JP6074611B2

JP6074611B2 - 送風装置

Info

Publication number: JP6074611B2
Application number: JP2012122729A
Authority: JP
Inventors: 崇藤園; 一平小田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2032-05-30
Also published as: JP2013249734A

Description

本発明は、換気空調機器等に使用される送風装置に関するものである。

従来、この種の送風装置は、天井埋込型の空気調和機や空気清浄機などに用いられたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その送風装置について図８を参照しながら説明する。

図８の部分切開図に示すように、送風装置１０１は、スクロールケーシング１０４と前記スクロールケーシング内に設けられたターボファン１０５とから構成される。前記スクロールケーシング１０４は、円形の吸入口１４４が形成され、前記吸入口１４４の外周縁にベルマウス１４５が形成され、内部にターボファン１０５が設けられて前記吸入口１４４に吸入されたターボファン１０５の回転方向に案内する本体部１０６と、末端に吐出口１４６が形成され、前記本体部１０６から前記吐出口１４６側に漸次吐出面積が拡大されるように延長されて前記本体部１０６から流入された空気を案内し吐出口１４６から吐出させるホッパ部１０７と、から形成される。

特開２００３‐７４４９７号公報（第２図）

このような従来の送風装置においては、特に一方向へ空気を集めて送風される場合に用いられるが、ターボファンから回転しながら吹出される空気を効率的に集めるために、ターボファン回転方向への流れに沿って、ターボファン半径方向の幅が広がって断面積が大きくなるようなスクロール状のケーシングを備えていた。そのため、ターボファンの回転軸に垂直な断面で見ると、ターボファンの径方向における外径端からケーシングまでの距離が全周において一様にはなっていない。また、舌部付近では急激に距離が変化する。そのため、ターボファンのブレードでの圧力分布は、大きく偏っており、舌部付近では急激な圧力変化が生じ、これらによって騒音が発生しているという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、ターボファン吐出口における圧力の偏りを緩和し、ターボファンのブレードでの圧力分布を均一にし、騒音の発生を抑えた送風装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、複数面からなる筐体と前記筐体内部にターボファンと、これを駆動する電動機を備え、前記筐体は前記筐体内に空気を流入させるための流入口を有する流入面と、前記流入面と隣接する面に開口部を備え、前記電動機の回転軸を中心に回転される前記ターボファンは、前記回転軸に固定される主板と、吸込口を有する側板と、前記主板と前記側板間に設けられ前記回転軸に固定される複数のブレードで構成され、主板と側板間であってブレード間の開口部を吐出口とし、前記吐出口の外方に、前記回転軸に垂直な断面が前記回転軸を中心とした円である環状壁を有する送風装置において、前記環状壁の回転軸方向の幅が前記吐出口の外方を囲む幅であることを特徴とした送風装置としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、複数面からなる筐体と前記筐体内部にターボファンと、これを駆動する電動機を備え、前記筐体は前記筐体内に空気を流入させるための流入口を有する流入面と、前記流入面と隣接する面に開口部を備え、前記電動機の回転軸を中心に回転される前記ターボファンは、前記回転軸に固定される主板と、吸込口を有する側板と、前記主板と前記側板間に設けられ前記回転軸に固定される複数のブレードで構成され、主板と側板間であってブレード間の開口部を吐出口とし、前記吐出口の外方に、前記回転軸に垂直な断面が前記回転軸を中心とした円である環状壁を有する送風装置において、前記環状壁の回転軸方向の幅が前記吐出口の外方を囲む幅とする構成にしたことにより、ターボファンの吐出口から吐き出された空気が吐出口全周において吐出口から等距離にある環状壁にあたることで、吐出口全周において圧力分布が均一になるので、ターボファン吐出口に生じる圧力の偏りや、圧力変動によって生じる騒音を低減することができ、また、環状壁と筐体が二重の構造になることで、ファンから発生する騒音を筐体外へ透過させにくくなり、低騒音化が可能になるという効果を得ることができる。

