JPH08319996A - 遠心送風機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディフューザへの気流の高流入時における圧
力回復性能の低下を改善することができる遠心送風機を
提供する。 【構成】 ディフューザ羽根１２の気体流入側の先端部
分の外周側に、幅０．０８ｍｍ、深さ０．０４ｍｍの三
角形状を有する６個の溝をディフューザ羽根が隆起する
方向に沿って形成する。この６個の溝により、ディフュ
ーザ羽根の裏面で生じる剥離渦の逆流速度が増大せず、
圧力回復に必要な有効流路面積が減少するのを防止する
ことができるので、高流量時におけるディフューザの圧
力回復性能の低下を防止し、遠心送風機の圧力回復性能
の低下を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インペラから吐出され
る気流の圧力を回復させる遠心送風機に関し、たとえ
ば、電気掃除機等に用いられる遠心送風機に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、遠心送風機を用いた電動掃除機
は、毛足しの長い絨毯を掃除したり、ダニ等を吸込むた
め、高出力化の傾向にある。このような電動掃除機に用
いられる従来の遠心送風機のディフューザ羽根は、イン
ペラから吐出される気流が滑らかに流れ込むよう、ディ
フューザ羽根の先端部分の形状が丸みを帯びた滑らかな
曲線形状を有していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の遠心送風
機では、ディフューザ羽根の先端部分の形状が丸みを帯
びた滑らかな形状を有していたため、ディフューザに流
入する空気の流量が大きくなった場合、すなわち、ディ
フューザ羽根に対する気流の入射角が大きな場合には、
ディフューザ羽根の裏面で大きな剥離渦が生じていた。
剥離渦が大きくなると、剥離渦の逆流速度が大きくな
り、ディフューザへ流入する気体の圧力回復に必要な有
効流路面積が減少していた。この結果、電動掃除機の高
出力化を実現するため、遠心送風機の空気の流量を大き
くした場合、ディフューザの圧力回復性能が大きく低下
し、結果として、遠心送風機全体の圧力回復性能が低下
するという問題点があった。

【０００４】本発明の目的は、ディフューザへの気流の
高流入時における、ディフューザの圧力回復性能の低下
を改善することができる遠心送風機を提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の遠心送風
機は、遠心力による気流を発生させるインペラと、イン
ペラから吐出される気流が流れ込み、気流の圧力を回復
させて案内するエアガイドと、インペラおよびエアガイ
ドを内包するケーシングとを含み、上記エアガイドは、
エアガイドおよびケーシングにより構成された外周に向
かって拡大した通路を有するディフューザと、インペラ
から流入する気流を案内する複数枚のディフューザ羽根
とを含み、上記ディフューザ羽根の気流流入側の先端部
分の外周側に、ディフューザ羽根が隆起する方向に沿っ
て、複数の溝を設けたものである。

【０００６】請求項２記載の遠心送風機は、請求項１記
載の遠心送風機の構成に加え、上記溝の断面形状は、略
三角形の形状を有する。

【０００７】

【作用】請求項１および２記載の遠心送風機において
は、ディフューザ羽根の気流流入側の先端部分の外周側
に複数の溝を設けることにより、ディフューザへの気流
の高流入時において生じていた剥離渦の逆流速度を小さ
くすることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例の遠心送風機につい
て図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実
施例の遠心送風機の構成を示す一部断面図である。な
お、以下の説明では、電動掃除機に用いられる遠心送風
機について述べるが、本発明に係る遠心送風機が用いら
れる機器としては電動掃除機に限らず、他の機器であっ
ても、同様に適用することができる。

【０００９】図１を参照して、遠心送風機は、ケーシン
グ１、モータ５を含む。ケーシング１は、吸気孔２、イ
ンペラ３、エアガイド４を含む。インペラ３は、ブレー
ド７、前面シュラウド８、後面シュラウド９を含む。エ
アガイド４は、ディフューザ１１、ディフューザ羽根１
２を含む。モータ５は、モータフレーム６、モータ吸気
孔１０を含む。

【００１０】図１に示すように、ケーシング１は、中央
に吸気孔２を有している。ケーシング１は、インペラ
３、エアガイド４を有しており、吸気孔２の反対側でモ
ータ５のモータフレーム６に空気漏れがないように気密
に取付けられている。また、インペラ３は、複数枚のブ
レード７と、前面シュラウド８と、後面シュラウド９と
で構成されている。エアガイド４は、インペラ３からの
高速気流をモータ５のモータ吸気孔１０に導いている。
ディフューザ１１の終端には、戻り通路１３が滑らかに
連通されており、気流（空気）をモータ吸気孔１０に導
いている。

