WO2022085332A1

WO2022085332A1 - 送風機

Info

Publication number: WO2022085332A1
Application number: PCT/JP2021/033321
Authority: WO
Inventors: 文也石井; 昇一今東; 修三小田
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2022-04-28
Also published as: JP2022067783A; JP7413973B2

Abstract

送風機は、ケース（２）、ファン（３）、および吸気ノズル（５）を備える。吸気ノズル（５）は、ケース（２）の有するベルマウス（２０）側からシュラウド筒部（３２）側に向かい次第に縮径する筒状に形成されている。吸気ノズル（５）とベルマウス（２０）との間に形成される第１流路（１１）と、吸気ノズル（５）とシュラウド筒部（３２）の間に形成される第２流路（１２）と、シュラウド（３４）とケース（２）の内壁との間に形成される隙間流路（１３）とは連通している。シュラウド筒部（３２）のうち吸込口（６）側の端部（３８）と、吸気ノズル（５）のうち主板（３３）側の端部（５４）との軸芯（ＣＬ）方向の距離をＨ１とする。また、吸気ノズル（５）のうち主板（３３）側の端部（５４）と、翼（３０）の前縁（３５）のうち吸込口（６）側に最も近接する端部（３９）との軸芯（ＣＬ）方向の距離をＨ２とする。このときＨ１＞Ｈ２の関係を有している。

Description

送風機

関連出願への相互参照

　本出願は、２０２０年１０月２１日に出願された日本特許出願番号２０２０－１７６５７３号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。

　本開示は、送風機に関するものである。

　従来、空気の吸込口となるベルマウスが形成されたケースの内側に遠心ファンを配置した送風機が知られている。
　特許文献１に記載の送風機は、遠心ファンが有するシュラウドの空気吸込口側の円筒部よりも径方向内側にベルマウスの内周縁が配置されている。そして、この送風機は、そのベルマウスの内周縁の径方向外側の部位に、断面がＵ字状に形成された環状のシール壁を備えている。そのシール壁は、シュラウドの空気吸込口側の端部に所定の隙間をあけて被さっている。シール壁は、遠心ファンの空気出口から吹き出された空気の一部がシュラウドとシール壁との隙間に形成される隙間流路を通り再び翼前縁側へ逆流する流量を低減するためのものである。特許文献１には、その逆流空気の流量を低減することで、ベルマウスからファンに吸い込まれる主流と逆流空気との干渉により生じる騒音が低減されると記載されている。

特開２０１０－１３３２９７号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の構成では、シュラウドとシール壁との隙間に形成される隙間流路と、翼の前縁付近との圧力差が大きいため、その隙間流路から翼の前縁側に吹き出される逆流空気の流量を十分に低減することが困難である。

　また、特許文献１に記載の構成では、隙間流路から翼の前縁側に吹き出される逆流空気は、ファンの回転方向の速度成分が大きいものとなっている。そのため、この構成では、隙間流路から翼の前縁側に吹き出される逆流空気と、ベルマウスからファンに吸い込まれる主流との交差角度が大きいため、主流と逆流空気との干渉により生じる騒音を十分に低減することが困難である。

　本開示は、ファンの空気出口側から空気吸込口側へ逆流する空気の流量を低減することで騒音を低減し、且つ、送風効率を向上することの可能な送風機を提供することを目的とする。

　本開示の１つの観点によれば、送風機は、ケース、ファンおよび吸気ノズルを備える。ケースは、空気を吸い込む吸込口を形成するベルマウスを有する。ケースの内側に回転可能に設けられるファンは、軸芯周りに配置される複数の翼、その翼のうち軸芯方向吸込口側の部位に接続されるシュラウド環状部、そのシュラウド環状部のうち径方向内側の部位からベルマウス側に向けて筒状に延びるシュラウド筒部、および、翼のうちシュラウド環状部とは反対側の部位に接続される主板を有する。吸気ノズルは、ベルマウスの径方向内側の領域からシュラウド筒部の径方向内側の領域に亘り設けられ、ベルマウス側からシュラウド筒部側に向かい次第に縮径する筒状に形成されている。
　この構成において、吸気ノズルとベルマウスとの間に形成される第１流路と、吸気ノズルとシュラウド筒部の間に形成される第２流路と、シュラウド筒部およびシュラウド環状部とケースの内壁との間に形成される隙間流路とが連通している。
　そして、この送風機は、シュラウド筒部のうち吸込口側の端部と吸気ノズルのうち主板側の端部との軸芯方向の距離をＨ１、吸気ノズルのうち主板側の端部と翼の前縁のうち吸込口側に最も近接する端部との軸芯方向の距離をＨ２としたとき、Ｈ１＞Ｈ２の関係を有している。

