JP5879480B2

JP5879480B2 - 消音ボックス付送風機

Info

Publication number: JP5879480B2
Application number: JP2011154561A
Authority: JP
Inventors: 朗正上原
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-07-13
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2016-03-08
Anticipated expiration: 2031-07-13
Also published as: JP2013019369A

Description

本発明は、換気送風機器など消音ボックス内部に送風機を内蔵して使用される消音ボックス付送風機に関するものである。

従来、消音ボックス付送風機のモータの負荷低減による低消費電力化に関しては、消音ボックスに内蔵された両吸込型送風機のファンケーシングの背面に分流消音部材を設け、風路圧力損失を低減し、モータの負荷を低減させたものが知られている。（例えば、特許文献１参照。）。

以下、その消音ボックス付送風機の吸込騒音の低減について、図８を参照しながら説明する。

図８に示すように、従来の消音ボックス付送風機は、本体機体１０１の内部に羽根車１０２を納めたファンケーシング１０３とモータ１０４を配置した両吸込型遠心送風機１０５を納めたものである。羽根車１０２を回転させると、本体機体１０１に設けた機体吸込口１０６から空気を吸い込み、両吸込型遠心送風機１０５を介して機体吹出口１０７から吹き出すことになる。ファンケーシング１０３の背面には分流消音部材１０８が取り付けられており、分流消音部材１０８により機体吸込口１０６から吸込んだ空気をモータ側風路１０９と反モータ側風路１１０に分流している。分流消音部材１０８は、先端部が尖った略三角柱形状となっており、略三角柱形状とすることで、吸込み気流が分流消音部材１０８に衝突する際の風路圧力損失の低減を図っている。

特開平９―２７３７８８号公報

このような従来の消音ボックス付送風機では、モータの負荷を低減させるために、略三角柱形状の分流消音部材が必要であり、分流消音部材の形状が異形形状となるので、材料費が高くなるといった課題が発生する。また大風量タイプの消音ボックス付送風機では、取り扱い風量が多いことから、吸込気流の風速が速くなり、分流消音部材に衝突した気流の乱れが大きくなる場合がある。この場合、分流後の気流をスムーズに内蔵送風機の吸込口に導くには、気流を整流するため、分流させる位置を内蔵送風機からある程度離した位置にする必要がある。そのため分流消音部材が大きくなり、材料費が高くなるといった課題も発生する。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、機体吸込口とケーシング背面の間の構造を工夫することで、大風量タイプにおいても、安価な方法で吸込気流を分流でき、分流後の気流をスムーズに内蔵送風機の吸込口に導き、低消費電力化できる消音ボックス付送風機を提供することを目的とする。

本発明の消音ボックス付送風機は、上記目的を達成するために、長方形の機体吸込口と機体吹出口を対向して設けた箱状の機体の内部に両吸込型遠心送風機を備え、この両吸込型遠心送風機は、前記機体吹出口に対向した吐出口と渦巻状のスクロールとケーシング吸込口を設けたケーシング側板を両側面に備え、羽根車を前記ケーシング吸込口近傍に固定されたモータにより駆動する消音ボックス付送風機であって、
前記羽根車は、前記機体吸込口から前記機体吹出口へ至る風路の風向に直交する回転軸を有し、
前記機体吸込口と前記両吸込型遠心送風機のスクロールとの間に、前記機体吸込口と正対するように分流板を備え、
この分流板は、前記羽根車の回転方向が前記風路の風向と逆方向になる側に設け、かつ、前記風路を前記両吸込型遠心送風機の両側面に設けた２つのケーシング吸込口に流れ込むように２つに分流するものである。

本発明によれば、長方形の機体吸込口と機体吹出口を対向して設けた箱状の機体の内部に両吸込型遠心送風機を備え、この両吸込型遠心送風機は、前記機体吹出口に対向した吐出口と渦巻状のスクロールとケーシング吸込口を設けたケーシング側板を両側面に備え、羽根車を前記ケーシング吸込口近傍に固定されたモータにより駆動する消音ボックス付送風機であって、前記羽根車は、前記機体吸込口から前記機体吹出口へ至る風路の風向に直交する回転軸を有し、前記機体吸込口と前記両吸込型遠心送風機のスクロールとの間に、前記機体吸込口と正対するように分流板を備え、この分流板は、前記羽根車の回転方向が前記風路の風向と逆方向になる側に設け、かつ、前記風路を前記両吸込型遠心送風機の両側面に設けた２つのケーシング吸込口に流れ込むように２つに分流するようにしたことにより、大風量タイプにおいても、安価な方法で吸込気流を分流させ、分流後の気流をスムーズに内蔵送風機の吸込口に導き、低消費電力化できるという効果のある消音ボックス付送風機を提供することができる。

