JPH062875A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の主要な目的は、低騒音でかつ気流分布
が均一な高効率の送風装置を提供することにある。 【構成】アウタケーシング１１にファンユニット１２が
収容されている。ファンユニット１２は、スクロールケ
ーシング３０と、ターボファン３１と、モータ３２など
を備えている。スクロールケーシング３０は、外板５０
と、樹脂発泡体からなるスクロールボディ５１を備え、
スクロールボディ５１にスクロール部５２と一対の吐出
口６１，６２が設けられている。スクロール部５２の内
面に樹脂コーティング層７０が施されている。吐出口６
１，６２は、ファン回転軸４１を中心として点対称位置
にある。アウタケーシング１１の内部は仕切り部材７５
によって第１のチャンバ７６と第２のチャンバ７７とに
仕切られており、各チャンバ７６，７７に整流部材８０
が設けられている。

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】空気調和設備やクリーンルーム等の空気
清浄設備に使われる送風装置として、図６に示されるよ
うなシロッコファン（前向き翼をもつ多翼送風機）を用
いた送風装置100 が知られている。従来の送風装置100
は、鋼板製のアウタケーシング101 の内部にスクロール
ケーシング102 と、シロッコファン103 と、ファン103
を回転させるためのモータ105 などを内蔵したものであ
り、ファン103 の回転によって、スクロールケーシング
102 の吐出口106 からアウタケーシング101 の内部に空
気を吐き出すようになっている。アウタケーシング101
の吹出し口110 側に、フィルタあるいは熱交換器等の所
望の下流側機器111 が設けられている。

【０００３】上記送風装置100 においては、下流側機器
111 を通過する気流分布を可能な限り均一にすることが
望まれる。また、騒音を低減させる目的から、送風装置
100の周囲に消音器を設けるなどの対策が講じられるこ
ともある。また、最近では軽量化と低コスト化を目的と
して独立発泡多孔体がケーシング構成要素として使われ
ることもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のシロッ
コファン103 を用いた送風装置100 は、下流側機器111
に対して気流の局部集中を生じないようにするために
は、ファン103 をアウタケーシング101 の中心からかな
りオフセットした位置に設けることによって、下流側機
器111 に対してなるべく均等に風を送出する必要があ
る。このため、送風装置100 の重量バランスが悪くなる
ばかりでなく、１つの吐出口106 では気流分布を均一化
することに限界があった。

【０００５】しかしながらシロッコファン103 の場合に
は、吐出口106 を複数設けてしまうと、各吐出口106 に
対するスクロール長が短くなるため、その短縮分が旋回
流回収性能に大きく影響し、十分な圧力回復が得られな
いことにより風量と静圧が極端に低下してしまい、高効
率化が図れない。

【０００６】しかも上記従来装置100 をはじめとして、
従来の送風装置は騒音がかなり大きく、騒音を一定レベ
ル以下に押さえるには多量の防音材が必要となり、装置
全体が大形化する要因になるとともに、重量も大とな
る。また、床面積の有効利用を図るために天井部分に送
風装置を設けざるを得ない場合は送風装置の軽量化と薄
形化が望まれるが、従来の送風装置では軽量化および薄
形化を図ると気流分布が極端に偏ったり、騒音が大きく
なるなどの問題が生じる。特に、シロッコファンの場合
には、前述した理由により吐出口を複数設けることがで
きないため、送風装置の軽量化と薄形化を図ることに困
難を伴う。従って本発明の目的は、小形で効率が高くか
つ低騒音でしかも気流分布が均一に近く、安定した性能
を発揮できるような送風装置を提供することにある。

【０００７】

【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、内部にチャンバを有するアウタケ
ーシングと、このアウタケーシングに内蔵されて上記チ
ャンバに風を送り込むファンユニットを備えた送風装置
であって、上記ファンユニットは、後退翼をもつターボ
ファンとこのターボファンを収容するスクロールケーシ
ングと上記ターボファンを回転させるモータとを備えて
構成され、かつ上記スクロールケーシングは吸音材から
なるスクロールボディとこのスクロールボディの外側を
覆う外板とを有し、上記スクロールボディに、上記ター
ボファンが収容されるスクロール部と、上記ターボファ
ンの回転軸を中心として互いに１８０°点対称位置に第
１の吐出口および第２の吐出口を設けたことを特徴とす
るものである。

