JPH06281194A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の主要な目的は、低騒音でかつコンパク
トな送風装置を提供することにある。 【構成】送風ユニット１５のケース２３は、上方から見
て互いに対向する前後一対の短辺側壁面５０，５１と、
左右一対の長辺側壁面５２，５３を有し、内部にチャン
バ５４を有するとともに、上部に吐出口１６を備えてい
る。送風ユニットケース２３の内部にハウジングレスの
ターボファン４０が収容されている。このターボファン
４０は、空気取入口から吸込んだ空気を送風ユニットケ
ース２３の内部に吐出するようになっている。送風ユニ
ットケース２３の短辺側壁面５０，５１の上下方向中間
部と、吐出口１６の開口縁部６０，６１との間に、風案
内板９５が配置されている。風案内板９５と壁面５０，
５１のなす角度θは、１５°〜３５°の範囲である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば空気調和設備や
空気清浄設備などの送風手段として使われる送風装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】建物の冷暖房等の空気調和を行うための
設備として、図１４に示されるようなコンパクト型の空
気調和機100 が使われている。この種の空気調和機100
は、吸入ユニット101 と、フィルタユニット102 と、熱
交換ユニット103 と、送風ユニット104 等の各ユニット
を、要求仕様に応じて選択し組立てたものであり、特に
厚み方向の寸法が小さい（薄い）ことが特徴である。ま
た、必要に応じて各ユニット101 〜104 を交換すること
ができ、組合わせの自由度が大きいといった利点もあ
る。

【０００３】この空気調和機100 は、図１４中に矢印で
示すように、吸入ユニット101 の吸込口から導入した空
気を、フィルタユニット102 と熱交換ユニット103 を経
て、送風ユニット104 の送風機105 の吐出口106 から所
望の空調ゾーンに吐出するようになっている。従って吐
出口106 に給気ダクト107 等の下流側導風路が接続され
る。

【０００４】この種の空気調和機100 に使われる送風機
105 として、シロッコファン109 が多用されている。シ
ロッコファン109 は、そのハウジング110 の内部に多数
の前向き翼を収容したものであり、外径が小さくても空
気量が多く、圧力を高くとれるが、所定の圧力を得るた
めにハウジング110 が不可欠である。すなわちシロッコ
ファン109 は、ハウジングレスにすると圧力が上がらず
使用に耐えないものとなる。

【０００５】このため、シロッコファン109 を用いた送
風ユニット104 は、ファンのハウジング110 の吐出口10
6 に給気ダクト107 の接続端を連結しており、吐出口10
6 から直接給気ダクト107 に送風をなすように構成され
ていた。また、シロッコファン109 は軸線方向の長さが
比較的大であるため、送風ユニットケース111 の内部ス
ペースを有効に使うためにファン109 を横置きの姿勢で
設置している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の送風ユ
ニット104 は、ファンのハウジング110 の吐出口106 が
送風ユニットケース111 に固定されているため、ファン
109 の吐出騒音が直接給気ダクト107 に伝わる。このた
め騒音が大きい場合に吐出口106 に消音チャンバを接続
したり、給気ダクト107 に消音ボックスを設ける必要が
あるが、その場合は装置が大形化し、重量も大となる。

【０００７】また、シロッコファン109 の吐出速度はお
およそ１５ｍ／ｓになるが、空気調和機100 の給気ダク
ト107 の風速は圧力損失を考慮して、通常は５ｍ／ｓ近
くで設計されている。このため給気ダクト107 に接続す
るために拡大管やプレナムチャンバなどを設けて、消音
チャンバとして共用することも行われるが、その場合も
装置が大形化する。また、吐出口106 における出口速度
が速いため、渦音発生や偏流が生じる。

