JP4882620B2 - 遠心型送風機およびそれを具備する乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、遠心式ファンとこれを囲うケーシングを具備した遠心型送風機および、乾燥用送風回路用に前記遠心型送風機を用いた洗濯乾燥機等の乾燥機に関するものである。

近年、同一の回転槽で洗濯・脱水および乾燥を行うドラム式の洗濯乾燥機の市場が急速に拡大しており、従来のヒータ式に対し、衣類の痛みが少なく、省エネに優れたヒートポンプ式の乾燥手段を具備した洗濯乾燥機が販売されている。

そして、回転槽とヒートポンプユニットやヒータの間を循環する送風回路内には送風手段が設けられており、この送風手段として一般的には、通常のダクト抵抗のみでなく、衣類等から出る糸埃等を除去するためのフィルターに糸埃がある程度付着しても著しい送風性能の低下をさせないように、スクロール型のケーシングを持つ遠心型の送風機が用いられている。

しかし、洗濯乾燥機の筐体の小型化のために送風回路のダクト断面積が小型化され、またヒートポンプの小型化、ヒートポンプユニット内の吸熱器、放熱器の性能を向上するためにフィンピッチを詰める等、送風回路内のダクト抵抗が増加する構成の場合、スクロール型のケーシングを持つ遠心型の送風機は、送風騒音の増加や送風性能の低下等の課題が生じ、その対応が求められている。

スクロールケーシングを持つ遠心型送風機の従来技術の一つにとして、特許文献１に記載されたものがある。

図１５、図１６は、上記特許文献１に記載のスクロールケーシングを持つ遠心型送風機を示すものである。

図１６、図１７において、ケーシング１０１は、渦巻状に弯曲する巻き板１０２と、その巻き始めに連接された平板１１３と、これら巻き板１０２及び平板１１３の両端を閉塞する側板１０３、１０４より構成されている。側板１０３には吸込口１１１が設けられ、この吸込口１１１のまわりにはベルマウス１１２が形成されている。そして、巻き板１０２および平板１１３の両端と側板１０３、１０４とによって吹出口１１４が形成されている。

ケーシング１０１の内部には羽根車１０５が内蔵され、この羽根車１０５は、周方向に沿って等間隔に配設された多数の前向き翼１０６と、これら前向き翼１０６の右端を支持する円環状支持板１０７と、左端を支持する円盤状のハブ１０８からなる。ハブ１０８の中央には回転軸１０９が固定され、この回転軸１０９は側板１０４を貫通して外部に突出し、その突出端はモータ１１０に連結されている。

次に、上記特許文献１に記載の遠心型送風機の作用を説明する。

まず、モータ１１０により回転軸１０９を介して羽根車１０５を駆動すると、空気が吸込口１１１からベルマウス１１２に案内され、ケーシング１内に吸い込まれる。そして、支持板１０７の中央開口を通って羽根車１０５の内部に入り、多数の前向き翼１０６の間隙を通る過程で付勢されて羽根車１０５の外部に流出し、巻き板１０２の内面に案内されて吹出口１１４から吹出される。

ここで、吹出口１１４の右側、即ち、吸込口１１１側の側板１０３には、直方体状の縮小部材１３０が設けられており、この縮小部材１３０を設けることによって吹出口１１４の軸方向巾が縮小され、吹出し面積を減少している。

縮小部材１３０を設けることにより、ケーシング１０１内の三次元的流れにおいて吹出口１１４にかけて偏流が生じ、吹出口１１４の側板１０３寄りに逆流領域が発生してこれが吹出口１１４の主流に変動をもたらす。

その結果、縮小部材１３０を具備しない構成では吹出口１１４から吹出された流れが不安定となり、これに起因して騒音が増大するとともに音質が悪くなるという問題があったが、縮小部材１３０を設けることにより逆流領域は縮小せしめられ、部分的な逆流を抑制し、そして吹出口１１４の主流が縮小部材１３０に沿って流れるコアンダ効果により流れが安定し、騒音を抑制できると同時にその音質を改善することができる。
特開平１０−１５９７９８号公報

しかしながら、上記従来の構成如く、送風回路内で大きなダクト抵抗の場合にスクロール型のケーシングを持つ遠心型の送風機においては、吸込口１１１から流入した空気がハブ１０８に偏り、多数の前向き翼１０６から吐出する際に気流がハブ側１０８側に偏る傾向があった。

したがって、前向き翼１０６の幅方向において、吐出気流の半径方向成分がハブ１０８側では大きく支持板１０７側では小さいといった分布となるものであった。

そのため、羽根車１０５の外部に流出した気流は、ハブ１０８側では巻き板１０２の内面に案内されて吹出口１１４から吹出されるが、支持板１０７側では周方向成分が強いため、吹出口１１４から吹出さずに平板１１３に向かう。

ここでケーシング１０１内、および吹出口１１４側に比して吸込口１１１側が低圧となっているため、その一部は吹出口１１４側に向かわず、羽根車１０５と側板１０３の間を介して支持板１０７とベルマウス１１２の先端との隙間から吸込口１１１に噴流状態で吹出し、これに起因して吸込口上流からの気流の流速との間に大きな速度差が発生し、気流の剪断応力が大きくなり、流入気流が乱れるとともに、吹出口１１４の側板１０３側で吸込口１１１まで至る循環流れを生じてしまう状況が発生し、送風騒音が増加すると共に送風性能が低下する課題が生じるものであった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、スクロール型のケーシングを持つ遠心型送風機において、送風回路内でダクト抵抗が大きくなる場合に、吹出口近傍のケーシング内から吸込口に吹出す気流を抑制して、吸込口で流入気流が乱れるのを抑えるともに循環する流れを抑制し、送風騒音の増加を抑制すると共に送風性能の低下を防止し、遠心型送風機を用いた乾燥機の場合は、乾燥騒音の増加、および送風乾燥性能の低下を抑えることを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の遠心型送風機は、スクロール型のケーシングを具備する遠心型送風機において、舌部先端の少なくとも支持板と略対向する位置から主板側と略対向する位置に亘る範囲を、前記主板側が前記支持板側よりも羽根車の反回転方向に位置する如く徐々に延出させたものである。

