JP6766800B2 - 遠心送風機 - Google Patents

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Description

本発明は、遠心送風機に関する。
特許文献1に遠心送風機が開示されている。この遠心送風機は、回転軸と、回転軸とともに回転するターボファンと、ターボファンを内部に収容するケーシングとを備える。ターボファンは、複数枚の翼と、シュラウドリングとを有する。シュラウドリングは、複数枚の翼のそれぞれの回転軸の軸方向の一方側の翼端部に連結されている。ケーシングは、シュラウドリングに対して回転軸の軸方向の一方側に配置されたカバー部を有する。シュラウドリングとカバー部とは、両者の間に隙間を形成している。
この隙間は、ターボファンの径方向でのカバー部とシュラウドリングとの間に形成された径方向隙間と、回転軸の軸方向でのカバー部とシュラウドリングとの間に形成された軸方向隙間とを含む。軸方向隙間と径方向隙間とがラビリンスシールを構成している。これにより、シュラウドリングとカバー部との間の隙間を空気が流れる際の圧力損失を大きくできる。したがって、この隙間を通過する逆流の流量を低減できる。逆流は、複数枚の翼のうち隣り合う翼の間の翼間流路を流れる空気流れの向きとは逆の向きに、この隙間を流れる空気流れである。
さらに、この遠心送風機では、この隙間を、ターボファンの径方向での外側から内側に向かうにつれて狭めている。これにより、逆流の流量をより低減して、遠心送風機の送風性能の向上および低騒音化を図っている。
特開2016−102468号公報
しかし、上記した従来の遠心送風機では、シュラウドリングとカバー部との間の隙間のうち逆流が吐出される出口部における隙間寸法が最も小さくなる。このため、出口部から翼間流路へ吐出される逆流の速度が大きくなる。この結果、翼間流路の空気流れが乱れ、騒音が大きくなる。
本発明は上記点に鑑みて、翼間流路の空気流れの乱れを抑制しつつ、逆流の流量を抑制することができる遠心送風機を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、
空気を吹き出す遠心送風機は、
回転軸(14)と、
回転軸に固定され、回転軸とともに回転するターボファン(18)と、
ターボファンを内部に収容するケーシング(12)とを備え、
ターボファンは、
回転軸のまわりに配置された複数枚の翼(52)と、
複数枚の翼のそれぞれの回転軸の軸方向(DRa)の一方側に位置する一方側翼端部(521)に連結された環形状のシュラウドリング(54)と、
複数枚の翼のそれぞれの軸方向の他方側に位置する他方側翼端部(522)に連結された他方側側板(60)とを有し、
シュラウドリングは、ターボファンの径方向の内側に、空気が吸い込まれるファン吸気孔(54a)を形成するシュラウド内周端部(541)を有し、
ケーシングは、シュラウドリングに対して軸方向の一方側に配置されたカバー部(221)を有し、
シュラウドリングとカバー部とは、両者の間に隙間(G1)を形成しており、
隙間は、径方向でのカバー部とシュラウドリングとの間に形成された径方向隙間(G11)と、軸方向でのカバー部とシュラウドリングとの間に形成された軸方向隙間(G12)とを含み、
径方向隙間は、シュラウド内周端部よりも径方向の外側に位置し、
軸方向隙間は、径方向隙間よりも径方向の内側に位置し、
径方向隙間におけるシュラウドリングとカバー部との最短距離である径方向隙間の最小の隙間寸法(D11)は、軸方向隙間におけるシュラウドリングとカバー部との最短距離である軸方向隙間の最小の隙間寸法(D12)よりも小さく、
シュラウド内周端部とカバー部との最短距離(D1)は、径方向隙間の最小の隙間寸法よりも大きい。
これによれば、軸方向隙間と径方向隙間とがラビリンスシールを構成している。これにより、シュラウドリングとカバー部との間の隙間を空気が流れる際の圧力損失を大きくできる。したがって、この隙間を通過する逆流の流量を低減できる。
さらに、隙間寸法が小さい径方向隙間が、シュラウド内周端部よりも径方向の外側の位置に形成されている。シュラウド内周端部とカバー部との最短距離が、径方向隙間の最小の隙間寸法よりも大きい。このため、隙間寸法が小さい径方向隙間を、シュラウド内周端部よりも径方向の内側の位置に形成している場合と比較して、隙間から吐出される逆流の速度を低減できる。
よって、これによれば、翼間流路の空気流れの乱れを抑制しつつ、逆流の流量を抑制することができる。
さらに、請求項1に記載の発明では、径方向隙間の軸方向での長さ(L11)は、軸方向隙間の径方向での長さ(L12)よりも長い。これによれば、径方向隙間の軸方向での長さが軸方向隙間の径方向での長さよりも短い場合と比較して、ラビリンスシールのシール長を長くすることができる。これにより、逆流の流量をより低減できる。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
第1実施形態における遠心送風機が配置された車両用シートの断面図である。 第1実施形態における遠心送風機の斜視図である。 図2のIII−III線断面図である。 第1ケーシング部材を外した状態の図2の遠心送風機の斜視図である。 図3のうち左半分側の拡大図である。 図5のうち第1カバー部の第1段部とシュラウドリングの一部の拡大図である。 第2実施形態における遠心送風機の拡大断面図である。 第3実施形態における遠心送風機の拡大断面図である。 第1ケーシング部材を外した状態の他の実施形態における遠心送風機の斜視図である。 他の実施形態における遠心送風機の拡大断面図である。 他の実施形態における遠心送風機の拡大断面図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態の送風機10は、車両用のシート空調装置に用いられる。送風機10は、乗員が着座するシートS1の内部に収容される。送風機10は、シートS1の乗員側の表面から空気を吸い込む。送風機10は、シートS1の内部で空気を吹き出す。送風機10から吹き出された空気は、シートS1のうち乗員側の表面以外の部位から放出される。
図2および図3に示すように、送風機10は遠心送風機である。詳細には、送風機10はターボ型送風機である。図3に示すように、送風機10は、ケーシング12、回転軸14、回転軸ハウジング15、電動モータ16、電子基板17、ターボファン18、ベアリング28、およびベアリングハウジング29等を備えている。なお、図3中の矢印DRaは、ファン軸心方向を示している。ファン軸心CLは、回転軸14の軸心と一致する。ファン軸心方向は、回転軸の軸方向とも呼ばれる。図3中の矢印DRrは、ファン径方向を示している。
ケーシング12は、送風機10の筐体である。ケーシング12は、電動モータ16、電子基板17、およびターボファン18を、送風機10外部の塵および汚れから保護する。そのために、ケーシング12は、電動モータ16、電子基板17、およびターボファン18を収容している。また、ケーシング12は、第1ケーシング部材22と第2ケーシング部材24とを有している。
第1ケーシング部材22は、樹脂で構成されている。第1ケーシング部材22は、ターボファン18よりも大径であって略円盤形状である。第1ケーシング部材22は、第1カバー部221と、第1周縁部222とを有している。
第1カバー部221は、ターボファン18に対しファン軸心方向DRaにおける一方側に配置されている。第1カバー部221の内周側には、第1カバー部221をファン軸心方向DRaに貫通した空気吸入口221aが形成されている。空気吸入口221aは、ケーシング12の内部に空気を吸い込むケーシング吸気孔である。空気は、この空気吸入口221aを介してターボファン18へ吸い込まれる。
また、第1カバー部221は、その空気吸入口221aの周縁を構成するベルマウス部221bを有している。このベルマウス部221bは、送風機10の外部から空気吸入口221aへ流入する空気を円滑に空気吸入口221a内へと導く。ベルマウス部221bは、ケーシング吸気孔を形成するケーシング内周端部である。第1周縁部222は、ファン軸心CLまわりにおいて第1ケーシング部材22の周縁を構成している。
図2に示すように、第1ケーシング部材22は、複数本の支柱223を有している。複数本の支柱223は、ファン径方向DRrにおいてターボファン18よりも外側に配置されている。そして、第1ケーシング部材22および第2ケーシング部材24は、支柱223の先端が第2ケーシング部材24に突き当てられた状態で結合されている。
