JP3573111B2 - ターボファン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気清浄機器等の送風手段として用いられる軽量・低騒音型のターボファンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、クリーンベンチ，ファンフィルターユニット等の小型空気清浄機器において、シロッコファンに代りターボファンが使用される例が増えてきた。本来ターボファンは大風量，高風圧に適しているが、インバーターを用いた回転制御の普及により風量，風圧の調節が容易に行えるようになった為である。
【０００３】
このターボファンは、高効率である反面、騒音が大きい欠点がある。特に、装置の小型・軽量化を目的としてケーシングを使用しない場合には、ファンの騒音が吐出口や、フィルタ等の開口部を通じて機器外部に伝達され易くなるので、一層騒音対策が望まれることとなった。
【０００４】
図５に、ターボファンを用いた空気清浄機器の一例として、ファンフィルターユニット６１を示す。このファンフィルターユニット６１は、ターボファン６２により本体ハウジング６３の上面開口部のプレフィルタ６４を介して陰圧部６５内に吸入した空気を陽圧部６６内に吐出し、ＨＥＰＡフィルタ６７で清浄化して下面から送出するものであり、６８はファンモータ、６９は該ファンモータ６８を固定する支持フレームである。
【０００５】
上記ターボファン６２は、図６に示す如く、羽根車７１の回転により、マウスリング７２を通じて吸込まれた空気を外周部７３から吐出するものであるが、この際、マウスリング７２とファン吸込口７４との間隙Ａから吐出側の空気が一部羽根車７１内部に吸引され逆気流ｘを生じ、この逆気流ｘの通過とそれに伴う本気流の乱れによって騒音を発生する。マウスリング７２とファン吸入口７４との間隙Ａを広くすれば騒音は低下するが、その分、ファンの効率が低下することになるので間隙Ａは小さく設定される必要があり、騒音対策と送風効率を両立させることが困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術の上記の点に鑑みて、ファンの効率を低下させることなく騒音を低減することができるターボファンを提供することを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
回転軸に固定される主板と、中央にファン吸込口を開口した側板との間に、複数の羽根を周方向に等ピッチで設けた羽根車を、吸込側と吐出側とを仕切る隔壁に開口した吸込口の吐出側に設置すると共に、該吸込口には、前記ファン吸込口内に向けて絞りを形成するマウスリングを設け、羽根車の回転によりマウスリングを通じて吸込んだ気体を羽根車の外周部から吐出するターボファンにおいて、前記マウスリングの周囲の隔壁に、先端縁が前記羽根車の側板の近傍に至る逆流防止リングを設け、上記逆流防止リングの先端縁をゴムで被覆した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１及び２は、本発明のターボファン１を示すもので、図１は後述する逆流防止リング９先端のゴムカバー１０を外し、前記リング９の先端９ｅを見せている。図１において、ターボファン１は、ファンモータ２の回転軸３に固定される羽根車４、及び、該羽根車４に吸込側６の空気を案内するマウスリング５より主に構成されている。
【０００９】
羽根車４は、ハブ４１と一体の主板４２と、中央にファン吸込口４３を開口した側板４４（シュラウド）との間に、複数の羽根４５（後向き羽根）を周方向に等ピッチで設けてなり、マウスリング５の吐出側に設置されている。
【００１０】
マウスリング５は、吸込側６（陰圧部）と吐出側７（陽圧部）とを仕切る隔壁８と一体に形成され、前記ファン吸込口４３内に向けて絞りを形成するものである。そして、マウスリング５の周囲の隔壁８には、逆流防止リング９を設けている。
【００１１】
逆流防止リング９は、基端部において隔壁８に固定され、その先端縁９ｅはゴムカバー１０で被覆されている。逆流防止リング９の先端縁９ｅは羽根車４の側板４４の最外周部に沿い、所定の間隙を有して近接配置されている。逆流防止リング９は、図示例の位置より内周側に設けることも出来るが、図示の如くファン吸込口４３から離した方が逆流防止効果が大きい。また、図示例では、逆流防止リング９は隔壁８から側板４４に向け垂直に設けられ、即ち、偏平な円筒状をなすが、傾斜或いは湾曲して設け円錐状、異径円筒状等とすることも出来る。また、マウスリング５と隔壁８とが別体であれば、それらのいずれかと一体に形成することも出来る。更に、耐薬品性等の問題の無い環境ではプラスチックにより一体成形しても良い。
【００１２】
ゴムカバー１０は、予めＵチャンネル形状に成形したものを逆流防止リング９の先端縁９ｅに嵌合することが好適であるが、溶融状態のゴムを逆流防止リング９の先端縁に塗付した後、固化させても良い。尚、ゴムカバー１０に使用するゴムとは、天然ゴム，合成ゴムに限らず、合成高分子エラストマー等のゴム様物質全般を包含するものである。
【００１３】
次に、上記逆流防止リング９の先端９ｅにゴムカバー１０を設けたターボファンと設けないターボファンの騒音低減効果について、実験データを基に検証する。
【００１４】
