WO2006082877A1 - 軸流送風機 - Google Patents

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WO2006082877A1
WO2006082877A1 PCT/JP2006/301738 JP2006301738W WO2006082877A1 WO 2006082877 A1 WO2006082877 A1 WO 2006082877A1 JP 2006301738 W JP2006301738 W JP 2006301738W WO 2006082877 A1 WO2006082877 A1 WO 2006082877A1
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WO
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stationary blade
wind tunnel
axial
guide wall
blades
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PCT/JP2006/301738
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English (en)
French (fr)
Inventor
Katsumichi Ishihara
Honami Oosawa
Original Assignee
Sanyo Denki Co., Ltd.
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Publication date
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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
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/542Bladed diffusers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/002Axial flow fans
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0693Details or arrangements of the wiring

Definitions

  • the present invention relates to an axial blower used for cooling the inside of an electric device or the like.
  • Patent Document 1 discloses an axial blower equipped with a stationary blade (static blade) in order to meet this requirement. Yes.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-257597 (FIGS. 1 and 4)
  • An object of the present invention is to provide an axial blower that includes a stationary blade, can improve static pressure and air volume characteristics, and can reduce noise.
  • An axial blower of the present invention includes a housing, an impeller, a motor that rotates the impeller, and a plurality of stationary blades.
  • the winging includes a wind tunnel having a suction opening on one side in the axial direction of the rotating shaft and a discharge opening on the other side in the axial direction.
  • the impeller includes a plurality of rotating blades that rotate in the wind tunnel. The plurality of rotating blades are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotating shaft.
  • the motor then rotates the impeller in one direction of rotation about the rotation axis. Multiple
  • Multiple The stationary blade is disposed in the vicinity of the discharge opening in the wind tunnel.
  • the nosing and the winging are provided with lead wire locking portions for locking a plurality of lead wires.
  • the lead wire locking portion is provided on a wall portion surrounding the discharge opening of the housing and is configured to lock a plurality of lead wires connected to the motor.
  • the presence of multiple lead wires causes noise generation that not only affects airflow and static pressure. Therefore, in the present invention, a guide wall portion is formed which accommodates a plurality of lead wires between one stationary blade adjacent to the lead wire engaging portion and forms a guide groove for guiding the lead wire to the lead wire engaging portion.
  • the presence of the multiple lead wires reduces the air volume and static pressure, and reduces noise generation. it can.
  • Each of the plurality of stationary blades has an outer end fixed to the inner wall portion of the wind tunnel, and an inner end located on the opposite side of the rotation shaft in the radial direction.
  • a stationary blade fixing member having a peripheral wall portion to which the inner end portions of the plurality of stationary blades are fixed is disposed at the central portion of the wind tunnel near the discharge opening.
  • the guide wall includes a first end located on the discharge opening side, a second end located on the suction opening side, a third end located on the inner wall side of the wind tunnel, and stationary blade fixing And a fourth end located on the member side.
  • the first end portion of the guide wall portion is connected to the suction opening side end portion of one stationary blade located on the suction opening side, and the inner wall force of the wind tunnel extends toward the stationary blade fixing member. Then, a guide groove is formed between the guide wall portion and one stationary blade. By rubbing in this way, it is possible to suppress the presence of the guide wall itself from affecting the relationship of the static pressure to the air volume and being a noise generation source.
  • the third end of the guide wall is preferably fixed to the inner wall of the wind tunnel. With such a structure, the mechanical strength of the guide wall can be increased.
  • the shape of the connecting portion between the first end of the guide wall and the suction of one stationary blade and the end of the suction opening side is determined so that the thickness decreases toward the suction opening. Is preferred. In this way, it is possible to suppress a large resistance against the wind flow generated by the rotation of the connecting portion force impeller.
  • the second end of the guide wall is flush with the opening surface of the discharge opening. That's right.
  • the guide wall is positioned so as to be substantially orthogonal to the opening surface of the discharge opening.
  • the end force of 1 extends to the second end as well.
  • the lead wire locking portion is formed in the housing adjacent to the outer end of one stationary blade, and is formed in the housing and a through hole that communicates the inside of the wind tunnel and the outside of the housing. And a slit that communicates with the through-hole and opens to the other side in the axial direction.
  • the size of the slit is determined so that a plurality of lead wires that are accommodated in the guide groove and go out to the outside through the through hole cap do not easily come out of the slit. If the lead wire engaging portion is configured in this way, the lead wire can be easily inserted into the guide groove and pulled out of the housing.
  • the third end portion of the guide wall portion is fixed to the inner wall portion of the wind tunnel.
  • the length of the guide wall extending along the stationary blade should be set to a length that prevents a part of the air flow generated by the rotation of the impeller from actively flowing out of the housing through the through hole. preferable. In this way, the wind that flows through the through hole is substantially eliminated, and noise generation can be reduced.
  • FIG. 1A is a perspective view of an axial blower as an example of an embodiment of the present invention viewed from the front right side oblique upward force
  • FIG. (C) is a perspective view of the axial blower of the embodiment excluding three lead wires as viewed from the diagonally upper front right side.
  • FIG. 2 (A) and (B) are a front view and a rear view of the embodiment shown in FIG. 1 with the motor-side seal removed.
  • FIG. 3 is a plan view of an axial blower with three lead wires and a seal removed.
  • FIG. 4 is a right side view of the axial blower shown in FIG. 2 (A).
  • FIG. 5 is a diagram used for explaining the relationship between a rotating blade and a stationary blade.
  • FIG. 6 is a diagram used for explaining the relationship between a rotating blade and a stationary blade.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA, with the internal structure of the motor of FIG. 4 omitted.
