WO2022085175A1

WO2022085175A1 - 多翼遠心送風機

Info

Publication number: WO2022085175A1
Application number: PCT/JP2020/039898
Authority: WO
Inventors: 弘恭林; 拓矢寺本; 克洋藤木; 和平新宮
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2020-10-23
Filing date: 2020-10-23
Publication date: 2022-04-28
Also published as: JP7466683B2; TWI747758B; US20240026899A1; EP4234946A4; TW202217151A; CN116348680A; EP4234946A1; JPWO2022085175A1

Abstract

多翼遠心送風機は、円板状の主板と、主板の周縁部に周方向に配列された複数の翼と、主板と対向して配置され、複数の翼を固定する円環状の側板と、を有する羽根車と、羽根車が収容され、側板側から空気を導入し外周側へ吹き出す渦巻き型のスクロールケーシングと、を備え、羽根車は、金属で構成され、翼は、主板側から側板側にわたり、一定の肉厚を有し、且つ側板の内周端よりも内側に延出している。

Description

多翼遠心送風機

　本開示は、羽根車を有する多翼遠心送風機に関する。

　多翼遠心送風機は、羽根車と、羽根車が収容される渦巻き型のスクロールケーシングとを備える。羽根車は、主板と、主板と対向する円環状の側板と、主板と側板との間に設けられた複数の翼とで構成され、回転によって空気を側板側から吸い込み、翼間を介してスクロールケーシング内の風路に流出させる。スクロールケーシング内の風路において気流は昇圧され、吐出口から吹き出される。多翼遠心送風機において、風量を増加させる手段として翼数を増やす方法がある。しかし、翼数を増やすことで風量を増加させる場合、翼数の増加に伴い騒音が悪化する。そこで、翼の外周側には前進翼を設け、且つ翼の内周側には後退翼を設けることで、翼数を増やすことなく後退翼を介して吸込み風量を増加させたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された多翼遠心送風機では、翼の内周側に設けられた後退翼は、側板の内周端の内側に配置されて露出した構成とされ、露出した後退翼により空気が取り込まれる。特許文献１の多翼遠心送風機において、羽根車は樹脂材により射出成形されている。

特開２０１２－３６８８５号公報

　しかしながら、特許文献１のように、樹脂材により羽根車が射出成形される場合、一般には、羽根車の成形性から、翼の肉厚は主板側で側板側よりも厚くなり、羽根車の主板側では側板側よりも、翼間に形成される隙間が狭くなってしまう。したがって、特許文献１の多翼遠心送風機では、後退翼が側板の内周端から露出しているものの、主板側では後退翼付近に到達した空気を翼間へ十分に取り込むことができず、羽根車の主板側では吸込み風量の増加の効果が得られないことがある。

　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、従来のように樹脂材で構成された多翼遠心送風機と比べて、羽根車の主板側における吸込み風量を増加させることができる多翼遠心送風機を提供することを目的とする。

　本開示に係る多翼遠心送風機は、円板状の主板と、前記主板の周縁部に周方向に配列された複数の翼と、前記主板と対向して配置され、前記複数の翼を固定する円環状の側板と、を有する羽根車と、前記羽根車が収容され、前記側板側から空気を導入し外周側へ吹き出す渦巻き型のスクロールケーシングと、を備え、前記羽根車は、金属で構成され、前記翼は、前記主板側から前記側板側にわたり、一定の肉厚を有し、且つ前記側板の内周端よりも内側に延出している。

　本開示によれば、羽根車は金属で構成され、翼の肉厚は、側板から主板側にわたり一定とされているので、翼において側板の内周端よりも内側へ延出した部分において、羽根車の側板側と同様の翼間の隙間を、羽根車の主板側においても確保することができる。したがって、従来のように樹脂材で構成された多翼遠心送風機と比べて、羽根車の主板側でも吸込み風量を増加させることができる。

実施の形態１に係る多翼遠心送風機を回転軸と平行に見た構成を模式的に示す外観図である。図１の多翼遠心送風機のＡ－Ａ線断面を模式的に示した断面図である。図１の多翼遠心送風機の羽根車を回転軸と平行に見た構成を模式的に示す図である。図３の羽根車のＢ－Ｂ線断面を模式的に示した断面図である。図２のベルマウスと羽根車との位置関係を模式的に示す図である。図３の羽根車の外周部の一部を拡大した部分斜視図である。実施の形態２に係る多翼遠心送風機の翼を回転軸と平行に見た構成を模式的に示す図である。図７の翼の変形例を示す図である。

　以下、実施の形態に係る多翼遠心送風機１００について図面を参照しながら説明する。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の相対的な寸法の関係及び形状等が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。また、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば「上」、「下」、「前」及び「後」等）を適宜用いるが、それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置あるいは部品の配置及び向きを限定するものではない。

