WO2015087909A1

WO2015087909A1 - 遠心ファン

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Publication number: WO2015087909A1
Application number: PCT/JP2014/082670
Authority: WO
Inventors: 政道笠原; 政彰石崎
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2015-06-18
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Abstract

　支持部と複数枚のブレードと装着部とを備え、前記装着部に回転軸を取り付けて所定方向に回転させることによって、前記支持部の正面側より吸い込んだ空気を放射状に吹き出す遠心ファンである。前記各ブレードは、回転中心軸線に平行な後縁及び前記回転中心軸線に平行な前縁側端部を有し、厚さが前記後縁及び前記前縁側端部に近づくほど徐々に薄くなる主翼部と；前記主翼部の前記前縁側端部から前記遠心ファンの内側に向かって延在する副翼部と；を備える。前記副翼部は、前記回転中心軸線方向に沿って見た場合に、吸込み側よりも前記支持部側の方が、前記主翼部の前記前縁側端部から前記副翼部の前縁までの長さが長く、かつ、厚さが前記副翼部の全域において一定である。

Description

遠心ファン

　本発明は、空気を回転中心軸線の一方方向から吸気して放射状に排出する遠心ファンに関する。
　本願は、２０１３年１２月１１日に、日本に出願された特願２０１３－２５６３２８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　下記特許文献１には、遠心多翼送風ファンが開示されている。この遠心多翼送風ファンは、一般に遠心ファンと呼ばれており、特許文献１の図１及び図２に示されているように、中心に円筒支持部が設けられた正面視円形のボスプレートと、このボスプレートの外周にその周方向に沿って互いに一定間隔をおいて設けられた複数枚のブレードとを備えている。各ブレードは、前記ボスプレートの回転中心軸線方向に平行かつ長く延在する形状を有している。また、各ブレードの前縁（内周側縁）及び後縁（外周側縁）は、何れも、前記回転中心軸線に対して平行である。このような遠心多翼送風ファンでは、円筒支持部にモータの回転軸が装着されて回転駆動されることにより、回転中心軸線方向に沿った一方方向から外気を吸気してボスプレートの半径方向に排出する。

日本国特開平０７－１２７５９９号公報

　ところで、上述した遠心ファン（遠心多翼送風ファン）は、一般に空気等の流体を送風する送風機（遠心送風機）に用いられる。送風機では、ブレードによって流体に付与される機械的エネルギーと回転軸の駆動動力との比として定義される送風効率の向上が、重要な技術課題である。送風効率は、周知のように、遠心ファンの機械的な形状によって主に決定される。

　また、遠心ファンでは、動作音（騒音）の低減も、重要な技術課題になっている。この動作音は、上記送風効率と同様に、遠心ファンの機械的な形状によって主に決定される。遠心ファンの設計においては、送風効率の向上と動作音の低減とが、重要な技術課題である。

　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、動作音の増加を抑制しつつ送風効率を向上させることが出来る遠心ファンの提供を目的とする。

　上記技術課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（Ａ）本発明の第１の態様は、正面視して円形の支持部と、前記支持部の外周に沿って円環状に配置された複数枚のブレードと、前記支持部の中心に設けられた装着部と、を備え、前記装着部に回転軸を取り付けて所定方向に回転させることによって、前記支持部の正面側より吸い込んだ空気を放射状に吹き出す遠心ファンであって、前記各ブレードが、前記回転軸の回転中心軸線に平行な後縁及び前記回転中心軸線に平行な前縁側端部を有し、厚さが前記後縁及び前記前縁側端部に近づくほど徐々に薄くなる主翼部と；前記主翼部の前記前縁側端部から前記遠心ファンの内側に向かって延在する副翼部と；を備え、前記副翼部が、前記回転中心軸線方向に沿って見た場合に、吸込み側よりも前記支持部側の方が、前記主翼部の前記前縁側端部から前記副翼部の前縁までの長さが長く、かつ、厚さが前記副翼部の全域において一定である。

（Ｂ）上記（Ａ）の態様において、前記副翼部の正圧面と前記主翼部の正圧面とが滑らかに接続されていてもよい。

（Ｃ）上記（Ｂ）の場合、前記副翼部が、前記主翼部の前記正圧面の前記前縁側端部の位置における接線方向に沿って延在していてもよい。

（Ｄ）上記（Ａ）～（Ｃ）の何れか一項の態様において、正面視した場合の前記副翼部が、前記主翼部の前記前縁側端部から前記副翼部の前記前縁まで直線状に形成されていてもよい。

