JPH102299A - 遠心送風機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和機などに用いる遠心送風機におい
て、ケーシング内から羽根車内に環流する流れを吸込リ
ングの外壁面に沿ってスムーズに増速して側板の内壁面
に向かい吹き出し、ケーシング外から吸込リングの内壁
側に沿って羽根車内に流入する気流を伴流し、共に羽根
入口部上流の内壁に付着させる。 【解決手段】 吸込リング９の出口端部９ｃの外径と側
板８の吸込口８ａの最小内径を略同一径とし、吸込リン
グ９と側板８のラップする最短流路の断面積をクリアラ
ンスＲ２に向かうほど小さくしているので、還流する流
れＭは、クリアランスＲ２に向かって吸込リング９と側
板８のラップする最短流露を流れる際にも吸込口８の最
小内径部８ａ１付近で吸込リング９の外壁９ｄ面に付着
し、吸込リング９の外壁９ｄ面に沿ってスムーズに増速
して流れ、出口端部９ｃの外壁端９ｃ２から側板８の内
壁８ｂ１付近に向かい吹き出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機などの
送風機に用いる遠心送風機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、空気調和機などの送風機は生活レ
ベルの向上につれて低騒音化への要求が高まり、羽根車
形状や吸込リングの形状改善による性能改善方法が提案
されている。

【０００３】従来の空気調和機などの送風機に用いる遠
心送風機としては、実開昭５９−１３３９２３号公報に
示されているものがある。

【０００４】以下、図面を参照しながら、上述した従来
の遠心送風機について説明する。図９、図１０は従来の
遠心送風機の構造を示すものである。図において、１は
羽根車であり、複数の羽根２と、羽根２を固定した主板
３と、羽根２の反主板端面に固定し、略円弧状の断面形
状の側板４より構成されている。５は羽根車１に直結し
たモータであり、羽根車１とモータ５を収納するケーシ
ング６に固定されている。７は入口部７ａから出口端部
７ｃにかけて側板４の略円弧の曲率より小さい曲率で湾
曲し、かつ、出口端部７ｃの内径を吸込部最小径より大
とした吸込リングでありケーシング６に固定されてい
る。また、吸込リング７の出口端部７ｃは羽根車１の側
板４の吸込口４ａ端部より羽根車１内部に挿入されてい
る。

【０００５】以上のように構成された遠心送風機につい
て、以下その動作について説明する。

【０００６】まず、モータ５の駆動力によって羽根車１
が回転すると、吸込リング７を介して空気が羽根車１内
に導入され、複数の羽根２間を通過する際に静圧と動圧
を付加され羽根車１からケーシング６内に吐出される。
その後、ケーシング６内で動圧の一部は静圧に変換され
てケーシング６外に吐出され送風作用を為す。

【０００７】ここで、ケーシング６内と羽根車１内の圧
力差により、ケーシング６内から羽根車１内に環流する
流れＭは、吸込リング７の出口端部７ｃが側板４の吸込
口４ａ端より羽根車１内部に挿入されかつ拡開されてい
るため、吸込リング７の出口端部７ｃと側板の内壁４ｂ
とのクリアランス最小部で流路が狭まり増速され側板４
側に向かい吹き出し、ケーシング６外から吸込リング７
の内壁７ｂ側に沿って羽根車１内に流入する気流Ｈを伴
流し、共に側板４側を羽根車１の吐出側１ｂに向かい流
れ、下流域となる翼間内部の流速分布の主板３側への片
寄りを防ぎ、側板４側での急な流速の低下による流れの
乱れの増加を抑え、羽根車１の送風性能の劣化と騒音の
増加を抑える。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この遠心送風機では、
単に、吸込リング７の拡開された出口端部７ｃを側板４
の吸込口４ａ端部から羽根車１内に挿入しただけのた
め、図１０で示すように、ケーシング６内から羽根車１
内に環流する流れＭは、吸込リング７と吸込口４ａ端部
の間から吸い込まれ、吸込リング７の出口端部７ｃと側
板４の内壁４ｂとのクリアランス最小部に向かって吸込
リング７と側板４のラップする流路を最短で流れるた
め、吸込リング７の外壁面７ｄを沿わず出口端部７ｃか
ら側板４の内壁４ｄに向かって流れないため、内壁４ｂ
から剥離する。このため、側板４近傍の羽根２の入口部
２ａに剥離し乱れた流れが流入し、側板４近傍の翼間内
部で流れの乱れが大きくなり、羽根車１の送風性能が劣
化し、送風騒音も増加させる。