実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る多翼遠心送風機１００を回転軸ＲＳと平行に見た構成を模式的に示す外観図である。図２は、図１の多翼遠心送風機１００のＡ－Ａ線断面を模式的に示した断面図である。図１～図２を用いて、多翼遠心送風機１００の基本的な構造について説明する。

　図１に示されるように、多翼遠心送風機１００は、多翼遠心型の送風機であり、気流を発生させる羽根車１０と、羽根車１０が収納されるスクロールケーシング２０と、を有する。羽根車１０は、図１に示されるように、円板状の主板１１と、厚さが均一な複数の翼１２と、図２に示されるように円環状の側板１３と、を有する。主板１１には、不図示のモータが接続される軸部１１ｂが設けられている。複数の翼１２は、主板１１の周縁部に周方向に配列されている。側板１３は、主板１１と対向して配置され、複数の翼１２を固定する。

　図１に示されるように、スクロールケーシング２０は、スクロール部２１と、空気の吐出口２２ｂが形成された吐出部２２と、を有し、羽根車１０から遠心方向に吹き出された気流を整流するものである。スクロールケーシング２０は、渦巻き型を有しており、吐出口２２ｂに向かって徐々に拡大する風路２０ａが内部に形成されている。

　スクロール部２１は、羽根車１０の回転により生じた気流の動圧を静圧に変換する風路２０ａを形成するものである。スクロール部２１は、羽根車１０の仮想の回転軸ＲＳの軸方向から羽根車１０を覆う側壁２３と、回転軸ＲＳの径方向の外側から羽根車１０を囲む周壁２４と、を有する。側壁２３には、空気を吸い込む吸込口２３ｂが形成されている。またスクロール部２１は、吐出部２２と周壁２４の巻始部２４ａとの間に位置して曲面を構成する舌部２５を有する。舌部２５は、巻始部２４ａの付近において羽根車１０から遠心方向に吹き出された気流を、スクロール部２１を介して吐出口２２ｂに向かうように、羽根車１０の回転方向Ｒに導く構成とされる。

　なお、回転軸ＲＳの径方向とは、回転軸ＲＳの軸方向に対して垂直な方向である。周壁２４及び側壁２３により構成されるスクロール部２１の内部空間が上述した風路２０ａであり、風路２０ａには、羽根車１０から吹き出された気流が周壁２４に沿って流れる。

　図２に示される例では、多翼遠心送風機１００は、羽根車１０の仮想の回転軸ＲＳの軸方向において、両端側から空気が吸い込まれる両吸込形の遠心送風機とされている。側壁２３は、羽根車１０の回転軸ＲＳの軸方向において、羽根車１０の両側に配置されている。スクロールケーシング２０の側壁２３には、羽根車１０とスクロールケーシング２０の外部との間を空気が流通できるように、吸込口２３ｂが形成されている。図１に示されるように、吸込口２３ｂは円形状に形成され、羽根車１０はスクロールケーシング２０内において、吸込口２３ｂの中心と羽根車１０の軸部１１ｂの中心とがほぼ一致するように配置される。羽根車１０は、回転可能なように、スクロールケーシング２０により軸支される。

　図２に示されるように、スクロールケーシング２０は、羽根車１０の回転軸ＲＳの軸方向において、主板１１の両側に、吸込口２３ｂが形成された側壁２３を有する両吸込形のケーシングである。スクロールケーシング２０において２つの側壁２３は、周壁２４を介してそれぞれ対向するように設けられている。

　図１に示されるように、側壁２３に設けられた吸込口２３ｂは、ベルマウス２６により形成されている。すなわち、ベルマウス２６は、羽根車１０において主板１１と複数の翼１２とによって形成される空間に連通する吸込口２３ｂを形成する。以降の説明において、主板１１と複数の翼１２とによって形成される空間を、羽根車１０の流通路１１ａという場合がある。

　図２に示されるように、ベルマウス２６は、側壁２３の吸込口２３ｂから吸い込まれた空気を整流し、羽根車吸込口１０ａを介して羽根車１０の中央部へ流入させるものである。ベルマウス２６は、側壁２３から内部へ向かって突出するように設けられている。より詳細には、ベルマウス２６は、スクロールケーシング２０の側壁２３から内部に向けて開口径が漸次縮小するように形成されている。このような構成により、羽根車１０が回転しているとき、側壁２３の吸込口２３ｂの近傍にある空気はベルマウス２６に沿って滑らかに流動し、羽根車吸込口１０ａを介して羽根車１０に効率よく流入する。羽根車１０の流通路１１ａに気体を流入させるための羽根車吸込口１０ａは、羽根車１０の側板１３側に設けられている。

