JP5136604B2

JP5136604B2 - スクロール付遠心送風機

Info

Publication number: JP5136604B2
Application number: JP2010158507A
Authority: JP
Inventors: 朗彦坂下; 圭吾早田; 登博山崎
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2030-07-13
Also published as: JP2012021431A

Description

この発明は、吸込口と吹込口とを有すると共に、舌部を有するスクロール型のケーシングと、このケーシング内に配置された遠心多翼型ファンとを有するスクロール付遠心送風機に関する。

従来、この種のスクロール付遠心送風機としては、特開２００７‐１４６８１７号公報(特許文献１)に記載のようなものがある。

図３および図４は、この特許文献１に開示された従来のスクロール付遠心送風機の構成を示す。但し、図３は、このスクロール付遠心送風機の正面図であり、図４は、図３におけるＡ‐Ａ'矢視断面図である。

上記従来のスクロール付遠心送風機は、図３及び図４に示すように、略矩形形状の吹出口３とベルマウスからなる吸込口４,４とを有するスクロールタイプのケーシング１と、多翼遠心型のファン２とによって構成されている。そして、上記ファン２は、ケーシング１内にあって、主板８の外周縁の両側に多数の羽根６,６…を環状に配置すると共に、軸方向両端部には羽根６,６…を保持するための保持リング１０,１０を設けてなり、且つ、ケーシング１の吸込口４,４と対向して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、羽根６,６…の間から遠心方向に吹き出すようになっている。ケーシング１には、空気がファン２の吹出側から吸込側へ逆流するのを防止するために、舌部５を設けている。この舌部５とファン２との間のクリアランスＤは、ファン２の吸込口７側から主板８側に亙って一定になっている。

また、上記舌部５におけるファン２の周方向への先端の曲率半径は、図４に５Ａ,５Ｂ,５Ｃで示すように、ファン２の回転軸方向において一定になっている。ここで、５Ａ,５Ｂ,５Ｃは、舌部５における図３のＡ‐Ａ'矢視断面,Ｂ‐Ｂ'矢視断面およびＣ‐Ｃ'矢視断面を示している。

ところが、上記従来のスクロール付遠心送風機では、舌部５とファン２との間のクリアランスＤを、ファン２の回転軸方向、つまり、ケーシング１の吸込口４,４側から主板８側に亙って一定にし、舌部５の曲率半径も一定にしているため、吹出空気流の風速が大きい反吸込口４,４側において、ファン２の羽根６,６…の先端部とケーシング１の舌部５との干渉によって生ずるＮz音(ファン２の羽根枚数Ｎと回転数zとの積Ｎzに周波数を持つピーク音)が大きくなるという問題がある。

特開２００７‐１４６８１７号公報

そこで、この発明の課題は、ケーシングの舌部とファンの羽根の先端部との干渉によって生ずるＮz音を抑制できるスクロール付遠心送風機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のスクロール付遠心送風機は、
吸込口および吹出口を有すると共に、舌部を有するスクロール型のケーシングと、
上記ケーシング内に配置されている遠心多翼型のファンと
を備え、
上記舌部における上記ファンと最も近接する部位と上記ファンとの間の距離は、上記ファンの軸方向において、上記吸込口側よりも、上記ファンに関して上記吸込口とは反対側の反吸込口側の方が大きくなっており、
上記舌部は、上記ファンの軸方向において、上記吸込口側から上記反吸込口側の方へ順に第１領域と第２領域とを有し、
上記第１領域において、上記舌部における上記ファンと最も近接する部位と上記ファンとの間の距離は、一定であり、
上記第２領域において、上記舌部における上記ファンと最も近接する部位と上記ファンとの間の距離は、上記吸込口側よりも上記反吸込口側の方が大きい
ことを特徴としている。

上記構成によれば、上記吸込口側よりも風速および風量が大きい反吸込口側において、舌部におけるファンと最も近接する部位と上記ファンとの間の距離を、上記吸込口側よりも大きくしているので、上記舌部と上記ファンの先端部との干渉によって生ずるＮz音を抑制することができる。

