WO2004099625A1

WO2004099625A1 - 遠心送風機

Info

Publication number: WO2004099625A1
Application number: PCT/JP2004/005661
Authority: WO
Inventors: Masahito Higashida
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2005-11-09
Also published as: AU2004236508A1; EP1624194A4; CN1274964C; KR20050028054A; KR100625416B1; CN1548775A; CN2723747Y; JP3698150B2; US20050226721A1; JP2004360670A; AU2004236508B2; US7163371B2; EP1624194A1

Abstract

　本発明は、吸入口近傍における流れの乱れを防ぐことが可能な遠心送風機を提供する。多翼送風機（１１０）は、回転軸線（Ｏ−Ｏ）方向から気体を吸入して回転軸線（Ｏ−Ｏ）に交差する方向に流体を吹き出す送風機であって、羽根車（１１３）とベルマウス（１１２）とを備えている。羽根車（１１３）は、回転軸線（Ｏ−Ｏ）を中心として回転する。ベルマウス（１１２）は、羽根車（１１３）に対向するように配置された吸入口（１１２ａ）と、吸入口（１１２ａ）の周囲に羽根車（１１３）側に向かって凹み負圧空間（Ｓ１）を形成する凹部（１１２ｄ）とを有し、吸入される気体を羽根車（１１３）に案内する。

Description

明細書

遠心送風機

技術分野

[0001] 本発明は、遠心送風機、特に、回転軸方向から気体を吸入して回転軸に交差する方向に気体を吹き出す遠心送風機に関する。

背景技術

[0002] 空気清浄機やエアコン等においては、送風を行うために、遠心送風機が用いられている。従来例として、図 1及び図 2に、多翼送風機と呼ばれる遠心送風機の一例を示す。ここで、図 1は、従来例の多翼送風機の側面図（具体的には、図 2の A— A断面図）を示し、図 2は、従来例の多翼送風機の平面図を示している。

多翼送風機 10は、羽根車 13、羽根車 13を格納するハウジング 11、羽根車 13を回転させるためのモータ 14等から構成されている。ここで、図 1及び図 2中の軸 O— Oは、羽根車 13及びモータ 14の回転軸線である。

羽根車 13は、円板状の主板 31の外周縁に多数枚の翼 33 (図 2では、多数枚の翼 33の一部のみを図示）の一端が固定され、それらの翼 33の他端が環状の側板 32で結ばれている。

ハウジング 1 1は、その平面視がスクロール形状の箱体であり、開口 11aと気体の吹出口 l ibとを有している。

ベルマウス 12は、ハウジング 11の開口 11aを覆うように配置されており、吸入される気体を羽根車 13に案内するための吸入口 12aが形成されている。吸入口 12aは、羽根車 13の側板 32に対向するように配置されている。ベルマウス 12は、吸入口 12aの内周縁に羽根車 13側に向かって延びる湾曲部 12bと、湾曲部 12bの半径方向外周側に開口 11aを覆うように形成された回転軸線 0_0に交差する方向に延びる平坦部 12cとを有している。

モータ 14を駆動して多翼送風機 10を作動させると、羽根車 13が、ハウジング 11に対して、図 2の回転方向 Rの向きに回転する。これにより、羽根車 13の各翼 33が内周側の空間から外周側の空間へと気体を昇圧して吹き出し、吸入口 12aから羽根車 13 の内周側の空間に気体が吸入されるとともに、羽根車 13の外周側に吹き出された気体が吹出口 l ibに集められて吹き出される。すなわち、多翼送風機 10は、図 1及び図 2に示される矢印 Wのように、主に、回転軸線〇_〇方向から気体を吸入し、吹出口 l ibから気体を吹き出す。

特許文献 1：特開平 9 - 209994号公報

発明の開示

このような多翼送風機 10においては、吸入口 12a近傍における気体の流れの乱れにより、騒音の増大及び送風性能の低下が生じている。このような吸入口 12a近傍における気体の流れの乱れとしては、以下のようなものがある。

(1)ベルマウスに沿って吸入口 12a流入する気体の流れ (壁面流れ）の乱れ図 1に示される矢印 Xのように、ハウジングの外周側からベルマウス 12の平坦部 12 cに沿って吸入口 12aに吸入される気体の流れ (壁面流れ X)が湾曲部 12b近傍で剥離してベルマウス 12に沿わなくなると、流れの乱れが生じる。

(2)羽根車 13の側板 32の近傍における旋回流れの乱れ

図 1に示される矢印 Yのように、羽根車 13の内部において、ハウジング 11内を流れる気体の一部は、側板 32近傍において、羽根車 13の外周に吹き出された後、羽根車 13のベルマウス 12近傍から羽根車 13の内周側に再度吸入されるような旋回流れを生じている。この旋回流れは、羽根車 13の内周側に向かってスムーズに流れないと、流れの乱れが生じる。

(3)壁面流れ Xと旋回流れ Yとの合流による乱れ

壁面流れ Xと旋回流れ Yとは、羽根車 13の内部において合流する力このとき、合流による流れの乱れが生じる。さらに、壁面流れ X及び旋回流れ Yに流れの乱れが生じていると、合流する際の流れの乱れが大きくなる。

(4)壁面流れ Xと主流（矢印 W)との合流による乱れ

軸方向から気体を吸入する型式の遠心送風機においては、一般に、壁面流れ Xの流線が回転軸方向から吸入口 12aに流入する主流の流線 (矢印 W参照）と直交しているため、壁面流れ Xが主流 Wに合流する際に流れの乱れが生じている。

ところで、空気清浄機やエアコン等に用レ、られる多翼送風機に対しては、低騒音化や高性能化が求められている。また、上記のような吸入口近傍の流れの乱れに起因する騒音の増大及び送風性能の低下は、多翼送風機のみならず、ラジアル送風機やターボ送風機等を含む遠心送風機に共通して生じるものである。

