更に多くのその他の実施の形態に使用されて、その他の実施の形態の特徴と組み合わせ、又はその他の実施の形態の特徴を取り替えることができる。

強調すべきことは、用語である「備える/含む」は本文で特徴、全体部材、ステップ又は部材の存在を示すために使われているが、1つ又は更に多くのその他の特徴、全体部材、ステップ又は部材の存在又は付加が排除されるわけではない。

本発明の第1の態様の実施例に係る遠心ファンの斜視図である。 中心軸と垂直な断面における当該遠心ファンの図である。 図2のA-A方向から見るときの遠心ファンの軸断面図である。 インペラの斜視図である。 インペラの平面模式図である。 図5のB-B方向から見るときのインペラの軸断面図である。

図面を参照して、下記の明細書によれば、本発明の上記及びその他の特徴がより明瞭になるであろう。明細書及び図面から、本発明の特定実施形態は具体的に開示され、本発明の原理を採用可能な実施形態の一部が示されるが、本発明は記載される実施形態に限らないということにも注意すべきである。逆に、本発明には、添付される請求の範囲内に属すべての修正、変形及び均等物を含むこととする。以下で、図面を組み合わせて本発明の各種の実施形態を説明する。これらの実施形態は例示的なものであり、本発明を限定するものではない。

本発明の実施例では、用語である「第1の」、「第2の」、「上」、「下」などは、異なる要素を、名称上に区別させるために用いられるが、それらの要素の空間的配列又は時間的順序などを示すものではなく、それらの要素はそれらの用語によって限定されない。用語である「及び/または」は、関連して挙げられた用語のうちの1つまたは複数のいずれか、及び全ての組み合わせを含む。用語である「含める」、「含む」、「備える」とは、記述された特徴、要素、素子又は部品の存在を指し、１つまたは複数の特徴、要素、素子又は部品の存在または追加を除外しない。

本発明の実施例では、単数態様を示す「一」、「当該」などは、複数態様を含み、「1種」又は「1類」として広義的に理解されるべきであるが、「1つ」の意味に限られていない。また、用語である「前記」は、コンテキストに別途説明した場合を除き、単数態様も複数態様も含むものとして理解されるべきである。また、用語である「によって」は、コンテキストに別途説明した場合を除き、「少なくとも一部は……によって」と理解されるべきであり、用語である「に基づく」は、コンテキストに別途説明した場合を除き、「少なくとも一部は……に基づく」と理解されるべきである。

本発明の実施例の下記の説明において、説明の便宜のために、インペラの中心軸を中心とする半径方向を「径方向」といい、当該中心軸を囲む方向を「周方向」といい、当該中心軸に沿う方向または当該中心軸と平行な方向を「軸方向」といい、軸方向において、第2の板部から第1の板部へ指向する方向を「上」方向といい、「上」方向と逆になる方向を「下」方向といい、半径方向に沿って当該中心軸から離れる一側を「径方向外側」といい、半径方向に沿って当該中心軸に近づく一側を「径方向内側」という。

なお、本発明の「上」方向、「下」方向は、本発明の説明の便宜のためのものであり、遠心ファンの使用及び製造時の向きを限定するものではないということである。

＜第1の態様の実施例＞
本発明の第1の態様の実施例は、遠心ファンを提供する。図1は、当該遠心ファンの斜視図であり、図2は中心軸と垂直な断面における当該遠心ファンの図である。

図1及び図2に示されたように、遠心ファン1は、インペラ11及びハウジング12を含む。また、遠心ファン1がモータを更に含んでもよい（不図示）。

インペラ11が中心軸C（図1に示されたとおり）回りに回転し、中心軸Cがインペラ11の中心点Oを通る。モータは、インペラ11が回転するように駆動することができる。ハウジング12は、インペラ11及びモータを収納するための収納空間が形成されている。

図1及び図2に示されたように、ハウジング12は、気体が流入する吸気口12aと、気体が流出する排気口12bとを含み、気体が排気口12bから流出する方向がFである。

吸気口12aは、インペラ11の上下両側に位置してもよく、例えば、インペラ11の上側に位置している吸気口が第1の吸気口12a1（図1及び図2に示されたとおり）であってもよく、インペラ11の下側に位置している吸気口が第2の吸気口12a2であってもよい（図2に示されたとおり）。

図2に示されたように、中心軸と垂直な断面において、ハウジング12の周方向内壁の第1の点121とインペラ11の中心点Oとの連結線L1の方向が、気体が排気口12bから流出する方向Fと平行である。

図2に示されたように、中心軸と垂直な断面において、ハウジング12の周方向内壁の第2の点122と、インペラ11の中心点Oとの連結線L2がL1に直交する。

第1の点121と排気口12bとの周方向距離が第1の点121と第2の点122との周方向距離よりも小さい。また、排気口12bと第2の点122とが第1の点121の周方向両側にそれぞれ位置してもよい。