　図１に示されるように、周壁２４は、羽根車１０の回転方向Ｒにおいて湾曲した壁面で構成される。周壁２４は、図２に示されるように、スクロールケーシング２０において互いに対向する２つの側壁２３の間であって、図１に示されるように、２つの側壁２３の外周縁の一部を接続するように設けられている。周壁２４は、湾曲した内周面２４ｃを有し、羽根車１０からスクロール部２１内の風路２０ａに吹き出された気流を、内周面２４ｃに沿わせて吐出口２２ｂへ導くものである。

　周壁２４は、図１に示されるように湾曲した壁面が、図２に示されるように、羽根車１０の回転軸ＲＳの軸方向と平行に延びた構成とされる。なお、周壁２４は、羽根車１０の回転軸ＲＳの軸方向に対して傾斜した形態であってもよく、回転軸ＲＳの軸方向と平行に配置される形態に限定されるものではない。

　図１に示されるように、周壁２４は、羽根車１０の軸部１１ｂの径方向の外側から羽根車１０を覆っており、その内周面２４ｃと、後述する複数の翼１２の外周側の端部とが対向する。すなわち、周壁２４の内周面２４ｃは、羽根車１０の翼１２における空気の吹き出し側と対向する。周壁２４は、舌部２５との境界に位置する巻始部２４ａから、舌部２５から離れた側の吐出部２２とスクロール部２１との境界に位置する巻終部２４ｂまで、羽根車１０の回転方向Ｒに沿うように設けられている。ここで、巻始部２４ａとは、湾曲した壁面で構成された周壁２４において、羽根車１０の回転により発生する気流の上流側の端部であり、巻終部２４ｂとは、羽根車１０の回転により発生する気流の下流側の端部である。より詳細には、周壁２４は、渦巻形状に形成されている。渦巻形状としては、例えば、対数螺旋、アルキメデス螺旋、あるいは、インボリュート曲線等に基づく渦巻形状がある。このような構成により、羽根車１０からスクロールケーシング２０の風路２０ａ内に吹き出された気流は、羽根車１０と周壁２４との間隙を吐出部２２の方向へ滑らかに流動する。このため、スクロールケーシング２０内では、舌部２５から吐出部２２へ向かって、羽根車１０の回転方向Ｒに空気の静圧が上昇する。

　吐出部２２は、羽根車１０の回転により発生してスクロール部２１の風路２０ａを通過した気流が吐き出される吐出口２２ｂを形成している。吐出部２２は、吐き出される空気の流れ方向に直交する断面が矩形状となる、中空の管で構成される。吐出部２２は、例えば、板状の四側面で構成される。具体的には、吐出部２２は、周壁２４の巻終部２４ｂと滑らかにつながる延設板２２１と、舌部２５から延設板２２１と対向するように延びたディフューザ板２２２と、を有する。また吐出部２２は、延設板２２１及びディフューザ板２２２において回転軸ＲＳの軸方向の両端をそれぞれ接続するように、２つの側壁２３それぞれから延設された第一の側壁部及び第二の側壁部（不図示）を有している。なお、吐出部２２の断面形状は、矩形に限定されるものではない。吐出部２２は、羽根車１０から吐き出されて周壁２４と羽根車１０との間隙を流動する気流を、スクロールケーシング２０の外部へ排出するように導く吐出側風路２２ａを形成している。

　スクロールケーシング２０において、吐出部２２のディフューザ板２２２と、周壁２４の巻始部２４ａとの間に舌部２５が形成されている。舌部２５は、所定の曲率半径で形成されており、周壁２４は、舌部２５を介してディフューザ板２２２と滑らかに接続されている。舌部２５は、スクロールケーシング２０の内部に形成されている渦巻状の風路２０ａにおける巻き終わりから巻き始めへの空気の流入を抑制する。換言すると、舌部２５は、風路２０ａにおいて上流部から羽根車１０の回転方向Ｒに向かう空気の流れと、風路２０ａの下流部から吐出口２２ｂに向かう吐出方向の空気の流れと、を分流させる役割を有する。また、吐出部２２の吐出側風路２２ａへ流入する気流は、スクロールケーシング２０を通過する間に静圧が上昇し、スクロールケーシング２０内よりも高圧となる。そのため、舌部２５は、このような圧力差を仕切る機能を備えた構成とされている。

　図３は、図１の多翼遠心送風機１００の羽根車１０を回転軸ＲＳと平行に見た構成を模式的に示す図である。図３では、翼１２において側板１３に覆われた部分は、破線で示されている。図４は、図３の羽根車１０のＢ－Ｂ線断面を模式的に示した断面図である。図３に示されるように、羽根車１０は、遠心式の羽根車である。羽根車１０は、金属で構成され、例えば複数の鋼板等で構成されている。羽根車１０は、モータ等（図示は省略）によって回転駆動され、回転で生じる遠心力により遠心方向すなわち径方向外方へ空気を強制的に送出し、側板１３側に設けられた羽根車吸込口１０ａから空気を吸い込むように構成されている。羽根車１０は、モータ等によって、回転方向Ｒに回転する。