【０００９】従って、空気調和機などに用いる遠心送風
機において、側板近傍の羽根入口部上流の壁面での気流
の剥離を抑え、羽根車の送風性能が劣化と送風騒音の増
加を抑えることが要求されている。

【００１０】本発明は、空気調和機などに用いる遠心送
風機において、ケーシング内から羽根車内に環流する流
れを吸込リングの外壁面に沿わせてスムーズに増速して
側板の内壁面に向かい吹き出し、ケーシング外から吸込
リングの内壁側に沿って羽根車内に流入する気流を伴流
し、共に側板近傍の羽根入口部上流の内壁に付着させ、
側板の内壁から剥離した流れによる側板近傍の翼間内部
の流れの乱れを防ぎ、羽根車の送風性能が劣化と送風騒
音の増加を抑えることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、吸込リングの出口端部の外径を吸込リン
グの最小外径より大で側板の吸込口の最小内径と略同一
径とし、吸込リングの出口端部を側板の吸込口の最小内
径部より羽根車の主板側に挿入し、側板の吸込口の最小
内径部と羽根車の回転軸に対し同一軸方向位置の吸込リ
ング外径とのクリアランスＲ１、及び、吸込リングの出
口端部と同一軸方向位置における側板の内壁とのクリア
ランスＲ２をＲ２＜Ｒ１の関係とし、前記回転軸を含む
平面にて切断した時の断面形状において、吸込リングの
出口端部の外壁端と回転軸の軸方向とのなす角θ１と、
吸込リングの出口端部と同一軸方向位置近傍の側板の内
壁面の軸方向となす角θ２を、羽根車の外周方向を正と
して、θ２＜θ１の関係にすることにより、ケーシング
内から羽根車内に環流する流れは、吸込リングと側板の
吸込口端部の間から、吸込リングの外壁面に沿ってスム
ーズに増速して流れ、出口端部の外壁側から側板の内壁
面に向かい吹き出し、ケーシング外から吸込リングの内
壁側に沿って羽根車内に流入する気流を伴流し、共に側
板近傍の羽根入口部上流の内壁に付着し、側板の内壁か
ら流れが剥離せず羽根入口部から翼間に流入する。従っ
て、側板の内壁から剥離した流れによる側板近傍の翼間
内部の流れの乱れを防ぎ、羽根車の送風性能の劣化と送
風騒音の増加を抑える遠心送風機が得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
主板と複数の羽根と吸込口を有する側板とから成る羽根
車と、前記羽根車を収納するケーシングと、前記ケーシ
ングに取り付けられた吸込リングで構成し、前記吸込リ
ングは、入口部から出口端の間に最小内径部を有し、前
記出口端部の内径を前記吸込リングの最小内径より大と
し、かつ出口端部の外径を前記吸込リングの最小外径よ
り大で前記側板の吸込口の最小内径と略同一径とし、前
記吸込リングの出口端部を前記側板の吸込口の最小内径
部より前記主板側に挿入し、前記側板の吸込口最小内径
部と前記羽根車の回転軸に対し同一軸方向位置における
吸い込みリング外径とのクリアランスＲ１、及び前記吸
込リングの出口端部と同一軸方向位置における前記側板
の内壁とのクリアランスＲ２が、Ｒ２＜Ｒ１の関係にあ
り、前記回転軸を含む平面にて切断した時の断面形状に
おいて、前記吸込リングの出口端部の外壁端と前記回転
軸とのなす角θ１と、前記吸込リングの出口端部と同一
軸方向位置近傍の前記側板の内壁面の回転軸となす角θ
２が、前記羽根車の外周方向を正として、θ２＜θ１の
関係にある遠心送風機であり、ケーシング内から羽根車
内に環流する流れは、まず、吸込リングと側板の吸込口
端部の間から羽根車内に吸い込まれ、吸込リングの出口
端部外径と吸込口の最小内径を略同一径とし、吸込リン
グと側板のラップする最短流路の断面積をクリアランス
Ｒ２に向かうほど小さくしているので、吸込リングの出
口端部と側板内壁とのクリアランスＲ２に向かってて吸
込リングと側板のラップする最短流路を流れる際にも吸
込口の最小内径部付近で、吸込リングの外壁面に付着
し、そのまま吸込リングの外壁面に沿ってスムーズに増
速して流れ、出口端部の外壁側から側板の内壁面に向か
い吹き出す。よって、ケーシング外から吸込リングの内
壁側に沿って羽根車内に流入する気流を伴流し、共に側
板近傍の羽根入口部上流の内壁に付着し、側板内壁から
流れが剥離せず羽根入口部から翼間に流入する。従っ
て、側板の内壁から剥離した流れによる側板近傍の翼間
内部の流れの乱れを防ぎ、羽根車の送風性能の劣化と送
風騒音の増加を抑えるという作用を有する。