ハウジング12の周方向内壁の、第1の点121と第2の点122との間での部分が曲線であってもよく、これによって、気体がハウジング内に流れる時のノイズを抑制することができる。

図2に示されたように、第1の点121にて、ハウジング12の周方向内壁とインペラ11の径方向外端との間の径方向における隙間距離がD1である。第2の点122にて、ハウジング12の周方向内壁とインペラ11の径方向外端との間の径方向における隙間距離がD2である。

本発明において、D2とD1との比が1.1～2.2倍であり、つまり、D2は、D1の1.1～2.2倍となる。これによって、ハウジング12の周方向内壁とインペラ11の径方向外端との間の径方向における隙間距離は、常に大きいのではなく、第1の点121から第2の点122まで周方向に沿って徐々に大きくなるため、遠心ファンのハウジング12のサイズを小さくすることができる。また、ハウジング内の気体の流路が狭くなり、流速が高くなるため、インペラ11の回転数を高める必要がなく優れた風量－静圧特性を維持することができる。さらに、ノイズが大きくなることを避けることもできる。

図2に示されたように、中心軸と垂直な断面において、ハウジング12の周方向内壁の第3の点123とインペラ11の中心点Oとの連結線L3がL2に直交する。第1の点121と第3の点123とが第2の点122の周方向両側にそれぞれ位置してもよい。ハウジング12の周方向内壁の、第2の点122と第3の点123との間での部分が曲線であってもよく、これによって、気体がハウジング内に流れる時のノイズを抑制することができる。

図2に示されたように、第3の点123にて、ハウジング12の周方向内壁とインペラ11の径方向外端との間の径方向における隙間距離がD3である。

本発明において、D3とD1との比が3.6～5.1倍であり、つまり、D3は、D1の3.6～5.1倍となる。これによって、ハウジング12の周方向内壁とインペラ11の径方向外端との間の径方向における隙間距離は、常に大きいのではなく、第2の点122から第3の点123まで周方向に沿って徐々に大きくなるため、遠心ファンのハウジング12のサイズを小さくすることができる。また、ハウジング内の気体の流路が狭くなり、流速が高くなるため、インペラ11の回転数を高める必要がなく、遠心ファン1の風量－静圧特性をさらに改善し、ノイズが大きくなることを避けることができる。

図2に示されたように、中心軸と垂直な断面において、ハウジング12の周方向内壁の第4の点124とインペラ11の中心点Oの連結線L4がL3に垂直する。第2の点122と第4の点124とが第3の点123の周方向両側にそれぞれ位置してもよい。ハウジング12の周方向内壁の、第3の点123と第4の点124との間での部分が曲線であってもよく、これによって、気体がハウジング内に流れる時のノイズを抑制することができる。

図2に示されたように、第4の点124にて、ハウジング12の周方向内壁とインペラ11の径方向外端との間の径方向における隙間距離がD4である。

本発明において、D4とD1との比が6.2～6.4倍であり、つまり、D4は、D1の6.2～6.4倍となる。これによって、ハウジング12の周方向内壁とインペラ11の径方向外端との間の径方向における隙間距離は、常に大きいのではなく、第3の点123から第4の点124まで周方向に沿って徐々に大きくなるため、遠心ファンのハウジング12のサイズを小さくすることができる。また、ハウジング内の気体の流路が狭くなり、流速が高くなるため、インペラ11の回転数を高める必要がなく、遠心ファン1の風量－静圧特性をさらに改善し、ノイズが大きくなることを避けることができる。

本発明の第1の態様の実施例によれば、周方向において、第1の点121から、第2の点122、第3の点123及び第4の点124を経て、排気口12bまでの方向において、ハウジング12の周方向内壁と、インペラ11の径方向外端との間の径方向における隙間距離が徐々に大きくなる。ここで、D1は、ハウジング12の周方向内壁とインペラ11の径方向外端との間の径方向における隙間距離の最小値である。

図2に示されたように、ハウジング12の周方向内壁の第1の点121と第2の点122との間での曲線、第2の点122と第3の点123との間での曲線、第3の点123と第4の点124との間での曲線が円弧線であってもよく、これによって、製造の利便性を高めることができる。

前記三つの円弧線のぞれぞれに対応する円心は、異なってもよく、インペラ11の中心Oと重ね合わせなくてもよく、例えば、ハウジング12の周方向内壁の第1の点121と第2の点122との間の円弧線に対応する円心がO1であり、ハウジング12の周方向内壁の第3の点123と第4の点124との間の円弧線に対応する円心がO2であり、O1及びO2がOと重ね合わせない。