【０００８】

【作用】ターボファンが回転すると、ファンに吸込まれ
た空気が遠心力によってスクロール部を通りかつ複数の
吐出口に均等に分かれてアウタケーシング内のチャンバ
に導入される。チャンバ内に圧送された風は、フィルタ
や熱交換器等の所望の下流側機器を通って外部に導かれ
る。スクロール部は、吸音材からなるスクロールボディ
に形成されており、スクロールボディの外側は外板によ
って覆われているので、ファンとケーシングによる発生
流体音やファンとモータによる振動および部材共鳴など
も抑制される。

【０００９】

【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に示された送風装置１０は、金属
製のアウタケーシング１１の内部に２方向吐出形のファ
ンユニット１２が収容されている。アウタケーシング１
１は、四方を囲む側板１５と、上面側に位置する天板１
６とを備えており、天板１６に矩形の開口部１７が設け
られている。

【００１０】図２に示されるように、アウタケーシング
１１の下面側に吹出し口１８が開口している。吹出し口
１８の近傍に、フィルタ等の下流側機器１９が設けられ
ている。下流側機器１９は、この送風装置１０の用途に
応じて適宜に選定されるが、例えば空気清浄装置用とし
てエアフィルタや、空気調和設備用として熱交換器など
が設けられる。

【００１１】この実施例のファンユニット１２は、スク
ロールケーシング３０と、ターボファン３１と、ターボ
ファン３１を回転させるためのモータ３２と、モータ３
２を固定する基台３３と、空気取入れ口に設けられた吸
込インレット部材３４などを備えて構成されている。基
台３３は、水平方向に延びる横架材３７に固定されてい
る。横架材３７の端部は、ボルト等の固定用部品３８
（図１に示す）によってアウタケーシング１１に固定さ
れている。

【００１２】ターボファン３１は、周方向に等ピッチで
配された複数の後退翼形のブレード４０を有している。
ブレード４０はアルミニウム合金等の型材からなる。図
１に示されるようにブレード４０の断面はエアロフォイ
ル形状をなしており、ファン回転軸４１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。

【００１３】スクロールケーシング３０は、上面板４５
と下面板４６と側板４７などからなる金属製の外板５０
と、この外板５０の内部に収納された吸音材からなるス
クロールボディ５１などによって構成されている。スク
ロールボディ５１は、例えば発泡スチロールや発泡ウレ
タン等の合成樹脂の独立発泡多孔体からなる。

【００１４】スクロールボディ５１の内部に、スクロー
ル部５２が形成されている。スクロール部５２は、ター
ボファン３１が収容される略円形状の導風路５５と、こ
の導風路５５の接線方向に延びる第１の圧力回復室５６
および第２の圧力回復室５７と、第１の圧力回復室５６
に連なる第１の吐出口６１と、第２の圧力回復室５７に
連なる第２の吐出口６２などからなる。第１の圧力回復
室５６と第２の圧力回復室５７は、ファン回転軸４１を
中心として１８０°点対称をなす形状に作られている。

【００１５】第１の吐出口６１はスクロールボディ５１
の一端側に開口しており、第２の吐出口６２はスクロー
ルボディ５１の他端側に開口している。第１の吐出口６
１と第２の吐出口６２は、互いにファン回転軸４１を中
心として１８０°の点対称位置に設けられている。吐出
口６１，６２の内部における導風路５５と圧力回復室５
６，５７とが交わるコーナー部分に、吐出流の切り落と
しとなる円弧状のカットオフ部６３，６４が設けられて
いる。

【００１６】図４においてスクロール部５２の基準とな
る作図基礎円の径をφｄとすると、スクロール部５２の
曲率となるＲ1 ，Ｒ2 の基準点をとるθ角、ケーシング
３０の中心軸ｍに対するカットオフ部６３，６４の位置
を表すβ角、ファンとカットオフ部６３，６４間の最小
クリアランスを規定するＰ寸法、吐出口６１，６２の出
口方向角γ、ケーシング３０の長手方向寸法Ｌ1 と幅方
向寸法Ｌ2 などが、次に述べるように設定されている。

【００１７】なお、出口方向角γは、吐出口６１，６２
の位置を表す吐出方向中心線Ｍがケーシング３０の中心
軸ｍとなす角度である。図１に示された吐出口６１，６
２の開口縁部６５，６６は円弧状に成形されているが、
出口方向角γは吐出口６１，６２の中心とファン回転軸
４１を結ぶ線分Ｍとケーシング３０の中心軸ｍとのなす
角度で表される。上記基礎円の径φｄは、

