JP3629787B2 - 電動送風機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インペラを有する電動送風機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の電動送風機には、板金加工によって製作されたインペラが使用されている。
【0003】
以下に従来の電動送風機について、図12に基づいて説明する。図12において、1はファンケースで、上部中央部にはケース吸込口2を有しており、ケース吸込口2に対向する開口部はモータフレーム3に圧入により取り付けられている。前記ファンケース1の内部にはインペラ本体4、エアガイド5を設けている。6はモータ軸で、インペラ本体4はこのモータ軸6にナット7により締め付けて取り付けられている。8はモータである。
【0004】
以上の構成で、インペラ本体4を回転させることにより、気流を発生させるのであるが、その流れの経路はケース吸入口2、インペラ本体4の内部、エアガイド5、モータ8内部の順で、外部へと排出される。
【0005】
この電動送風機に使用しているインペラであるが、板金加工された山型の形状を持つ前面シュラウド9と、平板形状である後面シュラウド10と、これら各シュラウド9、10の間に配設した、湾曲する複数枚のブレード11とを具備しており、後面シュラウド10には、モータ軸6が連通する穴12を有する構成とするものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、板金製のインペラであるため、三次元曲面を有するブレード11を製作することが困難であったため、インペラ吸込口で気流が軸方向から径方向に急激に曲げられる際に、シュラウドの吸込口付近で剥離による流れの乱れが発生したり、インペラ吸込口とファンケースとの間に隙間があるので、この隙間に還流が発生し、損失が増大するという課題を有していた。
【0007】
本発明は、このようなインペラ及びファンケースにおいて、三次元的曲面を有するインデューサ及びブレード、さらに前面シュラウドとインデューサを面で接触させることで,インペラ内部の剥離及び還流を抑え、吸い込み能力を高めた電動送風機を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、一対の前面シュラウド及び後面シュラウドと、この一対のシュラウド内に設けた複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製インデューサと、このインデューサに連接する複数枚の板金ブレードと、インデューサ内側に設けたハブと、インデューサ上に設けた前面シュラウドとの接合部が面接触形状である断面がT字型のT字型面接触部を備えたもので、剥離及び還流を抑え、高い吸い込み能力を持った電動送風機が得られる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、一対の前面シュラウド及び後面シュラウドと、この一対のシュラウド内に設けた複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製インデューサと、インデューサに連接する複数枚の板金ブレードと、インデューサ内側に設けたハブと、インデューサ上に設けた前面シュラウドとの接合部が面接触形状である断面がT字型のT字型面接触部を備えたもので、モータの駆動によりインペラ本体が高速回転して、インペラ吸込口から空気流を吸い込み、インペラ外周部から排出するが、このとき流入する空気流は、激しい衝突すること無しにインデューサに沿ってスムーズに進み、さらに連続したブレードへと流れ込んでいる。さらに前面シュラウドとインデューサがT字型で面接触しているので、特にインデューサ部での空気流の漏れから生じる還流が引き起こす空気出力の低下を押さえ、前記インデューサの作用も含め、吸い込み能力を向上するものである。
【0010】
以下、本発明の実施の形態について、図1から図11を用いて説明する。
【0011】
(参考の形態1)
