WO2004097225A1 - 多翼遠心送風機 - Google Patents

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WO2004097225A1
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wings
blade
impeller
centrifugal blower
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Inventor
Takahiro Yamasaki
Original Assignee
Daikin Industries, Ltd.
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4213Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D29/16Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/162Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of a centrifugal flow wheel
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    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
    • F04D29/282Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers the leading edge of each vane being substantially parallel to the rotation axis
    • F04D29/283Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers the leading edge of each vane being substantially parallel to the rotation axis rotors of the squirrel-cage type

Definitions

  • the present invention relates to a structure of a multi-blade centrifugal blower. Background art
  • This multi-blade centrifugal blower includes an impeller 103 and a fan housing 104.
  • the impeller 103 is composed of a hub 13 1, a large number of blades 13 3, 13 3 ⁇ ⁇ ⁇ , and an annular member 13 2.
  • one end 133c of a number of blades 133, 1333- ⁇ ' is spaced apart from the hub 1331 rotatable around the axis by a predetermined distance in the circumferential direction.
  • the annular member 1332 for reinforcement is fitted and fixed to the outer periphery of the opposite end 13d of the large number of blades 1333, 1333 I have.
  • the impeller 103 is housed inside the fan housing 104.
  • the fan housing 104 has an air suction port 105 surrounded by a circular arc portion 105a in the air suction direction as shown in FIG. Further, the fan housing 104 has an air outlet 141 in the centrifugal direction.
  • the fan housing 104 has a scroll structure.
  • An impeller 103 is housed and supported in the fan housing 104 via a motor shaft 102a of the impeller drive motor 102.
  • the motor shaft 102a is rotationally driven by the impeller drive motor 102, air is sucked in from the air inlet 105 as indicated by the phantom line (two-dot chain line) in FIG. Air is blown into the vortex chamber 140 in the fan housing 104 via the wing passage between the wings 1 3 3 and 1 3 3--', and then air is blown out from the air outlet 1 4 1 Is blown out.
  • the multi-blade centrifugal blower as described above has an annular bell mouth including a round portion 105 a formed around the air inlet 105 of the fan housing 104. 3 is a member with a surface facing the bell mouth (so-called shroud). C) The shroudless structure is not provided. A sirocco fan having such a shroudless structure is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. Sho 59-182628 (pages 2-6, Fig. 1-15 countries).
  • the blade width W 1 of the blade 13 33 is changed from the air inlet side edge 13 3 a (shaft core side portion) to the air outlet side. It is constant over the edge 1 3 3b (part opposite to the axis). Further, the shape of the end portion 133d on the air suction port 105 side is also flat like the portion on the hub 131 side. Therefore, the sealing performance in the vicinity of the air inlet 105 is low. For this reason, for example, as shown in FIG. 7, near the end 13 3 d (see FIG.
  • the present invention has been made in order to solve such a problem, and in the above-described multi-blade centrifugal blower without a shroud, a bell mouse having a concave portion having a predetermined depth is provided around an air inlet.
  • the air suction port side end of each wing is formed in a shape that can be sealed in accordance with the cross-sectional shape of the concave portion of the bell mouse. This provides a multi-blade centrifugal blower that reliably solves the above-mentioned problem and reduces operating noise as much as possible.
  • a multi-blade centrifugal blower includes an impeller and a fan housing.
  • the impeller comprises a hub, a number of wings, and an annular member for reinforcement.
  • the hub is driven to rotate around the axis.
  • Many wings are arranged and fixed to the hub at predetermined intervals in the circumferential direction of the hub.
  • An annular member is provided on the opposite side of the hub from the multiple wings. Have been.
  • the fan housing rotatably houses the impeller therein. Also
  • the fan housing has an air inlet. Further, the fan / wing is provided with a bell mouth having a concave portion of a predetermined depth around the air inlet.
  • the air suction port side ends (portions opposite to the hub) of the many blades are rotatably inserted into the recesses of the bellmouth without having a shroud.
  • the air suction port side end of each wing is inserted into the concave portion of the bell mouth, so that the sealing performance is improved.
  • the backflow of air near the air inlet side end of the air outlet side portion of the blade is suppressed, and the flow velocity distribution in the entire region of the impeller on the air outlet side becomes closer to uniform. This reduces aerodynamic noise.
  • the shape of the air inlet side end of each wing is made to correspond to the cross-sectional shape of the bell mouth recess. It is desirable to have a shape that can be sealed.
  • a part to be inserted into the concave part of the bell mouth is formed on the wing by cutting out a part of the air inlet side end of the wing.
  • the blade width which is the length in the axial direction of many blades, is made smaller at the air outlet side than at the air inlet side, and gradually decreases in a predetermined change pattern from the air inlet side to the air outlet side. Is desirable. In this way, better sealing performance can be achieved near the bellmouth.
  • the predetermined change pattern for reducing the blade width from the air inlet side to the air outlet side includes a pattern in which the shape of the end of the air inlet side changes in a curved shape from the air inlet side to the air outlet side.
  • a pattern in which the shape of the side end changes in an arc shape with a predetermined curvature from the air inlet side to the air outlet side, or the shape of the air inlet side end is linear from the air inlet side to the air outlet side Linear change path Turn is desirable.
  • the annular member be provided at a portion on the air outlet side and on the air inlet side of a plurality of blades having the smallest blade width, which is the length in the axial direction of the many blades. Good. According to such a configuration, when the air suction port is installed facing upward, the center of gravity of the impeller moves downward, and the rotation state is more stable.
