JP4051739B2 - 遠心送風機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は空調機器などに用いられる比較的小型の遠心送風機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の遠心送風機は,図6に示すように、渦巻き状のケーシング1の中に羽根車2を収納した構成になっている。羽根車2は、図7に示すように、主円板3に羽根4を環状に配設し、他端を環状板5で保持した構造である。主円板3の中央部にはボス部6が設けられており、モータ7の駆動軸8と連結されている。羽根車2の環状板5と対抗するケーシング1面には吸込口9が設けられ、空気が滑らかに流入するようにベルマウス10が形成されている。また、ケーシング2の端には吐出口11が形成されている。
【0003】
このような構成において、モータ7を用いて羽根車2を矢印12の方向に回転させることによって、吸込口9から吸引した空気を、羽根車2から遠心方向に吹き出し、その流れをケーシング1内で一方向にまとめて、吐出口11から吹き出す動作を行なっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の遠心送風機では,ケーシング1内に生じる循環流によって送風効率の低下や騒音が増大するという課題があった。すなわち、図7に示すように、羽根車2の回転軸を含む縦断面内の流れは、羽根車2の中央付近から流入した流れが矢印13に示すように主円板3、あるいはボス部6に当たって半径方向に向きを変えてケーシング1内に吹き出され、上述のように、ケーシング1の形状に従って吐出口11まで導かれる。
【0005】
一方、羽根車2の外周寄りの位置から流入した流れ14は、流入直後に半径方向に向きを変えられる。このとき、環状板5の下側には流れが沿わず、剥離流15が発生している。これらの影響により、ケーシング1内の吸込口9側に非常に大きな循環流16が形成され、流れの一部は再度、吸込口9に戻っている。この現象は吐出した流れが吸込口へ再循環することによる流量低下や再循環による吸込流れの乱れの原因となる。
【0006】
また、循環流16は旋回しながら吐出口11へ向かって流れるので、実質の流量には含まれるが、循環領域が形成されることによる有効流路の減少や旋回エネルギの損失を引起こしている。これらは、送風効率の低下や送風騒音増大に直結する課題である。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の遠心送風機は上記課題を解決するため、中央部にボス部を設けた主円板の上に複数枚の羽根を環状に配設し、前記羽根において主円板と反対側の他端を環状板で固定した羽根車と、ベルマウス形状の吸込口と、吐出口を有し、前記羽根車を収納するケーシングと、前記羽根車を駆動するモータを備え、前記ケーシングの側壁の内側に、前記ケーシング内部での再循環流を防ぐ循環防止板を前記環状板と略同じ高さ位置で略水平に設けたものである。
【0008】
上記発明によれば、吸込口のベルマウス下流に有効羽根領域が形成され、したがって、吸込口に再流入する循環流を少なくすることが可能になり、送風効率を低下させることなく、また、送風騒音を増大させることがない。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明は各請求項に記載された構成を実施の形態とすることができる。そこで本発明の実施を容易にするために構成に加えてその構成による機能を以下に詳述する。
【0010】
本発明の請求項1にかかる遠心送風機は,中央部にボス部を設けた主円板の上に複数枚の羽根を環状に配設し、前記羽根において主円板と反対側の他端を環状板で固定した羽根車と、ベルマウス形状の吸込口と、吐出口を有し、前記羽根車を収納するケーシングと、前記羽根車を駆動するモータを備え、前記ケーシングの側壁の内側に、前記ケーシング内部での再循環流を防ぐ循環防止板を前記環状板と略同じ高さ位置で略水平に設けたものである。
【0011】
上記構成によると、ケーシング内部に設けた循環防止板によって、ケーシング内から再度吸込口に流入する再循環流を抑制して、ケーシングに沿って吐出口へ向かう流れを促進することができるので、送風効率の改善が図れる。