本発明の実施の形態１の消音ボックス付送風機の平面構成図同消音ボックス付送風機の側面構成図同消音ボックス付送風機の設置状態を示す側面構成図同消音ボックス付送風機による分流の状態を示す図（ａ）分流板に衝突しない領域の図、（ｂ）分流板に衝突する領域の図分流板の高さ、位置の違いによる消費電力の比較グラフ同消音ボックス付送風機の分流板に吸音材を設けた平面構成図本発明の実施の形態２の消音ボックス付送風機の平面構成図従来の消音ボックス付送風機の平面構成図

本発明の消音ボックス付送風機は、
長方形の機体吸込口と機体吹出口を対向して設けた箱状の機体の内部に両吸込型遠心送風機を備え、
この両吸込型遠心送風機は、前記機体吹出口に対向した吐出口と渦巻状のスクロールとケーシング吸込口を設けたケーシング側板を両側面に備え、
羽根車を前記ケーシング吸込口近傍に固定されたモータにより駆動する消音ボックス付送風機であって、
前記羽根車は、前記機体吸込口から前記機体吹出口へ至る風路の風向に直交する回転軸を有し、
前記機体吸込口と前記両吸込型遠心送風機のスクロールとの間に、前記機体吸込口と正対するように分流板を備え、
この分流板は、前記羽根車の回転方向が前記風路の風向と逆方向になる側に設け、かつ、前記風路を前記両吸込型遠心送風機の両側面に設けた２つのケーシング吸込口に流れ込むように２つに分流するものであり、分流板により、ケーシング背面に異形形状や体積の大きい分流消音部材を設けることなく、モータ側風路と反モータ側風路に吸込気流を分流することができ、分流により風路圧力損失を低減することができるといった作用を有する。

また、前記分流板の高さＡと前記羽根車の中心位置までの高さＢとの関係を３／４・Ｂ≦Ａ≦Ｂとしたものであり、吸込気流の流入方向と回転方向が同じで、羽根車に気流が流入しやすいファンケーシングの羽根車中心より上部分の領域は分流板が無い場合においても風量の変化が少ないことから、分流板の高さＡと羽根車の中心位置までの高さＢとの関係を３／４・Ｂ≦Ａ≦Ｂとすることで、分流板の高さを低くすることができるといった作用を有する。

また、前記分流板と前記両吸込型遠心送風機の距離Ｃと前記羽根車の直径Ｄとの関係を１／２・Ｄ≦Ｃ≦Ｄとしたものであり、分流板と両吸込型遠心送風機の距離Ｃと羽根車の直径Ｄとの関係を１／２・Ｄ≦Ｃ≦Ｄとすることで、一般的にケーシング内部体積が小さいため羽根車での静圧昇圧率が低く、仕事をしにくい部分とされている舌部低昇圧領域に流入する気流を、機体吸込口近傍で早めに分流させ、整流させてから両吸込型遠心送風機に流入させることができる。それにより舌部低昇圧領域においても羽根車に気流が流入され、ファン効率を上げることができるといった作用を有する。

また、前記分流板の機体吸込口側に吸音材を貼り付けた構成としたものであり、吸込気流の分流板への衝突による気流騒音を低減できるといった作用を有する。

また、前記分流板のモータ側端部、反モータ側端部を両吸込型遠心送風機側に屈曲させた構成としたものであり、分流板に衝突した吸込気流をスムーズにモータ側風路と反モータ側風路に分流でき、衝突による気流騒音を低減できると共に、風路圧力損失を低減できるといった作用を有する。

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。

（実施の形態１）
図１および図２に示すように、本実施の形態の消音ボックス付送風機は、機体吸込口１と機体吹出口２を箱状の機体３の対向する側面に設けている。機体３には、機体吸込口１に吸込側ダクト４を接続する吸込側角フランジ５、および機体吹出口２には、吹出側ダクト６を接続する吹出側角フランジ７を配している。機体３の内部は、機体吸込口１から機体吹出口２に至る風路８となっている。機体３内（風路８）には、両吸込型遠心送風機９が配置されている。この両吸込型遠心送風機９は、機体吹出口２に対向した吐出口１０と、モータ１１に固定した羽根車１２と、渦巻き状のスクロール１３、ケーシング吸込口１４を設けた両側面のケーシング側板１５からなるファンケーシング１６とを有している。ファンケーシング１６の背面には吸音材１７が配置され、吸音材１７と機体吸込口１との間に、吸込気流を分流する分流板１８が配置されている。この分流板１８は、機体吸込口１と正対するように、その面が風路８の風向に対し直交するように設けられている。さらに、この分流板１８は、羽根車１２の回転方向が風路８の風向と逆方向になる側の機体３内壁面に取り付けられている。そして、この分流板１８は、風路８の気流を両吸込型遠心送風機９の両側面に設けられた２つのケーシング吸込口１４に向う２つ（モータ側風路１９と反モータ側風路２０）の気流に分流するものである。