  • Another multi-blade centrifugal blower includes an impeller and a fan housing.
  • the impeller comprises a hub, a number of wings, and an annular member for reinforcement.
  • the hub is driven to rotate around the axis.
  • a number of blades are fixed to the hub at predetermined intervals in the circumferential direction of the hub.
  • the annular member is disposed radially outward of the multiple wings and is integral with the end of the multiple wings opposite the hub.
  • the fan housing rotatably stores the impeller therein. In the impeller, the space between the adjacent wings is completely open in the direction opposite to the hub in the axial direction.
  • An air inlet is formed in the fan housing, and a bell mouth having a concave portion of a predetermined depth is provided around the air inlet. Then, the end of the air suction port located on the side opposite to the hub of many wings is inserted into the recess of the bell mouth.
  • the air suction port side end of each wing is inserted into the concave portion of the bell mouth, so that the sealing performance is improved.
  • the backflow of air near the air inlet side end of the air outlet side portion of the blade is suppressed, and the flow velocity distribution in the entire region of the impeller on the air outlet side becomes closer to uniform. This reduces aerodynamic noise.
  • FIG. 1 is a horizontal sectional view showing a configuration of a multi-blade centrifugal blower according to a first embodiment of the present invention.
  • the second country is a longitudinal section showing the configuration of a multi-blade eccentric blower.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of an impeller of the multi-blade centrifugal blower.
  • FIG. 4 is a front view showing the configuration of each blade of the impeller.
  • Figure 5 is a front view showing the configuration of each blade of the impeller of 3 ⁇ 4 second embodiment.
  • FIG. 6 is a front view showing the configuration of each blade of the impeller of the third embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional multi-blade centrifugal blower.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of an impeller of a conventional multi-blade centrifugal blower.
  • FIG. 9 is a front view showing the configuration of each blade in an impeller of a conventional multi-blade centrifugal fan.
  • the multi-blade centrifugal blower 1 includes an impeller drive motor 2, an impeller 3, and a fan housing 4, as shown in FIGS.
  • the impeller 3 is supported by the rotating shaft 2 a of the impeller drive motor 2 and is rotated by the impeller drive motor 2.
  • the fan housing 4 rotatably houses the impeller 3 via the rotation shaft 2 a of the impeller drive motor 2.
  • the fan housing 4 includes an air suction port forming plate 6 and a bell mouth 7.
  • the air suction port forming plate 6 forms the air suction port 5.
  • the air suction port 5 is coaxial with the rotation center axis O—O (axial center) of the impeller 3, and has a size corresponding to the inner diameter of the impeller 3.
  • the bell mouth 7 is located around the air inlet 5.
  • the impeller 3 includes a hub 31, a large number of blades 3 3, 3 3 ' ⁇ ', and an annular member 32 for reinforcement.
  • the disc-shaped hub (main plate) 31 is rotatable around a rotation center axis O—O.
  • Many wings 33, 3 3 ⁇ '' have a predetermined wing width / wing outer diameter ratio.
  • a large number of wings 33, 33 ′ are arranged and fixed to the hub 31 in a circumferential direction at a predetermined blade angle and a predetermined blade interval according to the rotation direction of the hub 31.
  • the reinforcing annular member 32 is fitted or fixed or integrally formed on the outer peripheral portion of the wing 33 on the side opposite to the hub 31 (on the air suction port 5 side).
  • the annular member 32 is arranged radially outward from the large number of blades 33, 33-- ⁇ .
  • each of the blades 3 3, 3 3 ' ⁇ ' has a flat end 33 c on the hub 31 side, and It is arranged and fixed orthogonally.
  • the end of the air suction port side of the wings 3 3, 3 3 1 ⁇ ⁇ opposite to the hub 31 (the end of the air suction port 5 side) 33 d is curved.
  • the blade width W1 is the same as the blade width of the conventional impeller blades (see Fig. 9).
  • each blade 3 3, 3 3 ⁇ (the end opposite to the rotation center axis O—O side)
  • the blade width of 33 b is larger than the blade width W 1.
  • the blade width W2 is smaller by the dimension W3.
  • the air inlet side end 33d is positioned on the air outlet side (rotation center) so that the wing tip shape of each wing 33, 33,- The shaft ⁇ —the side opposite to the ⁇ side) is notched.
  • each wing 33, 3 3 ⁇ ⁇ ' is configured such that the wing width gradually decreases in an arc-shaped pattern with a predetermined curvature from the air inlet side edge 33a to the air outlet side edge 33b. It has been.
  • this arc shape is formed corresponding to the cross-sectional shape of a concave portion 7 a having a predetermined depth of a bell mouse fox provided around the air suction port 5.
  • the air suction port side end 3 3d of each blade 33, 3 3 Alternatively, the gap (clearance) between any part of the arc-shaped end face part C and the inner peripheral surface of the concave portion 7a of the bell mouth 7 is made smaller than the other part.
  • the reinforcing annular member 32 is a portion that is the air inlet side end portion 33 d of the wings 33, 33, and the air outlet side edge 33 b, 33 b ′ ⁇ Fits and is fixed to the wing 3 3, 3 3 ⁇ ⁇ ' As shown in Fig. 4, the air outlet side edges 33b, 33b are the minimum blade width W2.
  • Fan housing 4 forms a scroll structure as a whole as shown in 3 ⁇ 4 Figure 1, in cross-section, it has a respective plurality of arcuate continuous having different radii.
  • the passage forming the air outlet 41 of the fan housing 4 has a shape in which a tangent line extends in a predetermined air blowing direction from an arcuate surface located at the most downstream side of the scroll portion, and has substantially the same diameter.