【0012】
また、本発明の請求項2にかかる遠心送風機は,前記循環防止板を通気性のある多孔質材で構成したものである。
【0013】
上記構成によると、多孔質材の循環防止板はケーシング内の再循環流を抑制するだけでなく、微少な圧力変動や流れの乱れを緩和する吸音材としての働きをするので、送風効率を改善するとともに低騒音化が図れる。
【0014】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、図6,図7に示す従来例における遠心送風機と同一構成の部分については同一符号を付与して、詳細な説明は省略する。
【0015】
(実施例1)
図1は本発明の実施例1における遠心送風機の縦断面図である。1は従来例と同じく渦巻き状のケーシングで、中に羽根車2を収納した構成になっている。羽根車2は、主円板3に羽根4を環状に配設し、羽根4の他端を環状板18で保持するのであるが、環状板18は羽根4の主円板3側に寄せて設けられており、環状板18の外側には羽根の一部19が突出した形状になる。主円板3の中央部にはボス部6が設けられており、モータ7の駆動軸8と連結されている。羽根車2の環状板5と対抗するケーシング1面には吸込口9が設けられ、空気が滑らかに流入するようにベルマウス10が形成されている。
【0016】
この遠心送風機の動作、作用を説明する。モータ7の回転により、駆動軸8と接続された羽根車2が回転する。羽根車2に配設された羽根4の働きにより、羽根車2から遠心方向に流れが生じるとともに、吸込口9からは空気が流入してくる。この流れを縦断面内で見ると、矢印20、21、22、23、24のように現される。すなわち、吸込口9の中央付近から流入した矢印20で示した流れは、羽根車の主円板3の付近まで流入してから半径方向に向きを変え、遠心方向に吹き出される。また、ベルマウス10の近傍から流入した矢印21で示す流れは、すぐに半径方向に曲げられるとともに、主円板3寄りに設けられた環状板18に衝突し、完全に遠心方向の流れとなる。この流れの一部は矢印22に示す再循環流を形成するが、その領域は小さく抑制することができる。
【0017】
一方、環状板18の下側を通る矢印23で示す流れは上方に引っ張られ、矢印21と矢印23の流れが合流するようになるので、環状板18の下面に発生する矢印24で示す剥離流れの領域も小さくなる。
【0018】
このように、再循環流を弱め、循環領域を小さくすることによって、有効な流路面積を拡大し、実質的な風量を増やすことができる。
【0019】
(実施例2)
図2は本発明の実施例2における遠心送風機の縦断面図である。
【0020】
本実施例2において、実施例1と異なる点は、環状板5が従来例と同じく、羽根車2の主円板3と逆の端部に設けられている点とケーシング1の内側に円筒状の循環防止板25を設けた点である。循環防止板25はケーシング1の吸込み側面の内側に、羽根車2とほぼ同心的に設けられた略円筒状の板である。その上端はケーシング1の内面に接し、下端は環状板18とほぼ同じ高さである。図2には、この循環防止板25が1枚のみの構成を示しているが、複数枚用いた構成や複数枚の高さや厚さが異なる構成にすることもできる。
【0021】
この循環防止板25の作用を説明する。モータ7によって羽根車2が駆動され、吸込口9から流入し、遠心方向に吹き出される流れが生じる動作は実施例1で述べた内容と同じであり、矢印26、27に示したような流れを生じる。ここで、吸込口9の中央部よりもベルマウス10寄りの位置から流入した矢印27で示した流れは、ケーシング1の内壁に当たって一部は矢印28で示す循環流を形成する。しかしながら、循環防止板25があるために循環流28は吸込口9へ再流入する流れとはならず、単に循環領域を形成するだけである。
【0022】
一方、ベルマウス10のごく近傍から流入した流れは矢印29で示すように、環状板5と循環防止板25の間を通って再循環する流れを形成するが、循環防止板25が再循環流れを制限するために、その量を少なくすることができる。
【0023】
このように、循環防止板25を設けることによって再循環流を弱め、実質的な風量を増やすとともに、吸込み流れの乱れによる騒音を低減することができる。