図1はインペラ及びファンケースの側断面図であり、図2はインペラを一部欠載斜視図であり、図1および図2において、21・22は一対の前面シュラウドおよび後面シュラウドを示している。23はインペラ吸込口である。24は山形のハブで、このハブ24上には複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製の案内翼、すなわちインデューサ25を有し、これに連続して板金ブレード26がインペラ外周へと延びている。前面シュラウド21のインペラ吸込口23側には、インデューサ25より前面側に突出したシュラウド先端部27を有している。28はインペラ本体である。29は金属製のファンケース本体であり、樹脂製内周側シール部30はシュラウド先端部27の内側全周に対して内接しており、さらにシュラウド先端部27から負荷がかかる様に圧接している。
【0012】
以上の構成における動作について説明すると、インペラ本体28が高速回転してインペラ吸込口23から空気流がインペラ本体28内に流れ込むわけなのだが、インペラ吸込口23近傍ではハブ24およびインデューサ25に沿ってスムーズに空気流が通過し、さらに連続したブレード26へと流入し、前記インペラ本体28の外周部から排出することになる。さらにシュラウド先端部27は樹脂製内周側シール部30を磨耗させながら回転することになる。
【0013】
以上のように本参考の形態の電動送風機用インペラによれば、インペラ本体28内にインデューサ25及びこれに連続した三次元的曲面を持つブレード26を設けることにより、インペラの入口衝突損失及び剥離から引き起こる空気流の乱れによる損失を低減することができる。さらにシュラウド先端部27内周側に、樹脂製内周側シール部30を圧接させているので、インペラ吸込口23付近でのシール性が向上し、漏れから生ずる還流による損失を防ぎ、さらにシュラウド先端部27と樹脂製内周側シール部30との重なり合わさった部分が存在するため、インペラにモータの軸方向の振動や移動が起こってもシール性を維持し、かつ圧力によってインペラが極端に前面に移動した場合でも、インデューサ25が樹脂製内周側シール部30によって停止させられるため、安定した運転により空気流の乱れを減少させ、前記インデューサ25の効果も含めて高い吸い込み能力を得ることができる。
【0014】
(参考の形態2)
図3はインペラ及びファンケースの側断面図であり、図3において、41・42は一対の前面シュラウド・後面シュラウドを示している。43はインペラ吸込口である。44は山形のハブで、このハブ44上には複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製の案内翼、すなわちインデューサ45を有し、これに連続して板金ブレード46がインペラ外周へと延びている。前面シュラウド41のインペラ吸込口43側には、インデューサ45より前面に突出したシュラウド先端部47を有している。48はインペラ本体である。49は金属製のファンケース本体であり、樹脂製内周側シール部50はシュラウド先端部47の内側全周に対して内接しており、かつ樹脂製上面シール部51はシュラウド先端部47の内周側から上面にかけて接し、両シール部50・51はシュラウド先端部47から負荷がかかる様に圧接している。
【0015】
以上の構成における動作を説明すると、インペラ本体48が高速回転してインペラ吸込口43から空気流がインペラ本体48内に流れ込むが、インペラ吸込口43近傍ではハブ24およびインデューサ45に沿ってスムーズに空気流が通過し、さらに連続したブレード46へと流入し、前記インペラ本体48の外周部から排出されることになる。さらにシュラウド先端部47は樹脂製内周側シール部50及び上面シール部51を磨耗させながら回転することになる。
【0016】
以上のように本参考の形態の電動送風機用インペラによれば、インペラ本体48内にインデューサ45及びこれに連続した三次元的曲面を持つブレード46を設けることにより、インペラの入口衝突損失及び剥離から引き起こる空気流の乱れによる損失を低減することができる。さらに二重のシール構成、すなわちシュラウド先端部47内周側に、樹脂製内周側シール部50を、シュラウド先端部47上面には樹脂製上面シール部51を圧接させているので、インペラ吸込口43付近でのシール性がより一層向上し、漏れから生ずる還流による損失を防ぎ、さらにシュラウド先端部47と樹脂製内周側シール部50との重なり合わさった部分が存在するため、インペラに振動や移動が起こってもシール性を維持し、かつ圧力によってインペラが極端に前面に移動した場合でも、インデューサ45が樹脂製内周側シール部50によって停止させられ、さらに樹脂製上面シール部51がインペラの直径方向の振動や移動に対してシール性を維持するため、安定した運転により空気流の乱れを減少させ、前記インデューサ45の効果も含めて高い吸い込み能力を得ることができる。