本発明の目的は、吸入口近傍における流れの乱れを防ぐことが可能な遠心送風機を提供することにある。

第 1の発明にかかる遠心送風機は、回転軸方向から気体を吸入して回転軸に交差する方向に気体を吹き出す遠心送風機であって、羽根車とベルマウスとを備えている。羽根車は、回転軸を中心として回転する。ベルマウスは、羽根車に対向するように配置された吸入口と、吸入口の周囲に羽根車側に向かって凹み負圧空間を形成する凹部とを有し、吸入される気体を羽根車に案内する。

この遠心送風機では、ベルマウスの吸入口の周囲に凹部を設けて負圧空間を形成しており、ベルマウスに沿って吸入口に流入する気体の流れ (壁面流れ）が凹部の近傍を通過する際に、この空間に引き込まれるように流れるため、結果として、壁面流れが剥離せずにベルマウスに沿って流れるようになる。これにより、吸入口近傍における流れの乱れが小さくすることができて、騒音の低減及び送風性能の向上を図ることができる。

第 2の発明にかかる遠心送風機は、第 1の発明にかかる遠心送風機において、ベルマウスは、平坦部と湾曲部とを有している。平坦部は、凹部の半径方向外周側において回転軸に交差する方向に延びる。湾曲部は、凹部の半径方向内周側において羽根車側に向かって延びており、吸入口を形成する。凹部の最も羽根車側に凹んだ部分は、平坦部と凹部との接続部分よりも羽根車側に位置しており、かつ、湾曲部と凹部との接続部分よりも羽根車側に位置している。

この遠心送風機では、凹部の最も羽根車側に凹んだ部分が平坦部と凹部との接続部分よりも羽根車側に位置しており、かつ、湾曲部と凹部との接続部分よりも羽根車側に位置しているため、凹部を設けることによって形成された負圧空間を確実に負圧状態にすることができる。

第 3の発明にかかる遠心送風機は、第 2の発明にかかる遠心送風機において、羽根車の外半径に対する回転軸中心から平坦部と凹部との接続部分までの長さの長さ比が、 0. 8倍以上、 1. 4倍以下である、請求項 2に記載の遠心送風機。

例えば、上記の長さ比を 0. 8倍よりも小さくすると、凹部と吸入口との間の径方向距離が小さいため、凹部によって壁面流れの剥離を抑える作用を十分に得る前に、壁面流れが吸入口に到達してしまう。一方、上記の長さ比を 1. 4倍よりも大きくすると、凹部と吸入口との間の径方向距離が大きいため、一旦剥離が抑えられた壁面流れが再度剥離し始めた状態になって吸入口に到達してしまう。

このように、この遠心送風機では、羽根車の外径サイズに応じて凹部を適切な径方向位置に配置することによって、凹部を形成することによって壁面流れの剥離を抑える作用を確実に吸入口近傍における流れの乱れが小さくする効果として発揮させること力 Sできる。

第 4の発明にかかる遠心送風機は、第 2又は第 3の発明にかかる遠心送風機において、平坦部を内周側に仮想的に延長することによって反羽根車側に形成される平面と、凹部の最も羽根車側に凹んだ部分から平坦部と凹部との接続部分に至る面とが、平坦部と凹部との接続部分においてなす角度は、 60° よりも大きぐ 90° 以下である。

例えば、上記の角度を 60° 以下にすると、壁面流れが平坦部から凹部に向かって流れる際に急激な圧力変化が生じにくくなり、壁面流れの剥離を抑える作用を十分に得に《なる。一方、上記の角度を 90° より大きくすると、負圧空間としてほとんど寄与しない空間が増加するだけで、壁面流れの剥離を抑える作用の向上への寄与が小さくなり、また、このようなベルマウスを樹脂等で成形する際には、型抜きが困難である。

このように、この遠心送風機では、平坦部と平坦部から凹部に向力面との角度を適切な角度範囲にすることによって、凹部を形成することによって壁面流れの剥離を抑える作用を確実に吸入口近傍における流れの乱れが小さくする効果として発揮させること力 Sできる。

第 5の発明にかかる遠心送風機は、第 2 4の発明のいずれかにかかる遠心送風機において、平坦部と凹部との接続部分と、湾曲部と凹部との接続部分とを仮想的に結ぶことによって、反羽根車側に形成される平面は、回転軸にほぼ直交している。この遠心送風機では、平坦部と凹部との接続部分と、湾曲部と凹部との接続部分とを仮想的に結ぶことによって、反羽根車側に形成される平面が、回転軸にほぼ直交しているため、凹部の近傍を通過する際の気体の流れを乱すことない。

第 6の発明にかかる遠心送風機は、第 2 5の発明のいずれかにかかる遠心送風機において、ベルマウスは、湾曲部と凹部との接続部分に、吸入口の周方向に間隔を空けて並んで配置され、湾曲部と凹部との接続部分よりも反羽根車側に突出する複数の凸部をさらに有している。

この遠心送風機では、ベルマウスの湾曲部と凹部との接続部分、すなわち、凹部の流れの下流側に複数の凸部を形成するようにしている。このようにすると、壁面流れは、凹部の近傍を通過した後に、一部が凸部に沿って流れ、残りが凸部間をそのまま湾曲部に沿って流れる。そして、凸部に沿って流れる気体は、その流線が主流の流線にほぼ一致するようになるため、乱れを生じることなぐ主流にスムーズに合流する。一方、湾曲部に沿って流れる気体は、凸部に沿って流れる気体が合流した主流に合流して吸入口に流入することになる。ここで、湾曲部に沿って流れる気体は、凸部が形成されていない場合に比べて、その流量が少なくなつているため、主流との合流による流れの乱れが緩和されてレ、る。

これにより、吸入口近傍における流れの乱れがさらに小さくなり、騒音の低減及び送風性能の向上を図ることができる。

第 7の発明にかかる遠心送風機は、第 6の発明にかかる遠心送風機において、凸部の最も反羽根車側に突出した部分は、平坦部と凹部との接続部分よりも反羽根車側に位置している。

