WO2012002129A1 - 送風装置 - Google Patents

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air
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慎治 石井
長尾 光久
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ダイキン工業株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D1/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • 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
    • F04D25/08Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
    • F04D25/082Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation the unit having provision for cooling the motor
    • 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
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    • F04D29/5806Cooling the drive system
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • HELECTRICITY
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    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49204Contact or terminal manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to a blower, and more particularly to a blower using a centrifugal fan rotor.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional blower.
  • FIG. 8 is a front view of the fan rotor in FIG. 7 and 8, when the fan rotor 120 rotates, air flows from the inside to the outside of the blade 126, and the surface of the hub portion 125 becomes negative pressure.
  • the hub portion 125 is provided with an opening 124a in advance.
  • An object of this invention is to provide the air blower which reduces this ventilation sound.
  • a blower includes a centrifugal fan rotor and a motor.
  • the centrifugal fan rotor blows out the sucked air in a direction perpendicular to the suction direction.
  • the motor rotates the centrifugal fan rotor.
  • the centrifugal fan rotor has a motor cover part close to the outer peripheral surface of the motor.
  • An opening is provided in the lower portion of the motor cover, and a motor cooling air passage is formed.
  • the motor cooling air passage is a passage through which a part of the blown air from the centrifugal fan rotor is led to the motor surrounding space formed between the centrifugal fan rotor and the motor and then discharged through the opening. is there.
  • the air that has flowed into the motor surrounding space from the motor cooling air passage cools the motor and flows out from the opening of the motor cover.
  • the air flowing from the suction side to the blow-out side of the centrifugal fan rotor and the air flowing out from the opening of the motor cover portion both flow in the centrifugal direction of the centrifugal fan rotor, so that interference with each other is suppressed.
  • the interference of these air flows is presumed to be a cause of an increase in blowing sound, and since the interference is suppressed, noise reduction is expected.
  • the blower device is the blower device according to the first aspect, wherein the opening is a dimension in the rotation axis direction of the centrifugal fan rotor with reference to the end portion on the anti-suction side of the centrifugal fan rotor. It is arranged so as to cover the range of 0 to 45% of the height dimension.
  • the air flowing from the suction side to the blowout side of the centrifugal fan rotor and the air flowing out from the opening of the motor cover can interfere with each other. It is expected to be quieter because it is suppressed.
  • a blower device is the blower device according to the second aspect, wherein the motor cover part has an area of 0 to 45% of the height dimension of the centrifugal fan rotor.
  • the ratio of the area occupied by the opening is 60 to 80%. In this blower, the ventilation resistance of the air flowing out from the opening is suppressed, and the necessary rigidity of the centrifugal fan rotor is also maintained.
  • the air blower according to the fourth aspect of the present invention is the air blower according to the second aspect, wherein the opening covers a range of 0 to 25% of the height dimension of the centrifugal fan rotor. According to the applicant's experimental results, when compared with a blower device in which an opening is provided at another position, the number of rotations required to obtain the same air volume is low, and the blowing sound is also low.
  • the air blower which concerns on the 5th viewpoint of this invention is an air blower which concerns on a 1st viewpoint, Comprising:
  • a motor cover part contains the inclined surface.
  • the inclined surface is inclined with respect to the rotating shaft of the motor and extends to the end of the centrifugal fan rotor on the side opposite to the suction side.
  • the opening is on the base of the inclined surface on the side opposite to the suction side.
  • the air sucked into the centrifugal fan rotor flows along the inclined surface of the motor cover, and is deflected in the centrifugal direction at the root portion of the inclined surface. If the opening is provided in the middle of the inclined surface, the air flowing along the inclined surface and the air flowing out of the opening interfere with each other to increase the blowing sound.
  • the air blower according to a sixth aspect of the present invention is the air blower according to the first aspect, wherein the motor cover includes an inclined surface and a vertical surface.
  • the inclined surface is inclined with respect to the rotating shaft of the motor and extends toward the end of the centrifugal fan rotor on the side opposite to the suction side.
  • the vertical surface extends from the end of the inclined surface to the end portion substantially parallel to the rotation axis.
  • the opening is applied to the base on the anti-suction side of the vertical surface.
  • the air blower which concerns on the 7th viewpoint of this invention is an air blower which concerns on a 1st viewpoint, Comprising:
  • the centrifugal fan rotor further has a fixing
  • the fixed part holds the rotating shaft of the motor.
  • the plurality of blades are arranged at positions spaced radially outward from the fixed portion.
  • the motor cover part connects the fixed part and the end part on the anti-suction side in the longitudinal direction of the blade.
  • the air flowing toward the blades and the air flowing out from the opening intersect substantially in parallel, so that interference of these air flows is suppressed.
  • the interference of these air flows is presumed to be a cause of an increase in blowing sound, and since the interference is suppressed, noise reduction is expected.
  • the air blower which concerns on the 8th viewpoint of this invention is a blower which concerns on a 1st viewpoint, Comprising:
  • a centrifugal fan rotor is a sirocco fan comprised by a hub part, a main plate, and a some blade
  • the hub portion a fixed portion that holds the rotating shaft of the motor and a motor cover portion are integrated.
  • the main plate surrounds the periphery of the hub portion.