この構成によって、前記支持板側に比して前記主板側の気流ほど、ケーシング内から吹出口より先に吹出す流れが発生する。そのため、前記吹出口内において前記羽根車の主板側と略対向する位置の舌部の吹出側は、前記支持板側と略対向する位置の舌部の吹出側に比べて圧力が低下する。

このことにより、前記羽根車の支持板側と略対向する位置の舌部近傍の周方向成分が強い羽根車からの吐出気流は、主板側と略対向する位置に向かい舌部先端を滑らかに回り込み、吹出口より吹出す。

したがって、ケーシング内から前記羽根車の支持板と、ケーシングを構成する吸込口側の側板との間を介して、支持板とベルマウス先端との隙間から吸込口に吹出す噴流を抑えることができる。

本発明のスクロール型のケーシングを持つ遠心型送風機は、送風回路内でダクト抵抗が大きくなる場合に、ケーシング内から羽根車の支持板とベルマウスの先端との隙間から吸込口に吹出す噴流を抑えることができる。

その結果、吹出口近傍のケーシング内から吸込口に吹出し、吸込口での流入気流の乱れを抑制し、かつ前記支持板とベルマウス先端の間を通って羽根車へ循環する流れを抑制することができる。

したがって、送風騒音の増加を抑制すると共に、送風性能の低下を防止することができる。

また、かかる送風装置を搭載した乾燥機の場合は、静寂な乾燥運転が期待でき、信頼性の向上を図ることができる。

請求項１に記載の発明は、主板と環状の支持板と多数のブレードを具備したからなる羽根車と、前記羽根車を囲うケーシングを具備した遠心型送風機において、前記ケーシングを、前記羽根車を軸方向において平行に挟む如く位置した側板と、前記支持板側に位置する側板に設けたベルマウス状の吸込口と、前記側板間の空間を、前記羽根車の外径近辺を基点として前記羽根車の外径から徐々に離れて渦巻き状に広がる空間とする周壁と、前記周壁の基点を軸に前記周壁と反対の位置に中心をもち、前記基点から前記周壁と反対方向に円弧部を有して延びる円弧状の舌部と、前記側板および前記周壁と前記舌部の終端部によって形成された吹出口を具備する構成とし、さらに、前記舌部先端における少なくとも前記支持板と略対向する位置から前記主板と略対向する位置に亘る範囲を、前記主板側に近づくにつれて前記支持板側よりもさらに前記羽根車の反回転方向に延出する形状としたものである。

かかる構成とすることにより、前記羽根車から吐出し、ケーシング内を旋回する気流の一部が前記支持板側より先に前記主板側の舌部に達し、その結果、前記ケーシング内から吹出口より吹出す気流は、前記支持板側に比して主板側ほど先に吹出す。

そのため、前記舌部における前記羽根車の主板側の圧力は、前記支持板側に比べて圧力が低下した状態となり、その結果、羽根車の支持板と略対向する位置の気流は、圧力が低い方向、すなわち前記主板と略対向する位置寄りに向かって流れ、前記舌部先端を滑らかに回り込み、吹出口より吹出す。

したがって、前記ケーシング内において、羽根車の支持板と、前記ケーシングを構成する吸込口側の側板との間を通り、前記支持板とベルマウス状の先端との隙間から吸込口に吹出し、さらに羽根車内へ流れる循環気流を抑えることができ、前記循環気流に起因するケーシング吸込口での流入気流の乱れを抑制することができる。

その結果、送風騒音の増加を抑制すると共に送風性能の低下を防止することができる。

請求項２に記載の発明は、前記舌部において、前記羽根車の軸方向における前記支持板に略対向する位置から前記吸込口を具備する側板に向かう範囲を、前記側板側に近づくにつれて前記対向位置よりもさらに前記羽根車の反回転方向に延出する形状としたものである。

かかる構成とすることにより、前記羽根車から吐出しケーシング内を旋回する気流の一部が、前記吸込口側が支持板側より先に舌部に達し、その結果、前記ケーシングの吸込口側ほど先に吹出す流れが形成され、その流れが吹出口から先に吹出す。

そのため、前記吸込口寄りの部位の圧力は、前記支持板と対向する部位に比べて圧力が低下した状態となる。

その結果、前記羽根車から吐出された支持板と対向する部位の気流は吸込口寄りの低圧部位へ向かい、舌部先端を滑らかに回り込み、吹出口より吹出す。

したがって、前記ケーシング内において、羽根車の支持板と、前記ケーシングを構成する吸込口側の側板との間を通り、前記支持板とベルマウス状の先端との隙間から吸込口に吹出す循環気流を極力抑えることができ、前記循環気流に起因する吸込口での流入気流の乱れを極力抑制することができる。

その結果、送風騒音の増加をさらに抑制すると共に送風性能の低下を極力防止することができる。

請求項３に記載の発明は、前記舌部における前記ブレードの幅寸法方向において、前記舌部の先端部と前記羽根車外径のクリアランスを略同等とし、さらに、前記羽根車の主板と略対向する位置に近づくにつれて前記舌部の先端の曲率を徐々に小さくしたものである。

かかる構成とすることにより、前記舌部を構成する円弧部の頂点と前記羽根車外径との間隔（距離）は、主板寄りに近づくにつれて狭く（短く）なり、その結果、吐出気流の半径方向成分が大きな主板側では、吸込み側に比較して舌部の先端での羽根車と舌部との間に流れ込む気流を極力少なくすることができる。