この遠心送風機では、凸部の最も反羽根車側に突出した部分は、平坦部の凹部との接続部分よりも反羽根車側に位置しているため、壁面流れの一部を確実に凸部側に導くことができる。

第 8の発明にかかる遠心送風機は、第 1一 7の発明のいずれかにかかる遠心送風機において、凹部は、吸入口を囲むように環状に形成されている。

この遠心送風機では、凹部が吸入口を囲むように環状に形成されているため、吸入口の全周からの壁面流れに対して、ベルマウスに沿って流れさせる効果を発揮し、吸入口近傍における流れの乱れを小さくして、騒音の低減及び送風性能の向上を図ること力 Sできる。

第 9の発明にかかる遠心送風機は、第 1一 8の発明のいずれかにかかる遠心送風機において、羽根車は、主板と、複数の翼と、環状の側板とを有している。主板は、回転軸を中心として回転する。翼は、回転軸を中心として環状に配置され、それぞれの反吸入口側の端部が主板に固定されている。側板は、複数の翼の吸入口側の端部を結んでいる。凹部の羽根車側の面は、側板に沿う形状を有している。

この遠心送風機では、凹部の羽根車側の面が側板に沿う形状を有しているため、壁面流れの乱れを小さくするとともに、側板の近傍における旋回流れの乱れを小さくして、旋回流れの乱れに起因する騒音を低減することが可能である。

第 10の発明にかかる遠心送風機は、第 9の発明にかかる遠心送風機において、湾曲部の羽根車側の端部は、側板の吸入口側の端部よりも半径方向内周側に配置され、かつ、側板の吸入口側の端部と回転軸方向に重なるように配置されている。この遠心送風機では、湾曲部の羽根車側の端部と側板の吸入口側の端部とが側板の半径方向内周側の位置で重なるように配置されているため、壁面流れと旋回流れとの合流がスムーズになり、騒音の低減をさらに図ることができる。

第 11の発明にかかる遠心送風機は、第 1一 8の発明のいずれかにかかる遠心送風機おいて、羽根車に対向するように形成された開口と、外周側に形成された吹出口とを有し、羽根車を格納するスクロール形状のハウジングをさらに備えている。ベルマウスは、ハウジングの開口に吸入口が対応するように設けられている。

この遠心送風機では、ハウジングの軸方向寸法が小さくなる部分が凹部を設けた部分のみに限定されているため、ハウジング内の空間容積が確保される。

第 12の発明にかかる遠心送風機は、第 9又は 10の発明にかかる遠心送風機において、羽根車に対向するように形成された開口と、外周側に形成された気体の吹出口とを有し、羽根車を格納するスクロール形状のハウジングをさらに備えている。ベルマウスは、ハウジングの開口に吸入口が対応するように設けられている。そして、主板の複数の翼の間に位置する翼間部は、少なくとも翼の回転方向前方が切り欠かれている。この遠心送風機では、羽根車の主板の複数の翼の間に位置する翼間部の少なくとも翼の回転方向前方が切り欠かれているため、この翼間部を通じて主板とハウジングとの間の隙間にも気体が流れるようになつている。これにより、ハウジングの空間容積を十分に活用することができる。

図面の簡単な説明

[図 1]従来例の多翼送風機の側面図（図 2の A— A断面図）である。

[図 2]従来例の多翼送風機の平面図である。

[図 3]本発明の第 1実施形態に力かる多翼送風機の側面図（図 4の A— A断面図）である。

[図 4]本発明の第 1実施形態に力かる多翼送風機の平面図である。

[図 5]図 3の拡大図であって、多翼送風機のベルマウスの凹部近傍を示す図である。

[図 6]図 3の拡大図であって、ベルマウスの凹部近傍の壁面流れ及び旋回流れを説明する図である。

[図 7]性能比較用の多翼送風機の側面図であって、図 3に相当する図である。

[図 8]ベルマウスに凹部を有する多翼送風機とベルマウスに凹部を有しない多翼送風機との性能を比較した風量一騒音値特性図である。

[図 9]図 3、図 11、及び図 15の H— H断面図である。

[図 10]羽根車の翼間部における気体の流れを説明する図である。

[図 11]本発明の第 2実施形態に力、かる多翼送風機の側面図（図 12の A— A断面図）である。

[図 12]本発明の第 2実施形態に力、かる多翼送風機の平面図である。

[図 13]図 11の拡大図であって、多翼送風機のベルマウスの凹部近傍を示す図である。

[図 14]図 11の拡大図であって、ベルマウスの凹部近傍の壁面流れ及び旋回流れを説明する図である。

[図 15]本発明の第 3実施形態に力かる多翼送風機の側面図であって、図 3に相当する図である。

発明を実施するための最良の形態以下、図を用いて、本発明にかかる多翼送風機 (遠心送風機）の実施形態について説明する。

[第 1実施形態]

(1)多翼送風機の構成

図 3に、本発明の第 1実施形態にかかる多翼送風機 110を示す。ここで、図 3は、本発明の第 1実施形態に力、かる多翼送風機 110の側面図（具体的には、図 4の A— A断面図）を示し、図 4は、多翼送風機 110の平面図を示している。

多翼送風機 110は、従来例の多翼送風機 10 (図 1及び図 2参照）と同様に、羽根車 113、羽根車 1 13を格納するハウジング 111、羽根車 113を回転させるためのモータ 114等から構成されている。ここで、図 3及び図 4中の軸 0—0は、羽根車 113及びモータ 114の回転軸線である。

羽根車 113は、円板状の主板 131の外周縁に多数枚の翼 133 (図 4では、多数枚の翼 133の一部のみを図示）の一端が固定され、それらの翼 133の他端が環状の側板 132で結ばれている。尚、本実施形態において、側板 132は、従来例の多翼送風機 10の側板 32と形状が異なっている。具体的には、側板 132は、外周縁から内周縁に向力につれて反主板 131側（すなわち、後述の吸入口 112a側）に向かって傾斜する環状の部材である。

