JP4659389B2 - 遠心型送風機 - Google Patents

Description

本発明は、送風機器に使用される遠心型送風機に関する。

従来の遠心型送風機は、図７に示す構成が一般的であった。
この遠心型送風機１００は、渦巻状の通風路１０１を持つスクロールケーシング１０２と、この内部に主板１０３と副板１０４および複数の翼１０５からなる羽根車１０６とで構成され、スクロールケーシング１０２の側面には、吸込み口１０７が、スクロールケーシング１０２の外周面には、吐出し口１０８が設けられている。
羽根車１０６は図示しない電動機の回転軸あるいは電動機の回転子に直接、接続されて、回転駆動される。電動機の回転により、羽根車１０６が回転し、空気が吸込み口１０７より吸込まれ、スクロールケーシング１０２内に流入する。スクロールケーシング１０２内に流入した空気は、図８に示すように、羽根車１０６の回転により圧力が上昇し、スクロールケーシング１０２に沿って、旋回しながら、吐出し口１０８から吐出される。このとき、空気流は吐出し側通風路１０９に沿って直線的な流れに変わるが、旋回成分は完全には、直線的な流れにならず、吐出し空気流は、水平軸に対して、１０度ほど、下向きに傾いた流れとなっている。すなわち、羽根車１０６の回転方向に曲がった流れとなる。

図９は、従来の遠心型送風機における吐出し流速の大きさを等高線で示したもので、図中の数字は流速の大きさをあらわしたものである。単位はｍ/秒である。図中、流速の大きな部分は、下側に傾いた分布となっている。また、吐出し口からの流れは、舌部１１１のある側、すなわち、図の下側で、等高線が密となり、速度が大きく変化していることを示している。
すなわち、従来の遠心型送風機１００からの吐出し流れは、流れの向き、大きさともに偏ったものとなっている。
以上のような空気流を例えば、高温物体の冷却に用いると、冷却のムラを発生させるなどの問題を生ずるおそれがある。このため、遠心型送風機１００の吐出し流を用いる場合は、組付け後に、空気流が所定の箇所に到達するか確認する必要があるなど、二重の手間を要している。
この対策として、複数の案内板を設けて流れを整える方法があるが(特許文献１参照)、速度の大きさの偏りを解消することはできず、解決策とはなっていない。

図１０は、図７で示した従来の遠心型送風機の吐出し側通風路１０９に、複数の案内板１１０を設けたもので、図１１は、吐出し流れをベクトルで示したものである。図１１から吐出し流れは水平となり、一見して、改善の効果が見られるが、図１２の吐出し流速の大きさを等高線で表したものを見ると、図の下側ほど、等高線は密になり、舌部１１１に近い側が、速度が大きく変化していることがわかる。すなわち、複数の案内板１１０を設けるという手法は、流れの方向を整える効果はあるものの、速度の大きさの偏りを解消する効果はないことがわかる。
特開平９−２２８９９７号公報

本発明は、吹き付け送風を容易に、かつ高効率に行わせるために、遠心型送風機からの吐出し流れの偏り、速度ムラといった、課題をコンパクトな構造で解消することができる遠心型送風機を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、上流側から下流側に向けて順次拡大する通風路を形成し、かつ軸方向の側面に吸込み口を、最下流の外周面に吐出し口を設けたスクロールケーシング内に、円周方向に沿って一定間隔で複数の翼を設けた羽根車を回転自在に設け、この羽根車に装着した回転軸の回転に伴って空気を通風路に沿って圧送し、上記吐出し口から空気を吹き出す遠心型送風機において、上記吐出し口に通じる吐出し側通風路の基端側にＲ状に湾曲した舌部を吐出し側通風路の内方側から上記吐出し口がある外方側に向かって内部に膨らむように設けるとともに、上記吐出し側通風路を前記羽根車の回転方向と逆向きに２０度から６０度のうちの任意の角度だけ、上記羽根車の回転方向と逆向きに屈曲させて形成し、上記吐出し側通風路の屈曲部分に、一端部を上記通風路上流側の方向に向け、かつ他端部を上記吐出し口の方向に向けるように屈曲させた案内翼を上記吐出し側通風路を横切る方向に一定間隔で複数設けたことにある。