　図４に示されるように、主板１１の厚さは、回転軸ＲＳを中心とする径方向において、中心に向かって壁の厚さが厚くなる円盤状に形成されてもよく、あるいは、回転軸ＲＳを中心とする径方向において一定の厚さに形成されてもよい。なお、主板１１は、板状であればよく、主板１１の形状は例えば多角形状等、円形状以外の形状であってもよい。また主板１１の中心部に設けられた軸部１１ｂにモータ（図示は省略）が接続され、軸部１１ｂを介してモータにより、主板１１が回転駆動される。

　図３に示されるように、複数の翼１２は、隣り合う翼１２の間に決められた間隔を形成するようにして、回転軸ＲＳを中心として主板１１の板面１１１に周方向に配置されており、主板１１に配置された複数の翼１２により羽根車１０は筒形状を成している。隣り合う翼１２の間に形成された隙間Ｇは、羽根車１０の流通路１１ａを構成している。

　放射状に設けられた複数の翼１２のそれぞれは、前向き羽根で構成されたシロッコ翼部３０と、後向き羽根で構成されたターボ翼部４０と、を有している。ターボ翼部４０はシロッコ翼部３０と径方向につながっており、翼１２は径方向において湾曲した形状を有している。ターボ翼部４０は、シロッコ翼部３０と連続してシロッコ翼部３０よりも内周側に設けられる。シロッコ翼部３０とターボ翼部４０との翼境界１２ｂにおいて、シロッコ翼部３０とターボ翼部４０とは滑らかにつながっている。

　図３及び図４に示されるように、回転軸ＲＳを中心とした主板１１の回転において、翼１２の内周側の端面が翼前縁１２ｆであり、翼１２の外周側の端面が翼後縁１２ｒである。以降の説明において、翼前縁１２ｆを、翼１２の内周縁と称する場合がある。図３に示される例では、ターボ翼部４０は、径方向において翼境界１２ｂから翼前縁１２ｆまで直線状に形成されている。図４に示されるように、回転軸ＲＳの軸方向において側板１３側から主板１１側に向かうに従い翼前縁１２ｆが回転軸ＲＳに漸次近づくように、翼前縁１２ｆは回転軸ＲＳの軸方向に対して傾斜している。翼後縁１２ｒ及び翼境界１２ｂはそれぞれ、回転軸ＲＳと略平行とされている。なお、各翼１２の詳細な構成については後述する。

　図４に示されるように、複数の翼１２のそれぞれは、回転軸ＲＳの軸方向において主板１１と側板１３との間に設けられている。回転軸ＲＳの軸方向において、各翼１２の一端は主板１１とつながっており、各翼１２の他端は側板１３とつながっている。各翼１２の他端は、径方向において側板１３に沿って延びて、更に側板１３の内周端１３ａよりも内側に延出している。つまり、各翼１２の他端における内周側の部分は側板１３とはつながっていない。

　以降の説明では、回転軸ＲＳの軸方向において、翼１２において主板１１と接続された一端を、主板１１側の端部１２ｄと称し、翼１２において側板１３側の他端を、側板１３側の端部１２ｕと称する場合がある。また以降の説明では、各翼１２の翼前縁１２ｆにおいて主板１１側の端部１２ｄとつながる部分を主板側内周端１２ｆｄと称し、各翼１２の翼前縁１２ｆにおいて側板１３側の端部１２ｕとがつながる部分を側板側内周端１２ｆｕと称する。図３には、複数の翼１２の側板側内周端１２ｆｕを通る第一の仮想円Ｃ１が、一点鎖線で表されている。第一の仮想円Ｃ１は、主板１１の仮想の回転軸ＲＳ上に中心を有する。

　翼１２の一部は、図４に示されるように、主板１１側から側板１３側にわたり、側板１３の内周端１３ａよりも、内側に延出している。換言すると、図３に示されるように、各翼１２において主板側内周端１２ｆｄだけでなく側板側内周端１２ｆｕ（第一の仮想円Ｃ１で示される）も、側板１３の内周端１３ａよりも内側に位置する。すなわち、側板１３の内周端１３ａを介して、翼１２における端部１２ｕの内周側の部分と翼前縁１２ｆの全部とを含む翼部位が露出している。

　側板１３は、各翼１２の先端の位置関係を維持し、かつ、複数の翼１２を補強するものである。図４に示される例では、回転軸ＲＳの軸方向において主板１１の両側に、側板１３及び複数の翼１２が設けられている。主板１１の一方の板面１１１と対向して設けられた側板１３は、主板１１の一方の板面１１１側に配置された複数の翼１２を連結している。主板１１の他方の板面１１２と対向して設けられた側板１３は、主板１１の他方の板面１１２側に配置された複数の翼１２を連結している。

