JP4904643B2 - 遠心送風機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心送風機、特に、羽根車と渦巻き状の通風路が形成されるように羽根車を覆うケーシングとを備えた遠心送風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気体清浄機やエアコンなどの気体調和機（以下、空調機という。）においては、送風を行うために、遠心送風機が用いられることが多い。この遠心送風機の１つであるシロッコファンの一例を、図１〜図３に示す。
【０００３】
シロッコファン１０は、図１に示すように、羽根車１３、羽根車１３を覆うケーシング１１、羽根車１３を回すモータ１４などから構成されている。羽根車１３は、円板状の主板３１の外周部分に多数枚の翼３３の一端が固定され、それらの翼３３の他端がリング状の側板３２で結ばれている。ケーシング１１には、空気の吹出口１１ａと、ベルマウス１２により囲われる空気の吸込口１１ｂとが形成されている。吸込口１１ｂは、ケーシング１１の側方に設けられており、羽根車１３の側板３２に対向している。吹出口１１ａは、羽根車１３の回転軸Ｏ−Ｏに対して略直交する向きに空気Ｗを吹き出すよう、吸込口１１ｂに直交するように形成されている。また、ケーシング１１は、図３に示すように、羽根車１３との間に渦巻き状の通風路１１０ａが形成されるように羽根車１３を覆うスクロール部１５０と、スクロール部１５０と吹出口１１ａとを結ぶ筒部１４０とから構成されている。
【０００４】
主板３１の中心孔３１ａに回転シャフトが装着されるモータ１４を回してシロッコファン１０を作動させると、羽根車１３が、ケーシング１１に対して、図３の回転方向Ｒの向きに回転する。これにより、羽根車１３の各翼３３が内周側の空間から外周側の空間へと空気を掻き出し、吸込口１１ｂから羽根車１３の内周側の空間に空気が吸い込まれるとともに、羽根車１３の外周側に押し出された空気が通風路１１０ａを通って吹出口１１ａから吹き出される。すなわち、シロッコファン１０は、吸込口１１ｂから空気を吸い込み、吹出口１１ａから空気を吹き出す。なお、通風路１１０ａにおける空気流れは、図３において白抜きの矢印で示すように、渦巻き状の通風路１１０ａに沿った形の流れとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような空調機において送風を行う遠心送風機では、騒音低減が要求される重要な項目の一つである。例えば、上記のシロッコファン１０の騒音では、羽根車１３からの吐出流の圧力変動がケーシング１１の舌部１６０と干渉することで発生する異音が重要な問題となる。舌部１６０は、図３に示すように、羽根車１３との距離が最も小さい寸法Ｃとなるケーシング１１の最接近部１６０ａの近傍部分であり、湾曲部１６１を有している。そして、舌部１６０は、ケーシング１１のスクロール部１５０の起点部分と筒部１４０の一辺とを結ぶ役割を果たしている。
【０００６】
この舌部１６０の存在による異音は、羽根車１３の翼３３の数に羽根車１３の回転数を乗じた値を６０で除した周波数の異音であり、シロッコファン１０全体の騒音特性を強く支配する。したがって、この異音を抑えてやれば、シロッコファン１０全体としての騒音を小さくすることができる。
【０００７】
本発明の課題は、羽根車の翼の回転に起因するケーシングの舌部付近での異音発生を抑え、遠心送風機の騒音レベルを低下させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１、２に係る遠心送風機は、羽根車と、ケーシングとを備えている。羽根車は、側方の開口部から気体を吸い込み、遠心方向に気体を送り出す。ケーシングは、気体吹出口と、羽根車の開口部に対向する気体吸込口とを有している。また、ケーシングは、羽根車との間に気体吹出口につながる渦巻き状の通風路が形成されるように、羽根車を覆っている。このケーシングには、舌部において、平面部が形成されている。舌部とは、羽根車の外周端に最も接近する最接近部の近傍部分である。縦断面視において、平面部は、最接近部の気体吹出口と反対側の点を中心に形成されている。