本発明は、吐出し流れの偏り、速度ムラといった問題を送風効率を低下させずに、かつ、コンパクトな構造で解決できる。

以下本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１および図２は、本発明の一実施例による遠心型送風機を斜めから見た斜視図である。図１および図２において、この遠心型送風機１は、渦巻状の通風路２を形成し、かつ軸方向の側面に吸込み口３を、外周面に吐出し口４を設けたスクロールケーシング５と、このスクロールケーシング５内に配設された羽根車６とで構成されている。

羽根車６は、互いに対向するリング状の主板７と副板８相互間に、円周方向に沿って多数の翼９を一定間隔で、かつ半径方向に一定の傾斜角度で配設したものである。この羽根車６は、図示しない電動機の回転軸あるいは回転子に直接接続されて回転駆動されるものである。

一方、上記スクロールケーシング５は、図３に示すように、内部に配設された羽根車６と、この羽根車６を挟むように互いに対向して配置された一対の側板１０，１１と、側板１０，１１の外周相互間を連結する壁面１２とによって渦巻状の通風路２が形成されている。側板１０，１１は羽根車６の回転方向に沿って徐々に径が大きくなるように形成されており、上流側から下流側に向けて順次、通風路２の径方向の面積が拡大するように形成されている。上記スクロールケーシング５は、上記羽根車６の副板８が設けられた側の側板１１に空気の吸込み口３が形成されている。一方、上記スクロールケーシング５の外周側の壁面１２には、半径方向に空気を吐出す吐出し口４が設けられている。

上記渦巻状の通風路２には、吐出し口４に通じる吐出し側通風路１３の基端側にＲ状に湾曲した舌部１４が設けられて、吐出し口４に連通している。上記渦巻状の通風路２は、上記舌部１４を基点として、右回りに徐々に通風路２が拡大するように形成されており、通風路２の終端位置で上記吐出し口４に通じる吐出し側通風路１３に連通している。吐出し側通風路１３は、屈曲部分１５を中心に、渦巻状の通風路２から屈曲部分１５に向かう部分１３ａと、屈曲部分１５から吐出し口４に向かう部分１３ｂとに屈曲した形状となる。吐出し側通風路１３を屈曲させる角度αは、図４に示すように吐出し口４を中央に位置させるため、３８度に設定している。この角度αは、羽根車６の径、スクロールの設計により、任意に選択できるものであり、２０度から６０度の範囲が好ましい。

上記通風路１３の内面には、図４に示すように屈曲部分１５の位置に複数の案内翼１６が通風路１３を横切る方向(図示例では上下方向)に並設して設けられている。
この案内翼１６は、一端部１６ａを上記通風路２上流側の方向Ｖ１に向け、かつ他端部１６ｂを上記吐出し口４の方向Ｖ２に屈曲したものである。これら案内翼１６は、互いに一定間隔で吐出し側通風路１３の屈曲部分１５に吐出し側通風路１３を横切るように並設されている。案内翼１６の一端部１６ａは、上記屈曲部分１５に向かう通風路２の内壁面と略平行に並設され、案内翼１６の他端部１６ｂは、上記吐出し口４に向かう吐出し側通風路１３の内壁面と略平行に並設されている。

上記構成による遠心型送風機によると、電動機の駆動により羽根車６が回転すると、吸込み口３からスクロールケーシング５内に空気が導入される。スクロールケーシング５内に導入された空気は、渦巻状の通風路２を通って上流側から下流側に向けて順次圧送され、吐出し側通風路１３に向けて送られる。そして、屈曲部分１５の位置に設けられた複数の案内翼１６によって、案内され、吐出し口４から空気が外部に吐出される。

図５は本発明の実施の形態による遠心型送風機の吐出し流れをベクトルで示したものである。これによると、吐出し口４からの空気の流れは、すべて水平となっていることがわかる。また、流れの広がりも吐出し口４を中心に対称に広がっていることが分る。また、図６に示すように、吐出し流速の大きさを等高線で表したものからも吐出し口４前方部分では、等高線が密になる部分はなく、速度の偏りが小さいことがわかる。