【００１８】

【数１】

【００１９】広がり角αは、スクロール部５２の半径方
向の増加を表す値であり、ここでは７°≦α≦８°の範
囲に限定する。基礎円分割角θは、広がり半径増加が一
定のため４５°とする。カットオフ部６３，６４の切り
落とし角βは、２４°≦β≦２７°とし、切り落とし距
離Ｐは 0.5Ｄ≦Ｐ≦ 0.6Ｄの範囲とする。スクロール部
５２の曲率半径Ｒ1 ，Ｒ2 は、下記（２），（３）式に
よって算出する。

【００２０】

【数２】

【００２１】

【数３】

【００２２】出口方向角γは、１４°≦γ≦１７°の範
囲とする。長手方向の寸法Ｌ1 は、2.1Ｄ≦Ｌ1 ≦ 2.2
Ｄとし、幅方向の寸法Ｌ2 は、 1.4Ｄ≦Ｌ2 ≦ 1.5Ｄの
範囲とする。

【００２３】スクロールボディ５１の内面すなわち気流
境界面となる導風路５５と圧力回復室５６，５７の内面
壁に、エポキシ樹脂塗装によって硬質化されたコーティ
ング層７０が施されている。このコーティング層７０
は、エポキシ樹脂の代りに、常温硬化タイプの液体ゴム
状の弾性材料を塗装したものであってもよい。

【００２４】上記コーティング層７０を設けたことによ
り、スクロールボディ５１を構成する発泡体が気流境界
面において飛散することが防止され、かつ耐薬品性も向
上する。このコーティング層７０がエラストマ等のよう
に弾性を有する被膜の場合には制振効果も発揮できる。
上記発泡体は独立気泡のものが望ましく、保温材として
の機能と吸音・吸振材としての機能も発揮する。

【００２５】上記コーティング層７０を形成する方法の
一例は、発泡成形により所定のケーシング形状に成形さ
れた発泡体の内面にエポキシ樹脂塗装を施すことにより
表面を硬質化し、ゴム塗装の場合には常温硬化性液体ゴ
ム塗装を施したのち放置して表面を弾性化させる。ある
いは、上記発泡体を所定のケーシング形状に成形する段
階において、塩化ビニールのように流動性能に優れた樹
脂を発泡体の外周面に流入しやすいように発泡樹脂原料
注入ゲートを作り、成形発泡時の熱により、両材料を完
全融合させ、２層化させることにより、発泡体の表面に
コーティング層７０を形成させる。

【００２６】本発明者らの研究によると、発泡スチロー
ル等の独立発泡多孔体をスクロールケーシングに用いた
場合、発泡体の組成や強度によっては、スクロール部な
どの気流境界面において発泡体の一部が飛散したり、耐
薬品性や耐熱性において実用上問題を生じる場合がある
ことが判明した。これに対し本実施例のようなコーティ
ング層７０を備えたスクロールケーシング３０は、発泡
体のもつ優れた物性を損なうことなく気流境界面の改質
がなされるため、軽量かつ安価に製造することができ、
しかもケーシング３０とファン３１による発生流体音や
ファン３１とモータ３２による回転振動および部材共鳴
についても大幅に低減できる。

【００２７】また、経年変化によるコーティング層７０
の剥離がなく、耐薬品性や耐熱性も向上するものであ
る。しかも発泡体からなるスクロールボディ５１の外側
が鋼製の外板５０によって囲まれるため、上述のコーテ
ィング層７０の採用とあいまって優れた遮音効果を発揮
できる。

【００２８】上記スクロールケーシング３０は、横架材
３７によってアウタケーシング１１に支持されている。
スクロールケーシング３０の上部は、ボルトあるいはリ
ベット等の固定用部品７１によってアウタケーシング１
１の天板１６に固定されている。

【００２９】図２に示されるように、ファンユニット１
２の下面側に仕切り部材７５が設けられている。仕切り
部材７５はアウタケーシング１１を横断するように水平
方向に延びており、この仕切り部材７５によって、アウ
タケーシング１１の内部が図示左側の第１のチャンバ７
６と図示右側の第２のチャンバ７７とに仕切られてい
る。仕切り部材７５は、固定用部品７８によって基台３
３に固定されている。