  • FIG. 8 This is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line CC with the internal structure of the motor of FIG. 4 omitted.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line D-D in FIG.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line EE of FIG.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line GG in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram showing the results of measuring the static pressure-air volume characteristics with and without the guide wall.
  • FIG. 15 is a diagram showing the measurement results when the number of rotating blades (moving blades) is fixed to 7 and the number of stationary blades (stationary blades) is changed.
  • FIG. 16 is a diagram showing measurement results when the number of rotating blades (moving blades) is changed and the number of stationary blades (stationary blades) is fixed to eight.
  • FIG. 1 (A) is a perspective view of an axial blower 1 as an example of an embodiment of the present invention as seen from diagonally upward on the front right side
  • FIG. FIG. 1 (C) is a perspective view of the axial blower 1 of the embodiment excluding three lead wires 10 and also seeing the diagonally upward force on the front right side
  • FIGS. 2A and 2B are a front view and a rear view of the embodiment shown in FIG. 1 with the motor 2 side seal 2 removed.
  • FIG. 3 is a plan view of the axial blower 1 with the three lead wires 10 and the seal 2 removed.
  • FIG. 4 is a right side view of the axial blower 1 shown in FIG. 2 (A).
  • 5 and 6 are diagrams used to explain the relationship between the rotating blade 5 and the stationary blade 11 described later.
  • FIGS. 7, 8 and 9 are cross-sectional views taken along the lines AA, B-B and the internal structure of the motor, respectively, with the internal structure of the motor shown in FIG. 4 omitted. .
  • an axial blower 1 includes a housing 3, an impeller 7 including seven rotating blades 5 that are disposed in the housing 3 and rotate, and a rotating shaft 8 on which the impeller 7 is mounted. It has a motor 9 provided and eight stationary blades 11. As shown in FIGS. 1 and 2, the housing 3 has an annular suction on one side in the direction in which the axis of the rotary shaft 8 extends (axial direction)! , And an annular discharge-side flange 15 on the other side in the axial direction.
  • the housing 3 has a cylindrical portion 17 between both flanges 13 and 15. A wind tunnel 19 is formed by the internal spaces of the flange 13, the flange 15, and the cylindrical portion 17.
  • the suction side flange 13 has a substantially square outline shape, and has a substantially circular suction opening 14 inside. Further, the suction side flange 13 has flat surfaces 13a at four corners, and through holes 13b through which mounting screws pass are formed at the four corners, respectively.
  • the discharge-side flange 15 also has a substantially square outline shape, and has a substantially circular discharge opening 16 inside.
  • the discharge-side flange 15 has flat surfaces 15a at four corners, and through holes 15b through which mounting screws pass are formed at the four corners, respectively.
  • the impeller 7 includes a cup-shaped rotating blade fixing member 6 in which seven rotating blades 5 are fixed to a peripheral wall portion.
  • a plurality of permanent magnets constituting a part of the rotor of the motor 9 are fixed inside the peripheral wall portion of the rotary blade fixing member 6.
  • the eight stationary blades 11 include an outer end portion 11 A fixed to the inner wall portion of the wind tunnel 19 and the outer end portion 11 A. And an inner end portion 11B located on the opposite side of the rotary shaft 8 in the radial direction.
  • a cup-shaped stationary blade fixing member 21 having a peripheral wall portion having an outer diameter less than or equal to the outer diameter of the peripheral wall portion of the rotating blade fixing member 6 is disposed in the central portion of the wind tunnel 19 near the discharge opening 16.
  • the stationary blade fixing member 21 does not become a great resistance against the wind flow generated by the rotation of the impeller 7.
  • the inner end portions 11B of the eight stationary blades 11 are fixed to the peripheral wall portion of the stationary blade fixing member 21.
  • the stationary blade fixing member 21 is fixed to the housing 3 by the eight stationary blades 11.
  • the stationary blade fixing member 21 supports a stator 23 (not shown) of the motor 9 and a bearing 23 that rotatably supports the rotating shaft 8.
  • the seven rotary blades 5 have a cross-sectional shape when the rotary blade 5 is cut in a direction perpendicular to the axial direction of the rotary shaft 8. Clockwise direction as viewed in (A): counterclockwise direction as viewed in Fig. 2 (B)] It has a shape. Further, as shown in FIG. 6, the curved shape of the seven rotating blades 5 is a cross-sectional shape force when the rotating blade 5 is cut in the axial direction. The curved shape is convex in the direction opposite to the rotating direction of the impeller 7. It is. In addition, as shown in FIG.
  • the stationary blade 11 has a cross-sectional shape when the stationary blade 11 is cut in a direction orthogonal to the axial direction, and a curved shape in which a concave portion is opened by directing in a direction opposite to the rotation direction have.
  • the curved shape of the eight stationary blades 11 is a curved shape in which the cross-sectional shape when the stationary blade 11 is cut in the axial direction is convex in the rotational direction.
  • the length dimension L2 of the side of the outer end portion 11A of the stationary blade 11 extending along the inner wall portion of the wind tunnel 19 is along the peripheral wall portion of the stationary blade fixing member 21.
  • the shape of the eight stationary blades 11 is determined so as to be longer than the length dimension L1 of the side of the inner end portion 11B of the stationary blade 11 extending.
  • the length dimension L1 of the inner end 11B side of one stationary blade 11 adjacent to the lead wire locking portion 25 described later is the length dimension of the inner end 11B side of the other stationary blade 11. It is shorter than L1. This is to achieve the purpose of drawing the lead wire 10 from the motor 9 side.
  • a method for determining the shape of the stationary blade 11 will be described with reference to FIG.
  • a virtual plane PS 1 is assumed.