  • the bell mouth 7 has a concave portion 7a.
  • the concave portion 7a having a predetermined depth is provided with a tapered wing 33, 3 3 ⁇ 3 'd at the air inlet side end (the portion from the annular member 32 to the tip) 33 d.
  • the cross-sectional shape is suitable for rotatably loose fitting with a small clearance that does not cause leakage flow.
  • the concave portion 7a protrudes above the air suction port forming plate 6 (toward the air flow upstream side).
  • the degree of the protrusion corresponds to the width W3 of the tapered portion of the air suction port side end 3 3d, 3 3d ⁇ ⁇ 'of the wing 33, 3 3 ⁇ ⁇ '.
  • the shape of the tapered portion of the air suction port side end 3 3d, 33 d of width W 3 and the shape of the recess 7a are related as shown in FIG.
  • a step (width) corresponding to the width (thickness) of the annular member 32 is provided at a portion (boundary portion) where the air suction port forming plate 6 and the bell mouth 7 are continuous with each other. Part 6a is provided.
  • the portion of the blade width W2 from the annular member 32 to the hub 31 corresponds to the passage width of the vortex chamber 40 and the air outlet 41 inside the fan housing 4.
  • the ends of the wings 3 3, 3 3 ⁇ ⁇ ⁇ are narrowed at the air suction port side end 3 3 d, 33 d ⁇ ⁇ 'and the inner surface of the recess 7 a of the bell mouth 7 of the fan housing 4. Is formed to be narrower than a predetermined value. For this reason, the annular shroud facing the annular bell mouth 7 is not provided on the impeller 3, and the blades 3 3, 3 3 ⁇ ⁇ ⁇ of the impeller 3 have the air outlet side edge 3 3 b on the air inlet side. The generation of backflow of air in the area near the end 33d can be suppressed. As a result, the flow velocity distribution becomes uniform, and the multi-blade centrifugal blower 1 can be operated with low noise.
  • a recess 7 a having a predetermined depth is formed in the bell mouth 7 of the fan housing 4, and the end 3 3 d of the blade 3 3, 3 3 Since it corresponds to the cross-sectional shape of a, the sealing performance is sufficiently high even without a shroud.
  • FIG. 9 shows a shape suitable for the seal of the wings 33, 3 3 ′ ⁇ corresponding to the cross-sectional shape of the concave portion 7a of the bell mouth 7.
  • the shape of the conventional blade 13 with a constant blade width of W1 as shown in the figure, if the air suction port side end 13 3 The weight of the wings 33 is reduced, the load on the impeller drive motor 2 is reduced, and the breaking strength of the wings 33, 3 3 ⁇ ⁇ ⁇ is increased.
  • the blade width of each blade 3 3, 3 3 ⁇ 1 ′ is larger at the air outlet side edge 33 b than at the air inlet side edge 33 a. It is configured so as to be small and have a predetermined curvature from the air inlet side edge 33a to the air outlet side edge 33b in a pattern that changes in an arc shape and becomes gradually smaller. With such a configuration, better sealing performance can be realized in the vicinity of the bell mouth 7.
  • the blade width W2 of the air outlet side edge 3 3b is reduced while the blade width W1 of the air inlet side edge 33a of each blade 3 3, 3 3 Therefore, the air sucked into the fan housing 4 from the air suction port 5 can be blown out more smoothly in the centrifugal direction.
  • the reinforcing annular member 32 is an air outlet side edge 33b where the blade width of the blade 33 is the smallest, and an air inlet side end.
  • FIG. 5 shows a configuration of a blade portion of a multi-blade centrifugal blower according to a second embodiment of the present invention.
  • the shape of the notch of the air inlet side end 33d in the configuration of the first embodiment is changed from the air inlet side edge 33a to the air outlet side edge.
  • the shape has been changed so that the blade width decreases linearly from W1 to W2 from 33b, 33b-- ⁇ .
  • FIG. 6 shows a configuration of a blade portion of a multi-blade centrifugal blower according to a third embodiment of the present invention.
  • the shape of the notch of the air inlet side end 33d in the configuration of the first embodiment is changed from the air inlet side edge 33a to the air outlet side edge.
  • 33 b, 33 b ⁇ ⁇ »The shape of the curve is reduced to a curved shape (more specifically, an S-shaped curved shape).
  • the cutout of the air inlet side end 3 3d can be changed to various curved shapes from the air inlet side edge 33a to the air outlet side edge 33b, 33b- ⁇ '.
  • the entire air inlet side end 33d can be made to correspond to the cross-sectional shape of the concave portion 7a of the bell mouth 7.
  • the clearance between the bell mouth 7 and the concave portion 7a of the bell mouth 7 can be reduced over the entire air inlet side end 33d, so that the sealing performance is further improved. It is possible to effectively suppress the backflow in the vicinity of the high air outlet side edge 33b and the air inlet side end 33d. Also, it is difficult for leakage flow to occur.