【００１１】次に、インペラ３、エアガイド４、および
ディフューザ１１についてさらに詳細に説明する。図２
は、図１に示すインペラとエアガイドとの位置関係を示
す平面図である。図２を参照して、エアガイド４は、エ
アガイド４とケーシング１とによって構成された外周に
向かって拡大された通路を有するディフューザ１１とデ
ィフューザ羽根１２とを有している。

【００１２】次に、ディフューザ羽根の形状についてさ
らに詳細に説明する。図２を参照して、ディフューザ１
１のディフューザ羽根１２が等間隔にインペラ３の外周
部にディフューザ１１から配置されている。ディフュー
ザ羽根１２のインペラ対向面側は、曲率半径が約１０９
ｍｍの円弧を有する丸みを帯びた形状を有し、その裏面
側は曲率半径が約１１５ｍｍの円弧を有する丸みを帯び
た形状を有している。また、ディフューザ羽根１２の内
周側の先端は、中心から約５７ｍｍの位置になるように
設けられている。なお、本実施例では、ブレード７の枚
数を９枚、ディフューザ羽根１２の枚数を１１枚として
いるが、これらの各枚数は一例であり、他の枚数であっ
ても本発明を同様に適用することができる。

【００１３】次に、ディフューザ羽根１２のインペラ３
側の先端部の形状についてさらに詳細に説明する。図３
は、図２に示すＡ部の拡大図である。図３を参照して、
ディフューザ羽根１２の先端部は、約０．５ｍｍの幅
で、曲率半径約０．６ｍｍの円弧形状を有している。曲
率半径約０．６ｍｍの形状に続いて、約１４°の幅で曲
率半径約４５ｍｍの円弧形状を有している。さらに、曲
率半径約４５ｍｍに続いて上記した曲率半径約１１５ｍ
ｍの円弧形状を有している。また、ディフューザ羽根１
２の高さ（図面の垂直方向）は約７５ｍｍである。

【００１４】次に、ディフューザ羽根１２の先端部に設
けられた複数の溝形状について説明する。図４は図１に
示したディフューザ羽根の先端部の拡大図である。

【００１５】図４を参照して、各ディフューザ羽根１２
の気体流入側の先端部分の外周側には、三角形状の断面
を有する６つの溝が、ディフューザ羽根１２が隆起する
方向（高さ方向）に沿って、形成されている。各三角形
の幅は０．０８ｍｍ、深さ０．０４ｍｍであり、約０．
１ｍｍ置きに形成されている。なお、破線で示す形状
は、従来のディフューザ羽根の形状である。

【００１６】上記の構成により、遠心送風機は、まず、
モータ５によりインペラ３を高速回転させ、その遠心力
に発生した気流をインペラ３からエアガイド２に流入さ
せる。次に、流入した気体の圧力を回復させながらモー
タ５に流れ込ませ排気している。上記の動作により、空
気は、図２に示すように、流入部から矢印の方向に沿っ
てディフューザ１１へ流入し、ディフューザ羽根１２の
間を流れることにより、動圧から静圧へ変換され、所要
の風量と真空圧とを得ることができる。

【００１７】次に、上記のように構成されたディフュー
ザ羽根の周囲の気体の流れについて説明する。図５は、
図４に示すディフューザ羽根１２の周りの気体の流れの
シミュレーション結果を示す図であり、図６は、図５に
示すシミュレーション結果の拡大図である。また、図７
は、従来のディフューザ羽根１２ａの周りの気体の流れ
のシミュレーション結果を示す図であり、図８は、図７
に示すシミュレーション結果の拡大図である。なお、図
５〜図８に示す各シミュレーション結果は、吸込流量が
約１．７ｍ³ ／分の場合を示している。また、図中の矢
印の方向が気体の流れる方向であり、矢印の長さが気体
の流速の大きさを示している。