【0024】
(実施例3)
図3は本発明の実施例3における遠心送風機の縦断面図である。
【0025】
本実施例3において、実施例2と異なる点は、循環防止板30をケーシング1の側壁内側に設けた点である。本実施例の循環防止板30は、ケーシング1の側壁の内側で、かつ、羽根車2の環状板5とほぼ同じ高さの位置にほぼ水平に設けられている。図3には、この循環防止板30が1枚のみの構成を示しているが、複数枚用いた構成や複数枚の高さや厚さが異なる構成にすることもできる。
【0026】
この循環防止板30の作用を説明する。モータ7によって羽根車2が駆動され、吸込口9から流入し、遠心方向に吹き出される流れが生じる動作は実施例1で述べた内容と同じであり、矢印31、32、33、34に示したような流れを生じる。ここで、吸込口9の中央部よりもベルマウス10寄りの位置から流入した矢印32で示した流れは、ケーシング1の内壁に当たって一部はケーシング1の上部に回り込もうとするが、循環防止板30があるために、小さな循環領域に抑制される。また、循環防止板30があるために吸込口9へ再流入する流れとはならず、単に循環領域を形成するだけである。
【0027】
一方、ベルマウス10のごく近傍から流入した流れは矢印33で示すように、一部は吸込口9へ戻る再循環流れを形成するが、残りは矢印34で示すように小さな循環流を形成しながらケーシング1内の吐出流れを形成する。
【0028】
このように、循環防止板30を設けることによって再循環流を弱め、実質的な風量を増やすとともに、吸込み流れの乱れによる騒音を低減することができる。
【0029】
(実施例4)
図4は本発明の実施例4における遠心送風機の縦断面図である。
【0030】
本実施例4において、実施例2と異なる点は、複数の循環防止板35を設け、かつ、それぞれの循環防止板35を通気性のある多孔質材で構成した点である。循環防止板35はケーシング1の吸込み側面の内側に、羽根車2とほぼ同心的に設けられた略円筒状の板である。その上端はケーシング1の内面に接し、下端は環状板5とほぼ同じ高さである。図4には、循環防止板35が2枚のみの構成を示しているが、1枚構成のものや3枚以上用いた構成、あるいは、複数枚の高さや厚さが異なる構成であってもよい。
【0031】
この循環防止板35の作用を説明する。モータ7によって羽根車2が駆動され、吸込口9から流入し、遠心方向に吹き出される流れが生じる動作は実施例1で述べた内容と同じであり、矢印36、37、38、39に示したような流れを生じる。ここで、吸込口9の中央部よりもベルマウス10寄りの位置から流入した矢印37で示した流れは、ケーシング1の内壁に当たって一部は矢印38で示すような再循環しない循環流を形成する状況は前述の実施例2と同様である。
【0032】
一方、ベルマウス10のごく近傍から流入した流れは矢印39で示すように、環状板5と循環防止板35の間を通って再循環する流れを形成するが、循環防止板35が再循環流れを制限するために、その量を少なくすることができる点も実施例2と同じである。
【0033】
ところが、本実施例の構成では循環防止板35が通気性のある多孔質材で形成されているために、矢印38、39などで示した近傍を通る流れの乱れを緩和する効果が得られる。これは、多孔質材の微細な隙間構造により流れの圧力変動が弱められるためで、乱流騒音の低減効果が得られる。一般に、ケーシングや羽根車に多孔質材を用いる低騒音対策は、多孔質材の通気性により気密度の低下を招き、送風機の圧力性能を犠牲にすることが多かった。しかし、本実施例の構成では、多孔質材はケーシング1内部のみに設けられており、気密度の低下を生じないという効果が得られる。
【0034】
このように、多孔質材の循環防止板35を設けることによって再循環流を弱め、実質的な風量を増やすとともに、吸込み流れの乱れも弱め、かつ、気密度を損なうことなく多孔質材による騒音低減効果を得ることができる。
【0035】
(実施例5)
図5は本発明の実施例5における遠心送風機の縦断面図である。
【0036】