  • the plurality of blades are arranged in a cylindrical shape along the outer periphery of the main plate.
  • the air flowing toward the blades and the air flowing out from the opening intersect substantially in parallel, so that interference of these air flows is suppressed.
  • the interference of these air flows is presumed to be a cause of an increase in blowing sound, and since the interference is suppressed, noise reduction is expected.
  • a blower device is the blower device according to the eighth aspect, wherein the ratio of the shortest distance between the motor cover portion and the blade and the maximum radius of the hub portion is 0.1 to 0.00. 3.
  • the ratio between the shortest distance between the motor cover and the blade and the maximum radius of the hub is within the range of 0.1 to 0.3, the sucked air easily flows along the hub. The increase in the blowing sound is suppressed.
  • the air blower which concerns on the 10th viewpoint of this invention is an air blower which concerns on an 8th viewpoint, Comprising:
  • the ratio of the outer diameter of a centrifugal fan rotor and the outer diameter of a motor is 3.0 or less. In this blower, when the ratio of the outer diameter of the centrifugal fan rotor and the outer diameter of the motor is 3.0 or less, the flow of the intake air can be easily along the hub portion.
  • the air flowing from the suction side to the blow-out side of the centrifugal fan rotor and the air flowing out from the opening of the motor cover are prevented from interfering with each other. Therefore, the noise reduction is expected.
  • the ventilation resistance of the air flowing out from the opening is suppressed, and the necessary rigidity of the centrifugal fan rotor is also maintained.
  • the air blower according to the fourth aspect of the present invention when compared with the air blower in which the opening is provided at another position, the number of rotations required to obtain the same air volume is low, and the air blowing sound is also low.
  • the air flowing along the inclined surface and the air flowing out from the opening are suppressed from interfering with each other, so that noise reduction is expected.
  • the end of the blade and the end of the motor cover are at substantially the same height, and the air that faces the blade and the air that flows out of the opening Intersect almost in parallel. As a result, since the interference of these air flows is suppressed, noise reduction is expected.
  • the sucked air easily flows along the hub portion, and an increase in the blowing sound is suppressed.
  • the flow of the intake air can be easily along the hub portion.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line L1-L1 in FIG. 2A.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line L2-L2 of FIG. 3A.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line L3-L3 in FIG. 4A.
  • 6 is a graph showing the relationship between the air volume and noise of a blower mounted with each of the first to third samples of the fan rotor.
  • the graph which shows the relationship between the air volume and rotation speed of the air blower which mounted the 1st sample of the fan rotor.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a blower device according to an embodiment of the present invention.
  • the blower 10 is a sirocco fan that includes a fan rotor 20 and a motor 30 that rotates the fan rotor 20.
  • the motor 30 has a rotation shaft 32, and the fan rotor 20 is fixed to the rotation shaft 32 via a fan boss portion 34. Therefore, the fan rotor 20 rotates as the motor 30 rotates.
  • air is sucked along the rotation axis direction from the fixed portion 22 side, proceeds along the slope of the motor cover portion 24, and then blown out in a direction orthogonal to the suction direction.
  • FIG. 2 A is a front view of the fan rotor of the air blower which concerns on this embodiment.
  • 2B is a cross-sectional view taken along line L1-L1 in FIG. 2A.
  • the fan rotor 20 includes a hub portion 25, a main plate 29, and a plurality of blades 26.
  • the hub portion 25 is a member in which a fixed portion 22 that holds the rotating shaft 32 of the motor 30 and a motor cover portion 24 that is close to the outer peripheral surface of the motor 30 are integrally formed.
  • an opening 24 a is provided in the lower part of the motor cover 24.
  • One edge height hb of the opening 24a is at a position of 0% of the height dimension H with respect to the end 28 on the anti-suction side of the fan rotor 20, and the other edge height ha is a position of 45%.
  • the height dimension H is a dimension in the rotation axis direction of the fan rotor 20 as shown in FIG. That is, the opening 24a occupies a position from 0% of the height dimension H to 45% with respect to the end portion 28 on the anti-suction side of the fan rotor 20.
  • the ratio of the area occupied by the opening 24a is 60 to 80% with respect to the area of the motor cover 24 in the range of 0 to 45% of the height dimension of the fan rotor 20.
  • the main plate 29 surrounds the hub portion 25, and a plurality of blades 26 are arranged in a cylindrical shape along the outer periphery of the main plate 29.
  • the main plate 29 also serves as an end 28 on the anti-suction side in the longitudinal direction of the blade 26.
  • the motor cover portion 24 connects the fixed portion 22 and the end portion 28.
  • FIG. 3A is a front view of a second sample of the fan rotor
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line L2-L2 of FIG. 3A.
  • one edge height hb of the opening 24a is at a position of 0% of the height dimension H
  • the other edge height ha is a position of 25%. It is in. That is, the opening 24 a occupies a position from 0% of the height dimension H to 25% with respect to the end 28 on the anti-suction side of the fan rotor 20.
  • 4A is a front view of the third sample of the fan rotor, and FIG.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line L3-L3 in FIG. 4A. 4A and 4B, in the third sample of the fan rotor 20, the one edge height hb of the opening 24a is 25% of the height dimension H with reference to the end 28 on the anti-suction side of the fan rotor 20.