　図２に示されるように、羽根車１０はスクロールケーシング２０内において、吸込口２３ｂの中心と羽根車１０の軸部１１ｂの中心とが一致し、羽根車１０の側板１３と、吸込口２３ｂが形成された側壁２３とが対向するように配置される。径方向において、側壁２３の内周端すなわち側壁２３における吸込口２３ｂの開口縁と、羽根車１０の側板１３の内周端１３ａとは、ほぼ一致している。このため、羽根車１０において側板１３の内周端１３ａよりも内側へ延出した翼部分は、スクロールケーシング２０の側壁２３の内周端から露出している。

　図５は、図２のベルマウス２６と羽根車１０との位置関係を模式的に示す図である。図５に示されるように、側板１３の内周端１３ａは、ベルマウス２６の先端の外周端２６ａよりも内周側に位置していることが好ましい。このように構成することで、側板１３により複数の翼１２が十分に固定されるように、側板１３の径方向の長さを確保している。

　図６は、図３の羽根車１０の外周部の一部を拡大した部分斜視図である。以下、図３～４及び図６を用い、回転軸ＲＳの軸方向において側板１３側を上側とし、主板１１側を下側と定義して、翼１２の詳細な構成について説明する。

　実施の形態１では、図３に示されるように、径方向において各翼１２の翼境界１２ｂは側板１３の内周端１３ａと一致しており、各翼１２のシロッコ翼部３０は側板１３に覆われ、各翼１２のターボ翼部４０は側板１３の内周端１３ａから露出する構成とされている。ターボ翼部４０と比べ、気流の風速が速くなるシロッコ翼部３０を側板１３で覆うことで騒音の増加を抑制することができる。

　また、図４に示されるように、側板１３の内周端１３ａと翼前縁１２ｆにおける主板側内周端１２ｆｄとの距離Ｌｄが、側板１３の内周端１３ａと翼前縁１２ｆにおける側板側内周端１２ｆｕとの距離Ｌｕよりも長くなるように、翼前縁１２ｆは傾斜している。つまり、主板１１側から側板１３側に向って、複数の翼１２の翼前縁１２ｆにより形成される内径が漸次拡大されるように翼前縁１２ｆが傾斜している。

　図６に示されるように、ターボ翼部４０は、シロッコ翼部３０とつながっている第１ターボ翼部４１と、第１ターボ翼部４１よりも内周側の第２ターボ翼部４２と、を有する。第１ターボ翼部４１は、ターボ翼部４０の上面全てを含み、例えば長方形状といった四角形状を有している。第２ターボ翼部４２は、翼１２の翼前縁１２ｆ全てを含み、三角形状を有している。つまり、ターボ翼部４０の弦長が、側板１３側から主板１１側に向かうにつれて長くなるように、ターボ翼部４０が形成されている。

　また、図６に示される例では、径方向において、翼前縁１２ｆの側板側内周端１２ｆｕの位置は、側板１３の内周端１３ａよりも内側に位置し、第一の仮想円Ｃ１で示される翼１２の翼境界１２ｂは、側板１３の内周端１３ａ上に位置している。すなわち、図６に示される例では、第１ターボ翼部４１及び第２ターボ翼部４２を含むターボ翼部４０の全部が側板１３の内周端１３ａよりも内側に配置され、露出する構成とされる。一方、シロッコ翼部３０の上面の全部は側板１３によって覆われる。

　なお、径方向において、翼１２の翼境界１２ｂの位置と、側板１３の内周端１３ａの位置とは必ずしも一致している必要はない。径方向において、第１ターボ翼部４１の少なくとも一部が側板１３の内周端１３ａよりも内側に延出していれば、ターボ翼部４０において露出した部分により、流通路１１ａの主板１１側から側板１３側にかけて、空気を取り込むことができる。

　各翼１２は、図３に示されるように、径方向で一定の肉厚Ｗを有している。また各翼１２は、図６に示されるように、主板１１側（図３参照）から側板１３側にわたり、一定の肉厚Ｗを有している。各翼１２は、厚さが均一な鋼板で構成することができる。すなわち、側板１３側の端部１２ｕにおける翼１２の肉厚Ｗは、主板１１側の端部１２ｄ（図６）における翼１２の肉厚Ｗと同一である。よって、隣り合う翼１２の間に形成される隙間Ｇは、翼前縁１２ｆから翼後縁１２ｒに向かうに従い漸次拡大し、また、主板１１側から側板１３側にわたり同一の大きさとされている。

　図１～６を用いて、多翼遠心送風機１００の動作について説明する。図１に示されるように、羽根車１０が不図示のモータにより回転軸ＲＳを中心に回転駆動されると、多翼遠心送風機１００の外部の空気が、スクロールケーシング２０の吸込口２３ｂ及び羽根車吸込口１０ａを介して羽根車１０の中央部に軸方向に流入する。羽根車１０の中央部に流れ込んだ空気は、羽根車１０の回転により、翼前縁１２ｆから羽根車１０の流通路１１ａ内に取り込まれ、流通路１１ａ内を径方向外方へ流れる。