（Ｅ）上記（Ａ）～（Ｄ）の何れか一項の態様において、側面視した場合の前記副翼部の前記前縁が、前記回転中心軸線方向の前記吸込み側から前記支持部側に向かって直線形状を有してもよい。

（Ｆ）上記（Ｅ）の場合、前記各ブレードの前記直線形状の部位における前記前縁の各々によって規定されてかつ前記回転中心軸線方向の前記吸込み側の位置における直径である吸込み側端前縁径Ｄ１を、前記各ブレードの前記後縁によって規定される直径である後縁径Ｄ２で除算した比率であるＤ１／Ｄ２が下記関係式（１）を満足し、かつ、前記各ブレードの前記直線形状の部位における前記前縁の各々によって規定されてかつ前記回転中心軸線方向の前記支持部側の位置における直径である支持部側前縁径Ｄ１’を前記後縁径Ｄ２で除算した比率であるＤ１’／Ｄ２が下記関係式（２）を満足する、構成を採用してもよい。
　　　　　　　０．７５≦Ｄ１／Ｄ２≦０．９０　　　　　（１）
　　　　　　　０．６５≦Ｄ１’／Ｄ２≦０．７５　　　　（２）

（Ｇ）上記（Ａ）～（Ｆ）の何れか一項に記載の態様において、前記前縁側端部の内接円の前記前縁側端部における接線と、前記主翼部の前記正圧面の前記前縁側端部における接線とのなす角が６５°以上かつ７５°以下であり；前記後縁の外接円の前記後縁における接線と、前記主翼部の前記正圧面の前記後縁における接線とのなす角が０°以上かつ１５°以下である；構成を採用してもよい。

（Ｈ）上記（Ａ）～（Ｄ）の何れか一項に記載の態様において、側面視した場合の前記副翼部の前記前縁が、前記回転中心軸線方向の前記吸込み側から前記支持部側にかけて曲線形状を有してもよい。

（Ｉ）上記（Ａ）～（Ｈ）の何れか一項に記載の態様において、前記各ブレードの先端側において前記各ブレードの各前記後縁間を固定する円環状のシュラウドをさらに備えてもよい。

　上記（Ａ）に記載の態様の遠心ファンによれば、回転中心軸線方向の吸込み側から支持部側に向かうに従って、主翼部の前縁側端部から副翼部の前縁までの長さを長くしているので、吸込み側の流入抵抗を減らしつつも流れの主流となる下流側（支持部側）における副翼部の翼長を長くできるため、送風能力を向上させることができる。
　すなわち、副翼部の前縁が空気の吸込み方向の上流側から下流側に向かうに従って傾斜しているため、空気を吸い込むために空気に付与する機械的エネルギーのかけ方を、上流側から下流側にかけて徐々に増大させることができるので、従来のように上流側より急に大きな機械的エネルギーを空気に付与する構造に比較して、空気の剥離や乱れに伴う騒音を抑えることができる。よって、この遠心ファンによれば、動作音（騒音）を抑制しつつ送風効率を従来よりも向上させることが可能である。
　しかも、副翼部の厚さを一定にしているので、副翼部の翼長が長くなる下流側（支持部側）の厚さが主翼部側において過度に厚くなるのを防ぎつつも、空気がブレード前縁に流入する際の抵抗を低減することができる。これについて説明すると、例えば、副翼部の形状を、その前縁に向かって先細りとする場合、この先細り形状を金型による射出成形で形成することを考えると、前縁の厚みをあまり薄くできない。そのため、先細り形状を得るためには、前縁に対して相対的に、副翼部の主翼部側の厚みを増すことになるが、特に副翼部の翼長が長くなる下流側（支持部側）の厚さが、副翼部の主翼部側において過度に厚くなってしまう虞がある。そのため、副翼部の厚さを一定にする必要が有る。
　また、主翼部に対して相対的に薄くなる副翼部の厚さを一定にすることは、回転中心軸線方向に沿って見た場合にシンプルな形状になるため、金型が作りやすくなり、コストダウンにも貢献できる。

　また、上記（Ｂ）の場合、副翼部の正圧面と主翼部の正圧面との間に段差や屈曲部が形成されないため、副翼部から主翼部に向かって送り出す空気流がスムーズに流れるため、送風効率及び騒音低減をさらに向上させることができる。