ここで、上記構成は、片吸込タイプのスクロール付遠心送風機の場合にも両吸込タイプのスクロール付遠心送風機の場合にも適用できる。そして、両吸込タイプのスクロール付遠心送風機に適用する場合には、反吸込口側とはファンの回転軸方向の略中央の部分を意味する。
さらに、死水域である上記舌部の第１領域において、上記舌部における上記ファンと最も近接する部位と上記ファンとの間の距離を小さいままにでき、したがって上記ケーシング内の吐出側から吸込側への空気の漏れ流れを抑制することができる。

また、１実施の形態のスクロール付遠心送風機では、
上記第２領域において、上記舌部における上記ファンと最も近接する部位と上記ファンとの間の距離は、上記吸込口側から上記反吸込口側へ行くに連れて徐々に大きくなっている。

この実施の形態によれば、上記第２領域で発生する上記Ｎz音を効果的に抑制でき、上記Ｎz音を一層低減できる。

また、１実施の形態のスクロール付遠心送風機では、
上記第２領域において、上記舌部の先端における上記ファンの周方向への突出量は、上記ファンの軸方向において、上記吸込口側よりも上記反吸込口側の方が小さくなっており、
上記舌部の先端における上記ファンの周方向への最も大きな突出量と、上記舌部の先端における上記ファンの周方向への最も小さな突出量との差は、上記ファンの羽根の１ピッチと略同じである。

この実施の形態によれば、騒音レベルを時間的に平準化して、上記Ｎz音を有効に抑制できる。
ここで、上記「舌部の先端」は、舌部の上記ファンの周方向への先端を意味する。

以上より明らかなように、この発明のスクロール付遠心送風機は、ケーシング内における吸込口側よりも風速および風量が大きい反吸込口側において、舌部における上記ファンと最も近接する部位と上記ファンとの間の距離を、上記吸込口側よりも大きくしているので、上記舌部と上記ファンの先端部との干渉によって生ずるＮz音を抑制することができる。
さらに、死水域である上記舌部の第１領域において、上記舌部における上記ファンと最も近接する部位と上記ファンとの間の距離を小さいままにでき、したがって上記ケーシング内の吐出側から吸込側への空気の漏れ流れを抑制することができる。

この発明のスクロール付遠心送風機における外観斜視図である。図である。図１におけるＤ‐Ｄ'矢視断面図である。従来のスクロール付遠心送風機の正面図である。図３におけるＡ‐Ａ'矢視断面図である。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、本実施の形態のスクロール付遠心送風機における外観斜視図である。

図１に示すスクロール付遠心送風機は、略矩形形状の吹出口１３と一例としてのベルマウスからなる吸込口１４とを有するスクロールタイプのケーシング１１と、このケーシング１１内に設置される遠心多翼型のファン１２とによって構成されている。上記ケーシング１１には、空気がファン１２の吹出側から吸込側へ逆流するのを防止するために、舌部１５を設けている。

図２は、図１において、上記ケーシング１１に関して上記吸込口１４側とは反対側であって、吹出空気流の風速が大きい反吸込口側でのＤ‐Ｄ'矢視断面図である。

尚、本スクロール付遠心送風機は、ケーシング１１における一側の側板１１aのみに吸込口１４を設け、上記一側の側板１１aに対向する他側の側板１１bには吸込口を設けずに上記他側を塞いだ、所謂片吸込タイプのスクロール付遠心送風機である。上記側板１１b側は、反吸込口側である。

したがって、本スクロール付遠心送風機におけるファン１２は、図３に示す従来のスクロール付遠心送風機のファン２における主板８と主板８の一側に形成されている羽根６および保持リング１０とを残し、主板８の他側に形成されている羽根６および保持リング１０を除去した構成を有している。すなわち、ファン１２は、主板１７の上記一側の面の外周縁に多数の羽根１６を環状に配置すると共に、軸方向における上記一側の端部には羽根１６を保持するための保持リング(図示せず)を設けて構成されている。そして、主板１７にはボス１８が設けられ、ボス１８にはファンモータ(図示せず)の回転軸が取り付けられている。

