JP3405287B2

JP3405287B2 - 遠心ファン

Info

Publication number: JP3405287B2
Application number: JP29847199A
Authority: JP
Inventors: 透岩田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2003-05-12
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: JP2001115991A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、遠心ファンの構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７〜図１０は、例えば天井埋込型空気
調和機１に適用された遠心ファンの一例としての従来の
ターボファンの構造を示している。

【０００３】図７〜図１０中、先ず符号２は、当該天井
埋込型空気調和機１のカセット型の本体ケーシングであ
る。該本体ケーシング２は、その吸気・吹出パネル（下
面パネル部）４が天井３と略同一平面状に連続するよう
にして、天井３内に埋設されている。

【０００４】そして、上記本体ケーシング２の上記吸気
・吹出パネル４には、中央部に方形の空気吸込グリル５
が設けられ、さらに、その内側にターボファン１１用の
ベルマウス６が連設されている。

【０００５】また、上記本体ケーシング２の吸気・吹出
パネル４の上記空気吸込グリル５の外周部４方には、所
定の幅の空気吹出口９，９・・が設けられている。

【０００６】そして、上記本体ケーシング２内には上記
空気吸込グリル５からベルマウス６を経て上記空気吹出
口９，９・・方向に到る全周方向の通風路１０が形成さ
れており、該通風路１０の上記ベルマウス６の背後（図
示上部）中央に位置して、その空気吸込側（後述するシ
ュラウド１５側）が上記ベルマウス６に対応するターボ
ファン１１が、ファンモータ１３を介して上記本体ケー
シング２の天井パネル２ａに吊設されている。

【０００７】また、同通風路１０には、該ターボファン
１１を囲む状態で空気熱交換器１２が設けられている。

【０００８】一方、該ターボファン１１は、上記ファン
モータ１３の回転駆動軸１３ａに固定された円形のハブ
（主板）１４と羽根車内遠心方向への空気吸込口を形成
する他端側異径筒状のシュラウド１５との間に多数枚の
動翼羽根１６，１６・・・を所定の翼角、所定の翼間隔
で周方向に並設して構成されている。他方、そのシュラ
ウド１５の空気吸込側端部１５ａ内には、上記ベルマウ
ス６の下流側空気流出口側端部１７が所定の隙間Ｇを保
って相対回転可能に所定寸法遊嵌されている。

【０００９】上記ベルマウス６は、上記ターボファン羽
根車の空気吸込口を形成しているシュラウド１５の空気
吸込側端部１５ａに対して上記本体ケーシング２側空気
吸込グリル５からの空気を羽根車内遠心方向にスムーズ
に流入させるために、図示のように吸気・吹出パネル４
への取付縁部６ａから内方に延び、その空気流上流側か
ら空気流下流側にかけて次第に開口径が縮小した所定曲
率半径の空気流入口部６ｂと空気流出口部６ｃとからな
る気流ガイド面を有して構成されている。そして、その
形状により上記ターボファン羽根車のシュラウド１５に
対応して、上記ターボファン羽根車の吸込側の空気を当
該吸込側において吹出側遠心方向にスムーズにガイドす
ることによって送風時に生じる空力騒音を可能な限り低
減するようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のようにターボフ
ァン等の遠心送風機では、各々ベルマウスおよびシュラ
ウドの気流ガイド面の形状を相互に理想的な気流ガイド
面形状に近づけることによって、羽根車外周部や吸込部
の気流の乱れを少なくして空力騒音の低減を図るように
している。

【００１１】しかし、上記シュラウド１５とベルマウス
６間で発生する空力騒音には、上記羽根車の回転時にお
いて、それらの間の隙間Ｇから漏れる高速の漏れ流れと
本来の主流との干渉により動翼羽根１６，１６・・・の
負圧面１６ａ，１６ａ・・・側での気流の剥離が増大
し、それによって発生する空力騒音もあり、該空力騒音
は上述のようなベルマウスおよびシュラウド形状の改良
のみによっては低減することができない。

【００１２】上記シュラウド１５の空気吸込側端部１５
ａから羽根車内への漏れ流れは、例えば動翼羽根１６，
１６・・・が図８および図９のような状態で設置されて
おり、各動翼羽根１６，１６・・・の内側が負圧面１６
ａ，１６ａ・・・、外側が圧力面１６ｂ，１６ｂ・・・
となることから、負圧面１６ａ，１６ａ・・・側に入る
漏れ流れが高速の流れになる一方、圧力面１６ｂ，１６
ｂ・・・側に入る流れは低速の流れとなる。