　また、上記（Ｃ）の場合、主翼部の正圧面の接線方向に沿うように副翼部を延在させることで、副翼部の正圧面と主翼部の正圧面とを滑らかに接続することができるので、この接続部分において流れの乱れを生じることがなく、より動作音（騒音）を抑制することができる。

　また、上記（Ｄ）の場合、厚みが薄く、しかも主翼部の後縁側よりも密集した状態に配置される副翼部を直線状に形成することで、湾曲状に形成させた場合に比べて金型が作りやすく、コストダウンに貢献できる。

　また、上記（Ｅ）の場合、厚みが薄く、しかも主翼部の後縁側よりも密集した状態に配置される副翼部を直線状に形成することで、湾曲状に形成させた場合に比べて金型が作りやすく、コストダウンに貢献できる。

　また、上記（Ｆ）の場合、動作音（騒音）をより小さく抑制しつつも送風効率をより大きく向上させることが可能となる。

　また、上記（Ｇ）の場合、各ブレード間を流れる空気において、渦の発生や空気のブレードの表面からの剥離発生を最小限に抑制することが可能である。よって、渦や空気のブレードからの剥離に起因する騒音を低減することができる。また、渦や空気のブレードからの剥離に起因するエネルギー損失を最小限に抑制して送風効率を向上させることも可能である。

　また、上記（Ｈ）の場合、副翼部の前縁を、側面視して凹または凸の湾曲形状にすることで、求められる遠心ファンの仕様に対して柔軟に対応することが可能となる。

　また、上記（Ｉ）の場合、シュラウドが、自らを介して各ブレードを相互に接続することによって、各ブレードの支持状態を補強すると共に、流入する空気の流入領域（流路）を規定することができる。

本発明の一実施形態に係る遠心ファンＡの正面図である。同遠心ファンＡを示す図であって、図１ＡのＸ－Ｘ線で見た断面図である。同遠心ファンＡのブレード２を示す図であって、図１ＡのＹ部拡大図である。同遠心ファンＡの性能を示す特性図であり、騒音及び送風効率を従来のファンと比較した棒グラフである。同遠心ファンＡの性能を示す特性図であり、比率（Ｄ１／Ｄ２）による騒音及び送風効率への影響を示すグラフである。同遠心ファンＡの性能を示す特性図であり、比率（Ｄ１’／Ｄ２）による騒音及び送風効率への影響を示すグラフである。同遠心ファンＡの性能を示す特性図であり、入口角度αによる騒音及び送風効率への影響を示すグラフである。同遠心ファンＡの性能を示す特性図であり、出口角度βによる騒音及び送風効率への影響を示すグラフである。同遠心ファンＡの変形例である遠心ファンＢを示す図であって、図１Ａに相当する正面図である。同遠心ファンＡの他の変形例を示す図であって、図１ＢのＺ部に相当する部分を示す拡大断面図である。図５に示す形態の更なる変形例を示す図であって、図５のＣ部に相当する部分拡大図である。図６を図５のＤ－Ｄ矢視より見た部分平面図である。

　以下、図面を参照して、本発明の一実施形態及びその変形例について説明する。
　本実施形態に係る遠心ファンＡは、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、略円筒状の外形を有し、回転中心軸線Ｌ（図示されないモータの回転軸Ｓの中心軸線）を中心として反時計方向に回転する回転体である。この遠心ファンＡは、図１Ａに矢印Ｒで示すように、反時計方向に回転することにより、空気Ｆを上方（吸気入口）から吸気して外周方向（回転中心軸線Ｌに略直交する方向）に放射状に排出する。

　遠心ファンＡは、支持部１と、複数枚のブレード２と、シュラウド３と、装着部４とを主要構成要素として備えており、例えばポリプロピレンを原料として金型で成型された樹脂成型体である。
　支持部１は、図１Ａに示すように正面視円形でかつ、図１Ｂに示すように縦断面形状が中心（回転中心軸線Ｌ）から外周に向かうに従って図中上方（吸気入口）に対して徐々に後退する略円錐形状（ドーム形状）である。このような形状の支持部１は、図１Ｂに示すように、複数枚のブレード２を支持すると共に上方（吸気入口）から吸気した空気Ｆを外周方向に案内する。すなわち、遠心ファンＡが図１Ａの矢印Ｒ方向に回転すると、図１Ｂに示すように、回転中心軸線Ｌに略平行に空気Ｆが取り込まれ、そして支持部１の斜面（後述の案内面１ａ）に沿って空気Ｆの流れ方向が曲げられ、前記外周方向へと遠心ファンＡ外に排出される。