Abstract

多翼遠心送風機では、ファンハウジング(4)に収納される羽根車(3)において、軸芯周りに回転駆動されるハブ(31)に対し、多数の翼(33),(33)・・・が周方向に所定の間隔を保って配設・固定される。また、翼(33),(33)・・・のハブ(31)と反対側には、補強用の環状部材(32)が設けられる。ファンハウジング(4)の空気吸込口(5)の周囲には、凹部(7a)を有するベルマウス(7)が設けられる。各翼(33),(33)・・・の上記ハブ(31)と反対側に位置する空気吸込口側端部(33d),(33d)・・・は、シュラウドを有することなく、ベルマウス(7)の凹部(7a)に挿入される。

Description

明 細 書 多翼違心送風機 技術分野
本願発明は、 多翼遠心送風機の構造に関するものである。 背景技術
多翼遠心送風機の中には、 例えば、 図 7〜図 9に示すようなものがある。 この 多翼遠心送風機は、 羽根車 1 0 3とファンハウジング 1 0 4とを備える。
羽根車 1 0 3は、 ハブ 1 3 1、 多数枚の翼 1 3 3, 1 3 3 ■ ■ ■、 および環状 部材 1 3 2で構成されている。 羽根車 1 0 3では、 軸芯周りに回転可能なハブ 1 3 1に対して、 多数枚の翼 1 3 3, 1 3 3 - ■ 'の一端 1 3 3 cが周方向に所定 の間隔を保って配設固定されている。 また、 羽根車 1 0 3では、 多数枚の翼 1 3 3, 1 3 3 ■ ■ ■の反対側端部 1 3 3 dの外周に、 補強用の環状部材 1 3 2が嵌 合固定されている。 この羽根車 1 0 3は、 ファンハウジング 1 0 4の内部に収納 される。
ファンハウジング 1 0 4には、 図 7に示すような空気吸込方向に円弧状のァー ル部 1 0 5 aで囲われた空気吸込口 1 0 5が形成されている。 また、 ファンハウ ジング 1 0 4は、 遠心方向への空気吹出口 1 4 1を有す ¾スクロール構造となつ ている。 このファンハウジング 1 0 4内に、 羽根車駆動モータ 1 0 2のモータ軸 1 0 2 aを介して羽根車 1 0 3が収納支持される。 羽根車駆動モータ 1 0 2によ つてモータ軸 1 0 2 aが回転駆動されると、 図 7の仮想線 (2点鎖線) の矢印で 示すように、 空気吸込口 1 0 5から吸い込まれた空気が各翼 1 3 3, 1 3 3 - - '間の翼通路を介してファンハウジング 1 0 4内の渦室 1 4 0内に吹き出 され、 その後、 空気吹出口 1 4 1から外部に空気が吹き出される。
上記のような多翼遠心送風機は ファンハウジング 1 0 4の空気吸込口 1 0 5 の周囲に形成されるアール部 1 0 5 aを含む環状のベルマウスを有しているが、 羽根車 1 0 3は、 このベルマウスに対向する面を持った部材 (いわゆるシュラウ ド) を備えないシュラウドレス構造になっている。 このようなシュラウドレス構 造のシロッコファンが 実開昭 5 9— 1 8 2 6 9 8号公報 (第 2— 6頁、 第 1図 一 5國) に開示されている。
このようなシュラウドレス構造を採ると、 特開平 7— 2 7 0 9 7号公報に開示 されているようなシユラウドを有する構造を採る場合に較べて、 シュラウドがな くなる分だけ部品点数が減少し、 多翼遠心送風機の軽量化が可能になる。 発明の開示
シュラウドレス構造の多翼遠心送風機の場合、 例えば図 9に示すように、 翼 1 3 3の翼幅 W 1が、 空気入口側縁部 1 3 3 a (軸芯側の部分) から空気出口側縁 部 1 3 3 b (軸芯と反対側の部分) にかけて一定である。 また、 空気吸込口 1 0 5側の端部 1 3 3 dの形状も、 ハブ 1 3 1側の部分と同様にフラットである。 し たがって、 空気吸込口 1 0 5の近傍におけるシール性能が低い。 このため、 例え ば、 図 7に示すように、 翼 Ί 3 3の空気出口側縁部 1 3 3 bの空気吸込口 1 0 5 側の端部 1 3 3 d (図 9参照) の近傍において逆流領域 Rが発生し、 翼 1 3 3の 空気出口側縁部 1 3 3 b付近における吹出,気流の相対速度が大きくなつて、 空力 騒音が大きくなる問題がある。
また、 空気吸込口 1 0 5の円弧状のアール部 1 0 5 aの内面と羽根車 1 0 3と の間の隙間において、 干渉による乱れが生じる。 これも、 空力騒音の原因となる。 本願発明は、 このような課題を解決するためになされたもので、 上述のような シュラウドのない多翼遠心送風機において、 所定の深さの凹部を有するベルマウ スを空気吸込口の周囲に設けるとともに、 各翼の空気吸込口側の端部をベルマウ スの凹部の断面形状に対応してシール可能な形状に構成する。 これによつて、 上 述の問題を確実に解決し、 可及的に運転音を低減するようにした多翼遠心送風機 を提供する。
本願発明に係る多翼遠心送風機は、 羽根車と、 ファンハウジングとを備えてい る。 羽根車は、 ハブと、 多数の翼と、 補強用の環状部材とからなる。 ハブは、 軸 芯周りに回転駆動される。 多数の翼は、 ハブの周方向に所定の間隔を保って、 ハ ブに対して配設固定されている。 環状部材は、 多数の翼のハブと反対側に設けら れている。 ファンハウジングは、 その内部に羽根車を回転可能に収納する。 また