　図３～４を用いて説明したように、翼１２において主板１１側及び側板１３側を含む部分が、側壁２３の内周端及び側板１３の内周端１３ａから内側に露出している。したがって、翼１２の主板１１側のみが延出した構成と比べて、羽根車１０の中央部に流入した空気を、翼前縁１２ｆの側板１３側からも流通路１１ａ内に取り込むことができ、主板１１側だけでなく側板１３側においても吸込み風量を増加させることができる。

　図４に示されるように、翼前縁１２ｆは傾斜し、側板側内周端１２ｆｕは主板側内周端１２ｆｄよりも径方向の外側に位置しているので、側板１３の内周端１３ａから露出した翼部分において側板１３側での抵抗を低減でき、騒音の悪化を抑制できる。また、露出した翼部分において側板１３側での抵抗を低減することにより、羽根車吸込口１０ａから吸い込まれる気流の流入損失を低減して主板１１側にも空気を誘引できるので、側板１３側に対して主板１１側で吸込み風量が低下することを、抑制できる。

　また、図６に示されるように、金属で構成された羽根車１０の各翼の肉厚Ｗは均一とされているので、隣り合う翼１２の間に形成される隙間Ｇは、主板１１側から側板１３側にわたり一定とされている。したがって、従来のように樹脂材で構成されて主板１１側で隙間Ｇが狭くなる羽根車と比べて、羽根車１０の主板１１側でも吸込み風量を増加させることができる。

　また、図６に示されるように、翼１２においてシロッコ翼部３０の径方向内側にターボ翼部４０が設けられ、ターボ翼部４０が、側板１３の内周端１３ａから露出する構成とされている。したがって、ターボ翼部４０により形成される、羽根車の回転方向と逆方向に傾き、且つシロッコ翼部３０へ向かって漸次拡大する流通路１１ａにおいて、取り込まれた空気は効率よく昇圧されながらシロッコ翼部３０へ送出される。

　昇圧されてシロッコ翼部３０との翼境界１２ｂに到達した気流は、その後、流通路１１ａをシロッコ翼部３０に沿って進行方向を変えながら、翼後縁１２ｒへ向かって流れる。その後、翼後縁１２ｒに到達した気流は、羽根車１０の流通路１１ａからスクロールケーシング２０の風路２０ａに送出される。羽根車１０から風路２０ａに送出された気流は、吐出口２２ｂへ向かって拡大する渦巻き状の風路２０ａを通る際に更に昇圧され、吐出口２２ｂを介して外周側へ吹き出される。

　なお、実施の形態１では、多翼遠心送風機１００が両吸込形の遠心送風機である場合について説明したが、多翼遠心送風機１００は、片吸込形の遠心送風機であってもよい。また、翼１２の枚数は、図示した枚数に限定されない。

　以上のように、実施の形態１の多翼遠心送風機１００は、羽根車１０と、羽根車１０が収容される渦巻き型のスクロールケーシング２０と、を備える。羽根車１０は、円板状の主板１１と、主板１１の周縁部に周方向に配列された複数の翼１２と、主板１１と対向して配置され、複数の翼１２を固定する円環状の側板１３と、を有する。スクロールケーシング２０は、側板１３側から空気を導入し外周側へ吹き出す構成とされる。羽根車１０は、金属で構成され、翼１２は、主板１１側から側板１３側にわたり、一定の肉厚Ｗを有している。また翼１２は、主板１１側から側板１３側にわたり、側板１３の内周端１３ａよりも内側に延出している。

　本開示によれば、羽根車１０は金属で構成され、翼１２の肉厚Ｗは、側板１３から主板１１側にわたり一定とされているので、側板１３側と同様の隙間Ｇを羽根車１０の主板１１側においても確保することができる。したがって、従来のように樹脂成形品の多翼遠心送風機と比べて、羽根車１０の主板１１側でも吸込み風量を増加させることができる。

　また、翼１２の内周縁（翼前縁１２ｆ）は、側板１３側から主板１１側に向かって傾斜している。側板１３の内周端１３ａと翼前縁１２ｆにおける主板１１側の内周端（主板側内周端１２ｆｄ）との距離Ｌｄが、側板１３の内周端１３ａと翼前縁１２ｆにおける側板１３側の内周端（側板側内周端１２ｆｕ）との距離Ｌｕよりも長くなる。換言すると、翼前縁１２ｆは、主板側内周端１２ｆｄと羽根車１０の回転軸ＲＳ（あるいは側板１３の内周端１３ａから主板１１に下ろした垂線）との径方向の距離が、側板側内周端１２ｆｕと羽根車１０の回転軸ＲＳ（あるいは側板１３の内周端１３ａから主板１１に下ろした垂線）との径方向との距離よりも長くなるように傾斜している。