ハウジング 1 11は、従来の多翼送風機 10と同様に、その平面視がスクロール形状の箱体であり、開口 111aと気体の吹出口 111bとを有している。また、モータ 114は、本実施形態において、羽根車 113の内周側の空間に配置されており、図示しないサポート部材を介してハウジング 1 11に支持されてレ、る。

ベルマウス 112は、ハウジング 111の開口 11 laを覆うように配置されており、吸入される気体を羽根車 113に案内するための吸入口 112aが形成されてレ、る。吸入口 11 2aは、羽根車 113の側板 132に対向するように配置されている。尚、本実施形態において、ベノレマウス 112は、従来例の多翼送風機 10のベルマウス 12と形状が異なつており、吸入口 112aの周囲に羽根車 113側に向かって凹んだ凹部 112dを有している。具体的には、ベノレマウス 112は、吸入口 112aの内周縁に羽根車 113側に向かつて延びる湾曲部 112bと、湾曲部 112bの半径方向外周側に形成された凹部 112d と、凹部 112dの半径方向外周側に開口 111aを覆うように形成された回転軸線 O-O に交差する方向に延びる平坦部 112cとを有している。また、凹部 112dは、吸入口 1 12aを囲むように環状に形成されてレ、る。

次に、図 5を用いて、多翼送風機 110のベルマウス 112の凹部 112d近傍の構造について詳細に説明する。ここで、図 5は、図 3の拡大図であって、多翼送風機 110のベルマウス 112の凹部 112d近傍を示す図である。

ここで、湾曲部 112bと凹部 112dとの接続部分 (詳細には、この部分の反羽根車 1 13側面）を点 Bとし、凹部 112dの最も羽根車 113側に凹んだ部分 (詳細には、この部分の反羽根車 113側面）を点 Cとし、平坦部 112cと凹部 112dとの接続部分 (詳細には、この部分の反羽根車 113側面）を点 Dとすると、点 Cは、点 B及び点 Dよりも羽根車 113側に位置している。

また、本実施形態において、羽根車 113の外半径 c) Rに対する回転軸線 O-Oから点 Dまでの長さ φ ι:の長さ比 φ ι·/ φ !力 0. 8倍以上、 1. 4倍以下になっている。また、本実施形態において、点 Βと点 Dとを仮想的に結ぶことによって形成される平面 115は、回転軸線〇_〇に対してほぼ直交しており、平坦部 112cの反羽根車 113 側の面と同一平面上に位置している。このため、凹部 112dの近傍を通過する際の気体の流れ (壁面流れ)を乱すことがなレ、ようになってレ、る。

また、平坦部 112cを内周側に仮想的に延長することによって反羽根車 113側に形成される平面（本実施形態においては、平面 115と同じ平面）と、点 Cから点 Dに至る面とが、点 Dにおいてなす角度 Θは、 60° よりも大きぐ 90° 以下になっている。また、ベルマウス 112の凹部 112dの羽根車 113側の面（特に、点 Bと点 Cとの間に対応する面）は、側板 132の形状に沿う形状を有している。すなわち、ベルマウス 11 2に凹部 112dが形成されることによって、ベルマウス 112に側板 132に沿う形状が形成されている。

さらに、ベルマウス 112の湾曲部 112bの羽根車 113側の端部は、側板 132の吸入口 112a側の端部よりも半径方向内周側に配置され、かつ、側板 132の吸入口 112a 側の端部と回転軸線〇_〇方向に重なるように配置されている（図 5の E参照）。

尚、本実施形態の多翼送風機 110では、ハウジング 111の軸方向寸法 F (図 3参照 )が小さくなる部分が凹部 112dを設けた部分（図 3の f参照）のみに限定されており、ハウジング 111内の空間容積が狭くなる部分が極力少なくなつてレ、る。

(2)多翼送風機の動作

次に、多翼送風機 110の動作について、図 3、図 4及び図 6を用いて説明する。ここで、図 6は、図 3の拡大図であって、ベルマウス 112の凹部 112d近傍の壁面流れ及び旋回流れを説明する図である。

モータ 114を駆動して多翼送風機 110を作動させると、羽根車 113が、ハウジング 1 11に対して、図 4の回転方向 Rの向きに回転する。これにより、羽根車 113の各翼 13 3が内周側の空間から外周側の空間へと気体を昇圧して吹き出し、吸入口 112aから羽根車 113の内周側の空間に気体が吸入されるとともに、羽根車 113の外周側に吹き出された気体が吹出口 111bに集められて吹き出される。すなわち、多翼送風機 1 10は、従来の多翼送風機 10と同様に、図 3及び図 4に示される矢印 Wのように、主

1

に、回転軸〇一〇方向から気体を吸入し、吹出口 l l lbから気体を吹き出す。

ここで、ベルマウス 112の吸入口 112a近傍において、気体の壁面流れ及び旋回流れは、図 3及び図 6に示すようになつている。

壁面流れ（図中の矢印 X )は、気体が凹部 112d近傍を通過する際に、凹部 112d を設けることによって形成された空間（図 6中の符号 S )が負圧になり、この空間 Sに引き込まれるように流れるため、結果として、従来の壁面流れ（図中の 2点鎖線の矢印 X)のような流れの剥離が生じることなぐベルマウス 112に沿って流れるようになつている。これにより、吸入口 112a近傍における流れの乱れが小さくなり、騒音の低減及び送風性能の向上が実現されている。

しかも、多翼送風機 110では、凹部 112dの点 Cが点 Dよりも羽根車 113側に位置しており、かつ、点 Bよりも羽根車 113側に位置しているため、空間 Sを確実に負圧に