【００１３】したがって、図１０に示すように、上記高
速の漏れ流れＢが、動翼羽根１６，１６・・・の負圧面
１６ａ，１６ａ・・・側に流入すると、該高速の漏れ流
れＢが本来の主流Ａと動翼羽根１６，１６・・・の負圧
面１６ａ，１６ａ・・・の上流側から下流側までの広い
範囲に亘って干渉し、それによって負圧面１６ａ，１６
ａ・・・における剥離が、さらに増大されて騒音が増大
することになる。

【００１４】本願発明は、このような問題を解決するた
めになされたもので、上記シュラウドの羽根負圧面領域
における空気吸込側端部の上記ベルマウスと対向する部
分に、回転方向に沿うラビリンスシール部を設けるか、
又は上記シュラウドの上記空気吸込側端部の上記ベルマ
ウスと対向する部分を円弧面に形成するとともに該円弧
面の羽根負圧面に対応する領域の曲率を圧力面に対応す
る領域の曲率に比べて小さくすることにより、上記シュ
ラウドの空気吸込側端部の不必要な漏れ流れを少なく
し、上記主流との干渉による羽根負圧面側の気流の剥離
を低減するようにした遠心ファンを提供することを目的
とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本願各発明は、上記の目
的を達成するために、それぞれ次のような課題解決手段
を備えて構成されている。

【００１６】（１）請求項１の発明この発明は、回転駆動軸１３ａに固定される円形のハブ
１４と、該ハブ１４の周方向に並設固定された多数枚の
羽根１６，１６・・・と、該羽根１６，１６・・・の反
固定端側に固定され、空気吸込口を形成する異径筒状の
シュラウド１５と、該シュラウド１５の空気吸込側端部
１５ａに所定の隙間Ｇを保って遊嵌された異径筒状のベ
ルマウス６とからなる遠心ファン１１において、上記シ
ュラウド１５の羽根１６，１６・・・の圧力面１６ｂ，
１６ｂ・・・領域および負圧面１６ａ，１６ａ・・・領
域の内の負圧面１６ａ，１６ａ・・・領域における空気
吸込側端部１５ａの上記ベルマウス６と対向する部分の
みに、羽根１６，１６・・・の回転方向に沿うラビリン
スシール部２０を設けたことを特徴としている。

【００１７】該構成では、上記のように、シュラウド１
５の漏れ流れの大きい羽根１６，１６・・・の負圧面１
６ａ，１６ａ・・・領域における空気吸込側端部１５ａ
の上記ベルマウス６と対向する部分のみに、羽根１６，
１６・・・の回転方向に沿うラビリンスシール部２０が
設けられているので、同ラビリンスシール部２０のシー
ル作用によって上記シュラウド１５の羽根１６，１６・
・・の負圧面１６ａ，１６ａ・・・領域に対応する部分
の高速の漏れ流れが、効果的に低減され、主流との干渉
による羽根負圧面領域での剥離が有効に抑制される。

【００１８】その結果、従来の遠心ファンに比べて、一
層有効に空力騒音が低減される。

【００１９】（２）請求項２の発明この発明は、上記請求項１記載の発明の構成において、
上記ラビリンスシール部２０が、断面コ字状の凹溝部２
０ａ，２０ａよりなることを特徴としている。

【００２０】断面コ字状の凹溝部２０ａ，２０ａは、上
記ベルマウス６との間の隙間を流れる高速の漏れ流れに
対して有効なシール作用を果たし、有効に漏れ流れ量を
低減するので、上記主流との干渉による羽根負圧面の剥
離量も低減され、有効に空力騒音が低下する。

【００２１】その結果、従来の遠心ファンに比べて、一
層有効に空力騒音が低減される。

【００２２】（３）請求項３の発明この発明は、上記請求項１記載の発明の構成において、
上記ラビリンスシール部２０が、断面Ｖ字状の凹溝部２
０ｂ，２０ｂよりなることを特徴としている。

【００２３】断面Ｖ字状の凹溝部２０ｂ，２０ｂは、上
記ベルマウス６との間の隙間Ｇを流れる高速の漏れ流れ
に対して有効なシール作用を果たし、有効に漏れ流れ量
を低減するので、上記主流との干渉による羽根負圧面の
剥離量も低減され、有効に空力騒音が低下する。