これにより、前記羽根車の主板側では吐出した気流が多く、ケーシングの渦巻き状の壁面を案内されて滑らかに減速されることで、効率よく動圧から静圧に変換されるため、ケーシングの静圧変換能力を向上させることができ、遠心型送風機の送風性能を向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、前記ブレードの出口幅Ｈ２と前記羽根車の外径Ｄ２の比（Ｈ２／Ｄ２）を０．０５〜０．４５の範囲とし、前記舌部を前記羽根車の回転軸に直交する平面に投影した投影面において、反回転方向に最も延出した舌部先端Ｘと、最も回転方向寄りの舌部先端Ｙと、前記羽根車における回転軸の中心Ｏのなす角∠ＸＯＹを、１０°〜６５°の範囲としたものである。

かかる構成によれば、前記ブレードの出口幅Ｈ２が外径Ｄ２の０．０５〜０．４５倍の羽根車において、前記舌部における前記羽根車の反回転方向に延出した形状を最適化することにより、羽根車の支持板と略対向する位置の舌部近傍における周方向成分の強い気流を、主板と略対向する位置に向かわせて舌部先端を滑らかに回込ませ、吹出口より吹出す効果を最も有効に作用させることができる。

その結果、前記ケーシング内から羽根車の支持板と、ケーシングの吸込口側の側板との間を通って前記支持板と吸込口のベルマウス状の先端との隙間から吸込口に吹出す循環気流を最も有効に抑えることができる。

さらに、前記主板と略対向する位置に向けて前記羽根車の反回転方向に延出した舌部の存在により、前記吹出口の羽根車の主板側に対向する位置が狭まることによる送風性能の低下を最小にすることができる。したがって、ケーシングを持つ遠心型送風機の送風騒音のレベルを低く抑えることができる。

請求項５記載の発明は、前記羽根車の回転軸に直交する断面において、前記舌部の先端の略円弧状の曲率半径Ｒｓと前記羽根車の外径Ｄ２の比（Ｒｓ／Ｄ２）を０．００８〜０．０８の範囲としたものである。

かかる構成とすることにより、前記羽根車のブレード幅方向における支持板に略対向する位置から前記羽根車の主板側と略対向する位置に亘る舌部の先端の曲率半径を最適化することができ、前記羽根車の支持板側と略対向する位置の舌部近傍では、羽根車から吐出した周方向成分が強い気流が主板側と略対向する位置に向かって流れ、舌部先端を滑らかに回り込み、吹出口より吹出す際に乱れを極力小さくする乱流抑止作用が有効に働く。

また、吐出気流の半径方向成分が大きな主板側では、前記舌部の先端で羽根車から吐出する気流が衝突して発生する乱流の増加を極力小さくした上で、羽根車と舌部との間に流れ込む気流の回り込みを最も小さくすることができる。

これにより、前記羽根車の主板側では、吐出した気流が最も多く、ケーシングの渦巻き状の壁面を案内されて滑らかに減速されることで効率よく動圧から静圧に変換されるため、ケーシングの静圧変換能力を向上させることができる。

よって、前記ケーシングの舌部近傍で発生する乱れによる乱流騒音を最も抑えた上で、遠心型送風機の必要動作点を得るために回転数を最小とすることができ、遠心型送風機の送風騒音のレベルを最も低く抑えることができる。

請求項６に記載の発明は、筐体内に、衣類等を収容する収納部と、乾燥手段と、送風手段と、前記送風手段により前記収納部より送風される湿潤空気を、前記乾燥手段を通過させた後に前記収納部へと導く風路を設けた乾燥機において、前記送風手段を、上記のいずれか一項に記載の遠心型送風機を具備する乾燥機としたものである。

かかることにより、長期使用等に起因して送風回路内のダクト抵抗が大きくなっても、乾燥騒音の増加や乾燥性能の低下を抑えることができる。

請求項７に記載の発明は、前記乾燥手段を、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒の熱を放熱する放熱器と、高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と、減圧されて低圧となった冷媒で周囲から熱を奪う吸熱器を具備するヒートポンプシステムとし、少なくとも前記放熱器と吸熱器を前記風路内に配置したものである。

かかることにより、ヒートポンプのユニットを搭載したことによって送風回路内のダクト抵抗が大きくなっても、乾燥騒音の増加や乾燥性能の低下を抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における遠心型送風機の側面図（吹出口側から見た）、図２は、図１のＡ−Ａ線による断面図、図３は、本発明の実施の形態１における遠心型送風機の一部を切欠いた斜視図、図４は、同遠心型送風機における舌部の延出範囲を説明する図２相当図、図５は、同遠心型送風機における舌部先端円弧の曲率と羽根車径の関係を説明する図２相当図、図６は、同遠心型送風機における舌部の延出範囲と騒音の関係を示す説明図、図７は、同遠心型送風機における舌部先端円弧の曲率と羽根車径の比と騒音の関係を示す説明図である。

まず、図１から図３に基づき遠心型送風機の主体構成について説明する。

同図において、遠心型送風機１は、主板２と、環状の支持板３と主板２に円形状に配設された多数の前向き翼のブレード４を具備した羽根車５と、羽根車５を囲むケーシング８を主体に構成されている。

また、羽根車５を構成する主板２の中心には、回転軸５ａがゴム等の吸振材５ｂを介して取付けられている。かかる羽根車５は、周知の構成であり、細部の説明は省略する。

さらに、ケーシング８は、羽根車５をその軸方向において挟む如く平行に位置した側板８ｂ、８ｃと、両側板８ｂ、８ｃとで羽根車５を囲み、羽根車５の外径（外形）と同様に渦巻き状に形成された周壁８ａを主体に構成されている。