【０００９】
この遠心送風機では、ケーシングの気体吸込口及び羽根車の開口部から羽根車の内部空間に取り込まれた気体が、羽根車の回転によって羽根車の外方に掻き出される。そして、その気体は、羽根車とケーシングとの間に形成されている渦巻き状の通風路を通り、ケーシングの気体吹出口から吹き出される。
【００１０】
ここでは、ケーシングの羽根車への最接近部の近傍部分である舌部に、平面部が形成されている。すなわち、ケーシングの舌部に平面部を設けた構造となっている。このため、従来の舌部が最接近部という線で圧力干渉部分をおさえているのに対し、この遠心送風機の舌部は平面部で圧力干渉部分をおさえるようになる。これにより、定常渦の発生が少なくなると推定される。そして、羽根車からの吐出流の圧力変動による異音が小さくなり、遠心送風機全体としての騒音レベルが低下していることが確認できている。
【００１１】
また、ここでは、最接近部の気体吹出口と反対側の点を中心に平面部が形成されており、騒音レベルがより小さくなる。
【００１２】
また、請求項１に係る遠心送風機では、最接近部は平面部に含まれている。
【００１３】
ここでは、最接近部を含むように平面部が配置されており、最接近部を中心とする異音の発生がより抑えられる。
【００１４】
請求項２に係る遠心送風機では、ケーシングの舌部は湾曲部を有している。この湾曲部は、平面部と、気体吹出口から延びる壁面とを滑らかに結んでいる。
【００１５】
請求項３に係る遠心送風機は、請求項１又は２に記載の遠心送風機であって、平面部は、少なくとも羽根車の外周端から最接近部までの距離だけ通風路に沿って延びている。
【００１６】
ここでは、通風路に沿って所定距離だけ平面部が確保されているため、騒音レベルを確実に下げることができる。
【００１７】
請求項４に係る遠心送風機は、請求項１から３のいずれかに記載の遠心送風機であって、平面部は、気体吹出口から吹き出される気体の流れ方向と概ね直交する。
【００１８】
このように平面部を配することにより、騒音レベルがより小さくなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
＜遠心送風機の構成＞
本発明の一実施形態に係るシロッコファンは、図１〜図３に示す従来のシロッコファン１０のケーシング１１を、図４に示すケーシング１に置き換えたものである。
【００２０】
（羽根車の構成）
羽根車１３は、主板３１と、側板３２と、複数の翼３３とから構成されている。主板３１は、円形であり、モータ１４によって回転軸Ｏ−Ｏ（図１参照）を中心として回転させられる。主板３１には中心孔３１ａが設けられており、この中心孔３１ａにモータ１４の回転シャフトが装着される。複数の翼３３は、回転軸Ｏ−Ｏを中心として環状に配置され、回転軸Ｏ−Ｏに沿って延びている。各翼３３の一端は、主板３１の外周部分に固定されている。側板３２は、環状の部材であり、主板３１の外径と同じ又は若干大きい内径を有している。この側板３２は、複数の翼３３の他端において、それらの翼３３の外周縁とつながっている。
【００２１】
（ケーシングの構成）
ケーシング１には、図１に示すように、空気の吹出口１１ａと、ベルマウス１２により囲われる空気の吸込口１１ｂとが形成されている。吸込口１１ｂは、ケーシング１の側方に設けられており、羽根車１３の側板３２に対向する。吹出口１１ａは、羽根車１３の回転軸Ｏ−Ｏに対して略直交する向きに空気を吹き出すよう、吸込口１１ｂに直交するように形成されている。
【００２２】
