JP7101824B2 - 送風装置 - Google Patents

Description

本発明は、遠心送風機を外側ケーシング内に組み込んだ送風装置に関する。

天井裏の空間に設置される換気装置には、遠心送風機を備えた送風装置が用いられることがある。送風装置に組み込まれる遠心送風機は、ファンと、ファンを駆動するモータと、ファンを収容するスクロールケーシングとを有している。

ファンの駆動によって外側ケーシングの取込口から空気を吸い込み、遠心送風機を介して外側ケーシング吐出口から空気が吹き出す。外側ケーシング内部を風が通過する際、気流の乱れによって外側ケーシング内部において圧力の損失が発生し、風量が低下してしまう。

特許文献１に開示される送風装置は、ファンを収容するスクロールケーシングの外側及び遠心送風機を収容する外側ケーシングの内側に気流の乱れを整流する整流部材を取付け、外側ケーシング内部で発生する圧力損失を低減している。特許文献１に開示される送風装置の整流部材の断面は三角形であり、スクロールケーシングに接する三角柱形状である。外側ケーシングの取込口から吸い込まれた空気はスクロールケーシングの反モータ側吸込口とモータ側吸込口に向かう気流に分流される。このとき三角柱形状の整流部材を配置することで分流がスムーズになり、かつ分流された空気が三角柱形状の整流部材に沿って流れることで整流され圧力の損失が低減する。

特許第３３０９７０３号公報

特許文献１に開示されるような整流部材を備えた送風装置では、反モータ側吸込口に向かう気流とモータ側吸込口に向かう気流とをスムーズに分流させるには、スクロールケーシングからある程度離した位置で分流させる必要がある。特許文献１に開示される送風装置は、分流後の空気を整流させるために整流部材をスクロールケーシングと接させているため整流部材が大きくなるといった課題が発生する。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、整流部材の大型化を抑えて圧力損失の低減を図った送風装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、取込口及び吐出口を有する外側ケーシングと、外側ケーシングの内部に収容された遠心送風機とを備え、遠心送風機によって取込口から空気を吸い込み、吐出口から吹き出す空気流を発生させる送風装置であって、取込口から遠心送風機の反モータ側吸込口及びモータ側吸込口に至るまでの風路内で、遠心送風機とは接しない位置に設置され、取込口に対して正対し、遠心送風機側が凹となるように反モータ側吸込口及びモータ側吸込口に向かって屈曲させた分流板を備える。分流板の屈曲の頂点から端部までの部分である屈曲部の長さは、屈曲部の延長上での遠心送風機の吸込口面との交点と頂点との間の長さよりも短い。

本発明に係る送風装置は、整流部材の大型化を抑えて圧力損失の低減を図れるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る送風装置の斜視図 実施の形態１に係る送風装置の断面図 実施の形態１に係る送風装置が発生させる気流の流速を示す図 実施の形態１に係る送風装置の送風効率を示す図 本発明の実施の形態２に係る送風装置の断面図 本発明の実施の形態３に係る送風装置の断面図

以下に、本発明の実施の形態に係る送風装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る送風装置の斜視図である。図２は、実施の形態１に係る送風装置の断面図である。図２は、送風装置５０の高さ方向の中央での断面を示している。実施の形態１に係る送風装置５０は、建物の天井裏の空間に設置される。ダクト接続部品９には、天井裏に設置されているダクトが接続される。実施の形態１に係る送風装置５０は、室内の空気を吸い込み、室外へ排気して換気を行う。送風装置５０は、スクロールケーシング２の互いに対向する二つの側面、すなわちモータ側と反モータ側との双方に、モータ側吸込口８と反モータ側吸込口７とが設けられた両吸込型である。スクロールケーシング２の吸込口面２ａは、遠心送風機３０の吸込口面をなしている。なお、吸込口面２ａは、スクロールケーシング２のモータ側吸込口８が設けられた面又は反モータ側吸込口７が設けられた面をスクロールケーシング２の外まで延長した部分を含む平面である。

送風装置５０の外郭をなす外側ケーシング３の内部には、遠心送風機３０が収容されている。遠心送風機３０は、スクロールケーシング２の内部に、ファン４とモータ１の一部とが収納されている。ファン４がモータ１によって駆動されることで、図２中に矢印で向きを示す作動流体流れ１０のように、取込口５から空気が流入し、遠心送風機３０の反モータ側吸込口７とモータ側吸込口８とからファン４に吸い込まれ、吐出口６から吹き出される。