上記構成のファン１２は、上記ケーシング１１の吸込口１４と対向して回転軸方向一端に形成された吸込口１９から吸い込んだ空気を、羽根１６…の間から遠心方向に吹き出すようになっている。尚、羽根１６は、その外周端がその内周端よりもファン１２の回転方向に先行する前進翼である。しかしながら、外周端の内周端に対する回転方向への位置関係は、これに限定されるものではない。

本スクロール付遠心送風機においては、上記舌部１５を以下のように構成している。すなわち、図２において、実線で示す舌部１５の部分１５Ａは図１におけるＤ‐Ｄ'矢視断面での箇所を示し、ケーシング１１の吸込口１４側とは反対側であって、ファン１２の羽根１６…の間からの吹出空気流の風速および風量が最大である反吸込口側の箇所での断面を示している。さらに、想像線で示す舌部１５の部分１５Ｂは、ファン１２の羽根１６…の間からの吹出空気流の風速および風量が最小である吸込口１９側での箇所の断面を示している。

そして、図２から分かるように、上記舌部１５の部分１５Ａのファン１２の半径方向への先端１５Ａaとファン１２の羽根１６の仮想外接円筒面２０との間の距離ｄＡ（言い換えると、舌部１５の部分１５Ａにおけるファン１２と最も近接する部位１５Ａaとファン１２との間の距離ｄＡ)と、舌部１５の部分１５Ｂのファン１２の半径方向への先端１５Ｂaと上記仮想外接円筒面２０との間の距離ｄＢ（言い換えると、舌部１５の部分１５Ｂにおけるファン１２と最も近接する部位１５Ｂaとファン１２との間の距離ｄＢ)とが、異なるように構成されている。すなわち、側板１１a側、つまり反吸込口側に位置している舌部１５の部分１５Ａに関する距離ｄＡの方が、吸込口１４側に位置している舌部１５の部分１５Ｂに関する距離ｄＢよりも大きく設定されている。ここで、上記舌部１５の部分１５Ａ,１５Ｂのファン１２の半径方向への先端１５Ａa,１５Ｂaとは、舌部１５の部分１５Ａ,１５Ｂにおける仮想外接円筒面２０との間の距離ｄが最小となる箇所である。こうして、吸込口１４側よりも羽根１６…の間からの吹出空気流の風速および風量が大きい反吸込口側において、つまり、ファン１２の回転軸方向の反吸込口側において、舌部１５の部分１５Ａの先端１５Ａaと上記仮想外接円筒面２０との間の距離を、吸込口１４側に位置している舌部１５の部分１５Ｂよりも大きい距離ｄＡとすることによって、舌部１５の部分１５Ａと羽根１６の先端部との干渉によって生ずるＮz音を抑制することができる。

その場合、図１に示すように、上記ケーシング１１内において、ファン１２の羽根１６…の間から遠心方向への吹出空気流の風速および風量が小さいため空気流が滞る上記第１領域としての死水域２１では、舌部１５の部分１５Ｂのファン１２の半径方向の先端１５Ｂaと上記仮想外接円筒面２０との間の距離を、最小距離ｄＢの一定値に設定している。こうすることによって、羽根１６…の間から遠心方向に吹き出されると共に、ケーシング１１における円筒部分の内周面に沿って巡回する空気流の一部が吐出側から吸込側へ漏れる「漏れ流れ」を、舌部１５の部分１５Ｂで抑制することができるのである。

さらに、上記ケーシング１１内における上記死水域２１よりも反吸込口側に位置する上記第２領域としての領域２２では、死水域２１側から反吸込口側に向かって、舌部１５の先端１５aと上記仮想外接円筒面２０との間の距離ｄが最小距離ｄＢから最大距離ｄＡに徐々に且つ滑らかに大きくなるようにしている。このように、ファン１２からの吹出空気流の風速および風量が小さい死水域２１側から風速および風量が大きい反吸込口側に向かって、舌部１５の先端１５aと上記仮想外接円筒面２０との間の距離ｄを徐々に且つ滑らかに大きくすることにより、ファン１２からの吹出空気流の風速および風量の大小に応じて上記距離ｄが設定されて、ファン１２の軸方向全体に亘ってＮz音が抑制される。