本実施の形態１において、周壁８ａは、位置Ｐを起点に約２７０度の回転角度まで渦巻き状に展開しており、この展開終端からは略直線状で所定寸法延出している。

また、羽根車５の支持板３と面する側板８ｂには、周知の如く先端１１ａが支持板３の内径と略同じ径に形成されたベルマウス１１を具備する吸込み口６が設けられている。この吸込み口６の形成加工については、周知の技術でよいため、説明を省略する。

さらに、前記起点となる位置Ｐには、曲率の中心を周壁８ａとは反対の位置に設けた、断面に円弧部をもつ舌部７が側板８ｂ、８ｃで形成される幅に亘って設けられ、所定寸法延出して終端としている。

両側板８ｂ、８ｃは、周壁８ａの展開形状と同じ形状を主体とし、さらに周壁８ａの終端９および舌部７の延出部とも繋がる形状に形成され、周壁８ａおよび舌部７と適宜手段にて接合されている。舌部７、周壁８ａおよび側板８ｂ、８ｃは必要に応じて一枚の板材から一体に形成することもでき、また、金型樹脂成型にて形成することもできる。特に、金型成型の場合は、ケーシング８を分割構造体とし、一部組立てる工程を必要とする構成が一般的である。

上述の如く周壁８ａ、側板８ｂ、８ｃおよび舌部７より構成されたケーシング８は、周壁８ａの直線状に延びる終端９と舌部７の終端部、側板８ｂ、８ｃとともに矩形状の吹出口１０を具備している。

さらに、舌部７は、前記起点となる位置Ｐから矢印Ｒで示す羽根車５の回転方向と反対の方向に延出している。舌部７の延出は、羽根車５の周方向において図２に示す如く羽根車５の外径から一定の寸法（クリアランス）Ｓを維持して円弧状に延出し、また、羽根車５の軸方向においては、図１および図３に示す如く支持板３と略対向する部位はケーシング８の全幅に亘って延出しており、主板２側の側板８ｃに向かうにつれてその延出度合いが徐々に小さくなる、所謂勾配をもった延出形状となっている。

側板８ｃへの延出は、本実施の形態１においては、側板８ｃの表面まで傾斜して繋がった状態としているが、主板２と略対向する部位まで延出させ、ここで傾斜を終了する構成としてもよい。

また、舌部７における円弧部の先端７ｘを境に吹出口１０側の面は、吹出口１０を流れる気流が舌部７を通過した際に剥離を生じないようになだらかな曲面に形成されている。

ここで、舌部７の延出形態としては、連続した傾斜面状の他に、階段状の所謂段階的に離れる形状も含むものである。そして、段階的とする度合いは、実使用に耐え得る特性の範囲で設定すればよい。

また、「支持板３と略対向する」あるいは「主板２と略対向する」は、軸方向からの投影方向における支持板３あるいは主板２の厚さを中心とした領域を定義するものである。

次に、羽根車５の反回転方向における舌部７の延出度合いの適正値を形成する構成について説明する。ここでは、断面構成に関し、図２を用いて説明することは可能であるが、説明に伴う図示および符号の追記により、図面に記載する符号が混雑する関係から、図２に代えて図２と同じ構成を示す図４を用いて説明する。

羽根車５は、外径をＤ２とし、またブレード４の出口幅をＨ２（図１）として、出口幅Ｈ２と外径Ｄ２の比（以下、幅径比Ｈ２／Ｄ２と称す）を０．０５〜０．４５の範囲とした構成である。

そして、舌部７を、図４に示す如く羽根車５の回転軸５ａに直交する平面に投影した投影面において、反回転方向に最も延出した舌部７（主板側舌部７ａ）の先端Ｘと、最も回転方向に位置する舌部７（支持板側舌部７ｂ）の先端Ｙと、羽根車５（回転軸５ａ）の中心Ｏのなす角（以下、延出範囲角∠ＸＯＹと称す）を、１０°〜６５°の範囲としている。

次に、羽根車５における舌部７の円弧部先端７ｘの曲率を半径Ｒｓと羽根車外径Ｄ２の比（以下、曲率外径比Ｒｓ／Ｄ２と称す）の適正値を形成する構成について説明する。ここにおいても、断面構成に関し、図２を用いて説明することは可能であるが、説明に伴う図示および符号の追記により、図面に記載する符号が混雑する関係から、図２に代えて図２と同じ構成を示す図５を用いて説明する。

ケーシング８は、前記舌部先端の曲率半径Ｒｓと羽根車外径Ｄの曲率外径比Ｒｓ／Ｄ２を０．００８〜０．０８の範囲に設定したものである。

本実施の形態１においては、一例として送風機１の主要な要因を次の条件に設定している。

羽根車外径Ｄ２＝Φ１４０ミリ
ブレード幅Ｈ２＝２８ミリ
幅径比Ｈ２／Ｄ２＝０．２
延出範囲角∠ＸＯＹ＝３０°
曲率外径比Ｒｓ／Ｄ２＝０．０３（Ｒｓ＝４．２）
以上のように構成された遠心型送風機１について、以下その動作を説明する。

まず、モータ（図示せず）により回転軸５ａを介して羽根車５を駆動すると、空気がベルマウス状の吸込口６より案内されてケーシング８内に吸い込まれる。

そして、環状の支持板３を通って羽根車５の内部に入り、多数のブレード４の間を通る過程で、動圧と静圧が付加されて、羽根車５の外部に流出し、渦巻き状の周壁８ａ内側と羽根車５の間を案内されて、動圧が効率良く静圧に変換され、吹出口１０から吹出されて送風作用を成す。