　これにより、側板１３の内周端１３ａから露出した翼部分の側板１３側で生じる抵抗を低減でき、羽根車吸込口１０ａを介して流入する空気の流入損失及び抵抗による騒音悪化等の発生を抑制することができる。よって、羽根車吸込口１０ａを介して流入する空気を主板１１側にも誘引でき、側板１３側に対して主板１１側で吸込み風量が低下してしまうこと抑制できる。

　また、翼１２は、前向き羽根で構成されたシロッコ翼部３０と、シロッコ翼部３０の内周側につながり、後向き羽根で構成されたターボ翼部４０と、を有する。また翼１２のターボ翼部４０は、側板１３の内周端１３ａよりも内側に設けられている。これにより、露出した翼部分の面積をより大きくでき、羽根車吸込口１０ａを介して流入する空気を、より多く翼１２の間の隙間Ｇに取り込むことができる。また、ターボ翼部４０により形成された、羽根車１０の回転方向Ｒと逆方向に傾き、且つ径方向の外側へ向かって漸次拡大する流通路１１ａにおいて、取り込まれた空気を昇圧されながら高効率にシロッコ翼部３０へ送出することができる。

　また、スクロールケーシング２０は、吸込口２３ａが設けられた対向する側壁２３と、周壁２４と、吸込口２３ａを形成するものであって内部に向けて開口径が漸次縮小するベルマウス２６と、を有する。側板１３の内周端１３ａは、ベルマウス２６の先端の外周端２６ａよりも内周側に位置している。これにより、側板１３の径方向の長さを確保し、側板１３により複数の翼１２をより確実に固定することができる。

実施の形態２．
　図７は、実施の形態２に係る多翼遠心送風機の翼を回転軸と平行に見た構成を模式的に示す図である。実施の形態２では、羽根車１０の回転軸ＲＳの軸方向から翼１２を見て、第１ターボ翼部４１の一部が側板１３で覆われている点が、実施の形態１の場合とは異なる。図７には、主板１１の板面１１１（図３参照）に設置された翼１２に対する側板１３の内周端１３ａの位置が、二点一鎖線で示されている。また図７には、羽根車１０の回転中に翼１２の負圧面１２２付近を通過する気流の方向が、矢印Ｆ１で示されている。

　実施の形態２においても、実施の形態１の場合と同様に、第１ターボ翼部４１は、ターボ翼部４０の上面全てを含み、四角形状を有しており、第２ターボ翼部４２は、翼１２の翼前縁１２ｆ全てを含み、三角形状を有している。また実施の形態２において、第１ターボ翼部４１と第２ターボ翼部４２との境界となる翼前縁１２ｆの側板側内周端１２ｆｕは、側板１３の内周端１３ａの位置よりも内側に位置しており、実施の形態１の場合と同様である。

　実施の形態２では、シロッコ翼部３０とターボ翼部４０の第１ターボ翼部４１との翼境界１２ｂが、側板１３の内周端１３ａの位置よりも外側に位置しており、シロッコ翼部３０、及び第１ターボ翼部４１の外周側の一部が、側板１３に覆われる構成とされる。換言すると、翼１２において側板１３で覆われている部分は、シロッコ翼部３０と、第１ターボ翼部４１の外周側の一部と、により構成されている。

　したがって、ターボ翼部４０において側板１３から露出した部分により、流通路１１ａへの吸込み風量の増加を図るとともに、ターボ翼部４０において側板１３で覆われている部分により、流通路１１ａに吸い込まれた気流を効率的に昇圧することができる。

　また、羽根車１０の回転軸ＲＳの軸方向から見て、翼１２において側板１３で覆われている部分の弦長Ｌ１に対する、第１ターボ翼部４１において側板１３で覆われている部分の弦長Ｌ２の割合は、０％よりも大きく３０％以下であることが好ましい。

　図８は、図７の翼１２の変形例を示す図である。図８に示される変形例では、翼１２において側板１３で覆われている部分の弦長Ｌ１に対する、第１ターボ翼部４１において側板１３で覆われている部分の弦長Ｌ２の割合が、３０％よりも大きく、４０％とされている。変形例のように、弦長Ｌ１に対する弦長Ｌ２の割合を３０％よりも大きくする場合、翼１２の翼弦長を一定とすると、シロッコ翼部３０の弦長を短くし、且つターボ翼部４０に対して回転方向Ｒへより傾斜をつける必要がある。よって、シロッコ翼部３０の負圧面１２２側に剥離渦Ｆａが発生し、気流が負圧面１２２から剥離することによる風量の低下、及び剥離渦Ｆａの発生による騒音の増大を招く場合がある。