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することができるようになつている。

また、多翼送風機 110では、図 5に示されるように、羽根車 113の外半径 φ Ιに対する回転軸線〇_〇から点 Dまでの長さ φ ι·の長さ比 φ Γ/ φ Ι力 0. 8倍以上、 1. 4 倍以下になっている。ここで、例えば、長さ比 (KZ (i) Rを 0. 8倍よりも小さくすると、凹部 112dと吸入口 112aとの間の径方向距離が小さくなるため、凹部 112dによって壁面流れの剥離を抑える作用を十分に得る前に、壁面流れが吸入口 112aに到達してしまう。一方、長さ比 φ ιτ/ φ Ιを 1. 4倍よりも大きくすると、凹部 112dと吸入口 112 aとの間の径方向距離が大きくなるため、一旦剥離が抑えられた壁面流れが再度剥離し始めた状態になって吸入口 112aに到達してしまう。このように、この多翼送風機 110では、羽根車 113の外径サイズに応じて凹部 1 12dを適切な径方向位置に配置することによって、凹部 112dを形成することによって壁面流れの剥離を抑える作用を確実に吸入口 112a近傍における流れの乱れが小さくする効果として発揮させることができるようになつている。

また、多翼送風機 110では、図 5に示されるように、平坦部 1 12cを内周側に仮想的に延長することによって反羽根車 113側に形成される平面 115と、点 Cから点 Dに至る面とが、点 Dにおいてなす角度 Θ力 60° よりも大きぐ 90° 以下になっている。ここで、例えば、角度 Θを 60° 以下にすると、壁面流れが平坦部 112cから凹部 112d に向かって流れる際に急激な圧力変化が生じにくくなり、壁面流れの剥離を抑える作用を十分に得に《なる。一方、角度 Θを 90° より大きくすると、負圧空間としてほとんど寄与しない空間が増加するだけで、壁面流れの剥離を抑える作用の向上への寄与が小さくなり、このようなベルマウス 112を樹脂等で成形する際には、型抜きが困難である。このように、この多翼送風機 110では、平坦部 112cと凹部 112dに向かう面との角度 Θを適切な角度範囲にすることによって、凹部 112dを形成することによつて壁面流れの剥離を抑える作用を確実に吸入口 112a近傍における流れの乱れが小さくする効果として発揮させることができる。

また、凹部 112dは、吸入口 1 12aを囲むように環状に形成されているため、吸入口 112aの全周からの壁面流れに対して、ベルマウス 112に沿って流れさせる効果を発揮できるようになつている。

また、ハウジング 111内において、羽根車 113の外周に吹き出された気体がベルマウス 112と側板 132との軸方向間の流路を通って羽根車 113の内周側に再度吸入される流れである旋回流れ（図中の矢印 Y )は、ベルマウス 1 12に凹部 112dが形成されており、凹部 112dの羽根車 113側の面が側板 132に沿う形状を有しているため、羽根車 113の内周側に向かってスムーズに流れることができるようになつている。これにより、壁面流れの乱れが小さくなるとともに、側板 132の近傍における旋回流れの乱れも小さくなり、旋回流れの乱れに起因する騒音の低減が実現されている。

さらに、湾曲部 112bの羽根車 113側の端部と側板 132の吸入口 112a側の端部とが側板 132の内周側の位置で重なるように配置されているため、壁面流れ Xと旋回

1 流れ Yとがいずれも羽根車 113の軸方向主板 131側に向かって流れることができるようになり、壁面流れ Xと旋回流れ Yとの合流がスムーズになされるようになつている

1 1

。これにより、壁面流れ Xと旋回流れ Yとの合流による流れの乱れも小さくなり、壁面

1 1

流れ Xと旋回流れ Yとの合流に起因する騒音の低減が実現されている。

1 1

(3)実験例

本発明の効果を確認するために、本実施形態の多翼送風機 110におけるベルマウス 112の凹部 112dの有無が騒音性能及び送風性能にどのように影響するかについて、以下の実験を行った。ここで、本実施形態の多翼送風機 110の性能比較用の多翼送風機として、図 7に示すように、羽根車 113と同じ羽根車 213と凹部 112dのないベルマウス 212とを備えた多翼送風機 210を準備した。また、実験に使用した羽根車のサイズは、羽根車 113及び羽根車 213の両方とも、羽根車の外径が 260mm、羽根車の幅が 70mmであった。

このような 2つの多翼送風機 110及び 210について、風量及び騒音値データを計測したところ、図 8のような結果が得られた。ここで、図 8の丸プロット及び鎖線は、性能比較用の多翼送風機 210 (すなわち、ベルマウスの凹部なし）の実験データを示しており、四角プロット及び実線は、本実施形態の多翼送風機 110 (すなわち、ベルマウスの凹部あり）の実験データを示している。

この実験結果によると、騒音値については、本実施形態の多翼送風機 110は、性能比較用の多翼送風機 210よりも、同一風量条件（例えば、風量が 7m³/min)において、騒音値が ldB程度小さくなつており（他の風量条件でも同様）、騒音性能が優れていることがわかる。これは、上記で説明したように、ベルマウスに凹部を設けたことにより、吸入口近傍の流れの乱れが小さくなつたことに起因していると考えられる。また、同一風量条件における羽根車の回転数は、例えば、風量が 7m³/minのとき、多翼送風機 110では 754min— ¹であり、多翼送風機 210では 783min— ¹であり、多翼送風機 110の方が小さくなつている（他の風量条件でも同様）。このため、ベルマウスに凹部を有する多翼送風機 110は、ベルマウスに凹部を有しない多翼送風機 210 に比べて同一の風量を得るために必要なモータ動力が小さくなることを示しており、送風性能も優れてレ、ること力わ力、る。

以上により、本実施形態の多翼送風機 110のように、ベルマウス 112に凹部 112d を設けると、騒音性能及び送風性能の向上が図ることができる。

(4)変形例

本実施形態の多翼送風機 110において、図 9に示されるように、羽根車 113の主板 131の複数の翼 133の間に位置する翼間部 134の少なくとも翼 133の回転方向前方を切り欠いてもよい。