  • a second virtual plane PS2 extending in the radial direction through the end portion 12B closest to the discharge opening 16 on the side of the outer end 11A of the stationary blade 11 and the center line CL is assumed.
  • a third virtual plane PS3 extending in the radial direction through the end portion 12C and the center line CL closest to the suction opening 14 on the side of the outer end 11A of the stationary blade 11 is assumed.
  • the direction of the force force from the first virtual plane PS1 to the second virtual plane PS2 and the direction of the force direction from the second virtual plane PS2 to the third virtual plane PS3 are opposite to the rotation direction of the impeller 7, respectively.
  • the angle ⁇ 1 between the first virtual plane PS1 and the second virtual plane PS2 is set to the angle ⁇ 2 between the second virtual plane PS2 and the third virtual plane PS3. Is bigger than.
  • the angle ⁇ 1 is about 30 degrees.
  • the angle ⁇ 2 is 20 degrees.
  • a preferable range of the angle ⁇ 1 is 25 to 30 degrees, and a range of the angle ⁇ 2 is 15 to 20 degrees. With such dimensions, it becomes easy to design an axial fan with a large air volume and high static pressure.
  • the length dimension L2 of the outer edge 11 ⁇ side of the stationary blade is 40% to 50% of the length dimension L3 extending in the axial direction of the rotating blade 5. I prefer to do it. With such dimensions, it becomes easy to design an axial fan with a large air volume and high static pressure.
  • the nozzle 3 is provided with a lead wire locking portion 25 for locking the three lead wires 10.
  • the lead wire locking portion 25 is formed in the cylindrical portion 17 of the housing 3 adjacent to the outer end portion 11B of one adjacent stationary blade 11, and communicates the inside of the wind tunnel 19 with the outside of the housing 3.
  • the through-hole 27 and the slit 29 that is formed in the flange 15 of the housing 3 and communicates with the through-hole 27 and opens toward the other side in the axial direction are also configured. In this case, the width of the slit 29 is determined so that the three lead wires 10 that are accommodated in a guide groove 31 to be described later and go out through the through hole 27 do not easily come out of the slit 29.
  • the lead wire locking portion 25 When the lead wire locking portion 25 is configured in this manner, the lead wire 10 can be easily inserted into the guide groove 31 and the housing 3 can be pulled out to the outside.
  • the lead wire locking portion 26 for locking the lead wire 10 bent along the cylindrical portion 17 is also formed on the flange 13 of the housing 3.
  • FIG. 2 (A), FIG. 3, FIG. 11 and FIG. A guide wall portion 33 is provided between the stationary blade 11 and the guide wall portion 33 for accommodating the three lead wires 10 and forming a guide groove 31 for guiding the lead wire 10 to the lead wire engaging portion 25.
  • the guide wall 33 includes a first end 35 located on the suction opening 14 side, a second end 37 located on the discharge opening 16 side, and a wind tunnel. 19 includes a third end 39 located on the inner wall side and a fourth end 41 located on the stationary blade fixing member 21 side.
  • the first end 35 of the guide wall 33 extends from the inner wall of the wind tunnel 19 toward the stationary blade fixing member 21 and the suction blade side end 11C of the stationary blade 11 located on the suction opening 14 side. Are connected to form a connecting part. As a result, a guide groove 31 is formed between the guide wall 33 and the single stationary blade 11. Made.
  • the third end 39 of the guide wall 33 is fixed to the inner wall of the wind tunnel 19. Also, the shape of the connecting portion between the first end 35 of the guide wall 33 and the suction opening side end 11C of the single stationary blade 11 is directed to the suction opening 14 as shown in FIG.
  • the thickness is set to be thinner. As a result, it can be suppressed that this connecting portion becomes a large resistance to the wind flow generated by the rotation of the impeller 7.
  • the second end portion 37 of the guide wall portion 33 is flush with the opening surface of the discharge opening portion 16.
  • the guide wall portion 33 extends from the first end portion 35 to the second end portion 37 so as to be substantially orthogonal to the opening surface of the discharge opening portion 16, that is, to be parallel to the rotation axis 8. ing.
  • the length L4 (see FIGS. 8 and 12) extending along the stationary blade 11 of the guide wall 33 is the flow of air generated by the rotation of the impeller 7.
  • This length is set to a length that can prevent a part of the air from actively flowing out of the housing 3 through the through hole 27. As a result, the wind that flows through the through hole 27 is substantially eliminated, and the generation of noise is reduced.
  • Fig. 14 shows the measurement results of the static pressure-air volume characteristics. The measurement was performed with the motor rotating speed set at 13000 rpm. As shown in FIG. 14, when the guide wall 33 is provided and the lead wire is accommodated in the guide groove 31, the air volume can be increased and the static pressure can be increased. confirmed.
  • the sound pressure level when the sound pressure level when the lead wire is stored in the guide groove 31 is Lp [dB (A)], the sound pressure level when the guide wall 33 is removed is Lp + 3 [dB (A)] was confirmed to increase.
  • Figure 15 shows the measurement results when the number of rotating blades (represented as moving blades in the figure) is fixed to 7 and the number of stationary blades (represented as stationary blades in the figure) is changed.
  • shows the results of 7 and 8 rotating blades and stationary blades
  • shows the results of 7 and 7 rotating blades and 7 stationary blades.
  • the country shows the results of 7 and 6 rotating blades and stationary blades
  • X shows the results of 7 and 9 rotating blades and stationary blades.
  • FIGS. 15 and 16 show the measurement results when the number of rotating blades (represented as moving blades in the figure) was changed and the number of stationary blades (represented as stationary blades in the figure) was fixed to 8. .