また、図１から分かるように、上記ケーシング１１内の死水域２１における舌部１５の部分１５Ｂのファン１２の周方向への先端のファン１２の周方向への突出量（言い換えると、舌部１５の部分１５Ｂの先端におけるファン１２の周方向への突出量)は、反吸込口側に位置している舌部１５の部分１５Ａのファン１２の周方向への先端のファン１２の周方向への突出量（言い換えると、舌部１５の部分１５Ａの先端におけるファン１２の周方向への突出量)よりも大きい一定値に設定されている。こうして、上記死水域２１よりもファン１２からの吹出空気流の風速および風量が大きい反吸込口側において、舌部１５の部分１５Ａのファン１２の周方向への突出量を小さくすることによって、舌部１５と羽根１６の先端部との干渉によって生ずるＮz音の発生を抑制することができる。尚且つ、ファン１２における羽根１６…の間から遠心方向に吹き出されてケーシング１１の吹出口１３に直接向かう吹出空気流を遮る箇所を少なくして、風損を小さくすることができる。

また、図１および図２から分かるように、上記ケーシング１１内の死水域２１における舌部１５の部分１５Ｂのファン１２の周方向への先端における曲率半径は、反吸込口側、つまり側板１１b側に位置している舌部１５Ａのファン１２の周方向への先端における曲率半径よりも小さい一定値に設定されている。こうして、死水域２１よりもファン１２からの吹出空気流の風速および風量が大きい反吸込口側において、舌部１５Ａの上記先端における曲率半径を大きくすることによって、風速および風量が大きい箇所において舌部１５の部分１５Ａによって滑らかに吹出空気流を案内することができ、風損を少なくし、且つＮz音を一層抑制することができる。

さらに、上記ケーシング１１内における死水域２１よりも反吸込口側の領域２２では、死水域２１側から反吸込口側に向かって、舌部１５におけるファン１２の周方向への先端のファン１２の周方向への突出量を徐々に且つ滑らかに小さくすると共に、舌部１５におけるファン１２の周方向への先端の曲率半径を徐々に且つ滑らかに大きくしている。したがって、領域２２において、ファン１２の軸方向全体に亘ってＮz音を効果的に抑制することができる。

また、本実施の形態においては、図２に示すように、上記舌部１５におけるファン１２の周方向への先端のファン１２の周方向への最も大きな突出量と最も小さな突出量との差を、ファン１２における羽根１６の配列ピッチの１ピッチと略同じ長さにしている。したがって、騒音レベルを時間的に平準化して、Ｎz音を有効に抑制することができる。

尚、上記実施の形態においては、上記ケーシング１１内において、死水域２１と死水域２１よりも反吸込口側の領域２２とを設け、死水域２１においては、舌部１５の部分１５Ｂにおけるファン１２の半径方向への先端１５Ｂaと上記仮想外接円筒面２０との間の距離を最小距離ｄＢの一定値に設定し、舌部１５の部分１５Ｂにおけるファン１２の周方向への先端のファン１２の周方向への突出量を領域２２に位置している舌部１５の部分１５Ａよりも大きい一定値に設定し、舌部１５の部分１５Ｂにおけるファン１２の周方向への先端における曲率半径を領域２２に位置している舌部１５の部分１５Ａよりも小さい一定値に設定している。

しかしながら、上記吸込口１４側から上記反吸込口側において、上記舌部１５のファン１２の半径方向への先端１５aと上記仮想外接円筒面２０との間の距離ｄが、ファン１２の軸方向の全域に亘って徐々に大きくなるようにしても良い。また、舌部１５のファン１２の周方向への先端のファン１２の周方向への突出量が、ファン１２の軸方向の全域に亘って徐々に小さくなるようにしても良い。また、舌部１５のファン１２の周方向への先端における曲率半径が、ファン１２の軸方向の全域に亘って徐々に大きくなるようにしても良い。