  • the other edge height ha is at a position of 45%. That is, the opening 24 a occupies a position from 25% of the height dimension H to 45% with respect to the end portion 28 on the anti-suction side of the fan rotor 20.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the air volume and noise of the blower mounted with each of the first to third samples of the fan rotor.
  • the curve represented by the solid line is the measurement result of the blower mounted with the first sample
  • the curve indicated by the alternate long and short dash line is the measurement result of the blower mounted with the second sample
  • the curve indicated by the dotted line is the measurement result of the blower mounted with the third sample.
  • the curve shown with the dotted line is a measurement result of the conventional air blower shown in FIG.
  • the noise of the air blower mounted with the first, second, and third samples is lower than that of the air blower mounted with the conventional fan rotor.
  • the air blower mounted with the first sample of the fan rotor 20 is the lowest, and then the second sample. Is the order of the blower mounted with the third sample.
  • the opening 24a of the fan rotor 20 is provided so that it may cover the range of 0 to 45% of the height dimension H. It is desirable. Also, if it is too large in the range of 0 to 45% of the height dimension H due to structural constraints, either 0 to 25% of the height dimension H or 25 to 45% of the height dimension H In view of the results shown in FIG. 5, the opening 24a is preferably provided so as to cover the range of 0 to 25% of the height dimension H.
  • each of the first, second, and third samples of the fan rotor 20 used by the applicant for the experiment has a specification in which the opening 124a remains at the conventional opening position.
  • the applicant has also confirmed that a result similar to the result shown in FIG. 5 can be obtained even in a specification in which the conventional opening 124a is closed. This is presumed that the air passing through the motor cooling air passage 40 exits from the opening 24a without reaching the conventional opening 124a, so that the conventional opening 124a is not functioning.
  • the opening 24a is in the range of 0 to 45% of the height dimension H, the opening 24a is the same as any one of the blower devices on which the first, second, and third samples of the fan rotor 20 are mounted. A level of noise is achieved.
  • the opening 24a covers 0 to 45% of the height dimension H means that part or all of the opening 24a exists at a position of 0 to 45% of the height dimension H. Even if the edge height ha of the higher height of the opening 24a exceeds 45% of the height dimension H (0.45 ⁇ ha / H), the edge height of the lower height of the opening 24a If hb is in the range of 0 to 45% of the height dimension H (0 ⁇ hb / H ⁇ 0.45), it is determined that the height dimension is 0 to 45%.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the air volume and the rotational speed of the blower mounted with the first sample of the fan rotor.
  • the characteristic of the air blower on which the first sample of the fan rotor 20 is mounted is indicated by a solid line.
  • the characteristic of the conventional air blower is shown with the dotted line. From FIG.
  • the blower 10 is a sirocco fan in which the fan rotor 20 includes a hub portion 25, a main plate 29, and a plurality of blades 26.
  • an opening 24 a is provided in the lower portion (anti-suction side) of the motor cover portion 24.
  • the opening 24 a is arranged so as to cover a range of 0 to 45% of the height dimension H of the fan rotor 20 with reference to the end portion 28 on the anti-suction side of the fan rotor 20. Therefore, the air flowing from the suction side to the blow-out side of the fan rotor 20 and the air flowing out from the opening 24a are suppressed from interfering with each other, so that noise reduction is expected.
  • the motor cover 24 includes an inclined surface and a vertical surface.
  • the inclined surface is inclined with respect to the rotating shaft 32 of the motor 30 and extends toward the end 28 on the anti-suction side of the fan rotor 20, and the vertical surface is the rotating shaft 32. And extend from the end of the inclined surface to the end portion 28 in substantially parallel to each other.
  • the opening 24a is applied to the root of the vertical surface on the side opposite to the suction side, and most of the air flowing out from the opening 24a flows out from the root portion of the vertical surface, so that the air flowing along the inclined surface and the air flowing out from the opening. Interference with air is suppressed.
  • the motor cover 24 includes an inclined surface and a vertical surface, and the opening 24a is applied to the base of the vertical surface on the side opposite to the suction side, but is not limited thereto.
  • the inclined surface of the motor cover 24 is inclined with respect to the rotating shaft 32 of the motor 30 and extends to the end 28 on the anti-suction side of the fan rotor 20 (described in FIG. 2 of Patent Document 1). (Even in such a shape), it is preferable that the opening 24a covers the base of the inclined surface on the side opposite to the suction side.
  • the air sucked into the fan rotor 20 flows along the inclined surface of the motor cover portion 24 and is deflected in the centrifugal direction at the root portion of the inclined surface. Most of the air flowing out from the opening 24a flows out from the base portion of the inclined surface, and the outflow direction of the air is the centrifugal direction. Therefore, interference between the air flowing along the inclined surface and the air flowing out from the opening is suppressed.
  • the applicant changes the ratio between the shortest distance L between the motor cover 24 and the blade 26 and the maximum radius R of the hub 25 under the condition that the outer diameter D of the centrifugal fan rotor 20 is not changed.
  • the ratio when the ratio is within the predetermined range, it was confirmed that the sucked air easily flows along the hub portion 25 and the blowing sound is lowered. Specifically, the effect is expected when the ratio (L / R) is in the range of 0.1 to 0.3.