  • shows the results for 7 and 8 rotating blades and stationary blades
  • shows the results for 8 and 8 rotating blades and stationary blades.
  • the country shows the results of 9 and 8 rotating blades and stationary blades
  • X shows the results of 6 and 8 rotating blades and stationary blades.
  • FIGS. 15 and 16 when the number of rotating blades 5 and stationary blades 11 is 7 and 8, both the air volume and static pressure increase.
  • Table 1 below shows that the number of rotating blades (moving blades) is fixed and the number of stationary blades (stationary blades) is changed. The result of measuring the sound pressure level when the number of (static blades) is fixed is shown.
  • the sound pressure level is the sound pressure level when the lead wire is stored in the guide groove 31.
  • Lp [dB (A)] the change in the sound pressure level when the guide wall 33 is removed is shown.
  • 1 ⁇ + 5 [(18 (eight)) has a sound pressure level of 5 [dB (A) when the sound pressure level when the lead wire is stored in the guide groove 31 is Lp [dB (A)].
  • the axial blower of the present invention by providing the guide wall portion and storing the plurality of lead wires in the guide groove, the presence of the plurality of lead wires has an adverse effect on the air volume and static pressure. Therefore, it is possible to increase the air volume of the blower, increase the static pressure, and reduce the generation of noise.

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Abstract

 従来よりも風量を多くして静圧を高めることができ、しかも騒音の発生を低減できる軸流送風機を提供する。ハウジング3に設けたリード線係止部25に近接する一枚の静止ブレード11との間に、複数本のリード線10を収納し且つリード線係止部25へとガイドするガイド溝31を形成するガイド壁部33を設ける。ガイド壁部33を設けて、ガイド溝31内に複数本のリード線10を収納すると、複数本のリード線10の存在が、風量と静圧に悪影響を与え且つ騒音の発生源となることを低減できる。

Description

明 細 書
軸流送風機
技術分野
[0001] 本発明は、電気機器等の内部の冷却等に用いる軸流送風機に関するものである。
背景技術
[0002] 電気機器が小さくなると、電気機器のケース内において空気が流れる空間は小さく なる。そのためケースの内部を冷却するために用いられる送風機としては、風量が多 く且つ静圧が高い特性を有する送風機が求められている。またこのような特性を有す る送風機では、できるだけ騒音を低減することも求められて 、る。
[0003] 例えば、米国特許第 6244818号公報または特開 2000— 257597号公報 (特許 文献 1)には、この要求に答えるために、静止ブレード (静翼)を備えた軸流送風機が 示されている。
特許文献 1:特開 2000— 257597号公報(図 1及び図 4)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 複数枚の静止ブレードを設けると、前述の要求に答えることができることは確認され ている。し力しながら最近、用途によっては、既存の静止ブレードを備えた軸流送風 機よりも更に低騒音の送風機が要求される場合がある。
[0005] 本発明の目的は、静止ブレードを備えていて、従来よりも静圧と風量の特性を向上 させることができ、しカゝも騒音を低減できる軸流送風機を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明の軸流送風機は、ハウジングと、インペラと、インペラを回転させるモータと、 複数枚の静止ブレードとを備えている。ノ、ウジングは、回転軸の軸線方向の一方側 に吸い込み開口部及び軸線方向の他方側に吐き出し開口部を有する風洞を備えて いる。インペラは、風洞内において回転する複数枚の回転ブレードを備えている。複 数枚の回転ブレードは、回転軸の周方向に等しい間隔をあけて配置されている。そ してモータは、回転軸を中心にしてインペラを一方の回転方向に回転させる。複数枚 の静止ブレードは、風洞内の吐き出し開口部近傍に配置されている。またノ、ウジング には、複数本のリード線を係止するためのリード線係止部が設けられている。このリー ド線係止部は、ハウジングの吐き出し開口部を囲む壁部に設けられてモータに接続 された複数本のリード線を係止するように構成されている。複数本のリード線の存在 は、風量と静圧に影響を与えるだけでなぐ騒音の発生原因となる。そこで本発明で は、リード線係止部に近接する一枚の静止ブレードとの間に複数本のリード線を収納 し且つリード線係止部へとガイドするガイド溝を形成するガイド壁部を設ける。このよう なガイド壁部を設けて、ガイド溝内に複数本のリード線を収納すると、複数本のリード 線の存在が、風量と静圧に悪影響を与え且つ騒音の発生源となることを低減できる。