次に、吹出口１０から吹出される気流について詳述する。

ここで、説明の便宜上、ケーシング８内において、羽根車５から吐出された気流を、主板２に近い流れの主板側流れＷａと、支持板３に近い流れの支持板側流れＷｂに分離し、また、舌部７を、主板２に近い主板側舌部７ａと、支持板３に近い支持板側舌部７ｂに定義して説明する。

かかる定義は、説明の便宜上のもので、実際は、それらの境界を定義することは困難であり、また、本発明を限定するものでもない。

ケーシング８内において、羽根車５より吐出された主板側流れＷａは、舌部７における主板側舌部７ａが支持板側舌部７ｂよりも（羽根車５の）反回転方向に延出しているため、支持板側流れＷｂよりも早く主板側舌部７ａに達する。

その結果、吹出口１０内において、前記支持板側に比して主板側において先に吹出す流れが形成され、主板側流れＷａが吹出口１０から先に吹出す。

これに起因して、主板側舌部７ａの吹出口側７ａ１は、圧力が低下し、支持板側舌部７ｂの吹出口側７ｂ１よりも低圧状態となる。

その結果、支持板側流れＷｂには、圧力が低い主板側舌部７ａに向かう流れが生じ、舌部７に沿った滑らかな流れとなり、吹出口１０より吹出される。

したがって、ケーシング８内から、羽根車５の支持板３と、ケーシング８における吸込口６側の側板８ｂとの間を通り、支持板３とベルマウス先端１１ａとの隙間から吸込口６に吹出す循環気流を抑制することができる。

その結果、前記循環気流に起因する吸込口６付近での気流の乱れを抑制して円滑な吸込み気流とすることができ、遠心型送風機１の送風騒音の増加を抑制すると共に送風性能の低下を防止することができる。

したがって、前述の条件による送風機１の場合、図６、図７に示すような結果が得られた。

まず、幅径比Ｈ２／Ｄ２が０．２の羽根車５において、静圧Ｐと風量Ｑから求められる動作点を一定とした場合の延出範囲角∠ＸＯＹと相対騒音レベルの間には図６に示すような関係がある。

図６に示すように、延出範囲角∠ＸＯＹを設けることによって相対的に騒音値が低減する傾向にあることがわかる。

これは、舌部７において、支持板側舌部７ｂから主板側舌部７ａに亘って羽根車５の反回転方向に延出した形状を最適化することで、上述の動作で説明したように、支持板側流れＷｂが主板側舌部７ａに向かい、舌部７の先端７ｘを滑らかに回り込み、吹出口１０より吹出す効果が最も有効に作用することに起因している。

すなわち、支持板側流れＷｂにおいて、主板側舌部７ａ側へ向きを変える成分が生じることにより、ケーシング８内で生じる、羽根車５の支持板３と吸込口６側の側板８ｂで形成される間を通り、支持板３と吸込口６のベルマウス１１の先端１１ａとの隙間から吸込口６に吹出す循環気流を抑えることができ、そして、羽根車５から吐出された支持板側流れＷｂは、主板側舌部７ａに向けて流れ、羽根車５の反回転方向に延出した舌部７により、吹出口１０の羽根車５の主板２側に対向する位置の吹出口１０が狭まることによる遠心型送風機１の送風性能の低下を抑制することができるためである。

したがって、ケーシング８を持つ遠心型送風機１の送風騒音のレベルを低く抑えることができる。

特に、延出範囲角∠ＸＯＹが１０°〜６５°の範囲は、実使用に耐え得る騒音レベルである。

また、幅径比Ｈ２／Ｄ２を０．０５〜０．４５の範囲とする羽根車についても、実使用に耐え得る結果が得られた。

次に、延出範囲角∠ＸＯＰが上記の範囲を満足する条件で、曲率外径比Ｒｓ／Ｄ２を０．０３（Ｒｓ＝４．２）とした送風機１の場合は、図７に示す結果が得られた。この図７には、羽根車外径Ｄ２および、静圧Ｐと風量Ｑで求められる動作点をそれぞれ一定にした幾つかの曲率外径比Ｒｓ／Ｄ２の実測値を記載している。

図７に示すように、曲率外径比Ｒｓ／Ｄ２には、適正な範囲を含んでいることがわかる。

これは、舌部７における支持板側舌部７ｂから羽根車５の反回転方向に延出する主板側舌部７ａにわたる舌部先端７ｘの略円弧状の曲率半径Ｒｓを最適化することにより、前述の如く支持板側舌部７ｂの近傍では、羽根車５から吐出した周方向成分が強い気流が主板側舌部７ａ側に向かい、舌部７の先端７ｘを滑らかに回り込み、吹出口１０より吹出す際に乱れを極力小さくするように最も有効に作用するためである。

また、吐出気流の半径方向成分が大きな主板２側では、舌部７の先端７ｘで羽根車５から吐出する気流が衝突して発生する乱流の増加を極力小さくした上で、羽根車５と舌部７の間に流れ込む気流の回り込みを最も小さくすることができる。これにより、羽根車５の主板２側では吐出した気流が最も多くケーシング８の渦巻き状の壁面８ａに案内され、滑らかに減速されることで効率よく動圧から静圧に変換される。そのため、ケーシング８の静圧変換能力を向上させることができる。

よって、ケーシング８の舌部７近傍で発生する乱れによる乱流騒音を最も抑えた上で遠心型送風機１の必要動作点を得るために回転数を最小とすることができ、遠心型送風機１の送風騒音のレベルを最も低く抑えることができる。

図７において、曲率外径比Ｒｓ／Ｄ２が０．００８〜０．０８の範囲は、騒音低減の効果があり、実使用に耐え得る騒音レベルである。

以上のように、本実施の形態１における遠心型送風機１は、ケーシング８の舌部７近傍で発生する気流の乱れによる乱流騒音を最も抑えつつ、遠心型送風機１の必要動作点を得るために回転数を最小とすることができ、遠心型送風機１の送風騒音のレベルを最も低く抑えることができる。