【００２４】その結果、従来の遠心ファンに比べて、一
層有効に空力騒音が低減される。

【００２５】（４）請求項４の発明この発明は、回転駆動軸１３ａに固定される円形のハブ
１４と、該ハブ１４の周方向に並設固定された多数枚の
羽根１６，１６・・・と、該羽根１６，１６・・・の反
固定端側に固定され、空気吸込口を形成する異径筒状の
シュラウド１５と、該シュラウド１５の空気吸込側端部
１５ａに所定の隙間Ｇを保って遊嵌された異径筒状のベ
ルマウス６とからなる遠心ファン１１において、上記シ
ュラウド１５の空気吸込側端部１５ａの上記ベルマウス
６と対向する部分を円弧面２１に形成するとともに該円
弧面２１の羽根負圧面に対応する領域の曲率Ｒ₂を圧力
面に対応する領域の曲率Ｒ₁に比べて小さくしたことを
特徴としている。

【００２６】該構成では、上記のように、シュラウド１
５の空気吸込側端部１５ａの上記ベルマウス６と対向す
る部分を円弧面２１に形成するとともに該円弧面２１の
羽根１６，１６・・・の負圧面に対応する領域の曲率Ｒ
₂を圧力面に対応する領域の曲率Ｒ₁に比べて小さくして
いるので、同小曲率Ｒ₁の円弧面２１の作用によってシ
ュラウド１５の羽根１６，１６・・・の負圧面に対応す
る部分の高速の漏れ流れが有効に低減され、主流との干
渉による羽根負圧面の剥離が抑制される。

【００２７】その結果、従来の遠心ファンに比べて、有
効に空力騒音が低減される。

【００２８】（５）請求項５の発明この発明は、上記請求項１，２，３又は４記載の発明の
構成において、上記遠心ファン１１が、空気調和機１用
のものであることを特徴としている。

【００２９】したがって、該構成では、上記請求項１，
２，３又は４記載の発明の遠心ファン１１の作用による
低騒音の空気調和機１を、低コストに提供することがで
きる。

【００３０】

【発明の効果】以上の結果、本願発明によれば、空力騒
音が低く、送風性能の高い空気調和機を、低コストに提
供することができるようになる。

【００３１】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１〜図３は、例えば天井埋込型空気調和機に適用した
本願発明の実施の形態１に係る遠心ファンの構造を示し
ている。

【００３２】図中、先ず符号２は、当該天井埋込型空気
調和機１のカセット型の本体ケーシングである。該本体
ケーシング２は、その吸気・吹出パネル（下面パネル
部）４が天井３と略同一平面状に連続するようにして、
天井３内に埋設されている。

【００３３】そして、上記本体ケーシング２の上記吸気
・吹出パネル４には、中央部に方形の空気吸込グリル５
が設けられ、さらに、その内側にターボファン１１用の
ベルマウス６が連設されている。

【００３４】また、上記本体ケーシング２の吸気・吹出
パネル４の上記空気吸込グリル５の外周部４方には、所
定の幅の空気吹出口９，９・・が設けられている。

【００３５】そして、上記本体ケーシング２内には上記
空気吸込グリル５からベルマウス６を経て上記空気吹出
口９，９・・方向に到る全周方向の通風路１０が形成さ
れており、該通風路１０の上記ベルマウス６の背後（図
示上部）中央に位置して、その空気吸込側（後述するシ
ュラウド１５側）が上記ベルマウス６に対応するターボ
ファン１１がファンモータ１３を介して上記本体ケーシ
ング２の天井パネル２ａに吊設されている。

【００３６】また、同通風路１０には、該ターボファン
１１を囲む状態で空気熱交換器１２が設けられている。

【００３７】一方、該ターボファン１１は、上記ファン
モータ１３の回転駆動軸１３ａに固定された円形のハブ
（主板）１４と羽根車内遠心方向への空気吸込口を形成
する他端側異径筒状のシュラウド１５との間に多数枚の
動翼羽根１６，１６・・・を所定の翼角、所定の翼間隔
で周方向に並設して構成されている。他方、そのシュラ
ウド１５の空気吸込側端部１５ａ内には、上記ベルマウ
ス６の下流側空気流出口側端部１７が所定の隙間Ｇを保
って相対回転可能に所定寸法遊嵌されている。