第2ケーシング部材24は、第1ケーシング部材22と略同じ直径の略円盤形状を成している。第2ケーシング部材24は、樹脂で構成されている。第2ケーシング部材24は、鉄やステンレス等の金属で構成されていてもよい。
図3に示すように、第2ケーシング部材24は、電動モータ16および電子基板17を覆うモータハウジングとしても機能する。第2ケーシング部材24は、第2カバー部241と第2周縁部242とを有している。
第2カバー部241は、ターボファン18および電動モータ16に対しファン軸心方向DRaにおける他方側に配置されている。第2カバー部241は、ターボファン18および電動モータ16の他方側を覆っている。第2周縁部242は、ファン軸心CLまわりにおいて第2ケーシング部材24の周縁を構成している。
第1周縁部222と第2周縁部242との間に、ターボファン18から吹き出た空気を吹き出す空気吹出口12aが形成されている。
第1カバー部221は、複数枚の翼52よりもファン径方向Drrの外側に位置する第1形成面224を有する。第1形成面224は、第1カバー部221のファン軸心方向DRaの他方側の表面の一部である。したがって、第1形成面224は、第1カバー部221のうちファン軸心方向DRaの他方側に位置する。
第2カバー部241は、複数枚の翼52よりもファン径方向Drrの外側に位置する第2形成面243を有する。第2形成面243は、第2カバー部241のファン軸心方向DRaの一方側の表面の一部である。したがって、第2形成面243は、第2カバー部241のうちファン軸心方向DRaの一方側に位置する。
第1形成面224と第2形成面243とは、両者の間に、翼間流路52aから吹き出された空気が空気吹出口12aに向かって流れる吹出流路12bを形成する。
回転軸14および回転軸ハウジング15のそれぞれは、鉄、ステンレス、または黄銅等の金属で構成されている。回転軸14は、円柱形状の棒材である。回転軸14は、回転軸ハウジング15とベアリング28の内輪のそれぞれに圧入されることで固定されている。また、ベアリング28の外輪は、ベアリングハウジング29に圧入されることで固定されている。ベアリングハウジング29は、第2カバー部241に固定されている。ベアリングハウジング29は、例えばアルミニウム合金、黄銅、鉄、またはステンレス等の金属で構成されている。
従って、回転軸14および回転軸ハウジング15は、第2カバー部241に対してベアリング28を介して支持されている。すなわち、回転軸14および回転軸ハウジング15は、第2カバー部241に対し、ファン軸心CLを中心として回転自在になっている。
回転軸ハウジング15は、ケーシング12の内部において、ターボファン18が有するファンボス部56の内周孔56aに嵌め入れられている。これにより、回転軸14および回転軸ハウジング15は、ターボファン18のファンボス部56に相対回転不能に連結される。すなわち、回転軸14および回転軸ハウジング15は、ファン軸心CLを中心としてターボファン18と一体的に回転する。
電動モータ16は、アウターロータ型ブラシレスDCモータである。電動モータ16は、モータロータ161とロータマグネット162とモータステータ163とを備えている。
モータロータ161は、モータステータ163のファン径方向DRrの外側に配置されるアウターロータである。モータロータ161は、鋼板等の金属板で構成されている。モータロータ161は、金属板がプレス成形されることにより形成されている。
モータロータ161は、ロータ円筒部161aを有する。ロータ円筒部161aは、ファン軸心方向DRaに平行に延びている。ロータ円筒部161aは、後述するターボファン18の環状延設部564の内周側に圧入されている。これにより、モータロータ161は、ターボファン18に固定されている。
ロータマグネット162は永久磁石であって、例えばフェライトやネオジウム等を含むゴムマグネットで構成されている。そのロータマグネット162はロータ円筒部161aの内周面に固定されている。したがって、モータロータ161およびロータマグネット162は、ファン軸心CLを中心としてターボファン18と一体的に回転する。
モータステータ163は、電子基板17に電気的に接続されたステータコイル163aおよびステータコア163bを含んで構成されている。モータステータ163は、ロータマグネット162に対し微小な隙間を空けて径方向内側に配置されている。そして、モータステータ163は、ベアリングハウジング29を介して第2ケーシング部材24の第2カバー部241に固定されている。このように、電動モータ16は、ケーシング12の内部で、第2ケーシング部材24に保持されている。
このように構成された電動モータ16では、モータステータ163のステータコイル163aへ外部電源から通電されると、そのステータコイル163aによってステータコア163bに磁束変化が生じる。そして、そのステータコア163bでの磁束変化は、ロータマグネット162を引き寄せる力を発生する。このため、モータロータ161は、ロータマグネット162を引き寄せる力を受けてファン軸心CLまわりに回転運動をする。要するに、電動モータ16は、通電されることにより、モータロータ161が固定されたターボファン18をファン軸心CLまわりに回転させる。
図3に示すように、ターボファン18は、送風機10に適用されるインペラである。ターボファン18は、所定のファン回転方向へファン軸心CLまわりに回転することで送風する。すなわち、ターボファン18は、ファン軸心CLまわりに回転することにより、図3中の矢印FLaのように、ファン軸心方向DRaの一方側から空気吸入口221aを介して空気を吸い込む。そして、ターボファン18は、図3中の矢印FLbのように、ターボファン18の外周側へ、その吸い込んだ空気を吹き出す。
具体的に、ターボファン18は、複数枚の翼52と、シュラウドリング54と、ファンボス部56と、他端側側板60とを有している。複数枚の翼52、シュラウドリング54、ファンボス部56および他端側側板60は、樹脂製である。
複数枚の翼52は、ファン軸心CLまわりに配置されている。詳細には、複数枚の翼52は、互いの間に空気が流れる間隔を空けつつ、ファン軸心CLの周方向へ並んで配置されている。図2に示すように、複数枚の翼52は、互いに隣り合う翼52同士の間のそれぞれに、空気が流れる翼間流路52aを形成している。
図3に示すように、それぞれの翼52は、翼52のうちファン軸心方向DRaで上記一方側に設けられた一方側翼端部521と、翼52のうちファン軸心方向DRaでその一方側とは反対側の他方側に設けられた他方側翼端部522とを有している。
図3および図4に示すように、シュラウドリング54は、ファン径方向DRrへ円盤状に拡がる形状を成している。そして、そのシュラウドリング54の内周側には、ファン吸気孔54aが形成されている。ケーシング12の空気吸入口221aからの空気は、矢印FLaのようにファン吸気孔54aから吸い込まれる。したがって、シュラウドリング54は、環形状を成している。
シュラウドリング54は、シュラウド内周端部541とシュラウド外周端部542とを有している。シュラウド内周端部541は、シュラウドリング54のうちファン径方向DRrにおける内側の端部である。より詳細には、シュラウド内周端部541は、シュラウドリング54のうちファン径方向DRrにおける内側の先端を含む先端側部分である。シュラウド内周端部541は、ファン吸気孔54aを形成している。シュラウド外周端部542は、シュラウドリング54のうちファン径方向DRrにおける外側の端部である。
図3に示すように、シュラウドリング54は、複数枚の翼52に対しファン軸心方向DRaにおける一方側すなわち空気吸入口221a側に設けられている。シュラウドリング54は、その複数枚の翼52のそれぞれに連結されている。言い換えれば、シュラウドリング54は、その翼52のそれぞれに対し一方側翼端部521にて連結されている。
ファンボス部56は、ファン軸心CLまわりに回転可能な回転軸14に回転軸ハウジング15を介して固定されている。ファンボス部56の外周側部位561が、複数枚の翼52のそれぞれに対してシュラウドリング54側とは反対側に連結されている。