尚、本発明の実施の形態１では、羽根車５の多数のブレード４が回転方向に湾曲傾斜する前向き翼としたが、ラジアル翼、あるいは後向き翼の羽根車の場合でも同様な効果が得られる。

（実施の形態２）
次に、上記実施の形態１の遠心型送風機を搭載した乾燥機の一例として、洗濯、濯ぎ、脱水および乾燥を同一の槽内で行う洗濯乾燥機について説明する。

図８は、本発明の実施の形態２における洗濯乾燥機の外観斜視図、図９は、同洗濯乾燥機における図８のＤ−Ｄ線による筐体の背面方向から見た一部切欠き断面図、図１０は、同洗濯乾燥機における図８のＥ−Ｅ線による筐体の側面方向から見た断面図である。

同図において、洗濯乾燥機５０の本体を構成する筐体５１の内部には、複数のサスペンション５２によって弾性的に支持された円筒状の水槽５３が設けられている。

水槽５３の内部には、衣類５４等を収容する円筒状で横軸型の回転槽５５が回転可能に設けられており、駆動モータ５６により回転駆動される。筐体５１の前面には、衣類５４を出し入れする開口部５１ａと、これを開閉する扉５７が設けられている。

そして、筐体５１の背面下部には、内部が排気ダクト５８を介して水槽５３と連結したヒートポンプユニット５９が設けられている。ヒートポンプユニット５９は、吸熱器風路６０と放熱器風路６１を具備し、また内部に、吸熱器風路６０と放熱器風路６１に連通する熱交換室６２と、熱交換室６２に並設する圧縮機室６３を形成したユニットケース６４を具備している。

また、熱交換室６２内には、吸熱器６５および放熱器６６と、放熱器６６と吸熱器６５を連結するキャピラリーチューブ６７が設けられ、さらに圧縮機室６３には圧縮機６８が設けられている。そして、圧縮機６８、放熱器６６、キャピラリーチューブ６７および吸熱器６５を環状に接続することにより、周知のヒートポンプサイクルを構成している。

また、遠心型送風機１は、ヒートポンプユニット５９の横に位置し、放熱器風路６１と、水槽５３に繋がる吸入ダクト６９の間に配置され、水槽５３内の空気を吸気し、熱交換器室６２で熱交換された空気を再度水槽５３へ供給する気流の循環回路を構成している。

なお、上記洗濯乾燥機５０は、遠心型送風機１を除いては周知の構成でよいため、洗濯乾燥機５０の細部については、説明を省略する。

以上のような構成における洗濯乾燥機の動作について説明する。

洗濯（洗浄）工程では、初めに水槽５３内への給水が行われ、そして駆動モータ５６を駆動して衣類５４と洗濯水の入った回転槽５５を回転させて所定時間の洗濯を行う。

次に、脱水工程では排水弁（図示せず）を開いて水槽５３内の水を洗濯乾燥機の外へ排水した後、駆動モータ５６により衣類５４の入った回転槽５５を一方向に高速回転し、その遠心力により脱水する。

そして、前述の脱水工程が終了すると、乾燥工程に移る。この乾燥工程では、ヒートポンプユニット５９の圧縮機６８を作動させると、冷媒が圧縮され、この圧力により冷媒は、放熱器６６、キャピラリーチューブ６７、吸熱器６５を順次循環する。

その結果、放熱器６６では熱が放出され、吸熱器６５ではキャピラリーチューブ６７で減圧され低圧となった冷媒により熱が吸収される。

これと平行して遠心型送風機１が運転され、放熱器６６の放熱により加熱された温風が吸入ダクト６９を通って水槽５３、および回転槽５５内に送風される。回転槽５５は駆動モータ５６により回転駆動され衣類５４は上下に撹拌されている状態にある。

したがって、回転槽５５内に供給された温風は、衣類５４の隙間を通るときに水分を奪い、湿った状態で水槽５３に連結した排気ダクト５８から吸熱器風路６０を通って熱交換室６２に至り、ここで吸熱器６５を通過する際に顕熱と潜熱が奪われて除湿され、乾いた空気と結露水に分離される。そして、乾いた空気は放熱器６６に至り、ここで加温され、温風となって回転槽５５内に供給され、前述の気流循環を繰り返す。

ここで、同一の回転槽５５で洗濯・脱水及び乾燥を行い、ヒートポンプユニット５９を搭載した洗濯乾燥機５０においては、筐体５１の小型化のために、排気ダクト５８、吸熱器風路６０、放熱器風路６１および吸入ダクト６９等より構成される送風回路のダクト断面積やヒートポンプユニット５９の小型化が余儀なくされることがある。

また、ヒートポンプユニット５９内の吸熱器６５、放熱器６６の性能を向上するために、フィンピッチを詰める等の空気側の抵抗を増加させる等の構造の採用が余儀なくされることもある。

しかしながら、本実施の形態２においては、先の実施の形態１で説明した渦巻き型のケーシング８を持つ遠心型送風機１を搭載することにより、送風騒音の増加や送風性能の低下を抑えることができ、洗濯乾燥機５０の乾燥騒音の増加や乾燥性能の低下を抑えることができる。

したがって、本実施の形態２においては、長期に亘り静寂で乾燥性能が安定した洗濯乾燥機が得られるものである。

尚、本発明の実施の形態２では、遠心型送風機１を、ヒートポンプユニット５９の横でかつ、放熱器風路６１の後流に位置させているが、排気ダクト５８や吸込みダクト６９等の送風経路の途中に配置する構成としても同様な効果が得られる。