ケーシング１は、羽根車１３との間に渦巻き状の通風路１０ａが形成されるように、羽根車１３を覆っている（図４参照）。このケーシング１は、渦巻き状の通風路１０ａを介して羽根車１３を覆うスクロール部５０と、スクロール部５０と吹出口１１ａとを結ぶ筒部４０とから構成されている。
【００２３】
また、ケーシング１には、舌部６０において、平面部６２が形成されている。舌部６０は、羽根車１３に近いほうの筒部４０の一辺とスクロール部５０の一辺との間の部分であり、羽根車１３の外周端に最も接近する最接近部６０ａの近傍部分である。平面部６２は、最接近部６０ａを含むように形成されており、通風路１０ａに沿って延びている。平面部６２の通風路１０ａに沿った長さＬは、羽根車１３の外周端から最接近部６０ａまでのクリアランスＣの寸法よりも長く設定されている。また、平面部６２は、図４に示すように、最接近部６０ａの吹出口１１ａと反対側の部分を中心に形成されており、気体吹出口１１ａから吹き出される気体の流れ方向Ｆ（図４参照）と概ね直交している。すなわち、平面部６２は、筒部４０と概ね直交している。そして、この平面部６２と吹出口１１ａから延びる壁面４０ａとを滑らかに結ぶように、舌部６０には湾曲部６１が形成されている。湾曲部６１は、平面部６２と筒部４０の壁面４０ａとの間に位置しており、ケーシング１の中で最も曲率半径の小さな部分となっている。
【００２４】
なお、ケーシング１の縦断面を示す図４では、図を見易くするために、各部材の厚みを線で表現している。
【００２５】
＜シロッコファンの動作概略＞
モータ１４を回すと、羽根車１３が、ケーシング１に対して回転する（回転方向は図２の回転方向Ｒを参照）。これにより、羽根車１３の各翼３３が内周側の空間から外周側の空間へと空気を掻き出し、吸込口１１ｂから羽根車１３の内周側の空間に空気が吸い込まれるとともに、羽根車１３の外周側に押し出された空気が通風路１０ａを通って吹出口１１ａから吹き出される。すなわち、シロッコファン１０は、吸込口１１ｂから空気を吸い込み、吹出口１１ａから空気を送り出す。
【００２６】
＜シロッコファンの特徴＞
従来の遠心送風機においては、羽根車から外方に掻き出される空気の圧力変動と、舌部近傍の隙間の違いによる各部での圧力差との干渉によって、羽根車の翼の数及び回転数に基づく周波数の異音が発生している。
【００２７】
これに対し、本実施形態に係るシロッコファン１０のケーシング１の舌部６０には、平面部６２が形成されている。
【００２８】
したがって、従来の舌部１６０が概ね最接近部１６０ａという線で圧力干渉部分をおさえている（図３参照）のに対し、このシロッコファン１０の舌部６０は、平面部６２で圧力干渉部分をおさえることができるようになる（図４参照）。これにより、定常渦の発生が少なくなっていると推定され、羽根車１３からの吐出流の圧力変動による異音が小さくなり、シロッコファン１０全体としての騒音レベルが低下していることが確認できている。
【００２９】
なお、羽根車１３が通常考えられる最小のサイズである外径１２０ｍｍである場合には、図４に示す最接近部６０ａと羽根車１３とのクリアランス寸法Ｃが８ｍｍ以上必要となり、平面部６２の長さＬも８ｍｍ以上確保されることが望ましい。羽根車１３が例えば外形１８０ｍｍであれば、図４のクリアランス寸法Ｃが１２〜１５ｍｍ必要となり、平面部６２の長さＬも１２〜１５ｍｍ以上確保されることが望ましい。
【００３０】
一方、平面部６２の長さＬの上限は、スクロール部５０の外形曲線がいびつになって突出部や角部ができてしまわない程度の長さである。図４に示す本実施形態に係るシロッコファン１０では、平面部６２の長さＬがクリアランス寸法Ｃの２倍強となっている。
【００３１】
また、図４において点線で示すケーシングのスクロール部１５０の外形及び最接近部１６０ａは、参考のために図３の従来のケーシング１１のスクロール部１５０の外形及び最接近部１６０ａをケーシング１の外形に重ねたものである。