、 ファンハウジングには 空気吸込口が形成されている。 さらに、 ファン/、ウジ ングには 空気吸込口の周囲に、 所定の深さの凹部を有するベルマウスが設けら れる。 そして、 多数の翼の空気吸込口側端部 (ハブと反対側に位置する部分) が 、 シュラウドを有することなく、 ベルマウスの凹部内に回転可能に挿入されてい る。
ここでは、 凹部を有するベルマウスを設ける一方、 各翼の空気吸込口側端部を ベルマウスの凹部に挿入しているため、 シール性能が高くなつている。 すなわち、 翼の空気出口側部分の空気吸込口側端部の近傍における空気の逆流が抑制され、 羽根車の空気出口側の全域における流速分布が均一に近づく。 これにより、 空力 騒音が低減される。
また、 各翼の空気吸込口側端部とベルマウスとの間の隙間を小さくしておけば、 干渉が少なくなリ、 それによる空力騒音も低減される。
また、 各翼の空気吸込口側端部とベルマウスとの間の隙間を小さくする場合に おいて、 各翼の空気吸込口側端部の形状を、 ベルマウスの凹部の断面形状に対応 させたシール可能な形状としておくことが望ましい。
また、 例えば従来の翼幅一定の構成の翼を前提とし、 その翼の空気吸込口側端 部の一部を切リ欠くことによつてベルマウスの凹部に挿入する部分を翼に形成す るようにすると、 その分だけ翼の重量が軽くなリ、 モータ負荷が軽減されるとと もに、 翼の破壊強度が高くなる。
また、 多数の翼の軸芯方向の長さである翼幅は、 空気入口側よりも空気出口側 の方を小さくし、 空気入口側から空気出口側にかけて所定の変化パターンで次第 に小さくなるようにすることが望ましい。 このようにすれば、 ベルマウス付近に おいて、 よリ良好なシール性能を実現することができる。
また、 空気入口側から空気出口側にかけて翼幅を小さくする所定の変化パター ンとしては、 空気吸込口側端部の形状が空気入口側から空気出口側にかけて曲線 状に変化するパターン、 空気吸込口側端部の形状が空気入口側から空気出口側に かけて所定の曲率を有して円弧状に変化するパターン、 あるいは空気吸込口側端 部の形状が空気入口側から空気出口側にかけて直線的に変化するリニアな変化パ ターンが望ましい。
このような変化パターンとすれば、 各翼の空気入口側部分の翼幅を広く取リな がら、 空気出口側部分の翼幅を小さくすることになるので 空気吸込口から吸い 込まれた空気を、 よリスムーズに遠心方向に吹き出すことができる。
また、 環状部材は、 多数の翼の軸芯方向の長さである翼幅が最も小さくなる多 数の翼の空気出口側であって空気吸込口側の部分に位置して設けられることが望 ましい。 このような構成によれば、 空気吸込口を上方側に向けて設置した場合に、 羽根車の重心が下方に移動し、 その回転状態がよリ安定する。
別の本願発明に係る多翼遠心送風機は、 羽根車と、 ファンハウジングとを備え ている。 羽根車は、 ハブと、 多数の翼と、 補強用の環状部材とからなる。 ハブは 、 軸芯周りに回転駆動される。 多数の翼は、 ハブに対し、 ハブの周方向に所定の 間隔を保って配設固定されている。 環状部材は、 多数の翼よりも径方向外側に配 置されており、 多数の翼のハブと反対側の端部と一体となっている。 ファンハウ ジングは、 その内部に羽根車を回転可能に収納する。 羽根車は、 隣接する翼によ リ挟まれた空間が、 軸芯方向でハブと反対側の方向に完全に開いている。 ファン ハウジングには、 空気吸込口が形成されるとともに、 その空気吸込口の周囲に、 所定の深さの凹部を有するベルマウスが設けられている。 そして、 多数の翼のハ ブと反対側に位置する空気吸込口側端部が、 ベルマウスの凹部内に挿入されてい る。
ここでは、 凹部を有するベルマウスを設ける一方、 各翼の空気吸込口側端部を ベルマウスの凹部に挿入しているため、 シール性能が高くなつている。 すなわち、 翼の空気出口側部分の空気吸込口側端部の近傍における空気の逆流が抑制され、 羽根車の空気出口側の全域における流速分布が均一に近づく。 これにより、 空力 騒音が低減される。
また、 環状部材を翼よりも径方向外側に配置し、 隣接する翼により挟まれた空 間が軸芯方向でハブと反対側の方向に完全に開く羽根車としているため、 環状部 材と翼とを一体成形により形成させることが容易である。 図面の簡単な説明 第 1図は、 本願発明の第 1実施形態に係る多翼遠心送風機の構成を示す水平断 面図である。
第 2國は 多翼違心送風機の構成を示す縦断面図である。
第 3図は、 多翼遠心送風機の羽裉車の構成を示す斜視図である。
第 4図は、 羽根車の各翼の構成を示す正面図である。
第 5図は ¾ 第 2実施形態の羽根車の各翼の構成を示す正面図である。
第 6図は、 第 3実施形態の羽根車の各翼の構成を示す正面図である。
第 7図は、 従来の多翼遠心送風機の構成を示す断面図である。
第 8図は、 従来の多翼遠心送風機の羽根車の構成を示す斜視図である。
第 9図は、 従来の多翼遠心送風機の羽根車における各翼の構成を示す正面図で める。 発明を実施するための最良の形態
<第 1実施形態 >