  • the applicant makes the flow of the intake air easy to follow along the hub portion 25 when the ratio (D / d) of the outer diameter D of the centrifugal fan rotor 20 to the outer diameter d of the motor 30 is 3.0 or less. Confirmed that it can.
  • Fan rotor 22 Fixed portion 24 Motor cover portion 24a Opening 25 Hub portion 26 Blade 28 End portion 29 Main plate 30 Motor 32 Rotating shaft 40 Motor cooling air passage

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Abstract

 送風装置において、ハブ部に沿って流れる空気と開口から流出する空気とが互いに干渉することが原因と推測されている送風音を低減することを目的とする。送風装置(10)は、ファンロータ(20)が、ハブ部(25)と、主板(29)と、複数の羽根(26)とによって構成されるシロッコファンである。送風装置(10)では、モータ覆い部(24)の下部(反吸い込み側)に開口(24a)が設けられている。開口(24a)は、ファンロータ(20)の反吸い込み側の端部(28)を基準にして、ファンロータ(20)の高さ寸法Hの0~45%の範囲にかかるように配置されている。それゆえ、ファンロータ(20)の吸い込み側から吹き出し側へ流れる空気と、開口(24a)から流出する空気とは、互いに干渉することが抑制されるので静音化が見込まれる。

Description

送風装置
 本発明は、送風装置に関し、特に遠心ファンロータを用いた送風装置に関する。
 空気の吸い込み側と反対側にモータが取り付けられる構造のファンロータを備えた送風装置では、モータを冷却するために、モータ外周を覆うように囲むハブ部とモータ外周との間に吹き出し空気の一部が戻る仕組みになっている。その仕組みについて、図7及び図8を参照しながら説明する。
 図7は、従来の送風装置の断面図である。また、図8は、図7におけるファンロータの正面図である。図7及び図8において、ファンロータ120が回転することによって、羽根126の内側から外側に向かって空気が流れ、ハブ部125の表面が負圧となる。また、ハブ部125には予め開口124aが設けられており、ハブ部125の表面が負圧になることによって、ハブ部125とモータ30の外周との間にある空気は、その開口124aから出て行き、それを補うように吹き出し空気の一部がハブ部125とモータ130の外周との間に戻る。なお、同様の構成が特許文献1(特開2000-50602号公報)の段落[0005]にも開示されている。
 しかしながら、上記のような送風装置では、開口124aが設けられたことによる影響として、送風音が上昇するという現象がみられる。これは、開口124aがハブ部125の上部(空気の吸い込み側に近い部分)に設けられているため、ハブ部125に沿って流れる空気と、開口124aから流出する空気とが互いに干渉することが原因と推測されている。
 本発明は、かかる送風音を低減する送風装置を提供することを目的とする。
 本発明の第1観点に係る送風装置は、遠心ファンロータと、モータとを備えている。遠心ファンロータは、吸い込んだ空気を吸い込み方向と直交する方向に吹き出す。モータは、遠心ファンロータを回転させる。また、遠心ファンロータは、モータの外周面に近接するモータ覆い部を有している。このモータ覆い部の下部には開口が設けられ、さらにモータ冷却用空気通路が形成されている。モータ冷却用空気通路は、遠心ファンロータからの吹き出し空気の一部が遠心ファンロータとモータとの間に形成されたモータ周囲空間に導かれた後、開口を通って排出されるための通路である。
 この送風装置では、モータ冷却用空気通路からモータの周囲空間へ流入した空気は、モータを冷却し、モータ覆い部の開口から流出する。このとき、遠心ファンロータの吸い込み側から吹き出し側へ流れる空気と、モータ覆い部の開口から流出する空気とは、ともに遠心ファンロータの遠心方向に流れるので、互いに干渉することが抑制される。これらの空気流れの干渉は、送風音上昇の原因と推測されており、その干渉が抑制されるので静音化が見込まれる。
 本発明の第2観点に係る送風装置は、第1観点に係る送風装置であって、開口が、遠心ファンロータの反吸い込み側の端部を基準にして、遠心ファンロータの回転軸方向の寸法である高さ寸法の0~45%の範囲にかかるように配置されている。
 この送風装置では、本発明の第1観点に係る送風装置と同様に、遠心ファンロータの吸い込み側から吹き出し側へ流れる空気と、モータ覆い部の開口から流出する空気とは、互いに干渉することが抑制されるので静音化が見込まれる。
 本発明の第3観点に係る送風装置は、第2観点に係る送風装置であって、モータ覆い部のうち、遠心ファンロータの高さ寸法の0~45%の範囲にかかる部分の面積に対して、開口が占める面積の割合は60~80%である。