【０００８】しかもファンのハウジング110 の吐出口10
6 に給気ダクト107 が接続されているため、ハウジング
110 の振動が吐出口106 に伝播する。このためゴムパッ
キンやフレキシブルダクト等を用いることによって振動
の絶縁を図っているが十分な対策になり得ない。また、
モータ115 の振動をゴム等で防振しているが、モータ11
5 が横置きでかつ片持ちシャフト上にファン109 が回転
しているため重心が不安定になりやすく、防振材の配置
や数量の選定が難しいなどの問題があった。また、ファ
ン109 がハウジング110 に収容されているため、このフ
ァン109 を設置するのに比較的大きなスペースが必要で
あり、コンパクト化が図りにくい。従って本発明の目的
は、上記の問題を解決して小形で低騒音な送風装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を果たすために
開発された本発明は、上方から見て互いに対向する一対
の短辺側壁面と一対の長辺側壁面とを有しかつ上部に吐
出口が開口する箱形の送風ユニットケースと、上記送風
ユニットケースに収容されていてこの送風ユニットケー
ス内に空気流を吐出するハウジングレス・ターボファン
と、上記ターボファンを回転させるモータと、上記送風
ユニットケースの短辺側壁面の上下方向中間部と上記吐
出口の開口縁部との間に斜めに配設されていて上記吐出
口に向って開口幅が次第に狭まるようにした風案内板と
を具備したことを特徴とする送風装置である。

【００１０】

【作用】送風ユニットケースの内部においてハウジング
レスのターボファンが回転すると、ファンに吸込まれた
空気がファンを通って遠心力により一旦送風ユニットケ
ース内に高速度で吐出される。この空気の速度による圧
力（動圧）が送風チャンバとしての送風ユニットケース
内で適度に静圧に変換され、空気が吐出口から給気ダク
トに吐出される。その際に、風案内板によって所望の空
気流路が形成されるとともに、消音効果が発揮され、目
標風速が得られる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。図１〜図３に示されたコンパクト型の
空気調和機１０は、空気取入口１１を有する吸入ユニッ
ト１２と、フィルタユニット１３と、熱交換ユニット１
４と、本発明に係る送風ユニット１５とを組合わせたも
のである。送風ユニット１５の上部に吐出口１６が開口
している。各ユニット１２〜１５は、それぞれ互いに独
立したユニットケース２０，２１，２２，２３を有して
おり、要求仕様に応じて各種容量のものに交換可能とし
てある。吐出口１６に、必要に応じて、給気ダクト２４
（一部のみ図示する）が接続される。

【００１２】空気取入口１１は吸入ユニット１２の上部
に開口している。吸入ユニット１２の内部は吸気チャン
バ２５となっている。フィルタユニット１３の内部には
周知のフィルタ要素２６，２７が収容されており、吸入
ユニット１２から送り込まれてくる空気を清浄なものに
して熱交換ユニット１４に送り出すようにしている。熱
交換ユニット１４は、ユニットケース２２の内部に設け
られた冷水コイル３０や温水コイル３１あるいは加湿器
３２などを含んでいる。熱交換ユニット１４と送風ユニ
ット１５は、互いに空気流路を介して連通している。

【００１３】送風ユニット１５は、ユニットケース２３
と、このユニットケース２３内の下部に設置されたハウ
ジングレスのターボファン４０と、このターボファン４
０を回転させるためのモータ４１と、モータ４１を支え
る架台組立体４２などを備えて構成されている。

【００１４】送風ユニットケース２３は直方体形状（箱
形）をなしており、上方から見て互いに対向する前後一
対の短辺側壁面５０，５１と、これら短辺側壁面５０，
５１をつなぐ左右一対の長辺側壁面５２，５３とを有し
ている。この送風ユニットケース２３の内部空間は送風
チャンバ５４として使用される。図９に一部を示したよ
うに、ユニットケース２３の内面全体と天板５６の下面
に、グラスウール等のように断熱と吸音効果を有する断
熱・吸音材５５が設けられている。