【００３２】
［他の実施形態］
上記実施形態では、遠心送風機の１つであるシロッコファンに本発明を適用しているが、他の種類の羽根車を用いた遠心送風機、例えばターボファンに対しても本発明を適用することが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明では、ケーシングの羽根車への最接近部の近傍部分である舌部に平面部を設けた構造となっているため、従来の舌部が最接近部という線で圧力干渉部分をおさえているのに対し、この遠心送風機の舌部は平面部で圧力干渉部分をおさえるようになり、羽根車からの吐出流の圧力変動による異音が小さくなり、遠心送風機全体としての騒音レベルが低下する。また、最接近部の気体吹出口と反対側の点を中心に平面部が形成されており、騒音レベルがより小さくなる。
【００３４】
また、最接近部を含むように平面部が配置されているため、最接近部を中心とする異音の発生がより抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のシロッコファンの側面図（ケーシング部分は断面図）。
【図２】 従来の羽根車の上面図。
【図３】 従来のシロッコファンの縦断面図。
【図４】 本発明の一実施形態に係るシロッコファンの縦断面図。
【符号の説明】
１ ケーシング
１０ａ 通風路
１１ａ 吹出口（気体吹出口）
１１ｂ 吸込口（気体吸込口）
１３ 羽根車
４０ 筒部
４０ａ 壁面
５０ スクロール部
６０ 舌部
６１ 湾曲部
６０ａ 最接近部
６２ 平面部

Claims (4)

1. 側方の開口部から気体を吸い込み、遠心方向に気体を送り出す羽根車（１３）と、
   気体吹出口（１１ａ）と前記羽根車（１３）の開口部に対向する気体吸込口（１１ｂ）とを有し、前記羽根車（１３）との間に前記気体吹出口（１１ａ）につながる渦巻き状の通風路（１０ａ）が形成されるように前記羽根車（１３）を覆うケーシング（１）と、
   を備え、
   前記ケーシング（１）には、前記羽根車（１３）の外周端に最も接近する最接近部（６０ａ）の近傍部分である舌部（６０）において、平面部（６２）が形成されており、
   縦断面視において、前記平面部（６２）は、前記最接近部（６０ａ）の前記気体吹出口（１１ａ）と反対側の点を中心に形成され、
   前記最接近部（６０ａ）は前記平面部（６２）に含まれている、
   遠心送風機。
2. 側方の開口部から気体を吸い込み、遠心方向に気体を送り出す羽根車（１３）と、
   気体吹出口（１１ａ）と前記羽根車（１３）の開口部に対向する気体吸込口（１１ｂ）とを有し、前記羽根車（１３）との間に前記気体吹出口（１１ａ）につながる渦巻き状の通風路（１０ａ）が形成されるように前記羽根車（１３）を覆うケーシング（１）と、
   を備え、
   前記ケーシング（１）には、前記羽根車（１３）の外周端に最も接近する最接近部（６０ａ）の近傍部分である舌部（６０）において、平面部（６２）が形成されており、
   縦断面視において、前記平面部（６２）は、前記最接近部（６０ａ）の前記気体吹出口（１１ａ）と反対側の点を中心に形成され、
   前記ケーシングの舌部（６０）は、前記平面部（６２）と前記気体吹出口（１１ａ）から延びる壁面（４０ａ）とを滑らかに結ぶ湾曲部（６１）を有している、
   遠心送風機。
3. 前記平面部（６２）は、少なくとも前記羽根車（１３）の外周端から前記最接近部（６０ａ）までの距離（Ｃ）だけ通風路（１０ａ）に沿って延びている、請求項１又は２に記載の遠心送風機。
4. 前記平面部（６２）は、前記気体吹出口（１１ａ）から吹き出される気体の流れ方向と概ね直交する、請求項１から３のいずれかに記載の遠心送風機。

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