　これによれば、吸気ノズルはベルマウス側からシュラウド筒部側に向かい次第に縮径する形状である。これにより、吸気ノズルの径方向外側の面が正圧面となり、その正圧面に沿って第１流路を流れる空気の圧力は、吸気ノズルの負圧面に沿ってファンに流入する主流の圧力より高くなる。そのため、第１流路と第２流路と隙間流路とが合流する合流部の圧力と、ファンの空気出口側の圧力との差圧が小さくなり、ファンの空気出口側から合流部側へ隙間流路を逆流する空気流量を低減することができる。また、第１流路を流れる空気と隙間流路を流れる空気とが合流部で合流することで、その合流した空気はファンの回転方向の速度成分が小さくなる。したがって、第２流路から翼前縁側に吹き出される空気と、主流との交差角度が小さくなるので、騒音を低減することができる。

　さらに、この送風機は、Ｈ１＞Ｈ２の関係を有しているので、シュラウド筒部のうち吸込口側の端部を翼前縁から遠くするか、または、吸気ノズルのうち主板側の端部を翼前縁に近づける構成となる。シュラウド筒部のうち吸込口側の端部と翼前縁との距離を遠くすることで、シュラウド筒部のうち吸込口側の端部が吸気ノズルのうち大気側の端部に近づくので、合流部の圧力が翼前縁付近の負圧に対して高くなる。また、吸気ノズルのうち主板側の端部を翼前縁に近づけることで第２流路が長くなり、第２流路の圧力損失が増加するので、合流部の圧力が翼前縁付近の負圧に対して高くなる。そのため、ファンの空気出口側の圧力と合流部の圧力との差圧が小さくなるので、ファンの空気出口側から合流部側に隙間流路を逆流する空気流量をより低減することが可能である。したがって、この送風機は、第２流路から翼前縁側に吹き出される空気流量をより低減し、騒音をより低減することができる。また、この送風機は、ファンの空気出口側から複数の翼同士の間に形成される流路へ逆流する空気流量が低減するので、送風機の送風効率を向上することができる。

　なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る送風機を軸芯を含む仮想面で切断した断面図である。図１のＩＩ方向の平面図である。第１実施形態に係る送風機が備えるファンの斜視図である。図１のＩＶ部分の拡大図である。第１実施形態の送風機と比較例の送風機に関し、流量係数に対する騒音レベルを測定した実験結果を示すグラフである。第２実施形態に係る送風機の一部を示す断面図であり、図４に対応する図である。第３実施形態に係る送風機の一部を示す断面図であり、図４に対応する図である。第４実施形態に係る送風機の一部を示す断面図であり、図４に対応する図である。比較例の送風機の一部を示す断面図であり、図４に対応する図である。

　以下、本開示の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。また、各図面に記載した送風機の各構成の形状などは、説明を分かりやすくするために模式的に記載したものであり、本開示を限定するものではない。

　（第１実施形態）
　第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。第１実施形態の送風機１は、例えば空調装置または換気装置などに用いられる遠心送風機である。

　図１および図２に示すように、送風機１は、ケース２、ファン３、駆動部４、吸気ノズル５などを備えている。なお、以下の説明では、ファン３の軸芯ＣＬを単に「軸芯ＣＬ」ということがある。その軸芯ＣＬは、ファン３の回転軸と一致している。また、送風機１の空気吸込口６側を「軸芯ＣＬ方向の一方」とし、送風機１の空気吸込口６とは反対側を「軸芯ＣＬ方向の他方」として説明する。以下、空気吸込口６を単に吸込口６という。

　ケース２は、空気を吸い込む吸込口６を形成するベルマウス２０を有している。ベルマウス２０は、軸芯ＣＬ方向の一方から他方に向けて内径が次第に小さくなる曲面形状となっている。また、ベルマウス２０は、ファン３の軸芯ＣＬを含む平面で切断して得られる断面視（以下、「縦断面視」という）において略円弧状に形成されている。

　ケース２は、ベルマウス２０の軸芯ＣＬ方向一方側の部位から径方向外側に形成される正面部２１を有している。正面部２１は、ファン３の軸芯ＣＬに対して略垂直な平面状に形成されている。なお、正面部２１は、ファン３の軸芯ＣＬに対して傾斜するように形成されていてもよい。

　また、ケース２は、ベルマウス２０の軸芯ＣＬ方向他方側の部位からさらに軸芯ＣＬ方向他方側に筒状に延びるケース筒部２２と、そのケース筒部２２のうち軸芯ＣＬ方向他方側の部位から径方向外側に拡がるケース環状部２３とを有している。ケース筒部２２は、後述するファン３の有するシュラウド筒部３２の径方向外側の領域にシュラウド筒部３２から所定の隙間をあけて設けられている。ケース筒部２２の軸方向の長さＨ３と、シュラウド筒部３２の軸方向の長さ（すなわち、Ｈ１＋Ｈ２）とは対応したものとなっている。すなわち、ケース筒部２２の軸方向の長さＨ３と、シュラウド筒部３２の軸方向の長さ（すなわち、Ｈ１＋Ｈ２）とは概ね一致している。ケース筒部２２とシュラウド筒部３２とは略平行に形成されている。

　ケース環状部２３は、後述するファン３の有するシュラウド環状部３１の軸芯ＣＬ方向の一方側の領域にシュラウド環状部３１から所定の隙間をあけて設けられている。ケース環状部２３とシュラウド環状部３１も略平行に形成されている。