[0007] 複数枚の静止ブレードは、それぞれ風洞の内壁部に固定された外側端部と、外側 端部とは回転軸の径方向反対側に位置する内側端部とを有している。そして風洞内 の吐き出し開口部近傍の中央部には、複数枚の静止ブレードのそれぞれの内側端 部が固定される周壁部を備えた静止ブレード固定部材が配置されている。ガイド壁 部は、吐き出し開口部側に位置する第 1の端部と吸い込み開口部側に位置する第 2 の端部と、風洞の内壁部側に位置する第 3の端部と、静止ブレード固定部材側に位 置する第 4の端部とを備えている。そこでガイド壁部の第 1の端部は、風洞の内壁部 力も静止ブレード固定部材に向力つて延び且つ吸い込み開口部側に位置する一枚 の静止ブレードの吸い込み開口部側端部と連結されて、ガイド壁部と一枚の静止ブ レードとの間にガイド溝を形成する。このよう〖こすると、ガイド壁部の存在自体が、風 量に対する静圧の関係に影響を与えること、及び騒音の発生源となることを抑制する ことができる。
[0008] なおガイド壁部の第 3の端部は風洞の内壁部に固定するのが好ましい。このような 構造にすると、ガイド壁部の機械的強度を高めることができる。
[0009] またガイド壁部の第 1の端部と一枚の静止ブレードの吸!、込み開口部側端部との 連結部の形状は、吸い込み開口部に向かうに従って厚みが薄くなるように定めるの が好ましい。このようにすると連結部力 インペラの回転により発生する風の流れに対 する大きな抵抗となるのを抑制することができる。
[0010] さらにガイド壁部の第 2の端部を、吐き出し開口部の開口面と面一にするのが好ま しい。この場合、ガイド壁部は吐き出し開口部の開口面と実質的に直交するように第
1の端部力も第 2の端部まで延びて 、るのが好まし 、。このようにガイド壁部を設ける と、風の流れに対するガイド壁部の存在により発生する抵抗をより小さなものとするこ とがでさる。
[0011] なおリード線係止部は、一枚の静止ブレードの外側端部に隣接してハウジングに形 成され、風洞の内部とハウジングの外部とを連通する貫通孔と、ハウジングに形成さ れて貫通孔と連通し且つ軸線方向の他方側に向力つて開口するスリットとから構成す ることができる。この場合、スリットの大きさは、ガイド溝内に収納されて貫通孔カゝら外 部に出る複数本のリード線が容易にスリットから抜け出な 、ように定める。リード線係 止部をこのように構成すると、ガイド溝へのリード線の挿入とハウジング外部へのリー ド線の引き出し作業が容易になる。なおこのようにリード線係止部を構成した場合に は、ガイド壁部の第 3の端部は風洞の内壁部に固定するのが好ましい。そしてガイド 壁部の静止ブレードに沿って延びる長さは、インペラの回転により発生した空気の流 れの一部が貫通孔を通して積極的にハウジングの外部に流れ出すのを阻止できる 長さに定めるのが好ましい。このようにすると、貫通孔を通って流れ出る風が実質的 に無くなって、騒音の発生を低減できる。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1] (A)は本発明の実施の形態の一例の軸流送風機を正面右側斜め上方力 見 た斜視図であり、(B)は軸流送風機の背面左側斜め上方力 見た斜視図であり、 (C )は 3本のリード線を除いた実施の形態の軸流送風機を正面右側斜め上方から見た 斜視図である。
[図 2] (A)及び (B)は、図 1の実施の形態でモータ側のシールを外した状態の正面図 及び背面図である。
[図 3]3本のリード線とシールを外した状態の軸流送風機の平面図である。
[図 4]図 2 (A)に示した軸流送風機の右側面図である。
[図 5]回転ブレードと静止ブレードとの関係を説明するために用いる図である。
[図 6]回転ブレードと静止ブレードとの関係を説明するために用いる図である。
[図 7]図 4のモータの内部構造を省略した A— A線断面図である。 [図 8]図 4の B - B線断端面である。
[図 9]図 4のモータの内部構造を省略した C C線断面図である。
[図 10]図 3の D— D線断面図である。
[図 11]図 3の E—E線断面図である。
[図 12]図 3の F—F線断面図である。
[図 13]図 3の G— G線断面図である。
[図 14]ガイド壁部を設けた場合と設けない場合について、静圧—風量の特性を測定 した結果を示す図である。
[図 15]回転ブレード (動翼)の枚数を 7枚に固定して、静止ブレード (静翼)の枚数を 変えた場合の測定結果を示す図である。
[図 16]回転ブレード (動翼)の枚数を変え、静止ブレード (静翼)の枚数を 8枚に固定 した場合の測定結果を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、図面を参照して本発明の軸流送風機の実施の形態の一例を詳細に説明す る。図 1 (A)は、本発明の実施の形態の一例の軸流送風機 1を正面右側斜め上方か ら見た斜視図であり、図 1 (B)は軸流送風機 1の背面左側斜め上方力 見た斜視図 であり、図 1 (C)は 3本のリード線 10を除いた実施の形態の軸流送風機 1を正面右側 斜め上方力も見た斜視図である。また図 2 (A)及び (B)は、図 1の実施の形態でモー タ 9側のシール 2を外した状態の正面図及び背面図である。図 3は、 3本のリード線 1 0とシール 2を外した状態の軸流送風機 1の平面図である。そして図 4は、図 2 (A)に 示した軸流送風機 1の右側面図である。また図 5及び図 6は、後述する回転ブレード 5と静止ブレード 11との関係を説明するために用いる図である。そして図 7、図 8及び 図 9は、図 4のモータの内部構造を省略した A— A線断面図、 B— B線断面図及びモ ータの内部構造を省略した C C線断面図である。