　実施の形態２では、翼１２は、前向き羽根で構成されたシロッコ翼部３０と、シロッコ翼部３０の内周側につながり、後向き羽根で構成されたターボ翼部４０と、を有する。羽根車１０の回転軸ＲＳの軸方向から見て、翼１２において側板１３で覆われている部分は、シロッコ翼部３０とターボ翼部４０の一部とにより構成されている。そして、シロッコ翼部３０の弦長、すなわち弦長Ｌ１と弦長Ｌ２との差は、ターボ翼部４０の一部の弦長Ｌ２よりも長い。さらには、翼１２において側板１３に覆われている部分の弦長Ｌ１に対する、ターボ翼部４０において側板１３に覆われている部分（上述したターボ翼部４０の一部）の弦長Ｌ２の割合は、０％よりも大きく３０％以下である。

　これにより、ターボ翼部４０からシロッコ翼部３０へ気流Ｆ２が流れる際、翼１２の角度が変化する過程において、急な気流の角度変化を抑制することができるので、負圧面１２２に生じる剥離を抑制することができる。結果、気流が負圧面１２２から剥離することによる風量の低下、及び剥離渦Ｆａの発生による騒音の増大を抑制できる。

　なお、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

　１０　羽根車、１０ａ　羽根車吸込口、１１　主板、１１ａ　流通路、１１ｂ　軸部、１２　翼、１２ｂ　翼境界、１２ｄ　端部、１２ｆ　翼前縁、１２ｆｄ　主板側内周端、１２ｆｕ　側板側内周端、１２ｒ　翼後縁、１２ｕ　端部、１３　側板、１３ａ　内周端、２０　スクロールケーシング、２０ａ　風路、２１　スクロール部、２２　吐出部、２２ａ　吐出側風路、２２ｂ　吐出口、２３　側壁、２３ｂ　吸込口、２４　周壁、２４ａ　巻始部、２４ｂ　巻終部、２４ｃ　内周面、２５　舌部、２６　ベルマウス、２６ａ　外周端、３０　シロッコ翼部、４０　ターボ翼部、４１　第１ターボ翼部、４２　第２ターボ翼部、１００　多翼遠心送風機、１１１　板面、１１２　板面、１２２　負圧面、２２１　延設板、２２２　ディフューザ板、Ｃ１　第一の仮想円、Ｆ１　矢印、Ｆ２　気流、Ｆａ　剥離渦、Ｇ　隙間、Ｌ１　弦長、Ｌ２　弦長、Ｌｄ　距離、Ｌｕ　距離、Ｒ　回転方向、ＲＳ　回転軸、Ｗ　肉厚。

Claims

　円板状の主板と、前記主板の周縁部に周方向に配列された複数の翼と、前記主板と対向して配置され、前記複数の翼を固定する円環状の側板と、を有する羽根車と、
　前記羽根車が収容され、前記側板側から空気を導入し外周側へ吹き出す渦巻き型のスクロールケーシングと、を備え、
　前記羽根車は、金属で構成され、
　前記翼は、前記主板側から前記側板側にわたり、一定の肉厚を有し、且つ前記側板の内周端よりも内側に延出している
　多翼遠心送風機。
　前記翼の内周縁は、前記側板の前記内周端と前記翼の前記内周縁における前記主板側の内周端との距離が、前記側板の前記内周端と前記翼の前記内周縁における前記側板側の内周端との距離よりも長くなるように、前記側板側から前記主板側に向かって傾斜している
　請求項１に記載の多翼遠心送風機。
　前記翼は、前向き羽根で構成されたシロッコ翼部と、前記シロッコ翼部の内周側につながり、後向き羽根で構成されたターボ翼部と、を有し、
　前記羽根車の回転軸の軸方向から見て、前記翼において前記側板で覆われている部分は、前記シロッコ翼部と前記ターボ翼部の一部とにより構成され、
　前記シロッコ翼部の弦長は、前記ターボ翼部の前記一部の弦長よりも長い
　請求項１又は２に記載の多翼遠心送風機。
　前記翼の前記部分の弦長に対する前記ターボ翼部の前記一部の弦長の割合は、０％よりも大きく３０％以下である
　請求項３に記載の多翼遠心送風機。
　前記翼は、前向き羽根で構成されたシロッコ翼部と、前記シロッコ翼部の内周側につながり、後向き羽根で構成されたターボ翼部と、を有し、
　前記翼の前記ターボ翼部は、前記側板の前記内周端よりも内側に設けられている
　請求項１又は２に記載の多翼遠心送風機。
　前記スクロールケーシングは、吸込口が設けられた対向する側壁と、周壁と、前記吸込口を形成するものであって内部に向けて開口径が漸次縮小するベルマウスと、を有し、
　前記側板の前記内周端は、前記ベルマウスの先端の外周端よりも内周側に位置している
　請求項１～５のいずれか一項に記載の多翼遠心送風機。