　図１および図３に示すように、ファン３は、遠心ファンであり、ケース２の内側に回転可能に設けられている。ファン３は、複数の翼３０、シュラウド環状部３１、シュラウド筒部３２および主板３３を有している。なお、以下の説明では、シュラウド環状部３１とシュラウド筒部３２とを纏めてシュラウド３４と呼ぶことがある。ファン３は、複数の翼３０とシュラウド３４と主板３３とが一体に形成されたクローズドファンである。このファン３は、例えば、樹脂射出成形により一体に形成されるものである。

　複数の翼３０は、主板３３とシュラウド３４との間で、軸芯ＣＬ周りに所定の間隔で配置されている。複数の翼３０は、軸芯ＣＬ方向の一方の部位３０１がシュラウド３４に接続され、軸芯ＣＬ方向の他方の部位３０２が主板３３に接続されている。これにより、シュラウド３４と主板３３の間において隣り合う翼３０同士の間に流路が形成される。以下の説明では、その流路を翼間流路と呼ぶこととする。ファン３が回転すると、吸込口６から吸いこまれた空気は、翼３０の前縁３５側から翼間流路を通り、翼３０の後縁３６側に形成される空気出口７から吹き出される。なお、第１実施形態のファン３は、複数の翼３０が、前縁３５側から後縁３６側に向かい回転方向後ろ向きに延びるターボファンである。

　翼３０の前縁３５は、翼３０の回転方向から視て、吸込口６から吸い込まれる主流の上流側に向けて凸となる形状である。翼３０の前縁３５は、吸込口６側の端部３９がシュラウド筒部３２に接続している。そして、翼３０の前縁３５は、そのシュラウド筒部３２に接続している吸込口６側の端部３９から主板３３側の端部４０に向けて径方向内側に傾斜し、主板３３側の端部４０が後述する吸気ノズル５の最内径Ｄ_ＩＮよりも径方向内側で主板３３に接続している。なお、以下の説明では、翼３０の前縁３５を、翼前縁３５ということがある。

　シュラウド３４は、複数の翼３０のうち軸芯ＣＬ方向の一方の部位３０１に接続される環状のシュラウド環状部３１と、そのシュラウド環状部３１のうち径方向内側の部位からベルマウス２０側に向けて筒状に延びるシュラウド筒部３２とを有している。言い換えれば、シュラウド３４は、吸込口６側に形成される筒状のシュラウド筒部３２と、そのシュラウド筒部３２のうち軸芯ＣＬ方向の他方側の部位から径方向外側に拡がる環状のシュラウド環状部３１とを有している。シュラウド環状部３１とシュラウド筒部３２とは連続して形成されている。シュラウド環状部３１とシュラウド筒部３２との接続箇所は、縦断面視が翼間流路側に凸となる滑らかな曲面形状となっている。これにより、翼間流路を流れる空気は、シュラウド３４の翼間流路側の面から剥離することが抑制され、そのシュラウド３４の翼間流路側の面に沿って流れる。

　主板３３は、略円盤状に形成されている。主板３３は、その中央部に軸孔３７を有している。その軸孔３７の中心は、ファン３の軸芯ＣＬに一致している。主板３３の有する軸孔３７に対し、駆動部４から延びるシャフト４１が圧入固定されている。主板３３は、軸孔３７から径方向外側に向かい軸芯ＣＬ方向他方側に傾斜している。言い換えれば、主板３３は、外縁部から軸芯ＣＬ側に向かい吸込口６側に凸となる形状となっている。

　駆動部４は、通電によりトルクを出力する電動モータである。駆動部４は、例えば空調装置の筐体などに固定される。駆動部４から突出するシャフト４１は、駆動部４が出力するトルクによりそのシャフト４１の軸芯周りに回転する。

　駆動部４としての電動モータに通電されると、その駆動部４の出力するトルクによりシャフト４１とファン３が回転する。ファン３が回転すると、ベルマウス２０の内側の吸込口６から吸い込まれた空気は、翼３０の前縁３５側から翼間流路を流れ、翼３０の後縁３６側に形成される空気出口７へ吹き出される。

　図１、図２および図４に示すように、吸気ノズル５は、筒状に形成され、ベルマウス２０の径方向内側の領域からシュラウド筒部３２の径方向内側の領域に亘り設けられている。図２に示すように、吸気ノズル５は、ケース２のベルマウス２０または正面部２１から径方向内側に突出する複数の支持部５０よってケース２に固定され、静翼として機能する。

　図１および図４に示すように、吸気ノズル５は、ベルマウス２０側からシュラウド筒部３２側に向かい次第に縮径する形状である。言い換えれば、吸気ノズル５は、軸芯ＣＬ方向の一方から他方に向かい内径および外径が次第に小さくなる形状である。また、吸気ノズル５の軸芯ＣＬ方向の一方の端部５１は、ケース２の正面部２１よりも軸芯ＣＬ方向の一方側に突出している。そのため、図４の矢印Ｆ２に示すように、ケース２の正面部２１に沿ってファン３に吸い込まれる空気は、吸気ノズル５の径方向外側の面に衝突し、その吸気ノズル５の径方向外側の面に沿って流れて翼前縁３５側から翼間流路に吸い込まれる。そのため、吸気ノズル５は、径方向外側の面が正圧面５２となり、径方向内側の面が負圧面５３となる。