　この支持部１において、空気Ｆを吸気する上方側の面（表面）は空気Ｆを案内する案内面１ａである。この案内面１ａは、図１Ｂに示すように、回転中心軸線Ｌから離間する程に徐々に後退する（傾斜角度が急になる）ドーム形状である。一方、支持部１の、上記案内面１ａの裏面は窪み面である。

　各ブレード２は、図１Ａに示す正面で見た場合には支持部１の外周に沿って互いに一定間隔で設けられ、また図１Ｂに示す断面で見た場合には回転中心軸線Ｌに平行な方向に延在する長尺要素である。すなわち、各ブレード２は、回転中心軸線Ｌから半径方向に一定距離離れた位置において、一定の角度間隔で円環状に配列されている。ブレード２の枚数は、図１Ａに示すように、例えば本実施形態では４１枚である。

　また、各ブレード２は、図１Ａ～図２に示すように、２つの部位、つまり主翼部２ａと副翼部２ｂとから構成されている。主翼部２ａは、回転中心軸線Ｌに平行な後縁２ｃと、同じく回転中心軸線Ｌに平行な前縁側端部２ｄとを備えている。
　主翼部２ａは、その厚さが後縁２ｃ及び前縁側端部２ｄに近づくほど徐々に薄くなると共に、回転方向とは反対方向に突出するように全体として緩やかに湾曲した形状である。すなわち、主翼部２ａは、互いに平行な後縁２ｃと前縁側端部２ｄとの間が、後縁２ｃ及び前縁側端部２ｄから離れるにつれて、後縁２ｃ及び前縁側端部２ｄよりも徐々に厚くなる正面形状（断面形状）を備えている。

　一方、副翼部２ｂは、主翼部２ａの前縁側端部２ｄから遠心ファンＡの内側に向かって延在している。すなわち、副翼部２ｂは、上述した主翼部２ａの前縁側端部２ｄに連接された部位であり、主翼部２ａの回転方向側の面における接線方向に沿って延在する。さらに詳しく言うと、この副翼部２ｂは、図２に一点鎖線で示すように、回転中心軸線Ｌと直交する面において、主翼部２ａの回転方向側の面である正圧面２ｆの、前縁側端部２ｄの位置における接線の方向に沿って直線的に延在する。なお、主翼部２ａにおいて、上述した回転方向側の面は、全体として一定の曲率ｒを有する湾曲面である。

　副翼部２ｂは、空気Ｆの上流（図１Ｂにおける上方）側よりも、下流（図１Ｂにおける下方）側が回転中心軸線Ｌに近くなるように回転中心軸線Ｌに対して傾斜する前縁２ｅを備えており、厚さが全体として一定である。すなわち、副翼部２ｂは、回転中心軸線Ｌ方向に沿って見た場合に、吸込み側よりも支持部１側の方が、主翼部２ａの前縁側端部２ｄから副翼部２ｂの前縁２ｅまでの長さが長く、かつ、厚さが副翼部２ｂの全域において一定となっている。さらに詳しく言うと、副翼部２ｂは、図１Ｂに示されているように、空気Ｆの吸込み方向（図中下側）に向かって回転中心軸線Ｌと直交する方向（半径方向）における幅ｗ１が徐々に広がる形状を備えている。なお、前記前縁２ｅは、図１Ｂに示すように直線形状である。

　各ブレード２において、主翼部２ａ及び副翼部２ｂの回転方向側の面は、遠心ファンＡが反時計方向に回転した際に圧力が常圧よりも高くなる正圧面２ｆとなり、一方、回転方向と反対側の面は、圧力が常圧よりも低い負圧面２ｇとなる。そして、図２に示すように、副翼部２ｂの正圧面２ｆと主翼部２ａの正圧面２ｆとが滑らかに接続されている。また、副翼部２ｂは、主翼部２ａの正圧面２ｆの前縁側端部２ｄの位置における接線方向に沿って延在している。より詳しく言うと、正面視した場合の副翼部２ｂが、主翼部２ａの前縁側端部２ｄから副翼部２ｂの前縁２ｅまで直線状に形成されている。また、図１Ｂに示すように側面視した場合の副翼部２ｂの前縁２ｅは、回転中心軸線Ｌ方向の吸込み側から支持部１側に向かって直線形状を有している。
　また、図１Ｂに示すように、各ブレード２において、主翼部２ａの、空気Ｆの吸込み（図中上方）側の端部は回転中心軸線Ｌと直交する翼先端２ｈであり、一方、主翼部２ａの、空気Ｆの排出（図中下方）側の端部は、同じく回転中心軸線Ｌと直交する翼後端２ｉである。