吐出し口４に案内翼１６などの障害物を持つと、送風効率の低下が懸念されるが、従来例の速度分布を示す図９と本発明の速度分布を示す図６とを比較してみると、図中の速度の大きさを示す数値には、大きな差はなく、従来と同等の送風効率が得られていることがわかる。
すなわち、本発明の実施の形態による遠心型送風機では、吐出し流れの偏り、速度ムラといった問題を送風効率を低下させずに、かつ、コンパクトな構造で解決できることがわかる。

なお、本実施の形態では、吐出し口４をスクロール中心軸上に配置するような角度としているが、このことにより、従来、遠心型送風機では、吐出し口の位置が取り付ける向きにより、変わってしまうという不具合を解消できる。

また、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、上記実施の形態では羽根車６の翼９には、羽根車回転方向に円弧を描く多翼ファンを例として説明したが、放射状に平板のファンを用いたパドルファン、あるいは羽根車回転方向と逆向きの円弧のターボファンでも、同様の効果が得られる。さらに、吸込み口３は、上記実施の形態では、ベルマウス形状のものを用いたが円筒状であってもかまわない。またさらに、屈曲部分１５をＲ形状に滑らかに接続させる、あるいは案内翼１６の一端部１６ａおよび他端部１６ｂをＲ形状に滑らかに接続させるなどは流体損失を低減させるために任意に適用することができる。これらは、効率を改善することに繋がるが本発明の効果に本質的に影響するものではない。また、案内翼１６の枚数は、上記実施の形態では、８としたが、これはスクロールの大きさや保護機能を持たせるために適宜設定することができる。

本発明の実施の形態による遠心型送風機を示す斜視図である。 図１の遠心型送風機とともに羽根車と案内翼を示す斜視図である。 本発明の実施の形態による遠心型送風機を一部を切り欠いて示す概念図である。 図３の案内板の部分を拡大して示す部分拡大図である。 本発明の実施の形態による遠心型送風機における空気の流れをベクトルで表示した図である。 本発明の実施の形態による遠心型送風機における空気の流れの大きさを等高線で表示した図である。 従来の遠心型送風機を示す斜視図である。 従来の遠心型送風機における空気の流れをベクトルで表示した図である。 従来の遠心型送風機における空気の流れの大きさを等高線で表示した図である。 従来の遠心型送風機に案内板を設けた例を示す斜視図である。 従来の遠心型送風機に案内板を設けた例における空気の流れをベクトルで表示した図である。 従来の遠心型送風機に案内板を設けた例における空気の流れの大きさを等高線で表示した図である。

符号の説明

１ 遠心型送風機
２ 通風路
３ 吸込み口
４ 吐出し口
５ スクロールケーシング
６ 羽根車
７ 主板
８ 副板
９ 翼
１０，１１ 側板
１２ 壁面
１３ 吐出し側通風路
１６ 案内翼

Claims (2)

1. 上流側から下流側に向けて順次拡大する通風路を形成し、かつ軸方向の側面に吸込み口を、最下流の外周面に吐出し口を設けたスクロールケーシング内に、円周方向に沿って一定間隔で複数の翼を設けた羽根車を回転自在に設け、この羽根車に装着した回転軸の回転に伴って空気を通風路に沿って圧送し、上記吐出し口から空気を吹き出す遠心型送風機において、上記吐出し口に通じる吐出し側通風路の基端側にＲ状に湾曲した舌部を吐出し側通風路の内方側から上記吐出し口がある外方側に向かって内部に膨らむように設けるとともに、上記吐出し側通風路を前記羽根車の回転方向と逆向きに２０度から６０度のうちの任意の角度だけ、上記羽根車の回転方向と逆向きに屈曲させて形成し、上記吐出し側通風路の屈曲部分に、一端部を上記通風路上流側の方向に向け、かつ他端部を上記吐出し口の方向に向けるように屈曲させた案内翼を、上記吐出し側通風路を横切る方向に一定間隔で複数設けたことを特徴とする遠心型送風機。
2. 上記吐出し側通風路を前記羽根車の回転方向と逆向きに３８度の角度だけ、上記羽根車の回転方向と逆向きに屈曲させて形成したことを特徴とする請求項１に記載の遠心型送風機。

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