これにより、図 10に示されるように、翼間部 134を通じて主板 131とハウジング 111 との間の隙間 Iにも気体が流れるようになる。これにより、ハウジング 111の空間容積を十分に活用することができる。

[第 2実施形態]

第 1実施形態の多翼送風機 110では、ベルマウス 112に凹部 112dを設けることによって、ベルマウス 112に沿って吸入口 112aに流入する気体（壁面流れ）の流れの剥離を防いで流れの乱れを小さくするようにしている力これに加えて、壁面流れが主流に合流する際に生じる流れの乱れを小さくすることが望ましい。

そこで、本実施形態の多翼送風機 310では、図 11に示すように、ベルマウスの湾曲部 312bと凹部 312dとの接続部分、すなわち、凹部 312dの流れの下流側に複数の凸部 312eを設けている。以下、図を用いて、本実施形態の多翼送風機 310について説明する。

(1)多翼送風機の構成

図 11は、第 2実施形態に力かる多翼送風機 310の側面図（具体的には、図 12の A 一 A断面図）を示し、図 12は、多翼送風機 310の平面図を示している。

多翼送風機 310は、第 1実施形態の多翼送風機 110と同様に、羽根車 313、羽根車 313を格糸内するノヽウジング 311、羽根車 313を回転させるためのモータ 314等から構成されている。ここで、図 11及び図 12中の軸〇_〇は、羽根車 313及びモータ 31 4の回転軸線である。

羽根車 313は、第 1実施形態の羽根車 113と同様に、円板状の主板 331の外周縁に多数枚の翼 333 (図 12では、多数枚の翼 333の一部のみを図示）の一端が固定され、それらの翼 333の他端が環状の側板 332で結ばれている。

ハウジング 311は、第 1実施形態のハウジング 111と同様に、その平面視がスクロール形状の箱体であり、開口 31 laと気体の吹出口 31 lbとを有してレ、る。

ベノレマウス 312は、第 1実施形態のベルマウス 112と同様に、ハウジング 311の開口 311aを覆うように配置されており、吸入される気体を羽根車 313に案内するための吸入口 312aが形成されている。吸入口 312aは、羽根車 313の側板 332に対向するように配置されている。尚、本実施形態において、ベルマウス 312は、第 1実施形態の多翼送風機 110のベルマウス 112と形状が異なっており、凹部 312dに加えて、複数の凸部 312eを有している。具体的には、複数の凸部 312eは、図 11及び図 12に示すように、湾曲部 312bと凹部 312dとの接続部分において、吸入口 312aの周方向に間隔を空けて並んで配置されており、湾曲部 312bと凹部 312dとの接続部分よりも反羽根車 313側に突出するように形成されている。また、複数の凸部 312eは、吸入口 312aの周囲に環状に設けられた凹部 312dに対応するように、放射状に配置されている（図 12では、複数の凸部 312eの一部のみを図示）。

次に、図 13を用いて、多翼送風機 310のベルマウス 312の凹部 312d近傍の構造について詳細に説明する。ここで、図 13は、図 11の拡大図であって、多翼送風機 31 0のベルマウス 312の凹部 312d近傍を示す図である。

ここで、第 1実施形態のベルマウス 112と同様に、湾曲部 312bと凹部 312dとの接続部分 (詳細には、この部分の反羽根車 313側面）を点 B'とし、凹部 312dの最も羽根車 313側に凹んだ部分 (詳細には、この部分の反羽根車 313側面）を点 C 'とし、平坦部 312cと凹部 312dとの接続部分 (詳細には、この部分の反羽根車 313側面）を点 D'とすると、点 C 'は、点 B '及び点 D'よりも羽根車 313側に位置している。

また、本実施形態においても、第 1実施形態と同様に、羽根車 313の外半径< ) に対する回転軸線 0—0から点 D 'までの長さ φ Γ 'の長さ比 φ Γ' Ζ φ Κ'が、 0. 8倍以上、 1. 4倍以下になっている。また、本実施形態においても、第 1実施形態と同様に、点 B'と点 D'とを仮想的に結ぶことによって形成される平面 315は、回転軸線〇_〇に対してほぼ直交しており、平坦部 312cの反羽根車 313側の面と同一平面上に位置している。このため、凹部 31 2dの近傍を通過する際の気体の流れ (壁面流れ)を乱すことがなレ、ようになってレ、るまた、本実施形態においても、第 1実施形態と同様に、平坦部 312cを内周側に仮想的に延長することによって反羽根車 313側に形成される平面 (本実施形態においては、平面 315と同じ平面）と、点 C'から点 D'に至る面と力点 D'においてなす角度 Θ，は、 60° よりも大きぐ 90。以下になっている。

また、ベルマウス 312の凹部 312dの羽根車 313側の面（特に、点 B'と点 C'との間に対応する面）は、第 1実施形態と同様に、側板 332の形状に沿う形状を有している。すなわち、ベルマウス 312に凹部 312dが形成されることによって、ベノレマウス 312 に側板 332に沿う形状が形成されている。

さらに、ベルマウス 312の湾曲部 312bの羽根車 313側の端部は、第 1実施形態と同様に、側板 332の吸入口 312a側の端部よりも半径方向内周側に配置され、かつ、側板 332の吸入口 312a側の端部と回転軸線〇-〇方向に重なるように配置されている。

凸部 312eは、その最も反羽根車 313側に突出した部分（点 G' )が点 D'よりも反羽根車 313側に位置している。また、凸部 312eは、湾曲部 312bと凹部 312dとを滑らかに繋ぐように設けられている。

尚、本実施形態の多翼送風機 310では、第 1実施形態と同様に、ハウジング 311の軸方向寸法が小さくなる部分が凹部 312dを設けた部分のみに限定されており、ハウジング 311内の空間容積が狭くなる部分が極力少なくなつている。