　主翼部２ａ及び副翼部２ｂからなる各ブレード２について、さらに詳しく説明する。
まず、各ブレード２の翼先端２ｈ側において前縁２ｅの各々によって規定される直径（先端側前縁径Ｄ１）と、各ブレード２の後縁２ｃによって規定される直径（後縁径Ｄ２）との比率（Ｄ１／Ｄ２）が、以下の関係式（３）を満足する。すなわち、各ブレード２の直線形状の部位における前縁２ｅの各々によって規定されてかつ回転中心軸線Ｌ方向の吸込み側の位置における直径である吸込み側端前縁径Ｄ１を、各ブレード２の後縁２ｃによって規定される直径である後縁径Ｄ２で除算した比率であるＤ１／Ｄ２が、下記関係式（３）を満足する。さらに詳しく言うと、回転中心軸線Ｌより前縁２ｅまでの距離寸法が最大となる位置における直径（先端側前縁径Ｄ１）を、主翼部２ａの後縁２ｃで規定される直径（後縁径Ｄ２）で除算した数値が、０．７５～０．９０の範囲内となっている。なお、この範囲のより好ましい範囲は、０．７９～０．８１であり、最も好ましくは０．８０である。
　　　　　　　　０．７５≦Ｄ１／Ｄ２≦０．９０　　　（３）

さらに、各ブレード２の直線形状の部位における前縁２ｅの各々によって規定されてかつ回転中心軸線Ｌ方向の支持部１側の位置における直径である支持部側前縁径Ｄ１’を後縁径Ｄ２で除算した比率であるＤ１’／Ｄ２が下記関係式（４）を満足している。すなわち、各ブレード２の翼後端２ｉ側において前縁２ｅの各々によって規定される直径（後端側前縁径Ｄ１’）と上記後縁径Ｄ２との比率（Ｄ１’／Ｄ２）が以下の関係式（４）を満足する。さらに詳しく言うと、回転中心軸線Ｌより前縁２ｅまでの距離寸法が最小となる位置における直径（先端側前縁径Ｄ１’）を、前記後縁径Ｄ２で除算した数値が、０．６５～０．７５の範囲内となっている。なお、この範囲のより好ましい範囲は、０．６９～０．７２であり、最も好ましくは０．７１である。
　　　　　　　　０．６５≦Ｄ１’／Ｄ２≦０．７５　　（４）
　なお、各ブレード２の回転中心軸線Ｌの方向に平行な長さ（翼長さＨ）を、上記後縁径Ｄ２で除算した比率であるＨ／Ｄ２は、例えば０．４～０．５である。

　また、図２に示すように、上述した各ブレード２において、前縁側端部２ｄの内接円の前縁側端部２ｄにおける接線と、上述した主翼部２ａの回転方向側の面の前縁側端部２ｄにおける接線とのなす角、つまり入口角αは、６５°以上かつ７５°以下の角度であり、より好ましくは７０°である。すなわち、回転中心軸線Ｌを中心として前縁側端部２ｄに接する内接円と、主翼部２ａの正圧面２ｆの前縁側端部２ｄの位置における接線とがなす角度である入口角αが、６５°～７５°の範囲内にあり、この範囲の中でもより好ましいのが７０°となっている。

　また、図２に示すように、上述した各ブレード２において、後縁２ｃの外接円の後縁２ｃにおける接線と、主翼部２ａの回転方向側の面の後縁２ｃにおける接線とのなす角、つまり出口角βは、０°以上かつ１５°以下の角度であり、より好ましくは１０°である。すなわち、後縁２ｃの外接円と、主翼部２ａの正圧面２ｆの後縁２ｃにおける接線とがなす角度である出口角βが、０°～１５°の範囲内にあり、この範囲の中でもより好ましいのが１０°となっている。

　なお、上記後縁２ｃは、図２に示すように、遠心ファンＡを正面視した場合に、尖った形状、つまり正圧面２ｆと負圧面２ｇとが鋭角に接する形状を有している。一方、前縁２ｅは、遠心ファンＡを正面視した場合に、図２に示すように丸みを帯びた形状、つまり正圧面２ｆと負圧面２ｇとが円弧状に接続された形状に形成されている。