ファンボス部56は、ボス案内部562を有している。ボス案内部562は、ボス案内部562のうちファン軸心方向DRaの一方側にボス案内面562aを有している。ボス案内面562aは、ファン軸心方向DRaの一方側から他方側へ進むにつれて、ファン径方向DRrの内側から外側へ変位する面形状である。ボス案内面562aは、ターボファン18内の気流を案内する。ボス案内面562aは、空気吸入口221aから吸い込まれたファン軸心方向DRaを向いた空気流れをファン径方向DRrの外側へ向くように案内する。したがって、本実施形態では、ボス案内面562aがケーシング吸気孔から翼間流路に向かう空気流れを案内する案内面を構成している。ボス案内部562が、案内面を有する案内部を構成している。
図5に示すように、ボス案内面562aの一方側端部562a1は、シュラウド内周端部541の一方側端部541aよりもファン軸心方向DRaの一方側に位置する。ボス案内面562aの一方側端部562a1は、後述する第1段部231の第1面231aよりもファン軸心方向DRaの他方側に位置する。
これによれば、本実施形態と異なり、ボス案内面562aの一方側端部562a1が、シュラウド内周端部541の一方側端部541aよりもファン軸心方向DRaの他方側に位置する場合と比較して、より上流側から、空気流れの向きをファン軸心方向DRaからファン径方向に良好に変えることができる。すなわち、吸気流れをより良化することができる。
なお、ボス案内面562aの一方側端部562a1は、ボス案内面562aのうちファン軸心方向DRaの一方側に位置する端部である。シュラウド内周端部541の一方側端部541aは、シュラウド内周端部541のうちファン軸心方向DRaの一方側に位置する端部である。第1段部231の第1面231aは、第1カバー部221のうちベルマウス部221bを含む内周側部分のうちファン軸心方向DRaの一方側に位置する端部である。
また、図3に示すように、ファンボス部56は、ボス外周端部563と環形状の環状延設部564とを有している。そのボス外周端部563は、ファンボス部56のうちファン径方向DRrにおける外側に位置する端部である。詳細に言えば、ボス外周端部563は、ボス案内部562の周縁を形成する端部である。ボス外周端部563は、シュラウド内周端部541よりもファン径方向DRrにおける内側に位置している。
環状延設部564は円筒状のリブであり、ボス外周端部563からファン軸心方向DRaの他方側へ延設されている。この環状延設部564の内周側には、モータロータ161が嵌め込まれて格納されている。すなわち、環状延設部564は、モータロータ161を格納するロータ格納部として機能する。そして、環状延設部564がモータロータ161に固定されることにより、ファンボス部56は、そのモータロータ161に固定されている。
他端側側板60は、複数枚の翼52に対しファン軸心方向DRaにおける他方側に設けられている。他端側側板60は、その複数枚の翼52のそれぞれに連結されている。言い換えれば、他端側側板60は、その翼52のそれぞれに対し他方側翼端部522にて連結されている。他端側側板60は、ファンボス部56のファン径方向DRrでの外側に連結されている。他端側側板60は、ファン径方向DRrへ円盤状に拡がる形状を成している。
複数枚の翼52に、シュラウドリング54と他端側側板60とが連結されている。これによって、ターボファン18は、クローズドファンとなっている。クローズドファンとは、複数枚の翼52の相互間に形成された翼間流路52aのファン軸心方向DRaにおける両側がシュラウドリング54および他端側側板60で覆われたターボファンである。
したがって、シュラウドリング54は、その翼間流路52aに面し翼間流路52a内の空気流れを案内するリング案内面543を有している。また、他端側側板60は、翼間流路52aに面し翼間流路52a内の空気流れを案内する側板案内面603を有している。
この側板案内面603は、リング案内面543に対し翼間流路52aを挟んで対向すると共に、ボス案内面562aに対しファン径方向DRrにおいて外側に配置されている。また、側板案内面603は、ボス案内面562aに沿った空気流れを円滑に吹出口18aまで導く役割を果たす。
また、他端側側板60は、側板外周端部602を有している。側板外周端部602は、他端側側板60のうちファン径方向DRrにおける外側の端部である。
側板外周端部602およびシュラウド外周端部542は、ファン軸心方向DRaにおいて互いに離れて配置されている。そして、側板外周端部602およびシュラウド外周端部542は、翼間流路52aを通過した空気が吹き出る吹出口18aを、その側板外周端部602とシュラウド外周端部542との間に形成している。
また、図3に示すように、複数枚の翼52のそれぞれは、翼前縁523を有している。その翼前縁523とは、翼52のうち、矢印FLa、FLbに沿って流れる空気の流れ、すなわち、主流の流れ方向における上流側に構成された端縁である。主流は、ファン吸気孔54aを通過して翼間流路52aを流れる空気の流れである。この翼前縁523は、ファン径方向DRrにおいてシュラウド内周端部541に対し内側へ張り出している。すなわち、翼前縁523は、シュラウド内周端部541からファン径方向DRrの内側に向かって延びている。翼前縁523は、ファンボス部56の外周側部位561に連なっている。
このように構成されたターボファン18は、図3に示すように、モータロータ161と一体にファン回転方向DRfへ回転運動する。それに伴い、ターボファン18の翼52が空気に運動量を与える。これにより、ターボファン18は、そのターボファン18の外周に開口した吹出口18aから径方向外側へ空気を吹き出す。このとき、ファン吸気孔54aから吸い込まれ翼52によって送り出された空気すなわち吹出口18aから吹き出された空気は、ケーシング12が形成する空気吹出口12aを経由して送風機10の外部へ放出される。
図5に示すように、第1ケーシング部材22の第1カバー部221は、第1段部231と、第2段部232と、第3段部233とを有する。第1段部231、第2段部232および第3段部233は、ファン径方向DRrの内側から外側に向かって、第1段部231、第2段部232、第3段部233の順に位置する。
第1段部231は、第1面231aを有する。第2段部232は、第2面232aを有する。第3段部233は、第3面233aを有する。第1面231a、第2面232aおよび第3面233aのそれぞれは、第1カバー部221の外面221cの一部を構成する。第1カバー部221の外面221cは、第1カバー部221におけるファン軸心方向DRaの一方側の表面である。
第1面231a、第2面232aおよび第3面233aのそれぞれは、互いにファン軸心方向DRaでの位置が異なっている。具体的には、第1面231aよりも第2面232aの方が、ファン軸心方向DRaの他方側、すなわち、第2カバー部241側に位置する。第2面232aよりも第3面233aの方が、ファン軸心方向DRaの他方側、すなわち、第2カバー部241側に位置する。
第1段部231は、第1カバー部221のうちベルマウス部221bを含む内周側部分に設けられている。第1段部231は、シュラウド内周端部541と対向している。第2段部232は、第1カバー部221のうちファン軸心方向DRaでシュラウド外周端部542に対向する部分に設けられている。第3段部233は、第1カバー部221のうち第1形成面224が形成されている部分に設けられている。
このように、第1ケーシング部材22は、第1段部231と、第2段部232と、第3段部233とを有する。このため、第1ケーシング部材22が、段部を2つのみ有する場合と比較して、ケーシング12のうちのファン径方向DRrの外側において、ファン軸心方向DRaでのケーシング12の厚みを低減できる。
図2に示すように、第3面233aは、複数の凹部233bを有する。複数の凹部233bのそれぞれは、互いに間をあけて、回転軸14を中心とする円周方向に並んでいる。このため、複数の凹部233bのうち隣り合う凹部233bの間が突出部233cとなっている。複数の突出部233cは、ファン径方向に線状に延びている。複数の凹部233bのそれぞれの底面は、第3面233aのうち複数の凹部233bを除く部分よりも、ファン軸心方向DRaの他方側に位置する。
このように、第3面233aは、複数の凹部233bを有することが好ましい。これにより、第3面23aが複数の凹部233bを有していない場合と比較して、第1ケーシング部材22の軽量化が可能となる。
図5に示すように、第2ケーシング部材24の第2カバー部241は、第1段部251と、第2段部252と、第3段部253とを有する。第1段部251、第2段部252および第3段部253は、ファン径方向DRrの内側から外側に向かって、第1段部251、第2段部252、第3段部253の順に位置する。