【0017】
(参考の形態3)
図4はインペラ及びファンケースの側断面図であり、図5はインペラを一部欠載斜視したものである。図4・図5において、61・62は一対の前面シュラウド・後面シュラウドである。63はインペラ吸込口である。64は山形のハブで、このハブ64上には複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製の案内翼、すなわちインデューサ65を有し、これに連続して板金ブレード66がインペラ外周へと延びている。前面シュラウド61のインペラ吸込口63側には、インデューサ65より前面に突出した樹脂製環状のシュラウド先端部67を設け、この樹脂製環状のシュラウド先端部67はインデューサ65と連結されている。68はインペラ本体である。69は金属製のファンケース本体であり、これと一体化した金属製内周側シール部70は樹脂製シュラウド先端部67の内側全周に対して内接しており、さらに樹脂製シュラウド先端部67から負荷がかかる様に圧接している。
【0018】
以上の構成における動作を説明すると、インペラ本体68が高速回転してインペラ吸込口63から空気流がインペラ本体68内に流れ込むが、インペラ吸込口63近傍ではハブ64およびインデューサ65に沿ってスムーズに空気流が通過し、さらに連続したブレード66へと流入し、前記インペラ本体68の外周部から排出することになる。さらに樹脂製シュラウド先端部67は金属製内周側シール部70によって磨耗させられながら回転することになる。
【0019】
以上のように本参考の形態の電動送風機用インペラによれば、インペラ本体68内にインデューサ65及びこれに連続した三次元的曲面を持つブレード66を設けることにより、インペラの入口衝突損失及び剥離から引き起こる空気流の乱れによる損失を低減することができる。さらに樹脂製シュラウド先端部67内周側に、金属製内周側シール部70を圧接させているので、インペラ吸込口63付近でのシール性が向上し、漏れから生ずる還流による損失を防ぎ、さらに樹脂製シュラウド先端部67と金属製内周側シール部70との重なり合わさった部分が存在するため、インペラにモータの軸方向の振動や移動が起こってもシール性を維持し、かつ圧力によってインペラが極端に前面に移動した場合でも、インデューサ65が金属製内周側シール部70によって停止させられる。また金属製内周側シール部70が、ファンケース本体69と一体化のため、シール部周辺で高い強度が得られることから、安定した運転により空気流の乱れを減少させ、前記インデューサ65の効果も含めて高い吸い込み能力を得ることができる。
【0020】
(参考の形態4)
図6はインペラ及びファンケースの側断面であり、図7はインペラを一部欠載斜視図であり、図6・図7において、81・82は一対の前面シュラウド・後面シュラウドを示している。83はインペラ吸込口である。84は山形のハブで、このハブ84上には複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製の案内翼すなわちインデューサ85を有し、これに連続して板金ブレード86がインペラ外周へと延びている。前面シュラウド81のインペラ吸込口83側には、インデューサ85より前面に突出した樹脂製環状のシュラウド先端部87を設け、この樹脂製環状のシュラウド先端部87はインデューサ85と一体に連結されている。さらに、シュラウド先端部87の前面シュラウド81側は、シュラウド先端部87に前面シュラウド81を填め込んだ形状としている。88はインペラ本体である。89は金属製のファンケース本体であり、これと一体化した金属製内周側シール部90は樹脂製シュラウド先端部87の内側全周に対して内接しており、かつ金属製上面シール部91は樹脂製シュラウド先端部87の内周側から上面にかけて接し、両シール部90・91は樹脂製シュラウド先端部87から負荷がかかる様に圧接している。
【0021】
以上の構成における動作を説明すると、インペラ本体88が高速回転してインペラ吸込口83から空気流がインペラ本体88内に流れ込むが、インペラ吸込口83近傍ではハブ84およびインデューサ85に沿ってスムーズに空気流が通過し、さらに連続したブレード86へと流入し、前記インペラ本体88の外周部から排出することになる。さらに樹脂製シュラウド先端部87は金属製内周側シール部90及び上面シール部91で磨耗させられながら回転することになる。
