JPWO2019082391A1 - 遠心送風機及び送風装置 - Google Patents

Abstract

遠心送風機（６）は、電動機（１０）により回転駆動される羽根車（９）と、開口を有する吸込口面（７ａ）と、羽根車（９）の回転軸からの距離が、回転軸の回転方向の位置によって異なる壁部（７ｂ）とを備え、羽根車（９）の回転によって発生した遠心方向の気流を一方向の気流に変換するスクロールケーシング（７）とを有し、スクロールケーシング（７）は、開口から取り込む空気を案内する空気取り込み部（４）を吸込口面（７ａ）に備え、空気取り込み部（４）は、回転軸の軸方向に、上流から下流に向かい風路面積が狭まる縮流部（５）を備え、縮流部（５）は、回転方向の位置によって上流端（５ａ１）と下流端（５ａ２）との径方向の距離が異なっており、上流端（５ａ１）と下流端（５ａ２）との径方向の距離が最大となる最大縮流部（５ｂ１）は、回転軸から壁部（７ｂ）までの距離が最小である舌部と隣接する箇所以外の位置に設けられている。

Description

本発明は、スクロールケーシングを備えた遠心送風機及び送風装置に関する。

遠心送風機は、羽根車又は電動機によって発生した騒音がスクロールケーシングの吸込み口から放射されることが、騒音の悪化の要因となっている。

騒音悪化の要因の一つには、吸込口にある空気取り込み部において、流入空気流が急激に方向転換して、空気流に乱れが生じることが挙げられる。

特許文献１に開示される発明は、スクロールケーシングの空気取り込み部の縮流部の上流端と下流端との軸方向寸法を大きくして、吸込口に空洞を備えた突出部を設けている。特許文献１に開示される発明は、空気取り込み部の流入空気流の急激な方向転換を抑制し、吸い込み流れのスクロールケーシングの吸い込み口から放射される騒音を低減することで、遠心送風機の騒音の低減を試みている。

特開２００９−７９５６８号公報

しかしながら、スクロールケーシングの吸込口面よりも空気取り込み部を突出させると、製品は大きくなってしまい、製品の小型化という近年の市場のニーズに応えられなくなってしまう。また吸込み口に対向する位置に間隔を空けて壁面を配置して風路を設ける構成においては、スクロールケーシングの吸込口面よりも空気取り込み部を突出させると、空気取り込み部によって風路を狭めてしまい、圧力損失が生じて送風性能が悪化してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、スクロールケーシングの吸込口面よりも空気取り込み部を突出させることなく、スクロールケーシングの空気取り込み部から放射される騒音を低減することができる遠心送風機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、電動機によって回転駆動される羽根車と、開口を有する吸込口面と、羽根車の回転中心となる回転軸からの距離が、回転軸の回転方向の位置によって異なる壁部とを備え、羽根車の回転によって発生した遠心方向の気流を一方向の気流に変換するスクロールケーシングとを有する。スクロールケーシングは、開口から取り込む空気を案内する空気取り込み部を吸込口面に備える。空気取り込み部は、回転軸の軸方向に、上流から下流に向かい風路面積が狭まる縮流部を備える。縮流部は、回転方向の位置によって上流端と下流端との回転軸の径方向の距離が異なっている。縮流部の上流端と下流端との径方向の距離が最大となる最大縮流部は、回転軸から壁部までの距離が最小である舌部と隣接する箇所以外の位置に設けられている。

本発明に係る遠心送風機は、スクロールケーシングの吸込口面よりも空気取り込み部を突出させることなく、スクロールケーシングの空気取り込み部から放射される騒音を低減することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係る送風装置の側面断面図 実施の形態１に係る送風装置の上面断面図 実施の形態１に係る送風装置の送風騒音性能を示す図 本発明の実施の形態２に係る送風装置の上面断面図 本発明の実施の形態３に係る送風装置の側面断面図 本発明の実施の形態４に係る遠心送風機の空気取り込み部の平面図 実施の形態４に係る遠心送風機の空気取り込み部の断面図