第1段部251は、第1面251aを有する。第2段部252は、第2面252aを有する。第3段部253は、第3面253aを有する。第1面251a、第2面252aおよび第3面253aのそれぞれは、第2カバー部241の外面241aの一部を構成する。第2カバー部241の外面241aは、第2カバー部241におけるファン軸心方向DRaの他方側の表面である。
第1面251a、第2面252aおよび第3面253aのそれぞれは、互いにファン軸心方向DRaでの位置が異なっている。具体的には、第1面251aよりも第2面252aの方が、ファン軸心方向DRaの一方側、すなわち、第1カバー部221側に位置する。第2面252aよりも第3面253aの方が、ファン軸心方向DRaの一方側、すなわち、第1カバー部221側に位置する。
第1段部251は、第2カバー部241のうち電動モータ16を保持する部分に設けられている。換言すると、第1段部251は、第2カバー部241のうちファン軸心方向DRaで電動モータ16と対向する部分に設けられている。電動モータ16を保持する部分は、ベアリングハウジング29が固定されている部分である。
第2段部252は、第2カバー部241のうちファン軸心方向DRaで側板外周端部602と対向する部分に設けられている。第3段部253は、第2カバー部241のうち第2形成面243が形成されている部分に設けられている。
このように、第2ケーシング部材24は、第1段部251と、第2段部252と、第3段部253とを有する。このため、第2ケーシング部材24が、段部を2つのみ有する場合と比較して、ケーシング12のうちのファン径方向DRrの外側において、ファン軸心方向DRaでのケーシング12の厚みを低減できる。
第1段部251は、ファン軸心方向DRaの一方側に向かって凸の凸部251bを複数有している。複数の凸部251bのそれぞれは、線状に延びている。具体的には、複数の凸部の251bそれぞれは、回転軸14を中心とする円周状に延びている。
これによれば、第2カバー部241の第1段部251に、線状の凸部251bを複数設けることで、第1段部251の強度を向上させることができる。さらに、本実施形態と異なり、第2カバー部241の第1段部251が、ファン軸心方向DRaの他方側に向かって凸の凸部を有する場合と比較して、ケーシング12の厚みを低減できる。
なお、複数の凸部251bのそれぞれは、放射状に延びていてもよい。凸部251bは複数でなく、1つでもよい。
次に、第1カバー部221の第1段部231とシュラウドリング54の一部のそれぞれの詳細な形状について説明する。
図6に示すように、第1カバー部221は、シュラウドリング54に対向するカバー対向面225を有している。シュラウドリング54は、第1カバー部221に対向するシュラウド対向面544を有している。カバー対向面225とシュラウド対向面544とは、両者の間に隙間G1を形成している。
カバー対向面225は、第1段部231の隙間形成面231bと、第2段部232の隙間形成面232bとを含む。第1段部231の隙間形成面231bは、第1段部231における隙間G1を形成する表面である。第1段部231の隙間形成面231bは、第1段部231のうちファン軸心方向DRaの他方側の表面である。第2段部232の隙間形成面232bは、第2段部232における隙間G1を形成する表面である。第2段部232の隙間形成面232bは、第2段部232のうちファン軸心方向DRaの他方側の表面である。
第1段部231の隙間形成面231bは、1つのカバー凹部226を有している。このカバー凹部226は、ファン軸心CLの位置を中心位置とする円周状に配置されている。カバー凹部226は、底面226aと、外周側側面226bと、内周側側面226cとを有する。底面226aは、カバー凹部226のうちファン軸心方向DRaの一方側に位置する。外周側側面226bは、カバー凹部226のうちファン径方向DRrの外側に位置する側面である。内周側側面226cは、カバー凹部226のうちファン径方向DRrの内側に位置する側面である。
また、第1段部231の隙間形成面231bは、1つのカバー凸部227を有している。このカバー凸部227は、カバー凹部226のファン径方向DRrの内側におけるカバー凹部226の隣りに位置する。カバー凸部227は、他方側端面227aと、外周側側面227bとを有する。他方側端面227aは、カバー凸部227のうちファン軸心方向DRaの他方側に位置する平坦な端面である。外周側側面227bは、カバー凸部227のうちファン径方向DRrの外側に位置する側面である。カバー凸部227の外周側側面227bは、カバー凹部226の内周側側面226cを構成している。
シュラウド対向面544は、1つのシュラウド凸部545を有している。シュラウド凸部545は、シュラウド対向面544のうちファン軸心方向DRaでカバー凹部226に対向する領域に設けられている。本実施形態では、シュラウド対向面544が、第1ケーシング部材の第1段部とシュラウドリングとの他方における隙間を形成する他方側表面を構成している。
シュラウド凸部545は、一方側端面545aと、外周側側面545bと、内周側側面545cとを有する。一方側端面545aは、シュラウド凸部545のうちファン軸心方向DRaの一方側に位置する平坦な端面である。外周側側面545bは、シュラウド凸部545のうちファン径方向DRrの外側に位置する側面である。
図4に示すように、シュラウド凸部545は、ファン軸心CLを中心とする円周状に配置されている。したがって、シュラウド凸部545は、シュラウド対向面544のうちカバー凹部226に対向する領域における円周方向の全域にわたって設けられている。
図6に示すように、カバー凹部226の内部にシュラウド凸部545が位置する。この状態で、第1カバー部221とシュラウドリング54との間に隙間G1が形成されている。隙間G1は、第1径方向隙間G11と、軸方向隙間G12と、第2径方向隙間G13と、を含む。
第1径方向隙間G11は、シュラウド凸部545よりもファン径方向DRrの外側で、ファン径方向DRrでのシュラウド凸部545とカバー凹部226との間に形成されている。より詳細には、第1径方向隙間G11は、シュラウド凸部545の外周側側面545bと、カバー凹部226の外周側側面226bとの間に形成されている。したがって、第1径方向隙間G11は、ファン径方向DRrでの第1段部231とシュラウドリング54との間に形成された径方向隙間である。
軸方向隙間G12は、ファン軸心方向DRaでのシュラウド凸部545とカバー凹部226との間に形成されている。より詳細には、軸方向隙間G12は、シュラウド凸部545の一方側端面545aとカバー凹部226の底面226aとの間に形成されている。したがって、軸方向隙間G12は、ファン軸心方向DRaでの第1段部231とシュラウドリング54との間に形成されている。軸方向隙間G12は、第1径方向隙間G11に対してファン径方向DRrの内側に位置する。
第2径方向隙間G13は、シュラウド凸部545よりもファン径方向DRrの内側で、ファン径方向DRrでのシュラウド凸部545とカバー凹部226との間に形成されている。より詳細には、第2径方向隙間G13は、シュラウド凸部545の内周側側面545cとカバー凹部226の内周側側面226cとの間に形成されている。したがって、第2径方向隙間G13は、ファン径方向DRrでの第1段部231とシュラウドリング54との間に形成されている。
第1径方向隙間G11、軸方向隙間G12および第2径方向隙間G13は、ファン径方向DRrの外側から内側へ向かう方向で、第1径方向隙間G11、軸方向隙間G12、第2径方向隙間G13の順に、連なっている。
そして、第1径方向隙間G11の最小の隙間寸法D11は、軸方向隙間G12の最小の隙間寸法D12よりも小さい。第1径方向隙間G11の最小の隙間寸法D11は、第1径方向隙間G11におけるシュラウドリング54と第1段部231との最短距離である。軸方向隙間G12の最小の隙間寸法D12は、軸方向隙間G12におけるシュラウドリング54と第1段部231との最短距離である。
同様に、第2径方向隙間G13の最小の隙間寸法D13は、軸方向隙間G12の最小の隙間寸法D12よりも小さい。第2径方向隙間G13の最小の隙間寸法D13は、第2径方向隙間G13におけるシュラウドリング54と第1段部231との最短距離である。さらに、第2径方向隙間G13の最小の隙間寸法D13は、第1径方向隙間G11の最小の隙間寸法D11よりも小さい。したがって、本実施形態では、各隙間寸法D11、D12、D13は、次の関係式(1)を満たす。
D12>D11>D13・・・(1)