本実施例5において、実施例4と異なる点は、ケーシング1の内側にケーシング吸込面との間に空間を設けて多孔質材による仕切り板40を形成し、かつ、羽根車2とほぼ同心的に略円筒状の多孔質材による循環防止板41を設けた点である。循環防止板41の上端は、仕切り板40に接し、下端は環状板5とほぼ同じ高さである。図5には、循環防止板41が1枚のみの構成を示しているが、複数枚構成のものや複数枚の高さや厚さが異なる構成にしてもよい。
【0037】
この仕切り板40と循環防止板41の作用を説明する。モータ7によって羽根車2が駆動され、吸込口9から流入し、遠心方向に吹き出される流れが生じる動作は実施例1で述べた内容と同じであり、矢印42、43、44、45に示したような流れを生じる。ここで、吸込口9の中央部よりもベルマウス10寄りの位置から流入した矢印43で示した流れは、ケーシング1の側壁に当たって一部は矢印44で示すような再循環しない循環流を形成する状況は前述の実施例2と同様である。
【0038】
一方、ベルマウス10のごく近傍から流入した流れは矢印45で示すように、環状板5と循環防止板41の間を通って再循環する流れを形成するが、仕切り板40と循環防止板41が再循環流れを制限するために、その量を非常に少なくすることができる。
【0039】
ここで、本実施例の構成では仕切り板40と循環防止板41が通気性のある多孔質材で形成されているために、矢印44、45で示した近傍を通る流れの乱れを緩和する効果が得られる。これは、多孔質材の微細な隙間構造により流れの圧力変動が弱められるためで、乱流騒音の低減効果が得られる。さらに、仕切り板40とケーシング1の間に空間を設けたことによって、多孔質材の吸音効果を高めることができる。一般に、ケーシングや羽根車に多孔質材を用いる低騒音対策は、多孔質材の通気性により気密度の低下を招き、送風機の圧力性能を犠牲にすることが多かった。しかし、本実施例の構成では、多孔質材はケーシング1内部のみに設けられており、気密度の低下を生じないという効果が得られる。
【0040】
このように、多孔質材の仕切り板40と循環防止板41を設けることによって再循環流を弱め、実質的な風量を増やすとともに、吸込み流れの乱れも弱め、かつ、気密度を損なうことなく多孔質材による騒音低減効果を得ることができる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項1にかかる遠心送風機は、ケーシングの側壁の内側に、前記ケーシング内部での再循環流を防ぐ循環防止板を前記環状板と略同じ高さ位置で略水平に設けたことにより、ケーシング内の大きな再循環流れを抑制して、ケーシングに沿って吐出口へ向かう流れを促進することができるので、送風効率の改善や低騒音化が図れる。
【0042】
また、請求項2にかかる遠心送風機は、多孔質材の循環防止板を用いたことにより、ケーシング内の再循環流を抑制するだけでなく、微少な圧力変動や流れの乱れを緩和し、吸音材としての働きをするので、送風効率を改善するとともに低騒音化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1における遠心送風機の要部縦断面図
【図2】 本発明の実施例2における遠心送風機の要部縦断面図
【図3】 本発明の実施例3における遠心送風機の要部縦断面図
【図4】 本発明の実施例4における遠心送風機の要部縦断面図
【図5】 本発明の実施例5における遠心送風機の要部縦断面図
【図6】 従来の遠心送風機の要部平面図
【図7】 同要部縦断面図
【符号の説明】
1 ケーシング
2 羽根車
3 主円板
4 羽根
5,18 環状板
6 ボス部
7 モータ
9 吸込口
10 ベルマウス
25,30 循環防止板
35,41 多孔質材の循環防止板
40 仕切り板
Claims (2)
- 中央部にボス部を設けた主円板の上に複数枚の羽根を環状に配設し、前記羽根において主円板と反対側の他端を環状板で固定した羽根車と、ベルマウス形状の吸込口と、吐出口を有し、前記羽根車を収納するケーシングと、前記羽根車を駆動するモータを備え、前記ケーシングの側壁の内側に、前記ケーシング内部での再循環流を防ぐ循環防止板を前記環状板と略同じ高さ位置で略水平に設けた遠心送風機。
- 循環防止板は通気性のある多孔質材とした請求項1に記載の遠心送風機。
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