 この送風装置では、開口から流出する空気の通風抵抗が抑制され、且つ、遠心ファンロータの必要剛性も維持される。
 本発明の第4観点に係る送風装置は、第2観点に係る送風装置であって、開口が、遠心ファンロータの高さ寸法の0~25%の範囲にかかっている。
 出願人の実験結果によれば、開口が他の位置に設けられている送風装置と比較した場合、同一風量を得るために必要な回転数が低く、且つ、送風音も低い。
 本発明の第5観点に係る送風装置は、第1観点に係る送風装置であって、モータ覆い部が、傾斜面を含んでいる。傾斜面は、モータの回転軸に対して傾斜し遠心ファンロータの反吸い込み側の端部まで延びている。また、開口は、傾斜面の反吸い込み側の根元にかかっている。
 この送風装置では、遠心ファンロータに吸い込まれた空気は、モータ覆い部の傾斜面に沿って流れ、その傾斜面の根元部分で遠心方向に偏向される。仮に、開口が傾斜面の途中に設けられている場合、傾斜面に沿って流れる空気と、開口から流出する空気とが互いに干渉して、送風音の増加を引き起こす。
 しかし、開口が傾斜面の根元部分にかかっている場合は、開口から流出する空気の大部分が傾斜面の根元部分から流出し、空気の流出方向は遠心方向となる。それゆえ、傾斜面に沿って流れる空気と、開口から流出する空気とが互いに干渉することは抑制される。これらの空気流れの干渉は、送風音上昇の原因と推測されており、その干渉が抑制されるので静音化が見込まれる。
 本発明の第6観点に係る送風装置は、第1観点に係る送風装置であって、モータ覆い部が、傾斜面と鉛直面とを含んでいる。傾斜面は、モータの回転軸に対して傾斜し遠心ファンロータの反吸い込み側の端部に向って延びている。鉛直面は、回転軸とほぼ平行に、傾斜面の終端から端部まで延びている。また、開口は、鉛直面の反吸い込み側の根元にかかっている。
 この送風装置では、開口から流出する空気の大部分が鉛直面の根元部分から流出し、空気の流出方向は遠心方向となる。また、傾斜面に沿って流れる空気は、傾斜面の終端近傍で遠心方向となる。それゆえ、傾斜面に沿って流れる空気と、開口から流出する空気とが互いに干渉することが抑制される。これらの空気流れの干渉は、送風音上昇の原因と推測されており、その干渉が抑制されるので静音化が見込まれる。
 本発明の第7観点に係る送風装置は、第1観点に係る送風装置であって、遠心ファンロータが、固定部と、複数の羽根とをさらに有している。固定部は、モータの回転軸を保持する。複数の羽根は、固定部から径方向外側に離れた位置に配列される。モータ覆い部は、固定部と、羽根の長手方向の反吸い込み側の端部とを繋いでいる。
 この送風装置では、羽根に向う空気と、開口から流出する空気とがほぼ平行に交わるので、これらの空気流れの干渉が抑制される。これらの空気流れの干渉は、送風音上昇の原因と推測されており、その干渉が抑制されるので静音化が見込まれる。
 本発明の第8観点に係る送風装置は、第1観点に係る送風装置であって、遠心ファンロータが、ハブ部と、主板と、複数の羽根とによって構成されるシロッコファンである。ハブ部は、モータの回転軸を保持する固定部とモータ覆い部とが一体となっている。主板は、ハブ部の周囲を囲む。複数の羽根は、主板の外周に沿って円筒状に配列される。
 この送風装置では、羽根に向う空気と、開口から流出する空気とがほぼ平行に交わるので、これらの空気流れの干渉が抑制される。これらの空気流れの干渉は、送風音上昇の原因と推測されており、その干渉が抑制されるので静音化が見込まれる。
 本発明の第9観点に係る送風装置は、第8観点に係る送風装置であって、モータ覆い部と羽根との最短距離と、ハブ部の最大半径との比率が、0.1~0.3である。
 この送風装置では、モータ覆い部と羽根との最短距離と、ハブ部の最大半径との比率が0.1~0.3の範囲内にあるとき、吸い込み空気がハブ部に沿って流れ易くなり、送風音の増大が抑制される。
 本発明の第10観点に係る送風装置は、第8観点に係る送風装置であって、遠心ファンロータの外径と、モータの外径との比が、3.0以下である。
 この送風装置では、遠心ファンロータの外径とモータの外径との比が3.0以下であるとき、吸い込み空気の流れをハブ部に沿い易くすることができる。
 本発明の第1観点または第2観点に係る送風装置では、遠心ファンロータの吸い込み側から吹き出し側へ流れる空気と、モータ覆い部の開口から流出する空気とは、互いに干渉することが抑制されるので、静音化が見込まれる。
 本発明の第3観点に係る送風装置では、開口から流出する空気の通風抵抗が抑制され、且つ、遠心ファンロータの必要剛性も維持される。
 本発明の第4観点に係る送風装置では、開口が他の位置に設けられている送風装置と比較した場合、同一風量を得るために必要な回転数が低く、且つ、送風音も低い。
 本発明の第5観点または第6観点に係る送風装置では、傾斜面に沿って流れる空気と、開口から流出する空気とが互いに干渉することが抑制されるので静音化が見込まれる。
 本発明の第7観点または第8観点に係る送風装置では、羽根の端部とモータ覆い部の端部とがほぼ同じ高さ位置になり、羽根に向う空気と、開口から流出する空気とがほぼ平行に交わる。その結果、これらの空気流れの干渉が抑制されるので静音化が見込まれる。
 本発明の第9観点に係る送風装置では、吸い込み空気がハブ部に沿って流れ易くなり、送風音の増大が抑制される。