また、シュラウド内周端部541と第1カバー部221との最短距離D1は、第1径方向隙間G11の最小の隙間寸法D11よりも大きい。したがって、本実施形態では、最短距離D1および各隙間寸法D11、D13は、次の関係式(2)を満たす。
D1>D11>D13・・・(2)
また、第1径方向隙間G11のファン軸心方向DRaでの長さL11は、軸方向隙間G12のファン径方向DRrでの長さL12よりも長い。第2径方向隙間G13のファン軸心方向DRaでの長さL13も、軸方向隙間G12のファン径方向DRrでの長さL12よりも長い。第1径方向隙間G11のファン軸心方向DRaでの長さL11は、第2径方向隙間G13のファン軸心方向DRaでの長さL13よりも長い。
したがって、本実施形態では、第1径方向隙間G11、軸方向隙間G12および第2径方向隙間G13のそれぞれの長さL11、L12、L13は、次の関係式(3)を満たす。
L11>L13>L12・・・(3)
第1、第2径方向隙間G11、G13の長さL11、L13は、第1カバー部221とシュラウドリング54とがファン径方向DRrで対向している範囲のファン軸心方向DRaでの長さである。具体的には、第1径方向隙間G11の長さL11は、カバー凹部226の外周側側面226bの他方側端部226b1と、シュラウド凸部545の外周側側面545bの一方側端部545b1とのファン軸心方向DRaでの距離である。他方側端部226b1は、カバー凹部226の外周側側面226bのうちファン軸心方向DRaの他方側に位置する端部である。一方側端部545b1は、シュラウド凸部545の外周側側面545bのうちファン軸心方向DRaの一方側に位置する端部である。
第2径方向隙間G12の長さL13は、カバー凹部226の内周側側面226cの他方側端部226c1と、シュラウド凸部545の内周側側面545cの一方側端部545c1とのファン軸心方向DRaでの距離である。他方側端部226c1は、カバー凹部226の内周側側面226cのうちファン軸心方向DRaの他方側に位置する端部である。一方側端部545c1は、シュラウド凸部545の内周側側面545cのうちファン軸心方向DRaの一方側に位置する端部である。
軸方向隙間G12の長さL12は、第1カバー部221とシュラウドリング54とがファン軸心方向DRaで対向している範囲のファン径方向DRrでの長さである。すなわち、軸方向隙間G12の長さL12は、シュラウド凸部545の一方側端面545aのファン径方向DRrでの幅である。本実施形態では、この幅は、シュラウド凸部545のうちカバー凹部226の内部に位置する部分におけるシュラウド凸部545のファン径方向DRrでの最大幅である。
以上の説明の通り、本実施形態によれば、第1径方向隙間G11と、軸方向隙間G12と、第2径方向隙間G13とがラビリンスシールを構成している。これにより、隙間G1を空気が流れる際の圧力損失を大きくできる。したがって、図5に示す逆流FL2の流量を低減できる。逆流FL2は、翼間流路52aを流れる主流FL1の向きに対して逆向きに、隙間G1を流れる空気流れである。主流FL1は、ターボファン18によって形成されるファン径方向DRrの内側から外側に向かう空気流れである。
さらに、第1径方向隙間G11および第2径方向隙間G13が、シュラウド内周端部541よりもファン径方向DRrの外側の位置に形成されている。シュラウド内周端部541と第1カバー部221との最短距離D1が、第1径方向隙間G11の最小の隙間寸法D11および第2径方向隙間G13の最小の隙間寸法D13よりも大きい。
ここで、本実施形態と異なり、軸方向隙間G12よりも隙間寸法が小さい径方向隙間を、シュラウド内周端部541よりもファン径方向DRrの内側の位置に形成する場合が考えられる。この場合、隙間G1から翼間流路52aへ逆流FL2が吐出される出口部での隙間寸法が狭くなる。このため、隙間G1から翼間流路52aへ吐出される逆流F2の流速が大きくなる。この結果、翼間流路52aを流れる主流が乱れ、騒音が大きくなる。
これに対して、本実施形態によれば、隙間寸法が小さい径方向隙間を、シュラウド内周端部541よりもファン径方向DRrの内側の位置に形成する場合と比較して、隙間G1から吐出される逆流F2の速度を低減できる。
さらに、第1径方向隙間G11の長さL11および第2径方向隙間G13の長さL13は、軸方向隙間G12の長さL12よりも長い。このため、第1径方向隙間G11の長さL11および第2径方向隙間G13の長さL13が軸方向隙間G12の長さL12よりも短い場合と比較して、ラビリンスシールのシール長を長くすることができる。これにより、逆流F2の流量をより低減できる。
よって、本実施形態によれば、翼間流路52aを流れる主流F1の乱れを抑制しつつ、逆流F2の流量を抑制することができる。この結果、逆流FL2が主流FL1に合流することによって生じる騒音を低減することができる。
また、本実施形態によれば、第1径方向隙間G11と、軸方向隙間G12と、第2径方向隙間G13とがラビリンスシールを構成している。これによれば、第2径方向隙間G13が形成されていない場合と比較して、ラビリンスシールのシール長を長くすることができる。
また、本実施形態によれば、第1径方向隙間G11の最小の隙間寸法D11は、第2径方向隙間G13の最小の隙間寸法D13よりも大きい。
ここで、遠心力によってターボファン18に変形が生じた場合、シュラウド凸部545がファン径方向DRrの外側に移動する。このため、第1径方向隙間G11の最小の隙間寸法D11を小さく設定しすぎると、シュラウドリング54が第1カバー部221に接触する。
これに対して、本実施形態によれば、遠心力によってターボファン18の変形が生じても、第1径方向隙間を確保することができる。すなわち、逆流の低減のために、第2径方向隙間G13の最小の隙間寸法D13を小さく設定しても、シュラウドリング54の第1カバー部221への接触を回避することができる。
また、本実施形態によれば、第1カバー部221は、第1段部231と、第2段部232と、第3段部233とを有する。第1段部231は、第1径方向隙間G11と、軸方向隙間G12と、第2径方向隙間G13とを形成している。第2段部232の第2面232aは、第1段部231の第1面231aよりも、ファン軸心方向DRaの他方側に位置する。
ここで、第1カバー部221は、第2段部232および第3段部233を有していない形状であってもよい。すなわち、第1カバー部221のファン径方向DRrの内側から外側までの全域において、第1カバー部221の外面221cの位置が、第1段部231の第1面231aの位置であってもよい。ただし、この場合、ケーシング12のうちのファン径方向DRrの外側において、ケーシング12のファン軸心方向DRaでの厚みが増大する。
これに対して、本実施形態によれば、第1カバー部221に第2段部232および第3段部233が設けられていない場合と比較して、ケーシング12のうちのファン径方向DRrの外側において、ケーシング12のファン軸心方向DRaでの厚さを低減できる。
また、本実施形態では、図2、5に示すように、第1段部231は、第1段部231のうちファン径方向DRrの外側に位置する側面231cを有する。側面231cは、複数の突出部231dが設けられている。複数の突出部231dのそれぞれは、側面231cのうちファン軸心方向DRaの一方側から他方側にわたって配置されている。より具体的には、複数の突出部231dのそれぞれは、第1面231aと第2面232aとをつなぐように、側面231cに設けられている。複数の突出部231dのそれぞれは、複数の突出部231dのそれぞれは、回転軸14を中心とする周方向に互いに間をあけて配置されている。これによれば、第1段部231の強度を向上できる。
(第2実施形態)
図7に示すように、本実施形態は、隙間G1が、第1径方向隙間G11と、第1軸方向隙間G12と、第2径方向隙間G13とに加えて、第2軸方向隙間G14と、第3径方向隙間G15とを含む点が、第1実施形態と異なる。第1軸方向隙間GG12は、第1実施形態の軸方向隙間G12と同じである。
シュラウド対向面544は、シュラウド凸部545よりもファン径方向DRrの内側におけるシュラウド凸部545の隣りに、シュラウド凹部546を有する。シュラウド凹部546は、回転軸14の位置を中心位置として円周状に設けられている。シュラウド凹部546は、底面546aと、外周側側面546bと、内周側側面546cとを有する。底面546aは、シュラウド凹部546のうちファン軸心方向DRaの他方側に位置する。外周側側面546bは、シュラウド凹部546のうちファン径方向DRrの外側に位置する側面である。内周側側面546cは、シュラウド凹部546のうちファン径方向DRrの内側に位置する側面である。シュラウド凹部546の外周側側面546bは、シュラウド凸部545の内周側側面545cを構成している。シュラウド凹部546の内部にカバー凸部227が位置する。