図３は、それぞれ逆流防止リング９を設けた場合と設けない場合及び逆流防止リング９にゴムカバー１０を設けた場合のターボファン１を図５に示したファンフィルターユニット６１と同様にケーシングを用いない構成でクリーンベンチ（清浄作業台）に適用し、作業者の着座位置における騒音値の周波数特性を測定したグラフである。
【００１５】
測定結果から、逆流防止リングを設けた場合、２ＫＨｚ以下の帯域では逆流防止リングが無い場合に比べて僅かに騒音値が高くなっているが、２ＫＨｚ以上の高周波域では逆流防止リングを設けた場合に顕著な騒音低減効果が認められた。これは、低周波域では、マウスリング部への逆気流が抑制された反面、逆流防止リング先端の間隙部が新たな騒音源となり、その影響等で騒音値が多少増加したが、逆流防止リングによってマウスリング部で発生する高周波音が減衰され、高周波域での騒音低減となって現れたものと考えられる。実際、クリーンベンチに着座してみたところ、耳障りな高周波音が少なくなったことで、作業環境としてはかなり改善された。
【００１６】
一方、逆流防止リングにゴムカバーを付加した場合については、６３Ｈｚ以下の低周波域では逆流防止リングのみを設けた場合や逆流防止リングが無い場合に比べて騒音値が増加したものの、それ以上の全ての帯域で更に２〜５ｄＢの騒音低減効果が認められた。この結果は、ゴムカバーによって逆流防止リング先端が形状的に滑らかになる一方、表面摩擦係数の増加により逆気流が抑制され、且つ、ゴムが振動吸収体として作用していることなども考えられる。
【００１７】
次に、図４は上記各実施形態のターボファン１単体での、吸入側０．５ｍの地点における騒音値の周波数特性を測定したグラフである。この測定結果から、逆流防止リングのみを設けた場合、逆流防止リングが無い場合に比べて吸入側での騒音値は２ＫＨｚ以下の帯域で多少増加したものの、２ＫＨｚ以上の高周波域では顕著な騒音低減効果が認められた。一方、逆流防止リングにゴムカバーを付加した場合には、高周波域は勿論、中低周波域においても騒音低減効果が認められた。
【００１８】
尚、上記実施形態では、主板４２の中央が凹陥し、該凹陥部にファンモータ２が入り込んだインハブ形の羽根車４を用いた薄形のターボファン１の場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、主板が平坦なターボファンや、ファンモータが吸込側にある場合などにも適用可能である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のターボファンは、上述した通り、マウスリング周囲の隔壁に、先端縁が羽根車の側板近傍に至る逆流防止リングを設けその先端縁をゴムで被覆してあるので、ファンの効率を低下させることなくファンの騒音、特に、高周波音を低減でき、一層顕著な騒音低減効果が得られ、クリーンベンチや小型軽量のファンフィルターユニットのようにファンケーシングを用いず、ファンの近くで作業者が作業を行うような空気清浄機器に最適である。
【００２０】
また、上記逆流防止リングは構造も簡素であるため、コスト的にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のターボファンの逆流防止カバー先端のゴムカバーを外した状態の縦断面図である。
【図２】本発明のターボファンを示す要部縦断面図である。
【図３】クリーンベンチに実施した場合の騒音値の周波数特性を示すグラフである。
【図４】ターボファン単体での吸入側における騒音値の周波数特性を示すグラフである。
【図５】ファンフィルターユニットを示す縦断面図である。
【図６】図６の要拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１，２１ ターボファン
２ ファンモータ
３ 回転軸
４ 羽根車
５ マウスリング
６ 吸込側
７ 吐出側
８ 隔壁
９ 逆流防止リング
１０ ゴムカバー
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気清浄機器等の送風手段として用いられる軽量・低騒音型のターボファンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、クリーンベンチ，ファンフィルターユニット等の小型空気清浄機器において、シロッコファンに代りターボファンが使用される例が増えてきた。本来ターボファンは大風量，高風圧に適しているが、インバーターを用いた回転制御の普及により風量，風圧の調節が容易に行えるようになった為である。
【０００３】
このターボファンは、高効率である反面、騒音が大きい欠点がある。特に、装置の小型・軽量化を目的としてケーシングを使用しない場合には、ファンの騒音が吐出口や、フィルタ等の開口部を通じて機器外部に伝達され易くなるので、一層騒音対策が望まれることとなった。
【０００４】
図５に、ターボファンを用いた空気清浄機器の一例として、ファンフィルターユニット６１を示す。このファンフィルターユニット６１は、ターボファン６２により本体ハウジング６３の上面開口部のプレフィルタ６４を介して陰圧部６５内に吸入した空気を陽圧部６６内に吐出し、ＨＥＰＡフィルタ６７で清浄化して下面から送出するものであり、６８はファンモータ、６９は該ファンモータ６８を固定する支持フレームである。
【０００５】