　図１Ａ及び図１Ｂに示すように、シュラウド３は、円環状に配列している各ブレード２の上端部（先端部）に接続されると共に上方に向けて若干絞った円環状をなしている。このシュラウド３は、自らを介して各ブレード２の上端部（先端部）を相互に接続することによって、支持部１に接続された各ブレード２の支持状態を補強すると共に、図１Ｂの図中上方から流入する空気Ｆの流入領域（流路）を規定する。すなわち、このシュラウド３は、空気Ｆの流入領域を、上記後縁径Ｄ２によって規定される円形面積よりも若干絞り込むように形状が設定されている。なお、シュラウド３の上端３ａは、図１Ｂに示すように、各ブレード２の翼先端２ｈよりも上方に位置している。

　装着部４は、上記支持部１の中心に設けられ、本遠心ファンＡを回転駆動する駆動装置（例えばモータ。図示せず）の回転軸Ｓを装着する部位である。この装着部４には、回転軸Ｓを挿入するための装着孔４ａが形成されている。また、この装着部４は、図１Ｂに示すように、シュラウド３の上端３ａよりも上方に突出している。すなわち、装着部４は、各ブレード２の翼先端２ｈよりも上方に突出している。

　次に、このように構成された遠心ファンＡの作用効果について、図３Ａ～図３Ｅも参照しながら詳しく説明する。
　本遠心ファンＡは、回転中心軸線Ｌから一定半径上に円環状に配列した複数枚のブレード２を反時計方向に回転させることにより、図１Ｂに示す回転中心軸線Ｌの図中上方側の空気Ｆを吸気して外周方向に放射状に吹き出す。すなわち、本遠心ファンＡは、回転中心軸線Ｌ回りに回転させることにより、図中上方の空気を吸引することで流れを形成して流体化し、さらにこの空気Ｆを前記流入領域（流路）に通すことで偏向させて外周方向に排出する。

　本実施形態の遠心ファンＡは、各ブレード２が、主翼部２ａに加えて、空気Ｆの吸込み方向と反対側（下側）に向かって幅が徐々に広がる形状の副翼部２ｂを備えている。すなわち、本遠心ファンＡにおける各ブレード２は、先端側、つまり空気Ｆの吸込み側よりも、後端側、つまり空気Ｆの排出側の幅（回転中心軸線Ｌに直交する面における前縁２ｅから後縁２ｃまでの延在幅ｗ２）が徐々に増加する。

　上記構成を有する遠心ファンＡによれば、例えば各ブレード２の翼先端２ｈの延在長さを従来のブレードと同じ寸法にした場合、各ブレード２の翼先端２ｈから翼後端２ｉに亘る各部位の延在幅ｗ２は、従来のブレードよりも翼後端２ｉに向かって徐々に増加する。その結果、図３Ａに示すように、各ブレード２の翼先端２ｈに空気Ｆが衝突することによって発生する動作音（騒音）を従来よりも１ｄＢ程度低下させることが可能であり、また送風効率を従来よりも２～３％程度向上させることができる。なお、図３Ａの特性図において、縦軸の１目盛は、送風効率（効率）については１％、また動作音（騒音）については１ｄＢを示す。

　また、本遠心ファンＡによれば、前述の関係式（３）及び関係式（４）を満足するように先端側前縁径Ｄ１と後端側前縁径Ｄ１’とが設定されているので、送風効率の向上と動作音の低減とを最適化することが可能である。動作音（騒音）と送風効率とは、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、上記比率（Ｄ１／Ｄ２）あるいは比率（Ｄ１’／Ｄ２）に対して正反対の増減傾向を示す。すなわち、動作音（騒音）は、比率（Ｄ１／Ｄ２）あるいは比率（Ｄ１’／Ｄ２）に対して減少から増加に転じる増減傾向を示すが、送風効率は、比率（Ｄ１／Ｄ２）あるいは比率（Ｄ１’／Ｄ２）に対して増加から減少に転じる増減傾向を示す。

　したがって、比率（Ｄ１／Ｄ２）及び比率（Ｄ１’／Ｄ２）を関係式（３）及び関係式（４）が示す範囲に設定することにより、つまり先端側前縁径Ｄ１と後端側前縁径Ｄ１’との関係を関係式（３）及び関係式（４）が示す範囲に設定することにより、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、動作音（騒音）をより小さく抑制しつつ送風効率をより大きく向上させることが可能となる。なお、図３Ｂ及び図３Ｃの特性図において、縦軸の１目盛は、所定の基準値（従来品の送風効率）に対する送風効率の比率を示す「最高効率」については１％、また所定の基準値（従来品の動作音）に対する動作音（騒音）の比率を示す「最低比騒音」については１ｄＢを示す。