図 1〜図 3は、 本願発明の第 1実施形態に係る多翼遠心送風機の構成を示して いる。 この多翼遠心送風機 1は、 図 1および図 2に示されるように、 羽根車駆動 モータ 2、 羽根車 3、 およびファンハウジング 4から構成されている。 羽根車 3 は、 羽根車駆動モータ 2の回転軸 2 aに支持され、 羽根車駆動モータ 2により回 転駆動される。 ファンハウジング 4は、 羽根車駆動モータ 2の回転軸 2 aを介し て羽根車 3を回転可能に収納する。 このファンハウジング 4は、 空気吸込口形成 プレート 6やベルマウス 7から構成されている。 空気吸込口形成プレート 6は、 空気吸込口 5を形成している。 空気吸込口 5は、 羽根車 3の回転中心軸 O— O (軸芯) と同軸位置にあり、 羽根車 3の内径に対応した大きさとなっている。 ベ ルマウス 7は、 空気吸込口 5の周囲に位置している。
羽根車 3は、 ハブ 3 1と、 多数の翼 3 3, 3 3 ' ■ ' と、 補強用の環状部材 3 2とから構成されている。 円板状のハブ (主板) 3 1は、 回転中心軸 O— O周り に回転可能である。 多数の翼 3 3, 3 3 ■ ' 'は、 所定の翼幅 翼外径の比を持 つものである。 多数の翼 3 3, 3 3 ■ ' 'は、 ハブ 3 1の回転方向に応じた所定 の翼角、 所定の翼間隔で、 ハブ 3 1に対して周方向に配設され固定されている。 補強用の環状部材 3 2は、 それぞれ翼 3 3のうちハブ 3 1 と反対側 (空気吸込口 5側) の外周部分において、 嵌合固定あるいは一体成形されている。 なお、 環状 部材 3 2は、 多数の翼 3 3, 3 3 - - ■よりも径方向外側に配置されている。
そして、 第 1実施形態の羽根車 3の場合、 各翼 3 3, 3 3 ' ■ 'は、 ハブ 3 1 側の端部 3 3 cが、 フラットとなっていて、 ハブ 3 1の表面に対して直交状態で 配設固定されている。 一方 各翼 3 3, 3 3 ■ ■ ■のハブ 3 1と反対側の空気吸 込口側端部 (空気吸込口 5側の端部) 3 3 dは、 湾曲している。 図 4に詳細に示 されているように、 各翼 3 3, 3 3 ■ · ■の空気入口側縁部 (回転中心軸 O— O 側の端部) 3 3 aの翼幅は、 前述した従来の羽根車の翼 (図 9参照) の翼幅と同 一の翼幅 W 1になっている。 これに対し、 各翼 3 3, 3 3 ■ ■ 'の空気出口側縁 部 (回転中心軸 O— O側と反対側の端部) 3 3 bの翼幅は、 翼幅 W 1よりも所 寸法 W 3だけ小さい翼幅 W 2となっている。 そして、 空気吸込口側端部 3 3 dは、 各翼 3 3, 3 3 · - ■の翼端形状が内側に Mんだ所定の曲率の円弧形状となるよ うに、 空気出口側 (回転中心軸 Ο— Ο側と反対側) が切り欠かれている。 このよ うに、 各翼 3 3, 3 3 ■ ■ 'は、 空気入口側縁部 3 3 aから空気出口側縁部 3 3 bにかけて所定曲率の円弧状パターンで次第に翼幅が小さくなるように構成され ている。
この円弧形状は、 後述するように、 空気吸込口 5の周囲に設けられたベルマウ スフの所定の深さの凹部 7 aの断面形状に対応して形成されている。 図 2に示す ように凹部 7 a内に遊嵌された状態において、 各翼 3 3, 3 3 ■ ■ 'の空気吸込 口側端部 3 3 dは、 その前縁面部 A、 先端面部 B、 もしくは円弧状の端面部 Cの 何れかの部分が、 その他の部分よりもベルマウス 7の凹部 7 aの内周面との間の 隙間 (クリアランス) が小さくなるようにされている。 これにより、 前述したよ うな逆流域 Rの発生を抑制するとともに、 翼 3 3の空気吸込口側端部 3 3 dとべ ルマウス 7の凹部 7 aの内周面との間の隙間の存在に起因して生じる干渉や漏れ 流れを抑制し、 それらの漏れ流れや干渉による乱れを抑え、 送風音の低減を図つ ている。
補強用の環状部材 3 2は、 翼 3 3, 3 3 ■ ' ■の空気吸込口側端部 3 3 dであ リ且つ空気出口側縁部 3 3 b, 3 3 b ' ■ ■である部分に嵌合■固着され、 翼 3 3, 3 3 ■ ■ 'と一体化している。 空気出口側縁部 3 3 b, 3 3 b ■ ■ ■は、 図 4に示すように、 最小翼幅 W 2の部分になっている。
ファンハウジング 4は ¾ 図 1に示すように 全体としてスクロール構造をなし、 その断面が、 各々半径を異にする複数個の円弧の連続になっている。 ファンハウ ジング 4の空気吹出口 4 1を形成する通路形状は、 スクロール部分の最下流側に 位置する円弧面から所定の空気吹出し方向に接線を延ばした形となっており、 略 等径である。
ベルマウス 7には、 凹部 7 aが形成されている。 所定の深さを持つ凹部 7 aは、 図 4に示すように先が細い翼 3 3, 3 3 ■ ■ 'の空気吸込口側端部 (環状部材 3 2から先端の部分) 3 3 dを、 漏れ流れを生じさせないレベルの小さなクリアラ ンスで回転可能に遊嵌するのに適した断面形状となっている。 具体的には、 凹部 7 aは、 図 2に示すように、 空気吸込口形成プレート 6よりも上方に (空気流上 流側方向に) 突出している。 その突出の程度は、 翼 3 3, 3 3 ■ ■ 'の空気吸込 口側端部 3 3 d, 3 3 d ■ ■ 'の先細部分の幅 W 3に対応している。 幅 W 3の空 気吸込口側端部 3 3 d, 3 3 d ■ ■ 'の先細部分の形状と、 凹部 7 aの形状とは、 図 2に示すように関連するものになっている。