【００１８】図５および図６と図７および図８とを比較
すると、本実施例のディフューザ羽根１２のほうが従来
のディフューザ羽根１２ａよりインペラ３に対向する面
の反対側での剥離渦の逆流速度が小さくなっていること
がわかる。したがって、本実施例のディフューザ羽根１
２では、従来のディフューザ羽根１２ａと比較して圧力
回復に必要な有効流路面積が増大し、圧力回復性能が高
くなることがわかる。この結果、本実施例の遠心送風機
を高出力の電動掃除機等に用いた場合でも、気体の吸込
流量が増え、その入射角が大きくなった場合でも比較的
安定した圧力回復性能を得ることが可能となる。

【００１９】次に、上記と同様のシミュレーションを行
ない、吸込流量を約１．３〜１．８ｍ³ ／分の間で変化
させた場合の吸込流量と圧力回復値との関係を示す。図
９に示す黒丸は本実施例のディフューザ羽根の形状によ
る場合を示しており、白丸は従来のディフューザ羽根の
形状による場合をそれぞれ示している。

【００２０】図９を参照して、従来のディフューザ羽根
では、遠心送風機の吸込流量が大きい場合（吸込流量が
１．７ｍ³ ／分の場合）、すなわち、ディフューザへの
気体の入射角が大きい場合には、遠心送風機の圧力回復
性能を表わす圧力回復値が大きく低下していることがわ
かる。一方、本実施例によるディフューザ羽根の場合
は、従来のディフューザ羽根の場合に比べて、圧力回復
値の低下が約４０％改善されていることがわかる。した
がって、本実施例の遠心送風機では、吸込流量が大きく
なっても、ディフューザ羽根の裏面で生じる剥離渦の逆
流速度が大きくならないため、圧力回復に必要な気体の
有効流路面積が減少することはない。この結果、高流量
時においても安定した圧力回復性能を得ることが可能と
なる。

【００２１】上記実施例では、ディフューザ羽根の先端
に設ける溝形状として三角形形状の場合を示したが、他
の形状であってもディフューザ羽根の裏面で生じる剥離
渦の逆流速度の増加を抑制できるものであれば他の形状
であってもよい。また、同様に、６個の溝を形成した
が、６個に限定されるものではなく、他の個数であって
も剥離渦の逆流速度の増加を防ぐことができるものであ
れば同様に効果を得ることができる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１および請求項２記載の遠心送風
機においては、ディフューザ羽根の気体流入側の先端部
分の外周部にディフューザ羽根が隆起する方向に沿って
複数の溝を設けたので、気体の流量が大きい場合でもデ
ィフューザ羽根の裏面で生じる剥離渦の逆流速度が小さ
くなり、圧力回復に必要な気体の有効流路面積が減少し
ない。この結果、高流量時においてもディフューザの圧
力回復性能が低下することはなく、遠心送風機の圧力回
復性能の低下を改善することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の遠心送風機の構成を示す一
部断面図である。

【図２】図１に示すインペラとエアガイドとの位置関係
を示す平面図である。

【図３】図２に示すＡ部の拡大図である。

【図４】図２に示すディフューザ羽根の先端部分の拡大
図である。

【図５】図４に示すディフューザ羽根の周りの気体の流
れのシミュレーション結果を示す図である。

【図６】図５に示すシミュレーション結果の拡大図であ
る。

【図７】従来のディフューザ羽根の周りの気体の流れの
シミュレーション結果を示す図である。

【図８】図７に示すシミュレーション結果の拡大図であ
る。

【図９】吸込流量と圧力回復値との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 吸気孔 ３ インペラ ４ エアガイド ５ モータ ６ モータフレーム ７ ブレード ８ 前面シュラウド ９ 後面シュラウド １０ モータ吸気孔 １１ ディフューザ １２ ディフューザ羽根 １３ 戻り通路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遠心力による気流を発生させるインペラ
   と、 前記インペラから吐出される気流が流れ込み、前記気流
   の圧力を回復させて案内するエアガイドと、 前記インペラおよびエアガイドを内包するケーシングと
   を含み、 前記エアガイドは、 前記エアガイドおよびケーシングにより構成された外周
   に向かって拡大した通路を有するディフューザと、 前記インペラから流入する気流を案内する複数枚のディ
   フューザ羽根とを含み、 前記ディフューザ羽根の気流流入側の先端部分の外周側
   に、前記ディフューザ羽根が隆起する方向に沿って、複
   数の溝を設けた遠心送風機。
2. 【請求項２】 前記溝の断面形状は、略三角形の形状を
   有する請求項１記載の遠心送風機。