以下に、本発明の実施の形態に係る遠心送風機及び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に係る送風装置の側面断面図である。図２は、実施の形態１に係る送風装置の上面断面図である。送風装置１は、換気及び空調用途で天井裏に設置される送風装置である。なお、送風装置の側面断面は、羽根車９の回転中心となる回転軸Ｃと平行な断面であり、上面断面は、回転軸Ｃに垂直な断面である。

送風装置１は、外部の空気を流入させる吸気口２と、内部の空気を排出する排気口３とを持つ本体箱１１を有する。送風装置１は、遠心方向に気流を発生させる羽根車９と、羽根車９を駆動する電動機１０と、羽根車９が遠心方向に発生させた気流の方向を一方向の気流に変換するスクロールケーシング７とを本体箱１１の内部に収容している。電動機１０、羽根車９及びスクロールケーシング７は、遠心送風機６を構成している。

羽根車９は、電動機１０のシャフト１２に接続されて回転駆動される。羽根車９の回転軸Ｃは、シャフト１２と同軸である。

スクロールケーシング７は、開口を有する吸込口面７ａ，７ｃと、回転軸Ｃからの距離が、羽根車９の回転軸Ｃの回転方向の位置によって異なる壁部７ｂとを備える。スクロールケーシング７の吸込口面７ａ，７ｃは、空気を吸い込むための空気取り込み部４を備えている。空気取り込み部４は、回転軸Ｃの軸方向において、上流から下流に向かい風路面積が狭まる縮流部５を持っている。

縮流部５の上流端５ａ１と下流端５ａ２との回転軸Ｃの径方向の距離は、回転軸Ｃから壁部７ｂまでの距離が最小である舌部８と隣接する最小縮流部５ｂ２において最小になっている。なお、回転軸Ｃの径方向とは、回転軸Ｃに垂直な方向である。縮流部５の上流端５ａ１と下流端５ａ２との回転軸Ｃの径方向の距離は、吸気口２側の最大縮流部５ｂ１において最大になっている。すなわち、最大縮流部５ｂ１における縮流部５の上流端５ａ１と下流端５ａ２との径方向の距離Ｌ１は、最小縮流部５ｂ２における縮流部５の上流端５ａ１と下流端５ａ２との径方向の距離Ｌ２よりも大きい。縮流部５は、回転軸Ｃの径方向の距離が、最大縮流部５ｂ１と最小縮流部５ｂ２との間で連続的に変化している。なお、回転軸Ｃの軸方向における縮流部５の上流端５ａ１の位置は、回転軸Ｃの回転方向の位置によらず同じである。

縮流部５の上流端５ａ１と下流端５ａ２との回転軸Ｃの径方向の距離が最大となる最大縮流部５ｂ１は、回転軸Ｃから壁部７ｂまでの距離が最小である舌部８と隣接する箇所以外の位置に設けられている。具体的には、舌部８と最大縮流部５ｂ１とは、回転軸Ｃを挟んで逆側に位置している。

実施の形態１では、最大縮流部５ｂ１において、縮流部５の上流端５ａ１は、壁部７ｂと接している。最大縮流部５ｂ１において、縮流部５の上流端５ａ１は、壁部７ｂと接していることにより、吸込口面７ａ，７ｃと縮流部５との界面で気流が剥離することを抑制できる。なお、製造誤差程度であれば、最大縮流部５ｂ１において、縮流部５の上流端５ａ１が壁部７ｂから離れていても同様の効果が得られる。なお、最大縮流部５ｂ１において、縮流部５の上流端５ａ１は、壁部７ｂに接していなくてもよい。

本体箱１１は、吸込口面７ａ，７ｃと間隔を空けて対向する壁面１１ａ，１１ｃを有する。壁面１１ａと吸込口面７ａ，１１ｃとの間に形成される風路１３は、本体箱１１の外部から外気を取り入れる吸気口２と繋がっている。

