JP4736748B2 - 多翼遠心送風機 - Google Patents

Description

本願発明は、空気吹出口と空気吸込口となるベルマウスとを備えた舌部を有するスクロールタイプのファンケーシングと、該ファンケーシング内にあって多数の羽根を環状に配置してなり且つ前記ベルマウスと対向する回転軸方向端に形成された吸込口から吸い込んだ空気を前記羽根の間から遠心方向に吹き出す多翼遠心型の羽根車とにより構成された多翼遠心送風機に関するものである。

従来公知の多翼遠心送風機は、図９および図１０に示すように、空気吸込口となるベルマウス４とを備えたスクロールタイプのファンケーシング１と、該ファンケーシング１内にあって多数の羽根６，６・・を環状に配置してなり且つ前記ベルマウス４と対向する回転軸方向端に形成された吸込口７から吸い込んだ空気Ｗを前記羽根６，６・・の間から遠心方向に吹き出す多翼遠心型の羽根車２とにより構成されており、前記羽根車２の外周における軸方向端部には、前記羽根６，６・・を保持するための保持リング１０が設けられている（特許文献１参照）。符号８は主板、９は軸受である。

特開２００１−１７３５９６号公報。

上記特許文献１に開示されている多翼遠心送風機の場合、ベルマウス４から吸い込まれた空気Ｗは、吸込口７から羽根車２内を経て羽根６，６・・の間から遠心方向に吹き出され、ファンケーシング１内に流出するが、羽根車２における軸方向端部側（即ち、吸込口７側端部）に設けられた保持リング１０の回りに循環流Ｗ′が生じる。この循環流Ｗ′の発生により、多翼遠心送風機の送風効率が低下するとともに、騒音（即ち、運転音）の増大が避けられないという不具合があった。

本願発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、簡単な構造で羽根車の軸方向端部側における循環流を抑制することができるようにすることを目的としている。

本願発明では、上記課題を解決するための第１の手段として、空気吹出口３と空気吸込口となるベルマウス４とを備え、舌部５を有するスクロールタイプのファンケーシング１と、該ファンケーシング１内にあって多数の羽根６，６・・を環状に配置してなり且つ前記ベルマウス４と対向する回転軸方向端に形成された吸込口７から吸い込んだ空気を前記羽根６，６・・の間から遠心方向に吹き出す多翼遠心型の羽根車２とにより構成された多翼遠心送風機において、前記羽根車２の外周における軸方向端部に、前記羽根６，６・・を保持するための保持リング１０を設けるとともに、該保持リング１０の軸方向外端に、筒状体１１を前記ベルマウス４の出口側端縁４ａと略同一位置あるいは出口側端縁４ａと相互に重なり合う位置にまで達するように一体に延設し且つ前記筒状体１１の外周面を、前記保持リング１０の軸方向外端における外周面から徐々に径が拡大するように円弧状に延設したものとしている。

上記のように構成したことにより、ベルマウス４から吸い込まれた空気Ｗは、吸込口７から羽根車２内を経て羽根６，６・・の間から遠心方向に吹き出され、ファンケーシング１内に流出するが、保持リング１０の軸方向外端に一体に延設した筒状体１１の存在により、羽根車２の軸方向端部側において吸込側に向かう循環流が抑制されることとなる。従って、送風効率を向上させることが可能となり、低騒音化を図ることができる。しかも、保持リング１０の軸方向外端を一体に延設する構造となっているため、羽根車２の軸方向端部側が開放状態となるところから、合成樹脂による一体成形品で羽根車２を構成することが可能となり、コストダウンに大いに寄与する。また、筒状体１１を、ベルマウス４の出口側端縁４ａと略同一位置あるいは出口側端縁４ａと相互に重なり合う位置にまで達するように延設したことにより、羽根車２の軸方向端部側において吸込側に向かう循環流がより効果的に抑制されることとなる。さらに、筒状体１１の外周面を、保持リング１０の軸方向外端における外周面から徐々に径が拡大するように円弧状に延設したものとしたことにより、吹出空気流を円滑に誘因できる点で好ましい。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第２の手段として、上記第１の手段を備えた多翼遠心送風機において、前記羽根車２を、軸方向一端側にのみ吸込口７を有する片吸込タイプとすることもでき、そのように構成した場合、合成樹脂による一体成形品で羽根車２を構成する際に、型抜き方向を一方向とすることができ、成形作業が容易となる。