実施の形態１に係る送風装置５０内には、取込口５に正対して設置された分流板１１を備える。分流板１１は、遠心送風機３０側が凹となるように屈曲している。すなわち、分流板１１は、屈曲の頂点１１ｐよりも分流板１１の端部１１ａの方が遠心送風機３０の近くに位置している。モータ１の回転軸の軸方向において、頂点１１ｐとモータ側吸込口８との間の距離と、頂点１１ｐと反モータ側吸込口７との間の距離は等しくなっている。頂点１１ｐと端部１１ａとの間の部分である屈曲部１１ｂの長さＬは、屈曲部１１ｂの延長上でのスクロールケーシング２の吸込口面２ａとの交点Ｃと、頂点１１ｐとの間の長さＡよりも短い。分流板１１は遠心送風機３０とは接していない。

実施の形態１に係る送風装置５０は、取込口５から外側ケーシング３内に流入した空気が分流板１１の屈曲部１１ｂと接触することでと反モータ側吸込口７に向かう気流とモータ側吸込口８に向かう気流とに分流され、分流板１１に沿って流れることで整流される。分流板１１による整流作用は、気流が分流板１１を通過しても反モータ側吸込口７又はモータ側吸込口８に吸い込まれるまで維持されるため、取込口５から反モータ側吸込口７及びモータ側吸込口８に至るまでの気流の剥離及び渦の発生が減り、取込口５から吐出口６に向かう風路の方向にスムーズな気流となってスクロールケーシング２の反モータ側吸込口７又はモータ側吸込口８に吸い込まれることになる。したがって、実施の形態１に係る送風装置５０は、圧力損失を低減させることができる。

図３は、実施の形態１に係る送風装置が発生させる気流の流速を示す図である。取込口５から流入した空気が分流板１１の屈曲部１１ｂによって分流及び整流され、分流板１１を通過した後も整流作用が維持されていることが確認できる。すなわち、分流板１１は、整流部材の働きをすることが確認できる。

図４は、実施の形態１に係る送風装置の送風効率を示す図である。図４には、分流板１１を備えない送風装置の送風効率と、特許文献１のようにスクロールケーシングに接する三角柱形状の整流部材を配置した送風装置の送風効率も図示している。実施の形態１に係る送風装置５０が備える分流板１１は、スクロールケーシングに接する三角柱形状の整流部材と同様の送風効率の改善効果を有していることがわかる。圧力損失が減れば、送風効率が向上することから、実施の形態１に係る送風装置５０は、スクロールケーシングに接する三角柱形状の整流部材を配置した送風装置と同等に圧力損失の低減を図れていることがわかる。

実施の形態１に係る送風装置５０は、分流板１１がスクロールケーシング２と離れていることで、整流部材である分流板１１の大型化を抑えることができる。また、スクロールケーシング２と離して設置する分流板１１が整流部材の働きをするため、圧力損失の低減を図ることができる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る送風装置の断面図である。実施の形態１に係る送風装置５０と共通する部分は、実施の形態１と同じ符号を付して説明は省略する。実施の形態２に係る送風装置５０は、取込口５に正対して設置された分流板１１を備える。分流板１１は遠心送風機３０側に屈曲している。反モータ側吸込口７へ向かう屈曲部１１ｂの長さはＬ１、モータ側吸込口８へ向かう屈曲部１１ｂの長さはＬ２である。屈曲部１１ｂの延長上でのスクロールケーシング２の吸込口面２ａとの交点Ｃと頂点１１ｐとの間の長さＡと、屈曲部１１ｂの長さＬ１，Ｌ２との関係は、Ｌ１＞Ａ／３＞Ｌ２である。すなわち、反モータ側吸込口７へ向かう屈曲部１１ｂの長さＬ１と、モータ側吸込口８へ向かう屈曲部１１ｂの長さとが互いに異なっている。

実施の形態２に係る送風装置５０は、取込口５から流入した空気が分流板１１の屈曲部１１ｂと接触することで反モータ側吸込口７に向かう気流とモータ側吸込口８に向かう気流とに分流され、整流される。実施の形態２に係る送風装置５０は、反モータ側吸込口７に向かう気流をより整流するため、反モータ側吸込口７に向かう気流がモータ側吸込口８に向かう気流よりも多くなる。

モータ側吸込口８は、風路内にモータ１が存在するため、反モータ側吸込口７よりも風路が狭く、流速が大きくなるため、騒音の増大及び圧力損失の増大の原因になりやすい。実施の形態２に係る送風装置５０は、反モータ側吸込口７に向かう気流とモータ側吸込口８に向かう気流との流量バランスを分流板１１の屈曲部１１ｂの長さＬ１，Ｌ２を調整することで制御できる。流量が少ないほど圧力損失も少ないため、屈曲部１１ｂの長さＬ１，Ｌ２を調整することで圧力損失の制御が可能となる。