また、本実施の形態においては、上記舌部１５のファン１２の半径方向への先端１５aと羽根１６の仮想外接円筒面２０との間の距離ｄ、舌部１５のファン１２の周方向への突出量、および、舌部１５のファン１２の周方向家の先端における曲率半径を、吸込口１４側から反吸込口側に向かってあるいは死水域２１側から反吸込口側に向かって徐々に且つ滑らかに変化させている。しかしながら、必ずしもその必要はなく、段階的に変化させても良い。

また、本実施の形態においては、上記舌部１５のファン１２の周方向への先端のファン１２の周方向への突出量を、ファン１２の軸方向において、吸込口１４側よりも反吸込口側の方を小さくしている。しかしながら、舌部１５のファン１２の周方向への突出量は、上記軸方向において一定にしても構わない。また、舌部１５のファン１２の周方向への先端の曲率半径を、上記軸方向において一定にしても構わない。

また、本実施の形態においては、上記舌部１５におけるファン１２の周方向への先端のファン１２の周方向への最も大きな突出量と最も小さな突出量との差を、ファン１２における羽根１６の配列ピッチの１ピッチと略同じ長さにしている。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、１ピッチ以下の長さであっても、数ピッチと略同じ長さであっても差し支えない。

また、本実施の形態においては、片吸込タイプのスクロール付遠心送風機を例に上げて説明しているが、両吸込タイプのスクロール付遠心送風機にも適用できることは言うまでもない。この両吸込タイプのスクロール付遠心送風機の場合、反吸込口側とはファンの回転軸方向の略中央の部分を意味する。

１１…ケーシング、
１２…ファン、
１３…吹出口、
１４…吸込口、
１５…舌部、
１５Ａ…反吸込口側における舌部の部分、
１５Ｂ…吸込口側における舌部の部分、
１５a…先端、
１６…羽根、
１７…主板、
１８…ボス、
１９…吸込口、
２０…仮想外接円筒面、
２１…死水域、
２２…死水域よりも反吸込口側の領域。

Claims

吸込口(１４)および吹出口(１３)を有すると共に、舌部(１５)を有するスクロール型のケーシング(１１)と、
上記ケーシング(１１)内に配置されている遠心多翼型のファン(１２)と
を備え、
上記舌部(１５)における上記ファン(１２)と最も近接する部位と上記ファン(１２)との間の距離は、上記ファン(１２)の軸方向において、上記吸込口側よりも、上記ファン(１２)に関して上記吸込口(１４)とは反対側の反吸込口側の方が大きくなっており、
上記舌部(１５)は、上記ファン(１２)の軸方向において、上記吸込口側から上記反吸込口側の方へ順に第１領域(２１)と第２領域(２２)とを有し、
上記第１領域(２１)において、上記舌部(１５)における上記ファン(１２)と最も近接する部位と上記ファン(１２)との間の距離は、一定であり、
上記第２領域(２２)において、上記舌部(１５)における上記ファン(１２)と最も近接する部位と上記ファン(１２)との間の距離は、上記吸込口側よりも上記反吸込口側の方が大きい
ことを特徴とするスクロール付遠心送風機。
請求項１に記載のスクロール付遠心送風機において、
上記第２領域(２２)において、上記舌部(１５)における上記ファン(１２)と最も近接する部位と上記ファン(１２)との間の距離は、上記吸込口側から上記反吸込口側へ行くに連れて徐々に大きくなっている
ことを特徴とするスクロール付遠心送風機。
請求項１に記載のスクロール付遠心送風機において、
上記第２領域(２２)において、上記舌部(１５)の先端における上記ファン(１２)の周方向への突出量は、上記ファン(１２)の軸方向において、上記吸込口側よりも上記反吸込口側の方が小さくなっており、
上記舌部(１５)の先端における上記ファン(１２)の周方向への最も大きな突出量と、上記舌部(１５)の先端における上記ファン(１２)の周方向への最も小さな突出量との差は、上記ファン(１２)の羽根(１６)の１ピッチと略同じである
ことを特徴とするスクロール付遠心送風機。