遠心送風機６は、吸気口２が設けられた側に最大縮流部５ｂ１が配置された状態で本体箱１１に収容される。

図１に破線の矢印で示すように、実施の形態１に係る送風装置１では、空気取り込み部４に沿う流入空気流は、縮流部５において徐々に方向転換される。したがって、実施の形態１に係る送風装置１は、空気の乱れを抑制し騒音を低減することができる。

図３は、実施の形態１に係る送風装置の送風騒音性能を示す図である。なお、図３には、比較例に係る送風装置の送風騒音性能を合わせて示している。比較例に係る送風装置は、スクロールケーシングの空気取り込み部の縮流部の上流端と下流端の径方向の距離が全周にわたって一定である。送風装置１の比騒音Ｋは、下記式（１）から算出した。

図３に示されるように、実施の形態１に係る送風装置１は、比較例に係る送風装置と比較すると、実使用時の圧力損失がかかったＡ点にて比騒音で−１．０ｄＢの特性向上効果を得られた。なお、電動機１０の回転数と風量との関係は、比較例に係る送風装置と同等であり、送風性能が低下することはなかった。

実施の形態１に係る遠心送風機６は、スクロールケーシング７の吸込口面７ａ，７ｃよりも空気取り込み部４を突出させることなく、空気取り込み部４から放射される騒音を低減することができる。したがって、実施の形態１に係る送風装置１は、風路１３を狭め圧力損失を発生させることなく、スクロールケーシング７の空気取り込み部４から放射される騒音を低減することができる。

実施の形態１に係る送風装置１は、モータ側及び反モータ側に吸込口面７ａ，７ｃを備える両吸込方式であるため、モータ側及び反モータ側の空気取り込み部４を同様の形状とすることで、送風装置１から発せられる騒音を低減できる。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係る送風装置の上面断面図である。実施の形態１では、縮流部５の上流端５ａ１と下流端５ａ２との径方向の距離は、最大縮流部５ｂ１から最小縮流部５ｂ２にかけて徐々に変化していたが、実施の形態２では、二等分線上に最大縮流部５ｂ１が位置する角度θの範囲で縮流部５の上流端５ａ１と下流端５ａ２との径方向の寸法が変化している。角度θの一例を挙げると８０°であるが、これに限定はされない。その他の構成は実施の形態１と共通である。

実施の形態２に係る送風装置１は、最大縮流部５ｂ１を中心とする角度θの範囲だけ縮流部５の上流端５ａ１と下流端５ａ２との径方向の距離が変化するため、最大縮流部５ｂ１から最小縮流部５ｂ２にかけて徐々に距離が変化する実施の形態１と比較すると、空気取り込み部４の面積を小さくすることができる。

実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３に係る送風装置の側面断面図である。実施の形態１，２では、側面断面における縮流部５の断面形状は曲面状であったが、実施の形態３では側面断面における縮流部５の断面形状は平板状となっている。その他の構成は実施の形態１，２と共通である。

実施の形態３に係る送風装置１は、縮流部５を曲面状に曲げる加工が不要であるため、空気取り込み部４の加工が容易である。

上記の実施の形態１、実施の形態２及び実施の形態３で説明した送風装置１は、スクロールケーシング７の空気取り込み部４の縮流部５の上流端５ａ１と下流端５ａ２の径方向の寸法が羽根車９の回転軸Ｃの回転方向の位置によって異なっており、径方向の寸法が最大となる最大縮流部５ｂ１が、舌部８と隣接する縮流部５以外の場所に位置する。実施の形態１、実施の形態２又は実施の形態３に係る送風装置１は、風路１３を狭め圧力損失になることなく、スクロールケーシング７の吸込み口から放射される騒音を低減し、送風装置１の低騒音化を実現できる。

上記の実施の形態１、実施の形態２及び実施の形態３では、送風装置１が備える遠心送風機６は両吸込み式であったが、本発明はこれに限定されるものでなく、片吸込み式の遠心送風機にも適用することができる。