カバー凸部227は、内周側側面227cを有する。カバー凸部227の内周側側面227cは、カバー凸部227のうちファン径方向DRrの内側に位置する側面である。
第2軸方向隙間G14は、ファン軸心方向DRaでのカバー凸部227とシュラウド凹部546との間に形成されている。より詳細には、第2軸方向隙間G14は、カバー凸部227の他方側端面227aとシュラウド凹部546の底面546aとの間に形成されている。第2軸方向隙間G14は、第2径方向隙間G13よりもファン径方向DRrの内側に位置する。
第3径方向隙間G15は、カバー凸部227よりもファン径方向DRrの内側で、ファン径方向DRrでのカバー凸部227とシュラウド凹部546との間に形成されている。より詳細には、第3径方向隙間G15は、カバー凸部227の内周側側面227cとシュラウド凹部546の内周側側面546cとの間に形成されている。第3径方向隙間G15は、第2軸方向隙間G14よりもファン径方向DRrの内側に位置する。
第3径方向隙間G15の最小の隙間寸法D15は、第1軸方向隙間G12の最小の隙間寸法D12および第2軸方向隙間G14の最小の隙間寸法D14よりも小さい。すなわち、第3径方向隙間G15の最小の隙間寸法D15は、次の関係式(4)を満たす。
D12、D14>D15・・・(4)
第3径方向隙間G15の最小の隙間寸法D15は、第3径方向隙間G15におけるシュラウドリング54と第1段部231との最短距離である。第2軸方向隙間G14の最小の隙間寸法D14は、第2軸方向隙間G14におけるシュラウドリング54と第1段部231との最短距離である。
なお、第1径方向隙間G11の最小の隙間寸法D11は、第2軸方向隙間G14の最小の隙間寸法D14よりも小さい。同様に、第2径方向隙間G13の最小の隙間寸法D13は、第2軸方向隙間G14の最小の隙間寸法D14よりも小さい。
第2径方向隙間G13の最小の隙間寸法D13は、第3径方向隙間G15の最小の隙間寸法D15よりも大きい。第1径方向隙間G11の最小の隙間寸法D11は、第2径方向隙間G13の最小の隙間寸法D13よりも大きい。すなわち、各隙間寸法D11、D13、D15は、次の関係式(5)を満たす。
D11>D13>D15・・・(5)
第3径方向隙間G15のファン軸心方向DRaでの長さL15は、第1軸方向隙間G12のファン径方向DRrでの長さL12よりも長い。第3径方向隙間G15の長さL15は、第2軸方向隙間G14のファン径方向DRrでの長さL14よりも長い。第3径方向隙間G15の長さL15は、第2径方向隙間G13のファン軸心方向DRaでの長さL13よりも短い。よって、第3径方向隙間G15の長さL15は、次の関係式(6)を満たす。
L13>L15>L14、L12・・・(6)
第3径方向隙間G15の長さL15は、第1カバー部221とシュラウドリング54とがファン径方向DRrで対向している範囲のファン軸心方向DRaでの長さである。具体的には、第3径方向隙間G15の長さL15は、シュラウド凹部546の内周側側面546cの一方側端部546c1と、カバー凸部227の内周側側面227cの他方側端部227c1とのファン軸心方向DRaでの距離である。一方側端部546c1は、シュラウド凹部546の内周側側面546cのうちファン軸心方向DRaの一方側に位置する端部である。他方側端部227c1は、カバー凸部227の内周側側面227cのうちファン軸心方向DRaの他方側に位置する端部である。
第2軸方向隙間G14の長さL14は、第2軸方向隙間G14における第1カバー部221とシュラウドリング54とがファン軸心方向DRaで対向している範囲のファン径方向DRrでの長さである。すなわち、第2軸方向隙間G14の長さL14は、カバー凸部227の他方側端面227aのファン径方向DRrでの幅である。本実施形態では、この幅は、カバー凸部227のうちシュラウド凹部5466の内部に位置する部分におけるカバー凸部227のファン径方向DRrでの最大幅である。
本実施形態によれば、第1径方向隙間G11と、第1軸方向隙間G12と、第2径方向隙間G13と、第2軸方向隙間G14と、第3径方向隙間G15とが、ラビリンスシールを構成している。これにより、第2軸方向隙間G14と、第3径方向隙間G15とが、形成されていない場合と比較して、ラビリンスシールのシール長を長くすることができる。よって、逆流FL2の流量をより低減することができる。
本実施形態においても、第1実施形態と同様に、第1ケーシング部材22は、第1段部21と、第2段部232と、第3段部233とを有する。第1段部231は、ラビリンスシールを形成している。これによれば、第1カバー部221に第2段部232および第3段部233が設けられていない場合と比較して、ケーシング12のうちのファン径方向DRrの外側において、ケーシング12のファン軸心方向DRaでの厚さを低減できる。
(第3実施形態)
図8に示すように、本実施形態は、隙間G1が、第1径方向隙間G11と第2径方向隙間G13のうち第1径方向隙間G11のみを有する点が、第1実施形態と異なる。
本実施形態では、第1段部231の隙間形成面231bは、第1実施形態のカバー凸部227を有していない。このため、本実施形態のカバー凹部226のファン径方向DRrでの幅は、第1実施形態のカバー凹部226のファン径方向DRrでの幅よりも広い。
そして、シュラウド凸部545よりもファン径方向DRrの外側で、ファン径方向DRrでのシュラウド凸部545とカバー凹部226との間に、径方向隙間G11が形成されている。径方向隙間G11は、第1実施形態の第1径方向隙間G11と同じである。
このように、シュラウド凸部545のファン径方向での片側のみに、径方向隙間G11が形成されていてもよい。本実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
(他の実施形態)
(1)第1実施形態では、第2径方向隙間G13の最小の隙間寸法D13は、第1径方向隙間G11の最小の隙間寸法D11よりも小さい。しかし、第2径方向隙間G13の最小の隙間寸法D13は、第1径方向隙間G11の最小の隙間寸法D11と同じであってもよい。また、第2径方向隙間G13の最小の隙間寸法D13は、軸方向隙間G12の最小の隙間寸法D12よりも小さければ、第1径方向隙間G11の最小の隙間寸法D11よりも大きくてもよい。
(2)第1実施形態では、第2径方向隙間G13の長さL13は、第1径方向隙間G11の長さL11よりも短い。しかし、第2径方向隙間G13の長さL13は、第1径方向隙間G11の長さL11と同じであってもよい。また、第2径方向隙間G13の長さL13は、軸方向隙間G12の長さL12よりも短ければ、第1径方向隙間G11の長さL11よりも長くてもよい。
(3)上記各実施形態では、シュラウド凸部545が、シュラウド対向面544のうちカバー凹部266に対向する円周状の領域の全周に設けられていた。しかし、図9に示すように、シュラウド対向面544のうちカバー凹部266に対向する円周状の領域の一部に、シュラウド凸部547が設けられていてもよい。すなわち、複数のシュラウド凸部547のそれぞれが、互いに間をあけて円周状に並んで配置されていてもよい。
第2実施形態のカバー凸部227も同様である。すなわち、カバー対向面225のうちシュラウド凹部546に対向する円周状の領域の一部に、カバー凸部が設けられていてもよい。
(4)上記各実施形態では、ファンボス部56のボス案内部562が、ケーシング吸気孔から翼間流路に向かう空気流れを案内する案内面を有する案内部を構成していた。しかし、案内部を構成する部材として、ファンボス部56とは別の部材を用いてもよい。
(5)第1実施形態では、シュラウド凸部545の一方側端面545aが平坦であったが、湾曲していてもよい。この場合、一方側端面545aのうち最もファン軸心方向DRaの一方側に位置するシュラウド凸部545の頂部が、シュラウド凸部545の外周側側面545bの一方側端部545b1および内周側側面545cの一方側端部545c1となる。また、この場合、軸方向隙間G12の長さL12は、シュラウド凸部545のうちカバー凹部226の内部に位置する部分におけるシュラウド凸部545のファン径方向DRrでの最大幅である。