【００１３】請求項２記載の発明は、側板の吸込口の最
小内径を羽根板の羽根入口径より大きくし、前記側板の
吸込口より羽根車内部に挿入された前記吸込リングの外
壁面に、前記側板の吸込口側から出口端部かけ羽根車の
反回転方向に傾いた複数のリブを設けた請求項１記載の
遠心送風機であり、ケーシング内から羽根車内に環流す
る流れは、吸込リングの外壁面のリブの形状に沿って、
羽根車の反回転方向に傾き流れ、ケーシング外から吸込
リングの内壁面に沿った流れを伴流し、吐出端部から羽
根車の反回転方向成分と外周への半径方向成分と有する
流れとなり吐出するため、羽根車の半径方向に対し傾き
を有する側板近傍の羽根入口上端部において急激に流れ
の方向を偏向されることなく翼間に流入するため、羽根
入口上端部での羽根に衝突し流れが乱れるのを低減し、
送風性能の劣化と騒音の増加を抑えるという作用を有す
る。

【００１４】請求項３記載の発明は、クリアランスＲ２
を、前記羽根車の外径Ｄ２に対し、０．００５×Ｄ３〜
０．０１５×Ｄ２の範囲とし、クリアランスＲ１を前記
クリアランスＲ２に対し、１０５×Ｒ２〜２×Ｒ２とし
た請求項１、または、請求項２記載の遠心送風機であ
り、吸込リングの出口端部と側板内壁とのクリアランス
最小部の寸法比、及び吸込リングと側板のラップする最
短流路の断面積の変化を、最適化することにより、吸込
リングの外壁面に沿ってスムーズに増速する流れを、出
口端部の外壁側から側板の内壁面に向かい吹き出し、ケ
ーシング外から吸込リングの内壁側に沿って羽根車内に
流入する気流を伴流し共に側板近傍の羽根入口部上流の
内壁に付着する効果が最も有効に働き、送風騒音のレベ
ルを低く抑えるという作用を有する。

【００１５】以下、本発明の実施の形態について図１〜
図８を用いて説明する。尚、従来例と同一構成の部分に
ついては重複をさけるため、同一符号を付けて説明を省
略する。

【００１６】（実施の形態１）図１、図２は本発明の第
１の実施の形態の遠心送風機を示し、図１、図２におい
て、８は、羽根２の反主板端面に固定した略円弧状の断
面形状の側板であり、９は、入口部９ａから最小内径部
９ｂにかけて湾曲して出口端部９ｃの内経を吸込部最小
部９ｂの内経より大とし、かつ、出口端部９ｃの外径を
最小外径より大でさらに側板８の吸込口８ａの最小内径
と略同一径となるよう出口端部９ｃを湾曲した吸込リン
グである。この吸込リング９の出口端部９ｃの外経は側
板８の吸込口８ａより組立上挿入可能であり出口端部９
ｃを側板８の吸込口８ａの最小内径部８ａ１より羽根車
１の主板側３に挿入し、側板８の吸込口最小内径部８ａ
１と回転軸１０に対し同一軸方向位置における吸い込み
リング外経とのクリアランスＲ１、及び吸込リング９の
出口端部９ｃと同一軸方向位置における側板８の内壁８
ｂ１とのクリアランスＲ２をＲ２＜Ｒ１の関係にあり、
回転軸１０を含む平面にて切断した時の断面形状におい
て、吸込リング９の出口端部９ｃの外壁端９ｃ１と回転
軸１０の軸方向とのなす角θ１と、吸込リング９の出口
端部９ｃと同一軸方向位置近傍の板側８の内壁８ｂ１の
面の軸方向となす角θ２が、羽根車１０の外周方向を正
として、θ２＜θ１の関係にある。