空気吸込口形成プレート 6とベルマウス 7との相互に連続する部分 (境界部 分) には、 図 2に示すように、 環状部材 3 2の幅 (厚み) に対応した幅 (段差) の段部 6 aが設けられている。 これにより、 環状部材 3 2からハブ 3 1までの翼 幅 W 2の部分が、 ファンハウジング 4の内部の渦室 4 0および空気吹出口 4 1の 通路幅に対応するようになる。
上述のように、 翼 3 3, 3 3 ■ ■ ■の先端が細くなつた空気吸込口側端部 3 3 d, 3 3 d ■ ■ 'とファンハウジング 4のベルマウス 7の凹部 7 aの内面との間 の間隔は、 所定値以下に狭く形成されている。 このため、 環状のベルマウス 7に 対向する環状のシュラウドを羽根車 3に設けることなく、 羽根車 3の翼 3 3 , 3 3 ■ ■ ■の空気出口側縁部 3 3 bの空気吸込口側端部 3 3 dに近い領域における 空気の逆流の発生を抑えることができている。 これによ 流速分布が均一に近 づき、 多翼遠心送風機 1を低騒音で運転することができる。
以下に、 第 1実施形態に係る多翼遠心送風機の特徴を列挙する。 ここでは、 ファンハウジング 4のベルマウス 7に所定の深さの凹部 7 aを形成 し、 羽根車 3の各翼 3 3, 3 3 ■ ■ 'の空気吸込口側端部 3 3 dを凹部 7 aの断 面形状に対応するものとしているため、 シュラウドがなくても十分にシール性能 が高くなつている。 これにより、 シュラウドレス構造のメリット (部品点数削減、 軽量化、 円板摩擦の低減) を享受しながら、 翼 3 3, 3 3 ■ ■ *の空気出口側端 部 3 3 b, 3 3 b - ■ 'の空気吸込口側端部 3 3 d付近での逆流が抑制されるた め、 翼 3 3, 3 3 ■ ■ ■の空気出口側の空間全域における流速分布が均一に近づ き、 相対速度が低下する。 この結果、 空力騒音が低減されている。
また、 各翼 3 3, 3 3 - ■ ■の空気吸込口側端部 3 3 d, 3 3 d - ■ ' とベル マウス 7の凹部 7 aの内周面との間の隙間が小さいため、 干渉が少なくなつてお リ、 干渉による空力騒音も低減されている。
また、 図 4と図 9とを比較すればわかるように、 ベルマウス 7の凹部 7 aの断 面形状に対応した翼 3 3, 3 3 ' ■ ■のシールに適した形状を、 図 9に示す従来 の翼幅が W 1で一定である翼 1 3 3の形状を前提とし、 その空気吸込口側端部 1 3 3 dの一部を切り欠くことによって形成するようにすると、 その分だけ翼 3 3 の重量が軽くなリ、 羽根車駆動モータ 2の負荷が軽減されるとともに、 翼 3 3, 3 3 ■ ■ ■の破壊強度が高くなる。
また、 第 1実施形態の多翼遠心送風機 1では、 各翼 3 3, 3 3 ■ ■ 'の翼幅は、 空気入口側縁部 3 3 aよりも空気出口側縁部 3 3 bの方が小さく、 空気入口側縁 部 3 3 aから空気出口側縁部 3 3 bにかけて所定曲率を有して円弧状に変化する パターンで次第に小さくなるように構成されている。 このように構成することに より、 ベルマウス 7付近において、 より良好なシール性能を実現することができ ている。
また、 各翼 3 3 , 3 3 ■ ' 'の空気入口側縁部 3 3 aの翼幅 W 1を広く取りな がら、 空気出口側縁部 3 3 bの翼幅 W 2を小さくしているため、 空気吸込口 5か らファンハウジング 4の内部に吸い込まれた空気を、 よリスムーズに遠心方向に 吹き出すことができるようになつている。
また、 第 1実施形態の多翼遠心送風機 1では、 補強用の環状部材 3 2が、 翼 3 3の翼幅が最も小さくなる空気出口側縁部 3 3 bであり且つ空気吸込口側端部 3 ―一
9
3 dである部分に配置され設けられている。 このような構成にしているため、 図
2に示すように空気吸込口 5を上方側に向けて設置した場合において、 図 7に示 す従来の多翼遠心送風機に較べ、 羽根車 3の重心が下方に移動し その回転状態 がより安定している。
<第 2実施形態 >
図 5は、 本願発明の第 2実施形態に係る多翼遠心送風機の翼部分の構成を示し ている。
ここでは、 上記第 1実施形態の構成における空気吸込口側端部 3 3 dの切り欠 き部の形状を、 図 5に示すように、 空気入口側縁部 3 3 aから空気出口側縁部 3 3 b , 3 3 b - - ■にかけてリニアに翼幅が W 1から W 2に縮小する形状に変更 している。
このような形状にしても、 翼 3 3, 3 3 ■ ■ ■の空気吸込口側端部 3 3 d, 3 3 d - · ■とベルマウス 7の凹部 7 aとの間のクリアランスを小さくすることが でき、 シール性能を確保して逆流を抑えることができる、 これにより、 ここでも、 ベルマウス 7付近における漏れ流れを抑制し、 送風音を低減することができるよ うになる。
<第 3実施形態 >
図 6は、 本願発明の第 3実施形態に係る多翼遠心送風機の翼部分の構成を示し ている。