[0014] これらの図において、軸流送風機 1は、ハウジング 3と、ハウジング 3内に配置されて 回転する 7枚の回転ブレード 5を備えたインペラ 7と、インペラ 7が装着される回転軸 8 を備えたモータ 9と、 8枚の静止ブレード 11とを有している。ハウジング 3は、図 1及び 図 2に示すように、回転軸 8の軸線が延びる方向(軸線方向)の一方側に環状の吸!、 込み側フランジ 13を有し、軸線方向の他方側に環状の吐き出し側フランジ 15を有し ている。またハウジング 3は、両フランジ 13, 15の間に筒部 17を有している。フランジ 13とフランジ 15と筒部 17のそれぞれの内部空間により、風洞 19が構成されている。
[0015] 吸い込み側フランジ 13は、ほぼ四角い輪郭形状を有しており、内部にほぼ円形の 吸い込み開口部 14を有している。また、吸い込み側フランジ 13は、 4つの角部に平 坦面 13aをそれぞれ有しており、この 4つの角部には、取付用螺子が貫通する貫通 孔 13bがそれぞれ形成されている。
[0016] 吐き出し側フランジ 15も、ほぼ四角い輪郭形状を有しており、内部にほぼ円形の吐 き出し開口部 16を有している。また吐き出し側フランジ 15は、 4つの角部に平坦面 1 5aをそれぞれ有しており、この 4つの角部には、取付用螺子が貫通する貫通孔 15b がそれぞれ形成されている。
[0017] インペラ 7は、 7枚の回転ブレード 5が周壁部に固定されたカップ状の回転ブレード 固定部材 6を備えている。回転ブレード固定部材 6の周壁部の内側には、モータ 9の 回転子の一部を構成する複数の永久磁石が固定されている。
[0018] また 8枚の静止ブレード 11は、図 2 (A)及び図 3に示すように、それぞれ風洞 19の 内壁部に固定された外側端部 11 Aと、この外側端部 11 Aとは回転軸 8の径方向反 対側に位置する内側端部 11Bとを有している。そして風洞 19内の吐き出し開口部 16 近傍の中央部には、回転ブレード固定部材 6の周壁部の外径寸法以下の外径寸法 を有する周壁部を備えたカップ状の静止ブレード固定部材 21が配置されている。こ のような寸法関係にすると、静止ブレード固定部材 21は、インペラ 7の回転により発 生する風の流れに対して大きな抵抗になることはない。また 8枚の静止ブレード 11の それぞれの内側端部 11Bは、静止ブレード固定部材 21の周壁部に固定されている 。その結果、静止ブレード固定部材 21は、 8枚の静止ブレード 11によってハウジング 3に対して固定されている。静止ブレード固定部材 21には、モータ 9の図示しない固 定子と回転軸 8を回転自在に支持する軸受 23が支持されて 、る。
[0019] 7枚の回転ブレード 5は、図 5に示すように、回転軸 8の軸線方向と直交する方向に 回転ブレード 5を切断したときの横断面形状が、インペラ 7の回転方向 [図 2 (A)で見 た時計回り方向:図 2 (B)で見た反時計回り方向]に向かって凹部が開口する湾曲形 状を有している。また図 6に示すように、 7枚の回転ブレード 5の湾曲形状は、軸線方 向に回転ブレード 5を切断したときの横断面形状力 インペラ 7の回転方向と逆の方 向に凸なる湾曲形状である。また静止ブレード 11は、図 5に示すように、軸線方向と 直交する方向に静止ブレード 11を切断したときの横断面形状が、回転方向とは逆の 方向に向力つて凹部が開口する湾曲形状を有している。また図 6に示すように、 8枚 の静止ブレード 11の湾曲形状は、軸線方向に静止ブレード 11を切断したときの横断 面形状が、回転方向に向力つて凸となる湾曲形状である。
[0020] また図 6及び図 10に示すように、風洞 19の内壁部に沿って延びる静止ブレード 11 の外側端部 11Aの辺の長さ寸法 L2は、静止ブレード固定部材 21の周壁部に沿って 延びる静止ブレード 11の内側端部 11Bの辺の長さ寸法 L1よりも長くなるように、 8枚 の静止ブレード 11の形状が定められている。なお後に説明するリード線係止部 25に 隣接する一枚の静止ブレード 11の内側端部 11Bの辺の長さ寸法 L1は、その他の静 止ブレード 11の内側端部 11Bの辺の長さ寸法 L1よりも短くなつている。これはリード 線 10をモータ 9側から引き出す目的を達成するためである。
[0021] 図 3を参照して静止ブレード 11の形状の定め方について説明する。まず静止ブレ ード 11の内側端部 11Bの辺の吐き出し開口部 16に最も近 、位置にある端部分 12A と回転軸 8の中心を通る中心線 CLとを通って径方向に延びる第 1の仮想平面 PS 1を 想定する。次に、静止ブレード 11が有する外側端部 11Aの辺の吐き出し開口部 16 に最も近い位置にある端部分 12Bと中心線 CLとを通って径方向に延びる第 2の仮 想平面 PS2を想定する。さらに静止ブレード 11の外側端部 11Aの辺の吸い込み開 口部 14に最も近 、位置にある端部分 12Cと中心線 CLとを通って径方向に延びる第 3の仮想平面 PS3を想定する。そして第 1の仮想平面 PS1から第 2の仮想平面 PS2 に向力 方向及び第 2の仮想平面 PS2から第 3の仮想平面 PS3に向力 方向がそれ ぞれ、インペラ 7の回転方向とは反対方向になるように各静止ブレード 11の形状を定 める。このように静止ブレード 11の形状を定めると、必要な特性に応じて、静止ブレ ード 11の形状を定めることが容易になる。この実施の形態においては、第 1の仮想平 面 PS1と第 2の仮想平面 PS2との間の角度 θ 1を、第 2の仮想平面 PS2と第 3の仮想 平面 PS3との間の角度 Θ 2よりも大きくしている。具体的には、角度 θ 1が約 30度で あり、角度 θ 2が 20度である。なお好ましい角度 θ 1の範囲は 25〜30度であり、角度 Θ 2の範囲は 15〜20度である。このような寸法にすると、風量が多く且つ静圧が高い 軸流送風機を設計することが容易になる。