【００１７】この構成により、図３で示すように、吸込
リング９の出口端部９ｃの外経と側板８の吸込口８ａの
最小内経を略同一径とし、吸込リング９と側板８のラッ
プする最短流路の断面積をクリアランスＲ２に向かうほ
ど小さくしているので、ケーシング６内から羽根車１内
に還流する流れＭし、まず、吸込リング９と側板８の吸
込口８ａ端部の間から羽根車１内に吸い込まれ、吸込リ
ング９の出口端部９ｃと側板８の内壁８ｂ１とのクリア
ランスＲ２に向かって吸込リング９と側板８のラップす
る最短流路を流れる際にも吸込口８の最小内径部８ａ１
付近で、吸込リング９の外壁９ｂ面に付着し、そのまま
吸込リング９の外壁９ｄ面に沿ってスムーズに増速して
流れ、出口端部９ｃの外壁端９ｃ１から側板の内壁８ｂ
１付近に向かい吹き出す。よって、ケーシング６外から
吸込リング９の内壁９ｅ側に沿って羽根車１内に流入す
る気流Ｈを伴流し、共に羽根２の入口部２ａより上流の
内壁８ｂに付着し、側板８の内壁８ｂから流れが剥離せ
ず羽根２の入口部２ａから翼間に流入する。従って、側
板８の内壁８ｂから剥離した流れによる側板８近傍の翼
間内部の流れの乱れを防ぎ、羽根車１の送風性能の劣化
と送風騒音の増加を抑える。

【００１８】（実施の形態２）図４、図５は本発明の第
２の実施の形態の遠心送風機を示す。尚、第１の実施の
形態と同一構成の部分については重複をさけるため、同
一符号を付けて説明を省略する。

【００１９】図４、図５において、１１は、側板８の吸
込口８ａより羽根車１内部に挿入された前吸込リング９
の外壁９ｄ面に、側板８側の吸込口８ａから出口端部９
ｃかけ羽根車１の反回転方向に傾いた複数のリブであ
る。

【００２０】この構成により、ケーシング６内から羽根
車１内に環流する流れＭは、吸込リング９の外壁９ｄ面
のリブ１１の形状に沿って、羽根車１の反回転方向に傾
き流れ、ケーシング６外から吸込リング９の内壁９ｅ側
に沿って羽根車１内に流入する気流Ｈを伴流し羽根車１
の反回転方向成分と外周側へ向かう半径方向成分と有す
る流れとなり側板８の内壁８ｂ面に向かい吐出するた
め、羽根車１の半径方向に対し傾きを有する側板８近傍
の羽根２の入口部２ａ上端において急激に流れの方向を
偏向されることなく翼間に流入するため、羽根２の入口
２ａ上端部での羽根２に衝突し流れが乱れるのを低減
し、羽根車１の送風性能の劣化と騒音の増加を抑える。

【００２１】（実施の形態３）図６は本発明の第３の実
施の形態の遠心送風機を示す。図７は、羽根車１の外径
ｄ２に対するクリアランスＲ２の寸法比と、第３の実施
例の遠心送風機の送風騒音レベルの関係を示し、図８
は、クリアランスＲ１のクリアランスＲ２に対する寸法
比と、第３の実施例の遠心送風機の送風騒音レベルの関
係を示す。

【００２２】尚、第１の実施の形態、第２の実施の形態
と同一構成の部分については重複をさけるため、同一符
号を付けて説明を省略する。

【００２３】図６において、クリアランスＲ２を、羽根
車の外径Ｄ２に対し０．００５×Ｄ２〜０．０１５×Ｄ
２の範囲とし、クリアランスＲ１を、クリアランスＲ２
に対し１．５×Ｒ２〜２×Ｒ２とした。

【００２４】この構成により、吸込リング９の出口端部
９ｃと側板８の内壁８ｂとのクリアランス最小部の寸
法、及び吸込リング９と側板８のラップする最短流路の
断面積の変化を最適化することにより、吸込リング９の
外壁９ｄ面に沿ってスムーズに増速する流れを、出口端
部９ｃの外壁９ｃ２側から側板８の内壁８ｂ面に向かい
吹き出し、ケーシング６外から吸込リングの内壁９ｅ側
に沿って羽根車１内に流入する気流を伴流し、共に側板
８近傍の羽根２の入口部２ａ上流の内壁８ｂに付着する
効果が最も有効に働き、送風騒音のレベルを低く抑え
る。

【００２５】尚、吸込リングの出口端部を湾曲し出口端
の内径を拡大しているが、出口端部を最小内径部から略
円錐状に拡大しても、本発明の実施の形態と同様の効果
を得ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、空気調和
機などに用いる遠心送風機において、ケーシング内から
羽根車内に環流する流れは、吸込リングの外壁面に付着
し、そのまま吸込リングの外壁面に沿ってスムーズに増
速して流れ、出口端部の外壁側から側板に内壁面に向か
い吹き出す。よって、ケーシング外から吸込リングの内
壁側に沿って羽根車内に流入する気流を伴流し、共に側
板近傍の羽根入口部上流の内壁に付着し、側板の内壁か
ら流れが剥離せず羽根入口部から翼間に流入する。従っ
て、側板内壁から剥離した流れによる側板近傍の翼間内
部の流れの乱れを防ぎ、羽根車の送風性能の劣化と送風
騒音の増加を抑えるという有効な効果が得られる。