ここでは、 上記第 1実施形態の構成における空気吸込口側端部 3 3 dの切り欠 き部の形状を、 図 6に示すように、 空気入口側縁部 3 3 aから空気出口側縁部 3 3 b , 3 3 b ■ ■ »にかけて曲線状 (より具体的には、 S字形状の曲線状) に縮 小変化させている。
空気吸込口側端部 3 3 dの切り欠き部は、 空気入口側縁部 3 3 aから空気出口 側縁部 3 3 b, 3 3 b - ■ 'にかけて種々の曲線形状に変更することができるが、 特に上記のような略 S字形状にした場合には、 空気吸込口側端部 3 3 dの全体を ベルマウス 7の凹部 7 aの断面形状に対応したものにすることができる。
このように、 ここでは、 空気吸込口側端部 3 3 dの全体に亘つてベルマウス 7 の凹部 7 aとのクリアランスを小さくすることができるので、 よりシール性能が 高くなリ、 空気出口側縁部 3 3 bであり且つ空気吸込口側端部 3 3 dである部分 の近傍における逆流を有効に抑制することができる。 また 漏れ流れも生じにく くなる。 産業上の利用可能性
本発明に係る多翼遠心送風機によれば ファン効率を低下させることなく、 運 転音を有効に低減することができるようになる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 ·
軸芯周りに回転駆動されるハブ (31 ) と、
前記ハブ (31 ) に対し、 前記ハブ (31 ) の周方向に所定の間隔を保って配 設固定された多数の翼 (33) , (33) ' ■ ■と、
前記多数の翼 (33) , (33) ' ■の前記ハブ (31 ) と反対側に設けら れた補強用の環状部材 (32) と、
からなる羽根車 (3) と、
空気吸込口 (5) が形成され、 内部に前記羽根車 (3) を回転可能に収納する ファンハウジング (4) と、
を備え、
前記ファンハウジング (4) には、 前記空気吸込口 (5) の周囲に、 所定の深 さの凹部 (7 a) を有するベルマウス (7) が設けられ、
前記多数の翼 (33) , (33) - - -の前記ハブ (31 ) と反対側に位置す る空気吸込口側端部 (33 d), (33 d) ■ ' 'が、 シュラウドを有すること なく、 前記ベルマウス (7) の凹部 (7 a) 内に回転可能に揷入されている、 多翼遠心送風機。
2.
前記多数の翼 (33), (33) ■ , 'の軸芯方向の長さである翼幅は、 空気 入口側 (33 a) よりも空気出口側 (33 b) の方が小さく、 空気入口側 (33 a) から空気出口側 (33 b) にかけて所定の変化パターンで次第に小さくなる ように構成されていることを特徴とする、
請求項 1に記載の多翼遠心送風機。
3.
前記翼幅が小さくなる所定の変化パターンは、 前記空気吸込口側端部 (33 d ) の形状が、 空気入口側 (33 a) から空気出口側 (33 b) にかけて曲線状に 変化するパターンであることを特徴とする、
請求項 2に記載の多翼遠心送風機。
4.
前記翼幅が小さくなる所定の変化パターンは、 前記空気吸込口側端部 (33 d ) の形状が、 空気入口側 (33 a) から空気出口側 (33 b) にかけて所定の曲 率を有して円弧状に変化するパターンであることを特徴とする、
請求項 2記載の多翼遠心送風機。
5.
前記翼幅が小さくなる所定の変化パターンは、 前記空気吸込口側端部 (33 d ) の形状が、 空気入口側 (33 a) から空気出口側 (33 b) にかけて直線的に 変化するリニァな変化パターンであることを特徴とする、
請求項 2記載の多翼遠心送風機。
6.
前記環状部材 (32) は、 前記多数の翼 (33) , (33) ' ■ 'の軸芯方向 の長さである翼幅が最も小さくなる前記多数の翼 (33), (33) ■ ■ ■の前 記空気出口 (33 b) 側であって前記空気吸込口 (5) 側の部分に位置して設け られていることを特徴とする、
請求項 2, 3, 4又は 5に記載の多翼遠心送風機。
軸芯周りに回転駆動されるハブ (31 ) と、
前記ハブ (3 1 ) に対し、 前記ハブ (3 1 ) の周方向に所定の間隔を保って配 設固定された多数の翼 (33) , (33) ■ ■ ■と、
前記多数の翼 (33), (33) ' ■ "よりも径方向外側に配置され、 前記多 数の翼 (33), (33) ■ ' 'の前記ハブ (3 1 ) と反対側の端部と一体とな つている補強用の環状部材 (32) と、 からなる羽根車 (3) と、
空気吸込口 (5) が形成され、 内部に前記羽根車 (3) を回転可能に収納する ファンハウジング (4) と
を備え、
前記羽根車 (3) は、 隣接する翼 (33) , (33) により挟まれた空間が、 軸芯方向で前記ハブ (31 ) と反対側の方向に完全に開いており、
前記ファンハウジング (4) には、 前記空気吸込口 (5) の周囲に 所定の深 さの凹部 (7 a) を有するベルマウス (フ) が設けられ、
前記多数の翼 (33) , (33) ■ ■ ■の前記ハブ (31 ) と反対側に位置す る空気吸込口側端部 (33 d) , (33 d) ■ ■ ■力、 前記ベルマウス (7) の 凹部 (7 a) 内に挿入されている、
多翼遠心送風機。
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