【００１５】送風ユニットケース２３の上部に吐出口１
６が開口している。この吐出口１６は、送風ユニットケ
ース２３の短辺側壁面５０，５１と平行関係にある短辺
側開口縁部６０，６１と、長辺側壁面５２，５３と平行
関係にある長辺側開口縁部６２，６３とを有し、上方か
ら見て長方形をなしている。

【００１６】ターボファン４０は、図４ないし図６に示
されるような複数の後退翼形のブレード７０を、上下の
環状ガイド板７１，７２に固定したものである。このタ
ーボファン４０は、スクロール流路をもたないハウジン
グレスタイプであるから、ブレード７０がそのまま送風
ユニットケース２３の内部に露出している。ブレード７
０はアルミニウム合金等の型材からなり、ガイド板７
１，７２の間に円周方向に等ピッチで配されている。

【００１７】図５に示されるように、ファン４０のブレ
ード７０の断面はエアロフォイル形状をなしており、軸
７５を中心として図中の矢印Ｆ方向（反時計回り）に回
転するようになっている。ファン４０の下面側中央部に
空気取入口７６が開口し、外周側に空気出口７７が開口
している。このターボファン４０が矢印Ｆ方向に回転す
ると、ブレード７０の回転によって空気取入口７６から
吸い込まれた空気が、図６中の矢印方向に流れて空気出
口７７から送風ユニットケース２３の内部空間（送風チ
ャンバ５４）に吐出される。

【００１８】上記ターボファン４０の上側のガイド板７
１は、中央側が下方に凹む谷形をなしており、このガイ
ド板７１の中心に設けられた軸取付部７８に、モータ４
１の出力軸７９の先端部が固定されている。このため、
モータ４１を含むファンユニット全体の軸線方向の長さ
を短くすることができた。

【００１９】図７および図８に示すように、架台組立体
４２は、矩形に枠組みされたフレーム架台８０の上に、
防振用インシュレータ８１を介して矩形枠状の防振架台
８２を設置したものであり、防振架台８２の上にモータ
架台８３が設けられている。モータ架台８３には門形の
フレーム８５，８６が設けられており、このフレーム８
５，８６の上部に取付けられたブラケット８７に、モー
タ４１の端板８８が位置決めされた状態で固定されてい
る。従ってモータ４１の出力軸７９は下を向いていてフ
ァン４０を吊下げる格好となっている。このため重心が
安定しており、従来の片持ち式のファン（図１４）と比
較して、防振対策等も容易となる。

【００２０】フレーム架台８０は送風ユニットケース２
３に固定されている。そしてフレーム架台８０に取付板
９０が設けられており、この取付板９０の下側からター
ボファン４０のインレットリング９１が固定されてい
る。防振架台８２は、フレーム架台８０に対して防振用
インシュレータ８１の高さ分だけ浮くため、その隙間を
埋めるために適宜のシール材９２が防振架台８２とフレ
ーム架台８０との間に設けられる。モータ架台８３は、
位置決めレール９３によって防振架台８２の所定位置に
取付けられるようになっている。

【００２１】吐出口１６の内側、すなわち送風ユニット
ケース２３の短辺側壁面５０，５１の上下方向中間部と
吐出口１６の開口縁部６０，６１との間に、一対の風案
内板９５が設けられている。これらの案内板９５は、吐
出口１６に近付くにつれて開口幅が次第に狭まるように
斜めに配置されている。壁面５０，５１に対する風案内
板９５の傾斜角度θは、後述する理由により、１５°〜
３５°の範囲としている。

【００２２】図９に示されるように、送風ユニットケー
ス２３の内面側に、アングル材等を用いた中間フレーム
９６が設けられており、この中間フレーム９６によって
風案内板９５が支持されている。風案内板９５は、パン
チングメタル等の孔あき板の裏面側にグラスウール等の
吸音部材９７を設けたものであり、風案内板９５と送風
ユニットケース２３とで囲まれる領域に空気層９８が形
成されている。なお、グラスウールの代りに発泡スチロ
ールや発泡ウレタン等の合成樹脂の発泡多孔体が用いら
れてもよい。