また、本実施の形態２では、除湿と加熱を行う手段としてヒートポンプユニット５９を用いたが、冷水あるいは常温水の温度を利用した結露式の除湿手段や、ヒータ式等の加熱手段を具備した洗濯乾燥機の場合でも同様な効果が得られる。

さらに、遠心型送風機１は、食器乾燥機、米穀乾燥機等の如く、物の乾燥を専用とする機器にも同様に搭載することができる。

（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３における遠心型送風機の側面図（吹出口側から見た）、図１２は、同実施の形態３における遠心型送風機の一部を切欠いた斜視図である。

なお、先の実施の形態１と同一の構成要件については、同一の符号を付して詳細な説明を省略し、ここでは異なる構成箇所を中心に説明する。

本実施の形態３は、先の実施の形態１における構成に加えて、支持板側舌部７ｂにおける側板８ｂ寄りの部位の構成を異なるようにしたものである。

すなわち、先の実施の形態１においては、舌部７の反回転方向への延出を側板８ｂの表面を起点に側板８ｃ方向へ徐々に延びる構成としたが、本実施の形態３においては、支持板側舌部７ａの側板寄りの部位が延びる方向を特定したものである。

同図において、舌部７は、主板側舌部７ａと、支持板側舌部７ｂを具備しているが、さらに、前述の如く支持板側舌部７ｂの側板８ｂ寄りに支持板側舌部７ｂと異なる延出構成となっている部位７ｃ（以下、側板側舌部７ｃと称す）を具備している。

側板側舌部７ｃは、ブレード４の幅方向における羽根車５の支持板３に略対向する位置７ｂから、吸込口６を具備する側板８ｂに亘って位置し、主板側舌部７ａ、支持板側舌部７ｂと同様に、羽根車５の外径（外形）と一定の間隔を維持した状態で羽根車５の反回転方向に延出した形状となっている。

これにより、ブレード４の幅方向における羽根車５の同一回転位置において、支持板側舌部７ｂにおける支持板３に略対向する部位に比して、側板側舌部７ｃにおけるケーシング８の吸込口６側に対向する（側板８ｃに近い）部位の気流Ｗｃ（以下、側板側流れＷｃと称す）ほど舌部７と周壁８ａの終端９の間に形成される吹出口１０から先に吹出す。

そのため、舌部７におけるケーシング８の吸込口６側と略対向する側板側舌部７ｃの吹出口側７ｃ１は、支持板側舌部７ｂの吹出口側７ｂ１に比べて圧力が低下する。これに伴い、羽根車５の支持板側舌部７ｂ近傍の周方向成分が強い気流Ｗｂは、ケーシング８内および吹出口１０側に比して低圧となる吸込口６側に向かわず、吸込口６に近い側板側舌部７ｃの吹出口側７ｃ１に向かい、舌部７の先端７ｘを滑らかに回り込み、吹出口１０より吹出す。

したがって、ケーシング８内から羽根車５の支持板３と、ケーシング８の吸込口６側の側板８ｂとの間を通り、支持板３とベルマウス１１の先端１１ａとの隙間から吸込口６に吹出す循環気流を極力抑えることができる。その結果、前記循環気流に起因した吸込口６での流入気流の乱れを防止し、送風騒音の増加をさらに抑制すると共に、送風性能の低下を極力防止することができる。

したがって、本実施の形態３における遠心型送風機１を、先の実施の形態２に記載する洗濯乾燥機５０の送風機として搭載することが可能であり、かかる場合においても実施の形態２の作用効果を損なうものではない。

なお、上記構成の遠心型送風機１における気流を説明するに際し、ケーシング８内において、側板側舌部７ｃにおけるケーシング８の吸込口６側に対向する（側板８ｃに近い）部位の気流Ｗｃを定義し、側板側流れＷｃと称して説明したが、かかる定義は、説明の便宜上のもので、実際は、隣接する支持板側流れＷｂとの関係において、その境界を明確に定義することは困難であり、本発明を限定するものでもない。

また、ケーシング８内における主板側舌部７ａおよびこの主板側舌部７ａに近い支持板側舌部７ｂでの気流については、実施の形態１で説明した流れが形成されているものである。

（実施の形態４）
図１３は、本発明の実施の形態４における遠心型送風機の側面図（吹出口側から見た）、図１４は、図１３のＢ−Ｂ線による断面図である。なお、実施の形態１と同一の構成要件については、同一の符号を付して詳細な説明を省略し、ここでは異なる構成箇所を中心に説明する。

本実施の形態４は、先の実施の形態１における構成において、舌部７の構成に若干の変更を加えたものである。

同図において、舌部１２は、ブレード４の幅方向において設けられ、その先端１２ｘが羽根車５の外径（外形）と略一定の間隔を維持しながら、側板８ｃに向かって羽根車５の反回転方向に延出している構成は先の実施の形態１と同じである。

舌部７における先端１２ｘの円弧部の曲率半径は、先の実施の形態１においては曲率半径を一律としたが、本実施の形態４においては、羽根車５の支持板３と略対向する部位１２ｂに比して、主板２と略対向する位置１２ａほど羽根車５の回転軸５ａに直交する断面における舌部１２の先端部１２ｘの略円弧状の曲率半径が小さくなるように形成されている。

これにより、吐出気流の半径方向成分が大きな主板２側では、羽根車５と舌部１２との間に流れ込む気流の回り込みを極力小さくすることができる。

したがって、羽根車５の主板２側では、吐出した気流が多く、かかる気流は、ケーシング８の渦巻き状の周壁８ａを案内されて滑らかに減速されることで効率よく動圧から静圧に変換されるため、ケーシング８の静圧変換能力を向上させることができ、遠心型送風機１の送風性能を向上させることができる。

さらに、本実施の形態４における遠心型送風機１を、先の実施の形態２に記載する洗濯乾燥機５０の送風機として搭載することが可能であり、かかる場合においても実施の形態２と同様の作用効果が期待できるものである。