　また、吸気ノズル５は、縦断面視において、軸芯ＣＬ方向の一方の端部５１から中央部に亘る部位の板厚が厚く、軸芯ＣＬ方向の他方の端部５４側の部位の板厚が薄い翼形状となっている。そして、吸気ノズル５は、径方向内側の面に沿った軸芯ＣＬ方向の長さが、径方向外側の面に沿った軸芯ＣＬ方向の長さよりも長い翼形状となっている。この翼形状によっても、吸気ノズル５は、径方向外側の面が正圧面５２となり、径方向内側の面が負圧面５３となる。

　図１および図４に示すように、第１実施形態の送風機１では、吸気ノズル５とベルマウス２０との間に第１流路１１が形成されている。また、吸気ノズル５とシュラウド筒部３２との間に第２流路１２が形成されている。また、ケース２の内壁（すなわちケース筒部２２およびケース環状部２３）と、シュラウド３４（すなわち、シュラウド筒部３２およびシュラウド環状部３１）との間に隙間流路１３が形成されている。そして、第１流路１１と第２流路１２と隙間流路１３とは連通している。以下の説明では、第１流路１１と第２流路１２と隙間流路１３とが連通する箇所を合流部１４と呼ぶ。また、以下の説明では、隙間流路１３のうち、ケース筒部２２とシュラウド筒部３２との間に形成される流路を筒流路１５と呼び、ケース環状部２３とシュラウド環状部３１と間に形成される流路を環状流路１６と呼ぶことがある。

　ファン３が回転すると、図４の矢印Ｆ１に示すように、吸気ノズル５の径方向内側の領域からファン３に空気が吸い込まれる。この矢印Ｆ１に示す空気の流れを主流と呼ぶ。その主流の一部は、吸気ノズル５の径方向内側の負圧面５３に沿って流れる。それと共に、図４の矢印Ｆ２に示すように、ケース２の正面部２１およびベルマウス２０に沿ってファン３に吸い込まれる空気は、吸気ノズル５の径方向外側の正圧面５２に衝突し、その正圧面５２に沿って第１流路１１を流れる。

　また、ファン３が回転すると、ファン３の空気出口７の圧力がファン３の吸込口６側の圧力より高くなる。そのため、図４の矢印Ｆ３、Ｆ４に示すように、隙間流路１３には、空気出口７側から吸込口６側へ逆流する空気が流れる。そして、隙間流路１３を流れる空気と第１流路１１を流れる空気とは合流部１４で合流した後、矢印Ｆ５に示すように第２流路１２を流れ、その第２流路１２から翼３０の前縁３５側に吹き出される。

　ここで、吸気ノズル５の正圧面５２に沿って第１流路１１を流れる空気の圧力は、吸気ノズル５の負圧面５３に沿ってファン３に流入する主流の圧力より高いものとなる。そのため、この第１実施形態の送風機１の構成では、上述した特許文献１に記載の送風機のように第１流路１１が存在しない構成に比べて、合流部１４の圧力とファン３の空気出口７側の圧力との差圧が小さくなる。そのため、第１実施形態の送風機１の構成によれば、ファン３の空気出口７側から隙間流路１３を通り合流部１４側へ逆流する空気流量が低減する。また、第１流路１１を流れる空気と隙間流路１３を逆流した空気とが合流部１４で合流することで、その合流した空気はファン３の回転方向の速度成分が小さくなる。したがって、第２流路１２から翼前縁３５側に吹き出される空気と、主流との交差角度が小さくなり、騒音が低減される。

　さらに、第１実施形態の送風機１は、シュラウド筒部３２と吸気ノズル５とが次のように設定されている。すなわち、図４に示すように、シュラウド筒部３２のうち吸込口６側の端部３８と、吸気ノズル５のうち主板３３側の端部５４との軸芯ＣＬ方向の距離をＨ１とする。また、吸気ノズル５のうち主板３３側の端部５４と、翼前縁３５のうち吸込口６側に最も近接する端部との軸芯ＣＬ方向の距離をＨ２とする。このとき、第１実施形態の送風機１は、シュラウド筒部３２と吸気ノズル５とが、Ｈ１＞Ｈ２の関係を有するように形成されている。すなわち、シュラウド筒部３２を軸芯ＣＬ方向の一方側に延伸し、シュラウド筒部３２のうち吸込口６側の端部３８を翼前縁３５から遠くすることで、Ｈ１＞Ｈ２の関係が成立する。