（ａ）本発明の実施の形態１の送風装置を示す斜視図、（ｂ）同送風装置の断面を示す構成図、（ｃ）同送風装置の断面を示す構成図本発明の実施の形態２の送風装置の断面を示す構成図本発明の実施の形態２の送風装置の断面を示す構成図本発明の実施の形態３の送風装置の断面を示す構成図本発明の実施の形態４の送風装置の断面を示す構成図本発明の実施の形態５の送風装置の断面を示す構成図本発明の実施の形態６の送風装置の断面を示す構成図従来技術の一例を示す構成図

本発明の請求項１記載の送風装置は、複数面からなる筐体と前記筐体内部にターボファンと、これを駆動する電動機を備え、前記筐体は前記筐体内に空気を流入させるための流入口を有する流入面と、前記流入面と隣接する面に開口部を備え、前記電動機の回転軸を中心に回転される前記ターボファンは、前記回転軸に固定される主板と、吸込口を有する側板と、前記主板と前記側板間に設けられ前記回転軸に固定される複数のブレードで構成され、主板と側板間であってブレード間の開口部を吐出口とし、前記吐出口の外方に、前記回転軸に垂直な断面が前記回転軸を中心とした円である環状壁を有する送風装置において、前記環状壁の回転軸方向の幅が前記吐出口の外方を囲む幅とした構成を有する。

これにより、ターボファンの吐出口から吐き出された空気が吐出口全周において吐出口から等距離にある環状壁にあたることで、吐出口全周において圧力分布が均一になるので、ターボファン吐出口に生じる圧力の偏りや、圧力変動によって生じる騒音を低減することができ、また、環状壁と筐体が二重の構造になることで、ファンから発生する騒音を筐体外へ透過させにくくなり、低騒音化が可能になるという効果を奏する。

特に、吐出口から吐き出される空気のほとんどが環状壁に衝突し吐出口全周における圧力分布が均一になるので、安定して騒音を低減できるという効果を奏する。

また、前記環状壁の半径が、前記回転軸方向に沿って変化するという構成にしてもよい。これにより、吐出口から吐き出された空気が環状壁の半径の大きい側へ流れやすくなるので、衝突による圧損を低減し、効率を向上させることが可能になるという効果を奏する。

また、前記環状壁の内側に、吐出口から吐き出された空気の旋回を回転軸方向へ変換するための静翼が備えられているという構成にしてもよい。これにより、吐出口から吐き出された空気の旋回成分が回転軸方向成分へ変換されることで、環状壁の開口側へ流れやすくなるので、乱れによる圧損を低減し、効率を向上させることが可能になるという効果を奏する。

また、前記環状壁の外周と前記筐体の内側によって構成される空間に、空気を整流化させる整流部材を付けたという構成にしてもよい。これにより、吐出口から吐き出された空気が筐体内部で整流化されるので、乱れによる圧損を低減し、効率を向上させることが可能になるという効果を奏する。

また、前記ターボファンの回転軸方向にあって、前記環状壁と前記筐体の間に、前記筐体の前記開口部へ空気を誘導する誘導部材を備えるという構成にしてもよい。これにより、吐出口から吐き出された空気が筐体開口部へ誘導されやすくなるので、効率を向上させることが可能になるという効果を奏する。

また、前記ターボファンの外方に、内周側に開口を有する二重の環状壁で構成する消音空間を備えるという構成にしてもよい。これにより、流路中に形成された消音空間において共鳴消音がおこるため、低騒音化が可能になるという効果を奏する。

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に示すように、送風装置１は、複数面（図１では６面）からなる筐体２と筐体２内部にターボファン３と、これを駆動する電動機４を備え、図１に示す矢印のように流入口５から空気を吸って流入口５を有する流入面６に隣接する面に設けられた開口部７から空気を吐き出すものである。

ターボファン３は、回転軸８に固定される主板９と、吸込口１０を有する側板１１と、主板９と側板１１間に設けられ回転軸８を中心に固定される複数のブレード１２で構成され、主板９と側板１１間であってブレード１２外径端の開口部を吐出口１３とする。