 本発明の第10観点に係る送風装置では、吸い込み空気の流れをハブ部に沿い易くすることができる。
本発明の一実施形態に係る送風装置の断面図。 本実施形態に係る送風装置のファンロータの正面図。 図2AのL1-L1線における断面図。 ファンロータの第2サンプルの正面図。 図3AのL2-L2線における断面図。 ファンロータの第3サンプルの正面図。 図4AのL3-L3線における断面図。 ファンロータの第1~第3サンプルそれぞれを実装した送風装置の風量と騒音との関係を示すグラフ。 ファンロータの第1サンプルを実装した送風装置の風量と回転数との関係を示すグラフ。 従来の送風装置の断面図。 図7におけるファンロータの正面図。
 以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
 (1)送風装置の構成
 図1は、本発明の一実施形態に係る送風装置の断面図である。図1において、送風装置10は、ファンロータ20と、ファンロータ20を回転させるモータ30とを備えたシロッコファンである。モータ30は回転軸32を有し、この回転軸32に、ファンロータ20がファンボス部34を介して固定される。それゆえ、モータ30が回転することによって、ファンロータ20が回転する。
 ファンロータ20が回転したとき、空気が固定部22側から回転軸方向に沿って吸い込まれ、モータ覆い部24の斜面に沿って進み、その後、吸い込み方向と直交する方向に吹き出される。
 また、吹き出し空気の一部は、ファンロータ20とモータ30との間に形成されたモータ30の周囲空間に導かれる。ファンロータ20には、予め、開口24aが設けられており、モータ30の周囲空間に導かれた空気は、モータ30の外周面を冷却した後、開口24aを通って排出される。この空気の流れる経路を、ここではモータ冷却用空気通路40と呼ぶ。
 (2)ファンロータの詳細構成
 図2Aは、本実施形態に係る送風装置のファンロータの正面図である。また、図2Bは、図2AのL1-L1線における断面図である。図2A及び図2Bにおいて、ファンロータ20は、ハブ部25と、主板29と、複数の羽根26とによって構成されている。
 (2-1)ハブ部
 ハブ部25は、モータ30の回転軸32を保持する固定部22と、モータ30の外周面に近接するモータ覆い部24とが一体的に形成された部材である。
 ここで、モータ覆い部24のうち空気の吸い込み側半分を上部、その反対側半分を下部としたとき、モータ覆い部24の下部に開口24aが設けられている。開口24aの一方のエッジ高さhbは、ファンロータ20の反吸い込み側の端部28を基準にして、高さ寸法Hの0%の位置にあり、他方のエッジ高さhaは45%の位置にある。ここで、高さ寸法Hとは、図2に示す通り、ファンロータ20の回転軸方向の寸法である。つまり、開口24aは、ファンロータ20の反吸い込み側の端部28を基準にして、高さ寸法Hの0%の位置から45%の位置を占めている。
 また、モータ覆い部24のうち、ファンロータ20の高さ寸法の0~45%の範囲にかかる部分の面積に対して、開口24aが占める面積の割合は60~80%である。この開口24aの面積割合によって、開口から流出する空気の通風抵抗が抑制され、且つ、ファンロータ20の必要剛性も維持されている。
 (2-2)主板と羽根
 主板29は、ハブ部25の周囲を囲み、複数の羽根26が、この主板29の外周に沿って円筒状に配列されている。主板29は、羽根26の長手方向の反吸い込み側の端部28を兼ねている。モータ覆い部24は、固定部22と端部28とを繋いでいる。
 (3)送風装置の騒音
 次に、開口24aの最適位置を求めるため、開口24aの位置を異ならせたファンロータ20の第1~第3サンプルを作成し、送風装置に実装したときの風量に対する騒音を実測した。以下に各サンプルの仕様と騒音の測定結果について説明する。なお、第1サンプルは本実施形態に係る送風装置のファンロータ20(図2参照)と同じであるので説明を省略し、ここでは、第2サンプル及び第3サンプルの開口24aの位置について図3及び図4を参照しながら説明する。
 (3-1)ファンロータのサンプル仕様
 図3Aはファンロータの第2サンプルの正面図であり、図3Bは図3AのL2-L2線における断面図である。図3A及び図3Bにおいて、ファンロータ20の第2サンプルでは、開口24aの一方のエッジ高さhbは、高さ寸法Hの0%の位置にあり、他方のエッジ高さhaは25%の位置にある。つまり、開口24aは、ファンロータ20の反吸い込み側の端部28を基準にして、高さ寸法Hの0%の位置から25%の位置を占めている。
 図4Aはファンロータの第3サンプルの正面図であり、図4Bは図4AのL3-L3線における断面図である。図4A及び図4Bにおいて、ファンロータ20の第3サンプルでは、開口24aの一方のエッジ高さhbは、ファンロータ20の反吸い込み側の端部28を基準にして、高さ寸法Hの25%の位置にあり、他方のエッジ高さhaは45%の位置にある。つまり、開口24aは、ファンロータ20の反吸い込み側の端部28を基準にして、高さ寸法Hの25%の位置から45%の位置を占めている。
 (3-2)騒音比較結果