上記ターボファン６２は、図６に示す如く、羽根車７１の回転により、マウスリング７２を通じて吸込まれた空気を外周部７３から吐出するものであるが、この際、マウスリング７２とファン吸込口７４との間隙Ａから吐出側の空気が一部羽根車７１内部に吸引され逆気流ｘを生じ、この逆気流ｘの通過とそれに伴う本気流の乱れによって騒音を発生する。マウスリング７２とファン吸入口７４との間隙Ａを広くすれば騒音は低下するが、その分、ファンの効率が低下することになるので間隙Ａは小さく設定される必要があり、騒音対策と送風効率を両立させることが困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術の上記の点に鑑みて、ファンの効率を低下させることなく騒音を低減することができるターボファンを提供することを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
回転軸に固定される主板と、中央にファン吸込口を開口した側板との間に、複数の羽根を周方向に等ピッチで設けた羽根車を、吸込側と吐出側とを仕切る隔壁に開口した吸込口の吐出側に設置すると共に、該吸込口には、前記ファン吸込口内に向けて絞りを形成するマウスリングを設け、羽根車の回転によりマウスリングを通じて吸込んだ気体を羽根車の外周部から吐出するターボファンにおいて、前記マウスリングの周囲の隔壁に、先端縁が前記羽根車の側板の近傍に至る逆流防止リングを設け、上記逆流防止リングの先端縁をゴムで被覆した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１及び２は、本発明のターボファン１を示すもので、図１は後述する逆流防止リング９先端のゴムカバー１０を外し、前記リング９の先端９ｅを見せている。図１において、ターボファン１は、ファンモータ２の回転軸３に固定される羽根車４、及び、該羽根車４に吸込側６の空気を案内するマウスリング５より主に構成されている。
【０００９】
羽根車４は、ハブ４１と一体の主板４２と、中央にファン吸込口４３を開口した側板４４（シュラウド）との間に、複数の羽根４５（後向き羽根）を周方向に等ピッチで設けてなり、マウスリング５の吐出側に設置されている。
【００１０】
マウスリング５は、吸込側６（陰圧部）と吐出側７（陽圧部）とを仕切る隔壁８と一体に形成され、前記ファン吸込口４３内に向けて絞りを形成するものである。そして、マウスリング５の周囲の隔壁８には、逆流防止リング９を設けている。
【００１１】
逆流防止リング９は、基端部において隔壁８に固定され、その先端縁９ｅはゴムカバー１０で被覆されている。逆流防止リング９の先端縁９ｅは羽根車４の側板４４の最外周部に沿い、所定の間隙を有して近接配置されている。逆流防止リング９は、図示例の位置より内周側に設けることも出来るが、図示の如くファン吸込口４３から離した方が逆流防止効果が大きい。また、図示例では、逆流防止リング９は隔壁８から側板４４に向け垂直に設けられ、即ち、偏平な円筒状をなすが、傾斜或いは湾曲して設け円錐状、異径円筒状等とすることも出来る。また、マウスリング５と隔壁８とが別体であれば、それらのいずれかと一体に形成することも出来る。更に、耐薬品性等の問題の無い環境ではプラスチックにより一体成形しても良い。
【００１２】
ゴムカバー１０は、予めＵチャンネル形状に成形したものを逆流防止リング９の先端縁９ｅに嵌合することが好適であるが、溶融状態のゴムを逆流防止リング９の先端縁に塗付した後、固化させても良い。尚、ゴムカバー１０に使用するゴムとは、天然ゴム，合成ゴムに限らず、合成高分子エラストマー等のゴム様物質全般を包含するものである。
【００１３】
次に、上記逆流防止リング９の先端９ｅにゴムカバー１０を設けたターボファンと設けないターボファンの騒音低減効果について、実験データを基に検証する。
【００１４】
図３は、それぞれ逆流防止リング９を設けた場合と設けない場合及び逆流防止リング９にゴムカバー１０を設けた場合のターボファン１を図５に示したファンフィルターユニット６１と同様にケーシングを用いない構成でクリーンベンチ（清浄作業台）に適用し、作業者の着座位置における騒音値の周波数特性を測定したグラフである。
【００１５】
測定結果から、逆流防止リングを設けた場合、２ＫＨｚ以下の帯域では逆流防止リングが無い場合に比べて僅かに騒音値が高くなっているが、２ＫＨｚ以上の高周波域では逆流防止リングを設けた場合に顕著な騒音低減効果が認められた。これは、低周波域では、マウスリング部への逆気流が抑制された反面、逆流防止リング先端の間隙部が新たな騒音源となり、その影響等で騒音値が多少増加したが、逆流防止リングによってマウスリング部で発生する高周波音が減衰され、高周波域での騒音低減となって現れたものと考えられる。実際、クリーンベンチに着座してみたところ、耳障りな高周波音が少なくなったことで、作業環境としてはかなり改善された。
【００１６】
一方、逆流防止リングにゴムカバーを付加した場合については、６３Ｈｚ以下の低周波域では逆流防止リングのみを設けた場合や逆流防止リングが無い場合に比べて騒音値が増加したものの、それ以上の全ての帯域で更に２〜５ｄＢの騒音低減効果が認められた。この結果は、ゴムカバーによって逆流防止リング先端が形状的に滑らかになる一方、表面摩擦係数の増加により逆気流が抑制され、且つ、ゴムが振動吸収体として作用していることなども考えられる。
【００１７】
次に、図４は上記各実施形態のターボファン１単体での、吸入側０．５ｍの地点における騒音値の周波数特性を測定したグラフである。この測定結果から、逆流防止リングのみを設けた場合、逆流防止リングが無い場合に比べて吸入側での騒音値は２ＫＨｚ以下の帯域で多少増加したものの、２ＫＨｚ以上の高周波域では顕著な騒音低減効果が認められた。一方、逆流防止リングにゴムカバーを付加した場合には、高周波域は勿論、中低周波域においても騒音低減効果が認められた。