筐体２の流入口５から筐体２内に空気が流入し、ターボファン３の吸込口１０から吸込んだ空気がブレード１２間を流れ、吐出口１３から吐き出される。

このとき、吐出口１３の外方に回転軸８に垂直な断面が回転軸８を中心とした円である環状壁１４を有する構成としている。

このような構成によれば、吐出口１３から吐き出された空気が、吐出口１３から全周において等距離にある環状壁１４にあたり、吐出口１３近傍の圧力分布が全周において均一になるので、騒音の原因となる全周での圧力分布の偏りや、吐出口１３から筐体２やターボファン３の近傍にある構造物までの距離が変わることでの大きな圧力変動を抑制することができ、騒音を低減することが可能となる。

さらに、筐体２と環状壁１４の２重の構造でターボファン３を覆うことになるので、騒音を筐体２外へ透過させにくくなり、さらに騒音の低減が可能となる。

なお、吐出口１３と環状壁１４の円周方向の距離は、ターボファン３の大きさや風量によって決められるものであり、ターボファン３の半径の１０％から５０％程度離すのが望ましい。風量が多い時は環状壁１４が近いと圧損が大きくなるので吐出口１３から離し、風量が少ない時は吐き出された空気が環状壁１４にあたるように吐出口１３に近づける。

なお、本実施の形態では、環状壁１４の軸方向の幅（図１では高さ）を吐出口１３の軸方向の幅と同程度とし、吐出口１３の外方だけを囲んでいる。このとき、環状壁１４は図１（ｃ）に示すように、環状壁１４の外周と筐体２を接合して固定している。

このようにすることで、側板１１と筐体２の間の空間、主板９と筐体２の間の空間の両方を吐出口１３への風路として有効に活用することができる。

送風装置１の構造が、筐体２と主板９の間の空間が大きい時、筐体２の開口部７が流入面６に対抗する面側に寄っている時などは、環状壁１４を筐体２の流入面６側に接合する、また、送風装置１の構造が、筐体２と側板１１の空間が大きい時、筐体２の開口部７が流入面６側に寄っている時などは、環状壁１４を流入面６に対向する面に接合するなどして固定し、吐出口１３から出た空気を主板９側か側板１１側に選択的に流すような構成にしてもよい。

（実施の形態２）
図２、３において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図２および図３は環状壁１４の半径を軸方向で変化させたときの構成図を示している。図２において環状壁１４を流入面６に対向する面に接合し、側板１１側に向かって半径が大きくなる構成としている。このような構成にすることで、吐出口１３から吐き出された空気を側板１１側へ流れやすくすることができ、側板１１と筐体２の間の空間が大きくあいている時や、筐体２の開口部７が流入面６側に寄っている時などに有効であり、効率を向上させることが可能となる。

図３は環状壁１４と吐出口１３の距離を吐出口１３の軸方向の中心で一番近くし、主板９と側板１１に向かって離れるような構成とした。このような構成にすることで、矢印で示すように吐出口１３から吐き出された空気を主板９側と側板１１側に均等に流れやすくすることができる。

なお、環状壁１４の回転軸８と平行な面での断面形状は、図２，３に示したもの以外にも、円弧型などもあり、回転軸８方向にそって環状壁１４の半径が変化していればこれに該当し、その作用に差異を生じない。

（実施の形態３）
図４において、図１〜３と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図４は、環状壁１４は流入面６側に接合し主板９側に向かって半径が大きくなる形状をしており、環状壁１４の内周面に回転方向の流れを上から下へ導く静翼１５を設けた構成を示している。

上記構成において、吐出口１３から吐き出された空気の旋回成分を回転軸８方向の成分へと変換することが可能となり、開口部７へ空気が流れやすくなるため効率を向上させることが可能となる。

なお、実施の形態３では、吐出口１３から吐き出された空気を主板９側に流れるように静翼１５を設けたが、環状壁１４を流入面６に対向する面側に接合し、側板１１側に向かって半径を大きくし静翼１５を反対向きに設けて側板１１側に流れるようにしたり、図４に示した向きとその反対向きの両方を設けて主板９側と側板１１側に流れるようにしてもよく、その作用効果に差異を生じない。

また、静翼の形状としては、流線型、平板などがあり流れの方向を変更できるものであればよい。

（実施の形態４）
図５において、図１〜４と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図５は、環状壁１４と筐体２の円周方向にある空間に整流部材１６を設けたときの構成図である。

