JP6554790B2 - ファン装置 - Google Patents
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Description
特許文献1記載のファン装置は、ケーシングと、ケーシングの内部に配置された遠心羽根車とを備えている。ケーシングは、吸込み口を有する。このファン装置では、吸込み口から回転軸方向に取り入れた空気を遠心羽根車によって遠心方向に送る。
モータ部20は、図示しないモータ本体と、モータ本体を収容するモータハウジング12と、を有する。モータ部20は、軸方向に延びる回転軸11を有する。モータ部20は、モータ本体の駆動により中心軸J1回りにインペラ10を回転させる。
モータ本体は、例えば、固定組立体であるステータ部と、回転組立体であるロータ部とを備えた構造を採用することができる。ロータ部は、例えばステータ部に対して中心軸J1回りに回転可能である。
図1および図3に示すように、インペラ10は、カップ部1と、羽根2と、延出部3と、を備えている。
カップ部1は、円形の天板部5と円筒形の筒部6とを有する有蓋円筒状である。筒部6は天板部5の周縁5aから下向に延びる。カップ部1の内部空間7には、モータ部20の少なくとも一部が収容される。
天板部5は、例えば中心軸J1に対して垂直または略垂直である。天板部5は回転軸11に固定される。このため、モータ部20の駆動によりインペラ10は回転する。
羽根2は、モータ部20により中心軸J1回りに回転することによって、空気を遠心力により径方向外方に送り出す。
図1および図4に示すように、ハウジング30は、インペラ10の下側および側方を囲む本体部21と、インペラ10の上側に設けられたガード部材22と、を有している。
本体部21は、底壁部13と、側壁部14と、上壁部15と、を備えている。
底壁部13は、例えば平面視矩形の板状である。底壁部13の上面13aにはモータ部20が設置される。
4つの側板14aのうちの1つである側板14a1は、外部空間17に向けて開放される複数の排気口16を有する。詳しくは、側板14a1は、例えば中心軸J1に垂直な複数のリブ14bを有する。複数のリブ14bの隙間はスリット状の排気口16である。
排気口16は、インペラ10によって送り出された空気を外部空間17に排出することができる。排気口16によって、インペラ10の側部の少なくとも一部は外部空間17に開放される。
図1、図2および図4に示すように、ガード部材22は、本体部21の上側に設けられる。ガード部材22は、ガード部材本体40と、ガード部材本体40の下面から下方に突出する環状突壁43と、を有する。
ガード部材本体40は、基板部41と、基板部41の周縁部から上方に突出する側壁部42と、複数のリブ23と、を有する。ガード部材本体40は、複数のリブ23により複数の吸気口24をなす。
また、基板部41の機械的強度を向上するために、開口45の周縁部に、基板部41の上面から上方に突出する環状凸部が設けられてもよい。
フィルタ支持部46は、例えば矩形板状である。フィルタ支持部46は、基板部41の上面から上方に突出する。
図2に示すように、環状突壁43は少なくともインペラ10の上端を周方向に囲む。環状突壁43の下端43bの下端面43cは、例えば軸方向に垂直な面に沿う。
ガード部材22は、例えば樹脂により単一の部材として作製することができる。
また、ガード部材22と上壁部15とが、樹脂により単一の部材として作製されてもよい。
内周リブ34は、例えば中心軸J1を中心とした円環状である。内周リブ34は、最も中心軸J1に近い第1リブ25の径方向内方に設けられている。
図2に示すように、第1リブ25は、例えば上下方向に沿う板状である。
図4に示すように、第2リブ26は、例えば上下方向(軸方向)に沿う板状である。
第1リブ25と第2リブ26とは、例えば単一の部材である。
フィルタ支持部48によって、フィルタ47をリブ23から間隔をおいて支持できるため、空気の流通抵抗を低減できる。
中央フィルタ支持部49は、フィルタ47をリブ23から間隔をおいて支持できるため、空気の流通抵抗を低減できる。