また、本発明の実施例はこれに限らず、例えば、前記3つの曲線が円弧線ではなく、例えば放物線、楕円曲線等の他の形式の曲線であってもよい。

図3は、図2のA-A方向から見るときの遠心ファン1の軸断面図である。図3に示されたように、ハウジング12は、第1の板部125、第2の板部126、第1の側壁部127及び第2の側壁部128をさらに含む。

第1の板部125がインペラ11の軸方向一側（例えば、上側）に位置し、第1の板部125は、軸方向に沿って貫通する第1の吸気口12a1が形成されている。第2の板部126がインペラ11の軸方向他側（例えば、下側）に位置し、第2の板部126は、軸方向に沿って貫通する第2の吸気口12a2が形成されている。第1の側壁部127が、第1の板部125の径方向外側エッジから第2の板部126の方向へ延在し、例えば、第1の側壁部127が下方へ延在する。第2の側壁部128が第2の板部126の径方向外側エッジから第1の板部125の方向へ延在し、例えば、第2の側壁部128が上方へ延在する。

第1の側壁部127と、第2の側壁部128とは、係合するように互いに接続されている。

図3に示されたように、第1の側壁部127と第2の側壁部128とは、それぞれ第1の板部125及び第2の板部126径方向外側エッジから軸方向に沿って延在し、これによって、ハウジング12の上下という2つの部分の強度がいずれも大きく、第1の板部125及び第2の板部126を薄くすることができる。また、本発明はこれに限らず、例えば、第1の板部125と第2の板部126とのうちの一方の径方向外側エッジのみで側壁が形成されて、第1の板部125と第2の板部126とのうちの他方を板状にさせ、このように、当該板状を厚くすることができ、これによって、当該板状の強度を確保することができる。

図4は、インペラ11の斜視図であり、図5は、インペラ11の平面模式図であり、図6は、図5のB-B方向から見る時のインペラの軸断面図である。
図4、図5、図6に示されたように、インペラ11は、カップ部111、支持部112及びリブ部113（図4で未図示）を含む。

カップ部111がモータの径方向外側に位置し、モータを収納するためのものである。支持部112がカップ部111の径方向外側に位置し、且つ、支持部112において、径方向に沿って延在する羽根114が周方向に沿って複数配置されている。リブ部113がカップ部111と支持部112とを接続し、リブ部113が径方向に沿って設けられてもよい。

図6に示されたように、支持部112の径方向外縁112aは、インペラ11の最も径方向外側の部分であってもよく、つまり、インペラ11の径方向外端とは、支持部112の径方向外縁112aをいう。例えば、支持部112の径方向外縁112aが、羽根114の径方向外縁114aよりも径方向外側に位置する。これによって、支持部112の径方向外縁112aが羽根114の径方向外縁114aを保護することができる。

本発明において、カップ部111がモータの回転軸（未図示）またはロータに接続されてもよく、これによって、モータのロータが回転するときに、カップ部111が支持部112とともに回転し、これにより羽根が回動する。

本発明において、リブ部113の数が三つ以上であってもよく、当該三つ以上のリブ部113が周方向に等間隔で分布されてもよい。これによって、カップ部111と支持部112とを安定に接続することができる。

また、当該三つ以上のリブ部113の径方向サイズが同じであってもよく、これによって、カップ部111の径方向外縁と支持部112の径方向外縁とが同心円状となって、インペラ内の気流の安定な分布に有利である。

また、図4、図6に示されたように、インペラ11が補強リブ115を更に含んでもよい。補強リブ115が環状であり、カップ部111の径方向外側に設けられており、支持部112の軸方向下方に位置している。補強リブ115が羽根114を通り、各羽根114といずれも接続されており、これによって、インペラ11の強度を高めることができる。

本発明の第1の態様の実施例によれば、遠心ファンのハウジングのサイズを小さくする場合に、優れた風量－静圧特性を維持し、ノイズが大きくなることを避けることができる。

＜第2の態様の実施例＞
本発明の第2の態様の実施例は、第1の態様の実施例に記載の遠心ファンを備える電気製品を提供する。

第1の態様の実施例において、当該遠心ファンの構造を詳しく説明したが、その内容をここに統合され、その説明を省略する。

本発明の第2の態様の実施例によれば、電気製品において、遠心ファンのハウジングのサイズを小さくする場合に、優れた風量－静圧特性を維持し、ノイズが大きくなることを避けることができる。これによって、当該電気製品の小型化及びノイズの制御に有利である。

