JP5249823B2 - ファン用ケーシング - Google Patents
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Description
そこで、従来のファン用ケーシングでは、前壁の外側(気体が吸込口に導入される前の部位)において、気体を羽根車の回転方向へ旋回させる複数の固定翼が配設されている(例えば、特許文献2参照。)。特許文献2に記載のファン用ケーシングでは、固定翼により吸込口の周囲の気体が、羽根車の回転方向に案内流動されながら、吸込口の正面に流動されることになる。これにより、吸込口の周囲の気体を吸い込み易くなり、吸込口から吸い込む気体の流量を増加させることができる。
前記ケーシング本体には、前記前壁の外側において前記羽根車の回転方向の一部に開口する吸気開口部を通して吸気された気体を前記羽根車の回転方向と同方向に周回させて前記吸込口に向けて流動させる周回流路と、前記周回流路の終端部に配設されて前記周回流路にて流動された気体を前記吸込口へ導入させる導入部とが備えられ、
前記周回流路が、前記前壁から前方側に立設された周回流路壁の間に形成されて、前記羽根車の回転軸心方向において前記前壁から離れる側が開放されていると共に、
前記導入部が、前記周回流路に沿って前記吸込口に到達した気体に前記羽根車の回転軸心方向に沿う力を付与して当該気体を前記吸込口へ導入させる点にある。
以上から、吸気開口部から吸い込まれた気体の流速を高めて吸込口にて吸い込むことができるので、羽根車の回転速度を低回転速度でより高い静圧を得ることができ、ファンの高静圧化を図りながら、羽根車を回転駆動させるモータの消費電力の低減を図ることができるファン用ケーシングを実現することができる。
このファン1は、図1〜図6に示すように、モータ(図示省略)にて回転駆動される羽根車2と、吸込口3及び吹出口4が形成されて羽根車2を収容するケーシング本体5とを備えて構成されている。吸込口3は、羽根車2の回転軸心方向X(以下、単に、回転軸心方向Xと略称する)に沿って開口しており、吹出口4は、羽根車2の回転方向Y(以下、単に、回転方向Yと略称する)の一部に開口している。羽根車2は、周部に複数の羽根2aを並べて備えるとともに、回転軸心方向Xの一方端が開口された吸込部とし且つ他方端が閉塞された底板としている。そして、羽根車2は、吸込部がケーシング本体5の前壁8に対向し、且つ、底板がケーシング本体5の後壁13に対向する配置にて収容空間に収容されている。これにより、吸込口3から吸い込んだ空気を羽根車2の吸込部を通して羽根車2の内部に取り込み、羽根車2の回転駆動及び底板により各羽根2aによって羽根車2の内部の空気が遠心方向に流出される構成となっている。
次に、本願のファン用ケーシングの特徴構成である吸い込み側形成部6の構成について、図4に基づいて説明する。吸込側形成部6は、前壁8の外壁から外側(前方側)に一体的に形成されている。吸込側形成部6によって、空気を吸気する吸気開口部9と、吸気開口部9にて吸気された空気を吸込口3に向けて流動させる周回流路10と、周回流路10にて流動された空気を吸込口3へ導入させる導入部11とが形成されている。
周回流路10は、吸気開口部9を通して吸気された空気を回転方向Yと同方向に周回させて吸込口3に向けて流動させる渦巻き状に形成されている。そして、周回流路10は、基本的には、吸込口3に接近する形状となっており、吸込口3に接近する側ほど流路幅が狭く構成されている。周回流路10は、前壁8から外側(前方側)に立設された周回流路壁12の間に形成されており、回転軸心方向Xにおいて前壁8から離れる側が開放されている。これにより、周回流路10の途中でも回転軸心方向Xに沿って空気を吸気可能として、より多量の空気を吸込口3に流動させることができる。
吹出側形成部7は、前壁8と対向配置される後壁13と、前壁8と後壁13とを結んでケーシング本体5に収容された羽根車2の外周との間に吹出口4に向けて空気を流動させる流動流路14を形成させる周回内壁15とを備えている。
後壁13は、前壁8とは別体で板状に形成されており、前壁8と後壁13とを対向配置させてその間に羽根車2を収容させる収容空間が形成されている。収容空間に収容される羽根車2は、羽根車2の回転軸心と吸込口3の中心とが一致されており、吸込口3のベルマウス部19と設定距離(例えば2mm)だけ離間させて配置されている。