　ここで、一般に、ファン３の回転時には、翼前縁３５の負圧面側の圧力が最も低く、そこから軸芯ＣＬ方向の一方（すなわち吸込口６側）に向かうほど圧力は大気圧に近づくために高くなる。そのため、シュラウド筒部３２のうち吸込口６側の端部３８と翼前縁３５との距離を遠くするほど、合流部１４の圧力が翼前縁３５付近の負圧に対して高くなる。
　さらに、シュラウド筒部３２のうち吸込口６側の端部３８と翼前縁３５との距離を遠くすることで、シュラウド筒部３２のうち吸込口６側の端部３８が吸気ノズル５の正圧面５２のうち軸芯ＣＬ方向の一方の端部５１側の部位（すなわち、湾曲した部位）に近づく。そのため、合流部１４の圧力が翼前縁３５付近の負圧に対して高くなる。したがって、合流部１４の圧力とファン３の空気出口７側の圧力との差圧を小さくすることが可能となる。

　あるいは、吸気ノズル５を主板３３側に延伸し、吸気ノズル５のうち主板３３側の端部５４を翼前縁３５に近づけることによっても、Ｈ１＞Ｈ２の関係が成立する。吸気ノズル５のうち主板３３側の端部５４を翼前縁３５に近づけることで第２流路１２が長くなり、第２流路１２の圧力損失が増加するので、合流部１４の圧力が翼前縁３５付近の負圧に対して高くなる。これによっても、合流部１４の圧力とファン３の空気出口７側の圧力との差圧を小さくすることが可能である。

　このように、第１実施形態の送風機１は、シュラウド筒部３２と吸気ノズル５とがＨ１＞Ｈ２の関係を有することで、ファン３の空気出口７側の圧力と合流部１４の圧力との差圧を小さくすることが可能である。これにより、ファン３の空気出口７側から合流部１４側に隙間流路１３を逆流する空気流量が低減する。したがって、この送風機１は、第２流路１２から翼前縁３５側に吹き出される空気流量をより低減し、騒音をより低減することができる。また、この送風機１は、ファン３の空気出口７側から翼間流路へ逆流する空気流量が低減するので、送風機１の送風効率を向上することができる。

　ここで、上述した第１実施形態の送風機１と比較するため、比較例の送風機１００について説明する。

　図９に示すように、比較例の送風機１００は、シュラウド筒部３２と吸気ノズル５とが、Ｈ１＜Ｈ２の関係を有するように形成されている。比較例の送風機１００と第１実施形態の送風機１とは、Ｈ２の距離が同一とされている。なお、この比較例の送風機１００は出願人が創作したものであり、従来技術ではない。

　比較例の送風機１００は、第１実施形態の送風機１に比べて、シュラウド筒部３２のうち吸込口６側の端部３８と翼前縁３５との距離が近いことで、合流部１４の圧力が翼前縁３５付近の負圧に比較的近いものとなる。また、比較例の送風機１００は、第１実施形態の送風機１に比べて、シュラウド筒部３２のうち吸込口６側の端部３８が吸気ノズル５の正圧面５２のうち湾曲した部位から遠いことで、合流部１４の圧力が翼前縁３５付近の負圧に比較的近いものとなる。また、比較例の送風機１００は、第１実施形態の送風機１に比べて、第２流路１２が短いことで、第２流路１２の圧力損失が少なく、合流部１４の圧力が翼前縁３５付近の負圧に比較的近いものとなる。そのため、比較例の送風機１００は、第１実施形態の送風機１に比べて、ファン３の空気出口７側の圧力と合流部１４の圧力との差圧が大きく、ファン３の空気出口７側から合流部１４側に隙間流路１３を逆流する空気流量が比較的大きいものとなる。

　ここで、上述した第１実施形態の送風機１と比較例の送風機１００において、流量係数を変化させた際の騒音レベルを測定した実験結果を図５に示す。なお、ファン３の出口周速［ｍ／ｓ］をＵとし、ファン３の吸込口６を通過する空気の平均流速［ｍ／ｓ］をＶとしたときに、流量係数Φは、Φ＝Ｖ／Ｕが成立する係数である。

　図５のグラフでは、第１実施形態の送風機１と比較例の送風機１００に関し、流量係数と騒音レベルとの関係を測定した結果をプロットし、それを実線で繋げたものを示している。図５のグラフでは、第１実施形態の送風機１に関する測定結果を実線Ａに示し、比較例の送風機１００に関する測定結果を実線Ｂに示している。このグラフに示すように、第１実施形態の送風機１は、比較例の送風機１００に比べて、全ての流量係数域において騒音レベルを低減できていることが確認できる。具体的には、第１実施形態の送風機１は、比較例の送風機１００に比べて、所定の流量係数域で騒音レベルを１ｄＢ以上低下できる結果が得られた。

　以上説明した第１実施形態の送風機１は、次の作用効果を奏するものである。

　（１）第１実施形態の送風機１が備える吸気ノズル５は、ベルマウス２０側からシュラウド筒部３２側に向かい次第に縮径する形状とされている。これにより、吸気ノズル５の径方向外側の面が正圧面５２となり、その正圧面５２に沿って第１流路１１を流れる空気の圧力は、吸気ノズル５の負圧面５３に沿ってファン３に流入する主流の圧力より高くなる。そのため、合流部１４の圧力とファン３の空気出口７側の圧力との差圧が小さくなり、隙間流路１３を逆流する空気流量を低減することができる。
　また、第１流路１１を流れる空気と隙間流路１３を流れる空気とが合流部１４で合流することで、その合流した空気はファン３の回転方向の速度成分が小さくなる。したがって、第２流路１２から翼前縁３５側に吹き出される空気と、主流との交差角度が小さくなるので、騒音を低減することができる。