(2)多翼送風機の動作

次に、多翼送風機 310の動作について、図 11、図 12及び図 14を用いて説明する。ここで、図 14は、図 11の拡大図であって、ベノレマウス 312の凹部 312d近傍の壁面流れ及び旋回流れを説明する図である。

モータ 314を駆動して多翼送風機 310を作動させると、羽根車 313が、ハウジング 3 11に対して、図 12の回転方向 Rの向きに回転する。これにより、羽根車 313の各翼 3 33が内周側の空間から外周側の空間へと気体を昇圧して吹き出し、吸入口 312aから羽根車 313の内周側の空間に気体が吸入されるとともに、羽根車 313の外周側に吹き出された気体が吹出口 31 lbに集められて吹き出される。すなわち、多翼送風機 310は、第 1実施形態の多翼送風機 110と同様に、図 11及び図 12に示される矢印 Wのように、回転軸 0—0方向から気体を吸入し、吹出口 31 lbから気体を吹き出す

2

ここで、ベノレマウス 312の吸入口 312a近傍にぉレ、て、気体の壁面流れ及び旋回流れは、図 11及び図 14に示すようになつている。

壁面流れ（図中の矢印 X )は、第 1実施形態と同様に、凹部 312d近傍を通過する

2

際に、凹部 312dを設けることによって形成された空間 Sに引き込まれるように流れる

2

ため、流れの剥離が生じることなぐベルマウス 312に沿って流れるようになつている。次に、凹部 312d近傍を通過した壁面流れ Xは、一部（図中の矢印 Z )が凸部 312

2 2

eに沿って流れ、残り（図中の矢印 Z )が凸部 312e間をそのまま湾曲部 312bに沿つて流れる。そして、凸部 312eに沿って流れる気体 Zは、その流線が回転軸線 O-O

2

に沿って吸入口 312aに流入する主流（図 11の矢印 W )の流線にほぼ一致するよう

2

になるため、乱れを生じることなぐ主流 Wにスムーズに合流する。一方、湾曲部 31

2

2bに沿って流れる気体 Zは、凸部 312eに沿って流れる気体 Zが合流された主流 W

1 2

に合流して吸入口 312aに流入することになる。ここで、湾曲部 312bに沿って流れる

2

気体 Zは、第 1実施形態のように、凸部 312eが形成されていない場合に比べて、流

1

量が少なくなつているため、主流 wとの合流による流れの乱れが緩和されている。

2

しかも、点 G'が点 D'よりも反羽根車 313側に位置しているため、ベルマウス 312の平坦部 312cに沿って吸入口 312aに流入しょうとする壁面流れ Xの一部を確実に凸

2

部 312e側に導くことができる。

これにより、吸入口 312a近傍における壁面流れ Xの乱れがさらに小さくなるため、

2

第 1実施形態と同様の騒音の低減及び送風性能の向上の効果とともに、主流 wと壁

2 面流れ Xとの合流による騒音の低減及び送風性能の向上を図ることができる。

2

(3)変形例本実施形態の多翼送風機 310において、第 1実施形態と同様に、図 9に示されるように、羽根車 313の主板 331の複数の翼 333の間に位置する翼間部 334の少なくとも翼 333の回転方向前方を切り欠いてもよい。

これにより、図 10に示されるように、翼間部 334を通じて主板 331とハウジング 311 との間の隙間 I'にも気体が流れるようになる。これにより、ハウジング 311の空間容積を十分に活用することができる。

[第 3実施形態]

第 1実施形態の多翼送風機 110では、側板として、外周縁から内周縁に向力につれて反主板 131側（すなわち、後述の吸入口 112a側）に向かって傾斜する環状の側板 132を使用しているが、従来例の多翼送風機 10 (図 1参照）の側板 32と同様の形状の側板 432を使用した羽根車 413を備えた多翼送風機 410 (図 15参照）としてもよレ、。

具体的には、多翼送風機 410は、主に、従来例の多翼送風機 10の羽根車 13と同じ形状の羽根車 413と、第 1実施形態の多翼送風機 110のベルマウス 112と同じ形状のベルマウス 412とを備えている。また、ハウジング 411は、第 1実施形態のハウジング 111と同様に、その平面視がスクロール形状の箱体であり、開口 411aと気体の吹出口 411bとを有している。さらに、ベルマウス 412は、第 1実施形態の多翼送風機 110のノレマウス 112と同じ形状であるため、吸人口 412aと、湾曲咅 412bと、吸人口 412aを囲むように環状に形成された凹部 412dと、平坦部 412cとを有している。ここで、第 1実施形態の点 B、 C、 D及び平面 115と同様に、湾曲部 412bと凹部 412d との接続部分は点 B"であり、凹部 412dの最も羽根車 413側に凹んだ部分は点 C" であり、平坦部 412cと凹部 412dとの接続部分は点 D"であり、点 B"と点 D"とを仮想的に結ぶことによって形成される平面は平面 415である。

この場合においても、第 1実施形態の多翼送風機 110と同様に、凹部 412dを設けることによって空間 Sを負圧にすることができるため、吸入口 412a近傍における流れ

3

の乱れが小さくなり、騒音の低減及び送風性能の向上を図ることができる。

また、図示はしないが、上記の多翼送風機 410のベルマウス 412において、第 2実施形態のベルマウス 312の凸部 312eと同様な凸部を設けて、さらに騒音の低減及び送風性能の向上を図るようにしてもよい。また、図示はしないが、第 1及び第 2実施形態と同様に、羽根車 413の主板 431の複数の翼 433の間に位置する翼間部の少なくとも翼の回転方向前方を切り欠いて、ハウジング 411の空間容積を十分に活用することができるようにしてもょレ、。

[他の実施形態]

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなぐ発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、前記実施形態は、本発明を前傾翼の羽根車を有する多翼送風機に採用しているが、これに限定されず、ラジアル送風機やターボ送風機等のような回転軸方向から気体を吸入して回転軸に交差する方向に気体を吹き出す遠心送風機に適用可能である。