本願発明では、さらに、上記課題を解決するための第３の手段として、上記第１又は第２の手段を備えた多翼遠心送風機において、前記ファンケーシング１のケーシング拡大率αを、４．０〜７．０の範囲に設定することもでき、そのように構成した場合、大風量域での使用に際して、ファン効率の向上および運転騒音の低減を図ることができる。

本願発明の第１の手段によれば、空気吹出口３と空気吸込口となるベルマウス４とを備え、舌部５を有するスクロールタイプのファンケーシング１と、該ファンケーシング１内にあって多数の羽根６，６・・を環状に配置してなり且つ前記ベルマウス４と対向する回転軸方向端に形成された吸込口７から吸い込んだ空気を前記羽根６，６・・の間から遠心方向に吹き出す多翼遠心型の羽根車２とにより構成された多翼遠心送風機において、前記羽根車２の外周における軸方向端部に、前記羽根６，６・・を保持するための保持リング１０を設けるとともに、該保持リング１０の軸方向外端に、筒状体１１を前記ベルマウス４の出口側端縁４ａと略同一位置あるいは出口側端縁４ａと相互に重なり合う位置にまで達するように一体に延設し且つ前記筒状体１１の外周面を、前記保持リング１０の外周面から円弧状に延設したものとしているので、送風効率を向上させることが可能となり、低騒音化を図ることができるという効果がある。しかも、保持リング１０の軸方向外端を一体に延設する構造となっているため、羽根車２の軸方向端部側が開放状態となるところから、合成樹脂による一体成形品で羽根車２を構成することが可能となり、コストダウンに大いに寄与するという効果もある。また、筒状体１１を、ベルマウス４の出口側端縁４ａと略同一位置あるいは出口側端縁４ａと相互に重なり合う位置にまで達するように延設したことにより、羽根車２の軸方向端部側において吸込側に向かう循環流がより効果的に抑制されることとなるという効果もある。さらに、筒状体１１の外周面を、保持リング１０の軸方向外端における外周面から徐々に径が拡大するように円弧状に延設したものとしたことにより、吹出空気流を円滑に誘因できる点で好ましいという効果もある。

本願発明の第２の手段におけるように、上記第１の手段を備えた多翼遠心送風機において、前記羽根車２を、軸方向一端側にのみ吸込口７を有する片吸込タイプとすることもでき、そのように構成した場合、合成樹脂による一体成形品で羽根車２を構成する際に、型抜き方向を一方向とすることができ、成形作業が容易となる。

本願発明の第３の手段におけるように、上記第１又は第２の手段を備えた多翼遠心送風機において、前記ファンケーシング１のケーシング拡大率αを、４．０〜７．０の範囲に設定することもでき、そのように構成した場合、大風量域での使用に際して、ファン効率の向上および運転騒音の低減を図ることができる。