　さらに、第１実施形態の送風機１は、シュラウド筒部３２と吸気ノズル５とが、Ｈ１＞Ｈ２の関係を有するように形成されている。即ち、シュラウド筒部３２のうち吸込口６側の端部３８と翼前縁３５との距離を遠くすることで、シュラウド筒部３２のうち吸込口６側の端部３８が吸気ノズル５のうち大気側の端部５１に近づくので、合流部１４の圧力が翼前縁３５付近の負圧に対して高くなる。または、吸気ノズル５のうち主板３３側の端部５４を翼前縁３５に近づけることによっても、第２流路１２の伸長に伴って第２流路１２の圧力損失が増加するので、合流部１４の圧力が翼前縁３５付近の負圧に対して高くなる。そのため、ファン３の空気出口７側の圧力と合流部１４の圧力との差圧がより小さくなるので、隙間流路１３を逆流する空気流量をより低減することが可能である。したがって、この送風機１は、第２流路１２から翼前縁３５側に吹き出される空気流量をより低減し、騒音をより低減することができる。
　また、この送風機１は、ファン３の空気出口７側から翼間流路へ逆流する空気流量が低減するので、ファン３の空気出口７から所定の空気流量を吹き出す条件において翼間流路を流れる空気流量を低減することが可能である。したがって、この送風機１は、送風効率を向上することができる。

　（２）第１実施形態の送風機１が備えるケース２は、ベルマウス２０から主板３３側に筒状に延びるケース筒部２２と、そのケース筒部２２のうち主板３３側の部位からシュラウド環状部３１に沿って径方向外側に拡がるケース環状部２３とを有している。そして、隙間流路１３は、ケース筒部２２とシュラウド筒部３２との間に形成される筒流路１５と、ケース環状部２３とシュラウド環状部３１と間に形成される環状流路１６とを有している。
　これによれば、隙間流路１３が筒流路１５と環状流路１６とを有することで、隙間流路１３を長くすることが可能である。そのため、隙間流路１３の圧力損失が増加し、隙間流路１３を逆流する空気流量を低減することが可能となる。また、ケース筒部２２の軸方向の長さＨ３およびシュラウド筒部３２の軸方向の長さ（Ｈ１＋Ｈ２）を伸ばすことで筒流路１５の長さを長くすれば、合流部１４と翼前縁３５との距離を遠ざけることも可能となる。そのため、合流部１４の圧力が翼前縁３５付近の負圧に対して高くなり、隙間流路１３を逆流する空気流量がより低減する。したがって、この送風機１は、第２流路１２から翼前縁３５側に吹き出される空気流量を低減することで騒音を低減すると共に、送風効率を向上することができる。

　（３）第１実施形態の送風機１では、シュラウド筒部３２とシュラウド環状部３１との接続箇所が、縦断面視が翼間流路側に凸となる曲面形状となっている。
　これによれば、翼間流路を流れる空気は、シュラウド３４の翼間流路側の面から剥離することが抑制され、そのシュラウド３４の翼間流路側の面に沿って流れる。そのため、翼間流路の全領域を効率的に使用することが可能となり、送風機１の送風効率を向上することができる。

　（４）第１実施形態の送風機１では、翼前縁３５は、その回転方向から視て、吸込口６から翼間流路へ吸い込まれる主流の上流側に向けて凸となる形状である。そして、翼３０の前縁３５のうち吸込口６側の端部３９は、シュラウド筒部３２に接続している。
　これによれば、複数の翼３０とシュラウド３４と主板３３を有するファン３を樹脂射出成形により一体に形成することが可能である。すなわち、ファン３を射出成形する際、ファン３の軸芯ＣＬ方向に移動可能な不図示の第１金型により、シュラウド筒部３２のうち径方向内側を向く面や翼前縁３５などを形成することが可能である。また、ファン３の径方向および周方向に移動可能な不図示の第２金型より、翼３０のうち回転方向を向く面、シュラウド環状部３１のうち主板３３側を向く面、および、主板３３のうちシュラウド３４側を向く面などを形成することが可能である。なお、第１金型の型抜きのため、シュラウド筒部３２は、軸方向他方側から軸方向一方側に向かい内径が次第に大きくなる形状とすることが好ましい。

　（５）第１実施形態の送風機１では、翼前縁３５は、シュラウド筒部３２に接続する端部３９から主板３３側の端部４０に向けて径方向内側に傾斜し、主板３３側の端部４０が吸気ノズル５の最内径Ｄ_ＩＮよりも径方向内側で主板３３に接続している。
　これによれば、翼前縁３５の主板３３側の端部４０を吸気ノズル５の最内径Ｄ_ＩＮよりも径方向内側に配置することで、翼前縁３５付近に形成される負圧により、吸気ノズル５の径方向内側に主流を引き込むことが可能である。そのため、吸気ノズル５の負圧面５３に沿ってファン３に流入する主流の圧力に比べて、吸気ノズル５の径方向外側の正圧面５２に沿って第１流路１１を流れる空気の圧力がより高くなる。そのため、合流部１４の圧力とファン３の空気出口７側の圧力との差圧をより小さくし、隙間流路１３を逆流する空気流量をより低減することができる。