同様に、第2実施形態では、カバー凸部227の他方側端面227aが平坦であったが、湾曲していてもよい。この場合、他方側端面227aのうち最もファン軸心方向DRaの他方側に位置するカバー凸部227の頂部が、カバー凸部227の内周側側面227cの他方側端部227c1となる。また、この場合、第2軸方向隙間G14の長さL14は、カバー凸部227のうちシュラウド凹部5466の内部に位置する部分におけるカバー凸部227のファン径方向DRrでの最大幅である。
(6)上記各実施形態では、第1径方向隙間G11の長さL11は、軸方向隙間G12の長さL12よりも長い。しかしながら、図10に示すように、第1径方向隙間G11の長さL11は、軸方向隙間G12の長さL12と同じであってもよい。また、図11に示すように、第1径方向隙間G11の長さL11は、軸方向隙間G12の長さL12よりも短くてもよい。第1径方向隙間G11の長さL11をこれらの長さにすることもできる。これらによれば、第1径方向隙間G11の長さL11が軸方向隙間G12の長さL12よりも長いことによって得られる効果を除き、上記各実施形態と同様の効果が得られる。
(7)本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能であり、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
(まとめ)
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、遠心送風機は、回転軸と、ターボファンと、ケーシングとを備える。ターボファンは、複数枚の翼と、シュラウドリングと、他方側側板とを有する。シュラウドリングは、シュラウド内周端部を有する。ケーシングは、カバー部を有する。シュラウドリングとカバー部とは、両者の間に隙間を形成している。隙間は、径方向隙間と、軸方向隙間とを含む。径方向隙間は、シュラウド内周端部よりも径方向の外側に位置する。軸方向隙間は、径方向隙間よりも径方向の内側に位置する。径方向隙間の最小の隙間寸法は、軸方向隙間の最小の隙間寸法よりも小さい。シュラウド内周端部とカバー部との最短距離は、径方向隙間の最小の隙間寸法よりも大きい。
また、第2の観点によれば、径方向隙間の軸方向での長さは、軸方向隙間の径方向での長さよりも長い。
また、第3の観点によれば、カバー部は、カバー対向面を有する。カバー対向面は、カバー凹部を有する。シュラウドリングは、シュラウド対向面を有する。シュラウド対向面は、シュラウド凸部を有する。カバー凹部の内部にシュラウド凸部が位置する。径方向隙間を第1径方向隙間とする。第1径方向隙間は、シュラウド凸部よりも径方向の外側で、径方向でのシュラウド凸部とカバー凹部との間に形成される。軸方向隙間は、軸方向でのシュラウド凸部とカバー凹部との間に形成される。隙間は、第2径方向隙間を含む。第2径方向隙間は、シュラウド凸部よりも径方向の内側で、径方向でのシュラウド凸部とカバー凹部との間に形成される。第2径方向隙間の最小の隙間寸法は、軸方向隙間の最小の隙間寸法よりも小さい。第2径方向隙間の軸方向での長さは、軸方向隙間の径方向での長さよりも長い。
このように、第1径方向隙間と、軸方向隙間と、第2径方向隙間とを形成することができる。これによれば、第2径方向隙間が形成されていない場合と比較して、ラビリンスシールのシール長を長くすることができる。
また、第4の観点によれば、カバー凹部は、外周側側面と、内周側側面とを有する。シュラウド凸部は、外周側側面と、内周側側面とを有する。第1径方向隙間の長さは、カバー凹部の外周側側面のうち軸方向の他方側に位置する端部と、シュラウド凸部の外周側側面のうち軸方向の一方側に位置する端部との軸方向での距離である。第2径方向隙間の長さは、カバー凹部の内周側側面のうち軸方向の他方側に位置する端部と、シュラウド凸部の内周側側面のうち軸方向の一方側に位置する端部との軸方向での距離である。軸方向隙間の長さは、シュラウド凸部のうちカバー凹部の内部に位置する部分におけるシュラウド凸部の径方向での最大幅である。
このように、各隙間の長さを具体的に定義することができる。
また、第5の観点によれば、第1径方向隙間の最小の隙間寸法は、第2径方向隙間の最小の隙間寸法よりも大きい。これによれば、遠心力によってターボファンの変形が生じても、第1径方向隙間を確保することができる。
また、第6の観点によれば、軸方向隙間を第1軸方向隙間とする。シュラウド対向面は、シュラウド凹部を有する。カバー対向面は、カバー凸部を有する。シュラウド凹部の内部にカバー凸部が位置する。軸方向でのカバー凸部とシュラウド凹部との間に、第2軸方向隙間が形成される。カバー凸部よりも径方向の内側で、径方向でのカバー凸部とシュラウド凹部との間に、第3径方向隙間が形成される。第3径方向隙間の最小の隙間寸法は、第1軸方向隙間の最小の隙間寸法および第2軸方向隙間の最小の隙間寸法よりも小さい。第3径方向隙間の軸方向での長さ、第2軸方向隙間の径方向での長さよりも長い。
このように、さらに、第2軸方向隙間と、第3径方向隙間とを形成することができる。これによれば、第2軸方向隙間と第3径方向隙間とが形成されていない場合と比較して、シール長を長くすることができる。
また、第7の観点によれば、シュラウド凹部は、内周側側面を有する。カバー凸部は、内周側側面を有する。第3径方向隙間の長さは、シュラウド凹部の内周側側面のうち軸方向の一方側に位置する端部と、カバー凸部の内周側側面のうち軸方向の他方側に位置する端部との軸方向での距離である。第2軸方向隙間の長さは、カバー凸部のうちシュラウド凹部の内部に位置する部分におけるカバー凸部の径方向での最大幅である。
このように、各隙間の長さを具体的に定義することができる。
また、第8の観点によれば、第2径方向隙間の最小の隙間寸法は、第3径方向隙間の最小の隙間寸法よりも大きい。第1径方向隙間の最小の隙間寸法は、第2径方向隙間の最小の隙間寸法よりも大きい。
これによれば、遠心力によってターボファンの変形が生じても、第1径方向隙間および第2径方向隙間を確保することができる。
また、第9の観点によれば、カバー部は、軸方向隙間および径方向隙間を形成する第1段部と、第1段部よりも径方向で外側に位置する第2段部とを有する。第2段部の軸方向での一方側の表面は、第1段部の軸方向での一方側の表面よりも、軸方向の他方側に位置する。
これによれば、カバー部に第2段部が設けられていない場合と比較して、ケーシングの軸方向での厚さを低減できる。
また、第10の観点によれば、第1段部は、第1段部のうち径方向の外側に位置する側面を有する。側面は、複数の突出部が設けられている。複数の突出部のそれぞれは、側面のうち軸方向の一方側から他方側にわたって配置されている。
これによれば、第1段部の強度を向上できる。
また、第11の観点によれば、カバー部は、径方向の内側に、空気が吸い込まれるケーシング吸気孔を形成するカバー内周端部を有する。複数枚の翼のうち隣り合う翼は、空気が流れる翼間流路を形成する。遠心送風機は、ケーシング吸気孔から翼間流路に向かう空気流れを案内する案内面を有する案内部を備える。案内面のうち軸方向の一方側に位置する端部は、シュラウド内周端部のうち軸方向の一方側に位置する端部よりも軸方向の一方側に位置するとともに、カバー部のうちカバー内周端部を含む内周側部分のうち軸方向の一方側に位置する端部よりも軸方向の他方側に位置する。
これによれば、より上流側から空気流れの向きを軸方向から径方向に変えることができる。
また、第12の観点によれば、径方向隙間の軸方向での長さは、軸方向隙間の径方向での長さと同じである。径方向隙間の軸方向での長さをこのような長さにすることができる。
また、第13の観点によれば、径方向隙間の軸方向での長さは、軸方向隙間の径方向での長さよりも短い。径方向隙間の軸方向での長さをこのような長さにすることができる。
12 ケーシング
14 回転軸
18 ターボファン
52 翼
54 シュラウドリング
60 他方側側板
221 第1カバー部

Claims (10)

  1. 空気を吹き出す遠心送風機であって、
    回転軸(14)と、
    前記回転軸に固定され、前記回転軸とともに回転するターボファン(18)と、
    前記ターボファンを内部に収容するケーシング(12)とを備え、
    前記ターボファンは、
    前記回転軸のまわりに配置された複数枚の翼(52)と、
    前記複数枚の翼のそれぞれの前記回転軸の軸方向(DRa)の一方側に位置する一方側翼端部(521)に連結された環形状のシュラウドリング(54)と、