距離L2が距離L1より大きいと、隙間C2の径方向の寸法に対して、隙間C1の軸方向の寸法が相対的に小さくなる。そのため、隙間C2にある空気が隙間C1に流れにくくなる。これにより、隙間C2にある空気が、隙間C1を通ってインペラ10の上方の空間に流入することを抑制できる。よって、羽根2から径方向外方に送り出された空気が隙間C2および隙間C1を通ってインペラ10の上方の空間に戻るのを抑制できる。その結果、本実施形態によれば、風損を低減できる。
距離L3は、距離L1より大きいことが好ましい。これによって、羽根2の径方向外方の空間にある空気がインペラ10の上方の空間に向かって流れるのを抑制することができる。これは、以下の理由による。
距離L1が大きいと、隙間C1における流通抵抗が小さくなるため、内周面43aに当たった空気は、隙間C1を通ってインペラ10の上方の空間に流れやすくなる。
これに対し、本実施形態によれば、上述したように距離L1を比較的小さくしやすい。そのため、隙間C1における流通抵抗を比較的大きくできる。これにより、内周面43aに当たった空気が、隙間C1を通ってインペラ10の上方の空間に流入しにくくなる。よって、距離L3が距離L1より大きいことによって、羽根2の径方向外方の空間から隙間C2および隙間C1を通ってインペラ10の上方の空間に向かう空気の流れを抑制することができる。
径方向外方空気の逆流を抑制するには、上述の理由により、距離L3が大きい方が有利である。しかし、距離L3が大きくなるほど、羽根2における環状突壁43と径方向に重なる部分が大きくなる。そのため、距離L3を大きくしすぎると、羽根2から径方向外方に送り出される空気のうち環状突壁43に遮られる空気の量が多くなり、風損が大きくなる。
また、距離L3が、羽根2の軸方向の寸法L4の5分の1以下であると、環状突壁43より下側に位置する羽根2の軸方向の寸法が相対的に大きくなる。そのため、羽根2によって径方向外方に送られる空気の量を十分に確保できる。よって、風量の低下を抑制することができる。
環状連結体4は、羽根2の上端2cの外端2aを含む位置に設けられている。環状連結体4は、羽根2の配列方向、すなわち周方向に沿って延びる円環状である。本実施形態では、環状連結体4は、中心軸J1に垂直または略垂直な板状である。本実施形態では、環状連結体4は羽根2の上端2cと単一の部材として作製される。
なお、インペラ10は、環状連結体4を有さなくてもよい。
下端43bが環状連結体4の下面4bよりも下側にあることで、羽根2の径方向外方の空間にある空気がインペラ10の上方の空間に向かって流れるのを抑制することができる。これは、以下の理由による。
下端43bが環状連結体4の下面4bよりも下側にあると、羽根2によって径方向外方に送られた空気の一部は環状突壁43の内周面43aに当たる。上述のように、内周面43aに当たった空気は下方に流れ、他の空気と同伴して径方向外方に流れる。この空気流によって、空気の逆流、すなわち羽根2の径方向外方の空間から隙間C2および隙間C1を通ってインペラ10の上方の空間に向かう空気の流れを抑制することができる。
上述のように、下端43bが環状連結体4の下面4bよりも下側にあると、内周面43aに当たって下方に向かう空気の流れによって、空気の逆流を抑制することができる。しかし、その場合、空気の一部は内周面43aに当たるため、風損が生じるのは避けられない。
これに対し、距離L3を、環状連結体4の軸方向寸法L5の2倍より小さくすると、内周面43aに当たる空気の量を少なくし、風損を抑制することができる。
距離L3を軸方向寸法L5の2倍より小さくすることに加えて、下端43bが環状連結体4の下端よりも下側にあれば、空気の逆流を抑制し、かつ風損を抑制することができる。
図5に示すように、外縁24aが環状連結体4の内縁4cよりも径方向外方に位置すると、平面視において、吸気口24は、インペラ10の吸気可能な範囲より広い範囲に及ぶ。そのため、外部空間17から吸気口24を通してインペラ10に吸引される空気の流れが基板部41によって遮られることがない。よって、吸気口24から取り入れられる空気の量を多くし、風量を多くすることができる。
外縁24aが外縁4dよりも径方向内方にあると、環状連結体4と環状突壁43との隙間(図2の隙間C2)は、吸気口24Aよりも径方向外方に位置する。そのため、吸気口24Aを通った空気が隙間C2に流れ込むことを抑制できる。