以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾つかの好適な実施の形態について説明する。

第１の実施の形態
図１ないし図４には、本願発明の第１の実施の形態にかかる多翼遠心送風機が示されている。

この多翼遠心送風機は、図１ないし図４に示すように、空気吹出口３と空気吸込口となるベルマウス４，４とを備え、舌部５を有するスクロールタイプのファンケーシング１と、該ファンケーシング１内にあって多数の羽根６，６・・を環状に配置してなり且つ前記ベルマウス４，４と対向する回転軸方向両端に形成された吸込口７，７から吸い込んだ空気を前記羽根６，６・・の間から遠心方向に吹き出す多翼遠心型の羽根車２とにより構成されている。ここで、舌部５とは、ファンケーシング１の内周面と羽根車２の外周面とのクリアランスが最小となるファンケーシング１の部位のことである。符号８は主板、９は主板に設けられた軸受であり、該軸受９には、ファンモータ（図示省略）の回転軸が枢着される。本実施の形態にかかる多翼遠心送風機は、ファンケーシング１の両側板１ａ，１ａに空気吸込口となるベルマウス４，４を有し、羽根車２の回転軸方向両端に吸込口７，７を有する両吸込タイプとされている。また、前記羽根車２を構成する各羽根６は、その外周端６ｂがその内周端６ａより羽根車２の回転方向Ｍに先行する前進翼とされている。

前記羽根車２の外周における軸方向両端部には、前記羽根６，６・・を保持するための保持リング１０，１０がそれぞれ設けられており、該各保持リング１０の軸方向外端には、前記ベルマウス４の出口側端縁４ａと略同一位置にまで達する筒状体１１がそれぞれ一体に延設されている。なお、前記筒状体１１の軸方向延設端は、ベルマウス４の出口側端縁４ａと相互に重なり合う位置にまで達するようにしてもよく、ベルマウス４の出口側端縁４ａから離れた位置まで達するようにしてもよい。循環流抑制効果は、筒状体１１の軸方向延設端がベルマウス４の出口側端縁４ａと略同一位置に達するようにした場合、あるいは出口側端縁４ａと相互に重なり合う位置にまで達するようにした場合において大きく、ベルマウス４の出口側端縁４ａから離れた位置まで達するようにした場合においてやや劣る。さらにまた、前記ベルマウス４は、ファンケーシング１の側板１ａより外方に膨出された形状とされている。このようにすると、ベルマウス４の内部に、環状の空間部Ｘが形成されることとなる。

本実施の形態においては、前記各筒状体１１の外周面は、前記保持リング１０の軸方向外端における外周面から徐々に径が拡大するように円弧状に延設したものとされている（図３参照）。このようにすると、吹出空気流を円滑に誘因できる点で好ましい。

上記構成の多翼遠心送風機の性能について、羽根６の主板８からの長さＢと筒状体１１の長さＬとの比Ｌ／Ｂおよびファンケーシング１の拡大率αを変化させてテストしたところ図５および図６に示す結果が得られた。なお、本実施の形態においては、ファンケーシング１の周面１ｂをアルキメデス螺旋としているが、対数螺旋の場合も同様となる。

上記結果によれば、Ｌ／Ｂが０．０３〜０．２の範囲においてファン効率が高くなり、比騒音が低下していることが分かる。なお、Ｌ／Ｂ≧０．２となると、筒状体１１とファンケーシング１の内周面との隙間が狭くなってしうため、ファン効率が低下し、比騒音が高くなってしまう。また、ケーシング拡大率αが大きくなると、筒状体１１とファンケーシング１の内周面とのクリアランスが広くなり、筒状体１１によるコアンダ効果がより効果的となる。なお、ケーシング拡大率αが大きくなり過ぎると、性能が低下する。従って、前記ファンケーシング１のケーシング拡大率αを、４．０〜７．０の範囲に設定するのが望ましい。このようにすると、大風量域での使用に際して、ファン効率の向上および運転騒音の低減を図ることができる。