周回内壁15は、前壁8の内側(後方側)に一体的に形成された直線状の起立壁にて構成されており、収容空間に収容された羽根車2の外周を取り囲み羽根車2の外周との間に流動流路14を形成している。周回内壁15は、図5に示すように、流動流路14の流路幅を周回始端S1から周回終端S2に向かって順次拡大させる拡大曲線(例えばインボリュート曲線)を描く形状に形成されている。そして、周回内壁15は、羽根車2の外周との距離が最小となる舌部16を周回始端S1とし、且つ、流動流路14に連続して吹出口4への吹出流路17を形成する吹出流路壁18に連続する連続部分Rを周回終端S2としている。
このファン1では、前壁8の内壁が平坦状に形成されているが、図3及び図6に示すように、吸込口3と周回内壁15との間において前壁8の内壁から内側(図3中右側)に凸部20が突設されている。
凸部20は、突出始端T1から突出終端T2まで回転方向Yに延設されており、回転方向Yの全周に亘って配設されておらず、回転方向Yの一部が開放されている。そして、凸部20は、回転方向Yに向かって舌部16を通る円形状の吸込口3の接線L1よりも回転方向Yの下流側を突出始端T1とし、且つ、吸込口3と凸部20との間を流動する空気が吹出口4に向けて流動するのを許容する許容位置を突出終端T2としている。凸部20の突出始端T1は、接線L1よりも回転方向Yの下流側で、且つ、周回内壁15の周回終端S2と吸込口3の中心Pとを結ぶ直線L2に対する凸部20の突出始端T1と吸込口3の中心Pとを結ぶ直線L3の回転方向Yに成す角度αが0度以上90度以下となる位置に配設されている。凸部20の突出終端T2は、周回内壁15の周回終端S2を許容位置として配設されている。また、凸部20は、突出始端T1から突出終端T2に向けて羽根車2の径方向外側に位置する拡大曲線(例えばインボリュート曲線)を描く形状に形成されている。これにより、吸込口3と凸部20との間の距離(羽根車2の径方向での距離)は、凸部20の突出終端T2側の方が突出始端T1側よりも大きく構成されている。
このファン1では、図5に示すように、吹出流路17が、流動流路14に連続して形成されており、流動流路14の終端部から吹出口4に向かう直線状に形成されている。そして、吹出流路17は、羽根車2の外周と吹出流路壁18との間に連続して、舌部16から吹出口4に向けて連接された連接壁21と吹出流路壁18との間に形成されている。
図1、図8における矢印にて示すように、吸気開口部9にて吸気された空気は、周回流路10にて渦巻き状に流動されて導入部11に至り、導入部11によって吸込口3に導入される。図2、図9における矢印にて示すように、吸込口3に導入された空気は、流動流路14を回転方向Yに沿って流動して吹出流路17を通して吹出口4に向けて流動されて吹出口4から吹き出される。
ここで、空気は吹出流路17を通して吹出口4から吹き出されるので、吹出流路17の配設箇所に対して回転方向Yの上流側に隣接する領域付近において吸込口3からより多くの空気が吸い込まれることになる。そこで、導入部11は、吹出流路17の配設箇所に対して回転方向Yの上流側に隣接する領域付近に配設されており、吸込口3から多量の空気が吸い込まれる領域に配設されている。例えば、図10に示すように、導入部11は、舌部16と吸込口3の中心Pとを結ぶ直線L4に対する導入部11の配設位置(回転方向Yにおいて導入部11の中心位置)と吸込口3の中心Pとを結ぶ直線L5の回転方向Yとは逆方向に成す角度βが0度以上90度以下となる位置に配設されている。
上述の如く、前壁8の外側では周回流路10により空気が流動することになり、前壁8の内側では羽根車2の回転駆動により空気が流動することになる。そこで、図4及び図6に示すように、吸込口3において前壁8の内側での空気の流動と前壁8の外側での空気の流動とを仕切る仕切り部22が備えられている。仕切り部22は、吸込口3の開口端部から内方側に延出された板状に構成されている。そして、仕切り部22は、導入部11と回転方向Yの反対側に配設されている。これにより、前壁8の外側と内側とが吸込口3にて連通されているが、回転方向Yにおいて導入部11の配設箇所とは離れた箇所で仕切り部22によって吸込口3を前壁8の外側と前壁8の内側とに区切ることができる。よって、周回流路10にて流動された空気がその途中で短絡して吸込口3から吸い込まれるのを仕切り部22によって防止できる。逆に、前壁8の内側における空気が吸込口3を通して前壁8の外側に逆流するのも仕切り部22によって防止することができる。これにより、前壁8の外側における周回流路10による回転方向Yへの空気の流動と前壁8の内側における羽根車2の回転駆動による回転方向Yへの空気の流動とがお互いに干渉するのを仕切り部22により抑制することができる。したがって、より多量の空気を吸込口3にて吸い込むことができるとともに、吸込口3にて吸い込んだ空気を羽根車2の回転駆動により流動流路14に効率よく流動させることができ、より多量の空気を吹出口4に向けて流動させることができる。