本発明にかかる遠心型送風機は、静寂で送風性能を向上することができ、送風機能を具備する機器への搭載が可能であり、また遠心型送風機が収納もしくは途中に配置される送風回路を具備する場合であっても、送風騒音の増加を抑制すると共に送風性能の低下を防止することができ、洗濯乾燥機のみならず、家庭用、業務用等エアコンの空調機器、家庭用冷凍冷蔵庫や自動販売機等の冷凍冷蔵機器、給湯機等のヒートポンプ機器、さらに熱電子部品を有する電子機器のみならず、ＡＶ機器、廃熱回収機器等の送風機能用途にも適用できるものである。

本発明の実施の形態１における遠心型送風機の側面図 図１のＡ−Ａ線による遠心型送風機の断面図 同実施の形態１における遠心型送風機の一部を切欠いた斜視図 同遠心型送風機における舌部の延出範囲を説明する図２相当図 同遠心型送風機における舌部先端円弧の曲率と羽根車径の関係を説明する図２相当図 同遠心型送風機における舌部の延出範囲と騒音の関係を示す説明図 同遠心型送風機における舌部先端円弧の曲率と羽根車径の比と騒音の関係を示す説明図 本発明の実施の形態２における実施の形態１の遠心型送風機を搭載した洗濯乾燥機の外観斜視図 同洗濯乾燥機における図８のＤ−Ｄ線による筐体の背面方向から見た一部切欠き断面図 同洗濯乾燥機における図８のＥ−Ｅ線による筐体の側面方向から見た断面図 本発明の実施の形態３における遠心型送風機の側面図 同実施の形態３における遠心型送風機の一部を切欠いた斜視図 本発明の実施の形態４における遠心型送風機の側面図 図１３のＢ−Ｂ線による遠心型送風機の断面図 従来のケーシング構造を持つ遠心型送風機の斜視図 図１５のＣ−Ｃ線による遠心型送風機の断面図

符号の説明

１ 遠心型送風機
２ 主板
３ 支持板
４ ブレード
５ 羽根車
５ａ 回転軸
６ 吸込口
７ 舌部
７ａ 主板側舌部
７ｂ 支持板側舌部
７ｘ 先端
８ ケーシング
８ａ 周壁
８ｂ 側板
８ｃ 側板
１２ 舌部
１２ｘ 先端
５０ 洗濯乾燥機
５１ 筐体
５３ 水槽
５４ 衣類
５５ 回転槽
５８ 排気ダクト
６０ 吸熱器風路
６１ 放熱器風路
６２ 熱交換室
６５ 吸熱器
６６ 放熱器
６７ キャピラリーチューブ
６８ 圧縮機
６９ 吸込ダクト

Claims (7)

1. 主板と環状の支持板と多数のブレードを具備したからなる羽根車と、前記羽根車を囲うケーシングを具備した遠心型送風機において、前記ケーシングを、前記羽根車を軸方向において平行に挟む如く位置した側板と、前記支持板側に位置する側板に設けたベルマウス状の吸込口と、前記側板間の空間を、前記羽根車の外径近辺を基点として前記羽根車の外径から徐々に離れて渦巻き状に広がる空間とする周壁と、前記周壁の基点を軸に前記周壁と反対の位置に中心をもち、前記基点から前記周壁と反対方向に円弧部を有して延びる円弧状の舌部と、前記側板および前記周壁と前記舌部の終端部によって形成された吹出口を具備する構成とし、さらに、前記舌部先端における少なくとも前記支持板と略対向する位置から前記主板と略対向する位置に亘る範囲を、前記主板側に近づくにつれて前記支持板側よりも前記羽根車の反回転方向に延出する形状とした遠心型送風機。
2. 前記舌部において、前記羽根車の軸方向における前記支持板に略対向する位置から前記吸込口を具備する側板に向かう範囲を、前記側板側に近づくにつれて前記対向位置よりも前記羽根車の反回転方向に延出する形状とした請求項１に記載の遠心型送風機。
3. 前記舌部における前記ブレードの幅寸法方向において、前記舌部の先端部と前記羽根車外径のクリアランスを略同等とし、さらに、前記羽根車の主板と略対向する位置に近づくにつれて前記舌部の先端の曲率を徐々に小さくした請求項１または請求項２に記載の遠心型送風機。
4. 前記ブレードの出口幅Ｈ２と前記羽根車の外径Ｄ２の比（Ｈ２／Ｄ２）を０．０５〜０．４５の範囲とし、前記舌部を前記羽根車の回転軸に直交する平面に投影した投影面において、反回転方向に最も延出した舌部先端Ｘと、最も回転方向寄りの舌部先端Ｙと、前記羽根車における回転軸の中心Ｏのなす角∠ＸＯＹを、１０°〜６５°の範囲とした請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の遠心型送風機。
5. 前記羽根車の回転軸に直交する断面において、前記舌部の先端の略円弧状の曲率半径Ｒｓと前記羽根車の外径Ｄ２の比（Ｒｓ／Ｄ２）を０．００８〜０．０８の範囲とした請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の遠心型送風機。
6. 筐体内に、衣類等を収容する収納部と、乾燥手段と、送風手段と、前記送風手段により前記収納部より送風される湿潤空気を、前記乾燥手段を通過させた後に前記収納部へと導く風路を設けた乾燥機において、前記送風手段を、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の遠心型送風機を具備する構成とした乾燥機。
7. 前記乾燥手段を、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒の熱を放熱する放熱器と、高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と、減圧されて低圧となった冷媒で周囲から熱を奪う吸熱器を具備するヒートポンプシステムとし、少なくとも前記放熱器と吸熱器を前記風路内に配置した請求項６に記載の乾燥機。

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