[0022] また図 6及び図 10に示すように、静止ブレードの外側端部 11 Αの辺の長さ寸法 L2 は、回転ブレード 5の軸線方向に延びる長さ寸法 L3の 40%〜50%にするのが好ま しい。このような寸法にすると、風量が多く且つ静圧が高い軸流送風機を設計するこ とが容易になる。
[0023] ノ、ウジング 3には、 3本のリード線 10を係止するためのリード線係止部 25が設けら れている。このリード線係止部 25は、隣接する一枚の静止ブレード 11の外側端部 11 Bに隣接してハウジング 3の筒部 17に形成され、風洞 19の内部とハウジング 3の外部 とを連通する貫通孔 27と、ハウジング 3のフランジ 15に形成されて貫通孔 27と連通し 且つ軸線方向の他方側に向かって開口するスリット 29と力も構成されている。この場 合、スリット 29の幅寸法は、後に説明するガイド溝 31内に収納されて貫通孔 27から 外部に出る 3本のリード線 10が容易にスリット 29から抜け出な 、ように定められて 、る 。リード線係止部 25をこのように構成すると、ガイド溝 31へのリード線 10の挿入とハウ ジング 3外部へのリード線 10の引き出し作業が容易になる。なお本実施の形態では 、ハウジング 3のフランジ 13にも、筒部 17に沿って曲げられたリード線 10を係止する リード線係止部 26が形成されている。
[0024] 本実施の形態では、図 1 (A)及び (C)、図 2 (A)、図 3、図 11及び図 12に示すよう に、リード線係止部 25に近接する一枚の静止ブレード 11との間に 3本のリード線 10 を収納し且つリード線係止部 25へとガイドするガイド溝 31を形成するガイド壁部 33を 備えている。特に、図 12に示されるように、このガイド壁部 33は、吸い込み開口部 14 側に位置する第 1の端部 35と吐き出し開口部 16側に位置する第 2の端部 37と、風 洞 19の内壁部側に位置する第 3の端部 39と、静止ブレード固定部材 21側に位置す る第 4の端部 41とを備えている。ガイド壁部 33の第 1の端部 35は、風洞 19の内壁部 力も静止ブレード固定部材 21に向力つて延び且つ吸い込み開口部 14側に位置す る静止ブレード 11の吸い込み開口部側端部 11Cと連結されて、連結部が構成され ている。その結果、ガイド壁部 33と一枚の静止ブレード 11との間にガイド溝 31が形 成される。
[0025] ガイド壁部 33の第 3の端部 39は風洞 19の内壁部に固定されている。またガイド壁 部 33の第 1の端部 35と一枚の静止ブレード 11の吸い込み開口部側端部 11Cとの連 結部の形状は、図 13に示すように、吸い込み開口部 14に向力 に従って厚みが薄く なるように定められている。その結果、この連結部がインペラ 7の回転により発生する 風の流れに対する大きな抵抗となるのを抑制することができる。
[0026] さらに本実施の形態では、ガイド壁部 33の第 2の端部 37を、吐き出し開口部 16の 開口面と面一にしている。この場合、ガイド壁部 33は吐き出し開口部 16の開口面と 実質的に直交するように、即ち回転軸 8と平行になるように、第 1の端部 35から第 2の 端部 37まで延びている。このようにガイド壁部 33を設けると、風の流れに対するガイ ド壁部 33の存在により発生する抵抗をより小さなものとすることができる。その結果、 このようなガイド壁部 33を設けて、ガイド溝内に複数本のリード線を収納すると、複数 本のリード線の存在が、風量と静圧に悪影響を与え且つ騒音の発生源となることを低 減できる。
[0027] なお本実施の形態にお!、ては、ガイド壁部 33の静止ブレード 11に沿って延びる長 さ L4 (図 8及び図 12参照)は、インペラ 7の回転により発生した空気の流れの一部が 貫通孔 27を通して積極的にハウジング 3の外部に流れ出すのを阻止できる長さに定 めてある。その結果、貫通孔 27を通って流れ出る風が実質的に無くなって、騒音の 発生を低減している。
[0028] 次に、ガイド壁部 33を設けることによる効果を確認するために、ガイド壁部 33を設 けた場合と、設けない場合とで、静圧一風量の特性を測定し、また音圧レベルを測定 した。静圧—風量の特性の測定結果を図 14に示す。なお測定は、モータの回転速 度を 13000rpm—定にして行った。図 14からわ力るように、ガイド壁部 33を設けてガ イド溝 31内にリード線を収納した場合のほうが、風量を増加させることができて、しか も静圧を高めることができることが確認された。なお音圧レベルについては、ガイド溝 31にリード線を収納したときの音圧レベルを Lp [dB (A) ]としたときに、ガイド壁部 33 を除去した場合の音圧レベルは Lp + 3 [dB (A) ]と上がることが確認された。したがつ てガイド壁部 33を設けると、騒音も低減できることが判った。 [0029] 次に、回転ブレード 5の枚数と静止ブレード 11の枚数を変更して、本実施の形態の 軸流送風機の特性が優れていることを確認するための試験を行った。図 15は、回転 ブレード(図では動翼と表記する)の枚数を 7枚に固定して、静止ブレード(図では静 翼と表記する)の枚数を変えた場合の測定結果を示している。図 15においては、參 は回転ブレードと静止ブレードの枚数が 7枚と 8枚の結果を示しており、▲は回転ブ レードと静止ブレードの枚数が 7枚と 7枚の場合を示しており、國は回転ブレードと静 止ブレードの枚数が 7枚と 6枚の結果を示しており、 Xは回転ブレードと静止ブレード の枚数が 7枚と 9枚の結果を示している。また図 16は、回転ブレード(図では動翼と表 記する)の枚数を変え、静止ブレード(図では静翼と表記する)の枚数を 8枚に固定し た場合の測定結果を示している。図 16においては、參は回転ブレードと静止ブレー ドの枚数が 7枚と 8枚の結果を示しており、▲は回転ブレードと静止ブレードの枚数が 8枚と 8枚の場合を示しており、國は回転ブレードと静止ブレードの枚数が 9枚と 8枚 の結果を示しており、 Xは回転ブレードと静止ブレードの枚数が 6枚と 8枚の結果を 示している。また図 15及び図 16を見ると判るように、回転ブレード 5と静止ブレード 1 1の枚数が 7枚と 8枚の場合が、風量及び静圧共に大きくなる。