 図5は、ファンロータの第1~第3サンプルそれぞれを実装した送風装置の風量と騒音との関係を示すグラフである。図5において、4つの曲線のうち、実線で表された曲線が第1サンプルを実装した送風装置の測定結果、一点鎖線で示された曲線が第2サンプルを実装した送風装置の測定結果、2点鎖線で示された曲線が第3サンプルを実装した送風装置の測定結果である。また、点線で示された曲線は、図6に示す従来の送風装置の測定結果である。
 図5に示すように、第1、第2および第3サンプルを実装した送風装置の騒音が、従来のファンロータを実装した送風装置と比較して低くなっている。この結果に対し、出願人は、「ファンロータ20の吸い込み側から吹き出し側へ流れる空気と、モータ覆い部24の開口24aから流出する空気とが、ともにファンロータ20の遠心方向に流れるので、互いに干渉することが抑制され、送風音が低下した」と推定している。
 また、ファンロータ20の第1、第2、及び第3サンプルそれぞれを実装した送風装置の騒音値比較においては、ファンロータ20の第1サンプルを実装した送風装置が最も低く、次いで、第2サンプルを実装した送風装置、第3サンプルを実装した送風装置の順となっている。但し、その差は、従来のファンロータを実装した送風装置との差に比較して小さいので、ファンロータ20の開口24aは、高さ寸法Hの0~45%の範囲にかかるように設けられることが望ましい。
 また、構造的な制約により、高さ寸法Hの0~45%の範囲では大きすぎる場合には、高さ寸法Hの0~25%、或いは、高さ寸法Hの25~45%のいずれかの範囲にかかるように設けられることが望ましく、図5に示す結果を鑑みれば、開口24aは、高さ寸法Hの0~25%の範囲にかかるように設けられることが好ましい。
 なお、出願人が実験に用いたファンロータ20の第1、第2、及び第3サンプルそれぞれは、従来の開口位置に開口124aが残されたままの仕様である。しかし、出願人は、従来の開口124aを塞いだ仕様でも図5に示す結果と同様の結果が得られることも確認している。これは、モータ冷却用空気通路40を通過する空気が、従来の開口124aに到達するまでもなく開口24aから出て行くので、従来の開口124aは機能しなくなっていると推定される。
 以上のように、開口24aは、高さ寸法Hの0~45%の範囲にかかっていれば、ファンロータ20の第1、第2、及び第3サンプルそれぞれを実装した送風装置のいずれかと同レベルの騒音が達成される。
 なお、開口24aが高さ寸法Hの0~45%にかかるとは、開口24aの一部または全部が高さ寸法Hの0~45%の位置に存在することを意味する。開口24aの高さの高い方のエッジ高さhaが高さ寸法Hの45%を越える位置(0.45<ha/H)であっても、開口24aの高さの低い方のエッジ高さhbが高さ寸法Hの0~45%の範囲内(0<hb/H<0.45)にあれば、高さ寸法Hの0~45%にかかると判断される。
 また、開口24aが高さ寸法Hの0~45%の範囲にかかるように設けられることによって、同一風量を得るために必要な回転数が低減されるという効果も奏している。以下、図6を用いて説明する。
 図6は、ファンロータの第1サンプルを実装した送風装置の風量と回転数との関係を示すグラフである。図6において、ファンロータ20の第1サンプルが実装された送風装置の特性は実線で示されている。また、従来の送風装置の特性が点線で示されている。図6より、ファンロータ20の第1サンプルが実装された送風装置では、同一風量を得るために必要な回転数が従来の送風装置よりも低減されていることが明白である。
 (4)特徴
 (4-1)
 送風装置10は、ファンロータ20が、ハブ部25と、主板29と、複数の羽根26とによって構成されるシロッコファンである。送風装置10では、モータ覆い部24の下部(反吸い込み側)に開口24aが設けられている。開口24aは、ファンロータ20の反吸い込み側の端部28を基準にして、ファンロータ20の高さ寸法Hの0~45%の範囲にかかるように配置されている。それゆえ、ファンロータ20の吸い込み側から吹き出し側へ流れる空気と、開口24aから流出する空気とは、互いに干渉することが抑制されるので静音化が見込まれる。
 (4-2)
 モータ覆い部24のうち、遠心ファンロータの高さ寸法の0~45%の範囲にかかる部分の面積に対して、開口24aが占める面積の割合が60~80%であれば、開口24aから流出する空気の通風抵抗が抑制され、且つ、遠心ファンロータの必要剛性も維持される。
 (4-3)
 モータ覆い部24は傾斜面と鉛直面とを含み、傾斜面はモータ30の回転軸32に対して傾斜しファンロータ20の反吸い込み側の端部28に向って延び、鉛直面は回転軸32とほぼ平行に、傾斜面の終端から端部28まで延びている。開口24aは、鉛直面の反吸い込み側の根元にかかっており、開口24aから流出する空気の大部分が鉛直面の根元部分から流出するので、傾斜面に沿って流れる空気と、開口から流出する空気とが互いに干渉することが抑制される。
 (4-4)
 送風装置10では、羽根26に向う空気と、開口24aから流出する空気とがほぼ平行に交わり、これらの空気流れの干渉が抑制される。
 (5)変形例
 上記実施形態では、モータ覆い部24が傾斜面と鉛直面とを含み、鉛直面の反吸い込み側の根元に開口24aがかかっているが、それだけに限定されるのではない。
 例えば、モータ覆い部24の傾斜面が、モータ30の回転軸32に対して傾斜し、ファンロータ20の反吸い込み側の端部28まで延びている(特許文献1の図2に記載されているような形状)タイプでも、開口24aは傾斜面の反吸い込み側の根元にかかっているのが好ましい。