【００２３】図３に示されるように、送風ユニットケー
ス２３の長辺側壁面５２，５３の上下方向中間部と吐出
口１６の開口縁部６２，６３との間にも風案内板９９が
設けられている。この案内板９９の傾斜角度αは１０〜
３０°の範囲が好ましい。

【００２４】上記構成の空気調和機１０は、モータ４１
の回転によってターボファン４０が回転すると、ファン
４０の空気取入口７６から吸い込まれた空気が送風ユニ
ットケース２３の内部に吐き出され、減速して吐出口１
６に向かうため、吸入ユニット１２の空気取入口１１か
ら導入された戻り空気が、フィルタユニット１３と熱交
換ユニット１４を通ることによって所望の空気調和がな
される。送風ユニットケース２３の内部で減速した空気
は風案内板９５，９９による流路に沿って吐出口１６か
ら出て、給気ダクト２４を通って所望の空調ゾーンへと
導かれる。

【００２５】図１０は、従来のシロッコファンを用いた
送風装置（図１４）の騒音レベルと本実施例の送風ユニ
ット１５の騒音レベルとを比較したものである。実施例
装置の各部寸法は、ファン４０の外径Ｄ＝ 410mm、送風
ユニットケース２３の短辺内幅Ｆ＝1.15Ｄ、長辺内幅Ｃ
＝ 2.1Ｄ、吐出口１６の長辺開口幅Ａ＝1.22Ｄ、短辺開
口幅Ｂ＝0.73Ｄ、ファンから吐出口１６までの距離Ｇ＝
1.24Ｄ、風案内板９５の傾斜角度θ＝25°である。

【００２６】本発明者らの研究によると、風案内板９５
の傾斜角度θと発生騒音の大きさとの間に相関があり、
図１１に示されるように、θが１５°から３５°の範囲
において騒音レベルが最も低くなることが判っている。
騒音の測定は、吐出口１６の中心から斜め上方に４５°
の角度で 0.5ｍ離れた位置にマイクロフォンを設置して
行った。オーバオール値は全周波数成分の強さを表す。

【００２７】送風ユニットケース２３の短辺内幅Ｆとフ
ァン外径Ｄの関係に関しては、図１２に示されるよう
に、Ｆが 1.1Ｄよりも小さいとユニット壁面５２，５３
との干渉で騒音が増大する。また、Ｆが 1.4Ｄを越える
と、圧力低下による性能悪化のため回転数を上げなけれ
ばならなくなるため、やはり騒音が増大する傾向となっ
て、軸動力も増大することが判った。このため、Ｆ値は
1.1Ｄ≦Ｆ≦ 1.4Ｄの範囲が望ましい。

【００２８】また、送風ユニットケース２３の長辺内幅
Ｃ（図２参照）とファン外径Ｄとの関係については、Ｃ
が 1.9Ｄよりも小さいと、ユニット壁面５０，５１との
干渉で騒音が増大する。Ｃが 2.4Ｄを越えると寸法仕様
が大き過ぎ、既存のコンパクト型空気調和機１０の各ユ
ニット１２〜１４に適合しなくなることから、 1.9Ｄ≦
Ｃ≦ 2.4Ｄの範囲が実用値である。

【００２９】図１３は、シロッコファンを使用した従来
装置と本実施例（ハウジングレスのターボファンを用い
たもの）の軸動力と風量を比較したものである。図中の
ａ，ｂ間が使用範囲である。本実施例は従来装置と比較
して、同じ軸動力でも大きな風量が得られている。

【００３０】吐出口１６の開口幅Ａ，Ｂに関しては、こ
の送風ユニット１５の最大処理風量時の吐出風速が平均
５（±０．５）ｍ／ｓとなるような寸法に設定されてい
る。既存のシロッコファン（図１４）の場合、吐出口10
6 での出口速度が１５ｍ／ｓ近くになるため、渦音や偏
流が生じるが、本実施例の送風ユニット１５では、ファ
ン４０の出口速度が減速された状態で吐出口１６から給
気ダクト２４に向かうので、給気ダクト２４における目
標平均風速５（±０．５）ｍ／ｓの達成が容易となる。