【００３０】アウタケーシング１１の左右一対の側板１
５の内面側にそれぞれ整流部材８０が取付けられてい
る。整流部材８０は、吐出口６１，６２から吐出される
気流の方向を反転させて吹出し口１８の方向に導くよう
に配置してある。この整流部材８０は、吹出し口１８側
の部位に所定範囲にわたって多数の透孔を設けたパンチ
ングメタル状の多孔部８１と、側板１５側に位置する無
孔部８２とからなる。図２に示されるように、アウタケ
ーシング１１の側板１５と天板１６との連接部分８３は
曲面状に形成され、吐出口６１，６２から吐出された気
流を整流部材８０に向って円滑に案内できるようにして
いる。

【００３１】吸込インレット部材３４の断面は上に凸の
湾曲した形状をなしており、その外周縁近傍がボルトあ
るいはリベット等の固定用部品８５によってファンユニ
ット１２の上面板４５に固定されている。吸込インレッ
ト部材３４の内周部８６は、ターボファン３１に向って
下方に延びている。

【００３２】次に上記構成の送風装置１０の作用につい
て説明する。モータ３２によってターボファン３１が回
転すると、ブレード４０の回転によって吸込インレット
部材３４から吸い込まれた空気がファン３１を通って遠
心力により導風路５５と圧力回復室５６，５７を通り、
吐出口６１，６２から第１のチャンバ７６と第２のチャ
ンバ７７に吹き出す。

【００３３】チャンバ７６，７７内に吹き出した空気は
整流部材８０によって吹出し口１８の方向に向きを変え
るが、チャンバ７６，７７は互いに仕切り部材７５によ
って仕切られているため、チャンバ７６，７７内に吹き
出した空気流は互いにぶつかり合うことなく吹出し口１
８から下流側機器１９に向かって吐き出される。このた
めチャンバ７６，７７の流路内での渦音も減少し、低騒
音に寄与できる。

【００３４】従来装置のようにシロッコファンを使用す
る場合には、吐出口を複数設けると風量と静圧が極端に
低下してしまうが、本実施例のようなターボファン３１
を用いた場合には複数の吐出口６１，６２を設けても風
量と静圧の低下はほとんど生じない。従って本実施例の
２方向吐出形ファンユニット１２は、アウタケーシング
１１の中央部に配置することができ、送風装置１０全体
としての重量バランスがとれ、下流側機器１９に対する
気流分布も良好である。

【００３５】上記実施例の送風装置１０は、下流側機器
１９に対する気流分布のばらつきが２０％以内（従来装
置は４０％）に低減し、効率も従来装置に比べて２０％
向上した。ここでいう効率とは、送風装置の静圧効率を
意味し、入力電力に対して風量と静圧がどの位出たかを
エネルギー換算した値である。気流分布のばらつきと
は、吹出し口１８を多数のますに区切ったときの個々の
ますごとの風速のばらつきをいう。

【００３６】本実施例の送風装置１０の発生騒音を測る
ために吹出し口１８から１ｍ離れた位置に騒音計を設け
て騒音を計測したところ、従来装置に比較して騒音が５
ないし１０デシベル低下することが確認され、低騒音化
を図る上で大きな効果が認められた。

【００３７】なお本発明は、図５に示した４方向吐出形
のスクロールケーシング９０のように、前記実施例と同
様の第１，第２の吐出口６１，６２以外に、第３と第４
の吐出口９１，９２を設けたものにも適用することがで
きる。この４方向吐出形のスクロールケーシング９０の
場合、ケーシング９０の幅方向に沿う中心軸ｎに対して
第３の吐出口９１と第４の吐出口９２の吐出方向中心線
Ｎがなす出口方向角ψと、ファン外径Ｄに対するスクロ
ールケーシング９０の幅方向の寸法Ｌ3 が下記のように
設定されている。