[0030] また下記の表 1は、回転ブレード (動翼)の枚数を固定し、静止ブレード (静翼)の枚 数を変えた場合と、回転ブレード (動翼)の枚数を変え、静止ブレード (静翼)の枚数 を固定した場合にっ 、て、音圧レベルを測定した結果を示して 、る。
[表 1]
Figure imgf000011_0001
[0031] なお音圧レベルについては、ガイド溝 31にリード線を収納したときの音圧レベルを Lp [dB (A) ]としたときに、ガイド壁部 33を除去した場合の音圧レベルの変化として 示している。即ち1^ + 5 [(18 (八) ]は、ガイド溝 31にリード線を収納したときの音圧レ ベルを Lp [dB (A) ]としたときに音圧レベルが 5 [dB (A) ]上昇したことを示して 、る。 表 1から、回転ブレード (動翼)と静止ブレード (静翼)の枚数を、 7枚と 8枚とした場合 と 7枚と 6枚とにした場合が同じ音圧レベルになる以外、その他の場合には音圧レべ ルが上昇することが判る。
[0032] 以上の測定結果から、本実施の形態の軸流送風機のように回転ブレード (動翼)の 枚数を 7枚とし、静止ブレード (静翼)の枚数を 8枚とした場合に、最大風量を大きくし て最大静圧を高めて、し力も吸い込み騒音を低減できることが判る。なおこの傾向は 、回転ブレード (動翼)の形状と、静止ブレード (静翼)の形状を変えた場合であっても 同様に表れることがシミュレーションで確認された。
産業上の利用可能性
[0033] 本発明の軸流送風機によれば、ガイド壁部を設けて、ガイド溝内に複数本のリード 線を収納することにより、複数本のリード線の存在が、風量と静圧に悪影響を与え且 つ騒音の発生源となることを低減できるため、従来と比べて、送風機の風量を多くし て、し力も静圧を高めることができ、且つ騒音の発生を低減できる。

Claims

請求の範囲
[1] 回転軸の軸線方向の一方側に吸い込み開口部及び前記軸線方向の他方側に吐き 出し開口部を有する風洞を備えたハウジングと、
前記風洞内において回転する複数枚の回転ブレードを備えたインペラと、 前記回転軸を中心にして前記インペラを一方の回転方向に回転させるモータと、 前記風洞内の前記吐き出し開口部近傍に配置された複数枚の静止ブレードと、 前記ハウジングの前記吐き出し開口部を囲む壁部に設けられて前記モータに接続 された複数本のリード線を係止するリード線係止部を備えてなる軸流送風機であって 前記リード線係止部に近接する一枚の前記静止ブレードとの間に前記複数本のリ 一ド線を収納し且つ前記リード線係止部へとガイドするガイド溝を形成するガイド壁 部を備えて 、ることを特徴とする軸流送風機。
[2] 前記複数枚の静止ブレードは、それぞれ前記風洞の内壁部に固定された外側端部 と、前記外側端部とは前記回転軸の径方向反対側に位置する内側端部とを有して おり、
前記風洞内の前記吐き出し開口部近傍の中央部には、前記複数枚の静止ブレー ドのそれぞれの前記内側端部が固定される周壁部を備えた静止ブレード固定部材 が配置されており、
前記ガイド壁部は、前記吐き出し開口部側に位置する第 1の端部と前記吸い込み 開口部側に位置する第 2の端部と、前記風洞の内壁部側に位置する第 3の端部と、 前記静止ブレード固定部材側に位置する第 4の端部とを備えており、
前記ガイド壁部の前記第 1の端部が、前記風洞の前記内壁部から前記静止ブレー ド固定部材に向かって延び且つ前記吸い込み開口部側に位置する前記一枚の静 止ブレードの吸い込み開口部側端部と連結されて、前記ガイド壁部と前記一枚の静 止ブレードとの間に前記ガイド溝が形成されて 、る請求項 1に記載の軸流送風機。
[3] 前記リード線係止部は、前記一枚の静止ブレードの前記外側端部に隣接して前記ハ ウジングに形成され、前記風洞の内部と前記ハウジングの外部とを連通する貫通孔と 、前記ハウジングに形成されて前記貫通孔と連通し且つ前記軸線方向の他方側に 向かって開口するスリットとから構成され、
前記スリットの大きさは、前記ガイド溝内に収納されて前記貫通孔力 外部に出る 前記複数本のリード線が容易に前記スリットから抜け出な 、ように定められて 、る請 求項 2に記載の軸流送風機。
[4] 前記第 3の端部が前記風洞の前記内壁部に固定されており、
前記ガイド壁部の前記一枚の静止ブレードに沿って延びる長さは、前記インペラの 回転により発生した空気の流れの一部が前記貫通孔を通して積極的に前記ハウジン グの外部に流れ出すのを阻止できる長さに定められて 、る請求項 3に記載の軸流送 風機。
[5] 前記第 3の端部が前記風洞の前記内壁部に固定されている請求項 2に記載の軸流 送風機。
[6] 前記第 1の端部と前記吸 、込み開口部側端部との連結部の形状は、前記吸 、込み 開口部に向力うに従って厚みが薄くなるように定められている請求項 2または 5に記 載の軸流送風機。
[7] 前記ガイド壁部の前記第 2の端部は、前記吐き出し開口部の開口面と面一になつて おり、前記ガイド壁部は前記吐き出し開口部の開口面と実質的に直交するように前 記第 1の端部力 前記第 2の端部まで延びている請求項 2または 5に記載の軸流送 風機。
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