【００２７】また、ケーシング内から羽根車内に環流す
る流れを、羽根車の反回転方向に傾き流れ、羽根車の反
回転方向成分と外周への半径方向成分と有する流れとな
り吐出するため、羽根車の半径方向に対し傾きを有する
側板近傍の羽根入口上端部において急激に流れの方向を
偏向されることなく翼間に流入するため、羽根入口上端
部での羽根に衝突し流れの乱れを低減し、送風性能の劣
化と騒音の増加を抑えるという有効な効果が得られる。

【００２８】また、さらに、吸込リングの外壁面に沿っ
てスムーズに増速する流れを、出口端部外壁側から側板
の内壁面に向かい吹き出し、ケーシング外から吸込リン
グの内壁側に沿って羽根車内に流入する気流を伴流し、
共に側板近傍の羽根の入口部上流の内壁に付着する効果
が最も有効に働き、送風騒音のレベルを低く抑えるとい
う有効な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における遠心送風機の断
面図

【図２】本発明の実施の形態１における遠心送風機の要
部断面図

【図３】本発明の実施の形態１における遠心送風機の要
部断面での流れの模式図

【図４】本発明の実施の形態２のおける遠心送風機の要
部断面図

【図５】第４図の矢視方向より見た遠心送風機の要部の
円筒部展開図

【図６】本発明の実施の形態３における遠心送風機の要
部断面図

【図７】羽根車の外形Ｄ２に対するクリアランスＲ２に
対する寸法比と、第３の実施例の遠心送風機の送風騒音
レベルの関係を示す図

【図８】クリアランスＲ１のクリアランスＲ２の寸法比
と、第３の実施例の遠心送風機の送風騒音レベルの関係
を示す図

【図９】従来の遠心送風機の断面図

【図１０】従来の遠心送風機の要部断面での流れの模式
図

【符号の説明】

１ 羽根車 ２ 羽根 ３ 主板 ８ 側板 ８ａ 吸込口 ８ａ１ 最小内径部 ８ｂ 内壁 ９ 吸込リング ９ａ 入口部 ９ｂ 最小内径部 ９ｃ 出口端部 １０ 回転軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主板と複数の羽根と吸込口を有する側板
   とから成る羽根車と、前記羽根車を収納するケーシング
   と、前記ケーシングに取り付けられた吸水リングで構成
   し、前記吸込リングは、入口部から出口端の間に最小内
   径部を有し、前記出口端部の内径を前記吸込リングの最
   小内径より大とし、かつ出口端部の外径を前記吸込リン
   グの最小外径より大で前記側板の吸込口の最小内径と略
   同一径とし、前記吸込リングの出口端部を前記側板の吸
   込口の最小内径部より前記主板側に挿入し、前記側板の
   吸込口最小内径部と前記羽根車の回転軸に対し同一軸方
   向位置における吸い込みリング外径とのクリアランスＲ
   １、及び前記吸込リングの出口端部と同一軸方向位置に
   おける前記側板の内壁とのクリアランスＲ２が、 Ｒ２＜Ｒ１ の関係にあり、前記回転軸を含む平面にて切断した時の
   断面形状において、前記吸込リングの出口端部の外壁端
   と前記回転軸とのなす角θ１と、前記吸込リングの出口
   端部と同一軸方向位置近傍の前記側板の内壁面の回転軸
   となす角θ２が、前記羽根車の外周方向を正として、 θ２＜θ１ の関係にある遠心送風機。
2. 【請求項２】 側板の吸込口の最小内径を羽根板の羽根
   入口径より大きくし、前記側板の吸込口より羽根車内部
   に挿入された前記吸込リングの外壁面に、前記側板の吸
   込口側から出口端部かけ反回転方向に傾いた複数のリブ
   を設けた請求項１記載の遠心送風機。
3. 【請求項３】 クリアランスＲ２を、前記羽根車の外径
   Ｄ２に対し、０．００５×Ｄ２〜０．０１５×Ｄ２の範
   囲とし、クリアランスＲ１を前記クリアランスＲ２に対
   し、１．５×Ｒ２〜２×Ｒ２とした請求項１または請求
   項２記載の遠心送風機。