上記の実施の形態１、実施の形態２及び実施の形態３では、最大縮流部５ｂ１は、回転軸Ｃを挟んで舌部８と逆側に位置しているが、最大縮流部５ｂ１は、舌部８と隣接しない部分に位置していればよく、回転軸Ｃを挟んで舌部８と逆側の位置に限定はされない。

実施の形態４．
図６は、本発明の実施の形態４に係る遠心送風機の空気取り込み部の平面図である。図７は、実施の形態４に係る遠心送風機の空気取り込み部の断面図である。図７は、図６中のVII-VII線に沿った断面を示している。実施の形態４においては、スクロールケーシング７が複数の部品で構成され、縮流部５を含む空気取り込み部４は、吸込口面７ａ，７ｃに着脱可能であり、吸込口面７ａ，７ｃにねじ止めされる。実施の形態４に係る遠心送風機の空気取り込み部４は、型抜きが可能であり、製造が容易である。

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 送風装置、２ 吸気口、３ 排気口、４ 空気取り込み部、５ 縮流部、５ａ１ 上流端、５ａ２ 下流端、５ｂ１ 最大縮流部、５ｂ２ 最小縮流部、６ 遠心送風機、７ スクロールケーシング、７ａ，７ｃ 吸込口面、７ｂ 壁部、８ 舌部、９ 羽根車、１０ 電動機、１１ 本体箱、１１ａ，１１ｃ 壁面、１２ シャフト、１３ 風路。

本体箱１１は、吸込口面７ａ，７ｃと間隔を空けて対向する壁面１１ａ，１１ｃを有する。壁面１１ａと吸込口面７ａ，７ｃとの間に形成される風路１３は、本体箱１１の外部から外気を取り入れる吸気口２と繋がっている。

Claims (10)

1. 電動機によって回転駆動される羽根車と、
   開口を有する吸込口面と、前記羽根車の回転中心となる回転軸からの距離が、前記回転軸の回転方向の位置によって異なる壁部とを備え、前記羽根車の回転によって発生した遠心方向の気流を一方向の気流に変換するスクロールケーシングとを有し、
   前記スクロールケーシングは、前記開口から取り込む空気を案内する空気取り込み部を前記吸込口面に備え、
   前記空気取り込み部は、前記回転軸の軸方向に、上流から下流に向かい風路面積が狭まる縮流部を備え、
   前記縮流部は、前記回転方向の位置によって上流端と下流端との前記回転軸の径方向の距離が異なっており、
   前記縮流部の前記上流端と前記下流端との前記径方向の距離が最大となる最大縮流部は、前記回転軸から前記壁部までの距離が最小である舌部と隣接する箇所以外の位置に設けられていることを特徴とする遠心送風機。
2. 前記舌部と前記最大縮流部とは、前記回転軸を挟んで逆側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の遠心送風機。
3. 前記最大縮流部において、前記上流端は、前記壁部と接していることを特徴とする請求項１又は２に記載の遠心送風機。
4. 前記縮流部の上端部の前記軸方向の位置は、前記回転方向の位置によらず同じであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の遠心送風機。
5. 前記縮流部は、前記径方向の距離が、前記縮流部の前記上流端と前記下流端との前記回転軸の径方向の距離が最小となる最小縮流部と前記最大縮流部との間で連続的に変化することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の遠心送風機。
6. 前記縮流部が曲面状であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の遠心送風機。
7. 前記スクロールケーシングは、前記空気取り込み部と前記吸込口面とを着脱可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の遠心送風機。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の遠心送風機と、
   前記遠心送風機を収容する本体箱とを備え、
   前記本体箱は、前記吸込口面と間隔を空けて対向する壁面を有し、
   前記壁面と前記吸込口面との間に形成される風路は、前記本体箱の外部から外気を取り入れる吸気口と繋がっていることを特徴とする送風装置。
9. 前記本体箱は、前記遠心送風機が発生せた気流を排出する排気口を備えることを特徴とする請求項８に記載の送風装置。
10. 前記遠心送風機は、前記吸気口が設けられた側に前記最大縮流部が配置された状態で前記本体箱に収容されることを特徴とする請求項８又は９に記載の送風装置。

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