　また、本遠心ファンＡによれば、各ブレード２の前縁２ｅが傾斜した直線形状を有している。つまり、回転中心軸線Ｌに直交する面における、前縁２ｅから後縁２ｃまでの延在幅ｗ２が直線的に増加する。よって、例えば上記延在幅ｗ２が階段状に増加する場合に比較して動作音を効果的に低減することができる。なお、動作音を効果的に低減するための前縁２ｅの形状としては、直線形状のみに限定されるものではなく、側面視した場合の副翼部２ｂの前縁２ｅが、回転中心軸線Ｌ方向の吸込み側から支持部１側にかけて曲線形状を有する構成も採用可能である。例えば、例えば図５に示すように、空気Ｆの吸込み方向に向かって緩やかに窪んだ曲線形状の前縁２ｅ’を採用してもよい。

　また、本遠心ファンＡによれば、各ブレード２の入口角αが６５°以上かつ７５°以下の角度に設定されているので、図３Ｄに示すように、最低比騒音（動作音）をより小さく抑制しつつ最高効率（送風効率）をより大きく向上させることが可能となる。さらに、本遠心ファンＡによれば、出口角βが１５°以下の角度に設定されているので、図３Ｅに示すように、最低比騒音（動作音）をより小さく抑制しつつ最高効率（送風効率）をより大きく向上させることが可能となる。

　すなわち、入口角α及び出口角βを上述した範囲に設定することにより、各ブレード２間を流れる空気Ｆにおいて、渦の発生や空気Ｆのブレード２の表面からの剥離発生を最小限に抑制することが可能である。よって、渦や空気Ｆのブレード２からの剥離に起因する騒音を低減することができる。また、渦や空気Ｆのブレード２からの剥離に起因するエネルギー損失を最小限に抑制して送風効率を向上させることも可能である。
　なお、上記図３Ｄ及び図３Ｅの特性図において、縦軸の１目盛は、所定の基準値に対する送風効率の比率を示す「最高効率」については０．５％、また所定の基準値に対する動作音（騒音）の比率を示す「最低比騒音」については０．５ｄＢを示す。

　なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、支持部１、複数のブレード２、シュラウド３及び装着部４を主な構成要素とする遠心ファンＡについて説明したが、本発明はこの構成のみに限定されない。上記遠心ファンＡでは、各ブレード２の形状が回転中心軸線Ｌに平行な方向に延在する長尺形状を有するため、これらブレード２の支持をより強固にするために各ブレード２の上端部にシュラウド３を設けたが、各ブレード２の形状が上記実施形態と異なる場合（例えば長さが短い場合）には、シュラウド３を省略することができる。

（２）上記実施形態では、空気Ｆの流入領域を後縁径Ｄ２によって規定される円形面積よりも若干絞り込むように形状が設定されたシュラウド３を備える遠心ファンＡについて説明したが、本発明はこの構成のみに限定されない。例えば図４に示すように、各ブレード２’の翼先端側において各ブレード２’の後縁を接続するように設けられた円環状のシュラウド３’を備えた遠心ファンＢを採用しても良い。このシュラウド３’は、空気の流入領域を後縁径によって規定される円形面積と略同等とする。すなわち、上記実施形態では、図１Ｂに示したブレード２の図中上部に凹みが設けられ、この凹みに密着するように絞られた円環形状のシュラウド３を一体に設けたが、図４の変形例では、上記凹みのないブレード２’を設け、さらに絞られていない円環形状のシュラウド３’を各ブレード２’の上部外周側に密着させるように一体に設けている。
　上記シュラウド３’を備える遠心ファンＢは、例えば各ブレード２’の翼長と後縁径との比率が上述した遠心ファンＡの比率（Ｈ／Ｄ２）よりも格段に大きな値（例えば１以上）に設定される、比較的小型の遠心ファンに採用される。

（３）また、上記実施形態及び変形例において副翼部２ｂの厚みをその全域において一定寸法としたが、この構成のみに限らず、例えば図６及び図７に示すように、副翼部２ｂの根元部分２ｂｘに厚みを増した補強部を設けてもよい。すなわち、副翼部２ｂの、支持部１への接続部分である根元部分２ｂｘを、案内面１ａに向かって末広がりとなるように徐々に厚みを増やすようにして補強部を形成してもよい。副翼部２の根元部分２ｂｘにこのような補強部を設けた場合、支持部１に対する各ブレード２（２’）の固定強度を高めることができる。また、遠心ファンＡ（Ｂ）を射出成形する金型が作りやすくなり、コストダウンにも貢献できる。