【００３８】上記ベルマウス６は、上記ターボファン羽
根車の空気吸込口を形成しているシュラウド１５の空気
吸込側端部１５ａに対して上記本体ケーシング２側空気
吸込グリル５からの空気を羽根車内遠心方向にスムーズ
に流入させるために、図示のように吸気・吹出パネル４
への取付縁部６ａから内方に延び、その空気流上流側か
ら空気流下流側にかけて次第に開口径が縮小した所定曲
率半径の空気流入口部６ｂと空気流出口部６ｃとからな
る気流ガイド面を有して構成されている。そして、その
形状により上記ターボファン羽根車のシュラウド１５に
対応して、上記ターボファン羽根車の吸込側の空気を当
該吸込側において吹出側遠心方向にスムーズにガイドす
ることによって送風時に生じる空力騒音を可能な限り低
減するようにしている。

【００３９】そして、この実施の形態の場合、上記シュ
ラウド１５の羽根１６，１６・・・の圧力面１６ｂ，１
６ｂ・・・および負圧面１６ａ，１６ａ・・・各領域に
おける空気吸込側端部１５ａの上記ベルマウス６と対向
する部分を厚肉の円弧面（図２および図３参照）とする
一方、特に負圧面領域に対応する円弧面部分（図３参
照）に、ターボファン羽根車の回転方向に沿って断面コ
字状の凹溝部２０ａ，２０ａよりなるラビリンスシール
部２０が設けられている。

【００４０】上記断面コ字状の凹溝部２０ａ，２０ａ
は、上記ベルマウス６との間の隙間Ｇを流れる高速の漏
れ流れに対して有効なシール作用を果たし、効果的に漏
れ流れ量を低減する。

【００４１】したがって、該断面コ字状の凹溝部２０
ａ，２０ａよりなるラビリンスシール部２０のシール作
用によって上記シュラウド１５の羽根１６，１６・・・
の負圧面１６ａ，１６ａ・・・に対応する部分の高速の
漏れ流れが低減され、主流との干渉による同羽根１６，
１６・・・の負圧面１６ａ，１６ａ・・・の剥離が有効
に抑制される。

【００４２】その結果、従来の遠心ファンに比べてシュ
ラウド１５およびベルマウス６間における空力騒音が低
減され、空力騒音が低く、かつ送風性能の高い空気調和
機を低コストに提供することができる。

【００４３】（変形例）なお、以上の構成におけるラビリンスシール部２０は、
例えば図４に示すような断面Ｖ字状の凹溝部２０ｂ，２
０ｂにより形成することもできる。

【００４４】該断面Ｖ字状の凹溝部２０ｂ，２０ｂも、
上記断面コ字状のものと同様に、ベルマウス６との間の
隙間Ｇを流れる高速の漏れ流れに対して有効なシール作
用を果たし、漏れ流れ量を低減するので、上記主流との
干渉による羽根負圧面１６ａ，１６ａ・・・の剥離量も
低減され、空力騒音が低下する。

【００４５】（実施の形態２）次に、図５および図６は、天井埋込型空気調和機に適用
した本願発明の実施の形態２に係る遠心ファンの構造を
示している。

【００４６】この実施の形態のものは、例えば図５およ
び図６に示されるように、上記実施の形態１の遠心ファ
ンの構成のラビリンスシール部２０に代えて、上記シュ
ラウド１５の空気吸込側端部１５ａの上記ベルマウス６
と対向する部分を上記実施の形態１のものと同様の厚肉
の円弧面２１に形成するとともに、該円弧面２１の上記
羽根１６，１６・・・の負圧面１６ａ，１６ａ・・・に
対応する領域の曲率Ｒ₂（図６参照）を圧力面１６ｂ，
１６ｂ・・・に対応する領域の曲率Ｒ₁（図５参照）に
比べて小さくしたことを特徴としている。

【００４７】該構成では、上記のように、シュラウド１
５の空気吸込側端部１５ａの上記ベルマウス６と対向す
る部分を厚肉の円弧面２１に形成するとともに該円弧面
２１の羽根１６，１６・・・の負圧面１６ａ，１６ａ・
・・に対応する領域の曲率Ｒ₂（図６参照）を圧力面１
６ｂ，１６ｂ・・・に対応する領域の曲率Ｒ₁（図５参
照）に比べて小さくしているので、同小曲率Ｒ₂の厚肉
の円弧面２１の流速抑制作用によってシュラウド１５の
羽根１６，１６・・・の負圧面１６ａ，１６ａ・・・に
対応する部分の高速の漏れ流れが低減され、上記ラビリ
ンスシール部２０の場合と同様、主流との干渉による羽
根負圧面の剥離が抑制される。