【００３８】すなわち、第３の吐出口９１と第４の吐出
口９２の出口方向角ψを、それぞれ３５°≦γ≦３８°
の範囲とし、第１および第２の吐出口６１，６２の出口
方向角γは前記実施例と同様に１４°≦γ≦１７°とす
る。長手方向の寸法Ｌ1 は、2.1Ｄ≦Ｌ1 ≦ 2.2Ｄと
し、幅方向の寸法Ｌ3 は、 1.7Ｄ≦Ｌ3 ≦ 1.8Ｄの範囲
とする。このスクロールケーシング９０も、独立気泡の
合成樹脂発泡体からなるスクロールボディ９５の内部
に、導風路５５と、圧力回復室５６，５７，９７，９８
を形成したものであり、これら導風路５５と圧力回復室
５６，５７，９７，９８の内面のうち少なくとも気流と
接する面に、前記実施例と同様のコーティング層７０を
施すことにより、発泡体の飛散防止と耐薬品性および耐
熱性の向上が図られている。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、小形で低騒音かつ気流
分布が均一に近く、しかも安定した性能を発揮できる高
効率の送風装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す送風装置を一部断面で
示す平面図。

【図２】図１に示された送風装置の縦断面図。

【図３】図１に示された送風装置の一部を切り欠いて示
す斜視図。

【図４】図１に示された送風装置のスクロールケーシン
グを示す概略図。

【図５】スクロールケーシングの変形例を示す概略図。

【図６】従来の送風装置の一例を示す斜視図。

【符号の説明】

１０…送風装置、１１…アウタケーシング、１２…ファ
ンユニット、１８…吹出し口、１９…下流側機器、３０
…スクロールケーシング、３１…ターボファン、３２…
モータ、４０…ブレード、４１…ファン回転軸、５０…
外板、５１…スクロールボディ、５２…スクロール部、
６１…第１の吐出口、６２…第２の吐出口、７０…コー
ティング層、７５…仕切り部材、７６…第１のチャン
バ、７７…第２のチャンバ、８０…整流部材、９０…ス
クロールケーシング、９１…第３の吐出口、９２…第４
の吐出口、９５…スクロールボディ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部にチャンバを有するアウタケーシング
   と、このアウタケーシングに内蔵されて上記チャンバに
   風を送り込むファンユニットを備えた送風装置であっ
   て、 上記ファンユニットは、後退翼をもつターボファンとこ
   のターボファンを収容するスクロールケーシングと上記
   ターボファンを回転させるモータとを備えて構成され、
   かつ上記スクロールケーシングは吸音材からなるスクロ
   ールボディとこのスクロールボディの外側を覆う外板と
   を有し、上記スクロールボディに、上記ターボファンが
   収容されるスクロール部と、上記ターボファンの回転軸
   を中心として互いに１８０°点対称位置に第１の吐出口
   および第２の吐出口を設けたことを特徴とする送風装
   置。
2. 【請求項２】上記スクロールケーシングの長手方向に沿
   う中心軸に対する上記第１の吐出口と第２の吐出口の出
   口方向角（γ）がそれぞれ１４°〜１７°の範囲にある
   請求項１記載の送風装置。
3. 【請求項３】上記スクロールケーシングの長手方向に沿
   う中心軸に対する上記第１および第２の吐出口内部のカ
   ットオフ部の切り落とし角（β）が２４°〜２７°の範
   囲にある請求項１記載の送風装置。
4. 【請求項４】上記スクロールケーシングに、上記ターボ
   ファンの回転軸を中心として互いに１８０°点対称位置
   に第３の吐出口と第４の吐出口が設けられている請求項
   １記載の送風装置。
5. 【請求項５】上記スクロールボディを構成する吸音材は
   独立気泡の樹脂発泡体からなり、かつスクロール部内の
   気流と接する面に合成樹脂またはゴム状弾性材料による
   コーティング層が施されている請求項１記載の送風装
   置。
6. 【請求項６】上記アウタケーシングの中央部に上記ファ
   ンユニットが配置されかつ上記アウタケーシングにはそ
   の内部を第１のチャンバと第２のチャンバとに区画する
   仕切り部材が設けられており、上記第１のチャンバに上
   記第１の吐出口を開口させかつ第２のチャンバに上記第
   ２の吐出口を開口させた請求項１記載の送風装置。
7. 【請求項７】上記アウタケーシングには上記第１の吐出
   口から第１のチャンバ内に吐き出された空気と第２の吐
   出口から第２のチャンバ内に吐き出された空気をそれぞ
   れ上記アウタケーシングの吹出し口の方向に導く整流部
   材を設け、この整流部材は、上記吹出し口側に位置する
   部位に多数の透孔を開設した多孔部を有している請求項
   ６記載の送風装置。
8. 【請求項８】上記ターボファンの後退翼のブレード断面
   がエアロフォイル形状をなしている請求項１記載の送風
   装置。