ところで、前記ファンケーシング１における舌部５の軸方向位置は、図１および図２に示すように、保持リング１０，１０の側から主板８の側に向かって、羽根車２の回転方向に滑らかに移動しており、全体としてＶ字状を呈している。ここで、舌部５Ａは図１のＡ−Ａ断面、舌部５Ｂは図１のＢ−Ｂ断面、舌部５Ｃは図１のＣ−Ｃ断面を示す。なお、舌部５の移動位置は、図７に示すように、羽根車２の出口幅において羽根車２の主板８側に向かって移動角度θＡ→θＣへと移動している。なお、移動角度θの最大値θｍａｘは、５〜３０°の範囲とするのが望ましい。このようにすると、筒状体１１の外周面と舌部５との間に最適な所要クリアランスＤを確保できることとなり、羽根車２内への気流の逆流を抑制し、送風性能を向上させるとともに、羽根車２の回転に起因する乱流騒音を低減できる。

第２の実施の形態
図８には、本願発明の第２の実施の形態にかかる多翼遠心送風機が示されている。

この場合、遠心送風機は、ファンケーシング１の片側の側板１ａに空気吸込口となるベルマウス４を有し、羽根車２の回転軸方向一端に吸込口７を有する片吸込タイプとされている。この場合、舌部５の軸方向位置は、保持リング１０の側から主板８の側に向かって、羽根車２の回転方向に滑らかに移動しており、全体として傾斜形状を呈している。このようにすると、合成樹脂による一体成形品で羽根車２を構成する際に、型抜き方向を一方向とすることができ、成形作業が容易となる。その他の構成および作用効果は、第１の実施の形態におけると同様なので説明を省略する。

本願発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能なことは勿論である。

本願発明の第１の実施の形態にかかる多翼遠心送風機の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 本願発明の第１の実施の形態にかかる多翼遠心送風機における羽根車の斜視図である。 本願発明の第１の実施の形態にかかる多翼遠心送風機における羽根の主板からの長さＢと筒状体の長さＬとの比Ｌ／Ｂを変化させたときの送風機性能の変化を示す特性図である。 本願発明の第１の実施の形態にかかる多翼遠心送風機におけるファンケーシングの拡大率αを変化させたときの送風機性能の変化を示す特性図である。 本願発明の第１の実施の形態にかかる多翼遠心送風機におけるファンケーシングの舌部の移動位置を羽根車の出口幅に対して示した特性図である。 本願発明の第２の実施の形態にかかる多翼遠心送風機の正面図である。 従来の多翼遠心送風機の断面図である。 従来の多翼遠心送風機における羽根車の斜視図である。

１はファンケーシング
２は羽根車
３は空気吹出口
４はベルマウス
４ａは出口側端縁
５は舌部
６は羽根
７は吸込口
１０は保持リング
１１は筒状体
αはケーシング拡大率

Claims (3)

1. 空気吹出口（３）と空気吸込口となるベルマウス（４）とを備え、舌部（５）を有するスクロールタイプのファンケーシング（１）と、該ファンケーシング（１）内にあって多数の羽根（６），（６）・・を環状に配置してなり且つ前記ベルマウス（４）と対向する回転軸方向端に形成された吸込口（７）から吸い込んだ空気を前記羽根（６），（６）・・の間から遠心方向に吹き出す多翼遠心型の羽根車（２）とにより構成された多翼遠心送風機であって、前記羽根車（２）の外周における軸方向端部には、前記羽根（６），（６）・・を保持するための保持リング（１０）を設けるとともに、該保持リング（１０）の軸方向外端には、筒状体（１１）を前記ベルマウス（４）の出口側端縁（４ａ）と略同一位置あるいは出口側端縁（４ａ）と相互に重なり合う位置にまで達するように一体に延設し且つ前記筒状体（１１）の外周面を、前記保持リング（１０）の軸方向外端における外周面から徐々に径が拡大するように円弧状に延設したものとしたことを特徴とする多翼遠心送風機。
2. 前記羽根車（２）を、軸方向一端側にのみ吸込口（７）を有する片吸込タイプとしたことを特徴とする請求項１記載の多翼遠心送風機。
3. 前記ファンケーシング（１）のケーシング拡大率（α）を、４．０〜７．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１および２のいずれか一項記載の多翼遠心送風機。

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