 この変形例に係る送風装置では、ファンロータ20に吸い込まれた空気は、モータ覆い部24の傾斜面に沿って流れ、その傾斜面の根元部分で遠心方向に偏向される。開口24aから流出する空気の大部分は傾斜面の根元部分から流出し、空気の流出方向は遠心方向となる。それゆえ、傾斜面に沿って流れる空気と、開口から流出する空気とが互いに干渉することが抑制される。
 <その他の実施形態>
 (1)
 図1において、出願人は、遠心ファンロータ20の外径Dを変更しないという条件下で、モータ覆い部24と羽根26との最短距離Lと、ハブ部25の最大半径Rとの比率を変更した場合、その比率が所定範囲内にあるとき、吸い込み空気がハブ部25に沿って流れ易くなり、送風音が低くなることを確認した。具体的には、その比率(L/R)が0.1~0.3の範囲内であるときに、その効果が見込まれる。
 (2)
 さらに、出願人は、遠心ファンロータ20の外径Dとモータ30の外径dとの比(D/d)が3.0以下であるとき、吸い込み空気の流れをハブ部25に沿い易くすることができることを確認した。
 以上のように、本発明によれば、モータ冷却用の空気が流通する開口が設けられた送風装置において、開口を流通する空気が原因と推定される送風音の上昇が抑制されるので、シロッコファンを含む遠心ファンに有用である。
20 ファンロータ
22 固定部
24 モータ覆い部
24a 開口
25 ハブ部
26 羽根
28 端部
29 主板
30 モータ
32 回転軸
40 モータ冷却用空気通路
特開2000-50602号公報

Claims (10)

  1.  吸い込んだ空気を、吸い込み方向と直交する方向に吹き出す遠心ファンロータ(20)と、
     前記遠心ファンロータ(20)を回転させるモータ(30)と、
    を備え、
     前記遠心ファンロータ(20)は、前記モータ(30)の外周面に近接するモータ覆い部(24)を有し、
     前記モータ覆い部(24)の下部には開口(24a)が設けられ、前記遠心ファンロータ(20)からの吹き出し空気の一部が前記遠心ファンロータ(20)と前記モータ(30)との間に形成されたモータ周囲空間に導かれた後、前記開口(24a)を通って排出されるモータ冷却用空気通路(40)が形成されている、
    送風装置。
  2.  前記開口(24a)は、前記遠心ファンロータ(20)の反吸い込み側の端部(28)を基準にして、前記遠心ファンロータ(20)の回転軸方向の寸法である高さ寸法の0~45%の範囲にかかるように配置されている、
    請求項1に記載の送風装置。
  3.  前記モータ覆い部(24)のうち、前記遠心ファンロータ(20)の前記高さ寸法の0~45%の範囲にかかる部分の面積に対して、前記開口(24a)が占める面積の割合は60~80%である、
    請求項2に記載の送風装置。
  4.  前記開口(24a)は、前記遠心ファンロータ(20)の前記高さ寸法の0~25%の範囲にかかっている、
    請求項2に記載の送風装置。
  5.  前記モータ覆い部(24)は、前記モータ(30)の回転軸に対して傾斜し前記遠心ファンロータ(20)の反吸い込み側の端部(28)まで延びる傾斜面を含み、
     前記開口(24a)は、前記傾斜面の反吸い込み側の根元にかかっている、
    請求項1に記載の送風装置。
  6.  前記モータ覆い部(24)は、
     前記モータ(30)の回転軸(32)に対して傾斜し前記遠心ファンロータ(20)の反吸い込み側の端部(28)に向って延びる傾斜面と、
     前記回転軸(32)とほぼ平行に前記傾斜面の終端から前記端部(28)まで延びる鉛直面と、
    を含み、
     前記開口(24a)は、前記鉛直面の反吸い込み側の根元にかかっている、
    請求項1に記載の送風装置。
  7.  前記遠心ファンロータ(20)は、
     前記モータ(30)の回転軸(32)を保持する固定部(22)と、
     前記固定部(22)から径方向外側に離れた位置に配列される複数の羽根(26)と、
    をさらに有し、
     前記モータ覆い部(24)は、前記固定部(22)と、前記羽根(26)の長手方向の反吸い込み側の端部(28)とを繋いでいる、
    請求項1に記載の送風装置。
  8.  前記遠心ファンロータ(20)は、
     前記モータ(30)の回転軸(32)を保持する固定部(22)と前記モータ覆い部(24)とが一体となったハブ部(25)と、
     前記ハブ部(25)の周囲を囲む主板(29)と、
     前記主板(29)の外周に沿って円筒状に配列される複数の羽根(26)と、
    によって構成されるシロッコファンロータである、
    請求項1に記載の送風装置。
  9.  前記モータ覆い部(24)と前記羽根(26)との最短距離(L)と、前記ハブ部(25)の最大半径(R)との比率が、0.1~0.3である、
    請求項8に記載の送風装置。
  10.  前記遠心ファンロータ(20)の外径(D)と、前記モータ(30)の外径(d)との比が、3.0以下である、
    請求項8に記載の送風装置。
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