これにより、吸気口24から入り、隙間C1および隙間C2を通って羽根2の径方向外方の空間に流れる空気の量を少なくできる。よって、吸気口24からインペラ10内に吸引されてインペラ10の径方向外方に送り出される空気の量を多くし、風量を多くすることができる。
環状突壁43の外周面43dの少なくとも一部が排気口16と径方向に対向していると、外周面43dが面する空間は、排気口16に向かう流路となる。そのため、流路の断面積を大きく確保し、風量を多くすることができる。
ガード部材52は、環状突壁43に代えて環状突壁53を有する点で、図2等に示すガード部材22と異なる。
環状突壁53は、軸方向の下端53bの端面である下端面53cが、軸方向下方に向けて拡径する方向に傾斜した傾斜面を有する。本実施形態では、下端面53cは全面が一定角度で傾斜する傾斜面である。そのため、環状突壁53の外周面53dの軸方向の寸法は、環状突壁53の内周面53aの軸方向の寸法より大きい。
なお、環状突壁の下端面は、一部のみが軸方向下方に向けて拡径する方向に傾斜した傾斜面であってもよい。
図1等に示すファン装置100は、ハウジング30の上壁部15にある開口18を通して空気を取り入れる構造、すなわち、軸方向の一方側からのみ吸気する構造を有する。本発明では、ファン装置は、軸方向の両方から吸気する構造であってもよい。例えば、ハウジングの底壁部および上壁部の両方に、空気を取り入れる開口を有する構造を採用してもよいし、ハウジングの底壁部および上壁部の両方に、空気を取り入れる開口と、ガード部材とを有する構造を採用してもよい。
Claims (7)
- 上下方向を向く中心軸回りを回転し、周方向に配列された複数の羽根を有するインペラと、
前記インペラを回転させるモータ部と、
前記インペラを収納し、ガード部材を有するハウジングと、
を備え、
前記ハウジングは、
前記モータ部を支持し、前記インペラの下側および側方を囲み、前記インペラの側方の少なくとも一部が外部空間に向けて開放される排気口を有する、本体部と、
前記インペラの上側に設けられ、吸気口を有する前記ガード部材と、
を有し、
前記ガード部材は、
複数のリブにより複数の前記吸気口をなすガード部材本体と、
前記ガード部材本体から下方に延び、前記インペラの上端を囲む環状の環状突壁と、
を有し、
前記インペラの径方向の外端と、前記外端に径方向に対面する前記環状突壁の内周面との径方向の距離L2は、前記インペラの外端における上端と、前記上端に軸方向に対面する前記ガード部材本体の下面との軸方向の距離L1より大きく、
前記インペラは、前記複数の羽根を連結する環状の環状連結体を有し、
前記環状連結体は、前記羽根の外端における上端に設けられており、
前記複数の吸気口のうちの最も径方向外方に位置する前記吸気口の径方向の外縁は、前記環状連結体の径方向の内縁よりも径方向外方に位置し、かつ前記環状連結体の径方向の外縁よりも径方向内方に位置する、ファン装置。 - 前記インペラの外端における上端と、前記環状突壁の軸方向の下端との軸方向の距離L3は、前記距離L1より大きい、請求項1に記載のファン装置。
- 前記インペラの外端における上端と、前記環状突壁の軸方向の下端との軸方向の距離L3は、前記羽根の軸方向の寸法L4の5分の1以下である、請求項1または2に記載のファン装置。
- 前記環状突壁の軸方向の下端は、前記環状連結体の下端よりも下側にある、請求項1〜3のうちいずれか1項に記載のファン装置。
- 前記インペラの外端における上端と、前記環状突壁の軸方向の下端との軸方向の距離L3は、前記環状連結体の軸方向の寸法の2倍より小さい、請求項1〜4のいずれか1項に記載のファン装置。
- 前記環状突壁の軸方向の下端面は、前記軸方向下方に向けて拡径する方向に傾斜した傾斜面を有し、
前記環状突壁の外周面の軸方向の寸法は、前記環状突壁の内周面の軸方向の寸法より大きい、請求項1〜5のうちいずれか1項に記載のファン装置。 - 前記環状突壁の外周面の少なくとも一部は、前記排気口と径方向に対向している、請求項1〜6のうちいずれか1項に記載のファン装置。
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