【0022】
以上のように本参考の形態の電動送風機用インペラによれば、インペラ本体88内にインデューサ85及びこれに連続した三次元的曲面を持つブレード86を設けることにより、インペラの入口衝突損失及び剥離から引き起こる空気流の乱れによる損失を低減することができる。さらに二重のシール構成、すなわち樹脂製シュラウド先端部87内周側に、金属製内周側シール部90を、樹脂製シュラウド先端部87上面には金属製上面シール部91を圧接させているので、インペラ吸込口83付近でのシール性がより一層向上し、漏れから生ずる還流による損失を防ぎ、さらに樹脂製シュラウド先端部87と金属製内周側シール部90との重なり合わさった部分が存在するため、インペラに振動や移動が起こってもシール性を維持し、かつ圧力によってインペラが極端に前面に移動した場合でも、インデューサ85が金属製内周側シール部90によって停止させられ、さらに金属製上面シール部91がインペラの直径方向の振動や移動に対してシール性を維持することができる。さらに前面シュラウド81が樹脂製シュラウド先端部87に填め込まれているため、前面シュラウド81と樹脂製シュラウド先端部87との接合部からの空気流の漏れを抑えることができ、加えて前面シュラウド81と樹脂製シュラウド先端部87が強固に固定される。また金属製内周側シール部90が、ファンケース本体89と一体化のため、シール部周辺で高い強度が得られることから、安定した運転により空気流の乱れを減少させ、前記インデューサ85の効果も含めて高い吸い込み能力を得ることができる。
【0023】
(実施の形態1)
図8はインペラ及びファンケースの側断面図であり、図9はインペラの一部欠載斜視図であり、図8・図9において、101・102は一対の前面シュラウド・後面シュラウドである。103はインペラ吸込口である。104は山形のハブで、このハブ104上には複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製の案内翼、すなわちインデューサ105を有し、これに連続して板金ブレード106がインペラ外周へと延びている。108はインペラ本体であり、109は前面シュラウド101と面接触しているインデューサ105上に設けた断面がT字型のT字型面接触部である。
【0024】
以上の構成における動作を説明すると、インペラ本体108が高速回転してインペラ吸込口103から空気流がインペラ本体108内に流れ込むわけなのだが、インペラ吸込口103近傍ではハブ104およびインデューサ105に沿ってスムーズに空気流が通過し、さらに連続したブレード106へと流入し、前記インペラ本体108の外周部から排出することになる。
【0025】
以上のように本実施の形態の電動送風機用インペラによれば、インペラ本体108内にインデューサ105及びこれに連続した三次元的曲面を持つブレード106を設けることにより、インペラの入口衝突損失及び剥離から引き起こる空気流の乱れによる損失を低減することができる。さらにインデューサ105上に設けたT字型面接触部109が前面シュラウド101と面接触しているため、T字型面接触部109と前面シュラウド101との密着性が高く、インデューサ105付近の通路でのシール性が向上し、漏れから生ずる還流による損失を防ぎ、またインデューサ105が強固に固定されるため、変形が押さえられ、安定した運転により空気流の乱れの減少させ、前記インデューサ105の効果も含めて高い吸い込み能力を得ることができる。
【0026】
なお、本実施の形態では、インデューサ105と前面シュラウド101の裏面とを面接触させるため、インデューサ105上にT字型面接触部109を設けたが、インデューサ105の上端面を前面シュラウド101の裏面の曲面に合わせて形状に削り、インデューサ105の上端面が前面シュラウド101の裏面に面接触するようにしてもよい。
【0027】
(参考の形態5)