    前記複数枚の翼のそれぞれの前記軸方向の他方側に位置する他方側翼端部(522)に連結された他方側側板(60)とを有し、
    前記シュラウドリングは、前記ターボファンの径方向の内側に、空気が吸い込まれるファン吸気孔(54a)を形成するシュラウド内周端部(541)を有し、
    前記ケーシングは、前記シュラウドリングに対して前記軸方向の前記一方側に配置されたカバー部(221)を有し、
    前記シュラウドリングと前記カバー部とは、両者の間に隙間(G1)を形成しており、
    前記隙間は、前記径方向での前記カバー部と前記シュラウドリングとの間に形成された径方向隙間(G11)と、前記軸方向での前記カバー部と前記シュラウドリングとの間に形成された軸方向隙間(G12)とを含み、
    前記径方向隙間は、前記シュラウド内周端部よりも前記径方向の外側に位置し、
    前記軸方向隙間は、前記径方向隙間よりも前記径方向の内側に位置し、
    前記径方向隙間における前記シュラウドリングと前記カバー部との最短距離である前記径方向隙間の最小の隙間寸法(D11)は、前記軸方向隙間における前記シュラウドリングと前記カバー部との最短距離である前記軸方向隙間の最小の隙間寸法(D12)よりも小さく、
    前記シュラウド内周端部と前記カバー部との最短距離(D1)は、前記径方向隙間の前記最小の隙間寸法よりも大きく、
    前記径方向隙間の前記軸方向での長さ(L11)は、前記軸方向隙間の前記径方向での長さ(L12)よりも長い遠心送風機。
  2. 前記カバー部は、前記シュラウドリングに対向するカバー対向面(225)を有し、
    前記カバー対向面は、前記カバー対向面のうち前記シュラウド内周端部よりも前記径方向の外側の位置で、前記回転軸の位置を中心位置として円周状に設けられたカバー凹部(226)を有し、
    前記シュラウドリングは、前記カバー部に対向するシュラウド対向面(544)を有し、
    前記シュラウド対向面は、前記カバー凹部に対向する領域の少なくとも一部に設けられたシュラウド凸部(545、547)を有し、
    前記カバー凹部の内部に前記シュラウド凸部が位置し、
    前記径方向隙間を第1径方向隙間とし、
    前記第1径方向隙間は、前記シュラウド凸部よりも前記径方向の外側で、前記径方向での前記シュラウド凸部と前記カバー凹部との間に形成され、
    前記軸方向隙間は、前記軸方向での前記シュラウド凸部と前記カバー凹部との間に形成され、
    前記隙間は、第2径方向隙間(G13)を含み、
    前記第2径方向隙間は、前記シュラウド凸部よりも前記径方向の内側で、前記径方向での前記シュラウド凸部と前記カバー凹部との間に形成され、
    前記第2径方向隙間における前記シュラウドリングと前記カバー部との最短距離である前記第2径方向隙間の最小の隙間寸法(D13)は、前記軸方向隙間の最小の隙間寸法よりも小さく、
    前記第2径方向隙間の前記軸方向での長さ(L13)は、前記軸方向隙間の前記径方向での長さ(L12)よりも長い請求項に記載の遠心送風機。
  3. 前記カバー凹部は、前記カバー凹部のうち前記径方向の外側に位置する外周側側面(226b)と、前記カバー凹部のうち前記径方向の内側に位置する内周側側面(226c)とを有し、
    前記シュラウド凸部は、前記シュラウド凸部のうち前記径方向の外側に位置する外周側側面(545b)と、前記シュラウド凸部のうち前記径方向の内側に位置する内周側側面(545c)とを有し、
    前記第1径方向隙間の前記長さは、前記カバー凹部の前記外周側側面のうち前記軸方向の前記他方側に位置する端部(226b1)と、前記シュラウド凸部の前記外周側側面のうち前記軸方向の前記一方側に位置する端部(545b1)との前記軸方向での距離であり、
    前記第2径方向隙間の前記長さは、前記カバー凹部の前記内周側側面のうち前記軸方向の前記他方側に位置する端部(226c1)と、前記シュラウド凸部の前記内周側側面のうち前記軸方向の前記一方側に位置する端部(545c1)との前記軸方向での距離であり、
    前記軸方向隙間の前記長さは、前記シュラウド凸部のうち前記カバー凹部の内部に位置する部分における前記シュラウド凸部の前記径方向での最大幅である請求項に記載の遠心送風機。
  4. 前記第1径方向隙間の前記最小の隙間寸法は、前記第2径方向隙間の前記最小の隙間寸法よりも大きい請求項またはに記載の遠心送風機。
  5. 前記軸方向隙間を第1軸方向隙間とし、
    前記シュラウド対向面は、前記シュラウド凸部よりも前記径方向の内側における前記シュラウド凸部の隣りに、前記回転軸の位置を中心位置として円周状に設けられたシュラウド凹部(546)を有し、
    前記カバー対向面は、前記シュラウド凹部に対向する領域の少なくとも一部に設けられたカバー凸部(227)を有し、
    前記シュラウド凹部の内部に前記カバー凸部が位置し、
    前記軸方向での前記カバー凸部と前記シュラウド凹部との間に、第2軸方向隙間(G14)が形成され、
    前記カバー凸部よりも前記径方向の内側で、前記径方向での前記カバー凸部と前記シュラウド凹部との間に、第3径方向隙間(G15)が形成され、
    前記第3径方向隙間における前記シュラウドリングと前記カバー部との最短距離である前記第3径方向隙間の最小の隙間寸法(D15)は、前記第1軸方向隙間の最小の隙間寸法および前記第2軸方向隙間における前記シュラウドリングと前記カバー部との最短距離である前記第2軸方向隙間の最小の隙間寸法(D14)よりも小さく、
    前記第3径方向隙間の前記軸方向での長さ(L15)は、前記第2軸方向隙間の前記径方向での長さ(L14)よりも長い請求項またはに記載の遠心送風機。
  6. 前記シュラウド凹部は、前記シュラウド凹部のうち前記径方向の内側に位置する内周側側面(546c)を有し、
    前記カバー凸部は、前記カバー凹部のうち前記径方向の内側に位置する内周側側面(227c)を有し、
    前記第3径方向隙間の前記長さは、前記シュラウド凹部の前記内周側側面のうち前記軸方向の前記一方側に位置する端部(546c1)と、前記カバー凸部の前記内周側側面のうち前記軸方向の前記他方側に位置する端部(227c1)との前記軸方向での距離であり、
    前記第2軸方向隙間の前記長さは、前記カバー凸部のうち前記シュラウド凹部の内部に位置する部分における前記カバー凸部の前記径方向での最大幅である請求項に記載の遠心送風機。
  7. 前記第2径方向隙間の前記最小の隙間寸法は、前記第3径方向隙間の前記最小の隙間寸法よりも大きく、
    前記第1径方向隙間の前記最小の隙間寸法は、前記第2径方向隙間の前記最小の隙間寸法よりも大きい請求項またはに記載の遠心送風機。
  8. 前記カバー部は、前記軸方向隙間および前記径方向隙間を形成する第1段部(231)と、前記第1段部よりも前記径方向で外側に位置する第2段部(232)とを有し、
    前記第2段部の前記軸方向での前記一方側の表面(232a)は、前記第1段部の前記軸方向での前記一方側の表面(231a)よりも、前記軸方向の他方側に位置する請求項1ないしのいずれか1つに記載の遠心送風機。
  9. 前記第1段部は、前記第1段部のうち前記径方向の外側に位置する側面(231c)を有し、
    前記側面は、複数の突出部(231d)が設けられており、
    前記複数の突出部のそれぞれは、前記側面のうち前記軸方向の前記一方側から前記他方側にわたって配置されている請求項に記載の遠心送風機。
  10. 前記カバー部は、前記径方向の内側に、空気が吸い込まれるケーシング吸気孔を形成するカバー内周端部(221b)を有し、
    前記複数枚の翼のうち隣り合う翼は、空気が流れる翼間流路(52a)を形成し、
    前記遠心送風機は、前記ケーシング吸気孔から前記翼間流路に向かう空気流れを案内する案内面(562a)を有する案内部(562)を備え、
    前記案内面のうち前記軸方向の前記一方側に位置する端部(562a1)は、前記シュラウド内周端部のうち前記軸方向の前記一方側に位置する端部(541a)よりも前記軸方向の前記一方側に位置するとともに、前記カバー部のうち前記カバー内周端部を含む内周側部分(231)のうち前記軸方向の前記一方側に位置する端部(231a)よりも前記軸方向の前記他方側に位置する請求項1ないしのいずれか1つに記載の遠心送風機。
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