【００４８】その結果、従来の遠心ファンに比べて有効
に空力騒音が低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】天井埋込型空気調和機に適用した本願発明の実
施の形態１に係る遠心ファンの構成を示す全体構造の断
面図である。

【図２】同遠心ファンのシュラウドおよびベルマウス間
の羽根圧力面に対応した領域の構成を示す断面図であ
る。

【図３】同遠心ファンのシュラウドおよびベルマウス間
の羽根負圧面に対応した領域の構成を示す断面図であ
る。

【図４】同遠心ファンの変形例に係る図３と同様の断面
図である。

【図５】天井埋込型空気調和機に適用した本願発明の実
施の形態２に係る遠心送風機のシュラウドおよびベルマ
ウス間の羽根圧力面に対応した領域の構成を示す断面図
である。

【図６】同遠心ファンのシュラウドおよびベルマウス間
の羽根負圧面に対応した領域の構成を示す断面図であ
る。

【図７】天井埋込型空気調和機に適用した従来の遠心フ
ァンの構成を示す全体構造の断面図である。

【図８】同遠心ファンの斜視図である。

【図９】同遠心ファンの要部の平面図である。

【図１０】同遠心ファンのシュラウドおよびベルマウス
間の羽根負圧面に対応した領域の構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

６はベルマウス、１０は通風路、１１はターボファン、
１４はハブ、１５はシュラウド、１５ａは空気吸込側端
部、１６は動翼羽根、２０はラビリンスシール部、２０
ａは断面コ字状の凹溝部、２０ｂは断面Ｖ字状の凹溝
部、２１は円弧面である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動軸（１３ａ）に固定される円形
のハブ（１４）と、該ハブ（１４）の周方向に並設固定
された多数枚の羽根（１６），（１６）・・・と、該羽
根（１６），（１６）・・・の反固定端側に固定され、
空気吸込口を形成する異径筒状のシュラウド（１５）
と、該シュラウド（１５）の空気吸込側端部（１５ａ）
に所定の隙間（Ｇ）を保って遊嵌された異径筒状のベル
マウス（６）とからなる遠心ファン（１１）において、
上記シュラウド（１５）の羽根（１６），（１６）・・
・の圧力面（１６ｂ），（１６ｂ）・・・領域および負
圧面（１６ａ），（１６ａ）・・・領域の内の負圧面
（１６ａ），（１６ａ）・・・領域における空気吸込側
端部（１５ａ）の上記ベルマウス（６）と対向する部分
のみに、羽根（１６），（１６）・・・の回転方向に沿
うラビリンスシール部（２０）を設けたことを特徴とす
る遠心ファン。
【請求項２】ラビリンスシール部（２０）が、断面コ
字状の凹溝部（２０ａ），（２０ａ）よりなることを特
徴とする請求項１記載の遠心ファン。
【請求項３】ラビリンスシール部（２０）が、断面Ｖ
字状の凹溝部（２０ｂ），（２０ｂ）よりなることを特
徴とする請求項１記載の遠心ファン。
【請求項４】回転駆動軸（１３ａ）に固定される円形
のハブ（１４）と、該ハブ（１４）の周方向に並設固定
された多数枚の羽根（１６），（１６）・・・と、該羽
根（１６），（１６）・・・の反固定端側に固定され、
空気吸込口を形成する異径筒状のシュラウド（１５）
と、該シュラウド（１５）の空気吸込側端部（１５ａ）
に所定の隙間（Ｇ）を保って遊嵌された異径筒状のベル
マウス（６）とからなる遠心ファン（１１）において、
上記シュラウド（１５）の空気吸込側端部（１５ａ）の
上記ベルマウス（６）と対向する部分を円弧面に形成す
るとともに該円弧面（２１）の羽根負圧面に対応する領
域の曲率（Ｒ₂）を圧力面に対応する領域の曲率（Ｒ₁）
に比べて小さくしたことを特徴とする遠心ファン。
【請求項５】遠心ファン（１１）が、空気調和機
（１）用のものであることを特徴とする請求項１，２，
３又は４記載の遠心ファン。