【００３１】吐出口１６の短辺開口幅Ｂに関しては、給
気ダクト２４と接続するためのフランジ部処理のため
に、Ｆ値よりも０．２ｍ程度少ない値とする。但し、こ
のままでは圧力損失があり、圧力が低下するため、案内
板９９による流路形成が行われる。ファン４０から吐出
口１６までの距離Ｇに関しては、Ｇがファン外径Ｄより
も小さくなると内部圧力損失が高まって所定の性能を維
持するために回転数を上げなければならず騒音が増大す
る。このためＧ≧Ｄにする必要がある。ユニット高さＥ
は、Ｇ値に、ファン４０とモータ架台８３と防振用イン
シュレータ８１とフレーム架台８０の高さを加えた値と
なる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、騒音の少ない送風ユニ
ットが得られ、従って送風ユニットの吐出口に別途に消
音チャンバ等を設ける必要がなくなり、より一層のコン
パクト化が図れる。しかも送風ユニットケースの内部で
適度に減速された空気が吐出口から出てくるため、吐出
口付近での渦音や乱流の発生がなく、ダクト接続のため
のプレナムチャンバも不要であり、吐出口から伝播する
振動も少ないなど、大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す送風ユニットを備えた
空気調和機の側面図。

【図２】図１に示された空気調和機の平面図。

【図３】図１に示された空気調和機の正面図。

【図４】図１に示された送風ユニットに使われるターボ
ファンの斜視図。

【図５】図１に示された送風ユニットのターボファンと
インレットリングの底面図。

【図６】図１に示された送風ユニットのターボファンと
インレットリングを一部断面で示す側面図。

【図７】図１に示された送風ユニットのターボファンと
架台組立体の平面図。

【図８】図１に示された送風ユニットのターボファンと
架台組立体の分解斜視図。

【図９】図１に示された送風ユニットの一部を示す断面
図。

【図１０】図１に示された送風ユニットと従来装置の騒
音レベルを比較して示す図。

【図１１】案内板の傾斜角度θと騒音レベルとの関係を
示す図。

【図１２】送風ユニットの短辺幅と騒音レベルとの関係
を示す図。

【図１３】送風ユニットの軸動力と風量との関係を示す
図。

【図１４】従来の送風ユニットを備えた空気調和機の斜
視図。

【符号の説明】

１０…空気調和機、１１…空気取入口、１５…送風ユニ
ット（送風装置）、１６…吐出口、２３…送風ユニット
ケース、４０…ターボファン、４１…モータ、５０，５
１…短辺側壁面、５２，５３…長辺側壁面、６０，６１
…開口縁部、７０…ブレード、９５…風案内板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上方から見て互いに対向する一対の短辺側
   壁面と一対の長辺側壁面とを有しかつ上部に吐出口が開
   口する箱形の送風ユニットケースと、上記送風ユニット
   ケースに収容されていてこの送風ユニットケース内に空
   気流を吐出するハウジングレス・ターボファンと、上記
   ターボファンを回転させるモータと、上記送風ユニット
   ケースの短辺側壁面の上下方向中間部と上記吐出口の開
   口縁部との間に斜めに配設されていて上記吐出口に向っ
   て開口幅が次第に狭まるようにした風案内板とを具備し
   たことを特徴とする送風装置。
2. 【請求項２】上記短辺側壁面に対する上記風案内板のな
   す角度θを１５°〜３５°の範囲とした請求項１記載の
   送風装置。
3. 【請求項３】上記ターボファンの外径をＤ、上記短辺側
   壁面の幅をＦとした時、ＤとＦの関係を、１．１Ｄ≦Ｆ
   ≦１．４Ｄとした請求項１記載の送風装置。