実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係る送風装置の断面図である。実施の形態１に係る送風装置５０と共通する部分は、実施の形態１と同じ符号を付して説明は省略する。実施の形態３に係る送風装置５０は、取込口５に正対して設置された分流板１１を備え、この分流板１１は遠心送風機３０側に屈曲しており、反モータ側吸込口７へ向かう屈曲部１１ｂの長さはＬ１、モータ側吸込口８へ向かう屈曲部１１ｂの長さはＬ２である。屈曲部１１ｂの延長上でのスクロールケーシング２の吸込口面２ａとの交点Ｃと頂点１１ｐとの間の長さＡと、屈曲部１１ｂの長さＬ１，Ｌ２との関係は、Ｌ２＞Ａ／３＞Ｌ１である。すなわち、反モータ側吸込口７へ向かう屈曲部１１ｂの長さＬ１と、モータ側吸込口８へ向かう屈曲部１１ｂの長さとが互いに異なっている。

実施の形態３に係る送風装置５０は、取込口５から流入した空気が分流板１１の屈曲部１１ｂと接触することで反モータ側吸込口７に向かう気流とモータ側吸込口８に向かう気流とに分流され、整流されるが、モータ側吸込口８に向かう気流をより整流するため、モータ側吸込口８に向かう気流が反モータ側吸込口７に向かう気流よりも多くなる。

遠心送風機３０が両吸込形の場合、モータ側吸込口８に向かう気流を利用してモータ１を空冷させることで、空冷がない場合よりもモータ１の出力の増加を図ったり、モータ１を冷却する冷却フィンを削減したり、モータ１をダウンサイジング化したりしてコスト低減を図ることが可能となる。実施の形態３に係る送風装置５０は、反モータ側吸込口７に向かう気流とモータ側吸込口８に向かう気流との流量バランスを、分流板１１の屈曲部１１ｂの長さＬ１，Ｌ２を調整することで制御できる。空冷効果は流量が多いほど効果的なため、屈曲部１１ｂの長さＬ１，Ｌ２を調整することで冷却効果の制御が可能となる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ モータ、２ スクロールケーシング、２ａ 吸込口面、３ 外側ケーシング、４ ファン、５ 取込口、６ 吐出口、７ 反モータ側吸込口、８ モータ側吸込口、９ ダクト接続部品、１０ 作動流体流れ、１１ 分流板、１１ａ 端部、１１ｂ 屈曲部、１１ｐ 頂点、３０ 遠心送風機、５０ 送風装置。

Claims (5)

1. 取込口及び吐出口を有する外側ケーシングと、前記取込口に設置されたダクト接続部品と、前記外側ケーシングの内部に収容された遠心送風機とを備え、前記遠心送風機によって前記取込口から空気を吸い込み、前記吐出口から吹き出す空気流を発生させる送風装置であって、
   前記取込口から前記遠心送風機の反モータ側吸込口及びモータ側吸込口に至るまでの風路内で、前記遠心送風機とは接しない位置に設置され、前記取込口に対して正対し、前記遠心送風機側が凹となるように前記反モータ側吸込口及び前記モータ側吸込口に向かって屈曲させた分流板を備え、
   前記モータ側吸込口に配置された前記遠心送風機のモータが前記モータ側吸込口の一部を閉塞することで、前記モータ側吸込口の風路は、前記反モータ側吸込口の風路よりも狭くなっており、
   前記分流板の屈曲の頂点から端部までの部分である屈曲部の長さは、前記屈曲部の延長上での前記遠心送風機の吸込口面との交点と前記頂点との間の長さよりも短く、
   前記反モータ側吸込口へ向かう前記屈曲部の長さと、前記モータ側吸込口へ向かう前記屈曲部の長さとが互いに異なり、
   前記分流板の頂点は、前記外側ケーシングと前記ダクト接続部品との接続面上に配置されていることを特徴とする送風装置。
2. 前記反モータ側吸込口へ向かう前記屈曲部の長さＬ１と、前記モータ側吸込口へ向かう前記屈曲部の長さＬ２とが、Ｌ１＞Ｌ２の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
3. 前記反モータ側吸込口へ向かう前記屈曲部の長さＬ１と、前記モータ側吸込口へ向かう前記屈曲部の長さＬ２と、前記交点と前記頂点との間の長さＡとが、Ｌ１＞Ａ／３＞Ｌ２の関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載の送風装置。
4. 前記反モータ側吸込口へ向かう前記屈曲部の長さＬ１と、前記モータ側吸込口へ向かう前記屈曲部の長さＬ２とが、Ｌ２＞Ｌ１の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
5. 前記反モータ側吸込口へ向かう前記屈曲部の長さＬ１と、前記モータ側吸込口へ向かう前記屈曲部の長さＬ２と、前記交点と前記頂点との間の長さＡとが、Ｌ２＞Ａ／３＞Ｌ１の関係を満たすことを特徴とする請求項４に記載の送風装置。

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