　（６）第１実施形態の送風機１が備える吸気ノズル５は、軸芯ＣＬ方向の一方の端部５１側から中央部に亘る部位の板厚が、軸芯ＣＬ方向の他方の端部５４側の板厚より厚い形状となっている。また、吸気ノズル５は、径方向内側の面に沿った軸芯ＣＬ方向の長さが径方向外側の面に沿った軸芯ＣＬ方向の長さよりも長い形状となっている。すなわち、吸気ノズル５は、翼形状となっている。
　これにより、吸気ノズル５の径方向外側の面が正圧面５２となり、その正圧面５２に沿って第１流路１１に流入する空気の圧力は、吸気ノズル５の負圧面５３に沿ってファン３に流入する主流の圧力より高くなる。そのため、合流部１４の圧力とファン３の空気出口７側の圧力との差圧をより小さくし、隙間流路１３を逆流する空気流量をより低減することができる。

　（第２実施形態）
　第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対してシュラウド３４とケース２の構成の一部を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

　図６に示すように、第２実施形態では、シュラウド環状部３１はケース環状部２３側に突出する筒状突起６０を有している。一方、ケース環状部２３は筒状突起６０に対応する位置に筒状溝部２４を有している。筒状突起６０と筒状溝部２４はいずれもファン３の軸芯ＣＬ周りに筒状に形成されている。筒状突起６０は、筒状溝部２４の内側に所定の隙間をあけて嵌り込んでいる。そして、筒状突起６０と筒状溝部２４により、隙間流路１３にラビリンス部１７が形成されている。すなわち、ラビリンス部１７も、ファン３の軸芯ＣＬ周りに形成されている。なお、図６では、２個の筒状突起６０と２個の筒状溝部２４が示されているが、これに限らず、筒状突起６０と筒状溝部２４の数は任意に設定することが可能である。

　以上説明した第２実施形態では、隙間流路１３にラビリンス部１７を形成することで、隙間流路１３を長くし、且つ、隙間流路１３を湾曲させることが可能である。そのため、隙間流路１３の圧力損失が増加することで、合流部１４の圧力が翼前縁３５付近の負圧に対して高くなる。したがって、第２実施形態の構成によれば、隙間流路１３を逆流する空気流量をより低減することができる。

　なお、第２実施形態は、第１実施形態と同様の構成から、第１実施形態と同様の作用効果を奏することも可能である。

　（第３実施形態）
　第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第２実施形態に対してシュラウド環状部３１の有する筒状突起６０の構成の一部を変更したものであり、その他については第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

　図７に示すように、第３実施形態でも、シュラウド環状部３１の有する筒状突起６０と、ケース環状部２３の有する筒状溝部２４により、隙間流路１３にラビリンス部１７が形成されている。これにより、隙間流路１３の圧力損失が増加することで、合流部１４の圧力が翼前縁３５付近の負圧に対して高くなるので、隙間流路１３を逆流する空気流量を低減することができる。

　さらに、第３実施形態では、筒状突起６０のうち筒状溝部２４側の先端部６１が先尖り形状となっている。詳細には、筒状突起６０は、シュラウド環状部３１側から筒状溝部２４側に向かい板厚が次第に小さくなり、その先端部６１が鋭角に形成された先尖り形状となっている。これにより、隙間流路１３の空気流れを筒状突起６０の先端部６１で剥離させて渦を発生させることが可能である。一般に、渦の領域には空気が流れにくい。そのため、第３実施形態の構成によれば、隙間流路１３（具体的にはラビリンス部１７）の流路面積が仮想的に縮小されるので、隙間流路１３の圧力損失をより増加することで、合流部１４の圧力を翼前縁３５付近の負圧に対してより高くすることが可能である。したがって、第３実施形態では、第１、第２実施形態に比べて、隙間流路１３を逆流する空気流量をより低減することができる。

　なお、第３実施形態の送風機１も、第１、第２実施形態と同様の構成から、第１、第２実施形態と同様の作用効果を奏することが可能である。

　（第４実施形態）
　第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第１実施形態に対して吸気ノズル５の形状の一部を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

　図８に示すように、第４実施形態の送風機１が備える吸気ノズル５は、縦断面視において、板厚が一定の形状とされている。なお、第４実施形態の吸気ノズル５も、上述した第１実施形態で説明したものと同様に、筒状に形成され、ベルマウス２０の径方向内側の領域からシュラウド筒部３２の径方向内側の領域に亘り設けられている。そして、吸気ノズル５は、軸芯ＣＬ方向の一方から他方（すなわち、ベルマウス２０側からシュラウド筒部３２側）に向かい次第に縮径する形状である。また、吸気ノズル５の軸芯ＣＬ方向の一方の端部５１は、ケース２の正面部２１よりも軸芯ＣＬ方向の一方側に突出している。これにより、第４実施形態の吸気ノズル５の構成においても、吸気ノズル５の径方向外側の面が正圧面５２となるので、その正圧面５２に沿って第１流路１１を流れる空気の圧力は、吸気ノズル５の負圧面５３に沿ってファン３に流入する主流の圧力より高くなる。