上記構成において、整流部材１６としてスクロールケーシングを用いており、吐出口１３から吐き出され環状壁１４に衝突したあとの空気の流れは旋回性が強いが、整流部材１６を設けることで流れを整流化でき開口部７へ空気が流れやすくなり効率の向上が可能となる。

なお、実施の形態４では、整流部材１６にスクロールケーシングを用いたが、スクロールケーシングにかえて、流線型部材や平板を複数配置してもよく、その作用効果に差異を生じない。

また、筐体２をスクロールケーシングに置き換えてもよく、その作用効果に差異を生じない。

（実施の形態５）
図６において、図１〜５と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図６は、環状壁１４と筐体２の回転軸８方向にある空間に開口部７へ空気を流れやすくするための誘導部材１７を設けた構成図である。

上記構成において、吐出口１３から吐き出され環状壁１４に衝突したあとの空気の流れは旋回性が強いが、誘導部材１７を設けることで空気が開口部７へ流れやすくなり効率の向上が可能となる。

誘導部材１７の形状としては、環状壁１４に衝突したあとの回転軸８方向への流れを妨げない形状であって、空気の流れを確実に誘導できる形状がよく、平板などを立てるのが良い。誘導部材を設置する場所、角度などは、空気の流れに合わせて圧力損失が大きくならずに、開口部７への流量が増えるように設置する。

（実施の形態６）
図７において、図１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図７は、ターボファン３の外方に、内周側に開口を有する二重の環状壁１４ａ、１４ｂで構成する消音空間１８を備えた送風装置１の構成図である。環状壁１４ａが内周側にありその外方を環状壁１４ｂが囲っており、環状壁１４ａ、１４ｂは筐体２、もしくは平板接合されており、環状壁１４ａの外周であって、環状壁１４ｂの内周に消音空間１８を有し、環状壁１４ａは全周に開口を備えている。

上記構成において、消音空間１８において共鳴消音がおこるため、低騒音化が可能となる。

なお、消音空間１８の開口部の寸法や共鳴空間の体積などは、消音したい周波数域によって決定されるものである。

本発明にかかる送風装置は、低騒音化を可能とするものであるので、換気空調機器等に使用される送風装置等として有用である。

１送風装置
２筐体
３ターボファン
４電動機
５流入口
６流入面
７開口部
８回転軸
９主板
１０吸込口
１１側板
１２ブレード
１３吐出口
１４、１４ａ、１４ｂ環状壁
１５静翼
１６整流部材
１７誘導部材
１８消音空間
１０１送風装置
１０４スクロールケーシング
１０５ターボファン
１０６本体部
１０７ホッパ部
１４４吸入口
１４５ベルマウス
１４６吐出口

Claims

複数面からなる筐体と前記筐体内部にターボファンと、これを駆動する電動機を備え、前記筐体は前記筐体内に空気を流入させるための流入口を有する流入面と、前記流入面と隣接する面に開口部を備え、前記電動機の回転軸を中心に回転される前記ターボファンは、前記回転軸に固定される主板と、吸込口を有する側板と、前記主板と前記側板間に設けられ前記回転軸に固定される複数のブレードで構成され、主板と側板間であってブレード間の開口部を吐出口とし、前記吐出口の外方に、前記回転軸に垂直な断面が前記回転軸を中心とした円である環状壁を有する送風装置において、前記環状壁の回転軸方向の幅が前記吐出口の外方を囲む幅であることを特徴とする送風装置。
前記環状壁の半径が、前記回転軸方向に沿って変化することを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
前記環状壁の内側に、吐出口から吐き出された空気の旋回を回転軸方向へ変換するための静翼が備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載の送風装置。
前記環状壁の外周と前記筐体の内側によって構成される空間に、空気を整流化させる整流部材を付けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の送風装置。
前記ターボファンの回転軸方向にあって、前記環状壁と前記筐体の間に、前記筐体の前記開口部へ空気を誘導する誘導部材を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の送風装置。
前記ターボファンの外方に、内周側に開口を有する二重の環状壁で構成する消音空間を備ることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の送風装置。