産業上の利用可能性

本発明を利用すれば、回転軸方向から気体を吸入して回転軸に交差する方向に気体を吹き出す遠心送風機において、吸入口近傍における流れの乱れを防ぐことが可能となる。

Claims

請求の範囲

回転軸方向から気体を吸入して回転軸（o— o)に交差する方向に気体を吹き出す遠心送風機（110、 310、 410)であって、

回転軸を中心として回転する羽根車（113、 313、 413)と、

前記羽根車に対向するように配置された吸入口（112a、 312a, 412a)と、前記吸入口の周囲に羽根車側に向かって凹み負圧空間（Sl、 S2、 S3)を形成する凹部（1 12d、 312d、 412d)とを有し、吸入される気体を前記羽根車に案内するベルマウス（ 112、 312、 412)と、

を備えた遠心送風機（110、 310、 410)。

前記べノレマウス（112、 312、 412)は、前記凹部（112d、 312d、 412d)の半径方向外周側において回転軸（O-O)に交差する方向に延びる平坦部（112c、 312c, 4 12c)と、前記凹部の半径方向内周側において羽根車側に向かって延び前記吸入口 (112a, 312a, 412a)を形成する湾曲部（112b、 312b, 412b)とを有しており、前記凹部の最も羽根車側に凹んだ部分（C、 C'、 C")は、前記平坦部と前記凹部との接続部分 (D、 D'、 D")よりも羽根車側に位置しており、かつ、前記湾曲部と前記凹部との接続部分 (B、 B'、 B")よりも羽根車側に位置している、

請求項 1に記載の遠心送風機（110、 310、 410)。

前記羽根車の外半径（ φ R、 φ R' )に対する回転軸（〇_〇）中心から前記平坦部（ 112c, 312c, 412c)と前記凹咅 B (112d、 312d、 412d)との接続き分（D、 D'、 D") までの長さ r、）の長さ比（(^7 () 1^ φ τ'Ζ φ ΐ^Ίが、 0. 8倍以上、 1. 4倍以下である、請求項 2に記載の遠心送風機（110、 310、 410)。

前記平坦部（112c、 312c, 412c)を内周側に仮想的に延長することによって反羽根車佃 Jに形成される平面（115、 315、 415)と、前記凹き (112d、 312d、 412d)の最も羽根車側に凹んだ部分 (C、 C'、 C")から前記平坦部と前記凹部との接続部分（ D、 D'、 D")に至る面とが、前記平坦部と前記凹部との接続部分においてなす角度（ θ、 Θ ' )は、 60° よりも大きぐ 90° 以下である、請求項 2又は 3に記載の遠心送風機（110、 310、 410)。

前記平坦咅（112c、 312c, 412。）と前記四咅（112(1、 312d、 412d)との接続咅分 (D、D，、D，，）と、前記湾曲部（112b、 312b、412b)と前記凹部との接続部分 (B 、 B'、 B")とを仮想的に結ぶことによって反羽根車側に形成される平面（115、 315、 415)は、回転軸（〇_〇）にほぼ直交している、請求項 2— 4のいずれかに記載の遠心送風機（110、 310、 410)。

前記ベルマウス (312)は、前記湾曲部 (312b)と前記凹部（312d)との接続部分 ( Β' )に、前記吸入口（312a)の周方向に間隔を空けて並んで配置され、前記湾曲部と前記凹部との接続部分よりも反羽根車側に突出する複数の凸部（312e)をさらに有している、請求項 2 5のいずれかに記載の遠心送風機（310)。

前記凸部（312e)の最も反羽根車側に突出した部分 (G' )は、前記平坦部（312c) と前記凹部（312d)との接続部分 (D' )よりも反羽根車側に位置している、請求項 6に記載の遠心送風機（310)。

前記凹部（112d、 312d、 412d)は、前記吸入口 (112a, 312a, 412a)を囲むように環状に形成されている、請求項 1一 7のいずれかに記載の遠心送風機（110、 310 、 410)。

前記羽根車（113、 313)は、回転軸（O-O)を中心として回転する主板（131、 331 )と、回転軸を中心として環状に配置されそれぞれの反吸入口側の端部が前記主板に固定された複数の翼（133、 333)と、前記複数の翼の吸入口側の端部を結ぶ環状の側板（132、 332)とを有しており、

前記凹部（112d、 312d)の羽根車側の面は、前記側板に沿う形状を有している、請求項 1一 8のレ、ずれかに記載の遠心送風機（110、 310)。

前記湾曲部（112b、 312b)の羽根車側の端部は、前記側板（132、 332)の吸入口側の端部よりも半径方向内周側に配置され、かつ、前記側板の吸入口側の端部と回転軸方向に重なるように配置されている、請求項 9に記載の遠心送風機（110、 31 0)。

前記羽根車（113、 313、 413)に対向するように形成された開口（l l la、 311a, 4 11a)と、外周側に形成された気体の吹出口（11 lb、 311b, 41 lb)とを有し、前記羽根車を格納するスクロール形状のハウジング（111、 311、 411)をさらに備えており、前記ベルマウス（112、 312、 412)は、前記ハウジングの前記開口に前記吸入口（ 112a, 312a, 412a)力 S対応するように設けられてレヽる、

請求項 1一 8のいずれかに記載の遠心送風機（110、 310、 410)。

前記羽根車（113、 313)に対向するように形成された開口（l l la、 311 a)と、外周側に形成された気体の吹出口（l l lb、 311b)とを有し、前記羽根車を格納するスクロール形状のハウジング（111、 311)をさらに備えており、

前記ベルマウス（112、 312)は、前記ハウジングの前記開口に前記吸入口（112a 、 312a)が対応するように設けられており、

前記主板（131、 331)の前記複数の翼（133、 333)の間に位置する翼間部（134 、 334)は、少なくとも前記翼の回転方向前方が切り欠かれている、

請求項 9又は 10に記載の遠心送風機（110、 310)。