【００１８】
尚、上記実施形態では、主板４２の中央が凹陥し、該凹陥部にファンモータ２が入り込んだインハブ形の羽根車４を用いた薄形のターボファン１の場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、主板が平坦なターボファンや、ファンモータが吸込側にある場合などにも適用可能である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のターボファンは、上述した通り、マウスリング周囲の隔壁に、先端縁が羽根車の側板近傍に至る逆流防止リングを設けその先端縁をゴムで被覆してあるので、ファンの効率を低下させることなくファンの騒音、特に、高周波音を低減でき、一層顕著な騒音低減効果が得られ、クリーンベンチや小型軽量のファンフィルターユニットのようにファンケーシングを用いず、ファンの近くで作業者が作業を行うような空気清浄機器に最適である。
【００２０】
また、上記逆流防止リングは構造も簡素であるため、コスト的にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のターボファンの逆流防止カバー先端のゴムカバーを外した状態の縦断面図である。
【図２】本発明のターボファンを示す要部縦断面図である。
【図３】クリーンベンチに実施した場合の騒音値の周波数特性を示すグラフである。
【図４】ターボファン単体での吸入側における騒音値の周波数特性を示すグラフである。
【図５】ファンフィルターユニットを示す縦断面図である。
【図６】図６の要拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１，２１ ターボファン
２ ファンモータ
３ 回転軸
４ 羽根車
５ マウスリング
６ 吸込側
７ 吐出側
８ 隔壁
９ 逆流防止リング
１０ ゴムカバー
Claims (1)
- 回転軸に固定される主板と、中央にファン吸込口を開口した側板との間に、複数の羽根を周方向に等ピッチで設けた羽根車を、吸込側と吐出側とを仕切る隔壁に開口した吸込口の吐出側に設置すると共に、該吸込口には、前記ファン吸込口内に向けて絞りを形成するマウスリングを設け、羽根車の回転によりマウスリングを通じて吸込んだ気体を羽根車の外周部から吐出するターボファンにおいて、前記マウスリングの周囲の隔壁に、先端縁が前記羽根車の側板の近傍に至る逆流防止リングを設け、逆流防止リングの先端縁をゴムで被覆したことを特徴とするターボファン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001198081A JP3573111B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | ターボファン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001198081A JP3573111B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | ターボファン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003013894A JP2003013894A (ja) | 2003-01-15 |
| JP3573111B2 true JP3573111B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=19035584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001198081A Expired - Lifetime JP3573111B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | ターボファン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3573111B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004316448A (ja) * | 2003-04-11 | 2004-11-11 | Daikin Ind Ltd | 遠心送風機 |
| JP6793803B1 (ja) * | 2019-11-13 | 2020-12-02 | シナノケンシ株式会社 | 遠心送風機 |
-
2001
- 2001-06-29 JP JP2001198081A patent/JP3573111B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003013894A (ja) | 2003-01-15 |
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Legal Events
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| A521 | Written amendment |
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