また、仕切り部22は、第1負圧領域形成部24の配設箇所よりも吹出口4に向かう空気の流動方向の下流側(回転方向Yの下流側)に延びる形状に形成されている。これにより、第1負圧領域23に流動された空気が仕切り部22にて案内されながら吹出口4に向けて流動されることになり、吹出口4に向けて空気をスムーズに流動させることができる。
図11に示すように、導入部11の前壁8の内側に面する側には、吹出口4に向かう空気の流動方向の下流側(回転方向Yの下流側)に第2負圧領域25を形成させる第2負圧領域形成部26が備えられている。この第2負圧領域形成部26も、上述の第1負圧領域形成部24と同様に、導入部11対して吹出口4に向かう空気の流動方向の下流側(導入部11に対して回転方向Yの下流側に隣接する領域等)に渦流W2が発生する可能性があっても、負圧を利用して第2負圧領域25に空気を積極的に流動させることで、渦流W2の発生を抑制して、渦流W2によって空気がスムーズに流れなくなるのを防止している。
2 羽根車
3 吸込口
4 吹出口
5 ケーシング本体
8 前壁
9 吸気開口部
10 周回流路
11 導入部
12 周回流路壁
13 後壁
14 流動流路
15 周回内壁
16 舌部
16a 対向部分
17 吹出流路
18 吹出流路壁
P 吸込口の中心
S1 周回始端
S2 周回終端
T1 突出始端
T2 突出終端
R 連続部分
L4 舌部と吸込口の中心とを結ぶ直線
L5 導入部の配設位置と吸込口の中心とを結ぶ直線
X 羽根車の回転軸心方向
Y 羽根車の回転方向
Claims (5)
- 回転駆動される羽根車を収容するケーシング本体が、羽根車の回転軸心方向に沿って気体を吸い込む吸込口を有する前壁と、その前壁に対向配置された後壁と、前記前壁と前記後壁とを結んで収容された前記羽根車の外周との間に前記羽根車の回転方向の一部に開口する吹出口に向けて気体を流動させる流動流路を形成させる周回内壁とを備え、
前記周回内壁は、前記羽根車の外周との距離が最小となる舌部を周回始端とし且つ前記流動流路に連続して前記吹出口への吹出流路を形成する吹出流路壁に連続する連続部分を周回終端として、前記流動流路の流路幅を前記周回始端から前記周回終端に向かって順次拡大させているファン用ケーシングであって、
前記ケーシング本体には、前記前壁の外側において前記羽根車の回転方向の一部に開口する吸気開口部を通して吸気された気体を前記羽根車の回転方向と同方向に周回させて前記吸込口に向けて流動させる周回流路と、前記周回流路の終端部に配設されて前記周回流路にて流動された気体を前記吸込口へ導入させる導入部とが備えられ、
前記周回流路が、前記前壁から前方側に立設された周回流路壁の間に形成されて、前記羽根車の回転軸心方向において前記前壁から離れる側が開放されていると共に、
前記導入部が、前記周回流路に沿って前記吸込口に到達した気体に前記羽根車の回転軸心方向に沿う力を付与して当該気体を前記吸込口へ導入させるファン用ケーシング。 - 前記導入部は、前記舌部と前記吸込口の中心とを結ぶ直線に対する前記導入部の配設位置と前記吸込口の中心とを結ぶ直線の前記羽根車の回転方向とは逆方向に成す角度が180度以内となる位置に配設されている請求項1に記載のファン用ケーシング。
- 前記導入部は、前記舌部と前記吸込口の中心とを結ぶ直線に対する前記導入部の配設位置と前記吸込口の中心とを結ぶ直線の前記羽根車の回転方向とは逆方向に成す角度が90度以内となる位置に配設されている請求項2に記載のファン用ケーシング。
- 前記導入部は、前記吸込口の開口端部から内方側に延設され、その先端部側から基端部側に向けて前記羽根車の回転方向に沿う形状に形成されている請求項1〜3の何れか1項に記載のファン用ケーシング。
- 前記周回流路は、前記吸込口に接近する側ほど流路幅が狭く構成されている請求項1〜4の何れか1項に記載のファン用ケーシング。
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