図10はインペラ及びファンケースの側断面図であり、図11(a)はインペラの前面シュラウドの裏面図、図11(b)はインデューサ係合部の拡大図であり、図10・図11において、111・112は一対の前面シュラウド・後面シュラウドである。113はインペラ吸込口である。114は山形のハブで、このハブ114上には複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製の案内翼、すなわちインデューサ115を有し、これに連続して板金ブレード116がインペラ外周へと延びている。118はインペラ本体であり、119は前面シュラウド111に設けられた複数本の溝で、この溝119に対向し、かつ係合する係合部120がインデューサ115上に設けられている。前面シュラウド111の裏面に設けた溝119にインデューサ115の係合部120を挿入することで、係合部120と溝115とによりラビリンス構造を得ることができ、これら係合部分に発生する隙間から空気が漏れるのをラビリンス構造により抑制することができる。
【0028】
以上の構成における動作を説明すると、インペラ本体118が高速回転してインペラ吸込口113から空気流がインペラ本体118内に流れ込むが、インペラ吸込口113近傍ではハブ114およびインデューサ115に沿ってスムーズに空気流が通過し、さらに連続したブレード116へと流入し、前記インペラ本体118の外周部から排出することになる。
【0029】
以上のように本参考の形態の電動送風機用インペラによれば、インペラ本体118内にインデューサ115及びこれに連続した三次元的曲面を持つブレード116を設けることにより、インペラの入口衝突損失及び剥離から引き起こる空気流の乱れによる損失を低減することができる。さらにインデューサ115上に設けた係合部120が、前面シュラウド111上の溝119と係合しているため、係合部120と前面シュラウド111との間でラビリンス形状となり密着性が高まり、インデューサ115付近の通路でのシール性が向上し、漏れから生ずる還流による損失を防ぎ、またインデューサ115が強固に固定されるため、変形及び周方向のズレが押さえられ、安定した運転により空気流の乱れを減少させ、前記インデューサ115の効果も含めて高い吸い込み能力を得ることができる。
【0030】
【発明の効果】
本発明の請求項1に記載の発明は、前面シュラウドとインデューサが面接触しているので、特にインデューサ部での空気流の漏れから生じる還流が引き起こす空気出力の低下を押さえ、前記インデューサの作用も含め、吸い込み能力を向上するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の参考の形態による電動送風機用インペラ及びファンケースの側断面図
【図2】同電動送風機用インペラの一部欠載斜視図
【図3】本発明の第2の参考の形態による電動送風機用インペラ及びファンケースの側断面図
【図4】本発明の第3の参考の形態による電動送風機用インペラ及びファンケースの側断面図
【図5】同電動送風機用インペラの一部欠載斜視図
【図6】本発明の第4の参考の形態による電動送風機用インペラ及びファンケースの側断面図
【図7】同電動送風機用インペラの一部欠載斜視図
【図8】本発明の第1の実施の形態による電動送風機用インペラの側断面図
【図9】同電動送風機用インペラの一部欠載斜視図
【図10】本発明の第5の参考の形態による電動送風機用インペラの側断面図
【図11】(a)同電動送風機用インペラの前面シュラウドの裏面図
(b)同係合部の拡大図
【図12】従来の電動送風機の一部欠載側面図
【符号の説明】
21・41・61・81・101・111 前面シュラウド
22・42・62・82・102・112 後面シュラウド
23・43・63・83・103・113 インペラ吸込口
24・44・64・84・104・114 ハブ
25・45・65・85・105・115 インデューサ
26・46・66・86・106・116 板金ブレード
27・47 金属製シュラウド先端部
28・48・68・88・108・118 インペラ本体
29・49・69・89 ファンケース本体
30・50 樹脂製内周側シール部
51 樹脂製上面シール部
67・87 樹脂製シュラウド先端部
70・90 金属製内周シール部
91 金属製上面シール部
109 T字型面接触部
119 溝
120 係合部
Claims (1)
- 一対の前面シュラウド及び後面シュラウドと、この一対のシュラウド内に設けた複数枚の三次元的曲面を持つ樹脂製インデューサと、このインデューサに連接する複数枚の板金ブレードと、インデューサ内側に設けたハブと、インデューサ上に設けた前面シュラウドとの接合部が面接触形状である断面がT字型のT字型面接触部を備える電動送風機。
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