　本発明によれば、動作音の増加を抑制しつつ送風効率を向上出来る遠心ファンを提供することが可能となる。

Ａ，Ｂ　遠心ファン
１　支持部
１ａ　案内面
２　ブレード
２ａ　主翼部
２ｂ　副翼部
２ｃ　後縁
２ｄ　前縁側端部
２ｅ　前縁
２ｆ　正圧面
２ｇ　負圧面
２ｈ　翼先端
２ｉ　翼後端
３　シュラウド
４　装着部
４ａ　装着孔
Ｄ１　先端側前縁径
Ｄ１’　後端側前縁径
Ｄ２　後縁径
Ｈ　翼長さ
Ｌ　回転中心軸線
Ｓ　回転軸

Claims

　正面視して円形の支持部と、
　前記支持部の外周に沿って円環状に配置された複数枚のブレードと、
　前記支持部の中心に設けられた装着部と、
を備え、
　前記装着部に回転軸を取り付けて所定方向に回転させることによって、前記支持部の正面側より吸い込んだ空気を放射状に吹き出す遠心ファンであって、
　前記各ブレードが、
　前記回転軸の回転中心軸線に平行な後縁及び前記回転中心軸線に平行な前縁側端部を有し、厚さが前記後縁及び前記前縁側端部に近づくほど徐々に薄くなる主翼部と；
　前記主翼部の前記前縁側端部から前記遠心ファンの内側に向かって延在する副翼部と；
を備え、
　前記副翼部は、
　　前記回転中心軸線方向に沿って見た場合に、吸込み側よりも前記支持部側の方が、前記主翼部の前記前縁側端部から前記副翼部の前縁までの長さが長く、かつ、
　　厚さが前記副翼部の全域において一定である、
ことを特徴とする遠心ファン。
　前記副翼部の正圧面と前記主翼部の正圧面とが滑らかに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の遠心ファン。
　前記副翼部が、前記主翼部の前記正圧面の前記前縁側端部の位置における接線方向に沿って延在していることを特徴とする請求項２記載の遠心ファン。
　正面視した場合の前記副翼部が、前記主翼部の前記前縁側端部から前記副翼部の前記前縁まで直線状に形成されていることを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の遠心ファン。
　側面視した場合の前記副翼部の前記前縁が、前記回転中心軸線方向の前記吸込み側から前記支持部側に向かって直線形状を有することを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の遠心ファン。
　前記各ブレードの前記直線形状の部位における前記前縁の各々によって規定されてかつ前記回転中心軸線方向の前記吸込み側の位置における直径である吸込み側端前縁径Ｄ１を、前記各ブレードの前記後縁によって規定される直径である後縁径Ｄ２で除算した比率であるＤ１／Ｄ２が下記関係式（１）を満足し、かつ、
　前記各ブレードの前記直線形状の部位における前記前縁の各々によって規定されてかつ前記回転中心軸線方向の前記支持部側の位置における直径である支持部側前縁径Ｄ１’を前記後縁径Ｄ２で除算した比率であるＤ１’／Ｄ２が下記関係式（２）を満足する
ことを特徴とする請求項５に記載の遠心ファン。
　　　　　　　０．７５≦Ｄ１／Ｄ２≦０．９０　　　　　（１）
　　　　　　　０．６５≦Ｄ１’／Ｄ２≦０．７５　　　　（２）
　前記前縁側端部の内接円の前記前縁側端部における接線と、前記主翼部の正圧面の前記前縁側端部における接線とのなす角が６５°以上かつ７５°以下であり；
前記後縁の外接円の前記後縁における接線と、前記主翼部の前記正圧面の前記後縁における接線とのなす角が０°以上かつ１５°以下である；
ことを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載の遠心ファン。
　側面視した場合の前記副翼部の前記前縁が、前記回転中心軸線方向の前記吸込み側から前記支持部側にかけて曲線形状を有することを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の遠心ファン。
　前記各ブレードの先端側において前記各ブレードの各前記後縁間を固定する円環状のシュラウドをさらに備えることを特徴とする請求項１～８の何れか一項に記載の遠心ファン。