このような消音ボックス付送風機は、図３に示すように、天井裏２２において機体吸込口１に吸込側ダクト４、機体吹出口２に吹出側ダクト６を接続して施工される。機体３は、吸込側に機体吸込口１、吹出側に機体吹出口２、機体３の内部に両吸込型遠心送風機９、外面に施工用吊り金具２３を配している。機体３は天井面２４に埋め込まれた吊りボルト２５に施工用吊り金具２３を固定することで、天井裏２２に設置される。そして、両吸込型遠心送風機９を運転すると、室内２６の空気が吸込側ダクト４、両吸込型遠心送風機９を介して吹出側ダクト６を通過し、室外２７に排気される。天井裏２２と室内２６は天井材２８で仕切られ、天井材２８には、機体３の直下となるところに天井点検口２９を備えている。

上記構成による作用・効果について説明する。両吸込型遠心送風機９のモータ１１を駆動して回転させた羽根車１２により発生させた気流は、吸込側ダクト４から機体吸込口１をとおり機体３内部に流入する。機体３内部に流入した気流は、分流板１８によりモータ側風路１９と反モータ側風路２０の二手に分かれる。分かれたモータ側風路１９と反モータ側風路２０の気流は、スクロール１３を避けてケーシング吸込口１４へ向かうのである。

ここで、本実施の形態の最も特徴的な部分は、分流したモータ側風路１９と反モータ側風路２０が、羽根車１２の回転方向が風路８の風向に対して逆方向となる部分に集中して流れ込むところにある。すなわち、分流板１８は、羽根車１２の回転方向が風路８の風向に対して逆方向となる側の空気を分流して、ケーシング吸込口１４に流入する空気の流れ方向を羽根車１２の回転方向に近づけることになる。この状態を図４に示す。

図４（ａ）に、風路８が分流板１８に衝突しない側（風路８の向きと羽根車１２の回転方向が同じ側）の空気の流れを示す。この場合、スクロール１３に衝突した風路８は、両吸込型遠心送風機９のファンケーシング１６に沿って分流し、機体吹出口２側へ向かう空気の流れを保持したまま２つのケーシング吸込口１４へ流入する。すなわち、羽根車１２の回転方向とモータ側風路１９ａ、反モータ側風路２０ａの風向とが一致してスムーズに流入するのである。

一方、図４（ｂ）には、風路８が分流板１８に衝突する側（風路８の向きと羽根車１２の回転方向が逆方向になる側）の空気の流れを示す。この場合、分流板１８に衝突した風路８は、スクロール１３に到達する前に機体３内壁面に向かってモータ側風路１９ｂ、反モータ側風路２０ｂに大きく分流される。そして、ケーシング吸込口１４の手前で、ケーシング吸込口１４側にその流れの向きが変えられてケーシング吸込口１４に流入するのである。すなわち、羽根車１２の回転方向が風路８に対して後ろ向きになる部分では、ケーシング吸込口１４に流入するモータ側風路１９ｂ、反モータ側風路２０ｂは、機体吹出口２側へ向かう風速ベクトルが小さくなって羽根車１２の回転方向に逆らわずにスムーズにケーシング吸込口１４に流入する。

ここで、図２に記載のとおり、羽根車１２の回転方向が風路８の風向と逆方向になる側の機体３の内壁面（基準内壁面Ｓ）と羽根車１２の回転軸までの距離を羽根車高さＢとする。そして、分流板１８の高さ（基準内壁面Ｓから頂部までの高さ）を分流板高さＡとする。この分流板高さＡと羽根車高さＢとは、ほぼ３／４・Ｂ≦Ａ≦Ｂの関係となるようにする。

このように分流板高さＡを設定することによって、分流板１８によって分流する気流は、羽根車１２の回転方向に対してスムーズに流入するようになる。すなわち、羽根車１２の回転軸と同じ高さ近傍で分流することによって、上記効果を効率よく示すのである。

また、同じく図２に記載のとおり、分流板１８と両吸込型遠心送風機９の距離Ｃは、羽根車１２の直径Ｄとの関係を１／２・Ｄ≦Ｃ≦Ｄとするとよい。

一般的に、ケーシング内部体積は小さいため、舌部付近（舌部低昇圧領域２１）では、羽根車１２での静圧昇圧率が低く、仕事をしにくい部分とされている。舌部低昇圧領域２１に流入する気流は、機体吸込口１近傍で早めに分流させ、整流させてから両吸込型遠心送風機９に流入させることによって、舌部低昇圧領域２１においても羽根車１２に気流が流入され、仕事をすることとなる。そこで、分流させる位置を風量・風速に比例して決定される羽根車１２の直径との比として上記のとおり算出した。