　そして、第４実施形態においても、シュラウド筒部３２と吸気ノズル５とが、Ｈ１＞Ｈ２の関係を有するように形成されている。そのため、合流部１４の圧力とファン３の空気出口７側の圧力との差圧が小さくなり、隙間流路１３を逆流する空気流量が低減する。したがって、第４実施形態の送風機１も、第１実施形態と同様の構成から、第１実施形態と同様の作用効果を奏することが可能である。

　（他の実施形態）
　（１）上記各実施形態では、送風機１は例えば空調装置または換気装置などに用いられるものとして説明したが、これに限らず、送風機１は種々の用途に用いることができる。

　（２）上記各実施形態では、送風機１の備えるファン３は例えばターボファンとして説明したが、これに限らず、そのファン３は例えばラジアルファン、シロッコファンなど種々の遠心ファンとすることができる。

　本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

Claims

　送風機において、
　空気を吸い込む吸込口（６）を形成するベルマウス（２０）を有するケース（２）と、
　前記ケースの内側に回転可能に設けられ、軸芯（ＣＬ）周りに配置される複数の翼（３０）、前記翼のうち軸芯方向前記吸込口側の部位（３０１）に接続されるシュラウド環状部（３１）、前記シュラウド環状部のうち径方向内側の部位から前記ベルマウス側に向けて筒状に延びるシュラウド筒部（３２）、および、前記翼のうち前記シュラウド環状部とは反対側の部位に接続される主板（３３）を有するファン（３）と、
　前記ベルマウスの径方向内側の領域から前記シュラウド筒部の径方向内側の領域に亘り設けられ、前記ベルマウス側から前記シュラウド筒部側に向かい次第に縮径する筒状の吸気ノズル（５）と、を備え、
　前記吸気ノズルと前記ベルマウスとの間に形成される第１流路（１１）と、前記吸気ノズルと前記シュラウド筒部の間に形成される第２流路（１２）と、前記シュラウド筒部および前記シュラウド環状部と前記ケースの内壁との間に形成される隙間流路（１３）とが連通しており、
　前記シュラウド筒部のうち前記吸込口側の端部（３８）と前記吸気ノズルのうち前記主板側の端部（５４）との軸芯方向の距離をＨ１、前記吸気ノズルのうち前記主板側の端部と前記翼の前縁（３５）のうち前記吸込口側に最も近接する端部（３９）との軸芯方向の距離をＨ２としたとき、Ｈ１＞Ｈ２の関係を有している送風機。
　前記ケースは、前記ベルマウスから前記主板側に筒状に延びるケース筒部（２２）と、前記ケース筒部のうち前記主板側の部位から前記シュラウド環状部に沿って径方向外側に拡がるケース環状部（２３）とを有しており、
　前記隙間流路は、前記ケース筒部と前記シュラウド筒部との間に形成される筒流路（１５）と、前記ケース環状部と前記シュラウド環状部と間に形成される環状流路（１６）とを有している、請求項１に記載の送風機。
　前記シュラウド環状部は前記ケース環状部側に突出する筒状突起（６０）を有し、
　前記ケース環状部は前記筒状突起に対応する位置に筒状溝部（２４）を有し、
　前記筒状突起は、前記筒状溝部の内側に所定の隙間をあけて嵌り込み、前記筒状突起と前記筒状溝部により、前記隙間流路にラビリンス部（１７）が形成されている、請求項２に記載の送風機。
　前記筒状突起のうち前記筒状溝部側の先端部（６１）は鋭角に形成された先尖り形状となっている、請求項３に記載の送風機。
　前記シュラウド筒部と前記シュラウド環状部との接続箇所は、前記ファンの軸芯を含む平面で切断して得られる断面視が複数の前記翼同士の間に形成される流路側に凸となる曲面形状となっている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の送風機。
　前記翼の回転方向から視て、前記翼の前縁は、前記吸込口から複数の前記翼同士の間に形成される流路へ吸い込まれる主流の上流側に向けて凸となる形状であり、
　前記翼の前縁のうち前記吸込口側の端部は、前記シュラウド筒部に接続している、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の送風機。
　前記翼の前縁は、前記シュラウド筒部に接続する前記吸込口側の端部から前記主板側の端部に向けて径方向内側に傾斜しており、前記主板側の端部（４０）が前記吸気ノズルの最内径（Ｄ_ＩＮ）よりも径方向内側で前記主板に接続している、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の送風機。
　前記吸気ノズルは、軸芯方向の一方の端部側から中央部に亘る部位の板厚が軸芯方向の他方の端部側の部位の板厚より厚い翼形状となっている、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の送風機。