以上、具体的な実施の形態を組み合わせて本発明を説明したが、当業者が理解すべきことは、それらの記載はいずれも例示するものに過ぎず、本発明の保護範囲に対する限定ではない。当業者は本発明の精神及び原理に基づいて、本発明に対して種々変形や修正を行うことができるが、それらの変形と修正も本発明の範囲内にある。

本発明の実施例の一添付図面または一実施形態に記述された元素及び特徴は、一つ以上の他の添付図面又は実施形態に示された元素及び特徴と組み合わせることができる。また、添付図面において、類似的な符号は、幾つかの添付図面における対応する部材を示し、一つ以上の実施形態において用いた対応部材を示すこともできる。

添付図面は本発明の実施例をさらに理解するために供されるもので、明細書の一部を構成し、本発明の好ましい実施形態を例示するとともに、文字記載と合わせて本発明の原理を説明するものである。後述する添付図面はただ本発明のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創意工夫を要しないことを前提として、それらの添付図面に基づいて、他の添付図面を取得することができるのは、自明である。

Claims (10)

1. 中心軸回りに回転するインペラと、
   前記インペラを回転させるモータと、
   前記インペラ及び前記モータを収納し、気体が流入する吸気口と、気体が流出する排気口とを含むハウジングと、
   を有し、
   前記ハウジングの周方向内壁と前記インペラの径方向外端との間の径方向における隙間距離は、
   前記中心軸に垂直な断面で、前記ハウジングの周方向内壁の第2の点での隙間距離が第1の点での隙間距離の1.1～2.2倍となり、
   前記第1の点と前記インペラの中心点との連結線は、前記第2の点と前記中心点との連結線に対して垂直であり、
   前記ハウジングの周方向内壁の、前記第1の点と前記第2の点との間の部分が曲線であり、
   前記第1の点と前記排気口との周方向距離が前記第1の点と前記第2の点との周方向距離よりも小さく、
   前記排気口と前記第2の点とが、前記第1の点の周方向両側にそれぞれ位置しており、
   前記第1の点と前記中心点との連結線方向は、気体が前記排気口から流出する方向と平行である、遠心ファン。
2. 前記中心軸と垂直な断面で、前記ハウジングの周方向内壁の第3の点での隙間距離は、第1の点での隙間距離の3.6～5.1倍であり、
   前記第2の点と前記中心点との連結線が前記第3の点と前記中心点との連結線に対して垂直であり、
   前記第3の点と前記第1の点とが、前記第2の点の周方向両側にそれぞれ位置しており、
   前記ハウジングの周方向内壁の、前記第2の点と前記第3の点との間の部分が曲線である、請求項1に記載の遠心ファン。
3. 前記中心軸に垂直な断面で、前記ハウジングの周方向内壁の第4の点での隙間距離が、第1の点での隙間距離の6.2～6.4倍であり、
   前記第3の点と前記中心点との連結線が前記第4の点と前記中心点との連結線に対して垂直であり、
   前記第2の点と前記第4の点とが前記第3の点の周方向両側にそれぞれ位置しており、
   前記ハウジングの周方向内壁の、前記第3の点と前記第4の点との間の部分が曲線である、請求項2に記載の遠心ファン。
4. 周方向において、前記第1の点から、前記第2の点、前記第3の点及び前記第4の点を経て、前記排気口までの方向に沿って、前記ハウジングの周方向内壁と前記インペラの径方向外端との間の径方向における隙間距離は、前記排気口へ向かうにつれて大きくなる、請求項3に記載の遠心ファン。
5. 前記ハウジングは、
   前記インペラの軸方向の一側に位置し、軸方向に沿って貫通する第1の吸気口を有する第1の板部と、
   前記インペラの軸方向の他側に位置し、軸方向に沿って貫通する第2の吸気口を有する第2の板部と、
   前記第1の板部の径方向外側エッジから前記第2の板部の方向へ延在する第1の側壁部と、
   前記第2の板部の径方向外側エッジから前記第1の板部の方向へ延在する第2の側壁部と、をさらに含む、請求項1～４のいずれかに記載の遠心ファン。
6. 前記第1の側壁部と前記第2の側壁部とは、係合するように互いに接続されている、請求項5に記載の遠心ファン。
7. 前記インペラは、
   前記モータの径方向外側に位置し、前記モータを収納するためのカップ部と、
   前記カップ部の径方向外側に位置し、径方向に延在されている羽根が周方向に複数配置されている支持部と、
   前記カップ部と前記支持部とを接続するリブ部と、を含む請求項1～6に記載の遠心ファン。
8. 前記リブ部の数が三つ以上である、請求項7に記載の遠心ファン。
9. 三つ以上の前記リブ部の径方向の大きさが同じである、請求項8に記載の遠心ファン。
10. 請求項1から9のうちのいずれか一項に記載の遠心ファンを備える電気製品。
    

Images