本実施の形態での分流板１８の高さ、位置の違いによる消費電流の比較グラフを図５に示す。図５に示すように分流板１８の高さＡを高くするほど消費電力が下がる傾向にあるが３／４・Ｂ以上では変化の無いことが確認できる。また、分流板１８と両吸込型遠心送風機９の距離Ｃに関しては、距離を離すほど消費電力が下がる傾向にあるが１／２・Ｄ以上では変化のないことが確認できる。

このように本発明の実施の形態１の消音ボックス付送風機によれば、角ダクト接続の大風量タイプにおいても、製品のコストダウンを図れると共に、風路圧力損失の低減や両吸込型遠心送風機のファン効率アップにより、モータの負荷を低減でき、低消費電力化できることとなる。

図６では、分流板１８の機体吸込口側に吸音材３０を貼り付けたものを示している。

分流板１８に吸音材３０を貼り付けることにより、分流板１８自体にも吸音効果を持たせることができ、吸込気流の分流板１８への衝突による気流騒音を低減できることとなる。

（実施の形態２）
図７では、分流板１８のモータ側端部３１、反モータ側端部３２を両吸込型遠心送風機９側に屈曲させたものを示している。

上記構成による作用・効果について説明する。実施の形態１で説明したように、両吸込型遠心送風機９のモータ１１を駆動して回転させた羽根車１２により発生させた気流は、吸込側ダクト４から機体吸込口１をとおり機体３内部に流入する。機体３内部に流入した気流は、分流板１８によりモータ側風路１９と反モータ側風路２０の二手に分かれて両吸込型遠心送風機９に流入する。本実施の形態では、両吸込型遠心送風機９側に屈曲させたモータ側端部３１、反モータ側端部３２により、分流板１８に衝突した気流を左右にスムーズに分流させ、両吸込型遠心送風機９に気流を導くことができることとなる。

このように本発明の実施の形態２の消音ボックス付送風機によれば、衝突による気流騒音を低減できるので、機体の吸込騒音を低減できることとなる。また、風路圧力損失を低減できるので、低消費電力化できることとなる。

換気送風機器などの空気搬送目的以外に、機体吹出口からの送風を用いて設備機器の冷却ができる設備機器の送風の用途にも適用できる。

１機体吸込口
２機体吹出口
３機体
８風路
９両吸込型遠心送風機
１０吐出口
１１モータ
１２羽根車
１３スクロール
１４ケーシング吸込口
１５ケーシング側板
１６ファンケーシング
１７吸音材
１８分流板
１９モータ側風路
２０反モータ側風路
２３施工用吊り金具

Claims

長方形の機体吸込口と機体吹出口を対向して設けた箱状の機体の内部に両吸込型遠心送風機を備え、前記両吸込型遠心送風機は、前記機体吹出口に対向した吐出口と渦巻状のスクロールとケーシング吸込口を設けたケーシング側板を両側面に備え、羽根車を前記ケーシング吸込口近傍に固定されたモータにより駆動する消音ボックス付送風機であって、
前記羽根車は、前記機体吸込口から前記機体吹出口へ至る風路の風向に直交する回転軸を有し、
前記機体吸込口と前記両吸込型遠心送風機のスクロールとの間に、前記機体吸込口と正対するように分流板を備え、
この分流板は、前記羽根車の回転方向が前記風路の風向と逆方向になる側の内壁面に設け、かつ、前記風路を前記両吸込型遠心送風機の両側面に設けた２つのケーシング吸込口の手前に前記羽根車の回転方向が前記風路に対して後ろ向きになる部分に前記機体吹出口側へ向かう風速ベクトルが小さくなって流れ込むように２つに分流させたことを特徴とする消音ボックス付送風機。
前記分流板は、取り付けた内壁面からの高さＡと前記分流板を取り付けた内壁面から前記羽根車の中心位置までの高さＢとの関係が、３／４・Ｂ≦Ａ≦Ｂとなるようにしたことを特徴とする請求項１記載の消音ボックス付送風機。
前記分流板と前記両吸込型遠心送風機の距離Ｃと前記羽根車の直径Ｄとの関係を１／２・Ｄ≦Ｃ≦Ｄとしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の消音ボックス付送風機。
前記分流板の機体吸込口側に吸音材を貼り付けたことを特徴とする請求項１から請求項３いずれかひとつに記載の消音ボックス付送風機。
前記分流板のモータ側端部、反モータ側端部を両吸込型遠心送風機側に屈曲させたことを特徴とする請求項１から請求項４いずれかひとつに記載の消音ボックス付送風機。